JP2011162387A - Method for manufacturing lens and mold for manufacturing lens - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for manufacturing a lens and a mold for manufacturing a lens by which the lens is easily separated from the mold without using a releasing agent or a liquid. <P>SOLUTION: The method for manufacturing the lens uses the mold 100 provided with an upper die 101 having a projecting face 108 forming an optically effective region 204, an outer peripheral surface 110 forming an outer periphery part 203 extended from the optically effective region 204 and a projected part 112 formed at least in a part of the outer peripheral surface 110 and a lower die 102 and has: a step of placing a preform material 201 on the lower die 102; a step of forming the lens 202 having the optically effective region 204 of a recessed face to the upper mold 101 and the outer peripheral part 203 by pressing the preform material 201 with the upper die 101; a step of cooling the mold 100 and the lens 202, a step of removing the upper die 101 and a step of taking out the lens 202. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、成形型により加圧成形されるレンズの製造方法およびレンズ製造用成形型に関し、特に、凹面を有するレンズの製造方法および成形型に関する。   The present invention relates to a method for manufacturing a lens that is pressure-molded by a mold and a mold for manufacturing a lens, and more particularly to a method for manufacturing a lens having a concave surface and a mold.

近年、レンズからの入射光をCCD(Charge Coupled Device)、CMOS(Complimente Metal Oxide Semiconductor)などの固体撮像素子を用いて撮像し、電気信号に変換後、画像として取り出せるようにした撮像装置が広く用いられている。また、レンズ交換式DSC(Digital Still Camera)や固定レンズ式DSC、ムービーなどの携帯用機器の小型化、高性能化の要求に伴い、撮像装置の主要部品であるレンズ鏡筒の小型化、軽量化、薄型化が一層求められている。一般に、レンズ鏡筒は、複数のレンズをズーム、フォーカスなどそれぞれの機能単位の一群とした複数のレンズ群から構成されている。   2. Description of the Related Art In recent years, an image pickup apparatus has been widely used in which incident light from a lens is picked up by using a solid-state image pickup device such as a CCD (Charge Coupled Device) or CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) and converted into an electric signal and then taken out as an image. It has been. In addition, along with the demand for miniaturization and high performance of portable devices such as interchangeable lens DSC (Digital Still Camera), fixed lens DSC, and movies, the size and weight of the lens barrel, which is the main component of the imaging device, is reduced. There is a further demand for reduction in thickness and thickness. In general, a lens barrel is composed of a plurality of lens groups, each of which has a plurality of functional units such as zoom and focus.

近年、レンズは、上型と下型と胴型とから構成される成形型を用いた量産性に優れる加圧成形法によって製造されることが多くなってきた。具体的には、下型に載置された素材が上型によって加圧成形されレンズ原形が形成される。その後、レンズ原形は、成形型から取り出され、切削などの加工が施される。このようにして、レンズが形成される。   In recent years, lenses are often manufactured by a pressure molding method that is excellent in mass productivity using a molding die composed of an upper die, a lower die, and a body die. Specifically, the material placed on the lower mold is pressure-molded by the upper mold to form a lens original shape. Thereafter, the lens original shape is taken out of the mold and subjected to processing such as cutting. In this way, a lens is formed.

しかしながら、加圧成形法においては、加圧後にレンズ原形と成形型とが付着し、レンズ原形を成形型から分離することが困難な場合があった。特に、凹面レンズの凹面側と、凸面の成形型は、成形型の面精度がよい。言い換えると、成形型表面の平滑度が高い。この場合、レンズ原形の凹面側と成形型との気密性が高く、間に空気が入りにくく、両者が付着しやすい。レンズ原形と成形型とが付着すると簡単には分離できないので、設備を止めることが必要になり、設備稼働率が低下する問題があった。   However, in the pressure molding method, the lens original shape and the molding die are attached after pressing, and it may be difficult to separate the lens original shape from the molding die. In particular, the concave surface side of the concave lens and the convex mold have good surface accuracy of the mold. In other words, the smoothness of the mold surface is high. In this case, the airtightness between the concave side of the lens original shape and the mold is high, and it is difficult for air to enter between them, so that both easily adhere. If the original lens and the mold are attached, they cannot be easily separated, so it is necessary to stop the equipment, resulting in a problem that the equipment operation rate is lowered.

一方、レンズ原形と成形型との分離を容易にするために、油脂などの離型剤を成形サイクル毎に、成形型に塗布することが広く行われている。しかし、成形型に塗布された離型剤が、上型の加圧によってレンズ原形に転写し、レンズ原形の表面が汚染されるという問題があった。また、成形型に塗布した離型剤が成形型に固着して、レンズ原形の形状異常を発生させるという問題があった。このために、レンズ原形および成形型を洗浄する工程を設ける必要があり、レンズの製造工程を煩雑にしていた。   On the other hand, in order to facilitate separation between the lens original shape and the mold, it is widely practiced to apply a release agent such as fats and oils to the mold every molding cycle. However, there has been a problem that the mold release agent applied to the mold is transferred to the lens original by pressing the upper mold and the surface of the lens original is contaminated. Further, there has been a problem that the mold release agent applied to the mold is fixed to the mold and an abnormal shape of the original lens is generated. For this reason, it is necessary to provide a process for cleaning the lens original mold and the mold, which complicates the lens manufacturing process.

また、離型剤の使用を避けるために、成形型本体のキャビティ面にセラミクス層が形成されている成形型に、ポリウレタン成型原料を注入または射出し、レンズ原形の分離前に水および/またはアルコール含有気体(水蒸気かアルコール蒸気を含有する空気など)または液体を導入する方法が開示されている(例えば、特許文献1参照)。   Also, in order to avoid the use of a mold release agent, a polyurethane molding raw material is injected or injected into a mold having a ceramic layer formed on the cavity surface of the mold body, and water and / or alcohol is used before separation of the lens original. A method of introducing a contained gas (such as air containing water vapor or alcohol vapor) or a liquid is disclosed (for example, see Patent Document 1).

