(57)【要約】      （修正有）【課題】成形時に型内に空気が残存して成形不良が発生することを防止して所期の光学性能を発揮するレンズを製造するための金型を提供する。【解決手段】キャビティＣＶ内の空気及び射出成形時のガスを型外に放出するエアベントＥＶａが、外周側面Ｓ５よりも光軸ＯＡ寄りの位置であって、かつ、光軸ＯＡから反ゲート４１側に片寄った位置を転写する部分に設けられる。つまり、エアベントＥＶａは、外周側面転写面Ｔ５よりも光軸ＯＡに対応する中心軸ＡＸ寄りの位置であって、かつ、中心軸ＡＸから反ゲート４１側に片寄った位置に存在する。この結果、エアベントＥＶａがキャビティＣＶのうち最後に樹脂が充填される部分ＡＲ０又はその近傍に配置されることになる。よって、キャビティＣＶ内に空気が残存して成形不良が発生することを防止できる。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光素子から出射された光束の進行方向を制御するレンズを射出成形するための金型であって、
前記レンズの外周側の最も厚い部分の厚みと中心側の最も薄い部分の厚みとの比が５以上となる転写形状を有し、
前記レンズの外周側面よりも光軸寄りの位置であって、かつ、前記光軸から反ゲート側に片寄った位置を転写する部分に型内の空気及び射出成形時のガスを型外に放出するエアベントが設けられていることを特徴とする金型。
【請求項２】
前記レンズは、第１光学面と第２光学面とを有し、前記第１光学面は、前記第２光学面に比較して相対的に曲率が大きい凹形状であることを特徴とする請求項１に記載の金型。
【請求項３】
前記レンズの前記第２光学面は、全体として凸形状であり、中央に凹形状の領域を有し、前記第１光学面よりも大きな直径を有することを特徴とする請求項２に記載の金型。
【請求項４】
前記エアベントは、前記第１光学面の周囲に設けられている光軸に略垂直に延びる平坦面上に存在することを特徴とする請求項２又は３に記載の金型。
【請求項５】
前記外周側の最も厚い部分と前記中心側の最も薄い部分との光軸垂直方向の距離は、レンズ半径をＲとしたとき、０．１Ｒから０．５Ｒの範囲内であることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の金型。
【請求項６】
前記エアベントは、前記発光素子の支持基板への取付け用に前記第１光学面側から突出した脚部の天面を転写する部分に配置されていることを特徴とする請求項２から５のいずれか一項に記載の金型。
【請求項７】
前記レンズの前記脚部は、前記第１光学面の周囲に設けられて光軸に略垂直に延びる平坦面から突出するように形成されている請求項６に記載の金型。
【請求項８】
前記エアベントによって前記レンズに形成されるエアベント部の外周に当該エアベント部よりも一段高い凸部を転写する部分を有することを特徴とする請求項２から７のいずれか一項に記載の金型。
【請求項９】
前記エアベントは、前記光軸と前記外周側面との略中間を転写する部分に配置されていることを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載の金型。
【請求項１０】
前記エアベントの少なくとも一部は、レンズ半径をＲとしたとき、前記光軸に対応する中心軸を基準として０．２Ｒから０．８Ｒまでの範囲内に配置されていることを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載の金型。
【請求項１１】
前記エアベントは、前記中心軸に垂直な面内に投影した場合に前記ゲートを中心にして±２０°の範囲内に配置されていることを特徴とする請求項１から１０のいずれか一項に記載の金型。
【請求項１２】
前記エアベントは、前記レンズを離型させるために突き出される突出しピンの周囲に形成されることを特徴とする請求項１から１１のいずれか一項に記載の金型。
【請求項１３】
発光素子から出射された光束の進行方向を制御するレンズであって、
外周側の最も厚い部分の厚みと中心側の最も薄い部分の厚みとの比が５以上であり、
射出成形用の金型に設けられて型内の空気及び射出成形時のガスを型外に放出するエアベントに対応するエアベント跡を有し、
前記エアベント跡は、外周側面よりも光軸寄りの位置であって、かつ、前記光軸から反ゲート側に片寄った位置に形成されていることを特徴とするレンズ。
【請求項１４】
発光素子から出射された光束の進行方向を制御するレンズの製造方法であって、
前記レンズは、外周側の最も厚い部分の厚みと中心側の最も薄い部分の厚みとの比が５以上の形状を有し、
前記レンズの外周側面よりも光軸寄りの位置であって、かつ、前記光軸から反ゲート側に片寄った位置を転写する金型の部分にエアベントを設けることにより、型内の空気及び射出成形時のガスを型外に放出することを特徴とするレンズの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばＬＥＤ等からの照明用の光束を制御するレンズを製造するための金型、当該成形金型によって得られるレンズ、及び当該レンズの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
