JP2013225038A - レンズの接合方法および接合装置 - Google Patents

Abstract

【課題】２つのレンズＬ１・Ｌ２の接合に用いる部材に、光軸に垂直な方向の位置精度が要求されず、簡単な方法（構成）で、光学性能の良好な接合レンズを得る。装置の小型化および生産コストの削減を図る。
【解決手段】２つのレンズＬ１・Ｌ２を相対的に押し付けて接合するレンズの接合方法は、レンズＬ１を支持部材２で支持する支持工程と、レンズＬ２を押付部材３によってレンズＬ１に押し付ける押付工程とを有する。押付工程では、押付部材３が有する押付平面３ａであって、レンズＬ２におけるレンズＬ１との接合側とは反対側の面Ｓ２２の外周円全体と接触可能な押付平面３ａを、レンズＬ１の光軸ＡＸ１と垂直な状態で光軸ＡＸ１に平行な方向に移動させ、押付平面３ａのみをレンズＬ２に接触させることにより、レンズＬ２をレンズＬ１に押し付ける。
【選択図】図１

Description

本発明は、２つのレンズを相対的に押し付けて接合するレンズの接合方法および接合装置に関するものである。

従来、接合レンズの生産工程の中で、２つのレンズの接合および芯出しは人手に頼っていた。すなわち、人が、一方のレンズに接着剤を滴下、塗布し、その上にもう一方のレンズを置き、これを人力で、ある程度の力で押さえて接着剤を接合面全面に広げる。その後、偏芯測定機で偏芯量を測定しながら、偏芯量が規格値内に収まるように一方のレンズを動かし、接着剤を硬化させる。

この工程を自動化する１つの具体的な方法として、２つのレンズを適当な部材で挟み、これをロボットシリンダー等で適当な力で押し付ける方法が考案された。ただし、単に２つのレンズを押し付けるだけでは、２つのレンズの光軸を一致させることはできず、その後に芯出し工程が必要となる。

２つのレンズの接合時に芯出しも行う方法としては、例えばベルクランプ法が知られている。図１２は、ベルクランプ法を用いて２つのレンズを接合する従来の接合装置１００の構成を示す断面図である。この接合装置１００では、一方のレンズＬ１を支持部材１０１で外形（外周部）を規制しながら支持する。このとき、レンズＬ１の光軸ＡＸ１と支持部材１０１の中心軸とは一致しているものとする。そして、レンズＬ１上に接着剤を滴下した後、他方のレンズＬ２をその上に載置する。接着剤を硬化させる前に、先端が支持部材１０１の中心軸と同軸の円筒形状である押さえ部材１０２でレンズＬ２を押さえつける。この押さえつけにより、レンズＬ２の光軸ＡＸ２はレンズＬ１の光軸ＡＸ１と一致するようになり、２つのレンズＬ１・Ｌ２が接合される。このようにベルクランプ法を用いて２つのレンズＬ１・Ｌ２を接合する方法は、例えば特許文献１に開示されている。

また、図１３は、従来の他の接合装置２００の構成を示す断面図である。この接合装置２００では、一方のレンズＬ１を支持部材２０１で外形を規制しながら支持する。また、他方のレンズＬ２を支持部材２０２で外形を規制しながら支持する。そして、レンズＬ１の光軸ＡＸ１とレンズＬ２の光軸ＡＸ２とが一致するように、支持部材２０１・２０２の位置関係を保ったまま、支持部材２０１・２０２を相対的に近づけて、２つのレンズＬ１・Ｌ２を接着剤で接合する。

なお、例えば、特許文献２では、２つのレンズの外形を、外周方向の複数位置でチャッキング部材によって規制しているが、２つのレンズの外形を規制して互いの光軸を一致させるという点では、図１３の接合装置２００による接合方法と共通している。

特公平５−５２４８４号公報（特許請求の範囲１、第２図（ａ）〜（ｂ）、第３図等参照） 特公平６−４９６００号公報（請求項１、第３図（ａ）〜（ｇ）等参照）

ところが、図１２等で示した従来の接合方法では、いずれも、２つのレンズの光軸を一致させるために、各レンズの接合に用いる部材をミクロン単位の位置精度（特にレンズの光軸に対して垂直な全ての方向での位置精度）で配置して押し付け動作を行わなければならない。つまり、図１２の構成では、支持部材１０１および押さえ部材１０２のレンズ光軸に垂直な方向の位置精度、図１３の構成では、支持部材２０１・２０２のレンズ光軸に垂直な方向の位置精度、特許文献２の構成では、複数のチャッキング部材のレンズ光軸に垂直な方向の位置精度を数ミクロン以内に抑えなければ、接合レンズの光学性能を出すことができない。上記の位置精度を実現しようとすると、高精度な装置が必要で、装置が大型化し、価格も高くなるため、接合に用いる部材に位置精度を要求せずに、簡単な方法（構成）で光学性能の良好な接合レンズを得ることが望まれる。

