(57)【要約】【課題】製造コストの上昇を抑制しつつ、十分な偏心精度で芯出しされた光学部品およびその製造方法を提供する。【解決手段】光学レンズ１は、光が入射する面である第１レンズ面１２Ｂと、第１レンズ面１２Ｂの反対側の面である第２面としての第２レンズ面１１を備えている。第１レンズ面１２Ｂは非球面形状を有しており、第２レンズ面１１は、曲率半径Ｒ１の球面形状を有している。そして、光学レンズ１は、光学レンズ１の光軸αを含む断面において、第１レンズ面１２Ｂおよび第２レンズ面１１に、傾斜関数Ｄの値が０．１以上となる部位である点Ｐ２および点Ｐ１をそれぞれ有している。2009085996.tif 000011【選択図】図１
2009085996.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光が入射する面である第１面と、
前記第１面の反対側の面である第２面とを備えた光学部品であって、
前記第１面および前記第２面の少なくともいずれか一方は非球面形状を有し、
前記光学部品の光軸を含む断面において、前記第１面および前記第２面に、以下の式（１）により定義される傾斜関数Ｄの値が０．１以上となる部位を有する、光学部品。
【数１】
2009085996.tif 000009
【請求項２】
前記傾斜関数Ｄの値は０．２以上である、請求項１に記載の光学部品。
【請求項３】
前記第１面および前記第２面の前記部位は、表面粗度Ｒａが０．１μｍ以下である、請求項１または２に記載の光学部品。
【請求項４】
前記第１面および前記第２面の前記部位は、光学機能面以外の部位である、請求項１〜３のいずれか１項に記載の光学部品。
【請求項５】
セラミックスからなることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の光学部品。
【請求項６】
前記セラミックスは、硫化亜鉛である、請求項５に記載の光学部品。
【請求項７】
光が入射する面である第１面と、前記第１面の反対側の面である第２面とを有する光学部品の概略形状に成形された光学部品成形部材を準備する成形部材準備工程と、
前記光学部品成形部材を、周方向に回転可能な円環形状の保持部を有し、前記保持部の回転軸が一致するように配置された一対のホルダの前記保持部により挟持することにより、前記光学部品成形部材の光軸と前記保持部の前記回転軸とを一致させる成形部材挟持工程と、
前記保持部に挟持された前記光学部品成形部材を、前記保持部とともに、前記回転軸を軸として回転させつつ、前記光学部品成形部材の外周部を加工する外周部加工工程とを備え、
前記第１面および前記第２面の少なくともいずれか一方は、非球面形状を有し、
前記成形部材挟持工程および前記外周部加工工程では、以下の式（１）により定義される傾斜関数Ｄの値が０．１以上となる部位において、前記光学部品成形部材が前記一対のホルダの前記保持部により挟持される、光学部品の製造方法。
【数２】
2009085996.tif 000010
【請求項８】
前記成形部材挟持工程および前記外周部加工工程では、前記傾斜関数Ｄの値が０．２以上となる部位において、前記光学部品成形部材が前記一対のホルダの前記保持部により挟持される、請求項７に記載の光学部品の製造方法。
【請求項９】
前記成形部材挟持工程および前記外周部加工工程では、前記光学部品成形部材が、表面粗度Ｒａが０．１μｍ以下である部位において、前記一対のホルダの前記保持部により挟持される、請求項７または８に記載の光学部品の製造方法。
【請求項１０】
前記成形部材挟持工程および前記外周部加工工程では、前記光学部品成形部材が、光学機能面以外の部位において、前記一対のホルダの前記保持部により挟持される、請求項７〜９のいずれか１項に記載の光学部品の製造方法。
【請求項１１】
前記光学部品成形部材の素材は、セラミックスである、請求項７〜１０のいずれか１項に記載の光学部品の製造方法。
【請求項１２】
前記セラミックスは、硫化亜鉛である、請求項１１に記載の光学部品の製造方法。
【請求項１３】
請求項７〜１１のいずれか１項に記載の光学部品の製造方法により製造された、光学部品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は光学部品およびその製造方法に関し、より特定的には、偏心精度に優れた光学部品およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
