JP2008074636A - Method and device for producing optical element - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for producing an optical element where the cooling rates of the center and the edge parts in a molten glass are uniformized, thus an optical element having an optical face with high precision can be produced at high productive efficiency. <P>SOLUTION: A molding die is heated to a prescribed temperature, a molten glass is fed to a receiving face in the lower die, and the molten glass is subjected to press molding by the molding die, so as to form a molded body having a first optical face transferred with the molding face of the upper die. At this time, the shape of the receiving face of the lower die has been formed in such a manner that the edge parts in the obtained molded body are made thicker than the center thereof. Further, a second optical face is formed on the back side of the first optical face in the molded body by additional working. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、溶融ガラスを成形金型で加圧成形してガラス製の光学素子を得る光学素子の製造方法、及び、製造装置に関する。   The present invention relates to an optical element manufacturing method and a manufacturing apparatus for obtaining a glass optical element by pressure molding molten glass with a molding die.

今日、ガラス製の光学素子は、デジタルカメラ用レンズ、ＤＶＤ等の光ピックアップレンズ、携帯電話用カメラレンズ、光通信用のカップリングレンズ、各種ミラーなどとして広範にわたって利用されている。かかるガラス製の光学素子は、ガラス素材を成形金型で加圧成形するプレス成形法により製造されることが多くなってきた。特に、光学面として非球面を有する光学素子は、研削・研磨加工による面形成が容易でないことから、成形金型によるプレス成形法による製造が一般的になりつつある。その中でも、溶融ガラスを成形金型で直接加圧成形してガラス製の光学素子を得るダイレクトプレス法は、高い生産効率を期待できることから注目されている。   Today, glass optical elements are widely used as digital camera lenses, optical pickup lenses such as DVDs, mobile phone camera lenses, optical communication coupling lenses, various mirrors, and the like. Such glass optical elements are often manufactured by a press molding method in which a glass material is pressure-molded with a molding die. In particular, an optical element having an aspheric surface as an optical surface is not easily formed by grinding / polishing, and therefore is generally manufactured by a press molding method using a molding die. Among them, a direct press method for obtaining a glass optical element by directly pressure-molding molten glass with a molding die is attracting attention because high production efficiency can be expected.

溶融ガラスを成形金型で直接加圧成形してガラス製の光学素子を得る方法として、ノズル先端からの溶融ガラスを支持部材に滞留させたあと、該支持部材をノズル先端から退避させ、得られたガラスゴブを上型と下型とで加圧成形する方法が知られている（例えば、特許文献１を参照。）。   As a method for obtaining a glass optical element by directly pressure-molding molten glass with a molding die, the molten glass from the nozzle tip is retained in the support member, and then the support member is withdrawn from the nozzle tip. A method of pressure-molding a glass gob with an upper mold and a lower mold is known (see, for example, Patent Document 1).

しかし、成形の過程で溶融ガラスが冷却される速度が、溶融ガラスの上面と下面、あるいは中心と端部において異なり、冷却による収縮量が不均一になることから、かかる方法により精度の高い光学面を形成することは困難であった。特に、溶融ガラスが最初に支持部材に接触して急冷される下面側に精度の高い光学面を形成することは非常に困難であった。   However, the rate at which the molten glass is cooled during the molding process differs between the upper and lower surfaces of the molten glass, or the center and edges, and the amount of shrinkage due to cooling becomes uneven. It was difficult to form. In particular, it has been very difficult to form a highly accurate optical surface on the lower surface side where the molten glass first contacts with the support member and is rapidly cooled.

また、受け型に供給された溶融ガラスを下型の上に搬送した後、上下金型で加圧成形することによって、溶融ガラスの温度が比較的安定する上面側の光学面のみを上型の成形面の転写によって形成し、下面側の光学面は追加工（研削・研磨加工）によって形成してガラスレンズを製造する方法が提案されている（例えば、特許文献２を参照。）。   In addition, after conveying the molten glass supplied to the receiving mold onto the lower mold, only the upper optical surface on which the temperature of the molten glass is relatively stable is formed by pressing with the upper and lower molds. There has been proposed a method of manufacturing a glass lens by forming a molding surface by transfer and forming an optical surface on the lower surface side by additional processing (grinding / polishing) (see, for example, Patent Document 2).

特許文献２には、更に、成形されるレンズの肉厚が全面にわたって均一になるように下型の受け面を形成することで、レンズの径方向の冷却速度の分布が小さくなり、レンズの上面側に高精度な光学面が得られる旨が開示されている。
特開平６−２０６７３０号公報 特開平８−２０８２４８号公報 In Patent Document 2, the distribution of the cooling rate in the radial direction of the lens is reduced by forming the receiving surface of the lower mold so that the thickness of the molded lens is uniform over the entire surface. It is disclosed that a highly accurate optical surface can be obtained on the side.
JP-A-6-206730 JP-A-8-208248

しかしながら、実際には、たとえ成形される光学素子の肉厚が全面にわたって均一になるように下型の受け面を形成したとしても、溶融ガラスを下型の受け面に溜めた状態においては、溶融ガラスの表面張力によって端部よりも中心の肉厚の方が大きくなるのが一般的である。従って、上型と下型とで加圧成形される段階では、既に中心よりも端部の方が冷却が進んだ状態になっていることから、成形時における収縮量が均一にならず、光学素子の上面側に高精度な光学面を得ることはできないという問題があった。   However, in practice, even if the lower mold receiving surface is formed so that the thickness of the optical element to be molded is uniform over the entire surface, the molten glass is melted in the state where the molten glass is stored on the lower mold receiving surface. Generally, the wall thickness at the center is larger than the edge due to the surface tension of the glass. Therefore, at the stage where pressure molding is performed between the upper mold and the lower mold, the cooling is already advanced at the end rather than the center, so the amount of shrinkage during molding is not uniform, and the optical There was a problem that a highly accurate optical surface could not be obtained on the upper surface side of the element.

また、例えば外径がφ２０ｍｍ以上といった比較的大きな光学素子を製造する場合には、下型の受け面に多量の溶融ガラスを溜める必要があることから、溶融ガラスの外径を規制するための外径規制面を有する外径規制部材を備えた成形金型を使用する必要がある。この場合、供給された溶融ガラスは下型の受け面と接触するだけでなく、外径規制部材の外径規制面とも接触することになる。溶融ガラスは、これら成形金型との接触面から急速に冷却されるため、このような外径規制部材を備えた成形金型を使用する場合には、溶融ガラスの端部の冷却がいっそう急速に進むことになる。このように、溶融ガラスの中心と端部の冷却速度に大きな差が生じることから、成形時における溶融ガラスの収縮量が均一にならず、光学素子の上面側に高精度な光学面を得ることは更に困難となっていた。   Further, when manufacturing a relatively large optical element having an outer diameter of, for example, φ20 mm or more, it is necessary to store a large amount of molten glass on the receiving surface of the lower mold, so that the outer diameter for regulating the outer diameter of the molten glass is limited. It is necessary to use a molding die provided with an outer diameter regulating member having a diameter regulating surface. In this case, the supplied molten glass not only contacts the receiving surface of the lower mold but also contacts the outer diameter regulating surface of the outer diameter regulating member. Since the molten glass is rapidly cooled from the contact surface with these molding dies, when using a molding die having such an outer diameter regulating member, the end of the molten glass is cooled more rapidly. Will proceed to. Thus, a large difference occurs in the cooling rate between the center and the end of the molten glass, so that the amount of shrinkage of the molten glass during molding is not uniform, and a high-precision optical surface is obtained on the upper surface side of the optical element. Became even more difficult.

