JPH0421528A - 光学素子の製造方法ならびに製造装置 - 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］ 本発明はガラス材料などの素材を加圧成型してレンズな
どの光学素子を製造する方法ならびに製造装置に関する
。

［従来の技術］ 光ピツクアップあるいはその他の各種光学装置では、保
持部材（鏡筒）に保持されたレンズが使用される。従来
はレンズを研磨工程またはプレス工程あるいは樹脂成型
工程により製作した後に、製作された単体のレンズを保
持部材に入れ、位置決めして接着などの手段で固定して
いる。

しかしながら、上記製造方法では、レンズ製作工程、レ
ンズを保持部材に挿入する工程、レンズを保持部材内に
位置決めする工程、レンズを保持部材に接着する工程が
必要になり、工程数が多くなって、製造コストが高くな
る。またレンズと保持部材とを位置決めする作業が困難
で位置決め精度を高くすることも難しく、製品の信頼性
にばらつきを生じる欠点がある。

そこで、効率のよい製造方法として保持部材内にてガラ
スなどのレンズ素材をプレス成型して、レンズなどの光
学素子を製造すると同時に成型された光学素子を保持部
材の内壁に圧接させ、これにより保持部材内に光学素子
を固定する方法が考えられる。第５図はこの種の方法を
使用する場合の一例を示している。

符号１と２は互いに接合ならびに離反可能に対向する加
熱体であり、その内部に対向型を構成する下型３と上型
６が入子状態に挿入されている。

加熱体ｌと２との接合部には支持部Ａが形成され、これ
に保持部材（鏡筒）４が挿入されて保持されている。ガ
ラスなどの素材５は予熱された状態で、下型３と上型６
との間に供給される。そして高周波コイルなどにより加
熱体１．２が加熱され、対向型３と６さらに保持部材４
、素材５が加熱される。素材５が所定の温度に加熱され
た時点で、下型３と上型６を加圧方向へ駆動すると、素
材５はその周囲が保持部材４にて拘束された状態で、そ
の図示上下面が下型３と上型６のそれぞれの成型面３ａ
と６８とで加圧され、所定のレンズ形状に成型される。

これと同時に、素材５が保持部材４の内壁に加圧圧着さ
れる。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、第５図に示すような光学素子の製造方法
では、素材５の線膨張係数と保持部材４を構成する材料
の線膨張係数との相互の関係に微妙な条件が必要になる
。まず保持部材４の材料の線膨張係数が素材５の線膨張
係数よりも大きすぎると、成型後の冷却工程にて保持部
材４による素材５の締め付けしるが大きくなり過ぎる。

そのため、成型された素材５すなわち完成したレンズな
どの光学素子への締め付は力が過大になって、光学面の
歪が生じて光学性能が変化し、あるいは線膨張係数の差
が極端に大きい場合には、成型後に素材にクラックが生
じるおそれがある。逆に保持部材４の材料の線膨張係数
が素材５の線膨張係数よりも小さすぎると、冷却時に素
材５の保持部材４に対する圧着力（保持部材４による締
め付は力）が低下し、成型されたレンズなどの光学素子
が保持部材４から脱落しやすくなる。

したがって、このような不都合を避けるためには、線膨
張係数の組み合わせを微妙に選択して適度な締め付けし
るが形成されるようにする必要が生じる。しかしながら
、この材料の選択は実質的に不可能であり、仮に選択で
きたとしても製造されるべき光学素子の外径寸法や厚さ
寸法に制約が生じ、またはレンズなどの光学素子を成型
する素材５の選択により、希望する光学特性を得られな
くなるなどの問題が生じる。

本発明は上記従来の課題を解決するものであり、材料な
らびに素材の微妙な組み合わせの選択を行なうことな（
、レンズなどの光学素子を保持部材内に確実に保持でき
、しかも光学素子を製造する加圧工程と保持部材への光
学素子の位置決め圧着を一連の工程でできるようにした
光学素子の製造方法ならびに製造装置を提供することを
目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

本発明による光学素子の製造方法ば、素材を加熱する工
程と、加熱された素材の周囲を拘束して型により加圧し
光学面を成型する工程と、この素材よりも線膨張係数の
大きな材料により形成された保持部材を用い加熱された
この保持部材内に加圧成型後の素材を挿入する工程と、
素材ならびに保持部材を冷却して保持部材の熱収縮によ
り素材を保持固定させる工程と、から成ることを特徴と
するものである。

また本発明による光学素子の製造装置は、素材の周囲を
拘束する胴型と、この胴型内にて素材を加圧する方向へ
移動し且つ光学面を成型する成型面を有する対向型と、
対向型が胴型から抜ける方向へ移動したときに成型され
た素材が移動する位置にあって成型された素材が挿入さ
れる保持部材を支持する支持部と、素材ならびに保持部
材を加熱する加熱部材とが設けられていることを特徴と
するものである。

［作用］ 上記の光学素子の製造方法では、レンズなどの光学素子
の素材よりも線膨張係数の大きな材料により保持部材を
製作する。そして加熱され型により加圧された素材を、
保持部材内に挿入した後、素材ならびに保持部材を冷却
し、保持部材の熱収縮により成型後の素材が保持される
。素材は型により加圧成型された後に保持部材内に挿入
されるため、素材と保持部材の内壁との隙間を素材と保
持部材との線膨張係数の差に応じて適宜設定しておくこ
とができ、よって冷却時には、素材と保持部材の線膨張
係数の差の大小にかかわりなく、保持部材による締め付
けしろ適度な量に設定でき、保持部材により素材を適度
な保持力により固定できる。

また上記の光学素子の製造装置では、胴型内にて対向型
により素材を加圧してレンズなどの形状を成型した後、
そのまま対向型を胴型内から移動させる。これにより形
成された素材は直ちに保持部材内へ挿入され、保持部材
と素材の冷却に移行できる。このように同じ装置内で一
連の工程で素材の成型と保持部材への移動ができる。

［実施例］ 以下本発明の実施例を第１図から第４図の図面によって
説明する。

第１図から第３図は本発明による光学素子の製造装置を
動作状態別に示す断面図である。

符号１１と１２は、互いに接合ならびに離反可能に設け
られた加熱体である。この加熱体１１と１２内には、入
子となる下型１３と上型１４が圧接離反自在に挿入され
て、対向型を構成している。下型１３と上型１４にはそ
れぞれ光学面を成型するための成型面１３ａと１４ａが
形成されている。この成型面１３ａと１４ａの形状は、
成型されるレンズなどの光学素子の外形に応じて選択さ
れるものであり、例えば凸レンズの場合には成型面１３
ａと１４ａまたはその一方が凹面であり、凹レンズを成
型するときには成型面は凸面である。符号１５は胴型で
あり、この胴型１５は図示上側の加熱体１２内に保持さ
れている。下型１３と上型１４の外径寸法は、共に同じ
であり、また胴型１５の内径寸法Ｄ１は、下型１３と上
型１４とが隙間なく摺動できるよう形成されている。図
示下側の加熱体１１の上部には支持部Ａが形成され、保
持部材（鏡筒）４はこの支持部Ａ内に保持されている。

保持部材４は加熱体１１の凹部底面１１ａと加熱体１２
の下縁１２ａとで挟まれた状態で位置決めされて保持さ
れており、また加熱体１１と１２との上下方向への離反
により、保持部材４は支持部Ａから取り出すことができ
る。

符号１６は高周波コイルであり、高周波電源１７に接続
されている。加熱体１１．１２ならびにその内部は高周
波コイル１６の高周波誘導加熱により熱せられる。下型
１３内には冷却エアーノズル１８が、上型１４には同じ
く冷却エアーノズル１９が挿入されている。それぞれの
ノズル１８と１９により下型１３と上型１４内に冷却エ
アーが供給できるが、このエアー供給は流量制御弁１８
ａと１９ａの切換により制御される。さらに図示省略し
ているが、下型１３と上型１４には温度センサが取り付
けされあるいは挿入されて型の温度が検知できるように
なっている。

次に上記製造装置を使用した光学素子の製造方法につい
て説明する。

第１図において符号５は光学素子（図の実施例ではレン
ズ）の素材（例えばガラス素材）である、この素材５の
線膨張係数と保持部材４の材料の線膨張係数との関係は
保持部材４の方が大きくなるように選択される。また素
材５の加圧成型直後の外周の寸法は、胴型１５の内径寸
法り、によって決定されるが、保持部材４の内径寸法Ｄ
２は、胴型１５の内径寸法り、よりも大きく設定される
。この寸法の差り、−Ｄ、は、素材５と保持部材４との
線膨張係数の差に応じて設定される。

すなわちその差が大きい場合には、保持部材４の内径寸
法Ｄ２を大きめにして寸法の差Ｄ　２　　Ｄ　。

を大き（し、また線膨張係数の差が小さい場合には保持
部材４の内径寸法Ｄ２を小さめにして寸法差り、−Ｄ、
を小さくする。これにより成型後の冷却工程において、
熱収縮する保持部材４と素材５との締め付けしろを常に
最良に設定することができるようになる。

製造工程では、保持部材４を支持部Ａ内に挿入して支持
させると共に、予熱した素材５を供給する。そして高周
波電源１７から高周波コイル１６へ高周波電流を与え、
誘導加熱により加熱体１１と１２を加熱させる。これに
より型１３゜１４．１５さらには保持部材４が加熱され
、また加熱体１２により素材５が側方からさらに加熱さ
れる。第４図に示すようにＴ、の加熱時間を経た後、素
材５の温度がガラス軟化点以上となり、また下型１３と
上型１４の温度がガラス転移点以上となったときに、第
２図に示すように下型１３を上昇させ、脱型１５内にて
、下型１３と上型１４とで素材５を加圧成型する。これ
により素材５の外周が脱型１５の内壁に拘束された状態
で、素材５の図示上下面が下型１３と上型１４の成型面
１３ａと１４ａの形状に応じてプレス成型される。第４
図に示すように、加圧成型中は、高周波電源１７の制御
と、流量制御弁１８ａ、１９ａの冷却エアー供給制御に
より、加熱体１１．１２ならびに下型１３と上型１４の
温度を低下させる。

そして素材５の温度がガラス転移点以下まで低下したと
きに、第３図に示すように、下型１３と上型１４を共に
下降させ、両型内に保持された成型直後の素材５を脱型
１５から抜き取り、保持部材４内に挿入する。そして下
型１３を先に下方向へ抜き取り、上型１４により保持部
材４内に素材５を押しつけ、保持部材４内に素材５を押
圧して位置決めする。そして上型１４を保持部材４から
上方へ抜き出す。第４図では素材５を保持部材４に挿入
する時点の温度をαで示している。挿入作業後、自然冷
却またはノズル１８と１９によるエアー冷却により、温
度は低下する。このとき素材５よりも線膨張係数の大き
い材料により製作された保持部材４の収縮ならびに素材
５の収縮により、保持部材４により素材５が適度な締め
付けしるにより締め付けられる。冷却された後、保持部
材４ならびにこれに保持された素材５が加熱体１１と１
２の離反により取り出される。

〔効果〕

以上のように、本発明の光学素子の製造方法によれば、
素材と保持部材との隙間を、保持部材の材料と素材の線
膨張係数の差に応じて設定することにより、冷却時に保
持部材により素材が適度な締め付けしるにより締め付け
られる。よって光学素子の素材と保持部材の材料とを自
由な組み合せにでき、このとき例えば保持部材の内径寸
法を設定するだけで、適度な締め付は力を得ることがで
き、過大な締め付は力による光学素子の歪やクラック、
または締め付は力の不足による光学素子の脱落なども生
じなくなる。

また本発明の光学素子の製造装置では、対向型により素
材が加圧成型された後、そのまま型の移動により成型直
後の素材を保持部材内に挿入できる。よって一連の工程
にて素材の加圧成型と保持部材への素材の挿入ができる
ようになり、作業を効率よくできるようになる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第４図は本発明の実施例を示すものであり
、第１図から第３図までは本発明による光学素子の製造
装置を動作状態別に示す断面図、第４図は本発明の光学
岩゛子の製造方法における加熱温度を示す線図、第５図
は従来の光学素子の製造方法を示す断面図である。 ４・・・保持部材、５・・・光学素子の素材、１１１２
・・・加熱体、１３．１４・・・対向型、１５・・・脱
型、Ａ・・・支持部。 第２ 図 第３ 図 へ杉時藺 第４ 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、素材を加熱する工程と、加熱された素材の周囲を拘
   束して型により加圧し光学面を成型する工程と、この素
   材よりも線膨張係数の大きな材料により形成された保持
   部材を用い加熱されたこの保持部材内に加圧成型後の素
   材を挿入する工程と、素材ならびに保持部材を冷却して
   保持部材の熱収縮により素材を保持固定させる工程と、
   から成ることを特徴とする光学素子の製造方法 ２、素材の周囲を拘束する胴型と、この胴型内にて素材
   を加圧する方向へ移動し且つ光学面を成型する成型面を
   有する対向型と、対向型が胴型から抜ける方向へ移動し
   たときに成型された素材が移動する位置にあって成型さ
   れた素材が挿入される保持部材を支持する支持部と、素
   材ならびに保持部材を加熱する加熱部材と、が設けられ
   ていることを特徴とする光学素子の製造装置