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    • 专利摘要:
    本發明的課題提供一種非球面玻璃模製透鏡之成形難易度預測方法，其用於預測以往沒有線索的非球面MO透鏡的成形難易度，並且成為要求改變非球面MO透鏡的設計形狀本身的線索。本發明的解決手段為一種判斷非球面玻璃模製透鏡之成形難易度預測方法，其係用於預測將R1面和R2面的至少一方做為由非球面公式所表現的旋轉對稱非球面的非球面玻璃模製透鏡之成形難易度，且通過對R1面和R2面的非球面公式進行一次微分分別計算出R1面和R2面的斜率，用上述R1面的斜率和R2面的斜率中的任意一方除以另一方以得到的斜率比公式，並基於該斜率比公式判斷成形難易度。
    公开号:TW201307902A
    申请号:TW101124404
    申请日:2012-07-06
    公开日:2013-02-16
    发明作者:Takashi Igari；Kenya Abiko
    申请人:Hoya Corp；
    IPC主号:C03B19-00
    专利说明:
    非球面玻璃模製透鏡之成形難易度預測方法及含非球面玻璃模製透鏡之透鏡系統設計方法
    本發明關於一種預測模製成形非球面玻璃透鏡(glass lens)時的成形難易度的方法以及含非球面玻璃模製透鏡之透鏡系統設計方法。
    以往，玻璃模製透鏡(以下稱為MO透鏡)的成形性是根據玻璃材料、中心厚度、透鏡直徑、有無台肩(land)、是否是彎月形等經驗性的方法來進行判斷的。例如，若是玻璃材料相同且中心厚度相同的正彎月形透鏡，則透鏡直徑越小越能夠獲得良好的表面形狀。 現有技術文獻
    專利文獻1：日本專利特公昭61-32263號公報
    但是，實際情況是：在衝壓(press)成形現場，會頻繁發生不合乎經驗規則、成品率極差的非球面MO透鏡。非球面MO透鏡的製造製程為如下所述的關係：訂貨者(例如照相機(透鏡)製造商)向接受訂貨者(如模具製造商)提交根據透鏡設計確定了形狀的非球面透鏡的形狀規格(n(玻璃材料)、r(曲率半徑)、d(厚度)以及包含有旋轉對稱非球面形狀的資料、n-r-d-非球面資料)，接受訂貨者則成形忠實於該形狀規格的形狀的非球面MO透鏡。接受訂貨者是照相機製造商的一個部門時也是同樣如此。在這種關係中，即使接受訂貨的非球面MO透鏡的成形性差且成品率差，使用各種衝壓設備來成形模製透鏡的接受訂貨者側也完全(或者幾乎)無法應對。也就是說，實際情況是：即使是成形困難(成品率差)的形狀，接受訂貨者也無法向訂貨者提出改變非球面形狀的要求、也不存在該改變要求的依據。而且，包含有成形困難的非球面MO透鏡的透鏡系統，其結果是很難獲得穩定的高光學性能。本發明的發明人們認為：最大的問題點在於以往完全沒有線索(clue)得知非球面MO透鏡成形性的好壞是由什麼導致的，只有根據經驗性的方法進行判斷。
    本發明的目的在於獲得一種成形難易度的預測方法，用於預測以往沒有線索的非球面MO透鏡的成形難易度，並且成為要求改變非球面MO透鏡的設計形狀本身的線索。進而，本發明的目的在於獲得一種設計方法(程式)，基於該設計方法，在包含有非球面透鏡的透鏡系統的設計中，可以在成為包含有成形困難的非球面MO透鏡的設計結果時，警告成形的困難性，促使設計本身的改變。
    本發明的發明人們在以下假設的基礎上，基於旋轉對稱非球面形狀的指標、即非球面公式來嘗試進行面形狀的成形難易度預測，從而完成了本發明，該假設為：成形時施加在玻璃上的變形應力受到面形狀的影響、該變形應力可分為集中和分散、若變形應力為集中則成形容易，與此相對，若變形應力為分散則成形困難，因此如果可以預測變形應力的集中/分散，則可以預測非球面形狀成形的難易度。
