JP3024169B2 - 光学素子成形用素材の製造方法 - Google Patents
光学素子成形用素材の製造方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、主として高精度な光学ガラス素子（例えば
レンズ、プリズム等）をリヒートプレス成形する際に用
いる光学素子成形用素材に関するものである。
レンズ、プリズム等）をリヒートプレス成形する際に用
いる光学素子成形用素材に関するものである。
従来の技術 近年、光学レンズを研磨工程なしの一発成形により成
形する試みが多くなされている。ガラス素材は溶融状態
から型に流し込み加圧成形する方法が最も能率的である
が、冷却時のガラスの収縮を制御することが難しく、精
密なレンズ成形に適さない。したがってガラス素材を一
定の形状に予備加工してこれを型の間に供給し、加熱
し、押圧成形するのが一般的な方法であり、この様な方
法は、例えば特開昭58−84134号公報において開示され
ている。
形する試みが多くなされている。ガラス素材は溶融状態
から型に流し込み加圧成形する方法が最も能率的である
が、冷却時のガラスの収縮を制御することが難しく、精
密なレンズ成形に適さない。したがってガラス素材を一
定の形状に予備加工してこれを型の間に供給し、加熱
し、押圧成形するのが一般的な方法であり、この様な方
法は、例えば特開昭58−84134号公報において開示され
ている。
このような方法で精密なレンズを一回の成形で作製す
る場合、成形に用いるガラス素材は可能な限り所望のレ
ンズ形状に近い形状に予備加工することが必要である。
またレンズの外周を規制するため、通常胴型を用いて成
形するが、この場合余分なガラスの逃げ場がないのでガ
ラス素材の重量を目的とするレンズの重量に正確に合わ
せておく必要がある。その中で、胴型と上下型の一部に
逃げを設けて、余分のガラスを吸収してガラスの重量合
わせの許容差を大きくする方法が、例えば特開昭59−14
1435号公報において提案されている。
る場合、成形に用いるガラス素材は可能な限り所望のレ
ンズ形状に近い形状に予備加工することが必要である。
またレンズの外周を規制するため、通常胴型を用いて成
形するが、この場合余分なガラスの逃げ場がないのでガ
ラス素材の重量を目的とするレンズの重量に正確に合わ
せておく必要がある。その中で、胴型と上下型の一部に
逃げを設けて、余分のガラスを吸収してガラスの重量合
わせの許容差を大きくする方法が、例えば特開昭59−14
1435号公報において提案されている。
また特開昭60−9716号公報に開示されているように、
滑らかな表面を持つレンズを得るために、ガラス素材の
表面粗度を厳しく制御する予備加工をしてガラス素材の
成形面を滑らかにすることも重要である。
滑らかな表面を持つレンズを得るために、ガラス素材の
表面粗度を厳しく制御する予備加工をしてガラス素材の
成形面を滑らかにすることも重要である。
発明が解決しようとする課題 上記のような方法で行う場合、ガラス素材の重量を正
確に制御するか、型の構成に逃げを設けなければならな
い。しかしながら型の構成に逃げを設けると、成形した
レンズにおいては光学的に無効な部分が多くレンズ重量
が重くなるという問題点を有する。
確に制御するか、型の構成に逃げを設けなければならな
い。しかしながら型の構成に逃げを設けると、成形した
レンズにおいては光学的に無効な部分が多くレンズ重量
が重くなるという問題点を有する。
一方ガラス素材の重量を正確に制御する方法もガラス
素材の形状をどのように決定するかによって全く異な
る。例えばガラス素材の形状を最終製品に近時させたガ
ラスプリフォームとした場合、予備加工が困難となるた
め重量の３％がバラツキの幅として生じ、またコストも
高くなるという問題点を有する。したがって重量を正確
に制御するためには最も予備加工が簡単で安価な円柱形
状が好ましいが、円柱形状の円筒部と平坦部の境界部が
直角になっているため、型への供給時に成形用素材の直
角部分が欠けやすいという問題点を有していた。
素材の形状をどのように決定するかによって全く異な
