JP4646074B2 - ガラス製プリフォーム群の製造方法および光学素子の製造方法 - Google Patents
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Description
(a)ノズルの流出口から熔融ガラスを滴下して得られる、プリフォーム母材となる熔融ガラス滴の質量は、一般に、ノズル流出口に垂下するガラスに作用する下向きの加速度、ノズル下端部分の外径、熔融ガラスの表面張力等によって決まるが、目的とするプリフォーム質量に対する質量公差の割合を小さくしようとすると、上記諸条件を一定に維持するだけでは質量のバラツキを抑えることができない。
(b)上記質量のバラツキは、熔融ガラス滴の滴下時に、熔融ガラスがノズルの流出口に濡れ上がり、濡れ上がり量の多少により熔融ガラスの滴下量が僅かに変化するためと考えられる。
(c)ノズルを詳細に観察すると、その先端が僅かながら振動しており、この僅かな振動が熔融ガラスの滴下量の変動を生じさせている。
(d)また、ガラスに対するノズル外周面の濡れ性はノズル流出口雰囲気の温度変化、湿度変化により僅かに変化し、この僅かな変化が熔融ガラスの滴下量の変動を生じさせている。
(1)精密プレス成形に供する複数のガラス製プリフォームからなるガラス製プリフォーム群の製造方法であって、
熔融ガラスを蓄積する容器を含むガラス熔融装置を防振台上に載置し、前記容器から熔融ガラスを流出するパイプ及びノズルを吊下げた構造とすることにより、あるいは、ガラス熔融装置を支持する構造体に防振機構を設けることにより、熔融ガラスの流出口の防振を行いつつ、
ノズルから一定流量で流出する熔融ガラスを、温度を制御し、さらに25℃における相対湿度10〜95%の範囲内の湿度に相当する一定の湿度に制御した雰囲気下において、流出口から順次滴下し、成形することにより、
ガラス製プリフォームの平均質量M AV に対するガラス製プリフォームの質量公差の割合を±0.5[%]×M AV 以内としたガラス製プリフォーム群を製造すること
を特徴とするガラス製プリフォーム群の製造方法、
(2)前記熔融ガラス滴下後の成形を、得られた熔融ガラス滴に風圧を加え、浮上させながら行う上記(1)に記載のガラス製プリフォーム群の製造方法、
(3)上記(1)または(2)に記載の方法でガラス製プリフォーム群を作製し、該プリフォーム群を構成するガラス製プリフォームを加熱し、精密プレス成形することを特徴とする光学素子の製造方法、
(4)精密プレス成形が、上型、下型、胴型を有するプレス成形型の各成形面をガラスに転写することにより行われるものであって、
上型の成形面を転写して形成する面と胴型の成形面を転写して形成する面のなす稜および/または下型の成形面を転写して形成する面と胴型の成形面を転写して形成する面のなす稜を自由表面にして精密プレス成形する上記(3)に記載の光学素子の製造方法
を提供するものである。
先ず、本発明の製造方法で得られるガラス製プリフォーム群について説明する。
本発明のガラス製プリフォーム群は、精密プレス成形に供する複数のガラス製プリフォームからなるガラス製プリフォーム群であって、ガラス製プリフォームの平均質量MAVに対するガラス製プリフォームの質量公差の割合が±0.5[%]×MAV 以内であることを特徴とする。
次に、本発明のガラス製プリフォーム群の製造方法について説明する。
本発明のガラス製プリフォーム群の製造方法は、精密プレス成形に供する複数のガラス製プリフォームからなるガラス製プリフォーム群の製造方法であって、一定流量で流出する熔融ガラスを、防振したおよび/または雰囲気の温度と湿度を制御した流出口から順次滴下し、成形することを特徴とする。
づいて説明する。
ース12内の雰囲気を維持する。例えば、冬場の乾燥時には加湿して過度の低湿度にならないようにしたり、梅雨期などの多湿期には除湿して過度の高湿度にならないようにする。温度についても、外気温の変動に対し、ブース12内の気温が設定温度から外れないように制御する。こうしてノズル2外周へのガラスの濡れ上がり量が一定になるように制御して、得られるプリフォーム間の質量公差を小さくすることができる。
次に本発明の光学素子の製造方法について説明する。
本発明の光学素子の製造方法は、本発明のガラス製プリフォーム群または本発明のガラス製プリフォーム群の製造方法により得られたガラス製プリフォーム群を構成するプリフォームを加熱し、精密プレス成形することを特徴とするものである。
基準面があればよい。プリズムのような回転対称性のない光学素子の場合には、3つの位置決め基準面を形成することにより、光学系における位置決めとその位置における向きを精度よく定めることができる。
まず、所望の光学特性、ガラス転移温度を有する光学ガラスが得られるようにガラス原料を秤量、調合して十分撹拌し、熔融容器内に導入して、加熱、熔融し、清澄、撹拌して均質な熔融ガラスを用意した。このガラスは、B2O3、SiO2、BaO、Li2Oを含有し、屈折率ndが1.58313、アッベ数νdが59.46であるものである。
ここで、熔融容器を含むガラス熔融装置は防振台上に載置してある。防振台にはガラスを流下するためのパイプ1を通す開口部が設けられており、この開口部を通してパイプ1が上記容器から吊下げられた構造になっており、パイプ1の下端には熔融ガラスを流出するノズル2が取り付けられている。上記構造によりこれらの設備を設置した建造物からの振動が防振台により遮断され、ノズル2に伝わらないようにしている。
を示す。成形型13の受け面13-1で熔融ガラス滴14を受ける。受け面13-1は成形型13の上面に設けられた凹部13-2の底部方向に傾斜しているので、熔融ガラス滴14は受け面13-1から凹部13-2内へと滑り込む(転がり込む)。
