CN102378741A - 光学元件的制造方法 - Google Patents

光学元件的制造方法 Download PDF

Info

Publication number
CN102378741A
CN102378741A CN2010800151919A CN201080015191A CN102378741A CN 102378741 A CN102378741 A CN 102378741A CN 2010800151919 A CN2010800151919 A CN 2010800151919A CN 201080015191 A CN201080015191 A CN 201080015191A CN 102378741 A CN102378741 A CN 102378741A
Authority
CN
China
Prior art keywords
lens
aberration
value
mould
molding surface
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN2010800151919A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102378741B (zh
Inventor
坂田忠文
小川洋一
多田一成
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.)
Konica Minolta Opto Inc
Original Assignee
Konica Minolta Opto Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Konica Minolta Opto Inc filed Critical Konica Minolta Opto Inc
Publication of CN102378741A publication Critical patent/CN102378741A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102378741B publication Critical patent/CN102378741B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C43/00Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor
    • B29C43/02Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor of articles of definite length, i.e. discrete articles
    • B29C43/021Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor of articles of definite length, i.e. discrete articles characterised by the shape of the surface
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29DPRODUCING PARTICULAR ARTICLES FROM PLASTICS OR FROM SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE
    • B29D11/00Producing optical elements, e.g. lenses or prisms
    • B29D11/00009Production of simple or compound lenses
    • B29D11/0048Moulds for lenses
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29DPRODUCING PARTICULAR ARTICLES FROM PLASTICS OR FROM SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE
    • B29D11/00Producing optical elements, e.g. lenses or prisms
    • B29D11/00951Measuring, controlling or regulating
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/12Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
    • G11B7/135Means for guiding the beam from the source to the record carrier or from the record carrier to the detector
    • G11B7/1372Lenses
    • G11B7/1374Objective lenses
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C43/00Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor
    • B29C43/02Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor of articles of definite length, i.e. discrete articles
    • B29C43/04Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor of articles of definite length, i.e. discrete articles using movable moulds
    • B29C2043/046Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor of articles of definite length, i.e. discrete articles using movable moulds travelling between different stations, e.g. feeding, moulding, curing stations
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29LINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
    • B29L2011/00Optical elements, e.g. lenses, prisms
    • B29L2011/0016Lenses

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Ophthalmology & Optometry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Lenses (AREA)
  • Optical Head (AREA)

Abstract

一种光学元件的制造方法,其特征在于,进行下述工序,决定模具设计值,得到最终成型模具:求出用基准成型模具制作的透镜的波阵面像差的值,从预定定数的整数倍的值中,求出最接近于用基准成型模具制作的透镜的波阵面像差的值与透镜设计值之差的像差量(之工序);求出抵消像差量的修正像差量,使低次球面像差或低次像散之任何一种成为修正像差量地变更透镜设计值,根据变更后的值,制作变更了第1模具或第2模具之任何一个成型面形状的修正成型模具(之工序)。