照明光束を制御するレンズは、光束制御部材とも呼ばれ、特殊な光学面を有し光源を覆うように配置される。このようなレンズを形成する際には、コストの観点から二つの成形金型を型閉じして形成されたキャビティ内（型空間内）にゲートから溶融樹脂を射出充填する射出成形法が用いられている。一般的に光束制御用のレンズを射出成形する際には、レンズの外周側面に相当する位置から溶融樹脂をキャビティ内に充填する（特許文献１参照）。
【０００３】
一般的なレンズを射出成形によって製造する場合、レンズの外周側面に相当するゲートからキャビティ内に溶融樹脂を充填することが多いが、キャビティ内に溶融樹脂が充填される際、キャビティ内の空気を型外に排出するため、空気逃がし溝（いわゆるエアベント）が必要となる。このような空気逃がし溝が無いと、空気が型内に残り未充填部分が発生しやすくなる。これを防止するために、一般的には、溶融樹脂が最後に充填されるゲートと反対方向のレンズ外周部に相当する金型位置にエアベントを設けることが知られている。
【０００４】
ところで、上記のような照明光束制御用のレンズでは、レンズの一方の光学面が深い凹部となっていることから、中心部厚みと外周部厚みとの偏肉比が大きくなること（中心部厚み≪外周部厚み）により、溶融樹脂の流速は肉厚が薄い中心部で低下するため、溶融樹脂は中心部を除く肉厚が厚い外周側に先行して充填され、中心部は外周部よりも遅れて溶融樹脂が充填される。この結果、最後に樹脂が充填される部分はレンズ中心からレンズ外周の略中間部分かつレンズのゲートと反対方向側に片寄った部分となる。
【０００５】
このため、従来型の一般的なエアベントでは、溶融樹脂はエアベント部が設けられたレンズ外周部に充填された後も、レンズの外周と中心の略中間部分が未充填であるため、この部分の空気を排除することができず、残存空気による未充填部分からなる成形不良が発生し、この成形不良が被照射面への異常発光や暗部発生による照度ムラを引き起こすという問題があった。これは、特に均一な配光となることを所望されるバックライト用レンズにおいて重大な問題となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１１−６５８５１号公報
【発明の概要】
【０００７】
本発明は、上記背景技術に鑑みてなされたものであり、成形時に型内に空気が残存して成形不良が発生することを防止して所期の光学性能を発揮するレンズを製造するための金型を提供することを目的とする。
【０００８】
また、本発明は、上記金型によって得られるレンズ及びレンズの製造方法を提供することを目的とする。
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明に係る金型は、発光素子から出射された光束の進行方向を制御するレンズを射出成形するための金型であって、レンズの外周側の最も厚い部分の厚みと中心側の最も薄い部分の厚みとの比が５以上となる転写形状を有し、更にレンズの外周側面よりも光軸寄りの位置であって、かつ、光軸から反ゲート側に片寄った位置を転写する部分に、型内の空気及び射出成形時のガスを型外に放出するエアベントが設けられている。
【００１０】
上記金型では、型内の空気及び射出成形時のガスを型外に放出するエアベントが、外周側面よりも光軸寄りの位置であって、かつ、光軸から反ゲート側に片寄った位置を転写する部分に設けられるので、型空間のうち最後に樹脂が充填される部分又はその近傍にエアベントが配置されることになる。結果的に、外周側の最も厚い部分の厚みと中心側の最も薄い部分の厚みとの比が５以上となるレンズを成形するからこそ生じてしまうレンズの外周と中心の略中間部分が未充填となり成形不良が発生する問題を防止でき、所期の光学性能を発揮するレンズを製造することができる。
【００１１】
本発明の具体的な側面では、上記金型において、レンズは、第１光学面と第２光学面とを有し、第１光学面は、前記第２光学面に比較して相対的に曲率が大きい凹形状である。この場合、レンズが中央で肉薄になる傾向が生じやすい。
【００１２】
本発明の別の側面では、レンズの第２光学面は、全体として凸形状であり、中央に凹形状の領域を有し、第１光学面よりも大きな直径を有する。この場合、レンズが中央で肉薄になる傾向が生じやすい。第１光学面と第２光学面が上述の形状であることにより、均一かつ広範囲な配光特性を得ることができる。
【００１３】