る。例えばガラス素材の形状を最終製品に近時させたガ
ラスプリフォームとした場合、予備加工が困難となるた
め重量の３％がバラツキの幅として生じ、またコストも
高くなるという問題点を有する。したがって重量を正確
に制御するためには最も予備加工が簡単で安価な円柱形
状が好ましいが、円柱形状の円筒部と平坦部の境界部が
直角になっているため、型への供給時に成形用素材の直
角部分が欠けやすいという問題点を有していた。
課題を解決するための手段 上記課題を解決するために本発明の光学素子成形用素
材の製造方法は、円柱形状の円筒部及び前記円筒部に直
角に接する平坦部との境界部に輻射熱で曲率を設ける光
学素子成形用素材の製造方法である。
材の製造方法は、円柱形状の円筒部及び前記円筒部に直
角に接する平坦部との境界部に輻射熱で曲率を設ける光
学素子成形用素材の製造方法である。
作 用 本発明の光学素子成形用素材の製造方法は、円柱形状
の円筒部及び前記円筒部に直角に接する平坦部との境界
部に輻射熱で曲率を設けたものであるのでガラス素材の
境界部分における機械的強度が増す。したがって型への
供給時にガラス素材の境界部分が欠けることなく入れら
れるので型内にガラス破片が落ちない。
の円筒部及び前記円筒部に直角に接する平坦部との境界
部に輻射熱で曲率を設けたものであるのでガラス素材の
境界部分における機械的強度が増す。したがって型への
供給時にガラス素材の境界部分が欠けることなく入れら
れるので型内にガラス破片が落ちない。
この境界部分における曲率を設ける手段として電気炉
やコイルヒータ等の輻射熱を用いると境界部分が他の部
分より早く加熱されるため一定時間で加熱を停止するこ
とにより境界部分に曲率を設けることができる。
やコイルヒータ等の輻射熱を用いると境界部分が他の部
分より早く加熱されるため一定時間で加熱を停止するこ
とにより境界部分に曲率を設けることができる。
炭酸ガスレーザーを境界部分のみに使用した場合は、
波長が10.6μｍ近傍であるのでレーザ光のエネルギーは
ガラス素材の表面近傍で吸収され、熱エネルギーに変換
されるためガラス素材の境界部分に効率的に曲率を設け
ることが出来る。
波長が10.6μｍ近傍であるのでレーザ光のエネルギーは
ガラス素材の表面近傍で吸収され、熱エネルギーに変換
されるためガラス素材の境界部分に効率的に曲率を設け
ることが出来る。
また電気炉やコイルヒータ等の輻射熱を用いた場合も
境界部分が他の部分より早く加熱されるため一定時間で
加熱を停止することにより境界部に曲率を設けることが
できる。
境界部分が他の部分より早く加熱されるため一定時間で
加熱を停止することにより境界部に曲率を設けることが
できる。
特に平坦部の表面粗さを0.1μｍ以下とした場合に
は、ガラス材料をプレス成形する時、この平坦部が光学
素子の有効径内を形成するため、良好な透過率が得られ
る。
は、ガラス材料をプレス成形する時、この平坦部が光学
素子の有効径内を形成するため、良好な透過率が得られ
る。
また特に、設けられた曲率部の曲率半径を0.1mm以下
に形成した場合は、表面粗さが粗い円筒部の一部が光学
素子の有効径部を構成する平坦部まで回り込むことで発
生する透過率の低下を確実に防止できる。
に形成した場合は、表面粗さが粗い円筒部の一部が光学
素子の有効径部を構成する平坦部まで回り込むことで発
生する透過率の低下を確実に防止できる。
実施例 以下、本発明の光学素子成形用素材の製造方法を示す
実施例を図面を参照しながら説明する。
実施例を図面を参照しながら説明する。
第１図において、１は以下の各実施例で用いる光学素
子成形用予備素材であり、２は平坦部、３は円筒部、４
は円筒部３と平坦部２との境界部分である。円筒部３は
表面粗さが1.8μｍであるが、平坦部２は両面とも研磨
されているために表面粗さは0.05μｍである。
子成形用予備素材であり、２は平坦部、３は円筒部、４
は円筒部３と平坦部２との境界部分である。円筒部３は
表面粗さが1.8μｍであるが、平坦部２は両面とも研磨
されているために表面粗さは0.05μｍである。
（第１実施例） 第２図は第１図の光学素子成形用予備素材を用いて本
実施例により製造された光学素子成形用素材５を示すも
のである。２はその平坦部、３は円筒部、６は本実施例
によって境界部に形成された曲率部で、その拡大図を同
図（ｂ）、（ｃ）に示す。平坦部２は両面とも研磨され
た時の表面粗さ0.05μｍを維持している。また、素子５
は使用硝酸種はSF8で、形状は直径が6mm、高さが10mmで
ある。
実施例により製造された光学素子成形用素材５を示すも
のである。２はその平坦部、３は円筒部、６は本実施例
によって境界部に形成された曲率部で、その拡大図を同
図（ｂ）、（ｃ）に示す。平坦部２は両面とも研磨され
た時の表面粗さ0.05μｍを維持している。また、素子５
は使用硝酸種はSF8で、形状は直径が6mm、高さが10mmで
ある。
曲率部６は、化学的エッチングにより形成される。本
実施例では、フッ酸、硫酸、水を1.5:1:0.5（体積比）
の割合で混合液を作製し、液温が50℃になった時点でエ
ッチングを開始する。エッチング液への浸漬方法は境界
部分のみでも構わないが本実施例では光学素子成形用予
備素材の全体を浸漬させた。浸漬時間は10秒一定で浸漬
回数を増やしたときの曲率部の曲率半径を第１表に示
す。
実施例では、フッ酸、硫酸、水を1.5:1:0.5（体積比）
の割合で混合液を作製し、液温が50℃になった時点でエ
ッチングを開始する。エッチング液への浸漬方法は境界
部分のみでも構わないが本実施例では光学素子成形用予
備素材の全体を浸漬させた。浸漬時間は10秒一定で浸漬
回数を増やしたときの曲率部の曲率半径を第１表に示
す。
第１表に示すように浸漬回数を増やすことにより曲率
半径を大きくすることが出来るが、５回以上行っても曲
率半径は変化しなかった。また本実施では500個のバッ
チ処理したが、個数を変化させても曲率半径には全く影
響がなかった。したがって所望の0.1mm以下の曲率部を
有した光学素子成形用素材を容易に安定して形成するこ
とができた。
半径を大きくすることが出来るが、５回以上行っても曲
率半径は変化しなかった。また本実施では500個のバッ
チ処理したが、個数を変化させても曲率半径には全く影
響がなかった。したがって所望の0.1mm以下の曲率部を
有した光学素子成形用素材を容易に安定して形成するこ
とができた。
（第２実施例） 次に炭酸ガスレーザーの熱による曲率部を設けた時の
実施例を示す。
実施例を示す。
第３図は炭酸ガスレーザーを境界部に照射して曲率部
を形成する際の状態を示した図である。
を形成する際の状態を示した図である。
７は炭酸ガスレーザーであり8a、8b、8cは光学素子成
形用予備素材を支持するための支持部材である。この支
持部材を傾斜させることにより供給された光学素子成形
用予備素材は回転して移動するので、炭酸ガスレーザー
７も同じ移動速度でスライドさせる。
形用予備素材を支持するための支持部材である。この支
持部材を傾斜させることにより供給された光学素子成形
用予備素材は回転して移動するので、炭酸ガスレーザー
７も同じ移動速度でスライドさせる。
使用硝種はSF6で、形状は直径が4mm、高さが10mmであ
る。この時のレーザー出力、光学素子成形用予備素材の
回転数、照射時間による曲率部の曲率半径を第２表に示
す。
る。この時のレーザー出力、光学素子成形用予備素材の
回転数、照射時間による曲率部の曲率半径を第２表に示
す。
第２表に示す通り、レーザー出力、光学素子成形用予
備素材の回転数、照射時間を変化させることにより曲率
部の曲率半径を容易に変化させることが出来た。
備素材の回転数、照射時間を変化させることにより曲率
部の曲率半径を容易に変化させることが出来た。
但し曲率半径が0.23mmの場合、円筒部の表面粗さが光
学素子成形用素材の平坦部に0.1mm回り込んだ。そのた
めプレス成形時に、光学素子の有効径内に円筒部の表面
粗さの粗い部分が回り込んで透過率を約10％低下させ
た。
学素子成形用素材の平坦部に0.1mm回り込んだ。そのた
めプレス成形時に、光学素子の有効径内に円筒部の表面
粗さの粗い部分が回り込んで透過率を約10％低下させ
た。
それ以外の条件で製造した光学素子成形用素材は所望
の透過率を得ることが出来た。
の透過率を得ることが出来た。
（第３実施例） さらに電気炉による輻射熱で曲率部を設けた時の実施
例を示す。
例を示す。
第４図は電気炉を用いて形成する際の状態を示した図
である。９は加熱ブロックでありその中にはヒータ10が
埋め込まれている。11は光学素子成形用予備素材１を支
持するための支持部材である。この支持部材に光学素子
成形用予備素材を載せて図示されていない電気炉の供給
口から供給して加熱し、曲率部を形成する。使用した硝
種はSF8で、形状は直径が4.5mm、高さが5mmである。こ
の時の電気炉温度、加熱時間による曲率部の曲率半径を
第３表に示す。
である。９は加熱ブロックでありその中にはヒータ10が
埋め込まれている。11は光学素子成形用予備素材１を支
持するための支持部材である。この支持部材に光学素子
成形用予備素材を載せて図示されていない電気炉の供給
口から供給して加熱し、曲率部を形成する。使用した硝
種はSF8で、形状は直径が4.5mm、高さが5mmである。こ
の時の電気炉温度、加熱時間による曲率部の曲率半径を
第３表に示す。
第３表に示す通り、化学的エッチング、炭酸ガスレー
ザーの熱により曲率部の曲率半径を設けた場合と比べる
と、曲率半径ができるまでの時間はかかるが、前述の２
つの方法に比べ最も量産性に優れていた。
ザーの熱により曲率部の曲率半径を設けた場合と比べる
と、曲率半径ができるまでの時間はかかるが、前述の２
つの方法に比べ最も量産性に優れていた。
以上の様に何れの実施例においても、曲率半径が0.1m
m以下の曲率部を安定して確実に形成出来た。また光学
素子成形用素材も境界部分における機械的強度が増して
いたため、成形型への供給時にガラス素材の境界部分が
欠けることなく入れることができ、また型内にもガラス
破片は落ちていなかった。
m以下の曲率部を安定して確実に形成出来た。また光学
素子成形用素材も境界部分における機械的強度が増して
いたため、成形型への供給時にガラス素材の境界部分が
欠けることなく入れることができ、また型内にもガラス
破片は落ちていなかった。
発明の効果 以上の説明から明らかなように、本発明の光学素子成
形用素材の製造方法によれば、光学素子成形用素材の境
界部分における機械的強度を上げることが出来るため、
成形型への供給時にガラス素材の境界部分が欠けること
なく入れられ、型内にガラス破片を落とさない。
形用素材の製造方法によれば、光学素子成形用素材の境
界部分における機械的強度を上げることが出来るため、
成形型への供給時にガラス素材の境界部分が欠けること
なく入れられ、型内にガラス破片を落とさない。
さらに重量を正確に制御することができ、非常に安価
な光学素子成形用素材を得ることが可能となり、本発明
の工業的価値は極めて大なるものがある。
な光学素子成形用素材を得ることが可能となり、本発明
の工業的価値は極めて大なるものがある。
第１図は本発明の実施例において使用した光学素子成形
用予備素材の斜視図、第２図は本発明の一実施例として
化学的エッチング法を用いて製造された光学素子成形用
素材の斜視図と詳細を示す断面図、第３図は本発明の他
の実施例として炭酸ガスレーザーを用いた曲率部形成を
示す断面図、第４図は本発明の更に他の実施例として電
気炉を用いた曲率部形成を示す断面図である。 １……光学素子成形用予備素材、２……平坦部、３……
円筒部、４……境界部、５……光学素子成形用素材、６
……曲率部、７……炭酸ガスレーザー、8a,8b,8c,11…
…支持部材、９……加熱ブロック、10……ヒータ。
用予備素材の斜視図、第２図は本発明の一実施例として
化学的エッチング法を用いて製造された光学素子成形用
素材の斜視図と詳細を示す断面図、第３図は本発明の他
の実施例として炭酸ガスレーザーを用いた曲率部形成を
示す断面図、第４図は本発明の更に他の実施例として電
気炉を用いた曲率部形成を示す断面図である。 １……光学素子成形用予備素材、２……平坦部、３……
円筒部、４……境界部、５……光学素子成形用素材、６
……曲率部、７……炭酸ガスレーザー、8a,8b,8c,11…
