KR20100004858A - 수지 렌즈 및 수지 렌즈의 성형방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 광학적 기능면과 그 주위의 설치용 기준면을 1개의 삽입물로 제조 함으로써, 이들 사이에 오차가 생기는 것을 방지할 수 있는 수지 렌즈를 제공한다.

이를 위한 본 발명의 수지 렌즈(1)는 광학적 기능을 가지는 광학적 기능부(2)와, 그 주위에 차양형상으로 형성되는 플랜지부(3)를 구비한다. 플랜지부(3)의 한쪽 면에 위치 결정 고정 시의 기준이 되는 기준면(33)이 설치되어 있다. 성형 시에, 기준면(33)이 형성되는 쪽의 면이, 주로 광학적 기능부(2)를 형성하는 삽입물(72)와, 주로 플랜지부(3)를 형성하는 홀더에 의해 성형된다. 플랜지부(3)의 기준면(33)과, 광학적 기능부(2)의 기준면(33)측의 면인 광학적 기능면(22)이 1개의 삽입물(72)로 성형되고, 플랜지부(3)의 기준면(33)보다 바깥 둘레측의 면이 홀더로 성형되어 있다.

Description

수지 렌즈 및 수지 렌즈의 성형방법{RESIN LENS AND RESIN LENS FORMING METHOD}

본 발명은, 수지제의 렌즈인 수지 렌즈 및 수지 렌즈의 성형방법에 관한 것으로, 특히 광디스크의 광픽업장치의 대물렌즈(픽업 렌즈)에 적합하게 사용되는 수지 렌즈 및 수지 렌즈의 성형방법에 관한 것이다.

최근, 블루레이 디스크, DVD, CD 등의 광디스크의 판독이나 기록을 위한 광픽업장치에 사용되는 대물렌즈는, 유리 몰드 렌즈대신 예를 들면 열가소성수지제의 수지 렌즈가 사용되도록 되어 있고, 이와 같은 대물렌즈는 예를 들면 사출성형에 의해 성형되어 있다.

또, 상기 광픽업장치의 대물렌즈로서의 수지 렌즈는, 예를 들면, 집광기능 등의 광학적 기능을 가지는 광학적 기능부와, 광학장치에 대한 위치 결정 및 고정에 사용되는 플랜지부를 가진다. 그리고, 플랜지부는, 예를 들면, 광학적 기능부의 바깥 둘레에 차양형상으로 형성되어 있다.

또, 상기 대물렌즈로서의 수지 렌즈는, 광디스크에 근접하여 배치되게 되기 때문에, 예를 들면, 광픽업장치의 대물렌즈를 설치하는 설치 프레임(픽업 홀더)의 선단부분에 수지 렌즈가 설치된다. 이때, 예를 들면, 수지 렌즈의 광학적 기능부가 설치 프레임의 안 둘레측에 배치되고, 플랜지부가 설치 프레임의 프레임부분에 배치되며, 플랜지부가 예를 들면 접착 등에 의해 설치 프레임의 테두리부분에 고정된다.

이때, 수지 렌즈의 플랜지부의 설치 프레임에 맞닿는 둥근 고리형상의 부분이 기준면으로 되어 있고, 수지 렌즈의 플랜지부의 기준면을 설치 프레임에 맞닿게 함으로써, 수지 렌즈가 위치 결정되도록 되어 있다(예를 들면, 특허문헌 1참조).

따라서, 수지 렌즈의 기준면을 설치 프레임이 대응하는 받침면에 맞닿게 하였을 때에, 수지 렌즈의 위치나 기울기(광축방향) 등이 설정된 상태가 되도록 설계되어 있다.

또, 사출성형 금형에는, 수지 렌즈가 되는 부분을 성형하는 캐버티와, 캐버티에 수지를 충전하기 위하여, 수지가 사출되는 탕구(sprue)와, 탕구로부터 다수개 취득을 위해 복수 설치된 각 캐버티에 수지를 공급하는 런너와, 런너와 캐버티와의 사이에 형성된 게이트를 가지는 것으로 되어 있다. 따라서, 사출성형 금형으로부터 인출되는 성형품은, 탕구, 런너, 게이트 및 캐버티 내에 충전되고 냉각하여 고화된 것으로 되어 있고, 수지 렌즈로 할 때에는, 캐버티로 성형된 수지 렌즈에 연결되는 게이트로 형성된 게이트부를 절단하여, 성형품으로부터 수지 렌즈를 분리할 필요가 있다. 또한, 게이트부는, 일반적으로 수지 렌즈의 바깥 둘레부분의 1개소에 설치되어 있고, 성형품으로부터 분리된 수지 렌즈에는, 그 바깥 둘레의 1개소에 절단부를 가지게 된다.

이 절단부는, 수지 렌즈의 원주방향을 따른 위치의 기준으로서 사용 가능하게 되어 있다.

또, 수지 렌즈는 기본적으로 그 바깥 가장자리가 원형상이 되나, 상기 절단부에 의하여 원의 일부가 변형된 상태가 된다.

여기서, 미리 수지 렌즈의 바깥 가장자리, 즉 플랜지부의 바깥 가장자리의 상기 절단부가 발생하는 부분에 반경방향으로 직교하는 방향에서 절단한 형상이 되도록 직선부를 설치한 것이 알려져 있다. 이 플랜지부의 직선부는, 게이트부를 절단하였을 때에 형성되는 것이 아니라, 미리 플랜지부를 성형하는 금형에 설치된 형상에 의해 성형된 것으로, 이 직선부를 따라 게이트부를 절단한다. 이때, 상기 직선부는, 원형의 수지 렌즈의 바깥 둘레를 반경방향으로 직교하는 직선으로 절단한 형상으로 되어 있기 때문에, 수지 렌즈의 바깥 둘레를 따른 가상원보다 안쪽으로 되어 있고, 게이트부의 절단부가 수지 렌즈의 바깥 둘레를 따른 가상원보다 돌출하지 않도록 하는 것이 가능해져, 게이트부의 절단 흔적이 수지 렌즈의 광학장치에 대한 설치의 방해가 되는 일이 없다.

[특허문헌 1]

일본국 특개2004-191948호 공보

그런데, 상기 대물렌즈용 금형에서는, 적어도 플랜지부보다 안쪽이 되는 광학적 기능부를 형성하는 부분이 삽입물로 되어 있고, 금형에 대하여 회전 자유롭게 되어 있다. 즉, 가동 금형과 고정 금형으로 이루어지고 형 개방하여 성형품을 인출하는 사출성형 금형에서, 수지 렌즈를 성형하는 캐버티의 적어도 수지 렌즈의 광학적 기능부를 형성하는 부분은, 고정 금형 및 가동 금형에 원주형상의 삽입물로 하여 설치되어 있다.

그리고, 삽입물은 원주형상으로 형성되어 회전 가능하게 되어 있고, 원형상의 광학적 기능부의 형성 시에, 삽입물을 회전하여 최적의 광학성능을 발휘할 수 있도록, 삽입물의 회전각도를 조정할 수 있게 되어 있다. 또, 삽입물은, 가동 금형과 고정 금형의 양쪽에 설치되어 서로 대향한 상태로 되어 있고, 이 1쌍의 삽입물 끼리의 회전각도를 조정함으로써, 중심위치의 오차나 그 밖의 형상적 오차나, 금형에서 홀더의 구멍 내로 회전 가능하게 클리어런스를 가지고 수납되는 삽입물의 편심(偏心)이나 기울기 등이 변화하여, 성형되는 수지 렌즈의 형상에 약간의 변화가 생길 가능성이 있고, 이것에 의하여 수지 렌즈의 광학적 특성에 차이가 생기게 된다. 그래서 삽입물의 회전각도를 조정함으로써, 광학적 특성의 최적화를 도모하는 것이 가능해진다.

또, 광학적 기능부와 플랜지부로 이루어지는 수지 렌즈에 있어서, 적어도 광학적 기능부가 되는 수지 렌즈의 중앙측의 면은 삽입물의 형성면으로 형성되고, 수 지 렌즈의 광학적 기능부보다 바깥 둘레측이 되는 플랜지부는, 금형의 삽입물이 삽입된 부분의 주위(홀더)의 형성면으로 형성된다. 따라서, 플랜지부에 형성되는 상기 기준면도 삽입물이 아닌 홀더로 형성된다.

여기서, 삽입물와 홀더의 사이에는, 삽입물을 회전 가능하게 하기 위한 상기 클리어런스가 마련되어 있다. 이 클리어런스에 의하여 약간 삽입물의 축방향과, 홀더의 삽입물이 삽입되는 구멍의 축방향이 어긋나, 삽입물이 약간 기울어진 상태(틸트한 상태)가 된다. 그리고, 이 삽입물의 약간의 기울기 방향은, 삽입물을 회전시킴으로써 변화된다. 이에 의하여, 삽입물의 형성면으로 형성되는 광학적 기능부의 표면형상은, 삽입물의 회전에 의하여 변화된다.

그것에 대하여 홀더는 회전하지 않기 때문에, 홀더의 형성면으로 형성되는 플랜지부의 외면은, 삽입물이 회전하여도 형상적으로 변화하는 일이 없다.

따라서, 홀더로 성형되는 기준면과, 삽입물로 성형되는 광학적 기능부와의 사이에는, 금형 제조시의 오차나 성형에 따르는 오차에, 또한, 삽입물의 회전에 의해 생기는 오차가 가해지게 되어, 기준면에 대한 광학적 기능부의 광축의 각도의 오차가 커질 가능성이 있어, 더 한층 고정밀도의 수지 렌즈의 개발에 대한 저해요인이 된다.

본 발명은, 상기 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 더 한층 고정밀도화를 가능하게 하여 더욱 광학특성이 우수한 수지 렌즈를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 청구항 1에 기재된 수지 렌즈는, 광학적 기능 을 가지는 광학적 기능부와, 당해 광학적 기능부의 주위에 형성되는 플랜지부를 구비하고, 광학장치에 대한 조립 시에 플랜지부에서 위치 결정 고정되고, 또한, 플랜지부의 한쪽 면에 위치 결정 고정 시의 기준이 되는 기준면이 설치되며,

성형 시에, 당해 기준면이 형성되는 측의 면이, 주로 광학적 기능부를 형성하는 제 1 금형과, 주로 플랜지부를 형성하는 제 2 금형에 의하여 성형되고,

상기 기준면은, 플랜지부의 안 둘레측에 둥근 고리형상으로 형성되고,

또한, 상기 플랜지부의 기준면과, 상기 광학적 기능부의 당해 기준면측의 면 인 광학적 기능면이 하나의 상기 제 1 금형으로 성형되고, 플랜지부의 기준면보다 바깥 둘레측의 면이 제 2 금형으로 성형되어 있는 것을 특징으로 한다.

청구항 1에 기재된 발명에서는, 플랜지부의 기준면과 광학적 기능부의 기준면측이 되는 광학적 기능면이 하나의 제 1 금형으로 성형되기 때문에, 제 1 금형이 삽입물로서 회전하는 구조로 되어 있어도, 삽입물을 회전 가능하게 함에 의한 삽입물의 기울기는, 기준면과 광학적 기능면에 동시에 영향을 주기 때문에, 기준면과 광학적 기능면과의 사이의 각도에는 영향을 미치지 않는다. 따라서, 제 1 금형을 회전 가능한 삽입물로 한 경우에, 삽입물을 회전 가능하게 함에 의한 삽입물의 기울기에 의하여 기준면에 대한 광학적 기능면의 각도에 오차(변화)가 생기는 것을 방지하여, 수지 렌즈의 더 한층의 정밀도의 향상을 도모할 수 있다.

또, 삽입물을 회전하여도 기준면에 대한 광학적 기능면의 광축방향의 기울기가 변하는 일이 없고, 기준면에 의거하여 수지 렌즈를 광학장치에 조립한 경우에, 삽입물의 회전각도에 의해 광축방향이 어긋나는 일이 없어, 광학장치의 품질의 불 균일을 억제할 수 있다.

또, 청구항 2에 기재된 수지 렌즈는, 청구항 1에 기재된 발명에 있어서,

상기 플랜지부는, 대략 원 형상으로 형성됨과 동시에, 성형 후에 분리되는 부분에 대응하여 상기 제 2 금형으로 성형됨과 동시에 원의 바깥 둘레의 일부를 반경방향과 대략 직교하는 방향으로 절단한 형상의 직선부가 설치되고,

상기 제 1 금형으로 형성되는 둥근 고리형상의 기준면의 외경은, 상기 광학적 기능부의 중심으로부터 반경방향을 따른 직선부까지의 거리보다 짧게 되어 있는 것을 특징으로 한다.

상기 직선부를 설치함으로써, 상기한 바와 같이 게이트의 절단 흔적이 수지 렌즈의 광학장치에 대한 설치의 방해가 되는 것을 방지할 수 있다.

여기서, 기준면에 대한 광학적 기능면의 기울기를 방지함에 있어서는, 광학적 기능부와 플랜지부와의 기준면측이 되는 면의 전체를 1개의 삽입물로 형성하는 것도 생각할 수 있으나, 이 경우에, 플랜지부의 게이트 절단부에 미리 직선형상의 형상을 형성하는 것이 곤란하게 된다. 즉, 플랜지부의 바깥 가장자리까지 1개의 삽입물로 형성하는 것으로 하고, 또한 플랜지부의 원형의 바깥 가장자리에 직선부분을 설치하면, 삽입물이 되는 제 1 금형의 형성면이 원 형상이 아니게 되어, 삽입물을 회전할 수 없게 된다.

그래서, 제 1 금형으로 형성되는 둥근 고리형상의 기준면의 외경을, 상기 광학적 기능부의 중심으로부터 반경방향에 따른 직선부까지의 거리보다 짧게 하면, 이 기준면의 바깥 가장자리부분까지, 제 1 금형으로 성형함으로써, 삽입물이 되는 제1 금형의 형성면을 원 형상의 것으로 할 수 있다. 즉, 회전하여도 형상이 변하지 않는 것으로 할 수 있다.

그리고, 플랜지부의 바깥 가장자리의 직선부분은, 회전하지 않는 홀더로서의 제 2 금형으로 성형하게 되고, 수지 렌즈의 플랜지부의 바깥 가장자리에 직선부분이 있고, 또한, 삽입물이 되는 제 1 금형을 회전시키는 것으로 하여도 문제없으며, 기준면과 광학적 기능면을 일체로 제 1 금형으로 성형 가능하게 할 수 있다.

또, 청구항 3에 기재된 수지 렌즈는, 청구항 1에 기재된 발명에 있어서,

광축과 직교하고, 또한, 두께 내에 있는 소정의 기준면으로부터의 상기 광축방향을 따른 거리를 높이로 한 경우에,

상기 기준면보다 바깥 둘레측에 상기 제 1 금형으로 형성된 부분과 제 2 금형으로 형성된 부분과의 경계가 배치되고,

상기 기준면보다 바깥 둘레측에서 상기 경계를 포함하는 부분이 상기 기준면보다 낮아져 있는 것을 특징으로 한다.

청구항 2에 기재된 발명에 있어서는, 제 1 금형과 제 2 금형과의 사이의 클리어런스가 있고, 이들 제 1 금형과 제 2 금형에 의하여 성형되는 수지 렌즈에 제 1 금형과 제 2 금형과의 경계부분에 버(burr)가 발생하는 경우에, 버의 발생부분이 기준면보다 낮아져 있게 된다. 이 기준면과 버가 발생하는 경계부분과의 고저차로부터 버의 돌출량이 짧으면, 설치 프레임의 받침면에 기준면을 맞닿게 할 때에 방해가 되지 않고, 수지 렌즈의 설치 정밀도에 영향을 미치지 않게 된다.

따라서, 설치 프레임의 받침면에 기준면을 맞닿게 하였을 때의 정밀도의 저 하를 방지하고, 또한, 버 제거를 필요로 하지 않기 때문에 수지 렌즈의 제조공정을 늘림에 의한 비용증가도 방지할 수 있다.

또, 청구항 4에 기재된 수지 렌즈는, 청구항 3에 기재된 발명에 있어서,

상기 기준면과, 당해 기준면보다 바깥 둘레측에서 당해 기준면보다 낮게 된 상기 경계를 포함하는 부분과의 고저차가, 제 1 금형과 제 2 금형과의 클리어런스로 들어가는 수지에 의하여 광축방향을 따라 돌출하여 형성되는 버의 광축방향을 따른 돌출길이보다 긴 것을 특징으로 한다.

청구항 3에 기재된 발명에서는, 상기 기준면과 경계부분의 고저차는, 제 1 금형과 제 2 금형과의 클리어런스로 들어가는 수지에 의해 광축방향을 따라 돌출하여 형성되는 버의 광축방향을 따른 돌출길이보다 길기 때문에, 버가 기준면보다 높게 돌출하는 일이 없고, 수지 렌즈의 설치 프레임에 수지 렌즈를 고정할 때에, 받침면에 기준면을 맞닿게 할 때에 버가 방해가 되는 일이 없다.

또한, 버의 높이는, 동일한 삽입물 구조를 가지는 금형으로 예를 들면 실험적으로 구할 수 있다. 또, 미리, 삽입물와 홀더 사이의 클리어런스량이나, 그 밖의 요인에 의하여 버의 길이가 어떻게 변화하는 지를 실험적으로 구하여, 당해 실험에 의거하는 실험식을 작성하고, 당해 실험식에 의거하여 버의 높이를 추측하는 것으로 하여도 된다.

또, 청구항 5에 기재된 수지 렌즈의 성형방법은, 광학적 기능을 가지는 광학적 기능부와, 당해 광학적 기능부의 주위에 형성되는 플랜지부를 구비하고, 광학장치에 대한 조립시에 플랜지부로 위치 결정 고정되고, 또한, 플랜지부의 한쪽 면에 위치 결정 고정 시의 기준이 되는 기준면이 설치된 수지 렌즈의 성형방법에 있어서,

상기 기준면을 플랜지부의 안 둘레측에 둥근 고리형상으로 형성함과 동시에,

상기 수지 렌즈의 성형 시에, 당해 기준면이 형성되는 측의 면을, 주로 광학적 기능부를 형성함과 동시에 상기 수지 렌즈의 광축을 따른 회전중심 주위로 회전자유로운 제 1 금형과, 주로 플랜지부를 형성함과 동시에, 제 1 금형을 회전 가능 하게 유지하는 둥근 구멍이 형성된 제 2 금형을 사용하고,

상기 플랜지부의 기준면과, 상기 광학적 기능부의 당해 기준면측의 면인 광학적 기능면을 하나의 상기 제 1 금형으로 성형하고, 플랜지부의 기준면보다 바깥 둘레측의 면을 상기 제 2 금형으로 성형하는 것을 특징으로 한다.

청구항 5에 기재된 발명에 있어서는, 청구항 1에 기재된 발명과 동일한 작용효과를 얻을 수 있다.

본 발명에 의하면, 광학적 기능을 가지는 광학적 기능부를 형성하는 금형과, 당해 광학적 기능부를 광학장치에 설치하기 위하여 광학적 기능부의 주위에 설치된 플랜지부를 가지고, 플랜지부에 설치할 때의 위치 결정을 위한 기준면을 가지는 수지 렌즈에 있어서, 기준면과 광학적 기능부의 당해 기준면측의 광학적 기능면을 일체의 제 1 금형으로 형성 가능하게 함으로써 제 1 금형을 회전 가능한 삽입물로 한 경우에, 삽입물의 기울기에 따라, 기준면에 대한 광학적 기능부의 기울기에 오차가 생기는 것을 방지할 수 있다.

또, 이때, 광학적 기능부와 플랜지부와의 기준면측을 모두 제 1 금형으로 형성하는 것은 아니고, 기준면을 플랜지부의 가장 바깥 둘레부보다 안쪽에서, 또한, 플랜지부의 바깥 가장자리에 설치된 직선부보다 안쪽이 되는 둥근 고리형상으로 함 으로써 광학적 기능면 및 기준면을 형성하는 부분을 원형으로 회전 가능한 것으로 할 수 있다. 이것에 의하여 삽입물을 회전 가능한 상태로 유지하는 것이 가능해진다.

이하, 도면을 참조하면서, 본 발명의 실시형태에 대하여 설명한다.

먼저, 본 실시형태의 수지 렌즈가 되는 성형품에 대하여 설명한다. 도 1 내지 도 2(a), (b), (c)는, 이 예의 수지 렌즈를 포함하는 성형품을 나타내고, 도 3 (a), (b)는 이 예의 수지 렌즈와 사출성형 금형의 삽입물와의 관계를 나타내는 것이며, 도 4(a), (b), (c)는, 이 예의 수지 렌즈에서의 버를 설명하기 위한 도면이다.

도 1 및 도 2에 나타내는 바와 같이, 이 예의 수지 렌즈(1)는, 사출성형에 의해 형성되는 것으로, 하나의 성형품(10)으로부터 복수개의 수지 렌즈(1)를 복수개 취득(예를 들면, 4개 취득이나 8개 취득)하도록 되어 있다.

그리고, 성형품(10)은, 사출성형 금형에서, 수지 렌즈(1)가 성형되는 캐버티에 수지(예를 들면, 열가소성수지)를 유도하기 위하여, 수지가 사출되는 탕구, 탕구로부터 복수의 캐버티를 향하여 분기하고, 수지를 각 캐버티로 분산하여 유도하기 위한 런너, 런너와 캐버티와의 사이의 게이트에 대응하여 성형되어 있다. 따라 서, 성형품(10)은, 탕구로 형성되는 탕구부(1a), 런너로 형성되는 런너부(1b), 게이트로 형성되는 게이트부(1c), 캐버티로 형성됨과 동시에 성형되는 수지 렌즈(1)로 이루어져 있다.

또한, 사출성형 금형은, 고정 금형과 가동 금형을 구비하고, 성형 시에는, 고정 금형과 가동 금형을 맞댄 상태로 하여 성형품(10)이 되는 수지가 충전되는 부분을 밀폐상태로 하고, 수지 충전 후에 냉각되어 성형품(10)이 어느 정도 고화된 단계에서, 고정 금형으로부터 가동 금형을 떼어내도록 이동하여 형 개방함으로써, 수지가 충전되는 부분을 개방하고, 성형품(10)을 인출하게 된다. 이때, 성형품(10)은, 일반적으로 형 개방한 고정 금형과 가동 금형 중의 고정 금형으로부터 이형되어, 가동 금형에 유지된 상태가 된다.

그 때문에, 성형품(10)은, 고정 금형과 가동 금형을 비교한 경우에, 가동 금형보다 고정 금형으로부터 이형하기 쉬운 형상으로 되어 있다.

바꿔 말하면, 가동 금형에 남기 쉬운 형상으로 되어 있고, 그 하나로서, 런너부(1b)에 런너 록(1d)이 형성되고, 런너부(1b)가 런너 록(1d)을 형성하는 부분을 가지는 가동 금형측에 남기 쉬운 형상으로 되어 있다. 또한, 가동 금형과 고정 금형과의 경계부분은, 도 1에 나타내는 성형품에 있어서, 런너부(1b)의 축방향을 따른 중심선의 부분으로 되어 있다.

또한, 가동 금형에 성형품이 유지된 상태에서 런너 록(1d)은, 도 2(b)에 나타내는 바와 같이, 가동 금형으로부터 성형품(10)을 인출할 때에, 성형품(10)을 압출하는 이젝트 핀(81)이 접촉한 상태로 되어 있고, 이 런너부(1b)의 런너 록(1d)의 부분이 이젝터 핀(81)에 의하여 압출된다.

