WO2021100317A1 - 光学素子の製造方法及び光学素子製造システム - Google Patents

光学素子の製造方法及び光学素子製造システム Download PDF

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WO2021100317A1
WO2021100317A1 PCT/JP2020/036300 JP2020036300W WO2021100317A1 WO 2021100317 A1 WO2021100317 A1 WO 2021100317A1 JP 2020036300 W JP2020036300 W JP 2020036300W WO 2021100317 A1 WO2021100317 A1 WO 2021100317A1
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unit
polishing
measurement
processing machine
optical material
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PCT/JP2020/036300
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光樹夫 栗田
司 荻野
Original Assignee
株式会社ロジストラボ
国立大学法人京都大学
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B13/00—Machines or devices designed for grinding or polishing optical surfaces on lenses or surfaces of similar shape on other work; Accessories therefor
    • B24B13/01—Specific tools, e.g. bowl-like; Production, dressing or fastening of these tools
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B13/00—Machines or devices designed for grinding or polishing optical surfaces on lenses or surfaces of similar shape on other work; Accessories therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B49/00—Measuring or gauging equipment for controlling the feed movement of the grinding tool or work; Arrangements of indicating or measuring equipment, e.g. for indicating the start of the grinding operation
    • B24B49/12—Measuring or gauging equipment for controlling the feed movement of the grinding tool or work; Arrangements of indicating or measuring equipment, e.g. for indicating the start of the grinding operation involving optical means
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/24—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B3/00—Simple or compound lenses
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C19/00—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by mechanical means

Definitions

  • the present invention relates to an optical element manufacturing method and an optical element manufacturing system.
  • the surface shape of the glass material is measured using an interferometer, and when the measurement result does not satisfy a predetermined condition, the glass material is further polished. , Manufactured an optical element having a desired shape.
  • an object of the present invention is to reduce the time required to manufacture an optical element.
  • the method for manufacturing an optical element according to the first aspect of the present invention is a method for manufacturing an optical element by polishing an optical material, which comprises a mounting step of mounting the optical material on a mounting table and a mounting table described above.
  • the method for manufacturing the optical element may be executed by sequentially repeating the polishing step and the measuring step. Further, the method for manufacturing the optical element further includes a step of mounting the polishing unit on the processing machine before the polishing step, and removing the polishing unit from the processing machine before the measuring step. It may further have a step of mounting the measuring unit.
  • the polishing step is a step of confirming that the polishing unit is mounted on the processing machine and a step of receiving an instruction to start polishing on condition that it is confirmed that the polishing unit is mounted. And may have.
  • the measurement step is a step of confirming that the measuring unit is mounted on the processing machine and a step of receiving an instruction to start measurement on condition that it is confirmed that the measuring unit is mounted. And may have.
  • the method for manufacturing the optical element may further include a grinding step of grinding the optical material using a grinding device mounted on the processing machine before the polishing step.
  • the pre-described pedestal may be rotated around a predetermined position of the pre-described pedestal as a rotation center.
  • the measurement steps include a first measurement step of performing a plurality of measurements in a straight line connecting the center of the above-mentioned pedestal and a position on the outer peripheral line, and at least one measurement in a direction orthogonal to the radial direction of the above-mentioned pedestal.
  • the surface shape is measured by synthesizing the second measurement step for executing the above, the plurality of first measurement results measured in the first measurement step, and the second measurement result measured in the second measurement step. It may have a step of creating measurement result data showing the result of the above.
  • the optical element manufacturing system is an optical element manufacturing system for manufacturing an optical element by polishing an optical material, and is a mounting table on which the optical material is placed and a mounting table described above.
  • moving the processing machine which is a processing machine that can be moved above the optical material and can be detachably mounted with a polishing unit for polishing the optical material and a measuring unit for measuring the surface shape of the optical material. It has a control device that controls the processing machine so that the polishing unit is used to polish the optical material and the measurement unit is used to measure the surface shape of the optical material.
  • the unit detection unit detects whether the polishing unit or the measurement unit is mounted on the processing machine, and the unit detection unit detects that the polishing unit is mounted. It may have a processing execution unit that executes the polishing on the condition that the polishing is executed and executes the measurement on the condition that the unit detection unit detects that the measurement unit is mounted.
  • FIG. 1 is a perspective view of the optical element manufacturing system S.
  • FIG. 2 is a schematic side view of the optical element manufacturing system S.
  • the optical element manufacturing system S is a system for manufacturing an optical element by polishing the optical material G.
  • the optical material G is a material for an optical element, and is, for example, glass, ceramics, resin, or metal.
  • the optical element is, for example, a mirror or lens used in a telescope.
  • the optical element manufacturing system S includes a main body portion 1, a processing machine 2, and a control device 3.
  • the main body 1 includes a base 11, a rotating portion 12, a mounting table 13, a fixed support member 14, and a movable support member 15. The details of the configuration of the main body 1 will be described later.
  • the processing machine 2 is a device for polishing the optical material G mounted on the main body 1 and measuring the state of the surface of the polished optical material G.
  • the processing machine 2 has an actuator 20 including a plurality of axes and joints connecting the plurality of axes, and the joints are driven by the control of the control device 3, as shown by the arrows in FIG.
  • the position of the tip of the actuator 20 can be moved.
  • a unit mounting portion 23 to which the polishing unit 21 and the measuring unit 22 can be mounted is provided at the tip of the actuator 20, a unit mounting portion 23 to which the polishing unit 21 and the measuring unit 22 can be mounted is provided.
  • the processing machine 2 can polish and measure the optical material G by using the polishing unit 21 and the measuring unit 22.
  • the control device 3 is a device that outputs information for controlling the operation of the main body 1 and the processing machine 2, and is, for example, a computer.
  • the control device 3 uses the polishing unit 21 to polish the optical material G by moving the processing machine 2, and the processing machine 2 uses the measuring unit 22 to measure the surface shape of the optical material G.
  • the control device 3 executes a program stored in a storage medium (for example, a hard disk) to polish the optical material G mounted on the main body 1 and measure the surface shape of the optical material G on the processing machine 2. Let me.
  • the base 11 is a table installed on the floor.
  • a rotating portion 12 is rotatably provided on the base 11.
  • the base 11 is provided with a processing machine 2.
  • the processing machine 2 is provided on the base 11, but the processing machine 2 may be installed at a position other than the base 11 (for example, the floor).
  • the rotating unit 12 rotates around a predetermined position based on the control of the control device 3.
  • the rotating portion 12 has, for example, a cylindrical shape, and rotates around the center position of the cylinder as the center of rotation.
  • the rotating unit 12 rotates, for example, in a step of polishing the optical material G and a step of measuring the surface shape of the optical material G.
  • the mounting table 13 is a disk-shaped member connected to the rotating portion 12.
