(57)【要約】【課題】  精度のよい複合型非球面レンズ及びその製造方法を提供する。【解決手段】  樹脂層４１を形成するために必要な紫外線硬化樹脂を金型コア３４の型面に供給し、レンズ４０を金型本体３３に配置する。レンズ４０と光源との間に配置された絞り部２０により光源から照射された光線を、レンズ４０の中央部に集光する一方で、集光された光線の透過光を、金型コア３４の反射膜の形成された凸状部３４４によりレンズ４０の周辺部に向けて反射する。絞り部２０により集光された光線と凸状部３４４により反射された光線とにより紫外線硬化性樹脂が中心部から周辺部に向かって順次硬化され、樹脂層４１の形成された複合型非球面レンズが製造される。【選択図】  図３
2006175721.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レンズの一面に光の照射により硬化する光硬化性樹脂の層を形成し、
前記レンズの他面側に配置された光源から該レンズの中心部に光を照射し、
前記光の照射により前記レンズと前記光硬化性樹脂の層とを通過した透過光を、該レンズの前記一面側に配置された反射手段により前記レンズの周縁部に向けて反射させ、
前記透過光と前記反射手段により反射された光とにより、前記光硬化性樹脂が硬化してなる樹脂層を形成する、
ことを特徴とする複合型非球面レンズの製造方法。
【請求項２】
前記反射手段は、前記光硬化性樹脂を前記レンズの一面に接するように保持する金型部に配置され、その表面に反射層が形成された複数の凸状部から構成され、前記光硬化性樹脂の層に対し複数の角度で前記透過光を反射する、ことを特徴とする請求項１に記載の複合型非球面レンズの製造方法。
【請求項３】
前記凸状部は、前記光硬化性樹脂の層の中心部から周縁部に向かって、前記反射された光の光線密度を漸減させる、ことを特徴とする請求項２に記載の複合型非球面レンズの製造方法。
【請求項４】
レンズと、
前記レンズの一面側に配置された光源から該レンズの中心部に照射された光と前記レンズの前記一面と対向する他面側に配置された反射手段により前記レンズの周縁部に向けて反射された前記照射された光の反射光とによって、前記レンズの他面側に形成された光硬化性樹脂が硬化されてなる樹脂層と、を備える、
ことを特徴とする複合型非球面レンズ。
【請求項５】
光の照射により硬化される光硬化性樹脂の層をレンズの一面に接するように保持する金型であって、
前記レンズの他面側に配置された光源から該レンズの中心部に照射されて該レンズと前記光硬化性樹脂の層とを透過した透過光を反射して前記レンズの周縁部に向けるように、前記レンズの前記一面側に配置された反射手段を備え、
前記反射手段は、前記照射された光と前記反射手段により反射された光とにより前記光硬化性樹脂が硬化されてなる樹脂層を形成するように、前記透過光を前記光硬化性樹脂の層に反射する、ことを特徴とする複合型非球面レンズ用金型。
【請求項６】
前記反射手段は、表面に反射層が形成された複数の凸状部から構成される、ことを特徴とする請求項５に記載の複合型非球面レンズ用金型。
【請求項７】
前記凸状部は、前記レンズに対応して、中心部から周辺部に向かって円周方向のピッチが増加するように、前記レンズの中心軸と同心円上に配置される、ことを特徴とする請求項６に記載の複合型非球面レンズ用金型。
【請求項８】
前記凸状部は、前記レンズに対応して、中心部から周辺部に向かう半径方向のピッチが漸次に増加するように、前記レンズの中心軸と同心円上に配置される、ことを特徴とする請求項６に記載の複合型非球面レンズ用金型。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高分子樹脂層が形成された複合型非球面レンズ及びその製造方法並びに複合型非球面レンズ用金型に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ガラス等の球面レンズに光硬化性樹脂層を積層した複合型非球面レンズがデジタルカメラや光ピックアップ装置等の光学装置に広く使用されている。
【０００３】
