[发明专利]光学元件及其制造装置

说明书

相关申请的交叉引用

本发明包含于2006年8月30日提交日本专利局的日本专利申请JP2006-233727涉及的主题，其全部内容结合于此作为参考。

技术领域

本发明涉及一种利用紫外线-固化树脂等作为材料的光学元件或透镜，以及用于制造该光学元件的制造装置(生产装置)。

背景技术

在用于光学仪器如照相机等的光学元件(如透镜等)中，通常存在两种类型：一种由玻璃制成，而另一种由树脂制成。与由玻璃制成的光学元件相比，由树脂制成的光学元件重量轻、抗冲击性优良并且成本低廉，因此，树脂质光学元件最近已广泛用于光学仪器领域。

对于制造树脂质光学元件，存在多种方法，其中的一种是注射法，在该方法中，注射成型实际上适用于热塑性树脂如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯(PC)、环烯聚合物等；而其中的另一种是浇铸法，在该方法中，浇铸实际上适用于热固性树脂如二乙二醇二芳基碳酸酯(diethylene glycol bisarylcarbonate)(CR-39)等，同时加热并固化它们。

在上述用于热塑性树脂的注射方法中，容易实现光学元件例如透镜的大规模生产。然而，由此制造的光学元件趋于不能表现出满意的内部均匀性，尤其是由此制造的透镜趋于不能具有满意的从模具模制表面转移的透镜表面。

而在用于热固性树脂的浇铸方法中，由此制造的光学元件表现出满意的内部均匀性以及满意的透镜表面转移。然而，在这种浇铸方法中，为了充分固化所述树脂需要很长的时间(大约几个小时至几十个小时)，因此，不适合于大规模生产。

为了解决上述用于热固性树脂的浇铸法存在的缺陷，如今已提出了采用所谓的紫外线-固化树脂的方法，并已投入实践应用中，其中的一些被披露在日本临时公开的专利申请如Tokkaisho55-132221，Tokkaihei07-100835和Tokkaihei08-1807中。

这三个公开文件披露的措施的共同构思将参照附图的图29、30和31在以下进行简要地描述。

图29示出了用于制造紫外线-固化树脂的透镜101(参见图31)的制造装置201的示意性剖视图。

制造装置201包括上玻璃模具202、下玻璃模具203和定心套(centering sleeve)204，其中上玻璃模具202和下玻璃模具203通过定心套204进行定心和定位。尽管在图中没有示出，但采用了用于在垂直方向上夹持该两个玻璃模具202和203的夹具。

如图29中所示，上玻璃模具202和下玻璃模具203的彼此正对部分205和206分别形成有带有模制表面207和207＇的凹槽，其中透镜101的透镜功能部(lens proper portion)102(参见图31)通过模制表面207和207＇如下文所述进行制造。

此外，该两个玻璃模具202和203的彼此正对部分205和206各自形成有环形平顶面208和208＇，其中透镜101的环形凸缘部(flange portion)103(参见图31)通过该环形平顶面208和208＇按如下所述进行制造。

如图31所示，环形凸缘部103环绕透镜功能部102。将两个玻璃模具202和203的模制表面207和207＇以及环形平表面208和208＇抛光为如同镜面。

如图30所示，在实际使用时，将上玻璃模具202和下玻璃模具203放入定心套204并紧紧地固定在定心套204中，在其间留下具有图31中透镜101的形状的一定间隙。

以下将描述制造透镜101的步骤。

首先，如图29所示，将上玻璃模具202和下玻璃模具203从定心套204拆下。然后，将给定量的未固化的紫外线-固化树脂301放入下玻璃模具203的凹槽(207＇)中，然后将上玻璃模具202和下玻璃模具203正确地固定在定心套204中。这样，树脂301受上玻璃模具202和下玻璃模具203压缩，由此被成形为由在上玻璃模具202和下玻璃模具203的彼此正对部分205和206之间限定的成形间隙的形状，如图30所示。

接着，将紫外线通过上玻璃模具202和下玻璃模具203施加到在成形间隙中的树脂301上达一定的时间，以固化和硬化树脂301。在树脂301被充分固化和硬化后，进行脱模。即，将上玻璃模具202和下玻璃模具203从定心套204上取下。通过这些步骤，就制造了透镜101。

在上述用于制造透镜101的方法中，为了增加透镜101的外形规则性和缩短透镜101的制造周期，已经对实现平滑脱模进行了各种研究。