JP2005070413A - ホルダ付光学素子及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】凸状の光学面部を精度良く成形したホルダ付光学素子、及びその製造方法を提供することを目的とする。
【解決手段】 略筒状体からなるホルダ２０の内周面２１に光学素子１０を収めてなるホルダ付光学素子１において、上記ホルダ２０はその内周面２１に中心方向に向かう下方傾斜面２２ａを備えた段部２２を有し、上記光学素子１０は表面１１に凸状の光学面部１１ａを形成すると共に、該光学面部１１ａの周辺に上記段部２２の下方傾斜面２２ａに係る平面部１１ｂを形成してなり、上記光学素子１０はその外周面１３が上記段部２２に密接して上記ホルダ２０の内周面２１に一体的に収められてなる。
【選択図】 図２
【解決手段】 略筒状体からなるホルダ２０の内周面２１に光学素子１０を収めてなるホルダ付光学素子１において、上記ホルダ２０はその内周面２１に中心方向に向かう下方傾斜面２２ａを備えた段部２２を有し、上記光学素子１０は表面１１に凸状の光学面部１１ａを形成すると共に、該光学面部１１ａの周辺に上記段部２２の下方傾斜面２２ａに係る平面部１１ｂを形成してなり、上記光学素子１０はその外周面１３が上記段部２２に密接して上記ホルダ２０の内周面２１に一体的に収められてなる。
【選択図】 図２
Description
本発明はホルダと光学素子とが一体化されたホルダ付光学素子及びその製造方法に関し、より詳細にはホルダの内側に配置した光学素子素材をプレス成形することによって形成されるホルダ付光学素子及びその製造方法に関する。
ＣＤプレイヤーのピックアップヘッドに搭載されるレンズや、光通信において信号光を集光するレンズなどの光学素子は、その取付けに際して高い取付け精度が要求される。このような要求を満たすため、一般的には例えば特許文献１にあるように、光学素子をホルダによって保持したホルダ付光学素子を製作し、このホルダによって取付け位置を調整することにより、要求される取付け精度を満たすようにしている。このようなホルダ付光学素子は、筒状のホルダの内側に光学素子素材を配置して加熱により軟化させ、軟化した光学素子素材を成形型によりプレス成形することにより、光学素子を成形すると共に、光学素子をホルダの内周面に密着させて一体化している。
特開２００２−６１８９号公報
ところで通常、光学素子の表面には光学的機能を有する光学面部と、その周辺の平面部が形成されるが、この光学面部が凸状の場合、この光学面部を成形する成形型には、凸状の光学面部とは逆の形状である凹状の光学面成形部、及びその周辺の平面成形部を有するものを使用することになる。しかし従来、この凹状の光学面成形部を有する成形型によって光学素子素材を押圧すると、先に平面成形部によって光学素子素材が押圧されてその一部が中心側に移動するものの、光学面部を形成する部分には光学素子素材が十分に充填されず、光学面部の成形不良が生じる可能性があるという問題があった。
本発明は以上の問題点を鑑みてなされたものであり、凸状の光学面部を精度良く成形したホルダ付光学素子、及びその製造方法を提供することを目的とする。
上記課題を解決するため本発明は、略筒状体からなるホルダの内周面に光学素子を収めてなるホルダ付光学素子において、上記ホルダはその内周面に中心方向に向かう下方傾斜面を備えた段部を有し、上記光学素子は表面に凸状の光学面部を形成すると共に、該光学面部の周辺に上記段部の下方傾斜面に係る平面部を形成してなり、上記光学素子はその外周面が上記段部に密接して上記ホルダの内周面に一体的に収められてなることを特徴として構成されている。
また本発明は、上記光学素子の平面部は外周方向に向かって下方傾斜状に形成されてなることを特徴として構成されている。