通常、例えば特許文献１に開示されるように、複合型非球面レンズは平滑な表面を有する金型を用いて製造される。この製造方法によれば、図７に示すように、一面に未硬化の紫外線硬化樹脂からなる樹脂層１４１を形成したガラスレンズ１４０の該一面側を上記金型１３４の表面で保持する。次いで、ガラスレンズ１４０の他面側に配置された光源１１０から、ガラスレンズを介して樹脂層１４１に紫外線１１１を照射することにより、未硬化の樹脂を硬化し、金型の表面が転写された高分子樹脂層の積層された複合型非球面レンズを製造する。
【特許文献１】特開２０００−１８０６０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の製造方法では、樹脂層を硬化する際に、ガラスレンズ全体に紫外線を照射するため、照射された紫外線により、紫外線硬化樹脂全体が同時に硬化される。そのため、形成された高分子樹脂層にしわが発生することがあった。このしわは、複合型非球面レンズの精度を低下させる。
【０００５】
本発明は、上記実状に鑑みてなされたもので、精度のよい複合型非球面レンズ及びその製造方法並びに複合型非球面レンズ用金型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】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明の第１の観点に係る複合型非球面レンズの製造方法は、
レンズの一面に光の照射により硬化する光硬化性樹脂の層を形成し、
前記レンズの他面側に配置された光源から該レンズの中心部に光を照射し、
前記光の照射により前記レンズと前記光硬化性樹脂の層とを通過した透過光を、該レンズの前記一面側に配置された反射手段により前記レンズの周縁部に向けて反射させ、
前記透過光と前記反射手段により反射された光とにより、前記光硬化性樹脂が硬化してなる樹脂層を形成する、
ことを特徴とする。
【０００７】
反射手段は、光硬化性樹脂をレンズの一面に接するように保持する金型部に配置され、その表面に反射層が形成された複数の凸状部から構成され、光硬化性樹脂の層に対し複数の角度で前記透過光を反射することが望ましい。
【０００８】
凸状部は、光硬化性樹脂の層の中心部から周縁部に向かって、反射された光の光線密度を漸減させてもよい。
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明の第２の観点に係る複合型非球面レンズは、
レンズと、
前記レンズの一面側に配置された光源から該レンズの中心部に照射された光と前記レンズの前記一面と対向する他面側に配置された反射手段により前記レンズの周縁部に向けて反射された前記照射された光の反射光とによって、前記レンズの他面側に形成された光硬化性樹脂が硬化されてなる樹脂層と、を備える、
ことを特徴とする。
【００１０】
上記目的を達成するため、本発明の第３の観点に係る複合型非球面レンズ用金型は、
光の照射により硬化される光硬化性樹脂の層をレンズの一面に接するように保持する金型であって、
前記レンズの他面側に配置された光源から該レンズの中心部に照射されて該レンズと前記光硬化性樹脂の層とを透過した透過光を反射して前記レンズの周縁部に向けるように、前記レンズの前記一面側に配置された反射手段を備え、
前記反射手段は、前記照射された光と前記反射手段により反射された光とにより前記光硬化性樹脂が硬化されてなる樹脂層を形成するように、前記透過光を前記光硬化性樹脂の層に反射する、
ことを特徴とする。
【００１１】
反射手段は、金型部に形成され、表面に反射層が形成された複数の凸状部から構成されてもよい。
この場合、凸状部は、レンズに対応して、中心部から周辺部に向かって円周方向のピッチが増加するように、レンズの中心軸と同心円上に配置されることが望ましい。
また、凸状部は、レンズに対応して、中心部から周辺部に向かう半径方向のピッチが漸次に増加するように、レンズの中心軸と同心円上に配置されてもよい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、光源から照射された光と、該光の透過光をレンズの周縁部に向けて反射した光とにより、光硬化性樹脂が中心部から周辺部に向かって順次硬化されるため、精度のよい複合型非球面レンズ及びその製造方法並びに複合型非球面レンズ用金型を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明の実施の形態にかかる複合型非球面レンズについて、以下図面を参照して説明する。
