JPH0375494B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はプレスレンズの成形型、特に軸精度の
高いプレスレンズを成形するための成形型に関す
るものである。

［従来の技術］ 眼鏡レンズ、カメラレンズ、望遠鏡レンズおよ
び顕微鏡レンズなどの光学用レンズの製造工程
は、レンズブランクスの成形工程、ジエネ掛け
（カーブジエネレータを用いた荒ずり）工程、精
研削工程、研摩工程等を経る方法から成つてい
る。そして研摩および洗浄を完了したレンズは、
光軸を出すために所定のレンズ直径を心取りされ
るが、このときレンズの外径により定められる光
軸合せは、センタリングと呼ばれる操作により行
なわれる。このセンタリングの方法には次の２つ
の方法がある。

視覚的方法； レンズをセンタリングカツプの端面にピツチで
貼りつけ、レンズからのランプの反射像を観察す
ることからなり、精度を上げるために顕微鏡を使
用するのが良い。センタリングカツプとレンズが
取り付けられたスピンドルを回転し、ピツチがい
まだ柔らかいうちにレンズの両面からのランプの
像が静止するようにレンズの位置を決める。この
とき、正確にセンタリングが行われ、ピツチが固
まつたらレンズを貼りつけたままスピンドルをは
ずし、非常に精度の高い研削機に取り付け、レン
ズ外周を所定の外径に研削し心出しを行う。

機械的方法； 比較的精度の高い光学部品をより経済的に製造
するため、レンズのセンタリングと外周の研削を
自動的に行なう装置を用いる方法である。この方
法はレンズをベルチヤツククランプに取り付け、
クランプの圧力により２つのベルチヤツクの間の
距離が最短になるようにレンズをはさみ固定し、
次にレンズ外周を所定の寸法に自動的に削る方法
である。

いずれも冷間で研削、研磨、心出しして必要な
精度を付与するものであるから高価なものとなつ
ていた。

ところで最近、廉価なレンズの要求が高まり、
軟化されたガラスをプレス成形のみで使用しうる
レンズを成形する方法が開発され、これらは例え
ば米国特許第3900328号、同特許第4168961号に記
載されている。これらの特許では従来行なわれて
いる研削、研摩工程を必要とせずに高精度な面を
プレス成形する方法が開示されている。しかしな
がらこの先行例は心出しのための外周研削が必要
であり、高い光軸精度をもつプレス成形レンズの
いかにして得るかについては記載されていない。

一般にセンタリングの精度は次式で定義され
る。

δ＝ｄ／ｆ・１／2.91×10^-4 ここで、δはレンズの機械軸に向う光学軸の角
度偏差（単位、分）であり、ｄは光学軸と機械軸
とのズレ（単位、mm）であり、ｆは焦点距離（単
位、mm）である。

１分から２分程度のセンタリング精度が光学レ
ンズに対して屡々要求されるが、焦点距離が15mm
の場合には、光学軸と機械軸とのズレ(d)は4.4〜
8.8μに相当する。この値(d)は、いくつかの変数の
影響を受ける。それ等の変数は、個々の型部品の
構造にもよるが一般的には上型と下型のシリンダ
軸が合つていない場合に軸ズレに対する影響が大
きい。先行例に示されているように、型部品は８
〜０個からなり、それぞれに軸ズレの要因が存在
する。これらの要因は加算的ではないが統計的に
組み合わされるものと考えられる。そしてこれら
の要因により、生産工程におけるプレスレンズの
軸ズレの度合いが決定される。レンズのセンタリ
ングの精度を１〜２分に抑えようとすれば、直
径、真円度、平滑度、シリンダと成形型表面との
同心度等において、きわめて高精度の型部品を製
造加工し得るかどうかにかかることは明らかであ
る。すなわち先行技術により軸ズレの少ないプレ
スレンズを得るのは、厳重に軸合せをした装置を
用いてはじめて可能となるのであるから、光軸の
合つたプレスレンズを製造することは視覚的方法
を用いてレンズを研削研摩するよりもずつと難し
いことになる。

