JP5565285B2

JP5565285B2 - ガラス光学素子の製造方法

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Inventors: 亮介今嶋; 俊也富阪
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Description

本発明は、ガラス光学素子の製造方法に関し、特に、位置決め用の突起が形成されるガラス光学素子の製造方法に関する。

ガラス光学素子は、溶融ガラスが成形金型（上型および下型）に加圧成形されることによって製造される。一般的に、成形金型の成形面上には溶融ガラスに対する保護膜が予め形成される（下記の特許文献１〜４参照）。

図２０および図２１を参照して、上型１１０および下型１２０を使用する一般的なガラス光学素子の製造方法について説明する。図２０は、一般的なガラス光学素子の製造方法における工程の一つを示す断面図である。図２１は、図２０中のＸＸＩ線に囲まれる領域を拡大して示す断面図である。

図２０に示すように、上型１１０は、平坦な下端面１１１と、球面状に凸設された成形面１１２と、成形面１１２の周りに沿って間欠的に凹設された凹部１１３とを有する。下端面１１１、成形面１１２、および凹部１１３の各表面には、溶融ガラス１４１に対する保護膜１１５（図２１参照）が予め形成される。凹部１１３は、ガラス光学素子に位置決め用の突起を形成するために利用される。この突起は、ガラス光学素子が基板等に取り付けられる際に利用される。

下型１２０は、平坦な上端面１２１と、球面状に凹設された成形面１２２とを有する。上端面１２１および成形面１２２の各表面にも、溶融ガラス１４１に対する保護膜１２５（図２１参照）が予め形成される。上型１１０および下型１２０が準備された後、下型１２０上に溶融ガラス１４１が供給される。溶融ガラス１４１は、上型１１０および下型１２０によって高温の大気中で加圧される（図２０に示す状態）。

図２１に示すように、溶融ガラス１４１は、成形面１１２および成形面１２２の間に濡れ広がるとともに、凹部１１３内に入り込む。溶融ガラス１４１は、上型１１０および下型１２０によって放熱（脱熱）される。溶融ガラス１４１が固化することによって、突起１４４を有するガラス光学素子１４５が得られる。

特開２００８−３７７０３号公報特開２００６−１７６３４４号公報特開２００２−２５５５６８号公報特開平１０−３３０１２３号公報

ガラス光学素子１４５に形成する突起１４４の大きさおよび形状に応じて、凹部１１３の大きさおよび形状が設定される。凹部１１３の開口が小さく、且つ凹部１１３の深さが深い場合（アスペクト比が高い場合）がある。この場合、凹部１１３の表面の全体にわたって保護膜１１５を形成することは難しい。図２１に示すように、凹部１１３の表面には、保護膜１１５が形成された領域１１３Ｒ１と、保護膜１１５が形成されずに上型１１０の地肌が直接露出している領域１１３Ｒ２とが形成される。

溶融ガラス１４１が上型１１０および下型１２０によって加圧される際、溶融ガラス１４１は領域１１３Ｒ２に押し付けられる。溶融ガラス１４１が固化することによって、溶融ガラス１４１は領域１１３Ｒ２に融着する。領域１１３Ｒ２の酸化が促進され、領域１１３Ｒ２において離型不良等が発生し易くなる。領域１１３Ｒ２を起点に上型１１０が劣化し、上型１１０の耐用時間が短くなり、ガラス光学素子の生産性が低下する。これは、位置決め用の突起を形成するための凹部が下型に設けられる場合も同様である。

本発明は、成形金型の凹部内に保護膜が形成されていない領域が存在していたとしても、当該領域における酸化を抑制することによって、ガラス光学素子の生産性を向上させることが可能なガラス光学素子の製造方法を提供することを目的とする。

