(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学面と端部との間に面取り面を有する光学素子の前記面取り面に遮光塗料を設ける光学素子の製造方法であって、
前記遮光塗料を前記光学素子の前記面取り面に塗布する塗布工程と、
前記光学素子を回転させながら前記塗布工程で前記面取り面に塗布された遮光塗料に線状の弾性体を接触させて、前記面取り面に塗布された前記遮光塗料を光学面に移動させる調整工程と、を有し、前記調整工程では、前記面取り面の幅ｌと、前記塗布工程で塗布された前記遮光塗料の膜厚ｔ（μｍ）と、前記線状の弾性体の直径ｄ（μｍ）と、前記面取り面と前記面取り面と対面する前記線状の弾性体の長手方向と平行な仮想線とのなす角α（°）が下記式（１）を満たして前記線状の弾性体と前記遮光塗料を接触させることを特徴とする光学素子の製造方法。
ｄ＞ｔ＞０．５×ｌ×ｔａｎα    （１）
【請求項２】
前記調整工程では、前記線状の弾性体を前記面取り面に接触させることを特徴とする請求項１に記載の光学素子の製造方法。
【請求項３】
前記調整工程では、前記線状の弾性体を前記面取り面の少なくとも一部に０ｍＮ以上１００ｍＮ以下で押圧することを特徴とする請求項２に記載の光学素子の製造方法。
【請求項４】
前記線状の弾性体は、張力を付与する少なくとも２点の支持体で支持されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の光学素子の製造方法。
【請求項５】
前記線状の弾性体は、一方のリールから繰り出され他方のリールに巻き取られるように、巻き取り機構を有するリールに巻かれていることを特徴とする請求項４に記載の光学素子の製造方法。
【請求項６】
前記線状の弾性体のヤング率Ｅは、０．１ＧＰａ以上、３５０ＧＰａ以下であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の光学素子の製造方法。
【請求項７】
光学面と端部との間に面取り面を有する光学素子の前記面取り面に遮光塗料を設ける光学素子の製造方法であって、
前記遮光塗料を前記光学素子の前記面取り面に塗布する塗布工程と、
前記光学素子を回転させながら前記塗布工程で前記面取り面に塗布された遮光塗料に、弾性ブレードの底面を接触させて、前記面取り面に塗布された前記遮光塗料を光学面に移動させる調整工程と、を有し、前記調整工程では、前記面取り面の幅ｌと、前記塗布工程で塗布された前記遮光塗料の膜厚ｔ（μｍ）と、前記弾性ブレードの前記底面と垂直方向の長さである高さｄ´（μｍ）と、前記面取り面と前記面取り面と対面する前記弾性ブレードの底面とのなす角α（°）が下記式（２）を満たして前記弾性ブレードと前記遮光塗料を接触させることを特徴とする光学素子の製造方法。
ｄ´＞ｔ＞０．５×ｌ×ｔａｎα    （２）
【請求項８】
前記弾性ブレードのヤング率Ｅは、０．１ＧＰａ以上、３５０ＧＰａ以下であることを特徴とする請求項７に記載の光学素子の製造方法。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれか一項に記載の光学素子の製造方法を用いて製造された光学素子を用いて製造されることを特徴とする光学機器の製造方法。
【請求項１０】
前記光学機器は、カメラであることを特徴とする請求項９に記載の光学機器の製造方法。
【請求項１１】
前記光学機器は、双眼鏡であることを特徴とする請求項１０に記載の光学機器の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レンズやプリズムなどの光学素子のフレアやゴーストの発生原因となる迷光を吸収するための遮光膜を有する光学素子の製造方法に関わるものである。
【背景技術】
【０００２】
カメラや顕微鏡等の光学機器に使用されるレンズやプリズム等の光学素子は、光学素子への入射光が表面反射や内面反射を起こすと迷光が発生する。この迷光は、フレアやゴーストを発生させ、光学機器の光学性能を低下させる原因となる。表面反射や内面反射を防止するために、光学素子の端部や光学面の縁部に反射防止用の遮光塗料を塗布して、遮光膜を形成することが知られている。
【０００３】
