JP2002154833A - Method and device for manufacturing optical element - Google Patents

Method and device for manufacturing optical element

Info

Publication number
JP2002154833A
JP2002154833A JP2000343856A JP2000343856A JP2002154833A JP 2002154833 A JP2002154833 A JP 2002154833A JP 2000343856 A JP2000343856 A JP 2000343856A JP 2000343856 A JP2000343856 A JP 2000343856A JP 2002154833 A JP2002154833 A JP 2002154833A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
optical element
glass
rolling
jig
manufacturing
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
JP2000343856A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tomoaki Shimazaki
智章 嶋崎
Yoshiyuki Shimizu
義之 清水
Kenji Inoue
健二 井上
Shoji Nakamura
正二 中村
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.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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 Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP2000343856A priority Critical patent/JP2002154833A/en
Publication of JP2002154833A publication Critical patent/JP2002154833A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B40/00Preventing adhesion between glass and glass or between glass and the means used to shape it, hold it or support it
    • C03B40/04Preventing adhesion between glass and glass or between glass and the means used to shape it, hold it or support it using gas
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B19/00Other methods of shaping glass
    • C03B19/10Forming beads
    • C03B19/1005Forming solid beads
    • C03B19/104Forming solid beads by rolling, e.g. using revolving cylinders, rotating discs, rolls
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B7/00Distributors for the molten glass; Means for taking-off charges of molten glass; Producing the gob, e.g. controlling the gob shape, weight or delivery tact
    • C03B7/14Transferring molten glass or gobs to glass blowing or pressing machines

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Re-Forming, After-Treatment, Cutting And Transporting Of Glass Products (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method and a device for manufacturing optical elements such that optical elements in a desired form having no orange peel or cracks can be manufactured with good productivity and that the device can be minimized or the cost for the optical element can be reduced. SOLUTION: Fused glass 1 is dropped as spheric glass drops 4 from an outlet nozzle 3 attached to the lower part of a melting crucible 2 and is made to tumble and cooled on a tumbling jig 6 having a trough-like inclined tumbling face while keeping the spheric form. The cooled spheric material 4a for an optical element is directly put into the die 7 for an optical element disposed at the terminal point of the tumbling jig 6 and pressed to form an optical element 9 in a desired form.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、光学機器に使用さ
れる光学素子に関するものであり、特に光ディスク装置
のピックアップの光学系や撮像カメラに使用されるガラ
ス成形レンズの製造方法及びその製造装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical element used for an optical apparatus, and more particularly to a method and an apparatus for manufacturing a glass molded lens used for an optical system of a pickup of an optical disk apparatus and an imaging camera. .

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、レンズ、プリズム等の光学素子
は、ガラスなどの光学素子用素材を研削し、研磨して製
造する機械工作方法に代えて、金型内に光学素子用素材
を投入し、加熱して軟化させ、加圧して成形する加圧成
形方法が数多く提案されている。この加圧成形方法は、
一般に光学素子素材を一定形状に予備加工し、これを一
対の上下金型の間に供給し、加熱して加圧成形するリヒ
ートプレス法が用いられている。
2. Description of the Related Art In recent years, optical elements such as lenses and prisms are manufactured by grinding and polishing an optical element material such as glass instead of a machining method for manufacturing the optical element material. A number of pressure molding methods have been proposed in which the material is heated and softened, and then pressed and molded. This pressure molding method,
Generally, a reheat press method is used in which an optical element material is preliminarily processed into a predetermined shape, supplied between a pair of upper and lower molds, heated, and pressed.

【0003】このリヒートプレス法で精密な光学素子を
成形する場合、光学素子素材の形状、表面の平滑性、重
量精度が非常に重要な要素を占め、これまではボール硝
子材(米粒又は粟粒状の硝子材)や円柱硝子材(硝子丸
棒を円柱状に短く切断したもの)等が使われてきた。し
かし、生産性、コストなどが重要視されるようになって
きたため、ルツボ内で溶融した溶融ガラスを流出ノズル
から滴下させ図示しない受け治具で冷却して得たガラス
球(以下、ゴブ(gob)と記す)を光学素子素材とし
ている。また、滴下したこのガラス液滴を直接光学素子
成形金型内に落下させて加圧成形してで光学素子を作成
するダイレクトプレス方法がある。
When a precise optical element is formed by this reheat press method, the shape, surface smoothness, and weight accuracy of the optical element material are very important factors, and a ball glass material (rice grain or millet grain) has hitherto been used. Glass material) and a cylindrical glass material (a glass rod cut short in a cylindrical shape) have been used. However, since productivity, cost, and the like have become important, the molten glass melted in the crucible is dropped from an outflow nozzle and cooled by a receiving jig (not shown). ) Is used as the optical element material. In addition, there is a direct press method in which the dropped glass droplet is directly dropped into an optical element molding die and molded under pressure to produce an optical element.

【0004】従来のダイレクトプレス方法の具体例とし
て、例えば、特開平4−149032号公報に開示され
ている方法について図5を参照しつつ説明する。図5に
おいて、溶融炉50内に溶融ガラス51を溜めておき、
溶融炉50の下部に設けた流出ノズル50aから溶融ガ
ラス51を滴下させガラス液滴を形成する。そして、こ
のガラス液滴を予め昇温した熱加工治具53上に自然落
下させる。すると、このガラス液滴は、熱加工治具53
上でゴブ52を形成する。このゴブ52は、半球状の自
由表面52aと熱加工治具の上面との接触面52bとを
有している。自由面52aは、溶融ガラスの表面張力に
より形成されるため、極めて良好な鏡面となる。一方、
接触面52bは、熱加工治具との温度差により熱収縮が
生じてしわ状の粗面(オレンジの表面の皮のように凹凸
の生じた面、以下これをオレンジピールと記す)とな
る。
[0004] As a specific example of the conventional direct press method, for example, a method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-149032 will be described with reference to FIG. In FIG. 5, a molten glass 51 is stored in a melting furnace 50,
The molten glass 51 is dropped from an outflow nozzle 50a provided at a lower portion of the melting furnace 50 to form a glass droplet. Then, the glass droplets are allowed to fall naturally onto the previously heated thermal processing jig 53. Then, the glass droplet is transferred to the thermal processing jig 53.
The gob 52 is formed above. The gob 52 has a hemispherical free surface 52a and a contact surface 52b with the upper surface of the thermal processing jig. Since the free surface 52a is formed by the surface tension of the molten glass, it is a very good mirror surface. on the other hand,
The contact surface 52b becomes a wrinkled rough surface (a surface having irregularities like an orange surface skin, hereinafter referred to as an orange peel) due to thermal shrinkage due to a temperature difference from the thermal processing jig.

【0005】その後、ゴブ52は、冷却ステージ56で
軟化点以下の温度に冷却する。反転ステージ56aにお
いて、ゴブ52を反転させる。、次ぎの加熱ステージ5
7aにおいて、ゴブ52の熱加工治具との接触面52b
をヒータ57を用いて昇温し、軟化させて表面張力によ
り形成される鏡面にする。そして、ゴブ52は、再び冷
却ステージ58で冷却される。すなわち、押圧成形した
ときにゴブ52の両方の表面の状態を鏡面にしておくた
めに同じ工程を2度実施するということである。その
後、ゴブ52は、昇温した光学素子成形金型54a、5
4bにより押圧して所望の形状に成形し、更に徐冷し光
学素子55を得ている。
Thereafter, the gob 52 is cooled by a cooling stage 56 to a temperature below the softening point. In the reversing stage 56a, the gob 52 is reversed. , Next heating stage 5
7a, the contact surface 52b of the gob 52 with the thermal processing jig
Is heated using a heater 57 and softened to a mirror surface formed by surface tension. Then, the gob 52 is cooled again by the cooling stage 58. That is, the same process is performed twice in order to keep the state of both surfaces of the gob 52 at the time of press molding. Thereafter, the gob 52 is moved to the optical element molding dies 54a,
The optical element 55 is obtained by being pressed by 4b to form a desired shape, and then gradually cooled.

