JP3140242B2 - 光学素子の成形用金型、成形方法、および光学素子成形装置 - Google Patents
光学素子の成形用金型、成形方法、および光学素子成形装置Info
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- JP3140242B2 JP3140242B2 JP05037651A JP3765193A JP3140242B2 JP 3140242 B2 JP3140242 B2 JP 3140242B2 JP 05037651 A JP05037651 A JP 05037651A JP 3765193 A JP3765193 A JP 3765193A JP 3140242 B2 JP3140242 B2 JP 3140242B2
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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
- C03B11/06—Construction of plunger or mould
- C03B11/08—Construction of plunger or mould for making solid articles, e.g. lenses
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- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B2215/00—Press-moulding glass
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
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- C03B2215/72—Barrel presses or equivalent, e.g. of the ring mould type
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- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光学機器に使用される
光学素子（レンズに代表する）を精密成形法により形成
するための光学素子成形金型、光学素子の成形方法、お
よび光学素子成形装置に関するものである。
光学素子（レンズに代表する）を精密成形法により形成
するための光学素子成形金型、光学素子の成形方法、お
よび光学素子成形装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、光学レンズを、研磨工程なしの一
発成形により形成する試みが多くなされ、現在レンズメ
−カ−各社では量産段階にある。
発成形により形成する試みが多くなされ、現在レンズメ
−カ−各社では量産段階にある。
【０００３】ガラス素材を溶融状態から型に流しこみ加
圧成形するの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は適さ
ない。
圧成形するの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は適さ
ない。
【０００４】従って、例えば、特開昭５８−８４１３号
公報や特開昭６０−２００８３３号公報などに記載の様
に、ガラス素材を一定の形状に予備加工して、これを成
形型の間に供給し、加熱、押圧成形するのが一般的な成
形方法である。
公報や特開昭６０−２００８３３号公報などに記載の様
に、ガラス素材を一定の形状に予備加工して、これを成
形型の間に供給し、加熱、押圧成形するのが一般的な成
形方法である。
【０００５】一方、光学設計の観点からは、球面レンズ
系における種々の収差補正を目的として、成形により得
られた軸対称な非球面レンズを導入した光学系が急速に
普及してきた。
系における種々の収差補正を目的として、成形により得
られた軸対称な非球面レンズを導入した光学系が急速に
普及してきた。
【０００６】図５および図６は、軸対称の成形型を用い
た非球面レンズの成形法のひとつにより、球形状のガラ