  • the optical material G is placed above the mounting table 13, and the mounting table 13 rotates with the rotation of the rotating portion 12 in a state where the optical material G is placed.
  • the mounting table 13 is provided with a plurality of fixed support members 14 and a plurality of movable support members 15.
  • the plurality of fixed support members 14 and the plurality of movable support members 15 support the optical material G in a state where the optical material G is not excessively restrained.
  • the fixed support member 14 is a rod-shaped member whose length does not change.
  • the movable support member 15 is a rod-shaped member whose length changes.
  • the movable support member 15 has, for example, an elastic member (for example, a spring, a hydraulic cylinder, an air cylinder, or an elastic resin) that is displaced in the vertical direction, and its length is changed by a static pressure received from the optical material G.
  • the movable support member 15 is preferably an object whose support position (for example, length) and the magnitude of the support reaction force can be adjusted.
  • each movable support member 15 is such that the support reaction force generated at each support position of the plurality of movable support members 15 is the reaction force generated at each support position when the optical element is installed in an optical device such as a telescope. Is designed to be equal to.
  • the optical material G is placed on the plurality of fixed support members 14 and the plurality of movable support members 15, the optical material G is in a horizontal state even if the back surface of the optical material G is uneven.
  • the optical material G can be polished and the surface shape of the optical material G can be measured. Therefore, the accuracy of the optical element manufactured by the optical element manufacturing system S can be improved.
  • the processing machine 2 changes the angle of the unit mounting portion 23 based on the control of the control device 3, so that the polishing unit 21 for polishing the optical material G is in contact with the optical material G and the surface of the optical material G.
  • the state in which the measuring unit 22 is in contact with the optical material G is switched in order to measure the shape.
  • FIG. 3 is a schematic view showing a state in which the polishing unit 21 is visually recognized from the side.
  • the polishing unit 21 has a polishing pad 211, a driving unit 212, and a connecting unit 213.
  • the polishing pad 211 is a disk-shaped member that comes into contact with the surface of the optical material G while rotating and polishes the surface of the optical material G.
  • the polishing pad 211 is detachably attached to and detachable from the drive unit 212, and can be replaced as appropriate by the user.
  • the drive unit 212 has a motor for rotating the polishing pad 211.
  • the drive unit 212 rotates the polishing pad 211 by rotating the motor based on the instruction from the control device 3.
  • connection portion 213 is an interface for attaching and detaching the polishing unit 21 to the unit mounting portion 23.
  • the structure of the connecting portion 213 is arbitrary, and for example, a spiral groove having the same shape as the spiral groove of the unit mounting portion 23 is formed on the outer surface of the connecting portion 213.
  • the connection portion 213 is locked by being inserted into the recess formed in the unit mounting portion 23, and can be removed from the unit mounting portion 23 by operating the unlocking portion provided in the unit mounting portion 23. You may be.
  • FIG. 4 is a schematic view showing a state in which the measurement unit 22 is visually recognized from the side.
  • the measuring unit 22 has a contact portion 221, a plurality of ranging sensors 222 (distance measuring sensor 222a, ranging sensor 222b, ranging sensor 222c), and a connecting portion 223.
  • the tip T1 and the tip T2 protrude from the tip of the distance measuring sensor 222 (that is, at a position far from the connection portion 223), and the tip T1 and the tip T2 come into contact with the surface of the optical material G.
  • the measuring unit 22 continuously measures the distance from the distance measuring sensor 222 to the optical material G while continuously moving the contact portion 221 in contact with the surface of the optical material G.
  • the measuring unit 22 is stationary while the surface shape of the optical material G is being measured by the distance measuring sensor 222, and when the distance measuring sensor 222 changes the position where the surface shape of the optical material G is measured, the processing machine is used.
  • the position in contact with the optical material G may be changed as the actuator 20 of 2 moves.
  • the distance measuring sensor 222 has three distance measuring sensors 222a, 222b, and 222c that measure distances s1, s2, and s3 from the surface of the optical material G in order to measure the curvature of the optical material.
  • the distance measuring sensors 222a, 222b, and 222c irradiate the surface of the optical material G with light such as visible light or infrared light, and the light reflected on the surface of the optical material G and the end faces of the distance measuring sensors 222a, 222b, and 222c.
  • the distances s1, s2, and s3 are measured by observing the interference intensity with the light reflected by.
  • the distance measuring sensor 222 outputs data indicating the measured distances s1, s2, and s3 to the control device 3 via the connecting portion 223.
  • the method by which the distance measuring sensor 222 measures the distance is not limited to the above method and is arbitrary.
  • FIG. 5 is a diagram showing the configuration of the control device 3.
  • the control device 3 includes a communication unit 31, a UI (User Interface) unit 32, a storage unit 33, and a control unit 34.
  • UI User Interface
  • the communication unit 31 is a communication interface for transmitting and receiving data to and from the processing machine 2, and has, for example, a communication controller for connecting to a LAN (Local Area Network).
  • the communication unit 31 transmits instruction data for operating the processing machine 2 and receives status data indicating the state of the processing machine 2.
  • the UI unit 32 is a device for receiving operations by an operator, and has, for example, a keyboard, a mouse, and a display.
  • the UI unit 32 notifies the control unit 34 of data indicating the content of the operation performed by the operator, and displays the information to be notified to the operator.
  • the storage unit 33 has a storage medium such as a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), and a hard disk.
  • the storage unit 33 stores a program executed by the control unit 34.
  • the control unit 34 has, for example, a CPU (Central Processing Unit).
  • the control unit 34 functions as a unit detection unit 341 and a processing execution unit 342 by executing the program stored in the storage unit 33.
  • the unit detection unit 341 detects which of the polishing unit 21 and the measurement unit 22 is mounted on the processing machine 2. Specifically, the unit detection unit 341 detects the mounting state of the unit by acquiring status data indicating the mounting state of the unit in the processing machine 2 via the communication unit 31. The unit detection unit 341 notifies the processing execution unit 342 of the detected mounting state.
  • the processing execution unit 342 causes the processing machine 2 to polish the optical material G and measure the surface shape of the optical material G, triggered by the operation for starting the production of the optical element by the UI unit 32. .. Specifically, the processing execution unit 342 causes the processing machine 2 to perform polishing on the condition that the unit detection unit 341 detects that the polishing unit 21 is mounted, and the measurement unit 22 is mounted. Is detected by the unit detection unit 341, and the processing machine 2 is made to perform the measurement.
  • the processing execution unit 342 may calculate the surface shape of the optical material G based on the data measured by the measurement unit 22.
  • the processing execution unit 342 determines the curvature of the surface of the optical material G for each position based on, for example, the position of the measurement unit 22 in the optical material G and the data indicating the distances at the three points acquired from the distance measuring sensor 222. A certain local curvature can be calculated.
