JPH04362028A - レンズ素材及びその製造方法並びに成形レンズの製造方法 - Google Patents
レンズ素材及びその製造方法並びに成形レンズの製造方法Info
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- JPH04362028A JPH04362028A JP3132583A JP13258391A JPH04362028A JP H04362028 A JPH04362028 A JP H04362028A JP 3132583 A JP3132583 A JP 3132583A JP 13258391 A JP13258391 A JP 13258391A JP H04362028 A JPH04362028 A JP H04362028A
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- lens material
- mold
- melting point
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P40/00—Technologies relating to the processing of minerals
- Y02P40/50—Glass production, e.g. reusing waste heat during processing or shaping
- Y02P40/57—Improving the yield, e-g- reduction of reject rates
Landscapes
- Surface Treatment Of Glass (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
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、光学機器などに使用さ
れるガラス成形レンズ等のレンズ素材およびその製造方
法、並びにこの素材を用いた成形レンズの製造方法に関
するものである。
れるガラス成形レンズ等のレンズ素材およびその製造方
法、並びにこの素材を用いた成形レンズの製造方法に関
するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、光学ガラスレンズ等を研磨工程な
しの一発成形により形成する試みが多くなされ、現在、
各社では量産段階にある。光学部品を構成する光学材料
がガラス等、無機材料の成形では、ガラスを溶融状態か
ら型に流しこみ加圧成形する方法が最も能率的であるが
、冷却時の収縮を制御することが難しく、精密なガラス
レンズの成形には適さない。従って、例えば特開昭58
−8413号公報、60−200833号公報に記載の
様に、ガラスを一定の形状に予備加工して、レンズ素材
を得、これを型の間に供給し、加熱、押圧成形するのが
一般的な方法である。
しの一発成形により形成する試みが多くなされ、現在、
各社では量産段階にある。光学部品を構成する光学材料
がガラス等、無機材料の成形では、ガラスを溶融状態か
ら型に流しこみ加圧成形する方法が最も能率的であるが
、冷却時の収縮を制御することが難しく、精密なガラス
レンズの成形には適さない。従って、例えば特開昭58
−8413号公報、60−200833号公報に記載の
様に、ガラスを一定の形状に予備加工して、レンズ素材
を得、これを型の間に供給し、加熱、押圧成形するのが
一般的な方法である。
【0003】図2は、本願発明の発明者らが行っていた
従来法のひとつにより、円板状のレンズ素材を成形して
レンズを成形した状態を示す断面図である。54は成形
されたレンズ、51、52は一対の成形型、53は胴型
である。55は加熱板、56はヒ−タ−、57は加圧機
構、58は冷却板、59は基台で構成された成形装置を
用いてレンズ成形を行う。
従来法のひとつにより、円板状のレンズ素材を成形して
レンズを成形した状態を示す断面図である。54は成形
されたレンズ、51、52は一対の成形型、53は胴型
である。55は加熱板、56はヒ−タ−、57は加圧機
構、58は冷却板、59は基台で構成された成形装置を
用いてレンズ成形を行う。
【0004】レンズ素材を成形型の中に供給しヒ−タ−
56により加熱された加熱板55を用いて型およびレン
ズ素材をガラスの軟化点近傍の温度まで加熱し、51、
52の型により加圧変形する。変形が終了後は成形され
たレンズを徐々に冷却してレンズの取り出せる温度にな
ると型を開きレンズを取り出し成形を完了する。上述し
た方法は、ガラスレンズ成形の例を示しており、その成
形温度は、通常500〜700℃の高温で行われる。
56により加熱された加熱板55を用いて型およびレン
ズ素材をガラスの軟化点近傍の温度まで加熱し、51、
52の型により加圧変形する。変形が終了後は成形され
