JP2018004912A - 光学部品、光学部品の製造方法およびカメラ - Google Patents

光学部品、光学部品の製造方法およびカメラ Download PDF

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Abstract

【課題】高精度なホルダー付き接眼レンズ、及び製造方法を提供する。
【解決手段】ホルダー付き接眼レンズは、レンズ1とホルダー2とから構成され、ホルダー2は、その一部1121がレンズ1の接眼側レンズ面3の非光学有効域19と接しており、さらにホルダー2は、固定部202を有し、固定部202にレンズ1の凸部117が入り込み嵌合することによってレンズ1がホルダー2に固定される。ホルダー付き接眼レンズはアウトサート成形により製造され、ホルダー2を形成する材料の成形収縮率が、レンズ1を形成する材料の成形収縮率に対して0.3%以上小さい。
【選択図】図1

Description

本発明は、光学部品、光学部品の製造方法に関するもので、例えばデジタル一眼レフカメラのファインダーに使用されるホルダー付きのレンズである光学部品、光学部品の製造方法に関するものである。
樹脂製レンズはデジタルカメラの撮影レンズ、光ディスクの記録再生ピックアップレンズ、プロジェクターの投影用のレンズ等、幅広い用途で活用されている。これらの樹脂製レンズの多くは、コストダウンのため射出成形によって製造されている。樹脂製レンズを部品として製品に組み付けて機能させるために、後工程においてレンズを枠状のレンズホルダーの中に入れて一体化することがある。該レンズホルダーは鏡筒とも呼ばれるが、本発明では統一してホルダーと表記する。該ホルダーは、カメラへの取り付けを容易にしたり、レンズを動かすための駆動部品としたり、レンズ側面反射によるゴーストを抑制する遮光(マスク)の機能を有することがある。
ホルダーにレンズを固定し一体化するために、一般的には接着剤が用いられる。しかし、接着という後工程にかかるコストが課題となる。特許文献1ではホルダー用樹脂材料を先行してキャビティに射出し、次いでレンズ用樹脂材料を射出する2色成形によるホルダー付きレンズの製造方法が記されている。
特許文献1によれば、ホルダーの内周面に突起を設け、レンズ用樹脂を前記突起に回り込ませることによりホルダーとレンズを接合する。レンズ用樹脂には脂環式構造含有重合体樹脂を用いる。ホルダー用の樹脂材料とレンズ樹脂材料の成形収縮率の差は0〜0.2%であることが好ましいとされている。
図7は特許文献1を説明する図であり、特許文献1に記載されているホルダー付きのレンズの、レンズ光軸を含み、光軸と平行な面で切断した断面図である。図7において、樹脂製ホルダー82によって、樹脂製レンズ81の側面全体を囲う構成になっている。樹脂製ホルダー82の内周には突出部85が存在し、その周りにレンズ材料が回り込み固化することで、アンダーカット部が形成される。ホルダー82を、レンズの光軸方向に向かってレンズに食い込ませることによりホルダーはレンズに固定される。
特開2004−53879号公報
しかしながら、特許文献1のようにレンズ用樹脂材料に脂環式構造含有重合体樹脂を用いると、脂環式構造重合体樹脂が他の樹脂との相溶性が低いため、ホルダーとレンズの界面の密着力は不安定となる。
特許文献1において、この課題を解決するために、ホルダー用の樹脂材料とレンズ樹脂材料の成形収縮率の差を0〜0.2%と小さくしている。こうすることで、成形後の熱変形量差による界面の剥離を抑制しようとしているが、ホルダーとレンズの界面の密着力は物理衝撃や熱サイクルに継続して耐えられない場合が多い。
ホルダーとレンズの界面の密着力が不安定であると、金型から取り出した後、ホルダーとレンズの密着力が解放される(界面が剥離してしまう)場合があるなど、解放される(剥離する)タイミングが成形品によってばらつくことが起こりうる。レンズは金型から取り出た後、外力を受けない状態で自然冷却されることが望ましい。しかし、剥離するタイミングが成形品によってばらつき、冷却中に剥離する部分と、剥離しない部分が発生し、剥離しない部分に応力が発生し、光学面が歪んでしまうという課題があった。これによりレンズの面精度が安定せず、高精度な光学部品が得られない場合があった。
本発明の光学部品は、レンズ面を有するレンズがホルダーに固定されている光学部品であって、前記ホルダーの一部がレンズ面に接しており、前記レンズを前記ホルダーに固定するための固定部を有し、前記ホルダーを形成する材料の成形収縮率が、前記レンズを形成する材料の成形収縮率に対して0.3%以上小さいことを特徴とする。
また、本発明のカメラは、上記光学部品を含むことを特徴とする。
また、本発明の光学部品の製造方法は、溶融樹脂を金型内のキャビティに射出し、ホルダーにレンズが固定された光学部品を製造する光学部品の製造方法であって、前記ホルダーは、表面、裏面、外周面、および内周面を有し、前記表面および前記外周面を金型に接触させるとともに前記キャビティの一部を構成し、前記ホルダーを構成する材料の成形収縮率に対して0.3%以上大きい溶融樹脂を射出することを特徴とする。
本発明によれば、光学面精度が高い光学部品を安定して得ることが可能となる。
実施形態の光学部品を説明する図 実施形態の光学部品の製造方法で用いる金型を説明する図 実施例を説明する図 実施例を説明する図 実施例を説明する図 実施例を説明する図 従来例を説明する図
図1に本発明に係る光学部品である、ホルダー付きレンズを示す。図1(a)は、本実施形態の光学部品であるホルダー付きのレンズの鳥瞰図である。図1(b)は、本実施形態の光学部品であるホルダー付きのレンズの、レンズ光軸を含み光軸Oと平行な面(A−A´断面)で切断した断面図である。1はレンズであり、本実施形態におけるレンズ1は接眼レンズである例を示す。3は接眼側レンズ面、4は対物側レンズ面、115はレンズの側面である。116は、取り付け部であり、117は取り付け部116から突出し、ホルダーの穴202と嵌合させるための凸部である。取り付け部116および凸部117は、レンズ1の一部である。
2はホルダーであり、表面111、裏面112(1121,1122,1123)、外周面113、および内周面114を有する。10は光学有効域、19は非光学有効域である。ホルダー2は、レンズの一方の面の外周部(非光学有効域19)に、隣接して配置された筒状の部材であり、裏面112がレンズと接触している。また、本実施形態では、ホルダーの裏面112には、複数の面が形成されている。具体的には、レンズが接眼レンズの場合、ホルダーの裏面112の第一の裏面1121が、接眼側レンズ面3の非光学有効域19と接し、第二の裏面1122が、レンズ側面の一部と接し、第三の裏面1123がレンズの取り付け部116と接している。これにより、ホルダー2はレンズ1に対して遮光の機能を付与する。
また、ホルダー2は前記筒状の部分以外に、周囲の部品との組み付け用部201を有してもよい。また、ホルダーの穴202にレンズ1の凸部117が入り込み嵌合することによって、ホルダー2はレンズ1に対して接眼側レンズ面3側に隣接して固定される。レンズ1の凸部117が入りこんでいるホルダーの穴202は、該組み付け用部201に隣接して設けられていてもよいし、別の場所に設けられていてもよい。そして、前記接眼側レンズ面3の光学有効域10は前記内周面114によって囲まれる。凸部117の径は、レンズの取り付け部116からホルダー表面111に向かって大きくなることが好ましい。このような形状にすると、レンズ1の凸部117がホルダーに対してアンダーカット形状となり、より強固に固定される。本実施形態においては、取り付け部116、凸部117およびホルダーの凸部117が入りこんでいる部分202が、レンズをホルダーに固定するための固定部となる。
ホルダー2の表面111は、接眼側から入射する光がレンズ外に反射する機能を有する。そのため、表面111はレンズの光軸Oに対して垂直な方向の面であることが好ましい。表面111はレンズ中心から外周方向に向かって、ホルダーの厚みが減少する向きに傾斜していても良い。傾斜していると、ホルダーの表面で反射した光が外側に逃げ、光学性能への影響を低減することができる。
ホルダー2の裏面112は接眼側レンズ面3の光学面に沿う形状となっていることが好ましいが、光軸Oに対して垂直であっても良いし、傾斜を有していても良い。
ホルダー2の外周面113のレンズの光軸に対する角度は特に限定されない。金型にインサートする際に、インサートを容易にするためインサート方向に向かって外形が小さくなる方向に傾斜していることが好ましいが、レンズ光軸Oに対して平行であっても良い。
ホルダー2の内周面114は、裏面112と隣接する面である。そして、レンズの光軸Oに垂直な方向の面に対して20°以上、80°以下の角度で、レンズ中心から接眼側に向かって開口が広がるように傾斜していることが好ましい。20°以下だとゴースト抑制効果が低下し、80°以上だとホルダー成形時の抜き勾配が小さくなるため、ホルダーの成形が困難となる。
