JP2010059014A - Method of producing glass lens - Google Patents
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Landscapes
- Re-Forming, After-Treatment, Cutting And Transporting Of Glass Products (AREA)
Abstract
Description
本発明は、ガラスレンズの製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a glass lens.
次世代DVD用のピックアップレンズ、携帯電話用カメラレンズなどの光学素子は装置の小型化と同様に素子の小型化が求められている。これらの微小なガラス製光学素子を製造する方法として、金型内に配置したガラスゴブ(プリフオーム)を脱酸素下で高温に加熱しプレスする方法(リヒート法)と、溶融ガラス滴を金型で受けて直接プレスする方法(液滴法)が知られている。 Optical elements such as pickup lenses for next-generation DVDs and camera lenses for mobile phones are required to be smaller as well as smaller. These fine glass optical elements can be manufactured by a method in which a glass gob (preform) placed in a mold is heated to high temperature under deoxidation (reheat method), and a molten glass droplet is received by the mold. A method of directly pressing (droplet method) is known.
リヒート法は、研磨などの方法により予め所定の体積に加工されたガラスゴブ(プリフオーム)を金型内に供給した後、金型とプリフオームを同時に加熱しながらプレスする方法である。 The reheat method is a method in which a glass gob (preform) processed in advance to a predetermined volume by a method such as polishing is supplied into a mold and then pressed while simultaneously heating the mold and the preform.
液滴法は、ガラス溶融炉から伸びたノズルの下端から溶融ガラスを滴下させ、滴下した溶融ガラスをノズル下方に配置した金型で受けた後、対向するもう一方の金型でプレスする方法である。この方法は、1回あたりの成形時間が短く、生産性が高い成形方法である。 The droplet method is a method in which molten glass is dropped from the lower end of a nozzle extending from a glass melting furnace, the dropped molten glass is received by a mold disposed below the nozzle, and then pressed by the other mold facing the nozzle. is there. This method is a molding method with a short molding time and high productivity.
上記のリヒート法において、成形完了後のガラスレンズ等の光学素子を効率良く回収する方法として以下が提案されている。特許文献1では、上型に光学素子が付着しているかどうか検出するセンサを有し、成形完了時にセンサが光学素子を検出した場合、光学素子が下型側に落ちるまで所定時間待機する、又は、上型を冷却して強制的に下型側に光学素子を残す方法が提案されている。
In the above reheating method, the following has been proposed as a method for efficiently recovering an optical element such as a glass lens after completion of molding.
特許文献2では、以下が提案されている。上型、下型及び胴型から構成され、上型の先端側領域の先端部周囲の径は、胴型の内周の径より小さくし、ガラス成形体(光学素子)を成形するキャビティに連通する空間が形成されている。成形後の型開きの時、上記空間に圧縮ガスを導入することにより上型の上成形面に対するガラス成形体の剥離を促進させる。 Patent Document 2 proposes the following. The upper mold, lower mold, and body mold are configured, and the diameter around the tip of the upper mold tip side region is made smaller than the diameter of the inner periphery of the body mold, and communicates with the cavity for molding the glass molded body (optical element). A space is formed. At the time of mold opening after molding, peeling of the glass molded body from the upper molding surface of the upper mold is promoted by introducing compressed gas into the space.
特許文献3では、以下が提案されている。上型、下型及び胴型から構成され、胴型は、下型と上型とにそれぞれ嵌合し、上型と下型との位置決めを行うと共に、胴型の内側面は押圧時に押し下げられる上型のガイドになる。この胴型の内周面には、成形するレンズの上面の端部の少なくとも一部を覆う位置まで該内周面から突設させる凸部が形成されている。この凸部は、形成されたレンズが上型に付着して残ることを防止する。
特許文献1から3に記載されている成形されたレンズ等の光学素子を型から回収する方法は、光学素子の確実なハンドリングの自動化により製造効率を高めるため、成形した光学素子が常に下側の型に残るように複雑な金型構成を必要としたり、成形した光学素子が上型に付着した場合、光学素子が上型から落下し下型から回収できるまで待機したりしている。このため、製造工程全体としてみれば、必ずしも製造効率が良いとは言えない。
The method of recovering an optical element such as a molded lens described in
液滴法により成形した光学素子であるガラスレンズにおいては、上型に付着した状態から回収されたガラスレンズと、下型に付着した状態から回収されたガラスレンズとは、その光学性能が2分化することが分かった。このため、成形したガラスレンズを上下両方の型から、手当たり次第に回収する、又は、上型に付着した場合は、特許文献1から3のようにガラスレンズをそれぞれの方法で下型側に残し、下型に付着した場合は、そのまま下型側から回収すると、光学性能が異なる2種類のガラスレンズが混在することになり、以降の工程でのガラスレンズの取り扱いが煩雑となり、製造効率が低下してしまうという問題が生じる。また、2分化している光学性能の一方のガラスレンズのみを製品として採用すると、良品率が低下し、製造効率が低下してしまう。
In a glass lens which is an optical element molded by the droplet method, the glass lens recovered from the state attached to the upper mold and the glass lens recovered from the state attached to the lower mold have two optical performances. I found out that For this reason, when the molded glass lens is collected from both the upper and lower molds, or attached to the upper mold, the glass lens is left on the lower mold side in each method as in
本発明は、上記の課題を鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、液滴法による良品率が良好で製造効率が良いガラスレンズの製造方法を提供することである。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a method for manufacturing a glass lens with a good product rate by the droplet method and a high manufacturing efficiency.
