JP3898870B2 - 光学素子成形方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、光学レンズ、ミラーなど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】
従来、光学レンズ、ミラーなどの光学素子の成形手法として、押圧成形(プレス成形)が知られている。この押圧成形は、例えば、図4に示すように、光学素材であるプリフォームAを加熱した状態で金型の成形位置に配置し、上型Bと下型Cを互いに接近させるように移動させて型締めを行うことにより、光学素子を成形するものである。この押圧成形を用いて、曲面である光学機能面を有する光学素子を成形する場合、その光学機能面Dの最上部Eに上型Bを当接させた後、その最上部Eの周囲を上型Bに当接させ押圧することにより、光学素子の成形が行われる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した成形方法にあっては、成形すべき光学素子の光学機能面が非対称な曲面である場合、良好な成形が行えないという問題がある。
【0004】
例えば、図5に示すように、光学機能面Dが光学素子の中心Xに対し非対称な曲面となっており、光学機能面Dの最上部Eが光学機能面Dの中央部Fに位置しない場合、最上部Eに上型Bを当接させた後、その最上部Eの周囲を上型Bに当接させ押圧していくと、最上部Eを中心としてその周囲へプリフォームAが押圧により流動する(図5中の矢印)。
【0005】
このとき、最上部Eと最上部Eから近い側の端部との間の領域Gでは光学機能面の形状が十分に転写されるが、その反対側である最上部Eと最上部Eから遠い側の端部との間の領域Hでは光学機能面の形状が十分に転写されず、領域Hにエア溜まりが生ずる場合がある。
【0006】
そこで本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであって、光学機能面の転写が良好に行える光学素子成形方法を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するために、本発明に係る光学素子成形方法は、加熱した光学素材を押圧して、中心に対し左右の表面形状が対称でない光学機能面を有する光学素子を成形する光学素子成形方法であって、成形用型の転写面の中央部と光学素材の中央部を当接させた後、光学素材の中央部の周囲を転写面に当接させて、転写面の形状を光学素材に転写させることを特徴とする。
【0008】
また本発明に係る光学素子成形方法は、前記光学素材として、成形用型の転写面に押圧される面の中央部の接線方向が前記転写面の中央部における接線方向と平行であるものを用いることを特徴とする。
【0009】
これらの発明によれば、成形用型が光学素材を押圧する際、まず、成形用型の転写面の中央部が光学素材の中央部に当接し、その後、光学素材の中央部の周囲と徐々に当接して、転写面の形状が光学素材に転写される。このため、成形型の転写面が片寄ることなく光学素材の押圧面にバランスよく転写され、光学素材の押圧面にエア溜まりが発生することが防止される。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に基づき、本発明の実施の形態について説明する。尚、各図において同一要素には同一符号を付して説明を省略する。また、図面の寸法比率は説明のものと必ずしも一致していない。
【0011】
図1は、本実施形態に係る光学素子成形方法及び光学素子成形用光学素材の説明図である。本実施形態では、光学素子としてミラーを成形する場合について説明する。このミラーは、非対称な光学機能面を有するものである。ここでいう「非対称な光学機能面」とは、光学機能面の中心に対し左右の表面形状が対称でない光学機能面をいう。この場合、「非対称な光学機能面」は、光学機能面の中心を含む任意の方向へ非対称であれば、全ての方向に対し非対称である必要はない。また、光学機能面は、非対称であれば、球面、非球面のいずれであってもよい。
【0012】
図1に示すように、本実施形態に係る光学素子成形方法は、成形用の型1を用いて行われる。この成形用の型1は、上型2と下型3を備えて構成されている。上型2は、型板21とコア22により構成されている。下型3は、型板31と中板32により構成されている。
【0013】
上型2は固定側の型であり、例えば、上型2の型板21が型締め装置の固定盤に取り付けられる。型板21には、コア22が型締め方向に摺動自在にはめ込まれている。コア22には、その上部にフランジ23が形成され、型板21から抜け落ちない構造となっている。コア22の下型3と対向する面には、転写面24が形成されている。転写面24は、成形すべきミラーの光学機能面を反転させて同一形状の凹面としたものである。
【0014】
下型3は可動側の型であり、例えば、下型3の型板31が型締め装置の可動盤に取り付けられる。このため、型板31は、上型2に対し進退自在となっている。型板31の上型2に対向する面には、中板32が取り付けられている。中板32の取り付けは、例えばネジ止めにより行われる。中板32には、コア22の転写面24と対向する位置に凹部34が形成されている。凹部34は、コア22の転写面24と共に、成形空間を画成するものである。
【0015】
図2に本実施形態に係る光学素材を示す。
【0016】
本図に示すように、本実施形態に係る光学素材であるプリフォーム4は、上型2と下型3と間の成形空間に配置され、上型2及び下型3の押圧により光学素材であるミラーに成形されるものである。プリフォーム4は、非対称な押圧面41を上面に有している。ここでいう「非対称」とは、押圧面41の中心Xに対し左右の表面形状が対称でないことをいう。