また本発明は、略筒状体のホルダの内側に光学素子素材を配置し、この光学素子素材を成形型の成形面で押圧することで、凸状の光学面部を有する光学素子を形成すると同時に、該光学素子を上記ホルダの内周面に密接させて収めるホルダ付光学素子の製造方法において、上記成形面のうち凹状に形成された光学面成形部によって光学素子素材の中心部分を押圧すると共に、上記光学面成形部の周辺に外周方向に向かって上方傾斜状の平面状に形成された平面成形部によって光学素子素材の周辺部分を下方内側方向に押圧することを特徴として構成されている。
また本発明は、上記ホルダの内周面に中心方向に向かう下方傾斜面を備えた段部を設け、該段部の下方傾斜面と上記成形型の平面成形部は対向して上記光学素子素材を押圧することを特徴として構成されている。
本発明によれば、ホルダはその内周面に中心方向に向かう下方傾斜面を備えた段部を有し、光学素子は光学面部の周辺に段部の下方傾斜面に係る平面部を形成してなり、光学素子はその外周面が段部に密接してホルダの内周面に一体的に収められてなることから、成形型で光学素子をプレス成形する際に、押圧された光学素子素材の一部は中心側に誘導されやすくなり、凸状の光学面部を形成する部分に十分に光学素子素材が充填され、光学面部の成形不良が生じにくくなる。
また本発明によれば、成形型の成形面のうち凹状に形成された光学面成形部によって光学素子素材の中心部分を押圧すると共に、光学面成形部の周辺に外周方向に向かって上方傾斜状の平面状に形成された平面成形部によって光学素子素材の周辺部分を下方内側方向に押圧することから、平面成形部によって押圧された光学素子素材の一部は中心側に誘導されやすくなり、これにより凸状の光学面部を形成する部分に十分に光学素子素材が充填され、光学面部の成形不良が生じにくくなる。
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。図１は本発明の実施形態におけるホルダ付光学素子の断面図、図２は図１における光学素子周辺の拡大断面図、図３はプレス成形前の光学素子周辺の拡大断面図、図４はプレス成形時の光学素子周辺の拡大断面図である。
本実施形態におけるホルダ付光学素子１は、ＣＡＮタイプのレーザダイオードやフォトダイオード等の光学部材に取付けて使用するものである。ホルダ付光学素子１は図１に示すように、光学部材（図示せず）が発した光を屈折させ、または光学部材への光を集光するレンズとしての役割を果たす光学素子１０と、この光学素子１０を保持し、光学素子１０の光学部材に対する位置決めを行うホルダ２０からなる。以下、図１に示す方向に従って、光学部材と対向する側を下側、反対に外方を向く側を上側として説明する。
本実施形態におけるホルダ付光学素子１は、ＣＡＮタイプのレーザダイオードやフォトダイオード等の光学部材に取付けて使用するものである。ホルダ付光学素子１は図１に示すように、光学部材（図示せず）が発した光を屈折させ、または光学部材への光を集光するレンズとしての役割を果たす光学素子１０と、この光学素子１０を保持し、光学素子１０の光学部材に対する位置決めを行うホルダ２０からなる。以下、図１に示す方向に従って、光学部材と対向する側を下側、反対に外方を向く側を上側として説明する。
光学素子１０は図２に示すように、その外周面１３をホルダ２０の内周面２１に密着させて固定されており、外部に露出する上面１１及び下面１２の両面に、凸状の光学面部１１ａ、１２ａを有している。ここで、この光学面部１１ａ、１２ａは共に非球面とする。この光学面部１１ａ、１２ａにおいて、光学部材が発した光を屈折させ、または光学部材への光を集光する。また光学面部１１ａ、１２ａのそれぞれの周辺には平面部１１ｂ、１２ｂが形成されている。ここで、上面１１の平面部１１ｂは、中央から外周方向に向かって下方傾斜している。
一方、ホルダ２０は図１、図２に示すように、略円筒状からなり、その内周面２１に光学素子１０が一体的に収められる。このホルダ２０の内周面２１には段部２２が形成されている。この段部２２は中心方向に向かう下方傾斜面２２ａを有しており、光学素子１０のプレス成形時に、光学素子素材１０ａを中心方向へ誘導する役割を果たす。また内周面２１の下端には載置部２３が形成されている。この載置部２３は、載置部２３の内側にできる開口部が、光学素子１０の下面１２の光学面部１２ａよりも若干大きくなるように、水平方向に内側に突出状に形成されており、光学素子１０をプレス成形する際にこの載置部２３の上面である載置面２３ａに光学素子素材１０ａが載置される。
またこのホルダ２０には、その周縁部から下側に略垂直に延出し、光学部材の側面の形状に略合致する略円筒状の取付部２４が形成されている。この取付部２４を光学部材の側面に被せると共に、ホルダ２０の下面を光学部材の端部に当接させることにより、ホルダ２０が光学部材に固定され、これにより光学部材に対して光学素子１０が精度よく位置決めされる。
またこのホルダ２０には、その周縁部から下側に略垂直に延出し、光学部材の側面の形状に略合致する略円筒状の取付部２４が形成されている。この取付部２４を光学部材の側面に被せると共に、ホルダ２０の下面を光学部材の端部に当接させることにより、ホルダ２０が光学部材に固定され、これにより光学部材に対して光学素子１０が精度よく位置決めされる。
このようなホルダ２０の内周面２１に光学素子１０が一体的に収められる。具体的には、光学素子１０は、上面１１が段部２２よりも若干上側に位置するように収められており、また下面１２が載置面２３ａよりも若干下側に位置するように収められる。すなわち図２に示すように、光学素子１０の外周面１３が段部２２及び載置面２３ａに密着するようにして一体的に収められる。またこれと共に光学素子１０は、光学素子１０の上面１１の平面部１１ｂが段部２２の下方傾斜面２２ａに係るように、すなわち平面部１１ｂと段部２２の下方傾斜面２２ａが上下方向に重なるように収められる。
次に、このホルダ付光学素子１の製造方法について説明する。まず、光学素子１０のもととなる光学素子素材１０ａと、この光学素子素材１０ａを収めるホルダ２０を用意する。光学素子素材１０ａは光学ガラス材料からなり、ホルダ２０の載置部２３に載置可能な半径の円柱の形状をしている。この光学素子素材１０ａは、光学素子１０を形成するのに必要十分な体積であるとする。一方、ホルダ２０は切削加工法や鋳造法等によりアルミニウムやステンレス鋼などから形成される。
そして図３に示すように、ホルダ２０の載置面２３ａに光学素子素材１０ａを載置し、加熱する。これにより光学素子素材１０ａは軟化する。この後、図４に示すように、軟化した光学素子素材１０ａに対して、上型３１及び下型３３からなる成形型３０よってプレス成形を施す。この上型３１及び下型３３にはそれぞれ、その下端又は上端に成形面３２、３４が形成されている。成形面３２、３４には、光学面部１１ａ、１２ａに対応する光学面成形部３２ａ、３４ａ、及び平面部１１ｂ、１２ｂに対応する平面成形部３２ｂ、３４ｂが形成されている。この光学面成形部３２ａ、３４ａによって光学素子素材１０ａの中心部分を押圧することにより光学面部１１ａ、１２ａを形成し、また平面成形部３２ｂ、３４ｂで光学素子素材１０ａの周辺部分を押圧することにより平面部１１ｂ、１２ｂを形成する。なおここで、上型３１の平面成形部３２ｂは、中央から外周方向に向かって上方傾斜状に形成する。こうすることにより、上型３１でプレス成形を行う際に、光学素子素材１０ａの一部は平面成形部３２ｂによって下方内側方向に押圧されて中心側に誘導されやすくなり、これにより凸状の光学面部１１ａ、１２ａを形成する部分にも十分に光学素子素材１０ａが充填されることとなり、成形型３０によるプレス成形において光学面部１１ａ、１２ａの成形不良が生じにくくなる。
なおここでは、上型３１の平面成形部３２ｂを傾斜状とすることとしたが、下型３３の平面成形部３４ｂについても同様に傾斜状としてもよい。
なおここでは、上型３１の平面成形部３２ｂを傾斜状とすることとしたが、下型３３の平面成形部３４ｂについても同様に傾斜状としてもよい。
さらに、ホルダ２０の内周面２１に下方傾斜面２２ａを有する段部２２が形成されており、上型３１の平面成形部３２ｂと下方傾斜面２２ａが対向した状態でプレス成形が行われるので、平面成形部３２ｂによって押圧された光学素子素材１０ａの一部は下方傾斜面２２ａによって中心側に誘導されやすくなり、これによっても凸状の光学面部１１ａ、１２ａを形成する部分にも光学素子素材１０ａが十分に充填されることとなる。
以上、本発明の実施形態について説明した。上記実施形態ではＣＡＮタイプの光学部材に取付けるホルダ付光学素子について説明した。しかし、本発明に係るホルダ付光学素子はこれに限られることなく、例えば略円筒状の取付部を設けることなく、ホルダを他の取付具で挟持するようにするなど、取付ける光学部材の形状に応じてその形状は適宜変更可能である。また、上記実施形態においては、光学素子は両面に凸型の光学面部を有するものとしたが、一方の面のみに凸型の光学面部を有する光学素子であってもよい。
１ ホルダ付光学素子
１０ 光学素子
１０ａ 光学素子素材
１１ 上面
１１ａ 光学面部
１１ｂ 平面部
１２ 下面
１２ａ 光学面部
１２ｂ 平面部
１３ 外周面
２０ ホルダ
２１ 内周面
２２ 段部
２２ａ 下方傾斜面
２３ 載置部
２３ａ 載置面
２４ 取付部
３０ 成形型
３１ 上型
３２ 成形面
３２ａ 光学面成形部
３２ｂ 平面成形部
３３ 下型
３４ 成形面
３４ａ 光学面成形部
３４ｂ 平面成形部
１０ 光学素子
１０ａ 光学素子素材
１１ 上面
１１ａ 光学面部
１１ｂ 平面部
１２ 下面
１２ａ 光学面部
１２ｂ 平面部
１３ 外周面
２０ ホルダ
２１ 内周面
２２ 段部
２２ａ 下方傾斜面
２３ 載置部
２３ａ 載置面
２４ 取付部
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３１ 上型
３２ 成形面
３２ａ 光学面成形部
３２ｂ 平面成形部
３３ 下型
３４ 成形面
３４ａ 光学面成形部
３４ｂ 平面成形部
Claims (4)
- 略筒状体からなるホルダの内周面に光学素子を収めてなるホルダ付光学素子において、
上記ホルダはその内周面に中心方向に向かう下方傾斜面を備えた段部を有し、上記光学素子は表面に凸状の光学面部を形成すると共に、該光学面部の周辺に上記段部の下方傾斜面に係る平面部を形成してなり、
上記光学素子はその外周面が上記段部に密接して上記ホルダの内周面に一体的に収められてなることを特徴とするホルダ付光学素子。 - 上記光学素子の平面部は外周方向に向かって下方傾斜状に形成されてなることを特徴とする請求項１記載のホルダ付光学素子。
- 略筒状体のホルダの内側に光学素子素材を配置し、この光学素子素材を成形型の成形面で押圧することで、凸状の光学面部を有する光学素子を形成すると同時に、該光学素子を上記ホルダの内周面に密接させて収めるホルダ付光学素子の製造方法において、
上記成形面のうち凹状に形成された光学面成形部によって光学素子素材の中心部分を押圧すると共に、上記光学面成形部の周辺に外周方向に向かって上方傾斜状の平面状に形成された平面成形部によって光学素子素材の周辺部分を下方内側方向に押圧することを特徴とするホルダ付光学素子の製造方法。 - 上記ホルダの内周面に中心方向に向かう下方傾斜面を備えた段部を設け、該段部の下方傾斜面と上記成形型の平面成形部は対向して上記光学素子素材を押圧することを特徴とする請求項３記載のホルダ付光学素子の製造方法。
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