JP2001348231A - 光学素子成形用型 - Google Patents

光学素子成形用型

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JP2001348231A
JP2001348231A JP2000167640A JP2000167640A JP2001348231A JP 2001348231 A JP2001348231 A JP 2001348231A JP 2000167640 A JP2000167640 A JP 2000167640A JP 2000167640 A JP2000167640 A JP 2000167640A JP 2001348231 A JP2001348231 A JP 2001348231A
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JP
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optical element
mold
optical
molding
die
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Hiroaki Fujita
浩明 藤田
Hajime Yamanaka
元 山中
Yasuhiko Sato
保彦 佐藤
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Fujinon Corp
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Fuji Photo Optical Co Ltd
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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
    • C03B11/06Construction of plunger or mould
    • C03B11/08Construction of plunger or mould for making solid articles, e.g. lenses
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B2215/00Press-moulding glass
    • C03B2215/40Product characteristics
    • C03B2215/46Lenses, e.g. bi-convex
    • C03B2215/49Complex forms not covered by groups C03B2215/47 or C03B2215/48
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B2215/00Press-moulding glass
    • C03B2215/72Barrel presses or equivalent, e.g. of the ring mould type
    • C03B2215/73Barrel presses or equivalent, e.g. of the ring mould type with means to allow glass overflow in a direction perpendicular to the press axis

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  • Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)
  • Casting Or Compression Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 非対称な光学機能面の転写が良好に行え、光
学素子の製造が容易となる光学素子成形用型を提供する
こと。 【解決手段】 加熱したプリフォーム4を押圧して、非
対称な光学機能面を有する光学素子を成形する光学素子
成形用型1であって、プリフォーム4に光学機能面を成
形する転写面24を有する上型2と、転写面24と対向
する位置にプリフォーム4を配置するキャビティ34を
有し、キャビティ34の側壁部が上型2側を拡大するよ
うに段状に形成され、側壁部の最も内側の面が光学素子
の側面の一部を成形する外形基準面35である下型3と
を備えて構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、光学レンズ、ミラ
ーなどの光学素子の成形に用いられる光学素子成形用型
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、光学レンズ、ミラーなどの光学素
子の成形手法として、押圧成形(プレス成形)が知られ
ている。この押圧成形は、例えば、図5に示すように、
光学素材であるプリフォームAを加熱した状態で金型の
成形位置に配置し、上型Bと下型Cを互いに接近させる
ように移動させて型締めを行うことにより、光学素子を
成形するものである。この圧縮成形は、成形すべき光学
素子が通常の光学レンズなどである場合、成形用型B、
Cの中心位置とプリフォームAとの光軸Oが一致するよ
うにして行われる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た成形技術にあっては、成形すべき光学素子の光学機能
面が非対称な曲面である場合、光学素子の製造が困難と
なるという問題がある。
【0004】例えば、図6に示すように、光学機能面D
が光学素子の中心Xに対し非対称な曲面となっており、
光学機能面Dの光軸Oが光学機能面Dの中心Xと一致し
ない場合、成形されたプリフォームAについて、その光
軸Oの位置に基づいて光学素子の外形を機械的に決定し
形成することが困難である。
【0005】この場合、対称な曲面を光学機能面とする
ものを成形し、芯取りして光軸を中心とした外形形状を
形成した後、不要な部分をカットして非対称な曲面を有
する光学素子を製造することも考えられる。しかしなが
