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JP3128928B2 - レンズ成形用金型及びレンズ成形方法 - Google Patents
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JP3128928B2 - レンズ成形用金型及びレンズ成形方法 - Google Patents

レンズ成形用金型及びレンズ成形方法

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JP3128928B2
JP3128928B2 JP04046726A JP4672692A JP3128928B2 JP 3128928 B2 JP3128928 B2 JP 3128928B2 JP 04046726 A JP04046726 A JP 04046726A JP 4672692 A JP4672692 A JP 4672692A JP 3128928 B2 JP3128928 B2 JP 3128928B2
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mold
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久則 杉浦
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Panasonic Holdings Corp
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は光学レンズの成形用金型
及び成形方法に関し、特にハロゲン化銀結晶をレンズ材
料に用いた赤外線透過レンズの成形用金型及び成形方法
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、光学レンズの量産工法としてプレ
ス成形法が注目されている。工程の大幅な簡略化と、高
性能な非球面レンズの加工も容易に行えるという利点が
ある。
【0003】ハロゲン化銀結晶は、その高い透過率を活
かし、赤外線センサ用高感度レンズ等の素材として期待
されているが、研磨加工が困難であり、量産に向かない
という課題があった。
【0004】しかし一方でハロゲン化銀結晶は、押し出
し加工によるファイバ化も可能であるほど塑性変形能が
高く、他の材料には無いこのような特長を活かした、プ
レス成形による高性能な非球面レンズ量産への期待が高
まっている。
【0005】以下図面を参照しながら、上記した従来の
プレス成形用金型構造、及び成形方法の一例について説
明する。
【0006】図7は従来の赤外レンズ製造方法に用いら
れる装置の構造を示す要部断面図であり、11はレンズ
形状を転写するための鏡面部12を有した上レンズ金型
であり、13はレンズ形状を転写するための鏡面部14
を有した下レンズ金型である。15は例えば塩化銀・臭
化銀等のハロゲン化銀結晶から成るレンズ硝材であり、
適応する大きさに切り出されている。16は金型を納め
るコンテナ、17はコンテナ内壁に摺動し、成形圧を加
える加圧棒である。
【0007】以下、その動作について説明する。レンズ
硝材15を上下レンズ金型11,13間の中心に載置し
上方の加圧棒17で加圧すると、レンズ硝材15は鏡面
部12、14に沿って流動し、レンズ形状を転写する。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記のよ
うな構成では、切り出された結晶片が最初から金型の鏡
面部に接触しており、これを押圧するだけでは接触部近
傍のミクロな変形が起こり難く、接触部の結晶はコンテ
ナ16内壁側と鏡面部中心側に流動するが、鏡面部中心
部では流動がほとんどなく、図8に示すように結晶片表
面の切削傷、研削傷18が成形後にも残ってしまうとい
う問題点を有していた。
【0009】さらに、結晶材料の塑性変形能はその結晶
構造に従って異方性を持ち、その結果本来回転軸対
あるべきレンズに非対な形状誤差が残るという問題点
を有していた。図9はその一例を示す成形レンズ面の干
渉縞を示す図である。また、金型の曲率半径の大小によ
る最適成形圧の制御もできなかった。
【0010】本発明は上記問題点に鑑み、レンズ素材の
表面傷を残さずに所望レンズ面の転写成形を行い、同時
にマクロな形状誤差を発生させないプレス成形法、及び
それを実現する成形金型を提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