特開平5−96558号公報Japanese Patent Laid-Open No. 5-96558

通常、上型に対して凹面形状を有するレンズを形成する場合、上型は、上型の凸面から延伸して胴型方向に凸面と反対方向の曲率半径を有するR(アール)形状になるように構成される。これは上型と胴型のかかり量を確保するためである。このような構成の成形型を用いてレンズ素材を加圧すると、上型のR形状部までレンズ素材が伸ばされて、拡がる。よってレンズ素材は、R形状部と付着し、上型との分離が困難になるといった問題点があった。   Usually, when forming a lens having a concave shape with respect to the upper die, the upper die is extended from the convex surface of the upper die so as to have an R shape having a radius of curvature opposite to the convex surface in the barrel die direction. Configured. This is for securing the amount of the upper mold and the body mold. When the lens material is pressed using the mold having such a configuration, the lens material is stretched to the R-shaped portion of the upper mold and spreads. Therefore, there is a problem that the lens material adheres to the R-shaped portion and it is difficult to separate it from the upper mold.

本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、レンズと成形型とを容易に分離することが可能なレンズの製造方法およびレンズ製造用成形型を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a lens manufacturing method and a lens manufacturing mold capable of easily separating a lens and a mold.

本発明のレンズ製造方法は、レンズ素材に対して光学有効領域を形成する凸面と光学有効領域から延伸した外周部を形成する外周面と外周面の少なくとも一部に凸部が形成されている上型と、下型とを備えた成形型を用いたレンズ製造方法であって、レンズ素材を下型に載置するステップと、上型でレンズ素材を加圧することにより上型に対して凹面の光学有効領域と外周部とを有するレンズを形成するステップと、上型を取り外し、レンズを取り出すステップと、を有する。   In the lens manufacturing method of the present invention, a convex surface that forms an optically effective region with respect to a lens material, an outer peripheral surface that forms an outer peripheral portion extending from the optically effective region, and a convex portion are formed on at least a part of the outer peripheral surface. A lens manufacturing method using a mold having a mold and a lower mold, the step of placing the lens material on the lower mold, and pressing the lens material with the upper mold to form a concave surface with respect to the upper mold Forming a lens having an optically effective area and an outer periphery, and removing the upper mold and taking out the lens.

このような方法によれば、凸部とレンズ外周部との間に空気層が形成されるので、上型とレンズとの間での気密性が低くなる。よって、レンズと上型とを容易に分離することができる。   According to such a method, since an air layer is formed between the convex part and the lens outer peripheral part, the airtightness between the upper mold and the lens is lowered. Therefore, the lens and the upper mold can be easily separated.

また、本発明のレンズ製造用成形型は、レンズ素材に対して光学有効領域を形成する凸面と光学有効領域から延伸した外周部を形成する外周面と外周面の少なくとも一部に凸部が形成されている上型と、下型とを備える。   In addition, the mold for manufacturing a lens of the present invention has a convex surface that forms an optically effective region on a lens material, an outer peripheral surface that forms an outer peripheral portion that extends from the optically effective region, and a convex portion that is formed on at least part of the outer peripheral surface An upper mold and a lower mold are provided.

このような構成によれば、上型の外周面に凸部とレンズ外周部との間に空気層が形成されるので、上型とレンズ原形との間での気密性が低くなる。よって、レンズ原形と上型とを容易に分離することができる。   According to such a configuration, since an air layer is formed between the convex portion and the lens outer peripheral portion on the outer peripheral surface of the upper die, the airtightness between the upper die and the lens original shape is lowered. Therefore, the lens original shape and the upper die can be easily separated.

本発明のレンズ製造方法は、レンズ素材に対して光学有効領域を形成する凸面と光学有効領域から延伸した外周部を形成する外周面と外周面の少なくとも一部に粗面部が形成されている上型と、下型とを備えた成形型を用いたレンズ製造方法であって、レンズ素材を前記下型に載置するステップと、上型でレンズ素材を加圧することにより上型に対して凹面の光学有効領域と外周部とを有するレンズを形成するステップと、上型を取り外し、レンズを取り出すステップと、を有する。   In the lens manufacturing method of the present invention, a rough surface portion is formed on at least a part of the outer peripheral surface and the outer peripheral surface forming the outer peripheral portion extending from the convex surface forming the optical effective region with respect to the lens material, and the optical effective region. A lens manufacturing method using a mold having a mold and a lower mold, the step of placing the lens material on the lower mold, and a concave surface with respect to the upper mold by pressing the lens material with the upper mold Forming a lens having an optically effective area and an outer peripheral portion, and removing the upper mold and taking out the lens.

このような方法によれば、粗面部とレンズ外周部との接触面積が小さくなり、かつ、空気層が形成されるので、上型とレンズとの間での気密性が低くなる。よって、レンズと上型とを容易に分離することができる。   According to such a method, the contact area between the rough surface portion and the lens outer peripheral portion is reduced, and an air layer is formed, so that the airtightness between the upper mold and the lens is lowered. Therefore, the lens and the upper mold can be easily separated.

本発明のレンズ製造用成形型は、レンズ素材に対して光学有効領域を形成する凸面と光学有効領域から延伸した外周部を形成する外周面と外周面の少なくとも一部に粗面部が形成されている上型と、下型と、を備える。   The mold for producing a lens according to the present invention has a convex surface that forms an optically effective region with respect to a lens material, an outer peripheral surface that forms an outer peripheral portion that extends from the optically effective region, and a rough surface portion formed on at least a part of the outer peripheral surface. An upper mold and a lower mold.

このような構成によれば、粗面部とレンズ外周部との接触面積が小さくなり、かつ、空気層が形成されるので、上型とレンズとの間での気密性が低くなる。よって、レンズと上型とを容易に分離することができる。   According to such a configuration, the contact area between the rough surface portion and the lens outer peripheral portion is reduced, and an air layer is formed, so that the airtightness between the upper mold and the lens is lowered. Therefore, the lens and the upper mold can be easily separated.

本発明のレンズ製造方法によれば、レンズと上型とを容易に分離することができる。よって、レンズ成形工程の設備稼働率を向上させることが可能になる。   According to the lens manufacturing method of the present invention, the lens and the upper mold can be easily separated. Therefore, it is possible to improve the equipment operation rate in the lens molding process.

