JP6374951B2 - 光学素子成形用型セット、及び、光学素子の製造方法 - Google Patents
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Description
図1は、本発明の一実施の形態に係る光学素子の成形装置1を示す断面図である。
成形室2は、搬入側シャッタ2aと、搬出側シャッタ2bと、流入口2cと、を有する。
予備加熱ステージ10、第1プレスステージ20、第2プレスステージ30、及び冷却ステージ40は、一対の下プレスプレート11,21,31,41及び上プレスプレート12,22,32,42と、加圧駆動部13,23,33,43と、を有する。
上型101及び下型102は、互いに対向する第1の成形型及び第2の成形型の一例である。また、外周型104は、上型101と下型102との間のキャビティCの外周に位置する第3の成形型の一例である。
上型101の底面には、光学素子の光学機能面を成形するための例えば凸型の成形面101aが形成されている。また、下型102の上面には、光学素子の光学機能面を成形するための例えば凹型の成形面102aが形成されている。なお、上型101及び下型102の成形面101a,102aのうち中央に位置する凸部又は凹部を除く周囲は、例えば平坦面である。
胴型103は、例えば円筒形状を呈する。胴型103には、上端から上型101が挿入され、下端から下型102が挿入される。胴型103は、上型101のフランジ部101bと下型102のフランジ部102bとの間において、上型101及び下型102の周囲に位置する。なお、上型101は、外周面において胴型103の内周面に対し摺動可能である。
外周型104の成形面104aは、上型101と下型102との対向方向(矢印D)における第1の成形型101側に位置する鏡面104a−1と、下型102側に位置する粗面104a−2と、を含む。なお、鏡面104a−1と粗面104a−2との境界位置は、例えば球状の成形素材201のプレスによる変形で最初に外周型104に接触する位置の近傍とするとよい。
成形素材201として、直径2.36mmの球形の研磨品を用いて、図3に示す光学素子301を製造する例について説明する。この光学素子301では、一方の凹光学機能面301aが、曲率半径1.266mm,球欠直径2.12mmの凹面と、この凹面に続く周囲に位置する平坦面301cとを有する。また、光学素子301のもう一方の凸光学機能面301bが曲率半径10.9mmの凸面を有する。
図2(b)に示すように、外周型104に囲まれた空間において、成形素材201が加圧されて外周型104の内周面104aに到達した時点における成形素材201を挟んだ上型101側の空間S1及び下型102側の空間S2について考える。これらの空間S1,S2のうち、体積が大きい空間(例えばS1)側で体積が小さい空間(例えばS2)側よりも、外周型104の成形面104aの摩擦係数が小さくなるようにするとよい。
上型111と下型112との対向方向(矢印D)における、成形素材202の外周部202aと上型111との距離L1は、外周部202aと下型112との対向方向(矢印D)における距離L2よりも長い。
図5に示すように、上型121は凸型の成形面121aを有し、下型122も凸型の成形面122aを有する。成形素材203は、例えば円板形状である。
上型121と下型122との対向方向(矢印D)における、成形素材203の外周部203aと上型121との距離L11は、外周部203aと下型122との対向方向(矢印D)における距離L12よりも長い。
2 成形室
2a 搬入側シャッタ
2b 搬出側シャッタ
2c 流入口
10 予備加熱ステージ
20 第1プレスステージ
30 第2プレスステージ
40 冷却ステージ
11,21,31,41 下プレスプレート
11a,21a,31a,41a カートリッジヒータ
12,22,32,42 上プレスプレート
12a,22a,32a,42a カートリッジヒータ
13,23,33,43 加圧駆動部
100 光学素子成形用型セット(型セット)
101 上型
102 下型
101a,102a 成形面
101b,102b フランジ部
103 胴型
104 外周型
104a 成形面
104a−1 鏡面
104a−2 粗面
111,121 上型
112,122 下型
111a,112a,121a,122a 成形面
201,202,203 成形素材
202a,203a 外周部
301 光学素子
301a 凹光学機能面
301b 凸光学機能面
301c 平坦面
301d コバ部
301e 上側稜線部
301f 下側稜線部
C キャビティ
D 対向方向
S1,S2 空間
Claims (14)
- 互いに対向する第1の成形型及び第2の成形型と、
前記第1の成形型と前記第2の成形型との間のキャビティの外周に位置する第3の成形型と、を備え、
前記第3の成形型の内周面における光学素子の外周面を成形するための成形面は、前記第1の成形型と前記第2の成形型との対向方向における一方側と他方側とで摩擦係数が異なる、
ことを特徴とする光学素子成形用型セット。 - 前記第3の成形型の前記成形面は、前記対向方向における一方側と他方側とで表面粗さが異なることで摩擦係数が異なることを特徴とする請求項1記載の光学素子成形用型セット。
- 前記第3の成形型の前記成形面は、算術平均粗さRaが50nm以下の部分と、算術平均粗さRaが200nm以上の部分とを含むことを特徴とする請求項2記載の光学素子成形用型セット。
- 前記第3の成形型の前記成形面は、コーディングが施されていることで、前記対向方向における一方側と他方側とで摩擦係数が異なることを特徴とする請求項1記載の光学素子成形用型セット。
- 前記コーティングがダイヤモンドライクカーボンであることを特徴とする請求項4記載の光学素子成形用型セット。
- 成形素材を挟んで互いに対向する第1の成形型及び第2の成形型と、前記第1の成形型と前記第2の成形型との間のキャビティの外周に位置する第3の成形型と、を備える光学素子成形用型セットを用いて前記成形素材を加熱、プレス、及び冷却することで、光学素子を製造する光学素子の製造方法において、
前記第1の成形型と前記第2の成形型との対向方向における一方側と他方側とで内周面における前記光学素子の外周面を成形するための成形面の摩擦係数が異なる前記第3の成形型によって前記光学素子の前記外周面を成形することで、前記キャビティ内で加圧された前記成形素材が前記対向方向における前記キャビティの外周の一端側と他端側とに流動する速度を調整する、
ことを特徴とする光学素子の製造方法。 - 前記対向方向における一方側と他方側とで前記成形面の表面粗さが異なることで前記成形面の摩擦係数が異なる前記第3の成形型によって前記光学素子の前記外周面を成形することを特徴とする請求項6記載の光学素子の製造方法。
- 前記成形面が、算術平均粗さRaが50nm以下の部分と算術平均粗さRaが200nm以上の部分とを含む前記第3の成形型によって前記光学素子の前記外周面を成形することを特徴とする請求項7記載の光学素子の製造方法。
- 前記成形面にコーティングが施されていることで前記対向方向における一方側と他方側とで前記成形面の摩擦係数が異なる前記第3の成形型によって前記光学素子の前記外周面を成形することを特徴とする請求項8記載の光学素子の製造方法。
- 前記コーティングがダイヤモンドライクカーボンであることを特徴とする請求項9記載の光学素子の製造方法。
- 前記第3の成形型に囲まれた空間において、前記成形素材が加圧されて前記第3の成形型の前記成形面に到達した時点における前記成形素材を挟んだ前記第1の成形型側の空間及び前記第2の成形型側の空間のうち体積が大きい空間側で体積が小さい空間側よりも、前記第3の成形型の前記成形面の摩擦係数が小さいことを特徴とする請求項6から10のいずれか1項記載の光学素子の製造方法。
- 前記第3の成形型の前記成形面は、前記第1の成形型及び前記第2の成形型のうち、前記キャビティ内に載置された加圧前の前記成形素材の外周部との前記対向方向における距離が長い成形型側で他方の成形型側よりも摩擦係数が小さいことを特徴とする請求項6から10のいずれか1項記載の光学素子の製造方法。
- 前記第3の成形型に囲まれた空間において、前記成形素材が加圧されて前記第3の成形型の前記成形面に到達した時点における前記成形素材を挟んだ前記第1の成形型側の空間及び前記第2の成形型側の空間のうち体積が大きい空間側で体積が小さい空間側よりも、前記第3の成形型の前記成形面の摩擦係数が小さいことを特徴とする請求項1から5のいずれか1項記載の光学素子成形用型セット。
- 前記第3の成形型の前記成形面は、前記第1の成形型及び前記第2の成形型のうち、前記キャビティ内に載置された加圧前の前記成形素材の外周部との前記対向方向における距離が長い成形型側で他方の成形型側よりも摩擦係数が小さいことを特徴とする請求項1から5のいずれか1項記載の光学素子成形用型セット。
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