JPH06345463A - Optical element and production process thereof and unit for producing optical element - Google Patents

Optical element and production process thereof and unit for producing optical element

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Publication number
JPH06345463A
JPH06345463A JP13376693A JP13376693A JPH06345463A JP H06345463 A JPH06345463 A JP H06345463A JP 13376693 A JP13376693 A JP 13376693A JP 13376693 A JP13376693 A JP 13376693A JP H06345463 A JPH06345463 A JP H06345463A
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JP
Japan
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optical element
die
molding
deformation
cooling
Prior art date
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Pending
Application number
JP13376693A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takeshi Okago
剛 尾籠
Atsushi Murata
淳 村田
Shoji Nakamura
正二 中村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP13376693A priority Critical patent/JPH06345463A/en
Publication of JPH06345463A publication Critical patent/JPH06345463A/en
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B11/00Pressing molten glass or performed glass reheated to equivalent low viscosity without blowing
    • C03B11/12Cooling, heating, or insulating the plunger, the mould, or the glass-pressing machine; cooling or heating of the glass in the mould

Abstract

PURPOSE:To provide optical elements which has high shape and face precision and being suited for the mass production because of the inexpensiveness, production process and production equipment thereof. CONSTITUTION:A material for an optical element is set in a mold comprising top force, trunk force and bottom force, conveyed to preliminary heating state 2a, deformation stage 3a, cooling stages 4a through 9a in turn to soften the material with heat and deformed and cooled where the optimal cooling process is selected from a plurality of the processes depending on the thermal characteristics intrinsic to the mold to cool the molded optical elements. Consequently, fluctuation in the optical elements are suppressed and the stabilized molding of optical elements of high precision becomes possible.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、加熱プレス成形により
作製され、量産性と光学面精度の優れた光学素子および
その製造方法および光学素子製造装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical element manufactured by hot press molding and excellent in mass productivity and optical surface accuracy, a method for manufacturing the same, and an optical element manufacturing apparatus.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、レンズ、プリズムなどの光学素子
はガラスなどの光学素子素材を研磨して製造する代わり
に、成形型内に光学素子素材を投入し加熱加圧すること
によって成形する方法が数多く提案されている。しか
し、この場合、一度昇温し、押圧成形した光学素子を冷
却することによって、光学素子に収縮が発生し、所望の
光学素子の形状からのズレが生じることになる。この形
状ズレの大きさは成形装置の設定温度によりある程度調
節することは可能であるが、生産性を高めるために多数
の成形型を用いる場合、成形型を構成する材料のばらつ
きや加工誤差などによって生じる成形型固有の熱伝導の
違いによりズレの大きさにばらつきが発生し、ひいては
成形された光学素子の特性のばらつきにつながってい
た。
2. Description of the Related Art In recent years, many optical elements such as lenses and prisms are molded by placing the optical element material in a molding die and heating and pressing it instead of polishing the optical element material such as glass. Proposed. However, in this case, once the temperature is raised and the pressure-molded optical element is cooled, the optical element contracts, causing a deviation from the desired shape of the optical element. The size of this shape deviation can be adjusted to some extent by the set temperature of the molding machine, but when a large number of molding dies are used to improve productivity, variations in the materials that make up the molding dies and processing errors, etc. Due to the difference in heat conduction peculiar to the molding die, the size of the deviation varies, which in turn leads to the variation in the characteristics of the molded optical element.

【0003】従来の光学素子の成形装置については例え
ば特開昭62−292629号公報に開示されている。
以下に図面を参照しながら従来の成形装置について説明
する。図4(a),(b)に従来の成形装置の構成を示
す。図4(a)に示すように、チャンバ51内に設けら
れた架台52上に第1の予熱ステージ53、第2の予熱
ステージ54、加圧ステージ55、冷却ステージ56が
横方向(図面の左右方向)に一列に配置されている。第
1および第2の予熱ステージ53、54と加圧ステージ
55の上方には上記各ステージと相対するように、第1
と第2の予熱ブロック57、58と加圧ブロック59が
配置されている。相対する各ステージと各ブロックの間
には上型60、下型61、胴型62、光学素子素材63
が配置され、成形ブロック64の高さより所定量だけ高
く設定されている。
A conventional optical element molding apparatus is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-292629.
A conventional molding apparatus will be described below with reference to the drawings. 4A and 4B show the configuration of a conventional molding apparatus. As shown in FIG. 4A, a first preheating stage 53, a second preheating stage 54, a pressure stage 55, and a cooling stage 56 are laterally (left and right in the drawing) mounted on a pedestal 52 provided in the chamber 51. Direction) are arranged in a line. Above the first and second preheating stages 53 and 54 and the pressure stage 55, the first and second preheating stages 53 and 54 are arranged so as to face each of the above stages.
The second preheating blocks 57 and 58 and the pressure block 59 are arranged. An upper die 60, a lower die 61, a body die 62, and an optical element material 63 are provided between each stage and each block facing each other.
Are arranged, and are set higher than the height of the molding block 64 by a predetermined amount.

