(57)【要約】【課題】生産性を損なうことなく、ガラス成形体の形状に係わらず、所望の形状の非球面レンズを高精度に製造することが可能な非球面レンズの製造方法を提供する。【解決手段】ガラス材料をプレス加工および機械加工して非球面レンズを形成する非球面レンズの製造方法であって、ガラス材料をプレス加工して、一方の面が非球面のガラス成形体を成形するプレス加工工程と、プレス加工工程で成形される非球面と同じ非球面形状を有する原器冶具の非球面の上に、ガラス成形体の非球面を重合する重合工程と、重合工程で原器冶具に重合されたガラス成形体の他方の面を機械加工して所定の面形状に形成する機械加工工程と、を有する。【選択図】図３
2010069600.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス材料をプレス加工および機械加工して非球面レンズを形成する非球面レンズの製造方法であって、
前記ガラス材料をプレス加工して、一方の面が非球面のガラス成形体を成形するプレス加工工程と、
前記プレス加工工程で成形される前記非球面と同じ非球面形状を有する原器冶具の非球面の上に、前記ガラス成形体の非球面を重合する重合工程と、
前記重合工程で前記原器冶具に重合された前記ガラス成形体の他方の面を機械加工して所定の面形状に形成する機械加工工程と、を有することを特徴とする非球面レンズの製造方法。
【請求項２】
前記重合工程は、前記原器冶具の非球面と前記ガラス成形体の非球面との重合によって生じるニュートン縞がワンカラーに近づくように重合することを特徴とする請求項１に記載の非球面レンズの製造方法。
【請求項３】
前記機械加工の際、前記原器冶具の非球面の芯が、該原器冶具を保持する保持手段の回転軸と合致するように、前記原器冶具が前記保持手段に保持されることを特徴とする請求項１または２に記載の非球面レンズの製造方法。
【請求項４】
前記機械工程は、切削加工、研削加工、研磨加工のうち少なくとも１つの加工方法を含むことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の非球面レンズの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非球面レンズの製造方法に関し、特にプレス加工と機械加工とを用いた非球面レンズの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、非球面レンズは、デジタルカメラ用レンズ、ＤＶＤ等の光ピックアップレンズ、携帯電話用カメラレンズ、光通信用のカップリングレンズ、各種ミラー等として利用されるようになり、その用途は広範囲に及んでいる。かかる非球面レンズの製造方法としては、プレス加工、機械加工（切削加工、研削加工、研磨加工の総称）等が知られている。
【０００３】
プレス加工は、加熱軟化したガラス材料を上型と下型とでプレス成形する加工法である。このプレス加工法は、レンズの一方の面を短時間で成形することができる反面、成形条件が非常に厳しく、両方の面を高精度に成形することは容易ではなかった。換言すれば、従来の技術では、非球面レンズの両面をプレス加工法のみだけで成形することはできなかった。
【０００４】
一方、機械加工は、高い精度で加工することができる反面、高価で高精度の特殊工作機を使用して長時間かけて研磨加工等を行わなければならないので、プレス加工以上の作業時間を要するという欠点があった。さらに、機械加工においては、非球面を加工した後に球面を加工するが、非球面レンズは、その非球面だけで光軸が決定されてしまうので、球面の加工に際し、その球面の曲率中心の位置を正しくその光軸上に来るように加工する必要がある。しかしながらこれは容易なことではなく、非球面と球面との光軸がずれて偏芯してしまうという問題があった。
【０００５】
そこで、このような問題に対応する為、従来から用いられているプレス加工と高精度の機械加工とのそれぞれの長所を採用した非球面レンズの製造法が種々検討されている。
【０００６】
例えば、最初に、ガラス材料をプレス加工して一方の面が凸非球面、他方の面が平坦な略平凸状のガラス成形体をプレス成形する。次に、このガラス成形体を特殊な芯決めホルダーに嵌入し、然る後、ガラス成形体の平坦な他面を機械加工して凹面の球面にすることによりメニスカスレンズを製造する方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平６−２０６１５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に記載の方法は、最初にプレス成形されるガラス成形体の形状が、一方の面が凸面で非球面、他方の面が平坦な略平凸状のガラス成形体を前提とし、該ガラス成形体の他面を機械加工して凹面の球面にすることにより形成される、メニスカスレンズの製造方法にしか採用できないといった問題がある。
【０００８】
また、ガラス成形体の平坦な他面を上型のレンズ押さえに重合し、ガラス成形体の非球面の周縁部に、レンズ光軸固定部を当接させて非球面の光軸を固定することにより、非球面の光軸と芯決めホルダーの中心部とを合致させる構成としている。この為、ガラス成形体の非球面と平坦な面との平行度等の相対位置関係が高い精度で保証されていなければ、球面の機械加工に際し、非球面と球面との光軸がずれて偏芯してしまうという問題がある。
【０００９】
本発明は、上記課題を鑑みてなされたもので、生産性を損なうことなく、ガラス成形体の形状に係わらず、所望の形状の非球面レンズを高精度に製造することが可能な非球面レンズの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的は、下記の１乃至４のいずれか１項に記載の発明によって達成される。
【００１１】
１．ガラス材料をプレス加工および機械加工して非球面レンズを形成する非球面レンズの製造方法であって、
前記ガラス材料をプレス加工して、一方の面が非球面のガラス成形体を成形するプレス加工工程と、
前記プレス加工工程で成形される前記非球面と同じ非球面形状を有する原器冶具の非球面の上に、前記ガラス成形体の非球面を重合する重合工程と、
前記重合工程で前記原器冶具に重合された前記ガラス成形体の他方の面を機械加工して所定の面形状に形成する機械加工工程と、を有することを特徴とする非球面レンズの製造方法。
【００１２】
２．前記重合工程は、前記原器冶具の非球面と前記ガラス成形体の非球面との重合によって生じるニュートン縞がワンカラーに近づくように重合することを特徴とする前記１に記載の非球面レンズの製造方法。
【００１３】
３．前記機械加工の際、前記原器冶具の非球面の芯が、該原器冶具を保持する保持手段の回転軸と合致するように、前記原器冶具が前記保持手段に保持されることを特徴とする前記１または２に記載の非球面レンズの製造方法。
【００１４】
４．前記機械工程は、切削加工、研削加工、研磨加工のうち少なくとも１つの加工方法を含むことを特徴とする前記１乃至３のいずれか１項に記載の非球面レンズの製造方法。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、プレス加工により一方の面が非球面に成形されたガラス成形体の他方の面を機械加工する際に、該ガラス成形体の保持部材として、プレス加工工程で成形される非球面と同じ非球面形状を有する原器冶具を用い、該原器冶具の非球面の上に、ガラス成形体の非球面を重合するようにした。すなわち、原器冶具とガラス成形体のそれぞれの非球面どうしを重合するようにしたので、原器冶具とガラス成形体との相対位置関係は一意的に定まり、ガラス成形体の非球面の光軸が原器冶具の芯すなわち加工中心に自然と合致することとなる。これにより、ガラス成形体の他方の面を機械加工し例えば球面に形成する際には、該球面の光軸を非球面の光軸に容易に一致させることができる。
【００１６】
また、プレス加工工程で成形されたガラス成形体の非球面を保持する構成としたので、成形されるガラス成形体の他方の面形状は、従来のように平坦な面に限定されることなく、凸面や凹面であってもよい。また、同様に、非球面の形状も凸面や凹面であってもよい。さらに、成形されるガラス成形体の側面の面形状も限定されることはない。これにより、ガラス成形体の形状に限定されることなく所望の形状の非球面レンズを製造することができる。
【００１７】
これらの結果、生産性を損なうことなく、ガラス成形体の形状に係わらず、所望の形状の非球面レンズを高精度に製造することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下図面に基づいて、本発明に係る非球面レンズの製造方法の実施の形態を説明する。尚、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れない。
【００１９】
本発明の実施形態に係る非球面レンズの製造方法は、先ず、ガラス材料をプレス加工して、一方の面が非球面のガラス成形体を成形する（プレス加工工程）。次に、プレス加工で成形される該ガラス成形体の非球面と同じ非球面形状を有する原器冶具の非球面の上に、プレス加工されたガラス成形体の非球面を重合する（重合工程）。然る後、プレス加工されたガラス成形体の他方の面を機械加工して所定の面形状に形成する（機械加工工程）ことにより非球面レンズを製造するものである。以下にその詳細を説明する。
（プレス加工工程）
図１に、ガラス材料をプレス加工して成形されたガラス成形体の一例を示す。図１は、ガラス成形体１の一例を示す断面模式図である。
【００２０】
ガラス成形体１は、図１に示すように、成形金型により一方の転写面１ａが非球面、他方の転写面１ｂが球面に成形されている。尚、本実施形態においては、転写面１ａは凸面の非球面、転写面１ｂは凸面の球面に形成されているが、いずれの面形状も凸面に限定されることなく凹面であってもよい。
【００２１】
プレス加工方法としては、溶融ガラスを成形金型で直接加圧成形するダイレクトプレス法やその他周知の方法を用いることができる。
【００２２】
また、ガラス材料は、特に限定されることなく、光学的用途に用いられる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、リン酸系ガラス、ランタン系ガラス等が挙げられる。
（重合工程）
最初に、プレス加工工程で成形されたガラス成形体１を保持する加工ホルダーの構成を図２を用いて説明する。図２は、加工ホルダー５の概略構成を示す断面模式図である。
【００２３】
加工ホルダー５の要部は、図２に示すように、原器冶具５１、及びチャック５３等から構成される。
【００２４】
原器冶具５１の上面には、前述のプレス加工工程で成形されるガラス成形体１の非球面（転写面１ａ）と同じ非球面形状の保持面５１ａが形成され、該保持面５１ａにガラス成形体１の非球面（転写面１ａ）が重合される。原器冶具５１の保持面５１と反対側に、チャック５３に保持されるための保持部５１ｈが突設されている。
【００２５】
チャック５３は、原器冶具５１の保持部５１ｈの形状に合わせて穴加工され、その中心から放射状に切込みを入れたコレット５３１と、コレット５３１の内筒５３１ａに装填された保持部５１ｈをコレット５３１の外筒５３１ｂ側から締め付けるリング５３２とから構成された、コレットチャックである。チャック５３は、原器冶具５１がチャック５３に保持された状態で、原器冶具５１の非球面（転写面１ａ）の芯が、チャック５３の回転軸すなわち加工中心と合致するように構成されている。なお、原器冶具５１を保持する手段は、コレットチャックに限るものではなく、任意の保持手段を用いることができる。
【００２６】
このような構成の加工ホルダー５の原器冶具５１の保持面５１ａの上に、ガラス成形体１の非球面（転写面１ａ）を重合して固定する。尚、重合は、原器冶具５１の保持面５１ａとガラス成形体１の非球面（転写面１ａ）との重合によって生じるニュートン縞がワンカラーに近づくように重合する。また、固定は、松脂等を用いて接着することができる。
（機械加工工程）
図３は、加工ホルダー５の原器冶具５１にガラス成形体１が重合され固定された状態を示す断面模式図である。
【００２７】
このような状態で、ガラス成形体１の球面（転写面１ｂ）を機械加工し、例えば、破線で示すような凹面（機械加工面１ｃ）に形成して、非球面レンズ１Ａを得る。尚、本実施形態においては、機械加工面１ｃは凹面に形成されているが、凹面に限定されることなく凸面であってもよい。
【００２８】
機械加工方法としては、切削加工、研削加工、研磨加工等の周知の加工方法を用いることができる。
【００２９】
ここで、原器冶具５１の非球面形状の保持面５１ａとガラス成形体１の非球面（転写面１ａ）とが重合されるので、原器冶具５１とガラス成形体１との相対位置関係は一意的に定まり、ガラス成形体１の非球面（転写面１ａ）の光軸が原器冶具５１の芯すなわち加工中心に自然と合致することとなる。したがって、このような状態で、ガラス成形体１の球面（転写面１ｂ）を機械加工することにより、凹面（機械加工面１ｃ）の光軸を非球面（転写面１ａ）の光軸に容易に一致させることができる。
【００３０】
このように本発明の実施形態に係わる非球面レンズ１Ａの製造方法においては、プレス加工により一方の転写面１ａが非球面に成形されたガラス成形体１の他方の転写面１ｂを機械加工する際に、該ガラス成形体１の保持部材として、プレス加工工程で成形される非球面（転写面１ａ）と同じ非球面形状の保持面５１ａを有する原器冶具５１を用い、該原器冶具５１の保持面５１ａの上に、ガラス成形体１の非球面（転写面１ａ）を重合するようにした。すなわち、原器冶具５１とガラス成形体１のそれぞれの非球面どうしを重合するようにしたので、原器冶具５１とガラス成形体１との相対位置関係は一意的に定まり、ガラス成形体１の非球面（転写面１ａ）の光軸が原器冶具５１の芯すなわち加工中心に自然と合致することとなる。これにより、ガラス成形体１の他方の面（転写面１ｂ）を機械加工し例えば球面に形成する際には、該球面の光軸を非球面（転写面１ａ）の光軸に容易に一致させることができる。
【００３１】
また、プレス加工工程で成形されたガラス成形体１の非球面（転写面１ａ）を保持する構成としたので、成形されるガラス成形体１の他方の面（転写面１ｂ）の形状は、従来のように平坦な面に限定されることなく、凸面や凹面であってもよい。また、同様に、非球面（転写面１ａ）の形状も凸面や凹面であってもよい。さらに、成形されるガラス成形体１の側面の面形状も限定されることはない。これにより、ガラス成形体の形状に限定されることなく所望の形状の非球面レンズを製造することができる。
【００３２】
これらの結果、生産性を損なうことなく、ガラス成形体の形状に係わらず、所望の形状の非球面レンズを高精度に製造することが可能となる。
【００３３】
なお、以上の説明では非球面レンズの一方の光学機能面が非球面である例を説明したが、両方の光学機能面が非球面である非球面レンズにも本発明は適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の実施形態に係わるガラス成形体を示す断面模式図である。
【図２】本発明の実施形態に係わる加工ホルダーの概略構成を示す断面模式図である。
【図３】本発明の実施形態に係わる加工ホルダーにガラス成形体が重合・固定された状態を示す断面模式図である。
【符号の説明】
【００３５】
１  ガラス成形体
１Ａ  非球面レンズ
１ａ、１ｂ  転写面
１ｃ  機械加工面
５  加工ホルダー
５１  原器冶具
５１ａ  保持面
５３  チャック
５３１  コレット
５３２  締め付けリング
【図１】
2010069600.tif 000003
【図２】
2010069600.tif 000004
【図３】
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