本發(fā)明涉及一種透鏡制造方法、透鏡及透鏡保持裝置，尤其涉及一種對(duì)透鏡進(jìn)行磨削、研磨的透鏡制造方法、經(jīng)磨削、研磨來(lái)制造的透鏡及這種透鏡的制造中所使用的透鏡保持裝置。

背景技術(shù)：

當(dāng)對(duì)如透鏡或半導(dǎo)體晶片那樣的加工對(duì)象物進(jìn)行磨削、研磨加工時(shí)，將加工對(duì)象物的背面粘附于保持工具(夾具)或經(jīng)由保持工具吸引加工對(duì)象物的背面來(lái)進(jìn)行固定，并以已進(jìn)行固定的狀態(tài)使用加工機(jī)對(duì)加工對(duì)象面進(jìn)行加工。

例如專利文獻(xiàn)1中記載有在透鏡研磨用夾具中安裝透鏡時(shí)使用粘合劑或吸引背面的技術(shù)。并且，專利文獻(xiàn)2中記載有在對(duì)透鏡進(jìn)行研磨時(shí)用多個(gè)吸附口來(lái)吸附透鏡的技術(shù)，專利文獻(xiàn)3、4中記載有經(jīng)由多孔體或多個(gè)孔吸附平面狀半導(dǎo)體晶片的技術(shù)。

并且，已知有在將如透鏡那樣的一般為非平面形狀的加工對(duì)象物固定在保持工具時(shí)，使保持工具的保持面的形狀仿效加工對(duì)象物的背面形狀。例如專利文獻(xiàn)5中記載有經(jīng)由低熔點(diǎn)合金將透鏡背面固定在固定裝置的技術(shù)，專利文獻(xiàn)6、7中記載有具有塑性及形狀記憶性的透鏡保持部件根據(jù)透鏡的背面形狀相應(yīng)地變形的技術(shù)。

以往技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本特開(kāi)2000-79547號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)2：日本特開(kāi)2002-126960號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)3：日本特開(kāi)平8-323571號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)4：日本特開(kāi)2005-118979號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)5：日本特開(kāi)2003-334748號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)6：日本特開(kāi)2013-180372號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)7：日本特開(kāi)2013-180373號(hào)公報(bào)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明要解決的技術(shù)課題

近年來(lái)，電影及電視廣播正向圖像的高清晰化發(fā)展。伴隨于此，也對(duì)拍攝這種高清晰圖像的傳感器進(jìn)行高像素化而像素尺寸變小。因此，光學(xué)系統(tǒng)中所要求的精度也變得非常高。例如通常的球面透鏡中，有時(shí)面形狀中發(fā)生馬鞍形誤差(所謂的偏離誤差)，并且因與背面的面形狀精度差，在透射波前發(fā)生像差。將來(lái)，預(yù)測(cè)該偏離誤差的容許值將達(dá)到0.1μm以下。

然而，通過(guò)如上所述的以往技術(shù)，難以以高精度來(lái)加工兩面均為非平面形狀的透鏡。

例如上述專利文獻(xiàn)1中所記載的技術(shù)中，僅進(jìn)行基于定位部件的定位，透鏡將會(huì)以透鏡背面的誤差仍存在于內(nèi)部的狀態(tài)被保持固定，從而在透鏡的表面和背面發(fā)生相對(duì)的面形狀誤差。并且，專利文獻(xiàn)2中，透鏡背面(與加工對(duì)象面相反的面)為平面，從而當(dāng)背面及保持工具的透鏡保持面為非平面時(shí)不能適用。專利文獻(xiàn)3、4中，加工對(duì)象物也是半導(dǎo)體晶片等為平面狀，從而當(dāng)背面及保持工具的保持面為非平面時(shí)不能適用。而且，專利文獻(xiàn)5～7均為保持工具(的保持面)以順應(yīng)于透鏡背面的形狀的狀態(tài)來(lái)進(jìn)行保持(保持面的形狀根據(jù)透鏡背面相應(yīng)地變形，透鏡背面的形狀本身不發(fā)生變化)的技術(shù)，當(dāng)透鏡背面中存在誤差(面形狀誤差)時(shí)，成為其誤差仍存在于內(nèi)部的狀態(tài)來(lái)進(jìn)行保持。因此，當(dāng)對(duì)如此保持的透鏡的反面(加工對(duì)象面)即表面進(jìn)行磨削或研磨加工時(shí)，加工對(duì)象面(表面)的面形狀會(huì)以加工機(jī)的精度來(lái)被加工，因此從保持工具脫離的透鏡在背面和表面在面形狀上發(fā)生相對(duì)的誤差，其結(jié)果，在光學(xué)透射波前存在像差。

