JP4737480B2 - 光学素子の製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、射出成形によって形成する光学素子の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
光学素子として、例えばプラスチックレンズがあり、光ピックアップ装置、カメラ等の光学機器等の光学系に用いられる。このようなプラスチックレンズとして、例えば図７に示すように、一方側に回折構造１００ａの面を有するプラスチックレンズ１００がある。
【０００３】
このプラスチックレンズ１００の製造は、図８に示すように、成形品を離型させる突き出し機構１０１を備える金型１０２と、突き出し機構を備えない金型１０３とで形成される型内に樹脂を射出し、この後に、図９に示すように、突き出し機構１０１を備える金型１０２を移動して型開きを行ない、図１０に示すように、突き出し機構１０１を作動させてプラスチックレンズ１００の成形品を突き出し離型させるものがある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このようなプラスチックレンズの製造では、突き出し機構を備えない金型１０３に、プラスチックレンズ１００の回折構造１００ａの面を形成する型面１０３ａを有しており、突き出し機構１０１を備える金型１０２を移動して型開きを行なうときに、少しでも移動方向と直交方向にずれると、型開きの瞬間にプラスチックレンズ１００の回折構造１００ａがずれて変形することがある。
【０００５】
突き出し機構１０１を備える金型１０２は重量があるために、型開きの際にずれを抑えることは容易ではなく、このずれによって回折構造１００ａの面を有するプラスチックレンズ１００は所望の光学特性が得られない場合が生じる。
【０００６】
この発明は、かかる点に鑑みてなされたもので、簡単な構造で、高精度で所望の光学特性が得られる光学素子の製造方法を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決し、その目的を達成するために、この発明は、以下のように構成した。
【０００８】
請求項１に記載の発明は、『光学素子を製造する製造装置は、型開き状態で成形品が残る金型と、型開き状態で成形品が離型する金型を有し、前記型開き状態で成形品が残る金型側に、光学素子の回折構造の面を形成する型面を有し、前記型開き状態で成形品が残る金型は、成形品を離型させる突き出し機構を備え、前記突き出し機構は、光学素子の回折構造の面を形成する型面を少なくとも一部に有し、前記光学素子の回折構造の面を形成する型面は、凹形状を有し、前記型開き状態で成形品が残る金型と前記型開き状態で成形品が離型する金型とで形成される型内に樹脂を射出し、この後に、型開きを行ない、前記突き出し機構を作動させて前記型開き状態で成形品が残る金型から光学素子の成形品を突き出し離型させ、一方側に回折構造の面を有する光学素子を製造することを特徴とする光学素子の製造方法。』である。
請求項２に記載の発明は、『前記型開き状態で成形品が残る金型は、光学素子のフランジ部を形成する型面を有することを特徴とする請求項１に記載の光学素子の製造方法。』である。 請求項３に記載の発明は、『前記型開き状態で成形品が離型する金型は、光学素子のフランジ部を形成する型面を有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の光学素子の製造方法。』である。
請求項４に記載の発明は、『前記型内に樹脂を射出した状態で、前記型開き状態で成形品が残る金型と光学素子のフランジ部が接する面積は、前記型開き状態で成形品が離型する金型と光学素子のフランジ部が接する面積よりも大きいことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の光学素子の製造方法。』である。
請求項５に記載の発明は、『樹脂注入流路であるランナーから前記型内に樹脂を射出し、前記ランナーのゲート部を光学素子のフランジ部と一体的に形成することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の光学素子の製造方法。』である。
