JP2008168402A - Grinding device and grinding method of optical element - Google Patents

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  • Grinding And Polishing Of Tertiary Curved Surfaces And Surfaces With Complex Shapes (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To easily grind a complicated shaped lens in simple constitution. <P>SOLUTION: This grinding device is furnished with: a rotating base 12 to support an aspheric lens 10 which is a grinding object and to rotate around a first rotation axis C1; and a grinding wheel 14 which has a grinding surface 14a in correspondence with a shape of an optical functional surface of the aspheric lens 10, rotates around a second rotation axis C2 intersecting at a prescribed inclination angle θ with the first rotation axis C1, and grinds the aspheric lens 10 by the grinding surface 14a. An optical element having a complicated surface shape is thereby easily ground by duplicate grinding. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、光学素子の研削装置及び研削方法に関する。   The present invention relates to an optical element grinding apparatus and a grinding method.

従来から、例えば特開平9−254040号公報に記載されているように、被研削物である光学レンズと砥石の共摺りにより、光学レンズを研削、研磨する加工方法が知られている。   2. Description of the Related Art Conventionally, as described in, for example, JP-A-9-254040, a processing method is known in which an optical lens is ground and polished by co-sliding an optical lens that is an object to be ground and a grindstone.

図9は、上記公報に記載された研削方法を説明するための断面図である。図9に示すように、上記公報に記載された方法は、回転軸C10を中心として被研削物であるレンズ100を回転させ、回転軸C10と平行な回転軸C11を中心として砥石110を回転させることで、砥石110でレンズ100の表面を研削するものである。   FIG. 9 is a cross-sectional view for explaining the grinding method described in the above publication. As shown in FIG. 9, in the method described in the above publication, the lens 100, which is an object to be ground, is rotated about the rotation axis C10, and the grindstone 110 is rotated about the rotation axis C11 parallel to the rotation axis C10. Thus, the surface of the lens 100 is ground with the grindstone 110.

特開平9−254040号公報Japanese Patent Laid-Open No. 9-254040

しかしながら、上記公報に記載された方法では、砥石110の縁110aを回転軸C10の位置に合わせる必要がある。このため、レンズ100の表面の回転軸C10の位置に不要な突起100aが形成されるという問題がある。このため、レンズ110の表面精度が低下し、後工程で突起100aを研磨して除去する工程が必要となる。   However, in the method described in the above publication, it is necessary to align the edge 110a of the grindstone 110 with the position of the rotation axis C10. For this reason, there is a problem that an unnecessary protrusion 100a is formed at the position of the rotation axis C10 on the surface of the lens 100. For this reason, the surface accuracy of the lens 110 is lowered, and a process of polishing and removing the protrusion 100a in a subsequent process is necessary.

ここで、図9に示す破線の形状110bまで砥石110を拡大して、レンズ100と対向する研削面の断面形状をレンズ100の断面形状と同一にした場合、研削の際に拡大した部分の研削面110cがレンズ100の表面と干渉してしまうという問題が生じる。この問題は、特に回転軸C10と回転軸C11が近接している場合に生じ易く、レンズ100を研削することができなくなる。   Here, when the grindstone 110 is enlarged to the broken-line shape 110b shown in FIG. 9 and the cross-sectional shape of the grinding surface facing the lens 100 is the same as the cross-sectional shape of the lens 100, grinding of the enlarged portion during grinding is performed. There arises a problem that the surface 110c interferes with the surface of the lens 100. This problem is likely to occur particularly when the rotation axis C10 and the rotation axis C11 are close to each other, and the lens 100 cannot be ground.

更に、近時においては、レンズの小型化に伴い、非球面形状などの複雑な表面形状を有するレンズが多く用いられている。そして、上記公報に記載された技術では、これらの複雑な形状のレンズを研削することができないという問題が生じている。   Furthermore, recently, with the miniaturization of lenses, lenses having complicated surface shapes such as aspherical shapes are often used. And in the technique described in the said gazette, the problem that these complicated-shaped lenses cannot be ground has arisen.

図10は、上記公報に記載された手法により、非球面レンズ120を研削する場合の問題点を示す模式図である。ここで、図10(a)は、表面に変曲点120aが形成された非球面レンズ120と、この非球面レンズ120の断面形状と同一の断面形状を有する砥石110を、上記公報に記載された技術と同様の手法で回転軸C11、回転軸C12を平行にして配置した状態を示している。   FIG. 10 is a schematic diagram showing a problem when the aspherical lens 120 is ground by the method described in the above publication. Here, FIG. 10A describes an aspheric lens 120 having an inflection point 120a on the surface and a grindstone 110 having the same cross-sectional shape as that of the aspheric lens 120. It shows a state in which the rotation axis C11 and the rotation axis C12 are arranged in parallel by the same technique as that described above.

