JPS6256326A - 光学素子の成形方法と装置 - Google Patents

光学素子の成形方法と装置

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JPS6256326A
JPS6256326A JP19404885A JP19404885A JPS6256326A JP S6256326 A JPS6256326 A JP S6256326A JP 19404885 A JP19404885 A JP 19404885A JP 19404885 A JP19404885 A JP 19404885A JP S6256326 A JPS6256326 A JP S6256326A
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JP
Japan
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molding
optical element
glass material
holding
mold
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Pending
Application number
JP19404885A
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English (en)
Inventor
Kazuo Kogure
和雄 小暮
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Olympus Corp
Original Assignee
Olympus Optical Co Ltd
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Publication date
Application filed by Olympus Optical Co Ltd filed Critical Olympus Optical Co Ltd
Priority to JP19404885A priority Critical patent/JPS6256326A/ja
Publication of JPS6256326A publication Critical patent/JPS6256326A/ja
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B35/00Transporting of glass products during their manufacture, e.g. hot glass lenses, prisms
    • 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
    • C03B2215/46Lenses, e.g. bi-convex
    • C03B2215/47Bi-concave

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Re-Forming, After-Treatment, Cutting And Transporting Of Glass Products (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。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明はレンズ等の光学素子の成形方法と装置に関する
ものである。
[従来技術] 従来レンズ等の光学素子を製造するにはガラス素材をダ
イヤモンド砥石等によって研削し、その後酸化セリウム
等にて研磨する方法が採られてきた。しかし、このよう
な研削、研磨、芯出し等の1程を有する従来の方法は、
多くの工程に高度の熟練技術を必要とし、光学J =r
−にに求される表面形状、(を法、偏心等の精度を得る
ため多くの費用と時間を要していた。収差補正に有効と
される非球面レンズの製作に於ては、更に高度な製作技
術が要求され、安価で高精度の非球面レンズを製作する
ことは非常に困難でもあった。
これ茅の聞届を解決する方法の一つとしてガラス素材を
加熱し成形用型によって押圧成形するだけで、研磨を必
要としない程の面精度、面品質の光学素子を製造する方
法が確立されつつある。
第8図aは従来の光学素子成形方法を示すもので、固定
している剥型l内に軸方向において、軸方向に摺動可能
な下型2上に加熱軟化されて成形可能な状態になったガ
ラス素材3を配置し、次に第8図すに示すように上型4
を図示省略したシリンダーによって胴5i内において押
下し、前記下型2と上型4によってガラス素材3を挟圧
してレンズ5を成形していた。レンズ5を取り出すには
上型4を原位置まで上昇させ、次いで下型2を図示省略
したシリンダーにて押し上げ、レンズ5を胴型1の外部
に突き上げ、図示省略したレンズチャックにより下型2
から取り外すのである。
従って、下型2およびL型4はそれぞれ胴型1内を円滑
に摺嵌するための隙間2a 、4aを必要とし、この隙
間2a、4aは通常0.O1層騰は必要とされている。
[発明が解決しようとする問題点] 従来のものは前記の通り、下型2および上型4と胴型l
