专利名称：复合光学零部件的制造方法及复合光学零部件的制作方法
技术领域：
本发明涉及通过将2片以上的透镜体进行组合、来校正色差及球差等的复
合光学零部件的制造方法及复合光学零部件。
背景技术：
作为以往的复合光学零部件的一种制造方法，有特开昭63-225557号公报 及特开昭60-243601号公报等所揭示的方法。这是利用粘接剂将透镜的接合面 彼此之间进行粘接，或者对放入金属模内的玻璃透镜浇铸，在玻璃透镜的正面 或反面形成透镜，来制造复合光学零部件。
在该制造方法中，特开平8-187793号公报、特开平8-190004号公报、特 开平11-23809号公报、特开2006-126336号公报等揭示了制造容易、能够实 现低成本的制造方法，但是在可靠性及制造难度等方面存在问题，即不仅粘接 力随着时间经过而降低，引起剥离，而且在接合部必须进行脱泡处理。
例如，图9所示为刚进行合模之后的状态，在模腔304内，插入件即芯透 镜体C利用支持销107、 107、 207、 207从上下夹持来进行保持。详细来说， 芯透镜体C利用下侧的支持销207及上侧的支持销107通过弹性力来进行保持。
将固定侧型板102安装在成型机的固定侧模板101上，将固定侧型芯103 与该固定侧型板102固定。将安装板104及驱动板105放置在固定侧型芯103 中，能沿开模方向自由滑动，安装板104及驱动板105在它们之间夹持多个支 持销107及受压销108的状态下，相互紧固。在驱动板105与固定侧模板101 之间以压縮状态保持弹簧106。
另外，将可动侧型板202安装在可动侧模板201上，在可动侧型板202的 内部固定可动侧型芯203。将安装板204及驱动板205放置在可动侧型芯203 的内部，能沿开模方向自由滑动，安装板204及驱动板205在它们之间夹持多 个支持销207及受压销208的状态下，相互紧固。在驱动板205与可动侧模板201之间以压縮状态保持弹簧206。通过穿通可动侧模板201设置的通孔，形 成可自由进出的突出杆209，配置突出杆209的前端可推压驱动板205。
树脂通过注入孔301及302，从浇口 303注入模腔304。在上述受压销108 及208的前端形成的受压面面对注入孔301。通常，利用弹簧106及206的弹 性力，支持销107及207从模腔304突出，若在使支持销107支持插入件即芯 透镜体C的状态下注入，进行合模，则如图9所示，利用设定得更大的弹簧106 的弹性系数，保持支持销107的位置，同时具有弹性系数小于弹簧106的弹簧 206稍微被压縮，支持销207多少被拉入。这样，芯透镜体C成为利用支持销 107及207通过弹性力被夹持的状态。
若在该状态下从注入孔301注入树脂，则树脂充满芯透镜体C的周围，同 时利用注入的树脂的注射压力，推压面对注入孔301的受压面，通过这样受压 销108及208后退，支持销107及207从模腔304内退开。
这样，在芯透镜体C悬浮在模腔304的中间的状态下树脂固化，在芯透镜 体C的正反两面形成树脂透镜。
但是，在图9所示的制造方法中，是用支持销107、 207、 107、 207来保 持芯透镜体C的边缘部的方式，由于一个个芯透镜体C具有形状误差，但没有 必需的定心或倾斜的调整手段，关于调整的方法也没有叙述，从而在芯透镜体 C与树脂透镜之间不能进行光轴等的位置调整，难以确保设计上的光学特性。
本发明的目的在于提供一种复合光学零部件的制造方法，容易确保复合成 形的透镜的光学特性、另外透镜体与树脂层之间的紧贴性优异。
发明内容
