JP2001100009A - レンズセットの製造方法 - Google Patents

レンズセットの製造方法

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JP2001100009A
JP2001100009A JP25591599A JP25591599A JP2001100009A JP 2001100009 A JP2001100009 A JP 2001100009A JP 25591599 A JP25591599 A JP 25591599A JP 25591599 A JP25591599 A JP 25591599A JP 2001100009 A JP2001100009 A JP 2001100009A
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lens
preform
forming
optical surface
mold
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JP25591599A
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Eiitsu Chin
永逸 陳
Shunkin O
俊欽 王
Shunbin Gi
俊敏 魏
Kaei Sei
華英 盛
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Industrial Technology Research Institute ITRI
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    • 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
    • C03B11/14Pressing laminated glass articles or glass with metal inserts or enclosures, e.g. wires, bubbles, coloured parts
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B23/00Re-forming shaped glass
    • C03B23/20Uniting glass pieces by fusing without substantial reshaping
    • C03B23/22Uniting glass lenses, e.g. forming bifocal lenses

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Casting Or Compression Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 レンズ上でレンズ予備成形体を直接成形し、
粗面を介して直接接合するとともに、転移温度の差異を
利用して、多層構造の複合レンズを形成する。 【解決手段】 光学面を有する第1レンズを形成するス
テップと、第1レンズの光学面の周辺に粗面を形成する
ステップと、レンズ予備成形体を形成して、第1レンズ
の光学面上に配置するステップと、高温工程を行って、
レンズ予備成形体につき、第1レンズを型とするととも
に、第1レンズの光学面周辺の粗面を介して、第1レン
ズおよびレンズ予備成形体を一体的に接合し、第2レン
ズ(すなわちレンズセット) を形成するステップとを具
備するものであって、第1レンズの転移温度をレンズ予
備成形体の転移温度よりも高いものとして、高温工程を
行う時に、型となる第1レンズの変形を防止するもので
ある。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、レンズの製造方
法に関し、特に、複合レンズの製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来のガラスレンズを製造する方法は、
ガラスを適当な大きさに切った後、研磨鏡面仕上げをす
るものであった。この製造工程は、非常に煩雑で時間の
かかるものであった。また、投資を必要とする設備も非
常に多かった。最近、発展してきたガラスモールディン
グ製造プロセスも1製造プロセスで単一種類のレンズを
完成できるだけのものであった。
【0003】光学系統において、複数個のレンズを組み
合わせて1つのレンズセットとする時、それぞれのレン
ズを完成した後で、各種の定位リングや接合工程といっ
た定位メカニズムを使用して、レンズセットを一体化し
なければならなかった。どのような定位方式を使用する
にしても、いずれも他の部材および二次加工という工程
ならびにコストを必要とするものであった。
【0004】このような従来技術を改善するものとし
て、例えばHOYA社の日本特許JP90001781
B・JP62226826A(特公平2−1781・特
開昭62−226826)は、ガラスレンズを型とする
ものであって、その膨張係数が小さくて、モールディン
グ時の温度差を許容範囲に納めることができ、移転温度
の低いガラスをモールディング材料とするものを開示し
ていた。また、HOYA社の日本特許JP900017
80B・JP62226825A(特公平2−1780
・特開昭62−226825)は、型とするガラスレン
ズとガラスレンズ予備成形体との間に融着防止層を介在
させるものを開示していた。このような方法は、接合工
程を必要とするものであり、形成されるレンズセットの
密合度が良好でなければ光学品質に悪い影響を与えるも
のとなっていた。さらに、CANON社の日本特許JP
91072017B・JP59123630A(特公平
3−72017・特開昭59−123630)は、サフ
ァイア(sapphire)レンズを型とする技術を開示してい
た。
【0005】その他、Corning社のアメリカ特許
US4,897,101およびUS4,883,528
ならびにUS4,959,265もモールディング装置
を開示するとともに、型材を開示していた。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】以上をまとめれば、公
知の方法は、接合技術を使用して型となるレンズと予備
成形体とを結合していたので、接合工程を必要とするも
のとなり、しかも形成されるレンズセットの密合度が良
好でなければ光学品質に悪い影響を与えるものとなって
いた。また、型とするガラスレンズとガラスレンズ予備
成形体との間に融着防止層を介在させるものは、融着防
止層の形成という工程が余分に必要となるものであっ
た。従って、公知の方法は、製造プロセスが複雑なもの
となり、光学品質の制御が困難であった。
【0007】そこで、この発明の第1の目的は、前もっ
て成形されたレンズ上でレンズ予備成形体を直接成形す
るレンズセットの製造方法を提供することにある。ま
た、この発明の第2の目的は、レンズ予備成形体をモー
ルディングする時に、粗面を介して型となるレンズに直
接接合するレンズセットの製造方法を提供することにあ
る。さらに、この発明の第3の目的は、転移温度の差異
を利用することで、余分な定位リングや接合用の治具ま
たは工程を必要とすることなく、多層構造の複合レンズ
を形成することができるレンズセットの製造方法を提供
することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決し、所望
の目的を達成するために、この発明にかかるレンズセッ
トの製造方法は、光学面を有する第1レンズを形成する
ステップと、第1レンズの光学面の周辺に粗面を形成す
るステップと、レンズ予備成形体を形成して、第1レン
ズの光学面上に配置するステップと、高温工程を行っ
て、レンズ予備成形体につき、第1レンズを型とすると
ともに、第1レンズの光学面周辺の粗面を介して、第1
レンズおよびレンズ予備成形体を一体的に接合し、第2
レンズ( すなわちレンズセット) を形成するステップと
を具備するものである。そして、第1レンズの転移温度
をレンズ予備成形体の転移温度よりも高いものとして、
高温工程を行う時に、型となる第1レンズの変形を防止
するものである。
【0009】型となるレンズの光学面の周辺に粗面を形
成することで、レンズ予備成形体をモールディングする
時に、成形されるレンズ予備成形体を型となる別なレン
ズに緊密に接合するので、余分な補助工具を必要とする
ことなく、レンズセットを形成することができる。従っ
て、製造プロセスを簡略化することができる。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、この発明にかかる好適な実
施例を図面に基づいて説明する。 <第1実施例>図1(a)において、型となるレンズ1
0は、ここでは平凹レンズ10を採用しており、例えば
研磨鏡面仕上げにより作製され、BK7を材質とするこ
とができ、凹面の曲率半径を25.10mmとし、形状
精度を0.0477μmとすることができる。レンズセ
ットを形成する前に、型となるレンズ10の光学面14
の周辺に粗面12を形成するが、その表面粗さを約0.
7μmとする。この粗面12によりレンズ間の接触面を
密合する。次に、レンズ予備成形体20を作製するが、
このレンズ予備成形体20の材質は、例えばPSK50
(Sumita社製)とすることができ、球状に作製し
て、直径が約8mm、表面粗さ約100Å以下とするこ
