JP2000281360A - 成形用光学素材、成形用光学素材製造方法、及び光学部品成形方法 - Google Patents

成形用光学素材、成形用光学素材製造方法、及び光学部品成形方法

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JP2000281360A
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optical material
molding
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浩明 藤田
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 型空間内で安定状態を保持することができ光
学部品の体積精度が高くかつ製造コストが安価な成形用
光学素材、成形用光学素材製造方法、及び光学部品成形
方法を提供する。 【解決手段】 押圧成形後の光学部品の部品体積と同一
の体積を有する塊状部材10を、光学材料をノズル11
から滴下させることにより作成し、塊状部材10を平面
型により略円盤状に押圧成形して光学素材14を作成す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、光学ガラス等の光
学材料からなる光学素材を型に入れて押圧成形しレンズ
等の光学部品を製造するための成形用光学素材、この成
形用光学素材を製造する方法、及びこの成形用光学素材
を用いてレンズ等の光学部品を製造する方法に関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】従来、光学部品、例えば、ガラスレンズ
は、クラウン系ガラス、フリント系ガラス等の光学ガラ
スを含む光学材料からなる光学素材に、設計レンズ面形
状を付与するため研削や研磨を行って作製されていた。
【0003】これに対し、近年、比較的小径のレンズな
どの製造においては、光学材料からなる光学素材を型内
に入れ押圧成形する「プレス成形法」が行われるように
なった。
【0004】この方法は、図2に示すように、光学ガラ
ス等からなる光学素材30又は40を用意する。この光
学素材を成形するための成形装置20は、レンズの上面
形状と逆の形状の上型面21aを有する上型21と、レ
ンズの下面形状と逆の形状の下型面22aを有する下型
22と、胴型23を備えて構成されている。
【0005】このような構成で、例えば上型21は空圧
機構(図示せず)により上下駆動される。また、胴型2
3は、上型21が下型22と当接した場合に、上型21
の上型面21aの中心位置を下型22の下型面22aの
中心位置に正確に合致させるための誘導手段あるいは位
置規制手段である。また、成形装置20の周囲には加熱
装置(図示せず)が配置されている。
【0006】プレス成形を行う場合には、まず、光学素
材30又は40を下型22の型面22aの上に載置し、
加熱装置(図示せず)により加熱を行う。この加熱は、
ガラスの温度がガラスの転移点以上となる程度まで行
う。この加熱により、光学素材30又は40は軟化し可
塑性を持つようになる。
【0007】次に、この状態で、空圧機構(図示せず)
により上型21を下降させて光学素材30又は40を加
圧する。これにより、光学素材30又は40は、下型面
22aと上型面21aの間に形成されるレンズ形状の空
間(以下、「型空間」という。)と同一の形状に成形さ
れる。その後、徐々に冷却し、空圧機構(図示せず)に
より上型21を上昇させ、成形されたレンズを下型22
から取り出す。
【0008】光学素材としては、図2(A)に示すよう
な略球形の塊状にあらかじめ成形されたもの30と、図
2(B)に示すような平板状(円盤状)にあらかじめ成
形されたもの40がある。
【0009】塊状の光学素材30は、流動状態にまで加
熱したガラスをノズル等から滴下させることにより作成
する。この方法によれば、製造コストが安価で、作成さ
れた塊状の光学素材の体積の精度が高い、という利点が
ある。
【0010】また、平板状(円盤状)の光学素材40
は、塊状や板状のガラスから切削加工等によって円盤状
に切り出すことにより作成する。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のプレス
成形方法では、下型22の下型面22aが上方に向かっ
て凸となる凸型の場合、例えばレンズの両面が凹レンズ
形状である両凹レンズの場合には、以下のような問題が
あった。
【0012】a)塊状の光学素材30(図2(A))を
用いると、作成されたレンズの体積精度、製造コストの
点では有利であるが、この光学素材30は、ほぼ球状で
あるため、凸状の下型面22aの上に載せた場合には不
安定であり、型空間のいずれかの端へズレ移動しやす
い。光学素材30が型空間内でズレ移動すると、成形後
のレンズが偏心したり、光学素材30の一部が下型22
と胴型23との間に入り込んで型が抜けなくなり、甚だ
しい場合には型が破損する、という問題があった。
【0013】b)平板状(円盤状)の光学素材40の場
合には、型空間内でのズレ移動の問題はないが、光学素
材を切削加工によって得るため、光学素材の体積を成形
後のレンズと同一の体積にするためには、高精度の切削
加工が必要であるため、塊状の光学素材30よりも製造
コストが高価となる、という問題があった。
【0014】本発明は上記の問題を解決するためになさ
れたものであり、本発明の解決しようとする課題は、型
空間内で安定状態を保持することができ光学部品の体積
精度が高くかつ製造コストが安価な成形用光学素材、成
形用光学素材製造方法、及び光学部品成形方法を提供す
ることにある。
【0015】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明に係る成形用光学素材は、光学材料からなる
とともに少なくとも第1型と第2型の間で押圧して光学
部品を成形するための成形用光学素材であって、流動状
態の前記光学材料が、押圧成形後の光学部品の体積であ
る部品体積と同一量だけ所定の開口から滴下され、滴状
又は略球状に形成されることにより塊状部材が作成さ
れ、可塑状態の前記塊状部材が平面状の型面を有する2
つの素材用型の間で押圧成形されることにより略円盤状
に形成されることを特徴とする。
【0016】また、本発明に係る成形用光学素材製造方
法は、光学材料からなるとともに少なくとも第1型と第
2型の間で押圧して光学部品を成形するための成形用光
学素材の製造方法であって、押圧成形後の光学部品の体
積である部品体積を計算により算出し、次いで、前記部
品体積と同一の体積を有する塊状部材を前記光学材料か
ら作成し、次いで、前記塊状部材を所定形状に形成して
所定形状部材を作成することを特徴とする。
【0017】また、本発明に係る光学部品成形方法は、
光学材料からなる素材を押圧成形して光学部品を作成す
る光学部品成形方法であって、押圧成形後の光学部品の
体積である部品体積を計算により算出し、次いで、前記
部品体積と同一の体積を有する塊状部材を前記光学材料
から作成し、次いで、前記塊状部材を所定形状に形成し
て成形用光学素材を作成し、前記成形用光学素材を少な
くとも第1型と第2型の間で押圧成形することにより前
記光学部品を製造することを特徴とする。
【0018】上記の光学部品成形方法において、好まし
くは、前記第1型又は前記第2型のうち、少なくとも下