本発明に基づくガラス光学素子の製造方法は、ガラス光学素子の製造方法であって、上型および下型を準備する工程と、上記下型上に溶融ガラスを供給する工程と、上記上型および上記下型を使用して上記溶融ガラスを加圧成形する工程と、を備え、上記上型または上記下型には、上記ガラス光学素子に位置決め用の突起を形成するための凹部が設けられ、上記凹部の表面は、上記溶融ガラスに対する保護膜が形成された第１領域と、上記保護膜が形成されずに上記上型または上記下型が露出している第２領域とを含み、上記溶融ガラスを加圧成形する工程においては、上記溶融ガラスが上記凹部内に入り込んだ後、上記溶融ガラスの一部と上記第２領域とが接触しない状態で上記溶融ガラスが加圧成形されることによって、上記ガラス光学素子に位置決め用の上記突起が形成される。

好ましくは、上記溶融ガラスを加圧成形する工程における上記溶融ガラスの上記一部と上記第２領域とが接触しない状態は、上記溶融ガラスの粘性が調整されることによって得られる。

好ましくは、上記溶融ガラスを加圧成形する工程における上記溶融ガラスの上記一部と上記第２領域とが接触しない状態は、上記上型および上記下型の上記溶融ガラスに対する加圧量が調整されることによって得られる。

好ましくは、上記溶融ガラスを加圧成形する工程における上記溶融ガラスの上記一部と上記第２領域とが接触しない状態は、上記凹部の深さが調整されることによって得られる。

好ましくは、上記上型または上記下型には、上記凹部が複数設けられる。好ましくは、上記凹部は、上記上型に設けられる。

本発明によれば、成形金型の凹部内に保護膜が形成されていない領域が存在していたとしても、当該領域における酸化を抑制することによって、ガラス光学素子の生産性を向上させることが可能なガラス光学素子の製造方法を得ることができる。

実施の形態１におけるガラス光学素子の製造方法の第１ステップを示す断面図である。実施の形態１におけるガラス光学素子の製造方法の第２ステップを示す断面図である。実施の形態１におけるガラス光学素子の製造方法の第３ステップを示す断面図である。実施の形態１におけるガラス光学素子の製造方法の第４ステップを示す断面図である。図４中のＶ線に囲まれる領域を拡大して示す断面図である。実施の形態１におけるガラス光学素子を基板上に取り付ける前の状態を示す断面図である。実施の形態１におけるガラス光学素子を基板上に取り付けた後の状態を示す断面図である。実施の形態２におけるガラス光学素子の製造方法の工程の一つを示す断面図である。実施の形態２の他の形態におけるガラス光学素子の製造方法の工程の一つを示す断面図である。実施の形態３におけるガラス光学素子の製造方法の工程の一つを示す断面図である。図１０中のＸＩ線に囲まれる領域を拡大して示す断面図である。実施の形態４におけるガラス光学素子の製造方法の工程の一つを示す断面図である。実施の形態４におけるガラス光学素子の製造方法の工程の他の一つを示す断面図である。実施の形態５におけるガラス光学素子の製造方法の工程の一つを示す断面図である。実施の形態５におけるガラス光学素子の製造方法の工程の他の一つを示す断面図である。実施の形態１に基づいて行なった実験１〜３に使用される上型、凹部および下型を示す断面図である。実験１における設定条件を示す図である。実験２における設定条件を示す図である。実験３における設定条件を示す図である。一般的なガラス光学素子の製造方法における工程の一つを示す断面図である。図２０中のＸＸＩ線に囲まれる領域を拡大して示す断面図である。

本発明に基づいた各実施の形態および各実施例について、以下、図面を参照しながら説明する。各実施の形態および各実施例の説明において、個数、量などに言及する場合、特に記載がある場合を除き、本発明の範囲は必ずしもその個数、量などに限定されない。各実施の形態および各実施例の説明において、同一の部品、相当部品に対しては、同一の参照番号を付し、重複する説明は繰り返さない場合がある。特に制限が無い限り、各実施の形態に示す構成および各実施例に示す構成を適宜組み合わせて用いることは、当初から予定されていることである。

［実施の形態１］
図１〜図５を参照して、本実施の形態におけるガラス光学素子の製造方法について説明する。当該製造方法はいわゆる液滴法に基づいており、ステップＳＴ１〜ＳＴ４（第１ステップ〜第４ステップ）を備える。図１〜図４は、ステップＳＴ１〜ＳＴ４をそれぞれ示す断面図である。図５は、図４中のＶ線に囲まれる領域を拡大して示す断面図である。

