JP4777265B2 - 熱成形により光学部品を製造する方法および装置 - Google Patents
熱成形により光学部品を製造する方法および装置Info
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Description
少なくとも2個の半金型と、少なくとも1個の光学素子用のプレス面領域とを有するプレス金型中にガラス繊維を導入し、金型を密閉する工程、
該繊維の外被領域および金型が少なくともプレス温度に達するまで、金型および繊維を加熱する工程、
光学素子を有するガラス部品が得られるように、繊維をブランク・プレスする工程、
ガラス部品をその転移温度Tg未満に冷却する工程、ならびに
ブランク・プレスにより製造したガラス部品を取り出す工程
を含む光学部品の製造法を想定している。
少なくとも2個の半金型と、繊維方向に相前後して配列した複数の光学素子用のプレス面領域、好ましくはキャビティーとを有するプレス金型中にガラス繊維を導入する工程、ならびに
相前後して配列した複数の光学素子を有するガラス部品が得られるように、プレス面領域を介して相前後して配列した複数の光学素子をブランク・プレスする工程
を含む。そのために、繊維のブランク・プレスで相前後して配列した複数の光学素子を有するガラス部品が得られるように、繊維方向に相前後して配列した複数の光学素子用プレス面領域、特にキャビティー形態のプレス面領域を有するプレス金型を想定している。
・ 予備成形ブリケットが太さの規定された繊維片であり、したがって非常に厳密に配分される。
・ 出発材料としての繊維はコスト的に非常に有利であり、非常に良い表面品質を示す。
・ 繊維片の長さは、厳密に規定する必要がない。
・ 直径の規定された繊維は非常に簡単に製造され、したがって通常の球形予備成形体より圧倒的に有利である。
・ 長い繊維は、個々の予備成形ブリケットまたはレンズより、取扱いが実際に簡単である。
・ さらに、平坦な予備成形ブリケットと比較して、繊維からは奥行きがあるか、または急角度の非球面も製造でき、その場合、PV=300ナノメーターまたはそれを下回る成形精度が得られる。
・ また、相前後して配列した複数のキャビティーを有するプレス金型中での同時加工により、光学素子に対して、光学素子間の厳密に規定された間隔が得られる。これは特に、自動化された加工プロセスでは位置決めおよび適正な整列が一般に必須であるので、光学素子のさらなる加工にとっても非常に有利である。
少なくとも2個の半金型31、32と繊維方向に相前後して配列した複数の光学素子用キャビティー5とを有するプレス金型3中に、ガラス繊維16を導入する工程、
金型3を密閉する工程、
繊維16の外被領域および金型3が少なくともプレス温度に達するまで、金型3および繊維16を加熱する工程、
相前後して配列した複数の光学素子を有するガラス部品20が得られるように、相前後して配列した複数の光学素子をキャビティー中にブランク・プレスする工程、
ガラス部品をTg未満に冷却する工程、ならびに
ブランク・プレスにより製造したガラス部品20を取り出す工程
に基づいている。
Claims (46)
- 少なくとも2個の半金型からなり、少なくとも1個の光学素子用のプレス面領域を有するプレス金型中に繊維状のガラス材料を導入し、金型を密閉する工程、
該繊維状のガラス材料の外被領域および金型が少なくともプレス温度に達するまで、繊維状のガラス材料とともに金型を加熱する工程、
光学素子を有するガラス部品が得られるように、繊維状のガラス材料をプレス成形する工程、
ガラス部品をその転移温度Tg未満に冷却する工程、
プレス成形により製造したガラス部品を取り出す工程
を含む、光学部品を製造する方法。 - 少なくとも2個の半金型からなり、繊維方向に相前後して配列した複数の光学素子用のプレス面領域、好ましくはキャビティーを有するプレス金型中に繊維状のガラス材料を導入し、金型を密閉する工程、ならびに
相前後して配列した複数の光学素子を有するガラス部品が得られるように、プレス面領域を介して相前後して配列した複数の光学素子をプレス成形する工程
を含む、請求項1に記載の方法。 - 粘着粘度の温度より低いプレス温度にガラスの縁部領域を加熱することを特徴とする、請求項1または2に記載の方法。
