JP2001270724A

JP2001270724A - 光学レンズ及びその成形金型

Info

Publication number: JP2001270724A
Application number: JP2000088805A
Authority: JP
Inventors: Yoshiyuki Shimizu; 義之清水; Shoji Nakamura; 正二中村; Kenji Inoue; 健二井上; Tomoaki Shimazaki; 智章嶋崎
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2000-03-28
Filing date: 2000-03-28
Publication date: 2001-10-02

Abstract

(57)【要約】【課題】高精度な光学レンズを安定して製造できる光
学レンズ成形金型を実現し、研磨不要な光学レンズを安
価に製造すること。【解決手段】胴型３の上下端面に接し、鍔部を有する
上型２Ａと下型１Ａを用意する。下型１Ａの成形部に、
第１の光学有効面成形部１ａ、外周規制成形部１ｂ、外
周遊び成形部１ｃ、厚み規制用の環状凸部１ｄを同軸に
形成する。下型１Ａの成形部に球状の光学レンズ素材４
を載置し、胴型３の上部から上型２Ａを挿入する。これ
らの金型ブロックを圧力成形機内に投入し、予熱、プレ
ス、冷却の各工程を経ると、所定形状の光学レンズ５が
得られる。こうすると、上型と下型の傾きはより少なく
なり、光学性能の良好な光学レンズが製造できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光学機器に用いら
れる光学レンズと、該光学レンズを高精度にプレス成形
する成形金型と関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、光学レンズを高精度に且つ安価に
製造する方法として、プレス成形法が実用化されてい
る。このような製造方法では、まず金型素材を光学レン
ズの光学機能面（光学有効面ともいう）と同等の表面粗
さや形状になるよう加工し、押圧型を得る。次に超精密
加工で形成された一対の押圧型と胴型とを用意し、押圧
型と胴型の間に光学レンズ素材を配置する。そして最初
の予熱ステージでは、光学レンズ素材が変形する温度ま
で予備加熱（以降、予熱という）する。次のプレスステ
ージでは、光学レンズ素材を加圧変形させ、金型の光学
有効成形面を光学レンズ素材に転写する。最後の冷却ス
テージでは、転写状態を保ちながら成形された光学レン
ズ素材をガラス転移点以下まで冷却させる。こうする
と、プレス成形法で研磨工程の不要な光学レンズを製造
することができる。

【０００３】このような光学レンズ製造装置では、各ス
テージで個別に温度調整、圧力調整の設定ができ、一対
の押圧型間の温度分布も任意に設定可能になっている。
また、各ステージへの金型ブロックを搬送する工程は一
定時間で行われ、複数個の金型を用い、多数個の光学レ
ンズを成形することができる。

【０００４】光学レンズ製造装置の従来構造を模式的に
表すと、図７に示す構造のものがある。この光学レンズ
製造装置には胴型８、押圧型９、押圧型１０が用いられ
る。胴型８はその中心に摺動用の穴を開けたもので、そ
の一方に押圧型１０に挿入する。次に押圧型１０の成形
面上に光学レンズ素材を配置し、胴型８の他方から押圧
型９を挿入する。そしてこれらの型を光学レンズ素材が
変形する温度にまで加熱する。この状態で成形機のプレ
スヘッドを押圧型９又は押圧型１０に当接させて光学レ
ンズ素材に大きな圧力を加える。胴型８内で押圧型９又
は押圧型１０を互いに接近する方向に摺動させ、押圧型
９の鍔部９ａ及び押圧型１０の鍔部１０ａに胴型８の端
面が夫々接触するまで圧力を加える。やがて押圧型９，
１０の摺動が停止すると、この位置で光学レンズ素材が
光学レンズの形状に成形されることになる。

【０００５】押圧型９，１０の摺動の最終位置は、鍔部
によって設定することもできるが、成形機に付属した別
部材のストッパ（図示せず）によっても設定することも
できる。また、一対の押圧型９，１０と胴型８で構成さ
れたキャビティに光学レンズ素材をどの程度充填するか
によっても、押圧型の摺動停止位置が決まることがあ
る。