本発明の別の側面では、エアベントは、第１光学面の周囲に設けられている光軸に略垂直に延びる平坦面上に存在する。この場合、エアベントに相当する箇所が第２光学面上にないため、エアベント跡が光学性能に与える影響を低減できる。また、第２光学面を転写する部分の外周にエアベントを設けていないため、金型強度や金型構造を十分確保できる。特に、エアベントが０．８Ｒより内側であると、第１光学面から反射した光の強度が十分低い位置にエアベント跡を設けることができるため、光学性能の低下を招かず好ましい。
【００１４】
本発明の別の側面では、外周側の最も厚い部分と中心側の最も薄い部分との光軸垂直方向の距離は、レンズ半径をＲとしたとき、０．１Ｒから０．５Ｒの範囲内である。この場合、肉厚の変化が激しいため、ヒケが生じ易くなるが、上記のような配置でエアベントを設けることでその問題が起こりにくくなる。
【００１５】
本発明のさらに別の側面では、エアベントは、発光素子の支持基板への取付け用に第１光学面側から突出した脚部の天面を転写する部分に配置されている。この場合、脚部を転写する部位に空気が溜まりやすいが、エアベントによって型内から空気を排出させることができる。また、脚部がレンズの外周側の最も厚い部分近傍に設けられる場合には残存空気やヒケによる成形不良の問題がより一層大きくなってしまうが、本発明によれば、そのような問題を好適に防止できる。
【００１６】
本発明のさらに別の側面では、レンズの脚部は、第１光学面の周囲に設けられて光軸に略垂直に延びる平坦面から突出するように形成されている。
【００１７】
本発明のさらに別の側面では、エアベントによってレンズに形成されるエアベント跡の外周には、当該エアベント跡よりも一段高い凸部を転写する部分を有する。この場合、凸部はエアベント跡より突出したバリ逃げとして機能することによって、レンズの位置決めや固定が可能になり、レンズの取付け精度を向上させることができる。
【００１８】
本発明のさらに別の側面では、エアベントは、レンズの光軸と外周側面との略中間を転写する部分に配置されている。光軸と外周側面との略中間は、成形時に空気やガスが溜まりやすい部分であり、エアベントによる排気の効果を高めることができる。
【００１９】
本発明のさらに別の側面では、エアベントの少なくとも一部は、レンズ半径をＲとしたとき、光軸に対応する中心軸を基準として０．２Ｒから０．８Ｒまでの範囲内に配置されている。
【００２０】
本発明のさらに別の側面では、エアベントは、中心軸に垂直な面内に投影した場合にゲートを起点として中心軸を通る直線±２０°の範囲内に配置されている。反ゲート方向は樹脂が流入しづらく、成形時に空気やガスが溜まりやすい部分であるため、エアベントによる排気の効果を高めることができる。
【００２１】
本発明のさらに別の側面では、エアベントは、レンズを離型させるために突き出される突出しピンの周囲に形成される。この場合、エアベントを突出しピンに兼用させて金型の設計や加工を容易にすることができる。
【００２２】
上記目的を達成するため、本発明に係るレンズは、発光素子から出射された光束の進行方向を制御するレンズであって、外周側の最も厚い部分の厚みと中心側の最も薄い部分の厚みとの比が５以上であり、射出成形用の金型に設けられて型内の空気及び射出成形時のガスを型外に放出するエアベントに対応するエアベント跡を有し、エアベント跡は、外周側面よりも光軸寄りの位置であって、かつ、光軸から反ゲート側に片寄った位置に形成されている。
【００２３】
上記レンズでは、エアベント跡が外周側面よりも光軸寄りの位置であって、かつ、光軸から反ゲート側に片寄った位置に形成されている。つまり、金型において、型内の空気及び射出成形時のガスを型外に放出するエアベントが、外周側面よりも光軸寄りの位置であって、かつ、光軸から反ゲート側の片寄った位置に設けられるので、型空間のうち最後に樹脂が充填される部分又はその近傍に配置されることになる。結果的に、型空間内に空気が残存して成形不良が発生することを防止でき、所期の光学性能を発揮するレンズを製造することができる。
【００２４】
上記目的を達成するため、本発明に係るレンズの製造方法は、発光素子から出射された光束の進行方向を制御するレンズの製造方法であって、レンズは、外周側の最も厚い部分の厚みと中心側の最も薄い部分の厚みとの比が５以上であり、レンズの外周側面よりも光軸寄りの位置であって、かつ、光軸から反ゲート側の片寄った位置を転写する金型の部分にエアベントを設けることにより、型内の空気及び射出成形時のガスを型外に放出するものである。
【００２５】
上記レンズの製造方法では、外周側面よりも光軸寄りの位置であって、かつ、光軸から反ゲート側に片寄った位置を転写する金型の部分にエアベントを設けるので、エアベントが型空間のうち最後に樹脂が充填される部分又はその近傍に配置されることになる。結果的に、型空間内に空気が残存して成形不良が発生することを防止でき、所期の光学性能を発揮するレンズを製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】（Ａ）は、第１実施形態のレンズの裏面図であり、（Ｂ）は、（Ａ）の断面図であり、（Ｃ）は、（Ａ）の正面図である。
