(57)【要約】  【課題】  ボールレンズの光軸と樹脂レンズの光軸とを一致させ、且つボールレンズの光軸とその平面研磨面とを垂直にしたボールハイブリッドレンズの製造方法を提供すること。  【解決手段】  ボールレンズ２の直径部分２ｂを残して平面研磨するので、ボールレンズ２の平面研磨面２ａを、直径部分２ｂと平行に形成できる。よって、ボールレンズ２の光軸２ｃを平面研磨面２ａに垂直に形成できる。また、平面研磨されたボールレンズ２を治具６内に収容したまま治具受け９内へ挿入する。この状態の治具６内の孔６ａへ雌型１１ａを挿入し、これをボールレンズ２の球面に圧接して、その球面と雌型１１ａとにより形成される空間形状に紫外線硬化樹脂１０を隙間無く広げ、これを硬化させボールレンズ２の球面上に樹脂レンズ３を形成する。よって、ボールレンズ２の光軸２ｃと樹脂レンズ３の光軸３ｃとを一致させることができる。  【選択図】        図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
球状に形成されたボールレンズの一面を平面研磨し、その平面研磨した反対面に樹脂レンズを形成したボールハイブリッドレンズの製造方法において、
前記ボールレンズの直径と略等しい内径の円柱状の孔を有する治具内に、前記ボールレンズの直径部分の全周を接触させて収容しつつ且つそのボールレンズの少なくとも片側一端部を前記治具外に突出した状態で挿入する挿入工程と、
その挿入工程により前記治具に挿入された前記ボールレンズの突出部分を、前記治具の円柱状に形成された内壁の母線と垂直な面に平面研磨する研磨工程と、
前記ボールレンズを前記治具に挿入した状態で、前記研磨工程により平面研磨された前記ボールレンズの面の反対面と前記樹脂レンズ面の外形を形取った雌型との間に紫外線硬化樹脂を挟装し、前記ボールレンズの反対面と前記雌型とを圧接する圧接工程と、
その圧接工程により前記ボールレンズの反対面と前記雌型とを圧接した状態で前記ボールレンズへ紫外線を照射する照射工程と、
その照射工程による紫外線の照射によって前記紫外線硬化樹脂が硬化した後に、前記ボールレンズから前記雌型及び治具を取り外す離型工程とを備えていることを特徴とするボールハイブリッドレンズの製造方法。
【請求項２】
前記治具は前記ボールレンズの挿入孔を複数有し、その治具の複数の孔内に挿入された各ボールレンズに対応して前記雌型が複数配設された雌型プレートを備え、前記ボールハイブリッドレンズを複数個同時に製造するボールハイブリッドレンズの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、携帯電話のカメラ部分のレンズや、コンパクトディスク（ＣＤ，ＤＶＤ）等に対するデータの読み取り又は書き込み用の光学ピックアップレンズ、更には光通信装置の光学素子として使用されるボールハイブリッドレンズの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ボールハイブリッドレンズは、次のように製造されていた。まず、直径がφ２〜３ｍｍの球状のガラスボールレンズを製造し、このレンズの相対向する両側面を研削する。次に、その両研削面でボールレンズを挟んで固定し、上面を平面研磨する。平面研磨した面の反対面（即ち球面）に、紫外線硬化樹脂を塗布し、その球面に樹脂レンズ面の外形を形取った雌型を押しつける。雌型を押しつけた状態のまま、平面研磨面から紫外線を照射し、紫外線硬化樹脂を硬化させる。その後、雌型を離型すると、ガラスレンズの頭部に樹脂レンズが形成されたボールハイブリッドレンズが完成する。
