JP2002144245A - Tool manufacturing method and optical element processing method - Google Patents

Tool manufacturing method and optical element processing method

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JP2002144245A
JP2002144245A JP2000347468A JP2000347468A JP2002144245A JP 2002144245 A JP2002144245 A JP 2002144245A JP 2000347468 A JP2000347468 A JP 2000347468A JP 2000347468 A JP2000347468 A JP 2000347468A JP 2002144245 A JP2002144245 A JP 2002144245A
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Japan
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tool
curvature
lens
shape
dish
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JP2000347468A
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Japanese (ja)
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Norio Kimura
紀夫 木村
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Canon Inc
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Publication date
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  • Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
  • Grinding And Polishing Of Tertiary Curved Surfaces And Surfaces With Complex Shapes (AREA)
  • Polishing Bodies And Polishing Tools (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To process a lens with no error strictly in a target shape, etc. SOLUTION: An optical element is processed by a sample tool manufactured in accordance with an optical element target shape of the lens, etc., and its spherical surface shape is precisely measured with a shape measuring instrument. The shape measuring instrument has a probe 1 to scan a surface G1 of a measuring object G and computes a radius of curvature of the surface G1 from its displacement quantity in the Z axial direction. A difference of the radium of curvature is found as a relative value between the processed spherical surface shape of the optical element measured in this way and a spherical surface shape of the sample tool, and the lens, etc., is processed by using the tool having a radium of curvature from which the above difference is deducted.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、球面レンズ等の光
学素子を加工する研磨工具等を製造するための工具製造
方法および光学素子加工方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a tool manufacturing method for manufacturing a polishing tool for processing an optical element such as a spherical lens and an optical element processing method.

【0002】[0002]

【従来の技術】球面レンズ等加工用の工具には、研削工
程に使用する研削工具ではダイヤ砥粒を保持剤で固めた
ペレット皿があり、このペレット皿は、その形状・曲率
半径を、目標とする形状・曲率半径に作り込んだ鋳物皿
で摺りあわせて製作する。また、研磨工程で用いる研磨
工具としては、ポリウレタンシートを鋳鉄等でできた球
面形状の表面に貼って作られたポリ皿や、研磨剤を樹脂
で固めた固定砥粒皿があり、このポリ皿や固定砥粒皿
は、まず目的の形状・曲率半径に作り込んだ鋳物皿で摺
りあわせたダイヤ皿(合せ工具)を製作し、このダイヤ
皿で摺りあわせて、所定の形状・曲率半径に加工してい
る。
2. Description of the Related Art As a tool for machining a spherical lens or the like, a grinding tool used in a grinding process includes a pellet dish in which diamond abrasive grains are solidified with a holding agent. The pellet dish has a target shape and radius of curvature. It is manufactured by rubbing it with a casting dish made to have the shape and radius of curvature. Examples of the polishing tool used in the polishing step include a poly dish made by sticking a polyurethane sheet to a spherical surface made of cast iron or the like, and a fixed abrasive dish made by hardening an abrasive with a resin. For a fixed abrasive grain dish, first, a diamond dish (matching tool) rubbed with a casting dish made to the desired shape and radius of curvature is manufactured, and rubbed with this diamond dish to process it into the specified shape and radius of curvature. are doing.

【0003】レンズが目標形状に加工されるには、上記
の工具の形状が設計どおりになっていることが必要であ
り、それには工具形状を直接測定し、設計値と異なって
いる場合にはその部分を修正しなければならない。しか
しながら、生産現場で使用されている簡易球面計では、
工具形状を直接測定することはできなかった。
In order for a lens to be machined into a target shape, it is necessary that the shape of the above-mentioned tool is as designed, and this is done by directly measuring the shape of the tool. That part must be corrected. However, with a simple sphere meter used at the production site,
The tool shape could not be measured directly.

【0004】詳しく説明すると、図5の(a)に示すよ
うに、研削工具であるペレット皿401については、簡
易球面計400の触針402やリング403がダイヤ砥
粒404に当たった場合の値と、図5の(b)に示すよ
うに、簡易球面計400の触針402やリング403が
ダイヤ砥粒404に当たらなかった場合との値の差は、
ダイヤ砥粒404の大きさである2〜3μmとなるた
め、要求される精度である±0.5μmに達しない。
More specifically, as shown in FIG. 5A, a pellet dish 401 serving as a grinding tool has a value obtained when a stylus 402 or a ring 403 of a simple sphere meter 400 hits a diamond abrasive grain 404. As shown in FIG. 5B, the difference between the value when the stylus 402 and the ring 403 of the simple sphere meter 400 do not hit the diamond abrasive grains 404 is as follows.
Since the size of the diamond abrasive grains 404 is 2 to 3 μm, the required accuracy does not reach ± 0.5 μm.

【0005】また、図5の(c)に示すように、研磨工
具であるポリ皿405については、簡易球面計400の
リング403がポリシート406の弾力性のために曲線
Aで示すように変形し、また触針402はポリシート4
06の持つ気孔407に当たった場合と当たらなかった
場合とで、その値の差は気孔407の大きさである数μ
m〜数百μmとなり、要求される精度であるニュートン
±1本に達しない。加えて、簡易球面計ではポイント測
定のために、曲率半径しか算出できず、算出された曲率
半径も上述の理由で精度が悪く、球面形状はわからな
い。
[0005] As shown in FIG. 5 (c), the ring 403 of the simple sphere meter 400 is deformed as shown by the curve A due to the elasticity of the policy 406 in the poly dish 405 which is a polishing tool. And the stylus 402 is a policy 4
The difference in the value between the case of hitting the pore 407 of the cell 06 and the case of not hitting it is several μm, which is the size of the hole 407.
m to several hundred μm, which does not reach the required accuracy of ± 1 Newton. In addition, the simple sphere meter can calculate only the radius of curvature for the point measurement, and the calculated radius of curvature is also inaccurate for the above-described reason, and the spherical shape is unknown.

