(57)【要約】【課題】１台の装置で凹状又は凸状の表面を有する様々な複合型光学素子の形状に対応することができる複合型光学素子の成形装置を提供すること。【解決手段】所望形状が形成された金型２の表面２ａと、芯出しされたガラス基材３の表面３ａとが対向して配され、金型２の表面２ａとガラス基材３の表面３ａとの間に吐出されたエネルギー硬化型樹脂５を押圧して、所望形状をエネルギー硬化型樹脂５に転写する複合型光学素子の成形装置１であって、金型２及びガラス基材３が重力方向に対して異なる位置に配された取付板部（支持部材）７と、取付板部７を回転して金型２とガラス基材３との対向方向を重力方向に対して変化させる反転機構（転回機構）１７と、を備えている。【選択図】図１
2008119880.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所望形状が形成された金型の表面と、芯出しされたガラス基材の表面とが対向して配され、前記金型の表面と前記ガラス基材の表面との間に吐出されたエネルギー硬化型樹脂を押圧して、前記所望形状を前記エネルギー硬化型樹脂に転写する複合型光学素子の成形装置であって、
前記金型及び前記ガラス基材が重力方向に対して異なる位置に配された支持部材と、
該支持部材を回転して前記金型と前記ガラス基材との対向方向を重力方向に対して変化させる転回機構と、
を備えていることを特徴とする複合型光学素子の成形装置。
【請求項２】
前記転回機構が、転回軸を有し、前記支持部材を前記転回軸まわりに回転させる転回駆動部と、
前記支持部材の転回角度を検出する転回角度検出部と、
を備えていることを特徴とする請求項１に記載の複合型光学素子の成形装置。
【請求項３】
前記転回機構の状態を制御する制御部を備えていることを特徴とする請求項２に記載の複合型光学素子の成形装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複合型光学素子の成形装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
所望の光学的形状を転写面として有する金型とガラス基材との間に樹脂を介在させ、金型とガラス基材とを相対的に移動して樹脂を押圧した後、この樹脂を硬化させることによってガラス基材と樹脂層とからなるいわゆる複合型光学素子を形成する技術が知られている。近年、カメラ等の光学系において、レンズ枚数の削減や光学性能向上を目的として、様々な形状の複合型光学素子が用いられている。このような複合型光学素子を形成する成形装置として、種々のものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特許第２８８６２２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記従来の複合型光学素子の成形装置では、樹脂を吐出するガラス基材の面が凸面の場合、凸面の中心部に樹脂を吐出した際に、凸面の周辺部に向かって樹脂が流れてしまう。そのため、樹脂を均等に押し広げることができず、膜厚のバラツキが生じて所望の金型形状を樹脂に転写することができない。従って、複合型光学素子としては、両凹レンズの何れか一方の凹面側に樹脂層を形成したり、メニスカスレンズの凹面側に樹脂層を形成したりするものしか対応することができない。様々な形状の複合型光学素子に対応するためには、複数の装置が必要になるという問題がある。
【０００４】
本発明は上記事情に鑑みて成されたものであり、１台の装置で凹状又は凸状の表面を有する様々な複合型光学素子を形成することができる複合型光学素子の成形装置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】
【０００５】
本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用する。
本発明に係る複合型光学素子の成形装置は、所望形状が形成された金型の表面と、芯出しされたガラス基材の表面とが対向して配され、前記金型の表面と前記ガラス基材の表面との間に吐出されたエネルギー硬化型樹脂を押圧して、前記所望形状を前記エネルギー硬化型樹脂に転写する複合型光学素子の成形装置であって、前記金型及び前記ガラス基材が重力方向に対して異なる位置に配された支持部材と、該支持部材を回転して前記金型と前記ガラス基材との対向方向を重力方向に対して変化させる転回機構と、を備えていることを特徴とする。