本發(fā)明是鑒于這種情況而完成的，其目的在于提供一種能夠制造具有優(yōu)異的光學(xué)透射性能的透鏡制造方法、具有優(yōu)異的光學(xué)透射性能的透鏡及這種透鏡的制造中所使用的透鏡保持裝置。

用于解決技術(shù)課題的手段

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的第1方式所涉及的透鏡制造方法包括將透鏡保持在透鏡保持工具的保持工序及對(duì)所保持的透鏡的加工對(duì)象面進(jìn)行加工的加工工序，其中，加工對(duì)象面的背面以第1面形狀誤差來(lái)加工成非平面形狀，透鏡保持工具的透鏡保持面以小于第1面形狀誤差的第2面形狀誤差來(lái)加工成與非平面形狀相同的形狀，在保持工序中，通過(guò)使背面與透鏡保持面順應(yīng)地面接觸，對(duì)透鏡的形狀進(jìn)行矯正以使背面沿著透鏡保持面，在加工工序中，以通過(guò)保持工序已進(jìn)行矯正的狀態(tài)對(duì)加工對(duì)象面進(jìn)行加工。

根據(jù)本發(fā)明的第1方式，通過(guò)使具有第1面形狀誤差的透鏡的背面與具有小于第1面形狀誤差的第2面形狀誤差的透鏡保持面順應(yīng)地面接觸，對(duì)透鏡的形狀(表面及背面)進(jìn)行矯正(變形和第1面形狀誤差與第2面形狀誤差之間的差分相當(dāng)?shù)牧?，并以該矯正狀態(tài)對(duì)加工對(duì)象面進(jìn)行加工。由此透鏡的加工對(duì)象面(表面)以取決于加工工具與透鏡保持工具的透鏡保持面(或所保持的透鏡背面)的距離的加工精度來(lái)被加工。若加工結(jié)束而從保持工具取下透鏡，則矯正狀態(tài)結(jié)束而透鏡背面恢復(fù)(變形)為原來(lái)的形狀(具有第1面形狀誤差的狀態(tài))，但因矯正狀態(tài)的結(jié)束加工對(duì)象面也沿著與背面相同方向僅變形和“第1面形狀誤差與第2面形狀誤差之間的差分”相當(dāng)?shù)牧?另外，當(dāng)?shù)?面形狀誤差與第1面形狀誤差相比足夠小時(shí)，可以認(rèn)為任意面均變形為與第1面形狀誤差相當(dāng)?shù)牧?。即在表面與背面相同的面形狀誤差(第1面形狀誤差)在透鏡的厚度方向(表面和背面方向)上向相同的方向發(fā)生，因此在透鏡的背面與表面第1面形狀誤差相互抵消而透鏡厚度誤差變小，從而能夠制造透射波像差較小的透鏡(具有優(yōu)異的光學(xué)透射性能的透鏡)。

另外，在第1方式及以下各方式中，“非平面形狀”可以是球面狀，也可以是非球面狀。并且，作為透鏡背面及透鏡保持面為“相同形狀”的情況，例如包括兩者為相同半徑的球面或相同的拋物面、橢面、雙曲線體及高次多項(xiàng)式面的情況。

本發(fā)明的第2方式所涉及的透鏡制造方法，在第1方式中，還包括對(duì)背面與透鏡保持面進(jìn)行對(duì)位的對(duì)位工序，并且進(jìn)行對(duì)位工序后進(jìn)行保持工序。通過(guò)進(jìn)行對(duì)位，能夠減少透鏡的加工誤差。

本發(fā)明的第3方式所涉及的透鏡制造方法，在第1或第2方式中，在對(duì)位工序中，在透鏡保持面的周緣部分設(shè)置的彈性保持部件上搭載背面來(lái)進(jìn)行對(duì)位。本方式通過(guò)在透鏡保持面的周邊部分設(shè)置的彈性保持部件上搭載背面后進(jìn)行對(duì)位，不會(huì)影響透鏡形狀的矯正。

本發(fā)明的第4方式所涉及的透鏡制造方法，在第1至第3方式中的任一個(gè)方式中，彈性保持部件設(shè)置在比背面的有效直徑更靠外側(cè)。通過(guò)彈性保持部件設(shè)置在比背面的有效直徑更靠外側(cè)，進(jìn)一步減少對(duì)透鏡形狀的矯正產(chǎn)生的影響。另外，在第4方式中，在比被加工的直徑更靠外側(cè)及透鏡鏡筒中進(jìn)行安裝時(shí)，能夠?qū)⒂杀３植考３值耐庵懿糠?周緣部分)等設(shè)為“比有效直徑更靠外側(cè)”。

