JPH0760627A - 光学素子保持方法および保持具 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 変形の生じやすい薄肉のレンズなどの光学素
子を、研磨抵抗力によるレンズの振動を発生させること
なく、高精度に研磨加工する。 【構成】 レンズ１を保持具Ａに装着して荷重Ｗを付加
し、該荷重によりベース４に固着された受け材２と支持
材３との両者をレンズ１に接触させて保持する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、レンズなどの光学素子
をはめ込んでノンブロッキング研削や研磨加工を行う際
の光学素子保持方法および保持具に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、ノンブロッキング研削や研磨加工
を行う際に用いる保持具としては、例えば実開平２−６
６９４４号公報記載の考案がある。上記考案は、図１０
に示す様に、研磨用保持具９１は、ホルダ９２のホルダ
側受け面９３と光学素子９４の素子側受け面９５との間
に、光学素子９４の素子側受け面９５を複数箇所で支持
する支持部９６を設けるとともに各支持部９６の間を空
間（空隙）９７とした弾性を有する受け材９８を介在さ
せている。

【０００３】上記構成の保持具は、光学素子９４の研磨
加工時の加圧により、受け材９８の支持部９６に応力が
作用して変形が生じても、各支持部９６間の空間（空
隙）９７にて受け材９８の支持部９６が変形して膨らむ
ので、弾性力の緩和（均一化）がされる。これにより、
薄肉の光学素子９４の研磨加工においても、ゴムなどの
受け材９８の不均一な弾性力の影響が光学素子９４にお
よぼされない。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかるに、前記従来技
術には以下の様な問題がある。すなわち、従来の研磨用
保持具９１では、薄肉の光学素子９４の変形を防止する
ためには効果があるものの、光学素子９４を研磨する際
に生じる研磨抵抗力に対しての支持力は非常に弱い。つ
まり、各受け材９８の間には空間が設けてあり、同時に
光学素子９４とホルダ側受け面９３との間には空間が存
在し、光学素子９４は各受け材９８だけで支えられてい
る。さらに、受け材９８はゴムなどの弾性材で構成され
ているため、光学素子９４はバネ材のような振動系によ
って支えられている。

【０００５】一方、研磨工具とレンズなどの光学素子９
４を擦り合わせて研磨加工を行うと（ラッピング加
工）、光学素子９４には研磨工具の回転による加工力で
ある研磨抵抗力が研磨加工面を介して伝達される。これ
により、研磨抵抗力により光学素子９４は研磨工具と同
じ方向に回転する力を受ける。さらに、ホルダ側受け面
９３と素子側受け面９５との間では該研磨抵抗力が光学
素子９４を介して伝達される。よって受け材９８は、前
記研磨抵抗力と、ホルダ側受け面９３と素子側受け面９
５との間の摩擦力により、光学素子９４の回転方向に引
きずり込まれ、せん断力が作用する。

【０００６】回転方向に引きずり込まれて変形を生じた
受け材９８は、変形する前の形状に回復しようとするた
め、素子側受け面９５との摩擦力より該せん断力が大き
くなると、ホルダ側受け面９３と素子側受け面９５との
間で滑りが生じ、さらに弾性材である受け材９８は変形
前の形状に戻るため、光学素子９４を押し上げる。

【０００７】従って、研磨加工中は光学素子９４の回転
に応じて、前記現象が連続的に発生し、光学素子９４を
振動させる。研磨加工中に光学素子９４が振動するた
め、光学素子９４とホルダ９２および研磨工具とが激し
く衝突し、光学素子９４にカケやキズなどの不良を発生
させる。また研磨工具の形状劣化も生じ、光学素子９４
の形状精度が低下する。

【０００８】また、光学素子９４の変形を小さくした
り、光学素子９４とホルダ９２との間の滑りを小さくす
るためには、できるかぎり柔らかい受け材９８を用いる
ことが望ましいが、逆に研磨抵抗力や荷重による変形も
大きくなり、より振動が生じやすくなる。

【０００９】さらに、光学素子９４に外部からの駆動装
置によって強制的に回転を与えて研磨速度を向上させる
ような研磨加工法では、研磨工具の回転に従属的に回転
を行って研磨する研磨方法より、研磨抵抗力が著しく大
きくなるため、振動もより大きくなり、光学素子９４が
ホルダ９２より飛び出してしまい研磨が行えなくなる。

【００１０】因って、本発明は前記従来技術における問
題点に鑑みて開発されたもので、ノンブロッキング研磨
においても変形の生じやすい薄肉のレンズなどの光学素
子を、研磨抵抗力によるレンズの振動を発生させること
なく、高精度に研磨加工し得る光学素子保持方法および
保持具の提供を目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段および作用】本発明は、レ
ンズなどの光学素子をはめ込んでノンブロッキング研磨
する保持方法において、前記光学素子を保持具に装着し
て研磨荷重を付加し、前記保持具の支持材表面と前記研
磨荷重により変形した弾性体の受け材表面とを光学素子
裏面に接触させて保持する方法である。

【００１２】また、レンズなどの光学素子をはめ込んで
ノンブロッキング研磨する保持具において、光学素子裏
面と接触する支持材表面に穴を穿設し、該穴にその表面
が支持材表面よりも突出した状態で弾性体の受け材を配
設して構成したものである。

【００１３】図１および図２は本発明を示す概念図であ
る。レンズ１を保持具Ａに装着した後、荷重Ｗを付加さ
せ、該荷重によりゴムなどで構成されて金属などのベー
ス４に固着された受け材２と、同様にベース４に固着さ
れた樹脂などの弾性材である支持材３との両者を、レン
ズ１に接触させて保持する。

【００１４】上記構成によれば、研磨加工を行う際に、
レンズなどの光学素子１に荷重Ｗを付加させると、ゴム
などで構成された受け材２が荷重Ｗによって押し潰され
る。しかしこのとき、荷重Ｗによる受け材２の収縮量よ
りも少ない量である隙間Ｈを有して、樹脂などの支持材
３が設置してあるため、受け材２は完全に押し潰されな
いうちに、光学素子１が支持材３に当てつき、受け材２
の収縮が抑えられる。

【００１５】すなわち、荷重Ｗを付加させても、受け材
２の変形量は隙間Ｈの距離だけで抑えられ、同時に光学
素子１は、受け材２と支持材３との両者に接して保持さ
れる。このため、光学素子１の変形と光学素子１の滑り
とを抑えるためにより柔らかな受け材２を用いても、支
持材３によってその変形量が規制されるため、研磨抵抗
による振動を抑えることができる。

【００１６】

【実施例１】図３〜図７は本実施例で用いる保持具を示
し、図３はレンズを保持した状態の半截断面図、図４〜
図６はレンズの保持工程を示す部分断面図、図７は受け
材と支持材の底面図である。

【００１７】図３において、金属などでできたベース１
４が、かんざし１７とピン１８とを介して図示省略した
研磨機に接続されている。ベース１４の下方は開放さ
れ、その内部にはネジ１６により支持材１３が固着され
ている。支持材１３はフッソやポリアセタール系の樹脂
などで構成されており、下方には受け材であるＯリング
１２を装着するための溝１５が形成されている。さらに
溝１５の周囲はレンズ１１の保持面１１ａとほぼ同じ曲
率半径（形状）を有するように成形されている。さら
に、Ｏリング１２は、荷重が付加されない状態では、図
４および図５に示すように、隙間Ｈを有するようにその
表面が支持材１３よりも僅かに突出している。ここで隙
間Ｈは、レンズ１１に荷重を付加させない状態でＯリン
グ１２と保持面１１ａが接する接点と、支持材１３との
距離である。

【００１８】以上の構成から成る保持具を用いての光学
素子保持方法は、図４および図５に示す様に、レンズ１
１を保持具に装着すると、隙間Ｈを有した状態で、まず
Ｏリング１２に接触する。この状態のまま、レンズ１１
に荷重を付加させると、図６に示す様に、レンズ１１が
支持材１３に当てつくまでＯリング１２は荷重によって
押し潰される。よって、レンズ１１は押し潰されたＯリ
ング１２と支持材１３との両者に接して保持される。こ
のため、Ｏリング１２の変形による振動は、あらかじめ
設定された隙間Ｈに応じた分だけしか発生せず、研磨に
おいてほとんど問題とならないレベルに抑えることがで
きる。

【００１９】また隙間Ｈについては、実験に基づき見い
だすが、レンズ１１を工具との摩擦による従属回転によ
り回転させて研磨を行うときと、モーターなどにより強
制的に回転させて研磨を行ったときとでは、その許容寸
法が異なる。例えば、レンズ１１を強制的に回転させて
研磨を行ったときの結果では、レンズ１１の径がφ２０
ｍｍで、Ｏリングの太さが約２．４ｍｍ・硬度７５度，
荷重が２ｋｇｆ（約０．２Ｎ）のとき、約０．５ｍｍ以
下が望ましいことが確認されている。

【００２０】本実施例によれば、一般のＯリング材を用
いながら、変形の生じやすい薄肉のレンズなどの光学素
子を、研磨抵抗力によるレンズの振動を発生させること
なく、高精度に研磨加工できる。

【００２１】尚、本実施例では特に生じやすいレンズ１
１を保持しているため、Ｏリング１２を２重に配置して
いるが、これは１つもしくは２重以上でも構わない。ま
た、レンズ１１をはめ込むためにベース１４の内部の直
径と、レンズ１１の直径をあわせて構成しているが、図
１に示したように、支持材３によってレンズ１の外径を
はめ込めるように構成しても構わない。

【００２２】

【実施例２】図８は本実施例で用いる保持具の受け材と
支持材を示す底面図である。本実施例は、前記実施例１
のＯリング１２を廃止し、代わりに十字状の形状をした
受け材２１を、支持材２２の中心を基点として配置した
ものであり、前記実施例１と同一な部分については図示
を省略する。

【００２３】上記構成によれば、レンズを研磨する際
に、レンズが回転する方向に対して垂直方向に受け材２
１を配置しているため、レンズの滑りをより抑えること
ができる。

【００２４】本実施例によれば、前記実施例１と同様な
効果が得られることはもちろん、高い摩擦力が得られる
ため、レンズと受け材２１との隙間Ｈをより短く構成す
ることができる。

【００２５】尚、本実施例では支持材２２の中心を基点
に、４方向に受け材２１を配置しているが、３方向以上
であればいくつ配置しても構わない。

【００２６】

【実施例３】図９は本実施例で用いる保持具の受け材と
支持材を示す底面図である。本実施例においては、前記
実施例１と同一な部分についての図示を省略する。本実
施例は、複数の独立した部材から成る受け材３１ａ，３
１ｂで構成し、配置する場所によって受け材３１ａ，３
１ｂの材質を変化させた点である。特に、外周部は摩擦
係数の大きい受け材３１ｂを配置している。

【００２７】上記構成によれば、外周部に摩擦係数の大
きい受け材３１ｂを配置しているため、外周部で高い摩
擦力を得られる。このため、レンズの滑りを止めるため
の保持力（トルク）を、最小の力（摩擦力）で得られ
る。

【００２８】本実施例によれば、前記各実施例と同様な
効果が得られることはもちろん、レンズの形状や研磨抵
抗力に応じて、各受け材３１ａ，３１ｂの摩擦力や硬さ
を分布させて配置することができる。

【００２９】尚、摩擦係数の大きい受け材３１ｂとして
は、例えばブチルゴム等がある。ブチルゴムであれば、
Ｏリング等で一般に用いられており、ニトリルゴムより
も高い摩擦力が得られる。また、ブチルゴムの場合は耐
摩耗性が悪いため、ポリウレタン等の材料を用いても構
わない。

【００３０】

【発明の効果】以上説明した様に、本発明に係る光学素
子保持方法および保持具によれば、変形の生じやすい薄
肉のレンズなどの光学素子を、研磨抵抗力によるレンズ
の振動を発生させることなく、高精度に研磨加工でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を示す概念図である。

【図２】本発明を示す概念図である。

【図３】実施例１を示す半截断図である。

【図４】実施例１を示す部分断面図である。

【図５】実施例１を示す部分断面図である。

【図６】実施例１を示す部分断面図である。

【図７】実施例１を示す底面図である。

【図８】実施例２を示す底面図である。

【図９】実施例３を示す底面図である。

【図１０】従来例を示す一部を破断した側面図である。

【符号の説明】

１ 光学素子 ２ 受け材 ３ 支持材 ４ ベース

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 レンズなどの光学素子をはめ込んでノン
   ブロッキング研磨する保持方法において、前記光学素子
   を保持具に装着して研磨荷重を付加し、前記保持具の支
   持材表面と前記研磨荷重により変形した弾性体の受け材
   表面とを光学素子裏面に接触させて保持することを特徴
   とする光学素子保持方法。
2. 【請求項２】 レンズなどの光学素子をはめ込んでノン
   ブロッキング研磨する保持具において、光学素子裏面と
   接触する支持材表面に穴を穿設し、該穴にその表面が支
   持材表面よりも突出した状態で弾性体の受け材を配設し
   て構成したことを特徴とする光学素子保持具。