JP2011168411A - Preform for molding optical element and method of molding optical element - Google Patents

Preform for molding optical element and method of molding optical element Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a preform for molding an optical element which allows a high quality optical element to be molded inexpensively in a simple manner, and to provide a method of molding an optical element using such a preform. <P>SOLUTION: The preform for molding an optical element includes: an element body forming part 12; an annular flange forming part 14 arranged in the outer peripheral part of the element body forming part 12; and an annular edge forming part 16 which is arranged on the outer peripheral part of the flange forming part 14 and forms annular level difference S1, S2 on both peripheral parts of a front surface side and a rear surface side of the flange forming part 14, wherein the outer peripheral part of the edge forming part 16 is abutted on the inner peripheral surface of a drum mold while leaving both of the level difference when heated, compressed and deformed. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、圧縮成形により光学素子を成形する光学素子成形法において、中間体となる光学素子成形用プリフォームおよびそのプリフォームを用いた光学素子の成形方法に関するものである。   The present invention relates to an optical element molding preform as an intermediate in an optical element molding method for molding an optical element by compression molding, and an optical element molding method using the preform.

光学機器などで使用するレンズ、プリズムなどの光学素子を製造する従来の方法が例えば特許文献１に開示されている。図１４に示されるように、プラスチックやガラスなどの光学素材からプリフォーム１を作った後、このプリフォーム１を光学素子に対応した金型２の内部で加熱圧縮成形を行うことで、例えば、図１５に示されるように、光学素子本体３と光学素子本体３を支持するフランジ部４とを有する光学素子５が製造される。   For example, Patent Document 1 discloses a conventional method for manufacturing an optical element such as a lens or a prism used in an optical apparatus. As shown in FIG. 14, after making the preform 1 from an optical material such as plastic or glass, the preform 1 is subjected to heat compression molding inside a mold 2 corresponding to the optical element, for example, As shown in FIG. 15, the optical element 5 having the optical element body 3 and the flange portion 4 that supports the optical element body 3 is manufactured.

しかし、従来の方法では、プリフォーム１の分量の過不足あるいは金型２内への設置位置の偏りに起因し、加熱圧縮時にプリフォーム１が金型２のクリアランス、すなわち、金型２を構成する上型６、下型７および胴型８の互いの接合部分に流入してバリＢを発生したり、フランジ部４の一部４ａが胴型８にまで到達せずにコバ部を形成することができないおそれがあった。このような場合には、成形された光学素子をカメラ等の機器に正確に位置決めすることができなくなってしまう。   However, in the conventional method, the preform 1 constitutes the clearance of the mold 2, that is, the mold 2 at the time of heating and compression due to excessive or insufficient amount of the preform 1 or deviation of the installation position in the mold 2. The upper die 6, the lower die 7 and the barrel die 8 flow into each other's joints to generate burrs B, or the flange portion 4 does not reach the barrel die 8 but forms the edge portion. There was a risk of not being able to. In such a case, the molded optical element cannot be accurately positioned on a device such as a camera.

近年、特に、携帯電話等に内蔵されたデジタルカメラや医療機器に用いられるカメラ等、小型化したカメラのレンズに対する需要が高まっており、このように携帯電話や医療機器等に用いられるレンズは、超小型のレンズであり、高い光学精度が要求される。   In recent years, in particular, there is an increasing demand for miniaturized camera lenses such as digital cameras built into mobile phones and cameras used in medical devices, and thus lenses used in mobile phones and medical devices are It is an ultra-compact lens and requires high optical accuracy.

このため、機器内に正確に位置決めすることができないような、品質の低下した光学素子は、光学精度に重大な欠陥をもたらす。
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、バリがあるとレンズの位置決め基準面がずれ、レンズ同士の光軸を合わせるのが困難となる。 For this reason, optical elements with reduced quality that cannot be accurately positioned within the instrument cause significant defects in optical accuracy.
In particular, a plurality of lenses mounted on an ultra-compact camera or the like are often used in combination, and if there is a burr, the positioning reference plane of the lens shifts, making it difficult to align the optical axes of the lenses.

そこで、レンズがバリを備えて成形されるという問題点を解消する方法が、特許文献２および３に提案されている。特許文献２に開示された方法においては、プリフォームの温度および加圧圧力を調整することにより、プリフォームの変形速度を制御することでバリの発生を防止している。一方、特許文献３では、金型を構成する上型及び下型の線膨張係数と胴型の線膨張係数とを互いに異ならせる方法を採用している。   In view of this, Patent Documents 2 and 3 propose methods for solving the problem that the lens is molded with burrs. In the method disclosed in Patent Document 2, the occurrence of burrs is prevented by controlling the deformation speed of the preform by adjusting the temperature and pressure of the preform. On the other hand, Patent Document 3 adopts a method in which the linear expansion coefficient of the upper mold and the lower mold constituting the mold and the linear expansion coefficient of the body mold are different from each other.

