JP2013202810A - Composite molded lens, die for composite molded lens, and method of manufacturing composite molded lens - Google Patents
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本発明は、圧縮成形と射出成形とを連続して行って形成される複合成形レンズ、及び複合成形レンズ用金型、及び複合成形レンズの製造方法に関するものである。 The present invention relates to a composite molded lens formed by continuously performing compression molding and injection molding, a mold for a composite molded lens, and a method for manufacturing a composite molded lens.
デジタルカメラやプロジェクタ、カメラ付き携帯端末装置などに用いられる光学レンズに光学性能が高く研磨など後処理が不要な圧縮成形レンズが用いられることがあるが、圧縮成形レンズは光軸方向の位置決め面や光軸出しのための外周面の形成が難しい。そのため、レンズの外周部にリング状のフランジ部を射出成形したものがあり、フランジ部を拡張してレンズ枠あるいは鏡枠を形成したものも提案されている。下記特許文献1,2には圧縮成形されたレンズの外周に鏡枠を射出成形して一体としたレンズユニットが記載されている。なお、携帯端末装置としては、例えば、携帯電話機やスマートフォン、携帯型ゲーム機、PDA(Personal・Digital・Assistants)が挙げられる。 Optical lenses used in digital cameras, projectors, camera-equipped mobile terminal devices, etc., may be compression molded lenses that have high optical performance and do not require post-processing such as polishing. It is difficult to form an outer peripheral surface for optical axis alignment. For this reason, there has been proposed one in which a ring-shaped flange portion is injection-molded on the outer peripheral portion of the lens, and a lens frame or a lens frame is formed by extending the flange portion. Patent Documents 1 and 2 below describe a lens unit in which a lens frame is injection-molded around the outer periphery of a compression-molded lens. Examples of the portable terminal device include a mobile phone, a smartphone, a portable game machine, and a PDA (Personal / Digital / Assistant).
近年、レンズの小型化や大口径化が進み、外径寸法に比べて厚さの薄い傾向が強くなってきた。特に、凸レンズの場合、薄型化が進むとレンズの外周部は極めて薄くなって端面の幅寸法を十分に確保することが困難となる。そこで、凸レンズの外周にリング状のフランジ部を射出成形にて一体成形することになるが、凸レンズの外周部とフランジ部の接合面の密着性が十分でないと、環境温度の変化による膨張差や鏡筒への組付け時の捻れなどによって接合面が剥離してしまうことがある。 In recent years, as lenses have become smaller and larger in diameter, the tendency to be thinner than the outer diameter has become stronger. In particular, in the case of a convex lens, when the thickness is reduced, the outer peripheral portion of the lens becomes extremely thin, and it is difficult to ensure a sufficient width dimension of the end surface. Therefore, a ring-shaped flange portion is integrally formed on the outer periphery of the convex lens by injection molding. However, if the adhesion between the outer peripheral portion of the convex lens and the joint surface of the flange portion is not sufficient, an expansion difference due to a change in environmental temperature or The joint surface may be peeled off due to twisting or the like during assembly to the lens barrel.
本発明は、上記問題に鑑み、圧縮成形と射出成形とを連続的に行ってレンズ部の外周部分より厚いフランジ部(枠体)を有する複合成形レンズを成形するにあたって、接合面の密着性が強化された複合成形レンズが形成されるようにすることを目的とする。 In view of the above-described problems, the present invention has a bonding surface having a close adhesion when molding a composite molded lens having a flange portion (frame body) thicker than the outer peripheral portion of the lens portion by continuously performing compression molding and injection molding. An object is to form a reinforced composite molded lens.
本発明による複合成形レンズは、プレス成形されたレンズ体と該レンズ体を取り囲む枠体が射出成形で一体化された複合成形レンズであって、レンズ体は光学面を有するレンズ部と該レンズ部を囲むように形成された第1鍔部とからなり、枠体は第1鍔部を囲むように形成された枠部と該枠部の内径側に一体に成形され第1鍔部の光軸方向に隣接する第2鍔部とからなり、第1鍔部と第2鍔部とが光軸方向に重なって密着接合されたことを特徴とする。 The compound molded lens according to the present invention is a compound molded lens in which a press-molded lens body and a frame surrounding the lens body are integrated by injection molding, and the lens body includes a lens portion having an optical surface and the lens portion. The frame is formed integrally with the frame portion formed so as to surround the first flange portion and the inner diameter side of the frame portion, and the optical axis of the first flange portion is formed. It consists of the 2nd collar part adjacent to a direction, The 1st collar part and the 2nd collar part overlapped in the optical axis direction, and it was characterized by the above-mentioned.