ら、そのような光学素子の製造手法では、不要な部分の
カットにより材料の無駄が多く、製造工程も多くなって
しまう。
【0006】また、光学素子の外形形成の対策として、
成形用型の成形空間(キャビティ)の形状を光学素子の
外形と一致させ、芯取りすることなく成形により光学素
子の外形をそのまま形成することも考えられる。しかし
ながら、このように成形を行うには、光学素材であるプ
リフォームをある程度精密な寸法で形成する必要があ
り、材料コストが高価なものとなる。また、光学機能面
に沿って対称的に素材を流動させるのが困難であり、非
対称な光学機能面の転写が良好に行えないおそれもあ
る。
【0007】そこで本発明は、このような問題点を解消
するためになされたものであって、非対称な光学機能面
の転写が良好に行え、光学素子の製造が容易となる光学
素子成形用型を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明に係る光学素子成形用型は、加熱した
光学素材を押圧して、非対称な光学機能面を有する光学
素子を成形する光学素子成形用型であって、光学素材に
光学機能面を成形する転写面を有する第一の型と、転写
面と対向する位置に光学素材を配置するキャビティを有
し、キャビティの側壁部が第一の型側を拡大するように
段状に形成され、側壁部の最も内側の面が光学素子の側
面の一部を成形する外形基準面である第二の型とを備え
たことを特徴とする。
【0009】この発明によれば、キャビティ側壁部の第
一の型側の部分が拡大されているので、成形時に第一の
型の転写面に押圧される光学素材の余肉部分をその拡大
部分へ逃がすことができ、光学機能面を良好に成形でき
る。また、キャビティの外形基準面により光学素子の側
面の一部が成形されるため、成形された光学素材が非対
称な光学機能面を有するものであっても、その外形を容
易に特定することができ外形形状の形成が容易となる。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、添付図面に基づき、本発明
の実施の形態について説明する。尚、各図において同一
要素には同一符号を付して説明を省略する。また、図面
の寸法比率は説明のものと必ずしも一致していない。
【0011】図1は、本実施形態に係る光学素子成形用
型の説明図である。本実施形態では、光学素子としてミ
ラーを成形する光学素子成形用型について説明する。こ
のミラーは、非対称な光学機能面を有するものである。
ここでいう「非対称な光学機能面」とは、光学機能面の
中心に対し左右の表面形状が対称でない光学機能面をい
う。この場合、「非対称な光学機能面」は、光学機能面
の中心を含む任意の方向へ非対称であれば、必ずしも全
ての方向に対し非対称である必要はない。また、光学機
能面は、非対称であれば、球面、非球面のいずれのもの
も含むものである。
【0012】図1に示すように、本実施形態に係る光学
素子成形用型1は、第一の型である上型2と第二の型で
ある下型3を備えて構成されている。上型2は、型板2
1とコア22により構成されている。下型3は、型板3
1と中板32により構成されている。
【0013】上型2は固定側の型であり、例えば、上型
2の型板21が型締め装置の固定盤に取り付けられる。
型板21には、コア22が型締め方向に摺動自在にはめ
込まれている。コア22には、その上部にフランジ23
が形成され、型板21から抜け落ちない構造となってい
る。コア22の下型3と対向する面には、転写面24が
形成されている。転写面24は、成形すべきミラーの光
学機能面を反転させて同一形状の凹面としたものであ
る。
【0014】下型3は可動側の型であり、例えば、下型
3の型板31が型締め装置の可動盤に取り付けられる。
このため、型板31は、上型2に対し進退自在となって
いる。型板31の上型2に対向する面には、中板32が
取り付けられている。中板32の取り付けは、例えばネ
ジ止めにより行われる。中板32には、コア22の転写
面24と対向する位置にキャビティ34が形成されてい
る。キャビティ34は、コア22の転写面24と共に成
形空間を画成する凹部である。
【0015】キャビティ34の側壁部には、外形基準面
35が形成されている。外形基準面35は、ミラーの側
面の一部を成形すべき面であり、キャビティ34の底部
からほぼ垂直に立ち上げられている。外形基準面35の
立ち上げ長は、外形基準面35がミラーの側面の一部を
成形するように、その側面より短い長さとなっている。
【0016】外形基準面35の下型2側には、拡張部3
6が形成されている。拡張部36は、外形基準面35の
位置から外側へ拡張される部分であり、成形時に光学素
材の余肉を逃がすための空間として機能する。拡張部3
6の側方への拡大長は、余肉の逃げ量を制限し光学機能
面の転写性の向上を考慮して設定され、例えば、ミラー
の外径に対し5〜25%程度の寸法とされ、具体的には
ミラーの外径寸法が50mm程度である場合、外形基準
面35の位置から1.25〜6.25mm程度とされ
る。
【0017】図2に成形に用いられる光学素材を示す。
【0018】本図に示すように、光学素材であるプリフ
ォーム4は、上型2と下型3と間の成形空間に配置さ
れ、上型2及び下型3の押圧により光学素材であるミラ
ーに成形されるものである。プリフォーム4は、非対称
な押圧面41を上面に有している。ここでいう「非対
称」とは、押圧面41の中心Xに対し左右の表面形状が
対称でないことをいう。
【0019】この押圧面41は、凸状の曲面であり、上
型2のコア22の転写面24に比べ曲率半径が小さく形
成されている。また、押圧面41は、その中央部42の
接線方向d1が転写面24の中央部27における接線方
向d2と平行となっている。このため、型締めにより、
転写面24とプリフォーム4の押圧面41が当接する
際、転写面24の中央部27と押圧面41の中央部42
が最初に当接し、その部分から周囲の部分へ徐々に当接
していくことになる。
【0020】なお、ここで「曲率半径が小さい」とは、
押圧面41及び転写面24が非球面である場合、それら
の中央部及びその周辺における曲率半径が小さいことを
意味する。また、転写面24及び押圧面41の「中央
部」とは、ほぼ中央部を含むものであり、例えば、転写
面24及び押圧面41の中心位置Xから全体寸法の20
%以内の部分を含むものである。
【0021】次に、本実施形態に係る光学素子成形用型
の動作及び使用方法について説明する。
【0022】まず、型締め装置の可動盤を固定盤から離
間するように移動させて上型2から下型3を離間させて
おき、下型3と上型2との間の成形位置にプリフォーム
4を配置する。プリフォーム4は、下型3の中板32の
凹部34に装着され、その装着により位置決めされる。
その際、上型2及び下型3は加熱されており、プリフォ
ーム4は高温状態とされる。
【0023】この状態において、図1に示すように、型
締め装置の可動盤を固定盤側へ移動させて、下型3を上
型2側へ移動させる。下型3は、図示しない胴型などの
部材により案内され、上型2に接近していく。
【0024】そして、コア22の転写面24の中央部2
7にプリフォーム4の押圧面41の中央部42が当接
し、その後、図3に示すようにプリフォーム4の押圧面
41の中央部42の周囲が徐々に転写面24に当接す
る。
【0025】このため、プリフォーム4の押圧面41で
は、中央部42から左右にバランス良く素材が流動し、
プリフォーム4にエア溜まりなどが発生することが防止
される。また、プリフォーム4の端部は余肉43として
拡張部36に流入する。この流入により、成形時にプリ
フォーム4へ過剰な圧力が加わってプリフォーム4に割
れが生ずることなどが防止される。
【0026】また、拡張部36が一定の奥行で形成され
ているため、成形の際に余肉43の部分が拡張部36へ
無制限に流入することが防止される。従って、プリフォ
ーム4の押圧面41に適度な圧力が加えられ、転写性が
良好なものとなる。
【0027】更に、成形の際、上型2と下型3とにより
拡張部36が締め切られるため、プリフォーム4に加え
られた熱が逃げにくく、プリフォーム4の保温性が良好
であり、成形が良好に行える。
【0028】そして、プリフォーム4の押圧面41をコ
ア22の転写面24に十分に押圧したら、可動盤を固定
盤から離間する方向へ移動させ、下型3を上型2から離
間させて、型開きを行う。
【0029】その後、下型3から成形されたプリフォー
ム4を型1から取り出し、図4に示すように、余肉43
の切断を行う。その際、プリフォーム4は光学機能面で
ある押圧面41が非対称な曲面となっており、その外形
の中心と光軸とが一致していないため、通常一般に行わ
れる芯取り工程により、プリフォームの外形を形成する
ことが困難である。しかしながら、プリフォーム4の側
部には、外形基準面35により成形された基準面44が
形成されている。このため、この基準面44に沿って切
断を行えば、所望の形状のミラーを容易に形成すること
ができる。
【0030】以上のように、本実施形態に係る光学素子
成形用型によれば、キャビティ側壁部の上型2側が拡大
されているので、成形時に上型2の転写面24に押圧さ
れるプリフォーム4の余肉43の部分を拡大部分へ逃が
すことができ、光学機能面を良好に転写し成形できる。
また、キャビティ34の外形基準面35によりミラーの
側面の一部が成形されるため、成形されたプリフォーム
4が非対称な光学機能面を有するものであっても、その
外形を容易に特定することができ外形形状の形成が容易
となる。
【0031】なお、本実施形態においては、光学素子と
してミラーを成形する成形用型について説明したが、本
発明に係る光学素子成形用型はそのようなものに限られ
るものではなく、表裏に光学機能面を有するレンズなど
他の光学素子を成形するものであってもよい。
【0032】また、本実施形態にあっては、上型2を固
定側の型とし下型3を可動側の型として、上型2に対し
下型3を進退させる成形用型について説明したが、本発
明に係る光学素子成形用型はそのようなものに限られる
ものではなく、上型2を可動側の型とし下型3を固定側
の型として、下型3に対し上型4を進退させるものであ
ってもよい。
【0033】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、キ
ャビティ側壁部の第一の型側が拡大されているので、成
形時に第一の型の転写面に押圧される光学素材の余肉部
分を拡大部分へ逃がすことができ、光学機能面を良好に
成形できる。
【0034】また、キャビティの外形基準面により光学
素子の側面の一部が成形されるため、成形された光学素
材が非対称な光学機能面を有するものであっても、その
外形を容易に特定することができ外形形状の形成が容易
となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態に係る光学素子成形用型の説
明図である。
【図2】図1の光学素子成形用型の成形の際に用いられ
る光学素材の説明図である。
【図3】図1の光学素子成形用型の使用方法についての
説明図である。
【図4】図1の光学素子成形用型により成形した後にお
ける余肉切断工程の説明図である。
【図5】従来技術の説明図である。
【図6】従来技術の説明図である。
【符号の説明】
1…光学素子成形用型、2…上型(第一の型)、3…下
型(第二の型)、4…プリフォーム(光学素子成形用光
学素材)、24…転写面、34…キャビティ、35…外
形基準面。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 加熱した光学素材を押圧して、非対称な
    光学機能面を有する光学素子を成形する光学素子成形用
    型であって、 前記光学素材に前記光学機能面を成形する転写面を有す
    る第一の型と、 前記転写面と対向する位置に前記光学素材を配置するキ
    ャビティを有し、前記キャビティの側壁部が前記第一の
    型側を拡大するように段状に形成され、前記側壁部の最
    も内側の面が前記光学素子の側面の一部を成形する外形
    基準面である第二の型と、を備えたことを特徴とする光
    学素子成形用型。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005320232A (ja) * 2004-04-29 2005-11-17 Schott Ag 光学素子の成形方法及び装置、基板及び成形型

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