JP2008158200A - 光学レンズ、複合レンズおよびその製造方法、ならびに接合レンズおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】変形や欠けなどが生じにくく、かつ透過偏芯を抑制することができる光学レンズ、複合レンズおよびその製造方法、ならびに接合レンズおよびその製造方法を提供する。
【解決手段】光学レンズ１のレンズ有効部は、小さな曲率半径を有するレンズ面１ａ₁を一方表面に有し、大きな曲率半径を有するレンズ面１ａ₂を他方表面に有している。傾斜部１ｃは、外周側に向かって一方表面側から他方表面側へ傾斜した傾斜面１ｃ₁を一方表面に有している。フランジ部１ｄは、レンズ面１ａ₂よりも他方表面側に突き出した基準面１ｅを他方表面に有している。
【選択図】図１

Description

本発明は、光学レンズ、複合レンズおよびその製造方法、ならびに接合レンズおよびその製造方法に関するものである。

近年、光学機器などの高機能化に伴って、その光学系に使用されるレンズにも種々のレンズが要求されるようになっている（特許文献１〜４参照）。そのようなニーズに応えるレンズの一つに複合レンズがある。複合レンズとは、一つの基材レンズに他のレンズを接合などさせたレンズをいう。そのような複合レンズの一つとして、球面レンズの表面に樹脂レンズを接合させて非球面レンズとした複合レンズがある。

図２６は、従来の複合レンズの構成を示す概略断面図である。図２６を参照して、複合レンズは、基材レンズ１０１と樹脂レンズ１０２とを有している。基材レンズ１０１は、たとえばコバ部が薄い小径レンズであり、レンズ有効部（光学機能部）と、フランジ部１０１ｂと、面取り部１０１ｃとを有している。

レンズ有効部は、表面および裏面のそれぞれにレンズ面１０１ａ₁、１０１ａ₂を有しており、フランジ部１０１ｂはレンズ有効部の外周から延びるように設けられている。面取り部１０１ｃは、このフランジ部１０１ｂの外周端に設けられている。

樹脂レンズ１０２は、レンズ面１０１ａ₂に接合して設けられている。
特開２００２−１４４２０３号公報 特開平７−１１７１４３号公報 特開２００２−２８６９８７号公報 特開２００５−６２４３２号公報

従来の基材レンズ１０１のようにコバ部に面取り部１０１ｃを設けた場合、コバが薄くなり、基材レンズ１０１に変形や欠けなどの問題が生じる。

また基材レンズ１０１を射出成形により製造する場合、面取り部１０１ｃの軸Ａ１０２とレンズ有効部の軸Ａ１０１とがずれる。以下、そのことを説明する。

図２７は、基材レンズ１０１を射出成形により製造する場合の型の構成を示す概略断面図である。図２７を参照して、射出成形用の型１１０は、可動型１１１と、固定型１１２と、入駒１１３、１１４とを有している。可動型１１１と固定型１１２とにより基材レンズ１０１の外周端付近が成形され、入駒１１３、１１４により基材レンズ１０１のレンズ有効部が成形される。

レンズ有効部は高い精度を必要とされるため、その部分の型が変形などしたときに型の取替えを容易にし、かつ一部分の取替えだけですむようにするために、入駒１１３および１１４の各々は可動型１１１や固定型１１２と分離して設けられている。

しかし、入駒１１３、１１４の各々が可動型１１１や固定型１１２と分離しているため、入駒１１３と可動型１１１との間および入駒１１４と固定型１１２との間には隙間が生じる。この隙間があることにより、入駒１１３が可動型１１１に対してずれ、また入駒１１４が固定型１１２に対してずれる。つまり、面取り部１０１ｃ付近を成形する可動型１１１や固定型１１２に対してレンズ有効部を成形する入駒１１３、１１４がずれる。これにより、図２６に示すように面取り部１０１ｃの軸Ａ１０２とレンズ有効部の軸Ａ１０１とがずれる。そして、この軸ずれにより、透過偏芯が生じるという問題があった。

本発明は、上記の課題を鑑みてなされたものであり、その目的は、変形や欠けなどが生じにくく、かつ透過偏芯を抑制することができる光学レンズ、複合レンズおよびその製造方法、ならびに接合レンズおよびその製造方法を提供することである。

本発明の光学レンズは、レンズ有効部と、レンズ有効部の外周側に位置する傾斜部と、傾斜部の外周側に位置するフランジ部とを有している。レンズ有効部は、一方表面に第１の曲率半径を有する第１のレンズ面を有し、かつ他方表面に曲率を有しないか、または第１の曲率半径よりも大きい第２の曲率半径を有する第２のレンズ面を有している。傾斜部は、一方表面に、外周側に向かって一方表面側から他方表面側へ傾斜した傾斜面を有している。フランジ部は、他方表面に第２のレンズ面よりも他方表面側に突き出した基準面を有している。

