JPS62128934A - 光学素子の製造装置 - Google Patents

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】 ［産業上の利用分野］ 本発明はレンズ、プリズム、ミラー及びフィルタ等の光
学素子を製造するための装置に関し、特に機能面に真空
蒸着膜を付与された光学素子の連続的製造に好適な光学
素子製造装置に関する。

［従来の技術］ 一般に、レンズ、プリズム、ミラー及びフィルタ等の光
学素子は、ガラス等の素材を研削して外形を所望の形状
とした後に、機ス莞面即ち光が透過及び／または反射す
る面を研摩して光学面とし、更に十分な洗浄を行なった
後に機律面に真空蒸着法等により反射防止膜や反射増加
膜をコートすることにより製造されている。

しかして、以上の様な光学素子の製造においては、研削
及び研摩により所望の表面精度（即ち表面形状及び表面
粗さ等の精度）を得るためには。

熟練した作業者が相当の時間加工を行なうことが必要で
あった。また、研摩後のａｔ＠面に薄膜をコートする際
には研摩工程において付刃した研摩剤を除去するために
相当な静間をかけて高度な洗浄を行なうことが必要であ
った。更に、一般に薄膜をコートする際には多数の光学
素子材料を真空蒸着装置内に入れてバッチ式にて一度に
蒸着する方法が用いられるが、全光学素子材料に対し均
一なコートを行なうには／Ｍ着着装回内おいて全ての光
学素子材料が蒸着源から等距離になる様に配置すること
が望ましく、このため光学素子材料保持用の座グリ穴を
多数有する球冠状の傘とよばれるヤトイに光学素子材料
を載置保持せしめる操作が必要であり、自動化が困難で
あるとともに量産効率も決して高いとはいえなかった。

［発明が解決しようとする問題点］ 以上の様に、従来の光学素子製造においては、各加工工
程は独立に行なわれているため、加工装置も一般に加工
工程ごとに別々のものが用いられており、従って各加工
工程間において作業者が光学素子材料を運搬する作業や
光学素子材料を加工装置に装着する作業の様な副作業が
必要となり、また研削及び研摩により機能面の形成を行
なっているため工程数が多くなるとともに薄膜コート工
程の前に高度の洗浄工程を要し、更に各工程間の加工速
さの差に基づき多数の仕掛り品が発生してその保管スペ
ースを要する等、製造効率は満足できる程高いとはいえ
ない。

本発明は上記の実情に鑑みてなされたものであり、光学
素子素材から所望形状と機能面の所望表面精度とを有し
且つ機能面に薄膜のコートされた光学素子を一連の動作
で連続的に製造することのできる光学素子の製造装置を
提供することを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ 本発明によれば１以上の如き目的は、減圧にし得る処理
室内に光学素子材料保持用キャリアの搬送手段が配置さ
れており、該処理室内には上記キャリアに保持される光
学素子材料を加熱するための手段と、該加熱手段により
加熱されてキャリアに保持されている光学素子材料を成
形するための手段と、該成形手段により成形されてキャ
リアに保持されている光学素子材料に薄膜を付与せしめ
るための手段とが設けられていることを特徴とする。光
学素子の製造装置により達成される。

［実施例］ 以下、図面を参照し、栄から本発明の具体的実施例を説
明する。

第１図は本発明による光学素子の製造装置の一実施例を
示す全体的構成図である。

図において、２は処理室を示し、該処理室は入口室４、
成形室６、蒸着室８及び出口室１０からなる。そして、
入口室４と成形室６との間、成形室６と蒸着室８との間
、及び蒸着室８と出口室１０との間にはそれぞれレゲー
トバルブ１２．１４及び１６が設けられていて、これら
の間を気密に保つことができる。処理室ｚ内には、入口
室４、成形室６、蒸着室８及び出口室１０にわたって、
光学素子材料保持用キャリアの搬送手段たるガイドレー
ル１８が配設されている。該ガイドレール上には光学素
子材料保持用キャリア２０が載置され、矢印Ａ方向に移
動することができる。

入口室４には、密閉シール付ドア（不図示）が設けられ
ており、外部から該入口室内のガイドレール１８上にキ
ャリア２０をａ置せしめることができる。また、入口室
４には、ゲートバルブ１２が開状態の時に、該室内のガ
イドレール１８上にａ置されたキャリア２０を矢印Ａ方
向に押して成形室６内へと移動させるためのブツシャ２
２が付設されており、２４は該ブツシャを駆動するため
のシリンダである。尚、該ブツシャ２２の運動は入口室
４内と外部との気密を保って行なわれる。入口室４には
外部と連通せしめ得るリークバルブ２６が設けられてお
り、更に図示はしないが該入口室４内を排気するための
真空ポンプが付設されている。

成形室６内は加熱ゾーン６−１、プレスゾーン６−２及
び徐冷ゾーン６−３の３つのゾーンに分けられる。加熱
ゾーン６−１にはガイドレール１８の上下にハロゲンラ
ンプ、赤外線ヒータ等のヒータ２８が配置されている。

プレスシー７６−２にはガイドレール１Ｂの上下にそれ
ぞれプレス用上型３０及びプレス用下型３２が配こされ
ており、これらはそれぞれ上下方向に移動し得るロッド
３４，３６の下端及び上端に固設されている。

３８．４０はそれぞれ該ロッド３４，３６を駆動するた
めのシリンダである。尚、上記ロッド３４．３６の運動
は成形室６と外部との気密を保って行なわれる。徐冷ゾ
ーン６−３にはガイドレール１８の上下にヒータ２８が
配置されている。更に、図示はしないが成形室６には該
室内を排気するための真空ポンプが付設されている。

蒸着室８内にはガイドレール１８の下方に蒸着物質を収
容するための容器（たとえばモリブデン製容器）４２が
配置されており、該容器には高周波加熱装置等の加熱手
段４４が付設されている。

該容器４２は上方に開口を有し、内部に収容された蒸着
物質４６を加熱により蒸発させると該蒸着物質が上方へ
と飛散する。更に、図示はしないが蒸着室８には該室内
を排気するための真空ポンプが付設されている。

出口室１０には、ゲートバルブ１４．１６が開状態のと
きに、成形室６内のガイドレール１８上にａ＠されたキ
ャリア２０を矢印Ａ方向に引いて蒸着室８内へと移動さ
せ、更に蒸着室８内のガイドレール１８上にＩａ置され
たキャリア２０を矢印Ａ方向に引いて出口室１０内へと
移動させるための引込みロッド４８が付設されており、
５０は該引込みロッドを駆動するためのシリンダである
。

尚、該引込みロッドの運動は出口室１０内と外部との気
密を保って行なわれる。また、出口室１０には密閉シー
ル付ドア（不図示）が設けられており、該出口室内のガ
イドレール１８上に引寄せられたキャリア２０を外部へ
と取出すことができる。出口室１０には外部と連通せし
め得るリークバルブ５２が設けられており、更に図示は
しないが該出口室内を排気するための真空ポンプが付設
されている。

第２図は上記光学素子材料保持用キャリア２０を示す断
面図であり、本図においては該キャリアにより光学素子
材料が保持され且つ上記ガイドレール１８上に蔵置され
ている状態を矢印入方向に見た図が示されている。

第２図に示される様に、キャリア２０は円環形状をなし
ており、その上側面２０ａ及び下側面２ｏｂはそれぞれ
上記プレスゾーン内の上型３０及び下型３２に対応した
形状（即ち、同一の曲率半径で凹凸が逆）を有する。ま
た、キャリア２０の内周面２０ｃは所望の光学素子外周
面形状に対応した形状を有する。該キャリア２０は光学
素子材料よりも線膨張係数の小さい材料（たとえば、光
学素子材料が一般の光学ガラスの場合には、モリブデン
等）からなる０以上の説明から分る様に、キャリア２０
は光学素子材料の成形の際の調型の役割をも有する。

キャリア２０内には光学素子材料６０が収容保持され、
また該キャリア２０は中央に矢印Ａ方向の長孔１８ａを
有するガイドレール１８により下方の対向する両端縁を
支持される。

次に、以上の様な本実施例装置の動作につき説明する。

先ず、ゲートバルブ１２，１４．１８及びリークバルブ
２６．５２を閉じ、真空ポンプにより成形室６、蒸着室
８及び出口室ｌＯを排気減圧して所望の真空度（たとえ
ば１０−２〜１Ｏ−５Ｔ。

ｒｒ）とする、更に、成形室６内のヒータ２８を発熱さ
せ所望の温度とし、また蒸着室８内の加熱手段４４によ
り容器４２を加熱し、該容器内の蒸Ｒ物質４６を蒸発さ
せておく。成形室６内を前記真空度にするのは、成形温
度において上型３ｏ及び下型３２の酸化を防止するため
、また上型３０あるいは下型３２の形状によっては前記
型と光学素子材料６０との間の空気残留を無くすため、
更に蒸着室８との間の雰囲気差を小さくして連続化を容
易にするためである。

次に、予め表面欠陥を除去された光学素子材料６０をキ
ャリア２０内に入れ、入口４の密閉シール付ドアを開い
て該キャリア２０を入口室４内のガイドレール１８上に
蔵置せしめる（第１図における２０−１の位置）、かく
して、第２図に示される様な状態となる０次に、密閉シ
ール付ドアを閉じ、入口室４内を真空ポンプにより排気
し所望の真空度（たとえば１０−２〜１Ｏ−５Ｔｏ　ｒ
ｒ）とする。

次に、ゲートバルブ１２を開き、シリンダ２４によりブ
ツシャ２２を駆動させて、入口室４内のガイドレール１
８上にあるキャリア２ｏを押して成形室６内の加熱ゾー
ン６−１へと移動させる（第１図における２０−２の位
置）。

次に、ブツシャ２２を原状態に復元させ、ゲートバルブ
１２を閉じる。

次に、入口室４のリークバルブ２６を開き該入口室内を
大気圧とし、更に密閉シール付ドアを開き新たな光学素
子素材を保持したキャリア２０を上記と同様にして入口
室４内のガイドレール１８上にａ置せしめ、以下上記と
同様の動作が繰返される。

一方、入口室４から成形室６内に移動せしめられたキャ
リア２０は新たなキャリアが該成形室内に移動してくる
たびに矢印Ａ方向と反対の方向に隣接するキャリア（即
ち、１回後に該成形室内に移動してきたキャリア）によ
り押されて順次矢印Ａ方向に移動する（第１図における
２０−３〜２０−８の位置）。

この移動の間に、加熱ゾーン６−１においてはヒータ２
８により上下から均等に加熱される。

尚、この加熱ゾーン６−１におけるヒータ２８の強度は
、所望の速度にてキャリア２０を移動させ該キャリアが
プレスゾーン６−２にに到達したときに該キャリア内の
光学素子材料６０がちょうど成形可能温度になる様に設
定されている。

プレスゾーン６−２に到達したキャリア２０内の光学素
子材料６０は上型３０及び下型３２をシリンダ３８．４
０で駆動することによってプレスされる。第３図はこの
プレスの際の状態を示す断面図である。即ち、上型３０
は下方へと移動せしめられ、一方下型３２は上方へと移
動せしめられる。そして、これら上下の型移動の駆動力
は下型の方が大きくなっており、また該下型は第３図に
示される様にキャリア２０をガイドレール１８かられず
かに浮上させる位置が上限到達位置となる様に不図示の
ストッパにより係止される。かくして、キャリア２０の
上面２０ａ及び下面２０ｂにそれぞれ上型３０及び下型
３２が密着せしめられ、キャリア２０内の光学素子材料
６０は該キャリア２０、上型３０及び下型３２によりプ
レスされる。尚、この成形は、上型３０及び下型３２の
プレスロッド３４．３８の軸心が完全に一致していなく
ても十分に行なうことができる。即ち、第３図に示され
る様にキャリア２０はガイドレール１８から上方へと持
ち上げられた状態で上下の型のみにより支持されるので
、第４図に示される様に上下の型のプレスロッドの軸心
がずれていてもキャリア２０が傾くことにより自動調心
がなされ、プレスされた光学素子材料６０に偏心は存在
しない。

次に、上型３０及び下型３２とプレスされた光学素子材
料６０との間の離型を容易ににするために不図示の手段
により超音波振動を付与した後に、シリンダ３８．４０
により上型３０を上方へ及び下型３２を下方へと移動さ
せｒａ型を行なう。

これにより、キャリア２０はプレス済光学素子材料６０
を保持したままガイドレール１８上に載置される。

上記第３図及び第４図においては、上型３０及び下型３
２がプレスロッド３４．３６に固定されている例が示さ
れているが、上型及び下型は第５図及び第６図に示され
る様なものでもよい。即ち、上下のプレスロッド３４，
３６の先端にはそれぞれ型ホルダ３５．３７が固設され
ており、上下の型３０．３２はそれぞれポール３５ａ、
３７ａを介して該ホルダ３５．３７により保持されてい
る。上型３０の外周部にはツバ３０ａが形成されており
、該ツバがホルダ３５に係止されていて下方には落下し
ない様になっている。下型３２はホルダ３７上に単にｌ
＆置されているだけである。

尚、上下の型は図示される様にそれぞれそれらのホルダ
に対して上下、左右及び前後にある程度相対移動するこ
とができる。この様な上下の型の場合には、型移動の駆
動力は上下とも同等にすることができ、従ってキャリア
２０がガイドレール１８上に位置した状態でプレスが行
なわれる。この場合においても、上記第３図及び第４図
の上下型によるプレスと同様に、上型３０及び下型３２
のプレスロッド３４．３６の軸心が完全に一致していな
くても十分にプレスを行なうことができる。

即ち、第６図に示される様に、ポール３５ａ、３７ａを
介してホルダ３５．３７から押圧力を受ける上下の型３
０．３２は、それらに関するプレスロッドの軸心がずれ
ていても、キャリア２０の上下角部に圧接されることに
より容易に傾くことができ、かくして自動調心がなされ
、プレスされた光学素子材料６０に偏心は存在しない。

徐冷ゾーン６−３においてはヒータｚ８により上下から
均等に加熱される。尚、この徐冷ゾーンにおけるヒータ
２８の強度は、所望の速度にてキャリア２０を移動させ
たときに適正な温度勾配にてキャリア２０内の光学素子
材料が冷却されプレスによる歪が除去される様に設定す
るのが望ましい。

かくして、徐冷ゾーン６−３の最終位置（第１図におけ
る２０−８の位置）にキャリア２０が到達した後には、
ブツシャ２２により新たなキャリア２０を入口室４から
成形室６内に移動させるたびに、ゲートバルブ１４．１
６を開き、シリンダ５０により引込みロッド４８を駆動
させて徐冷ゾーン６−３の最終位置にあるキャリア２０
を蒸着室８内の所定の位置（即ち、蒸着物質収容容器４
２の真上）へと引込む０次に、ゲートバルブ１４．１６
を閉じた後に、真空ポンプにより蒸着室８内を蒸着に必
要な真空度（たとえば１０−５　Ｔｏｒｒ以下）に排気
する。これにより容器４２から蒸発した蒸着物質４６が
光学素子材料６ｏの下面に蒸着せしめられる。

かくして、光学素子材料６０の片面に薄膜がコートされ
た後に、第７図に示される様に蒸着室８の側壁から反転
アーム６２が伸びてきて、キャリア２０の側面を把持し
少し持ち上げて上下反転させガイドレール１８上に置く
、そして、上記と同様にして下面に薄膜がコートされる
。尚、このキャリア反転状態において該キャリアから光
学素子材料６０が落下しない様に、該キャリアの内周面
の表面粗さを適宜の粗さに加工しておいたり、あるいは
微小の逆テーバを付しておいたりするのが好ましい。

次に、キャリア２０を再度反転アームにより反転させる
。

かくして、蒸着室８内にてキャリア２０内の光学素子材
料６０の両機歳面に薄膜がコートされた後には、引込み
ロッド４８により新たなキャリア２０を成形室６から蒸
着室８内に移動させるたびに、これに続いて引込みロッ
ド４８によりコート済の光学素子を保持するキャリア２
０を蒸着室８から矢印Ａ方向に引込み出口室１０へと移
動させる。そして、蒸着室８内にて蒸着を行なうために
上記の如くゲートバルブ１６が閉じられている間に、出
口室１０のリークバルブ５２を開き該出ａ室内を大気圧
とし、更に密閉シール付ドアを開きキャリア２０を外部
へと取り出す。

その後、上記リークバルブ５２及び密閉シール付ドアを
閉じ、真空ポンプにより出口室１０内を所望の真空度（
たとえば１０−２〜１Ｏ−５Ｔ。

ｒｒ程度）になるまで排気する。

出口室１０から外部へと取り出されたキャリア２０内の
光学素子は、キャリアよりも膨張係数が大きいために冷
却による収ＩＭｔｔｔが大きく、従って常温近くの温度
にて容易にキャリアから取り出すことができる。

本発明は上記実施例に限定されることはなく、種々の変
形が可能である。

たとえば、上記実施例ではキャリア２０を１個づつ搬送
しているが、キャリア２０を複数個載せたパレットを用
い、該パレットをガイドレール１８上にａ置して矢印Ａ
方向に移動させてもよい。

もちろん、この場合には、プレスゾーン６−２における
上型及び下型の組と蒸着室内における蒸着物質収容容器
４２とは１つのパレット内のキャリアの個数だけ備え、
これらに対応した配置としておく、これにより、光学素
子製造の速度が向上する。

また、たとえば、上記実施例では入口室４へのキャリア
２０の送入及び出口室１０からのキャリア２０の取り出
しは１個づつ行なっているが、複数個のキャリアを同時
に送入及び排出することもｆｉＴ　ｆ！である。もちろ
ん、この場合には入口室４及び出口室１０を複数個のキ
ャリア２０を収容できる大きさとしておく。これにより
、入口室４及び出口室１０への外気導入及び該入口室及
び出口室からの排気の回数が少なくてすむ。

また、たとえば、入口室４及び出口室１０を大スペース
とし、その中に多数のキャリアを収容し得る収納棚を配
置し、入口室４内の棚に予め多数のキャリア２０を入れ
ておき、該棚から順次キャリアを取り出してガイドレー
ル１８上を成形室６へと移動させ、一方出口室１０内の
棚に蒸着室８から移動してくるキャリア２０を順次収納
する様にすることも可能である。これにより、入口室及
び出口室がストッカーとしての役割をも有する様になる
。

更に、上記ストッカー兼用出口室内にヒータを設けてお
きアニール処理を行なうことにより、更に歪の少ない高
品質の光学素子を得ることができる。

また、たとえば、蒸着室８内におけるキャリア反転の際
に該キャリア内から光学素子が落下しない様に、蒸着室
内に落下防止用のヤトイを設けておくこともでき、これ
により安全性が向上する。

［発明の効果］ 以上の様な本発明によれば、光学素子の素材から機ず走
向への薄膜の伺与までを一貫して行なうことができ、該
機能面の表面精度も十分に高いものとすることができる
。

また、本発明によれば、加工工程間での作業者の副作業
が不要となり、また蒸着工程前の洗浄工程も不要となり
、かくして光学素子製造の効率を向上させコストを低下
させることができる。

更に１本発明によれば１機能面の形成及び該機能面への
薄膜の付与は一貫して行なわれるので、仕掛り品が発生
することがなく、生産管理が極めて容易になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による光学素子の製造装置の全体的構成
図である。 第２図はキャリアの断面図である。 第３図〜第６図はプレス状態を示す断面図である。 第７図は蒸着状態を示す断面図である。 ２：処理室　　　　　　４二人ロ室 ６：成形室　　　　　　６−１：加熱ゾーン６−２＝プ
レスゾーン　６−３：徐冷ゾーン８：蒸着室　　　　　
　ｌＯ：出口室 １２．１４，１６：ゲートバルブ １８ニガイドレール　　２０：キャリア２８：ヒータ　
　　　　　３０　、３２　：型代理人　　弁理士　　山
　下　穣　平 第４図 ；１ 第５図 第６　図 第７図 ちｎ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）減圧にし得る処理室内に光学素子材料保持用キャ
   リアの搬送手段が配置されており、該処理室内には上記
   キャリアに保持される光学素子材料を加熱するための手
   段と、該加熱手段により加熱されてキャリアに保持され
   ている光学素子材料を成形するための手段と、該成形手
   段により成形されてキャリアに保持されている光学素子
   材料に薄膜を付与せしめるための手段とが設けられてい
   ることを特徴とする、光学素子の製造装置。