專利名稱：光學(xué)透鏡的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及對發(fā)光元件射出的光起作用的光學(xué)透鏡、光學(xué)透鏡的制造方法，還涉及用 于制造光學(xué)透鏡的拉拔處理用光學(xué)透鏡母材。
背景技術(shù)：
日本特許第3121614號公報及英國公報GB2108483A揭示了關(guān)于利用拉拔處理的微透 鏡的制造方法。用這些文獻所示的制造方法，制作圓柱狀的預(yù)成形坯(母材)，通過將其 加熱并進行拉拔加工，從而形成和預(yù)成形坯實際上相同截面形狀的圓柱透鏡。但，用這種已有的光學(xué)透鏡制造方法，在拉拔處理過程中，預(yù)成形坯上會產(chǎn)生畸變， 由此而變形，有時就不能完全如所設(shè)計的那樣形成對入射光起作用的光學(xué)作用部。發(fā)明內(nèi)容所以，本發(fā)明之目的在于提供用于制造如所設(shè)計那樣的光學(xué)透鏡用母材、光學(xué)透鏡的 制造方法、及光學(xué)透鏡。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的拉拔處理用光學(xué)透鏡母材為利用透光材料形成柱狀的拉 拔處理用光學(xué)透鏡母材，其特征在于，包括在一方的側(cè)面上形成非球面的第1曲面部、形 成在與第1曲面部相反一側(cè)的側(cè)面、具有主曲率比第1曲面部小的第2曲面部。本說明書 中所述的主曲率即用圓(圓柱面)近似曲線(曲面)時的圓(圓柱面)的曲率。采用這種拉拔處理用光學(xué)透鏡母材，由于形成第2曲面部，故與形成平面的情況相比， 能抑制因拉拔處理引起的畸變。另外，將曲面部分成第1曲面部和第2曲面部，其中曲率大的第1曲面部因為做成非 球面，非球面不易因拉拔處理而發(fā)生畸變，能抑制非球面形狀受損。還有，所謂的"非球面"、"球面"(后述)均指如圖1A所示的第1曲面部43那樣相 對于柱軸方向80平行的曲面，例如，構(gòu)成沿與柱軸方向正交的面的截面外形的各部形狀。 而且，所謂的"非球面"意即用至少具有兩個曲率的曲線所構(gòu)成的曲線形狀。而且，本發(fā) 明中，例如指曲線部分的內(nèi)側(cè)(中央部)曲率形成得比外側(cè)(周邊部)曲率大的形狀。最好第2曲面部由球面形成。由此，就能簡單地形成第2曲面部。還有，所謂的"球 面"系指具有一個曲率的曲面。第2曲面部可以是凸曲面。另外，第2曲面部又可是凹曲面。本發(fā)明的光學(xué)透鏡制造方法包括制作上述任何一種拉拔處理用光學(xué)透鏡母材的拉拔 處理用光學(xué)透鏡母材制作工序；對由拉拔處理用光學(xué)透鏡母材制作工序所制作的拉拔處理 用光學(xué)透鏡母材進行拉拔處理、直至變成所希望的外徑為止的拉拔處理工序；以及對由拉 拔處理工序作拉拔處理后的拉拔處理用光學(xué)透鏡母材進行切片加工、制作光學(xué)透鏡的光學(xué) 透鏡制作工序，其特征為，由拉拔處理工序作拉拔處理后的拉拔處理用光學(xué)透鏡母材的第 1曲面部及第2曲面部中的至少第1曲面部，起到對入射光或射出光起作用的光學(xué)作用部 的功能。采用這種光學(xué)透鏡的制作方法，因為能在拉拔處理前的階段決定光學(xué)透鏡的形狀，尤 其是光學(xué)作用部的形狀，所以能按照十分大的尺寸進行加工。還有，在形成第2曲面部，使其成為拉拔處理后的最終曲面的場合，所制作的光學(xué)透 鏡的第1曲面部及第2曲面部起到光學(xué)作用部的功能。在形成第2曲面部，使其成為拉拔處理后的最終平面的場合，所制作的光學(xué)透鏡的第 1曲面部起到光學(xué)作用部的功能。順便說一下，所謂"對光起作用"系指對于射入的發(fā)散光使其發(fā)散角縮小后射出。另 外，所謂"切片加工"是包括從拉拔后的拉拔處理用光學(xué)透鏡母材上切斷、以及切削成所 需要的形狀、大小的加工。拉拔處理用光學(xué)透鏡母材制作工序，最好根據(jù)進行所希望的光學(xué)作用用的曲率及拉拔 處理所產(chǎn)生的變形量而決定第2曲面部的曲率。由此，在考慮到由拉拔處理所產(chǎn)生的變形 量后，能決定第2曲面部的曲率，所以，在拉拔處理后能將拉拔處理產(chǎn)生的變形抑制到最 低限度。另外，本發(fā)明的光學(xué)透鏡制造方法包括對上述任一種的拉拔處理用光學(xué)透鏡母材進 行拉拔處理、直至變成所希望的外徑為止的拉拔處理工序；及對由拉拔處理工序作拉拔處 理后的拉拔處理用光學(xué)透鏡母材進行切片加工、制作光學(xué)透鏡的光學(xué)透鏡制作工序，其特征為，由拉拔處理工序作拉拔處理后的拉拔處理用光學(xué)透鏡母材的第1曲面部及第2曲面部中的至少第l曲面部，起到對入射光或射出光起作用的光學(xué)作用部的功能。本發(fā)明的光學(xué)透鏡的特征在于，利用上述任何一種的光學(xué)透鏡的制造方法制造而成。 由于在按照十分大的尺寸來加工母材的同時，通過設(shè)置第2曲面部能抑制拉拔處理工序中產(chǎn)生的拉拔處理用光學(xué)透鏡母材的畸變，故制成的光學(xué)透鏡能正確地對光起作用。