KR101591569B1 - Polishing apparatus for the aspheric lens - Google Patents
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Abstract
본 발명의 비구면 렌즈를 연마하는 림(Rim)을 구비하는 휠부재; 상기 휠부재와 연결되어 상기 휠부재에 자기장을 형성시키는 자기장 공급수단; 상기 휠부재에 인접하게 배치되어, 상기 휠부재의 림 표면으로 MR유체(Magneto-rheological fluids; MR fluid)를 공급하는 MR유체 공급수단; 상기 휠부재에 인접하게 배치되어, 상기 MR유체 표면으로 연마재를 공급하는 연마재 공급수단; 및 상기 비구면 렌즈의 가공면과 상기 휠부재의 회전면을 수직하게 유지하면서 상기 비구면 렌즈를 회전시키는 비구면 렌즈 틸팅부를 포함하고, 상기 비구면 렌즈 틸팅부는, 상기 비구면 렌즈를 회전시키는 비구면 렌즈 회전부, 상기 비구면 렌즈 회전부와 결합되어, 상기 비구면 렌즈 회전부를 회동시키는 비구면 렌즈 회동부, 상기 비구면 렌즈 회동부 결합하여, 상기 비구면 렌즈 회동부를 축 방향으로 직선 이송하는 제1직선이송부, 상기 제1직선이송부과 결합하여, 상기 제1직선이송부를 상기 축과 수직인 축 방향으로 직선 이송하는 제2직선이송부를 포함하며, 상기 제1직선이송부는, 하기의 수학식[2]를 이용하여 축 방향으로 비구면 렌즈의 위치를 결정하며, 상기 비구면 렌즈 회전부는, 상기 비구면 렌즈이 축으로부터 모든 거리에서의 비구면 렌즈가 연마되는 지점의 선속도가 동일하게 유지되도록, 상기 비구면 렌즈 상의 각 지점에서의 각속도가 조절되게 상기 비구면 렌즈를 회전시키고, 상기 비구면 렌즈 회동부는,
하기의 수학식[1]에 의해 회동 각도를 조절하며, 인 비구면 렌즈 연마 장치를 제공한다.
여기서, , 및 는 비구면 렌즈 형상을 결정하는 상수이고, 은 렌즈 형상의 정확도를 결정하는 자연수이다.
수학식[2],
여기서, 은 회전 원점에서 비구면 렌즈의 바닥면까지의 거리이고, , 이다.
여기서 는 비구면 렌즈의 바닥면에서 축 방향 높이이고, 는 비구면 렌즈의 축에서의 수직거리이며, 는 MR유체의 두께이다.
수학식[1],
여기서, 는 회동각도이고, 는 비구면 렌즈의 바닥면에서 축 방향 높이이며, 는 비구면 렌즈의 축에서의 수직거리이다.
본 발명에 비구면 렌즈 연마 장치에 의하면, 연마된 비구면 렌즈의 표면 거칠기 및 형상의 정도를 개선하여, 연마가 완료된 비구면 렌즈의 광 투과율을 향상 시킬 수 있을 뿐 아니라, 모든 비구면 렌즈의 연마지점에서의 재료 제거율을 동일하게 유지하여 연마 가공에 따른 형상의 오차를 최소화 할 수 있다.A wheel member having a rim that polishes the aspherical lens of the present invention; A magnetic field supply means connected to the wheel member to form a magnetic field on the wheel member; An MR fluid supply means disposed adjacent to the wheel member for supplying MR fluid to the rim surface of the wheel member; Abrasive supply means disposed adjacent the wheel member for supplying abrasive material to the MR fluid surface; And an aspherical lens tilting unit that rotates the aspherical lens while maintaining the working surface of the aspheric lens and the rotating surface of the wheel member perpendicular to each other, wherein the aspheric lens tilting unit includes an aspherical lens rotating unit for rotating the aspheric lens, An aspheric lens rotation unit coupled to the rotation unit to rotate the aspherical lens rotation unit, and an aspheric lens rotation unit coupled to the aspheric lens rotation unit, A first straight line that is linearly transferred in the axial direction is coupled to the first linear transfer unit, Perpendicular to the axis And a second straight line conveying in a straight line in the axial direction includes a conveying portion, and the conveying portion of the first straight line is formed by using the following equation [2] Wherein the aspheric lens rotation unit determines the position of the aspheric lens at an angular velocity at each point on the aspheric lens so that a linear velocity at a point where an aspheric lens at all distances from the axis of the aspheric lens is polished is kept the same, And the aspherical lens rotating unit rotates the aspherical lens so that the aspherical surface is rotated,
The rotation angle is adjusted by the following equation [1] Aspherical surface lens polishing apparatus.
here, , And Is a constant for determining the aspherical lens shape, Is a natural number that determines the accuracy of the lens shape.
Equations [2],
here, Is the distance from the rotation origin to the bottom surface of the aspherical lens, , to be.
here Is an axial height at the bottom surface of the aspherical lens, Is the vertical distance in the axis of the aspheric lens, Is the thickness of the MR fluid.
Equations [1], [
here, Is the rotation angle, and An axial height of the aspheric lens at the bottom surface thereof, Is the vertical distance in the axis of the aspheric lens.
The aspherical lens polishing apparatus according to the present invention improves the surface roughness and the degree of the shape of the polished aspherical lens to improve the light transmittance of the polished aspherical lens, The removal rate can be kept the same, and the error of the shape due to the polishing process can be minimized.
Description
본 발명은 비구면 렌즈 연마 장치에 관한 것으로, 더 상세하게는 자기유변유체(Magneto-rheological fluids; MR fluid, 이하 MR유체라 한다)를 이용하는 비구면 렌즈 연마 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
일반적으로 연마(Polishing) 공정은, 래핑(Lapping) 또는 연삭공정에서 얻어지는 형상 정밀도를 유지하면서 평활 경면화를 목적으로 하는 것으로서, 연질 패드와 미세지립을 이용하여 비교적 낮은 압력 조건하에서 이루어진다. Generally, a polishing process is performed under a relatively low pressure condition using a soft pad and a fine grain lid for the purpose of smoothing a mirror surface while maintaining the shape accuracy obtained in a lapping or grinding process.
최근에는 이러한 평활 경면화를 위한 연구로서, 전자기장을 이용한 연마시스템에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있으며, 이러한 연마시스템으로 MR유체를 이용한 연마시스템이 개발되고 있다.In recent years, researches on a polishing system using an electromagnetic field have been actively conducted as a study for such a smooth mirror surface, and a polishing system using the MR fluid is being developed as such a polishing system.
상기 MR유체를 이용한 연마시스템은, 전자기적으로 유체의 농도를 조절함으로써 응력과 전단력을 변화시켜 연마 가공력을 제어하고, 공구와 공작물의 접촉을 배제시킴으로써 고품위 연마공정을 구현할 수 있다.The polishing system using the MR fluid can realize a high-quality polishing process by controlling the polishing force by changing the stress and the shearing force by electromagnetically controlling the concentration of the fluid, and eliminating the contact between the tool and the workpiece.
그리고 상기 MR유체는 자기장에 민감한 철(Fe) 성분 입자들이 떠다니는 현탁액으로 자기장의 세기에 따라 유동 특성이 실시간으로 제어되며, 자기장에 노출되면 현탁액의 점성과 항복응력은 수 배 정도 빠르게 증가하는 특징을 가지고 있다. The MR fluid is a suspension in which iron (Fe) component particles susceptible to a magnetic field are floating, and the flow characteristics are controlled in real time according to the intensity of the magnetic field. When exposed to a magnetic field, the viscosity and yield stress of the suspension increase several times Lt; / RTI >
한편, 국내 등록특허 제0793409호에서는 위와 같은 MR유체를 이용한 연마장치(10)의 일례를 개시하고 있다.On the other hand, Korean Patent No. 0793409 discloses an example of the
도 1을 참조하면, 상기 MR유체를 이용한 연마장치(10)의 휠부재(11)는 점을 중심으로 상하로 형성된 축을 기준으로 회전하고, 상기 휠부재(11)에는 자기장이 형성되어 공급된 MR유체(1)가 점성을 유지한다. 그리고, 피가공물 회전부재(12)는 피가공물(5)을 축을 기준으로 회전시킨다. 한편 상기 MR유체(1)의 표면에는 연마슬러리(2)가 공급되어 상기 피가공물(5)을 연마한다. Referring to FIG. 1, the
그러나 상기 MR유체를 이용한 연마장치(10)의 경우, 상기 휠부재(10)의 회전면과 상기 피가공물(5)의 연마 표면이 수직으로 유지되지 않아 연마가 완료된 상기 피가공물(5)의 표면 거칠기 및 형상 정도가 불규칙하게 된다.However, in the case of the
또한 상기 피가공물(5)의 회전 각속도 항상 일정하여, 피가공물(5)의 중심축()으로부터 거리에 따른 연마지점, 예를 들면, 및 에서는 회전 선속도가 상이하게 되어, 및 에서의 상기 피가공물(5) 표면의 재료 제거율이 일정하기 않아 형상의 오차가 발생한다는 문제점이 존재한다.Further, the rotational angular velocity of the workpiece 5 is always constant, and the center axis of the workpiece 5 ), For example, And The rotational linear velocity becomes different, And There is a problem that the material removal rate on the surface of the work 5 is not constant and an error in shape occurs.
본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 피가공물의 표면 거칠기 및 형상 정도가 규칙적이며, 피가공물의 표면에서의 재료 제거율을 동일하게 하는 비구면 렌즈 연마 장치를 제공하기 위한 것이다.An object of the present invention is to provide an aspherical lens polishing apparatus which has the surface roughness and the degree of the shape of the workpiece regular, and makes the material removal rate on the surface of the workpiece equal.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 비구면 렌즈 연마 장치는 비구면 렌즈를 연마하는 림(Rim)을 구비하는 휠부재; 상기 휠부재와 연결되어 상기 휠부재에 자기장을 형성시키는 자기장 공급수단; 상기 휠부재에 인접하게 배치되어, 상기 휠부재의 림 표면으로 MR유체(Magneto-rheological fluids; MR fluid)를 공급하는 MR유체 공급수단; 상기 휠부재에 인접하게 배치되어, 상기 MR유체 표면으로 연마재를 공급하는 연마재 공급수단; 및 상기 비구면 렌즈의 가공면과 상기 휠부재의 회전면을 수직하게 유지하면서 상기 비구면 렌즈를 회전시키는 비구면 렌즈 틸팅부를 포함하고, 상기 비구면 렌즈 틸팅부는, 상기 비구면 렌즈를 회전시키는 비구면 렌즈 회전부, 상기 비구면 렌즈 회전부와 결합되어, 상기 비구면 렌즈 회전부를 회동시키는 비구면 렌즈 회동부, 상기 비구면 렌즈 회동부 결합하여, 상기 비구면 렌즈 회동부를 축 방향으로 직선 이송하는 제1직선이송부, 상기 제1직선이송부과 결합하여, 상기 제1직선이송부를 상기 축과 수직인 축 방향으로 직선 이송하는 제2직선이송부를 포함하며, 상기 제1직선이송부는, 하기의 수학식[2]를 이용하여 축 방향으로 비구면 렌즈의 위치를 결정하며, 상기 비구면 렌즈 회전부는, 상기 비구면 렌즈이 축으로부터 모든 거리에서의 비구면 렌즈가 연마되는 지점의 선속도가 동일하게 유지되도록, 상기 비구면 렌즈 상의 각 지점에서의 각속도가 조절되게 상기 비구면 렌즈를 회전시키고, 상기 비구면 렌즈 회동부는,
하기의 수학식[1]에 의해 회동 각도를 조절하며, 인 비구면 렌즈 연마 장치를 제공한다.
여기서, , 및 는 비구면 렌즈 형상을 결정하는 상수이고, 은 렌즈 형상의 정확도를 결정하는 자연수이다.
수학식[2],
여기서, 은 회전 원점에서 비구면 렌즈의 바닥면까지의 거리이고, , 이다.
여기서 는 비구면 렌즈의 바닥면에서 축 방향 높이이고, 는 비구면 렌즈의 축에서의 수직거리이며, 는 MR유체의 두께이다.