光が入射し、当該光を透過または／および反射するための面である光学機能面が、研磨などの加工により形成された光学レンズ、ミラー、ウインドウなどの光学部品は、その後、鏡筒などの部材に取り付けられて、光学系として組立てられる。ここで、一般に、光学部品の製造工程では、光学機能面の加工が終了した段階においては、外径寸法が最終的な寸法に比べて大きくなるように製造されている場合が多い。したがって、光学部品の製造工程では、光学機能面の加工が終了した後、外径部（外周部）を研削等により加工する工程が実施されるのが一般的である。そして、当該外周部の加工においては、光学部品の光軸に対して偏心を抑制するように、外周部が加工される必要がある。
【０００３】
これに対し、ベルクランプ方式により芯出しを行ない、光学部品である光学レンズの外周部を加工する方法が知られている（たとえば、非特許文献１参照）。これにより、比較的容易に、高い偏心精度で芯出しを行なうことができる。
【０００４】
図６は、従来のベルクランプ方式による芯出しを説明するための概略断面図である。また、図７は、従来のベルクランプ方式による芯出しの問題点を説明するための図である。
【０００５】
図６を参照して、ベルクランプ方式による芯出しにおいては、まず、レンズ面１０の加工が終了したレンズの仕掛品（レンズ成形部材１Ａ）が、円筒状の形状を有し、円環形状の保持部３２，３１（直径はそれぞれＤ２，Ｄ１）を含むとともに、中心軸（回転軸）が一致するように配置された一対のホルダ３０により挟持される。このとき、保持部３２，３１が、それぞれ一方のレンズ面（第２レンズ面）１１および他方のレンズ面（第１レンズ面）１２Ａに対して全周にわたって接触するようにレンズ成形部材１Ａが挟持されると、レンズ成形部材１Ａにおいて挟持されている部分の厚みが全周にわたって等しくなる。その結果、一対のホルダ３０の保持部３２，３１の回転軸とレンズ成形部材１Ａの光軸とが一致する。そして、ホルダ３０の保持部３２，３１をレンズ成形部材１Ａが挟持された状態を保持しつつ回転軸周りに回転させ、レンズ成形部材１Ａの外周部１３にグラインダなどを接触させることにより、外周部１３が加工される。これにより、偏心が抑制されつつ、レンズ成形部材１Ａの外径寸法が所望の寸法に調整される。
【０００６】
ここで、上記ベルクランプ方式による芯出しは、以下の式（２）に示す芯出し係数Ｚの値が０．１以上の場合に採用可能であることが知られている。
【０００７】
【数１】
2009085996.tif 000003
【０００８】
図６のように、レンズ成形部材１Ａが、一方のレンズ面１１および他方のレンズ面１２Ａの両方が球面である球面レンズである場合、上述のように芯出し係数Ｚを指標として、ベルクランプ方式による芯出しの可否を判定することが可能である。したがって、芯出し係数Ｚを指標として芯出しの可否を判定し、芯出しができないと判断された場合、より大きな直径の保持部３２，３１を有するホルダ３０を採用する等の対策をとることができる。
【０００９】
しかし、図７を参照して、レンズ成形部材１Ｂが、非球面形状の他方のレンズ面（第１レンズ面）１２Ｂを有する場合（たとえばメニスカスレンズの形状を有している場合）、上述のように芯出し係数Ｚを指標として、ベルクランプ方式による芯出しの可否を判定することはできない。すなわち、図７の場合、レンズ面１０の中央部の形状は、図６の場合と同様に両側とも凸形状であるにもかかわらず、ホルダ３１と他方のレンズ面１２Ｂとの接触部Ｐ２においては、凹形状を有している。ここで、非球面形状を有する他方のレンズ面１２Ｂの形状は、たとえば以下の式（３）で表される。つまり、他方のレンズ面１２Ｂの形状は、曲率Ｒだけでなく非球面係数ｋ、定数Ａｉ（ｉ＝２、４、６・・・）の影響を受ける。
【００１０】
【数２】
2009085996.tif 000004
【００１１】
そのため、接触部Ｐ２での形状が曲率Ｒにより一意的に決定されず、芯出し係数Ｚを指標として、ベルクランプ方式による芯出しの可否を判定することはできない。以上のように、非球面レンズにおいては、芯出し係数Ｚを指標として、ベルクランプ方式による芯出しの可否を判定することはできないという問題点があった。
【００１２】
一方、非球面レンズの芯出しに関しては、レンズに光を照射し、レンズを透過した光の像に基づいて芯出しを行なう方法が提案されている（たとえば、特許文献１参照）。これにより、上述のベルクランプ方式の芯出しにおける問題点は解消される。しかしながら、特許文献１に記載の芯出し装置および芯出し方法では、芯出しが行なわれるべきレンズ（光学部品）を透過した光の像を確認しつつ、芯出しの調整作業を手動で行なう必要がある。そのため、当該芯出し方法をレンズの製造工程に採用すると、生産効率が低下するという問題がある。また、芯出しを行なうべきレンズが、たとえばＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）により結像可能な可視光および近赤外光を透過させない粉末焼結法により作製された硫化亜鉛などのセラミックス材料からなる場合、可視光や近赤外光を用いた装置では、芯出しが行なえないという問題点がある。
