JP2920172B2 - レンズの成形方法 - Google Patents
レンズの成形方法Info
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- 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
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- Materials Engineering (AREA)
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- Glass Compositions (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、レンズの成形方法に係
り、特に、成形品に収縮によるひけの発生が少なく、し
かも生産性に優れたレンズの成形方法に関する。
り、特に、成形品に収縮によるひけの発生が少なく、し
かも生産性に優れたレンズの成形方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、球面形状のガラスレンズはガラス
の棒材またはペレットと称するものを再加熱してプレス
成形によって素材形状を作製し、その後、研磨機によっ
てレンズ球面を目的の形状に研磨加工するのが一般的で
ある。
の棒材またはペレットと称するものを再加熱してプレス
成形によって素材形状を作製し、その後、研磨機によっ
てレンズ球面を目的の形状に研磨加工するのが一般的で
ある。
【０００３】近年、非球面レンズと称し、球面レンズに
おける外部での像の歪みを１枚のレンズで補うことがで
きるレンズが開発されている。非球面形状を形成する方
法としては、研磨によって非球面形状を形成する方法
と、プレス成形によって非球面形状を形成する方法とが
ある。
おける外部での像の歪みを１枚のレンズで補うことがで
きるレンズが開発されている。非球面形状を形成する方
法としては、研磨によって非球面形状を形成する方法
と、プレス成形によって非球面形状を形成する方法とが
ある。
【０００４】まず、研磨による方法は部分研磨により形
状を測定しながら研磨するために、非常に能率が悪く、
特殊レンズとしての用途しかない。
状を測定しながら研磨するために、非常に能率が悪く、
特殊レンズとしての用途しかない。
【０００５】この研磨による方法に代わるものとして、
コンパクトカメラやＣＤピックアップなどのレンズの分
野においては、近年、プレスにより研磨なしで非球面形
状を直接成形する技術が開発されている。このプレス成
形による方法は一度溶融したガラスを再加熱して低温で
長時間プレスして成形するものである。そして、この技
術を応用して自動車用ヘッドライトに使用する非球面レ
ンズも開発され、市場に出ている。
コンパクトカメラやＣＤピックアップなどのレンズの分
野においては、近年、プレスにより研磨なしで非球面形
状を直接成形する技術が開発されている。このプレス成
形による方法は一度溶融したガラスを再加熱して低温で
長時間プレスして成形するものである。そして、この技
術を応用して自動車用ヘッドライトに使用する非球面レ
ンズも開発され、市場に出ている。
【０００６】しかし、コンパクトカメラやＣＤピックア
ップなどのレンズは直径が数ｍｍ程度と小型であるた
め、プレス成形によるリヒート・プレスを可能としてい
るが、自動車用ヘッドライトの非球面レンズは直径が数
十ｍｍと大型であり、しかも、ガラスの重量・体積が数
百〜千倍以上となるため、一度冷却固化したガラスをプ
レス成形可能となるまで再加熱するには、非常に大きな
エネルギーと時間を必要とし、量産には向いていない。
また、その大きさ（質量）のため、全体を均一に再加熱
（軟化）することが困難であるという問題もあり、所望
の形状精度を確保することが困難である。
ップなどのレンズは直径が数ｍｍ程度と小型であるた
め、プレス成形によるリヒート・プレスを可能としてい
るが、自動車用ヘッドライトの非球面レンズは直径が数
十ｍｍと大型であり、しかも、ガラスの重量・体積が数
百〜千倍以上となるため、一度冷却固化したガラスをプ
レス成形可能となるまで再加熱するには、非常に大きな
