(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光軸を中心とする回転曲面を上下の光学機能面とする光学素子を、胴型を基準として摺動する上下型部材でプレス成形するための光学素子成形用型において、上下型部材の各々に形成された成形面の曲率中心軸線とプレス軸線との偏心角α及びβとその偏心方向を測定し、両型部材の相互光軸ずれが最小偏心角度|β−α|となるように、両型部材をプレス軸線回りに相対的に回動調整して、両型部材をセッティングすることを特徴とする光学素子成形用型のセッティング方法。
【請求項２】
光軸を中心とする回転曲面を上下の光学機能面とする光学素子を、胴型を基準として摺動する上下型部材でプレス成形するための光学素子成形用型において、上下型部材の各々に形成された成形面の曲率中心軸線とプレス軸線との偏心角α及びβとその偏心方向を測定し、両型部材の相互光軸ずれが最小偏心角度|β−α|となるように、両型部材をプレス軸線回りに相対的に回動調整して、両型部材をセッティングして、光学素子を成形することを特徴とする光学素子の成形方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、偏心精度が厳しい両非球面レンズなどの光学素子をプレス成形する際の、成形用型のセッティング方法、および光学素子の成形方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ガラス光学素子をプレス成形する際に、光学素子の光軸に対して光学機能面の曲率中心軸線が偏心しないように、プレス成形時の偏心防止方法としては、図６（特公平１−４８２０８号公報を参照）に示すように、上型部材が幾ら傾いても、偏心が発生しないようにする方法（偏心レス型構造）や、図１（特開平６−２９３５２７号公報を参照）に示すように、型部材がプレスの際に傾く量を最少にするために、型部材の側面の動きを胴型で規制する方法がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来例の偏心レス型構造の場合には、上型部材で成形する面が、必ず、球面である必要があり、両非球面レンズなどの光学機能面を有する光学素子のプレス成形には適さない。
【０００４】
また、胴型で規制する方式では、胴型と型部材との同軸精度を厳しくすることで、プレス軸線に対する上下型部材の偏心を許容範囲まで減少させることができるが、実際には、型部材の加工の際に、図２に示すように、型部材に形成される成形面の曲率中心軸線と型部材の中心線とが、完全に一致しないで、或る程度の誤差角度αが残されてしまう。この誤差は、上型部材と下型部材とに、それぞれ発生するため、単に、胴型で型部材の側面を規制しても、これによって成形された光学素子、例えば、両非球面レンズは、その各光学機能面の光軸が互いに一致しないという不都合な結果をもたらす。
【０００５】
然るに、ムービーなどの小型軽量化が進む中では、光学素子の小型軽量化も要求されていて、例えば、１／３インチＣＣＤ対応の非球面レンズも出現しており、更には、１／４インチＣＣＤ対応の非球面レンズも、既に実用化の段階にあり、高倍率、小型軽量化が進んでいる。このように、光学素子が高倍率、小型化された分、レンズの精度、例えば、光軸ずれなどの許容公差も、従来より一層厳しくなっている。従って、仮に、片面のみが非球面である光学素子においても、偏心が除かれた高い精度を維持すること、また、その精度の向上が望まれている。
【０００６】
【発明の目的】
本発明は、上記事情に基づいて成されたもので、その目的とするところは、光学素子の精度に影響するプレス成形の際の成形用型が、現状の製作精度の範囲内であっても、成形用型のセッティングの際に、成形品としての光学素子の光軸の偏心量を最小限に留めるようにした光学素子成形用型のセッティング方法を提供するにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明では、光軸を中心とする回転曲面を上下の光学機能面とする光学素子を、胴型を基準として摺動する上下型部材でプレス成形するための光学素子成形用型において、上下型部材の各々に形成された成形面の曲率中心軸線とプレス軸線との偏心角α及びβとその偏心方向を測定し、両型部材の相互光軸ずれが最小偏心角度|β−α|となるように、両型部材をプレス軸線回りに相対的に回動調整して、両型部材をセッティングする。