B2O3、SiO2、La2O3、ZnO、CaO、Li2Oを含有し、屈折率ndが1.69350、アッベ数νdが53.20である光学ガラスを用いた以外は、実施例1と同様にしてプリフォーム群を作製し、平均質量MAVが99.88mgで、質量公差の割合が±0.27[%]×MAV 以内である、球状の光学ガラス製プリフォーム3000個からなるプリフォーム群を得た。
なお、上記平均質量MAVおよび質量公差の割合は、得られた複数のプリフォームから500個取り出して求めた値である。
P2O5、Nb2O5、TiO2、BaO、Li2Oを含有し、屈折率ndが1.82114、アッベ数νdが24.06である光学ガラスを用いた以外は、実施例1と同様にしてプリフォーム群を作製し、平均質量MAVが99.81mgで、質量公差の割合が±0.31[%]×MAV 以内である、球状の光学ガラス製プリフォーム3000個からなるプリフォーム群を得た。
なお、上記平均質量MAVおよび質量公差の割合は、得られた複数のプリフォームから500個取り出して求めた値である。
ノズル2の下端(流出口)の温度と湿度を制御しない以外は、実施例1〜3と同様にしてプリフォーム群を作製し、いずれも平均質量MAVが100.25mgで、質量公差の割合が±0.43[%]×MAV 以内である、球状の光学ガラス製プリフォーム3000個からなる複数のプリフォーム群を得た。
なお、上記平均質量MAVおよび質量公差の割合は、得られた複数のプリフォーム群からそれぞれ500個取り出して求めた値である。
防振台を設けなかった以外は、実施例1〜3と同様にしてプリフォーム群を作製し、いずれも平均質量MAVが100.38mgで、質量公差の割合が±0.47[%]×MAV 以内である、球状の光学ガラス製プリフォーム3000個からなる複数のプリフォーム群を得た。
なお、上記平均質量MAVおよび質量公差の割合は、得られた複数のプリフォーム群からそれぞれ500個取り出して求めた値である。
ノズル2の下端(流出口)の温度と湿度を制御せず、防振台を設けなかった以外は、実施例1〜3と同様にしてプリフォーム群を作製し、いずれも平均質量MAVが100.74mgで、質量公差の割合が±0.79[%]×MAV 以内である、球状の光学ガラス製プリフォーム3000個からなる複数のプリフォーム群を得た。
なお、上記平均質量MAVおよび質量公差の割合は、得られた各プリフォーム群からそれぞれ500個取り出して求めた値である。
実施例1〜5で得た各プリフォーム群を使用して、図5に示す断面形状を有する小型非球面レンズを精密プレス成形によりそれぞれ作製した。いずれのレンズも破損は見られず、レンズとして十分な光学性能を有していた。各レンズのコバ24、鍔状平坦部22はプレス成形型の成形面が転写されたものであり、コバ24と鍔状平坦部22が交わる稜25は丸みを帯びた自由表面とした。各レンズにおいて成形バリの発生は認められなかった。
これらの非球面レンズは携帯電話に内蔵される撮像装置の撮像光学系を構成するレンズとして機能する。このようにして得たレンズと、形状以外は全く同じ方法で作製した位置決め基準面としてコバと鍔状平坦部を有するレンズを、レンズホルダーに組み込み、位置決め基準面をホルダーに当接した状態で固定することにより、各レンズを正確にホルダー内に配列することができた。
2 ノズル
3 ガス流路形成用カバー
3−1 開口部
4 ガス流路
5 カバー
6 高周波誘導コイル
10 熔融装置
11 防振台
12 恒温室
13 成形型
13−1 受け面
13−2 凹部
14 熔融ガラス滴
15 胴部
16 下型
17 上型
18 押し棒
19 ガラス製プリフォーム
20、21 レンズ面
22、23 鍔状平坦部
24 コバ
25、26 稜
Claims (4)
- 精密プレス成形に供する複数のガラス製プリフォームからなるガラス製プリフォーム群の製造方法であって、
熔融ガラスを蓄積する容器を含むガラス熔融装置を防振台上に載置し、前記容器から熔融ガラスを流出するパイプ及びノズルを吊下げた構造とすることにより、あるいは、ガラス熔融装置を支持する構造体に防振機構を設けることにより、熔融ガラスの流出口の防振を行いつつ、
ノズルから一定流量で流出する熔融ガラスを、温度を制御し、さらに25℃における相対湿度10〜95%の範囲内の湿度に相当する一定の湿度に制御した雰囲気下において、流出口から順次滴下し、成形することにより、
ガラス製プリフォームの平均質量M AV に対するガラス製プリフォームの質量公差の割合を±0.5[%]×M AV 以内としたガラス製プリフォーム群を製造すること
を特徴とするガラス製プリフォーム群の製造方法。 - 前記熔融ガラス滴下後の成形を、得られた熔融ガラス滴に風圧を加え、浮上させながら行う請求項1に記載のガラス製プリフォーム群の製造方法。
- 請求項1または請求項2に記載の方法でガラス製プリフォーム群を作製し、該プリフォーム群を構成するガラス製プリフォームを加熱し、精密プレス成形することを特徴とする光学素子の製造方法。
- 精密プレス成形が、上型、下型、胴型を有するプレス成形型の各成形面をガラスに転写することにより行われるものであって、
上型の成形面を転写して形成する面と胴型の成形面を転写して形成する面のなす稜および/または下型の成形面を転写して形成する面と胴型の成形面を転写して形成する面のなす稜を自由表面にして精密プレス成形する請求項3に記載の光学素子の製造方法。
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