[發明專利]光學元件的制造方法以及光學元件

無效

• 申請號: 200680019705.1
• 申請日: 2006-06-01
• 公開（公告）號: CN101189095A
• 公開（公告）日: 2008-05-28
• 發明（設計）人: 花岡正志;林賢一
• 申請（專利權）人: 日本電產三協株式會社
• 主分類號: B23C3/00
• 分類號: B23C3/00;B23C3/16;B24B13/00;B29C33/38;G02B3/00;G02B5/18;B29L11/00
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司
• 代理人: 張鑫

技術領域

本發明涉及一種對構成光學元件的光學材料、或者構成用于使光學元件成形的金屬模的金屬模材料等的光學元件形成用的基材實施切削加工或者磨削加工從而制造光學元件的方法。

背景技術

關于飛刀方式的超精密加工機械，正在研究將它也適用于構成光學元件的光學材料或者構成用于使光學元件成形的金屬模的金屬模材料等的加工。

(例如，參照專利文獻1)

在這樣的飛刀方式的超精密加工機械中，如圖14所示，作為切削工具采用具有從旋轉軸11向與軸向方向相交的方向突出的刀刃部12的飛刀10，并一邊使旋轉軸11繞軸線旋轉，一邊在與軸線方向相交的方向的切入方向以及進給方向上使切削工具與基材20相對移動，而形成加工面21。

關于進行這樣的加工時的控制，過去是利用以直角坐標所表示的NC(數控)數據來進行的，在NC機床及加工中心中，根據NC數據來控制稱為工具的切入方向、進給方向等的工具與基材的相對位置。

專利文獻1：特開2004-219494號公報

但是，近些年，探討使用將多個元件面配置成放射狀的光學元件，當加工這樣的光學元件面時，如果像過去那樣利用以直角坐標表示的NC數據來進行，則存在生成NC程序時的效率較低的問題。

另外，頻繁地切換工具的進給方向的結果是使工具的行走距離變長，因而存在著加工效率低的問題。

另外，近些年，如圖15(a)所示，作為光學元件，要求形成相鄰的2個加工面21的邊界部22成為臺階的光學元件，如果用飛刀方式制造這樣的光學元件，則放大在圖15(a)中用圓A所圍的區域，如圖15(b)所示，在加工面21的邊界部22上形成具有相當于飛刀10的刀尖的旋轉半徑的圓弧形狀、即角落不成直角的形狀。例如，當臺階的高度想形成為數十微米時，因為一般的飛刀10的旋轉半徑為數毫米，所以產生了數百微米的模糊區。如果這樣的形狀是通常的機械零部件，即使不成為很大的問題，但當為光學元件時，因為射入邊界部22中的光會損失，所以不理想。這樣的問題不僅限于利用飛刀方式的切削加工，利用圓盤狀或圓柱狀的磨具作為刀刃部從旋轉軸突出的磨削工具等的其它加工工具進行的加工也會發生同樣的情況。

鑒于上述的問題，本發明的課題是提供一種能夠有效地加工放射狀地配置的多個加工面等的光學元件的制造方法、以及光學元件。

另外，本發明的課題是提供一種在相鄰的2個加工面的邊界部上能夠形成沒有塌邊的臺階的光學元件的制造方法、以及光學元件。

發明內容

為了解決上述課題，在與本發明相關的光學元件的制造方法中，其特征在于：當用工具對用于制造光學元件的基材進行切削、磨削或者拋光而形成規定形狀的加工面時，利用用圓柱坐標系所表示的條件來控制上述工具與上述基材的相對位置。

在本發明中，利用用圓柱坐標系所表示的條件來控制上述工具與上述基材的相對位置。即，對于垂直坐標系(X、Y、Z)，利用具有以下關系

Rw=(X2+Z2)]]>

θw＝arctan(Z/X)

Yw＝Y

的圓柱坐標系(Rw，θw，Yw)來進行控制。因此，當在圓周方向上排列多個上述加工面時，例如如果將工具的進給方向設定為放射狀，則只要重復進行直線進給工具的動作即可。另外，如果將工具的進給方向設定為圓弧狀，則只要重復以規定位置為中心而圓弧狀地進給工具的動作即可。因此，如果采用本發明，則因為只要重復相同的進給動作即可，所以比起垂直坐標系，加工時的編程比較容易，而且因為可以不用頻繁地變更工具的前進方向，所以能夠縮短工具的前進距離。因此，能夠高效地加工配置成放射狀的多個加工面等。

在本發明中，在圓周方向上排列多個上述加工面的情況下，當形成該多個加工面時，最好從上述基材上的規定位置放射狀地設定進給方向。如果這樣構成，則因為對中心區域進行多重切削，所以能夠精加工形成表面粗糙度小的面，由于這樣的區域在光學元件的光軸附近，所以能夠提高光學元件的特性。