JPH10167738A - 光学ガラス素子のモールド型及び成形方法 - Google Patents

光学ガラス素子のモールド型及び成形方法

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JPH10167738A
JPH10167738A JP32850496A JP32850496A JPH10167738A JP H10167738 A JPH10167738 A JP H10167738A JP 32850496 A JP32850496 A JP 32850496A JP 32850496 A JP32850496 A JP 32850496A JP H10167738 A JPH10167738 A JP H10167738A
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curved
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  • Re-Forming, After-Treatment, Cutting And Transporting Of Glass Products (AREA)
  • Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 少なくとも一面に、中心曲面部と、該中心曲
面部の回りに位置する周縁平面部とを有する光学ガラス
素子を成形することができるモールド型及びこのモール
ド型を用いた成形方法を得る。 【構成】 中心曲面部に対応する曲面部成形型と、周縁
平面部に対応する平面部成形型とを相対移動可能にした
光学ガラス素子のモールド型。成形方法は、曲面部成形
型による成形と平面部成形型による成形とに時間差を与
える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【技術分野】本発明は、ガラスモールド法で成形する光
学ガラス素子であって、特に中心曲面部の回りに周縁平
面部を有する光学ガラス素子の成形方法及びガラスモー
ルド型に関する。
【0002】
【従来技術及びその問題点】光学素子(レンズ)とし
て、レンズ作用をする中心曲面部の回りに、レンズ保持
を容易にする光軸と直交する周縁平面部を形成するタイ
プが知られている。このタイプの光学素子は従来、成形
性に優れたプラスチックからなっており、ガラス素子を
加熱軟化させて成形するガラスモールド法による成形は
行なわれていなかった。従来のガラスモールド法で、中
心曲面部と周縁平面部を有する光学素子を成形すると、
曲面部と、曲面部と平面部の境界部分が型に沿った形状
にならない。
【0003】しかし、プラスチックレンズは、光学ガラ
スに比べて、耐熱性に乏しく耐用温度が低い、耐水性、
耐食性はあるが有機溶剤に弱い、周囲環境の温度や湿度
変化により光学性能が変化する等の欠点がある。例え
ば、ガラス転移点で比較すると、光学ガラスに比べ、プ
ラスチックレンズは300℃以上も低いことから、耐熱
性に欠けていることが分かる。
【0004】
【発明の目的】本発明は、特に中心曲面部の回りに周縁
平面部を有する光学素子を、光学ガラスを用いたガラス
モールド法によって成形することができるモールド型、
及びこのモールド型を用いた成形方法を得ることを目的
とする。
【0005】
【発明の概要】本発明のモールド型は、少なくとも一面
に、中心曲面部と、該中心曲面部の回りに位置する周縁
平面部とを有する光学ガラス素子を成形するためのモー
ルド型であって、中心曲面部に対応する曲面部成形型
と、周縁平面部に対応する平面部成形型とを相対移動可
能にしたことを特徴としている。
【0006】また本発明の成形方法は、その第一の態様
によれば、少なくとも一面に、凸面からなる中心曲面部
と、該中心曲面部の回りに位置する周縁平面部とを有す
る光学ガラス素子を成形する方法であって、モールド型
は、凸面からなる中心曲面部に対応する凹面からなる曲
面部成形型と、この曲面部成形型に対して相対移動可能
な、周縁平面部に対応する平面部成形型とを備え、この
モールド型にガラスプリフォームをセットし、加熱して
軟化させるステップ;平面部成形型に成形圧力を及ぼし
