ロッドレンズ、ロッドレンズの加工方法、およびロッドレンズの加工装置
【課題】ロッドレンズに、従来よりも広い画角を与えるようにする技術を提供する。
【解決手段】ロッドレンズの一端側の面を、該ロッドレンズによって得られる画角を広げられるように凹曲面状に形成する。このようなロッドレンズは、熱可塑性の樹脂製のロッドレンズ２であって、従来の製造方法により成形された平滑な端面を有するロッドレンズ２の一端側の平滑面２ａを、加熱された型部材の凸曲面に押し付けることで、ロッドレンズ２の平滑な一端側の面２ａを凸曲面に対応する凹曲面状に加工することにより得ることができる。
【解決手段】ロッドレンズの一端側の面を、該ロッドレンズによって得られる画角を広げられるように凹曲面状に形成する。このようなロッドレンズは、熱可塑性の樹脂製のロッドレンズ２であって、従来の製造方法により成形された平滑な端面を有するロッドレンズ２の一端側の平滑面２ａを、加熱された型部材の凸曲面に押し付けることで、ロッドレンズ２の平滑な一端側の面２ａを凸曲面に対応する凹曲面状に加工することにより得ることができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロッドレンズ、ロッドレンズの加工方法、およびロッドレンズの加工装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ロッドレンズは、その端面が平らに形成されている円柱形状のレンズである。このロッドレンズによって得られる画角を広げるためには、ロッドレンズの端部に屈折率変化量（Δｎ）の大きなレンズを取り付けることが一般的である。
しかし、このようなレンズの取り付け作業は非常に手間とコストがかかる。このことから、レンズの取り付けを必要としない、広い画角を有するロッドレンズが必要とされている。
【０００３】
本願発明者はより広い画角を備えるロッドレンズを得るべく研究を重ね、以下の発明を想到するに至った。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、ロッドレンズに、従来よりも広い画角を与えるようにする技術を提供することをその課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上述の課題を解決するための本願発明は、以下のようなものである。
すなわち、本願発明のロッドレンズは、円筒形に成形されたロッドレンズであって、その一端側の面が、前記ロッドレンズによって得られる画角を広げられるように凹曲面状に形成されてなるロッドレンズである。
このようなロッドレンズによれば、その一端側の面が、ロッドレンズによって得られる画角を広げられるように凹曲面状に形成されているため、画角を広げるためのレンズを取り付ける必要がなく、このような画角を広げるためのレンズの取り付けに必要な手間とコストを削減することができる。
なお、ロッドレンズは照明に用いられる場合があるが（場合によっては、一本のロッドレンズが撮像と照明に用いられる場合もある）、画角の大きなロッドレンズは、広い立体角での照明を行える。つまり、本発明のロッドレンズは、他のレンズを用いずとも広い立体角での照明を得ることができる。
本願発明におけるロッドレンズは、グレーテッドインデックスタイプのものでもよいし、ステップインデックスタイプ（マルチモードのステップインデックスタイプを含む）のものでもよい。
【０００６】
上記ロッドレンズは、熱可塑性の樹脂により形成されていてもよい。ロッドレンズはガラスにより形成することもできるが、ガラス製のロッドレンズは折れやすいためその一端側の平滑面を凹曲面状に加工しにくいのに対し、熱可塑性の樹脂により形成したロッドレンズは加熱することで任意の形状に加工することができるため、ロッドレンズによって得られる画角を広げられるようにその一端側の平滑面を凹曲面状に加工しやすい。すなわち、熱可塑性を有する樹脂製のロッドレンズであれば、従来の方法により成形され、平滑な端面を有する一般的なロッドレンズの一端側の平滑面を凹曲面状に加工し易い。
【０００７】
以上の本発明のロッドレンズは、例えば、円筒形に成形され、熱可塑性の樹脂により形成されたロッドレンズの一端側の平滑面を凹曲面状に加工する、本発明のロッドレンズの加工方法によって形成することができる。このロッドレンズの加工方法では、加熱された型部材の凸曲面と、前記ロッドレンズの一端側の平滑面とを押し付け合うことで、前記ロッドレンズの一端側の平滑面を前記凸曲面に対応する凹曲面状に加工する。
このように、加熱された型部材の凸曲面と熱可塑性を有する樹脂製のロッドレンズの一端側の平滑面とを押し付け合うようにすれば、型部材の熱により軟化したロッドレンズの平滑面に型部材の凸曲面と対応する凹曲面を転写することができるため、上述したように、一般的なロッドレンズの一端側の平滑面を凹曲面状に加工することができる。
【０００８】
前記ロッドレンズまたは前記型部材の少なくとも一方を動かし、前記ロッドレンズの一端側の平滑面と加熱された前記型部材の前記凸曲面とを押し付け合うようにしてもよい。すなわち、ロッドレンズと型部材のいずれか一方の部材を動かして固定した状態の他方の部材に押し付けるようにしてもよいし、両者を動かして押し付け合うようにしてもよい。
【０００９】
また、接触させることにより対象物を加熱することができる熱源により前記型部材を加熱し、加熱した型部材の凸曲面と前記ロッドレンズの一端側の平滑面とを押し付け合った後、前記ロッドレンズおよび前記型部材を前記熱源と離反させ、前記型部材を前記ロッドレンズから取り外しても前記ロッドレンズの凹曲面の形状に影響を与えない程度に前記ロッドレンズが硬化した後、前記ロッドレンズから前記型部材を取り外すようにすることができる。
型部材をロッドレンズから取り外してもロッドレンズの凹曲面の形状に影響を与えない程度にロッドレンズが硬化した後にロッドレンズから型部材を取り外すようにすれば、ロッドレンズに転写した凹曲面の乱れを防ぐことができる。また、ロッドレンズを硬化させるためにはロッドレンズに加えて加熱された型部材を冷やす必要がある。ロッドレンズと型部材を迅速に冷やすにはこれらを熱源から引き離せるようになっている必要があるが、本発明においては、接触させることにより対象物を加熱することができる熱源を用いており、加熱した型部材の凸曲面とロッドレンズの一端側の平滑面とを押し付け合った後にロッドレンズおよび型部材を熱源と離反させるようになっているため、加熱された型部材を迅速に冷やすことができる。
【００１０】
その内径が前記ロッドレンズの外径と略等しくなるように構成された円筒形の内面を有しており、その軸線が前記凸曲面の軸と一致するガイド部材の前記内面に沿って前記ロッドレンズを動かして前記型部材に押し付け、この押し付けの後、前記ロッドレンズおよび前記ガイド部材を前記熱源と離反させ、前記ガイド部材を前記ロッドレンズから取り外しても前記ロッドレンズの側表面の形状に影響を与えない程度に前記ロッドレンズが硬化した後、前記ロッドレンズから前記ガイド部材を取り外すようにしてもよい。
その軸線が凸曲面の軸と一致するガイド部材の内面に沿ってロッドレンズを動かして型部材に押し付ければ、ロッドレンズの軸と凸曲面の軸との軸合わせを正確に行うことができる。
また、型部材にロッドレンズを押し付ける際、型部材の有する熱がロッドレンズの一端側の面から他端側に向かって伝わるため、この熱によりロッドレンズの側表面が膨張する等して変形するおそれがあるが、本発明では、押し付けの後、ロッドレンズおよびガイド部材を熱源と離反させ、ガイド部材をロッドレンズから取り外してもロッドレンズの側表面の形状に影響を与えない程度にロッドレンズが硬化した後、ロッドレンズからガイド部材を取り外すようになっている。
すなわち、ガイド部材の内面がロッドレンズの側表面の形状を維持する型の役割を果たすようになっているので、ロッドレンズの側表面の形状が熱により変形しないようにすることができる。
【００１１】
以上で説明したような本発明のロッドレンズは、例えば、以下に示す本発明のロッドレンズの加工装置によって製造できる。
すなわち、本発明のロッドレンズの加工装置は、円筒形に成形された樹脂製のロッドレンズの平滑な一端側の面を凹曲面状に加工するものであり、軸回りに対称な凸曲面を有する、熱伝導性を備える型部材と、処理対象となるロッドレンズの軸線が前記凸曲面の前記軸と一致するように前記ロッドレンズまたは前記型部材の動きをガイドするガイド部材と、前記ロッドレンズまたは前記型部材を把持できるようにされているとともに、これらを把持した状態で、前記ガイド部材に沿って移動するようにされている把持部材と、を有しており、前記ロッドレンズの平滑な一端側の面と加熱された前記型部材の前記凸曲面は、前記把持部材の移動により押し付け合わされるようになっている。
このロッドレンズの加工装置によれば、上述のように、一般的なロッドレンズの平滑な一端側の面を凹曲面状に加工することができる。
【００１２】
この型部材は、円筒形に成形された樹脂製のロッドレンズの平滑な一端側の面を凹曲面状に加工するものであり、軸回りに対称な凸曲面を有し、熱伝導性を備えていればどのような形状、材質のものであってもよい。
この型部材は、例えば、後述するような略球の形状からなるものとすることができるし、金属製とすることができる。
【００１３】
ガイド部材は、処理対象となるロッドレンズまたは型部材の動きをガイドするものであり、ロッドレンズの軸線が凸曲面の軸と一致するようにロッドレンズまたは型部材の動きをガイドするようになっていればよい。このガイド部材は、ロッドレンズの軸線が凸曲面の軸と一致するようにロッドレンズまたは型部材の動きをガイドするようになっているので、ロッドレンズの軸と凸曲面の軸との軸合わせを正確に行うことができる。
このガイド部材は、例えば、その内径がロッドレンズの外径と略等しく構成された複数のリング部材と、これらのリング部材を固定する支柱とを含んでおり、これらのリング部材が、各リング部材の中心を結んだ軸線が凸曲面の軸と一致するようにして支柱に固定されたものでもよい。
【００１４】
また、このガイド部材はその内径が前記ロッドレンズの外径と略等しくなるように構成された円筒形の内面を有する部材であってもよい。このガイド部材は、押し付け合いの後、ロッドレンズとともに熱源から離反されるようになっていてもよい。
このようなガイド部材とすれば、上述のようにその内面がロッドレンズの側表面の形状を維持する型の役割を果たすようになり、ロッドレンズの側表面の形状が熱により変形しないようにすることができる。
【００１５】
前記ガイド部材の形状および重さは、前記押し付け合いの際、前記ロッドレンズの側表面に付着するようなものとしてもよい。
このようなガイド部材であれば、押し付け合いの後、ロッドレンズと熱源を離反させればロッドレンズの側表面に付着したガイド部材も熱源と離反することとなり、ガイド部材と熱源を容易に離反することができる。
また、側表面からガイド部材が離れてもロッドレンズの側表面が変形しない程度にロッドレンズの側表面が硬化した後、自重による落下によってガイド部材がロッドレンズの側表面から離れるようにしてもよい。こうすれば、ロッドレンズの側表面が変形するおそれがなくなった後に自動的に型部材を取り外すことができる。
【００１６】
このようなロッドレンズの加工装置は、前記ロッドレンズおよび前記ガイド部材は前記型部材の上方に位置しており、前記型部材は前記熱源の上方に位置しており、前記把持部材は、前記ガイド部材に沿って前記ロッドレンズを下方に移動させて前記ロッドレンズの一端側の平滑面と加熱された前記型部材の前記凸曲面とを押し付け合うようになっていると共に、前記押し付け合いの後、前記型部材の付着した前記ロッドレンズとともに前記ガイド部材を上方に移動させるようになっていてもよい。
【００１７】
把持部材は、ロッドレンズまたは型部材を把持し、ガイド部材に沿ってロッドレンズまたは型部材を移動させるものであり、ガイド部材に沿ってロッドレンズまたは型部材を移動させると共に、ロッドレンズの平滑な一端側の面と加熱された型部材の凸曲面とを押し付け合うように構成されており、これによりロッドレンズの平滑な一端側の面が凸曲面に対応する凹曲面状に加工されるようになっていればよい。
この把持部材は、例えばロッドレンズまたは型部材を把持する把持部と、ガイド部材に沿ってロッドレンズまたは型部材を移動させるアーム部と、を有するものであってもよい。
【００１８】
前記ロッドレンズの加工装置は、接触させることにより前記型部材を加熱することができる熱源をさらに有しており、前記型部材の重さおよび前記型部材の前記凸曲面の形状は、加熱された前記凸曲面と前記ロッドレンズの平滑な一端側の面とを押し付け合った際、熱により軟化した前記ロッドレンズの前記一端側の面の粘性により、前記型部材の前記凸曲面が前記ロッドレンズの前記一端側の面に付着できるようにされており、前記型部材は、前記押し付け合いの後、前記熱源から離反されるロッドレンズに付着し、これにより前記型部材が前記熱源から離反されるようになっていてもよい。
すなわち、その加熱された凸曲面とロッドレンズの平滑な一端側の面とを押し付け合った際、熱により軟化したロッドレンズの一端側の面の粘性により、ロッドレンズに付着できる程度の形状および重さを有する型部材を用いてもよい。この型部材は、押し付け合いの後、熱源から離反されるロッドレンズの一端側の面に付着するようになっており、これにより熱源から離反されるようになっているため、型部材と熱源を容易に離反することができる。
なお、この型部材は、ロッドレンズの平滑な一端側の面を軟化させることができる程度の熱容量を有するように構成してもよい。こうすれば、熱源と離反した型部材を迅速に冷やすことができる。
【００１９】
前記型部材の重さおよび前記型部材の前記凸曲面の形状は、前記型部材が前記ロッドレンズの前記一端側の面から離れても前記ロッドレンズの前記一端側の面が乱れない程度に前記ロッドレンズの前記一端側の面が硬化した後、前記型部材が自重による落下によって前記ロッドレンズの前記一端側の面から離れるようになっていてもよい。
こうすれば、ロッドレンズの面を乱すことなく自動的に型部材を取り外すことができる。
【００２０】
このようなロッドレンズの加工装置は、例えば、前記ロッドレンズは前記型部材の上方に位置しており、前記型部材は前記熱源の上方に位置しており、前記把持部材は、前記ガイド部材に沿って前記ロッドレンズを下方または前記型部材を上方に移動させて前記ロッドレンズの一端側の平滑面と加熱された前記型部材の前記凸曲面とを押し付け合うようになっていると共に、前記押し付け合いの後、前記型部材の付着した前記ロッドレンズを前記ガイド部材に沿って上方に移動させるようになっていてもよい。
また、前記ロッドレンズは前記型部材の上方に位置しており、前記型部材は前記熱源の上方に位置しており、前記把持部材は、前記ガイド部材に沿って前記ロッドレンズを下方または前記型部材を上方に移動させて前記ロッドレンズの一端側の平滑面と加熱された前記型部材の前記凸曲面とを押し付け合うようになっており、前記熱源は、前記押し付け合いの後、下方に移動するようになっていてもよい。
【００２１】
前記型部材は、前記熱源に対する位置決め部分となる凸部または凹部を有しており、前記熱源は、前記型部材の凸部または凹部に対応する凹部または凸部を有していてもよい。
こうすれば、該加工装置を使用する際、型部材または熱源の凹部に熱源または型部材の凸部を嵌め込むことによって型部材を熱源の所定の位置に配置することができる。
【００２２】
また、前記型部材は、略球の形状からなるものとすることができる。
このような型部材は、そのすべての表面部分が、熱源に対する位置決め部分となり得るとともに凸曲面となり得るため、向きを考えることなく熱源の凹部に嵌め込むことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明のロッドレンズを示す図。
【図２】加工対象となる従来のロッドレンズを示す図。
【図３（ａ）】本実施形態の熱源上に型部材を載置した状態を示す図。
【図３（ｂ）】型部材および熱源の変形例を示す図。
【図３（ｃ）】型部材および熱源の変形例を示す図。
【図４】本実施形態のガイド部材を示す図。
【図５】本実施形態の熱源上にガイド部材を配置した状態を示す図。
【図６】本実施形態のロッドレンズをガイド部材の内壁に沿って下降させる状態を示す図。
【図７】押し付けによりロッドレンズの一端側の面に凹曲面が転写された状態を示す図。
【図８】ロッドレンズの一端側の面の型部材への押し付けの後、ロッドレンズおよび型部材を引き上げる状態を示す図。
【図９】ロッドレンズが硬化した後、ロッドレンズの一端側の面から型部材が落下した状態を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の好ましい実施形態を、図面を参照しながら説明する。
【００２５】
図１は、本発明のロッドレンズ１を示す図である。このロッドレンズ１は、円筒形に成形されるとともに、その一端側の面１ａが、ロッドレンズ１によって得られる画角を広げられるように凹曲面状に形成されてなる。
このようなロッドレンズ１によれば、その一端側の面自体がロッドレンズによって得られる画角を広げられるように凹曲面状に形成されているため、画角を広げるためのレンズを取り付ける必要がなく、画角を広げるためのレンズの取り付けに必要な手間とコストを削減することができる。
【００２６】
このような形状のロッドレンズ１は、ロッドレンズ自体をこのような形状に製造することによって得ることができる。
また、熱可塑性の樹脂により形成したロッドレンズは加熱することで任意の形状に加工することができることから、熱可塑性の樹脂製のロッドレンズであって、従来の製造方法により成形された平滑な端面を有するロッドレンズの一端側の平滑面を、以下のような加工装置によって凹曲面に加工することによっても得ることができる。
【００２７】
以下、図２に示した円筒形に成形された樹脂製のロッドレンズ２の平滑な一端側の面２ａを凹曲面状に加工する、本実施形態のロッドレンズの加工装置について説明する。
この加工装置は、図３ないし図６に示すように、ロッドレンズ２の一端側の面２ａを凹曲面状に加工する型となる軸回りに対称な凸曲面１０ａを有する型部材１０と、ロッドレンズ２の動きをガイドするガイド部材２０と、型部材１０を加熱することができる熱源３０と、型部材１０およびガイド部材２０を把持して移動させる第１把持部材４０と、ロッドレンズ２を把持して移動させる第２把持部材５０と、を有する。
【００２８】
図３（ａ）に示す型部材１０は、熱伝導性を備えた金属製の部材であり、略球の形状からなる部材である。この球のうちの半球部分は、その曲面がロッドレンズ２の一端側の面２ａを凹曲面状に加工する型となる凸曲面１０ａとなり、残りの半球部分は、熱源３０に対する位置決め部分となる凸部１０ｂとなる。またその直径は、処理対象となるロッドレンズ２の直径と略同一となっている。
本実施形態の型部材１０はこのような部材として説明するが、型部材は、円筒形に成形された樹脂製のロッドレンズ２の一端側の面２ａを凹曲面状に加工するものであり、軸回りに対称な凸曲面を有し、熱伝導性を備えていれば、上述のような型部材１０に限らず、どのような形状、材質のものであってもよい。
例えば図３（ｂ）に示すように、その曲面が凸曲面１１ａとなる半球部分と、この半球部分の平面に設けられ、凸部１１ｂとなる突起部分と、を有するような型部材１１としてもよい。また、熱源に対する位置決めは、型部材の方に凹部、熱源の方にこの凹部と対応する凸部を設けるようにしても可能であるため、例えば図３（ｃ）に示すように、その曲面が凸曲面１２ａとなる半球部分と、この半球部分の平面に設けられ、熱源３２に対する位置決め部分となる凹部１２ｂを有するような型部材１２としてもよい。また、このような位置決め部分となる凸部や凹部を有しない型部材としてもよい。
型部材１０は、ロッドレンズ２の一端側の面２ａを軟化させることができる程度の最小限の熱容量を有するように構成してもよい。こうすれば、熱源３０と離反した型部材１０を迅速に冷やすことができる。
【００２９】
図４に示すガイド部材２０は、処理対象となるロッドレンズ２の軸線が凸曲面１０ａの軸と一致するようにロッドレンズ２の動きをガイドする部材であり、その内径がロッドレンズ２の外径および型部材１０の直径と略等しくなるように構成された円筒形の内面を有する、円筒形の部材である。
本実施形態のガイド部材２０はこのような部材として説明するが、その内径がロッドレンズ２の外径と略等しくなるように構成された円筒形の内面を有する部材であれば、円筒形の部材でなくてもよい。また、これに限らず、ガイド部材はロッドレンズ２の軸線が凸曲面１０ａの軸と一致するようにロッドレンズ２の動きをガイドするようになっていればよい。例えば、その内径がロッドレンズ２の外径と略等しく構成された複数のリング部材と、これらのリング部材を固定する支柱とからなり、これらのリング部材が、各リング部材の中心を結んだ軸線が凸曲面１０ａの軸と一致するようにして支柱に固定されたガイド部材としてもよい。
また、このガイド部材２０は、本実施形態では処理対象となるロッドレンズ２の動きをガイドするものとして説明するが、型部材１０の方が動くような構成となっている場合に型部材１０の動きをガイドするものとして構成してもよい。
【００３０】
図３（ａ）に示す熱源３０は、接触させることにより型部材１０を加熱することができる、その上表面に半球状の凹部３０ａが設けられた薄板状のヒータである。
この図３（ａ）は、第１把持部材４０により型部材１０の凸部１０ｂとなる半球部分を熱源３０の凹部３０ａに入れた状態を示す。上述のように、本実施形態の型部材１０は熱源３０に対する位置決め部分となる凸部１０ｂを有しており、熱源３０は型部材１０の凸部１０ｂに対応する凹部３０ａを有するので、熱源３０の凹部３０ａに型部材１０の凸部１０ｂを嵌め込むことによって型部材１０を熱源３０の所定の位置に配置することができるようになっている。
本実施形態では、熱源３０はこのようなものとして説明するが、型部材１０を加熱することができるようなものであればどのようなものであってもよい。
なお、型部材１０に位置決め部分が設けられている場合には、熱源３０にはこれに対応する位置決め部分が設けられる。例えば型部材の位置決め部分が図３（ｂ）のような形状の凸部１１ｂである場合は、熱源３１は、その凸部１１ｂの形状に対応する凹部３１ａを有するように構成される。また、図３（ｃ）のように、型部材１２が凹部１２ｂを有している場合は、熱源３２はこの凹部１２ｂに対応する凸部３２ａを有するように構成される。
【００３１】
図３（ａ）、図５に示す第１把持部材４０は、鉛直方向に立設された支柱４１と、その一端側が支柱４１に取り付けられた、水平方向に伸びるアームであって、その他端側が型部材１０やガイド部材２０を把持できるように構成された第１アーム４２と、を有する部材である。この第１アーム４２は、鉛直方向に移動できるとともに、回動可能に支柱４１に取り付けられている。この第１アーム４２の他端側は、本実施形態ではヒンジを用いて構成されている。
本実施形態では第１把持部材４０はこのような構成のものとして説明するが、この第１把持部材４０は、型部材１０とガイド部材２０を把持して移動できるようになっていればよく、型部材１０とガイド部材２０を１つの把持部材で移動させるようにしてもよいし、それぞれを移動させる２つの把持部材を有していてもよい。また、以下の第２把持部材５０により型部材１０およびガイド部材２０を把持して移動させるようになっていてもよい。
【００３２】
図６に示す第２把持部材５０は、鉛直方向に立設された支柱５１と、その一端側が支柱５１に取り付けられた、水平方向に伸びるアームであって、その他端側がロッドレンズ２の他端側の面２ｂを把持できるように構成された第２アーム５２と、を有する部材である。この第２アーム５２は、鉛直方向に移動できるように支柱５１に取り付けられている。この第２アーム５２の他端側は、本実施形態ではヒンジを用いて構成されている。
このような第２把持部材５０は、後述のように、ガイド部材２０に沿ってロッドレンズ２を移動させると共に、ロッドレンズ２の一端側の面２ａを加熱された型部材１０の凸曲面１０ａに押し付けるようになっている。
本実施形態の第２把持部材５０はこのような構成のものとして説明するが、この第２把持部材５０は、ロッドレンズ２を把持し、ガイド部材２０に沿ってロッドレンズ２を移動させるものであり、ガイド部材２０に沿ってロッドレンズ２を移動させると共に、ロッドレンズ２の一端側の面２ａと加熱された型部材１０の凸曲面１０ａとを押し付け合うようになっており、これによりロッドレンズ２の一端側の面２ａが凸曲面１０ａに対応する凹曲面状に加工されるように構成されていればよい。
また、この第２把持部材５０は、本実施形態では、処理対象となるロッドレンズ２を把持して移動させるものとして説明するが、型部材１０を把持して移動させるように構成してもよい。
【００３３】
次に、以上説明した加工装置を用いて、既存のロッドレンズ２を図１のロッドレンズ１のように加工するためのロッドレンズの加工方法を、図３ないし図９に基づいて説明する。
なお、加工対象となるロッドレンズ２は、従来の製造方法により製造された、平坦な両端面２ａ、２ｂを有する円筒形のロッドレンズ２である。このような円筒形のロッドレンズ２は、例えば透明樹脂製の円筒クラッド内に、円筒クラッドを構成する樹脂のモノマーと共に屈折率制御物質が含有された溶液を充填し、当該モノマーに円筒クラッドの壁面の構成樹脂を溶解させながら且つ円筒クラッドの壁面から内部へ同心円状に屈折率制御物質含有ゲル層を順次移動させながら上記のモノマーの重合を行なう方法によって製造することができる。
【００３４】
このような円筒形のロッドレンズ２の加工に際し、まず、図３（ａ）に示すように、第１把持部材４０の第１アーム４２により型部材１０を移動し、熱源３０の凹部３０ａに型部材１０を載置する。なお、本実施形態の型部材１０は略球の形状からなる部材であるため、そのすべての表面部分が熱源３０に対する位置決め部分となる凸部１０ｂとなり得るとともに凸曲面１０ａとなり得るため、その向きを考えることなく型部材１０を熱源３０の凹部３０ａに載置することができる。
このように型部材１０を熱源３０上に載置した後、熱源３０によって型部材１０を加熱する。この加熱は、ロッドレンズ２の一端側の面２ａを軟化させることができるような熱容量を型部材１０が有するようになるまで行われる。
【００３５】
次に、図５に示すように、第１把持部材４０の第１アーム４２により、その一端側に型部材１０の凸曲面１０ａを嵌め込むようにしてガイド部材２０を熱源３０上に配置する。これによりガイド部材２０は、その軸線が凸曲面１０ａの軸と一致するような状態で熱源３０上に配置されることになる。なお、このガイド部材２０の配置は、熱源３０により型部材１０を加熱する前に行ってもよい。
【００３６】
それから、第２把持部材５０の第２アーム５２によりロッドレンズ２を把持し、ロッドレンズ２の一端をガイド部材２０の他端側、すなわち上側から挿入する。そして図６に示すように第２アーム５２を下降させることでロッドレンズ２をガイド部材２０の内壁に沿って下降させ、ロッドレンズ２の一端側の面２ａを加熱した型部材１０の凸曲面１０ａに押し付ける。加熱された型部材１０の凸曲面１０ａに押し付けられたロッドレンズ２の一端側の面２ａは型部材１０の熱により軟化し、この軟化したロッドレンズ２の一端側の面２ａに型部材１０の凸曲面１０ａと対応する凹曲面が転写される。図７は、押し付けによりロッドレンズ２の一端側の面２ａに凹曲面が転写された状態を示す図である。なお、ガイド部材２０によりロッドレンズ２の軸線と凸曲面１０ａの軸の軸合わせを正確に行うことができ、押し付けの角度はガイド部材２０により常に一定となる。
【００３７】
ロッドレンズ２の一端側の面２ａの型部材１０への押し付けの後、第２アーム５２によりロッドレンズ２を引き上げる。これによりロッドレンズ２が熱源３０から離反される。この引き上げの際、図８に示すように、ロッドレンズ２の一端側の面２ａに付着した型部材１０も一緒に引き上げられる。
軟化したロッドレンズ２を硬化させるためにはロッドレンズ２の一端側の面２ａに付着した型部材１０を冷やす必要がある。この型部材１０を迅速に冷やすには型部材１０を熱源３０から引き離せるようになっている必要があるが、本実施形態においては、熱源３０は接触させることにより対象物を加熱することができるようになっており、押し付けの後、型部材１０と熱源３０を離反させるようになっているので、熱源３０から離反された型部材１０は迅速に冷やされる。また、ロッドレンズ２を引き上げたとき、ロッドレンズ２に付着することで型部材１０が自動的に熱源３０から離反されるようになっているため、型部材１０を熱源３０から容易に離反することができる。
【００３８】
なお、図８に示すように、ロッドレンズ２の第２アーム５２による引き上げの際、第１アーム４２によりガイド部材２０を引き上げる。
型部材１０とロッドレンズ２を押し付ける際、型部材１０の有する熱がロッドレンズ２の一端側の面２ａから他端側に向かって伝わるため、この熱によりロッドレンズ２の側表面の一部が膨張したりして変形するおそれがあるが、本実施形態のように、ロッドレンズ２の引き上げに伴い、ガイド部材２０も引き上げるようにすれば、ガイド部材２０の内面がロッドレンズ２の側表面の形状を維持する型となり、ロッドレンズ２の側表面の形状が変形しないようにすることができる。
【００３９】
第２アーム５２により引き上げられ、その側表面がガイド部材２０に覆われた状態のロッドレンズ２および型部材１０は、宙づりの状態で放置され、冷やされる。この際、冷風を当てるなどして熱を下げるようにしてもよい。
【００４０】
型部材１０がロッドレンズ２の凹曲面となった一端側の面２ａから離れてもロッドレンズ２の一端側の面２ａが乱れない程度に一端側の面２ａが硬化すると、ロッドレンズ２の一端側の面２ａから型部材１０が自動的に落下する。
すなわち、型部材１０の重さおよび型部材１０の凸曲面１０ａの形状は、型部材１０がロッドレンズ２の凹曲面となった一端側の面２ａから離れても該凹曲面が乱れない程度に一端側の面２ａが硬化した後、型部材１０が自重による落下によってロッドレンズ２の一端側の面２ａから離れるようなものとされており、これにより、ロッドレンズ２の一端側の面２ａを乱すことなく自動的に型部材１０を取り外すことができるようになっている。もっとも、型部材１０は、自動的に外れなければ強制的に取り外すようにしてもよい。
その後、第１アーム４２によりガイド部材２０をロッドレンズ２から取り外す。型部材１０が落下する程度までロッドレンズ２が硬化すれば、ガイド部材２０をロッドレンズ２から取り外してもロッドレンズ２の側表面が変形しないと考えられるからである。このように本実施形態ではロッドレンズ２から型部材１０が落下した後にガイド部材２０を取り外すものとして記載するが、ガイド部材２０をロッドレンズ２から取り外してもロッドレンズ２の側表面が変形しない程度にロッドレンズ２が硬化していれば、型部材１０が落下する前にガイド部材２０を取り外すようにしてもよい。
図９は、以上のように型部材１０が落下し、ガイド部材２０を取り外した後の状態を示す図である。
【００４１】
以上のようにして、一般的なロッドレンズ２の一端側の平滑面を凹曲面に加工することができる。
【００４２】
なお、本実施形態の加工装置は、ガイド部材２０に沿ってロッドレンズ２を下方に移動させてロッドレンズ２の一端側の面２ａを型部材１０の凸曲面１０ａに押し付けるように構成されているが、加熱した型部材１０をガイド部材２０に沿って上方に移動させて型部材１０の凸曲面１０ａをロッドレンズ２の一端側の面２ａに押し付けるように構成してもよい。すなわち、ロッドレンズ２と型部材１０のいずれか一方の部材を移動させて固定した状態の他方の部材に押し付けるようにしてもよいし、ロッドレンズ２と型部材１０の両方を移動させて押し付け合うようにしてもよい。
【００４３】
また、本実施形態の加工装置は、ロッドレンズ２の一端側の面２ａの型部材１０への押し付けの後、ロッドレンズ２およびロッドレンズ２に付着した型部材１０をガイド部材２０に沿って上方に移動させるように構成されているが、熱源３０を下方に移動させるように構成してもよい。
【００４４】
ガイド部材の形状および重さは、ロッドレンズ２と型部材１０の押し付け合いの際、ガイド部材がロッドレンズ２の側表面に付着するようなものとしてもよい。このようなガイド部材であれば、押し付け合いの後、ロッドレンズ２と熱源３０を離反させればロッドレンズ２の側表面に付着したガイド部材も熱源３０と離反するため、ガイド部材と熱源３０を容易に離反させることができる。なお、押し付け合いの後、ガイド部材と熱源３０を離反させるようにしてもよい。ガイド部材と熱源３０を離反させればガイド部材に付着したロッドレンズ２も熱源３０と離反させることができる。
また、ロッドレンズ２の側表面からガイド部材２０が離れてもロッドレンズ２の側表面が変形しない程度にロッドレンズ２の側表面が硬化した後、自重による落下によってガイド部材２０がロッドレンズ２の側表面から離れるようにしてもよい。こうすれば、ロッドレンズ２の側表面を乱すことなく自動的に型部材を取り外すことができる。
【符号の説明】
【００４５】
１、２ ロッドレンズ
１０、１１、１２ 型部材
２０ ガイド部材
３０、３１、３２ 熱源
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロッドレンズ、ロッドレンズの加工方法、およびロッドレンズの加工装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ロッドレンズは、その端面が平らに形成されている円柱形状のレンズである。このロッドレンズによって得られる画角を広げるためには、ロッドレンズの端部に屈折率変化量（Δｎ）の大きなレンズを取り付けることが一般的である。
しかし、このようなレンズの取り付け作業は非常に手間とコストがかかる。このことから、レンズの取り付けを必要としない、広い画角を有するロッドレンズが必要とされている。
【０００３】
本願発明者はより広い画角を備えるロッドレンズを得るべく研究を重ね、以下の発明を想到するに至った。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、ロッドレンズに、従来よりも広い画角を与えるようにする技術を提供することをその課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上述の課題を解決するための本願発明は、以下のようなものである。
すなわち、本願発明のロッドレンズは、円筒形に成形されたロッドレンズであって、その一端側の面が、前記ロッドレンズによって得られる画角を広げられるように凹曲面状に形成されてなるロッドレンズである。
このようなロッドレンズによれば、その一端側の面が、ロッドレンズによって得られる画角を広げられるように凹曲面状に形成されているため、画角を広げるためのレンズを取り付ける必要がなく、このような画角を広げるためのレンズの取り付けに必要な手間とコストを削減することができる。
なお、ロッドレンズは照明に用いられる場合があるが（場合によっては、一本のロッドレンズが撮像と照明に用いられる場合もある）、画角の大きなロッドレンズは、広い立体角での照明を行える。つまり、本発明のロッドレンズは、他のレンズを用いずとも広い立体角での照明を得ることができる。
本願発明におけるロッドレンズは、グレーテッドインデックスタイプのものでもよいし、ステップインデックスタイプ（マルチモードのステップインデックスタイプを含む）のものでもよい。
【０００６】
上記ロッドレンズは、熱可塑性の樹脂により形成されていてもよい。ロッドレンズはガラスにより形成することもできるが、ガラス製のロッドレンズは折れやすいためその一端側の平滑面を凹曲面状に加工しにくいのに対し、熱可塑性の樹脂により形成したロッドレンズは加熱することで任意の形状に加工することができるため、ロッドレンズによって得られる画角を広げられるようにその一端側の平滑面を凹曲面状に加工しやすい。すなわち、熱可塑性を有する樹脂製のロッドレンズであれば、従来の方法により成形され、平滑な端面を有する一般的なロッドレンズの一端側の平滑面を凹曲面状に加工し易い。
【０００７】
以上の本発明のロッドレンズは、例えば、円筒形に成形され、熱可塑性の樹脂により形成されたロッドレンズの一端側の平滑面を凹曲面状に加工する、本発明のロッドレンズの加工方法によって形成することができる。このロッドレンズの加工方法では、加熱された型部材の凸曲面と、前記ロッドレンズの一端側の平滑面とを押し付け合うことで、前記ロッドレンズの一端側の平滑面を前記凸曲面に対応する凹曲面状に加工する。
このように、加熱された型部材の凸曲面と熱可塑性を有する樹脂製のロッドレンズの一端側の平滑面とを押し付け合うようにすれば、型部材の熱により軟化したロッドレンズの平滑面に型部材の凸曲面と対応する凹曲面を転写することができるため、上述したように、一般的なロッドレンズの一端側の平滑面を凹曲面状に加工することができる。
【０００８】
前記ロッドレンズまたは前記型部材の少なくとも一方を動かし、前記ロッドレンズの一端側の平滑面と加熱された前記型部材の前記凸曲面とを押し付け合うようにしてもよい。すなわち、ロッドレンズと型部材のいずれか一方の部材を動かして固定した状態の他方の部材に押し付けるようにしてもよいし、両者を動かして押し付け合うようにしてもよい。
【０００９】
また、接触させることにより対象物を加熱することができる熱源により前記型部材を加熱し、加熱した型部材の凸曲面と前記ロッドレンズの一端側の平滑面とを押し付け合った後、前記ロッドレンズおよび前記型部材を前記熱源と離反させ、前記型部材を前記ロッドレンズから取り外しても前記ロッドレンズの凹曲面の形状に影響を与えない程度に前記ロッドレンズが硬化した後、前記ロッドレンズから前記型部材を取り外すようにすることができる。
型部材をロッドレンズから取り外してもロッドレンズの凹曲面の形状に影響を与えない程度にロッドレンズが硬化した後にロッドレンズから型部材を取り外すようにすれば、ロッドレンズに転写した凹曲面の乱れを防ぐことができる。また、ロッドレンズを硬化させるためにはロッドレンズに加えて加熱された型部材を冷やす必要がある。ロッドレンズと型部材を迅速に冷やすにはこれらを熱源から引き離せるようになっている必要があるが、本発明においては、接触させることにより対象物を加熱することができる熱源を用いており、加熱した型部材の凸曲面とロッドレンズの一端側の平滑面とを押し付け合った後にロッドレンズおよび型部材を熱源と離反させるようになっているため、加熱された型部材を迅速に冷やすことができる。
【００１０】
その内径が前記ロッドレンズの外径と略等しくなるように構成された円筒形の内面を有しており、その軸線が前記凸曲面の軸と一致するガイド部材の前記内面に沿って前記ロッドレンズを動かして前記型部材に押し付け、この押し付けの後、前記ロッドレンズおよび前記ガイド部材を前記熱源と離反させ、前記ガイド部材を前記ロッドレンズから取り外しても前記ロッドレンズの側表面の形状に影響を与えない程度に前記ロッドレンズが硬化した後、前記ロッドレンズから前記ガイド部材を取り外すようにしてもよい。
その軸線が凸曲面の軸と一致するガイド部材の内面に沿ってロッドレンズを動かして型部材に押し付ければ、ロッドレンズの軸と凸曲面の軸との軸合わせを正確に行うことができる。
また、型部材にロッドレンズを押し付ける際、型部材の有する熱がロッドレンズの一端側の面から他端側に向かって伝わるため、この熱によりロッドレンズの側表面が膨張する等して変形するおそれがあるが、本発明では、押し付けの後、ロッドレンズおよびガイド部材を熱源と離反させ、ガイド部材をロッドレンズから取り外してもロッドレンズの側表面の形状に影響を与えない程度にロッドレンズが硬化した後、ロッドレンズからガイド部材を取り外すようになっている。
すなわち、ガイド部材の内面がロッドレンズの側表面の形状を維持する型の役割を果たすようになっているので、ロッドレンズの側表面の形状が熱により変形しないようにすることができる。
【００１１】
以上で説明したような本発明のロッドレンズは、例えば、以下に示す本発明のロッドレンズの加工装置によって製造できる。
すなわち、本発明のロッドレンズの加工装置は、円筒形に成形された樹脂製のロッドレンズの平滑な一端側の面を凹曲面状に加工するものであり、軸回りに対称な凸曲面を有する、熱伝導性を備える型部材と、処理対象となるロッドレンズの軸線が前記凸曲面の前記軸と一致するように前記ロッドレンズまたは前記型部材の動きをガイドするガイド部材と、前記ロッドレンズまたは前記型部材を把持できるようにされているとともに、これらを把持した状態で、前記ガイド部材に沿って移動するようにされている把持部材と、を有しており、前記ロッドレンズの平滑な一端側の面と加熱された前記型部材の前記凸曲面は、前記把持部材の移動により押し付け合わされるようになっている。
このロッドレンズの加工装置によれば、上述のように、一般的なロッドレンズの平滑な一端側の面を凹曲面状に加工することができる。
【００１２】
この型部材は、円筒形に成形された樹脂製のロッドレンズの平滑な一端側の面を凹曲面状に加工するものであり、軸回りに対称な凸曲面を有し、熱伝導性を備えていればどのような形状、材質のものであってもよい。
この型部材は、例えば、後述するような略球の形状からなるものとすることができるし、金属製とすることができる。
【００１３】
ガイド部材は、処理対象となるロッドレンズまたは型部材の動きをガイドするものであり、ロッドレンズの軸線が凸曲面の軸と一致するようにロッドレンズまたは型部材の動きをガイドするようになっていればよい。このガイド部材は、ロッドレンズの軸線が凸曲面の軸と一致するようにロッドレンズまたは型部材の動きをガイドするようになっているので、ロッドレンズの軸と凸曲面の軸との軸合わせを正確に行うことができる。
このガイド部材は、例えば、その内径がロッドレンズの外径と略等しく構成された複数のリング部材と、これらのリング部材を固定する支柱とを含んでおり、これらのリング部材が、各リング部材の中心を結んだ軸線が凸曲面の軸と一致するようにして支柱に固定されたものでもよい。
【００１４】
また、このガイド部材はその内径が前記ロッドレンズの外径と略等しくなるように構成された円筒形の内面を有する部材であってもよい。このガイド部材は、押し付け合いの後、ロッドレンズとともに熱源から離反されるようになっていてもよい。
このようなガイド部材とすれば、上述のようにその内面がロッドレンズの側表面の形状を維持する型の役割を果たすようになり、ロッドレンズの側表面の形状が熱により変形しないようにすることができる。
【００１５】
前記ガイド部材の形状および重さは、前記押し付け合いの際、前記ロッドレンズの側表面に付着するようなものとしてもよい。
このようなガイド部材であれば、押し付け合いの後、ロッドレンズと熱源を離反させればロッドレンズの側表面に付着したガイド部材も熱源と離反することとなり、ガイド部材と熱源を容易に離反することができる。
また、側表面からガイド部材が離れてもロッドレンズの側表面が変形しない程度にロッドレンズの側表面が硬化した後、自重による落下によってガイド部材がロッドレンズの側表面から離れるようにしてもよい。こうすれば、ロッドレンズの側表面が変形するおそれがなくなった後に自動的に型部材を取り外すことができる。
【００１６】
このようなロッドレンズの加工装置は、前記ロッドレンズおよび前記ガイド部材は前記型部材の上方に位置しており、前記型部材は前記熱源の上方に位置しており、前記把持部材は、前記ガイド部材に沿って前記ロッドレンズを下方に移動させて前記ロッドレンズの一端側の平滑面と加熱された前記型部材の前記凸曲面とを押し付け合うようになっていると共に、前記押し付け合いの後、前記型部材の付着した前記ロッドレンズとともに前記ガイド部材を上方に移動させるようになっていてもよい。
【００１７】
把持部材は、ロッドレンズまたは型部材を把持し、ガイド部材に沿ってロッドレンズまたは型部材を移動させるものであり、ガイド部材に沿ってロッドレンズまたは型部材を移動させると共に、ロッドレンズの平滑な一端側の面と加熱された型部材の凸曲面とを押し付け合うように構成されており、これによりロッドレンズの平滑な一端側の面が凸曲面に対応する凹曲面状に加工されるようになっていればよい。
この把持部材は、例えばロッドレンズまたは型部材を把持する把持部と、ガイド部材に沿ってロッドレンズまたは型部材を移動させるアーム部と、を有するものであってもよい。
【００１８】
前記ロッドレンズの加工装置は、接触させることにより前記型部材を加熱することができる熱源をさらに有しており、前記型部材の重さおよび前記型部材の前記凸曲面の形状は、加熱された前記凸曲面と前記ロッドレンズの平滑な一端側の面とを押し付け合った際、熱により軟化した前記ロッドレンズの前記一端側の面の粘性により、前記型部材の前記凸曲面が前記ロッドレンズの前記一端側の面に付着できるようにされており、前記型部材は、前記押し付け合いの後、前記熱源から離反されるロッドレンズに付着し、これにより前記型部材が前記熱源から離反されるようになっていてもよい。
すなわち、その加熱された凸曲面とロッドレンズの平滑な一端側の面とを押し付け合った際、熱により軟化したロッドレンズの一端側の面の粘性により、ロッドレンズに付着できる程度の形状および重さを有する型部材を用いてもよい。この型部材は、押し付け合いの後、熱源から離反されるロッドレンズの一端側の面に付着するようになっており、これにより熱源から離反されるようになっているため、型部材と熱源を容易に離反することができる。
なお、この型部材は、ロッドレンズの平滑な一端側の面を軟化させることができる程度の熱容量を有するように構成してもよい。こうすれば、熱源と離反した型部材を迅速に冷やすことができる。
【００１９】
前記型部材の重さおよび前記型部材の前記凸曲面の形状は、前記型部材が前記ロッドレンズの前記一端側の面から離れても前記ロッドレンズの前記一端側の面が乱れない程度に前記ロッドレンズの前記一端側の面が硬化した後、前記型部材が自重による落下によって前記ロッドレンズの前記一端側の面から離れるようになっていてもよい。
こうすれば、ロッドレンズの面を乱すことなく自動的に型部材を取り外すことができる。
【００２０】
このようなロッドレンズの加工装置は、例えば、前記ロッドレンズは前記型部材の上方に位置しており、前記型部材は前記熱源の上方に位置しており、前記把持部材は、前記ガイド部材に沿って前記ロッドレンズを下方または前記型部材を上方に移動させて前記ロッドレンズの一端側の平滑面と加熱された前記型部材の前記凸曲面とを押し付け合うようになっていると共に、前記押し付け合いの後、前記型部材の付着した前記ロッドレンズを前記ガイド部材に沿って上方に移動させるようになっていてもよい。
また、前記ロッドレンズは前記型部材の上方に位置しており、前記型部材は前記熱源の上方に位置しており、前記把持部材は、前記ガイド部材に沿って前記ロッドレンズを下方または前記型部材を上方に移動させて前記ロッドレンズの一端側の平滑面と加熱された前記型部材の前記凸曲面とを押し付け合うようになっており、前記熱源は、前記押し付け合いの後、下方に移動するようになっていてもよい。
【００２１】
前記型部材は、前記熱源に対する位置決め部分となる凸部または凹部を有しており、前記熱源は、前記型部材の凸部または凹部に対応する凹部または凸部を有していてもよい。
こうすれば、該加工装置を使用する際、型部材または熱源の凹部に熱源または型部材の凸部を嵌め込むことによって型部材を熱源の所定の位置に配置することができる。
【００２２】
また、前記型部材は、略球の形状からなるものとすることができる。
このような型部材は、そのすべての表面部分が、熱源に対する位置決め部分となり得るとともに凸曲面となり得るため、向きを考えることなく熱源の凹部に嵌め込むことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明のロッドレンズを示す図。
【図２】加工対象となる従来のロッドレンズを示す図。
【図３（ａ）】本実施形態の熱源上に型部材を載置した状態を示す図。
【図３（ｂ）】型部材および熱源の変形例を示す図。
【図３（ｃ）】型部材および熱源の変形例を示す図。
【図４】本実施形態のガイド部材を示す図。
【図５】本実施形態の熱源上にガイド部材を配置した状態を示す図。
【図６】本実施形態のロッドレンズをガイド部材の内壁に沿って下降させる状態を示す図。
【図７】押し付けによりロッドレンズの一端側の面に凹曲面が転写された状態を示す図。
【図８】ロッドレンズの一端側の面の型部材への押し付けの後、ロッドレンズおよび型部材を引き上げる状態を示す図。
【図９】ロッドレンズが硬化した後、ロッドレンズの一端側の面から型部材が落下した状態を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の好ましい実施形態を、図面を参照しながら説明する。
【００２５】
図１は、本発明のロッドレンズ１を示す図である。このロッドレンズ１は、円筒形に成形されるとともに、その一端側の面１ａが、ロッドレンズ１によって得られる画角を広げられるように凹曲面状に形成されてなる。
このようなロッドレンズ１によれば、その一端側の面自体がロッドレンズによって得られる画角を広げられるように凹曲面状に形成されているため、画角を広げるためのレンズを取り付ける必要がなく、画角を広げるためのレンズの取り付けに必要な手間とコストを削減することができる。
【００２６】
このような形状のロッドレンズ１は、ロッドレンズ自体をこのような形状に製造することによって得ることができる。
また、熱可塑性の樹脂により形成したロッドレンズは加熱することで任意の形状に加工することができることから、熱可塑性の樹脂製のロッドレンズであって、従来の製造方法により成形された平滑な端面を有するロッドレンズの一端側の平滑面を、以下のような加工装置によって凹曲面に加工することによっても得ることができる。
【００２７】
以下、図２に示した円筒形に成形された樹脂製のロッドレンズ２の平滑な一端側の面２ａを凹曲面状に加工する、本実施形態のロッドレンズの加工装置について説明する。
この加工装置は、図３ないし図６に示すように、ロッドレンズ２の一端側の面２ａを凹曲面状に加工する型となる軸回りに対称な凸曲面１０ａを有する型部材１０と、ロッドレンズ２の動きをガイドするガイド部材２０と、型部材１０を加熱することができる熱源３０と、型部材１０およびガイド部材２０を把持して移動させる第１把持部材４０と、ロッドレンズ２を把持して移動させる第２把持部材５０と、を有する。
【００２８】
図３（ａ）に示す型部材１０は、熱伝導性を備えた金属製の部材であり、略球の形状からなる部材である。この球のうちの半球部分は、その曲面がロッドレンズ２の一端側の面２ａを凹曲面状に加工する型となる凸曲面１０ａとなり、残りの半球部分は、熱源３０に対する位置決め部分となる凸部１０ｂとなる。またその直径は、処理対象となるロッドレンズ２の直径と略同一となっている。
本実施形態の型部材１０はこのような部材として説明するが、型部材は、円筒形に成形された樹脂製のロッドレンズ２の一端側の面２ａを凹曲面状に加工するものであり、軸回りに対称な凸曲面を有し、熱伝導性を備えていれば、上述のような型部材１０に限らず、どのような形状、材質のものであってもよい。
例えば図３（ｂ）に示すように、その曲面が凸曲面１１ａとなる半球部分と、この半球部分の平面に設けられ、凸部１１ｂとなる突起部分と、を有するような型部材１１としてもよい。また、熱源に対する位置決めは、型部材の方に凹部、熱源の方にこの凹部と対応する凸部を設けるようにしても可能であるため、例えば図３（ｃ）に示すように、その曲面が凸曲面１２ａとなる半球部分と、この半球部分の平面に設けられ、熱源３２に対する位置決め部分となる凹部１２ｂを有するような型部材１２としてもよい。また、このような位置決め部分となる凸部や凹部を有しない型部材としてもよい。
型部材１０は、ロッドレンズ２の一端側の面２ａを軟化させることができる程度の最小限の熱容量を有するように構成してもよい。こうすれば、熱源３０と離反した型部材１０を迅速に冷やすことができる。
【００２９】
図４に示すガイド部材２０は、処理対象となるロッドレンズ２の軸線が凸曲面１０ａの軸と一致するようにロッドレンズ２の動きをガイドする部材であり、その内径がロッドレンズ２の外径および型部材１０の直径と略等しくなるように構成された円筒形の内面を有する、円筒形の部材である。
本実施形態のガイド部材２０はこのような部材として説明するが、その内径がロッドレンズ２の外径と略等しくなるように構成された円筒形の内面を有する部材であれば、円筒形の部材でなくてもよい。また、これに限らず、ガイド部材はロッドレンズ２の軸線が凸曲面１０ａの軸と一致するようにロッドレンズ２の動きをガイドするようになっていればよい。例えば、その内径がロッドレンズ２の外径と略等しく構成された複数のリング部材と、これらのリング部材を固定する支柱とからなり、これらのリング部材が、各リング部材の中心を結んだ軸線が凸曲面１０ａの軸と一致するようにして支柱に固定されたガイド部材としてもよい。
また、このガイド部材２０は、本実施形態では処理対象となるロッドレンズ２の動きをガイドするものとして説明するが、型部材１０の方が動くような構成となっている場合に型部材１０の動きをガイドするものとして構成してもよい。
【００３０】
図３（ａ）に示す熱源３０は、接触させることにより型部材１０を加熱することができる、その上表面に半球状の凹部３０ａが設けられた薄板状のヒータである。
この図３（ａ）は、第１把持部材４０により型部材１０の凸部１０ｂとなる半球部分を熱源３０の凹部３０ａに入れた状態を示す。上述のように、本実施形態の型部材１０は熱源３０に対する位置決め部分となる凸部１０ｂを有しており、熱源３０は型部材１０の凸部１０ｂに対応する凹部３０ａを有するので、熱源３０の凹部３０ａに型部材１０の凸部１０ｂを嵌め込むことによって型部材１０を熱源３０の所定の位置に配置することができるようになっている。
本実施形態では、熱源３０はこのようなものとして説明するが、型部材１０を加熱することができるようなものであればどのようなものであってもよい。
なお、型部材１０に位置決め部分が設けられている場合には、熱源３０にはこれに対応する位置決め部分が設けられる。例えば型部材の位置決め部分が図３（ｂ）のような形状の凸部１１ｂである場合は、熱源３１は、その凸部１１ｂの形状に対応する凹部３１ａを有するように構成される。また、図３（ｃ）のように、型部材１２が凹部１２ｂを有している場合は、熱源３２はこの凹部１２ｂに対応する凸部３２ａを有するように構成される。
【００３１】
図３（ａ）、図５に示す第１把持部材４０は、鉛直方向に立設された支柱４１と、その一端側が支柱４１に取り付けられた、水平方向に伸びるアームであって、その他端側が型部材１０やガイド部材２０を把持できるように構成された第１アーム４２と、を有する部材である。この第１アーム４２は、鉛直方向に移動できるとともに、回動可能に支柱４１に取り付けられている。この第１アーム４２の他端側は、本実施形態ではヒンジを用いて構成されている。
本実施形態では第１把持部材４０はこのような構成のものとして説明するが、この第１把持部材４０は、型部材１０とガイド部材２０を把持して移動できるようになっていればよく、型部材１０とガイド部材２０を１つの把持部材で移動させるようにしてもよいし、それぞれを移動させる２つの把持部材を有していてもよい。また、以下の第２把持部材５０により型部材１０およびガイド部材２０を把持して移動させるようになっていてもよい。
【００３２】
図６に示す第２把持部材５０は、鉛直方向に立設された支柱５１と、その一端側が支柱５１に取り付けられた、水平方向に伸びるアームであって、その他端側がロッドレンズ２の他端側の面２ｂを把持できるように構成された第２アーム５２と、を有する部材である。この第２アーム５２は、鉛直方向に移動できるように支柱５１に取り付けられている。この第２アーム５２の他端側は、本実施形態ではヒンジを用いて構成されている。
このような第２把持部材５０は、後述のように、ガイド部材２０に沿ってロッドレンズ２を移動させると共に、ロッドレンズ２の一端側の面２ａを加熱された型部材１０の凸曲面１０ａに押し付けるようになっている。
本実施形態の第２把持部材５０はこのような構成のものとして説明するが、この第２把持部材５０は、ロッドレンズ２を把持し、ガイド部材２０に沿ってロッドレンズ２を移動させるものであり、ガイド部材２０に沿ってロッドレンズ２を移動させると共に、ロッドレンズ２の一端側の面２ａと加熱された型部材１０の凸曲面１０ａとを押し付け合うようになっており、これによりロッドレンズ２の一端側の面２ａが凸曲面１０ａに対応する凹曲面状に加工されるように構成されていればよい。
また、この第２把持部材５０は、本実施形態では、処理対象となるロッドレンズ２を把持して移動させるものとして説明するが、型部材１０を把持して移動させるように構成してもよい。
【００３３】
次に、以上説明した加工装置を用いて、既存のロッドレンズ２を図１のロッドレンズ１のように加工するためのロッドレンズの加工方法を、図３ないし図９に基づいて説明する。
なお、加工対象となるロッドレンズ２は、従来の製造方法により製造された、平坦な両端面２ａ、２ｂを有する円筒形のロッドレンズ２である。このような円筒形のロッドレンズ２は、例えば透明樹脂製の円筒クラッド内に、円筒クラッドを構成する樹脂のモノマーと共に屈折率制御物質が含有された溶液を充填し、当該モノマーに円筒クラッドの壁面の構成樹脂を溶解させながら且つ円筒クラッドの壁面から内部へ同心円状に屈折率制御物質含有ゲル層を順次移動させながら上記のモノマーの重合を行なう方法によって製造することができる。
【００３４】
このような円筒形のロッドレンズ２の加工に際し、まず、図３（ａ）に示すように、第１把持部材４０の第１アーム４２により型部材１０を移動し、熱源３０の凹部３０ａに型部材１０を載置する。なお、本実施形態の型部材１０は略球の形状からなる部材であるため、そのすべての表面部分が熱源３０に対する位置決め部分となる凸部１０ｂとなり得るとともに凸曲面１０ａとなり得るため、その向きを考えることなく型部材１０を熱源３０の凹部３０ａに載置することができる。
このように型部材１０を熱源３０上に載置した後、熱源３０によって型部材１０を加熱する。この加熱は、ロッドレンズ２の一端側の面２ａを軟化させることができるような熱容量を型部材１０が有するようになるまで行われる。
【００３５】
次に、図５に示すように、第１把持部材４０の第１アーム４２により、その一端側に型部材１０の凸曲面１０ａを嵌め込むようにしてガイド部材２０を熱源３０上に配置する。これによりガイド部材２０は、その軸線が凸曲面１０ａの軸と一致するような状態で熱源３０上に配置されることになる。なお、このガイド部材２０の配置は、熱源３０により型部材１０を加熱する前に行ってもよい。
【００３６】
それから、第２把持部材５０の第２アーム５２によりロッドレンズ２を把持し、ロッドレンズ２の一端をガイド部材２０の他端側、すなわち上側から挿入する。そして図６に示すように第２アーム５２を下降させることでロッドレンズ２をガイド部材２０の内壁に沿って下降させ、ロッドレンズ２の一端側の面２ａを加熱した型部材１０の凸曲面１０ａに押し付ける。加熱された型部材１０の凸曲面１０ａに押し付けられたロッドレンズ２の一端側の面２ａは型部材１０の熱により軟化し、この軟化したロッドレンズ２の一端側の面２ａに型部材１０の凸曲面１０ａと対応する凹曲面が転写される。図７は、押し付けによりロッドレンズ２の一端側の面２ａに凹曲面が転写された状態を示す図である。なお、ガイド部材２０によりロッドレンズ２の軸線と凸曲面１０ａの軸の軸合わせを正確に行うことができ、押し付けの角度はガイド部材２０により常に一定となる。
【００３７】
ロッドレンズ２の一端側の面２ａの型部材１０への押し付けの後、第２アーム５２によりロッドレンズ２を引き上げる。これによりロッドレンズ２が熱源３０から離反される。この引き上げの際、図８に示すように、ロッドレンズ２の一端側の面２ａに付着した型部材１０も一緒に引き上げられる。
軟化したロッドレンズ２を硬化させるためにはロッドレンズ２の一端側の面２ａに付着した型部材１０を冷やす必要がある。この型部材１０を迅速に冷やすには型部材１０を熱源３０から引き離せるようになっている必要があるが、本実施形態においては、熱源３０は接触させることにより対象物を加熱することができるようになっており、押し付けの後、型部材１０と熱源３０を離反させるようになっているので、熱源３０から離反された型部材１０は迅速に冷やされる。また、ロッドレンズ２を引き上げたとき、ロッドレンズ２に付着することで型部材１０が自動的に熱源３０から離反されるようになっているため、型部材１０を熱源３０から容易に離反することができる。
【００３８】
なお、図８に示すように、ロッドレンズ２の第２アーム５２による引き上げの際、第１アーム４２によりガイド部材２０を引き上げる。
型部材１０とロッドレンズ２を押し付ける際、型部材１０の有する熱がロッドレンズ２の一端側の面２ａから他端側に向かって伝わるため、この熱によりロッドレンズ２の側表面の一部が膨張したりして変形するおそれがあるが、本実施形態のように、ロッドレンズ２の引き上げに伴い、ガイド部材２０も引き上げるようにすれば、ガイド部材２０の内面がロッドレンズ２の側表面の形状を維持する型となり、ロッドレンズ２の側表面の形状が変形しないようにすることができる。
【００３９】
第２アーム５２により引き上げられ、その側表面がガイド部材２０に覆われた状態のロッドレンズ２および型部材１０は、宙づりの状態で放置され、冷やされる。この際、冷風を当てるなどして熱を下げるようにしてもよい。
【００４０】
型部材１０がロッドレンズ２の凹曲面となった一端側の面２ａから離れてもロッドレンズ２の一端側の面２ａが乱れない程度に一端側の面２ａが硬化すると、ロッドレンズ２の一端側の面２ａから型部材１０が自動的に落下する。
すなわち、型部材１０の重さおよび型部材１０の凸曲面１０ａの形状は、型部材１０がロッドレンズ２の凹曲面となった一端側の面２ａから離れても該凹曲面が乱れない程度に一端側の面２ａが硬化した後、型部材１０が自重による落下によってロッドレンズ２の一端側の面２ａから離れるようなものとされており、これにより、ロッドレンズ２の一端側の面２ａを乱すことなく自動的に型部材１０を取り外すことができるようになっている。もっとも、型部材１０は、自動的に外れなければ強制的に取り外すようにしてもよい。
その後、第１アーム４２によりガイド部材２０をロッドレンズ２から取り外す。型部材１０が落下する程度までロッドレンズ２が硬化すれば、ガイド部材２０をロッドレンズ２から取り外してもロッドレンズ２の側表面が変形しないと考えられるからである。このように本実施形態ではロッドレンズ２から型部材１０が落下した後にガイド部材２０を取り外すものとして記載するが、ガイド部材２０をロッドレンズ２から取り外してもロッドレンズ２の側表面が変形しない程度にロッドレンズ２が硬化していれば、型部材１０が落下する前にガイド部材２０を取り外すようにしてもよい。
図９は、以上のように型部材１０が落下し、ガイド部材２０を取り外した後の状態を示す図である。
【００４１】
以上のようにして、一般的なロッドレンズ２の一端側の平滑面を凹曲面に加工することができる。
【００４２】
なお、本実施形態の加工装置は、ガイド部材２０に沿ってロッドレンズ２を下方に移動させてロッドレンズ２の一端側の面２ａを型部材１０の凸曲面１０ａに押し付けるように構成されているが、加熱した型部材１０をガイド部材２０に沿って上方に移動させて型部材１０の凸曲面１０ａをロッドレンズ２の一端側の面２ａに押し付けるように構成してもよい。すなわち、ロッドレンズ２と型部材１０のいずれか一方の部材を移動させて固定した状態の他方の部材に押し付けるようにしてもよいし、ロッドレンズ２と型部材１０の両方を移動させて押し付け合うようにしてもよい。
【００４３】
また、本実施形態の加工装置は、ロッドレンズ２の一端側の面２ａの型部材１０への押し付けの後、ロッドレンズ２およびロッドレンズ２に付着した型部材１０をガイド部材２０に沿って上方に移動させるように構成されているが、熱源３０を下方に移動させるように構成してもよい。
【００４４】
ガイド部材の形状および重さは、ロッドレンズ２と型部材１０の押し付け合いの際、ガイド部材がロッドレンズ２の側表面に付着するようなものとしてもよい。このようなガイド部材であれば、押し付け合いの後、ロッドレンズ２と熱源３０を離反させればロッドレンズ２の側表面に付着したガイド部材も熱源３０と離反するため、ガイド部材と熱源３０を容易に離反させることができる。なお、押し付け合いの後、ガイド部材と熱源３０を離反させるようにしてもよい。ガイド部材と熱源３０を離反させればガイド部材に付着したロッドレンズ２も熱源３０と離反させることができる。
また、ロッドレンズ２の側表面からガイド部材２０が離れてもロッドレンズ２の側表面が変形しない程度にロッドレンズ２の側表面が硬化した後、自重による落下によってガイド部材２０がロッドレンズ２の側表面から離れるようにしてもよい。こうすれば、ロッドレンズ２の側表面を乱すことなく自動的に型部材を取り外すことができる。
【符号の説明】
【００４５】
１、２ ロッドレンズ
１０、１１、１２ 型部材
２０ ガイド部材
３０、３１、３２ 熱源
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒形に成形されたロッドレンズであって、
その一端側の面が、前記ロッドレンズによって得られる画角を広げられるように凹曲面状に形成された凹面を備えてなり、
前記凹面は、その直径が前記ロッドレンズの直径に略等しくその深さが前記ロッドレンズの半径に略等しい、
ロッドレンズ。
【請求項２】
前記ロッドレンズは、熱可塑性の樹脂により形成される、
請求項１記載のロッドレンズ。
【請求項１】
円筒形に成形されたロッドレンズであって、
その一端側の面が、前記ロッドレンズによって得られる画角を広げられるように凹曲面状に形成された凹面を備えてなり、
前記凹面は、その直径が前記ロッドレンズの直径に略等しくその深さが前記ロッドレンズの半径に略等しい、
ロッドレンズ。
【請求項２】
前記ロッドレンズは、熱可塑性の樹脂により形成される、
請求項１記載のロッドレンズ。
【図１】
【図２】
【図３（ａ）】
【図３（ｂ）】
【図３（ｃ）】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３（ａ）】
【図３（ｂ）】
【図３（ｃ）】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１１−１０７７２５（Ｐ２０１１−１０７７２５Ａ）
【公開日】平成２３年６月２日（２０１１．６．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２４３４７（Ｐ２０１１−２４３４７）
【出願日】平成２３年２月７日（２０１１．２．７）
【分割の表示】特願２００５−３５３５３２（Ｐ２００５−３５３５３２）の分割
【原出願日】平成１７年１２月７日（２００５．１２．７）
【出願人】（３０００５３５５３）スカラ株式会社 (41)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年６月２日（２０１１．６．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月７日（２０１１．２．７）
【分割の表示】特願２００５−３５３５３２（Ｐ２００５−３５３５３２）の分割
【原出願日】平成１７年１２月７日（２００５．１２．７）
【出願人】（３０００５３５５３）スカラ株式会社 (41)
【Ｆターム（参考）】
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