従来、遮光塗料を光学素子に塗布する方法としては、遮光塗料を含浸させた筆や刷毛を作業者が手作業で光学素子の塗布したい部位に押しつけて塗布する方法が一般的であった。特許文献１は、筆や刷毛を用いた手作業による塗布を機械化する塗布方法として、芯出しをした光学素子を回転させ、光学素子の外周形状に沿って塗布具を移動させ、端部及び光学面の縁部に遮光塗料を自動塗布する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平５−８０２０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１の塗布方法では、レンズ芯出し時のばらつきに伴う回転時の芯ぶれや、レンズ自体の外形形状ばらつきを伴うため、光学素子と塗布具の相対位置関係がばらついてしまう。そのため数百μｍの幅で塗布が必要な光学面の縁部への塗布においては、塗布位置の調整や摩耗した塗布具の交換を行うことが必要であり、生産性が悪いという課題がある。
【０００６】
本発明は、生産性良く光学面の縁部に光学有効面に侵入しない所望の幅で遮光塗料を塗布し、表面反射や内面反射を防止した遮光膜を形成する光学素子の製造方法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】
【０００７】
本発明の光学素子の製造方法は、光学面と端部との間に面取り面を有する光学素子の前記面取り面に遮光塗料を設ける光学素子の製造方法であって、前記遮光塗料を前記光学素子の前記面取り面に塗布する塗布工程と、前記光学素子を回転させながら前記塗布工程で前記面取り面に塗布された遮光塗料に線状の弾性体を接触させて、前記面取り面に塗布された前記遮光塗料を光学面に移動させる調整工程と、を有し、前記調整工程では、前記面取り面の幅ｌと、前記塗布工程で塗布された前記遮光塗料の膜厚ｔ（μｍ）と、前記線状の弾性体の直径ｄ（μｍ）と、前記面取り面と前記面取り面と対面する前記線状の弾性体の長手方向と平行な仮想線とのなす角α（°）が下記式（１）を満たして前記線状の弾性体と前記遮光塗料を接触させることを特徴とする。
あるいは、本発明の光学素子の製造方法は、光学面と端部との間に面取り面を有する光学素子の前記面取り面に遮光塗料を設ける光学素子の製造方法であって、前記遮光塗料を前記光学素子の前記面取り面に塗布する塗布工程と、前記光学素子を回転させながら前記塗布工程で前記面取り面に塗布された遮光塗料に、弾性ブレードの底面を接触させて、前記面取り面に塗布された前記遮光塗料を光学面に移動させる調整工程と、を有し、前記調整工程では、前記面取り面の幅ｌと、前記塗布工程で塗布された前記遮光塗料の膜厚ｔ（μｍ）と、前記弾性ブレードの前記底面と垂直方向の長さである高さｄ´（μｍ）と、前記面取り面と前記面取り面と対面する前記弾性ブレードの底面とのなす角α（°）が下記式（２）を満たして前記弾性ブレードと前記遮光塗料を接触させることを特徴とする。
また、本発明の光学機器の製造方法は、上記光学素子の製造方法を用いて製造された光学素子を用いて製造されることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、レンズと塗布具の相対位置関係に誤差がある場合においても、塗布位置の調整や塗布具の交換を行うことなく所望の幅で光学面の縁部に遮光膜を塗布した光学素子を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の光学素子を示す概略図である。
【図２】本発明で用いる塗布装置の概略図である。
【図３】本発明に係る塗布方法の概略図である。
【図４】本発明の塗布方法におけるレンズと弾性部材の位置関係を示す概略図である。
【図５】レンズの光学面に塗布された遮光塗料の概略図である。
【図６】本実施例に関わる線状の弾性体の配置の概略図である。
【図７】本実施例に関わる弾性ブレードの配置の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を用いて本発明の実施の形態について説明する。
【００１１】
［光学素子］
本発明の光学素子は、光学レンズ、プリズム等を用いることができる。光学素子の材料としては、例えば無アルカリガラス、アルミナケイ酸ガラス、ホウケイ酸ガラス、石英ガラス、酸化バリウム含有ガラス、酸化ランタン含有ガラス、酸化チタン含有ガラスを用いることができる。本発明の光学素子は、カメラ、双眼鏡、顕微鏡、半導体露光装置等の光学機器に用いることができる。
