JPH04317427A - 球面成形レンズ - Google Patents
球面成形レンズInfo
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- JPH04317427A JPH04317427A JP8507491A JP8507491A JPH04317427A JP H04317427 A JPH04317427 A JP H04317427A JP 8507491 A JP8507491 A JP 8507491A JP 8507491 A JP8507491 A JP 8507491A JP H04317427 A JPH04317427 A JP H04317427A
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- 230000008602 contraction Effects 0.000 claims abstract description 14
- 238000000465 moulding Methods 0.000 claims description 12
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 11
- 239000000463 material Substances 0.000 description 14
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 13
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 6
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 4
- 238000001444 catalytic combustion detection Methods 0.000 description 3
- 230000005489 elastic deformation Effects 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
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- 238000007517 polishing process Methods 0.000 description 2
- 229910052788 barium Inorganic materials 0.000 description 1
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B11/00—Pressing molten glass or performed glass reheated to equivalent low viscosity without blowing
- C03B11/06—Construction of plunger or mould
- C03B11/08—Construction of plunger or mould for making solid articles, e.g. lenses
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は光学機器に使用される球
面レンズを精密ガラス成形法により成形する球面レンズ
成形型と球面成形レンズに関するものである。
面レンズを精密ガラス成形法により成形する球面レンズ
成形型と球面成形レンズに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】球面レンズの加工は研磨工程からなる従
来からの技術ではあるが、近年ムービー等の小型軽量化
の競争においてレンズも小型軽量化を要求されつつある
。
来からの技術ではあるが、近年ムービー等の小型軽量化
の競争においてレンズも小型軽量化を要求されつつある
。
【０００３】現在では１／３インチＣＣＤ対応のレンズ
も出現しており小型軽量化が進んでいる。更には１／４
インチＣＣＤ対応のレンズについても各社では考えられ
ている段階にある。１／４インチＣＣＤ対応のレンズ小
型化の実用化が進むにつれ形状精度等の向上も要求され
るため研磨による加工技術だけでは対応が難しくなりつ
つある。
も出現しており小型軽量化が進んでいる。更には１／４
インチＣＣＤ対応のレンズについても各社では考えられ
ている段階にある。１／４インチＣＣＤ対応のレンズ小
型化の実用化が進むにつれ形状精度等の向上も要求され