本發(fā)明的第5方式所涉及的透鏡制造方法，在第1至第4方式中的任一方式中，在對(duì)位工序中，使透鏡的中心與透鏡保持工具的中心對(duì)齊。

本發(fā)明的第6方式所涉及的透鏡制造方法，在第1至第5方式中的任一方式中，在保持工序中，通過(guò)經(jīng)由透鏡保持工具吸引背面，使背面順應(yīng)于透鏡保持面來(lái)進(jìn)行矯正。通過(guò)經(jīng)由保持工具吸引背面，以透鏡形狀得到矯正的狀態(tài)固定在保持工具中。

本發(fā)明的第7方式所涉及的透鏡制造方法，在第1至第6方式中的任一方式中，第2面形狀誤差為透鏡的厚度分布誤差的容許值(例如PV值0.3μm)的二分之一以下。另外，在第7方式中，第2面形狀誤差進(jìn)一步優(yōu)選為透鏡的厚度分布誤差的容許值的五分之一以下。

本發(fā)明的第8方式所涉及的透鏡制造方法，在第1至第7方式中的任一方式中，第1面形狀誤差及第2面形狀誤差由PV值規(guī)定。另外，PV值(Peak-to-Valley Value)是指相對(duì)于所加工的面的設(shè)計(jì)值的形狀的最大誤差即測(cè)量范圍內(nèi)的最高點(diǎn)(Peak)與最低點(diǎn)(Valley)之差，表示光學(xué)部件的形狀精度時(shí)廣泛利用。

本發(fā)明的第9方式所涉及的透鏡通過(guò)第1至第8方式中的任一方式所涉及的透鏡制造方法來(lái)制造。通過(guò)第1至第8方式中的任一方式所涉及的透鏡制造方法來(lái)制造，在透鏡的背面與表面中面形狀誤差相互抵消而透鏡厚度誤差變小，從而能夠獲得透射波像差較小的透鏡(具有優(yōu)異的光學(xué)透射性能的透鏡)。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的第10方式所涉及的透鏡其表面及背面加工成非平面形狀，其中，表面的面形狀誤差被背面的面形狀誤差相互抵消。由此，在透鏡的背面與表面中面形狀誤差相互抵消而透鏡厚度誤差變小，從而能夠獲得透射波像差較小的透鏡(具有優(yōu)異的光學(xué)透射性能的透鏡)。

本發(fā)明的第11方式所涉及的透鏡在第10方式中，表面的面形狀誤差與背面的面形狀誤差為相同的大小，且在透鏡的厚度方向上向同一方向發(fā)生。第11方式對(duì)上述第10方式中的面形狀誤差的相互抵消進(jìn)行具體說(shuō)明。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的第12方式所涉及的透鏡保持裝置具備保持透鏡的透鏡保持工具、及對(duì)透鏡的形狀進(jìn)行矯正以使透鏡的被保持面沿著透鏡保持工具的透鏡保持面的矯正部，其中，透鏡保持面及被保持面加工成相同的非平面形狀，透鏡保持面的面形狀誤差小于被保持面的面形狀誤差，矯正部使被保持面與透鏡保持面順應(yīng)地面接觸來(lái)進(jìn)行矯正。第12方式對(duì)與第1方式所涉及的透鏡制造方法對(duì)應(yīng)的透鏡保持裝置的發(fā)明進(jìn)行規(guī)定，并通過(guò)使用該透鏡保持裝置，能夠制造透射波像差較小的透鏡(具有優(yōu)異的光學(xué)透射性能的透鏡)。

本發(fā)明的第13方式所涉及的透鏡保持裝置，在第12方式中，透鏡保持面的面形狀誤差及被保持面的面形狀誤差由PV值規(guī)定。PV值的含義與第8方式中敘述的含義相同。