本发明的第1方面所述的复合光学零部件的制造方法，将芯透镜体放入将 第l金属模与第2金属模闭合而形成的模腔内，从树脂注入浇口向前述模腔注 入树脂，在前述芯透镜体的周围形成树脂层，这时利用第l钟形夹具式保持器 及第2钟形夹具式保持器夹住前述芯透镜体同时加上载荷，通过这样在使前述 第1钟形夹具式保持器及前述第2钟形夹具式保持器与前述芯透镜体接触的状 态下，使其滑动，进行定心，在前述芯透镜体进行定心后，从前述芯透镜体的 外周，向前述第l及第2钟形夹具式保持器的内侧的前述芯透镜体的透镜中心
一侧注入树脂，形成前述树脂层。
本发明的第2方面所述的复合光学零部件的制造方法，是在第l方面中， 将前述芯透镜体的表面与前述第1钟形夹具式保持器的接触点的前述芯透镜体 的表面的第1切线、和前述芯透镜体的表面与前述第2钟形夹具式保持器的接
触点的前述芯透镜体的表面的第2切线所夹的角度，成为6 8度。
本发明的第3方面所述的复合光学零部件的制造方法，是在第1方面中，
前述第1钟形夹具式保持器或前述第2钟形夹具式保持器的前端，用3点以上
与前述芯透镜体接触。
本发明的第4方面所述的复合光学零部件的制造方法，是在第2方面中，
前述第1钟形夹具式保持器或前述第2钟形夹具式保持器的前端，用3点以上
与前述芯透镜体接触。
本发明的第5方面所述的复合光学零部件的制造方法，是在第l方面中，
设定前述第1钟形夹具式保持器或前述第2钟形夹具式保持器的前端与前述芯
透镜体接触的位置，使其不在连接前述芯透镜体的最厚部与前述树脂注入浇口
的线上。
本发明的第6方面所述的复合光学零部件的制造方法，是在第2方面中， 设定前述第1钟形夹具式保持器或前述第2钟形夹具式保持器的前端与前述芯 透镜体接触的位置，使其不在连接前述芯透镜体的最厚部与前述树脂注入浇口 的线上。
本发明的第7方面所述的复合光学零部件的制造方法，是在第3方面中， 设定前述第1钟形夹具式保持器或前述第2钟形夹具式保持器的前端与前述芯 透镜体接触的位置，使其不在连接前述芯透镜体的最厚部与前述树脂注入浇口 的线上。
本发明的第8方面所述的复合光学零部件的制造方法，是在第4方面中， 设定前述第1钟形夹具式保持器或前述第2钟形夹具式保持器的前端与前述芯 透镜体接触的位置，使其不在连接前述芯透镜体的最厚部与前述树脂注入浇口 的线上。
本发明的第9方面所述的复合光学零部件的制造方法，是在第1中，使用 玻璃透镜作为前述芯透镜体。
本发明的第IO方面所述的复合光学零部件，是在芯透镜体的周围形成树 脂层的复合光学零部件，在前述树脂层的曲面上具有到达前述芯透镜体的表面 的凹下部分。
根据该构成，由于在使用第1金属模及第2金属模内的第1钟形夹具式保
持器及第2钟形夹具式保持器进行了定心的芯透镜体的周围形成树脂透镜，因 此不仅芯透镜体与树脂透镜的光轴对准性提高，从而容易确保光学特性，而且 通过树脂透镜覆盖芯透镜体的周围，能够容易制造紧贴性也很好的复合光学零 部件。
图l所示为在本发明实施形态的复合光学零部件的制造方法中、将芯透镜 体放入金属模的产品部的状态的金属模剖视图。
图2所示为该实施形态中的将第1金属模与第2金属模合上的状态的金属 模剖视图。
图3为该实施形态中用第1及第2钟形夹具式保持器来保持芯透镜体的状 态的放大示意图。
图4所示为该实施形态中的注射成形时的状态的金属模剖视图。
图5A所示为该实施形态中的芯透镜体与4点支持时的第1及第2钟形夹 具式保持器前端的位置关系图。
图5B所示为该实施形态中的芯透镜体与3点支持时的第1及第2钟形夹 具式保持器前端的位置关系图。
图6所示为该实施形态中的注射的树脂固化后打开金属模的状态的金属模 剖视图。
图7所示为该实施形态中的使成形品从金属模突出的状态的金属模剖视图。
图8A为该实施形态中的浇口切去后的复合光学零部件的剖视图。 图8B为该实施形态中的浇口切去后的复合光学零部件的俯视图。 图9为以往的复合光学零部件的制造方法中的金属模的剖面结构图。
具体实施例方式
