JP2008310053A - メニスカスレンズおよびメニスカスレンズの成形方法 - Google Patents

Abstract

【課題】成形性に優れたメニスカスレンズ、さらに成形性に優れたメニスカスレンズを成形することができるメニスカスレンズの成形方法を提供すること。
【解決手段】本発明のメニスカスレンズ１は、一方の面１０に、凹面１１と、この凹面１１の外周に位置する第１の外周面１２とが形成され、他方の面２０に、凸面２１と、この凸面２１の外周に位置する第２の外周面２２とが形成されており、光軸Ａと、凹面１１の縁部における接線とのなす角度をθ_１とし、光軸Ａと、第２の外周面２２とのなす角度をθ_２としたとき、θ_１≦６０°で、かつ、｜θ_１−θ_２｜≦２５°なる関係を満足する。
【選択図】図１

Description

本発明は、メニスカスレンズおよびメニスカスレンズの成形方法に関するものである。

近年、デジタルカメラ等に用いられるレンズの設計では、メニスカス形状の非球面レンズが採用されるようになってきている。

このようなメニスカス形状のレンズは、例えば、円柱状のレンズ材料（プリフォーム）を用意し、このレンズ材料を加熱軟化させた状態でプレス成形する方法が知られている（例えば、引用文献１参照。）。

より具体的には、次のようにしてメニスカス形状のレンズ（レンズ）を形成する方法が知られている。

まず、図６（ａ）に示すように、有底筒状をなす第１の型１０１と、この第１の型１０１内に挿入される第２の型１０２とを有する金型１００を用意し、この第１の型１０１の成形面１１１上にレンズ材料１０３を配置した状態で、第２の型１０２を、第１の型１０１内に挿入する。

次に、図示しない加熱手段により、レンズ材料１０３を軟化させた後、第１の型１０１と第２の型１０２との距離を接近させる。このように、これらの部材１０１、１０２同士の距離を接近させると、加熱軟化したレンズ材料１０３が、成形面１１１、１２１の形状に対応して変形することとなる。

その後、変形したレンズ材料１０３を冷却することにより、図６（ｂ）に示すような、成形面１１１の形状に対応した凸面と、成形面１２１の形状に対応した凹面とを備えるメニスカス形状のレンズ１０４をプレス成形することができる。

このような金型１００を用いた成形方法では、得られるレンズ１０４の転写性（成形性）を向上させることを目的に、例えば、以下のような構成となっている。

Ｉ：第２の型１０２を、成形面１２１の外側に、形成すべきレンズ１０４の光軸方向（鉛直方向）に対してほぼ垂直をなす外周面１２２を有するものとする。

かかる構成とすることにより、軟化したレンズ材料１０３が外周面１２２に当接する際に、レンズ材料１０３の延びが規制されるようになる。その結果、レンズ１０４の成形性を向上させることができる。

II：第１の型１０１を、第１の型１０１と第２の型１０２とを接近させることにより形成されるレンズ１０４形成領域の外周を取り囲む内壁面１１２を有するものとする。

かかる構成とすることにより、第１の型１０１と第２の型１０２とを接近させる成形方向ばかりでなく、内壁面１１２からも圧力を付与することができるようになる。その結果、レンズ１０４の成形性を向上させることができる。

しかしながら、上記のようなＩおよびIIのような構成としたとしても、前記光軸方向と、前記凹面の縁部における接線とのなす角度θ_５が小さい（特に、６０°以下）のレンズ１０４を形成する場合では、前記凹面の縁部において、プレス成形時に第１の型１０１および第２の型１０２から圧力を十分に付与することができず、レンズ１０４の転写性（成形性）が低下するという問題があった。

特開平９−２４９４２４号公報

本発明の目的は、成形性に優れたメニスカスレンズ、さらに成形性に優れたメニスカスレンズを成形することができるメニスカスレンズの成形方法を提供することにある。

このような目的は、下記の（１）〜（１２）の本発明により達成される。
（１） 一方の面に、凹面と、該凹面の外周に位置する第１の外周面とが形成され、他方の面に、凸面と、該凸面の外周に位置する第２の外周面とが形成されたメニスカスレンズであって、
光軸と、前記凹面の縁部における接線とのなす角度をθ_１とし、光軸と、前記第２の外周面とのなす角度をθ_２としたとき、
θ_１≦６０°で、かつ、｜θ_１−θ_２｜≦２５°なる関係を満足することを特徴とするメニスカスレンズ。

