JP2021056108A - レンズ測定装置、レンズ支持治具、反射防止レンズの製造方法およびレンズユニットの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】レンズ測定装置を提供する。【解決手段】レンズ測定装置の一つの態様は、測定器と、レンズ支持治具と、を備える。測定器は、測定光を照射する照射部と、反射光を検出する検出部と、を備える。レンズ支持治具は、レンズを支持可能な支持部を備える。支持部は、照射部に面する。照射部から照射される測定光の光軸は、支持部のレンズ載置面の法線方向に対し斜めに交わる。ゴースト等の不具合が生じないレンズを効率よく製造できる反射防止レンズの製造方法を提供する。また、ゴースト等の不具合が生じないレンズユニットを効率よく製造できるレンズユニットの製造方法を提供する。【選択図】図６

Description

本発明は、レンズ測定装置、レンズ支持治具、反射防止レンズの製造方法およびレンズユニットの製造方法に関する。

レンズの測定装置としては、例えば特許文献１に開示された技術がある。特許文献１には、レンズ部組の外周縁を基準としてレンズの偏芯量を測定できるレンズ偏芯測定装置が開示される。

特開２００５−２２１４７１号公報

レンズの反射率が高いことは、撮像装置のゴースト現象の原因のひとつである。ゴースト現象を生じないレンズを製造するために、レンズの中心部および周辺部の反射率を正確に測定することが求められる。レンズの周辺部の反射率測定を行う場合、作業者がレンズを傾けて測定を行う必要がある。したがって、測定角度が安定せず、測定に時間がかかっていた。

本発明は、上記事情に鑑みて、周辺部の反射率を正確かつ迅速に測定できるレンズ測定装置およびレンズ支持治具を提供することを目的の一つとする。また、ゴースト等の不具合が生じないレンズを効率よく製造できる反射防止レンズの製造方法を提供することを目的の一つとする。また、ゴースト等の不具合が生じないレンズユニットを効率よく製造できるレンズユニットの製造方法を提供することを目的の一つとする。

本発明のレンズ測定装置の一つの態様は、測定器と、レンズ支持治具と、を備える。前記測定器は、測定光を照射する照射部と、反射光を検出する検出部と、を備える。前記レンズ支持治具は、レンズを支持可能な支持部を備える。前記支持部は、前記照射部に面する。前記照射部から照射される前記測定光の光軸は、前記支持部のレンズ載置面の法線方向に対し斜めに交わる。

本発明のレンズ支持治具の一つの態様は、中心軸を中心とする筒状の本体部と、前記本体部の軸方向上側に位置しレンズを支持可能な支持部と、前記本体部の軸方向下側に位置する底面と、を備える。前記底面が広がる面と、前記支持部のレンズ載置面の法線方向とは、互いに斜めに交わる。

本発明の反射防止レンズの製造方法の一つの態様は、レンズに反射防止膜を成膜する成膜工程と、上記のレンズ測定装置を用いてレンズの周辺部の反射率を測定する反射率測定工程と、前記反射率測定工程で得られた測定結果が所定の範囲内に含まれない不合格レンズを選別する選別工程と、を含む。

本発明の反射防止レンズの製造方法の一つの態様は、上記のレンズ測定装置を用いてレンズの周辺部の反射率を測定する反射率測定工程と、前記反射率測定工程で得られた測定結果が所定の範囲内に含まれない不合格レンズを選別する選別工程と、前記不合格レンズに反射防止膜を成膜する成膜工程と、を含む。

本発明のレンズユニットの製造方法の一つの態様は、上記のレンズ測定装置を用いてレンズの周辺部の反射率を測定する反射率測定工程と、前記反射率測定工程で得られた測定結果が所定の範囲内に含まれる合格レンズを選別する選別工程と、前記合格レンズと他のレンズとを組み付ける組み付け工程と、を含む。

本発明の一つの態様によれば、周辺部の反射率を正確かつ迅速に測定できる。また、ゴースト等の不具合が生じない反射防止レンズを効率よく製造できる。また、ゴースト等の不具合が生じないレンズユニットを効率よく製造できる。

