JPH11246229A - Mold for molding optical element - Google Patents
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- JPH11246229A JPH11246229A JP10071192A JP7119298A JPH11246229A JP H11246229 A JPH11246229 A JP H11246229A JP 10071192 A JP10071192 A JP 10071192A JP 7119298 A JP7119298 A JP 7119298A JP H11246229 A JPH11246229 A JP H11246229A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明が属する技術分野】本発明は光学素子成形用成形
型、特にプレス成形により光学素子を成形する際に用い
られる光学素子成形用成形型に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a mold for molding an optical element, and more particularly to a mold for molding an optical element used for molding an optical element by press molding.
【０００２】[0002]
【従来の技術】レンズ等の光学素子のプレス成形に使用
される成形型は、常に高温環境下において使用されるた
め、硬度、耐脆性、耐熱性、離型性等に優れた材料を母
材（型材）とする。しかし、かかる高硬度材料からなる
母材に回折格子等の微細形状を設けた成形面を加工する
ことは困難である。2. Description of the Related Art Molds used for press molding of optical elements such as lenses are always used in a high-temperature environment, and therefore a base material made of a material having excellent hardness, brittle resistance, heat resistance, mold release properties, and the like. (Mold). However, it is difficult to process a molding surface provided with a fine shape such as a diffraction grating on a base material made of such a high hardness material.
【０００３】光学素子成形用成形型として、例えば母材
を光学ガラス素子の反転形状に近似する形状に加工し、
その上に加工性のよいＰｔまたはＰｔ合金薄膜を設け、
該薄膜に成形面が形成されたものがある。As a molding die for molding an optical element, for example, a base material is processed into a shape approximating the inverted shape of an optical glass element,
A Pt or Pt alloy thin film with good workability is provided thereon,
There is a thin film in which a molding surface is formed.
【０００４】しかし、高硬度材料の母材に合金層を積層
した成形型が、例えばガラスモールド法等のプレス成形
に使用される場合、成形型は加熱と冷却とが繰り返し行
われるため、母材と合金層の熱膨張係数の差異により両
者間に引っ張り（圧縮）応力が働き、合金層が剥がれ易
くなるという問題があった。However, when a molding die in which an alloy layer is laminated on a base material of a high-hardness material is used for press molding such as a glass molding method, the molding die is repeatedly heated and cooled. There is a problem that a tensile (compression) stress acts between the two due to a difference in thermal expansion coefficient between the alloy layer and the alloy layer, and the alloy layer is easily peeled off.
【０００５】または、例えばＳＵＳ材からなる母材、ま
たはかかる母材上に形成されたＮｉメッキ層に回折格子
を形成し、その上に耐熱性、耐酸化性の向上等を図るた
め、保護層としてＰｔ系合金薄膜を積層したもの等があ
る。[0005] Alternatively, a protective layer is formed on a base material made of, for example, a SUS material or on a Ni plating layer formed on the base material to form a diffraction grating thereon and to improve heat resistance and oxidation resistance. Examples include a laminate of Pt-based alloy thin films.
【０００６】しかし、回折格子が形成された母材または
Ｎｉメッキ層に保護層が積層された成形型は、保護膜の
膜厚が不均一となって形成される場合があり、そのよう
な場合には膜厚の不均一性を考慮して母材またはＮｉメ
ッキ層を切削する必要があるため、工程が煩雑となり成
形型の作製に長い時間を要する等の問題があった。However, a mold in which a protective layer is laminated on a base material on which a diffraction grating is formed or a Ni plating layer may be formed with an uneven thickness of the protective film. However, it is necessary to cut the base material or the Ni plating layer in consideration of the nonuniformity of the film thickness, so that the process is complicated and a long time is required for manufacturing a mold.
【０００７】[0007]
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、母材
との熱膨張係数の相違等に起因する金属薄膜にクラック
の発生および剥離等がなく、成形面の面精度、形状維持
に優れた光学素子成形用成形型を提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a metal thin film which is free from cracking and peeling due to a difference in thermal expansion coefficient from a base material, and has excellent surface accuracy and shape maintenance of a formed surface. To provide a mold for molding an optical element.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】このような目的は、下記
（１）〜（13）の本発明により達成される。This and other objects are achieved by the present invention which is defined below as (1) to (13).
【０００９】（１） 光学素子をプレス成形するための
成形面を有するブロック体と、前記ブロック体を支持す
る母材とを備える光学素子成形用成形型であって、前記
ブロック体はＰｔ、Ｒｕ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｒｈ、Ｐ
ｄのうち少なくとも１種を主とする金属材料から構成さ
れることを特徴とする光学素子成形用成形型。(1) An optical element molding die including a block having a molding surface for press-molding an optical element and a base material for supporting the block, wherein the block is made of Pt, Ru. , Re, Os, Ir, Rh, P
A molding die for molding an optical element, comprising a metal material mainly composed of at least one of d.
【００１０】（２） 前記金属材料はＨｆ、Ｔａ、Ｗの
うち少なくとも１種を３５wt％以下含有する上記（１）
に記載の光学素子成形用成形型。(2) The metal material contains at least 35% by weight of at least one of Hf, Ta, and W.
The molding die for molding an optical element according to 1.
【００１１】（３） 前記成形面は前記ブロック体の表
面に設けられている上記（１）または（２）に記載の光
学素子成形用成形型。(3) The mold for molding an optical element according to the above (1) or (2), wherein the molding surface is provided on a surface of the block body.
