DE69413284T2 - Verfahren zum Herstellen von optischen Gegenständen - Google Patents

Verfahren zum Herstellen von optischen Gegenständen

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung optischer Gegenstände hoher Präzision und Qualität durch Formpressen, das die Lebensdauer der verwendeten Formwerkzeuge wesentlich verlängert. Die Erfindung betrifft insbesondere ein Verfahren zur Herstellung optischer Gegenstände mit konvexer Form, das die Schritte enthält, einen Rohling zwischen zwei konkave Formflächen eines Formwerkzeugpaares zu bringen und diesen Rohling mit den Formwerkzeugen so zu pressen, daß die Form der Formwerkzeugoberflächen auf den genannten Rohling übertragen wird.
  • In JP-A-60 246 231 wird ein Beispiel beschrieben, wo ein Rohling zur Verwendung in einem Formvorgang als Glaszylinder ausgebildet ist, der auf eine gegebene Länge geschnitten ist und dessen beide Endflächen zu Hochglanzflächen poliert werden, siehe Fig. 11. JP-A-61 261 225 beschreibt außerdem ein weiteres Beispiel eines Rohlings, bei dem ein Glasblock als Kugel geformt ist, wie in Fig. 12 dargestellt. JP-A-04 330 403 stellt endlich das Formpressen einer konvexen Linse dar, bei dem eine ringförmige Nut oder ein solcher Rand außerhalb des wirksamen Durchmessers der Linse gebildet ist, der zum genauen Befestigen der Linse verwendet wird.
  • Beim Formpressen von optischen Artikeln spielt die Lebensdauer von Formwerkzeugen eine wichtige Rolle. Da an die Oberflächengüte solcher Formwerkzeuge zur Herstellung optischer Artikel hoher Präzsision sehr hohe Ansprüche gestellt werden, sind die Herstellkosten für solche Formwerkzeuge sehr hoch. Da der Preis für jeden optischen Artikels natürlich einen Bruchteil der Herstellkosten für die Formwerkzeuge enthält, werden die Kosten geringer, wenn die Lebensdauer der Formwerkzeuge verlängert wird.
  • Bisher wurde besonderes Augenmerk auf den Härtegrad des Materials von Rohlingen und der Schutzschicht gelegt, die zur Verlängerung der Lebensdauer auf der Formfläche von Formwerkzeugen vorhanden ist. Da die Formfläche mit einem auf hohe Temperaturen erhitzten Rohling Kontakt hat, muß sie mit einer Schutzschicht versehen sein, die hartoxidiert und gegenüber dem Material des Rohlings, beispielsweise Glas, inaktiv ist.
  • Das Material von Formwerkzeugen muß hart genug sein, um gegenüber den vom Rohling ausgeübten Kräften eine hohe Herstellpräzision zu gewährleisten. Als Material für die Formwerkzeuge werden Karbidhartmetalle oder Wolfram enthaltende Metalle mit zufriedenstellenden Ergebnissen eingesetzt; als Schutzschicht wird ein Platinfilm verwendet. Die hohe Präzision beim Formpressen von optischen Artikeln ist durch die Entwicklung der oben genannten Materialien für Formwerkzeuge und Schutzschicht möglich geworden.
  • Ein Formwerkzeug mit Schutzschicht verliert nach langer Benutzungszeit die Präzision beim Formungsvorgang; die Oberfläche der Schutzschicht wird durch den ständigen Kontakt mit Glas hoher Temperatur rauh. Die mit diesen Werkzeugen hergestellten optischen Artikel werden in ihrer Formgenauigkeit allmählich schlechter und schließlich ist es nicht mehr möglich, die Spezifikationen einzuhalten. In der Industrie wird die Lebensdauer eines Formwerkzeugs deswegen mit einer Zeitspanne angenommen, die geringfügig unter der Grenze liegt, wo die Ergebnisse bei optischen Gegenständen nicht mehr zufriedenstellend sind, und die die Dauer umfaßt, während der mit dem Werkzeug optische Artikel guter Qualität hergestellt werden können.
