JPH04361010A - 複合レンズの成形方法とその装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、成形金型にてガラスレ
ンズの光学曲面に樹脂層を成形する複合レンズの成形方
法とその装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】上記したガラスレンズの光学曲面に樹脂
層を成形した複合レンズの成形装置に関する文献として
は、特開昭６３−１９０６７６号公報がある。この方法
に記載されている技術を図１０にて説明する。図１０は
、上記公報に記載されている第１図で、この公報に記載
された発明の構成を示す成形金型の断面図である。

【０００３】図に示すように、円柱形状で外周に帯状の
溝６を複数設けた成形金型４の外周面には、成形金型４
を上下方向に摺動可能に嵌合構成した円筒状の架台２が
設けられ、この架台２の上端面上には被成形レンズを載
置するように凹部が形成されて、球面レンズ１が載置さ
れている。上記架台２の下端部内には、上記成形金型４
の下端面と接続構成した加振装置８が配設されている。 更に、加振装置８の下端部にはシリンダ９が接続構成さ
れて、上記成形金型４に加振装置８を介して所定ストロ
ークに上下方向へ移動するように構成されている。上記
架台２上に載置された球面レンズ１との間には、球面レ
ンズ１と接合成形する樹脂層５を賦形する間隙が設けら
れている発明である。

【０００４】上記構成による従来技術によれば、上記状
態において成形金型４に振動を与えるため、球面レンズ
１自体がレンズ座に接触している部分と、成形金型４に
接触している部分の境目に非常に大きな応力が発生し、
これが樹脂層５の変形を招くという問題があった。また
球面レンズ１と成形金型４の光学的な中心軸を確保する
ために成形金型４が筒形状の架台２に、ほとんど隙間が
無い状態で配置されているため、成形金型４を振動させ
ることによりその摺動面に摩擦熱が発生し成形金型４の
成形面の形状を変形させるという問題があり、この変形
を防ぐ対策として、成形金型４の外周面に帯状の溝６を
成形し、架台２との接触面の抵抗を減らせるという手段
を行なっているが、成形金型４と架台２とは依然として
接触しており上記問題は解消していないということには
、変わりが無い。

【０００５】また、上記公報による成形装置の構造にお
いては、樹脂をレンズと成形金型の間隙に注入充填した
場合、成形金型４の円周面に樹脂が周り込み架台２と成
形金型４が樹脂の硬化により接着されたような状態とな
り危険性が大きく、このため成形金型４と架台２との隙
間は、非常に厳しく押さえることが要求され、構造的に
接着による摩擦熱の発生が成形面近傍で発生するという
問題も生じており、更に架台２と成形金型４とが摺動接
触しているために、接触による磨耗粉末などが発生して
、これが成形金型４の成形面に付着してレンズ性能を劣
化するという問題もあった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記問題点
に鑑みてなされたもので、成形したレンズに負荷を掛け
ることなく容易に離型ができる生産性と品質性に優れた
複合レンズの成形方法とその装置を提供することを目的
とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の概要構成を図１
および図２にて説明する。図１は、本発明の要部（成形
金型）を示す正面図である。図２は、図１に示す成形金
型の成形面における変形状態を示す説明図である。図１
に示すように、有底の円筒形状に形成された成形金型３
４の先端部１０には、成形する所定のレンズに形成され
る形状に対応形成された成形面１７が形成されている。 この成形金型３４の内径内には、ボルト１５により共振
器２６と振動発生手段３５とが直列に連設構成されてい
る。

【０００８】

【作用】上記構成による成形金型３４の作用を説明する
。図示されていない外部に設けられた高周波発生手段に
より振動発生手段３５を駆動させて、成形金型３４を作
動させる。この場合において、振動発生手段３５は、成
形金型３４の共振周波数と同一の振動を生じる。成形面
が形状変形するような周波数の電圧を印加すると図２に
示すように、成形金型３４の成形面１７は弾性変形する
。この弾性変形により、成形面１７と密着して成形され
た複合レンズの樹脂層と成形金型３４の成形面１７との
間にズレが生じ、離型が行なわれて成形された成形品が
離型される。この振動発生手段としては、圧電素子また
は電歪素子または磁歪素子または電磁コイル等が用いら
れる。

