JPH04204409A - 光学装置及びプラスチックレンズ及び成形金型 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、射出成形等しこより成形されたプラスチック
レンズを鏡筒に保持する光学装置において、成形により
生しるプラスチックレンズのコバ部の厚さバラツキに影
響を受けないレンズ及び保持構造の光学装置に関する。

［従来の技術］ 従来、レンズを固定する鏡筒や間隔環等は特開昭５７−
１３８６０６号公報等に記載された構造になっτおり、
レンズが中心軸（光軸）に対称であることを前提とし、
設計されていた。

また、プラスチックレンズ等の高精度部品の多数個取り
の射出成形金型は、特開昭５５−２５９７３号公報に記
載のように、金型中央から各レンズキャビティに溶融樹
脂を分配、サイドゲートで各キャビティに充填する構造
となっている。

また従来のレンズの保持方法は、鏡筒のストッパ一部に
レンズのコバ部を押し当て１間隔環を挿入し間隔環の押
さえ部で押さえ、レンズ間の互層を定めて、ネジなどを
使用してレンズを固定し、光学系を構成していた。

Ｕ発明が解決しようとする課題］ 上記従来技術は、レンズが光軸に対称であることを前提
としており、サイドゲートにより成形したプラスチック
レンズが微妙に対称性がくずれ、このようなレンズを鏡
筒に保持する際、成形のレンズ変形について十分な配慮
はなされておらず。

レンズ形状か変形し、精度劣化を生し、光学性能を劣化
させるという問題があった。

この原因は、上記成形の従来技術では、成形工程中に射
出、充填される樹脂の圧力により成形装置である成形金
型の変形について十分配慮がされていないため、第１３
図に示すように、レンズ厚さの軸対称性が劣化したレン
ズが成形されるためである。

レンズを鏡筒に保持する場合、レンズのコバ部の厚さが
大きい部分を押さえる力は大きくなり、コバ部の厚さが
小さい部分を抑える力は小さい。

このレンズ保持の押さえる力のアンバランスによりレン
ズ形状がアンバランスに変形する。このため光学性能が
画面の場所により異なり、すなわちアンバランスになり
劣化する。

次にレンズのコバ部の厚さが軸対称になる原因について
述べる。

成形機のキャビティ内の溶融樹脂が射出、充填されるが
、そのときのキャビティ内の圧力は、５０Ｏ〜１５００
Ｋｇ／ｃｍ２程度となる。またキャビティ内は。

圧力がかかると金型中央部かすなわち第１３図でスプル
部やランナ一部等が膨張するように変形する。

例えば金型材料として炭素鋼やステンレス鋼を用いた場
合その変形量は数十ミクロン−数百ミクロンである。

このように金型が変形すると、金型の中央部と周辺部で
の充填量が異なり、レンズのコバ部の厚さが金型中央部
では厚く、周辺部すなわち外側では薄くなる形状を呈す
る。

以上述へたように、成形したプラスチックレンズのコバ
部の厚さは不均一で、鏡筒に保持した場合光学性能の劣
化は免れない。

ここでレンズの射出成形では、レンズ中央部から充填す
ることができないため、サイドゲートにならざるを得な
く、レンズ面及びコバ部の厚さが不均一となる。

本発明は、成形したレンズの厚さに不均一が発生しても
、鏡筒に保持する際はその影響をなくした光学装置を提
供することにある。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、レンズのコバ部両面に４力
所以上突起部又は窪み部を設け、この突起部又は窪み部
の長さを精度良く製造する。このレンズを鏡筒に保持す
る場合、上記レンズの突起部又は窪み部を、鏡筒のスト
ッパーや間隔環で押さえるようにしたため、レンズ間の
距蕪を精度良く取り付けることができ、またレンズを保
持するための押さえる力をレンズ全周で均一にてきる。

［作用］ レンズのコバ部の両面に設けた。突起部又は窪み部を押
さえる鏡筒構造とすることによりレンズストッパー及び
間隔環の押さえ部との間隙が均一となり、押さえる力を
均等にする。

［実施例コ 以下、本発明の一実施例を第１図により説明する。第１
図は、本発明の一実施例を示す斜視図であり、部分断面
図を示している。。■はレンズで、レンズ１は、レンズ
面部２とコバ部３で構成される。

