JP2010077000A

JP2010077000A - Method and apparatus for manufacturing optical device

Info

Publication number: JP2010077000A
Application number: JP2008249978A
Authority: JP
Inventors: Yousuke Sato; 陽輔佐藤
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 2008-09-29
Filing date: 2008-09-29
Publication date: 2010-04-08
Anticipated expiration: 2028-09-29
Also published as: JP5242317B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To build an optical interferometer into a molding machine to minimize the interplanar eccentricity of a measuring surface to a reference plane. <P>SOLUTION: This manufacturing apparatus for an optical device which molds an optical device by heating and pressing a molding base material 24 held between an upper mold 18 and a lower mold 20 is provided with the optical interferometer 30 for measuring the amount of inclination between the upper mold 18 and the lower mold 20 at any time in a stage of pressing step of the molding base material 24 and a controller 40 for controlling a relative angle between the upper mold 18 and the lower mold 20 based on the amount of inclination. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、成形型を用いて成形素材を加熱・プレスし光学素子を成形する光学素子の製造方法とその製造装置に関する。 The present invention relates to an optical element manufacturing method and apparatus for manufacturing an optical element by heating and pressing a molding material using a mold.

近年、図１１（ａ）（ｂ）に示すように、上型１１８及び下型１２０とスリーブ（胴型）１２２を用いて成形素材１２４を加熱、プレスし、光学素子１２５を得る技術が採用されている（特許文献１参照）。 In recent years, as shown in FIGS. 11A and 11B, a technique for obtaining an optical element 125 by heating and pressing a molding material 124 using an upper mold 118, a lower mold 120, and a sleeve (body mold) 122 has been adopted. (See Patent Document 1).

この際、上型１１８はスリーブ１２２との間で相対移動（摺動）するため、上型１１８とスリーブ１２２との間に所定のクリアランスｇが必要となる。一方、このクリアランスｇによって、上型１１８は下型１２０に対しシフト（位置ずれ）・チルト（傾斜）する余地が残る。 At this time, since the upper die 118 moves relative to (slides) the sleeve 122, a predetermined clearance g is required between the upper die 118 and the sleeve 122. On the other hand, the clearance g leaves room for the upper mold 118 to shift (position shift) / tilt (tilt) with respect to the lower mold 120.

ここで、光学素子１２５の２面（表裏面）の光学機能面が球面のレンズ成形においては、このようなシフト・チルトが生じても２面の球心同士をつなぐ直線に平行な外形研削加工を施すことで、外形中心に光軸を得ることができる。 Here, in lens molding in which the optical surfaces of the two surfaces (front and back surfaces) of the optical element 125 are spherical, external grinding that is parallel to a straight line that connects the two spherical surfaces even if such a shift / tilt occurs. , The optical axis can be obtained at the center of the outer shape.

これに対し、特許文献１には、非球面レンズを成形手段により成形する技術が開示されている。
このような非球面レンズの成形においては、図１２及び図１３に示すように、光学機能面の１面又は２面に非球面軸Ａ１，Ａ２，Ａ３が得られるため、両面球面レンズのように外形研削加工によってシフト・チルトを補正することはできない。 On the other hand, Patent Document 1 discloses a technique for molding an aspheric lens by a molding means.
In the molding of such an aspheric lens, as shown in FIGS. 12 and 13, since the aspherical axes A1, A2, and A3 are obtained on one or two surfaces of the optical function, as in a double-sided spherical lens. Shift / tilt cannot be corrected by external grinding.

そのため、非球面レンズの成形においては、上型１１８とスリーブ１２２との間のクリアランスｇの少ない型構成にし、かつ、可能な限りシフト・チルトの起こらない向きに成形機の押圧機構を成形前に固定する必要がある。
特許第２６６１４４９号公報 Therefore, in the molding of the aspherical lens, the pressing mechanism of the molding machine is formed before molding so that the clearance between the upper mold 118 and the sleeve 122 is small and the shift / tilt direction is as small as possible. Need to be fixed.
Japanese Patent No. 2661449

しかしながら、上型１１８とスリーブ１２２との間にクリアランスｇが存在する以上、上型１１８はスリーブ１２２及び下型１２０に対し、クリアランスｇの範囲内でフリーになっている。このため、ある程度の面間偏芯（片面の非球面軸が、もう片面の非球面軸、若しくは球心と一致していない状態）を持った非球面レンズが成形されてしまうことになる。 However, as long as there is a clearance g between the upper mold 118 and the sleeve 122, the upper mold 118 is free from the sleeve 122 and the lower mold 120 within the clearance g. For this reason, an aspherical lens having a certain degree of inter-surface eccentricity (a state where the aspherical axis on one side does not coincide with the aspherical axis on the other side or the spherical center) is formed.

例えば、クリアランスｇが径方向に０．０１ｍｍで、上型１１８とスリーブ１２２の軸方向の嵌合代が１０ｍｍの場合、垂直軸に対して上型１１８は最大で０．０５７°チルトする余地がある。このチルトは、図１２に示すように、両面非球面レンズの場合に、レンズ片面の非球面軸Ａ１に対し、もう片面の非球面軸Ａ２のチルトと一致する。 For example, when the clearance g is 0.01 mm in the radial direction and the axial fitting allowance between the upper die 118 and the sleeve 122 is 10 mm, the upper die 118 has a room for tilting up to 0.057 ° with respect to the vertical axis. is there. As shown in FIG. 12, in the case of a double-sided aspheric lens, this tilt coincides with the tilt of the other aspherical axis A2 with respect to the aspherical axis A1 on one side of the lens.

また、このチルトは、図１３に示すように、下型１２０の光学機能面が非球面で上型１１８の光学機能面が球面レンズの場合に、下型１２０の非球面軸Ａ１に対し、上型１１８の球心Ｏの位置の径方向のシフトに対応するが、この場合は、球面の曲率半径Ｒが大きいほどシフト量が大きくなる。 Further, as shown in FIG. 13, this tilt is higher than the aspheric axis A1 of the lower mold 120 when the optical function surface of the lower mold 120 is an aspheric surface and the optical function surface of the upper mold 118 is a spherical lens. This corresponds to a radial shift of the position of the ball center O of the mold 118. In this case, the larger the radius of curvature R of the spherical surface, the larger the shift amount.

球面の曲率半径Ｒが４０ｍｍのとき、スリーブ１２２の内径中心からの球心Ｏの径方向のシフト量は０．０４ｍｍとなり、クリアランス量ｇよりも大きい。すなわち、型自体の径方向のシフトは、最大でクリアランス量ｇの０．０１ｍｍまでしか発生しないが、型がチルトすることで、０．０４ｍｍのシフトが発生することになる。それだけ、型チルトが面間偏芯に与える寄与の度合いは大きい。 When the radius of curvature R of the spherical surface is 40 mm, the radial shift amount of the spherical center O from the inner diameter center of the sleeve 122 is 0.04 mm, which is larger than the clearance amount g. In other words, the radial shift of the mold itself occurs only up to a clearance amount g of 0.01 mm, but a shift of 0.04 mm occurs when the mold is tilted. Accordingly, the degree of contribution of the mold tilt to the inter-surface eccentricity is large.

本発明は斯かる課題を解決するためになされたもので、成形機に光学干渉計を組み込んで基準面に対する測定面の面間偏芯量を最小にすることのできる光学素子の製造方法とその製造装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve such a problem, and an optical element manufacturing method capable of minimizing the amount of decentering of the measurement surface with respect to the reference surface by incorporating an optical interferometer in the molding machine and its An object is to provide a manufacturing apparatus.

前記目的を達成するため、請求項１に係る発明は、
成形素材を一対の成形型間に挟んで加熱・プレスし光学素子を成形する光学素子の製造方法において、
前記成形素材のプレス工程の段階で前記一対の成形型間の傾き量を常に計測し、
前記傾き量を補正するようにプレス荷重を加えながら前記成形素材を成形することを特徴とする。 In order to achieve the object, the invention according to claim 1
In the method of manufacturing an optical element in which a molding material is sandwiched between a pair of molds and heated and pressed to mold an optical element.
Always measure the amount of inclination between the pair of molds at the stage of pressing the molding material,
The molding material is molded while applying a press load so as to correct the tilt amount.

