(57)【要約】【課題】光学素子素材の体積誤差を補正可能とした高精度のホルダ付光学素子を提供する。【解決手段】筒状のホルダ１０の内側に光学素子２０を収めてなるホルダ付光学素子１において、上記ホルダ１０は内周側からの押圧力により変形する薄肉状の変形部１２を有し、上記光学素子２０には変形した上記変形部１２に圧接する余剰部２１ａを形成してなる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状のホルダの内側に光学素子を収めてなるホルダ付光学素子において、
上記ホルダは内周側からの押圧力により変形する薄肉状の変形部を有し、上記光学素子には変形した上記変形部に圧接する余剰部を形成してなることを特徴とするホルダ付光学素子。
【請求項２】
上記光学素子の余剰部は上記光学素子の素材の余剰分からなり、上記変形部は上記余剰部の押圧力によって変形してなることを特徴とする請求項１記載のホルダ付光学素子。
【請求項３】
上記ホルダの側面の一部を薄肉状に形成して上記変形部としてなり、上記余剰部は上記光学素子の周縁部から外方へ突出状に形成されてなることを特徴とする請求項２記載のホルダ付光学素子。
【請求項４】
上記ホルダは内周側に薄肉状の鍔部を有し、該鍔部を上記変形部としてなり、上記余剰部は上記鍔部の内側の先端部分近傍に形成されてなることを特徴とする請求項２記載のホルダ付光学素子。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はホルダと光学素子とが一体化されたホルダ付光学素子に関し、より詳細にはホルダ内で光学素子素材をプレス成形することによって成形されるホルダ付光学素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＣＤプレイヤーのピックアップヘッドに搭載されるレンズや、デジタルカメラに使用されるレンズなどの光学素子は、その取付けに際して高い取付け精度が要求される。このような要求を満たすため、一般的には例えば特許文献１にあるように、光学素子をホルダによって保持したホルダ付光学素子を製作し、このホルダによって取付け位置を調整することにより、要求される取付け精度を満たすようにしている。このようなホルダ付光学素子は、筒状のホルダの内側に光学素子素材を配置して加熱により軟化させ、軟化した光学素子素材を金型によりプレス成形することにより、光学素子を成形すると共に、光学素子をホルダに圧着させて一体化している。
【０００３】
【特許文献１】
特開平３−２６５５２９号公報（図１）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、光学素子素材をプレス成形する際に、光学素子素材に体積誤差があると、光学素子の厚さが変化してしまい、光学性能が悪化するばかりか、理想の光学位置を求めて調整と固定が必要となり、性能・位置決めの点で問題が発生する。
これを解決する方法として、光学素子の素材体積の精度を良くして体積誤差を減らす方法がある。しかし、この効果を確実にするためには、光学素子の素材体積のみならず、ホルダの形状も精度良く仕上げる必要があり、素材費、素材加工費が高価となってしまう。
【０００５】
本発明は以上の問題点を鑑みてなされたものであり、光学素子素材の体積誤差を補正可能とした高精度のホルダ付光学素子を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため本発明は、筒状のホルダの内側に光学素子を収めてなるホルダ付光学素子において、上記ホルダは内周側からの押圧力により変形する薄肉状の変形部を有し、上記光学素子には変形した上記変形部に圧接する余剰部を形成してなることを特徴として構成されている。
【０００７】
また本発明は、上記光学素子の余剰部は上記光学素子の素材の余剰分からなり、上記変形部は上記余剰部の押圧力によって変形してなることを特徴として構成されている。
【０００８】
また本発明は、上記ホルダの側面の一部を薄肉状に形成して上記変形部としてなり、上記余剰部は上記光学素子の周縁部から外方へ突出状に形成されてなることを特徴として構成されている。
【０００９】
また本発明は、上記ホルダは内周側に薄肉状の鍔部を有し、該鍔部を上記変形部としてなり、上記余剰部は上記鍔部の内側の先端部分近傍に形成されてなることを特徴として構成されている。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。まず、第一の実施形態について説明する。図１は本発明の第一の実施形態におけるホルダ付光学素子の断面図、図２はプレス成形前の本発明の第一の実施形態におけるレンズホルダとレンズ素材の断面図、図３は本発明の第一の実施形態におけるホルダ付光学素子の製造状態を示す断面図である。
本実施形態におけるホルダ付光学素子１は、例えばＣＤプレイヤーのピックアップヘッドや、デジタルカメラ等に使用されるもので、図１に示すように、筒状のレンズホルダ１０と、このレンズホルダ１０の内側に収められる球面状のレンズ２０からなる。
【００１１】
レンズホルダ１０は、レンズ２０を保持し、またこのレンズ２０を光学機器において位置決めするためのもので、切削加工法や鋳造法等によりアルミニウムやステンレス鋼などから形成されている。レンズホルダ１０は光学機器に取付ける際の基準面となる取付部１１、１１と、内周側においてこれらと連続した薄肉状の変形部１２から構成され、変形部１２の外周側には取付部１１、１１及び変形部１２に囲まれるようにして外周空隙部１３が設けられている。ここで、変形部１２は中央部分が径方向外側、即ち外周空隙部１３側に反った状態に変形している。
【００１２】
このレンズホルダ１０の内側には、ガラス製のレンズ２０が収められている。レンズ２０は両面が球面凸レンズで、図２に示すレンズ素材２０ａをプレス成形することにより形成されるものである。またプレス成形の際の圧力によってレンズホルダ１０に圧着し、レンズホルダ１０と一体化している。このレンズ２０の周縁部２１は、その略全体から外方に突出した余剰部２１ａを有する。
【００１３】
上述のレンズ素材２０ａは光学ガラス材料からなる。光学ガラス材料としては、例えば酸化鉛系ガラス材料のＳＦＳ０１などがある。ここで、レンズ素材２０ａはレンズ２０を形成するために必要な体積に加えて、意図的に余剰分を有するようにしている。こうすることにより、従来レンズ素材２０ａが有している体積誤差はこの余剰分に含まれることになり、少なくとも、レンズ２０を成形するために必要なレンズ素材２０ａの体積は確保される。
【００１４】
ここでレンズホルダ１０は、切削加工などによって形成された初期状態においては、図２に示すように変形部１２は、取付部１１、１１に対して略垂直状に形成されている。しかし、レンズ２０をプレス成形する際の成形圧力によって、レンズ素材２０ａの余剰分が変形部１２を径方向外側に押し広げ、変形部１２は径方向外側に反った形状に変形する。そして、変形部１２の変形によって変形部１２の内側に形成された空間に、そのままレンズ素材２０ａの余剰分が全て収まる。つまり、レンズ素材２０ａにおけるレンズ２０の形成に不必要な体積分である余剰分は、体積誤差とともに変形部１２の変形によって吸収される。これにより、成形精度の高い所望の形状のレンズ２０を成形することが可能となる。
【００１５】
ところで、変形部１２の剛性が高いと変形部１２は変形しにくく、レンズ素材２０ａの余剰分の圧力では変形せず、従って余剰分がそのままレンズ２０の成形誤差となってしまう。逆に変形部１２の剛性が低いと、成形圧力がかかった際のレンズ素材２０ａの圧力で容易に変形してしまい、余剰分を吸収するために必要な変形量以上に変形してしまう。また、剛性が小さいとレンズホルダ１０の形状を維持することができない。即ち、変形部１２の剛性は、レンズ素材２０ａの余剰分の圧力によっては変形するが、それ以上は変形しない程度の大きさである必要がある。変形部１２の剛性について、このような条件を満たす肉厚、材料等を選択することにより、この変形部１２をより適切に機能させることができる。
【００１６】