ス素材を成形して非球面レンズを形成した状態を示す断
面図である。６１、６２は円柱状の片側端面に非球面形
状の光学機能面６１ａ、６２ａが形成された上下型、６
３は上下型をガイドすると同時にレンズ厚みを規制する
胴型、６４は球形状のガラス素材、６６、６７はヒ−タ
−６５を内蔵する上下の加熱板、６８は加圧機構を有す
る成形装置の一部である。
た非球面レンズの成形法のひとつにより、球形状のガラ
ス素材を成形して非球面レンズを形成した状態を示す断
面図である。６１、６２は円柱状の片側端面に非球面形
状の光学機能面６１ａ、６２ａが形成された上下型、６
３は上下型をガイドすると同時にレンズ厚みを規制する
胴型、６４は球形状のガラス素材、６６、６７はヒ−タ
−６５を内蔵する上下の加熱板、６８は加圧機構を有す
る成形装置の一部である。
【０００７】ガラス素材を成形型の中に供給し、上下の
加熱板６６、６７により型およびガラス素材をガラスの
軟化点近傍の温度まで加熱し、上下型６１、６２により
ガラス素材６４を加圧変形する。変形は、レンズ厚みを
規制する胴型６３ｂの上端面に上加熱板６６が当接する
まで続行して完了する。変形終了後、徐々に冷却してレ
ンズが取り出せる温度になると型を開きレンズを取り出
す。その結果、図６に示すように成形レンズ７１は金型
とは反対形状の非球面形状６１ａ、６２ａが精密に転写
されたレンズが得られる。
加熱板６６、６７により型およびガラス素材をガラスの
軟化点近傍の温度まで加熱し、上下型６１、６２により
ガラス素材６４を加圧変形する。変形は、レンズ厚みを
規制する胴型６３ｂの上端面に上加熱板６６が当接する
まで続行して完了する。変形終了後、徐々に冷却してレ
ンズが取り出せる温度になると型を開きレンズを取り出
す。その結果、図６に示すように成形レンズ７１は金型
とは反対形状の非球面形状６１ａ、６２ａが精密に転写
されたレンズが得られる。
【０００８】上述した非球面レンズのほとんどは軸対称
形状のものが主流であり、片面あるいは両面に非球面形
状を有したレンズである。したがって、成形に用いられ
る成形型は、単に円柱形状の端面に所望する非球面形状
を加工すればよく、加工時の芯出しは従来の切削加工時
の方法でよく、加工法においても切削および研削法のい
ずれにおいても高精度な金型加工が実現できる。
形状のものが主流であり、片面あるいは両面に非球面形
状を有したレンズである。したがって、成形に用いられ
る成形型は、単に円柱形状の端面に所望する非球面形状
を加工すればよく、加工時の芯出しは従来の切削加工時
の方法でよく、加工法においても切削および研削法のい
ずれにおいても高精度な金型加工が実現できる。
【０００９】特にレ−ザ−光学系ではフォ−カスレンズ
の様に単にスポットを結像させたり、コリメ−トするだ
けでなく、レ−ザ−光の利用効率をより高めるために、
レ−ザ−ビ−ムを自在に整形できるレンズが望まれてい
る。例えばレ−ザ−ビ−ムプリンタ−の走査光学系では
レ−ザ−光の伝達効率を高めるために、コリメ−タ、ビ
−ム整形プリズム、球面レンズ、シリンダ−レンズ等の
機能を１枚に持たせた片面若しくは両面がト−リック
面、あるいはアナモフィック面のような軸非対称レンズ
等が考えられる。
の様に単にスポットを結像させたり、コリメ−トするだ
けでなく、レ−ザ−光の利用効率をより高めるために、
レ−ザ−ビ−ムを自在に整形できるレンズが望まれてい
る。例えばレ−ザ−ビ−ムプリンタ−の走査光学系では
レ−ザ−光の伝達効率を高めるために、コリメ−タ、ビ
−ム整形プリズム、球面レンズ、シリンダ−レンズ等の
機能を１枚に持たせた片面若しくは両面がト−リック
面、あるいはアナモフィック面のような軸非対称レンズ
等が考えられる。
【００１０】両面が軸非対称な面を有したレンズの場合
には、第１面側、第２面側の相互の位置関係をより精度
よく決定されなければならない。そのためには図４
（Ａ）、（Ｃ）の様に成形金型５１、５２の外形を角型
にし、さらに図５（Ｂ）の様に成形金型をガイドする胴
型５３も角孔に構成して成形されたレンズ両面の位置関
係（多くは光軸ずれとねじれ成分）を保証するのが一般
的である。
には、第１面側、第２面側の相互の位置関係をより精度
よく決定されなければならない。そのためには図４
（Ａ）、（Ｃ）の様に成形金型５１、５２の外形を角型
