CN102781855A - 光学元件的制造方法及光学元件成型模具 - Google Patents

光学元件的制造方法及光学元件成型模具 Download PDF

Info

Publication number
CN102781855A
CN102781855A CN2011800102781A CN201180010278A CN102781855A CN 102781855 A CN102781855 A CN 102781855A CN 2011800102781 A CN2011800102781 A CN 2011800102781A CN 201180010278 A CN201180010278 A CN 201180010278A CN 102781855 A CN102781855 A CN 102781855A
Authority
CN
China
Prior art keywords
optical element
optical
molding
relative position
lens
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.)
Pending
Application number
CN2011800102781A
Other languages
English (en)
Inventor
小椋和幸
釜田善浩
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 CN102781855A publication Critical patent/CN102781855A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • 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
    • 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
    • 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
    • B29D11/005Moulds for lenses having means for aligning the front and back moulds
    • 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
    • C03B11/06Construction of plunger or mould
    • C03B11/08Construction of plunger or mould for making solid articles, e.g. lenses
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/24Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures
    • G01B11/2441Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures using interferometry
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/26Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring angles or tapers; for testing the alignment of axes
    • G01B11/27Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring angles or tapers; for testing the alignment of axes for testing the alignment of axes
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01MTESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M11/00Testing of optical apparatus; Testing structures by optical methods not otherwise provided for
    • G01M11/02Testing optical properties
    • G01M11/0242Testing optical properties by measuring geometrical properties or aberrations
    • G01M11/0257Testing optical properties by measuring geometrical properties or aberrations by analyzing the image formed by the object to be tested
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01MTESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M11/00Testing of optical apparatus; Testing structures by optical methods not otherwise provided for
    • G01M11/02Testing optical properties
    • G01M11/0242Testing optical properties by measuring geometrical properties or aberrations
    • G01M11/0271Testing optical properties by measuring geometrical properties or aberrations by using interferometric methods
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B2215/00Press-moulding glass
    • C03B2215/60Aligning press die axes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B2215/00Press-moulding glass
    • C03B2215/80Simultaneous pressing of multiple products; Multiple parallel moulds

Abstract

为了提供一种能够高精度成型光学元件的光学元件的制造方法,采用一对成型模具、其具有成型备有面对面光学面之光学元件的成型面,成型所述光学元件,光学元件制造方法的特征在于,成型模具备有:成型用该成型模具制造的第1光学元件的成型面;与成型第1光学元件之成型面分开的、成型在调整一对成型模具的相对位置时使用的第2光学元件的成型面;具有以下工序:第1成型工序,采用成型模具成型第2光学元件;测定工序,根据在第1成型工序成型的第2光学元件的透过波前像差,求面对面光学面的相对位置偏离量;相对位置调整工序,根据由测定工序求得的相对位置偏离量,调整一对成型模具的相对位置;第2成型工序,采用经相对位置调整工序调整了相对位置的成型模具,成型第1光学元件。