Description

光学元件的制造方法
技术领域
本发明涉及光学元件的制造方法。
背景技术
以DVD(数码视盘)等光盘为记录介质的光盘装置,其光拾取装置中使用成型玻璃及塑料等制作的拾取透镜。近年来,由于光盘采用蓝色波长而拾取透镜被要求0.1μm程度的严格的透镜形状精度。因此,有时即使是用根据透镜设计值制作的模具进行成型,也不能得到所望的透镜形状和光学性能。这是因为透镜材料和模具发生热收缩的原因,对此,有预先考虑这些因素进行模具制作的方法被提案。
例如有下述方法被提案:用设计值制作暂定模具,用它成型暂定透镜,检测其球面像差偏离设计值的偏差量,参照预先求得的高次非球面定数和由其引起的球面像差量的关系数据表,以相应的非球面定数中高次项的微小变化量为调整值,将该偏差量加算到非球面定数来设计最终成型模具(请参照专利文献1)。
专利文献1公开的方法,其中必须事先准备非球面式非球面定数的高次项微小变化量与球面像差值变动量的关系数据表。但是,为了提高该数据表的正确度必须加工大量模具,用它模压大量且多种透镜,并测定它们的光学性能。
为了解决上述问题,有下述方法被提案:用设计值制作暂定模具,用它成型第1暂定光学元件并检测其波阵面像差,计算抵消该波阵面像差的修正波阵面像差,设计第2暂定光学元件,使之具有上述修正波阵面像差地形状最适化,根据该第2暂定光学元件的形状设计成型正规光学元件的正规模具(请参照专利文献2)。
另外,专利文献1公开的方法不能应付数据表中没有准备的不能预料的像差。
因此,又有下述方法被提案:用以设计值制作的暂定模具成型透镜,当成型的透镜的球面像差偏离所定量时,用透镜厚度(轴上厚)调整其偏离量(请参照专利文献3)。
先行技术文献
专利文献
专利文献1:特开2002-96344号公报
专利文献2:特开2004-299934号公报
专利文献3:特开2004-82352号公报
发明内容
发明欲解决的课题
但是,专利文献2公开的方法中因为是根据抵消用暂定模具成型的第1暂定光学元件的波阵面像差的第2暂定光学元件的形状,设计正规模具,所以,每制作一个模具必须设计第2暂定光学元件,正规模具也形状各不相同。因此,制作正规模具工序繁杂花费时间,不适合大量生产时制作大量正规模具的情况。
而如果像专利文献3公开的那样用轴上厚修正球面像差的话,则修正量大时有时轴上厚过分偏离设计值。另外,轴上厚与球面像差的关系因各次数而不同,所以,如果想与低次球面像差一起又调整高次球面像差的话,有时不存在能够满足两者性能的最合适的轴上厚,单用轴上厚的话能够调整的球面像差量存在限度。
本发明鉴于上述课题,目的在于提供一种能够用简单的方法制造确切修正了像差的高性能透镜的光学元件的制造方法。
用来解决课题的手段
为了解决上述课题,本发明具有下述特征。
1.一种光学元件的制造方法,是用包括具有第1成型面的第1模具以及具有第2成型面的第2模具之成型模具模压成型成型素材制造透镜,光学元件的制造方法的特征在于,进行下述工序:
决定透镜设计值,根据该透镜设计值,决定包括所述第1成型面形状、所述第2成型面形状、所述第1成型面及所述第2成型面之间的距离(以下称之为模具间距离)的模具设计值,按照该模具设计值,制作基准成型模具(之工序);
求出用所述基准成型模具制作的透镜的低次球面像差或低次像散之任何一个特定像差的值,当该特定像差的值超过所定范围时,从预定的多个值中求出最接近于用所述基准成型模具制作的透镜的所述特定像差的值与所述透镜设计值之差的值,作为近似像差量(之工序);
求出抵消所述近似像差量的修正像差量,使所述特定像差成为所述修正像差量地变更所述透镜设计值,根据变更后的值,用变更了所述第1模具或所述第2模具之任何一个成型面形状的修正成型模具,制作透镜(之工序);
求出用所述修正成型模具制作的透镜的所述特定像差的值,判定所述特定像差的求得值是否在所定范围以内(之工序);
当所述求得值在所定范围以内时,决定模具设计值,根据该设计值制造透镜。
2.1中记载的光学元件的制造方法,其特征在于,所述预定的多个值是预定定数的除0以外的整数倍之值。
3.1或2中记载的光学元件的制造方法,其特征在于,
所述特定像差是3次球面像差或5次球面像差,
在判定所述特定像差的求得值是否在所定范围以内之工序中判定为在所定范围以内之后,进行下述工序:
测定用所述修正成型模具制作的透镜的轴上厚和像差(之工序);
根据用所述测定轴上厚和像差之工序测定到的结果,修正所述模具间距离(之工序);
决定模具设计值,根据该设计值制造透镜。
4.1或2中记载的光学元件的制造方法,其特征在于,所述特定像差是3次球面像差、5次球面像差、3次像散中的任何一种。
5.1至4的任何一项中记载的光学元件的制造方法,其特征在于,用所述基准成型模具制作的透镜的所述特定像差的值以及用所述修正成型模具制作的透镜的所述特定像差的值,包括制作透镜之后进行的后工序中所产生的像差量。
