專利名稱：光學(xué)元件的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光學(xué)元件的制造方法。
背景技術(shù)：
以DVD (數(shù)碼視盤)等光盤為記錄介質(zhì)的光盤裝置，其光拾取裝置中使用成型玻璃及塑料等制作的拾取透鏡。近年來，由于光盤采用藍色波長而拾取透鏡被要求0. ιμπι程度的嚴格的透鏡形狀精度。因此，有時即使是用根據(jù)透鏡設(shè)計值制作的模具進行成型，也不能得到所望的透鏡形狀和光學(xué)性能。這是因為透鏡材料和模具發(fā)生熱收縮的原因，對此，有預(yù)先考慮這些因素進行模具制作的方法被提案。例如有下述方法被提案用設(shè)計值制作暫定模具，用它成型暫定透鏡，檢測其球面像差偏離設(shè)計值的偏差量，參照預(yù)先求得的高次非球面定數(shù)和由其引起的球面像差量的關(guān)系數(shù)據(jù)表，以相應(yīng)的非球面定數(shù)中高次項的微小變化量為調(diào)整值，將該偏差量加算到非球面定數(shù)來設(shè)計最終成型模具(請參照專利文獻1)。專利文獻1公開的方法，其中必須事先準備非球面式非球面定數(shù)的高次項微小變化量與球面像差值變動量的關(guān)系數(shù)據(jù)表。但是，為了提高該數(shù)據(jù)表的正確度必須加工大量模具，用它模壓大量且多種透鏡，并測定它們的光學(xué)性能。為了解決上述問題，有下述方法被提案用設(shè)計值制作暫定模具，用它成型第1暫定光學(xué)元件并檢測其波陣面像差，計算抵消該波陣面像差的修正波陣面像差，設(shè)計第2暫定光學(xué)元件，使之具有上述修正波陣面像差地形狀最適化，根據(jù)該第2暫定光學(xué)元件的形狀設(shè)計成型正規(guī)光學(xué)元件的正規(guī)模具(請參照專利文獻2)。另外，專利文獻1公開的方法不能應(yīng)付數(shù)據(jù)表中沒有準備的不能預(yù)料的像差。因此，又有下述方法被提案用以設(shè)計值制作的暫定模具成型透鏡，當(dāng)成型的透鏡的球面像差偏離所定量時，用透鏡厚度(軸上厚)調(diào)整其偏離量(請參照專利文獻3)。先行技術(shù)文獻專利文獻專利文獻1 特開2002-96344號公報專利文獻2 特開2004-299934號公報專利文獻3 特開2004-82352號公報

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明欲解決的課題但是，專利文獻2公開的方法中因為是根據(jù)抵消用暫定模具成型的第1暫定光學(xué)元件的波陣面像差的第2暫定光學(xué)元件的形狀，設(shè)計正規(guī)模具，所以，每制作一個模具必須設(shè)計第2暫定光學(xué)元件，正規(guī)模具也形狀各不相同。因此，制作正規(guī)模具工序繁雜花費時間，不適合大量生產(chǎn)時制作大量正規(guī)模具的情況。而如果像專利文獻3公開的那樣用軸上厚修正球面像差的話，則修正量大時有時軸上厚過分偏離設(shè)計值。另外，軸上厚與球面像差的關(guān)系因各次數(shù)而不同，所以，如果想與低次球面像差一起又調(diào)整高次球面像差的話，有時不存在能夠滿足兩者性能的最合適的軸上厚，單用軸上厚的話能夠調(diào)整的球面像差量存在限度。本發(fā)明鑒于上述課題，目的在于提供一種能夠用簡單的方法制造確切修正了像差的高性能透鏡的光學(xué)元件的制造方法。用來解決課題的手段為了解決上述課題，本發(fā)明具有下述特征。1. 