JP2011161809A - 光学素子成形用プリフォーム及び光学素子成形方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】光学素子成形用プリフォームは、光学面を有する素子本体を形成する素子本体形成部12と、素子本体形成部12の外周部に配置され、成形後に光学面を支持するフランジ形成部14とを備え、上型、下型および胴型を備える成形機によって加熱圧縮されて変形したときに、フランジ形成部の外周部が、胴型の内周面に当接する複数の当接部と、当接しない複数の非当接部とを形成する。
【選択図】図1
Description
特に、超小型カメラ等に搭載されるレンズは、複数枚組み合わされて利用される場合が多く、光学素子が厚かったり、コバ部にバリがあったり、コバ部が十分に形成できていないレンズがあると、レンズの位置決め基準面がずれ、レンズ同士の光軸および焦点位置を合わせるのが困難となる。
このプリフォーム10の全体形状は、略三角柱状であり、三角柱の表面および裏面は凸面であって、それぞれ3つの頂点T1〜T3を有する三角形状に形成されている。プリフォーム10は、三角柱の中心軸Cを含む中央部に位置する素子本体形成部12と、この素子本体形成部12の外周部に配置されると共に三角形の頂点T1〜T3に対応する三角柱の3つの側面角部を含むフランジ形成部14とから構成されている。
ただし、素子本体形成部12とフランジ形成部14は、プリフォーム10が光学素子に成形された際の部位の相違に応じて単に区分けされたものであり、これらの境界部を明確にする必要はない。
このとき、図3に示されるように、プリフォーム10は、三角形状の凸面を有する表面および裏面が上型22および下型24の成形面の略中心に対向するように配置され、成形機20に内蔵された図示しないヒータにより加熱される。
なお、プリフォーム10の体積は、圧縮完了時のキャビティ30の容積より小さく設定されており、圧縮変形が完了した際のプリフォーム10の外周部には、図5(B)に示されるように、胴型26の内周面に当接する3つの当接部17と、胴型26の内周面に当接しない3つの非当接部18とが形成される。
プリフォーム圧縮成形機20はそれぞれ異なる複数の型部材を組み合わせて構成されるため、隣接する型部材と型部材との間、特に、上型22および下型24と胴型26との間には、クリアランス32と呼ばれる間隙の形成を余儀なくされている。
プリフォーム10の胴型26方向への広がりに応じて、頂点T1〜T3の部分が胴型26の内周面に沿って変形し、次第に胴型26の内周面との当接面積が増加していく。ただし、上述したように、プリフォーム10の体積が圧縮完了時のキャビティ30の容積より小さく設定されているため、プリフォーム10の外周部が全周にわたって胴型26の内周面に当接することはなく、上述した非当接部18が残される。このようにして、図7(A)に示されるように、プリフォーム10の当接部17は、上型22および下型24と胴型26との間のクリアランス32に入ることなく、適正に胴型26の内周面に接することとなる。
上述した実施の形態と同様に、プリフォーム10は、上型22および下型24の成形面に当接して変形し素子本体42の光学面を形成するとともに、図8(B)に示されるように、胴型26方向に広がり、胴型26に近い頂点部分から順に胴型26の内周面に当接し、3つの当接部17を形成する。
最終的に、図8(C)に示すとおり、光学素子40が成形される。
光学素子40は、フランジ44が3つのコバ部46を備え、フランジ44および3つのコバ部46が、素子本体42を位置決めするため、位置決め基準面がずれることはなく、光学精度において、プリフォーム配置のずれの影響を受けることはない。
例えば、圧縮方向から見た外形が四角形でもよく、ひし形でもよく、五角形を含む多角形でもよく、楕円でもよく、また、円の互いに反対方向を向いた一対の円弧部分を切り欠いた形状(切り欠き形状)でもよい。
これは、圧縮方向から見た外形が五角形の場合に限らず、多角形の場合においても同様である。
さらに、図13(A)のようにプリフォームの圧縮方向から見た外形が切り欠き形状の場合も、図13(B)に示すように、素子本体42の中心に対して略対称な2つの部分で胴型26に当接し、それぞれコバ部46を形成する。
また、楕円形状または切り欠き形状の場合は、シート等を打ち抜くことでプリフォームを製造する。
また、図1に示したプリフォーム10のように、プリフォームの表面および裏面において、凹凸等の形状を設けたい場合は、シート等を転写成形し、切断または打ち抜きをする。
また、成形面が凹部を有する場合は、プリフォームは、成形面の凹部より曲率半径の小さい凸面を有することが好ましく、成形面が凸部を有する場合は、プリフォームは、成形面の凸部より曲率半径の大きい凹面を有することが好ましく、成形面が平面部を有する場合は、プリフォームは、成形面の平面部より面積が小さく、段差の大きい平面部を有することが好ましい。このようにすれば、成形面とプリフォームとの間のエアートラップの発生を防ぎ、より高品質な光学素子の製造が可能となる。
12 素子本体形成部
14 フランジ形成部
16 コバ形成部
17 当接部
18 非当接部
20 プリフォーム圧縮成形機
22 上型
24 下型
26 胴型
28 スペーサ
30 キャビティ
32 クリアランス
40 光学素子
42 素子本体
44 フランジ
46 コバ部
Claims (9)
- 上型と下型と胴型とで囲まれる空間内に配置されて加熱圧縮されることにより光学素子に成形されるプリフォームであって、
光学面を有する素子本体を形成する素子本体形成部と、
前記素子本体形成部の外周部に配置されたフランジ形成部と
を備え、
加熱圧縮されて変形したときに、前記フランジ形成部の外周部が、前記胴型の内周面に当接する複数の当接部と、前記胴型の内周面に当接しない複数の非当接部とを形成する光学素子成形用プリフォーム。 - 前記フランジ形成部は、前記プリフォームが前記空間内に配置されたときに、圧縮される方向から見て略三角形状の外形を有する請求項1に記載の光学素子成形用プリフォーム。
- 前記フランジ形成部は、前記プリフォームが前記空間内に配置されたときに、圧縮される方向から見て略四角形状の外形を有する請求項1に記載の光学素子成形用プリフォーム。
- 前記略四角形状が略ひし形状である請求項3に記載の光学素子成形用プリフォーム。
- 前記フランジ形成部は、前記プリフォームが前記空間内に配置されたときに、圧縮される方向から見て五角以上の多角形状の外形を有する請求項1に記載の光学素子成形用プリフォーム。
- 前記フランジ形成部は、前記プリフォームが前記空間内に配置されたときに、圧縮される方向から見て略楕円状の外形を有する請求項1に記載の光学素子成形用プリフォーム。
- 前記フランジ形成部は、前記プリフォームが前記空間内に配置されたときに、圧縮される方向から見て、円の互いに反対方向を向いた一対の円弧部分を切り欠いた形状の外形を有する請求項1に記載の光学素子成形用プリフォーム。
- 前記フランジ形成部は、前記フランジ形成部の外周部に配置されると共に前記フランジ形成部の厚さより小さい厚さを有して前記フランジ形成部の表面側および裏面側の双方の周縁部にそれぞれ環状の段差を形成する環状のコバ形成部を含み、
加熱圧縮されて変形したときに、前記当接部において双方の前記段差を残しながら前記コバ形成部の外周部が前記胴型の内周面に当接する請求項1〜7のいずれか1項に記載の光学素子成形用プリフォーム。 - 請求項1〜8のいずれか一項に記載の光学素子成形用プリフォームを上型と下型と胴型とで囲まれる空間内に配置し、
前記光学面支持体形成部の外周部が、前記胴型の内周面に当接する複数の当接部と、前記胴型の内周面に当接しない複数の非当接部とを有するように前記光学素子成形用プリフォームを加熱圧縮して変形させる
ことを特徴とする光学素子成形方法。
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