JP2011219307A - ガラスレンズの製造方法及びガラスレンズ - Google Patents

Abstract

【課題】比較的簡易に、光学的に有効なレンズ面に傷をつけることなく精密な心取りを行うことのできるガラスレンズの製造方法及び当該製造方法を経て得られるガラスレンズを提供すること。
【解決手段】基準光学面である第２のレンズ面７１ｂの光軸ＯＡと同軸でかつ第２のレンズ面７１ｂと同一の面仕上げにされたテーパー面７３ａを有するガラスレンズ７０を成形するので、回転装置６１のホルダ６４による芯出しが精密になる。すなわち、保持部であるホルダ６４によりテーパー形状部７３を支持するようにガラスレンズ７０を挟んで保持することで、第２のレンズ面７１ｂに触れて傷つけることなく、第２のレンズ面７１ｂを有する本体部７１をホルダ６４に対して精密にアライメントして保持することができ、心取り加工の精度を向上させることができる。
【選択図】図３

Description

本発明は、ガラス材料を一対の型間でプレスすることによって得られるガラスレンズの製造方法、及び、当該製造方法を経て得られるガラスレンズに関する。

ガラスレンズ及びガラスレンズの製造方法として、レンズ部とコバ部との境界部での割れやクラックの発生を防ぐために、ガラスレンズの当該境界部に勾配面を形成させるものや（特許文献１参照)、凹部を形成させるもの（特許文献２参照）が知られている。

特公平３−５２４１７号公報 特開２００５−３２０１９９号公報

しかしながら、上記特許文献１、２の方法では、コバ部又はフランジ部分の外周側面を加工する心取りについて考慮されていない。近年、プレスによって作製されるガラスレンズの小型化・高精度化が進み、レンズ本体に対してフランジ部分を精密に同心に形成することが要求されるようになっており、フランジ部分の外周側面を精密に心取り加工する必要が生じている。このため、レンズ本体の光学面の周縁部をホルダに固定することで心取りの精度を向上させることも考えられるが、比較的軟らかい素材によりレンズを作製すると、特に小型のレンズの心取りの際に光学的に有効な光学面に傷がつきやすいという問題がある。

なお、上記特許文献１、２の場合、境界部に形成された勾配面や凹部は、光学的に有効な光学面としては使用されない領域にあり、当該勾配面や凹部の形状が十分な精度を有するとはいえず、比較的高い精度を必要とする心取りではアライメントに利用することができない。

そこで、本発明は、比較的簡易に、光学的に有効なレンズ面に傷をつけることなく精密な心取りを行うことのできるガラスレンズの製造方法及び当該製造方法を経て得られるガラスレンズを提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明に係るガラスレンズの製造方法は、中央側に配置され、取付基準面側に形成される基準光学面を有する本体部と、基準光学面の光軸と同軸でかつ基準光学面と同一の面仕上げにされたテーパー面を有するテーパー形状部と、周辺側に配置される環状のフランジ部とを備えるガラスレンズを成形するレンズ成形工程と、保持部により、テーパー面を介してテーパー形状部を支持しつつ、ガラスレンズを挟んで保持することによって芯出しを行うレンズ保持工程と、保持部によるガラスレンズの保持状態を維持してフランジ部の側面を部分的に除去する心取り加工を行う心取り工程とを備える。

上記ガラスレンズの製造方法では、レンズ成形工程において、基準光学面の光軸と同軸でかつ基準光学面と同一の面仕上げにされたテーパー面を有するガラスレンズを成形するので、レンズ保持工程の芯出しが精密になる。すなわち、保持部によりテーパー形状部を支持するようにガラスレンズを挟んで保持することで、レンズ面である基準光学面に触れて傷つけることなく、基準光学面を有する本体部を保持部に対して精密にアライメントして保持することができ、心取り加工の精度を向上させることができる。なお、テーパー面と基準光学面との境界は、テーパー面の傾斜角を保持部による保持に適したものにするため、一般に滑らかなものとならず、折れ曲がったものとなる。

本発明の具体的な態様又は観点では、上記製造方法において、テーパー形状部が、本体部とフランジ部との間に形成され、テーパー面は、基準光学面と取付基準面との間に設けられている。この場合、テーパー形状部が本体部の外側に形成され、テーパー面が基準光学面と取付基準面との間に設けられるので、基準光学面の保護が確実になり、本体部の保持を安定化させることができる。