  • Es wird bisher davon ausgegangen, daß die Verschlechterung der Form von Formwerkzeugen der wesentliche Faktor für die Lebensdauer von Formwerkzeugen sei. Darum sind Versuche, die Lebensdauer von Formwerkzeugen zu verlängern und damit den Preis optischer Artikel zu verringern, auf die Entwicklung neuer Materialien für Formwerkzeuge gerichtet.
  • Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung optischer Artikel hoher Präzision und Qualität durch Formpressen vorzuschlagen, das die Lebensdauer von Formwerkzeugen in beträchtlicher Weise verlängert.
  • Nach der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von optischen Artikeln konvexer Form mit Hilfe eines Formwerkzeugpaares mit konkaven Formflächen, wie bereits spezifiziert, dadurch gekennzeichnet, daß jede der formenden Flächen von einem oberen und einem unteren Formwerkzeug aus einem inneren Bereich und einem äußeren Bereich besteht, welcher innere Bereich einen optisch wirksamen Abschnitt des optischen Gegenstandes durch Pressen formt und welcher äußere Bereich einen optisch nicht wirksamen Abschnitt des optischen Gegenstandes durch Pressen formt, und daß die die formenden Flächen im Anfangsstadium des Formpreßvorganges berührenden Punkte jedes Rohlings sich in den äußeren Bereichen befinden und mindestens in einem solchen Abstand vom inneren Bereich, daß sich auf den formenden Flächen nach der Herstellung einer bestimmten Zahl optischer Gegenstände entstehende Defekte außerhalb des inneren Bereiches befinden.
  • Bevorzugte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen definiert.
  • Die Erfinder der vorliegenden Erfindung entdeckten, daß der größte Einfluß auf die Lebensdauer von Formwerkzeugen durch die Beziehung der Form einer formenden Fläche und der eines Rohlings gegeben ist, wie im Zusammenhang mit einem zylindrischen Glasrohling, wie er in Fig. 11 dargestellt ist, detailliert erläutert werden wird. Im ersten Schritt des Formpressens haben obere und untere Formwerkzeuge 11 und 12 mit Formflächen 11a bzw. 12a den ersten Kontakt mit ringförmigen Rändern A und B eines zylindrischen Rohlings 14. In diesem Stadium wird eine gegen den Rohling ausgeübte Druckkraft auf einem kleinen Wert gehalten, um Brechen oder Rißbildung an dem Rohling zu verhindern. Bei fortschreitendem Formvorgang, bei dem die Kontaktflächen von formender Fläche und Rohling größer werden, wird die Druckkraft allmählich gesteigert und im Endstadium wird der volle Druck ausgeübt, um den Rohling als Ganzes zu verformen. Im ersten Stadium grenzen die Kanten A und B immer an dieselben Abschnitte der Formwerkzeuge. Es werden also immer wieder dieselben Formpreßabschnitte konzentrierten Beanspruchungen ausgesetzt, was zu einer Zustandsverschlechterung dieser Abschnitte vor den anderen führt. Tatsächlich bilden sich winzige konkave Defekte an diesem besonderen Abschnitt der formenden Fläche, und diese Defekte werden als winzige konvexe Defekte auf die Oberfläche eines im Formpreßvorgang bearbeiteten optischen Artikels übertragen. Die Lebensdauer von Formwerkzeugen wird dementsprechend wesentlich von dem Entstehen dieser Defekte bestimmt.
  • Bei dem in Fig. 12 dargestellten Fall unterliegt Punkt C der formenden Fläche wiederholt einer konzentrierten Beanspruchung, was dazu führt, daß dort ein Defekt auftritt.
