(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属からなり、上下に開口部を有して中空の筒状に形成されたレンズホルダと、このレンズホルダ内に挿入され、加熱及び加圧されることで前記レンズホルダの内壁部に一体的に圧着される光学レンズとを備え、前記レンズホルダの前記内壁部は、前記下方開口部よりも径の大きな前記上方開口部側に設けられた第１の円筒面と、前記上方開口部よりも前記下方開口部の径を小さくするように筒内に延びて形成された下端部に位置する第２の円筒面と、前記第１，第２の円筒面を繋ぐ傾斜面と、前記第１の円筒面の上端部側に位置した状態で、筒内に突出する環状の突出部を有し、前記光学レンズは、前記レンズホルダの前記上下開口部に位置するレンズ光学面と、このレンズ光学面から径方向に外周に延び、前記レンズホルダの前記内壁部によって保持される外周部を有し、前記光学レンズは、前記外周部の外周端面が前記第１，第２の円筒面と前記傾斜面に圧接されると共に、前記突出部を前記外周部に食い込ませて、前記レンズホルダに前記光学レンズを保持したことを特徴とする光学部品。
【請求項２】
前記突出部は、押圧力によって変形された状態で、前記外周部に食い込ませたことを特徴とする請求項１記載の光学部品。
【請求項３】
前記第１の円筒面の位置には凹溝部が設けられ、前記凹溝部内には、前記外周部を食い込ませたことを特徴とする請求項１、又は２記載の光学部品。
【請求項４】
前記レンズホルダの前記内壁部には、前記上方開口部の径が大きくなるように、前記突出部から前記レンズホルダの上端部に向かって漸次傾斜する傾斜面を設けたことを特徴とする請求項１から３の何れかに記載の光学部品。
【請求項５】
金属からなり、上下に開口部を有して中空の筒状に形成されたレンズホルダは、筒状の内壁部と、この内壁部に設けられた第１の円筒面と、この第１の円筒面の上端部側から筒内に突出する環状の突出部を有し、前記レンズホルダによって保持される光学レンズは、前記開口部に位置するレンズ光学面と、このレンズ光学面から径方向に外周に延び、前記レンズホルダの前記内壁部によって保持される外周部を有した光学部品を備えたものにおいて、前記光学レンズを形成するためのレンズ素材が前記レンズホルダの筒内に挿入され、その状態で前記レンズ素材を加熱して、前記レンズ素材が上下金型により加圧、変形されることによって、前記レンズ光学面、及び前記第１の円筒面を含む前記内壁部に圧接される外周端面を有した前記外周部が形成されると共に、前記レンズホルダの筒内に挿入される前記上金型は、その下面が環状の前記突出部の孔を塞ぎ、前記突出部の上部に重ね合わされた状態で、前記上金型によって、前記突出部が押圧、変形して前記外周部に食い込まされて、前記レンズホルダに前記光学レンズを保持したことを特徴とする光学部品の製造方法。
【請求項６】
前記レンズホルダの前記内壁部は、前記下方開口部よりも径の大きな前記上方開口部側に設けられた前記第１の円筒面と、前記上方開口部よりも前記下方開口部の径を小さくするように筒内に延びて形成された下端部に位置する第２の円筒面と、前記第１，第２の円筒面を繋ぐ傾斜面を有し、前記上下金型による前記レンズ素材の変形によって形成される前記外周部の前記外周端面が前記第１，第２の円筒面と前記傾斜面に圧接されるようにしたことを特徴とする請求項５記載の光学部品の製造方法。
【請求項７】
前記レンズホルダの前記内壁部は、前記上方開口部の径が大きくなるように、前記突出部から前記レンズホルダの上端部に向かって漸次傾斜する傾斜面を有すると共に、前記レンズホルダの下端部には、外平面が設けられ、前記上金型は、環状の前記突出部の先端部における径よりも大きな外径端部を有し、前記下金型は、前記下方開口部を塞ぐように前記外平面に当接すると共に、前記上金型は、前記上方開口部から前記レンズホルダの筒内に挿入され、前記外径端部によって、前記突出部が押圧、変形して前記外周部に食い込まされるようにしたことを特徴とする請求項６記載の光学部品の製造方法。