請求項６に記載の発明は、『前記光学素子は、光ピックアップ装置に用いられる光学素子であることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の光学素子の製造方法。』である。
請求項７に記載の発明は、『型開きの際に、前記型開き状態で成形品が残る金型は移動し、前記型開き状態で成形品が離型する金型は固定されることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の光学素子の製造方法。』である。
【０００９】
この請求項１乃至請求項７に記載の発明によれば、型開き状態で成形品が残る金型と型開き状態で成形品が離型する金型とで形成される型内に樹脂を射出し、この後に、型開きを行なうが、この型開きを行なうときに、金型間でずれが生じても、型開き状態で成形品が残る金型側の型面と光学素子の回折構造等微細な階段形状の面とはずれることがなく、その後、光学素子の成形品を離型させるから、簡単な構造で、高精度で所望の光学特性が得られる回折構造等微細な階段形状の面を有する光学素子の製造が可能である。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の光学素子の製造方法の実施の形態を図面に基づいて説明するが、この発明は、この実施の形態に限定されるものではない。
【００１７】
図１は金型の構成を示す図、図２は金型に樹脂を射出した状態を示す図、図３は金型の型開きを示す図、図４は突き出し機構の作動状態を示す図、図５はプラスチックレンズの回折構造の面を形成する型面とプラスチックレンズの回折構造の面を示す図、図６は一方側に回折構造の面を有するプラスチックレンズの側面図である。
【００１８】
この実施の形態の製造装置は、光学素子としてプラスチックレンズを製造するものであり、成形品を離型させる突き出し機構１０を備える金型１１と、突き出し機構を備えない金型１２とを有し、金型１１が型開き状態で成形品が残る金型を構成し、金型１２が型開き状態で成形品が離型する金型を構成する。金型１２は固定され、金型１１が移動する構造であり、一方側に回折構造等微細な階段形状の面を有するプラスチックレンズ１を射出成形する。この発明の射出（射出成形）は、射出圧縮成形等、金型に樹脂を射出して成形するものを含む。
【００１９】
この実施の形態の光学素子としてのプラスチックレンズ１は、図６に示すように、光学機能部１ａと、この光学機能部１ａの外周にフランジ部１ｂを有する。この光学機能部１ａの一方側の面には、微細な階段形状の回折構造１ｃが形成され、高精度で所望の光学特性が得られるようになっている。なお、この実施の形態では、プラスチックレンズ１が光学機能部１ａの外周にフランジ部１ｂを有するが、フランジ部を有しないものでもよく、また円形のレンズに限定されず、板状のレンズでもよい。また、光学素子はプラスチックレンズに限定されず、導光体等でもよい。
【００２０】
金型１１は、プラスチックレンズ１のフランジ部１ｂを形成する型面１１ａを有する。突き出し機構１０は、プラスチックレンズ１の光学機能部１ａの回折構造１ｃの面を形成する型面１０ａとフランジ部１ｂの内周側の一部を形成する型面１０ｂを有する。なお、突き出し機構１０には、フランジ部１ｂの内周側の一部を形成する型面１０ｂを形成しないで、全型面を光学機能部１ａの回折構造の面を形成する型面としてもよい。
【００２１】
金型１２は、プラスチックレンズ１の光学機能部１ａを形成する型面１２ａとフランジ部１ｂを形成する型面１２ｂを有する。
【００２２】
この突き出し機構１０を備える金型１１と突き出し機構を備えない金型１２とで形成される図２に示す型内に樹脂を射出し、冷却する。この樹脂の射出は、図示しない樹脂注入流路であるランナーから行ない、ランナーのゲート部がフランジ部１ｂに一体的に形成され、後のゲートカット工程でゲート部が切断される。
【００２３】
この冷却の後に、図３に示すように、突き出し機構１０を備える金型１１を移動して型開きを行ない、図４に示すように、突き出し機構１０を作動させてプラスチックレンズ１の成形品を突き出し離型させる。
【００２４】
また、突き出し機構１０は、プラスチックレンズ１の回折構造１ｃの面を形成する型面１０ａを少なくとも一部に有するから、突き出し機構１０を作動させてプラスチックレンズ１の成形品を突き出し離型させる際に、プラスチックレンズ１の回折構造１ｃの面全体が突き出され、回折構造１ｃの面がずれることがなくより一層高精度で所望の光学特性が得られる回折構造１ｃの面を有するプラスチックレンズ１の製造が可能である。
