JP3196952B2 - 光学ガラス素子およびその製造方法 - Google Patents
光学ガラス素子およびその製造方法Info
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- 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
- C03B11/16—Gearing or controlling mechanisms specially adapted for glass presses
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C3/00—Glass compositions
- C03C3/04—Glass compositions containing silica
- C03C3/062—Glass compositions containing silica with less than 40% silica by weight
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- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
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- C03C3/093—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing boron containing aluminium containing zinc or zirconium
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば、非球面レンズ
など、高精度かつ所望の屈折率の光学ガラス素子をプレ
ス成形により製造する方法に関する。
など、高精度かつ所望の屈折率の光学ガラス素子をプレ
ス成形により製造する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、研磨工程を経ずに、所定の表面精
度の成形面を有する成形用型内に光学用ガラス素材を供
給して、プレス成形することにより、光学機器などに使
用される、例えば、ガラスレンズなどの光学ガラス素子
を製造する方法が提唱されている。ここで注意すべき点
は、一般に、ガラス素材を高温の軟化状態でプレス成形
した場合、成形された光学ガラス素子は、プレス成形前
のガラス素材の光学特性、特に、その屈折率が、プレス
成形後の冷却条件により、大きく変化してしまう。従っ
て、元の屈折率に戻すために、精密プレス後に、屈折率
調整のためのアニール処理（焼きなまし）を行ってい
る。
度の成形面を有する成形用型内に光学用ガラス素材を供
給して、プレス成形することにより、光学機器などに使
用される、例えば、ガラスレンズなどの光学ガラス素子
を製造する方法が提唱されている。ここで注意すべき点
は、一般に、ガラス素材を高温の軟化状態でプレス成形
した場合、成形された光学ガラス素子は、プレス成形前
のガラス素材の光学特性、特に、その屈折率が、プレス
成形後の冷却条件により、大きく変化してしまう。従っ
て、元の屈折率に戻すために、精密プレス後に、屈折率
調整のためのアニール処理（焼きなまし）を行ってい
る。
【０００３】
【発明が解決しようとしている課題】しかしながら、こ
のようなアニール工程は、数時間の熱サイクルを必要と
し、光学ガラス素子の製造において、コストアップをも
たらす。
のようなアニール工程は、数時間の熱サイクルを必要と
し、光学ガラス素子の製造において、コストアップをも
たらす。
【０００４】
【発明の目的】本発明の目的は、プレス成形後、光学ガ
ラス素子について、設計値通りの屈折率を得ることがで
き、また、その結果、アニール工程を省略でき、より経
済的に高精度な光学ガラス素子を製造できる方法を提供
することにある。
ラス素子について、設計値通りの屈折率を得ることがで
き、また、その結果、アニール工程を省略でき、より経
済的に高精度な光学ガラス素子を製造できる方法を提供
することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の上記目的は、予
め選択した組成のガラス素材を溶融・加熱し、これをプ
レス成形することによって、光学ガラス素子を製造する
方法において、プレス成形工程において生ずるガラス素
材の屈折率変化分を、成形された光学ガラス素子に要求
される屈折率の値から差引いた値の屈折率のガラス素材
を用いて、前記プレス成形工程により光学ガラス素子を
成形することで、達成される。
め選択した組成のガラス素材を溶融・加熱し、これをプ
レス成形することによって、光学ガラス素子を製造する
方法において、プレス成形工程において生ずるガラス素
材の屈折率変化分を、成形された光学ガラス素子に要求
される屈折率の値から差引いた値の屈折率のガラス素材
を用いて、前記プレス成形工程により光学ガラス素子を
成形することで、達成される。
【０００６】
【作用】本発明においては、従来の場合と異なり、予
め、プレス成形工程により生じるガラスの屈折率変化分
を求め、その屈折率変化の減少分または増加分だけ最終
製品の屈折率の値から増加または減少させて、所要の屈
折率を選択あるいは調整したガラスを素材として用いる
ので、最終製品としては、所望の設計値通りのものが得
られ、屈折率調整のためのアニール工程が省略できる。
め、プレス成形工程により生じるガラスの屈折率変化分
を求め、その屈折率変化の減少分または増加分だけ最終
製品の屈折率の値から増加または減少させて、所要の屈
折率を選択あるいは調整したガラスを素材として用いる
ので、最終製品としては、所望の設計値通りのものが得
られ、屈折率調整のためのアニール工程が省略できる。