【０００６】
この発明は、転回機構を備えているので、ガラス基材が凹面のときには、金型に対してガラス基材を重力方向下方に配置して、エネルギー硬化型樹脂をガラス基材に吐出させることができる。また、ガラス基材が凸面のときには、転回機構を駆動して金型とガラス基材との対向方向を重力方向に対して変化させて、ガラス基材に対して金型を重力方向下方に配置して、エネルギー硬化型樹脂を金型に吐出させることができる。即ち、何れの場合も凹面にエネルギー硬化型樹脂を吐出させることができ、エネルギー硬化型樹脂が面の周囲に流れてしまうのを好適に抑えることができる。
【０００７】
また、本発明に係る複合型光学素子の成形装置は、前記複合型光学素子の成形装置であって、前記転回機構が、転回軸を有し、前記支持部材を前記転回軸まわりに回転させる転回駆動部と、前記支持部材の転回角度を検出する転回角度検出部と、を備えていることを特徴とする。
【０００８】
この発明は、支持部材を回転させることによって、支持部材を介して金型及びガラス基材の対向方向を重力方向に対して変更することができる。
【０００９】
また、本発明に係る複合型光学素子の成形装置は、前記複合型光学素子の成形装置であって、前記転回機構の状態を制御する制御部を備えていることを特徴とする。
この発明は、金型及びガラス基材を重力方向だけでなく、所望の方向に対して一列に並ばせることができる。従って、金型又はガラス基材の形状に応じて好適な位置にエネルギー硬化型樹脂を吐出させることができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、１台の装置で凹状又は凸状の面を有する様々な複合型光学素子を形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明に係る一実施形態について、図１及び図２を参照して説明する。
本実施形態に係る複合型光学素子の成形装置１は、図１に示すように、転写面として所望形状が形成された金型２の表面２ａと、芯出しされたガラス基材３の表面３ａとが対向して配され、金型２の表面２ａとガラス基材３の表面３ａとの間に吐出されたエネルギー硬化型樹脂５を押圧して、金型２の所望形状をエネルギー硬化型樹脂５に転写する複合型光学素子の成形装置であって、断面略Ｌ字状の架台ベース６と、断面略Ｌ字状に形成されて、金型２及びガラス基材３が重力方向に対して上下に異なる位置に配された取付板部（支持部材）７と、金型２を固定する金型保持部材８と、金型保持部材８を上下に移動させるＺ軸駆動機構１０と、中心軸線Ｃ１を有して略円筒形状に形成されてガラス基材３を載置する基材保持ヤトイ１１と、基材保持ヤトイ１１を中心軸線Ｃ１まわりに回転させる回転機構１２と、エネルギー硬化型樹脂５を硬化させるＵＶ照射部１３と、エネルギー硬化型樹脂５を吐出させる吐出部１５と、基材保持ヤトイ１１に保持されたガラス基材３の芯出しを行う芯出し機構１６と、架台ベース６に対して取付板部７を回転させて、金型２とガラス基材３との対向方向を重力方向に対して反転させる反転機構（転回機構）１７と、反転機構１７の状態を制御する制御部１８と、を備えている。
【００１２】
架台ベース６は、床面に載置されるベース部６Ａと、ベース部６Ａから立設された支持部６Ｂとを備えている。
取付板部７は、支持部６Ｂと略平行な第一側部７Ａと、第一側部７Ａに対して略直交する方向に延びる第二側部７Ｂとを備えている。
金型保持部材８は、金型２を保持する保持部８Ａと、保持部８Ａを第一側部７Ａに沿って移動する台部８Ｂとを備えている。
【００１３】
Ｚ軸駆動機構１０は、取付板部７の第一側部７Ａに沿って重力方向に延びて配されたガイドレール１０Ａと、ガイドレール１０Ａに沿って金型保持部材８を移動させるボールネジ１０Ｂと、ボールネジ１０Ｂを回転させる駆動機構用モータ１０Ｃと、図示しない位置センサとを備えている。
【００１４】
基材保持ヤトイ１１の上端面１１ａは、中心軸線Ｃ１と直交するように形成されている。上端面１１ａの周縁部にてガラス基材３の裏面３ｂを略線接触状態で保持するように、上端面１１ａと内周面１１ｂとの境界となる内側エッジ１１Ａと、上端面１１ａと外周面１１ｃとの境界となる外側エッジ１１Ｂとを備えている。
【００１５】
回転機構１２は、円筒形状とされ、基材保持ヤトイ１１の中心軸線Ｃ１と中心軸線が共通するように接続された回転部材１２Ａと、回転部材１２Ａを中心軸線Ｃ１回りに回転させる回転機構用モータ１２Ｂと、回転部材１２Ａの回転角度及び回転数を検出する回転機構用エンコーダ１２Ｃと、ベルト１２Ｄを介して回転機構用モータ１２Ｂの回転力を回転部材１２Ａに伝達するプーリ１２Ｅとを備えている。回転部材１２Ａは、取付板部７の第二側部７Ｂを板厚方向に貫通して設けられている。回転機構用モータ１２Ｂは、支柱２０を介して取付板部７の第二側部７Ｂに支持されている。
【００１６】
ＵＶ照射部１３は、中心軸線Ｃ１上にＵＶ光源１３Ａが配されるように、取付板部７の第二側部７Ｂに支柱２１を介して配されている。
吐出部１５は、架台ベース６のベース部６Ａに配された供給部１５Ａと、供給部１５Ａと管部１５Ｂを介して先端に接続されたシリンジ１５Ｃとを備えている。シリンジ１５Ｃには、エネルギー硬化型樹脂５が充填されている。
【００１７】
芯出し機構１６は、ガラス基材３に対して接近又は離間してガラス基材３の周部を把持する一対の爪１６Ａ，１６Ｂと、一対の爪１６Ａ，１６Ｂを対向する方向に移動させるシリンダ１６Ｃとを備えている。なお、芯出し機構の構成はこれに限らず、ベルクランプ方式等の公知の技術で構わない。
【００１８】
反転機構１７は、架台ベース６の支持部６Ｂに対し取付板部７の第一側部７Ａを回転可能に支持する円柱状の回転テーブル１７Ａと、回転テーブル１７Ａを中心軸線Ｃ２回りに所定の角度で転回させる反転機構用モータ（転回駆動部）１７Ｂと、回転テーブル１７Ａと反転機構用モータ１７Ｂとを接続する転回軸１７Ｃと、回転テーブル１７Ａの転回角度を検出する反転機構用エンコーダ（転回角度検出部）１７Ｄとを備えている。反転機構用モータ１７Ｂと反転機構用エンコーダ１７Ｄとは、支持部６Ｂに埋設されている。
【００１９】
制御部１８は、反転機構用モータ１７Ｂ及び反転機構用エンコーダ１７Ｄ、駆動機構用モータ１０Ｃ及び位置センサ、回転機構用モータ１２Ｂ及び回転機構用エンコーダ１２Ｃのそれぞれと電気的に接続されて、それぞれの回転状態を制御している。
制御部１８には、ガラス基材の表面が凹状か凸状かによって、金型２とガラス基材との対向方向を重力方向に対して変更するための図示しない操作部が設けられている。なお、このような操作部からではなく、作業者自身の判断で反転機構を直接操作してもよく、また、ガラス基材の形状を自動的に判別して反転機構を駆動させても構わない。
【００２０】
次に、本実施形態に係る複合型光学素子の成形装置１の作用について説明する。
最初に、図１に示すように、ガラス基材３が両凹レンズとされ、金型２と対向する凹状の表面３ａにエネルギー硬化型樹脂５を成形する場合について説明する。
まず、金型２がガラス基材３の上方に配されていることを確認する。そうでない場合には、後述する反転工程を実施して、位置を調整する。
【００２１】
次に、ガラス基材３の芯出し工程を実施する。
基材保持ヤトイ１１の外側エッジ１１Ｂに接触するようにガラス基材３を基材保持ヤトイ１１に載置する。そして、図示しない吸引手段によりガラス基材３を基材保持ヤトイ１１側に吸引した状態で、芯出し機構１６のシリンダ１６Ｃを駆動して、一対の爪１６Ａ，１６Ｂを互いに接近させ、ガラス基材３の外周を把持する。
【００２２】
続いて、エネルギー硬化型樹脂５の成形工程を実施する。
吐出部１５を用いて、シリンジ１５Ｃからエネルギー硬化型樹脂５をガラス基材３の表面３ａに吐出する。そして、Ｚ軸駆動機構１０の駆動機構用モータ１０Ｃを駆動し、ボールネジ１０Ｂを回転させてガイドレール１０Ａに沿って金型保持部材８を下方に移動する。
【００２３】
図示しない位置センサにより金型２が吐出されたエネルギー硬化型樹脂５の近傍の所定の位置まで接近したと検出された際に、回転機構１２の回転機構用モータ１２Ｂを駆動し、回転部材１２Ａを同時に回転させる。このとき、回転部材１２Ａとともに基材保持ヤトイ１１及びガラス基材３が中心軸線Ｃ１回りに回転する。やがて、金型２の表面２ａがエネルギー硬化型樹脂５に当接するとともに、エネルギー硬化型樹脂５を均等に押し広げる。そして、所定の距離だけ金型２を下降移動して所望の樹脂厚としたところで、Ｚ軸駆動機構１０の駆動機構用モータ１０Ｃを停止する。
【００２４】
その後、ＵＶ照射部１３を駆動し、回転部材１２Ａの中空孔を通してＵＶ光をガラス基材３の裏面３ｂに照射して、エネルギー硬化型樹脂５を硬化させる。
こうして、ガラス基材３の表面３ａに所望の形状を有する樹脂層が形成され、複合型光学素子が成形される。
【００２５】
次に、図２に示すように、表面２２ａが凸状のガラス基材２２にエネルギー硬化型樹脂５からなる樹脂層を成形する場合について説明する。