本発明は、上記の問題点を解決するためになされたもので、その目的は、２つのレンズの接合に用いる部材に、光軸に垂直な方向の位置精度が要求されない簡単な方法（構成）で、光学性能の良好な接合レンズを得ることができ、これによって、装置の小型化および生産コストの削減を図ることができるレンズの接合方法および接合装置を提供することにある。

本発明のレンズの接合方法は、２つのレンズを相対的に押し付けて接合するレンズの接合方法であって、一方のレンズを支持部材で支持する支持工程と、他方のレンズを押付部材によって前記一方のレンズに押し付ける押付工程とを有し、前記押付工程では、前記押付部材が有する押付平面であって、前記他方のレンズにおける前記一方のレンズとの接合側とは反対側の光学面の外周円全体と接触可能な前記押付平面を、前記一方のレンズの光軸と垂直な状態で前記光軸に平行な方向に移動させ、前記押付平面のみを前記他方のレンズに接触させることにより、前記他方のレンズを前記一方のレンズに押し付けることを特徴としている。また、本発明のレンズの接合装置は、２つのレンズを相対的に押し付けて接合するレンズの接合装置であって、一方のレンズを支持する支持部材と、他方のレンズにおける前記一方のレンズとの接合側とは反対側の光学面の外周円全体と接触可能な押付平面を有し、前記押付平面を前記一方のレンズの光軸と垂直な状態で前記光軸に平行な方向に移動させ、前記押付平面のみを前記他方のレンズに接触させることにより、前記他方のレンズを前記一方のレンズに押し付ける押付部材とを備えていることを特徴としている。

上記の接合方法および接合装置の構成によれば、支持部材によって支持された一方のレンズに、押付部材によって他方のレンズを押し付ける際に、一方のレンズの光軸に対して他方のレンズの光軸が傾いていても、押付部材の押付平面を一方のレンズの光軸と垂直な状態で上記光軸に平行な方向に移動させ、押付平面のみを他方のレンズに接触させることにより、他方のレンズにおける接合側とは反対側の光学面の外周円全体が押付平面と接触するように他方のレンズを傾かせて、２つのレンズの光軸を互いに平行にすることができる。なお、押付平面は他方のレンズの上記光学面の外周円全体と接触することから、他方のレンズの上記光学面は凸面以外の面（凹面または平面）である。

また、２つのレンズの光軸が平行な状態で一致していなくても、押付平面を上記方向に移動させるにしたがって、２つのレンズの光軸に沿った方向の間隔が狭まり、これに伴って２つのレンズの光軸同士の間隔（光軸に垂直な方向の間隔）が狭まる。そして、光軸に沿った方向のレンズ間隔（軸上面間隔）が最小となった位置で、２つのレンズの光軸が一致する。

このように、一方のレンズに対して、他方のレンズを平面（押付平面）でのみ接触させてその平面で押し付けることにより、２つのレンズの光軸を一致させ、接合することができるので、２つのレンズの接合に用いる支持部材と押付部材とに、２つのレンズの光軸を一致させるための位置精度（特に光軸と垂直な方向の位置精度）を要求しなくても済む。これにより、簡単な方法（構成）で、２つのレンズの光軸が一致した光学特性の良好な接合レンズを得ることができるとともに、装置の小型化および生産コストの削減を図ることができる。

上記の接合方法において、前記押付工程では、凹面で構成された光学面が前記押付平面側となるように配置された前記他方のレンズを、前記押付部材によって前記一方のレンズに押し付けることが望ましい。また、上記の接合装置において、前記押付部材は、凹面で構成された光学面が前記押付平面側となるように配置された前記他方のレンズを、前記一方のレンズに押し付けることが望ましい。

この場合、押付部材は、凹面で構成された光学面の外周円の一部と押付平面とを接触させながら、押付平面の移動に伴って、上記外周円の全体が押付平面と接触するように他方のレンズを傾かせて、２つのレンズの光軸を平行にすることができる。つまり、２つのレンズの光軸を平行にするにあたって、上記外周円の全体が押付平面と接触する構成を確実に実現できる。

上記の接合方法において、前記支持工程では、前記一方のレンズにおける前記他方のレンズとの接合側とは反対側の光学面の外周円全体と、前記支持部材の支持平面とを接触させることにより、前記一方のレンズを支持してもよい。また、上記の接合装置において、前記支持部材は、前記一方のレンズにおける前記他方のレンズとの接合側とは反対側の光学面の外周円全体と接触することにより、前記一方のレンズを支持する支持平面を有していてもよい。

支持部材は、一方のレンズにおける接合側とは反対側の光学面の外周円全体と支持平面とを接触させることで、一方のレンズを支持するので、一方のレンズの外形を規制することなく、２つのレンズを接合することができる。これにより、一方のレンズの外形を規制する部材が不要となるので、接合装置の構成をさらに簡素化できるとともに生産コストをさらに削減できる。

上記の接合方法において、前記支持工程では、前記一方のレンズの外形を内面で規制する第１の孔部と、前記第１の孔部よりも小さい内径を有する第２の孔部とを有し、前記第１の孔部の内面と前記第２の孔部の内面とがこれらに垂直な連結平面で連結された前記支持部材の開口部に、前記一方のレンズを嵌めることで、前記一方のレンズを支持してもよい。また、上記の接合装置において、前記支持部材は、前記一方のレンズが嵌る開口部を有しており、前記開口部は、前記一方のレンズの外形を内面で規制する第１の孔部と、前記第１の孔部よりも小さい内径を有する第２の孔部とを有しており、前記第１の孔部の内面と前記第２の孔部の内面とは、これらに垂直な連結平面で連結されていてもよい。

この場合、一方のレンズにおいて、他方のレンズとの接合側とは反対側の光学面が凸面であっても、一方のレンズの外形を第１の孔部の内面で規制しながら、上記凸面の一部を第２の孔部に入り込ませて、一方のレンズを支持することができる。しかも、支持部材において、連結平面と第２の孔部の内面との連結部分が、一方のレンズの凸面と円状に線接触するため、上記光学面が凸面であっても、一方のレンズを安定して支持することができる。

また、支持部材が連結平面を有しているので、一方のレンズにおいて、他方のレンズとの接合側とは反対側の光学面が凹面であっても、この光学面の外周円の全体を連結平面に接触させて、一方のレンズを安定して支持することができる。したがって、１つ支持部材で、一方のレンズの上記光学面が凸面である場合と凹面である場合との両方に対応することができ、いずれの場合でも、一方のレンズを安定して支持することができる。

上記の接合方法は、前記支持部材で支持された前記一方のレンズの光軸と、前記押付部材の前記押付平面とが垂直となるように、前記支持部材の傾きを調整する調整工程をさらに有していてもよい。また、上記の接合装置は、前記支持部材で支持された前記一方のレンズの光軸と、前記押付部材の前記押付平面とが垂直となるように、前記支持部材の傾きを調整する傾き調整機構をさらに備えていてもよい。

この場合、支持部材および押付部材を含む装置の組み立て精度だけで、一方のレンズの光軸と押付部材の押付平面とを垂直にすることが困難な場合でも、（傾き調整機構によって）支持部材の傾きを調整（微調整）することにより、一方のレンズの光軸と押付平面とを垂直にすることができる。

上記のレンズの接合方法および接合装置によれば、２つのレンズの接合に用いる支持部材と押付部材とに、光軸に垂直な方向の位置精度を要求せずに、２つのレンズを光軸を一致させて接合することができる。これにより、平面でレンズを押し付けるという簡単な方法（構成）で、光学特性の良好な接合レンズを得ることができるとともに、装置の小型化および生産コストの削減を図ることができる。

本発明の実施の一形態に係るレンズの接合装置の概略の構成を示す断面図である。 上記接合装置によって接合される一方のレンズにおける、他方のレンズとの接合側とは反対側の光学面の平面図である。 上記接合装置によって接合される他方のレンズにおける、一方のレンズとの接合側とは反対側の光学面の平面図である。 上記接合装置による２つのレンズの接合過程の一部を示す断面図である。 上記接合過程の他の一部を示す断面図である。 上記接合過程のさらに他の一部を示す断面図である。 上記接合過程のさらに他の一部を示す断面図である。 上記接合過程のさらに他の一部を示す断面図である。 上記接合装置の他の構成を模式的に示す斜視図である。 上記接合装置のさらに他の構成を示す断面図である。 図１０の接合装置で他の形状のレンズを支持したときの断面図である。 従来の接合装置の構成を示す断面図である。 従来の他の接合装置の構成を示す断面図である。

本発明の実施の一形態について、図面に基づいて説明すれば、以下の通りである。

図１は、本実施形態のレンズの接合装置１の概略の構成を示す断面図である。この接合装置１は、２つのレンズＬ１・Ｌ２を相対的に押し付けて接着剤で接合するものである。ここで、まず、上記２つのレンズＬ１・Ｌ２について説明する。