發(fā)明效果

根據(jù)本發(fā)明的透鏡制造方法、透鏡及透鏡保持裝置，能夠獲得具有優(yōu)異的光學(xué)透射性能的透鏡。

附圖說(shuō)明

圖1是表示本發(fā)明的一實(shí)施方式所涉及的透鏡制造裝置的外觀圖。

圖2表示本發(fā)明的一實(shí)施方式所涉及的透鏡保持工具，圖2(a)是俯視圖，圖2(b)是剖視圖，圖2(c)及圖2(d)是局部剖視圖。

圖3是表示本發(fā)明的一實(shí)施方式所涉及的透鏡制造方法的流程圖。

圖4是表示本發(fā)明的一實(shí)施方式所涉及的透鏡制造方法的情況的圖。

圖5是表示偏離誤差的例子的圖，圖5(a)是立體圖，圖5(b)是俯視圖。

圖6是表示基于本發(fā)明的一實(shí)施例的透鏡加工的情況的圖。

圖7是表示透鏡加工的比較例的情況的圖。

圖8是表示透鏡加工的另一比較例的情況的圖。

圖9是表示基于本發(fā)明的透鏡加工的實(shí)施例、基于比較例的加工條件及加工結(jié)果的表。

圖10是表示電視透鏡的結(jié)構(gòu)及該電視透鏡中的加工對(duì)象透鏡的剖視圖。

圖11是表示對(duì)圖10所示的加工對(duì)象透鏡的波像差進(jìn)行模擬的結(jié)果的圖。

圖12是表示透鏡保持工具的另一方式的圖，圖12(a)是俯視圖，圖12(b)是剖視圖。

圖13是表示透鏡保持工具的又一方式的圖。

具體實(shí)施方式

以下，參考附圖對(duì)本發(fā)明所涉及的透鏡制造方法、透鏡及透鏡保持裝置的實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。

<透鏡制造裝置的結(jié)構(gòu)>

圖1是表示本發(fā)明的一實(shí)施方式所適用的透鏡制造裝置10(包括透鏡保持裝置)的主要部分結(jié)構(gòu)的圖。透鏡制造裝置10由透鏡保持工具(保持工具)110、泵122(矯正部)、馬達(dá)124、控制器126(矯正部)、擠壓工具132、測(cè)量片134及旋轉(zhuǎn)砂輪142構(gòu)成，此外還包括未圖示的電源裝置等。

透鏡保持工具110經(jīng)由泵122吸引/保持透鏡100，并且通過(guò)馬達(dá)124以軸L為中心旋轉(zhuǎn)。對(duì)這種吸引/保持、旋轉(zhuǎn)的控制由控制器126進(jìn)行。擠壓工具132構(gòu)成為沿通過(guò)透鏡保持工具110的中心的方向能夠進(jìn)退，并且能夠按壓搭載于透鏡保持工具110的透鏡100的側(cè)面。測(cè)量片134配置于透鏡100及透鏡保持工具110的外側(cè)且能夠檢測(cè)與透鏡100的接觸，并通過(guò)擠壓工具132及測(cè)量片134對(duì)透鏡100與透鏡保持工具110進(jìn)行對(duì)位。

使用了透鏡制造裝置10的透鏡加工的詳情將后述。

<透鏡保持工具的結(jié)構(gòu)>

圖2是表示透鏡保持工具110的結(jié)構(gòu)的圖，圖2(a)是俯視圖，圖2(b)是圖2(a)的2B-2B方向部視圖。

<彈性保持部件>

如圖2(a)所示，透鏡保持工具110的透鏡保持面111被劃分為中心部分區(qū)域111A與周緣部分區(qū)域111B。區(qū)域111A為與透鏡100的背面100A的有效直徑(半徑r₀)對(duì)應(yīng)的區(qū)域，區(qū)域111B(半徑r₁＞r₀)為背面100A的有效直徑外的區(qū)域。在此，有效直徑是指透鏡的光軸上的從無(wú)限遠(yuǎn)物點(diǎn)發(fā)射并通過(guò)透鏡的平行光束的直徑。在該區(qū)域111B，彈性保持部件112、113、114相對(duì)于透鏡保持面111的中心0配置成相互呈120°的角度。

彈性保持部件112包括彈簧112A及頭部112B，在不吸引透鏡100的狀態(tài)下，如圖2(c)所示，頭部112B成為突出于區(qū)域111B的上部的狀態(tài)。而且，如后述，若透鏡100被吸引，則如圖2(d)所示，彈簧112A被透鏡100的背面100A按壓而被壓縮，從而頭部112B的上端位于區(qū)域111B的面。然后，若透鏡100的吸引結(jié)束并從透鏡保持工具110取下透鏡100，則彈性保持部件112因彈簧112A的彈力又恢復(fù)到圖2(c)所示的狀態(tài)。

彈性保持部件113、114的結(jié)構(gòu)及作用與彈性保持部件112相同，因此省略說(shuō)明。

<孔及吸引口>

在透鏡保持工具110中設(shè)置有從透鏡保持面111向鉛垂方向貫穿的多個(gè)孔115?？?15在透鏡保持工具110的下部與吸引口116連通，并且在保持透鏡時(shí)經(jīng)由這些孔115及吸引口116吸引透鏡100的背面100A。

<透鏡加工的步驟>

接著，對(duì)使用了本實(shí)施方式所涉及的透鏡制造裝置10的透鏡制造方法進(jìn)行說(shuō)明。圖3是表示這種透鏡制造方法(透鏡加工方法)的步驟的流程圖，圖4是表示進(jìn)行透鏡加工時(shí)的透鏡誤差的情況的示意圖。并且，圖5是表示偏離誤差的例子的圖。另外，在圖4以后的圖中，點(diǎn)線表示X軸方向的誤差，單點(diǎn)劃線表示Y軸方向的誤差。

首先，將透鏡100搭載于透鏡保持工具110(S100)。在該狀態(tài)下，背面100A加工成半徑R的球面狀(非平面形狀)，如圖4(a)及圖4(e)所示，具有偏離誤差PV1(第1面形狀誤差)?！捌x”是源于“astigmatism”的術(shù)語(yǔ)，光學(xué)部件的加工中“偏離誤差”是指通常不對(duì)稱的面形狀誤差。例如，如圖5(a)、(b)所示，當(dāng)具有在X方向上向下凸出而在Y方向上向上凸出的面形狀誤差(設(shè)計(jì)值與實(shí)際形狀之差)時(shí)，可以說(shuō)“具有偏離誤差”。該偏離誤差能夠以PV值(Peak-to-Valley Value)即相對(duì)于加工面(在此為背面100A)的設(shè)計(jì)值的最大誤差(測(cè)量范圍內(nèi)的最高點(diǎn)(Peak)與最低點(diǎn)(Valley)之差)來(lái)表示，在本實(shí)施方式中，如圖4(e)所示，設(shè)為背面100A具有偏離誤差PV1。

上述非球面形狀及偏離誤差的形狀能夠由以下式來(lái)表示。

<非球面形狀定義式(相對(duì)光軸的旋轉(zhuǎn)對(duì)象)>

[數(shù)式1]

<偏離形狀定義式>

[數(shù)式2]

其中，C為透鏡的近軸曲率半徑的倒數(shù)，h為離光軸的高度，K為圓錐常數(shù)，A4～A20為非球面系數(shù)。當(dāng)為球面時(shí)，K＝0，A4～A20＝0。

另外，如圖2(f)、(g)所示，透鏡保持工具110的透鏡保持面(保持面)111以偏離誤差PV2(＜PV1；第2面形狀誤差)來(lái)加工成半徑R的球面狀(非平面形狀)(即透鏡保持面111以小于透鏡100的背面100A的偏離誤差PV1的偏離誤差PV2來(lái)加工成與背面100A相同的形狀)。

另外，S100中，如上所述，透鏡100的背面100A與彈性保持部件112、113、114抵接而被保持(參考圖2(b)、(c))。

接著，對(duì)透鏡100與透鏡保持工具110進(jìn)行校準(zhǔn)(對(duì)位工序)(S110)。如上所述，通過(guò)用擠壓工具132按壓透鏡100的側(cè)面(端部)來(lái)進(jìn)行該校準(zhǔn)，若達(dá)到適當(dāng)?shù)臄D壓量，則透鏡100的相反側(cè)的側(cè)面與測(cè)量片134接觸而測(cè)量片134發(fā)生變動(dòng)，并輸出表示該變動(dòng)的信號(hào)，從而能夠知道成為適當(dāng)?shù)臄D壓量。當(dāng)擠壓量過(guò)大時(shí)，通過(guò)馬達(dá)124及控制器126使透鏡保持工具110半旋轉(zhuǎn)來(lái)擠壓相反側(cè)的側(cè)面即可。如此適當(dāng)旋轉(zhuǎn)透鏡保持工具110的同時(shí)重復(fù)進(jìn)行擠壓來(lái)進(jìn)行校準(zhǔn)，從而能夠使透鏡100的中心與透鏡保持工具110的中心對(duì)齊。

若在S110中進(jìn)行校準(zhǔn)，則以已進(jìn)行校準(zhǔn)的狀態(tài)將透鏡100保持在透鏡保持工具110(S120；保持工序)。如上所述，透鏡100的保持以如下方式進(jìn)行：通過(guò)泵122及控制器126，經(jīng)由孔115及吸引口116吸引透鏡100的背面100A。然后，通過(guò)如此吸引背面100A，背面100A的形狀與透鏡保持工具110的透鏡保持面111順應(yīng)地面接觸，由此以具有偏離誤差PV1的背面100A沿著具有偏離誤差PV2(＜PV1)的透鏡保持面111的方式透鏡100的形狀得到矯正(變形)(參考圖4(b))。即背面100A變形和偏離誤差PV1與偏離誤差PV2之間的差分相當(dāng)?shù)牧俊?/p>