まず、表面２３ａが凹状の金型２３とガラス基材２２との上下方向の相対位置を変更するために、反転工程を実施する。
【００２６】
即ち、表面２３ａが凹状の金型２３であることを図示しない操作部に入力する。このとき、現状では、金型２３がガラス基材２２に対して上方に配されているので、反転機構１７の反転機構用モータ１７Ｂを駆動して回転テーブル１７Ａが回転し、架台ベース６に対して取付板部７が中心軸線Ｃ２回りに回転する。
【００２７】
回転テーブル１７Ａを回転させて、図２に示すように、ガラス基材２２と金型２３とを反転させ、ガラス基材２２が金型２３よりも上方の位置に配された状態となったときに、反転機構用モータ１７Ｂを停止する。
この状態で、上述したガラス基材２２の芯出し工程を実施する。即ち、基材保持ヤトイ１１の内側エッジ１１Ａに接触するようにガラス基材２２を基材保持ヤトイ１１に当接させ、ガラス基材２２を吸引し保持しながら、芯出し機構１６のシリンダ１６Ｃを駆動して、一対の爪１６Ａ，１６Ｂを互いに接近させてガラス基材２２の外周を把持させる。
【００２８】
エネルギー硬化型樹脂５の成形工程では、吐出部１５を用いて、シリンジ１５Ｃからエネルギー硬化型樹脂５を金型２３の表面２３ａに吐出する。そして、Ｚ軸駆動機構１０の駆動機構用モータ１０Ｃを駆動し、ボールネジ１０Ｂを回転させてガイドレール１０Ａに沿って金型保持部材８を上方に移動する。
【００２９】
その後は、上述したように、金型２３を移動させながら回転部材１２Ａを回転させ、金型２３の表面２３ａをエネルギー硬化型樹脂５に当接させて、エネルギー硬化型樹脂５を均等に押し広げる。そして、所定の距離だけ金型２３を上昇移動して所望の樹脂厚としたところで、Ｚ軸駆動機構１０の駆動機構用モータ１０Ｃを停止する。
【００３０】
こうして、ＵＶ照射部１３を駆動して、エネルギー硬化型樹脂５を硬化させ、ガラス基材２２の表面２２ａに所望の形状を有する樹脂層を形成して、複合型光学素子を成形する。
【００３１】
この複合型光学素子の成形装置１によれば、反転機構１７を備えているので、ガラス基材３の表面３ａが凹状の時には、金型２に対してガラス基材３を重力方向下方に配置して、エネルギー硬化型樹脂５をガラス基材３に吐出させることができる。また、ガラス基材２２の表面２２ａが凸状の時には、反転機構１７を駆動して金型２３とガラス基材２２との対向方向を重力方向に対して変化させて、ガラス基材２２に対して金型２３を重力方向下方に配置して、エネルギー硬化型樹脂５を金型２３に吐出させることができる。即ち、何れの場合も凹面にエネルギー硬化型樹脂５を吐出させることができ、エネルギー硬化型樹脂５が面の周囲に流れてしまうのを好適に抑えることができる。従って、１台の装置でも、凹状又は凸状の様々な表面を有する複合型光学素子を成形することができる。
【００３２】
また、反転機構１７によって取付板部７を回転させることによって、取付板部７を介して金型及びガラス基材の対向方向を重力方向に対して変更することができる。
【００３３】
なお、本発明の技術範囲は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上記実施形態では、重力方向に沿って反転させる場合について述べているが、これに限らず、制御部１８への入力情報によっては、金型及びガラス基材を重力方向だけでなく、所望の方向に対して一列に並ばせることができる。従って、金型又はガラス基材の形状に応じて好適な位置にエネルギー硬化型樹脂を吐出させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の一実施形態に係る複合型光学素子の成形装置を示す（ａ）全体構成図、（ｂ）（ｃ）要部断面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る複合型光学素子の成形装置を示す（ａ）全体構成図、（ｂ）要部断面図である。
【符号の説明】
【００３５】
１  複合型光学素子の成形装置
２，２３  金型
２ａ，２３ａ  金型の表面
３，２２  ガラス基材
３ａ，２２ａ  ガラス基材の表面
５  エネルギー硬化型樹脂
７  取付板部（支持部材）
１７  反転機構（転回機構）
１７Ｂ  反転機構用モータ（転回駆動部）
１７Ｃ  転回軸
１７Ｄ  反転機構用エンコーダ（転回角度検出部）
１８  制御部
【図１】
2008119880.tif 000003
【図２】
2008119880.tif 000004