レンズＬ１は、光軸と交わる２つの光学面として、レンズ内側に凹となる凹面の面Ｓ１１と、レンズ内側に凹となる凹面の面Ｓ１２とを有する両凹レンズである。レンズＬ２は、光軸と交わる２つの光学面として、レンズ外側に凸となる凸面の面Ｓ２１と、レンズ内側に凹となる凹面の面Ｓ２２とを有するメニスカスレンズである。レンズＬ１・Ｌ２は、面Ｓ１２および面Ｓ２１が対向するように配置され、接着剤を介して接合される。したがって、面Ｓ１２および面Ｓ２１は、それぞれ対向するレンズとの接合面となる。

レンズＬ１・Ｌ２は、接合側とは反対側の面Ｓ１１・Ｓ２２が、両方とも凸面でなければよい。その理由は、本実施形態の接合方法は、後述するように面Ｓ１１・Ｓ２２の少なくとも一方を平面で押し付けて２つのレンズＬ１・Ｌ２を接合する方法であるため、面Ｓ１１・Ｓ２２の両方が凸面であると、面Ｓ１１・Ｓ２２の一方が上記平面と点で接触することとなり、上記平面の移動によってレンズを所望の方向に傾けることができなくなるからである。なお、面Ｓ１１・Ｓ２２の一方（例えば面Ｓ１１）が凸面である場合のレンズ接合方法については後述する。

したがって、一方のレンズ（例えばレンズＬ１）における接合側とは反対側の面（例えば面Ｓ１１）は、平面、凸面、凹面のいずれであってもよいが、他方のレンズ（例えばレンズＬ２）における接合側とは反対側の面（例えば面Ｓ２２）は、平面または凹面であることが必要である。なお、レンズＬ１の接合側の面Ｓ１２は、凹面または凸面であってもよく、レンズＬ２の接合側の面Ｓ２１は、面Ｓ１２が凹面のときは凸面であり、面Ｓ１２が凸面のときは凹面である。

なお、レンズＬ１・Ｌ２のそれぞれは、レンズ単体では、レンズの外形が作る円の中心を光軸が通るように加工されているものとする。

図２は、レンズＬ１の面Ｓ１１の平面図であり、図３は、レンズＬ２の面Ｓ２２の平面図である。以下での説明の便宜上、面Ｓ１１の外周円をＣ１とし、面Ｓ２２の外周円をＣ２と称する。

次に、接合装置１について、図１に基づいて説明する。接合装置１は、支持部材２と、押付部材３とを有している。支持部材２は、一方のレンズＬ１を支持するものであり、支持平面２１ａを有する支持部本体２１と、外形規制部２２とを有している。

支持部本体２１は、図１では断面略Ｔ字状に形成されているが、このような断面形状に限定されるわけではない。支持平面２１ａは、レンズＬ１における接合側とは反対側の光学面である面Ｓ１１の外周円Ｃ１（図２参照）全体と接触することにより、レンズＬ１を支持する平面である。外形規制部２２は、レンズＬ１１の外形（外周部）を規制するものであり、支持部本体２１において支持平面２１ａの外側で支持平面２１ａに垂直な方向に突出して形成されている。なお、支持部材２は、外形規制部２２を省略して構成されていてもよい。

押付部材３は、他方のレンズＬ２を一方のレンズＬ１に押し付けるものであり、押付平面３ａを有している。この押付平面３ａは、レンズＬ２におけるレンズＬ１との接合側とは反対側の光学面である面Ｓ２２の外周円Ｃ２（図３参照）よりも大きな面積を有しており、外周円Ｃ２の全体と接触可能となっている。押付部材３は、押付平面３ａをレンズＬ１の光軸と垂直な状態で上記光軸に平行な方向に移動させ、押付平面３ａのみをレンズＬ２と接触させることにより、レンズＬ２をレンズＬ１に押し付ける。なお、図１では、押付部材３は、断面略Ｔ字状に形成されているが、このような断面形状に限定されるわけではない。上記の押付部材３は、例えばロボットシリンダーやエアシリンダーによって駆動される。

図４〜図８は、上記構成の接合装置１によるレンズＬ１・Ｌ２の接合過程を模式的に示している。まず、レンズＬ１を支持部材２の支持平面２１ａ上に載置して支持部材２で支持する（支持工程）。このとき、レンズＬ１の面Ｓ１１の外周円Ｃ１の全体が支持平面２１ａと接触しており、レンズＬ１の光軸ＡＸ１と支持平面２１ａとが垂直となっている。その後、レンズＬ１の面Ｓ１２に例えば紫外線硬化型の接着剤（図示せず）を滴下する。

