JPH10101350A - Manufacture of optical element and optical element manufactured thereby - Google Patents

Manufacture of optical element and optical element manufactured thereby

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JPH10101350A
JPH10101350A JP25976896A JP25976896A JPH10101350A JP H10101350 A JPH10101350 A JP H10101350A JP 25976896 A JP25976896 A JP 25976896A JP 25976896 A JP25976896 A JP 25976896A JP H10101350 A JPH10101350 A JP H10101350A
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JP
Japan
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mold
glass material
optical element
optical
glass
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JP25976896A
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Japanese (ja)
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Toshiharu Mori
登史晴 森
Futoshi Ishida
太 石田
Keiji Okuda
啓二 奥田
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Minolta Co Ltd
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Minolta Co Ltd
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    • 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
    • C03B11/00Pressing molten glass or performed glass reheated to equivalent low viscosity without blowing
    • C03B11/12Cooling, heating, or insulating the plunger, the mould, or the glass-pressing machine; cooling or heating of the glass in the mould

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide the manufacture by which high-precision optical element can be manufactured at a low cost. SOLUTION: This manufacture comprises a first stage for placing a glass material 13 above a surface of a mold 11, that corresponds to the optical- functional surface of this optical element, (surface corresponding to the optical- functional surface), a second stage for heating the glass material 13 to a prescribed temp., and a third stage for deforming the softened glass material 13 on the surface corresponding to the optical-functional surface while allowing the material 13 to contact with the mold 11 successively from its central part to its peripheral part by the gravity of the material 13, to form one formed surface. Further, in the third stage, the weight of the glass material 13, that exerts on the surface corresponding to the optical-functional surface, is adjusted by using a glass material holding member 12.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明が属する技術分野】本発明は、レンズ,ミラー等
光学機能面を有する光学素子の製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing an optical element having an optically functional surface such as a lens and a mirror.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、レンズやミラー等光学機能面
を有する光学素子は、所定のガラス材から研削、研磨の
工程を経て製造されていたが、近年、金型を用いてガラ
スを直接加圧成形する製造方法が提案されている。この
ような金型を用いた製造方法では、鏡面加工された金型
を用い、所定の形状を有するガラス材料を加熱軟化さ
せ、軟化状態のまま金型によって加圧成形して光学素子
を製造している。
2. Description of the Related Art Conventionally, an optical element having an optical function surface such as a lens and a mirror has been manufactured from a predetermined glass material through a grinding and polishing process. In recent years, glass has been directly added using a mold. A manufacturing method of pressing has been proposed. In the manufacturing method using such a mold, an optical element is manufactured by using a mirror-finished mold, heating and softening a glass material having a predetermined shape, and press-molding with a mold in a softened state. ing.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】上述の金型を用いた製
造方法では、製造される光学素子の光学機能面の形状精
度と、金型の寿命とが大きなポイントとなっている。す
なわち、光学機能面の形状精度、換言すれば鏡面金型の
転写性を向上させようとするためには、加圧成形時に高
温高圧で成形することが必要となる。しかしながら、高
温高圧で加圧成形を行うと、金型の物理的及び化学的な
ダメージが大きく、金型の寿命を著しく短縮してしま
う。このように、金型の寿命が短くなると、光学素子の
高コスト化につながり、望ましくない。また、高温高圧
で加圧成形可能な金型材料は非常に限定されており、製
造しようとする光学素子の硝材や形状に大きな制約を与
えているという問題もあった。
In the manufacturing method using the mold described above, the major points are the shape accuracy of the optically functional surface of the manufactured optical element and the life of the mold. That is, in order to improve the shape accuracy of the optical function surface, in other words, the transferability of the mirror surface mold, it is necessary to perform molding at high temperature and high pressure during pressure molding. However, when pressure molding is performed at high temperature and high pressure, physical and chemical damage to the mold is large, and the life of the mold is significantly shortened. As described above, when the life of the mold is shortened, the cost of the optical element is increased, which is not desirable. In addition, mold materials that can be press-molded at high temperature and high pressure are very limited, and there is a problem that glass materials and shapes of optical elements to be manufactured are greatly restricted.

【0004】本発明は、上記課題に鑑み、安価で高精度
の光学素子を製造することが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。
[0004] In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a method of manufacturing an optical element capable of manufacturing an inexpensive and high-precision optical element.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明にかかる光学素子の製造方法は、ガラス材料
を加熱軟化させ、金型を用いて成形して光学機能面を得
る光学素子の製造方法であって、前記金型の光学機能面
に対応する表面の上方に、ガラス材料を載置する第1の
工程と、前記ガラス材料を所定の温度まで加熱する第2
の工程と、軟化した前記ガラス材料を前記金型の光学機
能面に対応する表面に金型中央部から順に自重により変
形させて、1面の成形面を得る第3の工程と、を含むこ
とを特徴とする。
In order to achieve the above object, a method for manufacturing an optical element according to the present invention is directed to a method for manufacturing an optical element by heating and softening a glass material and molding it using a mold to obtain an optically functional surface. A manufacturing method, comprising: a first step of placing a glass material above a surface corresponding to an optical function surface of the mold; and a second step of heating the glass material to a predetermined temperature.
And a third step of sequentially deforming the softened glass material to a surface corresponding to the optically functional surface of the mold by its own weight from the center of the mold to obtain one molding surface. It is characterized by.

【0006】[0006]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明の
実施の形態について説明する。 [第1の実施形態]図1は、第1の実施形態の光学素子
の製造方法を適用した、製造装置の概略構成を示す断面
図である。図1において、第1の実施形態の製造装置
は、概略、金型11、ガラス材料保持部材12、金型保
持部材15等から構成される。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. [First Embodiment] FIG. 1 is a sectional view showing a schematic configuration of a manufacturing apparatus to which an optical element manufacturing method according to a first embodiment is applied. In FIG. 1, the manufacturing apparatus according to the first embodiment generally includes a mold 11, a glass material holding member 12, a mold holding member 15, and the like.

【0007】金型11は、鏡面加工された光学機能面を
成形するための成形面を上側に配置し、金型保持部材1
5上に載置されている。この金型保持部材15は熱伝導
性のよい材料により形成されており、その内部には、ガ
ラス材料保持部材12を上下方向に移動可能にさせるた
めの貫通孔が形成されている。また、金型保持部材15
に内蔵されたカートリッジヒータ14は、図示しない制
御回路を介して駆動電力が与えられると発熱し、金型保
持部材15を介して金型11に熱を与える。
The mold 11 has a molding surface for molding a mirror-finished optical function surface disposed on the upper side, and the mold holding member 1
5. The mold holding member 15 is formed of a material having good thermal conductivity, and a through hole is formed in the inside thereof so that the glass material holding member 12 can be moved in the vertical direction. Also, the mold holding member 15
The cartridge heater 14 incorporated therein generates heat when drive power is applied thereto via a control circuit (not shown), and applies heat to the mold 11 via the mold holding member 15.

