(57)【要約】  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。
2021100317.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−６６９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
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。【０００５】
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。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
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。【０００７】
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。【０００８】
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。【０００９】
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。【００１０】
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。【００１１】
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。【００１２】
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。【００１３】
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。【００１４】
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。
【発明の効果】
【００１５】
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。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】光学素子製造システムの斜視図である。
【図２】光学素子製造システムの側面模式図である。
【図３】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。
【図４】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。
【図５】制御装置の構成を示す図である。
【図６】光学材料の表面形状の計測結果の例を示す図である。
【図７】測距センサーの走査方向を示す図である。
【図８】光学素子の製造方法のフローチャートを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
［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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
［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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
［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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
［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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
［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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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）。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
［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。
【００５７】
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。
【００５８】
［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。
【００５９】
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。
【００６０】
［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。
【００６１】
［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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【符号の説明】
【００６４】
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
【図１】
2021100317.tif 000003
【図２】
2021100317.tif 000004
【図３】
2021100317.tif 000005
【図４】
2021100317.tif 000006
【図５】
2021100317.tif 000007
【図６】
2021100317.tif 000008
【図７】
2021100317.tif 000009
【図８】
2021100317.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】令和3年6月14日(2021.6.14)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項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、
前記研磨工程の後に、前記加工機に装着されており、前記光学材料の表面形状を計測するための３つのセンサーを有する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。
【請求項２】
前記計測ユニットは、前記センサーの先端よりも突出しており、前記センサーを用いて前記光学材料の表面形状を計測している間に先端が前記光学材料の表面に接触する接触部をさらに有する、
請求項１に記載の光学素子の製造方法。
【請求項３】
前記計測工程において、前記センサーが前記光学材料の表面に照射した光が前記光学材料の表面で反射した光と、前記センサー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、前記３つのセンサーと前記光学材料との距離を計測することにより、前記光学材料の表面形状を計測する、
請求項１又は２に記載の光学素子の製造方法。
【請求項４】
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から３のいずれか一項に記載の光学素子の製造方法。
【請求項５】
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前記加工機に装着されている場合に前記加工機が出力する所定の信号に基づいて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４のいずれか一項に記載の光学素子の製造方法。
【請求項６】
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前記加工機に装着されている場合に前記加工機が出力する所定の信号に基づいて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５のいずれか一項に記載の光学素子の製造方法。
【請求項７】
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６のいずれか一項に記載の光学素子の製造方法。
【請求項８】
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７のいずれか一項に記載の光学素子の製造方法。
【請求項９】
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８に記載の光学素子の製造方法。
【請求項１０】
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ための３つのセンサーを有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。
【請求項１１】
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１０に記載の光学素子製造システム。
【国際調査報告】
2021100317.tif 000011
2021100317.tif 000012
2021100317.tif 000013
2021100317.tif 000014
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