また、本発明の別の観点では、テーパー形状部のテーパー面が、断面直線状部分と断面曲線状部分との少なくともいずれか一方を含む。

本発明のさらに別の観点では、ガラスレンズが、リン酸系材料により形成される。この場合、レンズ成形工程によって得たガラスレンズが比較的軟らかくなるが、心取り工程でテーパー形状部を支持することで、基準光学面を傷つけることを確実に防止できる。

本発明のさらに別の観点では、ガラスレンズのヌープ硬さは、５００以下である。この場合、心取り工程でテーパー形状部を支持することで、基準光学面を傷つけることを確実に防止できる。

本発明のさらに別の観点では、レンズ成形工程において、液滴成形法によりガラスレンズをプレス成形する。この場合、フランジ部の外周の加工形状を高精度にすることが容易でなく、心取り工程によって本体部に対してフランジ部を精密に同心に加工することが望ましい。

本発明のさらに別の観点では、ガラスレンズの基準光学面は、本体部の両側に形成される一対の光学面のうち曲率半径が小さい方の光学面であり、レンズ成形工程において、基準光学面を成形するための転写型を下型として配置し、下型面上に溶融ガラス滴を滴下する滴下工程を含む。この場合、基準光学面は外周で傾斜が大きくなり、保持部によって基準光学面を保持することが容易でないので、保持部によってテーパー面を保持することで心取り加工が確実で高精度になる。

本発明のさらに別の観点では、レンズ保持工程において、保持部は、ガラスレンズのうち基準光学面側においてテーパー形状部に当接する第１治具と、基準光学面側の反対側において当接する第２治具とを有し、第１治具の径と第２治具の径とが略同一であり、第１治具と第２治具とがガラスレンズを下方と上方とからそれぞれ支持する。この場合、第１治具と第２治具とによってガラスレンズの光軸を鉛直に保ってガラスレンズをしっかりと保持することができる。

本発明のさらに別の観点では、レンズ成形工程において、取付基準面とテーパー面との間に凹部が形成される。この場合、取付基準面とテーパー面との境界部での割れやクラックが発生することを抑えることができる。

本発明に係るガラスレンズは、中央側に配置され、取付基準面側に形成される基準光学面を有する本体部と、基準光学面の光軸と同軸で、かつ、基準光学面と同一の面仕上げにされたテーパー面を有するテーパー形状部と、周辺側に配置される環状のフランジ部とを備える。

上記ガラスレンズでは、基準光学面の光軸と同軸でかつ基準光学面と同一の面仕上げにされたテーパー面を有するテーパー形状部を備えるので、心取り工程の前に行われるレンズ保持工程の芯出しが精密になる。すなわち、保持部によりテーパー形状部を支持するようにガラスレンズを挟んで保持することで、レンズ面である基準光学面に触れて傷つけることなく、この基準光学面を有する本体部を保持部に対して精密にアライメントして保持することができ、心取り加工の精度を向上させることができる。

本発明の具体的な観点では、上記ガラスレンズにおいて、テーパー形状部が、本体部とフランジ部との間に形成され、テーパー面は、基準光学面と取付基準面との間に設けられている。

本発明の別の具体的な観点では、テーパー形状部のテーパー面が、断面直線状部分と断面曲線状部分の少なくともいずれか一方を含む。

本発明の一実施形態に係る成形金型を組み込んだプレス装置を説明するための図である。 図１に示す成形金型の要部を拡大した断面図である。 図１に示す成形金型を用いて形成されるガラスレンズの断面図である。 ガラスレンズの成形工程について説明するための断面図である。 （Ａ）、（Ｂ）は、成形金型を用いたガラスレンズの成形工程について説明するための断面図である。 ガラスレンズの保持及び心取りを行う仕上加工装置を概念的に説明する図である。 心取りの工程におけるガラスレンズの保持状態を説明するための一部拡大図である。

以下、図１から図７までを参照して、本発明の一実施形態に係るガラスレンズ及びその製造方法について説明する。

図１に示すように、本実施形態のガラスレンズを製造するためのプレス装置１００は、液滴成形法によりガラスレンズをプレス成形するための装置であり、成形金型１０と制御駆動装置４０とを備える。

図１及び図２に示すように、成形金型１０は、可動側の上型１と、固定側の下型２と、制御駆動装置４０とを備える。成形の際、後述する原材料供給部５０（図４参照）から落下するガラス滴ＧＤを受け取る下型２は固定状態に維持され、上型１は制御駆動装置４０の制御下で下型２に対向するように適宜移動させられ、両型１，２を互いに突き合わせる型閉じと、両型１，２を適度の圧力で締め付けるような型締めとが行われる。両型１，２に挟まれたガラス滴ＧＤは、加圧によって形状の転写作用を受けて、以下に説明するガラスレンズに成形される。

