JPH0613414B2 - 非球面レンズの製造方法及びレンズ成形用金型 - Google Patents

非球面レンズの製造方法及びレンズ成形用金型

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JPH0613414B2
JPH0613414B2 JP1032435A JP3243589A JPH0613414B2 JP H0613414 B2 JPH0613414 B2 JP H0613414B2 JP 1032435 A JP1032435 A JP 1032435A JP 3243589 A JP3243589 A JP 3243589A JP H0613414 B2 JPH0613414 B2 JP H0613414B2
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lens
die
cylindrical lens
glass material
optical glass
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武史 菅田
裕 土屋
肇 後藤
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Goto Seisakusho KK
Nippon Light Metal Co Ltd
Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
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Goto Seisakusho KK
Nippon Light Metal Co Ltd
Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B11/00Pressing molten glass or performed glass reheated to equivalent low viscosity without blowing
    • C03B11/06Construction of plunger or mould
    • C03B11/08Construction of plunger or mould for making solid articles, e.g. lenses
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B2215/00Press-moulding glass
    • C03B2215/40Product characteristics

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  • Organic Chemistry (AREA)
  • Joining Of Glass To Other Materials (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 《産業上の利用分野》 この発明は、非球面レンズ、例えば画像走査記録用光ビ
ーム走査装置に用いられるシリンドリカルレンズの製造
方法に関し、特にトロイダルレンズやトーリックレズの
ような非球面のシリンドリカルレンズをガラス材料で製
造するのに適した製造方法及びその製造方法に用いるレ
ンズ成形用の金型に関するものである。
《従来の技術》 一般に上記非球面のシリンドリカルレンズは、例えば第
6図中符号1で示すように、主走査方向(長手方向)へ
所定の形状に撓ませて形成され、fθレンズ2と被走査
面を構成する画像記録用ドラム3との間に配置されてい
る。
そして、この非球面シリンドリカルレンズ1は回転多面
鏡4の偏向面4aの面倒れを補正し、かつ上記所定形状
の撓みをもたせることで主走査域両端側における像面湾
曲を補正して一様なビームスポット径を形成するという
重要な機能を備える。
ところで、この種の非球面シリンドリカルレンズ1は上
記撓み形状を有することから、従来よりガラス材料で形
成したものは存在せず、専ら合成樹脂材料で射出成型し
たものが知られている。
《発明が解決しようとする課題》 しかしながら、合成樹脂製の非球面シリンドリカルレン
ズの場合、付着したホコリ等を清掃する際にキズが生じ
易く、耐久性に欠けるという問題がある。
一方、ガラス材料は射出成型になじまないので、モール