…支持部材、９……加熱ブロック、10……ヒータ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平１−252542（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−21925（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C03B 11/00
Claims (4)
- 【請求項１】円柱形状の光学素子の成形用素材におい
て、円筒部と前記円筒部に直角に接する平坦部との境界
部に輻射熱で曲率を設けることを特徴とする光学素子成
形用素材の製造方法。 - 【請求項２】円柱形状の平坦部の表面粗さが0.1μｍ以
下であることを特徴とする請求項（１）記載の光学素子
成形用素材の製造方法。 - 【請求項３】境界部の曲率半径が0.1mm以下であること
を特徴とする請求項（１）記載の光学素子成形用素材の
製造方法。 - 【請求項４】曲率を設ける手段として、電気炉または炭
酸ガスレーザによる熱を利用することを特徴とする請求
項（１）記載の光学素子成形用素材の製造方法。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2154790A JP3024169B2 (ja) | 1990-06-13 | 1990-06-13 | 光学素子成形用素材の製造方法 |
| US07/712,710 US5160361A (en) | 1990-06-13 | 1991-06-10 | Method of manufacturing optical element |
| EP91109568A EP0463463B1 (en) | 1990-06-13 | 1991-06-11 | Method of manufacturing optical element |
| DE69113327T DE69113327T2 (de) | 1990-06-13 | 1991-06-11 | Verfahren zur Herstellung optischer Elemente. |
| KR1019910009707A KR930006320B1 (ko) | 1990-06-13 | 1991-06-13 | 광학소자 성형용 소재와 광학소자의 제조방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2154790A JP3024169B2 (ja) | 1990-06-13 | 1990-06-13 | 光学素子成形用素材の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0446023A JPH0446023A (ja) | 1992-02-17 |
| JP3024169B2 true JP3024169B2 (ja) | 2000-03-21 |
Family
ID=15591958
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2154790A Expired - Fee Related JP3024169B2 (ja) | 1990-06-13 | 1990-06-13 | 光学素子成形用素材の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3024169B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001163628A (ja) | 1999-10-01 | 2001-06-19 | Hoya Corp | 成形品の製造方法 |
-
1990
- 1990-06-13 JP JP2154790A patent/JP3024169B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0446023A (ja) | 1992-02-17 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |