JPH11105144A - 複合型光学素子の成形方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 非軸対称の複合型光学素子を簡単に製造す
る。 【解決手段】 基材の光学面上に形成されたエネルギー
硬化型の樹脂層にエネルギーを照射して、樹脂層を硬化
させる複合型光学素子の成形方法であり、外径が円形々
状で且つ光学面が球面形状である軸対称形状の基材を、
その光軸を中心とした非軸対称形状に加工する工程と、
非軸対称形状に加工した基材の光学面上にエネルギー硬
化型の樹脂を供給する工程と、基材の光学面上に供給さ
れた樹脂を所望の形状の樹脂層に成形する工程と、成形
した樹脂層にエネルギーを照射して樹脂層を硬化させ、
非球面形状とする工程とによって成形する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ガラス基材等の基
材上にエネルギー硬化型の樹脂を塗布して所望の形状の
複合型光学素子に成形する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】特開昭６３−２２５５５７号公報には、
複合型光学素子の従来の製造方法が記載されている。こ
の方法は図１１に示すように、ガラス基材１００の樹脂
層形成面１１にスリ面部１２０を形成するものである。
スリ面部１２０は樹脂層形成面１１０の外周部分にリン
グ状に形成されており、スリ面部１２０に樹脂が食い込
むため、樹脂とガラス基材１００とを良好に密着させる
ことができる。

【０００３】この方法においては、外形々状が円形とな
っているガラス基材１００を使用するものであり、成形
される複合型光学素子も同様に光軸に対して軸対称とな
っている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、カメラ
に使用されているフィルムの多くは長方形なので、フィ
ルム面に達する光線は必ずしもガラス基材の中心軸を中
心とする軸対称形状である必要はない。従って、複合型
光学素子の光学性能に関係がある有効直径自体必ずしも
軸対称形状である必要はない。このことは、設計時に少
しでも不必要な部分を削りたいという要求があるコンパ
クトカメラ等においては軸対称形状というのは無駄なも
のである。

【０００５】本発明は、このような事情を考慮してなさ
れたもので、球面レンズの不要な部分を除去した後に、
非球面の樹脂層を成形することにより全周もしくはその
一部を非軸対称とすることができる複合型光学素子の成
形方法を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１の発明は、基材の光学面上に形成されたエ
ネルギー硬化型の樹脂層にエネルギーを照射して、樹脂
層を硬化させる複合型光学素子の成形方法において、外
径が円形々状で且つ光学面が球面形状である軸対称形状
の基材を、その光軸を中心とした非軸対称形状に加工す
る工程と、非軸対称形状に加工した基材の光学面上にエ
ネルギー硬化型の樹脂を供給する工程と、基材の光学面
上に供給された樹脂を所望の形状の樹脂層に成形する工
程と、成形した樹脂層にエネルギーを照射して樹脂層を
硬化させ、非球面形状とする工程と、を有することを特
徴とする。

【０００７】この発明では、軸対称形状の基材を、その
光軸を中心とした非軸対称形状に加工した後、基材の光
学面上に樹脂層を形成し、硬化することによって非球面
形状とする。このため、複合型光学素子を非軸対称とす
ることができる。

【０００８】従って、複合型光学素子の光学性能上不要
な部分を取り除くことにより、この不要な部分がスペー
スとなるため、光学機器の機能上、必要な他の部材をス
ペースに収めることができ、光学機器をコンパクトにす
ることができる。

【０００９】請求項２の発明は、請求項１の発明であっ
て、前記基材における非軸対称形状に加工した部分に当
接部材を当接し、基材と当接部材とを組み合わせた形状
を略軸対称形状とする工程と、基材の光学面上の樹脂層
を硬化させた後、当接部材を基材から分離する工程と、
基材の光学面上以外に存在する樹脂層を除去する工程
と、を有することを特徴とする。

【００１０】この発明では、非軸対称形状の基材に当接
部材を当接させ、この当接状態で樹脂層を硬化させ、そ
の後、基材の光学面上以外に存在する樹脂層を除去する
ため、基材と樹脂層の外径形状を光学的有効径と同様に
することができ、光学系をより小径とすることができ
る。

【００１１】請求項３の発明は、請求項１の発明であっ
て、前記基材における非軸対称形状に加工した部分に当
接部材を当接させ、基材の光学面上の樹脂を金型によっ
て押圧して樹脂層とし、この金型、前記当接部材及び基
材によって樹脂を成形するキャビティを形成することを
特徴とする。

