JPH05139769A - 光学部品の組立方法 - Google Patents

光学部品の組立方法

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JPH05139769A
JPH05139769A JP32688191A JP32688191A JPH05139769A JP H05139769 A JPH05139769 A JP H05139769A JP 32688191 A JP32688191 A JP 32688191A JP 32688191 A JP32688191 A JP 32688191A JP H05139769 A JPH05139769 A JP H05139769A
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JP
Japan
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optical
molding
lens
upper mold
mold
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JP32688191A
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English (en)
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Masanobu Tatsuyama
昌信 龍山
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Olympus Corp
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Olympus Optical Co Ltd
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Publication date
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B11/00Pressing molten glass or performed glass reheated to equivalent low viscosity without blowing
    • C03B11/14Pressing laminated glass articles or glass with metal inserts or enclosures, e.g. wires, bubbles, coloured parts
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B23/00Re-forming shaped glass
    • C03B23/20Uniting glass pieces by fusing without substantial reshaping
    • C03B23/22Uniting glass lenses, e.g. forming bifocal lenses

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Lens Barrels (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 順次に光学部品を多段的に成形する。これに
より、組立工程を不要とするとともに、光学部組のコン
パクト化を図る。 【構成】 第1の成形工程で上型と下型4a,4bによ
り外筒状の枠を有する光学部品1を成形する。第2の成
形工程で他の上型と光学部品1の光学面とにより光学部
品2を成形する。第3の成形工程で上型7と光学部品2
の光学面とにより光学部品3を成形する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、熱間成形法などを用い
て、レンズや保持枠を多重成形しながら光学部組を構成
する方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、レンズや保持枠を多重成形する方
法としては、以下のような発明が開示されている。例え
ば、特開昭60−186801号公報記載の発明におい
ては、図14に示すように同一軸線上に配置された上下
一対の押圧軸94および95に予め形成されたレンズ9
1および92が芯出しされた状態で配置され、図示しな
い加熱装置により、形成されるガラス93の転移点温度
付近まで加熱されている。次いで、両押圧軸の間にホル
ダー96内で成形に必要な軟化する温度まで加熱された
ガラス93が同心状に移動可能に配置され、押圧軸94
および95に取り付けたレンズ91および92が軟化し
たガラス93を必要な厚さまで圧縮成形する。ガラス9
3が転移点付近の温度になったら押圧軸94,95を開
き、図15の如く一体となったレンズを取り出し徐冷す
る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかるに、前記特開昭
60−186801号公報記載の発明では、予め形成さ
れたレンズを押圧軸に芯出しして配置しなけれならず、
従来より多重レンズ構造とするためにおこなわれていた
レンズの貼り合わせ、あるいはレンズ保持枠への位置決
めなどと同様の作業が発生してしまい、多重レンズ構造
としても組立工数の削減に寄与しないという不具合があ
った。
【0004】因って、本発明は前記従来技術における問
題点に鑑みて開発されもので、鏡枠などのレンズ保持部
材への組立工程を必要としない接合されたレンズと枠か
ら構成される光学部品の組立方法を提供することを目的
とする。
【0005】
【課題を解決するための手段および作用】本発明は、筒
状の枠内に接合された複数個のレンズを組み立てる方法
において、一対の成形用金型で第1のレンズの成形とと
もに他のレンズを収納する筒状枠を一体に形成する第1
の成形工程と、前記成形用金型の一方の金型で前記第1
のレンズを支持しつつ該レンズの筒状枠内に第2のレン
ズ材料を投入し、成形された第1のレンズの成形面と第
2のレンズの成形用金型とにより第2のレンズを成形す
る第2の成形工程とを有する組立方法である。
【0006】また、前記筒状枠は第1のレンズ材料と同
一の筒状体または第1のレンズの外周成形用胴型である
組立方法である。
【0007】本発明では、加熱軟化した光学素材を金型
またはそれに類するものにより押圧して光学素子を成形
する成形技術により、まず第1の成形工程において加熱
軟化した光学素子を金型で押圧し、2つの光学面とそれ
に連続した外筒状の枠を有する第1の光学部品を成形す
るか、または胴型内に第1の光学部品を成形する。次
に、前記工程で成形された第1のレンズの枠と枠内部側
の光学面に第1の光学部品より軟化する温度が低い加熱
軟化された光学材料を挿入し、第1の光学部品の光学面
と第2の金型とにより、第2の光学部品を成形する。以
上の工程を複数回繰り返すことにより、枠内に複数枚の
接合された光学部品を成形の工程のみで形成できるの
で、組立工程を省略できる。
【0008】
【実施例1】図1〜図4は本実施例を示し、図1〜図3
は成形工程を示す断面図、図4は形成された光学部品の
斜視図である。図1に示す如く、同一軸上に配置したス
テンレス(線膨張係数14×10-6/℃)の上型5と同
じくステンレスの下型4bおよび超硬合金(線膨張係数
約5.7×10-6/℃)の下型4aとの間に、適量体積
の光学材料としてLAL57軟化点温度705℃,転移
点温度640℃,線膨張係数9.2×10-6/℃)の塊
を、図示を省いた加熱装置によって約700℃以上に加
熱して挿入する。また、上型5、下型4a,4bは予め
図示を省いた温調装置によってLAL57の転移点温度
よりも20〜30℃低い温度に保っておく。
【0009】次に、上型5と下型4a,4bとでLAL
57を一定変位量で所要の位置まで押圧するか、あるい
は一定変位と同様な押圧が可能な一定時間および一定の
圧力で押圧する方法により所要の厚さとなる様に押圧成
形を行う。この時、余肉は上型5と下型4aとの隙間か
ら逃げる。この様にして光学部組の第1の光学部品1を
形成する。
【0010】次いで徐冷を始めるが、徐冷開始と同時に
上型5には図示を省いた窒素噴射装置により窒素を噴射
し、上型5の収縮を第1の光学部品1の収縮より早め、
収縮差によって上型5を離型する。徐冷の過程では、線
膨張係数を下型4b(14×10-6/℃)>第1の光学
部品11(9.2×10-6/℃)>下型4a(5.7×
10-6/℃)の関係にし、内側にある部材の収縮を大き
くして形成した第1の光学部品を収縮による破壊から守
る。また光学面の口径を小さく、例えば2mm以下にし
て収縮による内部応力が大きくならないようにする。
【0011】次に光学部品1,下型4a,4bおよび第
2の成形に用いるステンレス製の上型6を、第2に成形
する光学材料として光学部品1よりも転移点温度の低い
PBM27(軟化点温度592℃,転移点温度455
℃,線膨張係数9.8×10-6/℃)の転移点温度より
20〜30℃低い温度まで徐冷し、図示を省略した温調
装置によりこの温度を一定に保つ。
【0012】次に、図2に示す如く、光学部品1の枠内
部側へ図示を省略した加熱装置により約580℃に加熱
した適量体積のPBM27を挿入し、光学部品1の内部
光学面と上型6とで押圧成形を行い光学部品2を形成す
る。ここで上型6の径は、光学部品2の光路として使用
される光学面の有効径より大きく、また押圧成形時に余
剰した光学材料が逃れ、かつ光学材料が逃れる時の抵抗
で、光学部品1の鏡筒部位にフープ力が発生しないため
の充分な逃れ用通路を確保し、鏡筒部位内径より0.4
mm以上小さくなる様にして光学部品1を破損しないよ
うに設定されている。
【0013】以上の様にして、光学部組の第2の光学部
品2を形成した後、上型6は前述と同様に他よりも徐冷
を早めて離型し、その他は上型6よりも遅く徐冷する。
この徐冷の段階で第1の光学部品1と第2の光学部品2
には収縮に差があるが、本実施例のように比較的線膨張
係数の近いLAL57(線膨張係数9.2×10-6
℃)とPBM(線膨張係数9.8×10-6/℃)とを使
用し、かつ光学部品を前述の通り小径にして収縮差によ
る応力が破壊に至らないようにしてある。
【0014】次に、光学部品1,光学部品2,下型4
a,4bおよび第3の成形に用いるステンレス製の上型
7を、第3に成形する光学材料として光学部品2よりも
転移点温度の低いPSK50(軟化点温度約430℃,
転移点温度381/℃,線膨張係数11.2×10-6
℃)の転移点温度より20〜30℃低い温度まで徐冷
し、図示を省略した温調装置によりこの温度を一定に保
つ。
【0015】次に、図3に示す如く、光学部品1および
光学部品2で形成される枠内部側へ図示を省略した加熱
装置により約420℃に加熱した適量体積のPSK50
を挿入し、前記第2の成形と同様に押圧成形を行い、光
学部品3を形成する。ここで上型7の径は、第2の成形
に使用した上型6と同径に設定されており、光学部品3
は良好に形成されるとともに、光学部品1の鏡筒部に破
損を与えない。
【0016】以上の様にして光学部組を構成する光学部
品1,2,3を形成した後、全体を徐冷して上型7,下
型4a,4bを離型する。図4に示す如く、型から取り
出された光学部品1,2,3はそれぞれ転移点温度で押
圧成形されたので、互いに圧着されて貼合せレンズと同
様になっている。また、光学部品を充分な小径にするこ
とにより応力を小さくしてあるので、光学部品1,2,
3の各線膨張係数の差による圧着面のハガレは生じな
い。
【0017】本実施例によれば、光学部組は光学部組構
成部品を成形加工していくと同時に多重一体成形される
ので、成形工程のみで光学組が得られ、組立工程を不要
とすることができる。また、光学部組の光学部品1を鏡
筒状に形成したので、ユニットへの組付けが容易とな
る。さらに、用途としては小径でレンズ研磨および組立
が難しい内視鏡や硬性鏡の先端光学系に適している。
【0018】尚、本発明は本実施例の光学材料に限定す
るものではなく、線膨張係数が同様なものを選択すれば
良く、大口径なものを成形するときにも有利である。ま
た、本実施例では各光学材料をガラスの軟化点付近で説
明したが、本発明はこれに限定するものではなく、それ
ぞれの光学材料の成形温度が順次に低くなる様に設定す
れば同様の効果が得られる。
【0019】
【実施例2】図5〜図9は本実施例を示し、図5は胴型
の断面図、図6〜図8は成形工程を示す断面図、図9は
形成された光学部組の斜視図である。前記実施例1では
光学部組の母体となる鏡筒部を図1に示すごとく、1回
目の成形で光学部品1と一体で成形していたが、本実施
例では図5に示すような超硬合金性の胴型11を光学部
組の鏡筒として成形していく。成形の工程,光学材料,
上型の径および上型の材質などの要領は前記実施例1と
同様に行う。
【0020】始めに、図6に示すように、下型15,上
型16および胴型11内にて光学部品12を押圧成形す
る。次に、図7に示すように、上型16を上型17に換
えて光学部品13を押圧成形する。最後に、図8に示す
ように、上型17を上型18に換えて光学部品14を押
圧成形する。この様にして図9に示すごとく、光学部組
を得ることができる。
【0021】本実施例では超硬合金製の胴型11の線膨
張係数(5.7×10-6/℃)が光学部品12,13,
14よりも小さく、その差がやや大きいので常温まで徐
冷すると、胴型11と光学部品12,13,14との間
にクリアランスができてしまい光学部品が抜け落ち易
い。これを防止するため胴型11に予めわずかな逆勾
配、例えば0.5°以下を付けておくか、あるいは胴型
11の材質を超硬合金以外で光学部品12,13,14
の線膨張係数に近い耐熱材料、例えば線膨張係数11×
10-6/℃近辺のステンレスにしておく。
【0022】本実施例によれば、得られた光学部組は成
形加工していくと同時に多重一体成形されるので、成形
工程のみで光学部組が得られ、組立工程を不要とするこ
とができる。また、本実施例では光学部組の母体となる
鏡筒に一般の光学材料よりも堅牢な材料(例えば、超硬
合金やステンレス等)の胴型を使用するので前記実施例
1の利点に加え、成形中の押圧力をより大きくできると
ともに成形後の変形を抑えることができ、ユニットへの
組付け時のハンドリングも容易となる。
【0023】
【実施例3】図10〜図13は本実施例を示し、図10
〜図12は成形工程を示す断面図、図13は一部を断面
した斜視図である。本実施例の光学部品の組立方法は前
記実施例1と同様であり、同一番号を付して説明を省略
する。ただし、下型の構造は3体になっていて、光学材
料に囲まれる下型4b,4cは離型の都合を考慮して線
膨張係数の大きい材料、例えばステンレス(線膨張係数
14×10-6/℃)とし、外側になる下型4aは線膨張
係数の小さい材料、例えば超硬合金(線膨張係数5.7
×10-6/℃)とし、常温まで徐冷したときに下型4
a,4b,4cは収縮の差で光学部品から離型される。
【0024】また、光学部品1の形状は図13に示すよ
うに複雑なため、型から離型しにくいので、抜け勾配を
やや大きめ、例えば1°以上にする。さらに、第1回目
に成形する形状は複雑なため、光学材料の塊から押圧し
ても形成できないので、あらかじめ形状をプリフォーム
しておく。
【0025】本実施例で得られた光学部組は図13の如
く、前記実施例1と比較して、第1回目の成形で形成さ
れる光学部品1の形状を鏡筒と光学面を兼ねるだけに留
まらず、鏡筒周辺の光学機能部品以外までも形成してい
るので、複合機能を一体成形で、しかも組立不要で実現
している。
【0026】本実施例によれば、光学部組は微小径レン
ズ光学系とその他の機能部品とがコンパクトに組立られ
るので、対物レンズ,ライトガイトおよび処置具ガイド
を合わせ持つ内視鏡先端部品に用途がある。
【0027】
【発明の効果】以上説明した様に、本発明に係る光学部
品の組立方法によれば、成形により形成された枠に順次
に光学部品を成形して、多段的に光学部品を形成するの
で、成形工程のみで光学部組が得られ、組立工程を不要
とすることができ、かつ光学部組構成部品の位置決めに
ネジやリングを使用しないので光学部組のコンパクト化
に寄与する。また、鏡枠も光学部組の組付け上都合良く
加工でき、後の工程の工数削減にもなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例1を示す断面図である。
【図2】実施例1を示す断面図である。
【図3】実施例1を示す断面図である。
【図4】実施例1を示す斜視図である。
【図5】実施例2を示す断面図である。
【図6】実施例2を示す断面図である。
【図7】実施例2を示す断面図である。
【図8】実施例2を示す断面図である。
【図9】実施例2を示す斜視図である。
【図10】実施例3を示す断面図である。
【図11】実施例3を示す断面図である。
【図12】実施例3を示す断面図である。
【図13】実施例3を示す一部を断面した斜視図であ
る。
【図14】従来例を示す断面図である。
【図15】従来例を示す断面図である。
【符号の説明】
1,2,3 光学部品 4a,4b 下型 5,6,7 上型

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 筒状の枠内に接合された複数個のレンズ
    を組み立てる方法において、一対の成形用金型で第1の
    レンズの成形とともに他のレンズを収納する筒状枠を一
    体に形成する第1の成形工程と、前記成形用金型の一方
    の金型で前記第1のレンズを支持しつつ該レンズの筒状
    枠内に第2のレンズ材料を投入し、成形された第1のレ
    ンズの成形面と第2のレンズの成形用金型とにより第2
    のレンズを成形する第2の成形工程とを有することを特
    徴とする光学部品の組立方法。
  2. 【請求項2】 前記筒状枠は第1のレンズ材料と同一の
    筒状体または第1のレンズの外周成形用胴型であること
    を特徴とする請求項1記載の光学部品の組立方法。
JP32688191A 1991-11-15 1991-11-15 光学部品の組立方法 Withdrawn JPH05139769A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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