TW201831943A - 附保持框之透鏡及附保持框之透鏡之製造方法 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種能夠抑制透鏡素材於圓柱體模內之位置偏移，藉此能夠製造無偏差之所期望之形狀之透鏡的附保持框之透鏡之製造方法。 本發明之附保持框之透鏡之製造方法具有以下步驟：於圓柱體模內配置具備與圓柱體模之內表面形狀對應之外表面形狀之中空的保持框；以下部位於保持框之內側之方式，將透鏡素材配置於上模具與下模具之間；及藉由上模具與下模具擠壓透鏡素材，而於透鏡素材之上表面及下表面分別形成光學功能面，並且將透鏡素材之側面壓延至密接於圓柱體模之內表面或保持框之內表面。

Description

附保持框之透鏡及附保持框之透鏡之製造方法

本發明係關於一種於透鏡之側面之一部分配置有保持框的附保持框之透鏡及附保持框之透鏡之製造方法。

於先前之透鏡製造方法中，係藉由將作為透鏡素材之毛胚配置於圓柱體模內，並利用上模具及下模具自上下進行加壓，而形成具備與上模具及下模具之形狀對應之光學功能面之透鏡。毛胚例如具有角柱形狀，且以其底面之中心位置與下模具之成形面之中心位置一致的方式配置於圓柱體模內。 [先前技術文獻] [專利文獻][專利文獻1]日本專利特開2003-206144號公報[專利文獻2]日本專利特開平5-294645號公報[專利文獻3]日本專利特開2002-006189號公報[專利文獻4]日本專利特開平3-265529號公報

[發明所欲解決之問題] 然而，毛胚係以於與圓柱體模之內表面之間具有間隙之方式配置，因此存在於將毛胚配置於圓柱體模內之後毛胚之中心位置自下模具之中心特定位置偏移的情況。若以此種狀態進行成形，則形成相對於設計形狀具有偏差之形狀之透鏡，又，存在因於圓柱體模內將毛胚不均等地配置而導致產生凹痕之問題。另一方面，於專利文獻1～4之製造方法中，係藉由將構成鏡筒或支座之材料配置於毛胚與圓柱體模之內表面之間，與毛胚一同一體地成形，從而製造鏡筒或支座與透鏡成為一體之光學構件。藉此，能夠不與透鏡接觸地處理光學構件，因此能夠減小對其後之安裝步驟等之負擔。然而，以此方式製造之光學構件由於側面被鏡筒或支座覆蓋，故而存在於成形後之安裝中難以確保定位之精度之情況。因此，本發明之目的在於提供一種能夠抑制透鏡素材於圓柱體模內之位置偏移，藉此能夠製造無偏差之所期望之形狀之透鏡的附保持框之透鏡之製造方法。又，本發明之目的在於提供一種可實現以透明之透鏡之外表面為基準之定位，藉此能夠確保較高之安裝精度的附保持框之透鏡及附保持框之透鏡之製造方法。進而，本發明之目的在於提供一種容易操作、且可實現以外表面為基準之定位從而能夠確保較高之精度之附保持框之透鏡。[解決問題之技術手段]為了解決上述課題，本發明之附保持框之透鏡之特徵在於：於透鏡之上表面及下表面分別形成有光學功能面，且以覆蓋透鏡之下部之側面之方式一體地形成有保持框。藉此，由保持框覆蓋透鏡，因此，於在製造附保持框之透鏡之後進行之安裝或檢查中容易操作，又，若使用光之透過性較低之材料作為保持框，則防止漫反射光以外之外界光自透鏡之側面入射，因此能夠抑制雜訊光之產生。進而，可實現以不被保持框覆蓋之透鏡上部之外表面為基準之定位或檢查，藉此能夠以較高之精度進行安裝或檢查。於本發明之附保持框之透鏡中，較佳為透鏡具有矩形狀之平面形狀。藉此，能夠以較高之精度利用透鏡之角部進行定位或檢查。於本發明之附保持框之透鏡中，較佳為將上述下表面中之未形成光學功能面之區域之至少一部分由保持框覆蓋。藉此，組裝或檢查時易於夾緊，因此容易操作。其次，本發明之附保持框之透鏡之製造方法的特徵在於具有以下步驟：於圓柱體模內配置具備與圓柱體模之內表面形狀對應之外表面形狀之中空的保持框；以一部分位於保持框之內側之方式，將透鏡素材配置於上模具與下模具之間；及藉由上模具與下模具擠壓透鏡素材，而於透鏡素材之上表面及下表面分別形成光學功能面，並且將透鏡素材之側面壓延至密接於圓柱體模之內表面或保持框之內表面。藉此，能夠抑制透鏡素材於圓柱體模內之位置偏移，因此能夠製造抑制凹痕之產生且為無偏差之所期望之形狀的透鏡。又，由於透鏡之上部不被保持框覆蓋，故而可實現以透鏡之外表面為基準之定位或檢查，藉此能夠以較高之精度進行安裝或檢查。進而，由於以保持框覆蓋透鏡，故而於在製造附保持框之透鏡之後進行之安裝檢查中容易操作，又，若使用光之透過性較低之材料作為保持框，則會防止漫反射光以外之外界光自透鏡之側面入射，因此能夠抑制雜訊光之產生。於本發明之附保持框之透鏡之製造方法中，較佳為圓柱體模之內表面形狀於俯視下為矩形。藉此，能夠以較高之精度利用透鏡之角部進行定位或檢查。於本發明之附保持框之透鏡及附保持框之透鏡之製造方法中，較佳為保持框係以金屬形成。藉此，於在製造附保持框之透鏡之後進行之安裝或檢查中容易操作，又，防止漫反射光以外之外界光自透鏡之側面入射，因此能夠抑制雜訊光之產生。[發明之效果]根據本發明，能夠抑制透鏡素材於圓柱體模內之位置偏移，藉此能夠製造無偏差之所期望之形狀之透鏡。進而，可實現以透明之透鏡之外表面為基準之定位，且容易操作，因此能夠確保較高之安裝精度。

以下，一面參照圖式，一面對本發明之實施形態之附保持框之透鏡、及該附保持框之透鏡之製造方法進行詳細說明。 圖1(A)係表示本實施形態之附保持框之透鏡L10之構成的俯視圖，圖1(B)係附保持框之透鏡L10之前視圖，圖1(C)係附保持框之透鏡L10之仰視圖。此處，如圖1(A)、(C)所示，當沿著Z方向觀察時附保持框之透鏡L10之外形為正方形狀。又，沿著Y方向觀察之後視圖與前視圖對稱，進而，左右之側視圖亦與前視圖對稱。又，於各圖中，示出X-Y-Z座標作為基準座標。Z方向係沿著上下方向之方向，X-Y面係與Z方向正交之面。於以下之說明中，有時將沿著Z方向觀察之狀態稱為俯視。 如圖1(A)、(B)、(C)所示，附保持框之透鏡L10構成平面形狀為正方形之大致角柱形狀，且具備透鏡10、及於透鏡10之側面15之下部一體地形成之保持框20。此處，附保持框之透鏡L10之平面形狀亦可設為正方形以外之矩形狀。 於透鏡10之上表面13形成有向上側突出之第1凸面11作為光學功能面，於下表面14形成有向下側突出之第2凸面12作為光學功能面。如圖1(A)所示，第1凸面11於平面形狀下，係以中心與上表面13一致之方式形成，同樣地，如圖1(C)所示，第2凸面12係以中心與下表面14一致之方式形成。此處，2個凸面11、12之形狀、配置、數量可根據透鏡之規格而任意設定，為球面、非球面均可。又，亦可為凸面以外之形狀，例如凹面。進而，亦可為上表面13與下表面14之一者為不設置凸面之形狀。 如圖1(B)、(C)所示，透鏡10之側面15中之下部之側面係由保持框20覆蓋，保持框20與透鏡10之側面15一體地形成。保持框20形成沿著Z方向貫通之中空之框形狀(參照圖3(A)、(B))，其平面形狀形成外側面21與透鏡10之外形形狀一致之正方形。即，如圖1(B)所示，透鏡10之側面15與保持框20之外側面21形成同一平面。又，如圖1(c)所示，內側面23之平面形狀成為與外側面21同心狀之正方形，且形成有於Z方向上貫通之開口部24。該開口部24相對於透鏡10之2個凸面11、12其中心位置相同。 另一方面，透鏡10之側面15中之上部未被保持框20覆蓋。因此，成為透鏡10之上表面13與側面15之交界的4個邊16、及該等邊之4個角部17未被保持框20覆蓋而露出。該等角部17各自以呈直角之方式設計，能夠用於製造附保持框之透鏡L10後之安裝用的定位或檢查。例如，能夠向角部17賦予測定光，根據其反射光之強度或角度而精度良好地進行定位或確認姿勢。 透鏡10係藉由將作為透鏡素材之玻璃或樹脂成形而形成上述形狀。用於透鏡10之材料係使用熔點較低者，例如熔點為500～600℃左右之低熔點玻璃。 又，保持框20係以金屬材料、例如不鏽鋼構成，使用熱膨脹係數較透鏡10用之材料為大之材料。藉此，利用以下之製造方法製造附保持框之透鏡L10時，能夠將透鏡10設為如圖1(A)～(C)所示之形狀。又，若使用光之透過性較低之材料作為保持框20，則能夠減少漫反射光以外之外界光自透鏡10之側面15入射之量，因此能夠抑制雜訊光之產生。 其次，對附保持框之透鏡L10之製造方法進行說明。圖2係表示於本實施形態之製造方法中使用之模具之構成的剖視圖，且係表示加壓成形前之狀態之圖。圖3(A)係表示保持框20之構成之剖視圖，圖3(B)係表示保持框20之構成之俯視圖。圖4係表示於本實施形態之製造方法中使用之模具之構成的剖視圖，且係表示加壓成形後之狀態之圖。 此處，於圖3(B)中，係以虛線表示將保持框20配置於圓柱體模31內時之圓柱體模31及下模具33之凹面部33a之位置。 用於附保持框之透鏡L10之製造之模具包含圓柱體模31、上模具32、及下模具33。 如圖3(B)所示，圓柱體模31之外形具備正方形之框狀之平面形狀，且內表面31a亦具備正方形之平面形狀。圓柱體模31及下模具33固定於未圖示之基台，下模具33具備與圓柱體模31之內表面31a對應之平面形狀，且以其外表面33d之整個面與圓柱體模31之內表面31a接觸之方式配置於圓柱體模31內(圖2)。如圖2所示，於下模具33之上表面，於中央設置有用以形成透鏡10之第2凸面12之凹面部33a，且該凹面部33a之周圍成為平面33b。 上模具32具備與圓柱體模31之內表面31a對應之平面形狀，且以其外表面32d與圓柱體模31之內表面31a接觸之方式於圓柱體模31內配置於下模具33之上方。上模具32能夠於圓柱體模31內沿著Z方向上下移動。於上模具32之下表面，於中央設置有用以形成透鏡10之第1凸面11之凹面部32a，且該凹面部32a之周圍成為平面32b。 於圓柱體模31內，配置如圖3(B)所示之外形具備正方形之框狀之平面形狀之保持框20。保持框20之外形形狀係與圓柱體模31之內表面31a之形狀對應的形狀。因此，若將保持框20於圓柱體模31內載置於下模具33上，則底面22與下模具33之平面33b相接，並且外側面21之整個面與圓柱體模31之內表面31a接觸。 於本實施形態之附保持框之透鏡L10之製造方法中，首先，將保持框20配置於圓柱體模31內且下模具33之平面33b上。此時，保持框20之開口部24位於下模具33之凹面部33a之上方(圖2)。 其次，如圖2所示，於圓柱體模31內，將角柱狀之透鏡素材40載置於下模具33上且保持框20之開口部24上。該透鏡素材40配置於上模具32與下模具33之間。透鏡素材40係下部位於保持框20之內側，此外之上部位於保持框20之上方且圓柱體模31之內部。 繼而，利用未圖示之加熱機構將圓柱體模31加熱，使配置於內部之透鏡素材40加熱軟化。若於該狀態下使上模具32向下模具33側移動，則透鏡素材40受到擠壓，因此將上模具32之凹面部32a之形狀轉印至透鏡素材40而形成第1凸面11，又，將下模具33之凹面部33a之形狀轉印至透鏡素材40而形成第2凸面12。又，保持框20內之透鏡素材40係以與保持框20之內側面23強力地接觸之方式向X-Y面方向壓延並與內側面23密接。進而，又，較保持框20更上側之透鏡素材40向X-Y面方向壓延並與圓柱體模31之內表面31a密接(圖4)。 於該加壓成形步驟之後，將模具冷卻並取出，藉此完成圖1(A)～(C)所示之附保持框之透鏡L10。再者，圓柱體模31之內表面形狀係考慮製造之附保持框之透鏡L10之外形尺寸、因透鏡素材40之冷卻所導致之收縮而決定。 由於以如上所述之方式構成，故而根據上述實施形態起到如下效果。 (1)於在圓柱體模31內配置具備與圓柱體模31之內表面31a之形狀對應之外表面形狀的保持框21之後，將透鏡素材40配置於上模具32與下模具33之間並進行擠壓而成形為透鏡，因此，能夠抑制透鏡素材40於圓柱體模31內之位置偏移。藉此，能夠製造抑制凹痕之產生且為無偏差之所期望之形狀的透鏡。 (2)由於透鏡10之上部不被保持框20覆蓋，故而可實現以透鏡10之外表面、即上表面13與側面15所構成之邊16或角部17為基準之定位或檢查，藉此能夠以較高之精度進行安裝或檢查。此處，於俯視下，將圓柱體模31之內表面形狀及透鏡10之外形形狀設為正方形，因此能夠進一步提高安裝或檢查之精度。 (3)由於以保持框20覆蓋透鏡10，故而於在製造附保持框之透鏡L10之後進行之安裝或檢查中容易操作。 (4)若使用金屬材料以外之光之透過性較低之材料作為保持框20，則會防止漫反射光以外之外界光自透鏡10之側面15入射，因此能夠抑制雜訊光之產生。 (5)藉由以金屬形成保持框20，從而於安裝或檢查中容易操作，又，會防止漫反射光以外之外界光自透鏡10之側面入射，因此能夠抑制雜訊光之產生。 以下，對變化例進行說明。 圖5(A)係表示變化例之附保持框之透鏡L20之構成的俯視圖，圖5(B)係附保持框之透鏡L20之前視圖，圖5(C)係附保持框之透鏡L20之仰視圖。變化例之附保持框之透鏡L20與上述實施形態之附保持框之透鏡L10之不同點在於：如圖5(C)所示般，保持框60之內側面63之平面形狀與透鏡50之凸面52之平面形狀的外形匹配。因此，如圖5(B)、(C)所示，成為如下構成，即於附保持框之透鏡L20之下表面，僅透鏡50中之凸面52自保持框60之開口部64向下方突出，且凸面52之周圍由保持框60之下表面62覆蓋。換言之，透鏡50之下表面54中之未形成凸面52之區域、即於圖5(c)中由虛線表示之區域A由保持框60所覆蓋。 如圖5(A)、(B)、(C)所示，附保持框之透鏡L20構成平面形狀為正方形之大致角柱形狀，且具備透鏡50、及於透鏡50之側面55之下部一體地形成之保持框60。 於透鏡50之上表面53形成有向上側突出之第1凸面51作為光學功能面，於下表面54形成有向下側突出之第2凸面52作為光學功能面。如圖5(A)所示，第1凸面51於平面形狀下，係以中心與上表面53一致之方式形成，如圖5(C)所示，第2凸面52於平面形狀下，係以中心與保持框60之下表面62一致之方式形成。 如圖5(B)、(C)所示，透鏡50之側面55中之下部之側面係由保持框60覆蓋，保持框60與透鏡50之側面55一體地形成。保持框60形成沿著Z方向貫通之中空之框形狀，且其平面形狀如圖5(C)所示，形成外側面61與透鏡50之外形形狀一致之正方形，如圖5(B)所示，透鏡50之側面55與保持框60之外側面61為同一平面。又，內側面63為與外側面61同心狀之圓形，且形成有開口部64。該開口部64相對於透鏡50之凸面52其平面形狀相同，且中心位置亦相同。因此，於附保持框之透鏡L20之下表面，僅透鏡50中之凸面52自保持框60之開口部64向下方突出，凸面52之周圍由保持框60之下表面62覆蓋。藉此，附保持框之透鏡L20之下部除了凸面52以外均由保持框60覆蓋，因此，組裝或檢查時易於夾緊，因此容易處理。 再者，於透鏡50之下表面54之上述區域A(圖5(c))中，亦可部分包含不被保持框60覆蓋之區域而構成。 已一面參照上述實施形態，一面對本發明進行說明，但本發明並不限定於上述實施形態，可於改良之目的或本發明之思想之範圍內進行改良或變更。 [產業上之可利用性] 如上所述，本發明之附保持框之透鏡及附保持框之透鏡之製造方法對於能夠抑制透鏡素材於圓柱體模內的位置偏移，藉此能夠製造無偏差之所期望之形狀之透鏡之點有其效用。

10‧‧‧透鏡
11‧‧‧凸面
12‧‧‧凸面
13‧‧‧上表面
14‧‧‧下表面
15‧‧‧側面
16‧‧‧邊
17‧‧‧角部
20‧‧‧保持框
21‧‧‧外側面
22‧‧‧底面
23‧‧‧內側面
24‧‧‧開口部
31‧‧‧圓柱體模
31a‧‧‧內表面
32‧‧‧上模具
32a‧‧‧凹面部
32b‧‧‧平面
32d‧‧‧外表面
33‧‧‧下模具
33a‧‧‧凹面部
33b‧‧‧平面
33d‧‧‧外表面
40‧‧‧透鏡素材
50‧‧‧透鏡
51‧‧‧凸面
52‧‧‧凸面
53‧‧‧上表面
54‧‧‧下表面
55‧‧‧側面
60‧‧‧保持框
61‧‧‧外側面
62‧‧‧下表面
63‧‧‧內側面
64‧‧‧開口部
L10‧‧‧附保持框之透鏡
L20‧‧‧附保持框之透鏡
X‧‧‧方向
Y‧‧‧方向
Z‧‧‧方向

圖1(A)係表示本發明之實施形態之附保持框之透鏡之構成的俯視圖，圖1(B)係附保持框之透鏡之前視圖，圖1(C)係附保持框之透鏡之仰視圖。圖2係表示於本發明之實施形態之製造方法中使用之模具之構成的剖視圖，且係表示加壓成形前之狀態之圖。圖3(A)係表示保持框之構成之剖視圖，圖3(B)係表示保持框之構成之俯視圖。圖4係表示於本發明之實施形態之製造方法中使用之模具之構成的剖視圖，且係表示加壓成形後之狀態之圖。圖5(A)係表示變化例之附保持框之透鏡之構成的俯視圖，圖5(B)係附保持框之透鏡之前視圖，圖5(C)係附保持框之透鏡之仰視圖。

Claims (8)

1. 一種附保持框之透鏡，其特徵在於：於透鏡之上表面及下表面分別形成有光學功能面，且以覆蓋上述透鏡之下部之側面之方式一體地形成有保持框。
2. 如請求項1之附保持框之透鏡，其中上述透鏡具有矩形狀之平面形狀。
3. 如請求項1或2之附保持框之透鏡，其中將上述下表面中之未形成上述光學功能面之區域之至少一部分由上述保持框覆蓋。
4. 如請求項1或2之附保持框之透鏡，其中上述保持框係以金屬形成。
5. 如請求項3之附保持框之透鏡，其中上述保持框係以金屬形成。
6. 一種附保持框之透鏡之製造方法，其特徵在於具有以下步驟：於圓柱體模內配置具備與上述圓柱體模之內表面形狀對應之外表面形狀之中空的保持框；以一部分位於上述保持框之內側之方式，將透鏡素材配置於上模具與下模具之間；及藉由上述上模具與上述下模具擠壓上述透鏡素材，而於上述透鏡素材之上表面及下表面分別形成光學功能面，並且將上述透鏡素材之側面壓延至密接於上述圓柱體模之內表面或上述保持框之內表面。
7. 如請求項6之附保持框之透鏡之製造方法，其中上述圓柱體模之內表面形狀於俯視下為矩形。
8. 如請求項6或7之附保持框之透鏡之製造方法，其中上述保持框係以金屬形成。