    本發明提供一種非球面玻璃模製透鏡之成形難易度預測方法，用於預測將R1面和R2面中至少一方做為由下述非球面公式(1)所表現的旋轉對稱非球面的非球面玻璃模製透鏡之成形難易度，所述非球面玻璃模製透鏡之成形難易度預測方法包括：輸入包括R1面和R2面的上述旋轉對稱非球面資料的透鏡資料的步驟；對R1面和R2面的非球面公式(1)進行一次微分，從而分別計算出R1面和R2面的斜率的步驟；以及用所述R1面的斜率和R2面的斜率中的任意一方除以另一方，從而得到做為成形難易度指標的斜率比公式的步驟。
    本發明的非球面玻璃模製透鏡成形難易度的預測方法，可以對所述R1面和R2面的斜率比公式進一步進行一次以上微分，將其微分公式做為成形難易度的指標。
    更具體地，將R1面和R2面的斜率比、或對該斜率比的公式進一步進行一次以上微分的公式中是否包含有拐點(inflection point)做為成形難易度的指標，可以在有拐點的情況下，預測為成形困難，在沒有拐點的情況下，預測為成形容易。
    本發明還提供一種包含有非球面玻璃模製透鏡的透鏡系統的設計方法，該非球面玻璃模製透鏡將R1面和R2面中至少一方做為由下述非球面公式(1)所表現的旋轉對稱非球面，所述包含有非球面玻璃模製透鏡的透鏡系統的設計方法包括：在設計過程中，輸入包含有R1面和R2面的所述旋轉對稱非球面資料的透鏡資料的步驟；對R1面和R2面的非球面公式(1)進行一次微分，從而分別計算出R1面和R2面的斜率的步驟；用所述R1面的斜率和R2面的斜率中的任意一方除以另一方，從而得到其斜率比的公式的步驟；以及將所述斜率比的公式做為所述非球面玻璃模製透鏡之成形難易度指標的步驟。
    在包含有本發明的非球面玻璃模製透鏡的透鏡系統的設計方法中，可以對R1面和R2面的斜率比公式進一步進行一次以上微分，將其微分公式做為成形難易度的指標。
    在判斷成形難易度的步驟中，將R1面和R2面的斜率比、或對該斜率比的公式進一步進行一次以上微分的公式中是否包含有拐點做為成形難易度的指標，可以在有拐點的情況下，預測為成形困難，在沒有拐點的情況下，預測為成形容易。
    在判斷成形難易度的步驟中，可進一步包括如果判斷為成形困難則發出警告的步驟。
    根據本發明的包含有非球面玻璃模製透鏡的透鏡系統的設計方法，在判斷成形難易度的步驟中，在R1面和R2面的斜率比、或對該斜率比的公式進一步進行一次以上微分的公式中包含有拐點時，進行非球面資料的重新設計，只要存在重新設計的解決方案就繼續設計，直到R1面和R2面的斜率比、或對該斜率比的公式進一步進行一次以上微分的公式中沒有拐點。
    而且，在即使進行了非球面資料的重新設計，也沒有重新設計的解決方案時，則決定採用製造零透鏡(Null lens)、採用多段衝壓機(multistage press)、對衝壓模具適用側面抵接套筒、校正研磨成形透鏡中的任意一個或多個方法。
    根據本發明，可以基於包含有旋轉對稱非球面公式的透鏡資料來預測非球面MO透鏡的成形難易度。因此，通過將該成形困難性的預測回饋到透鏡設計部門從而促使非球面形狀的改變，可以更換為成形容易的非球面MO透鏡。此外，在透鏡設計的步驟中，警告非球面MO透鏡的成形困難性，或者只要非球面公式中存在重新設計的解決方案就繼續重新設計，則無需等待來自成形現場的回饋，就可以進行(包括)成形容易的非球面MO透鏡的透鏡系統的設計，其結果是可以以低價獲得具有穩定的高光學性能的透鏡系統。
    圖1示出使用上下的成形模具M1、M2按壓玻璃球體G而成形為帶邊緣的雙凸透鏡時的設想圖。如果使用成形模具M1、M2對玻璃球體G施加變形應力，則玻璃在橫向(徑向)上移動。此時，如果成形模具M1、M2之間的空間(圓筒狀、角筒狀)側部開放，則因為應力分散從而不會成形為帶邊緣雙凸透鏡(圖1右上)。相反地，如果在成形模具M1、M2之間的空間側部具有圓筒狀的軀幹模具W，則因為玻璃上所產生的變形應力被封閉在軀幹模型W和成形模具M1、M2之間的空間內，從而成形為帶邊緣雙凸透鏡(圖1右下)。本實施方式針對如圖1右下所示那樣變形應力被封閉的非球面MO透鏡的旋轉對稱非球面形狀的指標提出了方案。
    基於本實施方式的非球面MO透鏡的成形難易度預測方法的前提是：在做為對象的MO透鏡正反的至少一面(R1面和R2面中的至少一方)上具有由下述公式(1)所表示的旋轉對稱非球面。
    在公式(1)中，R、K、a、b、c、d…為常數，y、x分別為透鏡的半徑、位移量。
    此外，如果將任意點yi上的x值設為xi，則公式(1)變形為下述公式(1’)。
    進而，如果將相對於yi有微小δ這麼多的不同的點設為yi+δ，則公式(1’)變為下述公式(1”)。
    在本實施方式中，以接受、輸入做為成形物件的非球面MO透鏡的非球面資料的提供為前提。資料的提供由是訂貨者(透鏡製造商)向接受訂貨者(模具製造商)進行的，並且該資料被送到透鏡設計程式/裝置中。
    圖2A是表示以上的透鏡形狀的坐標系。這裡，因為凸(彎月形)透鏡的衝壓成形是使用下模而成形為凸面，所以，為了方便，x，y則直接從圖2A改寫成了圖2B所示的那樣。
    根據圖2B，透鏡形狀的斜率分佈dR是通過將公式(1”)進行一次微分，基於以下的公式(2)所賦予的。
    因此，R1面(第一面、入射面)的斜率分佈dR1和R2面(第二面、反射面)的斜率分佈dR2由以下的公式(2’)以及公式(2”)來表示。
    圖3示出對y、即凸彎月形透鏡的半徑描繪(plot)了這些斜率分佈dR1和dR2的例子。
    為了預測非球面MO透鏡的成形困難性，本實施方式採用利用R2面的斜率使R1面的斜率標準化後的斜率比dR1/2。即，通過用公式(2’)除以(2”)得出的公式(3)來定義斜率比dR1/2。
    在公式(3)中，如果yi以及δ在R1面、R2面中使用的值相同，則公式(3)變為公式(4)。
    由此可知：因為通過公式(4)所得到的斜率比dR1/2是利用R2面的斜率使R1面的斜率標準化後的值，所以可以成為衝壓成形時產生的變形應力和保持應力的集中/分散的指標。即，相對於yi，在外徑方向上有微小δ的不同的點yi+δ的斜率比dR1/2和變形應力或者保持應力之間具有以下關係，可以預測到其結果是會對R1面的形狀穩定性(成形容易性、成形困難性)產生影響。
    a)斜率比dR1/2單調增加=R1面的斜率向外周方向相對地增大=應力的集中
    →R1面形狀為穩定趨勢
    b)斜率比dR1/2單調遞減=R1面的斜率向外周方向相對地減小=應力的分散
    →R1面形狀為不穩定趨勢
    c)斜率比dR1/2有拐點=有應力集中/分散的拐點
    →R1面形狀為不穩定趨勢
    這樣，可以預測出：即使是相同的凸彎月形透鏡，如果是斜率比dR1/2單調增加的非球面形狀，則能夠得到穩定的透鏡形狀，而在單調遞減以及有拐點的情況下，透鏡形狀則為不穩定。圖4係表示了以上的關係的一覽表。
    圖5示出了樣品1和樣品2的凸彎月形透鏡的截面形狀例子，圖6示出了該樣品1和樣品2的斜率比dR1/2的分佈形狀、成形性預測以及實際成形結果的一個例子。可以確認：在斜率比dR1/2單調增加的樣品1中，其R1面的實際成形結果良好，相反，在斜率比dR1/2中有拐點的樣品2中，其R1面的實際成形結果不穩定且品質低。在圖6(以及以下同樣的圖)中，是覆寫(overwrite)了成形結果是使用同一成形模具成形多個樣品透鏡並調查了該形狀的曲線圖的圖，示出了在實際的成形結果的曲線圖中偏差少的則成形穩定性好(透鏡形狀品質高)，偏差多的則成形穩定性差(透鏡形狀品質差)。
    然後，圖7對於圖6的樣品2、以及樣品3，示出了其各自的斜率比dR1/2的形狀、成形性預測、以及實際的成形結果的例子，其中，該樣品3是如下所述的樣品：在該樣品2中不改變R1面的形狀而是將R2面的形狀替換為樣品1的R2面的形狀，從而使斜率比dR1/2的形狀變化為單調增加。雖然問題是R1面的成形結果，但是可以確定通過改變R2面的形狀(使dR1/2的形狀改變)，從而R1面的成形性提高。也就是說，R2面的形狀與R1面的成形性密切相關。
    如上所述可以明確得知：如果探討對非球面MO透鏡的R1面的旋轉對稱非球面公式進行了一次微分的公式和對R2面的旋轉對稱非球面公式進行了一次微分的公式的比、即斜率比dR1/2的形狀，則可以判斷成形性。另一方面，也明確了斜率比dR1/2的分佈形狀存在複雜性，也存在僅憑斜率比dR1/2的形狀無法進行充分的成形性判斷的情況。圖8示出了這樣的斜率比dR1/2的形狀例子。
    在這樣的情況下，可以對上述公式(4)的斜率比dR1/2(對公式(1”)進行二次微分)進行進一步微分，得到下面的公式(5)的d’R1/2，並通過判斷其形狀，來進行成形性的預測。
    圖9示出了對圖8的斜率比dR1/2公式進行了再次微分後得到的d’R1/2的形狀例子。可以預測到該d’R1/2存在明確的拐點且成形穩定性低，如果嘗試進行實際成形，則和預測的情況一致。
    圖10示出了d’R1/2的形狀、成形性預測、以及實際的成形結果的一個例子。可以確定：d’R1/2單調增加的樣品5(與之前的樣品1相同)，R1面的實際的成形結果良好，相反，在dR1/2中有拐點的樣品4(與之前的樣品2相同)以及樣品6中，R1面的實際成形結果不穩定且成品率差。
    可以確定：將以上非球面凸彎月形MO透鏡做為例子所進行的討論，無論是雙凸、雙凹、凸彎月形還是凹彎月形都成立。此外，不僅是雙面非球面MO透鏡，單面非球面MO透鏡也成立。進而，與玻璃材料、中心厚度、透鏡直徑、有無台肩(land)、有無鍍層(coat)、其材質如何、壓力機的種類也無關。
    以下，關於含有具體的非球面形狀公式的雙面非球面、單面非球面MO透鏡，就透鏡截面、dR1/2的形狀、d’R1/2的形狀、以及成形性預測的例子進行說明。在圖11到圖18中，「E±a」表示「×10±a」。
    圖11、圖12、圖13以及圖14示出了雙面非球面MO透鏡，是關於雙凸透鏡、雙凹透鏡、凸彎月形透鏡以及凹彎月形透鏡的具體實施例。
    在圖11中，記載有三個雙面非球面雙凸MO透鏡的非球面數據。將R1面中的非球面的各個參數(R、k、a、b、c、d)設為相同的值，並如圖11所示那樣設計R2面中的非球面的各個參數(R、k、a、b、c、d)。
    在圖11中，左側的實施例是如下所述的實施例：dR1/2、d’R1/2都沒有拐點，並在一次微分、二次微分中被預測為成形容易。此外，在該圖中，正中間的實施例是如下所述的實施例：在dR1/2中沒有拐點並被預測為成形容易，在d’R1/2中初次確認有拐點並被預測為成形困難。此外，在該圖中，右側的實施例是如下所述的實施例：在dR1/2中確認到了拐點，因此預測為成形困難，但是對於d’R1/2也進行了評價並確認到了拐點。
    在圖12中，記載有三個雙面非球面雙凹MO透鏡的非球面數據。將R1面中的非球面的各個參數(R、k、a、b、c、d)設為相同的值，R2面中的非球面的各個參數(R、k、a、b、c、d)被設計為如圖12所示那樣。
    在圖12中，左側的實施例是如下所述的實施例：dR1/2、d’R1/2都沒有拐點，並在一次微分、二次微分中被預測為成形容易。此外，在該圖中，正中間的實施例是如下所述的實施例：在dR1/2中沒有拐點並預測為成形容易，在d’R1/2中初次確認有拐點並被預測為成形困難。此外，在該圖中，右側的實施例是如下所述的實施例：在dR1/2中確認到了拐點，因此預測為成形困難，但是對於d’R1/2也進行了評價並確認到了拐點。
    在圖13中，記載有三個雙面非球面雙凸MO透鏡的非球面數據。將R1面中的非球面的各個參數(R、k、a、b、c、d)設為相同的值，R2面中的非球面的各個參數(R、k、a、b、c、d)被設計為如圖13所示那樣。
    在圖13中，左側的實施例是如下所述的實施例：dR1/2、d’R1/2都沒有拐點，並在一次微分、二次微分中被預測為成形容易。此外，在該圖中，正中間的實施例是如下所述的實施例：在dR1/2中沒有拐點並預測為成形容易，在d’R1/2中初次確認有拐點並預測為成形困難。此外，在該圖中，右側的實施例是如下所述的實施例：在dR1/2中確認到了拐點，因此預測為成形困難，但是對於d’R1/2也進行了評價並確認到了拐點。
    在圖14中，記載有三個雙面非球面雙凹MO透鏡的非球面數據。將R1面中的非球面的各個參數(R、k、a、b、c、d)設為相同的值，R2面中的非球面的各個參數(R、k、a、b、c、d)被設計為如圖14所示那樣。
    在圖14中，左側的實施例是如下所述的實施例：dR1/2、d’R1/2都沒有拐點，並在一次微分、二次微分中被預測為成形容易。此外，在該圖中，正中間的實施例是如下所述的實施例：在dR1/2中沒有拐點並被預測為成形容易，在d’R1/2中初次確認有拐點並被預測為成形困難。此外，在該圖中，右側的實施例是如下所述的實施例：在dR1/2中確認到了拐點，因此預測為成形困難，但是對於d’R1/2也進行了評價並確認到了拐點。
    圖15、圖16、圖17以及圖18示出了單面非球面MO透鏡，是關於雙凸透鏡、雙凹透鏡、凸彎月形透鏡以及凹彎月形透鏡的具體實施例。
    在圖15中，記載有三個單面非球面雙凸MO透鏡的非球面數據。在R2面形成為具有一定曲率的球面的同時，R1面中的非球面的各個參數(R、k、a、b、c、d)被設計為如圖15所示那樣。
    在圖15中，左側的實施例是如下所述的實施例：dR1/2、d’R1/2都沒有拐點，並在一次微分、二次微分中被預測為成形容易。此外，在圖15中，正中間的實施例是如下所述的實施例：在dR1/2中沒有拐點並被預測為成形容易，在d’R1/2中初次確認有拐點並被預測為成形困難。此外，在圖15中，右側的實施例是如下所述的實施例：在dR1/2中確認到了拐點，因此預測為成形困難，但是對於d’R1/2也進行了評價並確認到了拐點。
    在圖16中，記載有三個單面非球面雙凹MO透鏡的非球面數據。在R2面形成為具有一定曲率的球面的同時，R1面中的非球面的各個參數(R、k、a、b、c、d)被設計為如圖16所示那樣。
    在圖16中，左側的實施例是如下所述的實施例：dR1/2、d’R1/2都沒有拐點，並在一次微分、二次微分中被預測為成形容易。此外，在圖16中，正中間的實施例是如下所述的實施例：在dR1/2中沒有拐點並被預測為成形容易，在d’R1/2中初次確認有拐點並被預測為成形困難。此外，在圖16中，右側的實施例是如下所述的實施例：在dR1/2中確認到了拐點，因此預測為成形困難，但是對於d’R1/2也進行了評價並確認到了拐點。
    在圖17中，記載有三個單面非球面凸彎月形MO透鏡的非球面數據。在R2面形成為具有一定曲率的球面的同時，R1面中的非球面的各個參數(R、k、a、b、c、d)被設計為如圖17所示那樣。
    在圖17中，左側的實施例是如下所述的實施例：dR1/2、d’R1/2都沒有拐點，並在一次微分、二次微分中被預測為成形容易。此外，在圖17中，正中間的實施例是如下所述的實施例：在dR1/2中沒有拐點並被預測為成形容易，在d’R1/2中初次確認有拐點並被預測為成形困難。此外，在圖17中，右側的實施例是如下所述的實施例：在dR1/2中確認到了拐點，因此預測為成形困難，但是對於d’R1/2也進行了評價並確認到了拐點。
