JPWO2016051851A1 - Lens, lens manufacturing method, and projection apparatus - Google Patents
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Abstract
光軸方向にみて少なくとも一つの割線に沿って円形をカットしてなる非円形に形成され、割線Lに沿って延びる端面を有するレンズであって、端面は、薄肉領域と、端面の延在方向に薄肉領域の両側に隣設された厚肉領域と、を有し、厚肉領域の各々に、レンズの表面及び裏面に沿う縁部を除いて、少なくとも一つの被押圧部が設けられている。A lens having a non-circular shape formed by cutting a circle along at least one secant line in the optical axis direction and having an end surface extending along the secant line L. The end surface includes a thin region and an extending direction of the end surface A thick region adjacent to both sides of the thin region, and each of the thick regions is provided with at least one pressed portion except for an edge along the front and back surfaces of the lens. .
Description
本発明は、レンズ、レンズの製造方法、及び投射装置に関する。 The present invention relates to a lens, a lens manufacturing method, and a projection apparatus.
特許文献1に記載されたレンズは、光軸方向にみて略矩形状に形成された両凸レンズであり、長手方向に沿う端面の各部の厚みは、中央部で厚く、長手方向の両端に向けて単調に薄くなっており、端面には、この端面の輪郭に略相似な凸形状部又は凹形状部が設けられている。
The lens described in
そして、特許文献1に記載されたレンズの製造方法は、上記レンズを樹脂の射出成形によって製造するものであり、上記の凸形状部又は凹形状部を成形する型が可動な圧縮駒とされており、射出成形時に凸形状部又は凹形状部は圧縮駒によって圧縮される。それにより、厚みの偏差による体積収縮量に差が生じることを抑制し、レンズ面の形状精度を高めている。
And the manufacturing method of the lens described in
特許文献1に記載されたレンズは、両凸の比較的単純な形状のレンズであるが、近年では、レンズの光学性能を高めるべく、レンズ面が例えば非球面形状など比較的複雑な形状に形成される傾向にある。
The lens described in
本発明は、上述した事情に鑑みなされたものであり、レンズ面が非球面形状に形成されるレンズの形状精度を高めることを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and an object thereof is to improve the shape accuracy of a lens having a lens surface formed in an aspherical shape.
本発明の一態様のレンズは、光軸方向にみて少なくとも一つの割線に沿って円形をカットしてなる非円形に形成され、上記割線に沿って延びる端面を有するレンズであって、上記端面は、薄肉領域と、この端面の延在方向に上記薄肉領域の両側に隣設された厚肉領域と、を有し、上記厚肉領域の各々に、このレンズの表面及び裏面に沿う縁部を除いて、少なくとも一つの被押圧部が設けられている。 The lens of one embodiment of the present invention is a lens that is formed in a non-circular shape formed by cutting a circle along at least one secant line in the optical axis direction, and has an end surface extending along the secant line, and the end surface is A thin region, and a thick region adjacent to both sides of the thin region in the extending direction of the end surface, and an edge along the front and back surfaces of the lens is provided in each of the thick regions. Except for this, at least one pressed part is provided.
また、本発明の一態様のレンズの製造方法は、光軸方向にみて少なくとも一つの割線に沿って円形をカットしてなる非円形に形成され、上記割線に沿って延びる端面を有するレンズを射出成形によって製造するレンズの製造方法であって、上記端面は、薄肉領域と、この端面の延在方向に上記薄肉領域の両側に隣設された厚肉領域と、を有するものであり、射出成形時に、上記厚肉領域の各々において、このレンズの表面及び裏面に沿う縁部を除き、上記厚肉領域の少なくとも一部を押圧する。 According to another aspect of the present invention, there is provided a lens manufacturing method that emits a lens having a non-circular shape formed by cutting a circle along at least one secant line in the optical axis direction and having an end surface extending along the secant line. A method of manufacturing a lens manufactured by molding, wherein the end surface includes a thin region and a thick region adjacent to both sides of the thin region in the extending direction of the end surface, and injection molding. Sometimes, in each of the thick regions, at least a portion of the thick region is pressed except for the edges along the front and back surfaces of the lens.
また、本発明の一態様の投射装置は、上記レンズを少なくとも1枚以上有する。 In addition, a projection device of one embodiment of the present invention includes at least one lens.
本発明によれば、レンズ面が非球面形状に形成されるレンズの形状精度を高めることができる。 According to the present invention, it is possible to increase the shape accuracy of a lens whose lens surface is formed in an aspherical shape.
図1(A),(B),(C)は、本発明の実施形態を説明するための、レンズの一例の構成を示す。図1(A)はレンズの平面図、図1(B)はレンズの正面図、図1(C)はレンズの側面図である。 FIGS. 1A, 1B, and 1C show a configuration of an example of a lens for explaining an embodiment of the present invention. 1A is a plan view of the lens, FIG. 1B is a front view of the lens, and FIG. 1C is a side view of the lens.
図1(A),(B),(C)に示すレンズ1は、光軸方向にみて割線Lに沿って円形をカットしてなる非円形に形成され、割線Lに沿って延びる端面2を有する。割線Lとは、円周と二点で交わる直線である。なお、図示の例では、レンズ1は、一つの割線Lによってカットされた非円形状に形成されているが、例えば光軸を挟んで対称をなす二本の割線など、二以上の割線でカットされた非円形状に形成されていてもよい。
A
端面2は、薄肉領域3と、端面2の延在方向に薄肉領域3の両側に隣設された厚肉領域4,5と、を有する。図示の例では、レンズ1の一方の光学面6が、光軸を含み端面2に垂直な面Sを境に略対称な凸曲面に形成され、他方の光学面7が面Sを境に略対称な凹曲面に形成されており、薄肉領域3は面Sに交差し、面Sを境に略対称に形成されており、厚肉領域4,5もまた、薄肉領域3を挟んで略対称に形成されている。
The
薄肉領域3及び厚肉領域4,5の境界は、薄肉領域3の最小厚みの1/2以上の距離で端面2の輪郭を内側にオフセットした場合に、一方の光学面6に沿うオフセット線6aと、他方の光学面7に沿うオフセット線7aとの交点を通る線分によって定義することができる。
The boundary between the
なお、薄肉領域3の最小厚みとは、レンズ1の一方の光学面6に沿う輪郭線と他方の光学面7に沿う輪郭線とに内接する円C1の最小直径の値を言い、最小直径を与える円の内側を薄肉領域3の最小厚みを与える部位とする。
Note that the minimum thickness of the
図2は、端面2の構成を示す。
FIG. 2 shows the configuration of the
厚肉領域4,5の各々には、レンズ1の一方の光学面6及び他方の光学面7に沿う縁部8を除き、少なくとも一つの被押圧部9が設けられている。被押圧部9は、詳細は後述するが、樹脂の射出成形によって形成されるレンズ1の射出成形の過程で押圧される部位である。
Each of the
レンズ1の射出成形で樹脂は型と接触する表面側から冷却固化され、各部の冷却速度はレンズ1の各部の肉厚に関連する。厚肉領域4,5の各々の縁部8を除く領域に被押圧部9を設けることにより、先行して固化する薄肉領域3や縁部8に阻害されることなく、流動性を保った状態にある樹脂を押圧することができる。かかる観点から、縁部8は、薄肉領域3の最小厚みTminの1/2以上の厚みを有することが好ましい。
In the injection molding of the
図示の例では、厚肉領域4,5の各々から縁部8を除いた領域全体が被押圧部9とされているが、被押圧部9は図2に示めした例に限られるものではない。例えば図3に示すように、厚肉領域4,5の各々から縁部8を除いた領域の一部分に設けられていてもよく、また、図4に示すように、厚肉領域4,5の各々から縁部8を除いた領域に分散して複数設けられていてもよい。また、被押圧部9は、端面2に凹状に形成されていてもよいし、端面2に凸状に形成されていてもよいし、端面2に略面一に形成されていてもよい。
In the example shown in the figure, the entire area excluding the
ここで、被押圧部9の少なくとも一部は、厚肉領域4,5の各々の最大厚みを与える部位に含まれていることが好ましい。厚肉領域4,5の各々の最大厚みを与える部位を押圧することにより、レンズ1の射出成形の過程で、より確実に流動性を保った状態にある樹脂を押圧することができる。
Here, it is preferable that at least a part of the pressed
なお、厚肉領域4,5の最大厚みとは、レンズ1の一方の光学面6に沿う輪郭線と他方の光学面7に沿う輪郭線とに内接する円C2の最大直径の値を言い、最大直径を与える円の内側を厚肉領域4,5の最大厚みを与える部位とする。
Note that the maximum thickness of the
図5は、レンズ1の製造に用いられる射出成形型の一例の構成を示す。
FIG. 5 shows a configuration of an example of an injection mold used for manufacturing the
図5に示す射出成形型10は、上型11と、下型12と、入れ子13とを有する。
An
上型11にはレンズ1の一方の光学面6を成形する成形面14が設けられており、下型12にはレンズ1の他方の光学面7を成形する成形面15が設けられている。そして、入れ子13には、レンズ1の端面2を成形する成形面16が設けられている。
The
入れ子13は、上型11、下型12、及び入れ子13によって囲まれるキャビティ17に充填される樹脂を押圧する圧縮駒18を有する。圧縮駒18は、上型11及び下型12の型開き方向と略直交する方向に進退可能に入れ子13に支持されており、圧縮駒18の先端面19は成形面16に露呈している。圧縮駒18の前進によって、キャビティ17に充填された樹脂は適宜圧縮される。入れ子13もまた、圧縮駒18の進退方向に移動可能に上型11及び下型12に支持されている。
The
圧縮駒18は、レンズ1の端面2の厚肉領域4,5の各々に設けられる被押圧部9を形成するものであり、図示は省略するが、入れ子13には、厚肉領域4の被押圧部9に対応する少なくとも一つの圧縮駒18、及び厚肉領域5の被押圧部9に対応する少なくとも一つの圧縮駒18がそれぞれ設けられる。
The
なお、成形面16及び圧縮駒18の先端面19を粗面としてもよい。それによれば、成形面16によって成形されるレンズ1の端面2、及び圧縮駒18の先端面19によって成形される被押圧部9を粗面とすることができ、端面2及び被押圧部9で発生する光の反射を抑制することができる。
The
また、上記の射出成形型10の構成は一例であり、下型12に成形面16を設け、下型12によって圧縮駒18を進退可能に支持してもよい。又は、上型11に成形面16を設け、上型11によって圧縮駒18を進退可能に支持してもよい。
Further, the configuration of the
図6(A),(B)は、射出成形型10を用いたレンズ1の製造方法を示す。
6A and 6B show a method for manufacturing the
図6(A)に示すように、ゲート20からキャビティ17に樹脂Mが充填される。ゲート20は、レンズ1の光学面6,7をそれぞれ成形する成形面14,15、及びレンズ1の端面2を成形する成形面16を除くキャビティ17の表面に開口して設けられ、図示の例では、成形面16とは反対側のキャビティ17の外周縁部に設けられている。
As shown in FIG. 6A, the resin M is filled from the
キャビティ17に樹脂Mが充填された後、図6(B)に示すように、樹脂Mが冷却固化する前に圧縮駒18を徐々に前進させて樹脂Mを圧縮し、冷却固化に伴う樹脂Mの体積収縮を補って保圧する。それにより、樹脂Mが固化してなるレンズ1にヒケが生じることが抑制され、レンズ1の形状精度を高めることができる。
After the
レンズ1におけるヒケは、厚い部位ほど、また、ゲート20から遠い部位ほど顕著に発生するところ、レンズ1の端面2の厚肉領域4,5の各々に被押圧部9を形成するように圧縮駒18によって樹脂Mを押圧することにより、ヒケの発生を効果的に抑制することができる。
The sink marks in the
そして、上記のとおり、樹脂Mは型と接触する表面側から冷却固化され、各部の冷却速度は各部の肉厚に関連するところ、厚肉領域4,5の各々の縁部8を除く領域に被押圧部9を設けるように圧縮駒18によって樹脂Mを押圧することにより、先行して固化する薄肉領域3や縁部8に阻害されることなく、流動性を保った状態にある樹脂Mを押圧することができる。
As described above, the resin M is cooled and solidified from the surface side in contact with the mold, and the cooling rate of each part is related to the thickness of each part, but in the areas other than the
厚肉領域4,5が薄肉領域3を挟んで略対称に形成されているレンズ1の射出成形では、厚肉領域4の被押圧部9及び厚肉領域5の被押圧部9もまた、薄肉領域3を挟んで略対称に設けられる。それによれば、厚肉領域4の被押圧部9に対応する圧縮駒18による樹脂Mの押圧と、厚肉領域5の被押圧部9に対応する圧縮駒18による樹脂Mの押圧とが均衡し、ヒケの発生を一層効果的に抑制することができる。
In the injection molding of the
なお、図6(A)に示した樹脂Mの充填工程において、例えば圧縮駒18の先端面19が成形面16に略面一に配置されている場合に、厚肉領域4,5の各々の被押圧部9は端面2に凹状に形成され、圧縮駒18の先端面19が成形面16よりも後退されるほどに、被押圧部9は端面2に略面一に、又は凸状に形成される。
In the filling process of the resin M shown in FIG. 6A, for example, when the
射出成形型10からレンズ1を取り外す際に、被押圧部9が凹状に形成される場合には圧縮駒18を後退させ、被押圧部9が凸状に形成される場合には入れ子13を後退させればよい。
When removing the
上述したレンズ1を備えた光学機器の一例として、LCD(liquid crystal display)パネルなどの画像表示素子を更に備える投射装置では、レンズ1の形状精度が高いので、レンズ1を通して画像表示素子により投射される画像の画質を高めることができる。
As an example of the optical device including the
以上、レンズ1を例に本発明を説明したが、レンズ1の構成は例示であって、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で、適宜な変形や変更を施すことが可能である。
Although the present invention has been described above by taking the
例えば図7に示すレンズ101は、光学面106,107のいずれもが、光軸を含み端面102に垂直な面Sを境に略対称な凹曲面に形成されているものであり、端面102は、面Sに交差する薄肉領域103と、端面102の延在方向に薄肉領域103の両側に隣設された厚肉領域104,105とを有する。厚肉領域104,105の各々の縁部108を除く領域には被押圧部109が設けられており、レンズ101の射出成形で被押圧部109を形成するように樹脂を押圧することにより、ヒケの発生を抑制し、レンズ101の形状精度を高めることができる。
For example, in the
以上説明したとおり、本明細書に開示されたレンズは、光軸方向にみて少なくとも一つの割線に沿って円形をカットしてなる非円形に形成され、上記割線に沿って延びる端面を有するレンズであって、上記端面は、薄肉領域と、この端面の延在方向に上記薄肉領域の両側に隣設された厚肉領域と、を有し、上記厚肉領域の各々に、このレンズの表面及び裏面に沿う縁部を除いて、少なくとも一つの被押圧部が設けられている。 As described above, the lens disclosed in the present specification is a lens having a non-circular shape formed by cutting a circle along at least one secant line in the optical axis direction and having an end surface extending along the secant line. The end face has a thin area, and thick areas adjacent to both sides of the thin area in the extending direction of the end face, and each of the thick areas includes a surface of the lens and Except for the edge part along a back surface, at least 1 to-be-pressed part is provided.
また、本明細書に開示されたレンズは、上記被押圧部の少なくとも一部は、上記厚肉領域の最大厚みを与える部位に含まれる。 In the lens disclosed in the present specification, at least a part of the pressed portion is included in a portion that gives the maximum thickness of the thick region.
また、本明細書に開示されたレンズは、上記縁部が、上記薄肉領域の最小厚みの1/2以上の厚みを有する。 Further, in the lens disclosed in the present specification, the edge portion has a thickness that is 1/2 or more of the minimum thickness of the thin region.
また、本明細書に開示されたレンズは、上記薄肉領域の両側に隣接された上記厚肉領域は、上記薄肉領域を挟んで対称をなし、上記厚肉領域の各々に設けられた上記被押圧部もまた、上記薄肉領域を挟んで対称をなす。 Further, in the lens disclosed in the present specification, the thick region adjacent to both sides of the thin region is symmetric with respect to the thin region, and the pressed portion provided in each of the thick regions. The part is also symmetric with respect to the thin region.
また、本明細書に開示されたレンズは、上記被押圧部が粗面加工されている。 Further, in the lens disclosed in this specification, the pressed portion is roughened.
また、本明細書に開示されたレンズの製造方法は、光軸方向にみて少なくとも一つの割線に沿って円形をカットしてなる非円形に形成され、上記割線に沿って延びる端面を有するレンズを射出成形によって製造するレンズの製造方法であって、上記端面は、薄肉領域と、この端面の延在方向に上記薄肉領域の両側に隣設された厚肉領域と、を有するものであり、射出成形時に、上記厚肉領域の各々において、このレンズの表面及び裏面に沿う縁部を除き、上記厚肉領域の少なくとも一部を押圧する。 Further, the lens manufacturing method disclosed in the present specification is a lens having a non-circular shape formed by cutting a circle along at least one secant line in the optical axis direction and having an end surface extending along the secant line. A method of manufacturing a lens manufactured by injection molding, wherein the end surface includes a thin region and a thick region adjacent to both sides of the thin region in the extending direction of the end surface, and injection At the time of molding, in each of the thick regions, at least a part of the thick region is pressed except for edge portions along the front and back surfaces of the lens.
また、本明細書に開示されたレンズの製造方法は、上記厚肉領域の最大厚みを与える部位の少なくとも一部を押圧する。 Further, in the lens manufacturing method disclosed in the present specification, at least a part of a portion that gives the maximum thickness of the thick region is pressed.
また、本明細書に開示されたレンズの製造方法は、上記縁部の厚みを上記薄肉領域の最小厚みの1/2以上の厚みとする。 Further, in the lens manufacturing method disclosed in the present specification, the thickness of the edge portion is set to be 1/2 or more of the minimum thickness of the thin region.
また、本明細書に開示されたレンズの製造方法は、上記薄肉領域の両側に隣接された上記厚肉領域は、上記薄肉領域を挟んで対称をなすものであり、上記厚肉領域の各々を、上記薄肉領域を挟んで対称に押圧する。 Further, in the method for manufacturing a lens disclosed in the present specification, the thick regions adjacent to both sides of the thin region are symmetrical with respect to the thin region, and each of the thick regions is Then, press symmetrically across the thin region.
また、本明細書に開示されたレンズの製造方法は、上記厚肉領域の各々に対する押圧によって上記厚肉領域を粗面とする。 Further, in the lens manufacturing method disclosed in this specification, the thick region is roughened by pressing the thick region.
また、本明細書に開示された投射装置は、上記レンズを少なくとも1枚以上有する。 Moreover, the projection apparatus disclosed in this specification has at least one lens.
本発明は、特にレンズ等に適用して利便性が高く、有効である。 The present invention is particularly convenient and effective when applied to a lens or the like.
本発明を詳細にまた特定の実施態様を参照して説明したが、本発明の精神と範囲を逸脱することなく様々な変更や修正を加えることができることは当業者にとって明らかである。
本出願は、2014年9月30日出願の日本特許出願(特願2014−200078)に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。Although the present invention has been described in detail and with reference to specific embodiments, it will be apparent to those skilled in the art that various changes and modifications can be made without departing from the spirit and scope of the invention.
This application is based on a Japanese patent application filed on September 30, 2014 (Japanese Patent Application No. 2014-200078), the contents of which are incorporated herein by reference.
1 レンズ
2 端面
3 薄肉領域
5 厚肉領域
6 光学面(表面)
7 光学面(裏面)
8 縁部
9 被押圧部
L 割線DESCRIPTION OF
7 Optical surface (back)
8
Claims (11)
前記端面は、薄肉領域と、該端面の延在方向に前記薄肉領域の両側に隣設された厚肉領域と、を有し、
前記厚肉領域の各々に、該レンズの表面及び裏面に沿う縁部を除いて、少なくとも一つの被押圧部が設けられているレンズ。A lens having a non-circular shape formed by cutting a circle along at least one secant in the optical axis direction and having an end surface extending along the secant,
The end surface has a thin region, and a thick region adjacent to both sides of the thin region in the extending direction of the end surface,
A lens in which at least one pressed portion is provided in each of the thick regions except for an edge portion along a front surface and a back surface of the lens.
前記被押圧部の少なくとも一部は、前記厚肉領域の最大厚みを与える部位に含まれるレンズ。The lens according to claim 1,
At least a part of the pressed portion is a lens included in a portion that gives the maximum thickness of the thick region.
前記縁部は、前記薄肉領域の最小厚みの1/2以上の厚みを有するレンズ。The lens according to claim 1 or 2,
The edge is a lens having a thickness of 1/2 or more of the minimum thickness of the thin region.
前記薄肉領域の両側に隣接された前記厚肉領域は、前記薄肉領域を挟んで対称をなし、
前記厚肉領域の各々に設けられた前記被押圧部もまた、前記薄肉領域を挟んで対称をなすレンズ。The lens according to any one of claims 1 to 3,
The thick region adjacent to both sides of the thin region is symmetric with respect to the thin region,
The pressed part provided in each of the thick regions is also a lens that is symmetrical with respect to the thin region.
前記被押圧部は粗面加工されているレンズ。The lens according to any one of claims 1 to 4,
The pressed portion is a lens having a roughened surface.
前記端面は、薄肉領域と、該端面の延在方向に前記薄肉領域の両側に隣設された厚肉領域と、を有するものであり、
射出成形時に、前記厚肉領域の各々において、該レンズの表面及び裏面に沿う縁部を除き、前記厚肉領域の少なくとも一部を押圧するレンズの製造方法。A lens manufacturing method for manufacturing a lens having a non-circular shape formed by cutting a circle along at least one secant in the optical axis direction and having an end surface extending along the secant, by injection molding,
The end face has a thin area, and a thick area adjacent to both sides of the thin area in the extending direction of the end face,
A method of manufacturing a lens, wherein at least a part of the thick region is pressed in each of the thick regions at the time of injection molding, except for edges along the front and back surfaces of the lens.
前記厚肉領域の最大厚みを与える部位の少なくとも一部を押圧するレンズの製造方法。A method of manufacturing a lens according to claim 6,
A method of manufacturing a lens that presses at least a part of a portion that gives the maximum thickness of the thick region.
前記縁部の厚みを前記薄肉領域の最小厚みの1/2以上の厚みとするレンズの製造方法。A method for manufacturing a lens according to claim 6 or 7,
A method for manufacturing a lens, wherein the thickness of the edge is set to a thickness equal to or greater than ½ of the minimum thickness of the thin region.
前記薄肉領域の両側に隣接された前記厚肉領域は、前記薄肉領域を挟んで対称をなすものであり、
前記厚肉領域の各々を、前記薄肉領域を挟んで対称に押圧するレンズの製造方法。A method for manufacturing a lens according to any one of claims 6 to 8,
The thick region adjacent to both sides of the thin region is symmetrical with respect to the thin region,
A method for manufacturing a lens, wherein each of the thick regions is pressed symmetrically across the thin region.
前記厚肉領域の各々に対する押圧によって前記厚肉領域を粗面とするレンズの製造方法。A method for manufacturing a lens according to any one of claims 6 to 9,
A method for manufacturing a lens in which the thick region is roughened by pressing the thick region.
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