그리고, 도 2 내지 도 4에 나타내는 바와 같이, 이 수지 렌즈(1)는, 예를 들면, 블루레이 디스크의 광픽업장치의 픽업 렌즈(대물렌즈)로서 사용되는 것이다.

여기서, 수지 렌즈(1)의 형상의 설명에 있어서, 광축과 직교하고, 또한, 두께 내에 있는 소정의 기준면을, 이 예에서는 고정 금형과 가동 금형의 파팅라인을 따른 평면으로 하고, 당해 기준면으로부터의 상기 광축방향을 따른 거리를 높이라고 표현한다. 또한, 기준면으로부터 멀어질수록 높고, 근접할수록 낮아진다. 또, 뒤에서 설명하는 제 1 면(12)측에서도 제 2 면(11)측에서도 기준면으로부터의 거리를 높이로 각각 나타내는 것으로 한다.

픽업 렌즈로서의 수지 렌즈(1)는, 집광기능 등의 광학적 기능을 가지는 광학적 기능부(2)와, 광학적 기능부(2)의 주위에 차양형상으로 형성되는 플랜지부(3)를 구비하고 있다.

또, 수지 렌즈(1)는, 정보의 판독이나 기록이 행하여지는 광디스크측을 향하는 제 2 면(11)과, 광원으로부터의 광이 입사되는 제 1 면(12)을 가지고, 각각이 광학적 기능부(2)의 표면이 되는 광학적 기능면(21, 22)과, 플랜지부(3)의 표면이 되는 플랜지면(31, 32)을 가진다.

즉, 제 2 면(11)은, 그 중앙부가 광학적 기능면(21)이 되고, 그 바깥 둘레부가 플랜지면(31)으로 되어 있으며, 제 1 면(12)은, 그 중앙부가 광학적 기능면(22)이 되고, 그 바깥 둘레부가 플랜지면(32)으로 되어 있다.

그리고, 광학적 기능부(2)의 제 2 면(11)측의 광학적 기능면(21)은, 광디스 크에 근접하여 배치되게 되고, 완만한 볼록면 형상으로 만곡된 형상으로 되어 있다. 그리고, 플랜지부(3)의 제 2 면(11)측의 플랜지면(31)의 적어도 일부는, 동일한 제 2 면(11)측의 광학적 기능면(21)보다 높아져 있고, 플랜지부(3)측이, 광학적 기능부(2)보다, 광디스크측으로 돌출된 상태로 되어 있다.

이 예에서, 광디스크측을 향하는 수지 렌즈(1)의 제 2 면(11)의 플랜지부(3)의 플랜지면(31)에 경면부(41)와 마크(37)가 설치되어 있다.

또한, 플랜지면(31)은, 광디스크측을 향하기 때문에, 광픽업장치의 설치 프레임에 수지 렌즈(1)를 설치한 상태에서도 마크(37)를 인식 가능하게 노출함과 동시에, 설치 프레임에 수지 렌즈(1)를 설치하여 고정할 때에, 경면부(41)에 광을 조사함과 동시에, 소정의 센서로 경면부(41)로부터 반사광을 인식시킴으로써, 설치 프레임 상의 수지 렌즈(1)의 기울기를 측정 가능하게 되어 있다.

마크(37)는, 경면부(41)에 설치되어, 수지 렌즈(1)의 제조에 사용된 금형 및 당해 금형에서의 캐버티를 특정 가능하게 하는 것이다.

또, 수지 렌즈(1)의 제 1 면(12)측에서는, 광학적 기능부(2)의 광학적 기능면(22)이 만곡하여 광원의 레이저가 조사되는 측(광디스크의 반대측)으로 크게 돌출한 형상으로 되어 있다.

그리고, 광픽업장치에 당해 수지 렌즈(1)가 설치되나, 수지 렌즈(1)의 설치위치는, 광픽업장치에 있어서, 광디스크에 가장 근접하는 위치이며, 설치 프레임(픽업 홀더)에 수지 렌즈(1)가 그 플랜지부(3)를 고정한 상태가 된다. 또한, 이 때는, 수지 렌즈(1)의 제 1 면(12)측이 되는 플랜지부(3)의 플랜지면(32)이 상기 설치 프레임의 선단면에 맞닿아, 예를 들면, 접착 고정된다. 그리고, 광학적 기능부(2)는 설치 프레임의 내부 공간에 대응하여, 광이 통과 가능하게 되어 있다.

그리고, 플랜지면(32)은, 광학적 기능면(22)의 바깥 둘레측에 연속하여 설치된 기준면(33)을 가지는 것으로 되어 있다. 기준면(33)은, 기본적으로 플랜지면(32)의 가장 바깥 둘레부(34)를 제외하는 것으로 되어 있다. 또한, 플랜지부(3)의 가장 바깥 둘레부에는, 상기 게이트부(1c)를 절단하는 부분에 대략 원 형상의 가장 바깥 둘레부에 원호가 아닌 직선형상이 된 직선부(36)를 가지는 것으로 되어 있다. 직선부는, 수지 렌즈(1)의 반경방향과 직교하도록 원의 바깥 둘레를 절단한 형상을 가진다.

이 직선부(36)를 따라 게이트부(1c)가 절단되기 때문에, 게이트부(1c)의 절단면을 직선부(36)를 따른 것으로 함으로써, 수지 렌즈(1)의 바깥 둘레가 직선부(36)를 제외하고 원 형상이어도, 게이트부(1c)를 직선형상으로 절단하였을 때에 절단부가 수지 렌즈(1)의 개략 원 형상의 바깥 둘레의 바깥쪽으로 돌출하는 형상이 되지 않는다[직선부(36)에서는 돌출하나, 직선부(36)에서의 직선부(36) 이외의 바깥 둘레를 따른 가상원으로부터는 돌출하지 않는다). 또, 이 게이트부(1c)의 절단부를 포함하는 직선부(36)로 수지 렌즈(1)의 방향(원주방향을 따른 위치)이 판정 가능하게 된다.

즉, 직선부(36)를 수지 렌즈(1)의 원주방향을 따른 위치의 기준위치로 할 수 있다. 바꿔 말하면, 직선부를 절단부에 관계없이, 금형으로 형성되는 수지 렌즈(1)의 원주방향을 따른 위치의 기준으로 간주하는 것이 가능하다.

그리고, 이 예에서, 직선부(36)는, 수지 렌즈(1)의 반경방향과 직교하는 것으로 되어 있다. 또, 둥근 고리형상이고 또한 띠형상의 기준면(33)은, 플랜지부(3)의 반경방향을 따른 소정의 폭을 가지나, 그 외경이 수지 렌즈(1)의 중심으로부터 직선부(36)까지의 최단 거리(반경방향을 따른 거리)보다 약간 짧은 것으로 되어 있는, 즉, 기준면(33)은, 상기한 바와 같이 플랜지부(3)의 기준면(33)측의 플랜지면(32)의 가장 바깥 둘레부(34)보다 중심측이고, 또한, 직선부(36)보다 중심측으로 되어 있다. 즉, 삽입물(71)(제 1 금형)로 형성되는 둥근 고리형상의 기준면의 외경(33)은, 상기 광학적 기능부(2)의 중심으로부터 반경방향을 따른 직선부(36)까지의 거리보다 짧게 되어 있다.

그리고, 기준면(33)의 외경은, 직선부(36)보다 중심측이고 원형으로 되어 있다.

또, 기준면(33)은, 수지 렌즈(1)의 광축과 직교하는 평면으로 되어 있다.

이와 같은 수지 렌즈(1)의 성형 시에, 기본적으로 고정 금형측에 수지 렌즈(1)의 제 2 면(11)측을 형성하는 형성면이 형성되고, 가동 금형측에 수지 렌즈의 제 1 면(12)측을 성형하는 형성면이 형성되며, 이들 2개의 형성면으로 사출성형 금형의 캐버티가 구성되게 된다.

그리고, 기본적으로 수지 렌즈(1)의 제 2 면(11)측의 광학적 기능면(21)이 고정 금형에 설치된 원주 형상의 삽입물(71)에 의하여 성형된다. 또, 수지 렌즈(1)의 제 1 면(12)측의 광학적 기능면(22)이 가동 금형에 설치된 원주 형상의 삽입물(72)(제 1 금형)에 의해 성형된다. 또한, 도 2(b)에서, 삽입물(71, 72)의 부 분을 해칭으로 도시하였다. 또, 도 2(a), (c)에서, 수지 렌즈(1)의 삽입물(71) 또는 삽입물(72)의 형성면에 의해 형성되는 부분을 해칭으로 도시하였다.

그리고, 수지 렌즈(1)의 제 2 면(11)측에서는, 광학적 기능면(21)이 삽입물(71)에 의해 성형되고, 그 주위가 되는 플랜지면(31)은, 삽입물(71)를 삽입하는 구멍을 구비한 홀더가 되는 금형부분으로 형성되는 것으로 되어 있다.

그것에 대하여 수지 렌즈(1)의 제 1 면(12)측에서는, 광학적 기능면(22)에 더하여 그 주위의 플랜지면(32) 중의 안 둘레측이 되는 기준면(33)과 그 약간 바깥 둘레가 되는 부분이 삽입물(72)에 의해 성형되도록 되어 있다. 따라서, 광학적 기능면(22)과 기준면(33)은 일체의 금형이 되는 삽입물(72)로 형성되게 된다.

또, 기준면(33)의 외형은, 상기한 바와 같이 원형으로 되어 있기 때문에, 삽입물(72)(제 1 금형)도 기준면(33)의 외형에 대응하는 원형의 형성면을 가지는 원주형상이 되고, 홀더(제 2 금형) 내에서 회전 가능하게 되어 있다.

또, 플랜지면(32)의 기준면(33)보다 약간 바깥 둘레가 되는 부분보다 더욱 바깥 둘레측인 가장 바깥 둘레부(34)는, 삽입물(72)를 삽입하는 구멍을 구비한 홀더가 되는 금형부분(제 2 금형)으로 형성되도록 되고 있다. 또한, 홀더가 되는 금형부분은 회전할 필요가 없기 때문에, 원통 형상이 될 필요는 없다.

다음에, 이 예의 수지 렌즈(1)에서의 성형 시의 버에 대하여 도 4에 의거하여 설명한다.

도 4에서, (a)는, 수지 렌즈(1)와 삽입물(71, 72)를 나타내는 단면도이고, (b)는 (a)에서 원으로 둘러 싸인 플랜지부(3)의 확대도이며, (c)는 삽입물(71, 72) 로부터 이형된 플랜지부(3)의 확대도이다.

그리고, 기준면(33)의 높이와 가장 바깥 둘레부(34)의 기준면(33)측이 되는 면의 높이와는 다르게 하강하여, 기준면(33)쪽이 높고, 가장 바깥 둘레부(34)는 기준면보다 낮아져 있다. 그 사이에는 단차(38)가 형성되어 있다. 또한, 단차(38)는 슬로프도 포함하는 개념으로 한다.

그리고, 이 단차(38)는, 플랜지면(32)의 전체 주위에 걸쳐 형성되어 있다. 그리고, 삽입물(72)로 성형되는 부분과 홀더로 성형되는 부분의 경계(40)는, 이 단차(38)보다 약간 바깥쪽으로 되어 있다. 따라서, 단차(38)부분은, 삽입물(72)로 성형된다.

그리고, 홀더의 안 둘레면과 삽입물(72)의 바깥 둘레면과의 사이에는, 삽입물(72)를 회전 가능하게 하기 위하여 약간의 클리어런스가 마련되어 있다. 따라서, 도 4(c)에 나타내는 바와 같이, 캐버티에 수지를 충전한 경우에, 삽입물(72)로 성형되는 부분과 홀더로 성형되는 부분과의 경계(40)가 되는 부분에서 상기 클리어런스로 수지가 침입함으로써, 수지 렌즈(1)의 이 부분에 버(39)가 발생한다.

이 버(39)의 상기 광축 방향을 따른 돌출량은, 상기 단차(38)의 안 둘레측이 되는 기준면(33)측과 가장 바깥 둘레부(34)와의 고저차보다 짧아져 있고, 버(39)는, 단차(38)의 상측이 되는 기준면(33)보다 낮아진다.

따라서, 기준면(33)을 광픽업장치의 설치 프레임의 받침면에 맞닿게 하였을 때에 버(39)가 받침면에 접촉하는 일이 없다.

또한, 이 예에서, 상기한 클리어런스의 설정량이나 수지의 조성, 사출되는 수지의 온도 등의 제조 조건에 의하여, 버(39)의 상기 돌출량을 예를 들면 0.03 mm 이하로 억제하는 것이 가능하기 때문에, 예를 들면, 상기 단차를 0.04 mm로 하는 것으로 하여도 된다. 또한. 이들 수치는 일례이며, 버(39)의 돌출량에 대하여 단차의 쪽이 길어져 있으면 된다.

또한, 상기 경계(40)에 대응하는 부분에도 반경방향 외측의 쪽이 낮아지는 단차가 형성되어 있다.

여기서, 상기 경계(40)에서 삽입물(72)와 홀더가 접촉한 상태가 되나, 이 부분에서 단차를 설치하지 않은 설계로 한 경우에도, 삽입물(72) 및 홀더의 제조오차나 이들 조립 시의 오차 등에 의하여 단차가 발생할 가능성이 있다. 여기서, 홀더에 의해 성형되는 가장 바깥 둘레부(34)의 경계(40)보다 바깥 둘레측의 부분이 높아지면, 기준면(33)과 가장 바깥 둘레부(34)의 경계(40)보다 바깥 둘레측의 부분과의 고저 차가 작아진다. 여기서, 경계(34)에서 발생하는 버(39)는, 경계(40)에 단차가 있는 경우에, 단차의 상측이 되는 측보다 높아지고, 기준면(33)과 가장 바깥 둘레부(34)의 경계(40)보다 바깥 둘레측 부분과의 고저차가 작아지면, 버(39)가 기준면(33)보다 높아질 가능성이 있다.

그래서, 미리, 경계(40)에서, 수지 렌즈(1)의 제 1 면(12)[플랜지면(32)]에서 경계(40)보다 삽입물(71)로 성형되는 측이 높고, 경계보다 홀더로 성형되는 쪽이 낮게 성형되도록, 삽입물(71)의 형성면과 홀더의 형성면의 위치를 설정하여 두면, 오차 등에 의해, 삽입물(71)의 형성면과 홀더의 형성면의 배치에 어긋남이 생겨도, 기준면(33)과 경계(40)보다 바깥쪽 면과의 사이의 고저차가, 상기 단차(38) 에서의 고저차보다 좁아지는 것을 방지할 수 있다. 이에 의하여, 확실하게 버(39)가 기준면(33)보다 높아지는 것을 방지할 수 있다.

또한, 기본적으로는, 홀더와 삽입물(72)의 각각의 형성면의 높이 위치는, 조정가능하게 되어 있고, 상기한 경계(40)의 단차를 미리 설정하여 둠으로써 경계(40)의 단차분의 길이까지는, 홀더에 대하여 삽입물(72)가 앞쪽으로 돌출하는 방향으로 삽입물(72)를 홀더에 대하여 이동하여도 상기한 바와 같은 버(39)가 기준면(33)보다 높아지는 문제가 생기지 않게 되어, 삽입물(72)의 축방향을 따른 앞쪽으로의 이동의 조정이 된다.

이와 같은 수지 렌즈(1)는, 상기한 바와 같이 가동 금형과 고정 금형으로 이루어지는 사출성형 금형에 의해 성형되게 되고, 또한, 광학적 기능부(2)의 제 2 면(11)측이 삽입물(71)에 의해 성형됨과 동시에, 제 1 면(12)측이 삽입물(72)에 의해 성형된다. 또, 기준면(33)을 가지는 제 1 면(12)측에서는, 삽입물(72)에 의하여 광학적 기능부(2)의 광학적 기능면(22)뿐만 아니라, 플랜지면(32)의 기준면(33)보다 바깥쪽이고, 또한 단차(38)보다 약간 바깥쪽의 경계(40)까지 형성된다.

또, 단차(38)의 약간 바깥쪽이 되는 경계(40)로부터 플랜지면(32)의 바깥 가장자리까지의 가장 바깥 둘레부(34)는, 삽입물(72)의 바깥쪽의 금형부분이 되는 홀더에 의해 성형된다. 또한, 플랜지부(3)의 바깥 가장자리에 형성된 직선부(36)는, 홀더측으로 형성되기 때문에, 삽입물(72)로 형성되는 부분은 원형으로 되어 있다.

상기한 바와 같이 기준면(33)과 광학적 기능면(22)이 1개의 삽입물(72)의 형성면으로 형성되기 때문에, 종래와 같이 광학적 기능면(22)만 삽입물(72)로 형성하 고, 기준면(33)을 홀더로 형성한 경우와 같이, 삽입물(72)와 홀더의 클리어런스에 의하여 삽입물(72)가 약간 경사지는 것에 의거하여, 광학적 기능면(22)의 방향과 기준면(33)의 방향에 오차가 생기는 것을 방지할 수 있어, 수지 렌즈(1)의 정밀도를 향상할 수 있다.

또, 수지 렌즈(11)는 가장 바깥 둘레가 되는 부분에 게이트부(1c)의 절단부에 대응한 직선부(36)를 가지는 것으로 되어 있으나, 기준면(33)을 직선부(36)보다 중심측에서 외형이 원형이 되는 둥근 고리형상으로 형성하고 있기 때문에, 삽입물(72)의 형성면이 원 형상이 되고, 삽입물(72)의 회전에 대응할 수 있다.

또, 삽입물(72)와 홀더의 경계부분이 되는 플랜지면(32)의 바깥 둘레가 되는 부분에서, 단차(38)를 형성하여, 삽입물(72)와 홀더와의 경계부분에 대응하는 플랜지면(32)의 경계(40)가 기준면(33)보다 낮아지도록 함으로써, 상기한 삽입물(72)와 홀더의 클리어런스로 침입하는 수지에 의해 형성되는 버(39)를, 기준면(33)보다 낮게 할 수 있다. 이에 의하여, 버(39)를 제거하지 않아도, 기준면(33)을 수지 렌즈(1)가 설치되는 설치 프레임의 받침면에 맞닿게 할 때에, 버(39)가 방해가 되는 일이 없다.

도 1은 본 발명의 실시형태에 관한 수지 렌즈를 성형하였을 때의 수지 렌즈를 포함하는 성형품을 나타내는 단면도,

도 2는 도 1의 원으로 둘러 싸인 수지 렌즈부분과 당해 수지 렌즈를 성형하는 금형의 삽입물의 일부를 나타내는 도면으로, (a)는 주요부 정면도, (b)는 주요부 측면도, (c)는 주요부 배면도,

도 3은 상기 수지 렌즈와 당해 수지 렌즈를 성형하는 금형의 삽입물의 일부를 나타내는 도면으로, (a)는 주요부 정면도, (b)는 주요부 측면도, (c)는 주요부 배면도,

도 4는 상기 수지 렌즈와 당해 수지 렌즈를 성형하는 금형의 삽입물의 일부를 나타내는 도면으로, (a)는 측면도, (b)는 (a)의 원으로 둘러 싸인 부분의 확대도, (c)는 (a)의 원으로 둘러싸인 부분의 삽입물을 제외한 확대도이다.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 수지 렌즈 11 : 제 2 면

12 : 제 1 면(한쪽의 면) 2 : 광학적 기능부

21 : 광학적 기능면 22 : 광학적 기능면

3 : 플랜지부 31 : 플랜지면

32 : 플랜지면 33 : 기준면

34 : 가장 바깥 둘레부 36 : 직선부

38 : 단차 39 : 버

71 : 삽입물(제 1 금형)

Claims (5)

1. 광학적 기능을 가지는 광학적 기능부와, 당해 광학적 기능부의 주위에 형성되는 플랜지부를 구비하고, 광학장치에 대한 조립 시에 플랜지부에서 위치 결정 고정되고, 또한, 플랜지부의 한쪽 면에 위치 결정 고정 시의 기준이 되는 기준면이 설치되며,

   성형 시에, 당해 기준면이 형성되는 측의 면이, 주로 광학적 기능부를 형성하는 제 1 금형과, 주로 플랜지부를 형성하는 제 2 금형에 의하여 성형되고,

   상기 기준면은, 플랜지부의 안 둘레측에 둥근 고리형상으로 형성되고,

   또한, 상기 플랜지부의 기준면과, 상기 광학적 기능부의 당해 기준면측의 면 인 광학적 기능면이 하나의 상기 제 1 금형으로 성형되고, 플랜지부의 기준면보다 바깥 둘레측의 면이 제 2 금형으로 성형되어 있는 것을 특징으로 하는 수지 렌즈.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 플랜지부는, 대략 원 형상으로 형성됨과 동시에, 성형 후에 분리되는 부분에 대응하여 상기 제 2 금형으로 성형됨과 동시에 원의 바깥 둘레의 일부를 반경방향과 대략 직교하는 방향으로 절단한 형상의 직선부가 설치되고,

   상기 제 1 금형으로 형성되는 둥근 고리형상의 기준면의 외경은, 상기 광학적 기능부의 중심으로부터 반경방향을 따른 직선부까지의 거리보다 짧게 되어 있는 것을 특징으로 하는 수지 렌즈.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,

   광축과 직교하고, 또한, 두께 내에 있는 소정의 기준면으로부터의 상기 광축방향을 따른 거리를 높이로 한 경우에,

   상기 기준면보다 바깥 둘레측에 상기 제 1 금형으로 형성된 부분과 제 2 금형으로 형성된 부분과의 경계가 배치되고,

   상기 기준면보다 바깥 둘레측에서 상기 경계를 포함하는 부분이 상기 기준면보다 낮아져 있는 것을 특징으로 하는 수지 렌즈.
4. 제 3항에 있어서,

   상기 기준면과, 당해 기준면보다 바깥 둘레측에서 당해 기준면보다 낮아진 상기 경계를 포함하는 부분과의 고저차가, 제 1 금형과 제 2 금형과의 클리어런스로 들어가는 수지에 의하여 광축방향을 따라 돌출하여 형성되는 버의 광축방향을 따른 돌출길이보다 긴 것을 특징으로 하는 수지 렌즈.
5. 광학적 기능을 가지는 광학적 기능부와, 당해 광학적 기능부의 주위에 형성되는 플랜지부를 구비하고, 광학장치에 대한 조립 시에 플랜지부에서 위치 결정 고정되고, 또한, 플랜지부의 한쪽 면에 위치 결정 고정 시의 기준이 되는 기준면이 설치된 수지 렌즈의 성형방법에 있어서,

   상기 기준면을 플랜지부의 안 둘레측에 둥근 고리형상으로 형성함과 동시에,

   상기 수지 렌즈의 성형 시에, 당해 기준면이 형성되는 측의 면을, 주로 광학적 기능부를 형성함과 동시에 상기 수지 렌즈의 광축을 따른 회전 중심 주위로 회전 자유로운 제 1 금형과, 주로 플랜지부를 형성함과 동시에, 제 1 금형을 회전 가능하게 유지하는 둥근 구멍이 형성된 제 2 금형을 이용하고,

   상기 플랜지부의 기준면과, 상기 광학적 기능부의 당해 기준면측의 면인 광학적 기능면을 하나의 상기 제 1 금형으로 성형하고, 플랜지부의 기준면보다 바깥 둘레측의 면을 상기 제 2 금형으로 성형하는 것을 특징으로 하는 수지 렌즈의 성형방법.

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