一種光學(xué)元件的制造方法，是用包括具有第1成型面的第1模具以及具有第2 成型面的第2模具之成型模具模壓成型成型素材制造透鏡，光學(xué)元件的制造方法的特征在于，進行下述工序決定透鏡設(shè)計值，根據(jù)該透鏡設(shè)計值，決定包括所述第1成型面形狀、所述第2成型面形狀、所述第1成型面及所述第2成型面之間的距離(以下稱之為模具間距離)的模具設(shè)計值，按照該模具設(shè)計值，制作基準成型模具(之工序)；求出用所述基準成型模具制作的透鏡的低次球面像差或低次像散之任何一個特定像差的值，當(dāng)該特定像差的值超過所定范圍時，從預(yù)定的多個值中求出最接近于用所述基準成型模具制作的透鏡的所述特定像差的值與所述透鏡設(shè)計值之差的值，作為近似像差量(之工序)；求出抵消所述近似像差量的修正像差量，使所述特定像差成為所述修正像差量地變更所述透鏡設(shè)計值，根據(jù)變更后的值，用變更了所述第1模具或所述第2模具之任何一個成型面形狀的修正成型模具，制作透鏡(之工序)；求出用所述修正成型模具制作的透鏡的所述特定像差的值，判定所述特定像差的求得值是否在所定范圍以內(nèi)(之工序)；當(dāng)所述求得值在所定范圍以內(nèi)時，決定模具設(shè)計值，根據(jù)該設(shè)計值制造透鏡。2. 1中記載的光學(xué)元件的制造方法，其特征在于，所述預(yù)定的多個值是預(yù)定定數(shù)的除0以外的整數(shù)倍之值。3. 1或2中記載的光學(xué)元件的制造方法，其特征在于，所述特定像差是3次球面像差或5次球面像差，在判定所述特定像差的求得值是否在所定范圍以內(nèi)之工序中判定為在所定范圍以內(nèi)之后，進行下述工序測定用所述修正成型模具制作的透鏡的軸上厚和像差(之工序)；根據(jù)用所述測定軸上厚和像差之工序測定到的結(jié)果，修正所述模具間距離(之工序)；決定模具設(shè)計值，根據(jù)該設(shè)計值制造透鏡。4. 1或2中記載的光學(xué)元件的制造方法，其特征在于，所述特定像差是3次球面像差、5次球面像差、3次像散中的任何一種。5. 1至4的任何一項中記載的光學(xué)元件的制造方法，其特征在于，用所述基準成型模具制作的透鏡的所述特定像差的值以及用所述修正成型模具制作的透鏡的所述特定像差的值，包括制作透鏡之后進行的后工序中所產(chǎn)生的像差量。6. 1至5的任何一項中記載的光學(xué)元件的制造方法，其特征在于，在所述用修正成型模具制作透鏡之工序中，是變更所述第1模具或所述第2模具中具有曲率小的一個成型面的模具的形狀。發(fā)明之效果根據(jù)本發(fā)明，當(dāng)制作的透鏡的特定像差的值超過所定范圍時，從預(yù)定定數(shù)的整數(shù)倍的值中算出最接近于特定像差的值與透鏡設(shè)計值之差的值作為近似像差量。然后，變更第1成型面形狀或第2成型面形狀任何一方，使近似像差量得到抵消，用采用該變更后模具的修正成型模具制作透鏡。近似像差量是限定的值，所以能夠容易地設(shè)計和制造修正成型模具。當(dāng)制作的透鏡的波陣面像差的值在所定范圍以內(nèi)時，根據(jù)測定用修正成型模具制作的透鏡的軸上厚和像差的結(jié)果，修正模具間距離作微調(diào)整，修整到所望范圍的像差。這樣，能夠提供一種能夠用簡單的方法制作確切修正了像差的高性能透鏡的光學(xué)元件的制造方法。


圖1 第1實施方式光學(xué)元件制造方法順序一例說明流程。圖2 第2實施方式光學(xué)元件制造方法順序一例說明流程。圖3 第3實施方式光學(xué)元件制造方法順序一例說明流程。圖4 求后處理后的波陣面像差順序一例說明流程。圖5 玻璃透鏡制造裝置一例示意圖。圖6 用實施例制作的透鏡的軸上厚和像差的關(guān)系示意曲線。