以下，根据表示具体的实施形态的图1 图8A、图8B，来说明本发明的复
合光学零部件的制造方法。
图1所示为将芯透镜体放入金属模的产品部的状态，1为能够沿重力方向
开合的可动侧的第l金属模，2为固定侧的第2金属模。这里，举出制造复合 光学零部件的凸透镜的情况为例进行说明。
首先，在使注射成形机的喷嘴3后退足够的距离之后，使第l金属模l向 上方移动，从而打开。在该时刻，第l钟形夹具式保持器4及第2钟形夹具式 保持器5是放置在第l金属模及第2金属模的内部的状态。突出销6是放置在 固定型金层模2的内部的状态。
另外，第1钟形夹具式保持器4及第2钟形夹具式保持器5的前端例如分 为3点或4点。
然后，将玻璃制凸透镜的芯透镜体7利用传送机构8从金属模外传入，放 置在第2金属模2的产品部9内。传入芯透镜体7之后，使传送机构8向金属 模外部后退。作为芯透镜体7所用的代表性的玻璃材料，有BK7或SF2等。
利用传送机构8传入的芯透镜体7在关闭金属模之前，利用第1钟形夹具 式保持器4及第2钟形夹具式保持器5夹住，同时加上载荷，通过这样在与第 l及第2钟形夹具式保持器4及5接触的状态下，使芯透镜体7滑动，如后所 述自动进行定心。第l钟形夹具式保持器4及第2钟形夹具式保持器5是黄铜 制，在本实施形态中对它们施加的载荷为5kg。
图3所示为用第1钟形夹具式保持器4及第2钟形夹具式保持器5保持芯 透镜体7的状态。
01及02为透镜的曲率中心，R1及R2为透镜的曲率半径，Dl为第l钟形 夹具式保持器4的直径。D2为第2钟形夹具式保持器5的直径。这里，虽然 D1=D2，但为了能够稳定地支持芯透镜体7，也可以构成为D1〉D2。
所谓利用前述的钟形夹具式保持机构进行的定心方法，是利用下述的原 理，即从两侧用前端尖的保持器夹持透镜，若对芯透镜体7的两面加上载荷， 使保持器紧贴，则保持器接触的部分的透镜厚度在整个圆周上相等，光轴与保 持器旋转轴一致。
作为实际的动作，是通过芯透镜体7在两个保持器之间滑动来进行定心， 落在稳定的位置上。芯透镜体7没有滑动而稳定的位置是根据摩擦力与滑动力 的平衡来决定的，在本实施例的情况下，是保持器前端在芯透镜体7的两表面 的切线形成的接触角a为8度以下的位置。另外，若接触角在6度以下，则不 产生滑动，不能定心。因而，关于定心结束时刻的接触角，是在芯透镜体7的 表面与第1钟形夹具式保持器4的接触点的芯透镜体7的表面的第1切线31、 与在芯透镜体7的表面与第2钟形夹具式保持器5的接触点的芯透镜体7的表 面的第2切线32所夹之角度为6 8度。另外，载荷的大小对于滑动动作没有 影响。
图2所示为将第1金属模1与第2金属模2合上、形成模腔的状态。在该 状态下，将第1钟形夹具式保持器4及第2钟形夹具式保持器5从第1金属模 1及第2金属模2的产品部9及10的表面突出的高度为树脂透镜层所需要的厚 度大小。
下面如图4所示进行注射成形。
使注射成形机的喷嘴3的前端与闭合的金属模的直浇道衬垫22接触，注 射树脂。作为光学零部件的注射成形用树脂，代表性的材料有热塑性的甲基丙 烯酸合成树脂(P匪A)及聚碳酸酯(PC)，这里使用了聚碳酸酯。用加热器ll将 金属模温度加热至8(TC，进行注射成形。注射的树脂通过直浇道12及横浇道 13，充填在产品部9及10内利用第1钟形夹具式保持器4及第2钟形夹具式 保持器5保持的芯透镜体7的周围。
产品部9及10具有能够发挥透镜功能的表面形状，将形状转印给充填后 固化的树脂。另外，为了不使芯透镜体7因流入的树脂而移动， 一直到树脂固 化结点之前，第1钟形夹具式保持器4及第2钟形夹具式保持器5对芯透镜体 7持续加上载荷。图5A及图5B是从成形机的喷嘴3 —侧表示芯透镜体7与第 1钟形夹具式保持器4及第2钟形夹具式保持器5的前端14的位置关系图。