［発明が解決しようとする問題点］ 従つて先行技術の欠点としては、型部品に高い
精度が要求されるため、成形型全体は非常に高価
なものとなることである。このような成形型は、
プレスレンズの商品化に必要とされる工程に様々
な制約を加えることにもなる。一般的にこの工程
は下型の熱いゴブが供給される工程、次に下型に
ゴブをのせたまま上型を降下させプレス成形する
工程からなるが、ガイドピンによる上下型面の軸
合せ、ピストンスリーブの配置あるいはストツパ
に対する軸合せでは容易に必要な精度を得ること
はできない。また、たとえ非常に高精度の型部品
を製作できたとしても、成形型の温度分布、型部
品同志の膨張率の相違等も軸ズレに対して問題と
なる。その他軸ズレに対しては、いくつかの潜在
的な要因があり、型の寸法測定だけで成形型の適
否を評価するのは困難である。型部品の真円度、
直角度、その他寸法精度間の関係をあらかじめ予
測するには難しく、実際にプレス実験を行なつ
て、その成形型が適当であるか否かが定められ
る。従つて、そのような型部品を作成する場合の
仕様はあらかじめ決定することが困難であり、過
去の経験にたよらざるを得なかつたものである。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は、上記のように先行技術がもつ問題点
を解決するため、対向して配置された第１の成形
型と第２の成形型並びにスリーブを用いて、第１
の成形型と第２の成形型の中心軸線がズレている
場合においても、軸ズレの少ないレンズを成形す
ることができる成形型を提供することを目的とす
るもので、次のように構成されている。

すなわち、第１番目の発明は、球面または非球
面のレンズ成形領域をもつ第１の成形型と、前記
第１の成形型と対向して配置された球面のレンズ
成形領域をもつ第２の成形型と、レンズの周囲側
面部を成形するスリーブとからなり、 該スリーブの一端は前記第２の成形型の成形領
域の球面曲率と対応した曲率の球面を有し、 該スリーブの他端は前記第１の成形型の成形領
域の球面または非球面に対応した曲率の面を有
し、 加圧成形時において、前記スリーブの一端に設
けた球面と前記第２の成形時の成形領域とは密接
し、かつ前記スリーブの他端に設けた前記曲率の
面と前記第１の成形型の成形領域とが密接するよ
うに配置されていることを特徴とするものであ
る。

また、第２番目の発明は、上記第１番目の発明
において、 前記スリーブの他端が、前記第１の成形型を納
める胴型の傾斜端縁部に対応した傾斜面を有し、 加圧成形時において、前記スリーブの一端に設
けた球面と前記第２の成形型の成形領域とは密接
し、かつ前記スリーブの他端に設けた前記傾斜面
と前記胴型の傾斜端縁部とが密接するように配置
されていることを特徴とするものである。

なお、ここで非球面とは、軸対称同心円をなす
曲面であり、例えば非球面レンズとしてCD用ピ
ツクアツプレンズ等の光学要素に用いられる。

本発明では、球面または非球面のレンズ成形領
域をもつ第１の成形型と、球面のレンズ成形領域
をもつ第２の成形型とを対向して配置することを
必須とするものであつて、後記図示の実施例のご
とく第１の成形型を下型、第２の成形型を上型と
して配置することに限らず、上下を逆にして第１
の成形型を上型、第２の成形型を下型にしてもよ
い。

［作用］ 上記のように構成したから、スリーブ１２を挾
んで第１の成形型１１と、第２の成形型１３とを
対向して配置し、成形領域４，６間のキヤビテイ
にゴブを供給して加圧成形することにより、第１
成形型による球面または非球面と第２成形型の球
面との成形領域により所定のレンズがプレス成形
される。その際、リング状スリーブ１２の内周面
によつて、レンズ周囲側面が成形される。

上記の構成において、第１の成形型１１の成形
領域６および第２の成形型１３の成形領域４がと
もに球面である場合、第１、第２の成形型１１，
１２およびスリーブ１２の中心軸線が一致せずズ
レていたとしても、加圧成形時には、第２の成形
型１３によつてスリーブ１２にセンタリング作用
が働き、第１、第２の成形型の成形領域およびス
リーブ両端面の各曲率中心は、何れも同一直線上
に集り、かつ第１の成形型１１の中心軸線上にあ
つてズレが自動的に修正される。

次に第１の成形型１１の成形領域６が非球面で
ある場合について述べると、非球面は軸対称同心
円をなす球面であるから、スリーブ１２は僅かな
力により接触によつてセンタリング作用が働き、
スリーブ１２の中心軸線と第１の成形型１１の中
心軸線とは合致し、さらに、第２の成形型の中心
軸線とスリーブの中心軸線とがズレている場合に
おいても、第２の成形型１３の成形領域４の球面
に対応した同じ曲率面をもつスリーブの球面１２
ａを有しているため、加圧成形時には、第２の成
形型１３の曲率中心は、第１の成形型１１の中心
軸線上に移動し、それらのズレが自動的に修正さ
れる。

また、スリーブ１２の下端面が、胴型の傾斜面
７ａと接する場合（第３図、第５図）も同様の作
用によつて、ズレが自動的に修正される。

以下、本発明の実施例について具体的に説明す
るが、それに先立つて、本発明における軸合せの
原理を第１図に示した原理図に基づいて説明す
る。

この成形型は、ガラスレンズ５の一方の面を形
成する球面のレンズ成形領域６をもつ第１の成形
型１と、前記第１の成形型を摺動可能に挿合した
円筒状スリーブ２と、第１の成形型と対向するよ
うに配置され、かつ前記スリーブ２と当接する第
２の成形型３とよりなる。

前記第２の成形型３は、第１図に示すように、
少なくとも成形されるレンズ５の球面よりも大き
な成形領域４の球面を有してる。

円筒状スリーブ２の端面は、第２の成形型３の
成形領域（球面）に対応した同じ曲率面を有して
おり、その曲率中心は第１の成形型１の中心軸線
Ｃ上にある。従つて、第２の成形型３の成形球面
が円筒状スリーブ２の端面ａとその全周に渡つて
密接している限り、第２の成形型３の成形球面の
曲率中心Ｏは、第１の成形型１と第２の成形型３
の中心軸線がずれている場合においても、常に前
記第１の成形型１の中心軸線Ｃ上に位置してい
る。プレス成形の際、図示例の円筒状スリーブ２
は、第２の成形型３の成形領域４の球面に接触
し、第１の成形型がブランジヤによりスリーブ内
を摺動して、所定の温度に保持された第１の成形
型中の、所定の粘度に加熱軟化されたガラス（ゴ
ブ）をプレスする。ガラスは成形されて、ガラス
に両成形型のキヤビテイの形状が転写される。

そして、上記した理由により、第１の成形型と
第２の成形型のそれぞれの中心軸線がズレている
場合においても、第２の成形型の成形球面４の曲
率中心Ｏが常に第１の成形型の中心軸線Ｃの同一
点にくるので、光軸ズレの少ないレンズがプレス
成形できるのである。

［実施例］ 以下、添付図面に基づいて本発明の実施例を説
明する。

第２図及び第４図は、第１番目の発明を実施す
るもので、図中、符号１１は第１の成形型、１２
はリング状スリーブ、１３は第２の成形型をそれ
ぞれ示している。第１の成形型１１は、その成形
面は球面または平面を含む非球面であるレンズ成
形領域６を設けている。また第２の成形型１３
は、前記第１の成形型１１と対向して、その成形
面が球面であるレンズ成形領域４を設けている。
リング状スリーブ１２はレンズ５の周囲側面部を
形作るものであつて、該スリーブの一端（上端）
には、前記第２の成形型１３のレンズ成形領域４
の球面曲率と対応した曲率の球面１２ａを有して
いる。また、第２図及び第４図における該スリー
ブの他端（下端）は前記第１の成形型１１の成形
領域６の球面または非球面に対応した曲率の面１
２ｂをもつ嵌合部１４を有している。

第３図及び第５図は、第２番目の発明を実施す
るものであつて、第１の成形型１１の外側に、上
部に適宜勾配の傾斜端縁部７ａを有する胴型７を
嵌装させた事例である。この実施例では、前記胴
型の傾斜端縁部７ａに対応して、スリーブ１２の
下端に内向きに傾斜した傾斜面１２ｃを有してい
る。この胴型７の中心軸線と第１の成形型１１の
中心軸線とは合致するように加工されている。さ
らに、第３図のスリーブ１２はその下端に嵌合部
１４を有している。このような胴型７を有する第
１の成形型１１を用いれば、第５図に示すように
外周端肉厚の薄いレンズの成形に有利である。

このような構成の成形型を用いた場合、加圧成
形時に、第１の成形型１１と第２の成形型１３と
は接近し、スリーブ１２の両端に、第１の成形型
１１の成形領域６または胴型７の傾斜端縁部７ａ
と、第２の成形型１３の成形領域４とがそれぞれ
密接して、成形されるレンズ形状が規定され、ガ
ラスは所定のレンズ形状に成形される。