【０００６】その後、図７のような状態を保持して胴型
８、押圧型９、押圧型１０を夫々冷却する。そして押圧
型９を胴型８から開放して成形品を取り出すことで、光
学レンズ７が得られる。この光学レンズ７は一対の押圧
型９，１０に設けられた成形面形状が転写された構造と
なっている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】光学レンズのプレス成
形においては、主に一対の押圧型の成形面の精度が光学
レンズの精度を決定する。光学性能を決定するもう一つ
の重要な要素として光学レンズの厚みがある。レンズの
肉厚は、成形方法における胴型端面と押圧型の鍔部で決
定されたり、別部材のストッパ又は金型キャビティに対
する光学レンズ素材の充填量によっても決定される。

【０００８】ところが多くのプレス成形の場合、光学レ
ンズ素材の充填量は、所望の金型キャビティ体積の大小
により誤差が生じ、ひいては光学レンズの厚みにばらつ
きを生じることになる。また、ストッパや胴型端面で光
学レンズの厚みを優先して一定化した場合、光学レンズ
の外径の転写が不充分になることがある。外径形状のば
らつきは、光学性能のアス、コマ収差に悪影響を及ぼ
す。特に、近年の光学機器は小型化が要求され、求めら
れる光学レンズも微小化している。まして光学レンズ素
材となるガラスや樹脂において、体積や重量の調整に極
めて困難な技術が強いられ、場合によっては加工できな
いことすらある。

【０００９】また、生産効率をあげるため、工程分割に
よりタクト短縮を図ると、金型の組数が多くなる。多く
の金型において胴型内径にばらつきがあると、光学レン
ズの外径寸法がばらつくことになる。前述したように外
径寸法のばらつきは、光学性能のばらつきとなり、生産
時の歩留まりに大きく影響する。

【００１０】また、プレス工程における金型間の成形完
了時間が異なると、不必要な圧力や温度により光学レン
ズに歪みが生じたり、割れ、欠けなどの光学レンズの不
良が生じる。更に、割れや欠けの生じた光学レンズを取
り出す際に、光学レンズ素材の破片や固まりが型内に残
ってしまう。このような状態が生じると、次回の成形時
に光学レンズの有効面に傷が付く。また、自動機械によ
る金型の分解、光学レンズの取り出し、光学レンズ素材
の供給など、金型組立の一連の工程中にトラブルが生じ
やすく、設備の稼働率が落ち、生産性の面でも非常に大
きな問題となってしまう。

【００１１】また、一対の押圧型の成形面が完全に平行
にならず、傾きが生じると、相対する２つの光学面が傾
いた光学レンズが製造されることになる。一対の押圧型
の成形面の傾きは、金型の中心軸に対する成形面自体の
傾き、鍔部分の傾き、胴型の摺動穴の傾き、胴型上下端
面の傾き、成形機のプレスヘッドの傾き等の多くの要素
により決定される。これらの要素は、型加工時の機械精
度、剛性、取付セッティング等の状態や温度分布などの
多くの要因にも支配され、完全に零にすることは現実的
には不可能である。

【００１２】このような各種の傾きが光学レンズに転写
され、光学有効面に傾きが生じると、光学レンズ性能を
大きく劣化させてしまう。特に傾きに弱い高ＮＡのレン
ズにおけるレンズ性能劣化は、生産性の極端な落ち込み
につながってしまうという課題がある。

【００１３】本発明は、このような従来の問題点に鑑み
てなされたものであって、光学性有効面の傾きも最小に
抑えると共に、レンズ厚を一定にできる光学レンズの成
形金型を実現し、この成形金型を用いて製造する光学レ
ンズを得ることを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本願の請求項１の発明
は、光学レンズ素材に加熱と加圧とを行い、所定形状の
光学レンズを成形する成形金型であって、筒状に形成さ
れた胴型と、前記胴型の一方の開口部から挿入され、素
材加圧面に第１の光学有効面成形部が形成され、前記第
１の光学有効面成形部の外周部に前記光学レンズの肉厚
を規制する環状凸部が形成された下型と、前記胴型の他
方の開口部から挿入され、素材加圧面に第２の光学有効
面成形部が形成され、前記第２の光学有効面成形部の外
周部に、加圧成形状態で前記下型の環状凸部と当接する
環状平面部が形成された上型と、を具備することを特徴
とするものである。

