JPH05163026A - 光学素子成形用ガラス素材およびその製造方法 - Google Patents
光学素子成形用ガラス素材およびその製造方法Info
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- JPH05163026A JPH05163026A JP32873391A JP32873391A JPH05163026A JP H05163026 A JPH05163026 A JP H05163026A JP 32873391 A JP32873391 A JP 32873391A JP 32873391 A JP32873391 A JP 32873391A JP H05163026 A JPH05163026 A JP H05163026A
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- glass material
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- 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
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B2215/00—Press-moulding glass
- C03B2215/65—Means for releasing gas trapped between glass and press die
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- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Re-Forming, After-Treatment, Cutting And Transporting Of Glass Products (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は光学素子成形用ガラス素材および製
造方法に関するもので、安価な円柱状のガラス素材を化
学的エッチング、熱的加工でエア抜けしやすい素材に製
造することを目的とする。 【構成】 光学素子成形用の円柱状ガラス素材で、円柱
側面部に切り欠き加工５ａ〜５ｅを施し、成形時金型と
の密閉空間を無くすように構成される。
造方法に関するもので、安価な円柱状のガラス素材を化
学的エッチング、熱的加工でエア抜けしやすい素材に製
造することを目的とする。 【構成】 光学素子成形用の円柱状ガラス素材で、円柱
側面部に切り欠き加工５ａ〜５ｅを施し、成形時金型と
の密閉空間を無くすように構成される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光学機器に使用される
レンズやプリズム等の光学ガラス素子に用いられる光学
素子成形用ガラス素材とその製造方法に関するものであ
る。
レンズやプリズム等の光学ガラス素子に用いられる光学
素子成形用ガラス素材とその製造方法に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】近年、光学レンズを研磨工程なしの一発
成形により、形成する試みが多くなされ、現在各社では
量産段階にある。ガラス素材を溶融状態から型に流しこ
み加圧成形する方法が最も能率的であるが冷却時のガラ
スの収縮を制御することが難しく、精密なレンズ成形に
は適さない。従って、ガラス素材を一定の形状に予備加
工して、これを型の間に供給し、加熱、押圧成形するの
が一般的な方法であり、例えば特開昭５８−８４１３４
号公報において開示されている。
成形により、形成する試みが多くなされ、現在各社では
量産段階にある。ガラス素材を溶融状態から型に流しこ
み加圧成形する方法が最も能率的であるが冷却時のガラ
スの収縮を制御することが難しく、精密なレンズ成形に
は適さない。従って、ガラス素材を一定の形状に予備加
工して、これを型の間に供給し、加熱、押圧成形するの
が一般的な方法であり、例えば特開昭５８−８４１３４
号公報において開示されている。
【０００３】このような方法で精密なレンズを１回の成
形で作製する場合、成形に用いるガラス素材は可能な限
り所望のレンズ形状に近い形状に予備加工することが必
要である。
形で作製する場合、成形に用いるガラス素材は可能な限
り所望のレンズ形状に近い形状に予備加工することが必
要である。
【０００４】また、特開昭６０ー９７１６号公報に開示
されているように、滑らかな表面を持つレンズを得るた
めに、ガラス素材の表面粗度を厳しく制御する予備加工
をしてガラス素材の成形面を滑らかにすることも重要で
ある。
されているように、滑らかな表面を持つレンズを得るた
めに、ガラス素材の表面粗度を厳しく制御する予備加工
をしてガラス素材の成形面を滑らかにすることも重要で
ある。
【０００５】光学素子成形用素材の形状は、できるかぎ
り簡単な形状が製造工程あるいは材料の加工コストの面
でも望ましく、例えば図５に示されるようなセンタレス
加工で所定の硝材外径に加工した棒材を所定の幅で切断
した円柱体のものがある。
り簡単な形状が製造工程あるいは材料の加工コストの面
でも望ましく、例えば図５に示されるようなセンタレス
加工で所定の硝材外径に加工した棒材を所定の幅で切断
した円柱体のものがある。
【０００６】しかしこの様な素材を用いて成形すると、
図６に示すように材料の角部が先に変形し上型１０と下
型１１と接触する部分１２がなじんでしまい、密閉空間
１３ができる。一旦密閉空間ができると成形完了時まで
密閉空間が存在し、型の加工面が素材に十分転写されず
不良レンズとなる。こういった未転写不良を防止する従
来の方法について図７を用いて説明する。
図６に示すように材料の角部が先に変形し上型１０と下
型１１と接触する部分１２がなじんでしまい、密閉空間
１３ができる。一旦密閉空間ができると成形完了時まで
密閉空間が存在し、型の加工面が素材に十分転写されず
不良レンズとなる。こういった未転写不良を防止する従
来の方法について図７を用いて説明する。
【０００７】下型１１は加熱ベース１４に固定されてお
り、上型１０は加熱ベース１５を介してピストン棒１６
に取り付けられている。光学素子用素材１は上下加熱ヒ
ータ１４、１５より成形温度まで加熱される。所望の成
形温度に達した時点で上型１０が油圧シリンダよって下
降し、素材と接触する。
り、上型１０は加熱ベース１５を介してピストン棒１６
に取り付けられている。光学素子用素材１は上下加熱ヒ
ータ１４、１５より成形温度まで加熱される。所望の成
形温度に達した時点で上型１０が油圧シリンダよって下
降し、素材と接触する。
【０００８】その後、上型が上下に振動加圧するが、例
えばサーボパルサを使ってこれを実行する。振動加圧は
例えば全加圧ストロークの９割まで行い、残りの１割を
一定加圧で成形する。全加圧ストロークに達したところ
で通電をやめ、所望の温度に降温したところで型を開き
冷却後レンズを取り出す。
えばサーボパルサを使ってこれを実行する。振動加圧は
例えば全加圧ストロークの９割まで行い、残りの１割を
一定加圧で成形する。全加圧ストロークに達したところ
で通電をやめ、所望の温度に降温したところで型を開き
冷却後レンズを取り出す。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかしこの様な光学素
子成形用素材を用いて成形する場合、型内に光学素子成
形用素材を投入する際に型と接触する角部にクラックが
入ったり、割れたりするといった現象が発生する。こう
いった状態で成形すると、破損した素材が型を傷つけた
り、成形された光学素子の表面に破損した素材が残った
ままであるために形状精度不良、あるいは外観不良とな
ることが多かった。
子成形用素材を用いて成形する場合、型内に光学素子成
形用素材を投入する際に型と接触する角部にクラックが
入ったり、割れたりするといった現象が発生する。こう
いった状態で成形すると、破損した素材が型を傷つけた
り、成形された光学素子の表面に破損した素材が残った
ままであるために形状精度不良、あるいは外観不良とな
ることが多かった。
【００１０】又、光学素子成形用素材の側面はセンタレ
ス加工面であるため表面粗さが大きく、光学素子の光学
有効面の一部分の表面粗さが悪くなるために透過率が劣
化するといった課題があった。
ス加工面であるため表面粗さが大きく、光学素子の光学
有効面の一部分の表面粗さが悪くなるために透過率が劣
化するといった課題があった。
【００１１】さらに、上記の成形方法で製造された光学
素子は、光学素子の型面の形状を決定する上型が、成形
途中に於て光学素子と密着、型離れを繰り返すために空
気を巻き込み、成形途中の素材に気泡がたまるという問
題があった。
素子は、光学素子の型面の形状を決定する上型が、成形