図３に示すように、図１の成形金型１０によって製造されるガラスレンズ７０は、中央側に配置される本体部７１と、周辺側に配置される環状のフランジ部７２と、本体部７１及びフランジ部７２間に配置されるテーパー形状部７３とを備える。ここで、フランジ部７２は、半製品の状態で外縁側に形成される余剰な部分である外周部７２ｆを有し、完成品の状態で外周部７２ｆが除去される。つまり、完成品としてのガラスレンズ７０において、フランジ部７２の外周は図中破線で示す外周側面７２ｃによって画成される。このガラスレンズ７０は、光ピックアップ装置用の対物レンズであり、例えばＢＤ(blu-ray)、ＤＶＤ(digital versatile disc)等の波長の光束に対してＮＡ０．８５、０．７等を満たすレンズである。なお、フランジ部７２に設けた一方のフランジ面７２ｂ（紙面下側）は、ガラスレンズ７０を光ピックアップ装置に組み付ける際の取付基準面７５を有している。

ガラスレンズ７０は、例えばリン酸系材料を原料とするリン酸塩系ガラスで形成される。後述する原材料供給部５０（図４参照）での取り扱いや、プレス装置１００での加工精度を確保する観点で、ガラス転移点温度が比較的低いリン酸塩系ガラスがガラスレンズ７０の材料として用いられている。ガラスレンズ７０は、材料がリン酸塩系ガラスであることから、一般に硬度が低くヌープ硬さが５００以下になっており、比較的傷つきやすい。

図１、２等に戻って、成形金型１０のうち上型１は、形状転写のための型本体１ａを備える。型本体１ａは、成形に際しての上型転写面１１として、ガラスレンズ７０の本体部７１のうち相対的に曲率の小さな第１のレンズ面７１ａを形成するための光学面転写面１１ａと、フランジ部７２の輪帯状のフランジ面７２ａを形成するためのフランジ面転写面１１ｂとを有する。これらの光学面転写面１１ａとフランジ面転写面１１ｂとは、型本体１ａの下端面によって画成される。型本体１ａは、単一の部材とすることもできるが、例えば型枠及び入れ子型のように複数の部材で構成することもできる。なお、上型１には、型本体１ａを適度に加熱するためのヒータ２０ａが内蔵されている。

下型２は、形状転写のための型本体２ａを備える。型本体２ａは、成形に際しての下型転写面１２として、ガラスレンズ７０の本体部７１のうち相対的に曲率の大きな第２のレンズ面７１ｂを形成するための光学面転写面１２ａと、フランジ部７２の輪帯状のフランジ面７２ｂを形成するためのフランジ面転写面１２ｂと、テーパー形状部７３のテーパー面７３ａを形成するためのテーパー面転写面１２ｃとを有する。これらの光学面転写面１２ａとフランジ面転写面１２ｂとテーパー面転写面１２ｃとは、型本体２ａの上端面によって画成される。型本体２ａは、単一の部材とすることもできるが、例えば型枠及び入れ子型のように複数の部材で構成することもできる。なお、下型２には、型本体２ａを適度に加熱するためのヒータ２０ｂが内蔵されている。

以上の成形金型１０は、図１に示す制御駆動装置４０によって動作が制御される。例えば、制御駆動装置４０は、上型１を駆動して、水平なＡＢ方向に移動させることができるとともに、鉛直のＣＤ方向に移動させることができる。両型１，２を合わせて型閉じを行う際には、まず下型２の上方位置に上型１を移動させて両型１，２の中心軸ＣＸ１，ＣＸ２を一致させ、上型１を降下させて下型２側に所定の力で押し付ける。なお、下型２の下型転写面１２上にガラス滴ＧＤを滴下する際には、下型２を原材料供給部５０を下型２の上方位置に配置する。或いは、上型１を下型２の上方位置から待避させ、上型１の代わりに以下に説明する原材料供給部５０を下型２の上方位置に配置する。つまり、制御駆動装置４０は、原材料供給部５０の動作も制御している。

図４は、プレス装置１００にガラス滴ＧＤを滴下するための原材料供給部５０を説明する図である。原材料供給部５０は、ガラス溶融用の溶融坩堝５１とガラス滴下用の溶融ガラス供給ノズル５２とを有する。なお、原材料供給部５０は、ヒータ５０ａ，５０ｂにより加熱され、それぞれのヒータ５０ａ，５０ｂにより溶融坩堝５１及び溶融ガラス供給ノズル５２内のガラスを適度な粘度の溶融状態にしている。

溶融坩堝５１は、原料を加熱及び撹拌することによって得た溶融ガラスＧを溜めており、溶融坩堝５１の底部に接続された溶融ガラス供給ノズル５２に対して溶融ガラスＧを連続的に供給する。溶融ガラス供給ノズル５２は、溶融坩堝５１中の溶融ガラスＧを下端の吐出部５２ａから吐出させるとともに、吐出された溶融ガラスＧをガラス滴ＧＤとして所望の周期的なタイミングで滴下させる。吐出部５２ａは、溶融ガラスＧの目標流量等に適合する内径を有し、ガラス滴ＧＤのサイズや滴下周期を調整するため下方に向けて適度に広がるテーパー状の内面形状を有する。これにより、溶融ガラス供給ノズル５２は、吐出部５２ａに溜まった溶融ガラスＧが適量に達した場合、この溶融ガラスＧをその自重によってガラス滴ＧＤとして下型２の上型転写面１１に向けて落下させる。

図１等に示すプレス装置１００によって成形されるガラスレンズ７０は、上述のように光ピックアップ装置等に用いられる対物レンズである。近年、光ピックアップ装置用の対物レンズ等については、より解像度を高めるため、ＢＤやＤＶＤに対応して開口数（ＮＡ）の高いものが求められるものとなっている。このため、ガラスレンズ７０の光学面として機能するレンズ面７１ａ，７１ｂについては、一方の第２のレンズ面７１ｂの曲率が、他方の第１のレンズ面７１ｂの曲率よりも極端に大きくなる構成となっており、加圧成形時に空気が溜まって成形不良が発生しにくくするため、曲率の大きい第２のレンズ面７１ｂ側を下方にしてレンズ作製を行うものとしている。つまり、成形金型１０では、下型２の光学面転写面１２ａの曲率が大きなものとなる一方、上型１の光学面転写面１１ａは、ほとんど曲率のないものとなっている。

図３を参照して、半製品及び完成品のガラスレンズ７０の形状について詳細に説明する。ガラスレンズ７０の本体部７１は、取付基準面７５側に第２のレンズ面７１ｂを有し、取付基準面７５の反対側に基準光学面としての第１のレンズ面７１ａを有している。ここで、第２のレンズ面７１ｂの曲率は、第１のレンズ面７１ａの曲率よりも大きく、より立体的な形状となっている。第２のレンズ面７１ｂと、取付基準面７５としてのフランジ面７２ｂとの間には、テーパー形状部７３の表面として、テーパー面７３ａが設けられている。つまり、テーパー面７３ａの内径ａは、第２のレンズ面７１ｂの外径と略等しく、テーパー面７３ａの外径ｂは、第２のレンズ面７１ｂの外径よりも所定量だけ大きくなっている。第２のレンズ面７１ｂの外径は、ガラスレンズ７０光学的な有効径以上に設定されることから、テーパー面７３ａの内径ａは、ガラスレンズ７０の光学的な有効径以上に設定される。また、テーパー面７３ａの外径ｂは、取付基準面７５の機能を妨げないように、フランジ面７２ｂにおいて取付基準面７５を確保する範囲より内側に設定される。このような範囲に設けられるテーパー面７３ａは、ガラスレンズ７０に設けたフランジ部７２の外周部７２ｆを心取り加工して外周側面７２ｃを形成する際に、後述するホルダに支持される部分であり、位置決め精度を高めるため、基準光学面としての第１のレンズ面７１ｂの光軸ＯＡと同軸でかつ第１のレンズ面７１ｂと同一の面仕上げにされている。つまり、下型２の型本体２ａにおいて、光学面転写面１２ａとテーパー面転写面１２ｃとは、同一の加工精度で鏡面に仕上げられている。

なお、フランジ面転写面１２ｂは、その少なくとも一部が取付基準面７５として機能するため、光軸ＯＡに対して精密に垂直になるような高精度の面であり、この場合、鏡面に仕上げられている。テーパー面７３ａは、光軸ＯＡに垂直な取付基準面７５に平行な面を基準として傾斜角θをなしている。この傾斜角θは、後述する研削用のホルダによる支持の確実を考慮して２０°〜６０°に設定されている。図示の例では、テーパー面７３ａは、略全体が断面直線状部分で構成されており、第１のレンズ面７１ｂとの境界に谷状の折り曲げ部が形成されている。テーパー面７３ａは、断面直線状部分のみで構成する必要はなく、第１のレンズ面７１ｂとの境界に適当な断面曲線状部分を設ければ、極端な折り曲げ線が形成されなくなる。また、テーパー面７３ａを断面曲線状部分のみで構成することもでき、この場合、第１のレンズ面７１ｂとテーパー面７３ａとを滑らかに接続することができ、成形中の応力集中を防止できる。

なお、第２のレンズ面７１ｂに対向する第１のレンズ面７１ａと、取付基準面７５の反対側のフランジ面７２ｂとの間には、テーパー面７３ａに相当するものが設けられていない。

また、ガラスレンズ７０は、テーパー形状部７３のさらに外側に、環状の凹部７８を有する。つまり、この凹部７８は、テーパー形状部７３のテーパー面７３ａとフランジ部７２のフランジ面７２ｂとの間に形成される。この凹部７８は、取付基準面７５としてのフランジ面７２ｂとテーパー面７３ａとの境界部での割れやクラックの発生を抑えることができる。

以下、図１等に示すプレス装置１００や図４に示す原材料供給部５０を用いたガラスレンズ７０のプレス方法すなわちレンズ成形工程について説明する。

まず、図１に示す成形金型１０を準備する（型準備工程）。次に、図４に示すように、溶融ガラス供給ノズル５２の下方に下型２を配置し、溶融ガラス供給ノズル５２からガラス滴ＧＤを吐出させる。すなわち、溶融ガラス供給ノズル５２に導かれた溶融ガラスＧは、下端の吐出部５２ａに溜まる。吐出部５２ａに溜まった溶融ガラスＧは、所定量に達したところで、ガラス滴ＧＤとして落下する（滴下工程）。落下したガラス滴ＧＤは、下型２に設けた下型転写面１２上に落下し回収される（材料載置工程）。

その後、図５（Ａ）に示すように、下型２を予め下型２と同程度の温度に加熱しておいた上型１の下方に移動させて上型１を下降させ、上型転写面１１と下型転写面１２とを互いに対向させた状態で上型１を下型２に近接させ、下型２上で溶融したガラス塊ＧＧを上下型１，２によって加圧成形する（加圧転写工程）。これにより、溶融したガラス塊ＧＧは押しつぶされるように変形する。

上記加圧転写工程の後半においてガラス塊ＧＧの温度が漸次低下していくことにより、ガラスレンズ７０が成形される。具体的には、光学面転写面１１ａ，１２ａ、テーパー面転写面１２ｃ及びフランジ面転写面１１ｂ，１２ｂによって、ガラスレンズ７０の表面形状を構成するレンズ面７１ａ，７１ｂ、テーパー面７３ａ及びフランジ面７２ａ，７２ｂがそれぞれ形成される（図３参照）。つまり、第２のレンズ面７１ｂとフランジ面７２ｂとの間には、テーパー面７３ａが設けられている。ガラスレンズ７０を十分に冷却した後、図５（Ｂ）に示すように、下型２及び上型１の加圧を解除して上型１を上昇させることにより、ガラスレンズ７０を型外へ取り出す（取出工程）。

以下、図３等に示すガラスレンズ７０のフランジ部７２に心取り加工を施す仕上加工装置について説明する。

図６に示すように、仕上加工装置６０は、回転装置６１と、研削装置６２とを備える。回転装置６１は、ガラスレンズ７０を固定するためのホルダ６４、ホルダ６４とともにガラスレンズ７０を回転させるためのモータ６５等を備え、研削装置６２は、ガラスレンズ７０を研削加工するための円板状の砥石６７、砥石６７を回転させるためのモータ６８等を備える。

ここで、ホルダ６４は、ガラスレンズ７０を挟んで固定するための保持部であり、ガラスレンズ７０を下側から支持する下側保持治具６４ａと、ガラスレンズ７０を上側から付勢して固定する上側保持治具６４ｂとを有する。下側保持治具６４ａは、底板を設けた筒状の外形を有し、その上端部６４ｄの直径Ｄ１は、本体部７１の外径とフランジ部７２の内径の間であって、テーパー形状部７３のテーパー面７３ａに対応するものとなっている。つまり、下側保持治具６４ａの上端部６４ｄによってガラスレンズ７０のテーパー面７３ａが支持される。他方、上側保持治具６４ｂは、天板を設けた筒状の外形を有し、その下端部６４ｅの直径Ｄ２は、下側保持治具６４ａの上端部６４ｄの直径Ｄ１に略等しい（Ｄ２≒Ｄ１）が、この直径Ｄ１よりも僅かに大きく（Ｄ２＞Ｄ１）、フランジ部７２の内径よりも大きく外径よりも小さくなっている。つまり、上側保持治具６４ｂの下端部６４ｅによってガラスレンズ７０のフランジ面７２ａが支持される。これにより、モータ６５に駆動される下側保持治具６４ａの回転軸ＲＸ１に対してガラスレンズ７０の光軸ＯＡを簡易かつ正確に一致させることができる。

図７は、下側保持治具６４ａによるガラスレンズ７０の支持状態を説明する部分拡大断面図である。ガラスレンズ７０は、テーパー形状部７３のテーパー面７３ａにおいて、下側保持治具６４ａの上端部６４ｄによって支持されている。上端部６４ｄは、エッジ状であり、テーパー面７３ａに対して（９０°−θ）程度の角度をなす。つまり、テーパー面７３ａの傾斜角θを２０°〜６０°としており、上端部６４ｄとテーパー面７３ａとのなす角をある程度大きくすることができ、下側保持治具６４ａによるガラスレンズ７０の支持を精密な状態で安定化させることができる。なお、傾斜角θが、第２のレンズ面７１ｂの外縁のように大きいと、上端部６４ｄがテーパー面７３ａと面で接触する傾向が高まり、ガラスレンズ７０の支持を精密にすることが容易でなくなる。

図６に戻って、上側保持治具６４ｂは、不図示の支持部によって回転軸ＲＸ１に対して僅かに傾斜可能であり、下側保持治具６４ａに対して所定の力で付勢されている。このため、上側保持治具６４ｂは、ガラスレンズ７０の姿勢に倣って配置されるので、精密性は不要であり、上側保持治具６４ｂの下端部６４ｅは、保持の安定性を考慮して平坦になっている。砥石６７のＥＦ方向の位置を調整することにより、半製品の状態にあるガラスレンズ７０の外周部７２ｆが徐々に研削され外周側面７２ｃが形成される心取り工程が行われ、フランジ部７２を本体部７１に対して同心の状態にすることができる。

ガラスレンズ７０を保持したホルダ６４は、モータ６５に駆動されて回転軸ＲＸ１すなわち光軸ＯＡのまわりに回転する。また、研削装置６２において、砥石６７は、モータ６８に駆動されて回転軸ＲＸ１に平行に延びる回転軸ＲＸ２のまわりに回転する。この状態で、研削装置６２を回転軸ＲＸ２に垂直な送り方向すなわちＥＦ方向に移動させると、回転する砥石６７がガラスレンズ７０の外周部７２ｆに近接する。

図６の仕上加工装置６０を用いたガラスレンズ７０の仕上げ加工について説明する。まず、ホルダ６４を用いてガラスレンズ７０を芯出しして固定する（レンズ保持工程）。具体的には、ホルダ６４の上側保持治具６４ｂを上方に移動させ、下側保持治具６４ａ上に第２のレンズ面７１ｂを下側にしてガラスレンズ７０を載置し、上側保持治具６４ｂを下側に移動させ所定の付勢力で締め付ける。この際、ガラスレンズ７０のテーパー面７３ａが下側保持治具６４ａの上端部６４ｄに適当な力加減で当接することによって、ガラスレンズ７０のアライメントが達成される。

その後、ガラスレンズ７０のフランジ部７２を部分的に除去する心取り加工を行う（心取り工程）。具体的には、回転装置６１のモータ６５を動作させてホルダ６４とともにガラスレンズ７０を所望の回転数で回転させる。同時に研削装置６２のモータ６８を動作させて砥石６７を所望の回転数で回転させつつ、研削装置６２全体をＥＦ方向に徐々に移動させる。砥石６７とガラスレンズ７０の外周部７２ｆとが接触しても、砥石６７等の送り動作を続けることで、ガラスレンズ７０のフランジ部７２の外周部７２ｆが外周側から徐々に研削によって除去され、フランジ部７２の直径を目的のサイズにすることができるとともに、フランジ部７２の中心を本体部７１の軸心に対応する光軸ＯＡに一致させることができる。なお、心取り工程に際して、ホルダ６４の下側保持治具６４ａとガラスレンズ７０のテーパー面７３ａとの間で応力が働いて擦れ、テーパー面７３ａにキズが発生する可能性があるが、第２のレンズ面７１ｂの外側、すなわち光学的な有効径の外側であり、光学性能に殆ど影響しない。

以下、具体的な実施例について説明する。まず、レンズ成形工程において、リン酸系の硝材を用いて、液滴成形法のダイレクトプレスにより、ガラスレンズ７０を作製した。ガラスレンズ７０のヌープ硬さは４０５であった。成形金型１０の下型２において、第２のレンズ面７１ｂを形成するための光学面転写面１２ａの曲率半径は１ｍｍとした。また、第２のレンズ面７１ｂの有効径から半径方向外側に０．０５ｍｍ離れた位置からテーパー面７３ａを形成し、テーパー面７３ａの取付基準面７５に対する傾斜角θを２６°とした。さらに、テーパー面７３ａと第２のレンズ面７１ｂとの境界には、曲率半径０．０５ｍｍの曲率を持たせ、テーパー面７３ａとフランジ面７２ｂとの境界にも、曲率半径０．０５ｍｍの曲率を持たて、プレス時にワレが発生する可能性を低減した。

次に、レンズ保持工程において、ガラスレンズ７０のテーパー面７３ａの中間部をホルダ６４の下側保持治具６４ａに設けた上端部６４ｄに支持させた。また、上側保持治具６４ｂをフランジ部７２のフランジ面転写面１２ｂに支持させた。結果的に、下側保持治具６４ａの直径Ｄ１は、従来φ１．６ｍｍのものを使用していたが、本実施例では、φ２．０ｍｍのものを用いることができた。また、上側保持治具６４ｂの直径Ｄ２は、従来φ２．０ｍｍのものを使用していたが、本実施例でも、φ２．０ｍｍのものを用いることができた。

その後の心取り工程において、研削装置６２において砥石６７の送り速度を粗、中、仕上げの３段階で変化させ、ガラスレンズ７０の外周側面７２ｄを切削除去した。砥石６７の外径はφ１６０ｍｍであり、砥石６７の粗さはメッシュ＃４００であり、砥石６７の回転数は２５００ｒｐｍとした。以上の研削では、ホルダ６４による保持が安定しており、仕上げの送り速度を、従来の０．６ｍｍ／ｍｉｎから０．８ｍｍ／ｍｉｎに向上させることができ、結果的に５秒程度のタクト短縮を達成できた。

以上のように、第１実施形態に係るガラスレンズ７０の製造方法によれば、レンズ成形工程において、基準光学面である第２のレンズ面７１ｂの光軸ＯＡと同軸でかつ第２のレンズ面７１ｂと同一の面仕上げにされたテーパー面７３ａを有するガラスレンズ７０を成形するので、回転装置６１のホルダ６４による芯出しが精密になる。すなわち、保持部であるホルダ６４によりテーパー形状部７３を支持するようにガラスレンズ７０を挟んで保持することで、第２のレンズ面７１ｂに触れて傷つけることなく、第２のレンズ面７１ｂを有する本体部７１をホルダ６４に対して精密にアライメントして保持することができ、心取り加工の精度を向上させることができる。

以上、実施形態に即して本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、様々な変形が可能である。例えば、上記実施形態では、図１に示すプレス装置１００によって、ガラスレンズ７０をダイレクトプレスによって形成するとしたが、ガラスレンズ７０をガラス塊から加熱して成形するリヒートの場合であっても、上記のようなテーパー面７３ａを設けることで芯出しの精度を高めることができる。