エネルギーと時間を必要とし、量産には向いていない。
また、その大きさ（質量）のため、全体を均一に再加熱
（軟化）することが困難であるという問題もあり、所望
の形状精度を確保することが困難である。
【０００７】そこで、図４に示すような自動車用ヘッド
ライトなどの大型の非球面レンズを成形する方法が開発
されている。この方法は、まず、金型1 に供給された溶
融ガラスゴブをプランジャー2 でプレスして、レンズ部
3 とこのレンズ部3 の周辺を保持する保持部4 とからな
る素材5 を成形し冷却する。（図４（イ）参照）。冷却
後、金型1 から素材5 を取出して、アニーリング炉に投
入する。（図４（ロ）参照）。アニール後、レンズ部3
についてラフカットと称する切り出しを行ない、レンズ
部3 だけを切り出す。（図４（ハ）参照）。レンズ部3
は非球面部3aと平面部3bとからなるが、ラフカット後、
レンズ部3 の非球面部3aは研磨しないで、平面部3bのみ
を平面研磨機によって研磨して光学研磨面を得、大型の
非球面レンズ6 を得ている。（図４（ニ）参照）。
ライトなどの大型の非球面レンズを成形する方法が開発
されている。この方法は、まず、金型1 に供給された溶
融ガラスゴブをプランジャー2 でプレスして、レンズ部
3 とこのレンズ部3 の周辺を保持する保持部4 とからな
る素材5 を成形し冷却する。（図４（イ）参照）。冷却
後、金型1 から素材5 を取出して、アニーリング炉に投
入する。（図４（ロ）参照）。アニール後、レンズ部3
についてラフカットと称する切り出しを行ない、レンズ
部3 だけを切り出す。（図４（ハ）参照）。レンズ部3
は非球面部3aと平面部3bとからなるが、ラフカット後、
レンズ部3 の非球面部3aは研磨しないで、平面部3bのみ
を平面研磨機によって研磨して光学研磨面を得、大型の
非球面レンズ6 を得ている。（図４（ニ）参照）。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た図４に示す大型の非球面レンズ6 の成形方法において
は、高温（例えば、約１２００℃）の溶融ガラスゴブを
直接プレスして成形しているため、冷却段階での固体収
縮に起因してレンズ部3 の非球面部3bの非球面形状の精
度が得られないという問題がある。特に、自動車用ヘッ
ドライトのようなレンズの肉厚の厚い大型の非球面レン
ズ6 の場合には、レンズ中心部が冷却されないため、非
球面部3aの一部にひけが発生し、非球面形状の精度の良
い非球面レンズ6 が得られないという問題がある。
た図４に示す大型の非球面レンズ6 の成形方法において
は、高温（例えば、約１２００℃）の溶融ガラスゴブを
直接プレスして成形しているため、冷却段階での固体収
縮に起因してレンズ部3 の非球面部3bの非球面形状の精
度が得られないという問題がある。特に、自動車用ヘッ
ドライトのようなレンズの肉厚の厚い大型の非球面レン
ズ6 の場合には、レンズ中心部が冷却されないため、非
球面部3aの一部にひけが発生し、非球面形状の精度の良
い非球面レンズ6 が得られないという問題がある。
【０００９】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、非球面形状の精度の良好な非球面レンズが得られ、
かつ非球面レンズの大量生産を可能とするレンズの成形
方法を提供することを目的とする。
で、非球面形状の精度の良好な非球面レンズが得られ、
かつ非球面レンズの大量生産を可能とするレンズの成形
方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、金型で溶融ガラスゴブから非球面形状の
レンズを成形するレンズの成形方法であって、供給され
た溶融ガラスゴブを加圧しレンズ部とこのレンズ部を保
持する保持部とからなる素材を成形する１次成形工程
と、１次成形工程後、ガラスの軟化点近傍で上記レンズ
部のみを再度加圧成形する２次成形工程と、２次成形工
程後、上記素材を金型から取出して上記レンズ部を切り
出す工程と、切り出された上記レンズ部の平面部を研磨
する工程とを具備したことを特徴とする。
成するために、金型で溶融ガラスゴブから非球面形状の
レンズを成形するレンズの成形方法であって、供給され