具體實施例方式以下根據(jù)附圖，說明本發(fā)明一實施方式，但本發(fā)明并不局限于該實施方式。圖1是第1實施方式光學(xué)元件制造方法順序的一例說明流程。以下按照圖1流程作說明。SlO 透鏡設(shè)計工序。使用市場出售的透鏡設(shè)計軟件(例如寸^ K本〃卜* ；^〒A株式會社制作的 "code V”等)，使波陣面像差量為0地使形狀最合適化，進行基準透鏡的光學(xué)設(shè)計。透鏡設(shè)計值包括例如透鏡材料折射率、第1面形狀、第2面形狀以及軸上厚。設(shè)定透鏡設(shè)計值，使它具有所望的光學(xué)性能。本發(fā)明中，以第1成型面成型的面為透鏡的第1面，第2成型面成型的面為透鏡的第2面。Sll 基準成型模具設(shè)計工序。根據(jù)在SlO設(shè)計的基準透鏡的透鏡設(shè)計值，決定包括第1成型面形狀、第2成型面形狀、第1成型面及第2成型面之間距離(即模具間距離)的模具設(shè)計值，按照該模具設(shè)計值制作基準成型模具?；鶞食尚湍＞叩哪＞咴O(shè)計值雖然是根據(jù)透鏡設(shè)計值決定的，但此時也考慮了作為素材所采用的透鏡材料和成型模具素材的熱收縮(熱膨脹率)。在按照模具設(shè)計值制作基準成型模具時，可以照搬使用以往的形狀加工方法。
S12 透鏡成型工序。用制成的基準成型模具制作基準透鏡。成型方法可以采用下述任何一種再加熱法，加熱軟化模壓被配置在二個模具之間的玻璃素材(預(yù)成型品)；液滴法，用模具直接接受所定質(zhì)量的熔融玻璃滴，用另一個模具進行模壓。液滴法在透鏡制造過程中產(chǎn)生的誤差量比再加熱法大，但通過應(yīng)用本發(fā)明能夠得到確切修正了像差的高性能透鏡。另外，透鏡材料不局限于玻璃，塑料材料時也能夠應(yīng)用。此時有注射成型等成型方法。S13 求像差量an之工序。用干涉儀測定剛成型好的基準透鏡的透過波陣面像差，用市場出售的解析軟件將測得的透過波陣面像差展開為澤尼克(krnike)多項式得到krnike系數(shù)。從該結(jié)果求出預(yù)先選擇的3次球面像差(SA!3)、5次球面像差(SAO、3次像散(AS3X)、3次像散(AS3Y)等任何一個特定像差的在測定波長的像差量Bm。尤其優(yōu)選選擇像差容易因模具個體差和成型條件而出現(xiàn)參差的調(diào)整值大的SA3為特定像差。其中，m表示波陣面像差的測定次數(shù)，以下說明中，在不需區(qū)別次數(shù)時，將第1次測得的像差量記述為B1，第2次測得的像差量記述為化。S14 判定像差量ail與設(shè)計值之差X是否在所定值以內(nèi)之工序。S15:當(dāng)像差量ail與設(shè)計值之差X超過所定值時，從預(yù)定的多個值中將最接近于差 X的值作為近似像差量Z進行算出。作為近似像差量Z預(yù)定的多個值，是從差X值的設(shè)想范圍考慮透鏡形狀和模具材料等決定的。為了使預(yù)定的多個值為所定間隔，可以定定數(shù)P，使多個值為定數(shù)P的除0之外的整數(shù)倍的值。例如，若以像差量ail為-0. 035 λ、設(shè)計值為0，則差X為-0. 0；35 λ。另夕卜， 例如若以定數(shù)P為0.02λ、除0之外的整數(shù)η的值為-3、-2、_1、1、2、3，則ηΡ值為-0. 06 λ、-0. 04 λ、-0· 02 λ、0· 02 λ、0· 04 λ、0· 06 λ。此時，最接近于差X的近似像差量 Z 為-0. 04 λ。定數(shù)P的絕對值在0. 02 0. 10 λ范圍考慮透鏡形狀和模具材料等預(yù)先定出。例如，優(yōu)選體積大的透鏡時的P，比小的透鏡時的大。另外，近似像差量Z的范圍也可以相應(yīng)透鏡形狀、模具材料、透鏡材料等適宜變更。例如用于光盤等的拾取透鏡的情況時，在-0.5 0. 5入左右。這樣，能夠簡單地進行修正成型模具的設(shè)計和制造。S16 變更到修正成型模具之工序。根據(jù)使透鏡產(chǎn)生抵消在S15算出的近似像差量Z之修正像差量-Z地作了再次設(shè)計的透鏡設(shè)計值，制作變更了第1成型面形狀或第2成型面形狀的修正成型模具。例如，近似像差量Z為-0. 04 λ時，抵消它的修正像差量為0. 04 λ。用透鏡設(shè)計軟件，變更透鏡第1面或透鏡第2面任何一面的形狀，再次設(shè)計特定像差為所定修正像差量的透鏡形狀。