JPS60145920A - 光学素子の成形法 - Google Patents

光学素子の成形法

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JPS60145920A
JPS60145920A JP105884A JP105884A JPS60145920A JP S60145920 A JPS60145920 A JP S60145920A JP 105884 A JP105884 A JP 105884A JP 105884 A JP105884 A JP 105884A JP S60145920 A JPS60145920 A JP S60145920A
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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

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は凸レンズ、凹レンズ、フレネル、非球面レンズ
、プリズム、フィルター等の光学素子の成形法に関し、
詳しくは成形可能な状態の光学素子成形用素材を成形用
型によって加圧するだけで所定の形状及び精度を有する
光学素子を成形することのできる方法に関する。
レンズ、ブ1ノズム、フィルター等の光学素子の多くは
、従来カラス等の素材の研摩処理を主とした方法によっ
て成形されてきた。しかしながら、このような研摩処理
を主とした成形法に於いては、相当な時間及び熟練技術
か必要とされ、特に非球面レンズを研摩処理によって成
形するには、一層高度な研摩技術が要求され、また処理
時間も更に長くなり、短時間に大量に製造することは、
、+4常に困難であった。
そこで、例えば一対の成形用型内に光学素子成形用素材
を挿入配置在し、これを加圧するだけでレンズ等の光学
素子を筒易に生産性良く成形する方法が注目されている
代表的な加圧成形法としては1.υj精度の光学素子?
成形できる方法として、リヒートプレス法か挙げられる
リヒートプレス法は、予め溶融固化した光学玉子成形用
素材としての例えばカラス素材の心変:、:を計り取り
、これを所定の温度に加熱して軟化だせてから成形用の
型内に投入しこれを加圧して光学素子を成形する方法で
ある。また、特開111′(47−11277には、予
め溶融固化したカラス素材を成形用型内に投入し、型内
を加熱し、カラス素材が成形用爺な状態になったところ
でこれを加圧し、成形されたガラスレンスが型内に保持
された状態でこれを冷却してカラスレンスケ成形する方
法か開示されている。
このような加圧成形法を適用することによって、従来の
研摩処理を主とした成形法と比へて光学素子を短時間に
容易に成形することが可能となり、特に成形に於ける難
易性の高かった非球面を有する光学素子を容易に成形で
きるようになった。
ところが、加圧成形法によって光学素子を成形した場合
、成形された光学素子の形状については所定の精度を得
ることができるが、成形された光学素子の機能面に曇り
が生し易く、光学的機能については必ずしも充分なもの
を得ることはできなかった。
この機能面の曇りは、加圧成形の過程に於いて光学素子
成形用素材とこれを加圧成形する型の面とが高温で比較
的長時間電着した状態で接触するため、微小部分に於い
て前記素材と型の面とが融着し、成形少に型から成形さ
れた光学素子を等グ1する際に、素材表面の型との微細
−看部分か型表面に融着したまま残されることによって
成形面に生しるピンホールや微細な凹み等の欠陥によっ
て形成されるものである。
これらの欠陥は型材の種類を問わず光学素子の力ロ圧成
形された面に生じるため、加圧成形法に於いては避けら
れない問題となっていた。
不発明はこのような問題に鑑みなされたものであり、反
射防W効果があり、かつ型との上述したような融着を起
さない被膜を予め光学素子成形用素材の型によって成形
されるrf+iに被膜することによって、成形用型内に
配置された光学素子成形用素材を成形用型によって刀口
圧するだけで所定の伏形及び精度奢有し、成形された機
能面に台;−りかなくかつ反射防止説か被膜された光学
素子を簡易に生産性良く成形することのできる新規な光
゛7゛7も子の成形法な提供することを目的とする。
上記の目的は以下の不発明の方法により達成される。
すなわち本発明の光学素子の加圧成形法は、成形用型内
に配置された成形可能な状態の光学素子成形用素材を前
記成形用型により加圧して光学素子の機能面を成形する
加圧成形法に於いて、前記光学素子成形用素材の機能面
か成形される面に予め反射防止膜を被1模する過程を含
むことを特徴とする。
本発明の方法に於いては、光学素子を加圧成形する前の
所望の段階に於いて、予め機能面が成形される光学素子
成形用素材の面に反射防止膜が被膜される。
以下、図面を参照しつつ本発明の方法をカラス製凸しン
スの成形をその一例として詳細に説明する。
第11には、本発明の方法に使用することのできる光学
素子の加圧成形装置の一例である。
1はへルア+一本体、2は蓋、3は光学素子の第1の機
能面を成形するための面を有する上型、4は光学素子の
第2の機能面を成形するための面を有する下型、5は上
型3を保持し押えるための押え、6は胴型、7はホルク
ー、8は成形装置内を加熱するためのヒーター、9は)
−型4を突31二げて加圧するための加圧体、10は加
I(:杯9tfl−動させるためのエアーシリング−1
11は4山廼中人)11ボア7’、12.13.14.
16.18ity<ルア、I 5 ハ4< 71rl 
flカス流入用パイプ、17は不活性カスυ1気川バイ
ブ、18は温度センサー、20は装置6−内ケ玲やすだ
めの水冷パイプである。
不発明の方法に従って凸しンス暑成形するにはまず、第
2図に示すように、研削、研摩あるいは溶融固化等の処
理により所定の形状に成形された所定容量の光学カラス
からなる素材(カラス素材)22の機能面が成形される
面22a及び22bに反射防止説21を被膜する。
不発明の方法に於いて被膜される反射防IL Ilqは
、成形された光学素子の機能面に反射防中効果を4・t
 ’*するとともに、該IIりの表面か成形相ノ;11
と、:’:。
温で比較的長時間富着した状態で接触しても朋辿のガラ
ス素材等に認られたような成形相ノ;11との接触面の
微小部分に於ける融、ffを起ざす、成形された光学素
子の型からの離型性の良い被膜であることが望ましい。
このような反射防止膜を素材22の所定の面に被膜する
には、反射防止膜形成用の材料を素材22の材質や形状
等に合せて1例えば真空菖着、スパッタリンク、ブラス
マCVDなどのM着法を適宜使用して素材22の所定の
面に所定の膜厚を積層することかできる。
この反射防止膜形成用の材料としては、形成後の反射防
止膜が上記の特性を有し、後に述べる加圧成形時に変質
や破壊のないような反射防止膜を形成することのできる
材料ならばとのような材料も使用可能であり、例えは酸
化アルミニウム、フン化セリウム、酸化セリウム、硫化
亜鉛、フン化マグネシウム等のレンズの反射防止用コー
ティング等に通常使用されている材料を好適に使用する
ことかできる。
次に、このようにして反射防止膜21か設けられた素材
22をヘルジャーlの蓋2をあけて下型4のヒに数周し
、更に上型3を配置して蓋2を閉じ、水冷パイプる20
に水を流し、ヒーター8に通電する。
このとき、不活性カス用バルブ16.18及び排気バル
ブは閉しておく。なお、油廻転用ポンプ11は割に作動
させておく。
次に、バルブ12を開は排気を開始し、ベルジャ−1内
の圧力か約1O−2Torr程度以下になったところで
バルブ12を閉し、バルブ16を開いて不活性カスとし
てのN2カスをベルシャー1内に導入する。
カラス素材22か成形可能な温度にヒーター8によって
加熱されたところで、エアーシリンクー10を作動させ
て、加圧棒9を介して1ツ[定のJi−力で下型4を押
し上げてカラス素材22を」二型3と下)(す4によっ
て加圧し成形する。
最後にヒーター8を制御しながら、ヘルソヤー1内を徐
々に冷却し、所定の7Ah度にまで冷却されたところで
バルブ16を閉し、バルブ13を開いてヘルジャー内に
空気を導入し、蓋2をあけることのできる程度にまで内
圧が上ったら2i2をあけ、押え5を外して成形された
第3図に示したようなすでに2つの機能面に反射防止膜
が設けられている凸レンズ32を取り出す。
この凸レンズ32の反射防止膜が設けられた機能面の表
面には前述したような従来問題となっていたピンホール
や凹み等の微細欠陥の発生は認められず、機能面には曇
りがなく、凸しユ/ズ32は所定の形状及び精度を有し
ている。
なお、−上記工程に於いての成形時の加圧の圧力、加圧
成形後の冷却の速度、時間、成形された光学素子の取り
出し温度等の操作条件は、使用する光学素子成形用素材
の材質、成形しようとする光学素子の精度等に応じて適
宜選択することができる。
この例に於いては、凸レンズが本発明の方法により成形
されたが、成形用上型3及び下型4を所望の形状及び精
度を有する光学素子に対応した上型及びF型とに代える
ことにより、凹レンズ、フレネル、非球面レンズ、プリ
ズム、フィルター等の光学素子を成形することができる
以上のような本発明の光学素子の成形法によれば、光学
素子成形用素材の被成形面に予め反射防止膜を設けたこ
とにより、成形ごれた光学、も−■−の機能面に反射防