第2鍔部は第1鍔部の光軸方向の前後から第1鍔部を挟持するように射出形成することが好ましい。レンズ体はレンズ部の外周と第1鍔部の外周との間に光軸方向の寸法が第2鍔部の内周端の厚さ寸法より大きい円筒面が第1鍔部の一方の面に隣接して形成されるようにしても良い。レンズ部の少なくとも一方の面は光軸方向で枠体から食み出さないようにすると良い。 The second collar is preferably formed by injection so as to sandwich the first collar from the front and rear of the first collar in the optical axis direction. The lens body has a cylindrical surface between the outer periphery of the lens part and the outer periphery of the first flange part, the dimension of which is larger than the thickness dimension of the inner peripheral end of the second flange part on one surface of the first flange part. You may make it form adjacent. It is preferable that at least one surface of the lens portion does not protrude from the frame body in the optical axis direction.
本発明による複合成形レンズ用金型は、プリフォームを上型と下型の間でプレスして光学面を有するレンズ部とその外周を取り囲む第1鍔部とからなるレンズ体を成形した後に、第1鍔部の光軸方向に隣接し外周側が枠体に連設される第2鍔部が第1鍔部を囲むように形成された枠部の内径側に一体に成形された枠体を射出成形して一体化する複合成形レンズ用金型であって、上型及び下型の少なくとも一方は、
レンズ部を圧縮成形するレンズ部用コアと、第1鍔部を圧縮成形した後にプリフォームのプレス方向と反対の方向に移動して第1鍔部の一方の面と光軸方向に隣接する第2鍔部成形空間を形成する鍔部用コアと、鍔部用コアをプレス方向に移動自在に保持するとともに枠部を形成する枠部成形空間を有する枠部用コアとからなることを特徴とする。
The mold for a composite molded lens according to the present invention is a method in which a preform is pressed between an upper mold and a lower mold to mold a lens body including a lens portion having an optical surface and a first flange portion surrounding the outer periphery thereof. A frame body integrally formed on the inner diameter side of the frame portion formed so that the second flange portion adjacent to the optical axis direction of the first flange portion and the outer peripheral side being connected to the frame body surrounds the first flange portion. A mold for a composite molded lens integrated by injection molding, wherein at least one of the upper mold and the lower mold is
A lens core for compression molding the lens portion, and a first flange that is compressed and molded and then moved in a direction opposite to the press direction of the preform and adjacent to one surface of the first flange in the optical axis direction. It is characterized by comprising a collar core for forming a collar part molding space, and a frame core having a frame molding space for holding the collar core movably in the press direction and forming a frame part. To do.
上型及び下型は、レンズ部用コアと鍔部用コアと枠部用コアとからなり、それぞれが独立して移動自在とすると良い。枠部成形空間は、上型及び下型に跨って形成されるようにしても良い。上型は、プリフォームをプレスする鍔部用コアの鍔部形成面がレンズ部用コアの外周端より突出するようにレンズ部用コアと鍔部用コアとが一体に形成され、鍔部形成面の内側に、光軸方向の寸法が第2鍔部の内周端の厚さ寸法より大きい円筒面が形成されるようにしても良い。 The upper mold and the lower mold include a lens part core, a collar part core, and a frame part core, and each may be independently movable. The frame part forming space may be formed across the upper mold and the lower mold. In the upper mold, the lens part core and the collar part core are integrally formed so that the collar part forming surface of the collar part core that presses the preform protrudes from the outer peripheral end of the lens part core. A cylindrical surface having a dimension in the optical axis direction larger than a thickness dimension of the inner peripheral end of the second collar portion may be formed inside the surface.
本発明による複合成形レンズの製造方法は、プレス成形されたレンズ体と、該レンズ体を取り囲む枠体が射出成形で一体化された複合成形レンズの製造方法であって、光学素材のプリフォームを上型と下型の間に載置する第1工程と、プリフォームをプレスして光学面の外側に第1鍔部を有するレンズ体を成形する第2工程と、第1鍔部を圧縮成形した鍔部用コアをプリフォームのプレス方向と反対の方向に移動して第1鍔部の一方の面と光軸方向に隣接する第2鍔部成形空間を形成する第3工程と、第2鍔部成形空間とその外周側に形成された枠部成形空間とに溶融樹脂を射出して、第2鍔部と枠部とからなる枠体を成形する第4工程とが順次に行われることを特徴とする。 A method of manufacturing a composite molded lens according to the present invention is a method of manufacturing a composite molded lens in which a press-molded lens body and a frame surrounding the lens body are integrated by injection molding, and a preform of an optical material is formed. A first step of placing between the upper die and the lower die, a second step of pressing the preform to form a lens body having a first collar on the outside of the optical surface, and compression molding the first collar A third step of forming the second collar forming space adjacent to one surface of the first collar part in the optical axis direction by moving the collar part for the collar part in the direction opposite to the press direction of the preform; The fourth step of sequentially injecting molten resin into the flange forming space and the frame forming space formed on the outer peripheral side thereof to form a frame body composed of the second flange portion and the frame portion is sequentially performed. It is characterized by.
本発明によれば、圧縮成形されるレンズ体の第1の鍔部に密着接合する第2の鍔部を有する枠体を射出成形することで広い接合面が得られ、強固に一体化された複合成形レンズを作ることができる。 According to the present invention, a wide joint surface is obtained by injection molding a frame body having a second flange portion that is tightly bonded to the first flange portion of the lens body to be compression-molded, and is firmly integrated. Composite molded lenses can be made.
図1及び図2に示すように、本発明による複合成形レンズ10は、プラスチックのプリフォーム30(図4参照)が圧縮成形されて形成された光学面を有するレンズ部12及びレンズ部12を囲むように形成された第1鍔部13とからなるレンズ体11と、PMMAやPCなどの樹脂が射出されて第1鍔部13を囲むように形成された枠部15と枠部15の内径側に一体に成形され第1鍔部13の光軸方向に隣接する第2鍔部16とからなる枠体14とから構成される。第2鍔部16は射出成形によって第1鍔部13に密着接合され強固に接合される。また、レンズ部12の一方の光学面17は、光軸46と平行な方向で枠体14から食み出さないように形成すると良く、成形後、平らな面に置いたときに光学面17が触れず、傷が付かない。
As shown in FIGS. 1 and 2, a composite molded
