JP2006159659A - Optical element and its molding method - Google Patents

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高橋  毅
Kazuo Saito
一男 齊藤
Akio Michinaka
彰男 道中
Jun Inahashi
潤 稲橋
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    • B29L2011/00Optical elements, e.g. lenses, prisms
    • B29L2011/0016Lenses

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a molding method of an optical element of high precision such as a lens or the like made of a resin by injection molding, and the optical element. <P>SOLUTION: First, the optical element (first optical element) is molded using a temporary mirror surface piece 4 (S01). Next, the temperature of the first optical element is leveled in a high temperature tank with a temperature of 60°C (S02) and the surface shape error of the first optical element is subsequently measured (S03) to perform the correction processing of the temporary mirror surface piece 4 in the setting-off direction of the obtained surface shape error (S04). Subsequently, an optical element (second optical element) is molded using a corrected mirror surface piece 17 obtained by the correction processing of the temporary mirror surface piece 4 (S05) and the temperature of the second optical element is leveled to evaluate the second optical element (S06). In this treatment process, the temperature leveling of the second optical element is performed under the same condition as the first optical element 15 and the optical surface shape of the second optical element is measured under the same condition as the first optical element in the same way to evaluate the degree of the shape error of the second optical element. If the evaluation is good, the measurement of the optical surface shape is completed and, if bad, the measurement of the optical surface shape is again performed. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、射出成形による樹脂製レンズ、プリズム等における高精度な光学素子の成形方法及びその光学素子に関する。   The present invention relates to a highly accurate optical element molding method for resin lenses, prisms, and the like by injection molding, and the optical element.

従来、例えばレンズ等の光学素子がある。旧来は、もっぱらガラス製の光学素子が用いられていたが、ガラス製の光学素子(例えばレンズ)は、正確な曲面を得るための研磨に高度な技術と時間がかかるため、大量生産が利かず高価であり、また重量もある。   Conventionally, there are optical elements such as lenses. Traditionally, glass optical elements have been used exclusively, but glass optical elements (for example, lenses) require high technology and time for polishing to obtain an accurate curved surface, so mass production does not work. It is expensive and heavy.

これに対して近年、金型を用いた射出成形によって大量生産が可能であると共に、非球面形状の曲面が容易に得られ、且つ軽量であるため小型機器にも組み付けが容易なプラスチック製の光学素子が多用されるようになってきた。   On the other hand, in recent years, plastic optics that can be mass-produced by injection molding using a mold, can be easily obtained with an aspherical curved surface, and are light in weight, and can be easily assembled into small devices. Many elements have been used.

ところで、ガラスは通常の温度の変化や湿度の変化に対して変形することが殆ど無く且つ剛性があるので圧力にも変形しにくいのに対し、プラスチックは、温度の変化や湿度の変化に対して変形しやすく、圧力に対しても変形しやすいという弱点がある。光学素子が変形したのではその機能を正常に発揮できない。   By the way, glass hardly deforms with respect to normal temperature changes and humidity changes, and because it is rigid, it is difficult to deform with pressure, whereas plastic is resistant to changes in temperature and humidity. There is a weak point that it is easily deformed and easily deforms against pressure. If the optical element is deformed, its function cannot be exhibited normally.

そこで、プラスチック製の光学素子には、その形状に様々な修正を加えることが考えられている。
例えば、レーザー走査光学系に使用される長尺のレンズ、大口径レンズ等の光学素子のように射出成形後における冷却で変形量が大きくなって設計許容範囲を越える誤差を生じ易い光学素子では、製造時における上記のような射出成形時の収縮や変形分を盛り込んで高精度な光学素子を得るべく射出成形用金型の鏡面駒を作成する。
Therefore, it is considered that various modifications are made to the shape of the plastic optical element.
For example, in an optical element such as a long lens used in a laser scanning optical system, an optical element such as a large-diameter lens, the amount of deformation is large due to cooling after injection molding, and an error exceeding the design allowable range is likely to occur. In order to obtain a highly accurate optical element by incorporating the shrinkage and deformation at the time of injection molding as described above at the time of manufacture, a mirror piece of an injection mold is created.

その方法として、所定の鏡面駒により作成された光学素子の光学機能面の形状を測定し、光学理想面形状からの形状誤差を算出し、その算出を基づいて、光学面形状を複数の各区域に分割し、関数で近似し、光学素子の形状誤差を相殺するような形状に鏡面駒の形部分を加工して、光学素子で成形時に発生する局所的な収縮及び変形を補正する方法が提案されている。(例えば、特許文献1参照。)
また、光学素子を本体装置に組み込む際に発生する応力で光学素子が変形することによって生じる設計精度からの誤差を補正すべく、上記の応力と同じ力を光学素子に加えた状態で光学面形状を測定し、形状誤差を求めて、この求めた形状誤差を相殺するような形状に鏡面駒の形部分を加工して射出成形を行うことにより、その光学素子が本体装置に組み込まれた際に高精度な光学性能を得られるようにする提案もなされている。(例えば、特許文献2参照。)
特許第2898197号(特開平07−060857号公報)([0006]〜[0008]、[0064]、図1、図5、図9) 特開2003−175531号公報([請求項1]、[要約]、図8)
As a method, the shape of the optical functional surface of the optical element created by a predetermined mirror piece is measured, the shape error from the optical ideal surface shape is calculated, and the optical surface shape is divided into a plurality of areas based on the calculation. A method of correcting local shrinkage and deformation that occurs during molding with an optical element by processing the shape of the specular piece into a shape that offsets the shape error of the optical element is proposed. ing. (For example, refer to Patent Document 1.)
In addition, in order to correct an error from the design accuracy caused by the deformation of the optical element due to the stress generated when the optical element is incorporated into the main unit, the optical surface shape is applied with the same force as the above stress applied to the optical element. Measure the shape error, determine the shape error, process the shape part of the specular piece into a shape that offsets the calculated shape error, and perform injection molding, so that when the optical element is incorporated into the main unit, Proposals have also been made to obtain accurate optical performance. (For example, see Patent Document 2.)
Japanese Patent No. 2898197 (Japanese Patent Laid-Open No. 07-060857) ([0006] to [0008], [0064], FIG. 1, FIG. 5, FIG. 9) Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-175531 ([Claim 1], [Summary], FIG. 8)

しかしながら、上記特許文献1又は2に記載の技術で示されている光学面形状の測定方法では、測定機の置かれている環境に光学素子がならされる。すなわち、光学素子の特性が精密測定を行う際の測定環境にならされてしまうという問題がある。   However, in the method for measuring an optical surface shape shown by the technique described in Patent Document 1 or 2, the optical element is leveled in the environment where the measuring machine is placed. That is, there is a problem that the characteristics of the optical element are adjusted to a measurement environment when performing precise measurement.

精密測定を行う環境は、通常、温度が20℃±3℃程度の室温に設定されており、その環境条件内に光学素子の特性が安定してしまう。そのため、その環境条件下で光学素子を扱う分には高精度な光学面形状を得ることができるが、実際の使用環境は、温度が高くなっている場合が多い。   The environment in which precise measurement is performed is normally set to a room temperature of about 20 ° C. ± 3 ° C., and the characteristics of the optical element are stabilized within the environmental conditions. Therefore, a highly accurate optical surface shape can be obtained by handling the optical element under the environmental conditions, but the actual use environment often has a high temperature.

特に、デジタルカメラ(デジタルカメラ付き携帯電話も同様)などの携帯型撮像装置が小型化かつ薄型化するにつれ、それらの撮像装置のCCD(Charge Coupled Device)等から成る撮像素子に近接して組み込まれて用いられる樹脂製のレンズ系では、撮像素子と最短距離にあるレンズとの間隔は1mmにも満たない。そして、使用中の撮像素子は60℃〜80℃近い高熱を発生する。そのため、レンズの光学面形状が変動して正しい機能を発揮できなくなるという問題があった。   In particular, as portable imaging devices such as digital cameras (similar to mobile phones with digital cameras) become smaller and thinner, they are built in close proximity to imaging devices such as CCDs (Charge Coupled Devices) of these imaging devices. In the resin lens system used for the above, the distance between the imaging element and the lens at the shortest distance is less than 1 mm. And the image pick-up element in use generate | occur | produces the high heat | fever close to 60 to 80 degreeC. For this reason, there has been a problem that the optical surface shape of the lens fluctuates and cannot function correctly.

本発明の課題は、上記従来の実情に鑑み、実際の使用環境下において高精度に機能する樹脂製のレンズ等の光学素子の成形方法及びその光学素子を提供することである。   An object of the present invention is to provide a method of molding an optical element such as a resin lens that functions with high accuracy in an actual use environment in view of the above-described conventional situation, and an optical element thereof.

先ず、第1の発明の光学素子の成形方法は、撮像装置の撮像素子に近接して組み込まれて用いられる光学素子の成形方法であって、仮鏡面駒を用いて第1の光学素子を形成する工程と、上記第1の光学素子を上記撮像素子への近接位置の上記撮像素子の使用温度領域の温度にならす工程と、上記温度にならした上記第1の光学素子の面形状を測定する工程と、該測定された上記第1の光学素子の面形状データに基づいて上記第1の光学素子の理想光学面形状との形状誤差量を算出する工程と、上記形状誤差量を相殺する方向に上記仮鏡面駒を修正加工する工程と、上記修正加工した仮鏡面駒を用いて第2の光学素子を形成する工程と、を含んで構成される。   First, a method for molding an optical element according to a first aspect of the invention is a method for molding an optical element that is incorporated in the vicinity of an imaging element of an imaging device, and the first optical element is formed using a temporary mirror surface piece. Measuring the surface shape of the first optical element adjusted to the temperature, the step of adjusting the temperature of the first optical element to the temperature of the use temperature region of the image pickup element in the vicinity of the image pickup element A step, a step of calculating a shape error amount with respect to the ideal optical surface shape of the first optical element based on the measured surface shape data of the first optical element, and a direction to cancel the shape error amount And the step of correcting the temporary mirror surface piece and the step of forming the second optical element using the corrected temporary mirror surface piece.

次に、第2の発明の光学素子の成形方法は、仮鏡面駒を用いて第1の光学素子を形成する工程と、上記第1の光学素子を所定の温度にならす工程と、上記所定の温度にならした上記第1の光学素子の面形状を測定する工程と、該測定された上記第1の光学素子の面形状データに基づいて、上記第1の光学素子の理想光学面形状との形状誤差量を算出する工程と、上記形状誤差量を相殺する方向に上記仮鏡面駒の面形状を修正した鏡面駒を作成する工程と、上記修正加工した上記鏡面駒を用いて第2の光学素子を形成する工程と、を含んで構成される。   Next, a method for forming an optical element according to a second aspect of the invention includes a step of forming the first optical element using a temporary mirror surface piece, a step of bringing the first optical element to a predetermined temperature, and the predetermined A step of measuring the surface shape of the first optical element adjusted to temperature, and an ideal optical surface shape of the first optical element based on the measured surface shape data of the first optical element. A step of calculating a shape error amount, a step of creating a mirror surface piece in which the surface shape of the temporary mirror surface piece is corrected in a direction to cancel the shape error amount, and a second optical element using the corrected mirror surface piece And a step of forming.

更に、第3の発明の光学素子の成形方法は、仮鏡面駒を用いて第1の光学素子を形成する工程と、上記第1の光学素子の理想光学面形状からの第一の形状誤差量を測定する工程と、温度40°〜80℃にならした上記第1の光学素子の理想光学面形状との面形状誤差量をシミュレーションにより算出する工程と、上記測定した第一の形状誤差量と上記シミュレーションから算出された面形状誤差量を加算することにより第二の形状誤差量を算出する工程と、上記第二の形状誤差量を相殺する方向に上記仮鏡面駒を修正加工する工程と、上記修正加工した仮鏡面駒を用いて第2の光学素子を形成する工程と、を含んで構成される。   Furthermore, the method for molding an optical element according to the third aspect of the invention includes a step of forming the first optical element using a temporary mirror surface piece, and a first shape error amount from an ideal optical surface shape of the first optical element. A step of calculating a surface shape error amount of the ideal optical surface shape of the first optical element at a temperature of 40 ° to 80 ° C. by simulation, and the measured first shape error amount A step of calculating a second shape error amount by adding the surface shape error amount calculated from the simulation, a step of correcting the temporary mirror surface piece in a direction to offset the second shape error amount, and Forming the second optical element using the corrected temporary mirror surface piece.

また、第4の発明の光学素子は、上記第1、第2又は第3の発明の光学素子の成形方法によって成形される。
更に、第5の発明の光学素子は、加熱により膨張する樹脂材料を射出成形することにより所定の光学面形状に成形される樹脂製の光学素子であって、温度20℃±3℃の測定雰囲気で測定された上記光学素子の面形状が、上記測定雰囲気よりも高温側で適宜設定された上記光学素子の使用環境に対応する温度における上記光学素子の面形状の上記光学素子の理想光学面形状からの形状誤差量に相当する膨張量を相殺する方向に、該理想光学面形状よりも小さく設定されたように構成される。
Moreover, the optical element of 4th invention is shape | molded by the shaping | molding method of the optical element of the said 1st, 2nd or 3rd invention.
Furthermore, an optical element according to a fifth aspect of the present invention is a resin-made optical element that is molded into a predetermined optical surface shape by injection molding a resin material that expands by heating, and is measured at a temperature of 20 ° C. ± 3 ° C. The ideal optical surface shape of the optical element is the surface shape of the optical element at a temperature corresponding to the use environment of the optical element, which is appropriately set on the higher temperature side than the measurement atmosphere. Is configured so as to be set smaller than the ideal optical surface shape in a direction to cancel out the expansion amount corresponding to the shape error amount.

このように、本発明によれば、金型の仮鏡面駒で射出成形した光学素子を実際の使用環境に近い温度状態にならした後その設計許容範囲すなわち理想光学面形状からの光学形状誤差量を算出し、その光学形状誤差量を相殺する方向に上記仮鏡面駒の面形状を修正した鏡面駒を作成し、該鏡面駒を用いて射出成形することによりプラスチックレンズ等における高精度な光学素子の成形方法及びその光学素子を提供することが可能となる。   Thus, according to the present invention, after the optical element injection-molded with the temporary mirror surface piece of the mold is brought to a temperature state close to the actual use environment, the design tolerance, that is, the optical shape error amount from the ideal optical surface shape Is calculated, and a mirror surface piece in which the surface shape of the temporary mirror surface piece is corrected in a direction that cancels the optical shape error amount is created, and injection molding is performed using the mirror surface piece, whereby a high-precision optical element such as a plastic lens is obtained. A molding method and an optical element thereof can be provided.

以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

図1は、第1の実施形態における金型の構成を示す模式的側断面図である。
図1に示すように、金型1は、固定金型2と可動金型3により構成されている。更に固定金型2および可動金型3にはそれぞれ光学素子を形成するための2組の2個1対となっている鏡面駒4(本例では、以下、この鏡面駒4を仮鏡面駒4ということにする)が着脱自在に備えられている。
FIG. 1 is a schematic side cross-sectional view showing a configuration of a mold in the first embodiment.
As shown in FIG. 1, the mold 1 includes a fixed mold 2 and a movable mold 3. Furthermore, each of the fixed mold 2 and the movable mold 3 has two pairs of mirror pieces 4 for forming an optical element (in this example, this mirror piece 4 is hereinafter referred to as a temporary mirror piece 4). Is detachable.

仮鏡面駒4は、2個一対で、固定金型2と可動金型3の押圧面5を中心として、射出成形品の光学面形状に対応する対向面を形成し、その対向面間に射出成形用樹脂材が注入されるキャビティ(cavity:鎔笵)6が形成されている。   The temporary mirror surface piece 4 is a pair of two, and forms a facing surface corresponding to the optical surface shape of the injection-molded product around the pressing surface 5 of the fixed mold 2 and the movable mold 3, and injection is performed between the facing surfaces. A cavity (cavity) 6 into which a molding resin material is injected is formed.

固定金型2の中央部には、射出成形用樹脂材が外部から注入されるスプルー(sprue:湯口)7が形成されている。そして、このスプルー7に導通し、固定金型2と可動金型3の押圧面5まで延在し、その押圧面5に添って左右(図で上下)に分岐するランナー(runner:湯道)8が形成されている。この分岐したランナー8は、それぞれより細いゲート8aを形成しつつキャビティ6に導通している。   A sprue (spout) 7 into which an injection molding resin material is injected from the outside is formed at the center of the fixed mold 2. The runner (runner: runner) that conducts to the sprue 7, extends to the pressing surface 5 of the fixed mold 2 and the movable mold 3, and branches left and right (up and down in the drawing) along the pressing surface 5. 8 is formed. The branched runners 8 are electrically connected to the cavity 6 while forming thinner gates 8a.

また、可動金型3には、可動金型3に挿通されて、上記ランナー8の固定金型2と可動金型3との押圧面5での分岐点まで伸び出すエジェクトピン(eject-pin:押出し棒)9が設けられている。   The movable mold 3 is inserted into the movable mold 3 and extends to a branch point at the pressing surface 5 between the fixed mold 2 and the movable mold 3 of the runner 8 (eject-pin: Extrusion rod) 9 is provided.

上記の仮鏡面駒4は、光学素子の理想光学面形状に対して、樹脂の収縮率を考慮した面形状に形成されている。すなわち、この仮鏡面駒4で射出成形された光学素子の冷却仕上がり後の形状が、設計許容範囲内に製造誤差が収まっている理想光学面形状を形成するように仮鏡面駒4の対向面が形成されている。   Said temporary mirror surface piece 4 is formed in the surface shape which considered the shrinkage | contraction rate of resin with respect to the ideal optical surface shape of an optical element. That is, the opposing surface of the temporary mirror surface piece 4 is formed so that the shape after cooling of the optical element injection-molded by the temporary mirror surface piece 4 forms an ideal optical surface shape in which a manufacturing error is within the design allowable range. Is formed.

図2は、上記の金型1の構成において、本例の光学素子を製造する工程を説明するフローチャートである。図2及び図1も参照しながら、本例の光学素子を製造する工程を以下に説明する。   FIG. 2 is a flowchart for explaining a process of manufacturing the optical element of this example in the configuration of the mold 1 described above. The process of manufacturing the optical element of this example will be described below with reference to FIGS.

図2において、先ず、仮鏡面駒4を用いた光学素子の成形を行う(S01)。
この処理工程では、図1において、先ず、溶融樹脂が不図示の射出成形ユニットから射出されてスプルー7に注入される。スプルー7に注入された溶融樹脂は、ランナー8及びゲート8aを介して、仮鏡面駒4で形成されているキャビティ6に充填されたのち冷却される。
In FIG. 2, first, an optical element using the temporary mirror surface piece 4 is molded (S01).
In this processing step, in FIG. 1, first, molten resin is injected from an injection molding unit (not shown) and injected into the sprue 7. The molten resin injected into the sprue 7 is cooled after being filled into the cavity 6 formed by the temporary mirror surface piece 4 via the runner 8 and the gate 8a.

キャビティ6内の成形品が冷却され、その形状が十分に固まって安定したタイミングで、可動金型3が図1の左方に移動して、固定金型2と可動金型3の押圧面5が分離されるとともに、エジェクトピン9が移動金型3側から伸び出して、金型1内で固形化された上記の成形品(光学素子)及び余剰樹脂部であるランナー8を取り出す。   The molded product in the cavity 6 is cooled, and when the shape is sufficiently solidified and stabilized, the movable mold 3 moves to the left in FIG. 1, and the fixed mold 2 and the pressing surface 5 of the movable mold 3 are moved. And the eject pin 9 extends from the moving mold 3 side, and the molded product (optical element) solidified in the mold 1 and the runner 8 that is an excess resin portion are taken out.

続いて、ランナー8に残留していた部分と成形品の部分を分離し、成形品の部分に連続して残る注入口8a部分の樹脂を除去して(ばり取りを行って)、仮鏡面駒4を用いた光学素子の成形が完了する。本例では、ここで得られた光学素子を「第一の光学素子」と言うことにする。   Subsequently, the portion remaining on the runner 8 and the portion of the molded product are separated, and the resin at the injection port 8a portion remaining continuously in the portion of the molded product is removed (deburring), and the temporary mirror surface piece The molding of the optical element using 4 is completed. In this example, the optical element obtained here is referred to as a “first optical element”.

上記に続いて、図2において、上記にように金型1から取り出した光学素子について、60℃の温度ならしを行う(S02)。
この処理工程では、上記光学素子(第一の光学素子)について、温度60℃の恒温槽に入れ、光学素子が60℃の温度に完全になれるまで放置する。
Subsequently to the above, in FIG. 2, the optical element taken out from the mold 1 as described above is subjected to a temperature adjustment at 60 ° C. (S02).
In this processing step, the optical element (first optical element) is placed in a constant temperature bath at a temperature of 60 ° C. and is left until the optical element is completely at a temperature of 60 ° C.

図3は、上記のような条件で、光学素子を温度60℃にならすまでの、光学素子の温度状態と時間の関係を示す図である。同図は横軸に時間を示し、縦軸に光学素子の温度を示している。   FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the temperature state of the optical element and time until the temperature of the optical element is adjusted to 60 ° C. under the above conditions. In the figure, the horizontal axis represents time, and the vertical axis represents the temperature of the optical element.

そして横軸の時間Txは、光学素子が縦軸の温度60℃にならされて温度が均衡するまでの時間を示している。
上記の放置時間は、光学素子の材料となる樹脂の種類に拘わりなく、24時間程度が好ましい。勿論、光学素子の大きさ、厚さ等により多少変動する。
The time Tx on the horizontal axis indicates the time until the temperature of the optical element is adjusted to 60 ° C. on the vertical axis and the temperature is balanced.
The standing time is preferably about 24 hours regardless of the type of resin used as the material of the optical element. Of course, it varies somewhat depending on the size and thickness of the optical element.

上記ののち、図2に示すように、面形状誤差の測定を行う(S03)。
この処理工程では、上記のように温度60℃に完全になれた光学素子を恒温槽から取り出し、面形状誤差を測定機で測定する。測定機は接触式測定機もしくは非接触測定機で行う。このような測定機としては、例えばTaylor Hobson製のフォームタリサーフ又は松下電器産業株式会社製の超高精度3次元測定機UA3Pなどがある。
After the above, as shown in FIG. 2, the surface shape error is measured (S03).
In this processing step, the optical element that is completely at a temperature of 60 ° C. as described above is taken out of the thermostatic bath, and the surface shape error is measured with a measuring instrument. The measuring device is a contact type measuring device or a non-contact measuring device. As such a measuring machine, there is, for example, a foam Talysurf manufactured by Taylor Hobson or an ultra-high precision three-dimensional measuring machine UA3P manufactured by Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.

図4は、接触式測定機の測定動作を模式的に示す図である。同図は、測定物11(例えばレンズ)と測定機のプローブ12を示している。プローブ12は、その探査端13を測定物11の被測定面14に接触させて、両方向矢印aで示すように被測定面14の面形状に倣いながら移動する。   FIG. 4 is a diagram schematically illustrating the measurement operation of the contact-type measuring machine. This figure shows a measuring object 11 (for example, a lens) and a probe 12 of a measuring machine. The probe 12 moves while following the surface shape of the surface 14 to be measured as indicated by a double-pointed arrow a with the probe end 13 in contact with the surface 14 to be measured of the object 11 to be measured.

この測定では、光学素子の光軸を含む断面に添って倣いながら移動して測定する。尚、非球面レンズの場合は、その3次元面形状における有効径(光学素子として有効に機能する面)全域の面形状に倣いながら移動して測定する。   In this measurement, the measurement is performed while moving along a cross section including the optical axis of the optical element. In the case of an aspherical lens, the measurement is performed by moving while following the surface shape of the entire effective diameter (surface effectively functioning as an optical element) in the three-dimensional surface shape.

なお、通常、測定機の置かれている精密測定を行う環境は、温度20℃±3℃程度の設定であるため、測定にあまり長時間を掛けると、せっかく60℃にならして恒温槽から取り出した光学素子が、測定環境の温度20℃±3℃ならされてしまう虞があるため、上記光学素子の面形状測定の完了までには長くとも30分程度以内で行うようにするのが好ましい。30以内であれば、光学素子が温度50℃以下にならない間に測定でき、温度60℃になれた光学素子の温度状態を崩す影響が少ない。   Normally, the environment where the measuring machine is used for precision measurement is set at a temperature of about 20 ° C ± 3 ° C. Therefore, if the measurement is carried out for a long time, the temperature will be raised to 60 ° C from the thermostatic chamber. Since the taken-out optical element may be adjusted to a temperature of the measurement environment of 20 ° C. ± 3 ° C., it is preferable to complete the measurement of the surface shape of the optical element within about 30 minutes at the longest. . If it is 30 or less, the optical element can be measured while the temperature does not fall below 50 ° C., and there is little influence on the temperature state of the optical element at a temperature of 60 ° C.

また、上記光学素子の測定は、恒温槽内と同一条件で測定するのが最も理想的な測定方法であるが、測定機を温度60℃のような高温の環境下に置いたのでは、高温のために測定精度に悪影響を及ぼすだけでなく測定機そのものが高温によって早期に劣化して故障する可能性があり、したがって実用的できでない。   The measurement of the optical element is the most ideal measurement method under the same conditions as in the thermostatic bath. However, if the measuring machine is placed in a high temperature environment such as a temperature of 60 ° C., the temperature is high. For this reason, not only does the measurement accuracy be adversely affected, but the measuring machine itself may deteriorate at an early stage due to high temperatures and break down, and thus is not practical.

続いて、仮鏡面駒4の面形状を測定して、仮鏡面駒4の形状データを得る。上記の測定機による測定により得られた光学素子の面形状データと、理想光学面形状とから、光学素子の温度60℃になれたときの面形状誤差が判明する。そして、その判明した光学素子の面形状誤差を仮鏡面駒4の形状データに対して相殺する方向に仮鏡面駒4を加工する加工データを算出する。   Subsequently, the surface shape of the temporary mirror surface piece 4 is measured to obtain the shape data of the temporary mirror surface piece 4. From the surface shape data of the optical element obtained by the measurement by the measuring instrument and the ideal optical surface shape, the surface shape error when the temperature of the optical element reaches 60 ° C. is found. Then, processing data for processing the temporary mirror surface piece 4 is calculated in a direction in which the surface shape error of the optical element thus found is offset with respect to the shape data of the temporary mirror surface piece 4.

そして、図2に示すように、その面形状誤差を相殺する方向に、仮鏡面駒4を修正加工する(S04)。
図5(a) 〜(d) は、上記の仮鏡面駒4を修正加工するまでに至る処理工程を模式的に示す図である。図5(a) は、図1に示した仮鏡面駒4(ただし可動と固定のうちいずれか一方の駒のみを示し他方の駒は図示を省略している、以下同様)とその仮鏡面駒4によって、図2の処理工程S01で説明したように作成された光学素子(第1の光学素子)15を示している。
Then, as shown in FIG. 2, the temporary mirror surface piece 4 is corrected in a direction to cancel the surface shape error (S04).
FIGS. 5A to 5D are diagrams schematically showing the processing steps up to the correction processing of the temporary mirror surface piece 4 described above. FIG. 5 (a) shows the temporary mirror surface piece 4 shown in FIG. 1 (however, only one of the movable and fixed pieces is shown and the other piece is not shown, the same applies hereinafter) and the temporary mirror surface piece. 4 shows the optical element (first optical element) 15 created as described in the processing step S01 of FIG.

次に、図5(b) は、温度ならしを終えた第1の光学素子15を、仮鏡面駒4と共に示している。この図5(b) における第1の光学素子15のハッチングで示す部分は、図2の処理工程S02で説明した温度60℃の温度ならしと、同じく図2の処理工程S03で説明した測定によって得られた面形状誤差16である。尚、この図5(b) に示す面形状誤差16の図形は、光学面形状の誤差の厚さそのものを示すものではなく、見て分かり易いように誤差の程度(大きさ)を表しているものである。   Next, FIG. 5B shows the first optical element 15 that has finished the temperature adjustment together with the temporary mirror surface piece 4. The portion shown by hatching of the first optical element 15 in FIG. 5B is obtained by the temperature leveling of 60 ° C. described in the processing step S02 of FIG. 2 and the measurement described in the processing step S03 of FIG. The obtained surface shape error is 16. Note that the surface shape error 16 figure shown in FIG. 5B does not indicate the thickness of the optical surface shape error, but represents the degree (size) of the error for easy understanding. Is.

そして、図5(c) は、その面形状誤差16を相殺する方向に仮鏡面駒4を修正加工する状態を示している。この修正加工では、図5(a) に示す仮鏡面駒4の面を、上記の測定によって得られた面形状誤差を相殺する方向に修正加工する。   FIG. 5C shows a state in which the temporary mirror surface piece 4 is corrected in a direction that cancels the surface shape error 16. In this correction processing, the surface of the temporary mirror surface piece 4 shown in FIG. 5A is corrected in a direction to cancel the surface shape error obtained by the above measurement.

この例では、図5(b) に示す温度ならし後の第1の光学素子15は、温度になれた分だけ変形(膨張)しているので、その膨張によって測定された面形状誤差16を相殺する分だけ、仮鏡面駒4の面を削り取るように加工する。   In this example, the first optical element 15 after the temperature adjustment shown in FIG. 5 (b) is deformed (expanded) by an amount corresponding to the temperature. Therefore, the surface shape error 16 measured by the expansion is changed. The amount of offset is processed so that the surface of the temporary mirror surface piece 4 is scraped off.

これにより、図5(d) に示すように、面形状誤差16を相殺する方向に仮鏡面駒4を修正加工して形成された修正鏡面駒17が出来上がる。尚、別途の鏡面駒材料から仮鏡面駒の面形状を修正した面形状を有する鏡面駒を作成してもよい。   As a result, as shown in FIG. 5D, a corrected mirror surface piece 17 formed by correcting the temporary mirror surface piece 4 in the direction to cancel the surface shape error 16 is completed. In addition, you may create the mirror surface piece which has the surface shape which corrected the surface shape of the temporary mirror surface piece from the separate mirror surface piece material.

これに続いて、図2に示すように、仮鏡面駒4を修正加工した修正鏡面駒17を用いた光学素子の成形を行う(S05)。
これにより、図5(d) に示すように、第2の光学素子18が得られる。そして、最後に上記にようにして得られた第2の光学素子18を、温度ならしをおこなってから評価する(S06)。
Subsequently, as shown in FIG. 2, an optical element is formed using the modified mirror piece 17 obtained by modifying the temporary mirror piece 4 (S05).
As a result, the second optical element 18 is obtained as shown in FIG. Finally, the second optical element 18 obtained as described above is evaluated after temperature adjustment (S06).

この処理工程では、上記の第2の光学素子18を、第1の光学素子15の場合と同一の条件で温度ならしをしたのち、同じく第1の光学素子15の場合と同一の条件で光学面形状を測定して、形状誤差の程度を評価する。   In this processing step, the temperature of the second optical element 18 is adjusted under the same conditions as in the case of the first optical element 15, and then the optical conditions are the same as in the case of the first optical element 15. The surface shape is measured to evaluate the degree of shape error.

この評価の工程で、形状誤差の程度が所定の許容範囲よりも大きいときは、上記の修正鏡面駒17を最初の仮鏡面駒4であるとみなして、図2における工程S01〜S06を繰り返す。   In this evaluation process, when the degree of the shape error is larger than a predetermined allowable range, the corrected mirror surface piece 17 is regarded as the first temporary mirror surface piece 4 and steps S01 to S06 in FIG. 2 are repeated.

そして、上記S06の評価の工程で、形状誤差の程度が所定の許容範囲内である、つまり評価が良ければ、その第2の光学素子18を最終製品の見本とする。すなわち、第2の光学素子18を作成した修正鏡面駒17を本鏡面駒として、光学素子の大量生産に取り掛かる。   Then, in the evaluation step of S06, if the degree of the shape error is within a predetermined allowable range, that is, if the evaluation is good, the second optical element 18 is used as a sample of the final product. That is, the modified mirror surface piece 17 on which the second optical element 18 is created is used as a main mirror surface piece to start mass production of optical elements.

このようにして本例の最終製品である光学素子が作成される。この最終製品の光学素子は、温度60℃のときに、その光学面形状が光学理想面形状を形成するように作成されているので、温度が20℃±3℃のときの光学面形状が光学理想面形状を形成つまり通常の状態で測定されて良しとされてきた形状に成形されている従来品に比較して、温度によっても大きく変形することがない。   In this way, an optical element which is the final product of this example is produced. Since the optical element of this final product is created so that its optical surface shape forms an optical ideal surface shape when the temperature is 60 ° C., the optical surface shape when the temperature is 20 ° C. ± 3 ° C. is optical. Compared to a conventional product that is formed into an ideal surface shape, that is, a shape that has been measured and measured in a normal state, it is not greatly deformed by temperature.

図6(a) は、本例の最終製品の光学素子の温度による変形の例を模式的に示す図であり、同図(b) は従来品の温度による変形の例を模式的に示す図である。
図6(a) に示すように温度60℃のとき正常な光学面形状を示す本例の最終製品の光学素子では、温度が20℃と低いときでも正常値からの差が下に40%であるので変形は少なく、温度が80℃と高いときでも正常値からの差が上に20℃であるので変形が少ない。つまり、温度が20℃〜80℃と広い温度範囲で変形の程度が小さい。したがって、この最終製品の光学素子が、本体装置に組み込まれて実用段階で用いられても、機能が大きく変わることは無い。
FIG. 6 (a) is a diagram schematically showing an example of deformation due to temperature of the optical element of the final product of this example, and FIG. 6 (b) is a diagram schematically showing an example of deformation due to temperature of the conventional product. It is.
As shown in FIG. 6 (a), in the final product optical element showing a normal optical surface shape at a temperature of 60 ° C., even when the temperature is as low as 20 ° C., the difference from the normal value is 40% below. Therefore, the deformation is small, and even when the temperature is as high as 80 ° C., the difference from the normal value is 20 ° C., so the deformation is small. That is, the degree of deformation is small in a wide temperature range of 20 ° C. to 80 ° C. Therefore, even if the optical element of this final product is incorporated in the main body device and used in a practical stage, the function does not change greatly.

これに対して、図5(b) に示すように温度20℃のとき正常な光学面形状を示す従来品の光学素子では、温度が60℃では正常値からの差が上に40℃であるので変形が大きくなり、更に温度が80℃になると正常値からの差が60℃にもなるので変形が更に大きくなる。つまり、全体として温度が20℃〜80℃の温度範囲で変形の程度が大きい。したがって、このような光学素子が本体装置に組み込まれたときは、それが例えばCCDに近接して配設されて、使用中のCCDから発生する80℃の高温な環境下に置かれたときは、正常な機能が発揮できない。   On the other hand, as shown in FIG. 5 (b), in the conventional optical element showing a normal optical surface shape at a temperature of 20 ° C., the difference from the normal value is 40 ° C. at a temperature of 60 ° C. Therefore, the deformation becomes large, and when the temperature further reaches 80 ° C., the difference from the normal value becomes 60 ° C., so the deformation becomes further large. That is, the degree of deformation is large in the temperature range of 20 ° C. to 80 ° C. as a whole. Therefore, when such an optical element is incorporated in the main unit, when it is placed in the vicinity of the CCD and placed in a high temperature environment of 80 ° C. generated from the CCD in use, for example. Normal function cannot be demonstrated.

図7は、第2の実施形態における光学素子の成形方法の工程を説明するフローチャートである。
図8(a) 〜(d) は、その光学素子の成形方法の工程を分かり易く模式的に示す図である。これらの図7及び図8(a) 〜(d) を用いて第2の実施形態における光学素子の成形方法について説明する。
FIG. 7 is a flowchart for explaining the steps of the optical element molding method according to the second embodiment.
FIGS. 8A to 8D are diagrams schematically showing the steps of the molding method of the optical element in an easy-to-understand manner. A method for molding an optical element according to the second embodiment will be described with reference to FIGS. 7 and 8A to 8D.

先ず、図7及び図8(a) において、仮鏡面駒4を用いた光学素子の成形を行う(S101)。この処理工程は、図2の処理工程S01と同一である。
図8(a) は、図1に示した仮鏡面駒4(ただし可動と固定のうちいずれか一方の駒のみを示し他方の駒は図示を省略している、以下同様)とその仮鏡面駒4によって、上記図7の処理工程S101で説明したように作成された光学素子(第1の光学素子)15を示している。
First, in FIG.7 and FIG.8 (a), the optical element using the temporary mirror surface piece 4 is shape | molded (S101). This processing step is the same as the processing step S01 in FIG.
FIG. 8 (a) shows the temporary mirror surface piece 4 shown in FIG. 1 (however, only one of movable and fixed pieces is shown and the other piece is not shown, the same applies hereinafter) and its temporary mirror surface piece. 4 shows the optical element (first optical element) 15 created as described in the processing step S101 of FIG.

次に、面形状誤差の測定を行う(S102)。この処理工程は、図2の処理工程S0
3と同一である。
ただし、本例では上記の仮鏡面駒4を用いて成形された光学素子を、温度ならしせずにそのまま面形状誤差を測定する。そして、これで得られた形状誤差を、図8(b) に示すように、第1の形状誤差とする。これは本質的に通常の環境における仮鏡面駒4の面形状誤差である。
Next, a surface shape error is measured (S102). This processing step is the processing step S0 in FIG.
3 is the same.
However, in this example, the surface shape error of the optical element molded using the temporary mirror surface piece 4 is measured as it is without adjusting the temperature. Then, the shape error thus obtained is set as a first shape error as shown in FIG. This is essentially a surface shape error of the temporary mirror piece 4 in a normal environment.

続いて、撮像素子付近での温度状態にならしたときの形状誤差をシミュレーションにより算出する(S103)。このような樹脂製光学素子の経時的特性変化のシミュレーションの手法については、例えば特開2004−012249号公報に開示されている。   Subsequently, a shape error when the temperature is adjusted near the image sensor is calculated by simulation (S103). For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-012249 discloses a technique for simulating the change in characteristics of a resin optical element over time.

これを、温度ならしの形状算出シミュレーションに適用すれば、一例として、例えば、a.光学素子の3次元形状生成工程、b.有限要素法解析モデル生成工程、及び、c.変形量算出工程とで行うことになる。   If this is applied to a temperature calculation shape calculation simulation, for example, a. A three-dimensional shape generation step of the optical element; b. A finite element method analysis model generation step; and c. This is performed in the deformation amount calculation step.

a.の光学素子の3次元形状生成工程は、上述した処理工程S101及びS102が対応する。b.の有限要素法解析モデル生成工程には、各光学材料の拡散定数を実測して入力する拡散定数算出工程が含まれる。尚、拡散定数算は、20℃±3℃にならした状態にしたときの値を用いる。そして、c.の変形量算出工程では、光学素子の温度ならし後の変形量を算出する。   a. The above-described processing steps S101 and S102 correspond to the optical element three-dimensional shape generation step. b. The finite element method analysis model generation step includes a diffusion constant calculation step of measuring and inputting the diffusion constant of each optical material. The diffusion constant calculation uses a value obtained when the temperature is adjusted to 20 ° C. ± 3 ° C. And c. In the deformation amount calculation step, the deformation amount after the temperature adjustment of the optical element is calculated.

上記に続いて、既に得られている第1の形状誤差に、シミュレーションからの誤差を加算する(S104)。この処理工程では、先ず、上記のようにシミュレーションで得られた光学素子の変形量から光学理想面形状との誤差を算出する。これにより例えば図8(c) に示すように、シミュレーションにより算出された形状と光学理想面形状との誤差量が得られる。   Subsequently to the above, an error from the simulation is added to the already obtained first shape error (S104). In this processing step, first, an error from the optical ideal surface shape is calculated from the deformation amount of the optical element obtained by the simulation as described above. As a result, for example, as shown in FIG. 8C, an error amount between the shape calculated by the simulation and the optical ideal surface shape is obtained.

そして、この誤差量を、図8(b),(c) に示すように、第1の形状誤差に加算する。この加算結果を、図8(d) に示すように、第2の形状誤差(図5(b) の面形状誤差16に対応)とする。   Then, as shown in FIGS. 8B and 8C, this error amount is added to the first shape error. This addition result is taken as a second shape error (corresponding to the surface shape error 16 in FIG. 5 (b)) as shown in FIG. 8 (d).

続いて、図7に示すように、その面形状誤差(第2の形状誤差)を相殺する方向に、仮鏡面駒4を修正加工する(S105)。この処理工程は、図2の処理工程S04、及び図5(c) の図に対応する。   Subsequently, as shown in FIG. 7, the temporary mirror surface piece 4 is corrected in a direction to cancel the surface shape error (second shape error) (S105). This processing step corresponds to the processing step S04 in FIG. 2 and the diagram in FIG.

そして、その仮鏡面駒4を修正加工した修正鏡面駒を用いた光学素子の成形を行う(S106)。この処理工程は、図2の処理工程S05、及び図5(d) の図に対応する。これにより、この場合も第2の光学素子18が得られる。   Then, an optical element is formed using the corrected mirror piece obtained by correcting the temporary mirror piece 4 (S106). This processing step corresponds to the processing step S05 in FIG. 2 and the diagram in FIG. Thereby, also in this case, the second optical element 18 is obtained.

そして、最後に、図7に示すように、上記にようにして得られた第2の光学素子18を、温度ならし条件下で評価する(S107)。この処理工程は、図2の処理工程S06の処理工程と同一である。   Finally, as shown in FIG. 7, the second optical element 18 obtained as described above is evaluated under a temperature-conditioning condition (S107). This processing step is the same as the processing step S06 in FIG.

この評価の工程で、形状誤差の程度が所定の許容範囲よりも大きいときは、上記の修正鏡面駒を最初の仮鏡面駒4であるとみなして、図7における処理工程S101〜S107を繰り返す。   In this evaluation process, when the degree of the shape error is larger than the predetermined allowable range, the above-described corrected mirror surface piece is regarded as the first temporary mirror surface piece 4, and the processing steps S101 to S107 in FIG. 7 are repeated.

そして、上記S107の評価の工程で、形状誤差の程度が所定の許容範囲内である、つまり評価が良ければ、その第2の光学素子18を最終製品の見本とする。すなわち、第2の光学素子18を作成した修正鏡面駒を本鏡面駒として、光学素子の大量生産に取り掛かる。   In the evaluation step of S107, if the degree of the shape error is within a predetermined allowable range, that is, if the evaluation is good, the second optical element 18 is used as a sample of the final product. That is, the modified mirror surface piece on which the second optical element 18 is created is used as the main mirror surface piece, and mass production of the optical element is started.

このようにして本例の最終製品である光学素子が作成される。この最終製品の光学素子は、温度60℃のときの形状を示すシミュレーションに基づいて、その光学面形状が光学理想面形状を形成するように作成されているので、温度が20℃±3℃のときの状態で光学面形状が光学理想面形状に形成されている従来品に比較して、既に図6で説明したように、温度によっても大きく変形することがない。   In this way, an optical element which is the final product of this example is produced. Since the optical element of the final product is created so that the optical surface shape forms the optical ideal surface shape based on the simulation showing the shape at a temperature of 60 ° C., the temperature is 20 ° C. ± 3 ° C. Compared with the conventional product in which the optical surface shape is formed in the optical ideal surface shape in the state of time, as already explained in FIG.

尚、実施例1又は2では、2個1対の鏡面駒4からなるレンズ形状を用いて説明したが、これに限ることなく、光学素子は、複数の光学機能面を有するプリズム形状でもよく、更に光学機能面は、球面、非球面、またはフレネル面(DOE)のような回転対称軸を有さない自由曲面形状でも構わない。   In addition, in Example 1 or 2, although demonstrated using the lens shape which consists of two pairs of mirror surface pieces 4, not only this but an optical element may be a prism shape which has a some optical function surface, Further, the optical functional surface may be a spherical surface, an aspherical surface, or a free curved surface shape having no rotational symmetry axis such as a Fresnel surface (DOE).

一実施形態における金型の構成を示す模式的側断面図である。It is a typical sectional side view which shows the structure of the metal mold | die in one Embodiment. 本例の金型の構成において本例の光学素子を製造する工程を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the process of manufacturing the optical element of this example in the structure of the metal mold | die of this example. 温度60℃の恒温槽に入れて放置した光学素子が60℃の温度に完全になれるまでの光学素子の温度状態と時間の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the temperature state of an optical element and time until the optical element left to put in the thermostat of 60 degreeC will be completely set to the temperature of 60 degreeC. 接触式測定機の測定動作を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the measurement operation | movement of a contact-type measuring device. (a) 〜(d) は仮鏡面駒を修正加工するまでに至る処理工程を模式的に示す図である。(a)-(d) is a figure which shows typically the processing process until it corrects a temporary mirror surface piece. (a) は本例の最終製品の光学素子の温度による変形の例を模式的に示す図、(b) は従来品の温度による変形の例を模式的に示す図である。(a) is a figure which shows typically the example of the deformation | transformation by the temperature of the optical element of the final product of this example, (b) is a figure which shows typically the example of the deformation | transformation by the temperature of a conventional product. 第2の実施形態における光学素子の成形方法の工程を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the process of the shaping | molding method of the optical element in 2nd Embodiment. (a) 〜(d) は第2の実施形態における光学素子の成形方法の工程を分かり易く模式的に示す図である。(a)-(d) is a figure which shows typically the process of the shaping | molding method of the optical element in 2nd Embodiment intelligibly.

符号の説明Explanation of symbols

1 金型
2 固定金型
3 可動金型
4 鏡面駒(仮鏡面駒)
5 押圧面
6 キャビティ(cavity:鎔笵)
7 スプルー(sprue:湯口)
8 ランナー(runner:湯道)
9 エジェクトピン(eject-pin:押出し棒)
11 測定物
12 プルーブ
13 探査端
14 被測定面
15 光学素子(第1の光学素子)
16 面形状誤差
17 修正鏡面駒
18 第2の光学素子

1 Mold 2 Fixed mold 3 Movable mold 4 Mirror face piece (temporary mirror face piece)
5 Pressing surface 6 Cavity
7 sprue
8 runners (runner)
9 Eject-pin (extruded rod)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Measurement object 12 Probe 13 Exploration end 14 Surface to be measured 15 Optical element (1st optical element)
16 Surface shape error 17 Corrected mirror piece 18 Second optical element

Claims (10)

撮像装置の撮像素子に近接して組み込まれて用いられる光学素子の成形方法であって、
仮鏡面駒を用いて第1の光学素子を形成する工程と、
前記第1の光学素子を前記撮像素子の近接位置での使用温度領域の温度にならす工程と、
前記温度にならした前記第1の光学素子の面形状を測定する工程と、
該測定された前記第1の光学素子の面形状データに基づいて、前記第1の光学素子の理想光学面形状との形状誤差量を算出する工程と、
前記形状誤差量を相殺する方向に前記仮鏡面駒の面形状を修正した鏡面駒を作成する工程と、
前記修正加工した前記鏡面駒を用いて第2の光学素子を形成する工程と、
を含むことを特徴とする光学素子の成形方法。
A method of molding an optical element that is used in the vicinity of an imaging element of an imaging apparatus,
Forming a first optical element using a temporary mirror surface piece;
Leveling the first optical element to a temperature in a use temperature range at a position close to the imaging element;
Measuring the surface shape of the first optical element at the temperature; and
Calculating a shape error amount from the ideal optical surface shape of the first optical element based on the measured surface shape data of the first optical element;
Creating a mirror piece that corrects the surface shape of the temporary mirror piece in a direction to offset the shape error amount; and
Forming a second optical element using the corrected mirror piece;
A method for forming an optical element, comprising:
仮鏡面駒を用いて第1の光学素子を形成する工程と、
前記第1の光学素子を所定の温度にならす工程と、
前記所定の温度にならした前記第1の光学素子の面形状を測定する工程と、
該測定された前記第1の光学素子の面形状データに基づいて、前記第1の光学素子の理想光学面形状との形状誤差量を算出する工程と、
前記形状誤差量を相殺する方向に前記仮鏡面駒の面形状を修正した鏡面駒を作成する工程と、
前記修正加工した前記鏡面駒を用いて第2の光学素子を形成する工程と、
を含むことを特徴とする光学素子の成形方法。
Forming a first optical element using a temporary mirror surface piece;
The step of bringing the first optical element to a predetermined temperature;
Measuring the surface shape of the first optical element at the predetermined temperature;
Calculating a shape error amount from the ideal optical surface shape of the first optical element based on the measured surface shape data of the first optical element;
Creating a mirror piece that corrects the surface shape of the temporary mirror piece in a direction to offset the shape error amount; and
Forming a second optical element using the corrected mirror piece;
A method for forming an optical element, comprising:
前記第1の光学素子をならす前記温度は、40℃〜80℃の間に設定された温度であることを特徴とする請求項1記載の光学素子の成形方法。   The method for molding an optical element according to claim 1, wherein the temperature at which the first optical element is leveled is a temperature set between 40C and 80C. 前記第1の光学素子を前記温度にならす工程は、恒温槽により行われることを特徴とする請求項1記載の光学素子の成形方法。   The method of molding an optical element according to claim 1, wherein the step of adjusting the temperature of the first optical element is performed by a thermostatic bath. 前記第1の光学素子の面形状を測定する工程は、温度20℃±3℃の測定雰囲気中で行われることを特徴とする請求項1記載の光学素子の成形方法。   The method for molding an optical element according to claim 1, wherein the step of measuring the surface shape of the first optical element is performed in a measurement atmosphere at a temperature of 20 ° C ± 3 ° C. 前記測定雰囲気中で測定完了するまでの測定経過時間は30分以内であることを特徴とする請求項4記載の光学素子の成形方法。   5. The method for molding an optical element according to claim 4, wherein a measurement elapsed time until the measurement is completed in the measurement atmosphere is within 30 minutes. 仮鏡面駒を用いて第1の光学素子を形成する工程と、
前記第1の光学素子の理想光学面形状からの第一の形状誤差量を測定する工程と、
温度40°〜80℃にならした前記第1の光学素子の理想光学面形状との面形状誤差量をシミュレーションにより算出する工程と、
前記測定した第一の形状誤差量と前記シミュレーションから算出された面形状誤差量を加算することにより第二の形状誤差量を算出する工程と、
前記第二の形状誤差量を相殺する方向に前記仮鏡面駒を修正加工する工程と、
前記修正加工した仮鏡面駒を用いて第2の光学素子を形成する工程と、
を含むことを特徴とする光学素子の成形方法。
Forming a first optical element using a temporary mirror surface piece;
Measuring a first shape error amount from an ideal optical surface shape of the first optical element;
Calculating a surface shape error amount from the ideal optical surface shape of the first optical element at a temperature of 40 ° to 80 ° C. by simulation;
Calculating the second shape error amount by adding the measured first shape error amount and the surface shape error amount calculated from the simulation;
Correcting the temporary mirror piece in a direction to cancel the second shape error amount; and
Forming a second optical element using the corrected temporary mirror surface piece;
A method for forming an optical element, comprising:
前記第一の形状誤差を測定する環境は、温度20℃±3℃の測定環境であることを特徴とする請求項7記載の光学素子の成形方法。   The method for molding an optical element according to claim 7, wherein the environment for measuring the first shape error is a measurement environment at a temperature of 20 ° C. ± 3 ° C. 請求項1、2、又は7記載の方法により成形されたことを特徴とする光学素子。   An optical element formed by the method according to claim 1, 2, or 7. 加熱により膨張する樹脂材料を射出成形することにより所定の光学面形状に成形される樹脂製の光学素子であって、
温度20℃±3℃の測定雰囲気で測定された前記光学素子の面形状が、前記測定雰囲気よりも高温側で適宜設定された前記光学素子の使用環境に対応する温度における前記光学素子の面形状の前記光学素子の理想光学面形状からの形状誤差量に相当する膨張量を相殺する方向に、該理想光学面形状よりも小さく設定されたことを特徴とする光学素子。

A resinous optical element formed into a predetermined optical surface shape by injection molding a resin material that expands by heating,
The surface shape of the optical element measured in a measurement atmosphere at a temperature of 20 ° C. ± 3 ° C., the surface shape of the optical element at a temperature corresponding to the use environment of the optical element appropriately set on the higher temperature side than the measurement atmosphere An optical element characterized in that the optical element is set to be smaller than the ideal optical surface shape in a direction to cancel out an expansion amount corresponding to a shape error amount from the ideal optical surface shape of the optical element.

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