【図２】図１（Ａ）〜図１（Ｃ）のレンズの斜視図である。
【図３】（Ａ）及び（Ｂ）は、図１（Ａ）等に示すレンズの形状を説明する図である。
【図４】（Ａ）は、図１のレンズを成形するための成形金型の拡大断面図であり、（Ｂ）は、（Ａ）の金型のうち可動金型の端面図である。
【図５】（Ａ）は、第２実施形態のレンズの裏面図であり、（Ｂ）は、（Ａ）のレンズを成形するための成形金型の拡大断面図であり、（Ｃ）は、（Ｂ）の金型のうち可動金型の端面図である。
【図６】（Ａ）は、第３実施形態のレンズの裏面図であり、（Ｂ）は、（Ａ）の断面図であり、（Ｃ）は、（Ａ）の正面図である。
【図７】（Ａ）は、図６（Ａ）等に示すレンズを成形するための成形金型の拡大断面図であり、（Ｂ）は、要部を説明する部分拡大図である。
【図８】（Ａ）は、第４実施形態の成形金型の拡大断面図であり、（Ｂ）は、レンズの側方断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
〔第１実施形態〕
本発明に係る成形金型、レンズ、及びレンズの製造方法の第１実施形態について、図面を参照して説明する。
【００２８】
図１（Ａ）〜図１（Ｃ）、及び図２に示すレンズ１０は、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）等からの照明用の光束を制御（発光素子から射出された光束の進行方向を制御）するレンズ（光束制御部材）である。図１（Ａ）〜図１（Ｃ）、及び図２に示すように、レンズ１０は、光学部１０ａと、外周部１０ｂと、突起部１０ｃと、脚部１０ｄとを有する。
【００２９】
光学部１０ａは、光学的機能を有する部分であり、一対の対向する第１及び第２光学面Ｓ１，Ｓ２と、第１光学面Ｓ１の周囲から延びる平坦面Ｓ６とを有する。第２光学面Ｓ２は、全体的に凸形状であり、第１光学面Ｓ１は、凹形状である。ここで、第２光学面Ｓ２は、中央に浅い凹形状の領域を有し、第１光学面Ｓ１よりも大きな直径を有する。第１光学面Ｓ１は、第２光学面Ｓ２よりも相対的に曲率が大きい凹形状であり、第２光学面Ｓ２の中央に向けて深く窪んでいる。そのため、光学部１０ａの中央は肉薄となっており、中央の周辺は肉厚となっている。つまり、レンズ１０は、偏肉比の高いレンズとなっている。平坦面Ｓ６は、光軸ＯＡに略垂直に延びており、外周部１０ｂの第１外周面Ｓ３と同一平面上にある。液晶パネル等その他の表示素子を照明するためのＬＥＤ等の発光素子は、第１光学面Ｓ１側に埋め込むように配置される。
【００３０】
外周部１０ｂは、光学部１０ａの周囲に延在する。外周部１０ｂは、一対の対向する第１及び第２外周面Ｓ３，Ｓ４と、これら外周面Ｓ３，Ｓ４を連結する外周側面Ｓ５とを有する。第１及び第２外周面Ｓ３，Ｓ４は、レンズ１０の光軸ＯＡに平行に延びている。
【００３１】
突起部１０ｃは、外周部１０ｂの外周側面Ｓ５から外周方向に突出する。突起部１０ｃは、外周部１０ｂの外側に拡張するように設けられている。突起部１０ｃは、扁平に形成された部分であり、具体的には、矩形の板状又はブロック状部分となっている。突起部１０ｃは、光軸ＯＡに対して垂直な一対の第１及び第２突起部表面Ｓ７，Ｓ８と、突起部表面Ｓ７，Ｓ８間に挟まれた突起側面Ｓ９とを有する。第１及び第２突起部表面Ｓ７，Ｓ８のうち第２光学面Ｓ２側の第２突起部表面Ｓ７上には、ゲートカット跡ＧＳが形成されている。ゲートカット跡ＧＳは、窪み１０ｃに形成されており第２突起部表面Ｓ７から突出していない状態となっている。突起部１０ｃの突起側面Ｓ９は、外周部１０ｂの外周側面Ｓ５と両端でつながっている。
【００３２】
脚部１０ｄは、発光素子の支持基板に取り付けられる部分である。脚部１０ｄは、薄い円筒状又は低い台状の部分であり、光学部１０ａの平坦面Ｓ６から光軸ＯＡに平行な方向に突出する。本実施形態の場合、脚部１０ｄは、平坦面Ｓ６の光軸ＯＡを中心とする同一円周上に３箇所設けられている。各脚部１０ｄは、側壁Ｓ２１と天面Ｓ２２とを有する。天面Ｓ２２は、周囲の平坦面Ｓ６と平行になっている。
【００３３】
図３（Ａ）及び３（Ｂ）を参照して、図１（Ａ）等に示すレンズ１０の形状的な特徴について説明する。図３（Ａ）に示すように、レンズ１０は、中央側が薄く、中央とその周辺とで厚み差の大きな高偏肉比のレンズである。このレンズ１０では、外周側の最も厚い部分Ｐ１の厚みをＮ１とし、中心側の最も薄い部分Ｐ２の厚みをＮ２とした場合、それらの比Ｎ１／Ｎ２が５以上となっている。図示のレンズ１０では、中央部Ｒ１が極端に薄く、中央部Ｒ１と周辺部Ｒ２との中間部Ｒ３が極端に厚くなっている。ここで、中間部Ｒ３の最も厚い位置と、中央部Ｒ１の最も薄い位置（光軸ＯＡ上）との光軸垂直方向の距離は、レンズ１０の半径（レンズ半径）をＲとしたとき、０．１Ｒから０．５Ｒの範囲内となっている。なお、レンズ１０形状における比Ｎ１／Ｎ２が５以上になると、後述するように成形時に型内の空気やガスを型外に放出することが容易でなくなり、特にレンズ１０形状における比Ｎ１／Ｎ２が５．７〜７．０の場合にこのような現象が顕著となることが発明者の検討により分かった。
