JP3224864U - 枠付きレンズ - Google Patents

Abstract

【課題】保持枠付きレンズを提供する。【解決手段】光学機能面をそれぞれ含む上面１３及び下面１４を備えるレンズ１０と、前記レンズの下部の側面１５を覆うように前記レンズと一体に形成されている保持枠２０とを有する。【選択図】図１Ｂ

Description

本発明は、保持枠付きレンズ（以下、「枠付きレンズ」）及び枠付きレンズの製造方法に関する。

従来のレンズ製造方法においては、レンズ素材であるブランクを胴型内に配置し、上金型と下金型で上下からプレスすることにより、上金型と下金型の形状に対応した光学機能面を備えたレンズが形成される。ブランクは、例えば角柱形状を有しており、ブランクの底面の中心位置が下金型の成形面の中心位置に一致するように胴型内に配置される。

特開２００３−２０６１４４号公報 特開平５−２９４６４５号公報 特開２００２−００６１８９号公報 特開平３−２６５５２９号公報

しかしながら、ブランクは、胴型の内面との間に間隙を有するように配置されるため、ブランクを胴型内に配置した後にブランクの中心位置が下金型の中心所定位置からずれてしまう場合がある。このような状態で成形を行うと、設計形状に対して偏りを有した形状のレンズが形成されてしまい、また、胴型内でブランクが不均等に配置されることに起因してヒケが生じてしまうという問題がある。

一方、特許文献１〜４に記載の製造方法においては、ブランクと胴型の内面との間に、鏡筒又はホルダを構成する材料を配置して、ブランクと共に一体で成形することにより、鏡筒又はホルダとレンズとが一体となった光学部品を製造している。これにより、レンズに触れることなく光学部品を扱うことが可能となるため、その後の組み付け等の工程への負担を小さくすることができる。しかしながら、このように製造した光学部品は、レンズ側面が鏡筒やホルダで覆われているため、成形後の組み付けにおいて位置出しの精度を確保することが難しい場合がある。

そこで本発明は、胴型内でのレンズ素材の位置ずれを抑えることができ、これにより偏りのない所望の形状のレンズを製造できる、枠付きレンズの製造方法を提供することを目的とする。また、本発明は、透明なレンズの外面を基準とした位置出しを可能とし、これによって高い組み付け精度を確保できる枠付きレンズ及び枠付きレンズの製造方法を提供することを目的とする。さらに、本発明の目的は、取り扱いが容易であり、かつ、外面を基準とした位置出しを可能として、高い組み付け精度を確保できる枠付きレンズを提供することにある。

本発明の一側面によれば、枠付きレンズは、光学機能面をそれぞれ含む上面及び下面を備えるレンズと、レンズの下部の側面を覆うようにレンズと一体に形成されている保持枠とを有する。

本発明の一側面によれば、枠付きレンズの製造方法は、胴型内に、胴型の内面形状に対応する外面形状を備えた、中空の保持枠を配置することと、一部が保持枠の内側に位置するように、レンズ素材を上金型と下金型の間に配置することと、上金型と下金型とでレンズ素材を押圧することによって、レンズ素材の上面と下面に光学機能面をそれぞれ形成するとともに、レンズ素材をレンズ素材の側面が胴型の内面又は保持枠の内面に密着するまで押し広げることとを有する。

本発明の一側面によれば、胴型内でのレンズ素材の位置ずれを抑えることができ、これにより偏りのない所望の形状のレンズを製造することができる。さらに、透明なレンズの外面を基準とした位置出しが可能であり、かつ、枠付きレンズの取り扱いが容易であるため、高い組み付け精度を確保することができる。

本発明の実施形態に係る枠付きレンズの平面図である。 本発明の実施形態に係る枠付きレンズの正面図である。 本発明の実施形態に係る枠付きレンズの底面図である。 本発明の実施形態の製造方法に用いる金型の断面図であって、プレス成形前の状態を示す図である。 枠付きレンズの保持枠の断面図である。 枠付きレンズの保持枠の平面図である。 本発明の実施形態の製造方法に用いる金型の断面図であって、プレス成形後の状態を示す図である。 変形例に係る枠付きレンズの平面図である。 変形例に係る枠付きレンズの正面図である。 変形例に係る枠付きレンズの底面図である。

以下、本発明の実施形態に係る枠付きレンズ、及び、枠付きレンズの製造方法について図面を参照しつつ詳しく説明する。

図１Ａ、１Ｂ及び１Ｃは、それぞれ本実施形態に係る枠付きレンズＬ１０の平面図、正面図及び底面図である。各図において、基準座標系としてＸ−Ｙ−Ｚ座標系が示されている。Ｚ軸は上下方向、即ち光軸方向を示し、Ｘ−Ｙ面はＺ軸に直交する面である。以下の説明において、Ｚ軸に沿って見た状態を平面視ということがある。ここで、図１Ａ及び１Ｃに示すように、枠付きレンズＬ１０の外形は、平面視で正方形状である。また、枠付きレンズＬ１０の背面図及び左右の側面図における形状は、図１Ｂの正面図におけると同様である。

図１Ａ乃至１Ｃを参照すれば、枠付きレンズＬ１０は、平面形状が正方形である略角柱形状をなしており、レンズ１０と、保持枠２０とを備える。レンズ１０は、上面１３（第１の面）、下面１４（第２の面）及び側面１５を備える。上面１３は、上側へ突出し光学機能面となる第１の凸面１１を含む。下面１４は、下側へ突出し光学機能面となる第２の凸面１２を含む。側面１５には内側へ向けて段差が付いており、上面１３から下側に延伸する上部側面１５ａと、下面１４から上側に延伸し上部側面１５ａに対して内側に向けてオフセットしている下部側面１５ｂが形成されている。即ち、下面１４のうち四辺に沿った周辺領域は上側に向けて段差が付いており、第２の凸面１２が形成された内側下面１４ａと、内側下面１４ａを囲み内側下面１４ａに対して上側に向けてオフセットしている外側下面１４ｂが形成されている。つまり、下面１４の一部は下側に突出し、その端面が内側下面１４ａとなる突出部１０ｐを形成している。保持枠２０は当該突出部１０ｐを囲んで密着するようにレンズ１０の下端部に一体に形成されている。枠付きレンズＬ１０の平面形状は、正方形以外の矩形状としてもよい。