（ステップＳＴ１）
図１を参照して、上型１０、下型２０、ノズル３０、および溶融ガラス４０が準備される。ノズル３０の上方には、溶融ガラス４０を貯留する溶融炉（図示せず）設けられる。ノズル３０は加熱装置（図示せず）によって加熱される。溶融炉内の溶融ガラスの一部は、ノズル３０内を通してノズル３０の下端にまで搬送され、溶融ガラス４１としてノズル３０の下端から露出する。溶融ガラス４１は、表面張力によってノズル３０の下端に溜まる。溶融ガラス４１の粘性は、たとえば１０^１〜１０^１０Ｐｏｉｓｅ、好ましくは１０^３〜１０^７Ｐｏｉｓｅである。

上型１０は、平坦な下端面１１と、球面状に凸設された成形面１２と、成形面１２の周りに凹設された少なくとも１つの凹部１３とを有する。凹部１３は、成形面１２を中心として円周方向に沿ってたとえば９０°間隔で４つ設けられることができる。凹部１３は、円錐台状に凹設される。凹部１３は、円柱状、多角柱状、または多角錐状に凹設されていてもよい。下端面１１、成形面１２、および凹部１３の各表面には、溶融ガラス４１に対する保護膜１５（図５参照）が予め形成される。保護膜１５は、たとえば金属クロム（Ｃｒ）または窒化クロムから構成される。

保護膜１５を形成するためには、蒸着法若しくはスパッタ法などのＰＶＤ（Physical Vapor Deposition）法、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法、またはイオン注入法等が使用される。詳細は図５を参照して後述されるが、凹部１３の表面には、保護膜１５が形成された領域１３Ｒ１と、保護膜１５が形成されずに上型１０の地肌が直接露出している領域１３Ｒ２とが存在する。

下型２０は、ノズル３０の下方に配置される。下型２０は、平坦な上端面２１と球面状に凹設された成形面２２とを有する。上端面２１および成形面２２の各表面にも、溶融ガラス４１に対する保護膜２５（図５参照）が予め形成される。保護膜２５を形成するためには、保護膜１５を形成するための方法と同様な方法が使用され得る。

（ステップＳＴ２）
図２を参照して、矢印ＡＲ４１に示されるように、ノズル３０が加熱され続けることによって、溶融ガラス４１はノズル３０から離れる。溶融ガラス４１は下型２０に向かって滴下される。

（ステップＳＴ３）
図３を参照して、溶融ガラス４１は、下型２０の上端面２１上に主に供給される。溶融ガラス４１は下型２０との接触によって放熱（脱熱）され、溶融ガラス４１の下方側（下型２０に近い側）から固化し始める。溶融ガラス４１はガラスゴブ（溶融ガラスの塊）を形成する。矢印ＡＲ２０に示すように、溶融ガラス４１が供給された下型２０は上型１０の下方に移動する。下型２０の上方に上型１０が移動してもよい。

（ステップＳＴ４）
図４を参照して、矢印ＡＲ２１に示すように、下型２０の上端面２１上に溶融ガラス４１が供給されてから所定の時間が経過した後、下型２０は上昇移動する。上型１０が下降移動してもよい。溶融ガラス４１の表面は上型１０の成形面１２に接触する。

溶融ガラス４１は、上型１０の成形面１２および下型２０の成形面２２によって高温の大気中で加圧される。溶融ガラス４１を加圧するために下型２０（または上型１０）を移動させるための手段としては、エアシリンダ、油圧シリンダ、またはサーボモータを用いた電動シリンダ等が利用されるとよい。

図５に示すように、溶融ガラス４１は、成形面１２および成形面２２の間で濡れ広がるとともに、凹部１３内に入り込む。凹部１３の表面には、保護膜１５が形成された領域１３Ｒ１（第１領域）と、保護膜１５が形成されずに上型１０の地肌が直接露出している領域１３Ｒ２（第２領域）とが存在している。なお、領域１３Ｒ２は、凹部１３の開口端の直径が４ｍｍ以下、凹部１３の深さが０．４ｍｍ以上、且つ、凹部１３のアスペクト比（凹部１３の深さ／凹部１３の開口端の直径）が０．５以上の場合に形成されやすい。