図10(b)は、図10(a)に示す砥石110によって非球面レンズ120を研削することができない理由を説明するための模式図である。図10(a)において、非球面レンズ120の表面における変曲点120aの近傍の点P11の研削を、砥石110の研削面上で点P11と対向する点P12の部分で行うことを想定した場合、図10(b)に示す問題が発生する。図10(b)に示すように、点P12が回転軸C11を回転中心として回転すると、点P12が移動する軌跡は図10(b)に示す軌跡Rとなる。このため、軌跡Rは、点P11よりも回転軸C11側の領域で、変曲点120aよりも外側の非球面レンズ120の縁と干渉してしまう。このため、砥石110が非球面レンズ120と同一の断面形状を有していたとしても、非球面レンズ120を研削することはできない。   FIG. 10B is a schematic diagram for explaining the reason why the aspheric lens 120 cannot be ground by the grindstone 110 shown in FIG. In FIG. 10A, it is assumed that the grinding of the point P11 in the vicinity of the inflection point 120a on the surface of the aspheric lens 120 is performed at the point P12 facing the point P11 on the grinding surface of the grindstone 110. The problem shown in FIG. 10B occurs. As shown in FIG. 10B, when the point P12 rotates about the rotation axis C11, the locus of movement of the point P12 becomes the locus R shown in FIG. For this reason, the locus R interferes with the edge of the aspheric lens 120 outside the inflection point 120a in the region closer to the rotation axis C11 than the point P11. For this reason, even if the grindstone 110 has the same cross-sectional shape as the aspherical lens 120, the aspherical lens 120 cannot be ground.

更に、凹レンズは、中心に対して周辺の縁が盛り上がる形状であるため、図10(b)と同様の理由により、上記公報に記載された方法で凹レンズを研削することは不可能である。   Furthermore, since the concave lens has a shape in which the peripheral edge rises with respect to the center, it is impossible to grind the concave lens by the method described in the above publication for the same reason as in FIG.

そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、簡素な構成で、複雑な形状の光学素子を容易に研削することが可能な、新規かつ改良された光学素子の研削装置及び光学素子の研削方法を提供することにある。   Therefore, the present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is a new and improved configuration capable of easily grinding an optical element having a complicated shape with a simple configuration. An optical element grinding apparatus and an optical element grinding method are provided.

上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、被研削対象物である光学素子を支持し、第1の回転軸を中心に回転する回転台と、前記光学素子の光学機能面の形状に応じた研削面を有し、前記第1の回転軸に対して所定の傾斜角で交差する第2の回転軸を中心として回転し、前記研削面により前記光学素子を研削する研削部材と、を備えた光学素子の研削装置が提供される。   In order to solve the above-described problems, according to an aspect of the present invention, a rotating base that supports an optical element that is an object to be ground and rotates about a first rotation axis, and an optical functional surface of the optical element A grinding member that has a grinding surface corresponding to the shape of the first rotating shaft and rotates about a second rotating shaft that intersects the first rotating shaft at a predetermined inclination angle, and grinds the optical element by the grinding surface. And an optical element grinding apparatus comprising:

上記構成によれば、被研削対象物である光学素子は、回転台に支持されて第1の回転軸を中心に回転する。また、光学素子の光学機能面の形状に応じた研削面を有する研削部材は、第1の回転軸に対して所定の傾斜角で交差する第2の回転軸を中心として回転し、研削面により光学素子が研削される。これにより、複雑な表面形状を有する光学素子を共摺りにより容易に研削することが可能となる。   According to the above configuration, the optical element that is the object to be ground is supported by the turntable and rotates about the first rotation axis. In addition, the grinding member having a grinding surface corresponding to the shape of the optical functional surface of the optical element rotates around the second rotation axis that intersects the first rotation axis at a predetermined inclination angle. The optical element is ground. Thereby, it becomes possible to easily grind an optical element having a complicated surface shape by co-sliding.

また、前記研削面が凸面であり、前記光学素子の被研削面が凹面であっても良い。かかる構成によれば、共摺りにより表面が凹面の光学素子を研削することが可能となる。   The ground surface may be a convex surface, and the ground surface of the optical element may be a concave surface. According to this configuration, it is possible to grind an optical element having a concave surface by co-sliding.