内周面114と裏面112の交点203と、対物側レンズ面の端部204を結ぶ線とレンズ光軸との角度αはゴースト抑制効果から10°以上であることが好ましい。つまり、αが大きいほどレンズ側面から入射して目に届く光の量が減るためゴーストが抑制される。
ホルダー2は、遮光機能を有する樹脂であることが好ましい。例えば、染料によって黒色に着色された材料が好ましい。
遮光機能を有する樹脂は、例えばガラスフィラー等の含有材をホルダー全体の重量に対して10重量%以上30%重量以下含有し、レンズ樹脂に対して、成形収縮率が0.3%以上小さい材料が好ましい。含有材は樹脂と相溶しない材料であれば、カーボンフィラーであっても、他の無機材料でも良い。含有材は、強化繊維であることが好ましい。本明細書において成形収縮率とは、溶融した樹脂を立方体のサンプル型に流し込み、冷却固化させた後、サンプル型から取り出した、成形品の一辺の長さを前記サンプル型の一辺の長さから引いた長さ(収縮した長さ)を前記サンプル型の一辺の長さで割った値のことである。
含有材の重量含有率によって、機械強度、成形収縮率、表面の平滑性が変化する。また、含有材の繊維長によって、同じ重量含有率でも機械強度、成形収縮率、表面の平滑性が変化する。繊維形状や含有率は、成形収縮率だけでなく、製品に求められる強度、表面性も考慮して選定されることが好ましい。
また、含有材(強化繊維)は、前記ホルダーを形成する材料に対する含有率が10重量%以上50重量%以下であることが好ましい。
含有材の含有率が50重量%を超える材料は流動性が悪いため、ホルダーの成形材として不適である。
含有材の含有率が10重量%未満の材料は、機械強度が不足しているためホルダー材料として不適である。
ホルダー2の樹脂材料の基材はポリカーボネートを50重量%以上含む材料が好ましい。詳細は後述するが、ホルダー2を金型にインサートした状態で、レンズを成形するための溶融された高温の樹脂が金型に注入される。この時、ホルダー2がポリカーボネートであると、ポリカーボネートはガラス転移温度が高いため、レンズを成形するために注入される高温の樹脂(本明細書ではレンズ樹脂と称する場合がある)からの熱を受けて溶出しにくい。
この他、ABSを配合したポリカーボネート、ABS、PSまたはPMMAを10重量%以上含む材料が使用可能である。または、ポリカーボネート、ABS、PSまたはPMMAの複合材料を10重量%以上含む材料も使用可能である。
レンズ1の樹脂材料は環状オレフィンを50重量%以上含む樹脂材料であることが好ましい。環状オレフィン系の樹脂材料は非極性であるため、他の樹脂との相溶性が低く、インサート成形したときに界面でホルダー樹脂と相溶しない。溶解度パラメータ(SP値)の差が大きいと、相溶性が低く、溶解度パラメータ(SP値)の差が、0.5以上ある樹脂材料の組み合わせが好ましい。
相溶する樹脂の組み合わせであると、レンズとホルダーの密着力が強く、お互いに熱膨張差や熱収縮差、吸湿差による変形の影響を与え合うため、環境変動による光学性能の変動が発生する。
本発明の光学部品はレンズを形成する材料とホルダーを形成する材料の相溶性が低いため、界面のみで強固な密着性は期待できない。安定してホルダーにレンズを固定するための構造が別途必要となる。図1に示す実施形態では、組み付け用部分の一部に穴202を設け、ホルダーを金型にインサートしてレンズを成形する際に、該穴202にレンズ樹脂を流入させる。穴202の径が、レンズの取り付け部116に向かって小さくなっていると、レンズ樹脂が固化した状態で、穴部がアンダーカット構造となり、ホルダーにレンズがより強固に固定される。本実施形態は一例であって、ホルダーに対してレンズを固定する固定部の場所や構造は特に限定されない。
次に、本実施形態における光学部品の製造方法について説明する。
本実施形態におけるホルダー付きレンズである光学部品は、ホルダーを金型にインサートした状態でレンズを成形するための溶融された高温の樹脂(レンズ樹脂)を射出し、ホルダーの裏面112にレンズ樹脂を流入させる。そして、ホルダーの一部にレンズ樹脂を回り込ませることによって、ホルダーにレンズを固定するとともに遮光機能を付加する。
レンズ成形時の金型内の断面図を図2に示す。図2は、ホルダー2を金型にインサートされている状態で、レンズを形成する材料である溶融樹脂(レンズ樹脂)がキャビティに射出され、充填が完了した状態を示している。ゲートや金型全体構造射出成形機は公知の技術を用いているため説明は省略する。
31は接眼側レンズ面を転写する金型部品、30は対物側レンズ面を転写する金型部品、29は31を収納する金型部品、28は30を収納する金型部品である。30を収納する金型部品28には、レンズの側面と組み付け用部分の一部を転写する形状が形成されている。この30を収納する金型品28と、接眼側レンズ面を転写する金型部品31、対物側レンズ面を転写する金型部品30、ホルダーの裏面112、段付き穴部202でキャビティを構成する。
キャビティに射出され、充填されたレンズ材料である溶融樹脂(レンズ樹脂)はキャビティ内で、インサートされていたホルダーと接合され、冷却工程を経て金型から取り出される。
この射出完了時において、接眼側レンズ面3は接眼側レンズ面を転写する金型部品31に接し、対物側レンズ面4は対物側レンズ面を転写する金型部品30に接している。また、レンズ側面115や組み付け部分201の一部も対物レンズ面を転写する金型部品30を収納する金型部品28と接している。レンズ樹脂はホルダーの裏面112と接しており、その界面は密着している。この時、ホルダーはレンズ樹脂の熱と力を受けて、分子が動きやすい状態となる。
その後、冷却工程へと進み成形収縮が発生する。ホルダーを形成している樹脂(本明細書ではホルダー樹脂と称する場合がある)がレンズ樹脂の成形収縮率よりも0.3%以上小さい。そのため、ホルダーよりもレンズの寸法が小さくなる。前記差が0.3%以上であると、この作用が前記密着している状態を維持する力よりも大きいため、冷却工程中に前記界面に空気が入り込んで密着力が弱められ(あるいは解除され)る。
冷却工程において、レンズ光学面は金型表面に密着して拘束された状態を維持しているため、ホルダーとレンズとの界面の密着力が弱められ(あるいは解除され)たとしても、面精度に対する影響はほとんどない。
ホルダー2とレンズが接する面積が少ない方が好ましい。これは、前記密着力が低下するため、レンズ全体を覆う場合と比較して、より密着力が弱められ(あるいは解除され)やすくなるためである。
このように、積極的にホルダーとレンズとの密着力を弱める(あるいは解除する)ことにより、ホルダーとレンズの界面の密着状態が不安定でなくなる。つまり、密着力が弱められる(あるいは解除される)タイミングが成形品によってばらつくことがなくなる。これにより、ホルダーとレンズとの界面の密着力(ホルダーによるレンズの拘束力)のばらつきによる、レンズの面精度のばらつきがなくなり、高精度な光学部品を得ることが可能となる。
[実施例1]
次に実施例について説明する。図3は本実施例で得た光学部品(ホルダー付きレンズ)とその製造方法に関して図3、図4を用いて説明する。
図3は実施例で製造した光学部品の概略図である。図4(a)は、接眼側レンズ面3側から見た鳥瞰図である。図4(b)は、対物側レンズ面4から見た鳥瞰図である。1はレンズ、2はホルダーである。レンズ1として例えば、デジタル一眼レフカメラのファインダーを構成するレンズであり、視度調整用のレンズであるとして用いられるものを製造した。スリーブ20が連結されているホルダー2を製造した。このスリーブに芯を挿入し、光軸方向にスライド動作可能となるように、カメラに組み込まれる。ホルダーの大きさは、短手b=15.3mm、長手a=21.06mmとなるように製造した。レンズを形成する材料は、環状オレフィン系のポリマーを用いた。荷重たわみ温度が122℃、成形収縮率が0.6%であった。ホルダーを形成する材料は、ガラスフィラーを配合した黒色のポリカーボネートを用いた。ガラスフィラーは繊維径が10μmであり、100μm以上の長繊維と100μm未満の短繊維をブレンドし、20%配合することによって成形収縮率を0.3%、荷重たわみ温度は137℃とした。3は対物側のレンズ面で非球面、4は接眼側のレンズ面で球面であり、両凸のレンズとした。レンズの最大厚みは4.46mmとなるように金型を設計した。
図5は図3のB−B´断面図である。ホルダーの筒状部とスリーブを連結する橋梁部401に、直径j=1mm、テーパ角度k=10°のテーパ穴402が形成されたホルダーを製造した。
次に本実施例の光学部品(ホルダー付きレンズ)の製造方法に関して説明する。
図6(a)はレンズの成形に使用した金型の断面図である。
23は可動側取り付け板、24はスペーサーブロック、25は可動側型板、26は固定側型板、27は固定側取り付け板である。30は対物側のレンズ面を転写する金型部品、31は接眼側のレンズ面を転写する金型部品である。28は30を収容する金型部品、29は31を収容する金型部品である。32はエジェクタピン、38はエジェクタプレートである。35はスプルブシュである。39は金型を温度調節するために温水を通水する水管39である。
図6(b)は金型を開いてホルダーをインサートした状態の断面図である。型開時に接眼側レンズ面3を転写する金型部品31と、31を収容する金型部品29の間にホルダーを挿入した。そして、31を収容する金型部品29に対して、ホルダーの外周面と表面をしっかりと接触させて金型をとじた。水管39には135℃の温水を通水した。
この状態で成形機の可塑化装置のノズル(図示なし)をスプルブッシュ35に当接させ、レンズを形成する材料を溶融した樹脂を射出した。射出時間は3秒とした。これにより、ホルダーの裏面に樹脂が流入し、射出直後においてホルダーとレンズの界面は一時的に密着状態となっていたと考えられる。また、ホルダーを形成する樹脂はレンズを形成する材料の溶融樹脂から熱と力を受けて、分子が動きやすい状態となっていたと考えられる。
射出工程に次ぐ保圧工程において、レンズを形成する材料の溶融樹脂がレンズ面転写面に押しつけられて、レンズ面が転写される。保圧時間は20秒とした。
次に140秒の冷却時間を経て型開した。
図6(c)は型開後突き出し完了の状態の断面図である。エジェクタピン32と対物側のレンズ面4を転写する金型部品30を前進させ、金型と成形品とを離型させた。この状態で取り出し機によって成形品を型外へ排出し、得られたホルダー付きレンズはすべてホルダー裏面との密着力は解除されており、安定して高精度な光学面を有するホルダー付きレンズを得た。そして、ホルダーの筒状部とスリーブを連結する橋梁部に設けたテーパ穴に、溶融したレンズを形成する材料が入り込んでいた。これによってアンダーカット部が形成され、レンズとホルダーを強固に一体化することができた。
取出したレンズの形状精度を測定したところ、形状誤差は1μm以下であった。
冷却工程において、ホルダー材、レンズ材ともに冷却されるが、レンズを形成する材料の方がホルダーを形成する材料よりも収縮量が大きいため、密着力よりも収縮力が大きく作用し、冷却工程中に前記密着力は解除されたと考えられる。しかし、この間、レンズ面4は金型のレンズ面転写面に密着した状態を維持していたと思われ、前記密着が解除されたことによる面精度変化はほとんど発生しなかった。
さらに、得られたレンズとホルダーを再溶融させ、成形収縮率を測定し直したところ、成形前と同じように、レンズの成形収縮率は0.6%であり、ホルダーの成形収縮率は0.3%であった。
[実施例2]
ホルダーを形成する材料を変えた以外は実施例1と同じ方法で光学部品を製造した。
実施例2におけるホルダーを形成する材料は、ガラスフィラーが繊維径が10μmであり、100μm以上の長繊維と100μm未満の短繊維をブレンドし、30%配合することによって成形収縮率を0.2%、荷重たわみ温度を139℃である材料を用いた。その他の条件は実施例1と同一とした。
得られたホルダー付きレンズの形状誤差はすべて、1μm以下であり、ホルダー裏面との界面に空気が入り、ホルダー裏面とレンズとの密着力は解除されており、安定して高精度な光学面を有するホルダー付きレンズを得られた。
[比較例1]
ホルダーを形成する材料を変えた以外は実施例1と同じ方法で光学部品を製造した。
比較例1におけるホルダーを形成する材料は、ガラスフィラーが繊維径が10μmであり、100μm以上の長繊維と100μm未満の短繊維をブレンドし、10%配合することによって成形収縮率を0.4%、荷重たわみ温度を135℃である材料を用いた。その他の条件は実施例1と同一とした。
金型から取り出し後に得られたホルダー付きレンズは、ホルダー裏面との界面に空気が入り、ホルダー裏面とレンズとの密着力が解除されたものと、ホルダー裏面との界面の一部に密着力が残存したものが、成形毎でばらついて得られた。
ホルダー裏面との界面に空気が入りホルダー裏面とレンズとの密着力が解除されたものは高精度な光学面を有するホルダー付きレンズであった。ホルダー裏面との界面の一部に密着が残存したものは、取り出し後の大気中の冷却で密着が解除されたが、密着が残存じた箇所の光学面が歪み、形状誤差が2μm以上あり、不良品となった。
[比較例2]
ホルダーを形成する材料を変えた以外は実施例1と同じ方法で光学部品を製造した。
比較例2におけるホルダーを形成する材料は、ガラスフィラーを含まず、黒色の染料で着色処理しただけのポリカーボネートを使用した。成形収縮率は0.5%、荷重たわみ温度は128℃とした。その他の条件は実施例1と同一とした。
金型から取り出し後に得られたホルダー付きレンズはすべて、ホルダー裏面との界面の一部、あるいは全面に密着が残存した。
ホルダー裏面との界面の一部に密着が残存したものは、取り出し後の大気中の冷却で密着が解除されたが、密着が残存じた箇所の光学面が歪み、不良品となった。ホルダー裏面の全面に密着が残存したサンプルは、大気中の冷却を経ても密着が解けなかった。光学面が全面的に歪み、形状誤差が4μm以上あり、不良品となった。
1 レンズ
2 ホルダー
3 接眼側レンズ面
4 対物側レンズ面
10 レンズ面の光学有効域
19 レンズ面の非光学有効域
111 ホルダー表面
112 ホルダー裏面
113 ホルダー外周面
114 ホルダー内周面
115 レンズ側面
201 組み付け用部分
202 穴

Claims (11)

  1. レンズ面を有するレンズがホルダーに固定されている光学部品であって、
    前記ホルダーの一部がレンズ面に接しており、
    前記レンズを前記ホルダーに固定するための固定部を有し、
    前記ホルダーを形成する材料の成形収縮率が、前記レンズを形成する材料の成形収縮率に対して0.3%以上小さいことを特徴とする光学部品。
  2. 前記固定部は、レンズに形成された取り付け部から突出した凸部がホルダーにくい込んでいる部分であることを特徴とする請求項1記載の光学部品。
  3. 前記凸部の径は、前記取り付け部に向かって大きくなっていることを特徴とする請求項2記載の光学部品。
  4. 前記レンズは接眼レンズであり、接眼側レンズ面が、前記ホルダーと接していることを特徴とする請求項1乃至3いずれか一項記載の光学部品。
  5. 前記ホルダーを形成する材料は、ポリカーボネート、ABS、PS、PMMA、またはこれらの複合材料を含む材料に、強化繊維を含む材料であることを特徴とする請求項1乃至4いずれか一項記載の光学部品。
  6. 前記強化繊維は、前記ホルダーを形成する材料に対する含有率が10重量%以上50重量%以下であることを特徴とする請求項5記載の光学部品。
  7. 前記レンズを形成する材料は、環状オレフィンを含むことを特徴とする請求項1乃至6いずれか一項記載の光学部品。
  8. 請求項1乃至7いずれか一項記載の光学部品を有することを特徴とするカメラ。
  9. 溶融樹脂を金型内のキャビティに射出し、ホルダーにレンズが固定された光学部品を製造する光学部品の製造方法であって、
    前記ホルダーは、表面、裏面、外周面、および内周面を有し、前記表面および前記外周面を金型に接触させるとともに前記キャビティの一部を構成し、
    前記溶融樹脂の成形収縮率に対して前記ホルダーを形成する材料の成形収縮率は、0.3%以上小さいことを特徴とする光学部品の製造方法。
  10. 前記ホルダーは、前記キャビティに向かって径が小さくなる穴を有し、前記穴に前記溶融樹脂が注入されることを特徴とする請求項9記載の光学部品の製造方法。
  11. 前記溶融樹脂は、前記ホルダーを形成する材料と相溶性が低いことを特徴とする請求項10記載の光学部品の製造方法。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018025761A (ja) * 2016-07-29 2018-02-15 キヤノン株式会社 光学部品、光学部品の製造方法、およびカメラ

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI665474B (zh) 2018-04-20 2019-07-11 大立光電股份有限公司 環形光學元件、成像鏡頭模組與電子裝置
TWI752417B (zh) * 2020-02-20 2022-01-11 揚明光學股份有限公司 鏡頭結構及其製作方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5248433U (ja) * 1975-10-02 1977-04-06
JP2008100481A (ja) * 2006-10-20 2008-05-01 Seiko Precision Inc 絞り一体型レンズ、及び、その製造方法
JP2013205813A (ja) * 2012-03-29 2013-10-07 Fujifilm Corp 保持枠付き光学素子及びその製造装置並びに保持枠付き光学素子の製造方法
WO2014084183A1 (ja) * 2012-11-29 2014-06-05 株式会社ダイセル アクチュエータ用弾性体及び圧電アクチュエータ
JP2014112227A (ja) * 2013-12-05 2014-06-19 Sumitomo Electric Fine Polymer Inc 光学レンズ−ホルダー複合体の製造方法、及び光学レンズ−ホルダー複合体
JP2014238573A (ja) * 2013-05-07 2014-12-18 キヤノン株式会社 複合成形レンズおよびその製造方法
JP2015058665A (ja) * 2013-09-20 2015-03-30 小島プレス工業株式会社 インサート成形品及びその製造方法

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4198144A (en) * 1976-04-01 1980-04-15 Canon Kabushiki Kaisha Eye fundus camera
US4805991A (en) * 1986-03-13 1989-02-21 Canon Kabushiki Kaisha Multi-layer resin molded article and method of making the same
US6392819B1 (en) * 1999-05-11 2002-05-21 Sharp Kabushiki Kaisha Objective lens and fabrication method thereof
JP2004053879A (ja) * 2002-07-19 2004-02-19 Nippon Zeon Co Ltd 保持枠付きレンズの製造方法および保持枠付きレンズ
JP4231315B2 (ja) * 2003-03-25 2009-02-25 アルプス電気株式会社 ホルダ付光学素子の製造方法
JP2005170711A (ja) * 2003-12-09 2005-06-30 Fujinon Corp 光学素子及びその成形方法
JP2007193270A (ja) * 2006-01-23 2007-08-02 Hitachi Maxell Ltd レンズ付きキャップ及びその製造方法
JP2009037055A (ja) * 2007-08-02 2009-02-19 Hitachi Maxell Ltd 鏡筒付光学素子及び光学素子成形用金型
WO2011111242A1 (ja) * 2010-03-09 2011-09-15 オリンパス株式会社 樹脂成形品の製造方法と、樹脂成形品と、内視鏡用の樹脂成形品と、樹脂成形品を用いた内視鏡およびその樹脂成形品の製造装置
JP5465154B2 (ja) * 2010-11-15 2014-04-09 オリンパスメディカルシステムズ株式会社 内視鏡の先端ユニット
JP2013003180A (ja) * 2011-06-13 2013-01-07 Hoya Corp レンズユニット
CN104106114A (zh) * 2012-01-31 2014-10-15 柯尼卡美能达株式会社 光拾取装置用物镜的制造方法、物镜及物镜的检查方法
JP2014211470A (ja) * 2013-04-17 2014-11-13 アルプス電気株式会社 鏡筒一体成形レンズおよびその製造方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5248433U (ja) * 1975-10-02 1977-04-06
JP2008100481A (ja) * 2006-10-20 2008-05-01 Seiko Precision Inc 絞り一体型レンズ、及び、その製造方法
JP2013205813A (ja) * 2012-03-29 2013-10-07 Fujifilm Corp 保持枠付き光学素子及びその製造装置並びに保持枠付き光学素子の製造方法
WO2014084183A1 (ja) * 2012-11-29 2014-06-05 株式会社ダイセル アクチュエータ用弾性体及び圧電アクチュエータ
JP2014238573A (ja) * 2013-05-07 2014-12-18 キヤノン株式会社 複合成形レンズおよびその製造方法
JP2015058665A (ja) * 2013-09-20 2015-03-30 小島プレス工業株式会社 インサート成形品及びその製造方法
JP2014112227A (ja) * 2013-12-05 2014-06-19 Sumitomo Electric Fine Polymer Inc 光学レンズ−ホルダー複合体の製造方法、及び光学レンズ−ホルダー複合体

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018025761A (ja) * 2016-07-29 2018-02-15 キヤノン株式会社 光学部品、光学部品の製造方法、およびカメラ

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