【００１２】（４） 前記ブロック体は前記母材に固定
されている上記（１）ないし（３）のいずれかに記載の
光学素子成形用成形型。(4) The mold for molding an optical element according to any one of (1) to (3), wherein the block body is fixed to the base material.
【００１３】（５） 前記母材と前記ブロック体との固
定は固定手段によるものである上記（４）に記載の光学
素子成形用成形型。(5) The mold for molding an optical element according to the above (4), wherein the fixing of the base material and the block body is performed by fixing means.
【００１４】（６） 前記固定手段はボルトと係止具と
を備える上記（５）に記載の光学素子成形用成形型。(6) The mold for molding an optical element according to the above (5), wherein the fixing means comprises a bolt and a stopper.
【００１５】（７） 前記固定手段のうち少なくとも１
つは前記母材と同じ構成材料からなる上記（５）または
（６）に記載の光学素子成形用成形型。(7) At least one of the fixing means
One is the mold for molding an optical element according to the above (5) or (6), which is made of the same constituent material as the base material.
【００１６】（８） 前記母材と前記ブロック体との固
定は締まり嵌めによるものである上記（４）に記載の光
学素子成形用成形型。(8) The mold for molding an optical element according to the above (4), wherein the fixing of the base material and the block body is performed by interference fit.
【００１７】（９） 前記母材と前記ブロック体との固
定は冷やし嵌めによるものである上記（８）に記載の光
学素子成形用成形型。(9) The mold for molding an optical element according to the above (8), wherein the fixing of the base material and the block body is performed by cold fitting.
【００１８】（10） 前記母材と前記ブロック体との固
定はろう接によるものである上記（４）ないし（９）の
いずれかに記載の光学素子成形用成形型。(10) The mold for molding an optical element according to any one of the above (4) to (9), wherein the fixing of the base material and the block body is performed by brazing.
【００１９】（11） 前記ブロック体は前記母材よりも
熱膨張係数が大きい構成材料から構成される上記（１）
ないし（10）のいずれかに記載の光学素子成形用成形
型。(11) The block body is made of a constituent material having a larger coefficient of thermal expansion than the base material.
The molding die for molding an optical element according to any one of (1) to (10).
【００２０】（12） 前記成形面には回折格子が形成さ
れている上記（１）ないし（11）のいずれかに記載の光
学素子成形用成形型。(12) The mold for molding an optical element according to any one of (1) to (11), wherein a diffraction grating is formed on the molding surface.
【００２１】（13） 前記母材はロックウェル硬度が３
０以上の構成材料から構成される上記（１）ないし（1
2）のいずれかに記載の光学素子成形用成形型。(13) The base material has a Rockwell hardness of 3
(1) to (1), which are composed of zero or more constituent materials.
The mold for molding an optical element according to any one of 2).
【００２２】[0022]
【発明の実施の形態】以下、本発明の光学素子成形用成
形型を添付図面に示す好適実施例に基づいて詳細に説明
する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a mold for molding an optical element according to the present invention will be described in detail based on preferred embodiments shown in the accompanying drawings.
【００２３】図１は、本発明の光学素子成形用成形型
（成形型）の第１実施例を示す断面図である。FIG. 1 is a sectional view showing a first embodiment of a molding die (molding die) for molding an optical element according to the present invention.
【００２４】この図に示すように、本発明の光学素子成
形用成形型１は、光学素子をプレス成形するための成形
面３１を有するブロック体３と、ブロック体３を支持す
る母材２とを備えることを特徴とする。As shown in FIG. 1, a molding die 1 for molding an optical element according to the present invention comprises a block 3 having a molding surface 31 for press-molding an optical element, a base material 2 for supporting the block 3, and It is characterized by having.
【００２５】これにより、回折格子等を形成するため
に、一般に高硬度材料からなる母材２を切削・研磨等の
困難な作業を必要としない。また、母材２を光学素子の
反転形状に近似する形状にするべく研削加工を施す必要
がない。さらに母材２に成形面を設けるため切削加工の
し易い金属薄膜を形成する等の必要もないため、簡易に
かつ短時間に成形型を製造することができる。Thus, in order to form a diffraction grating or the like, difficult work such as cutting and polishing of the base material 2 generally made of a hard material is not required. Further, it is not necessary to perform a grinding process to make the base material 2 have a shape approximating the inverted shape of the optical element. Furthermore, since a forming surface is provided on the base material 2, there is no need to form a metal thin film that is easy to cut, and therefore, a forming die can be manufactured easily and in a short time.
【００２６】また、成形面３１をブロック体３に設ける
ことにより、熱応力等による金属薄膜の剥離やクラック
が発生し成形面の精度が低下する等の問題がない。Further, by providing the molding surface 31 on the block body 3, there is no problem that the metal thin film is peeled off or cracked due to thermal stress or the like, and the accuracy of the molding surface is reduced.
【００２７】本発明の成形型１に使用される母材２とし
ては、高硬度材料からなるものが好ましく、例えば炭化
珪素、窒化珪素、炭化チタン、窒化チタン、炭化タング
ステン等の炭化物、タングステンカーバイド系の超硬合
金、モリブデン、タングステン、タンタル等の金属等や
アルミナ、ジルコニア等の酸化物系セラミックス、窒化
物セラミックス等を用いることができる。The base material 2 used in the mold 1 of the present invention is preferably made of a high-hardness material, for example, carbides such as silicon carbide, silicon nitride, titanium carbide, titanium nitride, tungsten carbide, and tungsten carbide. Metal, such as molybdenum, tungsten, and tantalum, and oxide ceramics such as alumina and zirconia, and nitride ceramics.
【００２８】これらの高硬度材料からなる母材２の構成
材料は、ロックウェル硬度が３０以上のものが好まし
い。これにより、成形型１の耐久性、耐熱性、耐食性等
を大幅に向上させることができる。また、光学素子の成
形時に母材２の摺動部において生じる、かじり、片当
り、噛みつき等を防止することができる。The constituent material of the base material 2 composed of these high hardness materials preferably has a Rockwell hardness of 30 or more. Thereby, the durability, heat resistance, corrosion resistance, and the like of the mold 1 can be significantly improved. In addition, it is possible to prevent galling, one-sided contact, biting, and the like, which occur in the sliding portion of the base material 2 during molding of the optical element.
【００２９】ここで、ロックウェル硬度（ＨＲＣ）と
は、ロックウェル硬さ試験において前後２回の基準荷重
における圧子の侵入深さ（ｈ）から、下記式（Ｉ）によ
り算出される値をいう。Here, the Rockwell hardness (HRC) is a value calculated by the following formula (I) from the indentation depth (h) of the indenter under the reference load twice before and after in the Rockwell hardness test. .
【００３０】ＨＲＣ＝ａ−ｂｈ…（Ｉ） （ａ、ｂはロックウェル硬さのスケール毎に定められた
固有の値である。なお、上記基準荷重はＪＩＳでは１０
kgfを意味する。）HRC = a-bh (I) (a and b are specific values determined for each Rockwell hardness scale. The reference load is 10 in JIS.
means kgf. )
【００３１】ブロック体３の材質としては、特に限定さ
れないが母材２の材質と異なるものが好ましい。上述の
ように母材２は通常高硬度材料から構成されるため、成
形面を形成することが困難である。したがって、ブロッ
ク体３は母材２よりも加工性に優れる材質から構成され
ることが好ましい。The material of the block body 3 is not particularly limited, but is preferably different from the material of the base material 2. As described above, since the base material 2 is usually made of a high-hardness material, it is difficult to form a molding surface. Therefore, it is preferable that the block body 3 is made of a material having better workability than the base material 2.
【００３２】さらに、ブロック体３は母材２よりも熱膨
張係数が大きい構成材料からなることがより好ましい。
これにより後述するように、ブロック体３と母材２との
固定をより容易かつ確実に行うことができる。Further, it is more preferable that the block body 3 is made of a constituent material having a larger coefficient of thermal expansion than the base material 2.
This makes it possible to fix the block body 3 and the base material 2 more easily and reliably, as described later.
【００３３】このようなブロック体３は、Ｐｔ、Ｒｕ、
Ｒｅ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｒｈ、Ｐｄのうち少なくとも１種を
主とする金属材料から構成される。このような金属材料
は、柔軟で加工性に優れているため、例えばダイヤモン
ドバイト等を用いて回折格子等の微細パターンの加工を
容易に施すことができる。また、ガラス材料等の光学素
子材料（プリフォーム）との離型性に優れており、ガラ
ス材料等が付着することがない。さらに高融点で耐熱性
にも優れた安定した金属材料であって耐酸化性、耐久性
に優れている。Such a block 3 is made of Pt, Ru,
It is composed of a metal material mainly containing at least one of Re, Os, Ir, Rh, and Pd. Since such a metal material is flexible and excellent in workability, a fine pattern such as a diffraction grating can be easily processed using, for example, a diamond tool. In addition, it has excellent releasability from an optical element material (preform) such as a glass material, and does not adhere to a glass material or the like. Further, it is a stable metal material having a high melting point and excellent heat resistance, and has excellent oxidation resistance and durability.
【００３４】また、ブロック体３は上記の金属材料にＨ
ｆ、Ｔａ、Ｗのうち少なくとも１種を３５wt％以下含有
することがより好ましい。これにより加工性および耐熱
性等をさらに向上させることができる。これらの元素の
含有量は、上記Ｐｔ等を主とする金属材料の３５wt％以
下であることが好ましい。Ｈｆ等の含有量が多すぎる
と、ブロック体３の硬度が大きくなり過ぎて加工性が低
下するおそれがあり、一方含有量が少なすぎると上記の
効果の向上が図れない場合がある。The block body 3 is formed by adding H to the above metal material.
More preferably, at least one of f, Ta, and W is contained at 35 wt% or less. Thereby, workability, heat resistance, and the like can be further improved. The content of these elements is preferably 35% by weight or less of the metal material mainly containing Pt or the like. If the content of Hf or the like is too large, the hardness of the block body 3 may be too large, and the workability may be reduced. On the other hand, if the content is too small, the above effects may not be improved.
【００３５】このようなブロック体３は、光学素子をプ
レス成形するための成形面３１を有している。かかる成
形面３１はブロック体３の表面に設けられていることが
好ましい。すなわち、成形面がメッキ層等に設けられて
いる場合、メッキ層と、メッキ層が設けられている被積
層体（母材、ブロック体等）との熱膨張係数の相違等に
よりメッキ層の剥れ、浮き等を生じ成形面形状の精度を
維持できないおそれがあるが、本発明のように成形面３
１がブロック体３の表面に直接設けられている場合、か
かる問題を生じるおそれがない。The block 3 has a molding surface 31 for press-molding the optical element. The molding surface 31 is preferably provided on the surface of the block 3. That is, when the molding surface is provided on the plating layer or the like, the plating layer is peeled off due to a difference in the coefficient of thermal expansion between the plating layer and the laminated body (base material, block body, etc.) on which the plating layer is provided. There is a possibility that the precision of the shape of the molding surface cannot be maintained due to the occurrence of floating or the like.
When 1 is directly provided on the surface of the block body 3, there is no possibility that such a problem occurs.
【００３６】成形面３１の形状としては特に限定され
ず、成形する光学素子の形状により任意に決定すること
ができる。例えばレンズを成形する場合、成形面をレン
ズ径に合わせて曲面形状とし、その曲面上に例えば回折
格子を形成することができる。The shape of the molding surface 31 is not particularly limited, and can be arbitrarily determined according to the shape of the optical element to be molded. For example, when molding a lens, the molding surface can be formed into a curved shape in accordance with the lens diameter, and a diffraction grating can be formed on the curved surface.
【００３７】上記母材２には上記ブロック体３が固定さ
れている。これにより、母材２とブロック体３とは一体
となって成形型１を構成し、熱応力等による剥がれ、ず
れ等を生じることがない。以下、母材２とブロック体３
との固定方法について説明する。The block body 3 is fixed to the base material 2. As a result, the base material 2 and the block body 3 are integrated to form the molding die 1, and there is no occurrence of peeling or displacement due to thermal stress or the like. Hereinafter, the base material 2 and the block body 3
The fixing method will be described.
【００３８】図１に示す第１実施例の成形型１におい
て、ブロック体３は母材２に設けられた凹部２１に嵌合
挿入されている。これによりブロック体３が位置決めさ
れる。In the molding die 1 of the first embodiment shown in FIG. 1, the block 3 is fitted and inserted into a recess 21 provided in the base material 2. Thereby, the block body 3 is positioned.
【００３９】この状態で母材２とブロック体３とは固定
手段４により固定されている。本実施例の固定手段４は
係止具５とボルト６とを備えており、かかる固定手段４
は少なくとも２つ以上用いられることが好ましい。In this state, the base material 2 and the block body 3 are fixed by the fixing means 4. The fixing means 4 according to the present embodiment includes a locking tool 5 and a bolt 6.
Preferably, at least two or more are used.
【００４０】図に示すように、平板状の係止具５を母材
２とフランジ３３とを押さえるように配置する。ボルト
６で係止具５を介してボルト締めすることにより、ブロ
ック体３はフランジ３３部分で母材２に押し付け固定さ
れる。As shown in the figure, a flat locking member 5 is arranged so as to press the base material 2 and the flange 33. The block body 3 is pressed and fixed to the base material 2 at the flange 33 by being bolted with the bolt 6 via the locking tool 5.
【００４１】ブロック体３が凹部２１に嵌合されたと
き、フランジ３３は凹部２１の外周面とほぼ同一の高さ
であるかまたは若干突出していることが好ましい。これ
によりボルト６を締めたとき、係止具５からの押圧力が
フランジ３３に付与され、ブロック体３を強固に固定す
ることができる。When the block body 3 is fitted into the recess 21, the flange 33 is preferably substantially the same height as the outer peripheral surface of the recess 21 or slightly protrudes. Thus, when the bolt 6 is tightened, the pressing force from the locking tool 5 is applied to the flange 33, and the block body 3 can be firmly fixed.
【００４２】このようなボルト６と係止具５を備える固
定手段４によれば、容易にブロック体３を母材２に取付
け・固定することができる。また、温度上昇により熱膨
張が生じても両者の結合力が弱まることがない。さら
に、成形する光学素子の用途等に応じて所望の成形面が
形成されたブロック体を選択し交換することも可能とな
る。According to the fixing means 4 including the bolts 6 and the locking members 5, the block 3 can be easily attached and fixed to the base material 2. Also, even if thermal expansion occurs due to a temperature rise, the bonding force between the two does not weaken. Further, it is possible to select and replace a block having a desired molding surface according to the use of the optical element to be molded.
【００４３】固定部材４の構成材料としては特に限定さ
れないが、固定部材４のうち少なくとも１つは母材２と
同じ材料で構成されていることが好ましい。これによ
り、固定部材の耐熱性、耐久性がより向上する。The constituent material of the fixing member 4 is not particularly limited, but it is preferable that at least one of the fixing members 4 is formed of the same material as the base material 2. Thereby, the heat resistance and durability of the fixing member are further improved.
【００４４】また、加熱と冷却が繰り返される環境下に
晒されてもブロック体３の固定状態を維持することがで
きる。すなわち、母材２と固定手段４との熱膨張係数は
同じであるため、例えばボルト６と母材２に設けられた
ネジ孔との寸法のずれによる緩み等が生じることがな
い。Further, the fixed state of the block body 3 can be maintained even when exposed to an environment where heating and cooling are repeated. That is, since the base material 2 and the fixing means 4 have the same coefficient of thermal expansion, for example, loosening due to a dimensional deviation between the bolt 6 and the screw hole provided in the base material 2 does not occur.
【００４５】図２は、本発明の成形型の第２実施例を示
す断面図である。ブロック体３は母材２に締まり嵌めに
より固定されている。これにより特に固定手段を用いる
ことなくブロック体３を母材２に固定することができ
る。FIG. 2 is a sectional view showing a second embodiment of the mold according to the present invention. The block body 3 is fixed to the base material 2 by interference fit. Thereby, the block body 3 can be fixed to the base material 2 without using any particular fixing means.
【００４６】本実施例の場合、ブロック体３は、母材２
に設けられた凹部２１に冷やし嵌めにより固定されてい
る。固定される前のブロック体３の寸法は、母材２の凹
部２１の寸法に対し、しめしろ分大きく形成されてい
る。In the case of this embodiment, the block 3 is
Is fixed to the concave portion 21 provided by a cooling fit. The dimensions of the block body 3 before being fixed are formed larger than the dimensions of the concave portion 21 of the base material 2 by an interference.
【００４７】このようなブロック体３および母材２の少
なくとも凹部２１を例えば−５０℃以下に冷却し、ブロ
ック体３を凹部２１に嵌入可能に収縮させる。収縮した
ブロック体３を凹部２１に嵌入した後、温度を上昇させ
れば、ブロック体３は熱膨張により元の大きさに戻り、
凹部２１との嵌め合いにより固定される。At least the concave portion 21 of the block 3 and the base material 2 is cooled to, for example, −50 ° C. or less, and the block 3 is contracted so as to fit into the concave 21. If the temperature is increased after fitting the contracted block body 3 into the concave portion 21, the block body 3 returns to its original size due to thermal expansion,
It is fixed by fitting with the concave portion 21.
【００４８】このとき、ブロック体３は母材２よりも熱
膨張係数が大きい構成材料から構成されることが好まし
い。これにより、例えば固定するために両部材を冷却し
た場合、ブロック体３は凹部２１よりも大きく収縮する
ため、容易に凹部２１に嵌入可能にすることができる。
一方、両部材が固定された状態で加熱された場合、ブロ
ック体３は凹部２１よりも大きく熱膨張するため、凹部
２１から脱落することはなく、容易かつ確実に固定状態
の維持が可能となる。At this time, the block 3 is preferably made of a constituent material having a larger coefficient of thermal expansion than the base material 2. Thus, for example, when both members are cooled for fixing, the block body 3 contracts more than the recess 21, so that the block body 3 can be easily fitted into the recess 21.
On the other hand, when the two members are heated in a fixed state, the block body 3 thermally expands more than the concave portion 21, so that the block body 3 does not fall out of the concave portion 21, and the fixed state can be easily and reliably maintained. .
【００４９】図３は本発明の成形型の第３実施例を示す
断面図である。本実施例では、ブロック体３はろう材８
により母材２にろう接されている。これにより、ブロッ
ク体３を母材２へ簡単に固定することができる。FIG. 3 is a sectional view showing a third embodiment of the molding die according to the present invention. In this embodiment, the block 3 is made of brazing material 8.
Is brazed to the base material 2. Thereby, the block body 3 can be easily fixed to the base material 2.
【００５０】また、第２実施例のごとく母材２に凹部２
１を形成する必要がなく、成形型の製造工程を簡略化す
ることができる。さらにブロック体３は凹部に嵌入する
部分が必要ないため小型化することができ、製造コスト
の低減を図ることができる。Also, as in the second embodiment, the recesses 2 are formed in the base material 2.
1 does not need to be formed, and the manufacturing process of the mold can be simplified. Further, since the block body 3 does not need a portion to be fitted into the concave portion, the size can be reduced, and the manufacturing cost can be reduced.
【００５１】なお、ろう接による固定は、上記の固定手
段による固定や締まり嵌めと併用してもよい。The fixing by brazing may be used together with the fixing by the fixing means or the interference fit.
【００５２】[0052]
【実施例】次に、本発明の具体的実施例について説明す
る。Next, specific examples of the present invention will be described.
【００５３】１.成形型の作製 （実施例１）1. Production of Mold (Example 1)
【００５４】図１に示すように、Ｗ−Ｍｏ合金製（ロッ
クウェル硬度：ＨＲＣ３４）の母材２を製造した。この
母材２は、ブロック体３を挿入するための凹部２１およ
び凹部２１の周辺に形成された３つのネジ孔とを有して
いる。As shown in FIG. 1, a base material 2 made of a W—Mo alloy (Rockwell hardness: HRC34) was manufactured. The base material 2 has a concave portion 21 for inserting the block body 3 and three screw holes formed around the concave portion 21.
【００５５】次に、図に示すようなフランジ３３を有す
るＰｔ９０wt％−Ｗ１０wt％合金からなるブロック体３
を製造した。このブロック体３を母材２の凹部２１に挿
入した後、係止具５を凹部２１の外周面とフランジ３３
とを押さえるように設置し、３本のボルト６で締め付け
ブロック体３を母材２に固定した。Next, a block 3 made of a 90 wt% Pt-W 10 wt% alloy having a flange 33 as shown in FIG.
Was manufactured. After inserting the block body 3 into the concave portion 21 of the base material 2, the locking tool 5 is connected to the outer peripheral surface of the concave portion 21 and the flange 33.
And the block body 3 was fixed to the base material 2 with three bolts 6.
【００５６】係止具５およびボルト６は母材２と同じＷ
−Ｍｏ合金製のものを使用した。母材２およびブロック
体３の各熱膨張係数は表１に示す通りである。The locking member 5 and the bolt 6 have the same W
-Mo alloy was used. The respective coefficients of thermal expansion of the base material 2 and the block body 3 are as shown in Table 1.
【００５７】[0057]
【表１】 [Table 1]
【００５８】次に、母材２に固定されたブロック体３の
表面に０．５mmＲのダイヤモンドバイトを使用して切削
加工し、仕上げ成形面形状に近似する非球面の近似形状
とした。Next, the surface of the block body 3 fixed to the base material 2 was cut using a 0.5 mm R diamond tool to obtain an aspherical approximation shape approximating the finished molding surface shape.
【００５９】その後、５μｍＲのダイヤモンドバイトを
使用して切削加工を行い回折形状を形成し成形面３１を
設け、光学素子成形用成形型１を作製した。Thereafter, a cutting process was performed by using a diamond tool having a diameter of 5 μm to form a diffractive shape, a forming surface 31 was provided, and a mold 1 for forming an optical element was manufactured.
【００６０】（実施例２）実施例１と同様の材料を用い
て母材２を製造した。この母材２はブロック体３を嵌め
入れるための凹部２１を有している。(Example 2) A base material 2 was manufactured using the same materials as in Example 1. The base material 2 has a concave portion 21 into which the block body 3 is fitted.
【００６１】次に、Ｉｒ８０wt％−Ｒｕ１０wt％−Ｔａ
１０wt％合金を用いてブロック体３を製造した。ブロッ
ク体３には凹部２１の寸法に対するしめしろを設けた。Next, Ir 80 wt% -Ru 10 wt% -Ta
A block 3 was manufactured using a 10 wt% alloy. The block body 3 was provided with interference for the size of the concave portion 21.
【００６２】母材２およびブロック体３を約−５０℃に
冷却しブロック体３を凹部２１に嵌め入れた後、常温に
戻して固定した。母材２およびブロック体３の各熱膨張
係数は表１に示す通りである。The base material 2 and the block 3 were cooled to about −50 ° C., and the block 3 was fitted into the recess 21 and then returned to room temperature and fixed. The respective coefficients of thermal expansion of the base material 2 and the block body 3 are as shown in Table 1.
【００６３】最後に、母材２に固定されたブロック体３
に実施例１と同様にして回折格子を形成した成形面３１
を設け、図２に示すような光学素子成形用成形型１を作
製した。Finally, the block 3 fixed to the base material 2
Surface 31 on which a diffraction grating is formed in the same manner as in Example 1
Was provided, and an optical element molding die 1 as shown in FIG. 2 was produced.
【００６４】（実施例３）超硬合金タングステンカーバ
イド（ＷＣ）製（ロックウェル硬度：ＨＲＣ７０）の母
材２と、Ｐｔ９０wt％−Ｗ１０wt％合金からなるブロッ
ク体３を製造した。(Example 3) A base material 2 made of cemented carbide tungsten carbide (WC) (Rockwell hardness: HRC70) and a block body 3 made of a Pt90wt% -W10wt% alloy were manufactured.
【００６５】これらを組合わせ、ＰｄおよびＡｇを主材
料とするろう材８によりろう接した。These were combined and brazed by a brazing material 8 containing Pd and Ag as main materials.
【００６６】次に、母材２に固定されたブロック体３に
実施例１と同様にして成形面３１を設け、図３に示すよ
うな光学素子成形用成形型１を作製した。母材２および
ブロック体３の各熱膨張係数は表１に示す通りである。Next, a molding surface 31 was provided on the block 3 fixed to the base material 2 in the same manner as in Example 1, and a molding die 1 for molding an optical element as shown in FIG. 3 was produced. The respective coefficients of thermal expansion of the base material 2 and the block body 3 are as shown in Table 1.
【００６７】（比較例１）実施例３と同様の材料を用い
て母材２を製造した。この母材２にはブロック体３を嵌
め入れるための凹部２１が設けられている。Comparative Example 1 A base material 2 was produced using the same materials as in Example 3. The base material 2 is provided with a concave portion 21 for fitting the block body 3.
【００６８】次に、ＳＵＳ４２０を構成材料とするブロ
ック体３を製造した。ブロック体３には上記凹部２１の
寸法に対するしめしろを設け、成形面３１が設けられる
面には機械加工により予め近似非球面を形成した。この
母材２およびブロック体３を約−５０℃に冷却し凹部２
１に嵌め入れた後、常温に戻して固定した。母材２およ
びブロック体３の各熱膨張係数は表１に示す通りであ
る。Next, a block 3 made of SUS420 was manufactured. The block body 3 was provided with an interference with respect to the size of the concave portion 21, and an approximate aspherical surface was previously formed on the surface on which the molding surface 31 was provided by machining. The base material 2 and the block 3 are cooled to about -50 ° C.
After fitting into No. 1, it was returned to room temperature and fixed. The respective coefficients of thermal expansion of the base material 2 and the block body 3 are as shown in Table 1.
【００６９】ブロック体３を固定した後、ブロック体３
の近似非球面に膜厚１００μｍの無電解Ｎｉメッキ層１
０を形成した。次にこの無電解Ｎｉメッキ層１０を切削
加工して回折格子を形成し成形面３１を設けた。After fixing the block 3, the block 3
100μm thick electroless Ni plating layer 1
0 was formed. Next, the electroless Ni plating layer 10 was cut to form a diffraction grating, and a forming surface 31 was provided.
【００７０】最後に、保護被膜として膜厚約１μｍのＰ
ｔ薄膜１６をスパッタリングにより形成し図４に示す光
学素子成形用成形型を作製した。Finally, a P film having a thickness of about 1 μm was formed as a protective film.
The t thin film 16 was formed by sputtering to produce a mold for molding an optical element shown in FIG.
【００７１】（比較例２）実施例３と同じ材料からなる
母材２に研削加工を施し、光学素子の反転形状に近似す
る形状とした。(Comparative Example 2) The base material 2 made of the same material as in Example 3 was subjected to grinding to obtain a shape approximating the inverted shape of the optical element.
【００７２】次に母材の研削加工を施した面に、スパッ
タリングによりＰｔ合金薄膜１４（膜厚：２０μｍ）を
形成した。このＰｔ合金薄膜１４に切削加工により回折
格子を形成し、図５に示すような光学素子成形用成形型
を作製した。Next, a Pt alloy thin film 14 (thickness: 20 μm) was formed on the ground surface of the base material by sputtering. A diffraction grating was formed on the Pt alloy thin film 14 by cutting, and a mold for molding an optical element as shown in FIG. 5 was produced.
【００７３】２．２０００回プレス成形後のブロック体
の状態 実施例１〜３および比較例１、２の各成形型を用いて光
学素子を作製した。2. State of block body after press molding 2000 times An optical element was manufactured using each of the molds of Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 and 2.
【００７４】光学素子の成形は、ＶＣ７８ガラス（住田
光学ガラス社製）のプリフォームを用い、これを各実施
例および比較例で作製した各成形型（上下）で挟み、こ
の状態で５８０℃に昇温し、窒素雰囲気下で１００kg／
cm2 のプレス圧で加圧することにより行った。その後、
２００℃に冷却して取り出し、光学素子を作製した。The optical element was molded using a preform of VC78 glass (manufactured by Sumita Optical Glass Co., Ltd.), which was sandwiched between the molds (upper and lower) produced in each of the examples and comparative examples. Raise the temperature and 100kg /
The test was performed by pressing with a press pressure of cm 2 . afterwards,
The resultant was cooled to 200 ° C. and taken out to produce an optical element.
【００７５】これを各成形型について２０００回繰り返
し、各成形型の成形面の状態を目視で観察した。これら
の結果を表２に示す。This was repeated 2000 times for each mold, and the condition of the molding surface of each mold was visually observed. Table 2 shows the results.
【００７６】[0076]
【表２】 [Table 2]
【００７７】実施例１〜３の成形型は、２０００回のプ
レス成形を繰り返した後でも、酸化作用および熱等の影
響による成形面の変化は全く認められなかった。表面状
態は全く変化せず、ガラス材料の離型性も良好であっ
た。また、ブロック体と母材との固定状態も良好に維持
されていた。さらに、成形された光学素子には成形面に
形成された回折形状が完全に転写されていた。The molding dies of Examples 1 to 3 did not show any change in the molding surface due to the effects of oxidation, heat and the like even after the press molding was repeated 2000 times. The surface condition did not change at all, and the release property of the glass material was also good. In addition, the fixed state between the block body and the base material was well maintained. Furthermore, the diffractive shape formed on the molding surface was completely transferred to the molded optical element.
【００７８】一方、比較例１の成形型は、５〜１０回プ
レス成形を繰り返した時点で無電解Ｎｉメッキ層１０の
結晶化によりその表面が荒れて白っぽく変色した。On the other hand, in the mold of Comparative Example 1, when the press molding was repeated 5 to 10 times, the surface of the electroless Ni plating layer 10 was roughened and turned whitish due to crystallization.
【００７９】比較例２の成形型は、プレス成形を２〜３
回程度繰り返した時点で熱応力によりＰｔ合金薄膜１４
の膜剥れがみられた。The molding die of Comparative Example 2 was formed by press molding
Pt alloy thin film 14 due to thermal stress
Film peeling was observed.
【００８０】以上、本発明の光学素子成形用成形型を図
示の各実施例について説明したが、本発明はこれらに限
定されるものではなく、例えば、ブロック体と母材との
固定方法は焼きばめであってもよく、さらにろう接等と
併用して固定するものであってもよい。Although the mold for molding an optical element of the present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, the present invention is not limited to these examples. It may be a fit, or may be fixed together with brazing or the like.
【００８１】また、本発明の光学素子成形用成形型は凸
面レンズ用成形型に限定されず、凹面レンズ用成形型、
非球面レンズ用成形型、シリンドリカルレンズ用成形型
等種々の光学素子の成形に用いることができる。The mold for molding an optical element of the present invention is not limited to the mold for a convex lens, but may be a mold for a concave lens,
It can be used for molding various optical elements such as molds for aspherical lenses and molds for cylindrical lenses.
【００８２】[0082]
【発明の効果】以上述べたように、本発明の光学素子成
形用成形型は、プレス成形を繰り返し行っても成形面の
荒れ、薄膜の剥れ、クラックの発生等がなく耐久性に優
れている。さらに、成形面の形状維持性および面精度に
優れている。As described above, the molding die for molding an optical element of the present invention has excellent durability with no roughening of the molding surface, peeling of the thin film, generation of cracks, etc., even after repeated press molding. I have. Furthermore, it is excellent in shape maintainability and surface accuracy of the molding surface.
【００８３】これにより、製造される光学素子の品質の
向上、生産性の向上および製造コストの低下を図ること
ができる。As a result, the quality of the manufactured optical element, the productivity, and the manufacturing cost can be reduced.
【図１】本発明の光学素子成形用成形型の第１実施例を
示す断面図である。FIG. 1 is a sectional view showing a first embodiment of a mold for molding an optical element of the present invention.
【図２】本発明の光学素子成形用成形型の第２実施例を
示す断面図である。FIG. 2 is a sectional view showing a second embodiment of the optical element molding die of the present invention.
【図３】本発明の光学素子成形用成形型の第３実施例を
示す断面図である。FIG. 3 is a sectional view showing a third embodiment of the optical element molding die of the present invention.
【図４】光学素子成形用成形型の比較例を示す断面図で
ある。FIG. 4 is a sectional view showing a comparative example of a mold for molding an optical element.
【図５】光学素子成形用成形型の比較例を示す断面図で
ある。FIG. 5 is a sectional view showing a comparative example of a mold for molding an optical element.
１ 光学素子成形用成形型 ２ 母材 ２１ 凹部 ３ ブロック体 ３１ 成形面 ３３ フランジ ４ 固定手段 ５ 係止具 ６ ボルト ８ ろう材 １０ 無電解Ｎｉメッキ層 １２ 保護層 １４ Ｐｔ合金薄膜 １６ Ｐｔ薄膜 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Mold for optical element molding 2 Base material 21 Concave part 3 Block body 31 Molding surface 33 Flange 4 Fixing means 5 Locking tool 6 Bolt 8 Brazing material 10 Electroless Ni plating layer 12 Protective layer 14 Pt alloy thin film 16 Pt thin film
Claims (13)
を有するブロック体と、前記ブロック体を支持する母材
とを備える光学素子成形用成形型であって、 前記ブロック体はＰｔ、Ｒｕ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｒ
ｈ、Ｐｄのうち少なくとも１種を主とする金属材料から
構成されることを特徴とする光学素子成形用成形型。1. An optical element molding die comprising: a block having a molding surface for press-molding an optical element; and a base material for supporting the block, wherein the block is made of Pt, Ru, Re, Os, Ir, R
A mold for molding an optical element, comprising a metal material mainly comprising at least one of h and Pd.
なくとも１種を３５wt％以下含有する請求項１に記載の
光学素子成形用成形型。2. The mold for molding an optical element according to claim 1, wherein the metal material contains at least one of Hf, Ta, and W at 35 wt% or less.
けられている請求項１または２に記載の光学素子成形用
成形型。3. The molding die for molding an optical element according to claim 1, wherein the molding surface is provided on a surface of the block body.
いる請求項１ないし３のいずれかに記載の光学素子成形
用成形型。4. The optical element molding die according to claim 1, wherein said block body is fixed to said base material.
定手段によるものである請求項４に記載の光学素子成形
用成形型。5. The mold for molding an optical element according to claim 4, wherein the fixing of the base material and the block body is performed by fixing means.
る請求項５に記載の光学素子成形用成形型。6. The optical element molding die according to claim 5, wherein said fixing means includes a bolt and a locking member.
記母材と同じ構成材料からなる請求項５または６に記載
の光学素子成形用成形型。7. The optical element molding die according to claim 5, wherein at least one of the fixing means is made of the same constituent material as the base material.
まり嵌めによるものである請求項４に記載の光学素子成
形用成形型。8. The optical element molding die according to claim 4, wherein the fixing of the base material and the block body is performed by interference fitting.
やし嵌めによるものである請求項８に記載の光学素子成
形用成形型。9. The optical element molding die according to claim 8, wherein the fixing of the base material and the block body is performed by cold fitting.
ろう接によるものである請求項４ないし９のいずれかに
記載の光学素子成形用成形型。10. The optical element molding die according to claim 4, wherein the fixing of the base material and the block body is performed by brazing.
張係数が大きい構成材料から構成される請求項１ないし
１０のいずれかに記載の光学素子成形用成形型。11. The optical element molding die according to claim 1, wherein the block body is made of a constituent material having a larger thermal expansion coefficient than the base material.
いる請求項１ないし１１のいずれかに記載の光学素子成
形用成形型。12. The mold for molding an optical element according to claim 1, wherein a diffraction grating is formed on the molding surface.
上の構成材料から構成される請求項１ないし１２のいず
れかに記載の光学素子成形用成形型。13. The mold for molding an optical element according to claim 1, wherein the base material is made of a constituent material having a Rockwell hardness of 30 or more.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10071192A JPH11246229A (en) | 1998-03-06 | 1998-03-06 | Mold for molding optical element |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10071192A JPH11246229A (en) | 1998-03-06 | 1998-03-06 | Mold for molding optical element |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11246229A true JPH11246229A (en) | 1999-09-14 |
Family
ID=13453569
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10071192A Pending JPH11246229A (en) | 1998-03-06 | 1998-03-06 | Mold for molding optical element |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11246229A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
1998
- 1998-03-06 JP JP10071192A patent/JPH11246229A/en active Pending
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