【００１５】本願の請求項２の発明は、光学レンズ素材
に加熱と加圧とを行い、所定形状の光学レンズを成形す
る成形金型であって、筒状に形成された胴型と、前記胴
型の一方の開口部から挿入され、素材加圧面に第１の光
学有効面成形部が形成され、前記第１の光学有効面成形
部の外周部に前記光学レンズの肉厚を規制する環状凸部
が形成され、第１の光学有効面成形部と前記環状凸部と
の間に、前記光学レンズを光学機器に固定する外径規制
部を成形するための外径規制成形部が形成された下型
と、前記胴型の他方の開口部から挿入され、素材加圧面
に第２の光学有効面成形部が形成され、前記第２の光学
有効面成形部の外周部に、加圧成形状態で前記下型の環
状凸部と当接する環状平面部が形成された上型と、を具
備することを特徴とするものである。

【００１６】本願の請求項３の発明は、光学レンズ素材
に加熱と加圧とを行い、所定形状の光学レンズを成形す
る成形金型であって、軸長Ｚａの筒状に形成された胴型
と、前記胴型の一方の開口部から挿入され軸長Ｚｂの柱
状部を有し、素材加圧面に第１の光学有効面成形部が形
成され、前記第１の光学有効面成形部の外周部に環状平
面部が形成され、第１の光学有効面成形部と前記環状平
面部との間に、前記光学レンズを光学機器に固定する外
径規制部を成形するための外径規制成形部が形成された
下型と、前記胴型の他方の開口部から挿入され軸長Ｚｃ
（Ｚｃ＜Ｚａ−Ｚｂ）の柱状部を有し、素材加圧面に第
２の光学有効面成形部が形成され、前記第２の光学有効
面成形部の外周部に、加圧成形状態で前記下型の環状平
面部と対面する環状平面部が形成された上型と、を具備
することを特徴とするものである。

【００１７】本願の請求項４の発明は、光学レンズ素材
に加熱と加圧とを行い、所定形状の光学レンズを成形す
る成形金型であって、筒状に形成された胴型と、前記胴
型の一方の開口部から挿入され、素材加圧面に第１の光
学有効面成形部が形成され、前記第１の光学有効面成形
部の外周部に環状平面部が形成された下型と、短胴付き
円環板の部材であって、前記下型の環状平面部に載置さ
れ、前記第１の光学有効面成形部の外径より大きい開口
部、及び前記光学レンズの肉厚を規制する環状短胴部と
が一体に形成された規制リングと、前記胴型の他方の開
口部から挿入され、素材加圧面に第２の光学有効面成形
部が形成され、前記第２の光学有効面成形部の外周部
に、加圧成形状態で前記規制リングの環状短胴部と当接
する環状平面部が形成された上型と、を具備することを
特徴とするものである。

【００１８】本願の請求項５の発明は、請求項１〜４の
いずれか１項の成形金型において、前記第１の光学有効
面成形部は、非球面形状であることを特徴とするもので
ある。

【００１９】本願の請求項６の発明は、請求項１〜４の
いずれか１項の成形金型において、前記第２の光学有効
面成形部は、非球面形状であることを特徴とするもので
ある。

【００２０】本願の請求項７の発明は、請求項１〜６の
いずれか１項の成形金型において、前記第１及び第２の
光学有効面成形部は、その表面粗さが可視光波長以下で
あることを特徴とするものである。

【００２１】本願の請求項８の発明は、請求項１〜７の
いずれか１項記載の成形金型で成形されたことを特徴と
するものである。

【００２２】本願の請求項９の発明は、請求項８の光学
レンズにおいて、前記光学レンズ素材は、体積又は質量
が一定に管理された球状のガラスであることを特徴とす
るものである。

【００２３】本願の請求項１０の発明は、請求項８の光
学レンズにおいて、前記光学レンズ素材は、体積又は質
量が一定に管理された球状の透明樹脂であることを特徴
とするものである。