【0006】研磨工具である固定砥粒皿については、気
孔が少なく簡易球面計で測定可能であるが、前述したよ
うに曲率半径しか算出できず球面形状がわからないた
め、工具のくせ等がどのようになっているかが判断でき
ず、工具形状の適否が不明である。
[0006] A fixed abrasive dish, which is a polishing tool, has a small number of pores and can be measured with a simple sphere meter. However, as described above, only the radius of curvature can be calculated and the spherical shape cannot be known. Cannot be determined, and the appropriateness of the tool shape is unknown.

【0007】一方、一般的に市販されている形状測定器
を用いた場合は、前述の工具の持つ球面形状は算出でき
るが、ダイヤ砥粒や気孔等によって正確な曲率半径が測
定できないといった未解決の課題があった。これを解決
するために本出願人はダイヤ砥粒や気孔等を避けるデー
タ修正によって表面形状を測定する方法を提案している
(特開平08−219764号公報参照)。これによれ
ば、上記課題を解決できるが、この方法は、工具形状に
関してだけであり、この方法によって工具の形状を測定
し、設計値どおりに作成したとしても、この工具により
加工されたレンズの形状との関係については不明であ
る。
On the other hand, when a commercially available shape measuring instrument is used, the spherical shape of the above-mentioned tool can be calculated, but it is impossible to accurately measure the radius of curvature due to diamond abrasive grains or pores. There were challenges. In order to solve this problem, the present applicant has proposed a method of measuring the surface shape by correcting data avoiding diamond abrasive grains, pores, and the like (see Japanese Patent Application Laid-Open No. 08-219764). According to this, the above problem can be solved, but this method is only for the tool shape, and even if the shape of the tool is measured by this method and created according to the design value, the lens processed by this tool can be used. The relationship with the shape is unknown.

【0008】そこで、従来生産現場では以下のような2
つの測定方法のいずれかで工具の形状を修正していた。
Therefore, in the conventional production site, the following 2
The tool shape was modified by one of the two measurement methods.

【0009】図6は一従来例による凸形状のペレット皿
の修正方法を示すもので、同図の(a)に示すように、
設計値どおりに製作された鋳物皿501を図示していな
い機械に取り付け、鋳物皿501の凹部にペレット皿5
02を合せ砂503等を介在させて配置し、鋳物皿50
1を回転させる。同時に、ペレット皿502を揺動・回
転運動をさせ、合せ加工を行なう。
FIG. 6 shows a method of correcting a convex pellet dish according to a conventional example. As shown in FIG.
The casting dish 501 manufactured according to the design value is attached to a machine (not shown), and the pellet dish 5 is inserted into the recess of the casting dish 501.
02 is placed with interposed sand 503 etc.
Rotate 1 At the same time, the pellet plate 502 is swung and rotated to perform the alignment process.

【0010】合せ加工後、図6の(b)に示すように、
図示していない機械にペレット皿502を取り付け、研
削加工するレンズ504をペレット皿502上に配置
し、ペレット皿502を回転させ、同時にレンズ504
を揺動・回転運動をさせて研削加工を行なう。
After the joining process, as shown in FIG.
A pellet dish 502 is attached to a machine (not shown), a lens 504 to be ground is placed on the pellet dish 502, and the pellet dish 502 is rotated.
Is oscillated and rotated to perform grinding.

【0011】研削加工後、図6の(c)に示すように、
マスターゲージとなる球面原器505に簡易球面計50
6のリング507の開放部を押し当てて、ダイヤルゲー
ジ508の目盛の0点調整を行なう。その後、球面原器
505に替えて、図6の(d)に示すように、前述の被
測定物であるレンズ504に目盛の0点調整を行なった
簡易球面計506のリング507の開放部を押し当てて
ダイヤルゲージ508の目盛を読み取る。
After the grinding, as shown in FIG.
Simple sphere meter 50 on sphere prototype 505 serving as master gauge
6 is pressed against the open portion of the ring 507 to adjust the scale of the dial gauge 508 to a zero point. Then, as shown in FIG. 6D, the open portion of the ring 507 of the simple sphere meter 506 in which the scale of the lens 504 as the object to be measured has been adjusted to zero point is replaced with the spherical prototype 505 as shown in FIG. The scale of the dial gauge 508 is read by pressing.

【0012】つまり、レンズ504とリング507との
接触点509で形成される円断面に対するレンズ504
の頂点と測定子510との接点511の高さYと、球面
原器505とリング507との接触点512で形成され
る円断面に対する球面原器505と測定子510との接
触点513の高さXとの差Zがダイヤルゲージ508の
目盛に表れる。ここで、Y−X=−Zの場合は、凹球面
形状が大きいことを示し、Y−X=+Zの場合は、凹球
面形状が小さいことを示す。
That is, the lens 504 corresponds to a circular section formed at the contact point 509 between the lens 504 and the ring 507.
And the height Y of the contact point 513 between the spherical prototype 505 and the probe 510 with respect to the circular section formed by the contact point 512 between the spherical prototype 505 and the ring 507. The difference Z from the height X appears on the scale of the dial gauge 508. Here, when Y−X = −Z, the concave spherical shape is large, and when Y−X = + Z, the concave spherical shape is small.

【0013】このようにして、レンズ504の曲率半径
が設計値に対してどの程度ずれているかを判断し、公差
外である場合にはペレット皿502の曲率半径が希望ど
おりの曲率半径となっていないと判断する。従って、こ
の場合には、図6の(a)の工程に戻り、再び同図の
(b)、(c)、(d)の工程をレンズ504の曲率半
径が設計値の公差内になるまで繰り返し行なう。このよ
うにして工具を製作していた。
In this manner, it is determined how much the radius of curvature of the lens 504 deviates from the design value. If the radius of curvature is out of the tolerance, the radius of curvature of the pellet plate 502 is the desired radius of curvature. Judge that there is no. Therefore, in this case, the process returns to the process of FIG. 6A, and the processes of FIG. 6B, FIG. 6C, and FIG. 6D are performed again until the radius of curvature of the lens 504 falls within the tolerance of the design value. Repeat. The tool was made in this way.

【0014】一方、研磨工程に用いるポリ皿については
図7に示す工程によって修正する。
On the other hand, the poly dish used in the polishing step is corrected by the step shown in FIG.

【0015】図7の(a)はポリ皿を合せるためのダイ
ヤ皿の合わせ工程を示すもので、鋳物で設計値どおりに
製作されている鋳物皿601を図示していない機械に取
り付け、鋳物皿601の凸部にダイヤ皿(合せ皿)60
2を合せ砂等603を介在させて配置し、鋳物皿601
を回転させる。同時にダイヤ皿602を揺動・回転運動
をさせ、合せ加工を行なう。
FIG. 7 (a) shows a process of aligning a diamond plate for aligning a poly plate, in which a casting plate 601 manufactured by casting as designed is mounted on a machine (not shown), Diamond plate (matching plate) 60 on the convex part of 601
2 are arranged with a sand 603 therebetween.
To rotate. At the same time, the diamond plate 602 is rocked and rotated to perform the alignment process.

【0016】ダイヤ皿602が合せ終わったら、図7の
(b)に示すように、ポリ皿604と前述のダイヤ皿6
02を図示していない合せ機械に取り付け、ダイヤ皿6
02を回転運動させるとともに、ダイヤ皿の凹部に水を
介在させて配置したポリ皿604を揺動・回転運動さ
せ、ポリ皿604のポリシートの減耗量が一定値に達す
るまで合せる。
When the diamond plate 602 is completed, as shown in FIG. 7B, the poly plate 604 and the above-mentioned diamond plate 6
02 to a matching machine (not shown).
02 is rotated and at the same time, the poly plate 604 arranged with water in the concave portion of the diamond plate is rocked and rotated to adjust until the amount of depletion of the poly plate 604 reaches a certain value.

【0017】ポリ皿604を合せ終わった後は、図7の
(c)で示すように、図示していない機械にポリ皿60
4を取り付け、研磨するレンズ605を研磨砥粒606
を介在させてポリ皿604上に配置し、ポリ皿604を
回転させると同時にレンズ605を揺動・回転運動をさ
せて研磨加工を行なう。
After the plastic plate 604 has been aligned, as shown in FIG.
4 is attached, and the lens 605 to be polished is
Is placed on the poly plate 604 with the intermediary of the lens, and the polishing process is performed by rotating the poly plate 604 and simultaneously swinging and rotating the lens 605.

【0018】研磨加工後、図7の(d)に示すように、
マスタゲージとなる球面原器607にレンズ605を載
置する。球面原器607とレンズ605との曲率半径が
異なる場合に間隙Bが生じる。球面原器607の下方か
ら単一光αを照射すると、その波長λと間隙との関係に
よりレンズ605を通して、ニュートンリング608が
観察できる。ニュートンリングの1本は、λ/2であっ
て、このことからニュートンリングの本数によりレンズ
605の曲率半径が球面原器607とどの程度の差異が
あるかがわかる。
After the polishing, as shown in FIG.
The lens 605 is placed on the spherical prototype 607 serving as a master gauge. A gap B occurs when the spherical prototype 607 and the lens 605 have different radii of curvature. When the single light α is irradiated from below the spherical prototype 607, the Newton ring 608 can be observed through the lens 605 due to the relationship between the wavelength λ and the gap. One of the Newton rings is λ / 2, which indicates how much the radius of curvature of the lens 605 differs from that of the spherical prototype 607 depending on the number of Newton rings.

【0019】レンズ605の曲率半径が設計値の公差外
の場合には、図7の(a)の工程に戻り、再び同図の
(b)、(c)、(d)の工程をレンズ605の曲率半
径が設計値の公差内になるまで繰り返し行なう。この方
法は、研磨工具が固定砥粒皿の場合も同様である。
If the radius of curvature of the lens 605 is out of the design value tolerance, the process returns to the step (a) of FIG. 7 and the steps (b), (c), and (d) of FIG. Is repeatedly performed until the radius of curvature becomes within the tolerance of the design value. This method is the same when the polishing tool is a fixed abrasive dish.

【0020】[0020]

【発明が解決しようとする課題】上記従来の技術によれ
ば、形状測定器を使用して工具形状を直接測定したとし
ても、加工されるレンズと工具との相関が分かっていな
いため、例えば工具が設計値どおりの測定値を示してい
ても、加工されたレンズは設計値から外れてしまう。こ
のような場合に、加工したレンズを測定してレンズが設
計値になるまで、同様の合せ加工を繰り返して工具を製
作するという方法は、その工程に時間がかかり、コスト
高であるという未解決の課題があった。
According to the above prior art, even if the tool shape is directly measured using a shape measuring instrument, the correlation between the lens to be machined and the tool is not known. Shows the measured values as designed, but the processed lens deviates from the designed values. In such a case, the method of manufacturing a tool by measuring the processed lens and repeating the same matching processing until the lens reaches a design value takes a long time in the process, and the cost is high. There were challenges.

