JP3850062B2 - Optical element manufacturing method and optical element mold - Google Patents
Optical element manufacturing method and optical element mold Download PDFInfo
- Publication number
- JP3850062B2 JP3850062B2 JP05146596A JP5146596A JP3850062B2 JP 3850062 B2 JP3850062 B2 JP 3850062B2 JP 05146596 A JP05146596 A JP 05146596A JP 5146596 A JP5146596 A JP 5146596A JP 3850062 B2 JP3850062 B2 JP 3850062B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optical element
- molding
- mold
- polishing
- glass material
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
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
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B2215/00—Press-moulding glass
- C03B2215/02—Press-mould materials
- C03B2215/03—Press-mould materials defined by material properties or parameters, e.g. relative CTE of mould 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
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光学素子を押圧成形により製造するガラス光学素子の製造方法及び光学素子成形用ガラス素材並びに光学素子成形型に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、ガラス光学素子の製造方法としては、特開平3−33023号公報に記載されているように、あらかじめ近似した所定の曲率半径に研削仕上げした後、バレル研磨にて粗さ0.5μm以下の鏡面に両表面を仕上げたガラス素材を加熱軟化し、所定の形状に形成された成形型により押圧成形し、所望の光学素子を得るものである。
【0003】
しかしながら、光学素子の中でRが小さいものや、凹レンズで中心部の肉厚が0.5mm程度に薄いものや、外径がφ30mm以上のものなどは、押圧成形のみで製造するのは、肉厚が薄いものは肉厚が薄いために形状が光学機能面として良好な状態になる前にガラスが冷えて固まったり、外径が大きいものは変形量が多すぎて所望の光学素子の厚みまで押圧できないなどの理由で、押圧成形のみで製造するのは難しく、両面が鏡面に加工されたガラス素材をあらかじめ押圧成形することにより、片面はそのまま光学機能面に使用できる面、残りの片面は最終形状の近似形状または平面とした成形物とし、近似形状または平面の面を研削、研磨することによって最終的な形状に仕上げ、所望の光学素子を得る製造方法を用いることがあった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかるに、前述した方法によると、両面とも研削、研磨により鏡面加工したガラス素材を、成形型により押圧成形することによって近似形状に形成した後、最終形状に研削、研磨加工を行ない所望の光学素子を得るので、図8に示すように加工工程が煩雑になるという欠点があった。 また、粗成形物の研磨加工にバレル研磨を用いるので、加工時間に長時間を要するという欠点があった。
【0005】
本発明は、上記した問題点に鑑みてなされたもので、請求項1の発明は加工工程を簡略化し得る光学素子の製造方法、請求項2の発明は成形型の研磨工程を1つ省略し得る光学素子成形型を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は以下のように構成した。請求項1の光学素子の製造方法は、片面側が鏡面にまで研磨加工され反対の面が粗面に研削加工されたガラス素材を加熱軟化し、一対の成形型にて押圧成形した後、得られた成形物の前記粗面側を研削研磨加工、または研磨加工することで所望の光学素子を得ることとした。
【0008】
