JP2001051198A - 回転非対称光学面を有する光学素子およびその金型装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 複数の回転非対称光学面の面粗度劣化方向を
一致させないように適切に組み合わせることで、モアレ
やコントラスト低下等の光学性能劣化を回避しうる映像
表示装置用の光学系を構成できる光学素子とその金型装
置を提供する。 【解決手段】 回転対称軸を有さない回転非対称面２，
３の光学面を複数有するプリズム１にあって、前記複数
の回転非対称面２，３にそれぞれ現出する任意の波長の
微小うねりのうち、その中心線平均粗さが最も大きくな
りうる面粗度劣化方向４２，４３を前記複数の回転非対
称面２，３間で互いに一致させないように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、コンパクトかつ良
好な収差補正を実現するとともに、コントラスト低下等
の光学性能不良が極めて少ない光学系を提供することが
できる回転非対称光学面を有する光学素子およびその金
型装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、映像表示装置等に用いるような光
学系において、その収差を良好に補正する手段として
は、例えば特開平１０―１８６２３７号公報に記載され
るような発明がある。

【０００３】この発明による光学系は、回転非対称面か
らなる少なくとも１面の光学面を含む偏心光学系におい
て、前記回転非対称面が対称面を持たない曲面からなる
ことを特徴とするものである。これによれば、回転非対
称面を、対称面を持たない曲面から構成しているので、
３次元的に偏心した光学系により発生する回転非対称で
対称面を持たない収差を補正することが可能になり、映
像表示装置等に用いられる接眼光学系に適したコンパク
トで収差の少ない偏心プリズム光学系等を提供すること
が可能となる。

【０００４】一方、前記特開平１０―１８６２３７号公
報には記載されていないが、前記偏心プリズムのような
形状の部品を成形加工する場合には、当然、回転非対称
となる金型駒を適宜組み合わせて装填できるような構造
の金型装置も必要不可欠となる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前記回転非対
称な曲面を有する偏心プリズムを製造するための金型装
置は、回転軸対称形状の光学面のみを用いた金型装置と
は、その加工方法が著しく異なる。回転軸対称形状面の
みを用いた金型装置では、図１３に示すように、回転軸
対称面を転写する金型駒７０を適度な回転数を持って回
転させながら工具切れ刃（図示省略）を被削面７１に当
接させ、ラジアル方向にのみ送り量を持たせることで、
被削面７１を切削あるいは研削して金型駒７０に所望の
形状を形成していく。これに対し、図１４に示す回転非
対称面を転写する金型駒７５の場合は、通常金型駒７５
側は固定し、工具（図示省略）側にＸＹ２方向の送りを
持たせることで、被削面７６を切削あるいは研削して所
望の形状を得る。

【０００６】このような切削あるいは研削のような削り
加工では、いかなる加工条件下においても、多かれ少な
かれ微小な凹凸をなす切削あるいは研削痕７２，７７が
生じる。この切削あるいは研削痕７２，７７は、金型駒
７０の回転軸対称面加工の際には、図１３に示すように
回転軸を中心に輪帯状に形成され、金型駒７５の回転非
対称面加工の場合には、図１４に示すように平行線状に
形成される。このような切削あるいは研削痕７２，７７
は、往々にして略規則的な波長と振幅を有した形状をな
す場合が多いため、あたかも回折格子のような光学的作
用を生ずる。

【０００７】また更に、切削あるいは研削痕７２，７７
は、触針式の粗さ計などでその形状を測定した場合に、
その測定方向によって必ず中心線平均粗さＲａや最大粗
さＲｙ等の表面粗さの解析値が最大ピークを持つような
傾向を示すはずである（以下、面粗度劣化方向と称す
る）。

【０００８】仮に、前記偏心プリズムを構成する光学面
のうち、２つ以上の光学面が回転非対称の面であった場
合、それぞれの金型駒の面粗度劣化方向がほぼ一致する
ような金型構成にされた場合には、得られる偏心プリズ
ムも当然、面粗度劣化方向が一致するような面構成とな
る。このことは映像上、平行線状の切削あるいは研削痕
７７の重複を生じ、モアレの発生を誘発する。また、更
に回転非対称面における光線の屈折・反射の際に切削あ
るいは研削痕７７によって引き起こされる回折現象を増
幅することとなり、著しい光量ロスを生じコントラスト
低下を引き起こす。このようなことは映像のクリア感や
臨場感を重視するような映像表示装置等の光学系として
は致命的である。

【０００９】本発明は、前記課題に鑑みてなされたもの
で、複数の回転非対称光学面の面粗度劣化方向を一致さ
せないように適切に組み合わせることで、モアレやコン
トラスト低下等の光学性能劣化を回避しうる映像表示装
置用の光学系を構成できる光学素子の提供を目的とし、
また、前記光学素子を成形することができる金型装置を
提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明の請求項１の回転非対称光学面を有する光学
素子は、回転対称軸を有さない回転非対称面の光学面を
複数有する光学素子において、前記複数の回転非対称面
にそれぞれ現出する任意の波長の微小うねりのうち、そ
の中心線平均粗さが最も大きくなりうる方向を前記複数
の回転非対称面間で互いに一致させないように構成する
ことを特徴とする。

【００１１】また、本発明の請求項２の回転非対称光学
面を有する光学素子は、請求項１の構成にあって、前記
複数の回転非対称面の中心線平均粗さが最も大きくなる
方向が、それぞれの回転非対称面間において互いに略直
角をなすように構成することを特徴とする。

【００１２】さらに、本発明の請求項３の金型装置は、
回転対称軸を有さない回転非対称面の光学面を複数有す
る光学素子を成形するための金型駒を複数組み合わせた
金型装置において、前記回転非対称面の光学面を成形す
る複数の金型駒の表面にそれぞれ現出する任意の波長の
微小うねりのうち、その中心線平均粗さが最も大きくな
りうる方向を複数の金型駒間で互いに一致させないよう
に構成することを特徴とする。

【００１３】また、本発明の請求項４の金型装置は、請
求項３の構成にあって、前記回転非対称面の光学面を成
形する複数の金型駒の中心線平均粗さが最も大きくなる
方向が、それぞれの金型駒間において互いに略直角をな
すように構成することを特徴とする。

【００１４】すなわち、本発明の請求項１の構成にあっ
ては、複数の回転非対称面にそれぞれ現出する任意の波
長の微小うねりのうち、その中心線平均粗さが最も大き
くなりうる方向を前記複数の回転非対称面間で互いに一
致させないようにし、モアレの発生を防ぎ、また光量ロ
スの増幅を回避しコントラスト低下を防ぐ。

【００１５】また、本発明の請求項２の構成にあって
は、前記複数の回転非対称面の中心線平均粗さが最も大
きくなる方向を、それぞれの回転非対称面間において互
いに略直角をなすようにし、モアレの発生を防ぎ、また
光量ロスの増幅を回避しコントラスト低下を防ぐ。

【００１６】さらに、本発明の請求項３の構成にあって
は、回転非対称面の光学面を成形する複数の金型駒の表
面にそれぞれ現出する任意の波長の微小うねりのうち、
その中心線平均粗さが最も大きくなりうる方向を複数の
金型駒間で互いに一致させないようにし、前記中心線平
均粗さが最も大きくなる方向が異なる複数の回転非対称
面を有する光学素子を成形する。

【００１７】また、本発明の請求項４の構成にあって
は、回転非対称面の光学面を成形する複数の金型駒の表
面にそれぞれ現出する任意の波長の微小うねりのうち、
その中心線平均粗さが最も大きくなる方向を複数の金型
駒間で互いに略直角をなすようにし、前記中心線平均粗
さが最も大きくなる方向が略直角な複数の回転非対称面
を有する光学素子を成形する。

【００１８】

【発明の実施の形態】（実施の形態１）本発明の実施の
形態１を図１〜８を用いて説明する。

【００１９】図１は本実施の形態の回転非対称面を有す
る光学素子を説明するための斜視図である。本実施の形
態の光学素子としてのプリズム１は、回転非対称光学面
としての２つの非対称の自由曲面（回転対称軸を有さな
い回転非対称面）２，３と１つの回転対称の非球面４か
らなる計３つの光学面を有している。第１の自由曲面２
の近傍には光源となる液晶素子５が配置され、第１の自
由曲面２との位置関係は位置決め基盤６により固定され
ている。この第１の自由曲面２を挟んでその両隣には第
２の自由曲面３と非球面４が設けられており、第２の自
由曲面３と非球面４は互いに隣り合わせた位置関係とな
っている。また、非球面４の近傍には人間の瞳７が位置
する。

【００２０】図２は図１に示す前記プリズム１を射出成
形するための金型装置１０の構造を示す断面図である。
この金型装置１０は主に固定型３５と可動型３６とから
なり、固定型３５にはプリズム１の第２の自由曲面３を
転写するための自由曲面１５を形成した金型駒１２を配
置し、可動型３６にはプリズム１の第１の自由曲面２お
よび非球面４をそれぞれ転写するための自由曲面１４お
よび非球面２０を形成した金型駒１１および金型駒１３
を配置してある。金型駒１１，１２，１３はプリズム１
を成形するキャビティ３２を形成し、このキャビティ３
２へはプリズム１の成形を行う際に成形材料３３（図８
（ａ）参照）をスプル３０とランナー３１を介して供給
する。それぞれの金型駒１１，１２，１３は断面形状が
長辺、短辺（図６参照）を有した矩形であり、金型駒１
１，１２の自由曲面１４，１５はプリズム１の第１、第
２の自由曲面２，３をほぼ反転した面形状を有してい
る。

【００２１】図３は金型駒１１，１２の自由曲面１４，
１５の加工法を説明するための斜視図で、自由曲面１
４，１５はｘｙ２方向の工具送り可能な工具３７により
切削あるいは研削加工して形成する。したがって、金型
駒１１，１２の自由曲面１４，１５の表面には、ｘ方向
あるいはｙ方向にそれぞれ微小な平行線状の切削あるい
は研削痕１６，１７が生じている。

【００２２】この場合、図４のように各自由曲面１４，
１５の切削あるいは研削痕１６，１７は略規則的な波長
と振幅を有した形状をなし、更にこの平行線状の切削あ
るいは研削痕１６，１７は、触針式の粗さ計等でその表
面を線形に計測した場合に、その測定方法によって必ず
中心線平均粗さＲａや最大粗さＲｙ等の粗さの解析値が
最大ピークを持つ傾向を示す（以下、面粗度劣化方向と
称する）が、この場合は平行線状の切削あるいは研削痕
１６，１７に対して、直角をなす方向がその面粗度劣化
方向となっている。ここでは金型駒１１，１２の各自由
曲面１４，１６の面粗度劣化方向を１８，１９と符番す
る。

【００２３】また、プリズム１の非球面４を転写するた
めの金型駒１３には、非球面４をほぼ反転した形状の非
球面２０が形成されている。この非球面２０の加工法
は、図５に示すように金型駒１３のラジアルＲ方向にの
み工具送りを有した切削あるいは研削加工によるもので
ある。したがって、金型駒１３の非球面２０の表面には
回転軸２１を中心とする輪帯状の切削あるいは研削痕２
２が生じている。

【００２４】上記自由曲面１４，１５を形成した金型駒
１１，１２は、金型装置１０において図６に示すよう
に、それぞれの面粗度劣化方向１８，１９が互いに異な
る方向を向くように配置される。詳しくは、自由曲面１
４を形成した金型駒１１では、その面粗度劣化方向１８
が金型駒１１の短辺方向を向くように予め加工される。
すなわち、平行線状の切削あるいは研削痕１６は金型駒
１１の長辺方向を向くように形成されている。また、自
由曲面１５を形成した金型駒１２では、その面粗度劣化
方向１９が金型駒１２の長辺方向を向くように予め加工
される。すなわち、平行線状の切削あるいは研削痕１７
は金型駒１２の短辺方向を向くように形成されている。

【００２５】そして、これらの金型駒１１，１２は、金
型装置１０の可動型３６、固定型３５に金型駒１１，１
２の長辺、短辺の方向が互いに同じ方向となるように取
り付けられ、面粗度劣化方向１８，１９が略直角をなす
ように配置される。また、非球面２０を形成した金型駒
１３は、切削あるいは研削痕２２が回転軸２１を中心と
する輪帯状であるため、特に金型駒１３の方向は規定し
ていない。

【００２６】この金型装置１０により成形されるプリズ
ム１は、図７に示すように、自由曲面１４，１５を形成
した金型駒１１，１２の平行線状の切削あるいは研削痕
１６，１７による面粗度劣化方向１８，１９の組合せの
通りに、プリズム１の第１、第２の自由曲面２，３に転
写される平行線状の切削あるいは研削痕４０，４１によ
る面粗度劣化方向４２，４３は略直角をなすように構成
されている。なお、プリズム１の非球面４に転写される
輪帯状の切削あるいは研削痕４４は、金型駒１３の配置
の通り、特にその方向性は有しない。

【００２７】次に図８を用いて、プリズム１の射出成形
加工プロセスを説明する。図８（ａ）に示すように、金
型装置１０のスプル３０、ランナー３１より射出・注入
された成形材料３３は金型駒１１，１２，１３で構成さ
れるキャビティ３２において、金型駒１１，１２の自由
曲面１４，１５および金型駒１３の非球面２０を転写し
たプリズム１の形状に成形される。プリズム１はこの金
型装置１０内で冷却され、図８（ｂ）に示すように固定
型３５と可動型３６を開いたのち、金型装置１０から取
り出される。このときプリズム１の第１の自由曲面２、
第２の自由曲面３、非球面４には、金型駒１１，１２，
１３の切削あるいは研削痕１６，１７，２２がその金型
装置１０内における配置のままに転写されている。

【００２８】図９は金型装置１０により成形されたプリ
ズム１とその周辺の光学系を示すものである。図９
（ａ）に示すように、液晶素子５より発せられた光線
は、まず第一に第１の自由曲面２を透過・屈折する。こ
のとき、図９（ｂ）に示すように、第１の自由曲面２の
面粗度劣化方向４２は第１の自由曲面２の長辺方向を、
換言すれば、平行線状の切削あるいは研削痕４０は第１
の自由曲面２の短辺方向（金型１１の切削あるいは研削
痕１６は長辺方向）を向いているため、第１の自由曲面
２を透過・屈折する光線上には第１の自由曲面２の短辺
方向に沿って、平行線状の回折パターンが生ずる。

【００２９】第二に、上記平行線状の回折パターンを有
する光線は、図９（ａ）に示すようにプリズム１の非球
面４において全反射する。このとき、非球面４の輪帯状
の切削あるいは研削痕４４により、また多少の回折現象
が生まれるが、第１の自由曲面２の平行線状の切削ある
いは研削痕４０とは形状が全く異なるため、モアレ発生
等のような著しい光学性能の劣化は生じない。

【００３０】上記非球面４で一度全反射した光線は、図
９（ａ）のように３番目に第２の自由曲面３で反射す
る。このとき、第２の自由曲面３の面粗度劣化方向４３
は、図９（ｂ）のように第２の自由曲面３の短辺方向
を、換言すれば平行線状の切削あるいは研削痕４１が第
２の自由曲面３の長辺方向に沿って向いているため、第
１の自由曲面２で光線上に形成された回折パターンとは
その方向が略直角をなしている。仮に面粗度劣化方向４
２，４３の双方が同方向を互いに向いていた場合は、第
１の自由曲面２で形成された回折パターンと第２の自由
曲面３の切削あるいは研削痕４１とにより映像上、モア
レが発生するとともに、回折による光量ロスは増幅され
て著しい光量ロスを誘発するが、面粗度劣化方向４２，
４３が略直角をなしている場合では、上記のような著し
い光学性能の劣化は生じない。

【００３１】そして、第２の自由曲面３で反射した光線
は、第四に再度、非球面４を透過・屈折し、非球面４の
近傍に位置する人間の瞳７において結像する。非球面４
における透過・屈折では、前述の通り非球面４の切削あ
るいは研削痕４４が輪帯状となっているため、特に著し
い光学性能劣化は生じない。

【００３２】本実施の形態のプリズム１によれば、第１
の自由曲面２の面粗度劣化方向４２と第２の自由曲面３
の面粗度劣化方向４３とを互いに一致させないように略
直角にずらしているので、モアレの発生や著しいコント
ラスト低下を未然に防ぐことができる。また、金型装置
１０によれば、プリズム１の第１、第２の自由曲面２、
３を転写する自由曲面１４，１５を形成した２つの金型
駒１１，１２の面粗度劣化方向１８，１９とを互いに一
致させないように略直角方向にずらしてあるので、モア
レの発生や著しいコントラスト低下を未然に防ぐことが
できるプリズム１を射出成形することができる。

【００３３】（実施の形態２）本発明の実施の形態２を
図１０，１１を用いて説明する。なお、本実施の形態に
関しては、実施の形態１と異なる部分のみを説明する。

【００３４】図１０は本実施の形態の光学素子を示す斜
視図である。本実施の形態の光学素子としてのプリズム
５０は、実施の形態１のプリズム１における非球面４の
かわりに回転非対称形状の自由曲面５１が成形されてい
る。他の自由曲面２，３は実施の形態１と同様に成形さ
れており、プリズム５０の３つの光学面全てが回転非対
称形状の自由曲面２，３，５１となっている。この自由
曲面５１の表面には、微小な平行線状の切削あるいは研
削痕５２が生じており、この切削あるいは研削痕５２は
他の２つの自由曲面２，３の切削あるいは研削痕４０，
４１と略４５°の角度をなす方向に形成されている。す
なわち、自由曲面５１の面粗度劣化方向５４は、自由曲
面２，３の面粗度劣化方向４２，４３に対してそれぞれ
略４５°の角度をなしており、自由曲面２，３，５１間
で互いに一致させないようになっている。

【００３５】図１１は図１０のプリズム５０を射出成形
する金型装置に配置する金型駒を示す斜視図であり、プ
リズム５０の自由曲面５１を成形する金型駒５３と他の
自由曲面２（３）を成形する金型駒１１（１２）との配
置関係を示している。プリズム５０の自由曲面５１を成
形する金型駒５３の自由曲面５５には微小な平行線状の
切削あるいは研削痕５６が生じており、この切削あるい
は研削痕５６に対して直角をなす方向がその面粗度劣化
方向５７となっている。この金型駒５３は、実施の形態
１と同様にプリズム５０の自由曲面５１の切削あるいは
研削痕５２による面粗度劣化方向５４の方向に合わせる
ように金型装置内に装填されている。すなわち、金型駒
５３はその面粗度劣化方向５７が、金型駒１１，１２の
面粗度劣化方向１８，１９に対してそれぞれ略４５°の
角度をなして、金型駒１１，１２，５３間で互いに一致
させないように金型装置内に配置されている。その他の
構成は実施の形態１と同様である。

【００３６】本実施の形態のプリズム５０にあっては、
その自由曲面５１に形成されている切削あるいは研削痕
５２による面粗度劣化方向５４を、プリズム５０の他の
自由曲面２，３の面粗度劣化方向４２，４３とそれぞれ
略４５°の角度をなすように配置し、自由曲面５１を透
過・屈折した光線がモアレや光量ロスによる著しいコン
トラスト低下を誘発するのを防ぐ。また、金型装置は、
各自由曲面２，３，５１の面粗度劣化方向４２，４３，
５４を互いに一致させず、かつ自由曲面２，３の面粗度
劣化方向４２，４３と自由曲面５１の面粗度劣化方向５
４とをそれぞれ略４５°の角度をなすようにしてプリズ
ム５０を射出成形する。

【００３７】本実施の形態のプリズム５０によれば、自
由曲面２の面粗度劣化方向４２と自由曲面３の面粗度劣
化方向４３とを略直角にするとともに、自由曲面２，３
の面粗度劣化方向４２，４３に対して自由曲面５１の面
粗度劣化方向５４を略４５°の角度を傾け、各面粗度劣
化方向４２，４３，５４を互いに一致させないようにず
らしているので、モアレの発生や著しいコントラスト低
下を未然に防ぐことができる。さらに、非球面４にかえ
て自由曲面５１を形成し、回転非対称面の自由曲面を１
面多く採用しているので、更に良好な収差補正が可能と
なる。

【００３８】また、金型駒５３を配置した金型装置によ
れば、２つの金型駒１１，１２をそれらの面粗度劣化方
向１８，１９が略直角になるように配置するとともに、
金型駒５３をその面粗度劣化方向５４が前記面粗度劣化
方向１８，１９に対して略４５°傾くように配置し、各
面粗度劣化方向１８，１９，５４が互いに一致させない
ようにずらしてあるので、モアレの発生や著しいコント
ラスト低下を未然に防ぐことができ、且つ良好な収差補
正を可能にするプリズム５０を射出成形することができ
る。

【００３９】（実施の形態３）本発明の実施の形態３を
図１２を用いて説明する。なお、本実施の形態に関して
は、実施の形態１と異なる部分のみを説明する。

【００４０】図１２は本実施の形態の光学素子を示す斜
視図である。本実施の形態の光学素子としてのプリズム
６０は、実施の形態１のプリズム１における自由曲面２
のかわりに回転非対称形状の自由曲面６１が形成されて
いる。この自由曲面６１の表面には、微小な平行線状の
切削あるいは研削痕６２が生じており、この切削あるい
は研削痕６１は自由曲面３の切削あるいは研削痕４１と
略４５°の角度をなす方向に形成されている。すなわ
ち、自由曲面６１の面粗度劣化方向６４は、自由曲面３
の面粗度劣化方向４３に対して略４５°の角度をなして
おり、自由曲面６１，３間で互いに一致させないように
なっている。

【００４１】このプリズム６０の自由曲面６１を成形す
る金型駒（この金型駒は図示しないが、以下の説明にお
いて他の金型駒１２，１３と混同を生じないように、金
型駒６３と称する）の自由曲面には、微小な平行線状の
切削あるいは研削痕が金型駒６３の長辺あるいは短辺方
向と略４５°の角度をなす方向に生じており、この切削
あるいは研削痕に対して直角をなす方向がその面粗度劣
化方向となっている。この金型駒６３は、実施の形態１
と同様にプリズム６０の自由曲面６１の切削あるいは研
削痕６２による面粗度劣化方向６４の方向に合わせるよ
うに金型装置内に装填されている。すなわち、金型駒６
３はその面粗度劣化方向が、金型駒１２（図６参照）の
面粗度劣化方向１９に対して略４５°の角度をなして、
金型装置内に配置されている。その他の構成は実施の形
態１と同様である。

【００４２】本実施の形態のプリズム６０にあっては、
光線が自由曲面６１を透過・屈折すると、その光線上に
は自由曲面６１の切削あるいは研削痕６２による回折に
より平行線状の回折パターンが生じる。この回折パター
ンは金型駒６３の断面の長辺あるいは短辺と略４５°の
角度をなす方向に生じる。以後、実施の形態１と同様
に、この回折パターンと自由曲面３の切削あるいは研削
痕４１による面粗度劣化方向４３が一致せず、モアレの
発生や著しい光量ロスによるコントラスト低下を招かな
い。また、金型装置は、金型駒６３の面粗度劣化方向と
金型駒１２（図６参照）の面粗度劣化方向１９を略４５
°ずらすように配置し、自由曲面６１の面粗度劣化方向
６４と自由曲面３の面粗度劣化方向４３とをそれぞれ略
４５°の角度をなすようにプリズム６０を射出成形す
る。

【００４３】本実施の形態のプリズム６０によれば、２
つの自由曲面６１，３の切削あるいは研削痕６２，４１
による面粗度劣化方向６４，４３が互いに略４５°の角
度をなしているので、モアレの発生や著しいコントラス
ト低下を未然に防ぐことができ、常に高い光学性能を維
持することができる。

【００４４】また、金型駒６３を配置した金型装置によ
れば、金型駒６３の面粗度劣化方向と金型駒１２（図６
参照）の面粗度劣化方向１９を略４５°の角度をなすよ
うに金型駒６３，１２を配置してあるので、モアレの発
生や著しいコントラスト低下を未然に防ぐことができる
プリズム６０を射出成形することができる。また、金型
駒６３の面粗度劣化方向と金型駒１２の面粗度劣化方向
１９が互いに略４５°の角度をなすように金型装置に配
置するので、仮に各金型駒６３，１２の組付け方向を誤
ったとしても、成形されるプリズム６０の面粗度劣化方
向６４，４３が一致することはなく、常に高い光学性能
を維持したプリズム６０を射出成形することができる。

【００４５】なお、上記した具体的実施の形態から次の
ような構成の技術的思想が導き出される。 （付記） （１）複数の回転非対称光学面を組み合わせてなる光学
素子において、前記複数の回転非対称面にそれぞれ現出
する任意の波長の微小うねりのうち、その中心線平均粗
さＲａが最も大きくなりうる方向を前記複数の回転非対
称面間で互いに一致させないように構成することを特徴
とする回転非対称光学面を有する光学素子。

【００４６】（２）前記複数の回転非対称面の中心線平
均粗さＲａが最も大きくなる方向が、それぞれの回転非
対称面間において互いに略直角をなすように構成したこ
とを特徴とする付記（１）に記載の回転非対称光学面を
有する光学素子。

【００４７】（３）少なくとも２つ以上の工具送り方向
を用いる切削または研削方法により加工された回転非対
称光学面を有する金型駒を複数組み合わせた金型装置に
おいて、前記切削または研削方法により前記複数の金型
駒の表面にそれぞれ現出する任意の波長の微小うねりの
うち、その中心線平均粗さＲａが最も大きくなりうる方
向を複数の金型駒間で互いに一致させないように構成し
たことを特徴とする金型装置。

【００４８】（４）前記複数の金型駒の中心線平均粗さ
Ｒａが最も大きくなる方向が、それぞれの金型駒間にお
いて互いに略直角をなすように構成したことを特徴とす
る付記（３）に記載の金型装置。

【００４９】（５）回転対称軸を有さない回転非対称面
の光学面を複数有する光学素子において、前記複数の回
転非対称面にそれぞれ現出する任意の波長の微小うねり
のうち、その中心線平均粗さが最も大きくなりうる方向
を前記複数の回転非対称面間で互いに略４５°の角度を
なすように構成することを特徴とする回転非対称光学面
を有する光学素子。

【００５０】（６）前記複数の回転非対称面は、前記中
心線平均粗さが最も大きくなる方向が互いに略直角をな
す回転非対称面と、前記各方向に対して中心線平均粗さ
の最も大きくなる方向が略４５°の角度をなす回転非対
称面と、により構成することを特徴とする付記（５）に
記載の回転非対称光学面を有する光学素子。

【００５１】（７）回転対称軸を有さない回転非対称面
の光学面を複数有する光学素子を成形するための金型駒
を複数組み合わせた金型装置において、前記回転非対称
面の光学面を成形する複数の金型駒の表面にそれぞれ現
出する任意の波長の微小うねりのうち、その中心線平均
粗さが最も大きくなる方向を複数の金型駒間で互いに略
４５°の角度をなすように構成することを特徴とする金
型装置。

【００５２】（８）前記複数の金型駒は、前記中心線平
均粗さが最も大きくなる方向が互いに略直角をなす金型
駒と、前記各方向に対して中心線平均粗さの最も大きく
なる方向が略４５°の角度をなす金型駒と、により構成
することを特徴とする付記（７）に記載の金型装置。

【００５３】付記（１）の回転非対称光学面を有する光
学素子によれば、前記複数の回転非対称面にそれぞれ現
出する任意の波長の微小うねりのうち、その中心線平均
粗さＲａが最も大きくなりうる方向を前記複数の回転非
対称面間で互いに一致させないように構成したので、モ
アレの発生や著しいコントラスト低下を未然に防ぐこと
ができる効果を奏する。

【００５４】付記（２）の回転非対称光学面を有する光
学素子によれば、前記複数の回転非対称面の中心線平均
粗さＲａが最も大きくなる方向が、それぞれの回転非軸
対称面間において互いに略直角をなすように構成したの
で、モアレの発生や著しいコントラスト低下を未然に防
ぐことができる効果を奏する。

【００５５】付記（３）の金型装置によれば、複数の金
型駒の表面にそれぞれ現出する任意の波長の微小うねり
のうち、その中心線平均粗さＲａが最も大きくなりうる
方向を複数の金型駒間で互いに一致させないように構成
したので、モアレの発生や著しいコントラスト低下を未
然に防ぐ光学素子を成形することができる効果を奏す
る。

【００５６】付記（４）の金型装置によれば、複数の金
型駒の中心線平均粗さＲａが最も大きくなる方向が、そ
れぞれの金型駒間において互いに略直角をなすように構
成したので、モアレの発生や著しいコントラスト低下を
未然に防ぐ光学素子を成形することができる効果を奏す
る。

【００５７】付記（５）の回転非対称光学面を有する光
学素子によれば、前記複数の回転非対称面にそれぞれ現
出する任意の波長の微小うねりのうち、その中心線平均
粗さが最も大きくなりうる方向を前記複数の回転非対称
面間で互いに４５°をなすように構成したので、モアレ
の発生や著しいコントラスト低下を未然に防ぐことがで
きる効果を奏する。

【００５８】付記（６）の回転非対称光学面を有する光
学素子によれば、前記中心線平均粗さが最も大きくなる
方向が互いに略直角をなす回転非対称面と、前記各方向
に対して中心線平均粗さの最も大きくなる方向が略４５
°の角度をなす回転非対称面とにより構成したので、モ
アレの発生や著しいコントラスト低下を未然に防ぐこと
ができる効果を奏する。

【００５９】付記（７）の金型装置によれば、前記回転
非対称面の光学面を成形する複数の金型駒の表面にそれ
ぞれ現出する任意の波長の微小うねりのうち、その中心
線平均粗さが最も大きくなる方向を複数の金型駒間で互
いに略４５°の角度をなすように構成したので、モアレ
の発生や著しいコントラスト低下を未然に防ぐ光学素子
を成形することができる効果を奏する。

【００６０】付記（８）の金型装置によれば、前記中心
線平均粗さが最も大きくなる方向が互いに略直角をなす
金型駒と、前記各方向に対して中心線平均粗さの最も大
きくなる方向が略４５°の角度をなす金型駒とにより構
成したので、モアレの発生や著しいコントラスト低下を
未然に防ぐ光学素子を成形することができる効果を奏す
る。

【００６１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の請求項１
の回転非対称光学面を有する光学素子によれば、複数の
回転非対称面にそれぞれ現出する任意の波長の微小うね
りのうち、その中心線平均粗さが最も大きくなりうる方
向を前記複数の回転非対称面間で互いに一致させないよ
うに構成したので、モアレの発生や著しいコントラスト
低下を未然に防ぐことができる効果を奏する。

【００６２】また、本発明の請求項２の回転非対称光学
面を有する光学素子によれば、前記複数の回転非対称面
の中心線平均粗さが最も大きくなる方向が、それぞれの
回転非対称面間において互いに略直角をなすように構成
したので、モアレの発生や著しいコントラスト低下を未
然に防ぐことができる効果を奏する。

【００６３】さらに、本発明の請求項３の金型装置によ
れば、回転非対称面の光学面を成形する複数の金型駒の
表面にそれぞれ現出する任意の波長の微小うねりのう
ち、その中心線平均粗さが最も大きくなりうる方向を複
数の金型駒間で互いに一致させないように構成したの
で、モアレの発生や著しいコントラスト低下を未然に防
ぐ光学素子を成形することができる効果を奏する。

【００６４】また、本発明の請求項４の金型装置によれ
ば、前記回転非対称面の光学面を成形する複数の金型駒
の中心線平均粗さが最も大きくなる方向が、それぞれの
金型駒間において互いに略直角をなすように構成したの
で、モアレの発生や著しいコントラスト低下を未然に防
ぐ光学素子を成形することができる効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１のプリズムを示す斜視図
である。

【図２】本発明の実施の形態１の金型装置を示す断面図
である。

【図３】本発明の実施の形態１の回転非対称光学面を成
形する金型駒を示す斜視図である。

【図４】金型駒の切削あるいは研削痕の略規則的な波長
と振幅を示す図である。

【図５】本発明の実施の形態１の非球面を成形する金型
駒を示す斜視図である。

【図６】本発明の実施の形態１の回転非対称光学面を成
形する金型駒の配置構成を示す斜視図である。

【図７】本発明の実施の形態１のプリズムを示す斜視図
である。

【図８】本発明の実施の形態１のプリズムの成形加工プ
ロセスを示す断面図である。

【図９】本発明の実施の形態１のプリズムとその周辺の
光学系を示す図である。

【図１０】本発明の実施の形態２のプリズムを示す斜視
図である。

【図１１】本発明の実施の形態２の回転非対称光学面を
成形する金型駒の配置構成を示す斜視図である。

【図１２】本発明の実施の形態３のプリズムを示す斜視
図である。

【図１３】従来の回転軸対称面を転写する金型駒を示す
斜視図である。

【図１４】従来の回転非対称面を転写する金型駒を示す
斜視図である。

【符号の説明】

１，５０，６０ プリズム ２ 第１の自由曲面 ３ 第２の自由曲面 ４ 非球面 １０ 金型装置 １１，１２，１３，５３ 金型駒 １４，１５，５５ 自由曲面 １６，１７，２２，５６ 切削あるいは研削痕 １８，１９，５７ 面粗度劣化方向 ２０ 非球面 ４０，４１，４４，５２，６２ 切削あるいは研削痕 ４２，４３，５４，６４ 面粗度劣化方向 ５１，６１ 自由曲面

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転対称軸を有さない回転非対称面の光
   学面を複数有する光学素子において、 前記複数の回転非対称面にそれぞれ現出する任意の波長
   の微小うねりのうち、その中心線平均粗さが最も大きく
   なりうる方向を前記複数の回転非対称面間で互いに一致
   させないように構成することを特徴とする回転非対称光
   学面を有する光学素子。
2. 【請求項２】 前記複数の回転非対称面の中心線平均粗
   さが最も大きくなる方向が、それぞれの回転非対称面間
   において互いに略直角をなすように構成することを特徴
   とする請求項１に記載の回転非対称光学面を有する光学
   素子。
3. 【請求項３】 回転対称軸を有さない回転非対称面の光
   学面を複数有する光学素子を成形するための金型駒を複
   数組み合わせた金型装置において、 前記回転非対称面の光学面を成形する複数の金型駒の表
   面にそれぞれ現出する任意の波長の微小うねりのうち、
   その中心線平均粗さが最も大きくなりうる方向を複数の
   金型駒間で互いに一致させないように構成することを特
   徴とする金型装置。
4. 【請求項４】 前記回転非対称面の光学面を成形する複
   数の金型駒の中心線平均粗さが最も大きくなる方向が、
   それぞれの金型駒間において互いに略直角をなすように
   構成することを特徴とする請求項３に記載の金型装置。