【００２４】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態における光学
レンズ及びその成形金型について、図面を参照しながら
説明する。（実施の形態１）図１は実施の形態１における光学レン
ズの成形金型を示す模式図である。この成形金型には下
型１Ａ、上型２Ａ、胴型３が用いられる。図中に示す球
状物体は光学レンズ素材４である。胴型３はその中心に
摺動用の穴を開けたもので、その一方に下型１Ａに挿入
し、他方に上型２Ａを挿入する構造となっている。下型
１Ａの成形部には、第１の光学有効面成形部１ａ、外周
規制成形部１ｂ、外周遊び成形部１ｃ、環状凸部１ｄが
同軸に形成されている。また下型１Ａの非成形部には鍔
部１ｅが形成されている。

【００２５】第１の光学有効面成形部１ａは光学レンズ
の第１の光学有効面を光学レンズ素材４に対して転写す
るために凹状に超精密加工された軸対象の非球面又は球
面の素材加工面である。外周規制成形部１ｂは成形され
た光学レンズをその外周規制部を介して光学機器のレン
ズホルダに保持するための成形部である。外周遊び成形
部１ｃは、加圧成形過程における光学レンズ素材４を光
学有効面成形部１ａ及び外周規制成形部１ｂを充填し加
圧した場合に、余剰な光学レンズ素材４を保持するため
に設けられた空間（キャビティ）用の成形部である。外
周遊び成形部１ｃで成形された光学レンズ部分を光学レ
ンズの自由面と呼ぶ。自由面の形状は光学レンズの性能
に影響しない。環状凸部１ｄは、光学レンズの厚みを所
定値に規制するため、下型１Ａの上部に凸状に形成され
たストッパである。鍔部１ｅは胴型３に対して下型１Ａ
を位置決めするためのフランジである。

【００２６】上型２Ａの成形部には、第２の光学有効面
成形部２ａ、環状平面部２ｂが同軸に形成され、上型２
Ａの非成形部には鍔部２ｃが形成されている。第２の光
学有効面成形部２ａは光学レンズの第２の光学有効面を
光学レンズ素材４に対して転写するために凹状に超精密
加工された軸対象の素材加工面である。第１の光学有効
面成形部１ａ及び第２の光学有効面成形部２ａの表面粗
さは、可視光の波長以下になるよう仕上げ研磨される。
環状平面部２ｂは成形加圧時に下型１Ａの環状凸部１ｄ
と当接し、光学レンズの厚みを所定値に規制するストッ
パである。鍔部２ｃは胴型３に対して上型２Ａを上下に
移動させるためのフランジである。上型２Ａには特に下
型１のような凸部は設けていない。

【００２７】このような構造を有する成形金型を用いて
光学レンズを製造する方法について、図１及び図２を用
いて説明する。図１に示すように胴型３に下型１Ａを挿
入し、下型１Ａの光学有効面成形部１ａに球状の光学レ
ンズ素材４を載置する。光学レンズ素材４は、体積又は
質量が一定に管理された球状のガラス又は透明樹脂であ
る。次に胴型３の上部から上型２Ａを挿入し、上型２Ａ
の光学有効面成形部２ａが光学レンズ素材４に当接する
ように上型２Ａを下げる。この状態の成形金型を金型ブ
ロックと呼ぶ。

【００２８】この金型ブロックを図示しない成形機内に
投入し、予熱、プレス、冷却の各工程を経て光学レンズ
５を成形する。図２は成形金型を加熱加圧して、厚み規
制用の環状凸部１ｄが上型２Ａの環状平面部２ｂに当接
した状態を示す。この状態で光学レンズ素材４は溶融変
形して光学レンズの形状に成形される。光学レンズ５の
下部には第１の光学有効面５ａと段付き状の外周規制部
５ｂとが形成され、上部には第２の光学有効面５ｃが形
成される。これらの光学有効面の形状は設計時の形状と
等しくなる。また光学有効面は光学的に平滑になってい
るので、仕上げ研磨を必要としない。なお、光学レンズ
素材４の質量又は形状にばらつきが存在しても、これら
のばらつきは外周遊び成形部１ｃで吸収される。この場
合、光学レンズ５の外周遊び部５ｄの仕上がり形状のば
らつきは、光学レンズ５の光学性能に影響しない。