図１は、本実施形態のレンズ支持治具を示す断面図である。 図２は、本実施形態のレンズ支持治具を中心軸方向から見た図である。 図３は、本実施形態のレンズ測定装置を示す模式図である。 図４は、本実施形態のレンズをレンズ軸方向から見た図である。 図５は、本実施形態のレンズを示す断面図である。 図６は、本実施形態のレンズ測定装置にレンズを載置した状態を示す模式図である。 図７は、本実施形態の反射防止レンズの製造方法の手順を示すフローチャートである。 図８は、本実施形態のレンズユニットの製造方法の手順を示すフローチャートである。

以下、添付の図面を参照しながら、本開示のレンズ測定装置、レンズ支持治具、反射防止レンズの製造方法、およびレンズユニットの製造方法の実施形態について詳細に説明する。但し、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするため、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。

以下の説明においては、中心軸Ｊの軸方向を単に「軸方向」と呼び、中心軸Ｊを中心とする径方向を単に「径方向」と呼び、中心軸Ｊを中心とする周方向を単に「周方向」と呼ぶ。また、レンズ測定装置１の測定光が照射される照射方向を「下方向」と呼び、下方向の反対の向きを「上方向」と呼び、これらを総称して「上下方向」と呼ぶ。上下方向に対し直交する向きを「水平方向」と呼ぶ。図１、図３および図６のＺ軸方向の正の側が上方向に対応し、Ｚ軸方向の負の側が下方向に対応する。水平方向は、図１および図３のＸＹ平面に含まれる方向に対応する。

レンズ測定装置１は、測定器２と、レンズ支持治具３と、を備える。図１に示すように、レンズ支持治具３は、本体部３１と、本体部３１の上側に位置する支持部４と、本体部の下側に位置する底面３２と、を備える。レンズ支持治具３は、上下方向に対して傾く軸方向に延びる筒状である。

本体部３１は、中心軸Jを中心とする筒状である。中心軸Jは、上下方向に対して傾き、かつ、水平方向に対し傾く。中心軸Jと水平方向とのなす角αは、０°より大きく、９０°より小さい。本実施形態では、中心軸Jと水平方向とのなす角αは、５２°であるが、これに限られない。本体部３１は、軸方向上側に位置するテーパ部３１１と、軸方向下側に位置する直軸部３１２と、を備える。本体部３１は、径方向内側に内側面３１３を備える。内側面３１３は、中心軸Ｊを中心として軸方向に延びる。

テーパ部３１１は、軸方向上側に向かって先細なテーパ形状を有する。すなわち、本体部３１は、軸方向上側に向かって先細なテーパ形状を有する。言い換えると、本体部３１は、支持部３３に向かって先細なテーパ形状を有する。テーパ部３１１は、軸方向下側に向かって徐々に外径が大きくなる円筒形状を有する。テーパ部３１１は、径方向内側に内側面３１３を備える。テーパ部３１１は、テーパ部３１１は、軸方向上側において支持部４とつながる。テーパ部３１１は、軸方向下側において直軸部３１２とつながる。

直軸部３１２は、軸方向に沿う外側面を有する。直軸部３１２は、軸方向に延びる円筒を、水平方向に切断した形状を有する。直軸部３１２は、径方向内側に内側面３１３を備える。底面３２は、本体部３１の下側の面である。底面３２は、直軸部３１２の下側の面である。本実施形態では、底面３２は、水平方向に広がる面である。底面３２は、図１のＸＹ平面上に広がる。

支持部４は、レンズ載置面４０を備え、レンズ５を支持可能である。図２に示すように、支持部４は、中心軸Jを中心とする円形状の外縁４１と、ザグリ部４２を備える。ザグリ部４２は、外縁４の内側の全周にわたって軸方向下側にくぼむ。すなわち、ザグリ部４２は、外縁４１の内側の全周にわたって後述する照射部２１から遠ざかる方向にくぼむ。

外縁４１は、軸方向下側にくぼむ切り欠き部４３を複数備える。切り欠き部４３は、外縁４１において周方向に等間隔に位置する。本実施形態のレンズ支持治具３は、２つの切り欠き部４３を備える。軸方向に沿って視て、２つの切り欠き部４３は、外縁４１において１８０°ごとの等間隔に離れて位置する。レンズ支持治具３は、３つ以上の切り欠き部４３を備えてもよい。例えば、８つの切り欠き部４３が、外縁４１において周方向に等間隔に位置してもよい。レンズ支持治具３が８つの切り欠き部を備える場合、軸方向に沿って視て、８つの切り欠き部４３が、外縁４１において４５°ごとの等間隔に離れて位置する。

図３に示すように、測定器２は、照射部２１と、分光器と、検出部２２と、ステージ２３と、を備える。測定器２は、例えば、顕微分光測定器である。照射部２１は、ステージ２３上のレンズ５に向かって測定光を照射する。本実施形態においては、照射部２１は下側を向き、下側に測定光を照射する。照射部２１は、上下方向に延びる円筒状である。照射部２１は、例えば、対物レンズである。レンズ５に照射された測定光は、測定器２に向かって反射される。検出部２２は、分光器によって分光された反射光を検出し、反射率を測定する。

レンズ支持治具３は、ステージ２３上に設置される。底面３２は、レンズ支持治具３とステージ２３とが接触する複数の点を含む面である。本実施形態では、底面３２は、ステージ２３と水平方向において面接触する。レンズ支持治具３は、ステージ２３上に、固定用治具や粘着テープ等の固定部材によって固定されていてもよい。支持部４は、上下方向に空隙をあけて照射部に面する。支持部４は、照射部２１の下側に位置する。支持部４がレンズ５を支持しているとき、照射部２１とレンズ５は空隙をあけて上下方向に対向する。

図４および図５に示すように、レンズ５は、レンズ軸Ｌを中心とする円形状を有する。本実施形態のレンズ５は、樹脂製の凹メニスカスレンズである。レンズ５は、樹脂製に限定されず、例えば、ガラス製であっても良い。レンズ５は、凹メニスカスレンズに限定されず、例えば、凸レンズであってもよい。レンズ５は、凹面５１と、凸面５２と、治具接触面５３と、を備える。凹面５１は、レンズ軸方向一方側に位置する。凸面５２と治具接触面５３は、レンズ軸方向他方側に位置する。凸面５２は、レンズ径方向内側に位置する。治具接触面５３は、レンズ径方向外側に位置する。

凹面５１は、レンズ軸方向他方側に向かってくぼむ凹形状を有する。凸面５２は、レンズ軸方向他方側に向かって突出する凸形状を有する。凹面５１は、レンズ径方向内側に位置する中央部５１１と、レンズ径方向外側に位置する周辺部５１２と、を備える。レンズ軸方向に直交する方向に沿って視て、周辺部５１２の曲率は、中央部５１１の曲率よりも大きい。レンズ５は、外側面からレンズ径方向外側に突出する突出部５４を１つ備える。突出部５４は、例えば、樹脂成型のゲートカットの際に残ったゲートカット端部である。レンズ５は、２つ以上の突出部５４を備えていてもよい。

図６に示すように、レンズ５は、支持部４のレンズ載置面４０に支持される。レンズ５の治具接触面５３は、支持部４に接触して支持される。本実施形態において、レンズ５が支持部４に支持されるとき、レンズ軸Ｌと中心軸Ｊとは一致する。

レンズ載置面４０は、支持部４とレンズ５とが接触する複数の点を含む面である。照射部２１から照射される測定光の光軸Ｋは、レンズ載置面４０の法線方向（軸方向）に対し斜めに交わる。測定光の光軸Ｋとレンズ載置面４０の法線方向とのなす角は、中心軸Jと水平方向とのなす角αと一致する。本実施形態では、測定光の光軸Ｋとレンズ載置面４０の法線方向とのなす角αは、５２°である。また、底面３２が広がる面と、レンズ載置面４０の法線方向とは、互いに斜めに交わる。底面３２が広がる面（水平方向に広がる面）とレンズ載置面４０の法線方向（軸方向）とのなす角βは、０°より大きく、９０°より小さい。これにより、測定時に光軸Ｋと測定対象のレンズ５とが斜めに交わる状態で保持できる。よって、レンズ５の周辺部５１２を照射部２１に対向させることができるため、周辺部５１２の反射率を正確かつ迅速に測定できる。また、レンズ５の周辺部５１２に対して、入射角ゼロ°で測定光を照射させることができる。よって、周辺部５１２の反射率を正確に測定することができる。角αと角βとは、β＝９０°―αの関係をなす。本実施形態では、角βは３８°であるが、これに限られない。

支持部４は、下側にくぼむ凹部４４を備える。言い換えると、凹部４４は、照射部２１から遠ざかる方向にくぼむ。これにより、凹部４４にレンズ５を置くことでレンズ５を固定できる。よって、簡便にレンズ５の固定ができるため、効率よく反射率測定を行うことができる。 凹部４４は、軸方向下側にくぼんでもよく、径方向下側にくぼんでもよい。凹部４４は、ザグリ部４２であってもよい。凹部４４は、切り欠き部４３であってもよい。

支持部４は、ザグリ部４２を備える。これにより、外形状が円形状であるレンズ５を安定してザグリ部４２に置くことができる。よって、簡便にレンズ５の固定ができるため、効率よく反射率測定を行うことができる。

外縁４１は、切り欠き部４３を備える。これにより、レンズ５が突出部５４等の突起を有する場合にも、突出部５４を切り欠き部４３に逃がすことができるため、レンズ５を支持部４に置くことができる。また、突出部５４が切り欠き部４３に引っかかることにより、レンズの周り止めになる。よって、レンズがより安定して保持された状態で反射率を測定できる。

複数の切り欠き部４３は、外縁４１において周方向に等間隔に位置する。これにより、突出部５４等の突起を基準にレンズ５の周方向における測定位置を把握できる。言い換えれば、突出部５４が周方向のどの位置にあるかによって、周方向のどの位置の周辺部５１２を測定しているかを確認できる。したがって、周方向に等間隔に位置する複数の周辺部５１２の反射率を測定できる。 例えば、８つの切り欠き部４３が周方向に等間隔に位置する場合、全ての切り欠き部４３に突出部５４が位置するようにレンズ５を回転させながら８回測定を行うことで、周方向に等間隔に位置する８箇所の周辺部５１２の反射率を測定できる。また、１箇所おきの切り欠き部４３に突出部５４が位置するようにレンズ５を回転させながら４回測定を行うことで、周方向に等間隔に位置する４箇所の周辺部５１２の反射率を測定できる。

レンズ支持治具３は、支持部４に向かって先細なテーパ形状を有する。言い換えると、レンズ支持治具３は、軸方向上側に向かって先細なテーパ形状を有する。これにより、作業者がレンズ５を支持部４に配置する際に、作業者とレンズ支持治具３が干渉しにくく、作業を行いやすいため、作業効率を向上できる。また、レンズ支持治具３の重心が下方に位置しやすいため、レンズ支持治具３がより安定して位置し、効率よく測定することができる。

底面３２が広がる面と支持部４が広がる面とのなす角αは、４５°以上６０°以下である。これにより、レンズ５の周辺部５１を照射部２１に対向させつつ、レンズ５を上下方向に対し傾け過ぎずに安定に支持できる。

図７に示すように、反射防止レンズの製造方法は、第一成膜工程Ｓ１と、反射率測定工程Ｓ２と、選別工程Ｓ３と、第二成膜工程Ｓ４と、を含む。第一成膜工程Ｓ１は、成形されたレンズに反射防止膜を成膜する工程である。反射防止膜は、例えば、メガネ、カメラ用レンズ、液晶パネルに使われ、反射光を低減させるものである。反射率測定工程Ｓ２は、上述の反射率測定装置１を用いてレンズの周辺部５１２を測定する工程である。反射率測定工程Ｓ２は、ステージ２３にレンズ支持治具３を設置する工程Ｓ２ａと、レンズ支持治具３にレンズを置く工程Ｓ２ｂと、測定器２によって反射率を測定する工程Ｓ２ｃと、を含む。工程Ｓ２ａ〜Ｓ２ｃを所定回数繰り返すことによって、複数箇所の周辺部５１２の反射率を測定してもよい。また、複数回の測定値を平均することにより、反射率の平均値を算出してもよい。上述の反射率測定装置１を用いて周辺部５１２を測定することにより、周辺部５１２の反射率を正確かつ迅速に測定できる。

選別工程Ｓ３は、測定した複数のレンズのうち、合格レンズと不合格レンズを選別する工程である。合格レンズは、反射率測定工程Ｓ２で得られた測定結果が所定の範囲内に含まれるレンズである。不合格レンズは、反射率測定工程Ｓ２で得られた測定結果が所定の範囲内に含まれないレンズである。所定の範囲は、例えば、ゴーストが発生する虞の低い閾値を基準に設定される。すなわち、所定の範囲に含まれる合格レンズは、ゴーストが発生する虞が低く、所定の範囲に含まれない不合格レンズは、ゴーストが発生する虞が高い。

第二成膜工程Ｓ４は、選別工程Ｓ３で選別した不合格レンズに反射防止膜をさらに成膜する工程である。第二成膜工程Ｓ４において、作業者は、反射防止膜を成膜する前に、不合格レンズのコーティングを研磨等で剥がしてもよい。これにより、レンズ上により確実に反射防止膜を成膜できる。不合格レンズのうち、成膜が必要な箇所の周辺部５１２に対して、選択的に反射防止膜を成膜してもよい。

第一成膜工程Ｓ１と、反射率測定工程Ｓ２と、選別工程Ｓ３と、を含む反射防止レンズの製造方法によれば、周辺部５１２の反射率の測定結果を反映してレンズを選別できるため、ゴースト等の不具合が生じない反射防止レンズを効率よく製造できる。

反射率測定工程Ｓ２と、選別工程Ｓ３と、第二成膜工程Ｓ４と、を含む反射防止レンズの製造方法によれば、反射率が高いレンズに対して選択的に反射防止膜を成膜できるため、ゴースト等の不具合が生じない反射防止レンズを効率よく製造できる。また、反射率測定工程Ｓ１において測定した周辺部５１２の反射率の測定値に応じて、適切に反射防止膜の膜厚量や成膜箇所を調整することができる。

図８に示すように、レンズユニットの製造方法は、反射率測定工程Ｓ２と、選別工程Ｓ３と、組み付け工程Ｓ５と、を含む。組み付け工程Ｓ５は、選別工程Ｓ３で選別した合格レンズと他のレンズとを組み付ける工程である。組み付け工程Ｓ５により、複数のレンズを組み合わせたレンズユニット６を得ることができる。レンズユニット６は、例えば、撮像装置用レンズユニットであり、車載カメラやスマートフォン、アクションカメラ等に用いられる。

反射率測定工程Ｓ２と、選別工程Ｓ３と、組み付け工程Ｓ５と、を含むレンズユニットの製造方法によれば、適切な反射率のレンズを選択的に組み付けてレンズユニットを製造できる。したがって、ゴースト等の不具合が生じないレンズユニットを効率よく製造できる。

その他、本発明の趣旨から逸脱しない範囲において、前述の実施形態、変形例およびなお書き等で説明した各構成（構成要素）を組み合わせてもよく、また、構成の付加、省略、置換、その他の変更が可能である。また本発明は、前述した実施形態によって限定されず、特許請求の範囲によってのみ限定される。

１・・・レンズ測定装置、２・・・測定器、２１・・・照射部、２２・・・検出部、２３・・・ステージ、３・・・レンズ支持治具、３１・・・本体部、３１１・・・テーパ部、３１２・・・直軸部、３１３・・・内側面、３２・・・底面、４・・・支持部、４０・・・レンズ載置面、４１・・・外縁、４２・・・ザグリ部、４３・・・切り欠き部、４４・・・凹部、５・・・レンズ、５１・・・凹面、５１１・・・中央部、５１２・・・周辺部、５２・・・凸面、５３・・・治具接触面、５４・・・突出部、Ｊ・・・中心軸、Ｋ・・・光軸、Ｌ・・・レンズ軸、Ｓ１・・・第一成膜工程、Ｓ２・・・反射率測定工程、Ｓ２ａ・・・ステージにレンズ支持治具を設置する工程、Ｓ２ｂ・・・レンズ支持治具にレンズを置く工程、Ｓ２ｃ・・・測定器によって反射率を測定する工程、Ｓ３・・・選別工程、Ｓ４・・・第二成膜工程、Ｓ５・・・組み付け工程

Claims (16)

1. 測定器と、レンズ支持治具と、を備え、
   前記測定器は、測定光を照射する照射部と、反射光を検出する検出部と、を備え、
   前記レンズ支持治具は、レンズを支持可能な支持部を備え、
   前記支持部は、前記照射部に面し、
   前記照射部から照射される前記測定光の光軸は、前記支持部のレンズ載置面の法線方向に対し斜めに交わる、
   レンズ測定装置。
2. 前記支持部は、前記照射部から遠ざかる方向にくぼむ凹部を備える、
   請求項１に記載のレンズ測定装置。
3. 前記支持部は、
   円形状の外縁と、
   前記外縁の内側の全周にわたって前記照射部から遠ざかる方向にくぼむザグリ部と、
   を備える、
   請求項１または２に記載のレンズ測定装置。
4. 前記支持部は、円形状の外縁を備え、
   前記外縁は、軸方向下側にくぼむ切り欠き部を備える、
   請求項１から３のいずれか１項に記載のレンズ測定装置。
5. 複数の前記切り欠き部は、前記外縁において周方向に等間隔に位置する、
   請求項４に記載のレンズ測定装置。
6. 前記レンズ支持治具は、前記支持部に向かって先細なテーパ形状を有する、
   請求項１から５のいずれか１項に記載のレンズ測定装置。
7. 中心軸を中心とする筒状の本体部と、前記本体部の軸方向上側に位置しレンズを支持可能な支持部と、前記本体部の軸方向下側に位置する底面と、を備え、
   前記底面が広がる面と、前記支持部のレンズ載置面の法線方向とは、互いに斜めに交わる、
   レンズ支持治具。
8. 前記支持部は、下側にくぼむ凹部を備える、
   請求項７に記載のレンズ支持治具。
9. 前記支持部は、
   円形状の外縁と、
   前記外縁の内側の全周にわたって軸方向下側にくぼむザグリ部と、
   を備える、
   請求項７または８に記載のレンズ支持治具。
10. 前記支持部は、円形状の外縁を備え、
    前記外縁は、軸方向下側にくぼむ切り欠き部を備える、
    請求項７から９のいずれか１項に記載のレンズ支持治具。
11. 複数の前記切り欠き部は、前記外縁において周方向に等間隔に位置する、
    請求項１０に記載のレンズ支持治具。
12. 前記本体部は、軸方向上側に向かって先細なテーパ形状を有する、
    請求項７から１１のいずれか１項に記載のレンズ支持治具。
13. 前記底面が広がる面と前記支持部のレンズ載置面の法線方向とのなす角は、４５°以上６０°以下である、
    請求項７から１２のいずれか１項に記載のレンズ支持治具。
14. レンズに反射防止膜を成膜する成膜工程と、
    請求項１から６に記載のレンズ測定装置を用いてレンズの周辺部の反射率を測定する反射率測定工程と、
    前記反射率測定工程で得られた測定結果が所定の範囲内に含まれない不合格レンズを選別する選別工程と、
    を含む、
    反射防止レンズの製造方法。
15. 請求項１から６に記載のレンズ測定装置を用いてレンズの周辺部の反射率を測定する反射率測定工程と、
    前記反射率測定工程で得られた測定結果が所定の範囲内に含まれない不合格レンズを選別する選別工程と、
    前記不合格レンズに反射防止膜を成膜する成膜工程と、
    を含む、
    反射防止レンズの製造方法。
16. 請求項１から６に記載のレンズ測定装置を用いてレンズの周辺部の反射率を測定する反射率測定工程と、
    前記反射率測定工程で得られた測定結果が所定の範囲内に含まれる合格レンズを選別する選別工程と、
    前記合格レンズと他のレンズとを組み付ける組み付け工程と、
    を含む、
    レンズユニットの製造方法。
    
    

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