プラスチック製光学レンズの成形方法
【課題】多くの型枠を必要とせず、複雑なレンズ特性のレンズであっても対応可能なプラスチックレンズの成形方法を提供すること。
【解決手段】第１及び第２のレンズ型枠２，３とガスケット４からなる母型１のガスケット４の第１のレンズ型枠２の下方位置に複数のアクチュエータ１７を配設し、駆動軸１８を所定の進出位置となるように制御する。これによって第１のレンズ型枠２を所望のレンズ面形状に変形させる。そして、駆動軸１８を進出位置で保持させた状態で注入口７からレンズ成形用のモノマーを注入し、熱硬化させてレンズを得るようする。
【解決手段】第１及び第２のレンズ型枠２，３とガスケット４からなる母型１のガスケット４の第１のレンズ型枠２の下方位置に複数のアクチュエータ１７を配設し、駆動軸１８を所定の進出位置となるように制御する。これによって第１のレンズ型枠２を所望のレンズ面形状に変形させる。そして、駆動軸１８を進出位置で保持させた状態で注入口７からレンズ成形用のモノマーを注入し、熱硬化させてレンズを得るようする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はプラスチックを原料とした光学レンズの成形方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から成型用の母型のキャビティ内にレンズ成形用の液状成形材料としての熱硬化性プラスチック材料（モノマー）を充填し、これを加熱してレンズを成形する成形方法が知られている。このような成形方法の一例として特許文献１及び特許文献２を示す。特許文献１ではその図１及び図２に示すように保持部材としてのガスケット１４に対して第１及び第２の型枠１２，１３を装着し母型を構成し、ガスケット１４に形成した充填口１６から内部に液体状の熱硬化性プラスチック材料を注入し、これを硬化させてプラスチックレンズを得るようにしている。あるいは、このようなガスケットではなくレンズを成形する面を所定間隔あけて２つの型枠を向いあわせた状態で型枠保持部材としてテープを使用する場合がある。また、材料として熱可塑性プラスチック材料を使用することも可能である。特許文献２でも同様に第１及び第２のモールド３，４をガスケット２に装着することで鋳型（母型）を構成するようにしている。
これらように成型用の母型内にプラスチック材料を導入してプラスチックレンズを成形する場合にはすでに型枠がレンズ面の形状をなしているため、基本的に切削加工をしなくともよく、材料費も切削で廃棄する部分がないため、切削加工によってレンズを作製する場合よりもコスト削減となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−３４１５３８号公報
【特許文献２】特開２００５−１３２０４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、レンズを例えば眼鏡レンズとして利用する場合、ユーザーの様々な処方に対応させるためには度数に応じて型枠を数多く用意しなければならない。また、Ｓ度数だけでなくＣ度数（乱視度数）や累進特性を考慮する場合には更に型枠の種類は多く必要となる。その場合には型枠の製作コストがかかってしまうことになってしまう。
また、複雑なレンズ特性のレンズを作製する場合には型自体の作製も困難であり、実際には特殊なレンズ特性の場合には切削で対応するケースも多い。そのため、多くの種類の型枠を用意しなくとも複雑なレンズ特性のレンズに対応できるプラスチックレンズの成形方法が求められていた。
本発明は、このような従来の技術に存在する問題点に着目してなされたものである。その目的は、多くの型枠を必要とせず、複雑なレンズ特性のレンズであっても対応可能なプラスチックレンズの成形方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために請求項１に記載の発明では、レンズの表裏いずれかのレンズ面を成形する面（以下、レンズ成形面とする）を有するレンズ型枠と、レンズの外縁を成形するとともに前記レンズ型枠を前記レンズ成形面が上向きとなるように保持する保持部材とからなる容器中にレンズ成形用の成形材料を導入し、同成形材料を前記容器内形状に応じて流動させた後、同成形材料の硬化を図り、その後レンズ型枠及び保持部材を離型させてレンズを得るようにしたプラスチック製光学レンズの成形方法であって、
移動体を直線的に進退させるアクチュエータを所定間隔を空けて二次元方向に複数隣接配置するとともに、前記レンズ型枠を可撓性かつ弾性のある均一な厚みの膜体から構成し、前記各アクチュエータの前記移動体先端を前記レンズ型枠の外側位置に対向配置させ、前記各アクチュエータをそれぞれの前記移動体が所定の進出位置となるように駆動制御して、前記移動体によって前記レンズ型枠を押圧して前記レンズ成形面を所定のレンズ特性の面となるように変形させ、その変形状態で前記レンズ型枠を保持しつつレンズ成形用の成形材料を容器内に導入してレンズの硬化を図るようにしたことをその要旨とする。
また請求項２の発明では請求項１に記載の発明の構成に加え、前記各アクチュエータは前記レンズ型枠の下側に配設されて、前記移動体先端はアクチュエータ設置面に対して垂直方向に進退するようにしたことをその要旨とする。
また請求項３の発明では請求項１又は２に記載の発明の構成に加え、前記レンズ成形用の成形材料は液状の熱硬化性プラスチックであり、熱、光又はマイクロ波のエネルギーを受動させて重合硬化するようにしたことをその要旨とする。
また請求項４の発明では請求項１又は２の発明の構成に加え、前記レンズ成形用の成形材料は熱可塑性プラスチックであり、熱又はマイクロ波のエネルギーを受動させて同熱可塑性プラスチックを溶融させ、前記容器内に注入するようにしたことをその要旨とする。
【０００６】
これらのような構成では、可撓性かつ弾性のある均一な厚みの膜体から構成されたレンズ型枠と対向する位置から複数のアクチュエータの移動体を進出させて先端でレンズ型枠を押圧し、所定のレンズ特性の面となるように変形させる。そして、その変形状態を維持して容器内部にレンズ成形用の成形材料を導入し、その成形材料を容器内の形状に応じて流動させた後に成形材料の硬化を図り、硬化した後にレンズ型枠及び保持部材を離型させてレンズを得るようにする。
ここに、本発明のアクチュエータとは入力エネルギーによって移動体を直線的に進退させる駆動装置であって、電気的なアクチュエータとしては電磁ソレノイドを駆動源としたり、モータを駆動源としたり、空圧を利用するものが一般的であるが、移動体の進退量を制御することが可能な駆動源であれば特に限定されるものではない。本発明のアクチュエータは移動体の進出位置が制御されるようになっている。制御方法は入力エネルギーの種類によって異なる。また、移動体はアクチュエータに内蔵された軸体自体、あるいは内蔵された軸体から直接的あるいは間接的に連動させられる押動部材が想定される。
アクチュエータは二次元方向に複数隣接配置されていることが必要である。このような、二次元方向の拡がりがないとレンズ面形状に応じた変形を広い範囲で実行することができないからである。移動体先端が同一平面上にあることが好ましいが、相互の位置関係が分かっていれば必ずしも移動体先端が同一平面上になくとも構わない。
アクチュエータの数は特に限定されるものではないが、数が多いほどレンズ型枠の膜厚を薄くでき、より精密な変形を担保できる。また、全体に散点的にバランスよく配置することが好ましい。
可撓性かつ弾性のある均一な厚みの膜体からなるレンズ型枠の材質としては例えば、シリコンゴム、ナイロン等の耐熱性のある素材が好ましい。また、アクチュエータの移動体による押動によって皺がよらないために十分な弾性を備えることが好ましい。
【０００７】
また、各アクチュエータはレンズ型枠の下側に配設されて、移動体先端は垂直方向に進退することが好ましい。つまり、容器の底となるレンズ型枠の裏側から移動体で押圧することが好ましい。
また、容器は上面が他の型枠で塞がれていてもよく、開放されていてもよい。また、レンズ成形用の成形材料としては、液状の熱硬化性プラスチックを使用することが想定される。液状の熱硬化性プラスチックは硬化させるために熱、光又はマイクロ波のエネルギーを受動させて重合硬化させる。
プラスチックレンズの材料としては、熱可塑性プラスチックを使用することも想定される。この場合に熱可塑性プラスチックは常温で固化しているため、一旦加熱して溶融させて容器内形状に応じて流動させる必要がある。
【０００８】
また請求項５の発明では、レンズの裏面となる面を成形するためのレンズ成形面を有する第１のレンズ型枠と、同レンズの表面となる面を成形するためのレンズ成形面を有する第２のレンズ型枠とをレンズ成形面同士を正対させた状態で所定間隔離間させて配置し、レンズの外縁を成形するための保持部材を前記第１及び第２のレンズ型枠間に配設することで同両レンズ型枠の間隔を保持させながら同両レンズ型枠及び保持部材に包囲された外空間と区画された内部空間を有する母型を形成させ、前記保持部材の一部に形成された注入口からレンズ成形用の液状成形材料を前記母型内に注入して同液状成形材料の硬化を図り、その後同両レンズ型枠を離型させてレンズを得るようにしたプラスチック製光学レンズの成形方法であって、移動体を直線的に進退させるアクチュエータを所定間隔間を空けて二次元方向に複数隣接配置するとともに、前記第１又は第２のいずれか、もしくは両方のレンズ型枠を可撓性かつ弾性のある均一な厚みの膜体から構成し、前記各アクチュエータの前記移動体先端を膜体から構成される前記レンズ型枠の外側位置に対向配置させ、前記各アクチュエータをそれぞれの前記移動体が所定の進出位置となるように駆動制御して前記移動体によって膜体から構成される前記レンズ型枠を押圧して前記レンズ成形面を所定のレンズ特性の面となるように変形させ、その変形状態で膜体から構成される前記レンズ型枠を保持しつつレンズ成形用の成形材料を容器内に導入してレンズの硬化を図るようにしたことをその要旨とする。
また請求項６の発明では請求項５の発明の構成に加え、前記各アクチュエータは膜体から構成される前記レンズ型枠に正対させた状態で配設されて、前記移動体先端はアクチュエータ設置面に対して垂直方向に進退するようにしたことをその要旨とする。
また請求項７の発明では請求項５又は６の発明の構成に加え、前記第１又は第２のいずれかのレンズ型枠を可撓性かつ弾性のある均一な厚みの膜体から構成するとともに、いずれか他方のレンズ型枠を前記レンズ成形用の液状成形材料と同質の成形材料から成形したレンズ前駆体から構成し、前記母型内に注入した前記レンズ成形用の液状成形材料とを重合硬化させる際に同レンズ前駆体と一体化するようにしたことをその要旨とする。
また請求項８の発明では請求項５又は６の発明の構成に加え、 前記レンズ成形用の成形材料は熱可塑性プラスチックであり、熱又はマイクロ波のエネルギーを受動させて同熱可塑性プラスチックを溶融させ、前記容器内に注入するようにしたことをその要旨とする。
また請求項９の発明では請求項５〜７のいずれかに記載の発明の構成に加え、前記レンズ成形用の液状成形材料は熱、光又はマイクロ波のエネルギーを受動して重合硬化する熱硬化性プラスチックであることをその要旨とする。