るため研磨による加工技術だけでは対応が難しくなりつ
つある。
【０００４】更に１／４インチ対応のレンズ小型化が伴
うことによりチャック等の問題などから研磨加工法では
研磨が出来ないなど困難が予測できる。
うことによりチャック等の問題などから研磨加工法では
研磨が出来ないなど困難が予測できる。
【０００５】そこで光学レンズを研磨工程なく１度で成
形するために一発成形が試みられ実用段階にある。この
ような一発成形では、得ようとしているレンズに対応し
た成形型を製作して成形に用いればよい。
形するために一発成形が試みられ実用段階にある。この
ような一発成形では、得ようとしているレンズに対応し
た成形型を製作して成形に用いればよい。
【０００６】しかしながら成形時の加熱，冷却時におい
ては、成形型及び非成形素材であるガラス素材が夫々材
料の熱特性に応じて膨脹，収縮が起こる。一般的にガラ
ス素材は、使用される成形型より熱膨脹係数が大きく収
縮量も大きいため、通常成形型は室温時に必要なレンズ
形状が光学有効面に転写されるように製作される。
ては、成形型及び非成形素材であるガラス素材が夫々材
料の熱特性に応じて膨脹，収縮が起こる。一般的にガラ
ス素材は、使用される成形型より熱膨脹係数が大きく収
縮量も大きいため、通常成形型は室温時に必要なレンズ
形状が光学有効面に転写されるように製作される。
【０００７】しかしながら成形型の光学機能面に形成し
た球面形状の加工範囲と成形後レンズの転写範囲の関係
については公知例を見ない。
た球面形状の加工範囲と成形後レンズの転写範囲の関係
については公知例を見ない。
【０００８】図２は従来の金型を用いて高温時において
レンズが成形された直後の状態を示し、成形型の構成は
上型１１，下型１２，胴型１３によって構成される。
レンズが成形された直後の状態を示し、成形型の構成は
上型１１，下型１２，胴型１３によって構成される。
【０００９】上型１１，下型１２のレンズ機能面には球
面形状１４が形成されている。胴型１３はこれらの上型
１１，下型１２を軸芯を一致させて摺動自在に保持する
ものである。成形されたレンズ１５は図２のＡに示すレ
ンズ有効径より充分外周方向にはみ出して転写が行われ
ている。この状態で成形されたレンズ１５を冷却しても
レンズ有効径Ａからのはみ出し量が多いため、レンズ１
５の収縮量が大きくても所望のレンズ有効径Ａまで転写
することができる。
面形状１４が形成されている。胴型１３はこれらの上型
１１，下型１２を軸芯を一致させて摺動自在に保持する
ものである。成形されたレンズ１５は図２のＡに示すレ
ンズ有効径より充分外周方向にはみ出して転写が行われ
ている。この状態で成形されたレンズ１５を冷却しても
レンズ有効径Ａからのはみ出し量が多いため、レンズ１
５の収縮量が大きくても所望のレンズ有効径Ａまで転写
することができる。
【００１０】レンズ有効径Ａの外側まで充分な転写を行
うことにより所望の性能のレンズをより安定に成形する
ことができる。即ち十分な転写を行う条件として、図中
Ａで示すレンズ有効径から頂点１６まで転写余剰分Ｂを
いかに大きくすることによって決定される。又充填され
るガラス素材を正確に計量することも転写を確実にする
１つの条件となっている。
うことにより所望の性能のレンズをより安定に成形する
ことができる。即ち十分な転写を行う条件として、図中
Ａで示すレンズ有効径から頂点１６まで転写余剰分Ｂを
いかに大きくすることによって決定される。又充填され
るガラス素材を正確に計量することも転写を確実にする
１つの条件となっている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら図２にお
いて転写余剰分Ｂをより大きくするにも限界があり、以
下のような問題点があった。
いて転写余剰分Ｂをより大きくするにも限界があり、以
下のような問題点があった。
【００１２】第１に必要以上に転写余剰分を大きくすれ
ば上型１１，下型１２の対向する平坦な部分同士が接触
して所望のレンズ厚が得られなくなる。
ば上型１１，下型１２の対向する平坦な部分同士が接触
して所望のレンズ厚が得られなくなる。
【００１３】第２に加工径が大きくなれば成形型の加工
時に工具摩耗等により所望のレンズ面形状が得られにく
い。及び加工後のポリシング時においては、形状精度出
しのため必要以上の工数がかかりロスも大きい。
時に工具摩耗等により所望のレンズ面形状が得られにく
い。及び加工後のポリシング時においては、形状精度出
しのため必要以上の工数がかかりロスも大きい。
【００１４】第３に転写余剰部を大きくすれば成形型及
び胴型の外形が大きくなり、従って全体の熱容量が増す
ため成形型の昇温，冷却時に時間がかかる。
び胴型の外形が大きくなり、従って全体の熱容量が増す
ため成形型の昇温，冷却時に時間がかかる。
【００１５】本発明はこのような従来の成形型によって
製造されるレンズの問題点に鑑みてなされたものであっ
て、所望のレンズ厚を得ると共に成形型の球面加工径を
必要最小限とし、成形型の所望のレンズ面形状を得ると
共に成形型全体の熱容量を少なくしてレンズ成形の効率
を高めることを技術的課題とする。
製造されるレンズの問題点に鑑みてなされたものであっ
て、所望のレンズ厚を得ると共に成形型の球面加工径を
必要最小限とし、成形型の所望のレンズ面形状を得ると
共に成形型全体の熱容量を少なくしてレンズ成形の効率
を高めることを技術的課題とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】本発明は一対の成形型の
軸芯を合致させて上下方向に摺動させる胴型とを有し、
成形型の球面加工径を実質的にレンズの光学有効径＋加
熱温度から常温までのレンズ収縮長さ−加熱温度から常
温までの成形型収縮長さの関係としたことを特徴とする
球面レンズ成形型によって製造される球面成形レンズで
ある。
軸芯を合致させて上下方向に摺動させる胴型とを有し、
成形型の球面加工径を実質的にレンズの光学有効径＋加
熱温度から常温までのレンズ収縮長さ−加熱温度から常
温までの成形型収縮長さの関係としたことを特徴とする
球面レンズ成形型によって製造される球面成形レンズで
ある。
【００１７】
【作用】このような特徴を有する本発明によれば、成形
型の球面加工径を光学有効径＋加熱温度から常温までの
レンズ収縮長さ−加熱温度から常温までの成形型収縮長
さとしたことにより、これらの成形型の全体を加熱して
ガラス素材を一対の成形時に充填し押圧成形すると、常
温となればレンズと成形型の収縮量の差によって成形さ
れるレンズに所望の光学有効径を得るようにしている。
型の球面加工径を光学有効径＋加熱温度から常温までの
レンズ収縮長さ−加熱温度から常温までの成形型収縮長
さとしたことにより、これらの成形型の全体を加熱して
ガラス素材を一対の成形時に充填し押圧成形すると、常
温となればレンズと成形型の収縮量の差によって成形さ
れるレンズに所望の光学有効径を得るようにしている。
【００１８】
【実施例】以下、本発明の一実施例について図面を用い
て説明する。
て説明する。
【００１９】図１は本発明の一実施例によるレンズとそ
のレンズを製造するために用いられる成形型の構成を示
す概略図である。本実施例においても上型１と下型２と
は相対向する面に夫々球面形状３が成形されている。
のレンズを製造するために用いられる成形型の構成を示
す概略図である。本実施例においても上型１と下型２と
は相対向する面に夫々球面形状３が成形されている。
【００２０】上型１，下型２はその軸に沿って上下に胴
型４によって摺動自在に保持されることは、前述した従
来例と同様である。さて本実施例において上型１，下型
２と成形されたレンズ５との熱膨脹及び収縮の関係につ
いて、以下に詳細に説明する。図１においては所望の光
学有効面と同一径に加工された上型１，下型２の球面形
状加工径をＣで示している。Ｃは上型１，下型２の常温
での金型光学有効範囲である。この金型光学有効径Ｃは
成形型の加熱により成形型素材の熱膨脹係数に応じて膨
脹する。図中のＤは高温での金型光学有効面の径を示し
ており、高温下では金型光学有効径Ｄは常温の有効径Ｃ
よりも大きくなる。一方ガラス素材は成形型の熱膨脹係
数よりも一般的に大きく、特にガラス素材が軟化する温
度領域においては急激な膨脹及び収縮を示す。従って変
形が開始したガラス素材は、高温でのレンズ光学有効径
Ｅまで転写が行われ所望のレンズ形状が得られる。ここ
で高温でのレンズ光学有効径Ｅは、変形が完了したレン
ズが冷却され高温に至るまでに収縮する量だけあらかじ
め大きく見積もる必要がある。そこで本発明ではレンズ
及び成形型の収縮量を正しく把握しておくことによって
常温における型の最適な球面形状の加工範囲を定めるよ
うにしている。即ち常温での金型光学有効面は、所望の
レンズの光学有効面＋レンズ収縮量−成形型収縮量とす
る。
型４によって摺動自在に保持されることは、前述した従
来例と同様である。さて本実施例において上型１，下型
２と成形されたレンズ５との熱膨脹及び収縮の関係につ
いて、以下に詳細に説明する。図１においては所望の光
学有効面と同一径に加工された上型１，下型２の球面形
状加工径をＣで示している。Ｃは上型１，下型２の常温
での金型光学有効範囲である。この金型光学有効径Ｃは
成形型の加熱により成形型素材の熱膨脹係数に応じて膨
脹する。図中のＤは高温での金型光学有効面の径を示し
ており、高温下では金型光学有効径Ｄは常温の有効径Ｃ
よりも大きくなる。一方ガラス素材は成形型の熱膨脹係
数よりも一般的に大きく、特にガラス素材が軟化する温
度領域においては急激な膨脹及び収縮を示す。従って変
形が開始したガラス素材は、高温でのレンズ光学有効径
Ｅまで転写が行われ所望のレンズ形状が得られる。ここ
で高温でのレンズ光学有効径Ｅは、変形が完了したレン
ズが冷却され高温に至るまでに収縮する量だけあらかじ
め大きく見積もる必要がある。そこで本発明ではレンズ
及び成形型の収縮量を正しく把握しておくことによって
常温における型の最適な球面形状の加工範囲を定めるよ
うにしている。即ち常温での金型光学有効面は、所望の
レンズの光学有効面＋レンズ収縮量−成形型収縮量とす
る。
【００２１】次に本実施例による成形型及びガラス素材
の熱特性とレンズ形状の関係について説明する。ここで
金型の熱膨脹係数を６０×１０−７、ガラス素材の室温
（２０℃）から弾性変形領域（２０〜５３０℃）までの
熱膨脹係数を９３×１０−７、弾性変形領域から塑性変
形領域（５３０℃〜５８０℃）の熱膨脹係数を２４４１
×１０−７とする。こうして急激な膨脹及び収縮する箇
所を計算で求める。例えば所望レンズの光学有効径φを
１０．１０とし、常温での金型有効径Ｃを成形型の５８
０℃までの加熱によって０．０３ｍｍ、即ちＤの径まで
膨脹するものとする。一方ガラス素材が軟化する温度領
域ではガラス素材の径は１０．１０から０．１７ｍｍ膨
脹し、高温でのレンズ有効径Ｅとなる。従って常温での
金型光学有効径を得ようとすればその球面加工範囲は（
φ１０．１０）＋（０．１７−０．０３４）＝１０．２
３６の径となる。ここでガラス素材は例えばホウケイ酸
バリウム系で生成され、芯取り後のレンズ系をφ１１．
３、レンズの肉圧を４．３７ｍｍとする両凸レンズを製
造することができた。
の熱特性とレンズ形状の関係について説明する。ここで
金型の熱膨脹係数を６０×１０−７、ガラス素材の室温
（２０℃）から弾性変形領域（２０〜５３０℃）までの
熱膨脹係数を９３×１０−７、弾性変形領域から塑性変
形領域（５３０℃〜５８０℃）の熱膨脹係数を２４４１
×１０−７とする。こうして急激な膨脹及び収縮する箇
所を計算で求める。例えば所望レンズの光学有効径φを
１０．１０とし、常温での金型有効径Ｃを成形型の５８
０℃までの加熱によって０．０３ｍｍ、即ちＤの径まで
膨脹するものとする。一方ガラス素材が軟化する温度領
域ではガラス素材の径は１０．１０から０．１７ｍｍ膨
脹し、高温でのレンズ有効径Ｅとなる。従って常温での
金型光学有効径を得ようとすればその球面加工範囲は（
φ１０．１０）＋（０．１７−０．０３４）＝１０．２
３６の径となる。ここでガラス素材は例えばホウケイ酸
バリウム系で生成され、芯取り後のレンズ系をφ１１．
３、レンズの肉圧を４．３７ｍｍとする両凸レンズを製
造することができた。
【００２２】このように常温で金型光学有効径の球面加
工をした金型において成形した球面レンズは確実に所望
レンズの光学有効径を得ることができる。
工をした金型において成形した球面レンズは確実に所望
レンズの光学有効径を得ることができる。
【００２３】
【発明の効果】以上詳細に説明したように本発明によれ
ば、上述した定義から所望の光学有効径の球面加工を行
うことによって如何なる成形手段としても、所望のレン
ズの光学有効径を確保することができた。
ば、上述した定義から所望の光学有効径の球面加工を行
うことによって如何なる成形手段としても、所望のレン
ズの光学有効径を確保することができた。
【００２４】又球面加工範囲を必要最小限とすることが
でき、成形型全体の熱容量を 小さくして成形の効率を
高めることが可能である。又加工作業においても球面加
工範囲と加工後のポリシング範囲などが明確に把握でき
るため、効率良く球面加工を行うことが可能となる。
でき、成形型全体の熱容量を 小さくして成形の効率を
高めることが可能である。又加工作業においても球面加
工範囲と加工後のポリシング範囲などが明確に把握でき
るため、効率良く球面加工を行うことが可能となる。
【図１】本発明の一実施例による球面成形レンズと、球
面レンズ成形型の構成を示す断面図
面レンズ成形型の構成を示す断面図
【図２】従来の球面成形レンズと、球面レンズ成形型の
構成を示す断面図
構成を示す断面図
１ 上型
２ 下型
３ 球面形状
４ 胴型
５ レンズ
Ｃ 常温での金型光学有効径
Ｄ 高温での金型光学有効径
Ｅ 高温でのレンズ光学有効径
Claims (2)
- 【請求項１】 光学機能面が球面形状を有する一対の
成形型と、前記一対の成形型の軸芯を合致させて上下方
向に摺動させる胴型とを有する球面レンズ成形型であっ
て、前記成形型の球面加工径を実質的にレンズの光学有
効径＋加熱温度から常温までのレンズ収縮長さ−加熱温
度から常温までの成形型収縮長さの関係としたことを特
徴とする球面レンズ成形型。 - 【請求項２】 成形型の球面加工径を実質的にレンズ
の光学有効径＋加熱温度から常温までのレンズ収縮長さ
−加熱温度から常温までの成形型収縮長さの関係とした
ことを特徴とする球面レンズ成形型によって製造される
球面成形レンズ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8507491A JPH04317427A (ja) | 1991-04-17 | 1991-04-17 | 球面成形レンズ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8507491A JPH04317427A (ja) | 1991-04-17 | 1991-04-17 | 球面成形レンズ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04317427A true JPH04317427A (ja) | 1992-11-09 |
Family
ID=13848474
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8507491A Pending JPH04317427A (ja) | 1991-04-17 | 1991-04-17 | 球面成形レンズ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04317427A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0620200A1 (en) * | 1993-03-08 | 1994-10-19 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Method of molding optical articles |
| US6832495B2 (en) * | 2000-06-01 | 2004-12-21 | Konica Corporation | Molding die |
| US7065985B2 (en) * | 2001-09-27 | 2006-06-27 | Fujinon Corporation | Molding die for optical element with lens-barrel |
| US7305854B2 (en) * | 2001-01-29 | 2007-12-11 | Hoya Corporation | Methods for producing substrate blank |
-
1991
- 1991-04-17 JP JP8507491A patent/JPH04317427A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0620200A1 (en) * | 1993-03-08 | 1994-10-19 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Method of molding optical articles |
| US6832495B2 (en) * | 2000-06-01 | 2004-12-21 | Konica Corporation | Molding die |
| US7305854B2 (en) * | 2001-01-29 | 2007-12-11 | Hoya Corporation | Methods for producing substrate blank |
| US7845192B2 (en) | 2001-01-29 | 2010-12-07 | Hoya Corporation | Methods for producing substrate blank |
| US7065985B2 (en) * | 2001-09-27 | 2006-06-27 | Fujinon Corporation | Molding die for optical element with lens-barrel |
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