第1面第2面中，近似曲率半徑大的一面制造誤差大，即使想修正特定像差，也有可能由于制造誤差而不能正確修正。因此，優(yōu)選變更能夠減小制造誤差的近似曲率半徑小的一面的形狀來修正像差。接下去，根據(jù)使修正像差量成為0. 04 λ地作了再次設(shè)計的值，變更成型第1成型面或第2成型面的模具的任何一個成型面的形狀，制作變更后的模具，變更為由變更了成型面形狀的模具與另一個基準成型模具構(gòu)成的修正成型模具。本發(fā)明中，修正像差量的值是預(yù)先限定的，所以也可以在本工序之前，先設(shè)計制作與預(yù)先設(shè)想的修正像差量的值對應(yīng)的修正成型模具，相應(yīng)在S15算出的近似像差量Z進行選擇。接下去回到S12，用修正成型模具成型透鏡。用S13的順序求出用修正成型模具成型的透鏡的像差量化。在S14判定像差量化與設(shè)計值之差X是否在所定值以內(nèi)，當(dāng)像差量 B2與設(shè)計值之差X在所定值以內(nèi)時決定為最終成型模具。如上所述，能夠用簡單的工序決定設(shè)計值，用最終成型模具制作所定像差范圍內(nèi)的透鏡。接下去說明第2實施方式。圖2是第2實施方式光學(xué)元件制造方法順序的一例說明流程。第2實施方式與第1實施方式的不同點在于在S13作為特定像差選擇的是低次球面像差；在決定最終成型模具之后，根據(jù)測定用最終成型模具成型的透鏡的軸上厚和像差的結(jié)果，變更軸上厚的目標(biāo)值，進行微調(diào)整。以下按照圖2流程作說明。在此，省略與第1實施方式相同的工序的詳細說明。SlO 透鏡設(shè)計工序。使用市場出售的透鏡設(shè)計軟件，使波陣面像差量為0地使形狀最合適化，進行基準透鏡的光學(xué)設(shè)計。Sll 基準成型模具設(shè)計工序。根據(jù)在SlO設(shè)計的基準透鏡的透鏡設(shè)計值，決定包括第1成型面形狀、第2成型面形狀、第1成型面及第2成型面之間距離(即模具間距離)的模具設(shè)計值，按照該模具設(shè)計值制作基準成型模具。S12 透鏡成型工序。用制成的基準成型模具制作基準透鏡。成型方法可以采用下述任何一種再加熱法，加熱軟化模壓被配置在二個模具之間的玻璃素材(預(yù)成型品)；液滴法，用模具直接接受所定質(zhì)量的熔融玻璃滴，用另一個模具進行模壓。另外，透鏡材料不局限于玻璃，塑料材料時也能夠應(yīng)用。此時有注射成型等成型方法。S13 求像差量&I1之工序。用干涉儀測定剛成型好的基準透鏡的透過波陣面像差，用市場出售的解析軟件將測得的透過波陣面像差展開為澤尼克(krnike)多項式得到krnike系數(shù)。從該結(jié)果求出預(yù)先選擇的3次球面像差(SA!3)、5次球面像差(SAO之任何一個特定像差的在測定波長的像差量to。尤其優(yōu)選選擇像差容易因模具個體差和成型條件而出現(xiàn)參差的調(diào)整值大的SA3 為特定像差。其中，m表示波陣面像差的測定次數(shù)，以下說明中，在不需區(qū)別次數(shù)時，將第1次測得的像差量記述為B1，第2次測得的像差量記述為化。S14 判定像差量to與設(shè)計值之差X是否在所定值以內(nèi)之工序。S15:當(dāng)像差量to與設(shè)計值之差X超過所定值時，從預(yù)定的多個值中將最接近于差 X的值作為近似像差量Z進行算出。作為近似像差量Z預(yù)定的多個值，是從差X值的設(shè)想范圍考慮透鏡形狀和模具材料等決定的。為了使預(yù)定的多個值為所定間隔，可以定定數(shù)P，使多個值為定數(shù)P的除0之外的整數(shù)倍的值。定數(shù)P的值在0.02 0.10 λ范圍考慮透鏡形狀和模具材料等預(yù)先定出。例如， 優(yōu)選體積大的透鏡時的P，比小的透鏡時的大。另外，近似像差量Z的范圍也可以相應(yīng)透鏡形狀、模具材料、透鏡材料等適宜變更。例如用于光盤等的拾取透鏡的情況時，在-0. 5 0. 