【００１２】
以下、光学レンズを例に本発明を説明する。
【００１３】
（遮光膜）
図１（ａ）に示すように、本発明の光学素子１００は、光学レンズ１０１に遮光膜１０２が設けられている。図１（ｂ）は、図１（ａ）の点線で囲まれた部分の拡大図である。
【００１４】
図１（ｂ）に示すように、光学レンズ１０１は、光学面１０１ａと、切削加工された端面（コバ面）１０１ｂとを有しており、光学面１０１ａと端面１０１ｂの間に、面取り加工させた面取り面１０１ｃが設けられている。遮光膜１０２は、迷光を防止するために、端面１０１ｂや面取り面１０１ｃに設けられるが、端面１０１ｂのエッジを外部から見えなくするために、光学面１０１ａの一部にも遮光膜１０２を設ける必要がある。この光学面１０１ａの一部に設けられた遮光膜１０２ａは、数百μｍの幅で設けられ、幅が均一であることが好ましい。
【００１５】
遮光膜１０２は、樹脂、無機粒子及び着色剤を有している。
【００１６】
遮光膜１０２に用いる樹脂は、エポキシ樹脂、アルキド樹脂、およびアクリル樹脂から選ばれる熱硬化性樹脂を適宜選択して用いることができる。これらの中で、寸法安定性が良いのでエポキシ樹脂を用いることがより好ましい。
【００１７】
無機微粒子は、遮光膜１０２の屈折率を調整するために用いられる。無機微粒子は、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化セリウム、酸化錫を用いることができる。これらの中で、屈折率が高い酸化チタンを用いることが好ましい。
【００１８】
着色剤は、染料または顔料を用いることができるが、遮光膜１０２に均一に分散できるので染料を用いることが好ましい。顔料は、カーボンブラック、銅鉄マンガン複合酸化物、チタンブラック、酸化銅、酸化鉄（ベンガラ）から選ばれる少なくとも１種以上の黒色顔料を用いることができる。染料は、アントラキノン染料、フタロシアニン染料、スチルベンゼン染料、ピラゾロン染料、チアゾール染料、カルボニウム染料、アジン染料を用いることができる。本発明の遮光膜中に含有される染料の含有量は、染料を単独で使用する場合には遮光膜に対して１３．０質量％以上５０．０質量％以下、好ましくは１３．０質量％以上４０．０質量％以下が好ましい。
【００１９】
［光学素子の製造方法］
本発明の光学素子の製造方法は、遮光塗料を光学素子に塗布する塗布工程と、弾性部材を用いて塗布した遮光塗料を光学面に移動させる調整工程と、を有する。
【００２０】
（遮光塗料の塗布装置）
図２は、本発明の光学素子の製造方法で用いる塗布装置を示す概略構成図である。図２で、吸着回転シャフト１は、塗布対象であるレンズ２の片側の光学面を先端で吸着して保持する。吸着回転シャフト１は、Ｌ字状の支持部材３の一方の部材３ａを介してθ軸回転モータ４に取付けられている。吸着回転シャフト１及びθ軸回転モータ４の中心部には、θ軸線方向に孔５が貫設されている。孔５には、真空発生機６がパイプ７を介して連結され、真空発生機６の作動により吸着回転シャフト１の先端でレンズ２が吸着して保持されるようになっている。
【００２１】
支持部材３の他方の部材３ｂの裏側には、レンズ回転軸（θ軸）に直交する向きに、吸着回転シャフト１、レンズ２、θ軸回転モータ４及びＬ字状の指示部材３を一体で回転させるためのＢ軸回転モータ８が設けられている。Ｂ軸回転モータ８は、縦置きした定盤１６に固設されている。
【００２２】
θ軸回転モータ４およびＢ軸回転モータ８の上部には、塗布ユニット１４と膜厚調整ユニット１５が、Ｚ軸ガイド９に沿って移動可能なＺステージ１０に設けられている。また、Ｚ軸ガイド９は、Ｘ軸ガイド１１に沿って移動可能なＸステージ１２に設けられている。Ｘ軸ガイド１１は、定盤１６に固定されている。これにより、塗布ユニット１４及び膜厚調整ユニット１５は、Ｘ軸方向及びＺ軸方向に移動させることができる。θ軸回転モータ４、Ｂ軸回転モータ８、Ｘステージ１２、Ｚステージ１０の４つの駆動ユニットは、シーケンサコントローラ１３に接続されている。シーケンサコントローラ１３は、４つの駆動ユニットの全ての動作を制御する。４つの駆動ユニットにより、レンズ２と塗布ユニット１０及び膜厚調整ユニット１５の相対位置と姿勢が自在に設定出来る。上記では４つの駆動ユニットを用いた塗布装置を記載したが、レンズと塗布ユニットと膜厚調整ユニットの相対位置と姿勢を制御できれば良く、これに限定されるものではない。
