JP3898870B2

JP3898870B2 - 光学素子成形方法

Info

Publication number: JP3898870B2
Application number: JP2000099579A
Authority: JP
Inventors: 浩明藤田; 元山中; 保彦佐藤
Original assignee: Fujinon Corp
Current assignee: Fujinon Corp
Priority date: 2000-03-31
Filing date: 2000-03-31
Publication date: 2007-03-28
Anticipated expiration: 2020-03-31
Also published as: US6368524B1; JP2001278629A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光学レンズ、ミラーなどの光学素子の成形方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、光学レンズ、ミラーなどの光学素子の成形手法として、押圧成形（プレス成形）が知られている。この押圧成形は、例えば、図４に示すように、光学素材であるプリフォームＡを加熱した状態で金型の成形位置に配置し、上型Ｂと下型Ｃを互いに接近させるように移動させて型締めを行うことにより、光学素子を成形するものである。この押圧成形を用いて、曲面である光学機能面を有する光学素子を成形する場合、その光学機能面Ｄの最上部Ｅに上型Ｂを当接させた後、その最上部Ｅの周囲を上型Ｂに当接させ押圧することにより、光学素子の成形が行われる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した成形方法にあっては、成形すべき光学素子の光学機能面が非対称な曲面である場合、良好な成形が行えないという問題がある。
【０００４】
例えば、図５に示すように、光学機能面Ｄが光学素子の中心Ｘに対し非対称な曲面となっており、光学機能面Ｄの最上部Ｅが光学機能面Ｄの中央部Ｆに位置しない場合、最上部Ｅに上型Ｂを当接させた後、その最上部Ｅの周囲を上型Ｂに当接させ押圧していくと、最上部Ｅを中心としてその周囲へプリフォームＡが押圧により流動する（図５中の矢印）。
【０００５】
このとき、最上部Ｅと最上部Ｅから近い側の端部との間の領域Ｇでは光学機能面の形状が十分に転写されるが、その反対側である最上部Ｅと最上部Ｅから遠い側の端部との間の領域Ｈでは光学機能面の形状が十分に転写されず、領域Ｈにエア溜まりが生ずる場合がある。
【０００６】
そこで本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであって、光学機能面の転写が良好に行える光学素子成形方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するために、本発明に係る光学素子成形方法は、加熱した光学素材を押圧して、中心に対し左右の表面形状が対称でない光学機能面を有する光学素子を成形する光学素子成形方法であって、成形用型の転写面の中央部と光学素材の中央部を当接させた後、光学素材の中央部の周囲を転写面に当接させて、転写面の形状を光学素材に転写させることを特徴とする。
【０００８】
また本発明に係る光学素子成形方法は、前記光学素材として、成形用型の転写面に押圧される面の中央部の接線方向が前記転写面の中央部における接線方向と平行であるものを用いることを特徴とする。
【０００９】
これらの発明によれば、成形用型が光学素材を押圧する際、まず、成形用型の転写面の中央部が光学素材の中央部に当接し、その後、光学素材の中央部の周囲と徐々に当接して、転写面の形状が光学素材に転写される。このため、成形型の転写面が片寄ることなく光学素材の押圧面にバランスよく転写され、光学素材の押圧面にエア溜まりが発生することが防止される。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に基づき、本発明の実施の形態について説明する。尚、各図において同一要素には同一符号を付して説明を省略する。また、図面の寸法比率は説明のものと必ずしも一致していない。
【００１１】
図１は、本実施形態に係る光学素子成形方法及び光学素子成形用光学素材の説明図である。本実施形態では、光学素子としてミラーを成形する場合について説明する。このミラーは、非対称な光学機能面を有するものである。ここでいう「非対称な光学機能面」とは、光学機能面の中心に対し左右の表面形状が対称でない光学機能面をいう。この場合、「非対称な光学機能面」は、光学機能面の中心を含む任意の方向へ非対称であれば、全ての方向に対し非対称である必要はない。また、光学機能面は、非対称であれば、球面、非球面のいずれであってもよい。
【００１２】
図１に示すように、本実施形態に係る光学素子成形方法は、成形用の型１を用いて行われる。この成形用の型１は、上型２と下型３を備えて構成されている。上型２は、型板２１とコア２２により構成されている。下型３は、型板３１と中板３２により構成されている。
【００１３】
上型２は固定側の型であり、例えば、上型２の型板２１が型締め装置の固定盤に取り付けられる。型板２１には、コア２２が型締め方向に摺動自在にはめ込まれている。コア２２には、その上部にフランジ２３が形成され、型板２１から抜け落ちない構造となっている。コア２２の下型３と対向する面には、転写面２４が形成されている。転写面２４は、成形すべきミラーの光学機能面を反転させて同一形状の凹面としたものである。
【００１４】
下型３は可動側の型であり、例えば、下型３の型板３１が型締め装置の可動盤に取り付けられる。このため、型板３１は、上型２に対し進退自在となっている。型板３１の上型２に対向する面には、中板３２が取り付けられている。中板３２の取り付けは、例えばネジ止めにより行われる。中板３２には、コア２２の転写面２４と対向する位置に凹部３４が形成されている。凹部３４は、コア２２の転写面２４と共に、成形空間を画成するものである。
【００１５】
図２に本実施形態に係る光学素材を示す。
【００１６】
本図に示すように、本実施形態に係る光学素材であるプリフォーム４は、上型２と下型３と間の成形空間に配置され、上型２及び下型３の押圧により光学素材であるミラーに成形されるものである。プリフォーム４は、非対称な押圧面４１を上面に有している。ここでいう「非対称」とは、押圧面４１の中心Ｘに対し左右の表面形状が対称でないことをいう。
【００１７】
この押圧面４１は、凸状の曲面であり、上型２のコア２２の転写面２４に比べ曲率半径が小さく形成されている。また、押圧面４１は、その中央部４２の接線方向ｄ１が転写面２４の中央部２７における接線方向ｄ２と平行となっている。このため、型締めにより、転写面２４とプリフォーム４の押圧面４１が当接する際、転写面２４の中央部２７と押圧面４１の中央部４２が最初に当接し、その部分から周囲の部分へ徐々に当接していくことになる。
【００１８】
なお、ここで「曲率半径が小さい」とは、押圧面４１及び転写面２４が非球面である場合、それらの中央部及びその周辺における曲率半径が小さいことを意味する。また、転写面２４及び押圧面４１の「中央部」とは、ほぼ中央部を含むものであり、例えば、転写面２４及び押圧面４１の中心位置Ｘから全体寸法の２０〜３０％外れた部分を含むものである。
【００１９】
次に、本実施形態に係る光学素子成形方法について説明する。
【００２０】
まず、型締め装置の可動盤を固定盤から離間するように移動させて上型２から下型３を離間させておき、下型３と上型２との間の成形位置にプリフォーム４を配置する。プリフォーム４は、下型３の中板３２の凹部３４に装着され、その装着により位置決めされる。その際、上型２及び下型３は加熱されており、プリフォーム４は高温状態とされる。
【００２１】
この状態において、図１に示すように、型締め装置の可動盤を固定盤側へ移動させて、下型３を上型２側へ移動させる。下型３は、図示しない胴型などの部材により案内され、上型２に接近していく。
【００２２】
そして、コア２２の転写面２４の中央部２７にプリフォーム４の押圧面４１の中央部４２が当接し、その後、図３に示すようにプリフォーム４の押圧面４１の中央部４２の周囲が徐々に転写面２４に当接する。
【００２３】
このため、プリフォーム４の押圧面４１では、中央部４２から左右にバランス良く素材が流動する。これにより、プリフォーム４の押圧面４１にエア溜まりが発生することなく、転写面２４の形状を左右に片寄ることなく良好に転写できる。
【００２４】
そして、プリフォーム４の押圧面４１をコア２２の転写面２４に十分に押圧したら、可動盤を固定盤から離間する方向へ移動させ、下型３を上型２から離間させて、型開きを行う。その後、下型３から成形されたプリフォーム４、すなわちミラーを取り出し、光学素子であるミラーの成形作業が完了する。
【００２５】
以上のように、本実施形態に係る光学素子成形方法及び光学素子成形用光学素材によれば、光学素材であるプリフォーム４の押圧面４１にエア溜まりが生じにくく、転写面２４の形状を光学素子の光学機能面として良好に転写することができる。
【００２６】
なお、本実施形態においては、光学素子としてミラーを成形する場合について説明したが、本発明に係る光学素子成形方法及び光学素子成形用光学素材はそのようなものに限られるものではなく、表裏に光学機能面を有するレンズなど他の光学素子を成形するものであってもよい。
【００２７】
また、本実施形態にあっては、上型２を固定側の型とし下型３を可動側の型として、上型２に対し下型３を進退させる場合について説明したが、本発明に係る光学素子成形方法はそのようなものに限られるものではなく、上型２を可動側の型とし下型３を固定側の型として、下型３に対し上型４を進退させる場合であってもよい。
【００２８】
また、本実施形態では、プリフォーム４の押圧面が凸状の曲面でありコア２２の転写面２４に比べ曲率半径が小さく形成されている場合について説明したが、本発明に係る光学素子成形方法及び成形用光学素材はそのようなものに限られるものではなく、プリフォーム４の押圧面が凹状の曲面でありコア２２の転写面２４に比べ曲率半径が大きく形成されている場合であってもよい。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、成形用型が光学素材を押圧する際、まず、成形用型の転写面の中央部が光学素材の中央部に当接し、その後、光学素材の中央部の周囲と徐々に当接するため、光学素材の押圧面において素材が中央部から左右にバランス良く流動し、光学素材の押圧面にエア溜まりが生じにくく、成形用型の転写面を光学機能面として良好に転写することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る光学素子成形方法及び光学素子成形用光学素材の説明図である。
【図２】図１の光学素子成形用光学素材の説明図である。
【図３】実施形態に係る光学素子成形方法の説明図である。
【図４】従来技術の説明図である。
【図５】従来技術の説明図である。
【符号の説明】
１…光学素子成形用型、２…上型、３…下型、４…プリフォーム（光学素子成形用光学素材）、２４…転写面、２７…中央部、４１…押圧面、４２…中央部。

Claims

加熱した光学素材を押圧して、中心に対し左右の表面形状が対称でない光学機能面を有する光学素子を成形する光学素子成形方法であって、
成形用型の転写面の中央部と前記光学素材の中央部を当接させた後、前記光学素材の中央部の周囲を前記転写面に当接させて、前記転写面の形状を前記光学素材に転写させること、
を特徴とする光学素子成形方法。
前記光学素材として、成形用型の転写面に押圧される面の中央部の接線方向が前記転写面の中央部における接線方向と平行であるものを用いること、
を特徴とする請求項１に記載の光学素子成形方法。