  • FIG. 6 is a diagram showing an example of the measurement result of the surface shape of the optical material G.
  • FIG. 6A shows the relationship between the position in the optical material G and the measured values of the distances s1, s2, and s3.
  • FIG. 6B shows the result of calculating the local curvature for each scanning position of the distance measuring sensor 222 based on the measured values of the distances s1, s2, and s3 shown in FIG. 6A.
  • FIG. 6 (c) shows the result of calculating the surface shape of the optical material G based on the local curvature after removing the outliers in FIG. 6 (b).
  • FIG. 6D shows the result of calculating the shape of the optical material G in the scanning direction by removing the secondary component from the result shown in FIG. 6C.
  • the results shown in FIG. 6D are almost the same as the results measured by the interferometer, and the surface shape of the optical material G can be measured with higher accuracy by the distance measuring sensor 222, which is smaller than the interferometer. I was able to confirm.
  • FIG. 7 is a diagram showing the scanning direction of the ranging sensor 222.
  • the ellipse shown in FIG. 7 shows an example of the outer peripheral line of the optical material G, and the straight line in the ellipse shows the scanning direction of the distance measuring sensor 222.
  • the distance measuring sensor 222 performs a plurality of measurements in a straight line connecting the center of the mounting table 13 and the position on the outer peripheral line (for example, the center of the optical material G and the position on the outer peripheral line). Further, the distance measuring sensor 222 executes at least one measurement in a direction orthogonal to the radial direction of the mounting table 13 (that is, the radial direction of the optical material G).
  • the measurement positions of the mounting table 13 in the direction orthogonal to the radial direction are shown by straight lines L1 to L8 in FIG.
  • the control device 3 creates measurement result data showing the result of measuring the surface shape by synthesizing a plurality of measurement results measured in a plurality of directions shown by a straight line in FIG. 7.
  • the processing machine 2 can efficiently measure the surface shape of the entire surface of the optical material G by linearly moving the distance measuring sensor 222.
  • FIG. 8 is a diagram showing a flowchart of a method for manufacturing an optical element.
  • the optical material G used for manufacturing the optical element is placed on the mounting table 13 (S11).
  • the operation mode of the processing machine 2 is set to the polishing mode (S12).
  • the control device 3 executes application software for manufacturing the optical element, and when the user receives an operation to start manufacturing the optical element, the control device 3 operates the processing machine 2 in the polishing mode.
  • the control device 3 executes a step of confirming that the polishing unit 21 is mounted on the processing machine 2 before starting the polishing on the processing machine 2. That is, the control device 3 determines whether or not the polishing unit 21 is mounted at the position where the polishing unit 21 should be mounted in the unit mounting portion 23 (S13).
  • the unit mounting unit 23 sends a predetermined signal to the control device 3, for example, when the polishing unit 21 is mounted, so that the control device 3 can determine whether or not the polishing unit 21 is properly mounted. It is configured so that it outputs and does not output a predetermined signal to the control device 3 when the polishing unit 21 is not mounted.
  • the control device 3 instructs the processing machine 2 to start the polishing process by the polishing unit 21 on the condition that the polishing unit 21 is mounted on the unit mounting unit 23 (YES in S13) (S14).
  • the control device 3 starts the polishing process based on the instruction of the operator, the control device 3 receives an instruction to start polishing on condition that it is confirmed that the polishing unit 21 is attached. May be good.
  • the control device 3 polishes the optical material G by using the polishing unit 21 mounted on the processing machine 2 movable above the mounting table 13.
  • the control device 3 may wait until the polishing unit 21 is mounted on the unit mounting portion 23, and outputs a warning. You may.
  • the processing machine 2 that has been instructed by the control device 3 to operate in the polishing mode may determine whether or not the polishing unit 21 is mounted on the unit mounting portion 23.
  • the control device 3 sets the operation mode of the processing machine 2 to the measurement mode (S15).
  • the control device 3 executes a step of confirming that the measuring unit 22 is mounted on the processing machine 2 before starting the measurement on the processing machine 2. That is, the control device 3 determines whether or not the measurement unit 22 is mounted at the position where the measurement unit 22 should be mounted in the unit mounting unit 23 (S16).
  • the unit mounting unit 23 sends a predetermined signal to the control device 3, for example, when the measuring unit 22 is mounted, so that the control device 3 can determine whether or not the measuring unit 22 is properly mounted. It is configured so that it outputs and does not output a predetermined signal to the control device 3 when the measurement unit 22 is not mounted.
  • the control device 3 instructs the processing machine 2 to start the measurement process by the measurement unit 22 on the condition that the measurement unit 22 is mounted on the unit mounting unit 23 (YES in S16).
  • the control device 3 starts the measurement process based on the instruction of the operator, even if the control device 3 receives the instruction to start the measurement on condition that it is confirmed that the measurement unit is mounted. Good.
  • the control device 3 measures the surface shape of the optical material using the measurement unit 22 mounted on the processing machine 2.
  • the control device 3 may wait until the measuring unit 22 is mounted on the unit mounting unit 23, and outputs a warning. You may.
  • the processing machine 2 that has been instructed by the control device 3 to operate in the measurement mode may determine whether or not the measurement unit 22 is mounted on the unit mounting unit 23.
  • the processing machine 2 When the processing machine 2 receives an instruction to start measurement from the control device 3, the processing machine 2 executes a first measurement step of executing a plurality of measurements in a straight line connecting the center of the mounting table 13 and the position on the outer peripheral line (S17). ). Subsequently, the processing machine 2 executes a second measurement step of executing at least one measurement in a direction orthogonal to the radial direction of the mounting table 13 (S18). Subsequently, the control device 3 shows the result of measuring the surface shape by synthesizing the plurality of first measurement results measured in the first measurement step and the second measurement result measured in the second measurement step. The step of creating the measurement result data is executed (S19).
  • the control device 3 determines whether polishing may be completed by analyzing the measurement result data (S20). When the control device 3 determines that the surface shape of the optical material G satisfies a predetermined specification (for example, when it is determined that the amount of unevenness on the surface of the optical material G is equal to or less than the threshold value), the control device 3 ends polishing. It is determined that the optical material G may be used (YES in S20), and the polishing step of the optical material G is completed.
  • a predetermined specification for example, when it is determined that the amount of unevenness on the surface of the optical material G is equal to or less than the threshold value
  • control device 3 determines that the surface shape of the optical material G does not satisfy the predetermined specifications, it determines that re-polishing is necessary (NO in S20), and returns to step S12. In this way, the control device 3 can manufacture an optical element satisfying a predetermined specification by causing the processing machine 2 to sequentially repeat the polishing process and the measurement process.
  • polishing unit 21 may be used by switching between the state where the polishing unit 21 is mounted on the unit mounting portion 23 and the state where the measuring unit 22 is mounted on the unit mounting portion 23.
