JP6957133B2 - Glass molding lens, lens molding equipment and lens manufacturing method - Google Patents
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Description
本発明は、ガラス成形レンズ、レンズ成形装置およびレンズ製造方法に関する。 The present invention relates to a glass molding lens, a lens molding apparatus, and a lens manufacturing method.
光通信用のレンズには、例えば、レーザダイオードと、光ファイバの端部が搭載された基板上に表面実装されて、レーザ−ダイオードから出力される光を光ファイバの端面に集光するものなどが知られている。 Lenses for optical communication include, for example, a laser diode and one that is surface-mounted on a substrate on which an end portion of an optical fiber is mounted and collects light output from the laser diode on the end face of the optical fiber. It has been known.
このようなレンズには、一般的に樹脂レンズではなく、ガラスレンズが用いられる(例えば、特許文献1参照)。
特許文献1では、ガラスレンズの外周形状が四角となるスクエアレンズを用いている。基板上に表面実装する上では、レンズの外周に平面(基準面)があることが好ましい。すなわち、基板のレンズを搭載する搭載面(基板上の平面)に、レンズの外周の平面を当接させるように載置することにより、レンズを基板の搭載面に安定して配置することができる。また、レンズの光軸と平面との配置関係が決まっていて、平面が基準面となっていれば、搭載面に基準面を当接させるだけで、光軸の基板からの距離などが決まることになる。したがって、基板の搭載面にスクエアレンズを、例えば、紫外線硬化樹脂等を用いて容易に接着固定することができる。
As such a lens, a glass lens is generally used instead of a resin lens (see, for example, Patent Document 1).
このようなスクエアレンズによれば、プレフォームを成形後に、ダイシング、ポリッシング等の後加工を行わなくとも、上述のように基板に光軸高さ(基板面からの距離)を決めた状態で実装可能である。これにより、光通信等に用いられるレンズのコストの削減を図ることができる。 According to such a square lens, after molding the preform, it is mounted on the substrate in a state where the optical axis height (distance from the substrate surface) is determined as described above, without performing post-processing such as dicing and polishing. It is possible. As a result, the cost of the lens used for optical communication or the like can be reduced.
また、レンズを光ファイバや半導体レーザに対して固定する際に、固定用の鏡筒や缶を用いる場合よりも、ダウンサイジングが可能であり、レンズを例えた基板に表面実装される実装部品に近いサイズとして、上述のように基板面に接着して使用することができる。これにより、レンズが実装された基板を備える装置の薄型化を図ることができる。 Further, when fixing a lens to an optical fiber or a semiconductor laser, downsizing is possible as compared with the case of using a lens barrel or a can for fixing, and it can be used as a mounting component surface-mounted on a substrate like a lens. As a close size, it can be used by adhering to the substrate surface as described above. As a result, it is possible to reduce the thickness of the device including the substrate on which the lens is mounted.
ところで、上述のように基板に表面実装されるスクエアレンズにおいては、さらなるダウンサイジングと、コストダウンが求められている。しかし、上述のようなスクエアレンズを小型化した場合に、レンズ有効径が小さくなってしまう。例えば、スクエアレンズの光軸方向に直交する四角形の断面を一辺の長さがaの正方形とした場合に、レンズの有効径はa以下となってしまう。ここで、レンズの有効径が小さ過ぎると、例えば、半導体レーザからの光の多くを光ファイバに入射させることが難しくなり、レンズの光学機能を考慮した場合にダウンサイジングに限界がある。 By the way, in the square lens surface-mounted on a substrate as described above, further downsizing and cost reduction are required. However, when the square lens as described above is miniaturized, the effective diameter of the lens becomes small. For example, when the cross section of a quadrangle orthogonal to the optical axis direction of a square lens is a square having a side length of a, the effective diameter of the lens is a or less. Here, if the effective diameter of the lens is too small, for example, it becomes difficult to make most of the light from the semiconductor laser enter the optical fiber, and there is a limit to downsizing when the optical function of the lens is taken into consideration.
本発明は、前記事情に鑑みてなされたものであり、基板に当接する平面部分を備えて、基板に表面実装可能であって、有効径が小さくなるのを抑制しつつダウンサイジングが可能なガラス成形レンズ、レンズ成形装置およびレンズ製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and is a glass that is provided with a flat portion that abuts on the substrate, can be surface-mounted on the substrate, and can be downsized while suppressing a decrease in effective diameter. It is an object of the present invention to provide a forming lens, a lens forming apparatus, and a lens manufacturing method.
前記目的を達成するために、本発明のガラス成形レンズは、光軸方向に沿う4面を備える四角筒状の外周被成形面と、この外周被成形面の両端部にそれぞれ設けられたレンズ被成形面とを備え、
前記レンズ被成形面の周囲は、前記外周被成形面と接合された形状であり、
2つの前記レンズ被成形面のうちの少なくとも1つの前記レンズ被成形面の周囲は、前記外周被成形面と接合された形状であり、
2つの前記レンズ被成形面のうちの少なくとも1つの前記レンズ被成形面に形成されたレンズ面の前記レンズ被成形面の対角方向に沿ったレンズ有効径が、前記外周被成形面の前記光軸方向に直交する断面を四角形と見なした場合にその四辺のうちの最も短い辺の長さより長くなっており、
前記レンズ被成形面の四隅部分にそれぞれ対応して光軸と直交する平面部が個別に形成されていることを特徴とする。
In order to achieve the above object, the glass molded lens of the present invention has a square cylindrical outer peripheral molded surface having four surfaces along the optical axis direction and lens coverings provided at both ends of the outer peripheral molded surface. With a molding surface,
The periphery of the lens-molded surface has a shape joined to the outer peripheral molded surface.
The periphery of at least one lens-molded surface of the two lens-molded surfaces has a shape joined to the outer peripheral molded surface.
The effective diameter of the lens formed on at least one of the two lens-molded surfaces along the diagonal direction of the lens-molded surface is the light of the outer peripheral molded surface. is longer than the length of the shortest side of the four sides of its when regarded as a cross section perpendicular to the axial direction a square,
It is characterized in that plane portions orthogonal to the optical axis are individually formed corresponding to the four corner portions of the lens-molded surface.
