(57)【要約】【課題】同じ肉厚を有する光学素子を成形する際に、成形素材間に体積のばらつきが存在する場合においても、成形後の光学素子の外径のばらつきを抑制することができる光学素子の製造装置を提供すること。【解決手段】光学素子Ｏの製造方法は、加熱軟化した成形素材Ｍを上型２および下型３でプレス成形することにより、２つの球欠および円柱部からなる光学素子Ｏを製造するものであり、成形素材Ｍの直径または質量を測定する測定部と、測定部によって測定された成形素材Ｍの直径または質量に基づいて、光学素子Ｏの目標肉厚を算出する演算部４１と、演算部４１によって算出された光学素子Ｏの目標肉厚となるように、プレス成形時に上型２および下型３の型間距離を制御する制御部４２と、を備えている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱軟化した成形素材を金型でプレス成形することにより、２つの球欠および円柱部からなる光学素子を製造する光学素子の製造装置において、
前記成形素材の直径または質量を測定する測定部と、
前記測定部によって測定された前記成形素材の直径または質量に基づいて、前記光学素子の目標肉厚を算出する演算部と、
前記演算部によって算出された前記光学素子の目標肉厚となるように、プレス成形時に前記金型の型間距離を制御する制御部と、
を備えることを特徴とする光学素子の製造装置。
【請求項２】
前記演算部は、前記測定部によって測定された前記成形素材の直径または質量に基づいて前記成形素材の体積を算出し、前記成形素材の体積と、予め設定される前記光学素子の目標外径および前記光学素子の球欠の曲率半径とに基づいて、前記光学素子の球欠および円柱部の高さを算出して前記光学素子の目標肉厚を算出することを特徴とする請求項１に記載の光学素子の製造装置。
【請求項３】
前記演算部は、
前記光学素子の目標外径と前記光学素子の球欠の曲率半径とに基づいて、前記光学素子の球欠の高さを算出し、
前記光学素子の球欠の高さと前記光学素子の球欠の曲率半径とに基づいて、前記光学素子の球欠の体積を算出し、
前記成形素材の体積から前記光学素子の球欠の体積を差し引くことにより、前記光学素子の円柱部の体積を算出し、
前記円柱部の体積と前記光学素子の目標外径とに基づいて、前記光学素子の円柱部の高さを算出し、
前記光学素子の球欠の高さと前記光学素子の円柱部の高さとを足し合わせることにより、前記光学素子の目標肉厚を算出することを特徴とする請求項２に記載の光学素子の製造装置。
【請求項４】
前記測定部は、前記成形素材の質量を測定し、
前記演算部は、前記測定部によって測定された前記成形素材の質量と、予め設定される前記成形素材の密度とに基づいて、前記成形素材の体積を算出することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の光学素子の製造装置。
【請求項５】
前記演算部は、予め構築した、成形前の前記成形素材の直径または質量と、成形後の前記光学素子の肉厚との関係式を用いて、前記測定部によって測定された前記成形素材の直径または質量から前記光学素子の目標肉厚を算出することを特徴とする請求項１に記載の光学素子の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学素子の製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば特許文献１に示すように、加熱軟化した成形素材（プリフォーム）をプレス成形する際に、成形中の金型の位置を検知ユニットで検知することにより、光学素子の肉厚制御の精度を向上させた光学素子の製造装置が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３２２０５１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１で提案された光学素子の製造装置は、光学素子の肉厚を安定させることに重点を置いているため、例えば成形素材間に体積のばらつきが存在すると、プレス成形後の光学素子の外径もばらついてしまうという問題があった。そして、このように光学素子の外径がばらつくと、鏡枠内におけるレンズ位置決め精度が低下するため、光学性能の低下を招くおそれがあった。
【０００５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、同じ肉厚を有する光学素子を成形する際に、成形素材間に体積のばらつきが存在する場合においても、成形後の光学素子の外径のばらつきを抑制することができる光学素子の製造装置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】
【０００６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る光学素子の製造装置は、加熱軟化した成形素材を金型でプレス成形することにより、２つの球欠および円柱部からなる光学素子を製造する光学素子の製造装置において、前記成形素材の直径または質量を測定する測定部と、前記測定部によって測定された前記成形素材の直径または質量に基づいて、前記光学素子の目標肉厚を算出する演算部と、前記演算部によって算出された前記光学素子の目標肉厚となるように、プレス成形時に前記金型の型間距離を制御する制御部と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
また、本発明に係る光学素子の製造装置は、上記発明において、前記演算部は、前記測定部によって測定された前記成形素材の直径または質量に基づいて前記成形素材の体積を算出し、前記成形素材の体積と、予め設定される前記光学素子の目標外径および前記光学素子の球欠の曲率半径とに基づいて、前記光学素子の球欠および円柱部の高さを算出して前記光学素子の目標肉厚を算出することを特徴とする。
【０００８】
また、本発明に係る光学素子の製造装置は、上記発明において、前記演算部は、前記光学素子の目標外径と前記光学素子の球欠の曲率半径とに基づいて、前記光学素子の球欠の高さを算出し、前記光学素子の球欠の高さと前記光学素子の球欠の曲率半径とに基づいて、前記光学素子の球欠の体積を算出し、前記成形素材の体積から前記光学素子の球欠の体積を差し引くことにより、前記光学素子の円柱部の体積を算出し、前記円柱部の体積と前記光学素子の目標外径とに基づいて、前記光学素子の円柱部の高さを算出し、前記光学素子の球欠の高さと前記光学素子の円柱部の高さとを足し合わせることにより、前記光学素子の目標肉厚を算出することを特徴とする。
【０００９】
また、本発明に係る光学素子の製造装置は、上記発明において、前記測定部は、前記成形素材の質量を測定し、前記演算部は、前記測定部によって測定された前記成形素材の質量と、予め設定される前記成形素材の密度とに基づいて、前記成形素材の体積を算出することを特徴とする。
【００１０】
また、本発明に係る光学素子の製造装置は、上記発明において、前記演算部は、予め構築した、成形前の前記成形素材の直径または質量と、成形後の前記光学素子の肉厚との関係式を用いて、前記測定部によって測定された前記成形素材の直径または質量から前記光学素子の目標肉厚を算出することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、成形素材の体積に応じて、プレス成形する光学素子の肉厚を制御するため、成形素材間に体積のばらつきが存在する場合においても、光学素子の外径のばらつきを抑制し、一定の外径を有する光学素子を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、本発明の実施の形態１に係る光学素子の製造装置の構成を示す図である。
【図２】図２は、本発明の実施の形態１に係る光学素子の製造装置において、光学素子の肉厚を算出する際の算出式で用いる記号を説明するための図である。
【図３】図３は、本発明の実施の形態１に係る光学素子の製造方法を示すフローチャートである。
【図４】図４は、本発明の実施の形態１に係る光学素子の製造装置における金型の押し込み量を説明するための図である。
【図５】図５は、本発明の実施の形態１に係る光学素子の製造装置における、成形素材の体積と光学素子の肉厚および外径との関係を説明するための図である。
【図６】図６は、本発明の実施の形態３に係る光学素子の製造装置の要部の構成を示す図である。
【図７】図７は、本発明の実施の形態４に係る光学素子の製造装置の要部の構成を示す図である。
【図８】図８は、本発明の実施の形態５に係る光学素子の製造装置の要部の構成を示す図である。
【図９】図９は、本発明の実施の形態６に係る光学素子の製造装置の要部の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明に係る光学素子の製造装置の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本発明は以下の実施の形態に限定されるものではなく、以下の実施の形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものも含まれる。
【００１４】
[実施の形態１]
（光学素子の製造装置）
実施の形態１に係る光学素子の製造装置の構成について、図１を参照しながら説明する。
【００１５】
光学素子の製造装置は、加熱軟化した成形素材を金型でプレス成形することにより、ガラスレンズ等の光学素子を製造するものである。光学素子Ｏの製造装置１（以下、単に「製造装置１」という）は、図１に示すように、上型２および下型３からなる金型と、待機ステージ１０と、入口測定部１１と、成形室２０と、排出ステージ３０と、を備えている。なお、製造装置１は、前記した構成に加えて、出口測定部３１をさらに備えていてもよい。
【００１６】
上型２および下型３は、凸状に形成されており、それぞれの成形面が対向するように配置されている。なお、図１では、本実施形態の説明に必要な構成のみを図示しており、例えば上型２および下型３を保持するためのスリーブ等は図示を省略している。
【００１７】
待機ステージ１０では、上型２と下型３との間に球状の成形素材Ｍが配置される。入口測定部（測定部）１１は、例えばマグネスケールで構成されており、待機ステージ１０上において、上型２と下型３とによって把持された状態の成形素材Ｍの直径を測定する。入口測定部１１は、具体的には、成形素材Ｍが配置された状態の上型２および下型３の全厚を測定し、その全厚から、予め測定済みの上型２および下型３の厚さを差し引くことにより成形素材Ｍの直径を割り出し、当該直径を演算部４１に出力する。
【００１８】
成形室２０は、加熱ステージ２１と、プレスステージ２２と、冷却ステージ２３と、を備えている。各ステージは、それぞれ上下一対で構成されており、上部にシャフト２４が取り付けられている。このシャフト２４は、加圧位置決め部２５によって昇降可能に構成されている。また、各ステージは、図示しないヒータを備えており、上型２および下型３を所望の温度に制御可能に構成されている。
【００１９】
加熱ステージ２１は、上型２および下型３を加熱することにより、成形素材Ｍを軟化させる。また、プレスステージ２２は、上型２および下型３で成形素材Ｍを押圧することにより、光学素子Ｏを成形する。そして、冷却ステージ２３は、上型２および下型３を冷却することにより、成形後の光学素子Ｏを硬化させる。
【００２０】
排出ステージ３０では、上型２および下型３が回収される。なお、製造装置１は、図示しない搬送アームを備えており、この搬送アームにより、待機ステージ１０、加熱ステージ２１、プレスステージ２２、冷却ステージ２３および排出ステージ３０の間での上型２および下型３の搬送が行われるとともに、排出ステージ３０での上型２および下型３の回収が行われる。
【００２１】
出口測定部３１は、入口測定部１１と同様に、例えばマグネスケールで構成されており、排出ステージ３０上において、上型２と下型３とによって把持された状態の光学素子Ｏの肉厚を測定する。出口測定部３１は、具体的には、成形素材Ｍが配置された状態の上型２および下型３の全厚を測定し、その全厚から、予め測定済みの上型２および下型３の厚さを差し引くことにより光学素子Ｏの肉厚を割り出し、当該肉厚を演算部４１に出力する。
【００２２】
演算部４１は、成形素材Ｍの直径等に基づいて、成形後の光学素子Ｏの目標肉厚を算出する。演算部４１は、まず入口測定部１１によって測定された成形素材Ｍの直径に基づいて成形素材Ｍの体積を算出する。次に、演算部４１は、算出した成形素材Ｍの体積と、予め設定される光学素子Ｏの目標外径および光学素子Ｏの球欠の曲率半径とに基づいて、光学素子Ｏの球欠および円柱部の高さを算出する。そして、演算部４１は、算出した光学素子Ｏの球欠および円柱部の高さに基づいて、光学素子Ｏの目標肉厚を算出する。演算部４１による成形素材Ｍの体積および光学素子Ｏの目標肉厚の詳細な算出方法については後記する。
【００２３】
制御部４２は、光学素子Ｏの目標肉厚に基づいて、上型２および下型３の型間距離を制御する。すなわち、制御部４２は、加圧位置決め部２５の位置を制御することにより、演算部４１によって算出された光学素子Ｏの目標肉厚となるように、プレス成形時に上型２および下型３の型間距離を制御する。制御部４２による型間距離の詳細な制御方法については後記する。
【００２４】
（光学素子の製造方法）
以下、製造装置１を利用した光学素子Ｏの製造方法について、図２〜図４を参照しながら説明する。
【００２５】
製造装置１では、図２に示すように、２つの球欠および円柱部からなる光学素子Ｏを製造する。以下の説明では、同図に示すように、光学素子Ｏの目標外径をＤｅ、半径をＲｅ、目標肉厚をＴ、上面球欠高さをＨｕ、下面球欠高さをＨｋ、円柱部高さをＨｅ、上面曲率半径をＲｕ、上面曲率中心をＣｕ、円柱部上端（上面球欠下端）から上面曲率中心Ｃｕまでの距離をＢｕ、下面曲率半径をＲｋ、下面曲率中心をＣｋ、円柱部下端（下面球欠上端）から下面曲率中心Ｃｋまでの距離をＢｋとする。また、以下の説明では、光学素子Ｏの上面球欠体積をＶｕ、下面球欠体積をＶｋ、円柱部体積をＶｅとし、成形素材Ｍの直径をＤｓ、半径をＲｓ、体積をＶｓとする。
【００２６】
まず、製造装置１の入口測定部１１は、成形素材Ｍの直径Ｄｓを測定する（ステップＳ１）。続いて、製造装置１の演算部４１は、成形素材Ｍの体積を算出する（ステップＳ２）。
【００２７】
ステップＳ２において、演算部４１は、下記式（１）により成形素材Ｍの半径Ｒｓを算出した後、下記式（２）により成形素材Ｍの体積Ｖｓを算出する。
【００２８】
Ｒｓ＝Ｄｓ／２  ・・・（１）
Ｖｓ＝４／３×π×Ｒｓ３  ・・・（２）
【００２９】
続いて、製造装置１は、演算部４１によって、光学素子Ｏの目標肉厚Ｔを算出する（ステップＳ３）。以下、本ステップにおける光学素子Ｏの目標肉厚Ｔの算出方法の詳細について説明する。
【００３０】
まず、演算部４１は、光学素子Ｏの目標外径Ｄｅと光学素子Ｏの球欠の曲率半径とに基づいて、光学素子Ｏの球欠の高さを算出する。ここで、前記した「球欠」とは、光学素子Ｏの上面球欠および下面球欠のことを、前記した「球欠の曲率半径」とは、光学素子Ｏの上面曲率半径Ｒｕおよび下面曲率半径Ｒｋのことを、前記した「球欠の高さ」とは、光学素子Ｏの上面球欠高さＨｕおよび下面球欠高さＨｋのことを示している。なお、光学素子Ｏの目標外径Ｄｅ、上面曲率半径Ｒｕおよび下面曲率半径Ｒｋは、予め設定される値であり、既知の値である。
【００３１】
演算部４１は、具体的には、下記式（３）により光学素子Ｏの半径Ｒｅを算出した後、下記式（４）および下記式（５）により、光学素子Ｏの上面球欠高さＨｕおよび下面球欠高さＨｋを算出する。
【００３２】
Ｒｅ＝Ｄｅ／２  ・・・（３）
Ｈｕ＝Ｒｕ−Ｂｕ
＝Ｒｕ−√（Ｒｕ２−Ｒｅ２）  ・・・（４）
Ｈｋ＝Ｒｋ−Ｂｋ
＝Ｒｋ−√（Ｒｋ２−Ｒｅ２）  ・・・（５）
【００３３】
次に、演算部４１は、光学素子Ｏの球欠の高さと光学素子Ｏの球欠の曲率半径とに基づいて、光学素子Ｏの球欠の体積を算出する。ここで、前記した「球欠の体積」とは、光学素子Ｏの上面球欠体積Ｖｕおよび下面球欠体積Ｖｋのことを示している。
【００３４】
演算部４１は、具体的には、下記式（６）および下記式（７）により、光学素子Ｏの上面球欠体積Ｖｕおよび下面球欠体積Ｖｋを算出する。
【００３５】
Ｖｕ＝π／６×Ｈｕ×（３×Ｒｕ２＋Ｈｕ２）  ・・・（６）
Ｖｋ＝π／６×Ｈｋ×（３×Ｒｋ２＋Ｈｋ２）  ・・・（７）
【００３６】
次に、演算部４１は、成形素材Ｍの体積Ｖｓから光学素子Ｏの球欠の体積（上面球欠体積Ｖｕおよび下面球欠体積Ｖｋ）を差し引くことにより、光学素子Ｏの円柱部体積Ｖｅを算出する。
【００３７】
ここで、成形素材Ｍの体積Ｖｓと、光学素子Ｏの上面球欠体積Ｖｕ、下面球欠体積Ｖｋおよび円柱部体積Ｖｅとの関係は、下記式（８）で示される。従って、演算部４１は、下記式（９）により、光学素子Ｏの円柱部体積Ｖｅを算出する。
【００３８】
Ｖｓ＝Ｖｕ＋Ｖｋ＋Ｖｅ  ・・・（８）
Ｖｅ＝Ｖｓ−Ｖｕ−Ｖｋ  ・・・（９）
【００３９】
次に、演算部４１は、光学素子Ｏの円柱部体積Ｖｅと光学素子Ｏの目標外径Ｄｅとに基づいて、光学素子Ｏの円柱部高さＨｅを算出する。
【００４０】
ここで、光学素子Ｏの円柱部体積Ｖｅと、光学素子Ｏの半径Ｒｅおよび円柱部高さＨｅとの関係は、下記式（１０）で示される。従って、演算部４１は、上記式（３）により光学素子Ｏの半径Ｒｅを算出した後、下記式（１１）により、光学素子Ｏの円柱部高さＨｅを算出する。
【００４１】
Ｖｅ＝π×Ｒｅ２×Ｈｅ  ・・・（１０）
Ｈｅ＝Ｖｅ／（π×Ｒｅ２）  ・・・（１１）
【００４２】
最後に、演算部４１は、下記式（１２）に示すように、光学素子Ｏの球欠の高さ（上面球欠高さＨｕおよび下面球欠高さＨｋ）と、光学素子Ｏの円柱部高さＨｅを足し合わせることにより、光学素子Ｏの目標肉厚Ｔを算出する。
【００４３】
Ｔ＝Ｈｕ＋Ｈｋ＋Ｈｅ  ・・・（１２）
【００４４】
続いて、製造装置１は、制御部４２によって、上型２および下型３の型間距離を制御する（ステップＳ４）。制御部４２は、具体的には、加圧位置決め部２５に対して、成形後の光学素子Ｏが目標肉厚Ｔとなるような上型２の高さ位置の座標を出力する。加圧位置決め部２５は、この座標に基づいて、上型２を下型３に対して移動させ、上型２および下型３の型間距離を調整する。
【００４５】
なお、加圧位置決め部２５は、上型２の高さ位置を測定する図示しない内蔵スケールを備えており、成形中に、当該内蔵スケールに基づく上型２の高さ位置の座標を制御部４２に送り続けている。これにより、制御部４２は、上型２が目標となる高さ位置の座標に近づくと、圧力を落としたり減速したりして、最終的に目標の高さ位置で上型２が停止するように加圧位置決め部２５を制御する。
【００４６】
ここで、図４の（ａ）に示すように、上型２の厚さをＵ、下型３の厚さをＳ、成形後の光学素子Ｏの目標肉厚をＴとした場合、上型２の押し込み後の金型の高さＧは、下記式（１３）のように示される。また、図４の（ｂ）に示すように、成形前の成形素材Ｍの肉厚（直径）をＴ０とした場合、上型２の押し込み前の金型の高さＧ０は、下記式（１４）のように示される。従って、上型２の押し込み量Ａは、下記式（１５）のように示される。
【００４７】
Ｇ＝Ｕ＋Ｓ＋Ｔ  ・・・（１３）
Ｇ０＝Ｕ＋Ｓ＋Ｔ０  ・・・（１４）
Ａ＝Ｇ０−Ｇ  ・・・（１５）
【００４８】
ここで、製造装置１が出口測定部３１をさらに備えている場合、前記したステップＳ４の後に、光学素子Ｏの目標肉厚Ｔの補正処理を行ってもよい。すなわち、金型（上型２および下型３）の寸法公差や入口測定部１１の精度によっては、上記式（１２）で算出した目標肉厚Ｔと、実際の肉厚との間にズレが存在する場合もある。このような場合、成形後の光学素子Ｏの肉厚を演算部４１にフィードバックすることにより、目標肉厚Ｔの補正処理を行う。
【００４９】
出口測定部３１は、具体的には、排出ステージ３０上において、上型２と下型３とに把持された状態の光学素子Ｏの肉厚を測定し、当該肉厚を演算部４１に出力する。続いて、演算部４１は、出口測定部３１で測定した肉厚と、今回のステップＳ３（図３参照）で算出した目標肉厚Ｔとの間のズレ量を算出する。そして、演算部４１は、次回以降の成形時のステップＳ３において、上記式（１２）で算出した目標肉厚Ｔに対して上記ズレ量を補正量として加算することにより、目標肉厚Ｔを補正する。
【００５０】
ここで、前記した目標肉厚Ｔの補正処理は、金型および成形条件ごとに行う。すなわち、肉厚のズレ量は、同一の金型および同一の成形条件に対して一度のみ算出し、同一の金型および同一の成形条件によって成形を行う場合、ステップＳ４（図３参照）において、算出した目標肉厚Ｔに対して、毎回同じズレ量を補正量として加算する。製造装置１は、このような目標肉厚Ｔの補正処理を行うことにより、正確な肉厚を有する光学素子Ｏを製造することができ、光学素子Ｏの外径を安定させることができる。
【００５１】
なお、前記したような、目標肉厚Ｔと実際の肉厚との間のズレに起因する光学素子Ｏの外径のばらつき量は、成形素材Ｍ間の体積のばらつきに起因する光学素子Ｏの外径のばらつき量と比較すると非常に小さく、光学性能等に大きな影響は及ぼさない程度のものである。
【００５２】
以上説明したような製造装置１によれば、成形素材Ｍの体積に応じて、プレス成形する光学素子Ｏの肉厚を制御するため、成形素材Ｍ間の体積のばらつきが存在する場合においても、光学素子Ｏの外径のばらつきを抑制し、一定の外径を有する光学素子Ｏを製造することができる。
【００５３】
例えば図５の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すように、体積の関係がＭ１＜Ｍ２＜Ｍ３である３つの成形素材Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３を製造装置１によってそれぞれ成形した場合を考える。この場合、成形素材Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３の順に上型２の押し込み量が小さくなり（押し込み量Ａ１＞Ａ２＞Ａ３）、成形素材Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３の順に成形後の光学素子Ｏ１，Ｏ２，Ｏ３の肉厚が大きくなる（肉厚Ｔ１＜Ｔ２＜Ｔ３）。一方、同図に示すように、成形素材Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３の体積のばらつきとは関係なく、成形後の光学素子Ｏ１，Ｏ２，Ｏ３の外径は一定に制御される（外径Ｄｅ１＝Ｄｅ２＝Ｄｅ３）。
【００５４】
また、製造装置１では、別途芯取り加工による光学芯および外径の加工を行う必要がないため、芯取り加工が必要な製造方法と比較して、製造工数および製造コストを削減することができる。
【００５５】
[実施の形態２]
前記した実施の形態１では、成形素材Ｍを成形する際に、入口測定部１１で成形素材Ｍの直径を測定していたが、それに代えて、入口測定部１１で成形素材Ｍの質量（重量）を測定してもよい。
【００５６】
実施の形態２に係る製造装置では、具体的には、待機ステージ１０上において、上型２と下型３とによって把持された状態の成形素材Ｍの質量Ｗｓを入口測定部１１で測定し、その都度演算部４１に出力する。続いて、演算部４１は、入口測定部１１によって測定された成形素材Ｍの質量Ｗｓと成形素材Ｍの密度（比重）ρｓに基づいて、下記式（１６）により、成形素材Ｍの体積Ｖｓを算出する。
【００５７】
Ｖｓ＝Ｗｓ×ρｓ  ・・・（１６）
【００５８】
続いて、演算部４１は、前記した実施の形態１と同様の手法により、光学素子Ｏの目標肉厚Ｔを算出する（図３のステップＳ３参照）。そして、制御部４２は、前記した実施の形態１と同様の手法により、上型２および下型３の型間距離を制御する（図３のステップＳ４参照）。
【００５９】
以上説明したような実施の形態２に係る製造装置によれば、前記した実施の形態１に係る製造装置１と同様に、成形素材Ｍ間の体積のばらつきが存在する場合においても、一定の外径を有する光学素子Ｏを製造することができる。また、実施の形態２に係る製造装置では、成形素材Ｍが球状でない場合においても、成形素材Ｍの体積を精度よく算出することができるため、光学素子Ｏの目標肉厚Ｔを正確に算出することができる。
【００６０】
[実施の形態３]
前記した実施の形態１では、成形素材Ｍを成形する際に、待機ステージ１０上において、上型２と下型３とによって把持された状態の成形素材Ｍの直径Ｄｓを入口測定部１１で測定し、その都度演算部４１に出力していたが、入口測定部１１を設けず、予め外部で成形素材Ｍの直径Ｄｓを測定して演算部４１に出力してもよい。
【００６１】
実施の形態３に係る製造装置１Ａでは、具体的には図６に示すように、素材ストッカー５１に格納されている成形素材Ｍを、図示しない搬送アームにより１つずつ直径測定部（測定部）５２に移動する。続いて、直径測定部５２は、成形素材Ｍの直径Ｄｓを測定し、当該直径Ｄｓを演算部４１に出力する。続いて、演算部４１は、直径測定部５２によって測定された成形素材Ｍの直径Ｄｓに基づいて、前記した実施の形態１と同様の手法により、成形素材Ｍの体積Ｖｓを算出した後、光学素子Ｏの目標肉厚Ｔを算出する（図３のステップＳ２，３参照）。そして、制御部４２は、前記した実施の形態１と同様の手法により、上型２および下型３の型間距離を制御する（図３のステップＳ４参照）。
【００６２】
以上説明したような実施の形態３に係る製造装置１Ａによれば、前記した実施の形態１に係る製造装置１と同様に、成形素材Ｍ間の体積のばらつきが存在する場合においても、一定の外径を有する光学素子Ｏを製造することができる。また、製造装置１Ａでは、成形素材Ｍを待機ステージ１０に配置する前に、成形素材Ｍの直径Ｄｓを安定的に精度よく測定することができるため、光学素子Ｏの目標肉厚Ｔをより正確に算出することができる。
【００６３】
[実施の形態４]
前記した実施の形態２では、成形素材Ｍを成形する際に、待機ステージ１０上において、上型２と下型３とによって把持された状態の成形素材Ｍの質量Ｗｓを入口測定部１１で測定し、その都度演算部４１に出力していたが、入口測定部１１を設けず、予め外部で成形素材Ｍの質量Ｗｓを測定して演算部４１に出力してもよい。
【００６４】
実施の形態４に係る製造装置１Ｂでは、具体的には図７に示すように、素材ストッカー５１に格納されている成形素材Ｍを、図示しない搬送アームにより１つずつ質量測定部（測定部）５３に移動する。続いて、質量測定部５３は、成形素材Ｍの質量Ｗｓを測定し、当該質量Ｗｓを演算部４１に出力する。続いて、演算部４１は、質量測定部５３によって測定された成形素材Ｍの質量Ｗｓに基づいて、前記した実施の形態２と同様の手法により、成形素材Ｍの体積Ｖｓを算出した後、前記した実施の形態１と同様の手法により、光学素子Ｏの目標肉厚Ｔを算出する（図３のステップＳ３参照）。そして、制御部４２は、前記した実施の形態１と同様の手法により、上型２および下型３の型間距離を制御する（図３のステップＳ４参照）。
【００６５】
以上説明したような実施の形態４に係る製造装置１Ｂによれば、前記した実施の形態１に係る製造装置１と同様に、成形素材Ｍ間の体積のばらつきが存在する場合においても、一定の外径を有する光学素子Ｏを製造することができる。また、製造装置１Ｂでは、成形素材Ｍを待機ステージ１０に配置する前に、成形素材Ｍの質量Ｗｓを安定的に精度よく測定することができるため、光学素子Ｏの目標肉厚Ｔをより正確に算出することができる。
【００６６】
[実施の形態５]
前記した実施の形態１では、光学素子Ｏを成形した際に、排出ステージ３０上において、上型２と下型３とによって把持された状態の光学素子Ｏの肉厚を測定し、演算部４１に出力していたが、出口測定部３１を設けず、外部で成形素材Ｍの肉厚を測定して演算部４１に出力してもよい。
【００６７】
実施の形態５に係る製造装置１Ｃでは、具体的には図８に示すように、成形後の光学素子Ｏを、図示しない搬送アームにより肉厚測定部５４に移動する。続いて、肉厚測定部５４は、成形素材Ｍの肉厚を測定し、当該肉厚を演算部４１に出力する。続いて、演算部４１は、肉厚測定部５４で測定した肉厚と、前記したステップＳ３（図３参照）で算出した目標肉厚Ｔとの間のズレ量を算出する。そして、演算部４１は、次回以降の成形時のステップＳ３において、上記式（１２）で算出した目標肉厚Ｔに対して上記ズレ量を補正量として加算することにより、目標肉厚Ｔを補正する。なお、このような目標肉厚Ｔの補正処理は、金型および成形条件ごとに行う。
【００６８】
以上説明したような実施の形態５に係る製造装置１Ｃによれば、前記した実施の形態１に係る製造装置１と同様に、正確な肉厚を有する光学素子Ｏを製造することができ、光学素子Ｏの外径を安定させることができる。また、製造装置１Ｃでは、金型から光学素子Ｏを取り外した状態で光学素子Ｏの肉厚を安定的に精度よく測定することができるため、光学素子Ｏの目標肉厚Ｔをより正確に補正することができる。
【００６９】
[実施の形態６]
実施の形態６に係る製造装置１Ｄは、図９に示すように、光学素子Ｏの外径を測定する外径測定部５５をさらに備えている。
【００７０】
実施の形態６に係る製造装置１Ｄでは、具体的には図９に示すように、成形後の光学素子Ｏを、図示しない搬送アームにより外径測定部５５に移動する。続いて、外径測定部５５は、光学素子Ｏの外径を測定し、当該外径を演算部４１に出力する。続いて、演算部４１は、外径測定部５５で測定した外径と、予め設定される光学素子Ｏの目標外径Ｄｅとを比較する。
【００７１】
演算部４１は、外径測定部５５で測定した外径が目標外径Ｄｅよりも大きい場合、成形された光学素子Ｏの肉厚が薄いと判定し、下記式（１７）に示すように、目標肉厚Ｔに補正量Ｔαを加えることにより、補正後の目標肉厚Ｔｈを算出する。また、演算部４１は、外径測定部５５で測定した外径が目標外径Ｄｅよりも小さい場合、成形された光学素子Ｏの肉厚が厚いと判定し、下記式（１８）に示すように、目標肉厚Ｔから補正量Ｔαを減じることにより、補正後の目標肉厚Ｔｈを算出する。
【００７２】
Ｔｈ＝Ｔ＋Ｔα  ・・・（１７）
Ｔｈ＝Ｔ−Ｔα  ・・・（１８）
【００７３】
そして、このような補正を繰り返すことにより、成形後の光学素子Ｏの外径を目標外径Ｄｅに近づけていく。なお、前記した補正量Ｔαは、予め実験的に求めることができる。
【００７４】
以上説明したような実施の形態６に係る製造装置１Ｄによれば、前記した実施の形態１に係る製造装置１と同様に、正確な肉厚を有する光学素子Ｏを製造することができ、光学素子Ｏの外径を安定させることができる。また、製造装置１Ｄでは、目標外径Ｄｅと光学素子Ｏの実際の外径との間にズレが生じた場合であっても、そのズレを適切に補正することができる。
【００７５】
[実施の形態７]
前記した実施の形態１〜４では、演算部４１において、成形素材Ｍの直径Ｄｓまたは質量Ｗｓに基づいて、上記式（１）〜（１２）により光学素子Ｏの目標肉厚Ｔを求めていたが、成形前の成形素材Ｍの直径Ｄｓまたは質量Ｗｓと、成形後の光学素子の肉厚との関係を示す関係式を予め構築し、この関係式を用いて、成形素材Ｍの直径Ｄｓまたは質量Ｗｓから光学素子Ｏの目標肉厚Ｔを算出してもよい。
【００７６】
実施の形態７に係る製造装置の演算部４１は、具体的には、入口測定部１１または直径測定部５２により成形素材Ｍの直径Ｄｓを測定した場合は、下記式（１９）により目標肉厚Ｔを算出する。また、演算部４１は、入口測定部１１または質量測定部５３により成形素材Ｍの質量Ｗｓを測定した場合は、下記式（２０）により目標肉厚Ｔを算出する。
【００７７】
Ｔ＝Ｋｓ×Ｄｓ  ・・・（１９）
Ｔ＝Ｐｓ×Ｗｓ  ・・・（２０）
【００７８】
ここで、上記式（１９）におけるＫｓおよび上記式（２０）におけるＰｓは、係数である。この係数Ｋｓ，Ｐｓは、例えば実際の金型を用いて実験的な成形を行い、光学素子Ｏの外径を一定としたときに、成形素材Ｍの直径Ｄｓまたは質量Ｗｓに対して、光学素子Ｏの肉厚がどのように変化するかを測定し、グラフ等にプロットすることにより求めることができる。
【００７９】
以上説明したような実施の形態７に係る製造装置によれば、前記した実施の形態１に係る製造装置１と同様に、正確な肉厚を有する光学素子Ｏを製造することができ、光学素子Ｏの外径を安定させることができる。また、実施形態７に係る製造装置では、他の実施形態よりも迅速かつ簡便に光学素子Ｏの目標肉厚Ｔを算出することができる。
【００８０】
以上、本発明に係る光学素子の製造装置について、発明を実施するための形態により具体的に説明したが、本発明の趣旨はこれらの記載に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて広く解釈されなければならない。また、これらの記載に基づいて種々変更、改変等したものも本発明の趣旨に含まれることはいうまでもない。
【００８１】
例えば、前記した実施の形態１〜７では、光学素子Ｏが凸レンズである場合を説明したが、光学素子Ｏが凹レンズである場合も同様の手法により光学素子Ｏの目標肉厚Ｔを算出することが可能である。
【符号の説明】
【００８２】
１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ  製造装置
２  上型
３  下型
１０  待機ステージ
１１  入口測定部（測定部）
２０  成形室
２１  加熱ステージ
２２  プレスステージ
２３  冷却ステージ
２４  シャフト
２５  加圧位置決め部
３０  排出ステージ
３１  出口測定部
４１  演算部
４２  制御部
５１  素材ストッカー
５２  直径測定部（測定部）
５３  質量測定部（測定部）
５４  肉厚測定部
５５  外径測定部
Ｍ  成形素材
Ｏ  光学素子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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