上記の課題は、以下の構成により解決される。 Said subject is solved by the following structures.
1. 下型に溶融ガラスを滴下し、前記下型に対向する上型で滴下された前記溶融ガラスを加圧し、ガラスレンズを成形する成形工程を有するガラスレンズの製造方法において、
前記成形工程は、成形したガラスレンズを、前記上型から取りだした場合を第1のガラスレンズとし、前記下型から取りだした場合を第2のガラスレンズとして、2つに分別して回収する分別回収工程を有することを特徴とするガラスレンズの製造方法。
1. In the method for producing a glass lens, the molten glass is dropped on a lower mold, the molten glass dropped on the upper mold facing the lower mold is pressed, and a glass lens is molded.
In the molding step, the collected glass lens is separated into two parts and collected as a first glass lens when taken out from the upper mold and as a second glass lens when taken out from the lower mold. The manufacturing method of the glass lens characterized by having a process.
2. 前記成形工程は、
ガラスレンズを成形し、前記下型と前記上型を開いて前記ガラスレンズを取り出すとき、前記上型と前記下型のどちらに前記ガラスレンズが付着しているかを検知する検知工程を有し、
前記分別回収工程において、前記検知工程の結果に基づいて成形した前記ガラスレンズを回収することを特徴とする1に記載のガラスレンズの製造方法。
2. The molding step includes
When the glass lens is molded and the lower mold and the upper mold are opened and the glass lens is taken out, it has a detection step of detecting whether the glass lens is attached to the upper mold or the lower mold,
2. The method for producing a glass lens according to 1, wherein the glass lens molded based on the result of the detection step is collected in the sorting and collecting step.
3. 前記成形工程により成形して得たガラスレンズに後処理を行う後処理工程を有し、
前記後処理は、分別して回収された前記第1のガラスレンズ及び前記第2のガラスレンズに、異なる加熱処理をすることを含むことを特徴とする1又は2に記載のガラスレンズの製造方法。
3. Having a post-processing step of performing post-processing on the glass lens obtained by the molding step;
3. The method of manufacturing a glass lens according to 1 or 2, wherein the post-processing includes different heat treatments for the first glass lens and the second glass lens that are separated and collected.
本発明のレンズの製造方法によれば、液滴法による良品率が良好で製造効率が良いレンズの製造方法を提供することができる。 According to the method for manufacturing a lens of the present invention, it is possible to provide a method for manufacturing a lens with a good yield rate by the droplet method and a high manufacturing efficiency.
本発明を図示の実施の形態に基づいて説明するが、本発明は該実施の形態に限らない。 Although the present invention will be described based on the illustrated embodiment, the present invention is not limited to the embodiment.
以下、本発明の実施の形態について図1〜図4を参照しながら詳細に説明する。図1は、本発明のガラス成形体であるガラスレンズの製造方法の1例を示すフローチャートである。また、図2から図4は、本実施形態で用いるガラスレンズの製造装置の1例を示す模式図であり、図2は滴下工程における状態を、図3は加圧工程における状態を、図4は成形されたレンズを回収する分別回収工程をそれぞれ示している。尚、図4では、溶融ガラス滴を滴下する部分は省略している。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. FIG. 1 is a flowchart showing an example of a method for producing a glass lens which is a glass molded body of the present invention. 2 to 4 are schematic views showing an example of a glass lens manufacturing apparatus used in this embodiment. FIG. 2 shows a state in the dropping step, FIG. 3 shows a state in the pressurizing step, and FIG. Shows a separate collection step for collecting the molded lens. In FIG. 4, the portion where the molten glass droplet is dropped is omitted.
先ず、本実施形態で用いるガラスレンズの製造装置10の構成について、図2から図5を適宜用いて説明する。図2、図3に示すように、ガラスレンズの製造装置10は、溶融ガラス22を貯留する溶融槽21、溶融槽21の下部に接続された滴下ノズル23、溶融ガラス滴20を受けるための下型11、下型11と共に溶融ガラス滴20を加圧する上型12を有している。
First, the configuration of the glass
更に、図4に示すように、製造装置10は、下型11と上型12とにより溶融ガラス滴20を加圧した後、下型11と上型12とが型開きした際に、下型11又は上型12の何れにガラスレンズ25が付着しているかを検知出来るセンサ31及びセンサ32を有している。また、下型11に付着しているガラスレンズ25(第2のガラスレンズ)を取りだして回収する下型回収機41と上型12に付着しているガラスレンズ25(第1のガラスレンズ)を取りだして回収する上型回収機42とを備えている。
Further, as shown in FIG. 4, the
下型11にガラスレンズが付着している場合は、センサ31が検知し、上型12にガラスレンズが付着している場合は、センサ32が検知する。センサ31、センサ32の検知結果に基づいて、下型11又は上型12に付着しているガラスレンズ25は、下型回収機41、又は、上型回収機42の何れかを用いて、ガラスレンズ25を取り出し、下型11又は上型12何れの型より回収したかを2つに分別してパレット(図示しない)等に収納する。
When the glass lens adheres to the
下型11は、駆動手段(図示しない)により、滴下ノズル23の下方で溶融ガラス滴20を受けるための位置(滴下位置P1)と、上型12と対向して溶融ガラス滴20を加圧成形するための位置(加圧位置P2)との間で移動可能に構成されている。
The
下型11と上型12とが所定の間隔、又は、所定の加圧力で加圧成形するように、上型12は、駆動手段(図示しない)により、上下方向に移動可能に構成されている。
The
本実施形態においては、上型12のみが加圧方向に移動する構成としているが、本発明はこれに限定されるものではなく、上型12は固定しておき、下型11のみが加圧方向に移動する構成としてもよいし、下型11と上型12の両方を移動型としてもよい。
In the present embodiment, only the
下型11及び上型12の材料は、耐熱合金(ステンレス等)、炭化タングステンを主成分とする超硬材料、各種セラミックス(炭化珪素、窒化珪素、窒化アルミニウム等)、カーボンを含む複合材料など、ガラスレンズを加圧成形するための成形金型として公知の材料の中から適宜選択して用いることができる。下型11及び上型12を同一の材料で構成してもよいし、それぞれ別の材料で構成してもよい。
The materials of the
また、下型11及び上型12の耐久性向上や溶融ガラス滴20との融着防止などのため、表面に被覆層を設けておくことも好ましい。被覆層の材料にも特に制限はなく、例えば、種々の金属(クロム、アルミニウム、チタン等)、窒化物(窒化クロム、窒化アルミニウム、窒化チタン、窒化硼素等)、酸化物(酸化クロム、酸化アルミニウム、酸化チタン等)等を用いることができる。被覆層の成膜方法にも制限はなく、公知の成膜方法の中から適宜選択して用いればよい。例えば、真空蒸着、スパッタ、CVD等が挙げられる。
It is also preferable to provide a coating layer on the surface in order to improve the durability of the
下型11及び上型12は、図示しない加熱手段によって所定温度に加熱できるように構成されている。加熱手段としては、公知の加熱手段を適宜選択して用いることができる。例えば、被加熱部材の内部に埋め込んで使用するカートリッジヒーターや、被加熱部材の外側に接触させて使用するシート状のヒーター、赤外線加熱装置、高周波誘導加熱装置等を用いることができる。
The
図1に示すフローチャートに従い、本発明に係わるレンズの製造方法の各工程について順を追って説明する。工程S11から工程S18を成形工程と称する。 The steps of the lens manufacturing method according to the present invention will be described in order according to the flowchart shown in FIG. Steps S11 to S18 are referred to as molding steps.
先ず、下型11及び上型12をそれぞれ所定温度に加熱する(工程S11)。所定温度とは、ガラスレンズ25に良好な転写面を形成できる温度であればよい。一般的に、下型11や上型12の温度が低すぎると高精度な転写面を形成することが困難になってくる。
First, the
逆に、必要以上に温度を高くしすぎることは、ガラスとの融着が発生しやすくなったり、下型11及び上型12の寿命が短くなったりするおそれがあるため好ましくない。通常は、加圧成形するガラスのガラス転移点温度をTgとしたとき、Tg−200℃からTg+100℃の範囲の温度に設定する。実際には、ガラスの種類、ガラスレンズ25の形状や大きさ、下型11や上型12の材料、被覆膜の種類など種々の条件によって適正な温度が異なるため、実験等で適正な温度を求めておくことが好ましい。下型11と上型12の加熱温度は同じ温度であってもよいし、異なる温度であってもよい。
On the contrary, it is not preferable to raise the temperature more than necessary because fusion with glass tends to occur or the life of the
本実施形態においては、下型11及び上型12をそれぞれ所定温度に加熱した後、溶融ガラス滴20を滴下して加圧成形することから、下型11及び上型12の加熱温度を一定に保ったまま一連の工程を行うことができる。
In the present embodiment, the
更に、下型11及び上型12の加熱温度を一定に保ったまま、複数のガラスレンズ25を繰り返し製造することもできる。従って、1つのガラスレンズ25を製造する毎に下型11及び上型12の昇温と冷却を繰り返す必要がないことから、極めて短時間で効率よく光学素子を製造することができる。
Furthermore, a plurality of
ここで、下型11及び上型12の加熱温度を一定に保つというのは、下型11及び上型12を加熱するための温度制御における目標設定温度を一定に保つという意味である。従って、各工程実施中における溶融ガラス滴20との接触等による温度変動を防止しようとするものではなく、かかる温度変動については許容される。
Here, keeping the heating temperature of the
次に、下型11を滴下位置P1に移動し(工程S12)、下型11に溶融ガラス滴20を滴下させる(滴下工程S13)(図2参照)。
Next, the
溶融槽21は図示しないヒーターによって加熱され、内部に溶融ガラス22が貯留されている。溶融槽21の下部には滴下ノズル23が設けられており、溶融ガラス22が自重によって滴下ノズル23の内部に設けられた流路を通過し、表面張力によって先端部に溜まる。滴下ノズル23の先端部に一定質量の溶融ガラスが溜まると、滴下ノズル23の先端部から自然に分離して、一定質量の溶融ガラス滴20が下方に滴下する。
The
滴下する溶融ガラス滴20の質量は滴下ノズル23の先端部の外径や加熱温度などによって調整可能であり、ガラスの種類等によるが、0.1gから2g程度の溶融ガラス滴20を滴下させることができる。また、滴下ノズル23の内径、長さ、加熱温度などによって溶融ガラス滴20の滴下間隔を調整することができる。従って、これらの条件を適切に設定することで、所望の質量の溶融ガラス滴20を所望の間隔で滴下させることが可能である。
The mass of the
更に、溶融ガラス滴20を滴下ノズル23から下型11に直接滴下させるのではなく、図5に示すように、貫通細孔19を設けた体積調整部材18によって微小化した微小滴24を下型11に滴下させてもよい。滴下ノズル23から滴下した溶融ガラス滴20が、体積調整部材18に衝突すると、衝突した溶融ガラス滴20の一部が微小滴24となって貫通細孔19を通過し、下方に配置された下型11に滴下する。この方法によって、例えば1mm3〜100mm3といった微小なガラスレンズ25の製造が可能となる。また、貫通細孔19の直径を変更することによって、滴下ノズル23を交換することなく溶融ガラス滴の体積を調整することができ、多種のガラスレンズ25を効率よく製造することができるため好ましい。
Further, instead of dropping the
使用できるガラスの種類に特に制限はなく、公知のガラスを用途に応じて選択して用いることができる。例えば、ホウケイ酸塩ガラス、ケイ酸塩ガラス、リン酸ガラス、ランタン系ガラス等の光学ガラスが挙げられる。 There is no restriction | limiting in particular in the kind of glass which can be used, A well-known glass can be selected and used according to a use. Examples thereof include optical glasses such as borosilicate glass, silicate glass, phosphate glass, and lanthanum glass.
次に、下型11を加圧位置P2に移動し(工程S14)、上型12を下方に駆動して溶融ガラス滴20を加圧成形する(加圧工程S15)(図3参照)。
Next, the lower mold |
溶融ガラス滴20は、加圧工程S15の間、下型11や上型12との接触によって冷却・固化してガラスレンズ25となる。ガラスレンズ25が、加圧を解除しても形成された転写面の形状が崩れない温度にまで冷却された後、加圧を解除する。ガラスの種類や、ガラスレンズの大きさや形状、必要な精度等によるが、通常はガラスのTg近傍の温度まで冷却されていればよい。
The
上型12を上方に移動して退避させる(型開き工程S16)。型開き工程S16の後、ガラスレンズは、待避した上型12に付着しているか、又は、下型11に付着している。ガラスレンズが上型12又は下型11の何れに付着しているかをセンサ31、センサ32により検知する(検知工程S17)。センサ31、センサ32は、例えば、投光素子と受光素子とを備え、LED等の投光素子から射出された光がガラスレンズ25の側部に当たり、その反射光を受光素子が受けることによりガラスレンズ25の有無を検知する反射型センサが挙げられるが、これに限定されない。
The
センサ31、センサ32の検知結果により、図4(a)、(b)に示す下型回収機41、又は、上型回収機42の何れかを用いて、ガラスレンズ25が付着している下型11又は上型12何れかよりガラスレンズ25を回収し、何れの型からガラスレンズ25を回収したかを分別して図示しないパレット等の容器に保管する(分別回収工程S18)。
Depending on the detection results of the
下型回収機41、上型回収機42、は、例えば、ロボット等のアームの先端部にガラスレンズ25における光学面でない箇所を真空吸着等により保持する保持部を有し、ガラスレンズ25が付着している上型12、又は、下型11よりガラスレンズ25を剥離し、型から取り出し、パレット等の所定の分別された容器に収納する機能を備えている。
The lower
図4(a)、(b)では、製造装置10は、回収機を下型用、上型用の2つを備えているが、アームの先端に有するガラスレンズ25を保持する保持部を上下方向に回転等により切り替え可能とし、下型11及び上型12の何れからもガラスレンズ25を取り出し分別された容器に収納することができる1つの回収機としてもよい。
4 (a) and 4 (b), the
上記のようにして成形され下型11及び上型12から分別して回収したガラスレンズ25の光学性能を、市販の干渉計(例えば、ザイゴ株式会社製、型式DVD400Pro)を用いて透過波面収差を測定し、次に、市販の解析ソフト(例えば、ザイゴ株式会社製、MetroPro)を用いて測定された透過波面収差をゼルニケ(Zernike)多項式に展開して評価した。その結果、ガラスレンズ25の光学性能は、回収した下型11及び上型12に対応して、例えば3次の球面収差量が2分化することが分かった。
The optical performance of the
これまで説明したような、プレス成形により製造したガラスレンズ25は、その製造過程で、例えば、下型11に溶融ガラス滴が滴下され、この時点で溶融ガラス滴の下型11に接している部分から冷却が始まり、その後、上型12により溶融ガラス滴の上部を加圧することで上型12に接している部分からの冷却が加わる。また、溶融ガラス滴と下型11及び上型12との密着度合いにより、成形されるガラスレンズ25と上下それぞれの型表面との異なる拘束状態が生じると考えられる。特に、溶融ガラス滴と下型11及び上型12との密着度合いにより、型開き後ガラスレンズ25が上下何れの型に付着するかが決定すると考えられる。これらより、下型11及び上型12から回収したガラスレンズの内部応力の状態は、回収した型に対応して大きく2つに別れ、この内部応力の状態が上記で説明した光学性能に反映されると推定する。
As described above, the
プレス成形によるガラスレンズにおける内部応力は、成形後のアニール処理により緩和させることが出来ることが分かっている。よって、回収したガラスレンズ25に対し、上下何れの型に付着した状態から回収されたかに依存する内部応力の状態により異なる条件の後処理としてアニール処理を行い、応力歪みの緩和を行うことにより、所望の光学性能のガラスレンズ25を得ることができる。
It has been found that the internal stress in a glass lens by press molding can be relaxed by an annealing treatment after molding. Therefore, the recovered
アニール処理の条件として、例えば、一定温度で加熱する場合の温度設定及び加熱時間、室温より一定温度に達するまでの昇温時間(昇温時の温度勾配)、加熱した一定温度から室温まで戻す冷却時間(冷却時の温度勾配)等のパラメータがある。 As annealing conditions, for example, temperature setting and heating time when heating at a constant temperature, temperature rising time until reaching a certain temperature from room temperature (temperature gradient at the time of heating), cooling to return from the heated constant temperature to room temperature There are parameters such as time (temperature gradient during cooling).
あるガラスレンズにおいて、所望の光学性能を得るには、それぞれのガラスレンズを用いた実験等によりアニール処理条件を適宜決める。大まかには、ガラスレンズの大きさに拠り加熱時間を決め、レンズの材料により加熱温度を決める。更に、両凸、平凸、メニスカス等のレンズ形状、レンズ材料と金型材料(特にレンズに接触する金型面の材料)との組み合わせ等を考慮して、実際にアニール処理を行い、その結果を評価して調整を行い最適なアニール処理条件を決める。 In order to obtain a desired optical performance in a certain glass lens, annealing treatment conditions are appropriately determined by an experiment using each glass lens. Roughly, the heating time is determined based on the size of the glass lens, and the heating temperature is determined by the lens material. Furthermore, considering the lens shape such as biconvex, plano-convex, meniscus, and the combination of lens material and mold material (particularly the material of the mold surface that contacts the lens), the annealing treatment was actually performed. To determine the optimum annealing conditions.
型開き後のガラスレンズに残存する応力歪みが比較的小さい場合は、上記のように後処理工程にアニール処理を別途に設けず、レンズ表面に設ける例えば反射防止膜を設けるコート処理時の加熱を利用して、応力歪みを除去するアニール処理を兼ねさせてもよい。この場合も上記と同様に、分別回収したレンズの光学性能に応じた加熱条件をコート処理時に設定する必要がある。 If the stress strain remaining in the glass lens after mold opening is relatively small, the annealing treatment is not provided separately in the post-treatment process as described above, and the heating during the coating treatment for providing the antireflection film provided on the lens surface is performed. It may also be used to perform an annealing process for removing stress strain. In this case as well, it is necessary to set the heating conditions according to the optical performance of the separately collected lens at the time of the coating process as described above.
これまで説明したガラスレンズの製造方法においては、下型11及び上型12から分別回収したガラスレンズに対し、上下何れの型より回収したかにより異なるアニール処理を行うことにより、ガラスレンズは、回収した型が上下何れの型であっても、良好な光学性能を備えることが出来る。従って、ガラスレンズを良好な良品率で効率よく製造することができる。
In the glass lens manufacturing method described so far, the glass lens is recovered by performing different annealing treatment on the glass lens separately collected from the
尚、本発明に係わるガラスレンズ25の製造方法は、ここで説明した以外の別の工程を含んでいてもよい。例えば、回収したガラスレンズ25を後処理工程に移行する前に洗浄する工程や、ガラスレンズ25を回収した後に下型11や上型12をクリーニングする工程等を有していてもよい。
In addition, the manufacturing method of the
また、上記のガラスレンズ25の製造方法においては、より好ましい形態として、上下何れの型にガラスレンズ25が付着しているかを検知する検知工程を設け、その検知結果に基づいて回収することにより回収作業の効率化をより良くしているが、検知工程を設けず、型開き後、上下何れの型にも回収機41、42をガラスレンズ25の回収に向かわて回収するようにしてもよい。
Moreover, in the manufacturing method of said
これまで説明したように、ガラスレンズ25を上下型から分別回収することにより、2分した異なる光学性能を有するガラスレンズ25を以降の工程で効率よく使用することが出来る。分別回収したガラスレンズ25を効率よく使用する方法として、異なる加熱処理を行う方法以外に、例えば、ガラスレンズ25を他のレンズと組み合わせて所望の光学性能を得るとする場合がある。
As described so far, by separately collecting the
具体的には、ガラスレンズ25の2分している光学性能を打ち消す光学性能を有する他のレンズとガラスレンズ25とを組み合わせて所望の光学性能を得る、又は、ガラスレンズ25と他のレンズとの空気間隔を調整してガラスレンズ25の2分している光学性能を打ち消して所望の光学性能を得る等がある。このようにガラスレンズ25を使用する場合、ガラスレンズ25を上下型から2つに分別回収することは、2分した異なる光学性能を有するガラスレンズ25を以降の工程で効率よく使用することが出来る。
Specifically, the
(実施例1)
これまで説明した製造装置10を用いてガラスレンズを製造した。図1から図6を適宜用いて説明する。製造したガラスレンズ25は、外径がφ4mm、光学有効径がφ3mm、中心の厚みが2.1mmの両凸非球面レンズとした。ガラス材料はTgが480℃、屈折率ndが約1.6のシリカ系ガラスを用いた。
Example 1
A glass lens was manufactured using the
上型12及び下型11の材料は、いずれも炭化タングステンを主成分とする超硬材料を用いた。金型の成形面の表面温度が、上型12を400℃、下型11を350℃となるように金型を加熱した。
As the materials of the
下型11は、まず溶融ガラス滴20を滴下するための白金製の滴下ノズル23の直下である滴下位置P1に移動し、貫通孔19を設けた体積調整用部材18によって滴下した溶融ガラス滴20を微小化した微小滴24を下型11で受ける(図5参照)。微小滴24を下型11で受けた後、下型11は上型12の下方である加圧位置P2まで移動する(図3参照)。下型11が加圧位置P2に到達し10秒経過後、上型12が垂直方向に移動し、下型11内の溶融ガラス滴20をプレスする。上型12の移動速度は10mm/sec、上型12のプレス圧力は0.49kN、プレス圧力を維持している時間は10秒間とした。
The
所定時間経過後、上型12が下型11から離れプレスを完了する。その後、成形されたガラスレンズ25が上型12、下型11のどちらの金型に付いているかを判定するセンサ31、センサ32でレンズの有無を検知し、検知されたガラスレンズ25が付着している金型から真空吸着式の保持部を備えた回収機41または回収機42を使い、金型からガラスレンズ25を回収する(図4参照)。回収されたガラスレンズ25は、上型12、下型11何れより回収したかによって分けてパレットに収納した。ガラスレンズ25を100個成形した結果、上型12から回収されたガラスレンズ25は、60個、下型11から回収されたガラスレンズ25は40個であった。
After a predetermined time has elapsed, the
パレットに回収され、十分に室温に馴染んだ後、ガラスレンズ25の光学性能を測定し、評価した。ガラスレンズ25の光学性能は、干渉計(ザイゴ株式会社製、型式DVD400Pro)を用いて透過波面収差を測定し、次に、解析ソフト(ザイゴ株式会社製、MetroPro)を用いて測定された透過波面収差をゼルニケ(Zernike)多項式に展開して得た。この結果、測定波長405nmでの3次の球面収差量(SA3)は、上型12、下型11から回収されたガラスレンズ25において、それぞれ16mλrms〜20mλrmsの範囲と6mλrms〜10mλrmsの範囲であった。尚、3次の球面収差量以外の必要とする諸収差値は、実用上問題ない良好な範囲内であった。
After being collected on a pallet and fully acclimatized to room temperature, the optical performance of the
分別回収したガラスレンズ25に対し、内部応力(歪)を除去するためのアニール処理(加熱処理)を行った。アニール処理は、上型12、下型11の何れから回収されたレンズであるかによって異なる加熱特性で行い、図6に示す加熱特性Aは下型11から回収したガラスレンズ25に対して、加熱特性Bは上型12から回収したガラスレンズ25に対して行った。尚、アニール処理の特性である温度、時間、温度勾配等の条件設定は、レンズの大きさ、材料等を考慮し実験等により予め定めておいた。
The
アニール処理後のレンズの光学性能を再度前述と同じ方法で測定したところ、上型12、下型11から回収されたガラスレンズ25のSA3は、それぞれ−2.0mλrms〜1.8mλrmsの範囲と−1.5mλrms〜1.5mλrmsの範囲となり、100個全てが実用上問題ない数値範囲に収めることができることが確認できた。また、他に必要とされる諸収差値は、良好な範囲内であることも確認した。その後フッ化マグネシウム、アルミナを主成分とした多層膜からなる反射防止膜をガラスレンズ25に施し、製品として完成させた。
When the optical performance of the lens after the annealing treatment was measured again by the same method as described above, the SA3 of the
上記の通り、下型に滴下した溶融ガラスを上型で加圧してガラスレンズを成形し、上型と下型とを型開きした後、成形されたガラスレンズを下型から取り出した場合と上型から取りだした場合との2つに分別して回収した。これにより、3次の球面収差量が異なるガラスレンズを既に分別された状態で回収することができ、以降の所望の光学性能を得るためのアニール処理への移行を効率良く行うことができた。また、上型から回収したガラスレンズおよび下型から回収したガラスレンズに、異なるアニール処理を行うことにより、何れのガラスレンズも良品とすることができた。成形したガラスレンズを取りだした型により2つに分別回収することにより、結果的に分別回収した両方のガラスレンズを良品とすることができ、良品率が良好となるともに製造効率も良好とすることが出来た。
(比較例1)
実施例1と同じ製造装置10を用いてガラスレンズを製造した。成形したガラスレンズを回収する際、上型12、下型11何れより回収したかによって分別することなくパレットに収納した。この分別回収しないこと以外は、実施例1と同じとしてガラスレンズを成形し回収した。
As described above, the molten glass dropped on the lower mold is pressed with the upper mold to form a glass lens, the upper mold and the lower mold are opened, and then the molded glass lens is taken out from the lower mold and the upper mold. Separated and collected into two cases when removed from the mold. As a result, glass lenses having different amounts of third-order spherical aberration can be collected in a separated state, and the subsequent transition to annealing for obtaining desired optical performance can be performed efficiently. In addition, by performing different annealing treatments on the glass lens collected from the upper mold and the glass lens collected from the lower mold, any glass lens could be made a non-defective product. By separating and collecting the molded glass lenses into two by the mold from which the glass lenses are taken out, both of the separately collected glass lenses can be made non-defective, resulting in a good product rate and good manufacturing efficiency. Was made.
(Comparative Example 1)
A glass lens was manufactured using the
所望の光学性能を得るためのアニール処理へ移行するには、2つの光学性能を有するガラスレンズが混在した状態のパレットからガラスレンズを1個ずつ取りだして、目視では分別出来ないため、干渉計と解析ソフトを用いて光学性能を測定して分別する必要があり、分別に時間を費やしたため製造効率が低くなった。 To move to the annealing process to obtain the desired optical performance, one glass lens is taken out from the pallet in a state where glass lenses having two optical performances are mixed and cannot be separated visually. It was necessary to measure and sort the optical performance using analysis software, and the manufacturing efficiency was low due to the time spent on sorting.
また、光学性能の測定によりガラスレンズの分別をすることなく、2つの加熱特性A又はBのどちらか一方のアニール処理を行うことが考えられるが、所望の光学性能を得ることが出来ないガラスレンズが生じる。所望の光学性能を得ることが出来なかったガラスレンズは、再度の加熱処理する、溶融して再利用する又は廃棄する等となり、何れの場合も良品率が低下し、製造効率も低下する。 In addition, it is conceivable to anneal one of the two heating characteristics A or B without separating the glass lens by measuring the optical performance, but it is not possible to obtain the desired optical performance. Occurs. The glass lens that has not been able to obtain the desired optical performance is subjected to heat treatment again, melted and reused, or discarded. In any case, the yield rate is reduced and the production efficiency is also reduced.
10 製造装置
11 下型
12 上型
20 溶融ガラス滴
21 溶融槽
22 溶融ガラス
23 滴下ノズル
25 ガラスレンズ
P1 滴下位置
P2 加圧位置
31、32 センサ
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記成形工程は、成形したガラスレンズを、前記上型から取りだした場合を第1のガラスレンズとし、前記下型から取りだした場合を第2のガラスレンズとして、2つに分別して回収する分別回収工程を有することを特徴とするガラスレンズの製造方法。 In the method for producing a glass lens, the molten glass is dropped on a lower mold, the molten glass dropped on the upper mold facing the lower mold is pressed, and a glass lens is molded.
In the molding step, the collected glass lens is separated into two parts and collected as a first glass lens when taken out from the upper mold and as a second glass lens when taken out from the lower mold. The manufacturing method of the glass lens characterized by having a process.
ガラスレンズを成形し、前記下型と前記上型を開いて前記ガラスレンズを取り出すとき、前記上型と前記下型のどちらに前記ガラスレンズが付着しているかを検知する検知工程を有し、
前記分別回収工程において、前記検知工程の結果に基づいて成形した前記ガラスレンズを回収することを特徴とする請求項1に記載のガラスレンズの製造方法。 The molding step includes
When the glass lens is molded and the lower mold and the upper mold are opened and the glass lens is taken out, it has a detection step of detecting whether the glass lens is attached to the upper mold or the lower mold,
The method for manufacturing a glass lens according to claim 1, wherein the glass lens molded based on the result of the detection step is collected in the sorting and collecting step.
前記後処理は、分別して回収された前記第1のガラスレンズ及び前記第2のガラスレンズに、異なる加熱処理をすることを含むことを特徴とする請求項1又は2に記載のガラスレンズの製造方法。 Having a post-processing step of performing post-processing on the glass lens obtained by the molding step;
3. The glass lens manufacturing method according to claim 1, wherein the post-treatment includes performing different heat treatments on the first glass lens and the second glass lens collected separately. 4. Method.
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