【非特許文献１】田中國弘  著、「光学素子加工技術  ’９１、Ｉ−６  芯取・洗浄」、社団法人  日本オプトメカトロニクス協会、１９９１年９月５日
【特許文献１】特開２００４−２９４１７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
上述のように、非球面レンズなど、光学機能面および／または当該光学機能面の反対側の面が非球面形状を有する光学部品の芯出しは、従来の方法では容易ではなく、製造コストの上昇を抑制しつつ、十分な偏心精度で芯出しを行なうことは難しいという問題点があった。
【００１４】
そこで、本発明の目的は、製造コストの上昇を抑制しつつ、十分な偏心精度で芯出しされ得る光学部品およびその製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明に従った光学部品は、光が入射する面である第１面と、第１面の反対側の面である第２面とを備えた光学部品である。当該光学部品では、第１面および第２面の少なくともいずれか一方は非球面形状を有している。そして、当該光学部品は、光軸を含む断面において、第１面および第２面に、以下の式（１）により定義される傾斜関数Ｄの値が０．１以上となる部位を有している。
【００１６】
【数３】
2009085996.tif 000005
【００１７】
本発明者は、非球面レンズにおいても、ベルクランプ方式による芯出しの可否を判定可能な指標について、詳細に検討を行なった。その結果、ベルクランプ方式による芯出しの可否を判定可能な新たな指標を見出した。そして、これに基づき、製造コストの上昇を抑制しつつ、十分な精度での芯出が可能な本発明の光学部品を提供することが可能となった。
【００１８】
すなわち、光学部品の光軸を含む断面において、光学部品の第１面および第２面に、上記式（１）により定義される傾斜関数Ｄの値が０．１以上となる部位が形成されている場合、当該部位の全周において、ホルダの保持部と接触するようにその光学部品をホルダで挟持することにより、高い精度で芯出しが可能であることが分かった。本発明の光学部品においては、光軸を含む断面において、第１面および第２面に、上記式（１）により定義される傾斜関数Ｄの値が０．１以上となる部位が形成されている。そのため、本発明の光学部品によれば、当該部位において光学部品がホルダにより保持されることにより、ベルクランプ方式による芯出しが可能となっている。その結果、本発明の光学部品によれば、製造コストの上昇を抑制しつつ、十分な偏心精度で芯出しされ得る光学部品を提供することができる。
【００１９】
ここで、光とは、可視光線だけでなく、赤外線、紫外線、Ｘ線、γ線などを含む電磁波をいう。また、光学部品とは、光を透過、屈折、反射等させる機能を有する部品であって、たとえばレンズ、ミラー、ウインドウ、プリズムなどが含まれる。さらに、非球面形状とは、上記式（２）により表現可能な面形状をいう。また、光学部品の光軸とは、上記第１面と第２面との中心を結ぶ軸をいう。
【００２０】
上記光学部品において好ましくは、上記傾斜関数Ｄの値は０．２以上である。これにより、製造コストの上昇を抑制しつつ、一層高い偏心精度で芯出しされた光学部品が得られる。
【００２１】
上記光学部品において好ましくは、上記第１面および第２面における傾斜関数Ｄの値が０．１以上となる部位は、表面粗度Ｒａが０．１μｍ以下となっている。
【００２２】
ベルクランプ方式の芯出しにおいては、光学部品がホルダにより挟持される際、ホルダに対して光学部品が滑動することにより、光学部品の光軸とホルダの回転軸とが一致し、芯出しが可能となる。そして、光学部品において、ホルダが接触すべき部位の表面粗度が大きい場合、具体的には表面粗度Ｒａが０．１μｍを超える場合、光学部品がスムーズに滑動せず、芯出し後の偏心精度が低下するおそれがある。これに対し、当該部位の表面粗度Ｒａが０．１μｍ以下であることにより、光学部品がスムーズに滑動し、一層高い偏心精度で芯出しされた光学部品を得ることが可能となる。なお、表面粗度Ｒａとは、ＪＩＳＢ０６０１において規定されるＲａをいう。
【００２３】
