CN1167264A - 光学元件、光学元件成型模具以及光学元件成型方法 - Google Patents

Abstract

在将具有栅纹等轴不对称光学功能面的光学元件挤压成型时，切割下挤压模具80的成型面81两端部，设置倾斜面83。挤压成型时，充填在切口部的玻璃坯料90将挤压倾斜面83，在躯壳模具60内阻止绕下挤压模具80的轴61转动，同时充填在切口部的部分又用作向光学仪器上安装的基准。这样不仅可阻止挤压模具的转动，不使轴不对称的光学功能面偏移，而且可以容易地进行将光学元件安装至光学仪器上时的安装方向的确定。

Description

光学元件、光学元件成形模 具以及光学元件成形方法

本发明涉及在光磁盘装置等的光学仪器中使用的透镜、棱镜等的高精度光学玻璃元件，特别涉及到确保光学系统的方向性所必需的光学元件、用超精密玻璃成形法形成该光学元件的光学元件成形模具及光学元件成形方法。

作为高精度光学元件，特别是非球面玻璃透镜等的制造方法的一个实例，有如特开昭61-21927号公报所公开的，不经过研磨工序，将玻璃坯料加热至可变形温度，比如说至软化点附近的温度并挤压成型的方法。这种方法需要高精度的成型模具。下面参考附图，说明原有的光学元件成型模具及一般使用的光学元件成形装置。图8为表示原有的光学元件成形模具的构成的剖面图，图9为表示一般光学元件成形装置构造的部分剖面图。

图8所示的原有的光学元件成形模具，由略呈圆筒状的躯壳模具100，与躯壳模具100的上下开口部101及102相嵌合的，可沿轴103方向滑动的上挤压模具120和下挤压模具130构成。将玻璃坯料140供给至上挤压模具120和下挤压模具130之间，在上挤压模具120的下面，形成有用于形成，比如说非球面透镜的凹面121，在下挤压模具130的上面成形面131处，形成有，比如说栅纹132等的轴不对称面。躯壳模具100和上挤压模具120及下挤压模具130并未固定或接合在一起，如箭头A所示，可绕轴103转动。

图9所示的一般的光学元件成形装置，由依次排列的模具进入口232、加热台227、挤压台229、冷却台231及模具排出口233、相对于各台面配置的加热头226、挤压头228及冷却头230以及用于沿箭头C方向使光学元件成形模具(包括原有实例及后述的本发明各实施例)移到各台面的移送臂234等构成。由进入口232进入的光学元件成形模具，在加热台227中将玻璃坯料140加热至可变形温度，比如说软化点附近的温度，在挤压台229中沿箭头B所示方向被挤压，在冷却台231中冷却至玻璃坯料140的软化点温度之下，并由排出口233排出，从而形成预定形状的光学元件。

然而，在上述的原有光学元件成形模具中，由于躯壳模具100和上挤压模

具120及下挤压模具130并未固定或结合在一起，可绕轴103转动，所以在用移送臂234向各台面移送光学元件成形模具时，上挤压模具120和下挤压模具130可能会绕轴103转动。这存在有下述问题，即如果转动了的挤压模具，比如说下挤压模具130具有轴不对称面，则在进行轴不对称面复制的前后，光学元件复制面会产生偏离，比如说如图10所示，在所需的栅纹135和实际形成的栅纹136间会产生栅格偏移，从而不能获得具有所需光学元件性能的光学元件。

而且原有的光学元件成形模具，由于躯壳模具100的内周部及上挤压模具120和下挤压模具130的外周部为无凹凸的圆形，所以成形的光学元件的外周为元凹凸的圆形。因此，在需要像具有轴不对称面的光学元件那样确定安装方向时，以及在光学元件为双凸或双凹的球面或非球面透镜且两面的曲率半径接近时，要将这类光学元件装到光学仪器上时，必须对光学元件安装至光学仪器上的安装方向作出标记。

原有的在具有轴不对称面的光学元件上标示安装方向的方法包括，比如说在光学元件成形后粘附定位标记，用涂料等描绘定位标记等。也可以是使与光学元件光轴正交的剖面形状略呈D字状而将一边切削成直线状(称为D切割)。或是切削光学元件以形成平行直线状的两边(称谓H切割)。或是为了能使成形后的光学元件直接定位，而将成形模具的躯壳模具的剖面加工成角形等等。

然而，在原有的确定光学元件的安装方向或标记位置时，需要用显微镜判别成形面的形状，用激光斑检查机等评价仪器由聚光的形状判断光学元件的方向性。因此工作效率不高，且标记的位置精度也低。特别是成一体形成栅格等衍射栅的透镜，因光轴周边安装精度严格，故难以大量生产，为价格上升的主要原因。而且，将成形模具的躯壳模具的剖面加工成角状亦极为困难，况且，要使整体成形的有栅格等衍射栅的透镜的加工精度得以满足也是不可能的。

本发明就是要解决上述原有的问题，其目的首先是提供一种在将光学元件安装至光学仪器时，不用评价仪器来标记光学元件的安装方向，即可方便地将其安装至光学仪器的光学元件，其次是提供一种在光学坯料处于可变形状态时固定躯壳模具和具有轴不对称面的挤压模具，在移动模具时，不使光学元件复制面产生偏离而成形的光学元件成形模具及光学元件成形方法。

为了实现上述目的，本发明的光学元件至少具有一个光学功能面，且在光学功能面有效部分以外的部分处，设有凸状或凹状的向光学仪器上安装的基准

部，所以即使光学元件的至少一个面的光学功能面是轴不对称的，在将该光学元件安装至光学仪器时仍可方便地进行方向确定。

而且，还可使安装基准部的至少一条棱线，与通过相对光轴为非对称的光学功能面的光轴中心的主轴或付轴中的至少一方相平行，以便能方便地判别光学功能面的轴不对称方向。

而且，当光学功能面为由两面构成的，曲率相近的双凸或双凹的球面或非球面时，一般往往易将里外安装方向弄反，但用基准部可方便地判别光学功能面、确定安装方向，从而可防止这种错误发生。

而且，通过将安装基准部设在光学元件的光学功能面的有效部分和光学元件的侧面部分之间的方式，可不会使光学元件的光学性能劣化。而且，由于安装基准部为倾斜面，则在挤压成形光学元件时，由倾斜面加至成形模具的挤压力，将产生与挤压方向大体正交的方向上的分力，从而可阻止成形过程中的成形模具的转动和平行移动。这样，对设有光学仪器安装用基准部的面为轴不对称的场合是特别有效的。另外，通过使与光轴正交的剖面形状成大体为矩形，则矩形剖面的各边就起定向组件的作用。而且，与光轴正交的剖面形状由一组平行的边及相对的一组圆弧状边构成时，也是同样的。

为了使上述光学元件成形，本发明的光学元件成形模具具有其两端有开口部的躯壳模具，和与躯壳模具各开口部嵌合时，可在躯壳模具内滑动的一对挤压模具，且挤压模具中的至少一个具有相对光学功能面光轴非对称(轴不对称)的成形面，阻止以具有轴不对称成形面的挤压模具的滑动方向为轴的转动，使具有轴不对称成形面的挤压模具和躯壳模具相结合。

这样，当，比如说将玻璃坯料等光学坯料加热至软化点附近的温度，挤压挤压模具以使光学坯料形成预定形状时，使具有轴不对称成形面的挤压模具相对躯壳模具固定，而不会绕轴转动。而且，由挤压挤压模具工序移送至冷却工序时，即使包括光学元件成形模具的转动，由于躯壳模具和挤压模具相对固定，故在所形成的光学元件的轴不对称光学功能面中，不会产生偏移。

固定躯壳模具和挤压模具的组件，可以是位于具有轴不对称的成形面的挤压模具及躯壳模具的接触部附近的、分别设在具有轴不对称成形面的挤压模具和躯壳模具外周部的切口部，通过使切口部与结合部件结合，可方便地制作躯壳模具及挤压模具，而且，可以方便地对原有的光学元件成形模具加以改造。

而且，若采用在挤压模具的凸缘部的一部分及躯壳模具端面的一部分上设置切槽，结合部件为嵌合在槽内的略呈正方形的键条，则可以利用公知的铣加工方式和市售的部件等。

而且，若在具有轴不对称成形面的挤压模具及躯壳模具的接触部位附近，设置沿具有轴不对称成形面的挤压模具和躯壳模具滑动方向的孔，并通过使结合部件与该孔结合，可同样方便地制作躯壳模具和挤压模具，并可方便地对原有的光学元件成形模具加以改造。而且，若结合部件的材料采用具有比挤压模具和躯壳模具更大的热膨胀率的金属材料，则可牢固地固定住挤压模具和躯壳模具。

而且，本发明的另一种光学元件成形模具，为具有两端有开口部的躯壳模具，和与躯壳模具的各开口部相嵌合、可在躯壳模具内滑动的一对挤压模具的光学元件成型模具，因在挤压模具的至少一个的成形面的光学功能部分以外的部分处设有切口部，所以可在成形后的光学部件处形成有凸部。该凸部可用作将光学元件安装至光学仪器时的方向及位置确定机构。

