JP2002122720A - 光学素子及び光学素子の加工方法 - Google Patents
光学素子及び光学素子の加工方法Info
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- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B11/00—Pressing molten glass or performed glass reheated to equivalent low viscosity without blowing
- C03B11/06—Construction of plunger or mould
- C03B11/08—Construction of plunger or mould for making solid articles, e.g. lenses
- C03B11/082—Construction of plunger or mould for making solid articles, e.g. lenses having profiled, patterned or microstructured surfaces
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- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B2215/00—Press-moulding glass
- C03B2215/40—Product characteristics
- C03B2215/41—Profiled surfaces
- C03B2215/412—Profiled surfaces fine structured, e.g. fresnel lenses, prismatic reflectors, other sharp-edged surface profiles
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- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
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- C03B2215/40—Product characteristics
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- C03B2215/48—Convex-concave
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- Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 回折光学素子、フレネルレンズ等の光学機能
面上に凹凸部、突起部、溝形状部などを有する光学素子
の精度を保証する。 【解決手段】 成形品表面に突起部、溝形状部などの凹
凸部Ｍ１を有し、該凹凸の溝の深さが１０μｍ前後の深
さ寸法を形成する光学素子を成形加工する場合におい
て、成形型Ｍ２をプレス成形後の成形品の重心を含むど
の平面で切断しても、その断面に含まれる溝形状が（溝
の深さＤ）×ｓｉｎ（重心よりの溝角度θ）÷（溝の幅
Ｗ）の計算式の結果が１．０以下の条件による成形型を
用いることにより冷却後の離型操作による成形品の損傷
を防ぐことができる。
面上に凹凸部、突起部、溝形状部などを有する光学素子
の精度を保証する。 【解決手段】 成形品表面に突起部、溝形状部などの凹
凸部Ｍ１を有し、該凹凸の溝の深さが１０μｍ前後の深
さ寸法を形成する光学素子を成形加工する場合におい
て、成形型Ｍ２をプレス成形後の成形品の重心を含むど
の平面で切断しても、その断面に含まれる溝形状が（溝
の深さＤ）×ｓｉｎ（重心よりの溝角度θ）÷（溝の幅
Ｗ）の計算式の結果が１．０以下の条件による成形型を
用いることにより冷却後の離型操作による成形品の損傷
を防ぐことができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は回折格子や、フレネ
ルレンズ等の光学面上に複数の突起部、凹凸部、又は溝
形状部を備えるガラス成形品、特に、光学素子に好適な
技術に関する。更に本発明は、上記の形状の光学素子
を、ガラス素材を加熱、加圧して形状変形加工させて製
造する加工方法に関する。
ルレンズ等の光学面上に複数の突起部、凹凸部、又は溝
形状部を備えるガラス成形品、特に、光学素子に好適な
技術に関する。更に本発明は、上記の形状の光学素子
を、ガラス素材を加熱、加圧して形状変形加工させて製
造する加工方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】カメラ用を始めとする光学機器用のレン