【００２３】
（遮光塗料）
本発明に関わる光学素子用の遮光塗料は、樹脂材料と無機微粒子と着色剤とを含有する樹脂組成物を含有する。樹脂材料は、光学素子の基材、例えば、ガラスとの密着性が良いものが好ましい。例えばエポキシ樹脂、アルキド樹脂、アクリル樹脂が挙げられる。樹脂の含有量は遮光塗料に対して、１０重量％以上６０重量％以下が好ましい。
【００２４】
無機微粒子は、内面反射をより低減する効果をもたらすために屈折率（ｎｄ）が２．２以上であることが好ましい。例えば、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化セリウム、酸化錫等の微粒子をナノ分散したものが挙げられる。無機微粒子の平均粒子径は、１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下が望ましく、含有量は塗料全体を基準として、５重量％以上３５重量％以下が好ましい。
【００２５】
遮光塗料に含まれる着色剤としては、波長４００ｎｍから７００ｎｍの可視光を吸収し、任意の溶媒に溶解可能な材料であればよく、染料あるいは顔料が好ましい。顔料としては、カーボンブラック、チタンブラック、酸化銅、酸化鉄（ベンガラ）等が挙げられ、染料は、アントラキノン染料、フタロシアニン染料、スチルベンゼン染料、ピラゾロン染料、チアゾール染料、カルボニウム染料、アジン染料等が挙げられる。尚、着色材は１種類でもよいし、黒色、赤色、黄色、青色等数種類の着色剤を混合しても構わない。着色剤の含有量は塗料全体を基準として、５重量％以上３５重量％以下であることが好ましいまた、必要に応じて、硬化剤や、塗布性を改善するために二酸化珪素微粒子を添加することができる。硬化剤は、アミン系、酸無水物系、イミダゾール系等の硬化剤を用いることができる。
【００２６】
また、遮光膜の膜厚を均一にするため、遮光塗料の物性として粘度は１０〜１００ｍＰａ・ｓの範囲であることが好ましく、表面張力は２０〜５０ｍＰａ・ｓの範囲であることが好ましい。遮光塗料の光学特性等を損なわない範囲であれば、遮光塗料を溶媒で希釈して粘度と表面張力が上記範囲になるように調整することが好ましい。
【００２７】
（遮光塗料のレンズ光学面への塗布方法）
本発明の遮光塗料の塗布方法について、図２を用いて説明する。
【００２８】
図３（ａ）に示すように、上記の塗布装置の吸着回転シャフト１でレンズ１０１を吸着支持する。レンズ１０１は、光学面１０１ａと端面１０１ｂとの間に面取り面１０１ｃを有している。面取り面１０１ｃは、面取り加工された面であり、平面又は曲面を有する。
【００２９】
図３（ｂ）に示すように、レンズ１０１の面取り面１０１ｃに、塗布ユニット１０を用いて遮光塗料１８を定量塗布する。このとき塗布した遮光塗料１８の膜厚分布がレンズの周方向で±１０％以下であることが好ましい。塗布ユニット１０による遮光塗料１８の塗布方法は、上記周方向の膜厚ばらつきを満足することができれば特に限定されるものではない。例えば遮光塗料を含浸させたウレタンスポンジを接触させて塗布してもよいし、遮光塗料を吐出可能なインクジェットやディスペンサの様な非接触塗布装置でもよい。
【００３０】
（遮光塗料を光学面に移動させる調整工程）
遮光塗料１８を面取り面１０１ｃに塗布した後、図３（ｃ）に示すようにレンズ１０１を回転させながら面取り面１０１ｃ上に塗布されている遮光塗料１８に対して、膜厚調整ユニット１５に設けられた弾性部材１９を近づける。弾性部材１９を遮光塗料１８に接触させると、弾性部材１９は、面取り面１０１ｃに塗布されている遮光塗料１８を図２（ｃ）で紙面手前に移動させるので、遮光塗料１８が光学面１０１ａに移動する。このときレンズ１０１の面取り面１０１ｃと弾性部材１９は接触していることが好ましい。レンズ１０１の面取り面１０１ｃと弾性部材１９が接触していることで、レンズの回転時に芯がぶれた場合でも、レンズ全周において遮光塗料をかきとる量をすることができる。光学面への遮光塗料の移動量をレンズ全周において均一化することができる。また、レンズの面取り面１７は、平面であることが好ましい。図４に示すように、面取り面の遮光塗料の膜厚ｔ（μｍ）と、弾性部材の高さｄ（μｍ）と、面取り面の幅ｌ（μｍ）と、面取り面と弾性部材とのなす角α（°）が下記式（１）を満たすことが必要である。
ｄ  ＞  ｔ  ＞  ０．５×ｌ×ｔａｎα      （１）
【００３１】
式（１）を満たす場合は、弾性部材１９によってかきとられた遮光塗料１８が弾性部材１９を介して光学面１０１ａに移動させることができる。−式（１）を満たさない場合は、弾性部材１９によってかきとる遮光塗料の量が少なく、かきとられた遮光塗料が光学面１０１ａまで到達せずに、遮光塗料１８を光学面１０１ａに移動させることができない。
【００３２】
なお面取り面と弾性部材とのなす角αは、面取り面が平面の場合には、面取り面と光軸から離れる方向に延びる弾性部材との角度である。また、面取り面が曲面の場合には、面取り面と弾性部材とのなす角αは、面取り面と弾性部材の接触部のうち光軸からの距離が最も長い点における面取り面の接平面と、光学面から離れる方向にのびる弾性部材の面との角度である。
【００３３】
図４に光学面１０１ａに遮光塗料１８が塗布されたレンズ１０１の光学面１５の観察像の模式図を示す。
【００３４】
図４で、光学有効面２０は、遮光塗料１８を塗布してはならない領域である。光学面１０１ａに塗布された遮光塗料１８の光学面外周からの塗布幅ｗは、レンズの面取り面に塗布する遮光塗料の膜厚ｔと、面取り面と弾性部材とのなす角αにより制御することができる。そのため塗布を行うレンズ１０１の光学面１０１ａに対する光学有効面２０の大きさを考慮して、光学有効面２０に侵入しない幅で、光学面１０１ａに遮光塗料１８が移動しないように調整すればよい。
【００３５】
また光学面１０１ａに塗布された遮光塗料１８の光軸側の外形形状である塗布輪郭は、図４に示されるように凹凸を有している。凹凸が大きくなると光学有効面２０の際まで塗布することが困難になると共に、外観品位が損なわれるので、凹凸は小さい方が好ましい。この塗布輪郭の凹凸は、光学面１０１ａに塗布された遮光塗料１８の光学面外周からの幅の最大値と最小値の幅（以下ＰＶと記す）で１００μｍ以下であることが好ましく、５０μｍ以下であることがより好ましい。
【００３６】
塗布輪郭の凹凸はレンズ１０１に対する弾性部材１９の押圧ｐｐにより制御することができる。押圧ｐｐが大きくなると、レンズと弾性部材１９の摩擦によって弾性部材１９の先端が接触時にレンズ２の回転によってぶれてしまため、塗布輪郭の凹凸が顕著になってしまう。光学面１０１ａに塗布された遮光塗料１８の塗布輪郭を制御するにはレンズに対する弾性部材の押圧ｐｐを所望の範囲になる様に設定する必要があり、０ｍＮ以上１００ｍＮ以下であることが好ましい。
【００３７】
接触させる弾性部材１９としては、線状の弾性体でもよいし、弾性ブレードでもよい。弾性部材１９のヤング率Ｅは、０．１ＧＰａ以上３５０ＧＰａ以下であることが好ましい。
【００３８】
線状の弾性体を用いる場合は、線状の弾性体は張力を付与させるために少なくとも２点の支持体で支持される必要があり、その２点の支持体の間でレンズに作用させればよい。
【００３９】
また好ましくは一方のリールから繰り出され他方のリールに巻き取られるように、巻き取り機構を有するリールに巻いて保持するとよい。
【００４０】
弾性ブレードを用いる場合には、弾性ブレード単独で用いても良いし、バネや移動ステージを弾性ブレードに接続して用いても良い。また好ましくはレンズとの接触時の押圧ｐｐを確認できるように圧力センサを接続すると良い。
【００４１】
弾性部材の材質としては、レンズに対する弾性部材の押圧ｐｐが所望の範囲になるように構成されればよく、特に限定されるものではない。たとえばテフロン（登録商標）やナイロンのような樹脂でもよし、アルミニウム、銅、鋼、タングステンの様な金属でも良い。
【００４２】
線状の弾性体を用いる場合は、２点の支持体間で張力を付与して設置すればよく、簡便な装置形態で実現することができる。
【００４３】
また上述の様にリールで巻き取る機構を持たせることで、遮光塗料やレンズの面取り面との接触による、遮光塗料の付着や弾性体の摩耗により影響をリールから巻き取ることで回避することができ、より安定的に塗布することができる。
【００４４】
弾性ブレードを用いる場合は、上述の様に弾性ブレード自体に押圧ｐｐを確認する圧力センサを接続することができるため、レンズの光学面への塗布の際に塗布輪郭の凹凸が悪化しないように容易に管理することができる。
【００４５】
上記のように、弾性部材を接触させて光学面に遮光塗料を移動させる塗布方法を行うことで、レンズ回転による心ぶれやレンズ外形形状ばらつき等に対しても、弾性部材が弾性変形することで、安定して光学面に塗布が行える。またレンズ１０１の面取り面１０１ｃへの遮光塗料１９の塗布においては、弾性部材１９の接触によってレンズの面取り面に塗布された遮光塗料は延ばされるため、必ずしもレンズの光学面と面取り面の境界まで塗布する必要はない。そのため、塗布レシピの調整や塗布具の交換を行うことなくレンズと塗布具の相対位置関係に誤差が生じる場合においても、生産性良く光学面１０１の縁部に遮光膜１０２を設けることができる。
【実施例】
【００４６】
以下、実施例について説明する。
【００４７】
実施例および比較例では、下記の測定方法を用いた。
【００４８】
（面取り面上の遮光塗料の膜厚ｔの測定）
２次元レーザ変位計（ＬＪ−Ｖ７０２０  キーエンス社製）を用いて、遮光塗料の塗布前と塗布後の断面プロファイルの差から面取り面に塗布された遮光塗料の体積を計測した。
【００４９】
計測した遮光塗料の体積を面取り面の面積で除することで面取り面上の遮光塗料の膜厚ｔ［μｍ］を算出した。
【００５０】
（面取り面と弾性部材とのなす角の測定）
面取り面と弾性部材とのなす角度α（°）は、弾性部材を接触させて光学面に遮光塗料を移動させる際にデジタルマイクロスコープ（ＶＨＸ−５０００  キーエンス社製）で観察を行い、その観察画像から角度を計測した。
【００５１】
（光学面の外周からの塗布幅、塗布輪郭の凹凸量の測定）
光学面に遮光塗料を塗布したレンズを光学面の上方からデジタルマイクロスコープ（ＶＨＸ−５０００  キーエンス社製）を用いて観察を行った。その観察像から光学面に塗布された遮光膜の光軸側の外形形状に対する内接円の半径Ａと外接円の半径Ｂ、光学面の半径Ｃを算出する。そこから光学面の外周からの塗布幅と塗布輪郭はそれぞれ以下の式より算出した。
塗布幅ｗ：Ｃ−Ａ
塗布輪郭の凹凸量ＰＶ：Ｂ−Ａ
【００５２】
（実施例１）
実施例１では、弾性部材１９に線状の弾性体を用いた。使用した線状の弾性体は材質がナイロンであり、ヤング率Ｅが３ＧＰａである直径が３３０μｍの樹脂製のワイヤーを使用した。
【００５３】
実施例１では、レンズ１０１はΦ５０ｍｍのレンズであり、光学面の光学有効面２０に侵入しない光学面外周からの距離は３００μｍである。レンズ面とコバ面の間は面取り加工された面取り面が形成されており、面取り面の幅ｌは３５０μｍであった。また、レンズ１０１は両面が鏡面加工されており、端面１０１ｂと面取り面１０１ｃはスリ面加工されているものを用いた。
【００５４】
レンズと吸着回転シャフト１の回転軸との芯出し精度は、固定されたレーザ変位計を用いて計測し、心出し精度が±５μｍ以下になるようにレンズ位置を調整した。
【００５５】
弾性部材１９のレンズに対する押圧ｐｐは、吸着回転シャフトに６軸力覚センサを固定し、６軸力覚センサに押圧測定用のレンズ１０１を固定する。その後、押圧測定用のレンズに対して各条件で弾性部材を接触させ、その時の押圧ｐｐを６軸力覚センサから測定した。押圧測定用のレンズは塗布対象レンズに対して、両面の光学面に貫通する貫通穴加工を施してあるため、６軸力覚センサに固定することができる。
【００５６】
レンズ１０１を吸着回転シャフト１に対して真空吸着させ保持した。レンズの面取り面１０１ｃへの遮光塗料１９の定量塗布は、非接触塗布が可能なディスペンサを用い、ディスペンサは吐出口が鉛直下向きになる様に塗布ユニットに固定して使用した。ディスペンサに遮光塗料を充填し、ディスペンサから吐出される遮光塗料が面取り面に着弾するように、ディペンンサとレンズの位置関係を調整し、レンズを回転させながら一周塗布を行った。実施例１では、面取り面に塗布した遮光塗料の膜厚は５０μｍであった。
【００５７】
図６に、光学面１０１に遮光塗料１８を塗布する際のワイヤー２１とレンズ２の位置関係を説明する。まずワイヤー２１は２つにリール２２に巻き取られるように巻かれており、リール間は複数のガイドプーリー２３を介して張力を付与された状態で支持されている。２つのリール２２と複数のガイドプーリー２３はＬ字型の平板である弾性部材保持治具１２に固定されている。レンズ２と接触させるガイドプーリー間のワイヤー２１は、Ｂ軸角度βが０°のときレンズ２の面取り面とワイヤー２１のなす角が０°になるように配置している。レンズ１０１とワイヤー２１の接触時の押圧ｐｐはワイヤー２１の張力と、レンズ２と接触させるガイドプーリー間の距離を調整することで制御することができる。実施例１ではレンズ１０１と接触させるガイドプーリー間の距離は１００ｍｍであった。またワイヤー２１に付与されている張力はテンションメータで計測し、本実施例では１．５Ｎであった。
【００５８】
面取り面にワイヤー２１を接触させる際の面取り面とワイヤー２１のなす角はレンズＢ軸回転モータによりレンズ２の保持角度を変更することで調整した。本実施例１は、面取り面１０１ｃとワイヤー２１のなす角は０°に設定した。
【００５９】
ワイヤー２１とレンズ２との接触は、弾性部材保持治具１２が接続されているＸステージ１１とＺステージ９を用いてＸ方向とＺ方向に移動させることで行った。接触時のレンズ２とワイヤー２１の相対的な位置関係はワイヤーのレンズへの押し込み量ｐｑにて評価を行った。押し込み量ｐｑとは、Ｚステージを移動させた後Ｘステージを移動させレンズ２とワイヤー２１が接触した位置のＸ座標を０として、そこからワイヤーがレンズ中心軸に近づく方向にＸステージを移動させた移動量である。
【００６０】
実施例１は、押し込み量ｐｑが０ｍｍで塗布をした。
【００６１】
次に、ワイヤー２１とレンズ２を接触させた後、Ｂ軸回転モータによりＢ軸角度βが９０°に設定し、ディスペンサがレンズのコバ面の上方に来るように移動させ、ディスペンサから遮光塗料を吐出させコバ面全面の塗布を行った。コバ面全面の塗布は、レンズを回転させながらディスペンサを連続吐的に吐出して一周塗布した後、ディスペンサの位置をＸ軸方向に５００μｍステップ移動させ再度一周塗布する工程を繰り返す輪帯ステップ塗布により行った。結果を表１に示す。
【００６２】
（実施例２）
実施例２は、押し込み量ｐｑを１ｍｍにする以外は実施例１と同様に行った。結果を表１に示す。
【００６３】
（実施例３）
実施例３は、押し込み量ｐｑを２ｍｍにする以外は実施例１と同様に行った。結果を表１に示す。
【００６４】
（実施例４）
実施例４は、押し込み量ｐｑを３ｍｍにする以外は実施例１と同様に行った。結果を表１に示す。
【００６５】
（実施例５）
実施例５は、面取り面１０１ｃに塗布する遮光塗料１９の膜厚が３０μｍになるように設定した以外は実施例２と同様にして塗布を行った。結果を表１に示す。
【００６６】
（実施例６）
実施例６は、レンズの面取り面１０１ｃとワイヤーのなす角を１５°になるように設定した以外は、実施例２と同様にして塗布を行った。結果を表２に示す。
【００６７】
（実施例７）
実施例７は、弾性部材に材質がヤング率Ｅが７０ＧＰａである直径３８０μｍのアルミ製のワイヤーを用いて、線状の弾性体の張力は０．２Ｎに設定した以外は実施例２と同様にして、塗布を行った。結果を表２に示す。
【００６８】
（実施例８）
実施例８は、弾性部材に材質がヤング率Ｅが３４５ＧＰａである直径３５０μｍのタングステン製のワイヤーを用いて、線状の弾性体の張力は０．２Ｎに設定した以外は実施例２と同様にして塗布を行った。結果を表２に示す。
【００６９】
（実施例９）
実施例９は、弾性部材に弾性ブレードを使用した。弾性ブレードは、ヤング率Ｅが１ＧＰａであり、材質がシリコーンの樹脂ブレードを使用した。樹脂ブレードの外形は、幅：２０ｍｍ、厚み：２０ｍｍ、高さ：５０ｍｍであった。弾性ブレード２４は、図７の様にレンズと接触させる側とは反対側を弾性バネ２５と圧力センサ２６に接続された状態で膜厚調整ユニット１５に固定した。また弾性ブレードは、バネの弾性変形の方向以外に移動が制限されるようにガイド２６で囲われている。レンズの面取り面との接触は弾性ブレードの１辺が面取り面と線接触するように接触させており、レンズの面取り面と弾性ブレードとのなす角は０°になるように設置した。レンズの面取り面に対する押圧ｐｐは弾性ブレードに接続されている圧力センサの値において、レンズと接触前の値とレンズとの接触時の値との差分から計測した。これ以外は実施例２と同様にして塗布を行った。結果を表２に示す。
【００７０】
（実施例１０）
実施例１０は、押し込み量ｐｑを２ｍｍとした以外は実施例９と同様にして塗布を行った。結果を表２に示す。
【００７１】
（比較例１）