また、前記第1の回転軸及び前記第2の回転軸を含む平面に沿った断面において、前記研削面の少なくとも一部が前記第1の回転軸に対して対称形状とされたものであっても良い。かかる構成によれば、第1の回転軸に対して対称形状の断面を有する研削面で第1の回転軸近傍の表面を研削できるため、第1の回転軸の位置に削り残りが生じてしまうことを抑止できる。   Further, in a cross section along a plane including the first rotation axis and the second rotation axis, at least a part of the grinding surface is symmetrical with respect to the first rotation axis. Also good. According to such a configuration, since the surface near the first rotation axis can be ground with the grinding surface having a cross section symmetric with respect to the first rotation axis, uncut material is generated at the position of the first rotation axis. Can be suppressed.

また、前記研削面には、前記第2の回転軸の位置から放射状に延びる複数の溝が形成されたものであっても良い。かかる構成によれば、砥石に供給された研磨液が溝を通って研削面上で流れ易くなり、研磨液を研削面の全域に効率良く供給することが可能となる。   The grinding surface may be formed with a plurality of grooves extending radially from the position of the second rotation shaft. According to such a configuration, the polishing liquid supplied to the grindstone can easily flow on the grinding surface through the groove, and the polishing liquid can be efficiently supplied to the entire area of the grinding surface.

また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、被研削対象物である光学素子を第1の回転軸を中心に回転させる工程と、前記光学素子を研削する研削面を有する研削部材を第2の回転軸を中心に回転させる工程と、前記第1の回転軸に対して前記第2の回転軸を所定の傾斜角で交差させた状態で、前記研削面を前記光学素子に接触加圧し、前記光学素子を研削する工程と、を備えた光学素子の研削方法が提供される。   In order to solve the above-described problem, according to another aspect of the present invention, a step of rotating an optical element that is an object to be ground around a first rotation axis, and a grinding surface for grinding the optical element Rotating the grinding member having a second rotation axis around the second rotation axis, and the second rotation axis intersecting the first rotation axis at a predetermined inclination angle. There is provided a method for grinding an optical element, comprising: a step of contacting and pressurizing the optical element and grinding the optical element.

上記構成によれば、被研削対象物である光学素子は、第1の回転軸を中心に回転され、光学素子を研削する研削面を有する研削部材は第2の回転軸を中心に回転される。そして、第1の回転軸に対して第2の回転軸を所定の傾斜角で交差させた状態で、研削面が光学素子に接触加圧され、光学素子が研削される。これにより、複雑な表面形状を有する光学素子を共摺りにより容易に研削することが可能となる。   According to the above configuration, the optical element that is the object to be ground is rotated around the first rotation axis, and the grinding member having a grinding surface for grinding the optical element is rotated around the second rotation axis. . Then, in a state where the second rotation axis intersects the first rotation axis at a predetermined inclination angle, the grinding surface is brought into contact with the optical element and the optical element is ground. Thereby, it becomes possible to easily grind an optical element having a complicated surface shape by co-sliding.

本発明によれば、簡素な構成で、複雑な形状の光学素子を容易に研削することが可能な光学素子の研削装置及び光学素子の研削方法を提供することが可能となる。   According to the present invention, it is possible to provide an optical element grinding apparatus and an optical element grinding method capable of easily grinding an optical element having a complicated shape with a simple configuration.

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。   Exemplary embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. In addition, in this specification and drawing, about the component which has the substantially same function structure, duplication description is abbreviate | omitted by attaching | subjecting the same code | symbol.

図1は、本発明の第1の実施形態に係る研削装置50を示す模式図である。研削装置50は、主としてレンズ(光学素子)の光学機能面(光屈折面)を研削するものである。なお、本実施形態において、研削とは、研磨を含むものとする。図1に示すように、研削装置50の下部には、被研削対象である非球面レンズ10を回転可能に支持する回転台12が設けられている。回転台12は、回転軸C1を中心として回転可能とされている。   FIG. 1 is a schematic view showing a grinding apparatus 50 according to the first embodiment of the present invention. The grinding device 50 mainly grinds the optical function surface (light refraction surface) of a lens (optical element). In the present embodiment, the grinding includes polishing. As shown in FIG. 1, a rotating table 12 that rotatably supports the aspherical lens 10 to be ground is provided at the lower part of the grinding apparatus 50. The turntable 12 is rotatable around the rotation axis C1.

