WO2003090993A1 - Procede pour former une lentille composite - Google Patents

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molding
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Kazuhiro Tanaka
Toshihiro Masuda
Naotaka Wakuda
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Sony Corporation
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    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B3/00—Simple or compound lenses
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C39/00—Shaping by casting, i.e. introducing the moulding material into a mould or between confining surfaces without significant moulding pressure; Apparatus therefor
    • B29C39/02—Shaping by casting, i.e. introducing the moulding material into a mould or between confining surfaces without significant moulding pressure; Apparatus therefor for making articles of definite length, i.e. discrete articles
    • B29C39/026—Shaping by casting, i.e. introducing the moulding material into a mould or between confining surfaces without significant moulding pressure; Apparatus therefor for making articles of definite length, i.e. discrete articles characterised by the shape of the surface
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29D—PRODUCING PARTICULAR ARTICLES FROM PLASTICS OR FROM SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE
    • B29D11/00—Producing optical elements, e.g. lenses or prisms
    • B29D11/00009—Production of simple or compound lenses
    • B29D11/00413—Production of simple or compound lenses made by moulding between two mould parts which are not in direct contact with one another, e.g. comprising a seal between or on the edges
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C39/00—Shaping by casting, i.e. introducing the moulding material into a mould or between confining surfaces without significant moulding pressure; Apparatus therefor
    • B29C39/22—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C39/36—Removing moulded articles

Definitions

  • the present invention relates to a method for molding a composite lens having an aspherical composite layer.
  • the mold and the composite layer can be easily released with a small force.
  • a so-called composite lens in which an aspherical composite layer made of a photocurable resin is formed on a single lens such as a glass lens has been put into practical use as a means for molding an aspherical lens at relatively low cost.
  • This composite lens is manufactured by forming a composite layer made of an ultraviolet curable resin or the like on the lens surface of a single lens made of optical glass.
  • the transfer surface is mirror-finished in order to reliably transfer the transfer surface shape of the mold, and therefore, the degree of adhesion between the mold and the composite layer is extremely low.
  • the problem was how to peel off and release from the mold.
  • the former method requires special means of heating or cooling as a method of giving a temperature difference, and peeling occurs between the glass and the resin due to the balance between the adhesion between the resin and the glass For this reason, it was not a feasible method and was not suitable for mass production.
  • the present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to provide a method of forming a composite lens that can surely and easily release a molding die from a composite layer. And Disclosure of the invention
  • a method for molding a composite lens according to the present invention is directed to a composite lens formed by transferring a composite layer made of a photocurable resin to at least one surface of a single lens using a molding die.
  • the mold is separated from the composite layer in a part or all of the outer peripheral portion of the transfer surface forming a mirror surface of the mold and the composite layer in the mold release direction. It is designed to have a substantially orthogonal surface that triggers this.
  • the molding die is formed by forming a surface substantially orthogonal to the mold releasing direction on the outer peripheral portion of the transfer surface between the molding die and the composite layer. No frictional force is generated on the surface perpendicular to the peeling force when the mold is released from the layer. Therefore, the force for peeling the mold from the composite layer is determined by the adhesion between the mold and the composite layer.
  • An equivalent force may be applied, and the substantially orthogonal surface triggers the release, and the air enters from the outer peripheral portion when the substantially orthogonal surface peels off, so that the molding die having the curvature and the composite layer can be separated. The adhesion of the transfer surface is reduced, and the mold can be peeled off.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of a molding apparatus for performing the molding method according to the present embodiment.
  • FIG. 2 is an explanatory view of a first embodiment of a molding method as a main part of the present invention.
  • Fig. 3 shows the principle of the peeling force of the mold in the conventional molding method.
  • FIG. 4 is a diagram showing the principle of the peeling force of the mold in the molding method of the present invention.
  • FIG. 5 is an explanatory view of a second embodiment of the molding method of the present invention.
  • FIG. 6 is an explanatory view of a third embodiment of the molding method of the present invention.
  • FIG. 7 is an explanatory view of a fourth embodiment of the molding method of the present invention.
  • FIG. 1 shows an example of a compound lens forming apparatus and a forming method thereof.
  • Reference numeral 1 denotes a lens support, on which a single-lens glass lens (hereinafter, referred to as lens 2) is mounted.
