(57)【要約】【課題】光学部品の加工工程における作業効率を向上させることができる光学部品の加工方法を提供する。【解決手段】光学部品の原材料を成型して得られた複数の光学部品素材１０を整列させて固定用部材２０，３０で固定することにより、複数の光学部品素材１０と固定用部材２０，３０とが一体化された一体物を作製し、この一体物を複数のブロックに切断し、複数のブロックの各々の切断面を、複数の光学部品素材１０と固定用部材２０，３０とが一体化されたままで研磨し、切断面が研磨された複数のブロックの各々から固定用部材２０，３０を除去し、光学部品を作製する。【選択図】      図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学部品の原材料を成型して得られた複数の光学部品素材を整列させて固定用部材で固定することにより、前記複数の光学部品素材と前記固定用部材とが一体化された一体物を作製する一体物作製工程と、
前記一体物を複数のブロックに切断する切断工程と、
前記複数のブロックの各々の切断面を、前記複数の光学部品素材と前記固定用部材とが一体化されたままで研磨する研磨工程と、
前記切断面が研磨された前記複数のブロックの各々から前記固定用部材を除去する除去工程と、
を備えることを特徴とする光学部品の加工方法。
【請求項２】
前記固定用部材は、溝が形成された台座と後で除去可能な接着剤とから成り、
前記一体物作製工程は、
前記複数の光学部品素材を前記台座の溝に載置することにより前記複数の光学部品素材を整列させる工程と、
前記複数の光学部品素材が整列された前記台座の上に前記接着剤を塗布して前記複数の光学部品素材を前記台座に固定することにより前記一体物を作製する工程と、
を備えることを特徴とする請求項１記載の光学部品の加工方法。
【請求項３】
前記固定用部材は、後で除去可能な接着剤から成り、
前記一体物作製工程は、
前記複数の光学部品素材を整列させて前記接着剤で固定することにより前記一体物を作製することを特徴とする請求項１記載の光学部品の加工方法。
【請求項４】
前記光学部品素材は、ロッドレンズを形成するための長尺のロッドレンズ素材であり、
前記切断工程は、前記ロッドレンズ素材が所定長になるように前記一体物を切断することを特徴とする請求項２又は請求項３記載の光学部品の加工方法。
【請求項５】
前記光学部品素材は、半球レンズを形成するためのボールレンズであり、
前記切断工程は、前記ボールレンズが２つに分割されるように前記一体物を切断することを特徴とする請求項２又は請求項３記載の光学部品の加工方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光学部品の加工方法に関し、特に光学部品の加工工程における光学部品素材の切断や研磨を効率よく行う技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば外形寸法が数ｍｍ程度以上といった比較的大きな光学部品は、中間部品である光学部品素材を個々に切り出し、切り出された複数の光学部品素材を治具を用いて一括して研磨することにより作製されている（特許文献１）。光学部品素材の切り出しを個々に行い、研磨を一括して行うのは、切断加工は比較的粗い精度の仕上がりでも構わないので、比較的短時間にできる反面、研磨加工は光学部品の特性に直接影響するので、長時間を要するからである。
【０００３】
具体的には、この従来の加工方法では、まず、光学部品素材が切断機で１個ずつ切り出され、その後、切り出された光学部品素材が研磨用の加工治具に移し替えられる。この光学部品素材は、比較的大きいといっても数ｍｍ程度であり、人が扱うには小さすぎる。従って、１個ずつを治具に移し替えるのに多大な手間を必要とする。また、移し替え作業は人が行うので、光学部品素材に傷が付いたり、落下や紛失等も発生し、歩留まりが低下する。
【０００４】