請求項２に係る発明は、請求項１に記載の光学素子の製造方法において、
前記一対の成形型間の傾き量の計測を所定の基準面を介して行うことを特徴とする。
請求項３に係る発明は、
成形素材を一対の成形型間に挟んで加熱・プレスし光学素子を成形する光学素子の製造装置において、
前記成形素材のプレス工程の段階で前記一対の成形型間の傾き量を常に計測する傾き量計測手段と、
前記傾き量に基づいて前記一対の成形型間の相対角度を制御する制御手段と、を備えることを特徴とする。 The invention according to claim 2 is the method of manufacturing an optical element according to claim 1,
The amount of inclination between the pair of molds is measured through a predetermined reference surface.
The invention according to claim 3
In an optical element manufacturing apparatus that molds an optical element by heating and pressing a molding material between a pair of molding dies,
A tilt amount measuring means for always measuring the tilt amount between the pair of molds in the step of pressing the molding material;
Control means for controlling a relative angle between the pair of molds based on the amount of inclination.

請求項４に係る発明は、請求項３に記載の光学素子の製造装置において、
前記傾き量計測手段は光学干渉計であることを特徴とする。
請求項５に係る発明は、請求項３に記載の光学素子の製造装置において、
前記光学素子の少なくとも一方の光学機能面が非球面形状であることを特徴とする。 The invention according to claim 4 is the optical element manufacturing apparatus according to claim 3,
The tilt amount measuring means is an optical interferometer.
The invention according to claim 5 is the optical element manufacturing apparatus according to claim 3,
At least one of the optical functional surfaces of the optical element has an aspherical shape.

本発明によれば、成形機に光学干渉計を組み込んで基準面に対する測定面の面間偏芯量を最小にすることができる。 According to the present invention, an optical interferometer can be incorporated in the molding machine to minimize the amount of eccentricity between the measurement surfaces with respect to the reference surface.

以下、図面に基づき本発明の実施の形態を説明する。
［第１の実施の形態］
図１は、成形機に光学干渉計を組み込んだ光学素子の製造装置の概略構成を示す図である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[First Embodiment]
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an optical element manufacturing apparatus in which an optical interferometer is incorporated in a molding machine.

同図１において、成形室１０は、不図示の仕切り壁により外部雰囲気と気密に仕切られており、成形室１０は真空状態に保たれている。成形室１０内に、上下に対向する一対の上プレート１２及び下プレート１４を有している。 In FIG. 1, the molding chamber 10 is hermetically partitioned from the external atmosphere by a partition wall (not shown), and the molding chamber 10 is kept in a vacuum state. The molding chamber 10 has a pair of an upper plate 12 and a lower plate 14 that face each other in the vertical direction.

上プレート１２及び下プレート１４には、夫々カートリッジヒータ１３、１５が内蔵されている。また、下プレート１４に対し上プレート１２を対向方向（上下方向）に駆動するエアシリンダ１７が設けられている。このエアシリンダ１７による上プレート１２の下降動作により、型セット１６の挟持、挟圧等の動作が行われる。 Cartridge heaters 13 and 15 are built in the upper plate 12 and the lower plate 14, respectively. Further, an air cylinder 17 is provided for driving the upper plate 12 in the facing direction (vertical direction) with respect to the lower plate 14. By the lowering operation of the upper plate 12 by the air cylinder 17, operations such as clamping and clamping of the mold set 16 are performed.

型セット１６は、上型１８、下型２０、及びスリーブ（胴型）２２を有している。上型１８及び下型２０は、円筒形状のスリーブ２２の内部で、それぞれの成形面１８ａ，２０ａが対向するようにスリーブ２２の両端側から嵌挿されている。上型１８及び下型２０はいずれも円柱状をなし、その端面に凹球面状（又は非球面状）の成形面１８ａ、２０ａが形成されている。 The mold set 16 includes an upper mold 18, a lower mold 20, and a sleeve (trunk mold) 22. The upper mold 18 and the lower mold 20 are fitted and inserted from both ends of the sleeve 22 so that the molding surfaces 18 a and 20 a face each other inside the cylindrical sleeve 22. Both the upper mold 18 and the lower mold 20 have a cylindrical shape, and concave spherical (or aspherical) molding surfaces 18a and 20a are formed on the end surfaces thereof.

本実施形態では、成形面１８ａ，２０ａのうち、少なくとも一方は非球面に形成されている。なお、成形面１８ａ，２０ａの両面が球面であってもかまわない。
上型１８は、スリーブ２２の軸方向に摺動可能となっている。また、上型１８の成形面１８ａと下型２０の成形面２０ａとの間には、所定形状の成形素材２４が配置されている。本実施形態では、この成形素材２４として球状のガラス素材が用いられている。 In the present embodiment, at least one of the molding surfaces 18a and 20a is formed as an aspherical surface. The molding surfaces 18a and 20a may be both spherical surfaces.
The upper mold 18 is slidable in the axial direction of the sleeve 22. A molding material 24 having a predetermined shape is disposed between the molding surface 18 a of the upper mold 18 and the molding surface 20 a of the lower mold 20. In the present embodiment, a spherical glass material is used as the molding material 24.

次に、この成形室１０の外部に、傾き量計測手段としてのフィゾー式の光学干渉計３０が配置されている。この光学干渉計３０は、レーザービーム（例えば、Ｈｅ・Ｎｅ）を発振するレーザー発振器３１と、レーザービームの光路上に配置された発散レンズ３２、ビームスプリッター３３、コリメータレンズ３４及び参照平面（基準面）３５と、を有している。この参照平面３５としては、例えば両面が高精度に平行な平面に仕上げられた光学ガラスが用いられる。 Next, a Fizeau-type optical interferometer 30 as an inclination amount measuring unit is disposed outside the molding chamber 10. The optical interferometer 30 includes a laser oscillator 31 that oscillates a laser beam (for example, He / Ne), a diverging lens 32, a beam splitter 33, a collimator lens 34, and a reference plane (reference plane) arranged on the optical path of the laser beam. 35). As the reference plane 35, for example, optical glass whose both surfaces are finished to a plane parallel to each other with high accuracy is used.

また、ビームスプリッター３３でレーザービームを分割した方向の所定位置に、撮像素子３６が配置されている。この撮像素子３６に干渉縞が形成される。なお、撮像素子３６の直前位置には、赤外線カットフィルター３７が配置されている。この赤外線カットフィルター３７は、成形機１１での成形中の加熱温度によって赤外線が発生するため、これを撮像素子３６が感知しないようにするためである。 In addition, an image sensor 36 is disposed at a predetermined position in the direction in which the laser beam is divided by the beam splitter 33. Interference fringes are formed on the image sensor 36. An infrared cut filter 37 is disposed immediately before the image sensor 36. This infrared cut filter 37 is to prevent infrared rays from being generated by the heating temperature during molding in the molding machine 11, so that the image sensor 36 does not detect it.

また、上プレート１２の中央には開口部１２ａが形成されている。この開口部１２ａを通って、光学干渉計３０から出射されたレーザービームが上型１８の上面光沢部１８’へ届くようになっている。この上型１８の上面光沢部１８’は、光を反射する光沢面を備えている。 An opening 12 a is formed at the center of the upper plate 12. Through this opening 12a, the laser beam emitted from the optical interferometer 30 reaches the upper glossy portion 18 'of the upper die 18. The upper glossy portion 18 ′ of the upper mold 18 has a glossy surface that reflects light.

