JP6037795B2 - Optical element mold - Google Patents
Optical element mold Download PDFInfo
- Publication number
- JP6037795B2 JP6037795B2 JP2012257397A JP2012257397A JP6037795B2 JP 6037795 B2 JP6037795 B2 JP 6037795B2 JP 2012257397 A JP2012257397 A JP 2012257397A JP 2012257397 A JP2012257397 A JP 2012257397A JP 6037795 B2 JP6037795 B2 JP 6037795B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- molding
- mold
- optical element
- lens
- mold part
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title claims description 251
- 238000000465 moulding Methods 0.000 claims description 406
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 74
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 49
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 34
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 42
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 42
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 29
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 29
- 238000000034 method Methods 0.000 description 25
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 20
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 18
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 18
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 18
- 230000008569 process Effects 0.000 description 16
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 12
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 12
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 11
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 7
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 6
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 5
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 4
- 230000009471 action Effects 0.000 description 3
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 230000009477 glass transition Effects 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 2
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 2
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 1
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 1
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 1
- 230000004323 axial length Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000009969 flowable effect Effects 0.000 description 1
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 1
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 description 1
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- 230000005499 meniscus Effects 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 238000007788 roughening Methods 0.000 description 1
- 238000003892 spreading Methods 0.000 description 1
- 230000007480 spreading Effects 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- UONOETXJSWQNOL-UHFFFAOYSA-N tungsten carbide Chemical compound [W+]#[C-] UONOETXJSWQNOL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)
Description
本発明は、光学素子成形型に関する。 The present invention relates to an optical element mold.
従来、レンズ、プリズム等の光学素子の製造方法として、ガラスモールド成形が知られている。
ガラスモールド成形によれば、光学素子の光学面の中心軸と、光学素子の側面となる外周面の中心軸とが同軸となるように、同時成形を行うことにより、芯取り不要な光学素子を成形することができる。
このような光学素子成形型として、例えば、特許文献1には、光学面を成形する上型および下型と、光学素子の側面を成形する外径型とを用いて、光学素子の光学面と側面とを同時に成形する光学素子成形装置が記載されている。
また、特許文献2には、光学素子の光学面の一方を成形する上型と、光学素子の光学面の他方を成形する下型と、光学面の他方の外周部の平坦面と側面とを成形する素材保持部材とを備えることにより、光学素子の光学面と側面とを同時に成形する光学素子の型セットが記載されている。
また、特許文献3には、上型と下型とを胴型に挿入して構成するプレス成形型において、上型の外径を下型の外径よりも大きくしておき、胴型に上型、下型をそれぞれ嵌め込む内径差に相当するテーパ状の段部の形状を形成しておき、この段部によって成形品の下型側の角部の形状を成形するガラス製光学素子の製造方法が記載されている。
また、特許文献4には、光学面を成形する上型および下型の間に、光学素子の光学面の外周の平坦面および傾斜面を形成するリング部材と、光学素子に側面を成形するスリーブとを備えることにより、光学素子の光学面と側面とを同時に成形する光学素子の成形用型が記載されている。
Conventionally, glass molding is known as a method for producing optical elements such as lenses and prisms.
According to glass molding, by performing simultaneous molding so that the central axis of the optical surface of the optical element and the central axis of the outer peripheral surface that is the side surface of the optical element are coaxial, an optical element that does not require centering is obtained. Can be molded.
As such an optical element molding die, for example, Patent Document 1 discloses an optical surface of an optical element using an upper mold and a lower mold for molding an optical surface and an outer diameter mold for molding a side surface of the optical element. An optical element molding apparatus that molds side surfaces simultaneously is described.
Further, in
Further,
しかしながら、上記のような従来の光学素子成形型には、以下のような問題があった。
特許文献1に記載の技術のように、上下型と外径型とを用いて光学面とレンズの側面とを同時に成形し、芯取り不要なレンズを成形する場合、上下型と外径型とで形成される成形空間の隅部にガラスを充填させることが難しい。このため、成形されたレンズの上下面と側面との角部に、成形面と接触することなく硬化した自由面が形成されてしまう。この自由面は、成形面に密着していないため、不定形の滑らかな湾曲面になっている。
このような自由面が形成されたレンズを、例えば、撮像機器などに組込むと、自由面に到達した光が自由面で内面反射して、ゴーストが発生するため、光学性能が損なわれてしまうという問題がある。
特許文献2に記載の技術のように、光学素子の端面の平坦面と側面とを一体で形成した素材保持部材を用いた成形方法では、成形によるガラス変形過程で素材保持部材の成形面にガラスが接触すると隅部付近に気体が閉じ込められてしまう。このため、隅部の形状を完全に転写させることは困難である。したがって、特許文献1と同様に、光学素子の角部に自由面が形成されてしまうという問題がある。
なお、成形品の角部に自由面を残したまま成形を完了し、脱型後の成形品に面取り加工を施して、自由面を除去することも考えられる。この場合、面取り加工に要する費用が発生するため製造コストが増大してしまうという問題がある。
特許文献3に記載の技術では、型構造上、ガラス製光学素子の上下面のどちらか一方と側面とをつなぐ角部の形状しか成形することができないという問題がある。
また、このような型構成では、胴型の段部の成形面と下型の成形面との高さ位置を厳密に合わせる必要がある。このため、例えば、下型の老朽化等により、下型の成形面の再加工が必要となると、成形面の高さがずれるため、胴型の再加工も必要となって、型改造が大がかりになってしまうという問題がある。
また、特許文献4に記載の技術では、リング部材を、下型とスリーブとのなす隅部に配置するため、成形品の角部の形状の制御が可能である。
一方、角部は、有効径外になるため、光学素子の小径化、低コスト化のためには、光学素子の外周部においてできるだけ狭い領域に形成することが好ましい。ところが、特許文献4では、リング部材を用いるため、このような狭小な角部を形成しようとすると、リング部材が細くなりすぎて、製造が難しくなる。また、そのようなリング部材を製造できたとしても強度が保てなくなるため、耐久性に欠ける部材になってしまう。
このように、特許文献4に記載の技術では、従来、面取り加工や角丸め加工などによって設けている微小な角部の形状を形成できないという問題がある。
However, the conventional optical element molding die as described above has the following problems.
When the optical surface and the side surface of the lens are simultaneously molded using the upper and lower molds and the outer diameter mold as in the technique described in Patent Document 1, the upper and lower molds and the outer diameter mold It is difficult to fill the corners of the molding space formed with the glass. For this reason, a cured free surface is formed at the corner between the upper and lower surfaces and the side surface of the molded lens without contacting the molding surface. Since this free surface is not in close contact with the molding surface, it is an irregular smooth curved surface.
When a lens having such a free surface is incorporated into an imaging device, for example, light reaching the free surface is internally reflected by the free surface and a ghost is generated, so that optical performance is impaired. There's a problem.
As in the technique described in
It is also conceivable that the molding is completed while leaving a free surface at the corner of the molded product, and the molded product after demolding is chamfered to remove the free surface. In this case, there is a problem that the manufacturing cost increases because the cost required for chamfering is generated.
In the technique described in
In such a mold configuration, it is necessary to strictly match the height positions of the molding surface of the step portion of the body mold and the molding surface of the lower mold. For this reason, for example, if the lower mold surface needs to be reworked due to the aging of the lower mold, etc., the height of the molding surface will shift. There is a problem of becoming.
In the technique described in
On the other hand, since the corner portion is outside the effective diameter, in order to reduce the diameter and cost of the optical element, it is preferable to form the corner portion as narrow as possible in the outer peripheral portion of the optical element. However, in
As described above, the technique described in
本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたものであり、光学素子の光学面と側面とを同時に成形する場合に、光学素子の角部に光学性能を損なう自由面が発生するのを防止し、光学性能が良好な光学素子を安価に製造することができる光学素子成形型を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems. When the optical surface and the side surface of the optical element are molded simultaneously, a free surface that impairs the optical performance is generated at the corner of the optical element. It is an object of the present invention to provide an optical element mold that can prevent and produce an optical element with good optical performance at low cost.
上記の課題を解決するために、本発明の第1の態様の光学素子成形型は、加熱されたガラス素材を1軸方向にプレスして、該1軸方向に互いに離間して配置され光学面を含む第1面および第2面と、前記第1面および前記第2面の間の外周側に形成された側面とを有し、前記第1面および前記側面と、前記第2面および前記側面とが、それぞれ角面部を介して接続された光学素子を成形するための光学素子成形型であって、少なくとも前記第1面を形成する軸方向成形面を有する第1型部と、少なくとも前記第2面を形成する軸方向成形面を有する第2型部と、前記側面を形成する外周成形面を有する側型部と、を備え、前記第1型部および前記第2型部の少なくとも一方は、前記角面部を成形するために前記軸方向成形面の外周部から突出して外側に向かう傾斜面を含む角面部成形面を有し、前記外周成形面と前記角面部成形面とは、前記光学面を成形する部位に比べて粗面とされている構成とする。 In order to solve the above-described problems, an optical element molding die according to a first aspect of the present invention is an optical surface in which a heated glass material is pressed in a uniaxial direction and spaced apart from each other in the uniaxial direction. Including a first surface and a second surface, and a side surface formed on an outer peripheral side between the first surface and the second surface, the first surface and the side surface, the second surface and the And a first mold part having an axial molding surface that forms at least the first surface, and an optical element molding die for molding an optical element that is connected to each other via a square surface part. A second mold part having an axial molding surface forming a second surface; and a side mold part having an outer peripheral molding surface forming the side surface, and at least one of the first mold part and the second mold part Protrudes from the outer periphery of the axial molding surface to mold the angular surface Te have a square face forming surface including an inclined surface toward the outside, the outer peripheral forming surface and said angle surface molding surface, a configuration that is the rough surface compared to the region forming said optical surface.
上記光学素子成形型では、前記第1型部および前記第2型部の少なくとも一方の前記軸方向成形面は、前記光学素子の前記光学面を成形する光学面成形面と、該光学面成形面の外周部に隣接され、前記光学素子の前記光学面の外周に前記1軸方向に交差する平坦面を形成する平坦面成形面とを有し、前記第1型部および前記第2型部の少なくとも一方は、
前記光学面成形面を有する中心型部と、前記平坦面成形面および前記角面部成形面を有する外周型部とを備え、前記外周型部における前記平坦面成形面および前記角面部成形面は、前記光学面を成形する部位に比べて粗面とされていることが好ましい。
In the optical element molding die, the axial molding surface of at least one of the first mold part and the second mold part includes an optical surface molding surface for molding the optical surface of the optical element, and the optical surface molding surface. of the adjacent outer peripheral portion, said and a flat surface molding surface to form a flat surface that intersects the one axial direction on the outer periphery of the optical surface of the optical element, of the first mold portion and said second mold section At least one
The center mold portion having the optical surface molding surface, and the outer peripheral mold portion having the flat surface molding surface and the square surface molding surface, the flat surface molding surface and the square surface molding surface in the outer peripheral mold portion , Rukoto is roughened as compared with the portion for molding the optical surface is preferred.
