JP2634414B2 - Method and apparatus for manufacturing aspherical lens - Google Patents
Method and apparatus for manufacturing aspherical lensInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、非球面レンズの製造方法および装置に係
り、特にレンズの表面が楕円などの非球面とされたレン
ズの非球面部を研磨および精磨するに好適な方法および
装置に関する。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method and an apparatus for manufacturing an aspherical lens, and particularly to polishing and polishing an aspherical surface portion of a lens having an aspherical surface such as an ellipse. A method and apparatus suitable for polishing.
通常の凸レンズは球面レンズであり、平行な光はレン
ズの焦点に集まるようになっている。しかし球面収差の
ために焦点での集光部がある広がりを持ち、それだけレ
ンズの解像力が悪いということが知られている。そこで
紫外線レーザ、特にエキシマレーザを用いたリソグラフ
ィー用縮小投影レンズでは、複数の球面レンズを組合
せ、球面収差を少なくするようにしている。第６図に示
されるように、表面2aが楕円で裏面2bが球面である楕円
面レンズ２は球面収差が無いことが知られている。しか
し楕円面レンズはコンパクトディスクの半導体レーザ光
集光用に広く使われているが、プレスやNCにより加工さ
れたものである。An ordinary convex lens is a spherical lens, and parallel light is focused on the focal point of the lens. However, it is known that the focusing portion at the focal point has a certain spread due to spherical aberration, and the resolving power of the lens is poor accordingly. Therefore, in a reduction projection lens for lithography using an ultraviolet laser, particularly an excimer laser, a plurality of spherical lenses are combined to reduce spherical aberration. As shown in FIG. 6, it is known that the elliptical lens 2 having an elliptical front surface 2a and a spherical rear surface 2b has no spherical aberration. However, elliptical lenses are widely used for condensing semiconductor laser light on compact discs, but are processed by pressing or NC.
楕円面は球面のように均一な曲率でないため、従来の
方法では高精度の研精磨ができず、特に硬い石英製楕円
レンズを精度良く研磨することは困難とされていた。ま
た、仕上作業として手作業で研磨する場合もあるが、曲
率が均一でないため熟練者といえどもなかなか高精度の
楕円面レンズの製造ができないのが現状であった。この
ため従来では球面収差を抑えるために複数の球面レンズ
を組合せて使用しているが、開口数が小さくなるという
問題点があり、高精度の楕円面レンズを簡単に製造する
方法が従来より希求されていた。Since the elliptical surface is not as uniform in curvature as a spherical surface, it is difficult to perform high-precision polishing with the conventional method, and it has been difficult to precisely polish a hard quartz elliptic lens in particular. Further, there is a case where polishing is performed manually as a finishing work. However, at present, it is difficult for even a skilled person to manufacture an elliptical lens with high accuracy because the curvature is not uniform. For this reason, conventionally, a plurality of spherical lenses are used in combination in order to suppress spherical aberration. However, there is a problem that the numerical aperture is reduced, and a method for easily manufacturing a high-precision elliptical lens has been desired. It had been.
本発明は前記従来技術の問題点に鑑みなされたもの
で、その目的は高精度の非球面レンズを簡単に製造する
ことのできる非球面レンズの製造方法および製造装置を
提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-described problems of the related art, and has as its object to provide a method and an apparatus for manufacturing an aspheric lens, which can easily manufacture a high-precision aspheric lens.
長軸、短軸の長さがそれぞれa,bである楕円の方程式
は、 x2／a2＋y2／b2＝１（第１図（ａ）参照）である。そ
して勾配ｍである楕円の接線l1,l2は、 である。Long axis, the equation of the ellipse length of the minor axis are each a, b is x 2 / a 2 + y 2 / b 2 = 1 ( FIG. 1 (a) refer). And the tangents l 1 and l 2 of the ellipse with the gradient m are It is.
そして楕円の接線であってこれらの接線l1,l2に垂直な
直線l3,l4は、 である。And straight lines l 3 and l 4 that are tangents to the ellipse and are perpendicular to these tangents l 1 and l 2 are It is.
