JP2008087359A - レンズの製造装置およびレンズの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】一つの目的は生産性の向上が図られる、複合レンズ等のレンズの製造装置を提供することであり、他の目的は、そのようなレンズの製造方法を提供することである。
【解決手段】 第１の発明は、ランナーによって互いに繋がった状態の複数の基材レンズに対し加工を施すレンズの製造装置であって、それぞれの基材レンズが載置される複数のレンズ受台と、基材レンズの光軸と該基材レンズに対応する受台の光軸とを合わせて前記基材レンズを保持するレンズ保持部と、を備え、複数の前記レンズ受台のそれぞれは、前記ランナーによって互いに繋がった状態における複数の前記基材レンズの相対的な位置関係に対応した所定の位置に配設され、前記ランナーの近傍に配設され、前記ランナーを加熱して軟化又は溶断するための加熱装置をさらに具備した、レンズの製造装置である。
【選択図】図１

Description

本発明は、レンズの製造装置およびレンズの製造方法に関し、特に、基材レンズに他のレンズを成型して接合するレンズの製造装置と、そのようなレンズの製造方法に関するものである。

近年、光学機器等の高機能化に伴って、その光学系に使用されるレンズにも種々のレンズが要求されるようになっている。そのようなニーズに応えるレンズの一つに複合レンズがある。複合レンズとは、一つの基材レンズに他のレンズを複数接合等させたレンズをいう。複合レンズの一つとして、球面レンズの表面に樹脂レンズを接合させて非球面レンズとした複合レンズがある。そこで、そのような複合レンズの製造方法について説明する。

まず、基材レンズは所定の基材レンズ成型金型に樹脂等を流し込むことによって形成される。図１２および図１３に示すように、その基材レンズ成型金型１１０となる下金型１１１と上金型１１２には、複数の基材レンズを一度の成型によって形成するために、基材レンズの形状に対応した凹部１１１ａ，１１２ａが複数形成されている。また、上金型１１２には、樹脂を送り込む供給通路１１２ｃが形成され、そして、下金型１１１と上金型１１２には、その供給通路１１２ｃから供給される樹脂を各凹部１１１ａ，１１２ａへ導くために、供給通路１１２ｃの開口端からそれぞれ凹部１１１ａ，１１２ａへ向って延在する溝部１１１ｂ，１１２ｂが形成されている。

その下金型１１１の凹部１１１ａに上金型１１２の凹部１１２ａが重なるように上金型１１２を下金型１１１に合わせて、供給通路１１２ｃから樹脂を流し込む。供給通路１１２ｃから流し込まれた樹脂は溝部１１１ｂ，１１２ｂを経て各凹部１１１ａ，１１２ａへ流れ込み、凹部１１１ａ，１１２ａが樹脂で充填される。その樹脂が硬化した後、上金型１１２を下金型１１１から引離すことで、図１４に示すように、複数の基材レンズ１２１が成型される。複数の基材レンズ１２１は溝部１１１ｂ，１１２ｂに位置していた樹脂の部分によって互いに繋がった状態にある。この複数の基材レンズ１２１を繋ぐ樹脂の部分はランナー１２２と称される。

次に、複数の樹脂レンズ１２１のそれぞれを点線３１の部分においてランナー１２２から切り離して、図１５に示すように、単体の基材レンズ１２１とする。次に、図１６に示すように、基材レンズ１２１に接合される樹脂レンズを成型するための金型１０３の上面部分に形成された凹部１０３ａに、所定の紫外線硬化樹脂１０６を注入する。そして、その金型１０３に、ランナーから切り離された単体の基材レンズ１２１を載置する。