【0021】本発明は上記従来の技術の有する未解決の
課題に鑑みてなされたものであって、加工されたレンズ
と工具の相関値に基づいて工具を製作することにより、
レンズ等の加工形状の信頼性を大幅に向上できる工具製
造方法および光学素子加工方法を提供することを目的と
するものである。
The present invention has been made in view of the above-mentioned unresolved problems of the prior art, and has been made by manufacturing a tool based on a correlation value between a processed lens and a tool.
It is an object of the present invention to provide a tool manufacturing method and an optical element processing method that can significantly improve the reliability of a processing shape of a lens or the like.

【0022】[0022]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の工具製造方法は、光学素子目標形状に基づ
くサンプル工具によって加工された光学素子の加工球面
形状を測定し、該加工球面形状と前記サンプル工具の球
面形状との間の相関値を得る工程を有し、得られた相関
値と前記光学素子目標形状に基づいて工具を製作するこ
とを特徴とする。
In order to achieve the above object, a tool manufacturing method according to the present invention measures a processing spherical shape of an optical element processed by a sample tool based on an optical element target shape, and calculates the processing spherical shape. And obtaining a correlation value between the sample and the spherical shape of the sample tool. The tool is manufactured based on the obtained correlation value and the target shape of the optical element.

【0023】また、研磨工具を製作する工程で用いる合
せ工具を製造するための工具製造方法であって、光学素
子目標形状に基づく合せサンプル工具で合せた研磨工具
を用いて加工された光学素子の加工球面形状を測定し、
該加工球面形状と前記合せサンプル工具の球面形状との
間の相関値を得る工程を有し、得られた相関値と前記光
学素子目標形状に基づいて合せ工具を製作することを特
徴とする工具製造方法でもよい。
The present invention also relates to a tool manufacturing method for manufacturing a mating tool used in a step of manufacturing a polishing tool, wherein the method comprises the steps of: Measure the processed spherical shape,
A tool for obtaining a correlation value between the processed spherical shape and the spherical shape of the matching sample tool, and manufacturing a matching tool based on the obtained correlation value and the optical element target shape. A manufacturing method may be used.

【0024】測定対象物の表面を走査する触針の変位量
を測定することで球面形状を測定する形状測定器によっ
て、光学素子の加工球面形状およびサンプル工具または
合せサンプル工具の球面形状を測定するとよい。
When the shape measuring device for measuring the spherical shape by measuring the amount of displacement of the stylus that scans the surface of the object to be measured measures the processed spherical shape of the optical element and the spherical shape of the sample tool or the combined sample tool. Good.

【0025】本発明の光学素子加工方法は、上記の工具
製造方法によって製作された工具を用いてレンズを加工
することを特徴とする。
An optical element processing method according to the present invention is characterized in that a lens is processed using a tool manufactured by the above-described tool manufacturing method.

【0026】[0026]

【作用】目標とする設計形状通りの光学素子を加工する
ために、光学素子目標形状に基づいて製作されたサンプ
ル工具または合せサンプル工具を用いて光学素子を加工
し、その加工球面形状を形状測定器によって精密に測定
して、前記光学素子目標形状との間の相関値として曲率
半径差分を算出する。
In order to process an optical element according to a target design shape, the optical element is processed using a sample tool or a combined sample tool manufactured based on the target shape of the optical element, and the processed spherical shape is measured. And a curvature radius difference is calculated as a correlation value between the optical element and the target shape.

【0027】このようにして予め求めておいた曲率半径
差分を相殺するように設計形状を修正して研削工具や研
磨工具を製造し、これを用いてレンズ等を加工すれば、
形状精度の高い良質な光学素子を効率よく生産すること
ができる。
If a grinding tool or a polishing tool is manufactured by correcting the design shape so as to cancel the difference in the radius of curvature determined in advance in this way, and a lens or the like is machined using the tool,
It is possible to efficiently produce a high-quality optical element having high shape accuracy.

【0028】[0028]

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面に基づ
いて説明する。
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

【0029】図1は、一実施の形態において用いる形状
測定器を説明するもので、この装置は、触針1を有し、
該触針1は、測定対象物としての研削工具または研磨工
具あるいは合せ工具である皿Gの表面G1に対して、垂
直方向(Z軸方向)から付勢されて、所定の走査方向
(X軸方向)に表面G1上を所定の走査長Lだけ走査さ
れる。読み取り部2は、触針1のX軸方向の位置と、そ
の位置における触針1のZ軸方向の変位(上下動)を読
み取る。演算部3は、この読み取り部2から触針1のX
軸方向とZ軸方向のデータを読み込んで皿Gの表面形状
を演算する。その演算結果は、表示部4にて表示され、
またプリンタ5にてプリントされる。触針1の接触部
は、ダイヤあるいはサファイア等で作られており、また
演算部3、表示部4、およびプリンタ5は、キーボード
6に入力された指令に基づいて制御される。
FIG. 1 illustrates a shape measuring instrument used in one embodiment. This apparatus has a stylus 1 and
The stylus 1 is urged in a vertical direction (Z-axis direction) against a surface G1 of a plate G, which is a grinding tool, a polishing tool, or a combination tool as a measurement object, and is moved in a predetermined scanning direction (X-axis direction). (Scan direction) on the surface G1 for a predetermined scanning length L. The reading unit 2 reads the position of the stylus 1 in the X-axis direction and the displacement (vertical movement) of the stylus 1 in the Z-axis direction at that position. The calculation unit 3 reads the X of the stylus 1 from the reading unit 2.
The surface shape of the dish G is calculated by reading data in the axial direction and the Z-axis direction. The calculation result is displayed on the display unit 4,
Also, it is printed by the printer 5. The contact portion of the stylus 1 is made of diamond or sapphire, and the arithmetic unit 3, the display unit 4, and the printer 5 are controlled based on a command input to the keyboard 6.