特開平５−１７７７２５号JP-A-5-177725 特開平８−１２７０７７号JP-A-8-127077 特開２０００−３２６３５４号JP 2000-326354 A

しかし、これら特許文献２及び３の方法では、成形条件および金型の構成が複雑になり、光学素子の成形に多大の手間と費用がかかるという問題があった。   However, the methods of Patent Documents 2 and 3 have a problem that the molding conditions and the configuration of the mold are complicated, and it takes a lot of time and money to mold the optical element.

上記従来技術の問題点を解決するべく、本発明は、簡単かつ安価に高品質の光学素子を成形することができる光学素子成形用プリフォームおよびこのようなプリフォームを用いた光学素子の成形方法を提供するものである。   In order to solve the above-mentioned problems of the prior art, the present invention provides an optical element molding preform capable of molding a high-quality optical element easily and inexpensively, and an optical element molding method using such a preform. Is to provide.

本発明に係る光学素子成形用プリフォームは、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ための素子本体形成部と、前記素子本体形成部の外周部に配置された第１の厚さを有する環状のフランジ形成部と、前記フランジ形成部の外周部に配置されると共に前記第１の厚さより小さい第２の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とを備え、加熱圧縮されて変形したときに、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ことを特徴とするものである。   An optical element molding preform according to the present invention is a preform that is placed in a space surrounded by an upper mold, a lower mold, and a body mold, and is molded into an optical element by being heated and compressed. An element main body forming portion for forming an element main body, an annular flange forming portion having a first thickness disposed on the outer peripheral portion of the element main body forming portion, and an outer peripheral portion of the flange forming portion And an annular edge forming portion having a second thickness smaller than the first thickness and forming an annular step on each of the peripheral portions of the front surface side and the back surface side of the flange forming portion. When deformed by being heated and compressed, the outer peripheral portion of the edge forming portion abuts against the inner peripheral surface of the barrel mold while leaving both the steps.

なお、素子本体成形部は光学素子の光学面に対応する表面および裏面を有し、その少なくとも一方を凸面、凹面、平面のいずれかとすることができる。   The element body molding portion has a front surface and a back surface corresponding to the optical surface of the optical element, and at least one of them can be a convex surface, a concave surface, or a flat surface.

また、本発明に係る光学素子成形用プリフォームは、加熱圧縮されて変形したときに、コバ形成部の外周部が、胴型の内周面に当接する複数の当接部と、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ことが好ましい。   The preform for molding an optical element according to the present invention includes a plurality of abutting portions in which the outer peripheral portion of the edge forming portion abuts on the inner peripheral surface of the trunk mold when deformed by heat compression, It is preferable to form a plurality of non-contact portions that do not contact the inner peripheral surface.

また、本発明に係る光学素子成形方法は、上記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、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方法である。   Further, the optical element molding method according to the present invention includes arranging the optical element molding preform in a space surrounded by an upper mold, a lower mold, and a body mold, and leaving the step on both sides. In this method, the preform for molding an optical element is deformed by heating and compressing so that the outer peripheral part of the optical element is in contact with the inner peripheral surface of the body mold.

上型と下型との間にスペーサを配置することにより、加熱圧縮したときの光学素子成形用プリフォームの変形量を規制することができる。   By disposing a spacer between the upper mold and the lower mold, the deformation amount of the preform for molding an optical element when heated and compressed can be regulated.

上型と下型の少なくとも一方が、前記空間に対して突出した凸状の成形面を有する場合には、前記空間内に配置された光学素子成形用プリフォームは、凸状の成形面に対向した凹部を有することが好ましい。   When at least one of the upper mold and the lower mold has a convex molding surface that protrudes with respect to the space, the optical element molding preform disposed in the space faces the convex molding surface. It is preferable to have a concave portion.

また、上型と下型の少なくとも一方が、前記空間に対して窪んだ凹状の成形面を有する場合には、前記空間内に配置された光学素子成形用プリフォームは、凹状の成形面に対向した凸部を有することが好ましい。   When at least one of the upper mold and the lower mold has a concave molding surface that is recessed with respect to the space, the optical element molding preform disposed in the space faces the concave molding surface. It is preferable to have a convex portion.

さらに、上型と下型の少なくとも一方が、平面状の成形面を有する場合には、前記空間内に配置された光学素子成形用プリフォームは、平面状の成形面に対向した平面部分を有することが好ましい。   Further, when at least one of the upper mold and the lower mold has a planar molding surface, the optical element molding preform disposed in the space has a planar portion facing the planar molding surface. It is preferable.

本発明によれば、成形条件および金型の構成を複雑化することなく、簡単かつ安価に高品質の光学素子を成形することができる。   According to the present invention, a high-quality optical element can be molded easily and inexpensively without complicating molding conditions and the mold configuration.

