(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向する一対の上型及び下型間に成形素材を配置し、当該成形素材を加熱軟化させてプレス成形し光学素子を得る光学素子の製造方法において、
前記成形素材は第１部材及び少なくとも３個の第２部材を有し、
前記第１部材と前記少なくとも３個の第２部材とは、ガラス同士であり、ガラス同士の組成が異なり、
前記第１部材を型中心に配置し、
前記少なくとも３個の第２部材を型中心軸に対して交差する方向に分割して配置し、
前記第１部材及び前記少なくとも３個の第２部材をプレス成形することにより、前記第１部材で光学機能面を成形し前記少なくとも３個の第２部材で前記光学機能面の周りを一体的に成形し、前記少なくとも３個の第２部材を分割したまま前記第１部材に対し独立した状態で接合する、
ことを特徴とする光学素子の製造方法。
【請求項２】
前記少なくとも３個の第２部材が前記第１部材よりも線膨張係数が小さい
ことを特徴とする請求項１に記載の光学素子の製造方法。
【請求項３】
前記少なくとも３個の第２部材を前記第１部材の成形後に型内に供給し、前記第１部材を成形した後にその上型を押圧して保持したまま前記少なくとも３個の第２部材を成形する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の光学素子の製造方法。
【請求項４】
対向する一対の上型及び下型間の型中心に配置された第１部材、及び、前記第１部材とガラス同士でありガラス同士の組成が異なり、型中心軸に対して交差する方向に分割して配置された少なくとも３個の第２部材を有する成形素材と、
前記少なくとも３個の第２部材の外周側に配置された外径規制部材と、
加熱軟化した前記成形素材をプレス成形するプレス手段と、を備え、
前記第１部材で光学機能面を成形し前記少なくとも３個の第２部材で前記光学機能面の周りを一体的に成形し、前記少なくとも３個の第２部材を分割したまま独立した状態で前記第１部材に対し接合する、
ことを特徴とする光学素子の製造装置。
【請求項５】
光学機能面を有する中央の光学機能部と、
前記光学機能部の周囲に形成された少なくとも３箇所のコバ部と、を備え、
前記光学機能部と前記少なくとも３箇所のコバ部とは、ガラス同士であり、ガラス同士の組成が異なり、
前記少なくとも３箇所のコバ部は、分割され独立した状態で前記光学機能面部に対し接合されている、
ことを特徴とする光学素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、対向する一対の上型及び下型間に配置した成形素材を加熱軟化させてプレス成形し光学素子を得る光学素子の製造方法、光学素子の製造装置、及び光学素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
レンズ等の光学素子は、例えばその外周部（コバ部）を用いて光学機器に取り付けられるが、光学機器の小型・軽量化に伴い、外周部（コバ部）の薄型化が要請されている。従来、光学素子の外周部を薄くする方法として、例えば外周部を金属製の枠とし、その金属性の枠をガラス等の成形素材にインサート成形する技術が提案されている。
【０００３】
すなわち、例えば特許文献１には、光学素子の有効径外に薄い金属板を一体的に取り付けた光学部品の技術が開示されている。この光学部品は、成形素材とその周囲に配置された金属板とを備え、成形素材を加熱プレスして光学素子を成形する際に、光学素子と金属板とを一体的に密着接合するようにしている。
【特許文献１】特開２００７−１３３１９７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、特許文献１では、成形素材と金属板との線膨張係数の違いにより、光学素子の光学有効径面に残留応力が発生するおそれがある。このため、光学素子の有効径面の形状精度が悪くなる。これを解決するには、例えば金属板の加工精度を高める必要があるが、これでは製造コストが増大してしまう。
【０００５】
本発明は斯かる課題を解決するためになされたもので、成形素材を光学機能面とその他の部分とに分割して加熱プレスすることで光学機能面の外周部（コバ部）の薄い光学素子を得ることのできる光学素子の製造方法、光学素子の製造装置、及び光学素子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】
請求項１に係る発明は、
対向する一対の上型及び下型間に成形素材を配置し、当該成形素材を加熱軟化させてプレス成形し光学素子を得る光学素子の製造方法において、
前記成形素材は第１部材及び少なくとも３個の第２部材を有し、
前記第１部材と前記少なくとも３個の第２部材とは、ガラス同士であり、ガラス同士の組成が異なり、
前記第１部材を型中心に配置し、
前記少なくとも３個の第２部材を型中心軸に対して交差する方向に分割して配置し、
前記第１部材及び前記少なくとも３個の第２部材をプレス成形することにより、前記第１部材で光学機能面を成形し前記少なくとも３個の第２部材で前記光学機能面の周りを一体的に成形し、前記少なくとも３個の第２部材を分割したまま前記第１部材に対し独立した状態で接合することを特徴とする。
【０００８】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の光学素子の製造方法において、
前記少なくとも３個の第２部材が前記第１部材よりも線膨張係数が小さいことを特徴とする。
請求項３に係る発明は、請求項１又は２に記載の光学素子の製造方法において、
前記少なくとも３個の第２部材を前記第１部材の成形後に型内に供給し、前記第１部材を成形した後にその上型を押圧して保持したまま前記少なくとも３個の第２部材を成形することを特徴とする。
【０００９】
請求項４に係る発明は、
光学素子の製造装置において、
対向する一対の上型及び下型間の型中心に配置された第１部材、及び、前記第１部材とガラス同士でありガラス同士の組成が異なり、型中心軸に対して交差する方向に分割して配置された少なくとも３個の第２部材を有する成形素材と、
前記少なくとも３個の第２部材の外周側に配置された外径規制部材と、
加熱軟化した前記成形素材をプレス成形するプレス手段と、を備え、
前記第１部材で光学機能面を成形し前記少なくとも３個の第２部材で前記光学機能面の周りを一体的に成形し、前記少なくとも３個の第２部材を分割したまま独立した状態で前記第１部に対し接合することを特徴とする。
請求項５に係る発明は、
光学素子において、
光学機能面を有する中央の光学機能部と、
前記光学機能部の周囲に形成された少なくとも３箇所のコバ部と、を備え、
前記光学機能部と前記少なくとも３箇所のコバ部とは、ガラス同士であり、ガラス同士の組成が異なり、
前記少なくとも３箇所のコバ部は、分割され独立した状態で前記光学機能面部に対し接合されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、成形素材を光学機能面とその他の部分とに分割して加熱プレスすることにより、光学機能面の外周部（コバ部）の薄い光学素子を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図面に基づき本発明の実施の形態を説明する。
［第１の実施の形態］
図１は、本実施の形態における光学素子の製造装置の概要を示す断面図であり、図２は、そのＩＩ−ＩＩ線に沿う平面図である。
【００１２】
この光学素子の製造装置１０は、装置架台１１上に所定の広さで区画された成形室１３を備えている。この成形室１３内に金型ブロック４０が搬入されて、当該金型ブロック４０内に収容された成形素材４１がプレス成形され、光学素子４８（図４Ｃ参照）が成形される。
【００１３】
成形室１３内には、加熱・プレスステージ２１が設けられている。この加熱・プレスステージ２１で金型ブロック４０が加熱され、また成形素材４１がプレス成形される。
なお、本実施形態では、成形室１３内に加熱・プレスステージ２１を設け、ここで成形素材４１を加熱・プレスする場合について説明するが、これに限らない。
【００１４】
例えば、成形室１３内に加熱ステージ、プレスステージ、冷却ステージ等の複数のステージを設け、金型ブロック４０をこれらの各ステージに順次搬送して成形素材４１を成形してもよい。
【００１５】
成形室１３の入口側には、金型ブロック４０を搬入する入口シャッタ１６が設けられている。また、成形室１３の出口側には、成形後の金型ブロック４０を搬出する出口シャッタ１８が設けられている。
【００１６】
なお、入口シャッタ１６の外側には、不図示のプッシャが設けられていて、金型ブロック４０は、このプッシャにより所定圧で押圧されて入口シャッタ１６から成形室１３内に搬入される。
【００１７】
成形室１３内は、不図示の不活性ガス供給装置により不活性ガス（例えば窒素ガス）で置換されるようになっている。この不活性ガス置換により、本実施形態では、成形室１３内の酸素濃度は３０ｐｐｍ以下に設定される。これにより、主として金型ブロック４０を構成する部材の酸化が防止されるようになっている。
【００１８】
次に、加熱・プレスステージ２１は、上下に対向する上加熱プレート３３１及び下加熱プレート３３２を備えている。上加熱プレート３３１及び下加熱プレート３３２の先端側には、上成形プレート３４１及び下成形プレート３４２が固定されている。
【００１９】
上加熱プレート３３１及び下加熱プレート３３２には、夫々上カートリッジヒータ３５１と下カートリッジヒータ３５２が内蔵されている。また、上加熱プレート３３１を上下対向方向に駆動するプレス手段としてのエアシリンダ３６が設けられている。
【００２０】
このエアシリンダ３６による上加熱プレート３３１（及び上成形プレート３４１）の昇降動作により、金型ブロック４０の挟持、プレス等の動作が行われる。この金型ブロック４０がプレスされることで、内部に収容された成形素材４１が所望形状の光学素子４８に成形される。
【００２１】
図２に示すように、成形素材４１は、第１部材としての球状の第１の光学素材４１１と、第２部材としての円環状（リング状）の第２の光学素材４１２とを有している。そして、後述するように、第１の光学素材４１１が型中心、すなわち下型４３の成形面４３ａの中心に載置される。また、第２の光学素材４１２が型中心に対して交差する方向、すなわち下型４３の成形面４３ａの外周側の平坦な成形面４３ｂに載置される。この第２の光学素材４１２の外周側を規制するように、外径規制リング４５が配置されている。
【００２２】
次に、図３に基づき金型ブロック４０の構成について説明する。
金型ブロック４０は、上型４２、下型４３、外径規制リング４５、及びスリーブ４４を有している。上型４２及び下型４３は、スリーブ４４の内部で、それぞれの成形面４２ａ，４３ａ（及び４３ｂ）が対向するようにスリーブ４４の両端側から嵌挿されている。上型４２の成形面４２ａは浅い凹球面状に形成されている。
【００２３】
また、下型４３の成形面４３ａは深い凹球面状に形成されている。成形面４３ａの外周側には、平坦な成形面４３ｂが形成されている。外径規制リング４５は円環状（リング状）に形成されている。この外径規制リング４５は、スリーブ４４の内周に嵌合された状態で、下型４３の外周側の平坦な成形面４３ｂ上に載置されている。
【００２４】
なお、成形面４２ａ，４３ａの形状は球面に限らず、例えば非球面等であってもよい。また、その曲率半径は同じでもよいし異なってもよい。
上型４２は、スリーブ４４の軸方向に摺動可能となっている。そして、上型４２の成形面４２ａと下型４３の成形面４３ａ（及び４３ｂ）との間に、第１の光学素材４１１及び第２の光学素材４１２が配置される。
【００２５】
本実施形態において、第１の光学素材４１１としてφ６ｍｍの球状のガラスを用いている。また、第２の光学素材４１２として内径φ１１ｍｍ、外径φ１４．９７ｍｍ、厚み０．３２ｍｍの円環状（リング状）のガラスを用いている。この第１の光学素材４１１と第２の光学素材４１２は、転移点５４０℃のＬａ系（ランタン系）の同材質のガラスを用いている。
【００２６】
また、第２の光学素材４１２の外周側の上下稜線部には、後述する図４Ａに示すように、Ｃ０．５ｍｍの面取り加工４１２ａ，４１２ｂが施されている。この面取り加工４１２ａ，４１２ｂにより、第２の光学素材４１２の外周側と外径規制リング４５の内周側との間に空間が形成される。そして、この空間が、第１の光学素材４１１と第２の光学素材４１２を加えた体積のバラツキを吸収するように機能する。
【００２７】
これにより、軟化したガラス部分が型の隙間に入り込んでバリが発生する等の弊害を防止することができる。
なお、上型４２、下型４３、外径規制リング４５、及びスリーブ４４は、タングステンカーバイド（ＷＣ）等の超硬合金を研磨して仕上げられている。
【００２８】
次に、図４Ａ〜図４Ｃに基づき光学素子４８が成形される工程について説明する。
図４Ａは、第１の光学素材４１１を上型４２及び下型４３間に挟持した状態を示す図、図４Ｂは、途中までプレス成形した状態を示す図、図４Ｃは、最終的に光学素子４８が成形された状態を示す図である。
【００２９】
金型ブロック４０の組み付けに際しては、下型４３にスリーブ４４を挿入するとともに、スリーブ４４の内側に外径規制リング４５を挿入する。
次いで、第２の光学素材４１２を型中心軸に対して交差する方向、すなわち、下型４３の成形面４３ａの中心よりも外側の成形面４３ｂ上に配置する。このとき、第２の光学素材４１２は成形面４３ｂ上でかつ外径規制リング４５の内側に配置される。さらに、第１の光学素材４１１を下型４３の中心の成形面４３ａ上に配置する。
【００３０】
次に、上型４２をスリーブ４４の内面に嵌挿する。
これにより、図４Ａに示すように、第１の光学素材４１１は上型４２の成形面４２ａと下型４３の成形面４３ａとの間で挟持された状態になる。
【００３１】
こうして組み立てた金型ブロック４０を成形室１３に投入する（図１参照）。
成形室１３においては、金型ブロック４０を成形温度６００℃にまで加熱する。このときの金型ブロック４０の加熱は、上下のカートリッジヒータ３５１、３５２への通電によって行われる。
【００３２】
加熱終了後、エアシリンダ３６を作動させてプレス圧力５０ｋｇｆで第１の光学素材４１１のプレス成形を行う。
このとき、図４Ｂに示すように、第１の光学素材４１１のプレス量（つぶし量）は型中心軸方向に約３．５ｍｍである。
【００３３】
第１の光学素材４１１のプレス終了後、さらにエアシリンダ３６を作動させ、プレス圧力を１００ｋｇｆとして第１の光学素材４１１及び第２の光学素材４１２をプレス成形する。この工程で、第１の光学素材４１１及び第２の光学素材４１２が界面で融着により接合される。
【００３４】
このとき、第２の光学素材４１２のプレス量（つぶし量）は、型中心軸方向に０．０２ｍｍである。また、第２の光学素材４１２は、その外周側を外径規制リング４５で規制されているため、軟化した第２の光学素材４１２は型中心側に変位して、第１の光学素材４１１と融着して接合される。しかも、本実施形態では、第１の光学素材４１１と第２の光学素材４１２は同材質のガラスを用いている。このため、第１と第２の光学素材４１１、４１２の線膨張係数は同じであるので、レンズ有効径面に発生する応力は小さい。このため残留応力もきわめて小さい。
【００３５】
本実施形態では、成形素材４１を第１の光学素材４１１と第２の光学素材４１２に分割し、第１の光学素材４１１で光学機能面を成形し、第２の光学素材４１２で光学機能面の周りを一体的に成形するようにした。これにより、第２の光学素材４１２の断面を所望の値に選択することで、光学素子４８の光学機能面の外周部（コバ部）の厚みを薄く形成することができる。
【００３６】
また、第２の光学素材４１２の体積を小さく設定することで型との融着力を小さくすることができる。これにより、成形される光学素子４８に欠けやワレが発生するのを防止することができる。
【００３７】
なお、前述したように、第１の光学素材４１１と第２の光学素材４１２を加算した体積と、成形される光学素子４８の体積との差分（体積バラツキ）は、第２の光学素材４１２の面取り部４１２ａ，４１２ｂで吸収される。
【００３８】
また、この面取り部４１２ａ，４１２ｂを設けないとすると、第１の光学素材４１１及び第２の光学素材４１２の体積バラツキにより、外径規制リング４５と上型４２及び下型４３との隙間にガラスが流入しバリとなるおそれがある。
【００３９】
図４Ｃに示すように、プレス終了後は、金型ブロック４０を常温まで冷却する。こうして、成形品の歪取りと形状安定化を図る。十分に冷却した後、成形された光学素子４８（レンズ）を取り出す。なお、外径規制リング４５は光学素子４８から分離される。
【００４０】
成形された光学素子４８の形状は、図４Ｃに示すように、両凸形状で中心厚Ｔ＝２．５ｍｍ、コバ厚（外周部の厚さ）ｔ＝０．３ｍｍ、外径Ｄ＝φ１５ｍｍであった。この光学素子４８には融着痕（界面痕）５０が見られた。この融着痕５０は、第１の光学素材４１１と第２の光学素材４１２との接合部にうすく影のように見える部分である。この融着痕５０の径は約φ１１ｍｍであった。
【００４１】
しかしながら、この融着痕５０は光学素子４８の有効径Ｓ（光学機能面径Ｓ）の外に存在しているため、光学的機能上の問題は生じない。すなわち、本実施形態では、第１の光学素材４１１で光学機能面が成形され、さらに光学機能面を越えてその外側にも第１の光学素材４１１が及んでいる。
【００４２】
こうして成形された光学素子４８は、その光学機能面の形状精度において設計仕様を満足するものであった。また、本実施形態でプレスに要した時間は約９０ｓｅｃであった。
これに対し、成形された光学素子４８を１個の球状の成形素材４１で成形した場合は、必要な成形素材４１の径はφ６．４ｍｍとなる。このφ６．４ｍｍの成形素材４１を用いた場合、プレスに要する時間は約１８０ｓｅｃとなる。よって、今回のプレスで要した時間は約９０ｓｅｃであり、約１／２の時間でプレスすることができたことになる。
【００４３】
本実施形態によれば、成形素材４１を、光学素子４８の光学機能面に相当する部分（第１の光学素材４１１）とその他の部分（第２の光学素材４１２）とに分割し、これらを加熱軟化させてプレス成形を行うようにしたので、光学的機能面の精度を確保しつつその外周部（コバ部）の薄い光学素子４８を得ることができる。これに伴い、成形素材４１を分割して成形するようにしたので、タクトタイムの短縮化を図ることができる。
【００４４】
また、第１の光学素材４１１と第２の光学素材４１２は同材質のガラスを用いているので、成形される光学素子４８のレンズ有効径Ｓ面に発生する残留応力は小さい。このため、光学素子４８の形状精度を高く維持することができる。
【００４５】
さらに、本実施形態によれば、第１の光学素材４１１と第２の光学素材４１２は独立して成形されるので、短時間で高精度な成形を行うことができるとともに、これら第１と第２の光学素材４１１、４１２と型との融着力を小さくすることができる。よって、型離れがよく、残留応力やワレのない高品質の光学素子４８を得ることができる。
［第２の実施の形態］
図５及び図６は、第２の実施の形態の光学素子の製造方法に用いられる金型ブロック４０の断面図である。
【００４６】
なお、第１の実施の形態と同一又は相当する部材には同一の符号を付して説明する。
金型ブロック４０の構成は第１の実施の形態と略同様である。しかし、本実施形態では、第２の光学素材４１２としてφ１．２ｍｍの球状ガラスを用い、これを型中心に配置し、さらに、第２の光学素材４１２を型中心軸に対して交差する方向、本実施形態では第１の光学素材４１１の外周部に均等に３箇所配置した点が相違している。
【００４７】
この第２の光学素材４１２として、ホウ・ケイ酸系ガラスを用い、その転移点は５５０℃、線膨張係数は７６×１０−７／℃である。
また、第１の光学素材４１１として、φ６ｍｍの球状ガラスを用いる。この第１の光学素材４１１は、転移点が５４１℃で線膨張係数は９２×１０−７／℃のＬａ系ガラス（ランタン系ガラス）である。
【００４８】
すなわち、本実施形態では、第１の光学素材４１１と第２の光学素材４１２とはガラス同士であるが、これらガラス同士の組成が異なっている。また、第２の光学素材４１２が第１の光学素材４１１よりも線膨張係数が小さい。
【００４９】
また、下型４３には深さ０．２ｍｍの３箇所の凹面４３ｃが形成されている。この凹面４３ｃの中心に第２の光学素材４１２が配置される。また、本実施形態では下型４３に分割コマ５２を組み付けている。
【００５０】
以上の構成において、エアシリンダ３６による加圧成形（図１参照）により、３個の第２の光学素材４１２は略円形に拡がる。こうして、３個の第２の光学素材４１２は、３箇所で独立した状態で第１の光学素材４１１と接合され融着される。
【００５１】
この場合も、第１の光学素材４１１で光学機能面が成形され、３個の第２の光学素材４１２で光学機能面の周りが一体的に成形される。
なお、本実施形態では、第２の光学素材４１２を３個用いた場合について説明したが、その個数はこれに限らない。例えば４個でもよいしそれ以上であってもよい。
【００５２】
本実施形態によれば、第２の光学素材４１２として、球状のボールプリフォームを用いることができるので安価に製造することができる。また、図示しないが、成形された光学素子として、中央の光学機能部の周囲に３箇所の外周部（コバ部）が形成された異形の光学素子を得ることができる。
【００５３】
また、第２の光学素材４１２によって成形される面積が第１の実施形態で用いた円環状（リング状）の素材成形より小さいので、レンズに加わる応力が小さくなる。よって、残留応力の小さい光学素子を得ることができる。
【００５４】
更に、球状の光学素材４１１、４１２は加工精度が高く、体積バラツキが少ない為、第１の実施の形態のように面取り部４１２ａ，４１２ｂを設ける必要はない。また、円環状（リング状）の場合よりも形状精度もよい等の利点を有する。
【００５５】
本実施形態においては、第１の光学素材４１１と第２の光学素材４１２はガラス同士であるが、これらのガラスの組成は異なっている。また、第２の光学素材４１２は第１の光学素材４１１よりも線膨張係数が小さいものを使用している。
【００５６】
このため、例えば光学素材によっては型との密着力が高い素材があるが、部分的に型との密着力の低い素材と組み合わせることで、型との融着、カン等の不具合を防止することができる。
【００５７】
また、通常の成形では成形素材の形状によって拡がり方が決まってしまう。例えば、球状の成形素材を型中心に載置して成形した場合、成形素材は型中心から同心状に拡がっていく。この成形素材を異形となるように成形する場合、バリを規制する必要があり、型の作製が困難となる。
【００５８】
しかし、本実施形態によれば、成形素材４１を第１の光学素材４１１と第２の光学素材４１２とに分割し、第１の光学素材４１１の周囲に３個の球状の第２の光学素材４１２を配置したので、バリの規制が容易な金型形状の作製が可能となり、異形の光学素子を容易に得ることができる。
［第３の実施の形態］
図７〜図１０は、第３の実施の形態の光学素子の製造装置の構成を示す図である。
【００５９】
なお、第１の実施の形態と同一又は相当する部材には同一の符号を付して説明する。
本実施形態では、第１の光学素材４１１を成形後又は成形途中において、第２の光学素材４１２（樹脂）を型に投入し、連続して成形を行うものである。
【００６０】
図７は、成形室１３内に配置された製造装置１０の断面図を示している。
成形室１３内は不活性ガスにより酸素濃度が３０ｐｐｍ以下に設定されている。
この光学素子の製造装置１０は、加熱プレート３３上に金型ブロック４０が載置されている。金型ブロック４０の上部には、昇降自在に第１のプレス軸３６１と第２のプレス軸３６２が配置されている。第１のプレス軸３６１は、後述する第１の上型４２１の上面に当接され、第２のプレス軸３６２は第２の上型４２２に固定されている。
【００６１】
なお、加熱プレート３３と、第１及び第２のプレス軸３６１、３６２には、それぞれ不図示のカートリッジヒータが組み込まれている。
また、金型ブロック４０の周囲には、左右略対称に搬入台６１と固定台６２が断熱部材６３を介して配置されている。固定台６２はベース板６４上に載置されている。
【００６２】
金型ブロック４０は、第１の上型４２１及び第２の上型４２２、第１の下型４３１及び第２の下型４３２、スリーブ４４を有している。第１と第２の上型４２１，４２２及び第１と第２の下型４３１，４３２は、スリーブ４４の内部で、それぞれの成形面４２ａ，４２ｂ，４３ａ，４３ｂが対向するようにスリーブ４４の両端側から嵌挿されている。
【００６３】
第１の上型４２１の成形面４２ａは浅い凹球面状に形成されている。また、第１の下型４３１の成形面４３ａは深い凹球面状に形成されている。第２の上型４２２の成形面４２ｂと第２の下型４３２の成形面４３ｂは、いずれも平面に形成されている。さらに、第２の下型４３２の成形面４３ｂには、第２の光学素材４１２を案内するガイド４６が形成されている。
【００６４】
第１の上型４２１と第２の上型４２２とは、スリーブ４４の軸方向に独立して摺動可能となっている。スリーブ４４の対向する側面壁には、型中心軸と直交方向に孔４４ａが形成されている。
【００６５】
また、この孔４４ａに対向するように、搬入台６１上には板状の第２の光学素材４１２が載置されている。さらに、この第２の光学素材４１２を押圧可能に固定台６２上には供給用シリンダ６５が配置されている。
【００６６】
第１の光学素材４１１として、φ６ｍｍの球状のガラスを用いる。この第１の光学素材４１１は、転移点が５４０℃のＬａ系ガラスである。
第２の光学素材４１２として、任意の形状（本実施形態では厚さ２ｍｍの板状）に加工された樹脂を用いる。この第２の光学素材４１２のガラス転移点は１３９℃である。
【００６７】
次に、本実施形態による光学素子の成形工程について説明する。
図７において、成形に際しては、第１及び第２のプレス軸３６１，３６２を上昇させ、第１の光学素材４１１を下型４３の成形面４３ａ上に載置する。
【００６８】
次いで、第１の光学素材４１１と第１の上型４２１が接触し、第２の上型４２２を第２の光学素材４１２の搬入に支障のない高さまで下降させる。
この状態で、第２の光学素材４１２を搬入台６１に載置する。
【００６９】
次いで、プレス軸３６１を第１の上型４２１に接触するまで下降させる。この時の押圧力は１０ｋｇｆ以下である。
次いで、加熱プレート３３及び第１のプレス軸３６１を、不図示のカートリッジヒータに通電して６００℃に加熱し、伝熱により第１の光学素材４１１を加熱する。
【００７０】
さらに、第１のプレス軸３６１により、第１の光学素材４１１をプレス圧力５０ｋｇｆで所定の中心肉厚になるまでプレスする。このプレス完了後、加熱プレート３３及び第１のプレス軸３６１を、第２の光学素材４１２の成形温度である１８０℃まで冷却する。この冷却時の圧力は３０ｋｇｆとする。
【００７１】
次に、第２のプレス軸３６２を、不図示のカートリッジヒータに通電して、第２の光学素材４１２の成形温度である成形温度１８０℃まで加熱する。
さらに、供給用シリンダ６５で第２の光学素材４１２を第２の下型４３２のガイド４６に沿って成形面４３ｂに搬入する。
【００７２】
図８は、第１の光学素材４１１に左右側から第２の光学素材４１２を搬入した後の状態を示している。
この状態で、第１のプレス軸３６１で第１の上型４２１を押圧したまま、第２のプレス軸３６２を下降させる。こうして、第２の上型４２２と第２の光学素材４１２を接触させ、伝熱で第２の光学素材４１２を所定の成形温度まで加熱する。
【００７３】
第２の光学素材４１２の温度が安定したら、第２のプレス軸３６２によりプレス圧力４０ｋｇｆで厚さ２ｍｍの第２の光学素材４１２を厚み１．２ｍｍになるまでプレスする。
次いで、第２のプレス軸３６２の温度を３０℃に設定し、この温度で保持圧１５ｋｇｆとしたまま冷却する。
【００７４】
次いで、第２のプレス軸３６２を上昇させ、成形された光学素子４８を取り出す。
図９は、成形品としての光学素子４８の形状を示している。また、図１０は、図９のＡ部拡大図であり、第１の光学素材４１１と第２の光学素材４１２のプレス後の固定状態を示している。
【００７５】
図９及び図１０に示すように、第２の光学素材４１２はアンカー効果（碇のように食いつく形状）で第１の光学素材４１１に一体的に接合されている。
このときの接合強度を上げるためには、例えば第１の光学素材４１１のＢ面の粗さを粗くすることで可能となる。
【００７６】
また、Ｂ面の粗さを粗くする方法としては、第１の光学素材４１１を凸形状のプリフォームとし、Ｂ面に該当する部分の粗さを粗くしたものを使用する方法が挙げられる。本実施形態によれば、成形された光学素子４８の光学機能面の形状精度は、設計仕様を満足する形状が得られた。
【００７７】
本実施形態によれば、成形素材４１を第１の光学素材４１１と第２の光学素材４１２とに分割し、同一金型構成でプレス成形されるので、高精度な成形を行うことができる。また、第１の光学素材４１１として球状のガラスを用い、第２の光学素材４１２として板状の樹脂を用いたので、光学素子４８の光学機能面の形状精度を維持したまま、その外周部（コバ部）を薄く成形することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】第１の実施の形態の光学素子の製造装置の概要を示す断面図である。
【図２】同上のＩＩ−ＩＩ線に沿う平面図である。
【図３】金型ブロックの構成を示す断面図である。
【図４Ａ】第１の光学素材を上型及び下型間に挟持した状態を示す図である。
【図４Ｂ】途中までプレス成形した状態を示す図である。
【図４Ｃ】最終的に光学素子が成形された状態を示す図である。
【図５】第２の実施の形態の光学素子の製造方法に用いられる金型ブロックの断面図である。
【図６】同上のＶＩ−ＶＩ線に沿う平面図である。
【図７】第３の実施の形態の光学素子の製造装置の構成を示す断面図である。
【図８】第１の光学素材に左右側から第２の光学素材を搬入した状態を示す図である。
【図９】光学素子の形状を示す図である。
【図１０】同上のＡ部拡大図である。
【符号の説明】
【００７９】
１０      光学素子の製造装置
１１      装置架台
１３      成形室
１６      入口シャッタ
１８      出口シャッタ
２１      プレスステージ
３３１      上加熱プレート
３３２      下加熱プレート
３４１      上成形プレート
３４２      下成形プレート
３５１      上カートリッジヒータ
３５２      下カートリッジヒータ
３６      エアシリンダ
３６１      第１のプレス軸
３６２      第２のプレス軸
４０      金型ブロック
４１１      第１の光学素材（第１部材）
４１２      第２の光学素材（第２部材）
４１２ａ      面取り部
４１２ｂ      面取り部
４２      上型
４２ａ      成形面
４２ｂ      成形面
４２１      第１の上型
４２２      第２の上型
４３      下型
４３ａ      成形面
４３ｂ      成形面
４３ｃ      凹面
４３１      第１の下型
４３２      第２の下型
４４      スリーブ
４４ａ      孔
４５      外径規制リング
４６      ガイド
４８      光学素子
５０      融着痕
５２      分割コマ
６１      搬入台
６２      固定台
６３      断熱部材
６４      ベース板
６５      供給用シリンダ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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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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【図１０】
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