JPS63103837A - 光学素子の成形方法 - Google Patents
光学素子の成形方法Info
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- JPS63103837A JPS63103837A JP25137186A JP25137186A JPS63103837A JP S63103837 A JPS63103837 A JP S63103837A JP 25137186 A JP25137186 A JP 25137186A JP 25137186 A JP25137186 A JP 25137186A JP S63103837 A JPS63103837 A JP S63103837A
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- 238000000465 moulding Methods 0.000 title claims abstract description 36
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims abstract description 28
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 27
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- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B11/00—Pressing molten glass or performed glass reheated to equivalent low viscosity without blowing
- C03B11/06—Construction of plunger or mould
- C03B11/08—Construction of plunger or mould for making solid articles, e.g. lenses
- C03B11/082—Construction of plunger or mould for making solid articles, e.g. lenses having profiled, patterned or microstructured surfaces
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B2215/00—Press-moulding glass
- C03B2215/40—Product characteristics
- C03B2215/41—Profiled surfaces
- C03B2215/414—Arrays of products, e.g. lenses
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
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。
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、軟化ガラスから直接かつ能率的に光学レンズ
等の光学素子を精密成形する方法に関する。
等の光学素子を精密成形する方法に関する。
従来から、研削、研磨法による光学素子の成形法に代っ
て、生産効率改善のため、軟化ガラス塊を高精度成形面
を有する成形型で精密成形し、直接光字素、子を得る各
種のモールド成形法が提案されている。その一般的最終
成形品は、光学面の性能として、表面粗度が０．０２ル
ｍ以内、表面精度がニュートンリング６木以内で、不規
則性が入／４以内、肉厚精度が±５０ｇｍ以内に収まっ
ていることが望まれている。
て、生産効率改善のため、軟化ガラス塊を高精度成形面
を有する成形型で精密成形し、直接光字素、子を得る各
種のモールド成形法が提案されている。その一般的最終
成形品は、光学面の性能として、表面粗度が０．０２ル
ｍ以内、表面精度がニュートンリング６木以内で、不規
則性が入／４以内、肉厚精度が±５０ｇｍ以内に収まっ
ていることが望まれている。
ところが、従来公知の成形方法は、ガラス成形時に、ガ
ラスの温度分布が所定の狭い範囲内に収まるよう、ガラ
スの温度を制御しながら成形型を冷却しなければならな
い等のため、成形操作ｔこ長時間を要し、能率が悪い欠
点がある。このため、光学素子を工業的規模で量産する
ためには、多数の高価な装置を必要とし、設備費がかさ
むなどの問題点があった。
ラスの温度分布が所定の狭い範囲内に収まるよう、ガラ
スの温度を制御しながら成形型を冷却しなければならな
