JP3512387B2 - レンズおよびその製造方法、並びにレンズを用いた光学装置 - Google Patents
レンズおよびその製造方法、並びにレンズを用いた光学装置Info
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Description
情報機器の部品等に用いられる光学レンズおよびその製
造方法、並びに光学レンズを用いた光学装置に関する。
らず、光通信ディスクのピックアップや光通信用モジュ
ール、光ディスク装置のピックアップ、レーザプリンタ
ー、各種光学センサーなどに広く用いられている。これ
らの機器は年々小型高性能化の一途をたどり数ミリ以下
の光学レンズさえ実現されている(例えば2mm以下の
レンズなどがある)。
ては、レンズ面の曲率や形状等の外観から作業者が光学
レンズの取付方向を判断し、手作業にてマーキング等を
行い組立、実装していた。
特性である収差や解像度、透過率などが測定されるが、
上述したように近年のレンズはそのサイズが小型化し
(例えば2mm以下のレンズなどがある)、最終的なレ
ンズの良否判定を行うためのレンズ検査が難しくなって
きている。
れを調べる外観検査がおこなわれている。そのような外
観検査は、レンズの表面全体の目視作業もしくは画像処
理によるものである。
学装置へのレンズの実装においては、光学レンズの小型
化、形状の微細化によってレンズの取付面の判定が困難
になり作業性が悪く、判定のためのマーキング作業等の
工程が発生し製造コストが高くなる問題があった。さら
にレンズの小型化に伴いマーキング作業自体が困難にな
る。
作業者がレンズの取付面の判定を容易に行うことができ
る光学レンズと、その光学レンズの製造方法と、その光
学レンズを用いた光学装置とを提供することにある。
は、レンズの面全体を検査して良否判定を行うために、
本来使用しない有効径外にある傷やほこりの付着をもっ
て、性能的には問題のないレンズを不良品と判定してし
まう。特にそのような誤った判定をした顧客側からの返
品などにより歩留まりの低下を招くことがあった。ま
た、画像処理による外観検査においては、レンズ表面に
光沢があるため、照明や周囲の映り込みの発生によって
良否判定が難しくなり、良否判定のための画像処理アル
ゴリズムが複雑化することがあった。
程に時間と手間がかかるため、レンズ単価を引き上げる
結果となっていた。
ンズを、歩留まりよく供給できないという課題があっ
た。
造コストの安い高品質のレンズを歩留まりよく供給でき
るレンズ、レンズ製造方法及び光学装置を提供すること
を目的とするものである。
の面を区別するためのマーキングが施されている情報機
器用の光学レンズであって、有効径を有するレンズと、
前記レンズの両面に、レンズの有効径内の全部及び有効
径外の一部を覆うように設けられたコーティング膜とを
備え、前記コーティング膜が設けられていない部分の形
状をマーキングとして利用する光学レンズである。
来例に比較して光学装置の組立、実装が容易になり、装
置を小型化でき、製造コストを低減できる。
である第1の本発明の光学レンズである。
または一部に、前記レンズの面を区別するためのマーキ
ングを施す、情報機器用の光学レンズの製造方法であっ
て、前記レンズの両面に、レンズの有効径内の全部及び
有効径外の一部に、コーティング膜を設ける工程を備
え、前記コーティング膜が設けられていない部分をマー
キングとして利用する光学レンズの製造方法である。
れば、前記マーキングを容易に形成でき、光学レンズの
製造コストを低減できる。
である第3の本発明の光学レンズの製造方法である。
着により形成される第3の本発明の光学レンズの製造方
法である。
光学レンズを少なくとも備えた光学装置である。
アップであって、前記光学レンズは光を光ディスクに集
光するために用いられ、光を発する光源と、前記光ディ
スクで反射した光を検出する光学素子とを備えた第6の
本発明の光学装置である。
部品であって、前記光学レンズは光を集光するために用
