JPH03237022A - Device for forming optical element - Google Patents
Device for forming optical elementInfo
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- JPH03237022A JPH03237022A JP3075990A JP3075990A JPH03237022A JP H03237022 A JPH03237022 A JP H03237022A JP 3075990 A JP3075990 A JP 3075990A JP 3075990 A JP3075990 A JP 3075990A JP H03237022 A JPH03237022 A JP H03237022A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は、非球面レンズなどの光学素子をガラスなどの
材料によって成形する光学素子の成形装置に係り、特に
胴壁や光学素子材料の熱膨張率に影響を受けることなく
高い形状精度の光学素子を成形することができ、しかも
光学素子材料に対する加圧保持時間中に光学素子材料の
温度変化などに即応して加圧力を微調整することができ
る光学素子の成形装置に関する。Detailed Description of the Invention [Field of Industrial Application] The present invention relates to an optical element molding apparatus for molding an optical element such as an aspherical lens using a material such as glass. It is possible to mold optical elements with high shape accuracy without being affected by the expansion coefficient, and the pressurizing force can be finely adjusted in response to changes in the temperature of the optical element material during the pressure holding time on the optical element material. The present invention relates to an optical element molding apparatus that can perform molding of optical elements.
［従来の技術］
近年、高精度光学レンズ、特に非球面ガラスレンズ等の
光学素子の製造法として、光学研磨法を用いず、プレス
成形する試みが多くなされ、具体化されつつある。その
成形法の一つとして、ガラス素材を変形可能な温度、例
えば、軟化点近傍の温度に加熱し、ガラスレンズ成形型
を用いて抑圧成形する方法がある。第６図は従来のガラ
スレンズ成形型によりレンズ素材を成形してレンズを形
成した状態を示す断面図である。図中１．２は加熱加圧
機構を有するプレスヘッドの一部、３および４はそれぞ
れ上型および下型、５は胴壁、６は胴壁５の周囲に設け
られた高周波コイル、７は成形された非球面レンズであ
る。[Prior Art] In recent years, as a method for manufacturing optical elements such as high-precision optical lenses, especially aspherical glass lenses, many attempts have been made to use press molding without using optical polishing, and these are being put into practice. One of the molding methods is to heat the glass material to a temperature at which it can be deformed, for example, to a temperature near its softening point, and then perform compression molding using a glass lens mold. FIG. 6 is a sectional view showing a state in which a lens is formed by molding a lens material using a conventional glass lens mold. In the figure, 1.2 is a part of the press head having a heating and pressing mechanism, 3 and 4 are upper and lower molds, respectively, 5 is a body wall, 6 is a high-frequency coil provided around the body wall 5, and 7 is a high-frequency coil provided around the body wall 5. It is a molded aspherical lens.
非球面レンズ７を成形するときは、まず上型３とガラス
材料を置いた下型４を側型５内に挿入した状態で高周波
コイル６に電流を流し、このコイル６から胴壁５を介し
てガラス材料および上下型３．４をそれぞれ加熱する。When molding the aspherical lens 7, first, the upper mold 3 and the lower mold 4 on which the glass material is placed are inserted into the side mold 5, and a current is applied to the high frequency coil 6. The glass material and the upper and lower molds 3.4 are heated respectively.
そして第５図に示ずように、ガラス材料がガラス軟化点
以上の温度まで加熱され且つ上下型３．４がガラス転移
点以上の温度まで加熱された後、上下型３．４のいずれ
か一方を他方に接近させてガラス材料を加圧し、所定形
状の非球面レンズ７をプレス成形している。なお、上記
の加熱工程において、上下型３．４をガラス転移点以上
の温度まで加熱するようにしているのは、少なくとも加
圧開始前から加圧の途中までの間は上下型３．４を前記
ガラス転移点以上の温度に保っておかないと成形時の上
下型３．４とガラス材料との転写性が悪くなり、非球面
レンズ７の成形面が不良となってしまうことがあるから
である。As shown in FIG. 5, after the glass material is heated to a temperature above the glass softening point and the upper and lower molds 3.4 are heated to a temperature above the glass transition point, either one of the upper and lower molds 3.4 is heated. is brought close to the other, the glass material is pressurized, and an aspherical lens 7 having a predetermined shape is press-molded. In the above heating process, the upper and lower molds 3.4 are heated to a temperature above the glass transition point at least from before the start of pressurization to the middle of the pressurization. If the temperature is not kept above the glass transition point, the transferability between the upper and lower molds 3.4 and the glass material during molding will deteriorate, and the molding surface of the aspherical lens 7 may become defective. be.
