JP4646074B2 - Method for producing glass preform group and method for producing optical element - Google Patents

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Description

本発明は、ガラス製プリフォーム群の製造方法および光学素子の製造方法に関する。 The present invention relates to a process for the preparation of a manufacturing method and an optical element of glass-made preforms group.

非球面レンズなどのガラス製光学素子を高精度に製造する技術として、精密プレス成形法が知られている。この方法はモールドオプティクス成形法とも呼ばれ、精密に加工した成形面を有するプレス成形型を用いて、加熱されたガラス製のプリフォームをプレス成形し、光学素子全体の形状を成形するとともに、成形面を精密にガラスに転写して光学機能面を形成する方法である(例えば、特許文献1参照)。   As a technique for manufacturing a glass optical element such as an aspheric lens with high accuracy, a precision press molding method is known. This method is also called a mold optics molding method, which uses a press mold having a precisely machined molding surface to press-mold a heated glass preform to mold the shape of the entire optical element. In this method, the surface is precisely transferred to glass to form an optical functional surface (see, for example, Patent Document 1).

また、上記光学素子を製造するために用いられるガラス製プリフォームは、例えば、熔融したガラスを流出して、所望質量の熔融ガラス塊を分離し、このガラス塊が冷却する過程でプリフォームに成形する方法により生産することができる(例えば、特許文献2参照)。
特開平10-316448号公報 特開2002-121032号公報
The glass preform used for manufacturing the optical element is formed into a preform in the process of, for example, flowing out molten glass, separating a molten glass lump of a desired mass, and cooling the glass lump. It can produce by the method to do (for example, refer patent document 2).
Japanese Patent Laid-Open No. 10-316448 JP 2002-121032 A

近年、カメラ付き携帯電話のように撮像装置を内蔵する小型機器の需要が高まっている。このような撮像装置に組み込まれる撮像光学系は、超小型のレンズにより構成され、各レンズを精密に位置決め固定するために、各レンズが位置決め基準面を有することが好ましい。例えば、レンズ同士の間隔を精密に決めるための位置決め基準面としては、レンズ面の外周に設けた平面部を用い、レンズ同士の光軸を合わせるための位置決め基準面としては、レンズ側面を用いることができる。精密プレス成形法では、型の成形面をガラスに転写することにより、光学機能面のみならず、形成する面同士の位置関係、角度をも精密に規定することができるので、光学機能面と位置決め基準面とを一括して形成することができる。   In recent years, there has been an increasing demand for small devices incorporating an imaging device, such as mobile phones with cameras. An image pickup optical system incorporated in such an image pickup apparatus is composed of ultra-small lenses, and each lens preferably has a positioning reference surface in order to precisely position and fix each lens. For example, as a positioning reference surface for precisely determining the distance between lenses, a flat surface provided on the outer periphery of the lens surface is used, and as a positioning reference surface for aligning the optical axes of the lenses, the lens side surface is used. Can do. In the precision press molding method, by transferring the molding surface of the mold to glass, not only the optical function surface but also the positional relationship and angle between the surfaces to be formed can be precisely defined. The reference surface can be formed in a lump.

このように精密プレス成形の特質を活かせば効率よく超小型の光学素子を製造することができるが、一方でプリフォームの体積を精密に管理しないと、次のような問題がおきる。   As described above, if the characteristics of precision press molding are utilized, an ultra-small optical element can be efficiently manufactured. On the other hand, if the volume of the preform is not precisely controlled, the following problems occur.

まず、プリフォームの体積が、上型、下型、胴型を有するプレス成形型を型閉めした状態で形成される空間の容積よりも大きい場合、プレス成形型を構成する型同士の間、例えば、上型と胴型との間や下型と胴型との間にはみ出し、成形バリとなって型の摺動性を損ない、生産停止の原因になったり、プレス成形型の破損の原因になったりする。一方、プリフォームの体積がプレス成形型を型閉めした状態で形成される空間の容積よりも小さい場合、前記空間へのガラスの充填が不十分になり、光学機能面の面精度が低下したり、ガラスの位置決め基準面になるはずの部分までガラスが到達せず、位置決め基準面が形成されなくなったりする。   First, when the volume of the preform is larger than the volume of the space formed by closing the press mold having the upper mold, the lower mold, and the body mold, between the molds constituting the press mold, for example, , Protruding between the upper mold and the barrel mold, and between the lower mold and the barrel mold, forming a burr, impairing the slidability of the mold, causing production stoppage and causing damage to the press mold It becomes. On the other hand, when the volume of the preform is smaller than the volume of the space formed with the press mold closed, the glass is insufficiently filled in the space, and the surface accuracy of the optical function surface is reduced. The glass does not reach the portion that should be the positioning reference surface of the glass, and the positioning reference surface is not formed.

したがって、光学機能面と位置決め基準面とを一括して形成するためには、体積精度、すなわち質量精度が高いプリフォームを使用することが望まれる。   Therefore, in order to collectively form the optical function surface and the positioning reference surface, it is desired to use a preform having high volume accuracy, that is, mass accuracy.

上述したように、ガラス製プリフォームを生産性よく製造する方法としては、熔融したガラスをノズルから流出して、所望質量の熔融ガラス塊を分離し、このガラス塊が冷却する過程でプリフォームに成形する方法があり、この方法を用いてプリフォームを生産すれば、ガラスの熔融から始まって、光学素子を極めて高い生産性のもとで量産することができる。しかし、従来のガラス製プリフォームの生産方法では、プリフォームの体積に僅かなバラツキがあり、上記精密プレス成形に用いるには、必ずしも体積精度、すなわち質量精度が満足し得るものではなかった。このような問題は、特に、軽量のプリフォームを生産する場合に顕著であった。   As described above, as a method for producing a glass preform with high productivity, the molten glass is discharged from a nozzle, a molten glass lump having a desired mass is separated, and the glass lump is cooled to form a preform. There is a method of molding, and if a preform is produced using this method, optical elements can be mass-produced with extremely high productivity starting from melting of glass. However, in the conventional glass preform production method, there is a slight variation in the volume of the preform, and volume accuracy, that is, mass accuracy is not always satisfactory for use in the precision press molding. Such a problem was particularly noticeable when producing a lightweight preform.

本発明は、このような事情のもとで、各プリフォーム間の体積のバラツキが非常に制御された精密プレス成形用のガラス製プリフォーム群を熔融ガラスから極めて高い生産性のもとで製造する方法、上記プリフォーム群または上記方法により得られたプリフォーム群を構成するプリフォームから光学素子を製造する方法を提供することを目的とするものである。 Under these circumstances, the present invention manufactures glass preforms for precision press molding with extremely controlled volume variation between preforms from molten glass with extremely high productivity. It is an object of the present invention to provide a method for producing an optical element from a preform constituting the preform group or the preform group obtained by the method.

プリフォームの質量精度を向上させるために、本発明者が検討を重ねた結果、以下の知見を得るに至った。
(a)ノズルの流出口から熔融ガラスを滴下して得られる、プリフォーム母材となる熔融ガラス滴の質量は、一般に、ノズル流出口に垂下するガラスに作用する下向きの加速度、ノズル下端部分の外径、熔融ガラスの表面張力等によって決まるが、目的とするプリフォーム質量に対する質量公差の割合を小さくしようとすると、上記諸条件を一定に維持するだけでは質量のバラツキを抑えることができない。
(b)上記質量のバラツキは、熔融ガラス滴の滴下時に、熔融ガラスがノズルの流出口に濡れ上がり、濡れ上がり量の多少により熔融ガラスの滴下量が僅かに変化するためと考えられる。
(c)ノズルを詳細に観察すると、その先端が僅かながら振動しており、この僅かな振動が熔融ガラスの滴下量の変動を生じさせている。
(d)また、ガラスに対するノズル外周面の濡れ性はノズル流出口雰囲気の温度変化、湿度変化により僅かに変化し、この僅かな変化が熔融ガラスの滴下量の変動を生じさせている。
In order to improve the mass accuracy of the preform, as a result of repeated studies by the present inventors, the following knowledge has been obtained.
(A) The mass of a molten glass droplet obtained as a preform base material obtained by dripping molten glass from the nozzle outlet is generally the downward acceleration acting on the glass depending on the nozzle outlet, the lower end of the nozzle Although it depends on the outer diameter, the surface tension of the molten glass, and the like, if it is attempted to reduce the ratio of the mass tolerance with respect to the target preform mass, it is not possible to suppress the variation in the mass only by maintaining the above conditions constant.
(B) The variation in the mass is considered to be because the molten glass wets the outlet of the nozzle when the molten glass droplet is dropped, and the dripping amount of the molten glass slightly changes depending on the amount of the wet glass.
(C) When the nozzle is observed in detail, the tip of the nozzle vibrates slightly, and this slight vibration causes fluctuations in the dripping amount of the molten glass.
(D) Further, the wettability of the nozzle outer peripheral surface with respect to the glass slightly changes due to the temperature change and humidity change of the nozzle outlet atmosphere, and this slight change causes fluctuations in the dripping amount of the molten glass.

これらの知見を基に、本発明者はさらに検討した結果、流出する熔融ガラスを、防振したおよび/または雰囲気の温度と湿度を制御した流出口から一定流量で順次滴下し、成形することにより、各プリフォーム間の体積のバラツキが非常に制御されたガラス製プリフォーム群を得ることができることを見出し、本知見に基づいて本発明を完成するに至った。   Based on these findings, the present inventor has further studied, and as a result, the molten glass flowing out was dripped in order from the outlet that was damped and / or the temperature and humidity of the atmosphere were controlled at a constant flow rate. The inventors have found that a glass preform group in which the volume variation between the preforms is extremely controlled can be obtained, and the present invention has been completed based on this finding.