    在圖18中，記載有三個單面非球面凹彎月形MO透鏡的非球面數據。在具R2面形成為有一定曲率的球面的同時，R1面中的非球面的各個參數(R、k、a、b、c、d)被設計為如圖18所示那樣。
    在圖18中，左側的實施例是如下所述的實施例：dR1/2、d’R1/2都沒有拐點，並在一次微分、二次微分中被預測為成形容易。此外，在圖18中，正中間的實施例是如下所述的實施例：在dR1/2中沒有拐點並被預測為成形容易，在d’R1/2中初次確認有拐點並被預測為成形困難。此外，在圖18中，右側的實施例是如下所述的實施例：在dR1/2中確認到了拐點，因此預測為成形困難，但是對於d’R1/2也進行了評價並確認到了拐點。
    在圖11到圖18的實施例中，dR1/2和d’R1/2都將“有無拐點”做為唯一的判斷標準。根據這些實施方式，雖然僅根據dR1/2中有無拐點即可進行成形性的初次判斷，但是再加上d’R1/2中有無拐點來做為判斷材料，則可以進行更準確的成形性預測。尤其是已經確定：二次微分的公式的有無拐點，具有無論透鏡的形狀都可以判斷成形性好壞的普遍性。進而，在不明確二次微分的公式中有無拐點的情況下，也可調查三階以上的微分公式中有無拐點。
    根據本實施方式的成形難易度的預測方法，基於其預測結果(成形困難的預測結果)，除了可以從製造現場有依據地向設計部門提出改變非球面形狀的要求，還有助於品質保證部門研究已成形的透鏡的篩選方法和事先安排零透鏡等，此外，也有助於營業部門鑒於低成品率和篩選成本來進行售價談判。這些的結果可以實現高成品率的生產、以適當價格交貨、沒有混亂和交貨延期等的生產。
    在透鏡設計程式中，可以採用本發明的成形難易度的預測方法。一般使用自動設計程式進行透鏡設計時，在開始自動設計之前，設計者輸入有焦點距離、透鏡數量、容許像差、非球面的導入的可否、其處所數量等。如果對於其自動設計的結果、即所產生的非球面MO透鏡，使用其正反的非球面資料來運算斜率比dR1/2以及d’R1/2，預測並顯示成形的難易度，則可以向設計者發出成形性有難點的警告，設計者可以根據該警告來改變設計。或者，在自動設計程式中，也可以包含用於確定非球面形狀的副程式(subroutine)，以避免產生不佳的斜率比dR1/2以及d’R1/2(以使成為較佳的斜率比dR1/2以及d’R1/2的組合)。
    圖19是表示本發明的透鏡設計方法的一個例子的流程圖。
    首先，在透鏡系統的設計過程中，輸入包括R1面和R2面的旋轉對稱非球面資料的透鏡資料(步驟S11)。
    然後，通過對所輸入的R1面和R2面的非球面資料進行一次微分，從而分別計算出R1面和R2面的斜率，並用該R1面的斜率與R2面的斜率中的任意一方除以另一方得出其斜率比的公式dR1/2(步驟S12)。
    然後，對通過步驟S12得到的斜率比公式dR1/2再進行一次微分，從而得出斜率公式d’R1/2(步驟S13)。
    在通過步驟S12得到的斜率比公式dR1/2和通過步驟S13得到的斜率公式d’R1/2中都不存在拐點時(步驟S14：否，步驟S15：否)，則判斷為非球面透鏡的成形難易度低(成形容易)(步驟S16)，並結束處理。
    另一方面，在通過步驟S12得到的斜率比公式dR1/2與通過步驟S13得到的斜率公式d’R1/2中都存在拐點時(步驟S14：是，步驟S15：是)，則發出非球面透鏡的成形難易度高的警告(步驟S17)，並重新設計非球面資料(步驟S18)。
    在通過步驟18而進行了重新設計的非球面資料中有設計解決方案時(步驟19：是)，則將已經輸入的非球面資料替換為重新設計了的非球面資料，並重複步驟S12至步驟S19的處理。也就是說，只要重新設計的非球面資料中存在設計解決方案(步驟S19：是)，就重複包括成形難易度低的(成形容易的)非球面透鏡的透鏡系統的透鏡設計，直到獲得斜率比dR1/2以及d’R1/2中沒有拐點的非球面資料(步驟S14：否，步驟S15：否)。