このような構成によれば、レンズの有効径は、四角形状のスクエアレンズの四辺の長さで制限されるのではなく、対角の長さで制限されることになり、ガラス成形レンズのレンズとして機能するレンズ有効径を大きくすることができる。この場合に、対角線の長さまでレンズ有効径を大きくすることができる。なお、従来のスクエアレンズの有効径は、最大でスクエアレンズの四角形の内接円の径となり、スクエアレンズの外形となる4角形と内接円との間の部分がレンズとして機能しない。それに対して本発明では、内接円より大きな範囲をレンズ面として機能させることができ、最大でスクエアレンズの光の入射側の面(レンズ被成形面)と反射側の面(レンズ被成形面)の略全面をレンズ面として機能させることができる。すなわち、スクエアレンズの外形となる四角形の外接円となるレンズを四角に切り落とした形状として、レンズ面の面積を極大とすることができ、この時のレンズ外形の四角の対角線の長さまで、レンズ有効径を延ばすことができる。これにより、ガラス成形レンズのレンズ被成形面の略全面をレンズとして有効に機能するレンズ面とすることができるので、実質的な有効径が、従来のスクエアレンズより大きくなる。 According to such a configuration, the effective diameter of the lens is not limited by the length of the four sides of the square lens, but is limited by the diagonal length, and the lens of the glass molded lens. The effective diameter of the lens that functions as a lens can be increased. In this case, the effective diameter of the lens can be increased to the length of the diagonal line. The effective diameter of the conventional square lens is the diameter of the inscribed circle of the quadrangle of the square lens at the maximum, and the portion between the square and the inscribed circle, which is the outer shape of the square lens, does not function as a lens. On the other hand, in the present invention, a range larger than the inscribed circle can be made to function as a lens surface, and a surface of a square lens on the incident side (lens molded surface) and a surface on the reflecting side (lens molded surface) can be used at the maximum. ) Can function as a lens surface. That is, the area of the lens surface can be maximized by cutting off the lens that is the circumscribed circle of the quadrangle that is the outer shape of the square lens to the maximum, and the lens is effective up to the diagonal length of the square of the outer shape of the lens at this time. The diameter can be extended. As a result, substantially the entire surface of the lens-molded surface of the glass-molded lens can be made into a lens surface that effectively functions as a lens, so that the effective effective diameter is substantially larger than that of a conventional square lens.
これにより、ガラス成形レンズのダウンサイジングを図る際に、スクエアレンズの四辺の長さを短くすることで、レンズ有効径が小さく成り過ぎてレンズとしての機能が使用目的に対して十分でなくなるのを防止できる。言い換えれば、従来品と比較して、必要な有効径を維持しつつスクエアレンズ外形形状を小さくでき、光通信等の基板に実装されるレンズとしての性能を確保しつつダウンサイジングが可能となる。 As a result, when downsizing the glass molded lens, by shortening the lengths of the four sides of the square lens, the effective diameter of the lens becomes too small and the function as a lens becomes insufficient for the purpose of use. Can be prevented. In other words, as compared with the conventional product, the outer shape of the square lens can be reduced while maintaining the required effective diameter, and downsizing can be performed while ensuring the performance as a lens mounted on a substrate for optical communication or the like.
本発明の前記構成において、少なくとも1つの前記レンズ被成形面は凸面となっているとともに、当該レンズ被成形面の四隅部分に形成される前記平面部は、当該レンズ被成形面の当該四隅部分の内側に隣接する部分と比較して前記光軸に直交する平面となす角度が小さくなった緩傾斜部を有することが好ましい。 In the configuration of the present invention, at least one lens-molded surface is a convex surface, and the flat surface formed at the four corners of the lens-molded surface is the four corners of the lens-molded surface. preferably Rukoto in comparison with the portion adjacent to the inner having a gentle slope portion the angle formed between the plane becomes smaller orthogonal to the optical axis.
このような構成によれば、ガラス成形レンズを製造する際に、例えば、金型でレンズ被成形面を成形する場合に、レンズ被成形面を凸面とすると、金型のレンズ被成形面を成形するレンズ成形面は凹面となり、レンズ被成形面がガラス成形レンズの外周被成形面に囲まれる部分の略全面となる場合に、金型のレンズ成形面の四隅には、断面略三角形状で先端が尖った状態のシャープエッジが形成されることになる。シャープエッジがあると、金型のひび割れ等の破損の要因になるとともにレンズ成形時にチッピングによる欠けが金型に生じる虞がある。
そのため、金型の四隅部分でシャープエッジがない形状とすると、ガラス成形レンズのレンズ被成形面の四隅に光軸に直交する平面に対する傾斜角が小さくなった緩傾斜部が形成されることになる。なお、緩傾斜部は、例えば、光軸に直交する平面状であってもよいし、平面ではなく曲面であってもよいし、光軸に直交する角度より少し小さな角度であってもよいが、上述のように金型のレンズ成形面のシャープエッジを無くした形状に対応して形成されるものである。
According to such a configuration, when manufacturing a glass-molded lens, for example, when the lens-molded surface is molded by a mold, if the lens-molded surface is a convex surface, the lens-molded surface of the mold is molded. When the lens-molded surface is concave and the lens-molded surface is substantially the entire surface of the portion surrounded by the outer peripheral molded surface of the glass-molded lens, the four corners of the lens-molded surface of the mold have a substantially triangular cross section and the tip. A sharp edge with a sharp edge will be formed. If there is a sharp edge, it may cause damage such as cracks in the mold, and there is a risk that the mold may be chipped due to chipping during lens molding.
Therefore, if the four corners of the mold have no sharp edges, gently inclined portions having a small inclination angle with respect to a plane orthogonal to the optical axis are formed at the four corners of the lens-molded surface of the glass-molded lens. .. The gently inclined portion may be, for example, a flat surface orthogonal to the optical axis, a curved surface instead of a flat surface, or an angle slightly smaller than the angle orthogonal to the optical axis. , As described above, it is formed corresponding to the shape without the sharp edge of the lens forming surface of the mold.
また、本発明の前記構成において、前記緩傾斜部は前記光軸と直交する平面であることが好ましい。このような構成によれば、上述のようにガラス成形レンズのレンズ被成形面を成形する金型のシャープエッジを無くした状態にでき、シャープエッジによる問題を解消できる。 Further, in the configuration of the present invention, it is preferable that the gently inclined portion is a plane orthogonal to the optical axis. According to such a configuration, the sharp edge of the mold for molding the lens-molded surface of the glass-molded lens can be eliminated as described above, and the problem due to the sharp edge can be solved.
また、本発明の前記構成において、少なくとも1つの前記レンズ被成形面が凸面とされ、前記外周被成形面を構成する4つの外面のうちの少なくとも一つの外面は、前記レンズ被成形面と接合される縁部の少なくとも中央部分が凸となる弧状に形成されていることが好ましい。 Further, in the configuration of the present invention, at least one lens-molded surface is a convex surface, and at least one outer surface of the four outer surfaces constituting the outer peripheral molded surface is joined to the lens-molded surface. It is preferable that at least the central portion of the edge portion is formed in an arc shape having a convex shape.
このような構成によれば、ガラスを成形した際に金型同士のクリアランスからガラスが薄くはみ出して、ガラス成形レンズにばり状の構造ができたり、このバリ状の構造部分からガラス成形レンズにひび等が発生するのを防止できる。 According to such a configuration, when the glass is molded, the glass thinly protrudes from the clearance between the molds to form a beam-like structure in the glass-molded lens, or the glass-molded lens is cracked from this burr-like structure portion. Etc. can be prevented from occurring.
すなわち、スリーブ内の上型および下型の外周面の断面形状は、スリーブの内周面の断面形状と略同じとなるが、これら内周面と外周面との間には、上型、下型、スリーブを相対的に移動可能なクリアランスを必要とする。これにより、プリフォームをスリーブ内で上型と下型で加圧した際に、クリアランスにガラスが押し出されてバリ状の構造が生じる虞がある。特に、上形、下型の外側面(外周面)のプリフォームが挟まれる側の辺が直線状であると、加圧されるプリフォームがスリーブ内面に当たって、楕円状に拡がる場合に楕円の中央部分がクリアランス側にはみ出し易くなる。
ここで、球状のプリフォームをスリーブ内で上型と下型で加圧した場合に、プリフォームの容量とガラス成形レンズの容量を考慮した場合に、プリフォームは、スリーブにぎりぎり入る程度の大きさとなる。すなわち、プリフォームは、スリーブの四角形状の断面の内接円の径に近い径を有するものとなる。
That is, the cross-sectional shapes of the outer peripheral surfaces of the upper and lower molds in the sleeve are substantially the same as the cross-sectional shapes of the inner peripheral surfaces of the sleeve, but between these inner peripheral surfaces and the outer peripheral surfaces, the upper and lower molds are formed. A clearance that allows the mold and sleeve to move relatively is required. As a result, when the preform is pressed in the sleeve by the upper mold and the lower mold, the glass may be extruded into the clearance to form a burr-like structure. In particular, if the side of the outer surface (outer peripheral surface) of the upper and lower molds on the side where the preform is sandwiched is straight, the center of the ellipse when the pressed preform hits the inner surface of the sleeve and spreads in an elliptical shape. The part easily protrudes to the clearance side.
Here, when the spherical preform is pressed in the sleeve by the upper mold and the lower mold, the preform is large enough to fit into the sleeve when the capacity of the preform and the capacity of the glass molded lens are taken into consideration. It becomes. That is, the preform has a diameter close to the diameter of the inscribed circle of the quadrangular cross section of the sleeve.
したがって、プリフォームを上型と下型で加圧して上下から潰すような状態となると、プリフォームのスリーブの内面にそれぞれ近接する部分で、プリフォームが接触するとともに、接触部分が楕円状となる。ここで、上述のように成形されるガラス成形レンズの外周被成形面となる外面は、外側に凸となる弧状の辺を有するものであり、それに対応して、上型および下型の少なくとも一方の金型のスリーブ内側面に接する外側面のレンズを成形する側の辺が弧状に凹んだ状態となり、上述のようにスリーブ内側面で拡がるプリフォームがはみ出ずに収まるような形状となり、スリーブと上型および下型との間にガラスが入り込み難くなる。 Therefore, when the preform is pressed by the upper mold and the lower mold and crushed from above and below, the preform comes into contact with each other at a portion close to the inner surface of the sleeve of the preform, and the contact portion becomes elliptical. .. Here, the outer surface to be the outer peripheral molded surface of the glass-molded lens molded as described above has an arc-shaped side that is convex outward, and correspondingly, at least one of the upper die and the lower die. The side of the outer surface that contacts the inner surface of the sleeve of the mold is recessed in an arc shape, and as described above, the preform that spreads on the inner surface of the sleeve fits in without protruding. It becomes difficult for glass to get in between the upper and lower molds.
また、本発明の前記構成において、前記縁部の少なくとも中央部分が凸となる弧状に形成されている前記外面には、凸となる弧状に形成された中央部分に連続して直線部分が形成されていることが好ましい。このような構成によれば、上述の緩傾斜部に対応する構造が外面にあることになり、上述の緩傾斜部を設けたことによる作用効果が得られる。 Further, in the configuration of the present invention, on the outer surface formed in an arc shape in which at least the central portion of the edge portion is convex, a straight line portion is continuously formed in the central portion formed in the convex arc shape. Is preferable. According to such a configuration, the structure corresponding to the above-mentioned gently sloping portion is provided on the outer surface, and the effect of providing the above-mentioned gently sloping portion can be obtained.
また、本発明の前記構成において、前記レンズ被成形面の四隅部分に、光軸を中心とする円弧形状が設けられていることが好ましい。 Further, in the configuration of the present invention, it is preferable that the four corners of the lens-molded surface are provided with an arc shape centered on the optical axis.
このような構成によれば、光軸をシフトさせてガラス成形レンズを製造しても光軸位置を円弧の中心から検出することができる。なお、光軸が四角柱状の外周被成形面の中心軸と一致する場合に、例えば、基板にガラス成形レンズを実装する際に、外周被成形面の4つの外面のいずれを当接しても基板面から光軸までの距離が同じになるが、外周被成形面の中心軸に対して光軸をシフトさせてガラス成形レンズを成形すると、外周被成形面のいずれの面を基板面に当接させるかによって、光軸の基板面からの距離(高さ)が異なる。この際に、上述のようにレンズ被成形面の四隅部分の円弧の中心を求めることで、外周被成形面の各外面から光軸までの距離が分かるので、ガラス成形レンズを光軸位置が正しくなるように基板に設置することができる。なお、円弧は、例えば、上述の対角線方向のレンズ有効径を対角線より少し短くしてレンズ有効面の円弧状の外縁部をレンズ被成形面の四隅部分に設けることや、シャープエッジを面取りして緩傾斜部を形成した際に緩傾斜部とレンズ面との境の円弧面を利用することができる。 According to such a configuration, the position of the optical axis can be detected from the center of the arc even if the optical axis is shifted to manufacture the glass molded lens. When the optical axis coincides with the central axis of the outer peripheral molded surface of the square columnar shape, for example, when mounting the glass molding lens on the substrate, the substrate may come into contact with any of the four outer surfaces of the outer peripheral molded surface. The distance from the surface to the optical axis is the same, but when the optical axis is shifted with respect to the central axis of the outer peripheral molded surface to form the glass molded lens, any surface of the outer peripheral molded surface comes into contact with the substrate surface. The distance (height) of the optical axis from the substrate surface differs depending on whether or not the optical axis is used. At this time, by finding the centers of the arcs at the four corners of the lens molded surface as described above, the distance from each outer surface of the outer peripheral molded surface to the optical axis can be known, so that the optical axis position of the glass molded lens is correct. It can be installed on the substrate so as to be. For the arc, for example, the effective diameter of the lens in the diagonal direction is slightly shorter than the diagonal, and the arc-shaped outer edges of the effective surface of the lens are provided at the four corners of the lens-molded surface, or the sharp edges are chamfered. When the gently inclined portion is formed, the arc surface at the boundary between the gently inclined portion and the lens surface can be used.
また、本発明の前記構成において、前記レンズ被成形面の外周縁部には、前記レンズ被成形面の当該外周縁部より内側の部分の前記光軸に直交する平面に対する傾斜角度より前記平面に対する前記傾斜角度が小さくされた被面取り部が設けられていることが好ましい。 Further, in the configuration of the present invention, the outer peripheral edge of the lens-molded surface has an inclination angle with respect to the plane orthogonal to the optical axis of the portion of the lens-molded surface inside the outer peripheral edge with respect to the plane. It is preferable that the chamfered portion having a small inclination angle is provided.
このような構成によれば金型のレンズ成形面の周縁部がエッジ状となる場合に面取りした形状に対応する形状がガラス成形レンズに設けられたことになり、金型のエッジが面取りされることで、金型の耐久性を向上させて、コストの低減を図ることができる。 According to such a configuration, when the peripheral edge of the lens molding surface of the mold has an edge shape, the glass molding lens is provided with a shape corresponding to the chamfered shape, and the edge of the mold is chamfered. As a result, the durability of the mold can be improved and the cost can be reduced.
本発明のレンズ成形装置は、前記ガラス成形レンズを成形するレンズ成形装置であって、
前記外周被成形面を成形するために内部に略四角柱状に貫通した内部空間を備える第1金型と、当該第1金型の前記内部空間に互いに反対方向から挿入され、前記第1金型の前記内部空間と略同様となる略四角柱状の第2金型および第3金型とを備え、
前記第2金型および前記第3金型の先端には、前記レンズ被成形面を成形するためのレンズ成形面が設けられていることを特徴とする。
The lens molding apparatus of the present invention is a lens molding apparatus for molding the glass-molded lens.
A first mold having an internal space penetrating in a substantially square columnar shape to form the outer peripheral molded surface, and the first mold inserted into the internal space of the first mold from opposite directions. It is provided with a second mold and a third mold having a substantially square columnar shape, which is substantially the same as the internal space of the above.
A lens forming surface for forming the lens-molded surface is provided at the tips of the second mold and the third mold.
このような構成によれば、スクエアレンズのレンズ径を小さくしてもレンズの有効径を大きく取ることができ、小型化によるガラス成形レンズのレンズ特性に問題が生じるのを抑制することができる。すなわち、基板に実装されて基板上のレーザダイオードから照射される光を集光するレンズの性能を確保しつつダウンサイジングを図ることができる。 According to such a configuration, the effective diameter of the lens can be increased even if the lens diameter of the square lens is reduced, and it is possible to suppress the problem of the lens characteristics of the glass molded lens due to the miniaturization. That is, downsizing can be achieved while ensuring the performance of the lens mounted on the substrate and condensing the light emitted from the laser diode on the substrate.
本発明の前記構成のレンズ成形装置において、少なくとも1つの前記レンズ成形面は凹面となっているとともに、当該レンズ成形面の四隅部分に、当該レンズ成形面の当該四隅部分の内側に隣接する部分と比較して前記レンズ成形面の中心軸に直交する平面となす角度が小さくなった非エッジ部が形成されていることが好ましい。 In the lens molding apparatus having the above configuration of the present invention, at least one of the lens molding surfaces is a concave surface, and the four corner portions of the lens molding surface are adjacent to the inside of the four corner portions of the lens molding surface. In comparison, it is preferable that a non-edge portion having a smaller angle with the plane orthogonal to the central axis of the lens molding surface is formed.
このような構成によれば、ガラス成形レンズのレンズ被成形面の略全面に有効な凸面としてのレンズ面を成形する第2金型および第3金型のレンズ成形面の四隅のシャープエッジを除去すること、または、シャープエッジを設けないことにより、金型のレンズ成形面の四隅部分でチッピングによる欠けや、ひび割れ等の破損が生じるのを抑制できる。 According to such a configuration, sharp edges at four corners of the lens forming surface of the second mold and the third mold for forming the lens surface as an effective convex surface on substantially the entire surface of the lens molded surface of the glass molded lens are removed. By doing so or not providing sharp edges, it is possible to prevent the four corners of the lens molding surface of the mold from being chipped due to chipping or being damaged such as cracks.
また、本発明の前記構成のレンズ成形装置において、前記非エッジ部は前記中心軸と直交する平面であることが好ましい。このよう構成によれば、上述のようにシャープエッジがないレンズ成形面となるとともに、構造が複雑になるのを抑制し、コスト上昇を抑制することができる。 Further, in the lens molding apparatus having the above configuration of the present invention, it is preferable that the non-edge portion is a plane orthogonal to the central axis. According to such a configuration, as described above, the lens molded surface has no sharp edges, the structure can be suppressed from becoming complicated, and the cost increase can be suppressed.
また、本発明の前記構成のレンズ成形装置において、前記レンズ成形面の四隅部分には、前記レンズ成形面の所定位置を中心とする円弧形状が設けられていることが好ましい。 Further, in the lens molding apparatus having the above configuration of the present invention, it is preferable that the four corners of the lens molding surface are provided with an arc shape centered on a predetermined position of the lens molding surface.
このような構成によれば、例えば、レンズ成形面の所定位置として、成形されるガラス成形レンズの光軸に対応する位置を外周被成形面の中心軸に対してシフトさせた場合であっても、第2金型および第3金型のレンズ成形面の光軸に対応する位置を円弧の中心によって求めることができ、レンズ成形装置において、例えば、第1金型、第2金型、第2金型を組み合わせる際に、第2金型と第3金型とで光軸に対応する位置を合わせることができる。 According to such a configuration, for example, even when the position corresponding to the optical axis of the glass-molded lens to be molded is shifted with respect to the central axis of the outer peripheral molded surface as a predetermined position of the lens-molded surface. , The position corresponding to the optical axis of the lens forming surface of the second mold and the third mold can be obtained by the center of the arc. In the lens forming apparatus, for example, the first mold, the second mold, and the second mold When combining the molds, the positions corresponding to the optical axes can be aligned between the second mold and the third mold.
本発明のレンズ製造方法は、上述のレンズ成形装置を用いたレンズ製造方法であって、
前記第1金型の前記内部空間内で前記第2金型の前記レンズ成形面と前記第3金型の前記レンズ成形面との間に光学素子用硝材からなるとともに加熱軟化した球状のプリフォームを配置し、
前記第1金型内で前記第2金型と前記第3金型とを相対的に近づけることにより前記プリフォームを加圧して前記ガラス成形レンズとすることを特徴とする。
The lens manufacturing method of the present invention is a lens manufacturing method using the above-mentioned lens molding apparatus.
A spherical preform made of a glass material for an optical element and heat-softened between the lens-molded surface of the second mold and the lens-molded surface of the third mold in the internal space of the first mold. Place and
The preform is pressed into the glass-molded lens by bringing the second mold and the third mold relatively close to each other in the first mold.
このようなレンズ製造方法によれば、上述のレンズ成形装置に球状のプリフォームを供給してガラス成形レンズを成形するので、上述のガラス成形レンズやレンズ成形装置と同様の作用効果を奏することができる。さらに、レンズ成形面を凹面とすると、第2金型と第3金型とによりプリフォームを加圧する際に、プリフォームがレンズ成形面の最も凹んだ中心部分に移動し、プリフォームをレンズ成形面の所定位置に位置合わせした状態で、プリフォームを加圧して成形するので、多くのガラス成形レンズを成形する際に、プリフォームが同様の軟化ガラスの変形に基づいてガラス成形レンズとされることになり、各ガラス成形レンズにおいて、レンズ特性が安定し、品質の向上と歩留まりの向上を図ることができる。 According to such a lens manufacturing method, since a spherical preform is supplied to the above-mentioned lens molding apparatus to form a glass-molded lens, the same action and effect as those of the above-mentioned glass-molded lens and lens-molding apparatus can be obtained. can. Further, when the lens molding surface is a concave surface, when the preform is pressed by the second mold and the third mold, the preform moves to the most recessed central portion of the lens molding surface, and the preform is lens-molded. Since the preform is pressed and molded while being aligned with a predetermined position on the surface, when molding many glass-molded lenses, the preform is regarded as a glass-molded lens based on the same deformation of the softened glass. Therefore, in each glass molded lens, the lens characteristics are stabilized, and the quality and the yield can be improved.
本発明によれば、基板に表面実装されるガラス成形レンズの性能を維持しつつダウンサイジングとコストダウンを図ることができる。 According to the present invention, downsizing and cost reduction can be achieved while maintaining the performance of the glass molded lens surface-mounted on the substrate.
以下、図面を参照しながら本発明の第1の実施の形態について説明する。
図1(a)〜(c)に示す本実施の形態のガラス成形レンズ1は、光学素子用硝材からなり、かつ、真球加工により球状になったプリフォームを加熱軟化させた状態で加圧して成形したものである。なお、ガラス成形レンズの製造に用いられる金型等においては、エッジ部分における欠けやひび割れ等の損傷を防止するために、面取りとして、エッジとなる部分に曲率半径Rの曲面や平面を設けてエッジを無くすことになるが、第1の実施の形態では、金型の面取りや、それに基づくガラス成形レンズの形状についての図示や記載を省略して説明し、後述の第2の実施の形態で金型の面取りおよびそれに基づくガラス成形レンズの形状を説明する。ここで、図1(a)は、ガラス成形レンズ1の正面図であり、光が出射する側のレンズ被成形面5(光が入射する側のレンズ被成形面4)を示している。図1(b)は、ガラス成形レンズ1の光軸に沿った光軸部分の断面図である。図1(c)は、ガラス成形レンズ1の側面図であり、実線で端面を示し、破線で端面以外の部分を示している。
Hereinafter, the first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
The glass-molded
このガラス成形レンズ1は、その光軸方向に沿う外周面が四角筒状に成形された外周被成形面2となっている。また、四角筒状の外周被成形面2の4つの角部は、例えば、成形時にプリフォームが完全に金型の角部に行き渡らずに、丸みを帯びた形状となっている。また、外周被成形面の光軸に直交する断面は、角部の丸みを無視すると、正方形状となっているが、正方形状でなく四辺のうちの2辺ずつの長さが異なる長方形状であってもよい。
The glass-molded
また、外周被成形面2は、4つの外面3から四角筒状に形成され、各外面3は、図1(c)に示すように、それぞれ光軸方向に沿う平行な直線状の2辺と、光軸方向と交差する略弧状の曲線からなる2辺とで囲まれた形状であり、略弧状の2辺は、それぞれ外側に向かって凸となる曲線である。各外面3は、光軸に沿う2本の直線と、光軸と交差する2本の略弧状の曲線とから略四角形状であるが、2本の直線が2本の弧状の曲線に対して短く、各外面3は、2本の弧状の曲線により、楕円に近い形状となっている。この実施の形態では、外面3の弧状の2辺の左右端部は、レンズ被成形面5(レンズ被成形面4)の対角線に沿ったレンズ有効径(R)の外側の平面部6により、光軸に直交する直線状となるが、上述のように角部でプリフォームが充填しきれない部分で曲線状となっている。なお、レンズ被成形面5(レンズ被成形面4)の対角線上におけるレンズ有効径(R)は、レンズ被成形面5(レンズ被成形面4)を正方形と見なした場合の一辺の長さ(D)より長く、最大で対角線の長さとなる。なお、レンズ被成形面5(レンズ被成形面4)の対角線上のレンズ有効径(R)を対角線と同じにした場合に、レンズ被成形面5(レンズ被成形面4)の全面に曲面が形成されて、角部に平面部6がなくなることになる。しかし、実際には、角部までレンズの曲面とした場合に、金型側に摩耗や欠けが生じやすいシャープエッジが生じるので、このシャープエッジを無くした形状とすることにより、レンズ被成形面5(レンズ被成形面4)の角部に平面部6が形成されることになる。なお、平面部6は、例えば、光軸に直交する平面であるが、緩やかな曲面であってもよいし、光軸に対して90度から少しずれた角度であってもよく、基本的にシャープではない光軸に直交する平面または光軸に直交する平面に対して緩やかに傾斜した緩傾斜部となる。なお、緩傾斜部は、光軸に直交する平面も含むとともに、緩やかな曲面も含むものである。なお、ここで、レンズ有効径とは所望のレンズ機能を発揮できる面(レンズ面)の大きさを径で表したものである。
Further, the outer peripheral surface to be molded 2 is formed in a square cylinder shape from the four
また、ガラス成形レンズ1の外周被成形面2の両端部には、四角筒状の外周被成形面2の両端開口を閉塞するように光が入射する側のレンズ被成形面4と、光が出射する側のレンズ被成形面5が設けられている。
これらレンズ被成形面4、5は、レンズ面を有するものであり、入射面と出射面となるものであり、本実施の形態において、レンズ被成形面4、5は、凸面となっている。なお、レンズ被成形面4とレンズ被成形面5は、略同様の形状の面であっても、異なる形状の面であってもよい。また、ガラス成形レンズ1は、球状のプリフォームから成形されるが、レンズ被成形面4、5は、非球面レンズとなっている。
Further, at both ends of the outer peripheral molded
These lens-molded
図1に示すように、各レンズ被成形面4、5は、凸面状のレンズ面を有するが、ガラス成形レンズ1の断面の対角方向に沿ったレンズ有効径(R)が、前記断面の各辺のうちの最も短い辺(D)より長くなっている。なお、対角線における有効径の長さは、対角線の長さと略同様となっていてもよい。したがって、レンズ被成形面4、5では、四角形の外形内に内接する円状のレンズ面が形成されているのではなく、例えば、四角形状の外形に外接する外接円と同径のレンズをガラス成形レンズ1の外形の四角で切り抜いた形状のレンズとなっていてもよい。なお、図1のレンズ被成形面5(レンズ被成形面4)においては、対角線上のレンズ有効径がレンズ被成形面5(レンズ被成形面4)の一辺より長く、対角線より短くなっている。
すなわち、外形が四角状の各レンズ被成形面4、5は、対角線上のレンズ有効径を略対角線の長さとすれはレンズ被成形面5(レンズ被成形面4)の略全面が有効なレンズ面となっており、従来のスクエアレンズに比較して略同サイズならば実質的なレンズの有効径が大きくなっている。但し、レンズ被成形面4、5には、四隅の角部分(角部分)に略三角形状の平面部6が設けられている。このため、レンズ被成形面4、5の全面より少しだけ面積が少ない部分が有効なレンズ面となっている。この実施の形態において、平面部6は、光軸に直交する平面となっている。この平面部6としての平面は、レンズ被成形面4、5におけるレンズ有効径が略正方形状のレンズ被成形面4、5の対角線より短くかつ略正方形上の1辺の長さより長くなるように金型面を構成して、レンズ被成形面4,5の四隅部分(角部分)をレンズ有効径の外側の平面としたものである。または、金型面において、レンズ有効径がレンズ被成形面4、5の対角線と有効径を略同じとなるようにした後、金型の四隅のシャープエッジを取り除いたことに対応する形状である。
As shown in FIG. 1, each lens molded
That is, for each lens molded
また、この平面部6の内側の辺、すなわち、平面部6とその内側に隣接するレンズとして機能するレンズ面としての曲面との境界部分が円弧7となっている。四隅部分の4つの円弧7の曲率半径の中心位置は、一点に重なるようになっているとともに、光軸の位置と一致するようになっており、この点を一致点8とする。この円弧7は、上述の平面部6が上述のようにレンズ有効径の外側の場合に、角部分におけるレンズ有効径を示すものであり、1つの円の一部となっている。したがって、これらの円弧7は、その曲率半径の中心位置が一致し、この一致点8がガラス成形レンズ1の光軸位置となっている。したがって、円弧7の曲率半径の中心を求めれば光軸位置が分かることになる。したがって、光軸位置をガラス成形レンズ1の中心位置からずらして設計する場合であっても、円弧7から光軸位置を特定することができる。
Further, the inner side of the
図1(b)に示すように、ガラス成形レンズ1の光軸部分の光軸に沿った断面においては、基本的にレンズ被成形面4、5の部分が弧状の曲面となっており、凸レンズとしての断面を有するが、ガラス成形レンズ1の対角線上の有効径は、図1(b)に示す断面における有効径としての断面の左右幅より広いものとなっている。図1(a)、(c)に示すように、ガラス成形レンズ1の周囲の四つの外面3は、基本的に凸レンズの外周側の部分を、光軸方向に沿うとともに半径方向に直交する面で切断した形状となるが、ガラス成形レンズ1においては、四隅部分に上述の平面部6が設けられるとともに、上述のようにガラス成形レンズの四隅部分が、この部分にプリフォームが行き渡らずに丸みを帯びた形状となっていることから、弧状の辺の両端部に弧状ではなく直線状の部分とさらにその端側の丸みを帯びた部分とを備える形状となっている。
As shown in FIG. 1 (b), in the cross section of the optical axis portion of the glass molded
このようなガラス成形レンズ1においては、ダウンサイジングを図って、外周被成形面2の断面の各辺の長さ短くしても、実質的なガラス成形レンズ1の有効径が小さく成り過ぎるのを抑制することが可能であり、例えば、1辺が3mm程度またはそれ以下(例えば1mm)のスクエアレンズをガラス成形レンズ1として製造した場合も、十分な有効径を確保した状態でレンズとして用いることが可能であり、1辺が1mm程度であってもレンズとして十分に機能させることができる。
In such a glass-molded
次にこのガラス成形レンズ1を成形するためのレンズ成形装置について図2(a)〜(c)と図3、4を参照して説明する。レンズ成形装置は、加熱軟化したプリフォームを加圧して成形するものであり、図3および図4に示すように、第1金型11、第2金型12、第3金型13を備える。第1金型11は、角形スリーブであり、内部を貫通する四角柱状の内部空間21を備えている。なお、内部空間21の断面は、正方形状である。この四角柱状の内部空間21の内面となる内周成形面によりガラス成形レンズ1の外周被成形面2が四角筒状に成形されることになる。
Next, a lens molding apparatus for molding the
第2金型12は、上側に配置される上金型であり、かつ、上下に移動する可動金型である。第2金型12は、その下端部分が第1金型11の内部空間21に挿入される第1挿入部22となっており、第1挿入部22の断面形状は、内部空間21の断面形状と略同形状となっているが、クリアランス分だけ第1挿入部22の外形が小さくなっている。第1挿入部22の先端面(下端面)がレンズ成形面14となっている。
The
第3金型13は、第2金型12の下側に配置される下金型であり、かつ、上下に移動しない固定金型である。第3金型13は、その上端部分が第1金型11の内部空間21に挿入される第2挿入部23となっており、第2挿入部23の断面形状は、内部空間21の断面形状と略同形状となっているが、クリアランス分だけ第2挿入部23の外形が小さくなっている。第2挿入部23の先端面(上端面)がレンズ成形面15となっている。
図2(a)〜(c)は、第2金型12の第1挿入部22(第3金型の第2挿入部23)を示すものであり、図2(a)が正面図であり、図2(b)が中心軸に沿った断面図である。図2(c)が側面図である。断面では、その全幅に渡って凹面の断面となる曲線となっているが、側面図では、左右両端部に後述の平面部(非エッジ部)16に対応する直線部分があり、それらの間が凹面に対応する曲線となっている。
The
2 (a) to 2 (c) show the
レンズ成形面14、15は、ガラス成形レンズ1のレンズ被成形面4、5に対応する面形状を有するものであり、凹面となっている。レンズ成形面14、15は、第1挿入部22または第2挿入部23の断面形状としての四角形内にレンズ面に対応した凹面が設けられたものである。ここで、金型12、13のレンズ成形面14、15は、ガラス成形レンズ1のレンズ被成形面4、5に対応してレンズの有効径内の部分を成形する面が凹面とされ、レンズ成形面14、15の対角方向に沿って四角形状のレンズ成形面14、15の一辺より長いレンズ有効径が設定されているが、レンズ有効径がレンズ成形面14、15の対角線の長さより短い場合に、第2金型12および第3金型13のレンズ成形面14、15の四隅となる角部分に平面部(非エッジ部)16が形成される。
The lens-molded
なお、レンズ有効径をレンズ成形面14、15の対角線の長さとした場合に、レンズ成形面14、15全体が凹面となるが、凹面の四隅部分にシャープエッジができてしまうので、例えば、第1〜第3金型11〜13内で成形されているガラス成形レンズ1の光軸に直交する平面でシャープエッジを取り除いた形状とすると、上述の場合と略同様にレンズ成形面14、15の四隅の角部分に例えば前記光軸に直交する平面を備える平面部16となる。平面部16は、前記光軸に直交する平面に限られるものではなく、曲面であってもよいし、前記光軸に直交する状態から少しずれていてもよい。但し、レンズ成形面14、15において、平面部16の光軸に直交する平面に対する傾斜角は、平面部16の内側に隣接する部分の光軸に直交する平面に対する傾斜角より小さい必要がある。なお、前記光軸は、この実施の形態において、第2金型12の第1挿入部22(第3金型の第2挿入部23)の中心軸に対応している。この中心軸は、レンズ成形面14,15の中心軸と同一であるとともに、第1金型11の内部空間21に第1挿入部22および第2挿入部23を挿入した場合に、これらの中心軸が略一致した状態となる。
When the effective lens diameter is the diagonal length of the
また、第2金型12および第3金型13のレンズ成形面14、15は、その四隅部分に平面部16を設けることにより、光軸に略直交する平面である平面部16の内側に隣接する部分との境界となる円弧17が形成されている。レンズ成形面14、15の四隅部分の平面部16の各円弧17の曲率半径に基づく中心は、レンズ成形面14.15の中央の一致点18で一致するようになっている。
Further, the
この一致点18は、この実施の形態においてガラス成形レンズ1の光軸に対応する部分である。なお、この一致点18が、第2金型12の第1挿入部22の中心軸と一致し、第3金型13の第2挿入部23の中心軸と一致する。また、各円弧17の中心位置となる一致点18は、成形されるガラス成形レンズ1の光軸位置に対応する位置となる。なお、第1挿入部22および第2挿入部23の中心軸に対して、ガラス成形レンズ1の光軸となる位置を成形する部分をずらした場合に、円弧17から光軸を成形する位置を求めることができる。
このような第1金型11、第2金型12、第3金型13を組んで成形装置を組み立てる場合に、上述の一致点18を基準にして第1金型11〜第3金型13、特に第2金型12および第3金型13の位置を決めることで、レンズ成形装置を正確に組み立てることができ、最終的に光軸が所望する位置に配置されたガラス成形レンズ1を得ることができる。
The
When assembling the molding apparatus by assembling the
図3、図4を参照して上述のレンズ成形装置を用いたレンズ製造方法を説明する。
図3に示すように、上型である第2金型12が上方に移動し、角形スリーブとしての第1金型11の内部空間21の上側開口が開放された状態となっている。第1金型11の内部空間21の下側の開口からは下型である第3金型13の第2挿入部23が挿入されている。これにより、第1金型11の内部空間21の下側開口が、第3金型13の第2挿入部23により閉塞された状態となっている。
A lens manufacturing method using the above-mentioned lens molding apparatus will be described with reference to FIGS. 3 and 4.
As shown in FIG. 3, the
次に、開放された状態の第1金型11の上部開口から内部空間21内の第3金型13のレンズ成形面15上に球状のプリフォーム71を挿入して載置した状態とする。なお、第1金型11、第2金型12、第3金型13およびプリフォーム71は、加熱した状態となっており、プリフォーム71が成形可能な状態となっている。
Next, the
また、プリフォーム71の外径は、内部空間21の内径(辺の長さ)より僅かに短いものとなっており、内部空間内にぎりぎり入る大きさとなっている。
次に、上型である第2金型12を下側に移動し、プリフォーム71を第2金型12と第3金型13との間に挟み込んで加圧して成形する。
この際に内部空間21内でプリフォーム71が上下から相対的に加圧された状態となり、上下から押し潰されるように成形される。
この際に第2金型12のレンズ成形面14および第3金型13のレンズ成形面15の形状がプリフォーム71のレンズ被成形面4、5となる部分に転写されることになる。この際に、プリフォーム71は、光軸に直交して外方に向かう方向に膨らむように潰されるが、直ぐに第1金型11の内部空間21の4つの内面に当たって光軸に直交する方向に長い楕円となり、この楕円が拡がるように成形される。
ここで、第1金型11の内部空間21の内面には、第2金型12の第1挿入部22の外周面に接することがなく、さらに、第3金型13の第2挿入部23の外周面と接することない部分が上述のように楕円に近い形状となっており、この部分がガラス成形レンズ1の外周被成形面2を構成することになる。この部分で、上述のように加圧されたプリフォーム71が楕円の形状で拡がることになるが、上述のようにこの部分では、内部空間21の内面と、第1挿入部22および第2挿入部の外面が接した状態となっていないので、これらの間にプリフォームが入り込んで、ばり状の構造が形成されるのを抑制し、ガラス成形レンズ1の成形が終わるまで、プリフォーム71が、内部空間21の内面と、第1挿入部22および第2挿入部23の外面とが接した部分に入り込むのを抑制し、上述のばり状の構造が生じるのを抑制できる。言い換えれば、ばり状の構造が発生するぎりぎりまで、プリフォーム71が加圧されて金型で形成される空間内に充填された状態となるので、真空成形を行う必要がない。
Further, the outer diameter of the
Next, the
At this time, the
At this time, the shapes of the lens-molded
Here, the inner surface of the
また、このようなレンズ成形装置を用いたレンズ成形方法によれば、上述のようにスクエアレンズであるガラス成形レンズ1の有効なレンズ面の面積を確保しつつさらなるダウンサイジングを図ることが可能なガラス成形レンズを製造することができる。また、第2金型12および第3金型13の凹状のレンズ成形面14、15の四隅部分のシャープエッジを除去した形状となる平面部16を設けたので、チッピング等による第2金型12および第3金型13の破損を抑制することができる。
Further, according to the lens molding method using such a lens molding apparatus, it is possible to further downsize while securing the effective lens surface area of the glass molded
本実施の形態のガラス成形レンズ1は、光通信デバイス、光導波路、ヘッドアップディスプレイ等に用いることが可能であり、特に基板に表面実装されるレンズとして好適に用いることができる。
The glass-molded
次に、本発明の第2の実施の形態を説明する。第2の実施の形態のガラス成形レンズ31、レンズ成形装置およびレンズ製造方法は、第1の実施の形態のガラス成形レンズ1、レンズ成形装置およびレンズ製造方法と略同様であるが、レンズ成形装置の第2金型42のレンズ成形面44、第3金型43のレンズ成形面45の外周を囲む4つの辺に面取り部49を設けたことが第1の実施の形態と異なるものとなっており、これによりガラス成形レンズ31の形状が第1の実施の形態と異なる。それ以外の構成は、第1の実施の形態と第2の実施の形態とで略同様となっている。
Next, a second embodiment of the present invention will be described. The
この実施の形態のガラス成形レンズ31を説明する前に、図6に示す第2金型42(第3金型43)について説明する。第2金型42(第3金型43)は、第1の実施の形態と同様に、第1金型11の内部空間21に挿入される第1挿入部52(第2挿入部53)を備え、その先端面がレンズ成形面44(レンズ成形面45)となっている。レンズ成形面44(レンズ成形面45)は、凸レンズのレンズ面に対応する凹面であるが、第1の実施の形態と同様に略四角形状の凹面の4隅部分に、平面部46が形成されている。平面部46は、上述のようにレンズの有効径がレンズ成形面44(レンズ成形面45)の対角線の長さより短い場合に、レンズ有効径の外側の面であり、レンズ有効径が上述の対角線と同じ場合にシャープエッジとなる部分を取り除いた部分である。なお、第2金型42および第3金型43の製造においては、対角線の長さをレンズ有効径として、レンズ成形面44、45の全体を凹面とした後に例えば面取り加工の一部として、四隅のシャープエッジを取り除いて平面部46を形成するものとしても良いし、設計段階でレンズ成形面44、45の四隅部分にシャープエッジができないように、レンズ有効径を対角線より短くして最初から平面部46を形成するように製造してもよい。
また、第1の実施の形態と同様に平面部46と凹面との境界部分には、円弧47が設けられており、四隅それぞれの円弧47の曲率半径の中心が一致し、この一致点48が、ガラス成形レンズ31の光軸に対応する位置である。この実施の形態では、レンズ成形面44(レンズ成形面45)を囲む4つの辺の平面部46の間となる部分に面取り部49が設けられている。面取り部49は、レンズ成形面44(レンズ成形面45)の4つの辺において、当該辺までレンズ面に対応する凹面となっていることにより、エッジが生じる部分であり、面取りによりエッジをなくし、第2金型42(第3金型43)におけるエッジ部分の欠けやひび割れ等を防止するものである。レンズ成形面44(レンズ成形面45)において、平面部46は、第1の実施の形態で略三角形であったが、第2の実施の形態では、四隅に繋がる辺の部分に帯状の面取り部49が設けられることで、略5角形状となっている。また、平面部46同士の間の各辺は、曲線状(弧状)のエッジであり、面取りした状態で、各辺の面取り部49は弧状に曲がる帯状の曲面となる。すなわち、レンズ成形面44(レンズ成形面45)の外縁の各辺は、幅が細く、長さ方向に弧状に湾曲した帯状の曲面となっている。第2金型42(第3金型43)のエッジとなる部分が取り除かれて緩やかな面となっているので、エッジで生じ易い破損を抑制することができる。
Before explaining the glass molded
Further, as in the first embodiment, an
このような第2金型42および第3金型43を用いて第1の実施の形態と同様の方法で、ガラス成形レンズ31が成形されることになる。図5に示すように、第2の実施の形態のガラス成形レンズ31は、上述の金型42,43の面取り部49に対応する形状となっている。面取り部49に対応する部分以外は、第1の実施の形態と同様の構造となっている。このガラス成形レンズ31は、第1の実施の形態と同様に外周部分に、4つの外面33からなる四角筒状の外周被成形面32を有している。この外周被成形面32の両端部にそれぞれレンズの入射面または出射面であるレンズ被成形面34、35が設けられている。また、レンズ被成形面34,35の四隅部分には、上述の金型の平面部46に対応する平面部36が設けられているとともに、平面部36とレンズ面との境界が円弧37となっている。四隅部分それぞれの円弧37の曲率半径の中心位置は、一致し、一致点38が光軸と重なっている。
The
このガラス成形レンズ31には、上述の第2金型42および第3金型43の面取り部49に対応する被面取り部39が設けられている。被面取り部39は、第2金型42および第3金型43において、外縁に沿って尖った状態のエッジ部分を除去したことにより、ガラス成形レンズ31の凸面の外周縁部で、光軸に直交する平面に対する角度が小さなものとなるが、元々のエッジとなる部分が弧状の曲線なので、平面とはならず、被面取り部39は、上述の面取り部49と同様に弧状に曲がる帯状の曲面となっている。なお、被面取り部39では、それより内側近傍のレンズ面より、光軸に直交する平面に対する傾斜角度が緩やかになっている。
第2の実施の形態によれば、第2金型42および第3金型43の耐久性を向上して、製造コストの低減を図ることができる。
The glass-molded
According to the second embodiment, the durability of the
なお、上述の各実施の形態では、基本的にガラス成形レンズ1、31の中心(光軸が通るレンズ内の点)と、ガラス成形レンズの外形となる四角形の中心(2つの対角線の交点)とが一致する(重なる)ものとしているが、これらの位置を一致させずに異なるものとしてもよい。すなわち、2本の対角線の交点に対して光軸の位置をずらしてもよい。
In each of the above-described embodiments, basically, the center of the glass-molded
1、31 ガラス成形レンズ
2、32 外周被成形面
3、33 外面
4、34 レンズ被成形面
5、35 レンズ被成形面
6、36 平面部
7、37 円弧
8、18、38、48 一致点
11 第1金型
12、42 第2金型
13、43 第3金型
14、44 レンズ成形面
15、45 レンズ成形面
16、46 平面部(非エッジ部)
17、47 円弧
21 内部空間
22、52 第1挿入部
23、53 第2挿入部
71 プリフォーム
1, 31 Glass molded
17, 47
Claims (12)
前記レンズ被成形面の周囲は、前記外周被成形面と接合された形状であり、
2つの前記レンズ被成形面のうちの少なくとも1つの前記レンズ被成形面の周囲は、前記外周被成形面と接合された形状であり、
2つの前記レンズ被成形面のうちの少なくとも1つの前記レンズ被成形面に形成されたレンズ面の前記レンズ被成形面の対角方向に沿ったレンズ有効径が、前記外周被成形面の前記光軸方向に直交する断面を四角形と見なした場合にその四辺のうちの最も短い辺の長さより長くなっており、
前記レンズ被成形面の四隅部分にそれぞれ対応して光軸と直交する平面部が個別に形成されていることを特徴とするガラス成形レンズ。 A square cylindrical outer peripheral molded surface having four surfaces along the optical axis direction and a lens molded surface provided at both ends of the outer peripheral molded surface are provided.
The periphery of the lens-molded surface has a shape joined to the outer peripheral molded surface.
The periphery of at least one lens-molded surface of the two lens-molded surfaces has a shape joined to the outer peripheral molded surface.
The effective diameter of the lens formed on at least one of the two lens-molded surfaces along the diagonal direction of the lens-molded surface is the light of the outer peripheral molded surface. is longer than the length of the shortest side of the four sides of its when regarded as a cross section perpendicular to the axial direction a square,
A glass-molded lens characterized in that flat surfaces orthogonal to the optical axis are individually formed corresponding to the four corners of the lens-molded surface.
前記外周被成形面を成形するために内部に略四角柱状に貫通した内部空間を備える第1金型と、当該第1金型の前記内部空間に互いに反対方向から挿入され、前記第1金型の前記内部空間と略同様となる略四角柱状の第2金型および第3金型とを備え、
前記第2金型および前記第3金型の先端には、前記レンズ被成形面を成形するためのレンズ成形面が設けられていることを特徴とするレンズ成形装置。 A lens molding apparatus for molding the glass molding lens according to any one of claims 1 to 7.
A first mold having an internal space penetrating in a substantially square columnar shape to form the outer peripheral molded surface, and the first mold inserted into the internal space of the first mold from opposite directions. It is provided with a second mold and a third mold having a substantially square columnar shape, which is substantially the same as the internal space of the above.
A lens molding apparatus characterized in that a lens molding surface for molding the lens-molded surface is provided at the tips of the second mold and the third mold.
前記第1金型の前記内部空間内で前記第2金型の前記レンズ成形面と前記第3金型の前記レンズ成形面との間に光学素子用硝材からなるとともに加熱軟化した球状のプリフォームを配置し、
前記第1金型内で前記第2金型と前記第3金型とを相対的に近づけることにより前記プリフォームを加圧して前記ガラス成形レンズとすることを特徴とするレンズ製造方法。 A lens manufacturing method using the lens molding apparatus according to any one of claims 8 to 11.
A spherical preform made of a glass material for an optical element and heat-softened between the lens-molded surface of the second mold and the lens-molded surface of the third mold in the internal space of the first mold. Place and
A lens manufacturing method characterized in that the preform is pressed to obtain the glass molded lens by bringing the second mold and the third mold relatively close to each other in the first mold.
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