復合光學零部件的制造方法及復合光學零部件的制作方法

專利名稱：復合光學零部件的制造方法及復合光學零部件的制作方法
技術領域：
本發明涉及通過將2片以上的透鏡體進行組合、來校正色差及球差等的復
合光學零部件的制造方法及復合光學零部件。
背景技術：
作為以往的復合光學零部件的一種制造方法，有特開昭63-225557號公報 及特開昭60-243601號公報等所揭示的方法。這是利用粘接劑將透鏡的接合面 彼此之間進行粘接，或者對放入金屬模內的玻璃透鏡澆鑄，在玻璃透鏡的正面 或反面形成透鏡，來制造復合光學零部件。
在該制造方法中，特開平8-187793號公報、特開平8-190004號公報、特 開平11-23809號公報、特開2006-126336號公報等揭示了制造容易、能夠實 現低成本的制造方法，但是在可靠性及制造難度等方面存在問題，即不僅粘接 力隨著時間經過而降低，引起剝離，而且在接合部必須進行脫泡處理。
例如，圖9所示為剛進行合模之后的狀態，在模腔304內，插入件即芯透 鏡體C利用支持銷107、 107、 207、 207從上下夾持來進行保持。詳細來說， 芯透鏡體C利用下側的支持銷207及上側的支持銷107通過彈性力來進行保持。
將固定側型板102安裝在成型機的固定側模板101上，將固定側型芯103 與該固定側型板102固定。將安裝板104及驅動板105放置在固定側型芯103 中，能沿開模方向自由滑動，安裝板104及驅動板105在它們之間夾持多個支 持銷107及受壓銷108的狀態下，相互緊固。在驅動板105與固定側模板101 之間以壓縮狀態保持彈簧106。
另外，將可動側型板202安裝在可動側模板201上，在可動側型板202的 內部固定可動側型芯203。將安裝板204及驅動板205放置在可動側型芯203 的內部，能沿開模方向自由滑動，安裝板204及驅動板205在它們之間夾持多 個支持銷207及受壓銷208的狀態下，相互緊固。在驅動板205與可動側模板201之間以壓縮狀態保持彈簧206。通過穿通可動側模板201設置的通孔，形 成可自由進出的突出桿209，配置突出桿209的前端可推壓驅動板205。
樹脂通過注入孔301及302，從澆口 303注入模腔304。在上述受壓銷108 及208的前端形成的受壓面面對注入孔301。通常，利用彈簧106及206的彈 性力，支持銷107及207從模腔304突出，若在使支持銷107支持插入件即芯 透鏡體C的狀態下注入，進行合模，則如圖9所示，利用設定得更大的彈簧106 的彈性系數，保持支持銷107的位置，同時具有彈性系數小于彈簧106的彈簧 206稍微被壓縮，支持銷207多少被拉入。這樣，芯透鏡體C成為利用支持銷 107及207通過彈性力被夾持的狀態。
若在該狀態下從注入孔301注入樹脂，則樹脂充滿芯透鏡體C的周圍，同 時利用注入的樹脂的注射壓力，推壓面對注入孔301的受壓面，通過這樣受壓 銷108及208后退，支持銷107及207從模腔304內退開。
這樣，在芯透鏡體C懸浮在模腔304的中間的狀態下樹脂固化，在芯透鏡 體C的正反兩面形成樹脂透鏡。
但是，在圖9所示的制造方法中，是用支持銷107、 207、 107、 207來保 持芯透鏡體C的邊緣部的方式，由于一個個芯透鏡體C具有形狀誤差，但沒有 必需的定心或傾斜的調整手段，關于調整的方法也沒有敘述，從而在芯透鏡體 C與樹脂透鏡之間不能進行光軸等的位置調整，難以確保設計上的光學特性。
本發明的目的在于提供一種復合光學零部件的制造方法，容易確保復合成 形的透鏡的光學特性、另外透鏡體與樹脂層之間的緊貼性優異。

發明內容