レーザービームは、参照平面３５を透過した後に、測定平面である上型１８の上面光沢部１８’に到達する。また、レーザービームは、参照面３５と上面光沢部１８’で反射し、その反射光は、元の経路を逆戻りしてビームスプリッター３３により撮像素子３６へ到達する。こうして、参照面３５の反射光と上面光沢部１８’の反射光とが干渉して撮像素子３６に干渉縞が形成される。 After passing through the reference plane 35, the laser beam reaches the upper surface glossy portion 18 'of the upper mold 18 that is the measurement plane. Further, the laser beam is reflected by the reference surface 35 and the upper surface glossy portion 18 ′, and the reflected light travels back along the original path and reaches the image sensor 36 by the beam splitter 33. In this way, the reflected light from the reference surface 35 interferes with the reflected light from the upper glossy portion 18 ′ to form interference fringes on the image sensor 36.

なお、上型１８の上面光沢部１８’の代わりに、一点鎖線のように、上プレート１２の上部に光沢面を持たせて測定面としての光沢部１２’としてもよい。この場合は、上プレート１２に開口部１２ａを形成しない。 Instead of the upper surface glossy portion 18 ′ of the upper die 18, a glossy surface 12 ′ as a measurement surface may be provided by giving a glossy surface to the upper portion of the upper plate 12, as indicated by a dashed line. In this case, the opening 12 a is not formed in the upper plate 12.

撮像素子３６の撮像面には、参照面３５の反射光と上面光沢部１８’の反射光とが干渉して、干渉縞が形成される。また、この撮像素子３６とエアシリンダ１７には、制御手段としての制御機４０が接続されている。この制御機４０は、撮像素子３６に形成された干渉縞から、参照平面３５に対する上型１８の上面光沢部１８’の傾き量を演算し、この傾き量に基づいて上型１８及び下型２０間の相対角度を制御する。 On the image pickup surface of the image pickup element 36, the reflected light from the reference surface 35 interferes with the reflected light from the upper glossy portion 18 'to form interference fringes. Further, a controller 40 as a control means is connected to the image sensor 36 and the air cylinder 17. The controller 40 calculates the amount of inclination of the upper surface glossy portion 18 ′ of the upper mold 18 with respect to the reference plane 35 from the interference fringes formed on the image sensor 36, and based on the amount of inclination, the upper mold 18 and the lower mold 20. Control the relative angle between.

そのために、エアシリンダ１７は制御機４０によって昇降制御されるようになっている。なお、エアシリンダ１７と制御機４０との間には、電磁弁及びエアーコンプレッサーが接続されるが、ここでは図示を省略している。 For this purpose, the air cylinder 17 is controlled to be raised and lowered by the controller 40. In addition, although an electromagnetic valve and an air compressor are connected between the air cylinder 17 and the controller 40, illustration is abbreviate | omitted here.

ここで、参照平面３５と上面光沢部１８’とが高い平面度を有していれば、干渉縞の形状から、参照平面３５に対する上面光沢部１８’のチルト量（傾き量）を求めることができる。 Here, if the reference plane 35 and the upper glossy portion 18 ′ have high flatness, the tilt amount (tilt amount) of the upper glossy portion 18 ′ with respect to the reference plane 35 can be obtained from the shape of the interference fringes. it can.

例えば、上面光沢部１８’の径が２０ｍｍであれば、上型１８が垂直軸（参照平面３５と直交する軸）に対し０．０５７°チルトしたとき、上面光沢部１８’の平面内での高低差は０．０２ｍｍである。本実施形態のように、Ｈｅ・Ｎｅレーザー（波長０．６３２８μｍ）を使用して干渉縞を得た場合、干渉縞が６３．２本検出されることになる。 For example, if the diameter of the upper gloss portion 18 ′ is 20 mm, the upper mold 18 tilts 0.057 ° with respect to the vertical axis (axis perpendicular to the reference plane 35), and the upper gloss portion 18 ′ is within the plane of the upper gloss portion 18 ′. The height difference is 0.02 mm. When interference fringes are obtained using a He / Ne laser (wavelength 0.6328 μm) as in this embodiment, 63.2 interference fringes are detected.

図２は、検出された干渉縞４１の形状を示す図である。
同図２によれば、多数本の線状模様からなる干渉縞４１が略等間隔で平行に並んでいることから、測定面（上面光沢部１８’）は一様に傾斜した平面であることがわかる。 FIG. 2 is a diagram illustrating the shape of the detected interference fringes 41.
According to FIG. 2, since the interference fringes 41 made up of a large number of linear patterns are arranged in parallel at substantially equal intervals, the measurement surface (upper surface glossy portion 18 ′) is a uniformly inclined plane. I understand.

この干渉縞４１を制御機４０で解析して、参照平面３５に対する上面光沢部１８’のチルト方向とチルト量を測定することができる。ただし、参照平面３５や上面光沢部１８’の位置的な関係が変化しない限り、干渉縞４１だけでは、高低差の変位量の正負（チルト方向に上がっているのか下がっているのか）まではわからない。 The interference fringe 41 can be analyzed by the controller 40 to measure the tilt direction and the tilt amount of the upper glossy portion 18 ′ with respect to the reference plane 35. However, as long as the positional relationship between the reference plane 35 and the upper glossy portion 18 'does not change, the interference fringe 41 alone does not know the positive or negative displacement amount (whether it is raised or lowered in the tilt direction). .

そこで、上型１８の上面光沢部１８’が測定平面になっている場合は、上面光沢部１８’が成形中のプレスによる上型１８の下降に伴う干渉縞４１の変化を利用して、高低差の変位量の正負を判定する。この場合、プレスによって上型１８が下降すると、参照平面３５と上面光沢部１８’間の光路長が長くなる。 Therefore, when the upper surface glossy portion 18 ′ of the upper mold 18 is a measurement plane, the upper surface glossy portion 18 ′ uses a change in the interference fringe 41 due to the lowering of the upper mold 18 due to the press during molding, thereby increasing the height. Determine whether the displacement of the difference is positive or negative. In this case, when the upper die 18 is lowered by the press, the optical path length between the reference plane 35 and the upper glossy portion 18 'becomes longer.

また、参照平面３５と上面光沢部１８’の間の光路長（屈折率１の媒質中で、参照平面３５と上面光沢部１８’の間の距離の２倍の長さ）がレーザー波長の整数倍の部分に、干渉縞４１の明部が発生する。このため、プレスによって、干渉縞４１は上型１８の高い部分へ向かって移動する。 Further, the optical path length between the reference plane 35 and the upper glossy part 18 ′ (in a medium having a refractive index of 1 is twice the distance between the reference plane 35 and the upper glossy part 18 ′) is an integer of the laser wavelength. The bright part of the interference fringe 41 is generated in the doubled part. For this reason, the interference fringe 41 moves toward a high portion of the upper mold 18 by pressing.

つまり、プレスにより上型１８が下降している最中に、干渉縞４１が移動する方向が高い方向であるということがわかる。
これにより、光学干渉計３０と成形機１１とを組み合わせることで、成形中の上型１８のチルト方向、チルト量、変位量の正負を判定することができる。 That is, it can be seen that the direction in which the interference fringe 41 moves is high while the upper die 18 is being lowered by the press.
Thereby, by combining the optical interferometer 30 and the molding machine 11, it is possible to determine the sign of the tilt direction, tilt amount, and displacement amount of the upper mold 18 during molding.

次に、成形中における上型１８のチルトを補正する方法について説明する。
図３は、図１のＩＩＩ−ＩＩＩ方向矢視図である。
同図３に示すように、上プレート１２を押圧するエアシリンダ１７_１，１７_２，１７_３は、型軸中心Ｏを中心として０°、１２０°、２４０°の方向に３台（以上）備えられている。この３台のエアシリンダ１７_１，１７_２，１７_３による荷重の加え方で、３６０°方向のチルト押圧が可能となっている。例えば、上型１８を６０°の方向にチルトさせる場合は、０°シリンダ１７_１と１２０°シリンダ１７_２とを同荷重に設定し、２４０°シリンダ１７_３を無荷重に設定してプレスする。 Next, a method for correcting the tilt of the upper mold 18 during molding will be described.
3 is a view taken in the direction of arrows III-III in FIG.
As shown in FIG. 3, three (or more) air cylinders 17 ₁ , 17 ₂ , 17 ₃ that press the upper plate 12 are provided in directions of 0 °, 120 °, and 240 ° around the mold axis center O. It has been. By applying a load by the _three air cylinders 17 ₁ , 17 ₂ , and 17 ₃ , tilt pressing in the 360 ° direction is possible. For example, when tilting the upper mold 18 in the direction of 60 ° is a 0 ° cylinders 17 ₁ and 120 ° cylinder 17 ₂ is set to the same load and pressed to set the 240 ° cylinder 17 ₃ to no load.

なお、下プレート１４、上型１８の上面、下型２０の底面、及び上プレート１２の平面度は２μｍ以下にすることが望ましい。また、上型１８及び下型２０の摺動面の同心度、摺動面をデータムとした成形面の円振れ公差は２μｍ以下にすることが望ましい。 The flatness of the lower plate 14, the upper surface of the upper mold 18, the bottom surface of the lower mold 20, and the upper plate 12 is desirably 2 μm or less. Further, it is desirable that the concentricity of the sliding surfaces of the upper mold 18 and the lower mold 20 and the circular runout tolerance of the molding surface with the sliding surface as a datum are 2 μm or less.

本実施形態では、成形室１０内は、窒素パージではなく真空引きを行う。これは、成形室１０内を窒素ガスで置換すると、気体の流れや温度ムラによりレーザービームの波面が乱れるためである。また、真空下で成形すれば上型１８の上面光沢部１８’の劣化防止にも有効である。 In the present embodiment, the inside of the molding chamber 10 is evacuated instead of being purged with nitrogen. This is because if the inside of the molding chamber 10 is replaced with nitrogen gas, the wavefront of the laser beam is disturbed due to the flow of gas and temperature unevenness. Further, if the molding is performed under vacuum, it is effective for preventing deterioration of the upper surface glossy portion 18 'of the upper mold 18.

また、成形開始前に、型セット１６と素材、径、高さが同じ程度で、かつ上型１８及び下型２０の上面及び底面の平面度と平行度が２μｍ以下で、上型１８の上面が光沢面となっているキャリブレーション用型を成形室１０内へ投入してもよい。この場合は、キャリブレーション用型を用いて光学干渉計３０の光学系の調整を行う。 Further, before the start of molding, the top surface of the upper mold 18 is the same as the mold set 16 with the same material, diameter and height, and the flatness and parallelism of the upper and bottom surfaces of the upper mold 18 and the lower mold 20 are 2 μm or less. A calibration mold having a glossy surface may be put into the molding chamber 10. In this case, the optical system of the optical interferometer 30 is adjusted using a calibration mold.

光学干渉計３０の調整は、撮像素子３６に現れる干渉縞４１の本数が最も少なくなるように参照平面３５の傾き、ビームスプリッター３３の位置を調整する（また、該当する場合はコリメータレンズの位置も調整する）。これは、参照平面３５と下プレート１４の面を平行となるようにするためである。なお、光学干渉計３０の光学系の調整は、１０００ショットに１度などの頻度で定期的に行うのが望ましい。 The optical interferometer 30 is adjusted by adjusting the inclination of the reference plane 35 and the position of the beam splitter 33 so that the number of interference fringes 41 appearing on the image sensor 36 is minimized (and, if applicable, the position of the collimator lens is also adjusted). adjust). This is to make the reference plane 35 and the surface of the lower plate 14 parallel to each other. The optical system of the optical interferometer 30 is desirably adjusted periodically at a frequency of once every 1000 shots.

次に、光学素子の製造方法について説明する。
成形作業は、光学干渉計３０のレーザービームの出射状態、成形機１１の加熱装置の安定状態、成形室１０の真空状態の確保ができてから行う。 Next, a method for manufacturing an optical element will be described.
The molding operation is performed after the laser beam emission state of the optical interferometer 30, the stable state of the heating device of the molding machine 11, and the vacuum state of the molding chamber 10 can be secured.

成形機外の型セット１６を、成形予備室にて真空引きを行った後、成形予備室と成形室１０をつなぐシャッタを開き、成形室１０内へ型セット１６を投入する。型セット１６を成形室１０へ投入した後は、シャッタを閉じる。その後、成形予備室内の真空破壊を行う。 After the mold set 16 outside the molding machine is evacuated in the preliminary molding chamber, the shutter connecting the preliminary molding chamber and the molding chamber 10 is opened, and the mold set 16 is put into the molding chamber 10. After putting the mold set 16 into the molding chamber 10, the shutter is closed. Thereafter, a vacuum break in the preliminary molding chamber is performed.

なお、例えば成形室１０は、加熱工程と成形工程等に分割されていて、型セット１６はこれらの各工程を経て成形素材２４が成形されていく。また、加熱工程では干渉縞４１を見るための装置は必要ない。 For example, the molding chamber 10 is divided into a heating process, a molding process, and the like, and the molding material 24 is molded into the mold set 16 through these processes. In addition, an apparatus for viewing the interference fringes 41 is not necessary in the heating process.

こうして、型セット１６が加熱工程から成形工程に移送されてくると、この成形工程では上プレート１２が上型１８に低荷重（１０ｋｇｆ以下）で接触する。
この状態で、型セット１６がカートリッジヒータ１３、１５により均温化されるまで待つ。型セット１６が均温化されない状態では、上プレート１２の構造上、上型１８の中心が温まりにくい。上型１８の中心が温まらないと、上型１８の上面光沢部１８’の周辺が膨張で盛り上がり、測定平面が凹状になってしまうためである。 Thus, when the mold set 16 is transferred from the heating process to the molding process, the upper plate 12 contacts the upper mold 18 with a low load (10 kgf or less) in the molding process.
In this state, the mold set 16 waits until the temperature is equalized by the cartridge heaters 13 and 15. In a state where the mold set 16 is not soaked, the center of the upper mold 18 is difficult to warm due to the structure of the upper plate 12. This is because if the center of the upper mold 18 is not warmed, the periphery of the upper surface glossy portion 18 ′ of the upper mold 18 rises due to expansion, and the measurement plane becomes concave.

型セット１６が均温化された段階で、上プレート１２のエアシリンダ１７_１，１７_２，１７_３に均一な荷重を加え、プレスを開始する。この上プレート１２のプレスにより、検出された干渉縞４１は一方向に移動する。そこで、３台のエアシリンダ１７_１，１７_２，１７_３を調節し、この方向にプレス荷重のウェイトをかける。ウェイト配分は、干渉縞４１の本数に比例して行うようにする。 At the stage where the temperature of the mold set 16 is equalized, a uniform load is applied to the air cylinders 17 ₁ , 17 ₂ , and 17 ₃ of the upper plate 12 to start pressing. By the pressing of the upper plate 12, the detected interference fringe 41 moves in one direction. Therefore, the three air cylinders 17 ₁ , 17 ₂ , and 17 ₃ are adjusted, and the weight of the press load is applied in this direction. Weight distribution is performed in proportion to the number of interference fringes 41.

上プレート１２のプレスが進み、干渉縞４１の本数が少なくなるほどチルト方向へ加えるウェイト配分を少なくする。上プレート１２をプレスし、減少していった干渉縞４１の本数が許容本数を通り越して、増える方向に行った場合は、それを補正する方向へウェイト配分をかける。 As the pressing of the upper plate 12 proceeds and the number of interference fringes 41 decreases, the weight distribution applied in the tilt direction decreases. When the upper plate 12 is pressed and the number of the reduced interference fringes 41 exceeds the allowable number and increases, the weight distribution is applied in a direction to correct it.

なお、干渉縞４１の本数の計数やそれに応じたウェイト配分は制御機４０によって行われる。
このように、許容チルト量に対応する干渉縞４１の本数を維持しながら、所定の肉厚量まで成形素材２４のプレスを行う。その後、型セット１６をガラス転移点以下の温度まで冷却することで、縞本数に対応する上型１８及び下型２０の面間偏芯量を維持する。 Note that the controller 40 counts the number of interference fringes 41 and assigns weights accordingly.
In this way, the molding material 24 is pressed to a predetermined thickness while maintaining the number of interference fringes 41 corresponding to the allowable tilt amount. Thereafter, the mold set 16 is cooled to a temperature equal to or lower than the glass transition point, thereby maintaining the amount of eccentricity between the upper mold 18 and the lower mold 20 corresponding to the number of stripes.

成形完了後は、成形室１０と不図示の排出室をつなぐシャッタを開き、排出室へ型セット１６を排出する。排出室は、そのタイミングまでに真空引きがなされており、真空状態が維持されている。型セット１６を排出室へ排出後は、シャッタを閉じる。その後、排出室に空気や窒素などのガスを送り、真空破壊を行った後、成形機外へ型セット１６を取り出す。 After molding is completed, a shutter connecting the molding chamber 10 and a discharge chamber (not shown) is opened, and the mold set 16 is discharged into the discharge chamber. The discharge chamber is evacuated by that timing, and the vacuum state is maintained. After the mold set 16 is discharged into the discharge chamber, the shutter is closed. Thereafter, a gas such as air or nitrogen is sent to the discharge chamber to break the vacuum, and the mold set 16 is taken out of the molding machine.

本実施形態によれば、参照平面３５に対する上面光沢部１８’のチルト方向とチルト量を測定して、補正しながら上型１８をプレスすることで、結果として、上型１８及び下型２０間の面間偏芯量を最小にすることができる。 According to the present embodiment, the upper die 18 is pressed while measuring the tilt direction and the tilt amount of the upper surface glossy portion 18 ′ with respect to the reference plane 35, and as a result, the upper die 18 and the lower die 20 are consequently pressed. The amount of eccentricity between the surfaces can be minimized.

これにより、上型１８とスリーブ２２との間にクリアランスが存在する場合であっても、面間偏芯量を最小にして高精度な光学素子を得ることができる。
しかも、本実施形態によれば、成形機１１と光学干渉計３０とを組み合わせ、これらを制御機４０で制御することにより、自動的かつ高精度に上型１８及び下型２０間の面間偏芯量を抑制することができる。
［第２の実施の形態］
図４は、第２の実施の形態の光学素子の製造装置の概略構成を示す図である。なお、第１の実施の形態と同一又は相当する部材には同一の符号を付して説明する。 As a result, even when there is a clearance between the upper mold 18 and the sleeve 22, a highly accurate optical element can be obtained with a minimum amount of eccentricity between the surfaces.
Moreover, according to the present embodiment, the molding machine 11 and the optical interferometer 30 are combined, and these are controlled by the controller 40, so that the inter-surface deviation between the upper mold 18 and the lower mold 20 is automatically and highly accurate. The core amount can be suppressed.
[Second Embodiment]
FIG. 4 is a diagram illustrating a schematic configuration of an optical element manufacturing apparatus according to the second embodiment. In addition, the same code | symbol is attached | subjected and demonstrated to the member which is the same as that of 1st Embodiment, or corresponds.

本実施形態では、成形室１０の外部にマイケルソン式の光学干渉計３０を配置したものである。この光学干渉計３０は、レーザービーム（例えば、Ｈｅ・Ｎｅ）を発振するレーザー発振器３１と、レーザービームの光路上に配置された発散レンズ３２、コリメータレンズ３４、ビームスプリッター３３、及び参照平面（基準平面）３５と、を有している。 In this embodiment, a Michelson optical interferometer 30 is disposed outside the molding chamber 10. The optical interferometer 30 includes a laser oscillator 31 that oscillates a laser beam (for example, He / Ne), a diverging lens 32, a collimator lens 34, a beam splitter 33, and a reference plane (standard) arranged on the optical path of the laser beam. Plane) 35.

また、ビームスプリッター３３でレーザービームを分割した方向（レーザービームと直交方向）に撮像素子３６が配置されている。この撮像素子３６に干渉縞が形成される。
また、上プレート１２の中央には開口部１２ａが形成されている。この開口部１２ａを通って、光学干渉計３０からのレーザービーム（平行光）が上型１８の上面光沢部１８’へ届くようになっている。この上型１８の上面光沢部１８’は、光を反射する光沢面を備えている。 An image sensor 36 is arranged in the direction in which the laser beam is divided by the beam splitter 33 (in the direction orthogonal to the laser beam). Interference fringes are formed on the image sensor 36.
An opening 12 a is formed at the center of the upper plate 12. The laser beam (parallel light) from the optical interferometer 30 reaches the upper surface glossy part 18 ′ of the upper mold 18 through the opening 12 a. The upper surface glossy portion 18 ′ of the upper mold 18 has a glossy surface that reflects light.

この場合、コリメータレンズ３４を通過した平行光は、ビームスプリッター３３により参照面３５と上型１８の上面光沢部１８’で反射し、その反射光は、元の経路を逆戻りして再びビームスプリッター３３により撮像素子３６へ到達する。こうして、参照面３５の反射光と上面光沢部１８’の反射光とが干渉して撮像素子３６に干渉縞が形成される。 In this case, the parallel light that has passed through the collimator lens 34 is reflected by the beam splitter 33 at the reference surface 35 and the upper surface glossy portion 18 ′ of the upper mold 18, and the reflected light returns back to the original path and is again reflected by the beam splitter 33. Thus, the image sensor 36 is reached. In this way, the reflected light from the reference surface 35 interferes with the reflected light from the upper glossy portion 18 ′ to form interference fringes on the image sensor 36.

その他の構成は、第１の実施の形態と同様である。
本実施形態によれば、光学干渉計３０としてマイケルソン式を用いた場合においても、フィゾー式を用いた場合（第１の実施の形態）と同様の効果を得ることができる。
［第３の実施の形態］
図５は、第３の実施の形態の光学素子の製造装置の概略構成を示す図である。なお、第１の実施の形態と同一又は相当する部材には同一の符号を付して説明する。 Other configurations are the same as those of the first embodiment.
According to the present embodiment, even when the Michelson method is used as the optical interferometer 30, the same effect as when the Fizeau method is used (first embodiment) can be obtained.
[Third Embodiment]
FIG. 5 is a diagram showing a schematic configuration of an optical element manufacturing apparatus according to the third embodiment. In addition, the same code | symbol is attached | subjected and demonstrated to the member which is the same as that of 1st Embodiment, or corresponds.

本実施形態では、光学干渉計３０から出射されたレーザービームを、光干渉用筒３８を用いて上型１８の上面光沢部１８’に導くようにしたものである。そして、光学干渉計３０側の参照平面３５に対する上型１８の上面光沢部１８’のチルト方向とチルト量を測定する。そのために、上プレート１２に形成した開口部１２ａに光干渉用筒３８を装着している。 In this embodiment, the laser beam emitted from the optical interferometer 30 is guided to the upper surface glossy portion 18 ′ of the upper mold 18 using the optical interference cylinder 38. Then, the tilt direction and the tilt amount of the upper surface glossy portion 18 ′ of the upper mold 18 with respect to the reference plane 35 on the optical interferometer 30 side are measured. For this purpose, an optical interference cylinder 38 is attached to the opening 12 a formed in the upper plate 12.

また、上プレート１２に配置した３個のエアシリンダ１７_１，１７_２，１７_３（図３参照）には、夫々電磁弁２６を介してエアーコンプレッサー２７が接続されている。この電磁弁２６は、制御機４０によって制御されるようになっている。 An air compressor 27 is connected to each of the three air cylinders 17 ₁ , 17 ₂ , 17 ₃ (see FIG. 3) arranged on the upper plate 12 via electromagnetic valves 26. This electromagnetic valve 26 is controlled by a controller 40.

本実施形態のように、上型１８の上面光沢部１８’を測定平面とする場合は、成形室１０内及び光干渉用筒３８内は、第１の実施の形態と同じ理由により、真空引きを行うか、あるいは、成形室１０内の真空引きを行わずに成形室１０内を窒素パージし、真空引きは、上プレート１２を上型１８に当接した後（当てつけた後）の、光学干渉用筒３８内だけで行ってもよい。その場合、光学干渉用筒３８外の雰囲気を光学干渉用筒３８内に引き込まないように、上型２８と上プレート１２との当接面を密着させることが必要である。成形室１０内を窒素パージする方法をとることで、成形室１０内を成形中に真空を作る、もしくは維持する必要がなくなる。例えば、成形室１０が仕切り壁により外部雰囲気と機密に仕切る構造をとらなくてすむ。真空引きは成形する度に、光干渉用筒３８内だけで行えばよい。 As in the present embodiment, when the upper surface glossy portion 18 ′ of the upper mold 18 is a measurement plane, the inside of the molding chamber 10 and the light interference cylinder 38 are evacuated for the same reason as in the first embodiment. Or the interior of the molding chamber 10 is purged with nitrogen without evacuating the molding chamber 10, and vacuuming is performed after the upper plate 12 is brought into contact with the upper mold 18 (after being applied). You may carry out only in the cylinder 38 for interference. In that case, it is necessary to bring the contact surface of the upper mold 28 and the upper plate 12 into close contact so that the atmosphere outside the optical interference tube 38 is not drawn into the optical interference tube 38. By adopting a method in which the inside of the molding chamber 10 is purged with nitrogen, there is no need to create or maintain a vacuum in the molding chamber 10 during molding. For example, it is not necessary to take a structure in which the molding chamber 10 is separated from the external atmosphere by a partition wall. The evacuation may be performed only in the light interference cylinder 38 every time it is molded.

また、上プレート１２の上部に光沢面を持たせて測定面としての光沢部１２’としてもよい。この場合は、上プレート１２に開口部１２ａを形成しない。光沢部１２’を測定平面とする場合は、光学干渉用筒３８、光沢部１２’、参照平面３５で外部雰囲気と気密に仕切られた空間を作り、その空間を真空引きしておき、成形室内は真空引きせずに窒素パージして使うことができる。一度、光学干渉用筒３８、光沢部１２’、参照平面３５で密閉した空間内を真空引きしておけば、参照平面３５の調整などを行わない限り、成形中に真空を作る、もしくは維持する必要がなくなる。 Alternatively, the upper surface of the upper plate 12 may have a glossy surface to form a glossy portion 12 'as a measurement surface. In this case, the opening 12 a is not formed in the upper plate 12. When the glossy portion 12 ′ is used as a measurement plane, a space that is hermetically partitioned from the external atmosphere is created by the optical interference cylinder 38, the glossy portion 12 ′, and the reference plane 35, and the space is evacuated to obtain a space inside the molding chamber. Can be used by purging with nitrogen without evacuation. Once the space sealed by the optical interference cylinder 38, the glossy portion 12 ′, and the reference plane 35 is evacuated, a vacuum is created or maintained during molding unless the reference plane 35 is adjusted. There is no need.

その他の構成は、第１の実施の形態と同様である。
本実施形態によれば、光学干渉用筒３８内だけを真空引きすれば足りるので、装置全体の小型化が可能となる。また、光学干渉用筒３８を用いたことで、気体の流れや温度ムラによりレーザービームの波面が乱れるのを防止することができ、上型１８及び下型２０間の面間偏芯量を高精度に抑制することができる。
［第４の実施の形態］
図６は、第４の実施の形態の光学素子の製造装置の概略構成を示す図である。なお、第１の実施の形態と同一又は相当する部材には同一の符号を付して説明する。 Other configurations are the same as those of the first embodiment.
According to the present embodiment, it is only necessary to evacuate the inside of the optical interference cylinder 38, so that the entire apparatus can be reduced in size. Further, by using the optical interference cylinder 38, it is possible to prevent the wavefront of the laser beam from being disturbed due to the flow of gas and temperature unevenness, and the amount of eccentricity between the upper mold 18 and the lower mold 20 can be increased. The accuracy can be suppressed.
[Fourth Embodiment]
FIG. 6 is a diagram illustrating a schematic configuration of an optical element manufacturing apparatus according to the fourth embodiment. In addition, the same code | symbol is attached | subjected and demonstrated to the member which is the same as that of 1st Embodiment, or corresponds.

本実施形態では、上型１８の上面光沢部１８’を第１の測定面とし、スリーブ２２の開口側の端面（上端光沢面）２２’を第２の測定面としたものである。
このために、光学干渉計３０から出射されたレーザービームを、中央の光干渉用筒３８及びその周囲の光干渉用筒３９を用いて上型１８の上面光沢部１８’及びスリーブ２２の開口側の端面２２’に導くようにしたものである。こうして、光学干渉計３０側の参照平面３５に対する上型１８の上面光沢部１８’、及びスリーブ２２の開口側の端面２２’のチルト方向とチルト量を測定する。そのために、上プレート１２の中央とその周辺に形成した開口部１２ａ、１２ｂに光干渉用筒３８、３９を装着している。 In the present embodiment, the upper glossy portion 18 ′ of the upper mold 18 is the first measurement surface, and the end surface (upper gloss surface) 22 ′ on the opening side of the sleeve 22 is the second measurement surface.
For this purpose, the laser beam emitted from the optical interferometer 30 is applied to the upper glossy portion 18 ′ of the upper mold 18 and the opening side of the sleeve 22 using the central optical interference cylinder 38 and the peripheral optical interference cylinder 39. This is led to the end face 22 '. In this way, the tilt direction and the tilt amount of the upper surface glossy portion 18 ′ of the upper mold 18 and the end surface 22 ′ on the opening side of the sleeve 22 with respect to the reference plane 35 on the optical interferometer 30 side are measured. For this purpose, optical interference cylinders 38 and 39 are attached to the openings 12a and 12b formed in the center and the periphery of the upper plate 12, respectively.

なお、本実施形態では、後述する図９に示すように、周辺の３個の光干渉用筒３９（３９_１，３９_２，３９_３）の断面形状を、湾曲した長円孔に形成している。これは、円形断面のスリーブ２２の端面２２’に沿ってレーザービームを照射するためである。 In this embodiment, as shown in FIG. 9 to be described later, the cross-sectional shape of the three peripheral optical interference tubes 39 (39 ₁ , 39 ₂ , 39 ₃ ) is formed in a curved oval hole. Yes. This is because the laser beam is irradiated along the end face 22 ′ of the sleeve 22 having a circular cross section.

こうして、参照平面３５に対する上型１８の上面光沢部１８’の干渉縞の縞本数を、参照平面３５に対するスリーブ２２の開口側の端面２２’の干渉縞の縞本数及び方向と合致させるように上型１８の傾き量を補正する。 Thus, the number of fringes of the interference fringes of the upper surface glossy portion 18 ′ of the upper mold 18 with respect to the reference plane 35 is matched with the number of fringes and the direction of the fringes of the end surface 22 ′ on the opening side of the sleeve 22 with respect to the reference plane 35. The inclination amount of the mold 18 is corrected.

しかし、スリーブ２２が垂直軸（参照平面３５と直交方向の軸）に対して傾いている場合、高低差の変位量の正負がわからない。そこで、スリーブ２２の端面２２’の変位量の正負は、スリーブ２２の膨張から判定する。すなわち、型セット１６が加熱工程から成形工程へ移送されてきたとき、スリーブ２２は加熱により膨張し軸方向に長くなる。このとき、スリーブ２２の端面２２’の干渉縞が移動するため、その端面２２’の正負を判定することができる。 However, when the sleeve 22 is tilted with respect to the vertical axis (axis perpendicular to the reference plane 35), the positive or negative displacement amount cannot be determined. Therefore, whether the displacement of the end face 22 ′ of the sleeve 22 is positive or negative is determined from the expansion of the sleeve 22. That is, when the mold set 16 is transferred from the heating process to the molding process, the sleeve 22 expands by heating and becomes longer in the axial direction. At this time, since the interference fringes on the end surface 22 'of the sleeve 22 move, it is possible to determine whether the end surface 22' is positive or negative.

これにより、スリーブ２２の端面２２’のチルト方向、チルト量、高低差の変位量の正負を判別することができる。このスリーブ２２の端面２２’に平行となるように、３台のエアシリンダ１７_１，１７_２，１７_３によるプレス荷重を調整し、上型１８のチルトを調整しながら成形する。 As a result, it is possible to determine the sign of the tilt direction, the tilt amount, and the height difference displacement amount of the end surface 22 ′ of the sleeve 22. Molding is performed while adjusting the press load by the _three air cylinders 17 ₁ , 17 ₂ , and 17 ₃ and adjusting the tilt of the upper die 18 so as to be parallel to the end face 22 ′ of the sleeve 22.

なお、本実施形態では、第２の測定面としてスリーブ２２の端面２２’を用いたが、これに限らない。例えば、図７の変形例に示すように、スリーブ２２が載置される下型２０のフランジ部２０ｂの上端面２０’を第２の測定面としてもよい。この場合は、光学干渉計３０からのレーザービームは、３個の光干渉用筒３９（３９_１，３９_２，３９_３）を通過して上端面２０’に導かれる。 In the present embodiment, the end surface 22 ′ of the sleeve 22 is used as the second measurement surface, but the present invention is not limited to this. For example, as shown in the modification of FIG. 7, the upper end surface 20 ′ of the flange portion 20b of the lower mold 20 on which the sleeve 22 is placed may be used as the second measurement surface. In this case, the laser beam from the optical interferometer 30 passes through the _three optical interference tubes 39 (39 ₁ , 39 ₂ , 39 ₃ ) and is guided to the upper end surface 20 ′.

本実施形態によれば、上型１８の上面光沢部１８’及びスリーブ２２の端面２２’を夫々第１と第２の測定面とし、参照平面３５に対する上型１８の上面光沢部１８’及びスリーブ２２の端面２２’の縞本数等を合致させるようにしたので、結果的に上型１８の上面光沢部１８’とスリーブ２２の端面２２’の面間偏芯量を高精度に抑制することができる。 According to the present embodiment, the upper surface glossy portion 18 ′ of the upper mold 18 and the end surface 22 ′ of the sleeve 22 are the first and second measurement surfaces, respectively, and the upper surface glossy portion 18 ′ of the upper mold 18 relative to the reference plane 35 and the sleeve. Since the number of stripes and the like of the end face 22 ′ of 22 is matched, as a result, the amount of eccentricity between the upper surface glossy part 18 ′ of the upper mold 18 and the end face 22 ′ of the sleeve 22 can be suppressed with high accuracy. it can.

これにより、参照平面３５の厳密な平面度等を必要とせず、参照平面３５の精密な調整も必要としないため、光学干渉計３０の光学系の調整を簡略化することができる。
［第５の実施の形態］
図８は、第５の実施の形態の光学素子の製造装置の概略構成を示す図であり、図９は、そのＩＸ−ＩＸ矢視図である。なお、第１の実施の形態と同一又は相当する部材には同一の符号を付して説明する。 Thereby, since the exact flatness etc. of the reference plane 35 are not required and the precise adjustment of the reference plane 35 is not required, the adjustment of the optical system of the optical interferometer 30 can be simplified.
[Fifth Embodiment]
FIG. 8 is a diagram showing a schematic configuration of the optical element manufacturing apparatus according to the fifth embodiment, and FIG. 9 is a view taken along arrows IX-IX. In addition, the same code | symbol is attached | subjected and demonstrated to the member which is the same as that of 1st Embodiment, or corresponds.

本実施形態では、上型１８の上面光沢部１８’を第１の測定面とし、下型２０及びスリーブ２２を載置する下プレート１４の載置面（光沢面）１４’を第２の測定面としたものである。 In the present embodiment, the upper surface glossy portion 18 ′ of the upper mold 18 is the first measurement surface, and the placement surface (glossy surface) 14 ′ of the lower plate 14 on which the lower mold 20 and the sleeve 22 are placed is the second measurement. It is a surface.

こうして、光学干渉計３０側の参照平面３５に対する上型１８の上面光沢部１８’の干渉縞の縞本数及び方向を、参照平面３５に対する下プレート１４の載置面１４’の縞本数及び方向と合致させるようにした。 In this way, the number and direction of the interference fringes of the upper surface glossy portion 18 ′ of the upper mold 18 with respect to the reference plane 35 on the optical interferometer 30 side are set to the number and direction of the fringes of the mounting surface 14 ′ of the lower plate 14 with respect to the reference plane 35. Matched.

このために、光学干渉計３０から出射されたレーザービームを、中央の光干渉用筒３８及びその周囲の光干渉用筒３９を用いて、上型１８の上面光沢部１８’及び下プレート１４の載置面１４’に導くようにしたものである。こうして、参照平面３５に対する上型１８の上面光沢部１８’及び下プレート１４の載置面１４’のチルト方向とチルト量を測定する。そのために、上プレート１２に形成した開口部１２ａ、１２ｂに光干渉用筒３８、３９を夫々装着している。 For this purpose, the laser beam emitted from the optical interferometer 30 is applied to the upper surface glossy portion 18 ′ of the upper mold 18 and the lower plate 14 using the central optical interference cylinder 38 and the peripheral optical interference cylinder 39. This is guided to the mounting surface 14 '. In this way, the tilt direction and the tilt amount of the upper surface glossy portion 18 ′ of the upper mold 18 and the mounting surface 14 ′ of the lower plate 14 with respect to the reference plane 35 are measured. For this purpose, optical interference cylinders 38 and 39 are mounted in openings 12a and 12b formed in the upper plate 12, respectively.

なお、本実施形態では、図９に示すように、中央の光干渉用筒３８の断面形状を円形とし、また、その周囲の３個の光干渉用筒３９_１，３９_２，３９_３の断面形状を、湾曲した長円孔に形成している。 In the present embodiment, as shown in FIG. 9, the center of the cross-sectional shape of the light interference for tube 38 is circular, also, three optical interference for cylinder 39 1 of the _surrounding, 39 _2, 39 ₃ of the section The shape is formed in a curved oval hole.

図１０は、得られた干渉縞４１，４１’の形状を示す図である。
この縞模様から、上型１８の上面光沢部１８’の干渉縞４１と下プレート１４の載置面１４’の干渉縞４１’との縞本数及び方向を合致させるように、エアシリンダ１７_１，１７_２，１７_３のプレス荷重を調整する。 FIG. 10 is a diagram showing the shapes of the obtained interference fringes 41 and 41 ′.
From this stripe pattern, the air cylinders 17 ₁ , 17 ₁ , and 17 are aligned so that the number and direction of the stripes of the interference fringes 41 of the upper surface glossy portion 18 ′ of the upper mold 18 and the interference fringes 41 ′ of the mounting surface 14 ′ of the lower plate 14 match. The press load of 17 ₂ , 17 ₃ is adjusted.

この場合、第３の実施の形態と同様に、成形温度以下の温度から成形温度に達するまでの下プレート１４の膨張から、下プレート１４の高低差の変位量の正負を判定する。そして、下プレート１４の載置面１４’と平行となるように、３台のエアシリンダ１７_１，１７_２，１７_３のプレス荷重を調整し、上型１８のチルトを調整しながら成形する。 In this case, as in the third embodiment, whether the displacement of the difference in height of the lower plate 14 is positive or negative is determined from the expansion of the lower plate 14 until the molding temperature is reached from a temperature lower than the molding temperature. Then, the press load of the _three air cylinders 17 ₁ , 17 ₂ , and 17 ₃ is adjusted so as to be parallel to the mounting surface 14 ′ of the lower plate 14, and molding is performed while adjusting the tilt of the upper mold 18.

本実施形態によれば、上型１８の上面光沢部１８’及び下プレート１４の載置面１４’を夫々第１と第２の測定面とし、参照平面３５に対する上型１８の上面光沢部１８’及び下プレート１４の載置面１４’の縞本数等を合致させるようにしたので、結果的に上型１８の上面光沢部１８’と下プレート１４の載置面１４’との面間偏芯量を略ゼロにすることができる。 According to the present embodiment, the upper surface glossy portion 18 ′ of the upper mold 18 relative to the reference plane 35, with the upper surface glossy portion 18 ′ of the upper mold 18 and the mounting surface 14 ′ of the lower plate 14 as the first and second measurement surfaces, respectively. 'And the number of stripes on the mounting surface 14' of the lower plate 14 are made to coincide with each other. As a result, the surface deviation between the upper surface glossy portion 18 'of the upper die 18 and the mounting surface 14' of the lower plate 14 is reduced. The core amount can be made substantially zero.

これにより、参照平面３５の厳密な平面度等を必要とせず、また、参照平面３５の精密な調整を必要としないため、光学干渉計３０の光学系の調整を簡略化することができる。
［その他の実施の形態］
以上の各実施形態では、光学干渉計３０を用いて参照平面３５に対する上型１８の上面光沢部１８’等のチルト方向とチルト量を測定して、基準面に対する測定面の面間偏芯量を最小にする場合について説明した。 Thereby, since the exact flatness etc. of the reference plane 35 are not required, and the precise adjustment of the reference plane 35 is not required, the adjustment of the optical system of the optical interferometer 30 can be simplified.
[Other embodiments]
In each of the above embodiments, the tilt direction and the tilt amount of the upper surface glossy portion 18 ′ of the upper mold 18 with respect to the reference plane 35 are measured using the optical interferometer 30, and the amount of eccentricity between the measurement surfaces with respect to the reference surface is measured. The case where the value is minimized has been described.

しかし、これに限らない。例えば、下プレート１４の上面を型中心軸に対して直交する平面に形成し、成形時に、上型１８の上面の３点（１２０°間隔）の軸方向位置をレーザーで測長する。そして、上型１８の傾きを測定しながら下プレート１４の上面に合致するように、上プレート１２に配置した３台のエアシリンダ１７_１，１７_２，１７_３のプレス荷重を調整し、上型１８のチルトを調整しながら成形を行うようにしてもよい。 However, it is not limited to this. For example, the upper surface of the lower plate 14 is formed on a plane orthogonal to the mold center axis, and the three axial positions (120 ° intervals) of the upper surface of the upper mold 18 are measured with a laser during molding. Then, the press load of the _three air cylinders 17 ₁ , 17 ₂ , and 17 ₃ arranged on the upper plate 12 is adjusted so as to match the upper surface of the lower plate 14 while measuring the inclination of the upper die 18, and the upper die Molding may be performed while adjusting the tilt of 18.

こうすることで、下プレート１４の上面に対する上型１８の上面の面間偏芯量を最小にすることができる。 By doing so, the amount of eccentricity between the upper surfaces of the upper mold 18 relative to the upper surface of the lower plate 14 can be minimized.

第１の実施の形態の光学素子の製造装置の概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the manufacturing apparatus of the optical element of 1st Embodiment. 干渉縞の形状を示す図である。It is a figure which shows the shape of an interference fringe. 図１のＩＩＩ−ＩＩＩ方向矢視図である。It is a III-III direction arrow line view of FIG. 第２の実施の形態の光学素子の製造装置の概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the manufacturing apparatus of the optical element of 2nd Embodiment. 第３の実施の形態の光学素子の製造装置の概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the manufacturing apparatus of the optical element of 3rd Embodiment. 第４の実施の形態の光学素子の製造装置の概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the manufacturing apparatus of the optical element of 4th Embodiment. 同上の変形例を示す図である。It is a figure which shows the modification same as the above. 第５の実施の形態の光学素子の製造装置の概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the manufacturing apparatus of the optical element of 5th Embodiment. 同上のＩＸ−ＩＸ矢視図である。It is an IX-IX arrow line view same as the above. 干渉縞の形状を示す図である。It is a figure which shows the shape of an interference fringe. （ａ）（ｂ）は、光学素子の成形型の断面図の従来例を示す図である。(A) and (b) are figures which show the prior art example of sectional drawing of the shaping | molding die of an optical element. 光学素子の成形型の断面図の従来例を示す図である。It is a figure which shows the prior art example of sectional drawing of the shaping | molding die of an optical element. 光学素子の成形型の断面図の従来例を示す図である。It is a figure which shows the prior art example of sectional drawing of the shaping | molding die of an optical element.

符号の説明Explanation of symbols

１０成形室
１１成形機
１２上プレート
１２ａ開口部
１２ｂ開口部
１２’ 上面光沢部
１３カートリッジヒータ
１４下プレート
１５カートリッジヒータ
１６型セット
１７エアシリンダ
１８上型
１８ａ成形面
１８’ 上面光沢部
２０下型
２０ａ成形面
２０ｂフランジ部
２０’ 上面光沢部
２２スリーブ
２２’ 端面
２４成形素材
２６電磁弁
２７エアーコンプレッサー
３０光学干渉計
３１レーザー発振器
３２発散レンズ
３３ビームスプリッター
３４コリメータレンズ
３５参照平面
３６撮像素子
３７赤外線カットフィルタ
３８光干渉用筒
３９光干渉用筒
３９_１光干渉用筒
３９_２光干渉用筒
３９_３光干渉用筒
４０制御機
４１干渉縞
４１’ 干渉縞 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Molding chamber 11 Molding machine 12 Upper plate 12a Opening part 12b Opening part 12 'Upper surface glossy part 13 Cartridge heater 14 Lower plate 15 Cartridge heater 16 Mold set 17 Air cylinder 18 Upper mold 18a Molding surface 18' Upper surface glossy part 20 Lower mold 20a Molding surface 20b Flange portion 20 'Upper surface glossy portion 22 Sleeve 22' End surface 24 Molding material 26 Solenoid valve 27 Air compressor 30 Optical interferometer 31 Laser oscillator 32 Diverging lens 33 Beam splitter 34 Collimator lens 35 Reference plane 36 Imaging element 37 Infrared cut filter 38 light interference tube 39 light interference tube 39 ₁ light interference tube 39 ₂ light interference tube 39 ₃ light interference tube 40 controller 41 interference fringe 41 ′ interference fringe

Claims

成形素材を一対の成形型間に挟んで加熱・プレスし光学素子を成形する光学素子の製造方法において、
前記成形素材のプレス工程の段階で前記一対の成形型間の傾き量を常に計測し、
前記傾き量を補正するようにプレス荷重を加えながら前記成形素材を成形する
ことを特徴とする光学素子の製造方法。 In the method of manufacturing an optical element in which a molding material is sandwiched between a pair of molds and heated and pressed to mold an optical element.
Always measure the amount of inclination between the pair of molds at the stage of pressing the molding material,
The method of manufacturing an optical element, wherein the molding material is molded while applying a press load so as to correct the tilt amount.

前記一対の成形型間の傾き量の計測を所定の基準面を介して行う
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。 The method of manufacturing an optical element according to claim 1, wherein an inclination amount between the pair of molds is measured via a predetermined reference surface.

成形素材を一対の成形型間に挟んで加熱・プレスし光学素子を成形する光学素子の製造装置において、
前記成形素材のプレス工程の段階で前記一対の成形型間の傾き量を常に計測する傾き量計測手段と、
前記傾き量に基づいて前記一対の成形型間の相対角度を制御する制御手段と、を備える
ことを特徴とする光学素子の製造装置。 In an optical element manufacturing apparatus that molds an optical element by heating and pressing a molding material between a pair of molding dies,
A tilt amount measuring means for always measuring the tilt amount between the pair of molds in the step of pressing the molding material;
Control means for controlling a relative angle between the pair of molds on the basis of the amount of inclination. An optical element manufacturing apparatus comprising:

前記傾き量計測手段は光学干渉計である
ことを特徴とする請求項３に記載の光学素子の製造装置。 The optical element manufacturing apparatus according to claim 3, wherein the tilt amount measuring unit is an optical interferometer.

前記光学素子の少なくとも一方の光学機能面が非球面形状である
ことを特徴とする請求項３に記載の光学素子の製造装置。 The optical element manufacturing apparatus according to claim 3, wherein at least one optical functional surface of the optical element has an aspherical shape.