JP2010006621A - 光学素子の成形素材とその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】上型18及び下型20で成形素材30を加圧成形して光学素子40を製造する光学素子の製造方法において、上型18及び下型20と環状部材24とで成形空間26を形成し、この成形空間26に研磨球体素材31の一部を削った成形素材30を配置し、この成形素材30を加熱軟化させて加圧成形する。
【選択図】 図2
Description
この特許文献1では、図17に示すように、球形状の成形素材130の外径とスリーブ(胴型)122の内径とを略同一にして、成形素材130の型内での位置ずれを防止している。
成形型で加圧成形される光学素子の成形素材において、
球形素材の少なくとも一部を削った削り部を有する
ことを特徴とする光学素子の成形素材。
前記削り部は円柱形状を有す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成形素材において、
前記削り部は平面形状を有することを特徴とする。
成形型で成形素材を加圧成形して光学素子を製造する光学素子の製造方法において、
前記成形型と環状部材とで成形空間を形成し、
前記成形空間に球形素材の少なくとも一部を削った成形素材を配置し、
前記成形素材を加熱軟化させて加圧成形することを特徴とする。
前記環状部材の内径よりも大きい直径の前記球形素材を削って前記環状部材の内径に挿入可能な円柱部を有する成形素材を用いることを特徴とする。
前記環状部材の内径よりも大きい直径の前記球形素材を削って前記環状部材の内径に挿入可能な平面部を有する成形素材を用いることを特徴とする。
前記環状部材の内径に挿入可能な直径の前記球形素材を削って平面部を有する成形素材を用いることを特徴とする。
[第1の実施の形態]
図1は、光学素子の製造装置1の概略構成を示す図である。
成形室2の入口と出口には、上下に開閉自在なシャッタ8,9が夫々設けられている。この入口側のシャッタ8を開いて型セット16を成形室2内に搬入し、また、出口側のシャッタ9を開いて成形完了後の型セット16を成形室2から外部に搬出する。
この型セット16は、上型18と下型20、及びスリーブ22を有している。上型18及び下型20は、スリーブ22の内部で、それぞれの成形面18a,20aが対向するようにスリーブ22の両端側から嵌挿されている。上型18は、大径のフランジ部181とそれよりもやや小径の中間部182と、さらに小径の先端部183とを有する段付き円柱状をなしている。
なお、上型18及び下型20は、タングステンカーバイド(WC)等の超硬合金を研磨して仕上げられている。また、成形素材30は、市販の光学ガラスが用いられている。
図3〜図7は、本実施の形態の成形工程を示す図であり、図3は芯取り装置による芯取り加工を示す図、図4は芯取り加工により得られた成形素材の断面図、図5は成形前の型セットの断面図、図6は成形後の型セットの断面図、図7は成形された光学素子の断面図である。
(素材加工工程)
まず、光学素子の成形に用いる成形素材30を準備する。
図4は、研磨球体素材31から研削されてできた成形素材30の断面を示している。
なお、この成形素材30の外径寸法(円柱部30aの外径)は、作業性と型軸中心と成形素材30とのズレを考慮して、環状部材24の中心孔24aよりも0.01〜0.2mm小径に形成するのが好ましい。
(成形工程)
次に、図5に示すように、成形素材30を収容した型セット16の組み付けを行う。
さらに、スリーブ22に上型18を挿入して型セット16を組み立てる。この状態で、上型18の先端部183は環状部材24の中心孔24aに嵌入される。
この光学素子40は、鉄砲玉のように細長い円柱部40aを有し、その一端が球面(又は非球面)40bで他端が平坦面40cの光学機能面を有している。なお、必要な場合は成形後の光学素子40の円柱部40aを、さらに芯取り加工して製品を得る場合もある。
さらに、研磨球形素材31を用いて、鉄砲玉のように外径に対して肉厚の大きい(細長い)光学素子40を容易に成形することができる。
[第2の実施の形態]
図8〜図12は、第2の実施の形態の成形工程を示す図であり、図8は研削装置による研削加工を示す図、図9は研削加工により得られた成形素材の断面図、図10は成形前の型セットの断面図、図11は成形後の型セットの断面図、図12は成形された光学素子の断面図である。なお、第1の実施の形態と同一又は相当する部材には同一の符号を付して説明する。
(素材加工工程)
光学素子の成形に用いる成形素材30を準備するために、第1の実施の形態と同様に、研磨球体素材31の素材加工を行う。
この状態で、レンズホルダ45に収容された研磨球形素材31は、回転する研削工具(又は研磨部材)48によって平面研削及び研磨される。
(成形工程)
次に、図10に示すように、下型20に環状部材24とスリーブ22を組み込んだ状態で、研削及び研磨された概略半球状よりも小さい成形素材30を環状部材24の中心孔24aの開口側から成形空間26に挿入する。
さらに、スリーブ22に上型18を挿入して型セット16を組み立てる。この状態で、上型18の先端部183は環状部材24の中心孔24aに嵌入される。なお、本実施形態
では上型18の成形面18aは凸球面(又は凸非球面)をなし、その外周は平坦面に形成されている。
この光学素子40は、一側の光学機能面が凹球面(又は凹非球面)40bで他側が平坦面40cの平凹レンズである。
本実施形態によれば、研磨球形素材31から研削加工した成形素材30を用いて成形することで、環状部材24の中心孔24aの内周面で概略半球状の成形素材30の位置ずれを規制できるので、偏りが発生しない高精度な光学素子40を得ることができる。
さらに、多数の研磨球形素材31をまとめて加工することができる。
[第3の実施の形態]
図13〜図16は、第3の実施の形態の成形工程を示す図であり、図13は本実施形態で用いられる成形素材の断面図、図14は成形前の型セットの断面図、図15は成形後の型セットの断面図、図16は成形された光学素子の断面図である。なお、第1の実施の形態と同一又は相当する部材には同一の符号を付して説明する。
(素材加工工程)
本実施形態では、環状部材24の中心孔24aと同径の研磨球形素材31に所望の光学素子と同体積になるように平面研削及び研磨を行い成形素材30を準備するものである。
なお、研磨球形素材31の直径は、作業性と型軸心と成形素材30のズレを考慮して環状部材24の中心孔24aよりも0.01〜0.2mm小径に形成するのが好ましい。
(成形工程)
第2の実施の形態と同じであるが、その概略を説明する。
さらに、スリーブ22に上型18を挿入して型セット16を組み立てる。この状態で、上型18の先端部183は環状部材24の中心孔24aに嵌入される。なお、上型18の成形面18aは凸球面(又は凸非球面)をなし、その外周は平坦面に形成されている。
この光学素子40は、一側の光学機能面が凹球面(又は凹非球面)40bで他側が平坦面40cの平凹レンズである。
本実施形態によれば、研磨球形素材31から研削加工した成形素材30を用いて成形することで、環状部材24の中心孔24aの内周面で概略半球状の成形素材30の位置ずれを規制できるので、偏りが発生しない高精度な光学素子40を得ることができる。
さらに、多数の研磨球形素材31をまとめて加工することができる。
2 成形室
3 プレスステージ
4 冷却ステージ
5 基台
6 気体流入口
7 気体流出口
8 シャッタ
9 シャッタ
12 上プレート
12’ 上プレート
13 上カートリッジヒータ
13’ 上カートリッジヒータ
14 下プレート
14’ 下プレート
15 下カートリッジヒータ
15’ 下カートリッジヒータ
16 型セット
17 エアシリンダ
17’ エアシリンダ
18 上型
18a 成形面
181 フランジ部
182 中間部
183 先端部
20 下型
20a 成形面
20b 平坦面
22 スリーブ
24 環状部材
24a 中心孔
26 成形空間
30 成形素材
30a 円柱部
30b 球面
30c 平面部
31 研磨球体素材
32 レンズホルダ
33 固定軸
34 クランプ軸
35 砥石
40 光学素子
40a 円柱部
40b 球面
40c 平坦面
45 レンズホルダ
46 砥石
46a 支持軸
47 収容孔
48 研削工具
118 上型
120 下型
122 スリーブ
130 成形素材
140 レンズ
Claims (7)
- 成形型で加圧成形される光学素子の成形素材において、
球形素材の少なくとも一部を削った削り部を有する
ことを特徴とする光学素子の成形素材。 - 前記削り部は円柱形状を有する
ことを特徴とする請求項1に記載の光学素子の成形素材。 - 前記削り部は平面形状を有する
ことを特徴とする請求項1に記載の光学素子の成形素材。 - 成形型で成形素材を加圧成形して光学素子を製造する光学素子の製造方法において、
前記成形型と環状部材とで成形空間を形成し、
前記成形空間に球形素材の少なくとも一部を削った成形素材を配置し、
前記成形素材を加熱軟化させて加圧成形する
ことを特徴とする光学素子の製造方法。 - 前記環状部材の内径よりも大きい直径の前記球形素材を削って前記環状部材の内径に挿入可能な円柱部を有する成形素材を用いる
ことを特徴とする請求項4に記載の光学素子の製造方法。 - 前記環状部材の内径よりも大きい直径の前記球形素材を削って前記環状部材の内径に挿入可能な平面部を有する成形素材を用いる
ことを特徴とする請求項4に記載の光学素子の製造方法。 - 前記環状部材の内径に挿入可能な直径の前記球形素材を削って平面部を有する成形素材を用いる
ことを特徴とする請求項4に記載の光学素子の製造方法。
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JP2008165086A JP2010006621A (ja) | 2008-06-24 | 2008-06-24 | 光学素子の成形素材とその製造方法 |
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-
2008
- 2008-06-24 JP JP2008165086A patent/JP2010006621A/ja active Pending
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