光学元件的制造装置及光学元件的制造方法
光学元件的制造装置及光学元件的制造方法
【专利摘要】本发明提供一种光学元件的制造装置及光学元件的制造方法，其具有廉价且简单的结构，并且能够抑制玻璃熔滴的滴下位置的偏差。通过收敛部件（51）的通路（51b）的玻璃熔滴从通路（51b）的壁面以非接触方式被施加规定的力，从而控制玻璃熔滴从排出口（51c）排出的位置，因此，能够不包围整个制造装置地抑制玻璃熔滴的滴下位置的偏差，所以具有廉价且简单的结构且能够制造高精度的光学元件。
【专利说明】光学元件的制造装置及光学元件的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及光学元件的制造装置及光学元件的制造方法，尤其是涉及适用于使用玻璃熔滴形成光学元件的制造装置及制造方法。
【背景技术】
[0002]使光学玻璃熔融之后，从管口前端使适量的玻璃熔滴或玻璃流落下，通过如下的再加热法或直接冲压法，制成高精度的玻璃制光学元件，在该再加热法中，利用接收部件接住落下的玻璃熔滴或玻璃流来制作成形前驱体的玻璃块，对该玻璃块成形来制作光学元件，在该直接冲压法中，直接利用模具接收滴下玻璃并成形来制作光学元件。
[0003]在此，在使熔融玻璃滴下的工序中，由因空调或热源的存在等产生的空气流或因人或机械的动作产生的空气波动等引起的周边空气的干扰，导致玻璃熔滴的滴下位置混舌L这种情况作为玻璃块及最终成形品的品质偏差的原因之一，成为问题。
[0004]尤其是，在高精度玻璃成形体或者其前驱体的玻璃块的情况下，需要重量以mg级被控制了的微滴。然而，在即使精度良好地控制玻璃熔滴的重量、滴下时的滴下位置也产生偏差时，导致利用模具等接收部件接收玻璃熔滴的位置也会产生偏差，玻璃的冷却情况变得不均匀。由此，产生玻璃块或成形品的内部应力的偏差或形状的偏差，从而产生光学元件的光学性能的偏差(尤其是像差偏差)，成为收获率降低的原因。
[0005]专利文献I公开了如下的技术:具有包围光学元件的整个制造装置的整体围挡和以使由整体围挡包围的内部环境的温度收敛于规定温度的± 5 °C以内的方式进行控制的控制构件，由此，成形环境整体难以受到由气流的变化引起的温度变动的影响，其结果是，能够可重复性好地制造品质好的光学玻璃元件。
`[0006]现有技术文献
[0007]专利文献
[0008]专利文献1:日本特开2007-186357号公报
【发明内容】
[0009]发明要解决的课题
[0010]然而，根据本发明人的研究可知，在上述专利文献I的技术中，即使包围成形环境整体，仍然存在玻璃熔滴的滴下位置的稍微的偏差。这样，即使是微小的偏差，仍然存在滴下位置的偏差时，光学元件的精密成形变得困难。另外，在专利文献I的技术中，需要包围整个制造装置，存在装置大型化、成本增大这样的问题。
[0011]本发明的目的是解决上述课题，其目的是提供光学元件的制造装置及光学元件的制造方法，其具有廉价且简单的结构，并且能够抑制玻璃熔滴的滴下位置的偏差。
[0012]用于解决课题的方案
[0013]技术方案I记载的光学元件的制造装置，其特征在于，具有收敛部件，该收敛部件具有:接收从管口滴下的熔融的玻璃熔滴的入口 ；从所述入口侵入的所述玻璃熔滴通过的通路；以及排出所述玻璃熔滴的排出口，通过所述通路的玻璃熔滴从所述通路的壁面以非接触方式被施加规定的力，从而控制所述玻璃熔滴从所述排出口被排出的位置。
[0014]根据本发明，通过所述通路的玻璃熔滴从所述通路的壁面以非接触方式被施加规定的力，从而控制所述玻璃熔滴从所述排出口被排出的位置，因此，能够不包围整个制造装置地抑制玻璃熔滴的滴下位置的偏差，所以具有廉价且简单的结构且能够制造高精度的光学元件。通过配置本发明的收敛部件，在生产要求高精度的形状精度的玻璃制的光学元件时，从成形转印面精度到光学元件的外形形状尺寸精度都能够提高，并能够提高光学元件生产效率。另外，通过使用本发明，能够在将玻璃的温度维持得高的状态下，防止杂质混入的同时任意地控制熔融滴下玻璃的位置。
[0015]技术方案2记载的光学元件的制造装置是在技术方案I记载的发明中，其特征在于，所述规定的力指的是在所述玻璃熔滴通过所述通路期间、作用于所述玻璃熔滴和所述通路的壁面之间的空气压。
[0016]落下的所述玻璃熔滴和所述通路的壁面之间的间隔变小时，所述玻璃熔滴和所述壁面之间的流速增大，因此，从所述壁面受到的力增大，另一方面，落下的所述玻璃熔滴和所述通路的壁面之间的间隔变大时，所述玻璃熔滴和所述壁面之间的流速降低，因此，从所述壁面受到的力减小。利用上述情形能够控制所述玻璃熔滴从所述排出口被排出的位置。
[0017]技术方案3记载的光学元件的制造装置是在技术方案I或2记载的发明中，其特征在于，所述规定的力指的是在所述玻璃熔滴通过所述通路期间、作用于所述玻璃熔滴和所述通路的壁面之间的静电力。
[0018]在所述玻璃熔滴和所述通路的壁面上带有正负同号的电荷的情况下，落下的所述玻璃熔滴和所述通路的壁面之间的间隔减小时，所述玻璃熔滴和所述壁面之间的排斥力增大，因此，从所述壁面受到的力增大，另一方面，落下的所述玻璃熔滴和所述通路的壁面之间的间隔变大时，所述玻璃熔滴和所述壁面之间的排斥力降低，因此，从所述壁面受到的力减小。利用上述情形能够精度`好地控制所述玻璃熔滴从所述排出口被排出的位置。
[0019]技术方案4记载的光学元件的制造装置是在技术方案I~3中任意一项记载的发明中，其特征在于，设所述通路的截面积为A、所述玻璃熔滴的最大截面积为B时，满足下式:
[0020]1.1〈A/B〈100 (I)。
[0021]若条件式(I)的值超过下限值，则不会因空气阻力而过度地抑制通过所述通路的所述玻璃熔滴的落下速度，能够实现迅速的供给。另一方面，若条件式(I)的值小于上限值，则从所述通路的壁面施加给所述玻璃熔滴的规定的力变得足够，能够高精度地控制从所述排出口被排出的位置。此外，优选满足下式:
[0022]1.3<A/B<10 (I，)。
[0023]技术方案5记载的光学元件的制造装置是在技术方案I~4中的任意一项记载的发明中，其特征在于，具有检测从所述管口滴下的玻璃熔滴的位置的检测装置，根据所述检测装置检测到的从所述管口滴下的玻璃熔滴的位置，使所述收敛部件向与所述玻璃熔滴的落下方向交叉的方向移动。
[0024]使玻璃熔滴从所述管口以一定时间滴下时，可知滴下位置的偏差中心逐渐偏移。因此，具有检测从所述管口滴下的玻璃熔滴的位置的检测装置，根据所述检测装置检测到的从所述管口滴下的玻璃熔滴的位置，使所述收敛部件向与所述玻璃熔滴的落下方向交叉的方向移动，由此，能够长时间恒定地控制所述玻璃熔滴从所述排出口被排出的位置。
[0025]技术方案6记载的光学元件的制造装置是在技术方案I~5中的任意一项记载的发明中，其特征在于，所述收敛部件由树脂、玻璃、金属、陶瓷中的任一种形成。
[0026]作为所述收敛部件使用透明的树脂或玻璃时，能够通过肉眼确认滴下状态，因此，设定变得容易。作为透明的树脂，优选最廉价且容易处理的丙烯酸树脂、聚碳酸酯等。这样的树脂与熔融的玻璃熔滴接触时瞬时熔化，因此难以产生贴附等，此外玻璃熔滴与部件接触的情况是一目了然的，容易检测。另一方面，玻璃材料除了采用容易取得的石英、派热克斯玻璃(注册商标)以外，优选内径的精度较高。另外，通过使用金属或者陶瓷，能够使收敛部件容易处理并具有耐热性。也可以在设定树脂、玻璃并确认滴下状况和滴下位置之后，替换成金属或者陶瓷制的部件。另外，也可以在金属或者陶瓷部件上设置微小的观察窗，确认熔滴的位置的同时进行设定。
[0027]技术方案7记载的光学元件的制造装置是在技术方案I~6中的任意一项记载的发明中，其特征在于，所述收敛部件的内周面是圆筒状。由于熔融的玻璃熔滴在落下过程中近似球形，所以所述收敛部件的内周面优选为圆筒状。所述收敛部件采用圆筒形状时，成为相对于中心轴轴对称的形状，滴下位置偏差特别稳定。圆筒也包括椭圆筒。另外，通路也可以是尖细状的锥形形状。
[0028]技术方案8记载的光学元件的制造装置是在技术方案7记载的发明中，其特征在于，在所述收敛部件的内周面上形成有螺旋状的槽。由此，能够精度更好地控制所述玻璃熔滴从所述排出口被排出的位置。
[0029]技术方案9记载的光学元件的制造装置是在技术方案I~8中的任意一项记载的发明中，其特征在于，所述收敛部件的内周面是多边形状。所述收敛部件的内周面采用多边形状，也具有一定的效果。
`[0030]技术方案10记载的光学元件的制造方法，其特征在于，具有:使从管口滴下的熔融的玻璃熔滴通过收敛部件排出到规定位置的步骤；检测从管口滴下的熔融的玻璃熔滴的位置的步骤；以及根据检测到的从所述管口滴下的玻璃熔滴的位置，使所述收敛部件向与所述玻璃熔滴的落下方向交叉的方向移动的步骤。
[0031]使玻璃熔滴从所述管口以一定时间滴下时，可知滴下位置逐渐偏移。因此，检测从管口滴下的熔融的玻璃熔滴的位置，根据检测到的从所述管口滴下的玻璃熔滴的位置，使所述收敛部件向与所述玻璃熔滴的落下方向交叉的方向移动，由此，能够长时间恒定地控制所述玻璃熔滴从所述排出口被排出的位置。
[0032]技术方案11记载的光学元件的制造方法是在技术方案10记载的发明中，其特征在于，所述收敛部件的移动在自玻璃熔滴最初从所述管口滴下时起经过规定时间后或进行了规定次数的滴下之后被执行。
[0033]技术方案12记载的光学兀件的制造方法是在技术方案10或11记载的光学兀件的制造方法中，其特征在于，根据所述收敛部件的移动量，使熔滴接收部件或模具移动。以与使所述收敛部件移动的量相应的量，使熔滴接收部件或模具移动来进行调整，由此能够始终高精度地使玻璃熔滴滴到熔滴接收部件或模具的目标位置。
[0034]发明的效果[0035]根据本发明，能够提供光学元件的制造装置及光学元件的制造方法，其具有廉价且简单的结构，并且能够抑制玻璃熔滴的滴下位置的偏差。
【专利附图】
【附图说明】
[0036]图1是本实施方式的光学元件的制造装置的示意图，(a)表示熔融玻璃供给部GS，(b)表示熔融玻璃供给部GS的保持部件52和冲压成形部PM的下模30，(C)、(d)表示冲压成形部PM，(e)表示变形例，(f)表示另一变形例。
[0037]图2表示本实施方式的光学元件的制造装置的主要部分，是用于说明以下各功能的图，Ca)为滴下、(b)为产生滴下偏移、(c)为滴下偏移收敛、Cd)为向任意的位置滴下。
[0038]图3是本实施方式的光学元件的制造装置的另一实施方式的示意图。
[0039]图4是表示收敛部件的有无对滴下位置的偏差产生的变化的图。
[0040]图5是表示使收敛部件沿水平方向移动的情况下的滴下位置的偏差的变化的图。
【具体实施方式】
[0041]以下，参照【专利附图】
【附图说明】本发明的实施方式。图1是本实施方式的光学元件的制造装置的示意图，图2是说明本实施方式的光学元件的制造装置的主要部分的图。本实施方式的光学元件的制造装置适用于形成作为光学元件的透镜。
[0042]如图1所示，本实施方式的光学元件的制造装置具有:将熔融玻璃熔滴GD向下模30供给的熔融玻璃供给部GS ;利用上下一对的模具30、40对熔融玻璃熔滴GD进行冲压成形的冲压成形部PM。
`[0043]熔融玻璃供给部GS具有:管口 20，该管口 20设置在保持被加热熔融的玻璃的熔融箱(未图示)的底部，使熔融玻璃熔滴GD从下端滴下；保持部50,该保持部50临时保持从管口 20的下端自然落下的熔融玻璃熔滴GD。
[0044]为了加热熔融玻璃的箱及管口 20，可以使用加热器、高频线圈或者红外灯等。尤其是，在加热到1000°c以上的高温的情况下，高频加热是有效的。
[0045]保持部50具有中空圆筒状的收敛部件51和配置在收敛部件的下方的保持部件
52。收敛部件51具有:接收从管口 20滴下的熔融的玻璃熔滴⑶的入口 51a;从入口 51a侵入的玻璃熔滴通过的圆筒面即通路51b ;排出玻璃熔滴GD的排出口 51c。通路51b的内周面是简单的圆筒面，但也可以在此形成螺旋状槽。
[0046]保持部件52具有朝向上方扩径的漏斗状的接收部52a，并具有从下方吹送自外部被供给的高温的空气流而以非接触方式保持玻璃熔滴GD的功能。此外，这样的保持部件记载在例如日本特开2004-231494号公报中。
[0047]对本实施方式的光学元件的制造装置的工作进行说明。如图1 (a)所示，向管口20的下端供给熔融玻璃GD时，被供给的熔融玻璃GD滞留于管口 20的下端并开始生长，但在生长到规定重量的时刻，熔融玻璃熔滴GD因自重而自然落下。自然落下的玻璃熔滴GD通过自身的表面张力而变成球形~泪滴形，通过收敛部件51，由此排出位置被控制，并被排出到保持部件52的接收部52a内。此时，在玻璃熔滴GD在接收部52a内以非接触方式被保持的期间，调整形状，并且适度地冷却。然后，如图1 (b)所示，使保持有玻璃熔滴⑶的保持部件52移动到下模30的上方，若停止向接收部52a供给空气，则玻璃熔滴GD通过接收部52a从下端被排出，在处于玻璃熔滴GD的滴下位置的下模30的凹面状的下模成形面32上，作为玻璃块被接住。
[0048]下模30的温度可以是室温，不需要特别的温度控制。但是，在下模30的温度过低的情况下，玻璃块容易产生褶皱，因此，通过温度控制装置进行温度控制是有效的。另一方面，上模40也不需要特别的温度控制，但通过温度控制装置进行温度控制是有效的。
[0049]作为下模30及上模40，可以使用陶瓷、超硬合金、碳、金属等耐热性材料，但考虑到热传导率良好且与玻璃的反应性低这些方面，优选使用碳或陶瓷。
[0050]如图1 (C)所示，在滴下位置接住了玻璃熔滴GD的下模30沿水平方向滑动移动到上模40待机的成形位置。下模30在滴下位置和成形位置之间水平移动的空间，由不锈钢等具有耐热性的模具移动空间用围挡(未图示)包围，由此，难以受到气流的变化及由此引起的温度变动的影响。但是，也可以不设置这样的围挡。另外，保持部件52也可以移动到上模40和下模30之间，由此，不需要下模30的滑动移动。
[0051]如图1 (d)所示，在下模30与上模40下方的成形位置相对地配置时，上模40通过冲压成形构件沿上下方向被驱动。被载置在下模30的下模成形面32上的玻璃熔滴GD在下模30的下模成形面32和上模40的上模成形面42之间被加压成形。此后，通过开模，能够取出已成形的透镜LS。此外，也可以不使用保持部件52而直接将玻璃熔滴GD排出到下模30上。
[0052]图1 (e)表示变形例的光学元件的制造工序，在此，从收敛部件51直接将玻璃熔滴GD供给到下模30。在滴下位置接住了玻璃熔滴GD的下模30如图1 (c)所示沿水平方向滑动移动到上模40待机的成形位置。
[0053]图1 (f)表示另一变形例的光学元件的制造工序，在此，在收敛部件51和下模30之间配置有具有开口 56a的`板部件56。从管口 20自然落下的玻璃熔滴⑶落到板部件56的上表面，通过开口 56a时被节流，以适当的量落到下模30上。关于板部件56，记载在日本特开2002-154834号中。
[0054]接着，参照图2说明收敛部件51的功能。在此，收敛部件51的轴线与保持部件52的接收部52a的轴线一致。首先，如图2 (a)所示，在管口 20的下端生长到规定重量的熔融玻璃熔滴GD在因自重而自然落下的瞬间，因空气的对流或波动等而受到微小的外力F，由此，从管口 20的轴线偏离地开始落下。
[0055]落下的玻璃熔滴⑶如图2(b)所示迅速从收敛部件51的入口 51a进入通路51b。通过通路51b的玻璃熔滴GD从通路51b的壁面以非接触方式被施加力。该力之一是在玻璃熔滴⑶通过通路51b期间、作用于玻璃熔滴⑶和通路51b的壁面之间的空气压。
[0056]在例如收敛部件51的内周形状为圆筒形的情况下,玻璃熔滴⑶通过圆筒形的通路51b内，由此，在玻璃熔滴GD的侧面上产生因空气的流量差导致的压力差。通过产生该压力差，从而产生将玻璃熔滴GD定心于中央的力，能够抑制玻璃熔滴GD的排出位置即滴下位置偏差。因此，通路51b的截面优选为轴对称形状，尤其在采用玻璃熔滴GD的表面和壁面之间的距离均匀的圆筒状时，滴下位置偏差稳定。
[0057]另外，玻璃熔滴GD被施加的其他的力是由在玻璃熔滴GD的表面和通路51b的壁面之间带有正负同号电荷的情况下产生的静电引起的排斥力。
[0058]在收敛部件51由例如丙烯酸树脂?聚碳酸酯?氯乙烯管、玻璃管、石英管等非导体构成的情况下，容易带静电。在玻璃熔滴GD和通路51b的壁面上带有正负同号的电荷的情况下，熔融的玻璃通过此处时，熔融玻璃受到由静电产生的排斥力而被定心于中央。由此，能够抑制玻璃熔滴GD的排出位置即滴下位置偏差。同样地，在收敛部件51例如由不锈钢、铁、铝、铜等金属材料形成的情况下，使其带有正或负电，由此能够得到同样的效果。
[0059]但是，在通路51b是圆筒形状时，也预想到最初的对位变得困难的情况。相比之下，若通路51b的截面采用椭圆形状，则该截面中的短轴方向的定心效果变强，而在长轴方向上尺寸具有余量，因此最初的对位变得容易。另外，若在通路51b上设置螺旋状的槽，则由于是轴对称形状，所以不会导致滴下位置的偏差，另外，还能够使螺旋状的槽成为空气的排出路径，因此，在设置像保持部件52等那样使气流从下方上升的装置的情况下或被用于由气流导致的干扰多的装置的情况下，是有效的。
[0060]而且，在收敛部件51的内周截面采用多边形形状的情况下，由于在内周存在平面，所以在部件上设置测定窗，使用激光等测定内周面的位置，从而进行收敛部件的精密定位。另外，若使内周面为镜面，则激光容易反射，能够更高精度地进行玻璃熔滴GD的位置测定。另外，通过使内周截面成为多边形形状，角部释放气流的混乱，面中心部具有玻璃熔滴GD的整流效果，因此，在设置像保持部件52等那样气流从下方上升的装置的情况下或被用于由气流产生的干扰多的装置的情况下，是有效的。
[0061]如上所述，玻璃熔滴⑶通过通路51b的过程中，接近收敛部件51的轴线地被定心(参照图2 (C))。因此，如图2 (d)所示，玻璃熔滴⑶在从收敛部件51的排出口 51c被排出的时刻，收敛于几乎接近收敛部件51的轴线的位置并被排出，因此，通过保持部件52的接收部52a在适当的位置被接收。
[0062]在玻璃熔滴GD从接收部52a的轴线偏离时，与接收部52a的周面接触而变形，有可能导致异物混入等。另外，即便滴下位置不会较大地偏离到与接收部52a接触这种程度，也优选尽可能地使滴下位置集中在接收部52a的中心附近。这是因为，若从接收部52a中心偏离，则与玻璃熔滴GD接`触的空气流产生偏移，玻璃熔滴GD表面的变冷方式因方向而不同。在玻璃熔滴GD表面的变冷方式产生偏移时，产生玻璃熔滴GD的内部应力分布的偏差。在应力分布的偏差大的情况下，在玻璃熔滴GD内部产生裂缝，或在表面上产生褶皱，有可能导致该玻璃块变得不良。另外，即使没有不良，在将具有应力分布偏差的玻璃块用于成形来制作光学元件时，也有可能导致该光学元件各自产生不能忽略的双折射分布偏差。该双折射分布偏差导致最终的光学元件产生透镜性能偏差。有可能使光学元件的成形收获率恶化。相比之下，通过使用本实施方式的收敛部件51，能够避免这样的不良情况。
[0063]图3是另一实施方式的熔融玻璃供给部GS的概要剖视图。在本实施方式中，设置有:检测从管口 20滴下的玻璃熔滴GD的位置的检测装置53 ;驱动收敛部件51的促动器54 ;利用来自检测装置53的信号驱动控制促动器54的控制装置55。
[0064]更具体来说，检测装置具有:朝向从管口 20滴下的玻璃熔滴GD水平地投射检验光束的出射部LD ;入射通过了玻璃熔滴GD的检验光束的受光部H)。另外，促动器54能够使收敛部件51及保持部件52同步地沿水平方向驱动。
[0065]根据本实施方式，受光部ro接收检验光束来检测即将从管口 20滴下之前的玻璃熔滴GD的位置，接收了来自受光部H)的信号的控制装置55根据即将滴下之前的玻璃熔滴GD的位置，例如向与玻璃熔滴GD相对于轴线的偏移方向相反的一侧，通过促动器54驱动收敛部件51及保持部件52，从而能够更高精度地控制玻璃熔滴GD的排出位置。此外，这样的收敛部件51及保持部件52的位置控制可以每次都进行，也可以例如根据从制造开始起的时间或执行次数等，以规定的时机进行。另外，在图1 (e)所示的直接冲压的情况下，促动器54使收敛部件51及下模30同步地沿水平方向驱动。
[0066]仅以与使收敛部件51移动的量相应的量，使作为熔滴接收部件的保持部件52或模具30移动来进行调整，由此，玻璃熔滴GD始终能够高精度地向保持部件52或模具30的目标位置滴下。例如，若检测到的滴下偏移量小于测量到的滴下位置偏差量的1/3，则并不需要调整保持部件52或模具30。在滴下位置偏移量为1/3以上的情况下，需要以与使收敛部件51移动的量相应的量，使保持部件52或模具30移动来进行调整。通过进行这样的微调整，高温的玻璃熔滴⑶能够始终高精度地向目标位置滴下。
[0067]由于应用本发明的制造装置是处理熔融的玻璃的装置，因此在周边配置玻璃熔融炉、冷却机或空调等并使其运转。因热因素或外在因素，周围空气容易产生混乱，从而产生玻璃熔滴下位置的变动。另外，周边设备的振动或电气噪声传播到装置，它们的复合影响给滴下管口或玻璃熔滴路径带来影响，玻璃熔滴下位置精度容易混乱。因此，除滴下位置突发性地混乱之外，还存在在数小时~数天、数周的长时间内随时间推移而逐渐变化的情况。
[0068]根据本发明，除突发的变化之外，还与随时间推移的滴下位置的变化相应地使收敛部件移动，从而能够始终将玻璃熔滴下位置保持在目标位置。
[0069]对本发明人的研究结果进行说明。图4是表示收敛部件的有无对滴下位置的偏差带来的变化的图。在此，玻璃熔滴的直径为约Φ 7mm，收敛部件的通路孔径为Φ9πιπι。因此，两者的截面面积比Α/Β=约1.7。图4中的比较例I是没有设置本发明的收敛部件地使多个玻璃熔滴从管口落下而求出偏差的例子，比较例2是代替设置本发明的收敛部件而在管口的下方周围设置例如日本特愿2007-186357号公报记载的风挡(边长为IOOmm的正方形筒状)的例子，实施例是将本发明的收敛部件设置在管口的下方的例子。
`[0070]如图4所示，在本实施例的情况下，能够确认与比较例I相比，偏差范围(面积换算)成为1/6，与比较例2相比，偏差范围成为1/4以下。也就是说，根据本发明可知:不仅能够排除由周边空气产生的干扰，通过将收敛部件的通路内产生的偏差抑制力施加玻璃熔滴，还能够积极地减少滴下位置的偏差。此外，根据本发明人的研究结果可知:以截面面积比Α/Β=1.I~100 (玻璃熔滴直径:Φ2πιπι~Φ21πιπι)能够得到充分的效果。
[0071]图5是表示使收敛部件沿水平XY方向移动的情况下的滴下位置的偏差的变化的图。以往，使接近1000°c的熔融的玻璃熔滴落到任意位置是困难的。相比之下，根据本发明，能够使加热熔融的玻璃熔滴落到任意位置。在图5中，在仅使收敛部件沿X方向移动-2.5mm的情况下，以及在使收敛部件沿X方向移动-1.5mm且沿Y方向移动+1.0mm的情况下，与不使其移动的情况相比，偏差的增大未被确认。也就是说，通过使收敛部件移动，能够维持偏差的范围的同时使滴下位置任意地移动。
[0072]根据本发明人的研究结果可知，收敛部件的移动量和玻璃熔滴的排出位置之间的关系用下式表示。
[0073]ΛΥ=Α.ΔΧ (2)
[0074]其中，
[0075]Δ Y:玻璃熔滴的排出位置的偏移量[0076]Λ X:收敛部件的移动量
[0077]A:系数(0.2 ~0.8)
[0078]本发明不限于说明书记载的实施例，还包括其他的实施例、变形例，这对于本领域技术人员来说根据本说明书记载的实施例或思想是显而易见的。说明书的记载及实施例只不过是例示性的，本发明的范围根据后述的权利要求书确定。例如光学元件不限于透镜。
[0079]附图标记说明
[0080]20 管口
[0081]30 下模
[0082]32下模成形面
[0083]40 上模
[0084]42上模成形面
[0085]50保持部
[0086]51收敛部件
[0087]51 通路
[0088]51a 入口
`[0089]51b 通路
[0090]51c 排出口
[0091]52保持部件
[0092]52a接收部
[0093]53检测装置
[0094]54促动器
[0095]55控制装置
[0096]⑶玻璃熔滴
[0097]GS熔融玻璃供给部
[0098]LD出射部
[0099]PD受光部
[0100]PM冲压成形部
【权利要求】
1.一种光学元件的制造装置，其特征在于， 具有收敛部件，该收敛部件具有:接收从管口滴下的熔融的玻璃熔滴的入口 ；从所述入口侵入的所述玻璃熔滴通过的通路；以及排出所述玻璃熔滴的排出口， 通过所述通路的玻璃熔滴从所述通路的壁面以非接触方式被施加规定的力，从而控制所述玻璃熔滴从所述排出口被排出的位置。
2.如权利要求1所述的光学元件的制造装置，其特征在于，所述规定的力指的是在所述玻璃熔滴通过所述通路期间、作用于所述玻璃熔滴和所述通路的壁面之间的空气压。
3.如权利要求1或2所述的光学元件的制造装置，其特征在于，所述规定的力指的是在所述玻璃熔滴通过所述通路期间、作用于所述玻璃熔滴和所述通路的壁面之间的静电力。
4.如权利要求1~3中任一项所述的光学元件的制造装置，其特征在于，设所述通路的截面积为A、所述玻璃熔滴的最大截面积为B时,满足下式:
1.1〈A/B〈100 (I)。
5.如权利要求1~4中任一项所述的光学元件的制造装置，其特征在于，具有检测从所述管口滴下的玻璃熔滴的位置的检测装置，根据所述检测装置检测到的从所述管口滴下的玻璃熔滴的位置，使所述收敛部件向与所述玻璃熔滴的落下方向交叉的方向移动。
6.如权利要求1~5中任一项所述的光学元件的制造装置，其特征在于，所述收敛部件由树脂、玻璃、金属、陶瓷中的任一种形成。
7.如权利要求1~6中任一项所述的光学元件的制造装置，其特征在于，所述收敛部件的内周面是圆筒状。
8.如权利要求7所述的光学元件的制造装置，其特征在于，在所述收敛部件的内周面上形成有螺旋状的槽。
9.如权利要求1~6中任一项所述的光学元件的制造装置，其特征在于，所述收敛部件的内周面是多边形状。
10.一种光学元件的制造方法，其特征在于，具有: 使从管口滴下的熔融的玻璃熔滴通过收敛部件排出到规定位置的步骤； 检测从管口滴下的熔融的玻璃熔滴的位置的步骤；以及 根据检测到的从所述管口滴下的玻璃熔滴的位置，使所述收敛部件向与所述玻璃熔滴的落下方向交叉的方向移动 的步骤。
11.如权利要求10所述的光学元件的制造方法，其特征在于，所述收敛部件的移动在自玻璃熔滴最初从所述管口滴下时起经过规定时间后或进行了规定次数的滴下之后被执行。
12.如权利要求10或11所述的光学元件的制造方法，其特征在于，根据所述收敛部件的移动量，使熔滴接收部件或模具移动。
【文档编号】C03B7/14GK103827049SQ201280028666
【公开日】2014年5月28日 申请日期:2012年6月6日 优先权日:2011年6月15日
【发明者】汤浅清司, 芦田修平, 名古屋浩 申请人:柯尼卡美能达株式会社
【专利摘要】本发明提供一种光学元件的制造装置及光学元件的制造方法，其具有廉价且简单的结构，并且能够抑制玻璃熔滴的滴下位置的偏差。通过收敛部件（51）的通路（51b）的玻璃熔滴从通路（51b）的壁面以非接触方式被施加规定的力，从而控制玻璃熔滴从排出口（51c）排出的位置，因此，能够不包围整个制造装置地抑制玻璃熔滴的滴下位置的偏差，所以具有廉价且简单的结构且能够制造高精度的光学元件。
【专利说明】光学元件的制造装置及光学元件的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及光学元件的制造装置及光学元件的制造方法，尤其是涉及适用于使用玻璃熔滴形成光学元件的制造装置及制造方法。
【背景技术】
[0002]使光学玻璃熔融之后，从管口前端使适量的玻璃熔滴或玻璃流落下，通过如下的再加热法或直接冲压法，制成高精度的玻璃制光学元件，在该再加热法中，利用接收部件接住落下的玻璃熔滴或玻璃流来制作成形前驱体的玻璃块，对该玻璃块成形来制作光学元件，在该直接冲压法中，直接利用模具接收滴下玻璃并成形来制作光学元件。
[0003]在此，在使熔融玻璃滴下的工序中，由因空调或热源的存在等产生的空气流或因人或机械的动作产生的空气波动等引起的周边空气的干扰，导致玻璃熔滴的滴下位置混舌L这种情况作为玻璃块及最终成形品的品质偏差的原因之一，成为问题。
[0004]尤其是，在高精度玻璃成形体或者其前驱体的玻璃块的情况下，需要重量以mg级被控制了的微滴。然而，在即使精度良好地控制玻璃熔滴的重量、滴下时的滴下位置也产生偏差时，导致利用模具等接收部件接收玻璃熔滴的位置也会产生偏差，玻璃的冷却情况变得不均匀。由此，产生玻璃块或成形品的内部应力的偏差或形状的偏差，从而产生光学元件的光学性能的偏差(尤其是像差偏差)，成为收获率降低的原因。
[0005]专利文献I公开了如下的技术:具有包围光学元件的整个制造装置的整体围挡和以使由整体围挡包围的内部环境的温度收敛于规定温度的± 5 °C以内的方式进行控制的控制构件，由此，成形环境整体难以受到由气流的变化引起的温度变动的影响，其结果是，能够可重复性好地制造品质好的光学玻璃元件。
`[0006]现有技术文献
[0007]专利文献
[0008]专利文献1:日本特开2007-186357号公报
【发明内容】
[0009]发明要解决的课题
[0010]然而，根据本发明人的研究可知，在上述专利文献I的技术中，即使包围成形环境整体，仍然存在玻璃熔滴的滴下位置的稍微的偏差。这样，即使是微小的偏差，仍然存在滴下位置的偏差时，光学元件的精密成形变得困难。另外，在专利文献I的技术中，需要包围整个制造装置，存在装置大型化、成本增大这样的问题。
[0011]本发明的目的是解决上述课题，其目的是提供光学元件的制造装置及光学元件的制造方法，其具有廉价且简单的结构，并且能够抑制玻璃熔滴的滴下位置的偏差。
[0012]用于解决课题的方案
[0013]技术方案I记载的光学元件的制造装置，其特征在于，具有收敛部件，该收敛部件具有:接收从管口滴下的熔融的玻璃熔滴的入口 ；从所述入口侵入的所述玻璃熔滴通过的通路；以及排出所述玻璃熔滴的排出口，通过所述通路的玻璃熔滴从所述通路的壁面以非接触方式被施加规定的力，从而控制所述玻璃熔滴从所述排出口被排出的位置。
[0014]根据本发明，通过所述通路的玻璃熔滴从所述通路的壁面以非接触方式被施加规定的力，从而控制所述玻璃熔滴从所述排出口被排出的位置，因此，能够不包围整个制造装置地抑制玻璃熔滴的滴下位置的偏差，所以具有廉价且简单的结构且能够制造高精度的光学元件。通过配置本发明的收敛部件，在生产要求高精度的形状精度的玻璃制的光学元件时，从成形转印面精度到光学元件的外形形状尺寸精度都能够提高，并能够提高光学元件生产效率。另外，通过使用本发明，能够在将玻璃的温度维持得高的状态下，防止杂质混入的同时任意地控制熔融滴下玻璃的位置。
[0015]技术方案2记载的光学元件的制造装置是在技术方案I记载的发明中，其特征在于，所述规定的力指的是在所述玻璃熔滴通过所述通路期间、作用于所述玻璃熔滴和所述通路的壁面之间的空气压。
[0016]落下的所述玻璃熔滴和所述通路的壁面之间的间隔变小时，所述玻璃熔滴和所述壁面之间的流速增大，因此，从所述壁面受到的力增大，另一方面，落下的所述玻璃熔滴和所述通路的壁面之间的间隔变大时，所述玻璃熔滴和所述壁面之间的流速降低，因此，从所述壁面受到的力减小。利用上述情形能够控制所述玻璃熔滴从所述排出口被排出的位置。
[0017]技术方案3记载的光学元件的制造装置是在技术方案I或2记载的发明中，其特征在于，所述规定的力指的是在所述玻璃熔滴通过所述通路期间、作用于所述玻璃熔滴和所述通路的壁面之间的静电力。
[0018]在所述玻璃熔滴和所述通路的壁面上带有正负同号的电荷的情况下，落下的所述玻璃熔滴和所述通路的壁面之间的间隔减小时，所述玻璃熔滴和所述壁面之间的排斥力增大，因此，从所述壁面受到的力增大，另一方面，落下的所述玻璃熔滴和所述通路的壁面之间的间隔变大时，所述玻璃熔滴和所述壁面之间的排斥力降低，因此，从所述壁面受到的力减小。利用上述情形能够精度`好地控制所述玻璃熔滴从所述排出口被排出的位置。
[0019]技术方案4记载的光学元件的制造装置是在技术方案I~3中任意一项记载的发明中，其特征在于，设所述通路的截面积为A、所述玻璃熔滴的最大截面积为B时，满足下式:
[0020]1.1〈A/B〈100 (I)。
[0021]若条件式(I)的值超过下限值，则不会因空气阻力而过度地抑制通过所述通路的所述玻璃熔滴的落下速度，能够实现迅速的供给。另一方面，若条件式(I)的值小于上限值，则从所述通路的壁面施加给所述玻璃熔滴的规定的力变得足够，能够高精度地控制从所述排出口被排出的位置。此外，优选满足下式:
[0022]1.3<A/B<10 (I，)。
[0023]技术方案5记载的光学元件的制造装置是在技术方案I~4中的任意一项记载的发明中，其特征在于，具有检测从所述管口滴下的玻璃熔滴的位置的检测装置，根据所述检测装置检测到的从所述管口滴下的玻璃熔滴的位置，使所述收敛部件向与所述玻璃熔滴的落下方向交叉的方向移动。
[0024]使玻璃熔滴从所述管口以一定时间滴下时，可知滴下位置的偏差中心逐渐偏移。因此，具有检测从所述管口滴下的玻璃熔滴的位置的检测装置，根据所述检测装置检测到的从所述管口滴下的玻璃熔滴的位置，使所述收敛部件向与所述玻璃熔滴的落下方向交叉的方向移动，由此，能够长时间恒定地控制所述玻璃熔滴从所述排出口被排出的位置。
[0025]技术方案6记载的光学元件的制造装置是在技术方案I~5中的任意一项记载的发明中，其特征在于，所述收敛部件由树脂、玻璃、金属、陶瓷中的任一种形成。
[0026]作为所述收敛部件使用透明的树脂或玻璃时，能够通过肉眼确认滴下状态，因此，设定变得容易。作为透明的树脂，优选最廉价且容易处理的丙烯酸树脂、聚碳酸酯等。这样的树脂与熔融的玻璃熔滴接触时瞬时熔化，因此难以产生贴附等，此外玻璃熔滴与部件接触的情况是一目了然的，容易检测。另一方面，玻璃材料除了采用容易取得的石英、派热克斯玻璃(注册商标)以外，优选内径的精度较高。另外，通过使用金属或者陶瓷，能够使收敛部件容易处理并具有耐热性。也可以在设定树脂、玻璃并确认滴下状况和滴下位置之后，替换成金属或者陶瓷制的部件。另外，也可以在金属或者陶瓷部件上设置微小的观察窗，确认熔滴的位置的同时进行设定。
[0027]技术方案7记载的光学元件的制造装置是在技术方案I~6中的任意一项记载的发明中，其特征在于，所述收敛部件的内周面是圆筒状。由于熔融的玻璃熔滴在落下过程中近似球形，所以所述收敛部件的内周面优选为圆筒状。所述收敛部件采用圆筒形状时，成为相对于中心轴轴对称的形状，滴下位置偏差特别稳定。圆筒也包括椭圆筒。另外，通路也可以是尖细状的锥形形状。
[0028]技术方案8记载的光学元件的制造装置是在技术方案7记载的发明中，其特征在于，在所述收敛部件的内周面上形成有螺旋状的槽。由此，能够精度更好地控制所述玻璃熔滴从所述排出口被排出的位置。
[0029]技术方案9记载的光学元件的制造装置是在技术方案I~8中的任意一项记载的发明中，其特征在于，所述收敛部件的内周面是多边形状。所述收敛部件的内周面采用多边形状，也具有一定的效果。
`[0030]技术方案10记载的光学元件的制造方法，其特征在于，具有:使从管口滴下的熔融的玻璃熔滴通过收敛部件排出到规定位置的步骤；检测从管口滴下的熔融的玻璃熔滴的位置的步骤；以及根据检测到的从所述管口滴下的玻璃熔滴的位置，使所述收敛部件向与所述玻璃熔滴的落下方向交叉的方向移动的步骤。
[0031]使玻璃熔滴从所述管口以一定时间滴下时，可知滴下位置逐渐偏移。因此，检测从管口滴下的熔融的玻璃熔滴的位置，根据检测到的从所述管口滴下的玻璃熔滴的位置，使所述收敛部件向与所述玻璃熔滴的落下方向交叉的方向移动，由此，能够长时间恒定地控制所述玻璃熔滴从所述排出口被排出的位置。
[0032]技术方案11记载的光学元件的制造方法是在技术方案10记载的发明中，其特征在于，所述收敛部件的移动在自玻璃熔滴最初从所述管口滴下时起经过规定时间后或进行了规定次数的滴下之后被执行。
[0033]技术方案12记载的光学兀件的制造方法是在技术方案10或11记载的光学兀件的制造方法中，其特征在于，根据所述收敛部件的移动量，使熔滴接收部件或模具移动。以与使所述收敛部件移动的量相应的量，使熔滴接收部件或模具移动来进行调整，由此能够始终高精度地使玻璃熔滴滴到熔滴接收部件或模具的目标位置。
[0034]发明的效果[0035]根据本发明，能够提供光学元件的制造装置及光学元件的制造方法，其具有廉价且简单的结构，并且能够抑制玻璃熔滴的滴下位置的偏差。
【专利附图】
【附图说明】
[0036]图1是本实施方式的光学元件的制造装置的示意图，(a)表示熔融玻璃供给部GS，(b)表示熔融玻璃供给部GS的保持部件52和冲压成形部PM的下模30，(C)、(d)表示冲压成形部PM，(e)表示变形例，(f)表示另一变形例。
[0037]图2表示本实施方式的光学元件的制造装置的主要部分，是用于说明以下各功能的图，Ca)为滴下、(b)为产生滴下偏移、(c)为滴下偏移收敛、Cd)为向任意的位置滴下。
[0038]图3是本实施方式的光学元件的制造装置的另一实施方式的示意图。
[0039]图4是表示收敛部件的有无对滴下位置的偏差产生的变化的图。
[0040]图5是表示使收敛部件沿水平方向移动的情况下的滴下位置的偏差的变化的图。
【具体实施方式】
[0041]以下，参照【专利附图】
【附图说明】本发明的实施方式。图1是本实施方式的光学元件的制造装置的示意图，图2是说明本实施方式的光学元件的制造装置的主要部分的图。本实施方式的光学元件的制造装置适用于形成作为光学元件的透镜。
[0042]如图1所示，本实施方式的光学元件的制造装置具有:将熔融玻璃熔滴GD向下模30供给的熔融玻璃供给部GS ;利用上下一对的模具30、40对熔融玻璃熔滴GD进行冲压成形的冲压成形部PM。
`[0043]熔融玻璃供给部GS具有:管口 20，该管口 20设置在保持被加热熔融的玻璃的熔融箱(未图示)的底部，使熔融玻璃熔滴GD从下端滴下；保持部50,该保持部50临时保持从管口 20的下端自然落下的熔融玻璃熔滴GD。
[0044]为了加热熔融玻璃的箱及管口 20，可以使用加热器、高频线圈或者红外灯等。尤其是，在加热到1000°c以上的高温的情况下，高频加热是有效的。
[0045]保持部50具有中空圆筒状的收敛部件51和配置在收敛部件的下方的保持部件
52。收敛部件51具有:接收从管口 20滴下的熔融的玻璃熔滴⑶的入口 51a;从入口 51a侵入的玻璃熔滴通过的圆筒面即通路51b ;排出玻璃熔滴GD的排出口 51c。通路51b的内周面是简单的圆筒面，但也可以在此形成螺旋状槽。
[0046]保持部件52具有朝向上方扩径的漏斗状的接收部52a，并具有从下方吹送自外部被供给的高温的空气流而以非接触方式保持玻璃熔滴GD的功能。此外，这样的保持部件记载在例如日本特开2004-231494号公报中。
[0047]对本实施方式的光学元件的制造装置的工作进行说明。如图1 (a)所示，向管口20的下端供给熔融玻璃GD时，被供给的熔融玻璃GD滞留于管口 20的下端并开始生长，但在生长到规定重量的时刻，熔融玻璃熔滴GD因自重而自然落下。自然落下的玻璃熔滴GD通过自身的表面张力而变成球形~泪滴形，通过收敛部件51，由此排出位置被控制，并被排出到保持部件52的接收部52a内。此时，在玻璃熔滴GD在接收部52a内以非接触方式被保持的期间，调整形状，并且适度地冷却。然后，如图1 (b)所示，使保持有玻璃熔滴⑶的保持部件52移动到下模30的上方，若停止向接收部52a供给空气，则玻璃熔滴GD通过接收部52a从下端被排出，在处于玻璃熔滴GD的滴下位置的下模30的凹面状的下模成形面32上，作为玻璃块被接住。
[0048]下模30的温度可以是室温，不需要特别的温度控制。但是，在下模30的温度过低的情况下，玻璃块容易产生褶皱，因此，通过温度控制装置进行温度控制是有效的。另一方面，上模40也不需要特别的温度控制，但通过温度控制装置进行温度控制是有效的。
[0049]作为下模30及上模40，可以使用陶瓷、超硬合金、碳、金属等耐热性材料，但考虑到热传导率良好且与玻璃的反应性低这些方面，优选使用碳或陶瓷。
[0050]如图1 (C)所示，在滴下位置接住了玻璃熔滴GD的下模30沿水平方向滑动移动到上模40待机的成形位置。下模30在滴下位置和成形位置之间水平移动的空间，由不锈钢等具有耐热性的模具移动空间用围挡(未图示)包围，由此，难以受到气流的变化及由此引起的温度变动的影响。但是，也可以不设置这样的围挡。另外，保持部件52也可以移动到上模40和下模30之间，由此，不需要下模30的滑动移动。
[0051]如图1 (d)所示，在下模30与上模40下方的成形位置相对地配置时，上模40通过冲压成形构件沿上下方向被驱动。被载置在下模30的下模成形面32上的玻璃熔滴GD在下模30的下模成形面32和上模40的上模成形面42之间被加压成形。此后，通过开模，能够取出已成形的透镜LS。此外，也可以不使用保持部件52而直接将玻璃熔滴GD排出到下模30上。
[0052]图1 (e)表示变形例的光学元件的制造工序，在此，从收敛部件51直接将玻璃熔滴GD供给到下模30。在滴下位置接住了玻璃熔滴GD的下模30如图1 (c)所示沿水平方向滑动移动到上模40待机的成形位置。
[0053]图1 (f)表示另一变形例的光学元件的制造工序，在此，在收敛部件51和下模30之间配置有具有开口 56a的`板部件56。从管口 20自然落下的玻璃熔滴⑶落到板部件56的上表面，通过开口 56a时被节流，以适当的量落到下模30上。关于板部件56，记载在日本特开2002-154834号中。
[0054]接着，参照图2说明收敛部件51的功能。在此，收敛部件51的轴线与保持部件52的接收部52a的轴线一致。首先，如图2 (a)所示，在管口 20的下端生长到规定重量的熔融玻璃熔滴GD在因自重而自然落下的瞬间，因空气的对流或波动等而受到微小的外力F，由此，从管口 20的轴线偏离地开始落下。
[0055]落下的玻璃熔滴⑶如图2(b)所示迅速从收敛部件51的入口 51a进入通路51b。通过通路51b的玻璃熔滴GD从通路51b的壁面以非接触方式被施加力。该力之一是在玻璃熔滴⑶通过通路51b期间、作用于玻璃熔滴⑶和通路51b的壁面之间的空气压。
[0056]在例如收敛部件51的内周形状为圆筒形的情况下,玻璃熔滴⑶通过圆筒形的通路51b内，由此，在玻璃熔滴GD的侧面上产生因空气的流量差导致的压力差。通过产生该压力差，从而产生将玻璃熔滴GD定心于中央的力，能够抑制玻璃熔滴GD的排出位置即滴下位置偏差。因此，通路51b的截面优选为轴对称形状，尤其在采用玻璃熔滴GD的表面和壁面之间的距离均匀的圆筒状时，滴下位置偏差稳定。
[0057]另外，玻璃熔滴GD被施加的其他的力是由在玻璃熔滴GD的表面和通路51b的壁面之间带有正负同号电荷的情况下产生的静电引起的排斥力。
[0058]在收敛部件51由例如丙烯酸树脂?聚碳酸酯?氯乙烯管、玻璃管、石英管等非导体构成的情况下，容易带静电。在玻璃熔滴GD和通路51b的壁面上带有正负同号的电荷的情况下，熔融的玻璃通过此处时，熔融玻璃受到由静电产生的排斥力而被定心于中央。由此，能够抑制玻璃熔滴GD的排出位置即滴下位置偏差。同样地，在收敛部件51例如由不锈钢、铁、铝、铜等金属材料形成的情况下，使其带有正或负电，由此能够得到同样的效果。
[0059]但是，在通路51b是圆筒形状时，也预想到最初的对位变得困难的情况。相比之下，若通路51b的截面采用椭圆形状，则该截面中的短轴方向的定心效果变强，而在长轴方向上尺寸具有余量，因此最初的对位变得容易。另外，若在通路51b上设置螺旋状的槽，则由于是轴对称形状，所以不会导致滴下位置的偏差，另外，还能够使螺旋状的槽成为空气的排出路径，因此，在设置像保持部件52等那样使气流从下方上升的装置的情况下或被用于由气流导致的干扰多的装置的情况下，是有效的。
[0060]而且，在收敛部件51的内周截面采用多边形形状的情况下，由于在内周存在平面，所以在部件上设置测定窗，使用激光等测定内周面的位置，从而进行收敛部件的精密定位。另外，若使内周面为镜面，则激光容易反射，能够更高精度地进行玻璃熔滴GD的位置测定。另外，通过使内周截面成为多边形形状，角部释放气流的混乱，面中心部具有玻璃熔滴GD的整流效果，因此，在设置像保持部件52等那样气流从下方上升的装置的情况下或被用于由气流产生的干扰多的装置的情况下，是有效的。
[0061]如上所述，玻璃熔滴⑶通过通路51b的过程中，接近收敛部件51的轴线地被定心(参照图2 (C))。因此，如图2 (d)所示，玻璃熔滴⑶在从收敛部件51的排出口 51c被排出的时刻，收敛于几乎接近收敛部件51的轴线的位置并被排出，因此，通过保持部件52的接收部52a在适当的位置被接收。
[0062]在玻璃熔滴GD从接收部52a的轴线偏离时，与接收部52a的周面接触而变形，有可能导致异物混入等。另外，即便滴下位置不会较大地偏离到与接收部52a接触这种程度，也优选尽可能地使滴下位置集中在接收部52a的中心附近。这是因为，若从接收部52a中心偏离，则与玻璃熔滴GD接`触的空气流产生偏移，玻璃熔滴GD表面的变冷方式因方向而不同。在玻璃熔滴GD表面的变冷方式产生偏移时，产生玻璃熔滴GD的内部应力分布的偏差。在应力分布的偏差大的情况下，在玻璃熔滴GD内部产生裂缝，或在表面上产生褶皱，有可能导致该玻璃块变得不良。另外，即使没有不良，在将具有应力分布偏差的玻璃块用于成形来制作光学元件时，也有可能导致该光学元件各自产生不能忽略的双折射分布偏差。该双折射分布偏差导致最终的光学元件产生透镜性能偏差。有可能使光学元件的成形收获率恶化。相比之下，通过使用本实施方式的收敛部件51，能够避免这样的不良情况。
[0063]图3是另一实施方式的熔融玻璃供给部GS的概要剖视图。在本实施方式中，设置有:检测从管口 20滴下的玻璃熔滴GD的位置的检测装置53 ;驱动收敛部件51的促动器54 ;利用来自检测装置53的信号驱动控制促动器54的控制装置55。
[0064]更具体来说，检测装置具有:朝向从管口 20滴下的玻璃熔滴GD水平地投射检验光束的出射部LD ;入射通过了玻璃熔滴GD的检验光束的受光部H)。另外，促动器54能够使收敛部件51及保持部件52同步地沿水平方向驱动。
[0065]根据本实施方式，受光部ro接收检验光束来检测即将从管口 20滴下之前的玻璃熔滴GD的位置，接收了来自受光部H)的信号的控制装置55根据即将滴下之前的玻璃熔滴GD的位置，例如向与玻璃熔滴GD相对于轴线的偏移方向相反的一侧，通过促动器54驱动收敛部件51及保持部件52，从而能够更高精度地控制玻璃熔滴GD的排出位置。此外，这样的收敛部件51及保持部件52的位置控制可以每次都进行，也可以例如根据从制造开始起的时间或执行次数等，以规定的时机进行。另外，在图1 (e)所示的直接冲压的情况下，促动器54使收敛部件51及下模30同步地沿水平方向驱动。
[0066]仅以与使收敛部件51移动的量相应的量，使作为熔滴接收部件的保持部件52或模具30移动来进行调整，由此，玻璃熔滴GD始终能够高精度地向保持部件52或模具30的目标位置滴下。例如，若检测到的滴下偏移量小于测量到的滴下位置偏差量的1/3，则并不需要调整保持部件52或模具30。在滴下位置偏移量为1/3以上的情况下，需要以与使收敛部件51移动的量相应的量，使保持部件52或模具30移动来进行调整。通过进行这样的微调整，高温的玻璃熔滴⑶能够始终高精度地向目标位置滴下。
[0067]由于应用本发明的制造装置是处理熔融的玻璃的装置，因此在周边配置玻璃熔融炉、冷却机或空调等并使其运转。因热因素或外在因素，周围空气容易产生混乱，从而产生玻璃熔滴下位置的变动。另外，周边设备的振动或电气噪声传播到装置，它们的复合影响给滴下管口或玻璃熔滴路径带来影响，玻璃熔滴下位置精度容易混乱。因此，除滴下位置突发性地混乱之外，还存在在数小时~数天、数周的长时间内随时间推移而逐渐变化的情况。
[0068]根据本发明，除突发的变化之外，还与随时间推移的滴下位置的变化相应地使收敛部件移动，从而能够始终将玻璃熔滴下位置保持在目标位置。
[0069]对本发明人的研究结果进行说明。图4是表示收敛部件的有无对滴下位置的偏差带来的变化的图。在此，玻璃熔滴的直径为约Φ 7mm，收敛部件的通路孔径为Φ9πιπι。因此，两者的截面面积比Α/Β=约1.7。图4中的比较例I是没有设置本发明的收敛部件地使多个玻璃熔滴从管口落下而求出偏差的例子，比较例2是代替设置本发明的收敛部件而在管口的下方周围设置例如日本特愿2007-186357号公报记载的风挡(边长为IOOmm的正方形筒状)的例子，实施例是将本发明的收敛部件设置在管口的下方的例子。
`[0070]如图4所示，在本实施例的情况下，能够确认与比较例I相比，偏差范围(面积换算)成为1/6，与比较例2相比，偏差范围成为1/4以下。也就是说，根据本发明可知:不仅能够排除由周边空气产生的干扰，通过将收敛部件的通路内产生的偏差抑制力施加玻璃熔滴，还能够积极地减少滴下位置的偏差。此外，根据本发明人的研究结果可知:以截面面积比Α/Β=1.I~100 (玻璃熔滴直径:Φ2πιπι~Φ21πιπι)能够得到充分的效果。
[0071]图5是表示使收敛部件沿水平XY方向移动的情况下的滴下位置的偏差的变化的图。以往，使接近1000°c的熔融的玻璃熔滴落到任意位置是困难的。相比之下，根据本发明，能够使加热熔融的玻璃熔滴落到任意位置。在图5中，在仅使收敛部件沿X方向移动-2.5mm的情况下，以及在使收敛部件沿X方向移动-1.5mm且沿Y方向移动+1.0mm的情况下，与不使其移动的情况相比，偏差的增大未被确认。也就是说，通过使收敛部件移动，能够维持偏差的范围的同时使滴下位置任意地移动。
[0072]根据本发明人的研究结果可知，收敛部件的移动量和玻璃熔滴的排出位置之间的关系用下式表示。
[0073]ΛΥ=Α.ΔΧ (2)
[0074]其中，
[0075]Δ Y:玻璃熔滴的排出位置的偏移量[0076]Λ X:收敛部件的移动量
[0077]A:系数(0.2 ~0.8)
[0078]本发明不限于说明书记载的实施例，还包括其他的实施例、变形例，这对于本领域技术人员来说根据本说明书记载的实施例或思想是显而易见的。说明书的记载及实施例只不过是例示性的，本发明的范围根据后述的权利要求书确定。例如光学元件不限于透镜。
[0079]附图标记说明
[0080]20 管口
[0081]30 下模
[0082]32下模成形面
[0083]40 上模
[0084]42上模成形面
[0085]50保持部
[0086]51收敛部件
[0087]51 通路
[0088]51a 入口
`[0089]51b 通路
[0090]51c 排出口
[0091]52保持部件
[0092]52a接收部
[0093]53检测装置
[0094]54促动器
[0095]55控制装置
[0096]⑶玻璃熔滴
[0097]GS熔融玻璃供给部
[0098]LD出射部
[0099]PD受光部
[0100]PM冲压成形部
【权利要求】
1.一种光学元件的制造装置，其特征在于， 具有收敛部件，该收敛部件具有:接收从管口滴下的熔融的玻璃熔滴的入口 ；从所述入口侵入的所述玻璃熔滴通过的通路；以及排出所述玻璃熔滴的排出口， 通过所述通路的玻璃熔滴从所述通路的壁面以非接触方式被施加规定的力，从而控制所述玻璃熔滴从所述排出口被排出的位置。
2.如权利要求1所述的光学元件的制造装置，其特征在于，所述规定的力指的是在所述玻璃熔滴通过所述通路期间、作用于所述玻璃熔滴和所述通路的壁面之间的空气压。
3.如权利要求1或2所述的光学元件的制造装置，其特征在于，所述规定的力指的是在所述玻璃熔滴通过所述通路期间、作用于所述玻璃熔滴和所述通路的壁面之间的静电力。
4.如权利要求1~3中任一项所述的光学元件的制造装置，其特征在于，设所述通路的截面积为A、所述玻璃熔滴的最大截面积为B时,满足下式:
1.1〈A/B〈100 (I)。
5.如权利要求1~4中任一项所述的光学元件的制造装置，其特征在于，具有检测从所述管口滴下的玻璃熔滴的位置的检测装置，根据所述检测装置检测到的从所述管口滴下的玻璃熔滴的位置，使所述收敛部件向与所述玻璃熔滴的落下方向交叉的方向移动。
6.如权利要求1~5中任一项所述的光学元件的制造装置，其特征在于，所述收敛部件由树脂、玻璃、金属、陶瓷中的任一种形成。
7.如权利要求1~6中任一项所述的光学元件的制造装置，其特征在于，所述收敛部件的内周面是圆筒状。
8.如权利要求7所述的光学元件的制造装置，其特征在于，在所述收敛部件的内周面上形成有螺旋状的槽。
9.如权利要求1~6中任一项所述的光学元件的制造装置，其特征在于，所述收敛部件的内周面是多边形状。
10.一种光学元件的制造方法，其特征在于，具有: 使从管口滴下的熔融的玻璃熔滴通过收敛部件排出到规定位置的步骤； 检测从管口滴下的熔融的玻璃熔滴的位置的步骤；以及 根据检测到的从所述管口滴下的玻璃熔滴的位置，使所述收敛部件向与所述玻璃熔滴的落下方向交叉的方向移动 的步骤。
11.如权利要求10所述的光学元件的制造方法，其特征在于，所述收敛部件的移动在自玻璃熔滴最初从所述管口滴下时起经过规定时间后或进行了规定次数的滴下之后被执行。
12.如权利要求10或11所述的光学元件的制造方法，其特征在于，根据所述收敛部件的移动量，使熔滴接收部件或模具移动。
【文档编号】C03B7/14GK103827049SQ201280028666
【公开日】2014年5月28日 申请日期:2012年6月6日 优先权日:2011年6月15日
【发明者】汤浅清司, 芦田修平, 名古屋浩 申请人:柯尼卡美能达株式会社
相关技术
网友询问留言
已有0条留言
- 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞！
1