  • Das oben beschriebene Problem von Formvorgängen wird dadurch gelöst, daß ein Rohling zwischen einem oberen und einem unteren Formwerkzeug so angeordnet wird, daß der Rohling nur an den Bereichen Kontakt mit der formenden Fläche hat, die keine optisch funktionellen Bereiche sind. Der Rohling wird dann erhitzt und in eine gewünschte Form gepreßt. Das heißt, daß der Rohling eine solche Form haben muß, daß er mit den formenden Flächen lediglich außerhalb von optisch wirksamen Bereichen Kontakt hat.
  • Bevor der Rohling auf eine ausreichend hohe Temperatur erhitzt wird, bei der die Viskosität so gering ist, daß ein Verändern der Form möglich ist, würde der Rohling wegen der an den Kontaktstellen mit den formenden Flächen auftretenden konzentrierten Beanspruchungen an diesen formenden Flächen Defekte und Deformationen hervorrufen. Bei der Anwendung des mit der vorliegenden Erfindung vorgeschlagenen Formverfahrens bleiben die Defekte jedoch außerhalb der optisch funktionellen Bereiche und beeinträchtigen damit nicht die Güte der so hergestellten optischen Artikel. Außerdem erreichen die Formwerkzeuge trotz der auf diese Weise erzeugten Defekte eine lange Lebensdauer.
  • Diese und andere Aufgaben und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden anhand der folgenden Beschreibung erläutert, die sich auf bevorzugte Ausführungsformen und die beigefügten Zeichnungen bezieht. Gleiche Teile werden immer mit gleichen Bezugszeichen versehen. Es zeigt:
  • Fig. 1 einen schematisierten Querschnitt eines Hauptabschnittes eines Formpreßwerkzeuges nach der vorliegenden Erfindung;
  • Fig. 2 eine perspektivische Ansicht eines Rohlings;
  • Fig. 3 einen schematisierten Querschnitt, der den ersten Schritt eines Formpreßvorganges darstellt;
  • Fig. 4 eine perspektivische Ansicht eines unteren Formwerkzeuges zur Darstellung von Defekten, die an seiner Formpreßfläche entstanden sind;
  • Fig. 5 eine perspektivische Ansicht einer konvexen Linse mit einer Darstellung der darauf übertragenen Defekte Fig. 6 eine Vorderansicht eines weiteren Rohlings für einen Formpreßvorgang;
  • Fig. 7 einen schematisierten Querschnitt eines Hauptabschnittes eines Formpreßwerkzeuges nach der vorliegenden Erfindung;
  • Fig. 8 einen schematisierten Querschnitt eines Hauptabschnittes eines Formpreßwerkzeuges nach der vorliegenden Erfindung;
  • Fig. 9 eine perspektivische Ansicht eines Rohlings, der in der in Fig. 8 dargestellten Formpresse zu formen ist;
  • Fig. 10 einen schematisierten Querschnitt eines Hauptabschnittes eines Formpreßwerkzeuges nach der vorliegenden Erfindung;
  • Fig. 11 einen schematisierten Querschnitt eines Hauptabschnittes eines konventionellen Formpreßwerkzeuges und
  • Fig. 12 einen schematisierten Querschnitt ähnlich der Fig. 11 mit der Darstellung eines im Formpreßvorgang zu bearbeitenden kugelförmigen Rohlings.
  • Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen AUSFÜHRUNGSFORM 1
  • Die erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird mit Bezug auf die Fig. 1 bis 3 beschrieben. In diesen Figuren bezeichnet 1a einen Rohling, 2a ein oberes Formwerkzeug, 2b ein unteres Formwerkzeug und 3 einen Führungszylinder. Oberes und unteres Formwerkzeug 2a bzw. 2b haben eine sphärische Formfläche 4, die sehr genau bearbeitet und behandelt sind und einen Krümmungsradius R von 4,0 mm aufweisen, eine Tiefe ΔH von 3,0 mm, einen Durchmesser (wirksamen Durchmesser) DW der Konkavität von 7,7 mm und einen Durchmesser Dm des Formwerkzeuges von 10,0 mm, wie in Fig. 1 dargestellt. Die formende Fläche 4 besteht aus einem inneren Bereich 5 mit dem Durchmesser Deffvon 6,4 mm, der beim Formpreßvorgang einen optisch funktionellen Abschnitt eines optischen Artikels bearbeitet, und einem äußeren Bereich 6, der bei diesem Arbeitsvorgang einen optisch nicht wirksamen Abschnitt des optischen Artikels bearbeitet. Normalerweise ist die gesamte Fläche der formenden Fläche, sowohl für den optisch wirksamen als auch für den optisch nicht wirksamen Abschnitt, mit einer Schutzschicht versehen, obwohl dies in Fig. 1 nicht dargestellt ist.
