光学透镜及用于模制该透镜的模具制造技术

一种模压的光学透镜，至少在其光学有效直径之内，其厚度从其光轴的中心向着透镜的边缘部分变大，其特征在于其两个透镜表面中的至少一个是与传递表面连续的球面或非球面凹透镜表面，该传递表面被这样地形成，即使得在透镜的光学有效直径以外的区域中，该透镜的厚度得到限制，使之偏离具有确定光学有效直径的曲率半径的弯曲表面向该透镜外径的延伸面，而且传递表面被形成在至少直到透镜的所需外径的区域中，且在模制期间在透镜的外径以外留有一自由表面部分。（*该技术在2014年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种模压的光学透镜及用于模制这些透镜的模具，该光学透镜的厚度，至少在其有效光学直径之内，从其光轴的中心向该透镜的边缘部分变厚，这种光学透镜是例如一种具有球或非球凹透镜表面的光学透镜，诸如凹透镜、新月形透镜或复曲面透镜。近年来，已经采用了一种系统，其中通过采用带有具有预定表面精度的模制表面的上模件和下模件，在这些模制表面之间包含了一玻璃坯件，例如被预模制成一定形状和表面精度的玻璃坯件，从而在加热条件下模压成光学透镜。因而，人们试图避免诸如研磨和抛光的后加工并提高制作期间光学元件的产量。在众多的专利公开中，公布了很多的光学元件制作方法，但它们几乎都是与凸透镜的制作有关的，关于凹透镜，仅在日本专利申请延迟公开第59-116137号、日本专利申请延迟公开第59-121124号、日本专利申请延迟公开第59-121126号、日本专利申请延迟公开第59-123629号和日本专利申请延迟公开第60-118642号中进行了描述。这些公开中公布的光学透镜有简单的凹透镜形状，或者是在把多余玻璃的漏出部分留在透镜的光学有效直径之外的情况下而模制成的，且在这些公开中，没有描述处于上述光学有效直径之外的光学透镜的局部形状是如何影响透镜的质量的。一般来说，凹透镜模制中的问题，是其在光学上起作用的表面的形状可传递性差。决定形状可传递性的已知因素有压制压力、温度、冷却条件、模具材料、玻璃材料等等，但除此之外，模腔的形状，特别是构成在光学上起作用的表面的光学有效直径之外的部分的形状，有很大的影响。通常，为了传递用于模制光学透镜坯件的模具的上模件和下模件中的腔的形状，玻璃和这些模件的模制表面在模压期间必须可靠地彼此接触。凹透镜是这样的，即作为其形状的一个特征，该透镜的厚度从其光轴的中心向其外周边增大，因而在模压加工中，加到模具上以进行模制的压力被分散，且很难使这一压力传递到光学透镜坯件的外周边部分。因此，在光学透镜的所需外直径附近，光学透镜坯件和模具的模制表面彼此不相接触，且所需范围内的形状传递(至少在所要模制的光学透镜的所需外径以内)是不可能的，或者即使至光学透镜坯件的初步形状传递通过光学透镜坯件与模制表面的接触而得以进行，但所需范围内的传递压力不能得到充分的保证且即使在光学有效直径以内也不能进行所需精度的形状传递。为了解决这种问题，有一种方法，它借助围绕上模件和下模件的鼓形模具的内周边部分来压下被模制物件的外周边部分，从而调节透镜的外径并保证其外周边部分的传递压力；但在这种情况下，玻璃进入到上模件和下模件与鼓形模具之间的滑动间隙中，这导致了这样的有害作用，即当被模制的光学透镜从模具中取出时，其一部分被打碎，且从其破碎下来的部分使模制表面受到破坏，从而缩短了模具的寿命。本专利技术就是考虑上述问题而作出的，其目的是提供一种光学透镜，其中当该光学透镜是在不经诸如抛光的后加工的情况下通过直接模制而获得时，保证了所需范围内的足够的形状可传递性；其目的还在于提供用于模制这种光学透镜的模具，该模具能显示出这样的形状可传递性，并且模制产品中没有毛刺，而且其中避免了任何的局部损伤，并避免了损伤模件的模制表面。为实现上述目的，根据本专利技术，提供了一种模压的光学透镜，使得至少在其光学有效直径之内，其厚度可从其光轴的中心向该透镜的边缘部分增大，该光学透镜的特征在于其两个透镜表面中的至少一个是球面或非球面凹透镜表面，该球面或非球面凹透镜表面与一个传递表面连续，而该传递表面是这样形成的，即使得在其光学有效直径以外的区域中，该透镜的厚度得到限制，使之偏离具有确定光学有效直径的曲率半径的弯曲表面向该透镜外径的延伸面，且形成了至少直到该透镜的所需外径的所述传递表面，而且在模制期间自由表面部分被留在透镜的所述外径之外。另外，用于模制本专利技术的光学透镜的模具包括具有彼此相对的模制表面的上模件和下模件，且其特征在于这些模件中的至少一个的模制表面由第一传递表面和第二传递表面构成，该第一传递表面对应于一弯曲表面，而该弯曲表面具有确定被这两个模件模制的光学透镜球面或非球面凹透镜表面的光学有效直径的曲率半径，且所述第二传递表面的构成使得在所述光学有效直径之外的传递区域中，该透镜的厚度得到限制，使之偏离具有确定光学有效直径的曲率半径的弯曲表面向该透镜外径的延伸面，该第二传递表面与第一传递表面相连续并至少延伸到该透镜的所需外径，第二传递表面的形状得到适当的确定，从而使得在模压状态下，所述光学透镜的坯件的外周边部分在第二传递表面以外的位置形成一自由表面部分，且在所述模制表面的外周边侧提供了所需的间隙。因此，在本专利技术中，在光学透镜的光学有效直径以外的所需区域(至少为透镜的预定外径)中保证了高精度的形状传递，并且获得了具有优异的凹透镜表面的光学透镜。另外，在用于模制这种光学透镜的模具中，将传递压力给予光学透镜的坯件的这种调整是在模压期间由第二传递表面进行的，因而显示出了足够的形状传递能力，而且避免了毛刺的出现，因而当要把被模制的物件取出模具时，光学透镜不会受到局部损坏且不会损伤模件的模制表面，从而保持了模具的长期寿命。附图说明图1是显示本专利技术的光学透镜的一个实施例的纵向横截面侧视图。图2是显示根据本专利技术的、用于模制图1的光学透镜的模具的一个实施例的纵向横截面侧视图。图3是纵向横截面图，显示了当完成用图2的模具进行的模制时的状态。图4是被模制物件的横截面侧视图。图5是纵向横截面侧视图，显示了已经进行了对中和边缘对准的光学透镜。图6是用于取出被模制物件的真空吸出装置的示意纵向横截面侧视图。图7是纵向横截面侧视图，显示了本专利技术模具的第二实施例。图8是纵向横截面侧视图，显示了本专利技术模具的第三实施例。图9是纵向横截面侧视图，显示了当第三实施例的模制已经完成时的状态。图10是纵向横截面侧视图，显示了本专利技术的第四实施例。图11是纵向横截面侧视图，显示了本专利技术的第五实施例。图12是纵向横截面侧视图，显示了本专利技术的第六实施例。图13是纵向横截面侧视图，显示了本专利技术的第七实施例。图14显示了根据先有技术的透镜模制模具。下面将结合附图对本专利技术的一些实施例进行描述。在图1中，具体显示了根据本专利技术的、用玻璃制成的光学透镜100的横截面形状。光学透镜100是被这样模压的，使得其厚度从其光轴的中心向透镜的边缘部分变厚，而且在此实施例中，它是一个由围绕其光轴的、具有光学有效直径P的两个凹透镜表面102和104构成的凹透镜。凹透镜表面102和104是与传递表面106和108连续的球面(或非球面)凹透镜表面;传递表面106和108是这样形成的，即使得在光学有效直径P以外的区域中，该透镜的厚度得到限制，使之偏离具有确定光学有效直径的曲率半径的弯曲表面向该透镜外径的延伸面，并在直到透镜的所需外径的范围内形成了传递表面106和108，且在透镜的外径之外，在模制期间留下了自由表面部分114。即，传递表面106和108的形状得到适当的设计，从而使得在透镜外径以外的一个位置处的间距r小于弯曲表面的延伸面110和112之间的间距Q;而上述弯曲表面具有形成凹透镜表面102和104的曲率半径。因此，在本专利技术中，在光学有效直径P以外的区域中的传递表面106和108由平面或弯曲表面或它们的组合构成，而该平面或弯曲表面与具有本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种模压的光学透镜，该光学透镜至少在其光学有效直径之内其厚度从其光轴的中心向着该透镜的边缘部分变大，其特征在于其至少一个透镜表面是与一传递表面连续的球形或非球形凹透镜表面，该传递表面是这样形成的，即在透镜的光学有效直径以外的区域中，该透镜的厚度得到限制，使之偏离具有确定光学有效直径的曲率半径的弯曲表面向该透镜外径的延伸面，且所述传递表面被形成在至少直到透镜的所需外径的区域中，且在模制期间在透镜的所述外径以外留有一自由表面部分。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：山本洁，野村刚，大森正树，真重雅志，
申请(专利权)人：佳能株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]