第1鍔部13の外周端面18はプリフォーム30が押し潰されて広がるときにトロイドの外径側のような自由曲面に形成される。プリフォーム30は外周端面18が枠部成形空間25(図6参照)に食み出すまで押し潰されようにすると良いが、枠部成形空間25の少し手前までであっても差し支えない。外周端面18は第1鍔部13と枠部15との接合面となる。なお、枠部15を射出成形するときに形成されるゲート部19は必要に応じて削除すると良い。
The outer
次に、本発明による複合成形レンズ10の製造方法を図3に示すフローを参照しながら説明するとともに、それに用いる複合成形レンズ用金型20について説明する。
Next, a method for manufacturing the composite molded
図4に示すように、複合成形レンズ用金型20は上型21及び下型31からなり、下型31に載置されたプリフォーム30を(第1工程)加熱・軟化させて上型21によって光軸46と平行な方向にプレスする。上型21は、レンズ部12をプレスするレンズ部用コア22と、第1鍔部13をプレスする鍔部用コア23と、枠部15を形成する枠部成形空間25を有する枠部用コア24とからなり、レンズ部用コア22は鍔部用コア23にガイドされ、鍔部用コア23は枠部用コア24にガイドされてプリフォーム30のプレス方向に移動自在に保持される。鍔部用コア23の下面に設けられた鍔部形成面33は、レンズ部用コア22の下面に設けられたレンズ部形成面32の外周端との間に段差なく位置決めされる。
As shown in FIG. 4, the composite molded
図5に示すように、上型21は、レンズ部12の一方の面に光学面を含むレンズ部形成面32、第1鍔部13を形成する鍔部形成面33、枠部成形空間25が形成された枠部用コア24が同心円状に形成され、枠部用コア24の枠部成形空間25より外周側に枠部15を形成する樹脂が射出されるゲート29が設けられる。下型31にはレンズ部12の他方の面に光学面を形成する転写面36が形成される。
As shown in FIG. 5, the
図6に示すように、レンズ部用コア22と鍔部用コア23とによってプレスされたプリフォーム30は、鍔部形成面33と下型31との間で延展されて第1鍔部13の外周端面18が枠部成形空間25に僅かに食み出すまで押し潰される(第2工程)。
As shown in FIG. 6, the
図7に示すように、第1鍔部13を圧縮成形した後、鍔部用コア23をプレス方向と反対の方向(矢印37で示す方向)に移動させて、鍔部形成面33を第1鍔部13の一方の面から離して光軸46と平行な方向に隣接する第2鍔部成形空間26を形成する。第2鍔部成形空間26は枠部成形空間25の内径側に形成される(第3工程)。
As shown in FIG. 7, after the
図8に示すように、レンズ体11が形成され第1鍔部13の上方に第2鍔部成形空間26が形成されると、上型21及び下型31が開かれることなくゲート29から溶融された樹脂が射出されて枠部15及び第2鍔部16からなる枠体14が成形される(第4工程)。これによって、圧縮成形によって形成されたレンズ体11と射出成形によって形成された枠部15は、第1鍔部13の外周端面18と枠部15とが接合される場合に比べて、格段に接合力がアップされ、環境温度の変化によるレンズ体11及び枠部15の膨張に差が生じても剥離することはなく、鏡枠等への組み込みのストレスによって分離されることもなくなる。
As shown in FIG. 8, when the
図2に示された複合成形レンズ10は、レンズ部12と第2鍔部16の間に段差があるが、図9に示す複合成形レンズ40のように、レンズ部42と第2鍔部44の間に段差が生じないようにすることも出来る。
The composite molded
図10に示すように、鍔部用コア23をレンズ部用コア22より下方に突き出して、レンズ部形成面32と鍔部形成面33の間には円筒状の段差38が形成されるように位置決めしてプリフォーム30を押圧すると、図11に示すように、圧縮成形されたレンズ体41の第1鍔部43の厚さはレンズ部42の外周端より薄く形成される。その後、鍔部用コア23を、図12に示す位置まで戻して第2鍔部成形空間26を形成してから、ゲート29より溶融した樹脂を枠部成形空間25及び第2鍔部成形空間26に射出する。第1鍔部43と第2鍔部44が重ねられた厚さがレンズ部42の外周端の厚さと同じになり、レンズ部42と第2鍔部44の間に段差が生じない。
As shown in FIG. 10, the
次に、本発明による別の実施形態について説明するが、前記実施形態に記載したものと同じものには同じ符号を付して説明を省略する。 Next, another embodiment according to the present invention will be described. However, the same components as those described in the above embodiments will be denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.
図13に示すように、複合成形レンズ用金型50は、レンズ部形成面53と鍔部形成面54を有するレンズ体用コア52と枠部用コア24とからなる上型51及び下型31とから構成される。レンズ体用コア52の下面に形成された鍔部形成面54とレンズ部形成面53の外周端との間には円筒状の段差55が設けられる。
As shown in FIG. 13, the composite molded
図14に示すように、下型31に載置されたプリフォーム30(第1工程)がレンズ体用コア52によってプレスされてレンズ体61のレンズ部62と第1鍔部63とが形成される。レンズ体61はレンズ部62の外周と第1鍔部63の外周との間に光軸方向の寸法が、後で形成される第2鍔部の内周端の厚さ寸法より大きい円筒面65(図15参照)が段差55によって第1鍔部63の一方の面に隣接して形成される。第1鍔部63の外周端面64は、鍔部形成面54と下型31の間で延展され枠部成形空間25に僅かに食み出す(第2工程)。
As shown in FIG. 14, the preform 30 (first process) placed on the
図15に示すように、レンズ体用コア52はレンズ体61を圧縮成形した後、プレス方向と反対の方向(矢印37で示す方向)に移動され、鍔部形成面54と第1鍔部63の間に第2鍔部成形空間56が形成される(第3工程)。このときのレンズ体用コア52の移動量は、段差55が円筒面65から離れない範囲内でなければならない。段差55以上に移動させると第2鍔部成形空間56に射出された溶融樹脂がレンズ部62に生じた空間57に回り込んで、不具合が生じる。従って、第2鍔部成形空間56の光軸方向の寸法(第2鍔部の厚さ寸法)は円筒面65より小さい。なお、レンズ部用コアと鍔部用コアとを1つにしてレンズ体用コア52としたが、レンズ部用コアと鍔部用コアとを別々に作成し、その後、一体化させる方法であっても良い。
As shown in FIG. 15, the
次に、前記実施形態を上型だけでなく下型にも採用した例について説明する。 Next, an example in which the above embodiment is adopted not only for the upper die but also for the lower die will be described.
図16及び図17に示すように、複合成形レンズ用金型70は、レンズ部用コア22と鍔部用コア23と枠部用コア24とからなる上型21と、レンズ部用コア72と鍔部用コア73と枠部用コア74とからなる下型71とから構成される。上型21と下型71の間でプレスされたプリフォーム30は、鍔部用コア23の鍔部形成面33と鍔部用コア73の鍔部形成面78の間で延展され、外周端面18が枠部用コア24と74とに跨って形成された枠部成形空間75に僅かに食み出すまで押し潰される(第2工程)。
As shown in FIGS. 16 and 17, the composite molded
図18に示すように、第1鍔部13を圧縮成形された後に、鍔部用コア23,73が矢印37,77で示す方向にそれぞれ移動して、第1鍔部13の両面の光軸46と平行な方向に隣接する第2鍔部成形空間26,76が形成される。第2鍔部成形空間26,76は外周側が枠部成形空間75に連接される(第3工程)。第2鍔部成形空間26,76が形成されると、上型21及び下型71が開かれることなくゲート29から溶融された樹脂が射出されて枠部82及び第2鍔部83,84が成形される(図19参照)(第4工程)。
As shown in FIG. 18, after the
図19に示すように、複合成形レンズ80は、レンズ部12と第1鍔部13とを有するレンズ体11と、枠部82及び第2鍔部83,84とからなる枠体81から構成される。第2鍔部83,84は第1鍔部13の光軸46と平行な方向の前後の面にそれぞれ隣接して射出され密着接合される。これによって第1鍔部13と第2鍔部83,84の接合は完全なものとなり、レンズ体11と枠体81は一体化する。光学面17と85は、光軸46と平行な方向で枠体81から食み出さないように形成すると良く、成形後、平らな面に置いたときに光学面17,85に傷が付き難い。レンズ体11は、プラスチックであることが好ましいが、第1鍔部13と第2鍔部83,84の接合が完全なものであるため、ガラスであっても良い。
As shown in FIG. 19, the composite molded
前記実施形態は、レンズ部の外周端面と枠体とが単に接合される場合に比べて格段に接合力が強く、環境温度の変化や鏡枠等への組み込みによる外力が加わっても分離されることがない。また、前記実施形態はレンズ体が両凸面形状であったが、レンズ面の形状はこれに限らず、例えば、メニスカスレンズであっても良い。 In the above-described embodiment, the bonding force is much stronger than when the outer peripheral end surface of the lens unit and the frame are simply bonded, and the lens is separated even when an external force is applied due to changes in environmental temperature or incorporation into a lens frame or the like. There is nothing. In the above embodiment, the lens body has a biconvex shape. However, the shape of the lens surface is not limited to this, and may be, for example, a meniscus lens.
10,40,80 複合成形レンズ
11,41,61 レンズ体
12,42,62 レンズ部
13,43,63 第1鍔部
14,81 枠体
15,82 枠部
16,44,83,84 第2鍔部
17,85 光学面
18,64 外周端面
19 ゲート部
20,50,70 複合成形レンズ用金型
21,51 上型
22,72 レンズ部用コア
23,73 鍔部用コア
24,74 枠部用コア
25,75 枠部成形空間
26,56,76 第2鍔部成形空間
29 ゲート
30 プリフォーム
31,71 下型
32,53 レンズ部形成面
33,54,78 鍔部形成面
36 転写面
38 段差
46 光軸
52 レンズ体用コア
65 円筒面
10, 40, 80 Compound molded
Claims (9)
前記レンズ体は光学面を有するレンズ部と該レンズ部を囲むように形成された第1鍔部とからなり、前記枠体は前記第1鍔部を囲むように形成された枠部と該枠部の内径側に一体に成形され前記第1鍔部の光軸方向に隣接する第2鍔部とからなり、前記第1鍔部と前記第2鍔部とが光軸方向に重なって密着接合されたことを特徴とする複合成形レンズ。 A compound molded lens in which a press-molded lens body and a frame surrounding the lens body are integrated by injection molding,
The lens body includes a lens portion having an optical surface and a first flange portion formed so as to surround the lens portion, and the frame body includes a frame portion formed so as to surround the first flange portion and the frame. A first flange part adjacent to the optical axis direction of the first flange part, and the first flange part and the second flange part are overlapped in the optical axis direction to be in close contact bonding. A composite molded lens characterized by being made.
前記上型及び下型の少なくとも一方は、
前記レンズ部を圧縮成形するレンズ部用コアと、
前記第1鍔部を圧縮成形した後に前記プリフォームのプレス方向と反対の方向に移動して前記第1鍔部の一方の面と光軸方向に隣接する第2鍔部成形空間を形成する鍔部用コアと、
前記鍔部用コアを前記プレス方向に移動自在に保持するとともに前記枠部を形成する枠部成形空間を有する枠部用コアとからなることを特徴とする複合成形レンズ用金型。 A preform is pressed between an upper mold and a lower mold to form a lens body having a lens portion having an optical surface and a first flange portion surrounding the outer periphery thereof, and then adjacent to the optical axis direction of the first flange portion. A composite body in which a frame body integrally formed on an inner diameter side of a frame portion formed so that a second collar portion whose outer peripheral side is connected to the frame body surrounds the first collar portion is formed by injection molding. A mold for a molded lens,
At least one of the upper mold and the lower mold is
A lens part core for compression molding the lens part;
After the first collar portion is compression molded, the collar moves in a direction opposite to the press direction of the preform to form a second collar portion forming space adjacent to one surface of the first collar portion in the optical axis direction. A core for department,
A compound molded lens mold comprising: a frame core having a frame molding space for holding the collar core movably in the press direction and forming the frame.
光学素材のプリフォームを上型と下型の間に載置する第1工程と、
前記プリフォームをプレスして光学面の外側に第1鍔部を有する前記レンズ体を成形する第2工程と、
前記第1鍔部を圧縮成形した鍔部用コアを前記プリフォームのプレス方向と反対の方向に移動して前記第1鍔部の一方の面と光軸方向に隣接する第2鍔部成形空間を形成する第3工程と、
前記第2鍔部成形空間とその外周側に形成された枠部成形空間とに溶融樹脂を射出して、第2鍔部と枠部とからなる前記枠体を成形する第4工程とが順次に行われることを特徴とする複合成形レンズの製造方法。 A method of manufacturing a composite molded lens in which a press-molded lens body and a frame surrounding the lens body are integrated by injection molding,
A first step of placing an optical material preform between an upper mold and a lower mold;
A second step of pressing the preform to mold the lens body having a first flange on the outside of the optical surface;
A second collar molding space adjacent to one surface of the first collar in the optical axis direction by moving the collar core formed by compression molding the first collar in a direction opposite to the press direction of the preform. A third step of forming
A fourth step of sequentially injecting molten resin into the second flange part forming space and the frame part forming space formed on the outer peripheral side thereof to form the frame body including the second flange part and the frame part is sequentially performed. A method for producing a composite molded lens, characterized in that
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