本実施の形態においては、溶融ガラス４１が凹部１３内に入り込んだ後、溶融ガラス４１と領域１３Ｒ２とが接触しない状態で溶融ガラス４１が加圧される。当該状態は、溶融ガラス４１の粘性が最適な値に調整されることによって得られることができる。当該状態は、上型１０および下型２０の溶融ガラス４１に対する加圧量が最適な値に調整されることによっても得られることができる。当該状態は、凹部１３の深さが最適な値に調整されることによっても得られることができる。

溶融ガラス４１が凹部１３内に入り込んだ後、溶融ガラス４１と領域１３Ｒ２とが接触しないことによって、溶融ガラス４１（突起４４を形成する部分）の先端には自由曲面４３が形成される。自由曲面４３が形成された状態が維持されたまま、溶融ガラス４１は上型１０および下型２０によって放熱（脱熱）される。溶融ガラス４１が固化することによって、突起４４を有するガラス光学素子４５が得られる。

図６を参照して、ガラス光学素子４５は、たとえば基板５０上に取り付けられることができる。基板５０には、位置決め用の凹部５２が設けられる。凹部５２の数および位置は、ガラス光学素子４５における突起４４の数および位置に対応している。基板５０上には、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）などの発光素子５１が実装される。

矢印ＡＲに示すように、突起４４が凹部５２内に嵌め込まれる。ガラス光学素子４５は接着剤（図示せず）等によって基板５０に固定される。ガラス光学素子４５が突起４４を有していることによって、ガラス光学素子４５は基板５０に対して位置決めされた状態で容易に取り付けられることができる。

図７を参照して、ガラス光学素子４５が基板５０に固定されることによって、発光装置５３が得られる。発光素子５１から発光された光は、光学面４６から光学面４７に向かってガラス光学素子４５を通過する。この場合、ガラス光学素子４５は拡散レンズまたは集光レンズとして機能することができる。

（作用・効果）
図５を再び参照して、溶融ガラス４１が凹部１３内に入り込んだ後、溶融ガラス４１と保護膜１５が形成されていない領域１３Ｒ２とが接触しない状態で、溶融ガラス４１が加圧成形される。溶融ガラス４１が固化する際、溶融ガラス４１は領域１３Ｒ２には接触しない。溶融ガラス４１は領域１３Ｒ２に融着することがなく、溶融ガラス４１（突起４４を形成する部分）の先端には自由曲面４３が形成される。

領域１３Ｒ２の酸化が抑制され、領域１３Ｒ２において離型不良等が発生することがない。上型１０の耐用時間が長くなり、ガラス光学素子４５の生産性が向上する。得られたガラス光学素子４５は、発光装置５３（図７参照）のほかにも、たとえば、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、若しくは光通信用のカップリングレンズ等の各種レンズ、または各種ミラーとしても使用されることができる。

本実施の形態においては、上型１０に、突起４４を形成するための凹部１３が設けられる。下型２０上に溶融ガラス４１が供給され、溶融ガラス４１の表面は徐々に固化する。所定の時間が経過した後、上型１０と溶融ガラス４１とを接触させる。当該接触の時間（タイミング）を見計らって上型１０と溶融ガラス４１とを接触させるとよい。溶融ガラス４１が凹部１３内に入り込んだ後、溶融ガラス４１と保護膜１５が形成されていない領域１３Ｒ２とが接触しない状態をより確実に得ることが可能となる。

［実施の形態２］
図８を参照して、本実施の形態におけるガラス光学素子の製造方法について説明する。ここでは、上述の実施の形態１との相違点について説明する。図８は、本実施の形態におけるガラス光学素子の製造方法の工程の一つ（上述の実施の形態１におけるステップＳＴ４に対応）を示す断面図である。

上述の実施の形態１においては、溶融ガラス４１（図５参照）が凹部１３内に入り込んだ後、凹部１３の開口端付近を起点として自由曲面４３が形成される。凹部１３によって形成される突起４４は、略半球状を呈している。

図８に示すように、溶融ガラス４１は上述の実施の形態１の場合よりも深くまで凹部１３内に入り込んでいてもよい。この場合、突起４４の外周には、保護膜１５との接触によって環状の側壁部４４Ａが形成される。側壁部４４Ａを利用して、ガラス光学素子４５はより確実に（ガタツキが少なく）基板等に対して位置決めされることが可能となる。

図９に示すように、他の形態として、自由曲面４３の先端４４Ｂは、凹部１３の底面に形成された保護膜１５に接触していてもよい。溶融ガラス４１がより深くまで凹部１３内に入り込んでいることによって、位置決め用の突起４４としてより効果的に機能することが可能となる。

溶融ガラス４１がより深くまで凹部１３内に入り込むと、溶融ガラス４１と領域１３Ｒ２とは接触し易くなる。溶融ガラス４１の全部と領域１３Ｒ２とが接触しない状態（図９に示す状態）が最も望ましいが、溶融ガラス４１の一部と領域１３Ｒ２とが接触しない状態でもよい。溶融ガラス４１の一部と領域１３Ｒ２とが接触しない部分において、自由曲面４３が形成される。従来のように溶融ガラス４１の全部と領域１３Ｒ２とが接触する場合（図２１に示す状態）に比べて、溶融ガラス４１の一部と領域１３Ｒ２とが接触していない部分における酸化等が抑制される。

［実施の形態３］
図１０および図１１を参照して、本実施の形態におけるガラス光学素子の製造方法について説明する。ここでは、上述の実施の形態１との相違点について説明する。図１０は、本実施の形態におけるガラス光学素子の製造方法の工程の一つ（上述の実施の形態１におけるステップＳＴ４に対応）を示す断面図である。図１１は、図１０中のＸＩ線に囲まれる領域を拡大して示す断面図である。

図１０および図１１に示すように、本実施の形態においては、下型２０に凹部２３が設けられる。凹部２３の表面には、領域２３Ｒ１（第１領域）と領域２３Ｒ２（第２領域）とが存在する。領域２３Ｒ１には、上述の実施の形態１における領域１３Ｒ１（図５参照）と同様に、保護膜２５が形成されている。領域２３Ｒ２には、上述の実施の形態１における領域１３Ｒ２（図５参照）と同様に、保護膜２５が形成されずに下型２０の地肌が直接露出している。

本実施の形態においても、溶融ガラス４１が凹部２３内に入り込んだ後、溶融ガラス４１と領域２３Ｒ２とが接触しない状態で溶融ガラス４１が加圧される。溶融ガラス４１が固化する際、溶融ガラス４１は領域２３Ｒ２には接触しない。溶融ガラス４１は領域２３Ｒ２に融着することがなく、溶融ガラス４１（突起４４を形成する部分）の先端には自由曲面４３が形成される。領域２３Ｒ２の酸化が抑制され、領域２３Ｒ２において離型不良等が発生することがない。結果として、下型２０の耐用時間が長くなり、ガラス光学素子４５の生産性が向上する。

［実施の形態４］
図１２および図１３を参照して、本実施の形態におけるガラス光学素子の製造方法について説明する。ここでは、上述の実施の形態１との相違点について説明する。図１２は、本実施の形態におけるガラス光学素子の製造方法の工程の一つ（上述の実施の形態１におけるステップＳＴ２に対応）を示す断面図である。図１３は、本実施の形態におけるガラス光学素子の製造方法の工程の他の一つ（上述の実施の形態１におけるステップＳＴ３に対応）を示す断面図である。

上述の実施の形態１においては、溶融ガラス４１（図２参照）は、ノズル３０が加熱され続けることによってノズル３０から離れる。溶融ガラス４１が下型２０に向かって滴下されることで、下型２０上に溶融ガラス４１が供給される（いわゆる液適法）。

図１２に示すように、本実施の形態においては、溶融ガラス４０から垂れ下がるように溶融ガラス４８が液線状に落下する。溶融ガラス４８の落下によって、下型２０上に溶融ガラス４８が供給される。下型２０には、溶融ガラス４８の広がりを規制するための側壁２２Ｒが設けられる。溶融ガラス４８は、成形面２２の表面上に供給される。溶融ガラス４８は下型２０との接触によって放熱（脱熱）され、溶融ガラス４８の下方側（下型２０に近い側）から固化し始める。

図１３を参照して、矢印ＡＲ２０に示すように、溶融ガラス４８が供給された下型２０は上型１０の下方に移動する。下型２０の上方に上型１０が移動してもよい。溶融ガラス４８は上述の実施の形態１と同様にして加圧成形される。本実施の形態におけるガラス光学素子の製造方法によっても、上述の実施の形態１と同様の作用および効果を得ることができる。

［実施の形態５］
図１４および図１５を参照して、本実施の形態におけるガラス光学素子の製造方法について説明する。当該製造方法は、いわゆる再加熱法（またはリヒートプレス法）に基づいている。ここでは、上述の実施の形態１との相違点について説明する。図１４は、本実施の形態におけるガラス光学素子の製造方法の工程の一つ（上述の実施の形態１におけるステップＳＴ２に対応）を示す断面図である。図１５は、本実施の形態におけるガラス光学素子の製造方法の工程の他の一つ（上述の実施の形態１におけるステップＳＴ３に対応）を示す断面図である。

図１４に示すように、本実施の形態においては、所定の質量および形状を有するガラスプリフォーム４９が準備される。ガラスプリフォーム４９は、ガラスが切削または研磨等の機械加工を施されることよって製造されることができる。ガラスプリフォーム４９は、下型２０の成形面２２上に載置される。ガラスプリフォーム４９は下型２０によって加熱される。当該加熱によってガラスプリフォーム４９は下方側（下型２０に近い側）から溶融し、下型２０の成形面２２上に溶融ガラスとして供給される。

図１５を参照して、矢印ＡＲ２０に示すように、溶融ガラスとなったガラスプリフォーム４９が供給された下型２０は上型１０の下方に移動する。下型２０の上方に上型１０が移動してもよい。溶融ガラスとなったガラスプリフォーム４９は、上述の実施の形態１と同様にして加圧成形される。本実施の形態におけるガラス光学素子の製造方法によっても、上述の実施の形態１と同様の作用および効果を得ることが可能となる。

また、本実施の形態において、突起４４を形成するための凹部２３（図１０および図１１参照）が下型２０に設けられてもよい。上述の実施の形態１における液適法および上述の実施の形態４における方法とは異なり、徐々に溶融ガラスへと変化するガラスプリフォーム４９が、下型２０に設けられた凹部２３内にゆっくりと入り込む。

適宜の時間（タイミング）を見計らって上型１０と溶融ガラス４１とを接触させる。溶融ガラスとなったガラスプリフォーム４９と保護膜２５（図１１参照）が形成されていない領域２３Ｒ２（図１１参照）とが接触しない状態を、容易に得ることが可能となる。

［実施例および比較例］
上述の実施の形態１におけるガラス光学素子の製造方法に基づいて行なった実験１〜３および結果について説明する。図１６を参照して、当該実験においては、上型１０に凹部１３が設けられる。凹部１３は円錐台状に凹設される。凹部１３の開口端の直径Ｄは２ｍｍに設定される。凹部１３の側壁の傾斜角度θは８０°に設定される。

（実験１）
図１７を参照して、実験１においては、溶融ガラス（図示せず）の加圧時における上型１０の下端面１１と下型２０の上端面２１との間隔Ａは１８．０ｍｍに設定される。凹部１３の深さＨは０．４ｍｍに設定される。この設定条件の下、下記の４種類の溶融ガラスを準備した。

実施例１Ａにおいては、粘性が１００Ｐｏｉｓｅの溶融ガラスが準備された。上型１０および下型２０を使用して、この溶融ガラスを加圧した。溶融ガラスが凹部１３内に入り込んだ後、溶融ガラス４１と領域１３Ｒ２とが接触しない状態が得られた。

実施例１Ｂにおいては、粘性が１．００×１０^５Ｐｏｉｓｅの溶融ガラスが準備された。上型１０および下型２０を使用してこの溶融ガラスを加圧した。溶融ガラスが凹部１３内に入り込んだ後、溶融ガラス４１と領域１３Ｒ２とが接触しない状態が得られた。

一方、比較例１Ａにおいては、粘性が３Ｐｏｉｓｅの溶融ガラスが準備された。上型１０および下型２０を使用してこの溶融ガラスを加圧した。溶融ガラスが凹部１３内に入り込んだ後、溶融ガラス４１は凹部１３の中をすべて埋め尽くすように濡れ広がった。溶融ガラス４１は、領域１３Ｒ２と接触し、溶融ガラス４１は凹部１３に完全に転写された。

比較例１Ｂにおいては、粘性が１．００×１０^８Ｐｏｉｓｅの溶融ガラスが準備された。上型１０および下型２０を使用してこの溶融ガラスを加圧した。溶融ガラスが凹部１３内に入り込まず、位置決め用の突起は形成されなかった。

実験１の結果から、溶融ガラスの粘性が最適な値に調整されることによって、溶融ガラスが加圧されることによって凹部１３内に入り込んだ後、溶融ガラスと領域１３Ｒ２とが接触しない状態を得ることができることがわかる。

（実験２）
図１８を参照して、実験２においては、加圧される溶融ガラスの粘性は１００Ｐｏｉｓｅに設定される。凹部１３の深さＨは０．４ｍｍに設定される。この設定条件の下、溶融ガラスの加圧時における上型１０の下端面１１と下型２０の上端面２１との間隔Ａを、下記の４種類に設定した。

実施例２Ａにおいては、間隔Ａが１８．３ｍｍに設定された。上型１０および下型２０を使用して溶融ガラスを加圧した。溶融ガラスが凹部１３内に入り込んだ後、溶融ガラス４１と領域１３Ｒ２とが接触しない状態が得られた。

実施例２Ｂにおいては、間隔Ａが１８．０ｍｍに設定された。上型１０および下型２０を使用して溶融ガラスを加圧した。溶融ガラスが凹部１３内に入り込んだ後、溶融ガラス４１と領域１３Ｒ２とが接触しない状態が得られた。

比較例２Ａにおいては、間隔Ａが１７．５ｍｍに設定された。上型１０および下型２０を使用して溶融ガラスを加圧した。溶融ガラスが凹部１３内に入り込んだ後、溶融ガラス４１は凹部１３の中をすべて埋め尽くすように濡れ広がった。溶融ガラス４１は、領域１３Ｒ２と接触し、溶融ガラス４１は凹部１３に完全に転写された。

比較例２Ｂにおいては、間隔Ａが１８．６ｍｍに設定された。上型１０および下型２０を使用してこの溶融ガラスを加圧した。溶融ガラスが凹部１３内に入り込まず、位置決め用の突起は形成されなかった。

実験２の結果から、溶融ガラスの加圧時における上型１０の下端面１１と下型２０の上端面２１との間隔Ａ（すなわち溶融ガラスに対する加圧量）が最適な値に調整されることによって、溶融ガラスが加圧によって凹部１３内に入り込んだ後、溶融ガラスと領域１３Ｒ２とが接触しない状態を得ることができることがわかる。

（実験３）
図１９を参照して、実験３においては、加圧される溶融ガラスの粘性は１００Ｐｏｉｓｅに設定された。溶融ガラスの加圧時における上型１０の下端面１１と下型２０の上端面２１との間隔Ａは１８．０ｍｍに設定された。この設定条件の下、凹部１３の深さＨを以下の３種類に設定した。

実施例３Ａにおいては、凹部１３の深さＨが０．４ｍｍに設定された。上型１０および下型２０を使用して溶融ガラスを加圧した。溶融ガラスが凹部１３内に入り込んだ後、溶融ガラス４１と領域１３Ｒ２とが接触しない状態が得られた。

実施例３Ｂにおいては、凹部１３の深さＨが０．６ｍｍ以上に設定された。上型１０および下型２０を使用して溶融ガラスを加圧した。溶融ガラスが凹部１３内に入り込んだ後、溶融ガラス４１と領域１３Ｒ２とが接触しない状態が得られた。

比較例３Ａにおいては、凹部１３の深さＨが０．２ｍｍに設定された。上型１０および下型２０を使用して溶融ガラスを加圧した。溶融ガラスが凹部１３内に入り込んだ後、溶融ガラス４１は凹部１３の中をすべて埋め尽くすように濡れ広がった。溶融ガラス４１は領域１３Ｒ２と接触し、溶融ガラス４１は凹部１３に完全に転写された。

実験３の結果から、凹部１３の深さＨが最適な値に調整されることによって、溶融ガラスが加圧によって凹部１３内に入り込んだ後、溶融ガラスと領域１３Ｒ２とが接触しない状態を得ることができることがわかる。

以上、本発明に基づいた各実施の形態および各実施例について説明したが、今回開示された各実施の形態および各実施例はすべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の技術的範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１０上型、１１，１１１下端面、１２，２２，１１２，１２２成形面、１３，２３，５２，１１３凹部、１３Ｒ１，２３Ｒ１領域（第１領域）、１３Ｒ２，２３Ｒ２領域（第２領域）、１５，２５，１１５，１２５保護膜、２０，１２０下型、２１，１２１上端面、２２Ｒ側壁、３０ノズル、４０，４１，４８，１４１溶融ガラス、４３自由曲面、４４，１４４突起、４４Ａ側壁部、４４Ｂ先端、４５，１４５ガラス光学素子、４６，４７光学面、４９ガラスプリフォーム、５０基板、５１発光素子、５３発光装置、１１０上型、１１３Ｒ１，１１３Ｒ２領域、Ａ間隔、ＡＲ，ＡＲ２０，ＡＲ２１，ＡＲ４１矢印、Ｄ直径、Ｈ深さ、ＳＴ１，ＳＴ１〜ＳＴ４ステップ。

Claims

ガラス光学素子の製造方法であって、
上型および下型を準備する工程と、
前記下型上に溶融ガラスを供給する工程と、
前記上型および前記下型を使用して前記溶融ガラスを加圧成形する工程と、を備え、
前記上型または前記下型には、前記ガラス光学素子に位置決め用の突起を形成するための凹部が設けられ、
前記凹部の表面は、前記溶融ガラスに対する保護膜が形成された第１領域と、前記保護膜が形成されずに前記上型または前記下型が露出している第２領域とを含み、
前記溶融ガラスを加圧成形する工程においては、前記溶融ガラスが前記凹部内に入り込んだ後、前記溶融ガラスの一部と前記第２領域とが接触しない状態で前記溶融ガラスが加圧成形されることによって、前記ガラス光学素子に位置決め用の前記突起が形成される、ガラス光学素子の製造方法。
前記溶融ガラスを加圧成形する工程における前記溶融ガラスの前記一部と前記第２領域とが接触しない状態は、前記溶融ガラスの粘性が調整されることによって得られる、
請求項１に記載のガラス光学素子の製造方法。
前記溶融ガラスを加圧成形する工程における前記溶融ガラスの前記一部と前記第２領域とが接触しない状態は、前記上型および前記下型の前記溶融ガラスに対する加圧量が調整されることによって得られる、
請求項１または２に記載のガラス光学素子の製造方法。
前記溶融ガラスを加圧成形する工程における前記溶融ガラスの前記一部と前記第２領域とが接触しない状態は、前記凹部の深さが調整されることによって得られる、
請求項１から３のいずれかに記載のガラス光学素子の製造方法。
前記上型または前記下型には、前記凹部が複数設けられる、
請求項１から４のいずれかに記載のガラス光学素子の製造方法。
前記凹部は、前記上型に設けられる、
請求項１から５のいずれかに記載のガラス光学素子の製造方法。