次に、図１７に示すように、レンズ保持部１０５を下降させてレンズ保持部１０５の先端部分を基材レンズ１２１の表面に接触させる。さらにレンズ保持部１０５を下降させることによって、基材レンズ１２１を金型１０３に対し、基材レンズ１２１の光軸が樹脂レンズの光軸に一致する所定の位置に合わせる光軸合わせを行う。次に、図１８に示すように、基材レンズ１２１を介して所定の波長の紫外線を紫外線硬化樹脂１０６に照射する。紫外線が照射された紫外線硬化樹脂１０６は硬化し、樹脂レンズ１０７として基材レンズ１２１に接合されることになる。

こうして基材レンズ１２１に樹脂レンズ１０７が接合された複合レンズが形成される。その後、複合レンズは金型１０３から取り出されて、次の工程に送られることになる。従来の複合レンズは以上のように製造される。なお、複合レンズの製造方法を開示した文献として、たとえば特許文献１および特許文献２がある。また、基材レンズの製造に使用される金型を開示した文献の一つとして、たとえば特許文献３がある。
特開昭６２−２２７７１１号公報 特開平７−２９０５８７号公報 特開２００３−２１１４９７号公報

しかしながら、上記の複合レンズの製造方法では次のような問題点があった。上述したように、基材レンズの製造においては、生産効率を高めるため基材レンズ成形型１１０による一度の成型によって複数の基材レンズ１２１が形成される。その複数の基材レンズ１２１は、基材レンズ成形型１１０から取り出された状態では、ランナー１２２によって互いに繋がった状態にある。

ところが、ランナー１２２によって互いに繋がった複数の基材レンズ１２１は、その後、ランナー１２２から切り離されてばらばらにされ、基材レンズ１２１ごとに光軸合わせを行って樹脂レンズ１０７が成型されて接合される。そのため、複合レンズの製造において生産性を向上するのに限界があった。

本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、一つの目的は生産性の向上が図られる、複合レンズ等のレンズの製造装置を提供することであり、他の目的は、そのようなレンズの製造方法を提供することである。

第１の発明は、ランナーによって互いに繋がった状態の複数の基材レンズに対し加工を施すレンズの製造装置であって、それぞれの基材レンズが載置される複数のレンズ受台と、
基材レンズの光軸と該基材レンズに対応する受台の光軸とを合わせて前記基材レンズを保持するレンズ保持部と、を備え、複数の前記レンズ受台のそれぞれは、前記ランナーによって互いに繋がった状態における複数の前記基材レンズの相対的な位置関係に対応した所定の位置に配設され、前記ランナーの近傍に配設され、前記ランナーを加熱して軟化又は溶断するための加熱装置をさらに具備した、レンズの製造装置である。

前記ランナーはランナー連結部から延在するとともに、複数の前記基材レンズのそれぞれは、ランナーの基材レンズ連結部を介してランナーと連結され、前記加熱装置を、各基材レンズを対応するレンズ受台に載置した時に前記ランナー連結部及び／又は前記基材レンズ連結部が配置される位置近傍に配備することが好ましい。

前記レンズ受台は、基材レンズに他のレンズを成型して接合するためのレンズ成形型であり、該レンズ成形型に注入された樹脂に所定の光を照射して前記樹脂を硬化させる光照射装置と、をさらに備えることができる。

第２の発明は、ランナーによって互いに繋がった状態の複数の基材レンズに対し加工を施すレンズの製造方法であって、ランナーによって互いに繋がった状態の複数の基材レンズのそれぞれを対応するレンズ受台に載置する載置工程と、複数の前記基材レンズのそれぞれに対して、レンズ保持部を当接させて前記基材レンズの光軸と前記レンズ受台の光軸とを合わせる光軸合わせ工程と、を備え、前記載置工程及び／又は光軸合わせ工程において、前記ランナーを加熱して軟化又は溶断する、レンズの製造方法である。

前記レンズ受台は、基材レンズに他のレンズを成型して接合するためのレンズ成形型であり、前記レンズ成形型のそれぞれに所定の樹脂を注入する樹脂注入工程と、光軸合わせをされた複数の前記基材レンズのそれぞれを前記樹脂に接触させた状態で所定の光を前記樹脂に照射して前記樹脂を硬化させることにより、複数の前記基材レンズのそれぞれに前記他のレンズとして樹脂レンズを成型して接合する成型接合工程と、をさらに備えることができる。

前記ランナーはランナー連結部から延在するとともに、複数の前記基材レンズのそれぞれは、ランナーの基材レンズ連結部を介してランナーと連結され、前記ランナー連結部及び／又は前記基材レンズ連結部を加熱することにより軟化又は溶断することが好ましい。

本発明によれば、ランナーにより互いに繋がれた複数の基材レンズを、複数の基材レンズのそれぞれが対応するレンズ受台に載置した後に、レンズ受台の光軸、即ちレンズ成形型の光軸と基材レンズの光軸との光軸合わせに際して、加熱装置による加熱によってランナーが軟化又は溶断されていることにより、ランナーによって互いに繋がっている基材レンズをランナーから切り離すことなく、複数の基材レンズのレンズ成形型に対する位置合わせが一度にかつ高精度に行なうことができる。その結果、基材レンズをランナーから切り離して個々に光軸合わせをする場合と比べて、光軸合わせ工程において一度に複数の基材レンズの光軸を合わせることができ、レンズの生産性を大幅に向上することができる。

はじめに、本発明の実施の形態に係る複合レンズの製造装置について説明する。図１および図２に示すように、複合レンズの製造装置１のテーブル２には、基材レンズ（図示せず）に接合される他のレンズとして、樹脂レンズを成型して接合するための複数の金型３がそれぞれ所定の位置に配設されている。それぞれの金型３の上面部分には、所定の樹脂として紫外線硬化樹脂が注入される凹部３ａが形成されている。また、複数の金型３のそれぞれの上方には、基材レンズを保持するレンズ保持部５が昇降可能（矢印３０）に配設されている。さらに、テーブル２の所定の位置には、複数の基材レンズを互いに繋ぐランナーを加熱して軟化又は溶断するための加熱装置４が配設されている。

次に、その金型３とランナー保持部４の配置関係について説明する。金型３とランナー保持部４は、基材レンズ成形型から取り出されたままの状態の基材レンズとランナーに基づいて配設される。そこで、まず、その基材レンズ成形型の一例について説明する。

図３に示すように、基材レンズ成形型１０は下金型１１と上金型１２からなり、その下金型１１と上金型１２には、たとえば基材レンズの形状に対応した４つの凹部１１ａ，１２ａが円周上に等間隔に形成されている。上金型１２には、樹脂を送り込む供給通路１２ｃが形成されている。下金型１１と上金型１２には、その供給通路１２ｃから供給される樹脂を４つの凹部１１ａ，１２ａへそれぞれ導くために、供給通路１２ｃの開口端からそれぞれ凹部１１ａ，１２ａへ向って放射状に延在する４つの溝部１１ｂ、１２ｂが形成されている。ランナー２２は、その溝部１１ｂ、１２ｂに充填された樹脂の部分に対応する。図４に示すように、この基材レンズ成形型１０によって、放射状に延びる４本のランナー２２の先端に４つの基材レンズ２１が成型される。

図５に示すように、この複合レンズの製造装置１では、こうして成型される、４本のランナー２２の先端に成型された４つの基材レンズ２１の相対的な位置関係に基づいて、金型３がテーブル２上に円周上に等間隔に４つ配設されている。そして、ランナー２２に繋がった４つの基材レンズ２１のそれぞれが対応する金型３に載置されたときに、放射状に延びるランナー２２の中心部分（以下、ランナー連結部という）が配置される位置には、前記ランナー連結部を加熱するための加熱装置４が配設されている。

加熱装置４の上端部４ｂには、ランナー連結部２２ｃを加熱して当該部分を軟化又は溶断させるための電熱ヒータ４ｃが露出して取り付けられている。なお、電熱ヒータ４ｃは、露出していても良いし、上端部４ｂに埋め込まれていても良い。

