JP2002243914A - Lens correcting device, lens correcting method and lens - Google Patents

Lens correcting device, lens correcting method and lens

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JP2002243914A
JP2002243914A JP2001042146A JP2001042146A JP2002243914A JP 2002243914 A JP2002243914 A JP 2002243914A JP 2001042146 A JP2001042146 A JP 2001042146A JP 2001042146 A JP2001042146 A JP 2001042146A JP 2002243914 A JP2002243914 A JP 2002243914A
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Japan
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lens
shape
defective
minute
correcting
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JP2001042146A
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Japanese (ja)
Inventor
Koji Nishimura
孝司 西村
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Koki Holdings Co Ltd
Original Assignee
Hitachi Koki Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a precision processing method optimum for accurately correcting the shape of an aspherical lens whose shape is complicated, and further to provide a highly accurate lens having excellent surface smoothness and complicated shape. SOLUTION: After specifying a characteristically defective spot of a lens, the surface shape is evaluated, shape correction amount is decided according to the condition of the surface shape, and the shape of the defective spot of the lens is corrected. Various methods are considered as a shape correction means, and the optimum shape correction means is selected according to the shape and the size of a defective part. The shape is corrected by filling a shape defective part 2 with optical material 3 when the defect of the surface shape of the lens 1 is based on the shape of a recessed part.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真技術を用
いた画像形成装置やカメラ等の光学製品に用いるレンズ
の表面形状を修正するレンズ修正装置、レンズ修正方法
及びレンズに関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a lens correcting device, a lens correcting method, and a lens for correcting a surface shape of a lens used for an optical product such as an image forming apparatus and a camera using an electrophotographic technique.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、レンズ修正技術として最も一般的
な技術は研磨方法によるものである。例えば特開昭62
−203744号公報に記載されているように、研磨皿
を予め加工すべきレンズ形状と相反関係をなす形状に加
工しておき、この研磨皿をガラス素材に押し当て、砥粒
を研磨皿とガラス素材の隙間に供給し、擦り合わせる方
法である。
2. Description of the Related Art Conventionally, the most common technique for correcting a lens is based on a polishing method. For example, JP 62
As described in JP-A-203744, a polishing plate is preliminarily processed into a shape having a reciprocal relationship with a lens shape to be processed, and the polishing plate is pressed against a glass material, and abrasive grains are formed on the polishing plate and the glass. This is a method in which the material is supplied to the gap between the materials and rubbed.

【0003】この方法では、非常に微細な砥粒を用いて
研磨を行うため、加工時に硝材に加わる加工応力が小さ
く、従って被加工物内部に残留する歪みは少ないという
利点を有する。しかし、被加工物の最終仕上がり形状が
単純な形状でないと加工が行えないため、加工形状選択
の自由度は小さい。
In this method, since polishing is performed using very fine abrasive grains, there is an advantage that a processing stress applied to a glass material during processing is small, and therefore, distortion remaining in a workpiece is small. However, since the processing cannot be performed unless the final finished shape of the workpiece is a simple shape, the degree of freedom in selecting the processing shape is small.

【0004】一方、光学系の高性能化が要求されるのに
従い、レンズ形状の高精度化とともにレンズ形状の非球
面化技術が重要となる。上述の研磨加工方法で非球面を
加工することは困難であり、一般的にはNC制御を用い
て機械加工により非球面を形成する。この段階でのレン
ズ加工面はレンズとして使用に耐えるだけの鏡面にはな
っておらず、数μm程度の形状誤差があり、さらに加工
面には加工工具の跡、すなわち加工痕が残っている。
[0004] On the other hand, as the performance of the optical system is required to be higher, it is important to improve the accuracy of the lens shape and to make the lens shape aspherical. It is difficult to process an aspherical surface by the above-mentioned polishing method, and generally, an aspherical surface is formed by machining using NC control. At this stage, the lens processing surface is not a mirror surface enough to withstand use as a lens, has a shape error of about several μm, and a mark of a processing tool, that is, a processing mark remains on the processing surface.

【0005】ところで、延性モード研削を行えば、ガラ
スのような脆性材料でも鏡面の研削面を得ることが可能
となる。例えば特願平2−53557号記載の非球面レ
ンズ加工方法によれば、モータで回転するテーブル上に
被加工物が取り付けられ、被加工物を加工するための砥
石がエアスピンドルに取り付けられて、10000rp
m程度の回転数で回転している。
By the way, if the ductile mode grinding is performed, it is possible to obtain a mirror-polished surface even with a brittle material such as glass. For example, according to the aspherical lens processing method described in Japanese Patent Application No. 2-53557, a workpiece is mounted on a table rotated by a motor, and a grindstone for processing the workpiece is mounted on an air spindle. 10,000 rp
It rotates at a rotational speed of about m.

【0006】そして、回転テーブルの回転軸に直結した
ロータリーエンコーダーからパルスを検出して、そのパ
ルスを基に加工データをピエゾアクチュエータに供給
し、直進テーブルを連続的に前後に動かす。また、エア
スピンドルは、回転テーブルの1回転毎にステップ送り
されてその位置を変化させることにより、砥石と被加工
物の接触位置を変えている。
Then, a pulse is detected from a rotary encoder directly connected to the rotary shaft of the rotary table, and processing data is supplied to the piezo actuator based on the pulse, and the linear table is continuously moved back and forth. Further, the air spindle is step-feeded every rotation of the rotary table to change its position, thereby changing the contact position between the grindstone and the workpiece.

【0007】この方法によれば、任意の非軸対象、非球
面形状を加工することができる。さらにこの方法では、
被加工物に対する砥石の切り込み量をサブミクロンオー
ダーで制御することができるため、脆性材料を延性モー
ドで研削することが可能となり、研削加工だけでレンズ
として用いるのに十分な鏡面を得ることが可能となり、
また形状誤差もレンズとして必要なサブミクロンオーダ
ーの大きさまで低減させることが可能となる。しかし、
この方法では次に述べるような問題がある。 (1)非球面部仕上げに多大な加工時間を要する。 (2)研削面にサブミクロンオーダーの凹凸を有する加
工痕が残る。
According to this method, any non-axial symmetric, aspherical shape can be machined. In addition, this method
Since the cutting depth of the grindstone with respect to the workpiece can be controlled on the order of submicron, it is possible to grind brittle materials in ductile mode, and it is possible to obtain a mirror surface sufficient for use as a lens by grinding alone Becomes
Also, the shape error can be reduced to a size on the order of submicrons required for a lens. But,
This method has the following problems. (1) A great amount of processing time is required for finishing the aspherical portion. (2) Processing marks having irregularities on the order of submicron remain on the ground surface.

【0008】その結果、レンズの高分解能化が要求され
る場合、この僅かな加工痕がレンズの光学特性に悪影響
を及ぼす。従って、NC加工によりレンズのような光学
素子を加工する場合は、仕上げ加工が必要になる。仕上
げ加工方法としては一般的には研磨方法がよく用いられ
る。研磨方法により非球面表面を仕上げる場合、例えば
ダイヤモンド砥粒をフェルトのような柔らかいパッドで
仕上げ面に擦り付ける動作を繰り返し、仕上げ面の状態
を整える。レンズ表面の形状誤差成分は大きく分けて3
種類ある。すなわち、 (1)うねり(ピッチ:数百μm〜数mmオーダー) (2)面粗さ(ピッチ:サブミクロン〜ミクロンオーダ
ー) (3)加工痕(ピッチ:数十μm〜数百μmオーダー) このうち、うねり成分はNC加工機の機械精度に依存す
るところが大きい。従って、仕上げ研磨では補正できな
いため、前加工の段階で極力低減させる必要がある。一
方、面粗さは仕上げ研磨で十分改善が可能である。しか
るに加工痕はピッチの大きさや凹凸の大きさがうねりと
面粗さの中間に位置し、研磨で補正しようとすると、レ
ンズ全体の形状を損ない、うねり成分を増やすことにな
る。
As a result, when high resolution of the lens is required, the slight processing trace has a bad influence on the optical characteristics of the lens. Therefore, when an optical element such as a lens is processed by NC processing, finishing processing is required. Generally, a polishing method is often used as a finishing method. In the case of finishing the aspheric surface by a polishing method, for example, the operation of rubbing diamond abrasive grains against the finished surface with a soft pad such as felt is repeated to adjust the state of the finished surface. The shape error component on the lens surface is roughly divided into 3
There are types. (1) Undulation (pitch: several hundred μm to several mm order) (2) Surface roughness (pitch: submicron to micron order) (3) Processing mark (pitch: several tens μm to several hundred μm order) Of these, the undulation component largely depends on the machine accuracy of the NC processing machine. Therefore, since it cannot be corrected by the finish polishing, it is necessary to reduce as much as possible in the pre-processing stage. On the other hand, the surface roughness can be sufficiently improved by finish polishing. However, the processing marks are located between the swell and the surface roughness, where the size of the pitch and the size of the irregularities are between the swell and the surface roughness. If correction is performed by polishing, the shape of the entire lens is damaged and the swell component is increased.