比較例１は光学面へ遮光塗料の塗布を直接遮光塗料を含侵させた筆状のウレタンスポンジを用いて塗布した際の塗布結果を示す。遮光塗料を含侵させたウレタンスポンジを塗布ユニット１０に固定し、Ｂ軸回転モータによりＢ軸角度βを９０°に設定する。ウレタンスポンジが接続されているＸステージ１１とＺステージ９によりレンズとウレタンスポンジがレンズ外形形状に沿って接触するように移動させる。光学面の外周領域への塗布は光学面の外周から５０μｍ光学有効面側に近づいた点にウレタンスポンジの先端が接触するようにウレタンスポンジとレンズの位置関係を調整すし塗布を行った。結果を表３に示す。
【００７２】
（比較例２）
比較例２は光学面へ遮光塗料の塗布を直接ディスペンサを用いて塗布した際の塗布結果を示す。遮光塗料が充填されたディスペンサを塗布ユニット１０に固定し、Ｂ軸回転モータによりＢ軸角度βを０°に設定し、光学面の外周領域への塗布を行う。光学面の外周領域への塗布は、吐出した遮光塗料の着弾位置が光学面の外周から５０μｍ光学有効面側に近づいた点になるようにディスペンサの位置を調整して一周塗布を行った。コバ面への遮光塗料の塗布は実施例１と同様に、Ｂ軸回転モータによりＢ軸角度βを９０°に設定して輪帯ステップ塗布により塗布を行った。結果を表３に示す。
【００７３】
（比較例３）
比較例３は、レンズの面取り面とワイヤーのなす角が３０°になるように設定し、それ以外は実施例２と同様にして塗布を行った。結果を表３に示す。
【００７４】
【表１】
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【００７５】
【表２】
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【００７６】
【表３】
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【００７７】
（評価）
本実施例における光学面に塗布される遮光塗料としては、光学面の縁からの塗布幅ｗは３００μｍ以下であることが好ましい。また塗布輪郭ＰＶは１００μｍ以下であることが好ましく、５０μｍ以下であるとより好ましい。
【００７８】
比較例１、２より、筆やディスペンサにより直接レンズの光学面に遮光塗料の塗布を行った。その結果光学面の縁からの塗布幅ｗと塗布輪輪郭ＰＶを両立して塗布することができなかった。
【００７９】
本実施例１〜３より、押し込み量ｐｑが０〜２ｍｍの範囲においては、光学面に塗布された遮光塗料は光学面の縁からの幅ｗおよび塗布輪郭ＰＶはどちらも良好な塗布結果が得られた。上記実施例１〜３より、本発明の塗布方法においては、レンズ回転による心ぶれやレンズ外形形状ばらつき等により弾性部材のレンズへの押し込み量ｐｑが変動しても、光学面に良好な塗布が可能である。実施例４より、レンズに対する弾性部材の押圧ｐｐが大きくなると、レンズの光学面に塗布される遮光塗料の塗布輪郭ＰＶが大きくなってしまうことが解った。
【００８０】
実施例５〜６より、面取り面に塗布する遮光塗料の膜厚ｔと弾性部材と面取り面のなす角をα調整することで、レンズの光学面に塗布される遮光塗料の光学面の縁からの幅は制御することができる。そのために塗布対象レンズの光学有効面の大きさに合わせて光学有効面に侵入しない最大の幅で塗布するように調整することができる。
【００８１】
比較例３より、弾性部材と面取り面のなす角αが大きいと、弾性部材を接触させても面取り面に塗布された遮光塗料が光学面に移動しないことが解った。
【００８２】
実施例６〜７より、線状の弾性部材としてヤング率Ｅの高い部材を使用した場合でも、レンズに対する遮光塗料の押圧ｐｐを所望の範囲に制御することで、同様の塗布結果が得られることが解った。
【００８３】
実施例８〜９より、弾性部材は弾性プレードでも実現可能であることが解った。
【符号の説明】
【００８４】
１  吸着回転シャフト
１４  塗布ユニット
１５  膜厚調整ユニット
１８  遮光塗料
１９  弾性部材
２０  光学有効面
２１  線状の弾性体
２２  リール
２３  ガイドプーリー
２４  弾性ブレード
２５  弾性バネ
２６  圧力センサ
２７  ガイド
１００  光学素子（光学レンズ）
１０１ａ  光学面
１０１ｂ  端面
１０１ｃ  面取り面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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