【０００７】また、本発明の方法により得られる光学ガ
ラス素子は、通常、精密プレスによる成形の際の残留歪
が、複屈折で３０ｎｍ以下であり、対象となる光学ガラ
ス素子が、特に、複屈折率が問題となるものを除いて、
カメラレンズやビデオレンズなどの分野において、性能
上に何等悪影響を及ばない。
ラス素子は、通常、精密プレスによる成形の際の残留歪
が、複屈折で３０ｎｍ以下であり、対象となる光学ガラ
ス素子が、特に、複屈折率が問題となるものを除いて、
カメラレンズやビデオレンズなどの分野において、性能
上に何等悪影響を及ばない。
【０００８】以下、本発明の態様について更に説明を加
える。プレス成形前のガラスの屈折率を調整する方法と
しては、特に、限定されるべき事項は無いが、ガラスの
組成を変えることにより調整する方法が望ましい。この
ガラス組成の変化による屈折率の調整は公知の手法を採
用すればよい。また、本発明におけるガラスの屈折率変
化分は、６００×１０-5以下、１０×１０-5以上（これ
は、成型時のアッベ数νd の変化量＝０．６１〜０．０
１に対応）である場合に有効であり、更には、３５０×
１０-5以上である場合に非常に有効である。なお、本発
明の光学ガラス素子は、比較的単独で、色収差の出ない
光学ガラスとして、屈折率が１．５４〜１．７５の硝材
を用いる。
える。プレス成形前のガラスの屈折率を調整する方法と
しては、特に、限定されるべき事項は無いが、ガラスの
組成を変えることにより調整する方法が望ましい。この
ガラス組成の変化による屈折率の調整は公知の手法を採
用すればよい。また、本発明におけるガラスの屈折率変
化分は、６００×１０-5以下、１０×１０-5以上（これ
は、成型時のアッベ数νd の変化量＝０．６１〜０．０
１に対応）である場合に有効であり、更には、３５０×
１０-5以上である場合に非常に有効である。なお、本発
明の光学ガラス素子は、比較的単独で、色収差の出ない
光学ガラスとして、屈折率が１．５４〜１．７５の硝材
を用いる。
【０００９】本発明において採用されるプレス成形方法
は、特に限定されず、例えば、型内において軟化状態に
あるガラス素材を、型部材でプレス成形し、その型部材
の成形面に対応した光学機能面を形成する公知の各種方
法を採用し得る。なお、本発明において、プレス成形工
程とは、ガラスを型内で加圧する工程のみならず、ガラ
スの屈折率を変化させる要因となるプレス前またはプレ
ス後の工程も含む意味とする。
は、特に限定されず、例えば、型内において軟化状態に
あるガラス素材を、型部材でプレス成形し、その型部材
の成形面に対応した光学機能面を形成する公知の各種方
法を採用し得る。なお、本発明において、プレス成形工
程とは、ガラスを型内で加圧する工程のみならず、ガラ
スの屈折率を変化させる要因となるプレス前またはプレ
ス後の工程も含む意味とする。
【００１０】
【実施例】以下、本発明を実施例により更に詳細に説明
する。 （実施例１）所望設計値の屈折率ｎd が１．５８３１３
の光学ガラス素子、例えば、図２に示す形状を有するガ
ラス凸レンズを製造するために、本発明では、以下の工
程を実施した。まず、屈折率ｎd １．５８３１３である
市販のガラスを用意した。このガラスは、表１に示す組
成からなるものである。
する。 （実施例１）所望設計値の屈折率ｎd が１．５８３１３
の光学ガラス素子、例えば、図２に示す形状を有するガ
ラス凸レンズを製造するために、本発明では、以下の工
程を実施した。まず、屈折率ｎd １．５８３１３である
市販のガラスを用意した。このガラスは、表１に示す組
成からなるものである。
【００１１】
【表１】 次に、プレス成形工程による屈折率変化分を知るため
に、まず、上記ＳＫ１２の屈折率を具体的に測定したと
ころ、屈折率＝１．５８２９７（市販の設定屈折率値の
許容誤差範囲内）アッベ数νd ＝５９．３８であった。
このガラスのブロック材から切り出した球形状のガラス
素材を加熱し、成型用型を用いてプレス成形を行なっ
た。このプレス成形時の型の温度履歴およびガラスの温
度履歴を図１に示す。ここでは、図１に示すように、ガ
ラス素材を約１００℃で、下型の成形面上に載せ、そこ
で、プレス温度の６２０℃まで昇温させ、その温度に保
ったまま、上型を降下し、５０秒間、プレス成形し、そ
の後、８５秒をかけて４６０℃まで冷却し、成形された
光学ガラス素子（成形レンズ）を型内から取り出し、室
温まで急冷した。この結果、この温度履歴を経た光学ガ
ラス素子（成形レンズ）の屈折率は１．５８０３２、ア
ッベ数νd ＝５９．１１となり、成形前の屈折率に較べ
０．００２６５だけ（アッベ数νd はー０．２７だ
け）、その値が小さくなることが解る。
に、まず、上記ＳＫ１２の屈折率を具体的に測定したと
ころ、屈折率＝１．５８２９７（市販の設定屈折率値の
許容誤差範囲内）アッベ数νd ＝５９．３８であった。
このガラスのブロック材から切り出した球形状のガラス
素材を加熱し、成型用型を用いてプレス成形を行なっ
た。このプレス成形時の型の温度履歴およびガラスの温
度履歴を図１に示す。ここでは、図１に示すように、ガ
ラス素材を約１００℃で、下型の成形面上に載せ、そこ
で、プレス温度の６２０℃まで昇温させ、その温度に保
ったまま、上型を降下し、５０秒間、プレス成形し、そ
の後、８５秒をかけて４６０℃まで冷却し、成形された
光学ガラス素子（成形レンズ）を型内から取り出し、室
温まで急冷した。この結果、この温度履歴を経た光学ガ
ラス素子（成形レンズ）の屈折率は１．５８０３２、ア
ッベ数νd ＝５９．１１となり、成形前の屈折率に較べ
０．００２６５だけ（アッベ数νd はー０．２７だ
け）、その値が小さくなることが解る。
【００１２】このガラス（ＳＫ１２）の組成の内、Ｂａ
Ｏの含有量を２６．４０重量％から２７．７４重量％に
増やし、ＳｉＯ2 の含有量を４７．４０重量％から４