途中に於て光学素子と密着、型離れを繰り返すために空
気を巻き込み、成形途中の素材に気泡がたまるという問
題があった。
【００１２】又、上記上型の振動加圧中においては下型
との位置合わせが非常に困難であり、光学素子の両面の
傾きを設計較差内におさめることが非常に難しかった。
との位置合わせが非常に困難であり、光学素子の両面の
傾きを設計較差内におさめることが非常に難しかった。
【００１３】又、上型が振動加圧を繰り返すために温度
分布が不均一になり易く、光学素子内部にも温度分布が
発生する。その結果光学素子にヒケが発生し、光学性能
を満たすことができなくなるといった問題点があった。
分布が不均一になり易く、光学素子内部にも温度分布が
発生する。その結果光学素子にヒケが発生し、光学性能
を満たすことができなくなるといった問題点があった。
【００１４】また、ガラス素材の形状を最終製品に近似
させたガラスプリフォームを用いると、予備加工が困難
でコストが高くなるという問題点も有する。
させたガラスプリフォームを用いると、予備加工が困難
でコストが高くなるという問題点も有する。
【００１５】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明の光学素子成形用のガラス素材は、円柱形状の
一部に凹部を設け、押圧型との間に閉ざされた空間部が
生じないようにする。
に本発明の光学素子成形用のガラス素材は、円柱形状の
一部に凹部を設け、押圧型との間に閉ざされた空間部が
生じないようにする。
【００１６】また、この凹部を形成するのに化学的エッ
チングや熱的加工を施す。
チングや熱的加工を施す。
【００１７】
【作用】本発明の光学素子成形用のガラス素材は、円柱
形状の側面部に切り欠き加工をすることにより、ガラス
素材と押圧型との間に閉ざされた空間がなくなり、成形
時、この切り欠き部からエア抜けが行われ、所望の光学
的性能を有するガラスレンズが成形される。
形状の側面部に切り欠き加工をすることにより、ガラス
素材と押圧型との間に閉ざされた空間がなくなり、成形
時、この切り欠き部からエア抜けが行われ、所望の光学
的性能を有するガラスレンズが成形される。
【００１８】また、化学的エッチングや熱的加工を行う
ことで局部的にみて、凹部が生じ、エア抜けの起きやす
い状態になる。
ことで局部的にみて、凹部が生じ、エア抜けの起きやす
い状態になる。
【００１９】前記ガラス素材を光学素子として成形する
と所望の光学的性能が得られる。
と所望の光学的性能が得られる。
【００２０】
【実施例】以下本発明の光学素子成形用ガラス素材およ
び製造方法の一実施例について図１〜図４の図面を参照
しながら詳細に説明する。
び製造方法の一実施例について図１〜図４の図面を参照
しながら詳細に説明する。
【００２１】（実施例１）図１において、１は以下の本
実施例で用いる光学素子成形用のガラス素材であり、３
は平坦部（端部）、４は円筒側面部で、２が前記端部と
側面部との角部である。
実施例で用いる光学素子成形用のガラス素材であり、３
は平坦部（端部）、４は円筒側面部で、２が前記端部と
側面部との角部である。
【００２２】図２（ａ）、（ｂ）は図１の光学ガラス素
材を用いて製造された光学素子成形用ガラス素材であ
る。図２（ａ）は図１の光学ガラス素材の平面部に切り
欠き加工を施したもので、５ａ〜５ｄはその端面を示
す。図２（ｂ）は図１の側面部にスリット加工を行った
もので５ｅと５ｆは加工された溝である。また、素材は
光学ガラスＳＦ８で、形状は直径が６ｍｍ、高さが１０
ｍｍ、平面部の表面粗さは０．１μｍ、円筒部の表面粗
さは１μｍである。
材を用いて製造された光学素子成形用ガラス素材であ
る。図２（ａ）は図１の光学ガラス素材の平面部に切り
欠き加工を施したもので、５ａ〜５ｄはその端面を示
す。図２（ｂ）は図１の側面部にスリット加工を行った
もので５ｅと５ｆは加工された溝である。また、素材は
光学ガラスＳＦ８で、形状は直径が６ｍｍ、高さが１０
ｍｍ、平面部の表面粗さは０．１μｍ、円筒部の表面粗
さは１μｍである。
【００２３】図３は上記素材を光学素子成形型内に配置
し、成形するときの成形状態断面図で、切り欠き加工さ
れたガラス素材６と上型７、下型８との間に存在する９
ａ、９ｂのエアが加熱成形時に切り欠き部を介して抜け
ることを示す。
し、成形するときの成形状態断面図で、切り欠き加工さ
れたガラス素材６と上型７、下型８との間に存在する９
ａ、９ｂのエアが加熱成形時に切り欠き部を介して抜け
ることを示す。
【００２４】実際に、５３０℃の成形温度でレンズ成形
を行うと、空間部のエアは完全に抜けていた。
を行うと、空間部のエアは完全に抜けていた。
【００２５】また、精密な光学面にエッジ処理部が回り
込む可能性がある時、その部分にＲ加工を施すことによ
り良好な面が得られる。
込む可能性がある時、その部分にＲ加工を施すことによ
り良好な面が得られる。
【００２６】（実施例２）素材はランタン系のガラスを
用い、形状は直径が８ｍｍ、高さ４ｍｍ、平面部の表面
粗さは０．０６μｍ、側面の表面粗さは１μｍである。
図４に示すエッジ部２Ａは、図１の円柱状ガラス素材を
化学的エッチングを行うことにより形成される。
用い、形状は直径が８ｍｍ、高さ４ｍｍ、平面部の表面
粗さは０．０６μｍ、側面の表面粗さは１μｍである。
図４に示すエッジ部２Ａは、図１の円柱状ガラス素材を
化学的エッチングを行うことにより形成される。
【００２７】本実施例では、フッ酸、硫酸、水を１：
２：１（体積比）の割合で混合液を作製し、液温が３０
℃になった時点でエッチングを開始する。エッチング液
への浸漬方法は角部の部分のみでも構わないが本実施例
では光学ガラス素材の全体を浸漬させた。浸漬時間は１
０秒一定で浸漬回数を増やし、３分〜４分で流水洗浄行
い、光学素子成形用のガラス素材として用いる。
２：１（体積比）の割合で混合液を作製し、液温が３０
℃になった時点でエッチングを開始する。エッチング液
への浸漬方法は角部の部分のみでも構わないが本実施例
では光学ガラス素材の全体を浸漬させた。浸漬時間は１
０秒一定で浸漬回数を増やし、３分〜４分で流水洗浄行
い、光学素子成形用のガラス素材として用いる。
【００２８】その後、光学素子成形用金型内に、上記ガ
ラス素材を配し、成形温度５７０℃まで予熱を行い、２
００ｋｇｆ／ｍｍ2で押圧し、５２０℃付近まで除冷し
た後、金型開放し、冷却、取り出しを行う。光学的性能
を満たすべく球面収差で３／λ以下のレンズが成形でき
た。
ラス素材を配し、成形温度５７０℃まで予熱を行い、２
００ｋｇｆ／ｍｍ2で押圧し、５２０℃付近まで除冷し
た後、金型開放し、冷却、取り出しを行う。光学的性能
を満たすべく球面収差で３／λ以下のレンズが成形でき
た。
【００２９】上記実施例では化学的エッチングを用いて
ガラス素材エッジ部の加工を行ったが、電気炉の輻射熱
による熱加工法により角部を加工することも可能である
（図省略）。
ガラス素材エッジ部の加工を行ったが、電気炉の輻射熱
による熱加工法により角部を加工することも可能である
（図省略）。
【００３０】
【発明の効果】本発明によれば、光学素子の成形に用い
られるガラス素材を安価な装置で製造でき、従来の研磨
法によるガラス素材に比べてはるかに安く製造できるこ
とより、工業的価値の極めて高いガラス素材とその製造
方法を提供する。
られるガラス素材を安価な装置で製造でき、従来の研磨
法によるガラス素材に比べてはるかに安く製造できるこ
とより、工業的価値の極めて高いガラス素材とその製造
方法を提供する。
【００３１】さらに、そのガラス素材を成形すること
で、所望の光学的性能を有した光学面が得られやすく、
従来の成形工法を用いて成形できることから、ひいては
光学素子の生産性の向上と製造コストの低減に著しい効
果がある。
で、所望の光学的性能を有した光学面が得られやすく、
従来の成形工法を用いて成形できることから、ひいては
光学素子の生産性の向上と製造コストの低減に著しい効
果がある。
【図１】本発明の一実施例の光学素子成形用ガラス素材
を示す斜視図
を示す斜視図
【図２】本発明の切り欠き加工を施した光学素子成形用
ガラス素材の斜視図
ガラス素材の斜視図
【図３】本発明の一実施例の光学素子成形用ガラス素材
を用いた成形時の状態断面図
を用いた成形時の状態断面図
【図４】本発明の一実施例のエッチング加工を施した光
学素子成形用ガラス素材の斜視図
学素子成形用ガラス素材の斜視図
【図５】従来の光学素子成形用ガラス素材の斜視図
【図６】従来の成形時の状態を示す状態断面図
【図７】従来の成形型と素材の成形時の状態を示す状態
断面図
断面図
１ 光学素子成形用ガラス素材 ２ 角部 ３ 平坦部 ４ 側面部 ５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ、５ｅ、５ｆ 切り欠き加工部 ６ 光学素子成形用ガラス素材中央断面 ７ 上型 ８ 下型 ９ａ、９ｂ エア １０ 上型 １１ 下型 １２ 上型 １３ 密閉エア １４ 下加熱ベース １５ 上加熱ベース １６ 連結棒
Claims (7)
- 【請求項１】胴型の軸状に勘合する一対の押圧型を有す
る成形型で、成形素材を成形型内に配し、ガラス軟化点
以上に加熱、押圧成形する方法において、円柱形状であ
り、押圧型と接する部分に閉ざされた空間が生じないよ
う一部に凹部を設けたことを特徴とする光学素子成形用
ガラス素材。 - 【請求項２】凹部は、光学素子成形後光学面に光学的性
能を損なうことのないよう、成形後光学的有効径に回り
込まない部分の側面を一部切り欠き加工することを特徴
とする請求項１記載の光学素子成形用ガラス素材。 - 【請求項３】凹部は、光学素子成形後光学面に光学的性
能を損なうことのないよう端面と側面との角部にＲ加工
を施すことを特徴とする請求項１記載の光学素子成形用
ガラス素材。 - 【請求項４】円柱状の光学素子成形用素材において、化
学的エッチングまたは熱的加工を施し、端面および側面
の境界部に局部的な凹部を設けることを特徴とする光学
素子成形用ガラス素材の製造方法。 - 【請求項５】円柱状の光学素子成形用素材において、化
学的エッチングを施し、端面および側面の十点平均粗さ
で０．１Ｓ以下の面に加工することを特徴とする請求項
４記載の光学素子成形用ガラス素材の製造方法。 - 【請求項６】化学的エッチングはフッ酸、硫酸を含む溶
液で行うことを特徴とする請求項４の光学素子成形用ガ
ラス素材の製造方法。 - 【請求項７】円柱状の光学素子成形用素材において、熱
的加工を施し、端面および側面の十点平均粗さで０．１
Ｓ以下の面に加工することを特徴とする請求項４の光学
素子成形用ガラス素材の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32873391A JPH05163026A (ja) | 1991-12-12 | 1991-12-12 | 光学素子成形用ガラス素材およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32873391A JPH05163026A (ja) | 1991-12-12 | 1991-12-12 | 光学素子成形用ガラス素材およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05163026A true JPH05163026A (ja) | 1993-06-29 |
Family
ID=18213571
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32873391A Pending JPH05163026A (ja) | 1991-12-12 | 1991-12-12 | 光学素子成形用ガラス素材およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05163026A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6334973B1 (en) | 1999-10-01 | 2002-01-01 | Hoya Corporation | Method of producing molded article |
| JP2006327884A (ja) * | 2005-05-27 | 2006-12-07 | Nikon Corp | 石英ガラスの前処理方法及び石英ガラスの成形方法 |
-
1991
- 1991-12-12 JP JP32873391A patent/JPH05163026A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6334973B1 (en) | 1999-10-01 | 2002-01-01 | Hoya Corporation | Method of producing molded article |
| JP2006327884A (ja) * | 2005-05-27 | 2006-12-07 | Nikon Corp | 石英ガラスの前処理方法及び石英ガラスの成形方法 |
| JP4655761B2 (ja) * | 2005-05-27 | 2011-03-23 | 株式会社ニコン | 石英ガラスの前処理方法及び石英ガラスの成形方法 |
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