【０００９】

【実施例１】図３と図４に基づいて本発明の複合レンズ
の成形装置に係わる実施例１を説明する。図３は本発明
の成形装置の一部を破断にて示す側面図である。図４は
、図３に示す成形金型の成形面における変形状態を示す
説明図である。なお図中において、上記実施例１と同一
部材および同一構成には、同一符号を付しその説明は省
略する。

【００１０】図に示すように、円形状で中心にボルト１
５が挿入する内孔部１７を穿設したブロック形状の金型
装着部材１６の下端面中央には、中空円盤型の圧電素子
１８が端子板１９を介して外部に配設した高周波アンプ
２３と接続構成している。更に、上記圧電素子１８の下
端面には、圧電素子１８と略同径に形成された成形金型
２０の先端装着面と接続し、上記金型装着部材１６の上
端面に穿設された内孔部１７よりボルト１５を挿入して
金型装着部材１６に一体的に締付装着されている。

【００１１】上記成形金型２０の先端部２０の下端面に
は、被成形レンズの球面と対応して形成された成形面２
１が形成されている。また成形面２１の下面には、所望
の形状球面に形成された球面レンズ２２が図示されてい
ないが可動構成されたレンズ成形台上に載置されている
。また上記高周波アンプ２３には、ファンクションジェ
ネレータ２４が接続構成されている。

【００１２】上記構成の本実施例の作用を説明する。ま
ず可動レンズ成形台上に、球面レンズ２２を載置し、そ
の上面に紫外線硬化型樹脂を所定量載置したのち、上記
可動レンズ成形台を上昇させて成形金型２０の成形面２
１に所望の圧力で当接させて、図３にて示す状態で紫外
線を球面レンズ２２の下方向位置より球面レンズ２２を
透して照射し、複合レンズを成形する。

【００１３】上記複合レンズを成形し、硬化した後、圧
電素子１８に高周波アンプ２３より、例えば１５０ＶＰ
−Ｐの電圧を与えると、周波数１０３ＫＨＺにおいて、
鋭い音を発すると共に複合レンズは成形金型２０の成形
面より離型する。即ち球面レンズ２２上の紫外線硬化型
樹脂層２１の上面と接着している成形金型２１の成形面
２１とは、図４に示すように、金型成形面が周波数にお
ける振動により楕円形状に変形するような振動モード（
振幅１μｍ程度）を与えることにより複合レンズは容易
に離型される。

【００１４】上記本実施例において、成形金型２０に与
える振動の振幅が１μｍ程度であり、この値は、樹脂の
弾性変形量以下であるため、レンズ面に変形を起こすこ
とはない。

【００１５】また、本実施例において用いられた成形金
型２０の寸法は、外径２２φ（先端部２０）であり、基
端部（細径部）の外径は１５φである。また圧電素子１
８は、厚さ２ｍｍ外径１５φの中空円盤型で株式会社Ｔ
ＤＫ製の材質９１Ａを４枚積層したものを用いた。また
ファンクションジェネレータ２４は、株式会社ＨＰ製の
ＨＰ３３１４Ａが用いた。

【００１６】上記本実施例によれば、圧電素子による振
動を与えることにより、成形した複合レンズに負荷を与
えることなく容易に離型することができので、自動生産
において高精度の複合レンズが高品質にて生産できると
いう利点がある。

【００１７】

【実施例２】図５に基づいて本発明の実施例２を説明す
る。図５は、本発明の複合レンズの成形装置の実施例２
を示し、その一部を破断にて示す要部の側面図である。 なお図中において上記実施例１と同一部材および同一構
成については、同一符号を付し、その説明は省略する。

【００１８】図に示すように、ボルト１５にて円形状の
成形金型２０と円盤状の圧電素子１８と圧電素子１８に
電気的に接続した円形の端子板１９とを一体的に直列装
着構成した金型装着部１６が矢印Ａにて示すように、上
下方向に移動するよう構成されている。また成形金型２
０の下方向位置には、被球面レンズ素材が載置可能な孔
３０を穿設した架台２５が配設されており、この孔３０
の周縁部には、被球面レンズ素材の外径寸法よりやや小
径でかつ浅く形成されたレンズ座２４が設けられている
。更に、孔３０の下方向位置には、被成形用球形レンズ
２２の上面上に載置した紫外線硬化型樹脂層２１を紫外
線照射にて照射して硬化する紫外線照射装置２７が配設
されている。

【００１９】上記成形金型２０の所望方向に側方位置に
は、棒形状の離型手段２８が配設されている。この離型
手段は、成形金型２０が上昇したときその先端部が成形
された複合レンズの外周端部上面に当接したとき離型す
るような位置に配設されている。なお、図示していない
が、端子板１９と接続した高周波アンプ２３とファンク
ションジェネレータ２４などの構成は、上記実施例１と
同様構成である。

【００２０】上記構成による作用を説明する。図示され
ていないが、分注手段により球面レンズ２２の上面上に
紫外線硬化型樹脂を所定量塗布し、その上方向より成形
金型２０を駆動手段（不図示）により所定の樹脂厚とな
るように、球面レンズ２２に接近して制止する。即ち所
定の肉厚になるよう成形金型２０を下降させて、球面レ
ンズ２２間に押し圧制止して樹脂層２１を成形する（図
に示す状態）。

【００２１】次に、紫外線照射装置２７を点灯させると
紫外線は矢印に示す方向に照射されて、架台２５上の球
面レンズ２２を透過して樹脂層２１下面を平均的に照射
して、樹脂層２１は硬化されて球面レンズ２２の上面と
接合される。この場合、予め球面レンズ２２の上面にカ
ップリング剤をスピンコートなどで塗布すると樹脂層２
１と球面レンズ２２との密着が促進される。

【００２２】上記作用により樹脂層２１の硬化後、成形
金型２０に球面レンズ２２が付着した状態で球面レンズ
２２が架台２５上のレンズ座２６より離間するまで上昇
する。続いて圧電素子１８に高周波電源（不図示）によ
り、予め求められている離型に最適な共振周波数を中心
として、上下に周波数を振らせることにより、成形面１
２が振動し、樹脂層２１の離型が行なわれる。離型が行
なわれた後も樹脂層２１と成形面１２の間に空気が介在
しないため、リンギング状態になり樹脂層２１と成形面
１２とは見かけ上貼り付いた状態となっている。この状
態において、成形金型２０を更に上昇（矢印に示す）方
向に移動させることにより、球面レンズ２２の肩部（成
形金型２０の外周より突出した円周端部）に当接して成
形金型２０の成形面１２より複合レンズは離間して成形
は終わる。

【００２３】上記構成と作用を有する本実施例によれば
成形された複合レンズと成形金型間は、振動によって既
に離型の状態であるが見かけ上まだ貼付いた状態となっ
ているのを簡単な構成の離型手段にて完全に離型するこ
とができるので離型による樹脂の変形は起こらず、また
生産面における自動化推進に大きな利点を有する。

【００２４】上記本実施例における離型手段は、成形金
型の上昇に伴う棒状部材へ成形した複合レンズの外周縁
部を当接するという離型手段を用いたが、必ずしもこの
手段に限定するものではなく、複合レンズの側面を突き
押しする方法でもよく、また吸着する方法でもよく、更
にチャックにて挟着する方法などでもよいことは勿論で
ある。

【００２５】

【実施例３】図６に基づいて本発明の実施例３を説明す
る。図６は、本発明の複合レンズの成形装置の実施例３
を示し、その一部を断面と破断にて示す正面図である。 なお図中において、上記各実施例と同一部材および同一
構成については、同一符号を付し、その説明は省略する
。

【００２６】図に示すように、円筒形状の金型装着部１
６の円筒内３１には、ボルト１５を収納する孔を上端面
に有するブロック形状の成形金型固定部材３４の下端面
と直列に締め付け構成された共振器１３とが収納されて
いる。また上記金型装着部１６の下端面の上記円筒内３
１には、振動の節となる円形状にフランジ３２が上記金
型装着部１６の下端面とボルトにて装着されている。そ
の中心部には上記共振器１３の下端面と直列に接続され
た圧電素子１８と端子板１９と成形金型２０とが、ボル
ト１５によりそれぞれの中心を螺合にて締付されて一体
的に構成されている。また成形金型２０の先端部１１の
円周の側面（半径方向）には、成形面１２の弾性変形を
増大するための孔３３を穿設している。図示していない
球面レンズ２２、樹脂層２１などの構成は、上記実施例
１と同一に付き省略する。