【0030】演算部3は、読み取り部2とデータのやり
取りを行なうI/O31と、制御・演算を司るCPU
(中央演算処理装置)32と、CPU32が処理する際
に必要とする各種データを一時貯えるRAM(ランダム
アクセスメモリ)33と、演算プログラムや制御プログ
ラムを書き込んだROM(リードオンリーメモリ)34
と、キーボード6からの司令信号をCPU32に伝達す
るI/O35と、CPU32の演算経過と結果を印刷の
ための信号に変換するインターフェイス37、38とを
有する。
The calculation unit 3 includes an I / O 31 for exchanging data with the reading unit 2 and a CPU for controlling and calculating.
(Central processing unit) 32, RAM (random access memory) 33 for temporarily storing various data required for processing by the CPU 32, and ROM (read only memory) 34 in which arithmetic programs and control programs are written
And an I / O 35 for transmitting a command signal from the keyboard 6 to the CPU 32, and interfaces 37 and 38 for converting the calculation progress and the result of the CPU 32 into signals for printing.

【0031】次に上記の装置を用いた工具の製作方法に
ついて詳しく説明する。
Next, a method for manufacturing a tool using the above-described apparatus will be described in detail.

【0032】まず、研削工具である研削皿(ペレット
皿)または研磨工具である研磨皿(固定砥粒皿・ポリ
皿)あるいはその合せ工具である合せ皿(ダイヤ皿)を
製作するために、光学素子目標形状に基づく設計値どお
りに鋳物皿が製作される。鋳物皿の表面は、粗さが細か
いために、簡易球面計あるいは形状測定器で充分な精度
で形状が測定でき、所望の形状に製作することが容易で
ある。
First, in order to manufacture a grinding dish (pellet dish) as a grinding tool, a polishing dish (fixed abrasive dish / poly dish) as a polishing tool, or a matching dish (diamond dish) as a matching tool thereof. The casting tray is manufactured according to the design value based on the element target shape. Since the surface of the casting dish has a fine roughness, the shape can be measured with sufficient accuracy using a simple spherical meter or a shape measuring instrument, and it is easy to produce a desired shape.

【0033】製作した鋳物皿で充分合せたペレット皿あ
るいは、鋳物皿で充分合せた研磨皿の合せ皿(ダイヤ
皿)あるいはダイヤ皿と充分合せた研磨皿(固定砥粒皿
・ポリ皿)を所定の測定位置にセットし、キーボード6
を操作して触針1を所定のスタート位置へ移動させる。
[0033] A pellet dish that is fully matched with the casting dish manufactured, a combination dish (diamond dish) of a polishing dish that is sufficiently matched with the casting dish, or a polishing dish (fixed abrasive dish and poly dish) that is sufficiently matched with the diamond dish is specified. Set to the measurement position of
Is operated to move the stylus 1 to a predetermined start position.

【0034】この際、測定対象物Gの表面粗さと曲率半
径は概略分かっており、また、測定対象物形状等に応じ
て用いられる触針1の曲率半径は予め分かっているた
め、適宜適切な触針を選択し、精度を高めるために触針
1の走査長Lを測定対象物Gの曲率半径以上にとるよう
にする。
At this time, the surface roughness and the radius of curvature of the measuring object G are roughly known, and the radius of curvature of the stylus 1 used in accordance with the shape of the measuring object is known in advance. The stylus is selected, and the scanning length L of the stylus 1 is set to be equal to or larger than the radius of curvature of the measurement object G in order to increase the accuracy.

【0035】このような条件において、触針1の触針条
件および走査長、測定対象物である研削・研磨皿Gの形
状の種類等の測定条件を入力してから、スタートキーを
押して測定開始を司令する信号をCPU32に送る。
Under these conditions, after inputting the stylus condition and scanning length of the stylus 1 and the measuring condition such as the type of the shape of the grinding / polishing dish G which is the object to be measured, the measurement is started by pressing the start key. Is sent to the CPU 32.

【0036】触針1の走査長Lは任意に設定可能であ
り、また触針1は先端の外径が異なるものと適宜交換さ
れる。触針1はX軸方向に測定対象物Gの表面G1上を
測定長Lだけ走査し、読み取り部2は触針1のX軸方向
の位置とZ軸方向の変位を読み取ってCPU32に出力
し、CPU32はそのデータをRAM33に一時保存す
る。
The scanning length L of the stylus 1 can be set arbitrarily, and the stylus 1 is appropriately replaced with one having a different outer diameter at the tip. The stylus 1 scans on the surface G1 of the measurement object G by the measurement length L in the X-axis direction, and the reading unit 2 reads the position of the stylus 1 in the X-axis direction and the displacement in the Z-axis direction and outputs them to the CPU 32. , The CPU 32 temporarily stores the data in the RAM 33.

【0037】走査終了後、CPU32は、RAM33に
保存されたデータに基づいて研削・研磨皿Gの表面形状
を算出する。これにより、表示部4あるいはプリンタ5
に研削・研磨皿Gの表面形状や曲率半径等を出力する。
After the scanning, the CPU 32 calculates the surface shape of the grinding / polishing dish G based on the data stored in the RAM 33. Thereby, the display unit 4 or the printer 5
The surface shape, radius of curvature and the like of the grinding / polishing plate G are output.

【0038】次に、前述の工具によって加工されたレン
ズを前述と同様に測定し、表面形状や曲率半径等を出力
する。このようにして測定されたサンプル工具やサンプ
ル合せ工具の加工球面形状とこれを用いて加工されたレ
ンズの加工球面形状は、図2ないし図4に示すような相
関値を有する関係であることが分かる。
Next, the lens processed by the aforementioned tool is measured in the same manner as described above, and the surface shape, radius of curvature and the like are output. The processed spherical shape of the sample tool or the sample matching tool measured in this way and the processed spherical shape of the lens processed using the same may have a relationship having correlation values as shown in FIGS. I understand.

【0039】図2は、研削工程において加工条件を変
え、サンプル工具である研削皿(凸ペレット皿)とそれ
により加工した光学素子である凹レンズとの球面形状を
前述と同様の方法によって測定し、縦軸に研削皿と加工
したレンズの曲率半径差分をとり、横軸に加工条件をと
ったものである。グラフ40はデータの平均値を示す。
図2から分かるように、ペレット皿とレンズとの曲率半
径差分はほぼ0.5μmである。ここで、図2のペレッ
ト皿とレンズを測定したときの触針の曲率半径は2mm
である。
FIG. 2 shows the results obtained by changing the processing conditions in the grinding step and measuring the spherical shapes of a grinding dish (convex pellet dish) as a sample tool and a concave lens as an optical element processed by the same method as described above. The vertical axis shows the difference in curvature radius between the grinding plate and the processed lens, and the horizontal axis shows the processing conditions. Graph 40 shows the average value of the data.
As can be seen from FIG. 2, the difference in radius of curvature between the pellet dish and the lens is approximately 0.5 μm. Here, the radius of curvature of the stylus when measuring the pellet dish and the lens in FIG. 2 is 2 mm.
It is.

【0040】このように、ペレット皿とレンズの加工球
面形状との間の相関値は0.5μmであるから、設計値
どおりのレンズ形状を加工するためには、ペレット皿の
球面形状を曲率半径においてレンズ曲率半径よりも0.
5μmの差分をもって製作すればよい。
As described above, since the correlation value between the pellet dish and the processed spherical shape of the lens is 0.5 μm, in order to process the lens shape as designed, the spherical shape of the pellet dish must have a radius of curvature. Is larger than the lens radius of curvature by 0.1 mm.
It may be manufactured with a difference of 5 μm.

【0041】実際の工具製作工程では、合せたペレット
皿を前述の触針曲率半径で測定しつつ、所望のレンズ曲
率半径から前述の相関値すなわち曲率半径差分をもった
曲率半径になるように、ペレット皿の曲率半径を合せ込
んでいく。
In the actual tool manufacturing process, the combined pellet dishes are measured at the above-mentioned stylus radius of curvature, and a radius of curvature having the aforementioned correlation value, that is, a radius of curvature difference, is obtained from a desired lens radius of curvature. Adjust the radius of curvature of the pellet dish.

【0042】図3は、研磨工程において加工条件を変
え、サンプル工具である凸ポリ皿(研磨工具)とそれに
より加工した凹レンズとの曲率半径を前述と同様の方法
によって測定して曲率半径差分を得たもので、縦軸に凸
ポリ皿と加工したレンズの曲率半径差分をとり、横軸に
加工条件をとったものである。グラフ41はデータの平
均値を示す。この図から分かるように、凸ポリ皿とレン
ズとの相関値である曲率半径差分はほぼ1.5μmであ
る。ここで、図3の凸ポリ皿を測定したときの触針の曲
率半径は2mmであり、レンズを測定したときの触針の
曲率半径は0.5mmである。
FIG. 3 shows that the processing conditions are changed in the polishing step, the radius of curvature between the convex poly-dish (polishing tool) as a sample tool and the concave lens processed by the same is measured by the same method as described above, and the difference in the radius of curvature is calculated. The difference between the radius of curvature of the convex lens and the processed lens is plotted on the vertical axis, and the processing conditions are plotted on the horizontal axis. Graph 41 shows the average value of the data. As can be seen from this figure, the radius of curvature difference, which is the correlation value between the convex poly-plate and the lens, is approximately 1.5 μm. Here, the radius of curvature of the stylus when measuring the convex plastic dish of FIG. 3 is 2 mm, and the radius of curvature of the stylus when measuring the lens is 0.5 mm.

【0043】この測定条件で測定した場合の凸ポリ皿と
レンズとの相関値は1.5μmであるから、設計値どお
りのレンズ形状を加工するためには、凸ポリ皿の形状は
曲率半径においてレンズ曲率半径よりも1.5μmの差
分をもって製作すればよい。
Since the correlation value between the convex poly-dish and the lens measured under these measurement conditions is 1.5 μm, the shape of the convex poly-dish must be at the radius of curvature in order to process the lens shape as designed. It may be manufactured with a difference of 1.5 μm from the lens radius of curvature.

【0044】実際の工具製作工程では、合せた凸ポリ皿
を前述の触針曲率半径で測定をしつつ、所望のレンズ曲
率半径から前述の相関値である差分をもった曲率半径に
なるように、凸ポリ皿の曲率半径を合せ込んでいく。そ
して、この凸ポリ皿で加工することにより設計値どおり
のレンズを製造できる。
In the actual tool manufacturing process, the combined convex poly-dish is measured with the above-mentioned stylus radius of curvature, and is adjusted to have a radius of curvature having the above-mentioned correlation value difference from the desired lens radius of curvature. The curvature radius of the convex poly dish is adjusted. Then, by processing with this convex poly-dish, it is possible to manufacture a lens as designed.

【0045】図4は、研磨工程において加工条件を変
え、合せサンプル工具であるダイヤ皿と研磨皿(固定砥
粒皿)および研磨皿により加工した凹レンズとの曲率半
径を前述と同様の方法によって測定したものである。縦
軸にダイヤ皿と固定砥粒皿、固定砥粒皿と加工したレン
ズの曲率半径差分をとり、横軸に加工条件をとったもの
で、グラフ43はダイヤ皿−固定砥粒皿のデータの平均
値を示す。また、グラフ44は固定砥粒皿−レンズのデ
ータの平均値を示す。この図から分かるように、ダイヤ
皿−固定砥粒皿の曲率半径差分はほぼ0.5μmであ
る。また、固定砥粒皿−レンズの曲率半径差分はほぼ
1.5μmである。ここで、図4のダイヤ皿を測定した
ときの触針の曲率半径は2mmであり、固定砥粒皿およ
びレンズを測定したときの触針の曲率半径は0.5mm
である。
FIG. 4 shows that the processing conditions are changed in the polishing process, and the radius of curvature of the diamond plate, which is a mating sample tool, the polishing plate (fixed abrasive plate), and the concave lens processed by the polishing plate are measured by the same method as described above. It was done. The vertical axis shows the difference between the radius of curvature of the diamond dish and the fixed abrasive dish, the fixed abrasive dish and the radius of curvature of the processed lens, and the horizontal axis shows the processing conditions. The graph 43 shows the data of the diamond dish-fixed abrasive dish. Shows the average value. Graph 44 shows the average value of the data of the fixed abrasive dish-lens. As can be seen from this figure, the difference in radius of curvature between the diamond plate and the fixed abrasive plate is approximately 0.5 μm. The difference in radius of curvature between the fixed abrasive dish and the lens is approximately 1.5 μm. Here, the radius of curvature of the stylus when measuring the diamond dish of FIG. 4 is 2 mm, and the radius of curvature of the stylus when measuring the fixed abrasive dish and the lens is 0.5 mm.
It is.

【0046】この測定条件で測定した場合の固定砥粒皿
とレンズとの相関値は1.5μm(固定砥粒皿の曲率半
径がレンズの曲率半径より大きい)であり、固定砥粒皿
とダイヤ皿との相関値は0.5μm(固定砥粒皿の曲率
半径がダイヤ皿の曲率半径より大きい)である。すなわ
ち、ダイヤ皿、固定砥粒皿、レンズの各曲率半径の大き
さをレンズ基準にして比較すると、レンズに対し、固定
砥粒皿は1.5μm大きく、ダイヤ皿は1.0μm大き
いこととなる。従って、設計値どおりのレンズ形状を加
工する場合には、ダイヤ皿の形状を曲率半径においてレ
ンズ曲率半径よりも1.0μmの差分をもって製作すれ
ば、固定砥粒皿の形状は曲率半径においてレンズ皿の曲
率半径に対して1.5μmの差分となり、結局研磨され
たレンズの曲率半径は設計値どおりとなる。
The correlation value between the fixed abrasive dish and the lens measured under these measurement conditions is 1.5 μm (the radius of curvature of the fixed abrasive dish is larger than the radius of curvature of the lens). The correlation value with the dish is 0.5 μm (the radius of curvature of the fixed abrasive dish is larger than the radius of curvature of the diamond dish). That is, when the sizes of the radius of curvature of the diamond plate, the fixed abrasive plate, and the lens are compared with each other on the basis of the lens, the fixed abrasive plate is 1.5 μm larger than the lens, and the diamond plate is 1.0 μm larger than the lens. . Therefore, when processing the lens shape according to the design value, if the shape of the diamond dish is manufactured with a difference of 1.0 μm from the lens curvature radius at the radius of curvature, the shape of the fixed abrasive dish will be the lens dish at the radius of curvature. Is 1.5 μm different from the radius of curvature of the lens, and the radius of curvature of the polished lens eventually becomes the designed value.

【0047】実際の工具製作工程では、合せたダイヤ皿
を前述の触針曲率半径で測定をしつつ、所望のレンズ曲
率半径から前述の相関値の差分をもった曲率半径になる
ように、ダイヤ皿の曲率半径を合せ込んでいく。そし
て、このダイヤ皿により合せた固定砥粒皿は、前述の相
関値をもった曲率半径となる。
In the actual tool manufacturing process, the combined diamond plate is measured at the above-mentioned stylus curvature radius, and the diamond radius is adjusted so as to have a curvature radius having a difference between the desired lens curvature radius and the above-described correlation value. Adjust the radius of curvature of the dish. Then, the fixed abrasive dish adjusted by the diamond dish has a radius of curvature having the above-described correlation value.

【0048】ところで、上記の触針曲率半径は精度を高
めるようなある曲率半径を選択して説明したが、この曲
率半径以外の触針曲率半径でも充分な精度が可能であ
る。この場合、触針曲率半径により、算出される被測定
物の曲率半径は異なり、工具とレンズとの相関値とは異
なる。従って、この場合は予め一度その相関値を調べて
おくことにより、その相関値に従って工具を製作すれば
よい。
Although the above description has been made by selecting a certain radius of curvature for improving the accuracy of the stylus curvature, sufficient accuracy is possible with a stylus curvature radius other than this radius of curvature. In this case, the radius of curvature of the object to be measured is different depending on the radius of curvature of the stylus, and the correlation value between the tool and the lens is different. Therefore, in this case, the tool may be manufactured according to the correlation value by checking the correlation value once beforehand.