該光學(xué)透鏡是對半導(dǎo)體激光元件射出的光起作用的光學(xué)透鏡，最好光射入第2曲面部并從第l曲面部射出。由此，第2曲面部中因拉拔處理而易產(chǎn)生畸變的外周部就能不再用作光學(xué)作用部。另外，本發(fā)明之目的在于提供一種光學(xué)透鏡，該透鏡實質(zhì)上是由相互平行的一對面、 及連接該一對面的曲面構(gòu)成，沿與該一對面平行的面的截面實質(zhì)上是一定的，該截面由以 下幾條曲線構(gòu)成非圓的第1曲線；具有比第1曲線的主曲率小的主曲率、并與第1曲線 相對的第2曲線；及分別將第1及第2曲線的兩端連接起來的第3及第4曲線。另外，提供一種光學(xué)透鏡，其上述第3及第4曲線的主曲率中心位于所述截面的外部。 其形狀是不透過入射光、出射光的、第3及第4曲線部稍向內(nèi)側(cè)凹的形態(tài)。另外，本發(fā)明之目的在于提供一種光學(xué)透鏡，該光學(xué)透鏡的與長度方向正交的面的截 面形狀實質(zhì)上是一定的，并通過如下所述的光學(xué)透鏡用預(yù)成形坯，目卩，具有與上述截面大 致相似的形狀、且與上述第1及第2曲線對應(yīng)的曲線部的主曲率比分別對應(yīng)的上述第1及 第2曲線的主曲率大的光學(xué)透鏡用預(yù)成形坯予以拉拔、切斷而制成。(日文第4頁第4段)另外，本發(fā)明之目的還在于提供又一種光學(xué)透鏡，該光學(xué)透鏡的與長度方向正交的面 的截面形狀實質(zhì)上是一定的，并通過如下所述的光學(xué)透鏡用預(yù)成形坯，S卩，具有與上述截 面大致相似的形狀，且具有由與上述第1、第2曲線對應(yīng)的第5、第6曲線部和與上述第3、 第4曲線對應(yīng)的實質(zhì)上的直線部所構(gòu)成的截面，上述第1、第2曲線部的主曲率比上述第 5、第6曲線部的主曲率大的光學(xué)透鏡用預(yù)成形坯沿長度方向予以拉拔、切斷而制成。另外本發(fā)明之目的還在于提供又一種光學(xué)透鏡，光從上述第2曲線部構(gòu)成的面入射， 從由上述第1曲線部構(gòu)成的面射出。采用上述的構(gòu)成，通過使用這種光學(xué)透鏡，能延長焦距，能容易對配置在該光學(xué)透鏡 內(nèi)口側(cè)的透鏡進行設(shè)定。另外，本發(fā)明之目的在于提供一種光學(xué)透鏡用母材，該光學(xué)透鏡用母材由透光材料組 成，具體結(jié)構(gòu)為，沿與長度方向正交的平面的截面形狀實質(zhì)上是一定的，截面形狀由以下 幾部分構(gòu)構(gòu)畫成非圓的第1曲線部；具有比第1曲線部的主曲率小的主曲率、并與第1 曲線相對的第2曲線部；以及分別連接第1及第2曲線兩端的第3及第4線段，第l及第2曲線部為至少具有多個曲率的曲線部。此外，本發(fā)明之目的在于提供一種光學(xué)透鏡用母材，在上述光學(xué)透鏡用母材中，第l、 第2曲線部的中央部的曲線部主曲率比各自周邊部的主曲率大。


圖1A至圖1C為表示實施例所涉的光學(xué)透鏡制造方法各道工序的概要示意圖；圖2為比較例的拉拔處理用光學(xué)透鏡母材的剖視圖、及對該拉拔處理用光學(xué)透鏡母材進行拉拔處理而制成的光學(xué)透鏡剖視圖；圖3A至圖3C分別為第1實施例的拉拔處理用光學(xué)透鏡用母材、及對該拉拔處理用光 學(xué)透鏡母材進行拉拔處理而制成的光學(xué)透鏡的剖視圖；圖4A至圖4C分別為第2實施例的拉拔處理用光學(xué)透鏡用母材，及對該拉拔處理用光 學(xué)透鏡母材進行拉拔處理而制成的光學(xué)透鏡的剖視圖；圖5為檢査工序的概要圖；圖6為表示本實施例的光學(xué)透鏡制造方法中一系列工序的流程圖。
具體實施方式
以下，參照附圖詳細(xì)說明本發(fā)明實施例。還有，以下的說明中，對于相同或相當(dāng)?shù)牟?分標(biāo)注同一符號，不再贅述。圖1A至圖1C為表示實施例的光學(xué)透鏡制造方法中的各道工 序的概略示意圖。作為實施例雖然表示了 3道工序，但是關(guān)于圖1A至圖1C的說明適用于 所有的實施例。如圖1A所示，首先準(zhǔn)備由透光玻璃材料構(gòu)成的柱狀的光學(xué)部件，成形加工成在一方 側(cè)面具有由凸曲面組成的第1曲面部43、在另一方側(cè)面具有同樣由凸曲面組成的第2曲面 部41、而在該第1曲面部43和第2曲面部41之間具有由一對平面組成的一對側(cè)部平面部 44的形狀，以此作為拉拔處理用光學(xué)透鏡母材40 (拉拔處理用光學(xué)透鏡母材制作工序)。 拉拔處理用光學(xué)透鏡母材40具有柱狀的形狀，第1曲面部43、第2曲面部41都是與柱軸 方向80平行的曲面。上部的第1曲面部43是由該制造方法形成的成為光學(xué)透鏡1的光學(xué)作用部43的部分， 且由非球面形成。如構(gòu)成為非球面，則有以下的優(yōu)點，即能有效地發(fā)揮光學(xué)作用部的作用， 尤其是曲面部外側(cè)的作用(消除光行差)。第2曲面部40有比第2曲面部43小的曲率， 由球面形成。因而，該第2曲面部41雖然曲率小，但也對光起作用，所以，在設(shè)計階段 要考慮第1曲面部43、第2曲面部41兩者對光的作用量。這些由"球面"及"非球面"形成的光學(xué)作用部43并不是分別二維地產(chǎn)生作用，而是一維地產(chǎn)生作用。還有，對于除 了第1曲面部43之外再設(shè)置第2曲面部41的目的將在以后敘述。此外，互相平行地形成 一對側(cè)面平面部44。由此，在互相接觸并多個陣列狀排列時能容易地進行排列作業(yè)。