【0006】このように作成した光学素子55は、所望
の形状を得られており、光学的鏡面を有し、気泡、傷、
あるいは剥離跡といった欠陥は認められず良好なものが
得られる。このダイレクトプレス方法で得られた光学素
子は、硝子素材の作製、光学素子の成形という2つの工
程を行う光学素子成形方法に比べ比較的安価に光学素子
を得ることが可能である。
[0006] The optical element 55 thus formed has a desired shape, has an optical mirror surface, and is free from bubbles, scratches, and the like.
Alternatively, no defect such as peeling marks is observed, and a good product is obtained. The optical element obtained by the direct press method can obtain an optical element at a relatively low cost as compared with an optical element molding method in which two steps of manufacturing a glass material and molding an optical element are performed.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上述した
ダイレクトプレス方法では、ガラス液滴を高温のまま熱
加工治具に落下させる、又は加熱、冷却の繰り返し工程
を行う搬送作業が必要となってくるために、次の問題点
を有している。すなわち、ガラス液滴を直接熱加工治具
53上に落下させた場合には、溶融した非常に高温のガ
ラス液滴を受けるため熱加工治具53の寿命は短くなる
おそれがある。また、ゴブ52の熱加工治具53との接
触面52bに発生するオレンジピールを防ごうとして、
ガラスの軟化点である550℃まで熱加工治具53を昇
温させておくとなおさら寿命は短くなる。
However, in the direct press method described above, it is necessary to drop a glass droplet onto a thermal processing jig at a high temperature or to carry out a repetitive heating and cooling process. Has the following problems. That is, when the glass droplets are dropped directly on the thermal processing jig 53, the life of the thermal processing jig 53 may be shortened because the molten glass droplets are received at a very high temperature. Also, in order to prevent orange peel generated on the contact surface 52b of the gob 52 with the thermal processing jig 53,
If the temperature of the thermal processing jig 53 is raised to 550 ° C., which is the softening point of the glass, the life is further shortened.

【0008】更には、ゴブ52を反転させているもの
の、熱加工治具53と接触している面が一定になってい
るため表面全体が均一に冷却されない。そのため、せっ
かく自由表面となっている自由面52aについてもオレ
ンジピールの問題が発生する可能性がある。一方、加
熱、冷却の繰り返し工程を行うと、硝子素材の作製、光
学素子の成形といった一連の作業を連続して行えるもの
の、製造工程としては上記2つの工程を分割した時とさ
ほど工程削減にはならない。したがって、低コスト化或
いは装置の小型化といった面では満足できるものではな
いといった問題もあった。
Further, although the gob 52 is inverted, the surface in contact with the thermal processing jig 53 is constant, so that the entire surface is not uniformly cooled. For this reason, there is a possibility that the orange peel problem may occur in the free surface 52a which is a free surface. On the other hand, when the heating and cooling steps are repeated, a series of operations such as production of glass material and molding of an optical element can be performed continuously. No. Therefore, there has been a problem that it is not satisfactory in terms of cost reduction or downsizing of the apparatus.

【0009】本発明の目的は、ガラス液滴の表面を一定
の温度に均一に急冷させ、真球度のよい光学素子素材を
光学素子成形金型に投入することができる光学素子の製
造方法及びその製造装置を提供することにある。本発明
の別の目的は、光学素子成形金型に与えるダメージを低
減させるとともに、装置の小型化が図れかつ、生産性よ
く安価に光学素子を得る製造方法及びその製造装置を提
供することにある。
An object of the present invention is to provide a method for manufacturing an optical element capable of uniformly quenching the surface of a glass droplet to a constant temperature and introducing an optical element material having good sphericity into an optical element molding die. It is to provide the manufacturing apparatus. Another object of the present invention is to provide a manufacturing method and a manufacturing apparatus for reducing the damage to an optical element molding die, reducing the size of the apparatus, and obtaining an optical element with good productivity and low cost. .

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の光学素子の製造方法は、ガラス素材を溶融
ルツボで溶融し、前記溶融ルツボの下部に設けた流出ノ
ズルの先端に形成されたガラス液滴を落下させて球形の
ガラス液滴を作成する工程、落下した前記ガラス液滴の
球形形状を保ちつつ転動させることにより、その表面温
度を均一に予め定めた時間温度曲線で所定の温度まで冷
却して球形の光学素子素材を作成する工程、及び前記球
形の光学素子素材を直ちに光学素子成形金型に投入して
所望の形状の光学素子を作成するという工程を有してい
る。なお、上記構成の製造方法において、落下した前記
球形のガラス液滴の表面温度を400℃〜600℃の間
に急冷するのが望ましい。
In order to solve the above-mentioned problems, a method of manufacturing an optical element according to the present invention comprises melting a glass material with a melting crucible and forming the glass material at the tip of an outflow nozzle provided below the melting crucible. Dropping the dropped glass droplets to form a spherical glass droplet, by rolling while maintaining the spherical shape of the dropped glass droplet, the surface temperature is uniformly determined by a predetermined time-temperature curve. A step of producing a spherical optical element material by cooling to a temperature of, and a step of immediately putting the spherical optical element material into an optical element molding die to produce an optical element of a desired shape. . In the manufacturing method having the above-described configuration, it is preferable that the surface temperature of the spherical glass droplet that has fallen be rapidly cooled between 400 ° C and 600 ° C.

【0011】この光学素子の製造方法によれば、落下し
たガラス液滴を転動させて全方向を均一に冷却するた
め、真球度の優れた光学素子素材を光学素子成形金型に
投入できる。また、光学素子素材の表面温度を冷却して
光学素子成形金型に投入するため、光学素子成形金型に
与えるダメージを低減させることができる。更には、従
来方法にあった反転、表面再溶融などの各ステップのた
めのステージが不要となり、製造装置の小型化も可能と
なり生産性に優れ、安価に光学素子を製造できる。
According to the method of manufacturing an optical element, since the dropped glass droplet is rolled and uniformly cooled in all directions, an optical element material having excellent sphericity can be put into the optical element molding die. . Further, since the surface temperature of the optical element material is cooled and charged into the optical element molding die, damage to the optical element molding die can be reduced. Further, stages for each step such as inversion and surface re-melting, which are required in the conventional method, are not required, and the manufacturing apparatus can be reduced in size, so that an optical element can be manufactured with excellent productivity and at low cost.

【0012】本発明の他の観点による光学素子の製造方
法は、ガラス素材を溶融ルツボで溶融し、前記溶融ルツ
ボの下部に設けた流出ノズルの先端に形成されたガラス
液滴を落下させて球形のガラス液滴を作成する工程、落
下した前記球形のガラス液滴の球形形状を保ちつつその
表面温度を前記ガラス素材の軟化点以下まで転動させて
冷却して球形の光学素子素材を作成する工程、前記球形
の光学素子素材をもう一度ガラス表面を軟化点付近まで
転動して昇温する工程、及び前記軟化点付近まで昇温し
た光学素子素材を直ちに光学素子成形金型に投入し、押
圧して所望の形状の光学素子を作成する工程を有してい
る。
According to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing an optical element, comprising melting a glass material with a melting crucible and dropping a glass droplet formed at the tip of an outflow nozzle provided below the melting crucible. Forming a spherical optical element material by rolling the surface temperature to a temperature lower than the softening point of the glass material and cooling it while maintaining the spherical shape of the dropped spherical glass droplet. Step, rolling the spherical optical element material again to a temperature near the softening point of the glass surface to raise the temperature, and immediately putting the optical element material heated to a temperature near the softening point into an optical element molding die and pressing To produce an optical element having a desired shape.