【００２９】実際の成形に用いた加熱条件及び素材名に
ついて具体的に説明する。光学レンズ素材としてフツ隣
酸系ガラス（ガラス転移点：Ｔｇ３４０℃、ガラス屈伏
点：Ａｔ４１０℃）を用い、直径がφ３．３２ｍｍのボ
ール研磨ガラスにする。そして予熱温度を４００℃、プ
レス温度を４２０℃、冷却温度を３２０℃に設定し、計
３ステージにおける成形を行う。図１の成形金型を成形
機へ投入し、予熱ステージの荷重を２０ＭＰａ以下に設
定し、ガラスの変形がほとんどない状態で加熱し、４０
秒経過した時点で、荷重を７０ＭＰａ〜１００ＭＰａに
増やす。こうすると、ガラス素材の変形が穏やかに始ま
る。

【００３０】更に６０秒経過したところで、荷重を一旦
開放し、次のプレスステージへ移動する。初期のボール
研磨ガラスの直径はφ３．３２ｍｍであるのに対し、最
終の光学レンズ５の中心厚みを１．７ｍｍとしているた
め、成形完了までの中心軸方向の変形量ΔＬは１．６２
ｍｍとなる。その内の約半分の変形を、予熱ステージが
完了した時点でプレスステージへ持ち越す。本実施の形
態では、プレスステージの圧力を７００ＭＰａにし、残
りの変形を完了させる。結果的にプレスステージでの変
形量は約０．８ｍｍとなり、この状態で下型１Ａの環状
凸部１ｄに上型２Ａの環状平面部２ｂが完全に当接す
る。こうして光学レンズの厚みを設計値に形成すること
ができ、光学有効面を良好に転写することができる。そ
の後、プレス圧力を６００ＭＰａに設定した冷却ステー
ジに移して光学レンズ５を保持する。その後に光学レン
ズ５を取り出すと、所望の性能を有する小型の光学レン
ズが得られる。

【００３１】このように成形された光学レンズ５には、
段差状に外周規制部５ｂが形成されているので、光学機
器のレンズホルダに光学レンズ５を容易に取り付けるこ
とができる。その結果、光学機器の光学軸と、光学レン
ズの第１の光学有効面の中心軸と、第２の光学有効面の
中心軸とが完全に一致する。

【００３２】本実施の形態では、第１の光学有効面成形
部１ａが加工された下型１Ａに対して、厚み規制用の環
状凸部１ｄと外周規制成形部１ｂとを下型母材に同時加
工したものを用いた。しかし図６に示すように、第１の
光学有効面成形部１ａのみが加工された下型１Ｂを用
い、規制リング６を新たな金型部品として別に用意して
よい。この場合の規制リング６は、厚み規制用の環状凸
部１ｄと外周規制成形部１ｂとの機能を持たせるべく、
その形状を短胴付き円環板にする。即ち規制リング６
は、第１の光学有効面成形部１ａの外径より大きい開口
部６ａと、光学レンズの肉厚を規制する環状短胴部６ｂ
とが一体に形成されたものとする。こうすると、下型１
Ｂの非素材加工面から最深の素材加工面までの距離も短
くなり、砥石の加工（ドレッシング）も容易となる。こ
のため金型の生産性が向上し、加工精度の高い第１の光
学有効面成形部１ａを持つ下型１Ｂを容易に製作するこ
とができる。

【００３３】（実施の形態２）次に本発明の実施の形態
２における光学レンズの成形金型について、図３〜図５
を用いて説明する。図３は本実施の形態の光学レンズの
成形金型を示す模式図である。これらの図において実施
の形態１と同一部分は同一の符号を付け、詳細な説明は
省略する。この成形金型として下型１Ｃ、上型２Ｂ、胴
型３が用いられる。図中に示す球状物体は実施の形態１
と同様の光学レンズ素材４である。胴型３はその中心に
摺動用の穴を開けたもので、その一方に下型１Ｃに挿入
し、他方に上型２Ｂを挿入する構造となっている。下型
１Ｃの成形部には、第１の光学有効面成形部１ａ、外周
規制成形部１ｂ、第１の環状平面部１ｆが同軸に形成さ
れている。また下型１Ｃの非成形部には鍔部１ｅが形成
されている。

【００３４】第１の光学有効面成形部１ａと外周規制成
形部１ｂの形状及び機能は実施の形態１の下型１Ａと同
一である。第１の環状平面部１ｆは、加圧成形過程にお
ける光学レンズ素材４を光学有効面成形部１ａ及び外周
規制成形部１ｂを充填し加圧した場合に、余剰な光学レ
ンズ素材４を逃がすために設けられたキャビティ用の平
坦面である。

