JP2010105127A - レンズ型の加工装置、レンズ型の加工装置に用いる加工具、レンズ型の加工装置を用いた加工方法、レンズ型、及びレンズ - Google Patents

Abstract

【課題】そこで本発明は、被加工物の加工面のうねりや加工具の摩耗等に拘らず、レンズ成型用凹部を均一に加工形成することができる。
【解決手段】本発明は、回転する被加工物Ｅに加工具Ｄ１を押圧することにより、その被加工物Ｅにレンズ成型用凹部２０を加工形成するレンズ型の加工装置において、上記加工具Ｄ１に、被加工物Ｅに対する押圧力が一定となるように弾性変形する弾性変形部３０を設けたことを特徴としている。
【選択図】図２

Description

本発明は、例えばマイクロレンズ等を成型するためのレンズ型の加工装置、レンズ型の加工装置に用いる加工具、レンズ型の加工装置を用いた加工方法、レンズ型、及びレンズに関する。

この種のレンズ型の加工方法として、特許文献１に研削加工方法という名称で開示されているものがある。
上記従来のレンズ型加工方法は、回転軸対称形状を有する被加工物の一側面に対して、研削砥石の先端部に形成した研削部を当接させ、さらに前記研削砥石を回転させながら相対的に移動させることにより、被加工物を凹形状に加工するものであり、その研削砥石の回転中心軸を前記被加工物の回転中心軸に対して傾けて回転させながら同研削砥石を相対的に移動させるとともに、前記研削部は前記研削砥石の回転軸を中心として環状に形成された球帯形状をなし、前記球帯形状の研削部の先端部に形成されるエッジが、前記被加工物の回転軸中心点を加工することを内容としたものである。
特開２００７−６２０００号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載の従来のレンズ型加工方法では、図１３（Ａ）に示すように、剛性の高い工具１を使用するとともに、剛性の高い加工機（図示しない）により被加工物２の加工面２ａに一定寸法の切り込みを行うことにより、所期の形状からなるレンズ成型用凹部３を加工形成している。

一方、図１３（Ｂ）に示すように、磨耗した工具１′により加工するときには、所期のレンズ成型用凹部３とは異なる深さのレンズ成型用凹部３′となり、また、同図（Ｃ）に示すような被加工物２の加工面２ａにうねり等がある場合には、そのうねり等に起因する加工深さの異なるレンズ成型用凹部３″，３となる。
従って、上述した従来のレンズ型加工方法によって多数のレンズを成型するときには、均一な加工深さのレンズを安定的に成型することが非常に困難であるという問題がある。

そこで本発明は、被加工物の加工面のうねりや加工具の摩耗等に拘らず、レンズ成型部を均一に加工形成することができるレンズ型の加工装置、レンズ型の加工具、レンズ型の加工方法、レンズ型、及びレンズの提供を目的としている。

上記目的を達成するためのレンズ型の加工装置は、回転する被加工物に加工具を押圧することにより、その被加工物にレンズ成型部を加工形成するものであり、上記加工具に、被加工物に対する押圧力が一定となるように弾性変形する弾性変形部を設けたことを特徴としている。

上記目的を達成するためのレンズ型の加工装置に用いる加工具は、回転する被加工物に押圧することにより、その被加工物にレンズ成型部を加工形成するためのレンズ型の加工装置に用いるものであり、被加工物に対する押圧力が一定となるように弾性変形する弾性変形部を設けたことを特徴としている。

上記目的を達成するためのレンズ型の加工装置を用いる加工方法は、回転する被加工物に、これに対する押圧力が一定となるように弾性変形する弾性変形部を設けた加工具を押圧することにより、その被加工物にレンズ成型部を加工形成することを内容とするものであり、被加工物に対する押圧力が一定となるように、弾性変形部を弾性変形させながらレンズ成型部を加工形成することを特徴としている。

上記目的を達成するためのレンズ型は、上記レンズ型の加工装置を用いた加工方法によって、レンズ成型部を加工形成したものである。

上記目的を達成するためのレンズは、上記したレンズ型により成型したことを特徴としている。

本発明に係るレンズ型の加工装置によれば、被加工物に加工されるレンズ成型部を、その被加工物の表面のうねりや加工具の摩耗等に拘らず、均一に加工することができる。
本発明に係るレンズ型の加工装置に用いる加工具によれば、被加工物に加工しようとするレンズ成型部を、その被加工物の表面のうねりや加工具の摩耗等に拘らず、均一に加工することができる。

本発明に係るレンズ型の加工装置を用いる加工方法によれば、被加工物に加工されるレンズ成型部を、その被加工物の表面のうねりや加工具の摩耗等に拘らず、均一に加工することができる。

本発明に係るレンズ型によれば、高精度なレンズ成形型を加工形成できるので、高い光学性能を有するレンズを低コストで成型することができる。
本発明に係るレンズによれば、高精度なレンズを成型できるので、高い光学性能を有するものとすることができる。

以下に、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照して説明する。図１は、本発明の第一の実施形態に係るレンズ型の加工装置の概略構成を示す正面図、図２は、本発明の第一の実施形態に係る加工具と、被加工物の加工面の詳細を示す部分拡大図である。

本発明の第一の実施形態に係るレンズ型の加工装置Ａ１は、装置本体Ｂと、制御装置Ｃとを有して構成されている。
装置本体Ｂは、横長直方体形のベース１０上面に、回転スピンドル１１と、加工具Ｄ１を保持した第一の位置決め装置１２とを対向させて配設しているとともに、そのベース１０下面に、外来の振動の伝達を防止するための四つの防振装置１２…を設置している。

回転スピンドル１１は、被加工物Ｅを保持したホルダ１４を、回転軸線Ｏ１を中心として回転駆動するものであり、第二の位置決め装置１３である所謂Ｚステージに載置することにより、被加工物Ｅの図示Ｚ軸方向での位置決めを行うものである。

本実施形態において示す被加工物Ｅは、直方体形のレンズ成型用レンズ型（以下、単に「レンズ型」という。）であり、これの加工面Ｅａに複数のレンズ成型部２０…を所定の配列間隔にして加工形成できる大きさのものである。

本実施形態において示すレンズ成型部２０は、レンズアレイＲ（図２参照）を成型するための所要の凹曲面で形成されたものである。以下、「レンズ成型部２０」を「レンズ成型用凹部２０」という。
なお、レンズ型Ｅには、複数のレンズ成型用凹部２０…を加工形成することに限らず、単一のレンズ成型用凹部２０を加工形成するようにしてもよい。

第一の位置決め装置１２は、図中Ｘ軸方向（図中奥行き方向）、及びＹ軸方向での位置決めを行う所謂Ｘ-Ｙステージであり、それには、加工具Ｄ１を保持する工具ホルダ１５を回転させるための加工具スピンドル１６が、従ってまた、加工具Ｄ１が所定の傾斜角度にして配設されている。
なお、１７は、加工用液タンク（図示しない）から送給された加工用液を、レンズ型Ｅに供給するための加工用液供給ノズルである。

加工具Ｄ１は、第一の実施形態に係るものであり、それは、レンズ型Ｅに対する押圧力が一定となるように弾性変形する弾性変形部３０を設けたものであり、中心軸線Ｏ２を中心とする略円柱形のものである。

加工具Ｄ１は、基端から先端に向けて、高硬度な部材で構成される工具保持部３１、弾性変形部３０、レンズ型Ｅに押圧されることにより、そのレンズ型Ｅの一部を除去，加工できる切れ刃を有する加工部３２からなる。
工具保持部３１は、最も大きな直径にして形成した大径部３０ａと、円錐台形の連結部３０ｂとを高硬度な部材により一体に形成した円柱状のものである。

加工部３２は、高硬度で微粒な砥粒を固めた砥石や高硬度なエッジを有するエンドミルであり、本実施形態においては円柱状のものであるが、角柱状のものであってもよい。
弾性変形部３０は、加工部３２よりも剛性が低い材質、例えばヤング率の低い材質、ゴムや樹脂材料の円柱形に形成されており、本実施形態においては加工部３２と同じ外径にしている。

図３は、制御装置の有する機能を示すブロック図である。
制御装置Ｃは、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、インターフェース回路及びメモリ（いずれも図示しない）等からなるものであり、その図示しないメモリに記憶した所要のプログラムの実行により、次の各機能を発揮する。

（１）第一の位置決め装置１２を介して、加工具Ｄ１を移動する機能。この機能を「加工具移動手段Ｃ１」という。
本実施形態においては、メモリに予め記憶されている移動情報、例えばレンズ型Ｅに対する加工具Ｄ１のＸ，Ｙ軸方向の相対な位置や加工具Ｄ１の回転速度等を参照して、加工具Ｄ１を移動する。

（２）第二の位置決め装置１３を介してレンズ型Ｅを移動する機能。この機能を「レンズ型移動手段Ｃ２」という。
本実施形態においては、メモリに予め記憶されている移動情報、例えばレンズ型Ｅの回転速度又は回転方向の位置、レンズ型ＥのＺ方向での位置等を参照して、レンズ型Ｅを移動する。

次に、本発明の第一の実施形態に係るレンズ型の加工方法について、図４，５を参照して説明する。図４は、本発明の第一の実施形態に係る加工具と、被加工物の加工面の詳細を示す部分拡大図であり、加工途中の様子を示している。また、図５（Ａ）は、加工深さと弾性変形による効果を示すグラフ、（Ｂ）は、加工原理を模式的に示す図である。

本発明の第一の実施形態に係るレンズ型の加工方法は、加工具Ｄ１に設けた弾性変形部３０を、レンズ型Ｅに対する押圧力が一定となるように弾性変形させながら加工形成することを特徴としたものであり、その詳細は次のとおりである。

まず、レンズ型Ｅをホルダ１４で保持し、加工具Ｄ１の加工点３２ａとレンズ型Ｅの中心軸線Ｏ１のとがＸ軸方向及びＹ軸方向で一致するように加工具Ｄ１を変位制御する。なお、加工点３２ａは、加工部３２のエッジ部分である。
続けて、レンズ型Ｅと加工具Ｄをともに回転させながら、加工具Ｄ１をレンズ型Ｅに所定の押付け量だけＺ軸方向に相対的に押し付けて、レンズ型Ｅの加工面Ｅａにレンズ成型用凹部２０を加工形成する。

加工点３２ａがレンズ型Ｅの加工面Ｅａに接触すると、図３に示すように、弾性変形部３０が弾性変形し、加工部３２がほぼ一定の押圧力で押し当てられる。
加工部３２をレンズ型Ｅに押し付けた量（切込み量）と、加工部３２がレンズ型Ｅに押し当てられる押圧力には比例関係がある。

そのため、図４に示すように、加工部３２のレンズ型Ｅへの押付け量（切込み量）を制御することにより、加工されるレンズ成型用凹部２０の加工深さを制御することができるのである。
よって、加工時の切込み量は、加工部３２のレンズ型Ｅへの押付け量と、加工されるレンズ成型用凹部２０の加工深さの関係を事前に調査しておき、所望の加工深さになるような押付け量で、加工部３２をレンズ型Ｅに押付けて加工を行う。

また、加工部３２のレンズ型Ｅへの押付け量と、加工されるレンズ成型用凹部２０の加工深さの関係は、加工条件（被加工物材質，工具材種，工具形状，被加工物回転数，工具回転数，押付け速度等）によって異なるので、加工条件を変えたときは、再度、加工部３２のレンズ型Ｅへの押付け量と、加工されるレンズ成型用凹部２０の加工深さの関係を調査する必要がある。
さらに、弾性変形部３０の弾性変形によって、加工点３２ａがＸ軸方向，Ｙ軸方向でもズレが生じるため、それら２方向のズレ量も事前に調査しておき、加工前に補正を行う。

以上の加工を行うことにより、一定の押圧力で加工部３２をレンズ型Ｅに押し付けて、定圧力での加工ができるため、多数のレンズ成型用凹部２０を加工する際の加工具Ｄ１の摩耗や被加工物表面のうねり等の外乱の影響を大幅に低減させることができる
これにより、加工されるレンズ成型用凹部２０の加工深さのバラツキを大幅に低減し、安定した加工深さのレンズ成型用凹部２０を加工形成することが可能となる。

次に、第二の実施形態に係る加工具について、図６を参照して説明する。図６は、第二の実施形態に係る加工具の拡大図である。
第二の実施形態に係る加工具Ｄ２は、上記した第一の実施形態に係る加工具Ｄ１と同様に、レンズ型Ｅに対する押圧力が一定となるように弾性変形する弾性変形部を設けたものであり、その詳細は次のとおりである。

本実施形態に係る加工具Ｄ２は、回転軸線Ｏ２を中心とする略円柱形のものであり、基端部から先端部に向けて、工具保持部４０、弾性変形部４１及び加工部４２が順次形成されている。

工具保持部４０は、最も大きな直径ｄ１に形成した円柱形のものであり、高硬度な材質で形成されている。
加工部４２は、レンズ型Ｅに押圧されることにより、そのレンズ型Ｅの一部を除去，加工できる切れ刃を有する高硬度で微粒な砥粒を固めた砥石や高硬度なエッジを有するエンドミルであり、工具保持部４０よりも小さい直径ｄ２にした円柱形に形成されている。

弾性変形部４１は、加工部４２と同一の材質により一体にして、かつ、その加工部４２よりも細径な径細部分４１ｃを有して形成されている。
すなわち、弾性変形部４１は、加工部４２と同じ材質で一体に形成されており、加工部側端部４１ａと工具保持部側端部４１ｂとを、加工部４２の直径よりも小さい同じ直径にするとともに、それら両端部から径細部分４１ｃに向けて滑らかに細径にした謂わば鼓形に形成されている。
なお、上記径細部分４１ｃの直径ｄ３は、当然のことながら、加工部４２の直径ｄ２よりも小さい値である。

次に、本発明の第二の実施形態に係るレンズ型の加工装置について説明する。図７は、本発明の第二の実施形態に係るレンズ型の加工装置の概略構成を示す正面図、図８は、制御装置の有する機能を示すブロック図である。

本発明の第二の実施形態に係るレンズ型の加工装置Ａ２は、第一の実施形態に係るレンズ型の加工装置Ａ１と基本構造は同じであるが、傾動位置決め装置であるＡ軸回転ステージ５０を設けた点で相違している。
そこで、本実施形態においては、主にＡ軸回転ステージ５０について説明し、上述した第一の実施形態において説明したものと同等のものについては、それらと同一の符号を付して説明を省略することにする。

Ａ軸回転ステージ５０は、加工具スピンドル１６の回転軸Ｏ２を回転スピンドル１１の中心軸線Ｏ１に対する交差角度、換言すると傾斜角度を図示鉛直面内において、任意の角度に傾動意図決めするものである。
このＡ軸回転ステージ５０は、制御装置Ｃによって傾動されるようになっており、上記メモリに記憶した所要のプログラムの実行により、次の各機能を発揮する。

（３）仕上げ精度が異なる複数の加工モードに対応した被加工物に対する押圧力となるように、Ａ軸回転ステージ５０を介して、加工具Ｄ１を傾動位置決めする機能。この機能を「第一の加工具傾動手段Ｃ３」という。
なお、各加工モードに対応する傾斜角度は、予め設定してメモリ等に記憶しておく。

レンズ型の加工装置Ａ２を使用した、レンズ型の加工方法について説明する。図９は、本発明の第二の実施形態に係るレンズ型の加工装置により、レンズ成型用凹部を加工するときの様子を示しており、粗加工と仕上げ加工におけるレンズ成型用凹部の加工状態を示す部分拡大断面図である。また、図１０（Ａ）は、加工深さと弾性変形による効果を示すグラフ、（Ｂ）は、加工原理を模式的に示す図である。

本実施形態においては、加工しようとするレンズ成型用凹部２０の高精度化のため、粗加工と仕上げ加工の二つの加工モードでの加工を行う。
「粗加工」と「仕上げ加工」との相違点は、目標の加工精度，加工能率で異なるものであり、「粗加工」は加工精度（加工深さ，表面粗さ，形状精度等）が悪いが、加工能率を高めて（加工深さ，単位時間当たりの加工除去体積等を増やして）概略形状を加工することを内容としたものである。

一方、「仕上げ加工」は加工能率を低くして、加工精度を高めた加工を行うことをないようとしています。通常、高精度な機械加工を行う場合、何回かに分けて加工を行いますが、その時、まず上記の粗加工を行い、次に仕上げ加工を行います。
要求される精度や加工量（加工深さ等）によっては、必要に応じて、これらの間に中仕上げ（複数回の場合もあります）加工を行ってもよい。

まず、レンズ型Ｅをホルダ１４で保持した後、Ａ軸回転ステージ５０を駆動して、所定の加工具Ｄ１が所定の角度θ０となるように加工具スピンドル１６を傾動する。

この状態で、上述した第一の実施形態の場合と同様にして、加工具Ｄ１の弾性変形を考慮しつつ、加工具Ｄ１の加工点３２ａがレンズ型Ｅの中心軸線Ｏ１に一致するように、Ｘ軸方向及びＹ軸方向で加工具Ｄ１を移動する。

加工具Ｄ１を回転させながら、その加工具Ｄ１をレンズ型Ｅに粗加工で目標となる加工深さとなる押付け量だけ押圧し、レンズ型Ｅの加工面Ｅａにレンズ成型用凹部２０の粗加工を行う。図９においては、粗加工において除去する部位を２０ａで示している。

その後、加工具Ｄ１をレンズ型Ｅから離間した後、再度、Ａ軸回転ステージ５０を動作させて、加工具スピンドル１６の傾斜角度がθ１（θ１＜θ０）となるように傾動する。
この状態で、再度、粗加工と同様にして、加工具Ｄ１の弾性変形を考慮しつつ、加工具Ｄ１の加工点３２ａがレンズ型Ｅの中心軸線Ｏ１に一致するように、Ｘ軸方向及びＹ軸方向で加工具Ｄ１を相対的に移動する。

そして、レンズ型Ｅと加工具Ｄ１を回転させながら，加工具Ｄ１をレンズ型Ｅに仕上げ加工で目標となる加工深さとなるように押付け量だけ押圧し、レンズ型Ｅの加工面Ｅａにレンズ成型用凹部２０の仕上げ加工を行い、最終的なレンズ形状の加工を行う。図９においては、仕上げ加工において除去する部位を２０ｂで示している。

要約すると、粗加工のときには、弾性率を高くして、加工具の摩耗や被加工物のうねりの影響を低減するのである。これにより、加工深さバラツキを小さくすることができる。
これに対して仕上げ加工のときには弾性率を低くする。すなわち、粗加工により加工深さ（仕上代）が均一なため、高精度な仕上げ加工ができ、さらに、加工具の変形を抑えるため形状精度を高くできる。

以上のように、本実施形態によれば、粗加工時と仕上加工時の加工具Ｄ１の傾斜角度を異ならせた加工を行うので、多数のレンズ成型用凹部２０をレンズ型Ｅに加工形成する際に、図１０に示すように、それらのレンズ成型用凹部２０…を、加工深さのバラツキを少なくし、かつ、安定した加工を行うことができる。
なお、本実施形態においては、粗加工，仕上げ加工の２工程からなる加工方法について説明したが、これに限るものではなく、３工程以上において同様の加工を行ってもよい。

次に、本発明の第三の実施形態に係るレンズ型加工装置について説明する。図１１は、本発明の第三の実施形態に係るレンズ型の加工装置の概略構成を示す正面図、図１２は、制御装置と演算制御装置が有する機能を示すブロック図である。

本発明の第三の実施形態に係るレンズ型の加工装置Ａ３は、第二の実施形態に係るレンズ型加工装置Ａ２と基本構造は同じであるが、加工後のレンズ成型用凹部２０を計測する計測機６０と演算制御装置Ｆを設けた点で相違している。
そこで、本実施形態においては、計測機６０について説明し、上述した第二の実施形態において説明したものと同等のものについては、それらと同一の符号を付して説明を省略することにする。

計測機６０は、加工後のレンズ成型用凹部２０の形状を計測する、触針式やレーザ等を利用した非接触式のものであり、本実施形態においては、ベース１０内の収納位置（ア）と、そのベース１０上に突出して、レンズ型Ｅに対向する計測位置（イ）との間で昇降駆動されるようになっている。

演算制御装置Ｆは、制御装置Ｃの配下にあり、図示しない内蔵メモリに記憶した所要のプログラムの実行により、次の各機能を発揮する。

（４）計測機６０による計測結果に基づき、そのレンズ型Ｅに加工されているレンズ成型用凹部２０が既定の形状となるように、加工具Ｄ１を傾動する機能。これを「第二の加工具傾動手段Ｆ１」という。
本実施形態においては、“加工→測定→加工されたレンズ形状の加工深さ（最終的なレンズ成型用凹部の形状に加工するために必要な加工深さ）を元にした加工具スピンドル角度の演算→加工”のサイクルを繰り返すことにより、より高精度なレンズ成型用凹部２０を加工形成できる。
なお、レンズ形状の加工深さ（最終的なレンズ成型用凹部の形状に加工するために必要な加工深さ）を元にした加工具スピンドル角度の演算とは、加工具Ｄ１の傾斜角度の演算という意味と同義である。

上述した各加工方法によれば、レンズ成型用凹部２０を高精度で加工できるので、そのレンズ成型用凹部２０で成型したレンズを光学部品として使用した場合、高い光学性能を発揮することができる。

上述した各実施形態に係るレンズ型の加工装置、レンズ型の加工具、レンズ型の加工方法、レンズ型、及びレンズによれば、次の各効果を得ることができる。
・加工具に、被加工物に対する押圧力が一定となるように弾性変形する弾性変形部を設けることにより、被加工物に加工されるレンズ成型部を、その被加工物の表面のうねりや加工具の摩耗等に拘らず、均一に加工することができる。

・弾性変形部を、加工部よりも低い剛性の材質によって形成することにより、弾性変形量の制御自由度を高くすることができる。

・弾性変形部を、加工部と同一の材質により一体にして、かつ、加工部よりも細径な径細部分を有して形成することにより、低コストで加工具を構成できるとともに、細径部分の外径をするだけで、弾性変形量の微調整を容易に行うことができる。

・仕上げ精度が異なる複数の加工モードに対応した被加工物に対する押圧力となるように、傾動位置決め装置を介して、加工具を傾動位置決めする第一の加工具傾動手段を有することにより、仕上げ精度が異なる複数の加工モードに対応した被加工物に対する押圧力となるように、傾動位置決め装置を介して加工具を傾動位置決めできる。
すなわち、加工具の弾性変形量を変えることができ、従って一つの加工具でも加工の目的に合わせた加工を行うことができる。

・計測機による計測結果に基づき、位置決め装置を介して、被加工物に対する押圧力が所定の値となるように加工具を傾動する第二の加工具傾動手段を有することにより、加工したレンズ成型用凹部を計測し、その計測結果に基づいて、被加工物に対する押圧力が所定の値となるように加工具を傾動させられ、これにより、その加工具の弾性変形量を制御できるとともに、より高精度な加工を行うことができる。

・被加工物に対する押圧力が一定となるように弾性変形する弾性変形部を設けることにより、被加工物に加工しようとするレンズ成型部を、その被加工物の表面のうねりや加工具の摩耗等に拘らず、均一に加工することができる。

・弾性変形部を、加工部よりも低い剛性の材質によって形成することにより、弾性変形量の制御自由度を高くすることができる。

・弾性変形部を、加工部と同一の材質により一体にして、かつ、加工部よりも細径の径細部分を有して形成することにより、低コストで加工具を構成できるとともに、径細部分の外径を変更するだけで、弾性変形量の微調整を容易に行うことができる。

・上述したレンズ型の加工装置を用いた加工方法によってレンズ成型部を加工形成することにより、高精度なレンズ成形型を加工形成できるので、高い光学性能を有するレンズを低コストで成型することができる。
・上述したレンズ型によって成型することにより、高精度なレンズを成型できるので、高い光学性能を保有させることができる。

なお、本発明は上述した実施形態に限るものではなく、次のような変形実施が可能である。
・上記した各実施形態においては球面レンズを例として説明したが、非球面レンズについても適用することができる。
すなわち、球面レンズの場合には、図１，１１におけるＸ方向の移動をしないで加工し、非球面レンズのときには、図１，１１におけるＸ方向に移動させながら加工することによりそれぞれ加工形成することができる。

・上述した実施形態においては、回転する被加工物に加工具を押圧することにより、その被加工物にレンズ成型部を加工形成するレンズ型の加工装置を前提として説明したが、回転するレンズに加工具を押圧することにより、そのレンズを加工することを前提として、その加工具に、レンズに対する押圧力が一定となるように弾性変形する弾性変形部を設けた構成にしてもよい。

・上記した各実施形態においては、レンズ型を形成するための所要の凹曲面に形成したレンズ成型用凹部を例として説明したが、所要の凸曲面に形成したレンズ成型用凸部としてもよい。

・上記各実施形態においては、被加工物に対する押圧力が一定となるように、弾性変形部を有する加工具を移動する加工具移動手段を設けた構成について説明したが、その加工具移動手段は、弾性変形部を有しない加工具について適用した場合にも有効である。

・上記各実施形態においては、加工具に、被加工物に対する押圧力が一定となるように弾性変形する弾性変形部を一つだけ設けた構成について説明したが、二つ以上の弾性変形部を設けた構成にしてもよい。

具体的には、二つ以上の弾性変形部を、互いに異なる弾性力をもつものの組み合わせとすること、二つ以上の弾性変形部を、互いに同等の弾性力をもつものの組み合わせとすること等。
また、互いに同等の弾性力をもつ二つ以上の弾性変形部を並列にした構成にすることもできる。具体的には、先端部から基端部に向けて、加工部、二つの弾性変形部及び工具保持部とした構成等である。

ところで、上記各実施形態においては、被加工物の中心軸線を中心とした一つのレンズ成型用凹部の加工方法について記載したが、特許３９３８５４０号に記載されている内容の方法により、レンズ成型用凹部を加工形成する場合にも有効である。

すなわち、特許３９３８５４０号に記載されているマイクロレンズアレイの成形型の研削方法は、工作物を工作物スピンドルに取り付け、その工作物スピンドルの回転軸に対して直角または傾斜させて設置した研削スピンドルに設けた研削砥石を工作物に押しつけ、さらに、工作物スピンドルの回転軸とが一致するように同期させながら研削砥石を制御して回転するとともに、同時に前記加工痕に切り込みを与えるようにして工作物上に凹面の球面形状の穴を研削することを特徴としたものである。

本発明の第一の実施形態に係るレンズ型の加工装置の概略構成を示す正面図である。 本発明の第一の実施形態に係る加工具と、被加工物の加工面の詳細を示す部分拡大図である。 制御装置の有する機能を示すブロック図である。 本発明の第一の実施形態に係る加工具と、被加工物の加工面の詳細を示す部分拡大図であり、加工途中の様子を示している。 （Ａ）は、加工深さと弾性変形による効果を示すグラフ、（Ｂ）は、加工原理を模式的に示す図である。 第二の実施形態に係る加工具の拡大図である。 本発明の第二の実施形態に係るレンズ型の加工装置の概略構成を示す正面図である。 制御装置の有する機能を示すブロック図である。 本発明の第二の実施形態に係るレンズ型の加工装置により、レンズ成型用凹部を加工するときの様子を示しており、粗加工と仕上げ加工におけるレンズ成型用凹部の加工状態を示す部分拡大断面図である。 （Ａ）は、加工深さと弾性変形による効果を示すグラフ、（Ｂ）は、加工原理を模式的に示す図である。 本発明の第三の実施形態に係るレンズ型の加工装置の概略構成を示す正面図である。 制御装置と演算制御装置が有する機能を示すブロック図である。 （Ａ）は、従来のレンズ型加工方法によりレンズ成型用凹部を加工形成する様子を示す部分拡大断面図、（Ｂ）は、磨耗した工具によりレンズ成型用凹部を加工形成する様子を示す部分拡大断面図、（Ｃ）は、被加工物の加工面にうねり等がある場合において、レンズ成型用凹部を加工形成する様子を示す部分拡大断面図である。

符号の説明

１１ 回転スピンドル
２０ レンズ成型用凹部
３０，４１ 弾性変形部
３２，４２ 加工部
５０ 傾動位置決め装置
６０ 計測機
Ａ１〜Ａ３ 加工装置
Ｃ３ 第一の加工具傾動手段
Ｄ１，Ｄ２ 加工具
Ｅ 被加工物（レンズ型）
Ｅａ 加工面
Ｆ１ 第二の加工具傾動手段

Claims (11)

1. 回転する被加工物に加工具を押圧することにより、その被加工物にレンズ成型部を加工形成するレンズ型の加工装置において、
   上記加工具に、被加工物に対する押圧力が一定となるように弾性変形する弾性変形部を設けたことを特徴とするレンズ型の加工装置。
2. 加工具には、レンズ成型部を加工するための加工部が設けられており、
   弾性変形部は、加工部よりも低い剛性の材質によって形成されていることを特徴とする請求項１に記載のレンズ型の加工装置。
3. 加工具には、レンズ成型部を加工するための加工部が設けられており、
   弾性変形部は、加工部と同一の材質により一体にして、かつ、加工部よりも細径な径細部分を有して形成されていることを特徴とする請求項１に記載のレンズ型の加工装置。
4. 加工具を傾動位置決めするための傾動位置決め装置が設けられており、
   仕上げ精度が異なる複数の加工モードに対応した被加工物に対する押圧力となるように、傾動位置決め装置を介して、加工具を傾動位置決めする第一の加工具傾動手段を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のレンズ型の加工装置。
5. レンズ成型部の加工形状を計測するための計測機と、
   加工具を傾動位置決めするための位置決め装置とが設けられており、
   計測機による計測結果に基づき、位置決め装置を介して、被加工物に対する押圧力が所定の値となるように加工具を傾動する第二の加工具傾動手段を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のレンズ型の加工装置。
6. 回転する被加工物に押圧することにより、その被加工物にレンズ成型部を加工形成するためのレンズ型の加工装置に用いる加工具において、
   被加工物に対する押圧力が一定となるように弾性変形する弾性変形部を設けたことを特徴とするレンズ型の加工装置に用いる加工具。
7. 被加工物に押圧されることによりレンズ成型部を加工するための加工部が設けられており、
   弾性変形部を、加工部よりも低い剛性の材質によって形成していることを特徴とする請求項６に記載のレンズ型の加工装置に用いる加工具。
8. レンズ成型部を加工するための円柱状の加工部が設けられており、
   弾性変形部は、加工部と同一の材質により一体にして、かつ、加工部よりも細径の径細部分を有して形成されていることを特徴とする請求項６又は７に記載のレンズ型の加工装置に用いる加工具。
9. 回転する被加工物に、これに対する押圧力が一定となるように弾性変形する弾性変形部を設けた加工具を押圧することにより、その被加工物にレンズ成型部を加工形成するレンズ型の加工装置を用いた加工方法であって、
   被加工物に対する押圧力が一定となるように、弾性変形部を弾性変形させながらレンズ成型部を加工形成することを特徴とするレンズ型の加工装置を用いた加工方法。
10. 請求項９に記載したレンズ型の加工装置を用いた加工方法によって、レンズ成型部を加工形成したことを特徴とするレンズ型。
11. 請求項１０に記載したレンズ型により成型したことを特徴とするレンズ。

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