請求項2の光学素子成形型は、対をなす成形型の一方の型の成形面の最大表面粗さを0.05μm以下とし、他方の型の成形面の最大表面粗さを0.1μm以上とすることとした。
【0009】
請求項1の発明の作用を説明する。
片面は鏡面に他の面は粗面のままに加工されたガラス素材を加熱軟化し、押圧成形した後、粗面側のみ研削研磨加工することにより、肉厚の薄い光学素子や外径の大きな光学素子でも粗面側が鏡面に加工され、鏡面側はそのまま鏡面を維持しているので、研削研磨加工が一面のみで良く、上記肉厚の薄い光学素子等でも比較的短時間に製造し得ることである。
【0011】
請求項2の作用を説明する。本発明の成形型を作製する場合、成形物の一方の面の鏡面を光学性能を満たす鏡面に維持するために型の成形面の一面は0.05μm以下の鏡面に仕上げる必要がある。型の成形面の他の一面は成形物を成形後、研削研磨加工するので、鏡面仕上げは不要で0.1μm以上の面粗さで良い。上記のごとく成形型の一面のみ研磨による鏡面加工をすればよいので、成形型を容易につくることができる。
【0012】
【発明の実施の形態】
[発明の実施の形態1]
本発明の実施形態1を図1〜図5に基づいて説明する。
本発明の実施形態1においては、図2に示すように球欠メニスカス形状の光学素子2を製造する場合を例にとる。光学素子2は、A′面が近軸曲率半径がRA の非球面であり、B′面は曲率半径がRB の球面である。
【0013】
図1は、ガラス素材1であり、A面は曲率半径RA で最大表面粗さ0.05μm以下の鏡面に形成されており、B面は平面で最大表面粗さ0.1μm以上の粗面に加工されている。ガラス素材1を加工する際は、切断加工されたガラス円板を研削加工しA面、B面とも所望する光学素子に近似形状にした後、A面側を研磨皿を用いる一般的な研磨加工により仕上げるか、あらかじめ近似形状になっているダイレクトプレス品からA面側を研磨皿を用いる一般的な研磨手段により仕上げてもよい。
【0014】
図3は、成形型3を示している。成形型3はWCを素材とし、成形面3aは曲率半径RA で最大表面粗さ0.05μm以下に鏡面加工されている。また、全体は窒化クロムにて被覆されている。
【0015】
図4は、成形型4を示している。成形型4はWCを素材とし、成形面4aは平面で最大表面粗さ0.1μm以上に加工されている。また、全体は窒化クロムにて被覆されている。
【0016】
図5(A)は、ガラス素材の押圧成形方法を示すための説明図で、図5(B)は成形型3、4で成形した成形物8を示している。成形型3と成形型4は成形室7内に対向配置されており、成形型3と成形型4とガラス素材とを加熱するためのヒータ6で囲まれている。
【0017】
次に、本発明の実施形態1の作用を説明する。
図5(A)に示すように、上記ガラス素材1を、所定の形状に形成された成形面3a、4aを備えた一対の成形型3、成形型4間に配置する。そして、成形室7を非酸化性雰囲気とし、ガラス素材1をヒータ6で加熱軟化する。このガラス素材1が加圧成形可能である所定温度に加熱軟化された時、図示しない加圧手段(例えばエアシリンダ等)を介して、成形型3、成形型4により所定の圧力、時間にて押圧成形を行う。その後、ヒータ6による加熱保持を中止し、成形型3、成形型4と加圧成形された成形物8aを転移点温度以下の温度に冷却する。この冷却が完了した時点で成形型3、成形型4間から図5(B)に示す成形物8を取り出す。
【0018】
取り出された成形物8は、A面が成形型3の成形面3aにより、B面が成形型4の成形面4aに押圧成形されたことにより、A面側は最大表面粗さが0.05μm以下の非球面であり、B面側は最大表面粗さ0.1μm以上の平面になっている。
【0019】
次に、B面側に曲率半径RB の球欠面を研削加工により形成する。この研削加工としては、カーブジェネレータ、砂掛けなどの精研削加工を用いることができる。このようにして、図2に示すような光学素子2の形状で、B′面が粗面の中間物が造られる。
【0020】
次に、B′面側を研磨加工することで、B′面の表面粗さを向上させ、最大表面粗さが0.05μm以下の鏡面であるB′面を得、所望の光学素子2が製造される。
【0021】
本発明の実施形態1の効果を説明する。
本発明の実施形態1によると、バレル研磨法ではなく研磨皿を使用する一般的な研磨法により片面のみを研磨したガラス素材を用いるようにしたので、研磨時間を短くすることができるとともに、ガラス素材加工段階での片面の研磨工程(図8の(4)の工程)をなくすことができる。また、成形後に片面側を研削、研磨して光学素子2のB′面を得るので、成形物のB′面は粗くとも良く、型加工(図8の(12)の工程)を省略することができる。
【0022】
[発明の実施の形態2]