5入左右。這樣，能夠簡單地設(shè)計和制造修正成型模具。S16 變更到修正成型模具之工序。根據(jù)使透鏡產(chǎn)生抵消在S15算出的近似像差量Z之修正像差量-Z地作了再次設(shè)計的透鏡設(shè)計值，制作變更了第1成型面形狀或第2成型面形狀的修正成型模具。例如，近似像差量Z為-0. 04 λ時，抵消它的修正像差量為0. 04 λ。用透鏡設(shè)計軟件，變更透鏡第1面或透鏡第2面任何一面的形狀，再次設(shè)計特定像差為所定修正像差量的透鏡形狀。第1面第2面中，近似曲率半徑大的一面制造誤差大，即使想修正特定像差，也有可能由于制造誤差而不能正確修正。因此，優(yōu)選變更能夠減小制造誤差的近似曲率半徑小的一面的形狀來修正像差。接下去，根據(jù)使修正像差量成為0. 04 λ地作了再次設(shè)計的值，變更成型第1成型面或第2成型面的模具的任何一個成型面的形狀，制作變更后的模具，變更為由變更了成型面形狀的模具與另一個基準成型模具構(gòu)成的修正成型模具。本發(fā)明中，修正像差量的值是預(yù)先限定的，所以也可以在本工序之前，先設(shè)計制作與預(yù)先設(shè)想的修正像差量的值對應(yīng)的修正成型模具，相應(yīng)在S15算出的近似像差量Z進行選擇。接下去回到S12，用修正成型模具成型透鏡。用S13的順序求出用修正成型模具成型的透鏡的像差量4。在S14判定像差量4與設(shè)計值之差χ是否在所定值以內(nèi)，當(dāng)像差量 B2與設(shè)計值之差X在所定值以內(nèi)時決定為最終成型模具，進入S17。S17 軸上厚和像差的測定工序。測定用最終成型模具制作的透鏡的軸上厚和像差，確認參差。測定的像差包括例如3次球面像差(SA!3)、5次球面像差(SAO >7次球面像差(SA7)、9次球面像差(SA9)等為了修正而采用的像差，為多個。為了確認參差，測定的透鏡個數(shù)越多越好，但在設(shè)計上能夠預(yù)測各像差與軸上厚的關(guān)系時，也可以是一個。S18 判定像差是否規(guī)格內(nèi)的工序。該工序是在偏離軸上厚設(shè)計值的所定范圍，判定各像差是否在所定值以內(nèi)。S19:在軸上厚設(shè)計值的所定參差范圍，當(dāng)像差的任何一個超過所定值時，變更軸上厚的目標(biāo)值。S20 透鏡成型工序。用與S12同樣的成型法，用最終成型模具，變更到與軸上厚目標(biāo)值相應(yīng)的模具間距離，制作透鏡?；氐絊17反復(fù)測定軸上厚和像差，直至在S18中軸上厚和各像差的參差在所定范圍內(nèi)。如果在軸上厚設(shè)計值的所定范圍，評價對象的所有像差都在所定值以內(nèi)，則決定模具間距離。這樣，根據(jù)用最終成型模具制作的透鏡的軸上厚和像差的測定結(jié)果修正模具間距離進行微調(diào)整，所以，能夠用簡單的工序制作連高次球面像差也得到了修正的透鏡。接下去說明第3實施方式光學(xué)元件的制造方法。圖3是第3實施方式光學(xué)元件制造方法順序的一例說明流程，圖4是求后處理后的波陣面像差順序的說明流程。圖2中第2實施方式流程與圖3的不同點在于，S13的求像差量to工序被變更為 S30的求后處理后的像差量BFm工序。其他工序中除了用后處理后的像差量BFm取代像差量Bm之外順序相同，標(biāo)相同符號省略說明。S30 求后處理后的像差量BRii之工序。第3實施方式中，由于成型后定芯、洗凈、退火、涂層等后工序的后處理，產(chǎn)生偏離設(shè)計值的像差變動，為了修正它，用干涉儀測定后處理后的透鏡的透過波陣面像差。然后與第2實施方式相同，用市場出售的解析軟件，將測得的透過波陣面像差展開為澤尼克 (Zernike)多項式得到Zernike系數(shù)。從該結(jié)果求出3次球面像差(SA!3)、5次球面像差 (SA5)等任何一個像差的在測定波長的后處理后的像差量BFm。在后面的工序中決定修正后處理后的像差量BFm的模具設(shè)計值，得到最終成型模具。參照圖3流程，說明求后處理后的像差量BFm之工序的順序一例。SlOO 求后處理前的像差量ail之工序。用與S13相同的順序，求在S12制作的透鏡的后處理前的像差量ail。SlOl 判定是否初次求像差量ail之工序。S102 如果是初次，則用量產(chǎn)時的順序?qū)υ赟12制作的透鏡進行定芯、洗凈、退火、