【００２５】
また、プラスチックレンズ１の回折構造１ｃの面を形成する型面１０ａは、図５に示すように、断面形状を鋸刃状に形成されているが、これに限定されず回折現象が生じる形状であればよい。なお、図５に示すように、金型の抜き勾配ゼロ（プラスチックレンズ１の鋸歯状の段差方向は、プラスチックレンズ１の光軸と平行）であることが、光量損失の低減できることで好ましく、この発明が、よりその光量損失を低減できるとともに、そのようなプラスチックレンズ１の製造を実現できるという効果を奏する。
【００２６】
このように、突き出し機構１０を備える金型１１と突き出し機構を備えない金型１２とで形成される型内に樹脂を射出し、この後に、型開きを行なうが、この型開きを行なうときに、金型間でずれが生じても、突き出し機構１０の型面１０ａとプラスチックレンズ１の回折構造１ｃの面とはずれることがない。その後、突き出し機構１０を作動させてプラスチックレンズ１の成形品を突き出し離型させるから、簡単な構造で、高精度で所望の光学特性が得られる回折構造の面を有するプラスチックレンズ１の製造が可能である。
【００２７】
また、この実施の形態では、突き出し機構１０の型面１０ａでプラスチックレンズ１の回折構造１ｃの面を形成し、突き出し機構１０で光学機能部１ａを突き出して離型させるが、これに限定されることなく、突き出し機構でフランジ部１ｂを突き出して離型させるものでもよく、この場合は突き出し機構１０と金型１１が一体で加工できるので金型１１にプラスチックレンズ１の回折構造１ｃの面を形成する型面を形成する。
【００２８】
【発明の効果】
前記したように、請求項１乃至請求項７に記載の発明では、型開き状態で成形品が残る金型と型開き状態で成形品が離型する金型とで形成される型内に樹脂を射出し、この後に、型開きを行なうが、この型開きを行なうときに、金型間でずれが生じても、型開き状態で成形品が残る金型側の型面と光学素子の回折構造等微細な階段形状の面とはずれることがなく、その後、光学素子の成形品を離型させるから、簡単な構造で、高精度で所望の光学特性が得られる回折構造等微細な階段形状の面を有する光学素子の製造が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】金型の構成を示す図である。
【図２】金型に樹脂を射出した状態を示す図である。
【図３】金型の型開きを示す図である。
【図４】突き出し機構の作動状態を示す図である。
【図５】プラスチックレンズの回折構造の面を形成する型面とプラスチックレンズの回折構造の面を示す図である。
【図６】一方側に回折構造の面を有するプラスチックレンズの側面図である。
【図７】従来の一方側に回折構造の面を有するプラスチックレンズの側面図である。
【図８】従来のプラスチックレンズと金型の構成を示す図である。
【図９】従来の金型の型開きを示す図である。
【図１０】従来の突き出し機構の作動状態を示す図である。
【符号の説明】
１ プラスチックレンズ
１ａ 光学機能部
１ｂ フランジ部
１ｃ 回折構造
１０ 突き出し機構
１１，１２ 金型
【発明の属する技術分野】
この発明は、射出成形によって形成する光学素子の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
光学素子として、例えばプラスチックレンズがあり、光ピックアップ装置、カメラ等の光学機器等の光学系に用いられる。このようなプラスチックレンズとして、例えば図７に示すように、一方側に回折構造１００ａの面を有するプラスチックレンズ１００がある。
【０００３】
このプラスチックレンズ１００の製造は、図８に示すように、成形品を離型させる突き出し機構１０１を備える金型１０２と、突き出し機構を備えない金型１０３とで形成される型内に樹脂を射出し、この後に、図９に示すように、突き出し機構１０１を備える金型１０２を移動して型開きを行ない、図１０に示すように、突き出し機構１０１を作動させてプラスチックレンズ１００の成形品を突き出し離型させるものがある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このようなプラスチックレンズの製造では、突き出し機構を備えない金型１０３に、プラスチックレンズ１００の回折構造１００ａの面を形成する型面１０３ａを有しており、突き出し機構１０１を備える金型１０２を移動して型開きを行なうときに、少しでも移動方向と直交方向にずれると、型開きの瞬間にプラスチックレンズ１００の回折構造１００ａがずれて変形することがある。