い等のため、成形操作ｔこ長時間を要し、能率が悪い欠
点がある。このため、光学素子を工業的規模で量産する
ためには、多数の高価な装置を必要とし、設備費がかさ
むなどの問題点があった。
本発明は、上述の状況に鑑みてなされたもので、その目
的とするところは、高精度成形品である光学レンズ等の
光学素子を能率よく量産するに好適な成形方法を提供す
ることにある。
的とするところは、高精度成形品である光学レンズ等の
光学素子を能率よく量産するに好適な成形方法を提供す
ることにある。
上記目的を達成するための本発明の方法の特徴は、特許
請求の範囲に記載のとおり、対向する一対の成形型で製
品容積より大きい容積を有する軟化ガラスを加圧し、上
記成形型の相対間隔を所定の距離に達せしめることによ
り光学素子を成形する方法において、一方の型の成形面
が凹または凸状の球面であり、かつ、他方の型の成形面
が複数個の高精度面を有する成形型を用い、上記複数個
の高精度面の各光軸を−１−配球面の曲率中心と合致さ
せつつ上記成形型の相対間隔を所定の距離に達せしめる
ことにある。
請求の範囲に記載のとおり、対向する一対の成形型で製
品容積より大きい容積を有する軟化ガラスを加圧し、上
記成形型の相対間隔を所定の距離に達せしめることによ
り光学素子を成形する方法において、一方の型の成形面
が凹または凸状の球面であり、かつ、他方の型の成形面
が複数個の高精度面を有する成形型を用い、上記複数個
の高精度面の各光軸を−１−配球面の曲率中心と合致さ
せつつ上記成形型の相対間隔を所定の距離に達せしめる
ことにある。
本発明の具体的実施において、複数個の高精度面は、必
要に応じ、所望形状の球面または非球面とすることがで
きるが、非球面とした場合には、前記研削や研磨法に対
比し、量産の実施効果が大きいので好適である。
要に応じ、所望形状の球面または非球面とすることがで
きるが、非球面とした場合には、前記研削や研磨法に対
比し、量産の実施効果が大きいので好適である。
また、前記要望事項に加えて、偏心精度についての配慮
も望まれるが、これに対しては、成形に際し、上記他方
の型の複数個の高精度面の各外周部を凸または凹状の球
面とし、この球面と上記一方の型の球面との相対間隔を
、ガラスフィルムを介在しつつ所定の距離に達せしめる
と上記の要望を容易に満たすことができるので好適であ
る。
も望まれるが、これに対しては、成形に際し、上記他方
の型の複数個の高精度面の各外周部を凸または凹状の球
面とし、この球面と上記一方の型の球面との相対間隔を
、ガラスフィルムを介在しつつ所定の距離に達せしめる
と上記の要望を容易に満たすことができるので好適であ
る。
（その１）
つぎに、非球面と球面からなる両凸レンズを成形する場
合につき、本発明の一実施例を図面に即して説明する。
合につき、本発明の一実施例を図面に即して説明する。
第１図（ａ）および（ｂ）は、この実施例の工程図であ
り、（Ｃ）図は（ａ）図の上型（１）の下面図である。
り、（Ｃ）図は（ａ）図の上型（１）の下面図である。
第１図（ａ）に示すとおり、使用する金型は。
一対の上型（１）と下型（２）とからなり、下型（２）
には、曲率半径５６．０１ｍｍの高精度凹球面（３）を
形成し、また上型（１）には曲率半径５６．００１１１
Ｑ＋の凸球面（４）および（５）を形成するとともに複
数の高精度成形面として７個の非球面（６）を、それら
の各光軸（ｘ）を凸球面（４）および（５）が共有する
曲率中心（７）に合致させて、設けである。さらに、第
１図（Ｃ）にみられるとおり、上型（１）には、上記非
球面（６）部から余剰のガラスを逸出させるための逸出
溝（８）および（９）が設けである。
には、曲率半径５６．０１ｍｍの高精度凹球面（３）を
形成し、また上型（１）には曲率半径５６．００１１１
Ｑ＋の凸球面（４）および（５）を形成するとともに複
数の高精度成形面として７個の非球面（６）を、それら
の各光軸（ｘ）を凸球面（４）および（５）が共有する
曲率中心（７）に合致させて、設けである。さらに、第
１図（Ｃ）にみられるとおり、上型（１）には、上記非
球面（６）部から余剰のガラスを逸出させるための逸出
溝（８）および（９）が設けである。
成形操作は、まず、製品容積より大きい容積を有する両
面研磨した円板状のフリントガラス（１０）を支持部材
（１１）で支持しつつ、ガラスの粘性が１０７ポアズに
なるように図示していない装置で加熱し、これを移送し
て、第１図（ａ）に示すとおり、「ガラス転移点−５」
°Ｃの温度に加熱した上型（１）と下型（２）の間に位
置させる。ついで、第１図（ｂ）に示すとおり、上型（
１）と下型（２）でガラスを厚さ方向に加圧し、ガラス
（１０）と凹球面（３）および非球面（６）を密着させ
ると同時に余剰のガラスを逸出溝（８）、（９）および
成形型外に逸出させる。そして、ガラス成形の進行とと
もに、凹球面（３）と凸球面（４）、（５）との間にガ
ラスフィルムが介在するが、非球面（６）の各光軸（Ｘ
）を凹球面（３）の曲率中心辛味と実質的３に合致させ
つつ両法面の相対間隔を０．０１ｍｍの所定距離に達せ
しめる。
面研磨した円板状のフリントガラス（１０）を支持部材
（１１）で支持しつつ、ガラスの粘性が１０７ポアズに
なるように図示していない装置で加熱し、これを移送し
て、第１図（ａ）に示すとおり、「ガラス転移点−５」
°Ｃの温度に加熱した上型（１）と下型（２）の間に位
置させる。ついで、第１図（ｂ）に示すとおり、上型（
１）と下型（２）でガラスを厚さ方向に加圧し、ガラス
（１０）と凹球面（３）および非球面（６）を密着させ
ると同時に余剰のガラスを逸出溝（８）、（９）および
成形型外に逸出させる。そして、ガラス成形の進行とと
もに、凹球面（３）と凸球面（４）、（５）との間にガ
ラスフィルムが介在するが、非球面（６）の各光軸（Ｘ
）を凹球面（３）の曲率中心辛味と実質的３に合致させ
つつ両法面の相対間隔を０．０１ｍｍの所定距離に達せ
しめる。
その後、成形したガラス（１０）をガラス転移点以下の
温度に冷却し、圧力を解除して型（１）、（２）から適
宜取り出す。
温度に冷却し、圧力を解除して型（１）、（２）から適
宜取り出す。
この成形品から逸出溝からの逸出部分およびガラスフィ
ルム部分を除去して個々の光学素子を得る。
ルム部分を除去して個々の光学素子を得る。
この実施例の方法によって得られた製品は、表面粗度、
表面精度、不規則性および肉厚精度が、いずれも、前記
要求特性を満たしており、また成形された二面の光軸の
ズレ幅が±１０ｐｍ１００所望の精度範囲内にあり、優
れた品質を示した。
表面精度、不規則性および肉厚精度が、いずれも、前記
要求特性を満たしており、また成形された二面の光軸の
ズレ幅が±１０ｐｍ１００所望の精度範囲内にあり、優
れた品質を示した。
なお、この実施例においては、型の凸球面部（４）およ
び（５）と凹球面（３）との間隙には、ガラスフィルム
を介在させたが、型の形状を変えて、上記凸球面部（５
）との対応部分にガラスフィルムを介在させることなく
上記凸球面部（５）とこれに対応する凹球面部を開放状
態としたり、または圧接させたりして成形してもよい。
び（５）と凹球面（３）との間隙には、ガラスフィルム
を介在させたが、型の形状を変えて、上記凸球面部（５
）との対応部分にガラスフィルムを介在させることなく
上記凸球面部（５）とこれに対応する凹球面部を開放状
態としたり、または圧接させたりして成形してもよい。
（その２）
つぎに、凸非球面と凹球面とからなるメニスカスレンズ
を成形する場合の別の実施例につき説明する。
を成形する場合の別の実施例につき説明する。
第２図の（ａ）はこの実施例の成形工程の最終段階を示
す図であり、（ｂ）は（ａ）図の下型（２′）の平面図
である。
す図であり、（ｂ）は（ａ）図の下型（２′）の平面図
である。
第２図に示すとおり、一対の成形型のうち、上型（１′
）の成形面には、曲率半径４３ｍｍの高精度凸球面（３
′）が形成されている。また、下型（２′）の成形面は
、曲率半径４５ｍｍの凹球面（４′）と１４個の高精度
非球面（６′）とが形成されており、上記非球面（６′
）は、それらの光軸（Ｘ′）を上記凹球面（４′）の曲
率中心（７′）に合致させて設けである。さらに、上記
下型（２′）は、異なる材質の支持体（２″）で支持さ
れているが、その嵌合部（１４）は、上記材質の熱膨張
差を考慮して成形操作の際精密に嵌合するように製作し
である。
）の成形面には、曲率半径４３ｍｍの高精度凸球面（３
′）が形成されている。また、下型（２′）の成形面は
、曲率半径４５ｍｍの凹球面（４′）と１４個の高精度
非球面（６′）とが形成されており、上記非球面（６′
）は、それらの光軸（Ｘ′）を上記凹球面（４′）の曲
率中心（７′）に合致させて設けである。さらに、上記
下型（２′）は、異なる材質の支持体（２″）で支持さ
れているが、その嵌合部（１４）は、上記材質の熱膨張
差を考慮して成形操作の際精密に嵌合するように製作し
である。
成形操作は、図示していないが、前記実施例と同様に円
板状フリントガラス（１０′）をその粘性がｌＱ７．６
〜１０８・０ポアズになるように加熱し、ついで、これ
をわずかにスラフピングした状態で下型（２′）の中央
部に供給する。その後、第２図（ａ）に示すとおり、上
型（１′）と下型（２′）でガラスを加圧し、余剰のガ
ラスを外周部に逸出させつつ、上型（１′）と下型（２
′）の相対間隔を狭め、さらに上記各非球面（６′）の
光軸（Ｘ′）を上記上型（１′）の曲率中心−Ｅミに合
致させつつ支持体（２″）の段部（１２）に上型の下面
外周縁（１３）を圧着させることにより、両球面（３′
）および（４′）の相対間隔を所定の２＋ａｍに達せし
める。その後、前記実施例と同様の工程を経て製品を得
る。
板状フリントガラス（１０′）をその粘性がｌＱ７．６
〜１０８・０ポアズになるように加熱し、ついで、これ
をわずかにスラフピングした状態で下型（２′）の中央
部に供給する。その後、第２図（ａ）に示すとおり、上
型（１′）と下型（２′）でガラスを加圧し、余剰のガ
ラスを外周部に逸出させつつ、上型（１′）と下型（２
′）の相対間隔を狭め、さらに上記各非球面（６′）の
光軸（Ｘ′）を上記上型（１′）の曲率中心−Ｅミに合
致させつつ支持体（２″）の段部（１２）に上型の下面
外周縁（１３）を圧着させることにより、両球面（３′
）および（４′）の相対間隔を所定の２＋ａｍに達せし
める。その後、前記実施例と同様の工程を経て製品を得
る。
この実施例の方法によって得られた製品も前記実施例の
場合と同様に優れた品質を示した。
場合と同様に優れた品質を示した。
以上実施例について説明したが、本発明の成形方法は、
上記実施例に限定されるものではなく、本発明の技術思
想を逸脱しない範囲で適宜手段を付加変更しうる。
上記実施例に限定されるものではなく、本発明の技術思
想を逸脱しない範囲で適宜手段を付加変更しうる。
たとえば、本発明の成形方法においては、一方の型の成
形面に設ける球面は、単一の球面でなくてもよく、同一
の曲率中心を有する複数の球面で構成してもよい、他方
の型の成形面に必要に応じて設ける球面についても同様
である。さらに、他方の型の複数の高精度面も同一のも
のである必要はなく、口径、表面形状および所定の光軸
上における取付位置等の異なる２種以上のものを使用し
てもよい、このようにすることによって、数種類の光学
素子を同時に成形することができる。
形面に設ける球面は、単一の球面でなくてもよく、同一
の曲率中心を有する複数の球面で構成してもよい、他方
の型の成形面に必要に応じて設ける球面についても同様
である。さらに、他方の型の複数の高精度面も同一のも
のである必要はなく、口径、表面形状および所定の光軸
上における取付位置等の異なる２種以上のものを使用し
てもよい、このようにすることによって、数種類の光学
素子を同時に成形することができる。
また、上記複数個の高精度面は、これらをそれぞれ有す
る各小部材トに形成し、これらの小部材をを母材に着脱
自在に取付けることによって使用することもできる。
る各小部材トに形成し、これらの小部材をを母材に着脱
自在に取付けることによって使用することもできる。
また、本発明の方法においては、一方の型の成形面に設
ける球面は、必ずしも高精度面でなくてもよく、成形後
、上記球面による成形部分を在来の方法により研削・研
磨し製品を得ることもできる。
ける球面は、必ずしも高精度面でなくてもよく、成形後
、上記球面による成形部分を在来の方法により研削・研
磨し製品を得ることもできる。
さらに、本発明の方法においては、成形に供する軟化ガ
ラスとして、円板状のほか、塊状または連続成形板状の
ものを利用することもできる。また加圧は水平方向で行
なってもよい。
ラスとして、円板状のほか、塊状または連続成形板状の
ものを利用することもできる。また加圧は水平方向で行
なってもよい。
なお、成形品から個々の光学素子を切り敲して使用する
のではなく、成形品そのものをマルチアレイレンズとし
て使用することもできる。また、本発明の成形方法によ
り得られたレンズを２個用い、これらの球面部を互いに
貼合わせて１色消し等の機能を有するレンズを得ること
もできる。また、貼合わせレンズを得るに当たり、本発
明の方法により複数個の光学素子を一体成形した２種の
成形品を用意し、これらの成形品の各光学素子の中心光
軸を一致させて実質的に同一曲率半径を有する球面部を
樹脂により貼合わせ、その後に所要部を切り離して得て
もよい。
のではなく、成形品そのものをマルチアレイレンズとし
て使用することもできる。また、本発明の成形方法によ
り得られたレンズを２個用い、これらの球面部を互いに
貼合わせて１色消し等の機能を有するレンズを得ること
もできる。また、貼合わせレンズを得るに当たり、本発
明の方法により複数個の光学素子を一体成形した２種の
成形品を用意し、これらの成形品の各光学素子の中心光
軸を一致させて実質的に同一曲率半径を有する球面部を
樹脂により貼合わせ、その後に所要部を切り離して得て
もよい。
本発明にかかる光学素子の成形方法は、上述のとおりの
構成であるので、光学レンズ等の光学素子に要求される
前記の高精度緒特性を十分に満たし得る成形品を能率よ
く成形することができる。
構成であるので、光学レンズ等の光学素子に要求される
前記の高精度緒特性を十分に満たし得る成形品を能率よ
く成形することができる。
従って、電子機器用マイクロレンズやファイバー光学用
レンズ等を量産するに好適である。
レンズ等を量産するに好適である。
第１図の（ａ）および（ｂ）は、本発明の成形方法にが
かる一実施例の主要成形工程を示す側断面図、（Ｃ）は
（ａ）の上型（１）の下面図である。 第２図の（ａ）は、本発明の成形方法の別の実施例の成
形工程の最終段階を示す側断面図、（ｂ）は、 （ａ）
の下型（２′）の平面図である。 １．１′・Φ会上型 ２．２′・・φ下型３・・・凹
球面 ３′・・・凸球面４．５・・・凸球面
４′会・・凹球面６．６′・・ｅ高精度非球面 ７．７′・や・曲率中心 １０．１０′・ψΦフリントガラス ｘ、ｘ′φ・φ光軸 特許出願人 株式会社 オ ハ ラ 第１図 （ａ） 第２図 （ａ）
かる一実施例の主要成形工程を示す側断面図、（Ｃ）は
（ａ）の上型（１）の下面図である。 第２図の（ａ）は、本発明の成形方法の別の実施例の成
形工程の最終段階を示す側断面図、（ｂ）は、 （ａ）
の下型（２′）の平面図である。 １．１′・Φ会上型 ２．２′・・φ下型３・・・凹
球面 ３′・・・凸球面４．５・・・凸球面
４′会・・凹球面６．６′・・ｅ高精度非球面 ７．７′・や・曲率中心 １０．１０′・ψΦフリントガラス ｘ、ｘ′φ・φ光軸 特許出願人 株式会社 オ ハ ラ 第１図 （ａ） 第２図 （ａ）
Claims (3)
- （１）対向する一対の成形型で製品容積より大きい容積
を有する軟化ガラスを加圧し、上記成形型の相対間隔を
所定の距離に達せしめることにより光学素子を成形する
方法において、一方の型の成形面が凹または凸状の球面
であり、かつ、他方の型の成形面が複数個の高精度面を
有する成形型を用い、上記複数個の高精度面の各光軸を
上記球面の曲率中心と合致させつつ上記成形型の相対間
隔を所定の距離に達せしめることを特徴とする光学素子
の成形方法。 - （２）複数個の高精度面が非球面であることを特徴とす
る特許請求の範囲第１項記載の光学素子の成形方法。 - （３）複数個の高精度面の各外周部が凸または凹状の球
面である成形型を用い、成形型の対向する各球面の相対
間隔を、ガラスフィルムを介在しつつ所定の距離に達せ
しめることを特徴とする特許請求の範囲第１項または第
２項記載の光学素子の成形方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25137186A JPS63103837A (ja) | 1986-10-22 | 1986-10-22 | 光学素子の成形方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25137186A JPS63103837A (ja) | 1986-10-22 | 1986-10-22 | 光学素子の成形方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63103837A true JPS63103837A (ja) | 1988-05-09 |
Family
ID=17221836
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25137186A Pending JPS63103837A (ja) | 1986-10-22 | 1986-10-22 | 光学素子の成形方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63103837A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006256906A (ja) * | 2005-03-17 | 2006-09-28 | Seiko Epson Corp | 成形金型及び光学ガラスレンズの製造方法 |
| US7910416B2 (en) | 1999-08-13 | 2011-03-22 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Laser irradiation apparatus |
| US20210053860A1 (en) * | 2019-08-20 | 2021-02-25 | Aac Optics Solutions Pte. Ltd. | Mold for molding wafer-level lens and method for molding wafer-level lens |
-
1986
- 1986-10-22 JP JP25137186A patent/JPS63103837A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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