JP2002338273A - 光学機能面を複数個有する光学素子の成形方法 - Google Patents
光学機能面を複数個有する光学素子の成形方法Info
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B11/00—Pressing molten glass or performed glass reheated to equivalent low viscosity without blowing
- C03B11/06—Construction of plunger or mould
- C03B11/08—Construction of plunger or mould for making solid articles, e.g. lenses
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B2215/00—Press-moulding glass
- C03B2215/40—Product characteristics
- C03B2215/46—Lenses, e.g. bi-convex
- C03B2215/49—Complex forms not covered by groups C03B2215/47 or C03B2215/48
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B2215/00—Press-moulding glass
- C03B2215/78—Pressing together along two or more perpendicular axes
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Materials Engineering (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 多数の光学機能面を有する多面光学素子を安
く量産化する。 【解決手段】 光学機能面１つに１つづつの型部材によ
り成形が行われ、かつそれら型部材がアライメント部材
または機構によりＸＹＺ直交座標系の６軸に分配設置さ
れてプレスする。
く量産化する。 【解決手段】 光学機能面１つに１つづつの型部材によ
り成形が行われ、かつそれら型部材がアライメント部材
または機構によりＸＹＺ直交座標系の６軸に分配設置さ
れてプレスする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光学機能面を複数
個有する光学素子を高精度、かつ容易にプレス成形する
事が出来る光学素子の製造方法に関するものである。
個有する光学素子を高精度、かつ容易にプレス成形する
事が出来る光学素子の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、光学機器の軽量化、省スペース
化、省コスト化の目的から、１つの光学素子に複数の光
学機能面を有した多面光学素子をプレスによって成形す
る技術が注目されている。しかし、多面光学素子では成
形後に光学機能面間のアライメントを調整することが不
可能なため、成形時の金型間の相対位置に非常に高い精
度が要求されている。そのため従来技術では、非常に高
精度な寸法に加工された金型を、さらに非常に高精度に
ＸＹＺの５方向を組み上げ光学素子素材を入れるキャビ
ティを形成し、その中に光学素子素材を入れ、残りの１
方向からプレスする方法が取られている。
化、省コスト化の目的から、１つの光学素子に複数の光
学機能面を有した多面光学素子をプレスによって成形す
る技術が注目されている。しかし、多面光学素子では成
形後に光学機能面間のアライメントを調整することが不
可能なため、成形時の金型間の相対位置に非常に高い精
度が要求されている。そのため従来技術では、非常に高
精度な寸法に加工された金型を、さらに非常に高精度に
ＸＹＺの５方向を組み上げ光学素子素材を入れるキャビ
ティを形成し、その中に光学素子素材を入れ、残りの１
方向からプレスする方法が取られている。
【０００３】さらに、特開昭６２−２７８０２５号で
