JP4813395B2 - レンズのフランジ面を粗面化する方法およびレンズ成形用金型 - Google Patents

Description

本発明は、レンズを成形するための金型およびその作製方法に関し、特に、レンズのフランジ部の加工方法およびその加工が施された金型に関するものである。

光学機器に組み込まれるレンズを通る光線は、レンズの入射面から入射して射出面から射出される光線だけでなく、図８に示すようなレンズ７０の場合、コバ面７１で１回反射してから出て行く場合や、図９に示すようなレンズ７５のフランジ部７６で複数回反射してから出て行く場合などがある。これらレンズ内部で反射した光線は、ゴーストやフレア等の発生の原因となり、本来の光学機器の機能を阻害する不要な光線であり、これを防止する必要が生じる。

このため、従来は、有害光を反射する部分に、筆等を用いて反射防止用の塗料、例えば黒色つや消し塗料等を塗布していた。この作業を、以下、「墨塗り」という。この墨塗り作業は多くの問題があり、それらの問題を解決する方法について多くの特許が出願されている。

その１つに下記特許文献１がある。ここでは、墨塗り作業におけるレンズ保持時に作業が容易でかつ接触痕が生じないレンズ墨塗り装置用レンズホルダー及びレンズ墨塗り装置のレンズ保持方法が提案されている。

また、下記特許文献２および３には、ゾルゲル法によるレンズの製造方法が提案されている。これによればレンズの外周部分が多孔質になって光の反射を防止するので、レンズ外周部分への加工や墨塗りを行うことなく、安価にゴースト、フレアを解消できる。

レンズのコバ面やフランジ部あるいは光ストッパ部材の端面には有害光発生防止の為の反射軽減加工を施したものが少なくない。下記特許文献４には、撮影レンズとフィルム面の間に不要光をカットするための光ストッパ部材を配置したレンズ付きフィルムユニットが示めされている。ここでは光ストッパ部材を成形する金型にサンドブラストなどの反射軽減加工（粗面処理）を施して、端面における反射を低減させ、ゴーストやフレアの発生を少なくしている。

レンズの成形用金型は、レンズコバ面やフランジ面に反射軽減加工として、金型表面へのサンドブラストなどの粗面処理が一般的な方法として用いられている。
特開２００３−２７０５０５号公報 特開平０７−３３０３４５号公報 特開平０７−３３３４０８号公報 特開平０８−０９５１３７号公報

しかしながら、サンドブラストやグラスショットなどの粗面処理は、図１０に示すようにフランジ形成面７９が不規則な粗面となり、成形されるレンズ７５のフランジ部７６（図９参照）の表面の凹凸が不均一となる。また、加工を定量的に行うことが難しいため、その仕上がり品質にバラツキが生じてしまう。更に加工時には、粗面処理を施さない部分にマスキングをしなければならないといった余分な作業が発生する。

そこで本発明は、レンズ成形用金型のフランジ部分に施す反射軽減加工を、特別な工具を用いることなしに、凹凸の深さと形状が均一であり且つ再現性のある加工方法を提供することにある。

本発明によるレンズのフランジ面を粗面化する方法を用いたレンズ成形用金型は、レンズ周辺部の撮影光非透過面であるフランジ部にエンドミルによるカッタマークを断続的に並べて粗面を形成する。前記粗面の形成方法は、エンドミルを断続的に移動することによって均一な深さのカッタマークを作製する。前記カッタマークの深さは０．００１〜０．１ｍｍの範囲内とする。

本発明によれば、成形用金型において、レンズフランジ部の金型表面に施す反射軽減加工は機械加工であるため、形成された凹凸形状および深さが均一であり、定量的な加工を行うことができるので再現性があり、粗面の仕上がり品質にバラツキが生じない。また、このための加工に特別な機械や工具を用いることがなく、マスキングなどの余分な作業をする必要もないので金型作製コストも削減できる。

以下、本発明の実施の形態について説明する。図１に示すレンズ成形用金型１０は、可動型１２および固定型１３より構成されている。可動型１２は、型枠１５と、型枠１５に取り付けられた入れ子型であるキャビ型２０、およびキャビ型２０に嵌め込まれた鏡面駒２１とによって構成され、固定型１３も同様の構成となっている。

型枠１５には８個の扇形をしたキャビ型２０が円形に嵌めこまれている。図示しないが、固定型１３の型枠１６にも同様に８個の入れ子型であるコア型３０が円形に嵌めこまれている。型枠１５に嵌め込まれた８個のキャビ型２０と型枠１６に嵌め込まれた８個のコア型３０は、それぞれが対になるように配置されている。このように扇形をした８個の金型を円形に組み合わせて１回で８個のレンズを成形する所謂８個取り金型を形成している。

図２に示すように、キャビ型２０は、中央にレンズ成形スペース２２を設けている。レンズ成形スペース２２の中心部は鏡面駒２１を嵌め込むための穴２３が明けられ、その周囲にフランジ形成面２４が設けられている。フランジ形成面２４は固定型１３のコア型３０に設けられたフランジ形成面とによってレンズのフランジ部を形成する。

また樹脂をレンズ成形スペース２２へ流し込むゲート部２５とランナ部２６、キャビ型２０を型枠１５へ取り付けるためのボルトを通す穴２７、成形時にコア型と合わせる時のコア型の嵌合ピンが挿入する嵌合穴２８、コア型の嵌合穴に挿入する嵌合ピンを埋め込むためのピン穴２９が加工される。

図３に示すように前記穴２３には鏡面駒２１が嵌めこまれ、その先端はレンズの光学面に転写されるため鏡面になっている。鏡面駒２１は、コア型３０に嵌めこまれた鏡面駒３１との間の空間でレンズ形状を形成し、その形成された空間にアクリル樹脂等を射出して成形したものが、図４に示す断面を有するレンズ４０である。こうして成形されたレンズ４０は金型表面の細かな凹凸がそのまま転写されることになる。レンズ４０の入射面４１と射出面４２は、僅かな凹凸や傷も許されず、球面または非球面に形成される光学機能面の曲率や面精度も非常に厳しい精度を要求されるため、前述したように鏡面駒として別に作られている。

キャビ型２０に施すこれらの加工は、それぞれの加工サイズに合ったエンドミル５０を用いてフライス盤（図５参照）によって切削される。フランジ形成面２４は、その形状をエンドミル５０で切削加工した後、フライス盤の主軸５１を更に動かしてフランジ形成面２４に０．００１〜０．１ｍｍの深さのカッタマーク（リング状溝）６０をつける（図６参照）。

次にフライス盤の移動テーブル５２をＸ方向およびＹ方向に僅かに動かして同様にカッタマーク６０をつける。移動テーブル５２のＸ方向およびＹ方向への移動と主軸５１のＺ軸方向への移動によるカッタマーク６０の加工を順次繰り返して、図６に示すようにフランジ形成面２４の全体にカッタマーク６０を形成する。

図７に示すフランジ部の断面図のように、フランジ形成面２４には深さ（ｄ）の均一なカッタマーク６０が形成される。この時の深さｄは前述したように予め０．００１〜０．１ｍｍの範囲内で設定した値である。また、このカッタマーク６０はフライス盤による切削加工であるから、再現性があり、成形品であるレンズの製造品質は安定している。

前述のカッタマーク６０の加工方法は、フライス盤の移動テーブルでＸ−Ｙ方向に移動させ、エンドミルをＺ方向（上下方向）に移動させたが、加工痕を残すための加工機の制御は別の方法であっても良い。また実施形態では、キャビ型２０のフランジ形成面２０に対して加工を行ったが、コア型３０に対して加工を行っても良い。また、両方に加工を行っても良い。更にガラスレンズ成形用の型に用いても良い。

本発明による８個取りのレンズ成形用金型を示す図である。 キャビ型を示す斜視図である。 キャビ型とコア型を組み合わせた金型の断面図である。 射出成形されたレンズの断面図である。 エンドミルで金型を加工する時の説明図である。 キャビ型にカッタマークを施した状態を示す図である。 カッタマークを施したキャビ型フランジ部の断面を示す図である。 レンズ端面による内部反射の一般例を示す図である。 レンズフランジ部で複数回反射する時の一般例を示す図である。 キャビ型フランジ部にサンドブラストを施した従来例の断面を示す図である。

符号の説明

１０ レンズ成形用金型
２０ キャビ型
２１ 鏡面駒
２２ レンズ成形スペース
２４ フランジ形成面
３０ コア型
４０ レンズ
６０ カッタマーク

Claims (3)

1. レンズ成形用金型を加工する方法において、
   レンズのフランジ部を形成する面にエンドミルによるカッタマークを断続的に並べて粗面を形成することを特徴とするレンズのフランジ面を粗面化する方法。
2. レンズのフランジ部を形成する面に、エンドミルによるカッタマークを断続的に並べて形成したことを特徴とするレンズ成形用金型。
3. 前記カッタマークの深さは０．００１〜０．１ｍｍであることを特徴とする請求項２記載のレンズ成形用金型。
   

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