【0008】ガラス材料保持部材12は、上部に金型径
より大きい開口を有するガラス材料保持部を有してお
り、この部分に略平板状のガラス材料13を保持する。
また、ガラス材料保持部材12の下側は、上記ガラス材
料保持部を支持する脚部を有し、この脚部が金型保持部
材15の内部に形成された貫通孔を通して配置されてい
る。したがって、ガラス材料保持部材12は全体とし
て、上下方向に移動可能である。
The glass material holding member 12 has a glass material holding portion having an opening larger than the diameter of the mold at an upper portion, and holds a substantially flat glass material 13 in this portion.
Further, the lower side of the glass material holding member 12 has a leg portion for supporting the glass material holding portion, and the leg portion is disposed through a through hole formed inside the mold holding member 15. Therefore, the glass material holding member 12 can move up and down as a whole.

【0009】次に、上記構成を有する製造装置による光
学素子の製造を、ガラスレンズの1面に光学機能面を成
形する場合を例に説明する。始めに、製造しようとする
レンズ形状に対応する形状で、所定の表面粗さの程度ま
で鏡面加工した金型11と、所定の形状に加工したガラ
ス材料保持部材12を用意し、それぞれの位置にセット
する。この金型11の材料は、炭化珪素等のセラミック
ス材料や、白金、金、ロジウム、あるいはこれらの合金
材料等の金属材料、炭化珪素等の表面に白金や金の保護
膜を付加した材料等、ガラス材料13成形時の温度で化
学的に安定でガラスとの反応性が小さいものであれば特
に材料は限定しない。
Next, the production of an optical element by the production apparatus having the above-described configuration will be described by taking as an example a case where an optically functional surface is formed on one surface of a glass lens. First, a mold 11 having a shape corresponding to a lens shape to be manufactured and having a mirror-finished surface having a predetermined surface roughness, and a glass material holding member 12 having a predetermined shape are prepared. set. The material of the mold 11 may be a ceramic material such as silicon carbide, a metal material such as platinum, gold, rhodium, or an alloy thereof, a material in which a protective film of platinum or gold is added to the surface of silicon carbide, or the like. The material is not particularly limited as long as it is chemically stable at the temperature at the time of molding the glass material 13 and has low reactivity with glass.

【0010】次に、平板あるいは所定の形状のガラス材
料13をガラス材料保持部材12に載置する(第1工
程)。このガラス材料13は、金型11に対向する面が
所定の表面粗さまで鏡面加工された平面あるいは、球面
形状の部材を基本とするが、金型11と対向する面の形
状は最終的に得られるレンズ形状に対応して適宜設定し
てよい。また、この金型11と対向する面の面精度につ
いても、必ずしも鏡面加工する必要はなく、研削面であ
っても次からの各工程の成形条件(温度や保持時間等)
を適切に設定することにより、最終的に鏡面を得ること
も可能である。
Next, a flat plate or a glass material 13 having a predetermined shape is placed on the glass material holding member 12 (first step). The glass material 13 is basically a flat or spherical member whose surface facing the mold 11 is mirror-finished to a predetermined surface roughness, but the shape of the surface facing the mold 11 is finally obtained. It may be set appropriately according to the lens shape to be obtained. In addition, the surface accuracy of the surface facing the mold 11 does not necessarily need to be mirror-finished, and even if the surface is ground, the molding conditions (temperature, holding time, and the like) of each of the subsequent steps are also required.
By appropriately setting, it is possible to finally obtain a mirror surface.

【0011】さらに、ガラス材料保持部材12に載置さ
れたガラス材料13を所定の温度まで加熱する(第2工
程)。本実施形態では、金型保持部材15に内蔵された
カートリッジヒータにより金型11を加熱し、金型11
から発生する熱によりガラス材料13を加熱する方法を
採用している。ガラス材料13の加熱方法としては、こ
の他にも、製造装置を密閉して加熱雰囲気ガスを導入し
ガラス材料13と金型11とを同時に加熱する方法、あ
るいは、ガラス材料13近傍にヒータを配置してガラス
材料13自体を直接加熱する方法を用いたり、これらの
各方法を組み合わせたりしてもよい。また、所定の温度
とはガラス材料13が成形可能な程度まで、軟化する温
度であればよく、この温度はガラス材料13ごとに当然
異なるため、それぞれ最適な値に設定する必要がある。
Further, the glass material 13 placed on the glass material holding member 12 is heated to a predetermined temperature (second step). In the present embodiment, the mold 11 is heated by a cartridge heater built in the mold holding member 15, and the mold 11 is heated.
The method of heating the glass material 13 by the heat generated from is adopted. Other methods for heating the glass material 13 include a method in which the manufacturing apparatus is closed and a heating atmosphere gas is introduced to heat the glass material 13 and the mold 11 simultaneously, or a heater is disposed near the glass material 13. Alternatively, a method of directly heating the glass material 13 itself may be used, or these methods may be combined. Further, the predetermined temperature may be a temperature at which the glass material 13 is softened to the extent that the glass material 13 can be molded. Since this temperature naturally differs for each glass material 13, it is necessary to set each temperature to an optimum value.

【0012】さらに、ガラス材料保持部材12を下方向
に移動させ、加熱により軟化したガラス材料13を金型
11の光学機能面に対応する表面の中央部から順に自重
により接触させる(第3工程)。このとき、金型11の
光学機能面に対応する表面の中央部から接触させること
が重要である。中央部とは逆に、ガラス材料13が周辺
部から先に接触すると、中央部にガスが閉じ込められる
ことになるため、金型11の中央部と軟化したガラス材
料13を接触させることができず、所望の形状を得るこ
とが不可能になる。
Further, the glass material holding member 12 is moved downward, and the glass material 13 softened by heating is brought into contact with its own weight in order from the center of the surface corresponding to the optical function surface of the mold 11 (third step). . At this time, it is important to make contact from the center of the surface corresponding to the optical function surface of the mold 11. Contrary to the central portion, when the glass material 13 comes into contact with the peripheral portion first, the gas is confined in the central portion, so that the central portion of the mold 11 and the softened glass material 13 cannot be brought into contact. , It becomes impossible to obtain a desired shape.

【0013】上述の点に対応して、第3工程では、成形
しようとする面が凹面の場合(金型11の表面が凸面の
場合)、均一に加熱されたガラス材料13は、自重によ
り変形すると金型11の中央部から接触するので問題な
いが、逆に、成形しようとする面が凸面の場合(金型1
1の表面が凹面の場合)、ガラス材料13が金型11と
接触する時点で、金型11より小さな曲率半径を有して
いることが必要である。
In response to the above point, in the third step, when the surface to be molded is concave (when the surface of the mold 11 is convex), the uniformly heated glass material 13 is deformed by its own weight. Then, there is no problem because the contact is made from the center of the mold 11. On the contrary, when the surface to be molded is a convex surface (the mold 1).
When the surface of the glass material 13 is concave, the glass material 13 needs to have a smaller radius of curvature than the mold 11 at the time of contact with the mold 11.