図１Ａを参照すれば、第１の凸面１１は、平面視において、上面１３と中心が一致する。同様に、図１Ｃを参照すれば、平面視において、第２の凸面１２は、下面１４と中心が一致する。ここで、第１及び第２の凸面１１、１２の形状・配置・数はレンズ１０の仕様に応じて、任意に設定することができ、第１及び第２の凸面１１、１２は、球面・非球面のいずれであっても良い。また、第１及び第２の凸面１１、１２の代わりに、他の形状の面、例えば凹面を用いてもよい。さらに、上面１３と下面１４の一方は凸面を設けなくてもよい。

図１Ｂ及び１Ｃを参照すれば、レンズ１０の側面１５のうちの下部側面１５ｂは保持枠２０によって覆われており、保持枠２０はレンズ１０の側面１５と一体に形成されている。保持枠２０は、Ｚ軸に沿って貫通して形成された開口２４を有する中空の枠形状（図３Ａ及び３Ｂ参照）を有する。平面視において、保持枠２０は正方形の外形を有し、外形形状はレンズ１０の外形形状と一致する。すなわち、図１Ｂに示すように、枠付きレンズＬ１０の前後左右の各側において、レンズ１０の上部側面１５ａと保持枠２０の外側面２１とは面一である、即ち、同一平面をなしている。また、図１Ｃに示すように、平面視において、保持枠２０の内側面２３は外側面２１と同心状の正方形とされ、開口２４を形成している。平面視において、開口２４はレンズ１０の第１及び第２の凸面１１、１２に対して中心位置が同一となっている。

一方、レンズ１０の側面１５のうちの上部側面１５ａは保持枠２０で覆われていない。このため、レンズ１０の上面１３と側面１５との境界となる４つの辺１６、及び、辺１６の４つの角部１７は、保持枠２０に覆われずに露出している。これらの角部１７は直角をなすようにそれぞれ設計されており、枠付きレンズＬ１０の製造後の組み付けのための位置出しや検査に用いることができる。例えば、測定光を角部１７に与え、測定光の反射光の強度や角度によって位置出しや姿勢の確認を精度良く行うことができる。

レンズ１０の上述の形状は、レンズ素材としての、ガラスや樹脂を成形することにより形成される。レンズ１０には、融点が低い材料、例えば、融点が約５００°Ｃ〜約６００°Ｃの低融点ガラスを用いる。

また、保持枠２０は金属材料、例えばステンレス鋼からなり、保持枠２０にはレンズ１０用の材料よりも熱膨張係数が大きい材料を用いる。これにより、以下の製造方法で枠付きレンズＬ１０を製造したときに、レンズ１０を、図１Ａ乃至１Ｃに示すような形状とすることができる。また、保持枠２０として、光の透過性が低い材料を用いると、レンズ１０の側面１５から、乱反射光その他の外光が入射する量を減らすことができるため、ノイズ光の発生を抑えることができる。

次に、枠付きレンズＬ１０の製造方法について説明する。図２は、本実施形態の製造方法に用いる金型の断面図であって、プレス成形前の状態を示す図である。図３Ａ及び３Ｂは、それぞれ保持枠２０の断面図及び平面図である。図４は、上記金型のプレス成形後の断面図である。

枠付きレンズＬ１０の製造に用いる金型は、胴型３１と、上金型３２と、下金型３３とからなる。図３Ｂにおいては、保持枠２０を胴型３１内に配置したときの胴型３１及び下金型３３の凹面部３３ａの位置を破線で示している。

図３Ｂを参照すれば、平面視において、胴型３１は、外形が正方形の枠状であり、胴型３１の内面３１ａも正方形状である。胴型３１と下金型３３は不図示の基台に固定されており、下金型３３は、胴型３１の内面３１ａに対応した平面形状を備え、その外面３３ｄの全面が胴型３１の内面３１ａに接触するように胴型３１内に配置される（図２）。図２を参照すれば、下金型３３の上面３３Ｕにおいて、中央には、レンズ１０の第２の凸面１２を形成するための凹面部３３ａが設けられ、この凹面部３３ａの周囲は平面３３ｂとなっている。

上金型３２は、胴型３１の内面３１ａに対応した平面形状を備え、その外面３２ｄが胴型３１の内面３１ａに接触するように、胴型３１内において下金型３３の上方に配置される（図２）。上金型３２は、胴型３１内において、Ｚ軸に沿って上下に移動可能である。図２を参照すれば、上金型３２の下面３２Ｌにおいて、中央には、レンズ１０の第１の凸面１１を形成するための凹面部３２ａが設けられ、この凹面部３２ａの周囲は平面３２ｂとなっている。

胴型３１内には、図３Ｂに示すような、平面視において外形が正方形の枠状の保持枠２０が配置される。保持枠２０の外形形状は、胴型３１の内面３１ａの形状に対応した形状である。したがって、保持枠２０を胴型３１内において下金型３３上に載置すると、保持枠２０の底面２２が下金型３３の平面３３ｂに接するとともに、外側面２１の全面が胴型３１の内面３１ａに接触する。

本実施形態の枠付きレンズＬ１０の製造方法においては、まず、胴型３１内であって、下金型３３の平面３３ｂ上に保持枠２０を配置する。このとき下金型３３の凹面部３３ａの上方には保持枠２０の開口２４が位置している（図２）。