た溶融ガラスゴブを加圧しレンズ部とこのレンズ部を保
持する保持部とからなる素材を成形する１次成形工程
と、１次成形工程後、ガラスの軟化点近傍で上記レンズ
部のみを再度加圧成形する２次成形工程と、２次成形工
程後、上記素材を金型から取出して上記レンズ部を切り
出す工程と、切り出された上記レンズ部の平面部を研磨
する工程とを具備したことを特徴とする。
【００１１】
【作用】本発明のレンズの成形方法は上記のように構成
したので、２次成形工程において、ガラスの軟化点近傍
でレンズ部を再度加圧成形することにより、ガラスの収
縮によって発生したひけが補正され、レンズ部の非球面
形状が適正化されて精度の良いレンズが得られるととも
に、ひけによる平面部の凹凸も抑制され平面部の研摩時
間が短縮される。
したので、２次成形工程において、ガラスの軟化点近傍
でレンズ部を再度加圧成形することにより、ガラスの収
縮によって発生したひけが補正され、レンズ部の非球面
形状が適正化されて精度の良いレンズが得られるととも
に、ひけによる平面部の凹凸も抑制され平面部の研摩時
間が短縮される。
【００１２】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。
する。
【００１３】図１は本発明の一実施例のレンズの成形工
程を示す図、図２はプレス工程の概略を示す図、図３は
レンズの形状例を示す図で、図３（ａ）は従来のレンズ
の形状を示す図、および図３（ｂ）は本発明によるレン
ズの形状を示す図である。
程を示す図、図２はプレス工程の概略を示す図、図３は
レンズの形状例を示す図で、図３（ａ）は従来のレンズ
の形状を示す図、および図３（ｂ）は本発明によるレン
ズの形状を示す図である。
【００１４】上記図において、11は非球面レンズを成形
する金型で、この金型11は、図２に示すように、図示し
ないプレス機に配されたロータリー式のターンテーブル
12に複数配設され、間欠的に矢印Ｘ方向に回転する。タ
ーンテーブル12の位置Ａにおいてタンク炉（不図示）か
ら高温（例えば、約１１７０℃）の溶融ガラスゴブが金
型11に供給され、この金型11に供給された溶融ガラスゴ
ブは位置Ｂにおいてプレス機に設けられている第１のプ
ランジャー13によって加圧成形（１次成形）されて、レ
ンズ部14とこのレンズ部14を保持する保持部15とからな
る素材16に成形される。金型11に供給された溶融ガラス
ゴブは、金型11に接すると、急激に冷却されるので、１
次成形は、溶融ガラスゴブの供給後、直ちに行なわれ
る。（図１（イ）参照）。
する金型で、この金型11は、図２に示すように、図示し
ないプレス機に配されたロータリー式のターンテーブル
12に複数配設され、間欠的に矢印Ｘ方向に回転する。タ
ーンテーブル12の位置Ａにおいてタンク炉（不図示）か
ら高温（例えば、約１１７０℃）の溶融ガラスゴブが金
型11に供給され、この金型11に供給された溶融ガラスゴ
ブは位置Ｂにおいてプレス機に設けられている第１のプ
ランジャー13によって加圧成形（１次成形）されて、レ
ンズ部14とこのレンズ部14を保持する保持部15とからな
る素材16に成形される。金型11に供給された溶融ガラス
ゴブは、金型11に接すると、急激に冷却されるので、１
次成形は、溶融ガラスゴブの供給後、直ちに行なわれ
る。（図１（イ）参照）。
【００１５】図１（イ）に示す１次成形においては、レ
ンズ部14を保持部15で保持して成形するようにしたが、
保持部15を伴なって成形を行なうことにより、以下に示
すような利点がある。
ンズ部14を保持部15で保持して成形するようにしたが、
保持部15を伴なって成形を行なうことにより、以下に示
すような利点がある。
【００１６】すなわち、溶融ガラスゴブをオートギャザ
リングマシン（種捲ロボット）によって供給する場合、 捲ざおの先端表面には前回捲き付けたガラスが残留す
るが、新たに捲き付けたガラスとの温度差や捲ざお先端
の耐火物との反応などにより、その界面に脈理が発生
し、その脈理が金型11内に供給されることがある。 同様に、ガラスと捲ざお先端の耐火物との反応による
発泡や捲き泡が金型11内に供給されることがある。 カッターによる溶融ガラスゴブの切断跡が残ることが
