JPH0524863A - 光学素子の成形方法 - Google Patents

光学素子の成形方法

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JPH0524863A
JPH0524863A JP20494191A JP20494191A JPH0524863A JP H0524863 A JPH0524863 A JP H0524863A JP 20494191 A JP20494191 A JP 20494191A JP 20494191 A JP20494191 A JP 20494191A JP H0524863 A JPH0524863 A JP H0524863A
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JP
Japan
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mold
optical element
molding
glass material
lower mold
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP20494191A
Other languages
English (en)
Inventor
Eiji Kawamura
英司 川村
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Olympus Corp
Original Assignee
Olympus Optical Co Ltd
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Publication date
Application filed by Olympus Optical Co Ltd filed Critical Olympus Optical Co Ltd
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Publication of JPH0524863A publication Critical patent/JPH0524863A/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B11/00Pressing molten glass or performed glass reheated to equivalent low viscosity without blowing
    • C03B11/06Construction of plunger or mould
    • C03B11/08Construction of plunger or mould for making solid articles, e.g. lenses
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B2215/00Press-moulding glass
    • C03B2215/67Pressing between dies rotating about the press axis

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)

Abstract

(57)【要約】 [目的] 本発明は直径に対して曲率半径が小さく、外
周部における球面の傾斜が大きくてもガラス素材の変形
効率が良く、短時間に高精度の光学素子を成形すること
ができる。 [構成] 上型1に対し、上型1と同軸上に下型2が上
下動可能に設けられているとともに、上下型1,2間に
は上型1から下型2に回転を伝えるための連結棒4が配
設され、下型に対して上型1からの回転がフレキシブル
に伝えられるように構成されている。さらに、下型2の
底面からは光学素子の光軸18の方向の成形荷重P1
と、前記光軸に対してある角度を保った斜め方向からの
成形荷重P2 を作用させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はガラス素材を加熱軟化
し、一対の型間で押圧して光学素子を成形する光学素子
の成形方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来ガラスレンズは研削・研磨によりそ
の形状の創成が行われていた。しかし、非球面レンズの
普及が進み、多量の非球面レンズが要求されるようにな
り、従来の球面レンズの研削・研磨方法で加工すること
は不可能となり、新たな形状創成による成形方法が開発
されてきた。
【0003】この新たな成形方法として、溶融したガラ
スを金型に流し込むことにより最終製品を得る方法が商
品の量産化上好ましいのであるが、かかる方法の場合金
型とガラス間の溶着やガラスの収縮時の変形の制御等困
難な問題が多かった。そのため溶融ガラスを用いるより
も多少の予備加工を行ったガラス素材を使用して、所定
の光学面の成形を行うことができる型による成形方法が
一般的な成形方法として採用されている。
【0004】従来この種の公知の例としては、特開昭6
1−291424号公報に開示されているように、平板
ガラス素材を用いた凸レンズを成形する方法が提案され
ている。同公報によれば型による一度の成形ではガラス
素材の充分な流動性が得られないことと、ガラス素材表
面と型間の空気が充分に抜けないことなどから、ガラス
素材表面と型間の空気を抜くための空気抜き穴等を設け
た型で予備成形してから本成形をする方法がとられてい
る。
【0005】また、特公昭62−20136号公報に開
示されているように、レンズの厚さの精度を高くする型
に関して提案されているが、同広報によればガラス素材
の押圧は一般的に光学素子の光軸に沿って型が上下し、
ガラス素材を中心部から加圧し始め、中心部から外周方
向に向かって圧延する方法がとられていることが判る。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかるに、特開昭61
−291424号公報記載の平板ガラス素材を用いて成
形する方法においては、予備成形と本成形の2度の成形
を要するため作業効率が悪い。
【0007】また、特公昭62−20136号公報記載
の一般的な押圧においては、レンズ直径に対して曲率半
径が小さく、かつ直径の大きなレンズはその外周部の球
面形状の傾斜が大きいため、外周部にけるガラス素材の
面の法線方向に作用する力が弱まり、外周部を充分に押
圧することができない。そのため外周部におけるガラス
面の精度が劣化してしまうことになる。
【0008】しかして、平板ガラス素材から凸レンズを
成形する際しては、空気溜りを防止することによりガラ
ス素材が型の成形面に対して充分に変形し正確なレンズ
面形状を得ることのほうが重要で、そのためにはレンズ
面形状の外周部の面の傾斜に対応してその面の法線方向
に加圧することが必要になる。
【0009】因って本発明は、前記従来の問題点に鑑み
て開発されたものであり、平板ガラス素材を用いて予備
成形することなく効率的に成形を行い、また直径に対し
て曲率半径が小さく、かつ直径の大きなレンズ成形にお
いても外周部の面精度を劣化させることなく形成するこ
とが可能な光学素子の成形方法の提供を目的とするもの
である。
【0010】
【課題を解決するための手段および作用】本発明の光学
素子の成形方法の概念について図1の概念図を用いて説
明する。
【0011】上型1に対し、上型1と同軸上に下型2が
上下動可能に設けられるとともに、この上下の型1,2
間には上型1から下型2に回転を伝えるための連結棒4
が配設され、下型2に対しては上型1からの回転がフレ
キシブルに伝えられるように構成されている。
【0012】さらに、下型2の底面からは成形せんとす
る光学素子の光軸18の方向の成形荷重P1 と前記光軸
に対してある角度を保った斜め方向からの成形荷重P2
を作用させることができるように構成されている。
【0013】前記光軸方向から作用させる成形荷重P1
はガラス素材3を大変形させ、また光軸18に対して斜
め方向から作用させる成形荷重P2 はガラス素材3の外
周部への荷重が全周にわたって作用するように構成した
ものである。
【0014】前記構成からなる本発明光学素子の成形方
法において、ガラス素材3を加熱軟化し、一対の上下型
1,2間で押圧して光学素子を成形する際に上型1を回
転することによりその回転は連結棒4を介して下型2に
対しフレキシブルに伝えられ上下型1,2を共に回転す
ることができる。またこの両型1,2の回転中に下型2
の底面に対し前記成型荷重P1 ,P2 を作用させること
により下型2は水平方向に移動させられ、上型1に対し
て軸ズレとなって偏心状に回転するので、ガラス素材3
によって成形される光学素子の光学機能面全体にわたっ
て斜め方向の成形荷重が作用することになる。
【0015】また、下型2に対して斜め方向の成形荷重
2 が作用する面は、前記光軸18に対して対称である
ので、上下型1,2を高則に回転することにより偏芯は
徐々に修正されるように作用する。従って、成形荷重P
2 の作用により下型2が斜め方向に移動させられても偏
芯は徐々に修正されるので偏芯のない光学素子を成形す
ることが可能である。
【0016】
【実施例1】以下本発明の実施例を図面とともに説明す
る。図2は本発明の光学素子成形方法の実施に当って実
施例1に使用する光学素子成形装置の縦断面図を示す。
【0017】図2の光学素子成形装置30は、上型1と
下型2が対向して配置されることにより構成されるとと
もに上型1の周囲には上型ヒータ5が、下型2の周囲に
は下型ヒータ6がそれぞれの周囲に密着して配設されて
いる。前記上型ヒータ5および下型ヒータ6はそれぞれ
が分割可能に構成されており、上下型1,2からの着脱
が自在となっている。また、前記上型1は上ベース11
の下面にベアリング12を介して回転自在に取り付けら
れるとともに上型1の回転軸16には上型1を回転させ
るためのモーター9が上ベース11を介して取り付けら
れている。
【0018】前記下型2はマウント8に保持されてお
り、前記マウント8には上下型1,2の光軸18上にお
いて下型2を底面から突き上げるように位置した主加圧
棒10が、またレンズ局率半径の片側1/2の点におけ
る法線方向に位置するとともにネジ17にて突出し量の
調整を可能にし、かつ下型2を斜め下方から押し上げる
ようにした副加圧棒4がそれぞれボール13a,13b
を介して配設されている。
【0019】さらに、前記マウント8はガラス素材3を
押圧するときのため上下動が可能に構成されている。
【0020】さらにまた、上下型1,2間には複数の連
結棒7が設けられており、前記連結棒7は上下型1側に
は穴20を介して嵌着され、下型2側には穴21を介し
て緩嵌されて、上型1の回転を下型2に対してフレキシ
ブルに伝えられるように構成されている。
【0021】さて、前記構成からなる光学素子の成形装
置30を使用し、平板ガラス素材から平凸レンズを成形
する成形方法について説明する。
【0022】成形する平凸レンズは、凸面側の曲率半径
が20mm,外径が18mm,肉厚が3mm, ガラスの材質が
SK11の場合で、成形に使用する上下型1,2の成形
面は上型1側を平面、下型2側を球面として、まず、上
型ヒータ5および下型ヒータ6により上下型1,2のそ
れぞれがガラス素材3の転移点温度に制御された上下型
1,2間に対し、加熱炉(不図示)によりガラス粘度1
5 〜106 になるまで加熱軟化させられたガラス素材
3を搬送アーム(不図示)にて搬入する。
【0023】次に下型2はマウント8により上昇させら
れ、上下型1,2間にてガラス素材3が挟持される。そ
して、主加圧棒10により荷重150Kgf で0.5秒間
ガラス素材3を押圧させ、その後、、モータ9により上
型1を120rpm で回転させる。
【0024】前記上型1の回転は、連結棒7を介して下
型2に伝えられるとともに、下型2はマウント8に設け
られた主加圧棒10によりボール13aを介して押上げ
られつつフレキシブルに回転させられる。
【0025】さらに、前記下型2の底面に対しては、下
型2の球面に対し、有効径の片側1/2位置における法
線方向になす角度から、副加圧棒4に上りボール13a
を介して100Kgf の荷重を作用させ続ける。
【0026】しかるに、上下型1,2は同時に回転して
いるので、前記副加圧棒4は点荷重であってもガラス素
材3の全周にわたって外周部が押圧されるとともに、副
加圧棒4の押圧による下型2の軸ズレも回転の作用によ
りキャンセルされる。
【0027】ガラス素材3は押圧開始より約30秒でそ
の温度が転移点以下となって流動変形しなくなる。その
ため、その3秒前から副加圧棒4の荷重を徐々に減らし
てき、最終的に軸ズレが起こらないようにしている。
【0028】しかして、ガラスの固化とともに副加圧棒
4の作用を除去してからモータ9による回転を止める。
以上押圧から離型まで15秒間である。主加圧棒10も
除去されてマウント8の降下によりガラス素材3が成形
されたレンズとして搬送アーム(不図示)にて取り出さ
れる。
【0029】しかるに、従来の主加圧棒10による押圧
だけではガラス素材3の外周部に対して押圧するという
より、前記外周部球面形状の傾斜のためガラスの流動方
向に力が作用することになってしまうため、特に平板ガ
ラスから凸面を成形する場合はガラス素材3を多量に変
形させなければならないので、ガラス素材3の外周部に
も押圧作用の効果を適用することが必要となる。
【0030】よって本実施例においては、下型2の底面
側から光軸18方向の荷重P1 の他に前記光軸方向に対
して角度を設けた法線方向の荷重P2 を作用させたこと
により平板ガラス素材3は外周部から押し広げられ、凸
面球欠部にもガラスが充分に流動し、変形していくの
で、短時間に凸面に変形できるとともに、直径に対して
比較的曲率半径の小さなレンズ外周部における球面の傾
斜の大きな場合でも、外周部のダレの発生を防止して高
い転写精度を得ることが可能になる。
【0031】
【実施例2】図3は本発明光学素子の成形方法の実施に
当って実施例2に使用する光学素子成形装置の要部断面
図を示す。
【0032】本実施例では、前記実施例1の下型2の底
面形状を、前記下型2の曲率と同芯に球面形状を形成す
るとともにさらにその外側に同心円状にガイドレール1
4を設け、ガイドレール14上にスライド可能に設けら
れたシリンダー15を介して副加圧棒4を前記下型2の
球芯に向かって揺動可能に設けたことを特徴とするもの
である。
【0033】前記構成からなる光学素子成形装置を使用
し、平板ガラス素材から平凸レンズ成形を行った例につ
いて説明する。
【0034】平凸レンズの凸面側の曲率半径が6mm,外
径10mm,肉厚が3.5mm,ガラスの材質がSK11の
場合で、前記実施例1と同様に加熱軟化したガラス素材
3を上下型1,2により押圧する。
【0035】まず主加圧棒10にて150Kgf で0.5
秒間押圧した後、モータ9により150rpm にて上型1
および下型2を回転させ副加圧棒4をガイドレール14
上にて揺動させながら前記加圧棒4にて加圧する。前記
揺動は、レンズ有効径の片側1/2のところから有効径
のところまで2往復し、15秒間の押圧ののち離型し
た。
【0036】本実施例の図中、前記実施例1と同一部
材、同一構成部分について同一番号を付してその説明を
省略する。
【0037】即ち本実施例によれば、半球に近い形状の
平凸レンズでも外周部の曲率の法線方向に設けられた副
加圧棒4により加圧することにより曲率半径の大きさに
関係なく充分に外周まで押圧作用が働くので、従来技術
のように光軸方向のみ押圧によるガラス素材3の変形不
足やダレなどの問題が生じることがなく、高い精度を得
ることが可能になった。
【0038】
【発明の効果】本発明によれば、型を回転しつつ成形す
べき光学素子の光軸に対して角度を設けた方向に押圧す
ることにより、光学素子の機能面全体にわたって力を作
用させるため、直径に対して曲率半径が小さく、外周部
の球面の傾斜が大きい場合でも、ガラス素材の変形効率
がよく、ダレも発生せずに極めて短付写に、かつ変移転
写精度を得ることが可能になった。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の光学素子成形方法の説明用の概念図で
ある。
【図2】本発明の光学素子成形方法の実施に当たって実
施例1に使用する光学素子成形装置の縦断面図である。
【図3】本発明の光学素子成形方法の実施に当たって実
施例2に使用する光学素子成形装置の要部断面図であ
る。
【符号の説明】
1 上型 2 下型 3 ガラス素材 4 副加圧棒 5 上型ヒータ 6 下型ヒータ 7 連結棒 8 マウント 9 モータ 10 主加圧棒 11 上ベース 12 ベアリング 13 ボール 13a ボール 14 ガイドレール 15 シリンダ 16 回転軸 17 ネジ 18 光軸 20 穴 21 穴 30 光学素子成形装置 31 光学素子成形装置

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 【請求項1】 ガラス素材を加熱軟化して、一対の型間
    で押圧成形して光学素子を成形する光学素子の成形方法
    において、前記押圧成形中に、前記型を回転しつつ前記
    ガラス素材により成形される光学素子の光軸に対して角
    度を設けて押圧しつつ成形することを特徴とする光学素
    子の成形方法。
JP20494191A 1991-07-19 1991-07-19 光学素子の成形方法 Withdrawn JPH0524863A (ja)

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JP20494191A JPH0524863A (ja) 1991-07-19 1991-07-19 光学素子の成形方法

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110272192A (zh) * 2019-06-10 2019-09-24 成都恒达光学有限公司 一种低软点光学玻璃的二次压型工艺

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110272192A (zh) * 2019-06-10 2019-09-24 成都恒达光学有限公司 一种低软点光学玻璃的二次压型工艺

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Effective date: 19981008