  • Reference numeral 3 denotes a composite layer made of an ultraviolet curable resin formed on the lens 2 by coating or the like. The composite layer 3 is transferred by a mold 4 and thereafter, ultraviolet rays U from the lens 2 side. Irradiation cures the composite layer 3 and releases the mold 4 to produce a composite lens in which the lens 2 and the composite layer 3 are integrated.
  • the molding die 4 has a first transfer surface 4a for mirror-finishing the lens surface of the composite layer 3, and the outer periphery of the first transfer surface 4a has a mold release of the molding die 4.
  • a mirror-finished vertical second transfer surface 4b parallel to the direction W is formed, and the outer peripheral portion of the second transfer surface 4b is orthogonal to the mold release direction W of the molding die 4.
  • the so-called horizontal third transfer surface 4 c is formed.
  • the third transfer surface 4c is formed as a convex portion 5 on an extension of the first transfer surface 4a.
  • the molding die 4 has a third transfer surface 4c at the outer periphery, which After that, the third transfer surface 4c is peeled off, and the air can enter the first transfer surface 4a from here, so that the air can be reliably and easily peeled off.
  • the torque required for the mold release with Fig. 3 and Fig. 4
  • the forces for lifting the mold 4 are WO and W1
  • the relationship is Wl ⁇ 1 / 3W1. From the experimental results, it was confirmed that the force required for demolding was reduced.
  • FIG. 4 a second embodiment of the above-described third transfer surface 4c is shown in FIG.
  • a mirror-finished fourth transfer surface 4d that is slightly gently inclined in the elevation direction is provided on the outer peripheral edge of the third transfer surface 4c.
  • the fourth transfer surface 4 d is a surface substantially perpendicular to the mold release direction of the forming die 4, and in this case, the fourth transfer surface 4 d that is slightly inclined slightly
  • the frictional force is small relative to the force acting on the mold release, so that the force required for the mold release can be reduced as in the case shown in FIG.
  • the fourth transfer surface 4d as well as the horizontal third transfer surface 4c become a trigger for peeling and can be peeled off easily and easily.
  • FIG. 6 shows a third embodiment.
  • the transfer surface corresponding to the third transfer surface 4c is provided with a mirror-finished third transfer surface 4e which is slightly inclined slightly in the elevation direction as a whole.
  • the third transfer surface 4 e is a surface substantially perpendicular to the mold release direction of the forming die 4, and in this case, the third transfer surface 4 e that is slightly inclined is weak against the force acting on the mold release.
  • the frictional force becomes negligibly small, so that the force required for release can be reduced as in the case shown in FIG. 2 described above, and when the mold is pulled up, the third transfer surface 4 e can be a trigger for separation, and can be separated reliably and easily.
  • FIG. 7 shows a fourth embodiment.
  • a third mirror-transferred surface 4f that is perpendicular to the mold release direction is provided from the outer peripheral portion of the first transfer surface 4a without the second transfer surface 4b.
  • An outer peripheral edge of the third transfer surface 4f is provided with a mirror-finished fourth transfer surface 4g that is slightly gently inclined in the elevation direction.
  • the fourth transfer surface 4 g is a surface substantially perpendicular to the mold release direction of the forming die 4, and in this case, the fourth transfer surface 4 g that is slightly inclined slightly Has a negligible frictional force with respect to the force acting on the mold release, so that the force required for mold release can be reduced, and together with the horizontal third transfer surface 4f when the mold is lifted up.
  • the fourth transfer surface 4 g can be a trigger for peeling and can be peeled off reliably and easily.
  • the first transfer surface 4 a By making the outer peripheral portion a convex portion 5 from the extension, the variation in the amount of resin applied to the lens 2 can be absorbed, and the resin 2 can be prevented from protruding outside the mold 4.
  • the convex portion 5 provided on the outer peripheral portion of the first transfer surface 4a and having a substantially orthogonal surface serving as a trigger for peeling is formed over the entire outer peripheral portion of the first transfer surface 4a or the outer peripheral portion thereof. It may be formed in a part of the part.
  • the molding method of the present invention can be widely applied to the case of forming a composite layer on both surfaces of a glass lens.
  • the method of molding a composite lens according to the present invention includes: By having a substantially orthogonal surface that triggers the release of the mold and the composite layer, the mold can be easily and reliably separated from the composite layer with a small peeling force. It has the effect of being able to do it.
  • the present invention is a composite lens having an aspherical composite layer, A method of forming a composite lens that has a surface that is substantially perpendicular to the mold release direction at the outer periphery of the transfer surface with the layer so that the mold and the composite layer can be easily released with a small force. Suitable for.

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Description

明 細 書
複合レンズの成形方法
技術分野
本発明は、非球面複合層を持った複合 ·ンズの成形方法に関し、 詳しく は、 成形型と複合層との転写面の外周部に離型方向に対し て略直交する面をもつこ と によって、 成形型と複合層との離型を 小さな力で容易に行えるよ う にしたものである。
背景技術
従来よ り、 ガラスレンズ等の単レンズに光硬化性樹脂からなる 非球面複合層を形成した、 いわゆる複合レンズは比較的安価に非 球面レンズを成形する手段と して実用化されている。 この複合レ ンズは光学ガラス製の単レンズのレンズ面に紫外線硬化性榭脂等 からなる複合層を形成するこ とによって製作される。
と ころで、 複合層の成形段階においては、 成形型の転写面形状 を確実に転写させるために転写面が鏡面状に仕上げられており、 このため、 成形型と複合層と の密着度が非常に高く成形型からど のよ うに剥離し離型するかが問題となっていた。
上述した問題の解決方法と して温度差による複合層と成形型と の線膨張係数の差を用いたり、 複合層と成形型とが密着しないよ う に転写面の一部に鏡面状にしない部分を配置する方法をとつて いた。
前者の方法は、 温度差を与える方法と して加熱や冷却する手段 が特別に必要となったり、 樹脂とガラス との間の密着性との兼ね 合いよ り ガラスとの間において剥離が発生するこ と もあり、 碓実 な方法とは言えず量産性に不向きであった。
また、 後者の方法では鏡面状に仕上げないためにあえて荒れた 面とするため、 複合層と成形型との接する面積が増加し、 このた め、 逆に接する部分の密着性が上がってしまったり 、 同じ面粗さ をもった成形型が作り がたく 、 よって剥離時の条件が成形型によ つて異なることから剥離するための設備に負担をしいること とな り、 この場合も量産性に不向きであった。
本発明は、 上述したよ う な課題を解消するためになされたもの で、 成形型と複合層との離型を確実かつ容易に行えるよ う にした 複合レンズの成形方法を得るこ とを目的とする。 発明の開示
上述の目的を達成するため本発明による複合レンズの成形方法 は、 単レンズの少なく と も一面に成形型を用いて光硬化性樹脂か らなる複合層を転写することによ り成形する複合レンズの成形方 法において、 成形型と複合層との鏡面をなす転写面の外周部の一 部又は全域であって、 成形型の離型方向に対して当該成形型と複 合層との離型のきっかけとなる略直交する面をもつよ うにしたも のである。
上述した複合レンズの成形方法によれば、 成形型と複合層との 転写面の外周部に成形型の離型方向に対して略直交する面をもつ よ う にしたことによって、 成形型を複合層から離型したときの剥 がす力に対して直交する面には摩擦力が発生するこ ともなく 、 従 つて、 成形型を複合層から剥がす力は成形型と複合層との密着力 と同等の力でよく 、 この略直交する面が離型のきっかけとな り、 略直交な面が剥離したときの外周部から空気が入り込むこ とによ つて曲率をもつ成形型と複合層との転写面の密着力が低下し成形 型の剥離が可能となる。 図面の簡単な説明
図 1 は本例による成形方法を実施するための成形装置の概要図で ある。 図 2は本発明の要部である成形方法の第 1 の実施形態の説明図で ある。
図 3 は従来の成形方法における成形型の引き剥がし力の原理図で ある。
図 4 は本発明の成形方法における成形型の引き剥がし力の原理図 である。
図 5 は本発明の成形方法の第 2の実施形態の説明図である。
図 6 は本発明の成形方法の第 3の実施形態の説明図である。
図 7は本発明の成形方法の第 4の実施形態の説明図である。 発明を実施するための最良の形態
以下、 本発明による複合レンズの成形方法の実施の形態を図面 を参照して説明する。
図 1 は複合レンズの成形装置とその成形方法の一例を示す。 符号 1 が レンズ支持台であ り 、 この レンズ支持台 1 上に単レン ズからなるガラスレンズ（以下、 レンズ 2 という） が載置される。 符号 3 がレンズ 2上に塗布等によ り形成される紫外線硬化樹脂か らなる複合層であり、 この複合層 3 を成形型 4 によ り転写し、 こ の後、 レンズ 2側から紫外線 Uを照射するこ とによ り複合層 3が 硬化され、 成形型 4 を離型することでレンズ 2 と複合層 3 とが一 体化された複合レンズが製作できる。
ところで、 上述した複合レンズの成形においては、 複合層 3 と 接する成形型 4の転写面は鏡面加工されているこ とから、 複合層 3 と成形型 4 とに密着力が生じ複合レンズの形成後に複合層 3か ら成形型 4を剥離 （離型） する方法については従来の技術で説明 した方法以外にも種々提案されている。
そこで、 本発明では成形型 4の剥離を確実かつ容易に行えるよ う にした複合レンズ成形方法の第 1 の実施形態の要部の拡大図を 図 2に示す。
すなわち、 成形型 4には複合層 3 の レンズ面を鏡面加工するた めの第 1 の転写面 4 a を有し、 この第 1 の転写面 4 a の外周部に は成形型 4の離型方向 Wに対して平行する鏡面加工された垂直な 第 2 の転写面 4 b が形成され、 この第 2 の転写面 4 b の外周部に は成形型 4 の離型方向 Wに対して直交する向きで鏡面加工された. いわゆる水平な第 3 の転写面 4 c が形成されている。 この第 3 の 転写面 4 c は第 1 の転写面 4 a の延長線上よ り 凸状部 5にされて いる。
次に、 上述のよ う にすることで複合層 3から'成形型 4の剥離が 低減できる原理を図 3 に示した成形型が曲面状にされた場合と、 図 4に示した本発明の成形型とを比較して説明する。
まず、 図 3 において複合層 3上で成形型との間で離型に有効で ある外周部の点で、 成形型 4 と複合層 3 との密着力を F 1 と した と き、 離型に働く 力を密着力である F 1 と同等にするためには、 成形型 4の外周部では曲率をもっために、 成形型 4 を垂直に動か す力 F 2 は、 離型に働く 力 F 1 と摩擦力 F 3 との合力となる。 こ のため、 成形型 4 を離型するためには離型に働く力 F 1 よ り も大 きな力 F 2 が必要となるこ とが判る。
これに対して、 図 4において本発明のよ う に成形型 4の外周部 に水平な第 3 の転写面 4 c を形成した場合では、 離型外周部の水 平な第 3の転写面 4 cでは、 離型に働く力 F 1 は複合層 3 との密 着力 F 1 と同等であるため、 成形型 4 を垂直に動かす力は F 1 と 同じでよい。 従って、 成形型 4 の外周部に水平な第 3 の転写面 4 c を形成するこ とによ り 、 離型に必要な力を図 3の場合の F 2 か ら F 1 へ軽減された力によ り成形型の離型が可能になる こ とが 理解できる。
つま り、 成形型 4は外周部の水平な第 3 の転写面 4 cが離型の きっかけとなり 、 このあと、 第 3 の転写面 4 c が剥離されるこ と で、 ここから空気が第 1 の転写面 4 a に入り込むこ と によ り確実 かつ容易に剥離することができる。 ここで、 離型に必要な トルク を図 3 と図 4 とで比較する と、 成形型 4 を引き上げる力をそれぞ れ W O 、 W 1 とする と、 W l ^ 1 / 3 W 1 の関係となり、 離型に 必要な力が低減されたこ とが実験値から確認された。