本發明的第1方面所述的復合光學零部件的制造方法，將芯透鏡體放入將 第l金屬模與第2金屬模閉合而形成的模腔內，從樹脂注入澆口向前述模腔注 入樹脂，在前述芯透鏡體的周圍形成樹脂層，這時利用第l鐘形夾具式保持器 及第2鐘形夾具式保持器夾住前述芯透鏡體同時加上載荷，通過這樣在使前述 第1鐘形夾具式保持器及前述第2鐘形夾具式保持器與前述芯透鏡體接觸的狀 態下，使其滑動，進行定心，在前述芯透鏡體進行定心后，從前述芯透鏡體的 外周，向前述第l及第2鐘形夾具式保持器的內側的前述芯透鏡體的透鏡中心
一側注入樹脂，形成前述樹脂層。
本發明的第2方面所述的復合光學零部件的制造方法，是在第l方面中， 將前述芯透鏡體的表面與前述第1鐘形夾具式保持器的接觸點的前述芯透鏡體 的表面的第1切線、和前述芯透鏡體的表面與前述第2鐘形夾具式保持器的接
觸點的前述芯透鏡體的表面的第2切線所夾的角度，成為6 8度。
本發明的第3方面所述的復合光學零部件的制造方法，是在第1方面中，
前述第1鐘形夾具式保持器或前述第2鐘形夾具式保持器的前端，用3點以上
與前述芯透鏡體接觸。
本發明的第4方面所述的復合光學零部件的制造方法，是在第2方面中，
前述第1鐘形夾具式保持器或前述第2鐘形夾具式保持器的前端，用3點以上
與前述芯透鏡體接觸。
本發明的第5方面所述的復合光學零部件的制造方法，是在第l方面中，
設定前述第1鐘形夾具式保持器或前述第2鐘形夾具式保持器的前端與前述芯
透鏡體接觸的位置，使其不在連接前述芯透鏡體的最厚部與前述樹脂注入澆口
的線上。
本發明的第6方面所述的復合光學零部件的制造方法，是在第2方面中， 設定前述第1鐘形夾具式保持器或前述第2鐘形夾具式保持器的前端與前述芯 透鏡體接觸的位置，使其不在連接前述芯透鏡體的最厚部與前述樹脂注入澆口 的線上。
本發明的第7方面所述的復合光學零部件的制造方法，是在第3方面中， 設定前述第1鐘形夾具式保持器或前述第2鐘形夾具式保持器的前端與前述芯 透鏡體接觸的位置，使其不在連接前述芯透鏡體的最厚部與前述樹脂注入澆口 的線上。
本發明的第8方面所述的復合光學零部件的制造方法，是在第4方面中， 設定前述第1鐘形夾具式保持器或前述第2鐘形夾具式保持器的前端與前述芯 透鏡體接觸的位置，使其不在連接前述芯透鏡體的最厚部與前述樹脂注入澆口 的線上。
本發明的第9方面所述的復合光學零部件的制造方法，是在第1中，使用 玻璃透鏡作為前述芯透鏡體。
本發明的第IO方面所述的復合光學零部件，是在芯透鏡體的周圍形成樹 脂層的復合光學零部件，在前述樹脂層的曲面上具有到達前述芯透鏡體的表面 的凹下部分。
根據該構成，由于在使用第1金屬模及第2金屬模內的第1鐘形夾具式保
持器及第2鐘形夾具式保持器進行了定心的芯透鏡體的周圍形成樹脂透鏡，因 此不僅芯透鏡體與樹脂透鏡的光軸對準性提高，從而容易確保光學特性，而且 通過樹脂透鏡覆蓋芯透鏡體的周圍，能夠容易制造緊貼性也很好的復合光學零 部件。


圖l所示為在本發明實施形態的復合光學零部件的制造方法中、將芯透鏡 體放入金屬模的產品部的狀態的金屬模剖視圖。
圖2所示為該實施形態中的將第1金屬模與第2金屬模合上的狀態的金屬 模剖視圖。
圖3為該實施形態中用第1及第2鐘形夾具式保持器來保持芯透鏡體的狀 態的放大示意圖。
圖4所示為該實施形態中的注射成形時的狀態的金屬模剖視圖。
圖5A所示為該實施形態中的芯透鏡體與4點支持時的第1及第2鐘形夾 具式保持器前端的位置關系圖。
圖5B所示為該實施形態中的芯透鏡體與3點支持時的第1及第2鐘形夾 具式保持器前端的位置關系圖。
圖6所示為該實施形態中的注射的樹脂固化后打開金屬模的狀態的金屬模 剖視圖。
圖7所示為該實施形態中的使成形品從金屬模突出的狀態的金屬模剖視圖。
圖8A為該實施形態中的澆口切去后的復合光學零部件的剖視圖。 圖8B為該實施形態中的澆口切去后的復合光學零部件的俯視圖。 圖9為以往的復合光學零部件的制造方法中的金屬模的剖面結構圖。
