DE69113327T2 - Verfahren zur Herstellung optischer Elemente. - Google Patents

Verfahren zur Herstellung optischer Elemente.

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Description

    HINTERGUND DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung betrifft generell den Bereich der Optik, und insbesondere ein Verfahren zum Herstellen optischer Instrumente bzw. Bauteile, d.h. optischer Elemente mit hoher Genauigkeit, die zum Einsatz bei einem optischen Diskettengerät und dgl. vorgesehen sind.
  • In der Vergangenheit sind im Zusammenhang mit dem Herstellen von optischen Bauteilen bzw. Instrumenten oder optischen Elementen (nachstehend als optische Elemente bezeichnet), beispielsweise von Linsen, Prismen usw. für das Polieren eines Rohmaterials für das optische Element, wie beispielsweise Glas und dgl. verschiedene andere Verfahren zum Formen bzw. Gießen des optischen Elements durch Hitzeeinwirkung und Druckbeaufschlagung auf das in eine Metallform hierzu eingebrachten Rohmaterials vorgeschlagen worden. Obwohl das Verfahren zur Formgebung unter Druck durch Gießen des Glasmaterials in einem geschmolzenen Zustand in die Form im Hinblick auf das Glasrohmaterial höchst effizient ist, ist ein derartiges Verfahren für ein Linsengebilde mit hoher Genauigkeit aufgrund der Schwierigkeit bei der Steuerung der Glaskontraktion während des Abkühlens nicht geeignet. Daher besteht die allgemeine Praxis darin, daß das vorher in eine vorbestimmte Gestalt gebrachte Glasrohmaterial zwischen Stempeln zum Erhitzen und nachfolgenden Formen durch Druck eingebracht wird, wie dies z.B. in der japanischen Patentveröffentlichung Tokkaisho Nr. 58-84134 offenbart ist.
  • Es ist in dem Fall, bei dem eine Hochpräzisionslinse durch einmaliges Formen in der bekannten, vorstehend erläuterten Weise hergestellt werden soll, notwendig, daß das zum Einsatz in dem Formgebungsprozeß vorgesehene Glasrohmaterial vorher in eine Gestalt gebracht wird, die soweit wie möglich mit der Gestalt der gewünschten Linse übereinstimmt. Zum Beschränken des äußeren Umfangs der Linse wird üblicherweise bei dem Formgebungsprozeß eine Tonnenform verwendet. Da es bei dem vorstehenden Fall keinen Bereich zum Abgeben von überschüssigem Glas gibt, ist es erforderlich, das Gewicht des Glasrohmaterials in Übereinstimmung mit dem der herzustellenden Linse genau zu halten. Für diesen vorgenannten Zweck ist z.B. in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Tokkaisho Nr. 59- 141435 bekanntermaßen auch ein Verfahren zum Erhöhen eines Zuschlags in der Gewichtsanpassung des Glases durch Absorption von zusätzlichem Glas mittels Vorsehen eines Entlastungsmittels an einem Teil der Tonnenform sowie an dem oberen und dem unteren Stempel vorgeschlagen wurden. Es ist ebenso wichtig, die geformte Oberfläche des Glasrohmaterials durch Ausführen einer vorausgehenden Behandlung zum genauen Steuern der Rauhheit des Glasmaterials so gleichmäßig wie möglich zu machen, um eine Linse mit einer gleichmäßigen Oberfläche zu erhalten, wie dies in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Tokkaisho Nr. 60- 9716 offenbart ist. Bei den bekannten, vorstehend erläuterten Vorgehensweisen ist es notwendig, daß Gewicht des Glasrohmaterials genau zu kontrollieren, oder das Entlastungsmittel in der Konstruktion der Form vorzusehen. Wenn jedoch ein derartiges Entlastungsmittel in der Konstruktion der Form vorgesehen ist, besteht ein Problem darin, daß die geformte Linse dazu neigt einen hohen Anteil an optisch unwirksamen Bereichen aufzuweisen, wodurch das Gewicht der Linse erhöht wird. Auf der anderen Seite erfolgt die Vorgehensweise zum genauen Steuern des Gewichtes des Glasmaterials auf verschiedenen Wegen in Abhängigkeit davon, wie die Gestalt des Glasrohmaterials bestimmt wird. Beispielsweise kann in dem Fall, wo die Gestalt des Glasrohmaterials in eine Glasvorform, die mit einem Endprodukt annähernd übereinstimmt, gebracht wird, ein solches Problem entstehen, daß aufgrund der Schwierigkeit in der Vorbehandlung 3 % des Gewichtes zu einer Streuung in der Breite bzw. Weite mit einem Anstieg der Kosten führen. Demgemäß wird zum genauen Steuern des Gewichtes die Säulenform bevorzugt, welche höchst einfach bei geringen Kosten der Vorbehandlung ausgesetzt werden kann. Jedoch besteht aufgrund der Tatsache, daß eine Randkante oder ein Eckabschnitt zwischen einem zylindrischen Abschnitt der Säulenform und ihrem oberen, flachen Endabschnitt ein rechter Winkel ist, ein Problem auch darin, daß ein derartiger Randabschnitt des zu formenden Rohmaterials dazu neigt, daß er während seiner Zuführung in die Form abgesplittert wird.
  • Ein weiterer an die Stelle des Polierverfahrens tretender Formgebungsprozeß ist z.B. in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Tokkaisho Nr. 60-246231 offenbart. Unter Bezugnahme auf die Zeichnungsfiguren wird nun nachstehend das bekannte Formgebungsverfahren erläutert.
  • Wenn optische Elemente durch Druckformgebung erzeugt werden, wird das Rohmaterial für die optischen Elemente generell in einer vorbestimmten Größe abgelängt, um so bis dicht an den Glaserweichungspunkt erhitzt zu werden. Anschließend wird das so vorerhitzte Rohmaterial für das optische Element zwischen einem oberen und einem unteren Stempel eingebracht und so bearbeitet, daß das Rohmaterial in eine Form gebracht wird, die im wesentlichen mit der eines fertiggestellten optischen Elements, z.B. einer fertiggestellten Linse, übereinstimmt, wenn das Rohmaterial der Formschließung ausgesetzt wird, wodurch eine Druckformgebung bei einer vorbestimmten Temperatur bewirkt wird.
  • Im Hinblick auf das Herstellverfahren oder die Bearbeitungskosten für das Material sollte vorzugsweise die Konfiguration des zu formenden Rohmaterials für das optische Element so einfach wie möglich sein. So ist z.B. ein Rohmaterial 1 in einer Säulenform, wie dies in Figur 1 gezeigt ist, verfügbar, welches durch Abschneiden bei einer vorbestimmten Breite erhalten wird, wobei ein stangenförmiges Rohmaterial durch einen spitzenlosen Herstellvorgang so bearbeitet wird, daß es einen vorbestimmten Außendurchmesser aufweist. Wenn jedoch das in der vorstehend beschriebenen Weise bearbeitete Rohmaterial dem Formgebungsvorgang ausgesetzt wird, wird das Rohmaterial 1 bzw. werden die Eck- oder Kantenbereiche 21 (nachstehend als Kantenbereiche bezeichnet) zunächst deformiert, wie dies in Figur 8 gezeigt ist. Daher werden die Bereiche des Rohmaterials 1, die an dem oberen Stempel 12 und an dem unteren Stempel 13 anliegen, in unerwünschter Weise veranlaßt sich dem oberen und dem unteren Stempel anzupassen, wodurch geschlossene Räume 22 entstehen, die einmal gebildet bis zur Beendigung des Formgebungsvorganges vorhanden bleiben. Daher werden die Bearbeitungsoberflächen der Stempel nicht vollständig auf das Rohmaterial 1 übertragen, wodurch eine fehlerhafte Linse entsteht.
  • Eine bekannte Vorgehensweise zum Verhindern eines solchen unzureichenden, vorstehend erläuterten Übertragungsfehlers wird nun nachstehend unter Bezugnahme auf die Figur 7 erläutert, die den Aufbau einer bekannten Formgebungsvorrichtung wiedergibt.
  • Gemäß Figur 7 ist die Formgebungsvorrichtung so angeordnet, daß ein unterer Stempel 13 an einer Basis 13B durch eine Verbindungsstange 13A befestigt ist, wogegen ein oberer Stempel 12 mit einer Kolbenstange 12B über eine Verbindungsstange 12A verbunden ist. Das Rohmaterial 1 für das optische Element wird durch eine Heizeinrichtung 18 auf eine Formgebungstemperatur erhitzt. Wenn das Rohmaterial 1 eine gewünschte Formgebungstemperatur erreicht hat, wird die obere Form 12 durch hydraulische Zylinder 19 abgesenkt, um in Kontakt mit dem Rohmaterial 1 zu gelangen. Anschließend wird die obere Form 12 zum Druckbeaufschlagen einer vertikalen, oszillierenden Bewegung ausgesetzt, beispielsweise mittels eines Servopulsars 20, der an der Vorrichtung angebracht ist. Eine derartige oszillierende Druckbeaufschlagung wird z.B. bis zu 90 % des Gesamthubes ausgeübt, während zur Formgebung in den verbleibenden 10 % eine gleichmäßige Druckbeaufschlagung erfolgt. Nach Beendigung des gesamten Druckbeaufschlagungshubes wird die Energiezuführung unterbrochen und die Form geöffnet, wenn die Temperatur auf ein erwünschtes Niveau abgesenkt ist, wobei die fertiggestellte Linse nach dem Abkühlen herausgenommen wird.
  • Ein weiteres Verfahren zum Herstellen eines optischen Glaselements ist aus der JP- A-1-252542 bekannt, wobei ein Glasrohmaterial zu einer bikonvexen Form gerundet, in Fluorwasserstoffsäure eingebettet, mit destilliertem Wasser gewaschen und getrocknet wird. Nach Wiederholung des vorstehend erwähnten Einbettungsvorganges wird das erhaltene Glasrohmaterial einer Ionenstrahlbehandlung ausgesetzt, wobei eine Vakuumkammer evakuiert, das geätzte Glasrohmaterial auf einem Substrattragdom angeordnet, das Material auf ca. 300 ºC erhitzt und das Material mit einem Ionenstrahl bestrahlt wird, der von einer Ionenstrahlkanone erzeugt wird. Das den vorstehend genannten Behandlungen ausgesetzte Glasrohmaterial wird zwischen einem Paar spiegelpolierter Formen eingesetzt, auf eine Temperatur nahe dem Erweichungspunkt des Glases erhitzt und einem Druckformgebungsprozeß durch Anwenden von Druck auf die Formen ausgesetzt, um das optische Glaselement zu erhalten.
  • EP-A-316 040 offenbart ein Verfahren zum Herstellen bikonvexer Linsenelemente, die eine bikonvexe Glaslinse und einen Halter enthalten, der aus zwei zylindrischen Ringen besteht, welche mit Bezug zueinander teleskopartig zusammenschiebbar bzw. auseinanderziehbar sind und die verschiedene Durchmesser aufweisen, so daß sich ein ringförmiger Zwischenraum bildet. Ein Linsenrohling wird zusammen mit dem Halter in der ausgefahrenen Teleskopposition der Ringe auf die Bearbeitungstemperatur des Glases erhitzt und zwischen den erhitzten Stempeln einer Form angeordnet, wonach die Stempel in einem Druckhub aufeinander zu bewegt werden, wobei die beiden Ringe teleskopartig ineinander fahren, wobei der Linsenrohling in dem Halter in eine bikonvexe Glaslinse geformt wird und wobei die Überschußmenge an Glas aus dem heißeren Mittenbereich des Glasrohlings in den ringförmigen Zwischenraum gepreßt wird. Nach dem Abkühlen wird das Linsenelement erhalten.
