JP2012081538A - 光学素子保持装置及び光学素子の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】光学素子を研削・研磨加工する装置において、光学素子を容易に交換することができる光学素子保持装置等を提供する。
【解決手段】光学素子保持装置は、弾性部材２を介して光学素子１が支持される支持面１０ａを有する光学素子保持具１０と、弾性部材を光学素子保持具に対して着脱自在に保持する弾性部材用真空系５０とを備える。また、光学素子の製造方法は、弾性部材を介して光学素子を光学素子保持具に保持させる保持工程と、光学素子の加工面を加工工具に当接させる当接工程と、加工工具を回転及び揺動させることにより、加工面を研削・研磨加工する加工工程と、光学素子を加工工具から離す退避工程と、弾性部材を光学素子保持具に保持させた状態で光学素子を取り外す取り外し工程と、上記保持工程〜取り外し工程を所定回数繰り返した後で、光学素子保持具から弾性部材を取り外し、別の弾性部材と交換する弾性部材交換工程を含む。
【選択図】図１

Description

本発明は、レンズ等の光学素子の研削・研磨加工において当該光学素子を保持する光学素子保持装置、及び光学素子の製造方法に関する。

従来、レンズ等の光学素子を研削・研磨加工する方法として、光学素子保持具と保持枠とによって光学素子を保持し、光学素子加工面に対応する曲率半径を有する加工砥石を光学素子加工面に当接させて加工砥石を回転させると共に、光学素子保持具に当接させたカンザシを水平方向に揺動させることにより、光学素子を従動させる方法が知られている（例えば特許文献１参照）。

上述の特許文献１においては、光学素子保持具の台座の支持面と光学素子の受け面との間に弾性シートを介在させることにより、光学素子の受け面にスレ面等の不良現象が発生するのを防止している。この弾性シートは、台座の支持面に対して未接着の状態で使用される。

特開２００１−１７０８５３号公報

ところで、このような弾性シートは、光学素子を加工する度に交換する必要はなく、光学素子の加工形状が同一であれば、同一の弾性シートを継続して使用すると良い。しかしながら、光学素子の加工が終わって次の光学素子と交換する際に、光学素子保持具から光学素子を取り外すと、弾性シートも一緒に光学素子保持具から外れてしまう場合がある。そのため、光学素子の交換を手作業によって行わざるを得ず、光学素子の交換に時間がかかってしまうと共に、光学素子の連続加工や交換作業の自動化が困難となっていた。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、光学素子を研削・研磨加工する装置において、光学素子を容易に交換することができる光学素子保持装置を提供することを目的とする。また、本発明は、そのような光学素子保持装置を用いた光学素子の製造方法を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る光学素子保持装置は、研削・研磨加工される光学素子を弾性部材に接触させて保持する光学素子保持装置において、前記弾性部材を介して前記光学素子を支持する支持面を有する光学素子保持具と、前記弾性部材を前記光学素子保持具に対して着脱自在に保持する弾性部材保持機構とを備えることを特徴とする。

上記光学素子保持装置において、前記弾性部材保持機構は、前記弾性部材を前記支持面に向けて吸引する弾性部材保持用真空系と、前記弾性部材保持用真空系を制御することにより、前記弾性部材の吸引状態と非吸引状態とを切り替える制御部とを備えることを特徴とする。

上記光学素子保持装置において、前記弾性部材保持機構は、前記弾性部材の端部よりも前記弾性部材の内周側に突出することにより前記弾性部材を支持するストッパと、前記ストッパを移動させることにより、前記弾性部材の支持状態と非支持状態とを切り替える駆動部とを備えることを特徴とする。

上記光学素子保持装置において、前記光学素子を前記光学素子保持具に対して着脱自在に保持する光学素子保持機構を更に備えることを特徴とする。

上記光学素子保持装置において、前記光学素子保持機構は、前記光学素子を前記支持面に向けて吸引する光学素子保持用真空系と、前記光学素子保持用真空系を制御することにより、前記光学素子の吸引状態と非吸引状態とを切り替える制御部とを備えることを特徴とする。

上記光学素子保持装置において、前記光学素子保持機構は、前記光学素子の加工面とは異なる面において前記光学素子を挟持する挟持部材と、前記挟持部材を移動させることにより、前記光学素子の挟持状態と非挟持状態とを切り替える駆動部とを備えることを特徴とする。

本発明に係る光学素子の製造方法は、光学素子を弾性部材に接触させて保持しながら研削・研磨加工を行う光学素子の製造方法において、前記弾性部材を介して前記光学素子を光学素子保持具に保持させる保持工程と、前記光学素子の加工面を加工工具に当接させる当接工程と、前記加工工具を回転及び揺動させることにより、前記加工面を研削・研磨加工する加工工程と、前記光学素子を前記加工工具から離す退避工程と、前記弾性部材を前記光学素子保持具に保持させた状態で前記光学素子を取り外す取り外し工程と、前記保持工程と、前記当接工程と、前記加工工程と、前記退避工程と、前記取り外し工程とを所定回数繰り返した後で、前記光学素子保持具から前記弾性部材を取り外し、別の弾性部材と交換する弾性部材交換工程とを含むことを特徴とする。

上記光学素子の製造方法において、前記保持工程は、前記弾性部材と前記光学素子を支持する支持面との間に、滑り現象を生じさせる第２の部材を介在させることを特徴とする。

本発明によれば、光学素子保持具に対して弾性部材を着脱自在に保持する弾性部材保持機構により、弾性部材を光学素子保持具の側に保持した状態で光学素子を取り外すことができるので、光学素子の交換を容易に行うことが可能となる。

図１は、本発明の実施の形態１に係る光学素子保持装置の構成を示す図である。 図２は、図１に示す光学素子保持装置をＡ−Ａ部分で切断した場合における断面図である。 図３は、本発明の実施の形態１に係る光学素子の製造方法を示すフローチャートである。 図４Ａは、光学素子を光学素子保持具に保持させる工程を示す図である。 図４Ｂは、光学素子を光学素子保持具に保持させた状態を示す図である。 図４Ｃは、光学素子加工面を加工工具に当接させる工程を示す図である。 図４Ｄは、光学素子加工面を加工工具に当接させた状態を示す図である。 図４Ｅは、光学素子を加工する工程を示す図である。 図４Ｆは、光学素子を加工工具から離す工程を示す図である。 図４Ｇは、光学素子を加工工具から離した状態を示す図である。 図４Ｈは、光学素子を光学素子保持具から取り外す工程を示す図である。 図５Ａは、弾性部材及び滑り部材を取り外す工程を示す図である。 図５Ｂは、弾性部材及び滑り部材を取り外した状態を示す図である。 図６は、本発明の実施の形態２に係る光学素子保持装置の構成を示す図である。 図７Ａは、光学素子を光学素子保持具に保持させる工程を示す図である。 図７Ｂは、光学素子を光学素子保持具に保持させた状態を示す図である。 図７Ｃは、光学素子加工面を加工工具に当接させる工程を示す図である。 図７Ｄは、光学素子加工面を加工工具に当接させた状態を示す図である。 図７Ｅは、光学素子を加工する工程を示す図である。 図７Ｆは、光学素子を加工工具から離す工程を示す図である。 図７Ｇは、光学素子を加工工具から離した状態を示す図である。 図７Ｈは、光学素子を光学素子保持具から取り外す工程を示す図である。 図８Ａは、弾性部材及び滑り部材を取り外す工程を示す図である。 図８Ｂは、弾性部材及び滑り部材を取り外した状態を示す図である。 図９は、本発明の実施の形態３に係る光学素子保持装置の構成を示す図である。 図１０Ａは、光学素子を光学素子保持具に保持させる工程を示す図である。 図１０Ｂは、光学素子を光学素子保持具に保持させた状態を示す図である。 図１０Ｃは、光学素子加工面を加工工具に当接させる工程を示す図である。 図１０Ｄは、光学素子加工面を加工工具に当接させた状態を示す図である。 図１０Ｅは、光学素子を加工する工程を示す図である。 図１０Ｆは、光学素子を加工工具から離す工程を示す図である。 図１０Ｇは、光学素子を加工工具から離した状態を示す図である。 図１０Ｈは、光学素子を光学素子保持具から取り外す工程を示す図である。

以下、図面を参照して、本発明に係る光学素子保持装置及び光学素子の製造方法を詳細に説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。また、図面の記載において、同一部分には同一の符号を付している。図面は模式的なものであり、各部の寸法の関係や比率は、現実と異なることに留意する必要がある。図面の相互間においても、互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る光学素子保持装置の構成を示す図である。図１に示す光学素子保持装置１００は、弾性部材２及び滑り部材３を介して光学素子１を支持する支持面１０ａを有する光学素子保持具１０と、光学素子保持具１０を回転可能に支持する外枠２０及び内枠３０と、光学素子１を光学素子保持具１０に対して着脱自在に保持する光学素子保持機構としての光学素子用真空系４０と、弾性部材２及び滑り部材３を光学素子保持具１０に対して着脱自在に保持する弾性部材保持機構としての弾性部材用真空系５０と、これら光学素子用真空系４０及び弾性部材用真空系５０の動作を制御する真空系制御部５７とを備える。

光学素子１は例えばレンズであり、光学素子保持具１０によって支持された状態で加工面１ａに研削・研磨加工が施される。

弾性部材２は、研削・研磨加工中に光学素子１の受け面１ｂに当接され、受け面１ｂに加わる衝撃を緩和させてスレ面等の不良が発生するのを防止するシート状の部材である。滑り部材３は、弾性部材２及び支持面１０ａとの間で滑り現象を生じさせることによって保持抵抗を低減するシート状の部材である。なお、滑り部材３は省略しても良い。この場合、弾性部材２は、弾性部材２と支持面１０ａとの間で滑り現象を生じさせて保持抵抗を低減する。

弾性部材２の中心部には、貫通孔２ａが形成されている。また、滑り部材３の中心部には貫通孔３ａが形成され、この貫通孔３ａを囲むように４つの貫通孔３ｂが形成されている。これらの貫通孔３ｂは、後述する真空引き用溝５１に連通する位置に形成される。

光学素子保持具１０の下端部には、弾性部材２、滑り部材３、及び光学素子１の一部を内側に収容する凹状の収容部１０ｂが設けられる。また、光学素子保持具１０の上端部には、光学素子保持具ストッパ１０ｃがねじ込みにより固定される。光学素子保持具ストッパ１０ｃは、光学素子保持具１０が内枠３０から脱落するのを防止する。

外枠２０の内側には、ロータリージョイント２１が取り付けられる。ロータリージョイント２１は、後述する真空引き用パイプ４２を外枠２０に対して回転可能に保持すると共に、後述する真空室４３と真空室５３とを隔絶させる。

内枠３０は、その上端部を外枠２０の下端部にねじ込むことにより、外枠２０と嵌合される。また、内枠３０は、その内側に配置された第１のベアリング３１ａ及び第２のベアリング３１ｂを介して、光学素子保持具１０を保持する。第１のベアリング３１ａと第２のベアリング３１ｂとの間には、内枠３０の内壁に当接された第１のカラー（継ぎ輪）３２ａと、光学素子保持具１０に当接された第２のカラー３２ｂとが設けられる。ベアリング止め具３３は、ねじ込みにより内枠３０の下端部に取り付けられ、第１のベアリング３１ａを固定する。このような構造により、光学素子保持具１０が外枠２０及び内枠３０に対して回転可能な状態となる。

光学素子用真空系４０は、光学素子１を支持面１０ａに向けて吸引する。光学素子用真空系４０は、光学素子保持具１０の中央部に形成された真空引き用孔部４１と、真空引き用孔部４１に嵌め込まれた真空引き用パイプ４２と、外枠２０に形成された真空室４３と、外枠２０の中央部に形成された真空引き用孔部４４と、真空引き用孔部４４と接続された光学素子用真空ポンプ４５とによって構成される。これらの真空引き用孔部４１〜真空引き用孔部４４は連通されている。真空室４３は、外枠２０の内壁面と、ロータリージョイント２１の上端面とによって画定される。光学素子用真空ポンプ４５としては、加圧減圧両用のものを用いると良い。

真空引き用孔部４１の位置は、滑り部材３に形成された貫通孔３ａ及び弾性部材２に形成された貫通孔２ａの位置と対応している。そのため、光学素子用真空ポンプ４５を作動させた場合、真空引き用孔部４４、真空室４３、真空引き用パイプ４２、真空引き用孔部４１、貫通孔３ａ、及び貫通孔２ａを介して、光学素子１が吸引される（吸引状態）。それにより、光学素子１が、弾性部材２及び滑り部材３を介して支持面１０ａに吸着保持される。一方、光学素子用真空系４０を開放し、又は光学素子用真空ポンプ４５により加圧すると、光学素子１が保持されない状態（非保持状態、非吸引状態）となる。なお、図１は、光学素子１が吸着保持されている状態を示している。

一方、弾性部材用真空系５０は、弾性部材２を支持面１０ａに向けて吸引する。弾性部材用真空系５０は、光学素子保持具１０に形成された真空引き用溝５１及び真空引き用孔部５２と、外枠２０に形成された真空室５３及び真空引き用孔部５４と、真空引き用孔部５４と接続された弾性部材用真空ポンプ５５と、樹脂ワッシャ５６とによって構成される。これらの真空引き用溝５１〜真空引き用孔部５４は連通されている。真空室５３は、外枠２０の内壁面と、ロータリージョイント２１の下端面と、光学素子保持具１０の上端面と、光学素子保持具ストッパ１０ｃの上端面とによって画定される。樹脂ワッシャ５６は、外枠２０の内壁面と、内枠３０の上端面と、光学素子保持具ストッパ１０ｃの下端面とによって画定される空間に、固定されない状態で配置される。弾性部材用真空ポンプ５５を作動させて真空室５３を負圧（大気圧より低い）にすると、樹脂ワッシャ５６がこの空間の上部に貼り付き、外枠２０の内壁と光学素子保持具ストッパ１０ｃとの間の空隙を閉塞する。それにより、真空室５３及び真空引き用孔部５２が減圧される。弾性部材用真空ポンプ５５としては、加圧減圧両用のものを用いると良い。

図２は、図１に示す光学素子保持装置１００をＡ−Ａ部分で切断した場合における断面図である。図２に示すように、真空引き用溝５１は、光学素子保持具１０の中央部を中心とする円環状に形成される。また、真空引き用孔部５２は、真空引き用溝５１に連通される。それにより、真空引き用孔部５２が減圧されると、滑り部材３の４つの貫通孔３ｂを介して、弾性部材２が光学素子保持具１０に吸引される（吸引状態）。それにより、弾性部材２及び滑り部材３が支持面１０ａに保持される。一方、弾性部材用真空系５０を開放し、又は弾性部材用真空ポンプ５５により加圧すると、弾性部材２及び滑り部材３が保持されない状態（非保持状態、非吸引状態）となる。なお、図１は、弾性部材２及び滑り部材３の保持状態を示している。

真空系制御部５７は、光学素子用真空系４０を制御することにより、光学素子１の吸引状態と非吸引状態とを切り替えると共に、弾性部材用真空系５０を制御することにより、弾性部材２の吸引状態と非吸引状態とを切り替える。

次に、実施の形態１に係る光学素子の製造方法について、図３及び図４Ａ〜図４Ｈを参照しながら説明する。図３は、本実施の形態に係る光学素子の製造方法を示すフローチャートである。また、図４Ａ〜図４Ｈは、本実施の形態に係る光学素子の製造方法の各工程を示す模式図である。

まず、工程Ｓ１において、弾性部材２及び滑り部材３を介して、研磨・研削を行う光学素子材料（以下、単に「光学素子」という）１を光学素子保持具１０に保持させる。このとき、図４Ａに示すように、予め弾性部材用真空ポンプ５５を作動させて弾性部材用真空系５０の真空引きを行い、弾性部材２及び滑り部材３を支持面１０ａに保持しておく。なお、このとき、光学素子用真空系４０は開放され、又は光学素子用真空ポンプ４５により加圧された状態となっている。この状態で、図示しない光学素子用ローディング装置又は手作業により、光学素子１の受け面１ｂを弾性部材２の下面に当接させる。続いて、光学素子用真空ポンプ４５を作動させて光学素子用真空系４０を減圧すると、光学素子１が吸引され、図４Ｂに示すように、弾性部材２及び滑り部材３を介して光学素子保持具１０に吸着保持される。

続く工程Ｓ２において、図４Ｃに示すように、図示しないローディング装置により外枠２０を下降させ、光学素子１の加工面１ａを研削・研磨用の加工工具４に当接させる。その後、図４Ｄに示すように、光学素子用真空系４０及び弾性部材用真空系５０を開放し、又は光学素子用真空ポンプ４５及び弾性部材用真空ポンプ５５により加圧して、光学素子１、弾性部材２、及び滑り部材３を非保持状態にする。

工程Ｓ３において、図４Ｅに示すように、加工工具４を回転及び揺動させることにより、光学素子１を加工する。このとき、光学素子１、弾性部材２、滑り部材３、及び光学素子保持具１０は、加工工具４の回転運動に従動して回転する。また、このとき、上述したように、光学素子１は非保持状態となっているので、これらの回転運動は阻害されない。

工程Ｓ４において、図４Ｆに示すように、光学素子用真空ポンプ４５及び弾性部材用真空ポンプ５５を作動させて光学素子用真空系４０及び弾性部材用真空系５０の真空引きを行い、光学素子１、弾性部材２、及び滑り部材３を光学素子保持具１０に吸着保持する。続いて、図４Ｇに示すように、図示しないローディング装置により外枠２０を上昇させて、光学素子１を加工工具４から離す（即ち、退避させる）。

工程Ｓ５において、図４Ｈに示すように、弾性部材２及び滑り部材３を光学素子保持具１０に吸着保持したまま、光学素子用真空系４０を開放し、又は光学素子用真空ポンプ４５により加圧して、光学素子１を光学素子保持具１０から取り外す。このとき、図示しない光学素子用ローディング装置又は作業者の手により、光学素子１を支えておく。

この後、光学素子１を交換し、次の光学素子１に対して工程Ｓ１〜Ｓ５を繰り返すことにより光学素子の加工を順次行って、複数の光学素子を製造する。

次に、弾性部材２及び滑り部材３を交換する工程について、図５Ａ及び図５Ｂを参照しながら説明する。光学素子の研削・研磨加工において、弾性部材２及び滑り部材３を所定回数使用した後や、加工形状の異なる光学素子の加工を開始する際には、以下に説明するように、弾性部材２及び滑り部材３が交換される。

まず、図５Ａに示すように、弾性部材用真空系５０を開放し、又は弾性部材用真空ポンプ５５により加圧することにより、弾性部材２及び滑り部材３を非保持状態にして、これらを脱落させる（図５Ｂ）。その後、別の弾性部材２及び滑り部材３を光学素子保持具１０の支持面１０ａに当接させた状態で、弾性部材用真空ポンプ５５を作動させて弾性部材用真空系５０を真空引きすることにより、弾性部材２及び滑り部材３が支持面１０ａに吸着保持される。

以上説明したように、実施の形態１によれば、弾性部材２及び滑り部材３を光学素子保持具１０側に吸着保持したまま、光学素子の着脱を行うことができる。従って、光学素子１の交換作業時間を短縮し、容易且つ効率良く交換作業を行うことが可能となる。また、所望のタイミングで弾性部材２及び滑り部材３を交換することも可能である。

また、実施の形態１によれば、真空系を利用することで、光学素子１の交換作業や弾性部材２及び滑り部材３の交換作業を自動化することができるので、光学素子の加工速度をトータルで向上させることが可能となる。

さらに、光学素子１と支持面１０ａとの間に弾性部材２を介在させることにより、光学素子１の受け面１ｂに加わる衝撃を緩和し、スレ面の発生を抑制することができる。一方、弾性部材２と支持面１０ａとの間に滑り部材３を介在させることにより、光学素子１の動きを阻害する抵抗を低減させ、光学素子１の加工面１ａの面精度を良好にすることができる。従って、実施の形態１に係る光学素子保持装置を適用することにより、弾性部材２及び滑り部材３を利用して実現される高精度、高品質の光学素子を連続して加工することが可能となる。

さらに、実施の形態１によれば、真空系の作用により弾性部材２及び滑り部材３を光学素子保持具１０から着脱するので、弾性部材２及び滑り部材３は、少なくとも弾性部材用真空系５０によって吸引可能な形状及び大きさを有していれば良い。従って、弾性部材２及び滑り部材３の形状や大きさの自由度を増すことができる。

（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２に係る光学素子保持装置について説明する。図６は、実施の形態２に係る光学素子保持装置の構成を示す断面図である。
図６に示す光学素子保持装置２００は、弾性部材２及び滑り部材５を介して光学素子１を支持する支持面１１ａを有する光学素子保持具１１と、光学素子保持具１１を回転可能に支持する外枠２５及び内枠３０と、光学素子１を光学素子保持具１１に対して着脱自在に保持する光学素子保持機構としての真空系６０と、真空系６０の動作を制御する真空系制御部６６と、弾性部材２及び滑り部材５を光学素子保持具１１に対して着脱自在に保持する弾性部材保持機構としての弾性部材ストッパ７０、弾性部材ストッパ駆動部７１、及び駆動制御部７２とを備える。

実施の形態２において、弾性部材２及び滑り部材５には、その中央部に貫通孔２ａ及び５ａがそれぞれ形成される。なお、弾性部材２及び滑り部材５の作用については、実施の形態１において説明した弾性部材２及び滑り部材３と同様である。

光学素子保持具１１の下端部には、弾性部材２、滑り部材５、及び光学素子１の一部を内側に収容する凹状の収容部１１ｂが設けられる。また、光学素子保持具１１の上端部には、光学素子保持具ストッパ１１ｃがねじ込みにより固定される。光学素子保持具ストッパ１１ｃは、光学素子保持具１１が内枠３０から脱落するのを防止する。

内枠３０は、その上端部を外枠２５の下端部にねじ込むことにより、外枠２５と嵌合される。なお、内枠３０〜ベアリング止め具３３の構造及び作用については、実施の形態１において説明したものと同様である。

真空系６０は、光学素子１を支持面１１ａに向けて吸引する。真空系６０は、光学素子保持具１１の中央部に形成された真空引き用孔部６１と、外枠２５に形成された真空室６２及び真空引き用孔部６３と、樹脂ワッシャ６４と、真空引き用孔部６３と接続された真空ポンプ６５とによって構成される。真空ポンプ６５としては、加圧減圧両用のものを用いると良い。これらの真空引き用孔部６１〜真空引き用孔部６３は連通されている。真空室６２は、外枠２５の内壁面と、光学素子保持具１１の上端面と、光学素子保持具ストッパ１１ｃの上端面とによって画定される。樹脂ワッシャ６４は、外枠２５の内壁面と、内枠３０の上端面と、光学素子保持具ストッパ１１ｃの下端面とによって画定される空間に、固定されない状態で配置される。真空ポンプ６５を作動させて真空室６２を負圧にすると、樹脂ワッシャ６４がこの空間の上部に貼り付き、外枠２５の内壁と光学素子保持具ストッパ１１ｃとの間の空隙を閉塞する。それにより、真空室６２及び真空引き用孔部６１が減圧されて、光学素子１が吸着保持される（吸引状態）。一方、真空系６０を開放し、又は真空ポンプ６５により加圧すると、光学素子１が非保持状態（非吸引状態）となる。真空系制御部６６は、このような真空系６０を制御することにより、光学素子１の吸引状態と非吸引状態とを切り替える。

弾性部材ストッパ７０は、固定部７０ａ及び突出部７０ｂを含む。固定部７０ａは、ねじ込み又はボルト締結により、収容部１１ｂを囲む枠部１１ｄに取り付けられる。突出部７０ｂは、内周方向又は外周方向に移動可能な状態で固定部７０ａに取り付けられる。突出部７０ｂは、少なくとも２箇所、好ましくは３箇所以上に設けられる。これらの突出部７０ｂは、枠部１１ｄよりも内周側に突出した位置にあるとき、弾性部材２及び滑り部材３の端部を下側から支持してこれらの脱落を防止する。弾性部材ストッパ駆動部７１は、突出部７０ｂを内周方向又は外周方向に移動させることにより、弾性部材２及び滑り部材３の支持状態と非支持状態とを切り替える。駆動制御部７２は、弾性部材ストッパ駆動部７１の動作を制御する。

次に、実施の形態２に係る光学素子の製造方法について、図７Ａ〜図７Ｈを参照しながら説明する。図７Ａ〜図７Ｈは、本実施の形態に係る光学素子の製造方法の各工程を示す模式図である。なお、本実施の形態に係る光学素子の製造方法のフローチャートについては、図３に示すものと同様である。

まず、工程Ｓ１において、弾性部材２及び滑り部材５を介して、光学素子１を光学素子保持具１１に保持させる。このとき、図７Ａに示すように、弾性部材ストッパ７０の突出部７０ｂを内側に突出させて、弾性部材２及び滑り部材５の脱落を防止しておく。この状態で、図示しない光学素子用ローディング装置又は手作業により、光学素子１の受け面１ｂを弾性部材２の下面に当接させる。続いて、真空ポンプ６５を作動させて真空系６０を減圧すると、光学素子１が吸引され、図７Ｂに示すように、弾性部材２及び滑り部材５を介して光学素子保持具１１に吸着保持される。

続く工程Ｓ２において、図７Ｃに示すように、図示しないローディング装置により外枠２５を下降させて、光学素子１の加工面１ａを研削・研磨用の加工工具４に当接させる。その後、図７Ｄに示すように、真空系６０を開放し、又は真空ポンプ６５によって加圧して、光学素子１を非保持状態にする。それと同時に、光学素子１と支持面１１ａとの間に挟持されていた弾性部材２及び滑り部材５も開放される。

工程Ｓ３において、図７Ｅに示すように、加工工具４を回転及び揺動させることにより、光学素子１を加工する。このとき、光学素子１、弾性部材２、滑り部材５、及び光学素子保持具１１は、加工工具４の回転運動に従動して回転する。また、このとき、上述したように光学素子１は非保持状態となっているので、回転運動は阻害されない。

工程Ｓ４において、図７Ｆに示すように、真空ポンプ６５を作動させて真空系６０を真空引きし、弾性部材２及び滑り部材５を介して光学素子１を光学素子保持具１１に吸着保持する。続いて、図７Ｇに示すように、図示しないローディング装置により外枠２５を上昇させて、光学素子１を加工工具４から離す。

工程Ｓ５において、図７Ｈに示すように、突出部７０ｂを枠部１１ｄよりも内側に突出させた状態のまま（即ち、弾性部材２及び滑り部材５を支持した状態のまま）真空系６０を開放し、又は真空ポンプ６５により加圧して、光学素子１を光学素子保持具１１から取り外す。このとき、図示しない光学素子用ローディング装置又は作業者の手により、光学素子１を支えておく。

この後、光学素子１を交換し、次の光学素子１に対して工程Ｓ１〜Ｓ５を繰り返すことにより光学素子の加工を順次行って、複数の光学素子を製造する。

次に、弾性部材２及び滑り部材５を交換する工程について、図８Ａ及び図８Ｂを参照しながら説明する。
まず、図８Ａに示すように、弾性部材ストッパ駆動部７１によって突出部７０ｂを外周方向に移動させることにより、弾性部材２及び滑り部材５を非支持状態にして、これらを脱落させる（図８Ｂ）。その後、別の弾性部材２及び滑り部材５を、図示しないローディング装置又は作業者の手により光学素子保持具１１の内側に保持し、突出部７０ｂを内周方向の内側に移動させる。それにより、弾性部材２及び滑り部材５が突出部７０ｂに支持され、収容部１１ｂ内に保持される。

以上説明した実施の形態２によれば、簡単な構成により、光学素子保持具１１に対し、弾性部材２及び滑り部材５を自在に着脱することができる。従って、光学素子の交換作業を容易且つ効率良く行うことが可能となると共に、所望のタイミングで弾性部材２及び滑り部材５を交換することも可能となる。また、突出部７０ｂに弾性部材ストッパ駆動部７１を設けることにより、光学素子の加工を連続して行う自動機への適用も可能となる。それにより、弾性部材２及び滑り部材５を利用して実現される高精度、高品質の光学素子の加工速度を向上させることが可能となる。

なお、弾性部材ストッパを固定式で構成することも可能である。この場合には、弾性部材２及び滑り部材５を手作業で交換すれば良い。

（実施の形態３）
次に、本発明の実施の形態３に係る光学素子保持装置について説明する。図９は、実施の形態３に係る光学素子保持装置の構成を示す断面図である。
図９に示す光学素子保持装置３００は、弾性部材６及び滑り部材７を介して光学素子１を支持する支持面１２ａを有する光学素子保持具１２と、光学素子保持具１２を回転可能に支持する外枠２７及び内枠３０と、弾性部材６及び滑り部材７を光学素子保持具１２に対して着脱自在に保持する弾性部材保持機構としての弾性部材ストッパ７０と、光学素子１を光学素子保持具１２に対して着脱自在に保持する光学素子保持機構としての光学素子挟持部８０とを備える。なお、弾性部材６及び滑り部材７の作用については、実施の形態１において説明した弾性部材２及び滑り部材３と同様である。

光学素子保持具１２の下端部には、弾性部材６、滑り部材７、及び光学素子１の一部を内側に収容する凹状の収容部１２ｂが設けられる。また、光学素子保持具１２の上端部には、光学素子保持具ストッパ１２ｃがねじ込みにより固定される。光学素子保持具ストッパ１２ｃは、光学素子保持具１２が内枠３０から脱落するのを防止する。さらに、収容部１２ｂを囲む枠部１２ｄには、弾性部材ストッパ７０が取り付けられる。弾性部材ストッパ７０の構造及び動作については、実施の形態２において説明したものと同様である。

内枠３０は、その上端部を外枠２７の下端部にねじ込むことにより、外枠２７と嵌合される。なお、内枠３０〜ベアリング止め具３３の構造及び作用については、実施の形態１において説明したものと同様である。

光学素子挟持部８０は、光学素子ストッパ８１と、光学素子ストッパ８１の先端に接着されたストッパ弾性部材８２と、光学素子ストッパ８１を支持する光学素子ストッパ支え８３と、スペーサ８４を介して光学素子ストッパ支え８３を光学素子保持具１２に締結するネジ８５と、光学素子ストッパ８１を駆動する光学素子ストッパ駆動部８６と、光学素子ストッパ駆動部８６の動作を制御する駆動制御部８７とを備える。この内、光学素子ストッパ８１〜ネジ８５は、光学素子保持具１２の少なくとも２箇所、好ましくは３箇所以上に設けられる。

光学素子ストッパ８１は、ストッパ弾性部材８２を介して、光学素子１の側面（加工面１ａとは異なる面）を複数方向から挟持する挟持部材である。各ストッパ弾性部材８２の先端面、即ち、光学素子１の側面との接触面は、光学素子１と同様の曲率となるように形成される。それにより、光学素子１は、側面に密着した複数のストッパ弾性部材８２により、安定的に保持される。

光学素子ストッパ支え８３には、光学素子ストッパ８１を貫通させる孔部８３ａが設けられる。このような構造により、光学素子ストッパ８１は、内周方向又は外周方向に移動可能な状態で保持される。

光学素子ストッパ駆動部８６は、光学素子ストッパ８１を内周方向に移動させることにより光学素子１を挟持し、光学素子ストッパ８１を外周方向に移動させることにより光学素子１を開放する。また、光学素子１が挟持されている間、光学素子ストッパ駆動部８６は、光学素子ストッパ８１に内周方向の力を印加し続ける。駆動制御部８７は、このような光学素子ストッパ駆動部８６の動作を制御することにより、光学素子１の挟持状態と非挟持状態（開放状態）とを切り替える。

次に、実施の形態３に係る光学素子の製造方法について、図１０Ａ〜図１０Ｈを参照しながら説明する。図１０Ａ〜図１０Ｈは、本実施の形態に係る光学素子の製造方法の各工程を示す模式図である。なお、本実施の形態に係る光学素子の製造方法のフローチャートについては、図３に示すものと同様である。

まず、工程Ｓ１において、図１０Ａに示すように、弾性部材ストッパ７０に弾性部材６及び滑り部材７を保持させた状態で、図示しない光学素子用ローディング装置又は手作業により、光学素子１の受け面１ｂを弾性部材６の下面に当接させる。続いて、光学素子ストッパ８１を内周方向に移動させることにより、図１０Ｂに示すように、ストッパ弾性部材８２を介して光学素子１を挟持する。

続く工程Ｓ２において、図１０Ｃに示すように、図示しないローディング装置により外枠２７を下降させて、光学素子１の加工面１ａを研削・研磨用の加工工具４に当接させる。その後、図１０Ｄに示すように、光学素子ストッパ８１を外周方向に移動させることにより、光学素子１を非挟持状態にする。

工程Ｓ３において、図１０Ｅに示すように、加工工具４を回転及び揺動させることにより、光学素子１を加工する。このとき、光学素子１、弾性部材６、滑り部材７、及び光学素子保持具１２は、加工工具４の回転運動に従動して回転する。また、このとき、上述したように光学素子１は非挟持状態となっているので、回転運動は阻害されない。

工程Ｓ４において、図１０Ｆに示すように、光学素子ストッパ８１を内周方向に移動させることにより、ストッパ弾性部材８２を介して光学素子１を挟持する。続いて、図１０Ｇに示すように、図示しないローディング装置により外枠２７を上昇させて、光学素子１を加工工具４から離す。

工程Ｓ５において、図１０Ｈに示すように、弾性部材ストッパ７０で弾性部材６及び滑り部材７を保持した状態のまま、光学素子ストッパ８１を外周方向に移動させることにより、光学素子１を非挟持状態にする。このとき、図示しない光学素子用ローディング装置又は作業者の手により、光学素子１を支えておく。

この後、光学素子１を交換し、次の光学素子１に対して工程Ｓ１〜Ｓ５を繰り返すことにより光学素子の加工を順次行って、複数の光学素子を製造する。
なお、弾性部材６及び滑り部材７を交換する工程については、実施の形態２において説明したものと同様である。

以上説明した実施の形態３によれば、大掛かりな構成を要することなく、光学素子１、弾性部材６、及び滑り部材７を光学素子保持具１２に対して自在に着脱することができる。従って、光学素子の交換作業を容易且つ効率良く行うことが可能となると共に、所望のタイミングで弾性部材６及び滑り部材７を交換することも可能となる。また、光学素子ストッパ８１に光学素子ストッパ駆動部８６を設けることにより、光学素子の加工を連続して行う自動機への適用も可能となる。それにより、弾性部材６及び滑り部材７を利用して実現される高精度、高品質の光学素子の加工速度を向上させることが可能となる。

以上説明した実施の形態１〜３は、光学素子を上方から保持する光学素子保持具だけでなく、光学素子を下方から支持する方式（即ち、光学素子保持具に光学素子を載置する方式）の光学素子保持具にも適用することができる。このような方式の場合、通常、光学素子を上方に持ち上げて光学素子を取り外すが、その際に、弾性部材や滑り部材が光学素子に貼りついて光学素子保持具から外れてしまうことがある。そのような光学素子保持具に、実施の形態１〜３において説明したものと同様の弾性部材保持機構を設けることにより、弾性部材及び滑り部材を光学素子保持具側に保持したまま光学素子を取り外すことができ、且つ、所望のタイミングで弾性部材及び滑り部材を取り外すことができるようになる。従って、光学素子や弾性部材及び滑り部材の交換作業を容易且つ効率良く行うことが可能となる。

１ 光学素子
１ａ 加工面
１ｂ 受け面
２、６ 弾性部材
２ａ、３ａ、３ｂ、５ａ 貫通孔
３、５、７ 滑り部材
４ 加工工具
１０、１１、１２ 光学素子保持具
１０ａ、１１ａ、１２ａ 支持面
１０ｂ、１１ｂ、１２ｂ 収容部
１０ｃ、１１ｃ、１２ｃ 光学素子保持具ストッパ
１１ｄ、１２ｄ 枠部
２０、２５、２７ 外枠
２１ ロータリージョイント
３０ 内枠
３１ａ、３１ｂ ベアリング
３２ａ、３２ｂ カラー
３３ ベアリング止め具
４０ 光学素子用真空系
４１、４４、５２、５４、６１、６３ 真空引き用孔部
４２ 真空引き用パイプ
４３、５３、６２ 真空室
４５、５５、６５ 真空ポンプ
５０ 弾性部材用真空系
５１ 真空引き用溝
５６、６４ 樹脂ワッシャ
５７、６６ 真空系制御部
６０ 真空系
７０ 弾性部材ストッパ
７０ａ 固定部
７０ｂ 突出部
７１ 弾性部材ストッパ駆動部
７２、８７ 駆動制御部
８０ 光学素子挟持部
８１ 光学素子ストッパ
８２ ストッパ弾性部材
８３ 光学素子ストッパ支え
８３ａ 孔部
８４ スペーサ
８５ ネジ
８６ 光学素子ストッパ駆動部
１００、２００、３００ 光学素子保持装置

Claims (8)

1. 研削・研磨加工される光学素子を弾性部材に接触させて保持する光学素子保持装置において、
   前記弾性部材を介して前記光学素子を支持する支持面を有する光学素子保持具と、
   前記弾性部材を前記光学素子保持具に対して着脱自在に保持する弾性部材保持機構と、
   を備えることを特徴とする光学素子保持装置。
2. 前記弾性部材保持機構は、
   前記弾性部材を前記支持面に向けて吸引する弾性部材保持用真空系と、
   前記弾性部材保持用真空系を制御することにより、前記弾性部材の吸引状態と非吸引状態とを切り替える制御部と、
   を備えることを特徴とする請求項１に記載の光学素子保持装置。
3. 前記弾性部材保持機構は、
   前記弾性部材の端部よりも前記弾性部材の内周側に突出することにより前記弾性部材を支持するストッパと、
   前記ストッパを移動させることにより、前記弾性部材の支持状態と非支持状態とを切り替える駆動部と、
   を備えることを特徴とする請求項１に記載の光学素子保持装置。
4. 前記光学素子を前記光学素子保持具に対して着脱自在に保持する光学素子保持機構を更に備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の光学素子保持装置。
5. 前記光学素子保持機構は、
   前記光学素子を前記支持面に向けて吸引する光学素子保持用真空系と、
   前記光学素子保持用真空系を制御することにより、前記光学素子の吸引状態と非吸引状態とを切り替える制御部と、
   を備えることを特徴とする請求項４に記載の光学素子保持装置。
6. 前記光学素子保持機構は、
   前記光学素子の加工面とは異なる面において前記光学素子を挟持する挟持部材と、
   前記挟持部材を移動させることにより、前記光学素子の挟持状態と非挟持状態とを切り替える駆動部と、
   を備えることを特徴とする請求項４に記載の光学素子保持装置。
7. 光学素子を弾性部材に接触させて保持しながら研削・研磨加工を行う光学素子の製造方法において、
   前記弾性部材を介して前記光学素子を光学素子保持具に保持させる保持工程と、
   前記光学素子の加工面を加工工具に当接させる当接工程と、
   前記加工工具を回転及び揺動させることにより、前記加工面を研削・研磨加工する加工工程と、
   前記光学素子を前記加工工具から離す退避工程と、
   前記弾性部材を前記光学素子保持具に保持させた状態で前記光学素子を取り外す取り外し工程と、
   前記保持工程と、前記当接工程と、前記加工工程と、前記退避工程と、前記取り外し工程とを所定回数繰り返した後で、前記光学素子保持具から前記弾性部材を取り外し、別の弾性部材と交換する弾性部材交換工程と、
   を含むことを特徴とする光学素子の製造方法。
8. 前記保持工程は、前記弾性部材と前記光学素子を支持する支持面との間に、滑り現象を生じさせる第２の部材を介在させることを特徴とする請求項７に記載の光学素子の製造方法。

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