にし、さらに図５（Ｂ）の様に成形金型をガイドする胴
型５３も角孔に構成して成形されたレンズ両面の位置関
係（多くは光軸ずれとねじれ成分）を保証するのが一般
的である。
【００１１】ちなみに図４（Ａ）における片側の金型５
１の光学機能面ＲＸは凹面、ＲＹも凹面のアナモフィッ
ク面であり、曲率半径はＲＹ〈ＲＸの関係である。ま
た、図中（Ｃ）における他方の金型５２の光学機能面Ｒ
Ｘが凹面、ＲＹが凸面のアナモフィック面で曲率半径は
ＲＹ〈ＲＸの関係である。また、上下型５１、５２は胴
型５３に所定のクリアランスで勘合される。上述した構
成の金型を用いて従来法による成形では種々の課題を解
決する必要がある。
１の光学機能面ＲＸは凹面、ＲＹも凹面のアナモフィッ
ク面であり、曲率半径はＲＹ〈ＲＸの関係である。ま
た、図中（Ｃ）における他方の金型５２の光学機能面Ｒ
Ｘが凹面、ＲＹが凸面のアナモフィック面で曲率半径は
ＲＹ〈ＲＸの関係である。また、上下型５１、５２は胴
型５３に所定のクリアランスで勘合される。上述した構
成の金型を用いて従来法による成形では種々の課題を解
決する必要がある。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】上述した構成の金型、
成形方法、成形装置では次に挙げる三つの課題を有す
る。 （ａ）上下金型および胴型の加工精度、すなわち寸法精
度や直角度、型と胴型とのクリアランス等の誤差によっ
て上下の金型にねじれ成分や光軸ずれが発生し、よって
成形されたレンズは所望の光学性能が満たされない金型
構成である。 （ｂ）得ようとするレンズ厚みが大きい程、レンズの収
縮量が大きく、変形完了時点で金型成形面と１：１の転
写面を得たとしても冷却時にその形状を崩しレンズ性能
を満足しない成形方法である。 （ｃ）変形時点では面転写が得られたとしても、冷却時
のレンズの収縮に追随して、必要な加圧力を加えること
ができない成形装置である。
成形方法、成形装置では次に挙げる三つの課題を有す
る。 （ａ）上下金型および胴型の加工精度、すなわち寸法精
度や直角度、型と胴型とのクリアランス等の誤差によっ
て上下の金型にねじれ成分や光軸ずれが発生し、よって
成形されたレンズは所望の光学性能が満たされない金型
構成である。 （ｂ）得ようとするレンズ厚みが大きい程、レンズの収
縮量が大きく、変形完了時点で金型成形面と１：１の転
写面を得たとしても冷却時にその形状を崩しレンズ性能
を満足しない成形方法である。 （ｃ）変形時点では面転写が得られたとしても、冷却時
のレンズの収縮に追随して、必要な加圧力を加えること
ができない成形装置である。
【００１３】
【課題を解決するための手段】上記（ａ）〜（ｃ）の課
題に対応して、本願発明では、それぞれ （ａ）光学素子のプレス成形に用いる光学素子成形用金
型において、上型を収容して摺動移動せしめる第１の胴
型と、該胴型に前記上型の光軸と同一軸芯状に下型が圧
入固定され、かつ、前記上下型および第１の胴型を包含
するように第２の胴型を有した金型構成を用いるもので
ある。 （ｂ）上下型と該上下型および被成形素材を収容する第
１の胴型と、該第１の胴型を包含するがごとく第２の胴
型を配し一体となすように成形ブロックを組み立てる工
程と、該成形ブロック全体を、前記、被成形素材が変形
可能な温度まで予熱する余熱工程と、前記上下型を介
し、前記被成形素材を第２の胴型で寸法規制されことな
く所定量を残して変形する変形工程と、変形完了後、成
形ブロックをその上下面から冷却固化しつつ、かつ、上
型を介し被成形素材にのみ所定量だけ変形させる加圧を
続行する冷却加圧工程とを具備し、上記余熱、変形、冷
却加圧の各工程を上記の順序で実施する成形方法を用い
るものである。 （ｃ）上下型と該上下型および被成形素材を収容する第
１の胴型と、該第１の胴型を包含するがごとく第２の胴
型を配し一体となした成形ブロックを、接触面が平面状
の上下加熱板を備え、前記成形ブロックの上下面から余
熱、変形、冷却の各工程を順次搬送して行う光学素子の
成形装置において、前記、冷却工程を構成する上加熱版
に前記上型を押圧する押圧部と、前記第２の胴型を押圧
する押圧平面部とが併設され、前記押圧部と押圧平面部
との間に所定の段差を有する成形装置を用いるものであ
る。
題に対応して、本願発明では、それぞれ （ａ）光学素子のプレス成形に用いる光学素子成形用金
型において、上型を収容して摺動移動せしめる第１の胴
型と、該胴型に前記上型の光軸と同一軸芯状に下型が圧
入固定され、かつ、前記上下型および第１の胴型を包含
するように第２の胴型を有した金型構成を用いるもので
ある。 （ｂ）上下型と該上下型および被成形素材を収容する第
１の胴型と、該第１の胴型を包含するがごとく第２の胴
型を配し一体となすように成形ブロックを組み立てる工
程と、該成形ブロック全体を、前記、被成形素材が変形
可能な温度まで予熱する余熱工程と、前記上下型を介
し、前記被成形素材を第２の胴型で寸法規制されことな
く所定量を残して変形する変形工程と、変形完了後、成
形ブロックをその上下面から冷却固化しつつ、かつ、上
型を介し被成形素材にのみ所定量だけ変形させる加圧を
続行する冷却加圧工程とを具備し、上記余熱、変形、冷
却加圧の各工程を上記の順序で実施する成形方法を用い
るものである。 （ｃ）上下型と該上下型および被成形素材を収容する第
１の胴型と、該第１の胴型を包含するがごとく第２の胴
型を配し一体となした成形ブロックを、接触面が平面状
の上下加熱板を備え、前記成形ブロックの上下面から余
熱、変形、冷却の各工程を順次搬送して行う光学素子の
成形装置において、前記、冷却工程を構成する上加熱版
に前記上型を押圧する押圧部と、前記第２の胴型を押圧
する押圧平面部とが併設され、前記押圧部と押圧平面部
との間に所定の段差を有する成形装置を用いるものであ
る。
【００１４】
【作用】（ａ）における作用は、従来、下型と第１の胴
型とは所定のクリアランスで勘合されていたものを所定
位置に圧入固定にすることで、下型および第１の胴型の
加工誤差等によって生じる上下レンズ面の光軸ずれや、
ねじれ成分の低減に作用する。
型とは所定のクリアランスで勘合されていたものを所定
位置に圧入固定にすることで、下型および第１の胴型の
加工誤差等によって生じる上下レンズ面の光軸ずれや、
ねじれ成分の低減に作用する。
【００１５】（ｂ）における作用は、冷却工程中に被成
形素材の収縮量の範囲内で加圧を続行することで厚みの
大きなレンズであっても成形面の転写性向上に作用す
る。
形素材の収縮量の範囲内で加圧を続行することで厚みの
大きなレンズであっても成形面の転写性向上に作用す
る。
【００１６】（ｃ）における作用は、レンズの厚み規制
と、転写性の両者を精密に制御できることに作用する。
と、転写性の両者を精密に制御できることに作用する。
【００１７】
（実施例１）以下、本発明の光学素子の成形用金型の一
実施例について図面を参照しながら詳細に説明する。
実施例について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１８】図１（Ａ）は、本実施例における成形用金
型２０の構成を示すものであり、下型１２と第１の胴型
１３がスペ−サ１４を介して圧入固定されている。下型
１２と胴型１３の角穴とは四方に約１０μｍの間隙を有
するように作成されており、スペ−サ１４により上記間
隙の範囲内で下型と胴型との位置関係が調整される。す
なわち摺動する上型１１との光軸ずれ、ねじれ成分がキ
ャンセルされるように調整する役目を果たす。
型２０の構成を示すものであり、下型１２と第１の胴型
１３がスペ−サ１４を介して圧入固定されている。下型
１２と胴型１３の角穴とは四方に約１０μｍの間隙を有
するように作成されており、スペ−サ１４により上記間
隙の範囲内で下型と胴型との位置関係が調整される。す
なわち摺動する上型１１との光軸ずれ、ねじれ成分がキ
ャンセルされるように調整する役目を果たす。
【００１９】特に図１（Ｂ）は、ねじれ成分が調整され
た状態を示し、スペ−サは下型の四隅の四箇所もしくは
二箇所に配し挿入されている。第２の胴型１５は、第１
の胴型の周囲に配置されており成形されるレンズの厚み
を規制する。成形用金型２０の上下には成形装置の一部
であるヒ−タ１６を内蔵する上下加熱板１７と、加圧機
構１８を示す。１９は、成形で得られたレンズである。
た状態を示し、スペ−サは下型の四隅の四箇所もしくは
二箇所に配し挿入されている。第２の胴型１５は、第１
の胴型の周囲に配置されており成形されるレンズの厚み
を規制する。成形用金型２０の上下には成形装置の一部
であるヒ−タ１６を内蔵する上下加熱板１７と、加圧機
構１８を示す。１９は、成形で得られたレンズである。
【００２０】尚、上型１１、下型１２は従来技術の図４
（Ａ）、（Ｃ）で説明したものと同様の光学機能を有
し、１１ｍｍ角の形状に加工した。したがって成形で得
られるレンズは外形１１ｍｍ×厚み１０ｍｍである。
（Ａ）、（Ｃ）で説明したものと同様の光学機能を有
し、１１ｍｍ角の形状に加工した。したがって成形で得
られるレンズは外形１１ｍｍ×厚み１０ｍｍである。
【００２１】最適な下型の配置は、以下の手順で求めら
れる。まず、下型の四方に等しい厚みのスペ−サを挿入
して下型１２を第１の胴型１３に圧入固定する。上記の
状態で図５で説明した従来方法でレンズ成形を行い、得
られたレンズをフィ−ゾ型の干渉計を用いて透過波面収
差を測定した。
れる。まず、下型の四方に等しい厚みのスペ−サを挿入
して下型１２を第１の胴型１３に圧入固定する。上記の
状態で図５で説明した従来方法でレンズ成形を行い、得
られたレンズをフィ−ゾ型の干渉計を用いて透過波面収
差を測定した。
【００２２】その結果、レンズ両面の軸ずれ成分はほと
んど無いことが判明した。しかし、ねじれ成分が発生し
ている収差を確認した。その結果に基ずいて下型１２と
第１の胴型１３との間隙にそれぞれ挿入するスペ−サ１
４の厚みと配分は、１２μｍ厚と８μｍ厚のスペーサを
準備し、挿入した位置は、前記で得られたレンズのねじ
れ成分をキャンセルする方向に下型１２の三箇所に配置
して第１の胴型に圧入固定を行った。スペーサには耐熱
性の良いチタン箔を購入して使用した。その後、再度、
レンズ成形を行い上記の収差が除去されているかを確認
する。
んど無いことが判明した。しかし、ねじれ成分が発生し
ている収差を確認した。その結果に基ずいて下型１２と
第１の胴型１３との間隙にそれぞれ挿入するスペ−サ１
４の厚みと配分は、１２μｍ厚と８μｍ厚のスペーサを
準備し、挿入した位置は、前記で得られたレンズのねじ
れ成分をキャンセルする方向に下型１２の三箇所に配置
して第１の胴型に圧入固定を行った。スペーサには耐熱
性の良いチタン箔を購入して使用した。その後、再度、
レンズ成形を行い上記の収差が除去されているかを確認
する。
【００２３】本実施例では１１ｍｍ角の大きさに対し
て、２μｍのねじれ成分のみを補正することで光軸ず
れ、ねじれ成分のないレンズ性能を得ることができた。
て、２μｍのねじれ成分のみを補正することで光軸ず
れ、ねじれ成分のないレンズ性能を得ることができた。
【００２４】（実施例２）以下、本発明の光学素子の成
形方法の一実施例について図面をもとに説明する。図２
（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、実施例１で示した成形用金
型と、従来例の成形装置とを用いて余熱、変形、冷却の
各工程を説明するものである。
形方法の一実施例について図面をもとに説明する。図２
（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、実施例１で示した成形用金
型と、従来例の成形装置とを用いて余熱、変形、冷却の
各工程を説明するものである。
【００２５】図２（Ａ）の余熱工程は、上下の加熱板１
７を上下型１１、１２に接触させた状態で被成形素材１
９が変形可能な温度まで金型全体を予熱する。被成形素
材として鉛系ガラス（ＳＦ−８）を用い、５２０℃まで
予熱した。
７を上下型１１、１２に接触させた状態で被成形素材１
９が変形可能な温度まで金型全体を予熱する。被成形素
材として鉛系ガラス（ＳＦ−８）を用い、５２０℃まで
予熱した。
【００２６】図２（Ｂ）の変形工程では、加圧機構１８
を用い、上型１１を介して被成形素材１９を変形を加え
る。変形は、第２の胴型１５の上端面と上加熱板１７と
に所定の変形量Δｄを残して変形を完了する。Δｄは、
用いる被成形素材の熱特性と、変形温度からガラス転移
点までの温度区間ｔは、成形レンズの最終厚み等から決
定され、本実施例ではΔｄ≦ΔＴ×α×ｔの関係を満足
した。ここで、ΔＴは、変形温度５２０℃からＳＦ−８
のガラス転移点４２０℃（冷却する温度）までの温度区
間１００℃、αは、前記温度区間における被成形素材の
熱膨脹係数２９０×１０−７、成形レンズ厚み１０ｍｍ
の数値を用いて算出し、２５μｍに設定した。
を用い、上型１１を介して被成形素材１９を変形を加え
る。変形は、第２の胴型１５の上端面と上加熱板１７と
に所定の変形量Δｄを残して変形を完了する。Δｄは、
用いる被成形素材の熱特性と、変形温度からガラス転移
点までの温度区間ｔは、成形レンズの最終厚み等から決
定され、本実施例ではΔｄ≦ΔＴ×α×ｔの関係を満足
した。ここで、ΔＴは、変形温度５２０℃からＳＦ−８
のガラス転移点４２０℃（冷却する温度）までの温度区
間１００℃、αは、前記温度区間における被成形素材の
熱膨脹係数２９０×１０−７、成形レンズ厚み１０ｍｍ
の数値を用いて算出し、２５μｍに設定した。
【００２７】図２（Ｃ）の冷却工程では、上下金型を介
して冷却しながら前記したΔｄだけ変形を続行し、上加
熱板１７が第２の胴型１５の上端面に当接するまで冷却
加圧して成形を完了する。
して冷却しながら前記したΔｄだけ変形を続行し、上加
熱板１７が第２の胴型１５の上端面に当接するまで冷却
加圧して成形を完了する。
【００２８】以上のように、各工程を、各工程間におい
て成形用金型を搬送しながら、順次、実施した。変形工
程において、Δｄを制御する手段に成形装置側の可動軸
にストッパ−（図示せず）を設けて行う場合は、可動軸
や加熱板の熱変形によって精密に制御するのは難しく、
△ｄが多い場合には所望のレンズ厚みを得ることは困難
である。△ｄが所定の寸法、所定のレンズ厚みで転写性
の良いレンズを得ることができた。上記の結果から△ｄ
の制御は、望ましくは成形金型の近傍で寸法制御するの
がよい。従来例では金型の形状精度に対して、成形され
たレンズは〜１μｍ程度の形状変化を伴っていたが、本
実施例で得られたレンズは、〜０．５μｍ程度に改善で
きた。
て成形用金型を搬送しながら、順次、実施した。変形工
程において、Δｄを制御する手段に成形装置側の可動軸
にストッパ−（図示せず）を設けて行う場合は、可動軸
や加熱板の熱変形によって精密に制御するのは難しく、
△ｄが多い場合には所望のレンズ厚みを得ることは困難
である。△ｄが所定の寸法、所定のレンズ厚みで転写性
の良いレンズを得ることができた。上記の結果から△ｄ
の制御は、望ましくは成形金型の近傍で寸法制御するの
がよい。従来例では金型の形状精度に対して、成形され
たレンズは〜１μｍ程度の形状変化を伴っていたが、本
実施例で得られたレンズは、〜０．５μｍ程度に改善で
きた。
【００２９】（実施例３） 本実施例の成形装置は、図３に示すように冷却工程の上
加熱板１７に、上型を押す押圧部１７ｂと、第２の胴型
１５が当接する押圧平面部１７ａを設けた構成である。
押圧部１７ｂと押圧平面部１７ａには、実施例２で算出
したΔｄに相当する寸法だけ段差が設けられている。す
なわち成形時における変形工程は第２の胴型１５に上加
熱板１７が当接するまで変形する。但し、第２の胴型寸
法はあらかじめ△ｄだけ高く作製されている。冷却時に
は、押圧部１７ｂは、上型を介して被成形素材１９をΔ
ｄだけ冷却加圧し転写性を向上させる。押圧平面部１７
ａは、第２の胴型に当接してレンズ厚みを精密に制御で
きる。
加熱板１７に、上型を押す押圧部１７ｂと、第２の胴型
１５が当接する押圧平面部１７ａを設けた構成である。
押圧部１７ｂと押圧平面部１７ａには、実施例２で算出
したΔｄに相当する寸法だけ段差が設けられている。す
なわち成形時における変形工程は第２の胴型１５に上加
熱板１７が当接するまで変形する。但し、第２の胴型寸
法はあらかじめ△ｄだけ高く作製されている。冷却時に
は、押圧部１７ｂは、上型を介して被成形素材１９をΔ
ｄだけ冷却加圧し転写性を向上させる。押圧平面部１７
ａは、第２の胴型に当接してレンズ厚みを精密に制御で
きる。
【００３０】上記の構成の成形装置を用いて、実施例２
で行ったものと同様の温度条件でレンズ成形を行った。
その結果、レンズ厚みは１０ｍｍに対して５μｍの誤差
範囲内であり非常に高い精度が確認された。また、成形
に用いた金型の精度精度に対して０．３μｍ以内の形状
誤差しかない成形レンズを得ることができた。
で行ったものと同様の温度条件でレンズ成形を行った。
その結果、レンズ厚みは１０ｍｍに対して５μｍの誤差
範囲内であり非常に高い精度が確認された。また、成形
に用いた金型の精度精度に対して０．３μｍ以内の形状
誤差しかない成形レンズを得ることができた。
【００３１】
【発明の効果】以上、本発明の光学素子の成形用金型
は、金型加工時における誤差を補正することが可能とな
り光軸ずれ、ねじれ成分を除去することが可能となる。
また、光学素子の成形方法では変形工程から冷却工程ま
での収縮に応じた冷却加圧を行うことで転写性の高いレ
ンズ成形が実現できる。さらに、光学素子の成形装置で
は、転写性とレンズ厚みの両者を同時に満足することが
可能で所望するレンズ性能を高め、安定させる効果を有
するものである。本発明は、特に軸非対称形状を有し、
かつ、光軸精度、レンズ厚み精度の高い成形レンズを精
密成形法によって得るのに寄与することができるもので
ある。尚、本実施例では被成形素材としてガラスを用い
たが、光学素子を形成できるものであれば一切の限定を
加えない。
は、金型加工時における誤差を補正することが可能とな
り光軸ずれ、ねじれ成分を除去することが可能となる。
また、光学素子の成形方法では変形工程から冷却工程ま
での収縮に応じた冷却加圧を行うことで転写性の高いレ
ンズ成形が実現できる。さらに、光学素子の成形装置で
は、転写性とレンズ厚みの両者を同時に満足することが
可能で所望するレンズ性能を高め、安定させる効果を有
するものである。本発明は、特に軸非対称形状を有し、
かつ、光軸精度、レンズ厚み精度の高い成形レンズを精
密成形法によって得るのに寄与することができるもので
ある。尚、本実施例では被成形素材としてガラスを用い
たが、光学素子を形成できるものであれば一切の限定を
加えない。
【図１】本発明の光学素子の成形用金型の一実施例の構
成図
成図
【図２】本発明の光学素子の成形方法の一実施例を示す
工程図
工程図
【図３】本発明の光学素子の成形装置の説明図
【図４】成形面が軸非対称な面である場合の金型構成を
示す立体斜視図
示す立体斜視図
【図５】従来の光学素子の成形装置の構成を示す断面図
【図６】従来の成形装置で成形された光学素子の外観図
２０ 成形金型 １１ 上型 １２ 下型 １３ 第１胴型 １４ スペ−サ １５ 第２胴型 １６ ヒ−タ １７ 加熱板 １８ 加圧機構 １９ 被成形素材１７ａ 押圧平面部 １７ｂ 押圧部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−295825（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C03B 11/08 C03B 11/00 C03B 11/16
Claims (7)
- 【請求項１】 軸非対称面を有する一対の成形型および
該成形型を収容する第１の胴型と、該第１の胴型を包含
する第２の胴型とを具備した光学素子成形型において、
前記成形型の一方を、前記第１の胴型に圧入固定された
ことを特徴とする光学素子成形用金型。 - 【請求項２】 光軸方向に第２の胴型高さが第１の胴型
よりも冷却工程区間における被成形素材の収縮量だけ高
く設定したことを特徴とする請求項１記載の光学素子用
成形金型。 - 【請求項３】 第１の胴型と下型との固定は、それぞれ
の製作誤差を吸収するが如くシックネステ−プを介して
圧入固定されていることを特徴とする請求項１記載の光
学素子成形用金型。 - 【請求項４】 上下型と該上下型および被成形素材を収
容する第１の胴型と、前記第１の胴型を包含するがごと
く第２の胴型を配し、一体となすように成形ブロックを
組み立て、前記成形ブロック全体を予熱、変形、冷却を
順次行う工程を備えた光学素子の成形方法において、前
記変形工程で被成形素材の収縮量に相当する量を前記第
２の胴型で規制し、冷却工程で前記収縮量の範囲内で押
圧して前記第２の胴型で再び規制することを特徴とする
光学素子の成形方法。 - 【請求項５】 冷却加圧工程中における被成形素材の変
形量が、前記被成形素材の変形工程から冷却加圧工程ま
での温度区間における熱収縮量の範囲内であることを特
徴とする請求項４記載の光学素子の成形方法。 - 【請求項６】 上下型と該上下型および被成形素材を収
容する第１の胴型と、前記第１の胴型を包含するがごと
く第２の胴型を配し一体となした成形ブロックを、接触
面が平面状の上下加熱板を備え、前記成形ブロックの上
下面から余熱、加圧、冷却を行うための余熱手段、加圧
手段、冷却手段と、前記成形ブロックを前記余熱、加
圧、冷却手段間で順次搬送する搬送手段を具備する成形
装置であって、上加熱板に前記上型を押圧する押圧部
と、前記第２の胴型を押圧する押圧平面部とが設けら
れ、前記押圧部と前記押圧平面部との間に所定の段差が
形成されていることを特徴とする光学素子成形装置。 - 【請求項７】 設けられる段差が、変形温度から冷却温
度までの区間における被成形素材の変形方向の熱収縮量
の範囲内であることを特徴とする請求項６記載の光学素
子成形装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05037651A JP3140242B2 (ja) | 1993-02-26 | 1993-02-26 | 光学素子の成形用金型、成形方法、および光学素子成形装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05037651A JP3140242B2 (ja) | 1993-02-26 | 1993-02-26 | 光学素子の成形用金型、成形方法、および光学素子成形装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06256025A JPH06256025A (ja) | 1994-09-13 |
| JP3140242B2 true JP3140242B2 (ja) | 2001-03-05 |
Family
ID=12503553
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP05037651A Expired - Lifetime JP3140242B2 (ja) | 1993-02-26 | 1993-02-26 | 光学素子の成形用金型、成形方法、および光学素子成形装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3140242B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3664522B2 (ja) * | 1995-07-18 | 2005-06-29 | 松下電器産業株式会社 | 光学素子成形型、光学素子成形方法及び光学素子 |
| US6829209B1 (en) | 1999-06-23 | 2004-12-07 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Objective for optical disk, optical head device and optical information recording/reproducing apparatus both comprising the same, mold for forming lens, method for machining mold for forming lens, and shape measuring instrument |
| DE102004021215C5 (de) * | 2004-04-29 | 2014-10-30 | Schott Ag | Verfahren zum Ausbilden eines optischen Elements |
| JP2006290692A (ja) * | 2005-04-13 | 2006-10-26 | Konica Minolta Opto Inc | ビーム整形素子の成形方法および該方法により製造されたビーム整形素子 |
| JP4569365B2 (ja) * | 2005-04-14 | 2010-10-27 | コニカミノルタオプト株式会社 | ビーム整形素子の製造方法、該方法により得られるビーム整形素子 |
-
1993
- 1993-02-26 JP JP05037651A patent/JP3140242B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06256025A (ja) | 1994-09-13 |
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