本発明の光学レンズによれば、傾斜部の外周にフランジ部があるため、フランジ部の厚みを厚くすることができ、変形や欠けなどを防止することができる。

また傾斜部の外周にフランジ部があるため、この光学レンズを射出成形により製造する場合、フランジ部を固定型と可動型で成形し、傾斜部とレンズ有効部とを入駒で成形することができる。このため、たとえ入駒が固定型および可動型に対してずれた場合でも、それによって傾斜部の軸とレンズ有効部の軸とがずれることはない。よって、傾斜部を利用して軸合わせする際に傾斜部の軸とレンズ有効部の軸とのずれに基づく透過偏芯をなくすことができる。

またレンズの曲率半径が小さいほどレンズは光をよく曲げる。このため、軸ずれが生じた場合、曲率半径が大きいレンズよりも曲率半径が小さいレンズの方が透過偏芯量が大きくなる。本発明では、傾斜面が設けられる一方表面に曲率半径の小さい第１のレンズ面が設けられている。これにより、曲率半径の小さな第１のレンズ面を傾斜面と同じ入駒により成形することが可能となり、第１のレンズ面の軸が傾斜面の軸からずれることを防止できる。よって、その軸ずれによる透過偏芯は生じない。一方、他方表面には、曲率半径の大きな第２のレンズ面が設けられている。このように第２のレンズ面の曲率半径が大きいため、一方表面側を成形する入駒に対して他方表面側を成形する入駒がずれることにより、傾斜面に対して第２のレンズ面が軸ずれを生じた場合でも、透過偏芯量を小さく抑えることができる。

またフランジ部の基準面が第２のレンズ面の有効径部分よりも他方表面側に突き出しているため、光学レンズの芯合わせのスライド時に第２のレンズ面の有効径部分がレンズ成形型に当たることを防止できる。また光学レンズの基準面を下にして光学レンズを載置した場合、第２のレンズ面の有効径部分が載置部の受け面と接触しないため、光学レンズの取り扱いが容易である。

上記の光学レンズにおいて好ましくは、傾斜部は、円錐面および曲面のいずれかである。

本発明の複合レンズは、上記の光学レンズと、その光学レンズの第２のレンズ面に接合された樹脂レンズとを備えている。

これにより、変形や欠けなどを防止でき、かつ透過偏芯量が少ない、または透過偏芯が生じた場合でも樹脂レンズにより透過偏芯を補正可能なレンズを得ることができる。

本発明の接合レンズは、上記の光学レンズと、その光学レンズの他方表面側に接合されたレンズとを備えている。

これにより、変形や欠けなどを防止でき、かつ透過偏芯量が少ない、または透過偏芯が生じた場合でもレンズにより透過偏芯を補正可能なレンズを得ることができる。

本発明の複合レンズの製造方法は、上記の光学レンズの傾斜面にレンズ保持部を接触させることで、光学レンズの傾斜部とレンズ保持部とが互いに同軸となるように位置調整する芯合わせ工程と、芯合わせされた状態で光学レンズがレンズ成形型に配置された樹脂材料をレンズ成形型に向けて押圧することで樹脂材料を成形し、樹脂材料よりなる樹脂レンズを光学レンズの第２のレンズ面に接合する工程とを備えている。

本発明の複合レンズの製造方法によれば、光学レンズの傾斜面にレンズ保持部を接触させることで芯合わせをすることができるため、光学レンズと樹脂レンズとの軸ずれを防止でき、軸ずれに基づく透過偏芯を抑制することができる。

本発明の接合レンズの製造方法は、上記の光学レンズの傾斜面にレンズ保持部を接触させることで、光学レンズの傾斜部とレンズ保持部とが互いに同軸となるように位置調整する芯合わせ工程と、芯合わせされた光学レンズとレンズ載置部に配置されたレンズとを重ね合わせることでレンズ載置部とレンズの芯合わせを行い、その後、接合する工程とを備えている。

本発明の接合レンズの製造方法によれば、光学レンズの傾斜面にレンズ保持部を接触させることで芯合わせをすることができるため、光学レンズとレンズとの軸ずれを防止でき、軸ずれに基づく透過偏芯を抑制することができる。

以上説明したように、本発明によれば、変形や欠けなどを防止できるとともに、透過偏芯を抑制できる光学レンズ、複合レンズおよびその製造方法、ならびに接合レンズおよびその製造方法を得ることができる。

以下、本発明の実施の形態について図に基づいて説明する。
図１および図２は、本発明の一実施の形態における光学レンズの構成を概略的に示す断面図および平面図である。なお図１は図２のＩ−Ｉ線に沿う断面に対応している。

