JP5247065B2 - Optical element and optical element molding die - Google Patents
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Description
本発明は、例えば光通信等に用いられる光学素子を製造する光学素子及び光学素子成形型に関するものである。 The present invention relates to an optical element and an optical element mold for manufacturing an optical element used for optical communication, for example.
光学素子例えば光学レンズの製造については、従来から種々の方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
すなわち、特許文献１には、光学レンズの一方の面形状をなす型面を有する上型と光学レンズの他方の面形状をなす型面を有する下型とを用い、これら型面間にレンズ素材であるガラス素材を配置し、また、下型の型面の周りに環状のホルダを配置することが開示されている。また、特許文献１には、そのような状態でガラス素材を加熱することによって軟化させ、しかる後、上型を加圧して下型に押し付けると、ガラス素材が上型の型面、下型の型面及びホルダによってプレス（型締め）されることになり、これらの型面がガラス素材に転写され、かつガラス素材がホルダの内面に接着することが開示されている。このようにしてプレス加工が終了すると、ガラス素材などが冷却され、上型を上昇させて、このガラス素材を下型から取り外す。
Various methods have been proposed for manufacturing optical elements such as optical lenses (see, for example, Patent Document 1).
That is,
ここで、光学レンズには、用途等に応じた種々の形状のものが提案されている。その中で、例えば凸レンズ部の周囲が四角形の所謂スクエアレンズがある。このようなスクエアレンズは、他の器具等を用いなくても四角形の部分で載置面に載置することが可能になるという特徴がある。そして、スクエアレンズを載置面に載置すると、凸レンズ部の光軸が載置面と平行になるという特徴もある。 Here, optical lenses having various shapes according to applications and the like have been proposed. Among them, for example, there is a so-called square lens in which the periphery of the convex lens portion is a square. Such a square lens is characterized in that it can be mounted on the mounting surface at a rectangular portion without using other instruments. And when a square lens is mounted on a mounting surface, there also exists the characteristic that the optical axis of a convex lens part becomes parallel to a mounting surface.
このスクエアレンズの製造を従来の方法で製造するには、四角形横断面のキャビティ金型に四角形横断面のコア金型を挿入して加圧成形する。しかしながら、キャビティ金型とコア金型の両方共に四角形横断面のため、金型の製造に高い精度が求められ、かつ、金型同士を高い精度で組み立てる必要があり、光学レンズを低コストで市場に供給することは困難である。なお、光学レンズを成形ではなく切削により製造することも考えられるが、やはりコストダウンを図るのは一定の限界があり、また、市場の需要に応じた製品供給を行うのは困難である。 In order to manufacture this square lens by a conventional method, a core mold having a square cross section is inserted into a cavity mold having a square cross section, and pressure molding is performed. However, since both the cavity mold and the core mold have a rectangular cross section, high precision is required for the manufacture of the mold, and it is necessary to assemble the molds with high precision, and the optical lens is marketed at low cost. It is difficult to supply. Although it is conceivable to manufacture the optical lens by cutting instead of molding, there is a certain limit to reducing the cost, and it is difficult to supply products according to market demand.
本発明は、以上のような技術的課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、生産性の高い光学素子等を提供することにある。 The present invention has been made to solve the technical problems as described above, and an object of the present invention is to provide an optical element having high productivity.
かかる目的のもと、本発明が適用される光学素子は、レンズ部と、前記レンズ部と一体に形成され、当該レンズ部と同じ材質の本体部と、前記本体部に形成された脚部と、前記本体部又は前記脚部に形成され、前記レンズ部の光軸方向に線状に延びた外部から認識可能な目印と、を含むものである。 For this purpose, an optical element to which the present invention is applied includes a lens part, a body part formed integrally with the lens part, made of the same material as the lens part, and a leg part formed on the body part. And a mark formed on the main body or the leg and extending linearly in the optical axis direction of the lens portion and recognizable from the outside.
ここで、前記目印は、前記本体部に突出して形成されたことを特徴とすることができる。また、前記目印は、前記脚部にくぼんで形成されたことを特徴とすることができる。 Here, the mark may be formed to protrude from the main body. In addition, the mark may be formed by recessing the leg portion.
他の観点から捉えると、本発明が適用される光学素子は、角形の本体部と、前記本体部に形成されたレンズ部と、前記本体部に形成された脚部と、前記レンズ部以外の部分に形成され、前記本体部に対する当該レンズ部の位置関係を示すと共に当該レンズ部の光軸方向を示す目印と、を含むものである。 From another point of view, the optical element to which the present invention is applied is a rectangular main body part, a lens part formed on the main body part, a leg part formed on the main body part, and other than the lens part. And a mark indicating the positional relationship of the lens part with respect to the main body part and indicating the optical axis direction of the lens part .
ここで、前記目印は、前記脚部とは反対側の本体部の上面部に形成されたことを特徴とすることができる。また、前記本体部は、平たん部を有し、前記目印は、前記本体部の前記平たん部に形成されたことを特徴とすることができる。また、前記本体部は、複数の平たん部を有し、前記目印は、前記本体部の前記複数の平たん部の一つに形成されたことを特徴とすることができる。 Here, the mark may be formed on an upper surface portion of the main body portion opposite to the leg portion. The main body may have a flat portion, and the mark may be formed on the flat portion of the main body. The main body may have a plurality of flat portions, and the mark may be formed on one of the plurality of flat portions of the main body.
更に本発明を別の観点から捉えると、本発明が適用される光学素子成形型は、凹所を設けて形成されるキャビティ金型と、前記キャビティ金型の凹所に入ってレンズ面を含む光学素子を加圧成形するための凸部を有するコア金型と、を含み、前記コア金型の凸部の外形が前記キャビティ金型の凹所において当該凸部に対応する横断面の形状とは異なり、かつ、型締めにより素材が加圧される際に当該凸部の外周面と当該凹所の内周面との間で当該素材が流動する空間を備え、前記キャビティ金型の凹所における前記コア金型の凸部の型締め方向に関する横断面の形状が角形であり、前記コア金型の凸部の外形が円形であり、前記キャビティ金型の前記凹所を形成する面の一部に、前記光学素子の目印となる溝が形成されていることを特徴とするものである。 Further, from another viewpoint, the optical element molding die to which the present invention is applied includes a cavity mold formed by providing a recess, and a lens surface entering the recess of the cavity mold. A core mold having a convex part for pressure-molding the optical element, and the outer shape of the convex part of the core mold has a cross-sectional shape corresponding to the convex part in the recess of the cavity mold And a cavity in which the material flows between the outer peripheral surface of the convex portion and the inner peripheral surface of the concave portion when the material is pressed by mold clamping, and the concave portion of the cavity mold The shape of the cross section of the convex portion of the core mold in the mold clamping direction is square, the outer shape of the convex portion of the core mold is circular, and one of the surfaces forming the recess of the cavity mold A groove serving as a mark of the optical element is formed in the portion. It is intended.
ここで、前記溝は、型締めの方向に延在することを特徴とすることができる。 Here, the groove may be characterized by extending in a mold clamping direction .
本発明によれば、生産性の高い光学素子等を提供することが可能になる。 According to the present invention, it is possible to provide an optical element or the like with high productivity.
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１は、本実施の形態に係る光学素子１の外観を示す斜視図である。また、図２は、図１の光学素子１の投影図であり、（ａ）は正面図であり、（ｂ）は背面図であり、（ｃ）は平面図である。また、図３は、図１の光学素子１の縦断面図であり、（ａ）は、図２の線IIIa−IIIaによる断面図であり、（ｂ）は、図２の線IIIb−IIIbによる断面図である。
図１〜図３に示す光学素子１は、略直方体の本体部（角形の本体部）１１と、本体部１１の一面（手前側の面）で突出するように形成されたレンズ面１２ａが曲面形状のレンズ部（入射側レンズ、第１のレンズ部）１２と、本体部１１の一面においてレンズ部１２に隣接して形成された平たん部１３と、本体部１１の一面において四隅の各々に形成された突出部（膨出部）１４と、平たん部１３と突出部１４との間に位置する斜面部１５と、を備えている。
また、光学素子１は、本体部１１の一面とは反対側の他面（奥側の面）で突出するように形成されたレンズ面１６ａが曲面形状のレンズ部（出射側レンズ、第２のレンズ部）１６と、本体部１１の他面においてレンズ部１６に隣接して形成された平たん部１７と、本体部１１の他面において四隅の各々に形成された突出部１８と、平たん部１７と突出部１８との間に位置する斜面部１９と、を備えている。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a perspective view showing an appearance of an
The
In the
付言すると、平たん部１３は、レンズ部１２の縁部全周にわたって帯状に延びるように形成されている。そして、平たん部１３のレンズ部１２とは反対側の位置に突出部１４が形成されている。同様に、平たん部１７は、レンズ部１６の縁部全周にわたって帯状に延びるように形成され、平たん部１７のレンズ部１６とは反対側の位置に突出部１８が形成されている。
In other words, the
また、突出部１４は、レンズ部１２の厚さ方向（光軸方向）と同じ方向に突出するように形成され、かつ、レンズ部１２よりも低く形成されている。突出部１８は、レンズ部１６の厚さ方向と同じ方向に突出するように形成され、かつ、レンズ部１６よりも高く形成されている。言い換えると、突出部１４，１８は、レンズ部１２，１６を取り囲むように位置している。
Further, the
また、斜面部１５は、平たん部１３を取り囲むと共に、平たん部１３と突出部１４とを互いに接続するように形成されている。また、斜面部１９は、平たん部１７を取り囲むと共に、平たん部１７と突出部１８とを互いに接続するように形成されている。
In addition, the
なお、光学素子１の本体部１１、レンズ部１２，１６、平たん部１３，１７、突出部１４，１８及び斜面部１５，１９は、後述するように金型により一体成形で形成されるものであり、ガラスからなる。ガラスレンズはプラスチックレンズに比べて製造コストは高くなるが、高い精度が要求されるレンズに採用することができる。
In addition, the
本体部１１は、コバ部（平たん部）としての上面１１ａと側面１１ｂ，１１ｃと底面１１ｄとを有する。上面１１ａは、底面１１ｄとは反対側の面に位置し、側面１１ｂは、側面１１ｃとは反対側の面に位置している。そして、上面１１ａ、側面１１ｂ，１１ｃ及び底面１１ｄは、いずれも平面形状（平たんな形状）である。上面１１ａと底面１１ｄとは互いに平行となるように形成され、かつ、上面１１ａと底面１１ｄとの互いの離間距離すなわち外形寸法が所定の寸法になるように形成されている。また、側面１１ｂと側面１１ｃとは互いに平行となるように形成され、かつ、側面１１ｂと側面１１ｃとの互いの離間距離すなわち外形寸法が所定の寸法になるように形成されている。更に説明すると、上面１１ａ、側面１１ｂ，１１ｃ及び底面１１ｄは、所定の厚さＤを有する。この厚さＤは、光学素子１の光学特性に影響を与える要素の一つである。
The
本体部１１の上面１１ａには、目印（合わせマーク）２が形成されている。この目印２は、レンズ部１２，１６の光軸方向に沿って線状に延在して形成されている。また、目印２は、上面１１ａから突出して形成されている。
A mark (alignment mark) 2 is formed on the
ここで、本実施の形態に係る光学素子１は、上面１１ａ、側面１１ｂ，１１ｃ及び底面１１ｄを有するので、セッティングし易い形状であり、別の部品を用いなくても精度良く製造された部材の面（設置面）に置くだけで設置できるものである。固着するには、下面（接着面）に接着剤等を用いる。このような形状の光学素子１を角レンズ、角型レンズ又はスクエアレンズということがある。また、この意味において、上面１１ａ、側面１１ｂ，１１ｃ及び底面１１ｄを脚部ということができる。すなわち、光学素子１の上面１１ａ、側面１１ｂ，１１ｃ又は底面１１ｄのいずれを接着面としてもよい。
Here, since the
付言すると、上面１１ａには、凸形状の目印２が形成されているので、光学素子１が載置される設置面に目印２を受ける凹形状の溝が形成されていれば、上面１１ａを接着面とすることも可能である。また、本実施の形態における目印２は、凸形状であるが、凹形状（溝状）に形成することも考えられる。また、この目印２を、例えばインキ等により形成することも考えられる。
In addition, since the
ここで、レンズ部１２及びレンズ部１６をまとめて凸レンズないしは凸レンズ部ということがある。また、光学素子１は、上述したように、本体部１１とレンズ部１２，１６とを備えているものであるが、別の見方をすると、レンズ部１２，１６と、レンズ部１２，１６から光軸方向に交差する方向に延びる脚部ないしはフランジ部と、を備えているものということができる。
Here, the
なお、本実施の形態に係る光学素子１は、レンズ部１６の側においては、レンズ部１６と同じ方向に突出する４つの突出部１８を備えている。この４つの突出部１８は、いずれもレンズ部１６の高さよりも高くなるように形成されている。このため、レンズ部１６を突出部１８により保護することが可能になる。具体的に説明すると、例えば、セッティングする際に誤って光学素子１を転がしてしまってレンズ部１６にキズが付いてしまうことを防止することができる。また、セッティングする際にレンズ部１６が他の部品と接触することによりレンズ部１６が損傷してしまうことを防止することができる。更には、光学素子１の本体部１１における側面１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄの厚さＤ（図３参照）が小さいと、上面１１ａ、側面１１ｂ，１１ｃ及び底面１１ｄのうちいずれか一つで載置しようとする際には不安定になるが、そのような場合には、角型レンズの角部に設けられた４つの突出部１８で載置しようとすれば安定するし、４つの突出部１８によりレンズ部１６が守られ、レンズ部１６へのキズを防止することができる。
The
このように、光学素子１は、突出部１８を備えているためにレンズ部１６の保護機能を有するということができる。このような機能は、突出部１８がレンズ部１６よりも高く形成されている場合により有効であるが、ある程度の高さがあればレンズ部１６よりも高く形成されていなくてもその機能を部分的にでも実現することが可能である。
Thus, it can be said that the
なお、レンズ部１２と同じ方向に突出する突出部１４は、レンズ部１２よりも低く形成されているため、突出部１８のようなレンズ保護機能を有しない。しかし、突出部１４をレンズ部１２よりも高く形成することにより、レンズ保護機能を持たせることも考えられる。
また、本実施の形態に係る光学素子１は、本体部１１が四角形のスクエアレンズであるが、これ以外の角形、例えば三角形や五角形等の多角形であっても良い。
In addition, since the
In the
次に、光学素子１の製造に用いる成形型（光学素子成形型）１００について説明する。
図４は、本実施の形態に係る光学素子１の製造に用いる成形型１００の平面図である。
図４に示す成形型１００は、図１〜図３に示す光学素子１を製造するのに用いられるものである。この成形型１００は、側面周囲を構成する金型であるスリーブ（角形スリーブ、キャビティ金型）１１０と、上側に配置された上型（コア金型）１２０と、下側に配置された下型（キャビティ金型）１３０と、を備えている。更に説明すると、スリーブ１１０及び下型１３０により内部空間（キャビティ金型の凹所）Ｓ（図５−Ａ参照）が形成され、型締め時には、上型１２０が型締め方向（図５−Ａ参照）に移動して内部空間Ｓに進入する。そして、スリーブ１１０、上型１２０及び下型１３０が協働してプリフォームを加圧成形することにより光学素子１を製造する。
Next, a molding die (optical element molding die) 100 used for manufacturing the
FIG. 4 is a plan view of a
A
スリーブ１１０は、側面周囲に配置された複数の金型１１１，１１２，１１３，１１４からなり、これらの金型１１１〜１１４によりスリーブ１１０の内壁面（キャビティ金型の凹所の内周面）１１０ａ（図５−Ａ参照）が構成され、また、型締め方向に関する横断面（コア金型の凸部に対応する横断面、開口面。以下、単に横断面ということがある）に角形状の空間が形成される。更に説明すると、スリーブ１１０を構成する金型１１１〜１１４の中の金型１１３は、光学素子１の目印２を形成するための少なくとも１条の溝部１１３１を有する。この溝部１１３１は、横断面形状がＶ字状であり、図４の紙面垂直方向に延びて形成されている（図５−Ａ又は図６−Ａ参照）。
The
上型１２０は、外形がスリーブ１１０の空間に収容可能な大きさの丸形形状に形成された丸形部（コア金型の凸部）１２１（図５−Ａ参照）を有する。また、下型１３０は、外形がスリーブ１１０内の空間に収容可能な大きさの丸形形状に形成された丸形部１３１（図５−Ａ参照）を有する。上型１２０の丸形部１２１は、下型１３０の丸形部１３１に対向するように配置されている。
The
後述するように、成形する際には、上型１２０の丸形部１２１と下型１３０の丸形部１３１との間に入れられたプリフォーム（加熱軟化された光学素子素材、素材）が丸形部１２１，１３１によって加圧されて、これにより光学素子１が成形される。なお、スリーブ１１０を、成形品（光学素子１）の側面周囲を形成するための金型ということができる。また、上型１２０を、成形品の一面を成形するための金型ということができ、下型１３０を、成形品の他面を成形するための金型ということができる。
As will be described later, when molding, a preform (heat-softened optical element material or material) placed between the
ここで、スリーブ１１０内の空間の横断面が角形形状である一方で、スリーブ１１０内の空間に位置する丸形部１２１，１３１が丸形状であり、成形面において両者は互いに形状が異なる（稀に同じこともある）。このため、光学素子１の成形時には、プリフォームのうち丸形部１２１，１３１により直接加圧される部分と直接加圧されない部分とがある。具体的に説明すると、光学素子１の成形時には、上型１２０の丸形部１２１及び下型１３０の丸形部１３１は、プリフォームの平面方向（図面の紙面に平行な方向）における中央部分を直接加圧する一方で、プリフォームの平面方向における四隅部分（周辺部分）を直接加圧しない。すなわち、四隅部分は、丸形部１２１，１３１により直接加圧されない。
Here, while the cross section of the space in the
このように、本実施の形態における成形型１００では、スリーブ１１０内の空間の横断面が角形状であるのに対し、スリーブ１１０内の空間に位置する上型１２０及び下型１３０は丸形部１２１，１３１を備えている。したがって、スリーブ１１０と丸形部１２１，１３１との接触面積が小さく、いわゆる点接触になることにより、作業性や成形安定性に優れている。すなわち、成形型１００の組み立ての際には、スリーブ１１０と上型１２０の丸形部１２１と下型１３０の丸形部１３１との相互の位置決めを容易に行うことができる。更に説明すると、スリーブ１１０と上型１２０の丸形部１２１との間の相対的な位置決めを行う際には、相互の位置関係の調整だけで済み、相互の姿勢（型締め方向に直交する面内での回転方向の角度）の調整を行う必要がないか、又は調整を行う場合であってもその作業は簡単である。また、スリーブ１１０と下型１３０の丸形部１３１との間の相対的な位置決めを行う際も同様である。また、上型１２０の丸形部１２１と下型１３０の丸形部１３１との間の相対的な位置決めを行う際も同様である。
As described above, in the
もし、丸形部１２１，１３１の代わりに、スリーブ１１０内の空間の横断面形状に対応する角形形状に形成された２つの角形部を対向配置して用いる場合には、スリーブ１１０内の空間において２つの角形部相互の姿勢を合わせると共に、スリーブ１１０と２つの角形部の各々と間の相互の姿勢を合わせる必要がある。そのために、スリーブ１１０と２つの角形部という全部で３つの部品について、型締め方向に直交する面内での回転方向の角度調整を行う必要がある。この角度調整を高い精度で行わないと、角形部をスリーブ１１０内に進入させることができず、品質の高い成形品を成形することができず、かつ、その高い精度の角度調整は、容易に行うことができないものである。このように、２つの角形部を用いる場合には、本実施の形態における成形型１００の場合よりも作業性が低下する。
付言すると、角形状の凹所と丸形状の凸部との相対的な位置決めを行う作業は、角形状の凹所と角形状の凸部との相対的な位置決めを行う作業よりも容易である。また、丸形状の凸部同士の相対的な位置決めを行う作業は、角形状の凸部相互の位置決めを行う作業よりも容易である。更に説明すると、角形状の凹所と丸形状の凸部との間に、型締め方向に直交する面内での方向性がないとすると、相互の姿勢を調整する必要がない。また、丸形状の凸部同士の間に方向性がないとすると、相互の姿勢を調整する必要がない。
If two rectangular portions formed in a square shape corresponding to the cross-sectional shape of the space in the
In addition, the relative positioning of the rectangular recess and the round convex portion is easier than the relative positioning of the square concave portion and the square convex portion. . Moreover, the operation | work which performs relative positioning of round-shaped convex parts is easier than the operation | work which positions square-shaped convex parts mutually. To explain further, if there is no directionality in the plane perpendicular to the clamping direction between the square recess and the round projection, there is no need to adjust the mutual posture. Moreover, if there is no directionality between round-shaped convex parts, it is not necessary to adjust a mutual attitude | position.
また、本実施の形態における成形型１００では、スリーブ１１０内の空間において丸形部１２１，１３１の相互の加圧作用により光学素子１が形成されるように構成されている。すなわち、光学素子１の成形前及び成形後における上型１２０と下型１３０との相対的な移動が行われる（型締め）。もし、上型１２０及び下型１３０の各々に、スリーブ１１０内の空間の横断面形状に対応する角形形状に形成された角形部を設ける場合には、隣接する部品同士が面接触になることから、移動時における両者間のかじりを防止すべくクリアランスが適切でなければならない。そのため、成形型１００の設計、組立て及びメンテナンスの際には、クリアランスに十分配慮する必要があり、また、手間を要するためにかなりのコストを要する。また、多少のかじりや噛み込みの発生により金型の寿命も短くならざるを得ない。
これに対し、本実施の形態では、横断面が角形状であるスリーブ１１０内の空間を丸形部１２１，１３１のいずれか一方又は両方が移動し、かつ、内部空間Ｓ側に位置する先端の周縁に面取り部１２４，１３４（後述）が形成されているので、低コストで丸形部１２１，１３１とスリーブ１１０とのかじりや噛み込みを防止することができる。したがって、コスト削減が可能であり、また、金型精度をより高めることが可能である。また、金型の寿命も長期化させることが可能である。付言すると、金型の製造コストの観点からは、角形部よりも丸形部の方が製造し易く、このため、本実施の形態では、金型の製造コストを低減させることもできる。また、金型の保守維持の負担が軽減される。
Further, the molding die 100 according to the present embodiment is configured such that the
On the other hand, in the present embodiment, one or both of the
図５−Ａ、図５−Ｂ、図６−Ａ及び図６−Ｂは、成形型１００による光学素子１の製造方法を説明するための図である。図５−Ａ及び図５−Ｂは、光学素子１が成形される前の状態を示す図であり、図６−Ａ及び図６−Ｂは、光学素子１が成形された状態を示す図である。更に説明すると、図５−Ａ及び図６−Ａは、図４の線a−aに対応する成形型１００の縦断面図であり、図５−Ｂ及び図６−Ｂは、図４の線b−bに対応する成形型１００の縦断面図である。
図５−Ａ〜図６−Ｂに示すように、上型１２０の丸形部１２１には、光学素子１のレンズ部１２に対応する形状の凹曲面部（レンズ面１２ａの加圧成形を担う部分、レンズ面１２ａを転写する部分）１２２と、光学素子１の平たん部１３を成形（転写）する形状の端面部１２３と、先端の周縁を面取りして形成された面取り部１２４と、が形成されている。すなわち、上型１２０は、加圧面として凹曲面部１２２、端面部１２３及び面取り部１２４を有する。
また、下型１３０の丸形部１３１には、光学素子１のレンズ部１６を成形する形状の凹曲面部（レンズ面１６ａの加圧成形を担う部分、レンズ面１６ａを転写する部分）１３２と、光学素子１の平たん部１７を成形（転写）する形状の端面部１３３と、先端の周縁を面取りして形成された面取り部１３４と、が形成されている。
スリーブ１１０の内壁面１１０ａ、上型１２０の丸形部１２１及び下型１３０の丸形部１３１により形成されるキャビティにより光学素子１が加圧（プレス）成形される。言い換えると、上型１２０の凹曲面部１２２及び端面部１２３と下型１３０の凹曲面部１３２及び端面部１３３とスリーブ１１０の内壁面１１０ａとにより加圧成形面が構成される。そして、この加圧成形面には、後述するように、加圧成形しない隙間が形成されている。
5A, FIG. 5B, FIG. 6A, and FIG. 6B are views for explaining a method of manufacturing the
As shown in FIGS. 5A to 6B, the
Further, the
The
ここで、スリーブ１１０及び下型１３０は固定側であり、上型１２０が移動側である。すなわち、上型１２０は、図示しない昇降手段により昇降可能となるように構成されている。したがって、上型１２０がスリーブ１１０及び下型１３０に対して上下方向に移動可能である。
なお、本実施の形態では、上型１２０が移動側で下型１３０が固定側であるが、上型１２０が固定側で下型１３０が移動側とするように構成することも考えられる。
Here, the
In the present embodiment, the
次に、成形型１００を用いた光学素子１の製造方法について説明する。
図５−Ａ及び図５−Ｂに示すように、上型１２０が上方に移動する型開きの際に、所定容量のプリフォームが成形型１００の内部に投入される。すなわち、下型１３０の丸形部１３１にプリフォームが載せられる。その後、上型１２０が下方に移動する型締め時に、下型１３０の丸形部１３１に載せられたプリフォームが加圧されていく。
Next, a method for manufacturing the
As shown in FIGS. 5A and 5B, when the
やがて、図６−Ａ及び図６−Ｂに示すように、上型１２０が所定の位置（型締め位置）まで移動すると、プリフォームが、スリーブ１１０の内壁面１１０ａ、上型１２０の丸形部１２１及び下型１３０の丸形部１３１により光学素子１に成形される。
6A and 6B, when the
ここで、上述したように、スリーブ１１０の内壁面１１０ａと丸形部１２１，１３１とが点接触している。言い換えると、丸形部１２１，１３１の外周面１２１ａ，１３１ａが他部に比し内壁面１１０ａと大きく離間して隙間が形成されている隙間部分（第１の金型と第２の金型との間の隙間、非加圧領域、素材が流動する空間）１４０（図４又は図５−Ｂを参照）が存在する。このような隙間部分１４０は、四隅（各角部）に位置している。そして、隙間部分１４０においては、成形時には、プリフォームが上型１２０の丸形部１２１と下型１３０の丸形部１３１とによって直接加圧されることがない。なお、スリーブ１１０の内壁面１１０ａの横断面の対角線上においては、内壁面１１０ａと丸形部１２１，１３１の外周面１２１ａ，１３１ａとが最も離間しており、この隙間部分１４０が最も大きい。
Here, as described above, the
成形時に、プリフォームの中央部分が丸形部１２１，１３１により直接加圧されると、プリフォームは加圧成形される。すなわち、丸形部１２１，１３１により光学素子１のレンズ部１２，１６、平たん部１３，１７及び斜面部１５，１９（図２又は図３参照）が加圧成形され、また、スリーブ１１０の内壁面１１０ａにより光学素子１の上面１１ａ、側面１１ｂ，１１ｃ及び底面１１ｄが加圧成形される。
When the central portion of the preform is directly pressed by the
また、加圧成形時には、プリフォームの一部は、丸形部１２１，１３１の外周面１２１ａ，１３１ａとスリーブ１１０の内壁面１１０ａとの間に位置する隙間部分１４０に流動する。この隙間部分１４０は、丸形部１２１，１３１により直接加圧されず、隙間部分１４０に流動したプリフォームは、スリーブ１１０の内壁面１１０ａにより規制され、上型１２０の側では内壁面１１０ａに沿ってレンズ部１２の突出方向（上方）へ流動し、かつ、下型１３０では内壁面１１０ａに沿ってレンズ部１６の突出方向へ流動する。この結果、隙間部分１４０（図５−Ｂ参照）においては、プリフォームの一部が飛び出すことにより突出部１４，１８が形成されることになる。このように、隙間部分１４０では、成形時におけるプリフォームの逃げ代としての役割がある。このため、プリフォームの容量にばらつきがあっても問題なく成形することが可能になる。したがって、成形に用いるプリフォームの容量管理が簡易になり、作業性を向上させることができる。
Further, at the time of pressure molding, a part of the preform flows into the
図７は、成形型１００の一部を構成するスリーブ１１０Ｍに溝部１１３１を形成する工程を説明する図である。なお、図７に示すスリーブ１１０Ｍは、図４に示す複数の金型１１１〜１１４からなるスリーブ１１０と異なり、１つの金型１１３Ｍで構成されている。
金型１１３Ｍには、まず四角形状の貫通穴１１３２Ｍが形成され、これにより内壁面１１０ａが画成される。その後、貫通穴１１３２Ｍに工具２００を設置する。更に説明すると、工具２００は、スリーブ１１０Ｍの内壁面１１０ａとわずかに離間するように設置される。この工具２００は、溝部１１３１を形成するための刃部２０１を有する。そして、工具２００を図示しない駆動機構により貫通穴１１３２Ｍ内を往復動（図７の紙面垂直方向の移動）させることで、工具２００の刃部２０１が内壁面１１０ａに溝部１１３１を形成していく。なお、本実施の形態における溝部１１３１の横断面形状は、Ｖ字状であるが、例えば台形や半円形等の他の形状に形成することも考えられる。
FIG. 7 is a diagram illustrating a process of forming the
First, a rectangular through
図８は、本実施の形態に係る光学素子１を用いた光接続装置５０を説明するための図である。なお、本実施の形態に係る光学素子１を光接続装置５０以外の装置や器具、例えば中継器に適用することが考えられる。
図８に示す光接続装置５０は、光学素子１と、光学素子１が底面１１ｄを介して載置されて接着されているフラットベンチ５１と、光学素子１に出力光を入射させるレーザダイオード５２と、レーザダイオード５２の出力光を光学素子１の光軸高さと一致させるためのブロック部材５３と、光学素子１から出射した光が入射される図示しない光ファイバと、を備えている。ブロック部材５３が光学素子１に隣接して設置され、そのブロック部材５３には、レーザダイオード５２が取り付けられている。
そして、レーザダイオード５２からの出力光は、光学素子１のレンズ部１２及びレンズ部１６で屈折した後に図示しない光ファイバの光入射面に入射される。
なお、本実施の形態に係る光学素子１は、突出部１４，１８を備えており、上面１１ａ、側面１１ｂ，１１ｃ及び底面１１ｄの面積を増やしている。このため、光学素子１をフラットベンチ５１に接着剤で接着する接着面の接着面積が増えるので、より強固に接着を行うことができる。
FIG. 8 is a diagram for explaining an optical connecting
An optical connecting
The output light from the
In addition, the
図９は、本実施の形態に係る光学素子１をフラットベンチ５１に接着する手順を説明するためのブロック図である。
図９に示すように、光学素子１は、ハンドラー装置３００によりフラットベンチ５１に接着される。このハンドラー装置３００は、図示しない移動機構により移動可能なハンドラー３０１と、ハンドラー３０１に取り付けられ、光学素子１を把持可能なグリッパ３０２と、グリッパ３０２により把持された光学素子１の目印２を撮影するためのカメラ３０３と、カメラ３０３により撮影された映像に画像処理を施して目印２の位置や方向を認識すると共に、認識結果を基にハンドラー３０１及びグリッパ３０２を制御する制御部３０４と、を備えている。
FIG. 9 is a block diagram for explaining a procedure for bonding the
As shown in FIG. 9, the
ハンドラー装置３００の制御部３０４は、ユーザの指示があると、所定の場所に載置されている光学素子１をグリッパ３０２で把持するように制御する。グリッパ３０２で把持された光学素子１は、カメラ３０３で撮影可能な領域に移動される。そして、カメラ３０３により、光学素子１の目印２が撮影される。制御部３０４は、撮影された映像に画像処理を施して目印２の位置や方向を認識し、これにより、レンズ部１２，１６の位置や光軸方向を確認することができる。付言すると、制御部３０４は、目印２の位置や方向を認識することにより、光学素子１の底面１１ｄの位置も認識する。
When there is a user instruction, the
制御部３０４は、光学素子１の底面１１ｄの位置を認識すると、ハンドラー３０１に対して、図示しない接着剤溜りに移動するように指示する。すると、ハンドラー３０１は、グリッパ３０２により把持されている光学素子１の底面１１ｄに図示しない接着剤溜りの接着剤が塗布されるように移動する。これにより、光学素子１の底面１１ｄに接着剤が塗布される。なお、底面１１ｄに接着剤を塗布する例を説明するが、接着剤を塗布する面として底面１１ｄ以外の面にすることも考えられる。
When recognizing the position of the
その後、ハンドラー３０１は、制御部３０４の制御に基づいて、光学素子１をフラットベンチ５１の所定位置に取り付けるように移動する。すなわち、ハンドラー３０１は、グリッパ３０２により把持されている光学素子１の底面１１ｄがフラットベンチ５１の所定位置に接着されるように移動する。これにより、光学素子１は、接着剤でフラットベンチ５１の所定の位置に接着される。
Thereafter, the
このように、光学素子１の目印２は、光学素子１を装置に組み込む際にハンドラー装置３００が光学素子１の姿勢を認識することに利用されるので、光学素子１の組み込みの自動化を図ることができる。
As described above, the
１…光学素子、１１…本体部、１１ａ…上面、１１ｂ，１１ｃ…側面、１１ｄ…底面、１２，１６…レンズ部、１２ａ，１６ａ…レンズ面、１３，１７…平たん部、１４，１８…突出部、１５，１９…斜面部、１００…成形型、１１０…スリーブ、１１０ａ…内壁面、１２０…上型、１２１，１３１…丸形部、１２１ａ，１３１ａ…外周面、１２２，１３２…凹曲面部、１２３，１３３…端面部、１２４，１３４…面取り部、１３０…下型、１４０…隙間部分、２…目印、Ｓ…内部空間
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記レンズ部と一体に形成され、当該レンズ部と同じ材質の本体部と、
前記本体部に形成された脚部と、
前記本体部又は前記脚部に形成され、前記レンズ部の光軸方向に線状に延びた外部から認識可能な目印と、
を含む光学素子。 The lens part,
A body portion formed integrally with the lens portion and made of the same material as the lens portion;
Legs formed on the main body,
A mark formed on the main body or the leg and recognizable from the outside extending linearly in the optical axis direction of the lens ;
Including optical elements.
前記本体部に形成されたレンズ部と、
前記本体部に形成された脚部と、
前記レンズ部以外の部分に形成され、前記本体部に対する当該レンズ部の位置関係を示すと共に当該レンズ部の光軸方向を示す目印と、
を含む光学素子。 A square body,
A lens part formed on the main body part;
Legs formed on the main body,
A mark formed on a portion other than the lens portion, showing a positional relationship of the lens portion with respect to the main body portion and indicating an optical axis direction of the lens portion ;
Including optical elements.
前記目印は、前記本体部の前記平たん部に形成されたことを特徴とする請求項４に記載の光学素子。 The main body has a flat part,
The optical element according to claim 4 , wherein the mark is formed on the flat portion of the main body portion.
前記目印は、前記本体部の前記複数の平たん部の一つに形成されたことを特徴とする請求項４に記載の光学素子。 The main body has a plurality of flat portions,
The optical element according to claim 4 , wherein the mark is formed on one of the plurality of flat portions of the main body portion.
前記キャビティ金型の凹所に入ってレンズ面を含む光学素子を加圧成形するための凸部を有するコア金型と、
を含み、
前記コア金型の凸部の外形が前記キャビティ金型の凹所において当該凸部に対応する横断面の形状とは異なり、かつ、型締めにより素材が加圧される際に当該凸部の外周面と当該凹所の内周面との間で当該素材が流動する空間を備え、
前記キャビティ金型の凹所における前記コア金型の凸部の型締め方向に関する横断面の形状が角形であり、
前記コア金型の凸部の外形が円形であり、
前記キャビティ金型の前記凹所を形成する面の一部に、前記光学素子の目印となる溝が形成されていることを特徴とする光学素子成形型。 A cavity mold formed with a recess,
A core mold having a convex portion for pressure-molding an optical element including a lens surface by entering a recess of the cavity mold;
Including
The outer shape of the convex part of the core mold is different from the shape of the cross section corresponding to the convex part in the recess of the cavity mold, and the outer periphery of the convex part when the material is pressed by clamping A space where the material flows between the surface and the inner peripheral surface of the recess,
The shape of the cross section regarding the clamping direction of the convex part of the core mold in the recess of the cavity mold is a square,
The outer shape of the convex part of the core mold is circular,
An optical element molding die, wherein a groove serving as a mark of the optical element is formed in a part of a surface of the cavity mold forming the recess.
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