ズ等、光学機能面を備えた光学素子を製造する技術はガ
ラスブランク材料の製造から光学素子形状への加工を経
て、光学機能面の加工に至る製造工程を以って製造され
る。光学機能面の加工は従来、研削加工、研磨加工によ
り行われているが、近年の、ガラス素材を加熱加圧成形
加工する、所謂、ガラスモールド成形加工による加工方
法、装置の確立により、特に、非球面形状成形加工など
の、従来の研削、研磨加工方法に対して多くの利点が認
められる。
ズ等、光学機能面を備えた光学素子を製造する技術はガ
ラスブランク材料の製造から光学素子形状への加工を経
て、光学機能面の加工に至る製造工程を以って製造され
る。光学機能面の加工は従来、研削加工、研磨加工によ
り行われているが、近年の、ガラス素材を加熱加圧成形
加工する、所謂、ガラスモールド成形加工による加工方
法、装置の確立により、特に、非球面形状成形加工など
の、従来の研削、研磨加工方法に対して多くの利点が認
められる。
【０００３】本発明の課題である、光学機能面としてミ
クロン単位の微小突起部を備える回折格子素子、フレネ
ルレンズ等の光学素子の製造方法の選択肢として前記ガ
ラスモールド成形加工は加工精度、生産性などにおいて
優れている。微小突起部を備える光学素子の製造方法の
提案としては、特公平５−７３７００号（光デイスク基
板の製造方法）がある。
クロン単位の微小突起部を備える回折格子素子、フレネ
ルレンズ等の光学素子の製造方法の選択肢として前記ガ
ラスモールド成形加工は加工精度、生産性などにおいて
優れている。微小突起部を備える光学素子の製造方法の
提案としては、特公平５−７３７００号（光デイスク基
板の製造方法）がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】前記特公平５−７３７
００号に示すガラス素材を成形用型部材内で、加熱加圧
成形する加工方法は成形工程の加工時間、装置操作の安
定性などの面で優れており、生産性も優れるものと思わ
れる。しかしながら、本発明の対象とする光学素子は、
例えば、光学機能面の微小突起の形状は図１に示すよう
に、断面的に見ると多数の鋸状突起部１A,１B、１Cを有
する形状のフレネルレンズ１や、図２に示す、多数の段
差２A,2A,で形成された多段の溝形状２B、２Bを有する
回折格子素子２である。
００号に示すガラス素材を成形用型部材内で、加熱加圧
成形する加工方法は成形工程の加工時間、装置操作の安
定性などの面で優れており、生産性も優れるものと思わ
れる。しかしながら、本発明の対象とする光学素子は、
例えば、光学機能面の微小突起の形状は図１に示すよう
に、断面的に見ると多数の鋸状突起部１A,１B、１Cを有
する形状のフレネルレンズ１や、図２に示す、多数の段
差２A,2A,で形成された多段の溝形状２B、２Bを有する
回折格子素子２である。
【０００５】前記鋸状突起部や溝形状部の深さ寸法は従
来の光デイスクの溝部の深さ寸法よりも深く設定されて
いる。このような、本発明の対象とする光学素子として
の成形品をガラス素材を加熱加圧成形加工する場合、種
々の問題点が生じる。
来の光デイスクの溝部の深さ寸法よりも深く設定されて
いる。このような、本発明の対象とする光学素子として
の成形品をガラス素材を加熱加圧成形加工する場合、種
々の問題点が生じる。
【０００６】前記成形品１，２の突起部、溝形状部に対
応した突起部、溝形状部を形成した型部材を用意し、ガ
ラス素材を型内に入れ、ガラス素材を加熱し、型部材に
よる加圧操作で、型部材の突起部、溝形状部をガラス素
材に転写して前記光学素子１、２を成形加工する場合、
型部材内での加熱、加圧操作による突起部、溝形状部の
転写は温度管理、圧力管理の基で、高い精度での加工が
可能であるが、加熱加圧成形後に成形品を型部材から取
り出す離型工程上に成形品の精度に影響を及ぼす問題点
が生じる。
応した突起部、溝形状部を形成した型部材を用意し、ガ
ラス素材を型内に入れ、ガラス素材を加熱し、型部材に
よる加圧操作で、型部材の突起部、溝形状部をガラス素
材に転写して前記光学素子１、２を成形加工する場合、
型部材内での加熱、加圧操作による突起部、溝形状部の
転写は温度管理、圧力管理の基で、高い精度での加工が
可能であるが、加熱加圧成形後に成形品を型部材から取
り出す離型工程上に成形品の精度に影響を及ぼす問題点
が生じる。
【０００７】前記特公平５−７３７００号の公報に記載
されている光デイスクの溝部分の溝深さ寸法が０．１μ
ｍ程度の溝深さの場合には成形品を型部材から引き剥が
す離型操作時に、成形品の突起部、溝形状部への悪影響
は生じない。しかしながら、前記突起部、溝形状部の深
さ寸法が深い寸法を要求される成形品の場合、例えば、
深さ寸法が１０μｍ程度或いはそれ以上の深さ寸法を有
する成形品の場合には問題となる。
されている光デイスクの溝部分の溝深さ寸法が０．１μ
ｍ程度の溝深さの場合には成形品を型部材から引き剥が
す離型操作時に、成形品の突起部、溝形状部への悪影響