【特許文献１】特開平６−２７４０４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、上記製造方法によれば、ボールレンズの相対向する両側面を、レンズの光軸と平行に研削できないと、その両面を基準に平面研磨された平面研磨面はボールレンズの光軸と垂直にならないという問題点があった。また、ボールレンズの相対向する両側面を均等に研削できないと、レンズの中心がずれるが、この中心のずれたボールレンズの表面に樹脂レンズを形成すると、樹脂レンズの中心は、どうしてもボールレンズの中心とずれ、その結果、ボールレンズの光軸と樹脂レンズの光軸とを一致させることができないという問題点があった。一般に、ボールハイブリッドレンズは、金属筒体等に挿入され、ボールハイブリッドレンズユニットとして各種光学系に使用されるが、上記問題点を有するボールハイブリッドレンズでは、光学的に高精度のユニットを得られない。
【０００４】
本発明は上述した問題点を解決するためになされたものであり、ボールレンズの光軸と樹脂レンズの光軸とを一致させ、且つ、ボールレンズの光軸とその平面研磨面とを垂直にしたボールハイブリッドレンズの製造方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この目的を達成するために請求項１記載の発明は、球状に形成されたボールレンズの一面を平面研磨し、その平面研磨した反対面に樹脂レンズを形成したボールハイブリッドレンズの製造方法であり、前記ボールレンズの直径と略等しい内径の円柱状の孔を有する治具内に、前記ボールレンズの直径部分の全周を接触させて収容しつつ且つそのボールレンズの少なくとも片側一端部を前記治具外に突出した状態で挿入する挿入工程と、その挿入工程により前記治具に挿入された前記ボールレンズの突出部分を、前記治具の円柱状に形成された内壁の母線と垂直な面に平面研磨する研磨工程と、前記ボールレンズを前記治具に挿入した状態で、前記研磨工程により平面研磨された前記ボールレンズの面の反対面と前記樹脂レンズ面の外形を形取った雌型との間に紫外線硬化樹脂を挟装し、前記ボールレンズの反対面と前記雌型とを圧接する圧接工程と、その圧接工程により前記ボールレンズの反対面と前記雌型とを圧接した状態で前記ボールレンズへ紫外線を照射する照射工程と、その照射工程による紫外線の照射によって前記紫外線硬化樹脂が硬化した後に、前記ボールレンズから前記雌型及び治具を取り外す離型工程とを備えていることを特徴としている。
【０００６】
請求項２記載のボールハイブリッドレンズの製造方法は、請求項１記載のボールハイブリッドレンズの製造方法において、前記治具は前記ボールレンズの挿入孔を複数有し、その治具の複数の孔内に挿入された各ボールレンズに対応して前記雌型が複数配設された雌型プレートを備え、前記ボールハイブリッドレンズを複数個同時に製造するものである。
【発明の効果】
【０００７】
請求項１記載のボールハイブリッドレンズの製造方法によれば、ベースレンズとなるボールレンズは、そのボールレンズの直径と略等しい内径の円柱状の孔を有する治具内に、ボールレンズの直径部分の全周を接触させて収容され、且つそのボールレンズの少なくとも片側一端部を治具外に突出した状態で挿入される。その上で、そのボールレンズの突出部分が、治具の円柱状に形成された内壁の母線と垂直な面に平面研磨される。よって、ボールレンズの直径部分と平行に平面研磨面を形成することができるので、ボールレンズの光軸を該平面研磨面に垂直に形成することができるという効果がある。
【０００８】
また、平面研磨後のボールレンズを治具に挿入した状態で、ボールレンズの平面研磨面の反対面と樹脂レンズ面の外形を形取った雌型との間に紫外線硬化樹脂を挟装し、ボールレンズの平面研磨面の反対面と雌型とを圧接し、その圧接した状態のボールレンズへ紫外線を照射する。紫外線の照射により紫外線硬化樹脂が硬化した後、ボールレンズから雌型及び治具を取り外すと、ボールハイブリッドレンズが完成する。このように、平面研磨後のボールレンズを治具に挿入した状態で、ボールレンズの平面研磨面の反対面と雌型との間に紫外線硬化樹脂を挟装し、該反対面と雌型とを圧接した状態で紫外線照射により樹脂を硬化させるので、硬化した樹脂レンズの光軸と平面研磨したボールレンズの光軸とを一致させることができるという効果がある。