上記光学部品において好ましくは、第１面および第２面における傾斜関数Ｄの値が０．１以上となる部位は、光学機能面以外の部位である。
【００２４】
上述のように、ベルクランプ方式の芯出しにおいては、光学部品がホルダにより挟持される際、ホルダに対して光学部品が滑動する。したがって、ホルダと直接接触する光学部品の領域には、ホルダとの接触により損傷が発生する可能性がある。そのため、ホルダと直接接触する上記領域は、光学部品の性能に大きな影響を与える光学機能面以外の部位であることが好ましい。
【００２５】
上記光学部品は、セラミックスからなっていてもよい。ここで、本発明の光学部品を構成するセラミックスとしては、硫化亜鉛、セレン化亜鉛、ゲルマニウム、カルコゲナイドガラス、シリコン、ＣａＦ２（フッ化カルシウム）、石英、スピネルなどを採用することができる。これにより、透過波長帯の選択範囲が広がる。また、硬度が高いセラミックスを採用することで、ホルダの接触による損傷が抑制されるため、光学機能面を大きく取ることができる。
【００２６】
さらに、上記光学部品を構成するセラミックスとしては、特に硫化亜鉛が採用されることが好ましい。硫化亜鉛は可視光線から近赤外線にかけての光、具体的には波長０．４μｍ以上３．０μｍ以下の光を遮断又は透過する制御が可能であるとともに、遠赤外線、具体的には波長８μｍ以上１２μｍ以下の光をよく透過する。そのため、可視光線から近赤外線にかけての光を併用できる、又は、ノイズとして除外する装置への適用が可能となり、拡張性の高い遠赤外線を有効に利用可能な光学部品を提供することができる。
【００２７】
本発明に従った光学部品の製造方法は、成形部材準備工程と、成形部材挟持工程と、外周部加工工程とを備えている。成形部材準備工程では、光が入射する面である第１面と、第１面の反対側の面である第２面とを有する光学部品の概略形状に成形された光学部品成形部材が準備される。成形部材挟持工程では、光学部品成形部材を、周方向に回転可能な円環形状の保持部を有し、当該保持部の回転軸が一致するように配置された一対のホルダの保持部により挟持することにより、光学部品成形部材の光軸と当該保持部の回転軸とを一致させる。外周部加工工程では、当該保持部に挟持された光学部品成形部材を、保持部とともに、保持部の回転軸を軸として回転させつつ、光学部品成形部材の外周部を加工する。
【００２８】
さらに、上記第１面および第２面の少なくともいずれか一方は、非球面形状を有している。そして、成形部材挟持工程および外周部加工工程では、上記式（１）により定義される傾斜関数Ｄの値が０．１以上となる部位において、光学部品成形部材が一対のホルダの保持部により挟持される。
【００２９】
上述のように、本発明者は、非球面レンズにおいても、ベルクランプ方式による芯出しの可否を判定可能な新たな指標である傾斜関数Ｄを見出した。これに基づき、本発明の光学部品の製造方法では、成形部材準備工程において光学部品成形部材が準備され、成形部材挟持工程および外周部加工工程において、傾斜関数Ｄの値が０．１以上となる部位で、当該光学部品成形部材が一対のホルダの保持部により挟持される。そのため、本発明の光学部品の製造方法によれば、製造コストの上昇を抑制しつつ、十分な偏心精度で芯出しされた光学部品を製造することができる。
【００３０】
上記光学部品の製造方法において好ましくは、成形部材挟持工程および外周部加工工程では、傾斜関数Ｄの値が０．２以上となる部位において、光学部品成形部材が一対のホルダの保持部により挟持される。
【００３１】
これにより、製造コストの上昇を抑制しつつ、一層高い偏心精度で芯出しされた光学部品を製造することができる。
【００３２】
上記光学部品の製造方法において好ましくは、成形部材挟持工程および外周部加工工程では、光学部品成形部材が、表面粗度Ｒａが０．１μｍ以下である部位において、一対のホルダの保持部により挟持される。
【００３３】
上述のように、光学部品において、ホルダが接触する部位の表面粗さが粗い場合、具体的には表面粗度Ｒａが０．１μｍを超える場合、光学部品がスムーズに滑動せず、芯出し後の偏心精度が低下するおそれがある。これに対し、成形部材挟持工程および外周部加工工程において、光学部品成形部材が、表面粗度Ｒａが０．１μｍ以下である部位で一対のホルダの保持部により挟持されることにより、一層高い偏心精度で芯出しされた光学部品を製造することができる。
【００３４】
上記光学部品の製造方法において好ましくは、成形部材挟持工程および外周部加工工程では、光学部品成形部材が、光学機能面以外の部位において、一対のホルダの保持部により挟持される。
【００３５】
上述のように、ベルクランプ方式の芯出しにおいては、光学部品がホルダにより挟持される際、ホルダに対して光学部品が滑動する。そのため、成形部材挟持工程および外周部加工工程では、ホルダと直接接触する領域は、光学部品の性能に大きな影響を与える光学機能面以外の部位であることが好ましい。
【００３６】
上記光学部品の製造方法においては、上記光学部品成形部材の素材は、セラミックスであってもよい。ここで、光学部品成形部材の素材としてのセラミックスには、硫化亜鉛、セレン化亜鉛、ゲルマニウム、カルコゲナイドガラス、シリコン、ＣａＦ２（フッ化カルシウム）、石英、スピネルなどを採用することができる。これにより、透過波長帯の選択範囲が広がる。また、硬度が高いセラミックスを採用することで、ホルダの接触による損傷が抑制されるため、光学機能面を大きく取ることができる。
【００３７】
さらに、上記光学部品成形部材を構成するセラミックスとしては、特に硫化亜鉛が採用されることが好ましい。上述のように、硫化亜鉛を素材として採用することにより、可視光線から近赤外線にかけての光を遮断又は透過する制御が可能であるとともに、遠赤外線の光をよく透過するため、拡張性の高い遠赤外線を有効に利用可能な光学部品を製造することができる。
【００３８】
本発明に従った光学部品は、上記本発明の光学部品の製造方法により製造されている。製造コストの上昇を抑制しつつ、十分な偏心精度で芯出しされた光学部品を製造可能な製造方法により製造されていることにより、本発明の光学部品は、製造コストの上昇が抑制され、十分な偏心精度で芯出しされた光学部品となっている。
【発明の効果】
【００３９】
以上の説明から明らかなように、本発明の光学部品および光学部品の製造方法によれば、製造コストの上昇を抑制しつつ、十分な偏心精度で芯出しされ得る光学部品およびその製造方法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】
【００４０】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。なお、以下の図面において同一または相当する部分には同一の参照番号を付しその説明は繰返さない。
【００４１】
図１は、本発明の一実施の形態における光学部品としての光学レンズの構成を示す概略断面図である。図１を参照して、本発明の一実施の形態における光学レンズについて説明する。
【００４２】
図１を参照して、本実施の形態における光学部品としての光学レンズ１は、光が入射する面である第１面としての第１レンズ面１２Ｂと、第１レンズ面１２Ｂの反対側の面である第２面としての第２レンズ面１１を備え、セラミックスである硫化亜鉛からなる光学レンズである。第１レンズ面１２Ｂは非球面形状を有しており、第２レンズ面１１は、曲率半径Ｒ１の球面形状を有している。第１レンズ面１２Ｂおよび第２レンズ面１１は、光学レンズ１のレンズ面１０を構成している。そして、光学レンズ１は、光学レンズ１の光軸αを含む断面において、第１レンズ面１２Ｂおよび第２レンズ面１１に、傾斜関数Ｄの値が０．１以上となる部位である点Ｐ２および点Ｐ１をそれぞれ有している。すなわち、光軸αに垂直な面である面β２および面β１に対して、点Ｐ２および点Ｐ１における接線の傾きは、それぞれａ２およびａ１であり、当該ａ２およびａ１は、式（１）に定義される傾斜関数Ｄの値を０．１以上とする値となっている。ここで、接線の傾きａｉ（ｉ＝１，２）は、たとえば非球面形状測定器により実測されたレンズ形状データを用い、所望の位置（Ｄｉ／２、ｉ＝１，２）での微小区間の傾きから求めることができる。
【００４３】
そのため、本実施の形態における光学レンズ１は、点Ｐ２および点Ｐ１においてホルダにより保持されることにより、ベルクランプ方式による芯出しが可能となっており、製造コストの上昇が抑制されつつ、十分な偏心精度を有し得る。また、光学レンズ１は、硫化亜鉛からなっていることにより、可視光線から近赤外線にかけての光を遮断又は透過する制御が可能であるとともに、遠赤外線の光をよく透過するため、拡張性の高い遠赤外線を有効に利用可能な光学レンズとなっている。
【００４４】
ここで、光学レンズ１は、傾斜関数Ｄの値が０．２以上であることが好ましい。これにより、製造コストの上昇を抑制しつつ、一層高い偏心精度で芯出しされた光学レンズとすることができる。
【００４５】
また、光学レンズ１は、上記第１レンズ面１２Ｂおよび第２レンズ面１１における傾斜関数Ｄの値が０．１以上となる部位である点Ｐ２および点Ｐ１において、表面粗度Ｒａが０．１μｍ以下となっていることが好ましい。これにより、光学レンズ１がホルダにより挟持される際、ホルダ３０に対して光学レンズ１がスムーズに滑動し、一層高い偏心精度で芯出しされた光学レンズとすることができる。
【００４６】
さらに、光学レンズ１では、上記第１レンズ面１２Ｂおよび第２レンズ面１１における傾斜関数Ｄの値が０．１以上となる部位である点Ｐ２および点Ｐ１は、光学機能面以外の部位であることが好ましい。これにより、光学機能面において、ホルダとの接触による損傷の発生を抑制することができる。
【００４７】
次に、本実施の形態における光学部品としての光学レンズに対する芯出しの具体的方法、およびこれを採用した光学部品としての光学レンズの製造方法について説明する。
【００４８】
図２は、本発明の一実施の形態における光学部品としての光学レンズの製造方法の概略を示す流れ図である。また、図３は、本発明の一実施の形態における光学レンズの製造方法における芯出しの方法を示す概略断面図である。
【００４９】
図２を参照して、本実施の形態における光学レンズの製造方法は、成形部材準備工程と、成形部材挟持工程と、外周部加工工程とを備えている。図３を参照して、成形部材準備工程では、光が入射する面である第１面としての第１レンズ面１２Ｂと、第１レンズ面１２Ｂの反対側の面である第２レンズ面１１とを有する光学部品としての光学レンズ１の概略形状に成形された光学部品成形部材としてのレンズ成形部材１Ｂが準備される。レンズ成形部材１Ｂの素材としては、セラミックスである硫化亜鉛が採用されている。
【００５０】
次に、図３を参照して、成形部材挟持工程では、レンズ成形部材１Ｂを、中心を含む回転軸γ２，γ１の周りに（周方向に）回転可能な円筒状（円環形状）の保持部３２，３１を有し、当該保持部３２，３１の回転軸γ２，γ１が一致するように配置された一対のホルダ３０の保持部３２，３１により挟持することにより、レンズ成形部材１Ｂの光軸αと回転軸γ２，γ１とを一致させる。このとき、レンズ成形部材１Ｂは、保持部３２と接触部Ｐ２で、保持部３１と接触部Ｐ１で全周にわたって接触して挟持されている。
【００５１】
その後、外周部加工工程では、一対のホルダ３０の保持部３２，３１に挟持されたレンズ成形部材１Ｂを、保持部３２，３１とともに、回転軸γ２，γ１を軸として回転させつつ、レンズ成形部材１Ｂの外周部１３を加工する。具体的には、外周部１３に対して、たとえば図示しないグラインダを接触させることにより、外周部を研削し、所望の形状、特に所望の直径にレンズ成形部材１Ｂを加工する。
【００５２】
ここで、第１レンズ面１２Ｂは非球面形状を有しており、第２レンズ面１１は、曲率半径Ｒ１の球面形状を有している。そして、成形部材挟持工程および外周部加工工程では、上記式（１）により定義される傾斜関数Ｄの値が０．１以上となる部位において、レンズ成形部材１Ｂが一対のホルダ３０の保持部３２，３１により挟持される。すなわち、光軸αに垂直な面である面β２および面β１に対する接触部Ｐ２，Ｐ１における接線の傾きは、それぞれａ２およびａ１であり、当該ａ２およびａ１は、式（１）に定義される傾斜関数Ｄの値を０．１以上とする値となっている。
【００５３】
つまり、本実施の形態における成形部材挟持工程では、まず、レンズ成形部材１Ｂのレンズ面１０を構成する第１レンズ面１２Ｂおよび第２レンズ面１１において、傾斜関数Ｄの値が０．１以上となる接触部Ｐ２，Ｐ１が選定される。そして、これに応じた直径の保持部３２，３１を有する一対のホルダ３０が準備され、当該一対のホルダ３０の保持部３２，３１により、レンズ成形部材１Ｂが、接触部Ｐ２，Ｐ１において挟持される。その後、外周部加工工程において、上述のようにレンズ成形部材１Ｂが挟持された状態が保たれつつ、レンズ成形部材１Ｂが光軸αに一致する回転軸γ２，γ１の周りに回転され、外周部が加工される。なお、外周部が加工される際、同時に、第１レンズ面１２Ｂと外周部とが交差する領域、および第２レンズ面１１と外周部とが交差する領域を面取り加工することも可能である。
【００５４】
以上の工程により、図１に基づいて説明した本実施の形態の光学レンズ１が完成し、本実施の形態における光学レンズの製造方法が完了する。
【００５５】
本実施の形態の光学部品としての光学レンズの製造方法では、成形部材準備工程においてレンズ成形部材１Ｂが準備され、成形部材挟持工程および外周部加工工程において、傾斜関数Ｄの値が０．１以上となる部位において、レンズ成形部材１Ｂが一対のホルダ３０の保持部３２，３１により挟持される。そのため、本実施の形態の光学レンズの製造方法によれば、製造コストの上昇を抑制しつつ、十分な偏心精度で芯出しされた光学レンズを製造することができる。そして、本実施の形態の製造方法により製造された光学部品としての光学レンズは、製造コストの上昇が抑制され、十分な偏心精度で芯出しされた光学部品となっている。
【００５６】
また、本実施の形態における光学部品としての光学レンズの製造方法では、成形部材準備工程において準備されるレンズ成形部材１Ｂの素材に硫化亜鉛を採用していることにより、可視光線から近赤外線にかけての光を遮断又は透過する制御が可能であるとともに、遠赤外線の光をよく透過するため、拡張性の高い遠赤外線を有効に利用可能な光学レンズを製造することができる。
【００５７】
ここで、本実施の形態の光学部品としての光学レンズの製造方法においては、成形部材挟持工程および外周部加工工程では、傾斜関数Ｄの値が０．２以上となる部位において、レンズ成形部材１Ｂが一対のホルダ３０の保持部３２，３１により挟持されることが好ましい。
【００５８】
これにより、製造コストの上昇を抑制しつつ、一層高い偏心精度で芯出しされた光学レンズを製造することができる。
【００５９】
さらに、本実施の形態の光学レンズの製造方法においては、成形部材挟持工程および外周部加工工程では、レンズ成形部材１Ｂが、表面粗度Ｒａが０．１μｍ以下である部位において、一対のホルダの保持部により挟持されることが好ましい。すなわち、レンズ成形部材１Ｂの表面粗度Ｒａは、接触部Ｐ１および接触部Ｐ２において、０．１μｍ以下となっていることが好ましい。これにより、レンズ成形部材１Ｂがホルダ３０の保持部３２，３１により挟持される際、ホルダ３０に対してスムーズに滑動し、一層高い偏心精度で芯出しを行なうことができる。
【００６０】
また、本実施の形態の光学レンズの製造方法においては、成形部材挟持工程および外周部加工工程では、レンズ成形部材１Ｂが、光学機能面以外の部位において、一対のホルダ３０の保持部３２，３１により挟持されることが好ましい。これにより、光学機能面において、ホルダ３０の保持部３２，３１との接触による損傷の発生を抑制することができる。
【００６１】
次に、上記傾斜関数Ｄについて説明する。図４は、傾斜関数Ｄを説明するための概略断面図である。図４に示すように、ベルクランプ方式の芯出しにおいて、レンズ成形部材１Ｂが、直径Ｄ２の第１保持部３２および直径Ｄ１の第２保持部３１を有する一対のホルダ３０により挟持され、第１保持部３２との接触部Ｐ２および第２保持部３１との接触部Ｐ１における曲率半径がそれぞれＲ２およびＲ１である場合を想定する。ここで、光軸αに垂直な面β２およびβ１と接触部Ｐ２およびＰ１における接線とのなす角度をそれぞれθ２およびθ１とすると、
ｓｉｎθ１＝（Ｄ１／２）／Ｒ１
であるから、
Ｒ１＝Ｄ１／２ｓｉｎθ１・・・（４）
が成立する。同様に、
Ｒ２＝Ｄ２／２ｓｉｎθ２・・・（５）
が成立する。
【００６２】
ここで、芯取り係数Ｚは上述のように以下の式（２）で表される。
【００６３】
【数４】
2009085996.tif 000006
【００６４】
したがって、式（２）、（４）および（５）より、
Ｚ＝１／２｜ｓｉｎθ１−ｓｉｎθ２｜・・・（６）
ここで、レンズ成形部材１Ｂが非球面レンズである場合に適用可能とすることを考慮して、ｓｉｎθ１およびｓｉｎθ２を、接触部Ｐ２およびＰ１における接線の傾きａ２およびａ１を用いて表すと、
ｓｉｎθ１＝ａ１／（ａ１２＋１）１／２・・・（７）
ｓｉｎθ２＝ａ２／（ａ２２＋１）１／２・・・（８）
となる。そして、Ｄ＝２Ｚで傾斜関数Ｄを定義すると、以下の式（１）が導出される。
【００６５】
【数５】
2009085996.tif 000007
【００６６】
そして、本発明者は、後述する実施例に示す実験を行なうことにより、この傾斜関数Ｄの値が０．１以上、好ましくは０．２以上となる部位において、光学部材成形部材としてのレンズ成形部材が保持されて、ベルクランプ方式による芯出しが行なわれることにより、光学レンズにおいて十分な偏心精度が得られることを見出した。
【実施例１】
【００６７】
以下、本発明の実施例について説明する。非球面レンズをベルクランプ方式により芯出しした場合の、傾斜関数Ｄと偏心精度との関係を確認する実験を行なった。実験の手順は以下の通りである。
【００６８】
形状の異なる５種類のレンズ成形部材を準備し、図２および図３に基づいて説明した上記本発明の実施の形態における光学レンズの製造方法と同様の工程により、光学レンズを実際に作製した。光学レンズの素材には、硫化亜鉛を採用した。その後、作製された光学レンズの偏心量を測定した。偏心量の測定は、光学反射式偏心測定器を用いて行なった。すなわち、作製された光学レンズを回転ステージに載せ、Ｖブロック等を用いてレンズの外周面を基準に回転させるとともに、レンズ面に対して垂直上方より光を照射した。そして、このときのレンズ面での反射光の振れ量から、偏心量を求めた。
【００６９】
表１に、本実施例の実験の条件および結果を示す。また、図５は、実施例の実験の結果得られた傾斜関数Ｄの値と偏心量との関係を示す図である。なお、表１において、レンズ面の形状の欄には、上述の式（２）におけるＲ、ｋおよびＡｉの値が示されている。また、偏心精度の欄では、偏心量がイメージング用途に必要な精度である５’以下の場合◎、５’を超え、集光レンズとして使用される場合に必要な精度である１０’以下の場合○、１０’を超える場合×と評価した。
【００７０】
【表１】
2009085996.tif 000008
【００７１】
表１および図５を参照して、傾斜関数Ｄの値が大きくなるにしたがって、偏心量が減少していることが確認される。そして、図５を参照して、Ｄの値が０．１以上の領域では、偏心量は集光レンズとして使用される場合に必要な精度である１０’以下に抑制されており、Ｄの値が０．２以上の領域では、偏心量は、より高精度が要求されるイメージング用途に必要な精度である５’以下に抑制されている。このことから、Ｄの値は０．１以上であることが必要であり、０．２以上であることが好ましいといえる。
【００７２】
また、表１を参照して、芯出し係数Ｚが０．１未満である場合でも、傾斜関数Ｄが０．１以上となっている限り、十分な偏心精度での芯出しが行なわれていることが分かる。このことから、本発明の光学部品の製造方法によれば、芯出し係数Ｚを指標とした場合、ベルクランプ方式による芯出しが困難であると判定される光学部品であっても、十分な偏心精度で製造可能であるという優れた効果を奏することが分かった。
【００７３】
さらに、上記硫化亜鉛に代えて、光学レンズの素材としてセレン化亜鉛、ゲルマニウム、カルコゲナイドガラス、シリコン、ＣａＦ２（フッ化カルシウム）、石英、スピネルを採用し、上記表１の実施例Ｄの形状を持つ光学レンズを同様に作製して偏心量を測定した。その結果、いずれの素材においても偏心量は３’以下となっていた。このことから、本発明の光学部品の素材は硫化亜鉛に限られず、上記素材を含む種々の素材を採用し、高い偏心精度を確保可能であることが確認された。
【００７４】
なお、上記実施の形態および実施例においては、本発明の光学部品およびその製造方法の一例として光学レンズおよびその製造方法について説明したが、本発明の光学部品およびその製造方法はこれに限られず、たとえばミラー、ウインドウなど種々の光学部品およびその製造方法に適用可能である。
【００７５】
今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味、および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【００７６】
本発明の光学部品およびその製造方法は、偏心精度が要求される光学部品およびその製造方法に特に有利に適用され得る。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】本発明の一実施の形態における光学レンズの構成を示す概略断面図である。
【図２】本発明の一実施の形態における光学レンズの製造方法の概略を示す流れ図である。
【図３】本発明の一実施の形態における光学レンズの製造方法における芯出しの方法を示す概略断面図である。
【図４】傾斜関数Ｄを説明するための概略断面図である。
【図５】傾斜関数Ｄの値と偏心量との関係を示す図である。
【図６】従来のベルクランプ方式による芯出しを説明するための概略断面図である。
【図７】従来のベルクランプ方式による芯出しの問題点を説明するための図である。
【符号の説明】
【００７８】
１  光学レンズ、１Ａ，１Ｂ  レンズ成形部材、１０  レンズ面、１１  第２レンズ面、１２Ａ，１２Ｂ  第１レンズ面、１３  外周部、３０  ホルダ、３１，３２  保持部。
【図１】
2009085996.tif 000012
【図２】
2009085996.tif 000013
【図３】
2009085996.tif 000014
【図４】
2009085996.tif 000015
【図５】
2009085996.tif 000016
【図６】
2009085996.tif 000017
【図７】
2009085996.tif 000018