図１および図２を参照して、本実施の形態の光学レンズ１は、たとえばプラスチックまたはガラスよりなっている。この光学レンズ１は、レンズ有効部（光学機能部）と、レンズ有効部の外周側に位置するフラット部１ｂと、フラット部１ｂの外周側に位置する傾斜部１ｃと、傾斜部１ｃの外周側に位置するフランジ部１ｄとを有している。レンズ有効部は、一方表面（図１中上側の表面）に第１の曲率半径を有する第１のレンズ面１ａ₁を有し、かつ他方表面（図１中下側の表面）に第１の曲率半径よりも大きい第２の曲率半径を有する第２のレンズ面１ａ₂を有している。なお第２のレンズ面１ａ₂は曲率を有していなくてもよい。本実施の形態においては、第１のレンズ面１ａ₁および第２のレンズ面１ａ₂の各々はたとえば凸レンズを構成しており、これによりレンズ有効部は両凸レンズを構成している。

フラット部１ｂは、レンズ有効部の外周端から外周方向へ延びるように配されている。傾斜部１ｃは、フラット部１ｂの外周端から外周側に向かって一方表面側から他方表面側へ傾斜した傾斜面１ｃ₁を一方表面に有している。本実施の形態では、傾斜部１ｃは他方表面にも上記の傾斜面１ｃ₁と同様、外周側に向かって一方表面側から他方表面側へ傾斜した傾斜面を有している。フランジ部１ｄは、傾斜部１ｃの外周端からさらに外周側に向かって延びるように配されている。このフランジ部１ｄは他方表面に基準面１ｅを有しており、その基準面１ｅは第２のレンズ面１ａ₂よりも他方表面側（図１中下側）に突き出している。つまり、フランジ部１ｄの基準面１ｅの位置Ｐ１は、第２のレンズ面１ａ₂の最も他方表面側に位置する部分（図１中最下端部）の位置Ｐ２よりも他方表面側にある。この基準面１ｅは、レンズ面１ａ₁、１ａ₂の軸に対して垂直である。

次に、本実施の形態の光学レンズの製造方法について説明する。
図３は、本発明の一実施の形態における光学レンズの製造方法を概略的に示す断面図である。図３を参照して、本実施の形態の光学レンズはたとえば射出成形により製造される。その射出成形に用いられる金型１０は、可動型１１と、固定型１２と、入駒１３、１４とを有している。光学レンズ１のフランジ部１ｄは可動型１１および固定型１２により成形され、レンズ有効部、フラット部１ｂおよび傾斜部１ｃは入駒１３、１４により成形される。また光学レンズ１の外周端面１ｆは可動型１１により成形される。

次に、本実施の形態の光学レンズ１の作用効果について説明する。
本実施の形態の光学レンズ１によれば、傾斜部１ｃの外周にフランジ部１ｄがあるため、フランジ部１ｄの厚みを厚くすることができ、レンズの変形や欠けなどを防止することができる。

また傾斜部１ｃの外周にフランジ部１ｄがあるため、この光学レンズ１を射出成形により製造する場合、フランジ部１ｄを可動型１１と固定型１２とで成形し、レンズ有効部、フラット部１ｂおよび傾斜部１ｃを入駒１３、１４で成形することができる。このため、たとえ入駒１３、１４が可動型１１および固定型１２に対してずれた場合でも、それによって傾斜部１ｃの軸とレンズ有効部の軸とがずれることはない。よって、傾斜部１ｃの軸とレンズ有効部の軸とのずれがないので、傾斜部を軸合わせの際に利用することができる。

またレンズの曲率半径が小さいほどレンズは光をよく曲げる。このため、軸ずれが生じた場合、曲率半径が大きいレンズよりも曲率半径が小さいレンズの方が透過偏芯量が大きくなる。

本実施の形態では、傾斜面１ｃ₁が設けられる一方表面に曲率半径の小さい第１のレンズ面１ａ₁が設けられている。これにより、曲率半径の小さな第１のレンズ面１ａ₁を傾斜面１ｃ₁と同じ入駒１３により成形することが可能となり、曲率半径の小さな第１のレンズ面１ａ₁の軸が傾斜面１ｃ₁の軸からずれることを防止できる。

一方、他方表面には、曲率半径の大きな第２のレンズ面１ａ₂が設けられている。このため、一方表面側を成形する入駒１３に対して他方表面側を成形する入駒１４がずれることにより、傾斜面１ｃ₁に対して第２のレンズ面１ａ₂が軸ずれを生じる場合がある。しかし、第２のレンズ面１ａ₂の曲率半径が大きいため、上記の軸ずれが生じても透過偏芯量を小さく抑えることができる。

また図１に示す本実施の形態の光学レンズ１は、通常、バレル（鏡筒）内に保持され、即ちレンズの外径基準として用いられるが、その際、光学レンズの外周端面１ｆがバレルに支持される。このため、光学レンズ１の外周端面１ｆを基準としたときのレンズ有効部の軸の位置がずれると、その位置ずれによっても透過偏芯が生じる。

本実施の形態では、図３に示すように可動型１１が光学レンズ１の外周端面１ｆを成形する。このため、可動型１１から見たずれ量は、入駒１３の場合には可動型１１からの入駒１３のずれ量だけであるのに対し、入駒１４の場合には可動型１１に対する固定型１２のずれ量と固定型１２に対する入駒１４のずれ量との和となる。このように可動型１１から見た入駒１３のずれ量を入駒１４のずれ量よりも小さくできるため、入駒１３により曲率半径の小さな第１のレンズ面１ａ₁を成形しても、その位置ずれ量が小さいため透過偏芯量も小さく抑えることができる。また可動型１１から見た入駒１４のずれ量は大きくなるが、入駒１４が成形する第２のレンズ面１ａ₂の曲率半径が大きいため、その位置ずれに基づく透過偏芯量を小さく抑えることができる。このように第１のレンズ面１ａ₁および第２のレンズ面１ａ₂の双方において、透過偏芯量を小さく抑えることができる。

またフランジ部１ｄの基準面１ｅが第２のレンズ面１ａ₂よりも他方表面側に突き出しているため、後述する光学レンズの芯合わせのスライド時（たとえば図６）に第２のレンズ面１ａ₂がレンズ成形型に当たることが防止され得る。

次に、上記の光学レンズを用いた複合レンズについて説明する。
図４は、図１および図２に示す光学レンズを用いた本発明の一実施の形態における複合レンズの構成を概略的に示す断面図である。図４を参照して、本実施の形態の複合レンズは、図１および図２に示す光学レンズ１と、樹脂レンズ２とを有している。樹脂レンズ２は、たとえば光硬化性樹脂よりなっており、光学レンズ１の第２のレンズ面１ａ₂に接合されている。樹脂レンズ２はたとえば凹レンズを構成している。

樹脂レンズ２は、光硬化性樹脂として紫外線硬化樹脂であることが好ましい。また樹脂レンズ２は光硬化性樹脂に限定されず、熱硬化性樹脂であってもよく、成形後に硬化できる材質であればよい。

次に、本実施の形態における複合レンズの製造装置および製造方法について説明する。
図５〜図８は、本発明の一実施の形態における複合レンズの製造方法を工程順に示す概略断面図である。図５を参照して、複合レンズの製造装置２０Ａは、テーブル２３と、そのテーブル２３の上に配置されたレンズ成形型２２と、そのレンズ成形型２２上に載置された基材レンズ１を保持するためのレンズ保持部２１と、そのレンズ保持部２１を昇降させる昇降部２４とを有している。レンズ保持部２１は基材レンズ１の傾斜面１ｃ₁の全周にわたって接触するように筒状に形成されている。レンズ成形型２２は、基材レンズ１に接合される他のレンズとして樹脂レンズを成型するための金型であり、その上面２２ａには所定の樹脂として光硬化性樹脂が注入（塗布）される凹部２２ｂが形成されている。

なお、この複合レンズの製造装置２０Ａでは、テーブル２３とレンズ成形型２２との間にレンズ成形型２２に振動を付与するバイブレータ（図示せず）が配設されていてもよい。また昇降部２４には、レンズ成形型２２に載置される基材レンズ１に対してレンズ保持部２１が上方から押し付ける力を徐々に強める緩衝部としてアブソーバ（図示せず）が配設されていてもよい。また昇降部２４、アブソーバおよびバイブレータのそれぞれの動作を含む複合レンズ製造装置２０Ａの一連の動作は、制御部（図示せず）によって制御されることが好ましい。

この製造装置２０Ａを用いた複合レンズの製造方法においては、まずレンズ成形型２２の上面２２ａに、基材レンズとして図１および図２に示す光学レンズ１が載置される。このとき、基材レンズ１の基準面１ｅがレンズ成形型２２の上面２２ａに当接するように基材レンズ１が載置される。この状態では、基材レンズ１の軸（図示せず）と樹脂レンズの軸に対応するレンズ成形型２２（凹部２２ｂ）の中心軸（図示せず）とは、まだ芯合せをされていない。

図６を参照して、昇降部２４を下降させることによってレンズ保持部２１が基材レンズ１に向かって徐々に下降する。これにより、レンズ保持部２１が基材レンズ１の傾斜面１ｃ₁に接触し、その接触状態を調整することにより基材レンズ１の光軸とレンズ成形型２２の中心軸との芯合せが行なわれる。その芯合わせは以下のように行なわれる。

まず、図９（ａ）、（ｂ）に示すように、当初、基材レンズ１の軸Ｏ１がレンズ保持部２１（凹部２２ｂ）の中心軸Ｏ２に対して位置ｘずれていたとすると、下降してきたレンズ保持部２１の先端部分は、中心軸Ｏ２に対して軸Ｏ１がずれている側の傾斜面１ｃ₁にだけ接触することになる。すなわち、図９（ａ）の太線で示す部分のみが接触部となる。残りのレンズ保持部２１の先端部分の大部分は、基材レンズ１の表面との間に隙間を有しており接触していない。

この状態から、図１０（ａ）、（ｂ）に示すようにレンズ保持部２１の先端部分の全周が傾斜面１ｃ₁に接触するように基材レンズ１をスライドさせて位置調整することにより、基材レンズ１の軸Ｏ１とレンズ成形型２２の中心軸Ｏ２とが同軸となり、芯合せが行なわれる。この位置調整は、たとえば人手により行なわれてもよく、またレンズ保持部２１が基材レンズ１を押す力をアブソーバで徐々に強めながらレンズ成形型２２をバイブレータによって振動させることによって自動的に行なわれてもよい。

上記の芯合わせの後、レンズ保持部２１の先端部分の全周が傾斜面１ｃ₁に接触した状態でレンズ保持部２１の先端部分によって囲まれた領域が真空引きされる。これによって、基材レンズ１がレンズ保持部２１に真空吸着される。

図７を参照して、上記の真空吸着後に、昇降部２４を上昇させることによってレンズ成形型２２から基材レンズ１が上方に持ち上げられる。この後、レンズ成形型２２の凹部２２ｂに光硬化性樹脂２が塗布される。

図８を参照して、昇降部２４を下降させることによって基材レンズ１が芯合わせされた状態で、レンズ成形型２２に配置された光硬化性樹脂２をレンズ成形型２２に向けて押圧する。これにより、光硬化性樹脂２がレンズの形状に成形される。この後、ランプ３１によって光硬化性樹脂２に光が照射されることにより、光硬化性樹脂２が硬化して、基材レンズ１の第２のレンズ面１ａ₂に接合された樹脂レンズ２となる。これにより、基材レンズ（光学レンズ）１と樹脂レンズ２とからなる複合レンズが製造される。

なお光硬化性樹脂２が紫外線硬化樹脂である場合には、ランプ３１には紫外線ランプが用いられる。

次に、図１および図２に示す光学レンズを用いた接合レンズについて説明する。
図１１は、図１および図２に示す光学レンズを用いた本発明の一実施の形態における接合レンズの構成を概略的に示す断面図である。図１１を参照して、本実施の形態の接合レンズは、図１および図２に示す光学レンズ１と、たとえばプラスチックまたはガラスからなるレンズ３とを有している。レンズ３は、光学レンズ１の他方表面側に接着剤により接合されている。レンズ３はたとえばメニスカスレンズである。

次に、本実施の形態における接合レンズの製造装置および製造方法について説明する。
図１２〜図１５は、本発明の一実施の形態における接合レンズの製造方法を工程順に示す概略断面図である。図１２を参照して、接合レンズの製造装置２０Ｂは、図５に示す複合レンズの製造装置２０Ａの構成と比較して、レンズ成形型２２の代わりにレンズ載置部２５を用いている点において異なっている。このレンズ載置部２５は、レンズ３の芯合わせができるような構成を有しており、かつレンズ３を吸着できるような構成を有している。

なお、これ以外の接合レンズの製造装置２０Ｂの構成は、図５に示す複合レンズの製造装置２０Ａの構成とほぼ同じであるため、同一の部材については同一の符号を付し、その説明を省略する。

この製造装置２０Ｂを用いた接合レンズの製造方法においては、図１２を参照して、まずレンズ載置部２５の上面２５ａに、基材レンズとして図１および図２に示す光学レンズ１が載置される。このとき、基材レンズ１の基準面１ｅがレンズ載置部２５の上面２５ａに当接するように基材レンズ１が載置される。この状態では、基材レンズ１の軸（図示せず）とレンズ３の軸に対応するレンズ載置部２５の中心軸（図示せず）とは、まだ芯合せをされていない。

図１３を参照して、昇降部２４を下降させることによってレンズ保持部２１が基材レンズ１に向かって徐々に下降する。これにより、レンズ保持部２１が基材レンズ１の傾斜面１ｃ₁に接触し、その接触状態を調整することにより基材レンズ１の軸とレンズ載置部２５の中心軸とが同軸とされ、芯合せが行なわれる。その芯合わせは図５で説明した複合レンズの製造装置２０Ａを用いた場合と同様に行なわれる。

上記の芯合わせの後、レンズ保持部２１の先端部分の全周が傾斜面１ｃ₁に接触した状態でレンズ保持部２１の先端部分によって囲まれた領域が真空引きされる。これによって、基材レンズ１がレンズ保持部２１に真空吸着される。

上記の真空吸着後に、昇降部２４を上昇させることによってレンズ成形型２２から基材レンズ１が上方に持ち上げられる。この後、レンズ載置部２５の上面２５ａにレンズ３が載置される。

図１４を参照して、昇降部２４を下降させることによって基材レンズ１が芯合わせされた状態で、レンズ載置部２５に載置されたレンズ３をレンズ載置部２５に向けて押圧する。これにより、レンズ３の接合面３ａが基材レンズ１の基準面１ｅと平行になるとともに、レンズ３の位置がレンズ載置部２５により規制されてレンズ３の芯合わせが行われる。つまり、レンズ３の軸（図示せず）とレンズ載置部２５の中心軸（図示せず）とが同軸とされる。

上記の芯合わせの後、レンズ載置部２５の先端部分の全周がレンズ３に接触した状態でレンズ載置部２５の先端部分２５ａによって囲まれた領域が真空引きされる。これによって、レンズ３がレンズ載置部２５に真空吸着される。

図１５を参照して、基材レンズ１の基準面１ｅとレンズ３の接合面との間に、ディスペンサー３２でたとえば光硬化性樹脂よりなる接着剤が塗布される。この後、ランプ３１によって接着剤に光が照射されることにより、接着剤が硬化して、基材レンズ１とレンズ３とが接着される。これにより、基材レンズ（光学レンズ）１とレンズ３とからなる接合レンズが製造される。

なお接着剤は、光硬化性樹脂として紫外線硬化樹脂であることが好ましい。また接着剤は光硬化性樹脂に限定されず、熱硬化性樹脂であってもよく、塗布後に硬化できる材質であればよい。また接着剤が紫外線硬化樹脂である場合には、ランプ３１には紫外線ランプが用いられる。

次に、透過偏芯の発生について両凸レンズを例に用いて説明する。
まずレンズ面の位置ずれが無い場合（つまりレンズ面Ｒ１の軸Ａ１およびレンズ面Ｒ２の軸Ａ２が光軸に一致する場合）には、図１６に示すように、両凸レンズ１０１を透過した光は、光軸（図中の点線）と焦点面とが交わった点Ｃで結像する。

ここで、近軸理論（近似計算）において、図１７に示すようにレンズ面Ｒ１の軸Ａ１と平行な光軸の光がレンズ面Ｒ１に入射した時に、光がレンズ面Ｒ１でどれだけ曲がるか（つまりレンズ面Ｒ１からの出射光の角度θ₂が何度になるか）は以下の式（１）によって示される。

ｎ₂θ₂−ｎ₁θ₁＝ｈ×Φ （Φ＝（ｎ₂−ｎ₁）／ｒ） ・・・（１）
式（１）において、ｎ₁は大気の屈折率、ｎ₂はレンズ１０１の屈折率、θ₁はレンズ面Ｒ１への光の入射角、θ₂はレンズ面Ｒ１からの光の出射角、ｈはレンズ面Ｒ１の軸Ａ１からの光線高さ、ｒはレンズ面Ｒ１の曲率半径である。

ここで、上述したようにレンズ面Ｒ１の軸Ａ１と平行な光軸の光がそのレンズ面に入射する場合には、θ₁は０°となるため、式（１）は以下の式（２）となる。

ｎ₂θ₂＝ｈ×Φ ・・・（２）
式（２）より、レンズ材の屈折率ｎ₂と形状（曲率半径）ｒとが決まっている場合、光がレンズ面Ｒ１で曲げられる角度θ₂は光線高さｈに比例することになる。

図１８に示すように光軸（図中の点線）に対してレンズ面Ｒ１の軸Ａ１が光線１側へ位置Ｘ₁だけずれた場合、光線１の光線高さはｈ₁−Ｘ₁となり、光線２の光線高さはｈ₁＋Ｘ₁となる、この場合、上記の式（２）より光線高さが小さい光線１はレンズ面Ｒ１での曲がる角度が小さくなり、光線高さが大きい光線２はレンズ面Ｒ１での曲がる角度が大きくなる。このため、レンズ１０１を透過した光は、光軸が焦点面と交差する点Ｃよりも位置Ｘ₂だけ光線１側へずれた点Ｄで結像する。このようにして透過偏芯が生じる。

次に、上記で生じた透過偏芯をレンズ面Ｒ２で補正する方法について両凸レンズを例に用いて説明する。

図１９を参照して、まずレンズ面Ｒ１が位置ずれを生じず、レンズ面Ｒ２のみが位置ずれを生じた場合について検討する。この場合において、光軸（図中の点線）に対してレンズ面Ｒ２の軸Ａ２が光線２側へ位置Ｘ₄だけずれた場合、上記と同様に考えると、光線１の方が光線２よりもレンズ面Ｒ２においてよく曲げられる。このため、レンズ１０１を透過した光は、光軸が焦点面と交差する点Ｃよりも位置Ｘ₅だけ光線２側へずれた点Ｄで結像する。

以上のことより、図１８に示すようにレンズ面Ｒ１の軸が光軸に対して光線１側へ位置Ｘ₁だけずれた時には、レンズ面Ｒ２の軸を光軸に対して光線２側へ（つまり光軸に対してレンズ面Ｒ１の軸とは反対側へ）ずらすことにより、光軸が焦点面と交差する点Ｃに結像点Ｄの位置が一致するように調整することができ、これにより透過偏芯を補正することができる。