而且，当设置切口部以形成与成形面成预定角度的倾斜面，并对供给至一对挤压模具之间的光学坯料进行挤压时，由于充填在切口部的光学坯料将挤压倾斜面，使挤压倾斜面的力产生与挤压模具滑动方向正交方向的分力，从而可阻止以形成切口部的挤压模具的滑动方向为轴的转动，而且，当形成倾斜面的成形面为不对称时，在形成光学元件的轴不对称的光学功能面处不会产生偏离。而且，由于用使倾斜面的棱线与轴不对称成形面的主轴或付轴之一平行，还可以倾斜面棱线方向为基准，进行将光学元件安装至光学仪器时的方向确定。

而且，本发明的另一种光学元件成形模具，为具有其两端有开口部的躯壳模具，和与躯壳模具各开口部嵌合，可在躯壳模具内滑动的一对挤压模具的光学元件成形模具，且在挤压模具的至少一个成形面的光学功能部分以外的部分处设有突起部，所以可在成形的光学元件上形成与突起部形状相反的凹部。可以该凹部为基准，进行将光学元件安装至光学仪器上时的方向确定，这种构成在设有突起部的成形面为轴不对称的场合，是特别有效的。而且，用使突起部与轴不对称成形面的主轴或付轴之一平行的方式，可容易地进行将光学元件安装至光学仪器上时的角度设定。

而且，本发明的又一种光学元件成形模具，为具有其两端有开口部的躯壳模具，和与躯壳模具的各开口部嵌合，可在躯壳模具内滑动的一对挤压模具的光学元件成形模具，且在躯壳模具和挤压模具的与躯壳模具相嵌合的部分处的、沿与挤压模具滑动方向正交的方向的剖面大体呈矩形，所以挤压模具不可能以滑动方向为轴对躯壳模具相对的转动。因此，即使形成的光学元件有轴不对称的光学功能面，也不会产生偏离。而且，由于成形的光学元件的剖面亦呈矩形，故在将光学元件安装至光学仪器时容易进行方向确定。

而且，本发明的另一种光学元件成形模具，为具有其两端有开口部的躯壳模具，和与躯壳模具各开口部嵌合，可在躯壳模具内滑动的一对挤压模具的光学元件成形模具，且躯壳模具和挤压模具的与躯壳模具嵌合的部分的、与挤压模具的滑动方向正交方向的剖面，为由一组平行边及相对的一组圆弧状边构成的、所谓的椭圆形模具，所以挤压模具不可能以滑动方向为轴对躯壳模具相对转动。因此，即使形成的光学元件具有轴不对称的光学功能面，也不会产生偏离。而且，由于成形的光学元件的剖面亦为椭圆形状，故在将光学元件安装至光学仪器时容易进行方向确定。

在另一方面，本发明的光学元件成形方法，为向可在躯壳模具内滑动的一对挤压模具之间供给光学坯料，在将光学坯料加热至软化点附近的温度的状态下沿滑动方向挤压挤压模具，将光学坯料成形为预定形状，并在该状态下冷却的光学元件成形方法，且挤压模具的至少一个的成形面为轴不对称的，以使挤压模具不能以滑动方向为轴转动，将具有轴不对称成形面的挤压模具和躯壳模具结合在一起。因此，在将光学坯料加热至软化点附近的温度，挤压挤压模具以使光学坯料成形为预定形状时，具有轴不对称成形面的挤压模具相对躯壳模具固定，不会绕轴转动。而且，由挤压挤压模具工序移至冷却工序时，即使该光学元件成形模具包含转动，因躯壳模具和挤压模具是相对固定的，故在形成的光学元件的轴不对称的光学功能面处，也不会产生偏离。

另外，本发明的另一种光学元件成形方法为向可在躯壳模具内滑动的一对挤压模具之间供给光学坯料，在将光学坯料加热至软化点附近的温度的状态下沿滑动方向挤压挤压模具，使光学坯料成形为预定形状，并在该状态下冷却的光学元件成形方法。而挤压模具的至少一个的成形面为轴不对称的，在具有轴不对称成形面的挤压模具的成形面的光学功能范围以外的部分处，设置切口部以形成与成

形面成预定角度的倾斜面，再将光学坯料充填在切口部，通过所填充的光学坏料挤压倾斜面时，可阻止以形成切口部的挤压模具的滑动方向为轴的转动，挤压倾斜面的力会产生与挤压模具滑动方向正交的方向上的分力，从而可阻止以形成切口部的挤压模具的滑动方向为轴的转动。而且，在形成有倾斜面的轴不对称的成形面处，不会产生偏离。

而且，可分别在不同的台面上实施将光学坯料加热至软化点附近的温度的工序，挤压挤压模具的工序和冷却工序，并在台面间移动包含有躯壳模具和一对挤压模具的光学元件成形模具，所以可以不进行什么改造就能利用一般的光学元件成形装置。

图1为表示本发明的光学元件成形模具的第一实施例的构成的剖面图。

图2为表示本发明的光学元件成形模具第一实施例在取下上挤压模具时的状态的平面图。

图3为表示本发明的光学元件成形模具的第二实施例的构成的剖面图。

图4为表示本发明的光学元件成形模具的第二实施例在取下上挤压模具时的状态的平面图。

图5为表示本发明的光学元件一实施例的构成的剖面图。

图6为本发明的光学元件一实施例中的施加有栅格的成形面的上侧的斜视图。

图7(a)、(b)、(c)、(d)、(e)、(f)为分别表示本发明的光学元件的其它实施例的构成的斜视图。

图8为表示原有的光学元件成形模具的构成的剖面图。

图9为表示一般的光学元件成形装置的构成的部分剖面图。

图10为表示用原有的光学元件成形模具成形的产生栅格偏移的光学元件的平面图。

(第一实施例)

现参考附图说明本发明的光学元件成形模具和光学元件成形方法的第一实施例。图1为表示第一实施例的光学元件成形模具的构成的剖面图，图2为在除去上挤压模具的状态时的平面图。如图1和图2所示，第一实施例的光学元件成形模具，由大体呈圆筒状的躯壳模具10，分别嵌合在躯壳模具10的上下开口部11、12处的上挤压模具20和下挤压模具30，和使其不相对轴13转动而联结躯壳

模具10和下挤压模具30的联结部件40等构成。

躯壳模具10由，比如说超硬合金制作，在其外周部的下部开口部12的附近，设有联结联结合部件40用的切口或槽14。上挤压模具20和下挤压模具30也分别由超硬合金制作，在上挤压模具20的下面处为曲率半径为5.0毫米的非球面形状的成形面21。而且，在下挤压模具30上面的成形面33处作为栅纹34。栅纹34的剖面形状为宽1毫米、节距0.5毫米、深250毫微米的矩形。

上挤压模具20和下挤压模具30可在躯壳模具10内沿轴13的方向滑动。在本实施例中，形成在下挤压模具30处的栅纹34为轴不对称面，故在下挤压模具30的凸缘部31，也设有与联结部件40联结用的切口或槽32。躯壳模具10上的糟14和下挤压模具30上的槽32为，比如1.5毫米宽，2.0毫米深。联结部件40略呈正方体，其材料为比作为躯壳模具10、上挤压模具20和下挤压模具30的材料的超硬合金的热膨胀率具有更高的热膨胀率的金属材料，比如说可为SUS304等等。可将诸如SF-8等的玻璃坯料50，象原有实例那样供给至上挤压模具20和下挤压模具30之间。

下面说明用于具有上述构成的第一实施例的光学元件成形模具的光学元件成形方法。如图1所示，向上挤压模具20和下挤压模具30之间供给玻璃坯料50，使联结部件40与在下挤压模具30的凸缘部31的槽32和躯壳模具10下端的槽14配合。将这样组装后的光学元件成形模具供给至诸如图9所示的光学元件成形装置的进入台232，用移送臂234移送至加热台127，并升温至玻璃坯料50的软化点附近(约505℃)。移送至加热台227的光学元件成形模具，由于作为结合部件40材料的SUS304与构成躯壳模具10和下挤压模具30的材料的超硬合金间的热膨胀率的差，将在成形面33处设有栅纹34的下挤压模具30和躯壳模具10以不能绕轴13相对转动的方式固定住。

在将下挤压模具30和躯壳模具10固定住后，用移送臂234移送至作为下一台面的挤压台229，沿图中箭头B所示方向挤压上挤压模具20，使玻璃坯料50成形为预定形状。成形后，将光学元件成形模具移动到冷却台231，在冷却台231处冷却光学元件成形模具和玻璃坯料50，将制成的光学元件由排出口233取出。在将光学成形模具移动至冷却台231时，因下挤压模具30和躯壳模具10是用结合部件40固定着，所以设有栅纹34的下挤压模具30不会绕轴13转动，从而不会产生如图10所示的栅纹的偏移。

当使用如图9所示的已有的光学元件成形模具时，因下挤压模具130和躯壳模具100是不固定的，所以在搬送时的冲击和摩擦阻力等的作用下，下挤压模具130和躯壳模具100会分别转动。而且，因由躯壳模具100复制的光学元件的外形部分会先行冷却固化，所以已成形的光学元件会与躯壳模具100一起转动，其结果是成形出如图所示的产生了栅纹偏移的光学元件，而不能获得所需的光学性能。

实际上，若比较用原有的光学元件成形模具成形的光学元件(原有制品)，和用本实施例的光学元件成形模具成形的光学元件(本发明制品)，可知原有制品的透射波面象差在0.05λ以上，而本发明制品的透射波面象差在0.04λ以下。而且，原有制品因栅格偏置而有无数分光，不能获得栅纹功能，本发明制品因没有栅纹偏置，而可以获得栅纹功能，现已确认可以获得按分光比(一次光∶0次光∶一次光)＝1∶5∶1设计的光学元件。

在本实施例中，玻璃坯料50使用的是软化点约为505℃的SF-8，但也可采用其它玻璃材料，如镧类玻璃材料和低熔点玻璃等玻璃坯料。而且，躯壳模具10、上挤压模具20和下挤压模具30的材料使用的是超硬合金，但对于耐热性和高温强度好的坯料，也可以采用其它材料。而且，联结下挤压模具30和躯壳模具10的构件，是在下挤压模具30及躯壳模具10处设置剖面大体呈矩形的槽，并采用大体成正方体的联结部件40，但若在下挤压模具30和躯壳模具10处设置圆形剖面的孔，并采用大体呈圆柱状的联结部件，也能获得同样效果。而且，该构成为将具有轴不对称面的下挤压模具30与躯壳模具10相结合，但也可以采用在上挤压模具20的凸缘部和躯壳模具10的上端附近也设置槽，并用联结部件40将两者接合起来的结构。

(第二实施例)

下面参考附图说明本发明的光学元件成形模具和光学元件成形方法的第二实施例。图3为表示第二实施例的光学元件模具的构成的剖面图，图4为除去上挤压模具时的状态的平面图。如图3和图4所示，第二实施例的光学元件成形模具，由大体呈圆筒状的躯壳模具60、分别与躯壳模具60的上下开口部61、62相嵌合的上挤压模具70及下挤压模具80构成。躯壳模具60和上挤压模具70与图8所示的原有实例基本相同。下挤压模具80的上面的成形面81处设有栅纹82。栅纹82的剖面形状为三角波纹形，间距为0.2毫米，深为370毫微米。而且，在与

下挤压模具80的成形面81的栅纹82的栅格方向平行的两端部处，形成有深约2毫米，与成形面夹角为30°的倾斜面83。与第一实施例相同，将玻璃坯料90供给至上挤压模具70和下挤压模具80之间。可采用，比如说BK-7(过渡点553℃，屈折点614℃)作为玻璃坯料90。第二实施例是未设置直接固定躯壳模具60和上挤压模具70或下挤压模具80的功能组件，而利用设在下挤压模具80的成形面81处的倾斜面83，来防止栅纹82偏移的一个例子。

现说明采用具有上述构成的第二实施例的光学元件成形模具的光学元件成形方法。如图3所示，向上挤压模具70和下挤压模具80之间供给玻璃坯料90，将组装后的光学元件成形模具，比如说由如图9所示的光学元件成形装置的进入台232供给，用移送臂234移送至加热台227，升温至玻璃坯料90(BK-7)的软化点附近(约520℃)。

然后，用移送臂234移送至作为下一个台面挤压台的229，按图中箭头B所示方向挤压下挤压模具70，使玻璃坯料90成形为预定形状。这时，玻璃坯料90将向设在下挤压模具80的成形面81两端部处的倾斜面83附近的凹部充填。充填后的玻璃坯料90将压住与下挤压模具80的成形面81成30°角的倾斜面83。这时，下挤压模具80将因倾斜面83受压而受到与垂直方向力不同的、沿水平方向的分力的作用，从而在实际上阻止绕轴63的转动。而且，由挤压台229向冷却台231移送时，由于玻璃坯料90的冷却、收缩，玻璃坯料90将增大挤压倾斜面83的力。因此，玻璃坯料90和下挤压模具80不会以轴63为中心转动，从而可阻止形状复制后的玻璃坯料90从复制面81平行偏离。

再后，当用移送臂234将光学元件成形模具由挤压台229搬送至冷却台131时，下挤压模具80的栅纹82和玻璃坯料90不会产生转动和平行移动。因此，在冷却台231处可一边不使栅纹82偏移而冷却，一边挤压成型。然后在冷却台231处，将光学元件成形模具和玻璃坯料90徐徐冷却至冷却温度(约420℃)，以获得所需的光学性能。随后，一边使成形后的光学元件在成形模具内部徐徐冷却，一边用移送臂234将光学元件成形模具搬送至排出口233，以取出制成的光学元件。下挤压模具80上的栅纹82和成形的光学元件(玻璃坯料90)在分离前不会偏离。

若采用原有的光学元件成形模具，设有栅纹的下挤压模具会以上下挤压模具和躯壳模具的移动方向为轴转动，并使形状复制了的光学元件移动，随

后在冷却压挤的成形过程中，栅纹会产生偏离。然而，若采用本实施例的光学元件成形模具，便可以防止以上下挤压模具和躯壳模具的滑移方向为轴的转动，从而可以成形出栅纹不会产生偏移的光学元件(本发明制品)。原有制品因栅纹偏移而无限分光，不能获得栅纹功能，而本发明制品因没有栅纹偏移，故可获得栅纹功能，现已确认可以获得满足设计要求的光学元件。

而且，由于复制在光学元件上的倾斜面83的方向与栅纹方向一致，故可以用眼睛判别栅纹的方向。而且，用在透镜筒侧面加工出嵌合部的方式，可以高精度的进行栅纹位置的确定。

不言而喻，用第二实施例的光学元件成形模具及光学元件成形方法成形的光学元件(例如由图3中的玻璃坯料90固化的制品)，其充填在形成有倾斜面83的切口部的部分(突起)，在向光学仪器安装时还具有作为方向确定组件的功能。

(第三实施例)

下面参考附图说明与本发明的光学元件有关的第三实施例。图5为表示本发明的光学元件和适合该元件的光学仪器镜筒的构成的一实施例的剖面图，图6为由栅纹面侧观察本实施例的光学元件的斜视图。在图5中，光学元件200上面处设有，比如说曲率半径为150毫米的非球面状的透镜功能面201，在其下面处设有栅纹202。栅纹202的剖面形状为，比如说宽0.5毫米，间距0.8毫米、深200毫微米的矩形。在与光学元件200下面的栅纹202方向平行的端部处，分别设有，比如说宽1毫米、深0.5毫米的切口部203。光学元件200的玻璃坯料可使用SF-6(过渡点426℃，屈折点467℃)。光学元件200的外径约为φ5，厚为3毫米。光学仪器镜筒210可用黄铜等金属制作，在中央部设有不会遮断沿箭头D方向入射的光线轨迹的φ3的贯通孔212。而且在光学仪器镜筒210上还设有宽1毫米、高0.5毫米的凸部211以便与光学元件200上的切口部203结合。

上述的本发明的光学元件为光盘装置的跟踪控制用的透镜，它在将半导体激光器的光束变换为平行光的同时，还相对主光束产生两条副光束。光盘装置在主光束聚焦到光盘上的沟槽时使副光束光盘上的轨迹方向错开，以免误认至相邻轨迹上的沟槽。因此，在将成形后的透镜装至光学基台时，必须对栅纹方向加以调节。

上述本发明的光学元件是用前述的本发明的光学元件成形模具和光学元件

成形方法成形的，故在具有诸如光学元件成形模具的轴不对称面的下挤压模具的成形面处，设有形成切口部203用的突起等(未示出)。这里，躯壳模具和挤压模具(未示出)的与躯壳模具相嵌合的部分的沿光轴方向的剖面大体呈矩形。设在光学元件200上的切口部203，相对栅纹202的栅格方向平行地进行H切口加工。类似的，在光学仪器镜筒210上也设有与光学元件200切口部203相结合用的凸部211。因此，在要将光学元件200装在光学仪器上时，可用吸附笔(未示出)保持住光学元件200，转动光学元件200，即可容易地检测出光学元件200的光学功能方向。一般说来，若设在光学元件200上的切口部203的深度在0.5毫米以下，便难以检测用吸附笔保持着的光学元件200的光学功能方向。

对于原有的光学元件，要用显微镜、透镜光斑仪等检测仪器检测将光学元件安装至光学仪器的方向的栅纹方向，在检测出光学元件向光学仪器上安装的方向、并在光学元件上标记出方向后，再进行向光学仪器的安装，所以将光学元件装在一台光学仪器上需要1～5分钟，生产效率非常低。然而，若用本发明的光学元件，可用吸附笔保持并转动光学元件，即可将其装在光学仪器上，在大约30秒的短时间内即可将一个光学元件安装在光学仪器上。

在本实施例中，光学元件200的安装方向确定组件的构成为，设在光学元件200下面的切口部203，设在光学仪器镜筒210上的凸部211，但也可以采用不损害光学元件的光学功能，可高精度地安装至光学仪器的其它结构构成。例如，图7(a)为在设有栅纹202的成形面处设置具有位置和方向确定用的三角形剖面的突起204的一个例子，突起204沿与作为轴不对称的光学功能面的栅纹202的方向平行设置。在成形该光学元件的光学元件成形模具的挤压模具(未示出)的成形面上，形成有与栅纹平行的剖面大致呈三角形的槽，槽的倾斜面与图3所示的第二实施例中的倾斜面83具有同样的功能。因此，可阻止挤压模具绕光轴的转动，而不使栅纹202产生偏移。而且，成形后的光学元件200上的突起204，具有作为向光学仪器上安装时定向组件的功能。

图7(b)为在大体成圆筒状的光学元件200外周部的与栅纹202的方向平行位置处，形成有安装方向确定用和阻止挤压模具转动用的平面205的一个例子。形成该光学元件的光学元件成形模具的躯壳模具和挤压模具(未示出)的与躯壳模具相嵌合的部分的剖面，大致呈椭圆形，具有相对的一组平行边和相对的一组圆弧状边。这里，由于躯壳模具和挤压模具是通过平面嵌合的，故挤压模具

不会绕光轴转动。而且，形成的光学元件200的平面205，具有作为向光学仪器上安装时的方向确定组件的功能。

图7(c)为在大体呈圆筒状的光学元件200的外周部附近，设有具有确定安装方向和阻止挤压模具转动用的大体呈圆形剖面的切口部206的一个例子。将该光学元件成形的光学元件成形模具的躯壳模具(未示出)，可略呈圆筒状，并在该圆筒内周面处形成有与切口部206形状相反的半圆筒状的突起。与躯壳模具相嵌合的挤压模具(未示出)也与光学元件相同，在圆筒外周面处设有切口，通过该切口和突起的结合，可阻止挤压模具绕轴的转动。而且，成形的光学元件200的切口部206，具有作为向光学仪器上安装时的方向确定组件的功能。

图7(d)与图7(a)相类似，亦为在设有栅纹202的成形面处，设有具有位置和方向确定用的三角形剖面的突起204的一个例子，且突起204是与作为轴不对称的光学功能面的栅纹202的方向平行设置的。图7(e)与图7(b)相反，是在大体呈圆筒状的光学元件200的外周部处，形成有与栅纹202方向平行的确定安装方向和阻止挤压模具转动用的突起204及倾斜面207的一个例子。图7(f)示出了利用突起204，判别具有曲率半径相近的球面或非球面201、201′的光学元件的安装方向的一个实例。

Claims (25)

1.一种光学元件，具有至少一个光学功能面，且在前述光学功能面有效部分以外的部分处，设有凸或凹形状的向光学仪器上安装用的基准部。

2.如权利要求1所述的光学元件，光学功能面的至少一面是相对其光轴不对称的。

3.如权利要求2所述的光学元件，前述安装基准部的至少一条棱线，与通过相对前述光轴不对称的光学功能面的光轴中心的主轴或副轴中的至少一方相平行。

4.如权利要求1所述的光学元件，前述光学功能面为双面，且为曲率彼此近似的双凸或双凹的球面或非球面。

5.如权利要求1～4中任一项所述的光学元件，前述安装基准部设在前述光学元件的光学功能面有效部分和前述光学元件侧面部之间。

6.如权利要求5所述的光学元件，前述安装基准部为倾斜面。

7.如权利要求1～6中任一项所述的光学元件，与光轴大体呈正交的剖面形状大体为矩形。

8.如权利要求1～6中任一项所述的光学元件，与光轴大体呈正交的剖面形状由一组平行边和相对的一组圆弧状边构成。

9.一种具有其两端有开口部的躯壳模具，和与前述躯壳模具各开口部嵌合的，可在前述躯壳模具内滑动的一对挤压模具的光学元件成形模具，前述挤压模具的至少一个具有相对光学功能面光轴不对称(轴不对称)的成形面，用以阻止以具有前述轴不对称成形面的挤压模具的前述滑动方向为轴的转动，并联结具有前述轴不对称成形面的挤压模具和前述躯壳模具。

10.如权利要求9所述的光学元件成形模具，在具有前述轴不对称成形面的挤压模具和前述躯壳模具的接触部附近处，设有位于具有前述轴不对称成形面的挤压模具和前述躯壳模具各自外周处的切口部，且前述切口部用结合部件结合。

11.如权利要求10所述的光学元件成形模具，在前述挤压模具的凸缘部的一部和前述躯壳模具端面的一部上设有切口槽，前述结合部件为嵌合在前述槽中的大体成正方体的键条。

12.如权利要求9所述的光学元件成形模具，在具有前述轴不对称成形面的挤压模具和前述躯壳模具的接触部附近，设有位于具有前述轴不对称成形面的挤压模具和前述躯壳模具处的沿前述滑动方向的孔，在前述孔处结合有结合部件。

13.如权利要求10～12中任一项所述的光学元件成形模具，前述结合部件使用的是具有比前述挤压模具和前述躯壳模具更大的热膨胀率的金属材料。

14.一种具有其两端有开口部的躯壳模具，和与前述躯壳模具各开口部嵌合的、可在前述躯壳模具内滑动的一对挤压模具的光学元件成形模具，在前述挤压模具的至少一个的成形面的光学功能部分以外的部分处设有切口部。

15.如权利要求14所述的光学元件成形模具，前述切口部以形成有与前述成形面成预定角度的倾斜面的方式设置，当挤压供给在前述一对挤压模具之间的光学元件时，充填在前述切口部的前述光学坯料挤压前述倾斜面，阻止以形成有前述切口部的挤压模具的前述滑动方向为轴的转动。

16.如权利要求15所述的光学元件成形模具，形成有前述倾斜面的成形面是轴不对称的。

17.如权利要求16所述的光学元件成形模具，前述倾斜面的棱线与前述轴不对称成形面的主轴或副轴之一平行。

18.一种具有其两端有开口部的躯壳模具，和与前述躯壳模具各开口部嵌合的、可在前述躯壳模具内滑动的一对挤压模具的光学元件成形模具，在前述挤压模具的至少一个的成形面的光学功能部分以外的部分处设有突起部。

19.如权利要求18的述的光学元件成形模具，设有前述突起部的成形面为轴不对称的。

20.如权利要求19所述的光学元件成形模具，前述突起部与前述轴不对称成形面的主轴或副轴之一平行。

21.一种具有其两端有开口部的躯壳模具，和与前述躯壳模具各开口部嵌合、可在前述躯壳模具内滑动的一对挤压模具的光学元件成形模具，前述躯壳模具和前述挤压模具的与前述躯壳模具嵌合的部分的与前述挤压模具滑动方向正交方向上的剖面为矩形。

22.一种具有其两端有开口部的躯壳模具，和与前述躯壳模具各开口部嵌

合的、可在前述躯壳模具内滑动的一对挤压模具的光学元件成形模具，前述躯壳模具和前述挤压模具的与前述躯壳模具嵌合的部分的与前述挤压模具滑动方向正交方向上的剖面，由一组平行边和相对的一组圆弧状边构成。

23.一种向可在躯壳模具内滑动的一对挤压模具之间供给光学坯料，在将前述光学坯料加热至软化点附近的温度状态下沿前述滑动方向挤压前述挤压模具，将光学坯料成形为预定形状并在该状态下冷却的光学元件成形方法，其特征在于前述挤压模具中至少一个的成形面是轴不对称的，以前述挤压模具不以前述滑动方向为轴转动的方式联结具有前述轴不对称成形面的挤压模具和前述躯壳模具。

24.一种向可在躯壳模具内滑动的一对挤压模具之间供给光学坯料，在将前述光学坯料加热至软化点附近的温度状态下沿前述滑动方向挤压前述挤压模具，将光学坯料成形为预定形状并在该状态下冷却的光学元件成形方法，其特征在于前述挤压模具至少一个的成形面是轴不对称的，在具有前述轴不对称成形面的挤压模具的前述成形面的光学功能范围以外的部分处，设有切口部以形成有与前述成形面成预定角度的倾斜面，前述光学坯料会充填至前述切口处，通过前述充填的光学坯料挤压前述倾斜面，而阻止以形成前述切口部的挤压模具的前述滑动方向为轴的转动。

25.如权利要求23或24所述的光学元件成形方法，将前述光学元件加热至软化点附近温度的工序，挤压前述挤压模具的工序，前述冷却工序分别在不同台面上实施，包含前述躯壳模具和前述一对挤压模具的光学元件成形模具在前述台面间移动。

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