方に配置される型は、上方に向かって凸となる凸型であ
る。
【0019】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態につい
て、図面を参照しながら詳細に説明する。
【0020】図1は、本発明の一実施形態である成形用
光学素材製造方法を説明する図である。
【0021】この成形用光学素材製造方法では、まず、
図1(A)に示すように、ほぼ球形の塊状部材10を作
成する(以下、「塊状部材作成工程」という。)。この
塊状部材10は、流動状態にまで加熱した光学材料(ガ
ラス等)を、所定の形状、径を有するノズル11から滴
下させることにより作成する。滴下された光学材料の滴
は、空気中を落下する間に冷却され、滴状、あるいは略
球状となる。
【0022】この場合、光学材料の温度、光学材料の粘
性、ノズル11の形状、径、押出し方法等を適宜設定す
ることにより、作製される塊状部材10の体積を所望の
値にすることができるとともに、高精度で同一量の光学
素材を滴下することができるため、体積の精度を高い値
に維持することができる。
【0023】したがって、塊状部材10の体積を、押圧
成形後の光学部品(例えば両凹レンズ)の体積(以下、
「部品体積」という。)と同一の体積となるように高精
度で管理することが可能である。このため、塊状部材作
成工程に先立って、押圧成形後の光学部品の部品体積を
計算により算出する(以下、「部品体積算出工程」とい
う。)。次いで、ノズル11等を調整することにより、
算出した部品体積と同一の体積を有する塊状部材10を
光学材料から作成することができる。
【0024】図1(B)は、塊状部材作成工程に続く工
程を説明する図である。上記のようにして、塊状部材作
成工程によって作成された塊状部材10を、素材用上型
12と素材用下型13の間に複数個配置する。素材用型
12の下面である上型面12aと、素材用型13の上面
である下型面13aは、それぞれ平面となっている。
【0025】次に、光学材料(ガラス等)の転移点以上
となる程度の温度まで昇温させ加熱行う。この加熱によ
り、塊状部材10は軟化し可塑性を有するようになる。
次に、この状態で、空圧機構等(図示せず)により素材
用上型12を下降させて塊状部材10を加圧する。
【0026】これにより、塊状部材10は、素材用上型
12と素材用下型13の間で圧縮され、図1(C)に示
すような略円盤状の光学素材14に押圧成形される(以
下、「円盤状部材成形工程」という。)。図1(B)に
示すように、押圧成形された光学素材14は、全体とし
ては略円盤状であり、その上面14aと下面14bは、
それぞれ平面状となっている。
【0027】上記した円盤状部材成形工程の後、成形さ
れた光学素材14を徐々に冷却し、空圧機構等(図示せ
ず)により素材用上型12を上昇させ、光学素材14を
取り出す。
【0028】この光学素材14は、図2(B)に示した
光学素材40と同様な略平板状であるため、以後は、光
学素材40とまったく同様にして両凹レンズ等の光学部
品を押圧成形することができる。
【0029】上記のようにして作製した光学素材14
は、以下のような利点を有している。
【0030】1)平板状(円盤状)の形状を有している
ため、図2(A)、図2(B)に示すような型空間(少
なくとも下型が上方に向かう凸型である場合の型空間)
に配置しても、ズレ移動が生じることはなく、安定状態
を保持することができる。
【0031】2)塊状部材10は、ノズルからの滴下に
よっているため、作成される塊状部材の体積精度が高
い。また、その後は、平面型による押圧成形により略円
盤状の光学素材14を作成し、切削加工等を行っていな
いので、体積の増減はなく、高い体積精度を維持するこ
とができる。
【0032】3)塊状部材10は、ノズルからの滴下に
よっているため、製造コストが安価である。また、塊状
部材10は、その後、平面型による押圧成形により略円
盤状の光学素材14を作成するだけであるので、全体と
しての製造コストは、切削加工に比べても安価である。
【0033】なお、本発明は、上記実施形態に限定され
るものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明
の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同
一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いか
なるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
【0034】例えば、上記実施形態においては、光学素
材を形成する光学材料として光学ガラスを例に挙げて説
明したが、本発明はこれには限定されず、押圧成形可能
な光学材料であればどのようなものであってもよい。
【0035】また、上記実施形態においては、光学素材
(例えば14)から押圧成形される光学部品として両凹
レンズを例に挙げて説明したが、本発明はこれには限定
されず、他の光学部品、例えば、片凹レンズ、メニスカ
スレンズ等の他のレンズ、ミラー等にも応用可能であ
る。
【0036】また、上記実施形態においては、光学部品
成形用型として第1型(例えば21)、第2型(例えば
22)のいずれもが凸面状の型面を備えたものを例に挙
げて説明したが、本発明はこれには限定されず、他の形
態の型面であってもよい。
【0037】また、上記実施形態においては、光学部品
成形用型として下型と上型と胴型からなり上下方向に押
圧して成形するための型を例に挙げて説明したが、本発
明はこれには限定されず、他の形態の型、例えば、上型
と下型を位置規制する他の手段があれば胴型は設けなく
てもよく、あるいは右側の型と左側の型からなり水平方
向に押圧して成形するための型などであってもよく、一
般に、少なくとも第1の型と第2の型からなる押圧成形
用型であればどのようなものであってもよい。
【0038】また、上記実施形態においては、塊状部材
(例えば10)が略円盤状に押圧成形される例について
説明したが、本発明はこれには限定されず、塊状部材は
他の形状に成形されてもよい。例えば、両面が凹面状の
両凹レンズ状、一面が平面で多面が凹面の片凹レンズ状
等に押圧成形されて光学素材とされてもよい。また、塊
状部材の押圧成形は、複数個を配置して押圧成形しても
よいし、1個ずつ押圧成形してもよい。
【0039】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る成形
用光学素材、成形用光学素材製造方法、及び光学部品成
形方法によれば、押圧成形後の光学部品の部品体積と同
一の体積を有する塊状部材を光学材料から作成し、塊状
部材を所定形状に形成して光学素材を作成するようにし
たので、型空間内で安定状態を保持することができ、光
学部品の体積精度を高く維持することができ、かつ製造
コストを低減することができる、という利点を有してい
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態である成形用光学素材製造
方法を説明する図である。
【図2】従来の光学部品製造方法を説明する図である。
【符号の説明】
10 塊状部材 11 ノズル 12 素材用上型 12a 上型面 13 素材用下型 13a 下型面 14 成形用光学素材 14a 上面 14b 下面 20 成形装置 21 上型 21a 上型面 22 下型 22a 下型面 23 胴型 30、40 光学素材