若保持器前端14以圆周状与芯透镜体7接触，则由于注射成形时树脂不 容易向保持器内侧流动，因此可以用不连续点接触。这里，图5A所示为结构 简单、容易保证精度的4点支持的情况。图5B所示为3点支持的情况。支持 点数也可以比这还要多。两种情况都这样配置，使得对于充填直浇道12及横
浇道13的树脂向芯透镜体7上流动的方向(箭头15)，保持器前端14不妨碍树 脂流动，使得保持器前端14不进入连接芯透镜体7的最厚的光学中心部16与 浇口 17的中心部之间的部位。
具体来说，在从芯透镜体7的光学中心将角度等分的位置、而且在有效光 学范围以外的芯透镜体7的周围配置支持部。必要条件是支持部不存在于连接 芯透镜体7的光学中心与树脂成形浇口的直线上、以及该支持部的数量是3点 以上的多个。这样，从芯透镜体7的外周，从浇口 17向第1及第2钟形夹具 式保持器4及5的内侧的芯透镜体7的透镜中心一侧注入树脂，形状树脂层。
按照上述的支持部与浇口的位置关系进行成形的中心为芯透镜体、周围为 树脂的复合透镜，它与上述的支持部相对应的凹下部分21成为从周围的树脂 层的表面到达芯透镜体7的表面的形状。该凹下部分21配置在复合透镜的有 效光学范围以外的透镜的周围。
图6所示为注射的树脂固化后打开金属模的状态。
首先，使注射成形机的喷嘴3充分后退，使得不影响第l金属模l。然后， 使第1金属模1的第1钟形夹具式保持器4的前端后退，使得不出现在产品部 IO的表面后，使第l金属模l向上方后退，打开金属模。第2金属模2的第2 钟形夹具式保持器5为了保持由直浇道12、横浇道13、芯透镜体7及树脂层 18构成的成形品19，保留在成形时的位置。
图7所示为使成形品19从第2金属模2的产品部9突出的状态。
打开金属模有足够的间隔，使得直浇道12完全从第l金属模l脱出，而 且对它不影响，之后再使第2钟形夹具式保持器5及突出销6从第2金属模2 突出，使成形品19从产品部9突出。从该状态利用取出机20抓住直浇道12 后，使第2钟形夹具式保持器5及突出销6沿重力方向后退，将成形品19保 持在空中之后，利用取出机20将成形品19向金属模外移动，进行回收。
图8A及图8B是将成形品切去浇口得到的复合光学零部件的外形示意图 图，是使用4点支持的保持器时的剖视图及俯视图。
由于在树脂固化之前用第1钟形夹具式保持器4及第2钟形夹具式保持器 5保持成形品19，因此在芯透镜体7的正反树脂透镜层18的曲面上，分别保 留有到达芯透镜体7的表面的4处楔形凹下部分21。在该凹下部分21中，芯
透镜体7的表面的切线在正反面所夹的接触角位于6 8度的位置。由于是树
脂透镜层18包围芯透镜体7的周围的状态，因此即使不使用粘接剂等，紧贴 性也好，树脂透镜层18不会低芯透镜体7剥离。
另外，甲基丙烯酸合成树脂的热膨胀系数为5 9X10—7K，聚碳酸酯的热 膨胀系数为7X10—7K，比10—7K左右的玻璃材料要大。因此，即使是温度比室 温要高的使用环境，树脂透镜层18中也不容易产生因芯透镜体7的膨胀而引 起的龟裂等损伤。
在上述的实施形态中，是举出用树脂透镜层18覆盖芯透镜体7的周围的 复合光学零部件单体的制造方法为例进行说明的，但即使是将想要装入复合光 学零部件的壳体零部件与树脂透镜层18进行树脂成形，形成一体，与需要对 准光轴的复合光学零部件进行插入成形，也同样能够实施。
另外，用第1钟形夹具式保持器4及第2钟形夹具式保持器5保持芯透镜 体7的时期，也可以在合上金属模之后，通过使第l钟形夹具式保持器4及第 2钟形夹具式保持器5突出来进行。
另外，虽然在图2和图3中，以芯透镜体7的上侧与下面形成的各树脂层 的厚度相同的场合为例进行了图示，但是厚度不同的场合也同样能实施。