【0009】しかもこの加工痕は工具が被加工物表面と
接触した跡であるため、うねり成分を低減させる場合の
ようにNC加工機による前加工時に低減させる訳にはい
かない。機械加工時の工具の被加工物に対する干渉量、
すなわち工具の切り込み量を小さくすることで加工痕の
大きさは低減する。しかし、僅かに加工条件が変化して
も工具切り込み量が微妙に変動して加工痕等、局部的な
形状不良がレンズ表面に残ることがある。
Further, since the machining trace is a trace of contact of the tool with the surface of the workpiece, it cannot be reduced at the time of pre-processing by the NC processing machine as in the case of reducing the waviness component. The amount of interference of the tool with the workpiece during machining,
That is, the size of the machining trace is reduced by reducing the cutting depth of the tool. However, even if the processing conditions slightly change, the cutting depth of the tool may fluctuate slightly, and a local shape defect such as a processing mark may remain on the lens surface.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】上述のようにNC加工
を用いることにより複雑なレンズ形状の加工が可能とな
る。しかし機械加工である以上、工具と被加工物表面が
接触することにより加工痕(局部的な形状不良)は必ず
生じる。そしてこの形状不良の程度によりレンズの光学
特性が低下することもある。さらに走査レンズのように
レンズの一部に不良部が存在することにより良品として
は使用できないレンズもある。
As described above, by using the NC processing, a complicated lens shape can be processed. However, as long as machining is performed, machining marks (local defective shape) always occur due to contact between the tool and the surface of the workpiece. Depending on the degree of the shape defect, the optical characteristics of the lens may be degraded. Further, some lenses, such as scanning lenses, cannot be used as non-defective products due to the presence of a defective portion in a part of the lens.

【0011】本発明の目的は、このような従来技術の欠
点を解消し、効率よく高精度なレンズを修正するための
レンズ修正装置、レンズ修正方法及びレンズを提供する
ことにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a lens correcting device, a lens correcting method, and a lens for efficiently correcting a lens with high accuracy by solving the above-mentioned drawbacks of the prior art.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明の主旨は次の通りである。レンズ特性不良箇所
を特定する。例えば走査レンズの場合、レンズ使用範囲
で光を走査し、集光ビームの形状及びビーム径を測定す
ることによりレンズの集光特性不良箇所を特定する。レ
ンズ特性不良箇所におけるレンズ表面形状を評価し、表
面形状の様子によって形状修正量を決定する。レンズ不
良箇所の形状修正を行う。形状修正手段は様々なものが
考えられるが、不良部位の形状と大きさによって最適な
形状修正手段を選択する。
The gist of the present invention to achieve the above object is as follows. Identify the defective lens characteristics. For example, in the case of a scanning lens, light is scanned in the range of use of the lens, and the shape and the beam diameter of the condensed beam are measured to identify a portion where the condensing characteristic of the lens is defective. The lens surface shape at the position where the lens characteristics are defective is evaluated, and the shape correction amount is determined based on the state of the surface shape. Correct the shape of the defective lens. Various shape correcting means can be considered, and an optimum shape correcting means is selected according to the shape and size of the defective portion.

【発明の実施の形態】次に本発明の実施形態を図ととも
に説明する。図1において(a)はレンズ1の斜視図、
(b)は形状不良部(凹部)2の拡大図、(c)は
(b)図A−A’線上の断面図である。
Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. 1A is a perspective view of the lens 1, FIG.
(B) is an enlarged view of the defective shape portion (concave portion) 2, and (c) is a cross-sectional view taken along the line AA 'of (b).

【0013】本発明において図1(a)に示すようにレ
ンズ1の表面形状不良が凹部形状に基づく場合は、形状
不良部(凹部)2にポリマー等の光学材料3を充填する
ことにより形状修正を行う。特性不良を引き起こす形状
不良部(凹部)2は局部的に存在するため、これらが占
める面積割合は極めて小さい。従ってそのような形状不
良部(凹部)2を選択的に光学材料3で埋めることによ
り形状修正を行う方が合理的である。
In the present invention, when the surface shape defect of the lens 1 is based on the concave shape as shown in FIG. 1A, the shape is corrected by filling an optical material 3 such as a polymer into the defective shape portion (recess) 2. I do. Since the defective shape portion (concave portion) 2 which causes the characteristic failure exists locally, the area ratio occupied by the defective shape portion is extremely small. Therefore, it is more reasonable to correct the shape by selectively filling such a defective shape portion (concave portion) 2 with the optical material 3.

【0014】レンズ1表面の凹部2に光学材料3を充填
することで形状修正する方法としては次のようなものが
ある。すなわち、光学特性がレンズ材質に極めて近い材
料を形状不良部である凹部2に埋め込み成膜することに
より形状修正を行うものである。埋め込む材料としては
SiO2 のような無機材料やポリマーのような有機材料
あるいはガラス転化材料がある。
As a method of correcting the shape by filling the concave portion 2 on the surface of the lens 1 with the optical material 3, there is the following method. That is, the shape is corrected by burying a material whose optical characteristics are very close to the lens material in the concave portion 2 which is a shape defect portion. Examples of the material to be embedded include an inorganic material such as SiO 2 , an organic material such as a polymer, and a vitrified material.

【0015】例えばSi、N、H(または有機基)から
なるポリマーであって、加熱等によってシリカ(SiO
2 )に転化するポリシラザンのようなガラス転化材料を
選択的に塗布し焼成することで凹部にSiO2 薄膜層を
形成する方法や、ポリマー材料を形状不良部である凹部
に選択的に充填し硬化することで形状修正を行う方法等
がある。
For example, it is a polymer composed of Si, N, H (or an organic group), and silica (SiO
2 ) A method of forming a SiO 2 thin film layer in a concave portion by selectively applying and baking a glass conversion material such as polysilazane to be converted into a material, or selectively filling and curing a polymer material in a concave portion which is a defective shape portion. There is a method of correcting the shape by performing the correction.

【0016】形状不良箇所の位置が特定されているた
め、充填材料3を吐出するためのツールをレンズ1の形
状不良箇所に位置決めすることで、選択的に凹部2に材
料を充填することが可能となる。あるいは充填材料3と
して感光性を有する材料をレンズ1の全表面に塗布し、
形状不良箇所に特定波長の光を照射した後、不要な樹脂
を除去することで選択的に凹部2に材料を充填する方法
などが考えられる。
Since the position of the defective shape is specified, the concave portion 2 can be selectively filled with the material by positioning the tool for discharging the filling material 3 at the defective shape of the lens 1. Becomes Alternatively, a photosensitive material is applied to the entire surface of the lens 1 as the filling material 3,
A method of irradiating a light having a specific wavelength to a defective shape portion and then removing unnecessary resin to selectively fill the concave portion 2 with a material can be considered.

【0017】次に局部的に存在する凸部形状のために集
光特性不良が生じる場合は、凸部を選択的に削り取るこ
とで形状修正を行う。レンズ1表面に局部的に存在する
凸部2’を削り取る手段として、例えば機械的研磨法に
よる方法である。すなわち図2に示すように、微小な領
域に局在する凸部2’を削り取るために小さなポリッシ
ャ4を用いて局部的にポリッシングする方法が考えられ
る。
Next, when a light-collecting characteristic defect occurs due to a locally existing convex shape, the shape is corrected by selectively removing the convex portion. As a means for shaving off the convex portion 2 ′ locally present on the surface of the lens 1, for example, a method using a mechanical polishing method is used. That is, as shown in FIG. 2, a method of locally polishing using a small polisher 4 in order to scrape off the convex portion 2 ′ located in a minute area is conceivable.

【0018】また化学的気化加工法を用いて凸部2’を
除去する方法も考えられる。すなわち図3に示すよう
に、凸部2’の周辺にSF6 やCF4 等の反応性ガス
(図示せず)を供給しながら、凸部2’近傍の電極5と
凸部2’の間で局部的にプラズマ6を生成することによ
り反応性ガスのラジカル(図示せず)を生成させ、さら
に凸部2’とラジカルを反応させ、反応生成物を揮発除
去することでレンズ1表面の凸部2’の除去加工を行う
プラズマ応用加工を用いて選択的にレンズ1表面に存在
する凸部2’を除去することが可能となる。
It is also conceivable to remove the projections 2 'by using a chemical vaporization method. That is, as shown in FIG. 3, while supplying a reactive gas (not shown) such as SF 6 or CF 4 around the convex portion 2 ′, the electrode 5 near the convex portion 2 ′ and the convex portion 2 ′ are supplied. Locally generates a plasma 6 to generate radicals (not shown) of a reactive gas, further reacts the radicals with the convex portions 2 ′, and volatilizes and removes reaction products to thereby form convex portions on the surface of the lens 1. It is possible to selectively remove the convex portion 2 ′ existing on the surface of the lens 1 by using plasma application processing for removing the portion 2 ′.