【００１４】
図１に示すように、複合型非球面レンズ用のレンズ製造装置１は、光源１０と、光源１０から放射された光線をレンズの中央部に集光する絞り部２０と、複合型非球面レンズの基体となるレンズ４０を保持する保持部３０と、から構成される。
【００１５】
光源１０は、所定の波長、例えば２００ｎｍ〜４００ｎｍの波長の紫外線を放射する高圧水銀灯と、高圧水銀灯に電力を供給する電源とを有する。
【００１６】
図１及び図２を参照して、絞り部２０は、枠体２１と、固定板２２と、回転板２３と、絞り羽根２４と、回転板２３を回転させる駆動モータ２５とから構成される。
【００１７】
枠体２１は、筒形状を有し、その内周面で、固定板２２を固定して支持し、回転板２３を回転可能に支持する。枠体２１は、支持部材２１１により、ガイドシャフト３２１に固定されている。
【００１８】
固定板２２は、環状の板であり、レンズ４０の光軸と同軸に円形の開口部を形成するように配置される。固定板２２には、絞り羽根を軸支する軸ピン２２１が配置されている。
【００１９】
回転板２３は、環状の板であり、レンズの光軸と同軸に円形の開口部を形成するように配置される。回転板２３は、カム溝２３１と、その外周面に形成された駆動モータの出力ギヤ２５２と噛合する環状ギヤ２３２とを有する。回転板２３の内径は、最大の絞り口径を規定する。
【００２０】
絞り羽根２４は、固定板２２と回転板２３との間に、隣接する絞り羽根２４とその一部が重なるように配置される。絞り羽根２４には、固定板の軸ピン２２１に嵌合する孔２４１と、回転板２３のカム溝２３１と係合するカムフォロワ２４２とが形成されている。絞り羽根２４は、回転板２３の回転に伴って、その側縁部で構成する絞り孔の口径を拡大または減少するように回動する。図中では、理解を容易にするため、３枚の絞り羽根２４を示すが、絞り部２０は、例えば１０枚の絞り羽根２４を有し、各絞り羽根は、隣接する絞り羽根とその一部が重なるように配置される。
【００２１】
駆動モータ２５は、サーボモータから構成され、出力シャフト２５１に回転板の環状ギヤ２３２と噛合する出力ギヤ２５２を有する。駆動モータ２５は、その回転方向に応じて、回転板２３を回転させる。
【００２２】
再度図１を参照して、保持部３０は、レンズホルダ３１と、金型３２とを有する。
【００２３】
レンズホルダ３１は、金型３２の金型本体に配置されたガイドシャフト３２１に挿通され、図示しない固定装置により、任意の高さに固定可能である。
【００２４】
金型３２は、金型本体３３と、金型コア３４と、下部プレート３５とから構成される。
【００２５】
金型本体３３は、その表面にガイドシャフト３２１が略垂直に配置され、中央に金型コア３４を収容する中空部３３１が形成されている。金型本体３３は、中空部３３１の外周縁でレンズ４０を支持する。金型本体３３には、レンズ４０の外径に応じた位置決めを行うためのガイドピン３３２が形成されている。ガイドピン３３２により、レンズ４０は、形成された樹脂層４１の光軸と同軸となるように芯出しされる。
【００２６】
下部プレート３５は、その中央に金型コア３４を収容する中空部３５１が形成されている。下部プレート３５は、図示しない結合装置により金型本体３３と結合されている。
【００２７】
金型コア３４は、上部コア３４１と下部コア３４２とから構成される。上部コア３４１は、透明な材料、例えば透明ガラス（ＢＫ７等）から形成されている。下部コア３４２は、真鍮、アルミニウム等の金属から形成され、下部プレート３５に固定ボルト３６により固定されている。
【００２８】
