JP5220491B2 - Optical element manufacturing method - Google Patents

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Description

本発明は、加熱軟化させた成形素材を成形型で成形して非回転対称体の光学素子を得る光学素子の製造方法に関する。   The present invention relates to a method of manufacturing an optical element that obtains a non-rotationally symmetric optical element by molding a heat-softened molding material with a molding die.

撮影用カメラ光学系、観察用光学系などでは、複数のレンズやプリズム等の光学素子が使用されている。これらの光学素子に対し、例えば光学面形状を非球面形状にして性能改善を図る等、高性能化、高機能化が求められている。また、非球面形状を有する光学素子の大量生産の場面では、加熱軟化した成形素材を成形型で押圧して成形する製造方法が採用されている。   In a photographing camera optical system, an observation optical system, and the like, a plurality of optical elements such as lenses and prisms are used. For these optical elements, there is a demand for higher performance and higher functionality, for example, by improving the performance by changing the optical surface shape to an aspherical shape. Further, in the scene of mass production of optical elements having an aspherical shape, a manufacturing method is adopted in which a heat-softened molding material is pressed with a molding die.

さらに、小型化、薄型化、実装密度の向上を図る観点から、光学素子の外形形状は、光軸に垂直な断面形状(外形)が、円形の一部を切り取ったD形状のもの、あるいは、矩形形状のもの等の非回転対称体のものを用いる場合がある。このような場合、一般的には、予め成形して得られた光学素子を所望の外形形状に切断、あるいは削り出し加工することで製造している。   Furthermore, from the viewpoint of reducing the size, reducing the thickness, and improving the mounting density, the outer shape of the optical element is a D shape in which a cross-sectional shape (outer shape) perpendicular to the optical axis is cut out of a circular shape, or A non-rotationally symmetric body such as a rectangular shape may be used. In such a case, in general, the optical element obtained by molding in advance is cut or cut into a desired outer shape.

また、成形工程のみで光学素子を製造する方法としては、例えば特許文献1に記載された技術が公知である。
この特許文献1では、光学素子の外周部につば部を設け、このつば部に位置決め用の面を形成している。そして、この面を形成するために、上型、下型に突起部を設け、成形型の内部に配置したガラスの成形素材を加熱軟化させて成形を行うことで、光学素子につば部を形成すると同時に、位置決め用の面を形成している。
特開平1−183611号公報
Further, as a method for manufacturing an optical element only by a molding process, for example, a technique described in Patent Document 1 is known.
In Patent Document 1, a collar portion is provided on the outer peripheral portion of the optical element, and a positioning surface is formed on the collar portion. In order to form this surface, projections are provided on the upper and lower molds, and the glass molding material placed inside the mold is heated and softened to form the collar on the optical element. At the same time, a positioning surface is formed.
JP-A-1-183611

しかしながら、成形で得た光学素子を切断あるいは削り出して非回転対称体の光学素子を得る一般的な製造方法では、外形を形成するのに工程が増えてしまう。
また、特許文献1において、成形工程で加熱軟化させたガラスは、粘性が高い状態にあるため変形の自由度があまり高くない。このため、位置決め用の面を含めて光学素子の外形形状を自由に設定することが困難である。
However, in a general manufacturing method that obtains a non-rotationally symmetric optical element by cutting or scraping an optical element obtained by molding, the number of steps is increased to form the outer shape.
Moreover, in patent document 1, since the glass heat-softened by the formation process exists in a state with high viscosity, the freedom degree of a deformation | transformation is not so high. For this reason, it is difficult to freely set the outer shape of the optical element including the positioning surface.

さらに、成形可能な形状であっても、使用する成形素材によっては体積ばらつきが大きくなり、外形形状の一部が形成されなかったり、成形ばりが発生したりして成形不良の原因になりやすい。   Furthermore, even if the shape is moldable, the volume variation increases depending on the molding material to be used, and part of the outer shape is not formed or a molding flash is likely to be caused, thereby causing molding defects.

本発明は斯かる課題を解決するためになされたもので、非回転対称体の光学素子の光学機能面と外形形状とを同時かつ高精度で成形することのできる光学素子の製造方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve such a problem, and provides an optical element manufacturing method capable of simultaneously and accurately molding the optical functional surface and the outer shape of an optical element of a non-rotationally symmetric body. For the purpose.

前記目的を達成するため、請求項1に係る発明は、
加熱軟化させたガラス製の成形素材を上型、下型、及び補助型で成形して非回転対称体の光学素子を得る光学素子の製造方法において、
前記成形素材は単一の球形状を有しており、
前記上型と前記下型には夫々成形面が形成されており、
前記補助型には変形規制部が設けられており、当該変形規制部の断面は直線の辺、円弧の辺、又はこれらを組み合わせて接続された形状を有しており、
前記変形規制部の断面の重心から各辺までの垂線の長さは、垂線の最小長さLminと垂線の最大長さLmaxとの比をRL=Lmax/Lminとしたとき、
1 ≦ RL ≦ 1.3
を満足しており、
前記成形素材は、その体積Vmと成形完了時に前記上型と前記下型の各成形面、及び前記変形規制部で形成される空間内の体積Vcとの比をRV=Vm/Vcとしたとき、
0.6 ≦ RV ≦ 1
を満足しており、
前記成形素材を前記上型の成形面、前記下型の成形面、及び前記変形規制部で囲まれた空間に配置する工程と、
加熱軟化させた前記成形素材を、前記上型と前記下型で押圧しながら、前記上型の成形面、前記下型の成形面、及び前記変形規制部で囲まれた空間に充填した状態に成形する工程と、を有することを特徴とする。
In order to achieve the object, the invention according to claim 1
In the method of manufacturing an optical element that obtains a non-rotationally symmetric optical element by molding a heat-softened glass molding material with an upper mold, a lower mold, and an auxiliary mold,
The molding material has a single spherical shape,
A molding surface is formed on each of the upper mold and the lower mold,
The auxiliary mold is provided with a deformation restricting portion, and the cross section of the deformation restricting portion has a shape connected by combining a straight side, an arc side, or a combination thereof,
The length of the perpendicular line from the center of gravity of the cross section of the deformation restricting portion to each side is defined as RL = Lmax / Lmin when the ratio of the minimum perpendicular length Lmin and the perpendicular maximum length Lmax is RL = Lmax / Lmin.
1 ≦ RL ≦ 1.3
Is satisfied,
The molding material has a ratio of the volume Vm and the volume Vc in the space formed by the molding surfaces of the upper mold and the lower mold and the deformation restricting portion when the molding is completed, and RV = Vm / Vc. ,
0.6 ≦ RV ≦ 1
Is satisfied,
Arranging the molding material in a space surrounded by the molding surface of the upper mold, the molding surface of the lower mold, and the deformation restricting portion;
While the heat-softened molding material is pressed with the upper mold and the lower mold, the space surrounded by the molding surface of the upper mold, the molding surface of the lower mold, and the deformation regulating portion is filled. And a molding step.

請求項2に係る発明は、請求項1に記載の光学素子の製造方法において、
前記変形規制部の厚みをdとしたとき、前記断面の重心から各辺までの垂線の最小長さLminとの関係が
d ≦ 1.34×Lmin
を満足することを特徴とする。
The invention according to claim 2 is the method of manufacturing an optical element according to claim 1,
When the thickness of the deformation restricting portion is d, the relationship with the minimum length Lmin of the perpendicular from the center of gravity of the cross section to each side is d ≦ 1.34 × Lmin.
It is characterized by satisfying.