【0013】この光学素子の製造方法によれば、一旦表
面温度を冷却した後、もう1度昇温することによりガラ
ス表面とガラス内面の温度を均一にすることができる。
したがって、真球度の優れた光学素子素材を光学素子成
形金型に投入できると共に、非常に表面と内面の温度の
均一性のとれた光学素子素材を光学素子成形金型に投入
できる。その結果、押圧成形した時にオレンジピール、
割れ、ストレス等の発生を防ぐことが可能となり光学素
子を生産性よく安価に製造できる。
According to this method of manufacturing an optical element, the temperature of the glass surface and the inner surface of the glass can be made uniform by once cooling the surface temperature and then raising it again.
Therefore, an optical element material having excellent sphericity can be charged into an optical element molding die, and an optical element material having extremely uniform surface and inner surface temperatures can be charged into the optical element molding die. As a result, orange peel when pressed,
The occurrence of cracks, stress, and the like can be prevented, and the optical element can be manufactured with good productivity at low cost.

【0014】本発明の光学素子の製造装置は、ガラス素
材を溶融する溶融ルツボ、溶融した前記ガラス素材を滴
下させ球形のガラス液滴にする前記溶融ルツボの下部に
設けた流出ノズル、前記流出ノズルより滴下した前記ガ
ラス液滴を転動しつつ冷却させて球形の光学素子素材を
形成する転動冷却手段、及び前記転動冷却手段の終点部
に配置した前記光学素子素材を成形する光学素子成型金
型を有している。
The apparatus for manufacturing an optical element according to the present invention comprises a molten crucible for melting a glass material, an outflow nozzle provided below the molten crucible to drop the molten glass material into spherical glass droplets, and an outflow nozzle. Rolling cooling means for forming a spherical optical element material by rolling and cooling the dropped glass droplets, and optical element molding for molding the optical element material disposed at the end point of the rolling cooling means It has a mold.

【0015】この構成の製造装置によれば、落下した球
形のガラス液滴を転動させて冷却できるため、真球度の
優れた光学素子素材を直ちに光学素子成形金型に投入で
きる。また、反転、表面再溶融等のステージが不要とな
り、装置の小型化も可能となり、生産性に優れ、安価に
光学素子を製造できる。
According to the manufacturing apparatus of this configuration, since the dropped spherical glass droplet can be rolled and cooled, an optical element material having excellent sphericity can be immediately poured into the optical element molding die. In addition, a stage such as inversion and remelting of the surface is not required, and the size of the apparatus can be reduced.

【0016】本発明の他の観点による光学素子の製造装
置は、上記構成の製造装置において転動冷却手段が、前
記ガラス液滴を受ける断面が湾曲しかつ全体が傾斜した
樋状転動治具で形成されていることを特徴とする。な
お、この転動治具の少なくとも前記光学素子素材と接触
する面は、超硬合金又はガラス質のカーボンと同等もし
くはそれ以上に熱伝導率が高く、放熱性の優れた材料で
形成するのが望ましい。さらに、ガラスとの濡れ性の悪
い材料で形成するのが望ましい。ガラス質のカーボンと
は結晶に近い性質をもつが非晶質のカーボンであって鏡
面性を有している。
According to another aspect of the present invention, there is provided an apparatus for manufacturing an optical element, wherein the rolling cooling means has a trough-shaped rolling jig in which the cross section for receiving the glass droplet is curved and the whole is inclined. It is characterized by being formed by. In addition, at least the surface of the rolling jig that comes into contact with the optical element material has a high thermal conductivity equal to or higher than that of cemented carbide or vitreous carbon, and is preferably formed of a material having excellent heat dissipation. desirable. Furthermore, it is desirable to form with a material with poor wettability with glass. Vitreous carbon has properties close to crystals, but is amorphous carbon and has mirror-like properties.

【0017】この構成の製造装置によれば、落下したガ
ラス液滴を転動治具上で転がり落とすことで容易に冷却
して球形の光学素子素材を作成することができ、しかも
その終点部に配置した光学素子成形金型に容易に投入で
きる。
According to the manufacturing apparatus having this configuration, the spherical glass element material can be easily cooled by rolling down the dropped glass droplet on the rolling jig, and the spherical optical element material can be formed at the end point. It can be easily put into the arranged optical element molding die.

【0018】本発明のさらに他の観点による光学素子の
製造装置は、前記構成の製造装置において、転動冷却手
段が、落下したガラス液滴を受ける温度調節可能で、か
つ水平方向に回転する皿状の受け治具で形成されている
ことを特徴とする。なお、この受け治具の少なくとも前
記ガラス液滴と接触する面は、超硬合金又はガラス質の
カーボンと同等もしくはそれ以上に熱伝導率が高く、放
熱性の優れた材料で形成するのが望ましい。この構成の
製造装置によれば、転動冷却治具の設置スペースが小さ
くでき、装置を小型化できる。
According to still another aspect of the present invention, there is provided an optical element manufacturing apparatus according to the above-mentioned configuration, wherein the rolling cooling means is capable of adjusting the temperature for receiving the dropped glass droplets and rotating horizontally. It is characterized by being formed with a receiving jig in a shape. At least the surface of the receiving jig that comes into contact with the glass droplets is desirably formed of a material having a high thermal conductivity equal to or higher than that of a cemented carbide or vitreous carbon and having excellent heat dissipation. . According to the manufacturing apparatus having this configuration, the installation space for the rolling cooling jig can be reduced, and the apparatus can be downsized.

【0019】本発明のさらに他の観点による光学素子の
製造装置は、前記構成の製造装置において、前記転動冷
却手段が、ガラス液滴を受ける断面が湾曲しかつ全体が
傾斜した樋状の第1の転動治具、及び前記第1の転動時
具の終点部に配置した樋状の温度調節可能な第2の転動
治具を有していることを特徴とする。なお、前記第2の
転動治具は、前記ガラス素材の軟化転付近まで昇温可能
な温度調節機構を有するのが望ましい。さらに、前記第
2の転動治具は多孔質材料で形成した加熱治具とし、加
熱した気体の噴出により前記加熱治具上を移動する光学
素子素材を加熱する構成にするのが望ましい。
According to still another aspect of the present invention, there is provided an apparatus for manufacturing an optical element according to the above-mentioned configuration, wherein the rolling cooling means has a trough-like shape in which a cross section for receiving a glass droplet is curved and the whole is inclined. A first rolling jig and a gutter-shaped temperature-adjustable second rolling jig disposed at an end point of the first rolling tool. Preferably, the second rolling jig has a temperature control mechanism capable of raising the temperature to near the softening of the glass material. Further, it is preferable that the second rolling jig is a heating jig formed of a porous material, and the optical element material moving on the heating jig is heated by jetting a heated gas.

【0020】この構成の製造装置によれば、落下した前
記ガラス液滴の表面を第1の転動治具上で軟化点以下に
転動して表面の温度を急冷して光学素子素材を得た後、
前記光学素子素材をもう一度高温の気体の噴出可能な多
孔質材料の傾斜の設けた加熱治具上を移動させガラス軟
化点付近まで昇温する。これにより、光学素子素材の表
面と内面の温度を均一にすることによって、真球度の優
れたかつ内外の温度差の少ない光学素子素材を光学素子
成形用金型に投入できる。さらに、高温の気体を噴出さ
せて昇温するため付着物がなく、非常に表面と内面の温
度の均一性のとれた光学素子素材を提供できる。その結
果、押圧成形した時にオレンジピール、割れ等の発生を
防ぐことが可能となり光学素子を生産性よく安価に製造
できる。
According to the manufacturing apparatus of this configuration, the surface of the dropped glass droplet is rolled below the softening point on the first rolling jig to rapidly cool the surface temperature to obtain the optical element material. After
The optical element material is once again moved on a heating jig provided with a slope of a porous material from which a high-temperature gas can be ejected, and the temperature is raised to near the glass softening point. Thereby, by making the temperature of the surface and the inner surface of the optical element material uniform, an optical element material having excellent sphericity and a small temperature difference between the inside and the outside can be put into the optical element molding die. Furthermore, since the temperature is increased by ejecting a high-temperature gas, there is no deposit, and an optical element material having extremely uniform surface and inner surface temperatures can be provided. As a result, it is possible to prevent the occurrence of orange peel, cracks, and the like at the time of press molding, so that an optical element can be manufactured with good productivity and at low cost.

【0021】[0021]

【発明の実施の形態】以下、本発明の光学素子の製造装
置の好適な実施例について添付の図面を参照しつつ説明
する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A preferred embodiment of the apparatus for manufacturing an optical element according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

【0022】《実施例1》図1は、本発明の実施例1の
光学素子の製造装置の断面図であり、図2は、本発明の
実施例1の製造装置により作製した光学素子の断面図で
ある。
Embodiment 1 FIG. 1 is a sectional view of an optical device manufacturing apparatus according to Embodiment 1 of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view of an optical element manufactured by the manufacturing apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. FIG.

【0023】図1において、白金製のガラス溶融ルツボ
2は、上端部を開口し、底面の中央部に流出ノズル3が
設けられている。溶融ルツボ2の外周に設けたヒータ8
により溶融ルツボ2を昇温して溶融ルツボ2内に充填し
たガラス素材1を溶融する。このようにして、溶融ルツ
ボ2には、溶融したガラス素材1が溜められ、所定の口
径の流出ノズル3から溶融したガラスの表面張力と質量
とのバランスにより一定量の球形のガラス液滴4が滴下
される。
In FIG. 1, a platinum glass melting crucible 2 has an open upper end and an outflow nozzle 3 at the center of the bottom surface. Heater 8 provided on the outer periphery of molten crucible 2
The temperature of the molten crucible 2 is raised to melt the glass material 1 filled in the molten crucible 2. In this way, the molten glass material 1 is stored in the molten crucible 2, and a certain amount of spherical glass droplets 4 is discharged from the outflow nozzle 3 having a predetermined diameter by the balance between the surface tension and the mass of the molten glass. It is dripped.

【0024】一方、溶融ルツボ2の流出ノズル3の端面
より落下距離Lを隔て長さ150mmの傾斜したヒー
タ8aにより温度調節された樋状の転動治具6を配置
し、転動治具6の表面部に耐熱性の優れた薄膜体5を載
置している。この時の落下距離Lは、150mmに設定
した。そして、転動治具6の終点部に温度調整設備8b
を有する光学素子成形金型7を配置している。
On the other hand, place the gutter-like rolling jig 6 which is temperature controlled by the heater 8a inclined length 150mm at a falling distance L 1 from the end face of the outlet nozzle 3 of the melting crucible 2, rolling jig The thin film member 5 having excellent heat resistance is placed on the surface portion 6. Fall distance L 1 at this time was set to 150 mm. Then, at the end point of the rolling jig 6, a temperature adjusting device 8b is provided.
Is disposed.

【0025】ここで、ガラス素材1としては、例えば、
好ましくはホウケイ酸バリウム系ガラスを用いた。その
理由はこのガラスは400℃〜600℃で成形可能であ
り成形が容易であるからである。また、薄膜体5として
は、例えば、グラファイトなどのフィルムシート(熱伝
導率=300W/(m・K)以上、高耐熱性)を0.1mmの厚
さで使用した。
Here, as the glass material 1, for example,
Preferably, barium borosilicate glass is used. The reason is that this glass can be molded at 400 ° C. to 600 ° C. and is easy to mold. As the thin film member 5, a film sheet of, for example, graphite (having a thermal conductivity of 300 W / (m · K) or more, high heat resistance) having a thickness of 0.1 mm was used.

【0026】この実施例1の光学素子の製造装置による
光学素子の製造方法について図1を参照しつつ説明す
る。図1において、溶融ルツボ2に溶融する固形のガラ
ス素材1を投入する。その後、ヒータ8により溶融ルツ
ボ2を1200℃まで昇温させガラス素材1を溶融す
る。そして、溶融されたガラス素材1は、流出ノズル3
の先端部においてガラス自身の表面張力によって直径約
1〜5mmの球状にされたガラス液滴4が形成される。
ガラス液滴4の質量と表面張力とのバランスにより、ガ
ラス液滴4が落下距離Lだけ落下し、転動治具6の上
に載置された薄膜体5上に順次落下する。
A method for manufacturing an optical element by the apparatus for manufacturing an optical element according to the first embodiment will be described with reference to FIG. In FIG. 1, a solid glass material 1 to be melted is put into a melting crucible 2. Thereafter, the temperature of the melting crucible 2 is increased to 1200 ° C. by the heater 8 to melt the glass material 1. Then, the molten glass material 1 is supplied to the outflow nozzle 3
A spherical glass droplet 4 having a diameter of about 1 to 5 mm is formed by the surface tension of the glass itself at the front end of the glass droplet.
Due to the balance between the mass of the glass droplet 4 and the surface tension, the glass droplet 4 falls by a falling distance L 1 and sequentially falls on the thin film member 5 placed on the rolling jig 6.

【0027】落下したガラス液滴4は、所定の温度に調
節された転動治具6の傾斜した薄膜体5上を転動し、表
面が均一に所定の温度、すなわち400〜600℃まで
冷却される。転動するとガラス液滴の表面がほぼ均一に
空気と接触するので表面の冷却は均一に行われる。所定
の温度まで冷却されたガラス液滴4は、前記所定の温度
を保ったまま、直ちに球形の光学素子素材4aとして転
動治具6の終点部に設けた光学素子成形金型7に投入さ
れる。そして、光学素子成形金型7において、光学素子
素材4aは、矢印方向に押圧されて所望の例えば集合レ
ンズなどの光学素子9に成形される。押圧の条件は、ヒ
ータ8bにより光学素子成形金型7を500〜550℃
に加熱し、押圧力は1000N以上、押圧時間は10秒
以上で成形した。そして、自然冷却し図示しない搬送ロ
ボットで取り出し、図2に示す光学素子9が得られた。
この時、光学素子成形金型7を複数個用意し、ロボット
にて簡易に取り替え可能にしておけば量産にも適応でき
る。
The dropped glass droplet 4 rolls on the inclined thin film 5 of the rolling jig 6 adjusted to a predetermined temperature, and the surface is uniformly cooled to a predetermined temperature, that is, 400 to 600 ° C. Is done. When rolling, the surface of the glass droplet contacts the air almost uniformly, so that the surface is uniformly cooled. The glass droplet 4 cooled to a predetermined temperature is immediately poured into the optical element molding die 7 provided at the end point of the rolling jig 6 as a spherical optical element material 4a while maintaining the predetermined temperature. You. Then, in the optical element molding die 7, the optical element material 4a is pressed in the direction of the arrow to be molded into a desired optical element 9 such as a collective lens. The pressing condition is that the optical element molding die 7 is heated to 500 to 550 ° C. by the heater 8b.
The molding was performed with a pressing force of 1000 N or more and a pressing time of 10 seconds or more. Then, it was naturally cooled and taken out by a transfer robot (not shown) to obtain an optical element 9 shown in FIG.
At this time, if a plurality of optical element molding dies 7 are prepared and can be easily replaced by a robot, it can be applied to mass production.

【0028】この実施例1の光学素子の製造装置によれ
ば、金型7にて成形する前のガラス素材は均一に全面が
空気に触れて冷却されつつ金型7に投入される。したが
って、オレンジピールや割れ等の問題も発生せずに上下
の両面共に鏡面で所望の形状の光学素子9を得ることが
できる。また、従来のように熱加工治具上での反転、再
溶融等の工程を行わずに簡易に光学素子を得ることがで
き、工程削減が可能となる。その結果、装置の小型化、
コストの低減等も可能となる。
According to the optical element manufacturing apparatus of the first embodiment, the glass material before being formed by the mold 7 is uniformly introduced into the mold 7 while being cooled by contact with the air. Therefore, it is possible to obtain the optical element 9 having a desired shape with mirror surfaces on both the upper and lower surfaces without causing problems such as orange peel and cracks. Further, an optical element can be easily obtained without performing steps such as reversal and re-melting on a heat processing jig as in the related art, and the number of steps can be reduced. As a result, downsizing of the device,
The cost can be reduced.

【0029】《実施例2》図3は、本発明の実施例2の
光学素子の製造装置の断面図である。この実施例2の光
学素子の製造装置は、実施例1と転動冷却手段の異なる
ものである。したがって、実施例1と同一部分には同一
参照符号を付して重複する説明は省略する。
Embodiment 2 FIG. 3 is a sectional view of an optical device manufacturing apparatus according to Embodiment 2 of the present invention. The apparatus for manufacturing an optical element according to the second embodiment is different from the first embodiment in the rolling cooling means. Therefore, the same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and duplicate description will be omitted.

【0030】図3において、溶融ルツボ2の流出ノズル
3の端面より落下距離Lを設け皿状の湾曲した転動面
10を有する受け治具11を配置している。受け治具1
1は、回転機構12により矢印方向に回転し、ヒータ8
cにより温度調整可能に構成されている。この落下距離
は、150mmに設定した。受け治具11の側部にヒ
ータ8bによる温度調整機構を設けた光学素子成形金型
7が配置されている。
[0030] In FIG. 3, are arranged receiving jig 11 having a rolling surface 10 which is curved dished provided drop distance L 2 from the end surface of the outlet nozzle 3 of the melting crucible 2. Receiving jig 1
1 is rotated in the direction of the arrow by the rotation mechanism 12 and the heater 8
The temperature can be adjusted by c. The drop distance L 2 was set to 150 mm. An optical element molding die 7 provided with a temperature adjusting mechanism using a heater 8b is disposed on a side portion of the receiving jig 11.

【0031】ガラス素材1としては、実施例1と同様
に、ホウケイ酸バリウム系ガラスを用いた。受け治具1
1の材料としては、例えば、ガラス質のカーボンを使用
し、皿状の湾曲面10の曲率半径は50mmとした。
As the glass material 1, a barium borosilicate glass was used as in Example 1. Receiving jig 1
As a material of No. 1, for example, vitreous carbon was used, and the radius of curvature of the dish-shaped curved surface 10 was 50 mm.

【0032】次に、この実験例2の光学素子の製造装置
による光学素子の製造方法について図3を参照しつつ説
明する。図3において、溶融ルツボ2に固形のガラス素
材1を投入する。その後、ヒータ8により溶融ルツボ2
を1200℃まで昇温させガラス素材1を溶融する。そ
して、溶融されたガラス素材1は、流出ノズル3の先端
部において、ガラス自身の表面張力によって、直径約1
〜5mmの球状にされたガラス液滴4が形成される。ガ
ラス液滴4の質量と表面張力とのバランスにより、ガラ
ス液滴4が落下距離L分だけ落下し、矢印方向に回転
し、300〜600℃に昇温された受け治具11上に順
次落下する。流出ノズル3の先端は受け治具11の中心
と縁との間の位置の上方に選ばれている。
Next, a method for manufacturing an optical element using the apparatus for manufacturing an optical element according to Experimental Example 2 will be described with reference to FIG. In FIG. 3, a solid glass material 1 is put into a molten crucible 2. Then, the molten crucible 2 is heated by the heater 8.
Is heated to 1200 ° C. to melt the glass material 1. The molten glass material 1 has a diameter of about 1 at the tip of the outflow nozzle 3 due to the surface tension of the glass itself.
A spherical glass droplet 4 of ~ 5 mm is formed. The balance between the mass and the surface tension of the glass droplets 4, the glass droplets 4 fall by drop distance L 2 minutes, rotates in the arrow direction, sequentially on the receiving jig 11 which is heated to 300 to 600 ° C. Fall. The tip of the outflow nozzle 3 is selected above a position between the center and the edge of the receiving jig 11.

【0033】このように構成した装置において、落下し
たガラス液滴4は、受け治具11上を5秒以上転動し、
表面温度が400〜600℃まで冷却される。冷却され
たガラス液滴4は、受け治具11の転動面10を傾け、
球形の光学素子素材4aとして側部に設けた光学素子成
形金型7に所定の温度を保ったまま直ちに投入される。
そして、光学素子成形金型7において、光学素子素材4
aは、矢印方向に押圧されて所望の形状の光学素子に成
形される。押圧の条件は、ヒータ8bにより光学素子成
形金型7を500〜550℃に加温し、押圧力は100
0N以上、押圧時間は10秒以上で成形した。そして、
自然冷却し、図示しない搬送ロボットで取り出し、図2
に示す光学素子9が得られる。
In the apparatus configured as above, the dropped glass droplet 4 rolls on the receiving jig 11 for 5 seconds or more.
The surface temperature is cooled to 400-600C. The cooled glass droplet 4 tilts the rolling surface 10 of the receiving jig 11,
The spherical optical element material 4a is immediately put into the optical element molding die 7 provided on the side while maintaining a predetermined temperature.
Then, in the optical element molding die 7, the optical element material 4
a is pressed in the direction of the arrow to be molded into an optical element having a desired shape. The pressing conditions are as follows: the optical element molding die 7 is heated to 500 to 550 ° C. by the heater 8 b, and the pressing force is 100
Molding was performed at 0 N or more and the pressing time was 10 seconds or more. And
After natural cooling, it is taken out by a transfer robot (not shown).
Is obtained.

【0034】すなわち、回転している加温した受け治具
11上にガラス液滴4を落下させて転動させることによ
り、ガラス液滴4は転動して全方向が球状のまま均一に
冷却され、より真球化された光学素子素材4aを光学素
子成形金型7に投入することができる。また、部分的に
冷却した時に発生しやすいオレンジピール、割れ等の発
生も、回転した受け治具11を使用し、表面全体を均一
に冷却することで防止できる。
That is, by dropping the glass droplets 4 onto the rotating heated receiving jig 11 and rolling the glass droplets 4, the glass droplets 4 roll and are uniformly cooled while keeping the spherical shape in all directions. The more spherical optical element material 4a can be put into the optical element molding die 7. Further, the occurrence of orange peel, cracks, and the like, which are likely to occur when partially cooled, can be prevented by using the rotated receiving jig 11 and uniformly cooling the entire surface.

【0035】この実施例2の光学素子の製造装置によれ
ば、オレンジピール、割れ等の問題も発生せずに上下両
面共に鏡面で所望の形状の光学素子9を得ることができ
る。また、真球度の高い光学素子素材4aを光学素子成
形金型7に供給できることにより、高品質で生産性のよ
い光学素子を安価に得られることが可能となる。
According to the optical element manufacturing apparatus of the second embodiment, it is possible to obtain the optical element 9 having a desired mirror surface on both the upper and lower surfaces without problems such as orange peel and cracking. In addition, since the optical element material 4a having a high sphericity can be supplied to the optical element molding die 7, it is possible to obtain an optical element with high quality and high productivity at low cost.

【0036】なお、この実施例2の光学素子の製造装置
において、受け治具11の材料としてガラス質のカーボ
ンを用いたが、アルミニュウム等熱伝導性の良い金属を
用い、その上に実施例1の転動治具に用いたグラファイ
トのフィルムシートなどの薄膜体を載置しても同様の効
果を得ることができる。図3の実施例では受け治具11
の転動面(皿状容器)が水平に置かれて回転する例を図
示したが、これは必ずしも水平とは限られず、0〜90
℃の範囲で種に傾けてもよい。なぜならばなるべく湾曲
をもたせた転動面上で転動させた方がより良い真球度が
得られるからである。
In the apparatus for manufacturing an optical element of the second embodiment, glassy carbon is used as the material of the receiving jig 11, but a metal having good heat conductivity such as aluminum is used. The same effect can be obtained by placing a thin film such as a graphite film sheet used for the rolling jig. In the embodiment shown in FIG.
Although the example in which the rolling surface (dish-shaped container) is placed horizontally and rotated is illustrated, this is not necessarily limited to the horizontal direction, and is not limited to 0 to 90.
The species may be tilted in the range of ° C. This is because better sphericity can be obtained by rolling on a curved rolling surface as much as possible.

【0037】《実施例3》図4は、本発明の実施例3の
光学素子の製造装置の断面図である。実施例3の製造装
置は実施例1のものに、光学素子素材4aの加熱手段を
追加したものであり、実施例1と同一部分には同一参照
符号を付して重複する説明は省略する。
Embodiment 3 FIG. 4 is a sectional view of an optical element manufacturing apparatus according to Embodiment 3 of the present invention. The manufacturing apparatus according to the third embodiment is obtained by adding a heating unit for the optical element material 4a to the apparatus according to the first embodiment, and the same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the overlapping description will be omitted.

【0038】図4において、溶融ルツボ2の流出ノズル
3の端面より落下距離Lを設け、傾斜面を有する転動
治具6を100mmの長さで配置し、その上部に耐熱性の
優れた薄膜体5を載置する。この時の落下距離Lは、
150mmに設定した。そして、転動治具6の終点部に、
ステンレス系多孔質材料で加工した傾斜面を有する第2
の転動治具として加熱治具13を100mmの長さで配置
した。この加熱治具13には、傾斜面に噴出させる高温
気体供給用の銅管14を設けている。加熱治具13の終
点部に、ヒータ8bによる温度調整機構を設けた光学素
子成形金型7を配置した。
[0038] In FIG. 4, the drop distance L 3 from the end face of the outlet nozzle 3 of the melting crucible 2 is provided, the rolling jig 6 having an inclined surface is disposed at a length of 100 mm, excellent heat resistance thereon The thin film body 5 is placed. Fall distance L 3 at this time,
It was set to 150 mm. Then, at the end point of the rolling jig 6,
Second with inclined surface processed with stainless steel porous material
The heating jig 13 was arranged at a length of 100 mm as a rolling jig. The heating jig 13 is provided with a copper tube 14 for supplying a high-temperature gas to be ejected to the inclined surface. At the end point of the heating jig 13, the optical element molding die 7 provided with a temperature adjusting mechanism by the heater 8b was arranged.

【0039】銅管13から供給され加熱治具13の傾斜
面に噴出される気体は500℃以上に昇温したNを使
用した。
The gas supplied from the copper tube 13 and jetted to the inclined surface of the heating jig 13 was N 2 heated to 500 ° C. or higher.

【0040】この実施例3の光学素子の製造装置による
光学素子の製造方法について図4を参照しつつ説明す
る。図4において、溶融ルツボ2に固形のガラス素材1
を投入する。その後、ヒータ8により溶融ルツボ2を1
200℃まで昇温させガラス素材1を溶融する。溶融し
たガラス素材1は、流出ノズル3の端部においてガラス
自身の表面張力によって球状にされたガラス液滴4が形
成される。ガラス液滴4の質量と表面張力とのバランス
により、ガラス液滴4が落下距離L分だけ落下し、転
動治具6の上に載置された薄膜体5上に順次落下する。
A method for manufacturing an optical element by the apparatus for manufacturing an optical element according to the third embodiment will be described with reference to FIG. In FIG. 4, a molten glass material 1 is added to a molten crucible 2.
Input. After that, the molten crucible 2 is set to 1 by the heater 8.
The temperature is raised to 200 ° C. to melt the glass material 1. At the end of the outflow nozzle 3, the molten glass material 1 forms a spherical glass droplet 4 due to the surface tension of the glass itself. The balance between the mass and the surface tension of the glass droplets 4, the glass droplets 4 fall by drop distance L 3 minutes, successively dropped onto the thin film member 5 placed on the rolling jig 6.

【0041】落下したガラス液滴4は、薄膜体5上を転
動してその表面温度が400〜600℃に下がるまで均
一に冷却され、表面が固化した光学素子素材4aとな
る。光学素子素材4aは、転動治具6の終点部に配置さ
れたステンレス系多孔質材料で加工した加熱治具13上
に移動する。加熱治具13の傾斜面には、銅管14から
供給される500℃以上に昇温したNが噴出している
ために、光学素子素材4aは、Nの熱噴流上に浮いたま
ま、すなわち加熱治具13の傾斜面と非接触のまま加熱
治具13上を移動する。これにより、転動治具6で一度
ガラス軟化点以下まで冷却されて表面が固化した光学素
子素材4aはもう一度ガラス軟化点付近まで昇温され、
光学素子素材4aの内面温度と表面温度はほぼ均一にな
る。
The dropped glass droplet 4 rolls on the thin film member 5 and is uniformly cooled until the surface temperature falls to 400 to 600 ° C., thereby forming an optical element material 4 a having a solidified surface. The optical element material 4a moves onto a heating jig 13 made of a stainless porous material disposed at the end point of the rolling jig 6. Since N 2 supplied from the copper tube 14 and heated to 500 ° C. or more is jetted onto the inclined surface of the heating jig 13, the optical element material 4 a is left floating on the N hot jet. That is, it moves on the heating jig 13 without being in contact with the inclined surface of the heating jig 13. As a result, the optical element material 4a whose surface has been solidified by being once cooled to the glass softening point or lower by the rolling jig 6 is once again heated to near the glass softening point,
The inner surface temperature and the surface temperature of the optical element material 4a become substantially uniform.

【0042】その後、光学素子素材4aは、加熱治具1
3の終点部から移動のエネルギーと重力による放物線を
描いて所定の温度を保ったまま、光学素子成形金型7に
投入される。光学素子成形金型7において、光学素子素
材4aは、矢印方向に押圧され所望の形状の光学素子に
成形される。押圧の条件は、光学素子成形金型7を50
0〜550℃に加温し、押圧力は1000N以上、押圧
時間は10秒以上で成形した。そして、自然冷却して図
示しない搬送ロボットで取り出し、図2の光学素子9が
得られた。
Thereafter, the optical element material 4a is
From the end point of 3, a parabola is drawn by the energy of movement and the gravity, and is charged into the optical element molding die 7 while maintaining a predetermined temperature. In the optical element molding die 7, the optical element material 4a is pressed in the direction of the arrow to be molded into an optical element having a desired shape. The pressing condition is as follows.
The molded body was heated to 0 to 550 ° C., the pressing force was 1000 N or more, and the pressing time was 10 seconds or more. Then, the substrate was naturally cooled and taken out by a transfer robot (not shown) to obtain the optical element 9 shown in FIG.

【0043】この時光学素子成形金型7を複数個用意
し、ロボットにて簡易に取り替え可能にしておけば量産
にも適応できる。また、光学素子素材4a全体の温度が
均一になっているため、従来押圧した時に温度差で発生
したオレンジピールや割れ等を完全に防ぐことが可能と
なる。更には、軟化したガラス素材4aを加熱治具13
上を非接触で移動させるため、表面の付着物等もなく良
好な光学素子9を得ることができる。
At this time, if a plurality of optical element molding dies 7 are prepared and can be easily replaced by a robot, it can be applied to mass production. In addition, since the temperature of the entire optical element material 4a is uniform, it is possible to completely prevent orange peel, cracks, and the like generated due to a temperature difference when conventionally pressed. Further, the softened glass material 4a is
Since the upper part is moved in a non-contact manner, it is possible to obtain a good optical element 9 without deposits on the surface.

【0044】この実施例3の光学素子の製造装置によれ
ば、オレンジピールや割れ等の問題も発生せずに、上下
両面共に鏡面で所望の形状の光学素子を得ることができ
る。また、熱加工治具等の反転、再溶融などの工程を行
わずに簡易に光学素子を得ることができ、従来より工程
の削減が可能なことから、装置の小型化、コストの低減
等も可能となる。
According to the apparatus for manufacturing an optical element of the third embodiment, it is possible to obtain an optical element having a desired shape with mirror surfaces on both upper and lower surfaces without problems such as orange peel and cracks. Also, an optical element can be easily obtained without performing steps such as reversing and re-melting of a heat processing jig and the like. It becomes possible.

【0045】なお、この実施例3の製造装置では、冷却
した光学素子素材の加熱手段として多孔質材料の細孔か
ら熱噴流を出すものを使用した加熱治具を用いている。
しかし、加熱手段として非接触でなくとも高耐熱性をも
ち、ガラスとの濡れ性が悪いガラス質のカーボンや薄膜
体で被覆したガラス軟化点以上に昇温させた加熱治具上
を転動させて光学素子素材4aを加熱しても同等の効果
を得ることができる。
In the manufacturing apparatus of the third embodiment, a heating jig using a device that emits a hot jet from the pores of a porous material is used as a heating means for the cooled optical element material.
However, as a heating means, it has high heat resistance even if it is not non-contact, and has low wettability with glass. The same effect can be obtained even if the optical element material 4a is heated by heating.

【0046】[0046]

【発明の効果】以上、実施例で詳細に説明したように、
本発明の光学素子の製造方法によれば、転動手段によっ
てガラス液滴全体の温度を均一に冷却又は昇温させて、
オレンジピールや割れ等のない所望の形状の光学素子を
生産性よく製造することができる。また、本発明の光学
素子の製造装置によれば、転動手段によって球形の状態
を保ったままガラス液滴全体の冷却又は昇温ができ、従
来の熱加工治具上での反転、再溶融などが不要となる。
その結果,製造工程の削減して装置の小型化及び光学素
子の低コスト化が実現できる。
As described above in detail in the embodiments,
According to the method for manufacturing an optical element of the present invention, the temperature of the entire glass droplet is uniformly cooled or raised by the rolling means,
An optical element having a desired shape without orange peel or cracks can be manufactured with high productivity. Further, according to the optical element manufacturing apparatus of the present invention, the entire glass droplet can be cooled or heated while maintaining a spherical state by the rolling means, and the glass droplet can be inverted and re-melted on a conventional heat processing jig. It becomes unnecessary.
As a result, it is possible to reduce the size of the apparatus and the cost of the optical element by reducing the number of manufacturing steps.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施例1の光学素子の製造装置の断面
FIG. 1 is a sectional view of an optical element manufacturing apparatus according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の実施例1の製造装置で作製した光学素
子の側面図
FIG. 2 is a side view of an optical element manufactured by the manufacturing apparatus according to the first embodiment of the present invention.

【図3】本発明の実施例2の光学素子の製造装置の断面
FIG. 3 is a sectional view of an optical device manufacturing apparatus according to a second embodiment of the present invention.

【図4】本発明の実施例3の光学素子の製造装置の断面
FIG. 4 is a sectional view of an optical device manufacturing apparatus according to a third embodiment of the present invention.

【図5】従来の光学素子の製造装置の断面図FIG. 5 is a sectional view of a conventional optical element manufacturing apparatus.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ガラス素材 2 溶融ルツボ 3 流出ノズル 4 ガラス液滴 4a 光学素子素材 5 薄膜体 6 転動治具 7 光学素子成形金型 8、8a、8b、8c ヒータ 9 光学素子 10 転動面 11 受け治具 12 回転機構 13 加熱治具 14 銅管 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Glass material 2 Melt crucible 3 Outflow nozzle 4 Glass droplet 4a Optical element material 5 Thin film body 6 Rolling jig 7 Optical element molding die 8, 8a, 8b, 8c Heater 9 Optical element 10 Rolling surface 11 Receiving jig 12 Rotating mechanism 13 Heating jig 14 Copper tube

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 井上 健二 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 中村 正二 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (72) Inventor Kenji Inoue 1006 Kadoma Kadoma, Osaka Prefecture Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.