這種保持，繼續(xù)進(jìn)行直至透鏡100的加工(磨削及研磨)結(jié)束。

若透鏡100被保持，則進(jìn)行磨削及研磨(S130；加工工序)。該磨削及研磨以如下方式進(jìn)行：通過(guò)馬達(dá)124及控制器126使透鏡保持工具110旋轉(zhuǎn)，并且如圖4(c)所示，通過(guò)未圖示的馬達(dá)使旋轉(zhuǎn)砂輪142旋轉(zhuǎn)并使透鏡100的表面100B(加工對(duì)象面)移動(dòng)。另外，由于透鏡保持工具110旋轉(zhuǎn)，因此可以不進(jìn)行從表面100B的外周部至相反側(cè)的外周部的磨削及研磨，而重復(fù)進(jìn)行從一側(cè)外周部至中心(或從中心至外周部)的磨削及研磨即可。通過(guò)這種磨削及研磨，表面100B以依賴于旋轉(zhuǎn)砂輪142與透鏡保持工具110的透鏡保持面111(或所保持的背面100A)的距離精度的加工精度來(lái)被加工。

若S130的磨削及研磨結(jié)束，則停止透鏡保持工具110的旋轉(zhuǎn)來(lái)停止背面100A的吸引，并將透鏡100從透鏡保持工具110分離(S140)。于是，如圖4(d)及(h)所示，在吸引保持中，順應(yīng)于透鏡保持面111的背面100A恢復(fù)為原來(lái)的形狀而變成具有偏離誤差PV1(PV值)，但同時(shí)表面100B也向與背面100A相同方向發(fā)生變形，并且變形和“偏離誤差PV1與偏離誤差PV2之間的差分”相當(dāng)?shù)牧?參考圖4(i))。因此，在背面100A與表面100B相同的偏離誤差(面形狀誤差)PV1在透鏡的厚度方向(表面和背面方向)上向同一方向發(fā)生，因此在背面100A與表面100B偏離誤差PV1相互抵消。

如以上說(shuō)明，根據(jù)本實(shí)施方式所涉及的透鏡制造裝置10、透鏡保持工具110及透鏡制造方法，能夠獲得面形狀誤差較小且透射波像差較小的透鏡100(具有優(yōu)異的光學(xué)透射性能的透鏡)。

<實(shí)施例及比較例>

接著，通過(guò)實(shí)施例及比較例示出具體數(shù)值來(lái)對(duì)上述實(shí)施方式所涉及的透鏡制造裝置10、透鏡100、透鏡保持工具110及透鏡制造方法進(jìn)行說(shuō)明。實(shí)施例及比較例1、2的條件如下。

(實(shí)施例)

透鏡背面的面形狀誤差(偏離誤差：PV值)：150nm

透鏡保持工具的面形狀誤差(偏離誤差：PV值)：30nm

(比較例1)

透鏡背面的面形狀誤差(偏離誤差：PV值)：50nm

透鏡保持工具的面形狀誤差(偏離誤差：PV值)：200nm

(比較例2)

透鏡背面的面形狀誤差(偏離誤差：PV值)：180nm

透鏡保持工具的面形狀誤差(偏離誤差：PV值)：30nm

當(dāng)上述實(shí)施例為(透鏡背面的面形狀誤差＜透鏡保持工具的面形狀誤差)且以保持工具來(lái)矯正背面誤差時(shí)，即為滿足本發(fā)明的條件的例子，比較例1為(透鏡背面的面形狀誤差＞透鏡保持工具的面形狀誤差)，即為不滿足本發(fā)明的條件時(shí)的例子。并且，比較例2為(透鏡背面的面形狀誤差＜透鏡保持工具的面形狀誤差)，即為透鏡背面的面形狀誤差不是以透鏡保持工具來(lái)進(jìn)行矯正的情況(例如，將透鏡以透鏡外周部來(lái)粘附于透鏡保持工具等，基于以往的保持方法的情況)。

圖6是表示上述實(shí)施例中的透鏡加工及其透鏡加工時(shí)的誤差的情況的圖。本實(shí)施例所涉及的透鏡200中，背面具有偏離誤差PV3A(參考圖6(a)、(j))，透鏡保持工具210的透鏡保持面具有偏離誤差PV3B(參考圖6(i)、(k))。若將該透鏡200吸引/保持在透鏡保持工具210(參考圖6(b))，則透鏡200的形狀由透鏡保持工具210進(jìn)行矯正，并如圖6(f)所示那樣變形。然后，如圖6(c)所示，若透鏡200的表面被加工(磨削、研磨)，則如圖6(g)所示，透鏡200的表面成為具有加工誤差的狀態(tài)。然后，若加工結(jié)束而透鏡200從透鏡保持工具210分離(參考圖6(d))，則透鏡200的背面與吸引/保持前相同地恢復(fù)成具有偏離誤差PV3A的狀態(tài)(參考圖6(1))，并成為也對(duì)表面加以該偏離誤差PV3A的狀態(tài)。

因此，通過(guò)上述加工，與上述的實(shí)施方式同樣地，在透鏡200的表面與背面偏離誤差PV3A相互抵消。另外，圖6(e)、(f)、(g)及(h)分別表示透鏡200的表面具有初始誤差的狀態(tài)、因吸引保持而變形且誤差也發(fā)生變化的狀態(tài)、具有基于加工的誤差的狀態(tài)及加工誤差加偏離誤差PV3A的狀態(tài)。

圖7是表示上述比較例1中的加工情況的圖。在比較例1中，用透鏡保持工具310來(lái)對(duì)透鏡300進(jìn)行加工，在透鏡300的表面與背面偏離誤差PV4A最終被相互抵消。圖7(a)～(1)的含義與圖6(a)～(1)相同，因此省略詳細(xì)說(shuō)明。

圖8是表示上述比較例2中的加工情況的圖。在比較例2中，用透鏡保持工具410來(lái)對(duì)透鏡400進(jìn)行加工。在此，透鏡400的背面的偏離誤差為PV5A，透鏡保持工具410的誤差為PV5B(＜PV5A)。圖8(a)～(1)的含義與圖6(a)～(1)相同，因此省略詳細(xì)說(shuō)明。

圖9是對(duì)上述實(shí)施例及比較例1、2的加工結(jié)果進(jìn)行總結(jié)的表。如圖9所示，在透鏡保持工具的面形狀誤差小于透鏡背面的偏離誤差且透鏡背面由透鏡保持工具進(jìn)行矯正的實(shí)施例中，透射波像差較小為25nm，而在透鏡保持工具的面形狀誤差大于透鏡背面的偏離誤差的比較例1中，透射波像差為190nm，與實(shí)施例相比成為較大的值。并且，透鏡保持工具的面形狀誤差小于透鏡背面的偏離誤差，但在透鏡背面不是由透鏡保持工具進(jìn)行矯正的比較例2中，在透鏡400的表面與背面偏離誤差PV5A不會(huì)相互抵消，從而透射波像差與實(shí)施例相比成為較大的值(140nm)。

如此，根據(jù)本發(fā)明，可知能夠獲得透射波像差較小的透鏡(具有優(yōu)異的光學(xué)透射性能的透鏡)。

<模擬結(jié)果>

接著，示出對(duì)本發(fā)明的透鏡制造方法進(jìn)行模擬的結(jié)果。圖10是表示電視透鏡700的結(jié)構(gòu)及加工對(duì)象即第2透鏡710的剖視圖。本模擬中，在圖10中的第2透鏡710的背面710A(將第1透鏡的左側(cè)的面設(shè)為第1面時(shí)的第4面；球面狀)存在偏離誤差的情況下，用以往的透鏡制造方法(研磨方法)及本發(fā)明的透鏡制造方法來(lái)對(duì)表面710B進(jìn)行研磨時(shí)的對(duì)透鏡性能的影響，通過(guò)波像差來(lái)進(jìn)行了比較。

圖11是表示使用了圖10的透鏡的光軸上的成像性能的模擬結(jié)果的圖。在圖11(a)～(e)中，橫軸表示以“焦距/f焦距比數(shù)”計(jì)算的入射光瞳直徑(單位：mm)，縱軸表示波像差的大小(基準(zhǔn)波長(zhǎng)1.0λ，在此表示e線(波長(zhǎng)約546nm的汞的光譜線)的波長(zhǎng))。圖11(a)表示設(shè)計(jì)值，在透鏡周邊部分向正(+)方向發(fā)生波像差。設(shè)計(jì)值中波像差不論方向均相同(對(duì)稱)。

圖11(b)、(c)是基于以往的研磨方法的結(jié)果。當(dāng)為以往的研磨方法時(shí)，表面710B及背面710A獨(dú)立地被加工，因此即使在表面710B按設(shè)計(jì)值被加工的情況下，仍殘存背面710A的加工誤差。圖11(b)表示對(duì)背面710A的X方向賦予形狀誤差+3條時(shí)的波像差，在透鏡周邊部分向正(+)方向發(fā)生大于設(shè)計(jì)值的波像差。另一方面，圖11(c)表示對(duì)背面710A的Y方向賦予形狀誤差-3條時(shí)的波像差，在透鏡周邊部分向負(fù)(-)方向發(fā)生波像差。即以往的研磨方法中，可知背面710A的偏離誤差在圖像面的X方向及Y方向上發(fā)生于不同的側(cè)面，從而影響透鏡性能(波像差)。