【0014】本実施形態では、ガラス材料保持部材12
の位置を適宜調節することにより、金型11とガラス材
料13との間隔を加熱中の状態から適宜調節し、ガラス
材料13が金型の中心部から順に接触するように、ガラ
ス材料13の自重を制御している。また、金型11及び
ガラス材料13の形状も、互いに中心部から順に接触す
ることができるように考慮する必要がある。
In the present embodiment, the glass material holding member 12
Of the glass material 13 by appropriately adjusting the distance between the mold 11 and the glass material 13 from the state during heating, so that the glass material 13 comes into contact with the glass material 13 in order from the center of the mold. Is controlling. In addition, it is necessary to consider the shapes of the mold 11 and the glass material 13 so that they can come into contact with each other in order from the center.

【0015】最後に、第3工程の後、金型11の温度
を、成形されたガラス材料13のガラス転移点(Tg)
以下の温度まで冷却する(第4工程)。この第4工程に
おいては、少なくとも雰囲気温度が成形されたガラス材
料13のガラス軟化点(At)以下の温度まで冷却され
るまで、以下の条件を満足するように冷却することが望
ましい。 Ta−Tm≧20 ただし、 Ta:雰囲気温度(°C) Tm:金型温度(°C) である。
Finally, after the third step, the temperature of the mold 11 is changed to the glass transition point (Tg) of the formed glass material 13.
Cool to the following temperature (fourth step). In the fourth step, it is desirable to cool the glass material 13 so as to satisfy the following conditions at least until the ambient temperature is cooled to a temperature equal to or lower than the glass softening point (At) of the formed glass material 13. Ta−Tm ≧ 20, where Ta: ambient temperature (° C.) Tm: mold temperature (° C.)

【0016】上記の条件式を満足するように金型11及
びガラス材料13を冷却するというとは、金型11に接
触している成形しようとする側の面を、金型11に接触
していない側の面よりも先に冷却することを意味する。
このように冷却することにより、目的の光学機能面を先
に硬化させることができるため、冷却の際に発生するガ
ラスの収縮を光学機能面とは反対側の面に集中させると
いう効果がある。したがって、光学機能面の面精度を維
持した状態でガラス材料13を冷却することが可能にな
る。なお、ガラス材料13の形状変化は、ガラス軟化点
(At)以下でははとんど発生しないため、ガラス軟化
点(At)以下まで冷却させれば、この条件を満足させ
る必要はない。
Cooling the mold 11 and the glass material 13 so as to satisfy the above-mentioned conditional expression means that the surface to be molded which is in contact with the mold 11 is in contact with the mold 11. It means to cool before the non-side surface.
By cooling in this way, the target optical functional surface can be cured first, so that there is an effect that the shrinkage of the glass generated during cooling is concentrated on the surface opposite to the optical functional surface. Therefore, it is possible to cool the glass material 13 while maintaining the surface accuracy of the optical function surface. Since the shape change of the glass material 13 hardly occurs below the glass softening point (At), it is not necessary to satisfy this condition if the glass material 13 is cooled to the glass softening point (At) or lower.

【0017】以上の工程によって製造されたガラスを材
料とする光学素子は、金型11を高精度に製造すること
により、凹面または凸面の球面形状、非球面形状等いず
れの形状を成形することも可能であり成形形状には特に
限定さない。また、金型11には、ガラス材料13の自
重程度しか圧力が加わらないので、ダメージが小さく、
金型寿命を大幅に向上させることができる。また、金型
11のダメージが小さいことから、光学機能面の形状、
ガラス材料13の種類等の自由度を増加させることがで
きる。
The optical element made of glass manufactured by the above process can be formed into any shape such as a concave or convex spherical shape or an aspherical shape by manufacturing the mold 11 with high precision. It is possible and the shape is not particularly limited. In addition, since only a pressure of about the weight of the glass material 13 is applied to the mold 11, damage is small.
The mold life can be greatly improved. Also, since the damage of the mold 11 is small, the shape of the optical function surface,
The degree of freedom such as the type of the glass material 13 can be increased.

【0018】[第2の実施形態]第2の実施形態は、前
述した第1の実施形態の変形例であり、第1の実施形態と
概略同一の製造装置を用いた実施形態である。従って、
以下の説明では、第1の実施形態との相違点のみを記述
し重複する説明は省略する。
[Second Embodiment] The second embodiment is a modification of the above-described first embodiment, and is an embodiment using the same manufacturing apparatus as the first embodiment. Therefore,
In the following description, only differences from the first embodiment will be described, and redundant description will be omitted.

【0019】図2は、第2の実施形態の光学素子の製造
方法に使用される金型21の概略構成を示す図である。
金型21は成形後の光学素子において、周辺部の円周上
6等分位置に貫通孔22を6個形成させている。第2の実
施形態では、第1の実施形態の第3工程において、ガラス
材料13が自重により変形するのに加えて、金型21の
貫通孔22に負圧を与えることにより、金型21を介し
てガラス材料13を金型21の方へ引っ張る作用を行っ
ている。このように、貫通孔22を介して負圧を与える
ことにより、自重による変形に加えて、ガラス材料13
の変形が促進され、加工時間を短縮することができ望ま
しい。
FIG. 2 is a diagram showing a schematic configuration of a mold 21 used in the method of manufacturing an optical element according to the second embodiment.
The mold 21 is located on the circumference of the periphery of the optical element after molding.
Six through holes 22 are formed at six equal positions. In the second embodiment, in the third step of the first embodiment, in addition to the fact that the glass material 13 is deformed by its own weight, by applying a negative pressure to the through hole 22 of the mold 21, the mold 21 is formed. The action of pulling the glass material 13 toward the mold 21 is performed. By applying a negative pressure through the through-hole 22 in this way, the glass material 13 is deformed by its own weight.
Deformation is promoted and the processing time can be shortened, which is desirable.

【0020】貫通孔22に与える負圧は、微少量からー
50kPa程度が適当であり、ガラス材料13の成形温
度での硬さに応じて適宜定めればよい。また、貫通孔2
2の数は1つでも複数でもよく、例えば、金型全体に細
かい気孔を分散させて形成してもよい。
The negative pressure applied to the through hole 22 is suitably from a very small amount to about -50 kPa, and may be appropriately determined according to the hardness of the glass material 13 at the molding temperature. Also, the through hole 2
The number of 2 may be one or more. For example, it may be formed by dispersing fine pores throughout the mold.