【０００５】
突き出し機構１０１を備える金型１０２は重量があるために、型開きの際にずれを抑えることは容易ではなく、このずれによって回折構造１００ａの面を有するプラスチックレンズ１００は所望の光学特性が得られない場合が生じる。
【０００６】
この発明は、かかる点に鑑みてなされたもので、簡単な構造で、高精度で所望の光学特性が得られる光学素子の製造方法を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決し、その目的を達成するために、この発明は、以下のように構成した。
【０００８】
請求項１に記載の発明は、『光学素子を製造する製造装置は、型開き状態で成形品が残る金型と、型開き状態で成形品が離型する金型を有し、前記型開き状態で成形品が残る金型側に、光学素子の回折構造の面を形成する型面を有し、前記型開き状態で成形品が残る金型は、成形品を離型させる突き出し機構を備え、前記突き出し機構は、光学素子の回折構造の面を形成する型面を少なくとも一部に有し、前記光学素子の回折構造の面を形成する型面は、凹形状を有し、前記型開き状態で成形品が残る金型と前記型開き状態で成形品が離型する金型とで形成される型内に樹脂を射出し、この後に、型開きを行ない、前記突き出し機構を作動させて前記型開き状態で成形品が残る金型から光学素子の成形品を突き出し離型させ、一方側に回折構造の面を有する光学素子を製造することを特徴とする光学素子の製造方法。』である。
請求項２に記載の発明は、『前記型開き状態で成形品が残る金型は、光学素子のフランジ部を形成する型面を有することを特徴とする請求項１に記載の光学素子の製造方法。』である。 請求項３に記載の発明は、『前記型開き状態で成形品が離型する金型は、光学素子のフランジ部を形成する型面を有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の光学素子の製造方法。』である。
請求項４に記載の発明は、『前記型内に樹脂を射出した状態で、前記型開き状態で成形品が残る金型と光学素子のフランジ部が接する面積は、前記型開き状態で成形品が離型する金型と光学素子のフランジ部が接する面積よりも大きいことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の光学素子の製造方法。』である。
請求項５に記載の発明は、『樹脂注入流路であるランナーから前記型内に樹脂を射出し、前記ランナーのゲート部を光学素子のフランジ部と一体的に形成することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の光学素子の製造方法。』である。
請求項６に記載の発明は、『前記光学素子は、光ピックアップ装置に用いられる光学素子であることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の光学素子の製造方法。』である。
請求項７に記載の発明は、『型開きの際に、前記型開き状態で成形品が残る金型は移動し、前記型開き状態で成形品が離型する金型は固定されることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の光学素子の製造方法。』である。
【０００９】
この請求項１乃至請求項７に記載の発明によれば、型開き状態で成形品が残る金型と型開き状態で成形品が離型する金型とで形成される型内に樹脂を射出し、この後に、型開きを行なうが、この型開きを行なうときに、金型間でずれが生じても、型開き状態で成形品が残る金型側の型面と光学素子の回折構造等微細な階段形状の面とはずれることがなく、その後、光学素子の成形品を離型させるから、簡単な構造で、高精度で所望の光学特性が得られる回折構造等微細な階段形状の面を有する光学素子の製造が可能である。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の光学素子の製造方法の実施の形態を図面に基づいて説明するが、この発明は、この実施の形態に限定されるものではない。
【００１７】