本発明のレンズ製造用成形型によれば、レンズと上型とを容易に分離することができる。よって、レンズ成形工程の設備稼働率を向上させることが可能になる。   According to the lens manufacturing mold of the present invention, the lens and the upper mold can be easily separated. Therefore, it is possible to improve the equipment operation rate in the lens molding process.

実施の形態1における成形型の断面模式図Schematic cross-sectional view of the molding die in the first embodiment 同上型を下型方向から見た正面図Front view of the same mold as seen from the bottom 図2におけるA−A線断面図の要部拡大図The principal part enlarged view of the sectional view on the AA line in FIG. 実施の形態1におけるレンズ製造フローチャートLens manufacturing flowchart in the first embodiment 同製造ステップ(S1)の成形型の断面模式図Schematic cross-sectional view of the mold of the same manufacturing step (S1) 同製造ステップ(S2)の成形型の断面模式図Schematic cross-sectional view of the mold of the same manufacturing step (S2) 同製造ステップ(S3およびS4)の成形型の断面模式図Schematic cross-sectional view of the mold of the same manufacturing step (S3 and S4) 同製造ステップ(S5)の成形型の断面模式図Schematic cross-sectional view of the mold of the same manufacturing step (S5) 変形例1における上型を下型方向から見た正面図The front view which looked at the upper mold in modification 1 from the lower mold direction 図9におけるA−A線断面図の要部拡大図The principal part enlarged view of the sectional view on the AA line in FIG. 変形例2における上型を下型方向から見た正面図The front view which looked at the upper model in modification 2 from the lower model direction 図11におけるA−A線断面図の要部拡大図The principal part enlarged view of the AA sectional view in FIG. 実施の形態2における成形型の断面模式図Schematic cross-sectional view of a mold according to Embodiment 2 同上型を下型方向から見た正面図Front view of the same mold as seen from the bottom 図14におけるA−A線断面図の要部拡大図FIG. 14 is an enlarged view of a main part of the cross-sectional view along the line AA in FIG. 変形例1における上型を下型方向から見た正面図The front view which looked at the upper mold in modification 1 from the lower mold direction 図16におけるA−A線断面図の要部拡大図The principal part enlarged view of the sectional view on the AA line in FIG. 変形例1における上型を下型方向から見た正面図The front view which looked at the upper mold in modification 1 from the lower mold direction 図18におけるA−A線断面図の要部拡大図The principal part enlarged view of the sectional view on the AA line in FIG. 変形例1における上型を下型方向から見た正面図The front view which looked at the upper mold in modification 1 from the lower mold direction 図20におけるA−A線断面図の要部拡大図The principal part enlarged view of the sectional view on the AA line in FIG.

(実施の形態1)
[1.成形型100の概要]
図1に示すように、レンズ製造用成形型である成形型100は、ベース板105の上に配置された下型102と、下型102と対向して配置された上型101を有する。また、下型102を囲むように、円筒形状の内胴型103が配置され、内胴型103の外周には円筒形状の外胴型104が配置されている。
(Embodiment 1)
[1. Outline of Mold 100]
As shown in FIG. 1, a mold 100 that is a lens manufacturing mold includes a lower mold 102 disposed on a base plate 105 and an upper mold 101 disposed to face the lower mold 102. A cylindrical inner trunk mold 103 is disposed so as to surround the lower mold 102, and a cylindrical outer trunk mold 104 is disposed on the outer periphery of the inner trunk mold 103.

上型101は、レンズ面を凹面に加工するための凸面108を有している。また、上型101は、上型101と同軸に接続された加圧手段106によって上下に駆動される。加圧手段106は、プレス軸(図示せず)を介して油圧装置などに接続される。   The upper mold 101 has a convex surface 108 for processing the lens surface into a concave surface. The upper mold 101 is driven up and down by a pressurizing means 106 connected coaxially with the upper mold 101. The pressurizing means 106 is connected to a hydraulic device or the like via a press shaft (not shown).

下型102は、ベース板105に固定され、レンズ面を凸面に加工するための凹面109を有している。また、レンズ面を凹面に加工する場合には、下型102は、凸面を有する。   The lower mold 102 is fixed to the base plate 105 and has a concave surface 109 for processing the lens surface into a convex surface. Further, when processing the lens surface into a concave surface, the lower mold 102 has a convex surface.

外胴型104は、下型102の外寸よりも大きい内寸の円筒形状である。また、外胴型104は、下型102を囲うように、ベース板105上に配置される。   The outer trunk mold 104 has a cylindrical shape with an inner dimension larger than the outer dimension of the lower mold 102. The outer body mold 104 is arranged on the base plate 105 so as to surround the lower mold 102.

内胴型103は、外胴型104の内寸よりも小さい外寸の円筒形状である。また、内胴型103の高さは、外胴型104の高さよりも低い。また、内胴型103は、外胴型104の内部、かつ、下型102の外縁の一部にかかるように配置される。さらに、内胴型103の内寸は、上型101の外寸よりも大きく、加圧成形時に上型101が内胴型103に組み込まれる。   The inner cylinder mold 103 has a cylindrical shape with an outer dimension smaller than the inner dimension of the outer cylinder mold 104. Further, the height of the inner trunk mold 103 is lower than the height of the outer trunk mold 104. Further, the inner body mold 103 is disposed so as to cover the inside of the outer body mold 104 and a part of the outer edge of the lower mold 102. Further, the inner dimension of the inner cylinder mold 103 is larger than the outer dimension of the upper mold 101, and the upper mold 101 is incorporated into the inner cylinder mold 103 during pressure molding.

加圧成形時における上型101の下方向への駆動は、加圧手段106と外胴型104の上端部が当ることによって停止する。すなわち、このときの上型101の凸面108と下型102の凹面109との間隔により、レンズ形状が決定される。   The downward driving of the upper mold 101 during the pressure molding stops when the pressing means 106 and the upper end portion of the outer body mold 104 abut against each other. That is, the lens shape is determined by the distance between the convex surface 108 of the upper mold 101 and the concave surface 109 of the lower mold 102 at this time.