【００１２】この発明では、基材と、基材に当接した当
接部材と、樹脂層を押圧する金型とによって成形のため
のキャビティを形成するため、樹脂層のみを非軸対称形
状にすることができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図示する実施の形
態により具体的に説明する。なお、各実施の形態におい
て、同一の要素は同一の符号を付して対応させてある。 （実施の形態１）図１〜図３は、本発明の複合型光学素
子の成形方法の実施の形態１を示す。ガラス基材２は通
常の研磨加工によって、外形が円形々状、すなわち光学
中心を軸とする軸対称形状であり、且つその光学面２ａ
が凹状の球面形状となっている。このガラス基材２に対
し、外周面の２箇所を直線状に同方向に切断して除去す
ることによって、非軸対称形状になるように加工する。

【００１４】非軸対称形状への加工の後、ガラス基材２
の光学面２ａに、シランカップリング剤（商品名「ＫＢ
Ｍ−５０３」（株）信越化学製）を滴下し、スピンナー
（図示省略）によって光学面２ａに均一に塗布する。こ
の場合、シランカップリング剤は適宜エタノールで希釈
して使用する。この塗布の後、８０℃の温度雰囲気内に
２０分間放置して、シランカップリング剤をガラス基材
２の光学面２ａに焼き付ける。

【００１５】シランカップリング処理が施されたガラス
基材２を室温に戻した後、図２に示すように、液体定量
吐出装置（図示省略）により、紫外線硬化型樹脂３を光
学面２ａに適量吐出する。そして、上下動可能な成形用
金型１（以下、金型１）の下部に、双方の中心軸を一致
させた状態で載置台２０に支持させる。

【００１６】次に、ガラス基材２と金型１との間隔が所
望の間隔になるまで金型１を下降させる。これにより、
ガラス基材２上に吐出されている樹脂３は金型１に押圧
されるため、図３に示すようにガラス基材２上の光学面
２ａの全面に拡がって樹脂層３ａとなる。

【００１７】この押圧状態のままで図３に示すように、
ガラス基材２下方に位置しているエネルギー照射手段と
しての高圧水銀ランプ８から紫外線を出射する。紫外線
はガラス基材２を透過して樹脂層３を照射し、樹脂層３
を硬化させる。この硬化によって、樹脂層３がガラス基
材２と一体となった複合型光学素子となる。

【００１８】樹脂層の硬化が完了した後、ガラス基材２
と樹脂層３とが一体化した複合型光学素子を図示しない
離型手段で押さえ、この押え状態のままで金型１を上昇
させることにより複合型光学素子を金型１から離型させ
る。

【００１９】以上のような成形では、カメラ等の光学機
器にとって不要な部分を有さない非軸対称形状の複合型
光学素子とすることができる。

【００２０】（実施の形態２）図４〜図７は実施の形態
２を示す。この実施の形態では、実施の形態１で用いら
れた構成に加えて、当接部材１０を用いるものである。

【００２１】当接部材１０は、実施の形態１と同様な加
工によって非軸対称形状に成形されたガラス基材２の両
端面２ｂに当接する当接面１１と、この当接面１１の上
端から上方に円弧状に湾曲した接触面１２とを有してい
る。当接面１１はガラス基材２の除去された部分を補う
ものであり、接触面１２は金型１の成形面１ａに接触す
るようになっている。かかる当接部材１０は、ガラス基
材２の光軸に向かって、すなわち光軸に対して直交する
方向（矢印Ｘ方向）に進退可能であり、その進出によっ
てガラス基材２を挟むことができる。

【００２２】この実施の形態では、実施の形態１と同様
にガラス基材２の光学面２ａに紫外線硬化型樹脂３を適
量吐出し、上下動可能な金型１の下部に、双方の中心軸
を一致させた状態で載置台２０上に配置する。その後、
ガラス基材２に向けて当接部材１０を前進させ、当接面
１１をガラス基材２に当接させることによりガラス基材
２を挟む。

【００２３】当接部材１０がガラス基材２と当接したと
き、外形が軸対称形状で、且つガラス基材２の光学面２
ａと当接部材１０の接触面１２とが連続面となる。かか
る当接部材１０は紫外線を透過することが可能なような
ガラスもしくは透明プラスチックによって成形されてい
る。