具體實施例方式
以下，根據表示具體的實施形態的圖1 圖8A、圖8B，來說明本發明的復
合光學零部件的制造方法。
圖1所示為將芯透鏡體放入金屬模的產品部的狀態，1為能夠沿重力方向
開合的可動側的第l金屬模，2為固定側的第2金屬模。這里，舉出制造復合 光學零部件的凸透鏡的情況為例進行說明。
首先，在使注射成形機的噴嘴3后退足夠的距離之后，使第l金屬模l向 上方移動，從而打開。在該時刻，第l鐘形夾具式保持器4及第2鐘形夾具式 保持器5是放置在第l金屬模及第2金屬模的內部的狀態。突出銷6是放置在 固定型金層模2的內部的狀態。
另外，第1鐘形夾具式保持器4及第2鐘形夾具式保持器5的前端例如分 為3點或4點。
然后，將玻璃制凸透鏡的芯透鏡體7利用傳送機構8從金屬模外傳入，放 置在第2金屬模2的產品部9內。傳入芯透鏡體7之后，使傳送機構8向金屬 模外部后退。作為芯透鏡體7所用的代表性的玻璃材料，有BK7或SF2等。
利用傳送機構8傳入的芯透鏡體7在關閉金屬模之前，利用第1鐘形夾具 式保持器4及第2鐘形夾具式保持器5夾住，同時加上載荷，通過這樣在與第 l及第2鐘形夾具式保持器4及5接觸的狀態下，使芯透鏡體7滑動，如后所 述自動進行定心。第l鐘形夾具式保持器4及第2鐘形夾具式保持器5是黃銅 制，在本實施形態中對它們施加的載荷為5kg。
圖3所示為用第1鐘形夾具式保持器4及第2鐘形夾具式保持器5保持芯 透鏡體7的狀態。
01及02為透鏡的曲率中心，R1及R2為透鏡的曲率半徑，Dl為第l鐘形 夾具式保持器4的直徑。D2為第2鐘形夾具式保持器5的直徑。這里，雖然 D1=D2，但為了能夠穩定地支持芯透鏡體7，也可以構成為D1〉D2。
所謂利用前述的鐘形夾具式保持機構進行的定心方法，是利用下述的原 理，即從兩側用前端尖的保持器夾持透鏡，若對芯透鏡體7的兩面加上載荷， 使保持器緊貼，則保持器接觸的部分的透鏡厚度在整個圓周上相等，光軸與保 持器旋轉軸一致。
作為實際的動作，是通過芯透鏡體7在兩個保持器之間滑動來進行定心， 落在穩定的位置上。芯透鏡體7沒有滑動而穩定的位置是根據摩擦力與滑動力 的平衡來決定的，在本實施例的情況下，是保持器前端在芯透鏡體7的兩表面 的切線形成的接觸角a為8度以下的位置。另外，若接觸角在6度以下，則不 產生滑動，不能定心。因而，關于定心結束時刻的接觸角，是在芯透鏡體7的 表面與第1鐘形夾具式保持器4的接觸點的芯透鏡體7的表面的第1切線31、 與在芯透鏡體7的表面與第2鐘形夾具式保持器5的接觸點的芯透鏡體7的表 面的第2切線32所夾之角度為6 8度。另外，載荷的大小對于滑動動作沒有 影響。
圖2所示為將第1金屬模1與第2金屬模2合上、形成模腔的狀態。在該 狀態下，將第1鐘形夾具式保持器4及第2鐘形夾具式保持器5從第1金屬模 1及第2金屬模2的產品部9及10的表面突出的高度為樹脂透鏡層所需要的厚 度大小。
下面如圖4所示進行注射成形。
使注射成形機的噴嘴3的前端與閉合的金屬模的直澆道襯墊22接觸，注 射樹脂。作為光學零部件的注射成形用樹脂，代表性的材料有熱塑性的甲基丙 烯酸合成樹脂(P匪A)及聚碳酸酯(PC)，這里使用了聚碳酸酯。用加熱器ll將 金屬模溫度加熱至8(TC，進行注射成形。注射的樹脂通過直澆道12及橫澆道 13，充填在產品部9及10內利用第1鐘形夾具式保持器4及第2鐘形夾具式 保持器5保持的芯透鏡體7的周圍。
產品部9及10具有能夠發揮透鏡功能的表面形狀，將形狀轉印給充填后 固化的樹脂。另外，為了不使芯透鏡體7因流入的樹脂而移動， 一直到樹脂固 化結點之前，第1鐘形夾具式保持器4及第2鐘形夾具式保持器5對芯透鏡體 7持續加上載荷。圖5A及圖5B是從成形機的噴嘴3 —側表示芯透鏡體7與第 1鐘形夾具式保持器4及第2鐘形夾具式保持器5的前端14的位置關系圖。