成形型100の材質としては、機械的強度特性に優れているものが好適である。例えば、炭化ケイ素(SiC)、窒化ケイ素(SiN)などのセラミクス材料、超硬合金などのサーメット材料、モリブデン(Mo)鋼、ニッケル(Ni)−クロム(Cr)鋼、ステンレス鋼などの耐熱鋼が好ましい型材質として挙げられる。本実施の形態においては、成形型100として炭化ケイ素(SiC)を切削研磨加工したものが用いられた。   As the material of the mold 100, a material excellent in mechanical strength characteristics is suitable. For example, ceramic materials such as silicon carbide (SiC) and silicon nitride (SiN), cermet materials such as cemented carbide, heat-resistant steels such as molybdenum (Mo) steel, nickel (Ni) -chromium (Cr) steel, and stainless steel It is mentioned as a preferable mold material. In the present embodiment, silicon carbide (SiC) obtained by cutting and polishing is used as the mold 100.

[2.上型101の詳細]
図2および図3に示すように、凸面108の周囲には、外周面110が形成されている。さらに、外周面110の周囲には、凸面108と反対方向の曲率半径のR(アール)形状を有するR形状部114が形成されている。さらに、外周面110の内部には、下型102方向から見て円形であり、断面が半円状の凸部112が2箇所に、かつ、互いに対向する位置に形成されている。これら、外周面110とR形状部114と凸部112は、例えば、上型101の原型を形成後、切削研磨加工することなどにより形成される。なお、上型101は、図1において左右対称である。
[2. Details of upper mold 101]
As shown in FIGS. 2 and 3, an outer peripheral surface 110 is formed around the convex surface 108. Further, an R-shaped portion 114 having an R shape with a radius of curvature opposite to the convex surface 108 is formed around the outer peripheral surface 110. Furthermore, convex portions 112 that are circular when viewed from the direction of the lower mold 102 and have a semicircular cross section are formed in two locations and at positions facing each other inside the outer peripheral surface 110. The outer peripheral surface 110, the R-shaped portion 114, and the convex portion 112 are formed, for example, by cutting and polishing after forming the original mold of the upper mold 101. Note that the upper mold 101 is symmetrical in FIG.

なお、凸部112の形成箇所は、2箇所より多くてもよい。この場合、上型101の形成工程が複雑化するが、上型101とレンズ202との付着力低減効果が大きくなる。   It should be noted that the number of formation portions of the convex portion 112 may be more than two. In this case, the process of forming the upper mold 101 is complicated, but the effect of reducing the adhesive force between the upper mold 101 and the lens 202 is increased.

[3.レンズ202の製造方法]
実施の形態1におけるレンズ202の製造方法が、図4に示すフローチャートに沿って詳しく説明される。
[3. Manufacturing method of lens 202]
The manufacturing method of the lens 202 in the first embodiment will be described in detail along the flowchart shown in FIG.

まず、レンズ素材載置ステップ(S1)において、図5に示すように、ベース板105の上に下型102および内胴型103および外胴型104が設置された、室温の成形型100が準備される。次に、レンズ素材であるガラスのプリフォーム材201が、下型102の中央部に載置される。本実施の形態においては、プリフォーム材201として、予め所定の形状に加工されたガラスが用いられたが、溶融ガラスが用いられてもよい。   First, in the lens material placing step (S1), as shown in FIG. 5, a room temperature mold 100 is prepared in which a lower mold 102, an inner trunk mold 103, and an outer trunk mold 104 are installed on a base plate 105. Is done. Next, a glass preform material 201 which is a lens material is placed on the center of the lower mold 102. In this embodiment, glass preformed into a predetermined shape is used as the preform material 201, but molten glass may be used.

次に、上型組み込みステップ(S2)において、図6に示すように上型101が外胴型104と内胴型103との内部に組み込まれる。本ステップでは、成形型100およびプリフォーム材201が成形型100の上下に配置されたセラミックヒータ(図示せず)などにより、ガラス軟化点温度以上に加熱される。このようにして、プリフォーム材201が加工可能な状態に保持される。本実施の形態においては、ガラス軟化点温度が580℃のプリフォーム材201が用いられ、成形型100およびプリフォーム材201が610℃になるように加熱された。   Next, in the upper mold assembling step (S2), the upper mold 101 is assembled into the outer trunk mold 104 and the inner trunk mold 103 as shown in FIG. In this step, the mold 100 and the preform material 201 are heated to the glass softening point temperature or higher by a ceramic heater (not shown) arranged above and below the mold 100. In this way, the preform material 201 is held in a processable state. In the present embodiment, a preform material 201 having a glass softening point temperature of 580 ° C. was used, and the mold 100 and the preform material 201 were heated to 610 ° C.

次に、加圧成形ステップ(S3)において、図7に示すように、プリフォーム材201が上型101により所定の時間加圧される。これにより、図8に示すように、レンズ202の上型101と対向する面には、外周部203と光学有効領域204とが形成される。本実施の形態においては、上型101が250kgfの力で加圧手段106によって100秒間押しつけられた。   Next, in the pressure forming step (S3), as shown in FIG. 7, the preform material 201 is pressed by the upper mold 101 for a predetermined time. Thereby, as shown in FIG. 8, the outer peripheral part 203 and the optically effective area 204 are formed on the surface facing the upper mold 101 of the lens 202. In the present embodiment, the upper mold 101 is pressed by the pressurizing means 106 for 100 seconds with a force of 250 kgf.

本ステップにおいて、プリフォーム材201が、上型101により延ばされて、径方向に拡がる。すなわち、プリフォーム材201が、上型101により延伸され、レンズ202となる。さらに、プリフォーム材201の外縁は、凸部112を越えるが、凸部112に妨げられR形状部114には到達しない。   In this step, the preform material 201 is extended by the upper mold 101 and expanded in the radial direction. That is, the preform material 201 is stretched by the upper mold 101 to become the lens 202. Further, the outer edge of the preform material 201 exceeds the convex portion 112 but is prevented by the convex portion 112 and does not reach the R-shaped portion 114.