Description

光学元件的制造方法及光学元件成型模具
技术领域
本发明涉及光学元件的制造方法及光学元件成型模具。
背景技术
现在,光学元件被广泛用作为数码相机用透镜、DVD等光拾取透镜、手机用照相透镜、光通信用偶合透镜等等。这些由光学元件构成的光学系统被要求较高的性能,因此,就光学元件单体,也希望能够用更高的精度来形成。
上述光学元件有通过模压成型法、用成型模具加压成型被加热软化的玻璃来进行制造的情况。
模压成型法中,除了必须高精度地形成模具上用来成型光学元件面对面的光学面的模具成型面之外,还必须高精度对准该相对的模具成型面的相对位置。
为了高精度对准模具的相对位置,有时例如评价用该模具成型的光学元件,根据评价,调整该模具的相对位置。例如,有下述技术已为公开:形成由在光学透镜两透镜面各光轴上持有中心的小突起构成的凸部,从各凸部的位置偏离求得两透镜面的偏芯量,根据该偏芯量,调整成型光学透镜之成型模具的相对位置(请参照例如专利文献1)。
专利文献1:特开2006-58850号公报
专利文献1中记载的模具的相对位置调整,是形成在光学透镜光轴上持有中心的凸部,在调整中利用。因此,成型的光学透镜上,尤其是直径小的时候,多少对光学性能有所影响,有时得不到充分的性能。另外,还必须在模具成型光学透镜光学面的成型面上,不影响该成型面地形成与凸部相应的凹洼,因此模具制造的负担增大。
发明内容
本发明鉴于上述课题,目的在于提供一种光学元件的制造方法以及光学元件成型模具,其中,不设影响光学性能的凸部等,能够成型高精度的光学元件。
上述课题通过下述构成得以解决。
1.一种光学元件的制造方法,是采用一对成型模具、其具有成型备有面对面光学面之光学元件的成型面,成型所述光学元件,光学元件制造方法的特征在于,
所述成型模具备有:成型用该成型模具制造的第1光学元件的成型面;与成型所述第1光学元件的成型面分开的、成型在调整一对所述成型模具的相对位置时使用的第2光学元件的成型面;
具有以下工序:
第1成型工序,采用所述成型模具,成型所述第2光学元件;
测定工序,根据在所述第1成型工序成型的所述第2光学元件的透过波前像差,求所述第2光学元件面对面光学面的相对位置偏离量;
相对位置调整工序,根据由所述测定工序求得的所述相对位置偏离量,调整一对所述成型模具的相对位置;
第2成型工序,采用经所述相对位置调整工序调整了相对位置的所述成型模具,成型所述第1光学元件。
2.上述1中记载的光学元件的制造方法,其特征在于,平面波或球面波入射到所述第1光学元件及所述第2光学元件上时,各透过波前偏离最接近所述第1光学元件及所述第2光学元件各设计透过波前之球面的偏差量,是所述第2光学元件的小于所述第1光学元件的。
3.上述1中记载的光学元件的制造方法,其特征在于,所述第2光学元件与所述第1光学元件相比较,相对面对面光学面相对位置偏离量的透过波前像差发生量的比率大。
4.上述1至3的任何一项中记载的光学元件的制造方法,其特征在于,所述第2光学元件的透过波前像差包括由面对面光学面的平行偏芯、倾斜偏芯的至少一个引起产生的像差。
5.上述1或3中记载的光学元件的制造方法,其特征在于,所述第2光学元件的透过波前像差包括由于面对面光学面以所述第2光学元件的光轴为轴相对旋转而引起产生的像差。
6.一种光学元件成型模具,其特征在于,具有在上述1至5的任何一项中记载的光学元件的制造方法中使用的所述第1光学元件及所述第2光学元件的成型面。
根据本发明,可以不牵涉第1光学元件的规格,使第2光学元件的规格以调整为目的。因此,可以根据规格适合于调整成型模具相对位置之目的的第2光学元件的透过波前像差,进行制造第1光学元件的成型模具的相对位置调整,能够高精度调整相对位置。因此,能够提供一种不采用设影响光学性能的凸部等,能够高精度成型第1光学元件的光学元件的制造方法以及光学元件成型模具。
附图说明
图1是成型光学元件的成型模具的示意图。
图2中,(a)是图1所示下模的G-G′位置以及上模的F-F′位置的截面图,在下模中载置玻璃素材的状态。(b)是用下模和上模加压玻璃素材状态的截面示意图。
图3中,(a)是下模、上模相对位置平行偏离的状态示意图。(b)是下模、上模相对位置倾斜偏离的状态部分截面示意图。
图4是测定透过波前像差的透过波前像差测定装置的模式示意图。