は生じない。しかしながら、前記突起部、溝形状部の深
さ寸法が深い寸法を要求される成形品の場合、例えば、
深さ寸法が１０μｍ程度或いはそれ以上の深さ寸法を有
する成形品の場合には問題となる。
【０００８】即ち、ガラス素材の加熱により軟化し、型
部材の突起部、溝形状部の根本部に軟化したガラス素材
が入り込み、型部材の突起部、溝形状部への転写が行わ
れて光学素子形状に成形され、その後、冷却工程による
成形品の形状固定後の、成形品の型部材からの離型操作
において、型部材の突起部、溝形状部への成形品の密着
性などにより型部材の離型動作により成形品の突起部、
溝形状部の先端部の損傷を生じる。
部材の突起部、溝形状部の根本部に軟化したガラス素材
が入り込み、型部材の突起部、溝形状部への転写が行わ
れて光学素子形状に成形され、その後、冷却工程による
成形品の形状固定後の、成形品の型部材からの離型操作
において、型部材の突起部、溝形状部への成形品の密着
性などにより型部材の離型動作により成形品の突起部、
溝形状部の先端部の損傷を生じる。
【０００９】前記損傷は成形品の突起部、溝形状部の先
端部を型部材の突起部、溝形状部を乗り越えて離型動作
をしなければならず離型時の密着による摩擦応力に成形
品のガラスの強度が耐えられるか否かに依存する。その
結果、本発明の対象である成形品の突起部、溝形状部の
深さ寸法が大きいと、ガラスの強度上の保証ができず、
図３に示すような破壊現象を伴うものである。
端部を型部材の突起部、溝形状部を乗り越えて離型動作
をしなければならず離型時の密着による摩擦応力に成形
品のガラスの強度が耐えられるか否かに依存する。その
結果、本発明の対象である成形品の突起部、溝形状部の
深さ寸法が大きいと、ガラスの強度上の保証ができず、
図３に示すような破壊現象を伴うものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するために、光学素子の光学面上に複数の凹凸突起部部
又は溝形状部を備えた光学素子であって、該光学素子を
ガラス素材の加熱加圧加工により成形加工する場合に、
前記凹凸部又は溝形状部を前記光学素子の重心位置によ
り規定したことを特徴とした光学素子を提案する。更
に、本発明は前記光学素子の凹凸部又は溝形状部の深さ
寸法Ｄを前記光学素子の重心を基準にしたことを特徴と
したこと請求項１記載の光学素子の態様がある。
するために、光学素子の光学面上に複数の凹凸突起部部
又は溝形状部を備えた光学素子であって、該光学素子を
ガラス素材の加熱加圧加工により成形加工する場合に、
前記凹凸部又は溝形状部を前記光学素子の重心位置によ
り規定したことを特徴とした光学素子を提案する。更
に、本発明は前記光学素子の凹凸部又は溝形状部の深さ
寸法Ｄを前記光学素子の重心を基準にしたことを特徴と
したこと請求項１記載の光学素子の態様がある。
【００１１】又、本発明は光学素子の光学面上に複数の
凹凸部又は溝形状部を備えた光学素子であって、前記凹
凸部又は溝形状部を、溝形状部の深さ寸法と重心の溝角
度及び、溝幅寸法で規定したことを特徴とした光学素子
の提案により上記課題の解決を図る。前記規定の条件は
（溝深さ寸法Ｄ）×sin（重心の溝角度）Θ÷（溝幅寸
法Ｗ）の計算結果により規定したことを特徴とした請求
項３記載の光学素子の態様を提案する。前記条件式によ
る計算数値が１．０以下に規定したことを特徴とした請
求項４記載の光学素子の態様がある。前記光学素子は回
折格子、フレネルレンズ、光デイスク基板を含むことを
特徴とした請求項1乃至４記載の光学素子を提案する。
凹凸部又は溝形状部を備えた光学素子であって、前記凹
凸部又は溝形状部を、溝形状部の深さ寸法と重心の溝角
度及び、溝幅寸法で規定したことを特徴とした光学素子
の提案により上記課題の解決を図る。前記規定の条件は
（溝深さ寸法Ｄ）×sin（重心の溝角度）Θ÷（溝幅寸
法Ｗ）の計算結果により規定したことを特徴とした請求
項３記載の光学素子の態様を提案する。前記条件式によ
る計算数値が１．０以下に規定したことを特徴とした請
求項４記載の光学素子の態様がある。前記光学素子は回
折格子、フレネルレンズ、光デイスク基板を含むことを
特徴とした請求項1乃至４記載の光学素子を提案する。
【００１２】本発明の１つは、光学面上に複数の凹凸部
又は溝形状部を備えた光学素子の加工方法であって、ガ
ラス素材を前記凹凸部又は溝形状部に対応した凹凸部又
は溝形状部を有した型部材内で、加熱加圧加工し、前記
型部材の前記凹凸部又は溝形状部を、溝深さ寸法Ｄ、重
心の溝角度Θ、溝幅寸法Ｗにより規定される条件により
加工されることを特徴とした光学素子の加工方法を提案
する。
又は溝形状部を備えた光学素子の加工方法であって、ガ
ラス素材を前記凹凸部又は溝形状部に対応した凹凸部又
は溝形状部を有した型部材内で、加熱加圧加工し、前記
型部材の前記凹凸部又は溝形状部を、溝深さ寸法Ｄ、重