【請求項８】
前記レンズ素材が球形状、或いは楕円形状に形成され、前記レンズ素材が前記上方開口部側から前記レンズホルダの筒内に挿入された際、前記レンズ素材が前記レンズホルダの筒内における前記第１，第２の円筒面を繋ぐ前記傾斜面に係止されて、筒内に係留されるようにしたことを特徴とする請求項６、又は７記載の光学部品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光学レンズとレンズホルダとが一体化された光学部品に係り、特に光学レンズを加圧成形する際の、光学レンズとレンズホルダとの圧着構造、及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光通信装置や、光学式情報読取装置などの各種分野において、光学レンズがレンズホルダに保持されている光学部品が使用されている。この従来の光学部品の構成においては、光学レンズを光学ガラス材料によりプレス成形する際に、レンズをレンズホルダの内面に圧着させて一体化する技術が一般に知られている。
【０００３】
この従来の光学部品の場合、ステンレス材などで中空の筒状に形成された金属製のレンズホルダの筒内に、光学ガラスからなる円柱状ないしは球形状のレンズ素材を配置させ、加熱部材によりレンズ素材を加熱軟化させた後、金型で上下方向から挟持して加圧・変形させ、前記筒内に圧着させてレンズ素材とレンズホルダとを一体化させるとともに、レンズ素材に金型面を転写させて筒内の光軸方向にレンズ光学面を成形していた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の光学部品の構成においては、図３及び図４に示すように、レンズ素材１４を圧着させるレンズホルダ１３の内壁面１３ａの内径と、レンズ素材１４を加圧成形する金型１１、１２の外径とは、約２０mｍ程度の隙間Ｌ１、Ｌ２が存在しており、このため、レンズ素材１４を加圧成形する際に、この隙間Ｌ１、Ｌ２から変形されたレンズ素材１４の一部が外方へはみ出すことから、レンズホルダ１３の内壁面１３ａと接続されるレンズ光学面１５ａ，１５ｂの外周端面１５ｃ，１５ｄの形状が不均一となってしまっていた。
【０００５】
このため、このレンズ光学面１５ａ，１５ｂの外周端面１５ｃ，１５ｄに生じたレンズ素材１４のはみ出し部１４ａ、１４ｂが、振動や外力などにより破損して欠けが生じたり、ガラス粉がレンズ光学面１５ａ，１５ｂに付着してしまう可能性があるという問題があった。
【０００６】
したがって、本発明では上述した問題点を解決し、光学レンズとレンズホルダとが一体化された光学部品の構成で、レンズ素材を加圧成形する際に、レンズホルダの内壁面と接続されるレンズ光学面の外周端面のはみ出し部の発生による欠けや付着を防止することが可能な光学部品及びその製造方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明では第１の解決手段として、金属からなり、上下に開口部を有して中空の筒状に形成されたレンズホルダと、このレンズホルダ内に挿入され、加熱及び加圧されることで前記レンズホルダの内壁部に一体的に圧着される光学レンズとを備え、前記レンズホルダの前記内壁部は、前記下方開口部よりも径の大きな前記上方開口部側に設けられた第１の円筒面と、前記上方開口部よりも前記下方開口部の径を小さくするように筒内に延びて形成された下端部に位置する第２の円筒面と、前記第１，第２の円筒面を繋ぐ傾斜面と、前記第１の円筒面の上端部側に位置した状態で、筒内に突出する環状の突出部を有し、前記光学レンズは、前記レンズホルダの前記上下開口部に位置するレンズ光学面と、このレンズ光学面から径方向に外周に延び、前記レンズホルダの前記内壁部によって保持される外周部を有し、前記光学レンズは、前記外周部の外周端面が前記第１，第２の円筒面と前記傾斜面に圧接されると共に、前記突出部を前記外周部に食い込ませて、前記レンズホルダに前記光学レンズを保持したことを特徴とする。
