(57)【要約】【課題】手間や時間をかけることなく光学素子材料の厚さを随時測定することができる光学素子製造装置及び光学素子製造方法を提供する。【解決手段】光学素子製造装置は、光学素子材料１０を保持する光学素子保持具１１と、光学素子材料１０の加工面１０ａに当接し、該光学素子材料１０を研削又は研磨する加工工具２０を支持する加工工具支持装置２１と、光学素子材料１０と加工工具２０との間の相対的な運動を与えるモータ及び運動制御部と、光学素子保持具１１に保持された光学素子材料１０に対して加工工具支持装置２１に支持された加工工具２０とは反対側に設けられ、光学素子材料１０の厚さを非接触で測定する測定部３０とを備える。【選択図】図１
2012232383.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学素子材料を保持する保持手段と、
前記光学素子材料の加工面に当接し、前記光学素子材料を研削又は研磨する加工工具を支持する加工工具支持手段と、
前記保持手段に保持された前記光学素子材料と前記加工工具支持手段に支持された前記加工工具との間の相対的な運動を与える運動機構と、
前記保持手段に保持された前記光学素子材料に対して前記加工工具支持手段に支持された前記加工工具とは反対側に設けられ、前記光学素子材料の厚さを非接触で測定する測定手段と、
を備えることを特徴とする光学素子製造装置。
【請求項２】
前記測定手段は、
前記保持手段に保持された前記光学素子材料に対して前記加工工具支持手段に支持された前記加工工具とは反対側に設けられた光源と、
前記光源から出射した光を、前記保持手段に保持された前記光学素子材料の前記加工面とは反対側の面に入射させる光学系と、
前記光学素子材料によって反射された前記光に基づいて、前記光学素子材料の厚さを測定する測定処理手段と、
を備えることを特徴とする請求項１に記載の光学素子製造装置。
【請求項３】
前記光源は、低コヒーレンス光を出射する光源であり、
前記光学系は、
前記光源から出射した光を、前記保持手段に保持された光学素子材料の光軸と平行な測定光と、該測定光と直交する光路を有する参照光とに分割し、前記測定光を前記光学素子材料の前記加工面とは反対側の面に入射させる光分割手段と、
前記参照光の光路と直交する反射面を有し、前記参照光の光路に沿って移動可能な参照ミラーと、
を有し、
前記測定処理手段は、前記光学素子材料によって反射された前記測定光と前記参照ミラーによって反射された前記参照光とに基づいて、分光干渉法の原理により前記光学素子材料の厚さを測定する、
ことを特徴とする請求項２に記載の光学素子製造装置。
【請求項４】
前記保持手段は、前記光学素子材料を保持する保持具であって、前記光源から出射した光を前記光学素子材料の前記加工面とは反対側の面に向けて通過させる貫通路が設けられた保持具を備えることを特徴とする請求項２又は３に記載の光学素子製造装置。
【請求項５】
前記測定手段によって測定された前記厚さを通知する通知手段をさらに備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の光学素子製造装置。
【請求項６】
前記加工面を研削又は研磨する動作の開始から所定時間が経過した際に、該動作を停止させて、前記測定手段に前記厚さを測定させる制御手段をさらに備えることを特徴とする請求項５に記載の光学素子製造装置。
【請求項７】
前記加工面を研削又は研磨する動作の開始から所定時間が経過した際に、該動作を停止させて前記測定手段に前記厚さを測定させる制御手段と、
前記厚さが所定の設定値以下であるか否かを判定する判定手段と、
をさらに備え、
前記制御手段は、前記厚さが前記設定値以下である場合に、前記加工工具と前記光学素子材料の前記加工面とが離間するように該加工工具及び該光学素子材料のうちの少なくとも一方を移動させる制御を行うことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の光学素子製造装置。
【請求項８】
前記測定手段によって測定された前記厚さが所定の設定値以下であるか否かを判定する判定手段と、
前記厚さが前記設定値以下である場合に、前記加工面を研削又は研磨する動作を停止させると共に、前記加工工具と前記光学素子材料の前記加工面とが離間するように該加工工具及び該光学素子材料のうちの少なくとも一方を移動させる制御を行う制御手段と、
をさらに備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の光学素子製造装置。
【請求項９】
前記光学素子の製造に関する情報の通知を行う通知手段をさらに備え、
前記制御手段は、前記厚さが前記設定値以下である場合に、前記通知手段に対して加工終了の旨を通知させることを特徴とする請求項７又は８に記載の光学素子製造装置。
【請求項１０】
前記通知手段は、画面表示、照明点灯又は点滅、音声出力、及び通知音出力の内の少なくとも１つによって通知を行うことを特徴とする請求項５又は９に記載の光学素子製造装置。
【請求項１１】
光学素子材料を保持手段に保持させる保持工程と、
前記保持手段と前記加工工具との内の少なくとも一方を回転させることにより前記加工面を研削又は研磨する加工工程と、