ある。などが発生する虞れがある。しかしながら、これ
らの部分はいずれも供給される溶融ガラスゴブの末端部
分であるので、これらの部分を金型11のレンズ部14成形
部から外れた部分に供給して保持部15を成形することに
より、レンズ部14には上記した脈理などによる欠陥が残
ることはない。
リングマシン（種捲ロボット）によって供給する場合、 捲ざおの先端表面には前回捲き付けたガラスが残留す
るが、新たに捲き付けたガラスとの温度差や捲ざお先端
の耐火物との反応などにより、その界面に脈理が発生
し、その脈理が金型11内に供給されることがある。 同様に、ガラスと捲ざお先端の耐火物との反応による
発泡や捲き泡が金型11内に供給されることがある。 カッターによる溶融ガラスゴブの切断跡が残ることが
ある。などが発生する虞れがある。しかしながら、これ
らの部分はいずれも供給される溶融ガラスゴブの末端部
分であるので、これらの部分を金型11のレンズ部14成形
部から外れた部分に供給して保持部15を成形することに
より、レンズ部14には上記した脈理などによる欠陥が残
ることはない。
【００１７】また、溶融ガラスゴブを溶融炉のオリフィ
スから直接供給する場合、上記したと同様に、カッタ
ーによる溶融ガラスゴブの切断跡が残ることがあるが、
この切断跡についても同様にレンズ部14から排除するこ
とができる。
スから直接供給する場合、上記したと同様に、カッタ
ーによる溶融ガラスゴブの切断跡が残ることがあるが、
この切断跡についても同様にレンズ部14から排除するこ
とができる。
【００１８】続いて、ターンテーブル12の間欠回転によ
り、金型11が位置Ｂから位置Ｃを経て位置Ｄに到達する
と、プレス機に設けられレンズ部14の径に相当する径を
有する第２のプランジャー17によりレンズ部14のみが加
圧成形（２次成形）される。このとき、ターンテーブル
12の間欠駆動速度は、１次成形された素材16、つまりレ
ンズ部14が金型11によって位置Ｂから位置Ｄに到達する
までの間にガラスの軟化点（例えば、約７５０℃）近傍
の温度に冷却されるように設定されている。１次成形後
の冷却による収縮によってレンズ部14にひけが発生する
が、このひけが発生したレンズ部14を２次成形すること
により、レンズ部14のひけが補正され、レンズ部14の非
球面形状と平面形状が補正される。（図１（ロ）参
照）。
り、金型11が位置Ｂから位置Ｃを経て位置Ｄに到達する
と、プレス機に設けられレンズ部14の径に相当する径を
有する第２のプランジャー17によりレンズ部14のみが加
圧成形（２次成形）される。このとき、ターンテーブル
12の間欠駆動速度は、１次成形された素材16、つまりレ
ンズ部14が金型11によって位置Ｂから位置Ｄに到達する
までの間にガラスの軟化点（例えば、約７５０℃）近傍
の温度に冷却されるように設定されている。１次成形後
の冷却による収縮によってレンズ部14にひけが発生する
が、このひけが発生したレンズ部14を２次成形すること
により、レンズ部14のひけが補正され、レンズ部14の非
球面形状と平面形状が補正される。（図１（ロ）参
照）。
【００１９】位置Ｄにおける２次成形後、位置Ｅを経て
位置Ｆに到達した素材16は金型11から取出される。（テ
ークアウト）。さらに、金型11は位置Ｆから位置Ｇおよ
び位置Ｈを経て位置Ａに戻ると、溶融ガラスゴブが供給
され、上記動作を繰返す。
位置Ｆに到達した素材16は金型11から取出される。（テ
ークアウト）。さらに、金型11は位置Ｆから位置Ｇおよ
び位置Ｈを経て位置Ａに戻ると、溶融ガラスゴブが供給
され、上記動作を繰返す。
【００２０】一方、金型11から取出された素材16はアニ
ーリング炉に投入され、アニールされる。（図１（ハ）
参照）。アニール後、素材16に対してラフカットと称す
る切り出しを行ない、レンズ部14だけを切り出す。（図
１（ニ）参照）。切り出されたレンズ部14は非球面部14
a と平面部14b とからなり、これら非球面部14a と平面
部14b は２次成形において形状が補正されている。ラフ
カット後、レンズ部14の非球面部14a は研磨せずに、平
面部14b のみを平面研磨機によって研磨して光学研磨面
を得、大型の非球面レンズ18を得ている。また、２次成
形によって平面部14b の形状が補正されてひけによる平
面部14の凹凸が抑制されているので、平面部14b の研摩
時間は従来に比べて短縮される。（図１（ホ）参照）。
ーリング炉に投入され、アニールされる。（図１（ハ）
参照）。アニール後、素材16に対してラフカットと称す
る切り出しを行ない、レンズ部14だけを切り出す。（図
１（ニ）参照）。切り出されたレンズ部14は非球面部14
a と平面部14b とからなり、これら非球面部14a と平面
部14b は２次成形において形状が補正されている。ラフ
カット後、レンズ部14の非球面部14a は研磨せずに、平
面部14b のみを平面研磨機によって研磨して光学研磨面
を得、大型の非球面レンズ18を得ている。また、２次成
形によって平面部14b の形状が補正されてひけによる平
面部14の凹凸が抑制されているので、平面部14b の研摩
時間は従来に比べて短縮される。（図１（ホ）参照）。
【００２１】以上の工程を経て大型の非球面レンズ18が
成形されるが、ガラスの軟化点近傍の温度に冷却された
レンズ部14を第２のプランジャー17で２次成形すること
により、レンズ部14に発生した収縮によるひけを補正で
き、レンズ部14の形状を適正化することができる。
成形されるが、ガラスの軟化点近傍の温度に冷却された
レンズ部14を第２のプランジャー17で２次成形すること
により、レンズ部14に発生した収縮によるひけを補正で
き、レンズ部14の形状を適正化することができる。
【００２２】ここで、直径６０ｍｍ肉厚２５ｍｍの非球
面レンズ18を本発明の成形方法と図４に示す従来の成形
方法で成形した際の形状を比較することにする。図３
（ａ）は従来の成形方法で成形した形状、および図３
（ｂ）は本発明の成形方法で成形した形状をそれぞれ示
している。従来の成形方法では、図３（ａ）に示すよう
に、非球面設計カーブ19に対して成形品カーブ20を有す
る非球面レンズ6 が成形され、非球面部3aの端部で直径
方向に０．２ｍｍ程度の収縮が発生した。一方、本発明
の成形方法では、図３（ｂ）に示すように、非球面設計
カーブ19に対して成形品カーブ21を有する非球面レンズ
18が成形され、非球面部14a の端部における収縮を５μ
ｍ程度に抑えることができた。さらに、通常行なわれて
いるような金型11の形状の補正によって、非球面部14a
の形状を設計値通りの非球面形状とすることができた。
面レンズ18を本発明の成形方法と図４に示す従来の成形
方法で成形した際の形状を比較することにする。図３
（ａ）は従来の成形方法で成形した形状、および図３
（ｂ）は本発明の成形方法で成形した形状をそれぞれ示
している。従来の成形方法では、図３（ａ）に示すよう
に、非球面設計カーブ19に対して成形品カーブ20を有す
る非球面レンズ6 が成形され、非球面部3aの端部で直径
方向に０．２ｍｍ程度の収縮が発生した。一方、本発明
の成形方法では、図３（ｂ）に示すように、非球面設計
カーブ19に対して成形品カーブ21を有する非球面レンズ
18が成形され、非球面部14a の端部における収縮を５μ
ｍ程度に抑えることができた。さらに、通常行なわれて
いるような金型11の形状の補正によって、非球面部14a
の形状を設計値通りの非球面形状とすることができた。
【００２３】以上の比較の結果、ガラスの軟化点近傍の
温度に冷却されたレンズ部14を第２のプランジャー17で
２次成形することにより、非球面レンズ18の非球面部14
a の形状を設計値通りの非球面形状とすることができ、
精度の高い非球面レンズ18が得られることが判明した。
温度に冷却されたレンズ部14を第２のプランジャー17で
２次成形することにより、非球面レンズ18の非球面部14
a の形状を設計値通りの非球面形状とすることができ、
精度の高い非球面レンズ18が得られることが判明した。
【００２４】上記実施例によれば、ガラスの軟化点近傍
の温度に冷却されたレンズ部14を２次成形することによ
り、設計値通りの精度の良い非球面レンズ18を得ること
が可能となり、非球面レンズ18を安価で、かつ大量に成
形することができ、また、ひけによる平面部14b の凹凸
も抑制され、平面部14b の研摩時間を短縮することがで
きる。
の温度に冷却されたレンズ部14を２次成形することによ
り、設計値通りの精度の良い非球面レンズ18を得ること
が可能となり、非球面レンズ18を安価で、かつ大量に成
形することができ、また、ひけによる平面部14b の凹凸
も抑制され、平面部14b の研摩時間を短縮することがで
きる。
【００２５】なお、本発明は上記実施例に限定されるこ
となく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々
変形可能なことは勿論である。
となく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々
変形可能なことは勿論である。
【００２６】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明のレンズの
成形方法によれば、２次成形工程において、ガラスの軟
化点近傍でレンズ部を再度加圧成形することにより、ガ
ラスの収縮によって発生したひけが抑制され、レンズ部
の非球面形状が補正されて精度の良いレンズを得ること
ができるとともに、ひけによる平面部の凹凸も抑制さ
れ、平面部の研摩時間を短縮することができる。
成形方法によれば、２次成形工程において、ガラスの軟
化点近傍でレンズ部を再度加圧成形することにより、ガ
ラスの収縮によって発生したひけが抑制され、レンズ部
の非球面形状が補正されて精度の良いレンズを得ること
ができるとともに、ひけによる平面部の凹凸も抑制さ
れ、平面部の研摩時間を短縮することができる。
【図１】本発明の一実施例のレンズの成形工程を示す図
である。
である。
【図２】プレス工程の概略を示す図である。
【図３】図３は成形されたレンズの形状例を示す図で、
図３（ａ）は従来のレンズの形状を示す図、および図３
（ｂ）は本発明によるレンズの形状を示す図である。
図３（ａ）は従来のレンズの形状を示す図、および図３
（ｂ）は本発明によるレンズの形状を示す図である。
【図４】従来のレンズの成形工程を示す図である。
11…金型 14…レンズ部 14b …平面部 15…保持部 16…素材 18…非球面レンズ（レンズ）
Claims (1)
- 【請求項１】 金型で溶融ガラスゴブから非球面形状の
レンズを成形するレンズの成形方法であって、供給され
た溶融ガラスゴブを加圧しレンズ部とこのレンズ部を保
持する保持部とからなる素材を成形する１次成形工程
と、１次成形工程後、ガラスの軟化点近傍で上記レンズ
部のみを再度加圧成形する２次成形工程と、２次成形工
程後、上記素材を金型から取出して上記レンズ部を切り
出す工程と、切り出された上記レンズ部の平面部を研磨
する工程とを具備したことを特徴とするレンズの成形方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6218595A JP2920172B2 (ja) | 1994-09-13 | 1994-09-13 | レンズの成形方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6218595A JP2920172B2 (ja) | 1994-09-13 | 1994-09-13 | レンズの成形方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0881227A JPH0881227A (ja) | 1996-03-26 |
| JP2920172B2 true JP2920172B2 (ja) | 1999-07-19 |
Family
ID=16722428
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6218595A Expired - Fee Related JP2920172B2 (ja) | 1994-09-13 | 1994-09-13 | レンズの成形方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2920172B2 (ja) |
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1994
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