ここで、 上述した第 3の転写面 4 c の第 2の実施の形態を図 5 に示す。 これによれば、 第 3の転写面 4 c の外周縁部に仰角方向 に僅かに緩く傾斜する鏡面加工した第 4 の転写面 4 d を設けたも のである。 このよ う にするこ とであっても、 第 4の転写面 4 dは 形成型 4の離型方向と略直交する面となり、 この場合、 僅かに緩 く傾斜する第 4の転写面 4 dは離型に働く力に対して摩擦力は無 視できる小さなものとなり 、 従って、 上述しだ図 2に示した場合 と同様に離型に必要な力を軽減するこ とができ、 成形型を引き上 げたとき水平な第 3 の転写面 4 c と共に第 4 の転写面 4 dが剥離 のきつかけとなり碓実かつ容易に剥離するこ とができる。
また、 図 6 にさ らに第 3の実施の形態を示す。 これによれば、 第 3の転写面 4 c に相当する転写面が全体に仰角方向に僅かに緩 く傾斜する鏡面加工した第 3 の転写面 4 e を設けたものである。 この場合も第 3の転写面 4 e は、 形成型 4の離型方向と略直交す る面となり 、 この場合、 僅かに緩く傾斜する第 3の転写面 4 e は 離型に働く 力に対して摩擦力は無視できる小さなものとなり 、 従 つて、 上述した図 2に示した場合と同様に離型に必要な力を軽減 するこ とができ、 成形型を引き上げたとき第 3 の転写面 4 e が剥 離のきっかけとなり確実かつ容易に剥離するこ とができる。
また、 図 7 にさ らに第 4の実施の形態を示す。 これによれば、 第 2の転写面 4 b はなく第 1 の転写面 4 a の外周部から成形型の 離型方向と直交する水平な鏡面加工した第 3 の転写面 4 f を設け. この第 3 の転写面 4 f の外周縁部に仰角方向に僅かに緩く傾斜す る鏡面加工した第 4の転写面 4 g を設けたものである。 このよ う にするこ とであっても、 第 4 の転写面 4 gは形成型 4 の離型方向 と略直交する面となり、 この場合、 僅かに緩く傾斜する第 4の転 写面 4 gは離型に働く力に対して摩擦力は無視できる小さなもの となり、 従って、 離型に必要な力を軽減するこ とができ、 成形型 を引き上げたとき水平な第 3 の転写面 4 f と共に第 4 の転写面 4 gが剥離のきっかけとなり確実かつ容易に剥離するこ とができる, また、 上述した図 2、 図 5及び図 6 の各実施の形態において、 第 1 の転写面 4 a の外周部を延長線上よ り 凸状部 5 にするこ とに よって、 レンズ 2 に塗布した樹脂量のバラツキを吸収し成形型 4 外へのはみ出しを防止するこ とができる。
さ らに、 第 1 の転写面 4 a の外周部に設けられる剥離のきっか けとなる略直交する面を有する凸状部 5 は、 第 1 の転写面 4 a の 外周部の全域あるいは外周部の一部に形成されるこ とであっても よい。
尚、 本例の実施の形態では、 ガラス レンズの一面に複合層を成 形する方法について説明したが、 ガラス レンズの両面に複合層を 成形する場合についても本発明の成形方法が広く適用可能である , 以上説明したよ う に本発明による複合レンズの成形方法は、 成 形型と複合層との鏡面をなす転写面の外周部の一部又は全域に、 成形型の離型方向に対して当該成形型と複合層との離型のきっか けとなる略直交する面をもつよ う にしたこ とで、 複合層から成形 型が小さな引き剥がし力で容易にかつ確実に分離することができ る といった効果がある。 産業上の利用分野
本発明は、 非球面複合層を持った複合レンズで、 成形型と複合 層との転写面の外周部に離型方向に対して略直交する面をもつこ とによって、 成形型と複合層との離型を小さな力で容易に行える よ う にした複合レンズの成形方法に適している。

Claims

請 求 の 範 囲
1 . 単レンズの少なく と も一面に成形型を用いて光硬化性樹脂か らなる複合層を転写することによ り成形する複合レンズの成形方 法において、
上記成形型と上記複合層との鏡面をなす転写面の外周部の一部 又は全域であって、 上記成形型の離型方向に対して当該成形型と 複合層との離型のきっかけとなる略直交する面をもつこ とを特徴 とする複合レンズの成形方法。
2 . 請求の範囲第 1項記載の複合レンズの成形方法において、 略 直交する面が上記転写面の延長線上よ り 凸状をなしていることを 特徴とする複合レンズの成形方法。
3 . 請求の範囲第 1項記載の複合レンズの成形方法において、 略 直交する面が上記転写面と同様な鏡面をなしているこ とを特徴と する複合レンズの成形方法。
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