(57)【要約】【課題】本発明は、第１のガラスレンズと第２のガラスレンズとを一体化する際に従来のような接着剤の厚みばらつきや気泡の巻き込み等による光学特性の低下がない光学素子を提供することを目的とするものである。【解決手段】本発明の光学素子は、第１のガラス材料からなる第１のガラスレンズ１２と、この第１のガラスレンズ１２の光学面に密着して成形された第２のガラス材料からなる第２のガラスレンズ１３とを備え、前記第１のガラス材料の屈伏点よりも前記第２のガラス材料の屈伏点を低くし、かつ前記第１のガラス材料の線膨張係数よりも前記第２のガラス材料の線膨張係数を大きくしたものである。【選択図】図１
2008241816.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のガラス材料からなる第１のガラスレンズと、この第１のガラスレンズの光学面に密着して成形された第２のガラス材料からなる第２のガラスレンズとを備え、前記第１のガラス材料の屈伏点よりも前記第２のガラス材料の屈伏点を低くし、かつ前記第１のガラス材料の線膨張係数よりも前記第２のガラス材料の線膨張係数を大きくした光学素子。
【請求項２】
第１のガラス材料をホウケイ酸系ガラスにより構成し、かつ第２のガラス材料をビスマスリン酸塩系ガラスにより構成した請求項１記載の光学素子。
【請求項３】
中空筒状の胴型とこの胴型の下方向から挿入される下金型と前記胴型の上方向から挿入される第１の上金型とで形成される空間に第１の成形素材を配置してプレス成形することにより第１のガラスレンズを製造する第１のプレス成形工程と、前記下金型の上にプレス成形されて配置された前記第１のガラスレンズの上に第２の成形素材を載置し、前記胴型の上方向から第２の上金型を挿入してプレス成形することにより、前記第１のガラスレンズの光学面に密着した第２のガラスレンズを製造する第２のプレス成形工程とを備えた光学素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各種光学機器に使用される光学素子およびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来におけるこの種の光学素子は、図４に示すように、球面に研磨された第１のガラスレンズ１と、この第１のガラスレンズ１を構成するガラス材料とは異なる屈折率のガラス材料により構成され、かつ球面に研磨された第２のガラスレンズ２とを接着剤３を用いて貼り合わせることによって、色収差を打ち消し合うように構成されていた。
【０００３】
なお、この出願の発明に関する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
【特許文献１】特開２００３−１３９９１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記した従来の光学素子においては、別個に作製した第１のガラスレンズ１と第２のガラスレンズ２とを接着剤３で貼り合わせるために、第１のガラスレンズ１の接着される側の光学面１ａの形状と、第２のガラスレンズ２の接着される側の光学面２ａの形状のミスマッチによりその間に介在する接着剤３の厚みが場所によってばらついたり、あるいは接着剤３が気泡を巻き込んで光学特性を低下させるという問題点を有していた。
【０００５】
本発明は上記従来の問題点を解決するもので、第１のガラスレンズと第２のガラスレンズとを一体化する際に従来のような接着剤の厚みばらつきや気泡の巻き込み等による光学特性の低下がない光学素子を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明は以下の構成を有するものである。
【０００７】
本発明の請求項１に記載の発明は、第１のガラス材料からなる第１のガラスレンズと、この第１のガラスレンズの光学面に密着して成形された第２のガラス材料からなる第２のガラスレンズとを備え、前記第１のガラス材料の屈伏点よりも前記第２のガラス材料の屈伏点を低くし、かつ前記第１のガラス材料の線膨張係数よりも前記第２のガラス材料の線膨張係数を大きくしたもので、この構成によれば、第１のガラス材料からなる第１のガラスレンズと、この第１のガラスレンズの光学面に密着して成形された第２のガラス材料からなる第２のガラスレンズとを備え、前記第１のガラス材料の屈伏点よりも前記第２のガラス材料の屈伏点を低くし、かつ前記第１のガラス材料の線膨張係数よりも前記第２のガラス材料の線膨張係数を大きくしているため、従来のように接着剤を介在させることなく第１のガラスレンズと第２のガラスレンズとが密着して一体化された構成とすることができ、これにより、従来のような接着剤の厚みばらつきや気泡の巻き込み等による光学特性の低下がない光学素子を得ることができるという作用効果を有するものである。
【０００８】
本発明の請求項２に記載の発明は、特に、第１のガラス材料をホウケイ酸系ガラスにより構成し、かつ第２のガラス材料をビスマスリン酸塩系ガラスにより構成したもので、この構成によれば、第１のガラス材料をホウケイ酸系ガラスにより構成し、かつ第２のガラス材料をビスマスリン酸塩系ガラスにより構成しているため、第１のガラスレンズと第２のガラスレンズとの間の密着力を高めることができるという作用効果を有するものである。
【０００９】
本発明の請求項３に記載の発明は、中空筒状の胴型とこの胴型の下方向から挿入される下金型と前記胴型の上方向から挿入される第１の上金型とで形成される中間に第１の成形素材を配置してプレス成形することにより第１のガラスレンズを製造する第１のプレス成形工程と、前記下金型の上にプレス成形されて配置された前記第１のガラスレンズの上に第２の成形素材を載置し、前記胴型の上方向から第２の上金型を挿入してプレス成形することにより、前記第１のガラスレンズの光学面に密着した第２のガラスレンズを製造する第２のプレス成形工程とを備えたもので、この製造方法によれば、下金型の上にプレス成形されて配置された第１のガラスレンズの上に第２の成形素材を載置し、胴型の上方向から第２の上金型を挿入してプレス成形することにより、前記第１のガラスレンズの光学面に密着した第２のガラスレンズを製造する第２のプレス成形工程を備えているため、第１のガラスレンズの光学面に密着した第２のガラスレンズを容易に製造することができるという作用効果を有するものである。
【発明の効果】
【００１０】
以上のように本発明の光学素子は、第１のガラス材料からなる第１のガラスレンズと、この第１のガラスレンズの光学面に密着して成形された第２のガラス材料からなる第２のガラスレンズとを備え、前記第１のガラス材料の屈伏点よりも前記第２のガラス材料の屈伏点を低くし、かつ前記第１のガラス材料の線膨張係数よりも前記第２のガラス材料の線膨張係数を大きくしているため、従来のように接着剤を介在させることなく第１のガラスレンズと第２のガラスレンズとが密着して一体化された構成とすることができ、これにより、従来のような接着剤の厚みばらつきや気泡の巻き込み等による光学特性の低下がない光学素子を得ることができるという優れた効果を奏するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の一実施の形態における光学素子について、図面を参照しながら説明する。
【００１２】
図１は本発明の一実施の形態における光学素子の断面図、図２（ａ）（ｂ）および図３（ａ）（ｂ）は同光学素子の製造方法を示す製造工程図である。
【００１３】
図１において、１１は光学素子で、この光学素子１１は、両凸形状の第１のガラスレンズ１２と、この第１のガラスレンズ１２の一方の光学面に密着して成形された少なくとも一方の面が凹形状の第２のガラスレンズ１３とにより構成しているものである。
【００１４】
そして前記第１のガラスレンズ１２を構成する第１のガラス材料としては、屈折率が１．５〜１．７程度、アッベ数が５８〜７０程度の酸化ケイ素および酸化ホウ素を含有するホウケイ酸系ガラスを用いた。この第１のガラス材料は、屈伏点が６２０〜７００℃程度、１００〜３００℃における線膨張係数が７０×１０-7〜９０×１０-7程度のものを用いると良い。
【００１５】
また、第２のガラスレンズ１３を構成する第２のガラス材料としては、屈折率が１．８〜２．０程度、アッベ数が２０〜２８程度のビスマスリン酸塩系ガラスを用いた。この第２のガラス材料は、屈伏点が４９０〜５５０℃程度、１００〜３００℃における線膨張係数が９０×１０-7〜１２０×１０-7程度のものを用いると良い。
【００１６】
上記のように、第１のガラス材料の屈折率よりも第２のガラス材料の屈折率を大きくするとともに、第１のガラス材料のアッベ数よりも第２のガラス材料のアッベ数を小さくすることにより、光学素子１１の色収差を少なくしているものである。
【００１７】
また、第１のガラス材料の屈伏点を第２のガラス材料の屈伏点よりも６０℃以上大きくすることにより、第１のガラスレンズ１２と第２のガラスレンズ１３との間における光学界面の形状を確保することができるとともに、第１のガラス材料の線膨張係数よりも第２のガラス材料の線膨張係数を大きくすることにより、第１のガラスレンズ１２と第２のガラスレンズ１３との間の密着力が確かなものとなるようにしているものである。
【００１８】
次に、本発明の一実施の形態における光学素子の製造方法について図２（ａ）（ｂ）および図３（ａ）（ｂ）に基づいて説明する。
【００１９】
まず、図２（ａ）に示すように、中空筒状の胴型１４の下方向から下金型１５を挿入し、この下金型１５の成形面の上に第１のガラス材料からなる第１の成形素材１６を配置する。ここで使用される第１の成形素材１６は成形条件を考慮して予めゴブ形状に予備加工しているものである。そして、胴型１４の上方向から第１の上金型１７を挿入し、この第１の上金型１７と胴型１４および下金型１５とで第１の成形素材１６をプレス成形するための空間１８を形成する。
【００２０】
次に、下金型１５と第１の上金型１７を加熱すると共に加圧することにより、第１の成形素材１６をプレス成形して第１のガラスレンズ１２を製造する第１のプレス成形工程を行う。この第１のプレス成形工程においては、まず、第１のガラス材料の屈伏点よりも１０〜３０℃高い成形温度に昇温させ、その後、例えば１００ｋｇの荷重でプレスを行い、さらにその後、第１のガラス材料のガラス転移点よりも低い温度まで冷却を行う。この状態を図２（ｂ）に示す。
【００２１】
次に、胴型１４から第１の上金型１７を取り除き、その後、図３（ａ）に示すように、第１のガラスレンズ１２の上に第２の成形素材１９を載置するとともに、胴型１４の上方向から第２の上金型２０を挿入する。この場合、第２の成形素材１９は第２のガラス材料からなり、成形条件を考慮して凹形状に予備加工しているものである。
【００２２】
次に、下金型１５と第２の上金型２０とを加熱すると共に加圧することにより、第２の成形素材１９をプレス成形する第２のプレス成形工程を行う。この第２のプレス成形工程においては、まず、第２のガラス材料の屈伏点よりも１０〜３０℃高い成形温度に昇温させ、その後、例えば１００ｋｇの荷重でプレスを行い、さらにその後、第２のガラス材料のガラス転移点よりも低い温度まで冷却を行う。この状態を図３（ｂ）に示す。
【００２３】
この第２のプレス成形工程において、第２の成形素材１９は、第１のガラスレンズ１２の一方の光学面に密着した第２のガラスレンズ１３に成形されるもので、これにより、第１のガラスレンズ１２と第２のガラスレンズ１３とが一体化された光学素子１１が製造される。
【００２４】
上記したように、本発明の一実施の形態における光学素子１１は、第１のガラスレンズ１２と第２のガラスレンズ１３とを接着剤を介さずにプレス成形により直接接合するようにしているため、前記接着剤の厚みばらつきや気泡の巻き込み等による光学特性の低下はないものである。
【００２５】
また、本発明の一実施の形態における光学素子１１の製造方法は、第１のガラスレンズ１２の光学面に対して直接第２のガラスレンズ１３をプレス成形により形成しているため、従来の光学素子のように別個に製造した第１のガラスレンズと第２のガラスレンズとを貼り合わせる際の位置精度を考慮する必要はなく、第１のガラスレンズと第２のガラスレンズとが密着した形態の光学素子１１を容易に製造することができるとともに、高い生産効率で光学素子１１を製造することが可能となるものである。
【００２６】
そしてまた、本発明の一実施の形態における光学素子１１の製造方法は、同一の胴型１４および同一の下金型１５に対して第１の上金型１７と第２の上金型２０とを入れ替えてプレス成形するようにしているため、第１のガラスレンズ１２の下側の面に対する第１のガラスレンズ１２の上側の面と第２のガラスレンズ１３の上側の面とを同じ位置精度で成形することが可能となり、これにより、第１のガラスレンズ１２と第２のガラスレンズ１３の光軸の位置合わせ精度を高くすることが可能となるものである。
【００２７】
さらに、本発明の一実施の形態における光学素子１１の製造方法は、第１のガラスレンズ１２を成形するための胴型１４と下金型１５および第２のガラスレンズ１３を成形するための胴型１４と下金型１５を共用しているため、少ない金型の数で光学素子１１を製造することが可能となるものである。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
本発明に係る光学素子は、第１のガラスレンズと第２のガラスレンズとの間に従来のような接着剤が存在していないため、この接着剤の厚みばらつきや気泡の巻き込み等による光学特性の低下がないという効果を有するものであり、特に各種光学機器に使用する光学素子として有用となるものである。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の一実施の形態における光学素子の断面図
【図２】（ａ）（ｂ）同光学素子の製造方法を示す製造工程図
【図３】（ａ）（ｂ）同光学素子の製造方法を示す製造工程図
【図４】従来の光学素子の断面図
【符号の説明】
【００３０】
１１  光学素子
１２  第１のガラスレンズ
１３  第２のガラスレンズ
１４  胴型
１５  下金型
１６  第１の成形素材
１７  第１の上金型
１８  空間
１９  第２の成形素材
２０  第２の上金型
【図１】
2008241816.tif 000003
【図２】
2008241816.tif 000004
【図３】
2008241816.tif 000005
【図４】
2008241816.tif 000006