上部コア３４１は、凹状に形成された型面３４３に図示しない供給装置から供給された紫外線硬化性樹脂をレンズ４０と接するように保持し、レンズ４０の一面に非球面の樹脂層４１を形成する。ここで、型面３４３は、複合型非球面レンズの形状、曲率等に応じて非球面の鏡面に形成されている。レンズ４０は、外径１０〜３０ｍｍのガラス製の球面凸レンズである。レンズ４０の樹脂層４１が形成される面には、樹脂層４１との密着性を向上させるために、密着性向上用のカップリング剤が塗布されている。紫外線硬化性樹脂は、アクリル系またはエポキシ系の透明な樹脂から構成され、周知の光重合開始剤を含む。
なお、型面３４３には、硬化した紫外線硬化性樹脂との離型性を確保するために、フッ素樹脂等を用いたコーティングが施されている。上部コア３４１には、下部コア３４２との境界面に、後述する凸状部に対応する凹状部３４４が研削加工により形成されている。
【００２９】
図３に示すように、下部コア３４２は、上部コア３４１との境界面に研削加工により形成された複数の凸状部３４４を有する。凸状部３４４は、三角形状の断面を有し、その表面は、紫外線硬化性樹脂からなる樹脂層４１の周辺部に向くように形成されている。また、この表面には、蒸着等の周知の方法により銀またはアルミニウム等からなる反射コーティング膜が形成されている。
【００３０】
図４に示すように、凸状部３４４は、レンズ４０に対応して、その径方向に複数設けられ、これらは円周方向に連続するように、レンズ４０の光軸（中心軸）と同心円上に配置される。
【００３１】
このため、レンズ４０の中央部に照射された紫外線は、凸状部３４４の表面で反射され、樹脂層４１の周辺部に照射される。
【００３２】
制御部５０は、ＭＰＵ（Micro Processor Unit）、各種メモリなどから構成される。制御部５０は、光源１０の電源を制御して、所定の強度の紫外線を高圧水銀灯から放射させる。制御部５０は、絞り部２０により、光源１０から照射された紫外線がレンズ４０の中心部を照射するように制御する。
【００３３】
次に、図１及び図３を参照して、レンズ製造装置１を用いた複合型非球面レンズの製造方法について説明する。
【００３４】
レンズホルダ３１を上げて、所望の厚さの樹脂層を形成するために必要な紫外線硬化性樹脂を、図示しない供給装置により上部コアの型面３４３に供給する。続いて、複合レンズの基材となるレンズ４０を図示しない搬送装置により金型本体３３に中空部３３１の中心軸と同軸に配置する。次いで、レンズホルダ３１によりレンズ４０を中空部３３１の周縁に支持された状態で固定する。ここで、レンズ４０は、紫外線硬化性樹脂と密着して保持されている。
【００３５】
制御部５０は、駆動モータ２５を駆動して、所望の方向（時計回りまたは反時計回り）に回転板２３を回転させ、絞り羽根２４を回動させて、絞り羽根の側縁部で形成される絞り口径を、光源１０からの紫外線がレンズの中心領域を照射するように調整する。
【００３６】
制御部５０は、図示しない電源部をオンして光源１０の水銀灯を点灯して、所定の波長の紫外線の平行光線を、レンズ径の約１／３の絞り口径に調整された絞り部２０を介して、レンズ４０に入射させる。
【００３７】
このとき、紫外線は、レンズ４０を通して、樹脂層４１の中心部を照射するとともに、透明な上部コア３４１を透過し、樹脂層４１下方の下部コア３４２に形成された複数の凸状部３４４の表面で反射される。反射された光線は、上部コア３４１を通過して樹脂層４１の周辺部に複数の入射角度で入射する。ここで、反射光により照射される領域は、透過光により照射される領域よりも広いので、樹脂層４１の周辺部の光線密度は、中心部の光線密度に対して減少される。
【００３８】
すなわち、樹脂層４１の紫外線硬化性樹脂は、中心部が主にレンズ４０の透過光により硬化され、周辺部が主に凸状部３４４で反射され、中心部より光線密度が減少された反射光により硬化される。したがって、樹脂層４１の中心部から周辺部に向かって紫外線の照射量が減少されるため、硬化反応の進行に差が生じ、中心部の紫外線硬化性樹脂から順に硬化される。そのため、形成された樹脂層４１には、紫外線硬化性樹脂の収縮に伴うしわが発生し難い。
【００３９】
紫外線の照射時間は、典型的には、３０秒間から１分間に制御される。
【００４０】
このようにして、しわの発生が抑制された高分子樹脂層４１が形成された複合型非球面レンズが製造される。
【００４１】