本発明の一実施の形態に係る光学素子成形用プリフォームを示す図である。It is a figure which shows the preform for optical element shaping | molding which concerns on one embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係る光学素子成形方法で用いられるプリフォーム圧縮成形機の全体図である。1 is an overall view of a preform compression molding machine used in an optical element molding method according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施の形態に係るプリフォームの圧縮成形前の側面図である。It is a side view before compression molding of the preform concerning an embodiment of the invention. 本発明の実施の形態に係るプリフォームの圧縮成形完了時の側面図である。It is a side view at the time of completion of compression molding of a preform according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施の形態に係るプリフォームを、図３および図４に示すとおり圧縮成形して作られた光学素子の全体図である。FIG. 5 is an overall view of an optical element produced by compression-molding a preform according to an embodiment of the present invention as shown in FIGS. 3 and 4. 本発明の実施の形態に係るプリフォームが、その中心を上型および下型の成形面の中心からずれて配置された場合における圧縮成形前の側面図である。It is a side view before compression molding in the case where the preform according to the embodiment of the present invention is arranged with its center shifted from the center of the molding surface of the upper mold and the lower mold. 本発明の実施の形態に係るプリフォームが、その中心を上型および下型の成形面の中心からずれて配置された場合の圧縮成形完了時の側面図である。It is a side view at the time of completion of compression molding when the preform according to the embodiment of the present invention is arranged with its center shifted from the center of the molding surface of the upper die and the lower die. 本発明の実施の形態に係るプリフォームを、図６および図７に示すとおり圧縮成形して作られた光学素子の全体図である。FIG. 8 is an overall view of an optical element produced by compression-molding a preform according to an embodiment of the present invention as shown in FIGS. 6 and 7. 本発明の実施の形態に係るプリフォームの変形例であって、上型の成形面が凸であり、プリフォームの成形面に対応する面が凹である場合の側面断面図である。It is a modification of the preform which concerns on embodiment of this invention, Comprising: It is side surface sectional drawing in case the molding surface of an upper mold is convex and the surface corresponding to the molding surface of a preform is concave. 本発明の実施の形態に係るプリフォームの他の変形例であって、上型の成形面が凹であり、プリフォームの成形面に対応する面が凸である場合の側面断面図である。FIG. 10 is another side modification of the preform according to the embodiment of the present invention, and is a side cross-sectional view when the molding surface of the upper mold is concave and the surface corresponding to the molding surface of the preform is convex. 本発明の実施の形態に係るプリフォームの更に他の変形例であって、上型の成形面が平面であり、プリフォームの成形面に対応する面が平面である場合の側面断面図である。FIG. 10 is a side cross-sectional view showing still another modified example of the preform according to the embodiment of the present invention, in which the molding surface of the upper mold is a flat surface and the surface corresponding to the molding surface of the preform is a flat surface. . 本発明の実施の形態に係る光学素子成形用プリフォームの変形例であって、圧縮方向から見たフランジ形成部およびコバ形成部が三角形状であるプリフォームを示す平面図である。FIG. 6 is a plan view showing a preform in which the flange forming portion and the edge forming portion are triangular when viewed from the compression direction, which is a modification of the optical element molding preform according to the embodiment of the present invention. 図１２に示した光学素子成形用プリフォームの圧縮成形完了時の様子を示す平面図である。It is a top view which shows the mode at the time of completion of compression molding of the preform for optical element shaping | molding shown in FIG. 従来の光学素子成形用プリフォームをプリフォーム圧縮成形機に配置した際の側面断面図である。It is side surface sectional drawing at the time of arrange | positioning the conventional preform for optical element shaping | molding to the preform compression molding machine. 従来のプリフォームの圧縮成形完了時の拡大側面断面図である。It is an expanded side sectional view at the time of completion of compression molding of a conventional preform.

図１に、本発明の一実施の形態に係る光学素子成形用プリフォーム１０を示す。このプリフォーム１０は、光学面を有する素子本体を形成するための、その表面および裏面が略球面状の素子本体形成部１２と、素子本体形成部１２の外周部に配置された第１の厚さＴ１の環状のフランジ形成部１４と、フランジ形成部１４の外周部に配置された第２の厚さＴ２の環状のコバ形成部１６とを備えている。
コバ形成部１６の第２の厚さＴ２は、フランジ形成部１４の第１の厚さＴ１よりも薄く、コバ形成部１６は、フランジ形成部１４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Ｓ１およびＳ２を形成している。 FIG. 1 shows an optical element molding preform 10 according to an embodiment of the present invention. The preform 10 has an element body forming portion 12 having an approximately spherical surface and a first thickness disposed on the outer periphery of the element body forming portion 12 for forming an element body having an optical surface. An annular flange forming portion 14 having a thickness T1 and an annular edge forming portion 16 having a second thickness T2 disposed on the outer peripheral portion of the flange forming portion 14 are provided.
The second thickness T2 of the edge forming portion 16 is thinner than the first thickness T1 of the flange forming portion 14, and the edge forming portion 16 is formed on the peripheral portions on both the front surface side and the back surface side of the flange forming portion 14. Annular steps S1 and S2 are formed respectively.

