JP2008169051A

JP2008169051A - 光学レンズ及びその製造方法

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Publication number: JP2008169051A
Application number: JP2007001032A
Authority: JP
Inventors: Hidetoshi Nakamura; 秀俊中村
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 2007-01-09
Filing date: 2007-01-09
Publication date: 2008-07-24
Anticipated expiration: 2027-01-09
Also published as: US20080165438A1; JP4949860B2; CN101221275A; US7561355B2

Abstract

【課題】ガラス球の事前加熱を行っても不良品の発生を抑えることのできる光学レンズ及びその製造方法を提供する。
【解決手段】金属製の鏡筒３内にレンズ２を保持してなる光学レンズ１の製造方法において、鏡筒３は中空の筒状に形成されると共に、内壁部１２の一方の開口部１０近傍から他方の開口部１１近傍に渡って傾斜面１３が形成され、内壁部１２の傾斜面１３は傾斜角度が１０度以上２０度以下の範囲に形成され、鏡筒３の内壁部１２に形成された傾斜面１３に対して球形のレンズ素材２０を載置し、その状態でレンズ素材２０を加熱して該レンズ素材２０を鏡筒３の内壁部１２に圧着させ、その後に再度レンズ素材２０を加熱して鏡筒３の開口部側にレンズ面を成形する。
【選択図】図２

Description

本発明は、レンズの周囲に鏡筒を有した光学レンズ及びその製造方法に関し、特にガラス球を加熱して鏡筒内でレンズ面を成形する光学レンズ及びその製造方法に関する。

金属製の鏡筒内にガラス製のレンズを納めてなる光学レンズは、レンズ素材からなるガラス球を鏡筒の内部に配置し、ガラス球を加熱して軟化させた上で、金型で上下方向から挟持して加圧・変形させ、鏡筒の内部に圧着させると共に、レンズ素材に金型面を転写させて鏡筒内の光軸方向にレンズ面を形成する。このような製造方法による光学レンズとしては、例えば特許文献１に挙げるものがある。
特開２００２−６１８９号公報

図５には、従来の光学レンズの製造過程における断面図を示している。この図は、鏡筒５０の内部にガラス球５５を配置した状態を示している。この図に示すように、鏡筒５０は内部が中空状に形成されて内壁部５１を形成している。内壁部５１の一方の開口部５２と他方の開口部５３の間には、傾斜面５４が形成され、これに伴って一方の開口部５２よりも他方の開口部５３の方が小径となるように形成されている。傾斜面５４は、鏡筒５０の内壁部５１において傾斜角度θが４０度から７０度の範囲で形成され、この傾斜面５４の開口部５３側の縁部にかかるようにガラス球５５が載置される。

図５に示す状態において、レンズ面の成形を行う前に、ガラス球５５表面の不純物を除くために、事前加熱を行うことがある。この場合、傾斜面５４の開口部５３側の縁部に対し、加熱により若干軟化したガラス球５５が食い込んで溝５６が形成される。事前加熱後に鏡筒を成形プレス機に輸送する際、及びプレス成形時の振動などによってガラス球５５が回転し、事前加熱時に形成された溝５６が図６に示すようにレンズが形成される面にかかるように位置した場合、レンズ面の成形後も跡が残って不良品となる。

本発明は上記課題を鑑みてなされたものであり、ガラス球の事前加熱を行っても不良品の発生を抑えることのできる光学レンズ及びその製造方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明に係る光学レンズは、金属製の鏡筒内にレンズを保持してなる光学レンズにおいて、
前記鏡筒は中空の筒状に形成されると共に、内壁部の一方の開口部近傍から他方の開口部近傍に渡って傾斜面が形成され、前記内壁部の傾斜面は傾斜角度が１０度以上２０度以下の範囲に形成され前記レンズを保持してなることを特徴として構成されている。

また、本発明に係る光学レンズの製造方法は、金属製の鏡筒内にレンズを保持してなる光学レンズの製造方法において、
前記鏡筒は中空の筒状に形成されると共に、内壁部の一方の開口部近傍から他方の開口部近傍に渡って傾斜面が形成され、前記内壁部の傾斜面は傾斜角度が１０度以上２０度以下の範囲に形成され、
前記鏡筒の内壁部に形成された傾斜面に対して球形のレンズ素材を載置し、その状態で前記レンズ素材を加熱して該レンズ素材を前記鏡筒の内壁部に圧着させ、その後に再度前記レンズ素材を加熱して前記鏡筒の開口部側にレンズ面を成形することを特徴として構成されている。

本発明に係る光学レンズによれば、鏡筒は中空の筒状に形成されると共に、内壁部の一方の開口部近傍から他方の開口部近傍に渡って傾斜面が形成され、内壁部の傾斜面は傾斜角度が１０度以上２０度以下の範囲に形成されレンズを保持してなることにより、レンズの形成時にレンズ素材を傾斜面に保持しておくことができるので、事前加熱後のレンズ素材の回転を防止して不良品の発生を抑えることができる。

また、本発明に係る光学レンズの製造方法によれば、鏡筒は中空の筒状に形成されると共に、内壁部の一方の開口部近傍から他方の開口部近傍に渡って傾斜面が形成され、内壁部の傾斜面は傾斜角度が１０度以上２０度以下の範囲に形成され、鏡筒の内壁部に形成された傾斜面に対して球形のレンズ素材を載置し、その状態でレンズ素材を加熱して該レンズ素材を鏡筒の内壁部に圧着させ、その後に再度レンズ素材を加熱して鏡筒の開口部側にレンズ面を成形することにより、事前加熱時にレンズ素材を鏡筒に固定しておけるので、その後のレンズ素材の回転を防止して不良品の発生を抑えることができる。

本発明の実施形態について図面に沿って詳細に説明する。図１には本実施形態における光学レンズの断面図を示している。図１に示すように、本実施形態における光学レンズ１は、金属製の鏡筒３内にガラス製のレンズ２が納められてなるものである。なお、鏡筒３はフェライト系のステンレス鋼などにより、またレンズ２は酸化鉛系ガラス材料などの光学ガラス材料によって形成される。

図１に示すように、鏡筒３の内部はレンズ２を納めることのできる筒状とされて内部壁１２が形成されると共に、内部壁１２の中間位置には傾斜面１３が形成されて、一方の開口部１０より他方の開口部１１が小径となるようにされている。傾斜面１３は、一方の開口部１０の近傍から他方の開口部１１の近傍に渡るように形成されており、その傾斜角度θは、１０度以上２０度以下の範囲となるようにされている。

レンズ２は、鏡筒３の一方の開口部１０から露出する第１のレンズ２ａと、鏡筒３の他方の開口部１１から露出する第２のレンズ２ｂとを有している。前述の鏡筒３の形状に伴い、第２のレンズ２ｂは第１のレンズ２ａよりも小径に形成される。なお、本実施形態ではレンズ２をいずれも凸レンズとして形成しているが、これには限られず、凹レンズとなるように形成してもよい。

次に、本実施形態における光学レンズ１の製造方法について説明する。予め、鏡筒３を切削加工により傾斜面１３を有するように形成しておく。また、レンズ素材からなる球状のガラス球２０も形成しておく。図２には、光学レンズ１の製造過程であって鏡筒３内にガラス球２０を配置した状態を表した断面図を示している。

図２に示すように、ガラス球２０は鏡筒３の内部壁１２に挿入されることにより、傾斜面１３の中間位置に当接して保持される。鏡筒３の傾斜面１３が一方の開口部１０の近傍から他方の開口部１１の近傍に渡って形成されると共に、その傾斜角度が１０度以上２０度以下の範囲で形成されていることによって、ガラス球２０が傾斜面１３の縁部にかからないようにすることができる。

この状態でガラス球２０に対して事前加熱を行う。ガラス球２０が載置された鏡筒３の外周には、加熱部材が配置されており、この加熱部材によって鏡筒３が加熱され、これに伴いガラス球２０も加熱される。ここでは、ガラス球２０の表面が若干軟化する程度まで加熱を行うことで、ガラス球２０の表面に付着した不純物を取り除くことができる。

事前加熱を行うと、鏡筒３は熱膨張によって内径が僅かながら大きくなり、一方でガラス球２０は表面が若干軟化すると共に、鏡筒３の内径の拡大に伴って自重により下方に移動する。事前加熱を終了すると、鏡筒３は内径が元の寸法に戻り、またガラス球２０の表面も再び固化する。ガラス球２０は鏡筒３の内径の拡大に伴って下方に移動しているので、鏡筒３の内径が元の寸法に戻る際に、鏡筒３の傾斜面１３によって押圧されると共に、ガラス球２０の表面が固化することにより、鏡筒３の傾斜面１３に対して圧着した状態となる。