すなわち、本発明は、
(1)精密プレス成形に供する複数のガラス製プリフォームからなるガラス製プリフォーム群の製造方法であって、
熔融ガラスを蓄積する容器を含むガラス熔融装置を防振台上に載置し、前記容器から熔融ガラスを流出するパイプ及びノズルを吊下げた構造とすることにより、あるいは、ガラス熔融装置を支持する構造体に防振機構を設けることにより、熔融ガラスの流出口の防振を行いつつ、
ノズルから一定流量で流出する熔融ガラスを、温度を制御し、さらに25℃における相対湿度10〜95%の範囲内の湿度に相当する一定の湿度に制御した雰囲気下において、流出口から順次滴下し、成形することにより、
ガラス製プリフォームの平均質量M AV に対するガラス製プリフォームの質量公差の割合を±0.5[%]×M AV 以内としたガラス製プリフォーム群を製造すること
を特徴とするガラス製プリフォーム群の製造方法、
)前記熔融ガラス滴下後の成形を、得られた熔融ガラス滴に風圧を加え、浮上させながら行う上記(1)に記載のガラス製プリフォーム群の製造方法、
)上記(1)または(2)に記載の方法でガラス製プリフォーム群を作製し、該プリフォーム群を構成するガラス製プリフォームを加熱し、精密プレス成形することを特徴とする光学素子の製造方法、
)精密プレス成形が、上型、下型、胴型を有するプレス成形型の各成形面をガラスに転写することにより行われるものであって、
上型の成形面を転写して形成する面と胴型の成形面を転写して形成する面のなす稜および/または下型の成形面を転写して形成する面と胴型の成形面を転写して形成する面のなす稜を自由表面にして精密プレス成形する上記()に記載の光学素子の製造方法
を提供するものである。
That is, the present invention
(1) A method for producing a glass preform group comprising a plurality of glass preforms for precision press molding,
A glass melting apparatus including a container for storing molten glass is placed on a vibration isolation table, and a pipe and a nozzle for discharging the molten glass from the container are suspended, or the glass melting apparatus is supported. By providing an anti-vibration mechanism in the structure, while preventing vibration at the outlet of the molten glass,
The molten glass flowing out from the nozzle at a constant flow rate is dropped sequentially from the outlet in an atmosphere in which the temperature is controlled and further controlled to a constant humidity corresponding to a humidity within the range of 10 to 95% relative humidity at 25 ° C. By molding ,
Characterized <br/> to produce an average mass M ± 0.5 [%] the ratio of the mass tolerance of glass preform for AV × M within a glass-made preforms group AV glass preform Manufacturing method of glass preform group,
( 2 ) The method for producing a glass preform group according to the above (1 ), wherein the molding after dropping of the molten glass is performed while applying air pressure to the obtained molten glass droplet and allowing it to float,
( 3 ) An optical system characterized in that a glass preform group is produced by the method described in the above (1) or (2) , the glass preform constituting the preform group is heated and precision press-molded. Device manufacturing method,
( 4 ) Precision press molding is performed by transferring each molding surface of a press mold having an upper mold, a lower mold, and a body mold to glass,
The surface formed by transferring the molding surface of the upper mold and the surface formed by transferring the molding surface of the cylinder mold and / or the surface formed by transferring the molding surface of the lower mold and the molding surface of the cylinder mold The method for producing an optical element according to the above ( 3 ), in which precision press molding is performed with a ridge formed by a surface formed by transfer as a free surface.

本発明によれば、各プリフォーム間の体積のバラツキが非常に制御された精密プレス成形用のガラス製プリフォーム群を熔融ガラスから極めて高い生産性のもとで製造する方法、上記プリフォーム群または上記方法により得られたプリフォーム群を構成するプリフォームから光学素子を製造する方法を提供することができる。 According to the present invention, a method for producing a glass preform group for precision press molding in which volume variation between the preforms is very controlled from molten glass with extremely high productivity, the preform group Or the method of manufacturing an optical element from the preform which comprises the preform group obtained by the said method can be provided.

〔ガラス製プリフォーム群〕
先ず、本発明の製造方法で得られるガラス製プリフォーム群について説明する。
本発明のガラス製プリフォーム群は、精密プレス成形に供する複数のガラス製プリフォームからなるガラス製プリフォーム群であって、ガラス製プリフォームの平均質量MAVに対するガラス製プリフォームの質量公差の割合が±0.5[%]×M 内であることを特徴とする。
[Glass preform group]
First, a glass preform group obtained by the production method of the present invention will be described.
The glass preform group of the present invention is a glass preform group composed of a plurality of glass preforms subjected to precision press molding, and the mass tolerance of the glass preform with respect to the average mass MAV of the glass preform. ratio is equal to or is ± 0.5 [%] × the M a V or less.

本発明において、ガラス製プリフォーム群とは、同種のガラスからなり、形状、質量ともに揃った、精密プレス成形に供される複数個のガラス製プリフォームの集合を意味する。また、本発明において、ガラス製プリフォーム群は、必ずしも同一装置において、同日に一括して製造されたプリフォームロットのみからなる必要はなく、複数のプリフォームロットにより構成されていてもよい。例えば、1000個のプリフォームからなるプリフォーム群については、100個のプリフォームからなるロットが10個集合して構成されると考えることもできるし、10個のプリフォームからなるロットが100個集合して構成されると考えることもできる。   In the present invention, the glass preform group means an assembly of a plurality of glass preforms that are made of the same kind of glass and that have the same shape and mass and are subjected to precision press molding. Further, in the present invention, the glass preform group does not necessarily need to be composed only of preform lots manufactured in a batch on the same day in the same apparatus, and may be constituted by a plurality of preform lots. For example, for a preform group consisting of 1000 preforms, it can be considered that 10 lots consisting of 100 preforms are assembled, or 100 lots consisting of 10 preforms. It can also be thought of as a collection.

プリフォーム群を構成するプリフォームの個数は1000個以上が好ましく、2000個以上がより好ましく、5000個以上がさらに好ましい。個数の上限は、光学素子の必要個数により決定すればよい。   The number of preforms constituting the preform group is preferably 1000 or more, more preferably 2000 or more, and even more preferably 5000 or more. The upper limit of the number may be determined by the required number of optical elements.

AVは、プリフォーム群を構成するガラス製プリフォームの相加平均を意味し、例えば、ガラス製プリフォームが携帯電話の撮像装置等に用いられる超小型レンズ用のプリフォームである場合、MAVは、1mg〜200mg、好ましくは5〜200mg、より好ましくは8〜160mg程度である。 M AV means the arithmetic mean of the glass preform constituting the preform group, for example, when a glass preform is a preform for a micro lens used in an imaging device such as a mobile phone, M AV is about 1 mg to 200 mg, preferably about 5 to 200 mg, more preferably about 8 to 160 mg.

本発明のガラス製プリフォーム群は、MAVに対するガラス製プリフォームの質量公差の割合が±0.5[%]×M 内にある。 Glass preform group of the present invention is a glass proportion of the mass tolerance of the preform ± 0.5 [%] × M A V in than for M AV.

ガラス製プリフォームの平均質量MAVに対するガラス製プリフォームの質量公差の割合は、±0.4[%]×M 内にあることが好ましく、±0.38[%]×M 内にあることがより好ましい。 Ratio of the mass tolerance of glass preform to the average mass M AV glass preform is preferably in the ± 0.4 [%] × M A V in than, ± 0.38 [%] × M A and more preferably in a V in the following.

プリフォーム群を構成するプリフォームの個数が500個以上である場合、プリフォームの平均質量MAVおよびMAVに対するプリフォームの質量公差の割合は、プリフォーム群から任意に抽出した500個のプリフォームにより検証すれば十分である。 If the number of preform constituting the preform group of 500 or more, the ratio of the mass tolerance of the preform to the average mass M AV and M AV of the preform 500 flop extracted arbitrarily from the preform group It is sufficient to verify by renovation.

上述したように、携帯電話等のモバイル機器に内蔵される小型光学素子等は、正確なアライメントおよび組立てを可能ならしめるように、光学機能面と位置決め基準面を、プリフォームを精密プレス成形することにより一括して形成することが望まれており、上記精密プレス成形に供されるプリフォーム群を構成するプリフォームは、軽量であるとともに質量公差が小さいことが要求される。ところで、プリフォームの平均質量MAVが大きい場合は、MAVに対するプリフォームの質量公差の割合(質量公差/平均質量MAV)を小さく抑えることが比較的容易であるが、プリフォームの平均質量MAVが小さい場合は、僅かな質量変動であっても、MAVに対するプリフォームの質量公差の割合(質量公差/平均質量MAV)が大きくなってしまうため、従来、超軽量であって高い質量精度を有するプリフォームからなるプリフォーム群を提供することは困難であった。これに対して、本発明のガラス製プリフォーム群は、ガラス製プリフォームの平均質量MAVに対するガラス製プリフォームの質量公差の割合が±0.5[%]×M 内にあるため、超軽量である場合でも高い質量精度を有するプリフォームからなるプリフォーム群を提供し得るものである。 As described above, small optical elements incorporated in mobile devices such as mobile phones are precision press-molded with optical functional surfaces and positioning reference surfaces so that accurate alignment and assembly are possible. The preforms that constitute the group of preforms used for the precision press molding are required to be lightweight and have a small mass tolerance. Meanwhile, when the average mass M AV preform is large, it is relatively easy to reduce the ratio of the mass tolerance of the preform (mass tolerance / average mass M AV) for M AV, the average mass of the preform When M AV is small, even if a slight mass fluctuation occurs, the ratio of the mass tolerance of the preform to M AV (mass tolerance / average mass M AV ) becomes large. It has been difficult to provide a preform group composed of preforms having mass accuracy. In contrast, the glass preform group of the present invention is a glass-flop average mass M ratio is ± 0.5 [%] of a mass tolerance of glass preform for AV remodeling × M A V in more than Therefore, a preform group consisting of preforms having high mass accuracy can be provided even when it is ultralight.

本発明の製造方法で得られるガラス製プリフォーム群は、全表面が熔融状態のガラスが固化して形成された球状のガラス製プリフォームからなることが好ましい。 The glass preform group obtained by the production method of the present invention is preferably composed of a spherical glass preform formed by solidifying glass whose entire surface is in a molten state.

プリフォームの全表面を熔融状態のガラスを固化して形成した面とすることにより、全表面を自由表面とすることができ、表面の潜傷を無くすことができる。その結果、得られる各プリフォームは研磨製プリフォームよりも耐候性を高めることができる。耐候性が十分高くないと、プリフォーム表面にヤケと呼ばれる変質層が生じることがあり、この変質層を除去すると僅かながらプリフォームの質量が減少して、質量精度を低下させてしまうことになる。本態様によれば、プリフォームの全表面を熔融状態のガラスを固化して形成しているため、表面の潜傷を無くすことができ、上記不都合を解消することが可能になる。   By making the entire surface of the preform a surface formed by solidifying molten glass, the entire surface can be a free surface, and latent scratches on the surface can be eliminated. As a result, each preform obtained can have a higher weather resistance than the polished preform. If the weather resistance is not sufficiently high, an altered layer called burn may be formed on the preform surface. If this altered layer is removed, the mass of the preform will slightly decrease and mass accuracy will be reduced. . According to this aspect, since the entire surface of the preform is formed by solidifying glass in a molten state, latent scratches on the surface can be eliminated, and the above inconvenience can be eliminated.