  • Die Begriffe "optisch wirksame Bereiche und optisch nicht wirksame Bereiche" bedeuten in diesem Zusammenhang folgendes: Eine mit diesem Formpreßverfahren hergestellte bikonvexe Linse hat eine glatte Oberfläche, die vom Gesamtbereich der formenden Flächen übertragen wurde. Die Linse wird zum Abbilden oder Sammeln von Licht verwendet. Diese optischen Funktionen werden dadurch wirksam, daß Licht den Bereich der Linsenoberfläche passiert, der von den formenden Flächen auf den optisch wirksamen Bereich übertragen wurde. Der optisch wirksame Bereich darf aus diesem Grunde keine Defekte oder Deformationen aufweisen. Mit Hilfe einer Irisblende kann verhindert werden, daß Licht auf die Linsenbereiche fällt, die von dem optisch nicht wirksamen Bereich der formenden Fläche geformt wird. Hinsichtlich der optischen Güte der Linse ist darum dieser Bereich nicht von so großer Bedeutung wie der optisch wirksame Bereich. Üblicherweise werden sowohl der optisch wirksame als auch der optisch nicht wirksame Bereich mit der gleichen Präzision bearbeitet, weisen also die gleiche Oberflächenglätte und Formpräzision auf. Es ist jedoch der optisch wirksame Bereich, der eine außerordentlich sorgfältige Beachtung erfordert, um eine gute Oberflächengenauigkeit und -qualität sicherzustellen.
  • Die Innenfläche der Führung 3 ist fein bearbeitet, so daß oberes und unteres Formwerkzeug entlang einer gemeinsamen Zentrumsachse glatt in der Führung 3 gleiten. Der Innendurchmesser der Führung beträgt 10 mm, wie in Fig. 1 angegeben. Als Material für Formwerkzeuge und Führung wurde Sinterkarbid verwendet. Bei dem in Fig. 2 dargestellten Rohling handelt es sich um einen Zylinder von 7,0 mm Durchmesser und 6,4 mm Höhe. Der Durchmesser wurde so bemessen, daß, wenn der Rohling zwischen oberem und unterem Formwerkzeug 2a bzw. 2b angeordnet ist, die Ränder der Endflächen des Zylinders mit den formenden Flächen außerhalb des optisch wirksamen Bereiches, dessen Durchmesser 6,4 mm ist, Kontakt haben. Der Rohling besteht aus SF-8-Material (Bleiglas, Glasumwandtungstemperatur: 420ºC, linearer thermischer Ausdehnungskoeffizient: 90 · 10&supmin;&sup7;/ºC zwischen 100ºC und 300ºC.)