【0021】[第3の実施形態]図3は、第3の実施形
態の光学素子の製造方法を適用した、製造装置の概略構
成を示す断面図である。図3において、第1の実施形態
の製造装置は、概略、金型31、ガラス材料33を載置
したガラス材料保持部材32、内部にカートリッジヒー
タ34を内蔵した金型保持部材35、密閉容器37等か
ら構成される。これらのうち、金型31、ガラス材料保
持部材33、金型保持部材35等の構成は、前述の第1
実施形態の構成と同一であるため、説明を省略する。
[Third Embodiment] FIG. 3 is a sectional view showing a schematic configuration of a manufacturing apparatus to which an optical element manufacturing method according to a third embodiment is applied. In FIG. 3, the manufacturing apparatus according to the first embodiment generally includes a mold 31, a glass material holding member 32 on which a glass material 33 is placed, a mold holding member 35 having a cartridge heater 34 built therein, and a sealed container 37. And so on. Among these, the configurations of the mold 31, the glass material holding member 33, the mold holding member 35, and the like are the same as those of the first embodiment.
Since the configuration is the same as that of the embodiment, the description is omitted.

【0022】第3実施形態の光学素子の製造方法を適用
した製造装置は、成形部分全体が密閉容器37の内部に
内蔵されている。密閉容器37の内部のガラス材料33
と対向する部分には、ガラス材料33を直接加熱するこ
とが可能なニクロム線ヒータが設置されている。また、
密閉容器37の上部は、成形部分にガスを導入するため
のガス注入管37aが形成されており、ガス注入管37a
の周囲には、注入するガスを加熱するためのニクロム線
ヒータ38が配設されている。
In the manufacturing apparatus to which the method for manufacturing an optical element according to the third embodiment is applied, the entire molded portion is built in the closed container 37. Glass material 33 inside closed container 37
A nichrome wire heater capable of directly heating the glass material 33 is provided in a portion opposed to the above. Also,
A gas injection pipe 37a for introducing gas into the molded part is formed at the upper part of the closed vessel 37.
A nichrome wire heater 38 for heating the gas to be injected is disposed around the heater.

【0023】次に、上記構成を有する製造装置による光
学素子の製造を、第1実施形態の場合と同様に、ガラス
レンズの1面に光学機能面を成形する場合を例に説明す
る。ただし、第3の実施形態の光学素子の製造方法につ
いても、第1実施形態と概略同一の工程を含むため、以
下の説明では、第1の実施形態との相違点のみ説明す
る。
Next, the manufacture of an optical element by the manufacturing apparatus having the above-described configuration will be described by taking as an example a case where an optically functional surface is formed on one surface of a glass lens, as in the first embodiment. However, the method of manufacturing the optical element of the third embodiment also includes substantially the same steps as those of the first embodiment, and therefore, in the following description, only the differences from the first embodiment will be described.

【0024】始めに、製造しようとするレンズ形状に対
応する形状で、所定の表面粗さの程度まで鏡面加工した
金型31を用意し、金型保持部材35上にセットする。
さらに、ガラス材料33をガラス材料保持部材32上に
セットする(第1工程)。
First, a mold 31 having a shape corresponding to the shape of a lens to be manufactured and mirror-finished to a predetermined surface roughness is prepared and set on a mold holding member 35.
Further, the glass material 33 is set on the glass material holding member 32 (first step).

【0025】次に、密閉容器37の内部に上記の金型保
持部材32等を内蔵し、密閉容器37の内部から酸素を
排出し窒素雰囲気にした後、カートリッジヒータ34及
びニクロム線ヒータ36を用いて、ガラス材料33を所
定の温度まで加熱する(第2工程)。本実施形態では、
金型保持部材35に内蔵されたカートリッジヒータに加
えて、ガラス材料33近傍に配置されたニクロム線ヒータ
36も使用してガラス材料33を加熱するため、ガラス
材料33の加熱を効率的に行うことができる。
Next, the above-described mold holding member 32 and the like are built in the closed container 37, oxygen is discharged from the closed container 37 to make a nitrogen atmosphere, and then the cartridge heater 34 and the nichrome wire heater 36 are used. Then, the glass material 33 is heated to a predetermined temperature (second step). In this embodiment,
In order to heat the glass material 33 efficiently, the nichrome wire heater 36 disposed near the glass material 33 is used to heat the glass material 33 in addition to the cartridge heater built in the mold holding member 35. Can be.

【0026】さらに、ガラス材料33が軟化して変形を
始めたときに、ニクロム線ヒータ38によって所定の温
度に加熱された窒素を所定の流量で、ガラス材料33の
上面側から吹き付け変形を促進させる(第3工程)。変
形が終了すると、窒素の吹き付けを終了し、第1の実施
形態の場合と同様に、ガラス材料を冷却させる。
Further, when the glass material 33 is softened and deformed, nitrogen heated to a predetermined temperature by the nichrome wire heater 38 is blown at a predetermined flow rate from the upper surface side of the glass material 33 to accelerate the deformation. (3rd step). When the deformation is completed, the blowing of nitrogen is terminated, and the glass material is cooled as in the case of the first embodiment.

【0027】このように、第3の実施形態では、ガラス
材料33の変形が上面から吹き付けられるガスにより促
進されるため、自重による変形に加えて、ガラス材料1
3の変形が促進され、加工時間を短縮することができ望
ましい。なお、吹き付けられるガスは窒素に限定される
ものではなくヘリウム等の不活性ガスや、空気でもよ
い。
As described above, in the third embodiment, the deformation of the glass material 33 is promoted by the gas blown from the upper surface.
It is desirable because the deformation of No. 3 can be promoted and the processing time can be shortened. The gas to be blown is not limited to nitrogen, but may be an inert gas such as helium or air.

【0028】[第4の実施形態]図4は、第4の実施形
態の光学素子の製造方法を適用した、製造装置の概略構
成を示す断面図である。図4において、第1の実施形態
の製造装置は、第1の実施形態で説明した装置と同様の
構成を有する、第1金型41、ガラス材料43を載置し
た第1ガラス材料保持部材42、内部にカートリッジヒ
ータ44を内蔵した第1金型保持部材45等から構成さ
れる第1金型保持部の上方に、第2金型46、内部にカー
トリッジヒータ48を内蔵した第2金型保持部材47等
から構成され、第1金型保持部と概略同一の構成を有す
る第2金型保持部を配置したものとなっている。第1金型
保持部の構成及び作用は、前述の第1実施形態の構成と
同一であるため、説明を省略する。
[Fourth Embodiment] FIG. 4 is a sectional view showing a schematic configuration of a manufacturing apparatus to which an optical element manufacturing method according to a fourth embodiment is applied. In FIG. 4, a manufacturing apparatus according to the first embodiment has a configuration similar to that of the apparatus described in the first embodiment, and includes a first mold 41 and a first glass material holding member 42 on which a glass material 43 is placed. A second mold 46 above a first mold holding portion including a first mold holding member 45 having a cartridge heater 44 therein, and a second mold holding having a cartridge heater 48 therein. A second mold holding portion, which is constituted by a member 47 and the like and has substantially the same configuration as the first mold holding portion, is arranged. The configuration and operation of the first mold holding unit are the same as those of the above-described first embodiment, and a description thereof will be omitted.

【0029】第2金型保持部は、上下方向に一体的に移
動可能であり、第1実施形態の第3工程において、ガラス
材料が変形を開始しはじめた時に下側に移動し、ガラス
材料の上面側に第2金型46を接触させて、自重による
変形を促進させる。
The second mold holding portion can move integrally in the vertical direction. In the third step of the first embodiment, when the glass material starts to deform, it moves downward, The second mold 46 is brought into contact with the upper surface of the substrate to promote deformation due to its own weight.

【0030】第2金型46の形状は、最終的に形成され
る光学素子の形状に併せて凹面あるいは凸面形状の球面
や平面等であればよく、望ましくは、本実施形態による
1面成形後、他面を加工する際にガラス材料の材料損失
が小さくなるように、ガラス材料の上面を変形させる形
状であれば効果的である。また、第2金型46の面精度
は、特にガラス面上に金型の表面形状を転写させるもの
ではないため、鏡面加工する必要はなく研削面で十分で
ある。
The shape of the second mold 46 may be a concave or convex spherical surface or a flat surface in accordance with the shape of the optical element to be finally formed.
It is effective if the shape of the upper surface of the glass material is deformed so that the material loss of the glass material when processing the other surface after forming one surface is reduced. The surface accuracy of the second mold 46 is not particularly required to transfer the surface shape of the mold onto the glass surface, so it is not necessary to perform mirror finishing, and a ground surface is sufficient.

【0031】さらに、第2金型46がガラス材料に加え
る圧力は、両面成形する場合に必要な圧力と比較して、
十分小さいことが望ましい。すなわち、第2金型46の
圧力は、第1金型41にガラス材料43を沿わせるため
に、圧力を大きくして金型41の寿命を短縮することは
好ましくない。
Further, the pressure applied to the glass material by the second mold 46 is smaller than the pressure required for double-sided molding.
Desirably small enough. That is, it is not preferable to increase the pressure of the second mold 46 to shorten the life of the mold 41 in order to bring the glass material 43 along the first mold 41.

【0032】[他の実施形態]以上、本発明の実施形態
について説明を行ったが、本発明は上記の各実施形態に
限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲
で適宜変更可能である。例えば、成形しようとする面の
形状は回転対称面だけでなく、トーリック面やシリンド
リカル面、非軸対称面や自由曲面等、どのような形状に
も対応することができる。また、光学素子としては、屈
折型のレンズの成形だけでなく、成形した面形状にさら
に光反射材料を蒸着することによりトーリック面やシリ
ンドリカル面の形状のパワーを有するミラーを製造した
り、成形後の面に波長選択反射膜や偏光反射膜等の機能
性材料を付加することにより、プリズムや光機能性デバ
イスを製造することもできる。
[Other Embodiments] The embodiments of the present invention have been described above. However, the present invention is not limited to the above embodiments, and can be appropriately changed without departing from the spirit of the invention. It is. For example, the shape of the surface to be formed can correspond to any shape such as not only a rotationally symmetric surface but also a toric surface, a cylindrical surface, a non-axisymmetric surface, and a free-form surface. In addition, as an optical element, not only a refraction type lens is formed, but also a mirror having the power of a toric surface or a cylindrical surface is manufactured by vapor-depositing a light reflecting material on the formed surface shape. By adding a functional material such as a wavelength selective reflection film or a polarization reflection film to the surface, a prism or an optical functional device can also be manufactured.

【0033】[0033]

【実施例】次に、上述の実施形態に基く数値実施例を示
す。 [実施例1]実施例1は、前述の第1実施形態に対応す
る数値実施例である。図1の製造装置を用い、最大粗さ
0.01μm以下に鏡面加工した炭化珪素を材料とする
凹面の非球面形状を有する金型11の上方に、ガラス材
料保持部材12を介して、金型11と対向する面を研磨
した直径80mm、厚み10mmの平板形状のランタン
クラウン系ガラスのガラス材料13を配置した。金型1
1によって成形される面の有効径は75mm、近軸曲率
半径は100mmである。また、初期設定において、金
型11とガラス材料13の間隔は15mmとした。
Next, numerical examples based on the above embodiment will be described. [Example 1] Example 1 is a numerical example corresponding to the above-described first embodiment. Using a manufacturing apparatus shown in FIG. 1, a mold is formed via a glass material holding member 12 above a mold 11 having a concave aspherical surface made of silicon carbide which is mirror-finished to a maximum roughness of 0.01 μm or less. A flat lanthanum-crown glass material 13 having a diameter of 80 mm and a thickness of 10 mm, whose surface opposite to 11 was polished, was arranged. Mold 1
1 has an effective diameter of 75 mm and a paraxial radius of curvature of 100 mm. In the initial setting, the distance between the mold 11 and the glass material 13 was 15 mm.

【0034】次に、金型保持部材15に内蔵されたカー
トリッジヒータ14を駆動し、金型11及びガラス材料
13を690°Cまで加熱した。金型11及びガラス材
料13が690°Cに到達した5分後、ガラス材料13
が軟化を開始し、軟化の開始とともにガラス材料13が
金型11の中央部から順に接触するように、ガラス材料
保持部材12を1mm/分の速度で金型11側へ移動さ
せた。
Next, the cartridge heater 14 incorporated in the mold holding member 15 was driven to heat the mold 11 and the glass material 13 to 690 ° C. Five minutes after the mold 11 and the glass material 13 reach 690 ° C., the glass material 13
Started softening, and the glass material holding member 12 was moved toward the mold 11 at a speed of 1 mm / min such that the glass material 13 came into contact sequentially from the center of the mold 11 with the start of softening.

【0035】ガラス材料13が完全にガラス材料保持部
材12から離れてから、10分経過した後、金型11と
ガラス材料13とを1°C/分の速度で550°Cまで
冷却し、さらに10°C/分の速度で200°C以下ま
で冷却した。なお、一連の工程はすべて窒素雰囲気中で
行った。
After 10 minutes have passed since the glass material 13 was completely separated from the glass material holding member 12, the mold 11 and the glass material 13 were cooled to 550 ° C. at a rate of 1 ° C./min. It was cooled at a rate of 10 ° C / min to 200 ° C or less. Note that a series of steps were all performed in a nitrogen atmosphere.

【0036】得られたガラス材料の成形面は、有効径内
で形状精度1.2μm以下、最大粗さ0.02μm以下
で、クモリのない非球面形状であることが確認された。
また、同一工程を500回行った後の金型11の表面
は、特に変化が認められなかった。
It was confirmed that the molding surface of the obtained glass material had a shape accuracy within 1.2 μm and a maximum roughness of 0.02 μm or less within the effective diameter, and had a cloudless aspheric shape.
After the same process was performed 500 times, the surface of the mold 11 was not particularly changed.

【0037】[実施例2]実施例2は、前述の第2実施
形態に対応する数値実施例である。図1の製造装置を用
い、実施例1の金型11と同一形状で、図2に示したよ
うに直径60mmの円周上6等分位置に直径0.5mm
の貫通孔22を形成した金型21を設置した。前述の実
施例1で使用したガラス材料13と同一のガラス材料1
3を用いて、ガラス材料13と金型21とが690°C
に到達してから5分後に、金型21の貫通孔22に負圧
―10kPaを1分間与えた後、実施例1と同様に冷却
した。
Example 2 Example 2 is a numerical example corresponding to the above-described second embodiment. Using the manufacturing apparatus shown in FIG. 1, the same shape as the mold 11 of the first embodiment is used. As shown in FIG.
The mold 21 having the through hole 22 formed therein was installed. The same glass material 1 as the glass material 13 used in Example 1 described above.
3, and the glass material 13 and the mold 21 are 690 ° C.
5 minutes after reaching, a negative pressure of −10 kPa was applied to the through hole 22 of the mold 21 for 1 minute, and then cooled as in Example 1.

【0038】得られたガラス材料の成形面は、貫通孔2
2に対応する部分を除いて、有効径内で形状精度0.9
μm以下、最大粗さ0.02μm以下で、クモリのない
非球面形状であることが確認された。また、同一工程を
500回行った後の金型21の表面は、特に変化が認め
られなかった。
The molding surface of the obtained glass material has a through hole 2
Except for the part corresponding to 2, the shape accuracy is 0.9 within the effective diameter.
It was confirmed that the film had an aspherical shape with no cloud and a maximum roughness of 0.02 μm or less. After the same process was performed 500 times, the surface of the mold 21 was not particularly changed.

【0039】[実施例3]実施例3は、前述の第3実施
形態に対応する数値実施例である。図3の製造装置を用
い、最大粗さ0.01μm以下に鏡面加工した炭化珪素
を材料とする凹面の非球面形状を有する金型31の上方
に、ガラス材料保持部材32を介して、金型31と対向
する面を研磨した直径80mm、厚み10mmの平板形
状のランタンクラウン系ガラスのガラス材料33を配置
した。
Example 3 Example 3 is a numerical example corresponding to the third embodiment described above. Using the manufacturing apparatus shown in FIG. 3, a mold is formed via a glass material holding member 32 above a mold 31 having a concave aspherical surface made of silicon carbide mirror-finished to a maximum roughness of 0.01 μm or less. A lanthanum-crown-type glass material 33 having a diameter of 80 mm and a thickness of 10 mm and having a polished surface opposite to 31 was disposed.

【0040】ガラス材料33を配置後、密閉容器37内
に内蔵し窒素雰囲気を導入後、カートリッジヒータ34
及びニクロム線ヒータ36によって金型31及びガラス
材料33を690°Cまで加熱した。金型31及びガラ
ス材料33が690°Cに到達した5分後、ガラス材料
33が軟化を開始し、軟化の開始とともにガラス材料3
3が金型31の中央部から順に接触するように、ガラス
材料保持部材32を1mm/分の速度で金型11側へ移
動させた。
After the glass material 33 is disposed, the glass material 33 is housed in a closed container 37 and a nitrogen atmosphere is introduced.
The mold 31 and the glass material 33 were heated to 690 ° C. by the nichrome wire heater 36. Five minutes after the mold 31 and the glass material 33 reach 690 ° C., the glass material 33 starts to soften, and when the softening starts, the glass material 3
The glass material holding member 32 was moved to the mold 11 side at a speed of 1 mm / min such that 3 contacted sequentially from the center of the mold 31.

【0041】ガラス材料33が完全にガラス材料保持部
材32から離れてから、10分経過した後、ニクロム線
ヒータ38で690°Cに加熱された窒素ガスを上部か
ら2リットル/分の流量で、ガラス材料33に10分吹
き付けた。さらに、金型31とガラス材料33とを1°
C/分の速度で550°Cまで冷却し、さらに10°C
/分の速度で200°C以下まで冷却した。なお、一連
の工程はすべて窒素雰囲気中で行った。
Ten minutes after the glass material 33 was completely separated from the glass material holding member 32, nitrogen gas heated to 690 ° C. by the nichrome wire heater 38 was supplied from the upper portion at a flow rate of 2 liter / minute. It was sprayed on the glass material 33 for 10 minutes. Further, the mold 31 and the glass material 33 are set at 1 °.
Cool to 550 ° C at a rate of C / min, then 10 ° C
/ Minute to 200 ° C or less. Note that a series of steps were all performed in a nitrogen atmosphere.

【0042】得られたガラス材料の成形面は、有効径内
で形状精度1.2μm以下、最大粗さ0.02μm以下
で、クモリのない非球面形状であることが確認された。
また、同一工程を500回行った後の金型11の表面
は、特に変化が認められなかった。
It was confirmed that the molding surface of the obtained glass material had an accuracy of 1.2 μm or less and a maximum roughness of 0.02 μm or less within the effective diameter, and had an aspherical shape without clouding.
After the same process was performed 500 times, the surface of the mold 11 was not particularly changed.

【0043】[実施例4]実施例4は、前述の第3実施
形態の変形例に対応する数値実施例である。図3の製造
装置を用い、さらに実施例3と同一の金型31、ガラス
材料33を用いて窒素ガスを吹き付ける前までの実施例
3と同一の工程を行う。
[Embodiment 4] Embodiment 4 is a numerical example corresponding to a modification of the third embodiment. Using the manufacturing apparatus of FIG. 3, the same steps as those of the third embodiment are performed until the nitrogen gas is blown using the same mold 31 and glass material 33 as those of the third embodiment.

【0044】実施例4において、ガラス材料33が完全
にガラス材料保持部材32から離れてから、10分経過
した後、ニクロム線ヒータ38で690°Cに加熱され
た窒素ガスを上部から2リットル/分の流量で、ガラス
材料33に5分吹き付けた。その後、金型31及びガラ
ス材料33をカートリッジヒータ35にて加熱して69
0°Cに保持したままニクロム線ヒータ36、38を6
70°Cに降下させ、この温度差20°Cを保ったま
ま、金型31とガラス材料33とを1°C/分の速度で
550°Cまで冷却し、さらに10°C/分の速度で2
00°C以下まで冷却した。なお、一連の工程はすべて
窒素雰囲気中で行った。
In Example 4, 10 minutes after the glass material 33 was completely separated from the glass material holding member 32, the nitrogen gas heated to 690 ° C. by the nichrome wire heater 38 was supplied from the upper part to 2 liter / liter. The glass material 33 was sprayed at a flow rate of 1 minute for 5 minutes. After that, the mold 31 and the glass material 33 are heated by the cartridge heater 35 to 69
While maintaining the temperature at 0 ° C, the nichrome wire heaters 36 and 38 are
The mold 31 and the glass material 33 are cooled at a rate of 1 ° C./min to 550 ° C. while maintaining the temperature difference at 20 ° C., and further cooled at a rate of 10 ° C./min. 2
It was cooled to below 00 ° C. Note that a series of steps were all performed in a nitrogen atmosphere.

【0045】得られたガラス材料の成形面は、有効径内
で形状精度0.6μm以下、最大粗さ0.02μm以下
で、クモリのない非球面形状であることが確認された。
また、同一工程を500回行った後の金型11の表面
は、特に変化が認められなかった。
It was confirmed that the formed surface of the obtained glass material had an accuracy of 0.6 μm or less within the effective diameter, a maximum roughness of 0.02 μm or less, and had an aspheric shape without clouding.
After the same process was performed 500 times, the surface of the mold 11 was not particularly changed.

【0046】[実施例5]実施例5は、前述の第4実施
形態に対応する数値実施例である。図4の製造装置を用
い、最大粗さ0.01μm以下に鏡面加工した炭化珪素
を材料とする凹面の非球面形状を有する第1金型41の
上方に、ガラス材料保持部材42を介して、第1金型4
1と対向する面を研磨した直径80mm、厚み10mm
の平板形状のランタンクラウン系ガラスのガラス材料1
3を配置した。第1金型41によって成形される面の有
効径は75mm、近軸曲率半径は100mmである。ま
た、初期設定において、第1金型41とガラス材料43
の間隔は15mmとした。
[Embodiment 5] Embodiment 5 is a numerical example corresponding to the above-described fourth embodiment. Using the manufacturing apparatus of FIG. 4, via a glass material holding member 42, above a first mold 41 having a concave aspherical surface made of silicon carbide mirror-finished to a maximum roughness of 0.01 μm or less, First mold 4
80mm in diameter and 10mm in thickness polished on the surface facing 1
Lanthanum-based glass material 1
3 was placed. The effective diameter of the surface formed by the first mold 41 is 75 mm, and the paraxial radius of curvature is 100 mm. In the initial setting, the first mold 41 and the glass material 43 are used.
Was 15 mm.

【0047】次に、第1金型保持部材45に内蔵された
カートリッジヒータ44を駆動し、第1金型41及びガ
ラス材料43を690°Cまで加熱した。第1金型41
及びガラス材料43が690°Cに到達した5分後、ガ
ラス材料43が軟化を開始し、軟化の開始とともにガラ
ス材料43が第1金型41の中央部から順に接触するよ
うに、ガラス材料保持部材42を1mm/分の速度で第
1金型41側へ移動させた。
Next, the cartridge heater 44 incorporated in the first mold holding member 45 was driven to heat the first mold 41 and the glass material 43 to 690 ° C. First mold 41
Five minutes after the glass material 43 reaches 690 ° C., the glass material 43 starts to soften, and the glass material is held in such a manner that the glass material 43 comes into contact in order from the center of the first mold 41 as the softening starts. The member 42 was moved toward the first mold 41 at a speed of 1 mm / min.

【0048】ガラス材料43が完全にガラス材料保持部
材42から離れてから10分経過し、ガラス材料43が
概略第1金型41の形状に沿った時点で、690°Cに
加熱した第2金型46を用意しガラス材料43の上面か
ら押圧する。第2金型46は凸面形状を有しその表面は
研削面である。第1及び第2金型で加圧する圧力は30
0kgfで、5分間加圧することにより変形を促進させ
た。
When 10 minutes have passed since the glass material 43 completely separated from the glass material holding member 42 and the glass material 43 substantially conformed to the shape of the first mold 41, the second metal heated to 690 ° C. A mold 46 is prepared and pressed from the upper surface of the glass material 43. The second mold 46 has a convex shape and the surface is a ground surface. The pressure applied by the first and second molds is 30
Deformation was promoted by applying a pressure of 0 kgf for 5 minutes.

【0049】加圧から5分経過した後、第1及び第2金
型41とガラス材料43とを1°C/分の速度で550
°Cまで冷却し、さらに10°C/分の速度で200°
C以下まで冷却した。なお、一連の工程はすべて窒素雰
囲気中で行った。
After elapse of 5 minutes from the pressurization, the first and second molds 41 and the glass material 43 are separated by 550 at a rate of 1 ° C./min.
Cool to 200 ° C at a rate of 10 ° C / min.
It cooled to below C. Note that a series of steps were all performed in a nitrogen atmosphere.

【0050】得られたガラス材料の成形面は、有効径内
で形状精度0.3μm以下、最大粗さ0.02μm以下
で、クモリのない非球面形状であることが確認された。
また、同一工程を500回行った後の第1金型41の表
面は、特に変化が認められなかった。
It was confirmed that the molded surface of the obtained glass material had an accuracy of 0.3 μm or less within the effective diameter, a maximum roughness of 0.02 μm or less, and had an aspherical shape without clouding.
Further, no change was observed on the surface of the first mold 41 after the same process was performed 500 times.

【0051】[実施例6]実施例6は、前述の第1実施
形態に対応する数値実施例である。図1の製造装置を用
い、5%金を含有した白金合金を用いて実施例1と同一
の形状の金型を用意し、実施例1と全く同一の条件で成
形を行った。
[Embodiment 6] Embodiment 6 is a numerical example corresponding to the first embodiment. Using the manufacturing apparatus of FIG. 1, a mold having the same shape as in Example 1 was prepared using a platinum alloy containing 5% gold, and was molded under exactly the same conditions as in Example 1.

【0052】得られたガラス材料の成形面は、有効径内
で形状精度1.2μm以下、最大粗さ0.02μm以下
で、クモリのない非球面形状であることが確認された。
また、同一工程を200回行った後の金型の表面は、特
に変化が認められなかった。
It was confirmed that the molding surface of the obtained glass material had an accuracy of 1.2 μm or less within the effective diameter, a maximum roughness of 0.02 μm or less, and an aspherical shape without clouding.
After the same process was performed 200 times, no particular change was observed on the surface of the mold.