次に、冷却ステップ(S4)において、レンズ202が、上型101に加圧された状態で、成形型100およびレンズ202が、レンズ202のガラス転移点温度以下になるまで冷却される。さらに、レンズ202の形状を固定するために、レンズ202が、上型101に加圧された状態で、所定の時間保持される。本ステップにおいて、成形型100が水冷された冷却板の上に載置されることにより、成形型100およびレンズ202が冷却される。   Next, in the cooling step (S <b> 4), in a state where the lens 202 is pressed against the upper mold 101, the mold 100 and the lens 202 are cooled until the temperature is equal to or lower than the glass transition temperature of the lens 202. Further, in order to fix the shape of the lens 202, the lens 202 is held for a predetermined time while being pressed against the upper mold 101. In this step, the mold 100 and the lens 202 are cooled by placing the mold 100 on a water-cooled cooling plate.

また、本実施の形態においては、ガラス転移点温度が540℃のレンズ202が形成された。よって、成形型100が、500℃で100秒間保持されるように、本ステップの制御がなされた。   In the present embodiment, the lens 202 having a glass transition temperature of 540 ° C. is formed. Therefore, this step was controlled so that the mold 100 was held at 500 ° C. for 100 seconds.

ここで、上型101とレンズ202とは線膨張係数に違いがあり、成形型100の冷却の過程で、レンズ202の凹面は、凸面108を包み込む方向に収縮する。特に、レンズ202は、ガラス転移点温度以下に冷却されるときに急激に収縮する。そのためにレンズ202の凹面側が上型101に付着しやすくなる。また、レンズ202が、R形状部114と付着すると、レンズ202と上型101との分離がさらに困難になる。   Here, there is a difference in linear expansion coefficient between the upper mold 101 and the lens 202, and the concave surface of the lens 202 contracts in the direction of wrapping the convex surface 108 during the cooling process of the mold 100. In particular, the lens 202 contracts rapidly when cooled below the glass transition temperature. For this reason, the concave surface side of the lens 202 is likely to adhere to the upper mold 101. Further, when the lens 202 adheres to the R-shaped portion 114, it becomes more difficult to separate the lens 202 from the upper mold 101.

しかしながら、本実施の形態においては、上型101の外周面110には、凸部112が設けられているので、レンズ202と上型101の付着力は弱いものとなる。   However, in the present embodiment, since the convex portion 112 is provided on the outer peripheral surface 110 of the upper mold 101, the adhesion between the lens 202 and the upper mold 101 is weak.

次に、上型取り出しステップ(S5)において、図8に示すように、加圧手段106とともに、上型101が引き上げられて、上型101が内胴型103および外胴型104から取り出される。このときレンズ202と上型101とは容易に分離されるので、下型102の上にレンズ202が残留したまま、上型101を取り出すことが可能になる。   Next, in the upper mold take-out step (S5), as shown in FIG. 8, the upper mold 101 is pulled up together with the pressurizing means 106, and the upper mold 101 is taken out from the inner cylinder mold 103 and the outer cylinder mold 104. At this time, since the lens 202 and the upper mold 101 are easily separated, the upper mold 101 can be taken out while the lens 202 remains on the lower mold 102.

最後に、レンズ取り出しステップ(S6)において、下型102の上に残留したレンズ202が取り出される。さらに、レンズ202の外周部を切削加工する必要がある場合には、レンズ202を取り出し後に、レンズ202の中心を両面から固定(ベルチャック)して、回転させる。さらに、ダイヤモンドなどの砥石を用いることにより、レンズ202の周囲が切削され、加工が完了する。   Finally, in the lens removal step (S6), the lens 202 remaining on the lower mold 102 is removed. Further, when it is necessary to cut the outer peripheral portion of the lens 202, the lens 202 is taken out, and the center of the lens 202 is fixed from both sides (bell chuck) and rotated. Furthermore, by using a grindstone such as diamond, the periphery of the lens 202 is cut and the processing is completed.

[4.まとめ]
本実施の形態のレンズ製造方法は、プリフォーム材201に対して光学有効領域を形成する凸面108と光学有効領域から延伸した外周部を形成する外周面110と外周面110の少なくとも一部に凸部112が形成されている上型101と、下型102とを備えた成形型100を用いたレンズ製造方法であって、プリフォーム材201を下型102に載置するステップ(S1)と、上型101でプリフォーム材201を加圧することにより上型101に対して凹面の光学有効領域と外周部とを有するレンズ202を形成するステップ(S3)と、成形型100およびレンズ202を冷却するステップ(S4)と、上型101を取り外すステップ(S5)と、レンズ202を取り出すステップ(S6)と、を有する。
[4. Summary]
In the lens manufacturing method of the present embodiment, a convex surface 108 that forms an optically effective region with respect to the preform material 201, an outer peripheral surface 110 that forms an outer peripheral portion extending from the optically effective region, and a convex portion at least on the outer peripheral surface 110 A method of manufacturing a lens using a molding die 100 including an upper die 101 on which a portion 112 is formed, and a lower die 102, the step of placing a preform material 201 on the lower die 102 (S1); A step (S3) of forming a lens 202 having a concave optically effective area and an outer peripheral portion with respect to the upper mold 101 by pressing the preform material 201 with the upper mold 101, and cooling the mold 100 and the lens 202. Step (S4), removing upper mold 101 (S5), and removing lens 202 (S6).

このような方法によれば、凸部112と外周部203との間に空気層が形成されるので、上型101とレンズ202との間での気密性が低くなる。よって、離型剤や液体などを使用しなくてもレンズ202と上型101とを容易に分離することができる。   According to such a method, since an air layer is formed between the convex part 112 and the outer peripheral part 203, the airtightness between the upper mold | type 101 and the lens 202 becomes low. Therefore, the lens 202 and the upper mold 101 can be easily separated without using a release agent or liquid.

本実施の形態のレンズ製造用成形型は、プリフォーム材201に対して光学有効領域204を形成する凸面108と光学有効領域204から延伸した外周部203を形成する外周面110と外周面110の少なくとも一部に凸部112が形成されている上型101と、下型102とを備える。   The mold for manufacturing a lens according to the present embodiment includes a convex surface 108 that forms an optically effective region 204 with respect to a preform material 201, an outer peripheral surface 110 that forms an outer peripheral portion 203 that extends from the optically effective region 204, and an outer peripheral surface 110. An upper die 101 having a convex portion 112 formed at least in part and a lower die 102 are provided.

