JPS62226827A - 光学素子の製造方法および装置 - 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） 本発明は光学素子の製造方法および装置に関するもので
、特に、複数の型部材の間に形成されるキャビティ内に
光学素子成形用ガラス素材を供給し、該ガラス素子を加
熱軟化し、モールド成形により光学素子を製造する方法
および装置に関するものである。

（従来の技術） 従来この種の製造方法および装置は、加熱軟化したガラ
ス素材をモールド成形した後、全体的に均一に冷却する
プロセスを経て光学素子を製造していた。この方法およ
び装置は、カメラ用小口径レンズやコンパクトディスク
用読み取リレンズ等で既に多くの成果を上げてきた。

（発明が解決しようとする問題点） ところが、上記の如き従来の製造方法および装置では、
比較的大型の光学素子の成形は困難であるとされていた
。その理由は、光学素子が大きくなるほど冷却時の中心
部と表面付近の温度差が大きくなるため、内部に応力が
発生するからでる。内部に応力があると、光学的には複
屈折が生じ、光学素子としては大きな欠点となる。又、
冷却中に応力の一部が開放されることもあるが、その時
には光学面として必要な表面の形状精度が崩れてしまう
という欠点が生ずる。

上述の２つの欠点は、冷却速度を遅くしてやれば、光学
素子の中心部と表面付近の温度差があまり大きくならな
いため解消することができる。ところが冷却速度を遅く
することは、１個の光学素子を成形するのに要する時間
が長くなり、量産には大きな欠点となる。

（発明の目的） 本発明は、上述の従来の光学素子のモールドにおける欠
点を除去し、光学素子の生産速度を遅くすることなく、
かつ内部に応力を発生することなしに光学素子を製造す
る方法および装置を提供することにある。

（問題点を解決する手段） 本発明による光学素子の製造方法は、上記のような問題
点を解決する手段として大型のガラス製光学素子の成形
後の冷却を行なう際、光学素子の光が透過または反射し
ない面（以下非光学面と呼ぶ）を光が透過または反射す
る面（以下光学面と呼ぶ）よりも高い温度に保ちながら
冷却する方法を採る。このような方法で冷却を行なうと
、光学素子内部に発生する応力は、非光学面のみを変形
して開放され、その結果内部応力は無視しうるほど小さ
く、かつ十分に良好な形状精度の光学面を持ったガラス
製光学素子が得られる。このような冷却方法を採用する
ことにより、前述の小型の光学素子と同程度の時間で大
型の光学素子が製造可能である。

（発明の概要） 本発明による光学素子の製造方法は、複数の型部材の間
に形成されるキャビティ内に光学素子成形用ガラス素材
を供給し、該ガラス素材を加熱軟化しモールド成形によ
り光学素子を製造する方法において、ガラス素材を加熱
軟化してモールド成形によって形成した後に冷却する際
、該ガラス製光学素子の光の透過又は反射に使用しない
非光学面を該ガラス製光学素子の光の透過又は反射に使
用する光学面よりも高い温度に保ちながら冷却すること
を特徴とする。

また、本発明による光学素子の製造装置は、複数の型部
材の間に形成されるキャビティ内に光学素子成形用ガラ
ス素材を供給し、該ガラス素材を加熱軟化しモールド成
形により光学素子を製造する装置において、光学素子の
非光学面に接する型部材内に加熱手段を配置し、光学素
子を加熱軟化しモールド成形により光学素子を形成した
後に冷却の際に、該加熱手段を付勢することにより光学
素子の光学面よりも非光学面を高い温度に保ちながら冷
却するようにしたことを特徴とする。

（実施例） 以下、本発明の詳細を実施例について説明する。

以下の説明は両凹レンズの成形に本発明を適用した例に
関するものであるが、本発明は他の形状のレンズにも適
用できるのみならず、後に説明するように、カメラ用ペ
ンタプリズム或いはレーザービームプリンタのトーリッ
クレンズ等にも適用できる。

第１図は本発明の一実施例における成形型の横進を表わ
す断面図であって、１は成形された両凹レンズ、２はレ
ンズ１を保持する調型、３は調型２に巻かれているヒー
タ、４及び５は成形型、６は成形型４を保持する調型で
ある。

尚、調型２の上下面にはそれぞれ成形型５、調型６との
間を熱的に絶縁するためセラミックコーティングを施し
である。

第２図は第１図の成形型構造を使って得られた両凹レン
ズであって、７は光学面、８は非光学面である。

本実施例で使用した硝材は重フリント系の硝材であって
、零両凹レンズの所定の寸法は直径４０　ｍｍ、中心肉
厚４．３ｍｍ　、周縁部肉厚８．６ｍｍである。

本実施例の手順は次の通りである。

レンズ１が成形された後（５００℃）、所定の速度で冷
却しはじめる。その時ヒータ３に通電し調型２のレンズ
１の非光学面に接する部分が５００℃のままに保たれる
ようにする。レンズ１の光学面付近が５００−６１℃に
なったなら、それ以降はレンズ１の非光学面と光学面の
温度差が△Ｔを保つようヒータ３に通電しながら冷却す
る。このような温度差ΔＴを付けて冷却するのは常温ま
でする必要はなく、粘性による変形が生じない温度にな
ったら解除して良い。本実施例ではその温度の目安とし
てガラス転穆点より１０℃以上低い温度（４１０℃）で
ヒータ３の通電をやめて△Ｔを０にした。

本実施例の結果を△Ｔが１０℃、５℃、０℃（即ち温度
差０の従来の均一冷却の場合）について示す。

ここで最大面形状変化はすべて内側に向っている。

この結果から明瞭に△Ｔを大きくすることは光学面７の
精度を良好に保つ効果があることが解る。特に△Ｔが１
０℃のときは内部応力を複屈折で表わすと約４ｎｍでカ
メラ用レンズとしても十分に使用可能である。非光学面
８は、肉視では解らないが変形していると推測される。

尚、ΔＴが１０℃と５℃のとき周縁部の面形状がやや崩
れていたが、これは非光学面加熱の影響と思われる。本
方法の欠点として注意が必要と思われる。

本発明の本質な点は、冷却時に非光学面の温度を光学面
の温度より高くすることである。従ってその手段は必ず
しも前記実施例に限らない。

例えば、銅のような熱伝導の良い物質の一端を低熱源に
接触させ、もう一つの端を第１図の成形型４及び５に接
触させればその物質を通って成形型４及び５から低熱源
へ熱が流れて光学面の方が非光学面より温度を低くでき
る。

或いは、前記実施例の調型２を発熱材料で作成しても良
い。例えば調型２をモリブデンで作成し、それに電流を
流せば調型２自体が加熱して前記実施例と同様の効果を
得ることができる。

一方、光学素子の形状もレンズ形状に限らない。カメラ
用ペンタプリズムは６つの光学面と１つの非光学面から
成っている。レーザービームプリンタのトーリックレン
ズは２つの光学面と４つの非光学面から成っている。

いずれにしても、光学素子の形状に従って非光学面の温
度を光学面の温度より高くする手段を講ずれば、本発明
の目的は達成できるのである。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明は光学素子をモールド成形
により製造するにあたって、非光学面を光学面よりも高
い温度に保ちながら冷却するという簡単な方法で内部応
力の発生と光学面の形状精度の崩れを防止する効果を達
成することがで鮒、これによりガラス製の大型の光学素
子を短時間で製造できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明により大型のガラス製の光学素子を製造
する成形型の型構造の一例を示す断面図、第２図は第１
図の型で成形されたガラス製の光学素子である。 １・・・ガラス製の光学素子　２・・・調型３・・・ヒ
ータ　　　　　　　４・・・成形型５・・・成形型　　
　　　　　６・・・胴壁７・・・光学面　　　　　　　
８・・・非光学面代理人　　谷　山　輝　雄　゛パ 岸　　１）　正　　行：ｉ°゛−′ロ 第１図 第２図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）複数の型部材の間に形成されるキャビティ内に光
   学素子成形用ガラス素材を供給し、該ガラス素材を加熱
   軟化しモールド成形により光学素子を製造する方法にお
   いて、ガラス素材を加熱軟化してモールド成形によって
   形成した後に冷却する際、該ガラス製光学素子の光の透
   過又は反射に使用しない非光学面を該ガラス製光学素子
   の光の透過又は反射に使用する光学面よりも高い温度に
   保ちながら冷却することを特徴とする光学素子の製造方
   法。
2. （２）複数の型部材の間に形成されるキャビティ内に光
   学素子成形用ガラス素材を供給し、該ガラス素材を加熱
   軟化しモールド成形により光学素子を製造する装置にお
   いて、光学素子の非光学面に接する型部材内に加熱手段
   を配置し、光学素子を加熱軟化しモールド成形により光
   学素子を形成した後に冷却の際に、該加熱手段を付勢す
   ることにより光学素子の光学面よりも非光学面を高い温
   度に保ちながら冷却するようにしたことを特徴とする光
   学素子の製造装置。