【００２７】上記構成による作用を説明する。球面レン
ズ２２上に所定量の紫外線硬化型樹脂を塗布して、その
上方より成形金型２０を下降し、所定の加圧にて成形さ
れた樹脂層２１は紫外線照射により硬化し、しかる後圧
電素子１８の高周波電圧を印加することにより、成形金
型２０の成形面１２が振動する。このとき成形金型２０
の先端部１１に穿設した孔３３により振動は増大する。 またフランジ３２により金型装着部１６をボルトにて固
着したため共振器１３とによりフランジ面が振動の節と
なりこのために振動が金型装着部１６に伝わらないため
、振動による離型が効率よくできる。

【００２８】上記構成および作用を有する本実施例によ
れば、共振器によりフランジ面が節となっているため、
振動が金型装着部に伝わらないため効率よく、また成形
金型以外への振動の影響を抑えることができる。また成
形金型の先端部に孔を穿設したため成形金型の成形面へ
の振動が増大するなどのため成形品の離型が容易に行な
える。

【００２９】

【実施例４】図７に基づいて本発明の実施例４を説明す
る。図７は、本発明の複合レンズの成形装置の実施例４
を示し、その一部を断面にて示す正面図である。なお図
中において、上記各実施例と同一部材または同一構成に
ついては、同一符号を付しその説明は省略する。

【００３０】円筒形状の金型装着部１６の円筒内３１に
は、図示されていないが、成形金型固定部材３４の上端
面に、ボルトを収納する孔を設けて、成形金型固定部材
３４の下端面に直列に、共振器１３、圧電素子１８と端
子板１９と成形金型２０のそれぞれの中央に穿設した螺
孔と螺合して締め付け装着されている。なお金型装着部
１６の下端面には、円板状のフランジ３２がボルトにて
装着されて、上記した圧電素子１８の上面上にその中心
に穿設された孔を一体的に締め付け構成されている。

【００３１】また、上記成形金型２０の先端部１１と成
形面１２との間の形状を細形に括れ形成されている。即
ち段付きステップホン３５に形成し共振器１３による振
動幅を一層増大し、成形面１２に与えるように構成され
て、成形面が矢印に示すようにダイアフラム形状に撓む
ように振動される。このように構成されることにより成
形の効率が上昇される。

【００３２】

【実施例５】図８と図９に基づいて本発明の実施例５を
説明する。図８は、本発明の複合レンズの成形装置の実
施例５を示す成形金型部の正面図である。図９は、図８
に示す成形装置の別例の成形装置を示す正面図である。 なお図中において、上記各実施例と同一部材および同一
構成については、同一符号を用いその説明を省略する。

【００３３】図に示すように金型装着部１６の下端面に
装着した成形金型３６の側面に積層型圧電素子３８を装
着すべく矩形状の空洞３７を形成している。この空洞３
７内の中央位置には、矩形状の積層型圧電素子３８が左
右方向に橋渡し式に配設されて、成形金型３６の成形面
１２に振動を与えるように構成されている。このように
成形金型３６が構成されているため、積層型圧電素子３
８に電圧を印加することにより共振を用いることなく成
形面１２を振動することができるため、制御が簡単にで
きる。また積層型圧電素子３８は必要に応じて対向位置
に増設してもよく、更には放射状に複数設けてもよい。

【００３４】上記した図８による積層型圧電素子３８を
空洞３７内に設けた成形装置に対し、図９に示す成形装
置は、成形金型３６の所望の外周側面位置に、金型装着
部１６の下端面にＬ字形状の支持部材３９を所望の間隔
を設けて装着し、その間隔間に積層型圧電素子３８を配
設構成した成形装置の例であり、その作用は図８と同様
である。

【００３５】

【実施例６】図１０に基づいて本発明の実施例６を説明
する。図１０は、本発明の複合レンズの成形装置の実施
例６の要部を示し、その一部を断面にて示す正面図であ
る。本実施例は、上記した図６に示す実施例３の構成に
冷却パイプ４０と熱電体４１とを設けた点のみが異なる
。従ってその相違点のみの説明に留める。

【００３６】図に示すように成形金型２０の外周に、そ
の一端を外部に設けられた冷水供給手段と接続され、他
端を外部に排出するよう接続された冷却パイプ４０が巻
装されている。また成形金型２０の先端部１１の所望の
周側面には、成形金型２０の温度をモニタし、成形金型
２０が振動により温度上昇しないように、図示されない
温度コントローラにより冷却水を冷水パイプ４０に流し
て温度コントロールを行なうように構成されている。こ
のように構成された本実施例は、冷却水により成形金型
２０が温度コントロールを完全に行なうことができるの
で、振動による発熱を抑えることができる。

【００３７】

【発明の効果】上記構成による本発明によれば、圧電素
子などにより成形金型に振動を与えることにより成形し
た複合レンズに負荷を与えることなく容易に離型するこ
とができる。また離型力が小さいため連続生産を行なっ
ても、装置の位置精度に狂いが生じないなど、生産面，
品質面，原価面に顕著な効果を奏する。

【００３８】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の複合レンズの成形装置の概要を示す正
面図である。

【図２】図１に示す成形金型の成形面における変形状態
を示す説明図である。

【図３】本発明の複合レンズの成形装置の実施例１を示
し、その一部を断面と破断にて示す側面図である。

【図４】図３に示す成形金型の成形面における変形状態
を示す説明図である。

【図５】本発明の複合レンズの成形装置の実施例２を示
し、その一部を破載にて示す要部の側面図である。

【図６】本発明の複合レンズの成形装置の実施例３を示
し、その一部を破載にて示す正面図である。

【図７】本発明の複合レンズの成形装置の実施例４を示
し、その一部を破載にて示す正面図である。

【図８】本発明の複合レンズの成形装置の実施例５を示
す成形金型の正面図である。

【図９】図８に示す成形装置とは別の成形装置を示す正
面図である。

【図１０】本発明の複合レンズの成形装置の実施例６の
要部を示し、その一部を断面にて示す正面図である。

【図１１】従来の複合レンズの成形装置の正面よりの断
面図である。

【符号の説明】

１０，２０　　成形金型 １１　　先端部 １２　　成形面 １３　　共振器 １４　　振動発生手段 １６　　金型装着部 １７　　内孔部 １８　　圧電素子 １９　　端子板 ２１　　樹脂層 ２２　　球面レンズ ２３　　高周波アンプ ２４　　ファンクションジェネレータ ２５　　架台 ２６　　レンズ座 ２７　　紫外線照射装置 ２８　　離型手段 ３０　　照射孔 ３１　　円筒内 ３２　　フランジ ３３　　孔 ３４　　固定部材 ３５　　段付ステップホン ３７　　空洞 ３８　　積層型圧電素子 ３９　　支持部材 ４０　　冷却パイプ ４１　　熱電体

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　成形金型を用いてガラスレンズの光学
   曲面に樹脂膜を成形する複合レンズの製造方法において
   、成形金型の成形面を加振手段により、金型の成形面の
   形状を弾性変形するように振動させることにより複合レ
   ンズの成形金型との密着強度をさげて、離型するように
   したことを特徴とする複合レンズの成形方法。
2. 【請求項２】　　成形金型を用いてガラスレンズの光学
   曲面に樹脂膜を成形する複合レンズの成形装置において
   、成形金型を圧電素子を用いたランジュバン振動子で構
   成し、その金型成形面を弾性変形させることを特徴とす
   る複合レンズの成形装置。
3. 【請求項３】　　成形金型を用いてガラスレンズの光学
   曲面に樹脂膜を成形する複合レンズの成形装置において
   、成形金型を圧電素子を用いたランジュバン振動子で構
   成し、上記圧電素子の外径よりも、成形金型の外径を大
   きくしたことを特徴とする複合レンズの成形装置。
4. 【請求項４】　　成形金型を用いてガラスレンズの光学
   曲面に樹脂膜を成形する複合レンズの成形装置において
   、成形金型として離型用超音波を用いると共に、温度コ
   ントローラユニットにて温度コントロールを行なうこと
   を特徴とする複合レンズの成形装置。