  • Fig. 3 zeigt eine Anordnung, bei der ein Rohling 1a in einem Hohlraum angeordnet ist, der von den Formwerkzeugen 2a, 2b und Führung 3 gebildet wird. Der Rohling 1a wurde in die Mitte des Hohlraumes so eingesetzt, daß die Ränder der Endflächen des Rohlingzylinders mit den formenden Flächen innerhalb des optisch nicht wirksamen Bereiches Kontakt haben. Die Formwerkzeuganordnung mit dem darin enthaltenen Rohling wurde auf eine verhältnismäßig niedrige Temperatur von 480ºC erhitzt und dann mit einem hohem Druck von 24,5 N/mm² formgepreßt. Anschließend wurde sie auf etwa Umgebungstemperatur abgekühlt und die Linse wurde aus der Werkzeuganordnung herausgenommen. Unter diesen Bearbeitungsbedingungen hat der Rohling 1a eine verhältnismäßig hohe Viskosität. Nach 100 Formpreßvorgängen wurden die formenden Flächen von oberem und unterem Formwerkzeug 2a bzw. 2b unter einem Mikroskop untersucht. Dabei wurde ein Ring mit tiefen Defekten von etwa 0,2 mm Breite und einem Mittendurchmesser Do von 7,0 mm in jeder formenden Fläche festgestellt, wie in Fig. 4 dargestellt ist. Dieser Ring lag außerhalb des optisch wirksamen Bereiches. Wie aus Fig. 5 hervorgeht, wies auch die Linse die gleichen Defektringe auf, die von den Formwerkzeugen übertragen worden waren. Der Mittendurchmesser D0 des an den formenden Flächen entstandenen Ringes stimmt mit dem am Rohlingzylinder 1a vorhandenen überein. Es wird daher angenommen, daß die Defekte durch die konzentrierte Belastung der formenden Flächen beim Kontakt mit den Rändern der Endflächen von Rohling 1a entstanden sind. Da die Defekte auf den Bereich außerhalb des optisch wirksamen Bereiches begrenzt waren, stellten sie keine Beeinträchtigung für der Güte der Linse dar, und die Formwerkzeuge mit dieser Art von Defekten wurden nach dieser Prüfung weiterverwendet und stellten Linsen guter optischer Güte her. Die Wellenfrontverzerrungen der mit einem Fizeau-lnterferometer gemessenen Linse betrugen 1/4 bis 1/5 (1 = 633 nm) als p-v-Wert. Obgleich bei dieser Ausführungsform an den formenden Flächen Defekte entstehen, verringern diese nicht die Lebensdauer der Formwerkzeuge. Die Lebensdauer der Formwerkzeuge betrug tatsächlich einige tausend Arbeitsvorgänge.
  • Zum Vergleich wurde ein von dem oben beschriebenen Rohling unterschiedlicher Rohling mit den gleichen Formwerkzeugen 2a, 2b und der Führung 3 bearbeitet. Bei diesem Rohling handelte es sich auch um einen Zylinder, der eine Höhe von 9,4 mm und einen Durchmesser von 5,8 mm hatte, was weniger ist als der optisch wirksame Bereich. Dieser Rohling wurde in die Mitte des Hohlraumes der Formanordnung gelegt und beim Formpressen den gleichen Bedingungen unterworfen wie der erste Rohling. In diesem Fall war der Rohling immer im Kontakt mit den formenden Flächen im optisch wirksamen Bereich. Nach 100 Arbeitsvorgängen wurden die Formwerkzeuge 2a und 2b unter einem Mikroskop untersucht, wobei in jeder formenden Fläche ein Ring tiefer Defekte mit einem Mittendurchmesser von je etwa 5,8 mm festgestellt wurde, was innerhalb des optisch wirksamen Bereiches war. Ähnlich dem voraufgegangenen Fall, deckt sich der Durchmesser mit dem des Rohlings und es ist anzunehmen, daß die Defekte durch die konzentrierte Beanspruchung der formenden Flächen bei dem Kontakt mit den Rändern der Endflächen des Rohlings entstanden. Die Defekte befanden sich innerhalb des optisch wirksamen Bereiches; die hergestellten Linsen wiesen eine schlechte optische Güte auf und konnten nicht praktisch eingesetzt werden. Tatsächlich war eine Messung der Wellenfrontverzerrung nicht möglich. Die Formwerkzeuge waren danach nicht mehr verwendbar und die Lebensdauer muß unter 100 Arbeitsvorgängen liegen.
  • AUSFÜHRUNGSFORM 2
  • Die zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird unter Bezug auf die Fig. 6 und 7 beschrieben. Mit 1c ist ein Rohling bezeichnet, mit 2a und 2b sind oberes und unteres Formwerkzeug und mit 3 ist eine Führung bezeichnet, die denen der Ausführungsform 1 gleichen.