８は鏡筒で、鏡筒８の一方の端はストッパ一部６ａを有
し、他端はストッパ一部を有さない。９は、間隔環で、
間隔環の両端は押さえ部６ｂを有する。鏡筒８にレンズ
ｌ及び間隔環９を挿入し、蓋材１０で押さえ、ネジ１１
を用い固定して光学系を構成する。

本発明は、レンズ１のコバ部３の両面に突起部４１ａ、
　４２ａ、　４３ａ、　４１ｂ、　４２ｂ、　４３ｂ　
（図では、４２ａＬこ対応する４２ｂは隠れていて、突
起部４２ｂは省略されている。）を設け、これらの突起
部の長さを高精度に製造し、鏡筒８に保持するものであ
る。

レンズ保持方法において、レンズ成形でレンズ１のコバ
部３の厚さが均一になっていると、光学性能には問題は
生しない。しかし従来の成形装置においては、レンズＩ
のコバ部の厚さが均一とならない。この理由を第１４図
及び第１５図を用いて述へる。

第１４図は、従来の成形装置の金型の断面図である。第
１４図において１０１は固定型、１０２は可動型、１０
３はスペーサブロック、１０４，１０５はアダプタプレ
ート、１０６はキャビティ、１０７はスプル、１０８は
ランナー、１０９はゲート、＋１０はエジェクタブレー
ト、１１３．１１４は入駒、１１５は突出ビンである。

第１４図においてプラスチックレンズの成形は、ます溶
融樹脂を金型中央のスプル１０７から射出する。

射出された樹脂は、射出圧力によりランナー・１０８、
ゲート１０９を通過し分配され、サイドケートで各キャ
ビティ１０６内に充填される。そして固定型１０１や可
動型１０２内に設けた温調（図示せず）により熱を加え
、成形する。

成形時の金型の構造を第１５図に示す。金型は、成形工
程時に射出、充填される樹脂の圧力により第１５図に示
すように、金型中央部のスプル１０７やランナー１０８
が膨張するように変形する。その結果、前述したように
金型の中央部と周辺部での樹脂の充填量が異なり、第１
３図に示すようにレンズのコバ部の厚さがゲート側（金
型中央部）では厚く１反対側（金型周辺部）では薄くな
る形状を呈する。よって従来のレンズ保持方法では、レ
ンズのコバ部の厚い方でレンズ間距層が決まり保持され
るため、レンズ位置に誤差が生し、光学性能が劣化した
。

第１図に示した本発明の一実施例のレンズを第２図（Ａ
）及び第２図（Ｂ）に示す。第２図（Ａ）及び第２図（
Ｂ）は、レンズ１のコバ部３の両面に突起部を３個ずつ
設けた場合である。レンズ１のコバ部３の厚さは、上記
したように第１３図と同様にゲート側のコバの厚さｔ、
が最も大きく、ゲート側と反対のコバの厚さＬ２が最も
小さい。従ってレンズ１のコバ部３に設けた突起部４の
厚さは、コバの厚さが最も大きいｔ工より大きくする。

また突起部の厚さを高精度にする必要があり、一方のレ
ンズ面側の突起部４１ａ、　４２ａ、　４３ａの先端で
形成される平面と、他方の面側の突起部４１ｂ、　４２
ｂ、　４３ｂの先端で形成される平面とが平行でかつレ
ンズの光軸と垂直な面と平行とする。従って突起部の先
端部５１ａ、　５２ａ、　５３ａと他方の突起部の先端
部５１ｂ、　５２ｂ、　５３ｂとのレンズの厚さは、す
べて等しい。

次に、上記プラスチックレンズを保持する本発明の一実
施例の鏡筒を第３図に示す。第３図は、本発明のレンズ
を１個鏡筒に組み込んだ状態を示す。

第３図の鏡筒において本発明のレンズは、支持する支持
部６ａ、６ｂで固定するが、レンズを支持する支持部６
ａ及びｂｂの平面は、平行に構成する。この支持部の平
面部７１ａ、　７２ａ、　７３ａ、　７１ｂ、　７２ｂ
、　７３ｂの箇所で上記レンズの突起部４］ａ、　４２
ａ、　４３ａ、　４１ｂ。