本発明は上記のような技術的課題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、溶融ガラスの中心と端部の冷却速度を均一化することで、高精度な光学面を有する光学素子を高い生産効率で製造することができる光学素子の製造方法、及び、製造装置を提供することである。   The present invention has been made in view of the technical problems as described above, and an object of the present invention is to provide an optical device having a highly accurate optical surface by uniformizing the cooling rate of the center and the end of the molten glass. An optical element manufacturing method and a manufacturing apparatus capable of manufacturing an element with high production efficiency are provided.

上記の課題を解決するために、本発明は以下の特徴を有するものである。   In order to solve the above problems, the present invention has the following features.

１． 溶融ガラスを受けるための受け面を有する下型と、光学素子の第１の光学面を形成するための成形面を有する上型とを備える成形金型を、溶融ガラスの温度よりも低い所定温度に加熱する加熱工程と、前記下型の受け面に前記溶融ガラスを供給する溶融ガラス供給工程と、前記成形金型で前記溶融ガラスを加圧成形し、前記上型の成形面が転写された第１の光学面を有する成形体を形成する成形工程とを有し、前記下型の前記受け面は、前記成形工程で得られる成形体の端部の肉厚が中心の肉厚よりも大きくなるように形成されていることを特徴とする光学素子の製造方法。   1. A molding die comprising a lower mold having a receiving surface for receiving molten glass and an upper mold having a molding surface for forming the first optical surface of the optical element, a predetermined temperature lower than the temperature of the molten glass A heating step of heating the molten glass, a molten glass supplying step of supplying the molten glass to the receiving surface of the lower mold, and the molten glass was pressure-molded by the molding die, and the molding surface of the upper mold was transferred Forming a molded body having a first optical surface, and the receiving surface of the lower mold has a thickness of an end portion of the molded body obtained in the molding process larger than a central thickness. It is formed so that it may become. The manufacturing method of the optical element characterized by the above-mentioned.

２． 前記成形工程の後に、追加工によって前記成形体の第１の光学面の裏面側に第２の光学面を形成する追加工工程を有することを特徴とする前記１に記載の光学素子の製造方法。   2. 2. The method of manufacturing an optical element according to 1 above, further comprising an additional processing step of forming a second optical surface on the back surface side of the first optical surface of the molded body by additional processing after the molding step. .

３． 前記成形金型は、前記溶融ガラスの外径を規制するための外径規制面を有する外径規制部材を備え、前記溶融ガラス供給工程において、前記下型の受け面に供給された前記溶融ガラスが、前記外径規制部材の外径規制面に接触することを特徴とする前記１又は２に記載の光学素子の製造方法。   3. The molding die includes an outer diameter regulating member having an outer diameter regulating surface for regulating the outer diameter of the molten glass, and the molten glass supplied to the receiving surface of the lower mold in the molten glass supply step The method for manufacturing an optical element according to 1 or 2, wherein the outer diameter regulating member contacts an outer diameter regulating surface.

４． 溶融ガラスを受けるための受け面を有する下型と、光学素子の第１の光学面を形成するための成形面を有する上型とを備える成形金型と、前記成形金型を溶融ガラスの温度よりも低い所定温度に加熱するための加熱手段と、前記下型の受け面に前記溶融ガラスを供給するための溶融ガラス供給手段と、前記成形金型で前記溶融ガラスを加圧成形し、前記上型の成形面が転写された第１の光学面を有する成形体を形成するための加圧手段とを有し、前記下型の前記受け面は、加圧成形時における前記上型の成形面との間隔が、中心よりも端部の方が大きくなるように形成されていることを特徴とする光学素子の製造装置。   4). A molding die comprising a lower die having a receiving surface for receiving molten glass and an upper die having a molding surface for forming the first optical surface of the optical element, and the molding die at a temperature of the molten glass Heating means for heating to a lower predetermined temperature, molten glass supply means for supplying the molten glass to the receiving surface of the lower mold, and press molding the molten glass with the molding die, Pressurizing means for forming a molded body having a first optical surface onto which the molding surface of the upper mold is transferred, and the receiving surface of the lower mold is molded by the upper mold at the time of pressure molding An apparatus for manufacturing an optical element, characterized in that the distance between the surface and the surface is larger at the end than at the center.

本発明の光学素子の製造方法によれば、下型の受け面を、成形工程で得られる成形体の端部の肉厚が中心の肉厚よりも大きくなるように形成することで、成形金型に供給された溶融ガラスの冷却速度が均一化され、成形時における溶融ガラスの収縮量を均一化することができる。そのため、成形によって少なくとも上面側の光学面が高精度に形成された成形体を得ることができ、高精度な光学面を有する光学素子を高い生産効率で製造することができる。   According to the method for manufacturing an optical element of the present invention, the receiving surface of the lower mold is formed so that the thickness of the end portion of the molded body obtained in the molding process is larger than the thickness of the center. The cooling rate of the molten glass supplied to the mold is made uniform, and the amount of shrinkage of the molten glass at the time of molding can be made uniform. Therefore, a molded body in which at least the optical surface on the upper surface side is formed with high accuracy by molding can be obtained, and an optical element having a high accuracy optical surface can be manufactured with high production efficiency.

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図１は、本実施形態における光学素子の製造装置である成形装置の一例を示す模式図である。   FIG. 1 is a schematic diagram illustrating an example of a molding apparatus which is an optical element manufacturing apparatus according to the present embodiment.

本実施形態においては、溶融ガラスの温度よりも低い所定温度に加熱された成形金型１０の下型１１の受け面に、溶融槽２の下部に設けられたノズル５より溶融ガラスを供給する。このとき、溶融槽２とノズル５はヒーター３によってそれぞれ所定の温度に加熱されている。溶融ガラスが供給された下型１１は上型１２の下方まで移動し、下型１１と上型１２とで溶融ガラスを加圧成形して、上型１２の成形面が転写された第１の光学面を有する成形体を得る。その後、第１の光学面の裏面側に追加工によって第２の光学面を形成することで光学素子が完成する。   In the present embodiment, molten glass is supplied from the nozzle 5 provided at the lower part of the melting tank 2 to the receiving surface of the lower mold 11 of the molding die 10 heated to a predetermined temperature lower than the temperature of the molten glass. At this time, the melting tank 2 and the nozzle 5 are each heated to a predetermined temperature by the heater 3. The lower mold 11 to which the molten glass is supplied moves to a position below the upper mold 12, the molten glass is pressure-molded by the lower mold 11 and the upper mold 12, and the molding surface of the upper mold 12 is transferred to the first mold 11. A molded body having an optical surface is obtained. Then, an optical element is completed by forming a 2nd optical surface by an additional process in the back surface side of a 1st optical surface.