【０００９】
上記請求項５〜９のような構成では、第１及び第２のレンズ型枠と保持部材からなる母型の内部空間にレンズ成形用の液状成形材料を注入して同液状成形材料の硬化を図り、その後両レンズ型枠を離型させてレンズを得るようにしたプラスチック製光学レンズの成形方法であって、第１及び第２のいずれか、もしくは両方のレンズ型枠を可撓性かつ弾性のある均一な厚みの膜体から構成し、複数のアクチュエータの移動体を膜体から構成したレンズ型枠と対面させ、移動体を進出させてレンズ型枠を押圧し、所定のレンズ特性の面となるように変形させる。そして、その変形状態を維持して母型内部に液状成形材料を導入し、その成形材料を母型内の形状に応じて流動させた後に成形材料の硬化を図り、硬化した後にレンズ型枠及び保持部材を離型させてレンズを得るようにする。
ここに、膜体から構成されていないレンズ型枠をレンズ成形用の液状成形材料と同質の成形材料から成形したレンズ前駆体から構成し、前記母型内に注入した前記レンズ成形用の液状成形材料とを重合硬化させる際に同レンズ前駆体と一体化するような構成を採用することが可能である。つまり、成形するためのレンズ型枠をそのまま成形予定レンズの一部としてしまうわけである。このように構成することで、レンズ型枠を下方のみ用意すればよいこととなり、上側のレンズ型枠が事実上不要となる。また、実際に母型内で液状成形材料を硬化させて成形する部分をごくわずかな部分とすることができるため、すでにレンズ面が成形されている場合にその収差の補正のために使用する等用途の幅が広がる。レンズ型枠と液状成形材料とは同一素材であることが好ましいが、屈折率や相溶性に問題がなければ同一でなくとも構わない。
また、レンズ成形用の液状成形材料としては、熱硬化性プラスチックを使用することが想定される。液状の熱硬化性プラスチックは硬化させるために熱、光又はマイクロ波のエネルギーを受動させて重合硬化させる。また、レンズ成形用の成形材料として熱可塑性プラスチックを使用することも可能であり、その場合には容器中に導入後に熱又はマイクロ波のエネルギーを受動させて溶融させ、前記容器内形状に応じて流動させるようにすることが好ましい。
また、各アクチュエータは膜体から構成されたレンズ型枠に正対するように配設されて、移動体先端は垂直方向に進退することが好ましい。つまり、母型のレンズ型枠の裏側から移動体で押圧することが好ましい。
【００１０】
また請求項１０の発明では請求項１〜９のいずれかの発明の構成に加え、移動体によって前記レンズ型枠を押圧して前記レンズ成形面を所定のレンズ特性の面となるように変形させた後に、その変形状態で前記レンズ型枠を保持しつつレンズ成形用の成形材料を容器内に導入してレンズの硬化を図るレンズ硬化工程の後で、前記移動体を進出位置にて保持した状態で同レンズを取り出し、前記移動体の保持された進出位置において次の成形のための前記レンズ型枠を保持させ次の前記レンズ硬化工程を実行するようにして同等なレンズ特性の面を持つ光学レンズを連続して作製するようにしたことをその要旨とする。
このような構成であれば、一旦確定した位置に進出した移動体上にレンズ型枠を置くことで先の形状と同様に型枠は変形するため、連続的に同等なレンズ特性の面を持つ光学レンズを効率的に作製できることとなる。
また請求項１１の発明では請求項１〜１０のいずれかの発明の構成に加え、基準レンズの基準面に対して成形予定レンズの前記レンズ面にどれだけのサグ量を与えるかを算出するサグ量算出工程と、可撓性かつ弾性のある均一な厚みの膜体から構成された前記レンズ型枠上に前記基準レンズを前記基準面が接触するように載置し、前記アクチュエータを駆動制御して前記基準面形状に応答して変形した前記レンズ型枠に前記移動体を当接させて、前記各アクチュエータ毎の前記移動体の初期位置を決定する移動体初期位置決定工程と、前記各アクチュエータの配設位置と対応する成形予定レンズの前記レンズ面上の基準位置を特定し、前記サグ量算出工程において同各基準位置に与えられたサグ量を基準進出位置にある前記移動体に対して付加して前記各移動体をそれぞれ新たに固有の進出位置に進出させる移動体固有進出工程とを有し、前記移動体初期位置決定工程において前記各移動体を初期位置に進出させた後に、前記基準レンズを取り除き、前記移動体固有進出工程において前記各移動体を新たな固有の進出位置に進出させて前記レンズ型枠について前記レンズ成形面を所定のレンズ特性の面となるように変形させるようにしたことをその要旨とする。
また請求項１２の発明では請求項１１の発明の構成に加え、前記アクチュエータは中心を通る直線に沿って同心円状に配置させられていることをその要旨とする。
【００１１】
上記請求項１０及び１１のような構成においては、アクチュエータの移動体に初期位置を与えるために基準レンズを使用する。基準レンズを可撓性かつ弾性のある均一な厚みの膜体から構成されたレンズ型枠上に基準面が接触するように載置し、アクチュエータを駆動制御して基準面形状に応答して変形したレンズ型枠に移動体を当接させて、各アクチュエータ毎の移動体の初期位置を決定する。一方、基準レンズに対する成形予定レンズのレンズ面に与えるサグ量を算出する。そして、そのサグ量と同等の変形がされるように可撓性かつ弾性のある均一な厚みの膜体から構成されたレンズ型枠をアクチュエータの移動体はその配設位置、例えば水平方向位置ａ１〜ａｎと対応する成形予定レンズのレンズ面上の基準位置ｐ１〜ｐｎに与えられたサグ量分（固有の進出量）だけ進出させることが想定される。
これによって、アクチュエータの移動体の位置にばらつきがあっても、基準レンズのカーブをレンズ型枠を通して倣うことによって、正確な初期位置を決定することができ、成形予定レンズのレンズ面は基準レンズに対してどれだけのサグ量を与えるかという観点でレンズ型枠を変形させることができるため、極めて正確なレンズを作製することが可能である。
本発明では基準レンズの基準面は所定のカーブを有するレンズだけでなく無限大の曲率、つまり平面である場合も含むものとする。また、アクチュエータは中心を通る直線に沿って密に配置されていることが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
上記各請求項の発明では、プラスチックレンズの成形において多くの型枠を必要とせず、複雑なレンズ特性のレンズであっても自在に対応することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施例１の母型の構成を説明する図であって（ａ）は正面方向からの分解断面図、（ｂ）は正断面図。
【図２】本発明の実施例１の母型をオーブン内に配置した状態の周辺機器を含んだ説明図の正断面図。
【図３】本発明の実施例１に使用するアクチュエータの配置状態を模式的に説明する平面図。
【図４】本発明の実施例１の電気的構成を説明するブロック図。
【図５】本発明の実施例１のレンズの成形工程を説明する図であって（ａ）は基準レンズを第１の型枠上に載置する説明図、（ｂ）は基準レンズ載置後にアクチュエータを駆動させて駆動軸を初期位置に移動させた状態の説明図。
【図６】本発明の実施例１のレンズの成形工程を説明する図であって（ａ）は基準レンズを第１の型枠上から取りだした状態を説明する説明図、（ｂ）はサグ量に応じた進出量で駆動軸を進出させている途中の状態を説明する説明図。
【図７】本発明の実施例１のアクチュエータの駆動軸の進出量を決定する手法を説明する説明図。
【図８】本発明の実施例１のレンズの成形工程を説明する図であって（ａ）は図６（ｂ）の状態から第２の型枠を取り付けた状態を説明する説明図、（ｂ）は母型内部に熱硬化性プラスチック材料を充填させた状態の説明図。
【図９】本発明の実施例２のアクチュエータの駆動軸の進出量を決定する手法を説明する説明図。
【図１０】本発明の実施例３のレンズの成形工程において第２の型枠を液体状の熱硬化性プラスチック材料Ｍと同一の材料で構成することで両者を一体化させることを説明する説明図。
【図１１】本発明の実施例４のレンズの成形工程において（ａ）は上方が開放された母型の正断面図、（ｂ）は熱可塑性プラスチックを注入している途中工程を説明する説明図、（ｃ）はこの母型を使用して作製したプラスチックレンズの断面図。
【図１２】本発明の他の実施例の母型をオーブン内に配置した状態の周辺機器を含んだ説明図の正断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明のプラスチック製光学レンズを眼鏡レンズに適用した具体的な成形方法について図面に基づいて説明する。
（実施例１）
実施例１では図１（ａ）及び（ｂ）に示すような母型１を使用する。成形材料としては屈折率１．５００の熱硬化性プラスチックを利用した。母型１は第１の型枠２、第２の型枠３及び保持部材としてのガスケット４から構成される。第１の型枠２は本実施例１では厚み２．０ｍｍの均一な厚みの可撓性のあるシリコンゴム製の円形の平板な膜体から構成されており、その周縁にガスケット４に係合させて固定するための係合部５が形成されている。第２の型枠３は表裏とも同じ曲率の球面から構成されたメニスカス形状のガラス製の円形板状体とされている。図１（ｂ）に示すように、水平に設置された状態で第１の型枠２は緩やかな断面二次曲線のカーブを描いて自重で撓むこととなる。
第１の型枠２の内面は成形されるプラスチックレンズの裏面（眼球側）を成形するためのレンズ成形面とされ、第２の型枠３の内面は成形されるプラスチックレンズの表面（物体側）を成形するためのレンズ成形面とされる。ガスケット４は光透過性のシリコンゴム製のリング体であって、その内周には径方向の断面において内方に突起した形状の支持部８が形成されている。ガスケット４には内外を連通させる充填口７が設けられている。第１の型枠２及び第２の型枠３はそれぞれガスケット４に嵌合され支持部８に当接して間隔が保持され、母型１内部にキャビティが形成されることとなる。尚、本実施例１では後述するようにレンズ径７５ｍｍとしたため、ここで使用される第１の型枠２、第２の型枠３及びガスケット４はそのレンズ径に対応する内径のものを採用する。
【００１５】
図２に示すように、母型１はオーブン１０内において第１の型枠２が下側になるようにガスケット４を介して支持フレーム１１上に支承される。尚、支持フレーム１１とガスケット４は両者を正確に位置合わせするための図示しない凹凸の係合部によって係合されるようになっている。オーブン１０にはヒータとファンからなる熱循環ユニット１２が併設されている。オーブン１０内部にはＵＶ照射装置１３が配設されている。ＵＶ照射装置１３は斜め上方位置の９０度ずつずれた４方向と、斜め下方位置の９０度ずつずれた４方向（図示ではそれぞれ２方向のみ）の計８方向から中心方向に向って紫外線を照射するように配置されている。