【０００８】
また、第２の解決手段として、前記突出部は、押圧力によって変形された状態で、前記外周部に食い込ませたことを特徴とする。
また、第３の解決手段として、前記第１の円筒面の位置には凹溝部が設けられ、前記凹溝部内には、前記外周部を食い込ませたことを特徴とする。
また、第４の解決手段として、前記レンズホルダの前記内壁部には、前記上方開口部の径が大きくなるように、前記突出部から前記レンズホルダの上端部に向かって漸次傾斜する傾斜面を設けたことを特徴とする。
【０００９】
また、第５の解決手段として、金属からなり、上下に開口部を有して中空の筒状に形成されたレンズホルダは、筒状の内壁部と、この内壁部に設けられた第１の円筒面と、この第１の円筒面の上端部側から筒内に突出する環状の突出部を有し、前記レンズホルダによって保持される光学レンズは、前記開口部に位置するレンズ光学面と、このレンズ光学面から径方向に外周に延び、前記レンズホルダの前記内壁部によって保持される外周部を有した光学部品を備えたものにおいて、前記光学レンズを形成するためのレンズ素材が前記レンズホルダの筒内に挿入され、その状態で前記レンズ素材を加熱して、前記レンズ素材が上下金型により加圧、変形されることによって、前記レンズ光学面、及び前記第１の円筒面を含む前記内壁部に圧接される外周端面を有した前記外周部が形成されると共に、前記レンズホルダの筒内に挿入される前記上金型は、その下面が環状の前記突出部の孔を塞ぎ、前記突出部の上部に重ね合わされた状態で、前記上金型によって、前記突出部が押圧、変形して前記外周部に食い込まされて、前記レンズホルダに前記光学レンズを保持したことを特徴とする。
また、第６の解決手段として、前記レンズホルダの前記内壁部は、前記下方開口部よりも径の大きな前記上方開口部側に設けられた前記第１の円筒面と、前記上方開口部よりも前記下方開口部の径を小さくするように筒内に延びて形成された下端部に位置する第２の円筒面と、前記第１，第２の円筒面を繋ぐ傾斜面を有し、前記上下金型による前記レンズ素材の変形によって形成される前記外周部の前記外周端面が前記第１，第２の円筒面と前記傾斜面に圧接されるようにしたことを特徴とする。
【００１０】
また、第７の解決手段として、前記レンズホルダの前記内壁部は、前記上方開口部の径が大きくなるように、前記突出部から前記レンズホルダの上端部に向かって漸次傾斜する傾斜面を有すると共に、前記レンズホルダの下端部には、外平面が設けられ、前記上金型は、環状の前記突出部の先端部における径よりも大きな外径端部を有し、前記下金型は、前記下方開口部を塞ぐように前記外平面に当接すると共に、前記上金型は、前記上方開口部から前記レンズホルダの筒内に挿入され、前記外径端部によって、前記突出部が押圧、変形して前記外周部に食い込まされるようにしたことを特徴とする。
また、第８の解決手段として、前記レンズ素材が球形状、或いは楕円形状に形成され、前記レンズ素材が前記上方開口部側から前記レンズホルダの筒内に挿入された際、前記レンズ素材が前記レンズホルダの筒内における前記第１，第２の円筒面を繋ぐ前記傾斜面に係止されて、筒内に係留されるようにしたことを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の１実施例を図１及び図２に示す。図１は成形前の光学部品を示す右側半分を省略した断面図、図２は成形後の光学部品を示す右側半分を省略した断面図である。
【００１２】
図１において、上型１は、図示上下方向に摺動自在に設けられており、この上型１の下面中央には、上側に凹球面または凹非球面とされた光学転写面１ａが形成されている。下型２は、図示上下方向に摺動自在に設けられており、この下型２の上面中央には、下側に凹球面または凹非球面または平面とされた光学転写面２ａが形成されている。
【００１３】
レンズホルダ３は、フェライト系のステンレス鋼などにより中空の筒状に形成されている。このレンズホルダ３の筒内の内壁部３ａは、上面側には外側に大きく拡開された第１の傾斜面３ｂが形成され、この第１の傾斜面３ｂに続くその中間部には同一径で所定の長さに形成された第１の円筒面３ｃが形成され、この第１の円筒面３ｃに続く下面側には内側に向かって小径となるような第２の傾斜面３ｄが形成されたものとなっている。
【００１４】
前記第１の傾斜面３ｂと前記第１の円筒面３ｃとの連結部には、前記第１の円筒面３ｃよりも中空の筒内方向へ突出する内径φＡの環状の突出部３ｅが形成されており、上型１の外径φＢ（外径端部１ｂ）との寸法関係がφＢ＞φＡとなるように形成されている。また、前記第１の円筒面３ｃには、断面Ｖ字状に環状の凹溝部３ｆが形成されている。また、前記第１の円筒面３ｃと前記第２の傾斜面３ｄとの連結部は、円弧面となっており、また、前記第２の傾斜面３ｄの下面側は先端がやや拡開された同一径で所定の長さに形成された第２の円筒面３ｇとなっている。
【００１５】
レンズ素材４は、光学ガラス材料、例えば酸化鉛系ガラス材料などから形成されている。このレンズ素材４は、本実施例においては球形状のものを使用している。
【００１６】
次に、図１及び図２において光学部品の製造方法について説明する。
前記レンズホルダ３は、図示しない金型本体の凹部内に位置決めされて嵌着される。この時、前記レンズ素材４は、前記レンズホルダ３の筒内の内壁部３ａの前記第２の傾斜面３ｄの下端部上に配置されて位置決めされている。
【００１７】
図１、２においては省略されているが、前記レンズホルダ３の外周には例えば高周波加熱装置からなる図示しない加熱部材が対向されており、この加熱部材によって前記レンズホルダ３が加熱され、さらには前記レンズ素材４が軟化点以上の温度に加熱されるものとなる。また、前記レンズ素材４は予熱された状態で前記レンズホルダ３内に供給されるようにしてもよい。
【００１８】
そして、前記レンズ素材４の上下方向に配設されている前記上型１と下型２とが、お互いに挟圧する方向に駆動されることで、球形状の前記レンズ素材４が、前記光学転写面１ａと２ａとによって加圧成形されて、図２に示すように、球面または非球面のレンズ光学面５ａと５ｂとを有する光学レンズ５がプレス成形されるものとなる。
【００１９】
この場合、前記レンズ素材４が球形状であることから、前記上、下型１と２との光学転写面１ａと２ａとで加圧された時、前記レンズ素材４の変位、変動が小さくても前記レンズ光学面５ａ、５ｂが効率よく成形できるものとなる。
【００２０】
また、図２に示すように、前記レンズホルダ３の内壁部３ａの形状を、前記第１の円筒面３ｃと第２の傾斜面３ｄとの連結部に示すように、球形状の前記レンズ素材４の表面と同様な、円弧状に形成してあることから、素材形状が馴染み易く、すなわちレンズホルダ３の筒内にガラス材料が充填し易いため、前記レンズ素材４から前記光学レンズ５がプレス成形される際に、前記レンズホルダ３に対する圧着力が強化される。
【００２１】