次に、図５に示すように、レンズＬ１上にレンズＬ２を載せる。このとき、レンズＬ２の凹面（面Ｓ２２）が押付部材３側（押付平面３ａ側）となるようにレンズＬ２を配置する。このようにレンズＬ１上にレンズＬ２を載せた時点では、レンズＬ２の光軸ＡＸ２がレンズＬ１の光軸ＡＸ１に対して傾いているものとする。

続いて、図６に示すように、押付部材３によってレンズＬ２をレンズＬ１に押し付ける（押付工程）。より詳しくは、押付部材３の押付平面３ａをレンズＬ１の光軸ＡＸ１と垂直な状態で、光軸ＡＸ１に平行な方向に移動させ、押付平面３ａのみをレンズＬ２と接触させることにより、レンズＬ２をレンズＬ１に押し付ける。この押し付け動作においては、押付部材３の押付平面３ａは、レンズＬ２の面Ｓ２２の外周円Ｃ２（図３参照）の一部と接触する。

このとき、レンズＬ２の接合側の面Ｓ２１は、レンズＬ１の接合側の面Ｓ１２と接触して、押し付け方向の移動がある程度規制されるため、押付平面３ａの上記移動に伴って、レンズＬ２の面Ｓ２２の外周円Ｃ２の一部と、押付平面３ａとの接触領域が次第に増大しながら、レンズＬ２の光軸ＡＸ２が押付平面３ａに対して垂直に近づくように、レンズＬ２が傾く。そして、図７に示すように、レンズＬ２の面Ｓ２２の外周円Ｃ２の全体が押付平面３ａと接触したときに、レンズＬ２の光軸ＡＸ２と押付平面３ａとが垂直となる。レンズＬ１の光軸ＡＸ１と押付平面３ａとは垂直であるので、図７のように、レンズＬ２の光軸ＡＸ２と押付平面３ａとが垂直となったときには、レンズＬ１の光軸ＡＸ１とレンズＬ２の光軸ＡＸ２は、互いに平行な位置関係となる。

この状態でさらに押付部材３によってレンズＬ２をレンズＬ１に押し付ける、つまり、押付平面３ａを光軸ＡＸ１に平行な方向に移動させると、２つのレンズＬ１・Ｌ２の光軸ＡＸ１（またはＡＸ２）に沿った方向の間隔が狭まり、これに伴って２つのレンズＬ１・Ｌ２の光軸ＡＸ１・ＡＸ２同士の間隔（光軸ＡＸ１に垂直な方向の間隔）が狭まる。そして、図８に示すように、光軸ＡＸ１に沿った方向のレンズ間隔（軸上面間隔）が最小となった位置で、レンズＬ１の光軸ＡＸ１とレンズＬ２の光軸とが一致する。最後に、この状態で紫外線を照射して接着剤を硬化させることにより、レンズＬ１・Ｌ２の接合が完了する。

以上のように、一方のレンズＬ１に対して他方のレンズＬ２を押付平面３ａとのみ接触させて押し付けることにより、２つのレンズＬ１・Ｌ２の光軸同士を一致させ、これらを接合することができる。これにより、２つのレンズＬ１・Ｌ２の接合に用いる支持部材２および押付部材３の両者に、２つのレンズＬ１・Ｌ２の光軸同士を一致させるための位置精度（特に光軸と垂直な方向の位置精度）を要求しなくても済む。これにより、接合装置１の構成が複雑化したり大型化することなく、簡単な方法（構成）で、２つのレンズＬ１・Ｌ２の光軸同士が一致した品質の良好な接合レンズを得ることができる。また、上記の位置精度が要求されず、接合時の偏芯測定やそれに基づく偏芯調整も不要であるので（芯出しが自動化されるので）、接合レンズの生産におけるタクトタイム、工数および生産コストを削減することができる。さらに、レンズＬ１・Ｌ２の偏芯量は、支持部材２（特に支持平面２１ａ）と押付部材３（特に押付平面３ａ）との平行度によって決まるため、接合レンズごとの偏芯量のバラツキも少ない。

また、凹面で構成された光学面（面Ｓ２２）が押付平面３ａ側となるようにレンズＬ２を配置して、このレンズＬ２を押付部材３によってレンズＬ１に押し付けることにより、上述したように、面Ｓ２２の外周円Ｃ２の一部と押付平面３ａとを接触させながら、押付平面３ａの光軸方向の移動に伴って、外周円Ｃ２の全体が押付平面３ａと接触するようにレンズＬ２を傾かせて、レンズＬ１・Ｌ２の光軸同士を平行にできる。つまり、レンズＬ１・Ｌ２の光軸同士を平行にするにあたって、押付平面３ａを面Ｓ２２の外周円全体と接触させる構成を確実に実現することができる。ちなみに、凸面で構成された光学面が押付平面３ａ側となるようにレンズを配置して、このレンズを押付部材３によって押し付ける構成では、押付部材３ａが上記凸面と点接触することになり、押付部材３ａを光学面（凸面）の外周円全体と接触させることはできない。

また、本実施形態では、レンズＬ１の外形を外形規制部２２で規制しているが、図４で示したように、レンズＬ１の面Ｓ１１の外周円Ｃ１の全体と支持平面２１ａとが接触する場合には（面Ｓ１１が凹面である場合には）、このような外形規制部２２を支持部材２に設けなくても（レンズＬ１の外周を固定しなくても）、レンズＬ１を支持部材２で支持することができる。したがって、この場合は、接合装置１の構成をさらに簡素化できるとともに生産コストをさらに削減できる。

ところで、図９は、本実施形態の接合装置１の他の構成を模式的に示す斜視図である。接合装置１は、さらに傾き調整機構５０を備えていてもよい。傾き調整機構５０は、支持部材２で支持されたレンズＬ１の光軸ＡＸ１と、押付部材３の押付平面３ａ（図１等参照）とが垂直となるように、支持部材２の傾きを調整する機構である。この傾き調整機構５０は、２枚の平板部５１・５２と、支持テーブル５３と、２つの調整部材５４と、鋼球５５とを有して構成されている。

２枚の平板部５１・５２は、平面視で矩形形状であり、間隙を介して上下方向に配置されている。下側の平板部５１の四隅のうち、対角方向の２か所には、凹状の受け部５１ａが設けられており、調整部材５４の先端が受け部５１ａに当接するようになっている。また、上側の平板部５２の四隅のうち、対角方向の２か所（受け部５１ａに対応する箇所）には、調整部材５４が螺合して貫通する貫通孔が設けられている。また、２枚の平板部５１・５２の中央部には、レンズＬ１・Ｌ２間に塗布された接着剤を硬化させるための紫外線を通過させるための円形の開口部５１ｐ・５２ｐがそれぞれ形成されている。

支持テーブル５３は、支持部材２を支持するテーブルであり、平面視で平板部５１・５２よりも小さい矩形で形成されている。支持テーブル５３の中央部には、開口部５３ａが形成されており、支持部材２はこの開口部５３ａに嵌ることで支持される。支持テーブル５３は、四隅に設けられた４つの脚部５３ｂで上側の平板部５２に固定されている。

各調整部材５４は、例えばねじで構成されており、上側の平板部５２の対角方向の２か所に設けられた貫通孔の内面と螺合しながら貫通し、その先端が下側の平板部５１の受け部５１ａに当接するように設けられている。

鋼球５５は、平板部５１・５２の間であって、平板部５１・５２の四隅のうちで２つの調整部材５４が位置する対角方向の２か所以外の箇所に位置しており、平板部５１に対して平板部５２が相対的に傾く際の支点となる。

なお、平板部５１・５２の間に鋼球５５を設けずに、調整部材５４を、上側の平板部５２の四隅のうちの３か所、または４か所に設けるようにしてもよい。この場合、下側の平板部５１の受け部５１ａおよび平板部５２の貫通孔も、平板部５１の四隅のうちの３か所、または４か所に設けられることになる。

上記の構成において、２つの調整部材５４の少なくとも一方を回すことにより、鋼球５５以外の位置において、下側の平板部５１と上側の平板部５２との間隔を狭めたり、広げたりすることができる。これにより、下側の平板部５１に対して上側の平板部５２が鋼球５５を支点として所定の方向に傾くため、上側の平板部５２に脚部５３ｂを介して固定された支持テーブル５３とともに、支持部材２を所定の方向に傾かせることができる。

したがって、接合装置１において、支持部材２および押付部材３の組み立て精度だけで、レンズＬ１の光軸ＡＸ１と押付部材３の押付平面３ａとを垂直にすることが困難な場合でも、傾き調整機構５０によって支持部材２の傾きを調整（微調整）することにより、支持部材２で支持されたレンズＬ１の光軸ＡＸ１と、押付部材３の押付平面３ａとを垂直にすることができる。そして、このような垂直の位置関係を保ったまま、押付平面３ａをレンズＬ１の光軸ＡＸ１に沿った方向に移動させることができる。

ところで、本実施形態の接合方法では、レンズＬ１を支持する支持平面２１ａと、レンズＬ２を押し付ける押付平面３ａとの平行度誤差が、そのまま、レンズの傾き偏芯量につながるため、必要な偏芯性能を得るためには、支持平面２１ａと押付平面３ａとの平行度を″（秒）単位で調整し、それを押し付け動作中も維持する必要がある。

押し付け動作の初期には、上記した傾き調整機構５０による支持部材２の傾き調整によって、支持平面２１ａと押付平面３ａとの平行度を出すことができる。例えば、調整部材５４の１回転（３６０°）で支持部材２が１５′傾くように（１°の回転で２．５″傾くように）装置を構成すれば、最低４°単位での回転は可能であるから、１０″単位での傾き調整が可能となる。なお、平行度の許容範囲は、偏芯量の規格に応じて決まるが、規格が厳しい場合には、平行度の許容範囲も狭くなる。

また、押し付け動作中は、押し付け動作に用いるロボットシリンダーやエアシリンダーとして、動作軸ブレ、ガタ等が極めて小さいものを採用することで、上記の平行度を維持することができる。例えば、電動ロボットシリンダーの場合、その構造上、ロッドタイプより、スライダタイプ（テーブルタイプ）のほうが、動作軸のブレ、ガタは圧倒的に小さい。このような動作軸のブレ、ガタが微小のシリンダーを用いることにより、押し付け動作中も上記の平行度を維持することができる。なお、本実施形態の接合装置１を、温度、湿度が一定に保たれる場所（例えばレンズ加工工場）で使用することで、そのような温度、湿度による影響（変動）を排除することができる。

次に、２枚のレンズＬ１・Ｌ２の一方が、接合側とは反対側の光学面が凸面であるレンズである場合に、２枚のレンズＬ１・Ｌ２を接合する方法について説明する。ここでは、接合側とは反対側の光学面が凸面であるレンズをレンズＬ１とし、他のレンズをレンズＬ２とする。そして、レンズＬ１は、面Ｓ１１がレンズ外側に凸で、面Ｓ１２がレンズ内側に凹のメニスカスレンズであり、レンズＬ２は、面Ｓ２１がレンズ外側に凸で、面Ｓ２２がレンズ内側に凹のメニスカスレンズであるとする。

図１０は、接合装置１のさらに他の構成を示す断面図である。同図に示すように、支持部材２は、レンズＬ１が嵌る開口部２３を有している。開口部２３は、孔部２３ａ（第１の孔部）と孔部２３ｂ（第２の孔部）とを有している。孔部２３ａは、レンズＬ１の外形を内面で規制する。孔部２３ｂは、孔部２３ａよりも小さい内径を有して形成されている。孔部２３ａの内面（側面）と孔部２３ｂの内面（側面）とは、これらに垂直な連結平面２３ｃで連結されている。

このような支持部材２の構成では、レンズＬ１は、面Ｓ１１側を下向きにして開口部２３に嵌ることで、支持部材２で支持される。つまり、孔部２３ａの内面でレンズＬ１の外形が規制されながら、連結平面２３ｃと孔部２３ｂとの連結部である円形の縁部２３ｄと、レンズＬ１の面Ｓ１１とが接触（線接触）することによって、レンズＬ１１が支持される。このとき、レンズＬ１の面Ｓ１１の一部は、孔部２３ｂに入り込む。また、孔部２３ａの内面でレンズＬ１の外形が規制されるため、孔部２３ａの内面と垂直な連結平面２３ｃと、レンズＬ１の光軸ＡＸ１とは垂直となる。

上記のように、支持部材２が開口部２３を有していることにより、レンズＬ１の面Ｓ１１、つまり、レンズＬ２との接合側とは反対側の面が凸面であっても、この凸面の一部を孔部２３ｂに入り込ませて、レンズＬ１を支持することができる。しかも、支持部材２の円形の縁部２３ｄがレンズＬ１の面Ｓ１１と円状に線接触するため、面Ｓ１１が凸面であっても、レンズＬ１を安定して支持することができる。

また、支持部材２の開口部２３が連結平面２３ｃを有しているので、図１１に示すように、レンズＬ１の面Ｓ１１が凹面であっても、この凹面の外周円の全体を連結平面２３ｃに接触させて、レンズＬ１を安定して支持することができる。したがって、１つ支持部材２で、レンズＬ１の面Ｓ１１が凸面である場合と凹面である場合との両方に対応することができ、いずれの場合でも、レンズＬ１を安定して支持することができる。また、支持部材２が開口部２３を有していることにより、この開口部２３を介して、レンズＬ１・Ｌ２を接合するための接着剤に紫外線を照射して、接着剤を硬化させることができる。

なお、図１０および図１１では、押付部材３の押付平面３ａを、凹部の底面で構成しているが、このような構成であっても、押付平面３ａの面積（凹部の底面の面積）がレンズＬ２の面Ｓ２２の外周円Ｃ２の面積よりも大きい限り、押付平面３ａのみをレンズＬ２と接触させてレンズＬ２をレンズＬ１に押し付けることができる。

なお、本実施形態では、レンズＬ１・Ｌ２を接合するための接着剤として、紫外線硬化型の接着剤を用いているが、その他にも、例えば熱硬化型の接着剤を用いることも可能である。

本発明は、接合後のレンズ形状が、両面とも凹面、または一方の面が凸面で他方の面が凹面となるような、２つのレンズを接合する場合に利用可能である。

１ 接合装置
２ 支持部材
３ 押付部材
３ａ 押付平面
２１ａ 支持平面
２３ 開口部
２３ａ 孔部（第１の孔部）
２３ｂ 孔部（第２の孔部）
２３ｃ 連結平面
５０ 傾き調整機構
Ｃ１ 外周円
Ｃ２ 外周円
Ｌ１ レンズ
Ｌ２ レンズ

Claims (10)

1. ２つのレンズを相対的に押し付けて接合するレンズの接合方法であって、
   一方のレンズを支持部材で支持する支持工程と、
   他方のレンズを押付部材によって前記一方のレンズに押し付ける押付工程とを有し、
   前記押付工程では、前記押付部材が有する押付平面であって、前記他方のレンズにおける前記一方のレンズとの接合側とは反対側の光学面の外周円全体と接触可能な前記押付平面を、前記一方のレンズの光軸と垂直な状態で前記光軸に平行な方向に移動させ、前記押付平面のみを前記他方のレンズに接触させることにより、前記他方のレンズを前記一方のレンズに押し付けることを特徴とするレンズの接合方法。
2. 前記押付工程では、凹面で構成された光学面が前記押付平面側となるように配置された前記他方のレンズを、前記押付部材によって前記一方のレンズに押し付けることを特徴とする請求項１に記載のレンズの接合方法。
3. 前記支持工程では、前記一方のレンズにおける前記他方のレンズとの接合側とは反対側の光学面の外周円全体と、前記支持部材の支持平面とを接触させることにより、前記一方のレンズを支持することを特徴とする請求項１または２に記載のレンズの接合方法。
4. 前記支持工程では、前記一方のレンズの外形を内面で規制する第１の孔部と、前記第１の孔部よりも小さい内径を有する第２の孔部とを有し、前記第１の孔部の内面と前記第２の孔部の内面とがこれらに垂直な連結平面で連結された前記支持部材の開口部に、前記一方のレンズを嵌めることで、前記一方のレンズを支持することを特徴とする請求項１または２に記載のレンズの接合方法。
5. 前記支持部材で支持された前記一方のレンズの光軸と、前記押付部材の前記押付平面とが垂直となるように、前記支持部材の傾きを調整する調整工程をさらに有していることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のレンズの接合方法。
6. ２つのレンズを相対的に押し付けて接合するレンズの接合装置であって、
   一方のレンズを支持する支持部材と、
   他方のレンズにおける前記一方のレンズとの接合側とは反対側の光学面の外周円全体と接触可能な押付平面を有し、前記押付平面を前記一方のレンズの光軸と垂直な状態で前記光軸に平行な方向に移動させ、前記押付平面のみを前記他方のレンズに接触させることにより、前記他方のレンズを前記一方のレンズに押し付ける押付部材とを備えていることを特徴とするレンズの接合装置。
7. 前記押付部材は、凹面で構成された光学面が前記押付平面側となるように配置された前記他方のレンズを、前記一方のレンズに押し付けることを特徴とする請求項６に記載のレンズの接合装置。
8. 前記支持部材は、前記一方のレンズにおける前記他方のレンズとの接合側とは反対側の光学面の外周円全体と接触することにより、前記一方のレンズを支持する支持平面を有していることを特徴とする請求項６または７に記載のレンズの接合装置。
9. 前記支持部材は、前記一方のレンズが嵌る開口部を有しており、
   前記開口部は、
   前記一方のレンズの外形を内面で規制する第１の孔部と、
   前記第１の孔部よりも小さい内径を有する第２の孔部とを有しており、
   前記第１の孔部の内面と前記第２の孔部の内面とは、これらに垂直な連結平面で連結されていることを特徴とする請求項６または７に記載のレンズの接合装置。
10. 前記支持部材で支持された前記一方のレンズの光軸と、前記押付部材の前記押付平面とが垂直となるように、前記支持部材の傾きを調整する傾き調整機構をさらに備えていることを特徴とする請求項６から９のいずれかに記載のレンズの接合装置。

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