6.1至5的任何一项中记载的光学元件的制造方法,其特征在于,在所述用修正成型模具制作透镜之工序中,是变更所述第1模具或所述第2模具中具有曲率小的一个成型面的模具的形状。
发明之效果
根据本发明,当制作的透镜的特定像差的值超过所定范围时,从预定定数的整数倍的值中算出最接近于特定像差的值与透镜设计值之差的值作为近似像差量。然后,变更第1成型面形状或第2成型面形状任何一方,使近似像差量得到抵消,用采用该变更后模具的修正成型模具制作透镜。近似像差量是限定的值,所以能够容易地设计和制造修正成型模具。
当制作的透镜的波阵面像差的值在所定范围以内时,根据测定用修正成型模具制作的透镜的轴上厚和像差的结果,修正模具间距离作微调整,修整到所望范围的像差。
这样,能够提供一种能够用简单的方法制作确切修正了像差的高性能透镜的光学元件的制造方法。
附图说明
图1:第1实施方式光学元件制造方法顺序一例说明流程。
图2:第2实施方式光学元件制造方法顺序一例说明流程。
图3:第3实施方式光学元件制造方法顺序一例说明流程。
图4:求后处理后的波阵面像差顺序一例说明流程。
图5:玻璃透镜制造装置一例示意图。
图6:用实施例制作的透镜的轴上厚和像差的关系示意曲线。
具体实施方式
以下根据附图,说明本发明一实施方式,但本发明并不局限于该实施方式。
图1是第1实施方式光学元件制造方法顺序的一例说明流程。以下按照图1流程作说明。
S10:透镜设计工序。
使用市场出售的透镜设计软件(例如サィバネットシステム株式会社制作的“code V”等),使波阵面像差量为0地使形状最合适化,进行基准透镜的光学设计。
透镜设计值包括例如透镜材料折射率、第1面形状、第2面形状以及轴上厚。设定透镜设计值,使它具有所望的光学性能。
本发明中,以第1成型面成型的面为透镜的第1面,第2成型面成型的面为透镜的第2面。
S11:基准成型模具设计工序。
根据在S10设计的基准透镜的透镜设计值,决定包括第1成型面形状、第2成型面形状、第1成型面及第2成型面之间距离(即模具间距离)的模具设计值,按照该模具设计值制作基准成型模具。
基准成型模具的模具设计值虽然是根据透镜设计值决定的,但此时也考虑了作为素材所采用的透镜材料和成型模具素材的热收缩(热膨胀率)。
在按照模具设计值制作基准成型模具时,可以照搬使用以往的形状加工方法。
S12:透镜成型工序。
用制成的基准成型模具制作基准透镜。成型方法可以采用下述任何一种:再加热法,加热软化模压被配置在二个模具之间的玻璃素材(预成型品);液滴法,用模具直接接受所定质量的熔融玻璃滴,用另一个模具进行模压。液滴法在透镜制造过程中产生的误差量比再加热法大,但通过应用本发明能够得到确切修正了像差的高性能透镜。另外,透镜材料不局限于玻璃,塑料材料时也能够应用。此时有注射成型等成型方法。
S13:求像差量Bm之工序。
用干涉仪测定刚成型好的基准透镜的透过波阵面像差,用市场出售的解析软件将测得的透过波阵面像差展开为泽尼克(Zernike)多项式得到Zernike系数。从该结果求出预先选择的3次球面像差(SA3)、5次球面像差(SA5)、3次像散(AS3X)、3次像散(AS3Y)等任何一个特定像差的在测定波长的像差量Bm。尤其优选选择像差容易因模具个体差和成型条件而出现参差的调整值大的SA3为特定像差。
其中,m表示波阵面像差的测定次数,以下说明中,在不需区别次数时,将第1次测得的像差量记述为B1,第2次测得的像差量记述为B2
S14:判定像差量Bm与设计值之差X是否在所定值以内之工序。
S15:当像差量Bm与设计值之差X超过所定值时,从预定的多个值中将最接近于差X的值作为近似像差量Z进行算出。
作为近似像差量Z预定的多个值,是从差X值的设想范围考虑透镜形状和模具材料等决定的。
为了使预定的多个值为所定间隔,可以定定数P,使多个值为定数P的除0之外的整数倍的值。
例如,若以像差量Bm为-0.035λ、设计值为0,则差X为-0.035λ。另外,例如若以定数P为0.02λ、除0之外的整数n的值为-3、-2、-1、1、2、3,则nP值为-0.06λ、-0.04λ、-0.02λ、0.02λ、0.04λ、0.06λ。此时,最接近于差X的近似像差量Z为-0.04λ。
定数P的绝对值在0.02~0.10λ范围考虑透镜形状和模具材料等预先定出。例如,优选体积大的透镜时的P,比小的透镜时的大。另外,近似像差量Z的范围也可以相应透镜形状、模具材料、透镜材料等适宜变更。例如用于光盘等的拾取透镜的情况时,在-0.5~0.5λ左右。
这样,能够简单地进行修正成型模具的设计和制造。
S16:变更到修正成型模具之工序。