上記光学素子成形型では、前記第1型部および前記第2型部の少なくとも一方と前記側型部との間に、前記ガラス素材が配置される成形空間から、該成形空間内の気体が外部に流出可能な気体流出部が形成されていることが好ましい。 In the optical element molding die, a gas in the molding space is externally introduced from a molding space in which the glass material is disposed between at least one of the first mold part and the second mold part and the side mold part. It is preferable that a gas outflow portion capable of flowing out is formed.
上記光学素子成形型では、前記角面部成形面の前記傾斜面は、テーパ面または断面円弧状のR面であることが好ましい。 In the optical element molding die, the inclined surface of the corner surface molding surface is preferably a tapered surface or an R surface having an arcuate cross section.
本発明の光学素子成形型によれば、第1型部および第2型部の少なくとも一方が、光学素子の角面部を成形するために軸方向成形面の外周部から突出して外側に向かう傾斜面を含む角面部成形面を有するため、光学素子の光学面と側面とを同時に成形する場合に、光学素子の角部に光学性能を損なう自由面が発生するのを防止し、光学性能が良好な光学素子を安価に製造することができるという効果を奏する。 According to the optical element molding die of the present invention, at least one of the first mold portion and the second mold portion protrudes from the outer peripheral portion of the axial molding surface and projects outward in order to mold the angular surface portion of the optical element. Therefore, when molding the optical surface and the side surface of the optical element at the same time, the free surface that impairs the optical performance is prevented from being generated at the corner of the optical element, and the optical performance is good. The optical element can be manufactured at low cost.
以下では、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。
図1(a)、(b)、(c)は、本発明の実施形態の光学素子成形型で製造される光学素子の一例を示す模式的な、左側面図、光軸を含む断面図、および右側面図である。図2(a)は、本発明の実施形態の光学素子成形型の構成を示す模式的な断面図である。図2(b)は、図2(a)におけるA部の拡大図である。図3は、本発明の実施形態の光学素子成形型の第1型部および側型部の構成を示す模式的な分解断面図である。図4は、本発明の実施形態の光学素子成形型を用いて成形を行う光学素子成形装置の構成を示す模式的な断面図である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
1A, 1B, and 1C are schematic left side views showing an example of an optical element manufactured by the optical element mold according to the embodiment of the present invention, a cross-sectional view including an optical axis, It is a right side view. Fig.2 (a) is typical sectional drawing which shows the structure of the optical element shaping | molding die of embodiment of this invention. FIG.2 (b) is an enlarged view of the A section in Fig.2 (a). FIG. 3 is a schematic exploded sectional view showing configurations of the first mold part and the side mold part of the optical element molding die according to the embodiment of the present invention. FIG. 4 is a schematic cross-sectional view illustrating a configuration of an optical element molding apparatus that performs molding using the optical element molding die according to the embodiment of the present invention.
まず、本発明の実施形態の光学素子成形型を用いて製造される光学素子の一例であるレンズ1について説明する。
図1(a)、(b)、(c)に示すように、レンズ1は、光学面として、凹レンズ面である第1レンズ面2aと、凹レンズ面である第2レンズ面4(第2面)とが、互いにレンズ光軸Oに沿う方向に離間して配置された両凹レンズである。
第1レンズ面2aおよび第2レンズ面4の面形状は特に限定されず、例えば、球面、非球面などの適宜の凹面を採用することができる。図1(a)、(b)、(c)では、第1レンズ面2aの曲率半径の方が第2レンズ面4の曲率半径よりも小さい場合の例を示しているが、曲率半径の大きさの関係はこのような関係には限定されない。
第1レンズ面2aの外周には、レンズ光軸Oに直交する平面からなる平坦面2bが隣接して形成されている。
平坦面2bと第2レンズ面4との間には、レンズ光軸Oを中心とする円筒面状のレンズ側面6(側面)が、長さh6にわたって形成されている。
First, the lens 1 which is an example of the optical element manufactured using the optical element shaping | molding die of embodiment of this invention is demonstrated.
As shown in FIGS. 1A, 1B, and 1C, the lens 1 has, as optical surfaces, a
The surface shapes of the
A
Between the
平坦面2bとレンズ側面6とのなす角部には、平坦面2bの外周部から径方向外側に向かうにつれて拡径しつつ第2レンズ面4の方に傾斜するテーパ面からなる角面部3が形成されている。
第2レンズ面4とレンズ側面6とのなす角部には、第2レンズ面4の外周部から径方向外側に向かうにつれて拡径しつつ平坦面2bの方に傾斜するテーパ面からなる角面部5が形成されている。
At the corner portion formed by the
The corner portion formed by the
角面部3の傾斜量は、平坦面2bに対してなす内角が120°〜150°であることが好ましい。同様に、レンズ側面6に対してなす内角が120°〜150°であることが好ましい。
本実施形態では、平坦面2b、レンズ側面6に対する内角がいずれも135°となって、互いに等しくなるようにしている。すなわち、本実施形態では、一例として、レンズ側面6に対する傾斜角θ3(図1(b)参照)を45°にしている。
角面部5の傾斜量は、第2レンズ面4の外縁部に対してなす内角が120°〜150°であることが好ましい。同様に、レンズ側面6に対してなす内角が120°〜150°であることが好ましい。
本実施形態では、一例として、レンズ側面6に対する傾斜角θ5(図1(b)参照)を45°にしている。
このため、本実施形態における角面部3、5は、レンズ1の角部を全周にわたってC面取りしたのと同じ形状を有している。
As for the amount of inclination of the
In the present embodiment, the inner angles with respect to the
As for the amount of inclination of the
In this embodiment, as an example, the inclination angle θ 5 (see FIG. 1B) with respect to the
For this reason, the corner |
このような構成により、レンズ1では、レンズ光軸Oに沿う方向の一方の端面である第1面2が、中心部に形成された第1レンズ面2aと、その外周部に形成された平坦面2bとが接続された構成を有する。
また、レンズ光軸Oに沿う方向の他方の端面である第2面は、第2レンズ面4のみから構成されている。
角面部3は、平坦面2bの外周部とレンズ側面6の一方の端部とを接続する面になっている。
角面部5は、第2レンズ面4の外周部とレンズ側面6の他方の端部とを接続する面になっている。
レンズ1のレンズ有効径は、第1レンズ面2a、第2レンズ面4の外径よりもわずかに内側に設定されている。このため、平坦面2b、角面部3、5は、いずれも有効径外に位置している。
レンズ1の小径化のためには、角面部3、5の形成範囲は、できるだけ狭くなるようにすることが好ましいが、レンズ1の欠け防止や鏡枠組み付け時の干渉防止等で適宜設定して良い。例えば、図1(b)に示すように、角面部3、5の径方向の幅をそれぞれd3、d5とすると、いずれも、0.03mm〜0.5mmの範囲とすることが好ましい。
With such a configuration, in the lens 1, the
The second surface, which is the other end surface in the direction along the lens optical axis O, is composed of only the
The
The
The effective lens diameter of the lens 1 is set slightly inside the outer diameter of the
In order to reduce the diameter of the lens 1, it is preferable that the formation range of the
第1レンズ面2a、平坦面2b、角面部3、第2レンズ面4、角面部5、およびレンズ側面6は、いずれも本実施形態の光学素子成形型の成形面の形状が転写されることにより形成されている。
第1レンズ面2a、第2レンズ面4は、光学面として機能するために必要な面精度を有する平滑面になっている。
一方、平坦面2b、角面部3、5、およびレンズ側面6は、内面反射を防止するため、第1レンズ面2a、第2レンズ面4よりも表面粗さが大きい粗面として形成されている。
平坦面2b、角面部3、5の好ましい表面粗さとしては、算術平均粗さRaで、0.1μm〜1.6μmであることが好ましい。
The
The
On the other hand, the
As a preferable surface roughness of the
このようなレンズ1は、図2に示すように、本実施形態の光学素子成形型10の成形空間S内にガラス素材17を配置してガラス素材17を加熱しつつ加圧するプレス成形によって成形される。
ガラス素材17は、レンズ1を構成するガラス硝材を、レンズ1の成形に必要な質量だけ秤量して塊状に形成したものである。図2では、ガラス素材17を球状に描いているが、ガラス素材17の形状は球形状には限定されず、楕円体状、円板状、レンズ1の外形に近似した形状などの適宜形状も採用することができる。
ガラス素材17の製造方法は、例えば、成形加工、母材からの研削・研磨加工など適宜の製造方法を採用することができる。
As shown in FIG. 2, such a lens 1 is molded by press molding in which a
The
As a manufacturing method of the
光学素子成形型10は、第1型部11、側型部14、第2型部15、およびスリーブ16を備え、これらのそれぞれの中心軸線が、中心軸線Pに整列された状態に配置されている。そこで、以下では、誤解のおそれがない場合には、光学素子成形型10を構成する各部材の中心軸線も、単に中心軸線Pと称することがある。
The
第1型部11は、レンズ1の第1面2と角面部3との形状を転写する型部分であり、図3に示すように、下型12(中心型部)および端面型13(外周型部)を備える。
下型12は、円筒面状の外周面12eを有する基部12dの中心に、外周面12eよりも小径の外径を有する軸状部12bが立設された段付き円柱状の部材である。
軸状部12bの先端部には、レンズ1の第1レンズ面2aの形状を成形する凸面形状の第1レンズ面成形面12c(軸方向成形面、光学面成形面)が設けられている。
The
The
A convex first lens
端面型13は、レンズ1の平坦面2bおよび角面部3の形状を成形する型部分であり、下型12の基部12dの外径よりも大径の外周面13aを有する略円柱状の部材である。
端面型13の下端面13f、上端面13cは中心軸線Pに直交する平面からなる。
端面型13の中心部には、下型12の軸状部12bを進退移動可能に嵌合する孔部13bが中心軸線Pに沿って貫通されている。
上端面13cには、孔部13bと同軸とされ直径D13bを有する円領域に、レンズ1の平坦面2bの形状を成形するための平面からなる平坦面成形面13e(軸方向成形面)と、レンズ1の角面部3の形状の成形するためのテーパ面からなり平坦面成形面13eの外周に接続するテーパ状成形面13d(角面部成形面)とからなる凹部が形成されている。
すなわち、テーパ状成形面13dは、上端面13cから平坦面成形面13eに向かって縮径するテーパ面である。テーパ状成形面13dの勾配は、上端面13cの法線と角度θ3をなす勾配である。
テーパ状成形面13dの外径になっている直径D13dは、成形に用いるガラス素材の成形収縮等を考慮して、レンズ側面6の外径D6と同寸法、または外径D6よりわずかに大きい寸法に設定することができる。
The
The
A
On the
In other words, the tapered
The diameter D 13d which is the outer diameter of the tapered
上端面13cは、後述する側型部14の下端面14cとの間に、成形空間内の気体が外部に流出可能な気体流出部を形成するため、粗面加工されている。
上端面13cの表面粗さは、算術平均粗さRaで、0.1μmから3.2μmであることが好ましい。
平坦面成形面13e、テーパ状成形面13dは、レンズ1の平坦面2b、角面部3に粗面形状を転写するため、粗面加工されている。
本実施形態では、平坦面成形面13e、テーパ状成形面13dの表面粗さは、平坦面2b、角面部3と同様、算術平均粗さRaで、0.1μm〜1.6μmであることが好ましい。
粗面加工の加工方法としては、例えば、放電加工、研削加工などの加工方法を挙げることができる。
The
The surface roughness of the
The flat
In the present embodiment, the surface roughness of the flat
Examples of the rough surface processing method include processing methods such as electric discharge processing and grinding processing.
側型部14は、レンズ1のレンズ側面6の形状を成形する型部分であり、厚さh14の円環状部材からなる。厚さh14は、成形に用いるガラス素材の成形収縮等を考慮し、レンズ側面6のレンズ光軸O方向の長さh6と同寸法、または長さh6よりわずかに長い寸法に設定することができる。
本実施形態では、側型部14の外周面14aの外径は、端面型13の外周面13aと外径と同径とされている。また、側型部14の中心には、直径D14bの円孔が中心軸線P方向に貫通されており、この円孔の内周面によって、レンズ側面6の形状を形成する側面成形面14b(外周成形面)が構成されている。
側面成形面14bの内径D14bは、成形に用いるガラス素材の成形収縮等を考慮し、レンズ側面6の外径D6と同寸法、または外径D6よりわずかに大きい寸法に設定することができる。
Side die
In the present embodiment, the outer diameter of the outer
The inner diameter D 14b of the
側面成形面14bは、レンズ側面6の内面反射によるゴーストを低減するため、平坦面成形面13e、テーパ状成形面13dと同様の表面粗さとなるように、粗面加工されている。
The
側型部14の厚さ方向の端面のうち、下端面14cは、端面型13の上端面13cと当接する平面になっており、上端面14dは、後述する第2型部15の型合わせ面15cと当接する平面になっている。
本実施形態では、下端面14c、上端面14dは、いずれも、上端面13cと同程度の表面粗さを有する粗面として形成されている。
Of the end faces in the thickness direction of the
In the present embodiment, the
図2(a)に示すように、第2型部15は、レンズ1の第2レンズ面4と角面部5との形状を転写する型部分であり、側型部14の外径よりも大径の基部15gの中心に、側型部14の外径と同径の軸状部15hが立設された段付き円柱状の部材である。
基部15g上において軸状部15hの外周側となる領域には、中心軸線Pに直交する平面からなるフランジ面15fが形成されている。
As shown in FIG. 2A, the
A
軸状部15hの先端部(図2(a)の下側)には、図2(b)に示すように、レンズ1の第2レンズ面4の形状を成形する凸面形状の第2レンズ面成形面15e(軸方向成形面、光学面成形面)と、第2レンズ面成形面15eの外周に接続されレンズ1の角面部5の形状を成形するテーパ状成形面15d(角面部成形面、傾斜面)と、テーパ状成形面15dの外周に接続して設けられた、中心軸線Pと直交する平面からなる型合わせ面15cとが形成されている。
テーパ状成形面15dは、中心軸線Pを中心とする直径D15dの円状の外径を有し、型合わせ面15cから、第2レンズ面成形面15eに向かって縮径するテーパ面である。テーパ状成形面15dの勾配は、型合わせ面15cの法線に対して角度θ5をなす勾配である。
テーパ状成形面15dの外径D15dは、成形に用いるガラス素材の成形収縮等を考慮して、レンズ側面6の外径D6と同寸法、または外径D6よりわずかに大きい寸法に設定することができる。
As shown in FIG. 2B, a convex second lens surface that shapes the shape of the
The tapered
The outer diameter D 15d of the tapered
テーパ状成形面15dは、角面部5に粗面形状を転写するため、レンズ1の角面部3の表面粗さと同等以上の表面粗さとなるように、端面型13のテーパ状成形面13dと同様にして、粗面加工されている。
型合わせ面15cは、本実施形態では、成形時に側型部14の上端面14dと当接する平面部であり、上端面13cと同程度の表面粗さを有する粗面として形成されている。
The tapered
In the present embodiment, the
スリーブ16は、第1型部11、側型部14、第2型部15を同軸に保持するため、内周面に段差部16fを設けた段付きの円筒状部材である。
スリーブ16において、上端面16dから段差部16fまでの内周部には、端面型13、側型部14、第2型部15の軸状部15hをそれぞれ中心軸線Pに沿う方向に移動可能に外嵌する型挿入穴部16cが形成されている。
また、段差部16fから下端面16aまでの内周部には、下型12の外周面12eを中心軸線Pに沿う方向に移動可能に外嵌する貫通孔部16bが形成されている。
The
In the
In addition, a through-
型挿入穴部16cの深さは、段差部16f上に、端面型13、側型部14をこの順に挿入するとともに上端面16dに第2型部15のフランジ面15fを係止した状態で、平坦面成形面13eと第2レンズ面成形面15eとの間にレンズ1を成形するためのガラス素材17を載置できる深さになっている。上端面16dおよびフランジ面15fのうち少なくともいずれかは、粗面加工され、互いに当接した場合にも気体が流通するようになっていることが好ましい。
スリーブ16の側面には、型挿入穴部16cに貫通する気体排出孔16e(気体流出部)が複数設けられている。
気体排出孔16eの型挿入穴部16c側の開口の位置は、成形時に第1型部11、側型部14、および第2型部15の各成形面で囲まれる成形空間S内の気体を光学素子成形型10の外部に排出できる位置であれば、特に限定されないが、成形品が形成される位置の側方であることが好ましい。
また、気体排出孔16eの型挿入穴部16c側の開口の位置は、成形完了時における型合わせ面15cと上端面14dとの当接位置や、下端面14cと上端面13cとの当接位置に面していることがより好ましい。
本実施形態における気体排出孔16eの位置は、一例として、スリーブ16に装着した状態の第2型部15の型合わせ面15cの下方において、成形完了時に側型部14の側方となる位置に設けている。
The depth of the
A plurality of
The position of the opening of the
Further, the position of the opening of the
The position of the
このような構成の下型12、端面型13、側型部14、第2型部15、およびスリーブ16は、本実施形態では、いずれも、例えば、タングステンカーバイド(WC)等を含む超硬合金を精密加工して製作されている。
また、ガラス素材17と接触する成形面である、第1レンズ面成形面12c、平坦面成形面13e、テーパ状成形面13d、側面成形面14b、第2レンズ面成形面15e、およびテーパ状成形面15dの表面には、ガラスとの離型性を向上させるために離型膜が形成されている。離型膜としては、ガラス成形に好適な適宜の離型膜を採用することができる。本実施形態においては、離型膜の一例として、DLC(ダイヤモンドライクカーボン)のコーティングが施されている。
In the present embodiment, the
Further, the first lens
このような構成の光学素子成形型10を用いたレンズ1の製造方法について説明する。
図4は、本発明の実施形態の光学素子成形型を用いて成形を行う光学素子成形装置の構成を示す模式的な断面図である。図5(a)、(b)、(c)は、本発明の実施形態の光学素子成形型を用いた成形動作を示す動作説明図である。図6(a)、(b)、(c)は、本発明の実施形態の光学素子成形型の作用を説明する模式図である。図7(a)、(b)は、比較例の光学素子成形型の作用を説明する模式図である。
A method for manufacturing the lens 1 using the
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view illustrating a configuration of an optical element molding apparatus that performs molding using the optical element molding die according to the embodiment of the present invention. FIGS. 5A, 5B, and 5C are operation explanatory views showing a molding operation using the optical element molding die according to the embodiment of the present invention. 6A, 6 </ b> B, and 6 </ b> C are schematic views illustrating the operation of the optical element mold according to the embodiment of the present invention. 7A and 7B are schematic views for explaining the operation of the optical element mold according to the comparative example.
レンズ1を製造するには、型セット組立工程、成形工程、冷却工程、および脱型工程をこの順に行う。
型セット組立工程では、図2(a)に示すように、光学素子成形型10の成形空間S内にガラス素材17を配置して、型セットである光学素子成形型組立体18を組み立てる。
すなわち、スリーブ16の貫通孔部16bに、軸状部12bを上方に向けて下型12を挿入し、下端面12aと下端面16aとを合わせて配置する。
スリーブ16の上方からは、型挿入穴部16c内に、端面型13、側型部14、ガラス素材17を順次挿入する。このとき、段差部16fには、端面型13の下端面13fを対向させ、端面型13の上端面13cには、側型部14の下端面14cを対向させる。また、ガラス素材17は、端面型13の平坦面成形面13eと孔部13bとが交差して形成される稜線部に載置する。
段差部16fは、下型12の基部12dの上端面よりも上方に位置し、下型12の軸状部12bは、端面型13の孔部13bに貫入され、中心軸線Pと同軸となるように径方向に位置決めされている。第1レンズ面成形面12cは、平坦面成形面13eよりも下方に位置している。
次に、型挿入穴部16cの上方から、軸状部15hを下方に向けて、軸状部15hを挿入し、フランジ面15fを上端面16d上に載置する。このとき、第2レンズ面成形面15eとガラス素材17の上端部とは離間しており、非接触状態である。
以上で、型セット組立工程が終了する。
In order to manufacture the lens 1, a mold set assembling process, a molding process, a cooling process, and a demolding process are performed in this order.
In the mold set assembling step, as shown in FIG. 2A, the
That is, the
From the upper side of the
The
Next, the
Thus, the mold set assembling process is completed.