め、本発明のレンズ成形用金型は、レンズ面形状を転写
するための鏡面部とその鏡面部と一体的に形成され且つ
その鏡面部をとりまくコバ部からなり、上型と下型とで
それぞれ前記コバ部の摩擦係数が異なる、また各金型で
摩擦係数が分布を持つ、という特徴を備えたものであ
る。また本発明のレンズ成形方法は摩擦係数を制御する
ための前記コバ部にレンズ素材を保持しながら押圧する
ことを特徴とするものである。
【0012】
【作用】本発明では上記の構成によって、コバ部に保持
された結晶片が押圧されると外周部から金型鏡面に沿う
ようにミクロな塑性変形が進行する。従って、徐々にレ
ンズ面形状が転写されて行くため、結晶片表面に残存す
る傷が消滅する。さらに、上型と下型とでコバ部の摩擦
係数が異なるため、各金型の曲率に適した成形圧が与え
られる。この作用によって成形後の形状誤差を最小に抑
えることが出来る。またコバ上で摩擦係数の分布を持た
せることによって、成形圧に方向性が与えられる。この
作用により結晶材料特有の非対な誤差成分をも取り除
くことが出来る。
【0013】
【実施例】以下本発明の一実施例のレンズ成形用金型に
ついて、図面を参照しながら説明する。
【0014】図1は本発明の実施例におけるレンズ成形
金型の構造を示す要部断面図である。図1は、レンズ成
形に使用する金型で、1はレンズ形状を転写するための
凹面の鏡面部、2はレンズ素材を保持し押圧するための
コバ部であり、レンズ曲率の大小に応じて、例えば面粗
さを変えることにより異なる摩擦係数を有しているもの
である。このコバ部2は前記鏡面部1の周囲に一体的に
形成されている。
【0015】以上のように構成されたレンズ成形金型を
用いた成形について、以下図2及び図3を用いてその動
作を説明する。
【0016】まず図2は曲率の大きな鏡面部を持つ上レ
ンズ金型3と、曲率の小さな鏡面部を持つ下レンズ金型
4でレンズ硝材5を成形する場合の成形装置構成図であ
る。図3に示すようにこの組金型をコンテナ8内に配置
し、加圧棒9で成形圧を与え所望のレンズ形状を得る。
すなわち加圧棒9に圧力を加えると、前記レンズ硝材5
はまず上下レンズ金型3、4の接触しているコバ部6、
7で押圧され、コバ部6、7に沿って一部はコンテナ8
内壁側に流動し、一部は鏡面部に流動していくため、徐
々にレンズ形状が転写されていくものである。
【0017】このとき、上レンズ金型3のコバ部6の摩
擦係数は大きく、下レンズ金型4のコバ部7の摩擦係数
は小さくなるように構成してある。これによって前記作
用の項で述べたように、レンズ硝材5の、上レンズ金型
3のコバ部6に近接する部分では金型半径方向内側への
圧力を大きく受け、曲率の大きなレンズ鏡面形状に倣い
やすく流動し成形が進行する。
【0018】一方、レンズ硝材5の、下レンズ金型4の
コバ部7に近接する部分では金型半径方向内側への圧力
が小さく、曲率の小さなレンズ鏡面形状に倣う成形が進
行する。
【0019】以上のように本実施例によれば、成形され
るレンズの曲率に応じてコバ部の摩擦係数を変え、レン
ズ鏡面部に加わる圧力、また材料の流れを制御すること
により、最適な成形条件を満たし、鏡面部中心部でも材
料の流れがあることでレンズ表面に残存する傷が消滅し
且つ成形後の形状誤差を最小に抑えることができる。
【0020】以下、本発明の第2の実施例について図面
を参照しながら説明する。図4は本発明の第2の実施例
を示すレンズ成形金型の構成図である。これを用いてレ
ンズ成形を行う過程は、図1に示した金型を用いる第1
の実施例と同様のものである。図1と異なるのは、コバ
部2の斜線部2aでは摩擦係数を斜線部で示すように一
方向で大きく、それに直交する方向で小さい領域2bを
形成した点である。
【0021】以上のように構成されたレンズ成形金型に
ついて、以下その動作を説明する。例えば結晶材料のよ
うな異方性のあるレンズ硝材を、方位を確認した上で図
4のレンズ金型に載せる。このときレンズ硝材の変形し
にくい方向を、コバ部の摩擦係数の大きな方向すなわち
相対する2a領域に合わせ、レンズ硝材の変形しやすい
方向を摩擦係数の小さい2b領域に合わせて載置する。
そして加圧を行えばレンズ硝材の変形しにくい方向では
金型半径方向内側への圧力を大きく受けた成形圧が与え
られ、レンズ硝材の変形しやすい方向では金型半径方向
内側への圧力を小さく受けた成形圧が与えられることで
レンズ鏡面形状に倣いやすく流動して成形が進行し、異
方性による非対称な形状誤差が除去される。
【0022】以上のように、コバ部の摩擦係数を一方向
で大きく、それに直交する方向で小さくなるように分布
させることにより、成形圧の方位制御が出来、結晶材料
のような異方性のある材料の成形において、非対称な誤
差成分が除去された優れたレンズを得ることが出来る。
【0023】なお、第1の実施例において、コバ部の摩
擦係数の制御を、面の粗さで実現したが、図5に示すよ
うに、コバ部の傾斜10によってこれを実現してもよ
い。
【0024】また、第2の実施例では摩擦係数を直交方
向に分布させたが、摩擦係数の大きな領域2aと摩擦係
数の小さな領域2bを図6に示すように分布させてもよ
い。
【0025】
【発明の効果】以上のように本発明のレンズ成形用金型
は、レンズ面形状を転写するための鏡面部とその鏡面部
と一体的に形成され且つその鏡面部をとりまくコバ部か
らなり、上型と下型とでそれぞれ前記コバ部の摩擦係数
が異なる、また各金型で摩擦係数が分布を持つ、という
特徴を備えたものである。また本発明のレンズ成形方法
摩擦係数を制御するための前記コバ部にレンズ素材を
保持しながら押圧することを特徴とするものである。
【0026】上記の構成によって、コバ部に保持された
レンズ素材が押圧され、変形が進むに従って、外周部か
ら金型鏡面に沿うように徐々にレンズ面形状が転写され
て行くため、レンズ素材表面に残存する傷が消滅する。
さらに、上型と下型とでコバ部の摩擦係数が異なるた
め、レンズの曲率に適した成形圧が加わり、成形後の形
状誤差が最小に抑えられ、高精度な非球面レンズの量産
加工を実現するものである。また、結晶材料の成形にお
いてもコバ上で摩擦係数の分布を持たせることによっ
て、結晶材料特有の非対な誤差成分をも取り除くこと
が出来、軸対なレンズ成形を実現するものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のレンズ成形用金型の第1の実施例を示
す斜視図
【図2】同実施例金型を用いた成形の説明図
【図3】同実施例金型を用いた成形の説明図
【図4】本発明のレンズ成形用金型の第2の実施例を示
す正面図
【図5】本発明のレンズ成形用金型の第3の実施例を示
す要部断面図
【図6】本発明のレンズ成形用金型の第4の実施例を示
す正面図
【図7】従来の成形用金型によるレンズ成形装置の要部
断面図
【図8】従来の成形法によって成形されたレンズの説明
【図9】従来の成形法によって成形されたレンズの非対
称形状誤差を示す説明図
【符号の説明】
1 鏡面部 2、6、7、10 コバ部 3、4レンズ成形用金型 5 レンズ硝材 8 コンテナ 9 加圧棒
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI // B29L 11:00 (56)参考文献 特開 平2−209213(JP,A) 特開 平2−157130(JP,A) 特開 平5−249305(JP,A) 特開 平5−208833(JP,A) 特開 平5−208834(JP,A) 特開 昭60−58816(JP,A) 特開 昭59−123632(JP,A) 特開 昭59−188601(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B29C 43/36 - 43/42 B29C 33/38 C03B 11/08,11/00 C03C 3/32 G02B 1/02,3/02

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】レンズ形状を転写するための鏡面部とその
    鏡面部と一体的に形成され且つその鏡面部をとりまくコ
    バ部からなり、上型と下型とでそれぞれ前記コバ部の摩
    擦係数が異なることを特徴とするレンズ成形用金型。
  2. 【請求項2】レンズ形状を転写するための鏡面部とその
    鏡面部と一体的に形成され且つその鏡面部をとりまくコ
    バ部からなり、前記コバ部の摩擦係数が分布を持つこと
    を特徴とするレンズ成形用金型。
  3. 【請求項3】コバ部の傾斜によって摩擦係数を制御する
    ことを特徴とする請求項1または2記載のレンズ成形用
    金型。
  4. 【請求項4】レンズ形状を転写するための鏡面部とその
    鏡面部と一体的に形成され且つその鏡面部をとりまく摩
    擦係数を制御するためのコバ部からなるレンズ成形用金
    型を用い、前記コバ部にレンズ素材を保持しながら押圧
    を行い所望のレンズ形状を得ることを特徴とするレンズ
    成形方法。
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