前記光学素子材料に対して前記加工工具とは反対側に設けられた測定手段によって、前記加工工具を前記加工面に当接させた状態で、前記光学素子材料の厚さを非接触で測定する測定工程と、
を含むことを特徴とする光学素子製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レンズ等の光学素子に対して研削・研磨加工を施す光学素子製造装置及び光学素子製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、レンズ等の光学素子に対する球面創成加工は、保持具に保持された光学素子の加工面に対してカップ状の加工工具を当接させ、光学素子を回転させると共に、加工工具を回転させて光学素子の加工面を研削することにより行われている。
【０００３】
光学素子を精度良く製造するためには、正確な加工条件の設定が必要となる。そのため、例えば特許文献１には、球面創成加工用のＮＣ装置等において、初期加工した光学素子材料の径や厚さ等の測定値に基づいて加工条件の補正を行うことが開示されている。また、例えば特許文献２には、レンズ加工機上で被検レンズの厚さを非接触で測定する装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−１５６６９０号公報
【特許文献２】特開２００２−３１０６２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、光学素子材料の厚さの非接触方式による測定は、光学素子材料の加工面に対して測定光を照射することにより行われる。そのため、通常は、光学素子材料を光学素子製造装置から一旦取り外し、外部に設けられた測定装置において測定を行わなくてはならない。また、光学素子製造装置内部に測定装置を設ける場合であっても、光学素子材料を加工工具から測定を妨げない位置まで一旦退避させた上で測定を行う必要がある。そのため、光学素子材料の加工中に測定を行う場合、多くの手間と時間がかかってしまう。
【０００６】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、手間や時間をかけることなく光学素子材料の厚さを随時測定することができる光学素子製造装置及び光学素子製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る光学素子製造装置は、光学素子材料を保持する保持手段と、前記光学素子材料の加工面に当接し、前記光学素子材料を研削又は研磨する加工工具を支持する加工工具支持手段と、前記保持手段に保持された前記光学素子材料と前記加工工具支持手段に支持された前記加工工具との間の相対的な運動を与える運動機構と、前記保持手段に保持された前記光学素子材料に対して前記加工工具支持手段に支持された前記加工工具とは反対側に設けられ、前記光学素子材料の厚さを非接触で測定する測定手段とを備えることを特徴とする。
【０００８】
上記光学素子製造装置において、前記測定手段は、前記保持手段に保持された前記光学素子材料に対して前記加工工具支持手段に支持された前記加工工具とは反対側に設けられた光源と、前記光源から出射した光を、前記保持手段に保持された前記光学素子材料の前記加工面とは反対側の面に入射させる光学系と、前記光学素子材料によって反射された前記光に基づいて、前記光学素子材料の厚さを測定する測定処理手段とを備えることを特徴とする。
【０００９】
上記光学素子製造装置において、前記光源は、低コヒーレンス光を出射する光源であり、前記光学系は、前記光源から出射した光を、前記保持手段に保持された光学素子材料の光軸と平行な測定光と、該測定光と直交する光路を有する参照光とに分割し、前記測定光を前記光学素子材料の前記加工面とは反対側の面に入射させる光分割手段と、前記参照光の光路と直交する反射面を有し、前記参照光の光路に沿って移動可能な参照ミラーとを有し、前記測定処理手段は、前記光学素子材料によって反射された前記測定光と前記参照ミラーによって反射された前記参照光とに基づいて、分光干渉法の原理により前記光学素子材料の厚さを測定することを特徴とする。
【００１０】
上記光学素子製造装置において、前記保持手段は、前記光学素子材料を保持する保持具であって、前記光源から出射した光を前記光学素子材料の前記加工面とは反対側の面に向けて通過させる貫通路が設けられた保持具を備えることを特徴とする。
【００１１】
上記光学素子製造装置は、前記測定手段によって測定された前記厚さを通知する通知手段をさらに備えることを特徴とする。
【００１２】
上記光学素子製造装置は、前記加工面を研削又は研磨する動作の開始から所定時間が経過した際に、該動作を停止させて、前記測定手段に前記厚さを測定させる制御手段をさらに備えることを特徴とする。
【００１３】
上記光学素子製造装置は、前記加工面を研削又は研磨する動作の開始から所定時間が経過した際に、該動作を停止させて前記測定手段に前記厚さを測定させる制御手段と、前記厚さが所定の設定値以下であるか否かを判定する判定手段とをさらに備え、前記制御手段は、前記厚さが前記設定値以下である場合に、前記加工工具と前記光学素子材料の前記加工面とが離間するように該加工工具及び該光学素子材料のうちの少なくとも一方を移動させる制御を行うことを特徴とする。
