JPH0743504A

JPH0743504A - 光学レンズ及びその成形用型

Info

Publication number: JPH0743504A
Application number: JP6094636A
Authority: JP
Inventors: Kiyoshi Yamamoto; 潔山本; Takeshi Nomura; 剛野村; Masaki Omori; 正樹大森; Masashi Mashige; 雅志真重
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1993-05-26
Filing date: 1994-05-09
Publication date: 1995-02-14
Anticipated expiration: 2016-10-29
Also published as: US5822134A; MY115152A; JP3224472B2; CN1062075C; CN1099145A

Abstract

(57)【要約】【目的】研磨などの後処理をすることなく、直接、プ
レス成形によって光学レンズを得る際、必要な範囲での
十分な形状転写性を確保した光学レンズを提供し、ま
た、そのような形状転写性を発揮でき、しかも、成型品
にバリがなく、型取り出しに際して、部分的な損傷が避
けられ、また、型部材の成形面を傷つけるような不都合
を回避した光学レンズの成型用型を提供する。【構成】少なくとも光学有効径内では、光軸中心より
レンズ周辺部に向けて肉厚が厚くなるようにプレス成形
された光学レンズにおいて、両レンズ面の内、少なくと
も一方のレンズ面は、その光学有効径の外側の領域で
は、光学有効径を設定する曲率半径の曲面に対して外接
する被転写面に連続し、上記被転写面を少なくとも所要
のレンズ外径まで形成している、球面あるいは非球面形
状の凹レンズ面であり、上記レンズ外径の外側には、成
形時に自由表面部を残していることを特徴し、また、そ
のための転写成形面を有する成型用型である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、少なくとも光学有効径
内では、光軸中心よりレンズ周辺部に向けて肉厚が厚く
なるようにプレス成形された光学レンズ、例えば、凹レ
ンズ、メニスカスレンズなどの球面、非球面形状の凹レ
ンズ面を有する光学レンズ、及び、その成型用型に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、所定の表面精度で形成された成形
面を有する上下型部材を用いて、それら成形面の間に、
ガラス素材、例えば、或る程度の形状、表面精度に予備
成形されたガラスブランクを収容し、加熱下で、光学レ
ンズをプレス成形するシステムが採用されている。そし
て、これにより、研削および研磨などの後加工を不要に
し、光学素子の製造に際して、その生産性を向上するこ
とが図られている。

【０００３】上記のような光学素子の製造方法は、可成
りの特許公報においても、数多く開示されているが、そ
の殆どが凸レンズの成形に関するものであり、凹レンズ
に関しては、僅かに、特開昭５９−１１６１３７号公
報、特開昭５９−１２１１２４号公報、、特開昭５９−
１２１１２６号公報、特開昭５９−１２３６２９号公
報、特開昭６０−１１８６４２号公報に、その実施例の
１つとして開示されているのみである。

【０００４】これら公報に開示された光学レンズは、い
ずれも単純な凹レンズ形状か、もしくは、光学有効径の
外側に余剰ガラスの逃げ部を残して成形されているもの
であり、上記光学有効径の外側における光学レンズの部
分形状が、如何なる影響をレンズ品質にもたらかについ
ての記述は、全く無い。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】一般に、凹レンズの成
形において問題となるのは、光学機能面の形状転写性が
悪いことである。その形状転写性を左右する要因は、プ
レス圧力、温度、冷却条件、型材料、ガラス材料などの
ファクターが考えられるが、その他にも、成型用型のキ
ャビティーの形状、特に、光学機能面を構成する光学有
効径の外側の部分形状の影響が大きい。

【０００６】通常、成型用型の上・下型部材におけるキ
ャビティーの形状を光学レンズ素材に転写するために
は、プレス成形時に、ガラスと型部材の成形面とが確実
に接触している必要がある。凹レンズは、その形状の特
徴として、光軸中心から外周に向けて、レンズの肉厚が
漸次に厚くなるため、プレス成形過程で、成型用型に加
えた圧力が分散して、光学レンズ素材の外周部に伝わり
難い。

【０００７】このため、光学レンズの所要外径の近傍で
は、光学レンズ素材と成型用型の成形面とが接触しない
で、必要な範囲（少なくとも、成形されるべき光学レン
ズの所要外径内）での形状転写ができなかったり、ある
いは、仮りに、成形面との接触によって、光学レンズ素
材に対する一応の形状転写がなされても、必要な範囲内
での転写圧力が十分確保されないで、光学有効径内であ
っても、所要精度の形状転写がなされない事態になる。

【０００８】これに対処するため、上・下型部材を囲む
胴型の内周面で、成形品の外周部を抑え、レンズ外径を
規制して、その外周部の転写圧力を確保する方法もある
が、この場合には、上・下型部材と胴型との摺動間隙に
ガラスが入り込み、成形後の光学レンズの型取り出しの
際に、その一部が欠けたり、これによって生じた破片
で、成形面を傷つけ、型寿命を短縮するなどの悪影響が
ある。

【０００９】

【発明の目的】本発明は、上記事情に基づいてなされた
もので、その目的とするところは、研磨などの後処理を
することなく、直接、プレス成形によって光学レンズを
得る際、必要な範囲での十分な形状転写性を確保した光
学レンズを提供することであり、また、そのような形状
転写性を発揮でき、しかも、成型品にバリがなく、型取
り出しに際して、部分的な損傷が避けられ、また、型部
材の成形面を傷つけるような不都合を回避した光学レン
ズの成型用型を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明では、少なくとも光学有効径内では、光軸中
心よりレンズ周辺部に向けて肉厚が厚くなるようにプレ
ス成形された光学レンズにおいて、両レンズ面の内、少
なくとも一方のレンズ面は、その光学有効径の外側の領
域では、光学有効径を設定する曲率半径の曲面の延長線
から離れて、レンズ外径方向に向けてレンズ厚さが制限
されるように、形成された被転写面に連続し、上記被転
写面を少なくとも所要のレンズ外径まで形成している、
球面あるいは非球面形状の凹レンズ面であり、上記レン
ズ外径の外側には、成形時に自由表面部を残しているこ
とを特徴とする。

【００１１】また、本発明の光学レンズの成型用型で
は、互いに成形面を対向する上型部材と下型部材とから
なり、少なくとも一方の型部材の成形面は、両型部材で
プレス成形される光学レンズの、球面あるいは非球面形
状の、凹レンズ面の光学有効径を設定する曲率半径の曲
面に対応する第１の転写面と、上記光学有効径の外側の
転写領域において上記曲面の延長線から離れて、レンズ
外径方向に向けてレンズ厚さが制限されるように形成さ
れて、第１の転写面に連続すると共に少なくとも所要の
レンズ外径まで形成されている第２の転写面とで構成さ
れ、プレス成形状態では、上記光学レンズの素材の外周
部が第２の転写面を越えた位置で自由表面部を形成する
ように、第２の転写面の形状を設定し、かつ、所要の空
隙が上記成形面外周側に備えられていることを特徴とす
る。

【００１２】

【作用】従って、本発明においては、光学レンズの光学
有効径の外側の所要領域（少なくとも所定のレンズ外
径）まで、高精度の形状転写性が確保され、優良な凹レ
ンズ面を有する光学レンズが得られる。また、この光学
レンズの成型用型では、第２の転写面で、プレス成形時
に、光学レンズの素材に転写圧力を与えるような規制が
なされ、従って、十分な形状転写性が発揮され、しか
も、バリの発生が避けられるので、成型用型からの成型
品の取り出しに際して、光学レンズの部分損傷がなく、
また、型部材の成形面を傷つける虞がなく、型寿命を長
く保つことができる。

【００１３】

【実施例】以下、図面を参照しながら、本発明の実施例
を詳細に説明する。図１には、本発明のガラス製の光学
レンズ１００が、その断面形状について、具体的に示さ
れている。光学レンズ１００は、光軸中心よりレンズ周
辺部に向けて肉厚が厚くなるようにプレス成形されたも
ので、この実施例では、その光軸を中心とする光学有効
径Ｐを有する２つの凹レンズ面１０２、１０４を形成し
た凹レンズである。

【００１４】上記凹レンズ面１０２、１０４は、光学有
効径Ｐよりも外側の領域にて、光学有効径Ｐを設定する
曲率半径の曲面の延長線から離れて、レンズ外径方向に
向けてレンズ厚さが制限されるように、形成された被転
写面１０６、１０８に連続し、被転写面１０６、１０８
を少なくとも所要のレンズ外径まで形成している、球面
（あるいは非球面）形状の凹レンズ面であり、上記レン
ズ外径の外側には、成形時に自由表面部１１４を残して
いる。即ち、被転写面１０６、１０８の形状は、少なく
ともレンズ外径より外側の位置での間隔ｒが、凹レンズ
面１０２、１０４を形成する曲率半径の曲面の延長線１
１０、１１２の間隔Ｑよりも狭くなるように設計されて
いる。このために、本発明では、光学有効径Ｐの外側領
域の被転写面１０６、１０８は、光学有効径Ｐを設定す
る曲率半径の曲面に対して滑らかに連続する平面、曲
面、あるいは、それらの組合せで構成されている。

【００１５】次に、上記実施例における凹レンズを形成
するための成形用型の一例を、図２に示す。ここでは、
符号１２０で示す胴型内に、上下に摺動できるように、
上型部材１２２と下型部材１２４とが嵌装されており、
互に対向した成形面１２８、１３０により、キャビティ
１２６を形成することができる。これら成形面１２８、
１３０は、成形されるべき光学レンズの光学機能面（上
述の光学有効径Ｐおよび被転写面１０６、１０８を含
む）を形成するための第１の転写面１２８Ａおよび１３
０Ａ、第２の転写面１２８Ｂおよび１３０Ｂを備えてい
る。

【００１６】第１の転写面１２８Ａ、１３０Ａは、凹レ
ンズ面の光学有効径Ｐを設定する曲率半径の曲面１３
６、１３８に対応しており、第２の転写面１２８Ｂ、１
３０Ｂは、光学有効径Ｐの外側の転写領域において上記
曲面の延長線から離れて、レンズ外径方向に向けてレン
ズ厚さが制限されるように、例えば、図示のような円弧
によって、第１の転写面に対してなだらかに連続すると
共に、少なくとも所要のレンズ外径まで（実施例では、
それを越えて）形成されている。

【００１７】その結果、プレス成形状態（図３を参照）
では、光学レンズの素材（ガラスゴブ）１３９の外周部
が、第２の転写面１２８Ｂ、１３０Ｂを越えた位置で自
由表面部１１４を形成するように、その動きを第２の転
写面で規制される。このため、この成型用型では、その
転写領域（光軸中心から、少なくともレンズ外径を越え
る位置まで）において必要とされる転写圧力を確保す
る。しかも、この場合、所要の空隙Ｓが上記成形面外周
側に備えられていて、これにより、プレス成形完了の状
態でも、上・下型部材と胴型との摺動間隙にガラス素材
１３９が入り込み、所謂、バリを形成する虞がない。こ
のようにして形成された光学レンズ１００は、そのまま
で、あるいは、図４の状態から図５の状態へと、レンズ
外径に合わせて、その周辺部をカットした状態で使用さ
れる。

【００１８】なお、空隙Ｓは、上型部材１２２、下型部
材１２４によるプレス成形状態で、ガラス素材１３９の
外周部が胴型１２０の内周面１４０に向けて移動した際
に、上・下型部材と胴型との摺動間隙にガラス素材１３
９が入り込まない程度の大きさに設定されており、図３
のように、例えば、そのガラス素材１３９の自由表面部
が内周面１４０に接触しない程度に設定されていると良
い。

【００１９】（実施例１）次に、本発明の上記実施例に
ついて、具体的数値に基づく実施態様を、以下に詳述す
る。ここでは、光学レンズの成形用ガラス素材として、
ＳＫ１２（ｎ_d＝１．５８３１３、ν_d＝５９．４、Ｔ
ｇ＝５５０℃、Ａｔ＝５８８℃）が用いられており、こ
れを外径＝φ１８ｍｍ、肉厚＝９．２ｍｍの円板状に予
め加工して置く。このガラス素材から、上述のような、
曲率半径Ｒ₁＝Ｒ₂＝３０ｍｍ、光学有効径Ｐ＝φ２０
ｍｍ、中心厚＝２ｍｍの両面が凹の光学レンズを成形す
る。

【００２０】これを成形する成型用型は、その上型部材
１２２の成形面１２８、その下型部材１２４の成形面１
３０を、それぞれ、鏡面加工したもので、その成形面
は、光軸を中心として直径＝φ２０ｍｍの部分が、少な
くとも光学レンズ１００の光学有効半径Ｐに対応する領
域、即ち、第１の転写面１２８Ａ、１３０Ａであり、曲
率半径Ｒ≒３０ｍｍの凸面形状である。また、光学有効
径の外側の領域から外径＝φ３０ｍｍに至る迄の領域、
即ち、第２の転写面１２８Ｂ、１３０Ｂは、第１の転写
面を形成する曲率の曲面の延長線から離れて、レンズ外
径方向に向けてレンズ厚さが制限されるように、子線Ｒ
＝４．５のトーリック面で形成され、滑らかに連続して
いる。

【００２１】しかして、図２に示すように、下型部材１
２４の成形面１３０に、ガラス素材１３９を載置した状
態で、成型用型を適当な加熱手段（図示せず）で、例え
ば、６３０℃に加熱し、ガラス素材が十分に昇温してか
ら、上型部材１２２を下降させてプレス成形を行うので
ある。図３は、上述したようにプレス成形が完了した状
態を示しており、ここでは、そのまま、成型用型の温度
が５５０℃（Ｔｇ）に低下する迄、型部材の冷却を持続
する。その後、上型部材１２２を上昇させて、図２に示
す形状に成形した光学レンズを取り出すのである。

【００２２】このため、この成型用型では、その転写領
域（光軸中心から、少なくともレンズ外径を越える位置
まで）において必要とされる転写圧力を確保する。しか
も、この場合、所要の空隙が上記成形面外周側に備えら
れていて、これにより、プレス成形完了の状態でも、上
・下型部材と胴型との摺動間隙にガラス素材が入り込
み、所謂、バリを形成する虞がない。

【００２３】このようにして成形された光学レンズ１０
０は、外径＝φ２６ｍｍ、中心厚＝２ｍｍ、光学有効径
の領域での光学機能面の精度が、Ｎ：２本、クセ：０．
５本の良好な品質のものであった。特に、光学有効径Ｒ
の外側の被転写面１０６は、成形の際の転写性が十分
で、高精度に成形されているので、成型用型から成形さ
れた光学レンズ１００を取り出す際に、図６に示すよう
な平坦な吸着面を有する真空吸着機構１７によって吸着
される時、その接触部１８と上記吸着面との気密性がよ
く、取り出し作業に確実性がある。

【００２４】（実施例２）次に、本発明の第２の実施態
様を、図７を参照しながら、具体的、数値的に説明す
る。光学レンズの成形用ガラス素材として、実施例１と
同じく、ＳＫ１２を用い、これを、外径＝φ１８ｍｍ、
肉厚＝７．６５ｍｍの円板状に予め加工して置く。この
ガラス素材から、実施例１と同じように、曲率半径Ｒ₁
＝Ｒ₂＝３０ｍｍ、光学有効径Ｐ＝φ２０ｍｍ、中心厚
＝２ｍｍの両面が、それぞれ、凹の光学レンズ２００を
成形する。

【００２５】ここで使用する成型用型は、図７に示すよ
うに、上型部材２２２および下型部材２２４と、これら
が摺動嵌合する胴型２２０とから構成されており、各型
部材の成形面２２８および２３０は、鏡面に仕上げられ
ている。各成形面は、光軸中心からφ２０ｍｍの部分を
光学有効径の領域２２８Ａ、２３０Ａとして、曲率半径
がＲ≒３０の凸形状である。また、光学有効径Ｐ＝φ２
０ｍｍの外側から少なくともレンズ外径＝φ３０ｍｍに
至る迄の転写領域２２８Ｂ、２３０Ｂは、頂角１２０°
の円錐面で形成され、光学有効径Ｐの外側では、両者を
滑らかに結ぶ小径の外接円が形成されている（図面上で
は、円錐面との連続箇所を明らかにするために、省略さ
れていて、その箇所がＣで示されている）。

【００２６】ここでは、円板状のガラス素材を下型部材
２２４の成形面２３０に載置した状態で、適当な加熱手
段で、成型用型を６３０℃に加熱し、ガラス素材が十分
に昇温してから、上型部材２２２を下降させてプレス成
形を行う。そして、図７に示す状態で、そのまま、型温
度が５５０℃（Ｔｇ）に低下する迄、成型用型の冷却を
持続し、その後、上型部材を上昇させて、成形した光学
レンズ２００を取り出す。

【００２７】このため、この成型用型では、その転写領
域（光軸中心から、少なくともレンズ外径を越える位置
まで）において必要とされる転写圧力を確保する。しか
も、この場合、所要の空隙が上記成形面外周側に備えら
れていて、これにより、プレス成形完了の状態でも、上
・下型部材と胴型との摺動間隙にガラス素材が入り込
み、所謂、バリを形成する虞がない。このようにして成
形された光学レンズ２００は、外径＝φ２６ｍｍ、中心
厚＝２ｍｍ、転写面の面精度がＮ：２本、クセ：０．５
本の良好な品質のものであった。（実施例３）ここでは、光学レンズ成形用のガラス素材
として、ＬａＫ１２（ｎ_d＝１．６７７９０、ν_d＝５
５．３、Ｔｇ＝５５４℃、Ａｔ＝５９６℃）を溶融し、
その一定量を受け型に流出して、ガラス素材（ガラスゴ
ブ）を得て、これを用いて、光学レンズを成形する予備
成形方式が採用されている。また、ここで成形される光
学レンズは、凹面側の曲率半径がＲ₁＝３０ｍｍ、凸面
側の曲率半径がＲ₂＝８０ｍｍ、光線有効径Ｐ＝φ２０
ｍｍ、中心厚＝２ｍｍの凹メニスカスレンズである。

【００２８】図８および図９は、上述のガラス素材から
光学レンズを成形するための、本発明に係わる第３の実
施例を示している。ここでは、成形用型が上型部材３２
２、下型部材３２４、胴型３２０から構成され、ガラス
素材３３９は、下型部材の成形面上に置かれる。上型部
材３２２の成形面３２８は、前述の実施例１と同じよう
に、光軸中心からφ２０ｍｍの部分が光学有効径の転写
領域３２８Ａとして、曲率半径Ｒ≒３０ｍｍの凸形状で
あり、光学有効径＝φ２０ｍｍの外側からレンズ外径＝
φ３０ｍｍに至る迄の転写領域３２８Ｂは、半径Ｒ＝３
０ｍｍの外接円弧で転写領域３２８Ａに滑らかに連続す
る凹面で形成されている。一方、下型部材３２４の成形
面３３０は、曲率半径Ｒ≒８０ｍｍの凹面に加工されて
いる。

【００２９】しかして、図８に示すように、重量４．９
５ｇのガラス素材３３９を下型部材３２４の成形面の上
に載置して、適当な加熱手段によって、６２０℃に加熱
し、ガラス素材３３９が十分に昇温してから、上型部材
３２２を下降させて、プレス成形を行う。

【００３０】図９は、プレス成形が完了した状態を示す
もので、そのままの状態で、型温度が５５４℃（Ｔｇ）
に低下する迄、成型用型を冷却し、その後、上型部材３
２２を上昇させて、成形した光学レンズ３００を取り出
した。このため、この成型用型では、その転写領域（光
軸中心から、少なくともレンズ外径を越える位置まで）
において必要とされる転写圧力を確保する。しかも、こ
の場合、所要の空隙が上記成形面外周側に備えられてい
て、これにより、プレス成形完了の状態でも、上・下型
部材と胴型との摺動間隙にガラス素材が入り込み、所
謂、バリを形成する虞がない。このようにして成形され
た光学レンズ３００は、外径＝φ２６ｍｍ、中心厚＝２
ｍｍ、光学有効径内の転写面の精度がＮ：３本、クセ：
０．５本の良好な品質のものであった。（実施例４）図１０に示す第４の実施例では、上・下型
部材４２２、４２４が、光学有効径Ｐ＝φ１５ｍｍの両
面が曲率半径Ｒ＝３５ｍｍの凸曲面の第１の転写面４２
８Ａ、４３０Ａと、そこからレンズ外径より大きい直径
＝φ３０ｍｍまでの第２の転写面４２８Ｂ、４３０Ｂと
が滑らかに連続する成形面を備えており、第２の転写面
は、それぞれ、子線Ｒ＝２００のトーリック面である。
このため、この成型用型では、その転写領域（光軸中心
から、少なくともレンズ外径を越える位置まで）におい
て必要とされる転写圧力を確保する。しかも、この場
合、所要の空隙が上記成形面外周側に備えられていて、
これにより、プレス成形完了の状態でも、上・下型部材
と胴型との摺動間隙にガラス素材が入り込み、所謂、バ
リを形成する虞がない。このような成型用型で成形され
た光学レンズ（両面凹のレンズ）４００は、成形直後、
その外周に自由表面部を有する。（実施例５）図１１に示す第５の実施例では、上型部材
５２２が、光学有効径Ｐ＝φ１８ｍｍの領域が曲率半径
Ｒ＝１０ｍｍの凸曲面の第１の転写面５２８Ａと、そこ
からレンズ外径より大きい直径＝φ３０ｍｍまでの第２
の転写面５２８Ｂとが、例えば、小さな外接円弧（図面
にはＣ点でその位置のみが示されている）で、滑らかに
連続する成形面を備えており、第２の転写面は、それぞ
れ光学有効径の外側から直径＝φ２４ｍｍまでを、上記
外接円弧に連続する平面で、また、その直径＝φ２４ｍ
ｍから直径＝φ３０ｍｍまでを、子線Ｒ＝７のトーリッ
ク面で形成したものである。なお、下型部材５２４の成
形面５３０の少なくとも転写領域は、光学レンズの所要
半径の凹曲面で構成されている。このため、この成型用
型では、その転写領域（光軸中心から、少なくともレン
ズ外径を越える位置まで）において必要とされる転写圧
力を確保する。しかも、この場合、所要の空隙が上記成
形面外周側に備えられていて、これにより、プレス成形
完了の状態でも、上・下型部材と胴型との摺動間隙にガ
ラス素材が入り込み、所謂、バリを形成する虞がない。
このような成型用型で成形された光学レンズ（片面凹の
レンズ）５００は、成形直後、その外周に自由表面部を
有する。（実施例６）図１２に示す第６の実施例では、上・下型
部材６２２、６２４が、光学有効径Ｐ＝φ１５ｍｍの両
面が曲率半径Ｒ＝１５ｍｍの凸曲面の第１の転写面６２
８Ａ、６３０Ａと、そこからレンズ外径より大きい直径
＝φ３０ｍｍまでの第２の転写面６２８Ｂ、６３０Ｂと
が滑らかに連続する成形面を備えており、第２の転写面
は、それぞれ、小さな外接円弧（図面には示されていな
い）を介して第１の転写面に連続する平面である。この
ため、この成型用型では、その転写領域（光軸中心か
ら、少なくともレンズ外径を越える位置まで）において
必要とされる転写圧力を確保する。しかも、この場合、
所要の空隙が上記成形面外周側に備えられていて、これ
により、プレス成形完了の状態でも、上・下型部材と胴
型との摺動間隙にガラス素材が入り込み、所謂、バリを
形成する虞がない。このような成型用型で成形された光
学レンズ（両面凹のレンズ）６００は、成形直後、その
外周に自由表面部を有する。（実施例７）図１３に示す第７の実施例では、上・下型
部材７２２、７２４が、光学有効径Ｐ＝φ１５ｍｍの両
面が曲率半径Ｒ＝３０ｍｍの凸曲面の第１の転写面７２
８Ａ、７３０Ａと、レンズ外径より大きい直径＝φ３０
ｍｍの第２の転写面７２８Ｂ、７３０Ｂとが滑らかに連
続する成形面を備えており、第２の転写面は、それぞれ
光学有効径の外側から直径＝φ２７ｍｍまでを、上記転
写面７２８Ａに外接する子線Ｒ＝１０のトーリック面
で、また、その直径＝φ２７ｍｍから直径＝φ３０ｍｍ
までを、小径の外接円弧（図には、その位置をＣで示
す）を介して、上記トーリック面に連続する平面で形成
したものである。このため、この成型用型では、その転
写領域（光軸中心から、少なくともレンズ外径を越える
位置まで）において必要とされる転写圧力を確保する。
しかも、この場合、所要の空隙が上記成形面外周側に備
えられていて、これにより、プレス成形完了の状態で
も、上・下型部材と胴型との摺動間隙にガラス素材が入
り込み、所謂、バリを形成する虞がない。このような成
型用型で成形された光学レンズ（両面凹のレンズ）は、
成形直後、その外周に自由表面部を有する。（比較例１）図１４は、本発明の特徴を明らかにするた
めに、比較例として挙げた、従来の凹レンズの成形の仕
方を示すものであり、ここで、符号１４は一定の曲率半
径Ｒ≒３０で成形面を形成した上型部材、１５は同じ成
形面を有する下型部材、１６は胴型、１０は成形レンズ
である。このような単純な成形面で、ガラス素材に光学
機能面を転写する場合、次のような欠点が生じる。な
お、上記ガラス素材には、実施例１と同じ材質を用い、
また、その成形レンズ１０の光学有効径も、同じに設定
している。

【００３１】しかして、下型部材１５の成形面上にガラ
ス素材を載置し、適当な加熱手段で６３０℃に加熱し、
ガラスが十分に昇温してから、上型部材を下降させて、
プレス成形を行う。プレスが完了した状態で、そのま
ま、型温度が５５０℃（Ｔｇ）に低下する迄、成型用型
を冷却し、その後、上型部材を上昇させて、光学レンズ
１おを取り出した。その結果、光学レンズ１０は、その
周辺部に極端なクセが発生し、光学機能面の形状を十分
に転写しないので、光学有効径内の転写面の精度が悪
く、また、成型用型から光学レンズを取り出す際に、実
施例１と同じように図６の真空吸着機構１７を用いて吸
着を試みたが、接触部１８の気密性が悪く、吸着、取出
しが不可能であった。これは、必要とされるレンズ外径
内でも、転写圧力が十分に加わらないため、そこ（上記
接触部１８）が、自由表面部になっており、一定の形を
保持していないためと認められる。

【００３２】なお、本発明の光学レンズの光学有効径内
の第１の転写面の形状は、球面、非球面のいずれでもよ
く、また、光学有効径外の第２の転写面の形状は、球
面、トーリック面、円錐面などが挙げられるが、成型
時、ガラスの粘弾性により、少なくともレンズ外径まで
に転写圧力を保持できるような、ガラス素材の外周部
の、型内での移動を抑える形状ならば、不定形な連続面
などの滑らかな他の面形状にしても良いことは勿論であ
る。

【００３３】

【発明の効果】本発明は、以上詳述したようになり、少
なくとも光学有効径内では、光軸中心よりレンズ周辺部
に向けて肉厚が厚くなるようにプレス成形された光学レ
ンズにおいて、両レンズ面の内、少なくとも一方のレン
ズ面は、その光学有効径の外側の領域では、光学有効径
を設定する曲率半径の曲面の延長線から離れて、レンズ
外径方向に向けてレンズ厚さが制限されるように、形成
された被転写面に連続し、上記被転写面を少なくとも所
要のレンズ外径まで形成している、球面あるいは非球面
形状の凹レンズ面であり、上記レンズ外径の外側には、
成形時に自由表面部を残しているので、研磨などの後処
理をすることなく、直接、プレス成形によって光学レン
ズを得る際、必要な範囲での十分な形状転写性を確保で
きるのである。

【００３４】また、本発明では、互いに成形面を対向す
る上型部材と下型部材とからなり、少なくとも一方の型
部材の成形面は、両型部材でプレス成形される光学レン
ズの、球面あるいは非球面形状の、凹レンズ面の光学有
効径を設定する曲率半径の曲面に対応する第１の転写面
と、上記光学有効径の外側の転写領域において上記曲面
の延長線から離れて、レンズ外径方向に向けてレンズ厚
さが制限されるように形成されて第１の転写面に連続す
ると共に少なくとも所要のレンズ外径まで形成されてい
る第２の転写面とで構成され、プレス成形状態では、上
記光学レンズの素材の外周部が第２の転写面を越えた位
置で自由表面部を形成するように、第２の転写面の形状
を設定し、かつ、所要の空隙が上記成形面外周側に備え
られているので、成型時、成形素材に対する形状転写性
を発揮でき、しかも、成型品にバリがなく、型取り出し
に際して、部分的な損傷が避けられ、また、型部材の成
形面を傷つけるような不都合を回避することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光学レンズの一例を示す縦断側面図で
ある。

【図２】図１の光学レンズを成形するための本発明に係
わる成型用型の一例を示す縦断側面図である。

【図３】図２の成形用型による成形完了時の状態を示す
縦断面図である。

【図４】成型品の側断面図である。

【図５】同じく、芯取りをした状態の光学レンズを示す
縦断側面図である。

【図６】成型品取り出しのための真空吸着機構の概略縦
断側面図である。

【図７】本発明の成形用型の第２の実施例を示す縦断側
面図である。

【図８】本発明の成型用型の第３の実施例を示す縦断側
面図である。

【図９】上記実施例の成形完了時の状態を示す縦断側面
図である。

【図１０】本発明の第４の実施例を示す縦断側面図であ
る。

【図１１】本発明の第５の実施例を示す縦断側面図であ
る。

【図１２】本発明の第６の実施例を示す縦断側面図であ
る。

【図１３】本発明の第７の実施例を示す縦断側面図であ
る。

【図１４】従来のレンズ成形用型の説明図である。

【符号の説明】

１０光学レンズ１４上型部材１５下型部材１６胴型１７真空吸着機構１８接触部１００凹レンズ１０２レンズ面１０４レンズ面１１０延長部１１２延長部１１４自由表面部Ｐ光学有効径Ｑ間隔ｒ間隔Ｓ空隙

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者真重雅志東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも光学有効径内では、光軸中心
よりレンズ周辺部に向けて肉厚が厚くなるようにプレス
成形された光学レンズにおいて、両レンズ面の内、少な
くとも一方のレンズ面は、その光学有効径の外側の領域
では、光学有効径を設定する曲率半径の曲面の延長線か
ら離れて、レンズ外径方向に向けてレンズ厚さが制限さ
れるように、形成された被転写面に連続し、上記被転写
面を少なくとも所要のレンズ外径まで形成している、球
面あるいは非球面形状の凹レンズ面であり、上記レンズ
外径の外側には、成形時に自由表面部を残していること
を特徴とする光学レンズ。
【請求項２】上記光学有効径の外側領域の被転写面
は、光学有効径を設定する曲率半径の曲面に対して滑ら
かに連続する平面、曲面、あるいは、それらの組合せで
構成されていることを特徴とする請求項１に記載の光学
レンズ。
【請求項３】両レンズ面が、上記被転写面を有する凹
レンズ面であることを特徴とする請求項１に記載の光学
レンズ。
【請求項４】上記被転写面を有する凹レンズ面を形成
することにより、メニスカスレンズとして、構成された
ことを特徴とする請求項１に記載の光学レンズ。
【請求項５】互いに成形面を対向する上型部材と下型
部材とからなり、少なくとも一方の型部材の成形面は、
両型部材でプレス成形される光学レンズの、球面あるい
は非球面形状の、凹レンズ面の光学有効径を設定する曲
率半径の曲面に対応する第１の転写面と、上記光学有効
径の外側の転写領域において上記曲面の延長線から離れ
て、レンズ外径方向に向けてレンズ厚さが制限されるよ
うに形成されて、第１の転写面に連続すると共に少なく
とも所要のレンズ外径まで形成されている第２の転写面
とで構成され、プレス成形状態では、上記光学レンズの
素材の外周部が第２の転写面を越えた位置で自由表面部
を形成するように、第２の転写面の形状を設定し、か
つ、所要の空隙が上記成形面外周側に備えられているこ
とを特徴とする光学レンズの成型用型。
【請求項６】第２の転写面は、光学有効径を設定する
曲率半径の曲面に対して滑らかに連続する平面、曲面、
あるいは、それらの組合せで構成されていることを特徴
とする請求項５に記載の光学レンズの成型用型。