６．０６重量％に減らすことによって、屈折率１．５８
５７８（所望の屈折率より０．００２６５だけ大きい
値）のガラスを調整した。この場合のアッベ数νd ＝５
９．６５である。
Ｏの含有量を２６．４０重量％から２７．７４重量％に
増やし、ＳｉＯ2 の含有量を４７．４０重量％から４
６．０６重量％に減らすことによって、屈折率１．５８
５７８（所望の屈折率より０．００２６５だけ大きい
値）のガラスを調整した。この場合のアッベ数νd ＝５
９．６５である。
【００１３】このように、屈折率を調整した球形状のガ
ラスを用いて、図１に示す温度履歴のプレス成形を行な
い、その結果、図２に示す形状の光学ガラス素子（成形
レンズ）を得たが、この素子の屈折率ｎd は１．５８３
１３（＝所望値）、アッベ数νd ＝５９．３８であり、
その後に通常必要とする、アニールによる屈折率調整が
不要なものであった。また、この素子の複屈折を測定し
たところ、１０ｎｍ以下であり、１５０℃で大気中に２
４０時間、また、７０℃で湿度８５％、１０００時間
の、耐久テストにおいても形状、屈折率変化はなく、性
能上に問題はなかった。 （実施例２）前記実施例とは異なり、ブロック材から切
り出した球形状のガラスの代わりに、溶融ガラスから直
接、成形品に近似の形状に作成された同形状、同硝種の
ガラス素材（以下、ブランクと称する）を用いてプレス
成形した場合（このブランクをプレス成形した以外は、
実施例１と同様のプロセス、条件で光学ガラス素子を作
成）、対象とした光学ガラス素子（成形レンズ）は、実
施例１と同様に、成形前の屈折率＝１．５７８６５に対
して、屈折率＝１．５７９８１（アッベ数νd＝５９．
９２に対して、アッベ数νd ＝６０．０４）となった。
すなわち、プレス成形により屈折率が０．００１１６だ
け（アッベ数νd は＋０．１２だけ）大きくなることが
分かった。
ラスを用いて、図１に示す温度履歴のプレス成形を行な
い、その結果、図２に示す形状の光学ガラス素子（成形
レンズ）を得たが、この素子の屈折率ｎd は１．５８３
１３（＝所望値）、アッベ数νd ＝５９．３８であり、
その後に通常必要とする、アニールによる屈折率調整が
不要なものであった。また、この素子の複屈折を測定し
たところ、１０ｎｍ以下であり、１５０℃で大気中に２
４０時間、また、７０℃で湿度８５％、１０００時間
の、耐久テストにおいても形状、屈折率変化はなく、性
能上に問題はなかった。 （実施例２）前記実施例とは異なり、ブロック材から切
り出した球形状のガラスの代わりに、溶融ガラスから直
接、成形品に近似の形状に作成された同形状、同硝種の
ガラス素材（以下、ブランクと称する）を用いてプレス
成形した場合（このブランクをプレス成形した以外は、
実施例１と同様のプロセス、条件で光学ガラス素子を作
成）、対象とした光学ガラス素子（成形レンズ）は、実
施例１と同様に、成形前の屈折率＝１．５７８６５に対
して、屈折率＝１．５７９８１（アッベ数νd＝５９．
９２に対して、アッベ数νd ＝６０．０４）となった。
すなわち、プレス成形により屈折率が０．００１１６だ
け（アッベ数νd は＋０．１２だけ）大きくなることが
分かった。
【００１４】そこで、ガラス（ＳＫ１２）の組成のう
ち、ＢａＯの含有量を２６．４０重量％から２５．８１
重量％に減らし、ＳｉＯ2 の含有量を４７．４０重量％
から４７．９９重量％に増やすことによって、屈折率
１．５８１９７（所望の屈折率より０．００２２６だけ
小さい値）のガラスを調整した。この場合のアッベ数ν
d＝５９．２６である。
ち、ＢａＯの含有量を２６．４０重量％から２５．８１
重量％に減らし、ＳｉＯ2 の含有量を４７．４０重量％
から４７．９９重量％に増やすことによって、屈折率
１．５８１９７（所望の屈折率より０．００２２６だけ
小さい値）のガラスを調整した。この場合のアッベ数ν
d＝５９．２６である。
【００１５】このように、屈折率を調整したブランクを
用いて、図１に示す温度履歴のプレス成形を行ない、図
２に示す形状の光学ガラス素子（成形レンズ）を得た
が、このガラスレンズの屈折率ｎd は１．５８３１３
（＝所望値）、アッベ数νd ＝５９．３８であった。ま
た、その複屈折を測定したところ、１０ｎｍ以下であ
り、１５０℃で大気中に２４０時間、また、７０℃で湿
度８５％、１０００時間の、耐久テストにおいても、そ
の形状、屈折率の変化がなく、性能上に問題はなかっ
た。 （実施例３）この実施例は、上述の実施例２において、
そのガラス（ＳＫ１２）の組成のうち、ＳｉＯ2 の含有
量のみを４７．４０重量％から４９．３３重量％に増や
すことによって、屈折率１．５８１９７（所望の屈折率
より０．００２２６だけ小さい値）のガラスを調整し
た。この場合のアッベ数νd ＝５９．２６である。
用いて、図１に示す温度履歴のプレス成形を行ない、図
２に示す形状の光学ガラス素子（成形レンズ）を得た
が、このガラスレンズの屈折率ｎd は１．５８３１３
（＝所望値）、アッベ数νd ＝５９．３８であった。ま
た、その複屈折を測定したところ、１０ｎｍ以下であ
り、１５０℃で大気中に２４０時間、また、７０℃で湿
度８５％、１０００時間の、耐久テストにおいても、そ
の形状、屈折率の変化がなく、性能上に問題はなかっ
た。 （実施例３）この実施例は、上述の実施例２において、
そのガラス（ＳＫ１２）の組成のうち、ＳｉＯ2 の含有
量のみを４７．４０重量％から４９．３３重量％に増や
すことによって、屈折率１．５８１９７（所望の屈折率
より０．００２２６だけ小さい値）のガラスを調整し
た。この場合のアッベ数νd ＝５９．２６である。
【００１６】このように、屈折率を調整したブランクを
用いて、図１に示す温度履歴のプレス成形を行ない、図
２に示す形状の光学ガラス素子（成形レンズ）を得た
が、このガラスレンズの屈折率ｎd は１．５８３１３
（＝所望値）、アッベ数νd ＝５９．３８であった。ま