次に、本発明の実施の形態に係る複合レンズの製造方法として、上述した基材レンズ成形型１０と複合レンズの製造装置１を用いた複合レンズの製造方法について説明する。まず、図３に示すように、下金型１１の凹部１１ａに上金型１２の凹部１２ａが重なるように上金型１２を下金型１１に合わせて、供給通路１２ｃから樹脂を流し込む。供給通路１２ｃから流し込まれた樹脂は溝部１１ｂ，１２ｂを経て各凹部１１ａ，１２ａへ流れ込み、凹部１１ａ，１２ａが樹脂で充填される。

その樹脂が硬化した後、上金型１２を下金型１１から引離すことで、図４に示すように、複数の基材レンズ２１が成型される。取り出された複数の基材レンズ２１は、溝部１１ｂ，１２ｂに位置していた樹脂の部分（ランナー２２）によって繋がった状態にある。ここで、この複数の基材レンズ２１がランナー２２の基材レンズ連結部２２ｄによって繋がった状態のものを基材レンズ成型体２０と称する。

次に、図５に示すように、複数の金型３の凹部３ａのそれぞれに紫外線硬化樹脂６が注入される。次いで、図６に示すように、４つの基材レンズ２１を切り離すことなく基材レンズ成型体２０の状態のままで、各基材レンズ２１をそれぞれ対応する金型３に載置する。図７は上面から見た図である。この状態では、それぞれの基材レンズ２１の光軸と対応する金型３の凹部３ａの中心軸との同軸度はずれていることが多い。

次に、図８に示すように、レンズ保持部５を徐々に下降（矢印３０）させて、図９に示すように、レンズ保持部５の先端部分を基材レンズ２１の表面に接触させる。ここで、例えば電熱ヒータ４ｃを作動させて、ランナー連結部２２ｃを軟化点以上の温度まで加熱し、さらにレンズ保持部５を下降させる。このときランナー連結部２２ｃは軟化しているため４つの基材レンズ２１はそれぞれ独立して動くことが可能となっている。よって、それぞれ４つの基材レンズ２１の光軸を他のレンズとなる樹脂レンズの光軸に対応する金型３（凹部３ａ）の中心軸に合わせる光軸合わせを行うことが可能となる。

次に、その状態で、図１０に示すように、紫外線照射装置８により所定の波長の紫外線を基材レンズ２１を介して紫外線硬化樹脂６に照射する。紫外線硬化樹脂６は紫外線が照射されることで硬化し、樹脂レンズ７として基材レンズ２１の面に接合される。こうして基材レンズ２１に樹脂レンズ７が接合された複合レンズが形成されることになる。その後、複合レンズは金型３から取り出されて、次の工程に送られ、周辺部分を除去する等の所定の処理が施されて複合レンズとして完成する。

上述した複合レンズの製造装置１では、金型３は、基材レンズ成形型１０によって成型されてランナー２２によって互いに繋がった状態の複数の基材レンズ２１の相対的な位置関係に基づいて配置されている。ランナー連結部２２ｃが配置される位置には、加熱装置４が配備されており、所定のタイミングでランナー連結部２２ｃを加熱して軟化又は溶断させる。

これにより、ランナーによって互いに繋がっている複数の基材レンズをランナーから切り離すことなく基材レンズ成型体の状態のままで、各基材レンズ２１の金型３に対する位置合わせが他の基材レンズ２１から独立して行うことができる。その結果、基材レンズをランナーから切り離して個々に光軸合わせをして樹脂レンズを成型して接合する場合と比べて、一度に複数の基材レンズ２１の光軸を合わせて複合レンズを製造することができ、生産性を大幅に向上することができる。