Claims (15)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ガラス素材を溶融ルツボで溶融し、前記
溶融ルツボの下部に設けた流出ノズルの先端に形成され
たガラス液滴を落下させて球形のガラス液滴を作成する
工程、 落下した前記球形のガラス液滴の球形形状を保ちつつ転
動させることにより、その表面温度を均一に予め定めた
時間温度曲線で所定の温度まで冷却して球形の光学素子
素材を作成する工程、及び前記球形の光学素子素材を直
ちに光学素子成形金型に投入し、押圧して所望の形状の
光学素子を作成するという工程を有することを特徴とす
る光学素子の製造方法。
A step of melting a glass material with a melting crucible and dropping a glass droplet formed at a tip of an outflow nozzle provided at a lower portion of the melting crucible to form a spherical glass droplet; Rolling the glass droplet while maintaining the spherical shape of the spherical glass droplet, thereby uniformly cooling the surface temperature to a predetermined temperature with a predetermined time temperature curve to produce a spherical optical element material; and A process of immediately charging the optical element material into an optical element molding die and pressing it to form an optical element having a desired shape.
【請求項2】 落下した前記球形のガラス液滴の表面温
度を400℃〜600℃の間まで急冷することを特徴と
する請求項1記載の光学素子の製造方法。
2. The method for manufacturing an optical element according to claim 1, wherein the surface temperature of the dropped spherical glass droplet is rapidly cooled to a temperature between 400 ° C. and 600 ° C.
【請求項3】 ガラス素材を溶融ルツボで溶融し、前記
溶融ルツボの下部に設けた流出ノズルの先端に形成され
たガラス液滴を落下させて球形のガラス液滴を作成する
工程、 落下した前記球形のガラス液滴の球形形状を保ちつつ、
その表面温度を前記ガラス素材の軟化点以下まで冷却し
て球形の光学素子素材を作成する工程、 前記球形の光学素子素材をもう一度軟化点付近まで昇温
する工程、及び軟化点付近まで昇温した前記光学素子素
材を直接光学素子成形金型に投入し、押圧して所望の形
状の光学素子を作製する工程を有することを特徴とする
光学素子の製造方法。
3. A step of melting a glass material with a melting crucible and dropping a glass droplet formed at the tip of an outflow nozzle provided below the melting crucible to form a spherical glass droplet. While maintaining the spherical shape of the spherical glass droplet,
Cooling the surface temperature to below the softening point of the glass material to form a spherical optical element material; heating the spherical optical element material to near the softening point again; and raising the temperature to near the softening point. A method for manufacturing an optical element, comprising a step of directly charging the optical element material into an optical element molding die and pressing the same to produce an optical element having a desired shape.
【請求項4】 ガラス素材を溶融する溶融ルツボ、 溶融したガラス素材を滴下させ球形のガラス液滴にする
前記溶融ルツボの下部に設けられた流出ノズル、 前記流出ノズルより滴下した前記ガラス液滴を斜面に接
触して転動しつつ冷却させて球形の光学素子素材を形成
する転動冷却手段、及び前記転動冷却手段の終点部に配
置した前記光学素子素材を成形する光学素子成形金型を
有する光学素子の製造装置。
4. A molten crucible for melting a glass material, an outflow nozzle provided below the molten crucible to drop the molten glass material into a spherical glass droplet, and a glass droplet dropped from the outflow nozzle. Rolling cooling means for forming a spherical optical element material by cooling while rolling while contacting the slope, and an optical element molding die for molding the optical element material disposed at the end point of the rolling cooling means. Device for manufacturing an optical element.
【請求項5】 前記転動冷却手段は、前記ガラス液滴を
受ける湾曲かつ傾斜を有する樋状の転動治具で形成され
ていることを特徴とする請求項4に記載の光学素子の製
造装置。
5. The manufacturing of an optical element according to claim 4, wherein said rolling cooling means is formed of a curved and inclined gutter-shaped rolling jig for receiving said glass droplet. apparatus.
【請求項6】 前記転動治具は、少なくとも前記ガラス
液滴と接触する斜面が、超硬合金又はガラス質のカーボ
ンと同等もしくはそれ以上に熱伝導率が高く、放熱性の
優れた材料で形成されていることを特徴とする請求項5
記載の光学素子の製造装置。
6. The rolling jig is made of a material having at least a slope in contact with the glass droplet having a heat conductivity equal to or higher than that of a cemented carbide or vitreous carbon and having excellent heat dissipation. 6. The semiconductor device according to claim 5, wherein:
An apparatus for manufacturing the optical element described in the above.
【請求項7】 前記転動治具の少なくとも前記ガラス液
滴と接触する斜面はガラスとの濡れ性が悪い材料で形成
されていることを特徴とする請求項5記載の光学素子の
製造装置。
7. The apparatus for manufacturing an optical element according to claim 5, wherein at least a slope of the rolling jig that comes into contact with the glass droplet is formed of a material having poor wettability with glass.
【請求項8】 少なくとも前記光学素子用金型の周辺部
に50℃〜600℃まで加温可能な温度調整機構を設け
たことを特徴とする請求項4記載の光学素子の製造装
置。
8. The apparatus for manufacturing an optical element according to claim 4, wherein a temperature adjusting mechanism capable of heating the temperature to 50 ° C. to 600 ° C. is provided at least in a peripheral portion of the optical element mold.
【請求項9】 前記転動冷却手段は、前記ガラス液滴を
受ける温度調整可能な皿状の受け治具により形成されて
いることを特徴とする請求項4に記載の光学素子の製造
装置。
9. The apparatus for manufacturing an optical element according to claim 4, wherein said rolling cooling means is formed by a dish-shaped receiving jig capable of adjusting the temperature for receiving said glass droplets.
【請求項10】 前記皿状の受け治具の少なくとも前記
ガラス液滴と接触する面は、超硬合金又はガラス質のカ
ーボンと同等もしくはそれ以上に熱伝導率が高く、放熱
性の優れた材料で形成されていることを特徴とする請求
項9記載の光学素子の製造装置。
10. A material having at least a surface having a heat conductivity equal to or higher than that of a cemented carbide or vitreous carbon and having excellent heat dissipation properties, wherein at least a surface of the dish-shaped receiving jig which comes into contact with the glass droplets. The apparatus for manufacturing an optical element according to claim 9, wherein:
【請求項11】 前記皿状の受け治具は、水平方向に回
転可能、かつ温度調整可能に構成されていること特徴と
する請求項9記載の光学素子の製造装置。
11. The apparatus for manufacturing an optical element according to claim 9, wherein the dish-shaped receiving jig is configured to be rotatable in a horizontal direction and to be capable of adjusting a temperature.
【請求項12】 前記転動冷却手段は、前記ガラス液滴
を受ける湾曲かつ傾斜を有した樋状の第1の転動治具、
及び前記第1の転動治具の終点部に配置した温度調整機
構を有する第2の転動治具で構成されていることを特徴
とする請求項4に記載の光学素子の製造装置。
12. The rolling cooling means includes a gutter-shaped first rolling jig having a curved and inclined shape for receiving the glass droplet.
5. The optical element manufacturing apparatus according to claim 4, further comprising a second rolling jig having a temperature adjusting mechanism disposed at an end point of the first rolling jig. 6.
【請求項13】 前記温度調整機構を有する第2の転動
治具は、前記ガラス素材の軟化点付近まで加温調整可能
であることを特徴とする請求項12記載の光学素子の製
造装置。
13. The apparatus for manufacturing an optical element according to claim 12, wherein the second rolling jig having the temperature adjusting mechanism is capable of adjusting the heating to near a softening point of the glass material.
【請求項14】 前記転動冷却手段は、前記ガラス液滴
を受け、転動させて冷却して球形の光学素子素材を作成
する湾曲かつ傾斜を有した第1の転動治具、及び前記第
1の転動治具の終点部に配置した少なくとも前記光学素
子素材の移動させる面に熱した気体の噴出可能な多孔質
材料からなる湾曲及び傾斜を有する加熱治具を有するこ
とを特徴とする請求項4記載の光学素子の製造装置。
14. A first rolling jig having a curved and inclined shape for receiving the glass droplets, rolling and cooling the glass droplets to form a spherical optical element material, and A heating jig having a curvature and an inclination made of a porous material capable of ejecting a heated gas is provided on at least a surface to which the optical element material is moved, which is disposed at an end point of the first rolling jig. An apparatus for manufacturing an optical element according to claim 4.
【請求項15】 多孔質材料からなる前記加熱治具は、
少なくとも前記ガラス素材の軟化点以上の耐熱性を有す
る材料で形成されていることを特徴とする請求項14記
載の光学素子の製造装置。
15. The heating jig made of a porous material,
15. The apparatus for manufacturing an optical element according to claim 14, wherein the apparatus is formed of a material having heat resistance higher than a softening point of the glass material.
JP2000343856A 2000-11-10 2000-11-10 Method and device for manufacturing optical element Pending JP2002154833A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000343856A JP2002154833A (en) 2000-11-10 2000-11-10 Method and device for manufacturing optical element

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000343856A JP2002154833A (en) 2000-11-10 2000-11-10 Method and device for manufacturing optical element

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2002154833A true JP2002154833A (en) 2002-05-28

Family

ID=18818155

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2000343856A Pending JP2002154833A (en) 2000-11-10 2000-11-10 Method and device for manufacturing optical element

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2002154833A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010118263A (en) * 2008-11-13 2010-05-27 Olympus Corp Heating method, heating device, and manufacturing device of optical element

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010118263A (en) * 2008-11-13 2010-05-27 Olympus Corp Heating method, heating device, and manufacturing device of optical element

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3853622B2 (en) Manufacturing method of glass molded body, manufacturing method of press-molded product, manufacturing method of glass optical element, and manufacturing apparatus of glass molded body
US6701750B2 (en) Method and apparatus for molding a glass product
JP2000007360A (en) Production of glass element
US8091387B2 (en) Method of manufacturing glass articles, method of manufacturing glass gobs, and method of manufacturing optical elements
TWI408109B (en) A manufacturing apparatus of optical device and a method of manufacturing optical device
JP3494390B2 (en) Manufacturing method of glass optical element
JP2001328827A (en) Method and apparatus for producing glass article, method for producing glass substrate, and information recording medium
JP2002154833A (en) Method and device for manufacturing optical element
JPH08319124A (en) Formation of glass gob
JP2968156B2 (en) Press forming method for disk-shaped glass products
JP2000302473A (en) Optical element, and production of formed glass lump for production of the optical element
JP3229942B2 (en) Method for manufacturing glass optical element
JP2002128535A (en) Forming method of glass gob for optical element
JP2003104741A (en) Press forming apparatus for optical element and method for manufacturing optical element
JP4076251B2 (en) Glass gob for optical element molding, molding apparatus therefor, molding method therefor, and optical element forming method using glass gob
JP2000233934A (en) Method for press-forming glass product and device therefor
JPH06144845A (en) Method for forming glass optical element
JP2005281106A (en) Mold press forming apparatus and method for manufacturing optical element
JP3243219B2 (en) Method for manufacturing glass optical element
JP2008222523A (en) Method of manufacturing glass gob
JP4051843B2 (en) Manufacturing method of glass lens
JP2002348134A (en) Manufacturing method and apparatus for molded article of glass, and manufacturing method for optical part
JPH06206730A (en) Production of glass gob
JPH07242428A (en) Process and apparatus for producing gob for glass forming
JPH08245223A (en) Method for forming optical element

Legal Events

Date Code Title Description
RD02 Notification of acceptance of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422

Effective date: 20050524

RD03 Notification of appointment of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423

Effective date: 20061129