以上説明したように、光源１０とレンズ４０との間に配置された絞り部２０を通過した光線により樹脂層４１中心部を照射するとともに、樹脂層下方に配置された凸状部３４４で反射された光線により樹脂層４１周辺部を照射する。これにより、樹脂層４１の紫外線硬化性樹脂を中心部から周辺部に向かって順次硬化させる。このため、形成された樹脂層４１にはしわ等が発生し難い。
【００４２】
本発明は、上記の実施の形態に限定されず、その応用及び変形等は任意である。
例えば、上記の実施の形態では、レンズの片面に樹脂層を形成したが、レンズの両面に樹脂層を形成することも可能である。また、樹脂層を形成するレンズは凸レンズに限定されず、凹レンズであってもよい。
【００４３】
上記の実施の形態では、凸状部を、円周方向に連続して、レンズの光軸と同心円上に配置した。しかし、図５に示すように、凸状部３４６は、錐体形状を有し、相互に円周方向に離間して配置され、円周方向のピッチが、レンズ４０に対応して、樹脂層４１の中心部から周辺部に向かって増加するように配置されてもよい。すなわち、紫外線が反射される凸状部３４６の単位照面積当たりの密度が、樹脂層４１の中心部から周辺部に対して減少する。
【００４４】
このため、凸状部３４６の表面で反射された紫外線が樹脂層４１に入射するときの光線密度は、樹脂層４１の中心部から周辺部に向かってさらに減少する。
【００４５】
凸状部３４６は、図６に示すように、中心部から周辺部に向かう半径方向のピッチが漸次に増加するように配置されてもよい。この配置によっても、光線が反射される凸状部３４６の単位照射面積当たりの密度が中心部から周辺部に向かって減少する。このため、凸状部３４６の表面で反射された光線は、中心部から周辺部に向かって減少されて樹脂層に入射する。
【００４６】
上記の実施の形態では、凸状部が、真鍮、アルミニウム等の金属から構成される下部コアに形成されると説明した。しかし、透明な材料から形成された上部コアの凹状部の内表面に、蒸着等の方法により銀またはアルミニウム等の反射金属コーティング膜を形成することによっても、上記の実施の形態における凸状部と同様の機能を実現することができる。
【００４７】
上記の実施の形態では、絞り部により光源から照射された紫外線をレンズ径の１／３に集光して紫外線硬化樹脂の中心部に照射すると説明した。しかし、絞り部は、紫外線の光束をレンズ径よりも小さくなるように集光すればよく、上記の値には限定されない。絞り部は、紫外線の光束径を漸増または漸減させるようにすることもできる。また、紫外線を集光する手段は、絞り部に限定されず、例えば単一のレンズ又はレンズの組合せによっても実現可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の実施の形態にかかる複合型非球面レンズ用のレンズ製造装置を示す模式図である。
【図２】図１のレンズ製造装置の絞り部の構造を示す平面図である。
【図３】図１のレンズ製造装置の拡大図である。
【図４】図１のレンズ製造装置の金型に形成された凸状部の配置を示す平面図である。
【図５】凸状部の他の配置を示す平面図である。
【図６】凸状部の他の配置を示す平面図である。
【図７】従来の複合型非球面レンズの製造方法を示す模式図である。
【符号の説明】
【００４９】
１    レンズ製造装置
１０  光源
２０  絞り部
２１  枠体
２２  固定板
２３  回転板
２４  絞り羽根
２５  駆動モータ
３０  保持部
３１  レンズホルダ
３２  金型
３３  金型本体
３４  金型コア
３５  下部プレート
３６  固定ボルト
４０  レンズ
４１  樹脂層
５０  制御部
３４４  凸状部
３４６  凸状部
【図１】
2006175721.tif 000003
【図２】
2006175721.tif 000004
【図３】
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【図４】
2006175721.tif 000006
【図５】
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【図６】
2006175721.tif 000008
【図７】
2006175721.tif 000009