たレンズを徐々に冷却してレンズの取り出せる温度にな
ると型を開きレンズを取り出し成形を完了する。上述し
た方法は、ガラスレンズ成形の例を示しており、その成
形温度は、通常500〜700℃の高温で行われる。
【0005】一方、成形されるレンズ素材の作成は従来
からの研磨法によってレンズの光学機能面をポリッシン
グ加工し、その後、ポリッシング時に付着した研磨材の
除去や、前記した光学機能面にめり込んだ研磨材を除去
し清浄にする目的で洗浄工程を経て後に、所望のレンズ
素材(レンズ)を得る。したがって研磨法で得られたレ
ンズの洗浄は出来るだけ短時間に光学機能面を清浄、か
つ洗傷(潜傷)やヤケの発生しない範囲の条件が設定さ
れる。その理由は、光学機能面には通常、反射防止膜を
形成するために面が荒れるのを防ぐためである。光学機
能面にめり込んだ研磨材は一般的にアルカリ洗剤の溶解
作用で若干量レンズの表面がアルカリエッチングされる
。洗傷やヤケはこのエッチング時間が長すぎるために起
こる現象である。
からの研磨法によってレンズの光学機能面をポリッシン
グ加工し、その後、ポリッシング時に付着した研磨材の
除去や、前記した光学機能面にめり込んだ研磨材を除去
し清浄にする目的で洗浄工程を経て後に、所望のレンズ
素材(レンズ)を得る。したがって研磨法で得られたレ
ンズの洗浄は出来るだけ短時間に光学機能面を清浄、か
つ洗傷(潜傷)やヤケの発生しない範囲の条件が設定さ
れる。その理由は、光学機能面には通常、反射防止膜を
形成するために面が荒れるのを防ぐためである。光学機
能面にめり込んだ研磨材は一般的にアルカリ洗剤の溶解
作用で若干量レンズの表面がアルカリエッチングされる
。洗傷やヤケはこのエッチング時間が長すぎるために起
こる現象である。
【0006】しかし、上述したようにレンズ素材の表面
を如何に清浄にしても成形中における高温においてガラ
ス素材を形成する成分のうち、融点が低く蒸気圧の低い
成分が飛散し、金型およびレンズに付着する課題を有す
る。又、レンズ素材の加熱中に金型表面とレンズ素材の
表面において、両者に大きな温度差を生じる。その理由
は、熱伝導率の違いによって発生するものである。一般
的には使用される金型(金属製)よりもレンズ素材(無
機材料)の方が熱伝導率は小さく、その結果レンズ素材
の表面が局部的に急熱されて微細な発泡現象が発生する
課題も有していた。上記二つの課題は、いずれも成形さ
れたレンズにおいては曇ったように観察され、透過率を
低下させるだけでなく外観品質も悪く、成形の歩留まり
を低下させる原因となっていた。
を如何に清浄にしても成形中における高温においてガラ
ス素材を形成する成分のうち、融点が低く蒸気圧の低い
成分が飛散し、金型およびレンズに付着する課題を有す
る。又、レンズ素材の加熱中に金型表面とレンズ素材の
表面において、両者に大きな温度差を生じる。その理由
は、熱伝導率の違いによって発生するものである。一般
的には使用される金型(金属製)よりもレンズ素材(無
機材料)の方が熱伝導率は小さく、その結果レンズ素材
の表面が局部的に急熱されて微細な発泡現象が発生する
課題も有していた。上記二つの課題は、いずれも成形さ
れたレンズにおいては曇ったように観察され、透過率を
低下させるだけでなく外観品質も悪く、成形の歩留まり
を低下させる原因となっていた。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記課題に鑑
み、曇のないレンズ成形を実現するためのレンズ素材を
提供し、さらにその素材を用いたガラス成形レンズの製
造方法を提供するものである。
み、曇のないレンズ成形を実現するためのレンズ素材を
提供し、さらにその素材を用いたガラス成形レンズの製
造方法を提供するものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本願発明のレンズ素材は、該素材の極表面に融点の
高い組成の過剰層(以下高融点リッチ層と呼ぶ)を形成
する手段で解決できる。また、その製造方法は通常の洗
浄工程のまえに、前処理として行うか、あるいは洗浄工
程中において化学的に低融点成分を選択的に除去する手
段で解決でき、そのレンズ素材を用いることで成形歩留
まりの向上を図るものである。
に、本願発明のレンズ素材は、該素材の極表面に融点の
高い組成の過剰層(以下高融点リッチ層と呼ぶ)を形成
する手段で解決できる。また、その製造方法は通常の洗
浄工程のまえに、前処理として行うか、あるいは洗浄工
程中において化学的に低融点成分を選択的に除去する手
段で解決でき、そのレンズ素材を用いることで成形歩留
まりの向上を図るものである。
【0009】
【作用】本発明で構成されるレンズ素材は、素材の極表
面に高融点リッチ層を形成するため、(例えばSiO2
がリッチな層となる)レンズ素材の表面は、素材本来が
有する組成よりも温度的に高温側にシフトし安定な組成
となる。したがって上記課題のうち、急熱からくる発泡
を抑えることに作用する。
面に高融点リッチ層を形成するため、(例えばSiO2
がリッチな層となる)レンズ素材の表面は、素材本来が
有する組成よりも温度的に高温側にシフトし安定な組成
となる。したがって上記課題のうち、急熱からくる発泡
を抑えることに作用する。
【0010】又、高融点リッチ層は数百オングストロ−
ムの層で形成されるためレンズ素材の内部から蒸発する
成分を時間的に遅延させることが可能となり、その結果
成形されたレンズ表面に曇が付着しない事に作用するも
のである。
ムの層で形成されるためレンズ素材の内部から蒸発する
成分を時間的に遅延させることが可能となり、その結果
成形されたレンズ表面に曇が付着しない事に作用するも
のである。
【0011】
【実施例】図1は、本発明のレンズ素材の一実施例の構
成を示す断面図である。11は平板状からなるレンズ素
材、12はレンズ素材の表面に形成された高融点リッチ
層、13はバルク層でレンズ素材本来の組成である。高
融点リッチ層12は通常の洗浄工程のうち洗剤槽におい
ても形成されるが、その量は一般的に数十〜百オングス
トロ−ム程度形成されている。本実施例はさらに積極的
に高融点リッチ層を形成するところに価値がある。すな
わち数百オングストロ−ムの領域においてその効果を発
揮する。(表1)は、通常のレンズ洗浄工程の一例を説
明するもので、一般的には10槽程度の洗浄槽から構成
される。第1槽は有機溶剤で油脂分を溶かし、第2〜3
槽はアルカリ洗剤でレンズ表面を溶解し、第4〜6槽は
市水やイオン交換水で洗剤の水洗を行い、第7〜9槽は
IPA(イソプロピルアルコ−ル)で前槽の水を置換し
、第10槽でIPA等の蒸気で乾燥して洗浄を終える。 上述した洗浄工程のうち第2〜3槽のアルカリ洗剤槽で
高融点リッチ層が形成されるが単に時間を延ばすことで
は洗傷、ヤケ等が発生し所望の高融点リッチ層を形成す
ることは難しい。
成を示す断面図である。11は平板状からなるレンズ素
材、12はレンズ素材の表面に形成された高融点リッチ
層、13はバルク層でレンズ素材本来の組成である。高
融点リッチ層12は通常の洗浄工程のうち洗剤槽におい
ても形成されるが、その量は一般的に数十〜百オングス
トロ−ム程度形成されている。本実施例はさらに積極的
に高融点リッチ層を形成するところに価値がある。すな
わち数百オングストロ−ムの領域においてその効果を発
揮する。(表1)は、通常のレンズ洗浄工程の一例を説
明するもので、一般的には10槽程度の洗浄槽から構成
される。第1槽は有機溶剤で油脂分を溶かし、第2〜3
槽はアルカリ洗剤でレンズ表面を溶解し、第4〜6槽は
市水やイオン交換水で洗剤の水洗を行い、第7〜9槽は
IPA(イソプロピルアルコ−ル)で前槽の水を置換し
、第10槽でIPA等の蒸気で乾燥して洗浄を終える。 上述した洗浄工程のうち第2〜3槽のアルカリ洗剤槽で
高融点リッチ層が形成されるが単に時間を延ばすことで
は洗傷、ヤケ等が発生し所望の高融点リッチ層を形成す
ることは難しい。
【0012】
【表1】
【0013】したがって本実施例では市販されている洗
剤ではあるが、洗傷、ヤケの発生が少なく主成分がクエ
ン酸アンモンからなる液体状の洗剤を用いて5%の水溶
液をつくり、前述した10槽式の洗浄工程の前処理とし
て超音波洗浄を行った。使用したレンズ素材は硼珪酸バ
リュウム系ガラスである。
剤ではあるが、洗傷、ヤケの発生が少なく主成分がクエ
ン酸アンモンからなる液体状の洗剤を用いて5%の水溶
液をつくり、前述した10槽式の洗浄工程の前処理とし
て超音波洗浄を行った。使用したレンズ素材は硼珪酸バ
リュウム系ガラスである。
【0014】(表2)は前処理時間と高融点リッチ槽の
深さの関係を示す。層の深さはオ−ジェ電子分光分析装
置を用いて深さ方向のガラス成分を定性的に知らべた結
果であり、高融点リッチ層は硼素やバリュウムが欠如し
、珪素と酸素のみの層(SiO2又はSiOと考えられ
る。)で構成されている。層の深さは処理時間と共に深
くなり、リッチ層よりさらに深い層ではレンズ素材本来
の成分が検出された。
深さの関係を示す。層の深さはオ−ジェ電子分光分析装
置を用いて深さ方向のガラス成分を定性的に知らべた結
果であり、高融点リッチ層は硼素やバリュウムが欠如し
、珪素と酸素のみの層(SiO2又はSiOと考えられ
る。)で構成されている。層の深さは処理時間と共に深
くなり、リッチ層よりさらに深い層ではレンズ素材本来
の成分が検出された。
【0015】上述して得られたレンズ素材を一対の金型
(メニスカスレンズが成形可能な金型)および胴型が構
成する内部に入れ、レンズ素材と金型を580℃の温度
に上昇させた後、500Kg/cmの押圧条件で変形を
行った。その後成形されたレンズを室温まで冷却して金
型から取り出し、図2に示す従来例のメニスカスレンズ
54と同形状のレンズを得た。
(メニスカスレンズが成形可能な金型)および胴型が構
成する内部に入れ、レンズ素材と金型を580℃の温度
に上昇させた後、500Kg/cmの押圧条件で変形を
行った。その後成形されたレンズを室温まで冷却して金
型から取り出し、図2に示す従来例のメニスカスレンズ
54と同形状のレンズを得た。
【0016】得られたレンズの評価を行った結果につい
ても(表2)に併記した。評価項目は成形したレンズの
発泡および曇の状態と、さらにレンズの面転写性とした
。面転写は高融点リッチ層が極端に深くなると通常のレ
ンズ素材の温度条件では難しくなる理由からである。
ても(表2)に併記した。評価項目は成形したレンズの
発泡および曇の状態と、さらにレンズの面転写性とした
。面転写は高融点リッチ層が極端に深くなると通常のレ
ンズ素材の温度条件では難しくなる理由からである。
【0017】
【表2】
【0018】(表2)の結果において、前処理がなく通
常の洗浄工程のみのレンズ素材を用いたものでは発泡、
曇とも発生したり、しなかったりする領域であった。一
方、処理時間10分のものでは充分な転写が得られなか
った。
常の洗浄工程のみのレンズ素材を用いたものでは発泡、
曇とも発生したり、しなかったりする領域であった。一
方、処理時間10分のものでは充分な転写が得られなか
った。
【0019】従って本実施例の結果では1分〜10分以
内の範囲で最適な処理条件を選択することが可能である
。
内の範囲で最適な処理条件を選択することが可能である
。
【0020】本実施例の結果に基ずき処理時間を5分間
行ったレンズ素材について数多くのレンズ成形を行って
再確認したところ発泡、曇、転写性のいずれにおいても
所望した成形レンズを得ることができた。
行ったレンズ素材について数多くのレンズ成形を行って
再確認したところ発泡、曇、転写性のいずれにおいても
所望した成形レンズを得ることができた。
【0021】成形レンズの表面組成を前述したオ−ジェ
で分析したところ極表面からレンズ素材本来の組成であ
ることを確認した。このことは押圧成形中においてバル
ク層13の蒸発成分が高融点リッチ層12内に拡散した
ものと考えられる。従って本実施例のレンズ素材を用い
ることで成形レンズの歩留まりを著しく向上させ、レン
ズ外観も向上できるものである。
で分析したところ極表面からレンズ素材本来の組成であ
ることを確認した。このことは押圧成形中においてバル
ク層13の蒸発成分が高融点リッチ層12内に拡散した
ものと考えられる。従って本実施例のレンズ素材を用い
ることで成形レンズの歩留まりを著しく向上させ、レン
ズ外観も向上できるものである。
【0022】尚、本実施例では洗剤としてクエン酸アン
モンを主成分としたものを用いたが変色を伴うようなヤ
ケがなければどのような洗剤であってもよい。又洗浄工
程の前処理として行ったが、工程中の第2〜3槽に所望
の洗剤を入れ連続的な洗浄を行う方がより量産的である
ことはゆうまでもない。
モンを主成分としたものを用いたが変色を伴うようなヤ
ケがなければどのような洗剤であってもよい。又洗浄工
程の前処理として行ったが、工程中の第2〜3槽に所望
の洗剤を入れ連続的な洗浄を行う方がより量産的である
ことはゆうまでもない。
【0023】さらにレンズ素材として従来の研磨法で得
られたものを用いたが、それ以外の方法で得られたレン
ズ素材(例えば、溶解したガラスを水滴の如く落下させ
冷却したもの)であってもよい。成形レンズの外観品質
、歩留まりを向上させるためには本実施例の様にレンズ
素材の洗浄を単なる洗浄ではなく成形のための洗浄でな
ければ成らないことを付け加えておきたい。 尚、製
造方法については従来例と同様であるが、上述してきた
レンズ素材を用いることとの組合せとすることで新規性
のある製造方法を提供するものである。
られたものを用いたが、それ以外の方法で得られたレン
ズ素材(例えば、溶解したガラスを水滴の如く落下させ
冷却したもの)であってもよい。成形レンズの外観品質
、歩留まりを向上させるためには本実施例の様にレンズ
素材の洗浄を単なる洗浄ではなく成形のための洗浄でな
ければ成らないことを付け加えておきたい。 尚、製
造方法については従来例と同様であるが、上述してきた
レンズ素材を用いることとの組合せとすることで新規性
のある製造方法を提供するものである。
【0024】
【発明の効果】以上のように本発明の効果は、成形され
るレンズ素材の表面に高融点組成からなるリッチ層を形
成することで、温度的に安定な層で覆われたレンズ素材
を得ることが出来る。この層は金型とレンズ素材の接触
面において大きな温度差があっても微細な発泡を抑える
効果を有する。さらに蒸気圧の低い成分が素材内部より
外部(表面)に向かって拡散する際において若干、その
時間を遅延させる効果もある。いずれもレンズの外観品
質を向上させる。本発明のレンズ素材を用いることでレ
ンズの外観ばかりでなく成形する金型転写面への付着や
汚れも軽減され、金型のメンテ回数をも軽減でき成形レ
ンズの歩留まり向上に多大の効果を発揮するガラスレン
ズの製造方法であり、産業上利用価値の高いものである
。
るレンズ素材の表面に高融点組成からなるリッチ層を形
成することで、温度的に安定な層で覆われたレンズ素材
を得ることが出来る。この層は金型とレンズ素材の接触
面において大きな温度差があっても微細な発泡を抑える
効果を有する。さらに蒸気圧の低い成分が素材内部より
外部(表面)に向かって拡散する際において若干、その
時間を遅延させる効果もある。いずれもレンズの外観品
質を向上させる。本発明のレンズ素材を用いることでレ
ンズの外観ばかりでなく成形する金型転写面への付着や
汚れも軽減され、金型のメンテ回数をも軽減でき成形レ
ンズの歩留まり向上に多大の効果を発揮するガラスレン
ズの製造方法であり、産業上利用価値の高いものである
。
【図1】本発明のレンズ素材の実施例の構成を示す断面
図
図
【図2】従来のレンズ成形方法を説明するための、成形
装置の要部断面図
装置の要部断面図
11 レンズ素材
12 高融点リッチ層
13 バルク層
54 成形レンズ
Claims (3)
- 【請求項1】 ガラスからなるレンズ素材の表面に融
点の高い組成の過剰層を形成したことを特徴とするレン
ズ素材。 - 【請求項2】 ガラスからなるレンズ素材の表面を化
学的手段により、低融点成分を選択的に溶解し、融点の
高い組成の過剰層を形成することを特徴とするレンズ素
材の製造方法。 - 【請求項3】 ガラスからなるレンズ素材の表面を化
学的手段により、低融点成分を選択的に溶解し高融点リ
ッチ層を形成する工程と、前記リッチ層が形成されたレ
ンズ素材を一対の金型および胴型内に配置する工程と、
前記レンズ素材および金型を加熱する工程と、加熱軟化
された前記レンズ素材を変形し前記金型面を転写する工
程と、転写されたレンズおよび金型を冷却する工程とを
具備したことを特徴とする成形レンズの製造方法。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3132583A JPH04362028A (ja) | 1991-06-04 | 1991-06-04 | レンズ素材及びその製造方法並びに成形レンズの製造方法 |
| US07/782,363 US5188652A (en) | 1990-10-26 | 1991-10-24 | Machine for molding optical element |
| EP91118122A EP0482624B1 (en) | 1990-10-26 | 1991-10-24 | Machine for molding optical element and method of producing the optical element by using the machine |
| DE69121663T DE69121663T2 (de) | 1990-10-26 | 1991-10-24 | Maschine zum Formen eines optischen Elements und Verfahren zur Herstellung dieses optischen Elements mittels einer Maschine |
| US07/865,586 US5201927A (en) | 1990-10-26 | 1992-04-09 | Method of producing the optical element |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3132583A JPH04362028A (ja) | 1991-06-04 | 1991-06-04 | レンズ素材及びその製造方法並びに成形レンズの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04362028A true JPH04362028A (ja) | 1992-12-15 |
Family
ID=15084733
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3132583A Pending JPH04362028A (ja) | 1990-10-26 | 1991-06-04 | レンズ素材及びその製造方法並びに成形レンズの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04362028A (ja) |
-
1991
- 1991-06-04 JP JP3132583A patent/JPH04362028A/ja active Pending
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