JPH0226851A - 球状ガラスの全面膜付法及び装置 - Google Patents

球状ガラスの全面膜付法及び装置

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JPH0226851A
JPH0226851A JP17658088A JP17658088A JPH0226851A JP H0226851 A JPH0226851 A JP H0226851A JP 17658088 A JP17658088 A JP 17658088A JP 17658088 A JP17658088 A JP 17658088A JP H0226851 A JPH0226851 A JP H0226851A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、球状ガラスの全面膜付法及び装置に関するも
ので、更に詳細には、例えば、光通信モジュール中の光
結合器に使用される球面レンズの表面に無反射性の蒸着
膜(例えば、Alx(hやTie、等の金属酸化膜やM
gFt膜のような弗化膜等)を形成するための方法と装
置に関する。
(従来の技術〕 第5図は球状ガラスの使用例として光通信モジュールの
光結合器に組込まれた球状レンズを示す。第5図におい
て(1)は発光ダイオード(2)は球面レンズ、(3)
はセルフォックレンズ、(4)は光フアイバケーブルを
示す。
球面レンズ(2)の表面およびセルフォックスレンズ(
3)の前面と後面には、真空蒸着手段等を利用して無反
射膜が蒸着されている。この金属酸化膜や弗化膜は無反
射性の被膜(ARIII)として機能し、球面レンズ(
2)やセルフォックレンズ(3)への入出力効率の向上
や反射光によるノイズ発生防止に寄与している。
上記AR膜を球面レンズ(2)の表面に形成する際に、
これ迄第6図に示すような蒸着治具(5)が使用されて
いた。蒸着治具(5)は、蒸着対象たる球面レンズ(2
)の直径よりも僅かに小径の嵌着支持孔(7)を形成し
てなる2枚のステンレス鋼板(6a)  (6b)を対
向配置することによって構成されている。このステンレ
ス鋼板(6a)  (6b)の間に球面レンズ(2)を
挾持し、抵抗加熱装置や電子銃(図示省略)の加熱によ
って蒸発した被膜形成材料の蒸発粒子(8)(8)・・
・を蒸着治具(5)の表面に露呈している球面レンズ(
2)の表面に蒸着させることによって無反射性の被膜(
9)を形成していた。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかしながら、上記の方法では、球面レンズ(2)を2
枚のステンレス鋼板(6a)  (6b)の間に挟持し
た状態で真空蒸着を行っているため、蒸着治具(5)の
内側に位置していた球面レンズ(2)の表面には、第7
図に示すようにステンレス鋼板(6a)  (6b)の
対向間隔に相当する帯状の未蒸着域(10)が形成され
てしまう。
だのため、この球面レンズ(2)を光通信モジュールの
光結合器に組込む際に、未蒸着域(10)が光軸(12
)と直交するように光軸合わせを行う必要があり、組立
工程の生産性が低下する。
具体的には、球面レンズ(2)の表面に蒸着された無反
射性の被膜(9)の中心に予め光軸合わせ用の赤色マー
ク(11)を付しておき、光軸合わせが完了した後にこ
のマークを溶剤で消し取る作業が必要であり、球面レン
ズ(2)の直径が0.8mn+乃至3rm程度と小さい
ことも影響して、組立工程の作業性が大幅に低下する。
一方、上記蒸着治具(5)を使用する方法の代わりに、
第8図に示すように回転治具(図示省略)内に複数個の
球面レンズ(2)(2)・・・を装填し、これらの球面
レンズ(2)(2)・・・に回転運動を与えながらその
表面に無反射性の被膜(9)を真空蒸着する方法も研究
されている。この方法によれば、蒸着治具(5)による
挟持に起因する未蒸着域(10)の形成は回避すること
ができるものの、被膜形成材料の蒸発粒子(8)(8)
・・・が球面レンズ(2)の表面に付着してから冷却さ
れる迄に、回転治具内に装填された前記球面レンズ(2
)(2)・・・同士が衝突したり、回転治具と接触した
りして、球面レンズ(2)の表面でエネルギを放出しつ
つ結晶を成長させている被膜に傷が生じたりダストが付
着したりする不具合が見受けられた。また、第8図に示
すように球面レンズ(2)が一定の方向に回転する場合
には、無反射性蒸着膜(9)の膜厚が一定にならず、対
向配置型の蒸着治具(5)を使用した場合と同様に光軸
(12)(12)・・・の設定の自由度が損なわれる。
本発明の目的は、従来の球状ガラス表面への無反射性蒸
着膜の形成手段に認められた上記問題点の解決手段を提
供することにある。
〔課題を解決するための手段〕
上記目的を達成するため、本発明の方法は、半径の異な
る2個の同心円に沿って球状ガラスを所定の速度で回転
させるものであり、また、本発明の装置は、所定の傾斜
角維持下に回転自在に支持された膜付治具の支持板と、
この膜付治具支持板の円周方向に沿って所定の間隔を置
いて固着された複数個の膜付治具と、この膜付治具の上
方もくしは下方に配設された被膜形成材料の蒸発手段と
を具備し、前記膜付治具の本体に無反射性蒸着膜の形成
対象たる球状ガラスの回動経路ならびに蒸発粒子の通路
として、半径の異なる2個の同心円によって前記球状ガ
ラスとの接触位置が規定された環状転動面を形成してな
るものである。
[作用] 半径の異なる2個の同心円によって移動軌跡の幅寸法が
規定された環状転動面上に球状ガラスを転勤自在にi3
I置し、前記移動軌跡の半径差を利用して回転軸の方向
を連続的に変化させながら転勤する球状ガラスの表面に
、被膜形成材料の蒸発粒子を付着させるごとによって、
球状ガラスの表面全域に、均一な厚みを具えた無反射性
の蒸着膜を形成する。
〔実施例〕
第1図は本発明装置の全体構造を例示する斜視図、第2
図は膜付治具の一具体例の部分切断図である。また、第
3図は膜付治具に形成された環状転動面の略示正面図、
第4図は球状ガラスの転勤状態の説明図である。なお、
以下の記述において、第5図乃至第8図に示す従来技術
と同一もしくは共通の事項に関しては同一の参照番号で
表示して説明を省略する。
第1図において(15)は、所定の傾斜角(例えばθ−
20’ )を維持して真空蒸着槽(23)内に回転自在
に取付けられた膜付治具(16)の支持板である。この
膜付治具の支持板(15)  (以下、支持板と略称)
には、円周方向に沿って所定の間隔を置いて複数個の膜
付治具(16)  (16)・・・が嵌着方式あるいは
ネジ止め方式で固着されている。(17)は、第2図に
一部分を切断した斜視図として示す前記膜付治具(16
)内に装填された直径2tnの球面レンズ(2)の表面
に形成される無反射性蒸着膜(9)の厚み判定手段とし
て支持板(15)の中心部に配設されるモニターガラス
(18)の取付窓である。膜付治具(16)は、第2図
および第3図Aに示すように、円環状の治具本体(17
)と、その中心部に配設されたスタッド(18)と、治
具本体(17)およびスタッド(18)の上面にネジ止
めされた蓋板(19)から構成されている。(20)は
、蓋板(19)に貫通孔として穿設された球面レンズ(
2)の供給口である。治具本体(17)には、無反射性
蒸着膜(9)の形成対象物である球面レンズ(2)の回
転移動経路として、第3図Aに拡大して図示するように
治具本体(17)の底端部と、スタッド(18)の底端
部との間に、半径の異なる2個の同心円(それぞれの半
径をr2、riで表示)によって上記球面レンズ(2)
との接触点(17a )  (18a )が規定された
環状転動面(21)が形成されている。本実施例におけ
る環状転動面(21)は、球面レンズ(2)の直径2+
nnに合わせて治具本体(17)の底端部と、スタッド
(18)の底端部との間に幅1.6m+aの隙間をもっ
た下方開放型の円周溝として形成されており、供給口(
20)から膜付治具(16)内に装填された球面レンズ
(2)は、この円周溝上に載置されたとき、半径r2を
有する治具本体(17)の下端と、半径r、を有するス
タッド(18)の下端との間で、それぞれの前記接触点
(17a )  (18a )間に周面の一部分を嵌入
され、回転軸の方向が連続的に変化する回動自在な蒸着
姿勢を与えられている。支持板(15)には、複数個の
膜付治具(16)  (16)・・・がネジ込み等の適
当な固着手段を利用して取付けられているが、それぞれ
の膜付治具(16)内には、真空蒸着に先立って前記供
給口(20)を通して1個の球面レンズ(2)が装填さ
れる。なお、第1図において、(22)は無反射性蒸着
膜(9)の形成材料の蒸発手段として真空蒸着槽(23
)内に配設された電子銃であり、(24)は無反射性蒸
着膜(9)の形成材料(例えばAj、Ojやl’1gF
 z )の収納ボートである。また、(25)は、真空
蒸着槽(23)内に配設されたヒータである。
以下、直径2鵬の球面レンズ(2)の表面にM2O,の
無反射性蒸着膜(9)を形成する具体例に基づいて本発
明方法を説明する。球面レンズ(2)の直径2mmに合
わせて半径方向に沿って測った接触点(17a )  
(18a )間の間隔を1.6Mに設定した複数個の膜
付治具(16)  (16)・・・を、20°の傾斜角
を持ち回転自在に支持された支持板(15)に固着する
。ヒータ(25)により膜付治具(16)  (16)
・・・を300°Cに加熱し、真空蒸着槽(23)の内
部の真空度をI X 10− ’Torrに調整した後
、酸素ガスを導入して前記真空蒸着槽(23)内の真空
度をI X 10−’Torrに再調整し、この状態で
20°に傾斜した支持板(15)を12r、p、g*の
割合で恒速回転させながら環状転動面(21)の下側か
ら被膜形成材料の蒸発粒子(8)(8)・・・を導入し
、球面レンズ(2)が1回自転するのに要する時間を約
0.4秒に設定してM2O,の反応性蒸着を行った。
なお、真空蒸着条件は無反射性蒸着膜(9)の形成材料
の種類と球面レンズ(2)の直径に応じて選定すべきも
のであるが、−船釣には、加熱温度は300°C乃至3
50”C,蒸発粒子の球面レンズ(2)の表面への莫着
速度は20乃至40n+m/winに設定することが望
ましい。この真空蒸着によって、球面レンズ(2)の表
面に均一な膜厚を持ったMtO3の無反射性蒸着膜(9
)が形成された。本実施例において、酸素ガスを真空蒸
着槽(23)内に導入したものは、酸素ガスを導入しな
かったものに比較して透明な無反射性の蒸着膜(9)を
形成し得ることが確認された。
一方、球面レンズ(2)の表面にMgF、の無反射性被
膜を形成する場合には、前記酸素ガスの供給を停止し、
真空蒸着槽(23)内の真空度を2 X 1O−STo
rrに維持した外は前記/V 、0.と路間−の条件に
従って真空蒸着を行う。この場合にも球面レンズ(2)
の表面に均一な膜厚を持った無反射性の蒸着膜(9)が
形成された。このMgF、単層膜の光学的特性を測定し
た結果、球面レンズ(2)の全面に99.5%の両面透
過率を持った無反射性の蒸着膜(9)が形成されている
ことが確認された。
真空蒸着工程において、支持板(15)および膜付治具
(16)の上方から無反射性蒸着膜形成材料の蒸発粒子
(8)(8)・・・を供給する場合には、抵抗加熱蒸着
装置を使用することが望ましく、また、支持板(15)
および膜付治具(16)の下方から無反射性蒸着膜形成
材料の蒸発粒子(8)(8)・・・を供給する場合には
、電子銃を使用することが望ましい。しかしながら、ど
のような場合にも、蒸発粒子(8)(8)・・・が球面
レンズ(2)の表面に付着し、結晶を成長させた後冷却
され所定の厚みを持った無反射性の蒸着膜(9)に形成
される迄に上記無反射性蒸着膜(9)を、環状転動面(
21)に対して少なくとも0.2秒間非接触状態に保持
する必要がある。この目的を達成するため、支持板(1
5)の公転速度を5乃至30rpm程度に、かつ、その
傾斜角(θ)を5°乃至45°の範囲に設定し、第3図
Aおよび第4図に示すように傾斜した支持板(15)の
公転によって環状転動面(21)上を自転しながら移動
する球面レンズ(2)に、接触点(17a)側と(18
a)側で2個の同心円の半径差(r2 rz)に相当す
る回転速度の差(Δ2=2π(r2−rl))を発生さ
せる。
この結果、球面レンズ(2)には、回転軸の方向が第4
図に黒色の矢印と白抜きの矢印で示すように連続的に変
化する蒸着姿勢が付与される。このようにして、無反射
性蒸着膜形成材料の蒸発粒子(8)(8)・・・が球面
レンズ(2)の表面全域に均一に付着し、結晶の十分な
成長と冷却によって球面レンズ(2)の表面に均一な膜
P′!−を待った無反射性蒸着膜(9)が形成される。
以上、本発明の詳細な説明したが、本発明はこの例示説
明によってその権利範囲を限定的に解釈されるべきもの