図１は金型の構成を示す図、図２は金型に樹脂を射出した状態を示す図、図３は金型の型開きを示す図、図４は突き出し機構の作動状態を示す図、図５はプラスチックレンズの回折構造の面を形成する型面とプラスチックレンズの回折構造の面を示す図、図６は一方側に回折構造の面を有するプラスチックレンズの側面図である。
【００１８】
この実施の形態の製造装置は、光学素子としてプラスチックレンズを製造するものであり、成形品を離型させる突き出し機構１０を備える金型１１と、突き出し機構を備えない金型１２とを有し、金型１１が型開き状態で成形品が残る金型を構成し、金型１２が型開き状態で成形品が離型する金型を構成する。金型１２は固定され、金型１１が移動する構造であり、一方側に回折構造等微細な階段形状の面を有するプラスチックレンズ１を射出成形する。この発明の射出（射出成形）は、射出圧縮成形等、金型に樹脂を射出して成形するものを含む。
【００１９】
この実施の形態の光学素子としてのプラスチックレンズ１は、図６に示すように、光学機能部１ａと、この光学機能部１ａの外周にフランジ部１ｂを有する。この光学機能部１ａの一方側の面には、微細な階段形状の回折構造１ｃが形成され、高精度で所望の光学特性が得られるようになっている。なお、この実施の形態では、プラスチックレンズ１が光学機能部１ａの外周にフランジ部１ｂを有するが、フランジ部を有しないものでもよく、また円形のレンズに限定されず、板状のレンズでもよい。また、光学素子はプラスチックレンズに限定されず、導光体等でもよい。
【００２０】
金型１１は、プラスチックレンズ１のフランジ部１ｂを形成する型面１１ａを有する。突き出し機構１０は、プラスチックレンズ１の光学機能部１ａの回折構造１ｃの面を形成する型面１０ａとフランジ部１ｂの内周側の一部を形成する型面１０ｂを有する。なお、突き出し機構１０には、フランジ部１ｂの内周側の一部を形成する型面１０ｂを形成しないで、全型面を光学機能部１ａの回折構造の面を形成する型面としてもよい。
【００２１】
金型１２は、プラスチックレンズ１の光学機能部１ａを形成する型面１２ａとフランジ部１ｂを形成する型面１２ｂを有する。
【００２２】
この突き出し機構１０を備える金型１１と突き出し機構を備えない金型１２とで形成される図２に示す型内に樹脂を射出し、冷却する。この樹脂の射出は、図示しない樹脂注入流路であるランナーから行ない、ランナーのゲート部がフランジ部１ｂに一体的に形成され、後のゲートカット工程でゲート部が切断される。
【００２３】
この冷却の後に、図３に示すように、突き出し機構１０を備える金型１１を移動して型開きを行ない、図４に示すように、突き出し機構１０を作動させてプラスチックレンズ１の成形品を突き出し離型させる。
【００２４】
また、突き出し機構１０は、プラスチックレンズ１の回折構造１ｃの面を形成する型面１０ａを少なくとも一部に有するから、突き出し機構１０を作動させてプラスチックレンズ１の成形品を突き出し離型させる際に、プラスチックレンズ１の回折構造１ｃの面全体が突き出され、回折構造１ｃの面がずれることがなくより一層高精度で所望の光学特性が得られる回折構造１ｃの面を有するプラスチックレンズ１の製造が可能である。
【００２５】
また、プラスチックレンズ１の回折構造１ｃの面を形成する型面１０ａは、図５に示すように、断面形状を鋸刃状に形成されているが、これに限定されず回折現象が生じる形状であればよい。なお、図５に示すように、金型の抜き勾配ゼロ（プラスチックレンズ１の鋸歯状の段差方向は、プラスチックレンズ１の光軸と平行）であることが、光量損失の低減できることで好ましく、この発明が、よりその光量損失を低減できるとともに、そのようなプラスチックレンズ１の製造を実現できるという効果を奏する。
【００２６】
このように、突き出し機構１０を備える金型１１と突き出し機構を備えない金型１２とで形成される型内に樹脂を射出し、この後に、型開きを行なうが、この型開きを行なうときに、金型間でずれが生じても、突き出し機構１０の型面１０ａとプラスチックレンズ１の回折構造１ｃの面とはずれることがない。その後、突き出し機構１０を作動させてプラスチックレンズ１の成形品を突き出し離型させるから、簡単な構造で、高精度で所望の光学特性が得られる回折構造の面を有するプラスチックレンズ１の製造が可能である。
【００２７】
