JP2002326231A - Mold for optical element, optical element and master mold - Google Patents

Mold for optical element, optical element and master mold

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JP2002326231A
JP2002326231A JP2001299664A JP2001299664A JP2002326231A JP 2002326231 A JP2002326231 A JP 2002326231A JP 2001299664 A JP2001299664 A JP 2001299664A JP 2001299664 A JP2001299664 A JP 2001299664A JP 2002326231 A JP2002326231 A JP 2002326231A
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optical element
mold
optical
molding
amorphous alloy
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Hide Hosoe
秀 細江
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Konica Minolta Inc
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a mold for an optical element excellent in cutting properties capable of enhancing dimensional accuracy, capable of forming the shape of a desired optical surface of dimensional reference surface by transfer and capable of also forming a fine shape, the optical element formed using the mold and a master mold for molding the same. SOLUTION: A second mold 10' is formed by applying cutting processing to a first mold 10, which is formed by molding an amorphous alloy MG having a supercooling liquid region to form an optical molding surface 10a to the first mold 10. Since the optical molding surface 10a of the second mold 10' is used for molding the optical surface or dimensional reference surface of a lens, the properties to be cut of the amorphous alloy is extremely good and, therefore, the molding surface of the mold corresponding to the optical surface or dimensional reference surface of the lens can be accurately finished and the life of a tool can be extended.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、光学素子用金型、
光学素子及びマスター型に関し、特に、所望の光学面を
容易に形成でき、又寸法精度を向上させた光学素子用金
型、それにより成形された光学素子及びそれを成形する
ためのマスター型に関する。
[0001] The present invention relates to a mold for an optical element,
The present invention relates to an optical element and a master mold, and more particularly to a mold for an optical element in which a desired optical surface can be easily formed and dimensional accuracy is improved, an optical element molded thereby, and a master mold for molding the same.

【0002】[0002]

【従来技術】従来から一般的に行われてきたプラスチッ
ク光学素子の光学素子用金型の製作手法としては、例え
ば鋼材やステンレス鋼などでブランク(一次加工品)を
作っておき、その上に無電解ニッケルメッキとよばれる
化学メッキにより、アモルファス状のニッケルと燐の合
金を100μmほどの厚みに鍍膜し、このメッキ層を超
精密加工機によりダイアモンド工具で切削加工して、高
精度な光学面を得ていた。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a method of manufacturing a mold for an optical element of a plastic optical element, a blank (primary product) is made of, for example, steel or stainless steel, and a blank is formed on the blank. By chemical plating called electrolytic nickel plating, an amorphous alloy of nickel and phosphorus is plated to a thickness of about 100 μm, and this plated layer is cut with a diamond tool by an ultra-precision processing machine to produce a highly accurate optical surface. I was getting it.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】かかる従来技術の手法
によれば、基本的に機械加工により部品形状を創成する
ため、加工機の運動精度近くまで容易に部品精度が高め
られる反面、製作工程に機械加工と化学処理が混在し煩
雑で納期がかかること、メッキ層の厚みを考慮してブラ
ンク(一次加工品)を作製する必要があること、必ずし
もメッキ処理が安定している訳ではなく、ブランクの組
成の偏りや汚れ具合によってメッキ層の付着強度がばら
ついたり、ピットと呼ばれるピンホール状の欠陥が生じ
たりすること、メッキ層の厚みの中で光学素子の光学面
に対応する光学成形面を創成しなければならないため、
光学成形面を再加工するときなどはメッキ厚みに余裕が
無く加工不可能となる場合があること、一般的には繰り
返し使用はできず金型コストが高いこと等々の不具合が
生じていた。
According to the prior art method, since the component shape is basically created by machining, the component accuracy can be easily increased to near the motion accuracy of the processing machine, but the manufacturing process is not improved. Machine processing and chemical processing are mixed and complicated and it takes a long delivery time. It is necessary to prepare blanks (primary processed products) in consideration of the thickness of the plating layer. The plating process is not always stable. The compositional deviation of the composition and the degree of contamination may cause the adhesion strength of the plating layer to vary, or pinhole-shaped defects called pits to occur, and the optical molding surface corresponding to the optical surface of the optical element in the thickness of the plating layer Because it has to be created,
When the optical molding surface is reworked, the plating thickness may not be sufficient and processing may not be possible due to lack of margin, and in general, repetitive use is not possible, and the mold cost is high.

【0004】また、多量に光学成形面を加工すると、工
具の切れ刃の状態や加工条件、加工環境温度の変化など
により、微妙に切削加工し仕上げた光学成形面の形状が
バラツいていた。この光学成形面加工バラツキは、一般
的には100nm程度の光学面形状誤差を発生し、非常
に慎重に加工した場合でも50nm程度の誤差が残り、
これが加工精度限界であった。
In addition, when the optical molding surface is machined in a large amount, the shape of the optical molding surface which has been finely cut and finished varies depending on the state of the cutting edge of the tool, the machining condition, and the change of the machining environment temperature. This variation in optical molding surface processing generally causes an optical surface shape error of about 100 nm, and an error of about 50 nm remains even when processing very carefully,
This was the processing accuracy limit.

【0005】また、近年、光学面に回折溝を施して色収
差を効率よく補正する光学系が、光情報記録分野などで
実用化され、大量に生産されている。光学材料として
は、プラスチックやガラスが使われているが、赤外光学
系などではZnSeなどの結晶材料も用いられている。
この様な光学素子を大量に生産する時に効率の良い手法
は、成形であるが、この際に成形金型の微細な回折溝を
有する光学成形面を高精度に効率よく製作する技術が、
極めて重要となっている。
In recent years, an optical system for efficiently correcting chromatic aberration by providing a diffraction groove on an optical surface has been put to practical use in the field of optical information recording and has been produced in large quantities. As the optical material, plastic or glass is used, but a crystal material such as ZnSe is used in an infrared optical system or the like.
An efficient method when mass producing such an optical element is molding, but at this time, a technique for efficiently manufacturing an optical molding surface having a fine diffraction groove of a molding die with high accuracy and efficiency,
It is extremely important.

【0006】例えば、ダイアモンド切削により光学成形
面上に回折溝などの光学機能を有する微細なパターンを
創成する場合は、刃先の鋭さが回折溝形状の正確さを左
右し、光学面として転写された時に回折効率に大きな影
響を与えることが、特開2001−195769号公報
等で述べられるように知られている。
For example, when a fine pattern having an optical function such as a diffraction groove is created on an optical molding surface by diamond cutting, the sharpness of the cutting edge affects the accuracy of the diffraction groove shape and is transferred as an optical surface. It is known that it sometimes has a large effect on diffraction efficiency, as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-195768.

【0007】従って、回折輪帯の回折効率を低下させな
いためには、刃先の大きさを十分小さくせねばならず、
そのため小さな刃先部分に切削抵抗が集中してかかるの
で切り込み量を小さくせねばならず、光学成形面全体を
均一に切削除去するまでに加工回数が多くなる。また、
小さなカッターマークによる光学成形面の表面粗さの劣
化を防ぐためにも工具送り速度を遅くせねばならず、1
回の光学成形面加工時間も長くなる。その結果、切削長
が増大するので工具刃先の損耗が大きくなり、工具交換
が頻繁となる。つまり、従来のダイアモンド切削により
微細な形状を有する光学成形面を加工する場合は、工具
の寿命が極端に短くなり、また、切削によりダイアモン
ド中のカーボンがブランクに拡散し、それにより工具の
寿命を更に短縮化させることとなっている。しかも一つ
の光学成形面を加工する時間も増大するので、加工効率
が非常に低下し、金型の生産性が低下してコストが急激
に高くなっていた。そのため、特にダイアモンド切削に
より微細な形状を表面に有する光学成形面を仕上げる場
合には、簡素で納期の短い金型製作手法が望まれる。
Therefore, the size of the cutting edge must be made sufficiently small in order not to lower the diffraction efficiency of the diffraction zone.
Therefore, the cutting resistance concentrates on the small cutting edge portion, so that the cutting amount must be reduced, and the number of processing times increases until the entire optical molding surface is uniformly cut and removed. Also,
In order to prevent the surface roughness of the optical molding surface from deteriorating due to small cutter marks, the tool feed speed must be reduced.
The optical molding surface processing time per time also becomes longer. As a result, the cutting length is increased, so that the wear of the tool edge is increased, and the tool is frequently changed. In other words, when machining an optically molded surface with a fine shape by conventional diamond cutting, the life of the tool becomes extremely short, and the carbon in the diamond diffuses to the blank by cutting, thereby extending the life of the tool. It is to be further shortened. In addition, since the time required to process one optical molding surface also increases, the processing efficiency is greatly reduced, the productivity of the mold is reduced, and the cost is rapidly increased. Therefore, especially in the case of finishing an optical molding surface having a fine shape on the surface by diamond cutting, a simple and short delivery time mold manufacturing method is desired.

【0008】加えて、近年、波長の数倍からそれよりも
小さな微細構造を光学面に施して、新たな光学的機能を
光学素子に付加することが試みられている。例えば、非
球面光学面を有する成形レンズの表面に回折溝を施し
て、屈折による通常の集光機能とその時に副作用として
発生する正の分散を、回折溝による回折の大きな負の分
散を利用してうち消して、本来、屈折だけでは不可能な
色消し機能を有する単玉光学素子が、DVD/CD互換
の光ディスク用ピックアップ対物レンズで実用化されて
いる。これは、光学素子を透過する光の波長の数10倍
の大きさの回折溝による回折作用を利用したもので、こ
のように波長より十分大きな構造による回折作用を扱う
領域は、スカラー領域と呼ばれている。
In addition, in recent years, it has been attempted to add a new optical function to an optical element by providing a fine structure several times smaller than the wavelength and smaller than the wavelength on the optical surface. For example, a diffraction groove is formed on the surface of a molded lens having an aspherical optical surface, and a normal light-condensing function due to refraction and a positive dispersion generated as a side effect at that time are used. A single-lens optical element having an achromatic function that cannot be achieved by refraction alone has been put to practical use as a DVD / CD compatible optical disk pickup objective lens. This utilizes the diffraction effect of a diffraction groove having a size several tens of times the wavelength of light transmitted through an optical element, and the region that handles the diffraction effect of a structure sufficiently larger than the wavelength is called a scalar region. Have been.

【0009】一方、光学素子を透過する光の波長の数分
の一という微細な間隔で、円錐形状の突起を光学面の表
面に密集させて形成させることで、光の反射抑制機能を
発揮させることができることが判っている。即ち、微細
な間隔で突起を形成することで、光波が光学素子に入射
する際の空気界面での屈折率変化を、従来の光学素子の
ように1から媒体屈折率まで瞬間的に変化させるのでは
なく緩やかに変化させ、それにより光の反射を抑制する
ことができるのである。このような突起を形成した面
は、いわゆる蛾の眼(moth eye)と呼ばれる微
細構造で、光の波長よりも微細な構造体が波長よりも短
い周期で並ぶことにより、もはや個々の構造が回折せ
ず、光波に対して平均的な屈折率として働くもので、こ
のような作用をする領域を等価屈折率領域と一般に呼ん
でいる。このような等価屈折率領域に関しては、例えば
電子情報通信学会論文誌 C Vol.J83−C N
o.3pp.173−181 2000年3月に述べら
れている。
On the other hand, conical projections are densely formed on the surface of the optical surface at minute intervals of a fraction of the wavelength of light transmitted through the optical element, thereby exhibiting a light reflection suppressing function. I know I can do that. That is, by forming projections at minute intervals, the refractive index change at the air interface when a light wave enters the optical element is instantaneously changed from 1 to the medium refractive index as in a conventional optical element. Instead, it can be changed gradually, thereby suppressing the reflection of light. The surface on which such projections are formed is a fine structure called a so-called moth eye, and since the structures finer than the wavelength of light are arranged at a shorter period than the wavelength, the individual structures are no longer diffracted. Instead, it functions as an average refractive index for a light wave, and a region having such an action is generally called an equivalent refractive index region. Regarding such an equivalent refractive index region, for example, IEICE Transactions C Vol. J83-CN
o. 3pp. 173-181 described in March 2000.

【0010】このような等価屈折率領域の微細構造によ
れば、従来の反射防止コートに比べて反射防止効果の角
度依存性や波長依存性を少なくしながら同時に大きな反
射防止効果を得ることができ、また、成形により光学面
と微細構造が同時に創成できることから、レンズ機能と
反射防止機能が同時に得られて、従来のように成形後に
コート処理をするといつた後加工が不要となる、など生
産上のメリットも大きいと考えられ注目されている。さ
らに、このような等価屈折率領域の微細構造を光学面に
対して方向性を持つように配すると、強い光学異方性を
光学面に持たせることもでき、従来、水晶などの結晶を
削りだして製作していた複屈折光学素子を成形によって
得ることができ、また、屈折光学素子や反射光学素子と
組み合わせて新たな光学的機能を付加するとができる。
この場合の光学異方性は、構造複屈折と呼ばれている。
According to such a fine structure of the equivalent refractive index region, a large antireflection effect can be obtained at the same time while reducing the angle dependence and wavelength dependence of the antireflection effect as compared with the conventional antireflection coating. Also, since the optical surface and the fine structure can be created simultaneously by molding, the lens function and the anti-reflection function can be obtained at the same time. It is considered to have a great merit and is attracting attention. Furthermore, by arranging such a fine structure in the equivalent refractive index region so as to have directionality with respect to the optical surface, it is possible to impart strong optical anisotropy to the optical surface. The birefringent optical element thus manufactured can be obtained by molding, and a new optical function can be added in combination with a refractive optical element or a reflective optical element.
The optical anisotropy in this case is called structural birefringence.