图5是用光学元件成型模具制造透镜的工序流程示意。
图6是图5所示流程中光学元件成型模具调整工序的流程示意。
具体实施方式
根据实施方式对本发明作说明,但本发明并不局限于该实施方式。
光学透镜成型模具的相对位置调整中,不设以往的凸部,在光学元件的原有状态下评价光学性能,根据该评价调整模具的相对位置,作为这种调整方法,有利用用该模具成型的光学元件的透过波前像差的方法。
利用透过波前像差时,具有可以高精度地测定光学元件面对面的光学面的相对位置偏离,且测定所需要的时间短之优点。但是,透过波前像差测定困难的形状、或测得的相对位置偏离的测定值小、即测定灵敏度低的形状的光学元件时,根据透过波前像差的测定值进行模具相对位置调整有所困难,不能利用上述优点。
以下说明的本发明实施方式中,又能够解决上述参考例中的课题。
光学元件成型模具
本发明是关于通过成型制造光学元件的光学元件的制造方法、以及成型模具的技术,以预先制作具有所定质量及形状的玻璃素材、与模具一起加热该玻璃素材、然后用模具加压成型得到为光学元件的透镜之方法(再加热法)为例作说明。
图1是本发明光学元件制造方法中使用的成型模具之模具1的示意图。模具1具有下模1A、上模1B,可以加压多个(图1中是5个)玻璃素材,同时成型2种为光学元件的透镜。2种透镜都具有面对面的第1光学面和第2光学面。
下模1A具有第1成型面10a、11a,用来形成透镜的第1光学面,被精密加工成与第1光学面的形状对应,上模1B具有第2成型面10b、11b,用来形成与第1光学面面对面的第2光学面,被精密加工成与第2光学面的形状对应。
上模1B是动模,通过没有图示的驱动手段能够在加压方向(图1中Z方向)移动,下模1A是定模,加压成型时不移动。
图2(a)是图1所示下模1A在G-G′位置以及上模1B在F-F′位置的截面图,在下模1A的第1成型面10a、11a中分别载置为成型材料的玻璃素材20,出示了加压方向P。
图2(b)表示使上模1B在加压方向P移动,用下模1A的第1成型面10a、11a和上模1B的第2成型面10b、11b分别加压成型软化状态玻璃素材20的样子。由此,模具1同时用第1成型面10a和第2成型面10b成型为第2光学元件的透镜21,用第1成型面11a和第2成型面11b成型为第1光学元件的透镜22。
图3是模具1下模1A上模1B的相对位置偏离的样子模式示意图。图3(a)表示从图1上模1B上方,向下模1A看时,下模1A上模1B在图1所示X轴、Y轴(X-Y面内)方向偏离的样子。图3(b)是图2(a)所示第1成型面10a、第2成型面10b周边的上模1B相对以下模1A为基准的Z轴倾斜的样子。
如图3(a)所示,上模1B相对下模1A在X轴及Y轴(X-Y面内)方向有相对位置偏离时,产生被成型透镜21、22的第1光学面与第2光学面中心轴平行偏离的相对位置偏离(平行偏芯)。
如图3(b)所示,上模1B相对下模1A绕垂直于Z轴的线转动、有上模1B第2成型面10b的中心轴倾斜于Z轴的相对位置偏离时,产生被成型透镜21、22的各个第1光学面与第2光学面互相光轴倾斜的相对位置偏离(倾斜偏离)。
因此,只要能够求得透镜21或透镜22之任一第1光学面与第2光学面的相对位置偏离量,便能够根据其值调整下模1A与上模1B的相对位置。
本实施方式中,透镜22是本来用模具1制造(量产)的光学元件(相当于第1光学元件),透镜21是用来求第1光学面与第2光学面的相对位置偏离量、根据该偏离量调整模具1相对位置的光学元件(相当于第2光学元件)。
以透镜21为例,说明根据透过波前像差求第1光学面与第2光学面的相对位置偏离量。
首先参照图4,说明透过波前像差的测定。图4是透过波前像差测定装置100的模式示意图,是采用周知的斐索干涉仪110,测定为调整用光学元件之透镜21的透过波前像差。
本实施方式中,作为例子如图4所示,透镜21是将发散球面波变换为收敛球面波的透镜。
斐索干涉仪110中,透镜21单体不能与平面板120参照平面120a的反射波前干涉,所以设有准直透镜130,将平行光变为适合于透镜21的收敛光束。透镜21将平面波变换为收敛的球面波时,不需要准直透镜130。
图4中,从斐索干涉仪110射出的平行光穿过准直透镜130,先收敛然后变为发散光入射到透镜21上,之后作为收敛光射出。该收敛光被备有最接近于透镜21设计透过波前的几乎理想球面形状的参照反射面140a反射,大致沿至今走过的光路返回斐索干涉仪110。优选准直透镜130的透过波前几乎为设计状态。