｜θ_１−θ_２｜≦２５°なる関係を満足することにより、たとえ角度θ_１が６０°以下となるようなメニスカスレンズであったとしても、メニスカスレンズを成形する際に、凹面の縁部に対して圧力が十分に付与されることとなる。その結果、凹面の縁部におけるメニスカスレンズの転写性が向上することから、成形性に優れたメニスカスレンズとすることができる。

（２） 前記凹面と前記凸面との距離が、中心部でその外側よりも厚くなっている上記（１）に記載のメニスカスレンズ。

メニスカスレンズを、｜θ_１−θ_２｜≦２５°なる関係を満足する形状のものとすれば、凸型のメニスカスレンズを形成する場合においても、凹面の縁部に対して圧力を十分に付与することができ、凹面の縁部におけるメニスカスレンズの成形性を向上させることができる。

（３） 前記第２の外周面は、前記凸面の縁部における接線よりも前記一方の面側に位置する上記（１）または（２）に記載のメニスカスレンズ。

（４） 前記第２の外周面と、前記凸面の縁部における接線とのなす角度をθ_３としとき、θ_３が５〜３０°である上記（３）に記載のメニスカスレンズ。

これにより、凹面の縁部における転写性が向上するとともに、凸面の縁部における転写性が向上する。

（５） 前記第１の外周面は、光軸に対してほぼ垂直をなす上記（１）ないし（４）のいずれかに記載のメニスカスレンズ。

これにより、｜θ_１−θ_２｜を２５°以下とすることによる効果が相乗的に得られ、凹面の縁部における転写性がより向上する。

（６） 前記凹面の縁部の外径と、前記凸面の縁部の外径とでは、前記凸面の縁部の外径のほうが大きい上記（１）ないし（５）のいずれかに記載のメニスカスレンズ。

かかる形状のメニスカスレンズにおいて、｜θ_１−θ_２｜を２５°以下とすることにより得られる効果が、より顕著に認められることとなる。

（７） 前記第１の外周面、前記第２の外周面、および、当該メニスカスレンズの側面とで取り囲まれる領域によりコバ部が構成される上記（１）ないし（６）のいずれかに記載のメニスカスレンズ。

本発明のメニスカスレンズは、このようなコバ部を有していることから、メニスカスレンズの鏡筒への組み込みを、後工程での芯取り作業を不要にして行うことができるという利点もある。

（８） 上記（１）ないし（７）のいずれかに記載のメニスカスレンズの成形方法であって、
有底筒状をなし、前記凸面を形成するための凹面を備えた第１の型と、該第１の型内に挿入され、前記凹面を形成するための凸面を備えた第２の型とを有する成形型と、
前記第１の型に挿入され、前記第２の外周面を形成するための傾斜面を備えた補助具とを用いて、加熱軟化したレンズ材料を加圧成形することにより、
前記第１の型が備える凹面、前記第２の型が備える凸面および前記補助具が備える傾斜面の形状に対応して、それぞれ、前記凸面、前記凹面および前記第２の外周面が形成されることを特徴とするメニスカスレンズの成形方法。

このような本発明のメニスカスレンズの成形方法では、成形型を用いてメニスカスレンズを成形する際に、第１の型内に補助具を挿入した状態で成形する。この際、傾斜面の形状に対応して形成される、第２の外周面が｜θ_１−θ_２｜≦２５°なる関係を満足した状態で成形させるように、傾斜面の形状が設定されている。そのため、たとえ角度θ_１が６０°以下となるようなメニスカスレンズを成形する場合であったとしても、凹面の縁部に対して圧力を十分に付与することができ、凹面の縁部におけるメニスカスレンズの成形性を向上させることができる。

（９） 前記補助具は、中心部に孔を有する筒状をなし、前記孔の孔径が当該補助具の一端側に向かって漸減することにより、前記孔の内面で、前記傾斜面が構成される上記（８）に記載のメニスカスレンズの成形方法。

（１０） 前記補助具の外径は、前記第１の型の内径とほぼ等しいかまたは前記第１の型の内径よりも若干小さい上記（９）に記載のメニスカスレンズの成形方法。

これにより、第１の型内に補助具を確実に挿入できるとともに、加熱軟化したレンズ材料をプレス成形する際に、このレンズ材料が第１の型と補助具との間に入り込み、メニスカスレンズの転写性および離型性等が低下するのを確実に防止することができる。

（１１） 前記補助具の最小内径は、前記凹面の縁部の外径よりも大きい上記（８）ないし（１０）のいずれかに記載のメニスカスレンズの成形方法。

かかる形状の補助具を用いることにより、傾斜面から第２の型が備える凸面に対する圧力の伝達をより確実に行うことができる。その結果、形成されるメニスカスレンズにおける凹面の縁部での転写性（成形性）がより向上することとなる。

（１２） 前記レンズ材料を加圧成形する際に、前記補助具は、前記レンズ材料の位置決めを行う位置決め機能を有する上記（８）ないし（１１）のいずれかに記載のメニスカスレンズの成形方法。

これにより、加熱軟化したレンズ材料をプレス成形する際に、レンズ材料が第１の型が備える凹面からズレてしまうのを確実に防止することができる。このような状態で、レンズ材料をプレス成形することができることから、成形性に優れたメニスカスレンズを成形することができる。

本発明のメニスカスレンズのような形状とすれば、すなわち、｜θ_１−θ_２｜≦２５°なる関係を満足すれば、たとえθ_１が６０°以下の場合であったとしても、成形性に優れたメニスカスレンズとすることができる。

また、本発明のメニスカスレンズの成形方法によれば、たとえθ_１が６０°以下のメニスカスレンズを形成する場合であったとしても、｜θ_１−θ_２｜≦２５°なる関係を満足した状態でメニスカスレンズを成形することができ、成形性に優れたメニスカスレンズが得られる。

以下、本発明のメニスカスレンズおよびメニスカスレンズの成形方法を添付図面に示す好適実施形態に基づいて詳細に説明する。

まず、本発明のメニスカスレンズについて説明する。
＜第１実施形態＞
まず、本発明のメニスカスレンズの第１実施形態について説明する。

図１は、本発明のメニスカスレンズの第１実施形態を示す縦断面図である。なお、以下の説明では、図１中の上側を「上」、下側を「下」と言う。

図１に示すメニスカスレンズ１は、一方の面１０に、凹面１１と、この凹面１１の外周に位置する第１の外周面１２とが形成され、他方の面２０に、凸面２１と、この凸面２１の外周に位置する第２の外周面２２とが形成されている。

そして、本実施形態では、このメニスカスレンズ１は、凹面１１と凸面２１との距離が、中心部でその外側よりも薄く（肉薄に）なっている凹型のメニスカスレンズである。すなわち、凹面１１’の曲率半径よりも、凸面２１’の曲率半径の方が大きくなっている凹型のメニスカスレンズである。

本発明では、このようなメニスカスレンズ１において、光軸Ａと、凹面１１の縁部における接線Ｂとのなす角度をθ_１とし、光軸Ａと、第２の外周面２２とのなす角度をθ_２としたとき、θ_１≦６０°で、かつ、｜θ_１−θ_２｜≦２５°なる関係を満足する。

ここで、上述した従来技術で説明したように、角度θ_１が６０°以下となるようなメニスカスレンズをプレス成形で成形すると、成形に用いられる成形型から、凹面１１の縁部に対して圧力を十分に付与することができず、凹面１１の縁部において形成されるメニスカスレンズの成形性（転写性）が低下するという問題があった。

これに対して、本発明のメニスカスレンズ１では、第２の外周面２２を備え、この外周面２２と光軸Ａとのなす角度θ_２と、角度θ_１とが、｜θ_１−θ_２｜≦２５°なる関係を満足するようになっている。かかる関係を満足することにより、たとえ角度θ_１が６０°以下となるようなメニスカスレンズ１であったとしても、メニスカスレンズ１を成形する際に、凹面１１の縁部に対して圧力が十分に付与されることとなる。その結果、凹面１１の縁部におけるメニスカスレンズ１の転写性が向上することから、成形性に優れたメニスカスレンズ１とすることができる。

なお、｜θ_１−θ_２｜は、２５°以下であればよいが、１５°以下であるのが好ましく、５°以下であるのがより好ましい。かかる関係を満足することにより、前記効果をより顕著に発揮させることができる。

また、本実施形態では、第２の外周面２２は、凸面２１の縁部における接線Ｃよりも一方の面１０側に位置している。

このように、第２の外周面２２が接線Ｃよりも一方の面１０側に位置している際に、第２の外周面２２と、接線Ｃとのなす角度をθ_３としたとき、θ_３は、５〜３０°程度であるのが好ましく、１０〜２０°程度であるのがより好ましい。これにより、凹面１１の縁部における転写性が向上するとともに、凸面２１の縁部における転写性が向上する。

さらに、第１の外周面１２は、光軸Ａに対してほぼ垂直をなしている。これにより、｜θ_１−θ_２｜を２５°以下とすることによる効果が相乗的に得られ、凹面１１の縁部における転写性がより向上する。

また、凹面１１の縁部の外径と、凸面２１の縁部の外径とでは、凸面２１の縁部の外径の方が大きくなっている。かかる形状のメニスカスレンズ１において、｜θ_１−θ_２｜を２５°以下とすることにより得られる効果が、より顕著に認められることとなる。

このようなメニスカスレンズ１において、第１の外周面１２、第２の外周面２２、および、メニスカスレンズ１の側面１３とで取り囲まれる領域によりコバ部が構成される。本発明のメニスカスレンズ１は、このようなコバ部を有していることから、メニスカスレンズ１の鏡筒への組み込みを、後工程での芯取り作業を不要にして行うことができるという利点もある。

以上のようなメニスカスレンズ１は、以下に示すような成形型を用いた本発明のメニスカスレンズの成形方法により成形することができる。

図２は、本発明のメニスカスレンズの成形方法を説明するための縦断面図である。なお、以下の説明では、図２中の上側を「上」、下側を「下」と言う。

以下、本発明のメニスカスレンズの成形方法について詳細に説明する。
［１］ まず、有底筒状をなす第１の型６と、第１の型６内に挿入される第２の型７とを有する成形型５を用意する。

第１の型６は、図２に示すように、円柱状をなす底部６１と、筒状をなす胴部６２とで構成され、胴部６２がその下側で底部６１に固定されている。

そして、円柱状をなす第２の型７が、胴部６２の上側から挿入されるようになっている。

このような成形型５において、得られるメニスカスレンズ１に凹面１１および凸面２１が形成されるように、これらの形状に対応して、第２の型７は、その下面に凸面７１を、さらには、底部６１（第１の型６）は、その上面に凹面６５を備えている。

本実施形態では、凹型のメニスカスレンズ１が形成されるように、凹面６５の曲率半径が凸面７１の曲率変形よりも大きく形成されている。

また、メニスカスレンズ１に第１の外周面１２が形成されるように、第２の型７は、凸面７１を取り囲むように、外周面７２を備えている。

なお、凸面７１および凹面６５には、形成されるメニスカスレンズ１の光透過性を向上させることを目的に、最大表面粗さ（Ｒmax）が０．０２μｍ以下となるように鏡面加工が施されている。

成形型５（第１の型６および第２の型７）の構成材料としては、高硬度材料からなるものが好ましく、例えば、炭化珪素、窒化珪素、炭化チタン、窒化チタン、炭化タングステン等の炭化物、タングステンカーバイド系の超硬合金、モリブデン、タングステン、タンタル等の金属等やその合金やアルミナ、ジルコニア等の酸化物系セラミックス、窒化物セラミックス等を用いることができる。これにより、成形型５の耐久性、耐熱性、耐食性等を大幅に向上させることができる。また、光学素子の成形時に成形型の摺動部において生じる、かじり、片当り、噛みつき等を防止することができる。

［２］ 次に、傾斜面８１を備えた補助具８を用意し、この補助具８を第１の型６（胴部６２）内に、傾斜面８１が上側を向くように挿入する。

この補助具８が備える傾斜面８１の角度および形状等が、形成される第２の外周面２２の角度および形状に対応している。すなわち、｜θ_１−θ_２｜≦２５°なる関係を満足するような角度および形状となっている。

この補助具８は、本実施形態では、その全体形状が、中心部に孔を有する筒状（リング状）をなしており、この孔の孔径が補助具８の一端側に向かって漸減することにより、孔の内面で、傾斜面８１が構成される。

また、補助具８は、その外径が、胴部６２（第１の型６）の内径とほぼ等しいか、またはそれよりも若干小さくなっている。これにより、第１の型６内に補助具８を確実に挿入できるとともに、後工程［６］において、加熱軟化したレンズ材料３をプレス成形する際に、このレンズ材料３が第１の型６と補助具８との間に入り込み、メニスカスレンズ１の転写性および離型性等が低下するのを確実に防止することができる。

さらに、本実施形態では、補助具８は、その最小内径が凹面１１（凸面７１）よりも大きくなっている。かかる形状の補助具８を用いることにより、傾斜面８１から凸面７１に対する圧力の伝達がより確実に行うことができる。その結果、形成されるメニスカスレンズ１における凹面１１の縁部での転写性（成形性）がより向上することとなる。

補助具８の構成材料としては、成形型５の構成材料として説明したのと同様のものを用いることができる。

［３］ 次に、補助具８が挿入された第１の型６に、図示しない搬送手段によりレンズ材料３を搬送し、底部６１が備える凹面（成形面）６５上に配置（供給）する。

レンズ材料３は、ガラス材料、樹脂材料のいずれであってもよいが、ガラスを主成分とするものがより好ましい。これにより、より高精度かつ耐熱性に優れたメニスカスレンズ１を成形することができる。

［４］ 次に、レンズ材料３が配置されたら、図２（ａ）に示すように、第２の型７を下方へ移動させ、第２の型７が備える凸面７１がレンズ材料３に接触しない程度に接近させる。

［５］ 次に、図２（ａ）に示すような状態で、図示しないヒータに通電することにより、成形型５全体を加熱し、レンズ材料３を転移点以上とすることで軟化させる。

この際、成形型５の加熱は、不活性ガス雰囲気下で行われるのが好ましい。これにより、レンズ材料３および成形型５の構成材料の酸化反応等を抑制することができる。

また、不活性ガスとしては、例えば、希ガスや窒素ガスおよびこれらの混合ガス等が挙げられる。

レンズ材料３の加熱温度（成形温度）は、所定の成形条件に適した温度に設定され、４００〜８００℃程度とすることが好ましい。

［６］ 次に、レンズ材料３が軟化したら、第２の型７をさらに下降させて、形成すべきメニスカスレンズ１の形状に対応したキャビティー（空隙）が第１の型６、第２の型７および補助具８で形成されるように、第１の型６と第２の型７との離間距離を設定することにより、加熱軟化したレンズ材料３を加圧（プレス）成形する。

このようにして、レンズ材料３のプレス成形を行うと、加熱軟化したレンズ材料３は、次第に流動しながら押しつぶされて、最終的には図２（ｂ）に示すように、キャビティーの形状に対応して変形する。すなわち、第１の型６が備える凹面６５、第２の型７が備える凸面７１および補助具８が備える傾斜面８１の形状に対応して、レンズ材料３が変形する。

なお、補助具８は、底部６１の凹面６５を取り囲むように配置されている。そのため、加熱軟化したレンズ材料３をプレス成形する際に、レンズ材料３が凹面６５からズレてしまうのを確実に防止することができる。すなわち、補助具８は、第１の型６内に位置し、レンズ材料３の位置決めを行う位置決め手段として機能する。その結果、かかる状態で、レンズ材料３をプレス成形することにより、成形性に優れたメニスカスレンズ１を成形することができる。

また、プレス成形の際の圧力は、成形するメニスカスレンズ１の大きさや個数等により適宜設定されるが、５０〜２０００kgf/cm²程度とすることが好ましい。

［７］ 次に、プレス成形された状態の軟化したレンズ材料３を冷却する。これにより、レンズ材料３が固化することとなり、その結果、メニスカスレンズ１が形成されることとなる。

なお、レンズ材料３を冷却する過程において、プレス（加圧）状態を維持しておくことが好ましい。これにより、光学素子材料の熱収縮により生じるヒケを防止し、光学素子の光学機能面の面精度を保持することができる。

以上のようにしてメニスカスレンズ１が形成されるが、前記工程［６］において、第１の型６が備える凹面６５、第２の型７が備える凸面７１および補助具８が備える傾斜面８１の形状に対応して、レンズ材料３が変形している。そのため、得られるメニスカスレンズ１において、これらの形状に対応して、それぞれ、凸面２１、凹面１１および第２の外周面２２が形成される。

ここで、上述したように、角度θ_１が６０°以下となるようなメニスカスレンズを、補助具８を用いることなく、プレス成形で成形すると、成形型５から、凹面１１の縁部に対して圧力を十分に付与することができず、凹面１１の縁部において形成されるメニスカスレンズの転写性が低下するという問題があった。

これに対して、本発明のメニスカスレンズの成形方法では、成形型５を用いてメニスカスレンズ１を成形する際に、第１の型６内に補助具８を挿入した状態で成形する。この際、傾斜面８１の形状に対応して形成される、第２の外周面２２が｜θ_１−θ_２｜≦２５°なる関係を満足した状態で成形させるように、傾斜面８１の形状が設定されている。そのため、たとえ角度θ_１が６０°以下となるようなメニスカスレンズ１を成形する場合であったとしても、凹面１１の縁部に対して圧力を十分に付与することができ、凹面１１の縁部におけるメニスカスレンズ１の転写性を向上させることができる。

＜第２実施形態＞
次に、本発明のメニスカスレンズの第２実施形態について説明する。

図３は、本発明のメニスカスレンズの第２実施形態を示す縦断面図である。なお、以下の説明では、図３中の上側を「上」、下側を「下」と言う。

以下、第２実施形態について、前記第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。

図３に示すように、第２実施形態のメニスカスレンズ１’は、凹面１１’と凸面２１’との距離が、中心部でその外側よりも厚く（肉厚に）なっている凸型のメニスカスレンズであること以外は、前記第１実施形態のメニスカスレンズ１と同様である。すなわち、凹面１１’の曲率半径よりも、凸面２１’の曲率半径の方が小さくなっていること以外は、前記第１実施形態のメニスカスレンズ１と同様である。

メニスカスレンズ１’を、｜θ_１−θ_２｜≦２５°なる関係を満足する形状のものとすれば、凸型のメニスカスレンズ１’を形成する場合においても、凹面１１の縁部に対して圧力を十分に付与することができ、凹面１１’の縁部におけるメニスカスレンズ１’の成形性を向上させることができる。

このような凸型のメニスカスレンズ１’は、図２に示したような成形型５’に代えて、図４に示すような成形型５’を用いる以外は、前記第１実施形態で説明したのと同様の成形方法により成形することができる。

具体的には、成形型５’では、底部６１が備える凹面６５’の曲率半径が、第２の型７が備える凸面７１’の曲率半径よりも小さく形成されている。かかる構成の成形型５’を用いて、前記第１実施形態で説明したのと同様の成形方法により、凸型のメニスカスレンズ１’を確実に成形することができる。

以上、本発明のメニスカスレンズ、メニスカスレンズの成形方法を、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれらに限定されるものでない。

例えば、本発明のメニスカスレンズの各部の構成は、同様の機能を発揮する任意の構成と置換することができ、その他の構成が付加されていてもよい。

また、本発明のメニスカスレンズの成形方法には、任意の目的の工程が１または２以上追加されてもよい。

さらに、本発明のメニスカスレンズの成形方法に用いられる補助具は、図２に示したような形状のものに限定されず、図２に示す補助具８の底面に脚部が設けられ、この脚部が第１の型６（底部６１）に設けられた凹部に嵌入されるような構成のものであってもよい。

次に、本発明の具体的実施例について説明する。
１．メニスカスレンズの成形

（実施例）
＜１＞ まず、図２に示すような、第１の型６と第２の型７とを有する成形型５を用意した。

なお、本実施例では、成形されるメニスカスレンズ１が備える凹面１１の縁部における接線Ｂと、光軸Ａとのなす角度θ_１の大きさが３０°となるような凸面７１が形成された第２の型７を用意した。

＜２＞ 次に、補助具８を用意し、第１の型６（胴部６２）内に挿入した。
なお、本実施例では、成形させるメニスカスレンズ１が備える外周面２２と、光軸Ａとのなす角度θ_２の大きさが３０°となるような傾斜面８１が形成された補助具８を用意した。すなわち、｜θ_１−θ_２｜が０°となるような傾斜面８１が形成された補助具８を用意した。

＜３＞ 次に、補助具８が挿入された第１の型６に、直径１０ｍｍ×高さ４ｍｍのレンズ材料３（「Ｋ−ＶＣ８９」、株式会社住田光学ガラス製；ガラス転移点５２８℃、屈伏温度５５９℃）を搬送し、凹面６５上に配置した。

＜４＞ 次に、Ｎ_２ガス雰囲気下で、図２（ａ）に示すように第１の型６と第２の型７とを接近させた後、ヒータに通電することにより、レンズ材料３の温度が５７０℃となるように、成形型５全体を加熱した。

＜５＞ 次に、レンズ材料３の温度が５７０℃となり軟化した時点で、第１の型６と第２の型７との離間距離が所定の距離となるまで第２の型７をさらに下降させることにより、加熱軟化したレンズ材料３を加圧（プレス）成形した。
なお、プレス成形の際の圧力は、２００kgf/cm²とした。

＜６＞ 次に、プレス成形された状態の軟化したレンズ材料３を冷却してレンズ材料３を固化させることにより、メニスカスレンズを得た。

（比較例）
前記工程＜２＞において、第１の型６（胴部６２）内への補助具８の挿入を省略した以外は、前記実施例と同様にして、メニスカスレンズを成形した。

２．評価
実施例および比較例のメニスカスレンズについて、それぞれ、凹面１１の縦断面の形状を測定した。

なお、凹面１１の縦断面の測定は、超高精度三次元測定器（「ＵＡ３Ｐ−４」、松下電器産業株式会社製）を用いて行った。

実施例および比較例のメニスカスレンズにおいて測定された凹面１１の縦断面の形状を示すグラフを、図５に示す。

なお、グラフ中のｘ軸の０点は凹面１１の中心点を表し、＋ｘ方向は中心点から右方向、−ｘ方向は中心点から左方向を表す。

また、ｙ軸は、凹面１１の中心点における厚さを０としたときの、厚さ方向へのズレの大きさを表す。

図５に示すように、実施例のメニスカスレンズでは、中心点から＋ｘ方向および−ｘ方向にずれるにしたがって、ともに厚さは＋ｙ方向にずれる傾向を示し、さらに、この＋ｙ方向へのずれは、その大きさが左右対称となっていた。すなわち、転写性に優れた凹面１１が成形されていた。

これに対して、比較例のメニスカスレンズでは、中心点から＋ｘ方向にずれるにしたがって、厚さは＋ｙ方向にずれる傾向を示したものの、−ｘ方向では、厚さの＋ｙ方向へのずれは認められなかった。すなわち、転写性に劣る凹面１１が成形されていた。

以上のことから、たとえ角度θ_１が６０°以下となるようなメニスカスレンズであったとしても、成形されるメニスカスレンズのθ_１とθ_２との差が小さくなるように設定することにより、メニスカスレンズを成形する際に、凹面１１の縁部に対して圧力を十分に付与することができ、メニスカスレンズ１の転写性が向上することが明らかとなった。

本発明のメニスカスレンズの第１実施形態を示す縦断面図である。 本発明のメニスカスレンズの成形方法を説明するための縦断面図である。 本発明のメニスカスレンズの第２実施形態を示す縦断面図である。 図３に示すメニスカスレンズを成形する際に用いられる成形型を説明するための縦断面図である。 実施例および比較例のメニスカスレンズにおける凹面の形状を示すグラフである。 従来のメニスカスレンズの成形方法を説明するための縦断面図である。

符号の説明

１、１’ メニスカスレンズ
１０ 一方の面
１１、１１’ 凹面
１２ 第１の外周面
１３ 側面
２０ 他方の面
２１、２１’ 凸面
２２ 第２の外周面
３ レンズ材料
５、５’ 成形型
６ 第１の型
６１ 底部
６２ 胴部
６５、６５’ 凹面
７ 第２の型
７１、７１’ 凸面
７２ 外周面
８ 補助具
８１ 傾斜面
１００ 金型
１０１ 第１の型
１０２ 第２の型
１０３ レンズ材料
１０４ レンズ
１１１ 成形面
１１２ 内壁面
１２１ 成形面
１２２ 外周面

Claims (12)

1. 一方の面に、凹面と、該凹面の外周に位置する第１の外周面とが形成され、他方の面に、凸面と、該凸面の外周に位置する第２の外周面とが形成されたメニスカスレンズであって、
   光軸と、前記凹面の縁部における接線とのなす角度をθ_１とし、光軸と、前記第２の外周面とのなす角度をθ_２としたとき、
   θ_１≦６０°で、かつ、｜θ_１−θ_２｜≦２５°なる関係を満足することを特徴とするメニスカスレンズ。
2. 前記凹面と前記凸面との距離が、中心部でその外側よりも厚くなっている請求項１に記載のメニスカスレンズ。
3. 前記第２の外周面は、前記凸面の縁部における接線よりも前記一方の面側に位置する請求項１または２に記載のメニスカスレンズ。
4. 前記第２の外周面と、前記凸面の縁部における接線とのなす角度をθ_３としとき、θ_３が５〜３０°である請求項３に記載のメニスカスレンズ。
5. 前記第１の外周面は、光軸に対してほぼ垂直をなす請求項１ないし４のいずれかに記載のメニスカスレンズ。
6. 前記凹面の縁部の外径と、前記凸面の縁部の外径とでは、前記凸面の縁部の外径のほうが大きい請求項１ないし５のいずれかに記載のメニスカスレンズ。
7. 前記第１の外周面、前記第２の外周面、および、当該メニスカスレンズの側面とで取り囲まれる領域によりコバ部が構成される請求項１ないし６のいずれかに記載のメニスカスレンズ。
8. 請求項１ないし７のいずれかに記載のメニスカスレンズの成形方法であって、
   有底筒状をなし、前記凸面を形成するための凹面を備えた第１の型と、該第１の型内に挿入され、前記凹面を形成するための凸面を備えた第２の型とを有する成形型と、
   前記第１の型に挿入され、前記第２の外周面を形成するための傾斜面を備えた補助具とを用いて、加熱軟化したレンズ材料を加圧成形することにより、
   前記第１の型が備える凹面、前記第２の型が備える凸面および前記補助具が備える傾斜面の形状に対応して、それぞれ、前記凸面、前記凹面および前記第２の外周面が形成されることを特徴とするメニスカスレンズの成形方法。
9. 前記補助具は、中心部に孔を有する筒状をなし、前記孔の孔径が当該補助具の一端側に向かって漸減することにより、前記孔の内面で、前記傾斜面が構成される請求項８に記載のメニスカスレンズの成形方法。
10. 前記補助具の外径は、前記第１の型の内径とほぼ等しいかまたは前記第１の型の内径よりも若干小さい請求項９に記載のメニスカスレンズの成形方法。
11. 前記補助具の最小内径は、前記凹面の縁部の外径よりも大きい請求項８ないし１０のいずれかに記載のメニスカスレンズの成形方法。
12. 前記レンズ材料を加圧成形する際に、前記補助具は、前記レンズ材料の位置決めを行う位置決め機能を有する請求項８ないし１１のいずれかに記載のメニスカスレンズの成形方法。

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