なお、上述した複合レンズの製造装置１では、基材レンズ成型体２０のランナー連結部２２ｃを加熱して軟化又は溶断させるための加熱装置４を配設したものを例に挙げて説明したがこれに限定されない。例えば図１１のように、基材レンズ連結部２２ｄに加熱装置４を配設しても良い。加熱装置４により基材レンズ連結部２２ｄを溶断すれば、各基材レンズ２１は独立すると共にランナー２２が除去された状態となるため、別途ランナー切断工程を設ける必要がなく製造コストを低減することが可能となる。

また、基材レンズ成型体２０として、４本のランナー２２の先端のそれぞれに基材レンズ２１が成型された態様のものを例に挙げて説明したが、基材レンズ成形型によって成型される基材レンズ成型体の形状に応じて金型とランナー保持部をそれぞれ所定の位置に配設し、加熱装置による加熱によってランナーを軟化又は溶断することができれば、基材レンズ成型体２０の形状はこれに限られるものではない。

さらに、上述した複合レンズの製造方法では、レンズ保持部５を徐々に下降させてレンズ保持部５の先端部分を基材レンズ２１の表面に接触させた後で、加熱装置９を作動させて、ランナー連結部２２ｃを軟化点以上の温度まで加熱し、さらにレンズ保持部５を下降してそれぞれ４つの基材レンズ２１の光軸を他のレンズとなる樹脂レンズの光軸に対応する金型３（凹部３ａ）の中心軸に合わせる光軸合わせを行ったが、加熱装置９の作動時期はこれに限定されない。加熱装置９を、レンズ保持部が下降する前や基材レンズ２１に接触する前に作動させても良いし、基材レンズ成型体２０を金型３に載置する前に作動させても良い。

さらに、上述した複合レンズの製造方法では、紫外線硬化樹脂６を金型３に注入した後に基材レンズ成型体２０を金型３に載置して光軸合わせを行って樹脂レンズ７を成型する場合を例に挙げて説明したが、この他に、基材レンズ成型体２０を金型３に載置して光軸合わせを行った（図９参照）後に、基材レンズ成型体２０を金型３に対して直上に持ち上げ、金型３に紫外線硬化樹脂６を注入した（図５参照）後に再び基材レンズ成型体２０を下降させて基材レンズを金型３に載置し（図１０参照）、樹脂レンズ７を成型するようにしてもよい。

その樹脂レンズ７を成型する型として金型を例に挙げて説明したが、樹脂レンズを成型して基材レンズに接合できる成形型であれば金型に限られない。また、電熱ヒータによりランナーを加熱したが、その他の加熱手段であっても良い。

今回開示された実施の形態は例示であってこれに制限されるものではない。本発明は上記で説明した範囲ではなく、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でのすべての変更が含まれることが意図される。

本発明の実施の形態に係るレンズの製造装置を示す斜視図である。 同実施の形態において、図１に示すレンズの製造装置の上面図である。 同実施の形態において、基材レンズを成型するための基材レンズ成形型を示す分解斜視図である。 同実施の形態において、図３に示す基材レンズ成形型によって成型される基材レンズ成型体を示す斜視図である。 同実施の形態において、図１に示すレンズの製造装置によるレンズの製造方法の一工程を示す斜視図である。 同実施の形態において、図５に示す工程の後に行われる工程を示す斜視図である。 同実施の形態において、図６に示す工程における上面図である。 同実施の形態において、図６に示す工程の後に行われる工程を示す斜視図である。 同実施の形態において、図８に示す工程の後に行われる工程を示す斜視図である。 同実施の形態において、図９に示す工程の後に行われる工程を示す、図９に示される断面線Ｘ−Ｘに対応する断面図である。 同実施の形態において、変形例に係る複合レンズの製造装置の断面図である。 従来の複合レンズの製造に使用される、基材レンズを成型するための基材レンズ成形型のうち下金型を示す上面図である。 図１２に示される下金型を含む、基材レンズを成型するための基材レンズ成形型を示す斜視図である。 図１３に示される基材レンズ成形型によって成型される、ランナーを含む基材レンズ成型体を示す斜視図である。 従来の複合レンズの製造方法の一工程を示す、図１４に示される基材レンズ成型体から切り離された基材レンズを示す斜視図である。 図１５に示す工程の後に行われる工程を示す斜視図である。 図１６に示す工程の後に行われる工程を示す斜視図である。 図１７に示す工程の後に行われる工程を示す、図１７に示される断面線ＸＩＸ−ＸＩＸに対応する断面図である。

符号の説明

１ 複合レンズの製造装置、２ テーブル、３ 金型、３ａ 凹部、４ 加熱装置、４ｃ 電熱ヒータ、５ レンズ保持部、６ 紫外線硬化樹脂、７ 樹脂レンズ、８ 紫外線照射装置、１０ 基材レンズ成形型、１１ 下金型、１１ａ 凹部、１１ｂ 溝部、１２ 上金型、１２ａ 凹部、１２ｂ 溝部、１２ｃ 供給通路、２０ 基材レンズ成型体、２１ 基材レンズ、２２ ランナー、２２ｃ ランナー連結部、２２ｄ 基材レンズ連結部、

Claims (6)

1. ランナーによって互いに繋がった状態の複数の基材レンズに対し加工を施すレンズの製造装置であって、
   それぞれの基材レンズが載置される複数のレンズ受台と、
   基材レンズの光軸と該基材レンズに対応する受台の光軸とを合わせて前記基材レンズを保持するレンズ保持部と、
   を備え、
   複数の前記レンズ受台のそれぞれは、前記ランナーによって互いに繋がった状態における複数の前記基材レンズの相対的な位置関係に対応した所定の位置に配設され、
   前記ランナーの近傍に配設され、前記ランナーを加熱して軟化又は溶断するための加熱装置をさらに具備した、レンズの製造装置。
2. 前記ランナーはランナー連結部から延在するとともに、複数の前記基材レンズのそれぞれは、ランナーの基材レンズ連結部を介してランナーと連結され、
   前記加熱装置は、各基材レンズを対応するレンズ受台に載置した時に前記ランナー連結部及び／又は前記基材レンズ連結部が配置される位置近傍に配備された、請求項１に記載のレンズの製造装置。
3. 前記レンズ受台は、基材レンズに他のレンズを成型して接合するためのレンズ成形型であり、
   該レンズ成形型に注入された樹脂に所定の光を照射して前記樹脂を硬化させる光照射装置と、
   をさらに備えた請求項１又は２に記載のレンズの製造装置。
4. ランナーによって互いに繋がった状態の複数の基材レンズに対し加工を施すレンズの製造方法であって、
   ランナーによって互いに繋がった状態の複数の基材レンズのそれぞれを対応するレンズ受台に載置する載置工程と、
   複数の前記基材レンズのそれぞれに対して、レンズ保持部を当接させて前記基材レンズの光軸と前記レンズ受台の光軸とを合わせる光軸合わせ工程と、
   を備え、
   前記載置工程及び／又は光軸合わせ工程において、前記ランナーを加熱して軟化又は溶断する、レンズの製造方法。
5. 前記レンズ受台は、基材レンズに他のレンズを成型して接合するためのレンズ成形型であり、前記レンズ成形型のそれぞれに所定の樹脂を注入する樹脂注入工程と、
   光軸合わせをされた複数の前記基材レンズのそれぞれを前記樹脂に接触させた状態で所定の光を前記樹脂に照射して前記樹脂を硬化させることにより、複数の前記基材レンズのそれぞれに前記他のレンズとして樹脂レンズを成型して接合する成型接合工程と、
   をさらに備えた請求項５に記載のレンズの製造方法。
6. 前記ランナーはランナー連結部から延在するとともに、複数の前記基材レンズのそれぞれは、ランナーの基材レンズ連結部を介してランナーと連結され、
   前記ランナー連結部及び／又は前記基材レンズ連結部が加熱されることにより軟化又は溶断される、請求項４又は５に記載のレンズの製造方法。