具体的には、下型上に載置されたガラスは、加
圧によつて、上型及び下型の成形領域の曲面に対
応した曲面がその両面に形成され、同時に、型の
中心部から外方に向かつて伸びたガラスはスリー
ブの内側面に接して、レンズの周囲側面が、形成
される。なお、第２図ないし第５図において、リ
ング状スリーブ１２と対向するように設けられた
第２の成形型１３は、いずれもスリーブ１２の内
径よりも大きな成形領域４を有している。また、
第２図を除く上記のスリーブの側外周面にはこれ
を把持して移動するために形成されたリング状の
くぼみ（凹部）１５を具備している。

本発明の成形型を用いて得られるレンズは、第
２図ないし第５図の実施例で示した両凹レンズ、
メニスカスレンズの他に、第１図の原理図で示し
たように両凸レンズも可能である。例えば、第５
図における第２の成形型１３の成形領域４の凸球
面を凹球面とし、対向するスリーブの端面に、こ
の球面曲率と対応した曲率の球面を設ければよ
い。このとき、スリーブの該端面側に嵌合部を設
けるのが好ましい。

［発明の効果］ 以上のように構成された本発明によれば、第１
の成形型とスリーブとの中心軸線がズレていたと
きに、加圧成形時における第２の成形型の押圧に
より、第１の成形型の成形領域が球面、非球面の
何れの場合においても、スリーブにセンタリング
作用が働き、常にそれらの中心軸線が自動的に一
致する。そして、加圧の際、第２の成形型の中心
軸線が第１の成形型の中心軸線の左右に多少ズレ
ても、前記第２の成形型の成形球面の曲率中心
は、常に第１の成形型の中心軸線上の同一点にあ
つて変わらず、従つてレンズの各機能面の偏心を
防ぎ、各機能面の光軸が一致した軸ズレの少ない
プレスレンズを容易に成形することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の構成を原理的に示す成形型
の断面図、第２図は本発明の成形型の一実施例を
示す断面図、第３図ないし第５図は本発明の他の
実施例を示す断面図である。 １，１１……第１の成形型、２，１２……スリ
ーブ、３，１３……第２の成形型、５……レン
ズ、４，６……成形領域、７……胴型、７ａ……
傾斜端縁部、１４……嵌合部、１２ａ……球面、
１２ｃ……傾斜面。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 球面または非球面のレンズ成形領域６をもつ
   第１の成形型１１と、前記第１の成形型と対向し
   て配置された球面のレンズ成形領域４をもつ第２
   の成形型１３と、レンズの周囲側面部を形成する
   スリーブ１２とからなり、 該スリーブの一端は前記第２の成形型の成形領
   域４の球面曲率と対応した曲率の球面１２ａを有
   し、 該スリーブの他端は、前記第１の成形型の成形
   領域６の球面または非球面に対応した曲率の面１
   ２ｂを有し、 加圧成形時間において、前記スリーブの一端に
   設けた球面１２ａと前記第２の成形型の成形領域
   ４とは密接し、かつ前記スリーブの他端に設けた
   前記曲率の面１２ｂと前記第１の成形型の成形領
   域６とが密接するように配置されていることを特
   徴とするプレスレンズ成形型。 ２ 球面または非球面のレンズ成形領域６をもつ
   第１の成形型１１と、前記第１の成形型と対向し
   て配置された球面のレンズ成形領域４をもつ第２
   の成形型１３と、レンズの周囲側面部を形成する
   スリーブ１２とからなり、 該スリーブの一端は前記第２の成形型の成形領
   域４の球面曲率と対応した曲率の球面１２ａを有
   し、 該スリーブの他端は、前記第１の成形型を納め
   る胴型７の傾斜端縁部７ａに対応した傾斜面１２
   ｃを有し、 加圧成形時において、前記スリーブの一端に設
   けた球面１２ａと前記第２の成形型の成形領域４
   とは密接し、かつ前記スリーブの他端に設けた前
   記傾斜面１２ｃと前記胴型７の傾斜端縁部７ａと
   が密接するように配置されていることを特徴とす
   るプレスレンズ成形型。 ３ 前記スリーブは側外周面に把持等のための凹
   部１５を有している特許請求の範囲第１項及び第
   ２項記載のプレスレンズ成形型。