【００１４】
上記光学素子製造装置は、前記測定手段によって測定された前記厚さが所定の設定値以下であるか否かを判定する判定手段と、前記厚さが前記設定値以下である場合に、前記加工面を研削又は研磨する動作を停止させると共に、前記加工工具と前記光学素子材料の前記加工面とが離間するように該加工工具及び該光学素子材料のうちの少なくとも一方を移動させる制御を行う制御手段とをさらに備えることを特徴とする。
【００１５】
上記光学素子製造装置は、前記光学素子の製造に関する情報の通知を行う通知手段をさらに備え、前記制御手段は、前記厚さが前記設定値以下である場合に、前記通知手段に対して加工終了の旨を通知させることを特徴とする。
【００１６】
上記光学素子製造装置において、前記通知手段は、画面表示、照明点灯又は点滅、音声出力、及び通知音出力の内の少なくとも１つによって通知を行うことを特徴とする。
【００１７】
本発明に係る光学素子製造方法は、光学素子材料を保持手段に保持させる保持工程と、
前記保持手段と前記加工工具との内の少なくとも一方を回転させることにより前記加工面を研削又は研磨する加工工程と、前記光学素子材料に対して前記加工工具とは反対側に設けられた測定手段によって、前記加工工具を前記加工面に当接させた状態で、前記光学素子材料の厚さを非接触で測定する測定工程とを含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、光学素子材料に対して加工工具とは反対側に設けられた測定手段によって光学素子材料の厚さを非接触で測定するので、光学素子材料を加工工具から退避させるといった手間や時間をかけることなく、光学素子材料の厚さを随時測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１は、本発明の実施の形態１に係る光学素子製造装置を示す上面図である。
【図２】図２は、図１に示す光学素子製造装置の矢視Ａ方向の側面図である。
【図３】図３は、図２のＢ−Ｂ線における一部断面図である。
【図４】図４は、図１に示す光学素子製造装置の構成を示すブロック図である。
【図５】図５は、本発明の実施の形態１に係る光学素子製造方法を示すフローチャートである。
【図６Ａ】図６Ａは、図１に示す光学素子の動作を示す模式図である。
【図６Ｂ】図６Ｂは、図１に示す光学素子の動作を示す模式図である。
【図６Ｃ】図６Ｃは、図１に示す光学素子の動作を示す模式図である。
【図６Ｄ】図６Ｄは、図１に示す光学素子の動作を示す模式図である。
【図６Ｅ】図６Ｅは、図１に示す光学素子の動作を示す模式図である。
【図７】図７は、本発明の実施の形態２に係る光学素子製造装置の構成を示すブロック図である。
【図８】図８は、本発明の実施の形態２に係る光学素子製造方法を示すフローチャートである。
【図９】図９は、本発明の実施の形態３に係る光学素子製造方法を示すフローチャートである。
【図１０】図１０は、本発明の実施の形態４に係る光学素子製造装置を示す一部断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、図面を参照して、本発明に係る光学素子支持装置及び光学素子の製造方法を詳細に説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。また、図面の記載において、同一部分には同一の符号を付している。図面は模式的なものであり、各部の寸法の関係や比率は、現実と異なることに留意する必要がある。図面の相互間においても、互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている。
また、本出願において、球面とは、球体の表面の他、球体の表面の一部である曲面のことをいう。
【００２１】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る光学素子製造装置の構成を示す上面図である。また、図２は、図１に示す光学素子製造装置１の矢視Ａ方向の側面図である。図３は、図２のＢ−Ｂ線における一部断面図である。図４は、光学素子製造装置１の構成を示すブロック図である。
【００２２】
図１〜図３に示すように、光学素子製造装置１は、被加工材である光学素子材料１０を保持する光学素子保持具１１と、光学素子材料１０の加工面１０ａに対して研削加工を施す加工工具２０と、加工工具２０を支持する加工工具支持装置２１と、光学素子材料１０に対して加工工具２０とは反対側に設けられ、光学素子材料１０の厚さを非接触で測定する測定部３０と、表示部４０と、光学素子材料１０に対する加工動作を制御する加工制御部５０とを備える。
【００２３】
光学素子保持具１１は、内側に光学素子材料１０を嵌合させる凹部１１ｂが設けられた円柱形状の保持部１１ａと、保持部１１ａよりも径が小さい円柱形状の支持部１１ｃとを含む。これらの保持部１１ａ及び支持部１１ｃは、一体的に形成されている。凹部１１ｂは、光学素子材料１０を嵌合させた際に、光学素子材料１０の光軸が光学素子保持具１１の軸Ｒ１と一致するように形成されている。