との間にそれぞれ隙間2a、4aがあるため、下型2の
光軸と上型4の光軸とを完全に一致させることは非常に
困難である。レンズ5が両面とも球面にて構成されてい
る場合はそれぞれの面の球心を通る軸がレンズの光軸と
なり、隙間2a、4aがわずかであれば成形後にいわゆ
る芯取りをすることにより成形の偏心を修正することが
できる。しかし、レンズ5の片面又は両面が回転軸対称
の非球面である場合、非球面の光軸はただ1本しかなく
成形で生じた隙間2a、4aによる偏心は芯取りをして
合致させることは不可能である。
また、F52および上y!:!4の成形面2b。
4bはいわゆる鏡面に研磨加重されており、成形された
レンズ5とはオプチカルコンタクト状態にある。成形レ
ンズ5を取り出す際、E型4が上昇するが、レンズ5は
下型成形面2bとレンズ外周部および胴型lとの接触に
よりそのままの状態にとどまり、上型4だけが上昇する
。このときはまだ下型成形面2bとレンズ5とはオプチ
カルコンタクト状態にあり、レンズチャックにてレンズ
5の外周部をチャックし、下型2からレンズ5を離型さ
せるにはかなりの力が必要で、無理に離型させようとす
ればレンズ5の外周部分にパリ、カケを発生するか、成
形面にキズが生じてしまうものどちらかであった。これ
らに対処するため、従来は成形後の金型湿度が100℃
以下になるまで長時間かけて冷却し、レンズ5を型内に
とどめ、型!、2.4とレンズ5との線膨張率の差を利
用して離型させ取り出していた。
本発明はこれ等の欠点を解決し、光学素子の偏心を生じ
させることなく成形でき、しかも、成形型を冷却するこ
となく効率よく迅速に光学素子を取り出すことができる
光学素子の成形方法と装置を提供することを目的とする
ものである。
[問題点を解決するf段部 本発明光学素子の成形方法は、ガラス素材を流動性を有
するまで加熱し、型によって押圧成形してレンズ等の光
学素子を成形する方法において、保持台に保持したガラ
ス素材を当該保持台に設けた嵌合部に上型と下型のそれ
ぞれに設けた被嵌合部を嵌合しつつ成形することにより
成形するとともに本発明光学素子の成形装置は筒状胴部
の上下部内周に、L下前型の嵌合部を設けるとともに胴
部の中央部にガラス素材のt置段部と逃げ段部を設けた
ガラス素材の保持台と、当該保持台の嵌合部に嵌合する
被嵌合部を設けるとともに成形面を備える上下両型とか
ら構成されている。
[作用] ガラス素材の保持台に設けた嵌合部に対して、光学素子
の成形用の上下両型の被嵌合部を嵌合しつつ、上下両型
の成形面にてガラス素材を成形することにより偏心のな
い光学素子を得られると共に成形後の光学息子〜を保持
台に保持したまま徐冷炉等に搬送し複数の保持台を使用
しつつ次々に成形を遂行するものである。
[実施例] (第一実施例) 第1図ないし第4図は本発明に係る光学素子の成形製こ
の第一実施例を示ず。
3はL下面を研磨等によって円滑加重されたベレー、ト
状のガラス素材である。6はガラス素材3の保持台で1
円筒状の胴部60の中央部にガラス素材3の外径より0
.2〜数l111小ぎな内径をもった載置段部6a、ガ
ラス素材3の外径より 0.1〜はぼ[■大きな内径を
もった胴型段部6b、胴型段部の内径より更に数鳳履大
きな内径をもった逃げ段部6Cを設け、下部には下型8
と嵌合するF部テーパ部6 d 、 、、h部にはE型
9と嵌合する」二部テーパ部6eを設けることにより形
成されている。またこの保持台6は、一対の支持アーム
7゜7′が図示を省略したシリンダーjでよって第2図
の矢印の方向に動くことにより保持台6の外周部に突設
した環状のチャック部6fを支持アーム7.7′のチャ
ック部7a、7’aにより挟持するとともにこれを解放
することにより保持状態より解放することができるよう
に構成されている。
保持台6はそれ自体を成形されるガラス素材の線膨張係
数より小さい係数をもった超硬金属等の材料にて成形す
るかあるいは保持台6の表面部をガラスとのぬれ性を悪
くするために窒化チタンヤ窒化クロム等の窒化物の被膜
にてコーティングすることが望ましい。
保持台6の下部テーパ部8d、上部テーパ部6e、=I
i2f段部Ba1llP型段部6bは、偏心を生ずるこ
となく細心の注意をもって加工成形しなければならない
8は下型、9は上型である。上下型8,9はそれぞれ成
形面8a 、9aと前記の保持台6に設けたテーパ部6
d、6eに嵌合係離するテーパ部8d、9eを備えてい
る。
なお、上下型8.9の成形に際し、下型8は、テーパ部
8dと成形面8eとの偏心を抑えるために、先ず成形面
8aの加工をしてから、この面を衝にしてテーパ部8d
の加工を行う、I:型9のテーパ部9eと成形面9aに
ついても下型8と同様の加工を行う、前記上下型8,9
の成形面8a、9aは成形されるレンズ5に応じて球面
でも非球面でもよい。
しかして、かかる構成から成る成形装置によって光学素
子を成形するには、まずガラス素材3を保持台6のa置
段部6aにa2tL、一対の支持アーム7.7′のチャ
ック部7a、7a’にて保持台6のチャック部6fをチ
ャーIクレ(第2図参照)、この状態で保持台6に保持
したガラス素材3を図示省略した加熱炉内に搬入して流
動性を有するまで加熱した後、支持アーム7.7′によ
って加熱炉より保持台6を搬出しつつ上下一対の成形型
8,9との間に搬送する。第3図に示すように下型8.
上型9が図示省略したシリンダーによってそれぞれ矢印
の方向に摺動し、下型テーパ部8dが保持台6の下部テ
ーパ部6dと、1−型テーパ部9eが保持台6の上部テ
ーパ部6eとそれぞれ嵌合するのに関連して前記支持ア
ーム7゜7′による保持台6のチャック状態を解放する
と同時に前記保持台6の一■−下両部のテーパ部6d。
6eに上下型9のテーパ部8dと9eに区会されること
により下型8、保持台6、上型9との芯が一致する。因
で、下型成形面8aと上型成形面9aによりガラス素材
3を押圧成形することによりレンズ5を成形することが
できる。この成形に当り、ガラス素材3の一部は胴型段
部6bとの隙間を埋め、胴型段部6bの内壁に密接成形
され、残余部は逃げ段部6Cの空間にあふれ出して固化
する(第3図参照)。
また、1記レンズ5の成形後における離型の状態を第4
図によって説明する。支持アーム7゜7′が保持台6の
チャック部6fをチャックすると、上下金型8.9が成
形前の位置まで戻りレンズ5から離型する。このとき、
レンズ5は胴型段部6bに強固に固着していて保持台6
内にとどまっている0次いで、支持アーム7.7′によ
って保持台6は図示しない徐冷炉内に移送され、所要時
間をかけて室温になるまで冷やされる。
保持台6はレンズ5よりも線膨張係数が小さいので室温
に冷えてくると、レンズ5の外径と胴型段ff16bと
はわずかの隙間が生じ、レンズ5を筒中にとり出すこと
ができる。成形されたレンズ5は胴型段部6bによって
成形された外周部分においてそのまま鏡枠に組み込むこ
ともできるが、逃げ段部6cにあふれ出した部分のみを
芯取り等により研削してから鏡枠に組み込んだ方がレン
ズの外径を小さくでき、かつ重量も軽減できて好ましい
以上説明したように、上下型のテーパ部をそれぞれガラ
ス素材の保持台のテーパ部と嵌合させるようにして押圧
成形したことによって、上下型の偏心を抑えることがで
き、成形レンズの偏心を無視できる位の高精度に出すこ
とができるようになった。成形後のレンズを上下型の成
形面から離型させる際、レンズ単体で離型させるのでは
なく、保持台と一体のまま離型させることによりレンズ
に余分な力が加わらないので、レンズにパリ、カケ、キ
ズ等の欠陥を発生することが皆無となった。更に、これ
らの作業はレンズの冷却を待つことなく行うことができ
、次々に成形し、次々に離型、徐冷を行うことができる
ので、従来とは成形能率が格段に向りでき、かつ、部分
な徐冷ができるので品質も安定したといる品質上および
経済上の大きな効果を得ることができた。
(第二実施例) 第5図は本発明装置の第二実施例を示す、この第二実施
例は、上型9を摺動させるシリンダーの先端部にユニバ
ーサルジヨイント機渣を持たせたピボットlOを設けた
もので残余の構成は第一実施例と同様で同一番号を付し
、その説明を省略する。また、かかる装置を使用したレ
ンズ5の成形方法も第一実施例と同じでその説I男を省
略する。
尚、図中14は」二型9とピボットlOを連結する連結
環、15は連結環14のネジ16を螺合するネジを示す
ものである。しかしてこの第二実施例のものは上型9の
押圧がピボット10を介して行われるので、下型8と上
!19のテーパ部8dと9eは無理なく保持台6のテー
パ部6d 、6eと嵌合することができ、動作の安定度
を増すことが可能である。
(第三実施例) 第6図は1本発明装置の第3実施例を示し、特に保持台
6の構成中胴型段部6bの内周面に溝部11を設けるこ
とにより構成したもので、残余は第一実施例の構成と同
一で、同一・番号を付し、その説明を省略する。尚、上
型9、下型8の構成については第5図示の構成を採用し
つつ構成することも可能である。
しかして、かかる装置においてに二型9の離型時のオプ
チカルコンタクト力によってレンズ5が成形面9aにく
っついたまま上昇してしまって保持台9bからぬけ出し
てしまうような場合、胴型段部6bに小さな溝部11を
設け、押圧成形されたガラス素材を溝部11内に満たし
、離型時のオプチカルコンタクト力に打ち勝ち、胴型段
部6bにより強固に固着させようとするものである。溝
部11の深さはガラスと保持台6との線膨張係数の差を
考慮して決められ、室温になったとき収縮差によりレン
ズ5がとり出せるまでの寸法としておく。
(第4実施例) 第7図は、保持台6において胴型段部6bにわずかな逆
ぬき勾装置2を持たせた構造とした第四実施例を示し、
この第四実施例は、残余の点は第一実施例と同様であり
同一番号を付し、その説明を省略する。
[発明の効果] 本発明によれば非球面を含む光学素子を偏心させること
なく成形することができ、しかも、成形から薄型までの
時間を大幅に短縮することができ、従って、大量かつ安
価な光学素子を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明装置の第一実施例を示す縦断面図、第2
図は同平面図、第3図は成形装置によるレンズの成形方
法を示す縦断面図、第4図は上下型を保持台より離脱さ
せた状態を示す縦断面図、第5図は本発明装置の第二実
施例の縦断面図、第6図は本発明装置の第三実施例の縦
断面図、第7図は本発明装置の第四実施例の縦断面図、
第8図a、bは従来例を示す断面図である。 3・・・ガラス素材 5・・・レンズ 6・・・保持台 6a−822段部 6b・・・胴型段部 6C・・・逃げ段部 6d・・・下部テーパ部 6e・・・上部テーパ部 7・・・支持アーム 8・・・下型 8d・・・下型テーパ部 9・・・上型 9e・・・上型テーパ部 第1図 6e 上部テーパ部 第2図 第3図 第4図 第5図 oa   b[)   6a 第8図 (b> −f糸完有ロ正書(自発) 昭和60年11.1J14日

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)ガラス素材を流動性を有するまで加熱し、型によ
    って押圧成形してレンズ等の光学素子を成形する方法に
    おいて、保持台に保持したガラス素材を当該保持台に設
    けた嵌合部に上型と下型のそれぞれに設けた被嵌合部を
    嵌合しつつ成形することを特徴とする光学素子の成形方
    法。
  2. (2)前記保持台の嵌合部と上型と下型のそれぞれに設
    けた被嵌合部との嵌合は保持台の上下両部の内周に設け
    た上下両テーパ部に上型と下型の外周にそれぞれに設け
    たテーパ部を嵌合することを特徴とする特許請求の範囲 第1項記載の光学素子の成形方法。
  3. (3)前記保持台は上下両型の胴型として使用するとと
    もに保持台の載置段部に保持したガラス素材を上下両型
    の成形面にて成形することを特徴とする特許請求の範囲
    第1項記載の光学素子の成形方法。
  4. (4)筒状胴部の上下部内周に、上下両型の嵌合部を設
    けるとともに胴部の中央部にガラス素材の載置段部と逃
    げ段部を設けたガラス素材の保持台と、当該保持台の嵌
    合部に嵌合する被嵌合部を設けるとともに成形面を備え
    る上下両型とから構成したことを特徴とする光学素子の
    成形装置。
  5. (5)前記保持台は、前記上下両型の移動方向に対して
    直交方向に移動自在に保持することにより構成したこと
    を特徴とする特許請求の範囲第4項記載の光学素子の成
    形装置。
  6. (6)前記保持台のガラス素材の載置段部は、ガラス素
    材の外周を保持する胴型段部を設けたことを特徴とする
    特許請求の範囲第4項記載の光学素子の成形装置
  7. (7)前記保持台の逃げ段部はガラス素材の外径より大
    径の内径から成るとともに上下両型の嵌合部の少なくと
    もいずれか一方に設けたことを特徴とする特許請求の範
    囲第4項記載の光学素子の成形装置。
  8. (8)前記保持台は、ガラス素材の線膨張係数よりも小
    さい係数を有する素材で形成したことを特徴とする特許
    請求の範囲第4項記載の光学素子の成形装置。
  9. (9)前記保持台の表面は窒化チタン或は窒化クロム等
    の窒化物にてコーティングしたことを特徴とする特許請
    求の範囲第4項記載の光学素子の成形装置。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5378255A (en) * 1992-02-21 1995-01-03 Olympus Optical Company Limited Method for molding a glass optical element with a transporting supporting member

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5378255A (en) * 1992-02-21 1995-01-03 Olympus Optical Company Limited Method for molding a glass optical element with a transporting supporting member

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