(57)【要約】      （修正有）【課題】少なくとも２枚の板材を一体化して薄い枠体を形成し、この枠体に可塑性素材を充填して得られた光学部品及び光学部品の製造方法を提供する。【解決手段】光学部品４４は、凸メニスカスレンズから成る光学素子２９と枠体３０とを一体的に密着接合してなるものであり、枠体３０は中央に開口部を有し、その周縁の光軸方向に厚さは、外周側の光軸方向の厚さより大であり、異なる線膨張係数を有する抜き板と絞り板とを一体化して得られる。【選択図】図９
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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、
前記枠体は、少なくとも２枚の板材を一体化して構成される
ことを特徴とする光学部品。
【請求項２】
前記枠体は中央に開口部を有し、該開口部の周縁の光軸方向の厚さをａとし、前記枠体の外周側の光軸方向の厚さをｂとしたとき、
ａ＞ｂの関係を有する
ことを特徴とする請求項１に記載の光学部品。
【請求項３】
前記開口部の周縁には、前記光学素子の外周部を挟み込む溝が形成されている
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の光学部品。
【請求項４】
前記少なくとも２枚の板材は、異なる線膨張係数を有する
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の光学部品。
【請求項５】
対向する一対の成形型間に配置された可塑性素材と、その周囲に配置した枠体とを一体的に密着接合して光学部品を製造する光学部品の製造方法において、
前記枠体は夫々開口部を有する少なくとも２枚の板材を有し、該少なくとも２枚の板材を前記可塑性素材を押圧する工程で一体化し、形成された前記開口部の周縁の溝に前記可塑性素材を押圧しながら充填する
ことを特徴とする光学部品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学機器に用いられる枠一体の光学素子を有する光学部品及び光学部品の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年における光学レンズは、製造コスト抑制の観点から光学素子素材と枠体とが成形手段により一発成形され、その後、芯出し工程を経て鏡枠に装着される。このような光学レンズとして、例えば、特許文献１には、図１３に示すように、レンズ本体１０１の２つの光学面１０１ａ，１０１ｂの間に、絞り板１０２の内周面１０２ａがレンズ本体１０１の内部に位置するような撮像レンズが開示されている。この場合、成形時には、金型に予め絞り板１０２を組み込んでおき、この状態で、金型に光学素子素材を注入してレンズ本体１０１と絞り板１０２とを一体成形している。
【０００３】
また、特許文献２では、図１４に示すように、成形型間にゴブ状のガラス素材１０５を配置し、また、ガラスよりも線膨張係数の小さい部材からなる鏡枠１０６を成形型内に配置する。そして、ガラス素材１０５を押圧して成形する際、ガラスゴブの余剰ガラスが鏡枠１０６の挟持部１０６ａに流入して収容される。
【特許文献１】特開２００１−３５００７５号公報
【特許文献２】特開平５−２９４６４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１では、絞り板１０２の内周面１０２ａが、レンズ本体１０１内に位置しているため、接合境界面でレンズが割れやすく、搭載される光学機器の機能を損ねるという課題があった。この点は、レンズが薄くなればなるほど顕著となる。
【０００５】
また、特許文献２では、鏡枠１０６を製造する場合、その挟持部１０６ａを形成するには、旋盤等で断面略コ字状の部分を旋削する必要がある。このため、鏡枠１０６を製造するための加工工数が増大し、製造コストがアップする。
【０００６】
本発明は斯かる課題を解決するためになされたもので、少なくとも２枚の板材を一体化して薄い枠体を形成し、この枠体に可塑性素材を充填して得られた光学部品及び光学部品の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記目的を達成するため、請求項１に係る発明は、
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、
前記枠体は、少なくとも２枚の板材を一体化して構成されることを特徴とする。
【０００８】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の光学部品において、
前記枠体は中央に開口部を有し、該開口部の周縁の光軸方向の厚さをａとし、前記枠体の外周側の光軸方向の厚さをｂとしたとき、
ａ＞ｂの関係を有することを特徴とする。
【０００９】
請求項３に係る発明は、請求項１又は２に記載の光学部品において、
前記開口部の周縁には、前記光学素子の外周部を挟み込む溝が形成されていることを特徴とする。
【００１０】
請求項４に係る発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の光学部品において、
前記少なくとも２枚の板材は、異なる線膨張係数を有することを特徴とする。
請求項５に係る発明は、
対向する一対の成形型間に配置された可塑性素材と、その周囲に配置した枠体とを一体的に密着接合して光学部品を製造する光学部品の製造方法において、
前記枠体は夫々開口部を有する少なくとも２枚の板材を有し、該少なくとも２枚の板材を前記可塑性素材を押圧する工程で一体化し、形成された前記開口部の周縁の溝に前記可塑性素材を押圧しながら充填することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、光学素子と枠体とを一体的に密着接合した薄くて強い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】
【００１２】
以下、図面に基づき本発明の実施の形態を説明する。
（光学部品の製造装置の構成）
図１は、本実施形態の光学部品の製造装置１０の概略構成を示す図であり、図２は、金型組立体２０による成形状態を示す図である。なお、図１及び図２では、スリーブ２６にのみハッチングを施し、他の部材のハッチングは省略して図示する。
【００１３】
光学部品の製造装置１０は、上下に対向配置された下側プレート１２及び上側プレート１４と、上側プレート１４を下側プレート１２に向けて押圧する不図示の加圧装置を有している。下側プレート１２は、下側カートリッジヒータ１６上に載置されている。上側プレート１４上には上側カートリッジヒータ１８が載置されている。また、下側プレート１２と上側プレート１４との間には、金型組立体２０が配置されている。
【００１４】
金型組立体２０は、下側プレート１２と上側プレート１４に挟まれた状態で、不図示の加圧装置により加圧される。また、金型組立体２０は、下側カートリッジヒータ１６と上側カートリッジヒータ１８により上下両側から加熱される。本実施形態では、ヒータとしてカートリッジヒータ１６，１８を採用したが、例えばカートリッジヒータ１６，１８に代えて、他のヒータにより金型組立体２０を側面から加熱してもよい。
【００１５】
金型組立体２０は、対向配置された下型２２及び上型２４と、これらを嵌挿する円筒状のスリーブ２６で構成されている。下型２２及び上型２４は、スリーブ２６の両端側から、夫々の凹状の成形面２２ａと凸状の成型面２４aとが対向するように嵌挿されている。上型２４はスリーブ２６の軸方向に摺動自在とされている。上型２４と下型２２は、スリーブ２６に嵌挿された状態で、スリーブ２６の内径中心軸に対して、上型２４の中心軸Ｃ及び下型２２の中心軸Ｃ‘が一致するように加工されている。
【００１６】
なお、上型２４、下型２２、及びスリーブ２６の材料としては、例えば炭化タングステン（ＷＣ）などの合金が使用される。また、スリーブ２６の側面に形成された孔２７は空気抜きである。
【００１７】
下型２２の成形面２２ａと上型２４の成形面２４ａとの間には、球状の可塑性素材（ガラス素材）２８と、その周囲を囲むように金属製の枠体３０が配置されている。下型２２には、成形面２２ａの周囲に枠体３０を載せるための載置面２３が形成されている。
【００１８】
図２に示すように、成形時には、下型２２に対し上型２４が接近移動して、加熱軟化された可塑性素材２８と枠体３０とを一体的に密着接合する。こうして、光学部品４４（図９参照）が製造される。このとき、スリーブ２６には、空気抜きの孔２７が形成されているので、上型２４の移動の際、キャビティ内の空気は孔２７を通って外に逃げる。このため、上型２４はスムーズに移動することができる。
（第１の実施の形態）
図３は、枠体３０の分解斜視図であり、図４は、抜き板３２と絞り板３４とを重ね合わせた状態を示す図である。
【００１９】
図３に示すように、枠体３０は、少なくとも２枚の板材、本実施形態では、抜き板３２と絞り板３４との２枚の板材が重ね合わされて一体化される。抜き板３２と絞り板３４の材質は、ともにステンレス鋼を用いている。ただし、ステンレス鋼には限らず、他の金属材料を用いてもよい。また、抜き板３２と絞り板３４の材質は、異なってもよいが、線膨張係数が近似したものが好ましい。
【００２０】
抜き板３２は、ドーナツ状の円板部３９の中央に開口部３８を有している。円板部３９には、円周に沿って略等間隔で多数の孔３３が形成されている。また、絞り板３４は、ドーナツ状の円板部４１の中央に開口部４２を有している。この開口部４２の周縁には、絞り部３５が形成されている。抜き板３２と絞り板３４とは、その開口部３８と開口部４２の直径が同一で、かつ全体の外径も同一の寸法を有している。
【００２１】
図４に示すように、絞り板３４の絞り部３５は、円板部４１の内周側において、略垂直に立ち上がる立ち上げ部３６と、該立ち上げ部３６の先端側から内側に略直角に折曲された折曲部３７と、を有している。枠体３０を形成するには、まず、抜き板３２と絞り板３４とを、それぞれの外径側を基準として重ね合わせる。次に、後述するように、金属パンチにより抜き板３２と絞り板３４とを一体化する。
【００２２】
なお、順送プレスで一体化する場合は、フープの一部にあけられた穴を基準として使用する。また、本実施形態では、抜き板３２及び絞り板３４として、円周状に連続的に連なったものとして説明したが、これに限らず、例えば円周の一部にスリットが形成されたものであってもよい。
【００２３】
図５及び図６は、抜き板３２と絞り板３４との一体化の工程を示している。
図５に示すように、抜き板３２と絞り板３４とを重ね合わせた状態で、絞り板３４をパンチ４０により半切加工を行う。ここで、半切加工とは、板厚の略半分を押し出すような加工方法をいう。この半切加工では、不図示の基台の上に抜き板３２と絞り板３４とを外径を基準に重ね合わせて載置する。次に、抜き板３２の孔３３と対応する位置の絞り板３４に対し、パンチ４０を矢印方向に突出させる。
【００２４】
このため、図６に示すように、絞り板３４の板厚の半分が抜き板３２の孔３３に押し込まれる。こうして、抜き板３２と絞り板３４とが一体化され、枠体３０が形成される。この枠体３０には、開口部３８、４２の周縁に断面略コ字状の溝３１が形成される。成形時には、この溝３１に、光学素子の外周部が上下面から挟み込まれる。
【００２５】
本実施形態では、この溝３１の光軸方向の厚さをａとし、枠体３０の外周側の光軸方向の厚さをｂとしたとき、
ａ＞ｂの関係を有している。
【００２６】
すなわち、枠体３０は、光学素子の外周部を挟み込む部分のみが厚く、その他の部分の厚さは薄い形状を有している。
図７は、枠体３０の完成品の外観を示す図である。
【００２７】
前述したように、枠体３０は、抜き板３２の孔３３の位置で、該孔３３の中に絞り板３４が厚さの半分を押し込まれて一体化されている。
なお、本実施形態では、抜き板３２と絞り板３４とを、金属プレスにより一体化して枠体３０を形成した場合について説明した。しかし、これに限らず、抜き板３２と絞り板３４とを、例えばカシメ、レーザ溶接、又はスポット溶接により一体化してもよい。また、抜き板３２と絞り板３４とを接着剤を用いて一体化してもよい。
【００２８】
さらに、本実施形態では、枠体３０に断面略コ字状の溝３１を形成した場合について説明したが、これに限らず、例えば楕円状や円形状等の溝であってもよい。また、枠体３０を、抜き板３２と絞り板３４の２枚の板材で構成した場合について説明したが、２枚の板材に限らず、３枚以上の板材を用いて構成してもよい。
【００２９】
図８は、枠体３０と光学素子２９とを一体成形するときの状態を示す図である。
成形に際しては、下型２２の成形面２２ａに可塑性素材２８を配置する。次に、下型２２の成形面２２ａの周りに形成した載置面２３に枠体３０を配置する。次いで、下側カートリッジヒータ１６及び上側カートリッジヒータ１８に通電して、可塑性素材２８を加熱軟化させる。可塑性素材２８が加熱軟化したら、下型２２に対し上型２４を接近移動させる。
【００３０】
そして、下型２２の成形面２２ａと上型２４の成形面２４ａの中心間の距離が所定値になったところで、上型２４の移動を停止させる。このとき、軟化した可塑性素材２８が周囲に流れるように広がって、枠体３０の断面略コ字状の溝３１に入り込む。こうして、光学素子２９と枠体３０とが一体的に密着接合される。
【００３１】
図９は、光学素子２９と枠体３０とを一体的に密着接合した光学部品４４を示す。
本実施形態では、光学素子２９として凸メニスカスレンズを成形し、その外周部を枠体３０の断面略コ字状の溝３１で挟み込んでいる。
【００３２】
本実施形態によれば、光学素子２９と枠体３０とが一体化された薄くて強い光学部品４４を得ることができる。すなわち、２枚の抜き板３２と絞り板３４とを金属プレスにより一体化して枠体３０を形成したので、枠体３０の内側の光軸方向の厚さａは大きいが、外周側の厚さｂの薄い光学部品４４を得ることができる（図６参照）。このため、光学部品４４が装着されるカメラ等の光学機器の全長を短くすることができる。
【００３３】
また、断面略コ字状の溝３１を有する枠体３０を、旋削等によらずに金属プレスにより安価に製造することができる。さらに、光学素子２９と枠体３０とが一体化された光学部品４４は、強度的に強いばかりでなく光軸方向の厚みが薄いので、光学機器に装着したときに、スペースの有効利用を図ることができる。
（第２の実施の形態）
次に、図１０〜図１２に基づき、第２の実施の形態を説明する。
【００３４】
本実施形態では、枠体５０を構成する２枚の板材を、可塑性素材２８を押圧する工程で一体化するものである。
図１０において、枠体５０（図１２参照）は抜き板５２と絞り板５４との２枚の板材を有している。
【００３５】
抜き板５２は、ドーナツ状の円板部５３の中央に開口部５８を有し、円板部５３には円周に沿って略等間隔に多数のボス５６が形成されている。このボス５６は、前述した半切等のプレス手段によって形成される。絞り板５４は、ドーナツ状の円板部５５の中央に開口部６０を有し、開口部６０の周縁に絞り部６２を有している。また、円板部５５には円周に沿って多数の孔５７が形成されている。この孔５７は、抜き板５２のボス５６に対応して設けられている。また、抜き板５２と絞り板５４とは、全体の外径が同一の寸法を有している。ただし、後述するように材質は異なっている。
【００３６】
絞り部６２は、円板部５５の内周側で略垂直に立ち上がる立ち上げ部６４と、該立ち上げ部６４の先端部から内側に略直角に折曲された折曲部６６と、を有している。本実施形態では、抜き板５２と絞り板５４とは異なる線膨張係数を有している。そして、抜き板５２の線膨張係数よりも、絞り板５４の線膨張係数の方が大きい。
【００３７】
材質としては、例えば、抜き板５２としてコバール（鉄−Ｎｉ合金）を用い、絞り板５４としてステンレス鋼（ＳＵＳ鋼）を用いている。また、常温時において、絞り板５４に形成された孔５７の径は、抜き板５２に形成されたボス５６の径よりも数μｍ小さく仕上げられている。
【００３８】
そして、図１１に示すように、成形面６８ａを有する上型６８と、成形面７０ａを有する下型７０とを対向配置する。成形に際しては、下型７０の成形面７０ａに可塑性素材（図示せず）を配置し、その周囲の載置面７２に、抜き板５２と絞り板５４とを重ねた状態で配置する。次いで、可塑性素材（図示せず）が加熱されるが、該可塑性素材が加熱される温度では、線膨張係数の大きい絞り板５４の孔５７の径が抜き板５２のボス５６の径よりも大きくなる。
【００３９】
このため、上型６８が下型７０に接近移動することによって、上型６８の外側に形成した突出部６８ｂが絞り板５４の円板部５５の上面を押し、絞り板５４の孔５７が抜き板５２のボス５６に嵌まり込む（図１２参照）。なお、絞り板５４の自重で、絞り板５４の孔５７が抜き板５２に嵌まり込む場合は、上型６８の突出部６８ｂが絞り板５４の円板部５５の上面を押す構成をとらなくても良いと考えられる。これにより、図１２に示すように、抜き板５２と絞り板５４とが一体化される。これと同時に、枠体５０に形成された断面コ字状の溝７４に、可塑性素材が周囲に広がって入り込む。
【００４０】
すなわち、可塑性素材が押圧される過程で、該可塑性素材と枠体５０とが一体的に密着接合される。やがて、上型６８による押圧が終了して冷却が進むと、絞り板５４の孔５７の径が抜き板５２のボス５６の径よりも小さくなる。こうして、抜き板５２と絞り板５４とは焼き嵌めされる。
【００４１】
本実施形態によれば、抜き板５２と絞り板５４とを一体化して枠体５０を得る過程で、これと同時に、可塑性素材の成形が完了する。そして、冷却により抜き板５２と絞り板５４とが焼き嵌めによって固定される。また、抜き板５２と絞り板５４とを焼き嵌めにより強固に一体化することができる。さらに、枠体５０を一体化する工程を別途設ける必要がないため、工数の削減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本実施形態における光学部品の製造装置の概略構成を示す図である。
【図２】同上の金型組立体の概略構成を示す図である。
【図３】第１の実施の形態における枠体の分解斜視図である。
【図４】抜き板と絞り板とを重ね合わせた状態を示す図である。
【図５】抜き板と絞り板との一体化の工程を示す図である。
【図６】抜き板と絞り板との一体化の工程を示す図である。
【図７】枠体の完成品の外観を示す図である。
【図８】枠体を用いて光学素子を一体成形するときの状態を示す図である。
【図９】光学素子と枠体とが一体的に密着接合された光学部品の断面図である。
【図１０】第２の実施の形態における抜き板と絞り板とを重ね合わせた状態を示す図である。
【図１１】上型と下型との間に抜き板と絞り板を配置した状態を示す図である。
【図１２】抜き板と絞り板とを一体化してできた枠体を示す図である。
【図１３】従来の撮像レンズの断面図である。
【図１４】従来の撮像レンズの断面図である。
【符号の説明】
【００４３】
１０      光学部品の製造装置
１２      下側プレート
１４      上側プレート
１６      下側カートリッジヒータ
１８      上側カートリッジヒータ
２０      金型組立体
２２      下型
２２ａ    成形面
２３      載置面
２４      上型
２４ａ    成形面
２６      スリーブ
２７      孔
２８      可塑性素材
２９      光学素子
３０      枠体
３１      溝
３２      抜き板
３３      孔
３４      絞り板
３５      絞り部
３６      立ち上げ部
３７      折曲部
３８      開口部
３９      円板部
４０      パンチ
４１      円板部
４２      開口部
４４      光学部品
５０      枠体
５２      抜き板
５３      円板部
５４      絞り板
５５      円板部
５６      ボス
５７      孔
５８      開口部
６０      開口部
６２      絞り部
６４      立ち上げ部
６６      折曲部
６８      上型
６８ａ    成形面
７０      下型
７０ａ    成形面
７２      載置面
７４      溝
【図１】
2008256938.tif 000003
【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】
2008256938.tif 000009
【図１０】
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【図１１】
2008256938.tif 000011
【図１２】
2008256938.tif 000012
【図１３】
2008256938.tif 000013
【図１４】
2008256938.tif 000014
【図５】
2008256938.tif 000015
【図７】
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