【００２４】
光学素子保持具１１には、光学素子保持具１１に回転運動を与える回転機構として、スピンドル１２と、モータ１３と、ベルト１４とが設けられている。スピンドル１２は、支持部１１ｃの外周を回転自在に支持する。また、ベルト１４は、支持部１１ｃに対してモータ１３の回転運動を伝達する。このような回転機構により、光学素子保持具１１及びそこに保持された光学素子材料１０が軸Ｒ１を回転軸として回転する。光学素子材料１０、光学素子保持具１１、スピンドル１２、モータ１３、及びベルト１４は一体となって、加工制御部５０の制御の下で動作する支持機構１５により、軸Ｒ１に沿って平行移動自在に支持されている。
【００２５】
図３に示すように、光学素子保持具１１の軸Ｒ１を含む回転中心部には、凹部１１ｂから支持部１１ｃの底部１１ｄにかけて貫通する貫通路１１ｅが設けられている。この貫通路１１ｅは、測定部３０から出射した測定光Ｌｂ１を軸Ｒ１に沿って通過させ、光学素子材料１０の保持面１０ｂに入射させるための通路である。
【００２６】
加工工具２０は、円柱状の外形をなし、円柱状の一方の底部に凹部２０ａを有する球面創成用のカップ状加工具である。この凹部２０ａの縁が、光学素子材料１０の加工面１０ａに当接されて、該加工面１０ａを球面形状に研削する砥石として作用する。
【００２７】
加工工具支持装置２１は、加工工具２０を、軸Ｒ２について回転自在、且つ軸Ｒ２が軸Ｒ１に対して角度自在となるように支持すると共に、軸Ｒ１と直交する面と平行な方向に平行移動自在に支持する。また、加工工具支持装置２１は、加工面１０ａを加工した最終形状である球面の球心において軸Ｒ２が軸Ｒ１と交差するように加工工具２０を支持する。このような加工工具支持装置２１は、後述する位置制御部５４及び運動制御部５５の制御の下で動作して、加工工具２０を移動させると共に加工工具２０に対して回転運動を与える。
【００２８】
測定部３０は、軸Ｒ１上に設けられた光源３１と、軸Ｒ１上に設けられ、光源３１の方向から入射した光を分割して軸Ｒ１の方向と該軸Ｒ１に直交する軸Ｒ３の方向（図の下方向）に分割する分割部としてのプリズム３２と、軸Ｒ３上に設けられた参照ミラー３３と、参照ミラー３３を支持するミラー支持装置３４と、軸Ｒ３上であって、プリズム３２に対して参照ミラー３３の反対側に設けられた撮像素子３５と、撮像素子３５から出力された電気信号に基づいて光学素子材料１０の厚さを測定すると共に、測定部３０の各部の動作を制御する測定処理部３６とを有する。
【００２９】
光源３１は、低コヒーレンス光（光束）Ｌａを出射する光源であり、光学素子保持具１１の底部１１ｄ側に、低コヒーレンス光Ｌａの光軸が軸Ｒ１と一致するように設置される。光源３１には、コヒーレンス長が短い光源、例えばＡＳＥ（Amplified Spontaneous Emission）や、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）、ＳＬＤ（Super Luminescent Diode）等が使用される。
【００３０】
プリズム３２は、光源３１の方向から入射した光の一部を光学素子材料１０の方向に透過させると共に、残りの光を参照ミラー３３の方向に反射する。また、プリズム３２は、光学素子材料１０の方向から入射した光を軸Ｒ３の方向（図の上側）に反射すると共に、参照ミラー３３の方向から入射した光を透過させる。なお、光源３１から出射した光を分割する光分割手段としては、プリズム３２以外にも、ビームスプリッタ（ハーフミラー）等の光学素子を用いても良い。
【００３１】
参照ミラー３３は、軸Ｒ３と直交する反射面を有する反射ミラーである。
ミラー支持装置３４は、測定処理部３６の制御の下で、参照ミラー３３を軸Ｒ３に沿って移動可能に支持する。これにより、参照ミラー３３とプリズム３２との距離が調節される。
【００３２】
撮像素子３５は、ＣＣＤ（charge  coupled  device）やＣＭＯＳ（complementary  metal  oxide  semiconductor）等の光電変換素子によって実現される。撮像素子３５は、プリズム３２の方向から来る光を入射させる受光面を有し、受光面に入射した光を光電変換して電気信号を出力する。
【００３３】
測定処理部３６は、撮像素子３５から出力された電気信号に基づいて、分光干渉法の原理により光学素子材料１０の厚さを算出する。
【００３４】
表示部４０は、測定処理部３６によって算出された光学素子材料１０の厚さや、加工制御部５０から入力される種々の情報や命令等を画面に表示することによりユーザに通知する通知手段である。具体的には、表示部４０は、ＬＣＤやＥＬディスプレイ等の表示装置によって実現される。また、表示部４０は、画面表示機能の他に、ＬＥＤ照明の点灯又は点滅や、音声出力や、通知音出力等により所定の情報をユーザに通知する機能を備えても良い。
【００３５】
加工制御部５０は、光学素子製造装置１に対する種々の命令や情報の入力を受け付ける入力部５１と、光学素子製造装置１全体の動作を制御する制御部５２と、モータ１３の駆動を制御するモータ制御部５３と、光学素子材料１０と加工工具２０との相対的な位置関係を制御する位置制御部５４と、加工工具支持装置２１の運動を制御する運動制御部５５とを供える。この内、入力部５１は、操作ボタン、キーボード、マウスやタッチパネル等のポインティングデバイス等によって実現される。
【００３６】
位置制御部５４は、光学素子材料１０、光学素子保持具１１、スピンドル１２、モータ１３、及びベルト１４を一体として軸Ｒ１に沿って移動させるように、支持機構１５の動作を制御する。また、運動制御部５５は、加工工具２０が軸Ｒ２を回転軸とする回転運動を行うように加工工具支持装置２１の動作を制御する。
【００３７】
なお、光学素子保持具１１に設けられた回転機構（スピンドル１２と、モータ１３と、ベルト１４）、及び／又は、運動制御部５５は、光学素子材料１０と加工工具２０との間の相対的な運動を与える運動機構に相当する。
【００３８】
次に、測定部３０における光学素子材料１０の厚さの測定原理について説明する。
光源３１から出射した低コヒーレンス光の光束Ｌａは、プリズム３２により、軸Ｒ１方向に透過する測定光Ｌｂ１と、軸Ｒ３方向に反射される参照光Ｌｃとに分割される。測定光Ｌｂ１は、貫通路１１ｅ内を通過し、光学素子材料１０の保持面１０ｂに入射する。このとき、測定光Ｌｂ１の一部は保持面１０ｂによって反射されてプリズム３２の方向に戻り（測定光Ｌｂ１’）、測定光Ｌｂ１の残りはそのまま光学素子材料１０内に進行する（測定光Ｌｂ２）。この測定光Ｌｂ２は、加工面１０ａにおいて反射され、プリズム３２の方向に戻る（測定光Ｌｂ２’）。
一方、参照光Ｌｃは、参照ミラー３３によって反射されてプリズム３２の方向に戻る（参照光Ｌｃ’）。
【００３９】
プリズム３２は、測定光Ｌｂ１’、Ｌｂ２’を撮像素子３５の方向に反射すると共に、参照光Ｌｃ’を透過させる。それにより、測定光Ｌｂ１’、Ｌｂ２’と参照光Ｌｃ’との合成光Ｌｄが、撮像素子３５の受光面に入射する。
【００４０】
撮像素子３５の受光面においては、測定光Ｌｂ１’又は測定光Ｌｂ２’と参照光Ｌｃ’との干渉により、干渉縞が観察される。この干渉縞は、参照ミラー３３の位置に応じて変化する。そこで、測定処理部３６は、参照ミラー３３を所定の速度で移動させながら干渉縞における干渉強度の変化を測定し、測定光Ｌｂ１’と参照光Ｌｃ’との干渉に対応するピーク、及び、測定光Ｌｂ２’と参照光Ｌｃ’との干渉に対応するピークを検出する。さらに、測定処理部３６は、これらのピークにおける参照ミラー３３の位置に基づいて、測定光Ｌｂ１’と測定光Ｌｂ２’との光路長差を算出し、この光路長差と光学素子材料１０の屈折率とから、光学素子材料１０の厚さを算出する。
【００４１】
次に、実施の形態１に係る光学素子製造方法を、図５及び図６Ａ〜図６Ｅを参照しながら説明する。図５は、実施の形態１に係る光学素子製造方法を示すフローチャートである。また、図６Ａ〜図６Ｅは、光学素子製造装置１の動作を示す模式図である。なお、図６Ａ〜図６Ｅにおいては、加工制御部５０の記載を省略している。また、以下の説明において、加工工具２０は予め加工工具支持装置２１に取り付けられているものとする。
【００４２】
まず、工程Ｓ０１において、図６Ａに示すように、光学素子材料１０を光学素子保持具１１の凹部１１ｂに取り付ける。なお、光学素子材料１０の取り付けは、ユーザが手作業で行っても良いし、搬送装置及び取り付け装置を別途設けて、自動で行うようにしても良い。
【００４３】
続く工程Ｓ０２において、制御部５２は、入力部５１が受け付けた入力信号に従って、光学素子材料１０に対する加工時間を設定する。ここで、光学素子材料１０の厚さは、光学素子材料１０を軸Ｒ１に沿って加工工具２０に近づける方向に平行移動させる（切り込ませる）加工工程において、加工終了時にどの位置まで切り込ませるかによって決定される。そこで、この切り込み量と光学素子材料１０の厚さとの関係（実測データ）を予め測定しておくことにより、所望の厚さに対応した切り込み量を算出することができる。また、切り込み速度一定の条件下においては、所望の切り込み量から加工時間を算出することができる。工程Ｓ０２においては、このような実測データに基づいて、所望の厚さに対応した加工時間を設定する。或いは、所望の厚さを入力することにより、上記実測データに基づいて、加工時間を自動で設定する処理を組み込んでも良い。
【００４４】
工程Ｓ０３において、制御部５２は、各部に対して光学素子材料１０への加工動作を開始させる。これに応じて、モータ１３は光学素子保持具１１に回転運動を与え、加工工具支持装置２１は加工工具２０に回転運動を与える。さらに、支持機構１５は、光学素子材料１０、光学素子保持具１１、スピンドル１２、モータ１３、及びベルト１４を一体として、軸Ｒ１に沿って加工工具２０に近づく向きに一定速度で平行移動させる（図６Ｂ参照）。それにより、加工面１０ａに対する研削加工が行われる（工程Ｓ０４）。
【００４５】
工程Ｓ０５において、制御部５２は、工程Ｓ０２において設定された加工時間（設定時間）が経過したか否かを判定する。設定時間が経過した場合（工程Ｓ０５：Ｙｅｓ）、制御部５２は、加工面１０ａに対する加工動作を停止させる（工程Ｓ０６）。一方、設定時間が経過していない場合（工程Ｓ０５：Ｎｏ）、制御部５２は、加工面１０ａに対する加工を継続させる（工程Ｓ０４）。
【００４６】
工程Ｓ０７において、測定部３０は、光源３１から光束Ｌａ（図３参照）を出射させ、測定光Ｌｂ１を光学素子材料１０の保持面１０ｂに照射することにより、光学素子材料１０の厚さを測定する（図６Ｃ参照）。
【００４７】
工程Ｓ０８において、表示部４０は、測定部３０によって測定された光学素子材料１０の厚さの測定値を表示する。なお、この際に、表示部４０は、音声によって測定値を通知することとしても良い。
【００４８】
工程Ｓ０９において、ユーザは表示部４０に表示された測定値を見て、測定値が所望の値（目標値）となったか否かを判定し、判定結果を入力部５１に入力する。
【００４９】
測定値が目標値よりも大きいとの判定結果が入力された場合（工程Ｓ０９：Ｎｏ）、制御部５２は加工時間を再度設定する（工程Ｓ１０）。なお、このとき設定される加工時間は、ユーザが手動で入力しても良いし、制御部５２が光学素子材料１０の厚さの測定値と工程Ｓ０２において設定された設定値とに基づいて加工時間を変更することとしても良い。その後、処理は工程Ｓ０３に移行する。
【００５０】
一方、測定値が目標値以下であるとの判定結果が入力された場合（工程Ｓ０９：Ｙｅｓ）、支持機構１５は、加工工具２０と光学素子材料１０の加工面１０ａとが離間するように、光学素子材料１０、光学素子保持具１１、スピンドル１２、モータ１３、及びベルト１４を移動させ、加工工具２０から退避させる（工程Ｓ１１、図６Ｄ参照）。
【００５１】
さらに、工程Ｓ１２において、図６Ｅに示すように、光学素子材料１０を光学素子保持具１１から取り外す。それによって、所望の厚さに加工された光学素子材料１０を得ることができる。なお、光学素子材料１０の搬送装置及び取り付け装置を別途設ける場合には、加工済みの光学素子材料１０の取り外し、及び別の光学素子材料１０の光学素子保持具１１への取り付け（工程Ｓ０１）を自動で行い、工程Ｓ０２〜Ｓ１２の処理を繰り返しても良い。
【００５２】
以上説明したように、実施の形態１によれば、光学素子材料１０を加工している間に、加工面１０ａに加工工具２０を当接させた状態で光学素子材料１０の厚さを測定することができる。即ち、光学素子材料を光学素子製造装置から取り外して別の測定装置に移動させたり、光学素子材料を加工工具から一旦退避させるといった手間や時間をかけることなく、光学素子材料の厚さを測定することが可能となる。実施の形態１によれば、このように、光学素子材料１０の厚さを随時測定することができるので、厚さ精度の高い光学素子を製造することが可能となる。
【００５３】
また、実施の形態１によれば、光学素子材料１０の加工が終了した際に、その状態で光学素子材料１０の厚さを測定することができる。従って、従来は手間や時間の制約から一部の光学素子材料に対する厚さの抽出検査しか実施できなかった場合であっても、実施の形態１によれば、全数検査を実施することも可能となる。
【００５４】
また、実施の形態１によれば、光学素子材料の厚さの測定値に基づいて光学素子材料に対する加工動作を制御するので、光学素子製造装置の構造や状態（例えば、光学素子材料の保持具合、加工工具の磨耗の仕方、温度変化等）が装置ごとにばらつきを有している場合であっても、厚さのばらつきのない光学素子を製造することが可能となる。
【００５５】
さらに、実施の形態１によれば、ユーザは、光学素子材料１０の厚さを随時把握することができるので、熟練作業者でなくても、短時間で正確な加工条件（加工時間、光学素子材料の回転速度等）を設定することが可能となる。
【００５６】
（変形例１）
上記実施の形態１においては、加工動作を一旦停止させてから光学素子材料１０の厚さの測定を行ったが、加工動作と並行して光学素子材料１０の厚さを測定しても良い。この場合、測定部３０は、測定した厚さを逐次表示部４０に出力して表示させる。ユーザは、表示部４０に表示された厚さを見て、厚さが所望の値になったときに入力部５１を操作して加工動作を停止させることができる。
【００５７】
（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２を説明する。
図７は、実施の形態２に係る光学素子製造装置の構成を示すブロック図である。図７に示すように、実施の形態２に係る光学素子製造装置２は、図３に示す加工制御部５０の代わりに、判定部６１及び制御部６２を有する加工制御部６０を備える。
【００５８】
判定部６１は、測定部３０によって測定された光学素子材料１０の厚さが所定の設定値以下であるか否かを判定する。制御部６２は、判定部６１の判定結果に基づいて、光学素子製造装置２の各部の動作を制御する。その他の構成については、実施の形態１と同様である。
【００５９】
図８は、実施の形態２に係る光学素子製造方法を示すフローチャートである。
まず、工程Ｓ２１において、光学素子材料１０を光学素子保持具１１の凹部１１ｂに取り付ける（図６Ａ参照）。なお、光学素子材料１０の取り付けは、ユーザが手作業で行っても良いし、搬送装置及び取り付け装置を別途設けて自動で行うようにしても良い。
【００６０】
工程Ｓ２２において、制御部６２は、入力部５１が受け付けた入力信号に従って、研削加工後の光学素子材料１０の厚さ（設定値）を設定する。なお、設定値は、仕上がり時における厚さの目標値としても良いし、加工動作の停止制御に要する時間を考慮して、目標値よりも若干大きい値としても良い。後者の場合、制御部５２が、ユーザが入力した目標値に対して所定の値を自動で加算することとしても良い。
【００６１】
工程Ｓ２３において、制御部６２は、各部に対して光学素子材料１０への加工動作を開始させる。これに応じて、モータ１３は光学素子保持具１１に回転運動を与え、加工工具支持装置２１は加工工具２０に回転運動を与える。また、支持機構１５は、光学素子材料１０、光学素子保持具１１、スピンドル１２、モータ１３、及びベルト１４を一体として、軸Ｒ１に沿って加工工具２０に近づく向きに一定速度で平行移動させる（図６Ｂ参照）。それにより、加工面１０ａに対する研削加工が行われる（工程Ｓ２４）。
【００６２】
工程Ｓ２５において、制御部６２は、加工動作を開始してから所定時間が経過したか否かを判定する。この時間は、光学素子材料１０が所定の厚さずつ研削されるよう、切り込み速度に基づいて予め設定されている。
【００６３】
所定時間が経過した場合（工程Ｓ２５：Ｙｅｓ）、制御部６２は、各部に対して加工面１０ａへの加工動作を停止させる（工程Ｓ２６）。一方、所定時間が経過してない場合（工程Ｓ２５：Ｎｏ）、制御部６２は、加工面１０ａに対する加工を継続させる（工程Ｓ２４）。
【００６４】
工程Ｓ２７において、測定部３０は、光源３１から光束Ｌａ（図３参照）を出射させ、測定光Ｌｂ１を光学素子材料１０の保持面１０ｂに照射することにより、光学素子材料１０の厚さを測定する（図６Ｃ参照）。このとき、制御部６２は、厚さの測定値を表示部４０に表示させても良い。
【００６５】
工程Ｓ２８において、判定部６１は、光学素子材料１０の厚さの測定値が工程Ｓ２２において設定された設定値以下であるか否かを判定する。
【００６６】
測定値が設定値よりも大きい場合（工程Ｓ２８：Ｎｏ）、処理は工程Ｓ２３に戻る。なお、この場合、工程Ｓ２５において判定される経過時間（加工時間）は、常に一定の切り込み量が加算されるように設定されることとしても良いし、制御部６２が厚さの測定値と設定値とに基づいて加工時間を変更することとしても良い。
【００６７】
一方、測定値が設定値以下である場合（工程Ｓ２８：Ｙｅｓ）、支持機構１５は、加工工具２０と光学素子材料１０の加工面１０ａとが離間するように、光学素子材料１０、光学素子保持具１１、スピンドル１２、モータ１３、及びベルト１４を移動させ、加工工具２０から退避させる（工程Ｓ２９、図６Ｄ参照）。なお、この場合、制御部６２は、光学素子材料１０への加工が終了した旨を表示部４０に表示させても良い。或いは、ＬＥＤ照明の点滅や音声や通知音等により、加工の終了をユーザに通知するようにしても良い。
【００６８】
さらに、工程Ｓ３０において、光学素子材料１０を光学素子保持具１１から取り外す（図６Ｅ参照）。それによって、所望の厚さに加工された光学素子材料１０を得ることができる。なお、光学素子材料１０の搬送装置及び取り付け装置を別途設ける場合には、加工済みの光学素子材料１０の取り外し、及び別の光学素子材料１０の光学素子保持具１１への取り付け（工程Ｓ２１）を自動で行い、工程Ｓ２２〜Ｓ３０の処理を繰り返しても良い。この場合、工程Ｓ２２を省略し、工程Ｓ２８の判定では１つ目の光学素子材料１０の加工時における設定値を繰り返し用いても良い。
【００６９】
以上説明したように、実施の形態２によれば、光学素子材料の厚さを定期的に測定し、その測定結果に基づいて光学素子材料に対する加工動作を制御するので、厚さ精度の高い光学素子を自動で製造することが可能となる。また、複数の光学素子を順次製造する場合においても、全ての光学素子に対して厚さ測定がなされているので、厚さ不良による再加工の発生を防止することが可能となる。
【００７０】
さらに、実施の形態２によれば、光学素子材料１０の厚さの測定値に基づいて加工動作を制御するので、光学素子製造装置の構造や状態が装置ごとにばらつきを有している場合であっても、同一の加工条件（加工時間、光学素子材料の回転速度等）の下で、厚さのばらつきのない光学素子を製造することが可能となる。従って、熟練作業者でなくても、加工条件を容易に設定し、厚さ精度の良い光学素子を簡単に製造することができる。
【００７１】
（実施の形態３）
次に、本発明の実施の形態３を説明する。
実施の形態３に係る光学素子製造方法は、光学素子材料の厚さをリアルタイムで測定しながら加工を行うことを特徴とする。なお、実施の形態３に係る光学素子製造装置の構成は、図７に示すものと同様である。
【００７２】
図９は、実施の形態３に係る光学素子製造方法を示すフローチャートである。なお、工程Ｓ２１〜Ｓ２４、Ｓ２９、Ｓ３０の動作は、実施の形態２と同様である。
【００７３】
工程Ｓ２４に続く工程Ｓ４１において、測定部３０は、光源３１から光束Ｌａ（図３参照）を出射させ、測定光Ｌｂ１を光学素子材料１０の保持面１０ｂに照射することにより、光学素子材料１０の厚さを測定する（図６Ｃ参照）。このとき、制御部６２は、厚さの測定値を表示部４０に表示させても良い。
【００７４】
工程Ｓ４２において、判定部６１は、光学素子材料１０の厚さの測定値が工程Ｓ２２において設定された設定値以下であるか否かを判定する。そして、測定値が設定値よりも大きい場合（工程Ｓ４２：Ｎｏ）、処理は工程Ｓ２４に戻る。一方、測定値が設定値以下である場合（工程Ｓ４２：Ｙｅｓ）、制御部６２は、各部に対して加工面１０ａへの加工動作を停止させる（工程Ｓ４３）。なお、この場合、制御部６２は、光学素子材料１０への加工が終了した旨を表示部４０に表示させても良い。或いは、ＬＥＤ照明の点滅や音声や通知音等により、加工の終了をユーザに通知するようにしても良い。
【００７５】
以上説明したように、実施の形態３によれば、光学素子材料の厚さをリアルタイムで測定し、その測定結果に基づいて光学素子材料に対する加工動作を制御するので、厚さ精度の高い光学素子を自動で製造することが可能となる。また、複数の光学素子を順次製造する場合においても、全ての光学素子に対して厚さ測定がなされているので、厚さ不良による再加工の発生を防止することが可能となる。
【００７６】
また、実施の形態３によれば、光学素子材料の厚さの測定値に測定された加工動作を制御するので、光学素子製造装置の構造や状態が装置ごとにばらつきを有している場合であっても、同一の加工条件の下で、厚さのばらつきのない光学素子を製造することが可能となる。従って、熟練作業者でなくても、加工条件を容易に設定し、厚さ精度の良い光学素子を簡単に製造することができる。
【００７７】
（実施の形態４）
次に、本発明の実施の形態４を説明する。
図１０は、実施の形態４に係る光学素子製造装置を示す一部断面図である。図１０に示すように、実施の形態４に係る光学素子製造装置４において、加工工具支持装置２１には加工工具７０が取り付けられている。光学素子製造装置４のその他の構成については、実施の形態１と同様である。なお、加工制御部５０の代わりに、実施の形態２及び３と同様に加工制御部６０を設けても良い。
【００７８】
加工工具７０は、円柱状の一方の底部に球面状の凹部７０ａが設けられた球面状加工具である。この凹球面７０ｂが光学素子材料１０の加工面１０ａに当接されて、該加工面１０ａを球面７０ｂに対応する形状に研削又は研磨する。
【００７９】
このような加工工具７０を用いる場合、光学素子材料１０に対する加工工程において（図５の工程Ｓ０４参照）、運動制御部５５は、加工工具支持装置２１を介し、加工工具７０に対して軸Ｒ２を回転軸とする回転運動、及び軸Ｒ１と軸Ｒ２との交点を球心とする球面上での揺動運動を与える。それにより、回転する加工面１０ａに対する球面７０ｂの相対運動によって加工面１０ａが研削又は研磨される。
【００８０】
なお、このとき設定される加工時間は、常に一定としていても良いし、制御部５２が厚さの測定値と設定値とに基づいて加工時間を変更することとしても良い。この場合、加工時間と厚さの相関とを表す実測データを予め取得し、この実測データと厚さの測定値とに基づいて加工時間を自動調整すると良い。
【００８１】
また、加工開始時に光学素子材料１０と加工工具７０とを当接し、又は加工終了後に両者を離間する際には、光学素子材料１０側を軸Ｒ１に沿って移動させても良いし、加工工具７０側を軸Ｒ１、或いは軸Ｒ２に沿って移動させても良いし、両者を移動させても良い。
【００８２】
このような実施の形態４によれば、加工工具として球面状加工具を用いる場合においても、光学素子材料の加工中に光学素子材料の厚さを随時測定することができるので、厚さ精度の高い光学素子を製造することが可能となる。
【符号の説明】
【００８３】
１、２、４  光学素子製造装置
１０  光学素子材料
１０ａ  加工面
１１  光学素子保持具
１１ａ  保持部
１１ｂ  凹部
１１ｃ  支持部
１１ｄ  底部
１１ｅ  貫通路
１２  スピンドル
１３  モータ
１４  ベルト
１５  支持機構
２０、７０  加工工具
２０ａ、７０ａ  凹部
２１  加工工具支持装置
３０  測定部
３１  光源
３２  プリズム
３３  参照ミラー
３４  ミラー支持装置
３５  撮像素子
３６  測定処理部
４０  表示部
５０、６０  加工制御部
５１  入力部
５２、６２  制御部
５３  モータ制御部
５４  位置制御部
５５  運動制御部
６１  判定部
７０ｂ  凹球面
【図１】
2012232383.tif 000003
【図２】
2012232383.tif 000004
【図３】
2012232383.tif 000005
【図４】
2012232383.tif 000006
【図５】
2012232383.tif 000007
【図６Ａ】
2012232383.tif 000008
【図６Ｂ】
2012232383.tif 000009
【図６Ｃ】
2012232383.tif 000010
【図６Ｄ】
2012232383.tif 000011
【図６Ｅ】
2012232383.tif 000012
【図７】
2012232383.tif 000013
【図８】
2012232383.tif 000014
【図９】
2012232383.tif 000015
【図１０】
2012232383.tif 000016