また、ガラスレンズ７０のレンズ面７１ａ，７１ｂの形状も、図３等に例示されるものに限らず、様々なものとできる。

１…上型、 １ａ…型本体、 ２…下型、 ２…下型、 ２ａ…型本体、 ４…制御駆動装置、 １０…成形金型、 １１…上型転写面、 １１ａ，１２ａ…光学面転写面、 １１ｂ，１２ｂ…フランジ面転写面、 １２…下型転写面、 １２ｃ…テーパー面転写面、 ２０ａ，２０ｂ…ヒータ、 ４０…制御駆動装置、 ５０…原材料供給部、 ５０ａ，５０ｂ…ヒータ 、５１…溶融坩堝 、５２…溶融ガラス供給ノズル、 ５２ａ…吐出部、 ５２ｄ…先端部、 ６０…仕上加工装置、 ６１…回転装置、 ６２…研削装置、 ６４…ホルダ、 ６４ａ…下側保持治具、 ６４ｂ…上側保持治具、 ６４ｄ…上端部、 ６４ｅ…下端部、 ６５…モータ、 ６７…砥石、 ６８…モータ、 ７０…ガラスレンズ、 ７１…本体部、 ７１…フランジ部、 ７１…本体部、 ７１ａ，７１ｂ…レンズ面、 ７２…フランジ部、 ７２ａ，７２ｂ…フランジ面、 ７２ｃ…外周側面、 ７３…テーパー形状部、 ７３ａ…テーパー面、 ７５…取付基準面、 ７８…凹部、 １００…プレス装置、 ＣＸ１，ＣＸ２…中心軸、 Ｇ…溶融ガラス、 ＧＤ…ガラス滴、 ＧＧ…ガラス塊、 ＯＡ…光軸、 ＲＸ１…回転軸、 ＲＸ２…回転軸、 θ…傾斜角

Claims (12)

1. 中央側に配置され、取付基準面側に形成される基準光学面を有する本体部と、前記基準光学面の光軸と同軸でかつ前記基準光学面と同一の面仕上げにされたテーパー面を有するテーパー形状部と、周辺側に配置される環状のフランジ部とを備えるガラスレンズを成形するレンズ成形工程と、
   保持部により、前記テーパー面を介して前記テーパー形状部を支持しつつ、前記ガラスレンズを挟んで保持することによって芯出しを行うレンズ保持工程と、
   前記保持部による前記ガラスレンズの保持状態を維持して前記フランジ部の側面を部分的に除去する心取り加工を行う心取り工程と、
   を備えることを特徴とするガラスレンズの製造方法。
2. 前記テーパー形状部は、前記本体部と前記フランジ部との間に形成され、
   前記テーパー面は、前記基準光学面と前記取付基準面との間に設けられていることを特徴とする請求項１に記載のガラスレンズの製造方法。
3. 前記テーパー形状部の前記テーパー面は、断面直線状部分と断面曲線状部分との少なくともいずれか一方を含むことを特徴とする請求項１及び請求項２のいずれか一項に記載のガラスレンズの製造方法。
4. 前記ガラスレンズは、リン酸系材料により形成されることを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載のガラスレンズの製造方法。
5. 前記ガラスレンズのヌープ硬さは、５００以下であることを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載のガラスレンズの製造方法。
6. 前記レンズ成形工程において、液滴成形法により前記ガラスレンズをプレス成形することを特徴とする請求項１から請求項５までのいずれか一項に記載のガラスレンズの製造方法。
7. 前記ガラスレンズの前記基準光学面は、前記本体部の両側に形成される一対の光学面のうち曲率半径が小さい方の光学面であり、
   前記レンズ成形工程において、前記基準光学面を成形するための転写型を下型として配置し、前記下型面上に溶融ガラス滴を滴下する滴下工程を含むことを特徴とする請求項６に記載のガラスレンズの製造方法。
8. 前記レンズ保持工程において、前記保持部は、前記ガラスレンズのうち前記基準光学面側において前記テーパー形状部に当接する第１治具と、前記基準光学面側の反対側において当接する第２治具とを有し、前記第１治具の径と前記第２治具の径とが略同一であり、前記第１治具と前記第２治具とが前記ガラスレンズを下方と上方とからそれぞれ支持することを特徴とする請求項１から請求項７までのいずれか一項に記載のガラスレンズの製造方法。
9. 前記レンズ成形工程において、前記取付基準面と前記テーパー面との間に凹部が形成されることを特徴とする請求項１から請求項８までのいずれか一項に記載のガラスレンズの製造方法。
10. 中央側に配置され、取付基準面側に形成される基準光学面を有する本体部と、
    前記基準光学面の光軸と同軸で、かつ、前記基準光学面と同一の面仕上げにされたテーパー面を有するテーパー形状部と、
    周辺側に配置される環状のフランジ部と、
    を備えるガラスレンズ。
11. 前記テーパー形状部は、前記本体部と前記フランジ部との間に形成され、
    前記テーパー面は、前記基準光学面と前記取付基準面との間に設けられていることを特徴とする請求項１０に記載のガラスレンズ。
12. 前記テーパー形状部の前記テーパー面は、断面直線状部分と断面曲線状部分の少なくともいずれか一方を含むことを特徴とする請求項１０及び請求項１１のいずれか一項に記載のガラスレンズ。

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