根据使透镜产生抵消在S15算出的近似像差量Z之修正像差量-Z地作了再次设计的透镜设计值,制作变更了第1成型面形状或第2成型面形状的修正成型模具。
例如,近似像差量Z为-0.04λ时,抵消它的修正像差量为0.04λ。用透镜设计软件,变更透镜第1面或透镜第2面任何一面的形状,再次设计特定像差为所定修正像差量的透镜形状。第1面第2面中,近似曲率半径大的一面制造误差大,即使想修正特定像差,也有可能由于制造误差而不能正确修正。因此,优选变更能够减小制造误差的近似曲率半径小的一面的形状来修正像差。
接下去,根据使修正像差量成为0.04λ地作了再次设计的值,变更成型第1成型面或第2成型面的模具的任何一个成型面的形状,制作变更后的模具,变更为由变更了成型面形状的模具与另一个基准成型模具构成的修正成型模具。
本发明中,修正像差量的值是预先限定的,所以也可以在本工序之前,先设计制作与预先设想的修正像差量的值对应的修正成型模具,相应在S15算出的近似像差量Z进行选择。
接下去回到S12,用修正成型模具成型透镜。用S13的顺序求出用修正成型模具成型的透镜的像差量B2。在S14判定像差量B2与设计值之差X是否在所定值以内,当像差量B2与设计值之差X在所定值以内时决定为最终成型模具。
如上所述,能够用简单的工序决定设计值,用最终成型模具制作所定像差范围内的透镜。
接下去说明第2实施方式。图2是第2实施方式光学元件制造方法顺序的一例说明流程。第2实施方式与第1实施方式的不同点在于:在S13作为特定像差选择的是低次球面像差;在决定最终成型模具之后,根据测定用最终成型模具成型的透镜的轴上厚和像差的结果,变更轴上厚的目标值,进行微调整。
以下按照图2流程作说明。在此,省略与第1实施方式相同的工序的详细说明。
S10:透镜设计工序。
使用市场出售的透镜设计软件,使波阵面像差量为0地使形状最合适化,进行基准透镜的光学设计。
S11:基准成型模具设计工序。
根据在S10设计的基准透镜的透镜设计值,决定包括第1成型面形状、第2成型面形状、第1成型面及第2成型面之间距离(即模具间距离)的模具设计值,按照该模具设计值制作基准成型模具。
S12:透镜成型工序。
用制成的基准成型模具制作基准透镜。成型方法可以采用下述任何一种:再加热法,加热软化模压被配置在二个模具之间的玻璃素材(预成型品);液滴法,用模具直接接受所定质量的熔融玻璃滴,用另一个模具进行模压。另外,透镜材料不局限于玻璃,塑料材料时也能够应用。此时有注射成型等成型方法。
S13:求像差量Bm之工序。
用干涉仪测定刚成型好的基准透镜的透过波阵面像差,用市场出售的解析软件将测得的透过波阵面像差展开为泽尼克(Zernike)多项式得到Zernike系数。从该结果求出预先选择的3次球面像差(SA3)、5次球面像差(SA5)之任何一个特定像差的在测定波长的像差量Bm。尤其优选选择像差容易因模具个体差和成型条件而出现参差的调整值大的SA3为特定像差。
其中,m表示波阵面像差的测定次数,以下说明中,在不需区别次数时,将第1次测得的像差量记述为B1,第2次测得的像差量记述为B2
S14:判定像差量Bm与设计值之差X是否在所定值以内之工序。
S15:当像差量Bm与设计值之差X超过所定值时,从预定的多个值中将最接近于差X的值作为近似像差量Z进行算出。
作为近似像差量Z预定的多个值,是从差X值的设想范围考虑透镜形状和模具材料等决定的。
为了使预定的多个值为所定间隔,可以定定数P,使多个值为定数P的除0之外的整数倍的值。
定数P的值在0.02~0.10λ范围考虑透镜形状和模具材料等预先定出。例如,优选体积大的透镜时的P,比小的透镜时的大。另外,近似像差量Z的范围也可以相应透镜形状、模具材料、透镜材料等适宜变更。例如用于光盘等的拾取透镜的情况时,在-0.5~0.5λ左右。
这样,能够简单地设计和制造修正成型模具。
S16:变更到修正成型模具之工序。
根据使透镜产生抵消在S15算出的近似像差量Z之修正像差量-Z地作了再次设计的透镜设计值,制作变更了第1成型面形状或第2成型面形状的修正成型模具。
例如,近似像差量Z为-0.04λ时,抵消它的修正像差量为0.04λ。用透镜设计软件,变更透镜第1面或透镜第2面任何一面的形状,再次设计特定像差为所定修正像差量的透镜形状。第1面第2面中,近似曲率半径大的一面制造误差大,即使想修正特定像差,也有可能由于制造误差而不能正确修正。因此,优选变更能够减小制造误差的近似曲率半径小的一面的形状来修正像差。
接下去,根据使修正像差量成为0.04λ地作了再次设计的值,变更成型第1成型面或第2成型面的模具的任何一个成型面的形状,制作变更后的模具,变更为由变更了成型面形状的模具与另一个基准成型模具构成的修正成型模具。
本发明中,修正像差量的值是预先限定的,所以也可以在本工序之前,先设计制作与预先设想的修正像差量的值对应的修正成型模具,相应在S15算出的近似像差量Z进行选择。