  • Jedoch können in dem Fall, wo die Formgebung durch Bearbeiten des zu formenden Rohmaterials für das optische Element in der vorstehend beschriebenen Weise ausgeführt wird, solche Defekte, wie die Bildung von Sprüngen oder Absplitterungen an den Kantenbereichen des Rohmaterials, welches in Berührung mit den Stempeln steht, wenn das Glasrohmaterial in die Form eingebracht wird, auftreten. Wird die Formgebung unter dem vorstehend beschriebenen Zustand ausgeführt, so finden sich eine Reihe von Fällen, wo gebrochenes Rohmaterial die Stempel beschädigt, die Konfiguration des fertiggestellten Produkts im Hinblick auf die Genauigkeit ungenügend oder im Hinblick auf die Erscheinung des fertiggestellten Produkts aufgrund des Zurückbleibens von gebrochenem Rohmaterials an der Oberfläche des dem Formgebungsprozeß unterworfenen optischen Elements nicht ausreichend ist. Da die Seitenfläche des zu formenden Rohmaterials für das optische Element eine Fläche aus einem spitzenlosen Schleifvorgang ist, ist daher die Rauhheit verhältnismäßig groß wodurch ihr Transmissionsfaktor bzw. Lichtdurchlaßgrad in unerwünschter Weise aufgrund der folgenden Störung der Rauhheit als Teil der optisch wirksamen Fläche des optischen Elements gestört ist. Weiterhin neigt bei der Herstellung des optischen Elements durch das vorstehend erläuterte Formgebungsverfahren die obere Form, welche die geformte Fläche des optischen Elements bestimmt, dazu, Luft aufgrund des wiederholten Kontakts mit und des Abhebens von dem optischen Element in dem Formgebungsprozeß einzubringen, wodurch Luftblasen in dem Rohmaterial während des Formgebungsprozesses gesammelt werden. Während der oszillierenden Druckbeaufschlagung des oberen Stempels ist weiterhin die Fluchtung in der Position mit dem unteren Stempel sehr schwierig. Es ist daher extrem schwierig, die Neigung an gegenüberliegenden Flächen des optischen Elements innerhalb einer bestimmten Toleranz zu halten. Da weiterhin der obere Stempel die oszillierende Druckbeaufschlagung wiederholt, neigt die Temperaturverteilung dazu, uneinheitlich zu sein, wobei eine andere Temperaturverteilung innerhalb des optischen Elements zu finden ist, und als Ergebnis eine Formvertiefung an dem optischen Element gebildet wird, wodurch es unmöglich wird, die optischen Anforderungen zu erfüllen.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Demgemäß besteht eine wesentliche Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein Verfahren zum Herstellen optischer Elemente zu schaffen, welches in der Lage ist, optische Elemente mit hoher Genauigkeit durch Formgebung unter Einsatz eines Formgebungsmaterials für das optische Element zu erzeugen, das einer Vorbehandlung unterworfen wird, um Beschädigungen, wie Bruchbildung oder Absplitterungen an den Kantenbereichen des Formgebungsmaterials zu verhindern, welche in Kontakt mit den Stempeln gelangen, wenn dieses Material in die Form eingebracht wird.
  • Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein wie vorstehend beschriebenes Verfahren zum Herstellen optischer Elemente zu schaffen, welches ohne weiteres in einem Herstellungsprozeß für die optischen Elemente bei geringen Kosten eingefügt werden kann.
  • Um diese und weitere Aufgaben zu lösen, wird gemäß der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zum Herstellen eines optischen Elementes geschaffen, welches die folgenden Schritte enthält: Anordnen eines zu formenden Glasmaterials für ein optisches Element in einem Raum zwischen einem ersten Formstempel und einem zweiten dem ersten Formstempel gegenüberliegend angeordneten Formstempel sowie Erzeugen des optischen Elementes, wie beispielsweise einer Linse, eines Prismas und dgl. durch Formen des zu formenden Glasmaterials für ein optisches Element unter Anwendung von Wärme und Formgebungsdruck, wobei das zu formende Glasmaterial für ein optisches Element säulenförmig ausgebildet ist und einen zylindrischen Abschnitt sowie einander gegenüberliegende, flache Endabschnitte aufweist und an jedem seiner Kantenbereiche zwischen dem zylindrischen Abschnitt und den einander gegenüberliegenden, flachen Endabschnitten durch vorherige physikalische oder chemische Bearbeitung der Kantenbereiche des zu formenden Glasmaterials für ein optisches Element ein Krümmungsradius größer als 0,05 mm gebildet worden ist, wobei der Schritt des Formens des zu formenden Glasmaterials für ein optisches Element unter Anwendung von Wärme und Druck so ausgeführt wird, daß der Formdruck mehr als einmal während des Formens verringert wird.
  • Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstände der Unteransprüche.
  • Demgemäß wird eine Krümmung an einem Randbereich, d.h. einem Kanten- oder Eckbereich, wo ein zylindrischer Abschnitt des säulenförmigen Glasrohmaterials im rechten Winkel auf seinen oberen flachen Flächenberich stößt durch Anwenden eines chemischen Ätzprozesses oder durch Hitze oder Strahlungshitze eines Kohlenstoffdioxidgaslasers geschaffen, wodurch die mechanische Festigkeit an solchen Eckabschnitten des Glasrohmaterials gesteigert wird. Daher kann das Glasrohmaterial in die Form ohne Absplitterung an dem Kantenbereich eingebracht werden, wodurch das Herabfallen von gebrochenen Teilen des Glasrohmaterials in die Form verhindert werden kann. Wenn der chemische Ätzprozeß zum Bilden der Krümmung an dem Kantenbereich eingesetzt wird, kann die Krümmung ohne weiteres gebildet werden, da der Kantenbereich dem Ätzprozeß weitaus schneller als andere Bereiche ausgesetzt wird. Da weiterhin ein großer Betrag an Rohmaterial auf einmal in einer Ätzlösung eingebettet werden kann, können im Hinblick auf diesen Punkt die Kosten reduziert werden.
  • Wenn der Kohlendioxidgaslaser nur für den Kantenbereich des Rohmaterials verwendet wird, wird die Energie des Laserlichts, da dessen Wellenlänge in der Nähe von 10,6 um liegt, nahe der Oberfläche des Rohmaterials absorbiert, umso in Hitzeenergie konvertiert zu werden, wodurch die Krümmung an dem Kantenbereich effektiv erzeugt werden kann. Wenn insbesondere die Rauhheit an dem flachen Flächenabschnitt auf weniger als 0,1 um gesetzt wird, kann sogar in dem Fall, wo der flache Flächenabschnitt innerhalb des wirksamen Durchmessers des optischen Elements gebildet wird, wenn das zu formende Rohmaterial des optischen Elements durch einen Druckformungsvorgang erhalten werden soll, ein günstiger Transmissionsfaktor erhalten werden.
  • Wenn weiterhin ein Krümmungsradius des geschaffenen Kantenbereichs auf 0,1 mm gesetzt wird, wird die Möglichkeit beseitigt, daß der Transmissionsfaktor aufgrund der Tatsache, daß ein Teil des zylindrischen Abschnitts, der eine grobe Rauhheit aufweist, Teil des wirksamn Durchmesserabschnitts des geformten optischen Elements bildet, gestört ist. In dem Fall, wo der Krümmungsradius des Kantenabschnitts des Rohmaterials kleiner als 0,1 mm ist, erstreckt sich dieser Teil des zylindrischen Abschnitts nicht auf den wirksamen Durchmesserabschnitt des optischen Elements nach der Formgebung, da der Betrag des Teils des zylindrischen Abschnitts mit der großen Rauhheit, um in den flachen Flächenabschnitt des Rohmaterials zu gelangen, sehr klein ist.
  • Weiterhin können die nachstehend erläuternden Wirkungen bei dem Herstellvorgang des optischen Elements, bei dem das Rohmaterial für das optische Element, das durch Deformation des Kantenbereichs mittels einer Vorbehandlung eines zu formenden Vorrohmaterials für ein optisches Element erzeugt und gleichzeitig in einer Spiegelfläche an seinen Seitenflächen geformt wird, zwischen dem oberen und dem unteren Stempel zum Ausführen einer Hitzedruckbeaufschlagung für die Formgebung mittels Hitze und Druck in dem Zustand, wo das Rohmaterial in dichten Kontakt mit dem oberen und dem unteren Stempel während des gesamten Formgebungsprozesses gehalten wird, eingebracht wird, durch Verringerung des Druckes zumindest mehr als einmal oder der Verringerung des Druckes auf 0 während des Formgebungsvorganges durch Erhitzen und Druckbeaufschlagung erreicht werden.
  • Insbesondere sind die Wirkungen solche, daß, da das zu formende Rohmaterial für ein optisches Element mit einem Krümmungsradius von 0,1 mm an seinem Kantenbereich ausgebildet ist, das Material mit den Stempeln durch Flächenkontakt in Berührung gelangt, wenn es in die Form eingebracht wird, und daß kein Absplittern oder Brechen an diesem Kantenbereich auftritt. Aufgrund des Flächenkontaktes kann weiterhin eine bessere Wärmeleitung im Vergleich zu den Fällen erreicht werden, wo keine Krümmung an dem Kantenbereich vorgesehen ist, wodurch die Zeit bis zum Erreichen des für den Druckformgebungsvorgang notwendigen Zustandes verkürzt werden kann. Da außerdem die Temperaturverteilung innerhalb des zu formenden Rohmaterials für ein optisches Element weitestgehend entfernt ist, wird die Glaskontraktion während des Abkühlens für eine verbesserte Genauigkeit in der Gestalt des optischen Elements einheitlich. Da das zu formende Rohmaterial für ein optisches Element gemäß der vorliegenden Erfindung seine Spiegelfläche an seiner Seitenfläche aufweist, kann der Transmissionsfaktor des optischen Elements verbessert werden. Da weiterhin das Rohmaterial dem Druckformgebungsvorgang nach einer Verringerung des Formgebungsdrucks, vorzugsweise auf 0, zumindest mehr als einmal während des Formgebungsvorganges wieder ausgesetzt wird, wird der Raum, der durch die Übertragungsfläche des Stempels und der Endfläche des Rohmaterials umgeben ist, beseitigt, und daher die Form des Stempels auf das Rohmaterial günstig übertragen, wodurch ein optisches Element mit günstigeren optischen Leistungsmerkmalen geschaffen wird.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird insbesondere weiterhin ein Verfahren zum Herstellen eines optischen Elementes geschaffen, welches die folgenden Schritte enthält: Anordnen eines zu formenden Glasmaterials für ein optisches Element in einem Raum zwischen einem ersten Stempel und einem zweiten, dem ersten Stempel gegenüberliegend angeordneten Stempel und Erzeugen des optischen Elements, wie beispielsweise einer Linse, eines Prismas und dgl. durch Formen unter Hitze und Druckbeaufschlagung. Das säulenförmige, zu formende Glasmaterial für ein optisches Element weist einen zylindrischen Abschnitt und einander gegenüberliegende, flache Endabschnitte auf. An jedem seiner Kantenbereiche ist zwischen dem zylindrischen Abschnitt und den flachen Endabschnitten durch vorherige physikalische oder chemische Bearbeitung der Kantenbereiche des zu formenden Glasmaterials für ein optisches Element ein Krümmungsradius größer als 0,05 mm gebildet worden, wobei der Schritt des Formens des zu formenden Glasmaterials für ein optisches Element unter Anwendung von Wärme und Druck so ausgeführt wird, daß der Formdruck mehr als einmal während des Formens verringert oder auf 0 reduziert wird.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGSFIGUREN
  • Diese und weitere Aufgaben sowie Merkmale der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit ihrem bevorzugten Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen deutlicher.
  • Figur 1 ist eine perspektivische Ansicht eines optischen Rohmaterials, das bei Ausführungsformen gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird;
  • Figur 2(a) ist eine perspektivische Ansicht eines zu formenden Materials für ein optisches Element gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, das durch einen chemischen Ätzprozeß erzeugt wird;
  • Figuren 2(b) und 2(c) sind Teilquerschnitte, die jeweils in vergrößerter Darstellung Kantenbereiche des zu formenden Materials der Figur 2(a) zeigen;
  • Figur 3 ist eine schematische Darstellung, die einen Zustand vor Bildung von Krümmungen an Kantenbereichen des zu formenden Materials für ein optisches Element unter Verwendung eines Kohlendioxidgaslasers gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • Figur 4 ist ein schematischen Querschnitt eines elektrischen Ofens zum Bilden von Krümmungen an Kantenbereichen an dem zu formenden Material für ein optisches Element gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • Figur 5 ist ein Teilquerschnitt einer Formgebungsvorrichtung zum Ausführen des Herstellverfahrens für optische Elemente gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • Figur 6 ist eine perspektivische Ansicht eines zu formenden Materials für ein optisches Element, das bei den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung verwendet wird;
  • Figur 7 ist eine Ansicht von der Seite auf eine Formgebungsvorrichtung für ein optisches Element zum Erläutern bekannter Herstellverfahren für optische Elemente (hierauf wurde bereits Bezug genommen); und
  • Figur 8 ist eine schematische Ansicht von der Seite zum Erläutern der Beziehung zwischen Stempeln und Rohmaterial bei dem bekannten Verfahren zum Herstellen optischer Elemente (hierauf wurde bereits Bezug genommen).
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
  • Bevor in der Beschreibung der vorliegenden Erfindung fortgefahren wird, ist zu bemerken, daß gleiche Bauteile in sämtlichen beiliegenden Zeichnungsfiguren mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind.
  • Unter Bezugnahme auf die Zeichnungsfiguren wird nun das Verfahren zum Herstellen eines zu formenden Materials für ein optisches Element für die vorliegende Erfindung erläutert.
  • In Figur 1 ist ein säulenförmiges, zu formendes Vorrohmaterial 1 für ein optisches Element gezeigt welches einen zylindrischen Abschnitt 3 und kreisförmige, flache Endbereiche 2 enthält, die jeweils mit gegenüberliegenden Enden des zylindrischen Abschnitts 3 an Grenzbereichen, d.h. Ecken- oder Kantenbereichen 4 verbunden sind (nachstehend als Kantenbereiche bezeichnet). Der zylindrische Abschnitt 3 weist eine Rauhheit von 1,8 um auf, während die flachen Endabschnitte 2, die jeweils poliert sind, eine Rauhheit von 0,05 um aufweisen.
  • (1. Ausführungsform)
  • Figur 2(a) zeigt ein zu formendes Rohmaterial 5 für ein optisches Element, welches durch Verwenden des vorstehend unter Bezugnahme auf Figur 1 erläuterte, zu formende Vorrohmaterial 1 für ein optisches Element erzeugt worden ist.
  • In Figur 2(a) weist das zu formende Material 5 einen Krümmungsabschnitt 6 auf, der an jedem Kantenbereich A und B zwischen dem zylindrischen Abschnitt 3 und den flachen Endabschnitten 2 gemäß dem Verfahren der vorliegenden Erfindung ausgebildet ist. Diese Krümmungsabschnitte 6 sind jeweils in Teilschnitten mit vergrößertem Maßstab in den Figuren 2(b) und 2(c) gezeigt. Die flachen Endabschnitte 2 an den einander gegenüberliegenden Enden weisen die Rauhheit von 0,05 um auf, wenn sie poliert sind. Das zu formende Material 5, das aus dem optischen Glas SF8 hergestellt ist, weist einen Durchmesser von 6 mm, eine Höhe von 10 mm, eine Rauhheit an den flachen Endabschnitten von 0,1 um und eine Rauhheit an dem zylindrischen Abschnitt von 1 um auf.
  • Die Krümmungsabschnitte 6 werden jeweils durch einen chemischen Ätzvorgang geformt. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine gemischte Lösung aus Fluorwasserstoffsäure bzw. Flußsäure, Schwefelsäure und Wasser im Verhältnis von 1,5:1:0,5 (Volumenverhältnis) hergestellt. Der Ätzvorgang wird gestartet, wenn die Temperatur der Lösung 50 ºC erreicht. Obwohl das Eintauchen bzw. Einbetten des zu formenden Vorrohmaterials 1 für ein optisches Element in die Ätzlösung nur auf seine Kantenbereiche 4 beschränkt werden kann, wurde das Rohmaterial 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform vollständig in die Lösung eingebracht. Die Zeit für das Einbetten wurde konstant auf 10 Sekunden festgesetzt. Die Krümmungsradien an den Krümmungsbereichen 6 sind in der nachfolgenden Tafel 1 gezeigt wobei die Anzahl der Einbettungen zunimmt. Tafel 1 Anzahl der Eintauchungen Krümmungsradius an einem Krümmungsabschnitt (mm)
  • Obwohl der Krümmungsradius durch Zunahme in der Anzahl an Einbettungen bzw. Eintauchungen vergrößert werden könnte, wurden keine Veränderungen bemerkt, sogar wenn das Eintauchen mehr als fünfmal durchgeführt worden ist, wie dies in Tafel 1 wiedergegeben ist. Bei der vorliegenden Ausführungsform wurden 500 Teile des zu formenden Vorrohmaterials für ein optisches Element einer Batchbehandlung ausgesetzt, wobei die Krümmungsradien überhaupt nicht beeinflußt wurden, sogar wenn die Anzahl der Rohmaterialien 1 verändert wurde. Demgemäß konnten durch die vorliegende Ausführungsform die zu formenden Materialien für ein optisches Element mit den Krümmungsbereichen, die die erforderlichen Krümmungsradien kleiner als 0,1 mm aufweisen, ohne weiteres und stabil gebildet werden. Weiterhin ist die Rauhheit des zylindrischen Abschnitts nach dem Ätzvorgang auf 0,1 um verbessert worden.
  • In der nachfolgenden Tafel 2 sind die Ergebnisse gezeigt die durch Formen von 1000 Teilen von zu formenden Materialien für ein optisches Element, die viermal eingetaucht worden sind, erhalten werden, und die Ergebnisse gezeigt die erhalten werden, wenn 1 000 Teile des zu formenden Materials für ein optisches Element in dem Zustand geformt werden, wo sie ohne irgendeine Behandlung keine Krümmungen an den Kantenbereichen aufweisen. Tafel 2 Keine Krümmung an dem Kantenbereich Mit Krümmung an dem Kantenbereich Häufigkeitsrate eines Absplitterns an einem optischen Element (%) Häufigkeitsrate einer fehlerhaften Funktion des optischen Elements (%)
  • Wie aus der Tafel 2 hervorgeht, werden keine fehlerhaften Produkte bei den zu formenden Materialien mit Krümmungen an den Kantenbereichen erzeugt. Da weiterhin die Rauhheit an dem zylindrischen Abschnitt gleichzeitig durch den Ätzprozeß verbessert wurde, wurde die Möglichkeit an Störungen in der Übertragung und der optischen Leistung des optischen Elements ebenso verringert.