次に、このようなホルダ付光学素子１の製造方法について説明する。図３にホルダ付光学素子１の製造装置を示す。製造装置６０は上型Ａを構成する内上型６１及び外上型６２を備えている。またこれら内上型６１及び外上型６２の下側には、下型Ｂを構成する内下型６３及び外下型６４を備えている。更に、これら上型Ａ及び下型Ｂを取り巻くようにして、外径型Ｃを備えている。
内上型６１及び内下型６３は略円柱状に形成されており、内上型６１の下端部及び内下型６３の上端部には、球面レンズ面を成形する転写面６１ａ、６３ａが形成されている。
一方、外上型６２及び外下型６４は、それぞれ内上型６１、内下型６３の外周側に位置し、円管状に形成されている。これら外上型６２及び外下型６４の肉厚は上述したレンズホルダ１０の肉厚と略等しく、外径型Ｃの内周はレンズホルダ１０の外径と略等しい。また内上型６１と外上型６２は、それぞれ独立して上下に摺動可能となっている。
【００１７】
ホルダ付光学素子１を製造するにはまず、外下型６４上に予め切削加工などにより所定の寸法形状に形成しておいたレンズホルダ１０を載置し、このレンズホルダ１０の内側にレンズ素材２０ａを載置する（図３（ａ））。
ここで、図３では省略しているが、レンズホルダ１０の外周には加熱部材が対向しており、この加熱部材によってレンズホルダ１０が加熱され、さらにレンズ素材２０ａが軟化点以上の温度に加熱される。また、レンズ素材２０ａは予熱された状態でレンズホルダ１０の内側に載置されても良い。
【００１８】
レンズ素材２０ａが加熱されて軟化したら、このレンズ素材２０ａに対してプレス成形を行う（図３（ｂ））。具体的には、まず外下型６４上に載置されたレンズホルダ１０に対して、外上型６２を降下させて、外上型６２と外下型６４でレンズホルダ１０を挟み込んで固定する。それと共に、内下型６３上に載置され軟化したレンズ素材２０ａに対し内上型６１を降下させて、内上型６１の転写面６１ａと内下型６３の転写面６３ａでレンズ素材２０ａを加圧する。これにより、球面凸レンズを両面に有するレンズ２０が成形される。このプレス成形は、ガラス素材２０ａの粘度がガラス転移点以上、軟化点以下の範囲で行われる。
また、レンズ素材２０ａが加圧されると、レンズ素材２０ａの余剰分はこの成形圧力によって、レンズホルダ１０の変形部１２を径方向外側に押し広げてその内側に収まり、これが上述した余剰部２１ａとなる。
【００１９】
以上、本発明の第一の実施形態について説明した。次に本発明の第二の実施形態について説明する。図４は本発明の第二の実施形態におけるホルダ付光学素子の断面図、図５はプレス成形前の本発明の第二の実施形態におけるレンズホルダとレンズ素材の断面図、図６は本発明の第二の実施形態におけるホルダ付光学素子の製造状態を示す断面図である。
本実施形態におけるホルダ付光学素子２は第一の実施形態同様、例えばＣＤプレイヤーのピックアップヘッドや、デジタルカメラ等に使用されるもので、図４に示すように、筒状のレンズホルダ３０と、このレンズホルダ３０の内側に収められる球面状のレンズ４０からなる。
【００２０】
レンズホルダ３０は、切削加工法や鋳造法等によりアルミニウムやステンレス鋼などから形成される。レンズホルダ３０の内周側には、レンズ４０の一方のレンズ面と略同位置となる位置に、間に充填溝３１を挟んで薄肉状の鍔部３２が形成されている。この鍔部３２は先端部分が外側に反った状態に変形している。
このレンズホルダ３０の内側には、ガラス製のレンズ４０が収められている。レンズ４０は両面が球面凸レンズで、図５に示すレンズ素材４０ａをプレス成形することにより形成されるものである。またプレス成形の際の圧力によってレンズホルダ３０に圧着し、レンズホルダ３０と一体化している。このレンズ４０は外周部分の一部に、上述した充填溝３１に収まる充填凸部４１を有する。さらに、充填溝３１の鍔部３２の先端部分近傍には余剰部４１ａが形成されている。
【００２１】
レンズ素材４０ａは第一の実施形態同様、レンズ４０を形成するために必要な体積に加えて、意図的に余剰分を有するようにしている。なお本実施形態においてはレンズ４０を形成するために必要な体積には充填凸部４１分も含むものとする。
ここでレンズホルダ３０は、切削加工などによって形成された初期状態においては、図５に示すように鍔部３２は平面状に形成されている。しかし、レンズ４０をプレス成形する際の成形圧力によって、レンズ素材４０ａが充填溝３１に流入し、さらにレンズ素材４０ａの余剰分が充填溝３１内部から鍔部３２を内側から外側へ押す。これにより、鍔部３２は先端部分近傍が外側へ曲がって充填溝３１が拡張され、この拡張部分にレンズ素材４０ａの余剰分が全てが収められる。これにより、レンズ素材４０ａにおけるレンズ４０の形成に不必要な体積分である余剰分は、体積誤差と共に鍔部３２の変形によって吸収され、成形精度が高い所望の形状のレンズ４０を成形することが可能となる。なお、鍔部３２に対する剛性などの要求は上記第一の実施形態と同様である。
【００２２】
次に、このようなホルダ付光学素子２の製造方法について説明する。図６に示すホルダ付光学素子２の製造装置６０については、上記第一の実施形態と同様であるので説明は省略する。ホルダ付光学素子２を製造するにはまず、外下型６４上に予め切削加工法や鋳造法等により所定の寸法形状に形成しておいたレンズホルダ３０を載置し、このレンズホルダ３０の内側にレンズ素材４０ａを載置する（図６（ａ））。このとき、レンズホルダ３０は鍔部３２を有する面を外下型６４側に向けて載置する。その後、レンズホルダ３０及びレンズ素材４０ａを加熱し、レンズ素材４０ａが軟化したら、このレンズ素材４０ａに対してプレス成形を行う（図６（ｂ））。
また、レンズ素材４０ａが加圧されると、レンズ素材４０ａがこの成形圧力によって充填溝３１に流入し、さらにレンズ素材４０ａの余剰分が、鍔部３２を充填溝３１内側から外側に押し広げて変形させ、この変形によってできた充填溝３１の拡張部分にレンズ素材４０ａの余剰分が収められ、これが余剰部４１ａとなる。
【００２３】
以上、本発明の実施形態について説明した。上記実施形態においては、球面状の凸レンズを例に挙げて説明したが、本発明はこのような形状のレンズに限られることなく、例えば凹レンズなど他の形状のレンズでも良い。また、本発明はレンズに限られることなく、ホルダに一体的に収められる回折格子など、他の光学素子であっても適用可能である。
【００２４】
【発明の効果】
以上本発明によれば、ホルダは内周側からの押圧力により変形する薄肉状の変形部を有し、光学素子には変形した変形部に圧接する余剰部を形成してなることから、光学素子成型時に、光学素子の素材の体積誤差が変形部が変形することによって吸収されるので、光学素子の成形精度が向上し、ホルダの精度を向上させることなく、高精度の光学素子を有するホルダ付光学素子とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一の実施形態におけるホルダ付光学素子の断面図である。
【図２】プレス成形前の本発明の第一の実施形態におけるレンズホルダとレンズ素材の断面図である。
【図３】本発明の第一の実施形態におけるホルダ付光学素子の製造状態を示す断面図である。
【図４】本発明の第二の実施形態におけるホルダ付光学素子の断面図である。
【図５】プレス成形前の本発明の第二の実施形態におけるレンズホルダとレンズ素材の断面図である。
【図６】本発明の第二の実施形態におけるホルダ付光学素子の製造状態を示す断面図である。
【符号の説明】
１、２      ホルダ付光学素子
１０        レンズホルダ
１１        取付部
１２        変形部
１３        外周空隙部
２０        レンズ
２０ａ      レンズ素材
２１        周縁部
２１ａ      余剰部
３０        レンズホルダ
３１        充填溝
３２        鍔部
４０        レンズ
４０ａ      レンズ素材
４１        充填凸部
４１ａ      余剰部
６０        製造装置
【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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