  • the step of mounting the polishing unit 21 on the processing machine 2 is executed, and before the measuring step, the step of removing the polishing unit 21 from the processing machine 2 and mounting the measuring unit 22 is further executed.
  • the polishing unit 21 and the measuring unit 22 may be replaced by an operator, but may be automatically performed by the processing machine 2.
  • the processing machine 2 automatically replaces the polishing unit 21 and the measuring unit 22
  • the polishing unit 21 and the measuring unit 22 are housed in a predetermined storage position of the main body 1, and the processing machine 2 is the unit mounting part 23.
  • the position of may be moved to the accommodation position to attach / detach the polishing unit 21 and attach / detach the measuring unit 22.
  • the position of the polishing unit 21 and the position of the measuring unit 22 may be exchanged in the polishing process and the measuring process.
  • the processing machine 2 polishes the optical material G and measures the surface shape of the optical material G has been illustrated, but the processing machine 2 may perform processing other than polishing on the optical material G. ..
  • the processing machine 2 may execute, for example, a step of grinding the optical material G before executing the polishing step and the measuring step.
  • the unit mounting portion 23 is configured so that the grinding unit used for grinding can be mounted, and when the grinding process is executed, the processing machine 2 brings the grinding unit into contact with the optical material G to bring the grinding unit into contact with the optical material G. Grind.
  • the control device 3 may cause the processing machine 2 to execute the grinding process on the condition that the grinding unit is mounted on the unit mounting portion 23.
  • the processing machine 2 may execute a step of cutting the optical material G to a predetermined size after the polishing step and the measuring step are completed.
  • the unit mounting portion 23 is configured to be able to mount a water jet cutter for cutting the optical material G, and when the cutting process is executed, the processing machine 2 is positioned at the position of the water jet cutter. Is moved to the cutting position and then water is ejected.
  • the control device 3 may cause the processing machine 2 to execute the cutting step on the condition that the water jet cutter is mounted on the unit mounting portion 23.
  • the processing machine 2 operates the actuator 20 to control the position of the polishing unit 21 or the measuring unit 22, thereby controlling the polishing position and the measuring position.
  • the main body 1 on which the optical material G is placed may be moved.
  • the optical element manufacturing system S can be made of the optical material G. The entire surface can be polished or the overall surface shape of the optical material G can be measured.
  • the processing machine 2 is configured so that the polishing unit 21 for polishing the optical material G and the measuring unit 22 for measuring the surface shape of the optical material G can be detachably attached. Then, by moving the processing machine 2, the control device 3 uses the polishing unit 21 to polish the optical material G, and uses the measuring unit 22 to measure the surface shape of the optical material G. Control the processing machine 2.
  • the optical element manufacturing system S has such a processing machine 2 and a control device 3, the optical material G is placed on the polishing device to polish the optical material G, and then the surface shape of the optical material G is formed. It is not necessary to measure the surface shape of the optical material G after moving the optical material G to a device such as an interferometer for measuring. As a result, the time required to manufacture the optical element can be shortened.
  • the polishing step and the measuring step can be repeatedly executed with the optical material G placed on the main body 1, an error between the polishing position and the measuring position is unlikely to occur. .. Therefore, the polishing accuracy of the optical material G is improved as compared with the case where the apparatus is replaced in the polishing step and the measuring step.

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Abstract

光学素子の製造方法は、光学材料Ｇを研磨することにより光学素子を製造する方法であって、載置台１３に光学材料を載置する載置工程と、載置台１３の上方で移動可能な加工機２に装着された研磨ユニット２１を用いて光学材料Ｇを研磨する研磨工程と、加工機２に装着された計測ユニット２２を用いて光学材料Ｇの表面形状を計測する計測工程と、を有する。

Description

光学素子の製造方法及び光学素子製造システム
　本発明は、光学素子の製造方法及び光学素子製造システムに関する。
　従来、ガラス素材を研磨した後に所定の形状に切断することで、天体望遠鏡で用いられる光学素子を製造する方法が知られている（例えば、特許文献１を参照）。
特開２０１０－６６９３号公報
　従来の製造方法においては、ガラス素材を研磨した後に、干渉計を用いてガラス素材の表面形状を計測し、計測した結果が所定の条件を満たしていない場合に、ガラス素材をさらに研磨することで、所望の形状の光学素子を製造していた。この方法においては、研磨台にガラス素材を載置した状態でガラス素材を研磨した後に、ガラス素材を干渉計に載置した状態で表面形状を計測する必要がある。したがって、光学素子の製造に長時間を要するという問題があった。
　そこで、本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、光学素子を製造するために要する時間を短縮することを目的とする。
　本発明の第１の態様の光学素子の製造方法は、光学材料を研磨することにより光学素子を製造する方法であって、載置台に前記光学材料を載置する載置工程と、前記載置台の上方で移動可能な加工機に装着された研磨ユニットを用いて前記光学材料を研磨する研磨工程と、前記加工機に装着された計測ユニットを用いて前記光学材料の表面形状を計測する計測工程と、を有する。
　前記光学素子の製造方法は、前記研磨工程と前記計測工程とを順次繰り返して実行してもよい。また、前記光学素子の製造方法は、前記研磨工程の前に、前記加工機に前記研磨ユニットを装着する工程をさらに有し、前記計測工程の前に、前記加工機から前記研磨ユニットを外して前記計測ユニットを装着する工程をさらに有してもよい。
　前記研磨工程は、前記加工機に前記研磨ユニットが装着されていることを確認する工程と、前記研磨ユニットが装着されていることが確認されたことを条件として、研磨を開始する指示を受け付ける工程と、を有してもよい。
　前記計測工程は、前記加工機に前記計測ユニットが装着されていることを確認する工程と、前記計測ユニットが装着されていることが確認されたことを条件として、計測を開始する指示を受け付ける工程と、を有してもよい。
　前記光学素子の製造方法は、前記研磨工程の前に、前記加工機に装着された研削装置を用いて前記光学材料を研削する研削工程をさらに有してもよい。
　前記研磨工程及び前記計測工程において、前記載置台の所定の位置を回転中心として前記載置台を回転させてもよい。
　前記計測工程が、前記載置台の中心と外周線上の位置とを結ぶ直線状に複数回の計測を実行する第１計測工程と、前記載置台の径方向に直交する方向の少なくとも１回の計測を実行する第２計測工程と、前記第１計測工程で計測された複数の第１計測結果と前記第２計測工程で計測された第２計測結果とを合成することにより、前記表面形状を計測した結果を示す計測結果データを作成する工程と、を有してもよい。
　本発明の第２の態様の光学素子製造システムは、光学材料を研磨することにより光学素子を製造するための光学素子製造システムであって、前記光学材料を載置する載置台と、前記載置台の上方で移動可能な加工機であって、前記光学材料を研磨する研磨ユニット及び前記光学材料の表面形状を計測する計測ユニットを着脱可能に装着できる加工機と、前記加工機を移動させることにより前記研磨ユニットを用いて前記光学材料の研磨を実行し、前記計測ユニットを用いて前記光学材料の表面形状の計測を実行するように前記加工機を制御する制御装置と、を有する。
　前記制御装置は、前記加工機に前記研磨ユニット及び前記計測ユニットのいずれのユニットが装着されているかを検出するユニット検出部と、前記研磨ユニットが装着されていることを前記ユニット検出部が検出したことを条件として前記研磨を実行させ、前記計測ユニットが装着されていることを前記ユニット検出部が検出したことを条件として前記計測を実行させる処理実行部と、を有してもよい。
　本発明によれば、光学素子を製造するために要する時間を短縮することができるという効果を奏する。
光学素子製造システムの斜視図である。 光学素子製造システムの側面模式図である。 研磨ユニットを側方から視認した状態を示す模式図である。 計測ユニットを側方から視認した状態を示す模式図である。 制御装置の構成を示す図である。 光学材料の表面形状の計測結果の例を示す図である。 測距センサーの走査方向を示す図である。 光学素子の製造方法のフローチャートを示す図である。
［光学素子製造システムＳの構成］
　図１は、光学素子製造システムＳの斜視図である。図２は、光学素子製造システムＳの側面模式図である。光学素子製造システムＳは、光学材料Ｇを研磨することにより光学素子を製造するためのシステムである。光学材料Ｇは光学素子の材料であり、例えば、ガラス、セラミックス、樹脂又は金属である。光学素子は、例えば、望遠鏡で使用される鏡又はレンズである。
　光学素子製造システムＳは、本体部１と、加工機２と、制御装置３と、を有する。
　本体部１は、ベース１１と、回転部１２と、載置台１３と、固定支持部材１４と、可動支持部材１５とを有する。本体部１の構成の詳細については後述する。
　加工機２は、本体部１に載置された光学材料Ｇを研磨したり、研磨された光学材料Ｇの表面の状態を計測したりするための装置である。加工機２は、複数の軸と複数の軸を結合する関節とを含むアクチュエータ２０を有しており、制御装置３の制御により関節が駆動されることにより、図１の矢印が示すように、アクチュエータ２０の先端の位置を移動させることができる。アクチュエータ２０の先端には、研磨ユニット２１及び計測ユニット２２を装着可能なユニット装着部２３が設けられている。加工機２は、研磨ユニット２１及び計測ユニット２２を用いて、光学材料Ｇの研磨及び計測を行うことができる。