【0019】形状不良部の凹凸状況によらず形状修正が
可能な方法として形状転写法によるものがある。すなわ
ち図4に示すように、形状不良部に感光性ポリマー、例
えば紫外線硬化樹脂7を微量滴下し、その樹脂7をレン
ズ1のマスター形状を有する型8で成形加圧しながら紫
外線(図示せず)を照射し、硬化成膜することで効率よ
く形状修正を行うことが可能となる。
As a method capable of correcting the shape irrespective of the unevenness of the defective shape portion, there is a method by a shape transfer method. That is, as shown in FIG. 4, a small amount of a photosensitive polymer, for example, an ultraviolet curable resin 7 is dropped on the defective shape portion, and the resin 7 is molded and pressed by a mold 8 having a master shape of the lens 1, and ultraviolet rays (not shown) Irradiation and curing to form a film enable efficient shape correction.

【0020】次に各実施例について具体的に説明する。 (実施例1)本実施例で形状修正に用いた非軸対象非球
面fθガラスレンズ1を図5に示す。レンズ1の硝材に
はBK7を用いた。レンズ1の全長は130mm、幅は
15mmである。レンズ1のA面側は主走査方向曲率半
径がR1であり、副走査方向の曲率半径がr1、r2、
r3とそれぞれ場所によって異なる、いわゆる変形トー
リック形状を有し、B面は平面形状である。
Next, each embodiment will be specifically described. (Embodiment 1) FIG. 5 shows an asymmetrical aspherical fθ glass lens 1 used for shape correction in this embodiment. BK7 was used for the glass material of the lens 1. The overall length of the lens 1 is 130 mm and the width is 15 mm. The surface A side of the lens 1 has a radius of curvature R1 in the main scanning direction, and has radii of curvature r1, r2 in the sub-scanning direction.
It has a so-called deformed toric shape that differs depending on the location of r3, and the B surface is a planar shape.

【0021】A面、B面ともに鏡面に仕上げている。A
面は非球面形状であるためNC研削により加工を行っ
た。本例では延性モード研削を行っているため、研削加
工のみでかなり鏡面になっているが、その加工原理から
図6に示すように、砥石の加工痕9はレンズ1の主走査
方向についている。本実施例の場合、加工痕9の平均幅
が100μm程度、平均深さが0.047μm、平均ピ
ッチが100μm程度であった。なお、面粗さは平均面
粗さで0.019μm、ガラスレンズ1面のうねり量は
副走査方向で長さ8mmの範囲0.28μmP−Pであ
った。
Both surface A and surface B are mirror finished. A
Since the surface has an aspherical shape, it was processed by NC grinding. In this example, since the ductile mode grinding is performed, the surface is considerably mirror-finished only by the grinding processing. However, from the processing principle, the processing mark 9 of the grinding stone is in the main scanning direction of the lens 1 as shown in FIG. In the case of this embodiment, the average width of the processing marks 9 was about 100 μm, the average depth was 0.047 μm, and the average pitch was about 100 μm. The surface roughness was 0.019 μm in average surface roughness, and the undulation amount of one glass lens surface was 0.28 μm PP in a range of 8 mm in the sub-scanning direction.

【0022】次に図7に示すレンズ特性評価光学系を用
い、このレンズ1の集光特性を調べた。光源を含む光学
系10から出射された光はミラー11で反射される。ミ
ラー11は回転ステージ12の上に搭載されて、光を走
査することができる。レンズ1を通過した光が丁度集光
する位置に受光センサー13が配置されて、受光センサ
ー13により集光ビームの形状及びビーム径が測定さ
れ、その結果がモニター14に映し出される。
Next, using the lens characteristic evaluation optical system shown in FIG. 7, the focusing characteristics of the lens 1 were examined. Light emitted from an optical system 10 including a light source is reflected by a mirror 11. The mirror 11 is mounted on the rotary stage 12 and can scan light. A light receiving sensor 13 is arranged at a position where the light passing through the lens 1 is just converged, and the shape and diameter of the condensed beam are measured by the light receiving sensor 13, and the result is displayed on a monitor 14.

【0023】受光センサー13は直動ステージ15に搭
載されている。従って、光を走査することにより集光位
置が変化しても受光センサー13を移動させることがで
きるため、いずれの位置においても集光ビームの受光が
可能である。このレンズ特性評価光学系を用いてレンズ
1の集光特性を評価した結果、レンズ表面の一部分で集
光特性の乱れが認められた。これはレンズ端面(長さ方
向)から40mmの位置であった。
The light receiving sensor 13 is mounted on a translation stage 15. Therefore, the light receiving sensor 13 can be moved even if the light condensing position changes by scanning with light, so that the condensed beam can be received at any position. As a result of evaluating the light-gathering characteristics of the lens 1 using this lens-characteristic evaluation optical system, disturbance of the light-gathering characteristics was recognized in a part of the lens surface. This was a position 40 mm from the lens end face (length direction).

【0024】この位置における表面形状を調べるため、
形状測定機(図示せず)を用いて幅方向のレンズ表面形
状を測定した。その結果、レンズ端面(幅方向)から
5.2mmの位置でレンズ中央方向に向かって幅400
μm、長さ1200μm、深さ0.13μmの傷(凹
部)2があることが分かった。
In order to check the surface shape at this position,
The lens surface shape in the width direction was measured using a shape measuring device (not shown). As a result, a width 400 mm toward the center of the lens at a position 5.2 mm from the lens end surface (width direction).
It was found that there were scratches (recesses) 2 of μm, length of 1200 μm and depth of 0.13 μm.

【0025】そこでレンズ表面不良部の形状を修正する
ために、図8(a)に示すように、最小吐出量が0.2
マイクロリットルであるマイクロピペット16をレンズ
1表面の傷2の位置に配置し、液体状のガラス転化材料
3’を傷凹部2に向かって吐出することにより、凹部2
をガラス転化材料3’で充填した。その後、直ちにレン
ズ1をスピンコーター(図示せず)に乗せ、3000r
pmで15秒間回転させ、余分な溶液を除去した。
Therefore, in order to correct the shape of the lens surface defective portion, as shown in FIG.
A micropipette 16 as a microliter is placed at the position of the scratch 2 on the surface of the lens 1, and a liquid glass conversion material 3 ′ is discharged toward the wound recess 2, whereby the concave portion 2 is formed.
Was filled with the glass conversion material 3 ′. Then, immediately put the lens 1 on a spin coater (not shown),
Spin at pm for 15 seconds to remove excess solution.

【0026】ガラス転化材料3’にはポリシラザンを用
いた。ポリシラザンとはSi、N、H(または有機基)
からなるポリマーで、数平均分子量Mnは500〜25
00程度で、キシレンやジブチルテーテルなどの有機溶
媒に溶解し、加熱等によってシリカ(SiO2 )に転化
する材料である。シラザンはSi−N結合を持つ化合物
であり、ポリシラザンはSiH2 NHを基本としてい
る。図18は、ポリシラザンを大気中で焼成することに
より、酸素や水分と反応して、緻密な高純度のアモルフ
ァスシリカに転化する様子を示す説明図である。
Polysilazane was used as the glass conversion material 3 '. Polysilazane is Si, N, H (or organic group)
Having a number average molecular weight Mn of 500 to 25.
It is a material that dissolves in an organic solvent such as xylene or dibutyl ether and is converted to silica (SiO 2 ) by heating or the like. Silazane is a compound having a Si—N bond, and polysilazane is based on SiH 2 NH. FIG. 18 is an explanatory view showing a state in which polysilazane is fired in the air to react with oxygen and moisture to be converted into dense, high-purity amorphous silica.

【0027】次に傷凹部2に充填した材料を自然乾燥さ
せた後、図8(b)に示すように300℃、1時間電気
炉17中で焼成させることによりSiO2 層を形成し
た。充填部を分析したところ、略100%の純粋な石英
ガラス状態となっていた。
Next, after the material filled in the wound concave portion 2 was naturally dried, it was baked in an electric furnace 17 at 300 ° C. for 1 hour as shown in FIG. 8B to form an SiO 2 layer. When the filled portion was analyzed, it was almost 100% pure quartz glass.

