JP2008110903A - Method and apparatus for producing optical device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複数の光学素子素材を融着接合して形成された複数の光学面を有する光学素子の製造方法及び製造装置に関する。 The present invention relates to a method and an apparatus for manufacturing an optical element having a plurality of optical surfaces formed by fusing and bonding a plurality of optical element materials.
従来から、カメラ用のＡＦレンズのように、レンズ単体で複数の凸形状の光学面を持つ高性能の光学素子を大量に生産する方法の１つとして、成形型を用いた成形手段が知られている。 Conventionally, a molding means using a molding die is known as one of methods for mass-producing high-performance optical elements having a plurality of convex optical surfaces with a single lens, such as an AF lens for a camera. ing.
例えば、特許文献１には、このような複数のレンズを集合させてレンズ集合体を成形する技術が開示されている。すなわち、図１４に示すように、レンズ集合体１００は、光学機能部１１１ａの周囲にフランジ部１１１ｂを形成した複数のレンズ１１１を集合させて形成され、隣り合うレンズ１１１は、そのフランジ部１１１ｂが直接密着し、光学機能部１１１ａの光軸Ｏ方向に深さを有する溝１１２が、各密着部１１３の全長にわたって形成されている。 For example, Patent Document 1 discloses a technique for forming a lens assembly by collecting a plurality of such lenses. That is, as shown in FIG. 14, the lens assembly 100 is formed by assembling a plurality of lenses 111 having a flange portion 111b formed around the optical function portion 111a, and the adjacent lens 111 has a flange portion 111b. A groove 112 that is in direct contact and has a depth in the optical axis O direction of the optical function portion 111 a is formed over the entire length of each contact portion 113.
そして、このレンズ集合体１００を、成形後に溝１１２に沿って切断分離すれば、複数のレンズを同時に得ることができるというものである。
しかしながら、特許文献１では、１個の光学素子に複数の光学面を持って構成されたものではないが、各光学機能部１１１ａの境界は平坦部等のフランジ部１１１ｂを形成しており、レンズ集合体１００の全面積に対する光学有効総面積が小さくなる。このため、レンズ集合体１００を１個の光学素子と仮定した場合には、光量が大幅に低下してしまう。また、特許文献１では、各光学機能部１１１ａの境界のフランジ部１１１ｂが広いことから、１個の光学素子としての小型化が困難であった。 However, in Patent Document 1, although one optical element is not configured to have a plurality of optical surfaces, the boundary of each optical function part 111a forms a flange part 111b such as a flat part, and the lens. The optical effective total area with respect to the entire area of the aggregate 100 is reduced. For this reason, when the lens assembly 100 is assumed to be one optical element, the amount of light is greatly reduced. Moreover, in patent document 1, since the flange part 111b of the boundary of each optical function part 111a is wide, size reduction as one optical element was difficult.
本発明は斯かる課題を解決するためになされたもので、全面積に対する光学有効総面積が大きく、光量損失の少ない光学素子の製造方法及び製造装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve such a problem, and an object thereof is to provide a method and an apparatus for manufacturing an optical element that has a large optical effective total area with respect to the entire area and has little light loss.
前記目的を達成するため、請求項１に係る発明は、
対向する１対の成形型を用いて光学素子素材を加圧成形する光学素子の製造方法において、
前記１対の成形型の少なくとも一方に、連続する複数の凹状の成形面を形成し、該成形面ごとに前記光学素子素材を１個ずつ供給する工程と、
供給された前記光学素子素材を加熱・加圧して、隣接する前記光学素子素材同士を互いに融着接合し、連続する複数の光学面を形成する工程と、を備えていることを特徴とする。
In order to achieve the object, the invention according to claim 1
In a method for manufacturing an optical element in which an optical element material is pressure-molded using a pair of opposing molds,
Forming a plurality of continuous concave molding surfaces on at least one of the pair of molding dies, and supplying the optical element material one by one for each molding surface;
And heating and pressurizing the supplied optical element material to fuse and bond the adjacent optical element materials to each other to form a plurality of continuous optical surfaces.