【0004】加圧ブロック59はプレスシリンダ65を
介して所要ストロークだけ上下に移動自在に装備されて
いる(図中Z方向)。第1および第2の予熱ステージ5
3、54加圧ステージ55、第1および第2の予熱ブロ
ック57、58、加圧ブロック59には所望の温度に加
熱できるよう、ヒータ66が埋設されている。冷却ステ
ージ56には成形ブロック全体を効率的に冷却させるた
め、冷却水の取入れ口67および取り出口68が外部温
調器(図示せず)と接続されている。また、各ステー
ジ、各部ブロックには熱電対が埋設され(図示せず)常
に温度検知を行なっている。
The pressurizing block 59 is mounted movably up and down by a required stroke through a press cylinder 65 (Z direction in the drawing). First and second preheating stage 5
A heater 66 is embedded in the 3, 54 pressurizing stage 55, the first and second preheating blocks 57, 58, and the pressurizing block 59 so that they can be heated to a desired temperature. The cooling stage 56 has an inlet 67 and an outlet 68 of cooling water connected to an external temperature controller (not shown) in order to efficiently cool the entire molding block. A thermocouple (not shown) is embedded in each stage and each block to constantly detect the temperature.

【0005】上記のチャンバ51内の雰囲気コントロー
ルには、不活性ガスなどの吸入口69と排出口70とが
接続されている。また、それぞれのステージには成形ブ
ロックの移送が可能なように各ステージ面上が同一面に
設置されており、第1の予熱ステージ53とチャンバ外
部は受け台72で連接されている。
To control the atmosphere in the chamber 51, an inlet 69 and an outlet 70 for an inert gas are connected. In addition, each stage is installed on the same surface so that the molding block can be transferred, and the first preheating stage 53 and the outside of the chamber are connected by a cradle 72.

【0006】チャンバ51の右側面には成形ブロック6
4の入口73が設けられ、開閉自在のシャッタ74が設
けられている。他方左側面には、出口75が設けられ、
シャッタ76が配置されている。
A molding block 6 is provided on the right side surface of the chamber 51.
Four entrances 73 are provided, and a shutter 74 that can be opened and closed is provided. On the other hand, an outlet 75 is provided on the left side surface,
A shutter 76 is arranged.

【0007】成形ブロック64をチャンバ51内の第1
の予熱ステージ53上に移送する手段として、シリンダ
77が押し棒78を図中−X方向に所定量押し込むこと
によって行なえる。
The forming block 64 is provided in the chamber 51 as a first
As a means for transferring onto the preheating stage 53, the cylinder 77 can push the push rod 78 in the -X direction in the figure by a predetermined amount.

【0008】一方ステージ間の移送手段として図4
(b)に示すように、チャンバ51内に配置された移送
用の竿79に設けた保持具80、81、82、83はそ
れぞれステージ間の配設ピッチと同一ピッチPで固定さ
れ、X方向の移送レール84上を移動しY方向移送レー
ル85により所定量だけ移動できるものである。
On the other hand, as a transfer means between the stages shown in FIG.
As shown in (b), the holders 80, 81, 82, and 83 provided on the transfer rod 79 arranged in the chamber 51 are fixed at the same pitch P as the arrangement pitch between the stages, and are arranged in the X direction. The transfer rail 84 can be moved by a predetermined amount by the Y-direction transfer rail 85.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のような
従来の成形装置においては成形型固有の熱伝導の違い
や、成形装置の内部雰囲気の変化を考慮せず同一条件で
成形を行なう装置であるため、多数の成形型を用いて成
形した場合には光学素子の特性にばらつきが生じたり、
突発的な外観不良が発生するということにつながってい
た。
However, in the conventional molding apparatus as described above, it is possible to perform molding under the same conditions without taking into consideration the difference in heat conduction peculiar to the molding die and the change in the internal atmosphere of the molding apparatus. Therefore, when molded using a large number of molds, the characteristics of the optical element may vary,
This led to sudden appearance defects.