止膜を設けることかでさると同時に、従来の加圧成形法
に於いて認められたような素材の被成形面と成形用型と
の市温富看による微細部分に於ける融着を防ぐことが」
1能となった。
貸って、本発明の光学素子の成形法によって成形された
光学素子の機能面にはピンホールや凹み等の微細欠陥の
発生は認められず、所定の形状及び粘度を有し、反射防
止膜の被膜Jれた・二・;・りのない機能面からなる光
学素子を得ることかでさる。
以下、実施例を用いて本発明の方法を史に、iT、 M
l+に説明する。
実施例 ます、第2図に示すように光学M予成形lit 、+、
、材22としての円盤形状に研庁加工されたフリン]・
カラスの機能面の成形される血に通んの7!? !i 
/11、により層厚0.1μのフン化マグネシウムの反
射防止被膜(nd−人/4; n =フッ化マグネシウ
ムの屈折率、d−被膜の厚ざ、入=波長)を形成させた
次に、このフッ化マグネシウムの反射防止被膜か被成形
面に設けられた素材22を第1図に示す装置6の成形用
型のモリブデン製の上型3と下型4の間に配置し、水冷
パイプ20に水を流し、ヒーター8に通電した。
このとさ、不活性ガス用バルブ16.18及び排気バル
ブは閉じ、油廻転用ポンプ11は常に作動させた。
なお、上型3の光学素子の機能面を形成する面は、外径
17mm、曲率半径20mm、及び面精度、形状に於い
てニュートンリング、パワ−3木以内、不規則性1本以
内、中心線平均表面粗さくJISB 0810−197
0) 0.02 ル以内に凹面状に鏡面加工した。下型
4の機能面を形成する面は外径17II1m、曲率半径
55mmに、また面精度は上型3と同程度に凹面状に鏡
面加工した。
次に、バルブ12を開は排気を開始し、ペルシャー1内
の圧力ρ)約10’ Torr程度以下になったところ
でバルブ12を閉じ、バルブ16を開いて不活性カスと
してのN2カスをヘルンヤー1内に尋人すだ。
ガラス素材22が成形可能な温度(580’C) +こ
ヒーター8によって加熱されたところで、エアーシリン
グ−10を作動させて、加圧体9を介して1゜Kj/c
m2の圧力で下型4そ押し上げて素材22を」−型3と
下型4によって5分間加圧した。
最少にヒーター8を制御しなから、ベルシャー1内を1
時間にわたり徐々に冷却し、2oo℃以下に冷却された
ところでバルブ16を閉し、バルブ13を開いてペルジ
ャー内に空気を偉人し、惹2をあけることのできる程度
にまで内圧か」二ったらル°、2をあけ、押え5を外し
て成形された第3図に小したようなすでに2つの機能面
に反射防11−11>か設けられている凸レンズ32を
取り出した。
この凸レンズ32の反射防止膜が設けられたa能面の表
面を3750倍の走査型電子顕微鏡によってn見3(シ
たところ、第4図の図面代用写真に示したように機能面
にはピンホールや凹み等の微細欠陥の く発生は認めら
れず、従って曇りがなく、凸レンズ32は所定の成形用
型の機能面を形成する面の形状及び精度に対応した形状
及び精度を有したレンズでめった。
更に、凸レンズ32の成形された機能面には加圧成形後
にはすでに反射防止膜として機能する反射防止膜が設け
られており、この反射防旧膜によって光学素子の機能面
での反射を2%程度にまで減少させることができた。
比較例 比較のために反射防止膜を設けない以外は前記実施例と
同様にして凸レンズを加圧成形した。
得られた凸レンズの機能面の3750倍の走査型電子顕
微鏡による図面代用写真を第5図に示す。第5図に示し
たように機能面表面には微細なビンボールや凹みが表面
−面に観察され、このために木比較例に於いて得られた
レンズの機能面は曇りのあるものとなり、このレンズは
所定の光学的機能を満足するものではなかった。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の方法に使用される光学素子成形装置の
一例の要部を2バした模式図、第2図は、本発明の方法
に使用される光学素子成形用素材の一例の模式的断面図
、第3図は本発明の方法によって成形された光学素子の
一例の模式iYJ tli血図、S4図は本発明の方法
の実施例に於いて成形されたレンズの機能面の:l5C
ini状態を力くすための3750倍の走査型電子f1
微鏡による図面代用写真、第5図は従来の加圧成形法に
よって成形されたレンズの機能面の表面状態を示すため
の3750倍の走査型電子顕微鏡による図面代用写真で
ある。 1:ベルジャ一本体 2:若 3:光学素子の第1の機能面を成形するための面を有す
る上型 4:光学素子の第2の機能面を成形するための面を有す
る下型 5:上型3を保持し押えるための押元 6、胴型 7・ホルター 8、成形装置内を加熱するためのヒーター9.下型4を
突き上げて加圧するための加圧棒 10・加圧棒9を作動させるためのエアーシリング− 1l:油廻転用ポンプ 12.13.14.16.18:/曳ルブ15、不活性
カス流入用パイプ 17=不活性カス排気用パイプ 19 温度センサー 20、装置内を冷やすための水冷パイプ21:反射防止
膜 22:光学素子成形用素材 22a、22b=機能面が成形される面32、成形され
た光学素子 11i ・茎 IS、’。 第 1)丙 手 5七に ♀i!i :i■ニ リj(′ (−じし
〕 1(1)(1召 和 5:3弓ト 4月 281.
1特5′1庁長官 殿 1事件の表示 昭和594 特許mI 第+058号2
発明の名称 光学素イの成形〃、 3、補正なする者 事件との関係 特許出願人 (100)キャノン株式会社 4代 理 人 住所 東京都港区赤坂1 ””’l−149番20日第
1t3興和ヒル8卦1 5補正命令の日イ・j 昭和59年3月27「」発送 6補正の対象 明細書の「発明の詳細な説明」及び「図面の簡単な説明
」の欄並びに図面 7、栖1]j丁の内容 (1)明M(1書第13頁第1行〜第2行にある「第4
1Nの+N面代用写真に示したように機能面には」の記
載を「この機能面には」の記載に訂正する。 (2)明細書第13頁第15行にある「機能面の」の記
載を1機能面を」の記載に訂]1する。 (3)明細書第13頁第16行〜第17行にある「顕微
鏡による図面代用写真を第5図に示す。第5図に示した
ように機能面表面」の記載を「顕微鏡によりa察したと
ころ、機能面表面」の記載に訂正する。 (4)明細35514頁第8行〜第13行にある「、第
4図は・・・ ・・・図面代用り真」の記載を明細書中
から削除J−る。 (5)明細書に添伺した図面のうち第41:A及び第5
図を削除する。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 成形用型内に配置された成形可能な状態の光学素子成形
    用素材を前記成形用型により加圧し°て光学素子の機能
    面を成形する加圧成形法に於いて、+jfJ記光学素子
    成形用素材の機能面が成形される面に予め反射防止膜を
    被膜する過程を含むことを特徴とする光学素子の成形法
JP105884A 1984-01-07 1984-01-07 光学素子の成形法 Granted JPS60145920A (ja)

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JPS6250413B2 JPS6250413B2 (ja) 1987-10-24

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JPS60210534A (ja) * 1984-04-04 1985-10-23 Canon Inc 光学素子の成形法
JPS62197326A (ja) * 1986-02-21 1987-09-01 Hoya Corp プレスレンズの製造方法

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