また、回転台12の上部には、研削用の砥石14が配置されている。砥石14は、回転軸C2を中心として回転可能とされている。砥石14は、回転軸C1に対する回転軸C2の角度を所定の傾斜角に維持した状態で、図1の矢印A方向(鉛直方向)に移動可能とされている。   A grinding wheel 14 for grinding is disposed on the upper part of the turntable 12. The grindstone 14 is rotatable about the rotation axis C2. The grindstone 14 is movable in the direction of arrow A (vertical direction) in FIG. 1 in a state where the angle of the rotation axis C2 with respect to the rotation axis C1 is maintained at a predetermined inclination angle.

砥石14には、非球面レンズ10に面して研削面14aが設けられている。非球面レンズ10を研削する際には、回転台12が回転軸C1を中心として回転され、また、砥石14が回転軸C2を回転中心として回転される。そして、砥石14を矢印A方向に移動して、非球面レンズ10の上面に砥石14の研削面14aを接触させることで、非球面レンズ10の上面が研削される。研削時には、研磨液供給手段(不図示)から砥石14の研削面14aに向けて研磨液が供給される。   The grindstone 14 is provided with a grinding surface 14 a facing the aspherical lens 10. When grinding the aspherical lens 10, the turntable 12 is rotated about the rotation axis C1, and the grindstone 14 is rotated about the rotation axis C2. Then, the upper surface of the aspheric lens 10 is ground by moving the grindstone 14 in the direction of arrow A and bringing the grinding surface 14 a of the grindstone 14 into contact with the upper surface of the aspheric lens 10. At the time of grinding, the polishing liquid is supplied from the polishing liquid supply means (not shown) toward the grinding surface 14a of the grindstone 14.

また、研削の際には、非球面レンズ10の表面と、研削面14aとが互いに対向する方向に移動するように、回転台12と砥石14の回転方向が設定される。これにより、共擦りにより非球面レンズ10の表面を研削することができる。   Further, during grinding, the rotation direction of the turntable 12 and the grindstone 14 is set so that the surface of the aspheric lens 10 and the grinding surface 14a move in a direction facing each other. Thereby, the surface of the aspherical lens 10 can be ground by co-rubbing.

図2は、非球面レンズ10と砥石14との位置関係を示す断面図であって、回転軸C1及び回転軸C2の双方を含む平面に沿った断面図を示している。図2に示すように、非球面レンズ10の回転軸C1と、砥石14の回転軸C2とは、所定の角度θで交わっている。   FIG. 2 is a cross-sectional view showing the positional relationship between the aspherical lens 10 and the grindstone 14, and shows a cross-sectional view along a plane including both the rotation axis C1 and the rotation axis C2. As shown in FIG. 2, the rotational axis C1 of the aspherical lens 10 and the rotational axis C2 of the grindstone 14 intersect at a predetermined angle θ.

図2に示す断面図において、砥石14の研削面14aの断面形状は、研削後の非球面レンズ10の表面の断面形状と同一とされている。また、図2において、砥石14の研削面14aには、回転軸C1よりも下側にオーバーラップ部Dが設けられている。図2において、オーバーラップ部を含む研削面14aの断面形状は、回転軸C1に対して対称形状とされている。   In the cross-sectional view shown in FIG. 2, the cross-sectional shape of the grinding surface 14a of the grindstone 14 is the same as the cross-sectional shape of the surface of the aspheric lens 10 after grinding. In FIG. 2, an overlap portion D is provided on the grinding surface 14 a of the grindstone 14 below the rotation axis C <b> 1. In FIG. 2, the cross-sectional shape of the grinding surface 14a including the overlap portion is symmetrical with respect to the rotation axis C1.

図3は、図2の状態において砥石を矢印A方向に移動し、砥石14の研削面14aを非球面レンズ10の表面に密着させた状態で、非球面レンズ10の表面を研削している様子を示す断面図である。このように、研削面14aの断面形状は、研削後の非球面レンズ10の表面の断面形状と同一とされているため、砥石14の研削面14aを非球面レンズ10の表面に密着させると、研削面14aが非球面レンズ10の表面に線接触し、研削面14aの断面形状に倣って非球面レンズ10の表面が研削される。これにより、非球面レンズ10の表面を、研削面14aの断面形状に倣った所望の形状に研削することができる。   FIG. 3 shows a state in which the surface of the aspheric lens 10 is ground in a state where the grindstone is moved in the direction of arrow A in the state of FIG. 2 and the grinding surface 14 a of the grindstone 14 is in close contact with the surface of the aspheric lens 10. FIG. Thus, since the cross-sectional shape of the grinding surface 14a is the same as the cross-sectional shape of the surface of the aspheric lens 10 after grinding, if the grinding surface 14a of the grindstone 14 is brought into close contact with the surface of the aspheric lens 10, The ground surface 14a is in line contact with the surface of the aspheric lens 10, and the surface of the aspheric lens 10 is ground following the cross-sectional shape of the ground surface 14a. Thereby, the surface of the aspherical lens 10 can be ground into a desired shape following the cross-sectional shape of the grinding surface 14a.

また、研削面14aにオーバーラップ部Dを設けたことにより、回転軸C1に対して線対称の断面形状を有する研削面14aによって非球面レンズ10の表面を研削することができる。従って、非球面レンズ10の表面の回転軸C1の位置に削り残りが生じてしまうことがなく、この位置に突起形状が形成されてしまうことを抑止できる。   Further, by providing the overlap portion D on the grinding surface 14a, the surface of the aspherical lens 10 can be ground by the grinding surface 14a having a cross-sectional shape that is line-symmetric with respect to the rotation axis C1. Therefore, there is no uncut portion at the position of the rotation axis C1 on the surface of the aspheric lens 10, and it is possible to prevent the projection shape from being formed at this position.

図4は、砥石14の研削面14aを詳細に示す斜視図である。砥石14の本体は鉄などの金属によって構成され、研削面14aは、金属の表面にダイヤモンド等の砥粒を電解メッキによって電着することによって形成される。また、研削面14aには、中心から放射状に溝14bが形成されている。従って、砥石14に供給された研磨液が研削面14a上で流れ易くなり、研磨液を研削面14aの全域に効率良く供給することが可能となり、研削効率を高めることができる。また、溝14bのエッジで研削が行われるため、研削性を向上することが可能となる。また、非球面レンズ10を研削したことによって発生する研削粉を、溝14bを通して外部に排出することができる。   FIG. 4 is a perspective view showing the grinding surface 14a of the grindstone 14 in detail. The main body of the grindstone 14 is made of a metal such as iron, and the grinding surface 14a is formed by electrodepositing abrasive grains such as diamond on the surface of the metal by electrolytic plating. Further, grooves 14b are formed radially on the ground surface 14a from the center. Therefore, the polishing liquid supplied to the grindstone 14 can easily flow on the grinding surface 14a, so that the polishing liquid can be efficiently supplied to the entire area of the grinding surface 14a, and the grinding efficiency can be increased. Further, since the grinding is performed at the edge of the groove 14b, the grindability can be improved. Further, the grinding powder generated by grinding the aspheric lens 10 can be discharged to the outside through the groove 14b.

図5は、表面に変曲点を有する非球面レンズ16を研削している様子を示す断面図である。図5に示す非球面レンズ16は、図10で説明した非球面レンズ120と同一形状であるものとする。このように、回転軸C1、回転軸C2を所定の角度θで交差させることにより、変曲点を有する非球面レンズ16を容易に研削することが可能となる。   FIG. 5 is a cross-sectional view showing a state where the aspherical lens 16 having an inflection point on the surface is ground. The aspheric lens 16 shown in FIG. 5 has the same shape as the aspheric lens 120 described in FIG. Thus, the aspherical lens 16 having an inflection point can be easily ground by intersecting the rotation axis C1 and the rotation axis C2 at a predetermined angle θ.

図6は、本実施形態の研削装置50により、変曲点を有する非球面レンズ16が研削可能となる原理を説明するための模式図である。図5において、非球面レンズ16の表面のP1点と、研削面14a上のP2点とが回転軸C1と平行な方向で対向しているものとする。   FIG. 6 is a schematic diagram for explaining the principle by which the aspherical lens 16 having an inflection point can be ground by the grinding apparatus 50 of the present embodiment. In FIG. 5, it is assumed that the point P1 on the surface of the aspherical lens 16 and the point P2 on the grinding surface 14a face each other in a direction parallel to the rotation axis C1.

図6に示すように、P2点を回転軸C2に対して回転させて得られる軌跡Qは、非球面レンズ16の表面に対してP1点の位置でのみ接し、非球面レンズ16に対して他の位置で接触することはない。換言すれば、P2点の軌跡Qは、P1点の位置で最も非球面レンズ16の表面と近接(接触)し、他の位置では非球面レンズ16の表面から遠ざかることになる。従って、P2点の軌跡Qが、P1点の位置以外で非球面レンズ16の他の部位と干渉してしまうことがなく、図10(b)で説明した問題が生じないため、変曲点を有する複雑な形状の非球面レンズ16を研削することが可能となる。   As shown in FIG. 6, the locus Q obtained by rotating the point P2 with respect to the rotation axis C2 is in contact with the surface of the aspheric lens 16 only at the position of the point P1, and the other is in contact with the aspheric lens 16. There is no contact at the position. In other words, the locus Q of the point P2 is closest to (in contact with) the surface of the aspheric lens 16 at the position of the point P1, and away from the surface of the aspheric lens 16 at other positions. Accordingly, the locus Q of the point P2 does not interfere with other parts of the aspherical lens 16 other than the position of the point P1, and the problem described with reference to FIG. The aspherical lens 16 having a complicated shape can be ground.

図7は、図2に示す非球面レンズ10を研削している様子を示す模式図であって、回転軸C1と回転軸C2とのなす角度θを図2よりも大きくした場合を示している。この場合、研削面14aの断面形状は図2の場合と同一となり、回転軸C1に対する研削面14aの位置を適正に配置することで、図2と同一形状の非球面レンズ10を形成することができる。   FIG. 7 is a schematic diagram showing a state where the aspherical lens 10 shown in FIG. 2 is being ground, and shows a case where the angle θ formed between the rotation axis C1 and the rotation axis C2 is larger than that in FIG. . In this case, the cross-sectional shape of the grinding surface 14a is the same as that in FIG. 2, and the aspherical lens 10 having the same shape as in FIG. 2 can be formed by appropriately arranging the position of the grinding surface 14a with respect to the rotation axis C1. it can.

図7に示すように、角度θの値を増加させると、研削面14a上のP2点の軌跡Qが、非球面レンズ10の表面の面方向に対してより急角度となる。従って、角度θの値を増加させることで、軌跡QがP1点の位置以外で非球面レンズ16の他の部位と干渉する事態がより発生し難くなり、表面の形状がより複雑な非球面レンズを研削することが可能となる。従って、研削可能な非球面レンズの形状の自由度をより高めることができる。   As shown in FIG. 7, when the value of the angle θ is increased, the locus Q of point P2 on the grinding surface 14a becomes steeper with respect to the surface direction of the surface of the aspherical lens 10. Accordingly, by increasing the value of the angle θ, it is more difficult for the locus Q to interfere with other parts of the aspherical lens 16 other than the position of the point P1, and the aspherical lens having a more complicated surface shape. Can be ground. Therefore, the degree of freedom of the shape of the aspherical lens that can be ground can be further increased.

一方、角度θを大きくすると、砥石14を非球面レンズ10に押し当てた際に砥石14が受ける作用力として、回転軸C2方向の成分が減少し、回転軸C2と直交する方向の成分が増加する。このため、砥石14の軸が撓む方向に力が作用し、研削時に不要な振動等が生じ易くなり、加工精度が低下することが想定される。従って、非球面レンズの研削が可能な範囲で、角度θはできるだけ小さくすることが好適である。   On the other hand, when the angle θ is increased, the component acting in the direction of the rotational axis C2 decreases and the component in the direction orthogonal to the rotational axis C2 increases as the acting force received by the grindstone 14 when the grindstone 14 is pressed against the aspherical lens 10. To do. For this reason, a force acts in the direction in which the axis of the grindstone 14 bends, and it is likely that unnecessary vibration or the like is likely to occur during grinding, resulting in a decrease in processing accuracy. Therefore, it is preferable to make the angle θ as small as possible within a range where the aspherical lens can be ground.

本実施形態の研削装置50では、非球面レンズ16の表面の任意の位置において、上述したP2点の軌跡Qが、P2点に対応するP1点の位置でのみ非球面レンズ16と接し、軌跡Qが他の位置で非球面レンズ16と接触することのないように、角度θの値が決定される。従って、非球面レンズの表面形状に合わせて角度θの値を決定することで、複雑な曲面で構成される非球面レンズであっても、表面を容易に研削することが可能となる。   In the grinding device 50 according to the present embodiment, the locus Q of the point P2 mentioned above is in contact with the aspheric lens 16 only at the position of the point P1 corresponding to the point P2 at an arbitrary position on the surface of the aspheric lens 16. The value of the angle θ is determined so that does not come into contact with the aspheric lens 16 at other positions. Therefore, by determining the value of the angle θ in accordance with the surface shape of the aspheric lens, it is possible to easily grind the surface even for an aspheric lens composed of complicated curved surfaces.

図8は、本実施形態に係る研削装置50により、凹レンズ18の凹面18aを研削する場合を示す断面図である。   FIG. 8 is a cross-sectional view showing a case where the concave surface 18a of the concave lens 18 is ground by the grinding device 50 according to the present embodiment.

凹レンズ16を研削する場合は、図8に示すように、砥石14の研削面14aの断面形状を、凹面18aに倣った凸形状とすることで、凹面18aを研削することが可能となる。図5の場合と同様に、研削面14a上の任意の位置におけるP2点の軌跡Qは、回転軸C1と平行な方向でP2点と対向するP1点の位置でのみ凹面18aと接触する。従って、軌跡Qが凹レンズ18の他の部位と干渉してしまうことがなく、凹面18aを研削することが可能となる。   When grinding the concave lens 16, as shown in FIG. 8, it is possible to grind the concave surface 18a by making the cross-sectional shape of the grinding surface 14a of the grindstone 14 a convex shape following the concave surface 18a. As in the case of FIG. 5, the locus Q of point P2 at an arbitrary position on the grinding surface 14a contacts the concave surface 18a only at the position of point P1 facing the point P2 in the direction parallel to the rotation axis C1. Accordingly, the locus Q does not interfere with other parts of the concave lens 18 and the concave surface 18a can be ground.

なお、非球面レンズ16、凹レンズ18を研削する場合においても、オーバーラップ部Dを設けることで、非球面レンズ16または凹レンズ18の表面と回転軸C1との交点に削り残りが生じることが抑えられ、表面に突起形状が形成されてしまうことを抑止できる。   Even when the aspherical lens 16 and the concave lens 18 are ground, by providing the overlap portion D, it is possible to suppress the occurrence of uncut portions at the intersection between the surface of the aspherical lens 16 or the concave lens 18 and the rotation axis C1. It is possible to suppress the formation of protrusions on the surface.

研削時のレンズ表面に対する砥石14の位置、および回転軸C1に対する回転軸C2の角度θは、研削後したレンズの形状のフィードバックを受けて微調整される。従って、これらの調整を行うことで、レンズ表面の精度を更に向上することができる。   The position of the grindstone 14 with respect to the lens surface during grinding and the angle θ of the rotation axis C2 with respect to the rotation axis C1 are finely adjusted in response to feedback of the shape of the lens after grinding. Therefore, the accuracy of the lens surface can be further improved by performing these adjustments.

以上説明したように本実施形態によれば、レンズの回転軸C1と砥石14の回転軸C2を所定の傾斜角θで交差させた状態でレンズの表面を研削するため、複雑な形状の非球面レンズ10,16、または凹レンズ18を容易に研削することが可能となる。従って、簡素な構成で研磨可能なレンズ形状の自由度を大幅に高めることができ、NC機などの特殊な設備を用いることなく複雑な形状のレンズを研削することが可能となり、レンズの製造コストを飛躍的に向上することが可能となる。   As described above, according to the present embodiment, the surface of the lens is ground in a state where the rotation axis C1 of the lens and the rotation axis C2 of the grindstone 14 intersect at a predetermined inclination angle θ. The lenses 10, 16 or the concave lens 18 can be easily ground. Therefore, the degree of freedom of lens shape that can be polished with a simple configuration can be greatly increased, and it becomes possible to grind a lens having a complicated shape without using special equipment such as an NC machine. Can be dramatically improved.

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。   As mentioned above, although preferred embodiment of this invention was described referring an accompanying drawing, it cannot be overemphasized that this invention is not limited to the example which concerns. It will be apparent to those skilled in the art that various changes and modifications can be made within the scope of the claims, and these are naturally within the technical scope of the present invention. Understood.

本発明の第1の実施形態に係る研削装置50を示す模式図である。It is a mimetic diagram showing grinding device 50 concerning a 1st embodiment of the present invention. 非球面レンズと砥石との位置関係を示す断面図であって、回転軸C1及び回転軸C2の双方を含む平面に沿った断面を示す模式図である。It is sectional drawing which shows the positional relationship of an aspherical lens and a grindstone, Comprising: It is a schematic diagram which shows the cross section along the plane containing both the rotating shaft C1 and the rotating shaft C2. 図2の状態において砥石を矢印A方向に移動し、砥石の研削面を非球面レンズの表面に密着させた状態で、非球面レンズの表面を研削している様子を示す断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view showing a state where the surface of the aspherical lens is ground in a state where the grindstone is moved in the direction of arrow A in the state of FIG. 2 and the grinding surface of the grindstone is in close contact with the surface of the aspherical lens. 砥石の研削面を詳細に示す斜視図である。It is a perspective view which shows the grinding surface of a grindstone in detail. 表面に変曲点を有する非球面レンズを研削している様子を示す断面図である。It is sectional drawing which shows a mode that the aspherical lens which has an inflexion point on the surface is ground. 本実施形態の研削装置により、変曲点を有する非球面レンズが研削可能となる原理を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating the principle with which the aspherical lens which has an inflexion point can be ground with the grinding apparatus of this embodiment. 図2に示す非球面レンズ10を研削している様子を示す模式図であって、回転軸C1と回転軸C2とのなす角度θを図2よりも大きくした場合を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows a mode that the aspherical lens 10 shown in FIG. 2 is ground, Comprising: It is a schematic diagram which shows the case where the angle (theta) which the rotating shaft C1 and the rotating shaft C2 make larger than FIG. 本実施形態に係る研削装置により、凹レンズの凹面を研削する場合を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the case where the concave surface of a concave lens is ground with the grinding apparatus which concerns on this embodiment. 従来の研削方法を説明するための断面図である。It is sectional drawing for demonstrating the conventional grinding method. 従来の手法により非球面レンズを研削する場合の問題点を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the problem in the case of grinding an aspherical lens by the conventional method.

符号の説明Explanation of symbols

10,16 非球面レンズ
12 回転台
14 砥石
14a 研削面
18 凹レンズ
10, 16 Aspherical lens 12 Turntable 14 Grinding wheel 14a Grinding surface 18 Concave lens

Claims (5)

被研削対象物である光学素子を支持し、第1の回転軸を中心に回転する回転台と、
前記光学素子の光学機能面の形状に応じた研削面を有し、前記第1の回転軸に対して所定の傾斜角で交差する第2の回転軸を中心として回転し、前記研削面により前記光学素子を研削する研削部材と、
を備えたことを特徴とする光学素子の研削装置。
A turntable that supports an optical element that is an object to be ground and rotates about a first rotation axis;
A grinding surface corresponding to the shape of the optical functional surface of the optical element, and rotating about a second rotation axis that intersects the first rotation axis at a predetermined inclination angle. A grinding member for grinding the optical element;
An optical element grinding apparatus comprising:
前記研削面が凸面であり、前記光学素子の被研削面が凹面であることを特徴とする、請求項1に記載の光学素子の研削装置。   The apparatus for grinding an optical element according to claim 1, wherein the grinding surface is a convex surface and the surface to be ground of the optical element is a concave surface. 前記第1の回転軸及び前記第2の回転軸を含む平面に沿った断面において、前記研削面の少なくとも一部が前記第1の回転軸に対して対称形状とされたことを特徴とする、請求項1又は2に記載の光学素子の研削装置。   In a cross section along a plane including the first rotation axis and the second rotation axis, at least a part of the grinding surface is symmetric with respect to the first rotation axis. The optical element grinding apparatus according to claim 1 or 2. 前記研削面には、前記第2の回転軸の位置から放射状に延びる複数の溝が形成されたことを特徴とする、請求項1〜3のいずれかに記載の光学素子の研削装置。   The optical element grinding apparatus according to claim 1, wherein a plurality of grooves extending radially from the position of the second rotation axis are formed on the grinding surface. 被研削対象物である光学素子を第1の回転軸を中心に回転させる工程と、
前記光学素子を研削する研削面を有する研削部材を第2の回転軸を中心に回転させる工程と、
前記第1の回転軸に対して前記第2の回転軸を所定の傾斜角で交差させた状態で、前記研削面を前記光学素子に接触加圧し、前記光学素子を研削する工程と、
を備えたことを特徴とする、光学素子の研削方法。
A step of rotating an optical element as an object to be ground around a first rotation axis;
Rotating a grinding member having a grinding surface for grinding the optical element around a second rotation axis;
A step of contacting and pressurizing the grinding surface against the optical element in a state where the second rotation axis intersects the first rotation axis at a predetermined inclination angle, and grinding the optical element;
A method for grinding an optical element, comprising:
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