JPH11116257A - 合成光学素子の成形方法及び装置 - Google Patents

合成光学素子の成形方法及び装置

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JPH11116257A
JPH11116257A JP28671997A JP28671997A JPH11116257A JP H11116257 A JPH11116257 A JP H11116257A JP 28671997 A JP28671997 A JP 28671997A JP 28671997 A JP28671997 A JP 28671997A JP H11116257 A JPH11116257 A JP H11116257A
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JP
Japan
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optical element
optical
molding
press
optical material
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JP28671997A
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Nobuyuki Nakagawa
伸行 中川
Nobuhiro Yamamichi
伸浩 山道
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    • 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
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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
    • C03B11/14Pressing laminated glass articles or glass with metal inserts or enclosures, e.g. wires, bubbles, coloured parts
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B2215/00Press-moulding glass
    • C03B2215/40Product characteristics
    • C03B2215/41Profiled surfaces
    • 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)
  • Blow-Moulding Or Thermoforming Of Plastics Or The Like (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 第1の光学素材の軟化点が第2の光学素子の
軟化点よりも高く、その軟化点が第1の光学素材の冷却
中に存在することに着眼したものであり、合成光学素子
を効率的に製造する成形方法及び装置を提供する。 【解決手段】 光学素材を加熱軟化させ、プレス成形に
より光学素子を得る成形方法及び装置において、軟化し
た第1の光学素材をプレス成形し、第1の光学機能を有
した光学素子に構成すると共に、それを冷却する過程に
おいて、第2の光学素材を前記第1の光学素子に重ね合
わせてプレス成形し、両者を一体化したことを特徴とす
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、撮影レンズ系など
の光学系に使用される合成光学素子の成形方法及び装置
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来から、接着剤を使用せずに複数の光
学素子を加熱融着により接合して合成光学素子を製造す
る方法が提案されている。例えば、特公平1−4290
0号公報に所載の製造方法では、軟化点の高い第1のガ
ラスからなる光学素子と軟化点の低い第2のガラスから
なる光学素子とを、成形により、加熱融着させて、合成
光学素子を得ている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例の場合、第1の光学素子は、予め別工程で所望の形
状に加工されたものを、改めて、第2の光学素材と共に
加熱融着するために、成形型に入れ、インサート成形す
るものである。つまり、第1の素子の加工工程と第1、
第2の素材の加熱融着工程の2工程を別工程としたもの
である。
【0004】この方法は、加工が2工程となるために、
加工の手間や加工時間がかかり、さらに、第1の素子の
仕掛かりの管理や、光学機能面の防塵対策などが必要と
なり、多大な製造コストが掛かるものとなる。
【0005】本発明は、上記問題を鑑みてなされたもの
で、その目的とするところは、第1の光学素材の軟化点
が第2の光学素子の軟化点よりも高く、その軟化点が第
1の光学素材の冷却中に存在することに着眼したもので
あり、合成光学素子を効率的に製造する成形方法及び装
置を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明では、光学素材を加熱軟化させ、プレス成形
により光学素子を得る成形方法において、軟化した第1
の光学素材をプレス成形し、第1の光学機能を有した光
学素子に構成すると共に、それを冷却する過程におい
て、第2の光学素材を前記第1の光学素子に重ね合わせ
てプレス成形し、両者を一体化したことを特徴とする。
【0007】従って、光学素子を成形する際の基本的な
プロセスである加熱冷却の工程を十分、有効に活用する
ことができ、第1の光学素子と第2の光学素材の成形及
び両者の接合が1サイクル内で完結されることで、その
接合面の異物混入の可能性を極めて低減させることが可
能となる。
【0008】この場合、少なくとも、第1の光学素子に
対して第2の光学素材が重ねられ、プレス成形される際
には、そのプレス成形を真空下で行うことが望ましい。
これは、第1の光学素材と第2の光学素材との間に、空
気などの気体が入り込むのを防止する働きがある。
【0009】また、この方法で製造された合成光学素子
は、第1の光学素材がガラスであり、第2の光学素材が
樹脂であり、また、第2の素材が重ね合わされる第1の
光学素子の面には、回折格子が形成され、第2の素材を
これに倣うように一体化してあるとよい。
【0010】これにより、必然的に両者の軟化点温度差
が大きく得られ、樹脂を成形する際には、既に、ガラス
は十分固くなっているので、第1の成形で転写された光
学機能面が変形する心配はなく、その光学機能面に第2
の光学素材を倣って形成させることができる。さらに、
両者の軟化点温度差が大きいために、それぞれの素材の
光学特性の選定幅も広くなる。なお、ガラス相互の軟化
点温度差を考慮する場合には、選定素材は自ずと限られ
る。
【0011】また、本発明では、光学素材を加熱軟化さ
せ、プレス成形により光学素子を得る成形装置におい
て、成形型への光学素材の搬入、プレス成形、冷却、成
形品の搬出に関する1サイクルで、第1の光学素材から
第1の光学素子をプレス成形する型部材とは別に、第1
の光学素子に第2の光学素材を重ねて一体化し、合成光
学素子をプレス成形する型部材を備えていることを特徴
とする。
【0012】従って、この成形装置は、2種の光学素材
を1サイクル内で成形可能であり、これにより、1サイ
クルの中で、3種の光学機能面を有した合成光学素子が
得られる。つまり、最初に使用された上下一対の成形型
で、第1の光学素材を成形することで上下2種の光学機
能面を得るとともに、第2の光学素材を、3種目の別の
光学機能面を有した成形型を組み合わせ、続けて成形す
ることで、3種の光学機能面を有した合成光学素子が得
られる。
【0013】この場合、第2の光学素材を成形する際、
上下一対の成形用型部材を用いると共に、その何れか一
方の型部材に、別の光学機能面を形成する第3の成形用
型部材を装着し、第1の光学素子に対して第2の光学素
材を重ねて一体化するように、プレス成形するのがよ
い。
【0014】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
面を参照しながら、具体的に説明する。ここで、図1〜
図4は合成光学素子を成形する工程を概略的に示してお
り、図5は本発明の成形方法で成形された合成光学素子
であり、撮影光学系に搭載される色消しを目的として構
成されている。また、図6はその成形プロセスにおける
型温度、チャンバー内圧力を示している。
【0015】図において、符号1は下側の成形面に、光
学素子の光学機能面に転写すべき回折格子4を施した上
型、符号2は上側に平坦な成形面を有する下型、符号3
は第1の光学素材であり、この光学素材は、例えば、そ
の転移点が約340℃、その軟化点が約420℃のりん
酸ガラスである。また、上下型1、2は、熱電対(図示
せず)で温度を測定され、適当な加熱手段(図示せず)
で加熱される。
【0016】この成形プロセスでは、まず、吸着オート
ハンド(図示せず)で、下型2上に第1の光学素材3を
載置する(図1を参照)。その際、上下型1、2を収容
する成形室(図示せず)には、不活性ガスが充填されて
いる。次に、上述の熱電対の測定温度に基づいて、加熱
手段を制御し、上下型1、2を、第1の光学素材3の成
形温度400℃(logη9程度)まで加熱する。
【0017】途中、真空ポンプなどの手段(図示せず)
を用いて、前記成形室を真空(0〜20Pa)にし、成
形温度に達したら、電動サーボモーター(図示せず)を
駆動して、プレスロッドを降下し、これに保持された上
型1で、最初のプレス成形を行う。その時のプレス力
は、約2000Nである。なお、プレス動作の際、成形
室を真空にする理由は、回折格子部に発生するガス溜り
を防止するためである。
【0018】因みに、回折格子は、ミクロンメーターオ
ーダーの鋸形状あるいは階段形状で構成されるので、そ
の谷部に不活性ガスが閉じ込められ易く、あるいは、次
の第2の光学素材(後述)が完全に転写されない、所
謂、不良が発生し易い。
【0019】光学素材3が所定の厚みに成形されたら、
前記成形室に再び不活性ガスを充填する。そして、不活
性ガス噴射ノズルを持つ冷却装置(図示せず)で、上下
型を冷却する。上下型が約150℃になったら、その温
度を保持し、上型1を上昇させる(図2を参照)。この
段階で、符号5で示す回折格子が転写された第1の光学
素子が完成する。
【0020】次に、前記吸着オートハンドにより、第1
の光学素子5の上に第2の光学素材7を載置する。ここ
で使用される第2の光学素材7は、加熱変形温度が約8
5℃、ビカット軟化点が約100℃の熱可塑性のアクリ
ル系樹脂である。続けて、その上に、例えば、上記吸着
オートハンドを用いて、下側に第3の光学機能面(ここ
では平坦面)を有した型部材6を載置する(図3を参
照)。なお、この第3の型部材6は、別ステージ(図示
せず)にて、予め、第2の光学素材の成形温度に相当す
る温度、例えば、150℃に加熱、保持されている。
【0021】そして、再び、前記成形室を真空にし、上
型1を新たな降下量で降下し、上型を介して、型部材6
を押し下げ、第2の光学素材7を型部材6と第1の光学
素子5との間で、プレス成形し、全体として、所定の厚
みにする。なお、この温度域では、第1の光学素子(ガ
ラス)は十分固化しているために、変形せず、軟化域に
ある第2の光学素材(樹脂)のみが、第1の光学素子の
光学機能面の形状に倣って、充填・接合される。
【0022】勿論、真空下で成形されるために、ガラス
と樹脂の接合面に、ガス溜りなどの不良は発生しない
(図4を参照)。なお、図4中、符号8は第3の型部材
6の上面に設けられた逃げ部であり、その周縁に形成さ
れた突堤で、上型1の周縁を支え、上型1の下面に形成
された成形面(回折格子)を保護することができる。
【0023】そして、最後に、前記成形室を大気に開放
し、約70℃まで冷却し、上型1を上昇させ、前記吸着
オートハンドでにより、第3の型部材を取り出し、続け
て、完成された合成光学素子9(図5を参照)を取り出
して、成形を完了する。
【0024】この成形方法での成形サイクルは、上述の
実施の形態において、約8分であり、大幅な時間短縮が
達成された。仮に、この合成光学素子を、従来のような
2工程で製作した場合を推定すると、約16分であり、
成形時間は、本発明で、少なくとも半減していることに
なる。また、第1の光学素子5の回折格子部を、直ちに
第2の光学素材で充填するために、先に成形された第1
の光学素子の成形面(回折格子部)に、埃などが付く、
所謂、コンタミを避けることができ、不良率の低減に
も、利益がある。
【0025】
【発明の効果】以上説明した様に、本発明の成形方法及
び装置によれば、成形温度(軟化温度)に差のある光学
素材を、1サイクル内で、順次、成形し、両者の接合が
できるから、合成光学素子が、仕掛かり管理が不要で、
しかも、非常に効率よく、安価に製造することができる
効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態において、第1の光学素材
を成形型に供給した様子を示す概略側面図である。
【図2】同じく、第1の光学素子の成形が完了した様子
を示す概略側面図である。
【図3】同じく、第2の光学素材及び第3の成形型を供
給した様子を示す概略側面図である。
【図4】同じく、第1の光学素子と第2の光学素材を成
形・接合している様子を示す概略側面図である。
【図5】その結果の合成光学素子の概略側面図である。
【図6】同じく、本発明装置のプロセス図である。
【符号の説明】
1 上型 2 下型 3 第1の光学素材 6 第3の成形型 7 第2の光学素材 8 逃げ部 9 合成光学素子の接合部

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 光学素材を加熱軟化させ、プレス成形に
    より光学素子を得る成形方法において、軟化した第1の
    光学素材をプレス成形し、第1の光学機能を有した光学
    素子に構成すると共に、それを冷却する過程において、
    第2の光学素材を前記第1の光学素子に重ね合わせてプ
    レス成形し、両者を一体化したことを特徴とする合成光
    学素子の成形方法。
  2. 【請求項2】 少なくとも、第1の光学素子に対して第
    2の光学素材が重ねられ、プレス成形される際には、そ
    のプレス成形を真空下で行うことを特徴とする請求項1
    に記載の合成光学素子の成形方法。
  3. 【請求項3】 請求項1あるいは2に記載の成形方法で
    得られる合成光学素子であって、第1の光学素材がガラ
    スであり、第2の光学素材が樹脂であることを特徴とす
    る合成光学素子。
  4. 【請求項4】 第2の素材が重ね合わされる第1の光学
    素子の面には、回折格子が形成され、第2の素材をこれ
    に倣うように一体化したことを特徴とする請求項3に記
    載の合成光学素子。
  5. 【請求項5】 光学素材を加熱軟化させ、プレス成形に
    より光学素子を得る成形装置において、成形型への光学
    素材の搬入、プレス成形、冷却、成形品の搬出に関する
    1サイクルで、第1の光学素材から第1の光学素子をプ
    レス成形する型部材とは別に、第1の光学素子に第2の
    光学素材を重ねて一体化し、合成光学素子をプレス成形
    する型部材を備えていることを特徴とする合成光学素子
    の成形装置。
  6. 【請求項6】 第2の光学素材を成形する際、上下一対
    の成形用型部材を用いると共に、その何れか一方の型部
    材に、別の光学機能面を形成する第3の成形用型部材を
    装着し、第1の光学素子に対して第2の光学素材を重ね
    て一体化するように、プレス成形することを特徴とする
    請求項5に記載の合成光学素子の成形装置。
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