次に、図２に示すように、胴型３１内で、下金型３３上であり、かつ、保持枠２０の開口２４内に、角柱状のレンズ素材４０を載置する。このレンズ素材４０は上金型３２と下金型３３の間に配置される。レンズ素材４０は下部が保持枠２０の内側に位置し、それ以外の上部は保持枠２０の上方であって胴型
３１の内部に位置する。

つづいて、不図示の加熱手段によって胴型３１を加熱し、内部に配置したレンズ素材４０を加熱軟化させる。この状態で上金型３２を下金型３３側へ移動させると、レンズ素材４０が押圧されるため、上金型３２の凹面部３２ａの形状がレンズ素材４０に転写されて第１の凸面１１が形成され、また、下金型３３の凹面部３３ａの形状がレンズ素材４０に転写されて第２の凸面１２が形成される。また、保持枠２０内のレンズ素材４０は保持枠２０の内側面２３に強く接触するようにＸ−Ｙ面方向に押し広げられて内側面２３に密着する。さらにまた、保持枠２０よりも上側のレンズ素材４０はＸ−Ｙ面方向に押し広げられて胴型３１の内面３１ａに密着する（図４）。

このプレス成形工程の後に、金型を冷却して成形物を取り出すことによって、図１Ａ乃至１Ｃに示す枠付きレンズＬ１０が完成する。なお、胴型３１の内面形状は、製造する枠付きレンズＬ１０の外形サイズ、レンズ素材４０の冷却による収縮を考慮して定めている。

以上のように構成されたことから、上記実施形態によれば、次の効果を奏する。

（ａ）胴型３１内に、胴型３１の内面３１ａの形状に対応する外面形状を備えた保持枠２０を配置した後に、レンズ素材４０を上金型３２と下金型３３の間に配置・押圧してレンズ１０を成形するため、胴型３１内でのレンズ素材４０の位置ずれを抑えることができる。これにより、ヒケの発生を抑えた、偏りのない所望の形状のレンズ１０を製造することができる。

（ｂ）レンズ１０の上部は保持枠２０に覆われていないため、レンズ１０の外面、すなわち上面１３と側面１５がなす辺１６や角部１７、を基準とした位置出しや検査が可能となり、これによって組み付けや検査を高い精度で行うことができる。ここで、平面視において、胴型３１の内面３１ａ及びレンズ１０の外形は正方形状を有しているため、組み付けや検査の精度をさらに高めることができる。

（ｃ）保持枠２０でレンズ１０を覆っているため、枠付きレンズＬ１０の製造後に行う組み付けや検査において枠付きレンズＬ１０の取り扱いが容易となる。

（ｄ）保持枠２０として、金属材料その他の光の透過性が低い材料を用いると、レンズ１０の側面１５から、乱反射光その他の外光が入射することを防げるためノイズ光の発生を抑えることができる。

（ｅ）保持枠２０を金属で形成することにより、組み付けや検査において枠付きレンズＬ１０の取り扱いが容易となり、また、レンズ１０の側面１５から、乱反射光その他の外光が入射することを防げるためノイズ光の発生を抑えることができる。

以下に変形例について説明する。

図５Ａ、５Ｂ及び５Ｃは、それぞれ変形例に係る枠付きレンズＬ２０の平面図、正面図及び底面図である。変形例に係る枠付きレンズＬ２０は、図５Ｃに示すように、平面視において、保持枠６０の内側面６３がレンズ５０の第２の凸面５２の外形に沿っている点で、上記実施形態の枠付きレンズＬ１０と異なる。このため、図５Ｂ及び５Ｃに示すように、枠付きレンズＬ２０の下面においては、レンズ５０のうちの第２の凸面５２のみが保持枠６０の開口６４から下方へ突出し、第２の凸面５２の周囲は保持枠６０の下面６２で囲まれている。別言すると、レンズ５０の下面５４のうち、第２の凸面５２が形成されていない領域、すなわち、図５Ｃにおいて破線で示した領域Ａが保持枠６０によって覆われている。

図５Ａ乃至５Ｃを参照すれば、枠付きレンズＬ２０は、平面形状が正方形である略角柱形状をなしており、レンズ５０と保持枠６０とを備える。レンズ５０は、上面５３（第１の面）、下面５４（第２の面）及び側面５５（第３の面）を備える。上面５３は、上側へ突出し光学機能面となる第１の凸面５１を含む。下面５４は、下側へ突出し光学機能面となる第２の凸面５２を含む。側面５５には内側へ向けて段差が付いており、上面５３から下側に延伸する上部側面５５ａと、下面５４から上側に延伸し上部側面５５ａに対して内側に向けてオフセットしている下部側面５５ｂが形成されている。即ち、下面１４のうち第２の凸面５２の周囲の領域、即ち、領域Ａは、第２の凸面５２に対して上側に向けてオフセットしている。つまり、下面５４の一部は下側に突出し、その端面が第２の凸面５２となる突出部５０ｐを形成している。保持枠６０は当該突出部５０ｐを囲んで密着するようにレンズ５０の下端部に一体に形成されている。

図５Ａを参照すれば、第１の凸面５１は、平面視において、上面５３と中心が一致する。図５Ｃを参照すれば、第２の凸面５２は、平面視において、保持枠６０の下面６２と中心が一致する。