【0028】形状修正後のレンズ1の表面形状を測定し
た結果、傷部2の深さは修正前が0.13μmであった
のに対して、修正後は0.07μmに低減していた。ま
た集光特性についても著しく改善されており、ビーム形
状及びビーム径ともに正常に戻った。
As a result of measuring the surface shape of the lens 1 after the shape correction, the depth of the flaw 2 was 0.13 μm before the correction, but was reduced to 0.07 μm after the correction. Also, the light-collecting characteristics were remarkably improved, and both the beam shape and the beam diameter returned to normal.

【0029】(実施例2)実施例1と同一の方法で作製
した非球面fθガラスレンズ1の中から集光特性が不良
であるものを1個選別し、実施例1と同じ方法で形状不
良箇所の検出を行った。その結果、長さ方向:レンズ端
面から48mm、幅方向:レンズ端面から6.1mmの
位置でレンズ中央方向に向かって幅460μm、長さ6
20μm、深さ0.24μmの傷2があった。傷2の測
定値から凹部の体積を計算したところ、傷2の体積は約
68.5ピコリットルであった。
(Embodiment 2) One of the aspherical fθ glass lenses 1 manufactured by the same method as in Embodiment 1 having poor light-collecting characteristics is selected, and the shape is defective by the same method as in Embodiment 1. Locations were detected. As a result, in the length direction: 48 mm from the lens end face, and in the width direction: 6.1 mm from the lens end face, a width of 460 μm and a length of 6 mm toward the center of the lens.
There was a scratch 2 having a thickness of 20 μm and a depth of 0.24 μm. When the volume of the concave portion was calculated from the measured value of the flaw 2, the volume of the flaw 2 was about 68.5 picoliter.

【0030】そこでレンズ表面不良部の形状を修正する
ために、図9(a)に示すように、1回あたりの吐出能
力が60ピコリットルであるインクジェットノズル(マ
イクロノズル)18をレンズ表面の傷(凹部)2の位置
に固定し、ポリシラザン溶液60ピコリットルを凹部2
に向かって吐出し、凹部2をポリシラザン3’で充填し
た。
Therefore, in order to correct the shape of the defective lens surface portion, as shown in FIG. 9A, an ink jet nozzle (micro nozzle) 18 having a discharge capacity of 60 picoliters per discharge is used to damage the lens surface. (Concave) 2 and fix 60 μl of the polysilazane solution in the recess 2.
And the concave portion 2 was filled with polysilazane 3 ′.

【0031】充填材料は極めて微量であるため、約1分
程で自然乾燥を終了し、350℃、1時間電気炉17中
で焼成させることにより、SiO2 薄膜3”を形成した
〔図9(b)参照〕。
Since the amount of the filling material is extremely small, natural drying is completed in about 1 minute, and the resultant is baked in an electric furnace 17 at 350 ° C. for 1 hour to form a SiO 2 thin film 3 ″ [FIG. b)].

【0032】形状修正後のレンズ表面形状を測定した結
果、傷部2の深さは修正前が0.24μmであったのに
対して、修正後は0.05μmに低減していた。また集
光特性についても著しく改善されており、ビーム形状及
びビーム径ともに正常に戻った。
As a result of measuring the lens surface shape after the shape correction, the depth of the flaw 2 was 0.24 μm before the correction, but was reduced to 0.05 μm after the correction. Also, the light-collecting characteristics were remarkably improved, and both the beam shape and the beam diameter returned to normal.

【0033】(実施例3)実施例1と同様に集光特性不
良の非球面Fθガラスレンズ1を選び、形状不良箇所の
検出を行った。その結果、長さ方向:レンズ端面から2
6mm、幅方向:レンズ端面から4.8mmの位置でレ
ンズ中央方向に向かって幅320μm、長さ2300μ
m、深さ0.18μmの傷2があった。
Example 3 In the same manner as in Example 1, an aspherical Fθ glass lens 1 having a poor light-collecting characteristic was selected, and a shape-defective portion was detected. As a result, the length direction: 2 from the lens end face
6 mm, width direction: 320 μm in width and 2300 μ in length toward the center of the lens at a position 4.8 mm from the lens end face
m and a scratch 2 having a depth of 0.18 μm.

【0034】そこでレンズ表面形状を修正することにし
た。手順は次に示す通りである。図10(a)に示すよ
うに、レンズ1表面にネガの感光特性を有する感光性ポ
リシラザン3’をスピンコート法により塗布した。感光
性ポリシラザン3’はSiO 2 層を焼成するための前駆
体を含み、さらに感光性を得るために光触媒を添加され
た液状化合物で、基本構造が−(SiH2 NH)−であ
る無機ポリマーのことである。なお、コート膜厚は傷2
の深さと同じ0.18μmとした。
Therefore, the lens surface shape is modified.
Was. The procedure is as follows. As shown in FIG.
Thus, a photosensitive lens having a negative photosensitive characteristic is provided on the surface of the lens 1.
Lysilazane 3 'was applied by spin coating. Exposure
Polysilazane 3 'is SiO Two Precursor for firing the layer
Photocatalyst added to obtain photosensitivity
Liquid compound with a basic structure of-(SiHTwo NH)-
Inorganic polymer. The coating film thickness was 2
0.18 μm, which is the same as the depth of

【0035】塗布薄膜を形成したレンズ1を90℃で1
時間一次焼成した後図10(b)に示すように、i線1
9をビーム径が300μmとなるように集光させ、レン
ズ1表面の傷部2に選択的に照射し、選択露光を行っ
た。純水でレンズ1を洗浄した後、現像液を用いて現像
する。レンズ1を300℃で1時間二次焼成する。これ
によりポリシラザン薄膜層はSiO2 層3”に転化す
る。すなわち傷部2は膜厚が0.18μmのSiO2
3”で充填される〔図10(c)参照〕。
At 90 ° C., the lens 1 having the coated thin film
After primary baking for an hour, as shown in FIG.
9 was condensed so as to have a beam diameter of 300 μm, and was selectively irradiated to the flaw 2 on the surface of the lens 1 to perform selective exposure. After washing the lens 1 with pure water, development is performed using a developer. The lens 1 is secondarily fired at 300 ° C. for one hour. As a result, the polysilazane thin film layer is converted into the SiO 2 layer 3 ″. That is, the flaw 2 is filled with the SiO 2 layer 3 ″ having a thickness of 0.18 μm (see FIG. 10C).

【0036】形状修正後のレンズ表面形状を測定した結
果、傷部2の深さは修正前が0.18μmであったのに
対して、修正後は0.02μmに低減していた。また集
光特性についても著しく改善されており、ビーム形状及
びビーム径ともに正常に戻った。
As a result of measuring the lens surface shape after the shape correction, the depth of the flaw 2 was 0.18 μm before the correction, but was reduced to 0.02 μm after the correction. Also, the light-collecting characteristics were remarkably improved, and both the beam shape and the beam diameter returned to normal.

【0037】(実施例4)長さ方向:レンズ端面から8
3mm、幅方向:レンズ端面から3.6mmの位置でレ
ンズ中央方向に向かって幅240μm、長さ1800μ
m、深さ0.25μmの傷を有する非球面fθガラスレ
ンズ1の形状修正を行った。手順は次に示す通りであ
る。
(Embodiment 4) Length direction: 8 from lens end face
3 mm, width direction: 240 μm in width and 1800 μ in length toward the center of the lens at a position of 3.6 mm from the lens end face
The shape of the aspherical fθ glass lens 1 having a m and a flaw of 0.25 μm in depth was corrected. The procedure is as follows.

【0038】図11(a)に示すように、レンズ1表面
にネガの感光特性を有する感光性ポリシラザン3’を実
施例2で用いたマイクロノズル18を用いて傷部2に吐
出した。傷2の体積は108ピコリットルであるため、
吐出は2回連続して行い、合計120ピコリットルのポ
リシラザン溶液3’を凹部2にのみ選択的に充填した。
塗布薄膜を形成したレンズ1を90℃で1時間一次焼成
する。
As shown in FIG. 11A, a photosensitive polysilazane 3 'having a negative photosensitive property was discharged onto the flaw 2 by using the micro nozzle 18 used in Example 2 on the surface of the lens 1. Since the volume of wound 2 is 108 picoliters,
The discharge was performed twice consecutively, and only the concave portion 2 was selectively filled with the polysilazane solution 3 ′ in a total of 120 picoliters.
The lens 1 on which the coated thin film is formed is primarily baked at 90 ° C. for 1 hour.

【0039】次に図11(b)に示すように、i線19
をレンズ1の表面全面に照射し露光を行った。レンズ1
を300℃で1時間二次焼成する。これによりポリシラ
ザン薄膜層はSiO2 層3”に転化する〔図11(c)
参照〕。
Next, as shown in FIG.
Was irradiated onto the entire surface of the lens 1 to perform exposure. Lens 1
At 300 ° C. for 1 hour. Thereby, the polysilazane thin film layer is converted into the SiO 2 layer 3 ″ (FIG. 11 (c)).
reference〕.

【0040】形状修正後のレンズの表面形状を測定した
結果、傷部2の深さは修正前が0.25μmであったの
に対して、修正後は0.03μmに低減していた。また
集光特性についても著しく改善されており、ビーム形状
及びビーム径ともに正常に戻った。
As a result of measuring the surface shape of the lens after the shape correction, the depth of the flaw 2 was 0.25 μm before the correction, but was reduced to 0.03 μm after the correction. Also, the light-collecting characteristics were remarkably improved, and both the beam shape and the beam diameter returned to normal.

【0041】(実施例5)長さ方向:レンズ端面から6
5mm、幅方向:レンズ端面から6.6mmの位置でレ
ンズ中央方向に向かって幅480μm、長さ450μ
m、深さ0.15μmの傷2を有する非球面fθガラス
レンズ1の形状修正を行った。手順は次に示す通りであ
る。
(Embodiment 5) Length direction: 6 from lens end face
5 mm, width direction: width 480 μm, length 450 μ toward the center of the lens at a position 6.6 mm from the lens end surface
The shape of the aspherical fθ glass lens 1 having the scratches 2 having a depth m of 0.15 μm was corrected. The procedure is as follows.

【0042】充填材料としてはアクリル系の紫外線硬化
樹脂7を用いた。なお、紫外線硬化樹脂7はその屈折率
を調整し、レンズ硝材であるBK7(屈折率が1.51
63)とほぼ同等の値を有する樹脂を用いた。
An acrylic ultraviolet curing resin 7 was used as a filling material. The UV curable resin 7 adjusts its refractive index, and BK7 (a refractive index of 1.51
63) A resin having almost the same value as that of the resin was used.

【0043】図12(a)に示すように、レンズ1表面
に上述の紫外線硬化樹脂7をスピンコート法により塗布
した。なお、コート膜厚は傷2の深さと同じ0.15μ
mとした。次に図12(b)に示すように、紫外線1
9’をビーム径が500μmとなるように集光させ、レ
ンズ表面の傷部2のみに照射し、局部的に樹脂硬化を行
った。
As shown in FIG. 12A, the above-mentioned ultraviolet curable resin 7 was applied to the surface of the lens 1 by spin coating. The coating thickness is 0.15 μm, which is the same as the depth of the scratch 2.
m. Next, as shown in FIG.
9 ′ was condensed so as to have a beam diameter of 500 μm, and was irradiated only to the flaw 2 on the lens surface to locally cure the resin.

【0044】イソプロピルアルコールでレンズ1表面に
付着している未硬化の樹脂を除去し、さらにレンズ1表
面を洗浄する。傷部2は膜厚が0.15μmのアクリル
樹脂層7’で充填される〔図12(c)参照〕。
The uncured resin adhering to the surface of the lens 1 is removed with isopropyl alcohol, and the surface of the lens 1 is further cleaned. The flaw 2 is filled with an acrylic resin layer 7 ′ having a thickness of 0.15 μm (see FIG. 12C).

【0045】形状修正後のレンズ表面形状を測定した結
果、傷部2の深さは修正前が0.15μmであったのに
対して、修正後は0.01μmに低減していた。また集
光特性についても著しく改善されており、ビーム形状及
びビーム径ともに正常に戻った。
As a result of measuring the lens surface shape after the shape correction, the depth of the flaw 2 was 0.15 μm before the correction, but was reduced to 0.01 μm after the correction. Also, the light-collecting characteristics were remarkably improved, and both the beam shape and the beam diameter returned to normal.

【0046】(実施例6)長さ方向:レンズ端面から7
2mm、幅方向:レンズ端面から4.6mmの位置でレ
ンズ中央方向に向かって幅320μm、長さ540μ
m、深さ0.37μmの傷を有する非球面fθガラスレ
ンズ1の形状修正を行った。手順は次に示す通りであ
る。
(Embodiment 6) Length direction: 7 from lens end face
2 mm, width direction: 320 μm in width and 540 μ in length toward the center of the lens at a position of 4.6 mm from the lens end surface
The shape of the aspherical fθ glass lens 1 having a m and a flaw of 0.37 μm in depth was corrected. The procedure is as follows.

【0047】図13(a)に示すように、傷2の体積は
64ピコリットルであったので、マイクロノズル18を
用いてレンズ傷部2に紫外線硬化樹脂7を60ピコリッ
トル吐出、充填した。その後図13(b)に示すよう
に、紫外線19’をレンズ1表面全面に照射し硬化を行
った。
As shown in FIG. 13A, since the volume of the flaw 2 was 64 picoliters, 60 picoliters of the ultraviolet curable resin 7 was discharged and filled into the lens flaw 2 using the micro nozzle 18. Thereafter, as shown in FIG. 13B, ultraviolet rays 19 ′ were irradiated on the entire surface of the lens 1 to perform curing.

【0048】形状修正後のレンズ表面形状を測定した結
果、傷部2の深さは修正前が0.37μmであったのに
対して、修正後は0.02μmに低減していた。また集
光特性についても著しく改善されており、ビーム形状及
びビーム径ともに正常に戻った。
As a result of measuring the lens surface shape after the shape correction, the depth of the flaw 2 was 0.37 μm before the correction, but was reduced to 0.02 μm after the correction. Also, the light-collecting characteristics were remarkably improved, and both the beam shape and the beam diameter returned to normal.

【0049】(実施例7)長さ方向:レンズ端面から6
4mm、幅方向:レンズ端面から7.2mmの位置でレ
ンズ中央方向に向かって幅140μm、長さ820μ
m、高さ0.17μmの凸状の傷2’を有する非球面f
θガラスレンズ1の形状修正を行った。
(Embodiment 7) Length direction: 6 from lens end face
4 mm, width direction: 140 μm in width and 820 μ in length toward the center of the lens at a position of 7.2 mm from the lens end face
m, aspherical surface f having a convex flaw 2 ′ having a height of 0.17 μm
The shape of the θ glass lens 1 was modified.

【0050】形状修正は図14に示すように、直径7m
mのフェルト製ポリッシャー4を用いて酸化セリウムを
遊離砥粒として凸状の傷部2’を選択的にポリッシュす
ることにより行った。ポリッシャーの回転数を600r
pmに設定し、5分間ポリッシュを行った後、表面形状
を測定したところ、凸部の高さは0.17μmから0.
07μmに低減していた。また集光特性についても著し
く改善されており、ビーム形状及びビーム径ともに正常
に戻った。
The shape is corrected as shown in FIG.
The polishing was performed by selectively polishing the convex scratches 2 'using cerium oxide as free abrasive grains using a felt polisher 4 of m. 600r rotation speed of polisher
pm, and after polishing for 5 minutes, the surface shape was measured. The height of the projections was 0.17 μm to 0.1 μm.
It was reduced to 07 μm. Also, the light-collecting characteristics were remarkably improved, and both the beam shape and the beam diameter returned to normal.

【0051】(実施例8)長さ方向:レンズ端面から8
3mm、幅方向:レンズ端面から7.4mmの位置でレ
ンズ中央方向に向かって幅540μm、長さ1730μ
m、高さ0.23μmの凸状の傷2’を有する非球面f
θガラスレンズ1の形状修正を行った。形状修正は図1
5に示すように、プラズマ6を用いた化学的気化加工法
を応用して行った。
(Embodiment 8) Length direction: 8 from lens end face
3 mm, width direction: 540 μm in width and 1,730 μm in length toward the center of the lens at a position of 7.4 mm from the lens end surface
m, aspherical surface f having a convex flaw 2 ′ having a height of 0.23 μm
The shape of the θ glass lens 1 was modified. Fig. 1
As shown in FIG. 5, a chemical vaporization method using plasma 6 was applied.

【0052】すなわち加工後の被加工面が平坦になるよ
うに被加工面の凸部2’を選択的に加工するように加工
電極5とレンズ表面凸状傷部2’の位置を制御し、被加
工物周辺にSF6 やCF4 等の反応性ガスを供給しなが
ら局部的にプラズマ状態を生成することにより、反応性
ガスのラジカルを生成させ、さらに被加工物とラジカル
を反応させ、反応生成物を揮発除去することで被加工物
表面の凸部2’の除去加工を行った。
That is, the positions of the processing electrode 5 and the lens surface convex flaw 2 ′ are controlled so that the convex portion 2 ′ of the processed surface is selectively processed so that the processed surface becomes flat. By locally generating a plasma state while supplying a reactive gas such as SF 6 or CF 4 to the periphery of the workpiece, radicals of the reactive gas are generated, and further, the workpiece reacts with the radical, thereby causing a reaction. By removing the product by volatilization, the convex portion 2 ′ on the surface of the workpiece was removed.

【0053】その結果、加工面の突起高さは0.23μ
mから0.06μmに低減した。また、集光特性につい
ても著しく改善されており、ビーム形状及びビーム径と
もに正常に戻った。
As a result, the height of the projection on the processed surface was 0.23 μm.
m to 0.06 μm. In addition, the light-collecting characteristics were significantly improved, and both the beam shape and the beam diameter returned to normal.

【0054】(実施例9)長さ方向:レンズ端面から6
3mm、幅方向:レンズ端面から6.5mmの位置でレ
ンズ中央方向に向かって幅1360μm、長さ2280
μmの範囲に渡りPV値で0.27μmの凹凸を有する
非球面fθガラスレンズ1の形状修正を行った。具体的
な方法は次の通りである。
(Embodiment 9) Length direction: 6 from lens end face
3 mm, width direction: 1360 μm in width and 2280 in length toward the center of the lens at a position of 6.5 mm from the lens end face
The shape of the aspherical fθ glass lens 1 having irregularities of 0.27 μm in PV value over the range of μm was corrected. The specific method is as follows.

【0055】形状修正は紫外線硬化樹脂7を介在させ
て、レンズ1のマスター形状を有する型表面の形状をレ
ンズ表面に転写することにより行った。修正箇所の体積
は約840ピコリットルである。そこで図16(a),
(b)に示すように、紫外線硬化樹脂7を吐出するため
のマイクロノズル18を形状修正部に位置決めしてお
き、400μmピッチで長さ方向5箇所、幅方向3箇
所、合計15箇所に紫外線硬化樹脂7の液滴を吐出す
る。
The shape correction was performed by transferring the shape of the mold surface having the master shape of the lens 1 to the lens surface with the ultraviolet curing resin 7 interposed. The volume of the correction location is about 840 picoliters. Therefore, FIG.
As shown in (b), a micro-nozzle 18 for discharging the ultraviolet curing resin 7 is positioned at the shape correcting section, and ultraviolet curing is performed at a pitch of 400 μm in five locations in the length direction and three locations in the width direction, a total of 15 locations. The droplet of the resin 7 is discharged.

【0056】次に図17(a)に示すように、レンズ1
上にマスター形状を有する型8を重ね合わせて、レンズ
表面修正箇所にある紫外線硬化樹脂7を型8で押し広げ
る。そして図17(b)に示すようにレンズ1に紫外線
19’を20秒間照射し、樹脂を硬化させ、型8からレ
ンズ1を外す〔図17(c)参照〕。
Next, as shown in FIG.
A mold 8 having a master shape is superimposed thereon, and the ultraviolet curable resin 7 at the lens surface correction location is spread with the mold 8. Then, as shown in FIG. 17B, the lens 1 is irradiated with ultraviolet rays 19 ′ for 20 seconds to cure the resin, and the lens 1 is removed from the mold 8 (see FIG. 17C).

【0057】以上の作業を行うことにより、レンズ1上
の紫外線硬化樹脂層表面に型表面形状が転写され、レン
ズ形状修正が終了する。修正箇所の表面形状を評価した
結果、凹凸のPV値は0.06μmに低減していた。ま
た、集光特性についても著しく改善されており、ビーム
形状及びビーム径ともに正常に戻った。
By performing the above operations, the mold surface shape is transferred to the surface of the ultraviolet curable resin layer on the lens 1, and the lens shape correction is completed. As a result of evaluating the surface shape of the corrected portion, the PV value of the unevenness was reduced to 0.06 μm. In addition, the light-collecting characteristics were significantly improved, and both the beam shape and the beam diameter returned to normal.

【0058】[0058]

【発明の効果】上述したように本発明による手法を用い
れば、レンズ表面に機械加工を施す際に生じる加工痕を
簡単に効率よく低減することが可能となる。その結果、
複雑な形状を有しかつ精度も要求されるようなレンズの
加工を短時間で容易に行うことができるという特長を有
している。
As described above, the use of the method according to the present invention makes it possible to easily and efficiently reduce processing traces generated when machining the lens surface. as a result,
It has a feature that a lens having a complicated shape and requiring high accuracy can be easily processed in a short time.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明によるレンズ形状修正方法の概念図(凹
部充填)である。
FIG. 1 is a conceptual diagram (recess filling) of a lens shape correcting method according to the present invention.

【図2】本発明によるレンズ形状修正方法の概念図(凸
部除去)である。
FIG. 2 is a conceptual view (projection removal) of a lens shape correction method according to the present invention.

【図3】本発明による化学的気化加工法によるレンズ形
状修正方法の概念図である。
FIG. 3 is a conceptual diagram of a lens shape correcting method by a chemical vaporization method according to the present invention.

【図4】本発明による形状転写方法によるレンズ形状修
正方法の概念図である。
FIG. 4 is a conceptual diagram of a lens shape correction method using a shape transfer method according to the present invention.

【図5】非軸対象非球面fθガラスレンズの斜視図であ
る。
FIG. 5 is a perspective view of an off-axis symmetric aspherical fθ glass lens.

【図6】非軸対象非球面fθガラスレンズの加工痕を示
す斜視図である。
FIG. 6 is a perspective view showing a processing mark of an off-axis symmetric aspherical fθ glass lens.

【図7】レンズ集光特性評価光学系の平面図である。FIG. 7 is a plan view of an optical system for evaluating lens light-collecting characteristics.

【図8】ガラス転化材料充填によるレンズ形状修正方法
の概略図である。
FIG. 8 is a schematic view of a method for correcting a lens shape by filling a glass conversion material.

【図9】ガラス転化材料微量充填によるレンズ形状修正
方法の概略図である。
FIG. 9 is a schematic view of a method for correcting a lens shape by filling a small amount of glass conversion material.

【図10】感光性ガラス転化材料充填によるレンズ形状
修正方法の概略図である。
FIG. 10 is a schematic view of a method of correcting a lens shape by filling a photosensitive glass conversion material.

【図11】感光性ガラス転化材料微量充填によるレンズ
形状修正方法の概略図である。
FIG. 11 is a schematic view of a method for correcting a lens shape by filling a small amount of a photosensitive glass conversion material.

【図12】紫外線硬化樹脂充填によるレンズ形状修正方
法の概略図である。
FIG. 12 is a schematic view of a method of correcting a lens shape by filling an ultraviolet curable resin.

【図13】紫外線硬化樹脂微量充填によるレンズ形状修
正方法の概略図である。
FIG. 13 is a schematic view of a method of correcting a lens shape by filling a small amount of an ultraviolet curable resin.

【図14】マイクロポリッシングによるレンズ形状修正
方法の概略図である。
FIG. 14 is a schematic view of a lens shape correcting method by micro-polishing.

【図15】化学的気化加工法によるレンズ形状修正方法
の概略図である。
FIG. 15 is a schematic diagram of a lens shape correction method by a chemical vaporization method.

【図16】形状転写方法によるレンズ形状修正方法の概
略図である。
FIG. 16 is a schematic diagram of a lens shape correcting method by a shape transfer method.

【図17】形状転写方法によるレンズ形状修正方法の概
略図である。
FIG. 17 is a schematic view of a lens shape correcting method by a shape transfer method.

【図18】ポリシラザンがシリカに転化する様子を示す
説明図である
FIG. 18 is an explanatory view showing how polysilazane is converted to silica.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 レンズ 2 形状不良部(凹部、溝、溝部、傷) 2’ 形状不良部(凸部、傷) 3 充填材料(光学材料) 3’ ガラス転化材料 3” SiO2 薄膜 4 ポリッシャー 5 電極 6 プラズマ 7 紫外線硬化樹脂 7’ 成膜部 8 形状転写用マスター型 9 加工痕 10 光源を含む光学系 11 ミラー 12 回転ステージ 13 受光センサー 14 モニター 15 直動ステージ 16 マイクロピペット 17 電気炉 18 インクジェットノズル(マイクロノズル) 19 光(i線) 19’ 光(紫外線)Reference Signs List 1 lens 2 defective shape part (concave part, groove, groove part, scratch) 2 ′ defective shape part (convex part, scratch) 3 filling material (optical material) 3 ′ glass conversion material 3 ″ SiO 2 thin film 4 polisher 5 electrode 6 plasma 7 UV curing resin 7 'Film forming unit 8 Master mold for shape transfer 9 Processing mark 10 Optical system including light source 11 Mirror 12 Rotary stage 13 Light receiving sensor 14 Monitor 15 Linear motion stage 16 Micropipette 17 Electric furnace 18 Inkjet nozzle (micro nozzle) 19 light (i-line) 19 'light (ultraviolet)

Claims (27)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 レンズ特性不良箇所を特定する不良箇所
特定手段と、その不良箇所の表面形状を測定する表面形
状測定手段と、形状不良箇所の表面形状を修正加工する
修正加工手段とを有することを特徴とするレンズ修正装
置。
1. A device comprising a defective portion specifying means for specifying a defective portion of a lens characteristic, a surface shape measuring means for measuring a surface shape of the defective portion, and a correction processing means for correcting the surface shape of the defective shape portion. A lens correction device characterized by the above-mentioned.
【請求項2】 請求項1記載のレンズ修正装置におい
て、前記修正加工手段は、レンズ形状不良に関与するレ
ンズ表面凹凸状態において、形状不良の原因として微小
凹部が支配的である場合に、その微小凹部に光学特性が
レンズ材質と同じか極めて近い材料を充填し、微小凹部
形状を修正する構成になっていることを特徴とするレン
ズ修正装置。
2. The lens repairing device according to claim 1, wherein the repair processing means is configured such that, when a concave portion is dominant as a cause of the defective shape in a lens surface unevenness state related to the defective lens shape, the fine processing portion is provided with the fine concave portion. A lens correction device characterized in that the concave portion is filled with a material having the same or very close optical characteristics to the lens material to correct the shape of the minute concave portion.
【請求項3】 請求項2記載のレンズ修正装置におい
て、レンズ不良部の表面形状計測を行い、形状不良部の
微小凹部の体積を算出する算出手段を有し、かつ修正加
工手段は、その微小凹部体積と等価の体積を有する充填
材料を微小凹部に充填し、形状修正を施す構成になって
いることを特徴とするレンズ修正装置。
3. The lens correcting device according to claim 2, further comprising a calculating unit for measuring a surface shape of the defective lens portion and calculating a volume of a minute concave portion of the defective lens portion, and wherein the correction processing device includes the minute processing portion. A lens correction device, characterized in that a filling material having a volume equivalent to the volume of a concave portion is filled in a minute concave portion and the shape is corrected.
【請求項4】 請求項2記載のレンズ修正装置におい
て、前記修正加工手段は、全面に予め感光性を有する材
料を塗布しておいたレンズ表面の被形状修正部に光を集
光照射させることで、被形状修正部のみに材料を充填残
存させる構成になっていることを特徴とするレンズ修正
装置。
4. A lens correcting apparatus according to claim 2, wherein said correction processing means focuses and irradiates light on a shape correction portion of a lens surface on which a photosensitive material is applied in advance on the entire surface. A lens correction device characterized in that the material is filled and left only in the shape correction portion.
【請求項5】 請求項3記載のレンズ修正装置におい
て、前記充填材料として感光性材料を用い、その感光性
材料を感光させるための光照射手段を有することを特徴
とするレンズ修正装置。
5. The lens repairing device according to claim 3, wherein a photosensitive material is used as the filling material, and light irradiating means for sensitizing the photosensitive material is provided.
【請求項6】 請求項1記載のレンズ修正装置におい
て、前記修正加工手段は、レンズ形状不良に関与するレ
ンズ表面凹凸状態において、形状不良の原因として微小
凸部が支配的である場合に、その微小凸部に除去加工を
施すことにより微小凸部形状を修正する構成になってい
ることを特徴とするレンズ修正装置。
6. The lens correction device according to claim 1, wherein the correction processing means is configured such that, in a lens surface unevenness state related to a lens shape defect, when a minute convex portion is dominant as a cause of the shape defect, A lens correcting device characterized in that it is configured to correct the shape of a minute convex portion by removing the minute convex portion.
【請求項7】 請求項6記載のレンズ修正装置におい
て、前記修正加工手段は、微細なポリッシャーを備え、
遊離砥粒を用いてレンズ表面形状不良部に存在する微小
凸部の除去加工を行うことによりレンズ形状修正を行う
構成になっていることを特徴とするレンズ修正装置。
7. The lens correction device according to claim 6, wherein the correction processing means includes a fine polisher,
A lens correction device, wherein a lens shape is corrected by removing minute projections existing in a lens surface shape defective portion using loose abrasive grains.
【請求項8】 請求項1記載のレンズ修正装置におい
て、前記修正加工手段は、除去加工手段を備え、かつ除
去加工手段としてレンズ表面形状不良部に存在する微小
凸部を選択的に除去加工するための加工用電極と微小凸
部の位置を制御する手段と、微小凸部周辺に反応性ガス
を供給する手段を備え、加工用電極と微小凸部の間で局
部的にプラズマ状態を生成することにより反応性ガスの
ラジカルを生成させ、さらに微小凸部とラジカルを反応
させ、反応生成物を揮発除去することによりレンズ形状
の修正を行う構成になっていることを特徴とするレンズ
修正装置。
8. The lens correcting apparatus according to claim 1, wherein said correcting means has a removing means, and selectively removes a minute convex portion existing in the defective lens surface shape as said removing means. Means for controlling the position of the processing electrode and the micro-projection, and means for supplying a reactive gas around the micro-projection for locally generating a plasma state between the processing electrode and the micro-projection A lens correction device characterized in that the lens shape is modified by generating radicals of a reactive gas, further reacting the radicals with the minute projections, and volatilizing and removing the reaction product.
【請求項9】 請求項1記載のレンズ修正装置におい
て、レンズ不良部の表面形状計測を行い、形状不良部の
微小凹凸部の体積を算出する手段を有し、かつ修正加工
手段は、その体積に比べて若干大きな体積を有する感光
性充填材料を微小凹凸部に充填する手段と、そのレンズ
のマスター形状を有する雌型をレンズ表面に重ね合わせ
ることで微小凹凸部に充填した材料表面にマスター形状
を転写した後、光を照射し、成膜することでレンズ形状
を修正する構成になっていることを特徴とするレンズ修
正装置。
9. The lens correcting apparatus according to claim 1, further comprising: means for measuring a surface shape of the defective lens portion, calculating a volume of the minute uneven portion of the defective lens portion, and wherein the correction processing means has the volume A means for filling the fine irregularities with a photosensitive filler material that has a slightly larger volume than that of the master, and a female mold with the master shape of the lens superimposed on the lens surface to create a master shape A lens correction device configured to correct the lens shape by irradiating light and forming a film after transferring.
【請求項10】 レンズ特性不良箇所を特定する工程
と、その不良箇所の表面形状を測定する工程と、形状不
良箇所の表面形状を修正加工する工程とを有することを
特徴とするレンズ修正方法。
10. A lens correcting method comprising: a step of specifying a lens characteristic defective portion; a step of measuring a surface shape of the defective portion; and a step of correcting and processing the surface shape of the defective portion.
【請求項11】 請求項10記載のレンズ修正方法にお
いて、レンズ形状不良に関与するレンズ表面凹凸状態に
おいて、形状不良の原因として微小凹部が支配的である
場合に、その微小凹部に光学特性がレンズ材質と同じ
か、極めて近い材料を充填し、微小凹部形状を修正する
工程を有することを特徴とするレンズ修正方法。
11. The lens correcting method according to claim 10, wherein in a state of irregularities on the lens surface related to the lens shape defect, when the minute concave portion is dominant as a cause of the shape defect, the optical characteristic of the minute concave portion is changed to the lens. A lens correction method, comprising a step of filling a material that is the same as or very close to the material and correcting the shape of the minute concave portion.
【請求項12】 請求項11記載のレンズ修正方法にお
いて、レンズ不良部の表面形状計測を行い、形状不良部
の微小凹部の体積を算出する工程と、その微小凹部体積
と等価の体積を有する充填材料を微小凹部に充填し、形
状修正を施す工程とを有することを特徴とするレンズ修
正方法。
12. The lens correcting method according to claim 11, wherein the surface shape of the defective lens portion is measured to calculate the volume of the minute concave portion of the defective portion, and the filling has a volume equivalent to the minute concave portion volume. Filling a minute concave portion with a material and correcting the shape.
【請求項13】 請求項11記載のレンズ修正方法にお
いて、予めレンズ表面全面に感光性を有する充填材料を
塗布しておき、そのレンズ表面の被形状修正部のみに光
を集光照射させた後、現像及び洗浄を施すことにより被
形状修正部に充填材料を残存させることにより形状修正
を行う工程を有することを特徴とするレンズ修正方法。
13. A method according to claim 11, wherein a filling material having photosensitivity is previously applied to the entire surface of the lens, and light is condensed and radiated only to the shape-corrected portion of the lens surface. A method of correcting the shape by performing development and cleaning so that the filler material remains in the shape-corrected portion.
【請求項14】 請求項12記載のレンズ修正方法にお
いて、前記充填材料として感光性材料を用い、材料充填
後レンズ表面に光を照射し成膜を行なうことで形状修正
を行なうことを特徴とするレンズ修正方法。
14. A lens correcting method according to claim 12, wherein a photosensitive material is used as said filling material, and after the material is filled, the surface of the lens is irradiated with light to form a film, thereby correcting the shape. Lens correction method.
【請求項15】 請求項10記載のレンズ修正方法にお
いて、レンズ形状不良に関与するレンズ表面凹凸状態
で、形状不良の原因として微小凸部が支配的である場合
に、その微小凸部に除去加工を施すことにより微小凸部
形状を修正する工程を有することを特徴とするレンズ修
正方法。
15. The lens correcting method according to claim 10, wherein, in the case of a lens surface irregularity related to a lens shape defect, when a minute convex portion is dominant as a cause of the shape defect, the minute convex portion is removed. A method of correcting the shape of the minute convex portion by performing the following.
【請求項16】 請求項15記載のレンズ修正方法にお
いて、微細なポリッシャーを備え、遊離砥粒を用いてレ
ンズ表面形状不良部に存在する微小凸部の除去加工を行
うことによりレンズ形状修正を行うことを特徴とするレ
ンズ修正方法。
16. A lens correcting method according to claim 15, further comprising a fine polisher, and removing the minute convex portion present in the lens surface shape defective portion using free abrasive grains, thereby correcting the lens shape. A lens correction method characterized by the above-mentioned.
【請求項17】 請求項15記載のレンズ修正方法にお
いて、除去加工方法としてレンズ表面形状不良部に存在
する微小凸部を選択的に除去加工するための加工用電極
と微小凸部の位置を制御し、微小凸部周辺にSF6等の
反応性ガスを供給しながら、加工用電極と微小凸部の間
で局部的にプラズマ状態を生成することにより反応性ガ
スのラジカルを生成させ、さらに微小凸部とラジカルを
反応させ、反応生成物を揮発除去することによりレンズ
形状の修正を行う工程を有することを特徴とするレンズ
修正方法。
17. The lens correcting method according to claim 15, wherein the position of the processing electrode and the position of the minute convex portion for selectively removing the minute convex portion present in the defective portion of the lens surface shape is controlled as the removing method. Then, while supplying a reactive gas such as SF6 around the minute convex portion, a plasma state is locally generated between the processing electrode and the minute convex portion to generate radicals of the reactive gas. A lens correcting method, comprising: correcting a lens shape by reacting a part with a radical to volatilize and remove a reaction product.
【請求項18】 請求項10記載のレンズ修正方法にお
いて、レンズ不良部の表面形状計測を行い、形状不良部
の微小凹凸部の体積を算出する工程と、その体積に比べ
て若干大きな体積を有する感光性充填材料を微小凹凸部
に充填する工程と、該レンズのマスター形状を有する雌
型をレンズ表面に重ね合わせることで微小凹凸部に充填
した材料表面にマスター形状を転写した後、光を照射
し、成膜することでレンズ形状を修正する工程を有する
ことを特徴とするレンズ修正方法。
18. The lens correcting method according to claim 10, wherein the step of measuring the surface shape of the defective lens portion and calculating the volume of the minute uneven portion of the defective portion has a volume slightly larger than the volume. Irradiating light after transferring the master shape to the surface of the material filled in the minute unevenness by superimposing a female mold having the master shape of the lens on the surface of the lens by filling the photosensitive unevenness material into the minute unevenness; And correcting the lens shape by forming a film.
【請求項19】 レンズ特性不良箇所を特定し、さらに
その不良箇所の表面形状を測定した後、形状不良箇所の
表面形状を修正加工することにより得られたことを特徴
とするレンズ。
19. A lens obtained by specifying a lens characteristic defective portion, measuring the surface shape of the defective portion, and correcting the surface shape of the defective shape portion.
【請求項20】 請求項19記載のレンズにおいて、レ
ンズ特性不良に関与するレンズ表面凹凸状態で、形状不
良の原因として微小凹部が支配的である場合に、その微
小凹部に光学特性がレンズ材質と同じか、極めて近い材
料を充填し微小凹部形状を修正することにより得られた
ことを特徴とするレンズ。
20. The lens according to claim 19, wherein in the unevenness of the lens surface related to the lens characteristic defect, when the minute concave portion is dominant as a cause of the shape defect, the optical characteristic of the minute concave portion is different from the lens material. A lens obtained by filling the same or very similar material and correcting the shape of the minute concave portion.
【請求項21】 請求項20記載のレンズにおいて、レ
ンズ不良部の表面形状計測を行い、形状不良部の微小凹
部の体積を算出した後、その微小凹部体積と等価の体積
を有する充填材料を微小凹部に充填し、形状修正を施し
たことを特徴とするレンズ。
21. The lens according to claim 20, wherein the surface shape of the defective portion is measured, and the volume of the minute concave portion of the defective portion is calculated. A lens characterized by being filled in a concave portion and modified in shape.
【請求項22】 請求項20記載のレンズにおいて、レ
ンズ表面全面に予め感光性を有する充填材料を塗布して
おき、そのレンズ表面の被形状修正部のみに光を集光照
射させた後、現像及び洗浄を施すことにより被形状修正
部に充填材料を残存させて形状修正を行うことにより得
られたことを特徴とするレンズ。
22. The lens according to claim 20, wherein a photosensitive filling material is previously applied to the entire surface of the lens, and light is focused and irradiated only on the shape-corrected portion of the lens surface, and then developed. And a lens obtained by subjecting the filling material to the shape-corrected portion by performing cleaning to correct the shape.
【請求項23】 請求項21記載のレンズにおいて、充
填材料として感光性材料を用い、材料充填後、レンズ表
面に光を照射し成膜を行うことで形状修正を施したこと
を特徴とするレンズ。
23. The lens according to claim 21, wherein a photosensitive material is used as a filling material, and after filling the material, the lens surface is irradiated with light to form a film, and the shape is corrected. .
【請求項24】 請求項19記載のレンズにおいて、レ
ンズ形状不良に関与するレンズ表面凹凸状態で、形状不
良の原因として微小凸部が支配的である場合に、その微
小凸部に除去加工を施すことにより微小凸部形状を修正
したことを特徴とするレンズ。
24. The lens according to claim 19, wherein, in a state of irregularities on the lens surface related to the lens shape defect, when the minute convex portion is dominant as a cause of the shape defect, the minute convex portion is subjected to removal processing. A lens characterized in that the shape of the minute convex portion is corrected by the above.
【請求項25】 請求項24記載のレンズにおいて、微
細なポリッシャーと遊離砥粒を用いてポリッシング加工
を行うことにより、レンズ表面形状不良部に存在する微
小凸部の除去加工を行いレンズ形状修正を施したことを
特徴とするレンズ。
25. The lens according to claim 24, wherein a polishing process is performed using a fine polisher and free abrasive grains, thereby removing a minute convex portion present in the defective portion of the lens surface shape to correct the lens shape. A lens characterized by being applied.
【請求項26】 請求項24記載のレンズにおいて、レ
ンズ表面形状不良部に存在する微小凸部を選択的に除去
加工するための加工用電極と微小凸部の位置を制御し、
微小凸部周辺に反応性ガスを供給しながら、加工用電極
と微小凸部の間で局部的にプラズマ状態を生成すること
により反応性ガスのラジカルを生成させ、さらに微小凸
部とラジカルを反応させ、反応生成物を揮発除去するこ
とによりレンズ形状の修正を行うことを特徴とするレン
ズ。
26. The lens according to claim 24, wherein a position of a processing electrode and a position of the minute convex portion for selectively removing the minute convex portion present in the lens surface shape defect portion is controlled,
While supplying a reactive gas around the microprojections, a plasma state is locally generated between the processing electrode and the microprojections to generate radicals of the reactive gas and further react the radicals with the microprojections. And correcting the lens shape by volatilizing and removing the reaction product.
【請求項27】 請求項19記載のレンズにおいて、レ
ンズ不良部の表面形状計測を行い、形状不良部の微小凹
凸部の体積を算出し、さらにその微小凹凸部体積に比べ
て若干大きな体積を有する感光性充填材料を微小凹凸部
に充填した後、そのレンズのマスター形状を有する雌型
をレンズ表面に重ね合わせることで微小凹凸部に充填し
た材料表面にマスター形状を転写した後、光を照射し成
膜することでレンズ形状を修正することを特徴とするレ
ンズ。
27. The lens according to claim 19, wherein the surface shape of the defective lens portion is measured, the volume of the minute uneven portion of the defective portion is calculated, and the lens has a slightly larger volume than the minute uneven portion volume. After filling the fine irregularities with the photosensitive filler material, the master shape is transferred to the surface of the material filled into the minute irregularities by superimposing a female mold having the master shape of the lens on the lens surface, and then irradiating light. A lens characterized by modifying the lens shape by forming a film.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN105050784A (en) * 2013-03-27 2015-11-11 富士胶片株式会社 Optical lens, lens unit, imaging module, electronic device, optical lens production method, lens mold, and shape correction method for lens mold

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