涂層等后處理。S103 用與S13相同的順序求后處理后的透鏡的像差量BFm。S104 算出變化量Y。算出后處理后的像差量BFm與后處理前的像差量to之差， 作為變化量Y。S105 如果是第2次以后，則在SlOO測得的后處理前的像差量to上加上變化量Y， 作為后處理后的像差量BFm。變化量Y即使成型模具變更也變化不大。因此，如該流程所示，第2次以后交換成型模具、使用與算出變化量Y時的成型模具不同的別的模具成型的透鏡上不再次實施后工序的話，也可以在后處理前的像差量ail上加算變化量Y來求后處理后的像差量BFm。本實施方式中如上所述，用與第1實施方式相同的順序，決定修正求得的后處理后的像差量BFm的模具設(shè)計值，得到最終成型模具，所以，對透鏡進行后工序后，也能夠得到所望的光學(xué)性能。圖3說明的例子，是用后處理后的像差量BFm取代第2實施方式工序中的像差量 to，第1實施方式工序中也同樣，用后處理后的像差量BFm能夠得到同樣的效果。實施例下面，對用來確認本發(fā)明的實施例作說明，但本發(fā)明并不局限于此。
首先參照圖5，說明實施例中使用的玻璃透鏡制造裝置10的結(jié)構(gòu)。如圖5所示，玻璃透鏡制造裝置10具有存放熔融玻璃22的熔融槽21、連在熔融槽21下部的滴嘴23、用來接受熔融玻璃滴20的下模11、與下模11 一起加壓熔融玻璃滴20的上模12。下模11能夠通過驅(qū)動手段(沒有圖示)在滴嘴23下方以便接受熔融玻璃滴20 的位置(滴下位置Pl)和對著上模12以便加壓成型熔融玻璃滴20的位置(加壓位置P2) 之間移動。為了使下模11上模12能夠以所定間隔或所定壓力加壓成型，上模12能夠通過驅(qū)動手段(沒有圖示)在上下方向移動。下模11上模12的材料采用以鎢碳化物為主要成分的超硬材料(熱膨脹系數(shù)= 5. OXlO-V0C )。制造的玻璃透鏡是外徑為Φ 3. 5mm、光學(xué)有效徑為Φ 2. 5mm、透鏡中心厚度(軸上厚)設(shè)計值為1.89mm的兩凸非球面透鏡。玻璃材料采用Tg為480°C、折射率nd約為1. 6、 熱膨脹系數(shù)=12X10_6/°C的二氧化硅類玻璃。實施例中按照第3實施方式的順序制作了玻璃透鏡。以下按照圖3流程作說明。SlO 設(shè)計外徑為Φ 3. 5mm、光學(xué)有效徑為Φ 2. 5mm、透鏡中心厚度(軸上厚)設(shè)計值為1.89mm的兩凸非球面透鏡。玻璃材料采用Tg為480°C、折射率nd約為1. 6、熱膨脹系數(shù)=12X10_6/°C的二氧化硅類玻璃。L^lP = 0.02入，11為-3、-2、-1、1、2、3，作為特定像差選擇3次球面像差量5六3，在 SA3 (Zernike系數(shù)Z09)為-0. 06 λ到0. 06 λ的范圍，預(yù)先分別再次設(shè)計滿足6個近似像差量Z的透鏡形狀。Sll 在所制造的透鏡的設(shè)計形狀(非球面系數(shù)、曲率半徑)上，將成型溫度設(shè)定為 450°C后再加上考慮模具和玻璃材料熱膨脹系數(shù)的變形量，制作基準上模12下模11。本實施例中，根據(jù)在SlO再次設(shè)計的透鏡形狀上，將成型溫度設(shè)定為450°C后再加上考慮模具和玻璃材料熱膨脹系數(shù)的變形量，如表1所示，預(yù)先制作了修正了近似曲率半徑比下模11小的上模12形狀后的上模13a、13b、13c、13d、13e、13f。[表1]