수학식[1],
여기서, 는 회동각도이고, 는 비구면 렌즈의 바닥면에서 축 방향 높이이며, 는 비구면 렌즈의 축에서의 수직거리이다.According to an aspect of the present invention, there is provided an aspherical lens polishing apparatus comprising: a wheel member having a rim for polishing an aspheric lens; A magnetic field supply means connected to the wheel member to form a magnetic field on the wheel member; An MR fluid supply means disposed adjacent to the wheel member for supplying MR fluid to the rim surface of the wheel member; Abrasive supply means disposed adjacent the wheel member for supplying abrasive material to the MR fluid surface; And an aspherical lens tilting unit that rotates the aspherical lens while maintaining the working surface of the aspheric lens and the rotating surface of the wheel member perpendicular to each other, wherein the aspheric lens tilting unit includes an aspherical lens rotating unit for rotating the aspheric lens, An aspheric lens rotation unit coupled to the rotation unit to rotate the aspherical lens rotation unit, and an aspheric lens rotation unit coupled to the aspheric lens rotation unit, A first straight line that is linearly transferred in the axial direction is coupled to the first linear transfer unit, Perpendicular to the axis And a second straight line conveying in a straight line in the axial direction includes a conveying portion, and the conveying portion of the first straight line is formed by using the following equation [2] Wherein the aspheric lens rotation unit determines the position of the aspheric lens at an angular velocity at each point on the aspheric lens so that a linear velocity at a point where an aspheric lens at all distances from the axis of the aspheric lens is polished is kept the same, And the aspherical lens rotating unit rotates the aspherical lens so that the aspherical surface is rotated,
The rotation angle is adjusted by the following equation [1] Aspherical surface lens polishing apparatus.
here, , And Is a constant for determining the aspherical lens shape, Is a natural number that determines the accuracy of the lens shape.
Equations [2],
here, Is the distance from the rotation origin to the bottom surface of the aspherical lens, , to be.
here Is an axial height at the bottom surface of the aspherical lens, Is the vertical distance in the axis of the aspheric lens, Is the thickness of the MR fluid.
Equations [1], [
here, Is the rotation angle, and An axial height of the aspheric lens at the bottom surface thereof, Is the vertical distance in the axis of the aspheric lens.
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본 발명에 따른 비구면 렌즈 연마 장치에 있어서, 상기 제2직선이송부는, 하기의 수학식[3]를 이용하여 축 방향으로 비구면 렌즈의 위치를 결정하게 된다.
수학식[3]은 ,
여기서, 은 회전 원점에서 비구면 렌즈의 바닥면까지의 거리이고, , 이다.
여기서는 비구면 렌즈의 바닥면에서 축 방향 높이이고, 는 비구면 렌즈의 축에서의 수직거리이며, 는 MR유체의 두께이다.In the aspheric lens polishing apparatus according to the present invention, the second straight line conveying unit may be formed by using the following equation [3] The position of the aspherical lens is determined in the axial direction.
Equation [3] ,
here, Is the distance from the rotation origin to the bottom surface of the aspherical lens, , to be.
here Is an axial height at the bottom surface of the aspherical lens, Is the vertical distance in the axis of the aspheric lens, Is the thickness of the MR fluid.
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본 발명에 비구면 렌즈 연마 장치에 의하면, 연마된 비구면 렌즈의 표면 거칠기 및 형상의 정도를 개선하여, 연마가 완료된 비구면 렌즈의 광 투과율을 향상 시킬 수 있을 뿐 아니라, 모든 비구면 렌즈의 연마지점에서의 재료 제거율을 동일하게 유지하여 연마 가공에 따른 형상의 오차를 최소화 할 수 있다.The aspherical lens polishing apparatus according to the present invention improves the surface roughness and the degree of the shape of the polished aspherical lens to improve the light transmittance of the polished aspherical lens, The removal rate can be kept the same, and the error of the shape due to the polishing process can be minimized.
도 1은 종래의 MR유체를 이용한 연마장치에서 피가공물의 연마 과정을 개략적을 나타난 도면,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 비구면 렌즈 연마 장치의 개념도,
도 3은 도 2의 비구면 렌즈 연마 장치의 비구면 렌즈 틸팅부의 평면도,
도 4는 도 2의 비구면 렌즈 연마 장치의 비구면 렌즈 틸팅부의 결합관계를 나타낸 도면,
도 5는 비구면 렌즈의 연마 지점에서의 선속도를 설명하기 위한 도면,
도 6은 비구면 렌즈의 연마면과 휠부재의 회전면이 수직을 유지하기 위한 비구면 렌즈의 회동 각도()를 설명하기 위한 도면이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a schematic view showing a polishing process of a workpiece in a conventional polishing apparatus using MR fluid,
2 is a conceptual diagram of an aspherical lens polishing apparatus according to an embodiment of the present invention,
3 is a plan view of an aspheric lens tilting portion of the aspheric lens polishing apparatus of FIG. 2,
FIG. 4 is a view showing a coupling relation of an aspherical lens tilting portion of the aspherical lens polishing apparatus of FIG. 2,
5 is a view for explaining the linear velocity at the polishing point of the aspherical lens,
Fig. 6 is a diagram showing the rotation angle of the aspherical lens for maintaining the vertical plane of the grinding surface of the aspherical lens and the surface of the wheel member Fig.
본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
Before describing in detail the preferred embodiments according to the present invention, terms and words used in the present specification and claims should not be construed as limited to ordinary or dictionary meanings, It should be interpreted in the meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention based on the principle that the concept of the term can be appropriately defined in order to explain it by a method.
이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 일 실시예에 따른 비구면 렌즈 연마 장치를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, an aspherical lens polishing apparatus according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2를 참조하면, 본 발명의 비구면 렌즈 연마 장치는, 휠부재(100), 자기장 공급수단(200), MR유체 공급수단(300), 연마재 공급수단(400) 및 비구면 렌즈 틸팅부(500)를 포함한다.2, the aspheric lens polishing apparatus of the present invention includes a
상기 휠부재(100)는 비구면 렌즈(30)를 연마하는 림(Rim)을 구비한다.The
도 3을 참조하면, 상기 휠부재(100)는, 비구면 렌즈(30)와 이격되게 배치되고, 원판 형상으로서 축을 기준으로 회전한다. 그리고 상기 휠부재(100)는, 공지의 회전 구동 장치인 모터 등으로 회전이 가능하다.3, the
다시 도 2를 참조하면, 상기 자기장 공급수단(200)은 상기 휠부재(100)와 연결되어 상기 휠부재(100)에 자기장을 형성시킨다.Referring again to FIG. 2, the magnetic
상기 자기장 공급수단(200)은, 상기 MR유체(21)가 공급되기 전에 항시 전원을 공급하여 연마를 위한 자기장을 유지하며, 영구자석 또는 선택적으로 자기장을 공급하는 전자석으로 적용할 수 있다.The magnetic field supply means 200 can be applied as a permanent magnet or an electromagnet for selectively supplying a magnetic field by supplying power always before the
여기서, 상기 자기장 공급수단(200)에 영구자석을 적용하는 경우, 상기 휠부재(100)에 구비되어 상기 휠부재(100) 주위에 자기장을 형성할 수 있으며, 영구자석의 경우 전자석보다 더 큰 자장을 형성시킬 수 있어 소형화 구현이 가능하다. 그리고 영구자석 중 연마공정을 원활하고 편리하게 할 수 있는 네오디뮴(NdFeB)자석을 이용하는 것이 바람직하다.Here, when the permanent magnet is applied to the magnetic field supply means 200, a magnetic field can be formed around the
반면, 상기 자기장 공급수단(200)에 전자석을 적용하는 경우, 상기 자기장 공급수단(200)은 상기 휠부재(100)의 내부 또는 주위에 구비되어 상기 휠부재(100)에 자기장을 형성하며, 솔레노이드, 초전도자석 등과 같은 선택적으로 자기장을 형성할 수 있는 구성이라면 모두 적용가능하다. When the electromagnet is applied to the magnetic field supply means 200, the magnetic field supply means 200 is provided inside or around the
상기 MR유체 공급수단(300)은 상기 휠부재(100)에 인접하게 배치되어, 상기 휠부재(100)의 림 표면으로 MR유체(21)를 공급한다. 즉 상기 휠부재(100)에 자기장이 공급되면 상기 휠부재(100)의 표면으로 상기 MR유체(21)가 항상 부착되도록 분사한다.The MR fluid supply means 300 is disposed adjacent to the
여기서, 상기 MR유체(21)는, 자기장을 인가하면 점도가 변하는 특성이 있으며, 일반적으로 기름이나 물과 같은 비자성 유체에 철(Iron)과 같은 자기장에 민감한 미세크기의 자성물질이 혼합되어 있는 현탁액이며, 자기장의 세기에 따라 유동 특성이 실시간으로 제어되는 재료로서 CI(Carbonyl iron)입자가 적용될 수 있다. 상기 CI입자는 이온 펜타카보닐(Iron pentacarbonyl)을 분해할 때 생산되며 구(Sphere) 형상의 철이며 일반적으로 2~6㎛의 직경을 가지고, 비자성인 폴리싱 입자와 혼합함으로써 구형상에 준하는 광학재료 가공에 응용할 수 있다.Here, the
상기 연마재 공급수단(400)은 상기 휠부재(100)에 인접하게 배치되어, 상기 MR유체(21) 표면으로 연마재(22)를 공급한다.The abrasive supply means 400 is disposed adjacent to the
상기 연마재 공급수단(400)은, 연마재(22)를 수용하는 수용부(410), 공급펌프(420) 및 공급노즐(430) 등을 포함하는 등 MR유체(21) 표면으로 연마재(22)를 분사 공급할 수 있는 구성이라면 모두 가능하다.The abrasive material supply means 400 includes an
한편, 상기 연마재(22)는 연마슬러리가 혼합된 유체로서, 상기 연마슬러리는 일반적으로 연마장치에 사용되는 연마 입자를 포함하고 있으며, 상기 연마입자는, 미세연마공정에서 재료제거율 및 연마성능을 향상시키기 위해 세륨 옥사이드(Cerium oxide), 다이아몬드분말(Diamond powder), 입자 같은 비자성 연마제를 함유할 수 있다. On the other hand, the abrasive 22 is a fluid mixed with a polishing slurry. The polishing slurry generally includes abrasive grains used in a polishing apparatus. The abrasive grains improve the material removal rate and polishing performance in the fine polishing process Cerium oxide, diamond powder, Non-magnetic abrasive such as particles.
상기 비구면 렌즈 틸팅부(500)는, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 비구면 렌즈(30)의 가공면과 상기 휠부재(100)의 회전면을 수직하게 유지하면서 상기 비구면 렌즈(30)를 회전시킨다.6, the aspherical lens tilting
도 3 및 도 4를 참조하면, 상기 비구면 렌즈 틸팅부(500)는 비구면 렌즈 회전부(510), 비구면 렌즈 회동부(520), 제1직선이송부(530) 및 제2직선이송부(540)를 포함할 수 있다.3 and 4, the aspheric
상기 비구면 렌즈 회전부(510)는 상기 비구면 렌즈(30)를 회전시킨다. The aspherical
도 5를 참조하면, 상기 비구면 렌즈 회전부(510)는, 상기 비구면 렌즈(30)의 축으로부터 모든 거리에서의 비구면 렌즈(30)가 연마되는 지점의 선속도가 동일하게 유지되도록 상기 비구면 렌즈(30)를 회전시킬 수 있다.5, the aspherical
예를 들면, A지점에서의 선속도는 이고, B지점에서의 선속도는 일 때, 상기 비구면 렌즈 회전부(510)는 를 만족하기 위해 및 를 조절한다. 여기서 및 는 각각 A지점 및 B지점에서의 각속도를 의미한다.For example, the linear velocity at point A is , And the linear velocity at point B is , The aspherical
상술한 바와 같이 선속도를 제어하면, 상기 비구면 렌즈(30)의 축으로부터 모든 거리에서의 비구면 렌즈(30)가 연마되는 지점의 재료 제거율을 일정하게 유지하게 되므로, 형상의 오차가 최소화된다.As described above, by controlling the linear velocity, the material removal rate at the point where the
상기 비구면 렌즈 회동부(520)는 상기 비구면 렌즈 회전부(510)와 결합되어, 상기 비구면 렌즈 회전부(510)를 축 방향을 기준으로 회동시킨다. The aspherical
상기 비구면 렌즈 회동부(520)는, 하기의 수학식[1]에 의해, 도 3 및 도 6에 도시된 회동 각도()를 조절할 수 있다.The aspherical surface
도 6을 참조하면, 수학식[1]은 이고, 여기서, 는 회동각도이고, 는 비구면 렌즈(30)의 바닥면에서 축 방향 높이(H)이며, 는 비구면 렌즈(30)의 축에서의 수직거리(D)이다.Referring to FIG. 6, equation (1) Lt; / RTI > Is a rotation angle, (H) at the bottom surface of the
상기 이고, 여기서, , 및 는 비구면 렌즈(30)의 형상을 결정하는 상수이고, 은 렌즈 형상의 정확도를 결정하는 자연수이다.remind Lt; / RTI > , And Is a constant that determines the shape of the
이렇게 상기 회동 각도()를 조절함으로써, 도 6에 도시된 바와 같이 상기 비구면 렌즈(30)의 가공면과 상기 휠부재(100)의 회전면이 직각으로 유지된다. 따라서, 상기 비구면 렌즈(30)의 정밀한 가공을 유도할 수 있고, 결국 연마가 완료된 상기 비구면 렌즈(30)의 광 투과율 개선으로 이어진다.Thus, 6, the machined surface of the
다시, 도 3 및 도 4를 참조하면, 상기 제1직선이송부(530)는 상기 비구면 렌즈 회동부(520) 결합하여, 상기 비구면 렌즈 회동부(520)를 축 방향으로 직선 이송한다.3 and 4, the first straight
상기 제1직선이송부(530)는, 하기의 수학식[2]를 이용하여 축 방향으로 비구면 렌즈(30)의 위치를 결정할 수 있다.The first straight
수학식[2]는 이고, 여기서, 은 도 3에 도시된 바와 같이 상기 회전 원점()에서 비구면 렌즈(30)의 바닥면까지의 거리이고, , 이다. 그리고 는 도 6을 참조하면 비구면 렌즈(30)의 바닥면에서 축 방향 높이(H)이고, 는 비구면 렌즈(30)의 축에서의 수직거리(D)이며, 는 MR유체(21)의 두께이다.Equation [2] Lt; / RTI > As shown in FIG. 3, ) To the bottom surface of the
상기 제2직선이송부(540)는 상기 제1직선이송부(530)과 결합하여, 상기 제1직선이송부(530)를 상기 축과 수직인 축 방향으로 직선 이송한다.The second straight
상기 제2직선이송부(540)는, 하기의 수학식[3]를 이용하여 축 방향으로 비구면 렌즈(30)의 위치를 결정할 수 있다.The second straight
수학식[3]은 이고, 여기서, 은 도 3에 도시된 바와 같이 상기 회전 원점()에서 비구면 렌즈(30)의 바닥면까지의 거리이고, , 이다. 그리고 는 도 6을 참조하면 비구면 렌즈(30)의 바닥면에서 축 방향 높이(H)이고, 는 비구면 렌즈(30)의 축에서의 수직거리(D)이며, 는 MR유체(21)의 두께이다.Equation [3] Lt; / RTI > As shown in FIG. 3, ) To the bottom surface of the
상기 본 발명의 비구면 렌즈 연마 장치는 형상유지부(600)를 더 포함 할 수 있다. 상기 형상 유지부는 상기 휠부재(100)에 인접하게 배치되어 피가공물을 연마함에 따라 형상이 변하게 되는 MR유체(21)의 외측면 형상을 선택된 소정의 형상으로 유지하는 역할을 한다. The aspherical lens polishing apparatus of the present invention may further include a
상기한 형상유지부(600)는, 상기 MR유체(21)와 대면하는 측면에 반원통의 오목한 성형홈이 형성되어 있으며, MR유체(21)의 형상 및 두께를 조절할 수 있다.
The
발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.Although the present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, it is to be understood that various modifications and equivalents may be made thereto by those skilled in the art. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the technical idea of the appended claims.
100...휠부재
200...자기장 공급수단
300...MR유체 공급수단
400...연마재 공급수단
500...비구면 렌즈 틸팅부
510...비구면 렌즈 회전부
520...비구면 렌즈 회동부
530...제1직선이송부
540...제2직선이송부
600...형상유지부100 ... wheel member
200 ... magnetic field supply means
300 ... MR fluid supply means
400 ... abrasive supply means
500 ... aspheric lens tilting portion
510 ... aspheric lens rotation part
520 ... Aspherical lens turning section
530 ... the first straight line is transmitted
540 ... the second straight line is transmitted
600 ... shape retaining portion
Claims (7)
상기 휠부재와 연결되어 상기 휠부재에 자기장을 형성시키는 자기장 공급수단;
상기 휠부재에 인접하게 배치되어, 상기 휠부재의 림 표면으로 MR유체(Magneto-rheological fluids; MR fluid)를 공급하는 MR유체 공급수단;
상기 휠부재에 인접하게 배치되어, 상기 MR유체 표면으로 연마재를 공급하는 연마재 공급수단; 및
상기 비구면 렌즈의 가공면과 상기 휠부재의 회전면을 수직하게 유지하면서 상기 비구면 렌즈를 회전시키는 비구면 렌즈 틸팅부를 포함하고,
상기 비구면 렌즈 틸팅부는,
상기 비구면 렌즈를 회전시키는 비구면 렌즈 회전부,
상기 비구면 렌즈 회전부와 결합되어, 상기 비구면 렌즈 회전부를 회동시키는 비구면 렌즈 회동부,
상기 비구면 렌즈 회동부 결합하여, 상기 비구면 렌즈 회동부를 축 방향으로 직선 이송하는 제1직선이송부,
상기 제1직선이송부과 결합하여, 상기 제1직선이송부를 상기 축과 수직인 축 방향으로 직선 이송하는 제2직선이송부를 포함하며,
상기 제1직선이송부는,
하기의 수학식[2]를 이용하여 축 방향으로 비구면 렌즈의 위치를 결정하며,
상기 비구면 렌즈 회전부는,
상기 비구면 렌즈이 축으로부터 모든 거리에서의 비구면 렌즈가 연마되는 지점의 선속도가 동일하게 유지되도록, 상기 비구면 렌즈 상의 각 지점에서의 각속도가 조절되게 상기 비구면 렌즈를 회전시키고,
상기 비구면 렌즈 회동부는,
하기의 수학식[1]에 의해 회동 각도를 조절하며,
인 비구면 렌즈 연마 장치.
여기서, , 및 는 비구면 렌즈 형상을 결정하는 상수이고, 은 렌즈 형상의 정확도를 결정하는 자연수이다.
수학식[2],
여기서, 은 회전 원점에서 비구면 렌즈의 바닥면까지의 거리이고, , 이다.
여기서 는 비구면 렌즈의 바닥면에서 축 방향 높이이고, 는 비구면 렌즈의 축에서의 수직거리이며, 는 MR유체의 두께이다.
수학식[1],
여기서, 는 회동각도이고, 는 비구면 렌즈의 바닥면에서 축 방향 높이이며, 는 비구면 렌즈의 축에서의 수직거리이다.
A wheel member having a rim for polishing an aspheric lens;
A magnetic field supply means connected to the wheel member to form a magnetic field on the wheel member;
An MR fluid supply means disposed adjacent to the wheel member for supplying MR fluid to the rim surface of the wheel member;
Abrasive supply means disposed adjacent the wheel member for supplying abrasive material to the MR fluid surface; And
And an aspherical lens tilting unit that rotates the aspherical lens while maintaining the working surface of the aspheric lens and the rotating surface of the wheel member perpendicular to each other,
The aspherical lens tilting unit includes:
An aspherical lens rotating part for rotating the aspherical lens,
An aspherical lens rotating unit coupled to the aspherical lens rotating unit to rotate the aspherical lens rotating unit,
The aspheric lens rotation unit is coupled to the aspheric lens rotation unit, A first straight line which is linearly conveyed in the axial direction is conveyed,
And the first straight line is connected to the first linear conveying unit, Perpendicular to the axis And a second straight line that linearly feeds in the axial direction includes a transmitting portion,
The first straight-line conveying unit,
Using the following equation [2] Determines the position of the aspherical lens in the axial direction,
The aspheric lens rotation unit includes:
The aspheric lens is rotated so that the angular velocity at each point on the aspherical lens is adjusted so that the linear velocity at the point where the aspheric lens at all distances from the axis of the aspheric lens is polished remains the same,
Wherein the aspherical surface lens rotating unit comprises:
The rotation angle is adjusted by the following equation [1]
Aspheric lens polishing apparatus.
here, , And Is a constant for determining the aspherical lens shape, Is a natural number that determines the accuracy of the lens shape.
Equations [2],
here, Is the distance from the rotation origin to the bottom surface of the aspherical lens, , to be.
here Is an axial height at the bottom surface of the aspherical lens, Is the vertical distance in the axis of the aspheric lens, Is the thickness of the MR fluid.
Equations [1], [
here, Is the rotation angle, and An axial height of the aspheric lens at the bottom surface thereof, Is the vertical distance in the axis of the aspheric lens.
상기 제2직선이송부는, 하기의 수학식[3]를 이용하여 축 방향으로 비구면 렌즈의 위치를 결정하는 비구면 렌즈 연마 장치.
수학식[3]은 ,
여기서, 은 회전 원점에서 비구면 렌즈의 바닥면까지의 거리이고, , 이다.
여기서는 비구면 렌즈의 바닥면에서 축 방향 높이이고, 는 비구면 렌즈의 축에서의 수직거리이며, 는 MR유체의 두께이다.The method according to claim 1,
The second straight-line conveying portion may be formed by using the following equation [3] And determines the position of the aspherical lens in the axial direction.
Equation [3] ,
here, Is the distance from the rotation origin to the bottom surface of the aspherical lens, , to be.
here Is an axial height at the bottom surface of the aspherical lens, Is the vertical distance in the axis of the aspheric lens, Is the thickness of the MR fluid.
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KR1020130107287A KR101591569B1 (en) | 2013-09-06 | 2013-09-06 | Polishing apparatus for the aspheric lens |
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