は、複数個の機能面に対してそれぞれ垂直方向から光学
素子素材をプレスする方法が提唱されている。
は、複数個の機能面に対してそれぞれ垂直方向から光学
素子素材をプレスする方法が提唱されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来技
術では金型の加工精度はもちろん、それを組み上げる熟
練した技術が必要となり大量生産的ではない。
術では金型の加工精度はもちろん、それを組み上げる熟
練した技術が必要となり大量生産的ではない。
【０００５】また、特開昭６２−２７８０２５号では、
光学機能面の数が少ない多面光学素子であれば対応も可
能であるが、光学面が７面、８面となってくると、装置
的に特殊な多軸プレス機が必要となり、実質的には成形
は不可能である。
光学機能面の数が少ない多面光学素子であれば対応も可
能であるが、光学面が７面、８面となってくると、装置
的に特殊な多軸プレス機が必要となり、実質的には成形
は不可能である。
【０００６】よって本出願に係る発明の目的は、金型の
加工負担を軽くし、さらにその金型の組み込みを容易に
することで、多数の光学機能面を有する多面光学素子を
安く量産化可能にすることである。
加工負担を軽くし、さらにその金型の組み込みを容易に
することで、多数の光学機能面を有する多面光学素子を
安く量産化可能にすることである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本出願の発明は、光学機能面１つに１つづつの型部材
により成形が行われ、かつそれら型部材がアライメント
部材または機構によりＸＹＺ直交座標系の６軸に分配設
置されてプレスすることを特徴とする。
に本出願の発明は、光学機能面１つに１つづつの型部材
により成形が行われ、かつそれら型部材がアライメント
部材または機構によりＸＹＺ直交座標系の６軸に分配設
置されてプレスすることを特徴とする。
【０００８】
【作用】上記構成における作用は、光学機能面１つ１こ
１つづつの型部材が独立で存在するため、他の型部材と
のアライメントは考慮する必要がなくなるため、型部材
の精度が必要な個所が減らせる。さらに組み込み精度が
必要なのは各型部材と軸との間だけなので、高い組み込
み精度を要求される個所も減らせる。また光学機能面の
数が多くなってもＸＹＺの６軸に、上記型部材をアライ
メントすることで分配可能なため、装置は一般的な６軸
プレス機１台であらゆる光学素子に対応できる。
１つづつの型部材が独立で存在するため、他の型部材と
のアライメントは考慮する必要がなくなるため、型部材
の精度が必要な個所が減らせる。さらに組み込み精度が
必要なのは各型部材と軸との間だけなので、高い組み込
み精度を要求される個所も減らせる。また光学機能面の
数が多くなってもＸＹＺの６軸に、上記型部材をアライ
メントすることで分配可能なため、装置は一般的な６軸
プレス機１台であらゆる光学素子に対応できる。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の一形態例に
付いて、添付図面を参照にして詳細に説明する。
付いて、添付図面を参照にして詳細に説明する。
【００１０】本形態例では、ガラス素材に重クラウンガ
ラス（ＳＫ１２）を使用し、図１に示す複雑形状の多面
光学素子を成形する場合について示す。本実施例におい
て成形した多面光学素子は、図中の光路で示したよう
に、本形態例の光学素子は透過型の光学素子ではなく、
光学素子内を光線が反射して進む内部反射型の光学素子
である。図中右下部より光線が入射し、内部で反射を繰
り返した後、左下部で結像する。光学機能面は全部で７
面を有しており、各面は完全な球面のものもあれば、非
球面形状のものもある。またＸＹＺ各方向に１つづつ、
最終的に製品に組み込まれる際の基準となる面が形成さ
れている。概略寸法はＸ方向の長さが３０ｍｍ、Ｙ方向
の最大高さが１５ｍｍ、Ｚ方向の奥行きが１０ｍｍであ
る。また、各光学機能面の面精度は設計値からのズレ、
ニュートンリング±１本以内、各光学機能面の位置精度
±５μｍである。
ラス（ＳＫ１２）を使用し、図１に示す複雑形状の多面
光学素子を成形する場合について示す。本実施例におい
て成形した多面光学素子は、図中の光路で示したよう
に、本形態例の光学素子は透過型の光学素子ではなく、
光学素子内を光線が反射して進む内部反射型の光学素子
である。図中右下部より光線が入射し、内部で反射を繰
り返した後、左下部で結像する。光学機能面は全部で７
面を有しており、各面は完全な球面のものもあれば、非
球面形状のものもある。またＸＹＺ各方向に１つづつ、
最終的に製品に組み込まれる際の基準となる面が形成さ
れている。概略寸法はＸ方向の長さが３０ｍｍ、Ｙ方向
の最大高さが１５ｍｍ、Ｚ方向の奥行きが１０ｍｍであ
る。また、各光学機能面の面精度は設計値からのズレ、
ニュートンリング±１本以内、各光学機能面の位置精度
±５μｍである。
【００１１】図２は、多面光学素子を成形加工する装置
の成形部の概略図で、光学素子１が概略多面光学素子形
状にプレスされた状態を示している。
の成形部の概略図で、光学素子１が概略多面光学素子形
状にプレスされた状態を示している。
【００１２】図１において、紙面奥行き方向に±Ｚ方向
のプレス軸があり、±Ｘ方向軸２及び３、±Ｙ方向軸４
及び５と合計６つのプレス軸で構成されている。軸の先
には荷重を調整するアクチュエータが接続されている
が、本図では省略している。各軸はガイド部材６、７及
び８内を摺動可能にセットされており、それと同時に軸
の傾きを抑制し軸の位置精度を保持している。また紙面
下より出ている軸５は、本装置の基準軸であり完全に固
定されている。そのため当然摺動もしないのでガイド部
材、アクチュエータといったものは一切ついていない。
また光学素子素材１を本型構造内に搬入する際も、この
基準軸５にセットされた型部材の上に搬入されることに
なる。
のプレス軸があり、±Ｘ方向軸２及び３、±Ｙ方向軸４
及び５と合計６つのプレス軸で構成されている。軸の先
には荷重を調整するアクチュエータが接続されている
が、本図では省略している。各軸はガイド部材６、７及
び８内を摺動可能にセットされており、それと同時に軸
の傾きを抑制し軸の位置精度を保持している。また紙面
下より出ている軸５は、本装置の基準軸であり完全に固
定されている。そのため当然摺動もしないのでガイド部
材、アクチュエータといったものは一切ついていない。
また光学素子素材１を本型構造内に搬入する際も、この
基準軸５にセットされた型部材の上に搬入されることに
なる。
【００１３】各軸の先には、それぞれの光学機能面に対
応した型部材の位置を決め、固定するアライメント部材
９、１０、１１、１２がセットされている。本形態例で
は、−Ｙ方向プレスに使用するアライメント部材１１
に、光学機能面の成形用型部材を３つセットし、基準軸
に使用するアライメント部材１２には、光学機能面の成
形用型部材を４つ、基準面の成形用型部材を１つセット
し、残りの軸に使用するアライメント部材９及び１０に
は、それぞれ１つづつ基準面の成形用型部材をセットし
た。
応した型部材の位置を決め、固定するアライメント部材
９、１０、１１、１２がセットされている。本形態例で
は、−Ｙ方向プレスに使用するアライメント部材１１
に、光学機能面の成形用型部材を３つセットし、基準軸
に使用するアライメント部材１２には、光学機能面の成
形用型部材を４つ、基準面の成形用型部材を１つセット
し、残りの軸に使用するアライメント部材９及び１０に
は、それぞれ１つづつ基準面の成形用型部材をセットし
た。
【００１４】ここで−Ｙ方向プレスに使用するアライメ
ント部材１１を例にとって、図３をもとにアライメント
部材の詳細を説明する。
ント部材１１を例にとって、図３をもとにアライメント
部材の詳細を説明する。
【００１５】本形態例で使用したアライメント部材は、
長さ５０ｍｍ、幅３０ｍｍ、金型部材が取り付けられる
部分２４の厚みが１５ｍｍ、プレス軸との取り付け部２
１の厚みが１５ｍｍといった概略寸法である。
長さ５０ｍｍ、幅３０ｍｍ、金型部材が取り付けられる
部分２４の厚みが１５ｍｍ、プレス軸との取り付け部２
１の厚みが１５ｍｍといった概略寸法である。
【００１６】各アライメント部材は、各プレス軸と型部
材との接続を行うとともに、各型部材の位置精度を保証
する必要がある。各軸との接続は、１２ｍｍ×１２ｍｍ
の図中２１の凸部を軸側の凹部に装着することで行う。
凸部２１は図に示した稜部２２及び２３を軸側の凹部の
対応する面に押し圧する事で装着精度を保てる構造にな
っている。そのため稜部２２及び２３の精度、及び軸側
の稜部２２、２３に対応する押し圧面の精度は非常に高
く、稜部２２と稜部２３との直交度０．００１ｍｍ、表
面荒さは精密仕上げによるＲｍａｘ０．１μｍで加工さ
れている。
材との接続を行うとともに、各型部材の位置精度を保証
する必要がある。各軸との接続は、１２ｍｍ×１２ｍｍ
の図中２１の凸部を軸側の凹部に装着することで行う。
凸部２１は図に示した稜部２２及び２３を軸側の凹部の
対応する面に押し圧する事で装着精度を保てる構造にな
っている。そのため稜部２２及び２３の精度、及び軸側
の稜部２２、２３に対応する押し圧面の精度は非常に高
く、稜部２２と稜部２３との直交度０．００１ｍｍ、表
面荒さは精密仕上げによるＲｍａｘ０．１μｍで加工さ
れている。
【００１７】次に部材２４には、本形態例では型部材を
３つ取り付ける必要があるため１２ｍｍ×１２ｍｍ×深
さ１０ｍｍの３ケ所の凹部２５、２６及び２７が形成さ
れている。各凹部２５、２６、２７にそれぞれの型部材
を挿入固定するのだが、凸部２１とプレス軸との固定方
法と同じで、それぞれ稜部２８、２９、３０及び稜部３
１、３２、３３に型部材のそれに対応する面を押し当て
ることで、型部材の位置精度を保持する機構である。そ
のためやはり稜部２８、２９、３０と各対応する稜部３
１、３２、３３との直交度０．００１ｍｍ、それぞれ表
面荒さは精密仕上げによるＲｍａｘ０．１μｍで加工さ
れている。
３つ取り付ける必要があるため１２ｍｍ×１２ｍｍ×深
さ１０ｍｍの３ケ所の凹部２５、２６及び２７が形成さ
れている。各凹部２５、２６、２７にそれぞれの型部材
を挿入固定するのだが、凸部２１とプレス軸との固定方
法と同じで、それぞれ稜部２８、２９、３０及び稜部３
１、３２、３３に型部材のそれに対応する面を押し当て
ることで、型部材の位置精度を保持する機構である。そ
のためやはり稜部２８、２９、３０と各対応する稜部３
１、３２、３３との直交度０．００１ｍｍ、それぞれ表
面荒さは精密仕上げによるＲｍａｘ０．１μｍで加工さ
れている。
【００１８】さらに各型部材どうしの位置関係もまた高
い精度で加工されている。以上アライメント部材にはあ
らゆる面で高精度な加工が要求されるため、材料として
は強度を優先しタングステンカーバイド系の超硬合金を
使用した。
い精度で加工されている。以上アライメント部材にはあ
らゆる面で高精度な加工が要求されるため、材料として
は強度を優先しタングステンカーバイド系の超硬合金を
使用した。
【００１９】次に各型部材だが、材料は熱膨張の影響も
考慮しアライメント部材と同じ超硬合金が使用されてい
る。またアライメント部材と位置決めに用いる面はやは
りＲｍａｘ０．１μｍの精密仕上げ、また２面の直交度
は同じく０．００１ｍｍである。それ以外の２面に関し
ては特に精度を必要としないため面精度、直交度の特に
指定はなく機械加工の標準精度で加工されている。ガラ
ス素材と接触する成形面は光学機能面を成形するため鏡
面仕上げである。
考慮しアライメント部材と同じ超硬合金が使用されてい
る。またアライメント部材と位置決めに用いる面はやは
りＲｍａｘ０．１μｍの精密仕上げ、また２面の直交度
は同じく０．００１ｍｍである。それ以外の２面に関し
ては特に精度を必要としないため面精度、直交度の特に
指定はなく機械加工の標準精度で加工されている。ガラ
ス素材と接触する成形面は光学機能面を成形するため鏡
面仕上げである。
【００２０】さらに、基準面の成形用型部材も同様にア
ライメント部材との位置決め面はＲｍａｘ０．１μｍの
精密仕上げ、また２面の直交度は０．００１ｍｍ、その
他の２面は機械加工の標準精度である。またガラス素材
と接触する成形面は、本型によって成形される面を基準
として製品への組み込みが行われるためやはり鏡面に仕
上げられている。
ライメント部材との位置決め面はＲｍａｘ０．１μｍの
精密仕上げ、また２面の直交度は０．００１ｍｍ、その
他の２面は機械加工の標準精度である。またガラス素材
と接触する成形面は、本型によって成形される面を基準
として製品への組み込みが行われるためやはり鏡面に仕
上げられている。
【００２１】上記の型構成を用いて図１にしめすレンズ
を成形する。成形の−Ｙ方向プレス軸の温度と加重のプ
ロセス線図を図４に示す。
を成形する。成形の−Ｙ方向プレス軸の温度と加重のプ
ロセス線図を図４に示す。
【００２２】まず図２における±Ｘ方向プレス軸２、３
及び−Ｙ方向プレス軸４をスライドさせて成形部から待
避させておく。この状態で、オ一トハンド等により、所
定の温度に加熱されたガラス素材１をプレス軸５の上に
アライメント部材１２を介してセットされている光学機
能面の成形用型部材及び組込用基準面の成形用型部材の
上に供給する。また成形に関与するすべての光学機能面
の成形用型部材及び組込用基準面の成形用型部材は、所
定の成形条件に対応した温度に加熱されている。本形態
例では、ガラス素材１の粘度で１０９．５ｄＰａ・ｓに
相当する温度（６２０℃）であった。
及び−Ｙ方向プレス軸４をスライドさせて成形部から待
避させておく。この状態で、オ一トハンド等により、所
定の温度に加熱されたガラス素材１をプレス軸５の上に
アライメント部材１２を介してセットされている光学機
能面の成形用型部材及び組込用基準面の成形用型部材の
上に供給する。また成形に関与するすべての光学機能面
の成形用型部材及び組込用基準面の成形用型部材は、所
定の成形条件に対応した温度に加熱されている。本形態
例では、ガラス素材１の粘度で１０９．５ｄＰａ・ｓに
相当する温度（６２０℃）であった。
【００２３】次に搬送させたガラス素材１に対して周辺
部にあたる±Ｘ方向プレス軸及び図示していないが±Ｚ
方向プレス軸を押しだしガラス素材１をプレスする。こ
の際−Ｙ方向プレス軸は待避したままである。
部にあたる±Ｘ方向プレス軸及び図示していないが±Ｚ
方向プレス軸を押しだしガラス素材１をプレスする。こ
の際−Ｙ方向プレス軸は待避したままである。
【００２４】そのため、ガラス素材１はそちらの方向に
変形が自由であることから、さほどプレスに荷重は必要
なく１０００Ｎで所定の位置までプレスが可能であっ
た。その後、最後に残る−Ｙ方向プレス軸４を押し出し
プレスを行う。この時は４０００Ｎの荷重を負荷して所
定の位置までプレスを行った。それによってガラス素材
１は、次第に水平方向に押しつぶされて、最終的には、
図１に示したような状態となる。この状態においては、
ガラス素材１の各面には成形面及び組込用基準面が転写
されている。
変形が自由であることから、さほどプレスに荷重は必要
なく１０００Ｎで所定の位置までプレスが可能であっ
た。その後、最後に残る−Ｙ方向プレス軸４を押し出し
プレスを行う。この時は４０００Ｎの荷重を負荷して所
定の位置までプレスを行った。それによってガラス素材
１は、次第に水平方向に押しつぶされて、最終的には、
図１に示したような状態となる。この状態においては、
ガラス素材１の各面には成形面及び組込用基準面が転写
されている。
【００２５】この後、成形された多面体レンズ（ガラス
素材１）は冷却される。この冷却過程において、本形態
例ではガラス素材１が各型部材との間で不均等に剥離し
てしまうことを防ぐために、ガラス素材１の粘度で１０
１０．５ｄＰａ・ｓに相当する温度（６００℃）になっ
た時点から、３２００Ｎの荷重を−Ｙ方向プレス軸４に
よって負荷した状態で、ガラス素材１の粘度で１０
１３．５ｄＰａ・ｓに相当する温度（５５５℃）まで冷
却を行った。
素材１）は冷却される。この冷却過程において、本形態
例ではガラス素材１が各型部材との間で不均等に剥離し
てしまうことを防ぐために、ガラス素材１の粘度で１０
１０．５ｄＰａ・ｓに相当する温度（６００℃）になっ
た時点から、３２００Ｎの荷重を−Ｙ方向プレス軸４に
よって負荷した状態で、ガラス素材１の粘度で１０
１３．５ｄＰａ・ｓに相当する温度（５５５℃）まで冷
却を行った。
【００２６】上記の冷却中の負荷を除荷した直後に±Ｘ
方向プレス軸２、３、−Ｙ方向プレス軸４、及び±Ｚ方
向プレス軸（図示なし）をそれぞれ待避し、ガラス素材
１を軸５にセットされている型部材の上でさらに冷却を
行い取り出した。以上の工程の後、所定の温度まで温度
が低下したときに、オ一トハンド等により多面体レンズ
（ガラス素材１）を外部に取り出した。本形態例では、
ガラス素材１の粘度が１０１４ｄＰａ・ｓに相当する温
度（２００℃）でレンズを取り出すことで型部材と融着
することなく、また光学素子自体が割れることなく得る
ことに成功した。
方向プレス軸２、３、−Ｙ方向プレス軸４、及び±Ｚ方
向プレス軸（図示なし）をそれぞれ待避し、ガラス素材
１を軸５にセットされている型部材の上でさらに冷却を
行い取り出した。以上の工程の後、所定の温度まで温度
が低下したときに、オ一トハンド等により多面体レンズ
（ガラス素材１）を外部に取り出した。本形態例では、
ガラス素材１の粘度が１０１４ｄＰａ・ｓに相当する温
度（２００℃）でレンズを取り出すことで型部材と融着
することなく、また光学素子自体が割れることなく得る
ことに成功した。
【００２７】以上によって成形した多面光学素子の各光
学機能面は型形状をニュートンリング±０．５本以内に
転写しており高精度に成形されていた。
学機能面は型形状をニュートンリング±０．５本以内に
転写しており高精度に成形されていた。
【００２８】また本発明の方法によって連続的に多面光
学素子を成形した結果、すべてのレンズの成形において
問題のない離型と、精度が実現できていた。
学素子を成形した結果、すべてのレンズの成形において
問題のない離型と、精度が実現できていた。
【００２９】〔他の形態例〕他の形態例としてガラス素
材をフリントガラス（Ｆ８）にし、成形する多面光学素
子形状を図５に示す形状として成形を行った。本形態例
において成形した多面光学素子は、図中の光路で示した
ように、光学素子内を光線が反射して進む内部反射型の
光学素子である。図中右上部より光線が入射し、内部で
反射を繰り返した後、左下部で結像する。光学機能面は
全部で６面を有しており、各面は完全な球面のものもあ
れば、非球面形状のものもある。またＸＹＺ各方向に１
つづつ、最終的に製品に組み困れる際の基準となる面が
形成されている。概略寸法はＸ方向の長さが４５ｍｍ、
Ｙ方向の最大高さが２０ｍｍ、Ｚ方向の奥行きが１０ｍ
ｍである。また、各光学機能面の面精度は設計値からの
ズレ、ニュートンリング±１本以内、各光学機能面の位
置精度±５μｍである。
材をフリントガラス（Ｆ８）にし、成形する多面光学素
子形状を図５に示す形状として成形を行った。本形態例
において成形した多面光学素子は、図中の光路で示した
ように、光学素子内を光線が反射して進む内部反射型の
光学素子である。図中右上部より光線が入射し、内部で
反射を繰り返した後、左下部で結像する。光学機能面は
全部で６面を有しており、各面は完全な球面のものもあ
れば、非球面形状のものもある。またＸＹＺ各方向に１
つづつ、最終的に製品に組み困れる際の基準となる面が
形成されている。概略寸法はＸ方向の長さが４５ｍｍ、
Ｙ方向の最大高さが２０ｍｍ、Ｚ方向の奥行きが１０ｍ
ｍである。また、各光学機能面の面精度は設計値からの
ズレ、ニュートンリング±１本以内、各光学機能面の位
置精度±５μｍである。
【００３０】次に、成形するレンズ形状が第１形態例と
異なるのだが、基本的な装置構成は変わらず、アライメ
ント部材９’、１０’、１１’、１２’のアタッチメン
ト部の形状を変更し、またそこにセットされる各光学機
能面、及び組込用基準面に対応する型部材を変更するの
みである。使用した成形装置の構成概略図を図６に示
す。
異なるのだが、基本的な装置構成は変わらず、アライメ
ント部材９’、１０’、１１’、１２’のアタッチメン
ト部の形状を変更し、またそこにセットされる各光学機
能面、及び組込用基準面に対応する型部材を変更するの
みである。使用した成形装置の構成概略図を図６に示
す。
【００３１】本形態例では、−Ｙ方向プレスに使用する
アライメント部材１１’に、光学機能面の成形用型部材
を３つ、組込用基準面の成形用型部材を１つセットし、
基準軸に使用するアライメント部材１２’には、光学機
能面の成形用型部材を３つセットし、残りの軸に使用す
るアライメント部材９’及び１０’には、それぞれ１つ
づつ基準面の成形用型部材をセットした。
アライメント部材１１’に、光学機能面の成形用型部材
を３つ、組込用基準面の成形用型部材を１つセットし、
基準軸に使用するアライメント部材１２’には、光学機
能面の成形用型部材を３つセットし、残りの軸に使用す
るアライメント部材９’及び１０’には、それぞれ１つ
づつ基準面の成形用型部材をセットした。
【００３２】上記の型構成を用いて図５にしめすレンズ
を成形する。成形の−Ｙ方向プレス軸の温度と加重のプ
ロセス線図を図７に示す。
を成形する。成形の−Ｙ方向プレス軸の温度と加重のプ
ロセス線図を図７に示す。
【００３３】本形態例では、ガラス素材１’がフリント
ガラス（Ｆ８）であるため５２０℃でプレスをおこなっ
た。
ガラス（Ｆ８）であるため５２０℃でプレスをおこなっ
た。
【００３４】まず周辺部にあたる±Ｘ方向プレス軸及び
図示していないが±Ｚ方向プレス軸を押しだしガラス素
材１’をプレスする。この際−Ｙ方向プレス軸は待避し
たままである。
図示していないが±Ｚ方向プレス軸を押しだしガラス素
材１’をプレスする。この際−Ｙ方向プレス軸は待避し
たままである。
【００３５】そのため、ガラス素材１’はそちらの方向
に変形が自由であることから、さほどプレスに荷重は必
要なく１０００Ｎで所定の位置までプレスが可能であっ
た。その後最後に残る−Ｙ方向プレス軸４を押し出しプ
レスを行う。この時は３０００Ｎの荷重を負荷して所定
の位置までプレスを行った。それによってガラス素材
１’は、次第に水平方向に押しつぶされて、最終的に
は、図５に示したような状態となる。この状態において
は、ガラス素材１’の各面には成形面及び組込用基準面
が転写されている。この後、成形された多面体レンズ
（ガラス素材１’）は冷却される。
に変形が自由であることから、さほどプレスに荷重は必
要なく１０００Ｎで所定の位置までプレスが可能であっ
た。その後最後に残る−Ｙ方向プレス軸４を押し出しプ
レスを行う。この時は３０００Ｎの荷重を負荷して所定
の位置までプレスを行った。それによってガラス素材
１’は、次第に水平方向に押しつぶされて、最終的に
は、図５に示したような状態となる。この状態において
は、ガラス素材１’の各面には成形面及び組込用基準面
が転写されている。この後、成形された多面体レンズ
（ガラス素材１’）は冷却される。
【００３６】この冷却過程において、本形態例ではガラ
ス素材１’が各型部材との間で不均等に剥離してしまう
ことを防ぐために、５００℃になった時点から、１５０
０Ｎの荷重を−Ｙ方向プレス軸４によって負荷した状態
で、４３０℃まで冷却を行った。
ス素材１’が各型部材との間で不均等に剥離してしまう
ことを防ぐために、５００℃になった時点から、１５０
０Ｎの荷重を−Ｙ方向プレス軸４によって負荷した状態
で、４３０℃まで冷却を行った。
【００３７】上記の冷却中の負荷を除荷した直後に±Ｘ
方向プレス軸２、３、−Ｙ方向プレス軸４、及び±Ｚ方
向プレス軸（図示なし）をそれぞれ待避し、ガラス素材
１’を軸５にセットされている型部材の上でさらに冷却
を行い取り出した。
方向プレス軸２、３、−Ｙ方向プレス軸４、及び±Ｚ方
向プレス軸（図示なし）をそれぞれ待避し、ガラス素材
１’を軸５にセットされている型部材の上でさらに冷却
を行い取り出した。
【００３８】以上によって成形した多面光学素子の各光
学機能面は型形状をニユートンリング±０．５本以内に
転写しており高精度に成形されていた。
学機能面は型形状をニユートンリング±０．５本以内に
転写しており高精度に成形されていた。
【００３９】また本発明の方法によって連続的に多面光
学素子を成形した結果、すべてのレンズの成形において
問題のない離型と、精度が実現できていた。
学素子を成形した結果、すべてのレンズの成形において
問題のない離型と、精度が実現できていた。
【００４０】
【発明の効果】以上説明したように、本出願に係る発明
によれば、光学機能面１つに１つづつの型部材が独立で
存在するため、他の型部材とのアライメントは考慮する
必要がなくなるため、型部材の精度が必要な個所が減ら
せる。さらに組み込み精度が必要なのは各型部材と軸と
の間だけなので、高い組み込み精度を要求される個所も
減らせる。また光学機能面の数が多くなってもＸＹＺの
６軸に、上記型部材をアライメントすることで分配可能
なため、装置は一般的な６軸プレス機１台であらゆる光
学素子に対応できる。以上により、金型の加工負担を軽
くし、さらにその金型の組み込みを容易にすることで、
多数の光学機能面を有する多面光学素子を安く量産化可
能となる。
によれば、光学機能面１つに１つづつの型部材が独立で
存在するため、他の型部材とのアライメントは考慮する
必要がなくなるため、型部材の精度が必要な個所が減ら
せる。さらに組み込み精度が必要なのは各型部材と軸と
の間だけなので、高い組み込み精度を要求される個所も
減らせる。また光学機能面の数が多くなってもＸＹＺの
６軸に、上記型部材をアライメントすることで分配可能
なため、装置は一般的な６軸プレス機１台であらゆる光
学素子に対応できる。以上により、金型の加工負担を軽
くし、さらにその金型の組み込みを容易にすることで、
多数の光学機能面を有する多面光学素子を安く量産化可
能となる。
【図１】第１形態例で成形した光学素子形状の概略図で
ある。
ある。
【図２】第１形態例の成形部の構成図である。
【図３】第１形態例のアライメント部材の概略図であ
る。
る。
【図４】第１形態例での温度と荷重のプロセス線図であ
る。
る。
【図５】第２形態例で成形した光学素子形状の概略図で
ある。
ある。
【図６】第２形態例の成形部の構成図である。
【図７】第２形態例での温度と荷重のプロセス線図であ
る。
る。
１,１’ ガラス素材 ２,３,４,５ プレス軸 ９,９’,１０,１０’,１１,１１’,１２,１２’ アラ
イメント部材
イメント部材
Claims (1)
- 【請求項１】 軟化状態にあるガラス塊をプレスするこ
とによって、光学機能面を複数個有する光学素子を得る
プレス成形法において、光学機能面１つに１つづつの型
部材により成形が行われ、かつそれら型部材がアライメ
ント部材または機構によりＸＹＺ直交座標系の６軸に分
配設置されてプレスすることを特徴とする光学素子の成
形方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001146480A JP2002338273A (ja) | 2001-05-16 | 2001-05-16 | 光学機能面を複数個有する光学素子の成形方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001146480A JP2002338273A (ja) | 2001-05-16 | 2001-05-16 | 光学機能面を複数個有する光学素子の成形方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002338273A true JP2002338273A (ja) | 2002-11-27 |
Family
ID=18992130
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001146480A Withdrawn JP2002338273A (ja) | 2001-05-16 | 2001-05-16 | 光学機能面を複数個有する光学素子の成形方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002338273A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013249242A (ja) * | 2012-06-04 | 2013-12-12 | Canon Inc | 光学素子の製造方法 |
-
2001
- 2001-05-16 JP JP2001146480A patent/JP2002338273A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013249242A (ja) * | 2012-06-04 | 2013-12-12 | Canon Inc | 光学素子の製造方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20080805 |