【0010】本発明はこのような課題を解決するもの
で、光学素子の成形装置、および同装置を用いて得られ
る光学素子を提供することによって上記課題を解決する
ものである。
The present invention solves the above problems, and solves the above problems by providing an optical element molding apparatus and an optical element obtained by using the apparatus.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明は、上成形型と下成形型と成形胴型とを備え、
上成形型と下成形型と成形胴型で形成される空間に光学
素子素材を収納し、光学素子素材を加熱、加圧して成形
された光学素子であって、光学素子素材をその熱変形温
度まで加熱し、光学素子素材の変形開始から変形完了ま
での時間を計測しながら加圧変形させ、光学素子素材の
変形開始から変形完了までの時間に対応する冷却コース
を選択して冷却し、所定の表面形状に光学素子を成形す
るようにしたものである。
In order to solve the above problems, the present invention comprises an upper molding die, a lower molding die, and a molding barrel die,
The optical element material is housed in the space formed by the upper mold, the lower mold, and the molding cylinder, and the optical element material is heated and pressed to mold the optical element material. Heating, and pressurize and deform while measuring the time from the start of deformation of the optical element material to the completion of deformation, select the cooling course corresponding to the time from the start of deformation of the optical element material to the completion of deformation, and cool The optical element is molded into the surface shape of.

【0012】また、上成形型と下成形型と成形胴型とを
備え、上成形型と下成形型と成形胴型で形成される空間
に光学素子素材を収納する構成の成形型を、予熱ステー
ジ、変形ステージ、冷却ステージの順に搬送し、光学素
子素材を加熱軟化させ、加圧変形させ、冷却する成形方
法であって、光学素子素材の変形開始から変形完了まで
の時間により検出される成形型固有の熱特性に応じて、
複数の冷却コースを選択して製造するようにしたもので
ある。
Further, a molding die having an upper molding die, a lower molding die, and a molding barrel die, and containing optical element material in a space formed by the upper molding die, the lower molding die, and the molding barrel die is preheated. A molding method in which an optical element material is heated and softened, deformed under pressure, and cooled by being conveyed in order of a stage, a deformation stage, and a cooling stage, and the molding is detected by the time from the start of deformation of the optical element material to the completion of deformation. Depending on the mold-specific thermal properties,
A plurality of cooling courses are selected and manufactured.

【0013】上成形型と下成形型と成形胴型とを備え、
上成形型と下成形型と成形胴型で形成される空間に光学
素子素材を収納する構成の成形型を、予熱ステージ、変
形ステージ、冷却ステージの順に搬送し、光学素子素材
を加熱軟化させ、加圧変形させ、冷却する成形装置であ
って、成形型固有の熱特性に応じて選択される、複数の
冷却コースを備えるようにしたものである。
An upper molding die, a lower molding die and a molding barrel die are provided,
A molding die configured to store the optical element material in the space formed by the upper molding die, the lower molding die, and the molding barrel die is conveyed in the order of the preheating stage, the deformation stage, and the cooling stage to heat and soften the optical element material, A molding device that deforms under pressure and cools, and is provided with a plurality of cooling courses that are selected according to the thermal characteristics unique to the mold.

【0014】また、光学素子素材の変形開始から変形完
了までの時間を検出し、成形型の冷却コースを選択する
ようにしたものである。
Further, the time from the start of the deformation of the optical element material to the completion of the deformation is detected, and the cooling course of the molding die is selected.

【0015】[0015]

【作用】上記のような成形装置によれば、成形型固有の
熱伝導の違いによって生じる光学素子素材の変形完了後
の温度ばらつきを吸収し、しいては光学素子の特性の安
定性に作用する。また、光学素子の成形方法に於いては
変形工程における光学素子素材の変形完了時間を計測す
ることで冷却工程における前記変形完了時間に対応した
冷却パターンを選択できることに作用する。さらに、上
述した成形装置と成形方法を用いることによって得られ
た光学素子は所望する性能と外観を満足させ、安定性の
高いことに作用する。
According to the molding apparatus as described above, the temperature variation after the completion of the deformation of the optical element material, which is caused by the difference in heat conduction peculiar to the molding die, is absorbed, and the characteristic of the optical element is stabilized. . Further, in the optical element molding method, it is possible to select the cooling pattern corresponding to the deformation completion time in the cooling step by measuring the deformation completion time of the optical element material in the deformation step. Furthermore, the optical element obtained by using the above-described molding apparatus and molding method has the function of satisfying desired performance and appearance and having high stability.

【0016】[0016]

【実施例】以下に本発明の一実施例の光学素子成形装置
を図面を参照しながら説明する。図1に本実施例の光学
素子成形装置の構成を、図2に変形ステージに成形型を
載置した状態を、図3に本実施例の成形方法により得ら
れた光学素子の構成を示す。図1に示すように、チャン
バ1内に予熱ステージ2aと、変形ステージ3aと、冷
却ステージ4a〜9aと水冷ステージ10aとが横方向
(図面左右方向)に配置されている。冷却工程は4a、
5aとからなるコースA、6a、7aとからなるコース
B、8a、9aとからなるコースCとに分かれ、互いに
並列に配置されている。それぞれのステージにはヒータ
が組み込まれており、温度制御が可能になっている。ま
た、前記冷却コースA〜Cの内、第1の冷却ステージ4
a、6a、8aを冷却1とし、第2の冷却ステージ5
a、7a、9aを冷却2とする。また、図2に示すよう
に変形ステージ3aに対向させてヒータブロック3bが
配置されているが、同様に各ステージ2a〜10aに対
向させてヒータブロック(図示せず)が配置され、それ
ぞれにヒータが組み込まれ、温度制御が可能となってい
る。ステージ2a〜10aに対向するヒータブロックの
高さは光学素子素材を挿入したときの成形型の高さより
所定量だけ大きく設定してある。また、チャンバ1には
不活性ガスなどの吸入口21と排出口22が設けられて
いて、チャンバ1内の雰囲気は常時管理されている。ス
テージ2a〜10aは成形型の搬送が可能なように同一
平面上に設置されている。さらに予熱ステージ2aとチ
ャンバ外部とは予熱ステージ2aと同一平面上の準備台
11で連接されている。また、水冷ステージ10aとチ
ャンバ外部とは水冷ステージ10aと同一平面上の受け
台14で連接されており、成形型の投入と取り出しがス
ムーズに行えるようになっている。また、チャンバ1の
左側面には成形型の入口12が設けられ、開閉自在のシ
ャッタ13が設けられている。他方、右側面には、出口
15が設けられ開閉自在のシャッタ16が配設されてお
り、それぞれ成形型の投入と取り出しの際にシャッタ1
3、16が開閉するように構成されている。成形型を成
形装置内へ搬送する手段は準備台11左横に設置された
エアーシリンダ17に連結された摺動可能な成形型搬送
用アーム18を用いて行われている。また、成形装置内
での成形型の搬送は搬送用の竿19で行う。竿には成形
型を保持して振動を与えずにスムーズに搬送するための
保持具20〜24が固定されている。成形型の移動は搬
送レール25を(+)X方向に所定量Pだけ移動するこ
とによって行う。保持具20〜24は成形型を搬送する
直前まではそれぞれのステージの上方に待機しており、
次のステージへ搬送を行う際に、下降して搬送を行う。
その後、搬送レール25は一旦、成形型の高さよりも上
方に移動した後、(−)X方向にPだけ移動して元の位
置に戻る。また、変形ステージ3aから第1の冷却ステ
ージ4a、6a、8aへの型の搬送は竿19により行う
が、3つのコースのうち選択した1コースに振り分けを
行うためのガイド26が設けてある。なお、成形型の搬
送に関しては、プログラムによって選択した冷却コース
に成形型を送ることが可能な手段であれば本実施例の搬
送手段に限定されるものではなく、複数の冷却コースを
設けてもよい。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An optical element molding apparatus according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows the configuration of the optical element molding apparatus of this embodiment, FIG. 2 shows the state in which a molding die is placed on the deformation stage, and FIG. 3 shows the configuration of the optical element obtained by the molding method of this embodiment. As shown in FIG. 1, a preheating stage 2a, a deformation stage 3a, cooling stages 4a to 9a, and a water cooling stage 10a are arranged in the chamber 1 in the lateral direction (the lateral direction in the drawing). The cooling process is 4a,
It is divided into a course A consisting of 5a, a course B consisting of 6a and 7a, and a course C consisting of 8a and 9a, and arranged in parallel with each other. Each stage has a built-in heater so that the temperature can be controlled. Further, of the cooling courses A to C, the first cooling stage 4
a, 6a, 8a as cooling 1 and the second cooling stage 5
Let a, 7a, and 9a be cooling 2. Further, as shown in FIG. 2, the heater block 3b is arranged so as to face the deformation stage 3a, but similarly, a heater block (not shown) is arranged so as to face each of the stages 2a to 10a, and a heater is provided for each. Is incorporated, and temperature control is possible. The height of the heater block facing the stages 2a to 10a is set to be larger than the height of the molding die when the optical element material is inserted by a predetermined amount. Further, the chamber 1 is provided with an inlet 21 and an outlet 22 for an inert gas or the like, and the atmosphere inside the chamber 1 is constantly controlled. The stages 2a to 10a are installed on the same plane so that the mold can be transported. Further, the preheating stage 2a and the outside of the chamber are connected by a preparatory stand 11 on the same plane as the preheating stage 2a. Further, the water cooling stage 10a and the outside of the chamber are connected by a pedestal 14 on the same plane as the water cooling stage 10a, so that the molding die can be loaded and unloaded smoothly. A molding die inlet 12 is provided on the left side surface of the chamber 1, and an openable / closable shutter 13 is provided. On the other hand, an outlet 15 is provided on the right side surface, and a shutter 16 that can be opened and closed is provided. The shutter 1 is used when the mold is loaded and unloaded.
3, 16 are configured to open and close. The means for conveying the molding die into the molding apparatus is performed by using a slidable molding die conveying arm 18 connected to an air cylinder 17 installed on the left side of the preparation table 11. Further, the conveyance of the molding die in the molding apparatus is performed by the transportation rod 19. Holders 20 to 24 for holding the mold and smoothly conveying the mold without vibration are fixed to the rod. The molding die is moved by moving the transport rail 25 in the (+) X direction by a predetermined amount P. The holders 20 to 24 are waiting above each stage until just before the mold is conveyed.
When carrying to the next stage, it descends and carries.
After that, the transport rail 25 once moves above the height of the mold and then moves by P in the (-) X direction to return to the original position. The die 19 is carried by the rod 19 from the deformation stage 3a to the first cooling stages 4a, 6a, 8a, but a guide 26 for allocating to one selected course out of the three courses is provided. The conveying of the molding die is not limited to the conveying means of the present embodiment as long as it can send the molding die to the cooling course selected by the program, and a plurality of cooling courses may be provided. Good.

【0017】次に図2に示すように、成形型27は上型
28と下型29の軸ずれをなくし、かつ所定の光学素子
の厚みになるように任意の高さに調整した胴型30とか
らなり、上型28、下型29、胴型30で囲まれる空間
に球状の光学素子素材31を投入した状態を示してい
る。成形型27は量産性を考慮して複数個用意されてお
り、総高さ、外径などはμmオーダの精度で管理されて
いる。変形ステージ3aのヒータブロック3bはエアー
シリンダ32に連結されており、上型28に所望の圧力
がかけられるようになっている。ヒータブロック3bに
は接続されたエアーシリンダ32とシリンダロッド33
を介して光学素子素材の変形量を計測するための計測装
置34が設置されている。さらに変形量計測装置34は
タイマ35と接続されている。変形量計測装置34によ
って変形が完了したときの時間をタイマ35で測定する
ことにより、変形完了時間の測定を行っている。
Next, as shown in FIG. 2, the forming die 27 has a barrel die 30 which is adjusted to an arbitrary height so as to eliminate the axial deviation between the upper die 28 and the lower die 29 and to have a predetermined optical element thickness. And the spherical optical element material 31 is placed in the space surrounded by the upper mold 28, the lower mold 29, and the body mold 30. A plurality of molding dies 27 are prepared in consideration of mass productivity, and the total height, the outer diameter, and the like are managed with an accuracy of the order of μm. The heater block 3b of the deformation stage 3a is connected to the air cylinder 32 so that a desired pressure can be applied to the upper mold 28. An air cylinder 32 and a cylinder rod 33 connected to the heater block 3b.
A measuring device 34 for measuring the amount of deformation of the optical element material is installed via. Further, the deformation amount measuring device 34 is connected to the timer 35. The deformation completion time is measured by measuring the time when the deformation is completed by the deformation amount measuring device 34 with the timer 35.

【0018】変形完了時間とはヒータブロック3bが下
降を始めた時点から、成形型27の上型28のつば部下
面と胴型30の上端部が当接するまでの時間をいう。測
定された変形完了時間は、タイマ35に接続された演算
装置36に送られ、演算装置36に予めインプットされ
たプログラムに従って所望の冷却コースへ搬送するよう
構成されている。
The deformation completion time is the time from when the heater block 3b starts descending until the lower surface of the brim portion of the upper die 28 of the molding die 27 and the upper end portion of the body die 30 come into contact with each other. The measured deformation completion time is sent to the arithmetic unit 36 connected to the timer 35, and is conveyed to a desired cooling course according to a program previously input to the arithmetic unit 36.

【0019】以下に上記の成形装置を用いた成形方法を
説明する。まず光学素子素材31を成形型27内に投入
して準備台11に載置する。成形型27は成形装置の入
口12のシャッタ13が開かれた後、シリンダ17に連
結された成形型投入用アーム18によって成形装置内の
予熱ステージ2aに搬送される。搬送が完了すると入口
シャッタ13が閉じ、成形型は予熱ステージ2aが予め
設定されている温度まで加熱される。次に加熱された成
形型はプレスステージ3aへ搬送され、ヒータブロック
3bが下降し、成形型27の上型28に接触して所望の
圧力をかけ押圧成形を行う。この時の変形完了時間を変
形量計測装置34とタイマ35により測定し、各冷却コ
ースA〜Cへの振り分けを行う。変形完了時間により設
定される各冷却コースの設定温度を(表1)に示す。こ
の設定温度は過去のデータより決められたもので、良好
な外観と特性を有する光学素子を得る最適条件である。
この条件は、成形型を構成する材料のばらつきや成形型
の加工誤差、あるいは使用状態により変る表面の酸化状
態によって生じる、各々の成形型固有の熱伝導状態の違
いを考慮したものとなっている。成形を完了した成形型
は選択された冷却コースに搬送され、1次冷却、2次冷
却を経て、設定温度まで冷却される。さらに上記の冷却
コースを通過した成形型は水冷ステージ10aへ搬送さ
れ、光学素子の取り出しが可能な温度まで冷却される。
冷却後、成形型より光学素子を取り出す。
A molding method using the above molding apparatus will be described below. First, the optical element material 31 is put into the molding die 27 and placed on the preparation table 11. After the shutter 13 at the inlet 12 of the molding apparatus is opened, the molding die 27 is conveyed to the preheating stage 2a in the molding apparatus by the molding die loading arm 18 connected to the cylinder 17. When the conveyance is completed, the entrance shutter 13 is closed and the mold is heated to the temperature at which the preheating stage 2a is set in advance. Next, the heated mold is conveyed to the press stage 3a, the heater block 3b descends, comes into contact with the upper mold 28 of the mold 27, and a desired pressure is applied to perform pressure molding. The deformation completion time at this time is measured by the deformation amount measuring device 34 and the timer 35, and is distributed to the cooling courses A to C. The set temperature of each cooling course set by the deformation completion time is shown in (Table 1). This set temperature is determined from past data and is the optimum condition for obtaining an optical element having a good appearance and characteristics.
This condition takes into consideration the difference in the heat conduction state peculiar to each mold, which is caused by the dispersion of the materials forming the mold, the processing error of the mold, or the oxidation state of the surface which changes depending on the usage condition. . The molding die which has completed the molding is conveyed to the selected cooling course, and is cooled to the set temperature through the primary cooling and the secondary cooling. Further, the mold passing through the above cooling course is conveyed to the water cooling stage 10a and cooled to a temperature at which the optical element can be taken out.
After cooling, the optical element is taken out from the molding die.

【0020】[0020]

【表1】 [Table 1]

【0021】本実施例では光学素子素材としてSF8の
ボール型硝材を使用し、予熱工程の温度を490℃に設
定し、また、変形工程の設定温度を490℃、プレス圧
力を3kgf/cm2 に設定し、冷却工程の温度はそれぞれ
(表1)に示す条件で行った。上記の成形方法により5
個の成形型を用い、各5回ずつ成形を行った。この方法
により得られた光学素子の形状を図3に示す。得られた
光学素子の特性(透過波面収差)をフィゾー型干渉計を
用いて測定したところ(表2)に示す結果を得た。ま
た、従来の成形装置による成形方法で得られた光学素子
の特性を(表3)に示す。(表2)と(表3)を比較す
ると本実施例の成形方法により得られた光
In this embodiment, a ball type glass material of SF8 is used as the optical element material, the temperature of the preheating step is set to 490 ° C., the setting temperature of the deformation step is 490 ° C., and the press pressure is 3 kgf / cm 2 . The temperature was set and the cooling step was performed under the conditions shown in (Table 1). 5 by the above molding method
Molding was performed 5 times using each molding die. The shape of the optical element obtained by this method is shown in FIG. The characteristics (transmitted wavefront aberration) of the obtained optical element were measured using a Fizeau interferometer, and the results shown in Table 2 were obtained. Further, the characteristics of the optical element obtained by the molding method using the conventional molding device are shown in (Table 3). Comparing (Table 2) and (Table 3), the light obtained by the molding method of this example is shown.

【0022】[0022]

【表2】 [Table 2]

【0023】[0023]

【表3】 [Table 3]

【0024】学素子の特性ばらつきは、従来の成形方法
により得られた光学素子の特性ばらつきより1番型で
0.010λ減、2番型で0.004λ減、3番型で0.00
9λ減、4番型で0.006λ減、5番型で0.004λ減
という結果が得られた。また、各成形型による特性ばら
つきについても本実施例の成形方法により得られた光学
素子の場合、(表2)に示すように0.002λである
が、従来の成形方法により得られた光学素子の場合は
(表3)に示すように0.005λという結果になった。
以上のように本実施例の成形装置を用いた成形方法で得
られた光学素子の特性は非常に安定していることがわか
る。また、外観不良の発生も無く、成形された光学素子
は均一な形状を維持していた。
The characteristic variation of the optical element is reduced by 0.010λ for the first type and 0.004λ for the second type, and 0.00 for the third type, compared to the characteristic variation of the optical element obtained by the conventional molding method.
A decrease of 9λ, a decrease of 0.006λ in type 4, and a decrease of 0.004λ in type 5 were obtained. Further, in the case of the optical element obtained by the molding method of the present example, the variation in characteristics due to each molding die is 0.002λ as shown in (Table 2), but the optical element obtained by the conventional molding method. In the case of, the result was 0.005λ as shown in (Table 3).
As described above, it can be seen that the characteristics of the optical element obtained by the molding method using the molding apparatus of this embodiment are very stable. In addition, there was no appearance defect, and the molded optical element maintained a uniform shape.

【0025】なお、本実施例では予熱工程、変形工程、
水冷工程に各1つずつのステージを有し、冷却工程に3
つのコースがあり、各2つずつのステージを持つ構成で
あったが、それぞれの工程のステージの数および冷却コ
ースの数はこれに限定されるものでない。また、光学素
子の材質及び形状の違いや用いる成形型の材質などを考
慮して最適な構成にすればよい。
In this embodiment, the preheating step, the deformation step,
Each water cooling process has one stage, and each cooling process has 3 stages.
There was one course and two stages each, but the number of stages and cooling courses in each process are not limited to this. Further, the optimum configuration may be made in consideration of the difference in the material and shape of the optical element, the material of the molding die used, and the like.

【0026】[0026]

【発明の効果】上記の実施例の説明から明らかなように
本発明によれば、成形工程中の光学素子素材の変形完了
時間を計測し、変形完了時間の違いにより冷却コースを
選択することによって光学素子の外観や特性を均一化
し、高精度で安定した光学素子およびその製造方法およ
び製造装置を提供することができる。
As is apparent from the description of the above embodiments, according to the present invention, the deformation completion time of the optical element material during the molding process is measured, and the cooling course is selected according to the difference in the deformation completion time. It is possible to provide a highly accurate and stable optical element, a method of manufacturing the same, and a manufacturing apparatus for which the appearance and characteristics of the optical element are made uniform.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施例の成形装置の要部横断面図FIG. 1 is a lateral cross-sectional view of a main part of a molding apparatus according to an embodiment of the present invention.

【図2】同変形ステージに成形型を載置したときの構成
を示す縦断面図
FIG. 2 is a vertical cross-sectional view showing the configuration when a molding die is placed on the deformation stage.

【図3】同成形方法により得られた光学素子の構成を示
す縦断面図
FIG. 3 is a vertical sectional view showing the structure of an optical element obtained by the molding method.

【図4】(a)は従来の成形装置の構成を示す縦断面図 (b)は同横断面図FIG. 4A is a vertical cross-sectional view showing the structure of a conventional molding apparatus, and FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 チャンバ 2a 予熱ステージ 3a 変形ステージ 4a〜9a 冷却ステージ 10a 水冷ステージ 11 準備台 12 入口 13,16 シャッタ 14 受け台 15 出口 26 ガイド 27 成形型 28 上型 29 下型 30 胴型 31 光学素子素材 32 エアシリンダ 33 シリンダロッド 34 変形量計測装置 35 タイマー 36 演算装置 37 光学素子 1 Chamber 2a Preheating Stage 3a Deformation Stage 4a-9a Cooling Stage 10a Water Cooling Stage 11 Preparation Stand 12 Entrance 13, 16 Shutter 14 Receiving Stand 15 Exit 26 Guide 27 Mold 28 Upper Mold 29 Lower Mold 30 Body 31 Optical Element Material 32 Air Cylinder 33 Cylinder rod 34 Deformation amount measuring device 35 Timer 36 Computing device 37 Optical element

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】上成形型と下成形型と成形胴型とを備え、
前記上成形型と前記下成形型と成形胴型で形成される空
間に光学素子素材を収納し、前記光学素子素材を加熱、
加圧して成形された光学素子であって、前記光学素子素
材をその熱変形温度まで加熱し、前記光学素子素材の変
形開始から変形完了までの時間を計測しながら加圧変形
させ、前記光学素子素材の変形開始から変形完了までの
時間に対応する冷却コースを選択して冷却し、所定の表
面形状に成形されてなる光学素子。
1. An upper forming die, a lower forming die, and a forming body die,
The optical element material is housed in the space formed by the upper molding die, the lower molding die and the molding barrel die, and the optical element material is heated,
An optical element molded by pressurization, wherein the optical element material is heated to its thermal deformation temperature and pressure-deformed while measuring the time from the deformation start to the deformation completion of the optical element material, An optical element formed by selecting a cooling course corresponding to the time from the start of deformation of a material to the completion of cooling and cooling the material to form a predetermined surface shape.
【請求項2】上成形型と下成形型と成形胴型とを備え、
前記上成形型と前記下成形型と成形胴型で形成される空
間に光学素子素材を収納する構成の成形型を、予熱ステ
ージ、変形ステージ、冷却ステージの順に搬送し、前記
光学素子素材を加熱軟化させ、加圧変形させ、冷却する
成形方法であって、前記光学素子素材の変形開始から変
形完了までの時間により検出される前記成形型固有の熱
特性に応じて、複数の冷却コースを選択する光学素子製
造方法。
2. An upper forming die, a lower forming die, and a forming body die,
A molding die having a configuration in which an optical element material is housed in a space formed by the upper molding die, the lower molding die, and the molding cylinder die is conveyed in order of a preheating stage, a deformation stage, and a cooling stage to heat the optical element material. A molding method in which the optical element material is softened, deformed under pressure, and cooled, and a plurality of cooling courses are selected according to the thermal characteristics peculiar to the mold detected by the time from the deformation start to the deformation completion of the optical element material. Optical element manufacturing method.
【請求項3】上成形型と下成形型と成形胴型とを備え、
前記上成形型と前記下成形型と成形胴型で形成される空
間に光学素子素材を収納する構成の成形型を、予熱ステ
ージ、変形ステージ、冷却ステージの順に搬送し、前記
光学素子素材を加熱軟化させ、加圧変形させ、冷却する
成形装置であって、前記成形型固有の熱特性に応じて選
択される、複数の冷却コースを備えた光学素子製造装
置。
3. An upper forming die, a lower forming die, and a forming body die,
A molding die having a configuration in which an optical element material is housed in a space formed by the upper molding die, the lower molding die, and the molding cylinder die is conveyed in order of a preheating stage, a deformation stage, and a cooling stage to heat the optical element material. An optical element manufacturing apparatus having a plurality of cooling courses, which is a molding apparatus that softens, deforms under pressure, and cools, and is selected according to the thermal characteristics unique to the molding die.
【請求項4】光学素子素材の変形開始から変形完了まで
の時間を検出し、成形型の冷却コースを選択する請求項
3記載の光学素子製造装置。
4. The optical element manufacturing apparatus according to claim 3, wherein the cooling course of the molding die is selected by detecting the time from the start of the deformation of the optical element material to the completion of the deformation.
JP13376693A 1993-06-04 1993-06-04 Optical element and production process thereof and unit for producing optical element Pending JPH06345463A (en)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004026540A (en) * 2002-06-24 2004-01-29 Toshiba Mach Co Ltd Apparatus and method for molding glass

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