JPH0647758A

JPH0647758A - 複合光学素子の製造方法及び装置

Info

Publication number: JPH0647758A
Application number: JP22526992A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Kimura; 弘木村
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1992-07-31
Filing date: 1992-07-31
Publication date: 1994-02-22

Abstract

(57)【要約】【目的】樹脂の吐出量にばらつきがあっても、樹脂を
基材上で押し広げる際、押し広げた樹脂層の外径を一定
にする。【構成】基材１０上に吐出した樹脂を金型９で押し広
げて、基材１０上に成形する樹脂層１３の外径を検知す
る変位センサ１５を設ける。変位センサ１５は、金型９
の上下動を行うモータ４の制御部２に接続する。これに
より金型９を下降して樹脂を押し広げ、基材１０上に形
成する樹脂層１３の外径を変位センサ１６で検出する。
現出したデータは制御部２に送られ、制御部からの信号
により、モータ４の回転を止めて、金型９の下降を停止
し、樹脂層１３の外径を一定にする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光学素子の基材表面に
樹脂層を設けた複合光学素子の製造方法及び装置に係
り、特に樹脂層の外径を一定に制御できる複合光学素子
の製造方法及び装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、非球面レンズを製造する一般的な
方法としては、透明な熱可塑性樹脂を成形用金型に注入
して成形加工する、いわゆるプラスチックレンズの製造
方法が存在する。しかるに、当該方法は、低コストで量
産が可能である反面、成形後の冷却の際にひけが生じ易
い。そのため焦点距離が狂ってしまう等、光学特性度に
バラツキを生じる欠点がある。従って、かかる欠点を解
消する製造方法として、所望の光学形状の成形面を有す
る金型とガラスまたはプラスチックからなる光学素子の
基材間に硬化型樹脂を介在させて硬化することにより、
前記基材表面に前記金型の成形面を転写した樹脂層を設
けた複合光学素子の製造方法が開発実施されている。

【０００３】かかる製造方法によれば、樹脂層が薄膜と
なっているため、熱膨張や熱による屈折率変化も小さ
く、さらには、歪やひけの発生も抑えることができ、光
学特性精度のバラツキのない非球面レンズを量産し得
る。しかるに、前記光学素子の製造装置における樹脂を
広げた際の金型の位置は、一般に金型の下降位置が一定
なため、基材の厚さのバラツキにより金型の成形面と基
材表面との距離がばらつくので樹脂層の厚さが変わり、
一定の樹脂を基材に吐出した場合、広げた樹脂の外径が
大きくばらつき、複合光学素子の有効径まで達し得なか
ったり、または基材外周部まで樹脂がはみ出す等の欠点
があった。

【０００４】かかる欠点を補うために、例えば特開平４
−２２６１０号公報記載の複合光学素子の製造方法及び
装置が提案されている。かかる複合光学素子の製造装置
は、図７に示すように成形装置６１と測定装置６２と制
御装置６３とから構成されている。成形装置６１は略コ
の字形状をした成形装置ベース６４の上部６４ａにモー
タ６５が固設されるとともに、ボールネジ６６の上端が
回転自在に取着され、モータ６５とボールネジ６６とに
は駆動力を伝達するためのベルト６７が係着されてい
る。成形装置ベース６４の側部にはガイド６８が固設さ
れており、ガイド６８はテーブル６９と型ベース７０と
が上下方向に摺動自在に設けられている。テーブル６９
には前記ボールネジ６６が取着され、下面にはシリンダ
７１が固設されている。シリンダ７１にはロッド７２が
上下動自在に嵌合され、ロッド７２の先端は型ベース７
０の上面に取着している。さらに、型ベース７０の上面
にはストッパー７３が立設され、ストッパー７３はテー
ブル６９に上下動自在に緩嵌されている。型ベース７０
の下面には型７４が取着されている。成形装置ベース６
４の基部６４ｂ上面には保持台７５が固設され、保持台
７５は光学素子の基材７６の位置を決めて保持する。こ
の基材７６の光軸と同一軸線上を型７４の軸線が上下動
するように構成されている。成形装置ベース６４の基部
６４ｂの下方には基材７６に載置された樹脂を照射する
光源７７が設置されている。

【０００５】測定装置６２は、略コの字形状をした測定
装置ベース７８の上部７８ａの下面には駆動シリンダ７
９が固設されている。測定装置ベース７８の側部にはガ
イド８０が固設され、ガイド８０にはテーブル８１が上
下方向に摺動自在に設けられている。テーブル８１には
変位測定器８２が取着され、テーブル８１上面には駆動
シリンダ７９のロッド先端が取着されている。測定装置
ベース７８の基部７８ｂ上面には保持台８３が固設さ
れ、基材７６の位置を決めて保持する。制御装置６３は
成形装置６１のモータ６５と測定装置６２の変位測定器
８２とにケーブルで接続されている。

【０００６】以上の構成から成る装置を用いた複合光学
素子の成形は、測定装置６２の保持台８３に所望の精度
に外周が加工されたガラスまたはプラスチックから成る
基材７６を載置する。次に、駆動シリンダ７９により変
位測定器８２を下降させて基材７６の肉厚を測定し、測
定結果を制御装置６３に取り込む。測定終了後、駆動シ
リンダ７９により変位測定器８２を上昇させ搬送手段
（図示省略）により基材７６を測定装置６２より取り出
し、樹脂吐出装置（図示省略）で基材７６に樹脂を適量
塗布し、搬送手段（図示省略）により基材７６を成形装
置６１の保持台７５に載置する。次に、成形装置６１の
モータ６５でボールネジ６６を回転させることにより、
型７４を下降させて基材７６の成形面に塗布された樹脂
を広げる。その際、あらかじめ測定してある基材７６の
肉厚を制御装置６３で処理し、基材７６の成形面と型７
４の成形面との距離を一定にすべくモータ６５を制御す
る。この後、光源７７により基材７６裏面より光を照射
し、型７４の形状に広げられた樹脂を硬化させる。この
時、樹脂はわずかに収縮する。この収縮に型７４を追従
させるため、シリンダ７１で樹脂にかかる圧力を一定に
保ちつつモータ６５により型７４を下降させる。以上述
べたように、基材の肉厚のバラツキに関係なく、基材７
６の成形面と型７４の成形面との距離を一定にすること
ができるので、一定量塗布された樹脂を広げたときの樹
脂の外径を一定にできる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかるに、前述のよう
な複合光学素子の製造方法において、基材に載置する樹
脂は一般に空気圧ディスペンサーで吐出して基材成形面
に載置するが、このディスペンサーの吐出量の精度は一
般的にあまり高いものではないため、基材に載置した樹
脂量がばらつく。このため、成形樹脂層の厚さをいくら
一定にしてもこの樹脂量のばらつき分だけ広げた樹脂の
外径ばらつき、複合光学素子の有効径まで達し得なかっ
たり、また、基材外周部まで樹脂がはみ出す等の欠点が
以前として解決できなかった。本発明は、前記従来技術
の問題点に鑑みなされたもので、樹脂の吐出量のばらつ
きに影響されることなく、広げた樹脂層の外径を一定に
保つことができる複合光学素子の製造方法と装置を提供
することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は光学素子の基材上に樹脂を載置した後、金
型を基材方向に移動して前記樹脂を基材上で押し広げ、
金型の成形面形状を反転した樹脂層を前記基材上に形成
する複合光学素子の製造方法において、前記樹脂を押し
広げた樹脂層の外径を外径検知器により検知し、樹脂層
が一定の外径に達した後、金型の前記移動を停止するこ
ととした。そして、本発明は、光学素子の基材上に載置
した樹脂を押し広げて基材上にその成形面形状を反転し
た樹脂層を形成する金型と、この金型を駆動する金型駆
動装置とを有する複合素子の製造装置において、前記金
型にて押し広げた樹脂層の外径を検知する外径検知器を
設け、この外径検知器を前記金型駆動装置に接続すると
ともに、外径検知器からの信号に基づいて前記金型駆動
装置を制御する制御部を設けて構成することとした。

【０００９】

【作用】上記の構成によれば、金型に押し広げられる樹
脂層の外径が、基材上で所望の外径に達したことを検知
すると同時に、金型の移動を停止することで、基材上に
吐出される樹脂の吐出量のばらつきや基材の肉厚のばら
つきに左右されることなく、樹脂層の外径を一定に押し
広げた複合光学素子を製造することができる。

【００１０】

【実施例１】図１は、本発明に係る複合光学素子の製造
装置の実施例１を示す一部を断面にした側面図である。
本実施例の製造装置は、成形装置１と制御装置２とから
構成されている。成形装置１には、成形装置ベース３が
配置されており、成形装置ベース３は、その側部３ａの
上部及び下部に水平方向に上部ベース３ｂ及び基部ベー
ス３ｃを突設した略コの字形状に形成されている。上部
ベース３ｂには、側部３ａの外方向に突設した突設部が
形成され、この突設部の下面には、回転軸を突設部の上
面上に突設したモータ４が固設されている。また、上部
ベース３ｂには、ボールネジ５上部の非ネジ部が回転自
在に取り付けられ、モータ４とボールネジ５間には、モ
ータ４の回転駆動力を伝達するためのベルト６がプーリ
を介して張設されている。一方、成形装置ベース３の側
部３ａには、上部ベース３ｂと基部ベース３ｃ間にガイ
ド７が固設されており、ガイド７には型ベース８が上下
方向に摺動自在に設けられている。この型ベース８に
は、上記ボールネジ５が螺合され、ボールネジ５の回動
により型ベース８が上下動されるようになっている。型
ベース８の下面には、下方に成形面を有する金型９が固
設されている。

【００１１】成形装置ベース３の基部ベース３ｃ上面に
は、光学素子の基材１０を保持する保持台１１が固設さ
れている。保持台１１は中空円筒形状に形成されるとと
もに、その上端には、基材１０を位置決めしつつ保持す
る載置部が形成されており、保持台１１に載置した基材
１０の光軸と同一軸上を金型９が上下動するように構成
されている。基部ベース３ｃには、保持台１１の中空部
と対応した位置に貫通孔１２が形成されており、この貫
通孔１２の下方には、基材１０上に形成された樹脂層１
３を硬化させる光線を照射する光源１４か設置されてい
る。また、前記型ベース８の下部には、検出器ベース１
５が固着されており、検出器ベース１５の先端部には、
基材１０上で金型９により押し広げられた樹脂層１３の
外径を検出する超音波式の変位センサ１６が取り付けら
れている。制御装置２は、樹脂層１３の外径に応じてモ
ータ４の回転駆動を制御るもので、モータ４及び変位セ
ンサ１６とに電気的に接続されている。

【００１２】次に、上記構成からなる製造装置を用いた
製造方法の実施例を作用とともに説明する。まず、図示
を省略した樹脂吐出装置で基材１０上に樹脂を適量塗布
し、図示を省略した搬送手段により基材１０を成形装置
１の保持台１１に載置する。次に、成形装置１のモータ
４でボールネジ５を回転させることにより、金型９を下
降させて基材１０の成形面に塗布された樹脂を押し広げ
る。この際、樹脂は図２に示すように、金型９の中心部
と樹脂１３ａの中心部とがまず最初に接触し、金型９を
下降させるにつれて基材１０の外径方向に樹脂１３ａが
同心円状に均等に広がってゆく。そして、図３に示すよ
うに、基材１０上に樹脂層１３が形成され、樹脂層１３
が所望の外径に達すると超音波式の変位センサ１６が樹
脂層１３の外径を検知し、この信号が制御装置２に取り
込まれたモータ４の回転を停止させる信号をモータ４に
送りモータ４を停止させる。モータ４を停止させると金
型９の下降は泊まり、樹脂の広がりも止まる。ここに制
御装置２には変位センサ１６と樹脂層１３の外径との距
離が、ある一定の距離に達したら金型９による樹脂１３
ａの押圧を停止するように、変位センサ１６と樹脂層１
３の外径との距離を予め入力しておく。この後、光源１
３により基材１０裏面より光を照射し、金型９の成形面
形状に広げられた樹脂層１３を硬化させ成形する。

【００１３】本実施例によれば、基材１０上に形成され
る樹脂層１３の外径を検知し、樹脂１３ａの金型９によ
る押し広げを制御しているので、基材１０上に確実に所
望の樹脂層１３を形成できる。また、小型の超音波式の
変位センサ１６を型ベース８に取り付けることにより変
位センサ１６を取り付けるスペースが少なくて済み、型
回りの他の部品の邪魔にならない。

【００１４】なお、樹脂層１３の外径を検知するセンサ
は、非接触で変位を測定できるものであれば、いずれの
変位センサでもよく、例えば、光学式の変位センサを用
いて実施することができる。

【００１５】

【実施例２】図４は、本発明に係る複合光学素子の製造
装置の実施例２を示す一部を断面にした側面図である。
本実施例の製造装置は、成形装置２１と切替え装置２２
と制御装置２３と画像処理装置２４とから構成されてい
る。成形装置２１は、前記実施例１の成形装置１と同様
に構成されており、同一部材には同一番号を付して、そ
の説明は省略する。

【００１６】切替え装置２２は成形装置ベース３の基部
ベース３ｃの下方に配置されている。切替え装置２２に
は、略Ｌ字形状の切替え装置ベース２５が設けられてい
る。切替え装置ベース２５の低部２５ａの上面には、ガ
イド２６が固設されており、ガイド２６には、スライド
ベース２７が左右方向へ摺動自在に取り付けられてい
る。切替え装置ベース２５の立上げ側部２５ｂには、シ
リンダー２８が固設されておりシリンダー２８のロッド
２８ａの先端に上記スライドベース２７が取り付けられ
ている。

【００１７】スライドベース２７上には、基材１０上に
形成された樹脂層１３に光を下方から照射して樹脂層１
３を硬化させる光源２９と樹脂層１３の広がり具合の画
像を取り込むＣＣＤカメラ３０が取り付けられている。
光源２９とＣＣＤカメラ３０とは、シリンダー２８のス
トローク分の間隔を有して配置され、シリンダー２８の
駆動によりスライドベース２７を左右方向に移動し、光
源２９とＣＣＤカメラ３０を基材１０の下方位置に交互
に切替え得るようになっている。

【００１８】ＣＣＤカメラ３０と画像処理装置２４とは
ＣＣＤカメラ３０からの樹脂層１３の画像データを送信
出来るようにケーブルで接続されている。また、画像処
理装置２４と制御装置２３とは、画像処理装置２４から
の信号が制御装置２３に送信できるようにケーブルで接
続されており、さらに制御装置２３とモータ４とは、モ
ータ４を制御できるようにケーブルで接続されている。

【００１９】次に、上記構成からなる製造装置を用いた
製造方法の実施例を作用とともに説明する。まず、図示
を省略した樹脂吐出装置で基材１０上に樹脂を適量塗布
し、図示を省略した搬送手段により基材１０を成形装置
２１の保持台１１に載置する。次に、成形装置２１の実
施例でボールネジ５を回転させることにより、金型９を
下降させて基材１０の成形面に塗布された樹脂を押し広
げる。この際、図５に示すように樹脂が基材１０上で同
心円状に均等に広がっゆく様子が、ＣＣＤカメラ３０で
画像確認され、画像処理装置２４に確認された画像が送
られる。樹脂層１３が所望の外径に達すると画像処理装
置２４が所望の外径に達したことを確認して制御装置２
３は、ただちにモータ４を停止させる命令をモータ４に
送り、モータ４を停止させる。モータ４を停止させると
金型９の下降は止まり、樹脂層１３の広がりも止まる。
この後、切替え装置２２のシリンダー２８を駆動させ、
光源２９を基材１０の下方位置に移動させ、光源２９に
より基材１０の裏面より光を照射し、金型９の成形面形
状に広げられた樹脂層１３を硬化させ成形する。成形
後、切替え装置２２のシリンダー２８を再び駆動し、基
材１０下方の位置にＣＣＤカメラ３０を再び移動させ、
次の成形に備える。

【００２０】本実施例によれば、基材１０上の樹脂層１
３の広がりを直接画像データとしてＣＣＤカメラ３０で
取り込むため、図６に示すように基材１０表面の汚れな
どで樹脂が均等に広がらなかった場合、画像処理装置２
４でＮＧ判定でき、この複合光学素子を不良品として処
理することができる。

【００２１】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、基材表
面に載置した樹脂を金型で押し広げ、基材表面に樹脂層
を形成する際、樹脂層の外径を直接検出でき、その検出
データにより樹脂の押し広げを制御することができる。
これにより、基材肉厚のばらつきによる金型成形面と基
材表面との距離のばらつきや、基材表面に吐出される樹
脂の吐出量のばらつきによって基材表面に形成される樹
脂層の外径がばらつくことなく樹脂層の均一な外径を有
する複合光学素子を成形することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る複合光学素子の製造装置の実施例
１を一部を切り欠いて示す側面図である。

【図２】樹脂の押し広げ状態を示す部分拡大断面図であ
る。

【図３】樹脂を押し広げた状態を示す部分拡大断面図で
ある。

【図４】本発明に係る複合光学素子の製造装置の実施例
２を一部切り欠いて示す側面図である。

【図５】樹脂層を形成したレンズの平面図である。

【図６】樹脂層の欠陥示すレンズの平面図である。

【図７】従来の複合光学素子の製造装置を一部切り欠い
て示す側面図である。

【符号の説明】

２，２３制御装置４モータ５ボールネジ９金型１０光学素子の基材１３樹脂層１６超音波式の変位センサ２４画像処理装置３０ＣＣＤカメラ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光学素子の基材上に樹脂を載置した後、
金型を基材方向に移動して前記樹脂を基材上で押し広
げ、金型の成形面形状を反転した樹脂層を前記基材上に
形成する複合光学素子の製造方法において、前記樹脂を
押し広げた樹脂層の外径を外径検知器により検知し、樹
脂層が一定の外径に達した後、金型の前記移動を停止す
ることを特徴とする複合光学素子の製造方法。
【請求項２】光学素子の基材上に載置した樹脂を押し
広げて基材上にその成形面形状を反転した樹脂層を形成
する金型と、この金型を駆動する金型駆動装置とを有す
る複合素子の製造装置において、前記金型にて押し広げ
た樹脂層の外径を検知する外径検知器を設け、この外径
検知器を前記金型駆動装置に接続するとともに、外径検
知器からの信号に基づいて前記金型駆動装置を制御する
制御部を設けたことを特徴とする複合光学素子の製造装
置。