- 冷却時に、光学素子の型内圧力より低い型締め圧下で金型を押し合わせることを特徴とする、請求項1乃至3のいずれか1項に記載の方法。
- 直径が最大5mm、好ましくは最大3mmの光学素子を製造することを特徴とする、請求項1乃至4のいずれか1項に記載の方法。
- 直径が最大5mmの繊維状のガラス材料をプレスすることを特徴とする、請求項1乃至5のいずれか1項に記載の方法。
- プレス成形時に、後の個別化のために、ガラス部品中の細めた箇所を光学素子間の連結片中に挿入することを特徴とする、請求項1乃至6のいずれか1項に記載の方法。
- プレス成形工程で、キャビティーが少なくとも10個相前後して配列した金型により、少なくとも10個の光学素子を製造することを特徴とする、請求項1乃至7のいずれか1項に記載の方法。
- プレス金型中に複数の繊維状のガラス材料を並置して導入し、さらに、少なくとも1個の光学素子、好ましくは相前後して配列した複数の光学素子をガラス材料中にプレス成形により各々製造することを特徴とする、請求項1乃至8のいずれか1項に記載の方法。
- プレス成形時に前記繊維状のガラス材料を相互に結合し、それによって、側面で相互に結合し、特に加熱下で粘着および/または溶融した複数の紐状ガラス部品であって、相前後して配列した複数の光学素子を各々有するガラス部品を有する、1個のガラス部品を得ることを特徴とする、請求項9に記載の方法。
- 少なくとも1個、好ましくは複数の相前後して配列したレンズを有するガラス部品をプレス成形により製造することを特徴とする、請求項1乃至10のいずれか1項に記載の方法。
- 少なくとも1個の非球面レンズを有するガラス部品を製造することを特徴とする、請求項11に記載の方法。
- 少なくとも1個の両凸レンズを有するガラス部品を製造することを特徴とする、請求項11または12に記載の方法。
- 複数の相前後して配列した光学素子を有するガラス部品をプレス成形により製造することを特徴とする、請求項1乃至13のいずれか1項に記載の方法。
- 少なくとも1個の回折光学素子をプレス成形により製造することを特徴とする、請求項1乃至14のいずれか1項に記載の方法。
- フィルター・ガラス由来の繊維をプレス成形することを特徴とする、請求項1乃至15のいずれか1項に記載の方法。
- 複数の相前後して配列した光学素子を、繊維状のガラス材料から最高900℃、好ましくは最高650℃の温度でプレス成形により製造することを特徴とする、請求項1乃至16のいずれか1項に記載の方法。
- 複数の相前後して配列した光学素子を、フィルター・ガラスより生じた繊維状のガラス材料からプレス成形により製造することを特徴とする、請求項1乃至17のいずれか1項に記載の方法。
- レンズの縁部角度が、光軸に垂直な平面に関して10°より大きい、好ましくは少なくとも20°となる、複数の相前後して配列したレンズを有する、ガラス部品を製造することを特徴とする、請求項1乃至18のいずれか1項に記載の方法。
- 光学素子をガラス部品から分離する前に、該素子を光学部品の枠中に固定することを特徴とする、請求項1乃至19のいずれか1項に記載の方法。
- 2個のガラス部品の光学素子を、個別化前に相互に接合して複合素子とすることを特徴とする、請求項1乃至20のいずれか1項に記載の方法。
- 少なくとも1個のガラス部品をさらなる加工のために台上に固定することを特徴とする、請求項1乃至21のいずれか1項に記載の方法。
- 少なくとも1個のガラス部品を台枠形態の台上に固定することを特徴とする、請求項22に記載の方法。
- クリーンルーム機能を有するカセット中に前記台を設置することを特徴とする、請求項22または23に記載の方法。
- 複数のガラス部品をウェハ上に並べて固定することを特徴とする、請求項1乃至24のいずれか1項に記載の方法。
- 半金型の外縁まで延在する切込み中に繊維状のガラス材料を入れ、切込みによって該繊維状のガラス材料をプレス面領域に関して整列させることを特徴とする、請求項1乃至25のいずれか1項に記載の方法。
- 一次元レンズ、特にSACレンズ配列をプレス成形により製造することを特徴とする、請求項1乃至26のいずれか1項に記載の方法。
- 光学素子を製造するため、特に請求項1乃至27のいずれか1項に記載の方法を実施するための装置であって、
少なくとも2個の半金型からなり、少なくとも1個の光学素子用の、好ましくはキャビティー形態のプレス面領域を有するプレス金型、
金型を密閉するための密閉手段、
繊維の外被領域および金型が少なくともプレス温度に達するまで、繊維状のガラス材料とともに金型を加熱するための加熱手段、ならびに
少なくとも1個の光学素子を有するガラス部品が得られるように、半金型の相互プレスと繊維状のガラス材料のプレス成形とを行うためのプレス手段
を含む装置。 - 繊維状のガラス材料のプレス成形で相前後して配列した複数の光学素子を有するガラス部品が得られるように、繊維方向に相前後して配列した複数の光学素子用プレス面領域、好ましくはキャビティー形態のプレス面領域を有するプレス金型を特徴とする、請求項28に記載の装置。
- プレス成形により製造したガラス部品を取り出すための取出手段を特徴とする、請求項28または29に記載の装置。
- プレスされたガラス部品と共に、プレス金型をガラスの転移温度未満の温度に冷却するための冷却手段を特徴とする、請求項28乃至30のいずれか1項に記載の装置。
- プレス金型の少なくとも一方の半金型が、プレス成形したガラス部品中の光学素子間に連結片を形成するために、繊維方向沿いに延びる窪みを有することを特徴とする、請求項28乃至31のいずれか1項に記載の装置。
- 直径が最大5mm、好ましくは最大3mmの光学素子をプレス成形するためのプレス金型を備える、請求項28乃至32のいずれか1項に記載の装置。
- 直径が最大5mmの繊維状のガラス材料から光学素子を成形するためのキャビティーを有するプレス金型を特徴とする、請求項28乃至33のいずれか1項に記載の装置。
- プレス成形時に、後の個別化用にガラス部品中の細めた箇所を光学素子間に挿入するために、キャビティー間に突起部を有するプレス金型を特徴とする、請求項28乃至34のいずれか1項に記載の装置。
- 請求項1乃至27のいずれか1項に記載の方法の1工程または複数工程を制御および/または監視するための制御および/または監視手段を特徴とする、請求項28乃至35のいずれか1項に記載の装置。
- 光学素子をプレス成形するために、相前後して配列した、好ましくはキャビティー形態のプレス面領域を少なくとも10個有するプレス金型を特徴とする、請求項28乃至36のいずれか1項に記載の装置。
- レンズ、特に非球面レンズをプレス成形するためのキャビティーを有するプレス金型を特徴とする、請求項28乃至37のいずれか1項に記載の装置。
- 一次元レンズをプレス成形するため、特にSACレンズ配列をプレス成形するためのキャビティーを有するプレス金型を特徴とする、請求項28乃至38のいずれか1項に記載の装置。
- レンズの縁部角度が、光軸に垂直な平面に関して10°、さらに好ましくは少なくとも20°大きくなるレンズのための、キャビティーを有するプレス金型を特徴とする、請求項28乃至39のいずれか1項に記載の装置。
- 光学素子をガラス部品から分離する前に、該素子を光学部品の枠中に固定するための嵌め込み手段を特徴とする、請求項28乃至40のいずれか1項に記載の装置。
- 少なくとも1個のガラス部品をさらなる加工のために台上に固定するための手段を特徴とする、請求項28乃至41のいずれか1項に記載の装置。
- 複数のガラス部品をウェハ上に並べて固定するための手段を特徴とする、請求項28乃至42のいずれか1項に記載の装置。
- 複数の繊維状のガラス材料の並行プレス成形のために形成され、特に、隣接して配列した複数の列からなるキャビティーを示すプレス金型を特徴とする、請求項28乃至43のいずれか1項に記載の装置。
- プレス金型のプレス面およびキャビティー間隔が、プレス成形時に繊維状のガラス材料が流動する際に、隣接する繊維状のガラス材料が少なくとも部分的に結合するように、調整されていることを特徴とする、請求項44に記載の装置。
- 少なくとも1個の半金型が、繊維状のガラス材料を入れ、プレス面領域に関して繊維状のガラス材料を整列させるための、半金型の外縁まで延在する切込みを示すことを特徴とする、請求項28乃至45のいずれか1項に記載の装置。
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