本発明の実施形態2を図6に基づいて説明する。図6は本発明の実施形態2に用いるガラス素材である。ガラス素材1のA面は、研磨皿を用いる一般的な加工手段により、最大表面粗さ0.05μm以下の平面に形成されており、B面は最大表面粗さ0.1μm以上の平面に研削加工されている。その他の構成は、実施形態1の図3〜図5に示す構成と同じなので省略する。
【0023】
本発明の実施形態2の作用を説明する。
ガラス素材1は、加熱軟化された状態で押圧成形されると変形し、A面が近軸曲率半径RA の非球面で、B面が平面となり、実施形態1で説明した成形物8となる。円板形状から、成形物8を得る以外は、実施形態1と同じ方法で光学素子2を製造するので以下省略する。
【0024】
本発明の実施形態2によれば、丸目、切断加工による円板をガラス素材として用いるので、研削加工によりA面側に曲率を造る工程を省略できる。
【0025】
[発明の実施の形態3]
本発明の実施形態3を図7に基づいて説明する。図7は、本実施形態3に用いる成形型5で、この成形型5は実施形態1の成形型4に換えて用いられる。成形型5はWCを素材とし、その成形面5aは、曲率半径RB の凸面が形設され最大表面粗さ0.1μm以上に加工されている。また、全体は窒化クロムにて被覆されている。
その他の構成は実施形態2と同じなので省略する。
【0026】
本実施形態の作用を説明する。
ガラス素材1は、加熱軟化された状態で押圧成形されると変形し、A面は成形型3の成形面3aにより近軸曲率半径がRA の非球面で、B面は成形型5の成形面5aにより曲率半径RB の球面となり、光学素子2の形状に形成される。この時、成形物はほぼ図2の光学素子2と同じ形状をしており、A′面側は最大表面粗さが0.05μm以下であり、B′面側は最大表面粗さ0.1μm以上になっている。
【0027】
この成形物のB′面側を研磨加工することでB′面の粗さを向上させ、最大表面粗さを0.05μm以下とし、所望の光学素子2を得ることができる。
【0028】
本発明の実施形態3によれば、円板状のガラス素材1を用いて凸状の成形面5aを有する成形型5より光学素子2の球欠部の形状を形成するようにしたので、研削加工の工程を省略することができる。
【0029】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば以下の効果を得ることができる。請求項1の発明によれば、成形物の片面を粗面としたことで光学素子の製造工程を簡略化することができる。請求項2の発明によれば、成形型の研磨工程を一つ無くすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態1のガラス素材を示す断面図である。
【図2】本発明の実施形態1で成形した光学素子を示す断面図である。
【図3】本発明の実施形態1の成形型を示す断面図である。
【図4】本発明の実施形態1の成形型を示す断面図である。
【図5】図5(A)は本発明の実施形態1の光学素子の製造方法を説明するための説明図、図5(B)は成形物を示す断面図である。
【図6】本発明の実施形態2のガラス素材を示す断面図である。
【図7】本発明の実施形態3の成形型を示す断面図である。
【図8】従来技術の製造工程を示すチャートである。
【符号の説明】
1 ガラス素材
2 光学素子
3、4、5 成形型
3a、4a、5a 成形面
6 ヒータ
7 成形室
8 成形物[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a glass optical element manufacturing method for manufacturing an optical element by press molding, an optical element molding glass material, and an optical element molding die.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as a method for producing a glass optical element, as described in JP-A-3-33023, after grinding to a predetermined radius of curvature approximated in advance, the roughness is 0.5 μm or less by barrel polishing. A glass material having both mirror surfaces finished is heated and softened and press-molded with a molding die formed in a predetermined shape to obtain a desired optical element.