ではない0例えば、第3図Aに示す膜付治具の代わりに
、第3図B、 Cに示す膜付治具を使用することも可能
である。
〔発明の効果〕
本発明の方法によれば、球状ガラスの表面に無反射性の
蒸着膜を全面均一に形成させることができる。即ち、球
状ガラスを、半径の異なる2個の同心円に沿って所定の
速度で回転させることにより、球状ガラスの転勤中心軸
が自動的に変化して、次々に新しい表面を露出させるこ
とができ、これによって無反射性蒸着膜形成材料の蒸発
粒子を球状ガラスの表面に均一に付着させることができ
、しかも、該付着粒子がエネルギを失って安定な結晶に
成長した後に無反射性蒸着膜と膜付治具とが接触する理
想的な被膜形成条件を容易に維持させることができる。
この結果、従来技術で問題となっていた帯状の未蒸着域
の発生や膜厚不同等が回避された。また、本発明の装置
によれば、比較的筒車な構成で、球状ガラスの表面に無
反射性蒸着膜を均一かつ確実に形成させることができる
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明装置の全体構造を例示する斜視図、第2
図は膜付治具の一具体例の部分切断図である。また、第
3図は膜付治具に形成された環状転動面の略示正面図、
第4図は球状ガラスの転勤状態の説明図である。第5図
は球面レンズの使用例を示す光通信モジュールの光結合
器の略示側面図、第6図乃至第8図は従来の球状ガラス
の全面膜付法の説明図である。 (2)−・球状ガラス(球面レンズ)、(8)−蒸発粒
子、  (9)・・・無反射性蒸着膜、(16)−m−
膜付治具、  (21)−環状転動面、(r2)・−環
状転動面の外形、 (r、l−環状転動面の内径、 (15)−支持板、 (22)  (23)  (24)・・−被膜形成材料
の蒸発手段。 特 許 出 願 人  日本電気硝子株式会社代   
 理    人   江  原   省   吾第 図

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)真空蒸着法で球状ガラスに膜付けする方法におい
    て、半径の異なる2個の同心円に沿って球状ガラスを所
    定の速度で回転させて全面に膜付けすることを特徴とす
    る球状ガラスの全面膜付法。
  2. (2)所定の傾斜角維持下に回転自在に支持された膜付
    治具の支持板と、この膜付治具支持板の円周方向に沿っ
    て所定の間隔を置いて固着された複数個の膜付治具と、
    この膜付治具の上方もくしは下方に配設された被膜形成
    材料の蒸発手段とを具備し、前記膜付治具の本体に無反
    射性蒸着膜の形成対象たる球状ガラスの回動経路ならび
    に蒸発粒子の通路として、半径の異なる2個の同心円に
    よって前記球状ガラスとの接触位置が規定された環状転
    動面を形成したことを特徴とする球状ガラスの全面膜付
    装置。
JP17658088A 1988-07-14 1988-07-14 球状ガラスの全面膜付法及び装置 Expired - Fee Related JP2587400B2 (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100850244B1 (ko) * 2006-08-30 2008-08-04 김오열 휴대폰의 필터 코팅방법
JP2011080110A (ja) * 2009-10-06 2011-04-21 Ntn Corp 球状体の表面処理用治具、球状体の表面処理方法および球状部品の製造方法
CN110760812A (zh) * 2019-12-02 2020-02-07 江苏铁锚玻璃股份有限公司 半球形玻璃外表面镀膜装置及镀膜方法
CN111139442A (zh) * 2019-12-31 2020-05-12 中山市博顿光电科技有限公司 旋转夹具及真空镀膜设备

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CN110760812B (zh) * 2019-12-02 2024-05-28 江苏铁锚玻璃股份有限公司 半球形玻璃外表面镀膜装置及镀膜方法
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