４２ｂ、　４３ｂと接触する。

このようにレンズ１を保持するための押さえ力を均一に
することが可能となり、光学性能に優れた光学装置を実
現できる。

次に本発明のレンズ１を製造する成形装置について述べ
る。

第１０図に本発明の成形装置の内で実際にレンズを成形
する成形゛装置の主要部の断面図を示す。第１０図は、
第２図のレンズを射出成形する成形機の可動型の主要部
の一実施例である。構造は、第１４図の従来構造と基本
的には同しである。可動型１０２内にレンズ面を賦形す
る入駒１１４を挿入しており、この入駒１１４の中でレ
ンズ１のコバ部３を賦形する部分に窪み部１１６．１１
７．１１８を設けている。この窪み部は、第２図のレン
ズの突起部を形成するためのものである。

第２図の突起部は、レンズの光軸方向と直角な面に対し
て平行面としているため、成形装置の窪みの深さＱは、
第１０図においてＡ−Ａ’面より同ヒにする。

このように窪みを構成する金型構造について述ｌ・る。

第４図に一実施例を示すように窪み部を固定型、可動型
の両方に設けるために、上記の固定型、可動型に窪み量
調節ピンと窪み量調節機構を設ける。窪み量調節ピン１
個に対し、１個の窪み量調節機構が接続されている。

可動型の窪み量調節機構は、エジェクタプレート１１０
との接触面上を移動する構造となっている。

また窪み量調節機構には、傾斜面が設けてあり、その傾
斜面で窪み量調節ピンに接続するｒＡ節ピンは、ピン調
節機構の傾斜面上を移動する構造である。

すなわち第４図において、ピン調節機構がエジェクタプ
レート１１０の面上を右方向に移動すると調節ピンは上
方向に移動し、左方向に移動すると調節ピンは下方向に
移動する５従って窪み量を可変にすることができる。固
定型も同様の機構である。

次に本発明のレンズ１を成形する成形装置全体について
述べる。

本発明の第２図のレンズは、突起部を含め全部プラスチ
ックで作成した９第・１図に１本発明の一実施例である
第１図のレンズ１を射出成形する成形装置の部分断面図
を示す。

第４図の成形装置において、１０１は固定型、＋０２は
可動型、１０３はスペーサブロック、１０４及び１．０
５は成形機（図示せず）に取り付けるアタプタプレート
、１０６はキャビティ、１０９はゲート、１１０はエジ
ェクタプレート、１１３及び１１４は入駒、１１６は貫
通孔、１１５は貫通孔１１６内に設けた調節ピン、１．
２０はピン調節機構、１２３は傾斜面、１２５は位置決
め装置である。

第４図でレンズは材料である溶融樹脂をケート１０９か
らキャビティ１０６内に充填し、成形する。金型には可
動型及び固定型と入駒を貫通した貫通孔１１６を設ける
。この貫通孔１１６には、調節ピン１１５を設け、この
調節ピン１１５は、移動でき、キャビティ１０６内の貫
通孔１１６の窪み量すなわち突起部の長さは、調節ビシ
１１，３の位置により調節する。

調節ピン１１５は、ピン調節機構１２０の傾斜面１２３
に載置し、ピン調節機構１２０の移動により調節ピン１
１３を動かすことができる。ピン調節機構１２０を即動
する部分が位置決め装置１２５で、駆動部１２５ｂを介
してピン調節機構１２０が動作する。

位置決め装ｗ１２５の駆動部１２５ｂの長さ変化と、調
節ピン１１５の移動量の関係は、窪み調節機構１２０の
傾斜面１２３の傾きθで決まる。すなわち駆動部）２．
５ｂの長さ変化を。ΔＱ２．窪み量調節ピン１１５の移
動量をΔＱ２とすると５ ΔＱよ＝ΔＱ工・しａｎＯ である。傾きＯを小さくすると、ΔＱ２は小さくなり、
窪み量調節ピン１１５を微小にすなわち高精度に調節す
ることが可能である。

例えば、θ二ｌ°とするとΔρ□＝　０．１ｍｍでΔｐ
２＝０．００１７ｍｍである。この場合、駆動部１２５
ｂの長さをＯ，１１１ｍの精度で調節すると窪みｉ調節
ピン１１５は５０．００２ｍｍ以下の精度で調節する二
とができる。また窪み量調節ピン１１５の移動量は１０
０μｍ以下あることが多いので、即動部１２５ｂの長さ
変化軸°は、　６ｍｍ程度で十分である。

位置決め装置１２５には、駆動部１２５ｂ、調節部１２
５ａ、押出部１２Ｄｃを設ける。調節部１２５ａは、例
えばマイクロメータ等で構成し、駆動部１２５ｂの長さ
を調節する機構となっている。即動部１２５ｂの先端に
は、押出部１２５ｃを設け、窪み量調節機構１２０に接
続し固定する。

