JP2972482B2

JP2972482B2 - 光学素子の成形方法

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Publication number: JP2972482B2
Application number: JP5098152A
Authority: JP
Inventors: 雅志真重; 正樹大森; 昌之冨田; 潔山本; 剛野村
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1992-06-30
Filing date: 1993-04-23
Publication date: 1999-11-08
Anticipated expiration: 2014-11-08
Also published as: JPH0672726A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば非球面レンズな
どの複雑な面形状を有する光学素子を高精度にプレス成
形するための光学素子の成形方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、光学機器の小型化、軽量化にとも
ない、光学系に使用されるガラスレンズの枚数を減らす
ことが望まれている。これを実現する一つの手段とし
て、、レンズの枚数を少なくしても収差の補正が可能な
非球面形状のレンズを使用することが挙げられる。この
ような非球面形状を有するレンズの製造方法としては、
所定の表面精度を有する成形用型部材の間にガラス材料
を挟み、プレス成形する方法が知られている。

【０００３】このようにプレス成形により光学素子を成
形する方法の従来例としては、特公昭６１−３２２６３
号公報に開示されている様な方法が挙げられる。この方
法は、光学素子の完成形状の理想形に正確に対応する面
形状に仕上げられた成形面を有する一対の型部材の間
に、ガラス素材を挟み込み、このガラス素材の粘度が１
０⁸ 〜５×１０¹⁰ポアズとなる様な温度範囲において、
プレス成形を行うものである。その後、ガラス素材と型
部材の温度差が少なくとも２０°Ｃ以上にならない様に
冷却を行い、ガラス素材の粘度が１０¹²ポアズよりも小
さくなる温度域において、成形された光学素子を型部材
から取り出す。このような方法により高精度な光学素子
を加工しようとするものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来例においては、例えば表面の曲率半径の大きい凹レ
ンズや、メニスカスレンズ等の様に、面精度をだしにく
い形状の光学素子を加工しようとした場合には、種々の
成形条件を最適なものに設定したとしても、要求される
面精度（例えばニュートンリング１本以下といった高精
度な値）を満足することができない場合がある。

【０００５】また、完成した光学素子の面精度を少しで
も向上させるためには、例えば成形後の冷却時における
プレス圧を厳密に管理する必要があり、このようにプレ
ス圧を厳密に制御することは困難を極めるものである。
また、その他の成形条件に関しても、微妙な変化が面精
度を低下させることにつながる。更には、光学素子の面
精度を向上させるために補助的な装置を必要とする場合
があり、加工装置のコストを上昇させ、それに伴って光
学素子自体の高コスト化を招くという問題点もある。

【０００６】したがって、本発明は上述した課題に鑑み
てなされたものであり、その目的とするところは、成形
条件を厳密に制御したり、補助的な装置を用意したりし
なくとも高精度な面精度を有する光学素子を加工するこ
とができる様な光学素子の成形方法を提供することにあ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上述の課題を解決し、目
的を達成するために、本発明の光学素子の成形方法は、
加熱されることにより軟化状態となっているガラス素材
を、一対の成形用型部材を用いてプレスし、該型部材の
成形面の表面形状が転写された光学機能面を前記ガラス
素材の表面に形成する様にした光学素子の成形方法にお
いて、複数個の前記光学素子を成形するにあたり、各光
学素子の光学機能面に一定のクセが安定して形成される
様に成形条件を設定する第１の工程と、前記成形面の表
面形状が前記一定のクセをキャンセルする様な形状に加
工された成形用型部材を用いて光学素子の成形を行う第
２の工程とを具備することを特徴としている。

【０００８】また、この発明に係わる光学素子の成形方
法において、前記成形条件とは、少なくとも、前記一対
の成形用型部材の温度差と、冷却速度と、冷却時におい
て前記ガラス素材に印加される圧力と、離型させる温度
とにより規定されることを特徴としている。