若保持器前端14以圓周狀與芯透鏡體7接觸，則由于注射成形時樹脂不 容易向保持器內側流動，因此可以用不連續點接觸。這里，圖5A所示為結構 簡單、容易保證精度的4點支持的情況。圖5B所示為3點支持的情況。支持 點數也可以比這還要多。兩種情況都這樣配置，使得對于充填直澆道12及橫
澆道13的樹脂向芯透鏡體7上流動的方向(箭頭15)，保持器前端14不妨礙樹 脂流動，使得保持器前端14不進入連接芯透鏡體7的最厚的光學中心部16與 澆口 17的中心部之間的部位。
具體來說，在從芯透鏡體7的光學中心將角度等分的位置、而且在有效光 學范圍以外的芯透鏡體7的周圍配置支持部。必要條件是支持部不存在于連接 芯透鏡體7的光學中心與樹脂成形澆口的直線上、以及該支持部的數量是3點 以上的多個。這樣，從芯透鏡體7的外周，從澆口 17向第1及第2鐘形夾具 式保持器4及5的內側的芯透鏡體7的透鏡中心一側注入樹脂，形狀樹脂層。
按照上述的支持部與澆口的位置關系進行成形的中心為芯透鏡體、周圍為 樹脂的復合透鏡，它與上述的支持部相對應的凹下部分21成為從周圍的樹脂 層的表面到達芯透鏡體7的表面的形狀。該凹下部分21配置在復合透鏡的有 效光學范圍以外的透鏡的周圍。
圖6所示為注射的樹脂固化后打開金屬模的狀態。
首先，使注射成形機的噴嘴3充分后退，使得不影響第l金屬模l。然后， 使第1金屬模1的第1鐘形夾具式保持器4的前端后退，使得不出現在產品部 IO的表面后，使第l金屬模l向上方后退，打開金屬模。第2金屬模2的第2 鐘形夾具式保持器5為了保持由直澆道12、橫澆道13、芯透鏡體7及樹脂層 18構成的成形品19，保留在成形時的位置。
圖7所示為使成形品19從第2金屬模2的產品部9突出的狀態。
打開金屬模有足夠的間隔，使得直澆道12完全從第l金屬模l脫出，而 且對它不影響，之后再使第2鐘形夾具式保持器5及突出銷6從第2金屬模2 突出，使成形品19從產品部9突出。從該狀態利用取出機20抓住直澆道12 后，使第2鐘形夾具式保持器5及突出銷6沿重力方向后退，將成形品19保 持在空中之后，利用取出機20將成形品19向金屬模外移動，進行回收。
圖8A及圖8B是將成形品切去澆口得到的復合光學零部件的外形示意圖 圖，是使用4點支持的保持器時的剖視圖及俯視圖。
由于在樹脂固化之前用第1鐘形夾具式保持器4及第2鐘形夾具式保持器 5保持成形品19，因此在芯透鏡體7的正反樹脂透鏡層18的曲面上，分別保 留有到達芯透鏡體7的表面的4處楔形凹下部分21。在該凹下部分21中，芯
透鏡體7的表面的切線在正反面所夾的接觸角位于6 8度的位置。由于是樹
脂透鏡層18包圍芯透鏡體7的周圍的狀態，因此即使不使用粘接劑等，緊貼 性也好，樹脂透鏡層18不會低芯透鏡體7剝離。
另外，甲基丙烯酸合成樹脂的熱膨脹系數為5 9X10—7K，聚碳酸酯的熱 膨脹系數為7X10—7K，比10—7K左右的玻璃材料要大。因此，即使是溫度比室 溫要高的使用環境，樹脂透鏡層18中也不容易產生因芯透鏡體7的膨脹而引 起的龜裂等損傷。
在上述的實施形態中，是舉出用樹脂透鏡層18覆蓋芯透鏡體7的周圍的 復合光學零部件單體的制造方法為例進行說明的，但即使是將想要裝入復合光 學零部件的殼體零部件與樹脂透鏡層18進行樹脂成形，形成一體，與需要對 準光軸的復合光學零部件進行插入成形，也同樣能夠實施。
另外，用第1鐘形夾具式保持器4及第2鐘形夾具式保持器5保持芯透鏡 體7的時期，也可以在合上金屬模之后，通過使第l鐘形夾具式保持器4及第 2鐘形夾具式保持器5突出來進行。
另外，雖然在圖2和圖3中，以芯透鏡體7的上側與下面形成的各樹脂層 的厚度相同的場合為例進行了圖示，但是厚度不同的場合也同樣能實施。
本發明能夠有助于提高帶照相機的手機裝置、光盤記錄重放裝置的拾取頭 等的功能。
權利要求
1.一種復合光學零部件的制造方法，其特征在于，將芯透鏡體(7)放入將第1金屬模(1)與第2金屬模(2)閉合而形成的模腔(9)內，從樹脂注入澆口(17)向所述模腔(9)注入樹脂，在所述芯透鏡體(7)的周圍形成樹脂層，這時利用第1鐘形夾具式保持器(4)及第2鐘形夾具式保持器(5)夾住所述芯透鏡體(7)同時加上載荷，通過這樣在使所述第1鐘形夾具式保持器(4)及所述第2鐘形夾具式保持器(5)與所述芯透鏡體(7)接觸的狀態下，使其滑動，進行定心，在所述芯透鏡體(7)進行定心后，從所述芯透鏡體(7)的外周，向所述第1及第2鐘形夾具式保持器(4、5)的內側的所述芯透鏡體(7)的透鏡中心一側注入樹脂，形成所述樹脂層。
2. 如權利要求l所述的復合光學零部件的制造方法，其特征在于， 將所述芯透鏡體(7)的表面與所述第1鐘形夾具式保持器(4)的接觸點的所述芯透鏡體(7)的表面的第1切線(31)、和所述芯透鏡體(7)的表面與所述第2鐘 形夾具式保持器(5)的接觸點的所述芯透鏡體(7)的表面的第2切線(32)所夾的角 度，成為6 8度。
3. 如權利要求1所述的復合光學零部件的制造方法，其特征在于， 所述第1鐘形夾具式保持器(4)或所述第2鐘形夾具式保持器(5)的前端，用3點以上與所述芯透鏡體(7)接觸。
4. 如權利要求2所述的復合光學零部件的制造方法，其特征在于， 所述第1鐘形夾具式保持器(4)或所述第2鐘形夾具式保持器(5)的前端，用3點以上與所述芯透鏡體(7)接觸。
5. 如權利要求l所述的復合光學零部件的制造方法，其特征在于， 設定所述第1鐘形夾具式保持器(4)或所述第2鐘形夾具式保持器(5)的前端與所述芯透鏡體(7)接觸的位置，使其不在連接所述芯透鏡體(7)的最厚部(16)與 所述樹脂注入澆口(17)的線上。
6. 如權利要求2所述的復合光學零部件的制造方法，其特征在于， 設定所述第1鐘形夾具式保持器(4)或所述第2鐘形夾具式保持器(5)的前端 　與所述芯透鏡體(7)接觸的位置，使其不在連接所述芯透鏡體(7)的最厚部(16)與 所述樹脂注入澆口(17)的線上。
7. 如權利要求3所述的復合光學零部件的制造方法，其特征在于， 設定所述第1鐘形夾具式保持器(4)或所述第2鐘形夾具式保持器(5)的前端與所述芯透鏡體(7)接觸的位置，使其不在連接所述芯透鏡體(7)的最厚部(16)與 所述樹脂注入澆口(17)的線上。
8. 如權利要求4所述的復合光學零部件的制造方法，其特征在于， 設定所述第1鐘形夾具式保持器(4)或所述第2鐘形夾具式保持器(5)的前端與所述芯透鏡體(7)接觸的位置，使其不在連接所述芯透鏡體(7)的最厚部(16)與 所述樹脂注入澆口(17)的線上。
9. 如權利要求l所述的復合光學零部件的制造方法，其特征在于， 使用玻璃透鏡作為所述芯透鏡體(7)。
10. —種復合光學零部件，其特征在于， 是在芯透鏡體(7)的周圍形成樹脂層(18)的復合光學零部件， 在所述樹脂層(18)的曲面上具有到達所述芯透鏡體(7)的表面的凹下部分(21)。
全文摘要
本發明揭示一種復合光學零部件的制造方法及復合光學零部件。將芯透鏡體放入模腔內，注入樹脂，在芯透鏡體的周圍形成樹脂層，這時利用第1及第2鐘形夾具式保持器夾住芯透鏡體，加上載荷，通過這樣進行定心，從芯透鏡體的外周，向第1及第2鐘形夾具式保持器的內側的芯透鏡體的透鏡中心一側注入樹脂，形成前述樹脂層。
文檔編號B29C45/14GK101168278SQ20071014850
公開日2008年4月30日 申請日期2007年8月23日 優先權日2006年10月27日
發明者西川幸男, 高橋正行 申請人:松下電器產業株式會社