図５Ｂ及び５Ｃを参照すれば、レンズ５０の側面５５のうちの下部側面５５ｂは保持枠６０によって覆われており、保持枠６０はレンズ５０の側面５５と一体に形成されている。保持枠６０は、Ｚ軸に沿って貫通して形成された開口６４を有する中空の枠形状を有する。図５Ｃに示すように、保持枠６０は平面視において正方形の外形を有し、外形形状はレンズ５０の外形形状と一致する。即ち、図５Ｂに示すように、枠付きレンズＬ２０の前後左右の各側において、レンズ５０の上部側面５５ａと保持枠６０の外側面６１とは面一である、即ち、同一平面となっている。また、図５Ｃに示すように、保持枠６０の内側面６３は平面視において外側面６１と同心状の円形とされ、開口６４を形成している。平面視において、開口６４はレンズ５０の第２の凸面５２に対して形状が同一であり、中心位置も同一である。したがって、枠付きレンズＬ２０の下面においては、レンズ５０のうちの第２の凸面５２のみが保持枠６０の開口６４から下方へ突出し、第２の凸面５２の周囲は保持枠６０の下面６２で囲まれる。これにより、枠付きレンズＬ２０の下部は、第２の凸面５２を除いて、保持枠６０で覆われているため、組み立てや検査の際にクランプしやすくなるため取り扱いが容易となる。

なお、レンズ５０の下面５４の上記領域Ａ（図５Ｃ）において、保持枠６０によって覆われていない領域を一部含んだ構成も可能である。

本発明の一側面によれば、枠付きレンズは、光学機能面をそれぞれ含む上面及び下面を備えるレンズと、レンズの下部の側面を覆うようにレンズと一体に形成されている保持枠とを有する。

これにより、保持枠でレンズを覆っているため、枠付きレンズの製造後に行う組み付けや検査において枠付きレンズの取り扱いが容易となる。また、保持枠として光の透過性が低い材料を用いると、レンズの側面から、乱反射光その他の外光が入射することを防げるためノイズ光の発生を抑えることができる。さらに、保持枠に覆われていない、レンズ上部の外面を基準とした位置出しや検査が可能となり、これによって組み付けや検査を高い精度で行うことができる。

本発明の一側面によれば、枠付きレンズにおいて、レンズは矩形状の平面形状を有することが好ましい。

これにより、レンズの角部を利用した位置出しや検査を高い精度で行うことができる。

本発明の一側面によれば、枠付きレンズにおいて、前記下面のうちの光学機能面が形成されていない領域の少なくとも一部が保持枠によって覆われていることが好ましい。

これにより、組み立てや検査の際に枠付きレンズをクランプしやすくなるため枠付きレンズの取り扱いが容易となる。

本発明の一側面によれば、枠付きレンズの製造方法は、胴型内に、胴型の内面形状に対応する外面形状を備えた、中空の保持枠を配置することと、一部が保持枠の内側に位置するように、レンズ素材を上金型と下金型の間に配置することと、上金型と下金型とでレンズ素材を押圧することによって、レンズ素材の上面と下面に光学機能面をそれぞれ形成するとともに、レンズ素材をレンズ素材の側面が胴型の内面又は保持枠の内面に密着するまで押し広げることとを有する。

これにより、胴型内でのレンズ素材の位置ずれを抑えることができるため、ヒケの発生を抑えた、偏りのない所望の形状のレンズを製造することができる。また、レンズの上部は保持枠に覆われていないため、レンズの外面を基準とした位置出しや検査が可能となり、これによって組み付けや検査を高い精度で行うことができる。さらに、保持枠でレンズを覆っているため、枠付きレンズの製造後に行う組み付けや検査において枠付きレンズの取り扱いが容易となる。また、保持枠として光の透過性が低い材料を用いると、レンズの側面から、乱反射光その他の外光が入射することを防げるためノイズ光の発生を抑えることができる。

本発明の一側面によれば、枠付きレンズの製造方法において、胴型の内面形状は平面視において矩形であることが好ましい。

これにより、レンズの角部を利用した位置出しや検査を高い精度で行うことができる。

本発明の一側面によれば、枠付きレンズの製造方法において、保持枠は金属で形成されていることが好ましい。

これにより、枠付きレンズの製造後に行う組み付けや検査において枠付きレンズの取り扱いが容易となる。また、レンズの側面から、乱反射光その他の外光が入射することを防げるためノイズ光の発生を抑えることができる。

以上、枠付きレンズ及び枠付きレンズの製造方法を実施形態に基づいて説明したが、本発明は具体的に開示された実施形態に限定されず、本発明の範囲を逸脱することなく様々な変形及び改良がなされ得る。

本国際出願は、２０１７年２月１６日に出願した日本国特許出願２０１７−０２６６５０号に基づく優先権を主張するものであり、その全内容を参照によりここに援用する。

以上のように、本発明の実施形態に係る枠付きレンズ及び枠付きレンズの製造方法は、胴型内でのレンズ素材の位置ずれを抑えることができ、これにより偏りのない所望の形状のレンズを製造することができる点で有用である。

１０ レンズ １１、１２ 凸面 １３ 上面 １４ 下面 １５ 側面 １６ 辺 １７ 角部 ２０ 保持枠 ２１ 外側面 ２２ 底面 ２３ 内側面 ２４ 開口 ３１ 胴型 ３１ａ 内面 ３２ 上金型 ３２ａ 凹面部 ３２ｂ 平面 ３２ｄ 外面 ３３ 下金型 ３３ａ 凹面部 ３３ｂ 平面 ３３ｄ 外面 ４０ レンズ素材 ５０ レンズ ５１、５２ 凸面 ５３ 上面 ５４ 下面 ５５ 側面 ６０ 保持枠 ６１ 外側面 ６２ 下面 ６３ 内側面 ６４ 開口 Ｌ１０、Ｌ２０ 枠付きレンズ

本考案は、保持枠付きレンズ（以下、「枠付きレンズ」）に関する。

従来のレンズ製造方法においては、レンズ素材であるブランクを胴型内に配置し、上金型と下金型で上下からプレスすることにより、上金型と下金型の形状に対応した光学機能面を備えたレンズが形成される。ブランクは、例えば角柱形状を有しており、ブランクの底面の中心位置が下金型の成形面の中心位置に一致するように胴型内に配置される。

特開２００３−２０６１４４号公報 特開平５−２９４６４５号公報 特開２００２−００６１８９号公報 特開平３−２６５５２９号公報

しかしながら、ブランクは、胴型の内面との間に間隙を有するように配置されるため、ブランクを胴型内に配置した後にブランクの中心位置が下金型の中心所定位置からずれてしまう場合がある。このような状態で成形を行うと、設計形状に対して偏りを有した形状のレンズが形成されてしまい、また、胴型内でブランクが不均等に配置されることに起因してヒケが生じてしまうという問題がある。

一方、先行技術文献に記載の製造方法においては、ブランクと胴型の内面との間に、鏡筒又はホルダを構成する材料を配置して、ブランクと共に一体で成形することにより、鏡筒又はホルダとレンズとが一体となった光学部品を製造している。これにより、レンズに触れることなく光学部品を扱うことが可能となるため、その後の組み付け等の工程への負担を小さくすることができる。しかしながら、このように製造した光学部品は、レンズ側面が鏡筒やホルダで覆われているため、成形後の組み付けにおいて位置出しの精度を確保することが難しい場合がある。

そこで本考案は、胴型内でのレンズ素材の位置ずれを抑えることができ、これにより偏りのない所望の形状のレンズを製造できる、枠付きレンズの製造方法を提供することを目的とする。また、本考案は、透明なレンズの外面を基準とした位置出しを可能とし、これによって高い組み付け精度を確保できる枠付きレンズ及び枠付きレンズの製造方法を提供することを目的とする。さらに、本考案の目的は、取り扱いが容易であり、かつ、外面を基準とした位置出しを可能として、高い組み付け精度を確保できる枠付きレンズを提供することにある。

本考案の一側面によれば、枠付きレンズは、光学機能面をそれぞれ含む上面及び下面を備えるレンズと、レンズの下部の側面を覆うようにレンズと一体に形成されている保持枠とを有する。

本考案の枠付きレンズは、胴型内に、胴型の内面形状に対応する外面形状を備えた、中空の保持枠を配置することと、一部が保持枠の内側に位置するように、レンズ素材を上金型と下金型の間に配置することと、上金型と下金型とでレンズ素材を押圧することによって、レンズ素材の上面と下面に光学機能面をそれぞれ形成するとともに、レンズ素材をレンズ素材の側面が胴型の内面又は保持枠の内面に密着するまで押し広げることで製造され得る。

本考案の一側面によれば、胴型内でのレンズ素材の位置ずれを抑えることができ、これにより偏りのない所望の形状のレンズを製造することができる。さらに、透明なレンズの外面を基準とした位置出しが可能であり、かつ、枠付きレンズの取り扱いが容易であるため、高い組み付け精度を確保することができる。

本考案の実施形態に係る枠付きレンズの平面図である。 本考案の実施形態に係る枠付きレンズの正面図である。 本考案の実施形態に係る枠付きレンズの底面図である。 本考案の実施形態の製造方法に用いる金型の断面図であって、プレス成形前の状態を示す図である。 枠付きレンズの保持枠の断面図である。 枠付きレンズの保持枠の平面図である。 本考案の実施形態の製造方法に用いる金型の断面図であって、プレス成形後の状態を示す図である。 変形例に係る枠付きレンズの平面図である。 変形例に係る枠付きレンズの正面図である。 変形例に係る枠付きレンズの底面図である。

以下、本考案の実施形態に係る枠付きレンズ、及び、枠付きレンズの製造方法について図面を参照しつつ詳しく説明する。

図１Ａ、１Ｂ及び１Ｃは、それぞれ本実施形態に係る枠付きレンズＬ１０の平面図、正面図及び底面図である。各図において、基準座標系としてＸ−Ｙ−Ｚ座標系が示されている。Ｚ軸は上下方向、即ち光軸方向を示し、Ｘ−Ｙ面はＺ軸に直交する面である。以下の説明において、Ｚ軸に沿って見た状態を平面視ということがある。ここで、図１Ａ及び１Ｃに示すように、枠付きレンズＬ１０の外形は、平面視で正方形状である。また、枠付きレンズＬ１０の背面図及び左右の側面図における形状は、図１Ｂの正面図におけると同様である。

図１Ａ乃至１Ｃを参照すれば、枠付きレンズＬ１０は、平面形状が正方形である略角柱形状をなしており、レンズ１０と、保持枠２０とを備える。レンズ１０は、上面１３（第１の面）、下面１４（第２の面）及び側面１５を備える。上面１３は、上側へ突出し光学機能面となる第１の凸面１１を含む。下面１４は、下側へ突出し光学機能面となる第２の凸面１２を含む。側面１５には内側へ向けて段差が付いており、上面１３から下側に延伸する上部側面１５ａと、下面１４から上側に延伸し上部側面１５ａに対して内側に向けてオフセットしている下部側面１５ｂが形成されている。即ち、下面１４のうち四辺に沿った周辺領域は上側に向けて段差が付いており、第２の凸面１２が形成された内側下面１４ａと、内側下面１４ａを囲み内側下面１４ａに対して上側に向けてオフセットしている外側下面１４ｂが形成されている。つまり、下面１４の一部は下側に突出し、その端面が内側下面１４ａとなる突出部１０ｐを形成している。保持枠２０は当該突出部１０ｐを囲んで密着するようにレンズ１０の下端部に一体に形成されている。枠付きレンズＬ１０の平面形状は、正方形以外の矩形状としてもよい。

図１Ａを参照すれば、第１の凸面１１は、平面視において、上面１３と中心が一致する。同様に、図１Ｃを参照すれば、平面視において、第２の凸面１２は、下面１４と中心が一致する。ここで、第１及び第２の凸面１１、１２の形状・配置・数はレンズ１０の仕様に応じて、任意に設定することができ、第１及び第２の凸面１１、１２は、球面・非球面のいずれであっても良い。また、第１及び第２の凸面１１、１２の代わりに、他の形状の面、例えば凹面を用いてもよい。さらに、上面１３と下面１４の一方は凸面を設けなくてもよい。

図１Ｂ及び１Ｃを参照すれば、レンズ１０の側面１５のうちの下部側面１５ｂは保持枠２０によって覆われており、保持枠２０はレンズ１０の側面１５と一体に形成されている。保持枠２０は、Ｚ軸に沿って貫通して形成された開口２４を有する中空の枠形状（図３Ａ及び３Ｂ参照）を有する。平面視において、保持枠２０は正方形の外形を有し、外形形状はレンズ１０の外形形状と一致する。すなわち、図１Ｂに示すように、枠付きレンズＬ１０の前後左右の各側において、レンズ１０の上部側面１５ａと保持枠２０の外側面２１とは面一である、即ち、同一平面をなしている。また、図１Ｃに示すように、平面視において、保持枠２０の内側面２３は外側面２１と同心状の正方形とされ、開口２４を形成している。平面視において、開口２４はレンズ１０の第１及び第２の凸面１１、１２に対して中心位置が同一となっている。

一方、レンズ１０の側面１５のうちの上部側面１５ａは保持枠２０で覆われていない。このため、レンズ１０の上面１３と側面１５との境界となる４つの辺１６、及び、辺１６の４つの角部１７は、保持枠２０に覆われずに露出している。これらの角部１７は直角をなすようにそれぞれ設計されており、枠付きレンズＬ１０の製造後の組み付けのための位置出しや検査に用いることができる。例えば、測定光を角部１７に与え、測定光の反射光の強度や角度によって位置出しや姿勢の確認を精度良く行うことができる。

レンズ１０の上述の形状は、レンズ素材としての、ガラスや樹脂を成形することにより形成される。レンズ１０には、融点が低い材料、例えば、融点が約５００°Ｃ〜約６００°Ｃの低融点ガラスを用いる。

また、保持枠２０は金属材料、例えばステンレス鋼からなり、保持枠２０にはレンズ１０用の材料よりも熱膨張係数が大きい材料を用いる。これにより、以下の製造方法で枠付きレンズＬ１０を製造したときに、レンズ１０を、図１Ａ乃至１Ｃに示すような形状とすることができる。また、保持枠２０として、光の透過性が低い材料を用いると、レンズ１０の側面１５から、乱反射光その他の外光が入射する量を減らすことができるため、ノイズ光の発生を抑えることができる。

次に、枠付きレンズＬ１０の製造方法について説明する。図２は、本実施形態の製造方法に用いる金型の断面図であって、プレス成形前の状態を示す図である。図３Ａ及び３Ｂは、それぞれ保持枠２０の断面図及び平面図である。図４は、上記金型のプレス成形後の断面図である。

枠付きレンズＬ１０の製造に用いる金型は、胴型３１と、上金型３２と、下金型３３とからなる。図３Ｂにおいては、保持枠２０を胴型３１内に配置したときの胴型３１及び下金型３３の凹面部３３ａの位置を破線で示している。

図３Ｂを参照すれば、平面視において、胴型３１は、外形が正方形の枠状であり、胴型３１の内面３１ａも正方形状である。胴型３１と下金型３３は不図示の基台に固定されており、下金型３３は、胴型３１の内面３１ａに対応した平面形状を備え、その外面３３ｄの全面が胴型３１の内面３１ａに接触するように胴型３１内に配置される（図２）。図２を参照すれば、下金型３３の上面３３Ｕにおいて、中央には、レンズ１０の第２の凸面１２を形成するための凹面部３３ａが設けられ、この凹面部３３ａの周囲は平面３３ｂとなっている。

上金型３２は、胴型３１の内面３１ａに対応した平面形状を備え、その外面３２ｄが胴型３１の内面３１ａに接触するように、胴型３１内において下金型３３の上方に配置される（図２）。上金型３２は、胴型３１内において、Ｚ軸に沿って上下に移動可能である。図２を参照すれば、上金型３２の下面３２Ｌにおいて、中央には、レンズ１０の第１の凸面１１を形成するための凹面部３２ａが設けられ、この凹面部３２ａの周囲は平面３２ｂとなっている。

胴型３１内には、図３Ｂに示すような、平面視において外形が正方形の枠状の保持枠２０が配置される。保持枠２０の外形形状は、胴型３１の内面３１ａの形状に対応した形状である。したがって、保持枠２０を胴型３１内において下金型３３上に載置すると、保持枠２０の底面２２が下金型３３の平面３３ｂに接するとともに、外側面２１の全面が胴型３１の内面３１ａに接触する。

本実施形態の枠付きレンズＬ１０の製造方法においては、まず、胴型３１内であって、下金型３３の平面３３ｂ上に保持枠２０を配置する。このとき下金型３３の凹面部３３ａの上方には保持枠２０の開口２４が位置している（図２）。

次に、図２に示すように、胴型３１内で、下金型３３上であり、かつ、保持枠２０の開口２４内に、角柱状のレンズ素材４０を載置する。このレンズ素材４０は上金型３２と下金型３３の間に配置される。レンズ素材４０は下部が保持枠２０の内側に位置し、それ以外の上部は保持枠２０の上方であって胴型３１の内部に位置する。

つづいて、不図示の加熱手段によって胴型３１を加熱し、内部に配置したレンズ素材４０を加熱軟化させる。この状態で上金型３２を下金型３３側へ移動させると、レンズ素材４０が押圧されるため、上金型３２の凹面部３２ａの形状がレンズ素材４０に転写されて第１の凸面１１が形成され、また、下金型３３の凹面部３３ａの形状がレンズ素材４０に転写されて第２の凸面１２が形成される。また、保持枠２０内のレンズ素材４０は保持枠２０の内側面２３に強く接触するようにＸ−Ｙ面方向に押し広げられて内側面２３に密着する。さらにまた、保持枠２０よりも上側のレンズ素材４０はＸ−Ｙ面方向に押し広げられて胴型３１の内面３１ａに密着する（図４）。

このプレス成形工程の後に、金型を冷却して成形物を取り出すことによって、図１Ａ乃至１Ｃに示す枠付きレンズＬ１０が完成する。なお、胴型３１の内面形状は、製造する枠付きレンズＬ１０の外形サイズ、レンズ素材４０の冷却による収縮を考慮して定めている。

以上のように構成されたことから、上記実施形態によれば、次の効果を奏する。

（ａ）胴型３１内に、胴型３１の内面３１ａの形状に対応する外面形状を備えた保持枠２０を配置した後に、レンズ素材４０を上金型３２と下金型３３の間に配置・押圧してレンズ１０を成形するため、胴型３１内でのレンズ素材４０の位置ずれを抑えることができる。これにより、ヒケの発生を抑えた、偏りのない所望の形状のレンズ１０を製造することができる。

（ｂ）レンズ１０の上部は保持枠２０に覆われていないため、レンズ１０の外面、すなわち上面１３と側面１５がなす辺１６や角部１７、を基準とした位置出しや検査が可能となり、これによって組み付けや検査を高い精度で行うことができる。ここで、平面視において、胴型３１の内面３１ａ及びレンズ１０の外形は正方形状を有しているため、組み付けや検査の精度をさらに高めることができる。

（ｃ）保持枠２０でレンズ１０を覆っているため、枠付きレンズＬ１０の製造後に行う組み付けや検査において枠付きレンズＬ１０の取り扱いが容易となる。

（ｄ）保持枠２０として、金属材料その他の光の透過性が低い材料を用いると、レンズ１０の側面１５から、乱反射光その他の外光が入射することを防げるためノイズ光の発生を抑えることができる。

（ｅ）保持枠２０を金属で形成することにより、組み付けや検査において枠付きレンズＬ１０の取り扱いが容易となり、また、レンズ１０の側面１５から、乱反射光その他の外光が入射することを防げるためノイズ光の発生を抑えることができる。

以下に変形例について説明する。

図５Ａ、５Ｂ及び５Ｃは、それぞれ変形例に係る枠付きレンズＬ２０の平面図、正面図及び底面図である。変形例に係る枠付きレンズＬ２０は、図５Ｃに示すように、平面視において、保持枠６０の内側面６３がレンズ５０の第２の凸面５２の外形に沿っている点で、上記実施形態の枠付きレンズＬ１０と異なる。このため、図５Ｂ及び５Ｃに示すように、枠付きレンズＬ２０の下面においては、レンズ５０のうちの第２の凸面５２のみが保持枠６０の開口６４から下方へ突出し、第２の凸面５２の周囲は保持枠６０の下面６２で囲まれている。別言すると、レンズ５０の下面５４のうち、第２の凸面５２が形成されていない領域、すなわち、図５Ｃにおいて破線で示した領域Ａが保持枠６０によって覆われている。

図５Ａ乃至５Ｃを参照すれば、枠付きレンズＬ２０は、平面形状が正方形である略角柱形状をなしており、レンズ５０と保持枠６０とを備える。レンズ５０は、上面５３（第１の面）、下面５４（第２の面）及び側面５５（第３の面）を備える。上面５３は、上側へ突出し光学機能面となる第１の凸面５１を含む。下面５４は、下側へ突出し光学機能面となる第２の凸面５２を含む。側面５５には内側へ向けて段差が付いており、上面５３から下側に延伸する上部側面５５ａと、下面５４から上側に延伸し上部側面５５ａに対して内側に向けてオフセットしている下部側面５５ｂが形成されている。即ち、下面１４のうち第２の凸面５２の周囲の領域、即ち、領域Ａは、第２の凸面５２に対して上側に向けてオフセットしている。つまり、下面５４の一部は下側に突出し、その端面が第２の凸面５２となる突出部５０ｐを形成している。保持枠６０は当該突出部５０ｐを囲んで密着するようにレンズ５０の下端部に一体に形成されている。

図５Ａを参照すれば、第１の凸面５１は、平面視において、上面５３と中心が一致する。図５Ｃを参照すれば、第２の凸面５２は、平面視において、保持枠６０の下面６２と中心が一致する。

図５Ｂ及び５Ｃを参照すれば、レンズ５０の側面５５のうちの下部側面５５ｂは保持枠６０によって覆われており、保持枠６０はレンズ５０の側面５５と一体に形成されている。保持枠６０は、Ｚ軸に沿って貫通して形成された開口６４を有する中空の枠形状を有する。図５Ｃに示すように、保持枠６０は平面視において正方形の外形を有し、外形形状はレンズ５０の外形形状と一致する。即ち、図５Ｂに示すように、枠付きレンズＬ２０の前後左右の各側において、レンズ５０の上部側面５５ａと保持枠６０の外側面６１とは面一である、即ち、同一平面となっている。また、図５Ｃに示すように、保持枠６０の内側面６３は平面視において外側面６１と同心状の円形とされ、開口６４を形成している。平面視において、開口６４はレンズ５０の第２の凸面５２に対して形状が同一であり、中心位置も同一である。したがって、枠付きレンズＬ２０の下面においては、レンズ５０のうちの第２の凸面５２のみが保持枠６０の開口６４から下方へ突出し、第２の凸面５２の周囲は保持枠６０の下面６２で囲まれる。これにより、枠付きレンズＬ２０の下部は、第２の凸面５２を除いて、保持枠６０で覆われているため、組み立てや検査の際にクランプしやすくなるため取り扱いが容易となる。

なお、レンズ５０の下面５４の上記領域Ａ（図５Ｃ）において、保持枠６０によって覆われていない領域を一部含んだ構成も可能である。

本考案の一側面によれば、枠付きレンズは、光学機能面をそれぞれ含む上面及び下面を備えるレンズと、レンズの下部の側面を覆うようにレンズと一体に形成されている保持枠とを有する。

これにより、保持枠でレンズを覆っているため、枠付きレンズの製造後に行う組み付けや検査において枠付きレンズの取り扱いが容易となる。また、保持枠として光の透過性が低い材料を用いると、レンズの側面から、乱反射光その他の外光が入射することを防げるためノイズ光の発生を抑えることができる。さらに、保持枠に覆われていない、レンズ上部の外面を基準とした位置出しや検査が可能となり、これによって組み付けや検査を高い精度で行うことができる。

本考案の一側面によれば、枠付きレンズにおいて、レンズは矩形状の平面形状を有することが好ましい。

これにより、レンズの角部を利用した位置出しや検査を高い精度で行うことができる。

本考案の一側面によれば、枠付きレンズにおいて、前記下面のうちの光学機能面が形成されていない領域の少なくとも一部が保持枠によって覆われていることが好ましい。

これにより、組み立てや検査の際に枠付きレンズをクランプしやすくなるため枠付きレンズの取り扱いが容易となる。

本考案の枠付きレンズの製造方法において、胴型内に、胴型の内面形状に対応する外面形状を備えた、中空の保持枠を配置することと、一部が保持枠の内側に位置するように、レンズ素材を上金型と下金型の間に配置することと、上金型と下金型とでレンズ素材を押圧することによって、レンズ素材の上面と下面に光学機能面をそれぞれ形成するとともに、レンズ素材をレンズ素材の側面が胴型の内面又は保持枠の内面に密着するまで押し広げることとを有する。

これにより、胴型内でのレンズ素材の位置ずれを抑えることができるため、ヒケの発生を抑えた、偏りのない所望の形状のレンズを製造することができる。また、レンズの上部は保持枠に覆われていないため、レンズの外面を基準とした位置出しや検査が可能となり、これによって組み付けや検査を高い精度で行うことができる。さらに、保持枠でレンズを覆っているため、枠付きレンズの製造後に行う組み付けや検査において枠付きレンズの取り扱いが容易となる。また、保持枠として光の透過性が低い材料を用いると、レンズの側面から、乱反射光その他の外光が入射することを防げるためノイズ光の発生を抑えることができる。

本考案の枠付きレンズを製造する場合、胴型の内面形状は平面視において矩形であることが好ましい。

これにより、レンズの角部を利用した位置出しや検査を高い精度で行うことができる。

本考案の枠付きレンズの製造に用いる保持枠は金属で形成されていることが好ましい。

これにより、枠付きレンズの製造後に行う組み付けや検査において枠付きレンズの取り扱いが容易となる。また、レンズの側面から、乱反射光その他の外光が入射することを防げるためノイズ光の発生を抑えることができる。

以上、枠付きレンズ及び枠付きレンズの製造方法を実施形態に基づいて説明したが、本考案は具体的に開示された実施形態に限定されず、本考案の範囲を逸脱することなく様々な変形及び改良がなされ得る。

以上のように、本考案の実施形態に係る枠付きレンズは、胴型内でのレンズ素材の位置ずれを抑えることができ、これにより偏りのない所望の形状のレンズを製造することができる点で有用である。

１０ レンズ
１１、１２ 凸面
１３ 上面
１４ 下面
１５ 側面
１６ 辺
１７ 角部
２０ 保持枠
２１ 外側面
２２ 底面
２３ 内側面
２４ 開口
３１ 胴型
３１ａ 内面
３２ 上金型
３２ａ 凹面部
３２ｂ 平面
３２ｄ 外面
３３ 下金型
３３ａ 凹面部
３３ｂ 平面
３３ｄ 外面
４０ レンズ素材
５０ レンズ
５１、５２ 凸面
５３ 上面
５４ 下面
５５ 側面
６０ 保持枠
６１ 外側面
６２ 下面
６３ 内側面
６４ 開口
Ｌ１０、Ｌ２０ 枠付きレンズ

Claims (9)

1. 光学機能面をそれぞれ含む上面及び下面を備えるレンズと、 前記レンズの下部の側面を覆うように前記レンズと一体に形成されている保持枠とを有することを特徴とする枠付きレンズ。
2. 前記レンズは矩形状の平面形状を有する請求項１に記載の枠付きレンズ。
3. 前記下面のうちの前記光学機能面が形成されていない領域の少なくとも一部が前記保持枠によって覆われている請求項１又は請求項２に記載の枠付きレンズ。
4. 前記保持枠は金属で形成されている請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の枠付きレンズ。
5. 胴型内に、前記胴型の内面形状に対応する外面形状を備えた、中空の保持枠を配置することと、 一部が前記保持枠の内側に位置するように、レンズ素材を上金型と下金型の間に配置することと、 前記上金型と前記下金型とで前記レンズ素材を押圧することによって、前記レンズ素材の上面と下面に光学機能面をそれぞれ形成するとともに、前記レンズ素材を前記レンズ素材の側面が前記胴型の内面又は前記保持枠の内面に密着するまで押し広げることとを有することを特徴とする枠付きレンズの製造方法。
6. 前記胴型の内面形状は平面視において矩形である請求項５に記載の枠付きレンズの製造方法。
7. 前記保持枠は金属で形成されている請求項５又は請求項６に記載の枠付きレンズの製造方法。
8. 第１の面と、前記第１の面と反対を向く第２の面とを備え、前記第１の面と前記第２の面はそれぞれ第１の光学機能面、第２の光学機能面を含み、前記第２の面は一部が突出し、前記第２の光学機能面が形成された突出部を形成する、レンズと、 前記突出部を囲んで密着するように、前記レンズと一体に形成された枠とを有することを特徴とする枠付きレンズ。
9. 前記レンズは前記第１の面から前記第２の面側に延伸する側面を更に備え、 前記枠の外側面は前記レンズの前記側面と面一である請求項８に記載の枠付きレンズ。

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