いられ、光を発する光源と、光ファイバーとを備えた第
6の本発明の光学装置である。
ーであって、前記光学レンズは光を集光するために用い
られ、前記光学レンズが集光した光を検出する光学素子
を備えた第6の本発明の光学装置である。
る実施の形態について説明する。
構成を説明する。図1は、本発明に係る第1の実施の形
態における光学レンズを示す。図1において、光学レン
ズ1の片面にはマーキング2が形成されている。マーキ
ング2は簡単に識別できるものならばどのようなもので
も良く、パターン例を図2(b)から(e)に示す。斜
線部外の白地がマーキングとなる。図2(b)から
(e)に示すように、レンズの有効径外の全部または一
部に、そのレンズ面を区別するためのマーキングが施さ
れている。なお、マーキングは裏面と表面とを区別でき
るように形成されておりさえすればよい。また、光学レ
ンズ1の大きさは例えば2mm以下である。さらに本実
施の形態では、光学レンズ1の種類は特定していない
が、光学レンズ1は例えば結合レンズである。
るコーティング膜上に形成されるなど、そのコーティン
グ膜を利用されて設けられてもよい。また、レンズの有
効径外の少なくとも一部にコーティング膜を形成せず、
そのコーティング膜が形成されていない部分をマーキン
グとして用いてもよい。
にコーティング膜が設けられていることを示しており、
図示してはいないが、光学レンズ1の他方の面にはコー
ティング膜は設けられていない。このように、一方の面
にコーティング膜が設けられており、他方の面にコーテ
ィング膜が設けられていなければ、コーティング膜の有
無によって光学レンズの表面と裏面との区別を容易に行
うことができる。なお、光学レンズの側面については、
コーティング膜が設けられていてもよいし、コーティン
グ膜が設けられていなくてもよい。
光学レンズの製造方法を説明する。
るためのレンズ製造方法の1実施例を示す。レンズ1に
はその表面の反射防止と保護を目的に蒸着によりコーテ
ィングが施される。その時のコーティング治具に蒸着マ
スク3を施し、レンズ1の実質上全面にコーティングを
施すのではなくその一部を遮蔽する。これによってレン
ズ1表面にコーティングが施されない部分が形成され、
表面と裏面との識別可能なマーカの役割を果たせる。従
って、従来のレンズ製造において工程を増やすことなく
マーキングの形成が行える。なお、蒸着マスク3の形状
を変えることにより、図2(b)から(e)を用いて説
明したレンズを製造することが可能となる。
着マスク3のマスクパターンを反転した物を使用すれ
ば、スクリーン印刷や塗布といった簡単な工程で容易に
マーキングの形成を行うことができる。
の実質上全体に施した場合でも、そのレンズ面の有効径
外の全部または一部のコーティング膜の上に、印刷や塗
布などによりマーキングの形成を行うことができる。
形プロセスで作製する場合は、その金型4にマーキング
を施すための凹凸形状を形成しておくことでレンズ成型
時にマーキングを施すことができる。図5に金型4の斜
視図を示す。金型4のレンズ成形面のこば部などの一部
にマーキングが形成できるマーキング加工部7を有する
ものである。
いてレンズを成形し、その成形されたレンズの光学特性
を評価した後、そのレンズの収差や複屈折の方向を示す
マーキングを、マーキング加工部7として金型に後加工
する。これによって単にレンズの表裏を区別するためだ
けのマーキングではなく、光学装置に組み込んだときに
その装置性能が最良になる光軸まわりの回転方向を合わ
せるマーキングにもなる。従って光学機器への組み込み
条件が容易にわかり、装置全体の性能向上と歩留まり向
上をおこなえる。
け、他方の面にコーティング膜を設けずに光学レンズを
製造しても、コーティング膜の有無によって光学レンズ
の表面と裏面との区別を容易に行うことができる。な
お、光学レンズの側面については、コーティング膜を設
けてもよいし、設けなくてもよい。
スやプラスチックなどであればよく、特に制約されるも
のではない。
る、本発明の光学レンズを用いた光学装置を説明する。