この，の式を解いて直線l1,l2,l3,l4のそれぞれの
交点の軌跡を求めると、 となり、２＋２を計算して、 （１＋m2）（x2＋y2）＝（１＋m2）（a2＋b2） から求める軌跡の方程式は、 x2＋y2＝a2＋b2 …となる。By solving this equation, the trajectory of each intersection of the straight lines l 1 , l 2 , l 3 , l 4 is obtained, Calculating 2 + 2 , the equation of the trajectory obtained from (1 + m 2 ) (x 2 + y 2 ) = (1 + m 2 ) (a 2 + b 2 ) is x 2 + y 2 = a 2 + b 2 … .
この式に示す曲線を楕円の準円という。そしてこの直
交する二直線（二平面）l1,l3(l2,l4)の交点（交線）P1
(P2)をこの準円に沿って動かせば、これらの直交する
直線（平面）l1,l3(l2,l4)はこの楕円に接した状態で動
く。即ち、楕円上を一様に撫でることになる。そしてこ
の楕円に代えて回転楕円体を用いたとすれば、直交平面
l1,l3(l2,l4)は、第１図（ｂ）に示されるように、回転
楕円体４の外周面全域を撫でることになる。The curve shown in this equation is called an elliptical quasi-circle. And the intersection (intersection line) P 1 of the two orthogonal straight lines (two planes) l 1 , l 3 (l 2 , l 4 )
If (P 2 ) is moved along this quasi-circle, these orthogonal straight lines (planes) l 1 , l 3 (l 2 , l 4 ) move in contact with the ellipse. That is, the user strokes the ellipse uniformly. And if a spheroid is used instead of this ellipse, the orthogonal plane
l 1 , l 3 (l 2 , l 4 ) strokes the entire outer peripheral surface of the spheroid 4 as shown in FIG. 1 (b).
また楕円の焦点は で与えられ、その離心率は である。また光学的には、光軸に平行な光を焦点ｃに集
光させるには、レンズの屈折率をｎとしてne＝１であれ
ばよい。従ってレンズ材料の使用波長での屈折率ｎがわ
かればa,bの関係がわかる。The focus of the ellipse is And its eccentricity is It is. Optically, in order to converge light parallel to the optical axis to the focal point c, it suffices that ne = 1 if the refractive index of the lens is n. Therefore, if the refractive index n at the used wavelength of the lens material is known, the relationship between a and b can be determined.
同様に、x2／a2−y2／b2＝１なる双曲線に接し、互い
に直交する接線の交点の軌跡は x2＋y2＝a2−b2 … となり、この準円に沿って直交平面を移動させると直
交平面は双曲線と接しながら移動する。そして双曲線に
代えて回転双曲線体とすると、直交平面は回転双曲線体
外周面を撫でることになる。Similarly, the trajectory of the intersection of tangents that are tangent to the hyperbola of x 2 / a 2 −y 2 / b 2 = 1 is x 2 + y 2 = a 2 −b 2 , and is orthogonal along this quasi-circle. When the plane is moved, the orthogonal plane moves while being in contact with the hyperbola. If a hyperboloid is used instead of a hyperbola, the orthogonal plane strokes the outer peripheral surface of the hyperboloid.
また双曲線では、離心率ｅは、 であるため、を解くと、 式より x2＋y2＝a2−b2≧０、したがって a2／b2≧１ … 式より b2／a2＝n2−１ … 式より n2−１≦１、したがって となる即ち、回転双曲線体ではレンズ材料の屈折率ｎが であるという限界がある。In the hyperbola, the eccentricity e is Because it is, it is solved, x from the equation 2 + y 2 = a 2 -b 2 ≧ 0, thus a 2 / b 2 ≧ 1 ... Formula than b 2 / a 2 = n 2 -1 ... n from Equation 2 - 1 ≦ 1, so That is, in the case of the hyperboloid of revolution, the refractive index n of the lens material is There is a limit that is.
また放物線y2＝4pxの場合は、互いに直交する接線の
交点の軌跡はｘ＝ｐとなり、これを準線という。そして
直交する平面をこの準線に沿って移動させれば直交平面
は放物線上を移動し、放物線を回転放物線体とすれば、
直交平面はこの回転放物線体の外周面を撫でることにな
る。ただし回転放物線体の回転軸の近傍領域では、一方
の平面の長さが無限大近くとなるので、実際には非常に
限られた面領域でのみ成立するといえる。When the parabola is y 2 = 4px, the trajectory of the intersection of the tangents orthogonal to each other is x = p, which is called a quasi-line. If the orthogonal plane is moved along this quasi line, the orthogonal plane moves on a parabola, and if the parabola is a rotating parabola,
The orthogonal plane strokes the outer peripheral surface of the paraboloid of revolution. However, in the region near the rotation axis of the paraboloid of revolution, the length of one plane is close to infinity, so it can be said that this is actually achieved only in a very limited surface region.
発明者等は、このように、二次曲線に接する直交平面
とこの直交平面の交線の軌跡である準円または準線に着
目して本発明をなすに至ったものである。The inventors of the present invention have focused on the quasi-circle or quasi-line which is the trajectory of the orthogonal plane tangent to the quadratic curve and the line of intersection of the orthogonal plane, and have accomplished the present invention.
そして本発明の原理図（第１図（ｂ））および実施例
を示す図面（第２図）を参照して本発明を説明すると、
本発明に係る非球面レンズの製造方法は、回転駆動軸12
の先端に取付け固定されて回転するレンズ材16に、直交
研磨面を接触させ、研磨しようとするレンズ曲面に対応
する二次曲線の準円（または準線）に沿って前記直交
研磨面の交線52bを移動させて非球面部を研磨すること
を特徴とする。The present invention will be described with reference to the principle diagram (FIG. 1 (b)) of the present invention and a drawing (FIG. 2) showing an embodiment.
The method for manufacturing an aspheric lens according to the present invention includes the method of
The orthogonally polished surface is brought into contact with the rotating and rotatable lens member 16 attached to the tip of the lens, and the intersection of the orthogonally polished surface along the quasi-circle (or quasi-line) of the quadratic curve corresponding to the lens curved surface to be polished. The feature is that the aspherical portion is polished by moving the line 52b.
また本発明に係る非球面レンズの製造装置は、レンズ
材固定支持部13が架台10上に突設されたレンズ材回転駆
動軸12と、架台10に固定された支柱20に支承され、前記
レンズ材回転駆動軸12に直交して配置された枢軸22と、
交線52bが前記枢軸22と平行で前記レンズ材回転駆動軸1
2を覆うように配置された直交研磨面を有し、前記枢軸2
2回りに揺動可能に支承された研磨具50とを備えたこと
を特徴とする。Further, the apparatus for manufacturing an aspheric lens according to the present invention includes a lens material fixing support portion 13 supported on a lens material rotation drive shaft 12 protrudingly provided on a gantry 10 and a support 20 fixed on the gantry 10, wherein the lens A pivot 22 arranged orthogonal to the material rotation drive shaft 12,
The intersection line 52b is parallel to the pivot 22 and the lens material rotation drive shaft 1
2 having an orthogonal polished surface arranged to cover the
A polishing tool 50 supported so as to be capable of swinging around two directions.
レンズ材回転駆動軸12によってレンズ材16を回転さ
せ、このとき研磨具50の直交研磨面をレンズ材16に接触
させるとともに、直交研磨面の交線52bを所定の二次曲
線である楕円の準円に沿って移動させると、直交研磨
面は楕円外周面に沿って移動し、これによってレンズ材
16の外表面は目的とする楕円面に正確に研磨される。The lens material 16 is rotated by the lens material rotation drive shaft 12, and at this time, the orthogonal polishing surface of the polishing tool 50 is brought into contact with the lens material 16, and the intersection line 52 b of the orthogonal polishing surface is changed into a predetermined quadratic curve of an elliptical shape. When moved along a circle, the orthogonally polished surface moves along the outer peripheral surface of the ellipse,
The outer surface of 16 is precisely polished to the target ellipsoid.
次に、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。 Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
第２図は本発明方法を実施するための装置の一実施例
を示すもので、楕円面レンズの楕円面を研磨するための
装置の斜視図を示している。FIG. 2 shows an embodiment of an apparatus for carrying out the method of the present invention, and is a perspective view of an apparatus for polishing an elliptical surface of an elliptical lens.
この図において、楕円面レンズ研磨装置は、装置のベ
ースである架台10と、この架台10上に突設されたレンズ
材回転駆動軸12と、架台10に固定された一対の支柱20
と、支柱20に枢支された揺動枠体30と、揺動枠体30に組
付けられた研磨具50とから主として構成されている。In this figure, an elliptical lens polishing apparatus includes a base 10 as a base of the apparatus, a lens material rotation drive shaft 12 protruding from the base 10, and a pair of columns 20 fixed to the base 10.
And a swinging frame 30 pivotally supported by the column 20, and a polishing tool 50 attached to the swinging frame 30.
レンズ材回転駆動軸12は、架台10にベアリング機構12
aを介して回転可能に組付けられている。回転駆動軸12
には着脱可能なレンズ材固定支持部13が装着されてい
る。レンズ材固定支持部13には、第３図（ａ）に示され
るように、ガラス製の倣いガイド部14が固着され、さら
にこの倣いガイド部14の上端面に研磨しようとするレン
ズ材16が接着剤で固着されるようになっている。なお、
符号13aは回転駆動軸12への螺合連結部であるオネジ部
である。The lens material rotation drive shaft 12 is mounted on the base 10 with the bearing mechanism 12
It is rotatably mounted via a. Rotary drive shaft 12
A detachable lens material fixing support portion 13 is attached to. As shown in FIG. 3 (a), a glass copying guide portion 14 is fixed to the lens material fixing support portion 13, and a lens material 16 to be polished on the upper end surface of the copying guide portion 14. It is designed to be fixed with an adhesive. In addition,
Reference numeral 13a denotes a male screw portion which is a screw connection portion to the rotary drive shaft 12.
架台10上に設けられている一対の支柱20は、回転駆動
軸12を挟んで対向し、その上端部には揺動枠体30を支承
する一対の水平枢軸22が設けられている。この枢軸22は
回転駆動軸12と直交する位置に配置され、ビス21aを外
せば支柱上端部21を外すことができ、これによって揺動
枠体30を支柱20から簡単に分離できるようになってい
る。A pair of columns 20 provided on the gantry 10 are opposed to each other with the rotary drive shaft 12 interposed therebetween, and a pair of horizontal pivots 22 for supporting the swing frame 30 are provided at upper ends thereof. The pivot 22 is arranged at a position orthogonal to the rotary drive shaft 12, and the upper end 21 of the support can be removed by removing the screw 21a, so that the swing frame 30 can be easily separated from the support 20. I have.
揺動枠体30は、一対の連結部材32,32が対向する４本
のロッド34により上板36に固着されて略コの字形状に構
成されている。左右のロッド34にはそれぞれ一対のガイ
ド部材38がロッド34に沿って上下摺動可能に組付けら
れ、このガイド部材38には枢軸39により支持された研磨
具50が設けられている。上板36とガイド部材38との間に
は、圧縮スプリング40が介装され、ガイド部材38を常に
上板36から遠ざける方向に付勢している。また上板36と
ガイド部材38との間には上板36を貫通してガイド部材38
に螺合するネジ棒42が設けられており、このネジ棒42の
回動によりガイド部材38の上下方向の位置調節ができる
ようになっている。上板36には垂直ロッド44が突設さ
れ、この垂直ロッド44にユニバーサルジョイント46を介
して動力伝達用の水平ロッド48が連結されている。そし
て水平ロッド48はレンズ材回転駆動軸12を回転させる駆
動モータ（図示せず）によって矢印Ａ方向に往復動作
し、これによって揺動枠体30は矢印Ｂに示されるように
枢軸22回りに揺動動作するようになっている。The swing frame 30 is formed in a substantially U-shape by a pair of connecting members 32, 32 fixed to an upper plate 36 by four rods 34 facing each other. A pair of guide members 38 are respectively mounted on the left and right rods 34 so as to be vertically slidable along the rods 34. The guide members 38 are provided with a polishing tool 50 supported by a pivot 39. A compression spring 40 is interposed between the upper plate 36 and the guide member 38, and constantly biases the guide member 38 in a direction away from the upper plate 36. The guide member 38 extends through the upper plate 36 between the upper plate 36 and the guide member 38.
A screw rod 42 is provided which is screwed into the guide member 38. The position of the guide member 38 in the vertical direction can be adjusted by the rotation of the screw rod 42. A vertical rod 44 protrudes from the upper plate 36, and a horizontal rod 48 for power transmission is connected to the vertical rod 44 via a universal joint 46. The horizontal rod 48 is reciprocated in the direction of arrow A by a drive motor (not shown) for rotating the lens material rotation drive shaft 12, whereby the swing frame 30 swings around the pivot 22 as shown by arrow B. It is designed to work.
研磨具50は、第４図および第５図に示されるように、
直方体の底面の一部が直角に切欠かれ、切欠き面51の付
根部には枢軸挿通孔52aが形成されている。この枢軸挿
通孔52aの中心（枢軸39の軸心）52b（第５図参照）に互
いに直交する切欠き面51,51の交線が一致しており、挿
通孔52aには枢軸39が挿通され、研磨具50は枢軸39回り
に自由に回動できるとともに、揺動枠体30の揺動に応じ
て枢軸22回りを回動するようになっている。また研磨具
50の直交切欠き面51には対向する一対の円形凹部54が形
成され、ここに精磨用のパットや研磨用の研磨板等の研
磨部材55がセットできるようになっている。また円形凹
部54内には押え板56が配置されており、この押え板56は
研磨具本体を貫通して設けられた研磨面突出量調節ネジ
57の先端部に固着一体化されている。即ち、この円形凹
部54内にセットされる研磨部材55の表面は、原則として
切欠き面51と面一とされてレンズ材16と接触する研磨面
となっているが、例えばレンズ面を砂かけ研磨する場合
には、研磨部材55である研磨板の表面を切欠き面51より
突出させて研磨効果を高めることもでき、また精磨する
場合には研磨板に代えて精磨用パットに取替えて使用で
きるようになっている。The polishing tool 50 is, as shown in FIGS. 4 and 5,
A part of the bottom surface of the rectangular parallelepiped is cut at a right angle, and a pivot insertion hole 52a is formed at the base of the cut surface 51. The intersection of the notch surfaces 51, 51 orthogonal to each other coincides with the center (the axis of the pivot 39) 52b (see FIG. 5) of the pivot insertion hole 52a, and the pivot 39 is inserted into the insertion hole 52a. In addition, the polishing tool 50 can freely rotate around the pivot 39 and also rotate around the pivot 22 according to the swing of the swing frame 30. Also abrasive tools
A pair of circular recesses 54 facing each other are formed in the 50 orthogonal cut surfaces 51, and a polishing member 55 such as a polishing pad or a polishing plate for polishing can be set therein. A pressing plate 56 is disposed in the circular recess 54. The pressing plate 56 is a polishing surface protrusion amount adjusting screw provided through the polishing tool body.
It is fixedly integrated with the tip of 57. That is, the surface of the polishing member 55 set in the circular concave portion 54 is, in principle, flush with the cutout surface 51 and serves as a polishing surface that comes into contact with the lens material 16. In the case of polishing, the surface of the polishing plate, which is the polishing member 55, can be protruded from the notch surface 51 to enhance the polishing effect, and in the case of fine polishing, replace the polishing plate with a polishing pad. Can be used.
符号60は研磨しようとする楕円面に整合する外周形状
に形成されている楕円形状の倣いガイド板で、ビス62止
めすることにより支柱20に装着できるようになってい
る。なお符号61は枢軸22を挿通させるための挿通孔であ
る。また符号70は研磨具50と同一構造の倣い揺動部材
で、研磨具50の両側から枢軸39にこれを組付け、連結ロ
ッド（図示せず）をロッド挿通孔72,73に貫通させて研
磨具50と倣い揺動部材70とを一体化して、研磨具50を倣
い揺動部材70と一体に揺動させるようになっている。な
お倣い揺動部材70の直交切欠面は、倣いガイド板60の外
周面に接触した状態では、揺動枠体30を揺動動作させる
と研磨具50の研磨面が目的とする楕円面を正確になぞる
ようになっている。Reference numeral 60 denotes an elliptical copying guide plate formed in an outer peripheral shape matching the elliptical surface to be polished. Reference numeral 61 denotes an insertion hole through which the pivot 22 is inserted. Reference numeral 70 denotes a scanning swinging member having the same structure as the polishing tool 50, which is attached to the pivot 39 from both sides of the polishing tool 50, and a connecting rod (not shown) is passed through the rod insertion holes 72 and 73 to polish. The tool 50 and the copying swing member 70 are integrated, and the polishing tool 50 is rocked integrally with the copying swing member 70. Note that the orthogonal notch surface of the copying rocking member 70 is in contact with the outer peripheral surface of the copying guide plate 60, and when the rocking frame 30 is rocked, the polished surface of the polishing tool 50 accurately matches the target elliptical surface. It is designed to follow.
次ぎに、本実施例装置を使って楕円レンズの楕円面を
研磨および精磨する手順について説明する。Next, a procedure for polishing and refining the elliptical surface of the elliptical lens using the apparatus of this embodiment will be described.
先ず、ダイヤモンドカッタを使って従来方法により倣
いガイド部14およびレンズ材16を研磨しやすい所定の形
状に加工しておく。これらは表面が未だ研磨されていな
いものである。また倣いガイド板60を予め目的の楕円形
状に作っておく。この倣いガイド板60は鋼材であるため
簡単に寸法精度の良い楕円形状に作成することができ
る。First, the copying guide portion 14 and the lens material 16 are processed into a predetermined shape that is easily polished by a conventional method using a diamond cutter. These are those whose surfaces have not been polished yet. In addition, the copying guide plate 60 is formed in a target elliptical shape in advance. Since the copying guide plate 60 is a steel material, it can be easily formed into an elliptical shape with good dimensional accuracy.
次ぎに、レンズ材固定支持部13に倣いガイド部14およ
びレンズ材16を固着し、このレンズ材固定支持部13を回
転駆動軸12に固定する。次いで、研磨具50の研磨面51に
研磨板をセットした後、揺動枠体30の水平枢軸22を支柱
20上に組付け、支柱上端部21をビス止めする。次ぎに、
倣いガイド板60を水平枢軸22に組付けるとともに、倣い
揺動部材70を揺動枠体30の枢軸39に組付け、揺動枠体30
と研磨具50を連結ロッド（図示せず）で一体化する。そ
してネジ棒42をして研磨具50の研磨面がレンズ材16に接
触するようにセットする。このとき枢軸22,39間の距離
は、目的とする楕円面に整合する楕円の準円（第１図
（ｂ）の符号）の半径よりほんの僅かに大きい長さと
なっている。そして回転駆動軸12を回転させるととも
に、揺動枠体30を揺動させてレンズ材16の楕円面の研磨
を行う。研磨が進むにつれ、研磨板とレンズ材16表面と
の接触が甘くなるので、必要に応じネジ棒42をして研磨
具50の位置を調節する。そして倣い揺動部材70が倣いガ
イド板60の楕円形状外周面を倣い動作し、研磨具50の研
磨面である研磨板が目的とする楕円面に整合する楕円面
上を正確になぞり、研磨しすぎるという不具合もなく、
レンズ材16の楕円面は正確に研磨される。そして研磨工
程が終了した後、研磨板に代えて精磨用パットを装着し
同様の手順で精磨を行う。Next, the copying guide portion 14 and the lens material 16 are fixed to the lens material fixing support portion 13, and the lens material fixing support portion 13 is fixed to the rotation drive shaft 12. Next, after setting the polishing plate on the polishing surface 51 of the polishing tool 50, the horizontal pivot 22 of the swing frame 30 is
Attach it on the top 20, and screw the upper end 21 of the column. Next,
The copying guide plate 60 is attached to the horizontal pivot 22, and the copying swing member 70 is attached to the pivot 39 of the swing frame 30.
And the polishing tool 50 are integrated with a connecting rod (not shown). Then, the screw rod 42 is set so that the polishing surface of the polishing tool 50 contacts the lens material 16. At this time, the distance between the pivots 22 and 39 is slightly longer than the radius of the quasi-circle (reference numeral in FIG. 1B) of the ellipse matching the target ellipsoid. Then, the rotation drive shaft 12 is rotated and the swing frame 30 is swung to polish the elliptical surface of the lens material 16. As the polishing proceeds, the contact between the polishing plate and the surface of the lens material 16 becomes weaker. Therefore, the position of the polishing tool 50 is adjusted by using the screw rod 42 as necessary. Then, the copying swinging member 70 performs copying operation on the outer peripheral surface of the elliptical shape of the copying guide plate 60, and the polishing plate, which is the polishing surface of the polishing tool 50, accurately traces and grinds on the elliptical surface matching the target elliptical surface. There is no problem that it is too much,
The elliptical surface of the lens material 16 is accurately polished. After the polishing step is completed, a polishing pad is mounted in place of the polishing plate, and the polishing is performed in the same procedure.
