JP4574804B2

JP4574804B2 - Mold device for optical element having rotationally asymmetric surface

Info

Publication number: JP4574804B2
Application number: JP2000191057A
Authority: JP
Inventors: 和男新田
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 2000-06-26
Filing date: 2000-06-26
Publication date: 2010-11-04
Anticipated expiration: 2020-06-26
Also published as: JP2002006120A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、極めて異形状でありながら、金型装置を破損することなく安定的な量産を行うことができる回転非対称面を有する光学素子およびその金型装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、トーリック面やアナモルフィック面などのような、球面や平面から大きく逸脱する形状をなす光学面を複数有する光学素子を形成する金型としては、特開平１１−９９５２５号公報に記載されるような発明がある。
【０００３】
この発明による金型装置は、互いに隣り合う３つの自由曲面と、光学的に使用しない側壁としての互いに対向する２つの平面との５つの面で主として構成される自由曲面プリズムを形成するための成形用金型であって、固定側の金型および可動側の金型のそれぞれにおいて、上記自由曲面と平面を形成する金型入れ駒相互の合わせ面が、金型の主たるパーティング面に対して垂直な平面、または上記主たるパーティング面に対して垂直な円筒面、または上記主たるパーティング面に対して垂直な２つ以上の平面もしくは円筒面の組み合わせとなるように、キャビティ部分の上記金型入れ駒が分割されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記自由曲面プリズムを構成する３つの自由曲面のうち、金型からの離型方向に対して、アンダーカットとなりうる光学面を有する場合は、その光学面を形成する金型入れ駒が離型方向（金型の開閉方向）に対して直角方向に移動しうるスライド機構を持つような金型構造としなければならない。
【０００５】
しかし、上記スライド機構を有する金型入れ駒とそれと隣り合う金型入れ駒とを、金型の主たるパーティング面に対して垂直な円筒面で当接するような金型構成は、上記スライド機構を有する金型入れ駒に上記パーティング面に対して当接するための垂直な円筒面を設けることが不可能である以上、実現できない。
【０００６】
また、上記スライド機構を有する金型入れ駒に当接するための垂直な円筒面を設けずに、ナイフエッジ形状により隣り合う金型入れ駒と当接させる場合は、金型の調整次第によっては、上記ナイフエッジ部には過大な負荷が作用して、光学面に歪みが生じたり、最悪の場合は破損してしまうような結果を招く問題があった。
【０００７】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、スライド機構を有する自由曲面駒とそれに隣り合う自由曲面駒との間に過大な負荷が作用するのを防ぎ、光学面上の歪みの発生や、破損等のような不具合が生じない回転非対称面を有する光学素子を得ることができる金型装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、第１の発明は、回転対称軸を有さない回転非対称面の光学面を複数有する光学素子を成形する金型装置において、離型方向に対してアンダーカット部となる第１光学面を形成する第１形成面を備え、該離型方向に対して垂直なスライド方向へ移動可能に装填される第１の駒と、上記第１光学面と隣り合う第２光学面を形成する第２形成面を備える第２の駒と、その面上を上記第１の駒が摺動し、上記第１光学面と第２光学面との間に０．０５ｍｍ以上の幅を持つ非光学面を形成する第３形成面を備え、上記第１の駒および上記第２の駒が装填される型部と、を有することとした。
【０００９】
また、第２の発明に係る回転非対称面を有する光学素子の金型装置は、請求項１に記載の回転非対称面を有する光学素子の金型装置において、上記型部の面上を摺動する上記第１の駒の摺動面には、凹部が形成されていることとした。
【００１０】
さらに、第３の発明に係る回転非対称面を有する光学素子の金型装置は、第１又は第２の発明に係る回転非対称を有する光学素子の金型装置おいて、上記第１光学面と第２光学面との間の非光学面が所定幅となるように、上記第１形成面の位置決めをする調整手段をさらに具備することとした。
【００１１】
すなわち、第１の発明に係る回転非対称面を有する光学素子の金型装置にあっては、離型方向に対して垂直なスライド方向へ移動可能に装填される第１の駒の第１形成面が形成する第１光学面と、第２の駒の第２形成面が形成する上記第１光学面と隣り合う第２光学面との間に０．０５ｍｍ以上の幅を持つ非光学面を形成する第３形成面を備える型部を有するので、第１光学面と第２光学面を形成する第１成形面と第２成形面が当接して、成形面に塑性歪みの発生や、成形面が破損することがなくなり、高品質な光学素子を長期にわたって成形することが可能となる。
【００１２】
また、第２の発明に係る回転非対称面を有する光学素子の金型装置にあっては、第１の駒の摺動面に凹部を形成し、第１の駒には、型部の摺動ベース面上を摺動する際に摩擦等の負荷がかかり難いようにしてあるので、金型上、破損等の故障を回避することが可能となる。
【００１３】
さらに、第３の発明に係る回転非対称面を有する光学素子の金型装置にあっては、第１成形面を有する部材の長さが、所望する値と異なっていても、調整手段で非光学面の幅を所定幅に調整することができ、高品質な光学素子を長期にわたって成形するのを可能にする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
（実施の形態１）
本発明の実施の形態１を図１〜３に基づいて説明する。図１は本実施の形態の光学素子を示す斜視図、図２は本実施の形態の金型装置を概略的に示す一部断面図、図３は本実施の形態の金型装置の要部を示す断面図である。すなわち、本実施の形態の金型装置で形成される光学素子としてのプリズムの斜視図を図１に示し、このプリズムを成形する金型装置の概略図を図２に示す。
【００１５】
図１において、プリズム１は、２つの回転非対称の自由曲面２、自由曲面（第１光学面）３と、１つの回転対称の非球面（第２光学面）４の計３つの光学面を有している。
【００１６】
この自由曲面２，３は、対称面を１面のみ有する回転非対称な非球面で、いずれも凸形状をなしている。また、自由曲面３は、アンダーカット部となるように、後述する開閉方向（矢印４０で示す水平方向）に対して平行でない面とし、本実施の形態では近似曲率半径が極めて小さい凸形状としている。
