JP2006256906A - Forming die and method of manufacturing optical glass lens - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、CCDやCMOSなどの固体撮像素子等に用いられる光学ガラスレンズの成形金型及び光学ガラスレンズの製造方法に関し、特に熱プレス成形により光学ガラスレンズを複数個一体化したガラスレンズシートに関する。 The present invention relates to a molding die for an optical glass lens used for a solid-state imaging device such as a CCD or CMOS, and a method for manufacturing the optical glass lens, and more particularly to a glass lens sheet in which a plurality of optical glass lenses are integrated by hot press molding. .
近年、マルチメディアの進展は目覚しく、CCD(Charge Coupled Device)やCMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor)などの固体撮像素子を備えた撮像装置、例えば携帯電話やデジタルスチルカメラ等が急速に普及が進んでいる。こうした撮像装置等に用いられる撮像レンズとして、より高画質、高解像度化の対応、および小型化、低コスト化が求められている。
こうした小型化、低コスト化に対応するために、原料硝材を加熱プレス成形して、複数のレンズ部と連結部等を備え、複数個に分離するための切り代を設けた光学素子一体ガラスシートが提案されている(例えば、特許文献1参照)。
In recent years, the progress of multimedia has been remarkable, and imaging devices including solid-state imaging devices such as CCD (Charge Coupled Device) and CMOS (Complementary Metal-Oxide Semiconductor), such as mobile phones and digital still cameras, are rapidly spreading. Yes. As an imaging lens used in such an imaging apparatus or the like, higher image quality, higher resolution, miniaturization, and cost reduction are required.
In order to cope with such downsizing and cost reduction, the optical element-integrated glass sheet is formed by heat-pressing the raw material glass material, having a plurality of lens portions and connecting portions, etc., and having a cutting margin for separation into a plurality of portions. Has been proposed (see, for example, Patent Document 1).
このようなガラスレンズシート(以降、レンズシートと表記する)上に光学ガラスレンズ(以降、ガラスレンズと表記する)を多数個同時成形する製造の一方式として、原料硝材(以降、硝材と表記することがある)を、予め平板、平凸板、平凹板等の形状で所定の定量体積(または定重量)に加工し、光学面形状が形成された上型と下型を備えた成形金型のキャビティ内に載置する。その後加熱し、適度に軟化した硝材をプレスすることで、ガラスレンズを成形する方法、いわゆる加熱プレス成形が用いられる。 As a method of manufacturing a large number of optical glass lenses (hereinafter referred to as glass lenses) on such a glass lens sheet (hereinafter referred to as lens sheets), a raw material glass material (hereinafter referred to as glass material) is used. ) Is processed into a predetermined fixed volume (or constant weight) in the shape of a flat plate, plano-convex plate, plano-concave plate, etc. in advance, and a molding die provided with an upper die and an optical die formed with an optical surface shape Place in the mold cavity. A method of forming a glass lens by heating and pressing a softened glass material, so-called hot press molding, is used.
加熱プレス成形により成形されたレンズシートの一例を図7に示す。図7(a)は成形されたレンズシートの平面図を示し、同図(b)〜(d)は、レンズ部形状が各々異なるレンズシートの部分断面図である。
図7(a)において、成型されたレンズシートS10は、レンズシート上にレンズ部10aが同一ピッチで格子状に複数個配列され、コバ部としての接続部10bにより各レンズ部10a間が接続されている。この後、成型されたレンズシートS10は、接続部10bの表面に金型からの転写により形成された十字状のアライメントマーク10cを基準にして、二点鎖線で示すカットライン10dで切断分離されて、複数個のレンズ10eが得られる。
An example of a lens sheet molded by hot press molding is shown in FIG. FIG. 7A is a plan view of a molded lens sheet, and FIGS. 7B to 7D are partial cross-sectional views of lens sheets having different lens part shapes.
In FIG. 7A, the molded lens sheet S10 has a plurality of
加熱プレス成形に用いられる硝材は、一般的にコスト面から所定の平面形状に切断や研磨等の加工がされた平板が用いられる。ところが成形するレンズ部の断面形状により成形の難易度が大きく異なる。例えば、図7(b)に示すように、成形されるレンズ部11aの厚さTCとコバ部(周辺部)11bの厚さTEが近い値のレンズシートS11の場合、成形は比較的容易である。しかし、図7(c)および(d)に示すように、レンズ部12a,13aの厚さTCとコバ部12b,13bとの厚さTEの差が大きい場合のレンズシートS12、S13の成形は容易でなく、成形できない場合もある。
The glass material used for hot press molding is generally a flat plate that has been cut or polished into a predetermined planar shape from the viewpoint of cost. However, the difficulty of molding differs greatly depending on the cross-sectional shape of the lens part to be molded. For example, as shown in FIG. 7B, in the case of the lens sheet S11 having a value close to the thickness TC of the
成形に用いる硝材の体積は、成形するレンズシートの体積を目安にして設定される。例えば、図7(a)に示すような方形のレンズシートS10において、硝材の縦・横寸法は、成形に用いる方形の上・下金型の平面大きさを基準にして、成形されるレンズシートS10と同等、もしくはやや大きめの平面形状に設定されて、厚さが決定される。したがって、硝材の厚さは、レンズシートS11(図7(b)参照)の場合には、レンズ部11aの厚さTCおよびコバ部11bの厚さTEに近い寸法となる。一方、レンズシートS12,S13の(図7(c)、(d)参照)場合には、各レンズ部12a,13aの厚さTCと各コバ部12b,13bの厚さTEの中間的な厚さに設定される。
The volume of the glass material used for molding is set based on the volume of the lens sheet to be molded. For example, in the rectangular lens sheet S10 as shown in FIG. 7A, the vertical and horizontal dimensions of the glass material are molded on the basis of the plane size of the upper and lower molds of the square used for molding. The thickness is determined by setting the planar shape to be equal to or slightly larger than S10. Therefore, in the case of the lens sheet S11 (see FIG. 7B), the thickness of the glass material is a dimension close to the thickness TC of the