光学素子成形用プリフォーム１０の素材は特に限定されず、熱可塑性のプラスチック材、ガラス等、成形しようとする光学素子に対応した各種の光学材料を使用することができる。   The material of the optical element molding preform 10 is not particularly limited, and various optical materials corresponding to the optical element to be molded, such as a thermoplastic plastic material and glass, can be used.

次に、プリフォーム１０を光学素子に成形する方法について説明する。   Next, a method for forming the preform 10 into an optical element will be described.

プリフォーム１０の成形には、図２に示されるようなプリフォーム圧縮成形機３０が用いられる。成形機３０は、位置固定された下型３４と、下型３４に対して上下方向に移動自在に配置された上型３２とを備えている。下型３４および上型３２の外周部には、これら下型３４および上型３２を囲むように円筒形状の胴型３６が配置され、さらに胴型３６の外周部には上型３２の移動量を規制するための円筒形状のスペーサ３８が配置されている。   For forming the preform 10, a preform compression molding machine 30 as shown in FIG. 2 is used. The molding machine 30 includes a lower mold 34 that is fixed in position, and an upper mold 32 that is arranged so as to be movable in the vertical direction with respect to the lower mold 34. A cylindrical body mold 36 is disposed on the outer periphery of the lower mold 34 and the upper mold 32 so as to surround the lower mold 34 and the upper mold 32, and the movement amount of the upper mold 32 is disposed on the outer periphery of the body mold 36. A cylindrical spacer 38 is disposed to regulate the above.

まず最初に、上型３２および下型３４の成形面ならびに胴型３６の内周面によって形成される空間であるキャビティ４０内に、図１に示したプリフォーム１０が配置される。
プリフォーム１０は、素子本体形成部１２の表面および裏面が上型３２および下型３４の成形面の略中心に対向するように配置され、成形機３０に内蔵された図示しないヒータにより加熱される。 First, the preform 10 shown in FIG. 1 is placed in a cavity 40 that is a space formed by the molding surfaces of the upper mold 32 and the lower mold 34 and the inner peripheral surface of the body mold 36.
The preform 10 is disposed such that the front and back surfaces of the element body forming portion 12 are opposed to substantially the center of the molding surfaces of the upper mold 32 and the lower mold 34, and is heated by a heater (not shown) built in the molding machine 30. .

プリフォーム１０が変形可能なほど十分に加熱されたところで、図３に示されるように、上型３２を下型３４に向けて下降し、上型３２と下型３４の成形面に従ったプリフォーム１０の圧縮成形が行われる。   When the preform 10 is sufficiently heated to be deformable, the upper die 32 is lowered toward the lower die 34 as shown in FIG. Compression molding of the reform 10 is performed.

予め、成形しようとする光学素子の形状および厚さに対応してスペーサ３８のサイズが決められており、上型３２がスペーサ３８に当接するまで下降することにより、プリフォーム１０の圧縮による変形が完了し、光学素子の形状が形成される。   The size of the spacer 38 is determined in advance according to the shape and thickness of the optical element to be molded, and the upper mold 32 is lowered until it abuts against the spacer 38, so that the deformation of the preform 10 due to compression is reduced. Completed and the shape of the optical element is formed.

図４に示すように、プリフォーム１０の圧縮変形が完了した後、変形されたプリフォーム１０を冷却することで光学素子が製造される。光学素子は、上型３２を上昇させて型を開いた状態で、取り出すことができる。   As shown in FIG. 4, after the compression deformation of the preform 10 is completed, the deformed preform 10 is cooled to manufacture an optical element. The optical element can be taken out with the upper mold 32 raised and the mold opened.

このようにして製造された光学素子２０を図５に示す。光学素子２０は、素子本体２２を有しており、素子本体２２を支持するための環状のフランジ２４が素子本体２２の外周部に配置されている。さらに、フランジ２４の外周部には環状のコバ部２６が形成されている。光学素子２０をカメラ等の光学機器に設置する際には、フランジ２４によって素子本体２２の支持が行われ、コバ部２６の外側面によって素子本体２２の位置決めが行われる。   The optical element 20 thus manufactured is shown in FIG. The optical element 20 has an element body 22, and an annular flange 24 for supporting the element body 22 is disposed on the outer periphery of the element body 22. Further, an annular edge portion 26 is formed on the outer peripheral portion of the flange 24. When the optical element 20 is installed in an optical device such as a camera, the element body 22 is supported by the flange 24 and the element body 22 is positioned by the outer surface of the edge portion 26.

コバ部２６の厚さＴ１２は、フランジ２４の厚さＴ１１よりも薄く、コバ部２６は、フランジ２４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Ｓ１１およびＳ１２を形成している。   A thickness T12 of the edge portion 26 is thinner than a thickness T11 of the flange 24, and the edge portion 26 forms annular steps S11 and S12 on the peripheral portions on both the front surface side and the back surface side of the flange 24, respectively. .

次に、図３において、上型３２および下型３４の成形面ならびに胴型３６に着目し、圧縮成形の様子を詳細に述べる。
プリフォーム圧縮成形機３０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３２および下型３４と胴型３６との間には、クリアランス６０と呼ばれる間隙の形成を余儀なくされている。 Next, referring to FIG. 3, the compression molding will be described in detail with attention paid to the molding surfaces of the upper mold 32 and the lower mold 34 and the body mold 36.
Since the preform compression molding machine 30 is configured by combining a plurality of different mold members, between the adjacent mold members and the mold members, in particular, between the upper mold 32 and the lower mold 34 and the trunk mold 36. A gap called a clearance 60 is inevitably formed.

プリフォーム１０が十分に加熱され、変形が可能となった後、上型３２が下型３４に向かって移動する。   After the preform 10 is sufficiently heated and can be deformed, the upper mold 32 moves toward the lower mold 34.

ここで、上型３２が移動するにつれ、上型３２および下型３４の成形面によって、プリフォーム１０の素子本体形成部１２が圧縮される。この圧縮により、前記成形面に沿ってプリフォーム１０が変形し、素子本体形成部１２に光学面が成形され始める。   Here, as the upper mold 32 moves, the element body forming portion 12 of the preform 10 is compressed by the molding surfaces of the upper mold 32 and the lower mold 34. By this compression, the preform 10 is deformed along the molding surface, and an optical surface starts to be molded on the element body forming portion 12.

さらに、プリフォーム１０のフランジ形成部１４が上型３２および下型３４の成形面によって圧縮される。この圧縮で、フランジ形成部１４は、薄くなりながら上型３２および下型３４の成形面に沿って変形し、胴型３６に向かって放射状に広がることとなる。   Further, the flange forming portion 14 of the preform 10 is compressed by the molding surfaces of the upper mold 32 and the lower mold 34. By this compression, the flange forming portion 14 is deformed along the molding surfaces of the upper die 32 and the lower die 34 while being thinned, and spreads radially toward the body die 36.

また、プリフォーム１０のコバ形成部１６は、フランジ形成部１４の広がりに応じて、その厚さを略変えずに胴型３６方向に接近するが、フランジ形成部１４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Ｓ１およびＳ２が形成されているため、上型３２および下型３４の成形面に当接することなく胴型３６に当接してコバ部２６を形成する。
換言すれば、プリフォーム１０のフランジ形成部１４は、その表面側および裏面側の双方の周縁部に形成された環状の段差Ｓ１およびＳ２を残したまま胴型３６方向に広がり、フランジ部２４として成形される。 Further, the edge forming portion 16 of the preform 10 approaches the body mold 36 direction without substantially changing the thickness according to the spread of the flange forming portion 14, but on the front surface side and the back surface side of the flange forming portion 14. Since the annular steps S1 and S2 are formed on both peripheral portions, the edge portion 26 is formed by contacting the body die 36 without contacting the molding surfaces of the upper die 32 and the lower die 34.
In other words, the flange forming portion 14 of the preform 10 extends in the direction of the body mold 36 while leaving the annular steps S1 and S2 formed on the peripheral portions on both the front surface side and the back surface side, and as the flange portion 24 Molded.

このように、プリフォーム１０のコバ形成部１６は、上型３２および下型３４の成形面に当接することなく、外側面が胴型３６に当接してコバ部２６を形成し、フランジ形成部１４は、胴型３６に当接することなくフランジ部２４を形成するため、プリフォーム１０の素材が、上型３２および下型３４と胴型３６との間のクリアランス６０に入ることは無く、バリのない光学素子２０を製造することが可能となる。   Thus, the edge forming portion 16 of the preform 10 does not contact the molding surfaces of the upper mold 32 and the lower mold 34, but the outer surface contacts the body mold 36 to form the edge portion 26, and the flange forming portion 14 forms the flange portion 24 without coming into contact with the body mold 36, so that the material of the preform 10 does not enter the clearance 60 between the upper mold 32 and the lower mold 34 and the body mold 36. It becomes possible to manufacture the optical element 20 having no surface.

また、本発明のプリフォーム１０は、上型３２および下型３４ならびに胴型３６によって形成される空間であるキャビティ４０内に配置される際に、その配置位置が、上型３２および下型３４の成形面の略中心から若干ずれたとしても、光学面を備える素子本体２２および光学面を位置決めするコバ部２６を正確に形成することができる。   Further, when the preform 10 of the present invention is disposed in the cavity 40 that is a space formed by the upper mold 32, the lower mold 34, and the body mold 36, the arrangement position thereof is the upper mold 32 and the lower mold 34. Even if it is slightly deviated from the approximate center of the molding surface, the element body 22 having the optical surface and the edge portion 26 for positioning the optical surface can be accurately formed.

図６に示すとおり、プリフォーム１０の中心が、上型３２および下型３４の成形面の中心からΔＸだけ右方向へずれて配置されたとする。   As shown in FIG. 6, it is assumed that the center of the preform 10 is shifted to the right by ΔX from the center of the molding surface of the upper mold 32 and the lower mold 34.

ずれの無い場合と同様に、プリフォーム１０が、成形機３０に内蔵された図示しないヒータにより加熱され、変形が可能となった段階で、上型３２および下型３４によって圧縮成形される。
上述した実施の形態と同様にして図７に示されるように、素子本体形成部１２は、上型３２および下型３４の成形面に当接して変形し、図８に示されるように、光学面を有する素子本体２２を形成する。 As in the case where there is no deviation, the preform 10 is compressed by the upper mold 32 and the lower mold 34 when the preform 10 is heated by a heater (not shown) built in the molding machine 30 and can be deformed.
As shown in FIG. 7 in the same manner as in the above-described embodiment, the element body forming portion 12 is deformed in contact with the molding surfaces of the upper die 32 and the lower die 34, and as shown in FIG. An element body 22 having a surface is formed.

また、プリフォーム１０が若干右にずれて配置されていたため、図８に記載のとおり、フランジ２４は若干右方に偏って形成される。
フランジ２４は、素子本体２２を支持して光軸方向に位置決めできれば十分であるため、若干の偏りがあっても問題とならない。
また、プリフォーム１０の中心がずれて配置された場合も、コバ形成部１６が圧縮成形時に胴型３６の内周面に当接してコバ部２６を形成し、コバ部２６の外周面によって素子本体２２の位置決めが行われ、フランジ２４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Ｓ１１およびＳ１２を形成するため、成形後の光学素子２０の位置決め基準面がずれることはなく、光学精度が影響を受けることはない。 Further, since the preform 10 is arranged slightly shifted to the right, the flange 24 is formed slightly offset to the right as shown in FIG.
The flange 24 is sufficient if it can support the element body 22 and be positioned in the optical axis direction.
Even when the center of the preform 10 is shifted, the edge forming portion 16 abuts on the inner peripheral surface of the body mold 36 during compression molding to form the edge portion 26, and the outer peripheral surface of the edge portion 26 forms an element. Since the positioning of the main body 22 is performed and the annular steps S11 and S12 are formed in the peripheral portions on both the front surface side and the back surface side of the flange 24, the positioning reference surface of the optical element 20 after molding does not shift, Optical accuracy is not affected.

なお、上記の実施の形態で示したプリフォーム１０は、素子本体形成部１２の表面および裏面が両方とも平面であるが、もちろん、これに限定されるものではない。   In the preform 10 shown in the above embodiment, both the front surface and the back surface of the element body forming portion 12 are flat surfaces, but the present invention is not limited to this.

図９に示すとおり、上型３２と下型３４との少なくとも一方が、キャビティ４０に対して突出した凸状の成形面４２を有する場合、キャビティ４０内に配置されるプリフォーム１０は、凸状の成形面４２に対して曲率半径が大きい凹部４４を有することが好ましい。その場合、圧縮成形時の変形量が小さくなり、歪みを小さくすることができる。また、圧縮成形時に成形面４２と凹部４４との間で起きるエアートラップがより回避しやすくなる。   As shown in FIG. 9, when at least one of the upper mold 32 and the lower mold 34 has a convex molding surface 42 protruding with respect to the cavity 40, the preform 10 disposed in the cavity 40 has a convex shape. It is preferable to have the recessed part 44 with a large curvature radius with respect to the molding surface 42 of this. In that case, the amount of deformation at the time of compression molding is reduced, and the distortion can be reduced. In addition, air traps that occur between the molding surface 42 and the recess 44 during compression molding can be more easily avoided.

同様に、図１０に示すとおり、上型３２と下型３４との少なくとも一方が、キャビティ４０に対して窪んだ凹状の成形面４６を有する場合、キャビティ４０内に配置されるプリフォーム１０は、凹状の成形面４６に対して曲率半径が小さい凸部４８を有することが好ましい。その場合、圧縮成形時の変形量が小さくなり、歪みを小さくすることができる。また、圧縮成形時に成形面４６と凸部４８との間で起きるエアートラップがより回避しやすくなる。   Similarly, as shown in FIG. 10, when at least one of the upper mold 32 and the lower mold 34 has a concave molding surface 46 that is recessed with respect to the cavity 40, the preform 10 disposed in the cavity 40 is It is preferable to have a convex portion 48 having a small curvature radius with respect to the concave molding surface 46. In that case, the amount of deformation at the time of compression molding is reduced, and the distortion can be reduced. In addition, air traps that occur between the molding surface 46 and the projections 48 during compression molding can be more easily avoided.

また、図１１に示すとおり、上型３２と下型３４との少なくとも一方が、平面状の成形面５０を有する場合、キャビティ４０内に配置されるプリフォーム１０は、平面状の成形面５０に対して幅が狭く高い平面部分５２を有することが好ましい。その場合、圧縮成形時の変形量が小さくなり、歪みを小さくすることができる。また、圧縮成形時に成形面５０と平面部分５２との間で起きるエアートラップがより回避しやすくなる。   In addition, as shown in FIG. 11, when at least one of the upper mold 32 and the lower mold 34 has a planar molding surface 50, the preform 10 disposed in the cavity 40 is formed on the planar molding surface 50. On the other hand, it is preferable to have the planar part 52 which is narrow and high. In that case, the amount of deformation at the time of compression molding is reduced, and the distortion can be reduced. In addition, air traps that occur between the molding surface 50 and the flat portion 52 during compression molding can be more easily avoided.

図９〜１１については、成形機３０の上型の成形面のみを記載し、プリフォーム１０についても素子本体形成部１２の上表面のみを具体的に示している。   9 to 11, only the molding surface of the upper mold of the molding machine 30 is described, and only the upper surface of the element main body forming portion 12 is specifically shown for the preform 10.

金型の成形面に応じた形状を有する光学素子成形用プリフォーム１０を使用することで、成形時におけるプリフォーム１０の変形量を少なくし、バリや著しい偏りがさらに生じにくい光学素子２０を形成することができる。   By using the optical element molding preform 10 having a shape corresponding to the molding surface of the mold, the amount of deformation of the preform 10 at the time of molding is reduced, and the optical element 20 that is less prone to burrs and significant deviation is formed. can do.

また、図１に示したプリフォーム１０は、フランジ形成部１４およびコバ形成部１６が円形の平面形状を有していたが、これに限るものではない。
例えば、図１２に示されるように、フランジ形成部１４およびコバ形成部１６の平面形状を三角形状とし、圧縮成形機の金型内で圧縮変形を完了したときに、図１３に示されるように、段差を残したままコバ形成部１６が、三角形の頂点部分においてそれぞれ胴型３６の内周面に当接する３つの当接部１７と、胴型３６の内周面に当接しない３つの非当接部１８とを形成するように構成することもできる。 In the preform 10 shown in FIG. 1, the flange forming portion 14 and the edge forming portion 16 have a circular planar shape, but the present invention is not limited to this.
For example, as shown in FIG. 12, when the planar shape of the flange forming portion 14 and the edge forming portion 16 is triangular, and compression deformation is completed in the mold of the compression molding machine, as shown in FIG. The edge forming portion 16 with the step left remains, the three contact portions 17 that respectively contact the inner peripheral surface of the body mold 36 at the apex portion of the triangle, and the three non-contact portions that do not contact the inner peripheral surface of the body mold 36. The contact portion 18 may be formed.

このようなプリフォーム１０を用いて成形された光学素子は、当接部１７に対応して３つのコバ部を備え、これら３つのコバ部により素子本体の位置決めが行われる。圧縮変形完了時に、プリフォーム１０の非当接部１８と胴型３６の内周面との間には樹脂が存在しない空隙部が形成されるため、プリフォーム１０の分量のばらつきが大きい場合であっても、バリのない高品質の光学素子を製造することが可能となる。   An optical element molded using such a preform 10 includes three edge portions corresponding to the contact portions 17, and the element body is positioned by these three edge portions. When the compressive deformation is completed, a gap where no resin is present is formed between the non-contact portion 18 of the preform 10 and the inner peripheral surface of the body mold 36. Even if it exists, it becomes possible to manufacture the high quality optical element without a burr | flash.

なお、フランジ形成部１４およびコバ形成部１６の形状は、三角形に限られず、四角形、ひし形、五角形以上の多角形、楕円形、または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等、各種の形状とすることができる。   Note that the shapes of the flange forming portion 14 and the edge forming portion 16 are not limited to a triangle, and a pair of circular arc portions facing in opposite directions of a square, a rhombus, a pentagon or more polygon, an ellipse, or a circle are cut out. Various shapes such as a shape can be used.

また、図１に示したプリフォーム１０では、素子本体形成部１２が円柱形状を有していたが、これに限るものではなく、製造しようとする光学素子に対応して各種の形状とすることができる。   Further, in the preform 10 shown in FIG. 1, the element body forming portion 12 has a cylindrical shape. However, the shape is not limited to this, and various shapes are formed corresponding to the optical element to be manufactured. Can do.

１０ 光学素子成形用プリフォーム
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 光学素子
２２ 素子本体
２４ フランジ
２６ コバ部
３０ プリフォーム圧縮成形機
３２ 上型
３４ 下型
３６ 胴型
３８ スペーサ
４０ キャビティ
４２ 凸状の成形面
４４ 凹部
４６ 凹状の成形面
４８ 凸部
５０ 平面状の成形面
５２ 平面部分
６０ クリアランス DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Preform for optical element shaping | molding 12 Element main body formation part 14 Flange formation part 16 Edge formation part 17 Contact part 18 Non-contact part 20 Optical element 22 Element main body 24 Flange 26 Edge part 30 Preform compression molding machine 32 Upper mold | type 34 Lower mold 36 Body mold 38 Spacer 40 Cavity 42 Convex shaped surface 44 Concave portion 46 Concave shaped surface 48 Convex portion 50 Flat shaped surface 52 Flat portion 60 Clearance

Claims (10)

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ための素子本体形成部と、
前記素子本体形成部の外周部に配置された第１の厚さを有する環状のフランジ形成部と、
前記フランジ形成部の外周部に配置されると共に前記第１の厚さより小さい第２の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と
を備え、加熱圧縮されて変形したときに、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ことを特徴とする光学素子成形用プリフォーム。 A preform formed into an optical element by being placed in a space surrounded by an upper mold, a lower mold, and a body mold and heated and compressed,
An element body forming portion for forming an element body having an optical surface;
An annular flange forming portion having a first thickness disposed on the outer periphery of the element body forming portion;
An annular step is formed on each of the peripheral portions on the front side and the back side of the flange forming portion, which is disposed on the outer peripheral portion of the flange forming portion and has a second thickness smaller than the first thickness. An annular edge forming portion, and when deformed by being heated and compressed, the outer peripheral portion of the edge forming portion abuts against the inner peripheral surface of the body mold while leaving both the steps. Element molding preform. 前記素子本体成形部は前記光学素子の光学面に対応する表面および裏面を有し、その少なくとも一方が凸面であることを特徴とする請求項１に記載の光学素子成形用プリフォーム。   2. The optical element molding preform according to claim 1, wherein the element body molding portion has a front surface and a back surface corresponding to the optical surface of the optical element, and at least one of them is a convex surface. 前記素子本体成形部は前記光学素子の光学面に対応する表面および裏面を有し、その少なくとも一方が凹面であることを特徴とする請求項１に記載の光学素子成形用プリフォーム。   2. The optical element molding preform according to claim 1, wherein the element body molding portion has a front surface and a back surface corresponding to the optical surface of the optical element, and at least one of them is a concave surface. 前記素子本体成形部は前記光学素子の光学面に対応する表面および裏面を有し、その少なくとも一方が平面であることを特徴とする請求項１に記載の光学素子成形用プリフォーム。   2. The optical element molding preform according to claim 1, wherein the element body molding portion has a front surface and a back surface corresponding to the optical surface of the optical element, and at least one of them is a flat surface. 加熱圧縮されて変形したときに、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請求項１〜４のいずれか１項に記載の光学素子成形用プリフォーム。   When deformed by heat compression, the outer peripheral portion of the edge forming portion has a plurality of contact portions that contact the inner peripheral surface of the barrel mold and a plurality of non-appropriate portions that do not contact the inner peripheral surface of the barrel mold. The optical element molding preform according to any one of claims 1 to 4, wherein the optical element molding preform forms a contact portion. 請求項１〜５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、
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。 The optical element molding preform according to any one of claims 1 to 5 is disposed in a space surrounded by an upper mold, a lower mold, and a trunk mold,
An optical element molding method, wherein the optical element molding preform is heated and compressed to deform so that an outer peripheral portion of the edge forming portion abuts against an inner peripheral surface of the body mold while leaving both the steps. . 前記上型と前記下型との間にスペーサを配置することにより、加熱圧縮したときの前記光学素子成形用プリフォームの変形量を規制することを特徴とする請求項６に記載の光学素子成形方法。   The optical element molding according to claim 6, wherein a deformation amount of the optical element molding preform when heated and compressed is regulated by disposing a spacer between the upper mold and the lower mold. Method. 前記上型と前記下型の少なくとも一方は、前記空間に対して突出した凸状の成形面を有し、
前記空間内に配置された前記光学素子成形用プリフォームは、前記凸状の成形面に対向した凹部を有する請求項６または７に記載の光学素子成形方法。 At least one of the upper mold and the lower mold has a convex molding surface protruding with respect to the space,
The optical element molding method according to claim 6, wherein the preform for molding an optical element disposed in the space has a concave portion facing the convex molding surface. 前記上型と前記下型の少なくとも一方は、前記空間に対して窪んだ凹状の成形面を有し、
前記空間内に配置された前記光学素子成形用プリフォームは、前記凹状の成形面に対向した凸部を有する請求項６または７に記載の光学素子成形方法。 At least one of the upper mold and the lower mold has a concave molding surface that is recessed with respect to the space,
The optical element molding method according to claim 6 or 7, wherein the optical element molding preform disposed in the space has a convex portion opposed to the concave molding surface. 前記上型と前記下型の少なくとも一方は、平面状の成形面を有し、
前記空間内に配置された前記光学素子成形用プリフォームは、前記平面状の成形面に対向した平面部分を有する請求項６または７に記載の光学素子成形方法。 At least one of the upper mold and the lower mold has a flat molding surface,
The optical element molding method according to claim 6, wherein the preform for molding an optical element disposed in the space has a planar portion facing the planar molding surface.
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