ド用金型で形成する方法ダイヤモンドカッターによる切
削加工法を適用し得るが、モールドによる成形方法では
光学面精度を高く維持するために金型が極めて高価にな
る。一方切削加工法では単品生産であるため、生産性が
低いうえ、非常なコスト高を招く。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、光
学ガラス材料で形成した非球面シリンドリカルレンズの
光学面精度を高く維持しながらも、製造コストを大幅に
低減し得る技術の提供を課題とする。
《課題を解決するための手段》 第1の発明は非球面レンズを光学ガラス材料で製造する
のに適した製造方法であって、以下のように構成され
る。
即ち、光学研磨された光学ガラス材料製の光学レンズを
熱間加工する工程を含み、該光学レンズの非有効面のみ
に接触するレンズ成形用金型で加圧しながら、光学ガラ
ス材料の軟化点近傍の昇温目標値で熱間加工することを
特徴とする非球面レンズの製造方法である。
また、第2の発明は上記製造方法に用いるレンズ成形用
金型であつて、以下のように構成される。
即ち、光学研磨された光学ガラス材料製の光学レンズを
熱間加工するレンズ成形用金型であって、 長尺の受穴を有する受型と、受穴内に嵌入してシリンド
リカルレンズを押し曲げる押型とから成り、 受穴は長手方向へ所要のたわみ曲線に形成した受け面
と、押型を案内可能に形成した案内穴部分を備え、受穴
の受け面はシリンドリカルレンズの一方の面の周縁部の
みを受け止め、 押型の押圧面はシリンドリカルレンズの他方の面の周縁
部のみを押圧するように構成したことを特徴とするもの
である。
《作 用》 第1の発明では光学ガラス材料で形成された非球面レン
ズは、熱間加工する前にその光学面があらかじめ光学研
摩されており、熱間加工に際してその光学面にレンズ成
形用金型が当接しないように配慮されている。
例えば非球面レンズがシリンドリカルレンズの場合、シ
リンドリカルレンズの平面側と凸面側の周縁部のみを加
工して押し曲げながら、軟化点近傍の昇温目標値に向け
て昇温し、所要時間だけその昇温目標値の温度を持続
し、その後常温まで降温する。これにより真直のシリン
ドリカルレンズをその長手方向へたわませ、所定のたわ
み形状に成形する。
また、第2の発明では上記熱間曲げ加工に際し、受型の
受け面でシリンドリカルレンズの一方の面の周縁部のみ
を受け止め、押型の押圧面でシリンドリカルレンズの他
方の面の周縁部のみを押圧することによつて、真直シリ
ンドリカルレンズを受け面に沿つてたわませ、所定のた
わみ形状に成形する。
従つて、上記第1の発明によれば、あらかじめ光学研摩
した非球面レンズの光学面積度を損なうことなく熱間加
工することができる。
また、上記第2の発明に係るレンズ成形用金型を用いる
ことによつて、非球面シリンドリカルレンズの熱間曲げ
加工処理を極めて安価に実施できる。
《実施例》 第1図は本発明に係る非球面レンズ、例えば非球面シリ
ンドリカルレンズの製造方法を示す概要図であって、同
図(A)は加工工程を、同図(B)はシリンドリカルレンズ
の加工状態を示す図である。
即ち、本方法は光学ガラス材料で形成した棒状のレンズ
素材1Aを研摩加工する工程S1と、研摩加工により形
成した真直なシリンドリカルレンズ1を熱間曲げ加工す
る工程S2とから成る。
研摩加工工程S1では、断面が略平凸状の多角形をなす
棒状のレンズ素材1Aを研摩加工することにより、真直
のシリンドリカルレンズ1に形成するとともに、平・凸
状をなす光学面r1・r2を鏡面仕上げしてその面精度を確
保しておく。
なお、かかるシリンドリカルレンズ1が入手可能な場合
には、この研摩加工工程は省略することができる。
熱間曲げ加工工程S2では後述するレンズ成形用金型1
0で真直のシリンドリカルレンズ1をその長手方向に押
し曲げるように加圧しながら、図示しないベルト搬送式
電熱炉内を搬送することにより所要の熱間処理をする。
ちなみに、第2図(A)〜第2図(C)は熱間処理の条件を
例示する模式図であり、いずれも光学ガラス材料として
クラウンガラス(BK7)を使用し、その軟化点(570
℃)の近傍の昇温目標値で熱間曲げ加工をするように炉
内温度条件が設定されている。
即ち、第2図(A)は炉内の最適温度条件を例示するもの
で、昇温目標値は600℃に設定され、昇温速度は約5
0℃/分、降温速度は−20℃/分〜−30℃/分に設
定され、全体の処理時間は約3時間に設定される。ま
た、昇温目標値600℃を約6分間持続し、軟化点(5
70℃)と昇温目標値600℃の温度範囲を約13分間
持続するように条件設定される。これにより、残留応力
のない安定した非球面シリンドリカルレンズを短時間で
製造することができる。なお、電熱炉内は光学ガラス材
料やレンズ成形用金型の保護・安定性を考慮してN2
スで満たされる。
第2図(B)は炉内の上限温度条件を例示するもので、昇
温目標値は上記軟化点(570℃)の約120%に相当す
る700℃に設定され、この温度を約1分間持続し、6
50℃〜700℃の温度範囲を約2分間持続するように
条件設定される。なお、これ以上の温度で熱間処理する
と、光学面の精度が損われるおそれがある。
第2図(C)は炉内の下限温度条件を例示するもので、昇
温目標値は上記軟化点の約90%に相当する530℃に
設定され、この温度を約15分間持続し、500℃〜5
30℃の温度範囲を約30分間持続するように条件設定
される。これに伴なつて全体の処理時間は約6時間に及
ぶ。なお、これよりも低温で熱間処理する場合には全体
の処理時間が長くかかり過ぎ、また、当該シリンドリカ
ルレンズの撓み曲線の精度が不安定になる等の不都合が
生ずる。
第3図〜第5図は上記熱間曲げ加工に用いるレンズ成形
用金型の一実施例を示し、第3図は縦断正面図、第4図
は縦断側面図、第5図は要部を縦断して示す分解斜視図
である。
このレンズ成形要金型10は長尺の例えば3つの受穴1
2を有する受型11と、各受穴12内に嵌入して真直な
シリンドリカルレンズ1を押し曲げる3個の押型14と
から成り、加熱による寸法の狂いが少ないこと、加熱に
よる酸化膜形成がないことから、カーボングラファイト
製のものが用いられる。
受型11はシリンドリカルレンズ1を受け止める受止部
11Aと、押型14を正しく案内するガイド部11Bと
から成り、受止部11A上面のコーナに立設された4本
の位置決めピン13を介して両者11A・11Bを分離
可能に装着し得るように構成されている。
なお、本実施例では受穴12を機械加工する際の便宜を
考慮して受型11を分離可能に構成したが、金型の製作
方法によつては、必ずしも分離可能にする必要はない。
長尺の受穴12は長手方向の所要のたわみ曲線に形成し
た受け面12aと、ガイド部11Bに開設され、押型1
4を案内可能に形成した案内穴部分12bを含む。
上記受け面12aはシリンドリカルレンズ1の凸面側の
周縁部のみを受け止める形に形成されている。つまり、
シリンドリカルレンズ1の有効光学面に対面する部分1
2cをスリット状に凹陥させ、有効光学面に受け面12a
が当接しないように構成されている。
押型14は受穴12内へ遊嵌状に嵌入する押型凸部14
Aと、押型凸部14Aと一体に形成された押型本体14
Bとから成り、熱間処理に際し自重による押圧力(約1
0g/cm2)でシリンドリカルレンズ1を押し曲げるよう
に構成されている。
なお、本実施例では構造の簡素化を図るため、押型14
の自重で押圧するようにしているが、これに限らず一定
の押圧力を付勢し得るものであれば、適宜他の付勢手段
を用いることができる。
押型凸部14Aの下面は受型11の受け面12aに沿う
形に形成した押圧面14aを備え、この押圧面14aはシ
リンドリカルレンズ1の平面側の周縁部のみを押圧する
形に形成されている。即ち、受け面12aと同様、下面
のうちシリンドリカルレンズ1の有効光学面に対面する
部分14cをスリット状に凹陥させ、有効光学面に押圧
面14aが当接しないように構成されている。
つまり、熱間曲げ加工に際し、受型11の受け面12a
でシリンドリカルレンズ1の一方の面の周縁部のみを受
け止め、押型14の押圧面14aで他方の面の周縁部の
みを押圧することによつて、真直のシリンドリカルレン
ズ1を受け面12aに沿つてたわませ、所定のたわみ形
状の非球面シリンドリカルレンズ1を形成することがで
きる。
なお、上記実施例では、シリンドリカルレンズを対象と
して説明したが、第1の発明による非球面レンズの製造
方法は、シリンドリカルレンズに限らず、他の非球面レ
ンズに広く適用できる。
《発明の効果》 以上の説明で明らかなように、第1の発明及び第2の発
明では、あらかじめ光学研磨された光学ガラス材料製の
光学レンズを、その光学レンズの非有効面のみに接触
し、有効面には接触しないレンズ成形用金型で加圧しな
がら、光学ガラス材料の軟化点近傍の昇温目標値で熱間
加熱するようにしたので、以下のような優れた効果を奏
する。
イ.熱間曲げ加工に際し、レンズの有効光学面にレンズ
成形用金型の受け面や押圧面が当接しないので、あらか
じめ鏡面仕上げしたレンズの光学面精度が損なわれるお
それはない。これにより光学面精度を高く維持すること
ができる。
ロ.レンズ成形用金型の受け面や押圧面の面精度は従来
のモールド用金型のように高精度にする必要はないの
で、金型の製作コストを大幅に低減することができる。
ハ.これにより、少量・多量生産を問わず、非球面レン
ズの製造コストを大幅に低減することができる。
ニ.しかも、合成樹脂製のレンズのように清掃の際にキ
ズが生ずることもなく、耐久性に優れる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る非球面シリンドリカルレンズの製
造方法を示す概要図、第2図(A)〜第2図(C)はそれぞ
れ熱間処理の条件を例示する模式図、第3図はレンズ成
形用金型の一実施例を示す縦断正面図、第4図はその金
型の縦断側面図、第5図はその金型の要部を縦断して示
す分解斜視図、第6図は非球面シリンドリカルレンズの
使用態様を例示する画像走査記録用光ビーム走査装置の
斜視図である。 1……シリンドリカルレンズ、10……レンズ成形用金
型、11……受型、12……受穴、 12a……受け面、12b……案内穴部分、 14……押型、14a……押圧面、S1……研摩加工工
程、S2……熱間曲げ加工工程。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 菅田 武史 滋賀県彦根市高宮町480番地の1 大日本 スクリーン製造株式会社彦根地区事業所内 (72)発明者 土屋 裕 神奈川県横浜市港北区新吉田町2818番地 株式会社後藤製作所綱島事業部内 (72)発明者 後藤 肇 神奈川県横浜市西区北幸2丁目4番3号 株式会社後藤製作所内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】光学研磨された光学ガラス材料製の光学レ
    ンズを熱間加工する工程を含み、該光学レンズの非有効
    面のみに接触するレンズ成形用金型で加圧しながら、光
    学ガラス材料の軟化点近傍の昇温目標値で熱間加工する
    ことを特徴とする非球面レンズの製造方法。
  2. 【請求項2】光学ガラス材料製の真直のシリンドリカル
    レンズを熱間曲げ加工する工程を含み、シリンドリカル
    レンズの一面側及び他面側の周縁部のみをレンズ成形用
    金型で加圧しながら、光学ガラス材料の軟化点近傍の昇
    温目標値で熱間曲げ加工する請求項1に記載した非球面
    レンズの製造方法。
  3. 【請求項3】昇温目標値の範囲を光学ガラス材料の軟化
    点の約120%を上限値とし、約90%を下限値とする
    請求項1に記載した非球面レンズの製造方法。
  4. 【請求項4】光学研磨された光学ガラス材料製の光学レ
    ンズを熱間加工するレンズ成形用金型であって、 長尺の受穴を有する受型と、受穴内に嵌入してシリンド
    リカルレンズを押し曲げる押型とから成り、 受穴は長手方向へ所要のたわみ曲線に形成した受け面
    と、押型を案内可能に形成した案内穴部分を備え、受穴
    の受け面はシリンドリカルレンズの一方の面の周縁部の
    みを受け止め、 押型の押圧面はシリンドリカルレンズの他方の面の周縁
    部のみを押圧するように構成したことを特徴とするレン
    ズ成形用金型。
JP1032435A 1989-02-10 1989-02-10 非球面レンズの製造方法及びレンズ成形用金型 Expired - Lifetime JPH0613414B2 (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS6379727A (ja) * 1986-09-22 1988-04-09 Matsushita Electric Ind Co Ltd 光学素子の成形方法
JP2621956B2 (ja) * 1988-10-12 1997-06-18 オリンパス光学工業株式会社 光学素子の成形方法
JP2718452B2 (ja) * 1989-01-23 1998-02-25 オリンパス光学工業株式会社 ガラス光学素子の成形方法

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