図３には、図２において事前加熱を行った後の鏡筒３とガラス球２０とが接する部分の拡大図を示している。図３は圧着したガラス球２０をやや誇張して表しており、この図に示すように、ガラス球２０は傾斜面１３に当接する部分がつぶれて溶着した状態となっており、さらに鏡筒３によって全周に渡り内側に向かって押圧された状態となっている。

このようにガラス球２０が鏡筒３に圧着するためには、事前加熱の際にガラス球２０が鏡筒３の内部壁１２のうち傾斜面１３の中間位置に当接していることが必要で、本実施形態では鏡筒３の傾斜面１３が一方の開口部１０の近傍から他方の開口部１１の近傍に渡って形成されると共に、その傾斜角度が１０度以上２０度以下の範囲で形成されていることにより、ガラス球２０が確実に傾斜面１３の中間位置に当接するようにすることができる。

さらに、ガラス球２０と鏡筒３との圧着には、ガラス球２０の自重と、鏡筒３の材料及びガラス球２０の材料の線膨張係数差とによるかしめ効果の程度、ガラス球２０の軟化の程度、及び鏡筒３の内部壁１２における切削溝の程度が関係するため、これらを適切に設定することが必要である。

事前加熱を行ったら、次にレンズ面の成形を行う。レンズ面の成形のためには、ガラス球２０を再び加熱し、その全体を軟化させる。加熱の方法は、事前加熱の場合と同様であり、鏡筒３の加熱に伴ってガラス球２０を加熱し、これを軟化させる。

ガラス球２０が軟化したら、図４に示すように鏡筒３の両開口部１０、１１からそれぞれ上金型３０と下金型３１とを挿入し、ガラス球２０をプレスする。これによってガラス球２０は加圧・変形されて、上金型３０と下金型３１の表面に形成されたレンズの形状が転写される。これによって第１のレンズ２ａ及び第２のレンズ２ｂの各レンズ面が形成される。

前述のように、事前加熱の際にガラス球２０が鏡筒３に圧着するため、ガラス球２０が鏡筒３に当接する部分がプレス成形の際にレンズ面となる面に露出することがないので、そのことによる不良品の発生を防止することができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明の適用は本実施形態には限られず、その技術的思想の範囲内において様々に適用されうるものである。

本実施形態における光学レンズの断面図である。光学レンズの製造過程であって鏡筒内にガラス球を配置した状態を示した断面図である。図２において事前加熱を行った後の鏡筒とガラス球とが接する部分の拡大図である。光学レンズの製造過程であってプレス成形を行う工程を示した断面図である。従来の光学レンズの製造過程であって鏡筒内にガラス球を配置して事前加熱を行った状態を示した断面図である。図５の状態からガラス球が回転した場合の断面図である。

符号の説明

１光学レンズ
２レンズ
２ａ第１のレンズ
２ｂ第２のレンズ
３鏡筒
１０開口部
１１開口部
１２内壁部
１３傾斜面
２０ガラス球

Claims

金属製の鏡筒内にレンズを保持してなる光学レンズにおいて、
前記鏡筒は中空の筒状に形成されると共に、内壁部の一方の開口部近傍から他方の開口部近傍に渡って傾斜面が形成され、前記内壁部の傾斜面は傾斜角度が１０度以上２０度以下の範囲に形成され前記レンズを保持してなることを特徴とする光学レンズ。
金属製の鏡筒内にレンズを保持してなる光学レンズの製造方法において、
前記鏡筒は中空の筒状に形成されると共に、内壁部の一方の開口部近傍から他方の開口部近傍に渡って傾斜面が形成され、前記内壁部の傾斜面は傾斜角度が１０度以上２０度以下の範囲に形成され、
前記鏡筒の内壁部に形成された傾斜面に対して球形のレンズ素材を載置し、その状態で前記レンズ素材を加熱して該レンズ素材を前記鏡筒の内壁部に圧着させ、その後に再度前記レンズ素材を加熱して前記鏡筒の開口部側にレンズ面を成形することを特徴とする光学レンズの製造方法。