外形が１ｍｍを下回る光学部品の場合は、例えば特許文献２に開示されたレンズアレイを製作する技術のような、特殊な方法を採用することが可能である。この技術は、直径が１ｍｍよりも細く紡糸された糸状のロッドレンズを筒に巻き取り、このロッドレンズが巻かれた筒を、その軸方向に切断してロッドレンズアレイを作製するものである。この技術では、糸状のロッドレンズの直径が小さいので、筒状に巻くことが可能であるが、直径が数ｍｍの糸状のロッドレンズを筒に巻こうとすると、筒の径が大きくなって加工に困難を伴うので、現実的ではない。
【０００５】
また、特許文献３は、複数のロッドレンズを一括して研磨することによりレンズアレイ（レンズ型アレイ）を製作する技術を開示している。しかし、この技術では、研磨加工は一括してできるが、切断加工は個別に行われるので、切断後のロッドレンズを研磨用の治具に移し替える必要があり、上述したような問題が生じる。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００２−４０２１１号公報
【０００７】
【特許文献２】
特開平６−３４７６０８号公報
【０００８】
【特許文献３】
特開平５−１９６８０５号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上述した従来の技術における問題を解消するためになされたものであり、その課題は、光学部品の加工工程における作業効率を向上させることができる光学部品の加工方法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を達成するために、請求項１の発明に係る光学部品の加工方法は、光学部品の原材料を成型して得られた複数の光学部品素材を整列させて固定用部材で固定することにより、前記複数の光学部品素材と前記固定用部材とが一体化された一体物を作製する一体物作製工程と、前記一体物を複数のブロックに切断する切断工程と、前記複数のブロックの各々の切断面を、前記複数の光学部品素材と前記固定用部材とが一体化されたままで研磨する研磨工程と、前記切断面が研磨された前記複数のブロックの各々から前記固定用部材を除去する除去工程とを備えることを特徴とする。
【００１１】
請求項１の発明に係る光学部品の加工方法によれば、複数の光学部品素材を固定用部材で固定することにより、これらが一体化された一体物に対して切断及び研磨が行われるので、一度に複数の光学部品を作製することができる。その結果、加工工程における作業効率を大幅に向上させることができ、加工コストを低減させることができる。また、切断工程から研磨工程へ移る際は、光学部品素材を１個ずつ治具に移し替える必要がないので、移し替えの手間を大幅に減らすことができ、加工コストを低減させることができる。また、移し替え作業時に人が光学部品素材に触れる機会が減るので、光学部品素材が傷付けられる確率が減少し、光学部品の信頼性を向上させることができる。更に、移し替え作業時に、落下や紛失等の発生を減少させることができるので、歩留まりを向上させることができる。
【００１２】
請求項２の発明に係る光学部品の加工方法において、前記固定用部材は、溝が形成された台座と後で除去可能な接着剤とから成り、前記一体物作製工程は、前記複数の光学部品素材を前記台座の溝に載置することにより前記複数の光学部品素材を整列させる工程と、前記複数の光学部品素材が整列された前記台座の上に前記接着剤を塗布して前記複数の光学部品素材を前記台座に固定することにより前記一体物を作製する工程とを備えることを特徴とする。
【００１３】
請求項３の発明に係る光学部品の加工方法において、前記固定用部材は、後で除去可能な接着剤から成り、前記一体物作製工程は、前記複数の光学部品素材を整列させて前記接着剤で固定することにより前記一体物を作製することを特徴とする。
【００１４】
請求項４の発明に係る光学部品の加工方法において、前記光学部品素材は、ロッドレンズを形成するための長尺のロッドレンズ素材であり、前記切断工程は、前記ロッドレンズ素材が所定長になるように前記一体物を切断することを特徴とする。
【００１５】
請求項５の発明に係る光学部品の加工方法において、前記光学部品素材は、半球レンズを形成するためのボールレンズであり、前記切断工程は、前記ボールレンズが２つに分割されるように前記一体物を切断することを特徴とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１７】
（第１の実施の形態）
本発明の第１の実施の形態に係る光学部品の加工方法は、台座と後で除去可能な接着剤とから成る固定用部材を用いて光学部品としてのロッド状ガラス（以下、ロッドレンズと称する。）を加工する方法である。以下では、直径が数百μｍ〜数ｍｍのロッドレンズを作製する場合を例に挙げて説明する。
【００１８】
まず、一体物作製工程が実施される。この一体物作製工程では、まず、ロッドレンズ素材が用意される。即ち、原材料を調合して加熱溶融させ、その後、自然冷却して成形することによりロッドレンズの母材が作製される。この母材の作製方法には、ＭＣＶＤ法やＶＡＤ法など種々あり、ここに挙げたものに限定されるものではない。次に、この母材を、ロッドレンズ加熱延伸炉を通すことにより、所望の線径を有する糸状のロッドレンズに成形する。その後、この糸状のロッドレンズを適当な長さに切断することにより長尺のロッドレンズ素材１０が作製される。
【００１９】
次に、固定用部材の一部を構成するガラス等からなる台座２０が用意される。図１は、台座２０を示す外観斜視図である。この台座２０は、ロッドレンズ素材１０と同じ又はロッドレンズ素材１０より柔らかい材料によって構成されており、板状に形成されている。この台座２０の表面には、ロッドレンズを固定できる程度の大きさの複数のＶ字状の溝２１が、相互に平行に整列するように形成されている。
【００２０】
なお、溝２１の形状はＶ字状に限らず、Ｕ字状、半球状等といったロッドレンズ素材１０が載置される位置を固定できるものであれば、種々の形状の溝を用いてもよい。
【００２１】
また、Ｖ字状の溝２１を用いず、台座２０の平らな板上に切断加工及び研磨加工を行なうロッドレンズ素材１０そのものの形状の特質を利用して、ロッドレンズ素材１０を整列配置しても良い。
【００２２】
更に、固定用部材の他の一部を構成するホットワックス等の後で除去可能な接着剤３０が用意される。この接着剤３０としては、例えば室温で固体状を保ち、室温より高い温度、例えば８０゜Ｃ以上で液状になる樹脂が使用される。
【００２３】
以上のようにしてロッドレンズ素材１０、台座２０及び接着剤３０が用意されると、次いで、図２に示すように、台座２０に形成された溝２１にロッドレンズ素材１０が載置される。
【００２４】
この状態で、ロッドレンズ素材１０及び台座２０が加熱され、図３に示すように、台座２０の溝２１に載置されたロッドレンズ素材１０を覆うように液状の接着剤３０が塗布される。その後、室温で自然冷却される。これにより、ロッドレンズ素材１０が台座２０に接着されて固定され、ロッドレンズ素材１０と台座２０とが一体化された一体物が作製される。
【００２５】
次に、切断工程が実施される。即ち、上記一体物作製工程で作製された一体物が、図４に示すように、図示しない切断機によって複数の切断箇所で切断される。これにより、図５に示すような、ロッドレンズ素材１０、台座２０及び固化された接着剤３０の各平面が露出した切断面を有するブロックが複数個得られる。切断は、ロッドレンズ素材１０の軸に対して垂直の方向に行われる。
【００２６】
なお、ロッドレンズの用途に応じて、ロッドレンズ素材１０の軸に対して任意の角度の方向に切断することもできる。
【００２７】
この場合、最初の切断により形成された切断面に対して平行に切断することにより、ロッドレンズ素材１０の軸に対して同じ傾斜の切断面を有する複数のロッドレンズを作製することができる。
【００２８】
また、上記複数の切断箇所を等間隔に選択すれば、即ち、切断機の刃の位置を等間隔に移動しながら切断を行えば、同じ長さを有する複数のロッドレンズを作製することができる。また、切断箇所の間隔を任意に選択すれば、複数種類の長さを有する複数のロッドレンズを作製することができる。
【００２９】
次に、研磨工程が実施される。この研磨工程では、図５に示すような、切断工程で得られたブロックの切断面が研磨される。即ち、切断工程において得られたブロックが、図示しない研磨機の把持部に固定される。そして、ブロックの切断面、つまりロッドレンズ素材１０、台座２０及び固化された接着剤３０の各切断面が一緒に研磨される。切断面の研磨は、例えば、バフ（研磨輪）の周囲に研磨剤等をつけて回転させ切断面を研磨するバフ研磨によって行うことができる。なお、研磨方法はバフ研磨に限らず、ロッドレンズに要求される鏡面精度に応じて種々の方法を使用することができる。
【００３０】
以上の研磨工程が完了すると、次いで、除去工程が実施される。この除去工程では、ブロックが８０゜Ｃ以上に加熱される。加熱温度の上限として、光学部品素材（この場合はロッドレンズ）や固定用部材が変質しない程度を考慮する。この加熱により、ロッドレンズ素材１０を台座２０に接着せしめて固定していた接着剤３０が溶融して液状になる。この状態で、所定長に切断されて切断面が研磨されたロッドレンズ素材１０が台座２０から取り外され、洗浄される。これにより、最終製品としてのロッドレンズが完成する。
【００３１】
以上説明したように、本発明の第１の実施の形態に係る光学部品の加工方法によれば、複数のロッドレンズ素材１０を接着剤３０で台座２０に固定することにより、これらが一体化された一体物に対して切断工程及び研磨工程が実施されるので、一度に複数のロッドレンズを作製することができる。その結果、加工工程における作業効率を大幅に向上させることができ、加工コストを低減させることができる。
【００３２】
また、研磨工程では、複数のロッドレンズ素材１０が台座２０に固着された状態のままで、ブロックの切断面を研磨することにより、ロッドレンズ素材１０の切断面の研磨が行われるので、従来のように、ロッドレンズ素材１０を人手により治具に移し替える必要がない。その結果、移し替えの手間を大幅に減らすことができ、加工コストを低減させることができる。
【００３３】
また、移し替え作業に伴うロッドレンズ素材１０の落下や紛失等の発生を減少させることができるので、歩留まりを向上させることができる。更に、研磨機へのセットは、ブロック単位で行われるので、人がロッドレンズ素材１０に触れる機会が減少し、ロッドレンズ素材１０が傷付けられる確率が減少する。その結果、最終製品としてのロッドレンズの信頼性を向上させることができる。
【００３４】
なお、第１の実施の形態では、１枚の板状に形成された台座２０にロッドレンズ素材１０を固着して板状の一体物を形成し、これに対して切断及び研磨を行うように構成したが、このような板状の一体物を複数重ねて一体化し、この一体化された複数の一体物に対して切断及び研磨を行うように構成することもできる。この場合、複数の板状の一体物の一体化は、上述した接着剤３０で接着することにより、或いは、複数の板状の一体物を重ねて止め具で止めることにより行うことができる。
【００３５】
（第２の実施の形態）
本発明の第２の実施の形態に係る光学部品の加工方法は、固定用部材として後で辞去可能な接着剤のみを用いて光学部品としてのロッドレンズを加工する方法である。
【００３６】
まず、第１の実施の形態と同様な方法でロッドレンズ素材１０が作製される。次に、固定用部材を構成する接着剤３０が用意される。この接着剤３０は、第１の実施の形態で使用された樹脂と同じものである。
【００３７】
ロッドレンズ素材１０及び接着剤３０が用意されると、次いで、図６（Ａ）の断面図に示すように、複数のロッドレンズ素材１０が束ねられる。この状態で、ロッドレンズ素材１０が加熱され、図６（Ｂ）の外観斜視図に示すように、複数のロッドレンズ素材１０に例えば室温より高い温度（例えば８０℃以上）で液状になる接着剤３０が塗布される。接着剤３０の塗布により、液状の接着剤３０は、図６（Ａ）の断面図に示すように、束ねられたロッドレンズ素材１０の隙間まで充填される。その後、室温で自然冷却される。これにより、複数のロッドレンズ素材１０が接着されて固定され、複数のロッドレンズ素材１０が一体化された一体物が作製される。
【００３８】
次に、切断工程が実施される。即ち、上記一体物作製工程で作製された一体物が、図示しない切断機によって複数の切断箇所で切断される。これにより、ロッドレンズ素材１０及び固化された接着剤３０の各平面が露出した切断面を有するブロックが複数個得られる。なお、切断の角度や切断箇所は、第１の実施の形態と同様に、任意に決定することができる。
【００３９】
次に、研磨工程が実施される。この研磨工程では、切断工程で得られたブロックの切断面が研磨される。即ち、切断工程において得られたブロックが、図示しない研磨機の把持部に固定される。そして、ブロックの切断面、つまりロッドレンズ素材１０の切断面と固化された接着剤３０の切断面とが一緒に、例えばバフ研磨等によって研磨される。
【００４０】
以上の研磨工程が完了すると、次いで、除去工程が実施される。この除去工程では、ブロックが例えば８０゜Ｃ以上に加熱される。この加熱により、複数のロッドレンズ素材１０を接着せしめて固定していた固化された接着剤３０が溶融して液状になる。これにより、所定長に切断されて切断面が研磨された複数のロッドレンズが得られる。その後、洗浄されることにより、最終製品としてのロッドレンズが完成する。
【００４１】
以上説明したように、第２の実施の形態に係る光学部品の加工方法によれば、第１の実施の形態に係る光学部品の加工方法で使用される台座２０は不要となる。従って、第１の実施の形態に係る光学部品の加工方法によりもたらされる効果に加え、加工のために使用される部材を減らすことができるので、加工コストを低減させることができる。
【００４２】
（第３の実施の形態）
本発明の第３の実施の形態に係る光学部品の加工方法は、台座と接着剤とから成る固定用部材を用いて光学部品としての半球レンズを加工する方法である。
【００４３】
まず、一体物作製工程が実施される。この一体物作製工程では、まず、ボールレンズが用意される。即ち、原材料を調合して加熱溶融させ、その後、自然冷却して成形することによりボールレンズの母材が作製される。次いで、この母材を、加熱成形することにより、半球レンズ素材としての球状のボールレンズ４０が作製される。
【００４４】
次に、固定用部材の一部を構成する台座５０が用意される。この台座５０は、ボールレンズ４０と同じ又はボールレンズ４０より柔らかい材料によって構成されており、板状に形成されている。この台座５０の表面には、ボールレンズ４０を固定できる程度の大きさの複数の凹部の頂部が、相互に平行な複数の直線（以下、「切断線」という）上に整列するように形成されている。
【００４５】
更に、固定用部材の他の一部を構成する接着剤３０が用意される。この接着剤３０は、第１の実施の形態で使用された樹脂と同じものである。
【００４６】
半球レンズ素材としてのボールレンズ４０、台座５０及び接着剤３０が用意されると、次いで、台座５０に形成された複数の凹部にボールレンズ４０が載置される。
【００４７】
この状態で、ボールレンズ４０及び台座５０が加熱され、図７に示すように、台座５０の凹部に載置されたボールレンズ４０を覆うように、例えば室温より高い温度（例えば８０℃以上）で液状になる接着剤３０が塗布される。その後、室温で自然冷却される。これにより、ボールレンズ４０が台座５０に接着されて固定され、ボールレンズ４０と台座５０とが一体化された一体物が作製される。
【００４８】
次に、切断工程が実施される。即ち、上記一体物作製工程で作製された一体物が、図７（Ｂ）の外観斜視図に示すように、図示しない切断機によって、複数の切断線上で切断される。台座５０の表面（又は裏面）に対して垂直な方向に行われる。これにより、ボールレンズ４０が２つに分割されて、半球レンズ４１が形成され、図７（Ａ）の断面図に示すような、半球レンズ４１、台座５０及び固化された接着剤３０の各平面が露出した切断面を有するブロックが、複数個得られる。
【００４９】
次に、研磨工程が実施される。この研磨工程では、図７（Ａ）に示すような、切断工程で得られたブロックの切断面が研磨される。即ち、切断工程において得られたブロックが、図示しない研磨機の把持部に固定される。そして、ブロックの切断面、つまり半球レンズ４１、台座５０及び固化された接着剤３０の各切断面が一緒に、例えばバフ研磨等により研磨される。
【００５０】