接下去回到S12,用修正成型模具成型透镜。用S13的顺序求出用修正成型模具成型的透镜的像差量B2。在S14判定像差量B2与设计值之差X是否在所定值以内,当像差量B2与设计值之差X在所定值以内时决定为最终成型模具,进入S17。
S17:轴上厚和像差的测定工序。
测定用最终成型模具制作的透镜的轴上厚和像差,确认参差。测定的像差包括例如3次球面像差(SA3)、5次球面像差(SA5)、7次球面像差(SA7)、9次球面像差(SA9)等为了修正而采用的像差,为多个。
为了确认参差,测定的透镜个数越多越好,但在设计上能够预测各像差与轴上厚的关系时,也可以是一个。
S18:判定像差是否规格内的工序。
该工序是在偏离轴上厚设计值的所定范围,判定各像差是否在所定值以内。
S19:在轴上厚设计值的所定参差范围,当像差的任何一个超过所定值时,变更轴上厚的目标值。
S20:透镜成型工序。
用与S12同样的成型法,用最终成型模具,变更到与轴上厚目标值相应的模具间距离,制作透镜。
回到S17反复测定轴上厚和像差,直至在S18中轴上厚和各像差的参差在所定范围内。
如果在轴上厚设计值的所定范围,评价对象的所有像差都在所定值以内,则决定模具间距离。这样,根据用最终成型模具制作的透镜的轴上厚和像差的测定结果修正模具间距离进行微调整,所以,能够用简单的工序制作连高次球面像差也得到了修正的透镜。
接下去说明第3实施方式光学元件的制造方法。
图3是第3实施方式光学元件制造方法顺序的一例说明流程,图4是求后处理后的波阵面像差顺序的说明流程。
图2中第2实施方式流程与图3的不同点在于,S13的求像差量Bm工序被变更为S30的求后处理后的像差量BFm工序。其他工序中除了用后处理后的像差量BFm取代像差量Bm之外顺序相同,标相同符号省略说明。
S30:求后处理后的像差量BFm之工序。
第3实施方式中,由于成型后定芯、洗净、退火、涂层等后工序的后处理,产生偏离设计值的像差变动,为了修正它,用干涉仪测定后处理后的透镜的透过波阵面像差。然后与第2实施方式相同,用市场出售的解析软件,将测得的透过波阵面像差展开为泽尼克(Zernike)多项式得到Zernike系数。从该结果求出3次球面像差(SA3)、5次球面像差(SA5)等任何一个像差的在测定波长的后处理后的像差量BFm。
在后面的工序中决定修正后处理后的像差量BFm的模具设计值,得到最终成型模具。
参照图3流程,说明求后处理后的像差量BFm之工序的顺序一例。
S100:求后处理前的像差量Bm之工序。
用与S13相同的顺序,求在S12制作的透镜的后处理前的像差量Bm。
S101:判定是否初次求像差量Bm之工序。
S102:如果是初次,则用量产时的顺序对在S12制作的透镜进行定芯、洗净、退火、涂层等后处理。
S103:用与S13相同的顺序求后处理后的透镜的像差量BFm。
S104:算出变化量Y。算出后处理后的像差量BFm与后处理前的像差量Bm之差,作为变化量Y。
S105:如果是第2次以后,则在S100测得的后处理前的像差量Bm上加上变化量Y,作为后处理后的像差量BFm。
变化量Y即使成型模具变更也变化不大。因此,如该流程所示,第2次以后交换成型模具、使用与算出变化量Y时的成型模具不同的别的模具成型的透镜上不再次实施后工序的话,也可以在后处理前的像差量Bm上加算变化量Y来求后处理后的像差量BFm。
本实施方式中如上所述,用与第1实施方式相同的顺序,决定修正求得的后处理后的像差量BFm的模具设计值,得到最终成型模具,所以,对透镜进行后工序后,也能够得到所望的光学性能。
图3说明的例子,是用后处理后的像差量BFm取代第2实施方式工序中的像差量Bm,第1实施方式工序中也同样,用后处理后的像差量BFm能够得到同样的效果。
实施例
下面,对用来确认本发明的实施例作说明,但本发明并不局限于此。
首先参照图5,说明实施例中使用的玻璃透镜制造装置10的结构。如图5所示,玻璃透镜制造装置10具有存放熔融玻璃22的熔融槽21、连在熔融槽21下部的滴嘴23、用来接受熔融玻璃滴20的下模11、与下模11一起加压熔融玻璃滴20的上模12。
下模11能够通过驱动手段(没有图示)在滴嘴23下方以便接受熔融玻璃滴20的位置(滴下位置P1)和对着上模12以便加压成型熔融玻璃滴20的位置(加压位置P2)之间移动。
为了使下模11上模12能够以所定间隔或所定压力加压成型,上模12能够通过驱动手段(没有图示)在上下方向移动。
下模11上模12的材料采用以钨碳化物为主要成分的超硬材料(热膨胀系数=5.0×10-6/℃)。
制造的玻璃透镜是外径为φ3.5mm、光学有效径为φ2.5mm、透镜中心厚度(轴上厚)设计值为1.89mm的两凸非球面透镜。玻璃材料采用Tg为480℃、折射率nd约为1.6、热膨胀系数=12×10-6/℃的二氧化硅类玻璃。
实施例中按照第3实施方式的顺序制作了玻璃透镜。以下按照图3流程作说明。
S10:设计外径为φ3.5mm、光学有效径为φ2.5mm、透镜中心厚度(轴上厚)设计值为1.89mm的两凸非球面透镜。玻璃材料采用Tg为480℃、折射率nd约为1.6、热膨胀系数=12×10-6/℃的二氧化硅类玻璃。
以P=0.02λ,n为-3、-2、-1、1、2、3,作为特定像差选择3次球面像差量SA3,在SA3(Zernike系数Z09)为-0.06λ到0.06λ的范围,预先分别再次设计满足6个近似像差量Z的透镜形状。
S11:在所制造的透镜的设计形状(非球面系数、曲率半径)上,将成型温度设定为450℃后再加上考虑模具和玻璃材料热膨胀系数的变形量,制作基准上模12下模11。
本实施例中,根据在S10再次设计的透镜形状上,将成型温度设定为450℃后再加上考虑模具和玻璃材料热膨胀系数的变形量,如表1所示,预先制作了修正了近似曲率半径比下模11小的上模12形状后的上模13a、13b、13c、13d、13e、13f。
[表1]
Figure BPA00001445422500121
S12:首先用玻璃透镜制造装置10,以上模12下模11为成型模具,成形玻璃透镜(基准透镜)。
成型工序如下:首先下模11移到用来滴下熔融玻璃滴20的白金制滴嘴23正下方的滴下位置P1,用下模11接受熔融玻璃滴20。用下模11接受熔融玻璃滴20之后,下模11移动到上模12下方的加压位置P2。下模11到达加压位置P2经过10秒钟之后,上模12在垂直方向上移动,模压下模11内的熔融玻璃滴20。以上模12的移动速度为10mm/sec,上模12的模压压力为0.49kN,模压压力的维持时间为10秒钟。
S30:用干涉仪(ザザィゴ株式会社制造,型式DVD 400 Pro)测定刚成型好的玻璃透镜的透过波阵面像差。然后用解析软件(ザィゴ株式会社制作,Metro Pro),将测得的透过波阵面像差展开为泽尼克(Zernike)多项式得到Zernike系数。结果在测定波长405nm的3次球面像差量(SA3、Z09)为-0.065λ。
对该玻璃透镜实施退火、AR涂层(后工序)之后再次用上述干涉仪评价光学性能,发现SA3变为-0.035λ。因此,BF1=-0.035λ,变化量Y=0.03λ。
S14:BF1=-0.035λ,设计值为0,所以差X为-0.035λ。本实施例的所定规格值为±0.015λ,测定结果超过规格值。
S15:近似像差量Z=-0.06λ、-0.04λ、-0.02λ、0.02λ、0.04λ、0.06λ中最接近差X、即-0.035λ的值是-0.04λ,近似像差量Z=-0.04λ。
S16:由表1可知,修正近似像差量-0.04λ的修正成型模具是具有0.04λ像差的上模13e。将玻璃透镜制造装置10的上模12变更为上模13e。
S12:用玻璃透镜制造装置10,调整模具间距离使透镜轴上厚为1.8900mm后,用上模13e和下模11,成型100个玻璃透镜(修正后的透镜)。除了变更了上模之外,其他用与基准透镜相同的条件进行成型。
S30:用干涉仪(ザィゴ株式会社制造,型式DVD 400 Pro)测定刚成型好的玻璃透镜的透过波阵面像差。然后,用与基准透镜同样的顺序求3次球面像差量(SA3),加上变化量Y=0.03λ后发现,像差量BF2为-0.010~+0.005λ。
S14:像差量BF2与设计值之差X在所定规格内(±0.015λ)。
S17:测定在S12制作的透镜的轴上厚和3次球面像差(SA3)、5次球面像差(SA5)、7次球面像差(SA7)、9次球面像差(SA9)。测定结果如图6所示。
S18:其中轴上厚为1.889mm的透镜时,SA3、7、9在所定规格内(±0.015λ),但仅SA5为+0.02λ超出规格。另外轴上厚1.894mm的透镜时SA3、5、9在规格内,但SA7为-0.017λ超出规格。
S19:出于图6结果,为了使轴上厚在1.890mm以上、1.893mm以下之范围,将轴上厚目标值变更为1.8900mm到1.8915mm。
S20、S17、S18:将轴上厚目标值变更为1.8915mm制作100个透镜,用同样的顺序测定了透镜的轴上厚和3次球面像差(SA3)、5次球面像差(SA5)、7次球面像差(SA7)、9次球面像差(SA9),结果发现都在所定规格内(±0.015λ)。
本实施例中说明了制作玻璃透镜的例子,但本发明并不局限于玻璃透镜,也能够应用于塑料透镜。
如上所述,根据本发明,能够提供一种能够用简单的方法制造确切修正了像差的高性能透镜的光学元件的制造方法。
符号说明
10 制造装置
11 下模
12 上模
20 熔融玻璃滴
21 熔融槽
22 熔融玻璃
23 滴嘴
P1 滴下位置
P2 加压位置