また、前記レンズホルダ３の内壁部３ａには、前記第１の円筒面３ｃに環状に前記凹溝部３ｆを形成してあることから、加圧された前記レンズ素材４が前記凹溝部３ｆに食い込むこととなり、前記光学レンズ５が前記レンズホルダ３に確実に保持されるものとなる。
【００２２】
また、前記レンズホルダ３の内壁部３ａには、前記第１の傾斜面３ｂと第１の円筒面３ｃとの連結部に前記第１の円筒面３ｃよりも中空の筒内方向へ突出する環状の前記突出部３ｅが形成されている。すなわち、図２に示すように、上記の成型過程においては、前記上型１で前記レンズ素材４を加圧して上側に位置する前記レンズ光学面５ａを成形する際に、加圧、変形された前記レンズ光学面５ａの外周端面５ｃが、前記突出部３ｅの内側に位置した状態で、前記レンズ光学面５ａの外周端面５ｃを前記突出部３ｅの全周にわたって圧接するように成形されるものとなっている。
【００２３】
また、前記レンズ素材４の加圧、変形時に、前記突出部３ｅを、前記上型１の外径端部１ｂで押圧して変形させることにより、前記突出部３ｅの一部を前記レンズ光学面５ａの外周端面５ｃに食い込むように埋設させる構成となっている。このため、前記上型１の中心と前記レンズホルダ３の中心とに軸ずれが生じて、前記突出部３ｅの変形量が不均一になることがあっても、隙間なく確実に前記光学レンズ５をレンズホルダ３に保持させることができる。
【００２４】
したがって、前記レンズ素材４を加圧成形する際に、前記レンズホルダ３の内壁部３ａの内径と、前記上型１の外径との間に隙間が存在しないことから、変形された前記レンズ素材４の一部が外方へはみ出すことがなく、前記レンズホルダ３の突出部３ｅと内壁部３ａとに前記レンズ光学面５ａの外周端面５ｃが隙間なく充填され、振動や外力などにより破損して欠けが生じたり、ガラス粉がレンズ光学面５ａに付着することを防止できる。
【００２５】
また、前記突出部３ｅの一部を前記レンズ光学面５ａの外周端面５ｃに埋設させることから、前記光学レンズ５が前記レンズホルダ３に確実に保持されるものとなる。
【００２６】
また、図２に示す上記の成形過程においては、前記下型２で前記レンズ素材４を加圧して下側に位置する前記レンズ光学面５ｂを成形する際に、前記レンズ素子４の加圧面を押圧する前記下型２の金型面を、全周にわたって前記レンズホルダ３の筒部内壁よりも外側に延設させてある。そして、この延設した部分を前記レンズホルダ３の外平面３ｈに突き当てることにより、前記レンズ光学面５ｂの外周端面５ｄと前記レンズホルダ３の筒部の外平面３ｈとの交点Ｐが一致するように、同一の金型面で蓋閉して成形するように構成されている。
【００２７】
したがって、前記レンズ素材４を加圧成形する際に、下型２の金型面からの延設部分によって前記レンズホルダ３の筒部の外平面３ｈを蓋閉して閉空間とすることにより、前記レンズホルダ３の内壁部３ａの内径と、前記下型２の外径との間、更にレンズホルダ３の筒部の外平面３ｈと金型との間に隙間が存在しないことから、変形された前記レンズ素材４の一部が外方へはみ出すことがなく、前記レンズホルダ３の内壁部３ａと接続される前記レンズ光学面５ｂの外周端面５ｄの形状が均一化され、振動や外力などにより破損して欠けが生じたり、ガラス粉がレンズ光学面５ｂに付着することを防止できるものとなっている。
【００２８】
なお、上記実施例においては、前記レンズ素材４が球形状のもので示されているが、この形状は必ずしも厳密な球形状でなくともよく、こぶなどのある断面が楕円形状などのように多少変形した形状でもよい。また、円柱状などの形状であってもよい。この場合においても上記と同様な効果が得られるのはもちろんである。
【００２９】