請求項に係る発明は、請求項1又は2に記載の光学素子の製造方法において、
前記変形規制部の断面が正多角形であることを特徴とする。
The invention according to claim 3 is the method of manufacturing an optical element according to claim 1 or 2 ,
A cross section of the deformation restricting portion is a regular polygon.

本発明によれば、非回転対称体の光学素子の光学機能面と外形形状とを同時にかつ高精度で成形することができる。   According to the present invention, the optical functional surface and the outer shape of the optical element of the non-rotation symmetric body can be molded simultaneously and with high accuracy.

以下、図面に基づき本発明の実施の形態を説明する。
[第1の実施の形態]
図1は、加熱成形状態にある光学素子の製造装置の部分概念を示す図である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[First Embodiment]
FIG. 1 is a diagram showing a partial concept of an optical element manufacturing apparatus in a thermoforming state.

この光学素子の製造装置10は、大気圧下又は不活性ガス(Arガス等)、窒素ガス(N等)の置換下で稼動でき、真空装置を必要としない一般的なものである。この製造装置10は、対向配置された上側プレート12及び下側プレート14と、上側プレート12を下側プレート14に向けて(矢印A方向に)押圧する加圧装置21と、を有している。そして、上側プレート12と下側プレート14との間に、成形素材30(図2参照)が収容された金型組立体20が搬入されて挟持される。 The optical element manufacturing apparatus 10 can be operated under atmospheric pressure or under the substitution of an inert gas (Ar gas or the like) or nitrogen gas (N 2 or the like) and does not require a vacuum apparatus. The manufacturing apparatus 10 includes an upper plate 12 and a lower plate 14 that are arranged to face each other, and a pressurizing device 21 that presses the upper plate 12 toward the lower plate 14 (in the direction of arrow A). . Then, the mold assembly 20 in which the molding material 30 (see FIG. 2) is accommodated is carried and sandwiched between the upper plate 12 and the lower plate 14.

下側プレート14は基台15に固定されており、上側プレート12は加圧装置21に連結されている。上側プレート12には、上側カートリッジヒータ16が内蔵されている。また、下側プレート14には、下側カートリッジヒータ18が内蔵されている。金型組立体20は、下側プレート14及び上側プレート12を介してカートリッジヒータ16,18で加熱される。なお、カートリッジヒータ16,18の代わりに、赤外線ランプ等を金型組立体20の側面周辺に配置しても構わない。   The lower plate 14 is fixed to the base 15, and the upper plate 12 is connected to the pressure device 21. An upper cartridge heater 16 is built in the upper plate 12. The lower plate 14 has a lower cartridge heater 18 built therein. The mold assembly 20 is heated by the cartridge heaters 16 and 18 via the lower plate 14 and the upper plate 12. Instead of the cartridge heaters 16 and 18, an infrared lamp or the like may be arranged around the side surface of the mold assembly 20.

例えば、成形工程では、金型組立体20は、上側プレート12と下側プレート14との間に挟持された状態で加圧装置21により加圧成形される。こうして、金型組立体20は、加熱、成形、冷却の各工程が実行されて成形素材30が成形され光学素子32(図2C参照)が得られる。   For example, in the molding process, the mold assembly 20 is pressure-molded by the pressure device 21 while being sandwiched between the upper plate 12 and the lower plate 14. In this way, the mold assembly 20 is subjected to the steps of heating, molding, and cooling to mold the molding material 30 and obtain the optical element 32 (see FIG. 2C).

次に、金型組立体20の構成と光学素子32について説明する。
図2Aは、金型組立体20の常温下での組み立て状態を示す図、図2Bは、金型組立体20の加熱下での成形後の状態を示す図、図2Cは、得られた光学素子32の断面図である。また、図3Aは、図2AのIII−III線に沿う断面図、図3Bは、図2BのIII−III線に沿う断面図、図3Cは、光学素子32の平面図である。さらに、図4Aは、補助型27の平面図、図4Bはその側面断面図である。
Next, the configuration of the mold assembly 20 and the optical element 32 will be described.
FIG. 2A is a view showing an assembled state of the mold assembly 20 at room temperature, FIG. 2B is a view showing a state after the mold assembly 20 is molded under heating, and FIG. 4 is a sectional view of an element 32. FIG. 3A is a sectional view taken along line III-III in FIG. 2A, FIG. 3B is a sectional view taken along line III-III in FIG. 2B, and FIG. 3C is a plan view of the optical element 32. 4A is a plan view of the auxiliary mold 27, and FIG. 4B is a side sectional view thereof.

図2A及び図3Aに示すように、金型組立体20は、上型22、下型24、及び胴型としてのスリーブ26に加え、補助型27を備えている。スリーブ26は上下方向(押圧方向)に長い円筒形状を有している。このスリーブ26に、上型22と下型24が夫々両端開口側から挿入される。   2A and 3A, the mold assembly 20 includes an auxiliary die 27 in addition to an upper die 22, a lower die 24, and a sleeve 26 as a body die. The sleeve 26 has a cylindrical shape that is long in the vertical direction (pressing direction). The upper die 22 and the lower die 24 are respectively inserted into the sleeve 26 from both opening sides.

上型22と下型24が嵌合された状態では、上型22、下型24、及びスリーブ26の各中心軸Oが一致するように設定されている。
上型22と下型24には、対向する面に夫々成形面22a,24aが形成されている。この成形面22a,24aの外周部は夫々平坦面22b,24b(非光学機能面)に形成されている。この成形面22a,24aが夫々光学素子32の光学機能面32a,32b(図2C及び図3C参照)に対応し、また、平坦面22b,24bが夫々光学素子32の非光学機能面32a’,32b’(図2C及び図3C参照)に対応する。これら成形面22aと平坦面22b、及び成形面24aと平坦面24bは、夫々一体的に形成されている。
In a state where the upper mold 22 and the lower mold 24 are fitted, the central axes O of the upper mold 22, the lower mold 24, and the sleeve 26 are set to coincide with each other.
The upper mold 22 and the lower mold 24 are formed with molding surfaces 22a and 24a on opposite surfaces, respectively. The outer peripheral portions of the molding surfaces 22a and 24a are formed as flat surfaces 22b and 24b (non-optical functional surfaces), respectively. The molding surfaces 22a and 24a correspond to the optical functional surfaces 32a and 32b (see FIGS. 2C and 3C) of the optical element 32, respectively, and the flat surfaces 22b and 24b correspond to the non-optical functional surfaces 32a ′ and 32b of the optical element 32, respectively. This corresponds to 32b ′ (see FIGS. 2C and 3C). The molding surface 22a and the flat surface 22b, and the molding surface 24a and the flat surface 24b are integrally formed, respectively.

各成形面22a,24aは球面あるいは非球面に形成され、これらの成形面22a,2
4aの中心軸上に球面あるいは非球面の中心としての面頂が位置するように形成されている。
Each molding surface 22a, 24a is formed into a spherical surface or an aspherical surface, and these molding surfaces 22a, 2 are formed.
It is formed so that the top of the surface as the center of the spherical surface or the aspherical surface is located on the central axis of 4a.

本実施形態では、各成形面22a,24aは光学素子の両凸形状の光学機能面32a,32b(図2C及び図3C参照)に対応した凹形状に形成されている。
また、補助型27には、光学素子32の外形を規制するために、小判形状の断面開口部を有する変形規制部29が設けられている。
In the present embodiment, the molding surfaces 22a and 24a are formed in a concave shape corresponding to the biconvex optical functional surfaces 32a and 32b (see FIGS. 2C and 3C) of the optical element.
The auxiliary mold 27 is provided with a deformation restricting portion 29 having an oval cross-sectional opening to restrict the outer shape of the optical element 32.

そして、上型22の成形面22a、下型24の成形面24a、及び補助型27の変形規制部29で囲まれた空間に成形素材30が配置される。
次いで、図2B及び図3Bに示すように、成形素材30を加熱軟化させて加圧装置21により金型組立体20を加圧することで、所望形状の中間成形品31が成形される。
Then, the molding material 30 is arranged in a space surrounded by the molding surface 22 a of the upper mold 22, the molding surface 24 a of the lower mold 24, and the deformation restricting portion 29 of the auxiliary mold 27.
Next, as shown in FIGS. 2B and 3B, an intermediate molded product 31 having a desired shape is molded by heating and softening the molding material 30 and pressurizing the mold assembly 20 with the pressurizing device 21.

この中間成形品31には、上型22と下型24の各成形面(22a,24a)等が転写されるとともに、補助型27の変形規制部29によって規制されることで所望の外形が形成される。   In the intermediate molded product 31, the molding surfaces (22 a, 24 a) of the upper mold 22 and the lower mold 24 are transferred, and a desired outer shape is formed by being regulated by the deformation regulating portion 29 of the auxiliary mold 27. Is done.

この後、金型組立体20を所定温度にまで冷却して分解することで、図2C及び図3Cに示すように、光学機能面32a,32b、非光学機能面32a’,32b’、及び外形側面32cを有する所望の光学素子32が最終的に得られる。この光学素子32は平面視小判形状をなしている(図3C参照)。   Thereafter, the mold assembly 20 is cooled to a predetermined temperature and disassembled, so that the optical functional surfaces 32a and 32b, the non-optical functional surfaces 32a ′ and 32b ′, and the outer shape are obtained as shown in FIGS. 2C and 3C. The desired optical element 32 having the side surface 32c is finally obtained. The optical element 32 has an oval shape in plan view (see FIG. 3C).

次に、補助型27について説明する。
図4A及び図4Bに示すように、補助型27は、スリーブ26の内周面に嵌合された状態で、下型24の成形面24aの周囲の平坦面24bに載置されている。
Next, the auxiliary mold 27 will be described.
As shown in FIGS. 4A and 4B, the auxiliary die 27 is placed on the flat surface 24 b around the molding surface 24 a of the lower die 24 while being fitted to the inner peripheral surface of the sleeve 26.

この補助型27には、開口部28が形成されて内周面を変形規制部29としている。この変形規制部29の断面は、直線の辺、円弧の辺、又はこれらを組み合わせて接続した形状を有している。   An opening 28 is formed in the auxiliary mold 27, and the inner peripheral surface serves as a deformation restricting portion 29. The cross section of the deformation restricting portion 29 has a straight side, an arc side, or a combination of these.

本実施形態では、この断面は、円形の径方向の両側を切り欠いた小判形状をなしている。すなわち、この断面は2つの直線の辺と2つの円弧の辺を接続した形状を有している。この変形規制部29により、光学素子32の外形側面32c(図2C及び図3C参照)が成形される。   In the present embodiment, this cross section has an oval shape in which both sides of a circular radial direction are cut out. That is, this cross section has a shape in which two straight sides and two arc sides are connected. By this deformation restricting portion 29, the outer side surface 32c (see FIGS. 2C and 3C) of the optical element 32 is formed.

次に、変形規制部29の断面の形状に関して設定条件を説明する。
図4Aにおいて、変形規制部29の断面の重心Owから各辺に下ろした垂線の長さをOPiとする。
Next, setting conditions regarding the shape of the cross section of the deformation restricting portion 29 will be described.
4A, let OPi be the length of a perpendicular line that extends from the center of gravity Ow of the cross section of the deformation restricting portion 29 to each side.

各長さOPiのうち、最小長さをLmin(=OP1)、最大長さをLmax(=OP2)とし、その比をRL=Lmax/Lminとするとき、変形規制部29の断面が次の関係式を満足するように設定する。その理由については後述する。   Among the lengths OPi, when the minimum length is Lmin (= OP1), the maximum length is Lmax (= OP2), and the ratio is RL = Lmax / Lmin, the cross section of the deformation restricting portion 29 has the following relationship: Set to satisfy the expression. The reason will be described later.

1 ≦ RL ≦ 1.3 ………式(1)
本実施形態では、変形規制部29の断面の重心Owを補助型27の外形の中心軸O上に配置している。
1 ≦ RL ≦ 1.3 ......... Formula (1)
In the present embodiment, the center of gravity Ow of the cross section of the deformation restricting portion 29 is arranged on the center axis O of the outer shape of the auxiliary die 27.

変形規制部29が小判形状の断面では、最小長さLminは小判形状の切り欠き部分の半値幅である。
最大長さLmaxは小判形状の円形部分の半径となる。
When the deformation restricting portion 29 has an oval cross section, the minimum length Lmin is the half-value width of the oval cutout portion.
The maximum length Lmax is the radius of the oval circular portion.

補助型27(変形規制部29)の断面の厚みdは、断面の最小長さLminを使って、次の関係式を満足するように設定する。
d ≦ 1.34×Lmin ………式(2)
なお、上型22、下型24、スリーブ26、及び補助型27の材料は、超硬合金、炭化珪素、ステンレス鋼などが用いられる。さらに、成形面22a、24aの形状は、切削加工、研削加工、研磨加工等の中から適当な処理を選択して製作することができる。
The thickness d of the cross section of the auxiliary die 27 (deformation restricting portion 29) is set so as to satisfy the following relational expression using the minimum length Lmin of the cross section.
d ≦ 1.34 × Lmin (2)
The material of the upper mold 22, the lower mold 24, the sleeve 26, and the auxiliary mold 27 is made of cemented carbide, silicon carbide, stainless steel, or the like. Furthermore, the shape of the molding surfaces 22a and 24a can be manufactured by selecting an appropriate process from cutting, grinding, polishing and the like.

上型22及び下型24間に配置される単一の成形素材30は、熱可塑性材料としての光学ガラスからなる。本実施形態では、光学ガラスとして(L−BSL7(株)オハラ製)
(ガラス転移点498℃、屈伏点549℃)を用いている。また、この成形素材30の形状は、ボール形状(球形状)である。
A single molding material 30 disposed between the upper mold 22 and the lower mold 24 is made of optical glass as a thermoplastic material. In this embodiment, as optical glass (L-BSL7 manufactured by OHARA)
(Glass transition point 498 ° C., yield point 549 ° C.). The shape of the molding material 30 is a ball shape (spherical shape).

このボール形状の成形素材30は、溶融ガラスから滴下法で得た素材を研磨加工したり、あるいは、切り出した素材を加熱変形処理した後に研磨加工することで製作される。
このボール形状の成形素材30は、寸法精度がよいため体積管理する上で非常に都合がよい。さらに、製造費用が比較的安価である。
The ball-shaped molding material 30 is manufactured by polishing a material obtained from a molten glass by a dropping method, or by subjecting a cut material to a heat deformation treatment and then polishing the material.
This ball-shaped molding material 30 is very convenient for volume control because of its high dimensional accuracy. Furthermore, the manufacturing costs are relatively low.