（成形金型）
図２は、本実施形態における光学素子の製造方法に用いる成形金型１０の断面図である。成形金型１０は、下型１１と上型１２とを有し、更に、外径規制部材１３を備えている。下型１１は溶融ガラスを受けるための受け面１７を有し、上型１２は光学素子の第１の光学面を形成するための成形面１８を有している。外径規制部材１３は、溶融ガラスの外径を規制するための外径規制面１９を有し、下型１１に組み合わされて固定されている。また、下型１１、上型１２、外径規制部材１３は、加熱手段としてのヒーター１４ａ、１５ａ、１６ａ及び温度センサー１４ｂ、１５ｂ、１６ｂをそれぞれ有している。 (Molding mold)
FIG. 2 is a cross-sectional view of a molding die 10 used in the method for manufacturing an optical element in the present embodiment. The molding die 10 has a lower die 11 and an upper die 12, and further includes an outer diameter regulating member 13. The lower mold 11 has a receiving surface 17 for receiving molten glass, and the upper mold 12 has a molding surface 18 for forming a first optical surface of the optical element. The outer diameter regulating member 13 has an outer diameter regulating surface 19 for regulating the outer diameter of the molten glass, and is fixed in combination with the lower mold 11. The lower mold 11, the upper mold 12, and the outer diameter regulating member 13 have heaters 14a, 15a, 16a and temperature sensors 14b, 15b, 16b as heating means, respectively.

外径規制部材１３は、本発明の製造方法において必ずしも必須の部材ではないが、例えば外径がφ２０ｍｍ以上といった比較的大きな光学素子を製造する場合には、下型１１の受け面１７に多量の溶融ガラスを溜める必要があることから、溶融ガラスの外径を規制するための外径規制面１９を有する外径規制部材１３を備えていることが好ましい。外径規制部材１３は、図２のように下型１１と別部材で構成しても良いし、同一部材に受け面１７と外径規制面１９とを形成し、下型１１と外径規制部材１３の両方の機能を兼ね備えた部材を用いても良い。   The outer diameter regulating member 13 is not necessarily an essential member in the manufacturing method of the present invention. However, when a relatively large optical element having an outer diameter of, for example, φ20 mm or more is manufactured, a large amount is provided on the receiving surface 17 of the lower mold 11. Since it is necessary to store molten glass, it is preferable to include an outer diameter regulating member 13 having an outer diameter regulating surface 19 for regulating the outer diameter of the molten glass. The outer diameter regulating member 13 may be configured as a separate member from the lower mold 11 as shown in FIG. 2, or a receiving surface 17 and an outer diameter regulating surface 19 are formed on the same member, so that the lower mold 11 and the outer diameter regulating member 13 are formed. A member having both functions of the member 13 may be used.

下型１１、上型１２、及び外径規制部材１３の材質は、炭化タングステンを主成分とする超硬材料、炭化珪素、窒化珪素、窒化アルミニウム、カーボンなど、ガラス製光学素子を加圧成形するための成形金型として公知の材料の中から用途に応じて適宜選択して用いることができる。また、これらの材料の表面に各種金属やセラミックス、カーボンなどの保護膜を形成したものを用いることもできる。下型１１、上型１２、及び外径規制部材１３を全て同一の材料で構成しても良いし、それぞれ別の材料で構成しても良い。   The lower mold 11, the upper mold 12, and the outer diameter regulating member 13 are formed by press-molding a glass optical element such as a super hard material mainly composed of tungsten carbide, silicon carbide, silicon nitride, aluminum nitride, carbon, or the like. As a molding die for this purpose, it can be appropriately selected from known materials according to the use. Moreover, what formed protective films, such as various metals, ceramics, and carbon, on the surface of these materials can also be used. The lower mold 11, the upper mold 12, and the outer diameter regulating member 13 may all be made of the same material, or may be made of different materials.

本発明においては、成形工程で得られる成形体の端部の肉厚が中心の肉厚よりも大きくなるように成形金型を構成する。ここで、上型１２の成形面１８は、光学素子の第１の光学面を形成するための面であるから、製造する光学素子の第１の光学面の形状に対応した形状とする必要がある。そのため、成形工程で得られる成形体の端部の肉厚が中心の肉厚よりも大きくなるようにするためには、下型１１の受け面１７を適切な形状とする必要がある。   In the present invention, the molding die is configured so that the thickness of the end portion of the molded body obtained in the molding process is larger than the thickness of the center. Here, since the molding surface 18 of the upper mold 12 is a surface for forming the first optical surface of the optical element, it is necessary to have a shape corresponding to the shape of the first optical surface of the optical element to be manufactured. is there. Therefore, in order to make the thickness of the end portion of the molded body obtained in the molding process larger than the thickness of the center, the receiving surface 17 of the lower mold 11 needs to have an appropriate shape.

図３は、製造する光学素子である光学レンズ２０と、それを製造するために用いる成形金型１０の断面図である。ヒーター及び温度センサーは図示していない。   FIG. 3 is a cross-sectional view of an optical lens 20 that is an optical element to be manufactured and a molding die 10 used for manufacturing the optical lens 20. The heater and temperature sensor are not shown.

図３（ａ）は、光学レンズ２０の断面図である。光学レンズ２０の二つの光学面のうち、上面側の第１の光学面２１は上型１２の成形面１８の転写によって形成し、下面側の第２の光学面２２は、成形工程の後に行う追加工によって形成する。二つの光学面のうちいずれの面を上型１２の成形面１８の転写によって形成する面とするかについては、特に制限はない。ただし、光学レンズ２０の二つの光学面のうち、一方の面が、いわゆる非球面等の追加工による形成が困難な形状であり、他方の面が一般的な球面である場合には、非球面を上型１２の成形面１８の転写によって形成する第１の光学面とし、球面を追加工によって形成する第２の光学面とすることが、生産性の観点から好ましい。尤も、製造する光学素子が、ミラーのように一つの光学面のみを有する物の場合には、その面を第１の光学面として成形によって形成すれば良い。   FIG. 3A is a cross-sectional view of the optical lens 20. Of the two optical surfaces of the optical lens 20, the first optical surface 21 on the upper surface side is formed by transferring the molding surface 18 of the upper mold 12, and the second optical surface 22 on the lower surface side is formed after the molding process. Formed by additional machining. There is no particular limitation on which of the two optical surfaces is to be formed by transferring the molding surface 18 of the upper mold 12. However, when one of the two optical surfaces of the optical lens 20 has a shape that is difficult to form by additional processing such as a so-called aspheric surface, and the other surface is a general spherical surface, the aspherical surface. Is the first optical surface formed by transferring the molding surface 18 of the upper mold 12, and the spherical surface is preferably the second optical surface formed by additional machining, from the viewpoint of productivity. However, when the optical element to be manufactured is an object having only one optical surface such as a mirror, the surface may be formed by molding as the first optical surface.