【０００９】
【実施例】
（第１の実施例）
図１は、本発明の成形用型のセッティング方法を説明するための型構造を概略的に示すものであって、図中、符号１は上型部材、２は下型部材で、それぞれ、光学素子の光学機能面に転写される非球面形状を持った成形面４、７を有している。また、符号３は、上下型部材１、２を同一プレス軸線に沿って誘導するための胴型、１０は成形された凸形非球面レンズである。
【００１０】
上型部材１は、図２に示すように、成形面４の曲率中心軸線５（これは、非球面レンズ１０の一方の光学機能面の光軸に対応する）が、上型部材１の中心線６（プレス軸線）に対して角度αだけ偏心している。この偏心角度αは、型部材を高精度に加工しても、多少は発生する誤差である。
【００１１】
同様に、下型部材２は、図３に示すように、成形面７の曲率中心線８（これは、非球面レンズ１０の他方の光学機能面の光軸に対応する）が、下型部材２の中心線９（プレス軸線）に対して角度βだけ偏心している。なお、両型部材の底面は、それぞれ、その側周面と直角になるように、予め、高精度に加工されている。
【００１２】
このように構成された成形用型を用いてレンズ１０を成形する場合、例えば、図４に示すように、上型部材１と下型部材２とを、その偏心角度が互いに加算されるような向きで、胴型３にセッティングすると、成形されたレンズ１０は、最大偏心角度（α＋β）の相互光軸ずれを持つことになる。
【００１３】
そこで、本発明のセッティング方法によれば、各型部材１、２の光軸のずれの方向を予め把握し、両型部材の相対的な回転で、図５に示すように、成形されたレンズ１０が、最少偏心角度｜β−α｜の相互光軸ずれとなるように、胴型３に対してセッティングするのである。
【００１４】
ここで、偏心角度α、βの各値は、もともと、型部材に対して成形面を高精度に仕上げ結果であるから、非常に小さい。したがって、その差β−αは、ほぼ０となる。このように、本発明の型部材のセッティングにおいて、プレス成形を行えば、各型部材を現状の製作精度の範囲で作成しても、これらの組合せよりなる成形用型によるプレス成形で、成形されたレンズ１０は、その光学機能面の相互光軸ずれを、限りなく０に近付けることができる。
【００１５】
次に、本発明のセッティング方法による成形品の具体的実施例について説明する。図１に示す型部材を用いて、例えば、直径：φ５ｍｍの凸形の両非球面レンズを成形する場合、成形用型を２組、用意した。それぞれの上下型部材の光軸のずれ量（偏心角度）を表１に示す。また、それぞれの成形用型について、上下型部材の向きを、図４（比較例）および図５（本発明）のセッティングにおいて、プレス成形に用い、その結果の成形品についての光軸ずれを表２に示す。
【００１６】
本発明のセッティングの場合には、光軸のずれ量が０″〜２０″程度に収まっており、両非球面レンズの規格を十分に満たしている。特に、Ａ組の成形用型のように、製作精度が低い型部材を用いて成形を行った場合でも、光軸のずれ量が２０″であることから、従来より型部材の製作精度を低下しても、有効な光学素子が得られるわけで、型製作のコストダウンが見込めることになる。なお、実施例１、比較例１では、計算上と実測とでは、レンズの光軸のズレ（光学偏心）が一致しないのは、胴型３に対して、たまたま、上型部材１が傾いたためと思われる。
【００１７】
ここで、偏心角度α、βの測定方法について述べる。αまたはβを測定するには、上型部材１または下型部材２を、図７に示すような、やとい工具１５に固定して回転させ、偏心測定機１６によって、型部材の外周から半径方向の一定の或る測定点１７の振れ量を求める（例えば、図８のようなグラフが得られる）。
【００１８】
最大値の点と最小値の点は、型部材の成形面の中心を通る対角線上にあるので、振れ量の最大値の点１８と最小値の点１９とを結んだ線と型部材の底面との角度がαまたはβとなる（図９参照）。例えば、表１の成形用型のセットＡの上型部材の場合、型部材の直径：φ１６ｍｍの部分の振れ量を、前述の方法で求めたところ、最大値と最小値の差は３９μｍであった。従って、ｔａｎα＝３９μｍ／１６ｍｍとなり、α＝０．１４°、即ち、α＝５００″と計算される（図１０を参照）。同様に、成形用型のセットＢの上型部材を測定したところ、振れ量の最大値と最小値の差は３．９μｍであった。これより計算すると、α＝５０″となる。同様にして、成形用型のセットＡ、Ｂの各下型部材も測定した。
【００１９】
次に、型部材の回転位置の決め方について述べる。型部材の偏心を測定する時に振れの最大値となる測定点の、型部材の周側面、および、最小値となる測定点の型部材の周側面、ならびに、底面（それぞれ、上型部材２０、２１、下型２２、２３）にマーキングをする。このマーキングは、ダイヤペンなどを用いて行なえばよい。
【００２０】
ここで、図４の組み合わせにするには、上型部材の振れの最大値となる測定点と下型部材の振れの最大値となる測定点のマーキングを見ながら、これらが一致するように回転調整すればよい。一方、図５の組み合わせにするには、上型部材の振れの最大値となる測定点と下型部材の振れの最小値となる測定点のマーキングを見ながら、これらが一致するように回転調整すればよい。
【００２１】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したようになり、光軸を中心とする回転曲面を上下の光学機能面とする光学素子を、胴型を基準として摺動する上下型部材でプレス成形するための光学素子成形用型において、上下型部材の各々に形成された成形面の曲率中心軸線とプレス軸線との偏心角α及びβとその偏心方向を測定し、両型部材の相互光軸ずれが最小偏心角度|β−α|となるように、両型部材をプレス軸線回りに相対的に回動調整して、両型部材をセッティングするので、光学素子の精度に影響するプレス成形の際の成形用型が、現状の製作精度の範囲内であっても、成形用型のセッティングの際に、成形品としての光学素子の光軸の偏心量を最小限に留めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例に係る成形用型の概略断面図である。
【図２】本発明の実施例の上型部材の偏心を示す概略断面図である。
【図３】本発明の実施例の下型部材の偏心を示す概略断面図である。
【図４】本発明のセッティングについて、最大の偏心を生じた場合を示す概略断面図である。
【図５】本発明のセッティングにおいて、最小の偏心を生じた場合を示す概略断面図である。
【図６】従来例（偏心レス型構造）を示す断面図である。
【図７】型部材の偏心を測定する方法を示す概略断面図である。
【図８】振れ量の測定結果を示すグラフである。
【図９】振れ量から偏心を求める方法を示す概略図である。
【図１０】本発明の実施例に係る型部材の偏心測定例を示す概略図である。
【符号の説明】
１    上型部材
２    下型部材
３    胴型
４    上型部材の成形面
５    上型部材の成形面の曲率中心軸線（成形されたレンズの光軸）
６    型部材の中心線（プレス軸線）
７    下型部材の成形面
８    下型部材の成形面の曲率中心軸線（成形されたレンズの光軸）
９    型部材の中心線（プレス軸線）
１０    成形されたレンズ
１１    偏心レス型構造の上型部材
１２    偏心レス型構造の下型部材
１３    偏心レス型構造の胴型
１４    成形されたレンズ
１５    やとい工具
１６    偏心測定機
１７    型の外周から一定の距離にある測定点
１８    振れ量が最大値の測定点
１９    振れ量が最小値の測定点
２０    上型部材の最大振れ量となる点の型側面につけたマーキング
２１    上型部材の最小振れ量となる点の型側面につけたマーキング
２２    下型部材の最大振れ量となる点の型側面につけたマーキング
２３    下型部材の最小振れ量となる点の型側面につけたマーキング
【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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【図９】
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【図１０】
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