【００３４】
平坦面Ｓ６から突起する３つの脚部１０ｄのエッジ部分Ｅは、図示を省略する成形金型のエアベントに対応する部分であり、エアベント跡となっている。３つの脚部１０ｄのうち、特に成形金型のゲートカット跡ＧＳに対応する突起部１０ｃの反対側に配置される脚部１０ｄａは、主要なエアベント跡に対応するエッジ部分Ｅａを有する。この脚部１０ｄａは、レンズ１０の外周側面Ｓ５よりも光軸ＯＡ寄りの位置であって、かつ、光軸ＯＡから反ゲート跡側（つまり反エッジ部分Ｅａ側）に片寄った位置に存在する。具体的には、レンズ１０の実効的な半径（レンズ半径）をＲ（Ｒ＝Ｄ／２）とした場合、脚部１０ｄａの中心は、光軸ＯＡよりも反ゲート側に０．２Ｒから０．８Ｒまでの位置の範囲内にある。つまり、光軸ＯＡから脚部１０ｄａの中心までの距離Ｌは、Ｌ＝０．２Ｒ〜０．８Ｒを満たすものとなっている。結果的に、脚部１０ｄａのエッジ部分（エアベント跡）Ｅａの少なくとも一部も、光軸ＯＡよりも反ゲート側にあって、光軸ＯＡを基準として０．２Ｒから０．８Ｒまでの位置の範囲内にある。
【００３５】
３つの脚部１０ｄのうち、特に成形金型のゲートに対応する突起部１０ｃの反対側に配置される脚部１０ｄａは、光軸ＯＡに垂直な面内に投影した場合に、円形の輪郭を有する。つまり、エアベント跡に対応するエッジ部分Ｅａも同様に円形の輪郭を有する。ここで、脚部１０ｄａの外縁は、光軸ＯＡに垂直な面内に投影した場合に、突起部１０ｃのゲートカット跡ＧＳを中心にして±２０°の範囲内に配置されている。つまり、ゲートカット跡ＧＳ（実際には裏側にあるが）を中心とする脚部１０ｄａの開き角αは、α≦４０°を満たすものとなっている。
【００３６】
図４（Ａ）に示すように、図１（Ａ）等に示すレンズ１０を製造するための成形金型１００は、固定金型１１と、可動金型１２と、ピンポイントゲート部４０と、突き出し機構３０とを備える。
【００３７】
固定金型１１は、第１の金型として不図示の固定盤に支持されて固定され、可動金型１２に対向する型合わせ面ＰＰ側に第２光学面転写面Ｔ２と、第２外周面転写面Ｔ４と、第２突起転写面Ｔ８とを有する。これらの転写面Ｔ２，Ｔ４，Ｔ８は、レンズ１０の第２光学面Ｓ２側を形成する第２転写面１１ａとなる。第２光学面転写面Ｔ２は、レンズ１０の第２光学面Ｓ２の形状に対応し、これを反転した形状を有する。つまり、第２光学面転写面Ｔ２は、全体として凹形状となっている。第２外周面転写面Ｔ４は、レンズ１０の第２外周面Ｓ４形状に対応する。第２突起転写面Ｔ８は、レンズ１０の第２突起部表面Ｓ８の形状に対応する。可動金型１２と固定金型１１との間には、型締めによって型空間（キャビティ）ＣＶが形成される。後述するピンポイントゲート機構４０のゲート４１は、第２突起転写面Ｔ８を介してキャビティＣＶに連通する。このキャビティＣＶは、図１（Ａ）〜１（Ｃ）等に示すレンズ１０の外形に対応するものとなっている。つまり、キャビティＣＶは、中央側が薄く、中央とその周辺とで厚み差の大きな高偏肉比の空間となっている。その他、固定金型１１には、不図示の冷却路が設けられている。冷却路は、冷却水等を流すためのものであり、固定金型（第１金型）１１の過熱を防止するとともに溶融した樹脂を冷却するために存在する。
【００３８】
可動金型１２は、第２の金型として不図示の可動盤に支持されて固定金型１１に対して進退可能になっている。可動金型１２は、固定金型１１に対向する型合わせ面ＰＰ側に第１光学面転写面Ｔ１と、第１外周面転写面Ｔ３と、外周側面転写面Ｔ５と、平坦面転写面Ｔ６と、第１突起転写面Ｔ７と、突起側面転写面Ｔ９と、脚部転写面Ｔ２１，Ｔ２２とを有する。これらの転写面Ｔ１，Ｔ３，Ｔ５，Ｔ６，Ｔ７，Ｔ９は、レンズ１０の主に第１光学面Ｓ１側を形成する第１転写面１２ａとなる。第１光学面転写面Ｔ１は、レンズ１０の第１光学面Ｓ１の形状に対応し、これを反転した形状を有する。つまり、第１光学面転写面Ｔ１は、凸形状となっている。第１外周面転写面Ｔ３は、レンズ１０の第１外周面Ｓ３の形状に対応する。外周側面転写面Ｔ５は、レンズ１０の外周側面Ｓ５の形状に対応する。平坦面転写面Ｔ６は、レンズ１０の平坦面Ｓ６の形状に対応する。第１突起転写面Ｔ７は、レンズ１０の第１突起部表面Ｓ７の形状に対応する。突起側面転写面Ｔ９は、レンズ１０の突起側面Ｓ９の形状に対応する。脚部転写面Ｔ２１，Ｔ２２は、レンズ１０の脚部１０ｄの形状に対応する。ここで、脚部転写面Ｔ２１は、脚部１０ｄの側壁Ｓ２１に対応し、これを反転した形状を有する。また、脚部転写面Ｔ２２は、脚部１０ｄの天面Ｓ２２に対応し、これを反転した形状を有する。脚部転写面Ｔ２２は、後述する突き出しピン３１の先端面によって形成されている。その他、可動金型１２には、不図示の冷却路が設けられている。冷却路は可動金型（第２金型）１２の過熱を防止するとともに溶融した樹脂を冷却するために設けられている。