加えて、ボール形状の全表面が鏡面に仕上がっているため、得られる成形品の外観を良好な状態に仕上げやすくなる。
なお、成形素材30の体積Vmは製造される光学素子32の体積と一致させる。
In addition, since the entire surface of the ball shape is finished to a mirror surface, the appearance of the obtained molded product can be easily finished to a good state.
The volume Vm of the molding material 30 is made to coincide with the volume of the optical element 32 to be manufactured.

さらに、上型22の成形面22a、下型24の成形面24a、及び変形規制部28で囲まれた空間の体積Vcと成形素材30の体積Vmとの比RV=Vm/Vcは次の条件を満足するように設定する。   Furthermore, the ratio RV = Vm / Vc between the volume Vc of the space surrounded by the molding surface 22a of the upper mold 22, the molding surface 24a of the lower mold 24, and the deformation restricting portion 28 and the volume Vm of the molding material 30 is as follows. Set to satisfy.

RV ≦ 1 ………式(3)
次に、本実施の形態におけるガラス成形による光学素子の製造方法の作用を説明する。
本実施の形態の光学素子の製造工程は、金型組立体20の組み立て工程、加熱工程、成形工程、冷却工程からなる。
RV ≦ 1 ……… Formula (3)
Next, the operation of the method for manufacturing an optical element by glass molding in the present embodiment will be described.
The manufacturing process of the optical element of the present embodiment includes an assembly process of the mold assembly 20, a heating process, a molding process, and a cooling process.

まず、金型組立体20の組み立て工程について説明する。
前述した図2A及び図3Aにおいて、下型24の成形面24aの周囲の平坦面24bに補助型27を載せ、下型24の中心軸と補助型27の中心軸とが一致するように位置を合わせる。
First, the assembly process of the mold assembly 20 will be described.
2A and 3A described above, the auxiliary mold 27 is placed on the flat surface 24b around the molding surface 24a of the lower mold 24, and the position is set so that the central axis of the lower mold 24 and the central axis of the auxiliary mold 27 coincide. Match.

次に、ボール形状の成形素材30を、補助型27の開口部28の中に入れて、下型24の成形面24aの上に載せる。
このとき、ボール形状の成形素材30の中心が下型24の中心軸上に配置するように位置決めする。
Next, the ball-shaped molding material 30 is put into the opening 28 of the auxiliary mold 27 and placed on the molding surface 24 a of the lower mold 24.
At this time, positioning is performed so that the center of the ball-shaped molding material 30 is arranged on the central axis of the lower mold 24.

この状態で、下型24に対し、スリーブ26と補助型27を嵌合させ、さらに、上型22をその成形面22aが、下型24上の成形素材30に対向するように嵌合させる。
上型22、下型24、補助型27は、スリーブ26に挿入されると、上型22、下型24、補助型27の中心軸がスリーブ26の中心軸に一致した状態となる。
In this state, the sleeve 26 and the auxiliary die 27 are fitted to the lower die 24, and the upper die 22 is fitted so that the molding surface 22 a faces the molding material 30 on the lower die 24.
When the upper die 22, the lower die 24, and the auxiliary die 27 are inserted into the sleeve 26, the central axes of the upper die 22, the lower die 24, and the auxiliary die 27 coincide with the central axis of the sleeve 26.

ボール形状の成形素材30の中心は、上型22の中心軸に一致することになる。
このように、スリーブ26に対向して挿入される上型22と下型24とで成形素材30
を挟み込むことで金型組立体20を得る。
The center of the ball-shaped molding material 30 coincides with the central axis of the upper mold 22.
Thus, the molding material 30 is composed of the upper mold 22 and the lower mold 24 that are inserted to face the sleeve 26.
Is used to obtain the mold assembly 20.

次に、金型組立体20の加熱工程について説明する。
図1において、光学素子の製造装置10の下側プレート14と上側プレート12との間に、成形素材30を組み付けた金型組立体20を搬入する。
Next, the heating process of the mold assembly 20 will be described.
In FIG. 1, a mold assembly 20 in which a molding material 30 is assembled is carried between a lower plate 14 and an upper plate 12 of an optical element manufacturing apparatus 10.

この下側プレート14と上側プレート12を介して、金型組立体20及び内部の成形素材30が、当該成形素材30に応じた成形温度に達するように所定時間だけ加熱される。
この成形温度は成形素材30のガラス材料の屈伏点よりも高く、軟化点よりも低い温度に設定する。
Via the lower plate 14 and the upper plate 12, the mold assembly 20 and the molding material 30 inside are heated for a predetermined time so as to reach a molding temperature corresponding to the molding material 30.
This molding temperature is set to a temperature higher than the yield point of the glass material of the molding material 30 and lower than the softening point.

これにより、成形温度下では成形素材30は軟化状態になる。
次いで、成形工程について説明する。
金型組立体20は、上述した成形温度に保持された状態で下側プレート14と上側プレート12間に挟持されて加圧される。
As a result, the molding material 30 is in a softened state at the molding temperature.
Next, the molding process will be described.
The mold assembly 20 is sandwiched and pressed between the lower plate 14 and the upper plate 12 while being held at the molding temperature described above.

金型組立体20において、下型24と上型22で挟圧される成形素材30は軟化して変形しながら、下型24の成形面24a、上型22の成形面22a、及び変形規制部29で囲まれた空間に充満されていく。   In the mold assembly 20, the molding material 30 sandwiched between the lower mold 24 and the upper mold 22 is softened and deformed, while the molding surface 24 a of the lower mold 24, the molding surface 22 a of the upper mold 22, and the deformation restricting portion. The space surrounded by 29 is filled.

成形素材30の変形が進行すると、成形面22a,24aの形状が成形素材30に転写されることにより、光学素子32の光学機能面32a,32bと非光学機能面32a’,32b’が成形される(図2C及び図3C参照)。   As the deformation of the molding material 30 proceeds, the shapes of the molding surfaces 22a and 24a are transferred to the molding material 30 to mold the optical functional surfaces 32a and 32b and the non-optical functional surfaces 32a ′ and 32b ′ of the optical element 32. (See FIGS. 2C and 3C).

さらに、変形した成形素材30が変形規制部29の各辺に到達することにより、光学素子32の外周の外形側面32cの形状が成形される(図2C及び図3C参照)。
成形素材30が所望形状に成形された段階で、上側プレート12の加圧を止めれば成形が完了する。
Furthermore, when the deformed molding material 30 reaches each side of the deformation restricting portion 29, the shape of the outer side surface 32c on the outer periphery of the optical element 32 is molded (see FIGS. 2C and 3C).
If the pressing of the upper plate 12 is stopped at the stage when the molding material 30 is molded into a desired shape, the molding is completed.

なお、成形素材30を加圧して所望形状を得るためには、上述のように上側プレート12と下側プレート14の間で金型組立体20を加圧する際に、上側プレート12の移動量を制御してもよいし、加圧力と加圧時間を設定して制御するようにしてもよい。   In order to pressurize the molding material 30 and obtain a desired shape, when the mold assembly 20 is pressed between the upper plate 12 and the lower plate 14 as described above, the amount of movement of the upper plate 12 is set. It may be controlled, or it may be controlled by setting a pressing force and a pressurizing time.

次に、成形素材30を所望形状に成形した後の冷却工程について説明する。
冷却工程では、加熱された成形素材30を軟化状態から固化状態に移行させ、成形された光学素子32の形状を安定化させるものである。
Next, the cooling process after forming the molding material 30 into a desired shape will be described.
In the cooling step, the heated molding material 30 is shifted from the softened state to the solidified state, and the shape of the molded optical element 32 is stabilized.

この工程では、図示していない冷却装置により、金型組立体20を冷却する。
なお、冷却時には、成形された光学素子32の転写精度の確保と内部歪の低減のため、加圧状態が必要になる場合もある。
In this step, the mold assembly 20 is cooled by a cooling device (not shown).
During cooling, a pressurized state may be necessary to ensure transfer accuracy of the molded optical element 32 and reduce internal strain.

また、この冷却時の加圧力は光学素子等の成形品に割れが発生しない程度の範囲で設定する。
金型組立体20及び成形された光学素子32が常温付近まで冷却された時点で冷却が完了する。この冷却が完了した後、金型組立体20から上型22を外して成形品を取り出せば、外形が小判形状の光学素子32を得ることができる。
The pressure applied during cooling is set within a range that does not cause cracks in a molded product such as an optical element.
The cooling is completed when the mold assembly 20 and the molded optical element 32 are cooled to near room temperature. After the cooling is completed, the upper die 22 is removed from the mold assembly 20 and the molded product is taken out, so that an optical element 32 having an oval outer shape can be obtained.

ここで、図2A(図3A)〜図2C(図3C)を参照しながら補助型27の変形規制部29の役割について説明する。
変形の初期段階では、軟化したボール形状の成形素材30が下型24の成形面24aの
中心(光学機能面の面頂位置)から変形規制部29の各辺に向かって押し広げられる。成形素材30は均一に軟化した状態になっているため、押圧方向(型の中心軸方向)と直交する方向へ、外方に向かって円形状に広がる。
Here, the role of the deformation restricting portion 29 of the auxiliary die 27 will be described with reference to FIG. 2A (FIG. 3A) to FIG. 2C (FIG. 3C).
At the initial stage of deformation, the soft ball-shaped molding material 30 is spread from the center of the molding surface 24 a of the lower mold 24 (the top position of the optical function surface) toward each side of the deformation restricting portion 29. Since the molding material 30 is in a uniformly softened state, it spreads in a circular shape toward the outside in a direction perpendicular to the pressing direction (the central axis direction of the mold).

広がった成形素材30が変形規制部29の各辺に到達すると、その部分での外方への変形は停止する。成形素材30の変形の進行状況によっては、若干ではあるものの、開口部28で径方向から厚み方向と周方向への広がりに変わる。   When the expanded molding material 30 reaches each side of the deformation restricting portion 29, outward deformation at that portion stops. Depending on the progress of the deformation of the molding material 30, the opening 28 changes from the radial direction to the thickness direction and the circumferential direction at the opening 28.

成形が完了すると、変形規制部29の各辺で囲まれた中間成形品31の外形側面(32c)が形成されていく。成形温度下では、ガラスの粘性が比較的高い状態にあるため、瞬間的な変形ではなく、緩やかな変形の流動状態になっている。この緩やかな変形では、変形可能な形状についての自由度は高くない。   When the molding is completed, the outer side surface (32c) of the intermediate molded product 31 surrounded by each side of the deformation restricting portion 29 is formed. Under the molding temperature, the viscosity of the glass is relatively high, so that it is not a momentary deformation but a gentle deformation flow state. With this gentle deformation, the degree of freedom with respect to the deformable shape is not high.

このため、変形規制部29の断面は、成形素材30の変形時の流動が十分に追従できるような形状に設定しておくのが好ましい。
ここで、図4Aにおいて、変形規制部29の断面形状の重心Owから各辺に下ろした垂線の長さOPiに関して、最大長さLmaxと最小長さLminとの差が大きいと、成形完了時点で最大長さLmaxの部位に成形素材30が充填されない未充填状態が発生する可能性が高まる。また、最小長さの部位で成形素材30が溢れて成形バリになる過充填状態が発生する可能性が高まる。
For this reason, it is preferable to set the cross section of the deformation | transformation control part 29 to the shape which can follow the flow at the time of the deformation | transformation of the molding raw material 30 fully.
Here, in FIG. 4A, when the difference between the maximum length Lmax and the minimum length Lmin is large with respect to the length OPi of the perpendicular line extending from the center of gravity Ow of the cross-sectional shape of the deformation restricting portion 29 to each side, when the molding is completed. The possibility that an unfilled state in which the molding material 30 is not filled in the portion having the maximum length Lmax is increased. In addition, there is an increased possibility that an overfilling state in which the molding material 30 overflows at the minimum length and becomes a molding burr will occur.

次に、最小長さLminと最大長さLmaxとの比RLについて検討する。
成形素材30が円形状に外方へ広がるときを想定してみる。
図5及び図6に示すように、補助型27を有する場合と有しない場合とで、成形品32の中心から外形側面32cまでの長さについて比較する。
Next, the ratio RL between the minimum length Lmin and the maximum length Lmax will be examined.
Assume that the molding material 30 spreads outward in a circular shape.
As shown in FIGS. 5 and 6, the length from the center of the molded product 32 to the outer side surface 32c is compared with and without the auxiliary die 27. FIG.

単純化のため、上型22及び下型24の成形面22a,24aは平面とする。
図5において、補助型27における変形規制部29の断面を円形状とした場合、成形品42は円柱形状となる(図7参照)。
For the sake of simplicity, the molding surfaces 22a and 24a of the upper mold 22 and the lower mold 24 are flat surfaces.
In FIG. 5, when the cross section of the deformation restricting portion 29 in the auxiliary die 27 is circular, the molded product 42 has a cylindrical shape (see FIG. 7).

このとき、成形素材30の中心から円周部までの長さは円柱の半径であり、それをL1とする。また、厚みをdとする。
また、図6に示すように、図5における補助型27の開口部28の径を大きくするすなわち補助型27を取り外して成形素材30を自由に変形できるようにした場合、成形品52の外形形状は外方に膨らんだ樽状の円柱形状になる(図8参照)。
At this time, the length from the center of the molding material 30 to the circumferential portion is the radius of the cylinder, which is L1. The thickness is d.
As shown in FIG. 6, when the diameter of the opening 28 of the auxiliary mold 27 in FIG. 5 is increased, that is, when the auxiliary mold 27 is removed so that the molding material 30 can be freely deformed, the outer shape of the molded product 52 Becomes a barrel-like columnar shape bulging outward (see FIG. 8).

このとき、図8及び図9(図8を拡大して90°回転した断面図)に示すように、樽状の成形品52の両端面の断面形状を半円形状とし、中心から半円部の端部までの長さをL2とする。   At this time, as shown in FIGS. 8 and 9 (a cross-sectional view obtained by enlarging FIG. 8 and rotated by 90 °), the cross-sectional shape of both end faces of the barrel-shaped molded product 52 is a semicircular shape, and a semicircular portion from the center. The length to the end of is L2.

円柱形状の成形品42と樽状円柱形状の成形品52とは、厚みdと体積Vが等しいとする。この樽状円柱形状の成形品52は、中間が矩形状でその両端側に夫々半円形が付加された形状をなしている。   It is assumed that the cylindrical shaped product 42 and the barrel cylindrical shaped product 52 have the same thickness d and volume V. The barrel-like cylindrical shaped product 52 has a shape in which the middle is rectangular and semicircular shapes are added to both ends thereof.

そこで、改めて、前述した長さの比Ra=L2/L1について考える。
図7の円柱形状の成形品42の体積Vは、V=π×L1×dである。
また、図8の樽状円柱形状の成形品52の体積Vは、
図9のように座標軸をとると、点Q,R,S(半円上の点)を結ぶ曲線y=f(x)は、
y=(L2−d/2)+√((d/2)−x
で表わされる。
Therefore, consider again the length ratio Ra = L2 / L1 described above.
The volume V of the cylindrical shaped product 42 in FIG. 7 is V = π × L1 2 × d.
Further, the volume V of the barrel-shaped cylindrical shaped product 52 in FIG.
If the coordinate axes are taken as shown in FIG. 9, the curve y = f (x) connecting the points Q, R, and S (points on the semicircle) is
y = (L2−d / 2) + √ ((d / 2) 2 −x 2 )
It is represented by

よって、この成形品52の立体の体積Vは、次の式で表される。
V=2×∫ d/2πdx=2π∫ d/2{(L2−d/2)+√((d/2)−x)}dx
そこで、上記の式を用いて計算すれば、成形品52の体積Vが求められる。
Therefore, the volume V of the three-dimensional product 52 is expressed by the following equation.
V = 2 × ∫ 0 d / 2 y 2 πdx = 2π∫ 0 d / 2 {(L2−d / 2) + √ ((d / 2) 2 −x 2 )} 2 dx
Then, if it calculates using said formula, the volume V of the molded article 52 will be calculated | required.

上記前提の場合、実際の成形工程では存在しない形態になるが、同じ厚みをもつ円柱と球とが1つの極限状態になる。
このとき、比Ra=L2/L1は次のようになる。
In the case of the above premise, a form that does not exist in the actual molding process is formed, but a cylinder and a sphere having the same thickness are in one extreme state.
At this time, the ratio Ra = L2 / L1 is as follows.

1 ≦ Ra ≦ √(3/2) (≒1.23) ………式(4)
実際に確認した範囲では、成形素材30のガラスにある程度の自由な流動が生じるため、実験によると、実用的な条件範囲として比Raの上限が1.3程度まで広がる。
1 ≦ Ra ≦ √ (3/2) (≈1.23)... (4)
In the actually confirmed range, a certain amount of free flow occurs in the glass of the molding material 30. Therefore, according to experiments, the upper limit of the ratio Ra is expanded to about 1.3 as a practical condition range.

このRaが1.3よりも大きいとガラスの充填不足となってしまい、また、Raが1よりも小さいとガラスの過充填状態となってしまう。
前述したように、補助型27の変形規制部29は、最小長さLminと最大長さLmaxの比RLが式(1)を満足している。
If this Ra is greater than 1.3, the glass will be insufficiently filled. If Ra is less than 1, the glass will be overfilled.
As described above, in the deformation restricting portion 29 of the auxiliary die 27, the ratio RL between the minimum length Lmin and the maximum length Lmax satisfies the expression (1).

比RLとRaとは条件を対応させることで置き換えて考えることができる。
変形規制部29が式(1)を満足すれば、ボール形状の成形素材30を成形する段階で、変形規制部29の断面を構成する各辺に到達するように成形素材30を変形させることができる。
The ratios RL and Ra can be considered by replacing them with corresponding conditions.
If the deformation restricting portion 29 satisfies the expression (1), the forming material 30 can be deformed so as to reach each side constituting the cross section of the deformation restricting portion 29 at the stage of forming the ball-shaped forming material 30. it can.

次に、補助型27(変形規制部29)の厚みdについて条件を整理する。
ボール形状の成形素材30を開口部28の内部に配置するには、成形素材30の半径rは最小長さLminよりも小さくなければならない。
Next, conditions regarding the thickness d of the auxiliary die 27 (deformation restricting portion 29) are arranged.
In order to place the ball-shaped molding material 30 inside the opening 28, the radius r of the molding material 30 must be smaller than the minimum length Lmin.

この関係から、成形面を形成する時の変形規制部29の厚みdに上限が設けられる。
仮に、r=Lminとしてボール形状の成形素材30から円柱形状の成形品を成形する場合を考える。
From this relationship, an upper limit is set for the thickness d of the deformation restricting portion 29 when the molding surface is formed.
Let us consider a case where a cylindrical molded product is molded from the ball-shaped molding material 30 with r = Lmin.

円柱の厚みd1の上限は次のようになる。
d1 ≦ 4/3×r (≒1.34r) ………式(5)
前述したように、補助型27の厚みdと開口部28の断面形状の最小長さLminとは式(2)を満足している。
The upper limit of the thickness d1 of the cylinder is as follows.
d1 ≦ 4/3 × r (≈1.34r) (5)
As described above, the thickness d of the auxiliary die 27 and the minimum length Lmin of the cross-sectional shape of the opening 28 satisfy Expression (2).

補助型27の厚みdと円柱の厚みd1とは条件を対応させることで置き換えて考えることができる。
補助型27が式(2)を満足すれば、ボール形状の成形素材30を使って、成形品の光学機能面をできるだけ広い範囲で成形することができる。
The thickness d of the auxiliary mold 27 and the thickness d1 of the cylinder can be replaced by considering the conditions.
If the auxiliary mold 27 satisfies the formula (2), the ball-shaped molding material 30 can be used to mold the optical functional surface of the molded product in the widest possible range.

次に、ボール形状の成形素材30の体積Vmについて条件を整理する。
上型22の成形面22a、下型24の成形面24a、開口部28に囲まれた成形空間の体積をVcとする。
Next, conditions for the volume Vm of the ball-shaped molding material 30 are arranged.
Let Vc be the volume of the molding space surrounded by the molding surface 22a of the upper mold 22, the molding surface 24a of the lower mold 24, and the opening 28.

成形素材30が変形して成形空間を完全に充填する場合が理想状態になる。
しかしながら、成形温度下ではガラスの粘性が比較的高いため、変形を規制した部位では成形素材30の一部が補助型27の上部からはみ出しやすくなる。
The ideal state is when the molding material 30 is deformed to completely fill the molding space.
However, since the viscosity of the glass is relatively high at the molding temperature, a part of the molding material 30 is likely to protrude from the upper part of the auxiliary die 27 at the portion where the deformation is restricted.

成形後にはみ出した部分を削り落とす必要がないように、成形素材30は、式(3)を満足する範囲で、はみ出しが防止できる体積を管理する必要がある。
なお、本実施の形態において、成形された光学素子32の形状、ボール形状の成形素材30(あるいは光学素子)を構成するガラスの種類、製造工程の順序等については、上述の例示内容に限定されない。
It is necessary to manage the volume of the molding material 30 to prevent the protrusion within a range satisfying the expression (3) so that it is not necessary to scrape off the protruding portion after the molding.
In the present embodiment, the shape of the molded optical element 32, the type of glass constituting the ball-shaped molding material 30 (or the optical element), the order of the manufacturing process, and the like are not limited to the above-described examples. .

例えば、光学素子32における外形側面32cの形状は、補助型27の開口部28の断面に囲まれた略小判形状以外にも、円形の一端のみを切り欠いたDカット形状でも構わない。   For example, the shape of the outer side surface 32 c of the optical element 32 may be a D-cut shape in which only one end of a circle is cut out in addition to the substantially oval shape surrounded by the cross section of the opening 28 of the auxiliary die 27.

また、光学素子32の光学機能面32a,32bの形状及び非光学機能面32a’,32b’の形状は、要求される光学的性能や仕様に応じて変更可能である。
さらに、上型22及び下型24はそれぞれ単一部品で構成される場合を例として示したが、複数の別体部品を組み合わせて構成してもよい。
Further, the shape of the optical functional surfaces 32a and 32b and the shape of the non-optical functional surfaces 32a ′ and 32b ′ of the optical element 32 can be changed according to the required optical performance and specifications.
Furthermore, although the upper mold | type 22 and the lower mold | type 24 each showed as an example the case comprised with a single component, you may comprise it combining several separate components.

また、本実施の形態で例示した光学素子の製造工程では、組立工程、加熱工程、成形工程、冷却工程を組み合わせる例を示したが、自動組立装置と組み合わせれば、組立工程と加熱工程の順序を入れ替えることも可能であり、加熱工程後に組立工程を入れた順序で製造しても構わない。   Further, in the optical element manufacturing process exemplified in the present embodiment, an example in which an assembly process, a heating process, a molding process, and a cooling process are combined has been shown. However, when combined with an automatic assembly apparatus, the order of the assembly process and the heating process is shown. Can also be replaced, and they may be manufactured in the order in which the assembly process is performed after the heating process.

さらに、光学素子32に反射防止などの機能を付加する場合は、後工程で光学素子32の表面にコーティング処理を行ってもよい。
以上説明した本実施形態によれば、ガラス製の単一の成形素材30を使用し、非回転対称体の外形形状を有する光学素子32を得ることができる。また、ボール形状の成形素材30を使用しているため体積ばらつきを抑えやすく、不良品の発生を防止して、安定した品質の光学素子32を得ることができる。さらに、補助型27の変形規制部29に設定した条件範囲によって、光学素子32の光学機能面32a,32b、非光学機能面32a’,32b’、及び外形側面32cを同時にかつ高精度に成形することができる。
Furthermore, when a function such as antireflection is added to the optical element 32, the surface of the optical element 32 may be coated in a later step.
According to the present embodiment described above, an optical element 32 having a non-rotationally symmetric outer shape can be obtained by using a single molding material 30 made of glass. Further, since the ball-shaped molding material 30 is used, it is easy to suppress the volume variation, and it is possible to prevent the occurrence of defective products and obtain the optical element 32 with stable quality. Further, the optical functional surfaces 32a and 32b, the non-optical functional surfaces 32a ′ and 32b ′, and the outer side surface 32c of the optical element 32 are simultaneously and accurately molded according to the condition range set in the deformation restricting portion 29 of the auxiliary die 27. be able to.

[第2の実施の形態]
図10A〜図10Cは、第2の実施の形態を示す図である。なお、第1の実施形態と同一又は相当する部材には同一の符号を付して説明する。
[Second Embodiment]
10A to 10C are diagrams illustrating a second embodiment. In addition, the same code | symbol is attached | subjected and demonstrated to the member which is the same as that of 1st Embodiment, or is equivalent.

基本的な構成は第1の実施形態と同様である。
第1の実施形態との相違点は、変形規制部29の断面を矩形形状としたことである。
ボール形状の成形素材30の体積Vmについて下限値の条件を整理する。
The basic configuration is the same as that of the first embodiment.
The difference from the first embodiment is that the cross section of the deformation restricting portion 29 has a rectangular shape.
The conditions of the lower limit value for the volume Vm of the ball-shaped molding material 30 are arranged.

上型22の成形面22a、下型24の成形面24a、変形規制部29で囲まれた成形空間の体積をVcとし、その比をRV=Vm/Vcとする。
単純化して考えるため、変形規制部29の断面形状は、最小の辺の数を有する正三角形とする。
The volume of the molding space surrounded by the molding surface 22a of the upper mold 22, the molding surface 24a of the lower mold 24, and the deformation restricting portion 29 is Vc, and the ratio is RV = Vm / Vc.
For the sake of simplicity, the cross-sectional shape of the deformation restricting portion 29 is an equilateral triangle having the minimum number of sides.

図11において、断面が正三角形(辺の長さs)の三角柱と、三角柱に内接して同じ厚みをもつ円柱(半径r)との関係から、s=2√3rであるから、成形面を広く形成したときに外形側面部が形成できなくなる条件としての体積比RVの下限値を求める。   In FIG. 11, because of the relationship between a triangular prism having a regular triangle (side length s) and a cylinder (radius r) inscribed in the triangular prism and having the same thickness, s = 2√3r. The lower limit value of the volume ratio RV is obtained as a condition that the outer side surface portion cannot be formed when it is widely formed.

体積比RVは次のようになる。
RV ≧ π/(3√3) (≒0.6) ………式(6)
また、説明は省略するが、正方形の場合は体積比RVの下限値は約0.8となる。
The volume ratio RV is as follows.
RV ≧ π / (3√3) (≈0.6) Equation (6)
Moreover, although description is abbreviate | omitted, in the case of a square, the lower limit of volume ratio RV will be about 0.8.

さらに、成形後にはみ出した部分を削り落とす必要がないように、成形素材30は次の条件を満足する範囲で、はみ出しが防止できる体積を管理する必要がある。
RV ≦ 1 ………式(7)
体積比RVは両者の条件を合わせた次の関係を満足させることで、未充填あるいは過充填を予め防止することができる。
Furthermore, it is necessary to control the volume of the molding material 30 to prevent the protrusion within a range that satisfies the following conditions so that it is not necessary to scrape off the protruding portion after molding.
RV ≦ 1 ......... Formula (7)
The volume ratio RV can prevent unfilling or overfilling beforehand by satisfying the following relationship that combines both conditions.

0.6 ≦ RV ≦ 1 ………式(8)
本実施形態によれば、第1の実施形態と比較して、成形できる光学素子32の外形形状を多角形に広げることができる。
[第3の実施の形態]
図12A〜図12Cは、第3の実施の形態を示す図である。なお、第1の実施形態と同一又は相当する部材には同一の符号を付して説明する。
0.6 ≤ RV ≤ 1 ......... Formula (8)
According to this embodiment, as compared with the first embodiment, the outer shape of the optical element 32 that can be molded can be expanded into a polygon.
[Third Embodiment]
12A to 12C are diagrams illustrating a third embodiment. In addition, the same code | symbol is attached | subjected and demonstrated to the member which is the same as that of 1st Embodiment, or is equivalent.

基本的な内容は第1の実施形態と同様である。
第1の実施形態との相違点は変形規制部29の断面を正六角形としたことである。
本実施形態によれば、第1の実施形態と比較して、成形できる光学素子32の外形形状を正多角形に広げることができる。
The basic contents are the same as in the first embodiment.
The difference from the first embodiment is that the cross section of the deformation restricting portion 29 is a regular hexagon.
According to this embodiment, as compared with the first embodiment, the outer shape of the optical element 32 that can be molded can be expanded to a regular polygon.

また、第2の実施形態と比較して、開口部28の断面が正多角形であり、辺の数が増加することによって断面が円形状に近くなる。このため、光学素子32の外形形状を安定して成形できるという利点を有する。   Moreover, compared with 2nd Embodiment, the cross section of the opening part 28 is a regular polygon, and a cross section becomes close to a circular shape by the number of sides increasing. For this reason, it has the advantage that the external shape of the optical element 32 can be shape | molded stably.