【００２４】次に、ガラス基材２と金型１との間隔が所
望の間隔になるまで金型１を下降させる。これにより、
ガラス基材２上に吐出されている樹脂３は金型１に押圧
され、ガラス基材２の光学面２ａの全面に拡がり樹脂層
３ａとなる。その際には、ガラス基材２の光学面２ａと
当接部材１０の接触面１２とが軸対称の連続面になって
いるため、樹脂３は接触面１２にまで均等に拡がった樹
脂層３ａとなる。

【００２５】その後、金型１による押圧を維持したまま
で、ガラス基材２下方に位置している高圧水銀ランプ８
により、紫外線を樹脂層３ａに照射して硬化させる。硬
化が完了した後、ガラス基材２と樹脂層３ａとが一体化
した複合型光学素子を図示しない離型手段によって押さ
え、金型１を上昇させる、これにより複合型光学素子３
０を金型１から離型させる。さらに、その後、当接部材
１０を後退させる。

【００２６】この当接部材１０の後退によって、当接部
材１０の接触面１２に対応した樹脂層３ａ部分は、ガラ
ス基材２の光学面２ａの外側に延設し、且つフィルム状
の余剰部分３ｂとなっている。この余剰部分３ｂを図７
に示すように、カッティングによって除去する。

【００２７】このような実施の形態では、実施の形態１
の効果に加えて、非軸対称形状に加工したガラス基材２
の除去加工面に樹脂がはみ出すことがなく、除去加工面
と同じ位置まで樹脂層を有した非軸対称形状の複合型光
学素子を成形することができる。

【００２８】（実施の形態３）図８〜図１０は実施の形
態３を示す。この実施の形態では、実施の形態２と同様
に当接部材１０を使用する。この実施の形態の当接部材
１０では、その当接面１１が非軸対称形状に加工された
ガラス基材２の両端面（除去加工面）２ｂに当接する
が、この当接面２ｂはガラス基材２の厚さよりも高くな
っている。従って、当接面２ｂの上端に連設されている
接触面１２は、ガラス基材２の光学面２ａよりも上方に
位置する。

【００２９】また、当接部材１０の接触面１２に対して
は、金型１の成形面１ａが接触する。この接触面１２は
金型１の成形面１ａと同等の曲率の円弧状の湾曲面とな
っており、金型１の成形面１ａが密着することができる

【００３０】かかる当接部材１０がガラス基材２の両端
面２ｂに当接し、且つ、金型１が下降して当接部材１０
の接触面１２に接触した状態では、ガラス基材２、当接
部材１０及び金型１によって封鎖された空間が形成され
る。この空間は樹脂層３ａを成形するためのキャビティ
１３となり、樹脂層３ａはキャビティ１３内で成形され
る。

【００３１】この実施の形態では、非軸対称形状に加工
したガラス基材２の成形面２ａに樹脂３を吐出する。そ
して、当接部材１０がガラス基材２方向に進出して、そ
の当接面１１がガラス基材２の除去加工面２ｂに当接
し、この当接によって当接部材１０がガラス基材２を挟
む。

【００３２】この状態で金型１が下降し、金型１、ガラ
ス基材２及び当接部材１０によってキャビティ１３を形
成する。金型１が下降することによって樹脂３が押圧さ
れるため、樹脂３が光学面２ａに拡がる。この樹脂３は
除去加工面２ｂに達すると、当接部材１０の当接面１１
に堰き止められるため、それ以上は拡がらない。その
分、除去加工面２ｂでない側に拡がる。

【００３３】そして、このようにして拡がった状態で、
ガラス基材２下方に位置している高圧水銀ランプ８によ
り紫外線を樹脂３に照射し、硬化させる。硬化が完了し
た後、ガラス基材２と樹脂３とが一体化した複合型光学
素子を図示しない離型手段により金型１から離型させ
る。

【００３４】このような実施の形態によれば、実施の形
態２と同様にガラス基材２の除去加工面２ｂと同じ位置
まで樹脂層３ａを形成することができる。また、この樹
脂層３ａは、ガラス基材２の外側に出ないため、、余分
な樹脂層を除去する２次加工が不要となる効果がある。

【００３５】なお、上記した具体的実施の形態から次の
ような構成の技術的思想が導き出される。

【００３６】（１） 球面ガラス基材上にエネルギー硬
化型樹脂よりなる樹脂層が形成される複合型光学素子に
おいて、円形球面のガラス基材を、光軸を中心とした非
軸対称形状に加工した後、エネルギー硬化型樹脂よりな
る非球面樹脂層を形成することを特徴とする複合型光学
素子の成形方法。

【００３７】（２） 非軸対称形状に加工されたガラス
基材を、前記非軸対称形状と軸対称形状との差分を補完
する形状の部材によって挟むことによって、軸対称形状
で且つ同一球面となるようにし、この状態に対して非球
面樹脂層を成形することを特徴とする上記（１）記載の
複合型光学素子の成形方法。

【００３８】（３） 非軸対称形状を有するガラス基材
と、エネルギー硬化型樹脂を押圧する金型と、前記ガラ
ス基材の加工面を挟む部材とによって、前記加工面への
エネルギー硬化型樹脂の流れ出しを防止することを特徴
とする上記（１）記載の複合型光学素子の成形方法。

【００３９】

【発明の効果】請求項１の複合型光学素子の成形方法に
よれば、複合型光学素子の光学性能上不要な部分を取り
除くことにより、この不要な部分をスペースとして使用
することができるため、カメラ等の光学機器の鏡枠にお
いては、光学機器の機能上、必要な他の部材をスペース
に収めることができ、光学機器をコンパクトにすること
ができる効果がある。

【００４０】請求項２の複合型光学素子の成形方法によ
れば、請求項１の効果に加え、基材と樹脂層の外形々状
を光学的有効径と同様にすることができるため、光学系
をより小径とすることができ、基材の成形面全面を光学
面として有効に使用することができる。

【００４１】請求項３の複合型光学素子の成形方法によ
れば、請求項１の効果に加え、基材が軸対称形状であっ
ても、樹脂層のみを非軸対称形状にすることができるた
め、軸方向へのスペースを若干拡げられるとともに、使
用する樹脂を最小量とすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１における平面図である。

【図２】実施の形態１の側面からの断面図である。

【図３】実施の形態１の成形時の断面図である。

【図４】本発明の実施の形態２における平面図である。

【図５】実施の形態２の側面からの断面図である。

【図６】実施の形態２の成形時の断面図である。

【図７】実施の形態２での余剰部分を除去する工程を示
し、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図である。

【図８】本発明の実施の形態３における平面図である。

【図９】実施の形態３の側面からの断面図である。

【図１０】実施の形態３の成形時の断面図である。

【図１１】従来の成形方法に使用する基材の斜視図であ
る。

【符号の説明】 １ 金型 ２ ガラス基材 ２ａ 光学面 ３ 樹脂 ３ａ 樹脂層 １０ 当接部材

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基材の光学面上に形成されたエネルギー
   硬化型の樹脂層にエネルギーを照射して、樹脂層を硬化
   させる複合型光学素子の成形方法において、 外径が円形々状で且つ光学面が球面形状である軸対称形
   状の基材を、その光軸を中心とした非軸対称形状に加工
   する工程と、 非軸対称形状に加工した基材の光学面上にエネルギー硬
   化型の樹脂を供給する工程と、 基材の光学面上に供給された樹脂を所望の形状の樹脂層
   に成形する工程と、 成形した樹脂層にエネルギーを照射して樹脂層を硬化さ
   せ、非球面形状とする工程と、 を有することを特徴とする複合型光学素子の成形方法。
2. 【請求項２】 前記基材における非軸対称形状に加工し
   た部分に当接部材を当接し、基材と当接部材とを組み合
   わせた形状を略軸対称形状とする工程と、 基材の光学面上の樹脂層を硬化させた後、当接部材を基
   材から分離する工程と、 基材の光学面上以外に存在する樹脂層を除去する工程
   と、 を有することを特徴とする請求項１記載の複合型光学素
   子の成形方法。
3. 【請求項３】 前記基材における非軸対称形状に加工し
   た部分に当接部材を当接させ、基材の光学面上の樹脂を
   金型によって押圧して樹脂層とし、この金型、前記当接
   部材及び基材によって樹脂を成形するキャビティを形成
   することを特徴とする請求項１記載の複合型光学素子の
   成形方法。