このような構成によれば、凸部112と外周部203との間に空気層が形成されるので、上型101とレンズ202との間での気密性が低くなる。よって、離型剤や液体などを使用しなくてもレンズ202と上型101とを容易に分離することができる。   According to such a configuration, since an air layer is formed between the convex portion 112 and the outer peripheral portion 203, the airtightness between the upper mold 101 and the lens 202 is lowered. Therefore, the lens 202 and the upper mold 101 can be easily separated without using a release agent or liquid.

[5.実施の形態1の変形例]
上型101については、以下のような変形例が考えられる。なお、以下の説明において、上述の上型101と同じ要素には、同符号を付し、その説明が適宜省略される。
[5. Modification of Embodiment 1]
For the upper mold 101, the following modifications can be considered. In the following description, the same elements as those of the upper mold 101 described above are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted as appropriate.

(変形例1)
図9に示すように、凸部212は、外周面110内に凸面108を囲んで環状に形成されている。また、図10に示すように凸部212の断面は、矩形になるように形成されている。なお、凸部212の断面は、U字状に形成されてもよい。さらに、凸部212の断面は三角形状に形成されてもよい。要するに、凸部212は、外周面110内に凸面108を囲んで環状に形成されればよい。
(Modification 1)
As shown in FIG. 9, the convex portion 212 is formed in an annular shape surrounding the convex surface 108 in the outer peripheral surface 110. Moreover, as shown in FIG. 10, the cross section of the convex part 212 is formed so that it may become a rectangle. In addition, the cross section of the convex part 212 may be formed in a U shape. Furthermore, the cross section of the convex portion 212 may be formed in a triangular shape. In short, the convex portion 212 may be formed in an annular shape surrounding the convex surface 108 in the outer peripheral surface 110.

このような構成の上型101を用いることにより、加圧成形ステップ(S4)において、凸部212とレンズ202の外周部との間に空気層が形成され、さらに、空気層の面積が大きくなり、上型101とレンズ202との間での気密性がさらに低くなる。よって、離型剤や液体などを使用しなくてもレンズ202と上型101とをより容易に分離することができる。また、凸部212は環状であるので、旋盤による形成が可能となる。したがって、上型101の形成が容易になる。   By using the upper mold 101 having such a configuration, an air layer is formed between the convex portion 212 and the outer peripheral portion of the lens 202 in the pressure molding step (S4), and the area of the air layer is further increased. Further, the airtightness between the upper mold 101 and the lens 202 is further reduced. Therefore, the lens 202 and the upper mold 101 can be more easily separated without using a release agent or liquid. Moreover, since the convex part 212 is cyclic | annular, formation with a lathe is attained. Therefore, the upper mold 101 can be easily formed.

(変形例2)
図11に示すように、凸部214は、外周面110内に凸面108からR形状部114にわたって放射状に4箇所に形成されている。また、図12に示すように凸部214の断面は、三角形状になるように形成されている。なお、凸部214の断面は、U字状あるいは半円状に形成されてもよい。また、凸部214の断面は矩形に形成されてもよい。なお、凸部214は、4箇所に限られず、3箇所あるいは2箇所に形成することも可能である。しかしながら、凸部214の形成箇所を減らした場合には、レンズ202と上型101の付着力低減効果が小さくなる。
(Modification 2)
As shown in FIG. 11, the convex portions 214 are radially formed in four locations from the convex surface 108 to the R-shaped portion 114 in the outer peripheral surface 110. Further, as shown in FIG. 12, the cross section of the convex portion 214 is formed in a triangular shape. In addition, the cross section of the convex part 214 may be formed in a U shape or a semicircle. Moreover, the cross section of the convex part 214 may be formed in a rectangle. In addition, the convex part 214 is not restricted to four places, and can also be formed in three places or two places. However, when the number of locations where the convex portions 214 are formed is reduced, the effect of reducing the adhesion between the lens 202 and the upper mold 101 is reduced.

このような構成の上型101を用いることにより、加圧成形ステップ(S4)において、凸部214とレンズ202の外周部との間に空気層が形成され、さらに空気層は外部と通気可能となり、上型101とレンズ202との間での気密性がさらに低くなる。よって、離型剤や液体などを使用しなくてもレンズ202と上型101とを、より容易に分離することができる。   By using the upper mold 101 having such a configuration, an air layer is formed between the convex portion 214 and the outer peripheral portion of the lens 202 in the pressure molding step (S4), and the air layer can be vented to the outside. Further, the airtightness between the upper mold 101 and the lens 202 is further reduced. Therefore, the lens 202 and the upper mold 101 can be more easily separated without using a mold release agent or liquid.

(実施の形態2)
[6.上型301の詳細]
図13に示すように、実施の形態2におけるレンズ製造用成形型である成形型300が実施の形態1における成形型100と異なる点は、上型301の構成である。よって、その他の成形型300に関する構成要素は、成形型100の構成要素と同一である。したがって、実施の形態1と同じ構成要素には同符号が付され、その説明が適宜省略される。また、レンズ製造フローも実施の形態1と同一のため、その説明が省略される。
(Embodiment 2)
[6. Details of upper mold 301]
As shown in FIG. 13, the mold 300 that is the lens manufacturing mold in the second embodiment is different from the mold 100 in the first embodiment in the configuration of the upper mold 301. Therefore, the other components related to the mold 300 are the same as the components of the mold 100. Therefore, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted as appropriate. Further, since the lens manufacturing flow is the same as that of the first embodiment, the description thereof is omitted.