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 光学材料からなるとともに少なくとも第
    1型と第2型の間で押圧して光学部品を成形するための
    成形用光学素材であって、 流動状態の前記光学材料が、押圧成形後の光学部品の体
    積である部品体積と同一量だけ所定の開口から滴下さ
    れ、滴状又は略球状に形成されることにより塊状部材が
    作成され、 可塑状態の前記塊状部材が平面状の型面を有する2つの
    素材用型の間で押圧成形されることにより略円盤状に形
    成されることを特徴とする成形用光学素材。
  2. 【請求項2】 光学材料からなるとともに少なくとも第
    1型と第2型の間で押圧して光学部品を成形するための
    成形用光学素材の製造方法であって、 押圧成形後の光学部品の体積である部品体積を計算によ
    り算出し、 次いで、前記部品体積と同一の体積を有する塊状部材を
    前記光学材料から作成し、 次いで、前記塊状部材を所定形状に形成して所定形状部
    材を作成することを特徴とする成形用光学素材製造方
    法。
  3. 【請求項3】 光学材料からなる素材を押圧成形して光
    学部品を作成する光学部品成形方法であって、 押圧成形後の光学部品の体積である部品体積を計算によ
    り算出し、 次いで、前記部品体積と同一の体積を有する塊状部材を
    前記光学材料から作成し、 次いで、前記塊状部材を所定形状に形成して成形用光学
    素材を作成し、 前記成形用光学素材を少なくとも第1型と第2型の間で
    押圧成形することにより前記光学部品を製造することを
    特徴とする光学部品成形方法。
  4. 【請求項4】 請求項3記載の光学部品成形方法におい
    て、 前記第1型又は前記第2型のうち、少なくとも下方に配
    置される型は、上方に向かって凸となる凸型であること
    を特徴とする光学部品成形方法。
JP11085476A 1999-03-29 1999-03-29 成形用光学素材、成形用光学素材製造方法、及び光学部品成形方法 Pending JP2000281360A (ja)

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US09/534,052 US6270699B1 (en) 1999-03-29 2000-03-24 Production method for molding optical components

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