また、レンズシートS12,S13の成形においては、硝材の厚さより厚くする部分と、薄くする部分が加熱プレスされて成形されるが、プレスによる硝材の変形量が大きいため、大きなプレス力を必要とする。この時、成形に必要なプレス力が得られない場合には、図8の成形金型によるプレス状態を示す部分断面図のように、成形金型61の上型62、下型63に形成された各光学面62a,63aと、成形される硝材14との間に隙間αが生じてしまい、成形されるレンズシートS12に所定の光学面形状が転写されない。
In the molding of the lens sheets S12 and S13, the portion thicker than the thickness of the glass material and the portion to be thinned are hot-pressed and molded. However, since the amount of deformation of the glass material by the press is large, a large pressing force is required. To do. At this time, if the pressing force necessary for molding cannot be obtained, the
一般的に硝材を加熱成形する熱プレス機のプレス能力は、1〜4トン程度であり、板金用プレス機や射出成形機に比べて小さい。加熱成形においては、コバ部付近の硝材14bをレンズ中心部分14aに盛り上げる力(硝材の流動力)が必要になるが、硝材を厚くする場合のプレス力は、硝材を薄くする場合のプレス力と比較して、より大きな力が要求されるため、成形ができない事例が多々発生する。また、プレス力が十分であっても、成形時間が長くなる、あるいは成形されたレンズ部14aにワレが発生し易い等の課題がある。
Generally, the press capability of a hot press machine that heat-molds a glass material is about 1 to 4 tons, which is smaller than that of a sheet metal press machine or an injection molding machine. In the thermoforming, a force for enlarging the
そこで本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、従来成形が困難であったレンズ部の厚みとコバ部の厚みの差が大きいレンズシートの成形を可能にし、短い成形時間で、大きなプレス力を用いることなく、しかもワレの発生を防止した光学ガラスレンズの成形金型及び光学ガラスレンズの製造方法を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention has been made in view of such circumstances, and enables the molding of a lens sheet having a large difference between the thickness of the lens portion and the thickness of the edge portion, which has conventionally been difficult to mold, and in a short molding time. An object of the present invention is to provide an optical glass lens molding die and a manufacturing method of an optical glass lens that do not use a large pressing force and prevent cracking.
上記課題を解決するために、本発明の成形金型は、原料硝材を加熱プレス成形して、複数個のガラスレンズが格子状に形成された光学ガラスレンズシートを製造するための成形金型において、前記成形金型は、上型と下型の2つのキャビティ面が組み合わされてキャビティが形成され、前記上型と前記下型の前記各キャビティ面に、前記ガラスレンズのレンズ面を成形する面と、少なくとも前記上型と前記下型の内のどちらか一方の前記キャビティ面に、該キャビティ面から凹む凹面からなる硝材溜まり部が形成されたことを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problems, a molding die of the present invention is a molding die for manufacturing an optical glass lens sheet in which a plurality of glass lenses are formed in a lattice shape by hot press molding a raw material glass material. The molding die has a cavity formed by combining two cavity surfaces of an upper die and a lower die, and a surface for molding a lens surface of the glass lens on each cavity surface of the upper die and the lower die. And at least one of the upper mold and the lower mold is formed with a glass material reservoir formed of a concave surface recessed from the cavity surface.
これによれば、下型と上型のキャビティ面に、キャビティ面から凹む凹面からなる硝材溜まり部が形成されることにより、加熱プレス成形される原料硝材が、ガラスレンズのレンズ面を成形する全ての光学面に隙間なく充填される。そのため、従来成形が困難であったガラスレンズのレンズ部の厚みとコバ部の厚みの差が大きいレンズシートの成形を可能にすると共に、硝材溜まり部としての凹面に原料硝材が充填されることにより、成形歪が緩和され、ワレの発生を防止した複数個のガラスレンズが格子状に形成された光学ガラスレンズを製造する成形金型が得られる。 According to this, since the glass material reservoir part consisting of the concave surface recessed from the cavity surface is formed on the cavity surfaces of the lower mold and the upper mold, the raw glass material to be hot-press molded all forms the lens surface of the glass lens. The optical surface is filled without gaps. Therefore, it is possible to mold a lens sheet having a large difference between the thickness of the lens part and the edge part of the glass lens, which has been difficult to mold, and the concave glass as the glass material reservoir is filled with the raw material glass material. Thus, a molding die for producing an optical glass lens in which a plurality of glass lenses, in which molding distortion is reduced and cracking is prevented, is formed in a lattice shape is obtained.
また、本発明の成形金型は、原料硝材を加熱プレス成形して、複数個のガラスレンズが格子状に形成された光学ガラスレンズシートを製造するための成形金型において、前記成形金型は、上型と下型の2つのキャビティ面が組み合わされてキャビティが形成され、前記上型と前記下型の前記各キャビティ面に、前記ガラスレンズのレンズ面を成形する面と、少なくとも前記上型と前記下型の内のどちらか一方の前記キャビティ面に、該キャビティ面から突起する凸面からなる硝材突き出し部が形成されたことを特徴とする。 The molding die of the present invention is a molding die for producing an optical glass lens sheet in which a plurality of glass lenses are formed in a lattice shape by hot press molding a raw material glass material. A cavity is formed by combining two cavity surfaces of the upper mold and the lower mold, and a surface for molding the lens surface of the glass lens on each of the cavity surfaces of the upper mold and the lower mold, and at least the upper mold Further, a glass material protruding portion made of a convex surface protruding from the cavity surface is formed on one of the cavity surfaces of the lower mold.
これによれば、下型と上型のキャビティ面上に、キャビティ面から突起する凸面からなる硝材突き出し部が形成されることにより、加熱プレス成形時に、先ず硝材突き出し部が原料硝材と接触し、原料硝材が厚み方向にプレスされて変形し、ガラスレンズのレンズ面を成形する光学面の方向に向かう流動性が生じる。これにより、キャビティ内に展延が容易に行われ、原料硝材がガラスレンズのレンズ面を成形する全ての面に隙間なく充填される。そのため、従来成形が困難であったガラスレンズのレンズ部の厚みとコバ部の厚みの差が大きいレンズシートの成形を可能にし、ワレの発生を防止した複数個のガラスレンズが格子状に形成された光学ガラスレンズシートを製造する成形金型が得られる。 According to this, on the cavity surface of the lower mold and the upper mold, by forming a glass material protruding portion consisting of a convex surface protruding from the cavity surface, at the time of hot press molding, the glass material protruding portion first comes into contact with the raw material glass material, The raw glass material is pressed and deformed in the thickness direction, and fluidity is generated in the direction of the optical surface that forms the lens surface of the glass lens. As a result, spreading is easily performed in the cavity, and the raw material glass material is filled without any gaps on all surfaces that form the lens surface of the glass lens. For this reason, it is possible to mold a lens sheet with a large difference between the thickness of the lens part and the edge part of the glass lens, which has been difficult to mold, and a plurality of glass lenses that prevent cracking are formed in a lattice shape. Thus, a molding die for producing the optical glass lens sheet can be obtained.
また、キャビティ面から突起する凸面からなる硝材突き出し部の平面形状が、方形に形成された成形金型を用いて成形された場合には、成形されたレンズシート上に方形の溝が形成され、この方形の溝を、ダイサー等により切断して複数個のガラスレンズに分離する際の位置決め用のアライメントマークとして用いることができ、成形金型のキャビティ面上に、レンズ面を成形する光学面をより多く配置することができる。 In addition, when the planar shape of the glass material protruding portion that protrudes from the cavity surface is molded using a molding die formed into a square, a square groove is formed on the molded lens sheet, This square groove can be used as an alignment mark for positioning when it is cut into a plurality of glass lenses by cutting with a dicer or the like, and an optical surface for molding the lens surface is formed on the cavity surface of the molding die. More can be arranged.
また、本発明の光学ガラスレンズの製造方法は、原料硝材を加熱プレス成形して、複数個のガラスレンズが格子状に形成された光学ガラスレンズシートを製造する光学ガラスレンズの製造方法において、前記原料硝材は、平板からなり、該平板上に少なくとも1個以上の貫通孔もしくは未貫通孔が形成されていることを特徴とする。 The method for producing an optical glass lens of the present invention is the method for producing an optical glass lens in which a raw glass material is heated and press-molded to produce an optical glass lens sheet in which a plurality of glass lenses are formed in a lattice shape. The raw glass material is formed of a flat plate, and at least one through hole or non-through hole is formed on the flat plate.
この製造方法によれば、平板からなる原料硝材上に少なくとも1個以上の貫通孔もしくは未貫通孔が形成されている。この貫通孔もしくは未貫通孔は、プレス時に原料硝材に変形する方向性を持たせることができ、大きなプレス力を用いることなく、短い成形時間でガラスレンズシートすなわち、ガラスレンズを製造することができる。 According to this manufacturing method, at least one or more through holes or non-through holes are formed on a raw material glass material made of a flat plate. This through-hole or non-through-hole can have a directionality to deform the raw material glass material during pressing, and a glass lens sheet, that is, a glass lens can be produced in a short molding time without using a large pressing force. .
また、本発明の光学ガラスレンズの製造方法は、原料硝材を加熱プレス成形して、複数個のガラスレンズが格子状に形成された光学ガラスレンズシートを製造する光学ガラスレンズの製造方法において、前記原料硝材は、平板からなり、該平板上に成形される前記複数個のガラスレンズ間位置の一部もしくは全体にわたって格子状に、溝が形成されていることを特徴とする。 The method for producing an optical glass lens of the present invention is the method for producing an optical glass lens in which a raw glass material is heated and press-molded to produce an optical glass lens sheet in which a plurality of glass lenses are formed in a lattice shape. The raw glass material is formed of a flat plate, and grooves are formed in a lattice shape over part or all of the positions between the plurality of glass lenses formed on the flat plate.
この製造方法によれば、平板からなる原料硝材上に、成形される複数個のガラスレンズ間位置の一部もしくは全体に渡って格子状に、溝が形成されている。この形成された溝は、成形される原料硝材に変形する方向性を持たせることで、大きなプレス力を用いることなく、短い成形時間でガラスレンズシートすなわち、ガラスレンズを製造することができる。 According to this manufacturing method, grooves are formed on a raw material glass material made of a flat plate in a lattice shape over a part or all of the positions between a plurality of glass lenses to be molded. By forming the formed glass material to have a direction to be deformed, the formed groove can produce a glass lens sheet, that is, a glass lens in a short molding time without using a large pressing force.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(第1の実施形態)
本実施形態は、原料硝材を熱プレス成形する成形金型の上型又は/及び下型のキャビティ面上に硝材溜まり部を形成することにより、レンズ部の厚みとコバ部の厚みの差が大きいレンズシート(ガラスレンズ)の成形を可能にする一実施形態である。
図1は成形金型の下型のキャビティ面の模式図であり、図2は成形時におけるキャビティの断面図であり、図2(a)はキャビティが開いた状態を示し、図2(b)はプレス状態を示す。なお、図2は、図1におけるA−A断面を示す。
(First embodiment)
In this embodiment, the difference between the thickness of the lens portion and the thickness of the edge portion is large by forming the glass material reservoir portion on the cavity surface of the upper mold or / and the lower mold of the molding die for hot press molding the raw material glass material. It is one Embodiment which enables shaping | molding of a lens sheet (glass lens).
FIG. 1 is a schematic view of the cavity surface of the lower mold of the molding die, FIG. 2 is a sectional view of the cavity during molding, FIG. 2 (a) shows a state in which the cavity is opened, and FIG. Indicates a pressed state. FIG. 2 shows an AA cross section in FIG.
図1および図2において、成形金型1は、下型3と、上型2の2つのキャビティ面3b,2bが組み合わされてキャビティが形成される。下型3および上型2の各キャビティ面3b,2bには、各中心部に硝材溜まり部としての半球状に凹む凹面3c,2cが形成され、各凹面3c,2cの周囲に、レンズ部Saを成形する所定の球面、あるいは非球面形状からなる凹面3a,2aが、同一ピッチで格子状に複数個配列されて、多数個取り成形金型を構成している。
1 and 2, the molding die 1 has a cavity formed by combining the
この下型3に形成された凹面3aと、凹面3aに対向した上型2に形成された凹面2aとで、所定の光学面を備えた複数個のレンズ部Saが形成される。なお、凹面3c,2cの大きさ(体積)は、一個の凹面3a,2aの大きさ(体積)よりも大きく設定される。こうした凹面3a,2a、および凹面3c,2cは、下型3および上型2の各キャビティ面3b,2b上に直接形成する、あるいは入れ子によって構成することができる。
The
このように各キャビティ面3b,2bが形成された成形金型1は、熱プレス機(図示せず)に取付けられて成形が行われる。熱プレス機は、成形金型1の上下位置に下型3、上型2を加熱する各ヒータを備え、上・下型が所定圧力で加圧されて上下に移動し、キャビティが閉じられる。
The molding die 1 in which the cavity surfaces 3b and 2b are thus formed is attached to a hot press machine (not shown) and molding is performed. The hot press machine is provided with heaters for heating the
次に、レンズシート(ガラスレンズ)Sの成形方法(製造方法)について図2に基づいて説明する。
先ず、図2(a)に示すように、下型3、上型2を開き、キャビティ内に所定の形状(体積)に加工された硝材10を載置する。そして、成形金型1をヒータ等により原料硝材のガラス転移温度(Tg)以上まで加熱し、硝材10を軟化させる。
Next, a molding method (manufacturing method) of the lens sheet (glass lens) S will be described with reference to FIG.
First, as shown in FIG. 2A, the
硝材10の材質としては特に限定されず、所定の屈折率、アッベ数の低融点光学ガラス(例えば、本実施形態の場合にはTg=534℃)が用いられる。また、硝材の形状は、成形金型1(下型3および上型2)の略平面寸法の大きさで、厚み寸法は、成形品の体積とこの略平面寸法から設定する。なお、プレスにおいては、薄いものから厚い部分を形成するよりも、厚いものから薄い部分を形成するほうが容易である。
The material of the
そして、キャビティ内に載置された硝材10は、図2(b)に示すように、下型3と上型2が所定の間隔まで移動して、下型3と上型2に挟みこまれて加熱プレスされる。下型3、上型2は、ヒータにより約575〜580℃に加熱され、加熱により軟化した硝材10は、プレスにより、キャビティ内に展延してレンズシートSが成形される。この加熱プレスの際に、硝材10は、下型3、上型2の各キャビティ面3b,2bの中心部に形成された硝材溜まり部としての凹面3c,2cを充填するように成形溜まりScが成形されながら展延し、レンズ部Saを成形する複数個の全ての凹面3a,2aに隙間なく充填される。さらに余分な硝材10は成形されるレンズシートSの外周方向にはみだして成形される。
As shown in FIG. 2B, the
そして、この状態で硝材10を所定温度まで冷却させた後に、下型3と上型2を開いて、成形金型1のキャビティ内から成形品が取り出されて、複数個のレンズ部Saが形成されたレンズシートSが完成する。
そして、完成したガラスレンズシートSは、ダイサー等により切断され、複数個の光学ガラスレンズに分離される(図7参照)。
In this state, after the
The completed glass lens sheet S is cut by a dicer or the like and separated into a plurality of optical glass lenses (see FIG. 7).
以上の説明において、硝材溜まり部として、下型3および上型2の各キャビティ面3b,2bに半球状に凹む凹面3c,2cが形成された場合で説明したが、凹面3c,2cの形状は、V形に凹む断面形状、台形に凹む断面形状等、どんな形状であっても良い。また、凹面3c,2cは、下型3と上型2のどちらか一方に形成される場合であっても良い。
In the above description, the case where the
以上の第1の実施形態によれば、成形金型1の下型3、上型2のキャビティ面3b,2b上に、硝材溜まり部としての凹面3c,2cが形成されることにより、硝材10がレンズ部Saを成形する全ての凹面3a,2aに隙間なく充填される。そのため、従来成形が困難であったレンズ部Saの厚みとコバ部の厚みSbの差が大きいレンズシートSの成形を可能にすると共に、凹面3c,2cに硝材10が充填されることにより、成形歪が緩和され、割れを防止し、複数個の光学ガラスレンズが一回の成形により得られる。
According to the first embodiment described above, the
(第2の実施形態)
本実施形態は、第1の実施形態の変形例であり、原料硝材を熱プレス成形する成形金型の上型又は/及び下型のキャビティ面上に硝材突き出し部を形成することにより、レンズ部の厚みとコバ部の厚みの差が大きいレンズシート(ガラスレンズ)の成形を可能にする一実施形態である。なお、成形金型のキャビティ面に形成される成形面形状以外の構成、および成形方法等は、全て第1の実施形態と同様である。
(Second Embodiment)
The present embodiment is a modification of the first embodiment, and the lens portion is formed by forming the glass material protruding portion on the cavity surface of the upper mold and / or the lower mold of the molding die for hot press molding the raw material glass material. It is one Embodiment which enables shaping | molding of a lens sheet (glass lens) with the large difference of the thickness of this, and the thickness of an edge part. The configuration other than the molding surface shape formed on the cavity surface of the molding die, the molding method, and the like are all the same as in the first embodiment.
図3は、キャビティが開いた状態を示す断面図である。
図3において、成形金型21は、下型23と、上型22の2つのキャビティ面23b,22bが組み合わされてキャビティが形成される。下型23および上型22の各キャビティ面23b,22bには、各中心部に硝材突き出し部としての半球状に突起する凸面23c,22cが形成され、各凸面23c,22cの周囲に、レンズ部を成形する所定の球面、あるいは非球面形状の凹面23a,22aが、同一ピッチで格子状に複数個配列された多数個取り成形金型を構成している(図1参照)。
こうした凹面23a,22aおよび凸面23c,22cは、下型23および上型22の各キャビティ面23b,22b上に直接形成する、あるいは入れ子によって構成することができる。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a state where the cavity is opened.
In FIG. 3, the molding die 21 has a cavity formed by combining a
The
この成形金型21による熱プレス成形は、下型23、上型22が所定の間隔まで移動してキャビティが閉じられる時に、先ず下型23、上型22に形成された各凸面23c,22cが、硝材11と接触する。そして、硝材11が厚み方向に熱プレスされて変形し、図中の矢印方向(すなわち、レンズ部を成形する凹面の方向)に流動性が生じることにより、キャビティ内に展延が容易に行われ、レンズ部を成形する全ての凹面23a,22aに隙間なく充填される。余分な硝材11は成形されるレンズシートの外周方向にはみだして成形される。
In the hot press molding by the molding die 21, when the
以上の説明において、硝材突き出し部として、下型23および上型22の各キャビティ面23b,22bに半球状に突起する凸面23c,22cが形成された場合で説明したが、凸面23c,22cの形状は、逆V字形に突起する断面形状、台形に突起する断面形状等、どんな形状であっても良い。また、凸面は、下型23および上型22のどちらか一方に形成される場合であっても良い。なお、レンズ部を成形する所定の球面、あるいは非球面形状が凸面で形成される場合には、突起する凸面23c,22cの高さは、レンズ部を成形する凸面の高さよりも高く設定される。
In the above description, as the glass material protruding portion, the case where the
以上の第2の実施形態によれば、成形金型21の下型23、上型22のキャビティ面23b,22b上に、硝材突き出し部としての凸面23c,22cが形成されることにより、成形時には、先ず凸面23c,22cが、硝材11と接触し、硝材11が厚み方向に熱プレスされて変形し、レンズ部を成形する複数個の凹面23a,22aの方向に向かう流動性が生じることにより、キャビティ内に展延が容易に行われ、レンズ部を成形する全ての凹面23a,22aに隙間なく充填され、複数個の光学ガラスレンズが一回の成形により得られる。
According to the second embodiment described above, the
(第3の実施形態)
本実施形態は、第1の実施形態および第2の実施形態の変形例であり、原料硝材を熱プレス成形する成形金型の上型又は/及び下型のキャビティ面上に、硝材溜まり部、または硝材突き出し部を形成することにより、レンズ部の厚みとコバ部の厚みの差が大きいレンズシート(ガラスレンズ)の成形を可能にする一実施形態である。なお、成形金型のキャビティ面に形成される成形面形状以外の構成、および成形方法等は、全て第1の実施形態と同様である。
(Third embodiment)
This embodiment is a modification of the first embodiment and the second embodiment. On the cavity surface of the upper mold or / and the lower mold of the molding die for hot press molding the raw glass material, a glass material reservoir, Alternatively, by forming the glass material protruding portion, the lens sheet (glass lens) having a large difference in thickness between the lens portion and the edge portion can be formed. The configuration other than the shape of the molding surface formed on the cavity surface of the molding die, the molding method, and the like are all the same as in the first embodiment.
図4(a)は成形金型の下型のキャビティ面の模式図であり、同図(b)は成形金型の下型の断面図である。なお、図4(b)は同図(a)におけるB−B断面を示す。
成形金型31は、下型33と、上型32(図示せず)の2つのキャビティ面33b,32bが組み合わされてキャビティが形成される。下型33のキャビティ面33b上には、レンズ部を成形する所定の球面、あるいは非球面形状の凹面33aが、井桁状に同一ピッチで4個形成された凹面群が、同一ピッチで複数個配列されている。複数個配列された凹面群の内の中心部に形成された凹面群を囲む位置に、略正方形の溝33cが形成されている。なお、上型32のキャビティ面32bにも、下型33のキャビティ面33bに対応する位置に同様な成形面形状が形成されている。
4A is a schematic view of the cavity surface of the lower mold of the molding die, and FIG. 4B is a cross-sectional view of the lower mold of the molding die. FIG. 4B shows a BB cross section in FIG.
In the molding die 31, a cavity is formed by combining a
キャビティ面33b,32b上に形成された略正方形の溝33c,32cは、硝材が下型33と上型32に挟みこまれて加熱プレスされる際に、硝材溜まり部として機能し、硝材が溝33c,32cを充填するように展延されて、レンズ部を成形する全ての凹面33a,32aに隙間なく充填され、複数個のレンズ部が形成されたレンズシートが完成する。
The substantially
以上の説明において、溝33c,32cに替えて、キャビティ面33b,32bから突起する凸面を形成しても良い。この場合には、硝材が下型33と上型32に挟みこまれて加熱プレスされる際に、突起する凸面が硝材突き出し部として機能する。突起する凸面が最初に、硝材と接触することにより、硝材が厚み方向に変形し、硝材に流動性が生じながらキャビティ内に展延が行われ、レンズ部を成形する全ての凹面33a,32aに隙間なく充填される。
In the above description, instead of the
また、溝33c,32c、および突起する凸面の断面形状は、半球形状、V字形、台形等、どんな形状であっても良いし、溝33c,32cは、下型33および上型32のどちらか一方に形成される場合であっても良い。また、溝33c,32cの平面形状が、略正方形に形成された場合で説明したが、どんな矩形形状であっても良い。
Further, the cross-sectional shape of the
以上の第3の実施形態によれば、成形金型31のキャビティ面33b,32bに、硝材溜まり部としての溝33c,32c、あるいは硝材突き出し部としての突起する凸面が形成されることにより、第1、第2の実施形態と同様な効果が得られる他に、以下の効果がある。
レンズシート上に溝33c,32cにより成形された略正方形の突起、あるいは突起する凸面により成形された溝は、完成したレンズシートをダイシング装置等により切断し複数個のガラスレンズに分離する際に、位置決め用のアライメントマークとして用いることができる。これにより、成形金型31のキャビティ面33b,32b上に、より多くのレンズ部を形成することができ、効率良い製造方法が得られる。
According to the third embodiment described above, the cavity surfaces 33b and 32b of the molding die 31 are formed with
The substantially square protrusion formed by the
(第4の実施形態)
本実施形態は、成形金型のキャビティ内に載置される原料硝材上に、孔を形成することにより、レンズ部の厚みとコバ部の厚みの差が大きいレンズシート(ガラスレンズ)の成形を可能にすると共に、成形するプレス力を最小化することできる一実施形態である。なお、成形金型のキャビティ面に形成される成形面形状と硝材の形状以外の構成、および成形方法等は、全て第1の実施形態と同様である。
(Fourth embodiment)
In this embodiment, a lens sheet (glass lens) having a large difference between the thickness of the lens portion and the thickness of the edge portion is formed by forming a hole on the raw glass material placed in the cavity of the molding die. This is one embodiment that enables and minimizes the pressing force to be molded. The configuration other than the shape of the molding surface and the shape of the glass material formed on the cavity surface of the molding die, the molding method, and the like are all the same as in the first embodiment.
図5(a)は成形金型の下型のキャビティ面の模式図であり、同図(b)は原料硝材の模式図である。
図5(a)において、成形金型41は、下型43と上型42(図示せず)の2つのキャビティ面43b,42bが組み合わされてキャビティが形成される。下型43は、中心エリアを除くキャビティ面43b上に、ガラスレンズのレンズ部を成形する所定の球面、あるいは非球面形状の凹面43aが、同一ピッチで格子状に複数個配列されている。
FIG. 5A is a schematic diagram of the cavity surface of the lower mold of the molding die, and FIG. 5B is a schematic diagram of the raw glass material.
In FIG. 5A, the molding die 41 has a cavity formed by combining two
キャビティ面43b上に凹面43aが形成されない中心エリアとは、後述するキャビティに載置される硝材12上に形成された円形の孔12a(二点鎖線で示す)の位置範囲である。なお、上型42のキャビティ面42bには、下型43のキャビティ面43bに対応する位置に、レンズ部のもう一方の光学面を形成する所定形状の凹面42aが形成されている。
The central area where the
一方、成形金型41のキャビティに載置される硝材12は、図5(b)に示すように、中心部に硝材12の表裏に貫通する円形の孔12aが形成されている。この孔12aの形成は、予め所定の平面形状に切断する硝材加工と併せてスクライバ等により加工される。
なお、硝材12の平面形状は、成形金型41(下型43および上型42)の略平面寸法の大きさであり、厚さは、円形の孔12aの体積や成形品の体積から設定する。
On the other hand, as shown in FIG. 5B, the
The planar shape of the
この円形の孔12aが形成された硝材12が、成形金型41のキャビティ内に載置され、下型43と上型42に挟みこまれて加熱プレスされる際に、先ず硝材12が円形の孔12aに向かって展延し、そして硝材12が凹面43a,42aを充填するように展延されて、レンズ部を成形する全ての凹面43a,42aに隙間なく充填され、複数個のレンズ部が形成されたレンズシートが完成する。すなわち、円形の孔12aは、硝材12が変形する(展延される)方向性を持たせる(展延し易い方向をつくる)ことで、硝材12をプレスする時のプレス力を最小化することができる。
When the
以上の説明において、硝材12に形成された孔12aは、中心部に硝材の表裏に貫通する円形の孔12aが一個だけ形成された場合で説明したが、成形金型41上に形成された凹面43aに対応するエリア以外の硝材12上に、所望の複数個の孔を形成しても良いし、孔12aの形状は、円形以外のどんな形状であっても良い。また、硝材の表裏に貫通する孔12aに替えて、硝材12の表、裏面の内の少なくともどちらか一方の面に、硝材12を表裏に貫通しない孔、いわゆる凹みを形成することでも同様の効果が得られる。
In the above description, the
以上の第4の実施形態によれば、熱プレス成形される硝材12上に、表裏に貫通する孔12aが形成されることにより、第1の実施形態における効果が同様に得られる他に、孔12aが硝材12を変形する方向性を持たせることで、硝材12を大きなプレス力を用いることなく、短い成形時間でガラスレンズシート(ガラスレンズ)を成形(製造)することができる。
According to the fourth embodiment described above, the
(第5の実施形態)
本実施形態は、成形金型のキャビティ内に載置される原料硝材上に、複数の溝を形成することにより、レンズ部の厚みとコバ部の厚みの差が大きいレンズシート(ガラスレンズ)の熱プレス成形を可能にすると共に、成形するプレス力を最小化することができる一実施形態である。なお、成形金型のキャビティ面に形成される成形面形状と硝材の形状以外の構成、および成形方法等は、全て第1の実施形態と同様である。
(Fifth embodiment)
In the present embodiment, a lens sheet (glass lens) having a large difference in thickness between the lens portion and the edge portion is formed by forming a plurality of grooves on the raw glass material placed in the cavity of the molding die. It is one embodiment that enables hot press molding and minimizes the pressing force to be molded. The configuration other than the shape of the molding surface and the shape of the glass material formed on the cavity surface of the molding die, the molding method, and the like are all the same as in the first embodiment.
図6(a)は成形金型の下型のキャビティ面の模式図であり、同図(b)は原料硝材の模式図である。
図6(a)において、成形金型51は、下型53と上型52(図示せず)の2つのキャビティ面53b,52bが組み合わされてキャビティが形成される。下型53は、キャビティ面53b上にガラスレンズのレンズ部を成形する所定の球面、あるいは非球面形状の凹面53aが、同一ピッチで格子状に複数個配列されている。なお、上型52のキャビティ面52bには、下型53のキャビティ面53bに対応する位置に、レンズ部のもう一方の光学面を形成する所定形状の凹面52aが形成されている。
FIG. 6A is a schematic diagram of the cavity surface of the lower mold of the molding die, and FIG. 6B is a schematic diagram of the raw glass material.
In FIG. 6A, a
一方、成形金型51のキャビティ内に載置される硝材13は、成形金型51(下型53および上型52)の略平面寸法の大きさの表面上に、図6(b)に示すように、成形金型51に形成された複数の凹面53a(一部の凹面を二点鎖線で示す)間の全てを等間隔に分割する位置に、直線に凹む溝13cが格子状に形成されている。この溝13cの形成は、予め所定の平面形状に切断する硝材加工と併せてダイサー等により加工される。また、溝13cの断面形状は、半球形状、V字形、台形等、どんな形状であっても良い。
なお、硝材13の厚さは、溝13cの体積と成形品の体積から算出する。
On the other hand, the
The thickness of the
この複数の溝13cが形成された硝材13が、成形金型51のキャビティ内に載置され、下型53と上型52に挟みこまれて加熱プレスされる際に、先ず硝材13が、各レンズ部に成形される凹面53aを取り囲む複数の溝13cに向かって展延し、そして、硝材13は凹面53a,52aを充填するように展延されて、レンズ部を成形する全ての凹面53a,52aに隙間なく充填され、複数個のレンズ部が形成されたレンズシートが完成する。すなわち、溝13cは、硝材13が変形する(展延される)方向性を持たせる(展延し易い方向をつくる)ことで、プレス力を最小化することができる。
When the
以上の実施形態において、直線に凹む溝13cが、複数の凹面53a間の全てを等間隔に分割する位置に、格子状に形成された場合で説明したが、例えば、図6(b)に示す格子状に形成された溝13cを、格子状の縦・横方向をそれぞれ一本づつ間引いた格子状に形成する、あるいは格子状の縦方向の溝13cのみを、一本づつ間引いた格子状に形成する等、ガラスレンズ間位置の一部に形成しても良い。
以上の第5の実施形態によれば、熱プレス成形される硝材13上に、複数の溝13cが各レンズ部が成形される凹面53aを取り囲むように形成されることにより、第4の実施形態と同様の効果が得られる。
In the above embodiment, the description has been given of the case where the linearly recessed
According to the above fifth embodiment, the plurality of
以上に説明した第1〜第5の実施形態において、成形金型の上型、および下型の各キャビティ面に、レンズ部を成形する所定の球面あるいは非球面形状からなる凹面が形成され、図7(c)に示すような凸面と凸面からなる正レンズを成形する場合で説明したが、図7(d)に示すような凹面と凹面からなる凹レンズを成形する成形金型および製造方法の場合であっても同様な効果が得られる。また、平面と凸面からなる平凸レンズの場合であっても同様である。さらに、図7(b)に示すような凸面と凹面からなるメニスカス形状のレンズに適用すれば、ワレの発生をより抑制し、成形時間をより短縮した成形金型および製造方法が得られる。 In the first to fifth embodiments described above, concave surfaces made of a predetermined spherical surface or aspherical surface for forming the lens portion are formed on the cavity surfaces of the upper mold and the lower mold of the molding die. In the case of molding a positive lens composed of a convex surface and a convex surface as shown in FIG. 7C, but in the case of a molding die and a manufacturing method for molding a concave lens composed of a concave surface and a concave surface as shown in FIG. However, the same effect can be obtained. The same applies to a plano-convex lens composed of a plane and a convex surface. Furthermore, when applied to a meniscus lens having a convex surface and a concave surface as shown in FIG. 7 (b), it is possible to obtain a molding die and a manufacturing method in which the occurrence of cracking is further suppressed and the molding time is further shortened.
以上の第1〜第5の実施形態における成形金型および製造方法により製造された光学ガラスレンズは、単独、もしくは組み合わせて、CCDやCMOS等の撮像素子、あるいは、携帯電話等の各種小型カメラの集光レンズなどに用いることができる。 The optical glass lens manufactured by the molding die and the manufacturing method in the first to fifth embodiments described above can be used alone or in combination with an imaging device such as a CCD or CMOS, or various small cameras such as a mobile phone. It can be used for a condenser lens.
1,21,31,41,51…成形金型、2,22,32,42,52…上型、3,23,33,43,53…下型、2a,3a,22a,23a,32a,33a,42a,43a,52a,53a…球面あるいは非球面形状からなる凹面、2b,3b,22b,23b,32b,33b,42b,43b,52b,53b…キャビティ面、2c,3c…硝材溜まり部としての凹面、10,11,12,13…原料硝材、12a…孔、13c,33c…溝、22c,23c…硝材突き出し部としての凸面、S,S10,S11,S12,S13…ガラスレンズシート、Sa,10a,11a,12a,13a…レンズ部、Sb,10b,11b,12b,13b…接続部。
1, 21, 31, 41, 51 ... Mold, 2, 22, 32, 42, 52 ... Upper die, 3, 23, 33, 43, 53 ... Lower die, 2a, 3a, 22a, 23a, 32a, 33a, 42a, 43a, 52a, 53a ... concave surfaces of spherical or aspherical shapes, 2b, 3b, 22b, 23b, 32b, 33b, 42b, 43b, 52b, 53b ... cavity surfaces, 2c, 3c ... as glass material reservoirs Concave surfaces, 10, 11, 12, 13 ... raw glass material, 12a ... hole, 13c, 33c ... groove, 22c, 23c ... convex surface as glass material protruding portion, S, S10, S11, S12, S13 ... glass lens sheet, Sa , 10a, 11a, 12a, 13a ... lens part, Sb, 10b, 11b, 12b, 13b ... connection part.
Claims (4)
前記成形金型は、上型と下型の2つのキャビティ面が組み合わされてキャビティが形成され、
前記上型と前記下型の前記各キャビティ面に、前記ガラスレンズのレンズ面を成形する面と、
少なくとも前記上型と前記下型の内のどちらか一方の前記キャビティ面に、該キャビティ面から凹む凹面からなる硝材溜まり部が形成されたことを特徴とする成形金型。 In a molding die for producing an optical glass lens sheet in which a plurality of glass lenses are formed in a lattice shape by hot press molding a raw glass material,
In the molding die, a cavity is formed by combining two cavity surfaces of an upper mold and a lower mold,
A surface for molding a lens surface of the glass lens on each cavity surface of the upper mold and the lower mold;
A molding die characterized in that at least one of the upper die and the lower die is formed with a glass material reservoir portion having a concave surface recessed from the cavity surface.
前記成形金型は、上型と下型の2つのキャビティ面が組み合わされてキャビティが形成され、
前記上型と前記下型の前記各キャビティ面に、前記ガラスレンズのレンズ面を成形する面と、
少なくとも前記上型と前記下型の内のどちらか一方の前記キャビティ面に、該キャビティ面から突起する凸面からなる硝材突き出し部が形成されたことを特徴とする成形金型。 In a molding die for manufacturing an optical glass lens sheet in which a plurality of glass lenses are formed in a lattice shape by hot press molding a raw glass material,
In the molding die, a cavity is formed by combining two cavity surfaces of an upper mold and a lower mold,
A surface for molding a lens surface of the glass lens on each cavity surface of the upper mold and the lower mold;
A molding die characterized in that at least one of the upper die and the lower die is formed with a glass material protruding portion made of a convex surface protruding from the cavity surface.
前記原料硝材は、平板からなり、該平板上に少なくとも1個以上の貫通孔もしくは未貫通孔が形成されていることを特徴とするガラスレンズの製造方法。 In the method for producing an optical glass lens, which is produced by heating and pressing a raw material glass material to produce an optical glass lens sheet in which a plurality of glass lenses are formed in a lattice shape,
The glass material manufacturing method, wherein the raw glass material is a flat plate, and at least one through hole or non-through hole is formed on the flat plate.
前記原料硝材は、平板からなり、該平板上に成形される前記複数個のガラスレンズ間位置の一部もしくは全体にわたって格子状に、溝が形成されていることを特徴とするガラスレンズの製造方法。
In the method for producing an optical glass lens, which is produced by heating and pressing a raw material glass material to produce an optical glass lens sheet in which a plurality of glass lenses are formed in a lattice shape,
The method for producing a glass lens, wherein the raw glass material is a flat plate, and grooves are formed in a lattice shape over a part or all of the positions between the plurality of glass lenses formed on the flat plate. .
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