JPH03208615A

JPH03208615A - 複合型光学素子の製造方法および装置

Info

Publication number: JPH03208615A
Application number: JP2005193A
Authority: JP
Inventors: Masaki Shirakawa; 白川　正樹
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1990-01-12
Filing date: 1990-01-12
Publication date: 1991-09-11

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明はガラス基材と樹脂層とにより形威される複合型
光学素子の製造方法および製造装置に関する。

（従来の技術〕近年、ガラス基材の表面に樹脂層を設け、その樹脂層面
を非球面形状等の所望の形状に形威したいわゆる複合型
光学素子が利用されるようになった。しかし、従来、ガ
ラス基材の片面に樹脂層を設けた複合型光学素子の場合
、ガラス基材と樹脂層の光紬を一敗させることが製造上
困難であるといわれている。そこで、特開昭６２−２７
２２０３号公報に記載される様にガラス基材の両面に熱
硬化型樹脂から成る非球面賦形層を形戒するための２つ
の金型の光軸を一致させることにより、ガラス基材と樹
脂層の光軸のズレは光学性能上影響をもたなくする方法
が発明されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、前記従来技術に係る製造方法では、ガラ
ス基材層と樹脂の光軸のズレの影響をなくすために樹脂
層とガラス基材の屈折率をほぼ等しくなければならず、
その為使用出来るガラス基材の硝材や樹脂が非常に限ら
れてしまう。従って光学設計の自由度が狭められてしま
う。また、製造上ガラス基材に対し、両面に樹脂層を形
威する為の金型が要求される為、樹脂に光エネルギーを
照射することが出来ず、熱硬化型の樹脂を用いている。

しかし、熱硬化型の樹脂は金型の形状を正確に反転させ
るためには、長時間の低温加熱により硬化させるしかな
い。従って、威形のサイクルタイムが長くなる為量産性
に欠ける。

本発明は上記欠点に鑑み、従来困難とされているガラス
基材の光学芯と樹脂層の光軸を一致させる方法をガラス
基材の片面に光硬化型樹脂層を設３けた複合型光学素子の製造方法に見出し、ガラス基材の
硝材や樹脂を屈折率に関係なく選択出来る光学設計の自
由度の高い複合型光学素子の加工を可能にし、威形のサ
イクルタイムが短く、高い量産性を持ち、更に金型の形
状反転性も良好な複合型光学素子の製造方法および装置
の提供を目的とする。

〔課題を解決するための手段および作用〕第ｌ図ａ，ｂ
は本発明の概念図であり、胴型１はその内部にベル部６
を有し、胴型１の内径中心とベル部６の径中心が同時加
工により正確に一致しており、ベル部６の端部は胴型１
の内径中心軸と垂直である。また、ベルホルダー２は胴
型ｌと嵌合し、ヘル部７の端部はベルホルダー２の嵌合
部外径中心軸と垂直である。

これら胴型ｌ内にベルホルダー２を嵌合してヘル部６お
よび７によりクランプされた光硬化型樹脂５を必要量吐
出してあるガラス基材３は、その偏心精度のバラッキと
は関係なく求芯動作により、その光学芯が胴型１の嵌合
部内径中心軸と正確に−４一致する（第１図ａ参照）．次にベルホルダー２を胴型
ｌより外した後、第１図ｂに示す如く金型４を胴型１に
挿入する。しかして金型４は胴型１と嵌合しており、且
つ金型４の嵌合部外径中心軸と金型成形面の光軸が正確
に一致している。従って金型４により拡げられた樹脂５
を光エネルギーを加えて硬化させた後、金型４から離型
して得られた複合型光学素子はガラス基材３の光学芯と
金型４の成形面を反転した所望の面形状を形威した樹脂
層の光学面光軸が一致している。

本発明は、前記構威から或る製造装置によってガラス基
材の片面に光硬化型樹脂層を形威した複合型光学素子の
製造において、ガラス基材の光学芯をベルクランブによ
り芯出しした後、所望の形状を有する金型により威形を
行うことにより、ベルクランプを行うためのベルホルダ
ーと戒形用金型は同一の胴型と嵌合しているため、ベル
クランプにより芯出しされたガラス基材の光学芯と金型
の成形面光軸を正確に一致させることが可能となる。

〔実施例〕

（第ｌ実施例）第２図は本発明の第１実施例を示すもので、以下図を参
照しながら詳細に説明する。

第２図ａは本発明装置の構戒図であり、同図において胴
型１は、その嵌合部内径中心とベル部６の径中心が一致
する様に同時加工により作られており、さらにベル部６
の端部は胴型１の嵌合部内径中心軸と垂直に加工されて
いる。そして、胴型１は胴型支持部１０を介して、ガイ
ド１２、１３に沿って左右に移動可能な摺動可能な衝動
台１１に固定されている。摺動台１１の左右移動はシリ
ンダーｌ２により与えられる。摺動台１ｌの左右の移動
を円滑に、且つ高精度に行うため、摺動台１１にはボー
ルプッシュ（図面指示なし）が取りつけられており、そ
のボールプッシュを介してガイド１２、１３に沿って摺
動する。一方胴型１内に嵌合するベルホルダー２と金型
４はそれぞれシリンダー２０、２１により上下の動作を
行い、シリンダー２０、２１はそれぞれシリンダー支持
部ｌ８、１９を介して支持板２２に取り付けられている
。ベルホルダー２、金型４と胴型１との嵌合のクリアラ
ンスは１０μｍ前後に押え込まれており、また、ベルホ
ルダー２と金型４の胴型１への挿入をより円滑に行うた
め、胴型ｌとベルホルダー２の同軸度、胴型１と金型４
の同軸度は可能な限り押え込まれている。　次に、本発
明の加工手順に沿って説明をする。第２図ａは所期状態
を示し、胴型ｌはベルホルダー２の下部において同軸上
に対向位置し、シリンダー２０は上昇しているため胴型
１とへルホルダー２は嵌合していない。

この状態でウレタンアクリル系の光硬化型樹脂５が中心
部に吐出されている光学硝材ＢＫ−７製のガラス基材３
を胴型ｌ内部のベル部６に乗せる。

次にシリンダー２０を動作させベルホルダー２を下降さ
せ胴型１と嵌合させる。そして、ベル部７とベル部６の
間にガラス基材３が挟まるとガラス基材３の求芯動作に
よりガラス基材３の光学芯と胴型ｌの嵌を部内径中心軸
が一致する（第２図ｂ参照）。次に芯出しされたガラス
基材３の位置が７ズレないように吸引口１５、チューブ１６、真空ポンプ
（図示しない）によりエアー吸引する。

なお、１４はベル部６内部を密閉状態にするためのフタ
であり、このフタｌ４は紫外線の透過率が悪くならない
ように石英ガラスでできている。吸引してガラス基材３
をベル部６に固定した状態でシリンダー２０を動作させ
、ベルホルダー２を上昇させて胴型ｌ内より抜脱した後
、シリンダー１７を作動して胴型１を第２図ａの右側に
移動して金型４の下部にその軸芯を一致せしめつつ対向
して配置した後、シリンダ２ｌを作動して、金型４を下
降させることにより金型４を胴型ｌ内に嵌合させる。シ
リンダー２１は金型４の成形面によって所望の樹脂層２
４を形威したところで停止する（第２図Ｃ）。この後、
ガラス基材３側から紫外線照射装置２３を用いて紫外線
を照射し樹脂を硬化させた後、シリンダー２１を動作さ
せることで金型４を胴型１から外す。金型４からガラス
基材３と樹脂の密着体を離型することでガラス基材３と
樹脂層２４から成る複台型光学素子を製造する８ことができる。ガラス基材３の成形面には樹脂５との密
着製を上げるため、シランカップリング剤ＫＢＭ−５０
３　（商品名、信越化学工業■製）によってカンプリン
グ処理しを施すとともに金型４の成形面には離型効果を
向上させるため、シリコンワニス離型剤ＫＡ−７０１（
商品名、信越化学工業■製）によって離型処理を施した
。

本実施例によって得られた複合型光学素子は、ガラス基
材の偏心精度のバラツキにかかわらず、ガラス基材３の
光学芯と所望の面を有する樹脂層光学面の光軸の傾きが
０．６′以下に抑える事が出来た。また、威形工程のサ
イクルタイムも１分以内と短く威形装置も非常に安価に
出来た。本実施例で胴型１の左右の移動およびヘルホル
ダー２と金型４の上下移動をシリンダーを用いて行って
いる力鮫ボールネジおよびナントを用いたモーター駆動
やその他同様の効果を得られる手段を利用して実施する
ことができる。また、ガラス基材３を光学硝材ＳＦ−１
８、Ｋ−２等に変えても同様の効果を得ることができる
とともに光硬化型樹脂をポリエステルアクリレート系樹
脂に変えても同様の効果を得ることができる。

（第２実施例）第３図は本発明の第２実施例を示し、図面において、３
０は回転および上下動可能なピック＆プレース式のスカ
ラ型ロボットを示す。胴型１内のベル部６にウレタンア
クリレート系光硬化型樹脂５を吐出された光学硝材ＢＫ
−７製のガラス基材３を乗せ、スカラ型ロボット３０に
よってベルホルダー２を挿入する。胴型１の加工精度お
よびベルホルダー２の部品精度は第１実施例と同様であ
るため、ガラス基材３は偏心精度にかかわらず、ガラス
基材３の光学芯と胴型１の嵌合部内径中心軸とは一致す
る。次に第ｌ実施例と同様に吸引口ｌ５、チューブ１６
、真空ポンプ（図示しない）により芯出し後のガラス基
材３を吸着固定する。

次にベルホルダー２を外し同様に金型４を挿入する。金
型４の挿入により樹脂５が拡がり、所望の樹脂層となる
位置で停止し、紫外線照射装置２３により紫外線を照射
して樹脂５を硬化した後金型４を胴型ｌから外すととも
に金型４より威形品を離型することで複合型光学素子を
得た。ガラス基材３へのカップリング処理および金型４
への離型処理は第１実施例と同様であるため、説明を省
略する。本実施例によって得られた複合型光学素子はガ
ラス基材３の偏心精度のバラッキにかかわらず、ガラス
基材３の光学芯と所望の面を有する樹脂層光学面の光軸
の傾きが０．６′以下に抑えることが出来た。また、ガ
ラス基材３を光学硝材ＳＦ−１８、Ｋ−２に変えても同
様の結果を得た。

また、樹脂をポリエステルアクリレート系光硬化型樹脂
に変えても同様の結果を得た。

（第３実施例）第４図には本発明の第３実施例を示し、図面において、
金型４はシリンダー４３により上下に移動し胴型１の内
径に嵌合あるいは離脱する。ベルホルダー２は金型４と
同様に胴型１の内径に嵌合あるいは離脱自在であり、ベ
ルホルダー２のベル部７の径は金型４の戒形而外径より
わずかに大きくまた、ベルホルダー２のベル部７より内
側は中１抜きになっている。ベルホルダー２は金型４に対して、
複数個のビス４０により、バネ４１を介装しつつ取り付
けることによりベルホルダー２を常時下方に付勢してい
る。また、胴型１の側面部の嵌合に影響しない位置にレ
ンズ出し入れ用の孔４２が開口してある。

なお、胴型１の加工精度およびベルホルダー２、金型４
の加工方法、部品精度は第１実施例と同様である。以下
、加工手順に沿って説明する。ガラス基材３のほぼ中心
に樹脂５を必要量吐出し、孔４２より胴型１のベル部６
上にのせる。この時、シリンダー４３は上昇しているた
め、ベルホルダー２のベル部７はガラス基材３を挿入す
るのに充分なだけ上がっている。ウレタンアクリレート
系光硬化型樹脂５が吐出されたガラス基材３をベル部６
に乗せた後、シリンダー４３を動作させ金型４およびベ
ルホルダー２を下降させる。第４図ａはベルホルダー２
のベル部７がガラス基材３に接触したことを示している
。さらに、金型４を下降させると、ベルホルダー２はバ
ネ４１の力により基材３をクランプしガラス基材３は求
芯動作をし、ベル部６、７の中心軸と基材３の光軸が一
致する。

第４図ｂはさらに金型を下降し樹脂５を拡げ、必要な樹
脂厚さを得たところで、シリンダーを停止した状態を示
す。この状態で、紫外線照射装置４４によりガラス基材
３側から紫外線を照射し樹脂５を硬化させる。次にシリ
ンダー４３を上昇させると、ベルホルダー２はバネ４ｌ
の反発力により基材３を押し、金型４から基材３と樹脂
層２４からなる複合型光学素子４５を離型する。本実施
例で得られた複合型光学素子４５はガラス基材３の偏心
精度のバラツキにかかわらず、ガラス基材３の光学芯と
所望の面を有する樹脂層光学面の光軸の傾きが０．６′
以下に抑えることが出来た。また、ガラス基材３を光学
硝材ＳＦ−１８、Ｋ−２に変えても、また光硬化型樹脂
をポリエステルアクリレート系樹脂に変えても同様の結
果を得た。

なお、本実施例におけるガラス基材へのカップリング処
理および金型への離型処理は第ｌ実施例と同様である。

本発明における第１〜第３実施例は、いずれもガラス基
材の凹面に凹面非球面を形威する方法を記したが、ガラ
ス基材の成形面は凸面または、非球面でも同様に製造す
ることができる。さらに、本発明の実施例によって得ら
れた複合型光学素子はいずれも金型の威形而形状を正確
に反転していた。

〔発明の効果〕

本発明によれば、ガラス基材の片面に光硬化型樹脂層を
威形する加工法において、ガラス基材の光学芯と樹脂層
の光軸を正確に一致させる事が可能になったため、ガラ
ス基材の硝材や樹脂を屈折率に関係なく選択出来る光学
設計の自由度の高い複合型光学素子が得られる。また、
光硬化型樹脂という硬化時間の短い樹脂での戒形が可能
になり威形のサイクルタイムが短く高い量産性を持ち且
つ、金型の形状反転性の良好な複合型光学素子が得られ
る。

【図面の簡単な説明】

第ｌ図ａおよびｂは本発明の概念図、第２図は本発明の
第１実施例を示し、第２図ａは製造装置の一部縦断側面
図、第２図ｂおよびＣは部分拡大図、第３図は本発明の
第２実施例を示す製造装置の一部縦断側面図、第４図は
本発明の第３実施例を示し、第４図ａ，ｂおよびＣはそ
れぞれ製造工程を示す製造装置の部分拡大図である。ｌ・・・胴型２・・・ベルホルダー３・・・ガラス基材４・・・金型５・・・光硬化型樹脂６．７・・・ベル部１０・・・胴型支持部１１・・・摺動台１２．１３・・・ガイド１４・・・フタ１５・・・吸引口１６・・・チューブ１７，２０，２１．４３・・・シリンダー８．１９・・
・シリンダー支持部２・・・支持板３．４４・・・紫外線照射装置４・・・樹脂層０・・・スカラ型ロボット１・・・回転軸０・・・ビス１・・・バネ２・・・孔５・・・複合型光学素子

Claims

【特許請求の範囲】

（１）金型とガラス基材間に光硬化型樹脂を介在させる
とともに前記ガラス基材表面に前記金型の成形面を反転
した樹脂層を形成後、前記金型より離型して、ガラス基
材と樹脂層から成る複合型光学素子を製造する方法にお
いて、前記ガラス基材を胴回に備えるベル部と、当該胴型のベ
ル部と対をなすベルホルダーにより芯出しした後、当該
胴型内に前記金型を嵌合しつつ製造することを特徴とす
る複合型光学素子の製造方法。
（２）金型とガラス基材間に光硬化型樹脂を介在させる
とともに前記ガラス基材表面に前記金型の成形面を反転
した樹脂層を形成後、前記金型より離型して、ガラス基
材と樹脂層から成る複合型光学素子を製造する装置にお
いて、ベル部を備える胴型と、この胴型に対して嵌合かつ離脱
自在な、前記ベル部と対をなすベルホルダーと、前記胴
型に対して嵌合かつ離脱自在な金型と、前記光硬化型樹
脂を硬化する光硬化装置とを備えて成る複合型光学素子
の製造装置。