【０００９】また、本発明の光学素子の成形方法は、加
熱されることにより軟化状態となっているガラス素材
を、一対の成形用型部材を用いてプレスし、該型部材の
成形面の表面形状が転写された光学機能面を前記ガラス
素材の表面に形成する様にした光学素子の成形方法にお
いて、所定の形状の光学素子の表面形状に対応した成形
面形状を有する第１次の型部材を用いて、ガラス素材
を、所定の加熱温度、型部材温度、加圧圧力、加圧時
間、冷却速度等の成形条件に基づいて成形する第１の成
形工程と、該第１の成形工程において成形した光学素子
の表面形状を測定する測定工程と、該測定工程において
得られた測定データと、光学素子の最終希望形状のデー
タとの誤差を算出する算出工程と、前記算出工程におい
て得られた結果に基づいて前記第１次の型部材の成形面
を補正加工して第２次の型部材を加工する補正加工工程
と、前記第２次の型部材を用いて、ガラス素材を前記第
１の成形工程と同じ成形条件でプレス成形する第２の成
形工程とを具備することを特徴としている。

【００１０】また、この発明に係わる光学素子の成形方
法において、前記測定工程において得られた測定データ
と、前記最終希望形状のデータとの差は、少なくともニ
ュートンリング４本以下であることを特徴としている。

【００１１】また、この発明に係わる光学素子の成形方
法において、前記成形条件のうち、前記一対の型部材間
の温度差が、０±２．５°Ｃ、冷却速度が２０±５°Ｃ
／ｍｉｎ、冷却時圧力が５±１．５ｋＮに設定されてい
ることを特徴としている。

【００１２】また、この発明に係わる光学素子の成形方
法において、前記光学素子は、非球面形状のレンズであ
ることを特徴としている。

【００１３】

【作用】以上の様に、この発明に係わる光学素子の成形
方法は、構成されているので、完成した光学素子に現れ
るクセが常に一定になる様に成形条件を設定し、その一
定のクセをキャンセルする様な形状に型部材の成形面を
加工しておくことにより、高精度な面精度を有する光学
素子を加工することが可能となる。クセの現れ方が常に
一定になる様な成形条件は、光学素子を、常に高精度な
面精度に仕上げるために必要とされる成形条件程には厳
密に制御されている必要がないので、容易に高精度な光
学素子を製造することができる。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の好適な一実施例について、添
付図面を参照して詳細に説明する。

【００１５】図１は、一実施例の光学素子の成形方法を
適用する成形用型１２の構成を示した図である。また、
図１は、凹レンズを成形加工するための成形用型１２の
構成を示しており、上型部材１６と下型部材１８による
ガラス素材４０のプレス動作が終了し、ガラスレンズの
成形が略完了した状態を示している。

【００１６】図１において、成形用型１２の外殻部を構
成する胴型１４は、支持基板２０を介して光学素子の成
形装置本体１０上に載置されている。胴型１４は、上面
視略正方形の角柱状に形成されており、その中心軸上に
は、この胴型１４を上下に貫通した状態で、貫通穴１４
ａ，１４ｂが形成されている。これらの貫通穴のうち上
側の貫通穴１４ａには、円柱状に形成された上型部材１
６が、嵌合した状態で上下方向に沿って摺動可能に挿入
されている。上型部材１６の上端部には、円板状のフラ
ンジ部１６ａが形成されており、このフランジ部１６ａ
の下面が胴型１４の上面１４ｃに上方から当接すること
により、上型部材１６は、それ以上下方に移動すること
を阻止されており、これによって、上型部材１６の下方
へのプレスストロークが規定されている。また、上型部
材１６の下面には、ガラス素材４０を押圧して、その表
面に所望の形状を転写して光学機能面を形成するための
成形面１６ｂが形成されている。

【００１７】なお、上型部材１６の上方には、ガラス素
材４０に印加するプレス圧を発生させるためのエアシリ
ンダ２２が、不図示の支持部材により支持された状態で
配置されている。エアシリンダ２２の下方には、上下方
向に沿ってピストンロッド２２ａが配置されており、こ
のピストンロッド２２ａの下端部は、上型１６の上端面
に接続されている。したがって、エアシリンダ２２が動
作されてピストンロッド２２ａが下方に向けて押し出し
動作されることにより、ガラス素材４０にプレス圧Ｐ1
が印加される。

【００１８】一方、下側の貫通穴１４ｂには、上型部材
１６と同様に円柱状に形成された下型部材１８が、嵌合
した状態で上下方向に沿って摺動可能に挿入されてい
る。下型部材１８の下部には円板状のフランジ部１８ａ
が形成されており、このフランジ部１８ａの下面１８ｃ
は、胴型１４が載置されている支持基板２０の上面に当
接している。そして、この支持基板２０により上型部材
１６からガラス素材４０を介して下型部材１８に加えら
れる下方へのプレス圧Ｐ1 を受ける様に構成されてい
る。下型部材１８の上端面には、ガラス素材４０の下面
に所望の形状を転写して光学機能面を形成するための成
形面１８ｂが形成されている。

【００１９】したがって、ガラス素材４０には、その上
面に、上型部材１６の成形面１６ｂの表面形状が転写さ
れた光学機能面４０ａが形成され、下面には、下型部材
１８の成形面１８ｂの表面形状が転写された光学機能面
４０ｂが形成されることとなる。

【００２０】また、成形された凹レンズ（ガラス素材４
０）の厚みは、上述した様に、上型部材１６のフランジ
部１６ａの下面が、胴型１４の上面１４ｃに当接するこ
とにより規定され、加工する毎に凹レンズ（４０）の厚
みが変化しない様になされている。

【００２１】なお、成形装置本体１０の下面には、エア
シリンダ２４が固定されており、このエアシリンダ２４
のピストンロッド２４ａは、成形装置本体１０に形成さ
れた貫通穴１０ａと、支持基板２０に形成された貫通穴
２０ａを順次介して下型部材１８の下面１８ｃに接続さ
れている。このエアシリンダ２４は、凹レンズ（ガラス
素材４０）の成形動作が終了した後の冷却過程におい
て、凹レンズ（４０）の形が崩れることを防止するため
に、下型部材１８を上方に押し上げて、凹レンズ（４
０）に圧力Ｐ2 を作用させるためのものである。

【００２２】一方、胴型１４の側面には、開口穴１４ｄ
が形成されており、この開口穴１４ｄを介して、成形用
型１２の内部にガラス素材４０が供給されると共に、成
形の完了した凹レンズ（４０）が成形用型１２の内部か
ら取り出される。

【００２３】なお、胴型１４内には、その四隅に位置し
た状態で、この胴型１４，上型部材１６，下型部材１８
を加熱すると共に、これら胴型１４，上型部材１６，下
型部材１８を介してガラス素材４０を加熱するためのヒ
ータ２６が配置されている。

【００２４】次に、上記の様に構成された成形用型１２
により凹レンズを成形する手順について説明する。

【００２５】まず、図２に示したように、エアシリンダ
２２のピストンロッド２２ａを引き込み動作させて、上
型部材１６を胴型１４に対して上方にスライドさせ、下
型部材１８から逃がしておく。この状態において、胴型
１４の開口穴１４ｄを介して、オートハンド等により、
所定の高温に加熱されたガラス素材４０を下型部材１８
の成形面１８ｂ上に供給する。このとき供給されるガラ
ス素材４０は、凹レンズを成形する場合には、円板状に
形成されているか、あるいは、凹レンズの完成形状に近
い形状に形成されている。また、胴型１４及び上型部材
１６及び下型部材１８は、所定の成形条件に対応した温
度に加熱されている。

【００２６】ガラス素材４０が、下型部材１８の成形面
１８ｂ上に供給された後、エアシリンダ２２のピストン
ロッド２２ａを押し出し動作させて、ガラス素材４０の
上面に上型部材１６の成形面１６ｂを当接させ、ガラス
素材４０にプレス圧Ｐ1 を印加させる。このプレス圧Ｐ
1 が印加されて、上型部材１６が徐々に下方に移動する
と、ガラス素材４０は、しだいに水平方向に押しつぶさ
れて、最終的には、図１に示した様な状態となる。この
状態においては、ガラス素材４０の上下には、上型部材
１６の成形面１６ｂと下型部材１８の成形面１８ｂの形
状が転写された光学機能面４０ａ，４０ｂが形成されて
おり、また、ガラス素材４０の厚みは、所望の厚みに成
形されている。

【００２７】この後、成形された凹レンズ（ガラス素材
４０）は徐々に冷却される。この冷却過程においては、
成形された凹レンズ（４０）の形状が崩れない様に、エ
アシリンダ２４が作動されて下型部材１８が押し上げら
れ、凹レンズ（４０）に圧力Ｐ2 が印加される。そし
て、所定の温度まで温度が低下した時に、再びエアシリ
ンダ２２が引き込み動作されて上型部材１６が上方に移
動し、この凹レンズはオートハンド等により、胴型１４
の開口穴１４ｄを介して外部に取り出される。

【００２８】上記の様な一連の動作により、凹レンズ
（４０）が成形加工されるわけであるが、この成形加工
の途中において、凹レンズ（４０）の光学機能面４０
ａ，４０ｂの面精度に大きく影響を与えると考えられる
成形条件としては、冷却過程におけるプレス圧Ｐ2 、
冷却中の上下の型部材１６，１８の温度差、冷却速
度が上げられる。

【００２９】ここで、この実施例で示したレンズ形状に
おいて、ガラス素材４０に重クラウンガラス（ＳＫ１
２）を使用し、冷却時のプレス圧Ｐ2 を０Ｎ〜１０ｋＮ
まで変化させて成形を行った際の凹レンズ（４０）の光
学機能面の形状精度をフィゾー干渉計によって調べた結
果を図３に示す。

【００３０】図３に示した結果によれば、冷却時のプレ
ス圧Ｐ2 が２．０ｋＮである点を境として、それ以下の
プレス圧では、離型不良を起こしていることが分かる。
一方、プレス圧Ｐ2 が増加するに従い凹レンズの面精度
が悪化していることも分かる。したがって、離型不良の
発生を極力防止することができ、且つ、凹レンズの形状
精度が悪化しない様な最適なプレス圧Ｐ2 は２．０ｋＮ
であるということができるが、プレス圧Ｐ2 を２．０ｋ
Ｎに正確に制御することは非常に困難である。また、プ
レス圧Ｐ2 を２．０ｋＮに正確に制御したとしても、離
型不良が全く起きないとは言えないし、また形状精度が
最も良くなるとも言えない。したがって、冷却時のプレ
ス圧Ｐ2 を２．０ｋＮに設定すれば、全ての不都合が解
決するというわけではない。

【００３１】なお、冷却中の上下の型部材１６，１８の
温度差の影響に関しては、±５°Ｃ程度の温度差では、
光学機能面の面精度はさほど低下せず、冷却速度に関し
ても、１°Ｃ／ｍｉｎ〜２０°Ｃ／ｍｉｎ程度の差で
は、面精度にほとんど影響を与えないことが分かってい
る。

【００３２】以上のことから、この実施例においては、
離型性の良さと面精度の良さのバランスをとるための最
良点を捜すのではなく、面精度はやや低下しても、確実
に離型不良を防止できる様なプレス圧Ｐ2 を選択する様
にした。ただし、面精度はある程度低下してもよいが、
複数個のレンズを成形した時に、光学機能面が再現性良
く、必ず同じクセ（光軸を中心とする軸対称な形状誤
差）を持った形状に仕上がることが重要である。このよ
うに、成形する毎に同じクセを持った形状にレンズが加
工されるのであれば、このクセをキャンセルする様に、
型部材１６，１８の成形面の形状を決めれば、この型部
材で、同じ条件の成形加工を行ったとき、理論的には全
くクセのないレンズができ上がるはずである。

【００３３】そのため、この実施例においては、成形さ
れるレンズのクセが、成形のたび毎に一定となる様にす
るために、冷却時における上下の型部材の温度差を０±
２．５°Ｃ、冷却速度を２０±５°Ｃ／ｍｉｎと大まか
に制御し、冷却時のプレス圧Ｐ2 を５±１．５ｋＮと高
い値に設定した。冷却プレス圧をこの程度の高い値に設
定すると、光学機能面の面精度は若干低下するものの、
離型不良を確実に防止することができ、且つ、光学機能
面の形状の再現性も良い。

【００３４】上記の成形条件によって、凹レンズを成形
した際の上下の型部材の成形面形状、及び成形された凹
レンズの光学機能面の形状をフィゾー干渉計によって調
べた結果を示したものが図４である。この場合、型部材
の成形面の形状は、クセをキャンセルする形状にはして
いない。そのため、上記光学素子の光学機能面の形状は
中高のクセがニュートンリング２〜３本程度生じてい
る。

【００３５】図４の結果から、凹レンズの光学機能面の
クセを読み取り、このクセをキャンセルする様な形状に
成形面を加工した型部材をフィゾー干渉計によって調べ
た結果が、図５の左側の図である。また、この型を用い
て、上記の成形条件で成形加工を行った場合の凹レンズ
の光学機能面の形状を示したものが図５の右側の図であ
る。図５の結果から明らかな様に、この実施例の方法に
よって成形された凹レンズは、アス（光軸を中心とする
軸対称でない形状誤差）、クセ共にニュートンリング１
本以内に納まっており、極めて良好な面精度が得られて
いることが分かる。また、上記のクセをキャンセルした
形状の型部材を用いて連続的に凹レンズを成形した結
果、全てのレンズが、アス、クセ共にニュートンリング
１本以下に納まっていた。

【００３６】なお、上記の様にレンズの光学機能面のク
セをニュートンリングの本数から読み取り、このクセを
キャンセルする様な形状に型部材１６，１８の成形面を
加工することは、人手によって行うことが可能である。
しかしながら、この様な型の加工作業を人手によって行
うことは非常に手間のかかることであるため、実際には
以下の様にＮＣ工作機械を使用して自動加工により型の
加工を行っている。

【００３７】図６は、凹レンズの光学機能面のクセをキ
ャンセルする様な形状に型部材を補正加工する手順を示
したフローチャートである。

【００３８】まず、ステツプＳ２において、成形される
レンズのクセが、成形のたび毎に一定となる様な成形条
件を設定する。本実施例では、前述した様に、ガラス素
材４０に重クラウンガラス（ＳＫ１２）を使用し、冷却
時の上下の型部材１６，１８の温度差を０±２．５°
Ｃ、冷却速度を２０±５°Ｃ／ｍｉｎ、冷却時のプレス
圧Ｐ2 を５±１．５ｋＮに設定している。

【００３９】次にステツプＳ４において、上記の成形条
件で、従来と同様の方法でレンズの成形加工を行う。こ
の際、成形条件を上記の条件に設定することにより凹レ
ンズ（４０）の光軸を中心とする軸対称でない形状誤差
は完全に防止されている。

【００４０】ステツプＳ６では既に良く知られている触
診式形状測定器（タリサーフ）の触針２８を、図７に示
す様にステツプＳ４において成形した凹レンズ（４０）
の光学機能面４０ａ，４０ｂに当て、光軸を通る直線に
沿って光学機能面４０ａ，４０ｂの形状を測定する。凹
レンズ（４０）の光学機能面の形状は軸対称な形状に成
形されているため、このタリサーフによる測定は１線に
沿う測定のみで十分である。

【００４１】ステツプＳ８ではステツプＳ６において測
定した測定値と凹レンズ（４０）の光学機能面４０ａ，
４０ｂの設計値とのズレ量を算出する。測定値は上述し
た様に光軸を中心として全周に渡って対称な形状に形成
されているので、図８に示す様に光軸からＸ方向のある
位置での、Ｙ方向のズレ量を算出すれば、この値が凹レ
ンズ（４０）の全周に渡って当てはまることとなる。

【００４２】ステツプＳ１０では図９に示す様にステ
ツプＳ８で算出したズレ量を、（Ｘ＝光軸からの距離，
Ｙ＝設計値からのズレ量）の形で市販のＮＣ研削加工機
３０に入力し、上下の型部材１６，１８の成形面１６
ｂ，１８ｂを追い込み加工する。このように、型部材１
６，１８の成形面１６ｂ，１８ｂを追い込み加工するこ
とにより、成形面１６ｂ，１８ｂは凹レンズの形状誤差
をキャンセルする様な形状に加工されることとなる。

【００４３】次にステツプＳ１２では、ＮＣ研削加工機
によって削られた成形面１６ｂ，１８ｂの仕上げ加工を
行う。ここでは、図１０に示す様に、既に算出したＸ，
Ｙの加工データを円筒座標系、すなわち光軸からの角度
θとその角度における光学機能面の設計値からのずれ量
ｒに座標変換し、特開昭６３−２３２９５６号に開示さ
れている装置及び方法によって仕上げ研磨を行う。

【００４４】ステツプＳ１４では、上記のステツプＳ２
〜ステツプＳ１２の工程によって作成された補正入りの
型部材を用いて、ステツプＳ２で設定した成形条件で凹
レンズの成形加工を行う。

【００４５】上記の手順に沿って凹レンズの成形を行っ
た結果、光学機能面の設計値からのズレ量が０．３３μ
ｍ以下の精度で凹レンズを成形することができた。（他の実施例）図１１は、他の実施例を示しており、メ
ニスカス状のレンズを成形する場合を示している。この
他の実施例においては、ガラス素材４０′としてフリン
トガラス（Ｆ８）を使用している。

【００４６】この他の実施例では、成形するレンズの形
状が一実施例と異なるため、冷却時のプレス圧Ｐ2 の値
よりも、冷却中の上下の型部材間の温度差の方が、レン
ズの光学機能面の面精度に大きく影響する。そのため、
成形条件は、冷却時のプレス荷重Ｐ2 を３．０±１．５
ｋＮ、冷却速度を２０±５°Ｃ／ｍｉｎと大まかに制御
し、光学機能面の面精度を成形のたび毎に安定させるた
めに、上型部材１６の温度を、下型部材１８の温度より
も７．５±２．５°Ｃだけ高く制御した。

【００４７】上記の成形条件によってメニスカスレンズ
を成形した際の上下の型部材の成形面の形状、及び成形
された光学素子の光学機能面の形状をフィゾー干渉計に
よって調べた結果を図１２に示す。この場合、上記光学
素子の光学機能面の上下で生じているクセ量が大きくち
がっており、上側面（凹面）でニュートンリング２〜３
本程度、下側面（凸面）でニュートンリング１〜２本程
度のクセが生じている。

【００４８】図１２の結果から、メニスカスレンズの光
学機能面のクセを読み取り、このクセをキャンセルする
様な形状に成形面を加工した型部材をフィゾー干渉計に
よって調べた結果が、図１３の左側の図である。また、
この型を用いて、上記の成形条件で成形加工を行った場
合のメニスカスレンズの光学機能面の形状を示したもの
が図１３の右側の図である。図１３の結果から明らかな
様に、この実施例の方法によって成形されたメニスカス
レンズは、アス、クセ共にニュートンリング１本以内に
納まっており、極めて良好な面精度が得られていること
が分かる。また、上記のクセをキャンセルした形状の型
部材を用いて連続的にメニスカスレンズを成形した結
果、全てのレンズが、アス、クセ共にニュートンリング
１本以下に納まっていた。

【００４９】なお、この他の実施例においても、型部材
の補正加工は、図６に示したフローチャートに沿って、
一実施例の場合と全く同様に行われるものである。

【００５０】以上説明した様に、上記実施例に示した光
学素子の成形方法によれば、従来と同様の極めて基本的
な装置によって、高精度な成形条件の制御も必要とせず
に、従来成形が困難であった形状の光学素子を高精度に
成形することが可能となる。

【００５１】なお、本発明は、その主旨を逸脱しない範
囲で上記実施例を修正または変形したものに適用可能で
ある。

【００５２】例えば、上記実施例では、凹レンズとメニ
スカスレンズを成形する場合について説明したが、本発
明は、その他の形状の光学素子、例えば、凸レンズや平
板状の光学素子の成形にも適用可能である。

【００５３】

【発明の効果】以上説明した様に、本発明の光学素子の
成形方法によれば、完成した光学素子に現れるクセが常
に一定になる様に成形条件を設定し、その一定のクセを
キャンセルする様な形状に型部材の成形面を加工してお
くことにより、高精度な面精度を有する光学素子を加工
することが可能となる。クセの現れ方が常に一定になる
様な成形条件は、光学素子を、常に高精度な面精度に仕
上げるために必要とされる成形条件程には厳密に制御さ
れる必要がないので、容易に高精度な光学素子を製造す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】一実施例の光学素子の成形方法を適用する成形
用型の構成を示した図である。

【図２】上型部材が上方に逃げた状態を示した図であ
る。

【図３】冷却時のプレス圧を変化させた場合の光学機能
面の変化の様子を示した図である。

【図４】凹レンズを成形した際の上下の型部材の成形面
形状、及び成形された凹レンズの光学機能面の形状をフ
ィゾー干渉計によって調べた結果を示した図である。

【図５】クセをキャンセルした型の成形面形状、及びそ
の型により成形された凹レンズの光学機能面の形状をフ
ィゾー干渉計によって調べた結果を示した図である。

【図６】凹レンズの光学機能面のクセをキャンセルする
様な形状に型部材を補正加工する手順を示したフローチ
ャートである。

【図７】レンズの光学機能面の形状をタリサーフにより
測定する様子を示した図である。

【図８】レンズの形状誤差を光軸からの距離Ｘと、設計
値からのずれ量Ｙで表した状態を示した図である。

【図９】型部材の成形面を補正加工する様子を示した図
である。

【図１０】型部材の成形面の形状をｒ，θ座標で表現し
た状態を示した図である。

【図１１】他の実施例の光学素子の成形方法を適用する
成形用型の構成を示した図である。

【図１２】メニスカスレンズを成形した際の上下の型部
材の成形面形状、及び成形された凹レンズの光学機能面
の形状をフィゾー干渉計によって調べた結果を示した図
である。

【図１３】クセをキャンセルした型の成形面形状、及び
その型により成形されたメニスカスレンズの光学機能面
の形状をフィゾー干渉計によって調べた結果を示した図
である。

【符号の説明】

１０成形装置本体１２成形用型１４胴型１６上型部材１８下型部材２０支持基板２２，２４エアシリンダ２６ヒータ４０ガラス素材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者山本潔東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者野村剛東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (56)参考文献特開平５−51224（ＪＰ，Ａ) 特開平５−24857（ＪＰ，Ａ) 特開平４−154632（ＪＰ，Ａ) 特公昭61−32263（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) C03B 11/00 C03B 11/08 C03B 11/16

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】加熱されることにより軟化状態となって
いるガラス素材を、一対の成形用型部材を用いてプレス
し、該型部材の成形面の表面形状が転写された光学機能
面を前記ガラス素材の表面に形成する様にした光学素子
の成形方法において、複数個の前記光学素子を成形するにあたり、各光学素子
の光学機能面に一定のクセが安定して形成される様に成
形条件を設定する第１の工程と、前記成形面の表面形状が前記一定のクセをキャンセルす
る様な形状に加工された成形用型部材を用いて光学素子
の成形を行う第２の工程とを具備することを特徴とする
光学素子の成形方法。
【請求項２】前記成形条件とは、少なくとも、前記一
対の成形用型部材の温度差と、冷却速度と、冷却時にお
いて前記ガラス素材に印加される圧力と、離型させる温
度とにより規定されることを特徴とする請求項１に記載
の光学素子の成形方法。
【請求項３】加熱されることにより軟化状態となって
いるガラス素材を、一対の成形用型部材を用いてプレス
し、該型部材の成形面の表面形状が転写された光学機能
面を前記ガラス素材の表面に形成する様にした光学素子
の成形方法において、所定の形状の光学素子の表面形状に対応した成形面形状
を有する第１次の型部材を用いて、ガラス素材を、所定
の加熱温度、型部材温度、加圧圧力、加圧時間、冷却速
度等の成形条件に基づいて成形する第１の成形工程と、該第１の成形工程において成形した光学素子の表面形状
を測定する測定工程と、該測定工程において得られた測定データと、光学素子の
最終希望形状のデータとの誤差を算出する算出工程と、前記算出工程において得られた結果に基づいて前記第１
次の型部材の成形面を補正加工して第２次の型部材を加
工する補正加工工程と、前記第２次の型部材を用いて、ガラス素材を前記第１の
成形工程と同じ成形条件でプレス成形する第２の成形工
程とを具備することを特徴とする光学素子の成形方法。
【請求項４】前記測定工程において得られた測定デー
タと、前記最終希望形状のデータとの差は、少なくとも
ニュートンリング４本以下であることを特徴とする請求
項３に記載の光学素子の成形方法。
【請求項５】前記成形条件のうち、前記一対の型部材
間の温度差が、０±２．５°Ｃ、冷却速度が２０±５°
Ｃ／ｍｉｎ、冷却時圧力が５±１．５ｋＮに設定されて
いることを特徴とする請求項３に記載の光学素子の成形
方法。
【請求項６】前記光学素子は、非球面形状のレンズで
あることを特徴とする請求項３に記載の光学素子の成形
方法。