CN202640081U

CN202640081U - 透镜坯件

Info

Publication number: CN202640081U
Application number: CN 201220221006
Authority: CN
Inventors: 下川隆洋; 石川贵一
Original assignee: Hoya Corp
Current assignee: Hoya Corp
Priority date: 2011-05-17
Filing date: 2012-05-16
Publication date: 2013-01-02
Anticipated expiration: 2022-05-16
Also published as: JP2012254919A; CN102785146A; CN102785146B; JP5499074B2

Abstract

本实用新型提供一种能够进行良好的二次加工的玻璃制的透镜坯件。该透镜坯件包括：用于精加工为光学功能面的对置的两个主表面（R1，R2）和包围这两个主表面的侧面周缘部（4），在用于实施包括抛光的二次加工而被精加工为透镜的玻璃制透镜坯件（1）的侧面（4），形成从一个主表面侧朝向另一个主表面侧的凹部（6）和/或凸部（5）。

Description

透镜坯件

技术领域

本实用新型涉及用于通过包括抛光的二次加工制作玻璃制透镜的透镜坯件。

背景技术

已知由熔融玻璃制作出具有与透镜形状近似的形状的被称为透镜坯件的成型品，并进行磨削、抛光而制作出透镜的方法，专利文献1记载了其中一个例子。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2008－207973号公报

在由透镜坯件制作透镜时，首先用被称为金刚钻加工透镜机的磨削机的卡盘保持并固定透镜坯件的侧面、即透镜的被加工为周缘部（コバ）的面，使工件（透镜坯件）和砂轮向相反方向旋转从而磨削为具有所需的曲率的球面。对透镜坯件的两主表面进行磨削后，进行精磨削、抛光，并进行定心，从而精加工为透镜。

然而，在望远镜的前镜头、折射型天体望远镜、双筒镜等物镜侧透镜中使用具有正放大率的大口径的玻璃透镜，但是这些透镜的周缘部薄。用于制作周缘部薄的透镜的透镜坯件的、相当于周缘部的部分也薄，在用金刚钻加工透镜机进行磨削时，导致夹紧件打滑，磨削无法顺利进行，或者容易出现玻璃破损这样的不良情况。

实用新型内容

本实用新型的目的是解决上述课题，提供能够进行良好的二次加工的玻璃制透镜坯件。

作为解决上述课题的手段，本实用新型的透镜坯件是用于实施包括抛光的二次加工而被精加工成透镜的玻璃制透镜坯件，其中，所述透镜坯件具备：用于精加工成光学功能面的对置的两个主表面；和包围所述两个主表面的侧面，在所述侧面具有从一个主表面侧朝向另一个主表面侧的凹部和/或凸部。

另外，在本实用新型的透镜坯件中，所述透镜坯件可以呈双凸形状、平凸形状、凸弯月形状中的任一形状。

另外，在本实用新型的透镜坯件中，所述凹部或所述凸部可以形成于侧面的整周。

另外，在本实用新型的透镜坯件中，所述凸部和所述凹部可以形成为等间隔地遍及整周。

另外，在本实用新型的透镜坯件中，所述凹部或所述凸部可以形成于侧面的一部分。

另外，在本实用新型的透镜坯件中，可以构成为，具有与所述两个主表面各自的中心相交的对称轴，所述凸部和所述凹部都相对于所述对称轴呈一定的角度。

另外，在本实用新型的透镜坯件中，所述凸部相对于所述对称轴所成的角可以在0～60度的范围，所述对称轴与所述凹部所成的角可以在0～60度的范围。

另外，在本实用新型的透镜坯件中，所述凹部或者凸部的间隔可以在0.5mm～1.6mm的范围。

另外，在本实用新型的透镜坯件中，所述凸部的顶部可以带有圆角。

另外，在本实用新型的透镜坯件中，外径可以在30mm～105mm的范围，中心壁厚可以在5mm～30mm的范围。

另外，在本实用新型的透镜坯件中，可以构成为，外缘部是壁厚比中心壁厚薄的壁薄部，所述壁薄部的厚度在1～20mm的范围。

另外，在本实用新型的透镜坯件中，壁薄部的厚度t2与中心壁厚t1之比（t2/t1）可以在1/30～1/2的范围。

另外，在本实用新型的透镜坯件中，壁薄部的厚度t2与外径

之比可以在1/105～1/2的范围。

（实用新型效果）

根据本实用新型，能够提供能进行良好的二次加工的玻璃制的透镜坯件。

附图说明

图1是本实用新型的一个实施方式的透镜坯件的包括轴C的截面图。

图2示意性地表示图1所示的透镜坯件的形成有凹部和凸部的侧面的一部分。

图3示意性地表示与图1所示的透镜坯件不同的本实用新型的一个实施方式的透镜坯件的形成有凹部和凸部的侧面的一部分。

图4是在本实用新型的透镜坯件的制造方法中使用的冲压成型模具的一例的垂直剖视图。

图5表示在图4所示的主体模具的内周面形成的凹部和凸部的一部分。

符号说明

1 透镜坯件

2 壁厚部

3 壁薄部

4 周缘部

C 光轴

R1 第一面

R2 第二面

10 上模

10a 上模成型面

20 模具

21 下模

21a 下模成型面

22 主体模具

具体实施方式

（透镜坯件）

本实用新型的透镜坯件是用于实施包括抛光的二次加工而被精加工成透镜的玻璃制透镜坯件，其特征在于，该透镜坯件包括：用于精加工成光学功能面的对置的两个主表面；和包围所述两个主表面的侧面，在所述侧面具有从一个主表面侧朝向另一个主表面侧的凹部和/或凸部。

透镜坯件是指如下这样的玻璃成型体：具有将要制作的透镜的形状加上通过二次加工被除去的加工余量所得到的形状、即与透镜的形状近似的形状的玻璃成型体。

另外，透镜坯件与冲压成型用坯料不同，不是用于实施对玻璃加热使其塑性变形的热加工的玻璃物品，而是用于通过冷加工制作出透镜的物品。

使用图1说明上述透镜坯件的一例。图1表示包括将双凸透镜用的透镜坯件1加工成透镜时成为光轴的轴C的截面。另外，在将透镜坯件加工为透镜时，透镜坯件的形状和透镜的形状近似的情况下，能够减少加工量，除了能够缩短加工时间，还能够减少通过加工被除去的玻璃，因此能够减少加工屑，所以是优选的。由于这样的理由，双凸透镜用的透镜坯件优选是双凸形状，平凸透镜用的透镜坯件优选是平凸形状，凸弯月透镜用的透镜坯件优选是凸弯月形状。轴C也是透镜坯件的对称轴。不限定于双凸形状的透镜坯件，轴C是透镜坯件的对称轴。所述对称轴在透镜坯件的两个主表面的中心处与所述各主表面相交。即，所述对称轴和主表面的交点成为主表面的中心。在图1中，第一面R1、第二面R2是透镜坯件1的主表面，并且通过二次加工被加工为透镜的光学功能面。周缘部4相当于透镜坯件1的侧面，在双凸透镜用的透镜坯件1中，轴C以及靠近轴C的部分即中心部成为壁厚部2，靠近周缘部4的部分即透镜坯件的外缘部成为壁薄部3。

图2是将周缘部4即透镜坯件1的侧面的一部分扩大的图，下方是图1中的第一面R1侧，上方是第二面R2侧。如图2所示，在透镜坯件1的侧面，以等间隔遍及整周地形成有从一个主表面侧即第一面R1侧向另一个主表面侧即第二面R2侧延伸的凸部5和凹部6。凸部5和凹部6形成为都相对于未图示的轴C呈一定的角度。

通过这样在透镜坯件1的侧面存在凸部5和凹部6，利用卡盘保持透镜坯件1的侧面，并且使透镜坯件1绕轴C旋转，在磨削主表面时，能够使透镜坯件1的侧面（周缘部4）和卡盘之间的有效摩擦增大，能够在透镜坯件1和卡盘不打滑的情况下磨削主表面。

凸部5及凹部6分别与轴C所成的角优选在0～60度的范围。角度为60度以上时难以使上述有效摩擦增大。

图3是将另一透镜坯件1的侧面的一部分扩大的图。在该例子中，在透镜坯件1的侧面形成有：相对于未图示的轴C以一定的角度等间隔地形成的多个凹部6a；以及与所述多个凹部6a以一定角度交叉的多个凹部6b。被凹部6a、6b包围的部分成为凸部5。在图3所示的例子中，也能够使透镜坯件1的侧面和卡盘之间的有效摩擦增大。另外，凹部6a、6b和轴C所成的角优选在0～60度的范围。

根据本实用新型，由于能够使透镜坯件1的侧面和卡盘之间的有效摩擦增大，所以本实用新型适用于如双凸透镜、平凸透镜、凸弯月透镜那样的、周缘部4的厚度比透镜的中心壁厚薄且在磨削时在透镜坯件1的侧面和卡盘之间容易出现打滑的情况。从这样的观点出发，本实用新型的透镜坯件1优选具备双凸形状、平凸形状、凸弯月形状中的任意形状。另外，参照图1针对双凸形状的透镜坯件进行了说明的事项，也能够适用于平凸形状的透镜坯件或凸弯月形状的透镜坯件。

另外，成为透镜坯件1的材料的玻璃没有特别限定，但是具有低分散性和异常局部分散性，适于色差补正，作为具有正放大率的大口径的透镜的材料，合适的氟磷酸盐光学玻璃是特别优选的材料。

另外，关于透镜坯件1的外径中心壁厚t1、相当于周缘部4的壁厚的壁薄部的厚度t2没有特别限定，若举例说明各部位的尺寸，则外径

为30mm～105mm、中心壁厚t1为5mm～30mm，在双凸形状的透镜坯件、平凸形状的透镜坯件、凸弯月形状的透镜坯件中，相当于周缘部4的壁厚的壁薄部3的厚度t2为1mm～20mm左右。另外，壁薄部的厚度t2与中心壁厚t1之比（t2/t1）为1/30～1/2，壁薄部3的厚度t2与外径

之比

为1/105～1/2左右。

凹部6或者凸部5的间隔没有特别限定，例如可以为0.5mm～1.6mm左右。

凹部6或者凸部5也可以形成于透镜坯件1的侧面的整周，但只要能够防止透镜坯件1与卡盘之间打滑，也可以形成在透镜坯件1的侧面的一部分。

另外，优选所述凸部5的顶部带有圆角，以避免在夹紧透镜坯件1的侧面时损伤在侧面形成的凸部5的顶部。

另外，在安装并固定透镜时，将周缘部4用于定位基准面来提高固定精度，所以相比通过定心等二次加工被除去的加工余量，优选预先使在透镜坯件1的侧面形成的凹部6的深度、凸部5的高度、或者凹部6与凸部5的高低差形成得小。

透镜坯件1的侧面的凹部6、凸部5作为二次加工时的防滑部起作用。

（透镜坯件的制造方法）

本实用新型的透镜坯件的制造方法是用于实施包括抛光的二次加工而被精加工成透镜的透镜坯件的制造方法，特征在于，冲压成型模具包括：一对相对置的推压模具；和在内周面具有从一个推压模具侧朝向另一个推压模具的凹部和/或凸部的主体模具，利用所述冲压成型模具对熔融玻璃进行冲压成型，并且将所述一对推压模具的冲压成型面和主体模具的内周面复制到玻璃上。

图4表示在上述方法中使用的冲压成型模具的一个例子的垂直剖面。上模10和下模21构成一对推压模具，将下模21嵌入主体模具22而构成模具20。将多个模具20配置于转台上，使转台分度旋转地循环移送各模具20，在停留于图4中未图示的熔融玻璃流出管的流出口的正下方的模具20的下模成型面21a上，接受从流出口流出的熔融玻璃流的末端，用切断刀片切断熔融玻璃流，在下模成型面21a上获得相当于一个透镜坯件1的量的熔融玻璃块。接着，通过使装载有熔融玻璃块的模具20分度旋转来使其停留于上模10在上方待机的位置，利用上模10以及下模21对熔融玻璃块进行冲压，使玻璃在由上模10、下模21、主体模具22所围成的空间（空腔）内扩张，在玻璃上复制出上模成型面10a、下模成型面21a、主体模具内周面的形状，并且成型为透镜坯件1。

在主体模具22的内周面形成有如图5所示的凹部50和凸部60，利用冲压成型将主体模具内周面的形状作为透镜坯件1的侧面被复制到玻璃上，所以，在主体模具22的内周面所形成的凹部50在透镜坯件1的侧面形成凸部5，在主体模具22的内周面所形成的凸部60在透镜坯件1的侧面形成凹部6。

另外，冲压成型时的玻璃的粘度只要以1dPa·s～103dPa·s左右为目标即可。冲压时间可以以3～100秒为目标，冲压压力可以以15KPa～60KPa为目标。

接着，冲压成型结束后，使上模10向上方退避，使模具20与模具内的透镜坯件1一起向后段的停留位置依次移送。在该移送过程中，透镜坯件1被冷却、固化，从模具取出而被退火。

通过使转台旋转，在各模具20进行上述工序，由此由熔融玻璃一个一个地制造出透镜坯件1。

图1表示这样制作出的透镜坯件1的一个例子。此处，第一面R1是复制下模成型面21a而成型的面，第二面R2是复制上模成型面10a而成型的面，周缘部4是复制主体模具22的内周面而成型的面。

而且，在透镜坯件1的侧面形成有图2所示的凸部5和凹部6。

而且，也可以使下模成型面21a的外周和上模成型面10a的外周带有锥度，通过将这些锥度复制到玻璃上，从而在第一面R1和周缘部4之间以及第二面R2和周缘部4之间形成倒角部。在透镜坯件1设置这样的倒角部，在包括二次加工的后面的工序中在防止玻璃破损的方面是有效的。

通过上述方法，能够制造出本实用新型的透镜坯件1，能够得到上述的实用新型的效果。

另外，在想要在透镜坯件1侧面形成图3所示的凸部5和凹部6a、6b的情况下，只要在主体模具内周面形成分别将透镜坯件1侧面的凹部6a、6b的形状、凸部5的形状转印所得到的形状的凸部50和凹部60即可。

另外，通过以从上模10侧朝向下模21侧的方式形成主体模具内周面的凹部50、凸部60，容易从模具20取出透镜坯件。

（透镜的制造方法）

本实用新型的透镜的制造方法的第一方式的特征在于，在对透镜坯件进行磨削、抛光的透镜的制造方法中，包括使用上述本实用新型的透镜坯件来保持所述透镜坯件1的侧面并对主表面进行磨削的工序。

本实用新型的透镜的制造方法的第二方式的特征在于，在对透镜坯件进行磨削、抛光的透镜的制造方法中，包括通过上述本实用新型的方法制作出透镜坯件，保持所述透镜坯件的侧面并对主表面进行磨削的工序。

在任一种方式中，在保持透镜坯件1的侧面地磨削主表面时，能够利用在透镜坯件1的侧面所形成的凹部6和/或凸部5，防止透镜坯件1和保持透镜坯件1的保持件即卡盘之间的打滑，能够可靠地将透镜的形状加工成所希望的形状，进而能够防止由上述打滑引起的玻璃的破损。

在透镜坯件1的二次加工中能够应用公知的加工法。

即，将透镜坯件1的侧面固定于金刚钻加工透镜机的保持件即卡盘，对透镜坯件1的主表面进行球面磨削、所谓粗磨。在两个主表面的粗磨结束后，依次对两个主表面实施被称为精磨的精磨削，接着进行抛光从而形成两个光学功能面。然后，通过定心来对相当于透镜坯件1的侧面的外周部进行切削，精加工为绕光轴C对称的透镜形状。

优选为，通过该定心来去除在透镜坯件1侧面所形成的凹部6和/或凸部5。即，优选制作出在周缘部4没有所述凹部6、凸部5的透镜。通过去除凹部6和/或凸部5，能够在安装并固定透镜时，将周缘部4用作定位基准面，使透镜的固定精度成为高精度。

因此，优选将凹部6的深度、凸部5的高度、或者凹部6与凸部5的高低差形成得比定心的加工余量小。

这样，能够在高精度且高生产率的基础上制造出双凸透镜、平凸透镜、凸弯月透镜等各种球面透镜。

另外，也可以根据需要在透镜的光学功能面上涂布防反射膜等。

【实施例】

接下来根据实施例更详细地进行说明。

首先，称量氟化物、磷酸盐、氧化物，并且充分混合而作为调制原料，将调制原料投入坩埚中进行加热、熔融后，进行澄清、均匀化，从而得到氟磷酸盐玻璃的熔融玻璃。

另外，该氟磷酸盐玻璃的折射率nd为1.49700、色散系数vd为81.61、玻璃转移温度为457℃。

然后，使用图4所示的冲压成型模具，使上述氟磷酸盐光学玻璃的熔融玻璃流出到下模成型面21a上，用未图示的切断刀片切断熔融玻璃流，从而在下模成型面21a上得到熔融玻璃块。熔融玻璃的流出时的温度为650℃～680℃。接着，用上模10对下模21上的熔融玻璃块进行冲压，使玻璃在由上模10、下模21、主体模具22所围成的空腔内扩张，成型出透镜坯件1。另外，预先在主体模具内周面形成有图5所示的凹部50和凸部60。冲压成型后，对上模10起模，将透镜坯件1冷却到不因外力而变形的温度后从模具中取出，进行退火。

另外，在上模成型面10a、下模成型面21a设置波带状的凹凸，将该形状复制到透镜坯件1的主表面。通过这样做，使透镜坯件1的表面积增加，促进透镜坯件1从主表面散热，由此防止由冷却过程中的玻璃的收缩而引起的形状精度的降低。另外，波带状的凹凸的高低差比通过二次加工被去除的加工余量小。

另外，冲压成型时的圧力为15.7KPa，冲压时间为15秒，下模21、主体模具22、上模10的温度分别为420℃、430℃、460℃。下模21、主体模具22通过加热器的加热或者高频感应加热被控制到上述温度。

这样，得到如下尺寸的透镜坯件1：外径

为54.1mm，中心壁厚t1为8.5mm，壁薄部的厚度t2为1.8mm，第一主表面（第一面R1）的曲率半径为＋74.5mm，第二主表面（第二面R2）的曲率半径为＋370mm。在第一主表面和侧面之间设置0.5mm的倒角，在第二主表面和侧面之间设置0.5mm的倒角，在侧面形成的凹部6和凸部5的高低差为0.066mm～0.068mm，凹部6和凸部5的间隔为0.977mm的间距。由于在侧面形成的凹部6和凸部5的高低差比在后面工序中通过定心被去除的加工余量0.5mm小，所以能够通过定心完全地去除凹部6以及凸部5。而且，由于加工余量是0.5mm，所以通过定心使直径减少了1.0mm。

冲压成型时，将主体模具的温度设定为上述温度，使得玻璃到达主体模具内周面时急剧地冷却而粘度上升，能够使玻璃进入不到在主体模具内周面形成的凹部50的里侧。其结果是，透镜坯件1侧面的凸部5的顶部成为自由表面，不是棱状而能够带有圆度。

通过上述那样来控制冲压成型模具的温度，能够使从冲压成型起到取出透镜坯件1为止的、模具20的收缩量比玻璃的收缩量小。其结果是，在透镜坯件1冷却的过程中，透镜坯件1侧面的凸部5容易从主体模具内周面的凹部50拆下，能够更容易地从模具20取出透镜坯件1。

这样就制作出了图1所示的双凸透镜用的透镜坯件1。

接着，将透镜坯件1的侧面夹紧在金刚钻加工透镜机的保持件上，对第一主表面进行磨削，接着解除夹紧，翻转透镜坯件1后再次用保持件夹紧侧面，对第二主表面进行磨削。

在磨削两个主表面时，在工件（透镜坯件1）和卡盘之间没有发生一次打滑。因此，能够以需要的精度对两个主表面进行球面磨削。

在利用金刚钻加工透镜机进行粗磨后，在两个主表面依次实施被称为精磨（砂掛け）的精磨削，进而进行抛光，形成透镜的光学功能面。

接着进行定心，完全地去除在侧面所形成的凹部和凸部。

将这样制作出的双凸透镜安装在照相机的透镜镜筒，进行拍摄时，能够得到高画质的影像、图像。

（比较例）

不在主体模具内周面设置凹部、凸部，除去在透镜坯件侧面不形成凹部、凸部这点外，与上述实施例同样地制作出由氟磷酸盐光学玻璃构成的透镜坯件。将该透镜坯件与实施例同样地固定在金刚钻加工透镜机的保持件上，开始粗磨时，工件和保持件发生打滑，加工中断，不得不从最初重新作业。

这样进行几次同样的粗磨后，由于工件和保持件之间的打滑，工件破损，或工件的安装角度在加工中改变，考虑到这些的情况，发现加工精度降低。

产业上的可利用性

本实用新型的透镜坯件是能够进行良好的二次加工的透镜坯件。

Claims

1.一种透镜坯件，该透镜坯件是用于实施包括抛光的二次加工而被精加工成透镜的玻璃制透镜坯件，其特征在于，

所述透镜坯件具备：用于精加工成光学功能面的对置的两个主表面；和包围所述两个主表面的侧面，

在所述侧面具有从一个主表面侧朝向另一个主表面侧的凹部和/或凸部。

2.如权利要求1所述的透镜坯件，其中，

所述透镜坯件呈双凸形状、平凸形状、凸弯月形状中的任一形状。

3.如权利要求1所述的透镜坯件，其中，

所述凹部或所述凸部形成于侧面的整周。

4.如权利要求2所述的透镜坯件，其中，

所述凹部或所述凸部形成于侧面的整周。

5.如权利要求1所述的透镜坯件，其中，

所述凸部和所述凹部形成为等间隔地遍及整周。

6.如权利要求2所述的透镜坯件，其中，

所述凸部和所述凹部形成为等间隔地遍及整周。

7.如权利要求1所述的透镜坯件，其中，

所述凹部或所述凸部形成于侧面的一部分。

8.如权利要求2所述的透镜坯件，其中，

所述凹部或所述凸部形成于侧面的一部分。

9.如权利要求1所述的透镜坯件，其中，

所述透镜坯件具有与所述两个主表面各自的中心相交的对称轴，所述凸部和所述凹部都相对于所述对称轴呈一定的角度。

10.如权利要求2所述的透镜坯件，其中，

11.如权利要求9所述的透镜坯件，其中，

所述凸部相对于所述对称轴所成的角在0～60度的范围，所述对称轴与所述凹部所成的角在0～60度的范围。

12.如权利要求10所述的透镜坯件，其中，

13.如权利要求1所述的透镜坯件，其中，

所述凹部或凸部的间隔在0.5mm～1.6mm的范围。

14.如权利要求2所述的透镜坯件，其中，

所述凹部或凸部的间隔在0.5mm～1.6mm的范围。

15.如权利要求1所述的透镜坯件，其中，

所述凸部的顶部带有圆角。

16.如权利要求2所述的透镜坯件，其中，

所述凸部的顶部带有圆角。

17.如权利要求1～16中任一项所述的透镜坯件，其中，

外径在30mm～105mm的范围，中心壁厚在5mm～30mm的范围。

18.如权利要求1～16中任一项所述的透镜坯件，其中，

外缘部是壁厚比中心壁厚薄的壁薄部，所述壁薄部的厚度在1mm～20mm的范围。

19.如权利要求17所述的透镜坯件，其中，

20.如权利要求1～16中任一项所述的透镜坯件，其中，

壁薄部的厚度（t2）与中心壁厚（t1）之比（t2/t1）在1/30～1/2的范围。

21.如权利要求17所述的透镜坯件，其中，

22.如权利要求18所述的透镜坯件，其中，

23.如权利要求19所述的透镜坯件，其中，

24.如权利要求1～16中任一项所述的透镜坯件，其中，

壁薄部的厚度（t2）与外径

之比在1/105～1/2的范围。

25.如权利要求17所述的透镜坯件，其中，

壁薄部的厚度（t2）与外径

之比在1/105～1/2的范围。

26.如权利要求18所述的透镜坯件，其中，

壁薄部的厚度（t2）与外径之比

在1/105～1/2的范围。

27.如权利要求19所述的透镜坯件，其中，

壁薄部的厚度（t2）与外径

之比

在1/105～1/2的范围。

28.如权利要求20所述的透镜坯件，其中，

壁薄部的厚度（t2）与外径之比

在1/105～1/2的范围。

29.如权利要求21所述的透镜坯件，其中，

壁薄部的厚度（t2）与外径之比

在1/105～1/2的范围。

30.如权利要求22所述的透镜坯件，其中，

壁薄部的厚度（t2）与外径之比

在1/105～1/2的范围。

31.如权利要求23所述的透镜坯件，其中，

壁薄部的厚度（t2）与外径之比

在1/105～1/2的范围。