図14および図15に示すように、凸面108の周囲には、外周面110が形成されている。さらに、外周面110の周囲には、凸面108と反対方向の曲率半径のR(アール)形状を有するR形状部114が形成されている。さらに、外周面110の内部には、下型102方向から見て略扇形(長い弧がR形状部114側にあり、短い弧が凸面108側にある)であり、断面が直線状の粗面部302が2箇所に、かつ、互いに対向する位置に形成されている。これら、外周面110とR形状部114は、上型101の原型を形成後、切削研磨加工することなどにより形成される。また、粗面部302は、加工予定部分以外をマスキングした上で、ブラスト加工や、やすり加工などを施すことにより形成される。本実施の形態においては、400番手の紙やすりを用いることで、Ra:30μmの粗面部302が形成された。なお、上型101は、図13において左右対称である。   As shown in FIGS. 14 and 15, an outer peripheral surface 110 is formed around the convex surface 108. Further, an R-shaped portion 114 having an R shape with a radius of curvature opposite to the convex surface 108 is formed around the outer peripheral surface 110. Further, the outer peripheral surface 110 has a substantially fan shape (a long arc is on the R-shaped portion 114 side and a short arc is on the convex surface 108 side) as viewed from the lower mold 102 direction, and a rough surface portion having a straight section. 302 is formed at two positions and at positions facing each other. The outer peripheral surface 110 and the R-shaped portion 114 are formed by cutting and polishing after the original mold of the upper mold 101 is formed. In addition, the rough surface portion 302 is formed by performing blast processing, file processing, or the like after masking portions other than the planned processing portion. In the present embodiment, the rough surface portion 302 of Ra: 30 μm was formed by using 400-number sandpaper. The upper mold 101 is symmetrical in FIG.

このような構成の上型301を用いることにより、加圧成形ステップ(S4)において粗面部302とレンズ202の外周部との接触面積が小さくなり、かつ、空気層が形成されるので、上型301とレンズ202との間での気密性が低くなる。よって、離型剤や液体などを使用しなくてもレンズ202と上型301とを容易に分離することができる。   By using the upper die 301 having such a configuration, the contact area between the rough surface portion 302 and the outer peripheral portion of the lens 202 is reduced and an air layer is formed in the pressure molding step (S4). Airtightness between the lens 301 and the lens 202 is reduced. Therefore, the lens 202 and the upper mold 301 can be easily separated without using a release agent or liquid.

さらに、本実施の形態における上型301については、以下のような変形例が考えられる。   Furthermore, the following modifications can be considered for the upper mold 301 in the present embodiment.

(変形例1)
図16に示すように、粗面部304は、外周面110内に凸面108を囲んで環状に形成されている。また、図17に示すように粗面部304の断面は、外周面110内でR形状部114と連続して形成されている。
(Modification 1)
As shown in FIG. 16, the rough surface portion 304 is formed in an annular shape around the convex surface 108 in the outer peripheral surface 110. Further, as shown in FIG. 17, the cross section of the rough surface portion 304 is formed continuously with the R-shaped portion 114 in the outer peripheral surface 110.

また、図18および図19に示すように、粗面部306は、凸面108と連続して形成されてもよい。なお、凸面108の曲率半径が大きく、R形状部114を設けなくても内胴型103とのかかり量が確保できる場合には、R形状部114が形成されていない上型101を用いてもよい。   As shown in FIGS. 18 and 19, the rough surface portion 306 may be formed continuously with the convex surface 108. If the curvature radius of the convex surface 108 is large and the amount of engagement with the inner body mold 103 can be secured without providing the R-shaped part 114, the upper mold 101 on which the R-shaped part 114 is not formed can be used. Good.

また、図20および図21に示すように、凸面108の周囲に凸面108と連続してR形状部114が形成される場合は、粗面部308は、R形状部114の周囲にR形状部114と連続して形成されてもよい。   As shown in FIGS. 20 and 21, when the R-shaped portion 114 is formed continuously around the convex surface 108 around the convex surface 108, the rough surface portion 308 is formed around the R-shaped portion 114. And may be formed continuously.

このような構成の上型301を用いることにより、加圧成形ステップ(S4)において粗面部304、306、308とレンズ202の外周部との接触面積が小さくなり、かつ、空気層が形成されるので、上型301とレンズ202との間での気密性が低くなるよって、離型剤や液体などを使用しなくてもレンズ202と上型101とをより容易に分離することができる。また、粗面部304、306、308は環状であるので、旋盤による形成が可能となる。したがって、上型301の形成が容易になる。   By using the upper die 301 having such a configuration, the contact area between the rough surface portions 304, 306, and 308 and the outer peripheral portion of the lens 202 is reduced in the pressure molding step (S4), and an air layer is formed. Therefore, since the airtightness between the upper mold 301 and the lens 202 is lowered, the lens 202 and the upper mold 101 can be more easily separated without using a mold release agent or a liquid. Further, since the rough surface portions 304, 306 and 308 are annular, they can be formed by a lathe. Therefore, the upper mold 301 can be easily formed.

(他の実施の形態)
以上のように、本発明の実施の形態が例示された。しかし、本発明は、これには限られない。そこで本発明の他の実施の形態が、以下に説明される。なお、本発明は、これらには限定されず、適宜修正された他の実施の形態に対しても適用可能である。
(Other embodiments)
As described above, the embodiment of the present invention has been exemplified. However, the present invention is not limited to this. Therefore, another embodiment of the present invention will be described below. In addition, this invention is not limited to these, It is applicable also to other embodiment modified suitably.

実施の形態1および実施の形態2において、上型101に本発明を適用した例が示された。しかし本発明は、これには限られない。例えば、下型102に対しても適用することができる。さらには、上型101および下型102の両方に適用することも可能である。つまり、レンズを加圧成形するための成形型あるいはその成形型が用いられるレンズ製造方法ならば、本発明の適用が可能である。   In the first embodiment and the second embodiment, examples in which the present invention is applied to the upper mold 101 are shown. However, the present invention is not limited to this. For example, it can be applied to the lower mold 102. Furthermore, the present invention can be applied to both the upper mold 101 and the lower mold 102. In other words, the present invention can be applied to a mold for pressure-molding a lens or a lens manufacturing method using the mold.

本発明のレンズ製造方法およびレンズ製造用成形型によれば、レンズと上型とを容易に分離することができる。よって、レンズ成形工程の設備稼働率を向上させることが可能になる。   According to the lens manufacturing method and the lens manufacturing mold of the present invention, the lens and the upper mold can be easily separated. Therefore, it is possible to improve the equipment operation rate in the lens molding process.

そのため、本発明は、レンズ交換式DSC(Digital Still Camera)や固定レンズ式DSC、ムービーなどの携帯用機器のレンズ、あるいはテレビカメラ、監視カメラなどのレンズを製造する上で広く有用である。   For this reason, the present invention is widely useful in manufacturing lenses for portable devices such as interchangeable lens DSCs (Digital Still Cameras), fixed lens DSCs, and movies, or television cameras and surveillance cameras.