這樣，在由拉拔方法進行的光學(xué)透鏡的制造方法中，在作為十分大的尺寸(例如，寬 及高為2 6cm、長度20~200cm)的拉拔處理用光學(xué)透鏡母材40的階段，因為能形成欲 制造的光學(xué)透鏡的形狀，特別是光學(xué)作用部的形狀，所以就能簡單并正確地進行這些作業(yè)。
還有在日本特公平7_15521號公報中揭示了有關(guān)利用拉拔方法制造折射率分布型圓 柱透鏡(自聚焦透鏡)的方法。該制造方法中。用高純度石英玻璃系的棒作為母材，該棒 從中心向徑向外側(cè)其氟的摻雜劑量階段性增大，隨此其折射率亦就階段性降低，但未使用 如本發(fā)明的那樣的、對于母材在外形上形成光學(xué)作用部的方法。在這種已有的制造方法中， 作為母材制作工序，需要利用等離子外附法摻雜氟，或利用長時間浸漬在熔融的鹽中進行 離子交換的方法而形成折射率分布的工序，但是本發(fā)明中不需要這樣的工序。另外，所形 成的光學(xué)透鏡l中，光入射面、光射出面是使用其兩端部，而不是圓柱形的側(cè)面曲面，在 這一點上有所不同。
接著，如圖1B所示，利用電爐35等對由拉拔處理用光學(xué)透鏡母材制作工序成形加工 后的拉拔處理用光學(xué)透鏡母材40加熱至玻璃材料的屈服點以上進行拉拔處理成為所希望 的尺寸(拉拔處理工序)。電爐35最好圍著拉拔處理用光學(xué)透鏡母材40而形成環(huán)狀，對 拉拔處理用光學(xué)透鏡母材40從四周等距離同等地進行加熱。電爐35連接有溫度調(diào)節(jié)裝置 32，可改變電爐35的溫度來調(diào)節(jié)拉拔溫度。此外，為了拉拔并拉長被加熱的拉拔處理用 光學(xué)透鏡母材40，使用將母材40送入電爐35的送入輥90和拉伸輥33。在拉拔上述的半 圓柱狀的拉拔處理用光學(xué)透鏡母材時，做成用拉伸輥33夾持拉拔處理過的一對側(cè)部平面 部44，則能防止拉拔中拉拔處理用光學(xué)透鏡母材40產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)。
在判斷拉拔處理用光學(xué)透鏡母材40被拉拔處理的結(jié)果是外徑已達(dá)到所希望的外徑(O。 5 15mrn)時，用設(shè)置在拉伸輥33下部的切割器37切斷。該判斷可用設(shè)在拉伸輥33前面 的線徑測量裝置38來進行。線徑測量裝置38由發(fā)出激光的激光部、接收通過拉拔處理用 光學(xué)透鏡母材40的激光受光部、及根據(jù)受光部接受光的光量等算出拉拔處理用光學(xué)透鏡 母材40外徑的解析部等構(gòu)成。切割器37切斷后形成的光學(xué)透鏡做成長度為5mm 2000mm 的棒狀，既是可用作光學(xué)透鏡的尺寸，又可是切斷、切削加工成所希望長度之前階段的尺 寸(光學(xué)透鏡制作工序)。過長易折斷，而過短又不便于切斷、切削加工。對于制造光纖 等場合，將拉拔后的材料巻繞在巻筒等上，而在光學(xué)透鏡的制造中，在將拉拔后的材料予 以切斷這一點上，則有其特點。還如以后所述，關(guān)于該拉拔處理后的光學(xué)透鏡，用實際的光源檢查其光學(xué)作用部43 的功能等(檢査工序)，以其檢査結(jié)果為基礎(chǔ)調(diào)整拉拔環(huán)境(拉拔環(huán)境調(diào)整工序)，通過在 該調(diào)整后的環(huán)境里重新再拉拔處理，也就能制造出具有所希望形狀的光學(xué)透鏡。這時也可 以設(shè)計成將拉拔處理過的拉拔處理用光學(xué)透鏡母材40予以切斷，制作檢査用試料，對其 進行檢査。
如此制成的光學(xué)透鏡1，從拉拔處理的特性出發(fā)其截面形狀和拉拔處理用光學(xué)透鏡母 材40有相同的截面。在經(jīng)拉拔處理后，因為除了切成所希望的長度外，對光學(xué)透鏡特別 是由凸曲面組成的光學(xué)作用部43不存在成形加工的過程，故能減輕制造的工作量。另外， 也可對光學(xué)作用部43以外的平面部44、端部48進行研磨，以成為所希望的大小。該光學(xué) 透鏡1如圖1C所示，利用形成于光射出側(cè)的光學(xué)作用部43將入射光6予以準(zhǔn)直或聚光后 將射出光7射出。這樣，如在光入射側(cè)及光射出側(cè)的兩側(cè)上均設(shè)曲面部，則由于利用光入 射側(cè)的曲面作用，故相應(yīng)地就可將離發(fā)光源的配置位置取得長些，所以有這一優(yōu)點。另外， 通過改變兩曲面部的曲率，從而能調(diào)整離開光源的距離。
圖2為比較例的拉拔處理用光學(xué)透鏡母材的剖視圖、及對該拉拔處理用光學(xué)透鏡母材 作拉拔處理后制成的光學(xué)透鏡的剖視圖。圖2的左側(cè)以剖視圖表示的拉拔處理用光學(xué)透鏡 母材40，具有形成在一方的側(cè)面上的凸曲面狀的曲面部53、形成在與曲面部53相反側(cè)的 側(cè)面上的平面部71、及形成在曲面部53和平面部71之間的一對側(cè)部平面部44。 一對側(cè) 面平面部44實際上是互相平行的。
作為拉拔處理工序的特性，如對母材加熱，除最佳溫度、送入速度外，母材的截面形 狀變形。即如右側(cè)的圖所示，光學(xué)透鏡用母材40的一對側(cè)面部44、平面部71、并且它們 的角部都因拉拔處理工序而變形。變形方法因拉拔處理環(huán)境而異，圖2表示變成凹陷狀態(tài) 的情形。需預(yù)先說明的是，還在圖2中，為便于理解，將拉拔處理工序產(chǎn)生的變形夸張地 畫出(圖3A—圖3C、圖4A—圖4C也一樣)。
圖3A—圖3C分別為第1實施例的拉拔處理用光學(xué)透鏡母材、及對該拉拔處理用光學(xué) 透鏡母材作拉拔處理后制成的光學(xué)透鏡的剖視圖。圖3A的左側(cè)的剖視圖表示的拉拔處理 用光學(xué)透鏡母材40具有形成在一方側(cè)面上的凸曲面狀的第1曲面部43;形成在與第1 曲面部43相反側(cè)的側(cè)面上的凸曲面狀、且具有比第1曲面部曲率小的第2曲面部41;及 形成在第1曲面部43和第2曲面部41之間的一對側(cè)部平面部44。和圖2 —樣， 一對側(cè)面 平面部44互相平行。相反，圖3B左側(cè)所示的拉拔處理用光學(xué)透鏡母材40還具有形成在 一對側(cè)部平面部44和第2曲面部41之間的一對倒角面(凹面)75。
從圖3A—圖3C右側(cè)所示的光學(xué)透鏡的截面形狀可知，第2曲面部41如該第1實施
2例那樣形成凸曲面時，相應(yīng)地拉拔處理用光學(xué)透鏡母材的全體形狀近似圓柱形，故能使拉 拔處理工序引起的母材的畸變現(xiàn)象自身減少。在考慮到拉拔處理所能產(chǎn)生的變形量后形成 該第2曲面部41，并設(shè)計成在拉拔處理后能得到所希望的曲面部(對于圖4A—圖4C所示 的拉拔處理用光學(xué)透鏡母材40也一樣)。
又如圖3B及圖3C所示，在拉拔處理用光學(xué)透鏡母材40上形成一對倒角面(凹面) 75。這樣，通過將母材的形狀做成更接近圓柱形，就能進一步抑制拉拔處理時角部產(chǎn)生的 畸變(對于圖4A—圖4C所示的拉拔處理用光學(xué)透鏡母材40也一樣)。
還有，關(guān)于形成非球面的第一曲面部43，因為其曲率大，而不易因拉拔處理發(fā)生畸變 (除角部部分外。對于這一點以后敘述)，可抑制非球面形狀由于拉拔處理而受損的現(xiàn)象 (對于圖4A-圖4C所示的拉拔用光學(xué)透鏡母材40也一樣)。如能抑制畸變的發(fā)生，則能實 現(xiàn)設(shè)計的光學(xué)作用部43所產(chǎn)生的作用量被正確設(shè)定的光學(xué)透鏡1。
圖4A-圖4C分別為第2實施例的拉拔處理用光學(xué)透鏡母材、及對該拉拔處理用光學(xué)透 鏡母材作拉拔處理而制成的光學(xué)透鏡的剖視圖。圖4A中剖視圖所表示的拉拔處理用光學(xué) 透鏡母材40包括形成在一方的側(cè)面上的凸曲面狀的第l曲面部43;在與第1曲面部43 相反側(cè)的側(cè)面形成凹曲面狀、且具有比第1曲面部43曲率小的第2曲面部61;形成在第 1曲面部43和第2曲面部61之間的一對側(cè)部平面部44。與圖2、 3 —樣， 一對側(cè)面平面 部44互相平行。相反，圖4B所示的拉拔處理用光學(xué)透鏡母材40還包括形成在一對側(cè)部 平面部44和第2曲面部61之間的一對倒角面(凹面)75。另外，圖4C所示的拉拔處理 用光學(xué)透鏡母材40是由曲面代替如圖4B所示的拉拔處理用光學(xué)透鏡母材40的一對倒角 面(凹面)75 (倒角面，(凹面)85)。
從圖4A-圖4C的右側(cè)所示的光學(xué)透鏡的截面形狀可知,在如該第2實施例所示那樣將 第2曲面部61形成凹曲面狀時，因為拉拔處理用光學(xué)透鏡母材40的形狀接近產(chǎn)生畸變后 的狀態(tài)，所以能抑制拉拔處理引起的第2曲面部61的變形。
特許第3121614號公報揭示了在圖2所示的一方的側(cè)面上形成曲面、在另一方的側(cè)面 上形成平面的拉拔處理用光學(xué)透鏡母材。對這樣的母材作拉拔處理，則會如上所述，在拉 拔處理工序中平面部變形很大，制出的光學(xué)透鏡的光學(xué)特性就發(fā)生變化。
另外，在該公報中，揭示了兩側(cè)面形成同一曲面形狀的拉拔處理用光學(xué)透鏡母材。在 將這一曲面形成非球面的場合，將曲面部外側(cè)的曲率設(shè)定得比內(nèi)側(cè)的曲率小，所以，與側(cè) 面平面部之間的角部，與形成球面的場合相比具有尖的形態(tài)。由此，存在的問題是在拉拔 處理工序中該角部部分的形狀容易變形(或容易變形成偏向曲率大的曲面部內(nèi)側(cè))。因為 非球面原本就是為了提高光學(xué)特性而做成的，所以這一部分的變形相反使制出的光學(xué)透鏡的特性變差。
本實施例的拉拔處理用光學(xué)透鏡母材40中，因一方的側(cè)面形成曲率小的曲面(第2 曲面部41、 61)，且其角部部分成為比第l曲面部43側(cè)的角部尖的形態(tài)，故由于拉拔處理 容易產(chǎn)生角部變形。但是，也可期待如下那樣效果通過有意使該角部部分產(chǎn)生畸變，從
而使拉拔處理產(chǎn)生的畸變變形時產(chǎn)生的內(nèi)部能量全部集中在該角部部分，由此就難以損壞
第1曲面部43的非球面形狀。如后所述，在第2曲面部41、 61的角部部分即使產(chǎn)生畸變， 也無光學(xué)特性上的問題。還有，如將第2曲面部41、 61做成球面，則與形成非球面的場 合相比難以產(chǎn)生畸變。在也想抑制第2曲面部41、 61的角部部分產(chǎn)生畸變的場合，可以 如上所述地進行設(shè)計。
圖5為檢査工序的概略圖。圖中表示一種用于檢査拉拔處理后的光學(xué)作用部43功能 的方法。這一檢査利用具備發(fā)光裝置及受光裝置的光學(xué)作用部檢査裝置50來進行。從作 為發(fā)光裝置的半導(dǎo)體激光光源25照射出的光(入射光6:發(fā)散光)射入第2曲面部41， 并由形成在射出面?zhèn)鹊墓鈱W(xué)作用部43作準(zhǔn)直后射出(出射光7)，由作為受光裝置的半導(dǎo) 體受光傳感器受光并測定其擴展寬度51。由此，在光學(xué)透鏡l實際使用的狀況、或與其相 近的狀況被再現(xiàn)的狀態(tài)下，測定由光學(xué)作用部43 (第l曲面部)對光作用的量。還有，該 實施例的光學(xué)透鏡l如已經(jīng)所述的那樣，還具備能對光起作用的第2曲面部41，所以，第 2曲面部41的作用也包括在內(nèi)，對光學(xué)透鏡1整體所產(chǎn)生的作用進行檢査。
根據(jù)檢査工序?qū)鈱W(xué)作用步43進行檢査的結(jié)果，作為拉拔處理環(huán)境調(diào)整工序，對拉 拔處理工序中的拉拔環(huán)境進行調(diào)整，以不產(chǎn)生如檢査結(jié)果所示的不良情況，通過利用該重 新調(diào)整后的拉拔環(huán)境再度對拉拔處理用光學(xué)透鏡母材40進行拉拔處理，制作能對光正確 作用的光學(xué)透鏡l。作為拉拔環(huán)境，是例如對母材加熱時的溫度，用溫度調(diào)節(jié)裝置32調(diào)節(jié) 電爐35的加熱溫度。另外，除母材的加熱溫度外，通過改變送入輥90、拉伸輥33的速度， 也能調(diào)整拉拔環(huán)境。我們知道，送入速度一提高，拉拔處理用光學(xué)透鏡母材40的形狀在 拉拔處理后也容易保持。
在上述的檢査工序中，如圖1B所示，也能對拉拔生產(chǎn)線上的拉拔后的拉拔處理用光 學(xué)透鏡母材40進行檢査，但也可以從拉拔處理用光學(xué)透鏡母材40上切下部分來制作檢査 試樣，對其作檢查。在對拉拔生產(chǎn)線上拉拔后的拉拔處理用光學(xué)透鏡母材40進行檢査時， 光學(xué)作用部檢査裝置50中所用的作為發(fā)光裝置的半導(dǎo)體激光、作為受光裝置的半導(dǎo)體受 光傳感器設(shè)置在拉拔生產(chǎn)線上。另外，還同時設(shè)置用于控制半導(dǎo)體激光器、半導(dǎo)體受光傳 感器及溫度調(diào)節(jié)裝置32的控制電路。用這種方法的優(yōu)點是，不使生產(chǎn)線停止而根據(jù)檢査 結(jié)果來調(diào)整拉拔環(huán)境，即能構(gòu)成自動監(jiān)視拉拔狀態(tài)、自動調(diào)整拉拔環(huán)境的系統(tǒng)，在切段后用檢査用試樣進行檢查時，具有容易檢査的優(yōu)點。
再者，從圖5所示的檢查工序的示圖可知，第2曲面部41如用作為光入射面，則曲 面的外周部不用作為光學(xué)作用部。在拉拔處理工序中，角部41a的周邊因拉拔處理的加熱 的影響而易產(chǎn)生變形，但本實施例的光學(xué)透鏡l因不是如此地作為光學(xué)作用部使用，故能 抑制對光學(xué)作用的不良影響。
圖6為表示本實施例的光學(xué)透鏡制造方法中一系列的工序的流程圖。作為實施例雖然 示出了3道工序，但對該圖6的說明，使用于所有的實施例。從步驟100開始，在步驟101 制作圖1A所示的拉拔處理用光學(xué)透鏡母材40(拉拔處理用光學(xué)透鏡母材制作工序)。在歩 驟102，對步驟101所制作的拉拔處理用光學(xué)透鏡母材40作拉拔處理(拉拔處理工序)。 然后進入檢查工序，先在步驟103，將拉拔處理后的拉拔處理用光學(xué)透鏡母材40切斷，制 作檢査用試樣。
在步驟104中，用圖5所示的方法檢査拉拔處理后的拉拔處理用光學(xué)透鏡母材40的 光學(xué)作用部43是否正常形成(光學(xué)作用部43的功能是否在允許的范圍內(nèi))。在步驟105 中，當(dāng)所形成的光學(xué)作用部43的功能在允許范圍內(nèi)時，進入步驟107確定拉拔處理的加 熱溫度。在超過允許范圍時，進入步驟106作為拉拔處理環(huán)境調(diào)整而進行加熱溫度調(diào)節(jié)， 再返回步驟102。
在步驟108，按照步驟107確定的拉拔溫度再次作拉拔處理，在步驟109，以切割器 37將拉拔處理后的拉拔處理用光學(xué)透鏡母材40切斷，并對該部分實施切削加工(切片加 工)。通過這些工序，在步驟110光學(xué)透鏡1制作完成，所有的手續(xù)結(jié)束(步驟lll)。
以上雖根據(jù)實施例對本發(fā)明作了具體的說明，但本發(fā)明在實施本發(fā)明的過程中并不僅 限于所示的最佳形態(tài)的所述實施例，還包括在本發(fā)明的權(quán)利要求的范圍內(nèi)對該發(fā)明的所有 的變更，也能對形狀、尺寸、配置等進行變更。
產(chǎn)業(yè)上利用的可能性
采用本發(fā)明的光學(xué)透鏡的制造方法，在拉拔處理前的母材階段，因為能決定光學(xué)透鏡 的形狀，特別是光學(xué)作用部分的形狀，所以能按照十分大的尺寸加工母材，能方便地形成 光學(xué)透鏡的形狀，特別是光學(xué)作用部分的形狀。由此，能實現(xiàn)具有對光正確作用的光學(xué)作 用部。另外，能減輕制造上的負(fù)擔(dān)。
還因為第2曲面部做成曲面形狀，所以能減輕因拉拔處理工序中拉拔處理用光學(xué)透母 材的畸變現(xiàn)象所引發(fā)的不良情況。另外，能有效地起光學(xué)作用的非球面，因形成曲率大的 第1曲面，故拉拔處理工序的畸變不易發(fā)生，難以損壞非球面的形狀。
權(quán)利要求
1、一種光學(xué)透鏡，其特征在于，包含一對基本上相互平行的面；以及將所述一對面相互連接的曲面；所述光學(xué)透鏡沿與所述一對面平行的面產(chǎn)生基本固定的橫截面；所述橫截面由非圓的第1曲線、具有主曲率比所述第1曲線的小并與所述第1曲線相對的第2曲線、以及相互連接所述第1及第2曲線兩端的第3和第4曲線所限定，所述光學(xué)透鏡由在與長度方向正交的面上具有基本固定的橫截面的光學(xué)透鏡預(yù)成形坯形成，所述光學(xué)透鏡通過拉拔和切斷具有與所述光學(xué)透鏡的橫截面基本相似形狀的所述光學(xué)透鏡預(yù)成形坯制成，其中對應(yīng)于所述光學(xué)透鏡的第1及第2曲線的所述光學(xué)透鏡預(yù)成形坯的曲線部分別具有比其對應(yīng)的所述光學(xué)透鏡的第1及第2曲線的主曲率小的主曲率。
2、 一種光學(xué)透鏡，其特征在于，包含 一對基本上相互平行的面；以及 將所述一對面相互連接的曲面；所述光學(xué)透鏡沿與所述一對面平行的面產(chǎn)生基本固定的橫截面；所述橫截面由非圓的 第1曲線、具有主曲率比所述第1曲線的小并與所述第1曲線相對的第2曲線、以及分別 連接所述第1及第2曲線兩端的第3和第4曲線所限定，其中所述第3和第4曲線具有在 所述光學(xué)透鏡的所述橫截面的外部的主曲率中心，所述光學(xué)透鏡由在與長度方向正交的面 上具有基本固定的橫截面的光學(xué)透鏡預(yù)成形坯形成，所述光學(xué)透鏡通過長度方向拉拔和切 斷具有與所述光學(xué)透鏡的橫截面基本相似形狀的所述光學(xué)透鏡預(yù)成形坯制成，且所述光學(xué) 透鏡預(yù)成形坯的橫截面包含對應(yīng)于所述光學(xué)透鏡的所述第1及第2曲線的第5和第6曲線 部分以及對應(yīng)于所述光學(xué)透鏡的所述第3及第4曲線的基本直線部分，其中所述第1及第 2曲線部分別具有比所述光學(xué)透鏡預(yù)成形坯的第5和第6曲線的主曲率大的主曲率。
3、 一種光學(xué)透鏡，其特征在于，包含 一對基本上相互平行的面；以及 將所述一對面相互連接的曲面；所述光學(xué)透鏡沿與所述一對面平行的面產(chǎn)生基本固定的橫截面；所述橫截面由非圓的 第1曲線、具有主曲率比所述第1曲線的小并與所述第1曲線相對的第2曲線、以及相互連接所述第1及第2曲線兩端的第3和第4曲線所限定，其中所述第3和第4曲線具有在 所述橫截面的外部的主曲率中心，所述第2曲線的主曲率中心位于通過所述第2曲線與所 述第l曲線相對的位置，所述光學(xué)透鏡由在與長度方向正交的面上具有基本固定的橫截面 的光學(xué)透鏡預(yù)成形坯形成，所述光學(xué)透鏡通過在長度方向拉拔和切斷具有與所述光學(xué)透鏡 的橫截面基本相似形狀的所述光學(xué)透鏡預(yù)成形坯制成，且所述光學(xué)透鏡預(yù)成形坯的橫截面 包含對應(yīng)于所述光學(xué)透鏡的所述第1及第2曲線的第5和第6曲線部分以及對應(yīng)于所述光 學(xué)透鏡的所述第3及第4曲線的基本直線部分，其中所述光學(xué)透鏡的所述第1及第2曲線 部分別具有比所述光學(xué)透鏡預(yù)成形坯的第5和第6曲線的主曲率大的主曲率。
4、 一種光學(xué)透鏡，其特征在于，包含 一對基本上相互平行的面；以及 將所述一對面相互連接的曲面；所述光學(xué)透鏡沿與所述一對面平行的面產(chǎn)生基本固定的橫截面；所述橫截面由非圓的 第1曲線、具有主曲率比所述第1曲線的小并與所述第1曲線相對的第2曲線、連接所述 第1曲線的一端及第2曲線的一端并相互連接的第3和第4曲線、以及連接所述第1曲線 的另一端及第2曲線的另一端并相互連接的第5和第6曲線所限定，所述第3、第4、第5 和第6曲線具有在所述橫截面的外部的主曲率中心，所述光學(xué)透鏡由在與長度方向正交的 面上具有基本固定的橫截面的光學(xué)透鏡預(yù)成形坯形成，所述光學(xué)透鏡通過在長度方向拉拔 和切斷具有與所述光學(xué)透鏡的橫截面基本相似形狀的所述光學(xué)透鏡預(yù)成形坯制成，且所述光學(xué)透鏡預(yù)成形坯的橫截面包含對應(yīng)于所述光學(xué)透鏡的所述第1及第2曲線的第7和第8 曲線部分、對應(yīng)于所述光學(xué)透鏡的所述第3及第4曲線的基本直線形的第1及第2部分、 以及對應(yīng)于所述光學(xué)透鏡的所述第5及第6曲線的基本直線形的第3及第4部分，其中所 述光學(xué)透鏡預(yù)成形坯的所述第1及第2曲線部分別具有比所述光學(xué)透鏡預(yù)成形坯的第7和 第8曲線的主曲率大的主曲率。
5、 一種光學(xué)透鏡，其特征在于，包含 一對基本上相互平行的面；以及 將所述一對面相互連接的曲面；所述光學(xué)透鏡沿與所述一對面平行的面產(chǎn)生基本固定的橫截面；所述橫截面由非圓的 第1曲線、具有主曲率比所述第1曲線的小并與所述第1曲線相對的第2曲線、連接所述 第1曲線的一端及第2曲線的一端并相互連接的第3和第4曲線、以及連接所述第1曲線的另一端及第2曲線的另一端并相互連接的第5和第6曲線所限定，所述第3、第4、第5 和第6曲線具有在所述橫截面的外部的主曲率中心，所述第2曲線的主曲率中心位于通過 所述第2曲線與所述第1曲線相對的位置，所述光學(xué)透鏡由在與長度方向正交的面上具有 基本固定的橫截面的光學(xué)透鏡預(yù)成形坯形成，所述光學(xué)透鏡通過在長度方向拉拔和切斷具 有與所述光學(xué)透鏡的橫截面基本相似形狀的所述光學(xué)透鏡預(yù)成形坯制成，且所述光學(xué)透鏡 預(yù)成形坯的橫截面包含對應(yīng)于所述光學(xué)透鏡的所述第1及第2曲線的第7和第8曲線部分、 對應(yīng)于所述光學(xué)透鏡的所述第3及第4曲線的基本直線形的第1及第2部分、以及對應(yīng)于 所述光學(xué)透鏡的所述第5及第6曲線的基本直線形的第3及第4部分，其中所述光學(xué)透鏡 預(yù)成形坯的所述第1及第2曲線部分別具有比所述光學(xué)透鏡預(yù)成形坯的第7和第8曲線的 主曲率大的主曲率。
6、 一種光學(xué)透鏡，其特征在于，包含 一對相互面對的面；以及 將所述一對面相互連接的曲面；橫跨所述曲面的所述光學(xué)透鏡的任何橫截面由第1曲線、具有主曲率比所述第1曲線 的小并與所述第1曲線相對的第2曲線、以及相互連接所述第1及第2曲線兩端的第3和 第4曲線所限定，所述光學(xué)透鏡由在與長度方向正交的面上具有基本固定的橫截面的光學(xué) 透鏡預(yù)成形坯形成，所述光學(xué)透鏡通過拉拔和切斷具有與所述光學(xué)透鏡的所述橫截面基本 相似形狀的所述光學(xué)透鏡預(yù)成形坯制成，其中對應(yīng)于所述光學(xué)透鏡的第1及第2曲線的所 述光學(xué)透鏡預(yù)成形坯的曲線部分別具有比其對應(yīng)的所述光學(xué)透鏡的第1及第2曲線的主曲 率小的主曲率。
7、 一種光學(xué)透鏡，其特征在于，包含 一對相互面對的面；以及 將所述一對面相互連接的曲面；橫跨所述曲面的所述光學(xué)透鏡的任何橫截面由非圓的第1曲線、具有主曲率比所述第 1曲線的小并與所述第1曲線相對的第2曲線、以及相互連接所述第1及第2曲線兩端的 第3和第4曲線所限定，其中所述第3和第4曲線具有在所述光學(xué)透鏡的所述橫截面的外 部的主曲率中心，所述光學(xué)透鏡由在與長度方向正交的面上具有基本固定的橫截面的光學(xué) 透鏡預(yù)成形坯形成，所述光學(xué)透鏡通過在長度方向拉拔和切斷具有與所述光學(xué)透鏡的橫截 面基本相似形狀的所述光學(xué)透鏡預(yù)成形坯制成，且所述光學(xué)透鏡預(yù)成形坯的橫截面包含對應(yīng)于所述光學(xué)透鏡的所述第1及第2曲線的第5和第6曲線部分以及對應(yīng)于所述光學(xué)透鏡 的所述第3及第4曲線的基本直線形部分，其中所述光學(xué)透鏡預(yù)成形坯的所述第1及第2 曲線部分別具有比所述光學(xué)透鏡預(yù)成形坯的第5和第6曲線的主曲率大的主曲率。
8、 一種光學(xué)透鏡，其特征在于，包含 一對相互面對的面；以及 將所述一對面相互連接的曲面；橫跨所述曲面的所述光學(xué)透鏡的任何橫截面由非圓的第1曲線、具有主曲率比所述第 1曲線的小并與所述第1曲線相對的第2曲線、以及相互連接所述第1及第2曲線兩端的 第3和第4曲線所確定，其中所述第3和第4曲線具有在所述橫截面的外部的主曲率中心， 所述第2曲線的主曲率中心位于通過所述第2曲線與所述第1曲線相對的位置，所述光學(xué) 透鏡由在與長度方向正交的面上具有基本固定的橫截面的光學(xué)透鏡預(yù)成形坯形成，所述光 學(xué)透鏡通過在長度方向拉拔和切斷具有與所述光學(xué)透鏡的橫截面基本相似形狀的所述光 學(xué)透鏡預(yù)成形坯制成，且所述光學(xué)透鏡預(yù)成形坯的橫截面包含對應(yīng)于所述光學(xué)透鏡的所述 第1及第2曲線的第5和第6曲線部分以及對應(yīng)于所述光學(xué)透鏡的所述第3及第4曲線的 基本直線形部分，其中所述光學(xué)透鏡預(yù)成形坯的所述第1及第2曲線部分別具有比所述光 學(xué)透鏡預(yù)成形坯的第5和第6曲線的主曲率大的主曲率。
9、 一種光學(xué)透鏡，其特征在于，包含 一對相互面對的面；以及 將所述一對面相互連接的曲面；橫跨所述曲面的所述光學(xué)透鏡的任何橫截面由非圓的第1曲線、具有主曲率比所述第 1曲線的小并與所述第1曲線相對的第2曲線、連接所述第1曲線的一端及第2曲線的一 端并相互連接的第3和第4曲線、以及連接所述第1曲線的另一端及第2曲線的另一端并 相互連接的第5和第6曲線所限定，所述第3、第4、第5和第6曲線具有在所述橫截面 的外部的主曲率中心，所述光學(xué)透鏡由在與長度方向正交的面上具有基本固定的橫截面的 光學(xué)透鏡預(yù)成形坯形成，所述光學(xué)透鏡通過在長度方向拉拔和切斷具有與所述光學(xué)透鏡的 橫截面基本相似形狀的所述光學(xué)透鏡預(yù)成形坯制成，且所述光學(xué)透鏡預(yù)成形坯的橫截面包 含對應(yīng)于所述光學(xué)透鏡的所述第1及第2曲線的第7和第8曲線部分、對應(yīng)于所述光學(xué)透 鏡的所述第3及第4曲線的基本直線形的第1及第2部分、以及對應(yīng)于所述光學(xué)透鏡的所 述第5及第6曲線的基本直線形的第3及第4部分，其中所述光學(xué)透鏡預(yù)成形坯的所述第1及第2曲線部分別具有比所述光學(xué)透鏡預(yù)成形坯的第7和第8曲線的主曲率大的主曲率。
10、 一種光學(xué)透鏡，其特征在于，包含 一對相互面對的面；以及 將所述一對面相互連接的曲面；橫跨所述曲面的所述光學(xué)透鏡的任何橫截面由非圓的第1曲線、具有主曲率比所述第 1曲線的小并與所述第1曲線相對的第2曲線、連接所述第1曲線的一端及第2曲線的一 端并相互連接的第3和第4曲線、以及連接所述第1曲線的另一端及第2曲線的另一端并 相互連接的第5和第6曲線所限定，所述第3、第4、第5和第6曲線具有在所述橫截面 的外部的主曲率中心，所述第2曲線的主曲率中心位于通過所述第2曲線與所述第1曲線 相對的位置，所述光學(xué)透鏡由在與長度方向正交的面上具有基本固定的橫截面的光學(xué)透鏡 預(yù)成形坯形成，所述光學(xué)透鏡通過在長度方向拉拔和切斷具有與所述光學(xué)透鏡的橫截面基 本相似形狀的所述光學(xué)透鏡預(yù)成形坯制成，且所述光學(xué)透鏡預(yù)成形坯的橫截面包含對應(yīng)于 所述光學(xué)透鏡的所述第1及第2曲線的第7和第8曲線部分、對應(yīng)于所述光學(xué)透鏡的所述 第3及第4曲線的基本直線形的第1及第2部分、以及對應(yīng)于所述光學(xué)透鏡的所述第5及 第6曲線的基本直線形的第3及第4部分，其中所述光學(xué)透鏡預(yù)成形坯的所述第1及第2 曲線部分別具有比所述光學(xué)透鏡預(yù)成形坯的第7和第8曲線的主曲率大的主曲率。
全文摘要
一種光學(xué)透鏡，包含一對基本上相互平行的面；以及將一對面相互連接的曲面；光學(xué)透鏡沿與一對面平行的面產(chǎn)生基本固定的橫截面；橫截面由非圓的第1曲線、具有主曲率比第1曲線的小并與第1曲線相對的第2曲線、以及相互連接所述第1及第2曲線兩端的第3和第4曲線所限定，光學(xué)透鏡由在與長度方向正交的面上具有基本固定的橫截面的光學(xué)透鏡預(yù)成形坯形成，光學(xué)透鏡通過拉拔和切斷具有與光學(xué)透鏡的橫截面基本相似形狀的光學(xué)透鏡預(yù)成形坯制成，其中對應(yīng)于光學(xué)透鏡的第1及第2曲線的光學(xué)透鏡預(yù)成形坯的曲線部分別具有比其對應(yīng)的光學(xué)透鏡的第1及第2曲線的主曲率小的主曲率。
文檔編號G02B3/06GK101329413SQ20081009677
公開日2008年12月24日 申請日期2002年5月8日 優(yōu)先權(quán)日2001年5月9日
發(fā)明者楠山泰 申請人:浜松光子學(xué)株式會社