以上の研磨工程が完了すると、次いで、除去工程が実施される。この除去工程では、ブロックが８０゜Ｃ以上に加熱される。この加熱により、半球レンズ４１を台座５０に接着せしめて固定していた接着剤３０が溶融して液状になる。この状態で、切断面が研磨された半球レンズ４１が台座５０から取り外され、洗浄される。これにより、最終製品としての半球レンズが完成する。
【００５１】
以上説明したように、第３の実施の形態に係る光学部品の加工方法によれば、複数のボールレンズ４０を接着剤３０で台座５０に固定することにより、これらが一体化された一体物に対して切断工程及び研磨工程が実施されるので、一度に複数の半球レンズを作製することができる。その結果、加工工程における作業効率を大幅に向上させることができ、加工コストを低減させることができる。
【００５２】
また、研磨工程では、複数の半球レンズ４１が台座５０に固着された状態のままでブロックの切断面を研磨することにより半球レンズ４１の切断面の研磨が行われるので、従来のように、半球レンズ素材を人手により治具に移し替える必要がない。その結果、移し替えの手間を大幅に減らすことができ、加工コストを低減させることができる。
【００５３】
また、移し替え作業に伴う半球レンズ素材の落下や紛失等の発生を減少させることができるので、歩留まりを向上させることができる。更に、研磨機へのセットはブロック単位で行われるので、人が半球レンズ素材に触れる機会が減少し、半球レンズ素材が傷付けられる確率が減少する。その結果、最終製品としての半球レンズの信頼性を向上させることができる。
【００５４】
なお、上述した第３の実施の形態では、１枚の板状に形成された台座５０にボールレンズ４０を固着して板状の一体物を形成し、これに対して切断及び研磨を行うように構成したが、このような板状の一体物を複数重ねて一体化し、この一体化された複数の一体物に対して切断及び研磨を行うように構成することができる。この場合、複数の板状の一体物の一体化は、上述した接着剤３０で接着することにより、或いは、複数の板状の一体物を重ねて止め具で止めることにより行うことができる。
【００５５】
以上説明した第１乃至第３の実施の形態に係る光学部品の加工方法では、本発明をロッドレンズ及び半球レンズの加工に適用した場合を説明したが、本発明は、これらの光学部品に限らず、例えば角柱状のレンズ、窓材やプリズム等の加工にも適用することができる。
【００５６】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、光学部品の加工工程における作業効率を向上させることができる光学部品の加工方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態に係る光学部品の加工方法で使用される台座を説明するための外観斜視図である。
【図２】第１の実施の形態に係る光学部品の加工方法において台座にロッドレンズ素材を載置した状態を示す外観斜視図である。
【図３】第１の実施の形態に係る光学部品の加工方法において台座に載置されたロッドレンズ素材上に接着剤を塗布する状態を示す外観斜視図である。
【図４】第１の実施の形態に係る光学部品の加工方法において台座、ロッドレンズ素材及び接着剤から成る一体物を切断する状態を説明するための外観斜視図である。
【図５】第１の実施の形態に係る光学部品の加工方法において一体物を切断して得られるブロックを説明するための外観斜視図である。
【図６】第２の実施の形態に係る光学部品の加工方法を説明するための図である。
【図７】第３の実施の形態に係る光学部品の加工方法を説明するための図である。
【符号の説明】
１０  ロッドレンズ素材
２０  台座
２１  Ｖ字状の溝
３０  接着剤
４０  ボールレンズ
４１  半球レンズ
５０  台座
【図１】
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【図２】
2004195573.tif 000004
【図３】
2004195573.tif 000005
【図４】
2004195573.tif 000006
【図５】
2004195573.tif 000007
【図６】
2004195573.tif 000008
【図７】
2004195573.tif 000009