また補正量Ｘ₄は、レンズの厚みを無視できるほど薄いと考えると、Ｘ₄＝ｒ₂／ｒ₁×Ｘ₁となる。

また図２０に示すようにレンズ面Ｒ２が凹面の場合に、光軸（図中の点線）に対してレンズ面Ｒ２の軸Ａ２が光線２側へ位置Ｘ₆だけずれると、上記と同様、光線１の方が光線２よりもレンズ面Ｒ２においてよく曲げられる。しかし、レンズ面Ｒ２が凹面であるため、光線の曲げられる方向が凸面の場合とは逆方向となる。このため、レンズ面Ｒ２が凹面の場合には、レンズ面Ｒ２が凸面の場合（図１９）とは逆方向に結像点Ｅがずれることになる。これにより、レンズ１０１を透過した光は、光軸が焦点面と交差する点Ｃよりも位置Ｘ₇だけ光線１側へずれた点Ｅで結像する。

以上のことより、図１８に示すようにレンズ面Ｒ１の軸が光軸に対して光線１側へ位置Ｘ₁だけずれた時には、レンズ面Ｒ２の軸を光軸に対して光線１側へ（つまり光軸に対してレンズ面Ｒ１の軸と同じ側へ）ずらすことにより、光軸が焦点面と交差する点Ｃに結像点Ｅの位置が一致するように調整することができ、これにより透過偏芯を補正することができる。

また補正量Ｘ₆は、レンズの厚みを無視できるほど薄いと考えると、Ｘ₆＝ｒ₂／ｒ₁×Ｘ₁となる。

上記より、透過偏芯を少なくするためには、光線をよく曲げる（つまりパワーΦが大きい）レンズ面Ｒ１の位置ずれ量を少なくすることが重要であり、その位置ずれ量を少なくすることにより、他のレンズ面での補正量も少なくすることができる。

また図４に示す複合レンズおよび図１１に示す接合レンズにおいては、光学レンズ１のレンズ面１ａ₁、１ａ₂の各軸に対して樹脂レンズ２またはレンズ３の軸を上記のように調整することにより、透過偏芯を少なくするように補正することができる。

なお、上記においては基材レンズ（光学レンズ）１に樹脂レンズ２およびレンズ３のいずれかを組み合わせた場合について説明したが、図２１に示すように基材レンズ（光学レンズ）１に樹脂レンズ２およびレンズ３の双方が組み合わされてもよい。

また、上記においては光学レンズ１として両凸レンズについて説明したが、光学レンズ１のレンズ有効部は、傾斜面１ｃ₁が設けられる一方表面側のレンズ面１ａ₁の曲率半径が他方表面側のレンズ面１ａ₂の曲率半径よりも小さければ、図２２に示す正メニスカスレンズ、図２３に示す両凹レンズ、図２４に示す負メニスカスレンズであってもよい。

また、上記においては傾斜面１ｃ₁が円錐面（内周側から外周側にわたって傾きが一定の面）の場合について説明したが、外周側に向かって一方表面側から他方表面側へ傾斜していれば、図２５に示すように断面形状が曲線をなす曲面形状（内周側から外周側にわたって傾きが変化する形状）であってもよい。またこの曲面形状は、傾斜面１ｃ₁が図２５に示すように外側に突き出した凸曲面であってもよく、また内側に窪んだ凹曲面であってもよい。

今回開示された実施の形態は例示であってこれに制限されるものではない。本発明は上記で説明した範囲ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲でのすべての変更が含まれることが意図される。