て、ガラスプリフォームの一部を曲面部成形型内に移動
させるステップ;及び平面部成形型と曲面部成形型の双
方に成形圧力を及ぼして、ガラスプリフォームに曲面部
成形型と平面部成形型の形状を転写するステップ;を有
することを特徴としている。
【0007】本発明の成形方法は、第二の態様によれ
ば、少なくとも一面に、中心曲面部と、該中心曲面部の
回りに位置する周縁平面部とを有する光学ガラス素子を
成形する方法であって、モールド型は、中心曲面部に対
応する曲面部成形型と、この曲面部成形型に対して相対
移動可能な、周縁平面部に対応する平面部成形型とを備
え、このモールド型にガラスプリフォームをセットし,
加熱して軟化させるステップ;この曲面部成形型に成形
圧力を及ぼして、ガラスプリフォームの一部を平面部成
形型内に移動させるステップ;及び平面部成形型と曲面
部成形型の双方に成形圧力を及ぼして、ガラスプリフォ
ームに曲面部成形型と平面部成形型の形状を転写するス
テップ;を有することを特徴としている。この第二の態
様は、中心曲面部が凹面でも凸面でも適用できる。
【0008】
【発明の実施の形態】図1は、本発明によるモールド型
の一例を示している。この例は、簡単のため、成形する
ガラス光学素子の一方の面は平面で、他方の面の中心部
に中心凸曲面部(球面部)、この中心凸球面の回りに、
光軸と直交する周縁平面部を有する場合を想定してい
る。図1の下方は、平面型11であり、上方に、中心曲
面部を成形するための曲面部成形型12と、この曲面部
成形型12の回りに相対摺動自在に位置する平面部成形
型13とを有する本発明の特徴とするモールド型10が
位置している。つまり、平面部成形型13には、その中
心に摺動孔14が穿設されており、この摺動孔14に、
曲面部成形型12が摺動自在に嵌まっている。
【0009】平面型11、曲面部成形型12、平面部成
形型13はそれぞれ、通常のガラスモールド型と同様
に、母材11a、12a、13aの成形面上に、耐熱
性、耐酸化性、ガラスとの離型性等を向上させる厚さ
0.5μm前後の成形薄膜11b、12b、13bを付
着形成してなっている。すなわち、平面型11と平面部
成形型13の成形面は、この成形薄膜11bと13bに
よって形成される、光軸と直交する平面成形面であり、
曲面部成形型12の成形面は、この成形薄膜12bによ
って形成される曲面(凹面)成形面である。
【0010】母材は、例えば、超硬合金タングステンカ
ーバイド、炭化珪素、サーメット、ジルコニア、アルミ
ナ等からなり、この母材の成形面を超精密旋盤で所望の
形状に加工した後、ダイヤモンド研磨剤等を用いて表面
粗さRmax =0.02μm以下の所望の形状に研磨し、
その上に成形薄膜を付着させる。成形薄膜としては、各
種セラミックス、硬質カーボン薄膜、DLC薄膜、金、
白金等の貴金属薄膜、これらの組み合わせ等が用いられ
る。
【0011】成形されるガラス光学素子の光軸方向に相
対摺動可能な曲面部成形型12と平面部成形型13は、
その上端の基準平面12c、13cを一平面上に位置さ
せたとき、その曲面成形面12bと平面成形面13bと
により、一連の成形面が形成される。この曲面部成形型
12と平面部成形型13は、それぞれ、図3に示す中心
プレスシリンダー21と、周縁プレスシリンダー22に
より、個別にプレス圧力を及ぼすことができるが、中心
プレスシリンダー21の押圧平面21aは、曲面部成形
型12の径より大きく形成され、曲面部成形型12だけ
を平面部成形型13内に押し込むことはできない。つま
り、曲面部成形型12の平面部成形型13に対する下降
位置は、基準平面12cが基準平面13cに一致する高
さで規制される。
【0012】上記構成の本モールド型は、平面型11の
外周に、図2に示すように胴型スぺーサ16をセットし
て両者を固定する。モールド型10の平面部成形型13
は、正しくセンター位置を出した状態で、この胴型スぺ
ーサ16内に摺動自在に嵌められ、かつ、平面部成形型
13の平面型11に対する最大接近位置が、平面部成形
型13に形成したフランジ15と胴型スぺーサ16との
当接によって規制される。
【0013】次に以上のモールド型を用いた成形方法を
説明する。図3に示すように、モールド型10、平面型
11及び胴型スぺーサ16は、石英管23とヒーター2
4を有する加熱装置内にセットされ、平面型11とモー
ルド型10の間には、予め計量したガラスプリフォーム
30がセットされる。ガラスプリフォーム30は、モー
ルド型10の曲面部成形型12と平面部成形型13に跨
る大きさに成形されている。石英管23内に、窒素ガス
(不活性ガス)を導入した状態で、ヒーター24によっ
て加熱して、ガラスプリフォーム30を軟化させる。こ
のときの加熱温度は、ガラスプリフォーム30が軟化し
てプレスできる温度(通常のガラスモールド法における
温度;Tg(ガラス転移点)+50〜70℃)よりも、
10℃程度高い温度とし、プリフォームを従来のガラス
モールド法より柔らかくするのがよい。具体的には、T
g+60〜80℃程度に設定するのがよい。
【0014】このガラスプリフォーム30の軟化状態に
おいて、まず平面部成形型13の成形面13bと曲面部
成形型12の成形面12bが一連の成形面になった状態
のまま、モールド型10をガラスプリフォーム30に近
付け、周縁プレスシリンダー22により平面部成形型1
3に成形圧力を及ぼす。すると、軟化しているガラスプ
リフォーム30は、曲面部成形型12の曲面成形面12
b内に移動する。好ましくは、ガラスプリフォーム30
が曲面成形面12bに全面的に接触する迄、周縁プレス
シリンダー22による成形を行なった後、中心プレスシ
リンダー21によって曲面部成形型12にも成形圧力を
及ぼす。すると、今度は、曲面部成形型12側から平面
部成形型13側へのガラスプリフォーム30の移動が生
じ、さらに中心プレスシリンダー21の押圧平面21a
が、曲面部成形型12の基準平面12cと平面部成形型
13の基準平面13cに同時に当接した状態になり、曲
面部成形型12による成形と平面部成形型13による成
形とが同時に生じる。最終的には、図4に示すように、
平面部成形型13のフランジ15が胴型スぺーサ16に
当接し、成形が終了する。成形終了後、冷却してから成
形ガラス光学素子を取り出すと、曲面成形面12bと平
面成形面13bの境界部分に、ひけ等の異常のない正し
い形状のガラス光学素子が得られる。
【0015】以上の例では、ガラスプリフォーム30を
最初に曲面部成形型12と平面部成形型13に跨らせて
セットしたが、最初は、曲面部成形型12のみに接触す
るようにセットすることもできる。図5、図6は、その
成形態様を示すものである。、この成形態様では、最初
に周縁プレスシリンダー22により平面部成形型13を
ある基準位置迄下げておき、次に中心プレスシリンダー
21により曲面部成形型12に成形圧力を及ぼして、平
面型11の間に挟まれたガラスプリフォーム30を、曲
面成形面12bに沿わせるとともに、その一部を平面部
成形型13側にはみ出させて移動させる。その後、周縁
プレスシリンダー22により平面部成形型13に成形圧
力を及ぼすと、図3、図4の成形方法と同様に、成形す
ることができる。
【0016】上記実施形態では、平面部成形型13の平
面成形面13bが光軸と直交するとしたが、厳密に直交
しない平面である場合にも本発明は適用できる。また、
曲面部成形型12の曲面成形面12bは、凹面であった
(成形ガラス素子が凸面)が、逆に凸面(成形ガラス素
子が凹面)である場合にも本発明は適用できる。
【0017】図7、図8は、この成形態様を示してい
る。曲面成形型12の曲面成形面12b’は、凸面(成
形素子が凹面)であり、この他の構成は、先の実施例と
同じである。この態様では、最初に中心部の曲面部成形
型12によりガラスプリフォーム30を加工し(図
7)、次に周縁部の平面部成形型13による加工を行な
う(図8)。この態様で、図1ないし図4のように、ガ
ラスプリフォーム30に対して、その平面部成形型13
による加工を最初に及ぼすと、曲面部成形型12とプリ
フォーム30の間の空間が閉じられて気体の逃げ場所が
なくなるので、好ましくない。
【0018】また、以上は成形ガラス素子の一面を平面
としたが、両面ともに、中心曲面部と周縁平面部を有す
る場合にも、本発明は適用できる。
【0019】
【発明の効果】本発明によれば、中心曲面部と周縁平面
部を有する光学ガラス素子を、正しい設定形状に成形す
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による光学ガラス素子のモールド型の実
施形態を示す縦断面図である。
【図2】図1のモールド型と胴型スぺーサをセットした
状態の縦断面図である。
【図3】図2のモールド型を用いた成形状態を示す縦断
面図である。
【図4】同異なる成形状態を示す縦断面図である。
【図5】図1ないし図4の成形態様とは異なる成形状態
を示す、成形初期の縦断面図である。
【図6】同成形終期の縦断面図である。
【図7】曲面部成形型が凸面の場合の成形態様を示す、
成形初期の縦断面図である。
【図8】同成形終期の縦断面図である。
【符号の説明】
10 モールド型 12 曲面部成形型 12b 12b’ 曲面成形面(成形薄膜) 13 平面部成形型 13b 平面成形面(成形薄膜) 14 摺動孔 15 フランジ 16 胴型スぺーサ 21 中心プレスシリンダー 22 周縁プレスシリンダー 30 プリフォーム(光学ガラス素子材料)

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 少なくとも一面に、中心曲面部と、該中
    心曲面部の回りに位置する周縁平面部とを有する光学ガ
    ラス素子を成形するためのモールド型であって、 中心曲面部に対応する曲面部成形型と、周縁平面部に対
    応する平面部成形型とを相対移動可能にしたことを特徴
    とする光学ガラス素子のモールド型。
  2. 【請求項2】 少なくとも一面に、凸面からなる中心曲
    面部と、該中心曲面部の回りに位置する周縁平面部とを
    有する光学ガラス素子を成形する方法であって、 モールド型は、凸面からなる中心曲面部に対応する凹面
    からなる曲面部成形型と、この曲面部成形型に対して相
    対移動可能な、周縁平面部に対応する平面部成形型とを
    備え、 モールド型にガラスプリフォームをセットし、加熱して
    軟化させるステップ;平面部成形型に成形圧力を及ぼし
    て、ガラスプリフォームの一部を曲面部成形型内に移動
    させるステップ;及び平面部成形型と曲面部成形型の双
    方に成形圧力を及ぼして、ガラスプリフォームに曲面部
    成形型と平面部成形型の形状を転写するステップ;を有
    することを特徴とする光学ガラス素子の成形方法。
  3. 【請求項3】 少なくとも一面に、中心曲面部と、該中
    心曲面部の回りに位置する周縁平面部とを有する光学ガ
    ラス素子を成形する方法であって、 モールド型は、中心曲面部に対応する曲面部成形型と、
    この曲面部成形型に対して相対移動可能な、周縁平面部
    に対応する平面部成形型とを備え、 モールド型にガラスプリフォームをセットし、加熱して
    軟化させるステップ;曲面部成形型に成形圧力を及ぼし
    て、ガラスプリフォームの一部を平面部成形型内に移動
    させるステップ;及び平面部成形型と曲面部成形型の双
    方に成形圧力を及ぼして、ガラスプリフォームに曲面部
    成形型と平面部成形型の形状を転写するステップ;を有
    することを特徴とする光学ガラス素子の成形方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006015706A1 (de) * 2004-08-09 2006-02-16 Docter Optics Gmbh Verfahren und vorrichtung zur herstellung von präzisionslinsen
JP2006343387A (ja) * 2005-06-07 2006-12-21 Konica Minolta Opto Inc 光学素子及びその製造方法
JP2007022905A (ja) * 2005-06-16 2007-02-01 Sony Corp 光学素子デバイスの製造方法、光学素子デバイス、および成形装置

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JP2006343387A (ja) * 2005-06-07 2006-12-21 Konica Minolta Opto Inc 光学素子及びその製造方法
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