光学素子の製造装置の部分概念を示す図である。It is a figure which shows the partial concept of the manufacturing apparatus of an optical element. 常温下での金型組立体の組み立て状態を示す図である。It is a figure which shows the assembly state of the metal mold assembly in normal temperature. 加熱下での成形後の状態を示す図である。It is a figure which shows the state after shaping | molding under a heating. 得られた光学素子の断面図である。It is sectional drawing of the obtained optical element. 図2AのIII−III線に沿う断面図である。It is sectional drawing which follows the III-III line of FIG. 2A. 図2BのIII−III線に沿う断面図である。It is sectional drawing which follows the III-III line of FIG. 2B. 光学素子の平面図である。It is a top view of an optical element. 補助型の平面図である。It is a top view of an auxiliary type. 同上の側面断面図である。It is side surface sectional drawing same as the above. 金型組立体の組み立て状態を示す図である。It is a figure which shows the assembly state of a metal mold assembly. 金型組立体の組み立て状態(補助型なし)を示す図である。It is a figure which shows the assembly state (without an auxiliary die) of a metal mold assembly. 円柱形状の成形品の外観図である。It is an external view of a cylindrical molded product. 樽状円柱形状の成形品の断面図である。It is sectional drawing of a molded article of a barrel-shaped column shape. 同上の拡大図である。It is an enlarged view same as the above. 開口部が矩形状の組立状態の断面図である。It is sectional drawing of the assembly state whose opening part is rectangular shape. 開口部が矩形状の成形後の状態の断面図である。It is sectional drawing of the state after shaping | molding whose opening part is rectangular shape. 成形品の平面図である。It is a top view of a molded product. 開口部が正三角形をなす実施例を示す図である。It is a figure which shows the Example whose opening part makes an equilateral triangle. 開口部が正六角形の組立状態の断面図である。It is sectional drawing of the assembly state whose opening part is a regular hexagon. 開口部が正六角形の成形後の状態の断面図である。It is sectional drawing of the state after an opening shape | molds a regular hexagon. 成形品の平面図である。It is a top view of a molded product.

符号の説明Explanation of symbols

10 光学素子の製造装置
12 上側プレート
14 下側プレート
15 基台
16 上側カートリッジヒータ
18 下側カートリッジヒータ
20 金型組立体
21 加圧装置
22 上型
22a 成形面
22b 平坦面
24 下型
24a 成形面
24b 平坦面
26 スリーブ
27 補助型
28 開口部
29 変形規制部
30 成形素材
31 中間成形品
32 光学素子
32a 光学機能面
32b 光学機能面
32a’ 非光学機能面
32b’ 非光学機能面
32c 外形側面
42 成形品
52 成形品
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Optical element manufacturing apparatus 12 Upper plate 14 Lower plate 15 Base 16 Upper cartridge heater 18 Lower cartridge heater 20 Mold assembly 21 Pressurizer 22 Upper mold 22a Molding surface 22b Flat surface 24 Lower mold 24a Molding surface 24b Flat surface 26 Sleeve 27 Auxiliary mold 28 Opening 29 Deformation restricting portion 30 Molding material 31 Intermediate molded product 32 Optical element 32a Optical functional surface 32b Optical functional surface 32a 'Non-optical functional surface 32b' Non-optical functional surface 32c External side surface 42 Molded product 52 Molded products

Claims (3)

加熱軟化させたガラス製の成形素材を上型、下型、及び補助型で成形して非回転対称体の光学素子を得る光学素子の製造方法において、
前記成形素材は単一の球形状を有しており、
前記上型と前記下型には夫々成形面が形成されており、
前記補助型には変形規制部が設けられており、当該変形規制部の断面は直線の辺、円弧の辺、又はこれらを組み合わせて接続された形状を有しており、
前記変形規制部の断面の重心から各辺までの垂線の長さは、垂線の最小長さLminと垂線の最大長さLmaxとの比をRL=Lmax/Lminとしたとき、
1 ≦ RL ≦ 1.3
を満足しており、
前記成形素材は、その体積Vmと成形完了時に前記上型と前記下型の各成形面、及び前記変形規制部で形成される空間内の体積Vcとの比をRV=Vm/Vcとしたとき、
0.6 ≦ RV ≦ 1
を満足しており、
前記成形素材を前記上型の成形面、前記下型の成形面、及び前記変形規制部で囲まれた空間に配置する工程と、
加熱軟化させた前記成形素材を、前記上型と前記下型で押圧しながら、前記上型の成形面、前記下型の成形面、及び前記変形規制部で囲まれた空間に充填した状態に成形する工程と、を有する
ことを特徴とする光学素子の製造方法。
In the method of manufacturing an optical element that obtains a non-rotationally symmetric optical element by molding a heat-softened glass molding material with an upper mold, a lower mold, and an auxiliary mold,
The molding material has a single spherical shape,
A molding surface is formed on each of the upper mold and the lower mold,
The auxiliary mold is provided with a deformation restricting portion, and the cross section of the deformation restricting portion has a shape connected by combining a straight side, an arc side, or a combination thereof,
The length of the perpendicular line from the center of gravity of the cross section of the deformation restricting portion to each side is defined as RL = Lmax / Lmin when the ratio of the minimum perpendicular length Lmin and the perpendicular maximum length Lmax is RL = Lmax / Lmin.
1 ≦ RL ≦ 1.3
Is satisfied,
The molding material has a ratio of the volume Vm and the volume Vc in the space formed by the molding surfaces of the upper mold and the lower mold and the deformation restricting portion when the molding is completed, and RV = Vm / Vc. ,
0.6 ≦ RV ≦ 1
Is satisfied,
Arranging the molding material in a space surrounded by the molding surface of the upper mold, the molding surface of the lower mold, and the deformation restricting portion;
While the heat-softened molding material is pressed with the upper mold and the lower mold, the space surrounded by the molding surface of the upper mold, the molding surface of the lower mold, and the deformation regulating portion is filled. A process for molding the optical element.
前記変形規制部の厚みをdとしたとき、前記断面の重心から各辺までの垂線の最小長さLminとの関係が
d ≦ 1.34×Lmin
を満足する
ことを特徴とする光学素子の製造方法。
When the thickness of the deformation restricting portion is d, the relationship with the minimum length Lmin of the perpendicular from the center of gravity of the cross section to each side is d ≦ 1.34 × Lmin.
An optical element manufacturing method characterized by satisfying:
前記変形規制部の断面が正多角形である
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の光学素子の製造方法。
The method of manufacturing an optical element according to claim 1, wherein a cross section of the deformation restricting portion is a regular polygon.
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JP4030136B2 (en) * 1995-06-09 2008-01-09 Hoya株式会社 Glass lens mold, method for manufacturing the same, and glass lens molding method
JPH11165323A (en) * 1997-09-30 1999-06-22 Hoya Corp Mold molding tool and its molding method
JP2003002671A (en) * 2001-06-21 2003-01-08 Nikon Corp Mold for molding glass optical element and method for producing optical element using the mold
JP4666677B2 (en) * 2005-03-29 2011-04-06 Hoya株式会社 Mold press mold and optical element manufacturing method
JP4448078B2 (en) * 2005-09-30 2010-04-07 Hoya株式会社 Method for producing glass preform, method for producing glass molded body, and method for producing optical element

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