光学元件、光学元件成形模具以及光学元件成形方法技术

在将具有栅纹等轴不对称光学功能面的光学元件挤压成型时，切割下挤压模具８０的成型面８１两端部，设置倾斜面８３。挤压成型时，充填在切口部的玻璃坯料９０将挤压倾斜面８３，在躯壳模具６０内阻止绕下挤压模具８０的轴６１转动，同时充填在切口部的部分又用作向光学仪器上安装的基准。这样不仅可阻止挤压模具的转动，不使轴不对称的光学功能面偏移，而且可以容易地进行将光学元件安装至光学仪器上时的安装方向的确定。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及在光磁盘装置等的光学仪器中使用的透镜、棱镜等的高精度光学玻璃元件，特别涉及到确保光学系统的方向性所必需的光学元件、用超精密玻璃成形法形成该光学元件的光学元件成形模具及光学元件成形方法。作为高精度光学元件，特别是非球面玻璃透镜等的制造方法的一个实例，有如特开昭61-21927号公报所公开的，不经过研磨工序，将玻璃坯料加热至可变形温度，比如说至软化点附近的温度并挤压成型的方法。这种方法需要高精度的成型模具。下面参考附图，说明原有的光学元件成型模具及一般使用的光学元件成形装置。图8为表示原有的光学元件成形模具的构成的剖面图，图9为表示一般光学元件成形装置构造的部分剖面图。图8所示的原有的光学元件成形模具，由略呈圆筒状的躯壳模具100，与躯壳模具100的上下开口部101及102相嵌合的，可沿轴103方向滑动的上挤压模具120和下挤压模具130构成。将玻璃坯料140供给至上挤压模具120和下挤压模具130之间，在上挤压模具120的下面，形成有用于形成，比如说非球面透镜的凹面121，在下挤压模具130的上面成形面131处，形成有，比如说栅纹132等的轴不对称面。躯壳模具100和上挤压模具120及下挤压模具130并未固定或接合在一起，如箭头A所示，可绕轴103转动。图9所示的一般的光学元件成形装置，由依次排列的模具进入口232、加热台227、挤压台229、冷却台231及模具排出口233、相对于各台面配置的加热头226、挤压头228及冷却头230以及用于沿箭头C方向使光学元件成形模具(包括原有实例及后述的本专利技术各实施例)移到各台面的移送臂234等构成。由进入口232进入的光学元件成形模具，在加热台227中将玻璃坯料140加热至可变形温度，比如说软化点附近的温度，在挤压台229中沿箭头B所示方向被挤压，在冷却台231中冷却至玻璃坯料140的软化点温度之下，并由排出口233排出，从而形成预定形状的光学元件。然而，在上述的原有光学元件成形模具中，由于躯壳模具100和上挤压模具120及下挤压模具130并未固定或结合在一起，可绕轴103转动，所以在用移送臂234向各台面移送光学元件成形模具时，上挤压模具120和下挤压模具130可能会绕轴103转动。这存在有下述问题，即如果转动了的挤压模具，比如说下挤压模具130具有轴不对称面，则在进行轴不对称面复制的前后，光学元件复制面会产生偏离，比如说如图10所示，在所需的栅纹135和实际形成的栅纹136间会产生栅格偏移，从而不能获得具有所需光学元件性能的光学元件。而且原有的光学元件成形模具，由于躯壳模具100的内周部及上挤压模具120和下挤压模具130的外周部为无凹凸的圆形，所以成形的光学元件的外周为元凹凸的圆形。因此，在需要像具有轴不对称面的光学元件那样确定安装方向时，以及在光学元件为双凸或双凹的球面或非球面透镜且两面的曲率半径接近时，要将这类光学元件装到光学仪器上时，必须对光学元件安装至光学仪器上的安装方向作出标记。原有的在具有轴不对称面的光学元件上标示安装方向的方法包括，比如说在光学元件成形后粘附定位标记，用涂料等描绘定位标记等。也可以是使与光学元件光轴正交的剖面形状略呈D字状而将一边切削成直线状(称为D切割)。或是切削光学元件以形成平行直线状的两边(称谓H切割)。或是为了能使成形后的光学元件直接定位，而将成形模具的躯壳模具的剖面加工成角形等等。然而，在原有的确定光学元件的安装方向或标记位置时，需要用显微镜判别成形面的形状，用激光斑检查机等评价仪器由聚光的形状判断光学元件的方向性。因此工作效率不高，且标记的位置精度也低。特别是成一体形成栅格等衍射栅的透镜，因光轴周边安装精度严格，故难以大量生产，为价格上升的主要原因。而且，将成形模具的躯壳模具的剖面加工成角状亦极为困难，况且，要使整体成形的有栅格等衍射栅的透镜的加工精度得以满足也是不可能的。本专利技术就是要解决上述原有的问题，其目的首先是提供一种在将光学元件安装至光学仪器时，不用评价仪器来标记光学元件的安装方向，即可方便地将其安装至光学仪器的光学元件，其次是提供一种在光学坯料处于可变形状态时固定躯壳模具和具有轴不对称面的挤压模具，在移动模具时，不使光学元件复制面产生偏离而成形的光学元件成形模具及光学元件成形方法。为了实现上述目的，本专利技术的光学元件至少具有一个光学功能面，且在光学功能面有效部分以外的部分处，设有凸状或凹状的向光学仪器上安装的基准部，所以即使光学元件的至少一个面的光学功能面是轴不对称的，在将该光学元件安装至光学仪器时仍可方便地进行方向确定。而且，还可使安装基准部的至少一条棱线，与通过相对光轴为非对称的光学功能面的光轴中心的主轴或付轴中的至少一方相平行，以便能方便地判别光学功能面的轴不对称方向。而且，当光学功能面为由两面构成的，曲率相近的双凸或双凹的球面或非球面时，一般往往易将里外安装方向弄反，但用基准部可方便地判别光学功能面、确定安装方向，从而可防止这种错误发生。而且，通过将安装基准部设在光学元件的光学功能面的有效部分和光学元件的侧面部分之间的方式，可不会使光学元件的光学性能劣化。而且，由于安装基准部为倾斜面，则在挤压成形光学元件时，由倾斜面加至成形模具的挤压力，将产生与挤压方向大体正交的方向上的分力，从而可阻止成形过程中的成形模具的转动和平行移动。这样，对设有光学仪器安装用基准部的面为轴不对称的场合是特别有效的。另外，通过使与光轴正交的剖面形状成大体为矩形，则矩形剖面的各边就起定向组件的作用。而且，与光轴正交的剖面形状由一组平行的边及相对的一组圆弧状边构成时，也是同样的。为了使上述光学元件成形，本专利技术的光学元件成形模具具有其两端有开口部的躯壳模具，和与躯壳模具各开口部嵌合时，可在躯壳模具内滑动的一对挤压模具，且挤压模具中的至少一个具有相对光学功能面光轴非对称(轴不对称)的成形面，阻止以具有轴不对称成形面的挤压模具的滑动方向为轴的转动，使具有轴不对称成形面的挤压模具和躯壳模具相结合。这样，当，比如说将玻璃坯料等光学坯料加热至软化点附近的温度，挤压挤压模具以使光学坯料形成预定形状时，使具有轴不对称成形面的挤压模具相对躯壳模具固定，而不会绕轴转动。而且，由挤压挤压模具工序移送至冷却工序时，即使包括光学元件成形模具的转动，由于躯壳模具和挤压模具相对固定，故在所形成的光学元件的轴不对称光学功能面中，不会产生偏移。固定躯壳模具和挤压模具的组件，可以是位于具有轴不对称的成形面的挤压模具及躯壳模具的接触部附近的、分别设在具有轴不对称成形面的挤压模具和躯壳模具外周部的切口部，通过使切口部与结合部件结合，可方便地制作躯壳模具及挤压模具，而且，可以方便地对原有的光学元件成形模具加以改造。而且，若采用在挤压模具的凸缘部的一部分及躯壳模具端面的一部分上设置切槽，结合部件为嵌合在槽内的略呈正方形的键条，则可以利用公知的铣加工方式和市售的部件等。而且，若在具有轴不对称成形面的挤压模具及躯壳模具的接触部位附近，设置沿具有轴不对称成形面的挤压模具和躯壳模具滑动方向的孔，并通过使结合部件与该孔结合，可同样方便地制作躯壳模具和挤压模具，并可方便地对原有的光学元件成形模具加以改造。而且，若结合部件的材料采用具有比挤压模具和躯壳模具本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光学元件，具有至少一个光学功能面，且在前述光学功能面有效部分以外的部分处，设有凸或凹形状的向光学仪器上安装用的基准部。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：森本章，清水义之，细见明，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]