JP4495585B2

JP4495585B2 - 樹脂レンズの成形型

Info

Publication number: JP4495585B2
Application number: JP2004376024A
Authority: JP
Inventors: 信一東原
Original assignee: Hoya Corp
Current assignee: Hoya Corp
Priority date: 2004-12-27
Filing date: 2004-12-27
Publication date: 2010-07-07
Anticipated expiration: 2024-12-27
Also published as: JP2006181789A

Description

本発明は、樹脂レンズの成形型に関し、特に直径が数ｍｍ程度以下の微小レンズの成形に適した成形型に関する。

レンズを樹脂材料で成形する際に用いる従来の成形型は、表裏のレンズ面に対応する鏡面を有する一対の鏡面コアの一方を固定側、他方を可動側としている。この固定側鏡面コアは固定鏡面コア用胴型のコア支持孔に挿入固定されており、可動側の鏡面コアは可動鏡面コア用胴型のコア摺動支持孔に摺動可能に支持されている。この成形型では、一対の胴型を閉じて一対の鏡面コアの間の成形空間で成形を終了した後に一対の胴型を開き、その後、可動鏡面コアをコア摺動支持孔に対して摺動させることで、可動鏡面コア用胴型から突き出して樹脂レンズ（成形終了品）を取り出している。
特開平８-３０９８７３号公報

ところがこの従来の成形型では、成形するレンズが直径数ｍｍ程度以下の微小レンズとなると、十分な光学性能が得られないことが明らかになってきた。諸収差、特にコマ収差が大きく出てしまう。従って本発明は、微小レンズを高精度に成形できる成形型を得ることを目的とする。

本発明者は、微小レンズの成形において特にコマ収差が大きくなる原因を追及した結果、従来の成形型では、鏡面コアの一方の可動鏡面コアを、対応する胴型のコア支持孔に対して摺動させているため、摺動クリアランスが必要であり、このクリアランスが面精度に悪影響を与えるという結論に達してなされたものである。
また、従来の樹脂レンズの成形において、イジェクトピンを使用するタイプでは、イジェクトピンが円形のレンズの周縁一部に当接するため、成形精度に悪影響を与える。

本発明は、表裏のレンズ面に対応する成形鏡面を有する一対の鏡面コアを、開閉可能な一対の胴型のコア支持孔にそれぞれ挿入支持した樹脂レンズの成形型において、一対の鏡面コアを対応する胴型のコア支持孔にそれぞれ挿入して固定し、一対の胴型の少なくとも一方に、該一対の胴型のパーティングラインに臨ませて、一対の鏡面コアによる成形空間から放射方向に延びる少なくとも二つの径方向突起形成空間を形成し、一対の胴型のいずれか一方に、この径方向突起形成空間に延びるイジェクトピンを進退自在に支持し、さらに一対の鏡面コアは、先端部に成形鏡面を有する小径部と、この小径部に連なる大径部とを有しており、この一対の鏡面コアに対応する一対の胴型にはそれぞれ、この小径部と大径部に対応する小径コア支持孔と大径コア支持孔が形成されており、各鏡面コアの小径部と胴型の小径コア支持孔との間のクリアランスは、大径部と大径コア支持孔との間のクリアランスより小さく設定されていることを特徴としている。

一対の鏡面コアの成形鏡面の曲率半径には大小があるのが普通である。径方向突起形成空間は、成形樹脂レンズの厚さ方向の曲率半径が大きい側に偏らせて形成することが好ましい。

そして、イジェクトピンは、曲率半径の小さい側の鏡面コアを有する胴型に進退可能に支持するのがよい。

径方向突起形成空間は、１２０゜間隔で３個設けるのが最も好ましい。

本発明によれば、直径数ｍｍ程度以下の微小レンズを高精度に成形できる成形型を得ることができる。

図１、図２に示すように、パーティングラインＰＬで開閉可能な一対の胴型１０と２０にはそれぞれ、同一軸線上に位置するコア支持孔１１とコア支持孔２１が形成されている。このコア支持孔１１とコア支持孔２１は、パーティングラインＰＬ側の小径コア支持孔１１ａ、２１ａと、この小径コア支持孔１１ａ、２１ａに連なる大径コア支持孔１１ｂ、２１ｂとからなっており、大径コア支持孔１１ｂ、２１ｂの外側には、同軸に蓋部材固定孔１２、２２が形成されている。

コア支持孔１１とコア支持孔２１にはそれぞれ、鏡面コア１３と鏡面コア２３が挿入支持されている。鏡面コア１３は、小径コア支持孔１１ａに対応する小径部１３ａと大径コア支持孔１１ｂに対応する大径部１３ｂとを有しており、小径部１３ａの先端部にパーティングラインＰＬに臨む成形鏡面１３ｃが形成されている。同様に、鏡面コア２３は、小径コア支持孔２１ａに対応する小径部２３ａと大径コア支持孔２１ｂに対応する大径部２３ｂとを有しており、小径部２３ａの先端部にパーティングラインＰＬに臨む成形鏡面２３ｃが形成されている。この実施形態では、成形鏡面２３ｃの曲率半径（曲率）が成形鏡面１３ｃの曲率半径（曲率）より小さい（大きい）。

この鏡面コア１３と２３はそれぞれ、コア支持孔１１と２１に挿入した後、蓋部材固定孔１２と２２に挿入固定される固定蓋１４と２４に固定ねじ１５と２５を介して固定され、その成形鏡面１３ｃと成形鏡面２３ｃ（及び小径コア支持孔２１ａ）によって、樹脂レンズの成形空間が形成される。この成形空間はパーティングラインＰＬに臨んでいる。鏡面コア１３と固定蓋１４の間、鏡面コア２３と固定蓋２４の間にはそれぞれ適当な厚さのスペーサを介在させることができる。

このように、胴型１０のコア支持孔１１に対して鏡面コア１３を挿入固定し、胴型２０のコア支持孔２１に対して鏡面コア２３を挿入固定することで、小径コア支持孔１１ａと小径部１３ａの間のクリアランス、及び小径コア支持孔２１ａと小径部２３ａとの間のクリアランスを最小にすることができる。具体的には小径コア支持孔１１ａ（小径コア支持孔２１ａ）の直径（成形レンズの直径）が数ｍｍ程度のとき、このクリアランスを１μｍ以下程度とすることができる。従来装置では、小径部１３ａと小径部２３ａのいずれか一方を小径コア支持孔１１ａと小径コア支持孔２１ａに対して進退可能としているため、このような小さいクリアランスは実現できず、このクリアランスが面精度を悪化させる原因であった。

また、大径コア支持孔１１ｂと大径部１３ｂとの間のクリアランス（大径コア支持孔２１ｂと大径部２３ｂとの間のクリアランス）は、この小径コア支持孔１１ａと小径部１３ａとの間のクリアランス（小径コア支持孔２１ａと小径部２３ａとの間のクリアランス）より大きく設定されている。このように、クリアランスに差を与えることで、鏡面コア１３と２３のコア支持孔１１と２１への挿入作業が容易になる。

胴型２０には、パーティングラインＰＬに臨ませて、成形鏡面１３ｃと成形鏡面２３ｃによって形成される成形空間に連通する３個の径方向突起形成空間（凹部）２６が形成されている。この径方向突起形成空間２６は、成形される樹脂レンズＳＬの形状を示す図３に明らかなように、樹脂レンズ成形空間の周囲に１２０゜間隔で設けられている。樹脂レンズＳＬは、中心円形部ＳＬ１と、この３個の径方向突起形成空間２６に対応する３個の径方向突起ＳＬ２とを一体に有することになる。この径方向突起形成空間２６は、樹脂レンズＳＬの厚さ方向に関して、成形鏡面１３ｃ側（つまり曲率半径の大きい側）に偏らせて設けられており、胴型２０には、各径方向突起形成空間２６に延びるイジェクトピン２７を摺動自在に挿入させるピン孔２８が形成されている。ピン孔２８（イジェクトピン２７）は、コア支持孔２１と平行に延び、鏡面コア２３の大径部２３ｂにはピン孔２８と同一軸線上にピン孔２３ｄが形成されている。イジェクトピン２７は、イジェクトピン駆動板２９によって軸方向に進退できる。胴型１０と胴型２０には、そのパーティングラインＰＬに臨ませて成形鏡面１３ｃと成形鏡面２３ｃによって形成される成形空間に連通するゲート（樹脂材料注入部）３０が形成されている。

上記構成の本成形型による成形は、胴型１０と胴型２０を型締めした状態において、ゲート３０から成形鏡面１３ｃと成形鏡面２３ｃによる成形空間に樹脂材料を注入して行う。すると、成形鏡面１３ｃと成形鏡面２３ｃにより樹脂レンズＳＬの中心円形部ＳＬ１が成形され、径方向突起形成空間２６によって径方向突起ＳＬ２が成形される。注入樹脂材料が硬化した後、胴型１０と胴型２０を開くと、曲率半径の小さい成形鏡面２３ｃ側に樹脂レンズＳＬが付着した状態となる。この状態において、イジェクトピン駆動板２９を介してイジェクトピン２７を径方向突起形成空間２６側に突き出すと、樹脂レンズＳＬの径方向突起ＳＬ２が突き出され、成形鏡面２３ｃから離型して取り出される。

以上の実施形態のように、樹脂レンズＳＬの中心円径部ＳＬ１に、径方向突起ＳＬ２を形成し、この径方向突起ＳＬ２をイジェクトピン２７で押圧して離型させることで、樹脂レンズＳＬの変形（面精度の悪化）が抑制される。また、径方向突起ＳＬ２を樹脂レンズＳＬの曲率半径の小さい面から離間させた（曲率半径の大きい面に接近させた）偏心位置に設け、該曲率半径の小さい面側からイジェクトピン２７で突き出すことで、さらに樹脂レンズＳＬの変形を抑制することができる。なお、樹脂レンズＳＬの径方向突起ＳＬ２は、位置決め突起として利用することが可能であるが、不要な場合は切除することができる。

本発明による樹脂（微小）レンズの成形型の一実施形態を示す型締め状態の断面図である。図１のII部分の拡大断面図である。成形される樹脂（微小）レンズの正面図である。

符号の説明

１０２０胴型
１１２１コア支持孔
１１ａ２１ａ小径コア支持孔
１１ｂ２１ｂ大径コア支持孔
１２２２蓋部材固定孔
１３２３鏡面コア
１３ａ２３ａ小径部
１３ｂ２３ｂ大径部
１３ｃ２３ｃ成形鏡面
１４２４固定蓋
１５２５固定ねじ
２３ｄピン孔
２６径方向突起形成空間（凹部）
２７イジェクトピン
２８ピン孔
２９イジェクトピン駆動板
３０ゲート（樹脂材料注入部）
ＳＬ樹脂レンズ
ＳＬ１中心円形部
ＳＬ２径方向突起
ＰＬパーティングライン

Claims

表裏のレンズ面に対応する成形鏡面を有する一対の鏡面コアを、開閉可能な一対の胴型のコア支持孔にそれぞれ挿入支持した樹脂レンズの成形型において、
上記一対の鏡面コアを対応する胴型のコア支持孔にそれぞれ挿入して固定し、
一対の胴型の少なくとも一方に、該一対の胴型のパーティングラインに臨ませて、一対の鏡面コアによる成形空間から放射方向に延びる少なくとも二つの径方向突起形成空間を形成し、
上記一対の胴型のいずれか一方に、この径方向突起形成空間に延びるイジェクトピンを進退自在に支持し、
さらに、上記一対の鏡面コアは、先端部に成形鏡面を有する小径部と、この小径部に連なる大径部とを有しており、この一対の鏡面コアに対応する一対の胴型にはそれぞれ、この小径部と大径部に対応する小径コア支持孔と大径コア支持孔が形成されており、
各鏡面コアの小径部と胴型の小径コア支持孔との間のクリアランスは、大径部と大径コア支持孔との間のクリアランスより小さく設定されていることを特徴とする樹脂レンズの成形型。
請求項１記載の樹脂レンズの成形型において、一対の鏡面コアの成形鏡面の曲率半径には大小があり、上記径方向突起形成空間は、成形樹脂レンズの厚さ方向の曲率半径が大きい側に偏らせて形成されている樹脂レンズの成形型。
請求項１または２記載の樹脂レンズの成形型において、イジェクトピンは、曲率半径の小さい側の鏡面コアを有する胴型に進退可能に支持されている樹脂レンズの成形型。
請求項１ないし３のいずれか１項記載の樹脂レンズの成形型において、上記径方向突起形成空間は、１２０゜間隔で３個設けられている樹脂レンズの成形型。