【0017】
この押圧面41は、凸状の曲面であり、上型2のコア22の転写面24に比べ曲率半径が小さく形成されている。また、押圧面41は、その中央部42の接線方向d1が転写面24の中央部27における接線方向d2と平行となっている。このため、型締めにより、転写面24とプリフォーム4の押圧面41が当接する際、転写面24の中央部27と押圧面41の中央部42が最初に当接し、その部分から周囲の部分へ徐々に当接していくことになる。
【0018】
なお、ここで「曲率半径が小さい」とは、押圧面41及び転写面24が非球面である場合、それらの中央部及びその周辺における曲率半径が小さいことを意味する。また、転写面24及び押圧面41の「中央部」とは、ほぼ中央部を含むものであり、例えば、転写面24及び押圧面41の中心位置Xから全体寸法の20〜30%外れた部分を含むものである。
【0019】
次に、本実施形態に係る光学素子成形方法について説明する。
【0020】
まず、型締め装置の可動盤を固定盤から離間するように移動させて上型2から下型3を離間させておき、下型3と上型2との間の成形位置にプリフォーム4を配置する。プリフォーム4は、下型3の中板32の凹部34に装着され、その装着により位置決めされる。その際、上型2及び下型3は加熱されており、プリフォーム4は高温状態とされる。
【0021】
この状態において、図1に示すように、型締め装置の可動盤を固定盤側へ移動させて、下型3を上型2側へ移動させる。下型3は、図示しない胴型などの部材により案内され、上型2に接近していく。
【0022】
そして、コア22の転写面24の中央部27にプリフォーム4の押圧面41の中央部42が当接し、その後、図3に示すようにプリフォーム4の押圧面41の中央部42の周囲が徐々に転写面24に当接する。
【0023】
このため、プリフォーム4の押圧面41では、中央部42から左右にバランス良く素材が流動する。これにより、プリフォーム4の押圧面41にエア溜まりが発生することなく、転写面24の形状を左右に片寄ることなく良好に転写できる。
【0024】
そして、プリフォーム4の押圧面41をコア22の転写面24に十分に押圧したら、可動盤を固定盤から離間する方向へ移動させ、下型3を上型2から離間させて、型開きを行う。その後、下型3から成形されたプリフォーム4、すなわちミラーを取り出し、光学素子であるミラーの成形作業が完了する。
【0025】
以上のように、本実施形態に係る光学素子成形方法及び光学素子成形用光学素材によれば、光学素材であるプリフォーム4の押圧面41にエア溜まりが生じにくく、転写面24の形状を光学素子の光学機能面として良好に転写することができる。
【0026】
なお、本実施形態においては、光学素子としてミラーを成形する場合について説明したが、本発明に係る光学素子成形方法及び光学素子成形用光学素材はそのようなものに限られるものではなく、表裏に光学機能面を有するレンズなど他の光学素子を成形するものであってもよい。
【0027】
また、本実施形態にあっては、上型2を固定側の型とし下型3を可動側の型として、上型2に対し下型3を進退させる場合について説明したが、本発明に係る光学素子成形方法はそのようなものに限られるものではなく、上型2を可動側の型とし下型3を固定側の型として、下型3に対し上型4を進退させる場合であってもよい。
【0028】
また、本実施形態では、プリフォーム4の押圧面が凸状の曲面でありコア22の転写面24に比べ曲率半径が小さく形成されている場合について説明したが、本発明に係る光学素子成形方法及び成形用光学素材はそのようなものに限られるものではなく、プリフォーム4の押圧面が凹状の曲面でありコア22の転写面24に比べ曲率半径が大きく形成されている場合であってもよい。
【0029】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、成形用型が光学素材を押圧する際、まず、成形用型の転写面の中央部が光学素材の中央部に当接し、その後、光学素材の中央部の周囲と徐々に当接するため、光学素材の押圧面において素材が中央部から左右にバランス良く流動し、光学素材の押圧面にエア溜まりが生じにくく、成形用型の転写面を光学機能面として良好に転写することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態に係る光学素子成形方法及び光学素子成形用光学素材の説明図である。
【図2】図1の光学素子成形用光学素材の説明図である。
【図3】実施形態に係る光学素子成形方法の説明図である。
【図4】従来技術の説明図である。
【図5】従来技術の説明図である。
【符号の説明】
1…光学素子成形用型、2…上型、3…下型、4…プリフォーム(光学素子成形用光学素材)、24…転写面、27…中央部、41…押圧面、42…中央部。
Claims (2)
- 加熱した光学素材を押圧して、中心に対し左右の表面形状が対称でない光学機能面を有する光学素子を成形する光学素子成形方法であって、
成形用型の転写面の中央部と前記光学素材の中央部を当接させた後、前記光学素材の中央部の周囲を前記転写面に当接させて、前記転写面の形状を前記光学素材に転写させること、
を特徴とする光学素子成形方法。 - 前記光学素材として、成形用型の転写面に押圧される面の中央部の接線方向が前記転写面の中央部における接線方向と平行であるものを用いること、
を特徴とする請求項1に記載の光学素子成形方法。
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