【００３９】
図示を省略するが、可動金型１２には、複数の第１転写面１２ａが形成されている。また、固定金型１１にも、上記複数の第１転写面１２ａに対向して複数の第２転写面１１ａが形成されている。
【００４０】
図４（Ｂ）等を参照して、図４（Ａ）に示す成形金型（金型）１００の形状的な特徴について説明する。３つの脚部転写面Ｔ２１，Ｔ２２の境界は、エアベントＥＶとなっている。このエアベントＥＶは、突き出しピン３１の周囲の気道１２ｅを介して金型外に連通している。３つのエアベントＥＶのうち、特に後述するゲート４１の先端４１ａの反対側に配置される主要なエアベントＥＶａは、外周側面転写面Ｔ５よりも光軸ＯＡに対応する中心軸ＡＸ寄りの位置であって、かつ、中心軸ＡＸから反ゲート４１側に片寄った位置に存在する。具体的には、レンズ１０に対応するキャビティＣＶの実効的な半径をＲとした場合、エアベントＥＶａの中心は、中心軸ＡＸよりも反ゲート４１側に０．２Ｒから０．８Ｒまでの位置の範囲内にある。つまり、中心軸ＡＸからエアベントＥＶａの中心の中心までの距離Ｌは、Ｌ＝０．２Ｒ〜０．８Ｒを満たすものとなっている。結果的に、エアベントＥＶａの少なくとも一部も、中心軸ＡＸよりも反ゲート４１側にあって、中心軸ＡＸを基準として０．２Ｒから０．８Ｒまでの位置の範囲内にある。
【００４１】
３つのエアベントＥＶのうち、特に後述するゲート４１の先端４１ａの反対側に配置される主要なエアベントＥＶａは、中心軸ＡＸに垂直な面内に投影した場合に、円形の輪郭を有する。ここで、エアベントＥＶａは、光軸ＯＡに垂直な面内に投影した場合に、ゲート４１の先端４１ａを中心にして±２０°の範囲内に配置されている。つまり、ゲート４１の先端４１ａ（実際には固定金型１１側にあるが）を中心とするエアベントＥＶａの開き角αは、α≦４０°を満たすものとなっている。
【００４２】
以下、エアベントＥＶａの配置の意味を説明する。図１（Ｂ）等に示すような、中央側が薄い高偏肉比のレンズ１０の場合、レンズ１０の一方の光学面である第１光学面Ｓ１が深い凹部となっていることから、図４（Ａ）等に示す成形金型１００のキャビティＣＶ内に注入された溶融樹脂の流速は、肉厚が薄い中心軸ＡＸ近傍で低下し、中心軸ＡＸ近傍を除く肉厚が厚い外周側に先行して充填される。中心軸ＡＸ近傍は外周部よりも遅れて中心部をゆっくり乗り越えた溶融樹脂によって充填される。この結果、最後に溶融樹脂が充填される部分ＡＲ０は、中心軸ＡＸから外周側面転写面Ｔ５にかけての略中間部分であって、かつ、ゲート４１の先端４１ａと反対方向側に片寄った位置となっている。このため、キャビティＣＶ内の中間的な部分ＡＲ０の周辺に残るガスを効率よく金型外に排出することが望ましく、この部分ＡＲ０の近くにエアベントＥＶａを配置することとしている。これにより、型空間としてのキャビティＣＶ内に空気が残存してレンズ１０の成形不良が発生することを防止できる。このような成形不良の防止により、レンズ１０によって照明される被照射面への異常発光や暗部発生による照度ムラといった現象を低減できる。
【００４３】
図４（Ａ）に示すピンポイントゲート機構４０は、型開きによって自動的にゲートカットをする構造を有する。つまり、成形金型１００には、固定金型１１及び可動金型１２の他に、固定金型１１側に不図示のランナー除去型が設けられている。ランナー除去型は、成形の際に固定金型１１側に型閉じされ、離型の際に固定金型１１から分離する。
【００４４】
ピンポイントゲート機構４０は、型合わせ面ＰＰ側にキャビティＣＶに向けて先が細くなるゲート４１を有する。ゲート４１の先端４１ａは、型合わせ面ＰＰよりも可動金型１２側に突き出した状態で配置されている。
【００４５】
突き出し機構３０は、不図示の駆動装置に付勢されて、成形金型１００の中心軸ＡＸに沿ったＡＢ方向に沿って所望のタイミングで進退させることができる。図４（Ｂ）に示すように、突き出し機構３０は、複数の突き出しピン３１で構成される。各突き出しピン３１は、可動金型１２に設けたピン孔１２ｄに挿入されている。ピン孔１２ｄは、脚部転写面Ｔ２１，Ｔ２２に対応させて３箇所設けられている。既に説明したように、突き出しピン３１の先端は、固定金型１１と可動金型１２とが型締めされた図示の状態でキャビティＣＶに臨む脚部転写面Ｔ２２となる。
【００４６】