　制御装置３は、本体部１及び加工機２の動作を制御するための情報を出力する装置であり、例えばコンピュータである。制御装置３は、加工機２を移動させることにより研磨ユニット２１を用いて光学材料Ｇの研磨を実行し、計測ユニット２２を用いて光学材料Ｇの表面形状の計測を実行するように加工機２を制御する。制御装置３は、記憶媒体（例えばハードディスク）に記憶されたプログラムを実行することにより、本体部１に載置された光学材料Ｇの研磨と光学材料Ｇの表面形状の計測を加工機２に実行させる。
［本体部１の構成］
　ベース１１は、床に設置される台である。ベース１１には、回転部１２が回転可能に設けられている。また、ベース１１には加工機２が設けられている。図２に示す例においてはベース１１に加工機２が設けられているが、加工機２はベース１１以外の位置（例えば床）に設置されていてもよい。
　回転部１２は、制御装置３の制御に基づいて、所定の位置を回転中心として回転する。回転部１２は例えば円柱形状をしており、円柱の中心位置を回転中心として回転する。回転部１２は、例えば、光学材料Ｇを研磨する工程、及び光学材料Ｇの表面形状を計測する工程において回転する。加工機２のアクチュエータ２０と回転部１２とが同時に動くことで、研磨位置及び計測位置の移動を高速化することができるが、回転部１２が回転せずに固定されていてもよい。
　載置台１３は、回転部１２に結合された円盤状の部材である。載置台１３の上方には光学材料Ｇが載置され、載置台１３は、光学材料Ｇが載置された状態で回転部１２の回転に伴って回転する。載置台１３には、複数の固定支持部材１４及び複数の可動支持部材１５が設けられている。
　複数の固定支持部材１４及び複数の可動支持部材１５は、光学材料Ｇを拘束し過ぎない状態で光学材料Ｇを支持する。固定支持部材１４は、長さが変化しない棒状の部材である。可動支持部材１５は、長さが変化する棒状の部材である。可動支持部材１５は、例えば上下方向に変位する弾性部材（例えば、ばね、油圧シリンダー、空気シリンダー又は弾性樹脂）を有しており、光学材料Ｇから受ける静圧により長さを変化させる。可動支持部材１５は、支持位置（例えば長さ）と支持反力の大きさとを調整可能な物体であることが好ましい。それぞれの可動支持部材１５の弾性力は、複数の可動支持部材１５それぞれの支持位置に生じる支持反力が、光学素子が望遠鏡等の光学装置に設置された状態でそれぞれの支持位置に生じる反力と等しくなるように設計されている。
　本体部１においては、複数の固定支持部材１４及び複数の可動支持部材１５に光学材料Ｇが載置されるので、光学材料Ｇの裏面に凹凸があったとしても、光学材料Ｇが水平な状態で光学材料Ｇを研磨したり光学材料Ｇの表面形状を計測したりすることができる。したがって、光学素子製造システムＳにより製造される光学素子の精度を高めることができる。
［加工機２の構成］
　加工機２は、制御装置３の制御に基づいてユニット装着部２３の角度を変えることにより、光学材料Ｇを研磨するための研磨ユニット２１が光学材料Ｇに接触する状態と、光学材料Ｇの表面形状を計測するために計測ユニット２２が光学材料Ｇに接触する状態とを切り替える。
　図３は、研磨ユニット２１を側方から視認した状態を示す模式図である。研磨ユニット２１は、研磨パッド２１１と、駆動部２１２と、接続部２１３とを有する。
　研磨パッド２１１は、回転しながら光学材料Ｇの表面に接して、光学材料Ｇの表面を研磨する円盤状の部材である。研磨パッド２１１は、駆動部２１２に着脱可能に構成されており、ユーザは、適宜交換することが可能である。
　駆動部２１２は、研磨パッド２１１を回転させるためのモーターを有している。駆動部２１２は、制御装置３からの指示に基づいてモーターを回転させることにより、研磨パッド２１１を回転させる。
　接続部２１３は、研磨ユニット２１をユニット装着部２３に着脱可能に装着させるためのインターフェースである。接続部２１３の構造は任意であり、接続部２１３の外側面には、例えばユニット装着部２３が有する螺旋状の溝と同形状の螺旋状の溝が形成されている。接続部２１３は、ユニット装着部２３に形成された凹部に挿入されることによりロックされ、ユニット装着部２３に設けられたロック解除部が操作されることによりユニット装着部２３から外せるように構成されていてもよい。
　図４は、計測ユニット２２を側方から視認した状態を示す模式図である。計測ユニット２２は、接触部２２１と、複数の測距センサー２２２（測距センサー２２２ａ、測距センサー２２２ｂ、測距センサー２２２ｃ）と、接続部２２３とを有する。
　接触部２２１は、先端Ｔ１及び先端Ｔ２が測距センサー２２２の先端よりも突出しており（すなわち、接続部２２３から遠い位置にあり）、先端Ｔ１及び先端Ｔ２が光学材料Ｇの表面に接する。計測ユニット２２は、接触部２２１を光学材料Ｇの表面に接触させた状態で連続的に移動しながら、測距センサー２２２から光学材料Ｇまでの距離を連続的に計測する。計測ユニット２２は、測距センサー２２２により光学材料Ｇの表面形状が計測されている間は静止しており、測距センサー２２２が光学材料Ｇの表面形状を計測する位置を変える際に、加工機２のアクチュエータ２０の移動に伴って、光学材料Ｇに接する位置を変化させてもよい。
　測距センサー２２２は光学材料の曲率を計測するために、光学材料Ｇの表面との距離ｓ１、ｓ２、ｓ３を計測する３つの測距センサー２２２ａ、２２２ｂ、２２２ｃを有する。測距センサー２２２ａ、２２２ｂ、２２２ｃは、例えば可視光又は赤外光等の光を光学材料Ｇの表面に照射し、光学材料Ｇの表面で反射した光と測距センサー２２２ａ、２２２ｂ、２２２ｃの端面で反射した光との干渉強度を観測することにより、距離ｓ１、ｓ２、ｓ３を計測する。測距センサー２２２は、接続部２２３を介して、計測した距離ｓ１、ｓ２、ｓ３を示すデータを制御装置３へと出力する。測距センサー２２２が距離を計測する方法は上記の方法に限らず任意である。
［制御装置３の構成］
　図５は、制御装置３の構成を示す図である。制御装置３は、通信部３１と、ＵＩ（User Interface）部３２と、記憶部３３と、制御部３４とを有する。
　通信部３１は、加工機２との間でデータを送受信するための通信インターフェースであり、例えばＬＡＮ（Local Area Network）に接続するための通信コントローラを有する。通信部３１は、加工機２を動作させるための指示データを送信したり、加工機２の状態を示すステータスデータを受信したりする。
　ＵＩ部３２は、作業者による操作を受け付けるためのデバイスであり、例えばキーボード、マウス及びディスプレイを有する。ＵＩ部３２は、作業者により行われた操作の内容を示すデータを制御部３４に通知したり、作業者に通知する情報を表示させたりする。
　記憶部３３は、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）及びハードディスク等の記憶媒体を有する。記憶部３３は、制御部３４が実行するプログラムを記憶する。
　制御部３４は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）を有する。制御部３４は、記憶部３３に記憶されたプログラムを実行することによりユニット検出部３４１及び処理実行部３４２として機能する。
　ユニット検出部３４１は、加工機２に研磨ユニット２１及び計測ユニット２２のいずれのユニットが装着されているかを検出する。具体的には、ユニット検出部３４１は、通信部３１を介して、加工機２におけるユニットの装着状態を示すステータスデータを取得することにより、ユニットの装着状態を検出する。ユニット検出部３４１は、検出した装着状態を処理実行部３４２に通知する。
　処理実行部３４２は、ＵＩ部３２により光学素子の製造を開始するための操作が行われたことを契機として、光学材料Ｇの研磨及び光学材料Ｇの表面形状の計測を加工機２に行わせる。具体的には、処理実行部３４２は、研磨ユニット２１が装着されていることをユニット検出部３４１が検出したことを条件として研磨を加工機２に実行させ、計測ユニット２２が装着されていることをユニット検出部３４１が検出したことを条件として計測を加工機２に実行させる。
　また、処理実行部３４２は、計測ユニット２２が計測したデータに基づいて、光学材料Ｇの表面形状を算出してもよい。処理実行部３４２は、例えば、光学材料Ｇにおける計測ユニット２２の位置と、測距センサー２２２から取得した３箇所での距離を示すデータとに基づいて、光学材料Ｇの表面の位置ごとの曲率である局所曲率を算出することができる。
　図６は、光学材料Ｇの表面形状の計測結果の例を示す図である。図６（ａ）は、光学材料Ｇにおける位置と距離ｓ１、ｓ２、ｓ３の計測値との関係を示している。図６（ｂ）は、図６（ａ）に示す距離ｓ１、ｓ２、ｓ３の計測値に基づいて、測距センサー２２２の走査位置ごとの局所曲率を算出した結果を示している。
　図６（ｃ）は、図６（ｂ）における外れ値を除去した後に、局所曲率に基づいて光学材料Ｇの表面の形状を算出した結果を示している。図６（ｄ）は、図６（ｃ）に示した結果から二次成分を除去することにより、光学材料Ｇの走査方向の形状を算出した結果を示している。図６（ｄ）に示す結果は、干渉計で計測した結果とほぼ一致しており、干渉計に比べて小型の測距センサー２２２により高い精度で光学材料Ｇの表面形状を計測することができることを確認できた。
　図７は、測距センサー２２２の走査方向を示す図である。図７に示す楕円は、光学材料Ｇの外周線の一例を示しており、楕円内の直線は、測距センサー２２２の走査方向を示している。図７に示すように、測距センサー２２２は、載置台１３の中心と外周線上の位置（例えば光学材料Ｇの中心と外周線上の位置）とを結ぶ直線状に複数回の計測を実行する。また、測距センサー２２２は、載置台１３の径方向（すなわち光学材料Ｇの径方向）に直交する方向の少なくとも１回の計測を実行する。載置台１３の径方向に直交する方向における計測位置は、図７において直線Ｌ１～Ｌ８で示している。
　制御装置３は、図７における直線で示される複数の方向で計測された複数の計測結果を合成することにより、表面形状を計測した結果を示す計測結果データを作成する。測距センサー２２２がこのように動作することで、加工機２が測距センサー２２２を直線的に移動させることによって光学材料Ｇの全面の表面形状を効率的に計測することができる。
［光学素子の製造方法のフローチャート］
　図８は、光学素子の製造方法のフローチャートを示す図である。まず、光学素子の製造に用いる光学材料Ｇを載置台１３に載置する（Ｓ１１）。続いて、加工機２の動作モードを研磨モードにセットする（Ｓ１２）。制御装置３は、光学素子製造用のアプリケーションソフトウェアを実行し、ユーザによる光学素子の製造開始操作を受けると、加工機２を研磨モードで動作させる。
　制御装置３は、加工機２に研磨を開始させる前に、加工機２に研磨ユニット２１が装着されていることを確認する工程を実行する。すなわち、制御装置３は、ユニット装着部２３において研磨ユニット２１を装着するべき位置に研磨ユニット２１が装着されているか否かを判定する（Ｓ１３）。研磨ユニット２１が適切に装着されているか否かを制御装置３が判定することができるように、ユニット装着部２３は、例えば研磨ユニット２１が装着されている場合に所定の信号を制御装置３に出力し、研磨ユニット２１が装着されていない場合に所定の信号を制御装置３に出力しないように構成されている。
　制御装置３は、ユニット装着部２３に研磨ユニット２１が装着されていることを条件として（Ｓ１３においてＹＥＳ）、研磨ユニット２１による研磨工程を開始するように加工機２に指示する（Ｓ１４）。制御装置３が、作業者の指示に基づいて研磨工程を開始する場合、制御装置３は、研磨ユニット２１が装着されていることが確認されたことを条件として、研磨を開始する指示を受け付けてもよい。研磨工程において、制御装置３は、載置台１３の上方で移動可能な加工機２に装着された研磨ユニット２１を用いて光学材料Ｇを研磨させる。
　制御装置３は、ユニット装着部２３に研磨ユニット２１が装着されていない場合（Ｓ１３においてＮＯ）、ユニット装着部２３に研磨ユニット２１が装着された状態になるまで待機してもよく、警告を出力してもよい。なお、制御装置３から研磨モードで動作するための指示を受けた加工機２が、ユニット装着部２３に研磨ユニット２１が装着されているか否かの判定を行ってもよい。
　続いて、制御装置３は、研磨が終了すると、加工機２の動作モードを計測モードにセットする（Ｓ１５）。制御装置３は、加工機２に計測を開始させる前に、加工機２に計測ユニット２２が装着されていることを確認する工程を実行する。すなわち、制御装置３は、ユニット装着部２３において計測ユニット２２を装着するべき位置に計測ユニット２２が装着されているか否かを判定する（Ｓ１６）。計測ユニット２２が適切に装着されているか否かを制御装置３が判定することができるように、ユニット装着部２３は、例えば計測ユニット２２が装着されている場合に所定の信号を制御装置３に出力し、計測ユニット２２が装着されていない場合に所定の信号を制御装置３に出力しないように構成されている。
　制御装置３は、ユニット装着部２３に計測ユニット２２が装着されていることを条件として（Ｓ１６においてＹＥＳ）、計測ユニット２２による計測工程を開始するように加工機２に指示する。制御装置３が、作業者の指示に基づいて計測工程を開始する場合、制御装置３は、計測ユニットが装着されていることが確認されたことを条件として、計測を開始する指示を受け付けてもよい。計測工程において、制御装置３は、加工機２に装着された計測ユニット２２を用いて光学材料の表面形状を計測させる。
　制御装置３は、ユニット装着部２３に計測ユニット２２が装着されていない場合（Ｓ１６においてＮＯ）、ユニット装着部２３に計測ユニット２２が装着された状態になるまで待機してもよく、警告を出力してもよい。なお、制御装置３から計測モードで動作するための指示を受けた加工機２が、ユニット装着部２３に計測ユニット２２が装着されているか否かの判定を行ってもよい。
　加工機２は、計測を開始する指示を制御装置３から受けると、載置台１３の中心と外周線上の位置とを結ぶ直線状に複数回の計測を実行する第１計測工程を実行する（Ｓ１７）。続いて、加工機２は、載置台１３の径方向に直交する方向の少なくとも１回の計測を実行する第２計測工程を実行する（Ｓ１８）。続いて、制御装置３は、第１計測工程で計測された複数の第１計測結果と第２計測工程で計測された第２計測結果とを合成することにより、表面形状を計測した結果を示す計測結果データを作成する工程を実行する（Ｓ１９）。
　制御装置３は、計測結果データを解析することにより、研磨を終了してもよいかを判定する（Ｓ２０）。制御装置３は、光学材料Ｇの表面形状が所定の仕様を満たしていると判定した場合（例えば、光学材料Ｇの表面の凹凸の量が閾値以下であると判定した場合）、研磨を終了してもよいと判定し（Ｓ２０においてＹＥＳ）、光学材料Ｇの研磨工程を終了する。
　制御装置３は、光学材料Ｇの表面形状が所定の仕様を満たしていないと判定した場合、再度の研磨が必要であると判定して（Ｓ２０においてＮＯ）、ステップＳ１２に戻る。このように、制御装置３は、加工機２に研磨工程と計測工程とを順次繰り返して実行させることにより、所定の仕様を満たす光学素子を製造することができる。
［第１変形例］
　上記の説明においては、ユニット装着部２３に研磨ユニット２１及び計測ユニット２２が同時に装着されている場合を例示したが、ユニット装着部２３に、研磨ユニット２１又は計測ユニット２２のいずれか一方を装着可能であり、研磨ユニット２１がユニット装着部２３に装着された状態と計測ユニット２２がユニット装着部２３に装着された状態とを切り替えて使用してもよい。
　この場合、研磨工程の前に、加工機２に研磨ユニット２１を装着する工程を実行し、計測工程の前に、加工機２から研磨ユニット２１を外して計測ユニット２２を装着する工程をさらに実行することになる。研磨ユニット２１と計測ユニット２２との交換は、作業者が行ってもよいが、加工機２が自動的に行ってもよい。加工機２が自動的に研磨ユニット２１と計測ユニット２２とを交換する場合、研磨ユニット２１及び計測ユニット２２が本体部１の所定の収容位置に収容されており、加工機２がユニット装着部２３の位置を収容位置まで移動して研磨ユニット２１の着脱及び計測ユニット２２の着脱を行ってもよい。加工機２がアクチュエータ２０の先端を回転させることにより、研磨工程と計測工程とにおいて、研磨ユニット２１の位置と計測ユニット２２の位置とを入れ替えてもよい。
［第２変形例］
　上記の説明においては、加工機２が光学材料Ｇの研磨及び光学材料Ｇの表面形状の計測を行う場合を例示したが、加工機２は、研磨以外の加工を光学材料Ｇに施してもよい。加工機２は、例えば、研磨工程及び計測工程を実行する前に、光学材料Ｇを研削する工程を実行してもよい。この場合、ユニット装着部２３が研削に用いられる研削ユニットを装着可能に構成されており、研削工程を実行する場合に、加工機２は、研削ユニットを光学材料Ｇに接触させることにより光学材料Ｇを研削する。制御装置３は、ユニット装着部２３に研削ユニットが装着されていることを条件として、加工機２に研削工程を実行させてもよい。
　また、加工機２は、研磨工程及び計測工程が終了した後に、光学材料Ｇを所定のサイズに切断する工程を実行してもよい。具体的には、ユニット装着部２３が、光学材料Ｇの切断をするためのウォータージェットカッターを装着可能に構成されており、切断工程を実行する際に、加工機２は、ウォータージェットカッターの位置を切断位置に移動させてから水を射出する。制御装置３は、ユニット装着部２３にウォータージェットカッターが装着されていることを条件として、加工機２に切断工程を実行させてもよい。
［第３変形例］
　以上の説明においては、加工機２がアクチュエータ２０を動作させて研磨ユニット２１又は計測ユニット２２の位置を制御することにより、研磨位置及び計測位置を制御していた。このように加工機２のアクチュエータ２０を動かす代わりに、又は加工機２のアクチュエータ２０を動かすとともに、光学材料Ｇが載置された本体部１を動かしてもよい。本体部１が、水平方向に自由に位置を移動させることにより、研磨ユニット２１又は計測ユニット２２の水平方向の位置が固定された状態であっても、光学素子製造システムＳは、光学材料Ｇの全体を研磨したり光学材料Ｇの全体の表面形状を計測したりすることができる。
［光学素子製造システムＳによる効果］
　以上説明したように、加工機２は、光学材料Ｇを研磨する研磨ユニット２１及び光学材料Ｇの表面形状を計測する計測ユニット２２を着脱可能に装着可能に構成されている。そして、制御装置３は、加工機２を移動させることにより、研磨ユニット２１を用いて光学材料Ｇの研磨を実行し、計測ユニット２２を用いて光学材料Ｇの表面形状の計測を実行するように加工機２を制御する。光学素子製造システムＳが、このような加工機２及び制御装置３を有することで、研磨するための装置に光学材料Ｇを載置して光学材料Ｇを研磨した後に、光学材料Ｇの表面形状を計測するための干渉計等の装置に光学材料Ｇを移動してから光学材料Ｇの表面形状を計測する必要がない。その結果、光学素子を製造するために要する時間を短縮することができる。
　また、光学素子製造システムＳにおいては、本体部１に光学材料Ｇが載置された状態で研磨工程と計測工程とを繰り返し実行することができるので、研磨位置と計測位置との誤差が生じにくい。したがって、研磨工程と計測工程で装置を入れ替える場合に比べて光学材料Ｇの研磨精度が向上する。
　以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。例えば、装置の全部又は一部は、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することができる。また、複数の実施の形態の任意の組み合わせによって生じる新たな実施の形態も、本発明の実施の形態に含まれる。組み合わせによって生じる新たな実施の形態の効果は、もとの実施の形態の効果を併せ持つ。
１　本体部
２　加工機
３　制御装置
１１　ベース
１２　回転部
１３　載置台
１４　固定支持部材
１５　可動支持部材
２０　アクチュエータ
２１　研磨ユニット
２２　計測ユニット
２３　ユニット装着部
３１　通信部
３２　ＵＩ部
３３　記憶部
３４　制御部
２１１　研磨パッド
２１２　駆動部
２１３　接続部
２２１　接触部
２２２　測距センサー
２２３　接続部
３４１　ユニット検出部
３４２　処理実行部

Claims (10)

  1. 　光学材料を研磨することにより光学素子を製造する方法であって、
    　載置台に前記光学材料を載置する載置工程と、
    　前記載置台の上方で移動可能な加工機に装着された研磨ユニットを用いて前記光学材料を研磨する研磨工程と、
    　前記加工機に装着された計測ユニットを用いて前記光学材料の表面形状を計測する計測工程と、
    　を有する光学素子の製造方法。
  2. 　前記研磨工程と前記計測工程とを順次繰り返して実行する、
    　請求項１に記載の光学素子の製造方法。
  3. 　前記研磨工程の前に、前記加工機に前記研磨ユニットを装着する工程をさらに有し、
    　前記計測工程の前に、前記加工機から前記研磨ユニットを外して前記計測ユニットを装着する工程をさらに有する、
    　請求項１又は２に記載の光学素子の製造方法。
  4. 　前記研磨工程は、
    　前記加工機に前記研磨ユニットが装着されていることを確認する工程と、
    　前記研磨ユニットが装着されていることが確認されたことを条件として、研磨を開始する指示を受け付ける工程と、
    　を有する、
    　請求項１から３のいずれか一項に記載の光学素子の製造方法。
  5. 　前記計測工程は、
    　前記加工機に前記計測ユニットが装着されていることを確認する工程と、
    　前記計測ユニットが装着されていることが確認されたことを条件として、計測を開始する指示を受け付ける工程と、
    　を有する、
    　請求項１から４のいずれか一項に記載の光学素子の製造方法。
  6. 　前記研磨工程の前に、前記加工機に装着された研削装置を用いて前記光学材料を研削する研削工程をさらに有する、
    　請求項１から５のいずれか一項に記載の光学素子の製造方法。
  7. 　前記研磨工程及び前記計測工程において、前記載置台の所定の位置を回転中心として前記載置台を回転させる、
    　請求項１から６のいずれか一項に記載の光学素子の製造方法。
  8. 　前記計測工程が、
    　前記載置台の中心と外周線上の位置とを結ぶ直線状に複数回の計測を実行する第１計測工程と、
    　前記載置台の径方向に直交する方向の少なくとも１回の計測を実行する第２計測工程と、
    　前記第１計測工程で計測された複数の第１計測結果と前記第２計測工程で計測された第２計測結果とを合成することにより、前記表面形状を計測した結果を示す計測結果データを作成する工程と、
    　を有する、
    　請求項７に記載の光学素子の製造方法。
  9. 　光学材料を研磨することにより光学素子を製造するための光学素子製造システムであって、
    　前記光学材料を載置する載置台と、
    　前記載置台の上方で移動可能な加工機であって、前記光学材料を研磨する研磨ユニット及び前記光学材料の表面形状を計測する計測ユニットを着脱可能に装着できる加工機と、
    　前記加工機を移動させることにより前記研磨ユニットを用いて前記光学材料の研磨を実行し、前記計測ユニットを用いて前記光学材料の表面形状の計測を実行するように前記加工機を制御する制御装置と、
    　を有する光学素子製造システム。
  10. 　前記制御装置は、
    　前記加工機に前記研磨ユニット及び前記計測ユニットのいずれのユニットが装着されているかを検出するユニット検出部と、
    　前記研磨ユニットが装着されていることを前記ユニット検出部が検出したことを条件として前記研磨を実行させ、前記計測ユニットが装着されていることを前記ユニット検出部が検出したことを条件として前記計測を実行させる処理実行部と、
    　を有する、
    　請求項９に記載の光学素子製造システム。
     
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