本发明能够有助于提高带照相机的手机装置、光盘记录重放装置的拾取头 等的功能。
权利要求
1.一种复合光学零部件的制造方法，其特征在于，将芯透镜体(7)放入将第1金属模(1)与第2金属模(2)闭合而形成的模腔(9)内，从树脂注入浇口(17)向所述模腔(9)注入树脂，在所述芯透镜体(7)的周围形成树脂层，这时利用第1钟形夹具式保持器(4)及第2钟形夹具式保持器(5)夹住所述芯透镜体(7)同时加上载荷，通过这样在使所述第1钟形夹具式保持器(4)及所述第2钟形夹具式保持器(5)与所述芯透镜体(7)接触的状态下，使其滑动，进行定心，在所述芯透镜体(7)进行定心后，从所述芯透镜体(7)的外周，向所述第1及第2钟形夹具式保持器(4、5)的内侧的所述芯透镜体(7)的透镜中心一侧注入树脂，形成所述树脂层。
2. 如权利要求l所述的复合光学零部件的制造方法，其特征在于， 将所述芯透镜体(7)的表面与所述第1钟形夹具式保持器(4)的接触点的所述芯透镜体(7)的表面的第1切线(31)、和所述芯透镜体(7)的表面与所述第2钟 形夹具式保持器(5)的接触点的所述芯透镜体(7)的表面的第2切线(32)所夹的角 度，成为6 8度。
3. 如权利要求1所述的复合光学零部件的制造方法，其特征在于， 所述第1钟形夹具式保持器(4)或所述第2钟形夹具式保持器(5)的前端，用3点以上与所述芯透镜体(7)接触。
4. 如权利要求2所述的复合光学零部件的制造方法，其特征在于， 所述第1钟形夹具式保持器(4)或所述第2钟形夹具式保持器(5)的前端，用3点以上与所述芯透镜体(7)接触。
5. 如权利要求l所述的复合光学零部件的制造方法，其特征在于， 设定所述第1钟形夹具式保持器(4)或所述第2钟形夹具式保持器(5)的前端与所述芯透镜体(7)接触的位置，使其不在连接所述芯透镜体(7)的最厚部(16)与 所述树脂注入浇口(17)的线上。
6. 如权利要求2所述的复合光学零部件的制造方法，其特征在于， 设定所述第1钟形夹具式保持器(4)或所述第2钟形夹具式保持器(5)的前端 与所述芯透镜体(7)接触的位置，使其不在连接所述芯透镜体(7)的最厚部(16)与 所述树脂注入浇口(17)的线上。
7. 如权利要求3所述的复合光学零部件的制造方法，其特征在于， 设定所述第1钟形夹具式保持器(4)或所述第2钟形夹具式保持器(5)的前端与所述芯透镜体(7)接触的位置，使其不在连接所述芯透镜体(7)的最厚部(16)与 所述树脂注入浇口(17)的线上。
8. 如权利要求4所述的复合光学零部件的制造方法，其特征在于， 设定所述第1钟形夹具式保持器(4)或所述第2钟形夹具式保持器(5)的前端与所述芯透镜体(7)接触的位置，使其不在连接所述芯透镜体(7)的最厚部(16)与 所述树脂注入浇口(17)的线上。
9. 如权利要求l所述的复合光学零部件的制造方法，其特征在于， 使用玻璃透镜作为所述芯透镜体(7)。
10. —种复合光学零部件，其特征在于， 是在芯透镜体(7)的周围形成树脂层(18)的复合光学零部件， 在所述树脂层(18)的曲面上具有到达所述芯透镜体(7)的表面的凹下部分(21)。
全文摘要
本发明揭示一种复合光学零部件的制造方法及复合光学零部件。将芯透镜体放入模腔内，注入树脂，在芯透镜体的周围形成树脂层，这时利用第1及第2钟形夹具式保持器夹住芯透镜体，加上载荷，通过这样进行定心，从芯透镜体的外周，向第1及第2钟形夹具式保持器的内侧的芯透镜体的透镜中心一侧注入树脂，形成前述树脂层。
文档编号B29C45/14GK101168278SQ20071014850
公开日2008年4月30日 申请日期2007年8月23日 优先权日2006年10月27日
发明者西川幸男, 高桥正行 申请人:松下电器产业株式会社