【００１７】
なお、回転非対称面としては、上記自由曲面以外にもアナモフィック面やトーリック面等であっても良い。また、開閉方向４０と平行でない面としては、上記回転非対称面以外の例えば回転対称非球面や球面等の凹凸面あるいは平面であっても良い。
【００１８】
一方、非球面４は凹形状をなしている。この非球面４と自由曲面３とが交差している部分の詳細は後述する。そして、３つの光学面以外の側面は、互いに対向した平面形状であり、光学的に使用しない。
【００１９】
図２において、金型１０は、固定型１１と開閉方向４０に移動可能な可動型１２とが対向して配置されており、この固定型１１と可動型１２とをパーティング面３０で当接させた状態いわゆる型締め状態でプリズム１（図１参照）のキャビティ１９を形成するように構成されている。
【００２０】
固定型１１の固定側型部１８のパーティング面３０側には、自由曲面駒用穴２０が穿設されている。この穴２０内には、プリズム１の自由曲面２を形成する自由曲面駒１３がその形成面１３ａをパーティング面３０側に向けて装填されている。
【００２１】
一方、可動型１２の可動側型部１７のパーティング面３０側には、非球面駒用穴２１が穿設されている。この穴２１内には、プリズム１の非球面４を形成する非球面駒１５がその形成面（第２形成面）１５ａをパーティング面３０側に向けて装填されている。
【００２２】
さらに、この穴２１内には、プリズム１の自由曲面３を形成する自由曲面駒１４がその形成面（第１形成面）１４ｃをキャビティ１９に向けて、開閉方向４０に対して垂直なスライド方向（矢印４１で示す方向）へ移動可能に装填されている。なお、自由曲面駒１４がスライド方向４１へ移動するときに、自由曲面駒１４の側面である摺動面１４ａ（図３参照）は可動側型部１７の摺動べース面（第３形成面）１７ａ上を摺動する。そして、上記摺動面１４ａの反対側となる自由曲面駒１４の側面は、可動側型部１７側のパーティング面３０の一部を形成しており、型締め時に固定側型部１８と当接するようになっている。
【００２３】
また、自由曲面駒１４の形成面１４ｃは、自由曲面３がアンダーカット部となるように、開閉方向４０に対して平行でない面とし、本実施の形態では近似曲率半径が極めて小さい凹形状としている。
【００２４】
さらに、自由曲面駒１４の背面は、スライド方向４１へ移動可能なスライド駒２６に固定されている。このスライド駒２６には、開閉方向４０に対して傾いたアンギュラピン穴５７が穿設されている。そして、スライド駒２６の背面には、アンギュラピン穴５７の傾きと平行な傾斜面２６ａが形成されている。
【００２５】
一方、固定型１１の固定側型部１８には、上記アンギュラピン穴５７に挿通するアンギュラピン５１が埋設されている。このアンギュラピン５１は、アンギュラ穴５７と同じ方向に同じ角度傾けられており、固定側型部１８から突出させた突出部分の長さは、アンギュラ穴５７より少し短くなっている。また、固定側型部１８には、上記スライド駒２６の傾斜面２６ａに当接してスライド駒２６の位置決めをするための傾斜面５２ａを有するバックアップブロック５２が固定されている。
【００２６】
このアンギュラピン５１とアンギュラピン穴５７の作用により、スライド駒２６に固定されている自由曲面駒１４は、型締めしたときにはキャビティ１９の一部を形成し、型開きしたときにはスライド方向４１へ摺動して後退し、成形されたプリズム１から離型する。
【００２７】
また、固定型１１および可動型１２には、キャビティ１９に連通した通路すなわちゲート５５、ランナ５４およびスプル５３が形成されており、固定型１１側の樹脂供給口から溶融樹脂をスプル５３、ランナ５４およびゲート５５を介してキャビティ１９に注入できるようになっている。
【００２８】
一方、可動型１２の可動側型部１７の内部には、エジェクタ装置２５のエジェクタピンが開閉方向４０と同じ方向に摺動可能となっている。このエジェクタピンの先端面は、スプル５３の端部を塞いでおり、エジェクタピンでスプル５３内の樹脂部を突き上げることにより、成形されたプリズム１を可動型１２から離型させる。
【００２９】
次に、キャビティ１９付近の詳細を図３に基づいて説明する。
図３において、型締めしたときには、非球面４を形成する非球面駒１５の形成面１５ａと、自由曲面３を形成する自由曲面駒１４の形成面１４ｃとの交差角は９０°となり、自由曲面駒１４の摺動面１４ａ側のエッジ部１４ｂと非球面駒１５との隙間３５が０．０５ｍｍとなる。
【００３０】
なお、上記交差角が９０°でなく、１２０°以下のプリズムであっても良い。
また、隙間３５は、０．０５ｍｍ以上であれば良く、特に０．０５ｍｍ以上で０．２０ｍｍ以下が良好である。
【００３１】
そして、可動側型部１７の摺動べース面１７ａは、上記隙間３５に相当する部分でプリズム１の非光学面を成形する。また、可動側型部１７の摺動べース面１７ａは、開閉方向４０に対して略垂直に形成されている。
【００３２】
次に、上記構成の金型装置でプリズムを射出成形する方法を図４（ａ）（ｂ）に基づいて説明する。
まず、図４（ａ）に示すように、金型１０は、固定型１１と可動型１２とが開いたいわゆる型開き状態となっている。そして、可動型１２を開閉方向４０に移動させ、固定型１１に接近させる。この接近に伴い、可動型１２に取り付けられているスライド駒２６のアンギュラピン穴５７に、固定型１１に埋設されているアンギュラピン５１が挿通する。
【００３３】
さらに、可動型１２を固定型１１に向かって移動させることにより、アンギュラピン５１がアンギュラ穴５７に入って行くため、スライド駒２６がスライド方向４１に移動し、スライド駒２６に固定されている自由曲面駒１４がキャビティ１９を形成するように前進する。
【００３４】
そして、図４（ｂ）に示すように、可動型１２が固定型１１に当接したいわゆる型締め状態になったとき、スライド駒２６がバックアップブロック５２によってスライド方向４１の位置決めがされ、自由曲面駒１４が所定位置に固定される。
【００３５】
このとき、図３に示すように、自由曲面駒１３の形成面１３ａ、自由曲面駒１４の形成面１４ｃ、非球面駒１５の形成面１５ａおよび可動側型部１７の摺動べース面１７ａにより、キャビティ１９が形成される。
【００３６】
この際、仮に自由曲面駒１４の摺動面１４ａ側のエッジ部１４ｂと非球面駒１５との間に隙間３５が設けられていない場合、スライドブロック２６のスライド方向４１における繰り返し位置決め精度が悪かったり、最初の金型組立時の調整具合が悪かったりすると、エッジ部１４ｂと非球面駒１５とは接触してしまうこととなる。特に、エッジ部１４ｂに関しては形状的に強度が低いため、最悪な場合、エッジ部１４ｂの変形や破損を招いてしまうことになる。
【００３７】
しかし、本金型１０では、エッジ部１４ｂと非球面駒１５との間に、０．０５ｍｍの隙間を設けているため、エッジ部１４ｂと非球面駒１５の接触による変形や破損を回避することができる。
【００３８】
固定型１１と可動型１２を型締めした後、金型１０のスプル５３、ランナ５４、ゲート５５を通して溶融樹脂がキャビティ１９に射出され、充填状態になる。
そして、溶融樹脂は、キャビティ１９内やスプル５３、ランナ５４、ゲート５５内で冷却固化され、図１に示すプリズム１の形状にキャビティ１９内で形成される。
【００３９】
その後、可動型１２を開閉方向４０に移動して、固定型１と可動型１２を開いたのち、エジェクタ装置２５のエジェクタピンを開閉方向４０に移動して固定型１１の方向に突出させ、スプル５３で固化している樹脂部を突き出す。そして、この突出しにより、ランナ５４およびゲート５５で固化している樹脂部を介してプリズムを可動型１２から離型し、金型１０から取り出す。
【００４０】
本実施の形態によれば、スライド機能を持つ自由曲面駒１４の摺動面１４ａ側のエッジ部１４ｂと非球面駒１５との間に隙間３５を設けてあるので、型締め後においても上記エッジ部１４ｂと非球面駒１５が接触しないため、確実に金型１０の故障を回避することが可能になり、長期にわたって安定した自由曲面プリズムの量産を実現することができる。そして、光学面上の歪みや破損等の不具合がないプリズム１を得ることができる。
【００４１】
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２を図５に基づいて説明する。図５は本実施の形態の金型装置を概略的に示す一部断面図である。
【００４２】
本実施の形態の金型装置は、図１に示すような、２つの回転非対称の自由曲面２、自由曲面（第２光学面）３と、１つの回転対称の非球面（第１光学面）４の計３つの光学面を有するプリズムを成形するもので、基本的には実施の形態１の金型装置と同じ構成であり、その構成部分には同一番号を付して、その説明を省略し、実施の形態１と異なる部分のみを、以下に説明する。
【００４３】
図５において、自由曲面駒１４の背面すなわち形成面１４ｃの反対面には、調整手段（調整板）としての平行平板５８が、スライドブロック２６と挟まれる状態で位置するように固定されている。この平行平板５８は、自由曲面駒１４のエッジ部１４ｂ位置が、このエッジ部１４ｂと非球面駒１５との間に０．０５ｍｍ以上（好ましくは０．０５〜０．２０ｍｍ）の隙間３５（図３参照）を保つように、その厚さが適宜調整されている。
【００４４】
仮に平行平板５８が存在しない場合、自由曲面駒１４の軸方向長さ（形成面１４ｃとその反対面間の長さ）の仕上がりによっては、隙間３５は大きくなることもあれば、小さくなることもある。隙間３５が大きくなりすぎた場合には、プリズム１に、光学性能上、フレア等の不良現象が生じてしまい、小さくなりすぎた場合には、金型破損を引き起こすこととなる。
【００４５】
そこで、平行平板５８を自由曲面駒１４とスライドブロック２６との間に配置し、この平行平板５９の厚さ調整を行うことで、自由曲面駒１４のエッジ部１４ｂ位置を非球面駒１５に対して確実に所望の位置に調整することができ、上記の隙間３５の確保が行えるようになる。
【００４６】
本実施の形態によれば、例え自由曲面駒１４の仕上がり長さに誤差が生じても、平行平板５８により、スライド機構を持つ自由曲面駒１４と非球面駒１５との間に、所望の隙間３５を確実に持たせることができ、プリズム１の製品上、光学的不良を発生したり、金型上、破損等の故障を回避することが可能となるため、高品質かつ長期にわたって安定した自由曲面プリズムの量産を実現することができる。
【００４７】
（実施の形態３）
本発明の実施の形態３を図６に基づいて説明する。図６は本実施の形態の金型装置の要部を示す断面図である。
【００４８】
本実施の形態の金型装置は、図１に示すような、２つの回転非対称の自由曲面２、自由曲面（第２光学面）３と、１つの回転対称の非球面（第１光学面）４の計３つの光学面を有するプリズムを成形するもので、基本的には実施の形態１の金型装置と同じ構成であり、その構成部分には同一番号を付して、その説明を省略し、実施の形態１と異なる部分のみを、以下に説明する。
【００４９】
図６において、可動側型部１７の摺動ベース面（第３形成面）１７ｂ上を摺動する自由曲面駒１４の摺動面１４ａには、可動側型部１７の摺動べース面１７ｂから０．００５ｍｍ程度離れるように、０．００５ｍｍの深さを有する凹部５９が、エッジ部１４ｂに到達させて部分的に設けられている。
【００５０】
上記構成の金型装置にあって、型締めの際には、自由曲面駒１４が、その摺動面１４ａを可動側型部１７の摺動べース面１７ｂ上を摺動させて非球面駒１５に接近し、キャビティ１９を形成しようとする。このとき、自由曲面駒１４の摺動面１４ａには、凹部５９が形成されているため、自由曲面駒１４の摺動面１４ａと可動側型部１７の摺動べース面１７ｂとの間には、凹部５９の深さ分だけの隙間が得られていることになる。なお、自由曲面駒１４の摺動面１４ａ側のエッジ部１４ｂと非球面駒１５とは、実施の形態１，２と同様の隙間３５が形成されている。
【００５１】
従って、この場合、摺動面１４ａと摺動べース面１７ｂの間に摩擦が発生することはない。このことにより、自由曲面駒１４の摺動面１４ａおよび可動側型部１７の摺動面１７ｂには、摩擦による形状劣化等が発生することはない。
【００５２】
本実施の形態によれば、スライド機構を持つ自由曲面駒１４と非球面駒１５との間に所望の隙間３５を確実に持たせるだけでなく、さらに自由曲面駒１４の摺動面１４ａに凹部５９を形成し、自由曲面駒１４には、可動側型部１７の摺動べース面１７ｂ上を摺動する際に摩擦等の負荷がかかり難いようにしてあるので、金型上、破損等の故障を回避することが可能となるため、高品質かつ長期にわたって安定した自由曲面プリズムの量産を実現することができる。
【００５３】
なお、上記した具体的実施の形態から次のような構成の技術的思想が導き出される。
（付記）
（１）回転対称軸を有さない回転非対称面の光学面を複数有する光学素子であって、上記光学素子の少なくとも一つの光学面が離型方向に対してアンダーカットとなるような面構成となる光学素子において、
上記離型方向に対してアンダーカットとなる光学面と隣り合わせた光学面との間に、少なくとも０．０５ｍｍ以上の幅を有する非光学面が設けられていることを特徴とする回転非対称面を有する光学素子。
【００５４】
（２）回転対称軸を有さない回転非対称面の光学面を複数有する光学素子の金型装置であって、上記光学素子の少なくとも一つの光学面が離型方向に対してアンダーカットとなるような面構成となる光学素子の金型装置において、
上記離型方向に対してアンダーカットとなる光学面と隣り合わせた光学面との間に少なくとも０．０５ｍｍ以上の幅を有する非光学面が形成されるように構成されていることを特徴とする回転非対称面を有する光学素子の金型装置。
【００５５】
（３）上記離型方向に対してアンダーカットとなる光学面を形成する自由曲面駒の離型方向に対して直角方向の位置を決めるために、自由曲面駒背面に調整板が挿入されていることを特徴とする付記（２）に記載の回転非対称面を有する光学素子の金型装置。
【００５６】
（４）回転対称軸を有さない回転非対称面の光学面を複数有する光学素子を成形する金型装置において、
金型の開閉方向に対して平行でないアンダーカット部となる第１光学面を形成する第１形成面と、
上記開閉方向と略直交する方向に移動し、上記第１光学面と隣り合う第２光学面を形成する第２形成面と、
上記第１光学面と第２光学面との間に０．０５ｍｍ以上の幅を持つ非光学面を形成する第３形成面と、
を有することを特徴とする回転非対称面を有する光学素子の金型装置。
【００５７】
（５）上記第１形成面と上記第２形成面との交差角が１２０°以下にすることを特徴とする付記（４）に記載の回転非対称面を有する光学素子の金型装置。
【００５８】
（６）上記第３形成面は、上記開閉方向と略直交した平面であることを特徴とする付記（４）または（５）に記載の回転非対称面を有する光学素子の金型装置。
【００５９】
（７）上記第１形成面を有する部材は、上記第３形成面上を上記幅になるまで摺動可能なことを特徴とする付記（４）から（６）のいずれかに記載の回転非対称面を有する光学素子の金型装置。
【００６０】
（８）上記第１形成面を有する部材は、上記第３形成面との摺動面に０．００５ｍｍの深さを有する凹部を一部に設けたことを特徴とする付記（４）から（７）のいずれかに記載の回転非対称面を有する光学素子の金型装置。
【００６１】
付記（１）の回転非対称面を有する光学素子によれば、光学面上の歪みや破損等の不具合をなくすことができる。
【００６２】
付記（２）の回転非対称面を有する光学素子の金型装置によれば、離型方向に対してアンダーカットとなる光学面と隣り合わせた光学面との間に少なくとも０．０５ｍｍ以上の幅を有する非光学面を形成するようにしたので、上記両光学面を形成する部材が当接するの防ぐことができる。従って、金型上、形成面の歪みや破損等の故障を回避することが可能になり、長期にわたって安定した自由曲面プリズムの量産を実現することができる。
【００６３】
付記（３）の回転非対称面を有する光学素子の金型装置によれば、第１成形面を有する部材の長さが、所望する値と異なっていても、調整板で０．０５ｍｍ以上の非光学面を形成するように調整することができ、高品質な回転非対称面を有する光学素子を長期にわたって成形することができる。
【００６４】
付記（４）の回転非対称面を有する光学素子の金型装置によれば、第３形成面により、第１光学面と第２光学面との間に少なくとも０．０５ｍｍ以上の幅を形成できるので、第１形成面と第２形成面が当接するの防ぐことができる。従って、金型上、形成面の歪みや破損等の故障を回避することが可能になり、長期にわたって安定した自由曲面プリズムの量産を実現することができる。
【００６５】
付記（５）の回転非対称面を有する光学素子の金型装置によれば、第１光学面と第２光学面との交差角を１２０°以下にした回転非対称面を有する光学素子を成形することができる。
【００６６】
付記（６）の回転非対称面を有する光学素子の金型装置によれば、第１の光学面を形成する第１形成面を金型の開閉方向と略直交した方向に移動させて、回転非対称面を有する光学素子を成形することができる。
【００６７】
付記（７）の回転非対称面を有する光学素子の金型装置によれば、第１形成面でアンダーカット部となる第１光学面を形成しても、金型から回転非対称面を有する光学素子を取り出すことができる。
【００６８】
付記（８）の回転非対称面を有する光学素子の金型装置によれば、第１形成面を有する部材と第３形成面との間で摩擦等の負荷が少なくなり、摩擦による形状劣化等を防ぐことができる。
【００６９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の請求項１の回転非対称面を有する光学素子の金型装置によれば、離型方向に対して垂直なスライド方向へ移動可能に装填される第１の駒の第１形成面が形成する第１光学面と、第２の駒の第２形成面が形成する上記第１光学面と隣り合う第２光学面との間に０．０５ｍｍ以上の幅を持つ非光学面を形成する第３形成面を備える型部を有するので、第１光学面と第２光学面を形成する第１成形面と第２成形面が当接して、成形面に塑性歪みの発生や、成形面が破損することがなくなり、高品質な光学素子を長期にわたって成形することが可能な回転非対称面を有する光学素子の金型装置を提供することができる。
【００７０】
また、本発明の請求項２の回転非対称面を有する光学素子の金型装置によれば、第１の駒の摺動面に凹部を形成し、第１の駒には、型部の摺動ベース面上を摺動する際に摩擦等の負荷がかかり難いようにしてあるので、金型上、破損等の故障を回避することが可能な回転非対称面を有する光学素子の金型装置を提供することができる。
【００７１】
さらに、本発明の請求項３の回転非対称面を有する光学素子の金型装置によれば、第１成形面を有する部材の長さが、所望する値と異なっていても、調整手段で非光学面の幅を所定幅に調整することができ、高品質な光学素子を長期にわたって成形することが可能な回転非対称面を有する光学素子の金型装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１のプリズムを示す斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態１の金型装置を概略的に示す一部断面図である。
【図３】本発明の実施の形態１の金型装置の要部を示す断面図である。
【図４】本発明の実施の形態１の金型装置を概略的に示す一部断面図で、（ａ）は型開き状態を示し、（ｂ）は型締め状態を示している。
【図５】本発明の実施の形態２の金型装置を概略的に示す一部断面図である。
【図６】本発明の実施の形態３の金型装置の要部を示す断面図である。
【符号の説明】
１プリズム
２自由曲面
３自由曲面（第１光学面）
４非球面（第２光学面）
１０金型
１３自由曲面駒
１３ａ形成面
１４自由曲面駒
１４ａ摺動面
１４ｂエッジ部
１４ｃ形成面（第１形成面）
１５非球面駒
１５ａ形成面（第２形成面）
１７可動側型[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an optical element having a rotationally asymmetric surface that can be stably mass-produced without damaging the mold apparatus while having a very different shape, and a mold apparatus thereof.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as a mold for forming an optical element having a plurality of optical surfaces having a shape greatly deviating from a spherical surface or a flat surface such as a toric surface or an anamorphic surface, it is described in JP-A-11-99525. There is such an invention.
[0003]
A mold apparatus according to the present invention is a molding for forming a free-form surface prism mainly composed of five surfaces, ie, three free-form surfaces adjacent to each other and two opposing flat surfaces as side walls not used optically. In each of the fixed mold and the movable mold, the mating surfaces of the mold insert pieces that form the free curved surface and the flat surface with respect to the main parting surface of the mold The mold of the cavity part so as to be a vertical plane, a cylindrical surface perpendicular to the main parting surface, or a combination of two or more planes or cylindrical surfaces perpendicular to the main parting surface The insert piece is divided.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, among the three free-form surfaces constituting the above-mentioned free-form surface prism, if there is an optical surface that can be undercut with respect to the mold release direction, the mold insert piece that forms the optical surface is separated. The mold structure must have a slide mechanism that can move in a direction perpendicular to the mold direction (mold opening / closing direction).
[0005]
However, the mold configuration in which the mold insert piece having the slide mechanism and the mold insert piece adjacent thereto are brought into contact with the main parting surface of the mold with a cylindrical surface perpendicular to the mold insert piece is not provided with the slide mechanism. Since it is impossible to provide a vertical cylindrical surface for abutting against the parting surface on the mold insert piece, it cannot be realized.
[0006]
In addition, in the case of making contact with an adjacent mold insert piece by a knife edge shape without providing a vertical cylindrical surface for contacting the mold insert piece having the slide mechanism, depending on the adjustment of the mold, There is a problem in that an excessive load acts on the knife edge portion, resulting in distortion of the optical surface or damage in the worst case.
[0007]
  The present invention has been made in view of the above problems, and prevents an excessive load from acting between a free-form surface piece having a slide mechanism and a free-form surface piece adjacent to the free-form piece, thereby generating distortion on the optical surface. And optical elements having rotationally asymmetric surfaces that do not cause defects such as breakageCan getAn object is to provide a mold apparatus.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
  In order to solve the above problems, a first invention is a mold apparatus for molding an optical element having a plurality of rotationally asymmetric optical surfaces not having a rotational symmetry axis. A first piece that includes a first forming surface that forms a first optical surface, and is movably loaded in a sliding direction perpendicular to the release direction;Adjacent to the first optical surfaceA second piece having a second forming surface forming a second optical surface, and the first piece slides on the second piece, and between the first optical surface and the second optical surface.Have a width of 0.05mm or moreA third forming surface that forms a non-optical surface is provided, and a mold portion on which the first piece and the second piece are loaded is provided.
[0009]
  The rotation according to the second inventionNonA mold apparatus for an optical element having a plane of symmetry,2. A mold apparatus for an optical element having a rotationally asymmetric surface according to claim 1, wherein a concave portion is formed on the sliding surface of the first piece that slides on the surface of the mold portion.It was decided.
[0010]
  Furthermore, the rotational asymmetry according to the third inventionsurfaceDevice for optical element havingIs the first or secondIn the mold device for an optical element having rotational asymmetry according to the invention, the first forming surface is positioned so that a non-optical surface between the first optical surface and the second optical surface has a predetermined width. Further adjusting means is provided.
[0011]
  That is, in the optical element mold apparatus having a rotationally asymmetric surface according to the first invention, the first forming surface of the first piece loaded so as to be movable in the sliding direction perpendicular to the releasing direction is provided. The first optical surface to be formed and the second forming surface of the second piece are formed.Adjacent to the first optical surfaceBetween the second optical surfaceHave a width of 0.05mm or moreSince it has a mold part provided with a third forming surface that forms a non-optical surface, the first molding surface and the second molding surface that form the first optical surface and the second optical surface are in contact with each other, and plastic deformation is caused on the molding surface. Occurrence and damage to the molding surface are eliminated, and a high-quality optical element can be molded over a long period of time.
[0012]
  In the mold device for an optical element having a rotationally asymmetric surface according to the second invention,A concave portion is formed on the sliding surface of the first piece, and it is difficult for the first piece to be subjected to a load such as friction when sliding on the sliding base surface of the mold part. It is possible to avoid failures such as damage.
[0013]
Furthermore, in the mold device for an optical element having a rotationally asymmetric surface according to the third invention, even if the length of the member having the first molding surface is different from a desired value, the adjusting means is non-optical. The width of the surface can be adjusted to a predetermined width, and a high-quality optical element can be molded over a long period of time.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
(Embodiment 1)
Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a perspective view showing an optical element of the present embodiment, FIG. 2 is a partial cross-sectional view schematically showing a mold apparatus of the present embodiment, and FIG. 3 is a main part of the mold apparatus of the present embodiment. FIG. That is, a perspective view of a prism as an optical element formed by the mold apparatus of the present embodiment is shown in FIG. 1, and a schematic view of a mold apparatus for molding this prism is shown in FIG.
[0015]
In FIG. 1, the prism 1 has three optical surfaces: two rotationally asymmetric free-form surfaces 2, a free-form surface (first optical surface) 3, and one rotationally symmetric aspheric surface (second optical surface) 4. is doing.
[0016]
These free curved surfaces 2 and 3 are rotationally asymmetric aspherical surfaces having only one symmetry plane, and both have convex shapes. The free-form surface 3 is a surface that is not parallel to the opening / closing direction (horizontal direction indicated by the arrow 40), which will be described later, so as to be an undercut portion, and has a convex shape with an extremely small approximate curvature radius in the present embodiment. .
[0017]
The rotationally asymmetric surface may be an anamorphic surface, a toric surface, or the like other than the free curved surface. Further, the surface that is not parallel to the opening / closing direction 40 may be an uneven surface such as a rotationally symmetric aspherical surface or a spherical surface other than the rotationally asymmetric surface, or a flat surface.
[0018]
On the other hand, the aspherical surface 4 has a concave shape. Details of a portion where the aspherical surface 4 and the free curved surface 3 intersect will be described later. The side surfaces other than the three optical surfaces have a planar shape facing each other and are not used optically.
[0019]
In FIG. 2, the mold 10 is arranged such that a fixed mold 11 and a movable mold 12 movable in the opening / closing direction 40 face each other, and the fixed mold 11 and the movable mold 12 are brought into contact with each other by a parting surface 30. The cavity 19 of the prism 1 (see FIG. 1) is formed in a so-called clamped state.
[0020]
On the parting surface 30 side of the fixed side mold part 18 of the fixed mold 11, a free curved surface piece hole 20 is formed. In this hole 20, a free-form surface piece 13 that forms the free-form surface 2 of the prism 1 is loaded with its formation surface 13a facing the parting surface 30 side.
[0021]
On the other hand, on the side of the parting surface 30 of the movable side mold part 17 of the movable mold 12, an aspherical piece hole 21 is formed. In this hole 21, an aspheric piece 15 forming the aspheric surface 4 of the prism 1 is loaded with its forming surface (second forming surface) 15a facing the parting surface 30 side.
[0022]
Further, in this hole 21, the free-form surface piece 14 forming the free-form surface 3 of the prism 1 has a formation surface (first formation surface) 14 c directed toward the cavity 19, and a sliding direction perpendicular to the opening / closing direction 40. It is loaded so as to be movable in the direction indicated by the arrow 41. When the free curved surface piece 14 moves in the sliding direction 41, the sliding surface 14a (see FIG. 3) which is the side surface of the free curved surface piece 14 is a sliding base surface (third formation) of the movable side mold part 17. Surface) 17a. The side surface of the free-form surface piece 14 on the opposite side of the sliding surface 14a forms a part of the parting surface 30 on the movable side mold part 17 side. It comes to touch.
[0023]
Further, the formation surface 14c of the free-form surface piece 14 is a surface that is not parallel to the opening / closing direction 40 so that the free-form surface 3 becomes an undercut portion, and in this embodiment, has a concave shape with an extremely small approximate curvature radius. .
[0024]
Further, the back surface of the free-form surface piece 14 is fixed to a slide piece 26 that can move in the slide direction 41. An angular pin hole 57 inclined with respect to the opening / closing direction 40 is formed in the slide piece 26. An inclined surface 26 a parallel to the inclination of the angular pin hole 57 is formed on the back surface of the slide piece 26.
[0025]
On the other hand, an angular pin 51 that is inserted through the angular pin hole 57 is embedded in the fixed side mold portion 18 of the fixed mold 11. The angular pin 51 is inclined at the same angle in the same direction as the angular hole 57, and the length of the protruding portion protruding from the fixed-side mold part 18 is slightly shorter than the angular hole 57. Further, a backup block 52 having an inclined surface 52 a for positioning the slide piece 26 in contact with the inclined surface 26 a of the slide piece 26 is fixed to the fixed-side mold portion 18.
[0026]
Due to the action of the angular pin 51 and the angular pin hole 57, the free curved surface piece 14 fixed to the slide piece 26 forms a part of the cavity 19 when the mold is clamped, and slides in the slide direction 41 when the mold is opened. Then, it moves backward and is released from the molded prism 1.
[0027]
The fixed mold 11 and the movable mold 12 are formed with a passage communicating with the cavity 19, that is, a gate 55, a runner 54, and a sprue 53. In addition, it can be injected into the cavity 19 through the gate 55.
[0028]
On the other hand, the ejector pin of the ejector device 25 is slidable in the same direction as the opening / closing direction 40 inside the movable side mold portion 17 of the movable mold 12. The tip end surface of the ejector pin closes the end of the sprue 53, and the molded prism 1 is released from the movable die 12 by pushing up the resin portion in the sprue 53 with the ejector pin.
[0029]
Next, details of the vicinity of the cavity 19 will be described with reference to FIG.
In FIG. 3, when the mold is clamped, the intersection angle between the formation surface 15 a of the aspheric piece 15 forming the aspheric surface 4 and the formation surface 14 c of the free curved piece 14 forming the free curved surface 3 is 90 °. A gap 35 between the edge 14b on the sliding surface 14a side of the piece 14 and the aspherical piece 15 is 0.05 mm.
[0030]
The crossing angle may be a prism that is not 90 ° but 120 ° or less.
Moreover, the clearance gap 35 should just be 0.05 mm or more, and especially 0.05 mm or more and 0.20 mm or less are favorable.
[0031]
The sliding base surface 17 a of the movable mold portion 17 forms the non-optical surface of the prism 1 at a portion corresponding to the gap 35. Further, the sliding base surface 17 a of the movable side mold part 17 is formed substantially perpendicular to the opening / closing direction 40.
[0032]
Next, a method of injection-molding a prism with the mold apparatus having the above configuration will be described with reference to FIGS.
First, as shown in FIG. 4A, the mold 10 is in a so-called mold open state in which the fixed mold 11 and the movable mold 12 are opened. Then, the movable mold 12 is moved in the opening / closing direction 40 to approach the fixed mold 11. With this approach, the angular pin 51 embedded in the fixed die 11 is inserted into the angular pin hole 57 of the slide piece 26 attached to the movable die 12.
[0033]
Furthermore, since the angular pin 51 goes into the angular hole 57 by moving the movable die 12 toward the fixed die 11, the slide piece 26 moves in the slide direction 41 and is freely fixed to the slide piece 26. The curved piece 14 moves forward to form a cavity 19.
[0034]
Then, as shown in FIG. 4B, when the movable mold 12 is in a so-called mold clamping state in which the movable mold 12 is in contact with the fixed mold 11, the slide piece 26 is positioned in the slide direction 41 by the backup block 52, and the free curved surface. The piece 14 is fixed at a predetermined position.
[0035]
At this time, as shown in FIG. 3, the formation surface 13 a of the free-form surface piece 13, the formation surface 14 c of the free-form surface piece 14, the formation surface 15 a of the aspheric piece 15, and the sliding base surface 17 a of the movable mold part 17. Thus, the cavity 19 is formed.
[0036]
At this time, if the gap 35 is not provided between the edge 14b on the sliding surface 14a side of the free-form surface piece 14 and the aspheric piece 15, the repeat positioning accuracy of the slide block 26 in the slide direction 41 may be poor. If the adjustment at the time of the first mold assembly is bad, the edge portion 14b and the aspherical piece 15 come into contact with each other. In particular, since the edge portion 14b is low in strength in terms of shape, in the worst case, the edge portion 14b is deformed or damaged.
[0037]
However, since the present mold 10 has a gap of 0.05 mm between the edge portion 14b and the aspherical piece 15, it is possible to avoid deformation or damage due to contact between the edge portion 14b and the aspherical piece 15. Can do.
[0038]
After the fixed mold 11 and the movable mold 12 are clamped, the molten resin is injected into the cavity 19 through the sprue 53, the runner 54, and the gate 55 of the mold 10 to be filled.
The molten resin is cooled and solidified in the cavity 19, the sprue 53, the runner 54, and the gate 55, and is formed in the cavity 19 in the shape of the prism 1 shown in FIG. 1.
[0039]
Thereafter, the movable mold 12 is moved in the opening / closing direction 40 to open the fixed mold 1 and the movable mold 12, and then the ejector pin of the ejector device 25 is moved in the opening / closing direction 40 to protrude in the direction of the fixed mold 11. The resin part solidified at 53 is projected. Then, by this protrusion, the prism is released from the movable mold 12 through the resin portion solidified by the runner 54 and the gate 55 and taken out from the mold 10.
[0040]
According to the present embodiment, since the gap 35 is provided between the edge portion 14b on the sliding surface 14a side of the free-form surface piece 14 having a slide function and the aspherical piece 15, the above-mentioned edge even after clamping. Since the part 14b and the aspherical piece 15 do not come into contact with each other, it is possible to surely avoid the failure of the mold 10 and to realize a stable mass production of a free-form surface prism over a long period of time. And the prism 1 which does not have faults, such as a distortion on an optical surface, and a failure | damage, can be obtained.
[0041]
(Embodiment 2)
A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a partial sectional view schematically showing the mold apparatus of the present embodiment.
[0042]
The mold apparatus according to the present embodiment includes two rotationally asymmetric free curved surfaces 2, a free curved surface (second optical surface) 3, and one rotationally symmetric aspheric surface (first optical surface) as shown in FIG. 4 for forming a prism having a total of three optical surfaces, which basically has the same configuration as the mold apparatus of the first embodiment. Only the differences from the first embodiment will be described below.
[0043]
In FIG. 5, a parallel flat plate 58 as an adjustment means (adjustment plate) is fixed to the back surface of the free-form surface piece 14, that is, the opposite surface of the formation surface 14 c so as to be positioned between the slide block 26. The parallel flat plate 58 has a gap 35 (preferably 0.05 to 0.20 mm) between the edge 14b and the aspheric piece 15 at the position of the edge portion 14b of the free-form surface piece 14 (see FIG. 3), the thickness is adjusted as appropriate.
[0044]
If the parallel flat plate 58 is not present, the gap 35 may be increased or decreased depending on the finish of the axial length of the free-form surface piece 14 (the length between the formation surface 14c and the opposite surface). is there. If the gap 35 becomes too large, a defective phenomenon such as flare will occur in the prism 1 in terms of optical performance. If it becomes too small, the mold will be damaged.
[0045]
Therefore, the parallel flat plate 58 is disposed between the free curved surface piece 14 and the slide block 26 and the thickness of the parallel flat plate 59 is adjusted so that the position of the edge portion 14b of the free curved surface piece 14 with respect to the aspherical piece 15 is adjusted. Thus, it is possible to adjust the position to a desired position with certainty, and the clearance 35 can be secured.
[0046]
According to the present embodiment, even if an error occurs in the finished length of the free curved surface piece 14, a desired gap is provided between the free curved surface piece 14 having the sliding mechanism and the aspherical piece 15 by the parallel flat plate 58. 35 can be reliably held, and it is possible to avoid optical defects on the product of the prism 1 and to avoid failures such as breakage on the mold, so high quality and stable freedom over a long period of time. Mass production of curved prisms can be realized.
[0047]
(Embodiment 3)
A third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a cross-sectional view showing a main part of the mold apparatus according to the present embodiment.
[0048]
The mold apparatus according to the present embodiment includes two rotationally asymmetric free curved surfaces 2, a free curved surface (second optical surface) 3, and one rotationally symmetric aspheric surface (first optical surface) as shown in FIG. 4 for forming a prism having a total of three optical surfaces, which basically has the same configuration as the mold apparatus of the first embodiment. Only the differences from the first embodiment will be described below.
[0049]
In FIG. 6, the sliding surface 14 a of the free-form surface piece 14 that slides on the sliding base surface (third forming surface) 17 b of the movable side mold part 17 includes the sliding base surface of the movable side mold part 17. A recessed portion 59 having a depth of 0.005 mm is partially provided so as to reach the edge portion 14 b so as to be separated from the 17 b by about 0.005 mm.
[0050]
In the mold apparatus having the above-described configuration, when the mold is clamped, the free-form surface piece 14 slides the sliding surface 14a on the sliding base surface 17b of the movable side mold portion 17 to form an aspherical surface. It approaches the piece 15 and tries to form a cavity 19. At this time, since the concave surface 59 is formed in the sliding surface 14a of the free-form surface piece 14, there is a gap between the sliding surface 14a of the free-form surface piece 14 and the sliding base surface 17b of the movable side mold portion 17. Thus, a gap corresponding to the depth of the recess 59 is obtained. In addition, the clearance 35 similar to Embodiment 1, 2 is formed in the edge part 14b by the side of the sliding surface 14a of the free-form surface piece 14, and the aspherical piece 15. FIG.
[0051]
Therefore, in this case, no friction is generated between the sliding surface 14a and the sliding base surface 17b. As a result, the sliding surface 14a of the free-form surface piece 14 and the sliding surface 17b of the movable-side mold part 17 do not cause shape deterioration due to friction.
[0052]
According to the present embodiment, not only the desired clearance 35 is surely provided between the free curved surface piece 14 having the slide mechanism and the aspherical surface piece 15, but also the concave portion is formed on the sliding surface 14 a of the free curved surface piece 14. 59, and the free curved surface piece 14 is not easily subjected to a load such as friction when sliding on the sliding base surface 17b of the movable side mold part 17. Therefore, mass production of free-form curved prisms with high quality and stable over a long period of time can be realized.
[0053]
The technical idea of the following configuration is derived from the specific embodiment described above.
(Appendix)
(1) An optical element having a plurality of rotationally asymmetric optical surfaces having no rotational symmetry axis, wherein at least one optical surface of the optical element is undercut with respect to the mold release direction; In the optical element
A rotationally asymmetric surface characterized in that a non-optical surface having a width of at least 0.05 mm or more is provided between an optical surface that is undercut with respect to the mold release direction and an adjacent optical surface. Optical element.
[0054]
(2) A mold apparatus for an optical element having a plurality of rotationally asymmetric optical surfaces having no rotational symmetry axis, wherein at least one optical surface of the optical element is undercut in the mold release direction. In the mold device of the optical element having a simple surface configuration
A rotation characterized in that a non-optical surface having a width of at least 0.05 mm or more is formed between an optical surface that is undercut with respect to the releasing direction and an adjacent optical surface. A mold apparatus for an optical element having an asymmetric surface.
[0055]
(3) An adjustment plate is inserted on the back of the free-form surface piece in order to determine the position in the direction perpendicular to the release direction of the free-form piece forming the optical surface that is undercut with respect to the release direction. A mold apparatus for an optical element having a rotationally asymmetric surface according to appendix (2), characterized in that
[0056]
(4) In a mold apparatus for molding an optical element having a plurality of rotationally asymmetric optical surfaces having no rotational symmetry axis,
A first forming surface that forms a first optical surface that is an undercut portion that is not parallel to the opening and closing direction of the mold;
A second forming surface that moves in a direction substantially orthogonal to the opening and closing direction and forms a second optical surface adjacent to the first optical surface;
A third forming surface for forming a non-optical surface having a width of 0.05 mm or more between the first optical surface and the second optical surface;
A mold apparatus for an optical element having a rotationally asymmetric surface.
[0057]
(5) The mold apparatus for an optical element having a rotationally asymmetric surface according to (4), wherein an intersection angle between the first formation surface and the second formation surface is 120 ° or less.
[0058]
(6) The mold apparatus for an optical element having a rotationally asymmetric surface according to (4) or (5), wherein the third formation surface is a plane substantially orthogonal to the opening / closing direction.
[0059]
(7) The rotational asymmetry according to any one of appendices (4) to (6), wherein the member having the first formation surface is slidable on the third formation surface until the width is reached. A mold apparatus for an optical element having a surface.
[0060]
(8) From the supplementary note (4), wherein the member having the first forming surface is provided with a recess having a depth of 0.005 mm on a sliding surface with the third forming surface. 7) A mold apparatus for an optical element having a rotationally asymmetric surface according to any one of 7).
[0061]
According to the optical element having the rotationally asymmetric surface of Appendix (1), problems such as distortion and breakage on the optical surface can be eliminated.
[0062]
According to the mold device for an optical element having the rotationally asymmetric surface of appendix (2), it has a width of at least 0.05 mm or more between the optical surface that is undercut with respect to the releasing direction and the adjacent optical surface. Since the non-optical surface is formed, it is possible to prevent the members forming the both optical surfaces from coming into contact with each other. Therefore, it is possible to avoid failures such as distortion and breakage of the formation surface on the mold, and it is possible to realize mass production of a free-form curved surface that is stable over a long period of time.
[0063]
According to the mold device for an optical element having the rotationally asymmetric surface of appendix (3), even if the length of the member having the first molding surface is different from the desired value, the adjustment plate is not more than 0.05 mm. The optical element can be adjusted to form an optical surface, and an optical element having a high-quality rotationally asymmetric surface can be molded over a long period of time.
[0064]
According to the mold device for an optical element having the rotationally asymmetric surface of appendix (4), the third forming surface can form a width of at least 0.05 mm between the first optical surface and the second optical surface. The first forming surface and the second forming surface can be prevented from coming into contact with each other. Therefore, it is possible to avoid failures such as distortion and breakage of the forming surface on the mold, and it is possible to realize mass production of a free-form curved surface that is stable over a long period of time.
[0065]
According to the mold device for an optical element having a rotationally asymmetric surface according to appendix (5), the optical element having a rotationally asymmetric surface in which the intersection angle between the first optical surface and the second optical surface is 120 ° or less is formed. Can do.
[0066]
According to the mold device for an optical element having the rotationally asymmetric surface of appendix (6), the first forming surface forming the first optical surface is moved in a direction substantially orthogonal to the opening / closing direction of the mold, thereby rotationally asymmetric An optical element having a surface can be molded.
[0067]
According to the mold device for an optical element having a rotationally asymmetric surface according to appendix (7), the optical element having a rotationally asymmetric surface from the mold even when the first optical surface which is an undercut portion is formed on the first formation surface Can be taken out.
[0068]
According to the mold device for an optical element having the rotationally asymmetric surface in appendix (8), the load such as friction between the member having the first forming surface and the third forming surface is reduced, and the shape deterioration due to the friction is reduced. Can be prevented.
[0069]
【The invention's effect】
  As described above, according to the mold device of the optical element having the rotationally asymmetric surface of the first aspect of the present invention, the first piece of the first piece loaded so as to be movable in the sliding direction perpendicular to the releasing direction. The first optical surface formed by the first forming surface and the second forming surface of the second piece are formed.Adjacent to the first optical surfaceBetween the second optical surfaceHave a width of 0.05mm or moreSince it has a mold part having a third forming surface that forms a non-optical surface, the first molding surface and the second molding surface that form the first optical surface and the second optical surface come into contact with each other, and plastic deformation is caused on the molding surface. It is possible to provide a mold device for an optical element having a rotationally asymmetric surface capable of forming a high-quality optical element over a long period of time without generating or damaging the molding surface.
[0070]
  According to the mold device for an optical element having a rotationally asymmetric surface according to claim 2 of the present invention,A concave portion is formed on the sliding surface of the first piece, and it is difficult for the first piece to be subjected to a load such as friction when sliding on the sliding base surface of the mold part. Thus, it is possible to provide a mold apparatus for an optical element having a rotationally asymmetric surface that can avoid a failure such as breakage.
[0071]
  Furthermore, according to the mold device for an optical element having a rotationally asymmetric surface according to claim 3 of the present invention, even if the length of the member having the first molding surface is different from a desired value, the adjustment means does not optically The width of the surface can be adjusted to a predetermined width, and high-quality optical elements can be molded over a long period of time.An optical element mold apparatus having a rotationally asymmetric surface can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing a prism according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a partial cross-sectional view schematically showing a mold apparatus according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a main part of the mold apparatus according to the first embodiment of the present invention.
4A and 4B are partial cross-sectional views schematically showing a mold apparatus according to Embodiment 1 of the present invention, in which FIG. 4A shows a mold open state and FIG. 4B shows a mold clamped state.
FIG. 5 is a partial cross-sectional view schematically showing a mold apparatus according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a cross-sectional view showing a main part of a mold apparatus according to a third embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 Prism
2 Free-form surface
3 Free-form surface (first optical surface)
4 Aspherical surface (second optical surface)
10 Mold
13 Free-form surface piece
13a Forming surface
14 Free-form surface piece
14a Sliding surface
14b Edge part
14c Formation surface (first formation surface)
15 Aspheric piece
15a Forming surface (second forming surface)
17 Movable side type

Claims

In a mold apparatus for molding an optical element having a plurality of rotationally asymmetric optical surfaces having no rotational symmetry axis,
A first piece that includes a first forming surface that forms a first optical surface serving as an undercut portion with respect to the mold release direction, and is movably loaded in a slide direction perpendicular to the mold release direction;
A second piece comprising a second forming surface forming a second optical surface adjacent to the first optical surface;
The first piece slides on the surface, and includes a third forming surface that forms a non-optical surface having a width of 0.05 mm or more between the first optical surface and the second optical surface, A mold part loaded with the first piece and the second piece;
A mold apparatus for an optical element having a rotationally asymmetric surface.

2. The mold device for an optical element having a rotationally asymmetric surface according to claim 1, wherein a concave portion is formed on a sliding surface of the first piece that slides on the surface of the mold portion.

3. An adjusting means for positioning the first forming surface so that a non-optical surface between the first optical surface and the second optical surface has a predetermined width. A mold apparatus for an optical element having a rotationally asymmetric surface as described in 1.