た、その複屈折を測定したところ、１０ｎｍ以下であ
り、１５０℃で大気中に２４０時間、また、７０℃で湿
度８５％、１０００時間の、耐久テストにおいても、そ
の形状、屈折率の変化がなく、性能上に問題はなかっ
た。 （実施例４）この実施例では、図４に示すような、所望
設計値の屈折率ｎd が１．６９９１０の光学ガラス素
子、例えばφ＝１４ｍｍ、ｔ＝１．３ｍｍ、Ｒ1＝３
７．３７７ｍｍ、Ｒ2＝１７．２ｍｍのガラス凹レンズ
を製造するために、以下の工程を実施した。ここでは、
硝材として、屈折率ｎdが１．６９９１０である市販の
ガラスを用いた。その組成は以下の表２に示す通りであ
る。
用いて、図１に示す温度履歴のプレス成形を行ない、図
２に示す形状の光学ガラス素子（成形レンズ）を得た
が、このガラスレンズの屈折率ｎd は１．５８３１３
（＝所望値）、アッベ数νd ＝５９．３８であった。ま
た、その複屈折を測定したところ、１０ｎｍ以下であ
り、１５０℃で大気中に２４０時間、また、７０℃で湿
度８５％、１０００時間の、耐久テストにおいても、そ
の形状、屈折率の変化がなく、性能上に問題はなかっ
た。 （実施例４）この実施例では、図４に示すような、所望
設計値の屈折率ｎd が１．６９９１０の光学ガラス素
子、例えばφ＝１４ｍｍ、ｔ＝１．３ｍｍ、Ｒ1＝３
７．３７７ｍｍ、Ｒ2＝１７．２ｍｍのガラス凹レンズ
を製造するために、以下の工程を実施した。ここでは、
硝材として、屈折率ｎdが１．６９９１０である市販の
ガラスを用いた。その組成は以下の表２に示す通りであ
る。
【００１７】
【表２】 実施例１と同様に、プレス成形工程による屈折率変化分
を知るために、まず、上記硝材の屈折率を具体的に測定
したところ、屈折率＝１．６９９１０（市販の設定屈折
率値の許容誤差範囲内）アッベ数νd ＝５５．４０であ
った。このガラスのブロック材から切り出した球形状の
ガラス素材を加熱し、成型用型を用いてプレス成形を行
なった。このプレス成形時の型の温度履歴およびガラス
の温度履歴を図３に示す。ここでは、図３に示すよう
に、ガラス素材を約１００℃で、下型の成形面上に載
せ、そこで、プレス温度の５９０℃まで昇温させ、その
温度に保ったまま、上型を降下し、５０秒間、プレス成
形し、その後、８５秒をかけて４６０℃まで冷却し、成
形された光学ガラス素子（成形レンズ）を型内から取り
出し、室温まで急冷した。この結果、この温度履歴を経
た光学ガラス素子（成形レンズ）の屈折率は１．６６５
３２、アッベ数νd ＝５４．９８となり、成形前の屈折
率に較べ０．００３７８だけ（アッベ数νd はー０．４
２だけ）、その値が小さくなることが解る。
を知るために、まず、上記硝材の屈折率を具体的に測定
したところ、屈折率＝１．６９９１０（市販の設定屈折
率値の許容誤差範囲内）アッベ数νd ＝５５．４０であ
った。このガラスのブロック材から切り出した球形状の
ガラス素材を加熱し、成型用型を用いてプレス成形を行
なった。このプレス成形時の型の温度履歴およびガラス
の温度履歴を図３に示す。ここでは、図３に示すよう
に、ガラス素材を約１００℃で、下型の成形面上に載
せ、そこで、プレス温度の５９０℃まで昇温させ、その
温度に保ったまま、上型を降下し、５０秒間、プレス成
形し、その後、８５秒をかけて４６０℃まで冷却し、成
形された光学ガラス素子（成形レンズ）を型内から取り
出し、室温まで急冷した。この結果、この温度履歴を経
た光学ガラス素子（成形レンズ）の屈折率は１．６６５
３２、アッベ数νd ＝５４．９８となり、成形前の屈折
率に較べ０．００３７８だけ（アッベ数νd はー０．４
２だけ）、その値が小さくなることが解る。
【００１８】このガラスの組成の内、ＢａＯの含有量を
３．００重量％から４．９１重量％に増やし、ＳｉＯ2
の含有量を２０．００重量％から１８．０９重量％に減
らすことによって、屈折率１．７０２８８（所望の屈折
率より０．００３７８だけ大きい値）のガラスを調整し
た。この場合のアッベ数νd ＝５５．８２である。
３．００重量％から４．９１重量％に増やし、ＳｉＯ2
の含有量を２０．００重量％から１８．０９重量％に減
らすことによって、屈折率１．７０２８８（所望の屈折
率より０．００３７８だけ大きい値）のガラスを調整し
た。この場合のアッベ数νd ＝５５．８２である。
【００１９】このように、屈折率を調整した球形状のガ
ラスを用いて、図１に示す温度履歴のプレス成形を行な
い、その結果、図４に示すような所期の形状の光学ガラ
ス素子（成形凹レンズ）を得たが、この素子の屈折率ｎ
d は１．６９９１０（＝所望値）、アッベ数νd ＝５
５．４０であり、その後に通常必要とする、アニールに
よる屈折率調整が不要なものであった。また、この素子
の複屈折を測定したところ、１０ｎｍ以下であり、１５
０℃で大気中に２４０時間、また、７０℃で湿度８５
％、１０００時間の、耐久テストにおいても形状、屈折
率変化はなく、性能上に問題はなかった。
ラスを用いて、図１に示す温度履歴のプレス成形を行な
い、その結果、図４に示すような所期の形状の光学ガラ
ス素子（成形凹レンズ）を得たが、この素子の屈折率ｎ
d は１．６９９１０（＝所望値）、アッベ数νd ＝５
５．４０であり、その後に通常必要とする、アニールに
よる屈折率調整が不要なものであった。また、この素子
の複屈折を測定したところ、１０ｎｍ以下であり、１５
０℃で大気中に２４０時間、また、７０℃で湿度８５
％、１０００時間の、耐久テストにおいても形状、屈折
率変化はなく、性能上に問題はなかった。
【００２０】以上、ブロック材から切り出した球形状の
ガラスのプレス成形、およびブランクを用いたプレス成
形の実施例について説明したが、本発明は、これらに限
定されるものではない。例えば、溶融ガラスから所望量
のガラス塊（ガラスゴブ）を得て、直接、プレス成形型
に供給し、プレス成形を行なうことによって、所望の形
状精度の表面状態を有する光学ガラス素子を得る方法
（以下、ダイレクトプレスと称する）を採用するのが、
本発明において、特に有効である。
ガラスのプレス成形、およびブランクを用いたプレス成
形の実施例について説明したが、本発明は、これらに限
定されるものではない。例えば、溶融ガラスから所望量
のガラス塊（ガラスゴブ）を得て、直接、プレス成形型
に供給し、プレス成形を行なうことによって、所望の形
状精度の表面状態を有する光学ガラス素子を得る方法
（以下、ダイレクトプレスと称する）を採用するのが、
本発明において、特に有効である。
【００２１】このダイレクトプレスは、代表的には、溶
融状態にあるガラスから、ガラス粘度で１０-2〜１０4
ｄＰａ・ｓとなる温度において、所望量のガラス素材を
取り出す工程（Ａ）と、取り出したガラス素材を、ガラ
ス粘度でが１０4 〜１０10ｄＰａ・ｓとなる温度に調整
する工程（Ｂ）と、調温したガラスを、ガラス粘度で１
０11〜１０14ｄＰａ・ｓとなる温度に調整したプレス成
形型に供給する工程（Ｃ）と、前記プレス成形型に荷重
を加えることによって、ガラス素材をプレス成形する工
程とを含んでいる。
融状態にあるガラスから、ガラス粘度で１０-2〜１０4
ｄＰａ・ｓとなる温度において、所望量のガラス素材を
取り出す工程（Ａ）と、取り出したガラス素材を、ガラ
ス粘度でが１０4 〜１０10ｄＰａ・ｓとなる温度に調整
する工程（Ｂ）と、調温したガラスを、ガラス粘度で１
０11〜１０14ｄＰａ・ｓとなる温度に調整したプレス成
形型に供給する工程（Ｃ）と、前記プレス成形型に荷重
を加えることによって、ガラス素材をプレス成形する工
程とを含んでいる。
【００２２】このダイレクトプレスによれば、高精度の
ガラスプレフォームの作成が不要となり、溶融ガラスか
ら直接、取り出し、所定温度に制御しただけのガラスゴ
ブをガラスプレフォームとして使用でき、更には、プレ
フォームのための型が不要であり、その方を用いる予備
成形などの多数の工程も不要となるので、成形タクトが
短く、製造工程全体として、簡易な光学ガラス素子の製
造方法になる。ただし、この方法においては、プレス成
形工程により生じるガラスの屈折率変化分が比較的大き
い。そこで、これに、本発明の方法を適用し、その屈折
率変化分を調整すれば、本発明の製造方法は、非常に有
用な方法となり、また、成形タクトを更に短くすること
が可能となる。
ガラスプレフォームの作成が不要となり、溶融ガラスか
ら直接、取り出し、所定温度に制御しただけのガラスゴ
ブをガラスプレフォームとして使用でき、更には、プレ
フォームのための型が不要であり、その方を用いる予備
成形などの多数の工程も不要となるので、成形タクトが
短く、製造工程全体として、簡易な光学ガラス素子の製
造方法になる。ただし、この方法においては、プレス成
形工程により生じるガラスの屈折率変化分が比較的大き
い。そこで、これに、本発明の方法を適用し、その屈折
率変化分を調整すれば、本発明の製造方法は、非常に有
用な方法となり、また、成形タクトを更に短くすること
が可能となる。
【００２３】また、このダイレクトプレスにおいては、
更に、成形ガラスを、そのガラス粘度で１０10〜１０13
ｄＰａ・ｓとなる温度にある時、成形ガラスを成形用型
から取り出す工程と、前記成形ガラスを、１０℃／分以
上の冷却速度で、ガラス粘度で１０14ｄＰａ・ｓとなる
温度以下に冷却する工程とを含んでいるがこと望まし
い。
更に、成形ガラスを、そのガラス粘度で１０10〜１０13
ｄＰａ・ｓとなる温度にある時、成形ガラスを成形用型
から取り出す工程と、前記成形ガラスを、１０℃／分以
上の冷却速度で、ガラス粘度で１０14ｄＰａ・ｓとなる
温度以下に冷却する工程とを含んでいるがこと望まし
い。
【００２４】以上に説明した本発明を要約すると、以下
の通りである。その第１の特徴は、予め選択した組成の
ガラス素材を溶融・加熱し、これをプレス成形すること
によって、光学ガラス素子を製造する方法において、プ
レス成形工程において生ずるガラス素材の屈折率変化分
を、成形された光学ガラス素子に要求される屈折率の値
から差引いた値の屈折率のガラス素材を用いて、前記プ
レス成形工程により光学ガラス素子を成形することであ
り、この場合、予め選択した組成のガラス素材に対し
て、そのガラスの組成を変化させることによって、前記
屈折率変化分を、成形された光学ガラス素子が要求され
る屈折率の値から差引いた値の屈折率のガラス素材に調
整する工程を含むと良い。
の通りである。その第１の特徴は、予め選択した組成の
ガラス素材を溶融・加熱し、これをプレス成形すること
によって、光学ガラス素子を製造する方法において、プ
レス成形工程において生ずるガラス素材の屈折率変化分
を、成形された光学ガラス素子に要求される屈折率の値
から差引いた値の屈折率のガラス素材を用いて、前記プ
レス成形工程により光学ガラス素子を成形することであ
り、この場合、予め選択した組成のガラス素材に対し
て、そのガラスの組成を変化させることによって、前記
屈折率変化分を、成形された光学ガラス素子が要求され
る屈折率の値から差引いた値の屈折率のガラス素材に調
整する工程を含むと良い。
【００２５】また、その第２の特徴は、前記プレス成形
は、溶融状態にあるガラスから、ガラス粘度で１０-2〜
１０4 ｄＰａ・ｓとなる温度において、所望量のガラス
素材を取り出す工程と、取り出したガラス素材を、ガラ
ス粘度で１０4 〜１０10ｄＰａ・ｓとなる温度に調整す
る工程と、調温したガラス素材を、ガラス粘度で１０ 11
〜１０14ｄＰａ・ｓとなる温度に調整したプレス成形型
に供給する工程と、前記プレス成形型に荷重を加えるこ
とによって、前記ガラス素材をプレス成形する工程とを
含むことにある。
は、溶融状態にあるガラスから、ガラス粘度で１０-2〜
１０4 ｄＰａ・ｓとなる温度において、所望量のガラス
素材を取り出す工程と、取り出したガラス素材を、ガラ
ス粘度で１０4 〜１０10ｄＰａ・ｓとなる温度に調整す
る工程と、調温したガラス素材を、ガラス粘度で１０ 11
〜１０14ｄＰａ・ｓとなる温度に調整したプレス成形型
に供給する工程と、前記プレス成形型に荷重を加えるこ
とによって、前記ガラス素材をプレス成形する工程とを
含むことにある。
【００２６】更に、その第３の特徴は、光学ガラス素子
が、ガラス組成に、少なくとも、ＳｉＯ2 ，ＢａＯ，Ｂ
2 Ｏ3 のいずれか一つの成分を含み、前記組成中のＢａ
Ｏが４０重量％以下、あるいは／およびＳｉＯ2 が６０
重量％以下のガラス素材から、プレス成形工程において
生ずるガラス素材の屈折率変化分を、成形された光学ガ
ラス素子に要求される屈折率の値から差引いた値の屈折
率のガラス素材を選択し、あるいは、組成の調整をし
て、プレス成形によって成形されることで、その屈折率
ｎd ＝１．５４〜１．７５、アッベ数νd ＝５０〜６５
の範囲内にあることであり、あるいは、前記組成中にＳ
ｉＯ2 が１．５重量％以下、あるいは／および、ＢａＯ
が３．５重量％以下を添加して、プレス成形工程におい
て生ずるガラス素材の屈折率変化分を、成形された光学
ガラス素子に要求される屈折率の値から差引いた値の屈
折率のガラス素材を得て、これをプレス成形すること
で、その屈折率ｎd ＝１．５８３１３（許容範囲±０．
０００３０）、アッベ数νd ＝５９．４（許容範囲±
０．２０）としたことである。
が、ガラス組成に、少なくとも、ＳｉＯ2 ，ＢａＯ，Ｂ
2 Ｏ3 のいずれか一つの成分を含み、前記組成中のＢａ
Ｏが４０重量％以下、あるいは／およびＳｉＯ2 が６０
重量％以下のガラス素材から、プレス成形工程において
生ずるガラス素材の屈折率変化分を、成形された光学ガ
ラス素子に要求される屈折率の値から差引いた値の屈折
率のガラス素材を選択し、あるいは、組成の調整をし
て、プレス成形によって成形されることで、その屈折率
ｎd ＝１．５４〜１．７５、アッベ数νd ＝５０〜６５
の範囲内にあることであり、あるいは、前記組成中にＳ
ｉＯ2 が１．５重量％以下、あるいは／および、ＢａＯ
が３．５重量％以下を添加して、プレス成形工程におい
て生ずるガラス素材の屈折率変化分を、成形された光学
ガラス素子に要求される屈折率の値から差引いた値の屈
折率のガラス素材を得て、これをプレス成形すること
で、その屈折率ｎd ＝１．５８３１３（許容範囲±０．
０００３０）、アッベ数νd ＝５９．４（許容範囲±
０．２０）としたことである。
【００２７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
プレス成形工程による屈折率変化分を予めガラス素材の
屈折率に関して調整して置くことにより、プレス成形
後、設計値通りの屈折率を得ることができ、アニール工
程の廃止により、より経済的に、高精度な光学ガラス素
子のプレス成形が可能になる等の優れた効果が得られ
る。
プレス成形工程による屈折率変化分を予めガラス素材の
屈折率に関して調整して置くことにより、プレス成形
後、設計値通りの屈折率を得ることができ、アニール工
程の廃止により、より経済的に、高精度な光学ガラス素
子のプレス成形が可能になる等の優れた効果が得られ
る。
【図１】実施例１、２で行なったプレス成形時のガラス
および成形型の熱サイクルを示す図である。
および成形型の熱サイクルを示す図である。
【図２】実施例１、２で製造した凸レンズを表わす図で
ある。
ある。
【図３】実施例４で行なったプレス成形時のガラスおよ
び成形型の熱サイクルを示す図である。
び成形型の熱サイクルを示す図である。
【図４】実施例４で製造した凹レンズを表わす図であ
る。
る。
フロントページの続き (72)発明者 真重 雅志 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 冨田 昌之 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 田中 弘江 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 丸山 静夫 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 昭62−21720（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−133948（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−138144（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−357124（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−246735（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−330354（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C03B 9/00 - 17/06
Claims (6)
- 【請求項１】 予め選択した組成のガラス素材を溶融・
加熱し、これをプレス成形することによって、光学ガラ
ス素子を製造する方法において、プレス成形工程におい
て生ずるガラス素材の屈折率変化分を、成形された光学
ガラス素子に要求される屈折率の値から差引いた値の屈
折率のガラス素材を用いて、前記プレス成形工程により
光学ガラス素子を成形することを特徴とする光学ガラス
素子の製造方法。 - 【請求項２】 予め選択した組成のガラス素材に対し
て、そのガラスの組成を変化させることによって、前記
屈折率変化分を、成形された光学ガラス素子が要求され
る屈折率の値から差引いた値の屈折率のガラス素材に調
整する工程を有する請求項１に記載の光学ガラス素子の
製造方法。 - 【請求項３】 ガラス素材の屈折率変化分が６００×１
０-5以下であり、かつ、１０×１０-5以上であることを
特徴とする請求項１または２に記載の光学ガラス素子の
製造方法。 - 【請求項４】 前記プレス成形は、溶融状態にあるガラ
スから、ガラス粘度で１０-2〜１０4 ｄＰａ・ｓとなる
温度において、所望量のガラス素材を取り出す工程と、
取り出したガラス素材を、ガラス粘度で１０4 〜１０10
ｄＰａ・ｓとなる温度に調整する工程と、調温したガラ
ス素材を、ガラス粘度で１０11〜１０ 14ｄＰａ・ｓとな
る温度に調整したプレス成形型に供給する工程と、前記
プレス成形型に荷重を加えることによって、前記ガラス
素材をプレス成形する工程とを含むことを特徴とする請
求項１ないし３に記載の光学ガラス素子の製造方法。 - 【請求項５】 ガラス組成に、少なくとも、ＳｉＯ2 ，
ＢａＯ，Ｂ2 Ｏ3 のいずれか一つの成分を含み、前記組
成中のＢａＯが４０重量％以下、あるいは／およびＳｉ
Ｏ2 が６０重量％以下のガラス素材から、プレス成形工
程において生ずるガラス素材の屈折率変化分を、成形さ
れた光学ガラス素子に要求される屈折率の値から差引い
た値の屈折率のガラス素材を選択し、あるいは、組成の
調整をして、プレス成形によって成形されることで、そ
の屈折率ｎd ＝１．５４〜１．７５、アッベ数νd ＝５
０〜６５の範囲内にあることを特徴とする光学ガラス素
子。 - 【請求項６】 ガラス組成に、少なくとも、ＳｉＯ2 ，
ＢａＯ，Ｂ2 Ｏ3 のいずれか一つの成分を含むガラス素
材に対して、前記組成中にＳｉＯ2 が１．５重量％以
下、あるいは／および、ＢａＯが３．５重量％以下を添
加して、プレス成形工程において生ずるガラス素材の屈
折率変化分を、成形された光学ガラス素子に要求される
屈折率の値から差引いた値の屈折率のガラス素材を得
て、これをプレス成形することで、その屈折率ｎd ＝
１．５８３１３（許容範囲±０．０００３０）、アッベ
数νd ＝５９．４（許容範囲±０．２０）となることを
特徴とする光学ガラス素子。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10938894A JP3196952B2 (ja) | 1993-06-08 | 1994-05-24 | 光学ガラス素子およびその製造方法 |
| US08/919,334 US5735920A (en) | 1993-06-08 | 1997-08-28 | Method of manufacturing optical glass element |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13777493 | 1993-06-08 | ||
| JP5-137774 | 1993-06-08 | ||
| JP10938894A JP3196952B2 (ja) | 1993-06-08 | 1994-05-24 | 光学ガラス素子およびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0753220A JPH0753220A (ja) | 1995-02-28 |
| JP3196952B2 true JP3196952B2 (ja) | 2001-08-06 |
Family
ID=26449146
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10938894A Expired - Lifetime JP3196952B2 (ja) | 1993-06-08 | 1994-05-24 | 光学ガラス素子およびその製造方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5735920A (ja) |
| JP (1) | JP3196952B2 (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0936651B1 (en) | 1998-02-12 | 2004-08-11 | Canon Kabushiki Kaisha | Method for manufacturing electron emission element, electron source, and image forming apparatus |
| US7196027B2 (en) * | 2000-06-05 | 2007-03-27 | Kabushiki Kaisha Ohara | Optical glass suffering little change in refractive index by radiation of light |
| US20030164004A1 (en) * | 2002-02-07 | 2003-09-04 | Hoya Corporation | Method of manufacturing glass optical elements and method of determining glass composition of glass material |
| JP4988253B2 (ja) * | 2005-06-06 | 2012-08-01 | 株式会社オハラ | 光学ガラスの製造方法 |
| WO2008111475A1 (ja) * | 2007-03-07 | 2008-09-18 | Asahi Glass Co., Ltd. | 光学ガラス素子の製造方法 |
| TWI493190B (zh) * | 2009-03-25 | 2015-07-21 | Hoya Corp | A method for predicting the refractive index of a glass optical element, a method for predicting the Abbe number of a glass optical element, and a method of manufacturing the adjusted glass material |
| CN113683292A (zh) * | 2021-08-25 | 2021-11-23 | 成都光明光电股份有限公司 | 光学玻璃折射率炉前测试用样品的制作方法 |
Family Cites Families (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB578326A (en) * | 1944-08-04 | 1946-06-24 | Chance Brothers Ltd | Improvements relating to optical glasses |
| BE475565A (ja) * | 1946-08-09 | |||
| US2511226A (en) * | 1947-03-26 | 1950-06-13 | Eastman Kodak Co | Fluophosphate glass |
| DE2342484B2 (de) * | 1973-08-23 | 1977-12-29 | Ernst Leitz Wetzlar Gmbh, 6330 Wetzlar | Verfahren zum herstellen eines fluorophosphatglases mit einer brechzahl n tief e groesser als 1,57, einem abbe-wert ny tief e kleiner als 70 und einer relativ hohen positiven anomalen teildispersion |
| DE2952705C2 (de) * | 1979-12-29 | 1982-03-18 | Schott Glaswerke, 6500 Mainz | Optisches Glas mit der optischen Lage n↓D↓ ist 1,62+-(1,5 mal 10-2), V↓D↓ ist 59,5+-1,0, mit hoher chemischer Beständigkeit und geringer Kristallisationsneigung aufbauend auf dem an sich bekannten System SiO↓2↓-B↓2↓O↓3↓-La↓2↓O↓3↓-SrO- |
| DE3139212A1 (de) * | 1981-10-02 | 1983-04-21 | Schott Glaswerke, 6500 Mainz | Optisches und ophthalmisches glas mit brechwerten nd>= 1,58, abbezahlen >= 45 und dichten <= 2,75 g/cm(pfeil hoch)3(pfeil hoch) |
| US5202156A (en) * | 1988-08-16 | 1993-04-13 | Canon Kabushiki Kaisha | Method of making an optical element mold with a hard carbon film |
| US5026415A (en) * | 1988-08-16 | 1991-06-25 | Canon Kabushiki Kaisha | Mold with hydrogenated amorphous carbon film for molding an optical element |
| US5032159A (en) * | 1988-12-08 | 1991-07-16 | Canon Kabushiki Kaisha | Method of manufacturing optical device |
| US5435818A (en) * | 1992-06-02 | 1995-07-25 | Canon Kabushiki Kaisha | Mold for optical element and a method of molding optical element |
| DE4218377C1 (de) * | 1992-06-04 | 1993-10-14 | Schott Glaswerke | Optisches Kronglas mit negativer anomaler Teildispersion und hoher UV-Transmission |
| JP3273197B2 (ja) * | 1992-07-03 | 2002-04-08 | 東芝機械株式会社 | 光学ガラス素子等の成形装置 |
| US5320985A (en) * | 1992-10-01 | 1994-06-14 | Kabushiki Kaisha Ohara | Low refractive optical glass of a flint glass type |
-
1994
- 1994-05-24 JP JP10938894A patent/JP3196952B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1997
- 1997-08-28 US US08/919,334 patent/US5735920A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0753220A (ja) | 1995-02-28 |
| US5735920A (en) | 1998-04-07 |
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