また、上記実施例においては、前記レンズ素材４をレンズホルダ３の内壁部３ａの第２の傾斜面３ｄに支持させたが、このようなレンズ素材４の支持部をレンズホルダ３に形成する代わりに、前記レンズホルダ３の内壁部３ａをほぼ直線円筒状にし、金型で前記レンズ素材４を支持するようにしてもよい。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の光学部品は、金属からなり、中空の筒状に形成されたレンズホルダと、このレンズホルダ内に挿入され、加熱、加圧されることでレンズホルダの内壁部に一体的に圧着されるとともに、開口部の光軸方向にレンズ光学面が形成された光学レンズとを備え、レンズホルダの内壁部で、かつ開口部近傍に環状の突出部を形成し、レンズ光学面の外周端面が突出部の内側に位置した状態で、レンズ光学面の外周端面を突出部の全周にわたって圧接させたことから、レンズホルダの内壁面と接続されるレンズ光学面の外周端面の形状が均一化され、振動や外力などにより破損して欠けが生じたり、ガラス粉がレンズ光学面に付着することを防止できる。
【００３１】
また、突出部の一部が、レンズ光学面の外周端面に埋設するように圧接させたことから、光学レンズがレンズホルダに確実に保持される。
【００３２】
さらに、本発明の光学部品の製造方法によれば、中空の筒状に形成されたレンズホルダの内壁部の開口部近傍に環状の突出部を形成し、光学ガラスからなるレンズ素子をレンズホルダの筒内に挿入し、その状態でレンズ素子を加熱して金型により加圧、変形させて筒内に圧着させて、開口部の光軸方向にレンズ光学面を成形するとともに、突出部を金型で変形させることにより突出部の一部をレンズ光学面の外周端面に埋設するようにしたことから、レンズ素材を加圧成形する際に、レンズホルダの内壁面の内径と、金型の外径との間に隙間が存在せず、変形されたレンズ素材の一部が外方へはみ出すことがなく、レンズホルダの内壁面と接続されるレンズ光学面の外周端面の形状を均一に成形することができる。
【００３３】
また、中空の筒状に形成されたレンズホルダの筒部に、光学ガラスからなるレンズ素子を挿入し、その状態でレンズ素子を加熱して金型により加圧、変形させて筒内に圧着させて、開口部の光軸方向にレンズ光学面を成形するとともに、レンズ素子を加圧、変形させる際に、レンズ素子の加圧面を押圧する金型面をレンズホルダの筒部内壁よりも外側に延設させ、レンズ光学面の外周端面とレンズホルダの筒部の外平面とをこの金型面で蓋閉して成形するようにしたことから、レンズ素材を加圧成形する際に、レンズホルダの内壁部と、金型との間に隙間が存在せず、変形されたレンズ素材の一部が外方へはみ出すことがなく、レンズホルダの内壁面と接続されるレンズ光学面の外周端面の形状を均一に成形することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例である成形前の光学部品の右側半分を省略した状態を示す断面図である。
【図２】本発明の同じく成形後の光学部品の右側半分を省略した状態を示す断面図である。
【図３】従来の成形前の光学部品の右側半分を省略した状態を示す断面図である。
【図４】従来の同じく成形後の光学部品の右側半分を省略した状態を示す断面図である。
【符号の説明】
１  上型（金型）
１ａ  光学転写面
１ｂ  外径端部
２  下型（金型）
２ａ  光学転写面
３  レンズホルダ
３ａ  内壁部
３ｂ  第１の傾斜面
３ｃ  第１の円筒面
３ｄ  第２の傾斜面
３ｅ  突出部
３ｆ  凹溝部
３ｇ  第２の円筒面
３ｈ  外平面
４  レンズ素材
５  光学レンズ
５ａ，ｂ  レンズ光学面
５ｃ，ｄ  外周端面
【図１】
0003733004.tif 000002
【図２】
0003733004.tif 000003
【図３】
0003733004.tif 000004
【図４】
0003733004.tif 000005