(57)【要約】【課題】本発明の課題は、光学素子と密着接着してなる枠体とで構成されている光学部品において、非軸対象形状となっている光学部品に均一の応力がかかるように枠体の断面形状を変化させることである。【解決手段】枠体５ａと光学素子６ｂの円周の比率が異なる箇所おいて、円周の比率が枠体５ａの方が小さい場合には、リブ１０を設けたり、その円周の比率が異なる箇所の枠体の厚みを厚くしたりし、円周の比率が枠体５ｃの方が大きい場合は枠体５ｃに貫通孔１２を設ける形状とした。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学素子と枠体とを一体的に密着接合してなる光学部品において、
前記光学素子の光軸を含む前記枠体の断面形状を、前記枠体から前記光学素子に作用する応力がほぼ一定となるように変化させる、
ことを特徴とする光学部品。
【請求項２】
前記光学素子の光軸を含む前記枠体の断面形状を変化させる部分を、前記光軸を含む前記枠体の全ての断面形状のうち、同じ断面形状を有する比率が少ない部分とする、
ことを特徴とする請求項１に記載の光学部品。
【請求項３】
前記光学素子の光軸を含む前記枠体の断面形状を、前記光学素子の光軸方向に沿って変化させる、
ことを特徴とする請求項１に記載の光学部品。
【請求項４】
前記枠体は、前記光学素子との対向側に、前記光軸を含む断面において前記光学素子と接しない凹状部を有する、
ことを特徴とする請求項１、請求項２又は請求項３に記載の光学部品。
【請求項５】
前記枠体は、前記光学素子と接する側の光軸方向の厚さが略１ｍｍ以下である、
ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一つに記載の光学部品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学素子を成形する際に、成形金型内で枠体と光学素子を一体化させた光学部品に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、図１０に示すように、成形金型内で枠体２１と光学素子２２を一体化させた光学部品２３を作成する技術が公知であり、一体化された光学部品２３が軸対称形状で形成されている。この場合、光学素子２２にかかる応力Ｐが全面にほぼ均等にかかり、この時に現れるニュートンリングは、同心円で均等な応力状態となっている（特許文献１参照）。
【０００３】
しかし、近年、デジタルカメラなどの光学部品を有する装置は、内蔵されている部品が高密度に備えられており、これにより、光学部品と他の部品との干渉を避ける必要がある。このため、例えば、図１１に示すように、枠体２１ａに切り欠き部９を設けた形状、また、逆に、光学部品が多機能を備えるために、例えば、図１３に示すように、枠体２１ｂに凸部１１を設けた形状などが求められている。
【特許文献１】特許第２７９３４３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上述した図１１や図１３に記載されている光学部品の形状は、非軸対称形状となっている。このような非軸対称形状である光学部品を作成する場合は、光学部品２３ａ、２３ｂにかかる応力が不均一になる。例えば、図１１において、発明者の実験によると、切り欠き部９がある部分の光学素子２２ａの厚みは一般に薄くなり、反対に枠体２１ａの剛性が局部的に高い部分の光学素子２２ａの厚みは厚くなることが知られている。
【０００５】
このため、枠体２１ａに切り欠き部９を設けた形状（図１１参照）では、図１２に示すように、ニュートンリングが円形で現れない現象のアス（astigmatism）２４と呼ばれる光学的劣化が光学素子に発生する。
【０００６】
また、例えば、枠体２１ｂに凸部１１を設けた形状（図１３参照）においても、図１４に示すように、切り欠き部９を設けた形状と同様に、アス２４等の光学的劣化が光学素子に発生する。
【０００７】
そこで、本発明の課題は、光学素子に均等の応力がかかる形状の枠体を用いて、アス等の光学的劣化の発生を防止し得る光学部品を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の光学部品は、光学素子と枠体とを一体的に密着接合してなる光学部品において、上記光学素子の光軸を含む上記枠体の断面形状を、上記枠体から上記光学素子に作用する応力がほぼ一定となるように変化させる形状とした。
【０００９】
また、好ましくは、上記光学素子の光軸を含む上記枠体の断面形状を変化させる部分を、上記光軸を含む上記枠体の全ての断面形状のうち、同じ断面形状を有する比率が少ない部分とした。
【００１０】
また、好ましくは、上記光学素子の光軸を含む上記枠体の断面形状を、上記光学素子の光軸方向に沿って変化させる形状とした。
【００１１】
また、上記枠体は、好ましくは、上記光学素子との対向側に、上記光軸を含む断面において上記光学素子と接しない凹状部を有する形状とした。
【００１２】
また、上記枠体は、好ましくは、上記光学素子と接する側の光軸方向の厚さが略１ｍｍ以下である形状とした。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、光学素子に均一に応力がかかる形状の枠体を用いたことで、アス等の光学的劣化の発生を防止した光学部品を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明を行う。
【実施例１】
【００１５】
図１は本実施の形態における光学部品の成形装置の断面を示した図である。図１において、成形装置１は、上型２、下型３及びスリーブ４を含んでいる。
【００１６】
この成形装置１は、スリーブ４の内部で上型２と下型３とが、各々の成形面２ａ、３ａが対向するようにスリーブ４の両端側から嵌挿され、上型２は、スリーブ４の軸方向に摺動可能になっている。
【００１７】
また、成形装置１は、上型２の成形面２ａと下型３の成形面３ａの間に、例えば、熱可塑性素材からなる光学素子６ａと、その周囲に円環状の枠体５が配置されている。また、スリーブ４には、通気孔７が形成されている。尚、本実施の形態のでは、上型２、下型３、スリーブ４は、超硬合金からなっている。また、光学素子６ａは、球状の光学ガラスが用いられている。
【００１８】
図２は、光学素子６ｂを押圧したときの成形装置１の断面を示した図である。成形装置１は、光学素子６ｂを加熱、軟化させた後に、下型３に対し上型２を接近移動させて光学素子６ｂを押圧して成形する。
【００１９】
この押圧の際に、軟化した光学素子６ｂは、押し出されて外周側に広がり枠体５の内周面に当接する。尚、枠体５は、下型３の枠受け面３ｂと、その外周に形成された段差部３ｃに嵌まり込むように載置されている。
【００２０】
図３は、枠体５と光学素子６ｂが一体成形されるときの拡大図である。上型２の下方運動により、軟化した光学素子６ｂが押圧されることで、光学素子６ｂの外周面が枠体５の内周面に接面するように広がる。
【００２１】
本実施の形態では、この枠体５の光学素子６ｂと接する側の光軸方向の厚さはｔ＝１ｍｍ以下となっている。これよりも厚ければ、枠体５から光学素子６ｂに作用する応力がほぼ一定となると考えられる。
【００２２】
ところで、光軸を含む枠体５の断面形状が均一であれば、枠体５から光学素子６ｂに作用する応力が略一定となり、成形後の光学素子６ｂにアス等は生じない。よって、この場合は高精度な光学部品が得られる。しかし、枠体５の断面形状が異なっていると、光学的劣化のおそれが生じる。
【００２３】
図４は、本実施の形態の枠体５ａと光学素子６ｂとを一体的に密着接合してなる光学部品８を示した平面図である。同図４において、光学部品８ａは、光学素子６ｂと枠体５ａとが一体化され形成されている。
【００２４】
また、枠体５ａには切り欠き部９が設けられている。つまり、枠体５ａは、光軸を含む断面において、枠体５ａの全ての断面形状のうち、同じ断面形状を有する比率が少ない部分を有している。
【００２５】
すなわち、切り欠き部９は、円周上の一部に形成されている。そのため、この枠体５ａをそのまま用いたのでは、枠体５ａから光学素子６ｂに作用する応力が片寄ってしまう。光学部品８ａの光学素子６ｂに作用する応力が、枠体５ａに設けられている切り欠き部９により、他の部分からの応力と比べて異なっているためである。
【００２６】
そこで、本実施の形態では、切り欠き部９の近傍にリブ１０を設けた。これにより、枠体５ａの断面を、切り欠き部９のない他の部分と同様の応力が光学素子６ｂに作用するような形状とした。
【００２７】
図５は、図４のＶ部を拡大した斜視図である。同図で明らかなように、枠体５ａには、
切り欠き部９の部分にリブ１０が設けられており、このリブ１０は、光学素子６ｂの光軸方向に沿って断面が変化するような形状となっている。
【００２８】
すなわち、切り欠き部９を有する部分の断面二次モーメントは小さいため、これを補うべく、光軸方向に沿って枠体５ａの断面形状を変化させたことで、光学素子６ｂに作用する応力を全周にわたって略一定となるようにした。
【実施例２】
【００２９】
次に、第二の実施の形態の説明を行う。本実施の形態における光学部品の成形方法については、第一の実施の形態と同様の成形方法とする。
【００３０】
図６は、本実施の形態の枠体５ｂと光学素子６ｂとを一体的に密着接合してなる光学部品８ｂを示した平面図である。また、図７は、図６において、VII部を拡大した斜視図である。第一の実施の形態と同様に、枠体５ｂには、切り欠き部９が設けられている。
【００３１】
本実施の形態では、枠体５ｂの切り欠き部９が設けられた箇所を他の部分よりも厚い形状とし、これにより、他の部分と同様の応力が光学素子６ｂに作用するようにしたものである。
【００３２】
本実施の形態によれば、枠体５ｂの断面形状を、光学素子６ｂの光軸方向に沿って変化させたもので、光学素子６ｂには均一に応力が加わり、アス等の光学的劣化を制御することができる。
【実施例３】
【００３３】
次に、第三の実施の形態の説明を行う。本実施の形態における光学部品８ｃの成形方法については、第一の実施の形態と同様の成形方法とする。
【００３４】
図８は、本実施の形態の枠体５ｃと光学素子６ｂとを一体的に密着接合してなる光学部品８ｃを示した平面図である。枠体５ｃは、円環状の一部に凸部１１が形成されている。そして、この凸部１１の断面形状を変化させたものである。
【００３５】
本実施の形態では、図８において、凸部１１に円形の貫通孔１２を設け、枠体５ｃから光学素子６ｂにかかる応力をほぼ一定となるような形状とした。尚、凸部１１を他の部分よりも薄い形状として、枠体５ｃから光学素子６ｂにかかる応力をほぼ一定となるようにしても良い。また、貫通孔１２の形状も円形以外の矩形形状等としても良い。
【実施例４】
【００３６】
次に第四の実施の形態の説明を行う。本実施の形態における光学部品の成形方法については、第一の実施の形態と同様の成形方法とする。
【００３７】
図９は、本実施の形態の枠体５ｄと光学素子６ｂとを一体的に密着接合してなる光学部品８ｄを示した平面図である。本実施の形態は、第三の実施の形態と同様に凸部１１を設けた枠体５ｄにおけるもので、この枠体５ｄの内周側に、光学素子と接しない凹状部１３を設けた。
【００３８】
また、枠体５ｄのＸ領域以外の部分では、枠体５ｄから光学素子６ｂに作用する応力は、接線に略直交する方向となる。一方、Ｘ領域では、凹状部１３が形成されているため、枠体５ｂから光学素子６ｂの部分には直接的に応力は作用せず、斜めの応力が作用する。これにより枠体５から光学素子６ｂに作用する応力が全周において略一定となる。
【００３９】
本実施の形態の光学部品８ｄによれば、枠体５ｄと光学素子６ｂとで異なる比率の部分にかかる応力を均一にさせることで、アス等の光学的劣化を防ぐことが可能である。尚、上記に記載の作用及び効果は、第一の実施の形態から第三の実施の形態も同様の作用及び効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の実施の形態における光学部品の成形装置の断面図
【図２】光学素子を押圧したときの成形装置の断面図
【図３】枠体と光学素子が一体成形されるときの拡大図
【図４】第一の実施の形態の枠体に切り欠きを設けた光学部品の平面図
【図５】図４において、Ｖ部を拡大した斜視図
【図６】第二の実施の形態の枠体に切り欠きを設けた光学部品の平面図
【図７】図６において、VII部を拡大した斜視図
【図８】第三の実施の形態の枠体に凸部を設けた光学部品の平面図
【図９】第四の実施の形態の枠体に凸部を設けた光学部品の平面図
【図１０】軸対称形状の光学部品
【図１１】枠体に切り欠きを設けた非軸対称形状の光学部品の平面図
【図１２】図１１において、光学素子にかかる応力作用図
【図１３】枠体に凸部設けた非軸対称形状の光学部品の平面図
【図１４】図１３において、光学素子にかかる応力作用図
【符号の説明】
【００４１】
１      成形装置
２      上型
２ａ    成形面
３      下型
３ａ    成形面
３ｂ    枠受け面
３ｃ    段差部
４      スリーブ
５      枠体
５ａ    枠体
５ｂ    枠体
５ｃ    枠体
５ｄ    枠体
６      光学素子
６ｂ    光学素子
７      通気孔
８      光学部品
８ａ    光学部品
８ｂ    光学部品
８ｃ    光学部品
８ｄ    光学部品
９      切り欠き部
１０      リブ
１１      凸部
１２      貫通孔
１３      凹状部
２１      枠体
２１ａ    枠体
２１ｂ    枠体
２２      光学素子
２２ａ    光学素子
２２ｂ    光学素子
２３      光学部品
２３ａ    光学部品
２３ｂ    光学部品
２４      アス
【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６】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１３】
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【図５】
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【図７】
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【図１２】
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【図１４】
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