JP2002006189A - 光学部品及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 光学レンズとレンズホルダとが一体化された
光学部品の構成で、レンズ素材を加圧成形する際に、レ
ンズホルダの内壁面と接続されるレンズ光学面の外周端
面のはみ出し部の発生による欠けや付着を防止すること
が可能な光学部品及びその製造方法を提供する。 【解決手段】 金属からなり、中空の筒状に形成された
レンズホルダ３と、このレンズホルダ３内に挿入され、
加熱及び加圧されることでレンズホルダ３の内壁部３ａ
に一体的に圧着されるとともに、開口部の光軸方向にレ
ンズ光学面５ａが形成された光学レンズ５とを備え、レ
ンズホルダ３の内壁部３ａで、かつ開口部近傍に環状の
突出部３ｅを形成し、レンズ光学面５ａの外周端面５ｃ
が突出部３ｅの内側に位置した状態で、レンズ光学面５
ａの外周端面５ｃを突出部３ｅの全周にわたって圧接さ
せるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光学レンズとレン
ズホルダとが一体化された光学部品に係り、特に光学レ
ンズを加圧成形する際の、光学レンズとレンズホルダと
の圧着構造、及びその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】光通信装置や、光学式情報読取装置など
の各種分野において、光学レンズがレンズホルダに保持
されている光学部品が使用されている。この従来の光学
部品の構成においては、光学レンズを光学ガラス材料に
よりプレス成形する際に、レンズをレンズホルダの内面
に圧着させて一体化する技術が一般に知られている。

【０００３】この従来の光学部品の場合、ステンレス材
などで中空の筒状に形成された金属製のレンズホルダの
筒内に、光学ガラスからなる円柱状ないしは球形状のレ
ンズ素材を配置させ、加熱部材によりレンズ素材を加熱
軟化させた後、金型で上下方向から挟持して加圧・変形
させ、前記筒内に圧着させてレンズ素材とレンズホルダ
とを一体化させるとともに、レンズ素材に金型面を転写
させて筒内の光軸方向にレンズ光学面を成形していた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の光学部品の構成においては、図３及び図４に示
すように、レンズ素材１４を圧着させるレンズホルダ１
３の内壁面１３ａの内径と、レンズ素材１４を加圧成形
する金型１１、１２の外径とは、約２０mｍ程度の隙間
Ｌ１、Ｌ２が存在しており、このため、レンズ素材１４
を加圧成形する際に、この隙間Ｌ１、Ｌ２から変形され
たレンズ素材１４の一部が外方へはみ出すことから、レ
ンズホルダ１３の内壁面１３ａと接続されるレンズ光学
面１５ａ，１５ｂの外周端面１５ｃ，１５ｄの形状が不
均一となってしまっていた。

【０００５】このため、このレンズ光学面１５ａ，１５
ｂの外周端面１５ｃ，１５ｄに生じたレンズ素材１４の
はみ出し部１４ａ、１４ｂが、振動や外力などにより破
損して欠けが生じたり、ガラス粉がレンズ光学面１５
ａ，１５ｂに付着してしまう可能性があるという問題が
あった。

【０００６】したがって、本発明では上述した問題点を
解決し、光学レンズとレンズホルダとが一体化された光
学部品の構成で、レンズ素材を加圧成形する際に、レン
ズホルダの内壁面と接続されるレンズ光学面の外周端面
のはみ出し部の発生による欠けや付着を防止することが
可能な光学部品及びその製造方法を提供することを目的
とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明では第１の手段として、金属からなり、中空の
筒状に形成されたレンズホルダと、このレンズホルダ内
に挿入され、加熱及び加圧されることで前記レンズホル
ダの内壁部に一体的に圧着されるとともに、開口部の光
軸方向にレンズ光学面が形成された光学レンズとを備
え、前記レンズホルダの内壁部で、かつ開口部近傍に環
状の突出部を形成し、前記レンズ光学面の外周端面が前
記突出部の内側に位置した状態で、前記レンズ光学面の
外周端面を前記突出部の全周にわたって圧接させたこと
を特徴とする。

【０００８】また、第２の手段として、前記突出部の一
部が、前記レンズ光学面の外周端面に埋設するように圧
接させたことを特徴とする。

【０００９】また、第３の手段として、中空の筒状に形
成されたレンズホルダの内壁部の開口部近傍に環状の突
出部を形成し、光学ガラスからなるレンズ素子を前記レ
ンズホルダの筒内に挿入し、その状態で前記レンズ素子
を加熱して金型により加圧、変形させて前記筒内に圧着
させて、開口部の光軸方向にレンズ光学面を成形すると
ともに、前記突出部を金型で変形させることにより突出
部の一部を前記レンズ光学面の外周端面に埋設するよう
にしたことを特徴とする。

【００１０】また、第４の手段として、中空の筒状に形
成されたレンズホルダの筒部に、光学ガラスからなるレ
ンズ素子を挿入し、その状態で前記レンズ素子を加熱し
て金型により加圧、変形させて前記筒内に圧着させて、
開口部の光軸方向にレンズ光学面を成形するとともに、
前記レンズ素子を加圧、変形させる際に、前記レンズ素
子の加圧面を押圧する金型面を前記レンズホルダの筒部
内壁よりも外側に延設させ、前記レンズ光学面の外周端
面と前記レンズホルダの筒部の外平面とをこの金型面で
蓋閉して成形するようにしたことを特徴とする。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の１実施例を図１及
び図２に示す。図１は成形前の光学部品を示す右側半分
を省略した断面図、図２は成形後の光学部品を示す右側
半分を省略した断面図である。

【００１２】図１において、上型１は、図示上下方向に
摺動自在に設けられており、この上型１の下面中央に
は、上側に凹球面または凹非球面とされた光学転写面１
ａが形成されている。下型２は、図示上下方向に摺動自
在に設けられており、この下型２の上面中央には、下側
に凹球面または凹非球面または平面とされた光学転写面
２ａが形成されている。

【００１３】レンズホルダ３は、フェライト系のステン
レス鋼などにより中空の筒状に形成されている。このレ
ンズホルダ３の筒内の内壁部３ａは、上面側には外側に
大きく拡開された第１の傾斜面３ｂが形成され、この第
１の傾斜面３ｂに続くその中間部には同一径で所定の長
さに形成された第１の円筒面３ｃが形成され、この第１
の円筒面３ｃに続く下面側には内側に向かって小径とな
るような第２の傾斜面３ｄが形成されたものとなってい
る。

【００１４】前記第１の傾斜面３ｂと前記第１の円筒面
３ｃとの連結部には、前記第１の円筒面３ｃよりも中空
の筒内方向へ突出する内径φＡの環状の突出部３ｅが形
成されており、上型１の外径φＢ（外径端部１ｂ）との
寸法関係がφＢ＞φＡとなるように形成されている。ま
た、前記第１の円筒面３ｃには、断面Ｖ字状に環状の凹
溝部３ｆが形成されている。また、前記第１の円筒面３
ｃと前記第２の傾斜面３ｄとの連結部は、円弧面となっ
ており、また、前記第２の傾斜面３ｄの下面側は先端が
やや拡開された同一径で所定の長さに形成された第２の
円筒面３ｇとなっている。

【００１５】レンズ素材４は、光学ガラス材料、例えば
酸化鉛系ガラス材料などから形成されている。このレン
ズ素材４は、本実施例においては球形状のものを使用し
ている。

【００１６】次に、図１及び図２において光学部品の製
造方法について説明する。前記レンズホルダ３は、図示
しない金型本体の凹部内に位置決めされて嵌着される。
この時、前記レンズ素材４は、前記レンズホルダ３の筒
内の内壁部３ａの前記第２の傾斜面３ｄの下端部上に配
置されて位置決めされている。

【００１７】図１、２においては省略されているが、前
記レンズホルダ３の外周には例えば高周波加熱装置から
なる図示しない加熱部材が対向されており、この加熱部
材によって前記レンズホルダ３が加熱され、さらには前
記レンズ素材４が軟化点以上の温度に加熱されるものと
なる。また、前記レンズ素材４は予熱された状態で前記
レンズホルダ３内に供給されるようにしてもよい。

【００１８】そして、前記レンズ素材４の上下方向に配
設されている前記上型１と下型２とが、お互いに挟圧す
る方向に駆動されることで、球形状の前記レンズ素材４
が、前記光学転写面１ａと２ａとによって加圧成形され
て、図２に示すように、球面または非球面のレンズ光学
面５ａと５ｂとを有する光学レンズ５がプレス成形され
るものとなる。

【００１９】この場合、前記レンズ素材４が球形状であ
ることから、前記上、下型１と２との光学転写面１ａと
２ａとで加圧された時、前記レンズ素材４の変位、変動
が小さくても前記レンズ光学面５ａ、５ｂが効率よく成
形できるものとなる。

【００２０】また、図２に示すように、前記レンズホル
ダ３の内壁部３ａの形状を、前記第１の円筒面３ｃと第
２の傾斜面３ｄとの連結部に示すように、球形状の前記
レンズ素材４の表面と同様な、円弧状に形成してあるこ
とから、素材形状が馴染み易く、すなわちレンズホルダ
３の筒内にガラス材料が充填し易いため、前記レンズ素
材４から前記光学レンズ５がプレス成形される際に、前
記レンズホルダ３に対する圧着力が強化される。

【００２１】また、前記レンズホルダ３の内壁部３ａに
は、前記第１の円筒面３ｃに環状に前記凹溝部３ｆを形
成してあることから、加圧された前記レンズ素材４が前
記凹溝部３ｆに食い込むこととなり、前記光学レンズ５
が前記レンズホルダ３に確実に保持されるものとなる。

【００２２】また、前記レンズホルダ３の内壁部３ａに
は、前記第１の傾斜面３ｂと第１の円筒面３ｃとの連結
部に前記第１の円筒面３ｃよりも中空の筒内方向へ突出
する環状の前記突出部３ｅが形成されている。すなわ
ち、図２に示すように、上記の成型過程においては、前
記上型１で前記レンズ素材４を加圧して上側に位置する
前記レンズ光学面５ａを成形する際に、加圧、変形され
た前記レンズ光学面５ａの外周端面５ｃが、前記突出部
３ｅの内側に位置した状態で、前記レンズ光学面５ａの
外周端面５ｃを前記突出部３ｅの全周にわたって圧接す
るように成形されるものとなっている。

【００２３】また、前記レンズ素材４の加圧、変形時
に、前記突出部３ｅを、前記上型１の外径端部１ｂで押
圧して変形させることにより、前記突出部３ｅの一部を
前記レンズ光学面５ａの外周端面５ｃに食い込むように
埋設させる構成となっている。このため、前記上型１の
中心と前記レンズホルダ３の中心とに軸ずれが生じて、
前記突出部３ｅの変形量が不均一になることがあって
も、隙間なく確実に前記光学レンズ５をレンズホルダ３
に保持させることができる。

【００２４】したがって、前記レンズ素材４を加圧成形
する際に、前記レンズホルダ３の内壁部３ａの内径と、
前記上型１の外径との間に隙間が存在しないことから、
変形された前記レンズ素材４の一部が外方へはみ出すこ
とがなく、前記レンズホルダ３の突出部３ｅと内壁部３
ａとに前記レンズ光学面５ａの外周端面５ｃが隙間なく
充填され、振動や外力などにより破損して欠けが生じた
り、ガラス粉がレンズ光学面５ａに付着することを防止
できる。

【００２５】また、前記突出部３ｅの一部を前記レンズ
光学面５ａの外周端面５ｃに埋設させることから、前記
光学レンズ５が前記レンズホルダ３に確実に保持される
ものとなる。

【００２６】また、図２に示す上記の成形過程において
は、前記下型２で前記レンズ素材４を加圧して下側に位
置する前記レンズ光学面５ｂを成形する際に、前記レン
ズ素子４の加圧面を押圧する前記下型２の金型面を、全
周にわたって前記レンズホルダ３の筒部内壁よりも外側
に延設させてある。そして、この延設した部分を前記レ
ンズホルダ３の外平面３ｈに突き当てることにより、前
記レンズ光学面５ｂの外周端面５ｄと前記レンズホルダ
３の筒部の外平面３ｈとの交点Ｐが一致するように、同
一の金型面で蓋閉して成形するように構成されている。

【００２７】したがって、前記レンズ素材４を加圧成形
する際に、下型２の金型面からの延設部分によって前記
レンズホルダ３の筒部の外平面３ｈを蓋閉して閉空間と
することにより、前記レンズホルダ３の内壁部３ａの内
径と、前記下型２の外径との間、更にレンズホルダ３の
筒部の外平面３ｈと金型との間に隙間が存在しないこと
から、変形された前記レンズ素材４の一部が外方へはみ
出すことがなく、前記レンズホルダ３の内壁部３ａと接
続される前記レンズ光学面５ｂの外周端面５ｄの形状が
均一化され、振動や外力などにより破損して欠けが生じ
たり、ガラス粉がレンズ光学面５ｂに付着することを防
止できるものとなっている。

【００２８】なお、上記実施例においては、前記レンズ
素材４が球形状のもので示されているが、この形状は必
ずしも厳密な球形状でなくともよく、こぶなどのある断
面が楕円形状などのように多少変形した形状でもよい。
また、円柱状などの形状であってもよい。この場合にお
いても上記と同様な効果が得られるのはもちろんであ
る。

【００２９】また、上記実施例においては、前記レンズ
素材４をレンズホルダ３の内壁部３ａの第２の傾斜面３
ｄに支持させたが、このようなレンズ素材４の支持部を
レンズホルダ３に形成する代わりに、前記レンズホルダ
３の内壁部３ａをほぼ直線円筒状にし、金型で前記レン
ズ素材４を支持するようにしてもよい。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の光学部品
は、金属からなり、中空の筒状に形成されたレンズホル
ダと、このレンズホルダ内に挿入され、加熱、加圧され
ることでレンズホルダの内壁部に一体的に圧着されると
ともに、開口部の光軸方向にレンズ光学面が形成された
光学レンズとを備え、レンズホルダの内壁部で、かつ開
口部近傍に環状の突出部を形成し、レンズ光学面の外周
端面が突出部の内側に位置した状態で、レンズ光学面の
外周端面を突出部の全周にわたって圧接させたことか
ら、レンズホルダの内壁面と接続されるレンズ光学面の
外周端面の形状が均一化され、振動や外力などにより破
損して欠けが生じたり、ガラス粉がレンズ光学面に付着
することを防止できる。

【００３１】また、突出部の一部が、レンズ光学面の外
周端面に埋設するように圧接させたことから、光学レン
ズがレンズホルダに確実に保持される。

【００３２】さらに、本発明の光学部品の製造方法によ
れば、中空の筒状に形成されたレンズホルダの内壁部の
開口部近傍に環状の突出部を形成し、光学ガラスからな
るレンズ素子をレンズホルダの筒内に挿入し、その状態
でレンズ素子を加熱して金型により加圧、変形させて筒
内に圧着させて、開口部の光軸方向にレンズ光学面を成
形するとともに、突出部を金型で変形させることにより
突出部の一部をレンズ光学面の外周端面に埋設するよう
にしたことから、レンズ素材を加圧成形する際に、レン
ズホルダの内壁面の内径と、金型の外径との間に隙間が
存在せず、変形されたレンズ素材の一部が外方へはみ出
すことがなく、レンズホルダの内壁面と接続されるレン
ズ光学面の外周端面の形状を均一に成形することができ
る。

【００３３】また、中空の筒状に形成されたレンズホル
ダの筒部に、光学ガラスからなるレンズ素子を挿入し、
その状態でレンズ素子を加熱して金型により加圧、変形
させて筒内に圧着させて、開口部の光軸方向にレンズ光
学面を成形するとともに、レンズ素子を加圧、変形させ
る際に、レンズ素子の加圧面を押圧する金型面をレンズ
ホルダの筒部内壁よりも外側に延設させ、レンズ光学面
の外周端面とレンズホルダの筒部の外平面とをこの金型
面で蓋閉して成形するようにしたことから、レンズ素材
を加圧成形する際に、レンズホルダの内壁部と、金型と
の間に隙間が存在せず、変形されたレンズ素材の一部が
外方へはみ出すことがなく、レンズホルダの内壁面と接
続されるレンズ光学面の外周端面の形状を均一に成形す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例である成形前の光学部品の右
側半分を省略した状態を示す断面図である。

【図２】本発明の同じく成形後の光学部品の右側半分を
省略した状態を示す断面図である。

【図３】従来の成形前の光学部品の右側半分を省略した
状態を示す断面図である。

【図４】従来の同じく成形後の光学部品の右側半分を省
略した状態を示す断面図である。

【符号の説明】

１ 上型（金型） １ａ 光学転写面 １ｂ 外径端部 ２ 下型（金型） ２ａ 光学転写面 ３ レンズホルダ ３ａ 内壁部 ３ｂ 第１の傾斜面 ３ｃ 第１の円筒面 ３ｄ 第２の傾斜面 ３ｅ 突出部 ３ｆ 凹溝部 ３ｇ 第２の円筒面 ３ｈ 外平面 ４ レンズ素材 ５ 光学レンズ ５ａ，ｂ レンズ光学面 ５ｃ，ｄ 外周端面

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 金属からなり、中空の筒状に形成された
   レンズホルダと、このレンズホルダ内に挿入され、加熱
   及び加圧されることで前記レンズホルダの内壁部に一体
   的に圧着されるとともに、開口部の光軸方向にレンズ光
   学面が形成された光学レンズとを備え、前記レンズホル
   ダの内壁部で、かつ開口部近傍に環状の突出部を形成
   し、前記レンズ光学面の外周端面が前記突出部の内側に
   位置した状態で、前記レンズ光学面の外周端面を前記突
   出部の全周にわたって圧接させたことを特徴とする光学
   部品。
2. 【請求項２】 前記突出部の一部が、前記レンズ光学面
   の外周端面に埋設するように圧接させたことを特徴とす
   る請求項１記載の光学部品。
3. 【請求項３】 中空の筒状に形成されたレンズホルダの
   内壁部の開口部近傍に環状の突出部を形成し、光学ガラ
   スからなるレンズ素子を前記レンズホルダの筒内に挿入
   し、その状態で前記レンズ素子を加熱して金型により加
   圧、変形させて前記筒内に圧着させて、開口部の光軸方
   向にレンズ光学面を成形するとともに、前記突出部を金
   型で変形させることにより突出部の一部を前記レンズ光
   学面の外周端面に埋設するようにしたことを特徴とする
   光学部品の製造方法。
4. 【請求項４】 中空の筒状に形成されたレンズホルダの
   筒部に、光学ガラスからなるレンズ素子を挿入し、その
   状態で前記レンズ素子を加熱して金型により加圧、変形
   させて前記筒内に圧着させて、開口部の光軸方向にレン
   ズ光学面を成形するとともに、前記レンズ素子を加圧、
   変形させる際に、前記レンズ素子の加圧面を押圧する金
   型面を前記レンズホルダの筒部内壁よりも外側に延設さ
   せ、前記レンズ光学面の外周端面と前記レンズホルダの
   筒部の外平面とをこの金型面で蓋閉して成形するように
   したことを特徴とする光学部品の製造方法。