JPH0725627A - 光学素子成形用型の製作方法 - Google Patents

光学素子成形用型の製作方法

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JPH0725627A
JPH0725627A JP5352196A JP35219693A JPH0725627A JP H0725627 A JPH0725627 A JP H0725627A JP 5352196 A JP5352196 A JP 5352196A JP 35219693 A JP35219693 A JP 35219693A JP H0725627 A JPH0725627 A JP H0725627A
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JP
Japan
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mold
thin film
plane
optical element
film
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JP5352196A
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English (en)
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Yasuhiro Yoneda
靖弘 米田
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Olympus Corp
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Olympus Optical Co Ltd
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    • C03B11/00Pressing molten glass or performed glass reheated to equivalent low viscosity without blowing
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    • C03B2215/412Profiled surfaces fine structured, e.g. fresnel lenses, prismatic reflectors, other sharp-edged surface profiles
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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 簡単な製造工程で高精度な光学機能面間の相
対角度を得る。 【構成】 4ヶに分割された分割型の底面の一部にはそ
れぞれ薄膜が成膜されている。これを一旦組合わせて固
定し、光学機能面5〜8となる上端面を平面の鏡面研磨
加工を施した後、薄膜を除去した。これらの分割型1〜
4を再度固定して光学素子成形用型を得る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、光学的ローパスフィル
ターの光学素子成形用型に関し、複数の分割されたプリ
ズム面を有する光学素子を成形する成形型の製作方法に
関する。
【0002】
【従来の技術】従来、複数の分割されたプリズム面を有
する光学素子をプレス成形により得る成形用型として
は、例えば特開平3−88733号公報記載の発明があ
る。上記発明は、成形型が不連続な個々の成形面の境界
から分割された型要素から成るもので、これを耐熱性無
機接着剤等により互いに固定連結して組合わせたもので
あり、分割された型要素は機械加工により形成されてい
る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかるに、前記従来技
術においては、分割された成形型の型要素をそれぞれ別
々に機械加工により製作するので、それぞれの分割され
た型要素を成形型に組合わせた時、それぞれの光学機能
面の相対角度を保証することは非常に困難である。
【0004】また、それぞれの光学機能面の相対的な角
度を機械加工で精度を出したとしても、分割された成形
型を組合わせて固定する手段として耐熱性無機接着剤等
により互いに固定連結するため、接着剤の厚さの分布に
より固定連結した時に角度にズレを生じてしまう等の欠
点があった。
【0005】因って、本発明は前記従来技術における欠
点に鑑みて開発されたもので、同一成形面内に複数の平
面な光学機能面を有し、各々の光学機能面の間で相対的
な角度を有した光学素子成形用型において、その角度を
高精度に保証できる光学素子成形用型の製作方法を提供
することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、同一成形面内
に複数の光学機能面を有し、それらの光学機能面が平面
で各々の境界線から分割された分割型から成り、それぞ
れの分割型の底面を平面に境界研磨し、その一部に薄膜
を成膜する。薄膜の成膜はその膜厚をtとすると、t=
atanαである。ここで、aは成膜されていない面の
最長の長さであり、αは型の軸方向に垂直な平面に対す
る分割型の光学機能面の傾きで、傾きの方向は成膜され
ていない底面の最長の長さ方向である。
【0007】この後、平面に鏡面研磨された面上へ分割
型の底面を下にして組合わせた状態で固定し、複数の光
学機能面から成る成形面をまとめて型の軸方向に垂直な
平面に鏡面研磨加工を施す。次に、一度分割型にそれぞ
れ分割し、エッチングあるいは分割型基材の切削等によ
り底面に被膜された薄膜を除去する。その後、上記の分
割型を組合わせて再度上端面が型の軸方向に垂直な平面
で鏡面研磨加工が施された型基材平面上に載置し、組合
わせた分割型の側面をリング等で拘束し、分割型に設け
られた段部を上から押さえつけて固定する。
【0008】
【作用】本発明では、分割型の底面に成膜した薄膜によ
り、平面上に該底面を下にして載置した場合、膜厚tと
薄膜が成膜されていない部分の最長の長さaとにより次
式の角度αの傾きを生じる。 α=tan-1t/a この傾きαだけ傾けて平面上に分割型を組合わせて固定
し、成形面をまとめて平面研磨し、分割型の底面の薄膜
を除去してから平面上に再び固定する。固定により、そ
れぞれの分割型の光学機能面は先に平面研磨加工した成
形面の平面から角度αだけ傾くこととなり、それぞれの
光学機能面の間の相対角度も保証される。
【0009】また、薄膜は予め成膜速度の条件出しをし
てわかっていれば、膜厚はねらい通りのものとなり、角
度αを高精度に設定できる。さらに薄膜が成膜されてい
ない面の最長の長さaを長くすればする程、aの誤差の
角度αへの影響は小さくなる。
【0010】
【実施例1】図1〜図5は本実施例を示し、図1および
図2は分割型を組合わせた完成型の斜視図および断面
図、図3aおよびbは分割型の側面図および底面図、図
4は除去加工された分割型の側面図、図5は光学素子の
斜視図である。
【0011】図1に示す様に、各分割型1〜4の光学機
能面5〜8は平面で成形型の軸Zに垂直な平面に対して
角度αだけ傾いている。また、各分割型1〜4にはそれ
ぞれ段部9〜12が設けられており、図2に示す様に、
各分割型1〜4は段部9〜12が押さえリング13で押
さえつけられるとともに、リング14で外周が拘束され
て固定されている。さらに、各分割型1〜4の底面は平
面に鏡面研磨加工されており、上端面が平面に鏡面研磨
加工された型15上に載置され、押さえリング13,リ
ング14および型15にて固定されている。
【0012】次に、図3a,bおよび図4を用いて分割
型1の加工方法を説明する。まず、分割型1の底面16
を平面に鏡面研磨加工する。該底面16と垂直に側面1
7を平面に鏡面研磨加工を施し、さらに底面16および
側面17に対して垂直に側面18を平面に鏡面研磨加工
を施す。次に、底面16へ側面18に沿って(図3bに
示す斜線部)薄膜19を成膜する。この時、膜厚をtと
し、薄膜19が成膜されている線と垂直な方向で成膜さ
れていない底面16の最長の長さをaとし、角度αがα
=tan-1t/aとなる様な関係に薄膜19を成膜す
る。
【0013】この様に加工した分割型1を同様の加工を
施した分割型2〜4と一旦組合わせて固定し、光学機能
面5〜8となる上端面をまとめてX−Y平面に平行とな
る様に平面の鏡面研磨加工を施した。その後、図4に示
す様に、分割型1〜4の底面に成膜した薄膜を除去すべ
く、分割型1〜4を分割してそれぞれ切削部20を形成
した。この様にして得られた分割型1〜4を、図1に示
す様に組合わせると、薄膜の膜厚により傾いていた角度
αだけ薄膜に垂直な方向に光学機能面5〜8がX−Y平
面に対して傾いた光学素子成形用型を得ることができ
た。
【0014】実際に、傾き角αを2′とし、公差を1
0″とした場合の分割型の製造を行った。図3に示す様
なパターンで、型の材質をWCとし、薄膜をCr−N膜
として成膜した。図3に示す寸法aは5.0mmで公差
を±0.05mmとした場合、傾き角2′±10″を保
証するためには膜厚tが2.91±0.20μmとな
る。そこで、PVD法でCr−N膜を成膜する際、分割
型1〜4を同時に成膜した。成膜速度は100Å/mi
n(0.01μm/分)でまず270分成膜した。
【0015】成膜後、膜厚を測定したところ2.69μ
mであったので、再度重ねて22分成膜したところ膜厚
は2.908μmであった。これを前記の加工工程に従
い、組合わせて光学機能面に平面の鏡面研磨加工を施
し、その後図4に示す様に分割型の薄膜の部分の除去加
工を行い、分割型の成形面および側面に均一にPVD法
でCr−N膜を成膜し、再度組合わせて図1に示す様な
光学素子成形用型を得た。この状態で測定したところ、
型の成形面の外径がφ8.2mmであり、最外周の段差
は4ヶ所中最大が2.47μm、最小が2.35μmで
あった。これは、規格が2.19μm〜2.58μmで
あり、十分規格内に入っていることになる。
【0016】この様にして得られた図1に示す光学素子
成形用型を下型とし、該光学素子成形用型の成形面と等
しい径の平面の成形面を有する光学素子成形用型を上型
とし、硝材にBK7を用いてプレス成形を行い、図5に
示す様な光学素子21を得た。光学素子21の外径はφ
8.0mmで各光学機能面22〜25の面精度はニュー
トン縞の本数で0.2本以内であった。また、最外周の
段差を測定したところ最大で2.41μm、最小で2.
30μmであり、規格が2.14μm〜2.52μmな
ので十分規格内であった。
【0017】本実施例によれば、薄膜の膜厚をコントロ
ールすることにより、角度αが小さく規格の小さい場合
でも、精度良く光学機能面のX−Y平面からの傾きを得
ることができる。
【0018】
【実施例2】図6および図7a,bは本実施例を示し、
図6は成形された光学素子の斜視図、図7aおよびbは
分割型の側面図および底面図である。本実施例では、図
6に示す様な一方の成形面が凸形状で4つの分割された
平面の光学機能面27,28,29,30から成る光学
素子26を成形した。本実施例は、前記実施例1と同様
な4つの分割型から構成されている。
【0019】図7a,bに示す様な分割型31の底面3
2および側面を前記実施例1と同様に加工し、その底面
32に図7bに示す様な三角形の薄膜33を形成した。
薄膜33は、底面32の半径Rの弧の中心Oと辺OCお
よびODの中点A,Bとを結ぶ直角二等辺三角形の部分
にTiN膜を厚さtで成膜した。成膜されていない面の
薄膜33の直線部分における法線方向に最も長い距離は
点ABを結ぶ中点と弧CDの中点とになり、その距離を
aとすると数1のようになる。
【0020】
【数1】
【0021】また、図6に示す角度αとaおよび膜厚t
との関係が次式となる様な膜厚に成膜した。 t=atanα ここで、αを1′±5″とし、R=8.20±005m
mとし、aのばらつきを±0.01mm以内にした時、
膜厚tは1.54±0.12μmとなる。実際に、4ヶ
の分割型を一度に成膜して測定したところ、膜厚tは
1.52μmであり、十分規格内であった。
【0022】これら4ヶの分割型を前記実施例1と同様
に加工し、図1と同様に組合せて光学素子成形用型を得
た。この光学素子成形用型と同一の径をもった平面に鏡
面研磨加工を施した成形面を有する光学素子成形用型と
により、SF11の硝材を用いてプレス成形し、図6に
示す様な光学素子26を得た。光学素子26の外径はφ
8.0mmで最外周と頂点との高さの差を測定したとこ
ろ1.48μmであり、計算通りの光学素子成形用型を
得ることができた。
【0023】本実施例によれば、ピラミッド型の成形面
を有する光学素子成形用型を簡単な製造工程により、高
い精度の角度を有する成形面を得ることができた。
【0024】
【実施例3】図8〜図12は本実施例を示し、図8およ
び図9は分割型を組合わせた完成型の斜視図および断面
図、図10aおよびbは分割型の側面図および底面図、
図11は除去加工された分割型の側面図、図12は光学
素子の斜視図である。
【0025】図8に示す様に、各分割型1〜4の光学機
能面5〜8は平面で成形型の軸Zに垂直な平面に対して
角度αだけ傾いている。また、各分割型1〜4にはそれ
ぞれ段部9〜12が設けられており、図9に示す様に、
各分割型1〜4は段部9〜12が押さえリング13で押
さえつけられるとともに、リング14で外周が拘束され
て固定されている。さらに、各分割型1〜4の底面は平
面に鏡面研磨加工されており、上端面が平面に鏡面研磨
加工された型15上に載置され、押さえリング13,リ
ング14および型15にて固定されている。
【0026】次に、図10a,bおよび図11を用いて
分割型1の加工方法を説明する。まず、分割型1の底面
16を平面に鏡面研磨加工する。該底面16と垂直に側
面17を平面に鏡面研磨加工を施し、さらに底面16お
よび側面17に対して垂直に側面18を平面に鏡面研磨
加工を施す。次に、底面16へ側面18と平行方向に
(図10bに示す斜線部)薄膜19を成膜する。この
時、膜厚をtとし、薄膜19が成膜されている線と垂直
な方向で成膜されていない底面16の最長の長さをaと
し、角度αがα=tan-1t/aとなる様な関係に薄膜
19を成膜する。
【0027】この様に加工した分割型1を同様の加工を
施した分割型2〜4と一旦組合わせて固定し、光学機能
面5〜8となる上端面をまとめてX−Y平面に平行とな
る様に平面の鏡面研磨加工を施した。その後、図11に
示す様に、分割型1〜4の底面に成膜した薄膜を除去す
べく、分割型1〜4を分割してそれぞれ切削部20を形
成した。この様にして得られた分割型1〜4を、図8に
示す様に組合わせると、薄膜の膜厚により傾いていた角
度αだけ薄膜に垂直な方向に光学機能面5〜8がX−Y
平面に対して傾いた光学素子成形用型を得ることができ
た。
【0028】実際に、傾き角αを2′とし、公差を1
0″とした場合の分割型の製造を行った。図10に示す
様なパターンで、型の材質をWCとし、薄膜をCr−N
膜として成膜した。図10に示す寸法aは5.0mmで
公差を±0.05mmとした場合、傾き角2′±10″
を保証するためには膜厚tが2.91±0.20μmと
なる。 そこで、PVD法でCr−N膜を成膜する際、
分割型1〜4を同時に成膜した。成膜速度は100Å/
min(0.01μm/分)でまず270分成膜した。
【0029】成膜後、膜厚を測定したところ2.69μ
mであったので、再度重ねて22分成膜したところ膜厚
は2.908μmであった。これを前記の加工工程に従
い、組合わせて光学機能面に平面の鏡面研磨加工を施
し、その後図11に示す様に分割型の薄膜の部分の除去
加工を行い、分割型の成形面および側面に均一にPVD
法でCr−N膜を成膜し、再度組合わせて図8に示す様
な光学素子成形用型を得た。この状態で測定したとこ
ろ、型の成形面の外径がφ8.2mmであり、最外周の
段差は4ヶ所中最大が2.47μm、最小が2.35μ
mであった。これは、規格が2.19μm〜2.58μ
mであり、十分規格内に入っていることになる。
【0030】この様にして得られた図8に示す光学素子
成形用型を下型とし、該光学素子成形用型の成形面と等
しい径の平面の成形面を有する光学素子成形用型を上型
とし、硝材にBK7を用いてプレス成形を行い、図12
に示す様な光学素子21を得た。光学素子21の外径は
φ8.0mmで各光学機能面22〜25の面精度はニュ
ートン縞の本数で0.2本以内であった。また、最外周
の段差を測定したところ最大で2.41μm、最小で
2.30μmであり、規格が2.14μm〜2.52μ
mなので十分規格内であった。
【0031】本実施例によれば、薄膜の膜厚をコントロ
ールすることにより、角度αが小さく規格の小さい場合
でも、精度良く光学機能面のX−Y平面からの傾きを得
ることができる。
【0032】
【発明の効果】以上説明した様に、本発明に係る光学素
子成形用型の製作方法によれば、光学機能面の傾きを分
割型の底面の一部に成膜する薄膜の膜厚により決めるこ
とができるため、簡単な製造工程で高精度な光学機能面
間の相対角度を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例1を示す斜視図である。
【図2】実施例1を示す断面図である。
【図3】aおよびbは実施例1を示す側面図および底面
図である。
【図4】実施例1を示す側面図である。
【図5】実施例1を示す斜視図である。
【図6】実施例2を示す斜視図である。
【図7】aおよびbは実施例2を示す側面図および底面
図である。
【図8】実施例3を示す斜視図である。
【図9】実施例3を示す断面図である。
【図10】aおよびbは実施例1を示す側面図および底
面図である。
【図11】実施例3を示す側面図である。
【図12】実施例3を示す斜視図である。
【符号の説明】
1,2,3,4 分割型 5,6,7,8 光学機能面 9,10,11,12 段部 13 押さえリング 14 リング 15 型 16 底面 17,18 側面 19 薄膜 20 切削部 21 光学素子 22,23,24,25 光学機能面

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数の光学機能面を有し、それぞれの光
    学機能面が平面でかつ同一平面から小さい角度で傾いて
    いる成形面を有する光学素子成形用型において、それぞ
    れの光学機能面の境界から分割された分割型の底面を平
    面に鏡面研磨加工する工程と、該底面の一部に薄膜を成
    膜してその段差部を直線とし、該直線の法線方向に成膜
    されていない部分の最も長い長さをaとし、薄膜の膜厚
    をtとし、光学機能面の前記同一平面からの傾きをαと
    し、これらの関係がα=tan-1t/aとなるように成
    膜する工程と、前記分割型を平面上に組合わせて固定し
    た状態で光学機能面を同一平面に鏡面研磨加工する工程
    と、分割型の底面に成膜した薄膜を除去する工程と、分
    割型を組合わせて固定する工程とからなることを特徴と
    する光学素子成形用型の製作方法。
JP5352196A 1993-05-14 1993-12-30 光学素子成形用型の製作方法 Withdrawn JPH0725627A (ja)

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JP13644693 1993-05-14
JP5-136446 1993-05-14
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7880519B2 (en) 2007-12-05 2011-02-01 Sony Corporation Clock signal generating circuit, display panel module, imaging device, and electronic equipment

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7880519B2 (en) 2007-12-05 2011-02-01 Sony Corporation Clock signal generating circuit, display panel module, imaging device, and electronic equipment

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