上模13a13b13c13d13e13fη-3-2-1123Z-0.06λ-0·04λ-0.02λ0.02λ0.04λ0.06λS12 首先用玻璃透鏡制造裝置10，以上模12下模11為成型模具，成形玻璃透鏡 (基準透鏡)。成型工序如下首先下模11移到用來滴下熔融玻璃滴20的白金制滴嘴23正下方的滴下位置Pl，用下模11接受熔融玻璃滴20。用下模11接受熔融玻璃滴20之后，下模11 移動到上模12下方的加壓位置P2。下模11到達加壓位置P2經(jīng)過10秒鐘之后，上模12在垂直方向上移動，模壓下模11內(nèi)的熔融玻璃滴20。以上模12的移動速度為lOmm/sec，上模12的模壓壓力為0. 49kN，模壓壓力的維持時間為10秒鐘。S30 用干涉儀(廿廿〗^株式會社制造，型式DVD 400 Pro)測定剛成型好的玻璃透鏡的透過波陣面像差。然后用解析軟件(〒^ 5株式會社制作，Metro Pro)，將測得的透過波陣面像差展開為澤尼克(Zernike)多項式得到krnike系數(shù)。結(jié)果在測定波長405nm 的3次球面像差量(SA3、Z09)為-0. 065 λ。對該玻璃透鏡實施退火、AR涂層(后工序)之后再次用上述干涉儀評價光學(xué)性能， 發(fā)現(xiàn) SA3 變?yōu)?0. 035 λ。因此，BF1 = -0. 035 λ，變化量 Y = 0. 03 λ。S14 =BF1 = -0. 035 λ，設(shè)計值為0，所以差X為-0.035 λ。本實施例的所定規(guī)格值為士0.015 λ，測定結(jié)果超過規(guī)格值。S15 近似像差量 Z = _0·06λ、_0·04λ、_0·02λ、0·02λ、0·04λ、0·06λ 中最接
近差X、即-ο. 035 λ的值是-0. 04 λ，近似像差量ζ = -0. 04 λ。S16 由表1可知，修正近似像差量-0.04 λ的修正成型模具是具有0. 04 λ像差的上模13e。將玻璃透鏡制造裝置10的上模12變更為上模13e。S12 用玻璃透鏡制造裝置10，調(diào)整模具間距離使透鏡軸上厚為1. 8900mm后，用上模1 和下模11，成型100個玻璃透鏡(修正后的透鏡)。除了變更了上模之外，其他用與基準透鏡相同的條件進行成型。S30 用干涉儀(廿^ ^株式會社制造，型式DVD 400 Pro)測定剛成型好的玻璃透鏡的透過波陣面像差。然后，用與基準透鏡同樣的順序求3次球面像差量(SA!3)，加上變化量Y = 0. 03 λ后發(fā)現(xiàn)，像差量BF2為-0. 010 +0. 005 λ。S14 像差量BF2與設(shè)計值之差X在所定規(guī)格內(nèi)(士0. 015 λ )。S17 測定在S12制作的透鏡的軸上厚和3次球面像差(SA!3)、5次球面像差(SA5)、 7次球面像差(SA7)、9次球面像差(SA9)。測定結(jié)果如圖6所示。S18 其中軸上厚為1.889mm的透鏡時，SA3、7、9在所定規(guī)格內(nèi)(士 0.015 λ)，但僅SA5為+0. 02λ超出規(guī)格。另外軸上厚1.894mm的透鏡時SA3、5、9在規(guī)格內(nèi)，但SA7 為-0.017 λ超出規(guī)格。S19 出于圖6結(jié)果，為了使軸上厚在1. 890mm以上、1. 893mm以下之范圍，將軸上厚目標(biāo)值變更為1. 8900mm到1. 8915mm。S20、S17、S18 將軸上厚目標(biāo)值變更為1.8915mm制作100個透鏡，用同樣的順序測定了透鏡的軸上厚和3次球面像差(SA!3)、5次球面像差(SAO >7次球面像差(SA7)、9次球面像差(SA9)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)都在所定規(guī)格內(nèi)(士 0.015入)。本實施例中說明了制作玻璃透鏡的例子，但本發(fā)明并不局限于玻璃透鏡，也能夠應(yīng)用于塑料透鏡。如上所述，根據(jù)本發(fā)明，能夠提供一種能夠用簡單的方法制造確切修正了像差的高性能透鏡的光學(xué)元件的制造方法。符號說明