次に、成形工程、冷却工程を行う。本実施形態では、これらの工程は、図4に示す光学素子成形装置50を用いて行う。
光学素子成形装置50は、光学素子成形型組立体18を搬入する搬入口20aと、光学素子成形型組立体18を搬出する搬出口20bとを側面に備える成形室20と、加熱・加圧ステージ51、冷却ステージ52とを備える。
加熱・加圧ステージ51、冷却ステージ52は、成形室20内において、搬入口20aから搬出口20bに向かってこの順に隣接して配置されている。
搬入口20a、搬出口20bは、それぞれシャッター21、29によって開閉可能とされ、閉止時には成形室20の気密が保たれる。
成形室20には、成形室20内の雰囲気を不活性ガスGによって不活性ガス置換するため、図示略の不活性ガス供給部に接続された不活性ガス供給口20cと、成形室20を真空引きするため、図示略の真空ポンプに接続された真空引き管路20dとが設けられている。
不活性ガス供給口20cから供給される不活性ガスGの例としては、例えば、窒素ガス、Arガスなどを採用することができる。
Next, a molding process and a cooling process are performed. In this embodiment, these steps are performed using an optical
The optical
The heating /
The carry-in
In the
As an example of the inert gas G supplied from the inert
加熱・加圧ステージ51は、光学素子成形型組立体18を上下に挟持して加熱するとともに、加熱して軟化したガラス素材17に各成形面を介して加圧力を加える装置部分である。
加熱・加圧ステージ51の概略構成は、光学素子成形型組立体18を載置して光学素子成形型組立体18を下方から加熱する下加熱板22と、下加熱板22との間に光学素子成形型組立体18を挟んで光学素子成形型組立体18を上方から加熱するとともに光学素子成形型組立体18を上方から加圧して第2型部15の高さ方向の位置を保持する上加熱板23と、上加熱板23に加圧力を伝達する加圧機構であるエアーシリンダー24とを備える。
下加熱板22、上加熱板23の内部には、カートリッジヒータが内蔵され、加熱温度を適宜値に設定したり、温度制御したりすることができる。
下加熱板22の中心部には、カートリッジヒータと干渉しない位置において、下加熱板22上に載置された光学素子成形型組立体18の下型12を下方から突き上げて、第1レンズ面成形面12cの昇降および加圧を行う突き上げロッド25が貫通されている。
突き上げロッド25は、突き上げロッド25の下方に設けられた図示略のエアーシリンダーによって駆動される。
The heating /
The schematic configuration of the heating /
Inside the
At the center of the
The push-up
冷却ステージ52は、光学素子成形型組立体18を上下に挟持して冷却する装置部分であり、光学素子成形型組立体18を載置して光学素子成形型組立体18を下方から冷却する下温調板26と、下温調板26との間に光学素子成形型組立体18を挟んで光学素子成形型組立体18を上方から冷却する上温調板27と、上温調板27を光学素子成形型組立体18の上端面15bに押しつける加圧機構であるエアーシリンダー28とを備える。
下温調板26、上温調板27の内部には、カートリッジヒータが内蔵され、冷却温度が制御可能になっている。
The cooling
A cartridge heater is built in the lower
光学素子成形装置50を用いた成形工程、冷却工程について説明する。成形条件等の具体的な数値例については、以下のようなレンズ1の一具体例の場合の例で説明する。
レンズ1の形状(図1(a)、(b)、(c)参照)は、第1面2側では、第1レンズ面2aが曲率半径1.26mm、球欠径φ2.1mmの凹球面であり、角面部3の幅d3が0.1mm、傾斜角θ3が45°のテーパ面になっている。第2面側では、第2レンズ面4が曲率半径7.2mm の凹球面であり、角面部5の幅d5が0.1mm、傾斜角θ5が45°のテーパ面になっている。
このため、角面部3、5は、C面取り0.1mmの形状に相当している。
また、レンズ1のレンズ側面6の外径D6は3.3mm、レンズ1の中心厚t(第1レンズ面2aと第2レンズ面4との面間隔)は0.4mmである。
レンズ1の成形に用いるガラス素材17は、L−BSL7(商品名;(株)オハラ製、At(屈伏点):549℃、Tg(ガラス転移点):498℃)の球形の研磨品とし、ガラス素材17の直径は2.36mmである。
A molding process and a cooling process using the optical
The shape of the lens 1 (see FIGS. 1A, 1B, and 1C) is a concave spherical surface in which the
For this reason, the corner |
Further, (surface distance between the
The
成形工程では、成形室20内を不活性ガス置換した状態とし、搬入口20aから光学素子成形型組立体18を搬入して、図5(a)に示すように、加熱・加圧ステージ51の下加熱板22および上加熱板23によって、光学素子成形型組立体18を上下から挟持させる。すなわち、エアーシリンダー24(図4参照、図5(a)、(b)、(c)では図示略)によって、上加熱板23を下降させ、下加熱板22、上加熱板23がそれぞれ光学素子成形型組立体18の下端面、上端面に当接するようにする。
このとき、下加熱板22、上加熱板23は、予め所定温度(例えば、580℃)に加熱しておく。また、突き上げロッド25は下加熱板22の上面以下の高さに配置されている。
In the molding process, the inside of the
At this time, the
これにより、下加熱板22、上加熱板23から光学素子成形型組立体18に熱が伝導するため、光学素子成形型10および成形空間S内のガラス素材17が加熱されていく。
このとき、成形空間Sは、気体排出孔16eによって、光学素子成形型10の外部と連通している。
所定時間、例えば、90秒経過して、ガラス素材17がその屈伏点を超える温度に加熱されると、ガラス素材17は、加圧により変形可能な軟化ガラス17Aとなる。
そこで、図5(b)に示すように、突き上げロッド25を突き上げて、下型12を押し上げる。このとき、側型部14は自重で段差部16fに載置されて位置決めされているので、下型12のみが上方に移動する。
これにより、第1レンズ面成形面12cが平坦面成形面13eより突出し、軟化ガラス17Aが下方から突き上げられて、第1レンズ面成形面12cと第2レンズ面成形面15eとの間に挟まれる。
第2型部15は、エアーシリンダー24によって下方に加圧され、位置が固定されている。このため、軟化ガラス17Aは、第1レンズ面成形面12cおよび第2レンズ面成形面15eを介して加圧され、第1レンズ面成形面12cおよび第2レンズ面成形面15eに沿って流動し変形し始める。
As a result, heat is conducted from the
At this time, the molding space S communicates with the outside of the optical element molding die 10 through the
When the
Therefore, as shown in FIG. 5B, the push-up
Thereby, the first lens
The
さらに継続して突き上げロッド25を突き上げていくと、図5(c)に示すように、端面型13の下端面13fと、下型12の基部12dの上面とが密接する。これにより、突き上げロッド25によって、下型12とともに端面型13も上方に移動していく。
こうして成形空間Sが徐々に縮小し、軟化ガラス17Aは径方向外方に押し出されるように延展され、第1レンズ面成形面12c、第2レンズ面成形面15eとの接触面積が拡大していく。成形空間S内の不活性ガスGは、気体排出孔16eから順次外部に排出されていく。
側型部14の上端面14dと第2型部15の型合わせ面15cとの隙間が狭くなるにつれ、径方向に広がる軟化ガラス17Aは、側面成形面14bとも接触していく。
このようにして、軟化ガラス17Aは、次第に成形空間Sの隅部に向かって変形を続ける。
When the push-up
Thus, the molding space S is gradually reduced, and the softened
As the gap between the
In this manner, the softened
例えば、図6(a)に示すように、側面成形面14b、テーパ状成形面13d、および平坦面成形面13eによって囲まれた隅部では、この隅部に対向する軟化ガラス17Aの凸面状の自由面17aが、その表面積を徐々に縮小しつつ、隅部に向かって進んでいく。
軟化ガラス17Aは、溶融状態に比べれば、粘度が高いため、自由面17aはあまり大きな曲率をとることができない。
本実施形態では、隅部にテーパ状成形面13dが設けられているため、自由面17aと隅部との間の隅部隙間Eの断面形状が、自由面17aの凸形状に略沿う弓形になっている。このため、テーパ状成形面13dが省略された直角の隅部の場合に比べて、自由面17a上の各点から近接する隅部までの距離のばらつきが低減されている。
また、テーパ状成形面13dは、自由面17aの中心部の接線方向に略沿っている。このため、自由面17aの中心部がテーパ状成形面13dに滑らかに接していく。さらに、側面成形面14bとテーパ状成形面13dとのなす角と、平坦面成形面13eとテーパ状成形面13dとのなす角とが鈍角であるため、これらによるV字状の隙間も浅くなっている。これらが相俟って、隅部においても、軟化ガラス17Aが各成形面に沿って移動しやすくなり、軟化ガラス17Aが、側面成形面14b、テーパ状成形面13d、および平坦面成形面13eに密着していく。このため、隅部では、軟化ガラス17Aによって不活性ガスGが閉じ込められることなく、円滑に排出されていく。
For example, as shown in FIG. 6A, at the corner surrounded by the
Since the softened
In the present embodiment, since the tapered
The tapered
さらに、本実施形態では、上端面13cと下端面14cとがそれぞれ粗面加工されているため、互いに当接した状態でも不活性ガスGが流通可能な隙間C1(気体流出部)が形成されている。
このような隙間C1に軟化ガラス17Aが侵入すると、成形バリが発生するが、隙間C1の大きさは、最大でも上端面13c、下端面14cの表面粗さの和程度であるため、軟化ガラス17Aが侵入することはない。光学素子のガラス成形では、成形空間Sに開口する隙間が、20μm以下であれば、軟化ガラスの侵入を防止できる。
また、側型部14および下型12は、型挿入穴部16cと移動可能に嵌合しているため、外周面14a、12eと型挿入穴部16cとの間には、不活性ガスGが流通可能な隙間C2(気体流出部)が形成されている。
隅部隙間Eに残留する不活性ガスGは、隅部隙間Eが縮小するにつれて、隙間C1、C2を通して、型挿入穴部16cの内周部に排出されてから、気体排出孔16e(図5(c)等参照)を通して光学素子成形型10の外部に排出される。このため、隙間C1、C2を有しない場合に比べて、不活性ガスGが格段に排出されやすくなるため、自由面17aがより容易に消失する。
Furthermore, in the present embodiment, since the
When softened
Since the
The inert gas G remaining in the corner gap E is discharged to the inner peripheral part of the
上記の本実施形態の作用と対照するため、図7(a)、(b)に示す比較例を説明する。
この比較例は、光学素子成形型10の側型部14、端面型13に代えて、下型100を用いた例であり、自由面17aが成形品に残ってしまう場合の例である。
下型100は、平坦面成形面13e、側面成形面14bに対応して、それぞれ平坦面成形面100a、側面成形面100bを備え、隅部の断面が直角になっている。また、下型100は、型分割されていないため、平坦面成形面100a、側面成形面100bに開口する隙間は形成されていない。
In order to contrast with the above-described operation of the present embodiment, a comparative example shown in FIGS. 7A and 7B will be described.
This comparative example is an example in which the
The
本比較例では、平坦面成形面100aと側面成形面100bとで形成される成形空間S’の隅部では、成形過程で、本実施形態と同様な自由面17aが形成されるが、テーパ状成形面13dを有しないため、隅部隙間E’の断面形状は、頂角90°の山形である。このため、自由面17aから平坦面成形面100a、側面成形面100bまでの距離は、自由面17aの中心部で最大となる。このため、図7(b)に示すように、成形が進んでも、隅部隙間E’は相似的に縮小していくのみである。このとき、本実施形態に比べて大量の不活性ガスGが隅部隙間E’に閉じ込められた状態で圧縮されていく。本比較例では、不活性ガスGを排出する気体流出部が隅部隙間E’内に開口しないことも相俟って、成形終了時にも自由面17aが残ってしまうことになる。また、前記実施形態と同様に側型部14と端面型13を分割構成して隙間を形成しても、成形に適したガラス粘度領域では頂角90°の先端までガラスを完全に充填するのは難しく、仮に充填できたとしても加圧時間が増大してしまう。
In this comparative example, a
本実施形態の成形工程の説明に戻る。
突き上げロッド25の移動動作は、第1レンズ面成形面12cと第2レンズ面成形面15eとの面間距離が成形収縮を考慮してレンズ1の中心厚に一致する位置まで到達した時点で停止する。
本実施形態では、突き上げロッド25の停止位置は、側型部14の上端面14dが第2型部15の型合わせ面15cに当接したときに、第1レンズ面成形面12cと第2レンズ面成形面15eとの適正な面間距離が得られるようになっている。
なお、本実施形態では、上端面14dと型合わせ面15cとは、上端面13cと同様な粗面になっているため、互いに当接した場合に、下端面14cと上端面13cとの間に形成される隙間C1と同様な隙間が構成される。このため、当接時の上端面14dと型合わせ面15cとの間にも気体流出部が形成されることになる。
Returning to the description of the molding process of this embodiment.
The movement of the push-up
In the present embodiment, the
In the present embodiment, since the
ただし、突き上げロッド25の停止位置は、上端面14dと型合わせ面15cとの間に軟化ガラス17Aが侵入しない程度の隙間が生じる位置とすることも可能である。この場合、レンズ1のレンズ側面6と角面部5との間に、上端面14dと型合わせ面15cとの隙間に対応する自由面が形成されることになる。しかし、自由面が形成される箇所が比較的内面反射が発生しづらいレンズ側面6であり、隙間の許容量は、例えば、20μm以下程度の微小量であるため、レンズ1の光学性能を損なうゴースト等の要因になるような内面反射が起こる自由面にはならない。
この場合における上端面14dと型合わせ面15cとの間の隙間は、成形空間S内の気体が外部に流出可能な気体流出部を構成している。
However, the stop position of the push-up
In this case, the gap between the
突き上げロッド25の停止時には、図6(b)に示すように、軟化ガラス17Aが成形空間Sに満たされて隅部隙間Eが消失する。すなわち、軟化ガラス17Aは、側面成形面14b、テーパ状成形面13d、平坦面成形面13eに密着している。
特に図示はしないが、側面成形面14b、テーパ状成形面15d、および第2レンズ面成形面15eによって形成される成形空間Sの上側の隅部でも同様にして、軟化ガラス17Aが各成形面に密着する状態が形成される。
このため、軟化ガラス17Aには、テーパ状成形面13d、平坦面成形面13e、第1レンズ面成形面12c、テーパ状成形面15d、第2レンズ面成形面15e、および側面成形面14bのそれぞれの面形状が転写される。
以上で、成形工程が終了する。
When the push-up
Although not specifically illustrated, the softened
Therefore, the softened
This completes the molding process.
次に、冷却工程を行う。本工程は、軟化ガラス17Aを冷却して、固化させる工程である。
加熱・加圧ステージ51において、下加熱板22、上加熱板23の設定温度をガラス転移点以下の所定温度(例えば、450℃)に変更して、冷却を開始する。
軟化ガラス17Aの温度がガラス転移点以下の所定温度に低下するまで冷却したら、突き上げロッド25を下降させる。このとき、下型12、端面型13、側型部14も下降する。
突き上げロッド25を下加熱板22の上面以下の高さに下降したら、エアーシリンダー24を上昇させて、加熱・加圧ステージ51による光学素子成形型組立体18の挟持状態を解除する。
そして、光学素子成形型組立体18を冷却ステージ52の下温調板26と上温調板27との間に搬送する。
Next, a cooling process is performed. This step is a step for cooling and solidifying the softened
In the heating /
When the temperature of the softened
When the push-up
Then, the optical
特に図示しないが、冷却ステージ52では、エアーシリンダー28を駆動して、上温調板27を光学素子成形型組立体18の上面をなす上端面15bに当接させる。これにより、下温調板26と上温調板27との間に光学素子成形型組立体18が挟持される。
次に、下温調板26および上温調板27を温度制御して、光学素子成形型組立体18を冷却する。
脱型作業が可能となる温度まで冷却したら、シャッター29を開放して、光学素子成形型組立体18を搬出口20bから光学素子成形装置50の外部に搬出する。
以上で冷却工程が終了する。
Although not particularly illustrated, in the
Next, the
After cooling to a temperature at which demolding can be performed, the
The cooling process is thus completed.
次に、脱型工程を行う。本工程は、光学素子成形装置50の外部に搬出した光学素子成形型組立体18の成形空間S内で固化したレンズ1を外部に取り出す工程である。
このようにして、レンズ1が製造される。
Next, a demolding process is performed. This step is a step of taking out the lens 1 solidified in the molding space S of the optical
In this way, the lens 1 is manufactured.
脱型されたレンズ1の外表面は、テーパ状成形面13d、平坦面成形面13e、第1レンズ面成形面12c、テーパ状成形面15d、第2レンズ面成形面15e、および側面成形面14bの形状が転写されて形成されている。このため、レンズ1の外表面は、各成形面の形状と表面粗さとが転写されている。例えば、角面部3、平坦面2b、角面部5、レンズ側面6には、それぞれテーパ状成形面13d、平坦面成形面13e、テーパ状成形面15d、側面成形面14bにそれぞれ対応する粗面の形状が転写された粗面になっている(図6(c)参照)
The outer surface of the removed lens 1 is a tapered
このようなレンズ1によれば、従来の成形型では光学性能を損なう自由面が発生していた角部に光学性能を損なう自由面が形成されず、光学面に比べて表面粗さが大きい成形面に密着した角面部3、5が形成されている。
本実施形態では、角面部3、5の表面粗さは、成形面の表面粗さが転写されることで、角部が自由面からなる場合に比べて大きくなるため、テーパ状成形面13d、15dの表面粗さを適宜に設定することで、角面部3、5における内面反射によるゴーストの発生が防止される。
また、自由面は、成形面の形状が転写されないことにより表面がきわめて平滑である上に、R形状の曲面として形成される。このような表面がR形状の曲面は、強い集光作用を伴い、ゴーストになった場合の輝度が上昇してしまう。本実施形態では、こうした自由面が形成されないことでもゴーストの影響が低減される。
このように、本実施形態では、ゴースト防止のために自由面を除去加工する必要がないので、光学性能に優れるレンズ1を安価に製造することができる。
特に本実施形態では、光学面である第1レンズ面2a、第2レンズ面4以外の外表面が、角面部3、5を含めていずれも粗面になっているため、内面反射が格段に抑制され、ゴーストの発生を確実に防止することができる。
According to such a lens 1, a free surface that impairs optical performance is not formed at a corner portion where a free surface that impairs optical performance is generated in the conventional mold, and the surface roughness is larger than that of the optical surface.
In the present embodiment, the surface roughness of the
Further, the free surface is formed as an R-shaped curved surface in addition to an extremely smooth surface because the shape of the molding surface is not transferred. Such a curved surface having an R shape is accompanied by a strong light condensing action, and the luminance in the case of a ghost increases. In the present embodiment, the influence of the ghost is reduced even if such a free surface is not formed.
Thus, in this embodiment, since it is not necessary to remove the free surface to prevent ghosting, the lens 1 having excellent optical performance can be manufactured at a low cost.
Particularly in the present embodiment, since the outer surfaces other than the
このように、本実施形態の光学素子成形型10によれば、レンズ1の角面部3、5を成形するために、第1型部11および第2型部15が軸方向成形面である平坦面成形面13eおよび第2レンズ面成形面15eの外周部から突出して外側に向かう傾斜面を含むテーパ状成形面13d、15dを有するため、レンズ1の第1レンズ面2a、第2レンズ面4とレンズ側面6とを同時に成形する場合に、レンズ1の角部に光学性能を損なう自由面が発生するのを防止することができる。これにより、光学性能が良好なレンズ1を安価に製造することができる。
As described above, according to the optical element molding die 10 of the present embodiment, the
[第1変形例]
次に、本実施形態の第1変形例の光学素子成形型について説明する。
図8は、本発明の実施形態の第1変形例の光学素子成形型の構成を示す模式的な断面図である。図9は、本発明の実施形態の第1変形例の光学素子成形型で製造される光学素子の一例を示す模式的な断面図である。
[First Modification]
Next, the optical element shaping | molding die of the 1st modification of this embodiment is demonstrated.
FIG. 8 is a schematic cross-sectional view showing a configuration of an optical element mold according to a first modification of the embodiment of the present invention. FIG. 9 is a schematic cross-sectional view showing an example of an optical element manufactured by the optical element mold according to the first modification of the embodiment of the present invention.
図8に示す本変形例の光学素子成形型10Aは、ガラス素材17とともに光学素子成形型組立体18Aを構成して、図9に示すレンズ1A(光学素子)を成形する成形型である。
レンズ1Aは、上記実施形態のレンズ1の角面部3、5に代えて、角面部3A、5Aを備える。
角面部3Aは、平坦面2bの外周部とレンズ側面6の一方の端部とを、レンズ光軸Oを含む断面において円弧状に接続する湾曲面であるR面からなる。
角面部5Aは、第2レンズ面4の外周部とレンズ側面6の他方の端部とを、レンズ光軸Oを含む断面において円弧状に接続する湾曲面であるR面からなる。
角面部3A、5Aの断面内における曲率半径r3A、r5Aは、必要なレンズ有効径が確保されれば、特に限定されないが、例えば、0.03mm〜0.5mmとすることが好ましい。角面部3A、5Aの曲率半径r3A、r5Aは同一であってもよいし、異なっていてもよい。
An
The
3 A of square surface parts consist of R surface which is a curved surface which connects the outer peripheral part of the
5 A of square surface parts consist of R surface which is a curved surface which connects the outer peripheral part of the
The curvature radii r 3A and r 5A in the cross-sections of the
光学素子成形型10Aは、図8に示すように、上記実施形態の光学素子成形型10の第1型部11、第2型部15に代えて、第1型部11A、第2型部15Aを備える。以下、上記実施形態と異なる点を中心に説明する。
As shown in FIG. 8, the
第1型部11Aは、上記実施形態の端面型13に代えて、端面型13Aを備える。
端面型13Aは、レンズ1Aの角面部3Aを成形するため、端面型13のテーパ状成形面13dに代えて、R面成形面13g(角面部成形面、傾斜面、断面円弧状のR面)を備える。
R面成形面13gは、上端面13cから平坦面成形面13eに向かって縮径し、中心軸線Pを通る断面が円弧状のR面である。変形例では、R面成形面13gは、平坦面成形面13eの外周部から突出し、外側に向かうにつれて平坦面成形面13eに対する傾斜が0°〜90°まで連続的に変化する傾斜面になっている。
このため、スリーブ16内で側型部14を重ねると、R面成形面13gは、側型部14の側面成形面14bと滑らかに接続する位置関係にある。
R面成形面13gの曲率半径の大きさは、成形収縮を考慮して角面部3Aの曲率半径r3Aが得られるように、角面部3Aの曲率半径r3Aと同じかまたはわずかに大きい設定とされる。
R面成形面13gは、上記実施形態のテーパ状成形面13dと同様の粗面として形成されている。
The
The
The R
For this reason, when the
Curvature radius value of the R
The R-
第2型部15Aは、上記実施形態の第2型部15のテーパ状成形面15dに代えて、R面成形面15i(角面部成形面、傾斜面、断面円弧状のR面)を備える。
R面成形面15iは、型合わせ面15cから第2レンズ面成形面15eに向かって縮径し、中心軸線Pを通る断面が円弧状のR面である。本変形例では、R面成形面15iは、第2レンズ面4の外周部から突出し、外側に向かうにつれて第2レンズ面4の外周部の径方向の接線に対する傾斜が0°から漸次増大し、型合わせ面15cと90°をなして交差するように、連続的に変化する傾斜面になっている。
このため、スリーブ16内で側型部14が型合わせされると、R面成形面15iは、側型部14の側面成形面14bと滑らかに接続する位置関係にある。
R面成形面15iの曲率半径の大きさは、成形収縮を考慮して角面部5Aの湾曲の曲率半径r5Aが得られるように、角面部5Aの曲率半径r5Aと同じかまたはわずかに大きい設定とされる。
R面成形面15iは、上記実施形態のテーパ状成形面15dと同様の粗面として形成されている。
15 A of 2nd mold | types are replaced with the taper-shaped shaping |
The R
For this reason, when the
The radius of curvature of the size of the R
The R
変形例の光学素子成形型10Aによれば、図8に示すように、端面型13Aと第2型部15Aとの間にガラス素材17を挟んで、光学素子成形型組立体18Aを組み立てる型セット工程を行い、上記実施形態と同様にして、成形工程、冷却工程、および脱型工程をこの順に行うことにより、レンズ1Aを製造することができる。
According to the modified
変形例では、第1型部11A、第2型部15Aが、それぞれ、成形空間Sの隅部を構成する部位に、R面成形面13g、15iが設けられているため、特に図示しないが、隅部隙間の断面形状が弓形となり、粘度が高い軟化ガラス17Aであっても、隅部隙間が充填される。
また、R面成形面13g、15iの傾斜は、平坦面成形面13e、第2レンズ面成形面15eに滑らかに接続しており、R面成形面13g、15iの円弧状の頂部に向かうにつれて、連続的に傾斜が増大するため、軟化ガラス17Aが円滑に移動する。
このため、軟化ガラス17AがR面成形面13g、15iと密着して、これら成形面の形状が転写される。これにより、レンズ1Aの角部には光学性能を損なう自由面が形成されることがない。
したがって、上記実施形態と同様にして、角面部3A、5Aの内面反射が格段に抑制され、ゴーストの発生を防止することができる。
In the modified example, the
Further, the slopes of the R
For this reason, the softened
Accordingly, in the same manner as in the above embodiment, the internal reflection of the
このように、本変形例の光学素子成形型10Aによれば、レンズ1Aの角面部3A、5Aを成形するために、第1型部11Aおよび第2型部15Aが、軸方向成形面である平坦面成形面13eおよび第2レンズ面4の外周部から突出して外側に向かう傾斜面を含むR面成形面13g、15iを有するため、レンズ1Aの第1レンズ面2a、第2レンズ面4とレンズ側面6とを同時に成形する場合に、レンズ1Aの角部に光学性能を損なう自由面が発生するのを防止することができる。これにより、光学性能が良好なレンズ1Aを安価に製造することができる。
Thus, according to the optical element molding die 10A of the present modification example, the
[第2変形例]
次に、本実施形態の第2変形例の光学素子成形型について説明する。
図10は、本発明の実施形態の第2変形例の光学素子成形型の主要部の構成を示す模式的な断面図である。
[Second Modification]
Next, the optical element shaping | molding die of the 2nd modification of this embodiment is demonstrated.
FIG. 10 is a schematic cross-sectional view showing the configuration of the main part of the optical element mold according to the second modification of the embodiment of the present invention.
図10に主要部を示すように、本変形例の光学素子成形型10Bは、レンズ1B(光学素子)を成形する成形型である。
レンズ1Bは、上記実施形態のレンズ1の角面部3に代えて、角面部3Bを備える。
角面部3Bは、上記実施形態の角面部3が径方向内側に平行移動されたのと同じ形状のテーパ面3aと、このテーパ面3aとレンズ側面6との間に中心軸線Pに直交する平面として形成された平面部3bとからなる。
テーパ面3aおよび平面部3bは、いずれも上記実施形態の角面部3と同様の粗面である。
角面部3Bは、平坦面2bとレンズ側面6とを、テーパ面3aと平面部3bとからなる2面によって接続する場合の例になっている。また、角面部の一部に傾斜面を有する場合の例になっている。
As shown in FIG. 10, the optical element molding die 10 </ b> B of the present modification is a molding die for molding the lens 1 </ b> B (optical element).
The
The
Each of the tapered
The
光学素子成形型10Bは、上記実施形態の光学素子成形型10の第1型部11に代えて、第1型部11Bを備える。以下、上記実施形態と異なる点を中心に説明する。
The
第1型部11Bは、上記実施形態の端面型13に代えて、端面型13Bを備える。
端面型13Bは、レンズ1Bの角面部3Bを成形するため、上記実施形態のテーパ状成形面13dを径方向内側に平行移動したのと同様な形状に形成されている。すなわち、本変形例では、上記実施形態の上端面13cに代えて、上端面13cの内周の径が縮小された平面部13hを備える。
光学素子成形型10Bの組立時において、平面部13hは、その大部分を占める外周部分が側型部14の下端面14cと当接し、側面成形面14bよりも内側に突出した内周部分が、角面部3Bのうち平面部3bを成形する角面部成形面になっている。
平面部13hにおいて、側面成形面14bよりも内側に突出した内周部分の幅w13hは、側面成形面14bと平面部13hとで形成される内角が90°の隅部に自由面が形成されないように、0mmより大きく、0.05mm以下であることが好ましい。内周部分の幅w13hが0.05mmを越えると、軟化ガラス17Aが隅部に充填されなくなるため、自由面が発生してしまう。
平面部13hの表面粗さは、上記実施形態の上端面13cと同様としている。このため、平面部13hの外周部分は、側型部14の下端面14cとの間に気体流出部を形成している。また、平面部13hの内周部分は、レンズ1Bの平面部3bを粗面とする表面粗さを有している。
The
The end face
At the time of assembling the optical element molding die 10B, the
In the
The surface roughness of the
このような光学素子成形型10Bによれば、上記実施形態と同様にして、レンズ1Bの第1レンズ面2a、第2レンズ面4とレンズ側面6とを同時に成形する場合に、レンズ1Bの角部に光学性能を損なう自由面が発生するのを防止することができる。これにより、光学性能が良好なレンズ1Bを安価に製造することができる。
特に本変形例では、テーパ状成形面13dと側面成形面14bとの間に、平面部13hによる段部が形成されている。このため、製作誤差、摩耗、組立誤差などによって、端面型13Bと側型部14との同軸度がずれた場合に、テーパ状成形面13dの外周部が、下端面14cに接する組立状態になるのを防止することができる。
これにより、テーパ状成形面13dと側面成形面14bとの間に、径方向外方に突出する鋭角のV字状の成形空間にガラスが周り込んで、側型部14からレンズ1Bが取り出せなくなることを防止することができる。
According to such an optical element molding die 10B, when the
In particular, in this modification, a stepped portion is formed by the
As a result, between the tapered
[第3変形例]
次に、本実施形態の第3変形例の光学素子成形型について説明する。
図11は、本発明の実施形態の第3変形例の光学素子成形型の主要部の構成を示す模式的な断面図である。
[Third Modification]
Next, an optical element mold according to a third modification of the present embodiment will be described.
FIG. 11 is a schematic cross-sectional view showing the configuration of the main part of the optical element mold according to the third modification of the embodiment of the present invention.
図11に主要部を示すように、本変形例の光学素子成形型10Cは、レンズ1C(光学素子)を成形する成形型である。
レンズ1Cは、上記実施形態のレンズ1の角面部3に代えて、角面部3Cを備える。
角面部3Cは、上記第2変形例の角面部3Bの平面部3bを光軸方向に沿って移動されたのと同じ形状の平面部3eと、この平面部3eとテーパ面3aとの間にレンズ側面6の外径よりもわずかに小径の円筒面3dと、円筒面3dと平坦面2bとを接続するテーパ面3aとからなる。
平面部3e、円筒面3d、およびテーパ面3aは、いずれも上記実施形態の角面部3と同様の粗面である。
角面部3Cは、平坦面2bとレンズ側面6とを、テーパ面3a、円筒面3d、および平面部3eからなる3面によって接続する例になっている。
As shown in FIG. 11, the optical element molding die 10 </ b> C of the present modification is a molding die for molding the lens 1 </ b> C (optical element).
The
The
The
The
光学素子成形型10Cは、上記実施形態の光学素子成形型10の第1型部11に代えて、第1型部11Cを備える。以下、上記実施形態と異なる点を中心に説明する。
The
第1型部11Cは、上記実施形態の端面型13に代えて、端面型13Cを備える。
端面型13Cは、レンズ1Cの角面部3Cを成形するため、上記第2変形例の平面部13hを側型部14に向かう軸方向に平行移動したのと同様な形状に形成されている。すなわち、本変形例では、上記第2変形例の平面部13hとテーパ状成形面13dとの間に、円筒面3dの形状を成形する円筒状成形面13iを備える。ただし、側型部14の軸方向長さは、円筒状成形面13iの長さだけ短縮しておく。
円筒状成形面13iの表面粗さは上記実施形態のテーパ状成形面13dと同様としている。
The
The end face
The surface roughness of the
このような光学素子成形型10Cによれば、上記実施形態と同様にして、レンズ1Cの第1レンズ面2a、第2レンズ面4とレンズ側面6とを同時に成形する場合に、レンズ1Cの角部に光学性能を損なう自由面が発生するのを防止することができる。これにより、光学性能が良好なレンズ1Cを安価に製造することができる。
また、平面部13hを有するため、上記第2変形例と同様に、円筒状成形面13iと側面成形面14bとの間に、径方向外方に突出する成形空間にガラスが周り込んで側型部14からレンズ1Cが取り出せなくなることを防止することができる。
According to such an optical element molding die 10C, when the
Further, since the
[第4変形例]
次に、本実施形態の第4変形例の光学素子成形型について説明する。
図12は、本発明の実施形態の第4変形例の光学素子成形型の主要部の構成を示す模式的な断面図である。
[Fourth Modification]
Next, an optical element mold according to a fourth modification of the present embodiment will be described.
FIG. 12 is a schematic cross-sectional view showing a configuration of a main part of an optical element mold according to a fourth modification of the embodiment of the present invention.
図12に主要部を示すように、本変形例の光学素子成形型10Dは、上記実施形態の光学素子成形型10と同様にレンズ1を成形するもので、第2型部15に代えて、第2型部30を備える。以下、上記実施形態と異なる点を中心に説明する。
As shown in FIG. 12, the optical
第2型部30は、レンズ1の光学面である第2レンズ面4を成形するための型部分である上型31と、角面部5を成形するための型部分である角面部形成型32が分割可能に組み立てられた構成を有する。第2型部30の組立時の外形は、第2型部15とまったく同様である。
The
上型31は、上記実施形態の第2型部15の基部15g、軸状部15hに代えて、基部31g、軸状部31hを備える段付き円柱状の部材である。
基部31gは、基部15gと同様の外径を有しその厚さを低減した円板状部分である。
軸状部31hは、先端部に第2レンズ面4を有し、第2レンズ面4の外径に等しい外径を有し、基部31gの中心に立設されている。
このため、基部15gのフランジ面31fは、径方向内側では軸状部31hの外周面31aまで延ばされている。
The
The
The shaft-shaped
For this reason, the
角面部形成型32は、上型31の軸状部31hに外嵌し、スリーブ16の型挿入穴部16cに内嵌する円管状の管状部32hと、管状部32hの軸方向の一端部(図12の上側の端部)の側方に基部31gと重なる範囲に延ばされたフランジ部32gとを備える。
管状部32hの軸方向の他端部には、上記実施形態と同様の型合わせ面15c、テーパ状成形面15dが形成されている。
管状部32hの中心部には、上型31の軸状部31hの外周面31aに着脱可能に嵌合する孔径を有する孔部32bが形成されている。ただし、外周面31aと孔部32bとの間に形成される隙間は、成形時に軟化ガラス17Aが侵入しない隙間になっている。
フランジ部32gは、上型31の基部31gと重ねたときに第2型部15の基部15gと同厚さとなる厚さを有している。フランジ部32gの一端側にフランジ面15fに当接する平面からなる上端面32fが形成され、他端側には、フランジ面15fが形成されている。
The square surface
The other end portion in the axial direction of the
A
The
このような構成の第2型部30は、第2型部15とまったく同様の外形を有するため、第2型部30を備える光学素子成形型10Dを用いることにより、上記実施形態と同様にして、レンズ1を成形することができる。
本変形例によれば、上型31と、角面部形成型32とを別々に加工することができるため、第2レンズ面成形面15eが隣接しない状態で、第2レンズ面成形面15eの研磨加工と、型合わせ面15cとテーパ状成形面15dとの粗面加工とを、それぞれ別個に行うことができるため、型加工が容易となる。
Since the
According to this modification, since the
なお、上記の実施形態および各変形例の説明では、光学素子として、両凹レンズを成形する場合の例で説明したが、光学素子がレンズである場合に、光学面は凹面でも凸面でも平面でもよく、形状や凹凸の組合せも、特に限定されない。例えば、光学素子は、凹平レンズ、両凸レンズ、凸平レンズ、メニスカスレンズのいずれであってもよく、レンズ1の場合と同様、凹面、凸面の形状は、球面、非球面などの適宜の形状を採用することができる。
また、光学素子は、ガラス素材をプレス成形して外形を形成する光学素子であれば、レンズには限定されない。例えば、プリズム、ミラー、フィルタ、基板などの光学素子であってもよい。いずれの場合も、光学有効領域の表面は曲率を有していてもよいし、曲率を有しない平面であってもよい。また、曲率を有する場合には凸面でも凹面でもよい。
In the above description of the embodiment and each modification, an example in which a biconcave lens is molded as an optical element has been described. However, when the optical element is a lens, the optical surface may be concave, convex, or flat. The combination of shape and unevenness is not particularly limited. For example, the optical element may be any one of a concave flat lens, a biconvex lens, a convex flat lens, and a meniscus lens. As in the case of the lens 1, the shape of the concave surface and the convex surface is an appropriate shape such as a spherical surface or an aspheric surface. Can be adopted.
The optical element is not limited to a lens as long as it is an optical element that presses a glass material to form an outer shape. For example, optical elements such as prisms, mirrors, filters, and substrates may be used. In any case, the surface of the optically effective region may have a curvature or a plane having no curvature. Moreover, when it has a curvature, a convex surface or a concave surface may be sufficient.
また、上記実施形態および各変形例の説明では、第1型部および第2型部が、角面部成形面を有する場合の例で説明したが、第1型部および第2型部のいずれか一方が角面部成形面を有している構成も可能である。
角面部成形面を有しない成形面で成形される光学素子の角面部は、切削加工や研磨加工などによって成形後に角面部の形状を形成してもよい。この場合、角面部成形面によって成形された角面部は、切削加工や研磨加工を必要としないため、両方の角面部を切削加工や研磨加工により形成する場合に比べて、製造コストが安価になる。
また、角面部に自由面が形成されていても、光学素子の使用時に自由面に光束が到達しないことが分かっている場合には、自由面を含む角面部を残しておいてもよい。例えば、適宜の開口絞りが存在するなどして入射側の光束径が小さいような場合に、入射側の端面に形成される角面部に内面反射が起こるような光束が到達しないことが分かっている場合がある。
In the description of the embodiment and each of the modified examples, the first mold part and the second mold part have been described as an example in which the square surface part molding surface is provided, but either the first mold part or the second mold part is used. A configuration in which one side has a square surface forming surface is also possible.
The corner portion of the optical element molded with a molding surface having no corner surface molding surface may be formed into a shape of the corner portion after molding by cutting or polishing. In this case, since the corner portion formed by the corner portion molding surface does not require cutting or polishing, the manufacturing cost is lower than when both corner portions are formed by cutting or polishing. .
In addition, even if a free surface is formed in the corner portion, if it is known that the light beam does not reach the free surface when the optical element is used, the corner portion including the free surface may be left. For example, it is known that a light beam that causes internal reflection does not reach the angular surface portion formed on the end surface on the incident side when the diameter of the light beam on the incident side is small due to the presence of an appropriate aperture stop. There is a case.
また、上記第1変形例では、R面成形面13g、15iが、断面が円弧状のR面であるとして説明したが、R面でなくても、凹状の湾曲面であればよい。このため、湾曲面の断面形状は、円弧状には限定されない。例えば、曲率半径が連続的に変化する湾曲面であってもよい。
In the first modification, the R-
また、上記実施形態および各変形例の説明では、光学素子の第2面が、光学面である第2レンズ面4のみからなる場合の例で説明したが、これは一例であって、第2面は、第1面と同様に、光学面と、この光学面の外周に形成された平坦面とを備える光学素子を成形してもよい。この場合、光学素子成形型の構成は、第1型部11の構成から容易に理解することができる。
In the description of the embodiment and each modification example, the second surface of the optical element is described as an example in which the second surface is only the
また、上記実施形態および各変形例の説明では、第1型部、第2型部の型構造として、中心型部と外周型部とに分割された型構造、分割されていない型構造、光学面を成形する型部分と角面部を成形する型部分とを分割する型構造の例で説明したが、これらの型構造は、第1型部、第2型部のいずれにも適用可能である。
また、複数の型部分に分割された型構造では、型分割の仕方は、上記の分割以外の単位、個数に分割してもよい。
In the description of the embodiment and each modification, the mold structure of the first mold part and the second mold part is divided into the mold structure divided into the central mold part and the outer mold part, the mold structure not divided, and the optical structure. The example of the mold structure that divides the mold part that molds the surface and the mold part that molds the square surface part has been described. However, these mold structures can be applied to both the first mold part and the second mold part. .
In the mold structure divided into a plurality of mold parts, the mold division method may be divided into units and numbers other than the above division.
また、上記実施形態および各変形例の説明では、第1型部、第2型部、側型部が、別体の構成からなる場合の例で説明したが、第1型部および側型部、もしくは第2型部および側型部は、それぞれ一体化されていてもよい。すなわち、分割不能に一体化されていてもよいし、分割可能に一体化されていてもよい。 In the description of the embodiment and each modification, the first mold part, the second mold part, and the side mold part have been described as examples in which the first mold part, the second mold part, and the side mold part have separate configurations. Alternatively, the second mold part and the side mold part may be integrated. That is, it may be integrated so that it cannot be divided, or may be integrated so that it can be divided.
また、上記実施形態および各変形例の説明では、互いに当接される型部分をそれぞれ粗面加工することにより、気体流出部を形成する場合の例で説明したが、互いに当接される型部分の一方のみを粗面加工することにより、気体流出部を形成することも可能である。
また、互いに当接される型部分が密着する構成の場合に、少なくともいずれかの型部分に溝部を設けて気体流出部を形成することも可能である。この場合、成形空間Sに開口する開口の大きさは、成形時の軟化ガラス17Aが侵入しない大きさとする。
In the description of the embodiment and each modification, the example in which the gas outflow part is formed by roughening the mold parts that are in contact with each other has been described. It is also possible to form a gas outflow portion by roughing only one of the two.
In the case where the mold parts that are in contact with each other are in close contact with each other, it is also possible to form a gas outflow part by providing a groove in at least one of the mold parts. In this case, the size of the opening that opens into the molding space S is set such that the softened
また、上記実施形態および各変形例の説明では、光学素子成形装置50の成形室20における動作の一例について説明した。光学素子成形装置50では、成形室20の搬入口20a、搬出口20bには、成形室20とは独立に不活性ガス置換を行う置換室を設けた構成としてもよい。
この場合、置換室内の雰囲気を不活性ガス置換した状態で、光学素子成形型組立体を搬入口20aから搬入し、あるいは搬出口20bから搬出することで、成形室20を常時不活性ガス置換した状態とすることが可能である。
このような装置構成では、成形室20内に、2つの光学素子成形型組立体を投入して、連続的に成形を継続することができるため好ましい。
In the description of the above embodiment and each modification, an example of the operation in the
In this case, with the atmosphere in the replacement chamber replaced with an inert gas, the
Such an apparatus configuration is preferable because two optical element mold assemblies can be put into the
また、上記に説明したすべての構成要素は、本発明の技術的思想の範囲で適宜組み合わせたり、削除したりして実施することができる。
例えば、上記第4変形例の第2型部30は、上記実施形態、第3変形例でも使用可能である。
また、上記実施形態の第2型部15に代えて上記第1変形例の第2型部15Aを用いることにより、第1面側に角面部3を、第2面側に角面部5Aを有する光学素子を成形することも可能である。
また、上記第2、第3変形例で説明したテーパ状成形面13dをR面成形面13gに置き換えることも可能である。
Further, all the components described above can be implemented by being appropriately combined or deleted within the scope of the technical idea of the present invention.
For example, the
Further, by using the
It is also possible to replace the tapered
1、1A、1B、1C、1D レンズ(光学素子)
2 第1面
2a 第1レンズ面(光学面)
2b 平坦面
3、3A、3B、3C、5、5A 角面部
3a テーパ面
3b、3e 平面部
3d 円筒面
4 第2レンズ面(第2面、光学面)
6 レンズ側面(側面)
10、10A、10B、10C、10D 光学素子成形型
11、11A、11B、11C 第1型部
12 下型
12c 第1レンズ面成形面(軸方向成形面、光学面成形面)
13、13A、13B、13C 端面型
13c、14d 上端面
13d、15d テーパ状成形面(角面部成形面、傾斜面、断面円弧状のR面)
13e 平坦面成形面(軸方向成形面)
13g、15i R面成形面(角面部成形面、傾斜面)
13h 平面部(角面部成形面)
13i 円筒状成形面(角面部成形面)
14 側型部
14b 側面成形面(外周成形面)
14c 下端面
15、15A、30 第2型部
15c 型合わせ面
15d テーパ状成形面(角面部成形面、傾斜面)
15e 第2レンズ面成形面(軸方向成形面、光学面成形面)
16 スリーブ
16b 貫通孔部
16c 型挿入穴部
16e 気体排出孔(気体流出部)
17 ガラス素材
17a 自由面
17A 軟化ガラス
18、18A 光学素子成形型組立体
20 成形室
31 上型
32 角面部形成型
50 光学素子成形装置
51 加熱・加圧ステージ
52 冷却ステージ
C1、C2 隙間(気体流出部)
E 隅部隙間
G 不活性ガス
O レンズ光軸
P 中心軸線
S 成形空間
1, 1A, 1B, 1C, 1D Lens (optical element)
2
2b
6 Lens side (side)
10, 10A, 10B, 10C, 10D Optical element molding die 11, 11A, 11B, 11C
13, 13A, 13B, 13C End face
13e Flat molding surface (axial molding surface)
13g, 15i R surface molding surface (square surface molding surface, inclined surface)
13h Flat surface (square surface molding surface)
13i Cylindrical molding surface (square surface molding surface)
14
14c
15e Second lens surface molding surface (axial molding surface, optical surface molding surface)
16
17
E Corner gap G Inert gas O Lens optical axis P Center axis S Molding space
Claims (4)
少なくとも前記第1面を形成する軸方向成形面を有する第1型部と、
少なくとも前記第2面を形成する軸方向成形面を有する第2型部と、
前記側面を形成する外周成形面を有する側型部と、
を備え、
前記第1型部および前記第2型部の少なくとも一方は、
前記角面部を成形するために前記軸方向成形面の外周部から突出して外側に向かう傾斜面を含む角面部成形面を有し、
前記外周成形面と前記角面部成形面とは、前記光学面を成形する部位に比べて粗面とされている、光学素子成形型。 The heated glass material is pressed in a uniaxial direction, and is arranged between the first surface and the second surface, and the first surface and the second surface, which are disposed apart from each other in the uniaxial direction and include an optical surface. An optical element molding for molding an optical element having a side surface formed on an outer peripheral side, wherein the first surface and the side surface, and the second surface and the side surface are connected to each other via a corner surface portion. Type,
A first mold part having at least an axial molding surface forming the first surface;
A second mold part having at least an axial molding surface forming the second surface;
A side mold part having an outer peripheral molding surface forming the side surface;
With
At least one of the first mold part and the second mold part is:
Have a square face forming surface including an inclined surface outward projecting from an outer peripheral portion of the axial molding surface for molding the angle surface,
The outer periphery and the molding surface and the angle surface molding surface, said that is a rough surface than in a portion for molding the optical surface, the optical element molding die.
前記光学素子の前記光学面を成形する光学面成形面と、
該光学面成形面の外周部に隣接され、前記光学素子の前記光学面の外周に前記1軸方向に交差する平坦面を形成する平坦面成形面と
を有し、
前記第1型部および前記第2型部の少なくとも一方は、
前記光学面成形面を有する中心型部と、
前記平坦面成形面および前記角面部成形面を有する外周型部と
を備え、
前記外周型部における前記平坦面成形面および前記角面部成形面は、前記光学面を成形する部位に比べて粗面とされていることを特徴とする請求項1に記載の光学素子成形型。 The axial molding surface of at least one of the first mold part and the second mold part is:
An optical surface molding surface for molding the optical surface of the optical element;
It is adjacent to the outer periphery of the optical surface molding surface, and a flat surface molding surface to form a flat surface that intersects the one axial direction on the outer periphery of the optical surface of the optical element,
At least one of the first mold part and the second mold part is:
A central mold part having the optical surface molding surface;
An outer peripheral mold portion having the flat surface molding surface and the square surface molding surface ,
Wherein said flat surface molding surface and the angle surface molding surface of the outer peripheral-type unit, the optical element molding die according to claim 1, characterized that you have been roughened as compared to a portion for molding the optical surface.
ことを特徴とする請求項1または2に記載の光学素子成形型。 A gas outflow part that allows gas in the molding space to flow out from a molding space in which the glass material is disposed between at least one of the first mold part and the second mold part and the side mold part. optical element molding die according to claim 1 or 2, characterized in that There are formed.
テーパ面または断面円弧状のR面である
ことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の光学素子成形型。 The inclined surface of the square surface molding surface is:
The optical element molding die according to any one of claims 1 to 3 , wherein the optical element molding die is a tapered surface or an R surface having an arcuate cross section.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012257397A JP6037795B2 (en) | 2012-11-26 | 2012-11-26 | Optical element mold |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012257397A JP6037795B2 (en) | 2012-11-26 | 2012-11-26 | Optical element mold |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2014105118A JP2014105118A (en) | 2014-06-09 |
JP6037795B2 true JP6037795B2 (en) | 2016-12-07 |
Family
ID=51026919
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2012257397A Active JP6037795B2 (en) | 2012-11-26 | 2012-11-26 | Optical element mold |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6037795B2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101811944B1 (en) * | 2016-03-08 | 2017-12-22 | 서민호 | Frying machine |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20210223512A1 (en) * | 2018-06-08 | 2021-07-22 | Sony Semiconductor Solutions Corporation | Imaging device |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3922834B2 (en) * | 1999-06-24 | 2007-05-30 | Hoya株式会社 | Mold for glass optical element and method for producing glass optical element using the mold |
JP5021205B2 (en) * | 2005-01-19 | 2012-09-05 | Hoya株式会社 | Mold press mold and optical element manufacturing method |
JP4848165B2 (en) * | 2005-09-30 | 2011-12-28 | Hoya株式会社 | Optical element manufacturing method and glass lens |
JP5458463B2 (en) * | 2006-07-03 | 2014-04-02 | 住友電気工業株式会社 | Manufacturing method of ceramic optical parts |
JP2009069221A (en) * | 2007-09-10 | 2009-04-02 | Olympus Corp | Optical component |
JP2010208873A (en) * | 2009-03-06 | 2010-09-24 | Olympus Corp | Molding die for optical element and method for producing optical element |
TW201034829A (en) * | 2009-03-27 | 2010-10-01 | Kinik Co | Mold of optical lens |
JP5608427B2 (en) * | 2010-05-31 | 2014-10-15 | オリンパス株式会社 | Optical element manufacturing method and mold set |
JP5396409B2 (en) * | 2011-02-04 | 2014-01-22 | オリンパス株式会社 | Optical element manufacturing method |
-
2012
- 2012-11-26 JP JP2012257397A patent/JP6037795B2/en active Active
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101811944B1 (en) * | 2016-03-08 | 2017-12-22 | 서민호 | Frying machine |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2014105118A (en) | 2014-06-09 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20060284327A1 (en) | Optical unit manufacturing method, optical unit, and forming apparatus | |
JP3849669B2 (en) | Optical element manufacturing method | |
JP6037795B2 (en) | Optical element mold | |
JP2003104739A (en) | Mold for forming optical element with lens barrel | |
US20100242544A1 (en) | Optical lens forming mold | |
JP4666677B2 (en) | Mold press mold and optical element manufacturing method | |
CN101386465A (en) | Mould of moulded glass | |
JP4549820B2 (en) | Mold press mold, method for manufacturing the same, and method for manufacturing optical element | |
JP4786387B2 (en) | Method for manufacturing composite optical element and molding die therefor | |
WO2006046436A1 (en) | Optical component production system | |
JP7407528B2 (en) | glass lens mold | |
JP2001270724A (en) | Optical lens and metal mold for forming the same | |
JPH11157853A (en) | Method for forming optical element and forming mold therefor | |
JP4118668B2 (en) | Molding apparatus for press molding and method for producing molded body using the same | |
JPH08133764A (en) | Production of glass press lens | |
JP6545060B2 (en) | Glass element and method of manufacturing glass element | |
JP4508501B2 (en) | Mold for optical glass element | |
JP3214922B2 (en) | Optical element molding die and method of manufacturing the same | |
JP2000264654A (en) | Mold forming mold, its production and apparatus for producing the same | |
JP4668657B2 (en) | Mold press molding apparatus and method for manufacturing molded body | |
JPS60118640A (en) | Mold for forming glass lens | |
JPH02102134A (en) | Molding method of optical element | |
JP2006056724A (en) | Mold for press molding, and method of manufacturing optical elements | |
JP2007297229A (en) | Method for manufacturing optical device | |
JPH09268018A (en) | Press molding for optical element and apparatus therefor |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20150828 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20160413 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20160524 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20160721 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20160722 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20161025 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20161101 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 6037795 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |