本發(fā)明專利技術(shù)的精密沖壓成型用預(yù)制坯是具有一個旋轉(zhuǎn)對稱軸的旋轉(zhuǎn)體，具有第一面和第二面；將從旋轉(zhuǎn)對稱軸方向俯視第一面時，以第一交點為中心、以外徑的２／３為直徑的圓內(nèi)部分的最小曲率半徑設(shè)為Ｒ↓［１（ｍｉｎ）］；將從旋轉(zhuǎn)對稱軸方向俯視第二面時，以第二交點為中心、以外徑的１／３為直徑的圓內(nèi)部分的最小曲率半徑設(shè)為Ｒ↓［２（ｍｉｎ）］，將最大曲率半徑設(shè)為Ｒ↓［２（ｍａｘ）］；將從旋轉(zhuǎn)對稱軸方向俯視第二面時，以第二交點為中心、以外徑的２／３為直徑的圓外部分的最大曲率半徑設(shè)為Ｒ↓［３（ｍａｘ）］；將第一交點和重心之間的距離設(shè)為Ｈ↓［１］，｜Ｒ↓［３（ｍａｘ）］｜＜｜Ｒ↓［２（ｍｉｎ）］｜＜｜Ｒ↓［２（ｍａｘ）］｜＜｜Ｒ↓［１（ｍｉｎ）］｜，且，Ｈ↓［１］＜｜Ｒ↓［１（ｍｉｎ）］｜。
Preform for precision stamping, method of manufacturing the same, and method of manufacturing optical element
Precision stamping forming the preform for rotate with a rotating axis of symmetry, having first and second sides; the rotation axis direction from the first surface to the first view, the intersection at the center, 2 / 3 for the diameter of the circle part of the minimum radius of curvature diameter decreases to R 1 (min); the second surface from overlooking the symmetry axis of rotation direction, with second point as the center, 1 / 3 for the diameter of the circle part of the minimum radius of curvature diameter is R: 2 (min), the maximum curvature radius is R: 2 (max) turning direction; axisymmetric rotating from overlooking the second surface, with second points as the center and the outer diameter of the 2 / 3 for the maximum radius of curvature circle of the external part of the diameter is R: 3 (max); the first intersection point and the center of gravity between The distance is H: 1, R: 3 (max): R: 2, < < 1 (min): R: 2 (max): R: 1, <, (min): H, and down 1, R < case 1: 1 (min).
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及在非球面透鏡等光學(xué)元件的精密沖壓成型中用作坯料的玻璃制預(yù)制坯及其制造方法、以及對前述預(yù)制坯進(jìn)行精密沖壓成型而制造光學(xué)元件的方法。
技術(shù)介紹
作為能以高生產(chǎn)率來制造非球面透鏡或微透鏡等在磨削、研磨工序中會耗費大量勞力和成本的玻璃制光學(xué)元件的方法，公知有精密沖壓成型法。這種方法也被稱為模制光學(xué)器件成型法，是不進(jìn)行磨削、研磨，而是采用沖壓成型來形成透鏡面等被稱為光學(xué)功能面的表面的方法，其中，光學(xué)功能指的是使光線折射、衍射、透過、反射等功能，該方法還能夠使透鏡兩面的中心軸彼此不偏斜而是精密地一致，從而受到矚目。在精密沖壓成型方法中，制作被稱為預(yù)制坯的玻璃成型體并對其進(jìn)行加熱，采用經(jīng)過精密加工的沖壓成型模進(jìn)行沖壓，從而作出光學(xué)元件的整體形狀，并且，將模具成型面精密地轉(zhuǎn)印到玻璃上而形成光學(xué)功能面。為了發(fā)揮精密沖壓成型法的優(yōu)點，不僅需要提高從預(yù)制坯生產(chǎn)出光學(xué)元件的工序的生產(chǎn)率，也要提高制造預(yù)制坯的工序的生產(chǎn)率，同時，還要降低生產(chǎn)成本。在對切斷玻璃塊而得到的玻璃片進(jìn)行磨削、研磨來生產(chǎn)預(yù)制坯的方法中，即使是對具有球形那樣比較容易加工的形狀的預(yù)制坯來說，也需要耗費工夫和成本，根據(jù)形狀的不同，有時會需要與對玻璃塊進(jìn)行加工來制成透鏡的情況相同程度的工夫和成本。為此，即使能夠以高生產(chǎn)率從預(yù)制坯制出光學(xué)元件，也無法充分地發(fā)揮出精密沖壓成型法的優(yōu)點。為了發(fā)揮上述的優(yōu)點，需要下述方法，即，如專利文獻(xiàn)1中所公開的方法那樣，使熔融玻璃流出，并將其分離成與一個預(yù)制坯的量相當(dāng)?shù)娜廴诓ＡK，在冷卻玻璃的過程中，將該熔融玻璃塊成型為預(yù)制坯(稱為熱成型法)。日本特開平8-277132號公報通過熱成型法獲得的預(yù)制坯的典型形狀是球形。對于球形預(yù)制坯，若將球的半徑制成沖壓成型模成型面的曲率半徑以下，并將其配置在沖壓成型模成型面的中心，則不論預(yù)制坯的朝向如何，均能夠避免稱為氣阱的現(xiàn)象，即，避免在沖壓成型時模具成型面和玻璃之間封入環(huán)境氣體的現(xiàn)象。另外，若要將具有由曲率半徑大的凹面構(gòu)成的成型面的下模與上模一同使用，來對球狀預(yù)制坯進(jìn)行精密沖壓成型，則難于以穩(wěn)定的狀態(tài)將預(yù)制坯配置在下模成型面的中心，會導(dǎo)致預(yù)制坯的中心偏離沖壓成型模的中心軸，所以，使得沖壓成型品產(chǎn)生厚度不均而無法獲得希望的光學(xué)元件功能。即使以穩(wěn)定的狀態(tài)將預(yù)制坯配置在下模成型面的中心，若在以上模成型面開始對預(yù)制坯加壓時，預(yù)制坯因該壓力而從沖壓成型模的中心軸偏離，則也會產(chǎn)生上述問題。隨著近年來攝像裝置的小型化、高分辨率化，需要使組裝到這樣的裝置中的光學(xué)元件具有高成型精度，并且對防止精密沖壓成型品產(chǎn)生厚度不均的要求也變得嚴(yán)格。這樣，雖然球形預(yù)制坯非常有用，但是卻存在著上述的問題。要防止氣阱的產(chǎn)生，并擴(kuò)大精密沖壓成型品體積的自由度，防止上述厚度不均的產(chǎn)生，只要使預(yù)制坯的由上模成型面加壓的面與由下模成型面加壓的面的曲率半徑不同即可。但是，為了通過磨削、研磨來加工出這樣形狀的預(yù)制坯，要比加工球形預(yù)制坯需要更多的工夫和成本，從而無法發(fā)揮精密沖壓成型法的優(yōu)點。鑒于此，若采用熱成型法，并通過對成型模的形狀進(jìn)行調(diào)整等來形成預(yù)制坯，則能夠以高生產(chǎn)率制造上述形狀的預(yù)制坯。在采用熱成型法成型預(yù)制坯的情況下，使熔融玻璃從管中連續(xù)地流出，然后，不是用切斷刀切出與一個預(yù)制坯的量相當(dāng)?shù)娜廴诓ＡK，而是采用所謂的非剪切切斷(シヤレスカツト)分離熔融玻璃，并在成型模上成型。為了從連續(xù)流出的熔融玻璃不斷地成型預(yù)制坯，將多個成型模不斷地送到管的下方并供給熔融玻璃塊，再將載置有熔融玻璃塊的成型模從管的下方輸出，在移動的成型模上形成預(yù)制坯。此時，雖然是同步進(jìn)行多個成型模的移動、停留，但由于成型模的加速、減速，會有慣性力施加到成型模上的玻璃塊上。另外，在將多個成型模配置在轉(zhuǎn)盤上來輸送成型模的情況下，由于轉(zhuǎn)盤的旋轉(zhuǎn)，會有離心力施加到成型模上的玻璃塊上。在這樣的慣性力作用下，成型模上的熔融玻璃塊是在擺動的同時成型，所以，難于形成具有旋轉(zhuǎn)對稱形狀的預(yù)制坯。特別是，對于流出時的粘性低的玻璃，供給到成型模上的熔融玻璃塊的粘度也低，所以，由上述慣性力產(chǎn)生的變形程度大。若預(yù)制坯因熱成型時的慣性力而產(chǎn)生變形，則會有損上述旋轉(zhuǎn)體的對稱性，結(jié)果，在精密沖壓成型時，玻璃不能在成型模內(nèi)均勻地擴(kuò)開，從而導(dǎo)致沖壓成型品產(chǎn)生厚度不均的問題。這樣，要想既抑制沖壓成型品的厚度不均又提高預(yù)制坯的生產(chǎn)率，是很困難的。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)為了解決上述問題，目的在于提供一種由高品質(zhì)的玻璃構(gòu)成且形狀適于精密沖壓成型的精密沖壓成型用預(yù)制坯及其制造方法，并且還提供一種能夠以高生產(chǎn)率制造高精度光學(xué)元件制造方法，所述光學(xué)元件是對所述預(yù)制坯進(jìn)行精密沖壓成型而形成的、不存在厚度不均等問題的光學(xué)元件。為了達(dá)到上述目的的本專利技術(shù)由下述(1)～(11)構(gòu)成。(1)一種精密沖壓成型用預(yù)制坯，是玻璃制成的，其特征在于，該預(yù)制坯是具有一個旋轉(zhuǎn)對稱軸的旋轉(zhuǎn)體，具有向外側(cè)凸出的第一面和向外側(cè)凸出的第二面，所述第一面包含所述旋轉(zhuǎn)對稱軸與表面相交的兩個交點中的第一交點，所述第二面包含所述兩個交點中的第二交點；將從所述旋轉(zhuǎn)對稱軸方向俯視第一面時，以第一交點為中心、以外徑的2/3為直徑的圓內(nèi)部分的最小曲率半徑設(shè)為R1(min)；將從所述旋轉(zhuǎn)對稱軸方向俯視第二面時，以第二交點為中心、以外徑的1/3為直徑的圓內(nèi)部分的最小曲率半徑設(shè)為R2(min)，將最大曲率半徑設(shè)為R2(max)；將從所述旋轉(zhuǎn)對稱軸方向俯視第二面時，以第二交點為中心、以外徑的2/3為直徑的圓外部分的最大曲率半徑設(shè)為R3(max)；將第一交點和重心之間的距離設(shè)為H1、將第二交點和重心之間的距離設(shè)為H2，此時，存在下述關(guān)系|R3(max)|＜|R2(min)|＜|R2(max)|＜|R1(min)|，且，H1＜|R1(min)|； 包含所述旋轉(zhuǎn)對稱軸的剖面的輪廓線形狀為，在任意位置都向外側(cè)凸出，且所述輪廓線的斜度沿所述輪廓線連續(xù)變化。(2)如上述(1)所述的精密沖壓成型用預(yù)制坯，其特征在于，當(dāng)將第二交點和重心之間的距離設(shè)為H2時，存在H2＜|R2(min)|的關(guān)系。(3)如上述(1)或(2)所述的精密沖壓成型用預(yù)制坯，其特征在于，整個表面是熔融玻璃的表面固化而形成的。(4)如上述(1)至(3)中任一項所述的精密沖壓成型用預(yù)制坯，其特征在于，中心厚度與外徑之比(中心厚度/外徑)是0.45～0.85。(5)一種精密沖壓成型用預(yù)制坯的制造方法，使熔融玻璃流出并分離出熔融玻璃塊，在所述熔融玻璃固化的過程中，于成型模的凹部上成型出預(yù)制坯，其特征在于，在移動的成型模的凹部上將熔融玻璃塊成型為上述(1)～(4)中任一項所述的預(yù)制坯；在上述凹部上以下述狀態(tài)成型成型為預(yù)制坯的第一面的熔融玻璃表面朝向下側(cè)。(6)如上述(5)所述的精密沖壓成型用預(yù)制坯的制造方法，其特征在于，在使熔融玻璃塊整體從所述凹部浮起的同時，成型出預(yù)制坯。(7)如上述(5)或(6)所述的精密沖壓成型用預(yù)制坯的制造方法，其特征在于，所述凹部表面具有繞一個中心軸旋轉(zhuǎn)任意角度均對稱的形狀；使用隨著遠(yuǎn)離所述中心軸、所述凹部表面的曲率半徑絕對值離散地或連續(xù)地減小的成型模。(8)如上述(5)至(7)中任一項所述的精密沖壓成型用預(yù)制坯的制造方法，其特征在于，在反復(fù)進(jìn)行使所述成型模沿水平方向移動、停止的本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點】
一種精密沖壓成型用預(yù)制坯，是玻璃制成的，其特征在于， 該預(yù)制坯是具有一個旋轉(zhuǎn)對稱軸的旋轉(zhuǎn)體， 具有向外側(cè)凸出的第一面和向外側(cè)凸出的第二面，所述第一面包含所述旋轉(zhuǎn)對稱軸與表面相交的兩個交點中的第一交點，所述第二面包含所述兩個交點中的第二交點； 將從所述旋轉(zhuǎn)對稱軸方向俯視第一面時，以第一交點為中心、以外徑的２／３為直徑的圓內(nèi)部分的最小曲率半徑設(shè)為Ｒ↓［１（ｍｉｎ）］； 將從所述旋轉(zhuǎn)對稱軸方向俯視第二面時，以第二交點為中心、以外徑的１／３為直徑的圓內(nèi)部分的最小曲率半徑設(shè)為Ｒ↓［２（ｍｉｎ）］，將最大曲率半徑設(shè)為Ｒ↓［２（ｍａｘ）］； 將從所述旋轉(zhuǎn)對稱軸方向俯視第二面時，以第二交點為中心、以外徑的２／３為直徑的圓外部分的最大曲率半徑設(shè)為Ｒ↓［３（ｍａｘ）］； 將第一交點和重心之間的距離設(shè)為Ｈ↓［１］、將第二交點和重心之間的距離設(shè)為Ｈ↓［２］，此時，存在下述關(guān)系： ｜Ｒ↓［３（ｍａｘ）］｜＜｜Ｒ↓［２（ｍｉｎ）］｜＜｜Ｒ↓［２（ｍａｘ）］｜＜｜Ｒ↓［１（ｍｉｎ）］｜，且， Ｈ↓［１］＜｜Ｒ↓［１（ｍｉｎ）］｜； 包含所述旋轉(zhuǎn)對稱軸的剖面的輪廓線形狀為，在任意位置都向外側(cè)凸出，且所述輪廓線的斜度沿所述輪廓線連續(xù)變化。...
【技術(shù)特征摘要】
...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：宇津木克己，吉田昌弘，新熊義包，
申請(專利權(quán))人：HOYA株式會社，
類型：發(fā)明
國別省市：JP[日本]
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