心の溝角度Θ、溝幅寸法Ｗにより規定される条件により
加工されることを特徴とした光学素子の加工方法を提案
する。
【００１３】本発明は成形品表面に突起部、溝形状部な
どの凹凸部を有し、該凹凸の溝の深さが１０μｍ前後の
深さ寸法を形成する光学素子を成形加工する場合におい
て、成形型をプレス成形後の成形品の重心を含むどの平
面で切断しても、その断面に含まれる溝形状が（溝の深
さ）×ｓｉｎ（重心よりの溝角度）÷（溝の幅）の計算
式の結果が１.0以下の条件による成形型を用いることに
より冷却後の離型操作による成形品の損傷を防ぐもので
ある。本明細書において、上記計算式の数値を突起成形
係数Xと称する。
どの凹凸部を有し、該凹凸の溝の深さが１０μｍ前後の
深さ寸法を形成する光学素子を成形加工する場合におい
て、成形型をプレス成形後の成形品の重心を含むどの平
面で切断しても、その断面に含まれる溝形状が（溝の深
さ）×ｓｉｎ（重心よりの溝角度）÷（溝の幅）の計算
式の結果が１.0以下の条件による成形型を用いることに
より冷却後の離型操作による成形品の損傷を防ぐもので
ある。本明細書において、上記計算式の数値を突起成形
係数Xと称する。
【００１４】ここで、上記の溝とは図４に示す斜線部の
領域であり、符号P1―P2−P3−P4−P1で囲まれた断面形
状が矩形の部分である。図４において、斜線部分M１は
成形する型部材側の凹凸部、溝部を示し、M２は型本体
部を示す。図５は成形品の突起部を成形する型の溝M１
が鋸刃形状であり、P1―P2−P3−P1で囲まれた部分であ
る。図６ではP1―P2P3―P1で囲まれた部分を示し、図６
の溝形状の場合、P3からP1に至る線は曲線を示してい
る。
領域であり、符号P1―P2−P3−P4−P1で囲まれた断面形
状が矩形の部分である。図４において、斜線部分M１は
成形する型部材側の凹凸部、溝部を示し、M２は型本体
部を示す。図５は成形品の突起部を成形する型の溝M１
が鋸刃形状であり、P1―P2−P3−P1で囲まれた部分であ
る。図６ではP1―P2P3―P1で囲まれた部分を示し、図６
の溝形状の場合、P3からP1に至る線は曲線を示してい
る。
【００１５】又ここで、溝の深さDは、成形品の重心点G
と重心点Gに近い溝M1の溝の頂点P1を結んだ線Lを引き、
前記溝を形成する前記各点P1,ｐ２、ｐ３、P4,ｐ５で形
成する点の中で、前記線Lから最も離れた点P5とし、該P
5から前記線Lに向けて直線を下ろした垂線Qと直線Lとの
交点をP６とし、線分ｐ５−ｐ６の長さを前記溝の深さD
と規定する。
と重心点Gに近い溝M1の溝の頂点P1を結んだ線Lを引き、
前記溝を形成する前記各点P1,ｐ２、ｐ３、P4,ｐ５で形
成する点の中で、前記線Lから最も離れた点P5とし、該P
5から前記線Lに向けて直線を下ろした垂線Qと直線Lとの
交点をP６とし、線分ｐ５−ｐ６の長さを前記溝の深さD
と規定する。
【００１６】更に、前記溝幅WはP1-P2と規定する。更
に、溝角度Θは図４において、前記直線Lとｐ４とP1と
を結ぶ線との交点の成す角と規定する。図５においては
溝角度Θは前記直線Lと、点P1とP3とを結ぶ線との交点
の成す角と規定する。図６においては、前記P3とP１と
を結ぶ曲線の点P1における接線Kと前記直線Lとの交点の
成す角と規定する。
に、溝角度Θは図４において、前記直線Lとｐ４とP1と
を結ぶ線との交点の成す角と規定する。図５においては
溝角度Θは前記直線Lと、点P1とP3とを結ぶ線との交点
の成す角と規定する。図６においては、前記P3とP１と
を結ぶ曲線の点P1における接線Kと前記直線Lとの交点の
成す角と規定する。
【００１７】
【発明の実施の形態】（第一の実施例）図７乃至図１３
は本発明の第一の実施例を示し、成形品の凹凸部の形状
を断面形状が矩形刃形状（図１３は鋸刃形状の例）の例
である。図７は本例の装置構成の概要を示し、符号４は
上型部材であり、下面４Aは加圧平面のブロック体であ
る。符号６は下型部材であり、その上面６Aには図８に
示すように、断面矩形形状の複数の溝部６Bを形成する
ための複数の突起部６Cを有している。前記下型部材６
の溝６Bの幅寸法は５μｍ，溝のピッチ幅は５μｍ，溝
の高さ寸法は6μｍである。１０は成形材料のガラス素
材で、素材寸法は直径１０.7ｍｍ，厚さ２.５ｍｍであ
る。
は本発明の第一の実施例を示し、成形品の凹凸部の形状
を断面形状が矩形刃形状（図１３は鋸刃形状の例）の例
である。図７は本例の装置構成の概要を示し、符号４は
上型部材であり、下面４Aは加圧平面のブロック体であ
る。符号６は下型部材であり、その上面６Aには図８に
示すように、断面矩形形状の複数の溝部６Bを形成する
ための複数の突起部６Cを有している。前記下型部材６
の溝６Bの幅寸法は５μｍ，溝のピッチ幅は５μｍ，溝
の高さ寸法は6μｍである。１０は成形材料のガラス素
材で、素材寸法は直径１０.7ｍｍ，厚さ２.５ｍｍであ
る。
【００１８】図９は第一実施例の成形工程説明図であ
り、前記型部材、ガラス素材を用意し、型部材及びガラ
ス素材を加熱手段で加熱し、ガラス素材を型部材４，６
の間に配置し、型部材４，６に不図示の加圧手段による
加圧操作を行う。加熱されたガラス素材は変形可能温度
に加熱され、型部材４からの加圧荷重によりガラス素材
１０の下面が下型部材６の前記溝部６Bに進入して下型
部材の前記溝形状の転写が行われる。
り、前記型部材、ガラス素材を用意し、型部材及びガラ
ス素材を加熱手段で加熱し、ガラス素材を型部材４，６
の間に配置し、型部材４，６に不図示の加圧手段による
加圧操作を行う。加熱されたガラス素材は変形可能温度
に加熱され、型部材４からの加圧荷重によりガラス素材
１０の下面が下型部材６の前記溝部６Bに進入して下型
部材の前記溝形状の転写が行われる。
【００１９】図９は下型部材６の突起部６Cがガラス素
材に入り込んでガラス素材表面に下型部材の溝部６Bを
転写した状態の断面図を示し、上型部材４は省略してあ
る。
材に入り込んでガラス素材表面に下型部材の溝部６Bを
転写した状態の断面図を示し、上型部材４は省略してあ
る。
【００２０】本第一実施例で使用したガラス素材の材料
は低融点材料の燐酸系ガラスである。該ガラス素材の成
形温度は４００℃、加圧荷重は２０００N（ニュート
ン）である。
は低融点材料の燐酸系ガラスである。該ガラス素材の成
形温度は４００℃、加圧荷重は２０００N（ニュート
ン）である。
【００２１】図１０は第一実施例の型部材の前記規定し
た各部寸法の第一の例の場合を示す。該第一例の各部の
規定数値条件は 溝幅寸法 ５ μｍ 溝深さ寸法 ５．９７０ μｍ 溝角度 ８４．３ 度 であった。
た各部寸法の第一の例の場合を示す。該第一例の各部の
規定数値条件は 溝幅寸法 ５ μｍ 溝深さ寸法 ５．９７０ μｍ 溝角度 ８４．３ 度 であった。
【００２２】そして、上記条件での成形加工の結果を検
証した処、成形品の突起部の高さ寸法は３μｍの寸法で
あり、下型部材６の突起部の高さ寸法の半分の寸法にな
っていた。本第一例の上記規定数値条件に基ずいて、前
記突起成形係数Xを計算すると、 （溝深さ寸法）×ｓｉｎ（溝角度）Θ÷（溝幅寸法）＝
突起成形係数（X） （５．９７０）×ｓｉｎ８４．３÷（５．０） ５．９７０×０．９９５÷５．０＝１．１９ 突起成形係数Xは１．１９であった。
証した処、成形品の突起部の高さ寸法は３μｍの寸法で
あり、下型部材６の突起部の高さ寸法の半分の寸法にな
っていた。本第一例の上記規定数値条件に基ずいて、前
記突起成形係数Xを計算すると、 （溝深さ寸法）×ｓｉｎ（溝角度）Θ÷（溝幅寸法）＝
突起成形係数（X） （５．９７０）×ｓｉｎ８４．３÷（５．０） ５．９７０×０．９９５÷５．０＝１．１９ 突起成形係数Xは１．１９であった。
【００２３】これに対して、図１１乃至図１３は前記突
起成形係数を変更した例を示す。図１１（第二例）の上
記規定数値条件は、 溝幅寸法 ５．０ μｍ 溝深さ寸法 ５．０２５ μｍ 溝角度 ８４．３ 度 突起成形係数は、５。０２５×ｓｉｎ８４．３度÷５．
０ ５．０２５×０．９９５ ÷５．０＝１．０ であり、該条件に基づいた突起成形係数は１．０であっ
た。そして、該第二例の条件による成形品の突起部の高
さ寸法は下型部材の溝の深さと略同じ数値であった。そ
して、本例による突起部の成形は離型時に突起、溝の損
傷は認められなかった。
起成形係数を変更した例を示す。図１１（第二例）の上
記規定数値条件は、 溝幅寸法 ５．０ μｍ 溝深さ寸法 ５．０２５ μｍ 溝角度 ８４．３ 度 突起成形係数は、５。０２５×ｓｉｎ８４．３度÷５．
０ ５．０２５×０．９９５ ÷５．０＝１．０ であり、該条件に基づいた突起成形係数は１．０であっ
た。そして、該第二例の条件による成形品の突起部の高
さ寸法は下型部材の溝の深さと略同じ数値であった。そ
して、本例による突起部の成形は離型時に突起、溝の損
傷は認められなかった。
【００２４】図１２（第三例）の上記規定数値条件は、 溝幅寸法 ６．０ μｍ 溝深さ寸法 ５．９７ μｍ 溝角度 ８４．３ 度 突起成形係数は０．９９である。 本例の離型時の成形突起部の損傷は無かった。
【００２５】図１３は第一実施例の第四例を示すが、本
例は成形品突起部形状が鋸刃形状の例を示す。図１３
（第四例）の上記規定数値条件は、 溝幅寸法 ５．０ μｍ 溝深さ寸法 ４．９４ μｍ 溝角度 ４４．５ 度 突起成形係数は、４．９４×ｓｉｎ４４．５度÷５．０
＝０．６９ 突起成形係数は０．６９である。 本例も突起部の損傷は見られなかった。
例は成形品突起部形状が鋸刃形状の例を示す。図１３
（第四例）の上記規定数値条件は、 溝幅寸法 ５．０ μｍ 溝深さ寸法 ４．９４ μｍ 溝角度 ４４．５ 度 突起成形係数は、４．９４×ｓｉｎ４４．５度÷５．０
＝０．６９ 突起成形係数は０．６９である。 本例も突起部の損傷は見られなかった。
【００２６】以上において、第一の実施例では突起成形
係数が１．０以下の場合は成形品の突起部の高さ寸法が
５μｍを越す大きい数値条件であっても離型操作時の成
形品の突起部への悪影響を回避することができた。
係数が１．０以下の場合は成形品の突起部の高さ寸法が
５μｍを越す大きい数値条件であっても離型操作時の成
形品の突起部への悪影響を回避することができた。
【００２７】（第二の実施例）図１４乃至図１６は本発
明の第二の実施例を示す。図１４は成形品の光学素子の
要部構造を示し、成形品本体１６に鋸刃形状の突起部１
６B、溝形状部１６Cを形成する。
明の第二の実施例を示す。図１４は成形品の光学素子の
要部構造を示し、成形品本体１６に鋸刃形状の突起部１
６B、溝形状部１６Cを形成する。
【００２８】図１５は第二実施例の第一例を示し、符号
８は上型部材の加圧用ブロック部材、１０は下型部材で
上面１０Ａに図１４に示した溝突起部が形成されてい
る。該下型部材１０は曲率半径が３６.１５ｍｍの凹面
曲率を有している。１２は成形品用の燐酸系ガラス素材
であり、成形面１２Aは予め凸状曲率に形成してある。
前記ガラス素材１２の外周の厚さ寸法は４ｍｍである。
８は上型部材の加圧用ブロック部材、１０は下型部材で
上面１０Ａに図１４に示した溝突起部が形成されてい
る。該下型部材１０は曲率半径が３６.１５ｍｍの凹面
曲率を有している。１２は成形品用の燐酸系ガラス素材
であり、成形面１２Aは予め凸状曲率に形成してある。
前記ガラス素材１２の外周の厚さ寸法は４ｍｍである。
【００２９】図１６は前記下型部材１０の溝形状部の規
定条件数値を示し、 溝深さ ８.８５μｍ 溝幅 ９.０ μｍ 溝角度 ６２.２３度 である。
定条件数値を示し、 溝深さ ８.８５μｍ 溝幅 ９.０ μｍ 溝角度 ６２.２３度 である。
【００３０】上記数値条件による突起成形係数は０.８
７であり、成形条件は前記第一実施例と同じ温度、加圧
力で成形加工を行った処、離型時の突起成形部の損傷は
無かった。
７であり、成形条件は前記第一実施例と同じ温度、加圧
力で成形加工を行った処、離型時の突起成形部の損傷は
無かった。
【００３１】（比較例）図１７，１８で第二実施例の比
較例を説明する。図１７は前記第一例の図１６の、成形
用ガラス平板の凹凸曲面を反対側の凹面側に回折格子を
成形した場合である。ガラス素材１４の外周の厚さは同
じ４ｍｍである。図１８は図１７の例の場合の規定条件
であり、 溝深さ １０ μｍ 溝幅 ９ μｍ 溝角度 ９０ 度 である。 上記規定条件における突起成形係数は１.１１であり、
成形条件を前記第一例と同じ条件で成形した処、離型時
に、突起部の先端の破損状態が認められた。
較例を説明する。図１７は前記第一例の図１６の、成形
用ガラス平板の凹凸曲面を反対側の凹面側に回折格子を
成形した場合である。ガラス素材１４の外周の厚さは同
じ４ｍｍである。図１８は図１７の例の場合の規定条件
であり、 溝深さ １０ μｍ 溝幅 ９ μｍ 溝角度 ９０ 度 である。 上記規定条件における突起成形係数は１.１１であり、
成形条件を前記第一例と同じ条件で成形した処、離型時
に、突起部の先端の破損状態が認められた。
【００３２】図１５，１６の実施例の場合、図１７，１
８の実施例と同じ回折格子突起形状であっても、回折格
子突起の形成面がガラス平板１２の凸部曲面に形成する
例であるので、ガラス平板１２の重心位置はガラス平板
１２の凸面表面から奥側に位置するようになり、その結
果、溝角度が図１９の例に比して小さくなる。
８の実施例と同じ回折格子突起形状であっても、回折格
子突起の形成面がガラス平板１２の凸部曲面に形成する
例であるので、ガラス平板１２の重心位置はガラス平板
１２の凸面表面から奥側に位置するようになり、その結
果、溝角度が図１９の例に比して小さくなる。
【００３３】これに対し、図１７の例の場合は、回折格
子形成面が凹曲面上に成形するので、重心位置がガラス
平板の表面側に位置するようになり、その結果、溝角度
が大きくなる。
子形成面が凹曲面上に成形するので、重心位置がガラス
平板の表面側に位置するようになり、その結果、溝角度
が大きくなる。
【００３４】図１９，２０は第二実施例の第二例を示
す。本例の成形用型部材８、１０は図１７の場合と同じ
条件である。本例のガラス素材２０の外周の厚さ寸法は
１４ｍｍ、曲率半径は３６.１５ｍｍで同じである。本
例の場合の成形する回折格子の突起の規定条件を 溝深さ ８.８５ μｍ 溝幅 ９.０ μｍ 溝角度 ６２.２８ 度 であり 成形の離型時の突起部の損傷は認められなかっ
た。
す。本例の成形用型部材８、１０は図１７の場合と同じ
条件である。本例のガラス素材２０の外周の厚さ寸法は
１４ｍｍ、曲率半径は３６.１５ｍｍで同じである。本
例の場合の成形する回折格子の突起の規定条件を 溝深さ ８.８５ μｍ 溝幅 ９.０ μｍ 溝角度 ６２.２８ 度 であり 成形の離型時の突起部の損傷は認められなかっ
た。
【００３５】（第三の実施例）図２１乃至図２５は第三
の実施例を示す。
の実施例を示す。
【００３６】（比較例）本例の成形光学素子はガラス平
板全体が曲率形状を有し、回折格子形成面が凹曲面を成
す。図２１において、符号２２は曲率半径４０ｍｍ、表
面粗さRｍａｘ１０ｎｍ以下の精度に研磨加工仕上げさ
れた加圧面２２Aを備えた上型部材。２４は下型部材
で、曲率半径５２.８０ｍｍ，の凸面上に、図２２に示
した、形状の溝部を形成してある。
板全体が曲率形状を有し、回折格子形成面が凹曲面を成
す。図２１において、符号２２は曲率半径４０ｍｍ、表
面粗さRｍａｘ１０ｎｍ以下の精度に研磨加工仕上げさ
れた加圧面２２Aを備えた上型部材。２４は下型部材
で、曲率半径５２.８０ｍｍ，の凸面上に、図２２に示
した、形状の溝部を形成してある。
【００３７】下型部材の前記溝部分は下型部材の直径１
６ｍｍの位置まで加工されている。ガラス素材２６は直
径寸法２０.０ｍｍ，外周厚さ２ｍｍである。下型部材
の溝部の規定条件は 溝深さ 7.5 μｍ 溝幅 ６.５ μｍ 溝角度 ９０ 度 突起成形係数は１.１５であった。 上記の成形条件は前記実施例と同じ条件で成形した結
果、離型時に、突起部の破損が生じた。
６ｍｍの位置まで加工されている。ガラス素材２６は直
径寸法２０.０ｍｍ，外周厚さ２ｍｍである。下型部材
の溝部の規定条件は 溝深さ 7.5 μｍ 溝幅 ６.５ μｍ 溝角度 ９０ 度 突起成形係数は１.１５であった。 上記の成形条件は前記実施例と同じ条件で成形した結
果、離型時に、突起部の破損が生じた。
【００３８】（実施例）図２４，２５ 本例は前記図２１の例におけるガラス素材の凸面側に回
折格子を形成するように成した例である。図２４の成形
条件は、回折格子の形成面をガラス素材の凸側に変更し
た以外同じ条件である。図２５に示す規定条件は 溝深さ ６.９５ μｍ 溝幅 ６.５ μｍ 溝角度 ６８ 度 上記規定条件による突起成形係数は０.９９であり、本
例の場合、離型時の突起部の損傷は認められなかった。
折格子を形成するように成した例である。図２４の成形
条件は、回折格子の形成面をガラス素材の凸側に変更し
た以外同じ条件である。図２５に示す規定条件は 溝深さ ６.９５ μｍ 溝幅 ６.５ μｍ 溝角度 ６８ 度 上記規定条件による突起成形係数は０.９９であり、本
例の場合、離型時の突起部の損傷は認められなかった。
【００３９】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、回折光学
素子や、フレネルレンズ等の、その光学機能面上に、突
起部、凹凸部、溝状部を形成するガラス光学成形品の成
形精度を保証することができた。
素子や、フレネルレンズ等の、その光学機能面上に、突
起部、凹凸部、溝状部を形成するガラス光学成形品の成
形精度を保証することができた。
【図１】本発明の対象とする成形品の一例を説明する図
面。
面。
【図２】本発明の対象とする成形品の一例を説明する図
面。
面。
【図３】本発明の成形工程による成形上の問題を説明す
る図面。
る図面。
【図４】本発明の成形条件を説明する図面。
【図５】本発明の成形条件を説明する図面。
【図６】本発明の成形条件を説明する図面。
【図７】本発明の成形工程の説明する図面。
【図８】本発明の成形工程の説明する図面。
【図９】本発明の成形工程の説明する図面。
【図１０】本発明の第一の実施例の説明図。
【図１１】本発明の第一の実施例の説明図。
【図１２】本発明の第一の実施例の説明図。
【図１３】本発明の第一の実施例の説明図。
【図１４】本発明の第二の実施例の説明図。
【図１５】本発明の第二の実施例の説明図。
【図１６】本発明の第二の実施例の説明図。
【図１７】本発明の第二の実施例の説明図。
【図１８】本発明の第二の実施例の説明図。
【図１９】本発明の第二の実施例の説明図。
【図２０】本発明の第二の実施例の説明図。
【図２１】第三実施例の比較例の説明図。
【図２２】第三実施例の回折格子の形状説明図。
【図２３】第三実施例の比較例の説明図。
【図２４】第三実施例の成形工程の説明図。
【図２５】規定条件の説明図。
１、２ 成形品 １Ａ、１Ｂ、 突起部 ４、１４ 上型部材 ６、１６ 下型部材 １０，１２ ガラス素材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中川 伸行 東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノ ン株式会社内 Ｆターム(参考） 2H049 AA03 AA13 AA18 AA40 AA45
Claims (9)
- 【請求項１】 光学素子の光学面上に複数の凹凸部又は
溝形状部を備えた光学素子であって、該光学素子をガラ
ス素材の加熱加圧加工により成形加工する場合に、前記
凹凸部又は溝形状部を前記光学素子の重心位置により規
定したことを特徴とした光学素子。 - 【請求項２】 前記光学素子の凹凸部又は溝形状部の深
さ寸法Ｄを前記光学素子の重心を基準にしたことを特徴
としたこと請求項１記載の光学素子。 - 【請求項３】 光学素子の光学面上に複数の凹凸部又は
溝形状部を備えた光学素子であって、前記凹凸部又は溝
形状部を、溝形状部の深さ寸法と重心の溝角度及び、溝
幅寸法で規定したことを特徴とした光学素子。 - 【請求項４】 前記規定の条件は（溝深さ寸法Ｄ）×si
n（重心の溝角度Θ）÷（溝幅寸法Ｗ）により規定した
ことを特徴とした請求項３記載の光学素子。 - 【請求項５】 前記条件式による数値が１．０以下に規
定したことを特徴とした請求項４記載の光学素子。 - 【請求項６】 前記光学素子は回折格子、フレネルレン
ズ、光デイスク基板を含むことを特徴とした請求項１乃
至４記載の光学素子。 - 【請求項７】 光学面上に複数の凹凸部又は溝形状部を
備えた光学素子の加工方法であって、ガラス素材を前記
凹凸部又は溝形状部に対応した凹凸部又は溝形状部を有
した型部材内で、加熱加圧加工し、前記型部材の前記凹
凸部又は溝形状部を、溝深さ寸法Ｄ、重心の溝角度Θ、
溝幅寸法Ｗにより規定される条件により加工されること
を特徴とした光学素子の加工方法。 - 【請求項８】 前記規定条件は、（溝深さ寸法Ｄ）×ｓ
ｉｎ（重心の溝角度）Θ÷（溝幅寸法Ｗ） であることを特徴とした請求項６記載の光学素子の加工
方法。 - 【請求項９】 前記規定条件式による計算数値が１．０
以下に規定したことを特徴とした請求項8記載の光学素
子の加工方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000318071A JP2002122720A (ja) | 2000-10-18 | 2000-10-18 | 光学素子及び光学素子の加工方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000318071A JP2002122720A (ja) | 2000-10-18 | 2000-10-18 | 光学素子及び光学素子の加工方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002122720A true JP2002122720A (ja) | 2002-04-26 |
Family
ID=18796754
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000318071A Withdrawn JP2002122720A (ja) | 2000-10-18 | 2000-10-18 | 光学素子及び光学素子の加工方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002122720A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100485920B1 (ko) * | 2001-11-13 | 2005-04-29 | 알프스 덴키 가부시키가이샤 | 회절격자부재 및 그 제조방법 |
| KR100485921B1 (ko) * | 2001-11-13 | 2005-04-29 | 알프스 덴키 가부시키가이샤 | 회절격자부재 및 그 제조방법 |
| JP2015004804A (ja) * | 2013-06-20 | 2015-01-08 | スタンレー電気株式会社 | 光学素子 |
| CN114690286A (zh) * | 2020-12-29 | 2022-07-01 | 新唐科技股份有限公司 | 菲涅耳透镜及其形成方法 |
-
2000
- 2000-10-18 JP JP2000318071A patent/JP2002122720A/ja not_active Withdrawn
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100485920B1 (ko) * | 2001-11-13 | 2005-04-29 | 알프스 덴키 가부시키가이샤 | 회절격자부재 및 그 제조방법 |
| KR100485921B1 (ko) * | 2001-11-13 | 2005-04-29 | 알프스 덴키 가부시키가이샤 | 회절격자부재 및 그 제조방법 |
| JP2015004804A (ja) * | 2013-06-20 | 2015-01-08 | スタンレー電気株式会社 | 光学素子 |
| CN114690286A (zh) * | 2020-12-29 | 2022-07-01 | 新唐科技股份有限公司 | 菲涅耳透镜及其形成方法 |
| CN114690286B (zh) * | 2020-12-29 | 2023-12-15 | 新唐科技股份有限公司 | 菲涅耳透镜及其形成方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20080108 |