CN117561223A - 光学元件成型用模具 - Google Patents

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Abstract

光学元件成型用模具具备：上模具，其具备颈部；上表面成型面，其设置于上模具的颈部，成型光学元件的上表面；下模具，其具备颈部；下表面成型面，其设置于下模具的颈部，成型所述光学元件的下表面；侧面模具，供上模具及下模具的颈部插入；套筒，收容上模具及下模具，第一间隙和第二间隙的大小关系根据第一距离和第二距离的大小关系来确定，第一间隙表示侧面模具的孔部和下模具的颈部之间的间隙，第二间隙表示侧面模具的孔部和上模具的颈部之间的间隙，第一距离表示下表面成型面的曲率中心和光学元件的外径高度之间的距离，第二距离表示上表面成型面的曲率中心和光学元件的外径高度之间的距离。

Description

光学元件成型用模具
技术领域
本发明涉及光学元件成型用模具。
背景技术
已提出有一种加工方法，即在由玻璃制成的光学元件的成型中，除了光学元件的上下光学面之外还形成外径部，从而无需成型后的定心加工(例如，专利文献1)。
在专利文献1提出的方法中，为了使上下模具同轴，作为保持模具的套筒，使用内周以直线状(无段差)形成的套筒，并且将成型光学元件之外径部的侧面模具与上下模具分体构成。另外，侧面模具通过与套筒的嵌合来定位，在侧面模具的内周和上下模具的颈部之间设置有间隙(缝隙)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利第4549820号公报
发明内容
发明要解决的技术问题
在专利文献1提出的模具结构中，在成型上下表面的曲率中心间距离短的光学元件的情况下，会出现如下问题。例如在光学元件的成型中，如图2所示，如果光轴Ax倾斜，则在光学元件的外径高度H13中，相对于光轴Ax的光学元件之外径偏差R变大。
需要说明的是，“光轴Ax”表示将上模具11的上表面成型面112的曲率中心CU和下模具12的下表面成型面122的曲率中心CL连结的直线，其中，上模具11的上表面成型面112成型光学元件的上表面，下模具12的下表面成型面122成型光学元件的下表面。另外，“光学元件的外径高度H13”表示成型后的光学元件外径部的高度中心且侧面模具的高度中心。另外，“外径偏差R”表示光轴Ax和侧面模具的中心轴Ax13之间的距离。
本发明鉴于上述课题而作出，目的在于提供一种在成型光学元件时能够减小相对于光轴的光学元件外径偏差的光学元件成型用模具。
用于解决技术问题的技术方案
为了解决上述技术问题而达成目的，本发明的光学元件成型用模具具备：上模具，其具备颈部；上表面成型面，其设置于所述上模具的颈部，成型光学元件的上表面；下模具，其具备颈部；下表面成型面，其设置于所述下模具的颈部，成型所述光学元件的下表面；侧面模具，供所述上模具及所述下模具的颈部插入；套筒，收容所述上模具及所述下模具，第一间隙和第二间隙的大小关系根据第一距离和第二距离的大小关系来确定，其中，所述第一间隙表示所述侧面模具的孔部和所述下模具的颈部之间的间隙，所述第二间隙表示所述侧面模具的孔部和所述上模具的颈部之间的间隙，所述第一距离表示所述下表面成型面的曲率中心和所述光学元件的外径高度之间的距离，所述第二距离表示所述上表面成型面的曲率中心和所述光学元件的外径高度之间的距离。
另外，本发明的光学元件成型用模具，在上述发明中，所述第一间隙和所述第二间隙的大小关系与所述第一距离和所述第二距离的大小关系相同。
另外，本发明的光学元件成型用模具，在上述发明中，所述套筒的内表面与所述上模具之间的间隙及所述套筒的内表面与所述下模具之间的间隙，小于所述套筒的内表面与所述侧面模具之间的间隙。
发明的效果
根据本发明的光学元件成型用模具，在成型光学元件时，能够减小相对于光轴的光学元件外径偏差。
附图说明
图1是表示本发明实施方式的光学元件成型用模具的一结构例的示意图。
图2是用于说明光学元件的外径偏差的说明图。
具体实施方式
下面，参照附图说明本发明的光学元件成型用模具的实施方式。需要说明的是，本发明不限于下面的实施方式，下面的实施方式中的特征要素还包括本领域技术人员能够容易替换或实质相同的特征要素。
参照图1，说明本发明实施方式的光学元件成型用模具1的结构。光学元件成型用模具1例如是用于成型由玻璃制成的光学元件的模具。该光学元件成型用模具1具备上模具11、下模具12、侧面模具13和套筒14。
上模具11具备朝向下模具12延伸的圆柱状的颈部111。该颈部111是上模具11中被插入到侧面模具13的孔部131的部分。在颈部111的端部设置有用于成型光学元件的上侧光学功能面的上表面成型面112。另外，上模具11被载置于套筒14的上端面。
下模具12具备朝向上模具11延伸的圆柱状的颈部121。该颈部121是下模具12中被插入到侧面模具13的孔部131的部分。在颈部121的端部设置有用于成型光学元件的下侧光学功能面的下表面成型面122。
