JPH04198033A - 非球面成形レンズ - Google Patents
非球面成形レンズInfo
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- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 11
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Classifications
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C43/00—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor
- B29C43/32—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
- B29C43/36—Moulds for making articles of definite length, i.e. discrete articles
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-
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- B29C43/02—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor of articles of definite length, i.e. discrete articles
- B29C43/021—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor of articles of definite length, i.e. discrete articles characterised by the shape of the surface
-
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-
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- Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は光学機器に使用される非球面レンズを精密ガラ
ス成形法により形成する非球面成形レンズに関するもの
である。
ス成形法により形成する非球面成形レンズに関するもの
である。
近年光学レンズを形成するために研磨工程がなく１度で
成形するための一発成形が多く試みられ、実用化段階に
ある。このような−発成形では球面。
成形するための一発成形が多く試みられ、実用化段階に
ある。このような−発成形では球面。
非球面にかかわらず、得ようとしているレンズに対応し
た成形型を製作して成形に用いればよい。
た成形型を製作して成形に用いればよい。
しかしながら成形時の加熱、冷却時においては、成形型
及び非成形素材であるガラス素材が夫々材料の熱特性に
応じて膨張、収縮が起こる。−船釣にガラス素材は、使
用される成形型より熱膨張係数が大きく収１ｉｌｉ量も
大きいため、通常成形型は室温時に必要なレンズ形状が
光学有効面に転写されるように製作される。しかしなが
ら非球面レンズにおいては、成形型の光学機能面に形成
した非球面形状の加工範囲と成形レンズの転写範囲の関
係についてはあまり知られていない。
及び非成形素材であるガラス素材が夫々材料の熱特性に
応じて膨張、収縮が起こる。−船釣にガラス素材は、使
用される成形型より熱膨張係数が大きく収１ｉｌｉ量も
大きいため、通常成形型は室温時に必要なレンズ形状が
光学有効面に転写されるように製作される。しかしなが
ら非球面レンズにおいては、成形型の光学機能面に形成
した非球面形状の加工範囲と成形レンズの転写範囲の関
係についてはあまり知られていない。
第２図は従来の金型を用いて高温時においてレンズが成
形された直後の状態を示し、成形型の構成は上型Ｉｆ、
下型１２．胴型１３によって構成される。上型１１のレ
ンズ機能面には球面形状１４、下型１２のレンズ機能面
には非球面形状１５が形成されている。胴型１３はこれ
らの上型１１゜下型】２を軸芯を一致させて摺動自在に
保持するものである。成形されたレンズ１６は第２図に
Ａに示すレンズ有効径より充分外周方向にはみ出して転
写が行われている。この状態で成形されたレンズを冷却
してもレンズ有効径からのはみ出し量が多いため、レン
ズの収縮量が大きくても所望のレンズ有効径まで転写す
ることができる。特に非球面形状については曲率が一定
でないため、レンズ有効径の外側まで充分な転写を行う
ことにより所望の性能のレンズをより安定に成形するこ
とができる。即ち十分な転写を行う条件として、図中Ａ
で示すレンズ有効径から頂点１７までの転写余剰分Ｂを
いかに大きくすることによって決定される。又充填され
るガラス素材を正確に計量することも転写を確実にする
１つの条件となっている。
形された直後の状態を示し、成形型の構成は上型Ｉｆ、
下型１２．胴型１３によって構成される。上型１１のレ
ンズ機能面には球面形状１４、下型１２のレンズ機能面
には非球面形状１５が形成されている。胴型１３はこれ
らの上型１１゜下型】２を軸芯を一致させて摺動自在に
保持するものである。成形されたレンズ１６は第２図に
Ａに示すレンズ有効径より充分外周方向にはみ出して転
写が行われている。この状態で成形されたレンズを冷却
してもレンズ有効径からのはみ出し量が多いため、レン
ズの収縮量が大きくても所望のレンズ有効径まで転写す
ることができる。特に非球面形状については曲率が一定
でないため、レンズ有効径の外側まで充分な転写を行う
ことにより所望の性能のレンズをより安定に成形するこ
とができる。即ち十分な転写を行う条件として、図中Ａ
で示すレンズ有効径から頂点１７までの転写余剰分Ｂを
いかに大きくすることによって決定される。又充填され
るガラス素材を正確に計量することも転写を確実にする
１つの条件となっている。
（発明が解決しようとする課題〕
しかしながら第２図において転写余剰分Ｂをより大きく
するにも限界があり、以下のような問題点があった。
するにも限界があり、以下のような問題点があった。
（１）必要以上に転写余剰分を大きくすれば上型工１、
下型１２の対向する平坦な部分同士が接触して所望のレ
ンズ厚が得られなくなる。
下型１２の対向する平坦な部分同士が接触して所望のレ
ンズ厚が得られなくなる。
（２）加工径が大きくなれば成形型の加工時に工具摩耗
等により所望のレンズ面形状が得られにくい。
等により所望のレンズ面形状が得られにくい。
（３）転写余剰部を大きくすれば成形型及び胴型の外形
が大きくなり、従って全体の熱容量が増すため成形型の
昇温、冷却時に時間がかかる。
が大きくなり、従って全体の熱容量が増すため成形型の
昇温、冷却時に時間がかかる。
本発明はこのような従来の成形型によって製造されるレ
ンズの問題点に鑑みてなされたものであって、所望のレ
ンズ厚を得ると共に成形型の非球面加工径を必要最小限
とし、成形型の所望のレンズ面形状を得ると共に成形型
全体の熱容量を少なくしてレンズ成形の効率を高めるこ
とを技術的課題とする。
ンズの問題点に鑑みてなされたものであって、所望のレ
ンズ厚を得ると共に成形型の非球面加工径を必要最小限
とし、成形型の所望のレンズ面形状を得ると共に成形型
全体の熱容量を少なくしてレンズ成形の効率を高めるこ
とを技術的課題とする。
［課題を解決するだめの手段〕
本発明は少なくとも一方の光学機能面が非球面形状を有
する一対の成形型と、一対の成形型の軸芯を合致させて
上下方向に摺動させる胴型とを有し、成形型の非球面加
工径を実質的にレンズの光学有効径＋加熱温度から常温
までのレンズ収縮長さ一加熱温度から常温までの成形型
収縮長さの関係としたことを特徴とする非球面レンズ成
形型によって製造される非球面成形レンズである。
する一対の成形型と、一対の成形型の軸芯を合致させて
上下方向に摺動させる胴型とを有し、成形型の非球面加
工径を実質的にレンズの光学有効径＋加熱温度から常温
までのレンズ収縮長さ一加熱温度から常温までの成形型
収縮長さの関係としたことを特徴とする非球面レンズ成
形型によって製造される非球面成形レンズである。
このような特徴を有する本発明によれば、成形型の非球
面加工径を光学有効径＋加熱温度から常温までのレンズ
収縮長さ一加熱温度から常温までの成形型収縮長さとし
たことにより、これらの成形型の全体を加熱してガラス
素材を一対の成形時に充填し押圧成形すると、常温とな
ればレンズと成形型の収縮量の差によって成形されるレ
ンズに所望の光学有効径を得るようにしている。
面加工径を光学有効径＋加熱温度から常温までのレンズ
収縮長さ一加熱温度から常温までの成形型収縮長さとし
たことにより、これらの成形型の全体を加熱してガラス
素材を一対の成形時に充填し押圧成形すると、常温とな
ればレンズと成形型の収縮量の差によって成形されるレ
ンズに所望の光学有効径を得るようにしている。
第１図は本発明の一実施例によるレンズとそのレンズを
製造するために用いられる成形型の構成を示す概略図で
ある。本実施例においても上型１と下型２とは相対向す
る面に夫々球面形状３及び非球面４が形成されている。
製造するために用いられる成形型の構成を示す概略図で
ある。本実施例においても上型１と下型２とは相対向す
る面に夫々球面形状３及び非球面４が形成されている。
上型１．下型２はその軸に沿って上下に胴型５によって
摺動自在に保持されることは、前述した従来例と同様で
ある。
摺動自在に保持されることは、前述した従来例と同様で
ある。
さて本実施例において特に下型２と成形されたレンズ６
との熱膨張及び収縮の関係について、以下に詳細に説明
する。第１図においては所望の光学有効面と同一径に加
工された下型２の非球面形状加工径をＣで示している。
との熱膨張及び収縮の関係について、以下に詳細に説明
する。第１図においては所望の光学有効面と同一径に加
工された下型２の非球面形状加工径をＣで示している。
Ｃは下型２の常温での金型光学有効範囲である。この金
型光学有効径Ｃは成形型の加熱により成形型素材の熱膨
張係数に応じて膨張する。図中のＤは高温での金型光学
有効面の径を示しており、高温下では金型光学有効径り
は常温の有効径Ｃよりも大きくなる。一方ガラス素材は
成形型の熱膨張係数よりも一般的に大きく、特にガラス
素材が軟化する温度領域においては急激な膨張及び収縮
を示す。従って変形が開始したガラス素材は、高温での
金型光学有効径りより更に外周方向に変形し、高温での
レンズ光学有効径Ｅまで転写が行われ所望のレンズ形状
が得られる。ここで高温でのレンズ光学有効径Ｅは、変
形が完了したレンズが冷却され高温に至るまでに収縮す
る量だけあらかじめ大きく見積もる必要がある。そこで
本発明ではレンズ及び成形型の収縮量を正しく把握して
おくことによって常温における型の最適な非球面形状の
加工範囲を定めるようにしている。即ち常温での金型光
学有効面は、所望のレンズの光学有効面＋レンズ収縮量
−成形型収縮量とする。
型光学有効径Ｃは成形型の加熱により成形型素材の熱膨
張係数に応じて膨張する。図中のＤは高温での金型光学
有効面の径を示しており、高温下では金型光学有効径り
は常温の有効径Ｃよりも大きくなる。一方ガラス素材は
成形型の熱膨張係数よりも一般的に大きく、特にガラス
素材が軟化する温度領域においては急激な膨張及び収縮
を示す。従って変形が開始したガラス素材は、高温での
金型光学有効径りより更に外周方向に変形し、高温での
レンズ光学有効径Ｅまで転写が行われ所望のレンズ形状
が得られる。ここで高温でのレンズ光学有効径Ｅは、変
形が完了したレンズが冷却され高温に至るまでに収縮す
る量だけあらかじめ大きく見積もる必要がある。そこで
本発明ではレンズ及び成形型の収縮量を正しく把握して
おくことによって常温における型の最適な非球面形状の
加工範囲を定めるようにしている。即ち常温での金型光
学有効面は、所望のレンズの光学有効面＋レンズ収縮量
−成形型収縮量とする。
次に本実施例による成形型及びガラス素材の熱特性とレ
ンズ形状の関係について説明する。ここで金型の熱膨張
係数を６０Ｘ１０−’、ガラス素材の室温（２０°Ｃ）
から弾性変形領域（２０＋４９６ ”Ｃ）までの熱膨張
係数を９１ Ｘ １０−’、弾性変形領域から塑性変形
領域（５１６〜５８０°Ｃ）の熱膨張係数を１４８７
Ｘ １０づとする。こうして急激な膨張及び収縮する箇
所を計算で求める。例えば所望レンズの光学有効径φを
１２．１４とし、常温での金型有効径Ｃを成形型の５８
０°Ｃまでの加熱によって０．０４ｍｍ、即ちＤの径ま
で膨張するものとする。一方ガラス素材が軟化する温度
領域ではガラス素材の径は１２．１４から０゜１１ｍｍ
膨張し、高温でのレンズ有効径Ｅとなる。従って常温で
の金型光学有効径を得ようとすればその非球面加工範囲
は（φ１２．１４）＋ （０，１７−０，０４２）＝１
２．２６８の径となる。ここでガラス素材は例えばホウ
ケイ酸バリウム系で生成され、芯取り後のレンズ径をφ
１３、レンズの肉圧を２．９ｍｍとする両凸レンズを製
造することができた。
ンズ形状の関係について説明する。ここで金型の熱膨張
係数を６０Ｘ１０−’、ガラス素材の室温（２０°Ｃ）
から弾性変形領域（２０＋４９６ ”Ｃ）までの熱膨張
係数を９１ Ｘ １０−’、弾性変形領域から塑性変形
領域（５１６〜５８０°Ｃ）の熱膨張係数を１４８７
Ｘ １０づとする。こうして急激な膨張及び収縮する箇
所を計算で求める。例えば所望レンズの光学有効径φを
１２．１４とし、常温での金型有効径Ｃを成形型の５８
０°Ｃまでの加熱によって０．０４ｍｍ、即ちＤの径ま
で膨張するものとする。一方ガラス素材が軟化する温度
領域ではガラス素材の径は１２．１４から０゜１１ｍｍ
膨張し、高温でのレンズ有効径Ｅとなる。従って常温で
の金型光学有効径を得ようとすればその非球面加工範囲
は（φ１２．１４）＋ （０，１７−０，０４２）＝１
２．２６８の径となる。ここでガラス素材は例えばホウ
ケイ酸バリウム系で生成され、芯取り後のレンズ径をφ
１３、レンズの肉圧を２．９ｍｍとする両凸レンズを製
造することができた。
このように常温で金型光学有効径の非球面加工をした金
型において成形した非球面レンズは確実に所望レンズの
光学有効径を得ることができる。
型において成形した非球面レンズは確実に所望レンズの
光学有効径を得ることができる。
以上詳細に説明したように本発明によれば、上述した定
義から所望の光学有効径の非球面加工を行うことによっ
て如何なる成形手段としても、所望のレンズの光学有効
径を確保することができる。
義から所望の光学有効径の非球面加工を行うことによっ
て如何なる成形手段としても、所望のレンズの光学有効
径を確保することができる。
又非球面加工範囲を必要最小限とすることができ、成形
型全体の熱容量を小さくして成形の効率を高めることが
可能である。又加工作業においても非球面加工範囲が明
確に把握できるため、効率良く非球面加工を行うことが
可能となる。
型全体の熱容量を小さくして成形の効率を高めることが
可能である。又加工作業においても非球面加工範囲が明
確に把握できるため、効率良く非球面加工を行うことが
可能となる。
第１図は本発明の一実施例による非球面成形レンズとそ
のレンズを製造するための非球面レンズ成形型の構成を
示す断面図、第２図は従来の非球面成形レンズとそのレ
ンズを製造するための非球面レンズ成形型を示す断面図
である。 １−・−・・−上型、 ２・・−・−下型、 ３−−−
−−球面形状、４−一一一−−−非球面形状、 訃−一
−−−−胴型、 ６−・・・−レンズ、 Ｃ−・・−・
常温での金型光学有効径、 Ｄ、−−−−−−高温での
金型光学有効径、 Ｅ−−−−・−高温でのレンズ光学
有効径。 特許出願人 松下電器産業株式会社 代 理 人 弁理士 岡本宜喜 第１図 １−−−−一上型 ２−−−−一下型 ４−−−−一非球面形状 ５−−−−一胴型 ６−−−−−レンズ Ｃ−−−−一常温での金型光学有効径 Ｄ−−−−−高温での金型光学有効径
のレンズを製造するための非球面レンズ成形型の構成を
示す断面図、第２図は従来の非球面成形レンズとそのレ
ンズを製造するための非球面レンズ成形型を示す断面図
である。 １−・−・・−上型、 ２・・−・−下型、 ３−−−
−−球面形状、４−一一一−−−非球面形状、 訃−一
−−−−胴型、 ６−・・・−レンズ、 Ｃ−・・−・
常温での金型光学有効径、 Ｄ、−−−−−−高温での
金型光学有効径、 Ｅ−−−−・−高温でのレンズ光学
有効径。 特許出願人 松下電器産業株式会社 代 理 人 弁理士 岡本宜喜 第１図 １−−−−一上型 ２−−−−一下型 ４−−−−一非球面形状 ５−−−−一胴型 ６−−−−−レンズ Ｃ−−−−一常温での金型光学有効径 Ｄ−−−−−高温での金型光学有効径
Claims (1)
- （１）少なくとも一方の光学機能面が非球面形状を有す
る一対の成形型と、 前記一対の成形型の軸芯を合致させて上下方向に摺動さ
せる胴型とを有し、 前記成形型の非球面加工径を実質的にレンズの光学有効
径＋加熱温度から常温までのレンズ収縮長さ−加熱温度
から常温までの成形型収縮長さの関係としたことを特徴
とする非球面生成レンズ成形型によって製造される非球
面成形レンズ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33194190A JP2512406B2 (ja) | 1990-11-28 | 1990-11-28 | 非球面成形レンズ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33194190A JP2512406B2 (ja) | 1990-11-28 | 1990-11-28 | 非球面成形レンズ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04198033A true JPH04198033A (ja) | 1992-07-17 |
| JP2512406B2 JP2512406B2 (ja) | 1996-07-03 |
Family
ID=18249359
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33194190A Expired - Lifetime JP2512406B2 (ja) | 1990-11-28 | 1990-11-28 | 非球面成形レンズ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2512406B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0620200A1 (en) * | 1993-03-08 | 1994-10-19 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Method of molding optical articles |
-
1990
- 1990-11-28 JP JP33194190A patent/JP2512406B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0620200A1 (en) * | 1993-03-08 | 1994-10-19 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Method of molding optical articles |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2512406B2 (ja) | 1996-07-03 |
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