JPH02198758A

JPH02198758A - 光学素子加工方法

Info

Publication number: JPH02198758A
Application number: JP1334689A
Authority: JP
Inventors: Hisayuki Takei; 久幸武井
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1989-01-23
Filing date: 1989-01-23
Publication date: 1990-08-07

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、光学素子加工方法に係り、特に研削研磨機に
より光学素子を加工する方法に関する。

〔従来の技術〕

従来、光学素子の研削研磨機としては、例えば実公昭３
９−２３４９８号公報に開示されるようなものが知られ
ている。

この研削研磨機は、第６図に示すように構成され、機枠
ｌには昇降自在な扇形の縦動Ｆｉ２が取り付けられてい
る。また、縦動板２には傾動自在な傾斜板３が取り付け
られている。傾斜板３は、縦動板２の弧状溝４に嵌合す
る緊締ねじ５により所望傾度に緊締される。さらに、傾
斜板３には横動自在な機動体６が取り付けられている。

この横動体６には縦動自在な軸受筒（図示省略）が取り
付けられており、軸受筒には研磨軸７が回転自在に設け
られている。研磨軸７は、機動体６の上部に固設したモ
ータ８により回転され、研磨軸７の下端部には、カップ
型工具（研磨盤）９が着脱自在に取り付けられている。

一方、機枠１の中央には、図示を省略したモータにより
回転される回転軸ＩＯが設けられており、この回転軸の
上端部には、被加工レンズ（光学素子）１１が装着され
ている。

このような構成の研削研磨機によりレンズの曲面創成荒
摺を行うには、カップ型工具９としてダイヤモンド砥石
を取り付け、軸受筒を横動体６に固定するとともに、被
加工レンズ１１の曲率半径およびダイヤモンド砥石の作
用径にしたがって傾斜板３の傾度および機動体６の位置
を定める。そして、被加工レンズ１１とダイヤモンド砥
石とをそれぞれ回転しつつ、研削を行う。

また、レンズの仕上げ研磨を行うには、前記ダイヤモン
ド砥石をアクリル樹脂等からなるプラスチック製環状研
磨盤に取り替え、縦動板２、傾斜板３および横動体６の
位置を調節した後、研磨盤と被加工レンズ１１との間に
酸化セリウム等の研磨材を介在させながら、両者を回転
しつつ、研磨を行う。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、上記研削研磨機による従来の光学素子加工方法
では、研磨盤と被加工レンズ１１との間に研磨材を介在
させて研磨を行うものの、研磨盤は環状（カップ型工具
）であってレンズとの接触面積が少ないために、レンズ
の形状に合わせて全面当りする研削、研磨皿に比べて研
磨能力が低く、加工時間が長いという問題があった。ま
た、研磨能力が低いために、前工程のレンズの研摩面近
似曲率の管理、すなわち削り代の量の管理を厳格にしな
ければならず、煩わしいという問題があった。

本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので
、カップ型工具を用いながらも研磨能力が高く、加工時
間を短くすることができる光学素子加工方法を提供する
ことを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、本発明は、光学素子および
カップ型工具をそれぞれ回転自在にして対向配設した研
削研磨機により光学素子を加工するにあたり、前記光学
素子またはカップ型工具の少なくとも一方に超音波振動
を与えるとともに、光学素子とカップ型工具との間に遊
離砥粒を介在させながら加工することとした。

本発明において、カップ型工具の材質としては、５Ｏ３
３０４等のＳＵＳ系金属、ピッチ、ポリウレタン、高メ
ツシユのダイヤモンド砥石、プラスチック等が適してい
る。

また、遊離砥粒（研磨材）には、酸化セリウム、酸化ジ
ルコニウム、コロイダルシリカ、ダイヤモンドパウダー
等が用いられ、平均粒径が１〜０．０１μｍ程度のもの
が良い。

〔作　用〕

上記本発明の光学素子加工方法によれば、例えばカップ
型工具の超音波振動（工具の長手方向振動）と遊離砥粒
と加工圧（押し付は力）とが相俟って、レンズ等の光学
素子を微量ずつ破砕する。

すなわち、カップ型工具に１０〜５０ｋＨｚ程度の振動
周波数を与えるとともに、酸化セリウム等の研磨材を懸
濁液状で注ぎながら、適度の加工圧でカップ型工具を光
学素子に押し付ける。これにより、光学素子とカップ型
工具との間に入った遊離砥粒は、カップ型工具端面の振
動で衝撃を受け、その衝撃によって光学素子を少しづつ
砕く。

ここで、遊離砥粒に超音波振動が伝達されると、遊離砥
粒は微小振幅をもった振動をし、単位時間当りの運動軌
跡が長（、運動方向の規則性がない動きをする。このた
め、遊離砥粒による光学素子の破砕が活発となり、ワー
ク加工量が増大されるので、研磨した場合と同程度の曲
率精度（所望のＲＬこ対して０．３μ燭程度）および面
粗さ（Ｒｍａｘ　＝０．０１μｍ程度）のものが短時間
に得られる。

〔実　施　例〕

（第１実施例）第１図は、本実施例で使用した研削研磨機を示すもので
、モータ１２の駆動軸１２ａには、超音波振動子１３が
取り付けられている。超音波振動子１３は、その外周部
に配設されたブラシ１４を介して超音波発生装置１５に
接続されている。原理的には、第２図に示すようなもの
で、超音波発生装置１５は高周波電気エネルギーを超音
波振動子１３に供給する。１６は振動子ケースである。

超音波振動子１３は、供給された電気エネルギーを同じ
周波数の機械的な振動に変えるもので、その先端にはコ
ーン１７が固着されている。コーン１７は、機械的振動
の振巾を拡大するとともに振動姿態を整合する。また、
コーン１７の先端には、ホーン１８が固着されており、
ホーン１８の先端には、５ＵＳ３０４からなるカップ型
工具１９が着脱自在にして取付けられている。ホーン１
８は、コーン１７の振動振巾を加工形状・面積に対向し
てさらに拡大、整合してカップ型工具１９に伝える。

一方、モータ２０は、プーリ２１、ベルト２２およびプ
ーリ２３を介してワーク軸２４に連結されている。そし
て、ワーク軸２４の上端には、被加工レンズ（光学素子
）２５がセットされている。

被加工レンズ２５の斜め上方には、酸化セリウムからな
る遊離砥粒２６を供給する砥粒供給管２７が配置されて
いる。遊離砥粒２６は砥粒タンク２８からモータ２９に
より供給される。

また、各モータ１２，２０，２９．超音波発生装置１５
並びに切込み速度およびスイベル角θはそれぞれコント
ローラ３０により制御される。カップ型工具１９は、ス
イベル角θのスイベル制御により曲率への対応がされて
いる。

上記構成の研削研磨機により、曲率精度がニュートンリ
ングで４本、Ｒｍａｘ＝０．５μｍの被加工レンズ２５
をｌ　Ｑｒ、ｐ、ｍ、程度で回転させるとともに、平均
粒径１〜０．０１μｍの遊離砥粒２６を力ンプ型工具１
９と被加工レンズ２５との間に介在させ、超音波振動数
が１０〜５０ｋＨｚで振動振巾数が数μｍ〜３０９ｍ程
度の振動と１５　Ｏｒ、ｐ、ｔｓ、以上の回転とをカッ
プ型工具１９に与え、加工を行った。この加工により、
曲率精度がニュートンリングで２〜３本、Ｒｍａｘ　＝
　０．０１μｍのレンズが得られた。

第３図は、加工時間（横軸）と切込み量（縦軸）との関
係を示すグラフで、実線３１が本実施例による場合、破
線３２が超音波振動を与えない従来例による場合を示す
。第３図から判るように、例えばｌｌ１ｎの切込み（加
工）を行うのに、従来では１．５分要していたが、本実
施例では１分程度であり、３０％程度の加工時間の短縮
を図ることができた。

（第２実施例）第４図は、第２実施例で使用した研削研磨機を示すもの
で、第１図に示す研削研磨機と異なる点は、カップ型工
具１９はモータ１２に直結し、被加工レンズ２５をセッ
トするワーク軸２４に超音波振動を与えることとした点
である。

二の研削研磨機によれば、カップ型工具１９と被加工レ
ンズ２４との間に遊離砥粒２６を介在させながら、カッ
プ型工具１９を回転させるとともに、被加工レンズ２５
を回転、振動させつつ、加工を行う。

本実施例においても、前記第１実施例と同様の効果を得
ることができた。ただ、第１実施例では、カップ型工具
１９は振動を伝導するためにあまり大きくできないが、
本実施例ではその問題がなく、工具の高速回転について
も制限されない。

（第３実施例）第５図は、第３実施例で使用した研削研磨機を示すもの
で、カップ型工具１９と被加工レンズ２５との両者をそ
れぞれ超音波振動させるように構成したものである。

本実施例によれば、両者の共振を防止すれば、第１実施
例と同様の効果を得ることができ、遊離砥石２６による
破砕がより活発となる。

なお、加工条件として、２０ｋＨｚで遊離砥粒２６に８
４Ｃ（＃２２０．平均粒径６５μｍ程度）を用いてガラ
スの加工を行ったところ、Ｒｍａｘ　＝３０　ｕｍとな
り、Ｂ４Ｃ（＃８００．平均粒径７μｍ程度）ではＲｍ
ａｘ＝３μ慣となり、光学ガラス用研磨材（ダイヤパウ
ダー含有）の平均粒径０．２μｍ以下ではＲｍａｘ　＝
　０．０２μ購となった。

〔発明の効果〕

以上のように、本発明の光学素子加工方法によれば、光
学素子またはカップ型工具の少なくとも一方に超音波を
与えるとともに、光学素子とカップ型工具との間に遊離
砥粒を介在させながら加工を行うこととしたので、研磨
能力の向上を図ることができ、加工時間を短くすること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例で使用した研削研磨機の概
略構成図、第２図は第１図に示す研削研磨機の原理を示
す構成図、第３図は加工時間と切込み量との関係を示す
グラフ、第４図および第５図はそれぞれ本発明の第２実
施例および第３実施例で使用した研削研磨機の要部正面
図、第６図は従来の研削研磨機を示す正面図である。１３・・・超音波振動子１４・・・ブラシ１５・・・超音波発生装置１９・・・カンプ型工具２４・・・ワーク軸２５・・・被加工レンズ２６・・・遊離砥粒

Claims

【特許請求の範囲】

（１）光学素子およびカップ型工具をそれぞれ回転自在
にして対向配設した研削研磨機により光学素子を加工す
るにあたり、前記光学素子またはカップ型工具の少なく
とも一方に超音波振動を与えるとともに、光学素子とカ
ップ型工具との間に遊離砥粒を介在させながら加工する
ことを特徴とする光学素子加工方法。