本発明は、透過偏芯量の低減が必要な光学レンズ、複合レンズおよびその製造方法、ならびに接合レンズおよびその製造方法に特に有利に適用され得る。

本発明の一実施の形態における光学レンズの構成を概略的に示す断面図であり、図２のＩ−Ｉ線に沿う断面に対応する図である。 本発明の一実施の形態における光学レンズの構成を概略的に示す平面図である。 本発明の一実施の形態における光学レンズの製造方法を概略的に示す断面図である。 図１および図２に示す光学レンズを用いた本発明の一実施の形態における複合レンズの構成を概略的に示す断面図である。 本発明の一実施の形態における複合レンズの製造方法の第１工程を示す概略断面図である。 本発明の一実施の形態における複合レンズの製造方法の第２工程を示す概略断面図である。 本発明の一実施の形態における複合レンズの製造方法の第３工程を示す概略断面図である。 本発明の一実施の形態における複合レンズの製造方法の第４工程を示す概略断面図である。 基材レンズの軸がレンズ保持部の中心軸に対してずれた状態を示す基材レンズの平面図（ａ）および断面図（ｂ）である。 基材レンズの軸がレンズ保持部の中心軸に対して芯合わせされた状態を示す基材レンズの平面図（ａ）および断面図（ｂ）である。 図１および図２に示す光学レンズを用いた本発明の一実施の形態における接合レンズの構成を概略的に示す断面図である。 本発明の一実施の形態における接合レンズの製造方法の第１工程を示す概略断面図である。 本発明の一実施の形態における接合レンズの製造方法の第２工程を示す概略断面図である。 本発明の一実施の形態における接合レンズの製造方法の第３工程を示す概略断面図である。 本発明の一実施の形態における接合レンズの製造方法の第４工程を示す概略断面図である。 レンズ面の位置ずれが無い場合の光の結像の様子を示す図である。 光線高さｈとレンズ面からの出射光の角度θ₂を説明するための図である。 レンズ面Ｒ１が位置ずれを生じた場合の結像点Ｄのずれを説明するための図である。 レンズ面Ｒ２が凸面でレンズ面Ｒ２が位置ずれを生じた場合の結像点Ｄのずれを説明するための図である。 レンズ面Ｒ２が凹面でレンズ面Ｒ２が位置ずれを生じた場合の結像点Ｄのずれを説明するための図である。 光学レンズ（基材レンズ）に樹脂レンズとレンズとの双方を組み合わせた構成を示す概略断面図である。 光学レンズが正メニスカスレンズの場合に構成を示す概略断面図である。 光学レンズが両凹レンズの場合に構成を示す概略断面図である。 光学レンズが負メニスカスレンズの場合に構成を示す概略断面図である。 光学レンズの傾斜面が曲面形状の場合の構成を示す概略断面図である。 従来の複合レンズの構成を示す概略断面図である。 従来の複合レンズを射出成形で製造する場合の成形型の構成を概略的に示す断面図である。

符号の説明

１ 光学レンズ（基材レンズ）、１ａ₁ 第１のレンズ面、１ａ₂ 第２のレンズ面、１ｂ フラット部、１ｃ 傾斜部、１ｃ₁ 傾斜面、１ｄ フランジ部、１ｅ 基準面、１ｆ 外周端面、２ 樹脂レンズ（光硬化性樹脂）、３ レンズ、３ａ 接合面、１０ 金型、１１ 可動型、１２ 固定型、１３，１４ 入駒、２０Ａ 複合レンズの製造装置、２０Ｂ 接合レンズの製造装置、２１ レンズ保持部、２２ レンズ成形型、２２ａ 上面、２２ｂ 凹部、２３ テーブル、２４ 昇降部、２５ レンズ載置部、２５ａ 上面、３１ ランプ、３２ ディスペンサー、Ｒ１ レンズ面、Ｒ２ レンズ面。

Claims (6)

1. レンズ有効部と、前記レンズ有効部の外周側に位置する傾斜部と、前記傾斜部の外周側に位置するフランジ部とを有し、
   前記レンズ有効部は、一方表面に第１の曲率半径を有する第１のレンズ面を有し、かつ他方表面に曲率を有しないか、または前記第１の曲率半径よりも大きい第２の曲率半径を有する第２のレンズ面を有し、
   前記傾斜部は、前記一方表面に、外周側に向かって前記一方表面側から前記他方表面側へ傾斜した傾斜面を有し、
   前記フランジ部は、前記他方表面に前記第２のレンズ面よりも前記他方表面側に突き出した基準面を有する、光学レンズ。
2. 前記傾斜部は、円錐面および曲面のいずれかであることを特徴とする、請求項１に記載の光学レンズ。
3. 請求項１または２に記載の光学レンズと、
   前記光学レンズの前記第２のレンズ面に接合された樹脂レンズとを備えた、複合レンズ。
4. 請求項１または２に記載の光学レンズと、
   前記光学レンズの前記他方表面側に接合されたレンズとを備えた、接合レンズ。
5. 請求項１または２に記載の前記光学レンズの前記傾斜面にレンズ保持部を接触させることで、前記光学レンズの前記傾斜部と前記レンズ保持部とが互いに同軸となるように位置調整する芯合わせ工程と、
   芯合わせされた状態で前記光学レンズがレンズ成形型に配置された樹脂材料を前記レンズ成形型に向けて押圧することで前記樹脂材料を成形し、前記樹脂材料よりなる樹脂レンズを前記光学レンズの前記第２のレンズ面に接合する工程とを備えた、複合レンズの製造方法。
6. 請求項１または２に記載の前記光学レンズの前記傾斜面にレンズ保持部を接触させることで、前記光学レンズの前記傾斜部と前記レンズ保持部とが互いに同軸となるように位置調整する芯合わせ工程と、
   芯合わせされた前記光学レンズとレンズ載置部に配置されたレンズとを重ね合わせることで前記レンズ載置部と前記レンズの芯合わせを行い、その後、接合する工程とを備えた、接合レンズの製造方法。

Images