【００３５】上型２Ｂの成形部には、第２の光学有効面
成形部２ａ、第２の環状平面部２ｂが同軸に形成され、
上型２Ｂの非成形部には鍔部２ｃが形成されている。第
２の光学有効面成形部２ａは光学レンズの第２の光学有
効面を光学レンズ素材４に対して転写するために凹状に
超精密加工された軸対象の素材加工面である。環状平面
部２ｂは成形加圧時に下型１Ｃの環状平面部１ｆと一定
の間隙を隔てて対面し、光学レンズ素材４を逃がすため
に設けられたキャビティ用の平坦面である。

【００３６】鍔部２ｃは、胴型３に対して上型２Ｂを下
方に移動させる場合のストッパの作用をするフランジで
ある。鍔部２ｃの当接面から環状平面部２ｂまでの距離
をＺｃとする。また下型１Ｃにおいて、鍔部１ｅの当接
面から環状平面部１ｆまでの距離をＺｂとする。そして
胴型３の有効長さをＺａとすると、Ｚｂ＋Ｚｃ＜Ｚａと
なる。Ｚａ−（Ｚｂ＋Ｚｃ）の値をｄとすると、成形さ
れる光学レンズ５の外周遊び部の体積（キャビティ）は
厚みｄによって決定される。

【００３７】このような構造を有する成形金型を用いて
光学レンズを製造する方法について、図３〜図５を用い
て説明する。図３に示すように胴型３に下型１Ｃを挿入
し、下型１Ｃの光学有効面成形部１ａに球状の光学レン
ズ素材４を載置する。そして胴型３の上部から上型２Ｂ
を挿入し、上型２Ｂの光学有効面成形部２ａが光学レン
ズ素材４に当接するように上型２Ｂを下げる。この状態
の成形金型を金型ブロックと呼ぶ。

【００３８】この金型ブロックを図示しない成形機内に
投入し、予熱、プレス、冷却の各工程を経て光学レンズ
の形状に成形する。図４は成形金型を加熱加圧して、上
型２Ｂの鍔部２ｃが胴型３の上側端面に当接した状態を
示す。この状態で光学レンズ素材４は溶融変形し、光学
レンズ５に成形される。光学レンズ５の下部には第１の
光学有効面５ａと外周規制部５ｂとが形成され、上部に
は第２の光学有効面５ｃが形成される。これらの光学有
効面の形状は設計時の形状と等しくなる。なお、光学レ
ンズ素材４の質量又は形状にばらつきが存在しても、こ
れらのばらつきは第１の平面部１ｆと第２の環状平面部
２ｂの間隙で吸収される。この部分の形状のばらつき
は、光学レンズ５の光学性能に影響しない。

【００３９】実際の成形に用いた加熱条件及び素材名に
ついて具体的に説明する。光学レンズ素材４としてホウ
珪酸系ガラス（ガラス転移点：Ｔｇ５２０℃、ガラス屈
伏点：Ａｔ５８０℃）を用い、直径がφ２．０３ｍｍの
ボール研磨ガラスにする。そして予熱温度を５９０℃、
プレス温度を５６０℃、冷却温度を５３０℃に設定し、
計３ステージにおける成形を行う。図４のようになった
成形金型を図示しない成形機へ投入、予熱ステージの荷
重を１０ＭＰａ以下に設定する。そして、光学レンズ素
材であるガラスの変形がほとんどない状態で加熱し、３
０秒経過した時点で、荷重を５０ＭＰａ〜８０ＭＰａに
増やす。こうするとガラスの変形が穏やかに始まる。

【００４０】更に５０秒経過したところで、荷重を一旦
開放し、プレスステージへ移動する。初期のボール研磨
ガラスの直径がφ２．０３ｍｍであるのに対し、最終の
光学レンズの中心厚みを１．２ｍｍとすると、その成形
完了までの全体の変形量ΔＬは０．８３ｍｍとなる。そ
の内の約２／３の変形を予熱ステージで実現したところ
で、プレスステージへ移動する。本実施の形態では、プ
レスステージの圧力を６００ＭＰａとし、残りの変形を
完了する。結果的にプレスステージでの変形量は約０．
２ｍｍとなり、胴型３の端面に上型２Ｂの鍔部２ｃが当
接したところで変形が止まる。

【００４１】このままの状態で、プレス圧力が６００Ｍ
Ｐａに設定された冷却ステージに金型ブロックを移動す
る。そして光学レンズ５をＴｇ温度５２０℃以下に冷却
して取り出す。図５は成形金型から取り出された光学レ
ンズ５の形状を示す断面図である。本実施の形態では、
レンズ厚みを所定値に形成すると同時に、光学面を良好
に転写することができる。

【００４２】また、本実施の形態では、所定のレンズ厚
みを実現するのに胴型３と上型２Ｂの鍔部２ｃを当接さ
せている。しかし、金型内のキャビティにガラスが充填
されたと同時に変形が止まるように、各ステージの温度
制御を行っても何ら問題ない。更に図６に示すように、
規制リング６を新たな金型部品として別に用いてもよ
い。この場合の規制リング６は、厚み規制用の環状凸部
１ｄと外周規制成形部１ｂとの機能を持たせるべく、そ
の形状を短胴付き円環板にする。

【００４３】以上のような成形金型によれば、成形金型
の光学成形面とレンズ厚み規制用の凸部とが同時精密加
工が可能となり、金型精度の向上と、レンズ性能の内コ
マ収差が低減できる。また、同一形状の光学有効面であ
っても、異なる外径のレンズが供給でき、光学機器の機
種切り替えが短期間で対応できる。さらに、供給する光
学レンズ素材の体積管理の巾（マージン）を大きくする
ことができ、素材の歩留まり、環境面でも素材を有効活
用できる。また、光学レンズの外径部に構成された自由
面により、成形時の無駄な圧力が光学有効面に影響しな
くなり、必然的に製造時の歩留まりも向上し、高い生産
性を得ることができる。

【００４４】

【発明の効果】請求項１、２記載の発明によれば、下型
に対して環状凸部を第１の光学有効面形成部と同時加工
することにより、相対する２つの光学有効面の傾きを最
小に抑えることができる。

【００４５】請求項３記載の発明によれば、胴型の軸長
と下型の軸長と上型の軸長とを特定関係に設定すること
により、下型に環状凸部を設けずに同等の効果を得るこ
とができる。

【００４６】請求項４記載の発明によれば、規制リング
を用いることにより、下型に対して環状凸部を同時加工
する必要がなく、環状凸部と同等の効果を得ることがで
きる。

【００４７】請求項５，６記載の発明によれば、通常の
加工方法では困難な非球面の光学レンズを安価に大量に
製造することができる。

【００４８】請求項７記載の発明によれば、最終研磨が
不要な光学レンズを製造することができる。

【００４９】請求項８、９、１０記載の発明によれば、
製造容易な形状の光学レンズ素材を用いて、寸法上のば
らつきがなく、高精度な形状を有する光学レンズを大量
に得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１における光学レンズの成
形金型の構造を示す模式図である。

【図２】実施の形態１において成形完了時での光学レン
ズの成形金型の状態図である。

【図３】本発明の実施の形態２における光学レンズの成
形金型の構造を示す模式図である。

【図４】実施の形態２において成形完了時での光学レン
ズの成形金型の状態図である。

【図５】各実施の形態で成形された光学レンズの形状を
示す断面図である。

【図６】本発明の実施の形態において、光学レンズの成
形金型の変形例を示す模式図である。

【図７】従来の光学レンズの成形金型の構造を示す模式
図である。

【符号の説明】

１Ａ，１Ｂ，１Ｃ下型１ａ第１の光学有効面成形部１ｂ外径規制成形部１ｃ外周遊び成形部１ｄ環状凸部１ｅ，２ｃ鍔部１ｆ第１の環状平面部２Ａ，２Ｂ上型２ａ第２の光学有効面成形部２ｂ第２の環状平面部３胴型４光学レンズ素材５光学レンズ５ａ第１の光学有効面５ｂ外周規制部５ｃ第２の光学有効面５ｄ外周遊び部６規制リング６ａ開口部６ｂ環状短胴部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者井上健二大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (72)発明者嶋崎智章大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内Ｆターム(参考） 4F202 AA49 AH74 CA09 CB01 CK42 CK90