オーブン１０内であって、支持フレーム１１の内側にはアクチュエータユニット１５が配設されている。本実施例１ではアクチュエータユニット１５はベースプレート１６に埋設された計６５基のアクチュエータ１７の集合体から構成されている。本実施例１のアクチュエータ１７はサーボモータを制御することで進退位置を決定するモータ制御型のリニアアクチュエータであり、内蔵された移動体としての駆動軸１８がオーブン１０の底面１０ａに対して垂直方向に向って進退するようになっている。駆動軸１８の先端は砲弾形状に構成されている。図３に示すように、各アクチュエータ１７は本実施例１では中央から均等な角度で１６方向に同心円状に配列されている。図３においてＡ−Ａ方向、Ｃ−Ｃ方向、Ｅ−Ｅ方向、Ｇ−Ｇ方向の４つの直径方向（つまり８つの放射方向）は４５度ずつずれた各方向にそれぞれ５つずつアクチュエータ１７が所定間隔で配置された主放射方向である。また、周縁寄りにおいて周方向に隣接するアクチュエータ１７の間隔が開きすぎるのを防止するために主放射方向の中間位置であるＢ−Ｂ方向、Ｄ−Ｄ方向、Ｆ−Ｆ方向、Ｈ−Ｈ方向の４つの直径方向（つまり８つの放射方向）の周縁寄りにそれぞれ３つずつアクチュエータ１７が副放射方向として所定間隔で配置されている。各方向のアクチュエータ１７は中央から所定の半径となる同一円周上に配置され、中心からすべての方向にバランスよくアクチュエータ１７が配設されることとなっている。
尚、上記のように本実施例１ではレンズ径７５ｍｍに対応する内径の第１の型枠２、第２の型枠３及びガスケット４を用いるため、アクチュエータユニット１５もこれらに対応する大きさのものを使用する。
【００１６】
図２及び図４に示すように、オーブン１０外にはアクチュエータ１７を制御するためのアクチュエータ制御用コンピュータ２５が設置されている。コンピュータ２５はＣＰＵ（中央処理装置）２６及びＲＯＭ及びＲＡＭからなるメモリ２７等、入力装置２８(マウス、キーボード等)、モニター２９及びプリンタ３０等の周辺装置によって構成されている。ＣＰＵ２６はアクチュエータ１７（サーボモータ１７ａ、回転速度検出器１７ｂ、エンコーダ１７ｃ）、熱循環ユニット１２（ヒータ１２ａ及びファン１２ｂ）及びＵＶ照射装置１３とそれぞれ接続されている。
ＣＰＵ２６はアクチュエータ１７の駆動源としてのサーボモータ１７ａの駆動を制御する。また、アクチュエータ１７に併設された回転速度検出器１７ａからの電圧値に基づいて駆動軸１８の進出位置を判断するとともに、サーボモータ１７ａに内蔵されたエンコーダ１７ｃのパルス信号に基づいて駆動軸１８の進出量を判断する。また入力装置２７からアクチュエータ１７毎の所定の進出量データ、つまりに基準レンズに対する成形予定レンズのサグ量データに基づいてサーボモータ１７ａを制御し駆動軸１８を所定の進出位置に保持させる。
【００１７】
次に、このような構成の母型１及びオーブン１０を使用したプラスチック製眼鏡レンズの成形工程についてＣＰＵ２６の制御動作と併せて詳しく説明する。
まず、前提として基準レンズ２１の基準面Ｂｓに対する成形予定レンズの裏面側のサグ量を算出する。本実施例１では球面レンズでＳ−４．００、レンズ径７５ｍｍのレンズを作製するものとする。サグ量は成形予定レンズの裏面形状を三次元的にシミュレーションしてレンズ面のあらゆる部分の相対的な位置を算出し、三次元的な形状が分かっている基準レンズ２１の基準面Ｂｓとの差として得られる値である。第１の型枠２と接する側が基準面Ｂｓとされるが、実施例１では基準レンズ２１の表裏面は互いに平行な平面に構成されているため、表裏面いずれを基準面Ｂｓとしてもよい。この基準面Ｂｓに対するサグ量が求めるサグ量となる。表１に実施例１の幾何中心からの主要なサグ量を示す。
ここでは凹形状のレンズ裏面を成形するようになっているが、第１の型枠２は周縁で支持されており、下方からアクチュエータ１７の駆動軸１８で押動される場合にはこのように下側に凹形状に変形されることが構造上好ましい。
尚、実施例１の成形予定レンズは乱視度数が０のシングルヴィジョン（ＳＶ）であるため、幾何中心Ｏからあらゆる方向に向かってサグ量は同量に増減する。
【００１８】
【表１】
【００１９】
図５（ａ）及び（ｂ）に示すように、オーブン１０内において第２の型枠３をガスケット４に装着する前にガスケット４の内径と合致（実際にはごくわずかに小径）する径の基準レンズ２１を上方から挿入して第１の型枠２上に載置する。
この状態でＣＰＵ２６はアクチュエータ１７を駆動軸１８を進出させる方向に駆動させる。すると図５（ｂ）に示すように駆動に伴って駆動軸１８の先端はまず第１の型枠２に当接し、若干撓んだ第１の型枠２を上方に押し戻す。自重で伸びていた第１の型枠２は原形状に復帰する。第１の型枠２を介して基準レンズ２１の基準面Ｂｓに当接した駆動軸１８は当接による反力で回転速度が低下するため、コントローラ１８はこの時の電圧値を検出することとなり駆動軸１８が初期位置に進出したと判断される。ＣＰＵ２６はアクチュエータ１７の駆動を一旦停止させ駆動軸１８を決定された初期位置で保持させる。この初期位置は記憶される。
【００２０】
次いで、図６（ａ）及び（ｂ）に示すように基準レンズ２１を取りだした状態でＣＰＵ２６は各アクチュエータ１７の駆動軸１８に対応するサグ量と同じ長さの分を進出させるように制御する。例えば今、Ａ方向のアクチュエータ１７の進出量を想定する。図３に示すように、Ａ方向は合計１１基のアクチュエータ１７が直列に並んでいるため、今これをＡａ１〜Ａａ１１とナンバーを振る。
図７に示すように成形予定レンズの幾何中心ｐ１に対応した中央のアクチュエータ１７の位置はＡａ６である。本実施例１ではＡａ６から対応する等距離にあるＡａ１とＡａ１１、Ａａ２とＡａ１０、Ａａ３とＡａ９、Ａａ４とＡａ８、Ａａ５とＡａ７はそれぞれ同じ進出量となる。今、Ａａ５とＡａ７がＡａ６位置から８ｍｍ外方（ｐ２位置）にあり、Ａａ４とＡａ８がＡａ６位置から１６ｍｍ外方（ｐ３位置）にあり、Ａａ３とＡａ９がＡａ６位置から２４ｍｍ外方（ｐ４位置）にあり、Ａａ２とＡａ１０がＡａ６位置から３２ｍｍ外方（ｐ５位置）にあり、Ａａ１とＡａ１１がＡａ６位置から３７ｍｍ外方（ｐ６位置）にあるものとする。
そうすると表１からＡａ６位置にあるアクチュエータ１７はサグ量＋7.2975mm、Ａａ５とＡａ７位置にあるアクチュエータ１７はサグ量＋6.9770ｍｍ、Ａａ４とＡａ８位置にあるアクチュエータ１７はサグ量＋6.0092ｍｍ、Ａａ３とＡａ９位置にあるアクチュエータ１７はサグ量＋4.3748ｍｍ、Ａａ２とＡａ１０位置にあるアクチュエータ１７はサグ量＋2.0393ｍｍ、Ａａ１とＡａ１１位置にあるアクチュエータ１７はサグ量＋0.2007ｍｍとなり、それぞれそのサグ量がＡ方向の列の固有の進出量となる。ここではＡ方向について説明したが、実施例１における成形予定レンズは中心からあらゆる方向のサグ量は同じ距離であれば同じであるため、他の方向の固有の進出量もこのＡ方向に準じて決定することは容易である。これらの値はコンピュータ２５に入力されて各アクチュエータ１７の固有の値として記憶されている。
第１の型枠２はこれらアクチュエータ１７のサグ量に応じて固有の進出量で進出させられた駆動軸１８によって押動されて下向き凹形状に変形させられる。第１の型枠２はこのように間隔を空けて散点状に支持されていても弾性を有するために支持されている駆動軸１８間で垂れることなく断面線は滑らかな曲線を描き、ａ１位置を通る直径方向の断面線の軌跡は成形予定レンズの裏面の幾何中心Ｏを通る直径方向の断面線の軌跡、つまり表１のサグ量に基づいて得られる曲線と一致する。
【００２１】
次いで、図８（ａ）に示すようにこのように駆動軸１８によって第１の型枠２を変形させて保持した状態で第２の型枠３をガスケット４に装着し、充填口７から調整した液体状の熱硬化性プラスチック材料Ｍを充填し、図８（ｂ）に示すようにキャビティ内に充満させる。以後は、定法に従ってＣＰＵ２６による制御下で所定時間ＵＶ照射装置１３を作動させ、まず、充填した硬化性プラスチック材料の表面を硬化させた後、所定時間かけて所定の温度履歴で熱循環ユニット１２を作動させて内部まで硬化させる。これによって成形予定レンズの裏面側の形状に所定の特性を与えたレンズが成形されることとなる。母型１（第１及び第２の型枠２，３及びガスケット４）をアクチュエータ１７の上から取り外し、作製されたレンズを離型させる。このときアクチュエータ１７の駆動軸１８の進出位置をそのまま維持させる。
２回目以降のレンズ作製については図８（ａ）においてアクチュエータ１７の駆動軸１８の進出量を保持させたまま、レンズを取り出した後の母型１あるいは別途用意しておいた同じサイズの母型１をセットし、上記と同様に熱硬化性プラスチック材料Ｍを充填してレンズを作製していく。
【００２２】
以上のように構成することにより本実施例の成形方法は次のような効果を奏する。
（１）第１の型枠２は変形可能な膜体で構成され、アクチュエータ１７の駆動軸１８によって成形予定レンズに対応した形状のレンズ成形面に変形させることが可能であるため、レンズ特性に応じた多種類の型枠を用意する必要がない。
（２）アクチュエータ１７はバランスよく分散され、なおかつ密に配置されているため、第１の型枠２を変形させた場合に歪みが生じにくい。
（３）基準レンズによってまずアクチュエータ１７の駆動軸１８の初期位置を決定するため、駆動軸１８の進出量の固有の誤差を解消でき、より正確に第１の型枠２を変形させることができる。
（４）一回目のアクチュエータ１７の駆動軸１８の進出位置が決定されれば、次の工程からは駆動軸１８の進出位置を設定しなくとも、母型１を置いていけばよいので、同等なレンズ特定の面を持つ光学レンズを連続して作製することが容易である。
【００２３】
（実施例２）
実施例２では実施例１とサイズ違い（内径７０ｍｍ）の同じ母型３１を使用する。また、硬化処理に使用するオーブン１０及びその周辺機器についても実施例１と同じ構成のものを使用する。実施例２では成形予定レンズのレンズ特性としてＣ度数（乱視度数）を有する場合について説明し、実施例１と同じ構成については説明を省略する。本実施例２では球面レンズでＳ−４．００、Ｃ−２．００．ＡＸ１８０でレンズ径７０ｍｍのレンズを作製するものとする。実施例２でも実施例１と同様に成形予定レンズの裏面形状を三次元的にシミュレーションしてレンズ面のあらゆる部分の相対的な位置を算出し、基準レンズ２１の面との差として得るようにする。
表２に実施例２の幾何中心からの主要なサグ量を示す。実施例２の成形予定レンズは乱視度数が乱視軸１８０度で設定されているため、垂直方向と水平方向で最大のサグ量と最少のサグ量となる。
【００２４】
【表２】
【００２５】
本実施例では実施例１と異なり中心からあらゆる方向でサグ量が異なる。そのため、すべてのアクチュエータ１７はすべて異なる固有の進出量とされる。そのため、すべてのアクチュエータ１７の成形予定レンズの裏面形状に対する相対位置を明らかにする必要がある。そのため、本実施例では乱視軸と一致する方向にアクチュエータ１７の１つの配列と一致させるようにして計算を簡略化するようにしている。例えば、乱視軸に直交する方向であるＹ軸方向と配列Ａを一致させるものとする。