図３（ｂ）は、光学レンズ２０を製造するために用いる成形金型１０と、供給された溶融ガラス６の断面図、図３（ｃ）は、成形工程で得られる成形体２３の断面図である。成形体２３は、成形後の追加工によって図３（ｃ）の波線で示した形状に仕上げられ光学レンズ２０が完成する。   3B is a cross-sectional view of the molding die 10 used for manufacturing the optical lens 20 and the supplied molten glass 6. FIG. 3C is a cross-sectional view of the molded body 23 obtained in the molding process. It is. The molded body 23 is finished into the shape shown by the wavy line in FIG. 3C by additional processing after molding, and the optical lens 20 is completed.

上型１２の成形面１８は、光学レンズ２０の第１の光学面２１に対応した形状とする。これに対して、光学レンズ２０の第２の光学面２２は成形後の追加工によって形成するため、下型１１の受け面１７は第２の光学面２２に対応した形状とする必要はない。ここでは、受け面１７の形状を、第１の光学面２１よりも曲率半径の大きなゆるい凹形状としている。そのため、加圧成形時における上型１２の成形面１８と下型１１の受け面１７との間隔が、中心よりも端部で大きくなり、成形工程で得られる成形体２３は、端部の肉厚ｔＢが中心の肉厚ｔＡよりも大きい形状となる。ここで、中心の肉厚ｔＡとは、成形体の中心における肉厚をいい、端部の肉厚ｔＢとは、成形体の隅Ｒ部分２４を除いた最端部における肉厚をいう。   The molding surface 18 of the upper mold 12 has a shape corresponding to the first optical surface 21 of the optical lens 20. On the other hand, since the second optical surface 22 of the optical lens 20 is formed by additional machining after molding, the receiving surface 17 of the lower mold 11 does not need to have a shape corresponding to the second optical surface 22. Here, the shape of the receiving surface 17 is a concave shape having a larger curvature radius than that of the first optical surface 21. Therefore, the distance between the molding surface 18 of the upper mold 12 and the receiving surface 17 of the lower mold 11 at the time of pressure molding is larger at the end than at the center, and the molded body 23 obtained in the molding process has a thickness at the end. The thickness tB is larger than the central wall thickness tA. Here, the thickness tA at the center refers to the thickness at the center of the molded body, and the thickness tB at the end refers to the thickness at the extreme end excluding the corner R portion 24 of the molded body.

図３（ｂ）のように、供給された溶融ガラス６は、下型１１の受け面１７と外径規制部材１３の外径規制面１９に接触する。下型１１と外径規制部材１３の温度は供給される溶融ガラス６よりも低温であることから、溶融ガラス６は主にこれらの接触面から冷却される。また、溶融ガラス６は、表面張力によって中心が盛り上がった形状となるのが普通である。そのため、溶融ガラス６は、受け面１７に溜められた後、上型１２によって加圧されるまでの間に、中心が高温で端部が低温という温度分布が生じることになる。   As shown in FIG. 3B, the supplied molten glass 6 contacts the receiving surface 17 of the lower mold 11 and the outer diameter regulating surface 19 of the outer diameter regulating member 13. Since the temperature of the lower mold | type 11 and the outer diameter control member 13 is lower than the molten glass 6 supplied, the molten glass 6 is mainly cooled from these contact surfaces. Moreover, it is normal that the molten glass 6 becomes a shape where the center rose by surface tension. Therefore, after the molten glass 6 is collected on the receiving surface 17, a temperature distribution in which the center is high temperature and the end is low temperature is generated until the molten glass 6 is pressed by the upper mold 12.

その後、下型１１と上型１２による加圧が始まると、今度は溶融ガラス６の上面側に上型１２の成形面１８が接触し、溶融ガラス６は更に急速に冷却される。加圧成形が始まってから全体が固化するまでの冷却速度は、得られる成形体の各部の肉厚に影響され、肉厚の大きい部分よりも肉厚の小さい部分の方が速く冷却される。   Thereafter, when pressurization by the lower mold 11 and the upper mold 12 starts, the molding surface 18 of the upper mold 12 comes into contact with the upper surface side of the molten glass 6 and the molten glass 6 is further cooled more rapidly. The cooling rate from the start of pressure molding to the solidification of the whole is affected by the thickness of each part of the resulting molded body, and the portion with a small thickness is cooled faster than the portion with a large thickness.

上述のように、加圧の直前の段階では中心よりも端部の方が低温になるため、下型１１の受け面１７を、成形体の端部の肉厚ｔＢが中心の肉厚ｔＡよりも大きくなるように形成して、成形中の冷却速度が中心よりも端部の方が遅くなるようにすることで、溶融ガラス６が固化するタイミングを均一化することができる。固化するタイミングが均一化されれば、成形時における溶融ガラス６の収縮量が均一化されるため、成形体２３の上面側の第１の光学面２１を高精度に形成することが可能となるのである。   As described above, at the stage immediately before pressurization, the end portion is cooler than the center, so that the receiving surface 17 of the lower mold 11 has a thickness tB at the end of the molded body that is greater than the thickness tA at the center. And the cooling rate during molding is made slower at the end than at the center, so that the timing at which the molten glass 6 solidifies can be made uniform. If the solidification timing is made uniform, the amount of shrinkage of the molten glass 6 at the time of molding is made uniform, so that the first optical surface 21 on the upper surface side of the molded body 23 can be formed with high accuracy. It is.

成形体２３の中心の肉厚ｔＡに対する端部の肉厚ｔＢの比率については、一般的には、ｔＢ／ｔＡが１．１〜２とすることが好ましい。ｔＢ／ｔＡが１．１より小さいと端部から先に固化しやすく、２より大きいと逆に中心から先に固化しやすくなる。ただし、実際に溶融ガラス６が固化するタイミングは、受け面１７や成形面１８の形状、成形体２３の外径、下型１１、上型１２、外径規制部材１３の各部材の温度や材質、溶融ガラス６の温度や材質など多くの因子に影響されるため、具体的な構成に応じて適宜適切な値を選択する必要がある。   Regarding the ratio of the wall thickness tB at the end to the wall thickness tA at the center of the molded body 23, it is generally preferable that tB / tA is 1.1-2. If tB / tA is smaller than 1.1, it tends to solidify first from the end, and if it is larger than 2, it tends to solidify first from the center. However, the timing at which the molten glass 6 is actually solidified includes the shape of the receiving surface 17 and the molding surface 18, the outer diameter of the molded body 23, the temperature and material of each member of the lower mold 11, the upper mold 12, and the outer diameter regulating member 13. Since it is influenced by many factors such as the temperature and material of the molten glass 6, it is necessary to select an appropriate value according to the specific configuration.

図４は、別の形状の光学素子である光学レンズ３０と、それを製造するために用いる成形金型１０ｂの断面図である。図３と同様に、ヒーター及び温度センサーは図示していない。   FIG. 4 is a cross-sectional view of an optical lens 30 which is an optical element of another shape and a molding die 10b used for manufacturing the same. As in FIG. 3, the heater and temperature sensor are not shown.