【0011】上述したスカラー領域と等価屈折率領域の
間には、回折効率が入射条件のわずかな違いにより急激
に変化する共鳴領域がある。例えば、回折溝幅を狭くし
ていくと、波長の数倍程度で急激に回折効率が減少し、
また増加するという現象(アノマリー)が発生する。こ
のような回折溝幅を調整することによって、特定の波長
のみを反射する導波モード共鳴格子フィルターとして、
通常の干渉フィルターと同等の効果をより角度依存性を
少なくして実現できる。
[0011] Between the scalar region and the equivalent refractive index region, there is a resonance region where the diffraction efficiency changes abruptly due to a slight difference in the incident conditions. For example, as the diffraction groove width is reduced, the diffraction efficiency sharply decreases at several times the wavelength,
Also, a phenomenon (anomaly) of increasing occurs. By adjusting such a diffraction groove width, as a guided mode resonance grating filter that reflects only a specific wavelength,
An effect equivalent to that of a normal interference filter can be realized with less angle dependence.

【0012】ところで、スカラー領域や、等価屈折率領
域や、共鳴領域を利用して光学素子を形成しようとする
場合、その光学面に微細な突起(又はくぼみ)を形成す
る必要がある。このような微細な突起(又はくぼみ)を
備えた光学素子を大量生産するには、一般的にはプラス
チックを素材として成形を行うことが適しているといえ
るが、かかる場合、微細な突起(又はくぼみ)に対応し
たくぼみ(又は突起)を備えた光学成形面を、金型に設
ける必要がある。
When an optical element is to be formed using a scalar region, an equivalent refractive index region, or a resonance region, it is necessary to form fine projections (or depressions) on the optical surface. In order to mass-produce an optical element having such fine projections (or depressions), it can be generally said that molding is performed using plastic as a material. It is necessary to provide an optical molding surface having a depression (or projection) corresponding to the depression in the mold.

【0013】しかるに、上述したような等価屈折領域や
共鳴領域の突起(又はくぼみ)に関しては、数十乃至数
百ナノメートルの間隔で突起(又はくぼみ)を形成しな
くてはならず、切削加工を含む機械的加工では極めて困
難であり、実用的な金型が製作されていないのが現状で
ある。加えて、従来の金型は再利用が困難という問題も
ある。
However, with respect to the projections (or depressions) in the equivalent refraction region and the resonance region as described above, projections (or depressions) must be formed at intervals of several tens to several hundreds of nanometers. However, it is extremely difficult to perform mechanical processing including, and at present, practical dies have not been manufactured. In addition, there is a problem that the conventional mold is difficult to reuse.

【0014】本発明は、かかる従来技術の問題点に鑑み
てなされたものであり、従来とは全く異なる思想に基づ
いて、切削性に優れ、寸法精度を高めることができ、し
かも所望の光学面の形状を転写形成可能な光学素子用金
型を提供することを目的とする。又、本発明は、微細形
状を転写形成可能な光学素子用金型、それを用いて形成
された光学素子及びそれを成形するためのマスター型を
提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the prior art, and based on a completely different idea from the prior art, has excellent machinability, can improve dimensional accuracy, and has a desired optical surface. It is an object of the present invention to provide a mold for an optical element capable of transferring and forming the shape of the above. Another object of the present invention is to provide a mold for an optical element capable of transferring and forming a fine shape, an optical element formed using the same, and a master mold for molding the optical element.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】請求項1の光学素子用金
型は、光学素子を成形するための光学素子用金型であっ
て、過冷却液体域を有する非晶質合金を成形することに
よって形成された第1の型に対して、光学素子の光学面
もしくは寸法基準面を成形するために用いられる面を、
削る加工を施すことによって形成したので、前記非晶質
合金の被削性が極めて良好であることから、前記光学素
子の光学面もしくは寸法基準面に対応する金型の光学成
形面もしくは成形寸法基準面を精度良く仕上げることが
でき、しかも工具の寿命を延長させることができる。
尚、寸法基準面とは、例えば光学素子のフランジ部周面
などのごとく、その光学素子を他の部材に取り付ける際
に、位置決めの基準となるような面をいう。
A mold for an optical element according to claim 1 is a mold for an optical element for molding an optical element, wherein an amorphous alloy having a supercooled liquid region is molded. The surface used to mold the optical surface or the dimensional reference surface of the optical element with respect to the first mold formed by
Since it was formed by performing a shaving process, the machinability of the amorphous alloy was extremely good, so that the optical molding surface or molding dimensional standard of the mold corresponding to the optical surface or dimensional standard surface of the optical element was used. The surface can be finished with high accuracy, and the service life of the tool can be extended.
The dimension reference surface refers to a surface serving as a reference for positioning when the optical element is mounted on another member, such as a peripheral surface of a flange portion of the optical element.

【0016】ここで、過冷却液体域を有する非晶質合金
(アモルファス状合金ともいう)について説明する。過
冷却液体域を有する非晶質合金は、金属ガラスとも呼ば
れ、加熱すると過冷却液体となるアモルファス状の合金
である。これは、通常の金属が多結晶組成であるのに対
して、組織がアモルファス状のため組成がミクロ的にも
均一で機械強度や常温化学耐性に優れ、ガラス転移点を
有し、ガラス転移点+50〜200℃前後(これを過冷
却液体域という)に加熱すると軟化するためプレス成形
加工が出来るという、通常の金属に無い特徴を有する。
Here, an amorphous alloy having a supercooled liquid region (also referred to as an amorphous alloy) will be described. An amorphous alloy having a supercooled liquid region is also called a metallic glass, and is an amorphous alloy that becomes a supercooled liquid when heated. This is because, while ordinary metals have a polycrystalline composition, the structure is amorphous, the composition is microscopically uniform, the mechanical strength and chemical resistance at room temperature are excellent, and the glass transition point is When heated to around +50 to 200 ° C. (this is referred to as a supercooled liquid region), the material is softened and press-forming can be performed.

【0017】従来、金属ガラスについてこの加熱プレス
成形によって成形金型を創成する技術が特開平10−2
17257号公報で述べられ、また稜線を有する光学素
子について特開平9−286627号公報で述べられて
いる。また。日本機械学会65巻633号346−35
2「金属ガラスの精密・微細加工に関する研究」で、金
属ガラスをプレス成形して光学成形面を有する成形金型
部品を創成した例が述べられている。この例では、プレ
ス成形による転写光学面(光学成形面)の形状精度は5
00nm、表面粗さは90nmとしている。
Conventionally, a technique for forming a molding die for metallic glass by this hot press molding has been disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 10-2.
No. 17257, and an optical element having a ridge line is described in JP-A-9-286627. Also. Japan Society of Mechanical Engineers Vol.65, No.633, 346-35
2 "Study on precision and fine processing of metallic glass" describes an example in which metallic glass is press-molded to create a molding die part having an optical molding surface. In this example, the shape accuracy of the transfer optical surface (optical molding surface) by press molding is 5
00 nm and the surface roughness is 90 nm.

【0018】ここで、本発明者は金属ガラスのアモルフ
ァス構造に着目し、金属ガラスに対し直接ダイアモンド
工具による超精密切削加工を行うと、高精度な光学鏡面
が容易に得られることを新たに見いだした。その理由
は、この材料がアモルファス状であり結晶粒界を持たな
いので場所によらず被削性が均一であること、又アモル
ファス状を保つために結晶化エネルギーを大きくして組
成的に多晶体としているため、切削加工中のダイアモン
ドの拡散摩耗が少なく工具の刃先寿命を長く保てること
等によるものであることがわかった。同様なことは、ダ
イアモンド工具などを用いた研削加工にもいえる。
Here, the present inventor pays attention to the amorphous structure of metallic glass, and newly finds that a high-precision optical mirror surface can be easily obtained by directly performing ultra-precision cutting with a diamond tool on metallic glass. Was. The reason for this is that this material is amorphous and has no crystal grain boundaries, so the machinability is uniform regardless of the location, and the crystallization energy is increased to maintain the amorphous state, and the composition is polycrystalline. Therefore, it was found that the diffusion wear of the diamond during the cutting process was small and the life of the cutting edge of the tool could be maintained long. The same can be said for a grinding process using a diamond tool or the like.

【0019】特に、本発明を適用した例では、従来の加
熱プレス成形のみによる光学素子の光学面創成を行うの
ではなく、まず金属ガラスを加熱プレス成形によりニア
ネットシェイプ、即ち仕上げ形状に非常に近いブランク
(第1の型)を製作した後、超精密加工機によるダイア
モンド切削で、光学素子の光学面やその他の嵌合面に対
応する面などを切削加工して、第2の型に仕上げるとい
うものである。
In particular, in the example to which the present invention is applied, an optical surface of an optical element is not created by only the conventional hot press molding, but first, a metallic glass is formed into a near net shape, that is, a finished shape by hot press molding. After manufacturing a close blank (first mold), the surface corresponding to the optical surface of the optical element and other mating surfaces is cut by diamond cutting with an ultra-precision processing machine to finish the second mold. That is.

【0020】このような手法で成形する際は、割り型を
用いてパーティングラインが、成形した光学素子用金型
の光学成形面に残るように成形しても良く、また抜き勾
配があっても良い。切削加工などの後加工によって、容
易に削除できるからである。又、加熱プレス成形等によ
り形成した第1の型に、基準となる面を加工創成した
後、この面を基準として偏心が最小となるよう加工機に
取り付け、光学面に対応する面(光学成形面という)を
超精密加工機によりダイアモンド切削加工すれば、偏心
の少ない高精度な光学成形面を容易に創成できる。この
手法によると、第1の型の寸法精度は、最終仕上げ寸法
に対して5〜10μm程大きく成形すれば良く、後加工
による加工取り代が従来の約1/10以下となる。従っ
て、本発明による光学素子用金型は、極めて効率よく大
量に製作することができるといえる。
When molding by such a method, the parting line may be formed by using a split mold so that the parting line remains on the optical molding surface of the molded optical element mold. Is also good. This is because it can be easily deleted by post-processing such as cutting. In addition, after forming a reference surface on the first mold formed by hot press molding or the like, the surface is attached to a processing machine such that the eccentricity is minimized based on this surface, and the surface corresponding to the optical surface (optical molding) Surface) with an ultra-precision processing machine, it is possible to easily create a highly accurate optical molded surface with little eccentricity. According to this method, the dimensional accuracy of the first mold may be formed so as to be larger than the final finished dimension by about 5 to 10 μm, and the machining allowance in the post-processing becomes about 1/10 or less of the conventional one. Therefore, it can be said that the optical element mold according to the present invention can be mass-produced extremely efficiently.

【0021】また、本発明の光学素子用金型は、基本的
には、従来の金型のような化学メッキ処理を行う必要が
なく、メッキ厚を、ブランク寸法を決めるのに考慮する
必要もないため、光学成形面加工に至るまでのブランク
製作工程が極めて簡素になり、納期も従来の1/4以下
とすることができる。さらに、何度でも光学成形面を再
切削加工でき、不要となった場合でも、加熱プレス成形
により別の形状の型材料とすることが出来るので、材料
寿命としては半永久的となる。
In addition, the mold for an optical element of the present invention basically does not need to perform chemical plating as in the conventional mold, and it is also necessary to consider the plating thickness in determining the blank size. Since there is no blank, the blank manufacturing process up to the optical molding surface processing is extremely simplified, and the delivery time can be reduced to 1/4 or less of the conventional one. Furthermore, the optical molding surface can be re-cut many times, and even when it becomes unnecessary, a mold material of another shape can be obtained by hot press molding, so that the material life becomes semi-permanent.

【0022】一方、本発明を別な角度で見ると、以下の
ようなことも考えられる。本発明者は、金属ガラスがプ
ラスチックなどの成形と根本的に異なる点として、金属
材料であるから熱伝導性が非常に高く全体が瞬間的に固
化し、冷却収縮が小さくしかも成形部位によらず比例的
に発生することや型との反応性が低いことなどが挙げら
れるので、成形圧力や成形時間を最適化することにより
プラスチック成形で得られる光学面と同等またはさらに
高精度に再現性良く転写できることに思い至った。
On the other hand, when the present invention is viewed from another angle, the following may be considered. The present inventor has pointed out that metallic glass is fundamentally different from molding of plastics and the like because it is a metal material, the heat conductivity is very high, the whole solidifies instantaneously, the cooling shrinkage is small, and regardless of the molding part Because it occurs proportionally and has low reactivity with the mold, it is possible to optimize the molding pressure and molding time and transfer it with the same or higher precision as the optical surface obtained by plastic molding with high reproducibility. I thought I could do it.

【0023】そこで、光学面上に微細な突起(又はくぼ
み)を有する光学素子の成形金型として、何らかのマス
ターから成形転写することで、かかる非晶質合金製の光
学素子用金型を得れば、最終成形品であるプラスチック
などの光学素子よりも形状精度の高い金型を多量に容易
に得ることが実現できる。そのようにして形成された精
度の高い光学成形面を有する第1の型に対して、成形時
に生じたパーティングラインなどを機械加工で除去すれ
ば、高精度な光学素子用金型を得ることができるのであ
る。尚、光学素子用金型を成形するのに必要なマスター
は、光学素子の光学面に対応する面にレジストをスピン
コート法などで塗布し、電子ビームやレーザービームに
よって微細パターンを露光した後、現像によって光学面
上の微細パターンを形状化することにより得ることがで
きる。
Thus, as a molding die for an optical element having fine projections (or depressions) on the optical surface, a mold for such an amorphous alloy optical element can be obtained by molding and transferring from a master. For example, it is possible to easily obtain a large number of molds having higher shape accuracy than optical elements such as plastics, which are final molded products. By removing the parting line and the like generated during molding from the first mold having the optical molding surface with high precision formed in this way, it is possible to obtain a mold for optical element with high precision. You can do it. The master required to mold the optical element mold, after applying a resist on the surface corresponding to the optical surface of the optical element by spin coating, etc., and after exposing a fine pattern with an electron beam or laser beam, It can be obtained by shaping a fine pattern on the optical surface by development.

【0024】すなわち、本発明の光学素子用金型は、従
来の光学成形面に比べて3倍以上時間のかかる微細な形
状を有する光学成形面などの加工においても、ニアネッ
トシェイプである第1の型を容易に製作でき、光学成形
面の切削回数を大幅に低減して加工効率を向上できる。
但し、本発明の範囲は、微細な光学パターン(微細な形
状を有する光学成形面)を形成した光学素子用金型に限
られるものではない。また、使用されるダイアモンド工
具形状や切削条件にも依存しない。また、本発明の別な
側面は、金属ガラスである非晶質合金がダイアモンド切
削により高精度な光学面を得られるという、新たに発明
者が発見した知見に基づき、成形により得られた第1の
型に対して、ダイアモンド切削による光学成形面の創成
や寸法基準面の創成を行って第2の型を形成するという
高精度な光学素子用金型を範疇とするものである。
That is, the optical element mold of the present invention has a near net shape even in the processing of an optical molded surface having a fine shape, which requires three times or more time as compared with the conventional optical molded surface. Can be easily manufactured, and the number of times the optical molding surface is cut can be greatly reduced to improve the processing efficiency.
However, the scope of the present invention is not limited to a mold for an optical element in which a fine optical pattern (an optical molding surface having a fine shape) is formed. Also, it does not depend on the diamond tool shape or cutting conditions used. Further, another aspect of the present invention is that the first alloy obtained by molding based on the knowledge newly discovered by the inventor that an amorphous alloy which is a metallic glass can obtain a high-precision optical surface by diamond cutting. A high-precision mold for an optical element, in which a second mold is formed by forming an optical molding surface by diamond cutting or creating a dimensional reference surface for the mold described above, is included in the category.

【0025】本発明の光学素子用金型で用いることがで
きる非晶質合金の種類は問わない。Pd系、Mg系、T
i系、Fe系、Zr系などの公知の金属ガラスが使える
が、過冷却液体域を有するアモルファス状である合金材
料であることが、本発明に必要な用件であって、これら
の組成や種類は問わない。ただし、プラスチック光学素
子成形用の金型材料としては、樹脂温度が300℃近く
であることから、Pd系、Ti系、Fe系などがガラス
転移点が高いので有利であるが、より好ましくはPd系
が空気中でほとんど酸化することなく、加熱プレスがで
き、また、大きなバルク形状が出来るという点でも有利
である。この場合、Pd(パラジウム)は貴金属で高価
ではあるが、本発明の方法で製作された金属ガラスの成
形金型は不要となれば鋳潰して再利用できるため、短納
期で加工労務費が低いことを合わせると、長期にわたる
金型コストは従来金型より低コストにできる。
There is no limitation on the type of amorphous alloy that can be used in the optical element mold of the present invention. Pd-based, Mg-based, T
Known metallic glasses such as i-based, Fe-based, and Zr-based can be used. However, an amorphous alloy material having a supercooled liquid region is a necessary condition for the present invention. The type does not matter. However, as a mold material for molding a plastic optical element, Pd-based, Ti-based, and Fe-based materials are advantageous because the resin temperature is close to 300 ° C. and have a high glass transition point. The system is advantageous in that the system can be heated and pressed in the air with little oxidation, and that a large bulk shape can be obtained. In this case, Pd (palladium) is a noble metal and is expensive, but since a metal glass forming die manufactured by the method of the present invention can be crushed and reused if it is unnecessary, processing labor cost is short and the processing labor cost is low. Taken together, long-term mold costs can be lower than conventional molds.

【0026】請求項2に記載の光学素子用金型は、前記
第1の型は、前記過冷却液体域を有する非晶質合金を加
熱軟化しプレス成形することで形成されるため、たとえ
仕上げ形状が複雑な形状であっても、それに非常に近い
ニアネットシェイプを容易に形成することができる。
According to a second aspect of the present invention, in the mold for an optical element, the first mold is formed by heating and softening the amorphous alloy having the supercooled liquid region and press-molding the amorphous alloy. Even if the shape is complicated, a near net shape very close to it can be easily formed.

【0027】請求項3に記載の光学素子用金型は、前記
面を削る加工は、切削加工であると、精度の良い加工が
できる。
In the mold for an optical element according to the third aspect, if the machining of the surface is a machining, the machining can be performed with high accuracy.

【0028】請求項4に記載の光学素子用金型は、前記
面を削る加工は、研削加工であると、精度の良い加工が
できる。
In the optical element mold according to the fourth aspect, if the processing for cutting the surface is grinding processing, accurate processing can be performed.

【0029】請求項5に記載の光学素子用金型は、前記
面を削る加工は、ダイアモンド工具を用いて行うと、高
精度の加工ができると共に、ダイアモンド工具の寿命を
大幅に延長することができ、製造コストも低減できる。
In the mold for an optical element according to the fifth aspect, when the surface is cut by using a diamond tool, high-precision processing can be performed and the life of the diamond tool can be greatly extended. And the manufacturing cost can be reduced.

【0030】請求項6に記載の光学素子用金型は、光学
素子を成形するための光学素子用金型であって、過冷却
液体域を有する非晶質合金を成形することによって形成
された第1の型に対して、光学素子の光学面もしくは寸
法基準面を成形するために用いられる光学成形面を、露
光・現像処理を行って形成したので、切削加工などでは
不可能な、例えば微細なくぼみ(又は突起)を前記処理
によって面に形成することができ、それにより成形され
た光学素子の光学面に微細な突起(又はくぼみ)を形成
することで、多機能な光学素子を成形することができ
る。尚、ここで突起及びくぼみを両方含む光学成形面
も、もちろん本発明の範疇である。
The mold for an optical element according to the present invention is a mold for an optical element for molding an optical element, and is formed by molding an amorphous alloy having a supercooled liquid region. The optical molding surface used for molding the optical surface or the dimensional reference surface of the optical element is formed on the first mold by performing exposure and development processing. Depressions (or projections) can be formed on the surface by the above-described processing, and thereby forming multi-functional optical elements by forming fine projections (or depressions) on the optical surface of the molded optical element. be able to. Here, the optical molding surface including both the projections and the depressions is of course within the scope of the present invention.

【0031】さらに、回折光学素子などの微細な形状を
有する光学面を、直接金型の光学成形面上に創成する手
法を、本発明者は考案した。その例を示すと、非球面形
状などに成形された第1の型の光学成形面上に、スピン
コートなどで0.1〜3μmの厚みにレジストを直接塗
布して、これに電子ビームやレーザービームなどで直接
描画して現像し、レジストの微細光学パターンを光学表
面に形成した後、ドライエッチングにより光学成形面表
面に、回折輪帯の回折溝に対応する突起又はくぼみなど
の微細な形状を形成し、光学素子用金型を得るものであ
る。
Further, the present inventor has devised a method of directly forming an optical surface having a fine shape such as a diffractive optical element on an optical molding surface of a mold. As an example, a resist is directly applied to a thickness of 0.1 to 3 μm on an optical molding surface of a first mold formed into an aspherical shape or the like by spin coating or the like, and an electron beam or a laser is applied thereto. After drawing and developing directly with a beam etc., forming a fine optical pattern of resist on the optical surface, dry etching forms fine shapes such as protrusions or dents corresponding to the diffraction grooves of the diffraction ring zone on the optical molding surface. It is formed to obtain a mold for an optical element.

【0032】金属ガラスは前述したように、基本的に、
アモルファス状であり全体が均一で結晶粒界を持たない
ため、どの部位であっても全く単一組成の方向性を持た
ない材料である。つまりこれは、ドライエッチングにお
いて例えば単結晶シリコンのように結晶方位で選択的に
エッチングが進行するということがなく、条件に従って
エッチングが均一に進むということである。従って非晶
質合金の表面にレジストの厚みで微細な光学パターンを
形成して、イオンや電離したガス成分などを一方向から
加速してレジスト表面に照射すると、その厚みにほぼ比
例して照射方向にエッチングが進行する。非晶質合金は
導体であるから、電子ビームによる露光やイオンエッチ
ングなどで荷電粒子を加速して表面にぶつける際に容易
に電界を形成できるので、石英基材などのようにレジス
ト表面に導電膜を施す工程は不要で、具合が良い。
As described above, metallic glass is basically
Since the material is amorphous and has no crystal grain boundaries as a whole, the material has no single composition directionality at any part. That is, in dry etching, etching does not proceed selectively in the crystal orientation as in, for example, single crystal silicon, but etching proceeds uniformly according to conditions. Therefore, when a fine optical pattern is formed on the surface of the amorphous alloy with the thickness of the resist and ions and ionized gas components are irradiated from one direction to the resist surface, the irradiation direction is almost proportional to the thickness. Etching proceeds. Since amorphous alloys are conductors, an electric field can be easily formed when charged particles are accelerated by electron beam exposure or ion etching to strike the surface. Is unnecessary, and the condition is good.

【0033】また、このような荷電粒子によるエッチン
グは、ダイアモンドなどの先端を鋭利に加工する用途と
して既に実用化されており、装置も希ガスなどを電離し
てイオン化し電界をかけて加速してぶつけるという非常
に単純な構造であるため、本発明を実現するために特別
な設備を開発する必要はない。本発明では、露光・現像
処理の例としてのドライエッチングに用いる荷電粒子の
種類も特に限定されるものではない。非晶質合金を用い
た光学素子用金型の光学成形面上に、レジストで形成し
た微細形状を荷電粒子を照射することでドライエッチン
グして、高精度な微細構造光学素子用金型を得ることも
本発明の範疇である。
Further, such etching with charged particles has already been put into practical use as an application for sharply processing the tip of diamond or the like, and the apparatus is also capable of ionizing a rare gas or the like to ionize it and apply an electric field to accelerate it. Because of the very simple structure of hitting, there is no need to develop special equipment to realize the present invention. In the present invention, the type of charged particles used for dry etching as an example of the exposure and development processing is not particularly limited. On the optical molding surface of the optical element mold using an amorphous alloy, the fine shape formed of the resist is dry-etched by irradiating the charged particles with charged particles to obtain a highly accurate microstructure optical element mold. This is also within the scope of the present invention.

【0034】この第1の型となる非晶質合金に直接レジ
ストを塗布してドライエッチングする手法は、金型の必
要数量が多くないときに有効である。一方、マスター型
に形成した微細な形状の光学パターンを加熱プレス成形
で転写して、非晶質合金の金型を得る手法は、多量に金
型を必要とするときに有効である。
The method of directly applying a resist to the amorphous alloy serving as the first mold and performing dry etching is effective when the required number of molds is not large. On the other hand, a method of transferring an optical pattern of a fine shape formed on a master mold by hot press molding to obtain a mold of an amorphous alloy is effective when a large number of molds are required.

【0035】ここで、前記第1の型の露光・現像処理に
ついてより具体的に説明する。半導体素子などを形成す
る手法として、シリコンウェハーにフォトレジスト(レ
ジストともいう)を塗布し、レーザビームを照射して所
定のパターンを描画する手法が知られている。これを利
用して、前記第1の型に微細なくぼみ(又は突起)を形
成することが考えられる。
Here, the first type of exposure and development processing will be described more specifically. As a method of forming a semiconductor element or the like, a method of applying a photoresist (also referred to as a resist) to a silicon wafer and irradiating a laser beam to draw a predetermined pattern is known. By utilizing this, it is conceivable to form fine depressions (or projections) in the first mold.

