JP4477518B2 - 光学素子の製造方法及び装置 - Google Patents
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Description
押圧方向に移動自在に対向配置された一対の金型と、
該一対の金型が挿入されその外周面と略同形状の内周面を有し且つ一部に切欠部が形成されて、前記押圧方向と交差する方向からの付勢力により前記内周面が弾性変形可能なスリーブ型と、
前記押圧方向と交差する方向からの付勢力により前記スリーブ型の前記内周面の径を小さくも大きくも弾性変形させることが可能な変形手段と、を備え、
前記一対の金型から成形された前記光学素子を取り出す、又は前記光学素子素材を金型へ投入する温度以下では、前記一対の金型のうちの一方の金型の外周面の寸法は、他方の金型の外周面の寸法よりも大きく、且つ、前記スリーブ型の自由状態の前記内周面の寸法よりも大きいことを特徴とする。
押圧方向に移動自在に対向配置された一対の金型と、
該一対の金型が挿入されその外周面と略同形状の内周面を有しかつ一部に切欠部が形成されて、前記押圧方向と交差する方向からの付勢力により前記内周面が弾性変形可能なスリーブ型と、
前記押圧方向と交差する方向からの付勢力により前記スリーブ型の前記内周面の径を小さくも大きくも弾性変形させることが可能な変形手段と、を備え、
前記光学素子素材のガラス転移点以上の温度では、前記一対の金型のうちの一方の金型の外周面の寸法は、他方の金型の外周面の寸法よりも大きく、
前記光学素子素材のガラス転移点以上の温度において前記一方の金型の外周面の寸法が前記スリーブ型の自由状態の前記内周面の寸法よりも大きくなるように、前記一方の金型の熱膨張係数を前記スリーブ型の熱膨張係数よりも大きくしてあることを特徴とする。
押圧方向に移動自在に対向配置された一対の金型と、
該一対の金型が挿入されその外周面と略同形状の内周面を有しかつ一部に切欠部が形成されて、前記押圧方向と交差する方向からの付勢力により前記内周面が弾性変形可能なスリーブ型と、
前記押圧方向と交差する方向からの付勢力により前記スリーブ型の前記内周面の径を小さくも大きくも弾性変形させることが可能な変形手段と、を備え、
前記一対の金型から成形された前記光学素子を取り出す、又は前記光学素子素材を金型へ投入する温度以下では、前記一対の金型のうちの一方の金型の外周面の寸法が他方の金型の外周面の寸法よりも小さくなるように、且つ、前記光学素子素材のガラス転移点以上の温度では、前記一方の金型の外周面の寸法が前記他方の金型の外周面の寸法よりも大きくなるように、前記一方の金型の熱膨張係数を前記他方の金型の熱膨張係数よりも大きくしてあり、
前記一対の金型から成形された前記光学素子を取り出す、又は前記光学素子素材を金型へ投入する温度以下では、前記他方の金型の外周面の寸法は、前記スリーブ型の自由状態の前記内周面の寸法よりも大きく、
前記光学素子素材のガラス転移点以上の温度において前記一方の金型の外周面の寸法が前記スリーブ型の自由状態の前記内周面の寸法よりも大きくなるように、前記一方の金型の熱膨張係数を前記スリーブ型の熱膨張係数よりも大きくしてあることを特徴とする。
対向配置された一対の金型を挿入可能に該一対の金型の外周面と略同形状の内周面を有し、かつ一部に切欠部が形成されて押圧方向と交差する方向からの付勢力により前記内周面が弾性変形可能なスリーブ型と、
前記押圧方向と交差する方向からの付勢力により前記スリーブ型の前記内周面の径を小さくも大きくも弾性変形させることが可能な変形手段と、を用い、
前記一対の金型から成形された光学素子を取り出す、又は前記光学素子素材を金型へ投入する温度以下では、前記一対の金型のうちの一方の金型の外周面の寸法は、他方の金型の外周面の寸法よりも大きく、且つ、前記スリーブ型の自由状態の前記内周面の寸法よりも大きく、
前記一方の金型は、前記変形手段により前記スリーブ型の前記内周面の径を強制的に大きくして、前記スリーブ型の前記内周面に挿入されることを特徴とする。
図1は、本発明に係る光学素子の製造装置の全体正面図であり、図2は、その平面図である。この図1及び図2において、光学素子の製造装置10は、対向する一対の金型11としての上型12及び下型13と、これら上型12及び下型13の外周面(本実施形態では円形)と略同形状の内周面15を有し、かつ一部に切欠部16が形成されたスリーブ型14と、このスリーブ型14を、光学素子素材23の押圧方向(図1の矢印A方向、すなわち光軸方向)と略直交する方向(図1の矢印B方向)に付勢力を付与して前記内周面15の径を大小に弾性変形させる変形手段20と、を備えている。前記スリーブ型14は、前記内周面15に上型12及び下型13が挿入される本体17と、この本体17の端部から径方向に延びる一対のアーム部18A,18Bと、を備えている。
[第1の実施の形態]
本実施の形態では、図1に示したように、前記一対の金型12,13のうち、スリーブ型14に対し光学素子素材23の押圧方向に相対変位量の小さいいずれか一方の金型、例えば下型13の外周面の寸法(外径)を、前記押圧方向に相対変位量の大きいいずれか他方の金型、例えば上型12の外径よりも大きくしている(図1参照)。この構成により、スリーブ型14に挿入された状態の上型12及び下型13のうち、下型13の外周面がスリーブ型14の内周面15にほとんど隙間なく挿入されるため、挿入と略同時に下型13の光軸合わせを高精度で行うことができる。一方、上型12は、スリーブ型14の内周面15にスムーズに(わずかなクリアランスをもって)挿入されるので、上型12とスリーブ型14の内周面15との間のクリアランスを適宜に調整することで、上型12の光軸合わせも容易かつ高精度で行うことができる。
[第2の実施の形態]
また、本実施の形態では、少なくとも光学素子素材23のガラス転移点以上の温度(成形温度)、すなわち、ガラス等の光学素子素材23が溶融する温度以上の温度で、前記いずれか一方の金型、例えば下型13の外径がスリーブ型14の自由状態の内周面15の内径よりも大きくなるように、下型13とスリーブ型14との型材料の熱膨張係数に差を設けている。例えば、金型の材料として、下型13の熱膨張係数が上型12の熱膨張係数よりも大きい材料を用いることで、光学素子素材23のガラス転移点以上の温度になると、下型13の外径をスリーブ型14の内径よりも大きくすることができる。
[第3の実施の形態]
更に、本実施の形態では、一対の金型11から成形された光学素子を取出す、又は光学素子素材23を金型11へ投入する温度以下(例えば200℃以下)では、いずれか一方の金型、例えば下型13の外径がスリーブ型14の自由状態の内周面15の内径よりも大きくなるように設定している。この場合、下型13をスリーブ型14内に挿入するには、前記と同様に、変形手段20の操作部材21A,21Bを引き側に付勢して、スリーブ型14の内周面15の内径を大きくした状態で下型13を挿入する。これにより、少なくとも下型13の光軸合わせを高精度で行うことができると共に、金型11から成形された光学素子を取出す、又は光学素子素材23を金型11へ投入する温度以下においては、下型13はスリーブ型14に対し光学素子素材23の押圧方向に相対移動することはないため、不用意に下型13がスリーブ型14から離脱するのが防止される。
[第4の実施の形態]
本実施の形態では、一対の金型11から成形された光学素子を取出す、又は光学素子素材23を金型11へ投入する温度以下では、いずれか一方の金型(例えば下型13)の外径がいずれか他方の金型(例えば上型12)の外径よりも小さく、少なくとも光学素子素材23のガラス転移点以上の温度では、下型13の外径が上型12の外径よりも大きくなるように、下型13と上型12との熱膨張係数に差を設けている。
[第5の実施の形態]
上述した実施の形態では、下型13と上型12との熱膨張係数に差を設けた場合について説明したが、本実施の形態では、例えば一対の金型11から成形された光学素子を取出す、又は光学素子素材23を金型11へ投入する温度以下では、下型13の外径が上型12の外径よりも小さく、一方、少なくとも光学素子素材23のガラス転移点以上の温度では、下型13の外径が上型12の外径よりも大きくなるように一対の金型11の温度をそれぞれ制御可能な加熱手段25,27を備えている。
[第6の実施の形態]
次に、本実施の形態では、少なくとも光学素子素材23のガラス転移点以上の温度では、いずれか一方の金型(例えば下型13)の外径といずれか他方の金型(例えば上型12)の外径との差を、下型13の表面粗さとスリーブ型14の内周面15の表面粗さとの和の2倍以上とした。
[第7の実施の形態]
また、好ましくは、下型13の外径と上型12の外径との差を、上型12の表面粗さとスリーブ型14の内周面15の表面粗さとの和の2倍以上でかつ10μm以下とする。
[第8の実施の形態]
本実施の形態では、スリーブ型14の内周面15に一対の金型11を挿入し、更に該一対の金型11間に光学素子素材23を配置した後に、スリーブ型14に対し光学素子素材23の押圧方向と交差する方向に付勢力を付与することにより前記内周面15の寸法を小さくして一対の金型11の光軸合わせをする。
を挿入し、更に上型12と下型13の光学面12a,13a間に光学素子素材23が配置されるが、スリーブ型14の内周面15と上型12及び下型13の外周面間には、それぞれ僅かながらクリアランスが残っている。このクリアランスが存在すると、高精度な光軸合わせの妨げとなる。そこで、光学素子素材23のガラス転移点以上の成形温度において、変形手段20の操作部材21A,21Bを矢印B方向の押し側に操作して、内周面15の寸法を小さくして上型12及び下型13の光軸合わせをするものである。この場合において、上型12及び下型13にガラス材料を用いなければ、破損したり傷が付いたりするおそれもない。