また、第６図に示す非球面レンズの成形装置において、
胴壁５は、
＋１１上下型３．４が同型５内に挿入されることにより
、上下型３゜４の第６図の左右方向の位置合わせを行う
、
（２）ガラス材料の加圧時にガラス材料が上下型３．４
の間から流出するのを防いでガラス材料を上下型３．４
間に押し込める、
（３）上下型３．４のいずれか一方を他方に近づくよう
に胴壁５の長さ寸法（第６図のＬｌ照）で規制される位
置まで移動させる（第６図に示す状態）ことにより、上
下型３．４の第６図の上下方向の位置合わせを行い、レ
ンズ厚みを規制する、
という３つの役割を果たしている。Furthermore, in the aspherical lens molding apparatus shown in FIG.
By inserting the +11 upper and lower molds 3.4 into the same mold 5, the body wall 5 aligns the upper and lower molds 3.4 in the horizontal direction as shown in Fig. 6. (2) When pressurizing the glass material, the glass Material is upper and lower type 3.4
Prevent glass material from flowing out between upper and lower molds 3.4
(3) Move one of the upper and lower molds 3.4 closer to the other until it is regulated by the length dimension of the body wall 5 (Ll in Figure 6) (see Figure 6). (state shown), it performs three roles: aligning the upper and lower molds 3.4 in the vertical direction as shown in FIG. 6, and regulating the lens thickness.
［発明が解決しようとする課題１
しかしながら前述した成形方法では、形状精度０．１μ
ｍ以下といった超高精度なレンズを成形するには成形後
からガラス転移温度までの冷却過程においてレンズに加
圧維持することが不可欠である。従って上記の（３）で
述べたような胴壁５によりレンズ厚みを規制する定寸成
形では、前記冷却過程における成形型（上型３または下
型４）摺動方向の胴壁５の熱膨張量が成形型摺動方向の
レンズ厚みと成形型の胴壁５に摺動収納された部分の熱
膨張量よりも大きくなければならない。言い替えれば、
レンズ素材の熱膨張率よりも大きな熱膨張率の胴壁５を
用いなければならない。しかしながら収縮量つまり熱膨
張量の大きな胴壁５を用いると成形型（上下型）３．４
と胴壁５のクリヤランス部にガラスが入り込みレンズ周
辺部にパリ、欠けが生じたりまた、レンズが胴壁５から
抜けなくなる。逆に収縮量つまり熱膨張量の小さな胴壁
５を用いると所望の超高精度な面形状が得られなくなる
等の問題点を有していた。[Problem to be solved by the invention 1 However, in the above-mentioned forming method, the shape accuracy is 0.1μ
In order to mold ultra-high-precision lenses with a diameter of less than m, it is essential to maintain pressure on the lenses during the cooling process from after molding to the glass transition temperature. Therefore, in fixed-size molding in which the lens thickness is controlled by the body wall 5 as described in (3) above, the thermal expansion of the body wall 5 in the sliding direction of the mold (upper mold 3 or lower mold 4) during the cooling process The amount must be larger than the thickness of the lens in the sliding direction of the mold and the amount of thermal expansion of the portion slidably accommodated in the body wall 5 of the mold. In other words,
The body wall 5 must have a coefficient of thermal expansion larger than that of the lens material. However, if a shell wall 5 with a large amount of shrinkage or thermal expansion is used, the mold (upper and lower mold) will be 3.4
If the glass gets into the clearance part of the body wall 5, cracks or chips may occur around the lens, or the lens cannot be removed from the body wall 5. On the other hand, if a shell wall 5 having a small amount of shrinkage, that is, a small amount of thermal expansion, is used, there are problems such as a desired ultra-high precision surface shape cannot be obtained.
また上記の（３）で述べたように上下型３．４の一方を
胴壁５の長さ寸法りで規制される位置まで一律に移動さ
せることによりガラス材料の加圧を行う従来の方法では
、ガラス材料の加圧保持時間中一定の加圧力を加えるこ
としかできず、加圧保持時間中にガラス材料の温度変化
などに即応して加圧力を微調整することなどもできなか
った。In addition, as mentioned in (3) above, the conventional method pressurizes the glass material by uniformly moving one of the upper and lower molds 3.4 to a position regulated by the length of the body wall 5. However, it was only possible to apply a constant pressing force during the pressurization and holding time of the glass material, and it was not possible to finely adjust the pressurizing force in response to changes in the temperature of the glass material during the pressurization and holding time.
本発明は上記のような課題を解決するためのものであり
、胴壁や光学素子材料の熱膨張率に影響を受けることな
く高い形状精度の光学素子を成形することができ、しか
も光学素子材料に対する加圧保持時間中に光学素子材料
の温度変化などに即応して加圧力を微調整することがで
きる光学素子の成形装置を提供することを目的とする。The present invention is intended to solve the above-mentioned problems, and it is possible to mold an optical element with high shape accuracy without being affected by the coefficient of thermal expansion of the barrel wall or the optical element material. An object of the present invention is to provide an optical element molding apparatus that can finely adjust the pressing force in response to changes in the temperature of the optical element material during the pressurization and holding time.