例えば実施例１と同様に配列Ａアクチュエータ１７を想定する。図９に示すように成形予定レンズの幾何中心ｐ１に対応した中央のアクチュエータ１７の位置はＡａ６である。本実施例１ではＡａ６から対応する等距離にあるＡａ１とＡａ１１、Ａａ２とＡａ１０、Ａａ３とＡａ９、Ａａ４とＡａ８、Ａａ５とＡａ７はそれぞれ同じ進出量となる。今、Ａａ５とＡａ７がＡａ６位置から８ｍｍ外方（ｐ２位置）にあり、Ａａ４とＡａ８がＡａ６位置から１６ｍｍ外方（ｐ３位置）にあり、Ａａ３とＡａ９がＡａ６位置から２４ｍｍ外方（ｐ４位置）にあり、Ａａ２とＡａ１０がＡａ６位置から３０ｍｍ外方（ｐ５位置）にあり、Ａａ１とＡａ１１がＡａ６位置から３４ｍｍ外方（ｐ６位置）にあるものとする。 そうすると表１からＡａ６位置にあるアクチュエータ１７はサグ量＋9.1627mm、Ａａ５とＡａ７位置にあるアクチュエータ１７はサグ量＋8.7133ｍｍ、Ａａ４とＡａ８位置にあるアクチュエータ１７はサグ量＋7.3476ｍｍ、Ａａ３とＡａ９位置にあるアクチュエータ１７はサグ量＋5.0010ｍｍ、Ａａ２とＡａ１０位置にあるアクチュエータ１７はサグ量＋2.5573ｍｍ、Ａａ１とＡａ１１位置にあるアクチュエータ１７はサグ量＋0.5516ｍｍとなり、それぞれそのサグ量がＡ方向の列の固有の進出量となる。
これは配列Ａ方向における進出量であり、１６方向の各配列におけるアクチュエータ１７に対してそれぞれの位相に応じて算出される値である。例えばＡ方向と直交するＥ方向であれば乱視軸と直交するＹ軸方向となる。これらの値はコンピュータ２５に入力されて各アクチュエータ１７の固有の値として記憶されている。
実施例２においてもアクチュエータ１７の駆動軸１８の進出量に違いがあるだけで実施例１と同じ成形工程で成形予定レンズの裏面側の形状に所定の特性を与えたレンズが成形されることとなる。
【００２６】
（実施例３）
実施例３では実施例１の母型１において第２の型枠３を液体状の熱硬化性プラスチック材料Ｍと同一の材料で構成した。また、硬化処理に使用するオーブン１０及びその周辺機器についても実施例１と同じ構成のものを使用する。実施例３では図１０に示すように離型させた際に第２の型枠３は硬化した熱硬化性プラスチック材料Ｍと一体化したプラスチックレンズＰＬを作製することができる。
【００２７】
（実施例４）
実施例４では図１１（ａ）に示すような母型３１を使用する。母型３１は第１の型枠３２及び保持部材としてのガスケット３３から構成される。第１の型枠３２は実施例１と同様に厚み２．０ｍｍの均一な厚みの可撓性のあるシリコンゴム製の円形の平板な膜体から構成されている。また、上記各実施例と異なり第２の型枠がないため母型３１は常に開放状態であって密閉状態とはならない。図１１（ｂ）に示すように、実施例１あるいは実施例２のようにアクチュエータ１７を制御して成形予定レンズの裏面側の形状に所定の特性を与えたレンズを成形する。そして、図１１（ｂ）に示すように熱可塑性プラスチック、たとえばポリカーボネートＰＣをオーブン１０内で熱循環ユニット１２を制御して溶解させて充填口７から母型３１内に注入し、内部形状に沿ってポリカーボネートＰＣを流動させ、その除冷して離型すると図１１（ｃ）のような裏面だけが第１の型枠３２で成形されたプラスチックレンズＰＬが得られる。本実施例４では表面側は成形されないので、適宜切削及び研磨加工して表面側を成形する。
【００２８】
尚、この発明は、次のように変更して具体化することも可能である。
・上記実施例では膜体からなる第１の型枠２，３２はガスケット４，３３に対して下側に配置される場合で説明したが、上側に配置される第２の型枠３を同様に膜体から構成し、下方に向って駆動軸１８が進出するようにアクチュエータ１７を配置することも可能である。
・第１及び第２のレンズ型枠２，３は上記ではアクチュエータ１７が下方に配置されるように上下方向で配置したが、第１及び第２のレンズ型枠２，３を縦置きして、横方向からアクチュエータ１７が進退するように配置してもよい。
・上記実施例ではレンズの裏面側についてアクチュエータ１７を使用して成形するようにしていたが、表面側をアクチュエータ１７を使用して成形するようにしてもよい。
・上記実施例ではオーブン１０，３５は熱循環ユニット１２，３６によって熱風で加熱するようにしていたが、図１２のようにオーブン３７にマイクロ波供給装置３８を併設してマイクロ波による誘導加熱で母型１内の液体状の熱硬化性プラスチック材料（あるいは熱可塑性プラスチック）を硬化させるようにしてもよい。
・その他、本発明の趣旨を逸脱しない態様で実施することは自由である。
【符号の説明】
【００２９】
１，３１…母型、２，３２…第１のレンズ型枠、３…第２のレンズ型枠、４，３３…保持部材としてのガスケット、１７…アクチュエータ、１８…移動体としての駆動軸、Ｍ…熱硬化性プラスチック材料、ＰＣ…熱可塑性プラスチックとしてのポリカーボネート。
【技術分野】
【０００１】
本発明はプラスチックを原料とした光学レンズの成形方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から成型用の母型のキャビティ内にレンズ成形用の液状成形材料としての熱硬化性プラスチック材料（モノマー）を充填し、これを加熱してレンズを成形する成形方法が知られている。このような成形方法の一例として特許文献１及び特許文献２を示す。特許文献１ではその図１及び図２に示すように保持部材としてのガスケット１４に対して第１及び第２の型枠１２，１３を装着し母型を構成し、ガスケット１４に形成した充填口１６から内部に液体状の熱硬化性プラスチック材料を注入し、これを硬化させてプラスチックレンズを得るようにしている。あるいは、このようなガスケットではなくレンズを成形する面を所定間隔あけて２つの型枠を向いあわせた状態で型枠保持部材としてテープを使用する場合がある。また、材料として熱可塑性プラスチック材料を使用することも可能である。特許文献２でも同様に第１及び第２のモールド３，４をガスケット２に装着することで鋳型（母型）を構成するようにしている。
これらように成型用の母型内にプラスチック材料を導入してプラスチックレンズを成形する場合にはすでに型枠がレンズ面の形状をなしているため、基本的に切削加工をしなくともよく、材料費も切削で廃棄する部分がないため、切削加工によってレンズを作製する場合よりもコスト削減となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−３４１５３８号公報
【特許文献２】特開２００５−１３２０４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、レンズを例えば眼鏡レンズとして利用する場合、ユーザーの様々な処方に対応させるためには度数に応じて型枠を数多く用意しなければならない。また、Ｓ度数だけでなくＣ度数（乱視度数）や累進特性を考慮する場合には更に型枠の種類は多く必要となる。その場合には型枠の製作コストがかかってしまうことになってしまう。
また、複雑なレンズ特性のレンズを作製する場合には型自体の作製も困難であり、実際には特殊なレンズ特性の場合には切削で対応するケースも多い。そのため、多くの種類の型枠を用意しなくとも複雑なレンズ特性のレンズに対応できるプラスチックレンズの成形方法が求められていた。
本発明は、このような従来の技術に存在する問題点に着目してなされたものである。その目的は、多くの型枠を必要とせず、複雑なレンズ特性のレンズであっても対応可能なプラスチックレンズの成形方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために請求項１に記載の発明では、レンズの表裏いずれかのレンズ面を成形する面（以下、レンズ成形面とする）を有するレンズ型枠と、レンズの外縁を成形するとともに前記レンズ型枠を前記レンズ成形面が上向きとなるように保持する保持部材とからなる容器中にレンズ成形用の成形材料を導入し、同成形材料を前記容器内形状に応じて流動させた後、同成形材料の硬化を図り、その後レンズ型枠及び保持部材を離型させてレンズを得るようにしたプラスチック製光学レンズの成形方法であって、
移動体を直線的に進退させるアクチュエータを所定間隔を空けて二次元方向に複数隣接配置するとともに、前記レンズ型枠を可撓性かつ弾性のある均一な厚みの膜体から構成し、前記各アクチュエータの前記移動体先端を前記レンズ型枠の外側位置に対向配置させ、前記各アクチュエータをそれぞれの前記移動体が所定の進出位置となるように駆動制御して、前記移動体によって前記レンズ型枠を押圧して前記レンズ成形面を所定のレンズ特性の面となるように変形させ、その変形状態で前記レンズ型枠を保持しつつレンズ成形用の成形材料を容器内に導入してレンズの硬化を図るようにしたことをその要旨とする。
また請求項２の発明では請求項１に記載の発明の構成に加え、前記各アクチュエータは前記レンズ型枠の下側に配設されて、前記移動体先端はアクチュエータ設置面に対して垂直方向に進退するようにしたことをその要旨とする。
また請求項３の発明では請求項１又は２に記載の発明の構成に加え、前記レンズ成形用の成形材料は液状の熱硬化性プラスチックであり、熱、光又はマイクロ波のエネルギーを受動させて重合硬化するようにしたことをその要旨とする。
また請求項４の発明では請求項１又は２の発明の構成に加え、前記レンズ成形用の成形材料は熱可塑性プラスチックであり、熱又はマイクロ波のエネルギーを受動させて同熱可塑性プラスチックを溶融させ、前記容器内に注入するようにしたことをその要旨とする。
【０００６】
これらのような構成では、可撓性かつ弾性のある均一な厚みの膜体から構成されたレンズ型枠と対向する位置から複数のアクチュエータの移動体を進出させて先端でレンズ型枠を押圧し、所定のレンズ特性の面となるように変形させる。そして、その変形状態を維持して容器内部にレンズ成形用の成形材料を導入し、その成形材料を容器内の形状に応じて流動させた後に成形材料の硬化を図り、硬化した後にレンズ型枠及び保持部材を離型させてレンズを得るようにする。
ここに、本発明のアクチュエータとは入力エネルギーによって移動体を直線的に進退させる駆動装置であって、電気的なアクチュエータとしては電磁ソレノイドを駆動源としたり、モータを駆動源としたり、空圧を利用するものが一般的であるが、移動体の進退量を制御することが可能な駆動源であれば特に限定されるものではない。本発明のアクチュエータは移動体の進出位置が制御されるようになっている。制御方法は入力エネルギーの種類によって異なる。また、移動体はアクチュエータに内蔵された軸体自体、あるいは内蔵された軸体から直接的あるいは間接的に連動させられる押動部材が想定される。
アクチュエータは二次元方向に複数隣接配置されていることが必要である。このような、二次元方向の拡がりがないとレンズ面形状に応じた変形を広い範囲で実行することができないからである。移動体先端が同一平面上にあることが好ましいが、相互の位置関係が分かっていれば必ずしも移動体先端が同一平面上になくとも構わない。
アクチュエータの数は特に限定されるものではないが、数が多いほどレンズ型枠の膜厚を薄くでき、より精密な変形を担保できる。また、全体に散点的にバランスよく配置することが好ましい。
可撓性かつ弾性のある均一な厚みの膜体からなるレンズ型枠の材質としては例えば、シリコンゴム、ナイロン等の耐熱性のある素材が好ましい。また、アクチュエータの移動体による押動によって皺がよらないために十分な弾性を備えることが好ましい。
【０００７】
また、各アクチュエータはレンズ型枠の下側に配設されて、移動体先端は垂直方向に進退することが好ましい。つまり、容器の底となるレンズ型枠の裏側から移動体で押圧することが好ましい。
また、容器は上面が他の型枠で塞がれていてもよく、開放されていてもよい。また、レンズ成形用の成形材料としては、液状の熱硬化性プラスチックを使用することが想定される。液状の熱硬化性プラスチックは硬化させるために熱、光又はマイクロ波のエネルギーを受動させて重合硬化させる。
プラスチックレンズの材料としては、熱可塑性プラスチックを使用することも想定される。この場合に熱可塑性プラスチックは常温で固化しているため、一旦加熱して溶融させて容器内形状に応じて流動させる必要がある。
【０００８】
また請求項５の発明では、レンズの裏面となる面を成形するためのレンズ成形面を有する第１のレンズ型枠と、同レンズの表面となる面を成形するためのレンズ成形面を有する第２のレンズ型枠とをレンズ成形面同士を正対させた状態で所定間隔離間させて配置し、レンズの外縁を成形するための保持部材を前記第１及び第２のレンズ型枠間に配設することで同両レンズ型枠の間隔を保持させながら同両レンズ型枠及び保持部材に包囲された外空間と区画された内部空間を有する母型を形成させ、前記保持部材の一部に形成された注入口からレンズ成形用の液状成形材料を前記母型内に注入して同液状成形材料の硬化を図り、その後同両レンズ型枠を離型させてレンズを得るようにしたプラスチック製光学レンズの成形方法であって、移動体を直線的に進退させるアクチュエータを所定間隔間を空けて二次元方向に複数隣接配置するとともに、前記第１又は第２のいずれか、もしくは両方のレンズ型枠を可撓性かつ弾性のある均一な厚みの膜体から構成し、前記各アクチュエータの前記移動体先端を膜体から構成される前記レンズ型枠の外側位置に対向配置させ、前記各アクチュエータをそれぞれの前記移動体が所定の進出位置となるように駆動制御して前記移動体によって膜体から構成される前記レンズ型枠を押圧して前記レンズ成形面を所定のレンズ特性の面となるように変形させ、その変形状態で膜体から構成される前記レンズ型枠を保持しつつレンズ成形用の成形材料を容器内に導入してレンズの硬化を図るようにしたことをその要旨とする。
また請求項６の発明では請求項５の発明の構成に加え、前記各アクチュエータは膜体から構成される前記レンズ型枠に正対させた状態で配設されて、前記移動体先端はアクチュエータ設置面に対して垂直方向に進退するようにしたことをその要旨とする。
また請求項７の発明では請求項５又は６の発明の構成に加え、前記第１又は第２のいずれかのレンズ型枠を可撓性かつ弾性のある均一な厚みの膜体から構成するとともに、いずれか他方のレンズ型枠を前記レンズ成形用の液状成形材料と同質の成形材料から成形したレンズ前駆体から構成し、前記母型内に注入した前記レンズ成形用の液状成形材料とを重合硬化させる際に同レンズ前駆体と一体化するようにしたことをその要旨とする。
また請求項８の発明では請求項５又は６の発明の構成に加え、 前記レンズ成形用の成形材料は熱可塑性プラスチックであり、熱又はマイクロ波のエネルギーを受動させて同熱可塑性プラスチックを溶融させ、前記容器内に注入するようにしたことをその要旨とする。
また請求項９の発明では請求項５〜７のいずれかに記載の発明の構成に加え、前記レンズ成形用の液状成形材料は熱、光又はマイクロ波のエネルギーを受動して重合硬化する熱硬化性プラスチックであることをその要旨とする。
【０００９】
上記請求項５〜９のような構成では、第１及び第２のレンズ型枠と保持部材からなる母型の内部空間にレンズ成形用の液状成形材料を注入して同液状成形材料の硬化を図り、その後両レンズ型枠を離型させてレンズを得るようにしたプラスチック製光学レンズの成形方法であって、第１及び第２のいずれか、もしくは両方のレンズ型枠を可撓性かつ弾性のある均一な厚みの膜体から構成し、複数のアクチュエータの移動体を膜体から構成したレンズ型枠と対面させ、移動体を進出させてレンズ型枠を押圧し、所定のレンズ特性の面となるように変形させる。そして、その変形状態を維持して母型内部に液状成形材料を導入し、その成形材料を母型内の形状に応じて流動させた後に成形材料の硬化を図り、硬化した後にレンズ型枠及び保持部材を離型させてレンズを得るようにする。
ここに、膜体から構成されていないレンズ型枠をレンズ成形用の液状成形材料と同質の成形材料から成形したレンズ前駆体から構成し、前記母型内に注入した前記レンズ成形用の液状成形材料とを重合硬化させる際に同レンズ前駆体と一体化するような構成を採用することが可能である。つまり、成形するためのレンズ型枠をそのまま成形予定レンズの一部としてしまうわけである。このように構成することで、レンズ型枠を下方のみ用意すればよいこととなり、上側のレンズ型枠が事実上不要となる。また、実際に母型内で液状成形材料を硬化させて成形する部分をごくわずかな部分とすることができるため、すでにレンズ面が成形されている場合にその収差の補正のために使用する等用途の幅が広がる。レンズ型枠と液状成形材料とは同一素材であることが好ましいが、屈折率や相溶性に問題がなければ同一でなくとも構わない。
また、レンズ成形用の液状成形材料としては、熱硬化性プラスチックを使用することが想定される。液状の熱硬化性プラスチックは硬化させるために熱、光又はマイクロ波のエネルギーを受動させて重合硬化させる。また、レンズ成形用の成形材料として熱可塑性プラスチックを使用することも可能であり、その場合には容器中に導入後に熱又はマイクロ波のエネルギーを受動させて溶融させ、前記容器内形状に応じて流動させるようにすることが好ましい。
また、各アクチュエータは膜体から構成されたレンズ型枠に正対するように配設されて、移動体先端は垂直方向に進退することが好ましい。つまり、母型のレンズ型枠の裏側から移動体で押圧することが好ましい。
【００１０】
また請求項１０の発明では請求項１〜９のいずれかの発明の構成に加え、移動体によって前記レンズ型枠を押圧して前記レンズ成形面を所定のレンズ特性の面となるように変形させた後に、その変形状態で前記レンズ型枠を保持しつつレンズ成形用の成形材料を容器内に導入してレンズの硬化を図るレンズ硬化工程の後で、前記移動体を進出位置にて保持した状態で同レンズを取り出し、前記移動体の保持された進出位置において次の成形のための前記レンズ型枠を保持させ次の前記レンズ硬化工程を実行するようにして同等なレンズ特性の面を持つ光学レンズを連続して作製するようにしたことをその要旨とする。
このような構成であれば、一旦確定した位置に進出した移動体上にレンズ型枠を置くことで先の形状と同様に型枠は変形するため、連続的に同等なレンズ特性の面を持つ光学レンズを効率的に作製できることとなる。
また請求項１１の発明では請求項１〜１０のいずれかの発明の構成に加え、基準レンズの基準面に対して成形予定レンズの前記レンズ面にどれだけのサグ量を与えるかを算出するサグ量算出工程と、可撓性かつ弾性のある均一な厚みの膜体から構成された前記レンズ型枠上に前記基準レンズを前記基準面が接触するように載置し、前記アクチュエータを駆動制御して前記基準面形状に応答して変形した前記レンズ型枠に前記移動体を当接させて、前記各アクチュエータ毎の前記移動体の初期位置を決定する移動体初期位置決定工程と、前記各アクチュエータの配設位置と対応する成形予定レンズの前記レンズ面上の基準位置を特定し、前記サグ量算出工程において同各基準位置に与えられたサグ量を基準進出位置にある前記移動体に対して付加して前記各移動体をそれぞれ新たに固有の進出位置に進出させる移動体固有進出工程とを有し、前記移動体初期位置決定工程において前記各移動体を初期位置に進出させた後に、前記基準レンズを取り除き、前記移動体固有進出工程において前記各移動体を新たな固有の進出位置に進出させて前記レンズ型枠について前記レンズ成形面を所定のレンズ特性の面となるように変形させるようにしたことをその要旨とする。
また請求項１２の発明では請求項１１の発明の構成に加え、前記アクチュエータは中心を通る直線に沿って同心円状に配置させられていることをその要旨とする。
【００１１】
上記請求項１０及び１１のような構成においては、アクチュエータの移動体に初期位置を与えるために基準レンズを使用する。基準レンズを可撓性かつ弾性のある均一な厚みの膜体から構成されたレンズ型枠上に基準面が接触するように載置し、アクチュエータを駆動制御して基準面形状に応答して変形したレンズ型枠に移動体を当接させて、各アクチュエータ毎の移動体の初期位置を決定する。一方、基準レンズに対する成形予定レンズのレンズ面に与えるサグ量を算出する。そして、そのサグ量と同等の変形がされるように可撓性かつ弾性のある均一な厚みの膜体から構成されたレンズ型枠をアクチュエータの移動体はその配設位置、例えば水平方向位置ａ１〜ａｎと対応する成形予定レンズのレンズ面上の基準位置ｐ１〜ｐｎに与えられたサグ量分（固有の進出量）だけ進出させることが想定される。
これによって、アクチュエータの移動体の位置にばらつきがあっても、基準レンズのカーブをレンズ型枠を通して倣うことによって、正確な初期位置を決定することができ、成形予定レンズのレンズ面は基準レンズに対してどれだけのサグ量を与えるかという観点でレンズ型枠を変形させることができるため、極めて正確なレンズを作製することが可能である。
本発明では基準レンズの基準面は所定のカーブを有するレンズだけでなく無限大の曲率、つまり平面である場合も含むものとする。また、アクチュエータは中心を通る直線に沿って密に配置されていることが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
上記各請求項の発明では、プラスチックレンズの成形において多くの型枠を必要とせず、複雑なレンズ特性のレンズであっても自在に対応することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施例１の母型の構成を説明する図であって（ａ）は正面方向からの分解断面図、（ｂ）は正断面図。
【図２】本発明の実施例１の母型をオーブン内に配置した状態の周辺機器を含んだ説明図の正断面図。
【図３】本発明の実施例１に使用するアクチュエータの配置状態を模式的に説明する平面図。
【図４】本発明の実施例１の電気的構成を説明するブロック図。
【図５】本発明の実施例１のレンズの成形工程を説明する図であって（ａ）は基準レンズを第１の型枠上に載置する説明図、（ｂ）は基準レンズ載置後にアクチュエータを駆動させて駆動軸を初期位置に移動させた状態の説明図。
【図６】本発明の実施例１のレンズの成形工程を説明する図であって（ａ）は基準レンズを第１の型枠上から取りだした状態を説明する説明図、（ｂ）はサグ量に応じた進出量で駆動軸を進出させている途中の状態を説明する説明図。
【図７】本発明の実施例１のアクチュエータの駆動軸の進出量を決定する手法を説明する説明図。
【図８】本発明の実施例１のレンズの成形工程を説明する図であって（ａ）は図６（ｂ）の状態から第２の型枠を取り付けた状態を説明する説明図、（ｂ）は母型内部に熱硬化性プラスチック材料を充填させた状態の説明図。
【図９】本発明の実施例２のアクチュエータの駆動軸の進出量を決定する手法を説明する説明図。
【図１０】本発明の実施例３のレンズの成形工程において第２の型枠を液体状の熱硬化性プラスチック材料Ｍと同一の材料で構成することで両者を一体化させることを説明する説明図。
【図１１】本発明の実施例４のレンズの成形工程において（ａ）は上方が開放された母型の正断面図、（ｂ）は熱可塑性プラスチックを注入している途中工程を説明する説明図、（ｃ）はこの母型を使用して作製したプラスチックレンズの断面図。