このようにしてレンズ材16の表面に精磨された所定の
楕円面が形成されると、装置の駆動を停止し、レンズ材
固定支持部13を取り外して、レンズ材16を分離し、レン
ズ材16の裏面を球面に研磨および精磨する。レンズ材の
裏面を球面形状に研磨および精磨する方法は、従来の方
法と何ら異なることがないので、その説明は省略する。When the refined predetermined elliptical surface is formed on the surface of the lens material 16 in this manner, the operation of the apparatus is stopped, the lens material fixing support portion 13 is removed, the lens material 16 is separated, and the lens material 16 is separated. The back of 16 is polished and polished to a spherical surface. The method of polishing and refining the back surface of the lens material into a spherical shape is not different from the conventional method, and the description is omitted.
なお一旦、倣いガイド部14を正しい楕円面に形成して
おけば、第３図（ｂ）符号50A→50B→50Cに示されるよ
うに、研磨具50の直交研磨面の一方をこの倣いガイド部
14外周面に接触させてレンズ16を研磨することにより、
レンズ材16の表面がおのずと適正な楕円面形状に研磨さ
れることになる。したがって一度前記した方法によって
レンズ材16の研磨および精磨作業を行うと、倣いガイド
部14も適正な楕円面が形成されるので、次回からのレン
ズ材の研磨および精磨では倣いガイド板60と倣い揺動部
材70とからなる研磨具ガイド機構が不要となり、レンズ
材の研磨および精磨作業が一層容易なものとなる。Once the copying guide portion 14 is formed to have a correct elliptical surface, one of the orthogonally polished surfaces of the polishing tool 50 is connected to the copying guide portion as shown by reference numerals 50A → 50B → 50C in FIG. 3 (b).
14 By polishing the lens 16 by contacting the outer peripheral surface,
The surface of the lens material 16 is naturally polished to an appropriate elliptical shape. Therefore, once the polishing and refining work of the lens material 16 is performed by the above-described method, an appropriate elliptical surface is also formed in the copying guide portion 14, so that the polishing and refining of the lens material from the next time will be performed with the copying guide plate 60. The need for a polishing tool guide mechanism including the scanning swinging member 70 is eliminated, and the work of polishing and refining the lens material is further facilitated.
なお前記実施例ではレンズ部材16に楕円面を形成する
場合について説明したが、双曲面や放物面のような非球
面を形成する場合について本発明を適用することも可能
である。双曲面の場合には、直交研磨面の交線を双曲面
に対応する双曲線の準円に沿って移動させるようにし、
一方、放物面の場合には、直交研磨面の交線を放物面に
対応する放物線の準線に相当する所定の方向に沿って往
復運動させるようにすればよい。In the above embodiment, the case where an elliptical surface is formed on the lens member 16 has been described. However, the present invention can also be applied to a case where an aspheric surface such as a hyperboloid or a paraboloid is formed. In the case of a hyperboloid, the intersection of the orthogonal polished surface is moved along a hyperbolic quasi-circle corresponding to the hyperboloid,
On the other hand, in the case of a paraboloid, the intersection line of the orthogonal polished surface may be reciprocated along a predetermined direction corresponding to a parabola corresponding to the paraboloid.
以上の説明から明らかなように、本発明によれば簡単
に高精度の非球面レンズを製造することが可能となる。
従って合成石英のように硬い材料のレンズであっても高
精度に仕上ることができるので、紫外線域で開口数の大
きな、球面収差の皆無の単レンズを作ることができる。
そして本発明によって製造された楕円面レンズをエキシ
マレーザを用いたリソグラフィーレンズとして使用すれ
ば、レーザパワーがレンズにより減衰されず目的物に高
分解能のパターンを投影できるので、非常に有益である
といえる。As is apparent from the above description, according to the present invention, it is possible to easily manufacture a highly accurate aspherical lens.
Therefore, even a lens made of a hard material such as synthetic quartz can be finished with high accuracy, and a single lens having a large numerical aperture in the ultraviolet region and having no spherical aberration can be manufactured.
If the ellipsoidal lens manufactured according to the present invention is used as a lithography lens using an excimer laser, the laser power is not attenuated by the lens, and a high-resolution pattern can be projected on an object. .
第１図は本発明の原理を説明する説明図、第２図は楕円
面レンズの楕円面を研磨および精磨する装置の斜視図、
第３図（ａ）はレンズ材の固定支持部を示す正面図、第
３図（ｂ）は倣いガイド部にガイドされて研磨面がレン
ズ材を研磨する状態を説明する説明図、第４図は研磨具
の斜視図、第５図は研磨具の縦断面図、第６図は楕円面
レンズの集光作用を説明する説明図である。 10……架台、12……レンズ材回転駆動軸、13……レンズ
材固定支持部、14……倣い材ガイド部、16……レンズ
材、20……支柱、22……枢軸、30……揺動枠体、50……
研磨具、52b……直交研磨面の交線である枢軸挿通孔中
心、55……研磨面を形成する研磨部材。FIG. 1 is an explanatory view illustrating the principle of the present invention, FIG. 2 is a perspective view of an apparatus for polishing and refining an elliptical surface of an elliptical lens,
FIG. 3 (a) is a front view showing a fixed support portion of the lens material, FIG. 3 (b) is an explanatory diagram illustrating a state where the polishing surface is guided by the copying guide portion and the polishing surface polishes the lens material, and FIG. FIG. 5 is a perspective view of the polishing tool, FIG. 5 is a longitudinal sectional view of the polishing tool, and FIG. 6 is an explanatory view for explaining the light condensing action of the elliptical lens. 10 ... stand, 12 ... lens material rotation drive shaft, 13 ... lens material fixed support part, 14 ... copying material guide part, 16 ... lens material, 20 ... pillar, 22 ... pivot, 30 ... Swing frame, 50 ……
Polishing tool, 52b: Center of pivot insertion hole, which is the line of intersection of orthogonal polishing surfaces, 55: Polishing member that forms the polishing surface.
Claims (2)
るレンズ材に、直交研磨面を接触させ、研磨しようとす
るレンズ曲面に対応する二次曲線の準円または準線に沿
って前記直交研磨面の交線を移動させて非球面部を研磨
することを特徴とする非球面レンズの製造方法。An orthogonally polished surface is brought into contact with a lens material which is mounted and fixed on the tip of a rotary drive shaft and rotates, and the orthogonally polished surface is formed along a quasi-circle or quasi-line of a quadratic curve corresponding to a lens curved surface to be polished. A method for manufacturing an aspherical lens, characterized in that an aspherical portion is polished by moving an intersection line of a polished surface.
レンズ材回転駆動軸と、架台に固定された支柱に支承さ
れ、前記レンズ材回転駆動軸に直交して配置された枢軸
と、交線が前記枢軸と平行で前記レンズ材回転駆動軸を
覆うように配置された直交研磨面を有し、前記枢軸回り
に揺動可能に支承された研磨具とを備えたことを特徴と
する非球面レンズの製造装置。2. A lens material rotation drive shaft having a lens material fixing support portion protruding from a gantry, and a pivot shaft supported by a support fixed to the gantry and arranged orthogonal to the lens material rotation drive shaft. And a polishing tool having an orthogonal polishing surface arranged so that the intersection line is parallel to the pivot and covering the lens material rotation drive shaft, and supported to be swingable about the pivot. Aspherical lens manufacturing equipment.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25979487A JP2634414B2 (en) | 1987-10-16 | 1987-10-16 | Method and apparatus for manufacturing aspherical lens |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25979487A JP2634414B2 (en) | 1987-10-16 | 1987-10-16 | Method and apparatus for manufacturing aspherical lens |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01103256A JPH01103256A (en) | 1989-04-20 |
| JP2634414B2 true JP2634414B2 (en) | 1997-07-23 |
Family
ID=17339084
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25979487A Expired - Lifetime JP2634414B2 (en) | 1987-10-16 | 1987-10-16 | Method and apparatus for manufacturing aspherical lens |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2634414B2 (en) |
-
1987
- 1987-10-16 JP JP25979487A patent/JP2634414B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01103256A (en) | 1989-04-20 |
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