また、この実施の形態では、突き出し機構１０の型面１０ａでプラスチックレンズ１の回折構造１ｃの面を形成し、突き出し機構１０で光学機能部１ａを突き出して離型させるが、これに限定されることなく、突き出し機構でフランジ部１ｂを突き出して離型させるものでもよく、この場合は突き出し機構１０と金型１１が一体で加工できるので金型１１にプラスチックレンズ１の回折構造１ｃの面を形成する型面を形成する。
【００２８】
【発明の効果】
前記したように、請求項１乃至請求項７に記載の発明では、型開き状態で成形品が残る金型と型開き状態で成形品が離型する金型とで形成される型内に樹脂を射出し、この後に、型開きを行なうが、この型開きを行なうときに、金型間でずれが生じても、型開き状態で成形品が残る金型側の型面と光学素子の回折構造等微細な階段形状の面とはずれることがなく、その後、光学素子の成形品を離型させるから、簡単な構造で、高精度で所望の光学特性が得られる回折構造等微細な階段形状の面を有する光学素子の製造が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】金型の構成を示す図である。
【図２】金型に樹脂を射出した状態を示す図である。
【図３】金型の型開きを示す図である。
【図４】突き出し機構の作動状態を示す図である。
【図５】プラスチックレンズの回折構造の面を形成する型面とプラスチックレンズの回折構造の面を示す図である。
【図６】一方側に回折構造の面を有するプラスチックレンズの側面図である。
【図７】従来の一方側に回折構造の面を有するプラスチックレンズの側面図である。
【図８】従来のプラスチックレンズと金型の構成を示す図である。
【図９】従来の金型の型開きを示す図である。
【図１０】従来の突き出し機構の作動状態を示す図である。
【符号の説明】
１ プラスチックレンズ
１ａ 光学機能部
１ｂ フランジ部
１ｃ 回折構造
１０ 突き出し機構
１１，１２ 金型
Claims (7)
- 光学素子を製造する製造装置は、型開き状態で成形品が残る金型と、型開き状態で成形品が離型する金型を有し、前記型開き状態で成形品が残る金型側に、光学素子の回折構造の面を形成する型面を有し、
前記型開き状態で成形品が残る金型は、成形品を離型させる突き出し機構を備え、
前記突き出し機構は、光学素子の回折構造の面を形成する型面を少なくとも一部に有し、
前記光学素子の回折構造の面を形成する型面は、凹形状を有し、
前記型開き状態で成形品が残る金型と前記型開き状態で成形品が離型する金型とで形成される型内に樹脂を射出し、
この後に、型開きを行ない、
前記突き出し機構を作動させて前記型開き状態で成形品が残る金型から光学素子の成形品を突き出し離型させ、
一方側に回折構造の面を有する光学素子を製造することを特徴とする光学素子の製造方法。 - 前記型開き状態で成形品が残る金型は、光学素子のフランジ部を形成する型面を有することを特徴とする請求項１に記載の光学素子の製造方法。
- 前記型開き状態で成形品が離型する金型は、光学素子のフランジ部を形成する型面を有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の光学素子の製造方法。
- 前記型内に樹脂を射出した状態で、前記型開き状態で成形品が残る金型と光学素子のフランジ部が接する面積は、前記型開き状態で成形品が離型する金型と光学素子のフランジ部が接する面積よりも大きいことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の光学素子の製造方法。
- 樹脂脂注入流路であるランナーから前記型内に樹脂を射出し、前記ランナーのゲート部を光学素子のフランジ部と一体的に形成することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の光学素子の製造方法。
- 前記光学素子は、光ピックアップ装置に用いられる光学素子であることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の光学素子の製造方法。
- 型開きの際に、前記型開き状態で成形品が残る金型は移動し、前記型開き状態で成形品が離型する金型は固定されることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の光学素子の製造方法。
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