Claims (6)

1.一种光学元件的制造方法,是用包括具有第1成型面的第1模具以及具有第2成型面的第2模具之成型模具模压成型成型素材制造透镜,光学元件的制造方法的特征在于,进行下述工序:
决定透镜设计值,根据该透镜设计值,决定包括所述第1成型面形状、所述第2成型面形状、所述第1成型面及所述第2成型面之间的距离(以下称之为模具间距离)的模具设计值,按照该模具设计值,制作基准成型模具(之工序);
求出用所述基准成型模具制作的透镜的低次球面像差或低次像散之任何一个特定像差的值,当该特定像差的值超过所定范围时,从预定的多个值中求出最接近于用所述基准成型模具制作的透镜的所述特定像差的值与所述透镜设计值之差的值,作为近似像差量(之工序);
求出抵消所述近似像差量的修正像差量,使所述特定像差成为所述修正像差量地变更所述透镜设计值,根据变更后的值,用变更了所述第1模具或所述第2模具之任何一个成型面形状的修正成型模具,制作透镜(之工序);
求出用所述修正成型模具制作的透镜的所述特定像差的值,判定所述特定像差的求得值是否在所定范围以内(之工序);
当所述求得值在所定范围以内时,决定模具设计值,根据该设计值制造透镜。
2.如权利要求1中记载的光学元件的制造方法,其特征在于,所述预定的多个值,是预定定数的除0以外的整数倍之值。
3.如权利要求1或2中记载的光学元件的制造方法,其特征在于,
所述特定像差是3次球面像差或5次球面像差,
在判定所述特定像差的求得值是否在所定范围以内之工序中判定为在所定范围以内之后,进行下述工序:
测定用所述修正成型模具制作的透镜的轴上厚和像差(之工序);
根据在所述测定轴上厚和像差之工序中测定到的结果,修正所述模具间距离(之工序);
决定模具设计值,根据该设计值制造透镜。
4.如权利要求1或2中记载的光学元件的制造方法,其特征在于,所述特定像差是3次球面像差、5次球面像差、3次像散中的任何一种。
5.如权利要求1至4的任何一项中记载的光学元件的制造方法,其特征在于,用所述基准成型模具制作的透镜的所述特定像差的值以及用所述修正成型模具制作的透镜的所述特定像差的值,包括制作透镜之后进行的后工序中所产生的像差量。
6.如权利要求1至5的任何一项中记载的光学元件的制造方法,其特征在于,在所述用修正成型模具制作透镜之工序中,是变更所述第1模具或所述第2模具中具有曲率小的一个成型面的模具的形状。
CN201080015191.9A 2009-04-07 2010-03-11 光学元件的制造方法 Expired - Fee Related CN102378741B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009092760 2009-04-07
JP2009-092760 2009-04-07
PCT/JP2010/054094 WO2010116843A1 (ja) 2009-04-07 2010-03-11 光学素子の製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102378741A true CN102378741A (zh) 2012-03-14
CN102378741B CN102378741B (zh) 2014-04-23

Family

ID=42936130

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201080015191.9A Expired - Fee Related CN102378741B (zh) 2009-04-07 2010-03-11 光学元件的制造方法

Country Status (4)

Country Link
US (1) US9156196B2 (zh)
JP (1) JP5601318B2 (zh)
CN (1) CN102378741B (zh)
WO (1) WO2010116843A1 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103364964A (zh) * 2012-03-26 2013-10-23 Hoya株式会社 模具,模子和眼镜片的制造方法

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014173781A1 (en) 2013-04-23 2014-10-30 Essilor International (Compagnie Generale D'optique) Method for controlling a manufacturing device used in an optical lens manufacturing process
US11340531B2 (en) * 2020-07-10 2022-05-24 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Target control in extreme ultraviolet lithography systems using aberration of reflection image
EP4442445A1 (en) 2023-04-05 2024-10-09 Carl Zeiss Vision International GmbH Methods and devices for manufacturing at least one optical lens

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002096344A (ja) * 2000-09-25 2002-04-02 Sony Corp レンズの成形金型の設計方法及びこれにより成形したレンズ
JP2002096332A (ja) * 2000-09-25 2002-04-02 Sony Corp レンズの成形金型の設計方法及びこれにより成形したレンズ
JP2004082352A (ja) * 2002-08-23 2004-03-18 Hoya Corp レンズの製造方法
JP2004299934A (ja) * 2003-03-28 2004-10-28 Fuji Photo Optical Co Ltd 光学素子成形型設計方法
CN1281532C (zh) * 2003-03-28 2006-10-25 Hoya株式会社 成形体的制造方法、制造装置以及光学拾取单元用物镜
WO2007142100A1 (ja) * 2006-06-05 2007-12-13 Konica Minolta Opto, Inc. 光学系の製造方法
US7355686B2 (en) * 2004-03-29 2008-04-08 Fujinon Corporation Optical system including molded optical element and method of manufacturing the optical system

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002096344A (ja) * 2000-09-25 2002-04-02 Sony Corp レンズの成形金型の設計方法及びこれにより成形したレンズ
JP2002096332A (ja) * 2000-09-25 2002-04-02 Sony Corp レンズの成形金型の設計方法及びこれにより成形したレンズ
JP2004082352A (ja) * 2002-08-23 2004-03-18 Hoya Corp レンズの製造方法
JP2004299934A (ja) * 2003-03-28 2004-10-28 Fuji Photo Optical Co Ltd 光学素子成形型設計方法
CN1281532C (zh) * 2003-03-28 2006-10-25 Hoya株式会社 成形体的制造方法、制造装置以及光学拾取单元用物镜
US7355686B2 (en) * 2004-03-29 2008-04-08 Fujinon Corporation Optical system including molded optical element and method of manufacturing the optical system
WO2007142100A1 (ja) * 2006-06-05 2007-12-13 Konica Minolta Opto, Inc. 光学系の製造方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103364964A (zh) * 2012-03-26 2013-10-23 Hoya株式会社 模具,模子和眼镜片的制造方法
CN103364964B (zh) * 2012-03-26 2016-12-28 Hoya株式会社 模具,模子和眼镜片的制造方法

Also Published As

Publication number Publication date
US9156196B2 (en) 2015-10-13
US20120007262A1 (en) 2012-01-12
JP5601318B2 (ja) 2014-10-08
WO2010116843A1 (ja) 2010-10-14
JPWO2010116843A1 (ja) 2012-10-18
CN102378741B (zh) 2014-04-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4675143B2 (ja) 光学素子の成形方法及び装置、基板及び成形型
CN104395804B (zh) 光学组装体的制造方法以及组装用透镜的设计方法
US20050074702A1 (en) Micro-lens array and manufacturing method thereof
CN102378741A (zh) 光学元件的制造方法
JP2004335080A5 (zh)
CN101722598B (zh) 成形模的设计方法、成形模和成形品
KR100561861B1 (ko) 하이브리드 렌즈 어레이 및 그 제조 방법
Katsuki Transferability of glass lens molding
CN101236293A (zh) 用于光学拾取的物镜
CN102781855A (zh) 光学元件的制造方法及光学元件成型模具
JPS63103205A (ja) 光学式ピツクアツプ用対物レンズ
JP5017798B2 (ja) ピックアップ光学系に用いられる整形素子を成形する成形装置および該装置により製造された整形素子
JP2002096344A (ja) レンズの成形金型の設計方法及びこれにより成形したレンズ
CN100584565C (zh) 成形模的设计方法、成形模和成形品
JP2007197241A (ja) 光学ガラス素子の成形方法
JP4128828B2 (ja) レンズの製造方法
Desmet et al. Elastomeric inverse moulding and vacuum casting process characterization for the fabrication of arrays of concave refractive microlenses
JP2002096332A (ja) レンズの成形金型の設計方法及びこれにより成形したレンズ
JP2001296472A (ja) 光ヘッド用対物光学系
JP5495529B2 (ja) レンズ用モールドの製造方法およびレンズの製造方法
JP3946106B2 (ja) プレス用成形型及びレンズの製造方法
JP2007001282A (ja) 成形用金型及びその製造方法
JP6277682B2 (ja) 光学素子用の成形金型及び成形方法
JP2002347037A (ja) 金型作製方法、成形金型、及びレンズ
JPH06115955A (ja) 光学素子成形用金型およびその製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20140423

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee