JP2018118335A - 加工装置及び光学部品の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】一方の面と他方の面とが所望の角度となるようにワークを加工し得る加工装置及びこれを用いた光学部品の製造方法を提供する。【解決手段】加工装置１は、一方の面１０１Ｐと当該一方の面と対向する他方の面１０２Ｐとを有するワーク１００Ｐの一方の面を研磨する研磨部３２と、ワークの他方の面を押圧してワークを研磨部に押しつけるワーク保持部２０と、ワークの他方の面からワークに光を入射する光源１１と、ワークで反射する光の様子を撮像するカメラ１５と、制御部１６と、を備え、制御部は、カメラで撮像された一方の面で反射する光と他方の面で反射する光との干渉縞の数及び方向に基づいて、ワーク保持部を制御してワーク保持部から他方の面に加えられる押圧力の強度分布を調整する。【選択図】図２

Description

本発明は、加工装置及び光学部品の製造方法に関し、特に、ワークを研磨して加工する場合に好適な加工装置及びこれを用いた光学部品の製造方法に関する。

光アイソレータ等に用いる光学部品は、高い精度で加工されている必要があり、この加工の少なくとも一部を研磨により行うものがある。従って、研磨されるワークの状態を高い精度で測定する必要がある。

下記特許文献１には、光学素子等を研磨する際に用いる光学式研磨量測定装置が記載されている。この光学式研磨量測定装置は、研磨対象物であるワークと同等に研磨されるモニター用光学部材を備えている。このモニター用光学部材は、研磨される第二面と、この第二面の反対側の面である第一面とを有し、第一面と第二面とが互いに平行とされている。そして、第一面に光を照射して、第一面で反射する光と第一面からモニター用光学部材に入射して第二面で反射する光との干渉に基づいて、研磨量を測定する。つまり、研磨が進むにつれて、それぞれの光の干渉により、受光部で受光される光の強度が強い状態と弱い状態とが繰り返される。この光の強弱の繰り返しに基づいて研磨量を求めている。

このような光学式研磨量測定装置は研磨装置に組み合わされて使用されるため、光学式研磨量測定装置が組み合わされた研磨装置は研磨量を把握しながら研磨することができる加工装置と理解することができる。

特開平１０−２９１５７号公報

しかし、光学部品等を研磨により加工する場合、研磨される面とその面に対向する面との角度が所望の角度になるように光学部品等を研磨したいとの要請がある。例えば、研磨される面とその面に対向する面とが平行になるよう光学部品等を研磨したいという要請がある。しかし、上記特許文献１に記載の光学式研磨量測定装置が研磨装置に組み合わされたとしても、研磨量の把握ができるに留まり、光学部品等の研磨される面とその面に対向する面との角度を把握して、光学部品等を研磨することは出来ない。

そこで、本発明は、一方の面と他方の面とが所望の角度となるようにワークを加工し得る加工装置及び光学部品の製造方法を提供しようとすることを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の加工装置は、一方の面と当該一方の面と対向する他方の面とを有するワークの前記一方の面を研磨する研磨部と、前記ワークの前記他方の面を押圧して前記ワークを前記研磨部に押しつけるワーク保持部と、前記ワークの前記他方の面から前記ワークに光を入射する光源と、前記ワークで反射する光の様子を撮像するカメラと、制御部と、を備え、前記制御部は、前記カメラで撮像された前記一方の面で反射する光と前記他方の面で反射する光との干渉縞の数及び方向に基づいて、前記ワーク保持部を制御して前記ワーク保持部から前記他方の面に加えられる押圧力の強度分布を調整することを特徴とするものである。

上記の加工装置では、ワークの他方の面に加えられる押圧力の強度分布が調整されることで、ワークの被研磨面である一方の面において、研磨部に強い力で押しつけられる部分と当該部分よりも研磨部に弱い力で押しつけられる部分とを生じさせることができる。そのため、一方の面における所望の部分を他の部分よりも多く研磨することができる。

また、上記加工装置では、光源からの光を用いて、被研磨面である一方の面で反射する光と光の入射面である他方の面で反射する光との干渉縞の数及び方向に基づいて、上記の押圧力の強度分布が調整されるため、干渉縞が所望の数となるように、ワークの一方の面を研磨することができる。この干渉縞は、一方の面で反射する光と他方の面で反射する光との干渉により生じるため、当該干渉縞の数は一方の面と他方の面との角度に相関する。従って、干渉縞が所望の数となるようにワークの一方の面を研磨することで、一方の面と他方の面との角度が所望の角度となるようにワークを加工し得る。

また、前記ワーク保持部は、前記他方の面における光の入射領域を囲む環状の領域を押圧することが好ましい。

ワーク保持部から押圧力が加えられる領域が環状に繋がっているため、ワーク保持部から押圧力が加えられる領域が複数に点在する場合と比べて、当該押圧力の強度分布を細かく設定することができる。このため一方の面におけるより適切な位置を他の部分よりも多く研磨することができる。従って、ワーク保持部から押圧力が加えられる領域が複数に点在する場合と比べて、一方の面と他方の面との角度がより正確に所望の角度となるように加工し得る。また、ワークの環状の領域が押圧されるため、ワーク保持部から押圧力が加えられる領域が複数に点在する場合と比べて、ワークの変形を抑制することができ、より精密な加工を行うことができる。