【0036】即ち、第1の型における非球面などの光学
成形面においても、全く同様にフォトレジストをスピン
コート法などで塗布し、電子ビームやレーザービームに
よって微細パターンを露光した後、現像によって光学面
上のくぼみ(又は突起)などの微細パターンを形状化す
るのである。
That is, the photoresist is applied to the optically formed surface such as the aspherical surface of the first mold by the spin coating method or the like, and the fine pattern is exposed by the electron beam or the laser beam, and then the optical pattern is developed by the development. It forms a fine pattern such as a depression (or projection) on the surface.

【0037】この手法によれば、上述した微細なくぼみ
(又は突起)以外にも、通常の機械加工での創成では極
めて困難である、非対称や非軸対称なパターンや形状を
含んだ微細な形状を、光学成形面上に、露光ビームの制
御により高精度に創成することが可能となる。
According to this method, in addition to the above-mentioned fine depressions (or projections), fine shapes including asymmetric and non-axisymmetric patterns and shapes, which are extremely difficult to create by ordinary machining. Can be created on the optical molding surface with high precision by controlling the exposure beam.

【0038】尚、フォトレジストの厚みは通常1μm程
度であるが、塗布乾燥後ポストベーキングして十分固化
させた後、再塗布をすることによりフォトレジストを厚
くすることができる。露光手法は、電子ビームやレーザ
ービームなどの露光量(ドーズ量)を調整することによ
り、ネガ型のレジストでは露光量の多いところはより固
化して現像の際に残り、ポジ型では逆に現像液中に溶出
するので、露光量によって現像の進行に差が生じ、それ
によりレジストの立体的な微細形状が創成できる。
Although the thickness of the photoresist is usually about 1 μm, the thickness of the photoresist can be increased by post-baking after application and drying to sufficiently solidify and then re-application. The exposure method adjusts the exposure amount (dose amount) of the electron beam or laser beam, so that the area where the exposure amount is large in the negative resist is more solidified and remains during development, and in the case of the positive type, it is developed in reverse. Since it is eluted in the solution, the progress of the development varies depending on the amount of exposure, whereby a three-dimensional fine shape of the resist can be created.

【0039】レジストは樹脂であるから、このまま金型
の成形転写面として用いるには強度や密着性が足らず実
用性に乏しい。従って、何らかの手法によって、このレ
ジストによる光学面上の微細な形状をマスターとして金
型材料に転写する必要がある。従来、この手法の一つと
して電鋳が使われていた。例えば、光ディスクのピット
パターンを転写してスタンパ金型を製作する際に、レジ
ストによりガラス基板上に創成されたピットと呼ばれる
光記録パターン表面を、銅などのフラッシュメッキで表
面に導電性を持たせた後、電解液中で電界をかけて金属
ニッケルを析出付着させることで、微細な形状を写し取
るものである。
Since the resist is a resin, if it is used as it is as a molding transfer surface of a mold, the strength and adhesiveness are insufficient and the practicality is poor. Therefore, it is necessary to transfer the fine shape on the optical surface of the resist to a mold material by some method as a master. Conventionally, electroforming has been used as one of the methods. For example, when a stamper mold is manufactured by transferring the pit pattern of an optical disk, the surface of an optical recording pattern called a pit created on a glass substrate by resist is made conductive by flash plating with copper or the like. Then, an electric field is applied in the electrolytic solution to deposit and deposit metallic nickel, thereby capturing a fine shape.

【0040】しかしながら、電鋳はその生成方法から容
易に想像できるように、析出して突出したところほど電
界密度が増し、さらにメッキが進むという現象が起き、
そのためメッキ液中の電界分布はミクロ的に常に変動し
ており均一に電鋳の厚みが増えるわけではない。そのた
め、電鋳内には非常に大きな応力が発生するので、表面
の微細形状は精度良く転写できるが、基盤の平面形状は
応力でマスターから剥離した段階で反ったりするのが普
通である。前述した光ディスク基板のように、全体が平
面形状の場合は、電鋳の厚みを0.1mm以下に非常に
薄くすることと、マスターから剥離後に裏面を薄く研磨
して平面性を確保するなどの後工程を行い、金型の平面
部に倣うように取り付けることで、金型内で平面形状を
維持している。
However, as can be easily imagined from the production method of electroforming, the phenomenon that the electric field density increases and the plating proceeds further as the electrode is deposited and protrudes,
For this reason, the electric field distribution in the plating solution constantly changes microscopically, and the thickness of electroforming does not always increase uniformly. Therefore, a very large stress is generated in the electroforming, so that the fine shape of the surface can be transferred with high accuracy. However, the planar shape of the substrate usually warps when it is separated from the master by the stress. When the whole is a flat shape as in the optical disk substrate described above, the thickness of the electroforming is made extremely thin to 0.1 mm or less, and the back surface is polished thinly after peeling from the master to secure the flatness. By performing a post-process and mounting so as to follow the plane part of the mold, the plane shape is maintained in the mold.

【0041】これに対し、基板形状が非球面の光学成形
面などのように高精度な立体形状の場合は、このような
従来の手法は使えず、電鋳処理後にマスターから剥離し
た瞬間に、光学成形面形状は歪んでしまうという問題が
ある。電鋳の状態にもよるが、数mmの厚みに電鋳を施
した場合は、10μm程度は歪みによる光学成形面の変
形を考慮する必要がある。世の中では、微細な形状を有
する光学成形面の形状精度は少なくとも100nm以
下、高精度な用途では50nm以下が要求されており、
従ってこのように高精度な光学成形面を電鋳により転写
してレジストから金型を得ることはできない。従って、
従来のレジストによる微細な形状を表面に有する光学成
形面は、電鋳により転写しても微細な形状は写し取れる
が、光学成形面形状は歪んで使用できなかったのであ
る。
On the other hand, in the case where the substrate shape is a highly accurate three-dimensional shape such as an aspherical optical molded surface, such a conventional method cannot be used. There is a problem that the optical molding surface shape is distorted. Although it depends on the state of electroforming, when electroforming is performed to a thickness of several mm, it is necessary to consider about 10 μm of deformation of the optical molding surface due to distortion. In the world, the shape precision of an optical molding surface having a fine shape is required to be at least 100 nm or less, and for high-precision applications, it is required to be 50 nm or less.
Therefore, it is not possible to obtain a mold from a resist by transferring such a highly accurate optical molding surface by electroforming. Therefore,
The optically molded surface having a fine shape formed by a conventional resist on the surface can be transferred to a fine shape even when transferred by electroforming, but the shape of the optically molded surface cannot be used because it is distorted.

【0042】そこで、本発明においては、まず、光学素
子の光学面の、例えば非球面形状に精度良く一致させた
光学成形面や、寸法基準面と嵌合する面(成形寸法基準
面)を備えたニアネットシェイプの第1の型を成形し、
更にその光学成形面に対して、スピンコート法でレジス
トを塗布した後、電子ビームやレーザビームで所定のパ
ターンを形成し、その後ドライエッチングを施すこと
で、例えば微細なくぼみ(又は突起)が形成されるよう
にしている。以上の処理が、現像・露光処理の一例であ
るが、これに限られない。ドライエッチングとしては、
ガスエッチングによる化学的なエッチングやイオンエッ
チング、プラズマエッチングなどの物理的なエッチング
とそれらを複合したエッチング技術がある。また、微細
な形状の創成に基板材料のエッチング異方性を積極的に
利用する技術もある。
Therefore, in the present invention, first, the optical surface of the optical element is provided with, for example, an optical molding surface precisely matched to, for example, an aspherical surface, and a surface (molding dimension reference surface) to be fitted to the dimension reference surface. Molding the first mold of the near net shape
Further, after applying a resist to the optical molding surface by a spin coating method, a predetermined pattern is formed by an electron beam or a laser beam, and then dry etching is performed, for example, fine depressions (or projections) are formed. I am trying to be. The above processing is an example of the development / exposure processing, but is not limited thereto. As dry etching,
There are chemical etching by gas etching, physical etching such as ion etching and plasma etching, and an etching technique in which these are combined. There is also a technique for positively utilizing the etching anisotropy of a substrate material for creating a fine shape.

【0043】請求項7に記載の光学素子用金型は、光学
素子を成形するための光学素子用金型であって、過冷却
液体域を有する非晶質合金を成形することによって形成
された第1の型に対して、光学素子の光学面もしくは寸
法基準面を成形するために用いられる面を、削る加工を
施し、露光・現像処理を施すことによって形成したの
で、請求項1又は6の発明の光学素子用金型に対し、よ
り精度の高い或いは所望のパターンを形成した光学成形
面などの形成が可能となっている。尚、例えば前記第1
の型において、前記光学素子の光学面に対応する光学成
形面が精度よく形成されていない場合に、切削加工など
によって、所定の面としての前記光学成形面を切削する
ことで仕上げ加工を施すことも、また前記第1の型にお
いて、前記光学素子の光学面に対応する光学成形面が精
度よく形成されている場合に、所定の面としての前記光
学成形面に更に露光・現像処理(或いは切削加工)を施
すことで、微細な突起を形成することも、本発明の範疇
に含まれる。同様なことは、寸法基準面に対応する型の
面にもいえる。
An optical element mold according to a seventh aspect is an optical element mold for molding an optical element, which is formed by molding an amorphous alloy having a supercooled liquid region. The first mold is formed by subjecting a surface used for molding an optical surface or a dimension reference surface of an optical element to a shaving process and performing an exposure and development process. With the mold for an optical element of the present invention, it is possible to form an optical molding surface or the like with a higher precision or a desired pattern. In addition, for example, the first
In the mold, when the optical molding surface corresponding to the optical surface of the optical element is not formed with high accuracy, the finishing is performed by cutting the optical molding surface as a predetermined surface by cutting or the like. Also, in the first mold, when an optical molding surface corresponding to the optical surface of the optical element is formed with high precision, the optical molding surface as a predetermined surface is further exposed and developed (or cut). Forming fine projections by performing (working) is also included in the scope of the present invention. The same can be said for the mold surface corresponding to the dimension reference surface.

【0044】請求項8に記載の光学素子用金型は、前記
第1の型は、前記過冷却液体域を有する非晶質合金を加
熱軟化しプレス成形することで形成されるため、たとえ
仕上げ形状が複雑な形状であっても、それに非常に近い
ニアネットシェイプを容易に形成することができる。
The mold for an optical element according to claim 8, wherein the first mold is formed by heating and softening the amorphous alloy having the supercooled liquid region and press-molding the amorphous alloy. Even if the shape is complicated, a near net shape very close to it can be easily formed.

【0045】請求項9に記載の光学素子用金型は、前記
面を削る加工は、切削加工であると、精度の良い加工が
できる。
In the optical element mold according to the ninth aspect, if the processing for cutting the surface is a cutting processing, the processing can be performed with high accuracy.

【0046】請求項10に記載の光学素子用金型は、前
記面を削る加工は、研削加工であると、精度の良い加工
ができる。
In the mold for an optical element according to the tenth aspect, when the processing for cutting the surface is a grinding processing, the processing can be performed with high accuracy.

【0047】請求項11に記載の光学素子用金型は、前
記面を削る加工は、ダイアモンド工具を用いて行うと、
高精度の加工ができると共に、ダイアモンド工具の寿命
を大幅に延長することができ、製造コストも低減でき
る。
In the mold for an optical element according to the eleventh aspect, when the surface is cut using a diamond tool,
High-precision machining can be performed, the life of the diamond tool can be greatly extended, and the manufacturing cost can be reduced.

【0048】請求項12に記載の光学素子用金型は、前
記光学素子の光学面に複数の突起又はくぼみが転写形成
されるように、対応したくぼみ又は突起が形成されてい
ると、例えば間隔が数十乃至数百ナノメートルという微
細な突起又はくぼみであっても、前記光学面に転写成形
できるので、多機能な光学素子を得ることができる。
According to a twelfth aspect of the present invention, there is provided a mold for an optical element, wherein a plurality of projections or depressions are formed by transfer on the optical surface of the optical element. Can be transferred and molded onto the optical surface, so that a multifunctional optical element can be obtained.

【0049】請求項13に記載の光学素子用金型は、前
記光学素子の光学面の突起又はくぼみが、等価屈折率領
域の微細構造を形成するものであるので、前記光学素子
の光透過率をより高めることができる。尚、前記突起又
はくぼみの間隔は、前記光学素子の光学面を透過する光
の波長以下であると好ましい。
According to a thirteenth aspect of the present invention, there is provided a mold for an optical element, wherein the projections or depressions on the optical surface of the optical element form a fine structure in an equivalent refractive index region. Can be further enhanced. In addition, it is preferable that the interval between the protrusions or depressions is equal to or less than the wavelength of light transmitted through the optical surface of the optical element.

【0050】請求項14に記載の光学素子用金型は、前
記光学素子の光学面の突起又はくぼみが、反射防止効果
を発生する微細構造を形成するものであるので、前記光
学素子の光透過率をより高めることができる。尚、前記
突起又はくぼみの間隔は、前記光学素子の光学面を透過
する光の波長以下であると好ましい。
According to a fourteenth aspect of the present invention, there is provided a mold for an optical element, wherein the projections or dents on the optical surface of the optical element form a fine structure that produces an antireflection effect. The rate can be further increased. In addition, it is preferable that the interval between the protrusions or depressions is equal to or less than the wavelength of light transmitted through the optical surface of the optical element.

【0051】請求項15に記載の光学素子用金型は、前
記光学素子の光学面の突起又はくぼみが、構造複屈折を
発生する微細構造を形成するものであるので、例えば、
前記光学素子の光透過率を光の振動方向に対して変化さ
せることができる。尚、前記突起又はくぼみの間隔は、
前記光学素子の光学面を透過する光の波長以下であると
好ましい。
According to a fifteenth aspect of the present invention, since the projections or depressions on the optical surface of the optical element form a fine structure that generates structural birefringence, for example,
The light transmittance of the optical element can be changed with respect to the light vibration direction. In addition, the interval between the protrusions or depressions is
The wavelength is preferably equal to or less than the wavelength of light transmitted through the optical surface of the optical element.

【0052】請求項16に記載の光学素子用金型は、前
記光学素子の光学面の突起又はくぼみが、共鳴領域の微
細構造を形成するものであるので、例えば前記光学素子
の収差の度合いを変化させて、異なる機能を発揮させる
ことができる。
In the mold for an optical element according to the present invention, since the projections or depressions on the optical surface of the optical element form a fine structure in a resonance region, for example, the degree of aberration of the optical element can be reduced. It can be varied to perform different functions.

【0053】請求項17に記載の光学素子用金型は、前
記光学素子の光学面の突起又はくぼみが、前記光学素子
に対して光を照射する光源の波長変化による収差変化を
調整する機能を有するものであるので、前記光学素子の
機能をより高めることができる。
According to a seventeenth aspect of the present invention, there is provided a mold for an optical element, wherein a protrusion or a depression on an optical surface of the optical element has a function of adjusting an aberration change due to a wavelength change of a light source that irradiates the optical element with light. Therefore, the function of the optical element can be further enhanced.

【0054】請求項18に記載の光学素子用金型は、前
記光学素子の光学面の突起又はくぼみが、温度変化によ
る収差変化を調整する機能を有するので、前記光学素子
の機能をより高めることができる。
According to the optical element mold of the present invention, the projections or depressions on the optical surface of the optical element have a function of adjusting the aberration change due to the temperature change, so that the function of the optical element can be further enhanced. Can be.

【0055】請求項19に記載の光学素子用金型は、前
記光学素子の光学面の突起又はくぼみが、回折輪帯(輪
帯状の回折面)であるので、例えば第1の型の段階で光
学素子の回折輪帯に対応する光学成形面を形成すれば、
従来、回折輪帯を形成するために用いていた切削加工が
不要となり、加工にかかる手間及びコストを削減するこ
とができる。
In the mold for an optical element according to the nineteenth aspect, since the projections or depressions on the optical surface of the optical element are diffraction zones (ring-shaped diffraction surfaces), for example, at the stage of the first mold. By forming an optical molding surface corresponding to the diffraction zone of the optical element,
Conventionally, the cutting process used to form the diffraction ring zone becomes unnecessary, and the labor and cost for the processing can be reduced.

【0056】請求項20に記載の光学素子用金型は、前
記過冷却液体域を有する非晶質合金が、室温で硬度Hv
300以上であると好ましい。
According to a twentieth aspect of the present invention, the amorphous alloy having the supercooled liquid region has a hardness Hv at room temperature.
It is preferably 300 or more.

【0057】請求項21に記載の光学素子用金型は、前
記過冷却液体域を有する非晶質合金が、室温で硬度Hv
700以下であると好ましい。
The mold for an optical element according to claim 21, wherein the amorphous alloy having the supercooled liquid region has a hardness Hv at room temperature.
Preferably it is 700 or less.

【0058】通常、金型材料の硬度は、ダイセット金型
との摺動や光学成形面の清掃などによる摩耗や傷の発生
など、実使用上の耐久性を満足する程度に高いことが要
求され、従ってHv300以上は必要である。しかし、
あまり硬度が高いと光学成形面のダイアモンド切削時に
工具の負担が大きくなり、工具寿命を縮めたり高精度の
光学成形面形状の創成が難しくなるので、同時にHv7
00以下であることが好ましい。金属ガラスである非晶
質合金の硬度は、一般的には、室温で、従来の無電界ニ
ッケルメッキとほぼ同等のHv500〜600であり、
引っ張り強度は従来のブランク鋼材に対して2倍ほど高
く、機械強度の点でも申し分なく、従来より丈夫な金型
材料であるといえる。さらに、化学耐性が高いので、プ
ラスチック製光学素子の成形時に発生する微量の腐食性
ガスなどにも安定で、成形中に光学素子の光学面に曇り
が発生することも防止できる。
Usually, the hardness of the mold material is required to be high enough to satisfy the durability in actual use, such as abrasion and scratches caused by sliding with the die set mold and cleaning of the optical molding surface. Therefore, Hv300 or more is necessary. But,
If the hardness is too high, the burden on the tool during diamond cutting of the optical molding surface increases, shortening the tool life and creating a highly accurate optical molding surface shape becomes difficult.
It is preferably at most 00. The hardness of an amorphous alloy that is a metallic glass is generally Hv500 to 600 at room temperature, which is almost equal to that of conventional electroless nickel plating.
The tensile strength is about twice as high as that of the conventional blank steel material, the mechanical strength is satisfactory, and it can be said that the die material is stronger than the conventional one. Furthermore, because of its high chemical resistance, it is stable against a small amount of corrosive gas generated during molding of a plastic optical element, and it is possible to prevent the optical surface of the optical element from fogging during molding.

【0059】請求項22に記載の光学素子用金型は、前
記過冷却液体域を有する非晶質合金の組成に、パラジウ
ムを含有すると、光学素子用金型の酸化防止を図ること
ができる。
In the mold for an optical element according to the present invention, when palladium is contained in the composition of the amorphous alloy having the supercooled liquid region, oxidation of the mold for the optical element can be prevented.

【0060】請求項23に記載の光学素子用金型は、前
記過冷却液体域を有する非晶質合金の組成に、パラジウ
ムを30mol%以上50mol%以下の割合で含む
と、光学素子用金型に好適な非晶質合金を得ることがで
きる。
According to a twenty-third aspect of the present invention, there is provided a mold for an optical element, wherein the composition of the amorphous alloy having a supercooled liquid region contains palladium in a proportion of 30 mol% or more and 50 mol% or less. A suitable amorphous alloy can be obtained.

【0061】請求項24に記載の光学素子用金型は、前
記過冷却液体域を有する非晶質合金の組成に、銅、ニッ
ケル、燐、ジルコニア、アルミニウムのいずれかを少な
くとも3mol%以上の割合で含有するので、光学素子
用金型に好適な非晶質合金を得ることができる。
The mold for an optical element according to claim 24, wherein the composition of the amorphous alloy having the supercooled liquid region contains at least 3 mol% of copper, nickel, phosphorus, zirconia or aluminum. Therefore, an amorphous alloy suitable for a mold for an optical element can be obtained.

【0062】請求項25に記載の光学素子用金型は、請
求項1乃至24のいずれかに記載の光学素子用金型を用
いて成形してなるので、高精度又は多機能な光学素子を
安価に得ることができる。
The optical element mold according to claim 25 is formed by using the optical element mold according to any one of claims 1 to 24, so that a highly accurate or multifunctional optical element can be manufactured. It can be obtained at low cost.

【0063】請求項26に記載の前記光学素子は、プラ
スチック材料を素材とするので、例えば光学成形面の微
細な形状を精度良く転写できる。
Since the optical element according to the twenty-sixth aspect is made of a plastic material, for example, a fine shape of an optical molding surface can be transferred with high accuracy.

【0064】請求項27に記載の前記光学素子は、ガラ
ス材料を素材とするので、例えば光学成形面の微細な形
状を精度良く転写できる。
Since the optical element according to the twenty-seventh aspect is made of a glass material, for example, a fine shape of an optical molding surface can be transferred with high accuracy.

【0065】請求項28に記載の前記光学素子はレンズ
であると、機械加工では大量生産が困難な非球面光学面
などを転写により容易且つ安価に成形できる。
When the optical element according to claim 28 is a lens, an aspherical optical surface or the like which is difficult to mass-produce by machining can be easily and inexpensively formed by transfer.

【0066】請求項29に記載のマスター型は、請求項
1乃至24のいずれかに記載の光学素子用金型におい
て、前記第1の型を成形するために用いられることを特
徴とする。
A master mold according to a twenty-ninth aspect is the mold for an optical element according to any one of the first to twenty-fourth aspects, wherein the master mold is used for molding the first mold.

【0067】請求項30に記載のマスター型は、500
℃において硬度Hv300以上である材料により形成さ
れていれば、加熱され軟化した非晶質合金を成形するこ
とができる。
The master mold according to claim 30 is 500
If the material is formed of a material having a hardness of 300 or more in Hv at 300C, a heated and softened amorphous alloy can be formed.

【0068】請求項31に記載のマスター型は、その材
料は石英であると、請求項30に述した特性を有し、又
化学的安定性に優れるので好ましい。
The master mold according to claim 31 is preferably made of quartz because it has the characteristics described in claim 30 and is excellent in chemical stability.

【0069】請求項32に記載のマスター型は、その材
料は単結晶シリコンであると、請求項30に述した特性
を有し、又化学的安定性に優れるので好ましい。
The master mold according to claim 32 is preferably made of single-crystal silicon because it has the characteristics described in claim 30 and is excellent in chemical stability.

【0070】請求項33に記載のマスター型は、前記マ
スター型の材料はタングステンカーバイトを含んでいれ
ば、粉末冶金から形成でき、又加熱され軟化した非晶質
合金を成形することができる。
In the master mold according to the present invention, if the material of the master mold contains tungsten carbide, it can be formed by powder metallurgy and can be formed by heating and softening an amorphous alloy.

【0071】本明細書中で用いる回折輪帯とは、光学素
子(例えばレンズ)の光学面表面に、光軸を中心とする
略同心状の輪帯として形成されたレリーフを設けて、回
折によって光束を集光あるいは発散させる作用を持たせ
た回折面のことをいう。例えば、光軸を含む平面でその
断面をみれば各輪帯は鋸歯のような形状が知られている
が、そのような形状を含むものである。又、回折輪帯は
ここでは回折溝ともいう。
The diffraction ring zone used in the present specification means that a relief formed as a substantially concentric ring zone centered on the optical axis is provided on the optical surface of an optical element (for example, a lens) and diffracted by diffraction. A diffraction surface having the function of condensing or diverging a light beam. For example, looking at the cross section of a plane including the optical axis, each annular zone is known to have a saw-tooth-like shape, but includes such a shape. The diffraction ring zone is also referred to herein as a diffraction groove.

【0072】本発明が適用されるに当たり、突起(又は
くぼみ)の並びなど、個々の微細構造の形状や配列周期
などは関係ない。どのような微細な構造であっても、光
学素子に新たな機能を付加する目的で作られたものであ
れば、その成形金型(光学素子用金型)は本発明の範疇
に含まれる。また、新たに付加する機能としては、収差
を低減するものに限らない。光学系の特性に応じて収差
を故意に増加させる場合も、最終的に理想とする収差に
近づける目的で行う限り、本発明の範疇に含まれる。
In applying the present invention, the shape and arrangement period of individual microstructures, such as the arrangement of protrusions (or depressions), do not matter. Regardless of the fine structure, if it is created for the purpose of adding a new function to an optical element, its molding die (optical element die) is included in the scope of the present invention. Further, the function to be newly added is not limited to a function for reducing aberration. The case where the aberration is intentionally increased in accordance with the characteristics of the optical system is included in the scope of the present invention as long as the aberration is finally brought close to the ideal aberration.

【0073】[0073]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明の
実施の形態について説明する。図1は、光学素子用金型
を製作する工程を示す図である。まず、図1(a)に示
すように、光学素子の一例であるレンズの非球面に対応
した母非球面1aを形成したマスター型材1に、支柱5
を取り付け、且つボルト3を用いて円筒状のブランク型
2を組み付ける。更に、図1(b)に示すように、マス
ター型材1及びブランク型2をヒーターHにより予備加
熱しておき、過冷却液体域間で加熱し軟化させた非晶質
合金MGを、急激な固化を抑制しつつブランク型2内に
挿入し、プランジャー6で加圧する。このときブランク
型2内の空気は、エアベント(ブランク型2の端面に形
成された溝2a)を介して外部へと流出する。非晶質合
金MGは、溶融した樹脂と同様に柔軟性があるため、わ
ずかな加圧であっても、ブランク型2の内形状に一致す
るように変形し、又、マスター型材1の母非球面1aの
形状に一致するように変形する。すなわち、マスター型
材1の母非球面1aに対応する光学転写面(後述する1
0a)は、非球面形状に形成されることとなる。非晶質
合金MGを軟化させて成形することで、マスター型4
(マスター型材1及びブランク型2)の損耗を抑制し、
その寿命を延長することができる。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram illustrating a process of manufacturing a mold for an optical element. First, as shown in FIG. 1A, a support 5 is provided on a master mold 1 having a mother aspherical surface 1a corresponding to an aspherical surface of a lens which is an example of an optical element.
And a cylindrical blank mold 2 is assembled using bolts 3. Further, as shown in FIG. 1 (b), the master mold material 1 and the blank mold 2 are preheated by the heater H, and the amorphous alloy MG heated and softened between the supercooled liquid regions is rapidly solidified. And pressurized by the plunger 6. At this time, the air in the blank mold 2 flows out through the air vent (the groove 2a formed in the end face of the blank mold 2). Since the amorphous alloy MG has the same flexibility as the molten resin, it is deformed to match the inner shape of the blank mold 2 even with a slight pressurization. Deforms to match the shape of the spherical surface 1a. That is, an optical transfer surface corresponding to the base aspherical surface 1a of the master mold 1 (1.
0a) is formed in an aspherical shape. The master mold 4 is formed by softening and molding the amorphous alloy MG.
(Master mold material 1 and blank mold 2)
Its life can be extended.

【0074】更に、図1(c)に示すように、マスター
型4とプランジャー6とを一体で、冷却水が満たされた
容器7内に沈下させることで、非晶質合金MGを急冷さ
せる。尚、かかる冷却は自然放冷であっても良い。その
後、容器7から取り出したマスター型4とプランジャー
6とを分離させ、固化したアモルファス合金MGを取り
出すことで、第1の型10(図2)が形成される。尚、
成形後の非晶質合金のフランジ外周面の仕上げ加工にお
いて、マスター型材1のティルト基準面(図4の10b
に対応)でティルトを合わせた後、光学転写面10aを
回転させて、その偏心量に基づいて調整を行うことで、
光学転写面10aの偏心量の除去を機械加工で行える。
Further, as shown in FIG. 1 (c), the master die 4 and the plunger 6 are integrally settled in a container 7 filled with cooling water to rapidly cool the amorphous alloy MG. . Incidentally, such cooling may be natural cooling. Thereafter, the master mold 4 and the plunger 6 taken out of the container 7 are separated, and the solidified amorphous alloy MG is taken out, whereby the first mold 10 (FIG. 2) is formed. still,
In finishing the outer peripheral surface of the flange of the amorphous alloy after forming, the tilt reference surface (10b in FIG.
After the tilt is adjusted in (1), the optical transfer surface 10a is rotated, and the adjustment is performed based on the amount of eccentricity.
The eccentricity of the optical transfer surface 10a can be removed by machining.

【0075】図2は、第1の型10を機械加工する状態
を示す図である。図2において、第1の型10を不図示
の駆動体で回転させながら、ダイアモンド工具Tで、光
学転写面10aを切削加工し、第2の型即ち光学素子用
金型10’(図3)を形成している。このような切削加
工により、例えば光学転写面10aに、最終製品である
レンズの回折輪帯に対応する溝を形成し、光学成形面1
0a’を得ることができる。又、パーティングラインの
削除や、偏心調整などを行うためのレンズの光学面の周
囲に設けられるフランジ周面の加工も可能である。ダイ
アモンド工具等を用いた切削加工に限らず、ダイアモン
ド砥石を用いた研削加工であっても良い。
FIG. 2 is a view showing a state in which the first die 10 is machined. In FIG. 2, the optical transfer surface 10a is cut with a diamond tool T while rotating the first mold 10 with a driving body (not shown), and the second mold, that is, the optical element mold 10 '(FIG. 3). Is formed. By such a cutting process, for example, a groove corresponding to the diffraction ring zone of the lens as the final product is formed on the optical transfer surface 10a, and the optical molding surface 1a is formed.
0a 'can be obtained. In addition, it is also possible to process a peripheral surface of a flange provided around an optical surface of a lens for removing a parting line, adjusting eccentricity, and the like. Not only cutting using a diamond tool or the like but also grinding using a diamond grindstone may be used.

【0076】図3は、光学素子であるレンズを成形する
ための金型を示す断面図である。上述のようにして非晶
質合金MGから形成し機械加工を施した光学素子用金型
10’と、同様にして形成した光学素子用金型11と
を、それぞれ光学成形面10a’、11a同士を対向さ
せるようにして、ダイセット金型13,14に挿入し、
溶融したプラスチック材料PLを光学素子用金型1
0’,11間に射出し、更に冷却することで、所望の形
状のレンズを得ることができる。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a mold for molding a lens which is an optical element. The optical element mold 10 ′ formed from the amorphous alloy MG and machined as described above, and the optical element mold 11 formed in the same manner as described above are optically molded surfaces 10 a ′ and 11 a respectively. Are inserted into the die set molds 13 and 14 so as to face each other.
Mold 1 for optical element using molten plastic material PL
By injecting between 0 ′ and 11 and further cooling, a lens having a desired shape can be obtained.

【0077】更に、本発明の第2の実施の形態に関して
説明する。図4は、非晶質合金から成形された第1の型
10に露光・現像処理工程を示す図である。予め、第1
の型10の光学転写面10aは、図2に示すような成形
工程で、マスター型材から非球面形状を精度良く転写さ
れているものとする(図4(a))。
Next, a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 4 is a view showing an exposure / development process on the first mold 10 molded from an amorphous alloy. In advance, the first
The optical transfer surface 10a of the mold 10 is assumed to have an aspherical shape accurately transferred from a master mold material in a molding step as shown in FIG. 2 (FIG. 4A).

【0078】続いて、図4(b)に示すように、不図示
の駆動体によって第1の型10を光軸回りに回転させな
がら、光学転写面10aにレジストRを塗布する(スピ
ンコート)。レジストRは、光学転写面10aを含む第
1の型10の上面全体に、等しい膜厚でコーティングさ
れる。
Subsequently, as shown in FIG. 4B, a resist R is applied to the optical transfer surface 10a while the first mold 10 is rotated around the optical axis by a driver (not shown) (spin coating). . The resist R is coated with the same thickness on the entire upper surface of the first mold 10 including the optical transfer surface 10a.

【0079】更に、レジストRがコーティングされた光
学転写面10aに対し、不図示の露光機により電子ビー
ムLBを照射して、微細パターンを露光形成する。続い
て、図4(c)に示すように、第1の型10を溶液中に
浸し、光学転写面10a上において、露光形成された微
細パターンに応じてレジストRを除去する。ここで、電
子ビームLBのビーム径は極めて小さいため、数十乃至
数百ナノメートルの間隔で、レジストRを除去すること
ができる。
Further, the optical transfer surface 10a coated with the resist R is irradiated with an electron beam LB by an exposure device (not shown) to form a fine pattern by exposure. Subsequently, as shown in FIG. 4C, the first mold 10 is immersed in a solution, and the resist R is removed on the optical transfer surface 10a according to the fine pattern formed by exposure. Here, since the beam diameter of the electron beam LB is extremely small, the resist R can be removed at intervals of several tens to several hundreds of nanometers.

【0080】その後、図4(d)に示すように、部分的
にレジストRが除去された第1の型10の上面を、イオ
ンシャワーIS(加速されたアルゴンイオン等)の雰囲
気中に曝し(ドライエッチング)、レジストRのパター
ンに応じて、第1の型10の表面を除去する。このと
き、レジストRの残っている部分は、表面が除去されな
いため、露光時に多数の微細な円形状でレジストRを除
去することで、第1の型10の光学転写面10aの表面
に、小さな円筒形状のくぼみが多数形成され、光学成形
面10a’を備えた第2の型即ち光学素子用金型10’
を形成できることとなる。又、電子ビームの露光量(ド
ーズ量)を調整すれば、円錐状のくぼみや、鋸歯状の輪
帯に対応したくぼみなどを任意に形成することができ
る。
Thereafter, as shown in FIG. 4D, the upper surface of the first mold 10 from which the resist R has been partially removed is exposed to an atmosphere of an ion shower IS (accelerated argon ions or the like) ( Dry etching), and the surface of the first mold 10 is removed according to the pattern of the resist R. At this time, since the surface of the remaining portion of the resist R is not removed, by removing the resist R in a number of fine circular shapes during exposure, a small surface is formed on the surface of the optical transfer surface 10a of the first mold 10. A second mold, that is, a mold 10 ′ for an optical element, having a large number of cylindrical recesses and an optical molding surface 10 a ′.
Can be formed. Further, by adjusting the exposure amount (dose amount) of the electron beam, it is possible to arbitrarily form a conical depression or a depression corresponding to a saw-toothed annular zone.

【0081】このようにして形成された光学素子用金型
10’を用いて、図3に示すように光学素子(レンズ)
を形成することが可能となる。尚、図4に示すようにし
て形成された第2の型10’に対して、更に図2に示す
ような切削加工を施すことも可能であり、或いは図2に
示す切削加工の後に、図4に示すような露光・現像処理
を行っても良い。
Using the optical element mold 10 'thus formed, an optical element (lens) as shown in FIG.
Can be formed. The second mold 10 'formed as shown in FIG. 4 can be further subjected to a cutting process as shown in FIG. 2, or after the cutting process shown in FIG. Exposure and development processing as shown in FIG.

【0082】図5は、このような光学素子用金型により
形成されるレンズの光学面を拡大して示す一部断面斜視
図である。図5(a)においては、レンズの光学面に、
複数の突起の例として微細な円筒Cをマトリクス状に多
数形成した構成(等価屈折率領域の微細構造の例)とな
っている。例えばかかるレンズをDVD記録/再生用光
ピックアップ装置の対物レンズとして用いた場合、レン
ズを透過する光は650nm近傍である。そこで、微細
な円筒Cの間隔Δを160nmとすると、かかる対物レ
ンズに入射する光は殆ど反射せず、極めて光透過率の高
いレンズを提供することができる。
FIG. 5 is a partially sectional perspective view showing an enlarged optical surface of a lens formed by such a mold for an optical element. In FIG. 5A, on the optical surface of the lens,
As an example of the plurality of protrusions, a configuration in which a large number of fine cylinders C are formed in a matrix (an example of a fine structure in an equivalent refractive index region) is provided. For example, when such a lens is used as an objective lens of a DVD recording / reproducing optical pickup device, light transmitted through the lens is near 650 nm. Thus, if the interval Δ between the fine cylinders C is 160 nm, light incident on such an objective lens is hardly reflected, and a lens with extremely high light transmittance can be provided.

【0083】図5(b)においては、レンズの光学面
に、複数の突起の例として間隔Δで離隔した多数の微細
な三角錐Tを形成しており、図5(a)と同様な顕著な
効果を有する。この間隔Δとしては、0.1〜0.2μ
m以下であると散乱を低下させるので好ましい。図5
(c)においては、レンズの光学面に、複数の突起の例
として間隔Δで離隔した多数のフィンF(構造複屈折の
微細構造の例)を形成している。フィンFの長さは、透
過する光の波長より長く(上述の例では650nm以
上)なっている。かかる構成を備えたレンズは、フィン
Fに沿った方向に振動面を有する光を透過させるが、フ
ィンFに交差する方向の光は透過させないという、いわ
ゆる偏光効果を奏する。図5(d)においては、レンズ
の光学面に、連続した複数の突起の例として回折輪帯D
を形成している。回折輪帯Dに関しては、例えば特開2
001−195769号公報に、その形状に応じた効果
である色収差補正及び温度補正について詳細に述べられ
ているので、以下の説明を省略する。また、図5(a)
〜(c)においては、簡単のために平面上に、それら突
起を設けた図を示したが、その底面を球面や非球面等の
適宜の曲率を持った曲面とし、その曲面上に設けるよう
にしてもよい。
In FIG. 5B, a large number of fine triangular pyramids T separated by an interval Δ are formed on the optical surface of the lens as examples of a plurality of projections. It has a great effect. The interval Δ is 0.1 to 0.2 μ
m or less is preferable because scattering is reduced. FIG.
In (c), a large number of fins F (examples of microstructures with structural birefringence) are formed on the optical surface of the lens at intervals of Δ as examples of a plurality of protrusions. The length of the fin F is longer than the wavelength of transmitted light (650 nm or more in the above example). The lens having such a configuration has a so-called polarization effect of transmitting light having a vibrating surface in a direction along the fin F but not transmitting light in a direction intersecting the fin F. In FIG. 5D, a diffraction ring D as an example of a plurality of continuous projections is formed on the optical surface of the lens.
Is formed. Regarding the diffraction ring zone D, for example,
Since the chromatic aberration correction and the temperature correction, which are effects according to the shape, are described in detail in JP-A-2001-195768, the following description is omitted. FIG. 5 (a)
In (c), the projections are shown on a plane for simplicity, but the bottom surface is a curved surface having an appropriate curvature, such as a spherical surface or an aspherical surface, and is provided on the curved surface. It may be.

【0084】以下に述べる実施例では、金属ガラスは過
冷却液体域を有する非晶質合金である。 (実施例1)直径7mmで長さ35mmの円筒状の端面
に非球面の光学成形面を有するレンズ成形用金型10本
を、従来の化学メッキを施して製作したものと、本発明
による第1の型成形後に、加工仕上げするものとで比較
を行った。前者は、50μm小さめの第1の型を通常旋
盤で切削した後、無電界ニッケルメッキを100μm施
し、外周と光学成形面を超精密旋盤によるダイアモンド
切削で50μm削り落として規定寸法に仕上げ第2の型
を得た。この時要した時間は、第1の型加工で2時間、
無電界ニッケルメッキに20時間、ダイアモンド切削加
工に10時間で、合計32時間であった。一方、本発明
による金型は、汎用旋盤でマスター型を作り、金属ガラ
ス材料Pd40Ni10Cu3020を空気中で加熱
軟化してプレス成形して第1の型を作製し、従来法と同
じ超精密旋盤によるダイアモンド切削で10μm削り落
として規定寸法に仕上げ、第2の型を形成した。この時
要した時間は、マスター型製作に2時間、加熱プレス成
形に1時間、ダイアモンド切削加工に4時間で、合計7
時間であった。加工効率としては、本発明の金型の方
が、約5倍良いことがわかった。金属ガラスの硬度は、
Hv576であった。
In the embodiments described below, the metallic glass is an amorphous alloy having a supercooled liquid region. (Example 1) Ten lens-forming dies having a cylindrical end face having a diameter of 7 mm and a length of 35 mm and having an aspherical optical forming surface formed by a conventional chemical plating were manufactured by a conventional method. After the molding of No. 1, a comparison was made between those subjected to processing and finishing. In the former, after cutting a first mold 50 μm smaller with a normal lathe, electroless nickel plating is applied to 100 μm, and the outer periphery and the optical molding surface are cut to 50 μm by diamond cutting with an ultraprecision lathe to finish to a specified size. I got the mold. The time required at this time was 2 hours for the first mold processing,
It took 20 hours for electroless nickel plating and 10 hours for diamond cutting, for a total of 32 hours. On the other hand, the mold according to the present invention forms a master mold using a general-purpose lathe, heat-softens a metallic glass material Pd 40 Ni 10 Cu 30 P 20 in air and press-molds it to produce a first mold. 10 μm was removed by diamond cutting using the same ultra-precision lathe as above, and finished to a specified size to form a second mold. The time required at this time was 2 hours for master mold production, 1 hour for hot press molding, and 4 hours for diamond cutting, for a total of 7 hours.
It was time. It was found that the processing efficiency of the mold of the present invention was about five times better. The hardness of metallic glass is
Hv576.

【0085】(実施例2)回折輪帯に対応する突起(段
差)を有する直径5mmの光学素子用金型として、従来
の無電界ニッケルメッキ100μmを施した金型ブラン
クと、Zr55Cu30Al10Ni系金属ガラスを
窒素雰囲気中でニアネットシェイプ成形した第1の型と
で、超精密旋盤による切削加工により光学成形面を得
た。ダイアモンド工具は、刃先先端の半径が0.5μm
の剣先バイトを用いた。突起間隔は最小で9μm、突起
数は28本であった。刃先が非常に微小で鋭利なので、
切削負荷によって折損するのを防止するために、どちら
も切削条件は、切り込み量2μm、工具送り速度0.1
mm/minとした。このため、光学成形面を得るため
に1回切削するのに必要な時間は、どちらも約30分で
あった。従来の金型では、厚い無電界ニッケルメッキに
より光学成形面表面の凹凸が20μm程度発生するの
で、削り落とす量としては前述したように50μm程度
必要となる。そのため、光学成形面を得るための切削時
間の合計は13時間を要した。一方、本発明のニアネッ
トシェイプの第1の金型は、光学成形面を得るための形
状精度を10μm以下にできるので、その切削加工時間
合計は4時間であった。回折溝に対応する突起を有する
光学成形面の加工効率は、本発明による金型の方が3倍
以上高かった。金属ガラスの硬度は、Hv560であっ
た。
(Example 2) As a mold for an optical element having a diameter of 5 mm and having a projection (step) corresponding to a diffraction ring zone, a mold blank having a conventional electroless nickel plating of 100 μm and a Zr 55 Cu 30 Al An optical molded surface was obtained by cutting with a first mold obtained by subjecting 10 Ni 5- based metallic glass to near net shape molding in a nitrogen atmosphere by an ultraprecision lathe. Diamond tools have a tip radius of 0.5 μm
Using a sword tip byte. The minimum spacing between the projections was 9 μm, and the number of projections was 28. Since the cutting edge is very small and sharp,
In order to prevent breakage due to the cutting load, the cutting conditions for both were a cutting depth of 2 μm and a tool feed rate of 0.1.
mm / min. For this reason, the time required for one cut to obtain an optical molded surface was about 30 minutes in both cases. In the conventional mold, the unevenness of the surface of the optical molding surface is generated by about 20 μm due to the thick electroless nickel plating. Therefore, the shaving amount needs to be about 50 μm as described above. Therefore, the total cutting time for obtaining the optical molded surface required 13 hours. On the other hand, in the first mold of the near net shape of the present invention, since the shape accuracy for obtaining the optical molding surface can be made 10 μm or less, the total cutting time was 4 hours. The processing efficiency of the optical molding surface having the projection corresponding to the diffraction groove was more than three times higher in the mold according to the present invention. The hardness of the metallic glass was Hv560.

【0086】(実施例3)石英バルクであるマスター型
に、超精密旋盤研削砥石により直接直径4.5mmの非
球面の母非球面を創成加工した。非球面形状はあらかじ
め金属ガラスPd 53Cu28Ni10の収縮率を
0.3%に見込んだ。レジストをスピンコートを繰り返
して3.0μmの厚みに非球面形状の母非球面に施し、
電界を形成できるように表面にクロムをコートして導体
化した。電子ビームにより最小ピッチ3μm、段差量
0.8μm、溝数250本の回折溝をドーズ量を調整し
ながらレジストを露光した。これを現像し、プラズマC
VDにより炭化弗素ガス2mTorr、RFパワー50
0Wの条件で3時間ドライエッチングし、段差0.6μ
mのブレーズ状の回折輪帯の溝を非球面の母非球面に形
成しマスター型を得た。このマスター型(マスター型
材)に外周部を成形する円筒(ブランク型)をセット
し、金属ガラスPd40Ni10Cu3020を空気
中で加熱軟化して室温雰囲気でプレス成形し第1の型を
得た。母非球面の成形転写性は、100μm以下で、本
来稜線となる回折輪帯の山の部分の曲率半径は、SEM
で観察したところ50nm以下であった。また、回折輪
帯の谷の部分も一部石英のカケと思われる部分はあるも
のの、曲率半径50nm以下の精度で金属ガラスの光学
成形面に転写していた。以上のように、回折輪帯の溝ピ
ッチが狭く、ダイアモンド工具で切削していては非常に
効率が悪く、また、工具刃先を鋭く加工するのに限界が
あるため谷形状が不正確になり、そのため成形された光
学素子の回折効率が低下するような場合においても、本
発明によれば、十分な回折効率を確保できる正確な回折
輪帯の形状を備えた光学成形面を有する光学素子用金型
を得ることができる。
(Embodiment 3) Master type which is a quartz bulk
In addition, a 4.5mm diameter non-
A spherical base aspherical surface was created. Aspherical shape is required
Metallic glass Pd 53Cu28Ni10P9Shrinkage
Expected to 0.3%. Repeat spin coating of resist
And applied to a 3.0 μm thick aspherical base aspherical surface,
Conductor coated with chrome on the surface so that an electric field can be formed
It has become. Minimum pitch 3μm, step height by electron beam
0.8μm, 250 diffraction grooves
While exposing the resist. After developing this, plasma C
VD: 2 mTorr fluorine gas, RF power: 50
Dry etching for 3 hours at 0 W
The groove of the blazed diffraction zone of m is formed into an aspherical base aspherical surface
To obtain a master mold. This master type (master type
Set a cylinder (blank type) for forming the outer periphery on the material
And metallic glass Pd40Ni10Cu30P20The air
Softening in the air, press forming in a room temperature atmosphere and pressing the first mold
Obtained. The molding transferability of the mother aspherical surface is 100 μm or less.
The radius of curvature of the peak of the diffraction ring zone, which is the coming ridge, is
Was 50 nm or less. Also, diffraction wheel
Some parts of the valley of the obi seem to be quartz chips
Optical of metallic glass with an accuracy of less than 50 nm radius of curvature
It was transferred to the molding surface. As described above, the groove
Is very narrow when cutting with a diamond tool.
Poor efficiency and limitations on sharpening the tool edge
The valley shape becomes inaccurate due to the
Even if the diffraction efficiency of the
According to the invention, accurate diffraction that can secure sufficient diffraction efficiency
Mold for optical element having optical molding surface with annular shape
Can be obtained.

【0087】(実施例4)金属ガラスZr55Cu30
Al10Niを、窒素雰囲気中でニアネットシェイプ
成形により直径5mm、長さ35mmの第1の型に製作
し、超精密旋盤によるダイアモンド切削で非球面の光学
成形面を創成した。更に、この光学成形面上にレジスト
をスピンコートにより厚み1.2μm塗布した。レーザ
ービーム描画装置により、回折輪帯の溝パターンを照射
量を調整しながら露光した。レジストを現像して、最小
ピッチ5μm、段差0.8μm、溝数130本のブレー
ズ型の回折輪帯に対応する突起を形成した。これに、
3.0×10−4TorrのAr雰囲気下で、400V
に加速したイオンビームを光学成形面の光軸方向から1
5分間照射して、ドライエッチングし第2の型を得た。
金属ガラス光学素子用金型の光学成形面に、段差1.5
μmのブレーズ状の回折輪帯に対応する突起が形成でき
た。
(Example 4) Metallic glass Zr 55 Cu 30
Al 10 Ni 5 was produced in a first mold having a diameter of 5 mm and a length of 35 mm by near net shape molding in a nitrogen atmosphere, and an aspheric optical molded surface was created by diamond cutting with an ultraprecision lathe. Further, a resist having a thickness of 1.2 μm was applied on the optical molding surface by spin coating. The groove pattern of the diffraction ring zone was exposed while adjusting the irradiation amount by a laser beam drawing apparatus. The resist was developed to form projections corresponding to a blazed diffraction ring having a minimum pitch of 5 μm, a step of 0.8 μm, and 130 grooves. to this,
400 V in an Ar atmosphere of 3.0 × 10 −4 Torr
The ion beam accelerated to 1 mm from the optical axis direction of the optical molding surface
Irradiation was performed for 5 minutes and dry etching was performed to obtain a second mold.
A step of 1.5 is formed on the optical molding surface of the metal glass optical element mold.
A projection corresponding to a blaze-shaped diffraction ring band of μm was formed.

【0088】図6は、金属ガラスPd40Ni10Cu
3020を平面形状にダイアモンド切削して、原子間
力顕微鏡(AFM)で観察した顕微鏡写真である。切削
条件は、工具の刃先R0.5mm、主軸回転速度900
rpm、工具送り速度0.4mm/min、切り込み量
2ミクロンであった。この条件での理論表面粗さは、R
z0.05nmである。切削平面の表面粗さは、Rtm
3.83nm、Ra0.61nmであり、図のようにカ
エリやむしれもなく非常に平滑な面であった。ほぼ同条
件で切削したダイアモンド切削用アルミ合金(S3M)
の表面粗さは、Rtm4.9.nm、Ra0.80nm
であり、被削性が良いと言われているAl合金よりも、
金属ガラスの切削面の方が格段に良かった。
FIG. 6 shows the metallic glass Pd 40 Ni 10 Cu
The 30 P 20 with diamond cutting to the planar shape is a photomicrograph observed by atomic force microscope (AFM). The cutting conditions are as follows: tool edge R 0.5 mm, spindle rotation speed 900
rpm, the tool feed rate was 0.4 mm / min, and the cutting depth was 2 microns. The theoretical surface roughness under this condition is R
z is 0.05 nm. The surface roughness of the cutting plane is Rtm
It was 3.83 nm and Ra was 0.61 nm, and was a very smooth surface without burrs or irreversible as shown in the figure. Aluminum alloy for diamond cutting cut under almost the same conditions (S3M)
Has a surface roughness of Rtm 4.9. nm, Ra 0.80 nm
And, compared to the Al alloy which is said to have good machinability,
The cut surface of metallic glass was much better.

【0089】また、以上の実施例においては、光学素子
の光学面に本発明を適用した例を示したが、同様に精度
が要求される光学素子の寸法自体や光学素子を突き当て
て位置決めする際の基準位置等に有用な寸法基準面に本
発明を適用することができる。
In the above embodiment, the present invention is applied to the optical surface of an optical element. However, similarly, the dimensions of the optical element itself, which requires high accuracy, and the optical element are abutted for positioning. The present invention can be applied to a dimension reference plane useful for a reference position or the like at that time.

【0090】[0090]

【発明の効果】本発明によると、切削性に優れ、寸法精
度を高めることができ、しかも所望の光学面や寸法基準
面の形状を転写形成可能な光学素子用金型、もしくは微
細形状を転写形成可能な光学素子成形用金型、それを用
いて形成された光学素子、及びそれを成形するためのマ
スター型を提供することができる。
According to the present invention, a mold for an optical element, which is excellent in machinability, can improve dimensional accuracy, and can transfer and form a desired optical surface or dimensional reference surface shape, or transfers a fine shape. A mold for forming an optical element that can be formed, an optical element formed using the same, and a master mold for molding the same can be provided.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】第1の実施の形態の光学素子用金型の製作工程
を示す図である。
FIG. 1 is a diagram illustrating a manufacturing process of a mold for an optical element according to a first embodiment.

【図2】第1の型10を機械加工する状態を示す図であ
る。
FIG. 2 is a view showing a state where a first die 10 is machined.

【図3】光学素子であるレンズを形成するための金型を
示す断面図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a mold for forming a lens which is an optical element.

【図4】第2の実施の形態の光学素子用金型をの製作工
程を示す図である。
FIG. 4 is a view showing a manufacturing process of a mold for an optical element according to a second embodiment.

【図5】光学素子用金型により形成されるレンズの光学
面を拡大して示す一部断面斜視図である。
FIG. 5 is an enlarged partial cross-sectional perspective view showing an optical surface of a lens formed by an optical element mold.

【図6】金属ガラスPd40Ni10Cu3020
平面形状にダイアモンド切削して、原子間力顕微鏡(A
FM)で観察した顕微鏡写真である。
FIG. 6 shows an atomic force microscope (A) in which a metallic glass Pd 40 Ni 10 Cu 30 P 20 is diamond-cut into a planar shape.
14 is a micrograph observed by FM).

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 マスター型材 2 ブランク型 4 マスター型 5 支柱 6 プランジャー 7 容器 10 第1の型 10’第2の型(光学素子用金型) Reference Signs List 1 master mold 2 blank mold 4 master mold 5 support 6 plunger 7 container 10 first mold 10 'second mold (optical element mold)

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) G02B 3/00 G02B 3/00 Z 3/08 3/08 5/18 5/18 // B29L 11:00 B29L 11:00 Fターム(参考) 2H049 AA03 AA18 AA22 AA40 AA45 AA64 3C045 DA30 4F202 AA49 AG26 AH74 AH75 AJ02 AJ07 CA01 CA11 CB01 CD22 CK12 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) G02B 3/00 G02B 3/00 Z 3/08 3/08 5/18 5/18 // B29L 11:00 B29L 11:00 F term (reference) 2H049 AA03 AA18 AA22 AA40 AA45 AA64 3C045 DA30 4F202 AA49 AG26 AH74 AH75 AJ02 AJ07 CA01 CA11 CB01 CD22 CK12

Claims (33)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 光学素子を成形するための光学素子用金
型であって、過冷却液体域を有する非晶質合金を成形す
ることによって形成された第1の型に対して、光学素子
の光学面もしくは寸法基準面を成形するために用いられ
る面を、削る加工を施すことによって形成したことを特
徴とする光学素子用金型。
1. A mold for an optical element for molding an optical element, comprising: a first mold formed by molding an amorphous alloy having a supercooled liquid region; A mold for an optical element, wherein a surface used for forming an optical surface or a dimension reference surface is formed by shaving.
【請求項2】 前記第1の型は、前記過冷却液体域を有
する非晶質合金を加熱軟化しプレス成形することで形成
されることを特徴とする請求項1に記載の光学素子用金
型。
2. The optical element metal according to claim 1, wherein the first mold is formed by heat-softening and press-molding the amorphous alloy having the supercooled liquid region. Type.
【請求項3】 前記面を削る加工は、切削加工であるこ
とを特徴とする請求項1又は2に記載の光学素子用金
型。
3. The optical element mold according to claim 1, wherein the processing for shaving the surface is a cutting processing.
【請求項4】 前記面を削る加工は、研削加工であるこ
とを特徴とする請求項1又は2に記載の光学素子用金
型。
4. The mold for an optical element according to claim 1, wherein the processing for shaving the surface is a grinding processing.
【請求項5】 前記面を削る加工は、ダイアモンド工具
を用いて行うことを特徴とする請求項3又は4に記載の
光学素子用金型。
5. The optical element mold according to claim 3, wherein the processing for shaving the surface is performed using a diamond tool.
【請求項6】 光学素子を成形するための光学素子用金
型であって、過冷却液体域を有する非晶質合金を成形す
ることによって形成された第1の型に対して、光学素子
の光学面もしくは寸法基準面を成形するために用いられ
る光学成形面を、露光・現像処理を行って形成したこと
を特徴とする光学素子用金型。
6. A mold for an optical element for molding an optical element, wherein a mold for an optical element is formed with respect to a first mold formed by molding an amorphous alloy having a supercooled liquid region. A mold for an optical element, wherein an optical molding surface used for molding an optical surface or a dimension reference surface is formed by performing exposure and development processing.
【請求項7】 光学素子を成形するための光学素子用金
型であって、過冷却液体域を有する非晶質合金を成形す
ることによって形成された第1の型に対して、光学素子
の光学面もしくは寸法基準面を成形するために用いられ
る面を、削る加工を施し、露光・現像処理を施すことに
よって形成したことを特徴とする光学素子用金型。
7. A mold for an optical element for molding an optical element, wherein a mold for an optical element is formed with respect to a first mold formed by molding an amorphous alloy having a supercooled liquid region. A mold for an optical element, wherein a surface used for molding an optical surface or a dimension reference surface is formed by shaving, and exposing and developing.
【請求項8】 前記第1の型は、前記過冷却液体域を有
する非晶質合金を加熱軟化しプレス成形することで形成
されることを特徴とする請求項6又は7に記載の光学素
子用金型。
8. The optical element according to claim 6, wherein the first mold is formed by heat softening and press-molding the amorphous alloy having the supercooled liquid region. Mold.
【請求項9】 前記面を削る加工は、切削加工であるこ
とを特徴とする請求項6乃至8に記載の光学素子用金
型。
9. The optical element mold according to claim 6, wherein the processing for shaving the surface is a cutting processing.
【請求項10】 前記面を削る加工は、研削加工である
ことを特徴とする請求項6乃至8に記載の光学素子用金
型。
10. The optical element mold according to claim 6, wherein the processing for shaving the surface is a grinding processing.
【請求項11】 前記面を削る加工は、ダイアモンド工
具を用いて行うことを特徴とする請求項9又は10に記
載の光学素子用金型。
11. The optical element mold according to claim 9, wherein the surface is cut by using a diamond tool.
【請求項12】 前記光学素子の光学面に複数の突起又
はくぼみが転写形成されるように、対応したくぼみ又は
突起が形成されていることを特徴とする請求項6乃至1
1のいずれかに記載の光学素子用金型。
12. A method according to claim 6, wherein a corresponding depression or projection is formed on the optical surface of said optical element so that a plurality of projections or depressions are transferred and formed.
2. The mold for an optical element according to claim 1.
【請求項13】 前記光学素子の光学面の突起又はくぼ
みは、等価屈折率領域の微細構造を形成することを特徴
とする請求項12に記載の光学素子用金型。
13. The optical element mold according to claim 12, wherein the projections or depressions on the optical surface of the optical element form a fine structure in an equivalent refractive index region.
【請求項14】 前記光学素子の光学面の突起又はくぼ
みは、反射防止効果を発生する微細構造を形成すること
を特徴とする請求項12又は13に記載の光学素子用金
型。
14. The optical element mold according to claim 12, wherein the projections or depressions on the optical surface of the optical element form a fine structure that produces an antireflection effect.
【請求項15】 前記光学素子の光学面の突起又はくぼ
みは、構造複屈折を発生する微細構造を形成することを
特徴とする請求項12乃至14のいずれかに記載の光学
素子用金型。
15. The optical element mold according to claim 12, wherein the projections or depressions on the optical surface of the optical element form a fine structure that generates structural birefringence.
【請求項16】 前記光学素子の光学面の突起又はくぼ
みは、共鳴領域の微細構造を形成することを特徴とする
請求項12乃至15のいずれかに記載の光学素子用金
型。
16. The optical element mold according to claim 12, wherein the projections or depressions on the optical surface of the optical element form a fine structure in a resonance region.
【請求項17】 前記光学素子の光学面の突起又はくぼ
みは、前記光学素子に対して光を照射する光源の波長変
化による収差変化を調整する機能を有することを特徴と
する請求項12に記載の光学素子用金型。
17. The apparatus according to claim 12, wherein the projection or the depression on the optical surface of the optical element has a function of adjusting an aberration change due to a wavelength change of a light source that irradiates the optical element with light. Mold for optical element.
【請求項18】 前記光学素子の光学面の突起又はくぼ
みは、温度変化による収差変化を調整する機能を有する
ことを特徴とする請求項12又は17に記載の光学素子
用金型。
18. The optical element mold according to claim 12, wherein the protrusion or the depression on the optical surface of the optical element has a function of adjusting a change in aberration due to a change in temperature.
【請求項19】 前記光学素子の光学面の突起又はくぼ
みは、回折輪帯であることを特徴とする請求項17又は
18に記載の光学素子用金型。
19. The optical element mold according to claim 17, wherein the projection or the depression on the optical surface of the optical element is a diffraction ring zone.
【請求項20】 前記過冷却液体域を有する非晶質合金
が、室温で硬度Hv300以上であることを特徴とする
請求項1乃至19のいずれかに記載の光学素子用金型。
20. The optical element mold according to claim 1, wherein the amorphous alloy having the supercooled liquid region has a hardness Hv of 300 or more at room temperature.
【請求項21】 前記過冷却液体域を有する非晶質合金
が、室温で硬度Hv700以下であることを特徴とする
請求項20に記載の光学素子用金型。
21. The optical element mold according to claim 20, wherein the amorphous alloy having the supercooled liquid region has a hardness Hv of 700 or less at room temperature.
【請求項22】 前記過冷却液体域を有する非晶質合金
の組成に、パラジウムを含有することを特徴とする請求
項1乃至21のいずれかに記載の光学素子用金型。
22. The optical element mold according to claim 1, wherein the composition of the amorphous alloy having the supercooled liquid region contains palladium.
【請求項23】 前記過冷却液体域を有する非晶質合金
の組成に、パラジウムを30mol%以上50mol%
以下の割合で含有することを特徴とする請求項22に記
載の光学素子用金型。
23. A composition of the amorphous alloy having a supercooled liquid region, wherein palladium is contained in an amount of 30 mol% to 50 mol%.
23. The optical element mold according to claim 22, wherein the mold is contained in the following ratio.
【請求項24】 前記過冷却液体域を有する非晶質合金
の組成に、銅、ニッケル、燐、ジルコニア、アルミニウ
ムのいずれかを少なくとも3mol%以上の割合で含有
することを特徴とする請求項1乃至22のいずれかに記
載の光学素子用金型。
24. The composition of an amorphous alloy having a supercooled liquid region, wherein at least 3 mol% of copper, nickel, phosphorus, zirconia, or aluminum is contained in the composition. 23. The mold for an optical element according to any one of claims to 22.
【請求項25】 請求項1乃至24のいずれかに記載の
光学素子用金型を用いて成形したことを特徴とする光学
素子。
25. An optical element formed by using the mold for an optical element according to claim 1. Description:
【請求項26】 前記光学素子は、プラスチック材料を
素材とすることを特徴とする請求項25に記載の光学素
子。
26. The optical element according to claim 25, wherein the optical element is made of a plastic material.
【請求項27】 前記光学素子は、ガラス材料を素材と
することを特徴とする請求項25に記載の光学素子。
27. The optical element according to claim 25, wherein the optical element is made of a glass material.
【請求項28】 前記光学素子はレンズであることを特
徴とする請求項25乃至27に記載の光学素子。
28. The optical element according to claim 25, wherein the optical element is a lens.
【請求項29】 請求項1乃至24のいずれかに記載の
光学素子用金型において、前記第1の型を成形するため
に用いられることを特徴とするマスター型。
29. The optical element mold according to claim 1, wherein the mold is used for molding the first mold.
【請求項30】 500℃において硬度Hv300以上
である材料により形成されていることを特徴とする請求
項29に記載のマスター型。
30. The master mold according to claim 29, wherein the master mold is made of a material having a hardness Hv of 300 or more at 500 ° C.
【請求項31】 前記マスター型の材料は石英であるこ
とを特徴とする請求項30に記載のマスター型。
31. The master mold according to claim 30, wherein the material of the master mold is quartz.
【請求項32】 前記マスター型の材料は単結晶シリコ
ンであることを特徴とする請求項30に記載のマスター
型。
32. The master mold according to claim 30, wherein the material of the master mold is single crystal silicon.
【請求項33】 前記マスター型の材料はタングステン
カーバイトを含んでいることを特徴とする請求項30に
記載のマスター型。
33. The master mold according to claim 30, wherein the material of the master mold includes tungsten carbide.
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