クアップの1実施例を示す図である。半導体レーザ8か
らでた光はレンズ1によって光ディスク11に照射さ
れ、光ディスク11のピット情報を乗せた反射光が受光
素子9に入射し信号が読みとられる。レンズ1は、マー
キングが施されていたり、一方の面にコーティング膜が
施されておりかつ他方の面にコーティング膜が施されて
いないので、表面と裏面の区別が容易に判別される。し
たがって、光ピックアップとして最適性能が得られるよ
うにレンズ1を容易に組み込むことができる。従って光
ピックアップの性能がよく歩留まりが向上し、コストを
安くすることができる。
用部品の1実施例を示す図である。半導体レーザ12か
らでた光はレンズ1によって光ファイバー13に結合さ
れ伝送される。レンズ1は、マーキングが施されていた
り、一方の面にコーティング膜が施されておりかつ他方
の面にコーティング膜が施されていないので、表面と裏
面の区別が容易に判別される。したがって、光通信用部
品として最適性能が得られるようにレンズ1を容易に組
み込むことができる。従って光通信部品の性能がよく歩
留まりが向上し、コストを安くすることができる。
サーの1実施例を示す図である。光信号がレンズ1を介
して受光素子14に入射しセンシングするものである。
レンズ1は、マーキングが施されていたり、一方の面に
コーティング膜が施されておりかつ他方の面にコーティ
ング膜が施されていないので、表面と裏面の区別が容易
に判別される。したがって、光センサーとして最適性能
が得られるようにレンズ1を容易に組み込むことができ
る。従って光センサーの性能がよく歩留まりが向上し、
コストを安くすることができる。
るレンズ101の構成について説明する。なお、図9は
レンズ101の平面図であり、図10は図9のレンズ1
01のA−A'断面図である。
効径内部、および有効径内部の表面との目視識別が可能
な表面を有する有効径外部とを備えている。なお、レン
ズ101の大きさは例えば2mm以下である。
効径外部の目視識別が可能なように、有効径外部の表面
に目視識別用の表面処理を施し、識別部102を形成し
ているわけである。
には、本来使用しない有効径外にある傷やほこりの付着
をも許容しないようにするしかないと考えられていた。
しかし、本発明者は、発想の転換を行い、有効径外部の
表面に目視識別用の表面処理を行うことにより、この部
分に存する傷やほこりは、レンズの性能には何らの悪影
響をも及ぼさないことを、誰の目にも明らかにするとい
う、従来の観点からは発想しえないような着想を得た。
これにより、性能的には全く問題のないレンズを不良品
と判定してしまった顧客側からの返品が大きく減少し、
歩留まりのよいレンズの供給が可能になると期待される
のである。
参考例においては、レンズの両面に施されていたが、こ
れに限らず、レンズの片面に施されていてもよい。要す
るに、本発明のレンズは、有効径の内部と有効径の外部
との目視識別が可能な構造を有していればよく、たとえ
ば、ちょうど有効径部分に輪状のマークを有していても
よい。
動作について、主として図11、12を参照しながら説
明する。なお、本参考例のレンズ製造装置の構成および
動作を説明すると同時に、本参考例のレンズ製造方法の
一実施の形態についても述べる。
ズ101’の有効径の外部の表面に対して、有効径の内
部の表面との目視識別が可能となるような塗料の蒸着を
行うための手段を備えている。
作について説明しながら、レンズ製造方法の一実施の形
態を、(1)成型工程、(2)蒸着工程の各工程ごとに
説明する。
図12に示すように、レンズ硝材(以下では単に硝材と
もいう)105は、胴型106に入れられ、500〜6
00℃で加熱軟化されるとともに金型103、104に
よって矢印の方向からプレスされ、モールド成型され
る。なお、金型103は上型であり、金型104は下型
である。
図11に示すように、レンズ101’の識別部102’
を形成するために、光を吸収したり散乱するような塗料
を、有効径内面をマスクした成型済みのレンズ表面に矢
印の方向から散布する。ここに、132は、有効径内面
への塗料付着を防止するために、有効径内面を遮蔽する
マスクである。
有効径の外側表面上に蒸着してもよい。また、レンズ1
01’とマスク132とは、上述された実施の形態にお
いては密着していないが(図11参照)、これに限ら
ず、密着していてもよい。
により、光吸収構造もしくは光散乱構造の形成を行って
もよい。
動作について、図12、13を参照しながら説明する。
なお、本参考例のレンズ製造装置の構成および動作を説
明すると同時に、本参考例のレンズ製造方法の一実施の
形態についても述べる。
効径の外部の表面に対して、有効径の内部の表面との目
視識別が可能となるように、レンズの有効径の外部の表
面に微細形状パターン面を形成することができる金型1
04’を利用することにより、レンズの成型と微細形状
パターン面の形成とを同時に行うための手段を備えてい
る。
るための方法は、前述された第3の実施の形態で説明さ
れたような、光散乱構造や光吸収構造の形成に限定され
るものではなく、識別が可能なパターンの形成や着色で
あってもよい。具体的には、レンズ表面の直接加工によ
って粗面あるいは微細形状パターン面を生成し、散乱構
造や識別用表面構造を形成してもよいのである。
られるレンズは、モールド成型によって作製されること
が多いことを考慮し、本実施の形態のレンズ製造装置
は、図13に示されているような金型104’を利用し
て、レンズのモールド成型と微細形状パターン面の形成
とを同時に行う。なお、図13は、微細形状パターン1
07を有する金型104’の斜視図である。
106(図12参照)に入れられて、金型103(図1
2参照)と金型104’(図13参照)とによってプレ
スされ、片面に識別用の表面処理を施されたレンズに成
型される。
ーン107(図13参照)を形成しておくことによっ
て、レンズ成型と同時に、微細形状パターン面としての
識別部を、レンズ有効径外表面に容易に転写作製でき
る。なお、微細形状パターン107(図13参照)形成
のための加工は、切削やエッチング、放電加工によれば
よい。もちろん、微細形状パターン面は、金型作製時の
切削、研削加工時に、輪帯(すなわち、輪形の帯形
状)、螺旋、網目などの形状を切削、研削しておくこと
により形成すればよい。
直接目視することに限らず、カメラなどを用いた画像処
理による識別検査にも用いられることは言うまでもな
い。有効径内面と有効径外面とが明確に区別できるため
に、画像処理においても判定領域の区別、傷の検出が容
易に行えるからである。
がガラスやプラスチックなどで、使用波長において透過
性のあるものであれば特に制約されるものではない。
例のレンズについて説明したが、つぎに、本参考例によ
るレンズを用いた本参考例の光学装置の例について、図
14〜17を参照しながら簡単に説明する。
ズを用いた光ピックアップ装置の構成図である。半導体
レーザ108からでた光は、レンズ101によって光デ
ィスク111に照射され、光ディスク111のピット情
報を乗せた反射光が受光素子109に入射し、信号が読
みとられる。
用いた光通信用部品の構成図である。半導体レーザ11
2からでた光は、レンズ101によって光ファイバーに
結合され、伝送される。
用いた光センサーの構成図である。光信号が、レンズ1
01を介して受光素子114に入射し、センシングする
ものである。
用いたレーザビームプリンタ光学系の構成図である。半
導体レーザ191から出た光が、レンズ192を介して
ポリゴンミラー193に入射し、Fθレンズ194によ
り感光ドラム195上に描画する。本発明によるレンズ
192により、光学系が安価になり、装置全体が安くな
る。
参考例のレンズは、レンズの有効径内面と有効径外面と
を目視識別が可能とする構造を有する。たとえば、本参
考例のレンズは、レンズの有効径外の表面を非光沢面と
する。また、本参考例のレンズは、レンズの有効径外の
表面を光吸収面とする。また、本参考例のレンズは、レ
ンズの有効径外の表面を散乱面とする。また、本参考例
のレンズは、レンズの有効径外の表面を微細パターン面
とする。また、本参考例のレンズは、レンズの有効径外
の表面を粗面とする。
ズの有効径内面と有効径外面とが目視識別可能となるよ
うに、レンズの表面加工を行う。たとえば、本参考例の
レンズ製造方法においては、有効径外の表面加工を塗布
により作製する。また、本参考例のレンズ製造方法にお
いては、有効径外の表面加工を印刷により作製する。ま
た、本参考例のレンズ製造方法においては、有効径外の
表面加工を蒸着により作製する。また、本参考例のレン
ズ製造方法においては、有効径外の表面加工をよりプレ
ス作製する。
レンズを用いることを特徴とする。たとえば、本参考例
の光ピックアップは、前述のレンズを用いることを特徴
とする。また、本参考例の光通信部品は、前述の光学レ
ンズを用いたことを特徴とする。また、本参考例の光セ
ンサーは、前述のレンズを用いたことを特徴とする。ま
た、本参考例のレーザビームプリンタは、前述のレンズ
を用いたことを特徴とする。
参考例のレンズによれば、レンズの有効径外の表面を目
視識別できる加工を行い外観検査不良を減らし、歩留ま
りを上げ製造コストを低減できる。
光学レンズを用いることによって性能を向上しコストを
安くすることができる。たとえば、本参考例の光ピック
アップは、本参考例の光学レンズを用いることによって
性能を向上しコストを安くすることができる。また、本
参考例の光通信部品は、本参考例の光学レンズを用いる
ことによって性能を向上しコストを安くすることができ
る。また、本参考例の光センサーは、本発明の光学レン
ズを用いることによって性能を向上しコストを安くする
ことができる。
に、本発明は、作業者がレンズの取付面の判定を容易に
行うことができる光学レンズと、その光学レンズの製造
方法と、その光学レンズを用いた光学装置とを提供する
ことができる。
の斜視図
のマーキングのパターン図
の製造方法を示すブロック図
の金型の構造図
用金型の斜視図
プの構成図
品の構成図
の構成図
A−A'断面図
明図
107を有する金型104’の斜視図
成図
図
タ光学系の構成図
Claims (9)
- 【請求項1】 レンズの面を区別するためのマーキング
が施されている情報機器用の光学レンズであって、 有効径を有するレンズと、前記レンズの両面に、レンズ
の有効径内の全部及び有効径外の一部を覆うように設け
られたコーティング膜とを備え、前記コーティング膜が
設けられていない部分の形状をマーキングとして利用す
る 光学レンズ。 - 【請求項2】 前記レンズは結合レンズである請求項1
に記載の光学レンズ。 - 【請求項3】 レンズの有効径外の全部または一部に、
前記レンズの面を区別するためのマーキングを施す、情
報機器用の光学レンズの製造方法であって、 前記レンズの両面に、レンズの有効径内の全部及び有効
径外の一部に、コーティング膜を設ける工程を備え、 前記コーティング膜が設けられていない部分をマーキン
グとして利用する光学レンズの製造方法。 - 【請求項4】 前記レンズは結合レンズである請求項3
に記載の光学レンズの製造方法。 - 【請求項5】 前記コーティング膜が蒸着により形成さ
れる請求項3記載の光学レンズの製造方法。 - 【請求項6】 請求項1又は2に記載の光学レンズを少
なくとも備えた光学装置。 - 【請求項7】 前記光学装置は光ピックアップであっ
て、前記光学レンズは光を光ディスクに集光するために
用いられ、光を発する光源と、前記光ディスクで反射し
た光を検出する光学素子とを備えた請求項6に記載の光
学装置。 - 【請求項8】 前記光学装置は光通信用部品であって、
前記光学レンズは光を集光するために用いられ、光を発
する光源と、光ファイバーとを備えた請求項6に記載の
光学装置。 - 【請求項9】 前記光学装置は光センサーであって、前
記光学レンズは光を集光するために用いられ、前記光学
レンズが集光した光を検出する光学素子を備えた請求項
6に記載の光学装置。
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