図４（ａ）は、光学レンズ３０の断面図である。光学レンズ３０は、凸非球面形状の第１の光学面３１と、凹球面形状の第２の光学面３２とを有している。そのため、凸非球面形状の第１の光学面３１は上型１２ｂの成形面１８ｂの転写によって形成し、凹球面形状の第２の光学面３２は、成形工程の後に行う追加工によって形成する。   FIG. 4A is a cross-sectional view of the optical lens 30. The optical lens 30 includes a first optical surface 31 having a convex aspheric shape and a second optical surface 32 having a concave spherical shape. Therefore, the first optical surface 31 having a convex aspheric shape is formed by transferring the molding surface 18b of the upper mold 12b, and the second optical surface 32 having a concave spherical shape is formed by an additional process performed after the molding process.

図４（ｂ）は、光学レンズ３０を製造するために用いる成形金型１０ｂと、供給された溶融ガラス６ｂの断面図、図４（ｃ）は、成形工程で得られる成形体３３の断面図である。成形体３３は、成形後の追加工によって図４（ｃ）の波線で示した形状に仕上げられ光学レンズ３０が完成する。   4B is a sectional view of the molding die 10b used for manufacturing the optical lens 30 and the supplied molten glass 6b, and FIG. 4C is a sectional view of the molded body 33 obtained in the molding process. It is. The molded body 33 is finished into the shape shown by the wavy line in FIG. 4C by additional processing after molding, and the optical lens 30 is completed.

上型１２ｂの成形面１８ｂは、光学レンズ３０の第１の光学面３１に対応した形状とする。下型１１ｂの受け面１７ｂは、第１の光学面３１よりも曲率半径の小さな凸形状としている。そのため、成形工程で得られる成形体３３は、端部の肉厚ｔＢが中心の肉厚ｔＡよりも大きい形状となる。   The molding surface 18 b of the upper mold 12 b has a shape corresponding to the first optical surface 31 of the optical lens 30. The receiving surface 17 b of the lower mold 11 b has a convex shape with a smaller radius of curvature than the first optical surface 31. Therefore, the molded body 33 obtained in the molding process has a shape in which the thickness tB at the end is larger than the thickness tA at the center.

このような形状の場合においても、図３の場合と同様に、加圧の直前の段階では溶融ガラス６ｂの中心よりも端部の方が低温になる。そのため、下型１１ｂの受け面１７ｂを、成形体３３の端部の肉厚ｔＢが中心の肉厚ｔＡよりも大きくなるように形成して、成形中の冷却速度が中心よりも端部の方が遅くなるようにすることで、溶融ガラス６ｂが固化するタイミングを均一化することができる。固化するタイミングが均一化されれば、成形時における溶融ガラス６ｂの収縮量が均一化されるため、成形体３３の上面側の第１の光学面３１を高精度に形成することが可能となる。   Even in the case of such a shape, as in the case of FIG. 3, the end portion is cooler than the center of the molten glass 6 b at the stage immediately before pressurization. Therefore, the receiving surface 17b of the lower mold 11b is formed so that the wall thickness tB of the end portion of the molded body 33 is larger than the center wall thickness tA, and the cooling rate during molding is closer to the end portion than the center. By making it slow, the timing which the molten glass 6b solidifies can be equalize | homogenized. If the solidification timing is made uniform, the shrinkage amount of the molten glass 6b at the time of molding is made uniform, so that the first optical surface 31 on the upper surface side of the molded body 33 can be formed with high accuracy. .

（加熱工程）
加熱工程は、成形金型を溶融ガラスの温度よりも低い所定温度に加熱する工程である。図２に示すように、成形金型１０は、下型１１と上型１２とを有し、更に、必要に応じて外径規制部材１３を備えていても良い。 (Heating process)
The heating step is a step of heating the molding die to a predetermined temperature lower than the temperature of the molten glass. As shown in FIG. 2, the molding die 10 includes a lower die 11 and an upper die 12, and may further include an outer diameter regulating member 13 as necessary.

下型１１、上型１２、外径規制部材１３は、加熱手段としてのヒーター１４ａ、１５ａ、１６ａ及び温度センサー１４ｂ、１５ｂ、１６ｂをそれぞれ有している。このように、それぞれの部材を独立して温度調節することができる構成としても良いし、成形金型全体を一つ、あるいは複数のヒーターでまとめて加熱するような構成としても良い。ヒーターは、公知の各種のヒーターの中から適宜選択して用いることができる。例えば、部材の内部に埋め込んで使用するカートリッジヒーターや、部材の外側に接触させて使用するシート状のヒーターなどを用いることができる。また、温度センサーとしては、種々の熱電対の他、白金測温抵抗体、各種サーミスタなど公知の手段を使用することができる。   The lower die 11, the upper die 12, and the outer diameter regulating member 13 have heaters 14a, 15a, 16a and temperature sensors 14b, 15b, 16b as heating means, respectively. Thus, it is good also as a structure which can adjust temperature of each member independently, and it is good also as a structure which heats the whole shaping die collectively with one or several heaters. The heater can be appropriately selected from known various heaters. For example, a cartridge heater that is used by being embedded inside the member, or a sheet heater that is used while being in contact with the outside of the member can be used. In addition to various thermocouples, known means such as a platinum resistance thermometer and various thermistors can be used as the temperature sensor.

成形金型１０の内、上型１２の加熱温度は、溶融ガラスに成形面１８の形状を良好に転写できる温度範囲に設定する必要がある。通常、成形するガラスのＴｇ（ガラス転移点）−１００℃からＴｇ＋１００℃程度の温度範囲とすることが好ましい。加熱温度が低すぎると溶融ガラスに成形面１８の形状を良好に転写させることが困難になってくる。逆に、必要以上に温度を高くしすぎることは、ガラスと成形金型との融着を防止する観点や、成形金型の寿命の観点から好ましくない。実際には、成形するガラスの材質や、成形体の形状、大きさ、成形金型の材質、保護膜の種類、ヒーターや温度センサーの位置等種々の条件を考慮に入れて適正な温度を決定する。   Of the molding die 10, the heating temperature of the upper die 12 needs to be set in a temperature range in which the shape of the molding surface 18 can be satisfactorily transferred to the molten glass. Usually, it is preferable to make it the temperature range of Tg (glass transition point) -100 degreeC of glass to shape | mold to about Tg + 100 degreeC. If the heating temperature is too low, it becomes difficult to transfer the shape of the molding surface 18 to the molten glass. On the contrary, it is not preferable to raise the temperature more than necessary from the viewpoint of preventing fusion between the glass and the molding die and the life of the molding die. In practice, the appropriate temperature is determined taking into account various conditions such as the glass material to be molded, the shape and size of the molded body, the material of the molding die, the type of protective film, the position of the heater and temperature sensor, etc. To do.

下型１１と外径規制部材１３の加熱温度については、上型１２とは異なり成形面の転写性を考慮する必要はないが、溶融ガラス６の冷却速度に影響することから、上型１２と同様に、成形するガラスのＴｇ−１００℃からＴｇ＋１００℃程度の温度範囲とすることが好ましい。   Unlike the upper mold 12, the heating temperature of the lower mold 11 and the outer diameter regulating member 13 does not need to consider the transferability of the molding surface, but affects the cooling rate of the molten glass 6. Similarly, it is preferable to make it the temperature range of Tg-100 degreeC of the glass to shape | mold to Tg + 100 degreeC.

（溶融ガラス供給工程）
溶融ガラス供給工程は、下型１１の受け面１７に溶融ガラス６を供給する工程である。供給された溶融ガラス６は、下型１１の受け面１７に接触して冷却される。成形金型が、溶融ガラスの外径を規制するための外径規制面１９を有する外径規制部材１３を備えている場合には、外径規制面１９にも接触して冷却される。 (Molten glass supply process)
The molten glass supply step is a step of supplying the molten glass 6 to the receiving surface 17 of the lower mold 11. The supplied molten glass 6 comes into contact with the receiving surface 17 of the lower mold 11 and is cooled. When the molding die is provided with the outer diameter regulating member 13 having the outer diameter regulating surface 19 for regulating the outer diameter of the molten glass, it is also cooled by contacting the outer diameter regulating surface 19.

溶融ガラス６を供給する方法について特に制限はなく、公知の手法を適宜選択して用いることができる。例えば、ノズル先端から溶融状態のガラス滴が自重により落下する状態で、下型１１をノズル先端に接近させて受け面１７に所定量の溶融ガラスを滞留させた後、下型１１を下方に引き下げて溶融ガラスを切断する方法（特許文献１を参照。）を用いることも好ましい。また、ノズル先端から溶融ガラスが液線状態で流出する状態で、下型１１に所定量の溶融ガラスを滞留させた後、金属ブレードによって溶融ガラスを切断する方法を用いることもできる。   There is no restriction | limiting in particular about the method of supplying the molten glass 6, A well-known method can be selected suitably and can be used. For example, in a state where a molten glass droplet falls from the tip of the nozzle due to its own weight, the lower die 11 is brought close to the nozzle tip and a predetermined amount of molten glass is retained on the receiving surface 17, and then the lower die 11 is pulled down. It is also preferable to use a method of cutting molten glass (see Patent Document 1). Alternatively, a method of cutting a molten glass with a metal blade after a predetermined amount of molten glass is retained in the lower mold 11 in a state where the molten glass flows out from the nozzle tip in a liquid state.

使用できるガラスの種類に特に制限はなく、光学的用途に用いられる公知のガラスを用途に応じて選択して用いることができる。例えば、リン酸系ガラス、ランタン系ガラスなどが挙げられる
（成形工程）
成形工程は、成形金型で溶融ガラスを加圧成形し、上型の成形面が転写された第１の光学面を有する成形体を形成する工程である。上述のように、この成形工程で得られる成形体は、中心の肉厚よりも端部の肉厚の方が大きい形状を有している。 There is no restriction | limiting in particular in the kind of glass which can be used, The well-known glass used for an optical use can be selected and used according to a use. For example, phosphate glass, lanthanum glass, etc. (molding process)
The molding step is a step of forming a molded body having a first optical surface on which the molding surface of the upper mold is transferred by pressure-molding molten glass with a molding die. As described above, the molded body obtained in this molding step has a shape in which the thickness of the end portion is larger than the thickness of the center.

加圧手段に特に制限はなく、エアシリンダ、油圧シリンダ、サーボモータを用いた電動シリンダ等の公知の加圧手段を適宜選択して用いることができる。   The pressurizing means is not particularly limited, and known pressurizing means such as an air cylinder, a hydraulic cylinder, and an electric cylinder using a servo motor can be appropriately selected and used.

加圧の間に溶融ガラスの冷却が更に進む。溶融ガラスが十分固化する温度まで冷却された後、加圧を解除して成形金型から成形体を取り出す。加圧を解除する際の成形体の温度は、ガラスの種類や、成形体の大きさや形状、必要な精度等によるが、通常はガラスのＴｇ近傍の温度まで冷却されていれば良い。必要な加圧時間、荷重も種々の条件によって異なるが、通常は、加圧時間が１０秒〜３００秒、荷重が５００Ｎ〜２００００Ｎの範囲の中から適切な値を選択すれば良い。   Cooling of the molten glass further proceeds during pressing. After being cooled to a temperature at which the molten glass is sufficiently solidified, the pressure is released and the molded body is taken out from the molding die. The temperature of the molded body at the time of releasing the pressure depends on the type of glass, the size and shape of the molded body, the required accuracy, and the like, but it may be usually cooled to a temperature in the vicinity of Tg of the glass. Necessary pressurization time and load vary depending on various conditions, but normally, an appropriate value may be selected from the range of pressurization time of 10 seconds to 300 seconds and load of 500 N to 20000 N.

なお、溶融ガラスと外径規制部材が接触した状態のままで加圧を行っても良いし、成形工程の前に外径規制部材を退避させて溶融ガラスと外径規制部材との接触を解除した後に加圧を行っても良い。後者の場合、溶融ガラスが外部に流れ出さない程度の粘度になるまで冷却された後に外径規制部材を退避させる必要がある。   Note that pressurization may be performed while the molten glass and the outer diameter regulating member are in contact with each other, or the outer diameter regulating member is retracted before the molding process to release the contact between the molten glass and the outer diameter regulating member. After that, pressurization may be performed. In the latter case, it is necessary to retract the outer diameter regulating member after cooling until the viscosity reaches a level at which the molten glass does not flow outside.

また、得られた成形体に残存する歪みを除去し、屈折率等の品質を均一化して更に高精度の光学素子とするために、成形体をアニールする工程を設けることもできる。   In addition, a step of annealing the molded body can be provided in order to remove distortion remaining in the obtained molded body and to make the quality such as the refractive index uniform and to obtain a more accurate optical element.

（追加工工程）
追加工工程とは、成形工程の後に、成形体の第１の光学面の裏面側に第２の光学面を形成する工程である。 (Additional process)
The additional processing step is a step of forming the second optical surface on the back side of the first optical surface of the molded body after the molding step.

一般的には、高速研削機（カーブジェネレータ）等を用いた粗摺工程、ダイヤモンドペレット等を用いた精研削工程、研磨剤で表面を仕上げる研磨工程といった工程によって光学面を形成することができるが、これに限定されることはなく、公知の手法を適宜選択して用いることができる。   In general, an optical surface can be formed by a process such as a roughing process using a high-speed grinding machine (curve generator), a fine grinding process using diamond pellets, or a polishing process for finishing the surface with an abrasive. However, the present invention is not limited to this, and a known method can be appropriately selected and used.

また、研削等によって光学素子の外径面を形成する工程を備えていても良い。   Moreover, you may provide the process of forming the outer diameter surface of an optical element by grinding etc.

（実施例１、２）
図１に示す成形装置を用いて成形体を作製し、上型の成形面の転写によって形成された第１の光学面の形状精度の評価を行った。成形金型は図３（ｂ）に示す成形金型１０を用いて、図３（ｃ）に示す成形体２３を作製した。第１の光学面２１は、通常、非球面とすることが多いが、ここでは評価を容易にするため曲率半径１２ｍｍの球面とした。 (Examples 1 and 2)
A molded body was produced using the molding apparatus shown in FIG. 1, and the shape accuracy of the first optical surface formed by transferring the molding surface of the upper mold was evaluated. A molding die 23 shown in FIG. 3C was produced using a molding die 10 shown in FIG. The first optical surface 21 is usually an aspherical surface in many cases, but here a spherical surface having a curvature radius of 12 mm is used for easy evaluation.