【図１２】本発明の他の実施例の母型をオーブン内に配置した状態の周辺機器を含んだ説明図の正断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明のプラスチック製光学レンズを眼鏡レンズに適用した具体的な成形方法について図面に基づいて説明する。
（実施例１）
実施例１では図１（ａ）及び（ｂ）に示すような母型１を使用する。成形材料としては屈折率１．５００の熱硬化性プラスチックを利用した。母型１は第１の型枠２、第２の型枠３及び保持部材としてのガスケット４から構成される。第１の型枠２は本実施例１では厚み２．０ｍｍの均一な厚みの可撓性のあるシリコンゴム製の円形の平板な膜体から構成されており、その周縁にガスケット４に係合させて固定するための係合部５が形成されている。第２の型枠３は表裏とも同じ曲率の球面から構成されたメニスカス形状のガラス製の円形板状体とされている。図１（ｂ）に示すように、水平に設置された状態で第１の型枠２は緩やかな断面二次曲線のカーブを描いて自重で撓むこととなる。
第１の型枠２の内面は成形されるプラスチックレンズの裏面（眼球側）を成形するためのレンズ成形面とされ、第２の型枠３の内面は成形されるプラスチックレンズの表面（物体側）を成形するためのレンズ成形面とされる。ガスケット４は光透過性のシリコンゴム製のリング体であって、その内周には径方向の断面において内方に突起した形状の支持部８が形成されている。ガスケット４には内外を連通させる充填口７が設けられている。第１の型枠２及び第２の型枠３はそれぞれガスケット４に嵌合され支持部８に当接して間隔が保持され、母型１内部にキャビティが形成されることとなる。尚、本実施例１では後述するようにレンズ径７５ｍｍとしたため、ここで使用される第１の型枠２、第２の型枠３及びガスケット４はそのレンズ径に対応する内径のものを採用する。
【００１５】
図２に示すように、母型１はオーブン１０内において第１の型枠２が下側になるようにガスケット４を介して支持フレーム１１上に支承される。尚、支持フレーム１１とガスケット４は両者を正確に位置合わせするための図示しない凹凸の係合部によって係合されるようになっている。オーブン１０にはヒータとファンからなる熱循環ユニット１２が併設されている。オーブン１０内部にはＵＶ照射装置１３が配設されている。ＵＶ照射装置１３は斜め上方位置の９０度ずつずれた４方向と、斜め下方位置の９０度ずつずれた４方向（図示ではそれぞれ２方向のみ）の計８方向から中心方向に向って紫外線を照射するように配置されている。
オーブン１０内であって、支持フレーム１１の内側にはアクチュエータユニット１５が配設されている。本実施例１ではアクチュエータユニット１５はベースプレート１６に埋設された計６５基のアクチュエータ１７の集合体から構成されている。本実施例１のアクチュエータ１７はサーボモータを制御することで進退位置を決定するモータ制御型のリニアアクチュエータであり、内蔵された移動体としての駆動軸１８がオーブン１０の底面１０ａに対して垂直方向に向って進退するようになっている。駆動軸１８の先端は砲弾形状に構成されている。図３に示すように、各アクチュエータ１７は本実施例１では中央から均等な角度で１６方向に同心円状に配列されている。図３においてＡ−Ａ方向、Ｃ−Ｃ方向、Ｅ−Ｅ方向、Ｇ−Ｇ方向の４つの直径方向（つまり８つの放射方向）は４５度ずつずれた各方向にそれぞれ５つずつアクチュエータ１７が所定間隔で配置された主放射方向である。また、周縁寄りにおいて周方向に隣接するアクチュエータ１７の間隔が開きすぎるのを防止するために主放射方向の中間位置であるＢ−Ｂ方向、Ｄ−Ｄ方向、Ｆ−Ｆ方向、Ｈ−Ｈ方向の４つの直径方向（つまり８つの放射方向）の周縁寄りにそれぞれ３つずつアクチュエータ１７が副放射方向として所定間隔で配置されている。各方向のアクチュエータ１７は中央から所定の半径となる同一円周上に配置され、中心からすべての方向にバランスよくアクチュエータ１７が配設されることとなっている。
尚、上記のように本実施例１ではレンズ径７５ｍｍに対応する内径の第１の型枠２、第２の型枠３及びガスケット４を用いるため、アクチュエータユニット１５もこれらに対応する大きさのものを使用する。
【００１６】
図２及び図４に示すように、オーブン１０外にはアクチュエータ１７を制御するためのアクチュエータ制御用コンピュータ２５が設置されている。コンピュータ２５はＣＰＵ（中央処理装置）２６及びＲＯＭ及びＲＡＭからなるメモリ２７等、入力装置２８(マウス、キーボード等)、モニター２９及びプリンタ３０等の周辺装置によって構成されている。ＣＰＵ２６はアクチュエータ１７（サーボモータ１７ａ、回転速度検出器１７ｂ、エンコーダ１７ｃ）、熱循環ユニット１２（ヒータ１２ａ及びファン１２ｂ）及びＵＶ照射装置１３とそれぞれ接続されている。
ＣＰＵ２６はアクチュエータ１７の駆動源としてのサーボモータ１７ａの駆動を制御する。また、アクチュエータ１７に併設された回転速度検出器１７ａからの電圧値に基づいて駆動軸１８の進出位置を判断するとともに、サーボモータ１７ａに内蔵されたエンコーダ１７ｃのパルス信号に基づいて駆動軸１８の進出量を判断する。また入力装置２７からアクチュエータ１７毎の所定の進出量データ、つまりに基準レンズに対する成形予定レンズのサグ量データに基づいてサーボモータ１７ａを制御し駆動軸１８を所定の進出位置に保持させる。
【００１７】
次に、このような構成の母型１及びオーブン１０を使用したプラスチック製眼鏡レンズの成形工程についてＣＰＵ２６の制御動作と併せて詳しく説明する。
まず、前提として基準レンズ２１の基準面Ｂｓに対する成形予定レンズの裏面側のサグ量を算出する。本実施例１では球面レンズでＳ−４．００、レンズ径７５ｍｍのレンズを作製するものとする。サグ量は成形予定レンズの裏面形状を三次元的にシミュレーションしてレンズ面のあらゆる部分の相対的な位置を算出し、三次元的な形状が分かっている基準レンズ２１の基準面Ｂｓとの差として得られる値である。第１の型枠２と接する側が基準面Ｂｓとされるが、実施例１では基準レンズ２１の表裏面は互いに平行な平面に構成されているため、表裏面いずれを基準面Ｂｓとしてもよい。この基準面Ｂｓに対するサグ量が求めるサグ量となる。表１に実施例１の幾何中心からの主要なサグ量を示す。
ここでは凹形状のレンズ裏面を成形するようになっているが、第１の型枠２は周縁で支持されており、下方からアクチュエータ１７の駆動軸１８で押動される場合にはこのように下側に凹形状に変形されることが構造上好ましい。
尚、実施例１の成形予定レンズは乱視度数が０のシングルヴィジョン（ＳＶ）であるため、幾何中心Ｏからあらゆる方向に向かってサグ量は同量に増減する。
【００１８】
【表１】
【００１９】
図５（ａ）及び（ｂ）に示すように、オーブン１０内において第２の型枠３をガスケット４に装着する前にガスケット４の内径と合致（実際にはごくわずかに小径）する径の基準レンズ２１を上方から挿入して第１の型枠２上に載置する。
この状態でＣＰＵ２６はアクチュエータ１７を駆動軸１８を進出させる方向に駆動させる。すると図５（ｂ）に示すように駆動に伴って駆動軸１８の先端はまず第１の型枠２に当接し、若干撓んだ第１の型枠２を上方に押し戻す。自重で伸びていた第１の型枠２は原形状に復帰する。第１の型枠２を介して基準レンズ２１の基準面Ｂｓに当接した駆動軸１８は当接による反力で回転速度が低下するため、コントローラ１８はこの時の電圧値を検出することとなり駆動軸１８が初期位置に進出したと判断される。ＣＰＵ２６はアクチュエータ１７の駆動を一旦停止させ駆動軸１８を決定された初期位置で保持させる。この初期位置は記憶される。
【００２０】
次いで、図６（ａ）及び（ｂ）に示すように基準レンズ２１を取りだした状態でＣＰＵ２６は各アクチュエータ１７の駆動軸１８に対応するサグ量と同じ長さの分を進出させるように制御する。例えば今、Ａ方向のアクチュエータ１７の進出量を想定する。図３に示すように、Ａ方向は合計１１基のアクチュエータ１７が直列に並んでいるため、今これをＡａ１〜Ａａ１１とナンバーを振る。
図７に示すように成形予定レンズの幾何中心ｐ１に対応した中央のアクチュエータ１７の位置はＡａ６である。本実施例１ではＡａ６から対応する等距離にあるＡａ１とＡａ１１、Ａａ２とＡａ１０、Ａａ３とＡａ９、Ａａ４とＡａ８、Ａａ５とＡａ７はそれぞれ同じ進出量となる。今、Ａａ５とＡａ７がＡａ６位置から８ｍｍ外方（ｐ２位置）にあり、Ａａ４とＡａ８がＡａ６位置から１６ｍｍ外方（ｐ３位置）にあり、Ａａ３とＡａ９がＡａ６位置から２４ｍｍ外方（ｐ４位置）にあり、Ａａ２とＡａ１０がＡａ６位置から３２ｍｍ外方（ｐ５位置）にあり、Ａａ１とＡａ１１がＡａ６位置から３７ｍｍ外方（ｐ６位置）にあるものとする。
そうすると表１からＡａ６位置にあるアクチュエータ１７はサグ量＋7.2975mm、Ａａ５とＡａ７位置にあるアクチュエータ１７はサグ量＋6.9770ｍｍ、Ａａ４とＡａ８位置にあるアクチュエータ１７はサグ量＋6.0092ｍｍ、Ａａ３とＡａ９位置にあるアクチュエータ１７はサグ量＋4.3748ｍｍ、Ａａ２とＡａ１０位置にあるアクチュエータ１７はサグ量＋2.0393ｍｍ、Ａａ１とＡａ１１位置にあるアクチュエータ１７はサグ量＋0.2007ｍｍとなり、それぞれそのサグ量がＡ方向の列の固有の進出量となる。ここではＡ方向について説明したが、実施例１における成形予定レンズは中心からあらゆる方向のサグ量は同じ距離であれば同じであるため、他の方向の固有の進出量もこのＡ方向に準じて決定することは容易である。これらの値はコンピュータ２５に入力されて各アクチュエータ１７の固有の値として記憶されている。
第１の型枠２はこれらアクチュエータ１７のサグ量に応じて固有の進出量で進出させられた駆動軸１８によって押動されて下向き凹形状に変形させられる。第１の型枠２はこのように間隔を空けて散点状に支持されていても弾性を有するために支持されている駆動軸１８間で垂れることなく断面線は滑らかな曲線を描き、ａ１位置を通る直径方向の断面線の軌跡は成形予定レンズの裏面の幾何中心Ｏを通る直径方向の断面線の軌跡、つまり表１のサグ量に基づいて得られる曲線と一致する。
【００２１】
次いで、図８（ａ）に示すようにこのように駆動軸１８によって第１の型枠２を変形させて保持した状態で第２の型枠３をガスケット４に装着し、充填口７から調整した液体状の熱硬化性プラスチック材料Ｍを充填し、図８（ｂ）に示すようにキャビティ内に充満させる。以後は、定法に従ってＣＰＵ２６による制御下で所定時間ＵＶ照射装置１３を作動させ、まず、充填した硬化性プラスチック材料の表面を硬化させた後、所定時間かけて所定の温度履歴で熱循環ユニット１２を作動させて内部まで硬化させる。これによって成形予定レンズの裏面側の形状に所定の特性を与えたレンズが成形されることとなる。母型１（第１及び第２の型枠２，３及びガスケット４）をアクチュエータ１７の上から取り外し、作製されたレンズを離型させる。このときアクチュエータ１７の駆動軸１８の進出位置をそのまま維持させる。
２回目以降のレンズ作製については図８（ａ）においてアクチュエータ１７の駆動軸１８の進出量を保持させたまま、レンズを取り出した後の母型１あるいは別途用意しておいた同じサイズの母型１をセットし、上記と同様に熱硬化性プラスチック材料Ｍを充填してレンズを作製していく。
【００２２】
以上のように構成することにより本実施例の成形方法は次のような効果を奏する。
（１）第１の型枠２は変形可能な膜体で構成され、アクチュエータ１７の駆動軸１８によって成形予定レンズに対応した形状のレンズ成形面に変形させることが可能であるため、レンズ特性に応じた多種類の型枠を用意する必要がない。
（２）アクチュエータ１７はバランスよく分散され、なおかつ密に配置されているため、第１の型枠２を変形させた場合に歪みが生じにくい。
（３）基準レンズによってまずアクチュエータ１７の駆動軸１８の初期位置を決定するため、駆動軸１８の進出量の固有の誤差を解消でき、より正確に第１の型枠２を変形させることができる。
（４）一回目のアクチュエータ１７の駆動軸１８の進出位置が決定されれば、次の工程からは駆動軸１８の進出位置を設定しなくとも、母型１を置いていけばよいので、同等なレンズ特定の面を持つ光学レンズを連続して作製することが容易である。
【００２３】
（実施例２）
実施例２では実施例１とサイズ違い（内径７０ｍｍ）の同じ母型３１を使用する。また、硬化処理に使用するオーブン１０及びその周辺機器についても実施例１と同じ構成のものを使用する。実施例２では成形予定レンズのレンズ特性としてＣ度数（乱視度数）を有する場合について説明し、実施例１と同じ構成については説明を省略する。本実施例２では球面レンズでＳ−４．００、Ｃ−２．００．ＡＸ１８０でレンズ径７０ｍｍのレンズを作製するものとする。実施例２でも実施例１と同様に成形予定レンズの裏面形状を三次元的にシミュレーションしてレンズ面のあらゆる部分の相対的な位置を算出し、基準レンズ２１の面との差として得るようにする。
表２に実施例２の幾何中心からの主要なサグ量を示す。実施例２の成形予定レンズは乱視度数が乱視軸１８０度で設定されているため、垂直方向と水平方向で最大のサグ量と最少のサグ量となる。
【００２４】
【表２】
【００２５】
本実施例では実施例１と異なり中心からあらゆる方向でサグ量が異なる。そのため、すべてのアクチュエータ１７はすべて異なる固有の進出量とされる。そのため、すべてのアクチュエータ１７の成形予定レンズの裏面形状に対する相対位置を明らかにする必要がある。そのため、本実施例では乱視軸と一致する方向にアクチュエータ１７の１つの配列と一致させるようにして計算を簡略化するようにしている。例えば、乱視軸に直交する方向であるＹ軸方向と配列Ａを一致させるものとする。
例えば実施例１と同様に配列Ａアクチュエータ１７を想定する。図９に示すように成形予定レンズの幾何中心ｐ１に対応した中央のアクチュエータ１７の位置はＡａ６である。本実施例１ではＡａ６から対応する等距離にあるＡａ１とＡａ１１、Ａａ２とＡａ１０、Ａａ３とＡａ９、Ａａ４とＡａ８、Ａａ５とＡａ７はそれぞれ同じ進出量となる。今、Ａａ５とＡａ７がＡａ６位置から８ｍｍ外方（ｐ２位置）にあり、Ａａ４とＡａ８がＡａ６位置から１６ｍｍ外方（ｐ３位置）にあり、Ａａ３とＡａ９がＡａ６位置から２４ｍｍ外方（ｐ４位置）にあり、Ａａ２とＡａ１０がＡａ６位置から３０ｍｍ外方（ｐ５位置）にあり、Ａａ１とＡａ１１がＡａ６位置から３４ｍｍ外方（ｐ６位置）にあるものとする。 そうすると表１からＡａ６位置にあるアクチュエータ１７はサグ量＋9.1627mm、Ａａ５とＡａ７位置にあるアクチュエータ１７はサグ量＋8.7133ｍｍ、Ａａ４とＡａ８位置にあるアクチュエータ１７はサグ量＋7.3476ｍｍ、Ａａ３とＡａ９位置にあるアクチュエータ１７はサグ量＋5.0010ｍｍ、Ａａ２とＡａ１０位置にあるアクチュエータ１７はサグ量＋2.5573ｍｍ、Ａａ１とＡａ１１位置にあるアクチュエータ１７はサグ量＋0.5516ｍｍとなり、それぞれそのサグ量がＡ方向の列の固有の進出量となる。
これは配列Ａ方向における進出量であり、１６方向の各配列におけるアクチュエータ１７に対してそれぞれの位相に応じて算出される値である。例えばＡ方向と直交するＥ方向であれば乱視軸と直交するＹ軸方向となる。これらの値はコンピュータ２５に入力されて各アクチュエータ１７の固有の値として記憶されている。
実施例２においてもアクチュエータ１７の駆動軸１８の進出量に違いがあるだけで実施例１と同じ成形工程で成形予定レンズの裏面側の形状に所定の特性を与えたレンズが成形されることとなる。
【００２６】
（実施例３）
実施例３では実施例１の母型１において第２の型枠３を液体状の熱硬化性プラスチック材料Ｍと同一の材料で構成した。また、硬化処理に使用するオーブン１０及びその周辺機器についても実施例１と同じ構成のものを使用する。実施例３では図１０に示すように離型させた際に第２の型枠３は硬化した熱硬化性プラスチック材料Ｍと一体化したプラスチックレンズＰＬを作製することができる。
【００２７】
（実施例４）
実施例４では図１１（ａ）に示すような母型３１を使用する。母型３１は第１の型枠３２及び保持部材としてのガスケット３３から構成される。第１の型枠３２は実施例１と同様に厚み２．０ｍｍの均一な厚みの可撓性のあるシリコンゴム製の円形の平板な膜体から構成されている。また、上記各実施例と異なり第２の型枠がないため母型３１は常に開放状態であって密閉状態とはならない。図１１（ｂ）に示すように、実施例１あるいは実施例２のようにアクチュエータ１７を制御して成形予定レンズの裏面側の形状に所定の特性を与えたレンズを成形する。そして、図１１（ｂ）に示すように熱可塑性プラスチック、たとえばポリカーボネートＰＣをオーブン１０内で熱循環ユニット１２を制御して溶解させて充填口７から母型３１内に注入し、内部形状に沿ってポリカーボネートＰＣを流動させ、その除冷して離型すると図１１（ｃ）のような裏面だけが第１の型枠３２で成形されたプラスチックレンズＰＬが得られる。本実施例４では表面側は成形されないので、適宜切削及び研磨加工して表面側を成形する。
【００２８】
尚、この発明は、次のように変更して具体化することも可能である。
・上記実施例では膜体からなる第１の型枠２，３２はガスケット４，３３に対して下側に配置される場合で説明したが、上側に配置される第２の型枠３を同様に膜体から構成し、下方に向って駆動軸１８が進出するようにアクチュエータ１７を配置することも可能である。
・第１及び第２のレンズ型枠２，３は上記ではアクチュエータ１７が下方に配置されるように上下方向で配置したが、第１及び第２のレンズ型枠２，３を縦置きして、横方向からアクチュエータ１７が進退するように配置してもよい。
・上記実施例ではレンズの裏面側についてアクチュエータ１７を使用して成形するようにしていたが、表面側をアクチュエータ１７を使用して成形するようにしてもよい。
・上記実施例ではオーブン１０，３５は熱循環ユニット１２，３６によって熱風で加熱するようにしていたが、図１２のようにオーブン３７にマイクロ波供給装置３８を併設してマイクロ波による誘導加熱で母型１内の液体状の熱硬化性プラスチック材料（あるいは熱可塑性プラスチック）を硬化させるようにしてもよい。
・その他、本発明の趣旨を逸脱しない態様で実施することは自由である。
【符号の説明】
【００２９】
１，３１…母型、２，３２…第１のレンズ型枠、３…第２のレンズ型枠、４，３３…保持部材としてのガスケット、１７…アクチュエータ、１８…移動体としての駆動軸、Ｍ…熱硬化性プラスチック材料、ＰＣ…熱可塑性プラスチックとしてのポリカーボネート。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レンズの表裏いずれかのレンズ面を成形する面（以下、レンズ成形面とする）を有するレンズ型枠と、レンズの外縁を成形するとともに前記レンズ型枠を前記レンズ成形面が上向きとなるように保持する保持部材とからなる容器中にレンズ成形用の成形材料を導入し、同成形材料を前記容器内形状に応じて流動させた後、同成形材料の硬化を図り、その後レンズ型枠及び保持部材を離型させてレンズを得るようにしたプラスチック製光学レンズの成形方法であって、
移動体を直線的に進退させるアクチュエータを所定間隔を空けて二次元方向に複数隣接配置するとともに、前記レンズ型枠を可撓性かつ弾性のある均一な厚みの膜体から構成し、前記各アクチュエータの前記移動体先端を前記レンズ型枠の外側位置に対向配置させ、前記各アクチュエータをそれぞれの前記移動体が所定の進出位置となるように駆動制御して、前記移動体によって前記レンズ型枠を押圧して前記レンズ成形面を所定のレンズ特性の面となるように変形させ、その変形状態で前記レンズ型枠を保持しつつレンズ成形用の成形材料を容器内に導入してレンズの硬化を図るようにしたことを特徴とするプラスチック製光学レンズの成形方法。
【請求項２】
前記各アクチュエータは前記レンズ型枠の下側に配設されて、前記移動体先端はアクチュエータ設置面に対して垂直方向に進退することを特徴とする請求項１に記載のプラスチック製光学レンズの成形方法。
【請求項３】
前記レンズ成形用の成形材料は液状の熱硬化性プラスチックであり、熱、光又はマイクロ波のエネルギーを受動させて重合硬化するようにしたことを特徴とする請求項１又は２のプラスチック製光学レンズの成形方法。
【請求項４】
前記レンズ成形用の成形材料は熱可塑性プラスチックであり、熱又はマイクロ波のエネルギーを受動させて同熱可塑性プラスチックを溶融させ、前記容器内に注入することを特徴とする請求項１又は２に記載のプラスチック製光学レンズの成形方法。
【請求項５】
レンズの裏面となる面を成形するためのレンズ成形面を有する第１のレンズ型枠と、同レンズの表面となる面を成形するためのレンズ成形面を有する第２のレンズ型枠とをレンズ成形面同士を正対させた状態で所定間隔離間させて配置し、レンズの外縁を成形するための保持部材を前記第１及び第２のレンズ型枠間に配設することで同両レンズ型枠の間隔を保持させながら同両レンズ型枠及び保持部材に包囲された外空間と区画された内部空間を有する母型を形成させ、前記保持部材の一部に形成された注入口からレンズ成形用の液状成形材料を前記母型内に注入して同液状成形材料の硬化を図り、その後同両レンズ型枠を離型させてレンズを得るようにしたプラスチック製光学レンズの成形方法であって、
移動体を直線的に進退させるアクチュエータ同士を所定間隔を空けて二次元方向に複数隣接配置するとともに、前記第１又は第２のいずれか、もしくは両方のレンズ型枠を可撓性かつ弾性のある均一な厚みの膜体から構成し、前記各アクチュエータの前記移動体先端を膜体から構成される前記レンズ型枠の外側位置に対向配置させ、前記各アクチュエータをそれぞれの前記移動体が所定の進出位置となるように駆動制御して前記移動体によって膜体から構成される前記レンズ型枠を押圧して前記レンズ成形面を所定のレンズ特性の面となるように変形させ、その変形状態で膜体から構成される前記レンズ型枠を保持しつつレンズ成形用の成形材料を容器内に導入してレンズの硬化を図るようにしたことを特徴とするプラスチック製光学レンズの成形方法。
【請求項６】
前記各アクチュエータは膜体から構成される前記レンズ型枠に正対させた状態で配設されて、前記移動体先端はアクチュエータ設置面に対して垂直方向に進退することを特徴とする請求項５に記載のプラスチック製光学レンズの成形方法。
【請求項７】
前記第１又は第２のいずれかのレンズ型枠を可撓性かつ弾性のある均一な厚みの膜体から構成するとともに、いずれか他方のレンズ型枠を前記レンズ成形用の液状成形材料と同質の成形材料から成形したレンズ前駆体から構成し、前記母型内に注入した前記レンズ成形用の液状成形材料とを重合硬化させる際に同レンズ前駆体と一体化するようにしたことを特徴とする請求項５又は６に記載のプラスチック製光学レンズの成形方法。
【請求項８】
前記レンズ成形用の成形材料は熱可塑性プラスチックであり、熱又はマイクロ波のエネルギーを受動させて同熱可塑性プラスチックを溶融させ、前記容器内に注入することを特徴とする請求項５、６に記載のプラスチック製光学レンズの成形方法。
【請求項９】
前記レンズ成形用の液状成形材料は熱、光又はマイクロ波のエネルギーを受動して重合硬化する熱硬化性プラスチックであることを特徴とする請求項５〜７のいずれかのプラスチック製光学レンズの成形方法。
【請求項１０】
移動体によって前記レンズ型枠を押圧して前記レンズ成形面を所定のレンズ特性の面となるように変形させた後に、その変形状態で前記レンズ型枠を保持しつつレンズ成形用の成形材料を容器内に導入してレンズの硬化を図るレンズ硬化工程の後で、前記移動体を進出位置にて保持した状態で同レンズを取り出し、前記移動体の保持された進出位置において次の成形のための前記レンズ型枠を保持させ次の前記レンズ硬化工程を実行するようにして同等なレンズ特性の面を持つ光学レンズを連続して作製するようにすることを特徴とする請求項1〜９に記載のプラスチック製光学レンズの成形方法。
【請求項１１】
基準レンズの基準面に対して成形予定レンズの前記レンズ面にどれだけのサグ量を与えるかを算出するサグ量算出工程と、
可撓性かつ弾性のある均一な厚みの膜体から構成された前記レンズ型枠上に前記基準レンズを前記基準面が接触するように載置し、前記アクチュエータを駆動制御して前記基準面形状に応答して変形した前記レンズ型枠に前記移動体を当接させて、前記各アクチュエータ毎の前記移動体の初期位置を決定する移動体初期位置決定工程と、
前記各アクチュエータの配設位置と対応する成形予定レンズの前記レンズ面上の基準位置を特定し、前記サグ量算出工程において同各基準位置に与えられたサグ量を基準進出位置にある前記移動体に対して付加して前記各移動体をそれぞれ新たに固有の進出位置に進出させる移動体固有進出工程とを有し、
前記移動体初期位置決定工程において前記各移動体を初期位置に進出させた後に、前記基準レンズを取り除き、前記移動体固有進出工程において前記各移動体を新たな固有の進出位置に進出させて前記レンズ型枠について前記レンズ成形面を所定のレンズ特性の面となるように変形させるようにしたことを特徴とする請求項１〜１０に記載のプラスチック製光学レンズの成形方法。
【請求項１２】
前記アクチュエータは中心を通る直線に沿って同心円状に配置させられていることを特徴とする請求項１１に記載のプラスチック製光学レンズの成形方法。
【請求項１】
レンズの表裏いずれかのレンズ面を成形する面（以下、レンズ成形面とする）を有するレンズ型枠と、レンズの外縁を成形するとともに前記レンズ型枠を前記レンズ成形面が上向きとなるように保持する保持部材とからなる容器中にレンズ成形用の成形材料を導入し、同成形材料を前記容器内形状に応じて流動させた後、同成形材料の硬化を図り、その後レンズ型枠及び保持部材を離型させてレンズを得るようにしたプラスチック製光学レンズの成形方法であって、
移動体を直線的に進退させるアクチュエータを所定間隔を空けて二次元方向に複数隣接配置するとともに、前記レンズ型枠を可撓性かつ弾性のある均一な厚みの膜体から構成し、前記各アクチュエータの前記移動体先端を前記レンズ型枠の外側位置に対向配置させ、前記各アクチュエータをそれぞれの前記移動体が所定の進出位置となるように駆動制御して、前記移動体によって前記レンズ型枠を押圧して前記レンズ成形面を所定のレンズ特性の面となるように変形させ、その変形状態で前記レンズ型枠を保持しつつレンズ成形用の成形材料を容器内に導入してレンズの硬化を図るようにしたことを特徴とするプラスチック製光学レンズの成形方法。
【請求項２】
前記各アクチュエータは前記レンズ型枠の下側に配設されて、前記移動体先端はアクチュエータ設置面に対して垂直方向に進退することを特徴とする請求項１に記載のプラスチック製光学レンズの成形方法。
【請求項３】
前記レンズ成形用の成形材料は液状の熱硬化性プラスチックであり、熱、光又はマイクロ波のエネルギーを受動させて重合硬化するようにしたことを特徴とする請求項１又は２のプラスチック製光学レンズの成形方法。
【請求項４】
前記レンズ成形用の成形材料は熱可塑性プラスチックであり、熱又はマイクロ波のエネルギーを受動させて同熱可塑性プラスチックを溶融させ、前記容器内に注入することを特徴とする請求項１又は２に記載のプラスチック製光学レンズの成形方法。
【請求項５】
レンズの裏面となる面を成形するためのレンズ成形面を有する第１のレンズ型枠と、同レンズの表面となる面を成形するためのレンズ成形面を有する第２のレンズ型枠とをレンズ成形面同士を正対させた状態で所定間隔離間させて配置し、レンズの外縁を成形するための保持部材を前記第１及び第２のレンズ型枠間に配設することで同両レンズ型枠の間隔を保持させながら同両レンズ型枠及び保持部材に包囲された外空間と区画された内部空間を有する母型を形成させ、前記保持部材の一部に形成された注入口からレンズ成形用の液状成形材料を前記母型内に注入して同液状成形材料の硬化を図り、その後同両レンズ型枠を離型させてレンズを得るようにしたプラスチック製光学レンズの成形方法であって、
移動体を直線的に進退させるアクチュエータ同士を所定間隔を空けて二次元方向に複数隣接配置するとともに、前記第１又は第２のいずれか、もしくは両方のレンズ型枠を可撓性かつ弾性のある均一な厚みの膜体から構成し、前記各アクチュエータの前記移動体先端を膜体から構成される前記レンズ型枠の外側位置に対向配置させ、前記各アクチュエータをそれぞれの前記移動体が所定の進出位置となるように駆動制御して前記移動体によって膜体から構成される前記レンズ型枠を押圧して前記レンズ成形面を所定のレンズ特性の面となるように変形させ、その変形状態で膜体から構成される前記レンズ型枠を保持しつつレンズ成形用の成形材料を容器内に導入してレンズの硬化を図るようにしたことを特徴とするプラスチック製光学レンズの成形方法。
【請求項６】
前記各アクチュエータは膜体から構成される前記レンズ型枠に正対させた状態で配設されて、前記移動体先端はアクチュエータ設置面に対して垂直方向に進退することを特徴とする請求項５に記載のプラスチック製光学レンズの成形方法。
【請求項７】
前記第１又は第２のいずれかのレンズ型枠を可撓性かつ弾性のある均一な厚みの膜体から構成するとともに、いずれか他方のレンズ型枠を前記レンズ成形用の液状成形材料と同質の成形材料から成形したレンズ前駆体から構成し、前記母型内に注入した前記レンズ成形用の液状成形材料とを重合硬化させる際に同レンズ前駆体と一体化するようにしたことを特徴とする請求項５又は６に記載のプラスチック製光学レンズの成形方法。
【請求項８】
前記レンズ成形用の成形材料は熱可塑性プラスチックであり、熱又はマイクロ波のエネルギーを受動させて同熱可塑性プラスチックを溶融させ、前記容器内に注入することを特徴とする請求項５、６に記載のプラスチック製光学レンズの成形方法。
【請求項９】
前記レンズ成形用の液状成形材料は熱、光又はマイクロ波のエネルギーを受動して重合硬化する熱硬化性プラスチックであることを特徴とする請求項５〜７のいずれかのプラスチック製光学レンズの成形方法。
【請求項１０】
移動体によって前記レンズ型枠を押圧して前記レンズ成形面を所定のレンズ特性の面となるように変形させた後に、その変形状態で前記レンズ型枠を保持しつつレンズ成形用の成形材料を容器内に導入してレンズの硬化を図るレンズ硬化工程の後で、前記移動体を進出位置にて保持した状態で同レンズを取り出し、前記移動体の保持された進出位置において次の成形のための前記レンズ型枠を保持させ次の前記レンズ硬化工程を実行するようにして同等なレンズ特性の面を持つ光学レンズを連続して作製するようにすることを特徴とする請求項1〜９に記載のプラスチック製光学レンズの成形方法。
【請求項１１】
基準レンズの基準面に対して成形予定レンズの前記レンズ面にどれだけのサグ量を与えるかを算出するサグ量算出工程と、
可撓性かつ弾性のある均一な厚みの膜体から構成された前記レンズ型枠上に前記基準レンズを前記基準面が接触するように載置し、前記アクチュエータを駆動制御して前記基準面形状に応答して変形した前記レンズ型枠に前記移動体を当接させて、前記各アクチュエータ毎の前記移動体の初期位置を決定する移動体初期位置決定工程と、
前記各アクチュエータの配設位置と対応する成形予定レンズの前記レンズ面上の基準位置を特定し、前記サグ量算出工程において同各基準位置に与えられたサグ量を基準進出位置にある前記移動体に対して付加して前記各移動体をそれぞれ新たに固有の進出位置に進出させる移動体固有進出工程とを有し、
前記移動体初期位置決定工程において前記各移動体を初期位置に進出させた後に、前記基準レンズを取り除き、前記移動体固有進出工程において前記各移動体を新たな固有の進出位置に進出させて前記レンズ型枠について前記レンズ成形面を所定のレンズ特性の面となるように変形させるようにしたことを特徴とする請求項１〜１０に記載のプラスチック製光学レンズの成形方法。
【請求項１２】
前記アクチュエータは中心を通る直線に沿って同心円状に配置させられていることを特徴とする請求項１１に記載のプラスチック製光学レンズの成形方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
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【図５】
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【図８】
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【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１１−１０１９７８（Ｐ２０１１−１０１９７８Ａ）
【公開日】平成２３年５月２６日（２０１１．５．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２５７６１１（Ｐ２００９−２５７６１１）
【出願日】平成２１年１１月１１日（２００９．１１．１１）
【出願人】（０００２１９７３８）東海光学株式会社 (112)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年５月２６日（２０１１．５．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１１月１１日（２００９．１１．１１）
【出願人】（０００２１９７３８）東海光学株式会社 (112)
【Ｆターム（参考）】
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