    在通過步驟S18而進行了重新設計的非球面數據中没有設計解決方案(不存在斜率比dR1/2以及d’R1/2中没有拐點的設計解決方案)時(步驟A19：否)，則決定採用製造零透鏡、採用多段沖壓機、對沖壓模具適用側面抵接套筒、校正研磨成形透鏡中的任意一個或多個方法(步驟S20)，然後結束處理。
    此外，在以上的實施方式中，雖然使用了R1面的斜率除以R2面的斜率之斜率比dR1/2，但是即使是採用R2面的斜率除以R1面的斜率所得的斜率比，也可以進行同樣的判斷。此外，在圖11至圖14中的各實施例中，雖然示出了在三個實施例中R1面的值保持一致，而改變R2面的值的例子，但不僅限於此。此外，上述實施例中雖然示出了dR1/2增加的例子並預測為成形容易，但不僅限於此，在遞減的情況下也可以適用本發明。
    在以上的實施方式中，旋轉對稱非球面資料的提供是由透鏡製造商向模具(mold)製造商進行的，但是也有照相機製造商的設計部門向製造部門進行的情況。此外，資料的提供也包括非球面資料在透鏡設計程式/裝置內移動的情況。
    此外，用於成形上述實施方式所記載的玻璃透鏡的玻璃材料，其是通過以下方式獲得的：以規定的比例調和玻璃原料，經過熔解、均質、澄清製程，將熔融玻璃提供到成形模具並進行冷卻，從而使提供到模具上的熔融玻璃成形為規定的形狀(球坯(preform)和扁平狀的凝塊(gob)，以及近似於想要獲得的非球面透鏡形狀的形狀近似預成型坯)，從而獲得玻璃材料。
    然後，使用具有實施了精密加工的成形面的衝壓成形模具，對玻璃材料進行精密衝壓成形，從而在成形材料上轉印成形面的面形狀，製造出透鏡。此時，玻璃材料加熱到表示106~1012dPa．s左右的黏度的溫度並進行精密衝壓成形，在冷卻到表示1012dPa．s以上的黏度的溫度後，從衝壓成形模具中取出精密衝壓成形品。
    G‧‧‧玻璃球體
    M1‧‧‧上成形模具
    M2‧‧‧下成形模具
    W‧‧‧軀幹模具
    圖1是使用上下的成形模具按壓玻璃球體而成形為帶邊緣(flange)雙凸透鏡時的設想(image)截面圖。
    圖2(A)及(B)係表示透鏡形狀的設計狀態和按壓狀態的坐標系的曲線圖。
    圖3係表示透鏡的入射面(R1面)與反射面(R2)的傾斜度分佈的示例的曲線圖。
    圖4係表示將透鏡的R1面與R2面的傾斜度比dR1/2的分佈形狀和成形性進行了分類的示意圖。
    圖5(A)及(B)係表示樣品透鏡1和樣品透鏡2的透鏡形狀示例的截面圖。
    圖6係表示該樣品透鏡1和樣品透鏡2的傾斜度比dR1/2的分佈形狀、成形性預測、以及R1面的實際成形結果的比較圖。
    圖7係表示該樣品透鏡1和樣品透鏡3的傾斜度比dR1/2的分佈形狀、成形性預測、以及R1面的實際成形結果的比較圖。
    圖8係表示進一步微分了傾斜度比dR1/2公式的d’R1/2的形狀示例的曲線圖。
    圖9係表示其他d’R1/2的形狀示例的曲線圖。
    圖10係表示d’R1/2的分佈形狀、成形性預測、以及R1面的實際成形結果的比較圖，該d’R1/2微分了該樣品透鏡4、樣品透鏡5和樣品透鏡6的R1面和R2面的傾斜度比dR1/2。
    圖11係表示雙面非球面的雙凸MO透鏡的相關具體實施例的比較圖。
    圖12係表示雙面非球面的雙凹MO透鏡的相關具體實施例的比較圖。
    圖13係表示雙面非球面的凸彎月形MO透鏡的相關具體實施例的比較圖。
    圖14係表示雙面非球面的凹彎月形MO透鏡的相關具體實施例的比較圖。
    圖15係表示單面非球面的雙凸MO透鏡的相關具體實施例的比較圖。
    圖16係表示單面非球面的雙凹MO透鏡的相關具體實施例的比較圖。