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の光学素子の製造方法において、
１個ずつ供給される前記光学素子素材が同一材質からなることを特徴とする。
請求項３に係る発明は、請求項１に記載の光学素子の製造方法において、
１個ずつ供給される前記光学素子素材が異なる材質からなることを特徴とする。
The invention according to claim 2 is the method of manufacturing an optical element according to claim 1,
The optical element materials supplied one by one are made of the same material.
The invention according to claim 3 is the method of manufacturing an optical element according to claim 1,
The optical element materials supplied one by one are made of different materials.
請求項４に係る発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の光学素子の製造方法において、
１個ずつ供給される前記光学素子素材が球形状又は円柱形状をなしていることを特徴とする。
The invention according to claim 4 is the method for manufacturing an optical element according to any one of claims 1 to 3,
The optical element material supplied one by one has a spherical shape or a cylindrical shape.
請求項５に係る発明は、請求項１〜４のいずれかに記載の光学素子の製造方法において、
１個ずつ供給される前記光学素子素材の体積の総和が、製品の体積と略等しい値となるように管理されていることを特徴とする。
The invention according to claim 5 is the method for manufacturing an optical element according to any one of claims 1 to 4,
The total volume of the optical element materials supplied one by one is managed so as to be a value substantially equal to the volume of the product.
請求項６に係る発明は、
対向配置された１対の成形型を用い、加熱軟化した光学素子素材を加圧成形する光学素子の製造装置において、
前記１対の成形型の少なくとも一方に、連続する複数の凹状の成形面を形成し、
該成形面ごとに前記光学素子素材を１個ずつ供給可能としたことを特徴とする。
The invention according to claim 6
In an optical element manufacturing apparatus that press-molds a heat-softened optical element material using a pair of opposing molds,
A plurality of continuous concave molding surfaces are formed on at least one of the pair of molding dies,
One optical element material can be supplied for each molding surface.
請求項７に係る発明は、請求項６に記載の光学素子の製造装置において、
前記成形面は、前記１対の成形型の一方に形成された前記凹状の成形面、及び前記１対の成形型の他方に形成された連続する複数の凹状又は凸状の成形面、を含むことを特徴とする。
The invention according to claim 7 is the optical element manufacturing apparatus according to claim 6,
The molding surface includes the concave molding surface formed on one of the pair of molding dies, and a plurality of continuous concave or convex molding surfaces formed on the other of the pair of molding dies. It is characterized by that.
請求項８に係る発明は、請求項６に記載の光学素子の製造装置において、
前記成形面は、前記１対の成形型の一方に形成された前記凹状の成形面、及び前記１対の成形型の他方に形成された１個の凹状、凸状、又は平面状の成形面のいずれか、を含むことを特徴とする。
The invention according to claim 8 is the optical element manufacturing apparatus according to claim 6,
The molding surface includes the concave molding surface formed on one of the pair of molding dies and one concave, convex, or planar molding surface formed on the other of the pair of molding dies. Any one of these is included.
請求項９に係る発明は、請求項６〜８のいずれかに記載の光学素子の製造装置において、
前記１対の成形型は、１個の前記成形面ごとに分割して形成されていることを特徴とする。
The invention according to claim 9 is the optical element manufacturing apparatus according to any one of claims 6 to 8,
The pair of molding dies are divided and formed for each of the molding surfaces.
本発明によれば、成形型の少なくとも一方に、連続する複数の凹状の成形面を形成し、この成形面ごとに１個ずつ光学素子素材を供給し、これらを融着接合して連続する複数の光学面を形成するようにしたので、光学有効総面積が大きく光量損失の少ない光学素子を得ることができる。 According to the present invention, a plurality of continuous concave molding surfaces are formed on at least one of the molding dies, one optical element material is supplied for each molding surface, and a plurality of continuous molding surfaces are fusion bonded. Thus, an optical element having a large optical effective total area and a small amount of light loss can be obtained.
以下、図面に基づき本発明の実施の形態を説明する。
（光学素子の製造装置の説明）
図１は、本実施形態における光学素子の製造装置の断正面図である。同図において、この製造装置１０は、対向する１対の成形型としての上型１２及び下型１４、該上型１２及び下型１４を加熱する加熱手段としての上伝熱板１６及び下伝熱板１８、上型１２及び下型１４を対向方向に相対移動させる加圧手段としてのエアシリンダ２０を有している。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(Description of optical element manufacturing apparatus)
FIG. 1 is a sectional front view of an optical element manufacturing apparatus according to the present embodiment. In the figure, this manufacturing apparatus 10 includes an upper mold 12 and a lower mold 14 as a pair of opposed molds, and an upper heat transfer plate 16 and a lower transfer as heating means for heating the upper mold 12 and the lower mold 14. An air cylinder 20 is provided as a pressurizing means for relatively moving the hot plate 18, the upper mold 12 and the lower mold 14 in the opposing direction.
上型１２及び下型１４は、スリーブ１５の内部で、上型１２の成形面１２ａ、１２ａと下型１４の成形面１４ａ，１４ａが、対向するようにスリーブ１５の両端側から嵌挿されている。本実施形態では、この上型１２の成形面１２ａ、１２ａは、隣接する側が連続して凹面に形成されている。同様に、下型１４の成形面１４ａ，１４ａも、隣接する側が連続して凹面に形成されている。 The upper mold 12 and the lower mold 14 are inserted into the sleeve 15 from both ends of the sleeve 15 so that the molding surfaces 12a and 12a of the upper mold 12 and the molding surfaces 14a and 14a of the lower mold 14 face each other. Yes. In the present embodiment, the molding surfaces 12a and 12a of the upper mold 12 are formed such that the adjacent sides are continuously concave. Similarly, the molding surfaces 14a and 14a of the lower mold 14 are also formed as concave surfaces on the adjacent sides.
ここで、「連続して」とは、隣接する成形面１４ａ等の円弧部分が接するか又は一部重複している状態を意味している。また、上型１２は、スリーブ１５の軸方向に摺動自在となっている。そして、上型１２の成形面１２ａと下型１４の成形面１４ａとの間には、光学素子素材としての球形状のプリフォーム２２が１個ずつ配置される。 Here, “continuously” means a state in which arc portions such as adjacent molding surfaces 14a are in contact with each other or are partially overlapped. The upper mold 12 is slidable in the axial direction of the sleeve 15. One spherical preform 22 as an optical element material is disposed between the molding surface 12a of the upper mold 12 and the molding surface 14a of the lower mold 14 one by one.
上伝熱板１６及び下伝熱板１８には、それぞれヒータ２４，２６が埋設されている。そして、エアシリンダ２０の作動により、上伝熱板１６を介して上型１２を昇降動作させることにより、プリフォーム２２を加圧して成形動作が行われる。 Heaters 24 and 26 are embedded in the upper heat transfer plate 16 and the lower heat transfer plate 18, respectively. Then, by operating the air cylinder 20, the upper mold 12 is moved up and down via the upper heat transfer plate 16 to pressurize the preform 22 and perform a molding operation.
なお、ヒータ２４，２６とエアシリンダ２０は、図示しない制御装置の指示により温度設定、加圧等のタイミングの制御が行われる。
また、上型１２及び下型１４はタングステンカーバイド（ＷＣ）等の超硬合金を研磨して製造されている。プリフォーム２２は、例えば球形状（ボール状）の市販の光学ガラス（例えば、株式会社 オハラ製のＳ−ＢＡＬ４２、Ｌ−ＴＩＭ２８等）を用いている。
The heaters 24 and 26 and the air cylinder 20 are controlled in timing such as temperature setting and pressurization according to instructions from a control device (not shown).
The upper mold 12 and the lower mold 14 are manufactured by polishing a cemented carbide such as tungsten carbide (WC). The preform 22 uses, for example, a spherical (ball-shaped) commercially available optical glass (for example, S-BAL42, L-TIM28, etc. manufactured by OHARA INC.).
このように、２種類以上の材質のプリフォーム２２を用いるときは、略同じ加熱温度で成形可能となるように、ガラス転移点が近いものを選ぶようにする。また、このプリフォーム２２は、例えばボール状以外のゴブ形状や円柱形状でも良い。 Thus, when two or more kinds of preforms 22 are used, the ones having close glass transition points are selected so that they can be molded at substantially the same heating temperature. The preform 22 may have a gob shape other than a ball shape or a cylindrical shape, for example.
更に、本実施形態では、光学素子素材であるプリフォーム２２の材質として光学ガラスを用いて説明するが、光学ガラス以外であっても、例えば合成樹脂その他の可塑性材料であっても良い。 Furthermore, in the present embodiment, description will be made using optical glass as the material of the preform 22 which is an optical element material. However, other than optical glass, for example, synthetic resin or other plastic materials may be used.
本実施形態によれば、上型１２及び下型１４に、連続する複数の凹状の成形面１２ａ、１４ａを形成したので、この成形面ごとに１個ずつプリフォーム２２を供給して加熱・加圧すれば、後述するように、連続する複数の光学面（２８ａ等）を有する光学素子（２８等）を得ることができる。 According to the present embodiment, since a plurality of continuous concave molding surfaces 12a, 14a are formed on the upper mold 12 and the lower mold 14, one preform 22 is supplied for each molding surface, and heating / heating is performed. When pressed, an optical element (such as 28) having a plurality of continuous optical surfaces (such as 28a) can be obtained as described later.
図２は、他の実施形態における光学素子の製造装置の断正面図である。なお、図１と同一又は相当する部材には同一の符号を付してその説明を省略する。
この実施形態では、光学素子の製造装置１０は、上型１２及び下型１４が、夫々対向する２つの上型１２−１、１２−２、及び下型１４−１、１４−２に分割されている。このように、上型１２及び下型１４は、１個の凹状の成形面１２ａ、１２ａ（１４ａ，１４ａ）ごとに分割して形成されている。
FIG. 2 is a sectional front view of an optical element manufacturing apparatus according to another embodiment. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same or equivalent member as FIG. 1, and the description is abbreviate | omitted.
In this embodiment, in the optical element manufacturing apparatus 10, the upper mold 12 and the lower mold 14 are divided into two upper molds 12-1 and 12-2 and lower molds 14-1 and 14-2 that face each other. ing. As described above, the upper mold 12 and the lower mold 14 are formed separately for each concave molding surface 12a, 12a (14a, 14a).
本実施形態によれば、成形型を、分割した凹状の成形面１２ａ、１４ａごとに製造することができるので、型製作が簡単となる。また、複数の凹状の成形面１２ａ、１４ａのうち、いずれか１つの成形面が劣化等した場合には、その部分のみを取り替えれば足りるので、メンテナンスが容易となる。
（光学素子の製造方法の説明）
図３は、図１に示した光学素子の製造装置１０の要部拡大を示す図である。
According to this embodiment, since a shaping | molding die can be manufactured for every divided concave molding surface 12a, 14a, die manufacture becomes easy. In addition, when any one of the plurality of concave molding surfaces 12a and 14a is deteriorated, it is sufficient to replace only that portion, so that maintenance is facilitated.
(Description of optical element manufacturing method)
FIG. 3 is an enlarged view of a main part of the optical element manufacturing apparatus 10 shown in FIG.
成形時には、例えば下型１４に連続して形成された凹面状の２つの成形面１４ａ，１４ａごとに１個ずつプリフォーム２２を供給する。次いで、エアシリンダ２０を作動させて上型１２を下降させ、プリフォーム２２を加熱・加圧することにより、所望の形状に成形する。こうして得られた製品としての光学素子２８は、隣り合った２つのプリフォーム２２、２２同士が互いに融着接合し、連続した光学面２８ａ，２８ａが形成される（図８等参照）。 At the time of molding, for example, one preform 22 is supplied for each of two concave molding surfaces 14a, 14a formed continuously on the lower mold 14. Next, the air cylinder 20 is operated to lower the upper mold 12 and the preform 22 is heated and pressurized to be molded into a desired shape. In the optical element 28 as a product thus obtained, two adjacent preforms 22 and 22 are fusion-bonded to each other to form continuous optical surfaces 28a and 28a (see FIG. 8 and the like).
本実施形態では、プリフォーム２２としてボール状のものを各成形面１４ａ、１４ａごとに夫々配置することとした。プリフォーム２２がボール状であれば、上型１２と下型１４の成形面１２ａ、１４ａは凹状の面であるため、２つのプリフォーム２２同士が互いに融着接合される。これにより、成形された光学素子は、その全面積に対する光学有効総面積が大きくなって、光量損失が少なくなる。 In the present embodiment, a ball-shaped material is used as the preform 22 for each of the molding surfaces 14a and 14a. If the preform 22 is ball-shaped, the molding surfaces 12a and 14a of the upper mold 12 and the lower mold 14 are concave surfaces, so that the two preforms 22 are fusion-bonded to each other. As a result, the molded optical element has a large optical effective total area with respect to the entire area, and light loss is reduced.
また、本実施形態では、プリフォーム２２の体積を、成形後の光学素子の体積と略等しい値となるように体積管理することとした。ボール状のプリフォーム２２は、体積管理が容易であるとともに、体積管理されたボール状のプリフォーム２２を用いれば、成形後の光学素子の後加工も不要となる。 In this embodiment, the volume of the preform 22 is controlled so as to be a value substantially equal to the volume of the optical element after molding. The ball-shaped preform 22 can be easily volume-controlled, and if the volume-controlled ball-shaped preform 22 is used, post-processing of the molded optical element becomes unnecessary.
なお、図３では、上型１２と下型１４の成形面１２ａ、１４ａをいずれも凹面である場合を例として示したが、これに限らず、例えば上型１２の成形面１２ａを凸面としても良い。また、上型１２と下型１４の成形面１２ａ、１４ａの個数も、図３では２個の場合を例として示したが、連続して２個以上の成形面を形成しても良い。 3 shows an example in which the molding surfaces 12a and 14a of the upper mold 12 and the lower mold 14 are both concave surfaces. However, the present invention is not limited to this. For example, the molding surface 12a of the upper mold 12 may be a convex surface. good. In addition, although the number of molding surfaces 12a and 14a of the upper mold 12 and the lower mold 14 is two as an example in FIG. 3, two or more molding surfaces may be formed continuously.
図４（ａ）は、図３の成形型を用いて得られた光学素子２８の側面図であり、図４（ｂ）は、その平面図である。この光学素子２８は、２つの光学面２８ａ，２８ａを有し、これらが境界面で融着接合している。 4A is a side view of the optical element 28 obtained by using the mold shown in FIG. 3, and FIG. 4B is a plan view thereof. The optical element 28 has two optical surfaces 28a and 28a, which are fusion-bonded at the boundary surface.
この光学素子２８を成形する場合、下型１４の成形面１４ａ、１４ａごとに、全面研磨したボール状のプリフォーム２２をそれぞれ供給する。次いで、図１のヒータ２４、２６に通電してプリフォーム２２を成形可能な温度に加熱する。更に、エアシリンダ２０を作動させて上型１２を下型１４に接近移動させ、プリフォーム２２を変形させる。 When the optical element 28 is molded, a ball-shaped preform 22 that has been entirely polished is supplied to each of the molding surfaces 14 a and 14 a of the lower mold 14. Next, the heaters 24 and 26 in FIG. 1 are energized to heat the preform 22 to a temperature at which it can be molded. Further, the air cylinder 20 is operated to move the upper mold 12 closer to the lower mold 14 and deform the preform 22.
こうして、加圧されたプリフォーム２２は、各光学面２８ａ，２８ａの境界近傍で互いに融着接合する。そして、冷却後に成形したプリフォーム２２を上下型１２，１４から取出し、１個の光学素子２８が得られる。 Thus, the pressurized preform 22 is fusion-bonded to each other in the vicinity of the boundary between the optical surfaces 28a and 28a. Then, the preform 22 formed after cooling is taken out from the upper and lower molds 12 and 14, and one optical element 28 is obtained.
この場合、複数の光学面２８ａを有する光学素子２８は、同一材質のプリフォーム２２を用いることもできるし、また、２種類以上の異なる材質のプリフォーム２２を用いることもできる。そして、異なる材質のプリフォーム２２を用いることにより、屈折率や焦点距離を変化させることができる等、設計の自由度を広げることができる。但し、異なる材質のプリフォーム２２を用いる場合は、略同じ加熱温度で成形可能にガラス転移点が近いものを用いると良い。 In this case, the optical element 28 having a plurality of optical surfaces 28a can use the preform 22 made of the same material, or can use the preforms 22 made of two or more different materials. Further, by using the preform 22 made of a different material, the degree of freedom in design can be expanded, for example, the refractive index and the focal length can be changed. However, when using a preform 22 made of a different material, it is preferable to use a preform having a glass transition point close to that it can be molded at substantially the same heating temperature.
なお、図５に示すように、１個の円板状又は平板状のプリフォーム２２’を用いて成形することも考えられるが、この場合、上型１２と下型１４の成形面１２ａ、１４ａとプリフォーム２２’との間に空気が閉じ込められるおそれがある。これに対し、本実施形態のように、成形面１４ａごとに供給されるボール状のプリフォーム２２を用いれば、空気が外に逃げ易いので、光学素子の光学面に空気溜り等による面精度不良の発生を抑制することができる。 In addition, as shown in FIG. 5, although shape | molding using one disk-shaped or plate-shaped preform 22 'is also considered, in this case, molding surface 12a, 14a of the upper mold | type 12 and the lower mold | type 14 is considered. There is a risk that air may be trapped between and the preform 22 '. On the other hand, if the ball-shaped preform 22 supplied for each molding surface 14a is used as in this embodiment, air easily escapes to the outside, so that surface accuracy is poor due to air trapping on the optical surface of the optical element. Can be suppressed.
また、上型１２及び下型１４の成形面の形状は、図６に示すように、下型１４に２個の凹状の成形面１４ａ、１４ａを形成するとともに、上型１２には１個の凹状の成形面１２ａ−１を形成しても良い。 As shown in FIG. 6, the molding surfaces of the upper mold 12 and the lower mold 14 are formed with two concave molding surfaces 14 a and 14 a on the lower mold 14, and the upper mold 12 has one molding surface. A concave molding surface 12a-1 may be formed.
更に、図７に示すように、下型１４に２個の凹状の成形面１４ａを形成するとともに、上型１２には１個の凸状の成形面１２ａ−２を形成することもできる。また、図８に示すように、下型１４に２個の凹状の成形面１４ａ、１４ａを形成するとともに、上型１２には平面状の成形面１２ａ−３を形成しても良い。 Further, as shown in FIG. 7, two concave molding surfaces 14 a can be formed on the lower mold 14, and one convex molding surface 12 a-2 can be formed on the upper mold 12. Further, as shown in FIG. 8, two concave molding surfaces 14 a and 14 a may be formed on the lower mold 14, and a planar molding surface 12 a-3 may be formed on the upper mold 12.
図９（ａ）は、他の成形型を用いて得られた光学素子１２８の正面図であり、図９（ｂ）は、その平面図である。
この光学素子１２８は、図４（ａ）（ｂ）に示した光学素子２８と異なり、各光学面１２８ａ、１２８ａの境界で、互いにある程度重複するように融着接合している。これにより、光学素子１２８の光学有効総面積が大きくなり、かつ、各光学面１２８ａが重複しているため小型化を図ることができる。なお、このように各光学面１２８ａが重複した光学素子１２８を成形するには、図３に示した上型１２と下型１４の成形面１２ａ、１４ａの境界部Ａ，Ｂの突出量を、若干低くすることで達成される。
Fig.9 (a) is a front view of the optical element 128 obtained using the other shaping | molding die, FIG.9 (b) is the top view.
Unlike the optical element 28 shown in FIGS. 4 (a) and 4 (b), the optical element 128 is fusion-bonded so as to overlap to some extent at the boundary between the optical surfaces 128a and 128a. Thereby, the optical effective total area of the optical element 128 becomes large, and since each optical surface 128a overlaps, size reduction can be achieved. In order to mold the optical element 128 in which the optical surfaces 128a overlap in this way, the protruding amounts of the boundary portions A and B between the molding surfaces 12a and 14a of the upper mold 12 and the lower mold 14 shown in FIG. This is achieved by lowering slightly.
図１０（ａ）は、後述する成形型（図１１）を用いて得られた光学素子２２８の正面図であり、図１０（ｂ）は、その平面図である。この光学素子２２８は、４つの光学面２２８ａを持っていて、各光学面２２８ａの境界で、互いにある程度重複するように融着接合している。 Fig.10 (a) is a front view of the optical element 228 obtained using the shaping | molding die (FIG. 11) mentioned later, FIG.10 (b) is the top view. The optical element 228 has four optical surfaces 228a and is fusion-bonded so as to overlap each other to some extent at the boundary between the optical surfaces 228a.
図１１（ａ）は、その成形型の断正面図であり、図１１（ｂ）は、その平面図である。
この成形型による成形時には、下型１４の４つの成形面１４ａごとに、全面研磨したボール状のプリフォーム２２をそれぞれ供給する。こうして成形された光学素子２２８は、図１０（ａ）（ｂ）で示したように、４つの各光学面２２８ａの境界が重複して融着接合されている。
FIG. 11 (a) is a sectional front view of the mold, and FIG. 11 (b) is a plan view thereof.
At the time of molding by this molding die, ball-shaped preforms 22 that are entirely polished are supplied for each of the four molding surfaces 14 a of the lower die 14. As shown in FIGS. 10A and 10B, the optical element 228 formed in this way is fused and joined at the boundaries of the four optical surfaces 228a.
図１２（ａ）は、他の成形型を用いて得られた光学素子３２８の正面図であり、図１２（ｂ）は、その平面図である。この光学素子３２８は、１９個の光学面３２８ａを持ったレンズアレイであり、これらの各光学面３２８ａがその境界で互いに融着接合している。 FIG. 12A is a front view of an optical element 328 obtained using another mold, and FIG. 12B is a plan view thereof. The optical element 328 is a lens array having 19 optical surfaces 328a, and these optical surfaces 328a are fusion-bonded to each other at the boundary.
また、成形に際しては、図８で示したような成形型であって、多数の凹状の成形面１４ａが形成されたものを用いる。そして、下型１４に形成された凹状の成形面１４ａに、１個ずつプリフォーム２２を供給する。そして、このプリフォーム２２を、上型１２に形成された平面状の成形面１２ａ−３で押圧する。 In molding, a molding die as shown in FIG. 8 having a large number of concave molding surfaces 14a is used. Then, the preforms 22 are supplied one by one to the concave molding surface 14 a formed on the lower mold 14. Then, the preform 22 is pressed by a planar molding surface 12 a-3 formed on the upper mold 12.
図１３は、更に他の成形型を用いて得られた光学素子４２８の平面図である。
この光学素子４２８は、３７個の光学面４２８ａを持ったレンズアレイであり、これらの各光学面４２８ａがその境界で、ある程度重複するように融着接合している。また、これら各光学面４２８ａは正６角形をなしている。これにより、光学素子４２８は、光学素子全面積に対する光学有効総面積が更に大きくなる。
FIG. 13 is a plan view of an optical element 428 obtained using still another mold.
This optical element 428 is a lens array having 37 optical surfaces 428a, and these optical surfaces 428a are fusion-bonded so as to overlap to some extent at the boundary. Each of these optical surfaces 428a is a regular hexagon. As a result, the optical effective total area of the optical element 428 further increases with respect to the total area of the optical element.
以上説明した本実施形態によれば、成形される各光学素子（２８等）には複数の光学面（２８ａ等）が連続して形成されるので、各光学素子の光学有効総面積が大きくなり、光量が大幅に増加する。また、成形型の各成形面（１４ａ等）に、プリフォーム２２の体積の総和が、成形される光学素子（２８等）の体積と略等しい値となるように体積管理されたものを１個ずつ供給することで、成形されてできた各光学素子（２８等）の後加工を省略することができる。 According to the present embodiment described above, since a plurality of optical surfaces (28a, etc.) are continuously formed on each optical element (28, etc.) to be molded, the total optical effective area of each optical element is increased. , The amount of light increases significantly. Further, on each molding surface (14a, etc.) of the molding die, one piece whose volume is controlled so that the total volume of the preform 22 is substantially equal to the volume of the optical element (28, etc.) to be molded. By supplying each one, post-processing of each optical element (28 etc.) formed can be omitted.
更に、成形型の各成形面（１４ａ等）に１個ずつプリフォーム２２を供給することで、各光学素子（２８等）の光学面（２８ａ等）に空気溜り等が生じないので、各光学素子（２８等）の面精度が向上する。 Further, by supplying one preform 22 to each molding surface (14a, etc.) of the molding die, no air accumulation or the like occurs on the optical surface (28a, etc.) of each optical element (28a, etc.). The surface accuracy of the element (28 etc.) is improved.
１０ 光学素子の製造装置
１２ 上型
１２ａ 成形面
１４ 下型
１４ａ 成形面
１５ スリーブ
１６ 上伝熱板
１８ 下伝熱板
２０ エアシリンダ
２２ プリフォーム
２４ ヒータ
２６ ヒータ
２８ 光学素子
２８ａ 光学面
１２８ 光学素子
１２８ａ 光学面
２２８ 光学素子
２２８ａ 光学面
３２８ 光学素子
３２８ａ 光学面
４２８ 光学素子
４２８ａ 光学面
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Optical element manufacturing apparatus 12 Upper mold 12a Molding surface 14 Lower mold 14a Molding surface 15 Sleeve 16 Upper heat transfer plate 18 Lower heat transfer plate 20 Air cylinder 22 Preform 24 Heater 26 Heater 28 Optical element 28a Optical surface 128 Optical element 128a Optical surface 228 Optical element 228a Optical surface 328 Optical element 328a Optical surface 428 Optical element 428a Optical surface
Claims (9)
前記１対の成形型の少なくとも一方に、連続する複数の凹状の成形面を形成し、該成形面ごとに前記光学素子素材を１個ずつ供給する工程と、
供給された前記光学素子素材を加熱・加圧して、隣接する前記光学素子素材同士を互いに融着接合し、連続する複数の光学面を形成する工程と、を備えている
ことを特徴とする光学素子の製造方法。 In a method for manufacturing an optical element in which an optical element material is pressure-molded using a pair of opposing molds,
Forming a plurality of continuous concave molding surfaces on at least one of the pair of molding dies, and supplying the optical element material one by one for each molding surface;
A step of heating and pressurizing the supplied optical element material, and fusing and bonding the adjacent optical element materials to each other to form a plurality of continuous optical surfaces. Device manufacturing method.
ことを特徴とする請求項１に記載の光学素子の製造方法。 The method of manufacturing an optical element according to claim 1, wherein the optical element materials supplied one by one are made of the same material.
ことを特徴とする請求項１に記載の光学素子の製造方法。 The method of manufacturing an optical element according to claim 1, wherein the optical element materials supplied one by one are made of different materials.
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の光学素子の製造方法。 The method of manufacturing an optical element according to any one of claims 1 to 3, wherein the optical element materials supplied one by one have a spherical shape or a cylindrical shape.
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の光学素子の製造方法。 5. The optical element according to claim 1, wherein the total volume of the optical element materials to be supplied one by one is managed to be substantially equal to the volume of the product. Production method.
前記１対の成形型の少なくとも一方に、連続する複数の凹状の成形面を形成し、
該成形面ごとに前記光学素子素材を１個ずつ供給可能とした
ことを特徴とする光学素子の製造装置。 In an optical element manufacturing apparatus that press-molds a heat-softened optical element material using a pair of opposing molds,
A plurality of continuous concave molding surfaces are formed on at least one of the pair of molding dies,
An optical element manufacturing apparatus characterized in that one optical element material can be supplied for each molding surface.
ことを特徴とする請求項６に記載の光学素子の製造装置。 The molding surface includes the concave molding surface formed on one of the pair of molding dies, and a plurality of continuous concave or convex molding surfaces formed on the other of the pair of molding dies. The apparatus for manufacturing an optical element according to claim 6.
ことを特徴とする請求項６に記載の光学素子の製造装置。 The molding surface includes the concave molding surface formed on one of the pair of molding dies and one concave, convex, or planar molding surface formed on the other of the pair of molding dies. Any one of these is included. The optical element manufacturing apparatus of Claim 6 characterized by the above-mentioned.
ことを特徴とする請求項６〜８のいずれかに記載の光学素子の製造装置。 The optical element manufacturing apparatus according to any one of claims 6 to 8, wherein the pair of molding dies are divided for each of the molding surfaces.
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011007860A (en) * | 2009-06-23 | 2011-01-13 | Hoya Corp | Glass molded lens and support frame for the same |
| JPWO2013103102A1 (en) * | 2012-01-05 | 2015-05-11 | 旭硝子株式会社 | Glass casing molding apparatus and molding method |
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2006
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