[第9の実施の形態]
本実施の形態の光学素子の製造装置は、一対の金型11を挿入可能な内周面150を複数備えたスリーブ型140を有している。なお、図5では、図1乃至図4に示した部材と同一又は相当する部材には、10を乗算した符号を付して説明する。
11 一対の金型
12 上型
13 下型
14,140 スリーブ型
15,150 内周面
16,160 切欠部
20,200 変形手段
23 光学素子素材
25 下型ヒータ
27 上型ヒータ
Claims (4)
- 加熱軟化した光学素子素材を押圧、変形させて光学素子を成形する光学素子の製造装置において、
押圧方向に移動自在に対向配置された一対の金型と、
該一対の金型が挿入されその外周面と略同形状の内周面を有し且つ一部に切欠部が形成されて、前記押圧方向と交差する方向からの付勢力により前記内周面が弾性変形可能なスリーブ型と、
前記押圧方向と交差する方向からの付勢力により前記スリーブ型の前記内周面の径を小さくも大きくも弾性変形させることが可能な変形手段と、を備え、
前記一対の金型から成形された前記光学素子を取り出す、又は前記光学素子素材を金型へ投入する温度以下では、前記一対の金型のうちの一方の金型の外周面の寸法は、他方の金型の外周面の寸法よりも大きく、且つ、前記スリーブ型の自由状態の前記内周面の寸法よりも大きい、光学素子の製造装置。 - 加熱軟化した光学素子素材を押圧、変形させて光学素子を成形する光学素子の製造装置において、
押圧方向に移動自在に対向配置された一対の金型と、
該一対の金型が挿入されその外周面と略同形状の内周面を有しかつ一部に切欠部が形成されて、前記押圧方向と交差する方向からの付勢力により前記内周面が弾性変形可能なスリーブ型と、
前記押圧方向と交差する方向からの付勢力により前記スリーブ型の前記内周面の径を小さくも大きくも弾性変形させることが可能な変形手段と、を備え、
前記光学素子素材のガラス転移点以上の温度では、前記一対の金型のうちの一方の金型の外周面の寸法は、他方の金型の外周面の寸法よりも大きく、
前記光学素子素材のガラス転移点以上の温度において前記一方の金型の外周面の寸法が前記スリーブ型の自由状態の前記内周面の寸法よりも大きくなるように、前記一方の金型の熱膨張係数を前記スリーブ型の熱膨張係数よりも大きくしてある、光学素子の製造装置。 - 加熱軟化した光学素子素材を押圧、変形させて光学素子を成形する光学素子の製造装置において、
押圧方向に移動自在に対向配置された一対の金型と、
該一対の金型が挿入されその外周面と略同形状の内周面を有しかつ一部に切欠部が形成されて、前記押圧方向と交差する方向からの付勢力により前記内周面が弾性変形可能なスリーブ型と、
前記押圧方向と交差する方向からの付勢力により前記スリーブ型の前記内周面の径を小さくも大きくも弾性変形させることが可能な変形手段と、を備え、
前記一対の金型から成形された前記光学素子を取り出す、又は前記光学素子素材を金型へ投入する温度以下では、前記一対の金型のうちの一方の金型の外周面の寸法が他方の金型の外周面の寸法よりも小さくなるように、且つ、前記光学素子素材のガラス転移点以上の温度では、前記一方の金型の外周面の寸法が前記他方の金型の外周面の寸法よりも大きくなるように、前記一方の金型の熱膨張係数を前記他方の金型の熱膨張係数よりも大きくしてあり、
前記一対の金型から成形された前記光学素子を取り出す、又は前記光学素子素材を金型へ投入する温度以下では、前記他方の金型の外周面の寸法は、前記スリーブ型の自由状態の前記内周面の寸法よりも大きく、
前記光学素子素材のガラス転移点以上の温度において前記一方の金型の外周面の寸法が前記スリーブ型の自由状態の前記内周面の寸法よりも大きくなるように、前記一方の金型の熱膨張係数を前記スリーブ型の熱膨張係数よりも大きくしてある、光学素子の製造装置。 - 加熱軟化した光学素子素材を押圧、変形させて光学素子を成形する光学素子の製造方法において、
対向配置された一対の金型を挿入可能に該一対の金型の外周面と略同形状の内周面を有し、かつ一部に切欠部が形成されて押圧方向と交差する方向からの付勢力により前記内周面が弾性変形可能なスリーブ型と、
前記押圧方向と交差する方向からの付勢力により前記スリーブ型の前記内周面の径を小さくも大きくも弾性変形させることが可能な変形手段と、を用い、
前記一対の金型から成形された光学素子を取り出す、又は前記光学素子素材を金型へ投入する温度以下では、前記一対の金型のうちの一方の金型の外周面の寸法は、他方の金型の外周面の寸法よりも大きく、且つ、前記スリーブ型の自由状態の前記内周面の寸法よりも大きく、
前記一方の金型は、前記変形手段により前記スリーブ型の前記内周面の径を強制的に大きくして、前記スリーブ型の前記内周面に挿入される、光学素子の製造方法。
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