JPS6250413B2 - - Google Patents

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JPS6250413B2
JPS6250413B2 JP105884A JP105884A JPS6250413B2 JP S6250413 B2 JPS6250413 B2 JP S6250413B2 JP 105884 A JP105884 A JP 105884A JP 105884 A JP105884 A JP 105884A JP S6250413 B2 JPS6250413 B2 JP S6250413B2
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JP
Japan
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molding
mold
optical element
molded
coating
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JP105884A
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Kyoshi Yamamoto
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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

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Surface Treatment Of Glass (AREA)

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、フイ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つて加圧するだけで
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、プリズム、フイルター等の光学素子の
多くは、従来ガラス等の素材の研摩処理を主とし
た方法によつて成形されてきた。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が必要とされ、特に
非球面レンズを研摩処理によつて成形するには、
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非
常に困難であつた。
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し、これを加圧するだけでレ
ンズ等の光学素子を簡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、高精度の光学素
子を成形できる方法として、リヒートプレス法が
挙げられる。
リヒートプレス法は、予め溶融固化した光学素
子成形用素材としての例えばガラス素材の必要量
を計り取り、これを所定の温度に加熱して軟化さ
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、特開昭47―
11277には、予め溶融固化したガラス素材を成形
用型内に投入し、型内を加熱し、ガラス素材が成
形可能な状態になつたところでこれを加圧し、成
形されたガラスレンズが型内に保持された状態で
これを冷却してガラスレンズを成形する方法が開
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つ
て、従来の研摩処理を主とした成形法と比べて光
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つた非球面を
有する光学素子を容易に成形できるようになつ
た。
ところが、加圧成形法によつて光学素子を成形
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じ易く、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
かつた。
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密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、成形後に型から成形された光学素子を離型
する際に、素材表面の型との微細融着部分が型表
面に融着したまま残されることによつて成形面に
生じるピンホールや微細な凹み等の欠陥によつて
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
加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つていた。
本発明はこのような問題に鑑みなされたもので
あり、反射防止効果があり、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
素材の型によつて成形される面に被膜することに
よつて、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つて加圧するだけで所定の状
形及び精度を有し、成形された機能面に曇りがな
くかつ反射防止膜が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学素子
の成形法を提供することを目的とする。
上記の目的は以下の本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用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が成形される面
に、離型機能を有し、かつ反射防止膜を構成し得
る被膜を加圧成形に先立つて予め設ける過程を含
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離型機能を有
し、かつ反射防止膜を構成し得る被膜が設けられ
る。
以下、図面を参照しつつ本発明の方法をガラス
製凸レンズの成形をその一例として詳細に説明す
る。
第1図は、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はベルジヤー本体、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はホルダー、8は成形装置内
を加熱するためのヒーター、9は下型4を突き上
げて加圧するための加圧棒、10は加圧棒9を作
動させるためのエアーシリンダー、11は油廻転
用ポンプ、12,13,14,16,18はバル
ブ、15は不活性ガス流入用パイプ、17は不活
性ガス排気用パイプ、19は温度センサー、20
は装置内を冷やすための水冷パイプである。
本発明の方法に従つて凸レンズを成形するには
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
所定容量の光学ガラスからなる素材(ガラス素
材)22の機能面が成形される面22a及び22
bに離型機能を有し、かつ反射防止膜を構成し得
る被膜21を設ける。
本発明の方法に於いてこのガラス素材に被覆さ
れる被膜は、成形された光学素子の機能面に、そ
れ自身が単独で、あるいは加圧成形処理後に更に
該被膜上に追加被覆される他の1以上の被膜とと
もに反射防止効果を付与するとともに、該膜の表
面が成形用型と高温で比較的長時間密着した状態
で接触しても前述のガラス素材等に認られたよう
な成形用型との接触面の微小部分に於ける融着を
起さず、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。
従つて、本発明でいう“反射防止膜を構成し得
る”とは、それ自身が単独で、あるいは更に該被
膜上に被膜される他の1以上の被膜とともに反射
防止膜として機能できることを意味する。
このような被膜21を素材22の所定の面に設
けるには、被膜21を構成できる材料を素材22
の材質や形状等に合せて、例えば真空蒸着、スパ
ツタリングプラズマCVDなどの蒸着法を適宜使
用して素材22の所定の面に所定の膜厚を積層す
ることができる。
なお、被膜21を単独で反射防止膜として機能
させる場合には、それに応じた材質や膜厚等の構
成で該被膜を設ければ良く、また、後述の加圧成
形処理後に該被膜上に更に1以上の被膜を設けて
多層構成の反射防止膜とする場合には、その構成
に応じた材質や膜厚等の構成で該被膜を設ければ
良い。
この被膜21を形成するための材料としては、
形成後の被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被膜を形成す
ることのできる材料ならばどのような材料も使用
可能であり、例えば酸化アルミニウム、フツ化セ
リウム、酸化セリウム、硫化亜鉛、フツ化マグネ
シウム等のレンズの反射防止用コーテイング等に
通常使用されている材料を好適に使用することが
できる。
次に、このようにして被膜21が設けられた素
材22をベルジヤー1の蓋2をあけて下型4の上
に載置し、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、不活性ガス用バルブ16,18及び
排気バルブは閉じておく。なお、油廻転用ポンプ
11は常に作動させておく。
次に、バルブ12を開け排気を開始し、ベルジ
ヤー1内の圧力が約10-2Torr程度以下になつた
ところでバルブ12を閉じ、バルブ16を開いて
不活性ガスとしてのN2ガスをベルジヤー1内に
導入する。
ガラス素材22が成形可能な温度にヒーター8
によつて加熱されたところで、エアーシリンダー
10を作動させて、加圧棒9を介して所定の圧力
で下型4を押し上げてガラス素材22を上型3と
下型4によつて加圧し成形する。
最後にヒーター8を制御しながら、ベルジヤー
1内を徐々に冷却し、所定の温度にまで冷却され
たところでバルブ16を閉じ、バルブ13を開い
てベルジヤ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つたら蓋2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を構成し得
る被膜21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の被膜21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つてい
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、凸レンズ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、成型しようとする
光学素子の精度等に応じて適宜選択することがで
きる。
更に、被膜21を多層構成の反射防止膜の一部
として設けた場合には、被膜21上に更に所定の
1以上の被膜を設けて反射防止膜とする。
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
型及び下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、フイルター等
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離型機
能を有し、かつ反射防止膜を構成し得る被膜を設
けたことにより、成形された光学素子の機能面に
反射防止膜を構成し得る被膜を設けることができ
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高温密着
による微細部分に於ける融着を防ぐことが可能と
なつた。
従つて、本発明の光学素子の成形法によつて成
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
び精度を有し、反射防止膜の被膜された曇りのな
い機能面からなる光学素子を得ることができる。
以下、実施例を用いて本発明の方法を更に詳細
に説明する。
実施例 まず、第2図に示すように光学素子成形用素材
22としての円盤形状に予備研摩加工処理された
フリントガラスの機能面の成形される面に通常の
蒸着法により層厚0.1μmのフツ化マグネシウム
の反射防止被膜(nd=λ/4;n=フツ化マグ
ネシウムの屈折率、d=被膜の厚さ、λ=波長)
を形成させた。
次に、このフツ化マグネシウムの反射防止膜が
被成形面に設けられた素材22を第1図に示す装
置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。
このとき、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
に於いてニユートンリング、パワー3本以内、不
規則性1本以内、中心線平均表面粗さ(JIS B
0610―1970)0.02μ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型17mm、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を開け排気を開始し、ベルジ
ヤー1内の圧力が約10-2Torr程度以下になつた
ところでバルブ12を閉じ、バルブ16を開いて
不活性ガスとしてのN2ガスをベルジヤー1内に
導入すた。
ガラス素材22が成形可能な温度(580℃)に
ヒーター8によつて加熱されたところで、エアー
シリンダー10を作動させて、加圧棒9を介して
10Kg/cm2の圧力で下型4を押し上げて素材22を
上型3と下型4によつて5分間加圧した。
最後にヒーター8を制御しながら、ベルジヤー
1内を1時間にわたり徐々に冷却し、200℃以下
に冷却されたところでバルブ16を閉じ、バルブ
13を開いベルジヤ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つたら蓋
2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を取り出した。
この凸レンズ32の反射防止膜が設けられた機
能面の表面を3750倍の走査型電子顕微鏡によつて
観察したところ、こ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、従つて曇り
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あつた。
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、この反射防止膜によ
つ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を3750倍の走査型電
子顕微鏡により観察したところ、機能面表面には
微細なピンホールや凹みが表面一面に観察され、
このために本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つた。
【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示した模式図、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
つて成形された光学素子の一例の模式的断面図、
である。 1:ベルジヤー本体、2:蓋、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
押え、6:胴型、7:ホルダー、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ダー、11:油廻転
用ポンプ、12,13,14,16,18:バル
ブ、15:不活性ガス流入用パイプ、17:不活
性ガス排気用パイプ、19:温度センサー、2
0:装置内を冷やすための水冷パイプ、21:被
膜、22:光学素子成形用素材、22a,22
b:機能面が成形される面、32:成形された光
学素子。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 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、前記光学素子成形用素材の機能面が成形され
    る面に、離型機能を有し、かつ反射防止膜を構成
    し得る被膜を加圧成形に先立つて予め設ける過程
    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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JP105884A JPS60145920A (ja) 1984-01-07 1984-01-07 光学素子の成形法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6355881A (ja) * 1986-08-19 1988-03-10 サロモン エス.エ− 衣類又は履物に装着する暖房装置

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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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