[0003]
However, optical elements with small R, concave lenses with a center thickness as thin as about 0.5 mm, and those with an outer diameter of 30 mm or more are manufactured by press molding only. If the thickness is thin, the glass is cooled and hardened before the shape becomes good as an optical function surface, and if the outer diameter is large, the amount of deformation is too large to reach the desired optical element thickness. It is difficult to manufacture only by pressing because it cannot be pressed, etc., by pre-pressing a glass material that has been mirror-finished on both sides, one side can be used as an optical functional surface as it is, the remaining one side is the final In some cases, a molded product having an approximate shape or a flat shape is used, and the surface of the approximate shape or the flat surface is ground and polished to be finished into a final shape to obtain a desired optical element.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, according to the above-described method, a glass material that has been mirror-finished by grinding and polishing on both sides is formed into an approximate shape by pressing with a mold, and then the desired optical element is formed by grinding and polishing to a final shape. Therefore, there is a drawback that the processing steps become complicated as shown in FIG. Further, since barrel polishing is used for polishing the rough molded product, there is a drawback that a long processing time is required.
[0005]
The present invention has been made in view of the above-mentioned problems. The invention of
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the present invention is configured as follows. The method of manufacturing an optical element according to
[0008]
The optical element molding die according to claim 2 has a maximum surface roughness of a molding surface of one mold of a pair of molding dies of 0.05 μm or less and a maximum surface roughness of a molding surface of the other mold of 0.1 μm or more. It was decided that.
[0009]
The operation of the invention of
One side is mirror-finished and the other side is rough, but the glass material is heated and softened. After press molding, only the rough side is ground and polished, so that thin optical elements and large outer diameters are used. Even in the optical element, the rough surface side is processed into a mirror surface, and the mirror surface side maintains the mirror surface as it is, so that only one surface can be ground and polished, and even the above thin optical elements can be manufactured in a relatively short time. It is.
[0011]
The operation of the second aspect will be described. When producing the molding die of the present invention, one surface of the molding surface of the die needs to be finished to a mirror surface of 0.05 μm or less in order to maintain the mirror surface of one surface of the molded product as a mirror surface satisfying optical performance. Since the other surface of the mold is ground and polished after the molded product is formed, a mirror finish is not required and a surface roughness of 0.1 μm or more is sufficient. Since only one surface of the molding die needs to be mirror-finished by polishing as described above, the molding die can be easily manufactured.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
In
[0013]
FIG. 1 shows a
[0014]
FIG. 3 shows the
[0015]
FIG. 4 shows the mold 4. The molding die 4 is made of WC, and the molding surface 4a is flat and processed with a maximum surface roughness of 0.1 μm or more. The whole is covered with chromium nitride.
[0016]
FIG. 5A is an explanatory diagram for illustrating a glass material press-molding method, and FIG. 5B shows a molded
[0017]
Next, the operation of
As shown in FIG. 5A, the
[0018]
The taken-out molded
[0019]
Next, the sagittal surface curvature radius R B is formed by grinding in the B face. As this grinding process, a precision grinding process such as a curve generator or sanding can be used. In this way, an intermediate having the rough surface B ′ in the shape of the optical element 2 as shown in FIG. 2 is produced.
[0020]
Next, by polishing the B ′ surface side, the surface roughness of the B ′ surface is improved to obtain a B ′ surface that is a mirror surface having a maximum surface roughness of 0.05 μm or less. Manufactured.
[0021]
The effect of
According to
[0022]
[Embodiment 2 of the Invention]
A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 6 shows a glass material used in Embodiment 2 of the present invention. The A side of the
[0023]
The operation of Embodiment 2 of the present invention will be described.
The
[0024]
According to the second embodiment of the present invention, since a round plate or a disc formed by cutting is used as a glass material, the step of creating a curvature on the A surface side by grinding can be omitted.
[0025]
A third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 7 shows a
The other configuration is the same as that of the second embodiment, and is omitted.
[0026]
The operation of this embodiment will be described.
The
[0027]
By polishing the B ′ surface side of this molded product, the roughness of the B ′ surface can be improved, the maximum surface roughness can be 0.05 μm or less, and the desired optical element 2 can be obtained.
[0028]
According to
[0029]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the following effects can be obtained. According to the first aspect of the present invention, the manufacturing process of the optical element can be simplified by making one side of the molded product rough. According to the invention of claim 2, it is possible to eliminate one formed shape type polishing step.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a glass material according to
FIG. 2 is a cross-sectional view showing an optical element molded in
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a mold according to
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a mold according to
FIG. 5 (A) is an explanatory view for explaining a method of manufacturing an optical element according to
FIG. 6 is a cross-sectional view showing a glass material according to Embodiment 2 of the present invention.
FIG. 7 is a cross-sectional view showing a mold according to
FIG. 8 is a chart showing a manufacturing process of the prior art.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP05146596A JP3850062B2 (en) | 1996-03-08 | 1996-03-08 | Optical element manufacturing method and optical element mold |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP05146596A JP3850062B2 (en) | 1996-03-08 | 1996-03-08 | Optical element manufacturing method and optical element mold |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09241029A JPH09241029A (en) | 1997-09-16 |
JP3850062B2 true JP3850062B2 (en) | 2006-11-29 |
Family
ID=12887701
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP05146596A Expired - Fee Related JP3850062B2 (en) | 1996-03-08 | 1996-03-08 | Optical element manufacturing method and optical element mold |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3850062B2 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5559982B2 (en) * | 2009-05-11 | 2014-07-23 | Hoya株式会社 | Glass aspheric lens and manufacturing method thereof |
-
1996
- 1996-03-08 JP JP05146596A patent/JP3850062B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH09241029A (en) | 1997-09-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4895585A (en) | Method of manufacturing lens elements | |
US20030115907A1 (en) | Multiple lens molding system and method | |
JP2592575B2 (en) | Method for manufacturing intraocular lens | |
JP3850062B2 (en) | Optical element manufacturing method and optical element mold | |
JP2001163628A (en) | Producing method of molding | |
JP2621956B2 (en) | Optical element molding method | |
JP3681114B2 (en) | Manufacturing method of glass optical element | |
JP2501588B2 (en) | Mold for press molding optical glass element and molding method thereof | |
JP2001010831A (en) | Molding mold for glass optical element and production of glass optical element using the same | |
JPS63295448A (en) | Method for molding glass lens | |
JP3299785B2 (en) | Manufacturing method of optical glass lens | |
JPS61291424A (en) | Forming mold of glass lens and forming method | |
JP2000281360A (en) | Optical blank for forming, production of optical blank for forming and method for forming optical parts | |
JPH02102136A (en) | Mold for molding optical element and production thereof | |
JP2001166117A (en) | Method of producing glass optical elements | |
JPS6325233A (en) | Compression molding of optical element | |
JP3217153B2 (en) | Optical material molding die, optical material molding method using the same, and optical material obtained thereby | |
JP2003063832A (en) | Mold for forming optical element | |
JPH01226746A (en) | Glass lens formation mold | |
JPH10109312A (en) | Production of glass mold for glasses | |
JP2003063835A (en) | Mold for forming optical element and method for manufacturing the same | |
JPH1044158A (en) | Manufacture of glass mold for spectacles | |
JP2003026430A (en) | Mold for molding high-precision prism, method for manufacturing the same and method for manufacturing high-precision prism | |
JPH05301723A (en) | Method for forming optical element | |
JP2621941B2 (en) | Optical element molding method |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20050401 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060124 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20060317 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060530 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20060616 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20060815 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20060829 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090908 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100908 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110908 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120908 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130908 Year of fee payment: 7 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |