成型による高精度非球面ガラスレンズ

非球面レンズの最も注目すべき利点は、球面収差を補正できることです。球面収差は、画像を形成するときに入射光線が異なる点に焦点を合わせ、ぼやけを生み出す光学効果です。球面収差は、平凸レンズや両凸レンズ形状などの球面レンズでよく見られますが、非球面レンズは光を小さな点に集中させるため、比較的ぼやけがなくなり、画質が向上します。球面収差は球面の基本形状に固有のものであり、アライメントや製造誤差とは無関係です。言い換えれば、完全に設計および製造された球面レンズであっても、依然として本質的に球面収差を示すことになります。非球面レンズは、レンズの曲面の円錐定数と非球面係数を調​​整することにより、収差を最小限に抑えるように設計できます。図 1 は、実質的に球面収差のない非球面レンズと比較した、重大な球面収差のある球面レンズを示しています。

精密ガラス成形は、表面が非球面金型にプレスできるほど可鍛性が得られるまで、光学ガラスのコアを高温に加熱する製造技術です (図 4 を参照)。コアが室温まで冷えた後も、得られたレンズは型の形状を維持します。金型の作成には、滑らかな表面を維持できる非常に耐久性の高い材料から金型を精密に作成する必要があり、また、所望の非球面形状を得るために金型の形状はガラスの収縮を考慮する必要があるため、初期の立ち上げコストが高くなります。ただし、金型が完成すると、各レンズの追加コストは非球面の標準的な製造技術よりも低くなるため、この技術は大量生産に最適なオプションになります。