斐索干涉仪110中,透过透镜21返回的光(透过波前)与参照平面120a的反射光(基准波前)干涉,产生干涉条纹。采用斐索干涉仪100备有的CCD等摄像元件,作为图像数据取入该干涉条纹,经所定的图像处理进行干涉条纹的解析,由此能够测定透镜21的透过波前像差。
一般进行干涉条纹解析时,必须是没有干涉条纹的空间频带太宽、干涉条纹本身不能检测的区域,且组装在斐索干涉仪110中的CCD等摄像装置(非图示)的图像分辨率是能够分辨干涉条纹的。因此,透过波前像差越小,越能够高精度容易地进行干涉条纹的解析。
透镜22是量产的光学元件,其规格由用途定出。而透镜21是用来调整模具1相对位置的光学元件,具有可以不必考虑透镜22规格地自由决定规格、使更容易更高精度地调整模具1的相对位置之优点。
从上述干涉条纹解析的观点出发,优选透镜21偏离最接近设计透过波前之球面的偏离量,小于透镜22偏离最接近设计透过波前之球面的偏离量。
可以使上述偏离量为较小地定出透镜21的规格,同时,适当定出像准直透镜130那样、设计上使透过透镜21的波前接近参照反射面140a形状地、变换平面波的修正透镜及球面标准仪140的参照反射面140a。构成透镜21是将入射平面波或球面波变换为接近球面标准仪140参照反射面140a形状的球面波之透镜时,可以不要或能够简单准备修正透镜,还可以使参照反射面140a为容易准备的球形状。能够采用上述修正透镜及参照反射面,这对求透镜21的透过波前像差来说具有很大的优点。
除了上述干涉条纹解析的观点之外,从准备修正透镜、球面标准仪的容易度之观点出发,也优选透镜21偏离最接近设计透过波前之球面的偏离量,小于透镜22偏离最接近设计透过波前之球面的偏离量。
接下去,说明根据解析干涉条纹得到的透过波前像差,求透镜21面对面的第1光学面与第2光学面的相对位置偏离。
作为通过测定透过波前像差,求透镜21面对面的第1光学面与第2光学面的相对位置偏离的方法,有例如,采用从透过波前像差求得的3次彗形像差、5次彗形像差,得到平行偏芯量(面间位移量)及倾斜偏芯量(面间倾斜量)之方法。
Zernike系数(Z0至Z35)中,Z6表示X轴方向的3次彗形像差,Z7表示Y轴方向的3次彗形像差,Z13表示X轴方向的5次彗形像差,Z14表示Y轴方向的5次彗形像差。
根据透镜21设计,求决定上述Zernike系数Z6、Z7值的每1分面间倾斜量的系数a、每1μm面间位移量的系数b,及决定上述Zernike系数Z13、Z14值的每1分面间倾斜量的系数c、每1μm面间位移量的系数d。
实际上用透过波前像差测定装置100测得的透过波前像差不仅仅是透镜21的,也包括为修正透镜的准直透镜130和球面标准仪140参照反射面140a的。根据由准直透镜130、透镜21及球面标准仪140构成的光学系统的设计,求透镜21的上述同样的每一分面间倾斜量、每1μm面间位移量的系数a、b、c、d。
解下式采用了从透过波前像差求得的Zernike系数Z6、Z7、Z13、Z14及上述系数a、b、c、d的(1)~(4)的4方程组,求tiltα、tiltβ、shiftx、shifty。
Z6=a×tiltα+b×shiftx     (1)
Z7=a×tiltβ+b×shifty     (2)
Z13=c×tiltα+d×shiftx    (3)
Z14=c×tiltβ+d×shifty    (4)
X轴、y轴相互垂直,且垂直于以透镜21光学面或外径为基准定出的基准轴z,tiltα表示绕y轴、tiltβ表示绕x轴的面间倾斜量(分),shiftx表示在x轴方向、shifty表示在y轴方向的面间位移量(μm)。
上述系数a、b、c、d表示相对光学面相对位置偏离的透过波前像差的发生量的比率,该比率越大,越能够用较小的面间倾斜量、面间位移量产生较大的透过波前像差。该比率越大,意味着面间倾斜量、面间位移量的测定灵敏度越高,可以根据解析干涉条纹得到的透过波前像差,得到更小的面间倾斜量、面间位移量,能够更高精度地调整模具1的相对位置。
因此,优选与透镜22相比,透镜21的透过波前像差的发生量相对面对面的光学面的相对位置偏离量的比率大。这样,容易得到比透镜22小的面间倾斜量、面间位移量,根据它们能容易且更高精度地调整模具1的相对位置,该更高精度在透镜22是难以达成的。以下例示上述测定灵敏度不同的透镜21、透镜22。
透镜21为两面非球面透镜,上述系数a、b、c、d分别为a=-133m λ/分、c=-17mλ/分、b=85mλ/μm、d=-17m λ/μm。透镜22为两面非球面透镜,上述系数a、b、c、d分别为a=5mλ/分、c=0mλ/分、b=14m
λ/μm、d=0。透镜21的系数a、b、c、d,比透镜22的各系数绝对值大。通过将透镜21用作调整用光学元件,能够容易且更高精度地调整模具1的相对位置,该更高精度在透镜22是不易达成的,这样能够更高精度地制造透镜22。
上述求平行偏芯量及倾斜偏芯量的例子,是求平行偏芯量及倾斜偏芯量的两个,但并不局限于此,可以根据需要,适当定出所求的偏芯量,由此适当定出透镜21即可。例如,所求的偏芯量可以是平行偏芯量或倾斜偏芯量的任何一个,或平行偏芯量也可以只是x轴方向的平行偏芯量,倾斜偏芯量的话也可以只是绕y轴的倾斜偏芯等。
并且,优选调整用光学元件透镜21设能够明确与模具1的相对位置关系的标志。例如,在透镜21光学面有效面外的外周部(例如突缘部)一处设缺口部或突起部等。这样,容易从由透镜21的透过波前像差求得的面间位移量(平行偏芯量)、面间倾斜量(倾斜偏芯量),明确模具1应该调整的方向。
因为透镜21的目的是调整模具1的相对位置,所以,只要在不影响使透过波前像差的测定成为问题的范围内就行,设标志的位置和形状等自由度高,容易设置。
一般的透镜大多是相对光轴旋转对称的,相对光轴旋转对称时,第1光学面和第2光学面相对光轴互相旋转所产生的透过波前像差,理论上为零。因此,调整用光学元件透镜21采用相对光轴旋转对称的透镜时,图1的模具1中不能调整绕Z轴的相对位置偏离。
为此,可以使透镜21面对面的第1光学面及第2光学面不是相对光轴旋转对称的形状,例如,面对面的第1光学面、第2光学面都是变形面之一的环形面。由此,透镜21除了产生由面对面的第1光学面和第2光学面的平行偏芯引起的透过波前像差之外,还产生由相对光轴相对性旋转的倾斜偏芯引起的透过波前像差,根据该透过波前像差,能够精度良好地调整模具1绕Z轴的相对位置偏离。
下模1A及上模1B的材质被要求高温时不易与玻璃反应、不易氧化、能够得到良好镜面等各种性质。作为具有这些性质的材质,可以举出例如以碳化钨为主要成分的超硬合金、碳化物和氮化物等各种陶瓷(碳化硅、氮化硅、氮化铝等)、碳、或它们的复合材料等。还优选采用在上述材质表面形成了各种金属、陶瓷、碳等薄膜的材料。上模1B下模1A可以采用相同的材质,也可以采用不同的材质。
从相对位置的精度观点出发,较优选下模1A上的第1成型面10a、11a以及上模1B上的第2成型面10b、11b分别形成在1个部件上,但也可以是例如由各个成型面的多个部件构成的。
光学元件的制造方法
图5是用本发明光学元件制造方法制造透镜22的例示流程,图6是图5中调整模具1之工序(图5所示的步骤S1)的内容示意流程。以下参照图1至图6,对用模具1根据再加热法制造透镜22作说明。
制造透镜22时,首先用能与透镜22同时成型的透镜21,调整成型透镜22的模具1的下模1A与上模1B的相对位置(图5,步骤S1)。
以下参照图6的流程,详细说明图5所示的步骤S1。
图6中,首先如图2(a)所示,使上模1B退避到下模1A上方,在该状态下,在下模1A的第1成型面10a、11a上配置玻璃素材20(步骤S10)。玻璃素材20的形状可以根据要制造的透镜21、透镜22的形状等适当选择。可以采用例如球状、半球状、平面等。
对所使用的玻璃素材20材质没有特殊限定,可以根据用途选择使用周知的玻璃。可以举出例如:硼硅酸盐玻璃、硅酸盐玻璃、磷酸玻璃、镧类玻璃等光学玻璃。配置在第1成型面10a、11a上的各玻璃素材20,考虑成型条件,优选它们的形状、材质都相同,但并不一定要相同。
此时,模具1的温度(T)被保持在低于加压成型时温度(T2)的所定温度(T1)。模具1温度太低的话加热、冷却需要时间长,有生产效率降低的情况。通常可以适当设定在室温(25℃)程度~玻璃素材20的玻璃转移点温度(Tg)程度以下的温度。
接下去由没有图示的加热装置,将模具1及玻璃素材21加热到加压成型时的温度(T2)(步骤S11)。
加压成型时的温度(T2)可以适当选择经加压成型能够在玻璃素材20上形成良好转印面的温度。一般来说,下模1A上模1B温度太低的话难以在玻璃素材20上形成良好转印面。反之,温度不必要地太高的话有可能玻璃素材20与模具1融着、模具1寿命缩短。
实际上适当温度是因玻璃种类、形状、大小、模具1材质、保护膜种类、玻璃素材20的形状、大小、加热器和温度传感的位置等各种条件而有所不同的,所以优选通过实验求得适当的温度。
对加热装置没有特殊的限定,可以采用周知的加热装置。例如可以举出红外线加热装置、高频感应加热装置、筒式加热器等。另外,为了防止模具1各部件由于加热引起的氧化等而劣化,优选密封后导入氮气、氩气,在非氧化性大气环境中加热模具1整体。也可以在真空环境中加热。
接下去由没有图示的驱动手段使上模1B下降,如图2(b)所示,加压玻璃素材20(步骤S12)。由此,玻璃素材20上被转印上模1B第2成型面10b、11b和下模1A第1成型面10a、11a,具有面对面的2个光学面的2种透镜21、22被同时形成。加压的压力可以相应玻璃素材20的尺寸等适当设定。也可以使加压压力有时间性变化。
对驱动手段没有限定,可以适当选择使用气缸、液压缸、采用了伺服马达的电动缸等周知的加压手段。
然后使模具1及玻璃素材20冷却到初期温度(T1)(步骤S13)。冷却过程中,在达到即使解除向玻璃素材20加压、转印面形状也不会变形之温度时,使上模1B离开玻璃素材20,解除加压。解除加压时的温度是根据玻璃种类、玻璃素材20大小形状、所需精度等不同而不同的,通常是冷却到玻璃的Tg附近的温度即可。
模具1冷却到初期温度(T1)后,使上模1B退避到上方,回收制作的透镜21、22(步骤S14)。透镜21、22的回收可以采用例如利用了真空吸引的周知的脱模装置等来进行。
对回收的透镜21、22中作为调整用光学元件的透镜21,采用图4所示的透过波前像差测定装置100,测定透过波前像差。根据测得的测定值,求透镜21的第1光学面与第2光学面的相对位置偏离量,即形成了第1成型面10a的下模1A与形成了第2成型面10b的上模1B的相对位置偏离量(测定工序,步骤S15),判定求得的相对位置偏离量是否在允许误差范围(步骤S16)。
判定结果不在允许误差范围时,根据从透镜21的透过波前像差测定值得到的相对位置偏离量,使该相对位置偏离量能在所望误差范围内地调整下模1A与上模1B的相对位置(相对位置调整工序,步骤S17)。
通过调整下模1A与上模1B的相对位置,配置在第1成型面10a、第2成型面10b周围的第1成型面11a、第2成型面11b的相对位置也同时得到调整。
反复上述步骤S10至步骤14的成型工序(第1成型工序)、步骤S15的测定工序及步骤S17的相对位置调整工序,直至判定为模具1的相对位置偏离量在所望的允许误差范围内。
上模1B与下模1A的相对位置被调整、模具1的相对位置偏离量在允许误差范围内之后,适当反复图5所示的步骤S2至步骤S6的成型工序(第2成型工序),由此能够良好地量产透镜22。步骤S2至步骤S6的成型工序,与上述步骤S10至步骤S14的成型工序相同,故省略说明。图6中是与透镜21一起成型透镜22,但并不一定要成型透镜22。
透镜22制造工序除了说明的步骤S1至步骤S6的工序之外还可以备有其它工序。例如,可以在回收透镜21、22之后设清洁模具1之工序等,另外,还可以在从步骤S7,Yes返回步骤S2之间,设模具1调整工序(步骤S1),偶尔确认一下模具1的相对位置。图5所示的制造工序中是与透镜22一起制造透镜21,但在模具1相对位置调整之后,也可以不成型透镜21。
本发明光学元件的制造方法,并不局限于只在用上述再加热法制造光学元件的制造方法中使用。本发明光的学元件制造方法,在预先将上下模具加热到所定温度、向下模表面滴下熔融玻璃素材、在滴下的玻璃素材还是能够变形的温度期间、用上下模具加压成型的液滴法,以及用塑料素材的注射成型法等中,也可以利用。
附图标记说明
1…模具;1A…下模;1B…上模;10a、11a…第1成型面;10b、11b…第2成型面;20…玻璃素材;21…透镜(第2光学元件);22…透镜(第1光学元件);100…透过波前像差测定装置;110…斐索干涉仪;120…平面板;120a…参照平面;130…准直透镜;140…球面标准仪;140a…参照反射面。

Claims (6)

1.一种光学元件的制造方法,是采用一对成型模具、其具有成型备有面对面光学面之光学元件的成型面,成型所述光学元件,光学元件制造方法的特征在于,
所述成型模具备有:成型采用该成型模具制造的第1光学元件的成型面;与成型所述第1光学元件之成型面分开的、成型在调整一对所述成型模具的相对位置时使用的第2光学元件的成型面;
具有以下工序:
第1成型工序,采用所述成型模具,成型所述第2光学元件;
测定工序,根据在所述第1成型工序成型的所述第2光学元件的透过波前像差,求所述第2光学元件面对面光学面的相对位置偏离量;
相对位置调整工序,根据由所述测定工序求得的所述相对位置偏离量,调整一对所述成型模具的相对位置;
第2成型工序,采用经所述相对位置调整工序调整了相对位置的所述成型模具,成型所述第1光学元件。
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,
平面波或球面波入射到所述第1光学元件及所述第2光学元件上时,各透过波前偏离最接近所述第1光学元件及所述第2光学元件各设计透过波前之球面的偏差量,是所述第2光学元件的小于所述第1光学元件的。
3.如权利要求1中记载的光学元件的制造方法,其特征在于,
所述第2光学元件与所述第1光学元件相比较,相对面对面光学面相对位置偏离量的透过波前像差发生量的比率大。
4.如权利要求1至3的任何一项中记载的光学元件的制造方法,其特征在于,
所述第2光学元件的透过波前像差包括由面对面光学面的平行偏芯、倾斜偏芯的至少一个引起产生的像差。
5.如权利要求1或3中记载的光学元件的制造方法,其特征在于,
所述第2光学元件的透过波前像差包括由于面对面光学面以所述第2光学元件的光轴为轴相对旋转而引起产生的像差。
6.一种光学元件成型模具,其特征在于,
具有在如权利要求1至5的任何一项中记载的光学元件制造方法中使用的所述第1光学元件及所述第2光学元件的成型面。
CN2011800102781A 2010-02-23 2011-02-03 光学元件的制造方法及光学元件成型模具 Pending CN102781855A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010037272 2010-02-23
JP2010-037272 2010-02-23
PCT/JP2011/052234 WO2011105186A1 (ja) 2010-02-23 2011-02-03 光学素子の製造方法及び光学素子成形金型

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN102781855A true CN102781855A (zh) 2012-11-14

Family

ID=44506604

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2011800102781A Pending CN102781855A (zh) 2010-02-23 2011-02-03 光学元件的制造方法及光学元件成型模具

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20130069257A1 (zh)
JP (1) JPWO2011105186A1 (zh)
CN (1) CN102781855A (zh)
WO (1) WO2011105186A1 (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103522291A (zh) * 2013-10-29 2014-01-22 中国人民解放军总装备部军械技术研究所 一种排爆机器人的目标抓取系统及方法
CN109071297A (zh) * 2016-05-23 2018-12-21 奥林巴斯株式会社 光学元件成型模具
CN110243264A (zh) * 2019-05-16 2019-09-17 浙江省海洋水产研究所 一种用于船上新鲜鱼类形状固定的装置及方法

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3479984B1 (en) * 2016-06-30 2022-06-15 Hoya Lens Thailand Ltd. Method for manufacturing lens forming mold, method for manufacturing eyeglass lens, and eyeglass lens

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004217468A (ja) * 2003-01-15 2004-08-05 Konica Minolta Holdings Inc 光学素子成形装置及び型の製造方法
JP2004224598A (ja) * 2003-01-20 2004-08-12 Topcon Corp 光学素子の成形方法及びその成形装置
WO2009044768A1 (ja) * 2007-10-05 2009-04-09 Konica Minolta Opto, Inc. 光学素子の製造方法及び製造装置
JP2010228977A (ja) * 2009-03-27 2010-10-14 Olympus Corp 成形装置および成形方法

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4405170B2 (ja) * 2003-03-28 2010-01-27 フジノン株式会社 光学素子成形型設計方法
JP2006188388A (ja) * 2005-01-06 2006-07-20 Seiko Epson Corp ガラスレンズの製造方法及びガラスレンズ

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004217468A (ja) * 2003-01-15 2004-08-05 Konica Minolta Holdings Inc 光学素子成形装置及び型の製造方法
JP2004224598A (ja) * 2003-01-20 2004-08-12 Topcon Corp 光学素子の成形方法及びその成形装置
WO2009044768A1 (ja) * 2007-10-05 2009-04-09 Konica Minolta Opto, Inc. 光学素子の製造方法及び製造装置
JP2010228977A (ja) * 2009-03-27 2010-10-14 Olympus Corp 成形装置および成形方法

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103522291A (zh) * 2013-10-29 2014-01-22 中国人民解放军总装备部军械技术研究所 一种排爆机器人的目标抓取系统及方法
CN103522291B (zh) * 2013-10-29 2016-08-17 中国人民解放军总装备部军械技术研究所 一种排爆机器人的目标抓取系统及方法
CN109071297A (zh) * 2016-05-23 2018-12-21 奥林巴斯株式会社 光学元件成型模具
CN110243264A (zh) * 2019-05-16 2019-09-17 浙江省海洋水产研究所 一种用于船上新鲜鱼类形状固定的装置及方法
CN110243264B (zh) * 2019-05-16 2020-10-20 浙江省海洋水产研究所 一种用于船上新鲜鱼类形状固定的装置及方法

Also Published As

Publication number Publication date
WO2011105186A1 (ja) 2011-09-01
US20130069257A1 (en) 2013-03-21
JPWO2011105186A1 (ja) 2013-06-20

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
US20060073232A1 (en) Optical lens molding apparatus and precision molding apparatus
CN102781855A (zh) 光学元件的制造方法及光学元件成型模具
JP4119780B2 (ja) 成形体の製造方法、製造装置及び光ピックアップ用対物レンズ
JP4425233B2 (ja) 精密プレス成形用プリフォームの量産方法、プリフォーム成形装置および光学素子の製造方法
CN1966432B (zh) 透镜的制造方法
Katsuki Transferability of glass lens molding
US20060260363A1 (en) Method of manufacturing optical element
JP2003292327A (ja) 光学素子の製造方法
JP5476993B2 (ja) 光学素子の製造方法及び製造装置
CN102378741B (zh) 光学元件的制造方法
US20200132885A1 (en) Optical element with antireflection structure, mold for manufacturing, method of manufacturing optical element with antireflection structure, and imaging apparatus
JP3264704B2 (ja) 光学素子成形用金型およびその製造方法
JP2012087031A (ja) ガラス成形体の製造方法
JP4128828B2 (ja) レンズの製造方法
CN101025448A (zh) 多焦点透镜的制造方法和多焦点透镜
JP4414896B2 (ja) 光学素子の成形方法
JPH11236224A (ja) 光学素子の成形方法
JP4473692B2 (ja) 成形品の製造方法
JPS61247628A (ja) 光学素子の成形方法
JP2972482B2 (ja) 光学素子の成形方法
JP4890885B2 (ja) 光学素子の成形方法および成形装置
CN101665321A (zh) 整片式玻璃模造复合镜片及其制造方法
US20210060824A1 (en) Fiducials for precision optics molding
JP4436561B2 (ja) 光学素子の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20121114