    圖17係表示單面非球面的凸彎月形MO透鏡的相關具體實施例的比較圖。
    圖18係表示單面非球面的凹彎月形MO透鏡的相關具體實施例的比較圖。
    圖19係表示基於本發明的透鏡系統的設計方法的一實施方式的流程圖。
    权利要求:
    Claims (10)
    [1] 一種非球面玻璃模製透鏡之成形難易度預測方法，其係用於預測將R1面和R2面中至少一方做為由下述非球面公式(1)所表示的旋轉對稱非球面的非球面玻璃模製透鏡之成形難易度的方法，其特徵在於包括：輸入包括R1面和R2面的所述旋轉對稱非球面資料的透鏡資料的步驟；對R1面和R2面的非球面公式(1)進行一次微分，從而分別計算出R1面和R2面的斜率的步驟；以及用所述R1面的斜率和R2面的斜率中的任意一方除以另一方，從而得到做為成形難易度指標的斜率比公式的步驟，
    [2] 如申請專利範圍第1項之非球面玻璃模製透鏡之成形難易度預測方法，其中將所述R1面和R2面的斜率比公式中是否包含有拐點做為成形難易度的指標，在有拐點的情況下，預測為成形困難，在沒有拐點的情況下，預測為成形容易。
    [3] 如申請專利範圍第1項之非球面玻璃模製透鏡之成形難易度預測方法，其中對所述R1面和R2面的斜率比公式進一步進行一次以上微分，將其微分公式做為成形難易度的指標。
    [4] 如申請專利範圍第3項之非球面玻璃模製透鏡之成形難易度預測方法，其中將對所述R1面和R2面的斜率比公式進一步進行一次以上微分的公式中是否包含有拐點做為成形難易度的指標，在有拐點的情況下，預測為成形困難，在沒有拐點的情況下，預測為成形容易。
    [5] 一種含非球面玻璃模製透鏡之透鏡系統設計方法，其係用於設計包括將R1面和R2面中至少一方做為由下述非球面公式(1)所表現的旋轉對稱非球面的非球面玻璃模製透鏡之透鏡系統設計方法，其特徵在於包括：在設計過程中，輸入包括R1面和R2面的所述旋轉對稱非球面資料的透鏡資料的步驟；對R1面和R2面的非球面公式(1)進行一次微分，從而分別計算出R1面和R2面的斜率的步驟；用所述R1面的斜率和R2面的斜率中的任意一方除以另一方，從而得到其斜率比的公式的步驟；以及將所述斜率比的公式做為所述非球面玻璃模製透鏡之成形難易度指標的步驟，
    [6] 如申請專利範圍第5項之含非球面玻璃模製透鏡之透鏡系統設計方法，其中將所述R1面和R2面的斜率比的公式中是否含拐點做為成形難易度的指標，在有拐點的情況下，預測為成形困難，在沒有拐點的情況下，預測為成形容易。
    [7] 如申請專利範圍第5項之含非球面玻璃模製透鏡之透鏡系統設計方法，其中對所述R1面和R2面的斜率比公式進一步進行一次以上微分，將其微分公式做為成形難易度的指標，在有拐點的情況下，預測為成形困難，在沒有拐點的情況下，預測為成形容易。
    [8] 如申請專利範圍第5至7項中任一項之含非球面玻璃模製透鏡之透鏡系統設計方法，其係進一步包括：在判斷成形難易度的步驟中判斷為成形困難時，發出警告的步驟。
    [9] 如申請專利範圍第5至8中任一項項之含非球面玻璃模製透鏡之透鏡系統設計方法，其中在判斷上述成形難易度的步驟中，在R1面和R2面的斜率比、或對該斜率比的公式進一步進行一次以上微分的公式中含拐點時，進行非球面資料的重新設計，只要存在重新設計的解決方案就繼續設計，直到R1面和R2面的斜率比、或對該斜率比的公式進一步進行一次以上微分的公式中沒有拐點。
    [10] 如申請專利範圍第9項之含非球面玻璃模製透鏡之透鏡系統設計方法，其中在即使進行了非球面資料的重新設計也沒有重新設計的解決方案時，則決定採用製造零透鏡、採用多段衝壓機、對衝壓模具適用側面抵接套筒、校正研磨成形透鏡中的任意一個或多個方法。
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