JPS61183151A - Production of ball lens - Google Patents

Production of ball lens

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Publication number
JPS61183151A
JPS61183151A JP2236385A JP2236385A JPS61183151A JP S61183151 A JPS61183151 A JP S61183151A JP 2236385 A JP2236385 A JP 2236385A JP 2236385 A JP2236385 A JP 2236385A JP S61183151 A JPS61183151 A JP S61183151A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
lens
ball lens
refractive index
desired refractive
deposited
Prior art date
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Pending
Application number
JP2236385A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takashi Kawai
高志 河合
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yokogawa Electric Corp
Original Assignee
Yokogawa Electric Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Yokogawa Electric Corp filed Critical Yokogawa Electric Corp
Priority to JP2236385A priority Critical patent/JPS61183151A/en
Publication of JPS61183151A publication Critical patent/JPS61183151A/en
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Abstract

PURPOSE:To obtain a ball lens having a three-dimensionally, symmetrically desired refractive index distribution in a radial direction by suspending the ball lens in an atmosphere where a glassy substance having a desired refractive index is deposited on the surface of the lens and by heating the lens while rotating it at random. CONSTITUTION:The ball lens 1 is suspended in the air and rotated at random with flows of gases ejected from nozzles 2, 3, 4. The gases ejected from the nozzles 2, 3, 4 form an atmosphere in which a glassy substance having the desired refractive index is deposited on the surface of the lens 1, and a glassy substance having the desired refractive index is deposited on the surface of the lens 1. During this time, beams from a light source 11 for heating are irradiated on the lens 1 to melt-bond the glassy substance deposited on the surface of the lens 1 to the surface of the lens 1 as a glass layer having a uniform thickness which has the desired refractive index.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、ボールレンズの製造方法に関するものであり
、詳しくは、半径方向に沿って3次元的に対称な所望の
屈折率分布を有するボールレンズの製造方法に関するも
のである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to a method for manufacturing a ball lens, and more specifically, to a ball lens having a desired refractive index distribution that is three-dimensionally symmetrical along the radial direction. The present invention relates to a method for manufacturing a lens.

(従来の技術) ボールレンズは、その光学的特性が半径と屈折率とで完
全に表現できるものであって、ボールベアリングと類似
の方法で加工が行われており、直径0.31111程度
までのものを高精度、低コストで製造する方法が確立さ
れている。そして、このようにして製造されるボールレ
ンズは、その光学的特性が3次元的に完全に対称である
ことから、軸合わせにあたっては方向を考慮することな
(光軸上にボールの中心が位置するようにすればよく、
光ファイバの接続部品などに用いられつつある。
(Prior art) Ball lenses have optical characteristics that can be completely expressed by radius and refractive index, and are processed using a method similar to ball bearings, with diameters up to about 0.31111. Methods for manufacturing products with high precision and low cost have been established. Since the optical properties of the ball lenses manufactured in this way are completely symmetrical in three dimensions, there is no need to consider the direction when aligning the axes (the center of the ball is located on the optical axis). All you have to do is
It is being used for optical fiber connection parts, etc.

ところで、このようなボールレンズを大きな開口径9例
えばボール全体を用いようとすると、収差が問題になっ
てくるが、このようなボールレンズの収差は、ボールレ
ンズの半径方向に沿って3次元的に対称になるようにし
て所定の屈折率分布を与えればよいことが明らかにされ
ている。
By the way, if you try to use such a ball lens with a large aperture diameter 9, for example, the entire ball, aberrations will become a problem, but the aberrations of such a ball lens are three-dimensional along the radial direction of the ball lens. It has been clarified that it is sufficient to provide a predetermined refractive index distribution so as to be symmetrical with respect to the refractive index distribution.

(発明が解決しようとする問題点) そこで、従来、例えば溶融塩や水溶液にボールレンズを
入れてボールレンズ中のイオンを表面か1ら交換するこ
とが行われているが、半径方向に沿った屈折率分布を所
望の分布状態にすることは困難である。
(Problem to be solved by the invention) Conventionally, for example, a ball lens is placed in a molten salt or aqueous solution and the ions in the ball lens are exchanged from the surface. It is difficult to achieve a desired refractive index distribution.

また、他の方法として、ボールレンズの一部分を保持し
て表面を蒸着などにより処理することも考えられるが、
保持部分の屈折率が他の部分と異なることになって3次
元的な対称性が損われてしまうことになる。
Another method is to hold a portion of the ball lens and treat the surface by vapor deposition, etc.
The refractive index of the holding portion will be different from that of the other portions, resulting in loss of three-dimensional symmetry.

本発明は、このような点に着目したものであって、その
目的は、半径方向に沿って3次元的に対称な所望の屈折
率分布を有するボールレンズの製造方法を提供すること
にある。
The present invention has focused on such points, and an object thereof is to provide a method for manufacturing a ball lens having a desired refractive index distribution that is three-dimensionally symmetrical along the radial direction.

(問題点を解決するための手段) このような目的を達成する本発明は、ボールレンズをそ
の表面に所望の屈折率のガラス質を堆積させる雰囲気中
に浮かせた状態でランダムな方向に回転させながらこの
ボールレンズを加熱してボールレンズの表面に堆積され
たガラス質を融着させて所望の屈折率のガラス層を形成
することを特徴とする。
(Means for Solving the Problems) The present invention achieves the above object by rotating a ball lens in random directions while floating in an atmosphere that deposits a glassy material having a desired refractive index on its surface. However, the ball lens is heated to fuse the glass deposited on the surface of the ball lens to form a glass layer having a desired refractive index.

(実施例) 以下、図面を用いて詳細に説明する。(Example) Hereinafter, a detailed explanation will be given using the drawings.

図面は、本発明方法で用いる装置の一例を示す構IC説
明図であるつ図において、1はボールレンズであり、ノ
ズル2〜4から噴射されるガスの流れにより空中に保持
されるとともにランダムな方向に回転力が与えられる。
The drawing is an explanatory diagram of an IC structure showing an example of the apparatus used in the method of the present invention. In the drawing, 1 is a ball lens, which is held in the air by the flow of gas injected from nozzles 2 to 4, and randomly A rotational force is applied in the direction.

ノズル2にはガス源5a〜5d、流量制御機構68〜6
dおよび混合器7を介して複数のガス(例えばSt H
4,02、Ar、Qe化合物など)が加えられ、ノズル
3にはガス源5eおよび流量制御機構6eを介して所定
のガス(例えば02)が加えられ、ノズル4にはガス源
5fおよび流量制御機構6fを介して所定のガス(例え
ばN)が加えられている。これら各ノズル2〜4から噴
射されるガスにより、ボールレンズ1の表面にガラス質
を堆積させる雰囲気が形成される。なお、各ノズル2〜
4の噴射角度や位置は位置制御機構8〜10により制御
される。11は炭酸ガスレーザのようなボールレンズ1
を選択的に加熱するための加熱光源であり、その出力光
ビームはレンズ12を介してボールレンズ1に照射され
る。13はボールレンズ1の表面温度を光゛学的に測定
する温度計であり、その測定値に従ってボールレンズ1
の表面温度がボールレンズ1の表面に堆積されたガラス
質をガラス層として融着させるのに必要な所定の温度に
なるように加熱光源11の出力が制御される。14はボ
ールレンズ1の位置を測定する位置測定系であり、ボー
ルレンズ1が常に所定の位置に保持されるようにその測
定信号に従ってノズル2〜4の位置制御機構8〜10が
それぞれ制御される。15はボールレンズ1の屈折率な
どの光学的特性を測定する特性測定系であり、堆積され
るガラス質が所望の屈折率になるようにその測定結果に
従って流量制御機構6a〜6fの弁開度が制御されてガ
ラス質の組成が制御される。
The nozzle 2 includes gas sources 5a to 5d and flow rate control mechanisms 68 to 6.
d and a plurality of gases (e.g. St H
A predetermined gas (e.g., 02) is added to the nozzle 3 via a gas source 5e and a flow rate control mechanism 6e, and a predetermined gas (for example, 02) is added to the nozzle 4 via a gas source 5f and a flow rate control mechanism 6e. A predetermined gas (for example, N) is added via a mechanism 6f. The gas injected from each of these nozzles 2 to 4 forms an atmosphere in which glass is deposited on the surface of the ball lens 1. In addition, each nozzle 2~
The injection angle and position of 4 are controlled by position control mechanisms 8 to 10. 11 is a ball lens 1 like a carbon dioxide laser
This is a heating light source for selectively heating the ball lens 1 , and its output light beam is irradiated onto the ball lens 1 via the lens 12 . 13 is a thermometer that optically measures the surface temperature of the ball lens 1, and the temperature of the ball lens 1 is adjusted according to the measured value.
The output of the heating light source 11 is controlled so that the surface temperature of the ball lens 1 reaches a predetermined temperature necessary to fuse the glass deposited on the surface of the ball lens 1 as a glass layer. 14 is a position measuring system for measuring the position of the ball lens 1, and the position control mechanisms 8 to 10 of the nozzles 2 to 4 are respectively controlled according to the measurement signal so that the ball lens 1 is always held at a predetermined position. . Reference numeral 15 denotes a characteristic measuring system for measuring optical characteristics such as the refractive index of the ball lens 1, and the valve openings of the flow rate control mechanisms 6a to 6f are adjusted according to the measurement results so that the deposited glass has a desired refractive index. is controlled and the composition of the glass is controlled.

16はこれら各部の動作を統括的に制御するCPUであ
り、温度計131位置測定系14.特性測定系15など
の測定信号が加えられるとともに、これらの測定信号に
応じて流量制御機構68〜6f、位置制御I機構8〜1
0.加熱光[11などに所定の制御信号が出力される。
16 is a CPU that centrally controls the operations of these parts, including a thermometer 131, a position measurement system 14. Measurement signals from the characteristic measurement system 15 and the like are applied, and in response to these measurement signals, the flow rate control mechanisms 68 to 6f and the position control I mechanisms 8 to 1 are applied.
0. A predetermined control signal is output to the heating light [11, etc.].

このような構成において、ボールレンズ1はノズル2〜
4から噴射されるガス流により空中に保持されるととも
に常にランダムな方向に回転することになる。一方、ノ
ズル2〜4から噴射されるガスはボールレンズ1の表面
に所望の屈折率のガラス質を堆積させる雰囲気を形成し
ているので、ボールレンズ1の表面には所望の屈折率の
ガラス質が堆積されることになる。そして、ボールレン
ズ1には加熱光源11の出力ビームが照射されているの
で、ボールレンズ1の表面に堆積されたガラス質はボー
ルレンズ1の表面に所望の屈折率を有するガラス層とし
て融着されることになる。
In such a configuration, the ball lens 1 connects the nozzles 2 to
It is held in the air by the gas flow injected from 4 and constantly rotates in random directions. On the other hand, the gas injected from the nozzles 2 to 4 forms an atmosphere that deposits glassy material with a desired refractive index on the surface of the ball lens 1. will be deposited. Since the ball lens 1 is irradiated with the output beam of the heating light source 11, the glass deposited on the surface of the ball lens 1 is fused to the surface of the ball lens 1 as a glass layer having a desired refractive index. That will happen.

ここで、ボールレンズ1はノズル2〜4から噴射される
ガス流により空中に保持されるとともに常にランダムな
方向に回転しているので、ボールレンズ1の全表面に均
一な膜厚でガラス層を融着することができ、3次元的に
対称な特性が得られる。また、ガラス層の屈折率を支配
するQe化合物などのガスの混合比率を制御することに
より、半径方向に沿って所望の屈折率分布を有するボー
ルレンズが実現できる。
Here, since the ball lens 1 is held in the air by the gas flow jetted from the nozzles 2 to 4 and is constantly rotating in random directions, the glass layer is coated on the entire surface of the ball lens 1 with a uniform thickness. It can be fused and three-dimensionally symmetrical properties can be obtained. Furthermore, by controlling the mixing ratio of gases such as Qe compounds that control the refractive index of the glass layer, a ball lens having a desired refractive index distribution along the radial direction can be realized.

なお、上記実施例では、ガス流によりボールレンズを空
中に保持する例を示したが、例えば静電気で空中に保持
するようにしてもよい。
In the above embodiment, the ball lens is held in the air by a gas flow, but it may be held in the air by static electricity, for example.

また、上記実施例では、温度計1位置測定系および特性
測定系の測定信号に従って各部の動作を制御すや例を示
したが、あらかじめ実験的に求めたパラメータに基づい
て作成されたプログラムにより各部を駆動制御するよう
にしてもよい。このようなシステムによれば温度計や特
性測定系を省略することができ、装置の簡略化が図れる
In addition, in the above embodiment, an example was shown in which the operation of each part was controlled according to the measurement signals of the thermometer 1 position measurement system and characteristic measurement system, but each part was controlled by a program created based on parameters determined experimentally in advance. The drive may be controlled. According to such a system, a thermometer and a characteristic measuring system can be omitted, and the apparatus can be simplified.

(発明の効果) 以上説明したように、本発明によれば、半径方向に沿っ
て3次元的に対称な所望の屈折率分布を有するボールレ
ンズを製造することができ、実用上の効果は大きい。
(Effects of the Invention) As explained above, according to the present invention, it is possible to manufacture a ball lens having a desired refractive index distribution that is three-dimensionally symmetrical along the radial direction, and the practical effects are great. .

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

図面は本発明方法で用いる装置の一例を示す構成説明図
である。 1・・・ボールレンズ、2〜4・・・ノズル、5・・・
ガス源、6・・・流量制御機構、7・・・混合器、8〜
10・・・位置制御機構、11・・・加熱光源、12・
・・レンズ、13・・・濃度計、14・・・位置測定系
、15・・・特性測定系、1G・・・CPU。
The drawing is a configuration explanatory diagram showing an example of an apparatus used in the method of the present invention. 1...Ball lens, 2-4...Nozzle, 5...
Gas source, 6...Flow rate control mechanism, 7...Mixer, 8~
10... Position control mechanism, 11... Heating light source, 12.
... Lens, 13... Density meter, 14... Position measurement system, 15... Characteristic measurement system, 1G... CPU.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] ボールレンズをその表面に所望の屈折率のガラス質を堆
積させる雰囲気中に浮かせた状態でランダムな方向に回
転させながらこのボールレンズを加熱してボールレンズ
の表面に堆積されたガラス質を融着させて所望の屈折率
のガラス層を形成することを特徴とするボールレンズの
製造方法。
The ball lens is heated in an atmosphere with a desired refractive index deposited on its surface while being rotated in random directions to fuse the glass deposited on the surface of the ball lens. A method for manufacturing a ball lens, comprising: forming a glass layer having a desired refractive index by
JP2236385A 1985-02-07 1985-02-07 Production of ball lens Pending JPS61183151A (en)

Priority Applications (1)

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JP2236385A JPS61183151A (en) 1985-02-07 1985-02-07 Production of ball lens

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JP2236385A JPS61183151A (en) 1985-02-07 1985-02-07 Production of ball lens

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ID=12080541

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JP (1) JPS61183151A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0623920U (en) * 1992-07-27 1994-03-29 株式会社イシダ Goods lifting device

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0623920U (en) * 1992-07-27 1994-03-29 株式会社イシダ Goods lifting device

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