【0053】[0053]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
高温高圧で加圧成形を行うことがないので、金型の物理
的及び化学的なダメージが小さく、金型の寿命を長くす
ることができる。したがって、高精度の光学素子を低コ
ストで製造することができる。また、高温高圧で加圧成
形しないので、金型材料及び光学素子の硝材や形状にも
制約を与えない。
As described above, according to the present invention,
Since pressure molding is not performed at high temperature and high pressure, physical and chemical damage to the mold is small, and the life of the mold can be extended. Therefore, a high-precision optical element can be manufactured at low cost. Further, since pressure molding is not performed at high temperature and high pressure, there is no restriction on the mold material and the glass material and shape of the optical element.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】第1の実施形態の光学素子の製造方法に用いら
れる製造装置
FIG. 1 is a manufacturing apparatus used in a method for manufacturing an optical element according to a first embodiment.

【図2】第2の実施形態の光学素子の製造方法に用いら
れる金型
FIG. 2 shows a mold used in the method for manufacturing an optical element according to the second embodiment.

【図3】第3の実施形態の光学素子の製造方法に用いら
れる製造装置
FIG. 3 is a manufacturing apparatus used in a method for manufacturing an optical element according to a third embodiment.

【図4】第4の実施形態の光学素子の製造方法に用いら
れる製造装置
FIG. 4 is a manufacturing apparatus used in a method for manufacturing an optical element according to a fourth embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11、21、31、41:金型(第1金型) 12、32、42:ガラス材料保持部材 22:貫通孔 46:第2金型 11, 21, 31, 41: Mold (first mold) 12, 32, 42: Glass material holding member 22: Through hole 46: Second mold

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ガラス材料を加熱軟化させ、金型を用い
て成形して光学機能面を得る光学素子の製造方法であっ
て、 前記金型の光学機能面に対応する表面の上方に、ガラス
材料を載置する第1の工程と、 前記ガラス材料を所定の温度まで加熱する第2の工程
と、 軟化した前記ガラス材料を前記金型の光学機能面に対応
する表面に金型中央部から順に自重により変形させて、
1面の成形面を得る第3の工程と、を含むことを特徴と
する光学素子の製造方法。
1. A method for producing an optical element in which a glass material is heated and softened and molded using a mold to obtain an optically functional surface, wherein a glass is provided above a surface corresponding to the optically functional surface of the mold. A first step of placing a material, a second step of heating the glass material to a predetermined temperature, and applying the softened glass material to a surface corresponding to the optical function surface of the mold from the center of the mold. In order to deform by its own weight,
And a third step of obtaining one molding surface.
【請求項2】 前記第3の工程において、ガラス材料保
持部材を用いて、金型の光学機能面に対応する表面にか
かるガラス材料の重量を調節することを特徴とする請求
項1記載の光学素子の製造方法。
2. The optical device according to claim 1, wherein in the third step, the weight of the glass material on the surface corresponding to the optically functional surface of the mold is adjusted using a glass material holding member. Device manufacturing method.
【請求項3】 前記金型は気孔を有する材料により形成
されており、前記第3の工程において、該金型の気孔を
通じて、ガラス材料に負圧を与えることを特徴とする請
求項1記載の光学素子の製造方法。
3. The method according to claim 1, wherein the mold is formed of a material having pores, and in the third step, a negative pressure is applied to the glass material through the pores of the mold. A method for manufacturing an optical element.
【請求項4】 前記第3の工程において、前記ガラス材
料の光学機能面を形成しようとする面とは反対側から所
定温度に加熱したガスを吹き付けることによりガラス材
料の変形を促進させることを特徴とする請求項1記載の
光学素子の製造方法。
4. The method according to claim 3, wherein in the third step, deformation of the glass material is promoted by blowing a gas heated to a predetermined temperature from a side opposite to a surface of the glass material on which an optical function surface is to be formed. The method for manufacturing an optical element according to claim 1.
【請求項5】 前記金型の光学機能面に対応する面に対
向させて、さらに第2の金型を配置し、前記第3の工程
において、前記ガラス材料が変形して前記金型の光学機
能面に対応する面に沿った後、前記第2の金型によっ
て、前記ガラス材料の光学機能面を形成しようとする面
とは反対側から加圧することを特徴とする請求項1記載
の光学素子の製造方法。
5. A method according to claim 5, further comprising: disposing a second mold so as to face a surface corresponding to the optical function surface of the mold. In the third step, the glass material is deformed and the optical property of the mold is changed. 2. The optical device according to claim 1, wherein after pressing along a surface corresponding to the functional surface, pressure is applied by the second mold from a side opposite to a surface of the glass material on which an optical functional surface is to be formed. 3. Device manufacturing method.
【請求項6】 前記第3の工程の後、前記金型の温度
を、成形されたガラス材料のガラス転移点以下の温度ま
で冷却する第4の工程を行うとともに、 該第4の工程において、少なくとも雰囲気温度が成形さ
れたガラス材料のガラス軟化点以下の温度まで冷却され
るまで、以下の条件を満足するように冷却することを特
徴とする請求項1記載の光学素子の製造方法; Ta−Tm≧20 ただし、 Ta:雰囲気温度(°C) Tm:金型温度(°C) である。
6. After the third step, a fourth step of cooling the temperature of the mold to a temperature equal to or lower than a glass transition point of a molded glass material is performed, and in the fourth step, 2. The method for manufacturing an optical element according to claim 1, wherein cooling is performed so as to satisfy the following conditions at least until the ambient temperature is cooled to a temperature equal to or lower than the glass softening point of the formed glass material. Tm ≧ 20, where Ta: ambient temperature (° C.) Tm: mold temperature (° C.)
【請求項7】 前記金型の材料は、白金または白金を含
有する合金であることを特徴とする請求項1記載の光学
素子の製造方法。
7. The method according to claim 1, wherein the material of the mold is platinum or an alloy containing platinum.
【請求項8】 ガラス材料を加熱軟化させ、金型を用い
て成形して光学機能面を得る光学素子の製造方法により
製造された光学素子であって、 前記金型の光学機能面に対応する表面の上方に、ガラス
材料を載置する第1の工程と、 前記ガラス材料を所定の温度まで加熱する第2の工程
と、 軟化したガラス材料を前記金型の光学機能面に対応する
表面に金型中央部から順に自重により変形させて、1面
の成形面を得る第3の工程と、によって製造された光学
素子。
8. An optical element manufactured by a method for manufacturing an optical element by heating and softening a glass material and molding using a mold to obtain an optically functional surface, wherein the optical element corresponds to the optically functional surface of the mold. A first step of placing a glass material above the surface, a second step of heating the glass material to a predetermined temperature, and placing the softened glass material on a surface corresponding to the optical function surface of the mold. A third step of obtaining one molding surface by sequentially deforming from the center of the mold by its own weight.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011227523A (en) * 2004-09-07 2011-11-10 Ophthonix Inc Optic lens manufacturing method

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