  • (2. Ausführungsform)
  • Figur 3 zeigt ein Diagramm, das einen Zustand wiedergibt, wo die Krümmungsbereiche durch Richten des Kohlendioxidgaslasers auf die Kantenbereiche gebildet werden.
  • Das Vorrohmaterial 1 wird in Figur 3 durch Halteglieder 8a, 8b und 8c drehbar gehalten. Durch Neigen dieser Halteglieder 8a, 8b und 8c wird das Vorrohmaterial 1 während der Rotation verfahren. Daher wird der Kohlendioxidgaslaser 7 ebenso veranlaßt, mit der gleichen Bewegunggeschwindigkeit zu gleiten. Die für das Rohmaterial 1 verwendete Glasart ist SF6 mit einem Durchmesser von 4 mm und einer Höhe von 10 mm. Die nachfolgende Tafel 3 zeigt den Laserausgang, die Anzahl der Umdrehungen des zu formenden Vorrohmaterials für ein optisches Element und die Krümmungsradien an den Krümmungsabschnitten gemäß der Aufstrahlzeit. Tafel 3 Laserausgang (W) Umdrehungen des Rohmaterials Bestrahlungszeit (sek.) Krümmungsradius an einem Krümmungsabschnitt (mm)
  • Wie aus der vorstehenden Tafel 3 hervorgeht, konnten die Krümmungsradien an den Krümmungsabschnitten ohne weiteres durch Veränderung des Laserausgangs, der Anzahl der Umdrehungen des Rohmaterials und der Aufstrahlzeit variiert werden.
  • In dem Fall jedoch, wo der Krümmungsradius bei 0,23 mm lag, erstreckte sich die Rauhheit des zylindrischen Abschnitts in den flachen Endabschnitt des zu formenden Materials 5 für ein optisches Element durch 0,1 mm. Während der Druckformung erstreckte sich daher der rauhe Bereich an der Rauhheit des zylindrischen Abschnitts 3 in den wirksamen Durchmesser des optischen Elements, wodurch der Transmissionsfaktor um ca. 10 % verringert wird.
  • Bei dem zu formenden Material 5 für ein optisches Element, welches unter anderen Bedingungen als vorstehend beschrieben, erzeugt worden ist, können gewünschte Transmissionsfaktoren erhalten werden.
  • (3. Ausführungsform)
  • Nachfolgend wird die Ausführungsform gezeigt, bei der die Krümmungsbereiche durch Strahlungshitze eines elektrischen Ofens erzeugt werden.
  • Figur 4 zeigt einen Zustand, wo die Krümmungsbereiche durch Einsatz des Elektroofens geformt worden sind.
  • In Figur 4 ist ein Erhitzungsblock 9, der im Querschnitt eine im wesentlichen U- Form aufweist, gezeigt. In den Wänden des Erhitzungsblocks 9 sind Heizeinrichtungen 10 eingebettet, während in einem Raum innerhalb des Erhitzungsblocks 9 Halteglieder 11 zum Halten des zu formenden Vorrohmaterials 1 für ein optisches Element angeordnet sind. Das auf den Haltegliedern 11 angeordnete Vorrohmaterial 1 wird zum Erhitzen durch eine Zuführöffnung (nicht gezeigt) des elektrischen Ofens zugeführt, um die Krümmungsabschnitte zu bilden. Die Glasart für das Vorrohmaterial 1 ist SF8 mit einem Durchmesser von 4,5 mm, einer Höhe von 5 mm, einer Rauhheit an den flachen Bereichen von 0,1 um und einer Rauhheit an dem zylindrischen Abschnitt von 1 um.
  • Die Krümmungsradien an den Krümmungsabschnitten sind bei dem vorstehend erwähnten Fall in Abhängigkeit der Temperaturen in dem elektrischen Ofen und der Erhitzungszeit in der nachfolgenden Tafel 4 wiedergegeben. Tafel 4 Temperatur des Elektroofens (ºC) Erhitzungszeit (sek.) Krümmungsradius an einem Krümmungsabschnitt
  • Verglichen mit dem Fall, wo die Krümmungsradien an den Krümmungsabschnitten durch einen chemischen Ätzvorgang und durch Hitzeeinwirkung eines Kohlendioxidgaslasers gebildet werden, ist der Einsatz dieser dritten Ausführungsform sehr viel besser in ihrer Produktivität als bei den beiden früher beschriebenen Verfahren, obwohl mehr Zeit zur Bildung des Krümmungsradius erforderlich ist, wie dies in Tafel 4 gezeigt ist. Weiterhin wurde die Rauhheit an dem zylindrischen Abschnitt nach der Bearbeitung auf 0,1 um verbessert.
  • Die nachfolgende Tafel 5 zeigt das Resultat, das durch Formen von 1000 Teilen aus den zu formenden Materialien für ein optisches Element unter den Bedingungen der elektrischen Ofentemperatur bei 700 ºC und einer Erhitzungszeit von 60 Sek. erhalten wurden, und das Ergebnis, das durch Formen von 1000 Teilen aus den zu formenden Materialien für ein optisches Element erhalten worden sind, die ohne jede Bearbeitung keine Krümmungen an den Kantenbereichen aufweisen. Tafel 5 Keine Krümmung an dem Kantenbereich Mit Krümmung an dem Kantenbereich Häufigkeitsrate eines Absplitterns an einem optischen Element (%) Häufigkeitsrate einer fehlerhaften Funktion des optischen Elements (%)
  • Wie aus Tafel 5 hervorgeht, wurden keine fehlerhaften Produkte bei den zu formenden Materialien mit Krümmungen an den Kantenbereichen erzeugt. Da weiterhin die Rauhheit an den zylindrischen Abschnitten gleichzeitig durch die Vorbehandlung verbessert wurde, wurde ebenso die Möglichkeit an Störungen in dem Transmissionsfaktor und der optischen Leistungsfähigkeit des optischen Elements verringert.
  • In jedem der vorstehenden Ausführungsformen konnten die Krümmungsabschnitte, die Krümmungsradien von weniger als 0,1 mm aufweisen, stabil und präzise hergestellt werden, wie dies bisher beschrieben worden ist. Da das zu formende Material für ein optisches Element in seiner mechanischen Belastbarkeit an den Randabschnitten gesteigert wird, kann das Glasmaterial in die Formstempel ohne der Gefahr der Absplitterung an die Randbereichen eingeführt werden, wobei auch keine Glasbruchstücke innerhalb der Stempel gefunden wurden.
  • (4. Ausführungsform)
  • In der die 4. Ausführungsform wiedergegebenden Figur 5 ist eine weitere Formungsvorrichtung zum Ausführen des Herstellvorgangs für optische Elemente gemäß der vorliegenden Erfindung gezeigt. Diese Formgebungsvorrichtung enthält einen oberen Stempel 12, einen unteren Stempel 13 und einen tonnenförmigen Stempel 15, der in seiner Höhe in geeigneter Weise eingestellt ist, so daß eine Abweichung in den Achsen zwischen dem oberen Stempel 12 und dem unteren Stempel 13 beseitigt wird und so daß auch eine vorbestimmte Dicke für das optische Element erreicht wird, wobei ein zu formendes Material 14 für ein optisches Element in einem Raum eingeführt wird, der durch den oberen Stempel 12 und den unteren Stempel 13 sowie den tonnenförmigen Stempel 14 definiert wird. Das zu formende Vorrohmaterial 14 für ein optisches Element weist die vorstehend bereits beschriebene Säulenform auf. Seine Seitenfläche weist infolge eines spitzenlosen Bearbeitungsvorgangs eine Rauhheit von ungefähr 10 um auf, wobei seine einander gegenüberliegenden Endflächen zu Spiegelflächen poliert sind. Das Vorrohmaterial 1 wird an seinen Kantenbereichen 14a an den einander gegenüberliegenden Enden thermisch behandelt, um die erforderlichen Krümmungen durch Hitzebehandlung bei vorbestimmten Temperaturen für eine bestimmte Zeit durch einen elektrischen Ofen zu erhalten. Die Seitenfläche des zu formenden Materials 14 für ein optisches Element, das durch den vorstehend erwähnten Hitzebearbeitungsvorgang erzeugt wird, wird zu einer Spiegelfläche geformt. Das so erhaltene, zu formende Material 14 wird in die Form so eingebracht, daß seine einander gegenüberliegenden Endflächen in Berührung mit Übertragungsflächen 12a und 13a des oberen Stempels 12 und des unteren Stempels 13 gelangen. An einem Flanschabschnitt 12c des oberen Stempels 12 ist eine Druckbeaufschlagungsbühne 16, die mit einem Erhitzungsmittel (nicht gezeigt) versehen ist, so angeordnet, daß sie eine Niederdrückkraft aus einer Hydraulikpumpe und dgl. (nicht gezeigt) aufnimmt. Die Niederdürckkraft für die Druckbeaufschlagungsbühne 16 ist so ausgebildet, daß sie auf jeden gewünschten Druck oder auf 0, während des Formgebungsvorganges reduziert werden kann. Der untere Stempel 12 ist an seinem Bodenflanschabschnitt 13 an einer ortsfesten Formgebungsbühne 17, die ebenfalls mit einem Erhitzungsmittel (nicht gezeigt) versehen ist, angeordnet.
  • Nachfolgend wird der Vorgang zum Formen des zu formenden Materials 14 durch Einsatz der Formgebungsvorrichtung, die wie vorstehend erläutert aufgebaut ist, beschrieben.
  • Für die vorliegenden Ausführungsform wurde ein säulenförmiges Material aus optischem Glas SF8, das einen Durchmesser von 6 mm und eine Höhe von 6 mm aufweist, für das zu formende Material für ein optisches Element verwendet. Es wurde ein Krümmungsradius von 0,1 mm erhalten wenn die Prozeßbedingungen für den Erhitzungsvorgang auf 500 ºC bei 30 Minuten gesetzten wurden, wobei die Rauhheit an der Seitenfläche zu 0,1 um wurde. Der Krümmungsradius an dem Kantenbereich 14A sollte vorzugsweise größer als 0,05 mm sein, da im Falle eines geringeren Krümmungsradius als 0,05 mm die Möglichkeit besteht, daß ein Absplittern stattfindet, wenn das zu formende Material 14 in die Form eingebracht oder der obere Formstempel in Kontakt mit dem zu formenden Material gebracht wird. Wenn beabsichtigt wird, den Krümmungsradius auf einen Wert größer als 1 mm zu setzen, wird die für den Erhitzungsvorgang notwendige Zeit sehr lang, was nicht für eine Massenproduktion geeignet ist. Es ist klargemacht worden, daß, wenn die Rauhheit an der Seitenfläche des Glasmaterials geringer als 0,5 um ist, der Transmissionsfaktor und die optische Leistung des optischen Elements nicht beeinflußt wird. An einem Mittenbereich an jedem der Endflächen des zu formenden Materials 14 für ein optisches Element bleiben flache Abschnitte zurück. Ein derartiges zu formendes Material 14 wird vertikal auf den unteren Stempel 13 zum Kontakt mit der Übertragungsfläche 13a eingebracht. Nach Einsetzen des tonnenförmigen Stempels 15 auf den unteren Stempel 13 wird der obere Stempel 12 entlang des tonnenförmigen Stempels 15 eingesetzt, wodurch er in Kontakt mit dem zu formenden Material 14 gelangt. In diesem Fall werden Räume 12b und 13b, die durch die Übertragungsflächen 12a und 13a der Stempel 12 und 13 sowie der Endflächen des zu formenden Materials 14 umgeben sind, gebildet. Danach wird den Erhitzungsmitteln Energie zugeführt, um das zu formende Material auf bis zu 530 ºC zu erhitzen. Einige Zeit nach Erreichen einer Temperatur von 530 ºC erreicht die Viskosität des zu formenden Materials 10¹&sup0; Poise. Daraufhin wird Druck auf die Druckbeaufschlagungsbühne 16 aufgebracht und der obere Stempel 12 beginnt das zu formende Material 14 niederzudrücken. Zu diesem Zeitpunkt sollte der Druck vorzugsweise über 2 kg/mm² liegen. Bei einem Gesamtdruckhub von 5 mm bis der Flanschabschnitt 12c des oberen Stempels 12 in Kontakt mit der Endfläche des tonnenförmigen Stempels 15 gelangt wird die Druckbeaufschlagung einmal nach einem Niederdrücken von bis zu 2,5 mm gestoppt. Die Druckbeaufschlagungsbühne 16 wird angehoben, um von dem oberen Stempel 12 so beabstandet zu sein, daß der Druck auf 0 reduziert wird. Sogar wenn der Druck auf 0 reduziert wird, werden der obere und der untere Stempel 13 mit dem zu formenden Material 14 in inniger Berührung gehalten. Zu diesem Zeitpunkt hat die Viskosität des zu formenden Materials 14 den Wert 10&sup9; Poise erreicht. Die Räume 12b und 13b, die durch die Formtransferflächen 12a und 13a sowie den Endflächen des zu formenden Materials 14 umgeben und in einem positiven Druck gehalten sind, kehren zu einem Normaldruck zurück. Nach dem daraufhin die Druckbeaufschlagungsbühne 16 wieder in Kontakt mit dem oberen Stempel 12 gebracht worden ist, wird die Druckbeaufschlagung wieder begonnen zum Formen bis zu dem Gesamtdruckhub von 5 mm. Zu diesem Zeitpunkt sind die Räume 12b und 13b vollständig auf beseitigt und die Form der Formtransferfläche ist vollständig auf zu formende Material 14 für ein optisches Element übertragen worden. Danach wird die Energiezuführung unterbrochen und das zu formende Material 14 wird auf eine Temperatur von 430 ºC in dem Druckzustand für ein nachfolgendes Verringern des Druckes auf 0 abgekühlt. Nach Erreichen der Raumtemperatur wird anschließend die Form zum Herausnehmen des optischen Elements geöffnet. Das geformte optische Element hat die Rate von 0 % für das Auftreten von Absplitterungen bei einer ausgezeichneten Leistung als optisches Element.
  • Es ist hier zu bemerken, daß bei der vorstehenden Ausführungsform, obwohl der Druck auf 0 während der Formgebung reduziert wurde, die Vorgehensweise modifiziert werden kann, um nur den Druck zu reduzieren, da das Zurückkehren zu dem Normaldruck nur durch Druckreduzierung in Abhängigkeit der Art und der Größe des zu formenden Materials für ein optisches Element erreicht werden kann. Es ist notwendig, daß die Bedingungen für den Erhitzungsvorgang, um das zu formende Material für ein optisches Element vorzubereiten, in Abhängigkeit der Art des Rohmaterials zweckmäßig verändert werden. Weiterhin ist die Spiegelfläche für die Endflächen des zu formenden Materials für ein optisches Element erforderlich. Ein Querschnitt, der eine Rauhheit aufweist, die gleich zu der der polierten Fläche ist, kann für diesen Zweck verwendet werden.
  • Es ist zu bemerken, daß bei den vorstehend erläuterten Ausführungsformen die Form des zu formenden Materials nicht auf die Säulenform beschränkt ist, sondern in einer rechteckigen Form, Parallel-Epipedform, einer kubischen Form und dgl. zur Erleichterung der Bearbeitung ausgebildet sein kann, obwohl das zu formende Material für ein optisches Element in Säulenform verwendet ist.

Claims (6)

1. Verfahren zum Herstellen eines optischen Elements, welches die folgenden Schritte umfaßt:
Anordnen eines zu formenden Glasmaterials (1, 5, 14) für ein optisches Element in einem Raum zwischen einem ersten Formstempel (12) und einem zweiten Formstempel (13), der gegenüber dem ersten Formstempel (12) angeordnet ist, und Erzeugen des optischen Elements, wie beispielsweise einer Linse, eines Prismas oder dergleichen, durch Formen des zu formenden Glasmaterials für ein optisches Element unter Anwendung von Wärme und Formdruck, wobei das zu formende Glasmaterial (1, 5, 14) für ein optisches Element säulenförmig ausgebildet ist und einen zylindrischen Abschnitt (3, 14) sowie einander gegenüberliegende, flache Endabschnitte (2) aufweist und an jedem seiner Kantenbereiche (4, 6, 14A) zwischen dem zylindrischen Abschnitt (3, 14) und den einander gegenüberliegenden, flachen Endabschnitten (2) durch vorherige physikalische oder chemische Bearbeitung der Kantenbereiche (4, 6, 14A) des zu formenden Glasmaterials (1, 5, 14) für ein optisches Element ein Krümmungsradius größer als 0,05 mm gebildet worden ist, wobei der Schritt des Formens des zu formenden Glasmaterials für ein optisches Element unter Anwendung von Wärme und Druck so ausgeführt wird, daß der Formdruck mehr als einmal während des Formens verringert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Schritt des Formens des zu formenden Glasmaterials für ein optisches Element unter Anwendung von Wärme und Druck in der Weise ausgeführt wird, daß der Formdruck während des Formens auf Null reduziert wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das durch Wärme und Druck zu formende Glasmaterial (1, 5, 14) für ein optisches Element durch Einwirkung der Hitze eines Kohlendioxidgaslasers (7) mit einem Krümmungsradius an jedem seiner Kantenbereiche (4, 6, 14A) ausgebildet wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das durch Wärme und Druck zu formende Glasmaterial (1, 5, 14) für ein optisches Element durch die Einwirkung von Hitzestrahlung mit einem Krümmungsradius an jedem seiner Kantenbereiche (4, 6, 14A) ausgebildet wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das durch Wärme und Druck zu formende Glasmaterial (1, 5, 14) für ein optisches Element durch chemisches Ätzen mit einem Krümmungsradius an jedem seiner Kantenbereiche (4, 6, 14A) ausgebildet wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem das in zylindrischer Form vorliegende, zu formende Glasmaterial (1, 5, 14) für ein optisches Element an seinen Kantenbereichen verformt wird und gleichzeitig an seinen Seitenflächen eine Rauhtiefe von weniger als 0,5 um gebildet wird.
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