JPH10166202A - Machining method for die for forming fresnel lens - Google Patents

Machining method for die for forming fresnel lens

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JPH10166202A
JPH10166202A JP8328387A JP32838796A JPH10166202A JP H10166202 A JPH10166202 A JP H10166202A JP 8328387 A JP8328387 A JP 8328387A JP 32838796 A JP32838796 A JP 32838796A JP H10166202 A JPH10166202 A JP H10166202A
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JP
Japan
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tool
fresnel lens
blank
shape
grating
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Application number
JP8328387A
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Japanese (ja)
Inventor
Shuichi Yamaguchi
修一 山口
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Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To accurately machine an original die for forming Fresnel lenses having an ideal blaze-grating. SOLUTION: The path and the feed quantity of a diamond bit 6 in relation to a blank are controlled so that an edge 6b of the diamond bit 6 is moved toward the center 0 of rotation the blank while it traces a target two dimensional contour line 30. Besides, the target two dimensional contour line is referred to a contour line of the crosssectional shape of an ideal blaze-grating. Since the edge 6b of the diamond bit 6 has roundness having the diameter (3μm or more and 10μm or less) determined by the feed rate, the spherical shape of the edge 6b of the diamond bit 6 is transferred to the surface of the blank as the blank A is rotated. Finally, a locus formed by rotating the target two dimensional contour lone 30 around the center O of rotation, namely an inverted shape of the ideal blaze-grating is created.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、フレネルレンズ成
形用金型の精密加工方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a precision processing method for a mold for molding a Fresnel lens.

【0002】[0002]

【従来の技術】薄型でありながら優れた光学性能を発揮
するフレネルレンズは、多くの光学機器に幅広く使用さ
れるようになった。このフレネルレンズの表面には、図
7に示すような複数の曲線aを階段状に連ねた断面形状
を有するブレーズグレーティングが形成されていること
が理想的であるが、ブレーズグレーティングのピッチが
小さければ曲線aを線分bに近似することができるた
め、一般の光学機器に使用されるような、ブレーズグレ
ーティングのピッチが30μm程度のフレネルレンズの
表面には、通常、図8に示すような複数の線分bを階段
状に連ねた断面形状を有するブレーズグレーティングが
形成されている。
2. Description of the Related Art Fresnel lenses, which are thin but exhibit excellent optical performance, have been widely used in many optical devices. Ideally, a blaze grating having a cross-sectional shape in which a plurality of curves a are connected in a stepwise manner as shown in FIG. 7 is formed on the surface of the Fresnel lens, but if the pitch of the blaze grating is small, Since the curve a can be approximated to the line segment b, the surface of a Fresnel lens having a pitch of a blaze grating of about 30 μm, which is used in general optical equipment, usually has a plurality of surfaces as shown in FIG. A blazed grating having a cross-sectional shape in which the line segment b is connected in a stepwise manner is formed.

【0003】さて、このようなフレネルレンズを成形す
る金型(以下、フレネルレンズ成形用金型と呼ぶ)のコマ
として使用される金型原盤は、一般に、ダイヤモンドバ
イトの鋭利な刃先(刃先径 約20nm〜50nm程度)
を利用した超精密旋削加工(以下、従来の超精密旋削加
工と呼ぶ)により作成される。即ち、具体的には、同時
2軸制御方式のCNC超精密旋盤を用いて、ブランクに
対するダイヤモンドバイトの径路と送り量とを輪郭制御
することにより(ブランクを回転させながら、図7に示
したような、フレネルレンズの表面に形成すべきブレー
ズグレーティングの断面形状に合わせてダイヤモンドバ
イトの刃先をブランクに切り込ませることにより)、フ
レネルレンズに形成すべきブレーズグレーティングを反
転させた3次元形状(以下、ブレーズグレーティング反
転形状と呼ぶ)を創成している。尚、ダイヤモンドバイ
トの刃先の欠損を防止するために、通常、ダイヤモンド
バイトの刃先のコーナ(2つの切れ刃をつなぐ微細な切
れ刃領域)は、0.5μmから5μm程度の幅に面取り
されている。
[0003] A mold master used as a top of a mold for molding such a Fresnel lens (hereinafter referred to as a Fresnel lens molding mold) generally has a sharp cutting edge (diameter of cutting edge of diamond bite) of a diamond bite. (About 20 nm to 50 nm)
It is created by ultra-precision turning (hereinafter referred to as conventional ultra-precision turning) using. That is, specifically, the path and the feed amount of the diamond tool with respect to the blank are controlled by using a CNC super-precision lathe of a simultaneous two-axis control method (while rotating the blank, as shown in FIG. 7). A three-dimensional shape obtained by inverting the blaze grating to be formed on the Fresnel lens (by cutting a blade of a diamond tool into the blank in accordance with the cross-sectional shape of the blaze grating to be formed on the surface of the Fresnel lens). This is called a blazed grating inverted shape). In order to prevent the cutting edge of the diamond cutting tool from being chipped, the corner of the cutting edge of the diamond cutting tool (a fine cutting edge region connecting two cutting edges) is usually chamfered to a width of about 0.5 μm to 5 μm. .

【0004】また、ダイヤモンドバイトの中には、仕上
げ面の面精度を向上させるために、コーナに約10μm
の径の丸みが付けてあるものもある。
Some diamond cutting tools have a corner of about 10 μm in order to improve the surface accuracy of the finished surface.
Some are rounded.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】さて、フレネルレンズ
の光学性能は、これを成形する際に使用する金型原盤の
加工精度に左右される。
The optical performance of a Fresnel lens depends on the processing accuracy of a mold master used for molding the Fresnel lens.

【0006】ところが、上記鋭利な刃先を有するダイヤ
モンドバイトによる超精密旋削加工には、ダイヤモンド
バイトの刃先の軌跡に沿って、微細な凹凸形状(以下、
工具マークと呼ぶ)が仕上げ面に残るという欠点があ
る。従って、良好な金型原盤(面精度に関しては、表面
粗さ0.01μm程度の金型原盤)を作成することは困
難であった。特に、上記理想的なブレーズグレーティン
グを有するフレネルレンズを成形する際に用いる金型原
盤には、複雑な曲面形状が含まれているため、これを面
精度よく仕上げることは殆ど不可能であった。
[0006] However, ultra-precision turning using a diamond tool having a sharp cutting edge requires a fine uneven shape (hereinafter, referred to as a "tool") along the locus of the cutting edge of the diamond tool.
(Referred to as tool marks) on the finished surface. Therefore, it has been difficult to produce a good mold master (in terms of surface accuracy, a mold master having a surface roughness of about 0.01 μm). In particular, since the mold master used for molding the Fresnel lens having the ideal blaze grating has a complicated curved surface shape, it has been almost impossible to finish the surface with high precision.

【0007】一方、仕上げ面の面精度の向上を重視して
ダイヤモンドバイトの刃先に丸みを付ければ、ブレーズ
グレーティング反転形状の谷部に曲率が付いて、成形品
であるフレネルレンズのコーナ部にも曲率が付くという
別の問題が発生するため、安易にダイヤモンドバイトの
刃先に丸みを付けるということも妥当ではない。尚、フ
レネルレンズのコーナ部に曲率が付くことが問題となる
のは、これが原因となって、サジタル面内の光線屈折力
とメリディオナル面内の光線屈折力との間に差が生じて
非点収差が発生する等のフレネルレンズの光学性能の低
下を来すためである。実用面での不都合の具体例として
は、このようなフレネルレンズがカメラの焦点板等とし
て組み込まれていると、ファインダーに良好な視界が形
成されないという不都合が生じること等が挙げられる。
従って、ダイヤモンドバイトのコーナに丸みを付ける際
には、従来のように仕上げ面の面精度の向上を主眼とす
るだけでは足りず、成形品であるフレネルレンズの光学
性能をも併せて考慮し、充分な検討を行うべきである。
On the other hand, if the cutting edge of the diamond tool is rounded with emphasis on improving the surface accuracy of the finished surface, the valley of the reversal shape of the blazed grating has a curvature, and the corner of the Fresnel lens which is a molded product is also formed. It is not appropriate to easily round the cutting edge of the diamond bite, because of the additional problem of curvature. The problem that the curvature of the corner of the Fresnel lens is problematic is that this causes a difference between the ray refracting power in the sagittal plane and the ray refracting power in the meridional plane, resulting in astigmatism. This is because the optical performance of the Fresnel lens deteriorates, such as occurrence of aberration. As a specific example of the disadvantage in practical use, if such a Fresnel lens is incorporated as a reticle of a camera or the like, there occurs a disadvantage that a good view cannot be formed in a finder.
Therefore, when rounding the corner of the diamond bite, it is not enough to focus on improving the surface accuracy of the finished surface as in the past, and also considering the optical performance of the molded Fresnel lens, Thorough consideration should be given.

【0008】そこで、本発明は、上記観点から、より優
れた光学的性能を有するフレネルレンズを成形すること
ができる高精度なフレネルレンズ成形用金型の製造方法
を提供することを目的とする。そして、本製造方法によ
り製造したフレネルレンズ成形用金型をフレネルレンズ
の成形工程に導入することにより、より優れた光学的性
能を有するフレネルレンズの量産化の実現を図らんとす
るものである。
In view of the above, it is an object of the present invention to provide a method of manufacturing a high-precision Fresnel lens molding die capable of molding a Fresnel lens having better optical performance. Then, by introducing the Fresnel lens molding die manufactured by the present manufacturing method into the Fresnel lens molding process, mass production of Fresnel lenses having more excellent optical performance is achieved.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、型材の表面に、複数の曲面を階段状に連
ねた目標微細三次元形状を形成する加工方法であって、
3μm以上10μm以下の径のコーナを有するダイヤモ
ンド工具を用い、前記ダイヤモンド工具のコーナが、複
数の曲面形状を階段状に連ねた目標三次元形状の起伏に
合わせて前記型材に切り込みながら、前記型材の表面上
に設定された所定の径路上を前記送り速度で移動するよ
うに、前記型材に対する前記工具の相対的な運動を制御
することを特徴とする加工方法を提供する。
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a processing method for forming a target fine three-dimensional shape in which a plurality of curved surfaces are connected in a stepwise manner on a surface of a mold material.
While using a diamond tool having a corner having a diameter of 3 μm or more and 10 μm or less, the corner of the diamond tool cuts into the shape according to the undulation of a target three-dimensional shape in which a plurality of curved surfaces are connected in a stepwise manner. A machining method is provided, wherein a relative movement of the tool with respect to the mold is controlled so as to move at a feed speed on a predetermined path set on a surface.

【0010】本加工方法、即ち、3μm以上10μm以
下の径のコーナを有するダイヤモンド工具を用いた輪郭
制御方式の精密加工方法によれば、型材の表面に、複数
の曲面を階段状に連ねた微細な三次元形状を、より精度
良く創成することができる。尚、こうした効果は、本加
工方法により創成した三次元形状の表面状態と、上記従
来の超精密旋削加工により創成した三次元形状の表面状
態とを目視により対比観察するだけで容易に認識するこ
とができる。また、本加工方法によれば、三次元形状の
谷部に成形品の品質に影響を与えるような曲率が付かな
いことも、本加工方法により作成した原盤を用いて成形
したフレネルレンズをカメラの焦点板として試用すれ
ば、その光学性能の高さから、誰しもが容易に推測する
ところである。
According to this processing method, that is, a precision processing method of a contour control method using a diamond tool having a corner having a diameter of 3 μm or more and 10 μm or less, a fine surface in which a plurality of curved surfaces are connected in a step-like manner on the surface of a mold material. A three-dimensional shape can be created with higher accuracy. It should be noted that such an effect can be easily recognized only by visually observing the three-dimensional shape surface state created by the present processing method and the three-dimensional shape surface state created by the conventional ultraprecision turning described above. Can be. In addition, according to the present processing method, the fact that the three-dimensional valley does not have a curvature that affects the quality of the molded product does not occur. If it is used as a focusing screen, everyone can easily guess from the high optical performance.

【0011】即ち、こうした特徴を有する本加工方法に
よれば、理想的なブレーズグレーティングを有するフレ
ネルレンズを成形するためのフレネルレンズ成形用金型
を高精度に加工することができる。従って、本加工方法
により作成したフレネルレンズ成形用金型をフレネルレ
ンズの成形工程に導入すれば、優れた光学性能を有する
フレネルレンズを量産することができる。
That is, according to the present working method having such features, a Fresnel lens forming die for forming a Fresnel lens having an ideal blaze grating can be processed with high precision. Therefore, if the Fresnel lens molding die prepared by the present processing method is introduced into the Fresnel lens molding process, Fresnel lenses having excellent optical performance can be mass-produced.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】以下、添付の図面を参照しなが
ら、本発明に係る実施の一形態について説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

【0013】最初に、図1により、本実施の形態に係る
加工装置の基本構成について説明する。
First, a basic configuration of a processing apparatus according to the present embodiment will be described with reference to FIG.

【0014】本加工装置は、同時2軸制御方式の超精密
CNC旋盤である。即ち、本加工装置は、工具6(本実
施の形態では、ダイヤモンドバイト)を取付けた刃物台
をz方向に送るZ軸4と、ブランクAを回転させる主軸
7をx方向に送るX軸5と、X軸5の送り量とZ軸4の
送り量を逐次検出する測長レーザ装置3と、測長レーザ
装置3で逐次検出される各軸4,5の送り量に基づいて
各軸4,5を駆動する各サーボモータ(不図示)の回転角
をそれぞれ数値制御するNC装置(不図示)とを備え、ブ
ランクAに対する工具6の径路と送り量とを制御するこ
とができるようになっている。また、主軸7の回転速度
の変動が抑制されるように、主軸7を回転させるモータ
(不図示)は、速度コントローラ(不図示)によって速度制
御されている。
This machining apparatus is an ultra-precision CNC lathe of a simultaneous two-axis control system. That is, the present processing apparatus includes a Z-axis 4 for feeding a tool rest on which a tool 6 (in this embodiment, a diamond bite) is mounted in the z-direction, and an X-axis 5 for sending a main shaft 7 for rotating the blank A in the x-direction. , A length measuring laser device 3 for sequentially detecting the feed amount of the X axis 5 and the feed amount of the Z axis 4, and each of the axes 4, 5 based on the feed amounts of the respective axes 4, 5 sequentially detected by the length measuring laser device 3. An NC device (not shown) for numerically controlling the rotation angle of each servo motor (not shown) for driving the servo motor 5 can control the path and the feed amount of the tool 6 with respect to the blank A. I have. Also, a motor for rotating the main shaft 7 so that the fluctuation of the rotation speed of the main shaft 7 is suppressed.
(Not shown) is speed-controlled by a speed controller (not shown).

【0015】尚、本実施の形態では、外部振動による加
工精度の低下を防止するために、加工装置を防振台9上
に据え付けてある。
In this embodiment, a processing apparatus is installed on the vibration isolating table 9 in order to prevent a reduction in processing accuracy due to external vibration.

【0016】次に、図2及び図3により、本実施の形態
に係る工具6について説明する。
Next, the tool 6 according to the present embodiment will be described with reference to FIGS.

【0017】本工具6は、単結晶ダイヤモンドからなる
刃部6aを有するダイヤモンドバイトであり、その刃先
のコーナ6bには、図2に示すように、以下に示す実験
結果に基づいて定めた径の丸みがつけてある。
The tool 6 is a diamond cutting tool having a cutting portion 6a made of single crystal diamond, and has a cutting edge 6b having a diameter determined based on the following experimental results as shown in FIG. It is rounded.

【0018】一般に、工具の送り速度fが小さくなるに
従って、仕上げ面の表面粗さRaが抑制され、仕上げ面
の反射率nが向上していくことが知られているが(図3
参照)、工具の送り速度fを過度に小さくすると切削効
率の低下という弊害が生じるため、通常、工具の送り速
度fには、切削効率と仕上げ面精度という2つの観点か
ら妥当とされる値(例えば、仕上げ面の表面粗さRaが
収束し始め、且つ、仕上げ面の反射率nが急激に向上す
る送り速度)が設定されている。そこで、本実施の形態
でも、まず、これと同様な観点より工具6の送り速度f
を設定した。そして、互いに径の異なるコーナを有する
工具を用いて後述の理想的ブレーズグレーティング反転
形状を有する原盤を試作し、工具6のコーナの径の違い
が仕上げ面の表面粗さと成形品であるフレネルレンズの
性能とに与える影響を検討した。その結果、この種の超
精密旋削加工において常識的に設定されている送り速度
fの範囲においては、約3μm以上10μm以下の径の
コーナを有する工具を使用することによって、仕上げ面
の表面粗さが急激に向上するということが判明した。ま
た、それにあわせて、フレネルレンズの非点収差も急激
に減少させるということも判明した。そして、その中で
も、特に、約5μm程度の刃先径の工具6が最良の効果
を発揮することが確認された。
It is generally known that as the feed speed f of the tool is reduced, the surface roughness Ra of the finished surface is suppressed, and the reflectance n of the finished surface is improved (FIG. 3).
However, if the feed rate f of the tool is excessively reduced, the efficiency of the cutting efficiency is reduced. Therefore, the feed rate f of the tool is usually a value that is appropriate from two viewpoints of the cutting efficiency and the finished surface accuracy (see FIG. For example, a feed speed at which the surface roughness Ra of the finished surface starts to converge and the reflectance n of the finished surface sharply increases is set. Therefore, also in the present embodiment, first, from the same viewpoint, the feed speed f of the tool 6 is determined.
It was set. Then, using a tool having corners having different diameters from each other, a master having an ideal blazed grating inverted shape described below was prototyped, and the difference in the diameter of the corner of the tool 6 was caused by the surface roughness of the finished surface and the Fresnel lens being a molded product. The effect on performance was examined. As a result, in a range of feed speed f which is commonly set in this kind of ultraprecision turning, by using a tool having a corner having a diameter of about 3 μm or more and 10 μm or less, the surface roughness of the finished surface is reduced. Was found to improve rapidly. In addition, it was also found that the astigmatism of the Fresnel lens was also rapidly reduced. And among them, it was confirmed that the tool 6 having a cutting edge diameter of about 5 μm exerts the best effect.

【0019】次に、本加工装置を用いたフレネルレンズ
成形用金型の原盤の加工方法について説明する。但し、
ここでは、既に荒削りが済んだ状態、即ち、仕上げに要
する取り代のみを残した状態からの加工方法について説
明する。
Next, a description will be given of a method of processing a master of a mold for molding a Fresnel lens using the processing apparatus. However,
Here, a description will be given of a processing method from a state where rough cutting has already been completed, that is, a state where only a margin required for finishing is left.

【0020】NC装置は、Z軸4とX軸5を駆動する各
サーボモータの回転角を数値制御し、工具6の刃先6b
を、予め定めた送り速度fで、所定の工具パス上に沿っ
て移動させる。即ち、工具6の刃先6bは、目標二次元
輪郭線30上をトレースしながら、ブランクAの回転中
心Oに向かって移動していく。尚、ここでいう目標二次
元輪郭線30とは、理想的なフレネルレンズの表面に形
成すべきブレーズグレーティングの断面形状の輪郭線の
ことである(図7参照)。
The NC device numerically controls the rotation angle of each servo motor for driving the Z axis 4 and the X axis 5, and the cutting edge 6b of the tool 6
At a predetermined feed speed f along a predetermined tool path. That is, the cutting edge 6b of the tool 6 moves toward the rotation center O of the blank A while tracing on the target two-dimensional contour line 30. Here, the target two-dimensional contour 30 is a contour of the cross-sectional shape of the blaze grating to be formed on the surface of an ideal Fresnel lens (see FIG. 7).

【0021】その結果、ブランクAの回転と共に、工具
6の刃先6bの球形状がブランクAの表面に転写されて
ゆき、最終的には、ブランクAの回転中心O回りに上記
目標二次元輪郭線30が回転移動した軌跡、即ち、図5
に示すような、理想的なフレネルレンズの表面に形成す
べきブレーズグレーティングを反転させた三次元形状
(以下、理想的ブレーズグレーティング反転形状と呼ぶ)
50が創成される。
As a result, with the rotation of the blank A, the spherical shape of the cutting edge 6b of the tool 6 is transferred to the surface of the blank A, and finally, the target two-dimensional contour line around the rotation center O of the blank A is obtained. FIG.
3D shape with inverted blaze grating to be formed on ideal Fresnel lens surface as shown in
(Hereafter referred to as an ideal blaze grating inverted shape)
50 is created.

【0022】本加工方法は、工具6の刃先6bの球形状
の転写により仕上げ面を創成するため、上記理想的ブレ
ーズグレーティング反転形状のような、曲面形状を含む
微細な三次元形状を、鋭利な刃先(刃先径20nm〜5
0nm程度)を有するダイヤモンドバイトを用いた従来
の超精密旋削加工よりも、面精度良く仕上げることがで
きる。即ち、本加工方法によれば、理想的なブレーズグ
レーティングを有するフレネルレンズを成形するための
金型原盤を精度良く加工することができる。
In this machining method, since a finished surface is created by transferring the spherical shape of the cutting edge 6b of the tool 6, a fine three-dimensional shape including a curved surface shape such as the above-mentioned ideal blazed grating inverted shape is sharpened. Blade tip (Blade diameter 20nm ~ 5
The surface can be finished with higher surface accuracy than conventional ultra-precision turning using a diamond bite having a diameter of about 0 nm). That is, according to the present processing method, it is possible to accurately process a mold master for forming a Fresnel lens having an ideal blaze grating.

【0023】尚、本実施の形態においても、工具6の刃
先のコーナ6bには約5μm程度の丸みを付けてあるこ
とから、ブランクAの表面に形成された上記理想的ブレ
ーズグレーティング反転形状50の谷部50aに極僅か
な曲率が付くことは避けられない。しかし、この程度の
曲率は、成形品であるフレネルレンズの光学性能に殆ど
影響を与えないということは、この金型原盤を用いて作
成したフレネルレンズをカメラの焦点板として試使用し
たら円周方向と放射方向のピントのズレが著しく改善さ
れたという事実によって既に立証済みである。また、フ
レネルレンズの光学性能に殆ど影響を与えない以上、こ
の程度の極僅かな谷部50aの曲率は、これが離型性の
向上という効果を派生することを考慮すれば、むしろ有
益なものとさえいえる。
In this embodiment, since the corner 6b of the cutting edge of the tool 6 is rounded to about 5 μm, the ideal blaze grating inverted shape 50 formed on the surface of the blank A is formed. It is inevitable that the valley 50a has a very small curvature. However, this degree of curvature has almost no effect on the optical performance of the molded Fresnel lens. The fact that a Fresnel lens created using this mold master was used as a reticle for a camera in the circumferential direction And the fact that the radial defocus has been significantly improved. In addition, since it has almost no effect on the optical performance of the Fresnel lens, the curvature of the valley 50a, which is extremely small, is rather useful considering that this derives an effect of improving the releasability. I can even say.

【0024】最後に、本加工方法による旋削加工で創成
された原盤の表面状態と、これと同一の加工条件で従来
の超精密旋削加工により創成された原盤の表面状態とを
対比観察することにより、本加工方法を用いることによ
り得られる効果を証明する。
Finally, by comparing and observing the surface condition of the master created by the turning according to the present working method and the surface of the master created by the conventional ultra-precision turning under the same machining conditions, The effect obtained by using this processing method will be proved.

【0025】本加工方法による旋削加工で創成された原
盤の表面は、鏡面仕上げされていたが、従来の超精密旋
削加工で創成された原盤の表面は、鏡面仕上げされてい
なかったことから目に見えて明らかに認識することがで
きる程度に、両旋削加工により創成された原盤の表面状
態には優劣がつくことが確認された。
Although the surface of the master created by the turning process according to the present processing method is mirror-finished, the surface of the master created by the conventional ultra-precision turning is not mirror-finished. It was confirmed that the surface condition of the master created by both turnings was superior to the extent that it could be seen and clearly recognized.

【0026】また、両旋削加工により、工具の送り速度
fを何通りかに変えて原盤を作成し、その表面粗さRa
をそれぞれ測定した結果(図6参照)、本加工方法による
旋削加工によれば、常に、従来の超精密旋削加工よりも
良好な仕上げ面が得られることが定量的に確認された。
A master is prepared by changing the feed speed f of the tool in several ways by double turning, and its surface roughness Ra
(See FIG. 6), it was quantitatively confirmed that the turning by the present machining method always yielded a better finished surface than the conventional ultra-precision turning.

【0027】以上の結果を以って、本加工方法を用いる
ことにより得られる効果の証明とする。
Based on the above results, the effect obtained by using the present processing method is proved.

【0028】尚、本加工方法を、フレネルレンズ成型用
金型の加工だけでなく、他の金型の加工や、微細形状を
有する部品の加工に転用することは充分可能である。そ
れにより、完成品の品質向上という効果が得られること
はいうまでもない。
The present processing method can be sufficiently applied not only to processing of a mold for molding a Fresnel lens, but also to processing of other molds and processing of parts having a fine shape. As a result, it goes without saying that the effect of improving the quality of the finished product can be obtained.

【0029】[0029]

【発明の効果】本発明に係る精密加工方法によれば、フ
レネルレンズの表面に形成すべき理想的なブレーズグレ
ーティングを反転させた微細な三次元形状を高精度に創
成することができる。即ち、理想的なブレーズグレーテ
ィングを有するフレネルレンズを成形するための原盤を
より精度良く加工することができる。
According to the precision processing method of the present invention, a fine three-dimensional shape in which an ideal blazed grating to be formed on the surface of a Fresnel lens is inverted can be created with high precision. That is, a master for forming a Fresnel lens having an ideal blaze grating can be processed with higher accuracy.

【0030】従って、本精密加工方法により作成した原
盤をフレネルレンズ成形用金型のコマとして使用すれ
ば、優れた光学性能を有するフレネルレンズを量産する
ことができる。
Therefore, if the master prepared by the precision processing method is used as a top of a mold for molding a Fresnel lens, Fresnel lenses having excellent optical performance can be mass-produced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施の形態に係る加工装置の基本構成
を示した図である。
FIG. 1 is a diagram showing a basic configuration of a processing apparatus according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1の工具6の刃先6bの形状を説明するため
の図である。
FIG. 2 is a view for explaining the shape of a cutting edge 6b of the tool 6 of FIG.

【図3】工具の送り速度fと、仕上げ面の表面粗さRa
と、仕上げ面の反射率nの関係を示した図。
FIG. 3 shows the feed rate f of the tool and the surface roughness Ra of the finished surface.
FIG. 6 is a diagram showing a relationship between the reflectance and the reflectance n of the finished surface.

【図4】工具6の径路を説明するための図である。FIG. 4 is a view for explaining a path of a tool 6;

【図5】本発明の実施の形態に係る加工方法により創成
された原盤の表面形状を示した図である。
FIG. 5 is a diagram showing a surface shape of a master created by a processing method according to an embodiment of the present invention.

【図6】工具の送り速度fと、仕上げ面の表面粗さRa
との関係を示した図である。
FIG. 6 shows the feed rate f of the tool and the surface roughness Ra of the finished surface.
FIG.

【図7】通常のフレネルレンズのブレーズグレーティン
グの断面形状を示した図である。
FIG. 7 is a diagram showing a cross-sectional shape of a blaze grating of a normal Fresnel lens.

【図8】理想的なフレネルレンズのブレーズグレーティ
ングの断面形状を示した図である。
FIG. 8 is a diagram showing a cross-sectional shape of a blaze grating of an ideal Fresnel lens.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

3…測長レーザ装置 4…Z軸 5…X軸 6…工具(ダイヤモンドバイト) 6a…工具の刃部 6a…工具の刃先 7…主軸 9…防振台 3 ... Length measuring laser device 4 ... Z axis 5 ... X axis 6 ... Tool (diamond tool) 6a ... Tool blade 6a ... Tool blade 7 ... Spindle 9 ... Vibration isolation table

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】型材の表面に、複数の曲面を階段状に連ね
た目標微細三次元形状を形成する加工方法であって、 3μm以上10μm以下の径のコーナが形成されたダイ
ヤモンド工具を用い、 前記ダイヤモンド工具のコーナが、前記複数の曲面を階
段状に連ねた目標微細三次元形状の起伏に合わせて前記
型材に切り込みながら前記型材の表面上に設定された所
定の径路上を所定の送り速度で移動するように、前記型
材に対する前記工具の相対的な運動を制御することを特
徴とする加工方法。
1. A processing method for forming a target fine three-dimensional shape in which a plurality of curved surfaces are connected in a stepwise manner on a surface of a mold material, wherein a diamond tool having a corner having a diameter of 3 μm or more and 10 μm or less is formed, A corner of the diamond tool cuts into the mold according to the undulation of the target fine three-dimensional shape in which the plurality of curved surfaces are connected in a stepwise manner, and a predetermined feed speed along a predetermined path set on the surface of the mold. Controlling the relative movement of the tool with respect to the mold so that the tool moves.
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