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光学レンズ素材に加熱と加圧とを行い、
所定形状の光学レンズを成形する成形金型であって、筒状に形成された胴型と、前記胴型の一方の開口部から挿入され、素材加圧面に第
１の光学有効面成形部が形成され、前記第１の光学有効
面成形部の外周部に前記光学レンズの肉厚を規制する環
状凸部が形成された下型と、前記胴型の他方の開口部から挿入され、素材加圧面に第
２の光学有効面成形部が形成され、前記第２の光学有効
面成形部の外周部に、加圧成形状態で前記下型の環状凸
部と当接する環状平面部が形成された上型と、を具備す
ることを特徴とする成形金型。
【請求項２】光学レンズ素材に加熱と加圧とを行い、
所定形状の光学レンズを成形する成形金型であって、筒状に形成された胴型と、前記胴型の一方の開口部から挿入され、素材加圧面に第
１の光学有効面成形部が形成され、前記第１の光学有効
面成形部の外周部に前記光学レンズの肉厚を規制する環
状凸部が形成され、第１の光学有効面成形部と前記環状
凸部との間に、前記光学レンズを光学機器に固定する外
径規制部を成形するための外径規制成形部が形成された
下型と、前記胴型の他方の開口部から挿入され、素材加圧面に第
２の光学有効面成形部が形成され、前記第２の光学有効
面成形部の外周部に、加圧成形状態で前記下型の環状凸
部と当接する環状平面部が形成された上型と、を具備す
ることを特徴とする成形金型。
【請求項３】光学レンズ素材に加熱と加圧とを行い、
所定形状の光学レンズを成形する成形金型であって、軸長Ｚａの筒状に形成された胴型と、前記胴型の一方の開口部から挿入され軸長Ｚｂの柱状部
を有し、素材加圧面に第１の光学有効面成形部が形成さ
れ、前記第１の光学有効面成形部の外周部に環状平面部
が形成され、第１の光学有効面成形部と前記環状平面部
との間に、前記光学レンズを光学機器に固定する外径規
制部を成形するための外径規制成形部が形成された下型
と、前記胴型の他方の開口部から挿入され軸長Ｚｃ（Ｚｃ＜
Ｚａ−Ｚｂ）の柱状部を有し、素材加圧面に第２の光学
有効面成形部が形成され、前記第２の光学有効面成形部
の外周部に、加圧成形状態で前記下型の環状平面部と対
面する環状平面部が形成された上型と、を具備すること
を特徴とする成形金型。
【請求項４】光学レンズ素材に加熱と加圧とを行い、
所定形状の光学レンズを成形する成形金型であって、筒状に形成された胴型と、前記胴型の一方の開口部から挿入され、素材加圧面に第
１の光学有効面成形部が形成され、前記第１の光学有効
面成形部の外周部に環状平面部が形成された下型と、短胴付き円環板の部材であって、前記下型の環状平面部
に載置され、前記第１の光学有効面成形部の外径より大
きい開口部、及び前記光学レンズの肉厚を規制する環状
短胴部とが一体に形成された規制リングと、前記胴型の他方の開口部から挿入され、素材加圧面に第
２の光学有効面成形部が形成され、前記第２の光学有効
面成形部の外周部に、加圧成形状態で前記規制リングの
環状短胴部と当接する環状平面部が形成された上型と、
を具備することを特徴とする成形金型。
【請求項５】前記第１の光学有効面成形部は、非球面
形状であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１
項記載の成形金型。
【請求項６】前記第２の光学有効面成形部は、非球面
形状であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１
項記載の成形金型。
【請求項７】前記第１及び第２の光学有効面成形部
は、その表面粗さが可視光波長以下であることを特徴と
する請求項１〜６のいずれか１項記載の成形金型。
【請求項８】請求項１〜７のいずれか１項記載の成形
金型で成形されたことを特徴とする光学レンズ。
【請求項９】前記光学レンズ素材は、体積又は質量が
一定に管理された球状のガラスであることを特徴とする
請求項８記載の光学レンズ。
【請求項１０】前記光学レンズ素材は、体積又は質量
が一定に管理された球状の透明樹脂であることを特徴と
する請求項８記載の光学レンズ。