JP2730550B2 - プラスチックレンズの製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明は、コンパクト・ディ
スク（ＣＤ）、光ディスク及び光カード等の光情報記録
媒体に於ける光学的な情報の書き込み及び読み出しの際
にレーザ光を集束する小型高性能なプラスチックレンズ
に関する。 【０００２】 【従来の技術】従来、レンズ部の周囲に保持枠を一体成
形し、光学装置本体への装着性及び取扱い性のよいプラ
スチックレンズは各種提供され、例えば、特開昭61−14
617 号公報にて開示されている。しかし、従来のプラス
チックレンズでは、レンズ部と保持枠の境界部には鋭角
の凹部が形成されているので、レンズの性能評価、即ち
有効レンズ面の曲率の測定に於ける基準点の高精度な設
定は不可能であった。ここで、レンズ部と保持枠間を滑
らかな曲面で連続させることも考慮されるが、前記同様
に、有効レンズ面の曲率の測定に於ける基準点の高精度
な設定は不可能であった。 【０００３】また、成形性については、レンズ部と保持
枠の境界部の鋭角の凹部で注入したアクリル系樹脂等の
流れが乱され、該樹脂が不均一に冷却される現象が起こ
り、その結果内部歪みや密度の不均一が生じて屈折率の
局所的なばらつきが発生して、レンズの性能に重大な影
響を及ぼす恐れがあるとともに、金型に鋭いエッジが存
在するので製作に手間がかかるばかりでなく該エッジが
損傷する恐れがあって耐久性に問題があった。 【０００４】更に、通常は保持枠のレンズ面に面する側
面を外側方へ拡開した傾斜面となしているので、光学装
置本体に固定する保持枠に対して、両レンズ面を光軸方
向に平行移動させて成形する必要が生じた場合には、金
型を作り直さなければならず、コスト高になる傾向にあ
った。 【０００５】 【発明が解決しようとする課題】本発明が前述の状況に
鑑み、解決しようとするところは、試作成形したレンズ
の有効レンズ面の曲率等の性能を評価した後、レンズ全
体形状に大きな変化を生じさせることなく、両側レンズ
面の保持枠に対する相対位置及び両側レンズ面の間隔を
調節するための金型の微調整が容易に行え、またアクリ
ル系樹脂等の樹脂流れがよくレンズ部内の屈折率を均一
にできるプラスチックレンズの製造方法を提供する点に
ある。 【０００６】 【課題を解決するための手段】本発明は、前述の課題解
決のために、レンズ部の周囲に保持枠を一体成形すると
ともに、該保持枠の内周端部に光軸と平行な円筒部を設
けてなるプラスチックレンズの製造方法であって、前記
円筒部より外周側の保持枠を成形し得る二つ割りの分割
金型と、それぞれの分割金型に形成した円孔に挿入深さ
を高精度に設定できる円柱状のコアとを用い、各コアの
先端部に有効レンズ面を成形する凹曲面を形成するとと
もに、その周囲に環状平面を形成し且つ該環状平面の外
周にテーパー面を形成し、各コアに前記円筒部を成形す
る外周面を備え、各分割金型に対するコアの挿入深さを
調節してレンズ部の厚さ及び保持枠に対するレンズ部の
光軸方向の相対的位置を設定してなるプラスチックレン
ズの製造方法を構成した。 【０００７】ここで、本発明のプラスチックレンズの製
造方法は、円筒部より外周側の保持枠を成形し得る二つ
割りの分割金型に対して、有効レンズ面を成形する凹曲
面を先端部に形成した各コアの挿入深さを高精度に設定
できるようなしたので、両側有効レンズ面を光軸方向に
平行移動させて、両側有効レンズ面の保持枠に対する相
対位置及び両側レンズ面の間隔を調節することが可能と
なるが、この分割金型に対する各コアの挿入深さを調節
しても保持枠の内周端部に形成される光軸と平行な円筒
部の長さが変化するのみで、レンズ全体形状に大きな変
化は生じないのである。また、金型に鋭いエッジが存在
しないので、樹脂流れがよく均一に金型内に樹脂が注入
されるので、内部歪みがなく密度が均一になって屈折率
の局所的なばらつきがなくなるのである。更に、各コア
の有効レンズ面を成形する凹曲面の周囲に環状平面を形
成したので、この環状平面によって保持枠と両側レンズ
面外周縁間に光軸と直交する平坦部が成形され、この平
坦部を有効レンズ面の性能評価の際に曲率及び微小な凹
凸を測定する基準点とすることができる。 【０００８】 【発明の実施の形態】次に添付図面に示した実施例に基
づき更に本発明の詳細を説明する。図１は本発明の代表
的実施例を示し、図中Ａはプラスチックレンズ、１はレ
ンズ部、２は保持枠をそれぞれ示している。 【０００９】本発明に係るプラスチックレンズＡは、マ
イクロオプティックス分野に於いて広く使用される非球
面レンズとなしたレンズ部１の周囲に保持枠２を一体成
形し、前記レンズ部１の両側有効レンズ面３，３の外周
縁と前記保持枠２間に光軸４と直交する環状の平坦部５
を形成するとともに、前記保持枠２の両側有効レンズ面
３，３に面する内周端部に前記光軸４と平行な円筒部
６，６を形成したものである。ここで、前記平坦部５の
光軸４と直交する幅は、０．２〜０．５ｍｍとすること
が好ましく、０．２ｍｍよりも狭いと測定基準点とはな
り難く、０．５ｍｍよりも広いとプラスチックレンズＡ
の小型化には不適である。 【００１０】前記保持枠２は、有効レンズ面３よりも前
記光軸４の方向に突出させて該有効レンズ面３の保護作
用も有する保持環７，７を形成し、更に外周中央部には
側方へ突出した環状の取付環８を形成している。尚、前
記両平坦部５，５の間隔は、前記取付環８の光軸方向の
幅と略一致させるか又はそれより広く設定し、樹脂流れ
がよくなるようにしている。更に、前記平坦部５の外縁
から前記円筒部６にかけて外側方へ拡開したテーパー状
の傾斜面９を形成して視野を広くしてあり、また該傾斜
面９には反射防止膜を形成して、該傾斜面９を照射した
入射光が再び有効レンズ面３の方向に反射されて迷光と
なるのを抑制している。 【００１１】前記プラスチックレンズＡは、図２に示す
如く光学装置本体10に開口した取付孔11に一方の保持環
７を内嵌するとともに、該取付孔11の周縁に前記取付環
８の一側又は両側に形成した光軸４と直交する取付基準
面12を当接した状態で固定し、一方の有効レンズ面３か
ら入射したレーザ光13をコンパクト・ディスク、光ディ
スク及び光カード等の光情報記録媒体14上に集束し、そ
の反射光を再び有効レンズ面３を通して光検知器で検知
し、光情報を読み取るものである。尚、前記光情報記録
媒体14は、基板15上に、微細な凹凸を成形するか又は光
反射率、磁化の方向を局所的に変化させてピット16をト
ラック上に形成した記録膜17を積層するとともに、その
上面に使用するレーザ光の波長に対して透明な保護膜18
を積層した構造のものである。 【００１２】通常、この種のピックアップレンズは焦点
距離が数ｍｍと非常に短く、しかもスポット径は情報量
の高密度化を考慮してピット16の最小径はできるだけ小
さく設定され、それに応じてスポット径をそれと同程度
に小さく集束され、例えば１μｍ以下に設定されること
から、光学装置本体10への取付けは高精度が要求され、
更にレンズ部１内での屈折率の均一性が要求される。そ
の為には、両側有効レンズ面３，３のそれぞれの光軸４
を一致させるとともに、レンズ部１の厚みｄを精度よく
設定することは勿論、前記取付基準面12に対する両側有
効レンズ面３，３の相対位置を精度よく設定することが
要求され、更に樹脂流れに優れた形状に設計することが
必要であり、それに伴い金型19の形状及び構造に特に工
夫が必要となる。 【００１３】当該プラスチックレンズＡは、上述の要請
を全て満足するように発明されたものであり、図３に基
づきその製造方法を説明する。前記金型19は、図３に示
す如く前記プラスチックレンズＡの円筒部６より外周側
を成形し得る二つ割りの分割金型20，21と、それぞれの
分割金型20，21に形成した円孔22に挿入深さを高精度に
設定できる円柱状のコア23，24とよりなり、該コア23，
24の先端部に前記有効レンズ面３に相当する凹曲面25を
形成し、その周囲に平坦部５に相当する環状平面26を形
成し、更に外周に前記傾斜面９に相当するテーパー面27
を形成し、前記円筒部６に相当する外周面28は該コア23
の外周面と一致させた構造のものである。また、前記分
割金型20，21間にはアクリル系樹脂等のレンズとして使
用可能な樹脂を注入する注入路29を形成し、前記保持枠
２の取付環８側面に位置する部位に連通させている。 【００１４】しかして、前記分割金型20，21のそれぞれ
の円孔22，22に前記コア23，24を嵌挿し、前記保持枠２
の取付基準面12に相当する分割金型20の部位に対して一
方のコア23の挿入深さを調節するとともに、他方のコア
24を前記コア23との間隔を調節してレンズ部１の厚みｄ
を設定し、前記保持枠２の取付基準面12に対して焦点位
置を高精度に設定できるようになしている。そして、前
記コア23，24の分割金型20，21に対する挿入深さを調節
できるようになしたので、プラスチックレンズＡの試作
段階で最適に設定する作業が極めて短時間で行えるとと
もに、保持枠２の取付基準面12に対する焦点位置の微小
変更を容易に行うことができる。 【００１５】このように、保持枠２の両側レンズ面３に
面する内周端部に光軸４と平行な円筒部６を設けた形状
とすれば、レンズ面３を形成する金型、即ちコア23，24
を光軸方向に平行移動させて両側レンズ面３の保持枠２
に対する相対位置及び両側レンズ面３，３の間隔を調節
し、該保持枠２に対する焦点位置及びレンズ部１の厚み
ｄを最適に設定することができるとともに、試作した後
に金型の微調整が必要な場合に光軸方向へレンズ面３を
僅かに平行移動する変更を行っても、全体形状に大きな
変化を生じさせない。 【００１６】更に、前記分割金型20，21で形成されるキ
ャビティ内にコア23，24の先端部を進入させた構造であ
るので、該コア23，24と分割金型20，21の間、即ち前記
円筒部６の外縁部にバリが生じることがない。 【００１７】 【発明の効果】以上にしてなる本発明のプラスチックレ
ンズの製造方法によれば、レンズ部の周囲に保持枠を一
体成形するとともに、該保持枠の内周端部に光軸と平行
な円筒部を設けてなるプラスチックレンズの製造方法で
あって、前記円筒部より外周側の保持枠を成形し得る二
つ割りの分割金型と、それぞれの分割金型に形成した円
孔に挿入深さを高精度に設定できる円柱状のコアとを用
い、各コアの先端部に有効レンズ面を成形する凹曲面を
形成するとともに、その周囲に環状平面を形成し且つ該
環状平面の外周にテーパー面を形成し、各コアに前記円
筒部を成形する外周面を備え、各分割金型に対するコア
の挿入深さを調節してレンズ部の厚さ及び保持枠に対す
るレンズ部の光軸方向の相対的位置を設定してなるの
で、レンズ面を形成する各コアを分割金型に対して挿入
深さを調節し、即ちレンズ面を光軸方向に平行移動させ
て両側有効レンズ面の保持枠に対する相対位置及び両側
有効レンズ面の間隔を調節し、該保持枠に対する焦点位
置及びレンズ部の厚みを最適に設定することができるば
かりでなく、分割金型に対する各コアの挿入深さを調節
しても保持枠の内周端部に形成される光軸と平行な円筒
部の長さが変化するのみで、レンズ全体形状に大きな変
化は生じないのである。 【００１８】また、金型には鋭いエッジが存在しないの
で、樹脂流れがよく均一に金型内に樹脂を注入すること
ができ、もって樹脂の冷却が一様に行われてヒケが少な
く、密度及び屈折率を均一となすことができる。更に、
前記平坦部を有効レンズ面の性能評価の際の曲率及び微
小な凹凸を測定する基準点とすることができる。

【図面の簡単な説明】 【図１】本発明に係るプラスチックレンズの断面図であ
る。 【図２】プラスチックレンズの使用状態を示す省略部分
断面図である。 【図３】プラスチックレンズを成形する金型の省略部分
断面図である。 【符号の説明】 Ａ プラスチックレンズ、 １ レンズ部 ２ 保持枠 ３ 有効レンズ面 ４ 光軸 ５ 平坦部 ６ 円筒部 ７ 保持環 ８ 取付環 ９ 傾斜面 10 光学装置本体 11 取付孔 12 取付基準面 13 レーザ光 14 光情報記録媒体 15 基板 16 ピット 17 記録膜 18 保護膜 19 金型 20 分割金型 21 分割金型 22 円孔 23 コア 24 コア 25 凹曲面 26 環状平面 27 テーパー面 28 外周面 29 注入路

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 １．レンズ部の周囲に保持枠を一体成形するとともに、
   該保持枠の内周端部に光軸と平行な円筒部を設けてなる
   プラスチックレンズの製造方法であって、前記円筒部よ
   り外周側の保持枠を成形し得る二つ割りの分割金型と、
   それぞれの分割金型に形成した円孔に挿入深さを高精度
   に設定できる円柱状のコアとを用い、各コアの先端部に
   有効レンズ面を成形する凹曲面を形成するとともに、そ
   の周囲に環状平面を形成し且つ該環状平面の外周にテー
   パー面を形成し、各コアに前記円筒部を成形する外周面
   を備え、各分割金型に対するコアの挿入深さを調節して
   レンズ部の厚さ及び保持枠に対するレンズ部の光軸方向
   の相対的位置を設定してなることを特徴とするプラスチ
   ックレンズの製造方法。