或いは、前記ワーク保持部は、前記他方の面における光の入射領域を含む面状の領域を押圧し、前記ワーク保持部における前記入射領域と重なる部位は前記光源から出射する光を透過することが好ましい。

ワーク保持部から押圧力が加えられる領域が面状に広がることで、ワーク保持部から押圧力が加えられる領域が複数に点在する場合と比べて、当該押圧力の強度分布を細かく設定することができ、一方の面におけるより適切な位置を他の部分よりも多く研磨することができる。このため、ワーク保持部から押圧力が加えられる領域が複数に点在する場合と比べて、一方の面と他方の面との角度がより正確に所望の角度となるように加工し得る。また、ワークの面状に広がる領域が押圧されるため、ワーク保持部から押圧力が加えられる領域が複数に点在する場合と比べて、ワークの変形を抑制することができ、より精密な加工を行うことができる。

また或いは、前記保持部は前記他方の面の複数の領域を押圧し、前記制御部は、前記ワーク保持部を制御して前記ワーク保持部から前記複数の部位に加えられるそれぞれの押圧力を調整することが好ましい。

この場合、他方の面における押圧可能な領域が限定される場合に有効である。

また、前記制御部は、前記干渉縞の数が減るように前記ワーク保持部を制御することが好ましい。

このようにワーク保持部を制御することで、一方の面と他方の面とを平行に近づけることができる。

また、上記課題を解決するため、本発明は、光学部品の製造方法であって、一方の面と当該一方の面と対向する他方の面とを有し前記光学部品となるワークの前記他方の面を押圧し、前記一方の面を研磨部に押しつけた状態で前記一方の面を研磨する研磨工程と、前記ワークが前記研磨部に押しつけられた状態で前記ワークの前記他方の面から前記ワークに光を入射し、前記一方の面で反射する光と前記他方の面で反射する光との干渉縞の数及び方向を測定する測定工程と、測定された前記干渉縞の数及び方向に基づいて前記他方の面に加えられる押圧力の強度分布を調整する調整工程と、を備えることを特徴とするものである。

この光学部品の製造方法によれば、上記の加工装置と同様に、一方の面における所望の部分を他の部分よりも多く研磨することができる。また、被研磨面である一方の面で反射する光と光の入射面である他方の面で反射する光との干渉縞の数及び方向に基づいて、押圧力の強度分布が調整されるため、干渉縞が所望の数となるように、ワークの一方の面を研磨することができる。従って、上記の加工装置と同様に、一方の面と他方の面との角度が所望の角度となるようにワークを加工でき、光学部品を製造することができる。

以上のように、本発明の加工装置によれば、一方の面と他方の面とが所望の角度となるようにワークを加工し得、光学部品の製造方法によれば、一方の面と他方の面とが所望の角度となる光学部品を製造し得る。

本発明の第１実施形態に係る光学部品を示す斜視図である。 図１の光学部品を製造するために用いる加工装置を示す図である。 図２のワーク保持部を示す斜視図である。 図３のワーク保持部を上側から見る平面図である。 光学部品を製造する方法を示すフローチャートである。 研磨途中におけるワーク保持部を図４と同様の視点で見る平面図である。 本発明の第２実施形態にかかる加工装置のワーク保持部を図６と同じ状態で見る平面図である。 本発明の第３実施形態にかかる加工装置のワーク保持部を図３と同じ視点から見る斜視図である。

以下、本発明に係る加工装置及びこれを用いた光学部品の製造方法の好適な実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。

（第１実施形態）
図１は、本実施形態に係る光学部品を示す斜視図である。図１に示すように本実施形態の光学部品１００は、円盤状の形状とされ、概ね平面状の一方の面１０１及び概ね平面状の他方の面１０２及び側面１０３を有する。この光学部品１００は、所定波長の光を透過する部材であり、例えば、ガラスから成る。また、この光学部品１００の一方の面１０１と他方の面１０２とは、互いに概ね平行に加工されている。

次にこの光学部品１００の製造方法について説明する。

図２は、図１の光学部品を製造するために用いる加工装置を示す図である。具体的には、加工装置１に光学部品１００となるワーク１００Ｐがセットされた図である。この加工装置１は、ワーク１００Ｐを研磨することで加工を行う装置であり、この研磨の様子を測定して、測定結果に基づいて研磨の仕方を調整することができる。図２に示すように加工装置１は、光源１１と、ビームスプリッタ１２と、レンズ１３と、カメラ１５と、制御部１６と、ワーク保持部２０と、台座３１と、研磨部３２と、アーム３３と、を備える。光源１１、ビームスプリッタ１２、レンズ１３、カメラ１５及び制御部１６が測定制御部１Ａとされ、ワーク保持部２０、台座３１、研磨部３２、アーム３３が加工部１Ｂとされる。

まず、加工部１Ｂから説明する。

台座３１は、加工装置１全体を支える部位であり、内部に不図示のモータが配置されており、当該モータの回転軸は鉛直方向に延在している。このモータの回転軸には研磨部３２が固定されている。研磨部３２は、概ね円盤状の形状をしており、上面が研磨面３２Ｐとされ、当該研磨面３２Ｐは水平方向に広がっている。上記モータの回転軸は研磨部３２における上記円盤の中心と重なる位置に固定されている。従って、研磨部３２は、研磨面３２Ｐが水平な状態を保ったまま、回転軸を中心に回転する。

研磨面３２Ｐ上には、被加工物であるワーク１００Ｐが配置されている。ワーク１００Ｐは、概ね図１に示す光学部品１００と同様の形状をしており、光学部品１００の一方の面１０１に相当する一方の面１０１Ｐと、光学部品１００の他方の面１０２に相当する一方の面１０２Ｐと、光学部品１００の側面１０３に相当する側面１０３Ｐとを有する。ワーク１００Ｐは、一方の面１０１Ｐが研磨面３２Ｐ側を向いて研磨面３２Ｐ上に配置される。

また、上記台座３１にはアーム３３の一方の端部が固定されている。アーム３３は、概ねコ字状とされ、他方の端部は研磨面３２Ｐの上方に位置し、この他方の端部にはワーク保持部２０が固定されている。従って、ワーク保持部２０は、研磨面３２Ｐの上方に位置している。なお、本実施形態では、ワーク保持部２０は、研磨面３２Ｐの中心と重ならないようにアーム３３に固定されている。

図３は、ワーク保持部２０を示す斜視図であり、図４は、ワーク保持部２０を上側から見る平面図である。図３、図４に示すように、本実施形態のワーク保持部２０は、ワーク保持本体部２１と、ワーク押圧部２２と、複数の荷重調整部材２３ａ〜２３ｃとを備える。ワーク保持本体部２１は円筒状の形状をしており、円筒の中心軸が鉛直に延在している。また、ワーク押圧部２２はワーク保持本体部２１と内径及び外径が概ね等しい円筒状の形状をしており、円筒の中心軸がワーク保持本体部２１と重なっている。つまり、ワーク保持本体部２１とワーク押圧部２２とは、２つの円筒の貫通孔が重なるような位置関係で配置されている。こうして、ワーク保持部２０は貫通孔２０Ｈを有する。また、ワーク保持本体部２１とワーク押圧部２２とは、複数の荷重調整部材２３ａ〜２３ｃを介して接続されている。なお、本実施形態では、荷重調整部材が３つの例を示している。

本実施形態では、ワーク保持本体部２１は、アーム３３に固定されている。従って、ワーク保持本体部２１の軸は鉛直方向に保たれており、ワーク保持本体部２１の底面は水平に保たれている。

それぞれの荷重調整部材２３ａ〜２３ｃは、ワーク保持本体部２１とワーク押圧部２２との距離を変化させる部材である。例えば、それぞれの荷重調整部材２３ａ〜２３ｃはねじから成り、この場合は図示せぬ機構によりねじが回転させられて、回転したねじで接続されるワーク保持本体部２１の部位とワーク押圧部２２の部位との距離が変わる。また例えば、それぞれの荷重調整部材２３ａ〜２３ｃはピエゾ素子から成り、図示せぬ手段で電圧をかけられたピエゾ素子が膨張し、膨張した当該ピエゾ素子で接続されているワーク保持本体部２１の部位とワーク押圧部２２の部位との距離が変わる。この様に複数の荷重調整部材２３ａ〜２３ｃがそれぞれワーク保持本体部２１とワーク押圧部２２との距離を変化させることで、ワーク保持本体部２１及びワーク押圧部２２の周方向における一部と他の一部とにおいて、ワーク保持本体部２１とワーク押圧部２２との距離を異ならせることができる。

上記のように、ワーク保持本体部２１がアーム３３に固定されることで、ワーク保持本体部２１の底面は水平に保たれているため、上記のようにワーク保持本体部２１及びワーク押圧部２２の周方向における一部と他の一部とにおいてワーク保持本体部２１とワーク押圧部２２との距離が異なると、ワーク押圧部２２の下面は水平に対して斜めになる。

ワーク押圧部２２は、研磨部３２の研磨面３２Ｐ上に配置されたワーク１００Ｐの上面である他方の面１０２Ｐに押圧力を加えて、ワーク１００Ｐを研磨部３２の研磨面３２Ｐに押しつける。この様にワーク１００Ｐは、ワーク押圧部２２により研磨面３２Ｐに押しつけられることで、ワーク１００Ｐとワーク押圧部２２の下面との摩擦力によりワーク保持部２０に保持される。上記のように、ワーク保持本体部２１及びワーク押圧部２２は円筒状の形状をしており、本実施形態では、ワーク押圧部２２は、ワーク１００Ｐの他方の面１０２Ｐにおける円環状の外周の領域を押圧して、ワーク１００Ｐを研磨部３２に押しつけている。このようにワーク１００Ｐがワーク保持部２０に保持された状態で、ワーク１００Ｐの他方の面１０２Ｐはワーク保持部２０の貫通孔２０Ｈから露出する。

なお、研磨部３２の研磨面３２Ｐ上には、図示しないスラリーが塗布されており、当該スラリーは、研磨面３２Ｐとワーク１００Ｐの一方の面１０１Ｐとの間にも介在している。スラリーは、特に限定されないが、例えば、粒径が０．１μｍから１０μｍ程度とされ、シリカやアルミナ等から成る。

次に、測定制御部１Ａについて説明する。

光源１１は、所定波長のレーザ光を出射する。出射する光は例えば波長が６３３ｎｍの光とされる。光源１１から出射する光は所定の発散角で広がりながら伝搬し、ビームスプリッタ１２に入射する。

ビームスプリッタ１２は、光源１１からの光の少なくとも一部を透過し、光源１１側と反対側から入射する光の少なくとも一部を概ね垂直に反射する。光源１１から入射してビームスプリッタ１２を透過する光は、レンズ１３に入射する。

レンズ１３は、光源１１から所定の発散角で伝搬する光をコリメートするレンズである。従って、レンズ１３から出射する光は概ねコリメート光とされる。レンズ１３から出射する光は、ウィンドウ１４を透過して、ワーク保持部２０の貫通孔２０Ｈから露出するワーク１００Ｐに向かって伝搬し、光の少なくとも一部は、ワーク１００Ｐに入射する。従って、ワーク保持部２０の他方の面１０２Ｐにおける貫通孔２０Ｈから露出する領域は、光源１１からの光の入射領域とされる。このため、本実施形態では、ワーク保持部２０は、光源１１からの光の入射領域を囲む他方の面１０２Ｐの円環状の領域を押圧していることとなる。

また、ワーク１００Ｐ側からウィンドウ１４、レンズ１３を透過し、ビームスプリッタ１２で概ね垂直に反射される光は、カメラ１５に入射する。カメラ１５は、入射した光の様子を撮像し、撮像した画像に係る情報を含む信号を出力する。カメラ１５から出力する信号は、制御部１６に入力する。

制御部１６は、少なくともワーク保持部２０を制御し、光源１１や研磨部３２を回転するモータを制御しても良い。制御部１６がワーク保持部２０を制御することで、それぞれの荷重調整部材２３ａ〜２３ｃが動作し、それぞれの荷重調整部材２３ａ〜２３ｃが位置する部分におけるワーク保持本体部２１とワーク押圧部２２との距離が変化する。上記のようにワーク保持本体部２１はアーム３３に固定されているため、ワーク保持本体部２１とワーク押圧部２２との距離が大きくなる部分では、ワーク押圧部２２の下面が研磨面３２Ｐ側に下がろうとし、ワーク押圧部２２がワーク１００Ｐに加える押圧力が大きくなる。その結果、当該部分において、ワーク１００Ｐは他の部分よりも強い力で研磨面３２Ｐに押しつけられる。こうして、本実施形態の加工装置１は、ワーク保持部２０からワーク１００Ｐの他方の面１０２Ｐに加えられる押圧力の強度分布を調整することができる。

本実施形態では、制御部１６は、カメラ１５が撮像する光の様子に基づいて、荷重調整部材２３ａ〜２３ｃのうちどれをどのように動作させるかを制御する。具体的には、制御部１６は、カメラ１５が撮像する光の様子に基づいて、ワーク押圧部２２の一部によりワーク１００Ｐに加えられる押圧力がワーク押圧部２２の他の一部によりワーク１００Ｐに加えられる押圧力よりも大きくなるように、それぞれの荷重調整部材２３ａ〜２３ｃを動作させる。

例えば、特定の荷重調整部材２３ａの直下において、ワーク押圧部２２が他の部分よりも強い押圧力でワーク１００Ｐの他方の面を押圧するように制御する場合、この特定の荷重調整部材２３ａはワーク保持本体部２１とワーク押圧部２２との距離が大きくするように動作される。また、３つの荷重調整部材２３ａ〜２３ｃがそれぞれ動作されることで、ワーク押圧部２２における荷重調整部材２３ａと荷重調整部材２３ｂとの間や、ワーク押圧部２２における荷重調整部材２３ｂと荷重調整部材２３ｃとの間や、ワーク押圧部２２における荷重調整部材２３ｃと荷重調整部材２３ａとの間において、ワーク押圧部２２が他の部分よりも強い押圧力でワーク１００Ｐの他方の面を押圧することも可能である。

次に、上記の加工装置１を用いたワーク１００Ｐの加工方法及び当該加工によりワーク１００Ｐから光学部品１００を製造する方法について説明する。

図５は、ワーク１００Ｐから光学部品１００を製造する製造方法を示すフローチャートである。図５に示すように、光学部品１００を製造する製造方法は、研磨工程と、測定工程と、調整工程とを備える。

＜研磨工程開始＞
本実施形態では、ワーク１００Ｐの一方の面１０１Ｐが他方の面１０２Ｐと所定の角度となるように加工されることで、ワーク１００Ｐは光学部品１００とされる。このため、まず、図２から４に示すように、ワーク１００Ｐは加工装置１にセットされる。上記のようにワーク１００Ｐが加工装置１にセットされた状態で、ワーク１００Ｐの他方の面１０２Ｐはワーク押圧部２２に押圧され、ワーク１００Ｐの一方の面１０１Ｐは研磨部３２の研磨面３２Ｐに押しつけられる。

そして、ワーク押圧部２２がワーク１００Ｐの一方の面１０１Ｐを研磨部３２に押しつけた状態で、加工装置１の図示せぬモータが駆動して、研磨部３２が回転し、研磨面３２Ｐ上にスラリーを介して配置されたワーク１００Ｐの一方の面１０１Ｐが研磨される。

＜測定工程＞
加工装置１は、ワーク１００Ｐの研磨中において、ワーク１００Ｐの一方の面１０１Ｐと他方の面１０２Ｐとの角度の関係を測定する。この測定は、干渉縞を用いて行う。この測定のため光源１１から所定波長の光を出射する。この光は、上記のように所定の発散角で広がりながら伝搬し、ビームスプリッタ１２を透過する。ビームスプリッタ１２を透過した光はレンズ１３を透過してコリメート光とされ、ウィンドウ１４から出射する。ウィンドウ１４から出射した光は、ワーク保持部２０の貫通孔２０Ｈ、すなわちワーク保持本体部２１及びワーク押圧部２２のそれぞれの貫通孔から、ワーク１００Ｐの上側の面である他方の面１０２Ｐに伝搬する。そして光の一部は他方の面１０２Ｐを透過してワーク１００Ｐ内に入射し、光の他の一部は他方の面１０２Ｐで反射する。また、ワーク１００Ｐ内に入射した光の少なくとも一部は、ワーク１００Ｐの一方の面１０１Ｐで内部反射して、他方の面１０２Ｐから出射する。

図６は、研磨途中におけるワーク保持部２０を図４と同様の視点で見る平面図である。図６に示すように、ワーク１００Ｐの一方の面１０１Ｐと他方の面１０２Ｐとが互いに平行ではない場合に、他方の面１０２Ｐで反射した光と一方の面１０１Ｐで反射した光とにより、干渉縞が生じる。他方の面１０２Ｐで反射した光及び一方の面１０１Ｐで反射した光はそれぞれ、ウィンドウ１４及びレンズ１３を透過して、ビームスプリッタ１２で反射し、カメラ１５に伝搬する。従って、上記の干渉縞はカメラ１５で撮像される。このため、カメラ１５からは、干渉縞にかかる情報を含む信号が出力され、この信号は制御部１６に入力される。

制御部１６では、干渉縞の数を計測する。この計測は、カメラ１５で撮像された全ての干渉縞の数を計測しても良く、所定面積当たりの干渉縞の数を計測しても良い。干渉縞の縞一周期分だけ干渉縞に垂直方向に他方の面１０２Ｐに沿って移動すると、一方の面１０１Ｐと他方の面１０２Ｐとの距離が光源１１から出射する光の波長の半分だけ変化する。そこで、例えば、光源１１から波長が６３３ｎｍの光が出射し、直径５０ｍｍの円状の領域内に干渉縞が５０本計測される場合、この領域における干渉縞に垂直な方向の一端から他端にかけて、一方の面１０１Ｐと他方の面１０２Ｐとの距離が１６μｍ変化していることになる。この場合、一方の面１０１Ｐと他方の面１０２Ｐとは互いに６６ｓｅｃすなわち０．０１８度の傾きがあることになる。

＜調整工程＞
制御部１６は、干渉縞の数と方向とに基づいて、干渉縞の数が所定の範囲に入るようにワーク保持部２０を制御して、ワーク保持部２０からワーク１００Ｐの他方の面１０２Ｐに加えられる押圧力の強度分布を調整する。例えば、図６のように干渉縞が生じている場合、ワーク押圧部２２における荷重調整部材２３ａと重なる部分、または、ワーク押圧部２２における荷重調整部材２３ｂと荷重調整部材２３ｃとの中間点と重なる部分がワーク１００Ｐを他の部位よりも強く押圧するように、制御部１６はワーク保持部２０を制御する。ワーク押圧部２２における荷重調整部材２３ａと重なる部分がワーク１００Ｐを他の部分よりも強く押圧する場合、荷重調整部材２３ａと重なる位置におけるワーク保持本体部２１とワーク押圧部２２との距離が大きくなるように、制御部１６は荷重調整部材２３ａを動作させる。一方、ワーク押圧部２２における荷重調整部材２３ｂと荷重調整部材２３ｃとの中間点と重なる部分がワーク１００Ｐを他の部分よりも強く押圧する場合、荷重調整部材２３ｂ、２３ｃと重なるそれぞれの位置におけるワーク保持本体部２１とワーク押圧部２２との距離が大きくなるように、制御部１６は荷重調整部材２３ｂ、２３ｃを動作させる。このようにして、ワーク押圧部２２における干渉縞と直交する方向の一方側がワーク１００Ｐをワーク押圧部２２における干渉縞と直交する方向の他方側よりも強い押圧力で押圧するように、ワーク保持部２０は制御される。従って、ワーク１００Ｐにおける干渉縞と直交する方向の一方側は、干渉縞と直交する方向の他方側よりも、研磨部３２の研磨面３２Ｐに強い力で押しつけられる。

ここで、ワーク１００Ｐの一方の面１０１Ｐと他方の面１０２Ｐとが平行に近づくように一方の面１０１Ｐを研磨する場合、制御部１６は、干渉縞の数が減るようにワーク保持部２０を制御する。しかし、干渉縞の数と方向だけでは、ワーク押圧部２２における干渉縞と直交する方向の一方側と他方側のどちら側においてワーク１００Ｐを強く押圧すれば、干渉縞の数が減るようにワーク１００Ｐが研磨されるか不明である。そこで、本実施形態では、まず、制御部１６は、ワーク押圧部２２における干渉縞と直交する方向の一方側が他方側よりもワーク１００Ｐを強く押圧するようにワーク保持部２０を制御する。そして、所定時間ワーク１００Ｐを研磨した後、干渉縞の数が減ることが計測された場合には、制御部１６は、そのままワーク押圧部２２における上記一方側が上記他方側よりもワーク１００Ｐを強く押圧する状態を維持するようにワーク保持部２０を制御する。一方、干渉縞の数が増えることが計測された場合には、制御部１６は、ワーク押圧部２２における上記他方側が上記一方側よりもワーク１００Ｐを強く押圧するようにワーク保持部２０を制御する。例えば、図６の場合において、制御部１６は、まず、ワーク押圧部２２における荷重調整部材２３ａと重なる部分がワーク１００Ｐを他の部分よりも強く押圧するように、ワーク保持部２０を制御する。しかし、所定時間ワーク１００Ｐを研磨した後、干渉縞の数が増えることが計測された場合には、制御部１６は、ワーク押圧部２２における荷重調整部材２３ｂと荷重調整部材２３ｃとの中間点と重なる部分がワーク１００Ｐを他の部分よりも強く押圧するように、ワーク保持部２０を制御する。

こうして、制御部１６は、干渉縞の数が所定の数以下となるまで上記制御を行う。

＜研磨工程終了＞
制御部１６は、干渉縞の数が所定の数以下の場合には研磨を終了させる。なお、例えば、目標とする一方の面１０１Ｐと他方の面１０２Ｐとの角度が３０ｓｅｃ以内すなわち０．００８度以下とする場合、光源１１から波長が６３３ｎｍの光が出射し、直径５０ｍｍの円状の領域内に干渉縞が２３本以下であれば、一方の面１０１Ｐと他方の面１０２Ｐとの平行度は目標の範囲内となる。以上のように、本実施形態では、ワーク１００Ｐの一方の面１０１Ｐと他方の面１０２Ｐとが概ね平行とされることで、ワーク１００Ｐは光学部品１００とされる。

なお、ワーク１００Ｐの一方の面１０１Ｐと他方の面１０２Ｐとが平行以外の所定の角度となるようにする場合、干渉縞の数が所定の範囲に入るように、制御部１６はワーク保持部２０を制御する。

以上、本実施形態では、加工装置は、一方の面１０１Ｐと当該一方の面１０１Ｐと対向する他方の面１０２Ｐとを有するワーク１００Ｐの一方の面１０１Ｐを研磨する研磨部３２と、ワーク１００Ｐの円環状の領域を押圧してワーク１００Ｐを研磨部３２に押しつけるワーク保持部２０と、ワーク１００Ｐの他方の面１０２Ｐからワーク１００Ｐに光を入射する光源１１と、ワーク１００Ｐで反射する光の様子を撮像するカメラ１５と、制御部１６と、を備える。そして、制御部１６は、カメラ１５で撮像された一方の面１０１Ｐで反射する光と他方の面１０２Ｐで反射する光との干渉縞の数及び方向に基づいて、ワーク保持部２０を制御してワーク保持部２０から他方の面１０２Ｐに加えられる押圧力の強度分布を調整する。

このような加工装置１及び加工装置１を用いた光学部品１００の製造方法では、ワーク１００Ｐの円環状に繋がった領域における押圧力の強度分布調整されることで、ワーク１００Ｐの被研磨面である一方の面１０１Ｐにおいて、研磨部３２に強い力で押しつけられる部分と当該部分よりも研磨部３２に弱い力で押しつけられる部分とを生じさせることができる。そのため、一方の面１０１Ｐにおける所望の部分を他の部分よりも多く研磨することができる。そして、加工装置１では、光源１１からの光を用いて、一方の面１０１Ｐで反射する光とワーク１００Ｐの光の入射面である他方の面１０２Ｐで反射する光との干渉縞の数及び方向に基づいて、ワーク保持部２０による他方の面に加えられる押圧力の強度分布が調整される。このため、干渉縞が所望の数となるように、ワーク１００Ｐの一方の面１０１Ｐを研磨することができる。この干渉縞は、一方の面１０１Ｐで反射する光と他方の面１０２Ｐで反射する光との干渉により生じるため、当該干渉縞の数は一方の面１０１Ｐと他方の面１０２Ｐとの角度と相関している。従って、干渉縞が所望の数となるようにワークの一方の面１０１Ｐを研磨することで、一方の面１０１Ｐと他方の面１０２Ｐの角度が所望の角度となるようにワーク１００Ｐを加工し得る。

また、本実施形態では、ワーク保持部２０は、ワーク１００Ｐの他方の面１０２Ｐの外周の領域を押圧している。従って、当該外周の領域よりも内側の領域に押圧力が加えられてこの押圧力が調整される場合よりも、一方の面１０１Ｐと他方の面１０２Ｐとの角度がより正確に所望の角度となるように加工することができる。

また、本実施形態では、ワーク保持部２０はワーク１００Ｐの光の入射領域を囲む円環状の領域を押圧している。従って、ワーク保持部２０から押圧力が加えられる領域が複数に点在する場合と比べて、押圧力が強く加えられる位置を細かく設定することができる。このため一方の面１０１Ｐにおけるより適切な位置を他の部分よりも多く研磨することができる。従って、ワーク保持部２０から押圧力が加えられる領域が複数に点在する場合と比べて、一方の面１０１Ｐと他方の面１０２Ｐとの角度がより正確に所望の角度となるように加工し得る。また、ワークの環状の領域が押圧されるため、ワーク保持部から押圧力が加えられる領域が複数に点在する場合と比べて、ワークの変形を抑制することができ、より精密な加工を行うことができる。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について図７を参照して詳細に説明する。なお、第１実施形態と同一又は同等の構成要素については、特に説明する場合を除き、同一の参照符号を付して重複する説明は省略する。

図７は、本実施形態にかかる加工装置のワーク保持部を図６と同じ状態で見る平面図である。図７に示すように、本実施形態のワーク保持部２０は、矩形の筒状である点において、第１実施形態のワーク保持部２０と異なる。つまり、第１実施形態において円筒状とされたワーク保持本体部２１及びワーク押圧部２２が、本実施形態ではそれぞれ矩形の筒状とされる。また、本実施形態では、ワーク保持部２０は、ワーク保持本体部２１とワーク押圧部２２との距離を変化させる４つの荷重調整部材２３ａ〜２３ｄを備え、荷重調整部材２３ａ〜２３ｄはそれぞれワーク保持部２０及びワーク保持本体部２１の角部に重なる位置に配置されている。本実施形態においても複数の荷重調整部材２３ａ〜２３ｄがそれぞれワーク保持本体部２１とワーク押圧部２２との距離を変化させることで、ワーク保持本体部２１及びワーク押圧部２２の周方向における一部と他の一部とにおいて、ワーク保持本体部２１とワーク押圧部２２との距離を異ならせることができる。従って、矩形状のワーク保持部２０がワーク１００Ｐの他方の面を押圧する押圧力の強度分部を調整することができる。例えば、図７に示すように干渉縞が生じている場合、荷重調整部材２３ａ，２３ｂの組または荷重調整部材２３ｃ，２３ｄの組のどちらかを動作させて、研磨することで、干渉縞の数を所望の数に近づけることができる。

本実施形態のワーク保持部２０を有する加工装置によれば、ワーク１００Ｐが矩形である場合に有用である。

（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態について図８を参照して詳細に説明する。なお、第１実施形態と同一又は同等の構成要素については、特に説明する場合を除き、同一の参照符号を付して重複する説明は省略する。

図８は、本実施形態にかかる加工装置のワーク保持部を図３と同じ視点で見る図である。図８に示すように、本実施形態のワーク保持部２０は、貫通孔を有しておらず、第１実施形態のワーク保持部２０における貫通孔に光源１１から出射する光を透過する光透過性部材２０Ｇが配置されている。つまり、ワーク保持本体部２１の及びワーク押圧部２２のそれぞれにおける貫通孔に光透過性部材が配置されている。従って、ワーク保持部２０は、ワーク押圧部２２とワーク押圧部２２の貫通孔に配置される光透過性部材とにより、ワーク１００Ｐの他方の面１０２Ｐを押圧する。

このようなワーク保持部２０は、ワーク１００Ｐの他方の面１０２Ｐの光の入射領域を含む領域を押圧することができる。つまり、本実施形態では、ワーク押圧部２２は、ワーク１００Ｐの他方の面１０２Ｐにおける光の入射領域を含む面状に広がった領域を押圧していると理解することができる。

このようなワーク保持部を有する加工装置では、ワーク１００Ｐを研磨する際に、光源１１から出射する光は、ワーク保持部２０の光透過性部材２０Ｇを透過して、ワーク１００Ｐの一方の面１０１Ｐ及び他方の面１０２Ｐのそれぞれで反射して、干渉縞が生じる。なお、ワーク保持部２０の光透過性部材２０Ｇの表面には反射防止加工が施されていることが好ましい。この様な加工が施されることで、不要な反射を抑制して、意図せぬ干渉縞の発生を抑制することができる。

本実施形態のワーク保持部２０を有する加工装置によれば、ワーク保持部２０から押圧力が加えられる領域が面状に広がることで、ワーク保持部２０から押圧力が加えられる領域が複数に点在する場合と比べて、当該押圧力が強く加えられる位置を細かく設定することができ、一方の面１０１Ｐにおけるより適切な位置を他の部分よりも多く研磨することができる。このため、ワーク保持部２０から押圧力が加えられる領域が複数に点在する場合と比べて、一方の面１０１Ｐと他方の面１０２Ｐとの角度がより正確に所望の角度となるように加工し得る。さらに、ワーク１００Ｐの面状に広がる領域が押圧されるため、ワーク保持部２０から押圧力が加えられる領域が複数に点在する場合と比べて、ワーク１００Ｐの変形を抑制することができ、より精密な加工を行うことができる。

以上、本発明について、第１〜第３実施形態を例に説明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。

例えば、ワーク保持部２０の構成は、上記実施形態と異なる構成であっても良い。上記実施形態１，２では、ワーク１００Ｐの他方の面１０２Ｐにおけるワーク保持部２０から押圧領域は環状に繋がっていた。また、上記実施形態３では、ワーク１００Ｐの他方の面１０２Ｐにおけるワーク保持部２０から押圧される領域は面状に広がっていた。しかし、本発明はこれに限らず、ワーク保持部２０は、ワーク１００Ｐの他方の面１０２Ｐにおける点在する複数の領域を押圧する構成とされても良い。この場合、ワーク保持部２０におけるワーク１００Ｐを押圧する複数のワーク押圧部を有し、制御部１６は、カメラ１５で撮像された干渉縞の数及び方向に基づいて、ワーク保持部２０を制御してそれぞれのワーク押圧部が押圧力をそれぞれ調整することで、ワーク保持部２０から他方の面１０２Ｐに加えられる押圧力の強度分布を調整する構成とされれば良い。このような構成の場合、ワーク１００Ｐの他方の面１０２Ｐにおける押圧可能な領域が限定される場合に有効である。例えば、図３、図４に記載するワーク保持部２０がワーク押圧部２２を有さず、それぞれの荷重調整部材２３ａ〜２３ｃが直接ワーク１００Ｐの他方の面１０２Ｐを押圧する構成とすることで、他方の面１０２Ｐにおける点在する複数の領域が押圧される構成とすることができる。なお、このような構成の場合、複数の領域が３カ所以上とされることが、面を画定することができるため好ましい。

また、上記実施形態では、制御部１６は、干渉縞の数が所定の数以下となるまで上記制御を行う。そして、制御部１６は、干渉縞の数が所定の数以下の場合には研磨を終了させるとした。しかし、制御部１６は、干渉縞の数が所定の数以下の場合には、ワーク保持部２０をそのままの状態として所定の時間研磨を続けても良い。或いは、加工装置１がアラーム部を有する場合、制御部１６は、干渉縞の数が所定の数以下の場合にこのアラーム部を動作させて、作業者に注意喚起をしても良い。

また、上記実施形態では、研磨工程が行われている状態で測定工程及び調整工程が行われた。しかし、測定工程及び調整工程の少なくとも一部が行われている最中において一時的に研磨工程を止めても良い。例えば、研磨工程を複数回に分けて、研磨工程と研磨工程との間に、測定工程及び調整工程を行っても良い。この場合であっても測定工程は、ワーク１００Ｐが研磨部３２に押しつけられた状態で行われる。

以上説明したように、本発明の加工装置によれば、一方の面と他方の面とが所望の角度となるようにワークを加工し得、これを用いた光学部品の製造方法によれば、一方の面と他方の面とが所望の角度となる光学部品を製造し得る。従って、光学部品を用いる技術分野等において使用することができる。

１・・・加工装置
１Ａ・・・測定制御部
１Ｂ・・・加工部
１１・・・光源
１２・・・ビームスプリッタ
１５・・・カメラ
１６・・・制御部
２０・・・ワーク保持部
２０Ｇ・・・光透過性部材
２０Ｈ・・・貫通孔
２１・・・ワーク保持本体部
２０Ｇ・・・光透過性部材
２２・・・ワーク押圧部
２３ａ〜２３ｄ・・・荷重調整部材
３２・・・研磨部
３２Ｐ・・・研磨面
３３・・・アーム
１００・・・光学部品
１００Ｐ・・・ワーク
１０１・・・光学部品の一方の面
１０１Ｐ・・・ワークの一方の面
１０２・・・光学部品の他方の面
１０２Ｐ・・・ワークの他方の面

Claims (6)

1. 一方の面と当該一方の面と対向する他方の面とを有するワークの前記一方の面を研磨する研磨部と、
   前記ワークの前記他方の面を押圧して前記ワークを前記研磨部に押しつけるワーク保持部と、
   前記ワークの前記他方の面から前記ワークに光を入射する光源と、
   前記ワークで反射する光の様子を撮像するカメラと、
   制御部と、
   を備え、
   前記制御部は、前記カメラで撮像された前記一方の面で反射する光と前記他方の面で反射する光との干渉縞の数及び方向に基づいて、前記ワーク保持部を制御して前記ワーク保持部から前記他方の面に加えられる押圧力の強度分布を調整する
   ことを特徴とする加工装置。
2. 前記ワーク保持部は、前記他方の面における光の入射領域を囲む環状の領域を押圧する
   ことを特徴とする請求項１に記載の加工装置。
3. 前記ワーク保持部は、前記他方の面における光の入射領域を含む面状の領域を押圧し、
   前記ワーク保持部における前記入射領域と重なる部位は前記光源から出射する光を透過する
   ことを特徴とする請求項１に記載の加工装置。
4. 前記ワーク保持部は前記他方の面の複数の領域を押圧し、
   前記制御部は、前記ワーク保持部を制御して前記ワーク保持部から前記複数の部位に加えられるそれぞれの押圧力を調整する
   ことを特徴とする請求項１に記載の加工装置。
5. 前記制御部は、前記干渉縞の数が減るように前記ワーク保持部を制御する
   ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の加工装置。
6. 光学部品の製造方法であって、
   一方の面と当該一方の面と対向する他方の面とを有し前記光学部品となるワークの前記他方の面を押圧し、前記一方の面を研磨部に押しつけた状態で前記一方の面を研磨する研磨工程と、
   前記ワークが前記研磨部に押しつけられた状態で前記ワークの前記他方の面から前記ワークに光を入射し、前記一方の面で反射する光と前記他方の面で反射する光との干渉縞の数及び方向を測定する測定工程と、
   測定された前記干渉縞の数及び方向に基づいて前記他方の面に加えられる押圧力の強度分布を調整する調整工程と、
   を備える
   ことを特徴とする光学部品の製造方法。
   
   

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