とができる。なお、これらのデータは一例にすぎず、こ
の発明を制限するものではなく、レンズ予備成形体20
の形状も球状に限定されるものではない。但し、レンズ
予備成形体20の転移温度は、型となるレンズ10の転
移温度より低いものでなければならない。
【0011】図1(b)において、このレンズ予備成形
体20を型となるレンズ10の光学面14上に配置し、
金型の中に入れ、高温工程を行うが、例えば約430℃
でモールディング(molding )を実施する。レンズ予備
成形体20の転移温度が、型となるレンズ10の転移温
度より低いので、モールディングにより型となるレンズ
10が変形することはない。そして、レンズ予備成形体
20がモールディングにより両凸レンズ22となるが、
この時、型となるレンズ10の光学面14の周辺に形成
された粗面12を介して、型となるレンズ10と両凸レ
ンズ22とがレンズセット26として一体的に機械連鎖
(mechanical interlock)される。
【0012】なお、実験により、型となるレンズ10の
光学面14の周辺に粗面12を形成せず、その表面粗さ
を約100Å以下とした場合、高温工程のモールディン
グ後に型となるレンズ10と両凸レンズ22とが自然に
脱落してしまうことが分かっており、粗面12を介して
型となるレンズ10と両凸レンズ22とが確実に接合さ
れるので、余分な補助工具を必要としない。また、接合
状態も良好で、光学面の光学精度を保持することができ
る。
【0013】<第2実施例>図2において、第2実施例
を示すと、図1に示した第1実施例にほぼ類似したもの
であるが、型となるレンズ30が、両平面レンズ30と
なっていることが異なっている。同様に、光学面34の
周辺に粗面32を形成している。次に、型となるレンズ
30とレンズ予備成形体40とを金型に入れて高温工程
によりモールディングを行うと、レンズ予備成形体40
が平凸レンズ42として成形される。冷却後には、平凸
レンズ42が粗面32を介して型となるレンズ30にレ
ンズセット46として一体的に機械連鎖される。この粗
面32が存在しない場合には、冷却後に型となるレンズ
30と平凸レンズ42とが自然に脱落してしまう。
【0014】<第3実施例>図3において、第3実施例
を示すと、他の実施例にほぼ類似したものであるが、型
となるレンズ50が、平凸レンズ50となっていること
が異なっている。同様に、光学面54の周辺に粗面52
を形成している。凸面となった光学面54の曲率半径を
42.3mmとし、その周辺に幅が約0.5mmの粗面
52を形成して、その表面粗さを約0.6μmとするこ
とができる。次に、型となるレンズ50とレンズ予備成
形体60とを金型に入れて高温工程によりモールディン
グを行うと、レンズ予備成形体60が凹凸レンズ62と
して成形される。冷却後には、凹凸レンズ62が粗面5
2を介して型となるレンズ50にレンズセット66とし
て一体的に機械連鎖される。この粗面52が存在しない
場合には、冷却後に型となるレンズ50と凹凸レンズ6
2とが自然に脱落してしまう。
【0015】<第4実施例>図4において、第4実施例
を示すと、図1に示した第1実施例に類似しているが、
型となるレンズが2つあることが異なっている。第1レ
ンズ70である平凹レンズ70の光学面74の周辺に
は、第1粗面72が形成され、第2レンズ90である平
凹レンズ90の光学面94の周辺には、第2粗面92が
形成されている。次に、型となるレンズである第1レン
ズ70および第2レンズ90とレンズ予備成形体80と
を金型に入れて高温工程によりモールディングを行う
と、レンズ予備成形体80が両凸レンズ82として成形
される。冷却後には、両凸レンズ82が第1粗面72お
よび第2粗面92を介してレンズセット86として一体
的に機械連鎖されている。第1粗面72および第2粗面
92が存在しない場合には、第1レンズ70および第2
レンズ90と両凸レンズ82とが自然に脱落してしま
う。
【0016】以上の実施例から分かるように、型となる
レンズとレンズ予備成形体との光学接合面としては、平
面、凹面、凸面のいずれにも適合することができるの
で、全ての光学構造を備えたレンズに適合するものとな
る。同時に、粗面を介して型となるレンズとレンズ予備
成形体とを機械連鎖方式で確実に接合するので、余分な
補助工具を必要としない。また、レンズ間の接合状態が
良好であり、光学面の光学精度を保持できるとともに、
高温工程においても移転温度の高いレンズ(型となるレ
ンズ)の作用により変形することがない。そして、この
発明の方法は、多層構造に適用することができるもので
あり、第4実施例では3層構造を示したが、その他に
も、先ず図1〜3に示した構造を形成してから、それを
型とし、移転温度が型よりも低い材質からなるレンズ予
備成形体を採用するとともに、粗面を形成して、高温工
程によりモールディングすれば、多層構造のレンズセッ
トを完成することができる。さらに、レンズ材料の移転
温度の差異を上手に利用すれば、余分な治具や接合工程
を必要とすることなく、希望するレンズセットを容易に
作製することができる。
【0017】つまり、この発明は、ガラス表面の表面粗
さ、ならびにガラス移転温度の差異を利用して、モール
ディング技術によりレンズセットをプレス成形するの
で、製造プロセスを短縮することができるものであっ
て、ガラスレンズの接合組立工程を簡略化し、定位用鏡
筒の使用により発生する誤差を発生させないから、レン
ズセットの光学精度を向上させることができる。
【0018】以上のごとく、この発明を好適な実施例に
より開示したが、当業者であれば容易に理解できるよう
に、この発明の技術思想の範囲内において、適当な変更
ならびに修正が当然なされうるものであるから、その特
許権保護の範囲は、特許請求の範囲および、それと均等
な領域を基準として定めなければならない。
【0019】
【発明の効果】上記した構成により、この発明にかかる
レンズセットの製造方法は、レンズ予備成形体を型とな
るレンズ上で直接成形してレンズセットとすることがで
きる。粗面を介した直接接合により、余分な定位リング
や接合用の治具などを必要としない。また、レンズ材料
の転移温度を適切に運用することで、多層構造のレンズ
セットを簡単な製造プロセスで作製することができる。
従って、産業上の利用価値が高い。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明にかかる第1実施例を示す正面図であ
る。
【図2】この発明にかかる第2実施例を示す正面図であ
る。
【図3】この発明にかかる第3実施例を示す正面図であ
る。
【図4】この発明にかかる第4実施例を示す正面図であ
る。
【符号の説明】 10 型となるレンズ 12 粗面 14 光学面 20 レンズ予備成形体 22 モールディングされたレンズ予備成形体 26 レンズセット 30 型となるレンズ 32 粗面 34 光学面 40 レンズ予備成形体 42 モールディングされたレンズ予備成形体 46 レンズセット 50 型となるレンズ 52 粗面 54 光学面 60 レンズ予備成形体 62 モールディングされたレンズ予備成形体 66 レンズセット 70 型となるレンズ 72 粗面 74 光学面 80 レンズ予備成形体 82 モールディングされたレンズ予備成形体 86 レンズセット 90 型となるレンズ 92 粗面 94 光学面

Claims (19)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 光学面を有する第1レンズを形成するス
    テップと、 前記第1レンズの前記光学面の周辺に粗面を形成するス
    テップと、 レンズ予備成形体を形成して、前記第1レンズの前記光
    学面上に配置するステップと、 高温工程を行って、前記レンズ予備成形体につき、前記
    第1レンズを型とするとともに、前記第1レンズの前記
    光学面周辺の前記粗面を介して、前記第1レンズおよび
    前記レンズ予備成形体を一体的に接合し、第2レンズを
    形成するステップとを具備するレンズセットの製造方
    法。
  2. 【請求項2】 上記第1レンズの移転温度が、上記レン
    ズ予備成形体の移転温度よりも高いものである請求項1
    記載のレンズセットの製造方法。
  3. 【請求項3】 光学面を有するガラスレンズを形成する
    ステップと、 前記ガラスレンズの前記光学面の周辺に粗面を形成する
    ステップと、 レンズ予備成形体を形成して、前記ガラスレンズの前記
    光学面上に配置するステップと、 高温工程を行って、前記レンズ予備成形体につき、前記
    ガラスレンズを型とするとともに、前記ガラスレンズの
    前記光学面周辺の前記粗面を介して、前記ガラスレンズ
    および前記レンズ予備成形体を一体的に接合し、レンズ
    を形成するステップとを具備するレンズセットの製造方
    法。
  4. 【請求項4】 上記ガラスレンズの移転温度が、上記レ
    ンズ予備成形体の移転温度よりも高いものである請求項
    3記載のレンズセットの製造方法。
  5. 【請求項5】 光学面を有する第1レンズを形成するス
    テップと、 前記第1レンズの前記光学面の周辺に第1粗面を形成す
    るステップと、 第1レンズ予備成形体を形成して、前記第1レンズの前
    記光学面上に配置するステップと、 高温工程を行って、前記第1レンズ予備成形体につき、
    前記第1レンズを型とするとともに、前記第1レンズの
    前記光学面周辺の前記第1粗面を介して、前記第1レン
    ズおよび前記第1レンズ予備成形体を一体的に接合し、
    第2レンズを形成するステップと、 前記第2レンズの光学面の周辺に第2粗面を形成するス
    テップと、 第2レンズ予備成形体を形成して、前記第2レンズの前
    記光学面上に配置するステップと、 高温工程を行って、前記第2レンズ予備成形体につき、
    前記第2レンズを型とするとともに、前記第2レンズの
    前記光学面周辺の前記第2粗面を介して、前記第2レン
    ズおよび前記第2レンズ予備成形体を一体的に接合し、
    第3レンズを形成するステップとを具備するレンズセッ
    トの製造方法。
  6. 【請求項6】 上記第1レンズの転移温度が、上記第1
    レンズ予備成形体の転移温度より高いものである請求項
    5記載のレンズセットの製造方法。
  7. 【請求項7】 上記第2レンズの転移温度が、上記第2
    レンズ予備成形体の転移温度より高いものである請求項
    5記載のレンズセットの製造方法。
  8. 【請求項8】 上記第1レンズ予備成形体および上記第
    2レンズ予備成形体の材質が、ガラスを含むものである
    請求項5記載のレンズセットの製造方法。
  9. 【請求項9】 第1光学面を有する第1レンズを形成す
    るステップと、 前記第1レンズの前記第1光学面の周辺に第1粗面を形
    成するステップと、 第2光学面を有する第2レンズを形成するステップと、 前記第2レンズの前記第2光学面の周辺に第2粗面を形
    成するステップと、 レンズ予備成形体を形成して、前記第1レンズの前記第
    1光学面ならびに前記第2レンズの前記第2光学面間に
    配置するステップと、 高温工程を行って、前記レンズ予備成形体につき、前記
    第1レンズおよび前記第2レンズを型とするとともに、
    前記第1粗面ならびに前記第2粗面を介して前記第1レ
    ンズおよび前記第2レンズならびに前記レンズ予備成形
    体を一体的に接合して第3レンズを形成するステップと
    を具備するレンズセットの製造方法。
  10. 【請求項10】 上記第1レンズの転移温度が、上記レ
    ンズ予備成形体の転移温度よりも高いものである請求項
    9記載のレンズセットの製造方法。
  11. 【請求項11】 上記第2レンズの転移温度が、上記レ
    ンズ予備成形体の転移温度よりも高いものである請求項
    9記載のレンズセットの製造方法。
  12. 【請求項12】 上記高温工程が、モールド工程を含む
    ものである請求項1,3,5,9いずれか1項記載のレ
    ンズセットの製造方法。
  13. 【請求項13】 上記第1レンズが、研磨方式で作製さ
    れるものである請求項1,3,5,9いずれか1項記載
    のレンズセットの製造方法。
  14. 【請求項14】 上記第1レンズが、モールド方式で作
    製されるものである請求項1,3,5,9いずれか1項
    記載のレンズセットの製造方法。
  15. 【請求項15】 上記第2レンズが、研磨方式で作製さ
    れるものである請求項9記載のレンズセットの製造方
    法。
  16. 【請求項16】 上記第2レンズが、モールド方式で作
    製されるものである請求項9記載のレンズセットの製造
    方法。
  17. 【請求項17】 上記レンズ予備成形体の材質が、ガラ
    スを含むものである請求項3または9記載のレンズセッ
    トの製造方法。
  18. 【請求項18】 上記第1レンズの材質が、ガラスを含
    むものである請求項5または9記載のレンズセットの製
    造方法。
  19. 【請求項19】 上記第2レンズの材質が、ガラスを含
    むものである請求項9記載のレンズセットの製造方法。
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TW88114084 1999-08-18

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007145690A (ja) * 2005-11-04 2007-06-14 Olympus Corp 複合光学素子の製造方法
JP2010006639A (ja) * 2008-06-27 2010-01-14 Fujinon Corp 光学素子成形方法
US20220402800A1 (en) * 2021-03-05 2022-12-22 Lightpath Technologies, Inc. Systems and methods for forming a mold-bonded lens

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