  • Rohling 1c ist ein Zylinder mit konvexen Endflächen, wie aus Fig. 6 hervorgeht. Der Rohling 1c hat einen Durchmesser Dp von 7,0 mm und die obere und untere konvexen Flächen haben einen Krümmungsradius R von 10 mm, womit er größer ist als der der formenden Flächen der Formwerkzeuge 2a und 2b. Wird der Rohling in der Mitte zwischen Formwerkzeugen 2a und 2b angeordnet, dann hat der Rohling also nur außerhalb des optisch wirksamen Bereiches mit einem Durchmesser Deff von 6,4 mm Kontakt mit den Formwerkzeugen 2a und 2b. Die Höhe des Rohlings ist 7,8 mm. Der Rohling besteht aus optischem Glas SF-8, dem gleichen Material wie bei der Ausführungsform 1 (Bleiglas, Glasübergangstemperatur: 420ºC und linearer thermischer Ausdehnungskoeffizient: 90 · 10&supmin;&sup7;/0 C zwischen 100ºC und 300ºC).
  • In Fig. 7 ist eine Anordnung dargestellt, bei der der Rohling 1c in dem von den Formwerkzeugen 2a und 2b sowie Führung 3 gebildeten Hohlraum angeordnet ist. Wie aus der Fig. 7 hervorgeht, ist der Rohling 1c in der Mitte des Hohlraumes so angeordnet, daß die Ränder der Endflächen des Rohlings mit den formenden Flächen im optisch nicht wirksamen Bereich Kontakt haben. Die Formanordnung mit dem darin befindlichen Rohling wurde auf eine relativ niedrige Temperatur von 470ºC erhitzt und dann wurde auf den Rohling ein hoher Druck von 25,5 N/mm² ausgeübt. Nach 100 Formpreßvorgängen wurden die formenden Flächen von oberem und unterem Formwerkzeug 2a und 2b unter einem Mikroskop untersucht, und es wurde ein Ring mit tiefen Defekten von etwa 6,9 mm Mittendurchmesser an der formenden Fläche des oberen Formwerkzeuges 2a festgestellt. Die hergestellten Linsen wiesen ebenfalls den gleichen Ring von Defekten auf, die von dem Formwerkzeug übertragen worden waren. Der Mittendurchmesser des an der formenden Fläche gebildeten Ringes stimmte mit dem am Zylinder 1c überein. Es wurde darum angenommen, daß der Ring von Defekten durch die konzentrierte Beanspruchung der formenden Fläche durch den Kontakt mit dem Rand der Endfläche von Rohling 1c entstanden war. Durch die Begrenzung auf den optisch nicht wirksamen Bereich hatten die Defekte keinen ungünstigen Einfluß auf die Güte der Linse, die etwa gleich der der Ausführungsform 1 war. Die Formwerkzeuge mit dieser Art von Defekten wurden nach dieser Überprüfung weiter zum Formen von Linsen guter optischer Güte benutzt. Die Lebensdauer dieser Werkzeuge erstreckte sich über einige tausend Arbeitsgänge.
  • AUSFÜHRUNGSFORM 3
  • Die dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird mit Bezug auf Fig. 8, 9 und 10 beschrieben.
  • Wie in Fig. 8 dargestellt, hat das obere Formwerkzeug 2d eine formende Fläche 5d mit einem Krümmungsradius R1 von 6,8 mm und das untere Formwerkzeug 2b eine formende Fläche 5b mit einem Krümmungsradius von 4,0 mm. Der optisch wirksame Durchmesser Deff (L) des oberen Werkzeuges 2d ist 6,7 mm und der Deff (S) des unteren Werkzeuges 2b ist 6,4 mm.
  • Der durch Formpressen zu bearbeitende Rohling 1a ist zylindrisch und weist einen Durchmesser Dp von 7,0 mm und eine Höhe H von 6,4 mm auf.
  • Bei dieser Ausführungsform 3 ist es von Bedeutung, daß der Durchmesser Dp des Rohlings 1a größer ist als der optisch wirksame Durchmesser Deff(L) des oberen Werkzeuges 2d, der größer ist als der Deff(S) des unteren Werkzeuges 2b.
  • So haben die kreisförmigen Ränder des Rohlings 1a mit oberem und unterem Werkzeug 2d und 2b außerhalb der optisch wirksamen Bereiche Kontakt, wie es aus Fig. 10 hervorgeht.
  • Dies garantiert eine lange Lebensdauer der Formwerkzeuge, ähnlich wie bei den Ausführungsformen 1 und 2.
  • Bei den Ausführungsformen 1, 2 und 3 wurde Glas als Material für den Rohling verwendet. Die Formen der Rohlinge sowie das beschriebene Formgebungsverfahren sind auch auf andere Materialien anzuwenden. Bei den oben beschriebenen Ausführungsformen hat der Rohling mit den formenden Flächen zu Beginn des Formpreßverfahrens in einem Kreis Kontakt. Diese Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt, daß ein Rohling mit den formenden Flächen einen kreisförmigen Kontakt hat; es ist jede Figuration möglich. Ein Rechteck und ein Teil eines Kreises haben das gleiche Ergebnis wie ein Kreis. Die Essenz der vorliegenden Erfindung liegt darin, daß zur bedeutenden Verlängerung der Lebensdauer eines Formwerkzeuges ein Rohling von geeigneter Form und Größe hergestellt wird, so daß der Teil der Formwerkzeuge, der Kontakt mit dem Rohling hat und eine konzentrierte Beanspruchung ertragen muß, außerhalb des optisch wirksamen Bereiches der Werkzeuge liegt, und darin, daß der Rohling gegenüber den Formwerkzeugen in einer geeigneten Stellung angeordnet wird.
  • Es wird bemerkt, daß der Aufheizprozeß entfallen kann, wenn der Rohling aus einem Material besteht, das durch Formpressen leicht zu bearbeiten ist oder das vor dem Anordnen zwischen einem Formwerkzeugpaar weich gemacht wurde.
  • Obgleich die vorliegende Erfindung anhand der bevorzugten Ausführungsformen und mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen detailliert beschrieben wurde, sind fachlich gebildeten Personen verschiedene Veränderungen und Modifikationen möglich. Solche Veränderungen und Modifikationen gehören zum Umfang der nachfolgenden Ansprüche.

Claims (5)

1. Verfahren zum Herstellen optischer Gegenstände konvexer Form, das die Schritte enthält, einen Rohling (1a; 1c; 1a) zwischen zwei konkaven, formenden Flächen (4; 5d, 5b) eines Formwerkzeugpaares (2a, 2b; 2a, 2b; 2d, 2b) anzuordnen und
Pressen des Rohlings (1a; 1c; 1a) mit den Formwerkzeugen (2a, 2b; 2a, 2b; 2d, 2b) derart, daß die Form der formenden Flächen auf den Rohling (1a; 1c) übertragen wird,
dadurch gekennzeichnet, daß jede der formenden Flächen (4; 5d, 5b) von einem oberen und einem unteren Formwerkzeug (2a, 2b; 2a, 2b; 2d, 2b) aus einem inneren Bereich (5) und einem äußeren Bereich (6) besteht, welcher innere Bereich (5) einen optisch wirksamen Abschnitt des optischen Gegenstandes durch Formpressen bearbeitet und welcher äußere Bereich (6) einen optisch nicht wirksamen Abschnitt des optischen Gegenstandes durch Formpressen bearbeitet, und daß die Punkte jedes Rohlings (1a; 1c), die im Anfangsstadium des Formpreßvorganges mit diesen formenden Flächen (4; 5d, 5b) Kontakt haben, sich in den äußeren Bereichen (6) befinden und mindestens einen solchen Abstand vom inneren Bereich (5) haben, daß an den formenden Flächen (4; 5d, 5b) nach der Herstellung einer bestimmten Anzahl von optischen Gegenständen entstehende Defekte sich außerhalb des inneren Bereiches (5) befinden.
2. Verfahren zur Herstellung optischer Gegenstände nach Anspruch 1, bei dem der Rohling (1a; 1c) säulenförmig ausgebildet ist und einen größeren Durchmesser (Dp) aufweist als der Durchmesser eines optisch wirksamen Abschnittes (Deff) des optischen Gegenstandes und der Rohling (1a; 1c) so zwischen den formenden Flächen (4; 5d, 5b) angeordnet ist, daß die Endflächen des Rohlings (1a; 1c) den formenden Flächen gegenüberliegen.
3. Verfahren zur Herstellung optischer Gegenstände nach Anspruch 2, bei dem die Säulenform ein kreisförmiger Zylinder (1a) ist.
4, Verfahren zur Herstellung optischer Gegenstände nach Anspruch 1, bei dem der optische Gegenstand an beiden Seiten voneinander unterschiedliche erste und zweite optisch wirksame Abschnitte [Deff(L) und Deff(S)] hat und der Rohling (1a) eine Abmessung aufweist, die größer ist als der größere Abschnitt zwischen dem ersten und dem zweiten Abschnitt.
5. Verfahren zur Herstellung optischer Gegenstände nach Anspruch 1, das ferner den Schritt des Erwärmens des Rohlings (1a; 1c) enthält, um den Rohling vor dem Preßvorgang weich zu machen.
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Publications (2)

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DE69413284D1 DE69413284D1 (de) 1998-10-22
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE69420864T2 (de) * 1993-10-08 2000-05-25 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Verfahren zum Pressformen eines optischen Elementes
US20050172671A1 (en) * 2002-06-26 2005-08-11 Hoya Corporation Methods of manufacturing molded glass articles
JP4382529B2 (ja) 2004-03-02 2009-12-16 Hoya株式会社 モールドプレス成形装置及び光学素子の製造方法
JP4022923B2 (ja) * 2004-05-20 2007-12-19 コニカミノルタオプト株式会社 光学素子の成形方法
JP4569365B2 (ja) * 2005-04-14 2010-10-27 コニカミノルタオプト株式会社 ビーム整形素子の製造方法、該方法により得られるビーム整形素子

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL8100602A (nl) * 1981-02-09 1982-09-01 Philips Nv Werkwijze voor het precisie-persen van glazen voorwerpen,werkwijze voor het vervaardigen van een mal en mal voor het precisie-persen van glazen voorwerpen.
JPS60246231A (ja) * 1984-05-18 1985-12-05 Hitachi Ltd レンズのプレス成形方法
JPS61261225A (ja) * 1985-05-16 1986-11-19 Canon Inc 光学素子製造方法
JP2615886B2 (ja) * 1988-07-28 1997-06-04 松下電器産業株式会社 光学部品用硝材並びに光学部品の製造方法及び光学部品
DE68915676T2 (de) * 1988-10-07 1994-12-22 Matsushita Electric Ind Co Ltd Verfahren zur Herstellung von Linsen.
JPH0780687B2 (ja) * 1989-07-19 1995-08-30 松下電器産業株式会社 レンズの成形方法
US5160361A (en) * 1990-06-13 1992-11-03 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Method of manufacturing optical element
JPH0446021A (ja) * 1990-06-13 1992-02-17 Matsushita Electric Ind Co Ltd プレスレンズとその成形方法
JP2512406B2 (ja) * 1990-11-28 1996-07-03 松下電器産業株式会社 非球面成形レンズ
JPH04317427A (ja) * 1991-04-17 1992-11-09 Matsushita Electric Ind Co Ltd 球面成形レンズ
JPH04330403A (ja) * 1991-05-02 1992-11-18 Minolta Camera Co Ltd ガラス光学素子
DE69420864T2 (de) * 1993-10-08 2000-05-25 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Verfahren zum Pressformen eines optischen Elementes

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