以下、レンズ１０の製造方法について説明する。まず、互いに離間した型開き状態の固定金型１１と可動金型１２とは、待機状態において所定の温度に調節される。次に、可動金型１２を動作させて固定金型１１と可動金型１２とを型閉じし、所定の圧力で両金型１１，１２を型締めする。この際、両金型１１，１２間にはキャビティＣＶが形成される。次に、両金型１１，１２を型締めした状態でピンポイントゲート機構４０のゲート４１に導かれた溶融樹脂が先端４１ａの開口からキャビティＣＶ中に射出される。次に、キャビティＣＶ中の溶融樹脂は、両金型１１，１２によって冷却され、成形品としてのレンズ１０が得られる。この状態で可動金型１２を固定金型１１から離間させる型開きを行うと、レンズ１０は、固定金型１１から離型され、可動金型１２に付着した状態となる。次に、突き出し機構３０を前進させて突き出しピン３１に突き出しを行わせると、レンズ１０が可動金型１２から剥離され、レンズ１０の離型が完了する。
【００４７】
なお、両金型１１，１２の型開きに際して、ピンポイントゲート機構４０のランナー除去型（不図示）が固定金型１１から分離する。これにより、レンズ１０以外のゲート部やランナー部等の不要部分が固定金型１１から引き抜かれる。つまり、固定金型１１及び可動金型１２の型開きによってレンズ１０が離型されるとともに、自動的にゲートカットがなされる。
【００４８】
上記第１実施形態の成形金型（金型）１００では、キャビティＣＶ内の空気及び射出成形時のガスを型外に放出するエアベントＥＶａが、外周側面Ｓ５よりも光軸ＯＡ寄りの位置であって、かつ、光軸ＯＡから反ゲート４１側に片寄った位置を転写する部分に設けられる。つまり、エアベントＥＶａは、外周側面転写面Ｔ５よりも光軸ＯＡに対応する中心軸ＡＸ寄りの位置であって、かつ、中心軸ＡＸから反ゲート４１側に片寄った位置に存在する。この結果、エアベントＥＶａがキャビティＣＶのうち最後に樹脂が充填される部分ＡＲ０又はその近傍に配置されることになる。よって、キャビティＣＶ内に空気が残存して成形不良が発生することを防止でき、所期の光学性能を発揮するレンズ１０を製造することができる。
【００４９】
上記第１実施形態の成形金型（金型）１００において、ピンポイントゲート機構４０は、ホットランナー機構等に置き換えることができる。
【００５０】
〔第２実施形態〕
以下、第２実施形態のレンズ及び金型について説明する。第２実施形態のレンズ及び金型は、第１実施形態のレンズ及び金型を部分的に変更したものであり、特に説明しない部分は、第１実施形態のレンズ及び金型と同様であるものとする。
【００５１】
図５（Ａ）に示すように、本実施形態のレンズ１０では、３つの脚部１０ｄに配置が１２０°ずれており、突起部１０ｃに近い側に１つの脚部１０ｄが配置され、突起部１０ｃから遠い側に２つの脚部１０ｄが配置されている。なお、レンズ１０には、後述する突き出しピン３１によって形成された微かな痕跡として複数のピン跡１０ｍが存在し、後述するロッド１１２ｐによって形成された微かな痕跡としてエアベント跡１１０ｎが存在する。
【００５２】
図５（Ｂ）及び５（Ｃ）に示すように、可動金型１２において、平坦面転写面Ｔ６には、４つの突き出しピン３１の先端面が露出している。また、平坦面転写面Ｔ６には、第１実施形態と同様の位置にエアベントＥＶａが形成されている。つまり、エアベントＥＶａは、外周側面転写面Ｔ５よりも光軸ＯＡに対応する中心軸ＡＸ寄りの位置であって、かつ、中心軸ＡＸから反ゲート４１側に片寄った位置に存在する。このエアベントＥＶａは、突き出しピン３１とは別に設けられたロッド１１２ｐによって形成されている。ロッド１１２ｐは、可動金型１２に設けたロッド孔１１２ｄに挿入され、可動金型１２に埋め込むように固定されている。そして、平坦面転写面Ｔ６の一部は、ロッド１１２ｐの先端面によって形成されている。エアベントＥＶは、ロッド１１２ｐとロッド孔１１２ｄとの隙間すなわちロッド１１２ｐの周囲の気道１１２ｅを介して金型外に連通している。
【００５３】
本実施形態の場合、エアベントＥＶａが専用の金型部品であるロッド１１２ｐを利用して形成されており、エアベントＥＶａが突き出しピン３１から独立して設けられている。
【００５４】
〔第３実施形態〕
以下、第３実施形態のレンズ及び金型について説明する。第３実施形態のレンズ及び金型は、第１実施形態のレンズ及び金型を部分的に変更したものであり、特に説明しない部分は、第１実施形態のレンズ及び金型と同様であるものとする。
【００５５】
図６（Ａ）及び６（Ｂ）に示すように、本実施形態では、レンズ１０に設けた各脚部１０ｄの中央に浅い凹所１０ｒが形成されている。この凹所１０ｒは、２段になっており、その境界にバリ（エアベント跡）１０ｔが形成されている。バリ１０ｔは、脚部１０ｄの先端面を構成する凸部１０ｕよりも低くなっている。
【００５６】
図７（Ａ）及び７（Ｂ）に示すように、脚部転写面Ｔ２２は、可動金型１２に設けた凹部１２ｒと突き出しピン３１の端面３１ｊとによって形成されている。ここで、端面３１ｊは、凹部１２ｒよりもキャビティＣＶ側に突き出しており、エアベントＥＶａの端部は、凹部１２ｒの底より高くなっている。この結果、図６（Ｂ）に示すように、脚部１０ｄに凹所１０ｒが形成されるが、バリ１０ｔを脚部１０ｄの先端の凸部１０ｕよりも低くでき、バリ１０ｔが脚部１０ｄの支持体（不図示）と干渉することを簡易確実に防止できる。なお、バリ１０ｔは、後工程で除去することできるが、本実施形態の成形金型（金型）１００やレンズ１０では、バリ除去工程を省略できる。
【００５７】
〔第４実施形態〕
以下、第４実施形態のレンズ及び金型について説明する。第４実施形態のレンズ及び金型は、第１実施形態のレンズ及び金型を部分的に変更したものであり、特に説明しない部分は、第１実施形態のレンズ及び金型と同様であるものとする。
【００５８】
図８（Ａ）に示すように、第３実施形態の成形金型２００は、第２転写面１１ａを有する固定金型１１と、第１転写面１２ａを有する可動金型１２とを有する。固定金型１１と可動金型１２とを型合わせ面ＰＰで型合わせして締め付けることで、第２転写面１１ａと第１転写面１２ａとの間に型空間ＣＶが形成される。可動金型１２側には、成形後に第１転写面１２ａから突き出される突き出しピン３１が設けられている。
【００５９】
図８（Ｂ）に示すように、図８（Ａ）の成形金型２００によって得られるレンズ４１０は、光通信用のカップリングレンズであり、ＬＤ（Laser Diode）、ＰＤ(Photo Diode)等からの光束を光ファイバー等との間で結合するためのレンズである。レンズ４１０は、樹脂の一体成形品であり、円板状のレンズ部４１０ａと、円筒状のホルダー部４１０ｂとを有する。レンズ部４１０ａは、例えば両凸の光学レンズであり、第１光学面Ｓ１と第２光学面Ｓ２とを有する。ホルダー部４１０ｂは、上端部でレンズ部４１０ａを周囲から支持しており、円筒外側面１０ｐと円筒内側面１０ｑとを有する。ホルダー部４１０ｂのうちレンズ部４１０ａの反対側すなわち下端側は、円形の開口端部１０ｖとなっている。ホルダー部４１０ｂの開口端部１０ｖの下端面は、光軸ＯＡに垂直な輪帯状の平面であり、レンズ４１０を不図示の基板に接着する際の接着基準面となっている。
【００６０】
本実施形態の場合も、レンズ４１０は、中央側が薄く、中央とその周辺とで厚み差の大きな高偏肉比のレンズとなっている。よって、成形金型（金型）２００において、キャビティＣＶ内の空気及び射出成形時のガスを型外に放出するエアベントＥＶａが、外周側面Ｓ５よりも光軸ＯＡ寄りの位置であって、かつ、光軸ＯＡから反ゲート４１側に片寄った位置を転写する部分に設けられる。つまり、エアベントＥＶａは、外周側面転写面Ｔ５よりも光軸ＯＡに対応する中心軸ＡＸ寄りの位置であって、かつ、中心軸ＡＸから反ゲート４１側に片寄った位置に存在する。この結果、エアベントＥＶａがキャビティＣＶのうち最後に樹脂が充填される部分又はその近傍に配置されることになる。よって、キャビティＣＶ内に空気が残存して成形不良が発生することを防止でき、所期の光学性能を発揮するレンズ１０を製造することができる。
【００６１】
以上、実施形態に即して本発明を説明したが本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば上記実施形態では、レンズ１０の光学部１０ａや外周部１０ｂが円形の輪郭を有するとしているが、光学部１０ａや外周部１０ｂは矩形又は長円（楕円を含む）の輪郭を有する場合もある。
【００６２】
成形金型１００は、横型又は竪型として用いられる。横型の場合、固定金型１１と可動金型１２とが水平方向に対向して配置され、縦型の場合、固定金型１１と可動金型１２とが鉛直方向に対向して配置される。
【００６３】
固定金型１１と可動金型１２とは置き換えることができる。つまり、第１光学面Ｓ１を可動金型４２側で形成し、第２光学面Ｓ２を固定金型１１側で形成することができる。この場合、一般的には、固定金型１１に突き出しピン３１を設けないので、固定金型１１に突き出しピン３１を用いないで専用の金型部品によるエアベントを設けることになる。
【符号の説明】
【００６４】
１０…レンズ、  １０ａ…光学部、  １０ｂ…外周部、  １０ｃ…突起部、  １０ｄ…脚部、  １０ｒ…凹所、  １１…固定金型、  １１ａ…転写面、  １２…可動金型、  １２ａ…転写面、  １２ｄ…ピン孔、  １２ｅ…気道、  ２０…ピンゲート部、  ３０…突き出し機構、  ３１…ピン、  ４０…ピンポイントゲート機構、  ４１…ゲート、  ４２…可動金型、  ２００…成形金型、  ４１０…レンズ、  ＡＲ０…部分、  ＡＸ…中心軸、  ＣＶ…キャビティ（型空間）、  Ｅａ…エッジ部分、  ＥＶａ…エアベント、  ＧＳ…ゲートカット跡、  ＯＡ…光軸、  Ｓ１…第１光学面、  Ｓ２…第２光学面、  Ｓ２１…側壁、  Ｓ２２…天面、  Ｓ５…外周側面、  Ｓ６…平坦面、  Ｔ２…光学面転写面、  Ｔ２１，Ｔ２２…脚部転写面、  Ｔ５…外周側面転写面、  Ｔ６…平坦面転写面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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