また、プリフォームの形状を球状にすると、使用しているガラスが同種であれば、プリフォーム質量の増減に伴ってその直径も増減して、各プリフォームの質量と直径が一対一に対応することになる。そのため、プリフォームの直径のばらつきを管理すればプリフォームの質量精度を管理することができる。また、プリフォームを精密プレス成形して小型光学素子を得る際、球状のプリフォームを使用すると下型成形面が凹形状であれば、成形面の中心にプリフォームを安定に配置することが可能になる。   In addition, if the shape of the preform is made spherical, if the glass used is the same type, the diameter of the preform will increase or decrease with the increase or decrease of the preform mass, and the mass and diameter of each preform will correspond one to one. It will be. Therefore, the mass accuracy of the preform can be managed by managing the variation in the diameter of the preform. In addition, when a preform is precision press-molded to obtain a compact optical element, if a spherical preform is used, the preform can be stably placed at the center of the molding surface if the lower mold molding surface is concave. become.

上述のガラス製プリフォーム群は、以下に説明する本発明のガラス製プリフォーム群の製造方法により、好適に製造することができる。 The glass preform group described above can be preferably manufactured by the method for manufacturing the glass preform group of the present invention described below.

〔ガラス製プリフォーム群の製造方法〕
次に、本発明のガラス製プリフォーム群の製造方法について説明する。
本発明のガラス製プリフォーム群の製造方法は、精密プレス成形に供する複数のガラス製プリフォームからなるガラス製プリフォーム群の製造方法であって、一定流量で流出する熔融ガラスを、防振したおよび/または雰囲気の温度と湿度を制御した流出口から順次滴下し、成形することを特徴とする。
[Production method of glass preform group]
Next, the manufacturing method of the glass preform group of this invention is demonstrated.
The method for producing a glass preform group according to the present invention is a method for producing a glass preform group comprising a plurality of glass preforms used for precision press molding, wherein the molten glass flowing out at a constant flow rate is damped. And / or is sequentially dropped from an outlet having a controlled temperature and humidity of the atmosphere and molded.

以下、本発明のガラス製プリフォーム群の製造方法における好ましい態様を、図面に基
づいて説明する。
Hereinafter, the preferable aspect in the manufacturing method of the glass preform group of this invention is demonstrated based on drawing.

図1に示すように、プリフォーム群を生産するために、ガラス原料を加熱、熔融し、清澄、均質化して得られた熔融ガラスを、パイプ1の下端に設けられたノズル2へと導く。熔融ガラスはノズル2の下端に設けられた流出口から流出するが、単位時間あたりのガラス流出量が一定になるようにパイプ1およびノズル2の温度を制御する。   As shown in FIG. 1, in order to produce a preform group, molten glass obtained by heating, melting, refining, and homogenizing a glass raw material is guided to a nozzle 2 provided at the lower end of a pipe 1. Although the molten glass flows out from the outlet provided at the lower end of the nozzle 2, the temperatures of the pipe 1 and the nozzle 2 are controlled so that the glass outflow amount per unit time is constant.

流出口から流出した熔融ガラスは表面張力によりノズル2の下端に垂下する。ノズル2の下端に熔融ガラスが留まろうとする力よりも垂下するガラスに働く下向きの力が強くなったときにノズル2の下端から熔融ガラスが落下する。ここで、単位時間あたりのガラス流出量は一定にしているので、熔融ガラスの落下は一定の周期でおきる。落下する熔融ガラス滴の総質量は、質量で表した単位時間あたりのガラス流出量に前記周期を乗じたものとなる。   The molten glass that has flowed out of the outlet hangs down to the lower end of the nozzle 2 due to surface tension. The molten glass falls from the lower end of the nozzle 2 when the downward force acting on the glass drooping becomes stronger than the force at which the molten glass tries to stay at the lower end of the nozzle 2. Here, since the glass outflow amount per unit time is made constant, the molten glass falls at a constant cycle. The total mass of the falling molten glass droplets is obtained by multiplying the glass outflow per unit time expressed by mass by the above period.

このように、熔融ガラス滴の質量は、ノズル2の下端に熔融ガラスが留まろうとする力と垂下するガラスに働く下向きの力のバランスにより定まるが、上述したように、ノズルを詳細に観察すると、その先端の流出口部分が僅かながら振動しており、この僅かな振動が熔融ガラスの滴下量の変動を生じさせている。このため、ノズル2に防振措置を施して滴下を行うことにより、プリフォーム間の質量公差を小さくすることが可能になる。   Thus, the mass of the molten glass droplet is determined by the balance between the force that the molten glass tries to stay at the lower end of the nozzle 2 and the downward force that acts on the glass that hangs down. The outlet portion at the tip vibrates slightly, and this slight vibration causes fluctuation of the dripping amount of the molten glass. For this reason, it is possible to reduce the mass tolerance between the preforms by applying a vibration-proof measure to the nozzle 2 and performing the dropping.

具体的には、図2に示すように、パイプ1を介してノズル2に接続する、熔融ガラスを蓄積する容器を含むガラス熔融装置10を防振台11上に載置し、上記容器からパイプ1及びノズル2が吊下げられた構造とする。このようにすれば、建造物からの振動が、ガラス熔融装置10およびパイプ1を介してノズル2に伝わることを防止でき、ノズル2の振動を抑えることができる。あるいはガラス熔融装置を支持する構造体と建造物の間に振動の伝播を遮断する防振機構を設けてもよい。   Specifically, as shown in FIG. 2, a glass melting apparatus 10 including a container for accumulating molten glass, which is connected to a nozzle 2 through a pipe 1, is placed on an anti-vibration table 11, and the pipe is removed from the container. 1 and the nozzle 2 are suspended. If it does in this way, it can prevent that the vibration from a building is transmitted to the nozzle 2 via the glass melting apparatus 10 and the pipe 1, and the vibration of the nozzle 2 can be suppressed. Or you may provide the anti-vibration mechanism which interrupts | blocks propagation of a vibration between the structure which supports a glass fusing device, and a building.

上記ガラス熔融装置10は、容器内の熔融ガラスを加熱する手段や、容器を保温する手段、容器内の熔融ガラスを均質化するための攪拌手段等を有してもよく、パイプ1は、例えば、通電加熱用の電極や、パイプを保温するための保温手段等を有してもよい。   The glass melting apparatus 10 may include a means for heating the molten glass in the container, a means for keeping the container warm, a stirring means for homogenizing the molten glass in the container, and the pipe 1 is, for example, Further, it may have an electrode for energization heating, a heat retaining means for retaining the pipe, and the like.

本発明の方法においては、上記防振措置とともにあるいは上記防措置に代えて流出口雰囲気の温度と湿度を制御して、熔融ガラスを順次滴下する。   In the method of the present invention, the molten glass is sequentially dropped while controlling the temperature and humidity of the outlet atmosphere together with or in place of the above-mentioned vibration-proof measures.

上述したように、ガラスに対するノズル外周面の濡れ性はノズル流出口雰囲気の温度変化、湿度変化により僅かに変化し、この僅かな変化が熔融ガラスの滴下量の変動を生じさせていることから、ノズル2の流出口付近における雰囲気の温度と湿度を制御することにより、プリフォーム間の質量公差を小さくすることが可能となる。   As described above, the wettability of the nozzle outer peripheral surface with respect to the glass slightly changes due to the temperature change and humidity change of the nozzle outlet atmosphere, and this slight change causes the fluctuation of the dripping amount of the molten glass. By controlling the temperature and humidity of the atmosphere in the vicinity of the outlet of the nozzle 2, the mass tolerance between the preforms can be reduced.

具体的には、図2に示すように、上記ガラス熔融装置10の下方にブース(恒温室)12を設置し、このブース12内にガラス熔融装置10に接続するパイプ1とノズル2を収容し、このブース内12には後述する成形型13を設置する。複数の成形型を用いてプリフォームを連続生産する場合には、ブース12内には複数の成形型と、これを載置するターンテーブル、ターンテーブルをインデックス回転する駆動装置を設置し、熔融ガラスの滴下及び熔融ガラス滴からプリフォームへの成形が前記ブース内で行われるようにする。   Specifically, as shown in FIG. 2, a booth (constant temperature chamber) 12 is installed below the glass melting apparatus 10, and the pipe 1 and the nozzle 2 connected to the glass melting apparatus 10 are accommodated in the booth 12. In the booth 12, a mold 13 to be described later is installed. When a preform is continuously produced using a plurality of molds, a plurality of molds, a turntable for mounting the molds, and a drive device for rotating the turntable are installed in the booth 12, And forming the preform from the molten glass droplet into the preform is performed in the booth.

そして、このブース内の温度、湿度を図示しない温調装置及び湿度調整装置(以下、温度湿度調整機という)によって所要の状態に一定に保つ。このような操作によってノズル2の流出口周辺の雰囲気の温度と湿度を制御する。上記温度湿度調整機は温度、湿度のセンサーを有し、センサーで検知した結果をフィードバックして設定温度及び設定湿度にブ
ース12内の雰囲気を維持する。例えば、冬場の乾燥時には加湿して過度の低湿度にならないようにしたり、梅雨期などの多湿期には除湿して過度の高湿度にならないようにする。温度についても、外気温の変動に対し、ブース12内の気温が設定温度から外れないように制御する。こうしてノズル2外周へのガラスの濡れ上がり量が一定になるように制御して、得られるプリフォーム間の質量公差を小さくすることができる。
The temperature and humidity in the booth are kept constant in a required state by a temperature control device and a humidity control device (hereinafter referred to as a temperature / humidity control device) (not shown). By such an operation, the temperature and humidity of the atmosphere around the outlet of the nozzle 2 are controlled. The temperature / humidity adjuster has temperature and humidity sensors, and feeds back the results detected by the sensors to maintain the atmosphere in the booth 12 at the set temperature and set humidity. For example, humidification is performed to prevent excessively low humidity during drying in winter, or dehumidification during humid periods such as the rainy season to prevent excessively high humidity. The temperature is also controlled so that the air temperature in the booth 12 does not deviate from the set temperature with respect to fluctuations in the outside air temperature. In this way, the mass tolerance between preforms obtained can be reduced by controlling the amount of wetting of the glass on the outer periphery of the nozzle 2 to be constant.

本発明の方法において、熔融ガラスの滴下とは、熔融ガラス塊がノズル流出口から落下する現象と、熔融ガラス流の先端が熔融ガラスを受ける成形型の受け面に達した後に、ノズル流出口と熔融ガラス流の先端との間に形成される糸状状部分がちぎれて滴下、分離する現象の両者を含むものとする。   In the method of the present invention, the dropping of the molten glass means that the molten glass lump falls from the nozzle outlet, and the nozzle outlet after the tip of the molten glass reaches the receiving surface of the mold that receives the molten glass. It includes both the phenomenon in which the thread-like portion formed between the molten glass flow and the tip of the molten glass flow is broken and dropped.

そして、熔融ガラス流の先端が前記成形型の受け面に達した後に熔融ガラス滴の分離を行う上記方法では、図1に示すように、ノズル2の下端(流出口付近)に垂下する熔融ガラスの周囲をカバー5で覆った状態で前記滴下を行うことが熔融ガラス滴の質量を一定に保つ上から望ましい。カバー5は中空円筒状であることが好ましく、図1に示すように熔融ガラス滴の落下経路を遮らないように設置する。そして、ノズル先端で生じる対流による上昇気流を弱めるため、カバー5の上部を塞ぐことが望ましい。このような構成により、熔融ガラスのちぎれる位置を安定化することができ、ガラス滴の質量バラツキをより小さくすることができる。   And in the said method of isolate | separating a molten glass drop after the front-end | tip of a molten glass flow reaches the receiving surface of the said shaping | molding die, as shown in FIG. It is desirable to perform the dropping in a state where the periphery of the glass is covered with a cover 5 in order to keep the mass of the molten glass droplet constant. The cover 5 is preferably a hollow cylinder, and is installed so as not to block the dropping path of the molten glass droplets as shown in FIG. And it is desirable to block the upper part of the cover 5 in order to weaken the updraft caused by the convection generated at the nozzle tip. With such a configuration, it is possible to stabilize the position where the molten glass breaks, and to further reduce the mass variation of the glass droplets.

ところで、上記糸状部分の長短を決める主要因はガラス中のSiOの含有量であり、SiOの含有量が多くなる(例えば、20質量%超)と糸状部分が長くなり、SiOの含有量が少なくなる(例えば、20質量%以下)と糸状部分が短くなる。SiOの含有量が多い、長い糸状部分を形成するガラスでは、熔融ガラス流の先端が成形型の受け面に到達する際の衝撃により、糸状部分がちぎれ易くなるため、熔融ガラスの滴下効率が向上する。 Incidentally, the main factors that determine the length of the thread part is the content of SiO 2 in the glass, the content of SiO 2 is increased (e.g., 20 wt percent) becomes long and filamentous portion, containing SiO 2 When the amount decreases (for example, 20% by mass or less), the thread-like portion becomes shorter. The content of SiO 2 is large, the glass forming the long thread-like portion, the impact when the leading end of the molten glass flow reaches the receiving surface of the mold, since the thread-like portions easily torn off, dripping efficiency of the molten glass improves.

したがって、落下した熔融ガラスを受ける成形型の受け面とノズル先端との距離とを一定にして、一定周期で熔融ガラスの滴下を行うことが好ましい。このような構成により、糸状部分の長さ、熔融ガラス流の先端が成形型の受け面に到達する際の衝撃発生のタイミングを滴下毎に安定化することができ、ガラス滴の質量バラツキを小さくすることができる。   Therefore, it is preferable to drop the molten glass at a constant cycle with the distance between the receiving surface of the mold receiving the molten glass dropped and the tip of the nozzle constant. With such a configuration, the length of the thread-like portion and the timing of impact generation when the tip of the molten glass flow reaches the receiving surface of the mold can be stabilized for each dropping, and the variation in mass of the glass droplets can be reduced. can do.

カバー5は、ノズル2の下端(流出口)周辺を覆っていれば必ずしも熔融ガラス滴の滴下経路全体を覆う必要はなく、カバー5の長さは、ノズル2の下端(流出口)から成形型の受け面までの距離の1/5〜4/5に相当する部分を覆う長さにすることが好ましく、ノズル2の下端(流出口)から成形型の受け面までの距離の3/10〜7/10に相当する部分を覆う長さにすることがより好ましい。   The cover 5 does not necessarily need to cover the entire molten glass droplet dropping path as long as it covers the periphery of the lower end (outlet) of the nozzle 2, and the length of the cover 5 extends from the lower end (outlet) of the nozzle 2 to the molding die. It is preferable to have a length that covers a portion corresponding to 1/5 to 4/5 of the distance to the receiving surface, and 3/10 to 10/10 of the distance from the lower end (outlet) of the nozzle 2 to the receiving surface of the mold. More preferably, the length covers a portion corresponding to 7/10.

カバー5が中空円筒状である場合、その口径は、大きすぎると作業性が低下し、カバー5内の雰囲気を安定化しにくくなり、小さすぎると流出する熔融ガラスがカバー5の表面に付着したり、あるいは、ノズル2やパイプ1などと接触してしまう場合がある。また、後述するように、ノズル2の下端において垂下する熔融ガラスに風圧を加えて落下を促す場合、口径が小さすぎると、ノズルまわりで安定した気流を作り出すことが難しくなる。カバー5の口径は、質量公差が小さくなるように、上記点に配慮しつつ適宜設定する。   When the cover 5 has a hollow cylindrical shape, if the diameter is too large, the workability is lowered, and it is difficult to stabilize the atmosphere in the cover 5, and if it is too small, the molten glass that flows out adheres to the surface of the cover 5. Or, it may come into contact with the nozzle 2 or the pipe 1. Further, as will be described later, when applying a wind pressure to the molten glass that hangs down at the lower end of the nozzle 2 to promote a drop, if the aperture is too small, it becomes difficult to create a stable airflow around the nozzle. The diameter of the cover 5 is appropriately set in consideration of the above points so that the mass tolerance is reduced.

上記カバー5はノズル2の下端に垂下する熔融ガラスの冷却スピードを遅くする働きを有する。すなわち、カバー5によって垂下する熔融ガラスが保温され、ガラスの粘度上昇スピードが遅くなり、糸状部分の粘度を分離に適した範囲に保ち、ガラス滴の粘度もガラスの球状化に適した範囲にすることができる。   The cover 5 has a function of slowing down the cooling speed of the molten glass hanging from the lower end of the nozzle 2. That is, the molten glass drooping by the cover 5 is kept warm, the speed of increase in the viscosity of the glass is slowed, the viscosity of the thread-like portion is maintained in a range suitable for separation, and the viscosity of the glass droplet is also in a range suitable for spheroidizing the glass. be able to.

なお、カバー5を絶縁体で構成するとともに、図1に示すように、カバーの周囲に高周波コイル6を配置して高周波電流を流し、ノズルを高周波誘導加熱することが好ましい。このような構成により、カバー5を誘導加熱することなく、白金あるいは白金合金等からなるノズルを誘導加熱することができ、ガラスを失透させず、しかも所望の流出量が維持されるようにノズル2の温度を制御することができる。   It is preferable that the cover 5 is made of an insulator and, as shown in FIG. 1, a high-frequency coil 6 is disposed around the cover so that a high-frequency current flows and the nozzle is subjected to high-frequency induction heating. With such a configuration, the nozzle made of platinum or a platinum alloy can be induction-heated without inductively heating the cover 5, and the nozzle can be maintained without devitrifying the glass and maintaining a desired outflow amount. The temperature of 2 can be controlled.

パイプ1の下端およびノズル2の外周には図1に示すようにガス流路形成用カバー3を設けることが好ましい。ガス流路形成用カバー3を設けることにより、パイプ1およびノズル2と、ガス流路形成用カバー3との間の空間にガス流路4を形成することができる。そして、ガス流路形成用カバー3の下端には開口部3-1を設け、該開口部からノズル2の先端を突出させる。ガス流路形成用カバー3、ガス流路形成用カバー開口部3−1は、それぞれノズル2の中心軸の周りに同軸状に配置することが好ましい。また、ガス流路形成用カバー開口部3−1から排出されるガスも上記中心軸の周りに均等に流すことが望ましい。   A gas flow path forming cover 3 is preferably provided at the lower end of the pipe 1 and the outer periphery of the nozzle 2 as shown in FIG. By providing the gas flow path forming cover 3, the gas flow path 4 can be formed in the space between the pipe 1 and the nozzle 2 and the gas flow path forming cover 3. And the opening part 3-1 is provided in the lower end of the cover 3 for gas flow path formation, and the front-end | tip of the nozzle 2 protrudes from this opening part. The gas flow path forming cover 3 and the gas flow path forming cover opening 3-1 are preferably arranged coaxially around the central axis of the nozzle 2, respectively. Further, it is desirable that the gas discharged from the gas flow path forming cover opening 3-1 also flows evenly around the central axis.

熔融ガラスの滴下は熔融ガラスがノズル下端に留まろうとする力よりも垂下する熔融ガラスに働く重力が大きくなったときにおきるが、この方法では、ノズル下端に留まろうとする力で決まる質量のガラス滴しか得られず、より軽量のガラス滴を滴下することができない。これに対して、上記方法によりガス流路形成用カバー開口部3−1から下向きに一定の流量で連続してガスを噴出すると、垂下する熔融ガラスはガスによる風圧により下向きの力を受けるから、その分、より軽量のガラス滴を得ることが可能になる。そして、ガス流量が一定になるようにマスフローコントローラなどによりガスの流量制御を行えば、ガラス滴の質量を安定化することが可能になる。   The dripping of molten glass occurs when the gravity acting on the molten glass droops more than the force at which the molten glass stays at the lower end of the nozzle. In this method, the mass determined by the force at which the molten glass tries to stay at the lower end of the nozzle is increased. Only glass drops can be obtained, and lighter glass drops cannot be dropped. On the other hand, when the gas is continuously ejected downward at a constant flow rate from the gas flow path forming cover opening 3-1 by the above method, the molten glass that is suspended receives a downward force due to the wind pressure of the gas, Accordingly, it is possible to obtain lighter glass droplets. Then, if the gas flow rate is controlled by a mass flow controller or the like so that the gas flow rate becomes constant, the mass of the glass droplet can be stabilized.

上記熔融ガラス滴下後の成形は、得られた熔融ガラス滴に風圧を加え、浮上させながら行うことが好ましい。   It is preferable to perform the molding after dropping the molten glass while applying a wind pressure to the obtained molten glass droplet and allowing it to float.

ノズル下方には、図3に示すような凹部断面を有する成形型13を搬入して、上記凹部でノズルから一定周期で滴下するガラス滴14を受け、凹部内に転がして或いは滑らせて導入し、凹部底部に設けられたガス噴出口から上向きに噴出するガスにより凹部内でガラス滴14を上下動させながら球状に成形してプリフォームを得る。プリフォームの量産は、複数個の成形型13を用意して成形型を次々とノズル下方に搬入してはガラス滴14を受け、ガラス滴14を受けた成形型13をノズル下方から搬出して、空の成形型13をノズル下方へと搬入する方法により行うことが好ましい。成形型13は移動しながら、凹部内でガラス滴14をプリフォームに成形し、プリフォームが変形しない温度域にまで冷却した後、成形型13からプリフォームを取り出し、空の成形型として再びノズル下方に搬入される。このような工程を複数の成形型毎に次々と行うことにより、プリフォームを量産して、プリフォーム群を得ることが可能になる。   A molding die 13 having a concave section as shown in FIG. 3 is carried under the nozzle, receives glass droplets 14 dropped from the nozzle at a constant period in the concave portion, and is introduced into the concave portion by rolling or sliding. The preform is obtained by forming the glass droplet 14 into a spherical shape while moving the glass droplet 14 up and down in the recess by the gas jetted upward from the gas outlet provided at the bottom of the recess. For mass production of preforms, a plurality of molds 13 are prepared, and the molds are successively carried under the nozzles to receive glass droplets 14, and the molds 13 that have received the glass droplets 14 are unloaded from below the nozzles. It is preferable to carry out by a method of carrying the empty molding die 13 below the nozzle. While the mold 13 moves, the glass droplets 14 are molded into a preform in the recess, cooled to a temperature range where the preform does not deform, and then the preform is taken out of the mold 13 and re-nozzled as an empty mold. It is carried downward. By performing such processes one after another for each of a plurality of molds, it is possible to mass-produce preforms and obtain a preform group.

以上のように、本発明の方法によれば、プリフォームの質量変動の原因であるノズル流出口の振動とガラス濡れ上がり量の変動を抑えることができ、プリフォーム間の質量公差の小さいプリフォーム群を生産することが可能になる。   As described above, according to the method of the present invention, it is possible to suppress the fluctuation of the nozzle outlet vibration and the glass wetting amount, which are the cause of the mass fluctuation of the preform, and the preform having a small mass tolerance between the preforms. It becomes possible to produce groups.

〔光学素子の製造方法〕
次に本発明の光学素子の製造方法について説明する。
本発明の光学素子の製造方法は、本発明のガラス製プリフォーム群または本発明のガラス製プリフォーム群の製造方法により得られたガラス製プリフォーム群を構成するプリフォームを加熱し、精密プレス成形することを特徴とするものである。
[Method of manufacturing optical element]
Next, the manufacturing method of the optical element of this invention is demonstrated.
The optical element manufacturing method of the present invention comprises heating a preform constituting the glass preform group of the present invention or the glass preform group obtained by the manufacturing method of the glass preform group of the present invention, and performing precision press. It is characterized by molding.

精密プレス成形は、上型、下型、胴型を含むプレス成形型を用い、プリフォームを加熱し、プレス成形して、プレス成形型の成形面の形状を正確にガラスに転写形成する方法である。上型、下型、胴型等の各型の作製方法およびその材質や、上型、下型の成形面に形成する離型膜およびその形成方法、精密プレス成形を行う雰囲気の種類などは公知の技術を適用すればよい。   Precision press molding is a method in which a press mold including an upper mold, a lower mold, and a body mold is used, a preform is heated, press molded, and the shape of the molding surface of the press mold is accurately transferred to glass. is there. The manufacturing method and materials of each mold such as the upper mold, the lower mold, and the body mold, the release film formed on the molding surface of the upper mold and the lower mold, the forming method thereof, the type of atmosphere for performing the precision press molding, and the like are publicly known You can apply this technique.

精密プレス成形法の一例としては、図4に示すように、球状プリフォーム19を、胴型15内に挿入した凹面形状の下型16の成形面の中心に配置し、下型16の成形面に成形面が対向するように上型17を胴型15内に挿入する。この状態でプリフォーム19と、プレス成形型(胴型15、下型16、上型17)を一緒に加熱して、プリフォーム19を構成するガラスの温度が、例えば106dPa・sの粘度を示す温度にまで上昇したときに、押し棒18を降下させて上型17と下型16でプリフォーム19を加圧する。加圧されたプリフォーム19は上型17、下型16、胴型15により囲まれた空間(キャビティという)内に押し広げられる。このようにして、ガラス製プリフォーム19をプレスし、プレス成形型を型閉めした状態で形成される密閉空間内にガラスを充填する。 As an example of the precision press molding method, as shown in FIG. 4, a spherical preform 19 is arranged at the center of the molding surface of the concave lower die 16 inserted into the body die 15, and the molding surface of the lower die 16 is arranged. The upper mold 17 is inserted into the body mold 15 so that the molding surfaces face each other. In this state, the preform 19 and the press mold (the barrel mold 15, the lower mold 16, the upper mold 17) are heated together, and the temperature of the glass constituting the preform 19 has a viscosity of, for example, 10 6 dPa · s. When the temperature rises to the temperature indicated by, the push rod 18 is lowered and the preform 19 is pressurized with the upper die 17 and the lower die 16. The pressurized preform 19 is spread out in a space (referred to as a cavity) surrounded by the upper mold 17, the lower mold 16, and the body mold 15. In this way, the glass preform 19 is pressed, and the glass is filled into the sealed space formed in a state where the press mold is closed.

型閉め状態での上型17、下型16、胴型15の各成形面の相対位置、面法線のなす角度は、予め精密に形成しておく。このようなプレス成形型を使用して上記成形を行えば、光学機能面と位置決め基準面を互いに高精度の位置関係、角度で形成することができる。   The relative positions of the molding surfaces of the upper mold 17, the lower mold 16, and the body mold 15 in the mold-closed state, and the angle formed by the surface normal lines are formed in advance precisely. If the above molding is performed using such a press mold, the optical function surface and the positioning reference surface can be formed with a highly accurate positional relationship and angle.

レンズの成形を例にすると、上型成形面の中央部を、レンズの光学機能面であるレンズ面を転写成形する部分とし、上型成形面の周辺部を、鍔状平坦部を転写成形する部分として、輪帯状にする。下型成形面についても同様に、成形面中央部をレンズ面を転写成形する部分とし、成形面周辺部を鍔状平坦部を転写成形する部分として、輪帯状にする。プレス成形終了まで上下型の向きを互いに対向するように、かつ上下型の中心軸が一致するように正確に維持する。   Taking lens molding as an example, the central part of the upper mold molding surface is the part to be transferred and molded with the lens surface which is the optical functional surface of the lens, and the peripheral part of the upper mold molding surface is transfer molded with the bowl-shaped flat part. As a part, it will be in the shape of a ring. Similarly, for the lower mold forming surface, the center portion of the molding surface is a portion for transferring and molding the lens surface, and the peripheral portion of the forming surface is a ring-shaped portion for transferring and molding the bowl-shaped flat portion. Until the press molding is completed, the upper and lower molds are accurately maintained so that the directions of the upper and lower molds face each other and the central axes of the upper and lower molds coincide.

プレス成形型を型閉めした状態で形成される密閉空間内にガラスを充填することにより、胴型貫通孔の内面がガラスに転写される。胴型貫通孔の中心軸と前記貫通孔内面の角度を精密に形成しておき、プレス成形終了まで上記貫通孔の中心軸と上下型中心軸とが精密に一致するよう維持することにより、例えば、図5に示すように、2つのレンズ面20、21、2つの鍔状平坦部22、23および胴型の内面が転写して形成されるコバ(鍔状平坦部22、23の側面)24を有するレンズを精密に形成することができるとともに、上記各部の相対位置や各面のなす角度とを正確に形成することができる。   By filling glass in a sealed space formed in a state where the press mold is closed, the inner surface of the barrel die through-hole is transferred to the glass. By accurately forming the angle between the central axis of the barrel-type through hole and the inner surface of the through-hole, and maintaining the central axis of the through-hole and the upper and lower mold central axes precisely until the end of press molding, for example, 5, the two lens surfaces 20, 21, the two bowl-shaped flat portions 22, 23 and the edge 24 (side surfaces of the bowl-shaped flat portions 22, 23) formed by transferring the inner surface of the trunk mold. Can be formed precisely, and the relative positions of the above portions and the angles formed by the surfaces can be formed accurately.

本発明の方法により得られる光学素子は、光学機能面のほかに位置決め基準面を有する。例えば、レンズの位置決め基準面はレンズ同士の間隔を決めるための基準面とレンズの光軸同士を正確に一致させるための基準面とし、これら基準面をホルダーに当接させることにより、各レンズを正確にアライメントすることができる。上記の例で言えば、鍔状平坦部22、23のうちの一方を第1の位置決め基準面とし、この基準面をホルダーに当接することにより、レンズ間の距離を正確に位置決めすることができる。他方の鍔状平坦面には前記当接した状態を維持するための圧力を加え、レンズのホルダーへの固定状態を維持することが好ましい。また、コバ24を第2の位置決め基準面とし、レンズの光軸を正確に一致させるための基準面として使用する。   The optical element obtained by the method of the present invention has a positioning reference surface in addition to the optical functional surface. For example, the lens positioning reference surface is a reference surface for determining the distance between the lenses and the reference surface for accurately matching the optical axes of the lenses, and by bringing these reference surfaces into contact with the holder, Accurate alignment is possible. In the above example, the distance between the lenses can be accurately positioned by setting one of the bowl-shaped flat portions 22 and 23 as the first positioning reference surface and contacting the reference surface with the holder. . It is preferable that a pressure for maintaining the abutted state is applied to the other bowl-shaped flat surface to maintain the lens fixed to the holder. Further, the edge 24 is used as a second positioning reference surface, which is used as a reference surface for accurately matching the optical axes of the lenses.

光学素子には、少なくとも2面以上、具体的には2面あるいは3面の位置決め基準面を精密プレス成形によって形成することが望ましい。上記2面あるいは3面の位置決め基準面は互いに非平行に形成されることが好ましい。このように互いに非平行な2つの基準面を用いて光学素子を位置決めすれば、光学系における光学素子の位置決めと、向きを精度よく定めることができる。レンズのように回転対称性を有する光学素子は2つの位置決め
基準面があればよい。プリズムのような回転対称性のない光学素子の場合には、3つの位置決め基準面を形成することにより、光学系における位置決めとその位置における向きを精度よく定めることができる。
In the optical element, it is desirable to form at least two or more surfaces, specifically, two or three positioning reference surfaces by precision press molding. The two or three positioning reference surfaces are preferably formed non-parallel to each other. If the optical element is positioned using two reference surfaces that are not parallel to each other in this way, the positioning and orientation of the optical element in the optical system can be determined with high accuracy. An optical element having rotational symmetry like a lens only needs to have two positioning reference surfaces. In the case of an optical element having no rotational symmetry such as a prism, the positioning in the optical system and the orientation at the position can be accurately determined by forming three positioning reference surfaces.

上下型成形面にはガラスの離型性を向上させる目的で離型膜を設けるが、胴型の内面(上型、下型を挿入する貫通孔の内面)に均一な厚みの離型膜を設けることは困難であるため、コバに転写される成形面には通常離型膜が設けられていない。したがって、プレス成形時にガラスが胴型の内面に融着しないようにするには、コバ24の面積をガラスが破損しない範囲で小さくし、ガラスと胴型の接触面積を必要最小限にすることが好ましい。ところで、コバ厚(鍔状平坦部22、23間の距離)が薄いレンズを精密プレス成形する際、ガラスはレンズ面となる部分から充填され、次第に胴型方向に押し広げられるが、このとき、2つの鍔状平坦部22、23を転写成形する上型成形面と下型成形面の間の空間の容積が小さいため、プリフォームを構成するガラスの量が僅かでも過剰だとガラスは前記空間からはみ出して成形バリが生じ、前記ガラスの量が僅かでも少ないと、プレスしてもガラスがスリーブ型に到達せず、位置決め基準面となるコバが形成されなくなってしまう。つまり、上記光学素子を成形するためのプリフォームは、全質量のうち、極めて僅かな量しか過不足が許容されないが、本発明の方法においては、目的とするレンズの質量に対して得られるプリフォームの質量が正確に定められているので、コバ厚が薄い場合であっても、胴型の内面が転写されて位置決め基準面として機能するコバを成形することができるし、成形バリが発生して光学素子の量産工程を停止させてしまうこともない。   A mold release film is provided on the upper and lower mold surfaces for the purpose of improving the mold releasability of the glass, but a mold release film having a uniform thickness is provided on the inner surface of the barrel mold (the inner surface of the through hole into which the upper mold and the lower mold are inserted). Since it is difficult to provide, a mold release film is usually not provided on the molding surface transferred to the edge. Therefore, in order to prevent the glass from fusing to the inner surface of the barrel mold during press molding, it is necessary to reduce the area of the edge 24 as long as the glass is not damaged and to minimize the contact area between the glass and the barrel mold. preferable. By the way, when precision press-molding a lens having a thin edge thickness (distance between the bowl-shaped flat portions 22, 23), the glass is filled from the portion that becomes the lens surface and gradually spread out in the body mold direction. Since the volume of the space between the upper mold forming surface and the lower mold forming surface on which the two bowl-shaped flat portions 22 and 23 are transferred and molded is small, if the amount of the glass constituting the preform is too small, If the amount of the glass is small or small, the glass does not reach the sleeve mold even when pressed, and the edge serving as the positioning reference surface is not formed. In other words, the preform for molding the optical element is allowed to have a very small amount of the total mass, but in the method of the present invention, the preform obtained with respect to the target lens mass is obtained. Since the mass of the reform is accurately determined, even when the edge thickness is thin, the inner surface of the body mold can be transferred to form an edge that functions as a positioning reference surface, and molding burrs are generated. Thus, the mass production process of the optical element is not stopped.

本発明の方法においては、上型の成形面を転写して形成する面と胴型の成形面を転写して形成する面のなす稜および/または下型の成形面を転写して形成する面と胴型の成形面を転写して形成する面のなす稜を自由表面にしてガラス製プリフォームを精密プレス成形することが好ましい。   In the method of the present invention, the surface formed by transferring the surface formed by transferring the molding surface of the upper mold and the surface formed by transferring the molding surface of the body mold and / or the surface formed by transferring the molding surface of the lower mold It is preferable to precisely press-mold the glass preform with the ridge formed by the surface formed by transferring the molding surface of the body mold as a free surface.

上述したようにコバと鍔状平坦部が精密に形成されていれば、位置決め機能に支障をきたすおそれはないが、例えば、図5に示すレンズにおいて、稜25または稜26が鋭利になっていると、ホルダーにはめ込む際に稜が欠けたり、稜がホルダーを削ってしまい、発塵の原因になってしまう。塵が撮像素子の受光面に付着すると画質が大幅に低下してしまうため、このようなトラブルを防止する上から、自由表面からなる稜を有する光学素子を成形することが望ましい。また、上記稜を自由表面にすることにより、プリフォーム間に多少の質量公差が生じた場合でも、稜部分が体積調整の役割を果たし、成形バリの発生やガラスの充填不足といった問題の発生を回避することが可能になる。   If the edge and the bowl-shaped flat portion are precisely formed as described above, there is no risk of hindering the positioning function. For example, in the lens shown in FIG. 5, the ridge 25 or the ridge 26 is sharp. Then, when fitting into the holder, the ridge is missing, or the ridge scrapes the holder, causing dust generation. When dust adheres to the light-receiving surface of the image sensor, the image quality is greatly lowered. Therefore, in order to prevent such trouble, it is desirable to mold an optical element having a ridge composed of a free surface. In addition, by making the ridge a free surface, even if some mass tolerance occurs between the preforms, the ridge portion plays a role in volume adjustment, which may cause problems such as forming burr and insufficient glass filling. It can be avoided.

このようにして作製した光学素子には必要に応じて反射防止膜などの光学多層膜を形成してもよい。   An optical multilayer film such as an antireflection film may be formed on the thus produced optical element as necessary.

以下、本発明を実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明は、これらの例によってなんら限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention further in detail, this invention is not limited at all by these examples.

実施例1(ガラス製プリフォーム群の製造例)
まず、所望の光学特性、ガラス転移温度を有する光学ガラスが得られるようにガラス原料を秤量、調合して十分撹拌し、熔融容器内に導入して、加熱、熔融し、清澄、撹拌して均質な熔融ガラスを用意した。このガラスは、B、SiO、BaO、LiOを含有し、屈折率ndが1.58313、アッベ数νdが59.46であるものである。
Example 1 (Production example of glass preform group)
First, glass raw materials are weighed, mixed and stirred sufficiently so that an optical glass having desired optical characteristics and glass transition temperature can be obtained, introduced into a melting vessel, heated, melted, clarified, stirred and homogenized. A molten glass was prepared. This glass contains B 2 O 3 , SiO 2 , BaO, Li 2 O, and has a refractive index nd of 1.58313 and an Abbe number νd of 59.46.

図1に示す装置を用いて上記熔融ガラスから目標質量が100mgであるガラス製プリフォームを3000個生産した。
ここで、熔融容器を含むガラス熔融装置は防振台上に載置してある。防振台にはガラスを流下するためのパイプ1を通す開口部が設けられており、この開口部を通してパイプ1が上記容器から吊下げられた構造になっており、パイプ1の下端には熔融ガラスを流出するノズル2が取り付けられている。上記構造によりこれらの設備を設置した建造物からの振動が防振台により遮断され、ノズル2に伝わらないようにしている。
Using the apparatus shown in FIG. 1, 3000 glass preforms having a target mass of 100 mg were produced from the molten glass.
Here, the glass melting apparatus including the melting container is placed on a vibration isolation table. The anti-vibration table is provided with an opening through which the pipe 1 for flowing down the glass is passed, and the pipe 1 is suspended from the container through the opening, and the lower end of the pipe 1 is melted. A nozzle 2 for flowing out the glass is attached. With the above structure, the vibration from the building where these facilities are installed is blocked by the vibration isolation table and is not transmitted to the nozzle 2.

ノズル2の下方には成形型が配置されており、パイプ1の下端部分、ノズル2および成形型は、エアコンにより内部雰囲気が温度25℃、相対湿度が10〜95%の範囲に制御されたブース内に置かれている。上記構造により、ノズル2の下端に設けられた熔融ガラス流出口付近の温度と湿度を制御して、ノズル外周面の熔融ガラスの濡れ性を一定に制御することが可能になる。   A molding die is arranged below the nozzle 2, and the lower end portion of the pipe 1, the nozzle 2 and the molding die are booths in which the internal atmosphere is controlled to a temperature of 25 ° C. and a relative humidity of 10 to 95%. Is placed inside. With the above structure, the temperature and humidity in the vicinity of the molten glass outlet provided at the lower end of the nozzle 2 can be controlled, and the wettability of the molten glass on the outer peripheral surface of the nozzle can be controlled to be constant.

熔融容器底部に接続したパイプ1を通じて、パイプ1の下端に取り付けたノズル2から一定流量で熔融ガラスを流出する。ノズル2、パイプ1および熔融容器はそれぞれ、ガラスが失透せず、所望の流出量が得られる粘度になるよう、温度制御されている。   Through the pipe 1 connected to the bottom of the melting vessel, the molten glass flows out from the nozzle 2 attached to the lower end of the pipe 1 at a constant flow rate. The nozzle 2, the pipe 1, and the melting container are each temperature controlled so that the glass does not devitrify and has a viscosity that provides a desired flow rate.

パイプ1の下端およびノズル2の外周には図1に示すようにガス流路形成用カバー3が設けられ、パイプ1およびノズル2と、ガス流路形成用カバー3との間の空間にガス流路4を形成している。そして、ガス流路形成用カバー3の下端には開口部3-1を設け、該開口部からノズル2の先端を突出させている。ノズル2、ガス流路形成用カバー3、ガス流路形成用カバー開口部3−1は、それぞれノズル2の中心軸の周りに同軸状に対称に配置することが好ましい。また、ガス流路形成用カバー開口部3−1から排出されるガスも上記中心軸の周りに均等に流すことが望ましい。   As shown in FIG. 1, a gas flow path forming cover 3 is provided at the lower end of the pipe 1 and the outer periphery of the nozzle 2, and the gas flows in the space between the pipe 1 and the nozzle 2 and the gas flow path forming cover 3. A path 4 is formed. And the opening part 3-1 is provided in the lower end of the cover 3 for gas flow path formation, and the front-end | tip of the nozzle 2 protrudes from this opening part. The nozzle 2, the gas flow path forming cover 3, and the gas flow path forming cover opening 3-1 are preferably arranged coaxially and symmetrically around the central axis of the nozzle 2. Further, it is desirable that the gas discharged from the gas flow path forming cover opening 3-1 also flows evenly around the central axis.

本実施例では、ノズル2の下端に垂下する熔融ガラスが一定周期で落下するように、パイプ1の内径、ノズル2の内外径、パイプ1とノズル2の温度を調整して、ガラスの流出量を制御している。ノズル2の流出口から流出する熔融ガラスはノズル下端に垂下するが、垂下した熔融ガラスには、ガス流路形成用カバー開口部3−1から下向きに一定の流量で連続して噴出するガスが噴きかかり、下向きの風圧が加わり、より軽量のガラス滴を得ることが可能になる。そして、ガス流量が一定になるようにマスフローコントローラなどによりガスの流量制御を行えば、ガラス滴の質量を安定化することが可能になる。   In this embodiment, the outflow amount of the glass is adjusted by adjusting the inner diameter of the pipe 1, the inner and outer diameters of the nozzle 2, and the temperatures of the pipe 1 and the nozzle 2 so that the molten glass hanging from the lower end of the nozzle 2 falls at a constant cycle. Is controlling. The molten glass that flows out from the outlet of the nozzle 2 hangs down to the lower end of the nozzle, but the gas that continuously blows downward from the gas channel forming cover opening 3-1 at a constant flow rate is dropped on the molten glass. It is possible to obtain lighter glass droplets by spraying and applying downward wind pressure. Then, if the gas flow rate is controlled by a mass flow controller or the like so that the gas flow rate becomes constant, the mass of the glass droplet can be stabilized.

図1に示すように、ノズル2およびガス流路形成用カバー3の周囲には、カバー5が取り付けられている。カバー5は、ノズル2の下端(流出口)から後述する成形型の受け面までの距離の1/3〜1/2に相当する部分を覆っており、またカバー5の上部も塞がれている。ただし、熔融ガラスの滴下経路を遮断しないよう下方は開口している。カバー5により外部雰囲気による外乱、例えばノズル周りの上昇気流を低減し、カバー5内に安定した状態の雰囲気を作り出すことができ、ガス流路形成用カバー開口部3−1から噴出するガスも定常的に安定して下向きに流れることができる。   As shown in FIG. 1, a cover 5 is attached around the nozzle 2 and the gas flow path forming cover 3. The cover 5 covers a portion corresponding to 1/3 to 1/2 of the distance from the lower end (outlet) of the nozzle 2 to the receiving surface of the mold described later, and the upper portion of the cover 5 is also closed. Yes. However, the lower part is opened so as not to block the dropping route of the molten glass. The cover 5 can reduce disturbances caused by the external atmosphere, for example, the rising airflow around the nozzles, create a stable atmosphere in the cover 5, and the gas ejected from the gas channel forming cover opening 3-1 is also steady. Can flow stably downward.

カバー5の外側には高周波誘導コイル6を配置し、高周波電流を流して、ノズル2を高周波誘導加熱する。カバー5は誘導加熱されないように予め耐熱性の絶縁体で作製することが好ましく、このような絶縁体としては石英ガラスなどが好適である。このように透明な耐熱性絶縁体でカバー5を作れば、外側からカバー5内部を観察することも可能となる。   A high frequency induction coil 6 is disposed outside the cover 5, and a high frequency current is passed to heat the nozzle 2 by high frequency induction. The cover 5 is preferably made of a heat-resistant insulator in advance so as not to be induction-heated, and quartz glass or the like is suitable as such an insulator. Thus, if the cover 5 is made of a transparent heat-resistant insulator, the inside of the cover 5 can be observed from the outside.

落下する熔融ガラスはノズル下方で待機する成形型で受ける。ガラス滴の質量を安定化するため、成形型の熔融ガラス下端を受ける受け面とノズル下端の距離が一定になるように成形型を待機させ、落下する熔融ガラスの下端を受け、熔融ガラスが受け面に到達したときの衝撃により糸状部分においてガラスを分離する。図3に、上記成形型の垂直断面図
を示す。成形型13の受け面13-1で熔融ガラス滴14を受ける。受け面13-1は成形型13の上面に設けられた凹部13-2の底部方向に傾斜しているので、熔融ガラス滴14は受け面13-1から凹部13-2内へと滑り込む(転がり込む)。
The falling molten glass is received by a molding die waiting under the nozzle. In order to stabilize the mass of the glass droplet, the mold is put on standby so that the distance between the receiving surface that receives the molten glass lower end of the mold and the lower end of the nozzle is constant, the lower end of the falling molten glass is received, and the molten glass receives The glass is separated at the thread-like portion by impact when it reaches the surface. FIG. 3 shows a vertical sectional view of the mold. The molten glass droplet 14 is received by the receiving surface 13-1 of the mold 13. Since the receiving surface 13-1 is inclined toward the bottom of the recess 13-2 provided on the upper surface of the mold 13, the molten glass droplet 14 slides (rolls) from the receiving surface 13-1 into the recess 13-2. ).

凹部13-2の断面は図3に示すように下から上に向けてラッパ状に広がる形状を有し、凹部13−2の底部には上向きにガスを噴出するガス噴出口が1つ設けられている。凹部13−2に導入した熔融ガラス滴14は凹部底部に向けて凹部内壁を転がりながら下降するが、凹部の内径が下に行くにつれて減少するようになっているので、ガラス滴14は下降するほど上向きの風圧を強く受けることになる。その結果、ガラス滴14は凹部13−2内で上昇するが、上昇すると上向きの風圧が弱まるので、再度凹部内壁に沿って転がりながら下降することになる。このように、ガラス滴14は凹部内を上昇しては転がりながら下降するという運動を短時間で繰り返し行うことになる。熔融ガラス滴が凹部内壁を転がる方向はランダムであるから、上記運動を繰り返すうちにガラス滴14は球状化しながら冷却し、球プリフォームに成形される。プリフォームが変形しない温度まで冷却した時点で凹部13−2内のプリフォームを取り出し、ガラスが割れないスピードで室温まで冷却する。   The cross section of the recess 13-2 has a shape that spreads in a trumpet shape from the bottom to the top as shown in FIG. 3, and one gas jet port for jetting gas upward is provided at the bottom of the recess 13-2. ing. The molten glass droplet 14 introduced into the concave portion 13-2 descends while rolling on the inner wall of the concave portion toward the bottom of the concave portion. However, since the inner diameter of the concave portion decreases, the glass droplet 14 descends as it falls. It will be strongly subjected to upward wind pressure. As a result, the glass droplet 14 rises in the recess 13-2. However, when the glass drop 14 rises, the upward wind pressure is weakened, so that the glass droplet 14 falls again while rolling along the inner wall of the recess. Thus, the movement of the glass droplet 14 rising in the recess and descending while rolling is repeated in a short time. Since the direction in which the molten glass droplet rolls on the inner wall of the concave portion is random, the glass droplet 14 is cooled while being spheroidized as the above movement is repeated, and is formed into a spherical preform. When the preform is cooled to a temperature at which it is not deformed, the preform in the recess 13-2 is taken out and cooled to room temperature at a speed at which the glass does not break.

複数個の成形型を用いて上記工程を繰り返すことにより、等質量の球状プリフォームを量産することができる。このようにして、平均質量MAVが100.16mgで、質量公差の割合が±0.21[%]×M 内である、球状の光学ガラス製プリフォーム3000個からなるプリフォーム群を得た。なお、上記平均質量MAVおよび質量公差の割合は、得られた複数のプリフォームから500個取り出して求めた値である。 By repeating the above steps using a plurality of molds, it is possible to mass produce spherical preforms of equal mass. In this way, the average mass M AV is in 100.16Mg, percentage ± 0.21 [%] of a mass tolerance × within M A V or more, the preform group consisting of 3000 spherical optical glass preform Got. The average mass MAV and the mass tolerance ratio are values obtained by taking out 500 pieces from the obtained preforms.

実施例2(ガラス製プリフォーム群の製造例)
、SiO、La、ZnO、CaO、LiOを含有し、屈折率ndが1.69350、アッベ数νdが53.20である光学ガラスを用いた以外は、実施例1と同様にしてプリフォーム群を作製し、平均質量MAVが99.88mgで、質量公差の割合が±0.27[%]×M 内である、球状の光学ガラス製プリフォーム3000個からなるプリフォーム群を得た。
なお、上記平均質量MAVおよび質量公差の割合は、得られた複数のプリフォームから500個取り出して求めた値である。
Example 2 (Production example of glass preform group)
Example 1 except that optical glass containing B 2 O 3 , SiO 2 , La 2 O 3 , ZnO, CaO, Li 2 O, having a refractive index nd of 1.69350 and an Abbe number νd of 53.20 was used. to prepare a preform group in the average mass M AV is in 99.88Mg, percentage ± 0.27 [%] of a mass tolerance × within M a V or more, from 3000 spherical optical glass preform A preform group was obtained.
The average mass MAV and the mass tolerance ratio are values obtained by taking out 500 pieces from the obtained preforms.

実施例3(ガラス製プリフォーム群の製造例)
、Nb、TiO、BaO、LiOを含有し、屈折率ndが1.82114、アッベ数νdが24.06である光学ガラスを用いた以外は、実施例1と同様にしてプリフォーム群を作製し、平均質量MAVが99.81mgで、質量公差の割合が±0.31[%]×M 内である、球状の光学ガラス製プリフォーム3000個からなるプリフォーム群を得た。
なお、上記平均質量MAVおよび質量公差の割合は、得られた複数のプリフォームから500個取り出して求めた値である。
Example 3 (Production example of glass preform group)
Except for using optical glass containing P 2 O 5 , Nb 2 O 5 , TiO 2 , BaO, Li 2 O, having a refractive index nd of 1.82114, and an Abbe number νd of 24.06, the same as in Example 1. to prepare a preform group, with average mass M AV is 99.81Mg, the ratio of the mass tolerance is ± 0.31 [%] × the M a V or more, consisting of 3,000 spherical optical glass preform flop Reform group was obtained.
The average mass MAV and the mass tolerance ratio are values obtained by taking out 500 pieces from the obtained preforms.

実施例4(ガラス製プリフォーム群の製造例)
ノズル2の下端(流出口)の温度と湿度を制御しない以外は、実施例1〜3と同様にしてプリフォーム群を作製し、いずれも平均質量MAVが100.25mgで、質量公差の割合が±0.43[%]×M 内である、球状の光学ガラス製プリフォーム3000個からなる複数のプリフォーム群を得た。
なお、上記平均質量MAVおよび質量公差の割合は、得られた複数のプリフォーム群からそれぞれ500個取り出して求めた値である。
Example 4 (Production example of glass preform group)
But without controlling the temperature and humidity of the lower end of the nozzle 2 (outlet) is to prepare a preform group in the same manner as in Example 1-3, both the average mass M AV is 100.25 mg, the ratio of the mass tolerance There is ± 0.43 [%] × the M a V or less, to obtain a plurality of preforms group consisting of 3000 spherical optical glass preform.
The average mass MAV and the mass tolerance ratio are values obtained by extracting 500 pieces from the obtained plurality of preform groups.

実施例5(ガラス製プリフォーム群の製造例)
防振台を設けなかった以外は、実施例1〜3と同様にしてプリフォーム群を作製し、いずれも平均質量MAVが100.38mgで、質量公差の割合が±0.47[%]×M 内である、球状の光学ガラス製プリフォーム3000個からなる複数のプリフォーム群を得た。
なお、上記平均質量MAVおよび質量公差の割合は、得られた複数のプリフォーム群からそれぞれ500個取り出して求めた値である。
Example 5 (Production Example of Glass Preform Group)
Except that no provided vibration isolation, to produce the preform group in the same manner as in Example 1-3, both average mass M AV is in 100.38Mg, percentage ± 0.47 [%] of a mass tolerance × is within M a V or less, to obtain a plurality of preforms group consisting of 3000 spherical optical glass preform.
The average mass MAV and the mass tolerance ratio are values obtained by extracting 500 pieces from the obtained plurality of preform groups.

比較例1(ガラス製プリフォーム群の製造例)
ノズル2の下端(流出口)の温度と湿度を制御せず、防振台を設けなかった以外は、実施例1〜3と同様にしてプリフォーム群を作製し、いずれも平均質量MAVが100.74mgで、質量公差の割合が±0.79[%]×M 内である、球状の光学ガラス製プリフォーム3000個からなる複数のプリフォーム群を得た。
なお、上記平均質量MAVおよび質量公差の割合は、得られた各プリフォーム群からそれぞれ500個取り出して求めた値である。
Comparative Example 1 (Production example of glass preform group)
Without controlling the temperature and humidity of the lower end of the nozzle 2 (outlet), except that was not provided with vibration isolation is to prepare a preform group in the same manner as in Example 1-3, both average mass M AV is in 100.74Mg, the ratio of the mass tolerance is ± 0.79 [%] × the M a V or less, to obtain a plurality of preforms group consisting of 3000 spherical optical glass preform.
The average mass MAV and the mass tolerance ratio are values obtained by extracting 500 pieces from each of the obtained preform groups.

実施例6(光学素子の製造例)
実施例1〜5で得た各プリフォーム群を使用して、図5に示す断面形状を有する小型非球面レンズを精密プレス成形によりそれぞれ作製した。いずれのレンズも破損は見られず、レンズとして十分な光学性能を有していた。各レンズのコバ24、鍔状平坦部22はプレス成形型の成形面が転写されたものであり、コバ24と鍔状平坦部22が交わる稜25は丸みを帯びた自由表面とした。各レンズにおいて成形バリの発生は認められなかった。
これらの非球面レンズは携帯電話に内蔵される撮像装置の撮像光学系を構成するレンズとして機能する。このようにして得たレンズと、形状以外は全く同じ方法で作製した位置決め基準面としてコバと鍔状平坦部を有するレンズを、レンズホルダーに組み込み、位置決め基準面をホルダーに当接した状態で固定することにより、各レンズを正確にホルダー内に配列することができた。
Example 6 ( Example of optical element production)
Using each of the preform groups obtained in Examples 1 to 5, small aspheric lenses having a cross-sectional shape shown in FIG. 5 were produced by precision press molding. None of the lenses were damaged, and the lens had sufficient optical performance. The edge 24 and the bowl-shaped flat part 22 of each lens are formed by transferring the molding surface of the press mold, and the ridge 25 where the edge 24 and the bowl-shaped flat part 22 intersect is a rounded free surface. The occurrence of molding burrs was not observed in each lens.
These aspherical lenses function as lenses constituting an imaging optical system of an imaging device built in a mobile phone. The lens obtained in this way and a lens with a flange and a bowl-shaped flat part as a positioning reference surface produced by the same method except for the shape are assembled in the lens holder and fixed with the positioning reference surface in contact with the holder. By doing so, each lens could be accurately arranged in the holder.

上記実施例1〜5と比較例1とを対比することより、熔融ガラスの流出口を防振しおよび/またはその雰囲気温度と湿度を制御することで、得られるプリフォーム群を構成するプリフォームの平均質量が100mg程度と小さい場合であっても、プリフォーム間の質量公差を小さくできることがわかる。また、上記実施例6より、上記各プリフォーム群から、精度の高い光学素子を量産性よく作製できることがわかる。   By comparing the above Examples 1 to 5 with Comparative Example 1, the preforms constituting the preform group obtained by controlling the ambient temperature and humidity by preventing the molten glass from flowing out and / or controlling the ambient temperature and humidity. It can be seen that the mass tolerance between the preforms can be reduced even when the average mass of is as small as about 100 mg. In addition, it can be seen from Example 6 that a highly accurate optical element can be manufactured from each of the preform groups with high productivity.

本発明によれば、各プリフォーム間の体積のバラツキが非常に制御された精密プレス成形用のガラス製プリフォーム群を熔融ガラスから極めて高い生産性のもとで製造する方法、上記プリフォーム群または上記方法により得られたプリフォーム群を構成するプリフォームから光学素子を製造する方法を提供することができる。 According to the present invention, a method for producing a glass preform group for precision press molding in which volume variation between the preforms is very controlled from molten glass with extremely high productivity, the preform group Or the method of manufacturing an optical element from the preform which comprises the preform group obtained by the said method can be provided.

本発明のガラス製プリフォーム群の製造方法を説明するための概略図である。It is the schematic for demonstrating the manufacturing method of the glass preform groups of this invention. 本発明のガラス製プリフォーム群の製造方法を説明するための概略図である。It is the schematic for demonstrating the manufacturing method of the glass preform groups of this invention. 本発明のガラス製プリフォーム群の製造方法に使用する成形型の1例を説明するための概略図である。It is the schematic for demonstrating one example of the shaping | molding die used for the manufacturing method of the glass preform group of this invention. 本発明の光学素子の製造方法を説明するための概略図である。It is the schematic for demonstrating the manufacturing method of the optical element of this invention. 本発明の方法で得られる光学素子の1例を説明するための概略図である。It is the schematic for demonstrating an example of the optical element obtained by the method of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 パイプ
2 ノズル
3 ガス流路形成用カバー
3−1 開口部
4 ガス流路
5 カバー
6 高周波誘導コイル
10 熔融装置
11 防振台
12 恒温室
13 成形型
13−1 受け面
13−2 凹部
14 熔融ガラス滴
15 胴部
16 下型
17 上型
18 押し棒
19 ガラス製プリフォーム
20、21 レンズ面
22、23 鍔状平坦部
24 コバ
25、26 稜
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Pipe 2 Nozzle 3 Gas flow path formation cover 3-1 Opening part 4 Gas flow path 5 Cover 6 High frequency induction coil 10 Melting apparatus 11 Antivibration table 12 Constant temperature chamber 13 Mold 13-1 Receiving surface 13-2 Recessed part 14 Melting Glass drop 15 Body 16 Lower mold 17 Upper mold 18 Push rod 19 Glass preform 20, 21 Lens surface 22, 23 Gutter-shaped flat section 24 Edge 25, 26 Ridge

Claims (4)

精密プレス成形に供する複数のガラス製プリフォームからなるガラス製プリフォーム群の製造方法であって、
熔融ガラスを蓄積する容器を含むガラス熔融装置を防振台上に載置し、前記容器から熔融ガラスを流出するパイプ及びノズルを吊下げた構造とすることにより、あるいは、ガラス熔融装置を支持する構造体に防振機構を設けることにより、熔融ガラスの流出口の防振を行いつつ、
ノズルから一定流量で流出する熔融ガラスを、温度を制御し、さらに25℃における相対湿度10〜95%の範囲内の湿度に相当する一定の湿度に制御した雰囲気下において、流出口から順次滴下し、成形することにより、
ガラス製プリフォームの平均質量M AV に対するガラス製プリフォームの質量公差の割合を±0.5[%]×M AV 以内としたガラス製プリフォーム群を製造すること
を特徴とするガラス製プリフォーム群の製造方法。
A method for producing a glass preform group comprising a plurality of glass preforms for precision press molding,
A glass melting apparatus including a container for storing molten glass is placed on a vibration isolation table, and a pipe and a nozzle for discharging the molten glass from the container are suspended, or the glass melting apparatus is supported. By providing an anti-vibration mechanism in the structure, while preventing vibration at the outlet of the molten glass,
The molten glass flowing out from the nozzle at a constant flow rate is dropped sequentially from the outlet in an atmosphere in which the temperature is controlled and further controlled to a constant humidity corresponding to a humidity within the range of 10 to 95% relative humidity at 25 ° C. By molding ,
Characterized <br/> to produce an average mass M ± 0.5 [%] the ratio of the mass tolerance of glass preform for AV × M within a glass-made preforms group AV glass preform Manufacturing method of glass preform group.
前記熔融ガラス滴下後の成形を、得られた熔融ガラス滴に風圧を加え、浮上させながら行う請求項1に記載のガラス製プリフォーム群の製造方法。 The manufacturing method of the glass preform group of Claim 1 which performs shaping | molding after the said molten glass dripping, applying a wind pressure to the obtained molten glass droplet, and making it float. 請求項1または請求項2に記載の方法でガラス製プリフォーム群を作製し、該プリフォーム群を構成するガラス製プリフォームを加熱し、精密プレス成形することを特徴とする光学素子の製造方法。 A method for producing an optical element, comprising: producing a glass preform group by the method according to claim 1 ; and heating the glass preform constituting the preform group to perform precision press molding. . 精密プレス成形が、上型、下型、胴型を有するプレス成形型の各成形面をガラスに転写することにより行われるものであって、
上型の成形面を転写して形成する面と胴型の成形面を転写して形成する面のなす稜および/または下型の成形面を転写して形成する面と胴型の成形面を転写して形成する面のなす稜を自由表面にして精密プレス成形する請求項に記載の光学素子の製造方法。
Precision press molding is performed by transferring each molding surface of a press mold having an upper mold, a lower mold, and a body mold to glass,
The surface formed by transferring the molding surface of the upper mold and the surface formed by transferring the molding surface of the cylinder mold and / or the surface formed by transferring the molding surface of the lower mold and the molding surface of the cylinder mold 4. The method of manufacturing an optical element according to claim 3 , wherein a precision press molding is performed with a ridge formed by a surface formed by transfer as a free surface.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4943495B2 (en) * 2009-12-21 2012-05-30 シャープ株式会社 Optical element molding equipment
JP2011161809A (en) 2010-02-10 2011-08-25 Fujifilm Corp Preform for molding optical element, and optical element molding method
CN103364852B (en) * 2012-04-06 2015-11-18 昆山西钛微电子科技有限公司 Aspheric surface copies glue aided machining processes and device thereof
CN106904818B (en) * 2017-04-26 2023-01-24 南京广兆测控技术有限公司 Glass forming bead dripping furnace and glass forming system
CN107043206A (en) * 2017-05-03 2017-08-15 湖北戈碧迦光电科技股份有限公司 Optical glass rod mould and forming frock

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003026424A (en) * 2001-07-12 2003-01-29 Hoya Corp Method of manufacturing glass forming, method of manufacturing preform for press forming, method of manufacturing press formed goods and method of manufacturing optical element
JP2003104744A (en) * 2001-09-28 2003-04-09 Hitachi Metals Ltd Method and apparatus for manufacturing glass sphere
JP2003238170A (en) * 2001-12-14 2003-08-27 Hoya Corp Method for manufacturing glass molding and method for manufacturing optical element
JP2004284847A (en) * 2003-03-20 2004-10-14 Hoya Corp Method of manufacturing glass lump and method of manufacturing optical element

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050172671A1 (en) * 2002-06-26 2005-08-11 Hoya Corporation Methods of manufacturing molded glass articles

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003026424A (en) * 2001-07-12 2003-01-29 Hoya Corp Method of manufacturing glass forming, method of manufacturing preform for press forming, method of manufacturing press formed goods and method of manufacturing optical element
JP2003104744A (en) * 2001-09-28 2003-04-09 Hitachi Metals Ltd Method and apparatus for manufacturing glass sphere
JP2003238170A (en) * 2001-12-14 2003-08-27 Hoya Corp Method for manufacturing glass molding and method for manufacturing optical element
JP2004284847A (en) * 2003-03-20 2004-10-14 Hoya Corp Method of manufacturing glass lump and method of manufacturing optical element

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