100,300 成形型
101,301 上型
102 下型
103 内胴型
104 外胴型
105 ベース板
106 加圧手段
108 凸面
109 凹面
110 外周面
112,212,214 凸部
114 R形状部
201 プリフォーム材
202 レンズ
203 外周部
204 光学有効領域
302,304,306,308 粗面部
100, 300 Mold 101, 301 Upper mold 102 Lower mold 103 Inner cylinder mold 104 Outer cylinder mold 105 Base plate 106 Pressing means 108 Convex surface 109 Concave surface 110 Outer peripheral surface 112, 212, 214 Convex portion 114 R-shaped portion 201 Preform material 202 Lens 203 Outer peripheral part 204 Optical effective area 302, 304, 306, 308 Rough surface part

Claims (12)

成形型を用いたレンズ製造方法であって、
前記成形型は、レンズ素材に対して光学有効領域を形成する凸面と前記光学有効領域から延伸した外周部を形成する外周面と前記外周面の少なくとも一部に凸部が形成されている上型と、下型とを備え、
該方法は、
前記レンズ素材を前記下型に載置するステップと、
前記上型で前記レンズ素材を加圧することにより前記上型に対して凹面の前記光学有効領域と前記外周部とを有するレンズを形成するステップと、
前記上型を取り外し、前記レンズを取り出すステップと、
を有する、
レンズ製造方法。
A lens manufacturing method using a mold,
The molding die includes a convex surface that forms an optically effective region with respect to a lens material, an outer peripheral surface that forms an outer peripheral portion extending from the optically effective region, and an upper die in which convex portions are formed on at least a part of the outer peripheral surface. And a lower mold,
The method
Placing the lens material on the lower mold;
Forming a lens having the concave optically effective area and the outer peripheral portion with respect to the upper mold by pressing the lens material with the upper mold;
Removing the upper mold and taking out the lens;
Having
Lens manufacturing method.
前記凸部は、前記外周面に前記凸面を囲んで環状に形成されている、
請求項1に記載のレンズ製造方法。
The convex portion is formed in an annular shape surrounding the convex surface on the outer peripheral surface,
The lens manufacturing method according to claim 1.
前記凸部は、前記外周面に前記凸面から放射状に形成されている、
請求項1に記載のレンズ製造方法。
The convex portion is formed radially from the convex surface on the outer peripheral surface,
2. The lens manufacturing method according to claim 1.
レンズ素材に対して光学有効領域を形成する凸面と前記光学有効領域から延伸した外周部を形成する外周面と前記外周面の少なくとも一部に凸部が形成されている上型と、下型と、
を備えた、
レンズ製造用成形型。
A convex surface that forms an optically effective region with respect to the lens material, an outer peripheral surface that forms an outer peripheral portion that extends from the optically effective region, an upper die that has a convex portion formed on at least a part of the outer peripheral surface, and a lower die ,
With
Mold for lens production.
前記凸部は、前記外周面に前記凸面を囲んで環状に形成されている、
請求項4に記載のレンズ製造用成形型。
The convex portion is formed in an annular shape surrounding the convex surface on the outer peripheral surface,
The mold for manufacturing a lens according to claim 4.
前記凸部は、前記外周面に前記凸面から放射状に形成されている、
請求項4に記載のレンズ製造用成形型。
The convex portion is formed radially from the convex surface on the outer peripheral surface,
The mold for manufacturing a lens according to claim 4.
成形型を用いたレンズ製造方法であって、
前記成形型は、レンズ素材に対して光学有効領域を形成する凸面と前記光学有効領域から延伸した外周部を形成する外周面と前記外周面の少なくとも一部に粗面部が形成されている上型と、下型とを備え、
該方法は、
前記レンズ素材を前記下型に載置するステップと、
前記上型で前記レンズ素材を加圧することにより前記上型に対して凹面の前記光学有効領域と前記外周部とを有するレンズを形成するステップと、
前記上型を取り外し、前記レンズを取り出すステップと、
を有する、
レンズ製造方法。
A lens manufacturing method using a mold,
The molding die includes a convex surface that forms an optically effective region with respect to a lens material, an outer peripheral surface that forms an outer peripheral portion extending from the optical effective region, and an upper die in which a rough surface portion is formed on at least a part of the outer peripheral surface. And a lower mold,
The method
Placing the lens material on the lower mold;
Forming a lens having the concave optically effective area and the outer peripheral portion with respect to the upper mold by pressing the lens material with the upper mold;
Removing the upper mold and taking out the lens;
Having
Lens manufacturing method.
前記粗面部は、前記外周面に前記凸面を囲んで環状に形成されている、
請求項7に記載のレンズ製造方法。
The rough surface portion is formed in an annular shape surrounding the convex surface on the outer peripheral surface,
The lens manufacturing method according to claim 7.
前記粗面部は、前記凸面と連続して形成されている、
請求項7または請求項8のいずれか一項に記載のレンズ製造方法。
The rough surface portion is formed continuously with the convex surface,
The lens manufacturing method as described in any one of Claim 7 or Claim 8.
レンズ素材に対して光学有効領域を形成する凸面と前記光学有効領域から延伸した外周部を形成する外周面と前記外周面の少なくとも一部に粗面部が形成されている上型と、下型と、
を備えた、
レンズ製造用成形型。
A convex surface that forms an optically effective region with respect to the lens material, an outer peripheral surface that forms an outer peripheral portion extending from the optically effective region, an upper die in which a rough surface portion is formed on at least a part of the outer peripheral surface, and a lower die ,
With
Mold for lens production.
前記粗面部は、前記外周面に前記凸面を囲んで環状に形成されている、
請求項10に記載のレンズ製造用成形型。
The rough surface portion is formed in an annular shape surrounding the convex surface on the outer peripheral surface,
The mold for producing a lens according to claim 10.
前記粗面部は、前記凸面と連続して形成されている、
請求項10または請求項11のいずれか一項に記載のレンズ製造用成形型。
The rough surface portion is formed continuously with the convex surface,
The mold for producing a lens according to any one of claims 10 and 11.
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