【０００９】
請求項２記載のボールハイブリッドレンズの製造方法によれば、請求項１記載のボールハイブリッドレンズの製造方法の奏する効果に加え、治具はボールレンズの挿入孔を複数有し、その治具の複数の孔内に挿入された各ボールレンズに対応して雌型が複数配設された雌型プレートを備えているので、上記ボールハイブリッドレンズを複数個同時に製造することができる。即ち、樹脂レンズの光軸とボールレンズの光軸とが一致し、これらの光軸とボールレンズの平面研磨面とが垂直に形成されたボールハイブリッドレンズを効率良く製造できるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図面を参照しつつ、本発明のボールハイブリッドレンズの製造方法について、その一実施形態を説明する。図１（ａ）は、ボールハイブリッドレンズ１の側面図であり、図１（ｂ）は、その側断面図である。図１に示すように、ボールハイブリッドレンズ１は、ベースレンズである球状のガラスレンズ（ボールレンズ）２の一面を平面研磨し、その平面研磨面２ａの反対面である球面上に樹脂レンズ３を形成して構成される。
【００１１】
図２（ａ）は、ボールハイブリッドレンズユニット５の斜視図であり、図２（ｂ）は、その側断面図である。図２に示すように、上記ボールハイブリッドレンズ１は、円筒形状に形成された金属筒体４内に圧入固定され、ボールハイブリッドレンズユニット５として使用される。なお、金属筒体４の上面４ｄは開放され、底面４ａの中央には円形の穴４ｅが穿設されている。
【００１２】
ボールハイブリッドレンズユニット５として重要なことは、金属筒体４の側面母線４ｃと、ボールハイブリッドレンズ１の光軸２ｃ，３ｃとが平行なことである。これを満足するためのボールハイブリッドレンズ１の条件としては、第１に、ボールレンズ２の光軸２ｃと樹脂レンズ３の光軸３ｃとが一致していること、第２に、ボールレンズ２の光軸２ｃと平面研磨面２ａとが垂直に形成されていることである。また、金属筒体４の条件としては、第１に、ボールハイブリッドレンズ１の平面研磨面２ａが面接触する金属筒体４の底面４ａと金属筒体４の内側母線４ｂとが垂直であること、第２に、金属筒体４の内側母線４ｂと側面母線４ｃとが平行なことである。
【００１３】
該条件を有するボールハイブリッドレンズ１を、同じく該条件を有する金属筒体４内に圧入し、ボールハイブリッドレンズ１の平面研磨面２ａを、金属筒体４の底面４ａに面接着することにより、高精度のボールハイブリッドレンズユニット５が完成する。該ボールハイブリッドレンズユニット５によれば、該ユニット５を使用したい装置などの光学系に対して、該ユニット５に合わせた円筒形状の嵌合穴を設ければ、その嵌合穴に該ユニット５を挿入固定するだけで目的に応じた光学系を容易に組み立てることができるのである。
【００１４】
以下、図３から図５を参照して、上記ユニット５を形成するための条件を備えたボールハイブリッドレンズ１の製造方法を説明する。本実施形態の製造方法によれば、ボールレンズ２の光軸２ｃと樹脂レンズ３の光軸３ｃとを一致させ、且つ、ボールレンズ２の光軸２ｃと平面研磨面２ａとを垂直にしたボールハイブリッドレンズ１を形成できる。
【００１５】
まず、図３（ａ）に示すように、直径がφ２〜３ｍｍの球状のガラスレンズ（ボールレンズ）２を形成し、これを治具６内へ挿入する。治具６には、ボールレンズ２の直径と略等しい内径の円柱状の孔６ａが形成されている。孔６ａの上下は共に開放されており、下方の開口は、平板７により閉鎖されている。また、孔６ａの高さは、ボールレンズ２の半径より大きく、直径より小さく形成されている（ボールレンズ２の半径＜孔６ａの高さ＜ボールレンズ２の直径）。よって、図３（ｂ）に示すように、ボールレンズ２は、治具６内に、その直径部分２ｂの全周を、治具６の孔６ａの内面に線接触させつつ、その片側の一端部を治具６外に突出させた状態で挿入される（挿入工程）。
【００１６】
次に、治具６内に挿入されたボールレンズ２の突出部分を平面研削又は平面研磨（本明細書において「平面研磨」と総称する）する。この平面研磨は、治具６内に円柱状に形成された孔６ａの内壁の母線６ｂと垂直に行われる（研磨工程）。図３（ｃ）には、かかる平面研磨後の状態が図示されている。該研磨工程によれば、ボールレンズ２の光軸２ｃと垂直に、ボールレンズ２の平面研磨面２ａを形成することができる。ボールレンズ２の光軸２ｃは、孔６ａの内壁の母線６ｂと平行だからである。
【００１７】
研磨工程の終了後は、図４（ｄ）に示すように、治具６の下方の開口を閉鎖していた平板７を取り除き、平面研磨されたボールレンズ２を治具６内に挿入（収容）したまま、これを治具受け９内へ挿入する。治具受け９は、その内部に治具６の外形と略等しい四角柱状の角孔９ａを有しており、その角孔９ａの底面９ｂ中央部には、治具６内に形成された孔６ａと略同一内径の円形の底面孔９ｃが設けられている。よって、ボールレンズ２を収容した治具６を、治具受け９の角孔９ａ内に挿入すると、図４（ｅ）に示すように、治具６の孔６ａと治具受け９の底面孔９ｃとが一続きになって、１つの円柱状の孔６ａ，９ｃを形成する。
【００１８】
この治具６及び治具受け９の上面に、透明なガラス板８を載置し、また、ボールレンズ２の平面研磨面２ａの反対面にある球面には、紫外線を照射することにより硬化する、紫外線硬化樹脂１０を塗布する。
【００１９】
この状態の治具６内の孔６ａへ、雌型プレート１１に突設された雌型１１ａを挿入する。雌型１１ａは、孔６ａ，９ｃの内径と略等しい外径の円柱状の突起１１ｂの表面に、樹脂レンズ３の表面外形を形取った型である。雌型プレート１１を、図４（ｅ）の矢印方向へ移動して、雌型１１ａを孔６ａ，９ｃ内へ挿入し、その雌型１１ａをボールレンズ２の球面に圧接する。すると、ボールレンズ２の球面と雌型１１ａの間に挟装されている紫外線硬化樹脂１０は、図５（ｆ）に示すように、その球面と雌型１１ａとにより形成される空間形状に広がり、その空間内に隙間無く満たされる（圧接工程）。
【００２０】
この圧接状態のまま、透明なガラス板８側から紫外線硬化樹脂１０へ向けて紫外線ＵＶを照射する。すると、該照射により紫外線硬化樹脂１０が硬化して、ボールレンズ２の球面上に樹脂レンズ３が形成される（照射工程）。即ち、治具６、治具受け９、雌型プレート１１、ガラス板８で構成される型内に、ボールハイブリッドレンズ１が形成される。
【００２１】
その後は、まず、図５（ｇ）の矢印方向へ雌型プレート１１を移動して取り除き、更に、ガラス板８を取り外す。治具受け９内から治具６を取り出し、その治具６内からボールハイブリッドレンズ１を取り出す。これにより、図５（ｈ）に示すボールハイブリッドレンズ１が完成する（離型工程）。
【００２２】
以上説明した通り、本実施形態の製造方法によれば、ボールレンズ２は、そのボールレンズ２の直径と略等しい内径の円柱状の孔６ａを有する治具６内に、ボールレンズ２の直径部分２ｂの全周を線接触させて、且つそのボールレンズ２の片側一端部を治具６外に突出した状態で挿入される。その上で、そのボールレンズ２の突出部分は、治具６の円柱状に形成された孔６ａの内壁の母線６ｂと垂直に平面研磨される。このように、ボールレンズ２の直径部分２ｂを残して平面研磨するので、ボールレンズ２の平面研磨面２ａを、直径部分２ｂと平行に形成することができる。よって、ボールレンズ２の光軸２ｃを該平面研磨面２ａに垂直に形成することができる。
【００２３】
また、平面研磨後は、その平面研磨されたボールレンズ２を治具６内に収容したまま、これを治具受け９内へ挿入する。この状態の治具６内の孔６ａへ、治具６及び治具受け９の孔６ａ，９ｃの内径と略等しい外径の円柱状の突起１１ｂを挿入し、その突起１１ｂの表面に形成された雌型１１ａをボールレンズ２の球面に圧接して、ボールレンズ２の球面と雌型１１ａとの間に挟装されている紫外線硬化樹脂１０を、その球面と雌型１１ａとにより形成される空間形状に隙間無く広げ、これに紫外線ＵＶを照射し、ボールレンズ２の球面上に樹脂レンズ３を形成する。このようにしてボールレンズ２の表面に樹脂レンズ３を形成するので、ボールレンズ２の光軸２ｃと樹脂レンズ３の光軸３ｃとを一致させることができる。
【００２４】
以上、実施形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に何ら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内で種々の改良変形が可能であることは容易に推察できるものである。
【００２５】
例えば、上記実施形態では、ボールハイブリッドレンズ１を１個製造する場合について説明したが、本発明は必ずしもこれに限定されるものではなく、一度に複数個のボールハイブリッドレンズ１を製造する場合にも適用することができる。かかる場合には、円柱状の孔６ａが複数個穿設された治具６と、かかる治具６のすべての孔６ａの底面を閉鎖する平板７と、該治具６の治具受け９と、該治具６に穿設された複数の孔６ａにそれぞれ対応した位置に突設され、その表面に雌型１１ａがそれぞれ形成された複数の突起１１ｂを備えた雌型プレート１１と、該治具６のすべての孔６ａの平面研磨面２ａを覆う透明なガラス板８とを用意し、該治具６の複数の孔６ａ内に複数のボールレンズ２を挿入し、その複数のボールレンズ２に対して、挿入工程、研磨工程、圧接工程、照射工程、離型工程を順に実行して、一度に複数個のボールハイブリッドレンズ１を製造するのである。このように、一度に複数個のボールハイブリッドレンズ１を製造することにより、その生産効率を向上することができるのである。
【００２６】
また、上記実施形態の治具６の外形は四角柱状に形成されたが、その外形を円柱状などの他の形状で形成しても良い。治具６の外形を変形する場合には、治具受け９の内形は、その治具６の外形と略同一形状とされる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】（ａ）は、本実施形態の製造方法で製造されたボールハイブリッドレンズの側面図であり、（ｂ）は、その側断面図である。
【図２】（ａ）は、図１のボールハイブリッドレンズを使用したボールハイブリッドレンズユニットの斜視図であり、（ｂ）は、その側断面図である。
【図３】ボールハイブリッドレンズの製造方法を示した図であり、特に、挿入工程と研磨工程とを図示している。
【図４】ボールハイブリッドレンズの製造方法を示した図であり、特に、圧接工程を図示している。
【図５】ボールハイブリッドレンズの製造方法を示した図であり、特に、照射工程と離型工程とを図示している。
【符号の説明】
【００２８】
１            ボールハイブリッドレンズ
２            ボールレンズ
２ａ          平面研磨面
２ｂ          直径部分
２ｃ          ボールレンズの光軸
３            樹脂レンズ
３ｃ          樹脂レンズの光軸
４            金属筒体
４ａ          底面
４ｂ          内側母線
４ｃ          側面母線
５            ボールハイブリッドレンズユニット
６            治具
６ａ          治具の孔
６ｂ          治具の孔の内壁母線
９            治具受け
１０          紫外線硬化樹脂
１１          雌型プレート
１１ａ        雌型
１１ｂ        雌型が設けられた突起
【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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