成形体２３の外径はφ２５ｍｍ、中心の肉厚ｔＡは３ｍｍとした。端部の肉厚ｔＢは、それぞれ３．３ｍｍ（実施例１）、５ｍｍ（実施例２）となるように下型１１を作製した。下型１１、上型１２、外径規制部材１３は、いずれも炭化タングステンを主成分とする超硬材料を用いた。加熱温度は、下型１１と外径規制部材１３が５２０℃、上型１２が４３０℃に設定した。   The molded body 23 had an outer diameter of 25 mm and a center thickness tA of 3 mm. The lower mold 11 was fabricated so that the wall thickness tB of the end portion was 3.3 mm (Example 1) and 5 mm (Example 2), respectively. The lower mold 11, the upper mold 12, and the outer diameter regulating member 13 are all made of a super hard material mainly composed of tungsten carbide. The heating temperature was set to 520 ° C. for the lower die 11 and the outer diameter regulating member 13, and 430 ° C. for the upper die 12.

ガラス材料にはリン酸系ガラスを用いた。ノズル先端を１０００℃に加熱し、溶融状態のガラス滴が自重により落下する状態で、下型１１をノズル先端に接近させて受け面１７に溶融ガラスを滞留させた後、下型１１を下方に引き下げて溶融ガラスを切断し、成形体と同体積の溶融ガラスを供給した。その後、下型１１を上型１２に対向する位置まで移動し、１８００Ｎの荷重で７０秒の間溶融ガラスを加圧した。   Phosphoric glass was used as the glass material. The nozzle tip is heated to 1000 ° C., and the molten glass drops fall under its own weight, the lower die 11 is brought close to the nozzle tip and the molten glass is retained on the receiving surface 17, and then the lower die 11 is moved downward. The molten glass was cut by pulling down, and a molten glass having the same volume as the compact was supplied. Then, the lower mold | type 11 was moved to the position facing the upper mold | type 12, and the molten glass was pressurized for 70 second with the load of 1800N.

取り出した成形体の光学面２１の形状精度を評価した。評価は、テーラーホブソン株式会社製の表面形状測定器ＰＧＩ８４０を用いて球面からのずれ量の最大値を求め、球面からのずれ量の最大値が１５０ｎｍ以下であり極めて良好な場合を◎、１５０ｎｍより大きく３００ｎｍ以下であり良好な場合を○、３００ｎｍより大きく問題となる場合を×とした。   The shape accuracy of the optical surface 21 of the molded body taken out was evaluated. For evaluation, the maximum value of the deviation from the spherical surface was obtained using a surface shape measuring instrument PGI840 manufactured by Taylor Hobson Co., Ltd., and the maximum value of the deviation from the spherical surface was 150 nm or less. The case where it was large and 300 nm or less and good was rated as ○, and the case where the problem was larger than 300 nm was marked as x.

評価結果を表１に示す。実施例１、２共に光学面２１の形状精度は１５０ｎｍ以下であり、成形によって高精度な光学面を形成することができた。   The evaluation results are shown in Table 1. In both Examples 1 and 2, the shape accuracy of the optical surface 21 was 150 nm or less, and a high-precision optical surface could be formed by molding.

（比較例１、２）
成形体の端部の肉厚ｔＢが、それぞれ３ｍｍ（比較例１）、２．５ｍｍ（比較例２）となるように下型を作製した。それ以外は実施例１と同じ条件で成形体を作製し、取り出した成形体の光学面の形状精度を評価した。 (Comparative Examples 1 and 2)
The lower mold was manufactured so that the thickness tB of the end portion of the molded body was 3 mm (Comparative Example 1) and 2.5 mm (Comparative Example 2), respectively. Other than that, a molded body was produced under the same conditions as in Example 1, and the shape accuracy of the optical surface of the removed molded body was evaluated.

評価結果を表１に併せて示す。実施例１、２の場合と異なり、光学面の形状精度は何れも３００ｎｍよりも大きく、高精度な光学面を形成することはできなかった。   The evaluation results are also shown in Table 1. Unlike the cases of Examples 1 and 2, the shape accuracy of the optical surface was larger than 300 nm, and a highly accurate optical surface could not be formed.

（実施例３〜６）
図１に示す成形装置を用いて成形体を作製し、上型の成形面の転写によって形成された第１の光学面の形状精度の評価を行った。成形金型は図４（ｂ）に示す成形金型１０ｂを用いて、図４（ｃ）に示す成形体３３を作製した。第１の光学面３１は曲率半径２０ｍｍの球面とした。 (Examples 3 to 6)
A molded body was produced using the molding apparatus shown in FIG. 1, and the shape accuracy of the first optical surface formed by transferring the molding surface of the upper mold was evaluated. As a molding die, a molding body 33 shown in FIG. 4C was produced using a molding die 10b shown in FIG. 4B. The first optical surface 31 was a spherical surface having a curvature radius of 20 mm.

成形体３３の外径はφ４０ｍｍ、中心の肉厚ｔＡは５ｍｍとした。端部の肉厚ｔＢは、それぞれ５．５ｍｍ（実施例３）、８ｍｍ（実施例４）、１０ｍｍ（実施例５）、１２ｍｍ（実施例６）となるように下型１１ｂを作製した。下型１１ｂ、上型１２ｂ、外径規制部材１３ｂの材質は、いずれも炭化珪素とした。加熱温度は、下型１１ｂが７１０℃、外径規制部材１３ｂが７３０℃、上型１２ｂが６８０℃に設定した。   The molded body 33 had an outer diameter of 40 mm and a center thickness tA of 5 mm. The lower mold 11b was manufactured so that the wall thickness tB of the end portion was 5.5 mm (Example 3), 8 mm (Example 4), 10 mm (Example 5), and 12 mm (Example 6), respectively. The materials of the lower mold 11b, the upper mold 12b, and the outer diameter regulating member 13b are all silicon carbide. The heating temperature was set to 710 ° C. for the lower die 11b, 730 ° C. for the outer diameter regulating member 13b, and 680 ° C. for the upper die 12b.

ガラス材料には、ランタン系ガラスを用いた。ノズル先端を１２００℃に加熱し、ノズル先端から溶融ガラスが液線状態で流出する状態で下型１１ｂに溶融ガラスを滞留させた後、金属ブレードによって溶融ガラスを切断し、成形体と同体積の溶融ガラスを供給した。その後、下型１１ｂを上型１２ｂに対向する位置まで移動し、３２００Ｎの荷重で１１０秒の間溶融ガラスを加圧した。   Lanthanum-based glass was used as the glass material. The nozzle tip is heated to 1200 ° C., and the molten glass is retained in the lower mold 11b in a state where the molten glass flows out in a liquid line state from the nozzle tip, and then the molten glass is cut with a metal blade to have the same volume as the compact. Molten glass was supplied. Then, the lower mold | type 11b was moved to the position facing the upper mold | type 12b, and the molten glass was pressurized for 110 second with the load of 3200N.

取り出した成形体の光学面３１の形状精度を評価した。評価は、実施例１と同様の方法で行った。評価結果を表２に示す。光学面２１の形状精度は、実施例３〜５では１５０ｎｍ以下、実施例６で３００ｎｍ以下であり、何れも成形によって高精度な光学面を形成することができた。   The shape accuracy of the optical surface 31 of the molded body taken out was evaluated. Evaluation was performed in the same manner as in Example 1. The evaluation results are shown in Table 2. The shape accuracy of the optical surface 21 was 150 nm or less in Examples 3 to 5 and 300 nm or less in Example 6, and in both cases, a highly accurate optical surface could be formed by molding.

（比較例３、４）
成形体の端部の肉厚ｔＢが、それぞれ５ｍｍ（比較例３）、４ｍｍ（比較例４）となるように下型を作製した。それ以外は実施例３〜６と同じ条件で成形体を作製し、取り出した成形体の光学面の形状精度を評価した。 (Comparative Examples 3 and 4)
The lower mold was manufactured so that the thickness tB of the end portion of the molded body was 5 mm (Comparative Example 3) and 4 mm (Comparative Example 4), respectively. Other than that produced the molded object on the same conditions as Examples 3-6, and evaluated the shape accuracy of the optical surface of the taken-out molded object.

評価結果を表２に併せて示す。実施例３〜６の場合と異なり、光学面の形状精度は何れも３００ｎｍよりも大きく、高精度な光学面を形成することはできなかった。   The evaluation results are also shown in Table 2. Unlike the cases of Examples 3 to 6, the shape accuracy of the optical surface was larger than 300 nm, and a highly accurate optical surface could not be formed.

本実施形態において用いる成形装置の一例を示す模式図Schematic diagram showing an example of a molding apparatus used in the present embodiment 本実施形態において用いる成形金型の断面図Sectional view of the molding die used in this embodiment 製造する光学素子である光学レンズ２０と、それを製造するために用いる成形金型１０の断面図Sectional drawing of the optical lens 20 which is an optical element to manufacture, and the molding die 10 used in order to manufacture it 別の形状の光学素子である光学レンズ３０と、それを製造するために用いる成形金型１０ｂの断面図Sectional drawing of the optical lens 30 which is an optical element of another shape, and the molding die 10b used in order to manufacture it

符号の説明Explanation of symbols

１ 成形装置
２ 溶融槽
５ ノズル
６ 溶融ガラス
１０、１０ｂ 成形金型
１１、１１ｂ 下型
１２、１２ｂ 上型
１３、１３ｂ 外径規制部材
１７、１７ｂ 受け面
１８、１８ｂ 成形面
１９、１９ｂ 外径規制面
２０、３０ 光学レンズ（光学素子）
２１、３１ 第１の光学面
２２、３２ 第２の光学面
２３、３３ 成形体
ｔＡ 中心の肉厚
ｔＢ 端部の肉厚 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Molding apparatus 2 Melting tank 5 Nozzle 6 Molten glass 10, 10b Molding die 11, 11b Lower mold 12, 12b Upper mold 13, 13b Outer diameter regulating member 17, 17b Receiving surface 18, 18b Molded surface 19, 19b Outer diameter regulation Surface 20, 30 Optical lens (optical element)
21, 31 First optical surface 22, 32 Second optical surface 23, 33 Molded body tA Center thickness tB End thickness

Claims (4)

溶融ガラスを受けるための受け面を有する下型と、光学素子の第１の光学面を形成するための成形面を有する上型とを備える成形金型を、溶融ガラスの温度よりも低い所定温度に加熱する加熱工程と、
前記下型の受け面に前記溶融ガラスを供給する溶融ガラス供給工程と、
前記成形金型で前記溶融ガラスを加圧成形し、前記上型の成形面が転写された第１の光学面を有する成形体を形成する成形工程とを有し、
前記下型の前記受け面は、前記成形工程で得られる成形体の端部の肉厚が中心の肉厚よりも大きくなるように形成されていることを特徴とする光学素子の製造方法。 A molding die comprising a lower mold having a receiving surface for receiving molten glass and an upper mold having a molding surface for forming the first optical surface of the optical element, a predetermined temperature lower than the temperature of the molten glass A heating step of heating to
A molten glass supply step of supplying the molten glass to the receiving surface of the lower mold;
Pressing the molten glass with the molding die, and forming a molded body having a first optical surface onto which the molding surface of the upper mold is transferred, and
The method of manufacturing an optical element, wherein the receiving surface of the lower mold is formed such that the thickness of the end portion of the molded body obtained in the molding process is larger than the thickness of the center. 前記成形工程の後に、追加工によって前記成形体の第１の光学面の裏面側に第２の光学面を形成する追加工工程を有することを特徴とする請求項１に記載の光学素子の製造方法。 2. The optical element manufacturing method according to claim 1, further comprising an additional processing step of forming a second optical surface on the back surface side of the first optical surface of the molded body by additional processing after the molding step. Method. 前記成形金型は、前記溶融ガラスの外径を規制するための外径規制面を有する外径規制部材を備え、
前記溶融ガラス供給工程において、前記下型の受け面に供給された前記溶融ガラスが、前記外径規制部材の外径規制面に接触することを特徴とする請求項１又は２に記載の光学素子の製造方法。 The molding die includes an outer diameter regulating member having an outer diameter regulating surface for regulating the outer diameter of the molten glass,
3. The optical element according to claim 1, wherein in the molten glass supply step, the molten glass supplied to the receiving surface of the lower mold is in contact with an outer diameter regulating surface of the outer diameter regulating member. Manufacturing method. 溶融ガラスを受けるための受け面を有する下型と、光学素子の第１の光学面を形成するための成形面を有する上型とを備える成形金型と、
前記成形金型を溶融ガラスの温度よりも低い所定温度に加熱するための加熱手段と、
前記下型の受け面に前記溶融ガラスを供給するための溶融ガラス供給手段と、
前記成形金型で前記溶融ガラスを加圧成形し、前記上型の成形面が転写された第１の光学面を有する成形体を形成するための加圧手段とを有し、
前記下型の前記受け面は、加圧成形時における前記上型の成形面との間隔が、中心よりも端部の方が大きくなるように形成されていることを特徴とする光学素子の製造装置。 A molding die comprising a lower mold having a receiving surface for receiving molten glass and an upper mold having a molding surface for forming the first optical surface of the optical element;
Heating means for heating the molding die to a predetermined temperature lower than the temperature of the molten glass;
Molten glass supply means for supplying the molten glass to the receiving surface of the lower mold,
Pressurizing the molten glass with the molding die, and forming a molded body having a first optical surface to which the molding surface of the upper mold is transferred, and
The optical element manufacturing method according to claim 1, wherein the receiving surface of the lower mold is formed such that an interval between the receiving surface of the lower mold and the molding surface of the upper mold is larger at the end than at the center. apparatus.

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