在侧面模具13设置有将该侧面模具13上下贯通的孔部131。该孔部131的内表面的一部分构成用于成型光学元件之侧面(外径部)的侧面成型面。需要说明的是，在本实施方式中，将侧面模具13的高度中心定义为“光学元件的外径高度H13”。
上模具11及下模具12隔着侧面模具13配置于彼此的成型面相对的位置。另外，上模具11、下模具12及侧面模具13配置在套筒14的内部。另外，侧面模具13被载置在设置于套筒14的内部的台阶部141。
套筒14是用于收容上模具11、下模具12及侧面模具13的构件。套筒14形成圆筒状。另外，在侧面模具13的内部，形成有用于载置套筒14的台阶部141。另外，用于构成光学元件成型用模具1的各部分间隙均被设定在数μm至数十μm的程度。
在此，在利用光学元件成型用模具1成型光学元件的情况下，例如图1所示，理想的情况是上模具11的中心轴Ax11、下模具12的中心轴Ax12及侧面模具13的中心轴Ax13分别一致。在这种理想状态下成型的光学元件，相对于光轴Ax的光学元件外径偏差会成为零。需要说明的是，图1所示的光轴Ax表示连结上表面成型面112的曲率中心和下表面成型面122的曲率中心的直线。
另一方面，例如图2所示，在利用光学元件成型用模具1成型光学元件时，如果连结上表面成型面112的曲率中心CU和下表面成型面122的曲率中心CL的光轴Ax倾斜，在光学元件的外径高度H13处光学元件的外径偏差R变大。需要说明的是，如图2所示，该外径偏差R表示外径高度H13和光轴Ax相交的位置P1和外径高度H13和侧面模具13的中心轴Ax13相交的位置P2之间的距离。
因此，在实施方式的光学元件成型用模具1中着眼于L1(下面称为“第一距离”)和L2(下面称为“第二距离”)的大小关系，其中，L1为下表面成型面122的曲率中心CL和外径高度H13之间的距离，L2为上表面成型面112的曲率中心CU和外径高度H13之间的距离。
在实施方式的光学元件成型用模具1中，根据第一距离L1与第二距离L2的大小关系来确定侧面模具13的孔部131和下模具12的颈部121之间的间隙(下面称为“第一间隙”)与侧面模具13的孔部131和上模具11的颈部111之间的间隙(下面称为“第二间隙”)的大小关系。换言之，在光学元件成型用模具1中，根据第一距离L1与第二距离L2的大小关系来设定第一间隙与第二间隙的大小关系。
例如图2所示，在第一距离L1小于第二距离L2的情况下，将第一间隙设定为小于第二间隙。这种情况下，例如使下模具12的颈部121的外周公差成为－2μm～－1μm，使侧面模具13的孔部131的内周公差成为0μm～1μm，由此将第一间隙设定为最大1μm。另外，将第二间隙设定为数μm。
另一方面，与图2相反地，在第一距离L1大于第二距离L2的情况下，将第一间隙设定为大于第二间隙。这种情况下，例如将第一间隙设定为数μm。另外，将第二间隙设定为最大1μm。如此，第一间隙与第二间隙的大小关系，变得同第一距离L1与第二距离L2的大小关系相同。
另外，在光学元件成型用模具1中，套筒14的内表面与上模具11及下模具12之间的间隙(下面称为“第三间隙”)，被设定为小于套筒14的内表面和侧面模具13之间的间隙(下面称为“第四间隙”)。这种情况下，例如将第三间隙设定为数μm，将第四间隙设定为数十μm。
需要说明的是，第一间隙、第二间隙的大小并非取决于成型的光学元件的尺寸(例如外径高度)。即，不论成型大尺寸的光学元件，还是成型小尺寸的光学元件，均根据第一距离和第二距离来设定第一间隙和第二间隙。由此，能够极大地抑制相对于光轴Ax的光学元件外径偏差R。
但是，例如在成型直径5mm程度的微小光学元件的情况下，与成型大光学元件的情况相比，伴随着下模具12的中心轴Ax12相对于上模具11的中心轴Ax11之偏离的外径偏差R变大。因此，本实施方式的方法在成型微小光学元件的情况下特别有效。另外，本实施方式的方法在成型上下面的曲率中心间距离短的光学元件的情况下也特别有效。
在以上说明的本实施方式之光学元件成型用模具1中，根据下表面成型面122的曲率中心CL及上表面成型面112的曲率中心CU与外径高度H13之间的距离(第一距离L1、第二距离L2)，设定侧面模具13的孔部131与下模具12的颈部121及上模具11的颈部111之间的间隙(第一间隙、第二间隙)。由此，在成型光学元件时，能够使相对于光轴Ax的光学元件的外径偏差R变小。
以上，通过用于实施发明的实施方式对于本发明的光学元件成型用模具进行了具体说明，但本发明的要旨不限于上述记载，须基于保护范围的记载进行扩大解释。另外，基于这些记载的各种变更、改变等也自然包含于本发明的要旨中。
符号说明
1光学元件成型用模具
11 上模具
111 颈部
112 上表面成型面
12 下模具
121 颈部
122 下表面成型面
13 侧面模具
131 孔部
14 套筒
141 台阶部
Ax 光轴
Ax11,Ax12,Ax13中心轴
CL,CU曲率中心
H13 外径高度
R 外径偏差。

Claims (3)

1.一种光学元件成型用模具，其中，具备：
上模具，其具备颈部；
上表面成型面，其设置于所述上模具的颈部，成型光学元件的上表面；
下模具，其具备颈部；
下表面成型面，其设置于所述下模具的颈部，成型所述光学元件的下表面；
侧面模具，供所述上模具及所述下模具的颈部插入；
套筒，收容所述上模具及所述下模具，
第一间隙和第二间隙的大小关系根据第一距离和第二距离的大小关系来确定，其中，所述第一间隙表示所述侧面模具的孔部和所述下模具的颈部之间的间隙，所述第二间隙表示所述侧面模具的孔部和所述上模具的颈部之间的间隙，所述第一距离表示所述下表面成型面的曲率中心和所述光学元件的外径高度之间的距离，所述第二距离表示所述上表面成型面的曲率中心和所述光学元件的外径高度之间的距离。
2.根据权利要求1所述的光学元件成型用模具，其中，
所述第一间隙和所述第二间隙的大小关系，与所述第一距离和所述第二距离的大小关系相同。
3.根据权利要求1或2所述的光学元件成型用模具，其中，
所述套筒的内表面与所述上模具之间的间隙及所述套筒的内表面与所述下模具之间的间隙，小于所述套筒的内表面与所述侧面模具之间的间隙。
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