相反，當(dāng)為本發(fā)明的制造方法時(shí)，背面710A的加工誤差直接作為表面710B的加工誤差來(lái)發(fā)生。圖11(d)、(e)表示適用了本發(fā)明的制造方法的情況，背面710A的加工誤差與表面710B的加工誤差成為等量。即，表示分別對(duì)背面710A及表面710B向X方向賦予形狀誤差+3且同樣向Y方向賦予形狀誤差-3條時(shí)的波像差。都在透鏡周邊部分向正(+)方向發(fā)生波像差，但像差在X方向及Y方向上對(duì)稱且大小也沒(méi)有差異而與設(shè)計(jì)狀態(tài)相同。即，根據(jù)本發(fā)明，可知即使背面710A存在偏離誤差也與表面710B相互抵消而不會(huì)影響透鏡性能(波像差)。另外，關(guān)于上述加工誤差的符號(hào)，將相對(duì)于設(shè)計(jì)值面形狀向圖像側(cè)變形的情況定義為正，將向物體側(cè)變形的情況定義為負(fù)。

<透鏡保持工具的另一方式>

接著，對(duì)透鏡保持工具的另一方式進(jìn)行說(shuō)明。在上述實(shí)施方式及實(shí)施例中，對(duì)透鏡保持工具110具備彈性保持部件112的方式及與其相同的方式進(jìn)行了說(shuō)明，但本發(fā)明中的透鏡保持工具并不限定于這種方式。上述方式以外，也能夠采用圖12所示的透鏡保持工具510那樣的方式。

如圖12(a)的俯視圖所示，透鏡保持工具510中，保持部的主體511包括中心部分區(qū)域511A及周緣部分區(qū)域511B，區(qū)域511A與區(qū)域511B由獨(dú)立的部件構(gòu)成。而且，在區(qū)域511B沿周向以120°分開(kāi)設(shè)置有彈性保持部件512、513、514。彈性保持部件512與上述彈性保持部件112同樣地具有彈簧512A及頭部512B，但還具備軸承512C，通過(guò)該軸承512C及其他彈性保持部件513、514所具備的軸承，區(qū)域511B相對(duì)于區(qū)域511A平滑地旋轉(zhuǎn)。

另外，如圖12(b)的剖視圖(沿圖12(a)的12B-12B線的剖面)所示，透鏡保持工具510與透鏡保持工具110同樣地具備多個(gè)孔515及吸引口516，由此能夠進(jìn)行對(duì)透鏡100的吸引/保持。

在透鏡保持工具510及上述透鏡保持工具110中，彈性保持部件設(shè)置在沿周向以等間隔分開(kāi)的3個(gè)地方，但彈性保持部件的數(shù)量及配置并不限定于這種方式。例如也可以沿周向以等間隔分開(kāi)設(shè)置6個(gè)或6個(gè)以上，也可以設(shè)置不是以大致一點(diǎn)來(lái)保持的彈性保持部件而是沿周向具有長(zhǎng)度的彈性保持部件或遍及透鏡保持工具整周的彈性保持部件。

并且，在透鏡保持工具510及透鏡保持工具110中，通過(guò)孔及吸引口來(lái)進(jìn)行對(duì)透鏡的吸引/保持，但如圖13所示的透鏡保持工具610，也可以將整個(gè)保持部分611以多孔部件來(lái)構(gòu)成并經(jīng)由底部中所設(shè)置的吸引口616進(jìn)行吸引/保持。

另外，圖12及圖13中，泵、馬達(dá)、控制器、擠壓工具及測(cè)量片等要件與圖1、2所示的部件相同，因此省略圖示及說(shuō)明。

而且，本發(fā)明并不限定于上述實(shí)施方式，在不脫離本發(fā)明的技術(shù)思想的范圍內(nèi)，當(dāng)然可以進(jìn)行各種變形。

符號(hào)說(shuō)明

10-透鏡制造裝置，100、200、300、400-透鏡，110、210、310、410、510、610-透鏡保持工具，111-透鏡保持面，112、113、114、512、513、514-彈性保持部件，115-孔，116、616-吸引口，122-泵，124-馬達(dá)，126-控制器，132-擠壓工具，134-測(cè)量片，142-旋轉(zhuǎn)砂輪。