【0049】[0049]

【発明の効果】本発明は上述のとおり構成されているの
で、以下に記載するような効果を奏する。
Since the present invention is configured as described above, the following effects can be obtained.

【0050】研削工具や研磨工具等の工具または合せ工
具とこれによって加工されたレンズ等の光学素子の球面
形状の相関値を予め求めておき、この相関値を考慮した
球面形状の工具または合せ工具を製造し、光学素子の加
工に用いる。
A correlation value between the spherical shape of a tool such as a grinding tool or a polishing tool or a matching tool and an optical element such as a lens processed by the tool is determined in advance, and a spherical shape tool or a matching tool taking this correlation value into consideration. Is manufactured and used for processing an optical element.

【0051】工具製造の際に、上記相関値に基づく修正
を設計値に対して加えるだけですむため、レンズ等を実
際に加工して形状誤差を求めたうえで工具の球面形状を
修正加工する場合に比べて、工具製造にかかる時間やコ
ストを大幅に短縮し、形状誤差のない設計値どおりの高
品質なレンズ等を効率よく生産することができる。
At the time of manufacturing a tool, it is only necessary to add a correction based on the above correlation value to a design value. Therefore, a lens or the like is actually processed to obtain a shape error, and then the spherical shape of the tool is corrected and processed. Compared with the case, the time and cost required for tool manufacturing can be greatly reduced, and a high-quality lens or the like having the same design value without a shape error can be efficiently produced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】一実施の形態において用いる形状測定器を説明
する図である。
FIG. 1 is a diagram illustrating a shape measuring instrument used in an embodiment.

【図2】研削皿−レンズの相関値を求めるグラフを示す
図である。
FIG. 2 is a graph showing a graph for obtaining a correlation value between a grinding plate and a lens.

【図3】研磨皿−レンズの相関値を求めるグラフを示す
図である。
FIG. 3 is a diagram showing a graph for calculating a polishing plate-lens correlation value.

【図4】合せ皿、研磨皿−レンズの相関値を求めるグラ
フを示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a graph for calculating a correlation value between a combination dish and a polishing dish-lens.

【図5】簡易球面計による従来の測定方法を示す図であ
る。
FIG. 5 is a diagram showing a conventional measurement method using a simple sphere meter.

【図6】一従来例による研削皿製作工程を示す図であ
る。
FIG. 6 is a diagram showing a grinding plate manufacturing process according to a conventional example.

【図7】別の従来例による研磨皿製作工程を示す図であ
る。
FIG. 7 is a view showing a polishing dish manufacturing process according to another conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 触針 2 読み取り部 3 演算部 4 表示部 5 プリンタ 6 キーボード 31、35 I/O 32 CPU 33 RAM 34 ROM 36 VRAM 37、38 インターフェイス DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Touch probe 2 Reading part 3 Operation part 4 Display part 5 Printer 6 Keyboard 31, 35 I / O 32 CPU 33 RAM 34 ROM 36 VRAM 37, 38 Interface

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 光学素子目標形状に基づくサンプル工具
によって加工された光学素子の加工球面形状を測定し、
該加工球面形状と前記サンプル工具の球面形状との間の
相関値を得る工程を有し、得られた相関値と前記光学素
子目標形状に基づいて工具を製作することを特徴とする
工具製造方法。
1. A processing spherical shape of an optical element processed by a sample tool based on an optical element target shape is measured.
Obtaining a correlation value between the processed spherical shape and the spherical shape of the sample tool, and manufacturing a tool based on the obtained correlation value and the optical element target shape. .
【請求項2】 工具が、研削工具または研磨工具である
ことを特徴とする請求項1記載の工具製造方法。
2. The method according to claim 1, wherein the tool is a grinding tool or a polishing tool.
【請求項3】 研磨工具を製作する工程で用いる合せ工
具を製造するための工具製造方法であって、光学素子目
標形状に基づく合せサンプル工具で合せた研磨工具を用
いて加工された光学素子の加工球面形状を測定し、該加
工球面形状と前記合せサンプル工具の球面形状との間の
相関値を得る工程を有し、得られた相関値と前記光学素
子目標形状に基づいて合せ工具を製作することを特徴と
する工具製造方法。
3. A tool manufacturing method for manufacturing a mating tool used in a step of manufacturing a polishing tool, comprising the steps of: Measuring the processing spherical shape and obtaining a correlation value between the processing spherical shape and the spherical shape of the matching sample tool, and manufacturing a matching tool based on the obtained correlation value and the optical element target shape. A method for producing a tool.
【請求項4】 測定対象物の表面を走査する触針の変位
量を測定することで球面形状を測定する形状測定器によ
って、光学素子の加工球面形状およびサンプル工具また
は合せサンプル工具の球面形状を測定することを特徴と
する請求項1ないし3いずれか1項記載の工具製造方
法。
4. A shape measuring device for measuring a spherical shape by measuring a displacement amount of a stylus for scanning a surface of a measuring object, thereby forming a processed spherical shape of an optical element and a spherical shape of a sample tool or a combined sample tool. The tool manufacturing method according to claim 1, wherein the measurement is performed.
【請求項5】 請求項1ないし4いずれか1項記載の工
具製造方法によって製作された工具を用いてレンズを加
工することを特徴とする光学素子加工方法。
5. An optical element processing method, wherein a lens is processed using a tool manufactured by the tool manufacturing method according to any one of claims 1 to 4.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2015197297A (en) * 2014-03-31 2015-11-09 ダイハツ工業株式会社 shape recognition device

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