従って位置決め装ｆｆ１１２５の調節部１２５ａを調節
することにより駆動部１２５ｂの長さが変化し、押出部
１２５ｃが移動し、それに伴い接続されている窪み量調
節機構１２０が移動する。

次にプラスチックレンズの突起部の形状について述べる
。

第２図における本実施例の突起部の形状は、円柱形であ
るが、第５図及び第６図に別の実施例を示す。

第５図は、突起部が角柱の場合で、この場合も円柱と同
等の効果を有する。角柱の断面の図形は、三角形以上の
多角形である。このような角柱をコバ部の片面にそれぞ
れ３個以上設ける。

第６図は、突起部の断面が三日月形状を有した三日月形
柱で、第２図及び第５図に比べて、突起部の保持する面
が大きい利点がある。このような三日月形状の突起部の
場合、突起部の個数は２個以上で保持できる。

これまでプラスチックレンズに突起部を設け、突起部を
保持する光学装置について述べてきたが、本発明の別の
実施例として突起部を窪み部の形状としても取付は精度
の劣化はみられない。

すなわち第７図に示したようにプラスチックレンズのコ
バ部に窪み部を設ける。このときの成形装置の構造は、
第４図において調節ピンが貫通孔を突き出し、突起部構
造とする。

このような成形構造によりプラスチックレンズを成形す
ると、コバ部に窪み部を設けることができる。

また鏡筒８に上記レンズを保持する場合、鏡筒８のスト
ッパ一部及び間隔環には、レンズのコバ部の窪み部に嵌
合する突起部を設ける。このように突起部を設けた間隔
環等でレンズを押し付け、保持する鏡筒構造とする。

このようにプラスチックレンズのコバ部に凹部を設けた
光学装置においてもレンズを保持するとき変形を生しさ
せないため、光学性能の劣化を生じない。従ってこのよ
うな構造においても効果は変わらない。

次にレンズのコバ部に突起部と窪み部を設けた場合につ
いて述べる。

第８図はレンズのコバ部に突起部と窪み部を設けた場合
を示す。また第９図にレンズを鏡筒に保持した場合を示
す。レンズのコバ部に突起部と窪み部を設ける成形装置
の構造は、第４図において調節ピンを一方はキャビティ
内に突き出し、他方は窪みを持たせる構造とする。この
ような成形装置の構造とすることにより第８図のレンズ
を形成することができる。

また、Ｉｔ筒８に保持する場合、鏡筒８のストッパー部
及び間隔環９にも突起部及び窪み部を設け、保持する時
嵌合し取り付ける。

このような構造においても、プラスチックレンズを変形
させることなく保持することかできる。

次にプラスチックレンズのコバ部の突起部を外付けした
場合について述へる。

第１１図に突起部を外付けした一実施例を示す。

第１１図は、レンズのコバ部に一体部品である連結棒を
インサート成形で形成するものである。

このようなレンズのコバ部の構造で、前述したように連
結棒の先端で形成される２平面は平行で光軸に垂直な面
に対しても平行とする。

また別の外付けの一実施例を第１２図に示す。レンズの
コバ部にネジ孔を設け、このネジ孔に金属あるいはプラ
スチックのネジを取付け、突起部を形成する。

このネジ構造においても上記と同じくネジ部の先端で形
成される平面は平行でかつ光軸と垂直な面と平行である
。

以上のレンズのコバ部の突起部を外付けとした場合、鏡
筒８に保持する構造は第３図の保持構造と同じである。

このようにレンズのコバ部に外付けの突起部を設けても
その効果は変わらない。

次にコバ部に突起部を設けたレンズを鏡筒８に保持する
場合、鏡筒８のストッパ一部及び間隔環９の押え部に窪
み部を設け、レンズ１の突起部を嵌合するような鏡筒構
造とする。

このようにｔＩｔ筒部や間隔環に窪み部を設けると位置
決めが可能となる。

また、本発明の成形装置の構造において、レンズのコバ
部に突起部や窪み部を設けるため調節ピンを設けている
が、この調節ピン構造を、成形されたレンズを外すため
の突出しピン１１５構造と兼用することも可能である。

すなわち第１４図において突出しピン１１５構造は、本
発明の調節ピンと同様に、成形装置の固定型あるいは可
動型に貫通する孔を設け、該貫通孔にピンを挿入し、成
形後にこのピンを突出し、入駒に密着したレンズを外す
ものである。この突出しピン構造を、本発明の調節ピン
構造と兼用することにより成形装置の構造が複雑となら
ず、経済的である。

［発明の効果］ 以上述べたように本発明では、成形したプラスチックレ
ンズのコバ部に突起部や窪み部を設け、この突起部や窪
み部の厚さを、成形金型のキャビティ内の圧力や熱膨張
等の影響を受けないように成形するため高精度に作成で
き、上記コバ部の厚さに不均一さを生じても、鏡筒にお
いてコバ部の突起部や窪み部を保持するため、保持時に
あるいは保持後にレンズに局部的に変形を生じさせず、
成形された時と同じ高精度を維持することができ、光学
性能の劣化を生じさせない。従って高精度の光学装置を
得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例のプラスチックレンズを組
み込んだ鏡筒の部分断面斜視図、第２図は本発明の一実
施例のプラスチックレンズ、第３図は本発明のプラスチ
ックレンズを鏡筒に組み込んだ時の断面図、第４図は本
発明の成形装置の内でプラスチックレンズを成形する部
分の断面図５第５１Ａは本発明の別の実施例のプラスチ
ックレンズ、第６図は、第５図と同様本発明の別の実施
例のプラスチックしシス、第７図は本発明の別の実施例
のプラスチックレンズ、第８図は本発明の別の実施例の
プラスチックレンズは、第９図は本発明のレンズを薬筒
に保持した場合の鏡筒の部分断面図、第１０図は本発明
のレンズを成形する成形装置の主要部の断面図、第１１
図は突起部を外付けした本発明の別の実施例のプラスチ
ックレンズ、第１２図は本発明の別の外付けの実に例の
プラスチックレンズ、第１３図は従来のプラスチツクレ
ンズ２第１４図は従来の成形装＝の成形金型の断面図、
第１５図は成形工程時の成形金型の断面図である。 １　プラスチックレンズ ２　プラスチックレンズのコバ部 訃策筒　　　　　　９　間隔環 ４１ａ、４２８．４３ａ−突起部 １０６−キャビティ　　　ｌ１３．１．１４　　入駒゛
・・。じ′ 第　２　図 ｔｊ〕バ厚 第３図 ￥７４図 （Ａ） ｂ 第　７　口 （Ａ） （Ｂ） ｂ 箋　２図 （Ａ） （Ｂ） 第　９図 乙６ｔ、６７の　　　１　　　８１ ｂ 葬７０図 （Ａ） 八′ （Ｂ） １ｏｑ’ ノア５　　　　　　　　　　１１４ 第１１図 第１２図 第　　１３　しろ 〈Ａ） （Ｆ３） ｉｌ；　ゲート准１１　コバ４３ ｔ２：　反ゲニトイ買す　コバ４７ ７ｔ＞　　ｆ：／　ｚ ％　１４　　図 ／／ρ　ｌｌ１ １１２　　　　　　　　　　　Ｈ３ ／／４　　　　ＩＩＩ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、射出成形等により成形したプラスチックレンズと、
   該プラスチックレンズを鏡筒に保持する光学装置におい
   て、 前記プラスチックレンズのコバ部に突起部または窪み部
   を設け、該突起部または窪み部を保持することを特徴と
   するプラスチックレンズ光学装置。 ２、前記プラスチックレンズに設けた前記突起部の厚さ
   を該プラスチックレンズのコバ部の厚さより大きくした
   ことを特徴とする請求項１記載のプラスチックレンズ光
   学装置。 ３、前記プラスチックレンズのコバ部に、該プラスチッ
   クレンズに設ける突起部または窪み部を賦形するために
   、該プラスチックレンズを成形する金型において、貫通
   孔を設け、該貫通孔内にピンを挿入し、該ピンをキャビ
   ティ内に窪み状または突起状に固定し、該プラスチック
   レンズに突起部または窪み部を賦形することを特徴とす
   る成形装置。 ４、前記成形装置において、該プラスチックレンズの突
   起部または窪み部を賦形するために該貫通孔内のピンを
   調節できるようにし、かつ該調節ピンは金型の外部から
   調節することができることを特徴とする請求項３記載の
   成形装置。 ５、前記成形装置において、該プラスチックレンズの突
   起部または窪み部を賦形するための調節ピン機構を、成
   形後の該プラスチックレンズを金型から外す突出しピン
   構造と兼用したことを特徴とする請求項３記載の成形装
   置。