［課題を解決するための手段］
本発明に係る光学素子の成形装置は、光学素子材料を介
して互いに対向する上型および下型と、これらの上型お
よび下型の少なくとも一方を他方に近づく方向に移動さ
せて前記光学素子材料を加圧する駆動部と、この駆動部
の駆動力を制御して前記光学素子材料への加圧力を制御
する加圧制御手段とを備えたことを特徴とするちのであ
る。[Means for Solving the Problems] An optical element molding apparatus according to the present invention includes an upper mold and a lower mold that face each other via an optical element material, and at least one of the upper mold and the lower mold approaches the other. The optical element material is characterized by comprising: a drive section that pressurizes the optical element material by moving it in the direction; and a pressure control means that controls the driving force of the drive section to control the pressure force applied to the optical element material. It's Chino.
［作 用］
上記手段によれば、加圧制御手段により駆動部の駆動力
を制御することにより上型および下型間の位置制御およ
び圧力制御を行うようにしているので、従来のように光
学素子材料に対する加圧力およびレンズ厚みの決定を胴
壁の長さ寸法に依存する必要がなくなる。したがって、
胴壁や光学素子材料の熱膨張率に影響を受けることなく
高い形状精度の光学素子を成形することができる。[Function] According to the above means, the position control and pressure control between the upper mold and the lower mold are performed by controlling the driving force of the drive part by the pressurization control means, so that optical It is no longer necessary to depend on the length of the body wall in determining the pressing force applied to the element material and the lens thickness. therefore,
It is possible to mold an optical element with high shape accuracy without being affected by the coefficient of thermal expansion of the barrel wall or optical element material.
また駆動部の駆動力は加圧制御手段によって随時変動さ
せることができるので、光学素子材料に対する加圧保持
時間中に光学素子材料の温度変化などに即応して加圧力
を微調整することができるようになる。In addition, since the driving force of the drive unit can be varied at any time by the pressure control means, the pressure can be finely adjusted in response to changes in the temperature of the optical element material during the pressurization holding time for the optical element material. It becomes like this.
［実施例１ 以下図面に基づいて本発明の詳細な説明する。[Example 1 The present invention will be described in detail below based on the drawings.
第１図は本発明の一実施例の構成を示す図、第２図は第
１図の部分拡大図、第３図は本実施例による加圧動作を
示すタイムチャート、第４図は本実施例による加熱動作
を示すタイムチャートである。FIG. 1 is a diagram showing the configuration of an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a partially enlarged view of FIG. 1, FIG. 3 is a time chart showing the pressurizing operation according to this embodiment, and FIG. It is a time chart showing a heating operation according to an example.
まず第１図〜第２図に基づいて、本実施例の構成を説明
する。First, the configuration of this embodiment will be explained based on FIGS. 1 and 2.
第３図〜第４図中符号１３は非球面レンズなどの上面を
形成するための上型、１４は非球面レンズなど下面を形
成するための下型、１５は上型１３に外挿された円筒状
の同型である。この同型１５は、例えば、ＷＣ−Ｎｉ系
超硬材料から成る超硬合金によって形成されている。ま
た符号１７は前記下型１４の上面に置かれた、非球面レ
ンズの材料となるガラス材料、１８は同型１５および下
型１４の周囲に設けられた筒状の加熱体、１６は加熱体
１８の外周に設けられた高周波コイルである。前記下型
１４は、図の上下方向に移動自在となっており、ガラス
材料１７の加熱時には図に示すようにガラス材料１７が
加熱体１８の突部１８ａと対向する位置に保持され、ガ
ラス材料１７の加圧時には後述するモータ３６によって
、上型１３に接近する方向（図の上方向）に移動される
ようになっている。In Figures 3 to 4, reference numeral 13 is an upper mold for forming the upper surface of an aspherical lens, 14 is a lower mold for forming a lower surface of an aspherical lens, etc., and 15 is extrapolated to the upper mold 13. It is of the same cylindrical shape. The same type 15 is made of, for example, a cemented carbide made of a WC-Ni based cemented carbide material. Further, reference numeral 17 is a glass material which is a material of an aspherical lens placed on the upper surface of the lower mold 14, 18 is a cylindrical heating body provided around the same mold 15 and the lower mold 14, and 16 is a heating body 18. This is a high frequency coil installed around the outer periphery of the The lower mold 14 is movable in the vertical direction in the figure, and when heating the glass material 17, the glass material 17 is held at a position facing the protrusion 18a of the heating body 18 as shown in the figure, and the glass material 17 is heated. When pressurizing the mold 17, the mold 17 is moved in a direction approaching the upper mold 13 (upward in the figure) by a motor 36, which will be described later.
また第１図に示すように、前記上型１３には上型温度セ
ンサ２１が、下型１４には下型温度センサ２２が加熱体
１８には加熱体温度センサ２３がそれぞれ設けられてい
る。また上型１３および下型１４にはそれぞれエアーノ
ズル２４．２５が設けられている。この各エアーノズル
２４．２５には、冷却エアーが各流量比例弁２６．２７
を介して送られるようになっており、これによって、上
下型１３．１４の温度をそれぞれ調整できるようになっ
ている。As shown in FIG. 1, the upper mold 13 is provided with an upper mold temperature sensor 21, the lower mold 14 is provided with a lower mold temperature sensor 22, and the heating element 18 is provided with a heating element temperature sensor 23. Additionally, air nozzles 24 and 25 are provided in the upper mold 13 and the lower mold 14, respectively. Cooling air is supplied to each air nozzle 24.25 through each flow rate proportional valve 26.27.
This allows the temperature of the upper and lower molds 13 and 14 to be adjusted respectively.
また第１図のブロック図に示すように、前記各温度セン
サ２１，２２．２３からの出力電圧は、温度アンプ２８
によって増幅された後、Ａ／Ｄ変換器２９によってデジ
タル信号に変換される。このデジタル信号はＣＰＵ３０
に入力され、必要なデータ処理が行われる。このＣＰＵ
３０による演算結果（デジタル信号）はＤ／Ａ変換器３
１に出力され、このＤ／Ａ変換器３１からは各デジタル
信号に対応したアナログ電圧が連続的に出力される。そ
してこのＤ／Ａ変換器３１の出力は高周波電源３２に送
られ、これによって高周波コイル１６に流される電流量
、したがって加熱体１８の温度が連続的に制御される。Further, as shown in the block diagram of FIG. 1, the output voltage from each temperature sensor 21, 22, 23 is
After being amplified by the A/D converter 29, it is converted into a digital signal. This digital signal is sent to the CPU30
and the necessary data processing is performed. This CPU
The calculation result (digital signal) obtained by 30 is sent to the D/A converter 3.
1, and this D/A converter 31 continuously outputs analog voltages corresponding to each digital signal. The output of this D/A converter 31 is sent to a high frequency power source 32, whereby the amount of current flowing through the high frequency coil 16, and therefore the temperature of the heating element 18, is continuously controlled.
また前記Ｄ／Ａ変換器３１の出力は各比例弁アンプ３３
．３４を介して各流量比例弁２６．２７に送られ、これ
によって上下型１３．１４に供給される冷却エアーの流
量、したがって上下型１３．１４の温度が連続的に制御
されるようになっている。Further, the output of the D/A converter 31 is connected to each proportional valve amplifier 33.
．． 34 to each flow rate proportional valve 26.27, thereby continuously controlling the flow rate of cooling air supplied to the upper and lower molds 13.14, and thus the temperature of the upper and lower molds 13.14. There is.
以上のように、本実施例による光学素子の成形装置は、
高周波コイル１６や高周波電源３２などから成る高周波
加熱装置、冷却エアーの流量比例弁２６．２７、各温度
センサ２１〜２３、およびＣＰＵ３０などの演算装置な
どを備えているので、ガラス材料１７の温度と上下型１
３．１４の温度をそれぞれ個別に検出して個別に温度制
御できるようになっている。As described above, the optical element molding apparatus according to this embodiment is
It is equipped with a high-frequency heating device consisting of a high-frequency coil 16, a high-frequency power source 32, etc., a cooling air flow rate proportional valve 26, 27, each temperature sensor 21 to 23, and an arithmetic unit such as a CPU 30, so that the temperature of the glass material 17 and the Upper and lower type 1
3.14 temperatures can be detected individually and the temperatures can be controlled individually.
またＣＰＵ３０からはガラス材料１７対する加圧制御の
ための信号がサーボコントローラ３５に出力される。サ
ーボコントローラ３５ではこのＣＰＵ３０からの出力を
受けて必要な駆動信号をモータ３６に出力する。このモ
ータ３６は所定の伝達機構を介して下型１４に接続され
ている。Further, the CPU 30 outputs a signal for controlling the pressure applied to the glass material 17 to the servo controller 35 . The servo controller 35 receives the output from the CPU 30 and outputs a necessary drive signal to the motor 36. This motor 36 is connected to the lower die 14 via a predetermined transmission mechanism.
よって、このモータ３６の回転力を制御することによっ
てガラス材料１７に対する加圧力を自動制御することが
できるようになっている。Therefore, by controlling the rotational force of this motor 36, the pressing force applied to the glass material 17 can be automatically controlled.
次に第３図〜第４図のタイムチャートに基づいて本実施
例の動作を説明する。Next, the operation of this embodiment will be explained based on the time charts of FIGS. 3 and 4.
まず第４図に基づいて本実施例によるガラス材料１７お
よび上下型１３．１４などの加熱動作を説明する０本実
施例では、まず下型１４の上面にガラス材料１７を置い
て、下型１４を、第１図〜第２図に示すような位置（す
なわちガラス材料１７が加熱体１８の突部１８ａに対向
する位置）まで移動させる。そしてこの状態で高周波電
源３２から高周波コイル１６に電流を流して加熱体１８
を加熱させる。この加熱された加熱体１８は、これに対
向するガラス材料１７および上下型１３．１４をそれぞ
れ直接に加熱させる。First, the heating operation of the glass material 17 and the upper and lower molds 13, 14, etc. according to this embodiment will be explained based on FIG. is moved to the position shown in FIGS. 1 and 2 (that is, the position where the glass material 17 faces the protrusion 18a of the heating element 18). In this state, a current is passed from the high frequency power supply 32 to the high frequency coil 16 to
heat up. This heated heating element 18 directly heats the glass material 17 and the upper and lower molds 13 and 14 facing it, respectively.
これらのガラス材料１７や各型１３．１４の温度は前記
各温度センサ２１〜２３によってそれぞれ検出される。The temperatures of these glass materials 17 and each mold 13, 14 are detected by each of the temperature sensors 21 to 23, respectively.
そしてこの検出結果に基づいて、加熱体１８については
、加熱体１８の温度が所定の値まで上昇した時点１＋
（第４図参照）からは、ＣＰＵ３０によって、加熱体
１８の温度をその値のまま保持するように高周波コイル
１６に流される電流量が制御されている。また上下型１
３．１４については、その温度がガラス転移点以下の所
定の値まで上昇した時点ｔ２から加圧開始（第４図の時
点１４）前５秒の時点ｔ３までの間は、各流量比例弁２
６．２７を開けて冷却エアーを供給して上下型１３．１
４の温度がその値以上上昇しないように制御されている
。なお前記加圧開始時点ｔ４はガラス材料１７がガラス
軟化点以上の所定の温度まで昇温した時点である。Based on this detection result, the temperature of the heating element 18 is determined to be 1+ when the temperature of the heating element 18 rises to a predetermined value.
(See FIG. 4), the CPU 30 controls the amount of current flowing through the high frequency coil 16 so as to maintain the temperature of the heating element 18 at that value. Also, upper and lower type 1
Regarding 3.14, each flow rate proportional valve 2 is closed from time t2 when the temperature rises to a predetermined value below the glass transition point to time t3, which is 5 seconds before the start of pressurization (time 14 in Figure 4).
6.Open 27 and supply cooling air to the upper and lower molds 13.1
The temperature of No. 4 is controlled so as not to rise above that value. Note that the pressurization start time t4 is the time when the glass material 17 is heated to a predetermined temperature equal to or higher than the glass softening point.
また前記時点ｔ３からは上下型１３．１４への前記冷却
エアーの供給を停止または供給量を減少させ、上下型１
３．１４をガラス転移点以上でガラス屈伏点以下の必要
温度まで昇温させる。そして加圧開始（時点１４）後５
秒が経過する時点ｔ６まではそのままの温度に保持する
ようにしている。また前記時点ｔ６からは高周波コイル
１６への電流の供給を停止または供給量を減少させ、加
熱体１８が減温されるようにしている。Further, from the time point t3, the supply of the cooling air to the upper and lower molds 13 and 14 is stopped or the supply amount is reduced, and
3.14 is heated to the required temperature above the glass transition point and below the glass deformation point. and after the start of pressurization (time point 14) 5
The temperature is maintained at the same temperature until time t6 when seconds have elapsed. Further, from the time point t6, the supply of current to the high-frequency coil 16 is stopped or the amount of current supplied is reduced, so that the temperature of the heating element 18 is lowered.
次に加圧動作を第３図を参照して説明する。Next, the pressurizing operation will be explained with reference to FIG.
前述のようにガラス転移点以上でガラス屈伏点以下の必
要温度に加熱された上下型１３．１４を用いてガラス材
料１７をガラス軟化点以上の所定温度に加熱した後は、
ガラス材料１７がこのガラス軟化点以上の所定温度まで
昇温された前記時点１
ｔ４から、サーボコントローラ３５がらの信号を受けて
モータ３６が駆動され、これにより下型１４が第１図〜
第２図に示す位置がら胴壁１５がガラス材料１７の側部
に対向する所定位置まで上昇される。この下型１４の上
昇動作は、第３図の時点ｔ４からｔｓまでの短時間内に
モータ３６によって一気に行われる。これにより、ガラ
ス材料１７が上下型１３．１４の間に充填され、レンズ
厚さが決定されるようになる。またガラス材料１７の側
部は胴壁１５に接触し、この胴壁１５の内周面によって
非球面レンズなどの円筒側面が形成されるようになって
いる。After heating the glass material 17 to a predetermined temperature above the glass softening point using the upper and lower molds 13 and 14 heated to a required temperature above the glass transition point and below the glass deformation point as described above,
From the time point 1 t4 when the glass material 17 is heated to a predetermined temperature equal to or higher than the glass softening point, the motor 36 is driven in response to a signal from the servo controller 35, thereby moving the lower die 14 to the position shown in FIGS.
From the position shown in FIG. 2, the barrel wall 15 is raised to a predetermined position facing the side of the glass material 17. This raising operation of the lower mold 14 is performed by the motor 36 at once within a short period of time from time t4 to ts in FIG. As a result, the glass material 17 is filled between the upper and lower molds 13.14, and the lens thickness is determined. Further, the side portion of the glass material 17 is in contact with the body wall 15, and the inner peripheral surface of the body wall 15 forms a cylindrical side surface of an aspherical lens or the like.
次に前記時点ｔ、がらは、モータ３６によって下型１４
を第１図〜第２図の上方に徐々に加圧するようにし、ガ
ラス材料１７の上下面にそれぞれ上下型１３．１４の各
成形面を転写するようにしている。そしてガラス材料１
７がガラス転移点以下の所定温度まで冷却する時点ｔ７
までそのままモータ３６により保圧する。この場合、モ
ータ３６の回転力を制御するためにＣＰＵ３０および２
サーボコントローラ３５を使用しているため、ガラス材
料１７への加圧力は予めＲＯＭ （図示せず）などに格
納されるプログラムによって自由に設定でき、且つ連続
的に制御できる。Next, at the time t, the lower die 14 is moved by the motor 36.
is gradually pressed upward in FIGS. 1 to 2, so that the molding surfaces of the upper and lower molds 13 and 14 are transferred to the upper and lower surfaces of the glass material 17, respectively. and glass material 1
7 is cooled to a predetermined temperature below the glass transition point t7
The pressure is maintained by the motor 36 until the end. In this case, since the CPU 30 and the second servo controller 35 are used to control the rotational force of the motor 36, the pressure applied to the glass material 17 can be freely controlled by a program stored in a ROM (not shown) or the like in advance. Can be set and continuously controlled.
そして時点ｔ７からはザーボモータによる保圧を解除し
て、下型１４を第１図〜第２図に示す位置まで戻すよう
にしている。このように、本実施例では、ガラス材料１
７の加圧作業を、ｔａ＋下型１４を上昇させて上下型１
３．１４間にガラス材料１７を充填しレンズ厚さを決定
する工程と、
ｆｂｌ この充填されたガラス材！４１７を加圧してそ
の上下面にそれぞれ上下型１３．１４の成形面を転写し
、その後ガラス材料１７がガラス転移点以下に冷却され
るまで保圧を行う工程とにより行っている。そしてｔａ
＋の工程から（ｂ）の工程への切り換えは、加圧装置の
制御を、前述のようなサポモータ３６による下型１４の
速度・位置制御がらザーボモータ３６による圧力制御に
切り換えることによって行っている。From time t7, the holding pressure by the servo motor is released and the lower die 14 is returned to the position shown in FIGS. 1 and 2. In this way, in this example, the glass material 1
Perform the pressurizing work in Step 7 by raising the ta + lower mold 14 and pressing the upper and lower molds 1.
3. Step of filling the glass material 17 between 14 and determining the lens thickness, fbl This filled glass material! The molding surfaces of the upper and lower molds 13 and 14 are transferred to the upper and lower surfaces of the glass material 13 and 14, respectively, by applying pressure to the glass material 17, and then pressure is maintained until the glass material 17 is cooled to below the glass transition point. And ta
The switching from the step (+) to the step (b) is performed by switching the control of the pressurizing device from the speed and position control of the lower die 14 by the support motor 36 as described above to the pressure control by the servo motor 36.
以上のように本実施例によれば、ガラス材料１７を過熱
体１８によって直接加熱するようにしているので、従来
のように潤製を介してガラス材料１７を加熱する場合に
比べてガラス材料１７の加熱時間が大幅に短縮されるよ
うになる。したがって非球面レンズなどの成形時間を大
幅に短縮することができるようになる。また、前述のよ
うにガラス材料Ｊ７の加熱時間が短縮される結果、従来
のようにガラス材料が必要温度に加熱されるまでの長時
間上下型を加熱した状態で待っておく必要がなくなるの
で、上下型１３．１４自体の加熱時間が短縮され上下型
１３．１４の酸化による劣化が防止されるようになる。As described above, according to this embodiment, since the glass material 17 is directly heated by the heating element 18, the glass material 17 is heating time will be significantly reduced. Therefore, the molding time for aspherical lenses and the like can be significantly shortened. In addition, as mentioned above, as the heating time for the glass material J7 is shortened, it is no longer necessary to wait with the upper and lower molds heated for a long time until the glass material is heated to the required temperature, as in the past. The heating time of the upper and lower molds 13 and 14 itself is shortened, and deterioration of the upper and lower molds 13 and 14 due to oxidation is prevented.
とくに本実施例においては、流量比例弁２６２７によっ
て加熱体１８による加熱中に上下型１３．１４に対して
常時任意量の冷却エアーを供給することにより、上下型
１３゜１４の温度を自動調節することができるようにな
る。したがって第４図に示すように加熱体１８によるガ
ラス材料１７および上下型１３．１４の加熱中は冷却エ
アーを供給して上下型１３．１４の温度を抑え、加圧開
始直前に前記冷却エアーの供給を停止して上下型１３．
１４をガラス転移点以上に昇温することも可能となる。In particular, in this embodiment, the temperature of the upper and lower molds 13 and 14 is automatically adjusted by constantly supplying an arbitrary amount of cooling air to the upper and lower molds 13 and 14 during heating by the heating element 18 using the flow rate proportional valve 2627. You will be able to do this. Therefore, as shown in FIG. 4, while the glass material 17 and the upper and lower molds 13.14 are being heated by the heating element 18, cooling air is supplied to suppress the temperature of the upper and lower molds 13.14. Stop the supply and move the upper and lower molds 13.
It also becomes possible to raise the temperature of 14 to a temperature higher than the glass transition point.
よって上下型１３．１４をガラス転移点以上に加熱して
おく時間Ｔ、（第４図参照）は、従来の装置における上
下型の加熱時間Ｔ１は（第５図参照）に比べて大幅に短
縮されることになり、上下型１３．１４の酸化による劣
化がより確実に防止されるようになる。Therefore, the time T for heating the upper and lower molds 13 and 14 above the glass transition point (see Figure 4) is significantly shorter than the heating time T1 for the upper and lower molds in the conventional device (see Figure 5). As a result, deterioration of the upper and lower molds 13 and 14 due to oxidation can be more reliably prevented.
また本実施例では、下型１４を駆動するためにモータ３
６およびサーボコントローラ３５を設け、ＣＰＵからの
制御信号によって下型１４の位置およびその第１図〜第
２図の上方向への駆動力（加圧力）を自由に設定できる
ようになっている。したがって、ガラス材料１７および
上下型１３．１４の加熱作業後のガラス材料１７に対す
る加圧成形作業時においては、まず下型１４の速度・位
置制御によってガラス材料１７を上下型１３．１４間に
充填させてレンズ厚さを決め、その後下型１４に対する
制御を速度・位置制御から５
圧力制御に切り換えて、ガラス材料１７を加圧して成形
面（金型面）を転写しガラス材料１７がガラス転移点以
下に冷却するまで保圧を行うことが可能どなる。よって
、従来のように潤製やガラス材料の熱膨張率に影響を受
けることなく、高い形状精度の光学素子を成形すること
ができるようになる。また前記ガラス材料１７の保圧中
にガラス材料１７の温度変化などに即応して加圧力を微
調整することもできるようになり、より高精度の非球面
レンズなどを成形できるようになる。Further, in this embodiment, the motor 3 is used to drive the lower die 14.
6 and a servo controller 35 are provided, and the position of the lower mold 14 and its upward driving force (pressure force) in FIGS. 1 to 2 can be freely set by control signals from the CPU. Therefore, when press-molding the glass material 17 after heating the glass material 17 and the upper and lower molds 13.14, first fill the glass material 17 between the upper and lower molds 13.14 by controlling the speed and position of the lower mold 14. After that, the control for the lower die 14 is switched from speed/position control to pressure control, and the glass material 17 is pressurized to transfer the molding surface (mold surface) and the glass material 17 undergoes a glass transition. It is now possible to hold pressure until the temperature has cooled below a certain point. Therefore, it becomes possible to mold an optical element with high shape accuracy without being affected by the thermal expansion coefficient of the glass material or the moisture content as in the past. In addition, it becomes possible to finely adjust the pressing force in response to changes in the temperature of the glass material 17 while the glass material 17 is being held under pressure, and it becomes possible to mold an aspherical lens or the like with higher precision.
なお、本実施例においては、サーボモータ３６によって
下型１４の位置を、加熱中はガラス材料１７が加熱体１
８の突部１８ａに対向するように制御すると共に、加圧
中はガラス材料１７が潤製１５と対向する位置まで上昇
するように制御しているが、本発明はこれに限られるも
のではなく、例えば、上型１３、潤製１５および加熱体
１８の位置をサーボモータで制御して、加熱中はこれら
を第１図〜第２図に示す位置にくるようにすると共に加
圧中はこれらを潤製１５がガラス材６
料１７に対する位置まで下降させるようにしてちまい。In this embodiment, the position of the lower mold 14 is controlled by the servo motor 36, and the glass material 17 is moved to the heating body 1 during heating.
Although the glass material 17 is controlled so as to face the protrusion 18a of the glass material 8 and rise to a position facing the glass material 15 during pressurization, the present invention is not limited to this. For example, the positions of the upper mold 13, lubrication 15, and heating element 18 are controlled by a servo motor so that they are in the positions shown in FIGS. 1 and 2 during heating, and during pressurization, they are The material 15 is lowered to a position relative to the material 17 of the glass material 6.
また、本実施例では下型１４の速度・位置制御および圧
力制御をサーボモータ３６によって行っているが、本考
案はこれに限られるものではなく、例えば油圧ポンプと
ソレノイド弁を使用して同様の制御を行うことも可能で
ある。Further, in this embodiment, the speed/position control and pressure control of the lower mold 14 are performed by the servo motor 36, but the present invention is not limited to this. For example, a hydraulic pump and a solenoid valve may be used to perform similar Control is also possible.
［効果１
以上のように本発明によれば、従来のように潤製（の長
さ寸法）によらないで加圧制御手段および駆動部によっ
て上型および下型間の位置制御および圧力制御を行って
いるので、潤製や光学素子材料の熱膨張率に影響を受け
ることなく高い形状精度の光学素子を成形することがで
きるようになる。[Effect 1] As described above, according to the present invention, the position control and pressure control between the upper mold and the lower mold can be controlled by the pressure control means and the drive unit without depending on the lubrication (length dimension) as in the past. This makes it possible to mold optical elements with high shape accuracy without being affected by the material used or the coefficient of thermal expansion of the optical element material.
また光学素子材料に対する加圧保持時間中に光学素子材
料の温度変化などに即応して加圧力を微調整することが
できるので、より高精度な光学素子の成形が可能となる
。In addition, since the pressing force can be finely adjusted in response to changes in the temperature of the optical element material during the time when the pressure is maintained on the optical element material, it is possible to mold the optical element with higher precision.
第１図は本発明の一実施例の構成を示す図、第２図は第
１図の部分拡大図、第３図は本実施例による加圧動作を
示すタイムチャート、第４図は本実施例による加熱動作
を示すタイムチャート、第５図は従来の光学素子の成形
装置の動作を示すタイムチャート、第６図は従来のガラ
スレンズ成形型によりレンズ素材を成形してレンズを形
成した状態を示す断面図である。
１３・・・上型、１４・・・下型、３０・・・ＣＰＵ、
３５・・・サーボコントローラ、３６・・・モータ。
閃
寸
区
目）FIG. 1 is a diagram showing the configuration of an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a partially enlarged view of FIG. 1, FIG. 3 is a time chart showing the pressurizing operation according to this embodiment, and FIG. FIG. 5 is a time chart showing the operation of a conventional optical element molding device; FIG. 6 is a time chart showing the operation of a conventional optical element molding device; FIG. 6 shows a state in which a lens is formed by molding a lens material using a conventional glass lens mold FIG. 13... Upper mold, 14... Lower mold, 30... CPU,
35... Servo controller, 36... Motor. flash division)
Claims (1)
型と、これらの上型および下型の少なくとも一方を他方
に近づく方向に移動させて前記光学素子材料を加圧する
駆動部と、この駆動部の駆動力を制御して前記光学素子
材料への加圧力を制御する加圧制御手段とを備えたこと
を特徴とする光学素子の成形装置1. An upper mold and a lower mold facing each other with an optical element material interposed therebetween; a drive unit that presses the optical element material by moving at least one of the upper mold and the lower mold in a direction approaching the other; and this driving an optical element molding apparatus, comprising: a pressure control means for controlling the driving force of the optical element material to control the pressure force applied to the optical element material;
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2030759A JP2754073B2 (en) | 1990-02-09 | 1990-02-09 | Optical element molding method and molding apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2030759A JP2754073B2 (en) | 1990-02-09 | 1990-02-09 | Optical element molding method and molding apparatus |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03237022A true JPH03237022A (en) | 1991-10-22 |
| JP2754073B2 JP2754073B2 (en) | 1998-05-20 |
Family
ID=12312617
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2030759A Expired - Lifetime JP2754073B2 (en) | 1990-02-09 | 1990-02-09 | Optical element molding method and molding apparatus |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2754073B2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0599037A2 (en) * | 1992-10-13 | 1994-06-01 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Molding machine for making an optical element and method of making the same |
Citations (3)
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| JPS5983941A (en) * | 1982-11-04 | 1984-05-15 | Toshiba Glass Co Ltd | Press motion controlling device for glass |
| JPS61197428A (en) * | 1985-02-27 | 1986-09-01 | Olympus Optical Co Ltd | Control of thickness of optical element |
| JPS62207729A (en) * | 1986-03-04 | 1987-09-12 | Olympus Optical Co Ltd | Device for controlling thickness of molded glass article |
-
1990
- 1990-02-09 JP JP2030759A patent/JP2754073B2/en not_active Expired - Lifetime
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| JP2754073B2 (en) | 1998-05-20 |
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