10制造裝置
11下模
12上模
20熔融玻璃滴
21熔融槽
22熔融玻璃
23滴嘴
Pl滴下位置P2加壓位置
權(quán)利要求
1.一種光學(xué)元件的制造方法，是用包括具有第1成型面的第1模具以及具有第2成型面的第2模具之成型模具模壓成型成型素材制造透鏡，光學(xué)元件的制造方法的特征在于， 進行下述工序決定透鏡設(shè)計值，根據(jù)該透鏡設(shè)計值，決定包括所述第1成型面形狀、所述第2成型面形狀、所述第1成型面及所述第2成型面之間的距離(以下稱之為模具間距離)的模具設(shè)計值，按照該模具設(shè)計值，制作基準成型模具(之工序)；求出用所述基準成型模具制作的透鏡的低次球面像差或低次像散之任何一個特定像差的值，當(dāng)該特定像差的值超過所定范圍時，從預(yù)定的多個值中求出最接近于用所述基準成型模具制作的透鏡的所述特定像差的值與所述透鏡設(shè)計值之差的值，作為近似像差量 (之工序)；求出抵消所述近似像差量的修正像差量，使所述特定像差成為所述修正像差量地變更所述透鏡設(shè)計值，根據(jù)變更后的值，用變更了所述第1模具或所述第2模具之任何一個成型面形狀的修正成型模具，制作透鏡(之工序)；求出用所述修正成型模具制作的透鏡的所述特定像差的值，判定所述特定像差的求得值是否在所定范圍以內(nèi)(之工序)；當(dāng)所述求得值在所定范圍以內(nèi)時，決定模具設(shè)計值，根據(jù)該設(shè)計值制造透鏡。
2.如權(quán)利要求1中記載的光學(xué)元件的制造方法，其特征在于，所述預(yù)定的多個值，是預(yù)定定數(shù)的除0以外的整數(shù)倍之值。
3.如權(quán)利要求1或2中記載的光學(xué)元件的制造方法，其特征在于，所述特定像差是3次球面像差或5次球面像差，在判定所述特定像差的求得值是否在所定范圍以內(nèi)之工序中判定為在所定范圍以內(nèi)之后，進行下述工序測定用所述修正成型模具制作的透鏡的軸上厚和像差(之工序)；根據(jù)在所述測定軸上厚和像差之工序中測定到的結(jié)果，修正所述模具間距離(之工序)；決定模具設(shè)計值，根據(jù)該設(shè)計值制造透鏡。
4.如權(quán)利要求1或2中記載的光學(xué)元件的制造方法，其特征在于，所述特定像差是3次球面像差、5次球面像差、3次像散中的任何一種。
5.如權(quán)利要求1至4的任何一項中記載的光學(xué)元件的制造方法，其特征在于，用所述基準成型模具制作的透鏡的所述特定像差的值以及用所述修正成型模具制作的透鏡的所述特定像差的值，包括制作透鏡之后進行的后工序中所產(chǎn)生的像差量。
6.如權(quán)利要求1至5的任何一項中記載的光學(xué)元件的制造方法，其特征在于，在所述用修正成型模具制作透鏡之工序中，是變更所述第1模具或所述第2模具中具有曲率小的一個成型面的模具的形狀。
全文摘要
一種光學(xué)元件的制造方法，其特征在于，進行下述工序，決定模具設(shè)計值，得到最終成型模具求出用基準成型模具制作的透鏡的波陣面像差的值，從預(yù)定定數(shù)的整數(shù)倍的值中，求出最接近于用基準成型模具制作的透鏡的波陣面像差的值與透鏡設(shè)計值之差的像差量(之工序)；求出抵消像差量的修正像差量，使低次球面像差或低次像散之任何一種成為修正像差量地變更透鏡設(shè)計值，根據(jù)變更后的值，制作變更了第1模具或第2模具之任何一個成型面形狀的修正成型模具(之工序)。
文檔編號G11B7/135GK102378741SQ20108001519
公開日2012年3月14日 申請日期2010年3月11日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月7日
發(fā)明者坂田忠文, 多田一成, 小川洋一 申請人:柯尼卡美能達精密光學(xué)株式會社