JP2006298692A - ビーム整形素子の成形方法および該方法により製造されたビーム整形素子 - Google Patents

Abstract

【課題】 高精度の偏心精度を有する方形のビーム整形素子を量産性よく成形できる成形方法および該方法により製造されたビーム整形素子を提供すること。
【解決手段】 両面がシリンドリカル面、または、片面がシリンドリカル面であり他方の面がアナモフィック面である外形形状が四角であるビーム整形素子の製造方法であって、各面を形成する１組の金型を使用して、１回の成形で複数個のビーム整形素子が並んだ成形品を成形作製し、該成形品を個々のビーム整形素子に切断することを特徴とする、ビーム整形素子の製造方法。
【選択図】なし

Description

青色レーザダイオード（ＬＤ）などの楕円形状の出力光を、円形に変換するビーム整形素子の成形方法および該方法により製造されたビーム整形素子に関する。

一般に、ピックアップ光学系で用いられる光源はＬＤであり、その射出ビームは楕円形の発散ビームである。この発散ビームをそのまま対物レンズで収束させると、ビームを円形の記録領域の−部のみに照射したり記録領域の外部にも照射したりするとことなり、記録や再生の正確度が低下する。したがって記録媒体上での断面が円形となるようにビーム整形を行う必要がある。

特に近年では光源に青色半導体レーザーが用いられているが、波長が短くなったことにより記録再生の信号に要求される精度は厳しくなっている。ところが現在青色レーザーの出力は弱く、精度良く記録再生するのに十分なレーザーパワーを確保できていない。これを解決する為にはＬＤから出てくる楕円のビーム断面を円形のビーム断面に整形することでレーザーの利用効率を高める必要があり、その為のビーム整形技術が非常に重要になってきている。

ビーム整形は通常ビーム整形素子によって行われる。これにより発散ビームを直接整形し、しかもほとんど収差を発生させることなく断面を略円形状のビームを作成することができる。このような素子として両面シリンドリカル面のビーム整形素子 （特許文献１）、あるいは、片面シリンドリカル面、もう一方の面がアナモフィック面のビーム整形素子が提案されている。

このようなビーム整形素子では、各シリンドリカル面の母線間の偏心精度は高いものが要求される（平行偏心で約１〜１０μｍ、傾き偏心で約１〜１０分程度）。

また、上記のようなビーム整形素子は、ピックアップ組み込み時に高精度なアライメント作業が必要であり、調整方法が非常に困難となっている（平行偏心で約１〜１０μｍ、傾き偏心で１〜５分レベル）。

ビーム整形素子は一般にＬＤ直近に配置され、小さいビーム径で素子と対面する。従って、非常に密度の高いエネルギーが素子に加わることになるので、プラスチックレンズを使用することができず、ガラスでの製品化が不可欠となっている。しかしながら、一般にガラスでレンズは再加熱法で成形され、サイクルタイムが〜２０分もかかり効率が悪く量産には不向きである。また整形素子はその特異な形状から素子回転方向の組み込みアライメントが必要になる為、方形の整形素子が望まれているが、方形の外形を精度よく成形するのは現状困難となっている。
特開２００２−２０８１５９号公報

本発明は上記事情に鑑みなされたものであり、高精度の偏心精度を有する方形のビーム整形素子を量産性よく成形できる成形方法および該方法により製造されたビーム整形素子を提供することを目的とする。

本発明は、両面がシリンドリカル面、または、片面がシリンドリカル面であり他方の面がアナモフィック面である外形形状が四角であるビーム整形素子の製造方法であって、各面を形成する１組の金型を使用して、１回の成形で複数個のビーム整形素子が並んだ成形品を作製し、該成形品を個々のビーム整形素子に切断することを特徴とする、ビーム整形素子の製造方法。
に関する。

図１に両面シリンドリカル面のビーム整形素子を作製する際に使用する一組の上下金型の模式的断面図の一例を示す。

上金型は、金型母材３上にシリンドリカル面（ＨＩＪＫＧ）４が形成されてなり、その金型断面は、長方形ＡＢＣＤと辺ＣＤの長さ以下の長さの辺ＥＦを有する長方形ＥＦＧＨ、辺ＨＧ上に形成されたシリンドリカル断面ＩＪＫよりなる。該シリンドリカル断面は、図１においては凸型形状であり、円弧面あるいは非円弧面を含んでいる。また、該シリンドリカル断面は、シリンドリカル面の中央に位置することが好ましいが、下記「既定値」が満たされるようにシリンドリカル面が形成されている限り、その態様に限定されるものではない。また、シリンドリカル断面ＩＪＫを有する辺ＨＧを含む母線方向の面が、上金型のシリンドリカル面である。

本発明においては、図１の金型断面が記載されている紙面に垂直な方向を「母線方向」と定義し、母線に垂直な方向、例えば辺ＡＢに平行な方向を「子線方向」と定義する。本発明においては、「平行」あるいは「垂直」は、それぞれ「略平行」あるいは「略垂直」で表される概念で使用されており、本明細書においては「略」は、６０分（１度）以下を意味している。

本発明においては、辺ＥＨまたは辺ＦＧを含む母線方向の金型側面（平面）、特に辺ＥＨを含む金型側面を「上金型基準面１」と定義する。以下には、該基準面１を中心に説明するが、もちろん辺ＥＧを含む金型側面を「上金型基準面２」として下記記載を適用してもよいし、「上金型基準面１」と「上金型基準面２」の両者に下記記載を適用してもよい。

本発明で使用する上金型は、非円弧軸あるいは円弧中心軸とシリンドリカル断面ＩＪＫとの交点が母線方向に繋がる線（「上金型母線」という）を有するように加工されたシリンドリカル面を有する。なお、「非円弧軸」とは、非球面式および非球面係数で定義される非円弧形状の線対称形状の中心線で定義され、「円弧中心軸」とは、金型の円弧加工領域の両端（図１のＩとＫ）の垂直二等分線で定義される。

さらに、本発明で使用する上金型は、上金型母線と上金型基準面１との間の距離が既定値になるように加工されてなる。

下金型２は、金型母材３上に成形面（ｈｉｊｋｇ）が形成されており、その断面は、長方形ａｂｃｄと辺ｃｄの長さ以下の長さの辺ｅｆを有する長方形ｅｆｇｈ、辺ｈｇ上に形成されたシリンドリカル断面ｉｊｋよりなる。該シリンドリカル断面は、図１においては凹型形状であり、円弧面あるいは非円弧面を含んでいる。シリンドリカル断面ｉｊｋを有する辺ｈｇを含む母線方向の面が、下金型のシリンドリカル面である。

また、本発明においては、辺ｅｈまたは辺ｆｇを含む母線方向の金型側面（平面）、特に辺ｅｈを含むシリダー面を「下金型基準面１」と定義する。以下には該基準面１を中心に説明するが、もちろんｆｇを含む金型側面を「上金型基準面２」として、下記記載を適用してもよいし、「下金型基準面１」と「下金型基準面２」の両者に下記記載を適用してもよい。

本発明で使用する下金型は、非円弧軸あるいは円弧中心軸とシリンドリカル断面ｉｊｋとの交点が母線方向に繋がる線（「下金型母線」という）を有するように加工されたシリンドリカル面を有する。

本発明で使用する下金型は、下金型母線と下金型基準面１との間の距離が既定値になるように加工されてなる。

本発明において「既定値」とは、上金型基準面１と下金型基準面１を同一平面においた状態において、上金型母線と上金型基準面１の間の距離と、下金型母線と下金型基準面１の間の距離との差が、目的とするビーム整形素子の各シリンドリカル面に要求される平行偏心公差（１〜１０μｍ）の約半分以下となる値である。

図２に、片面にシリンドリカル面、他方の片面にアナモフィック面を有するビーム整形素子の概略斜視図を示した。図中、Ｘ軸方向は、本発明でいう子線方向に対応し、Ｙ軸方向は、本発明でいう母線方向に対応する。ＸＹ平面上に、Ｘ軸方向とＹ軸方向とで異なる曲率および非球面係数を有するアナモフィック面が形成された構成を示しており、アナモフィック面の長軸ｙｙ’をＹ軸に、アナモフィック面の短軸ｘｘ’をＸ軸に一致させている。

図２に示したような片面にアナモフィック面を有するビーム整形素子を作製する場合には、図１に示した下型は、金型表面に上記したようなアナモフィック面を凹型に有する形状をしている。そして、アナモフィック面の長軸が、下金型母線に一致するように金型表面加工が施されている。

本発明においては，上下金型とも、金型母材は、超硬、サーメット、ＳｉＣ、Ｎｉメッキを施したステンレスなど、通常、ガラスレンズ成形金型に使用される一般的材料、特に超硬で構成される。また、シリンドリカル面およびアナモフィック面は、成形面に従来から知られている所望の鏡面加工、例えば研削加工が施されてなる面である。ただし、本発明の主旨から、ここに述べた金型母材、加工方法以外で作製した金型を用いた構成も本発明に含まれる。

また、少なくとも金型基準面は、最大高さＲｙが０．８μｍ以下となるように、一般的なワイヤー加工などで加工された面である。好ましくは、側面はすべて基準面と同様の表面処理が施されていることが好ましい。

また、図１の上金型においては、辺ＨＩおよび辺ＫＧを含み母線方向に平面を有した態様を記載しているが、必ずしもそのような平面は必要なく、辺ＨＩおよび辺ＫＧは必ずしも子線方向に平行である必要なく、正負の傾きがあってもよいし、非対称であってもよい。また図１の下金型においては、辺ｈｉおよび辺ｋｇを含み母線方向に平面を有した態様を記載しているが、必ずしもそのような平面は必要なく、辺ｈｉおよび辺ｋｇは必ずしも子線方向に平行である必要なく、正負の傾きがあってもよいし、非対称であってもよい。

上下金型は、上記金型断面を母線方向に積み重ねた厚みを有していることになる。図３Ａに、上記で説明した構成のビーム整形素子のシリンドリカル面を成形する１個取り用の金型の概略斜視図を、図３Ｂに上記で説明した構成のビーム整形素子のアナモフィック面を成形する１個取り用の金型の概略斜視図を示した。

ビーム整形素子を量産するためには、上下型両金型として、上記で説明から構成され得る一個取り用金型を子線方向または／および母線方向に複数連続して繋がった構成とする金型を使用するようにする。

図４Ａに、上記で説明したような１個取り金型を３個分母線方向に連続形成し、ビーム整形素子を一度に３個成形（３個取り）できるシリンドリカル面を有する金型の一例を示した。図４Ｂに、図４Ａに示したような金型を上下一対使用して得られる（３個取り）ビーム整形素子成形品の概略斜視図を示した。もちろん３個取りに限らず、所望の数取りの金型を使用すればよい。

上下金型を使用して両面シリンドリカル面のビーム整形素子を作製するには、図５に示すように上下金型間にガラス素材（例えばプリフォーム）５６を配置し、上下金型の基準面に、側面形成部材を押圧し（この押圧する側面形成部材を「側面形成部材５３」という）、さらに基準面に子線方向で対向する上下金型側面も側面形成部材で押圧した状態（この側面形成部材を「側面形成部材５４」という）とし、上下金型間の距離が小さくなる方向に、上下いずれかの金型を移動させて、ガラス素材５６を成形することにより行われる。

側面形成部材５３は、平面部材であり、上下金型基準面１を同一平面に置いた状態でガラス素材を成形することができるようにするものであり、該平面部材の表面平面５５をガラス素材５６に転写するための部材である。該部材とガラス素材５６の融着等が生じず、しかもガラス素材成形の間に表面平面５５に歪みが生じず、上記目的が達成される限り、平面部材の材質、大きさ、強度等特に制限されるものではないが、例えば、厚さ１〜５ｍｍ程度の超硬製部材で、表面平面２５は最大高さＲｙが０．０３μｍ以下となるように、研磨加工されているのが好適である。

側面形成部材５４は、側面形成部材５３と同一のものを使用できるが、必ずしも表面平面５７がガラス素材に転写される必要がないので、そのような場合は、表面平面５７は、表面平面５５に施されるような加工は必ずしも必要ではない。通常は、両側面部材５３，５４の表面平面５５，５７がガラス素材に転写されるように、両側面部材５３，５４は子線方向から金型内側方向に押圧される。

側面形成部材の押圧する方法は、ガラス素材を成形する間、上下金型基準面１を同一平面に置いた状態を維持でき、表面平面２５に歪みを生じないかぎり、特に押圧手段、押圧条件等限定されない。押圧手段としては、例えばエアシリンダーを使用することができる。また、図１０Ａ、図１０Ｂに示すように、側面形成部材１４１と側面押圧部材１４２、さらにそれらを内包する囲い部材１４３を用いた構成で、側面押圧部材の材質を側面形成部材および囲い部材の材質よりも線膨張係数が大きいものとしておくと、成形プレス時にガラスの軟化する温度まで加熱した際に、側面押圧部材が他部材よりも熱膨張により大きくなることで、容易に側面形成部材により上下金型基準面を押圧する状態を得ることができる。側面形成部材の材質は超硬、側面押圧部材の材質はステンレス、囲い部材の材質は超硬が好適である。

上記ガラス素材の成形法は、再加熱法だけでなく、いわゆる滴下法（液滴法）によってガラスレンズを成形する際にも有用であり、ガラス素材としては種々のガラス材料、例えば、クラウン系ランタンシリカガラス、フリント系鉛シリカガラス、チタンシリカガラスなどが使用可能である。

側面部材５３，５４に垂直な側面（「母線方向側面」ともいう）は、必ずしも必要なく、ガラス素材の種類、大きさ、下記成形法等に合わせて適宜設定すればよいものである。

ガラス素材を、前述の子線方向側面の押圧だけでなく、母線方向側面の両側面からも押圧すると、成形品の全面についてプレス圧がかかるので、母線方向の両端についても、中心部と同等の面形状とすることができる。ここでいう「同等の面形状」とは、「シリンドリカル面あるいはアナモフィック面の子線方向断面形状の、設計形状からのずれ量が同程度であること」を意味する。１つの成形品における、子線方向断面形状の設計形状からのずれ量が均一であると、該１つの成形品のどの部分からビーム整形素子の完成品を切り出しても、均一な性能（特に透過波面精度）のビーム整形素子を得ることができる。ただし、プリフォームの大きさを規定値（一般的に公差±２０μｍ）に精度良く合せなければ、心厚のばらつきを発生することとなる。なお、ここでいう規定値は、「プリフォームの大きさの規定値」であり、「プリフォームの大きさの規定値」とはプリフォームの体積が成形品の体積と同じとなるように計算された大きさ（例えば、プリフォームが直方体形状の場合、その３辺の長さ）を意味する。ガラス素材（プリホーム）を液滴法のような方法で供給できれば、その方法の方が、重量の異なるプリフォ―ムを比較的容易に作製できるので、成形品の全面についてプレス圧がかかる成形方法により適していると言える。

ガラス素材を、母線方向側面の両側面から押圧する手段を採らない場合は、そのような手段を採る場合とは異なり、プリフォームの大きさが規定値に精度良く合せられていなくても、成形条件により、心厚を規定値（一般的に公差±２０μｍ）に合せることができる。再加熱成形において、プリフォームの加工費が成形コストの大きな割合を占めることになる場合には、その方法は、コストダウンに有利である。また、母線方向の側面をフリーにすることで素子の内部の応力歪みを大きく低減でき、成形時の素子割れやクラックを防ぐことができる。

母線方向側面の両側面から押圧する手段を採らず再加熱法で成形を行う場合、成形品の母線方向の両端での、圧のかかりが悪いため、中心部に比べると両端の形状が出にくい。このため、シリンドリカル面あるいはアナモフィック面の子線方向断面形状の、設計形状からのずれ量が、成形品の母線方向両端で大きくなってしまい、この領域で性能が悪くなってしまう（特に透過波面精度）。そのような問題を回避するため、再加熱法で成形をおこなう場合、ガラスプリフォームのビーム整形素子心厚方向の厚みを、成形の際、下型からプリフォームのはみ出しが生じる程度、より適切には目的とするビーム整形素子の心厚の１．０５倍以上とすることが有効である。例えば目的とする素子の心厚が３ｍｍ必要な場合、プリフォームの厚みは、その１．０５倍の３．１５ｍｍ以上とするのが良い。そのようにプリフォームの厚みを大きくすると、成形転写良好領域を大きくすることができる。プリフォームの厚みが小さい場合には、成形転写良好領域が小さくなり、製造効率が悪くなる。ここで、「成形転写良好領域」とは、金型成形転写面が良好に転写され素子光学面として使用できる領域を意味している。従って、その成形転写良好領域が小さいと、一度の成形で取れる素子の数が減少することになる。

図４Ａに示したような上下金型（３個取り）を使用し、上下金型基準面１を基準にすることに加え、さらに上下金型基準面２を基準にして、上下金型基準面１を基準にしたと同様に適用し、左右略対称の上下金型（図１）を使用して得られた両面シリンドリカル面のビーム整形素子の一例の概略斜視図が図４Ｂである。

個々のビーム整形素子は、図４Ｂの成形品を、子線方向に３つに切断して得られる。完成後のビーム整形素子の子線方向側面は転写面、母線方向側面は切断面になる。切断面はさらに加工を施してもよい。追加工は、良好な性能のビーム整形素子が得られる成形条件において、どうしても成形品の子線方向側面の稜線に欠けや割れが多発してしまう場合などに有効である。

平面Ｈ’ｈ’ｈ”Ｈ”（４１）が、側面形成部材５３の表面平面５５が転写されている平面（「平面Ｂ」という）（「子線方向側面４１」ということもある）である。平面Ｇ’ｇ’ｇ”Ｇ”（４２）（「子線方向側面４２」ということもある）が、側面形成部材５４の表面平面５７が転写されている面（「平面Ｃ」という）である。シリンドリカル面ｈ’ｉ’ｊ’ｋ’ｇ’ｇ”ｋ”ｊ”ｉ”ｈ”（４３）は、下金型のシリンドリカル面が転写された面であり、シリンドリカル面Ｈ’Ｉ’Ｊ’Ｋ’Ｇ’Ｇ”Ｋ”Ｊ”Ｉ”Ｈ”（４４）は、上金型１のシリンドリカル面が転写された面である。平面Ｈ’Ｉ’Ｊ’Ｋ’Ｇ’ｇ’ｋ’Ｊ’ｉ’ｈ’（４５）および平面Ｈ”Ｉ”Ｊ”Ｋ”Ｇ”ｇ”ｋ”ｊ”ｉ”ｈ”（４６）は、平面Ｂに垂直な平面に研磨あるいは切断加工された面である。ただし、面４５、面４６の形成は必ずしも平面Ｂに垂直とする必要はない。

側面規制部材の押圧、金型移動、ガラス素材の成形が、上記したように規定通り行われると、上下金型は側面規制部材５３のなす平面５５に沿ってしか動けないので、上記素子においては、各シリンドリカル面の非円弧軸（または円弧中心軸）は既定値の位置に設けることができ、すなわち面別平行偏心は公差内（１０μｍ以下、好ましくは０に近い値）とすることができ、また面別傾き偏心も公差内（１０分以下、好ましくは０に近い値）とすることができる。

「面別平行偏心」とは、シリンドリカル面４３の非円弧軸（または円弧中心軸）とシリンドリカル面の交わる線（「シリンドリカル面４３の母線」という）を含み平面Ｂに平行な面と、シリンドリカル面４４の非円弧軸（または円弧中心軸）とシリンドリカル面の交わる線（「シリンドリカル面４４の母線」という）を含み平面Ｂに平行な面の間の子線方向のずれ量をいう。

「面別傾き偏心」とは、シリンドリカル面４３の非円弧軸（または円弧中心軸）とシリンドリカル面の交わる線（「シリンドリカル面４３の母線」という）を含む母線方向の面と平面Ｂのなす角度と、シリンドリカル面４４の非円弧軸（または円弧中心軸）とシリンドリカル面の交わる線（「シリンドリカル面３４の母線」という）を含む母線方向の面と平面Ｂのなす角度との差をいう。

シリンドリカル面４３の母線とシリンドリカル面４４の母線を結んだ平面を「平面Ａ」とすると、上記のように得られたビーム整形素子においては、平面Ｂと平面Ｃと平面Ａは、略平行となる。

本発明のビーム整形素子を、ＬＤなどとアセンブリを行う際、平面Ｂまたは平面Ｃを基準として用いることで、ビーム整形素子やＬＤを取り付けるための治具の平行偏心方向の精度がでていれば、平行偏心調整が不要となる。なお、傾き偏心調整については必要な場合がある。ビーム整形素子の面別傾き偏心公差より、ビーム整形素子−ＬＤ間のブロック傾き偏心公差の方が、一般的に厳しいためである。なお、「ビーム整形素子−ＬＤ間のブロック傾き偏心公差」とは、ビーム整形素子とＬＤとをアセンブリする際に許容される傾き偏心量であり、詳しくは、平面Ａに垂直でシリンドリカル面３３あるいは３４の母線を含む平面と、ＬＤの出射光の光軸の間の傾き偏心の許容量で定義される。ブロック傾き偏心公差は一般的には約５分以下、許容幅が大きいときには約２０分以下である。また、平行偏心調整には、平面Ｂまたは平面Ｃいずれか一方使用できればよいので、平行偏心調整の観点から、例えば、平面Ｂが平行偏心調整に利用できるのであれば、平面Ｃは必ずしも平面である必要ななく、例えば円弧状の曲面形状であってもよい。

本発明の方法によれば、平面Ａ―平面Ｂ間の距離と平面Ａ―平面Ｃ間の距離との差を、ＬＤ―ビーム整形素子間のブロック平行偏心公差以下である素子を製造することができる。このようなビーム整形素子であると、例えば光学記録装置内において、素子を１８０°回転させても、回転する前と同様に素子の載置が可能である。従って、該素子をアッセンブルする際の素子載置方向となる目印を付けておく必要がなく、素子をどちらの向きにもアセンブリすることが可能である。

「ブロック平行偏心公差」とは、ビーム整形素子とＬＤとをアセンブリする際に許容される平行偏心量であり、詳しくは、平面ＡとＬＤの出射光の光軸の間の子線方向の平行偏心の許容量で定義される。ブロック平行偏心公差は一般的には約１０μｍ以下、許容幅が大きいときには約５０μｍ以下である。

上記方法で製造されるビーム整形素子は、少なくとも子線方向側面（面Ｂまたは／および面Ｃ）は側面形成部材の転写面をそのまま使用することができ、その分、研磨あるいは切断加工の工程数を少なくすることができる。

子線方向側面を切断、研磨などの後加工により形成する場合、図６に示したように、成形品に、切断用の目印、例えば線、点、点線等が転写されているようにすると便利である。この目印は、上記子線方向側面を転写面とする場合と同様に、ビーム整形素子の母線位置と子線方向側面間の距離を規定距離とするように加工できるようにするためのものである。このように目印を利用すると、母線位置−子線方向側面間の距離に規定がない場合にも、ビーム整形素子の子線方向幅を一定範囲内（一般に公差±１０μｍ）とすることができる。

上記のような目印は金型に設けており、成形により転写されるようにする。この目印は、適宜目的に応じて設ければよく、片面いずれかの面のみに設けるようにすればよい。

図７に両面シリンドリカル面を有するビーム整形素子が子線方向に複数（３個）並んだビーム整形素子成形品（３個取り：切断前）の概略斜視図を示す。この場合、個々のビーム整形素子の両面シリンドリカル面形成に対応する上下金型母線と上下金型基準面との間の距離が、既定値になるように加工されてなる金型、または図６で説明したような目印を転写可能な金型が使用される。その他の技術事項は、両面シリンドリカル面を有するビーム整形素子が母線方向に複数並んだビーム整形素子に関して上記で説明した事項を適用することができる。このようなビーム整形素子が子線方向に複数（３個）並んだ成形品を使用する場合は、少なくとも１つの上下金型基準面への側面形成部材の押圧に加え、さらに上下金型母線方向側面の少なくとも１面に側面形成部材を押圧し成形することが好ましい。

図８に片面がシリンドリカル面、もう一方の面がアナモフィック面のビーム整形素子が母線方向および子線方向に複数並んだビーム整形素子成形品（９個取り：切断前）の概略斜視図を示す。図８には、片面アナモフィック面のビーム整形素子を示しているが、両面シリンドリカル面のビーム整形素子も同様に本発明を適用可能である。

この場合も、個々のビーム整形素子の片面シリンドリカル面、片面アナモフィック面形成に対応する上下金型母線と上下金型基準面との間の距離が、既定値になるように加工されてなる金型、あるいは図６で説明したような目印を転写可能な金型が使用される。その他の技術事項は、両面シリンドリカル面を有するビーム整形素子が母線方向に複数並んだビーム整形素子に関して上記で説明した事項を適用することができる。このようなビーム整形素子が子線方向に複数（３個）並んだ成形品を使用する場合は、少なくとも１つの上下金型基準面への側面形成部材の押圧に加え、さらに上下金型母線方向側面の少なくとも１面に側面形成部材を押圧し成形することが好ましい。

子線方向、母線方向共に複数個のビーム整形素子が並んだ成形品を経て、個々のビーム整形素子を製造する場合は、該成形品には、図６で説明したような切断用の目印を転写しておくことが好ましい。

この目印は、ビーム整形素子の母線位置と子線方向側面間の距離を規定距離とするように加工するためのものである。また、母線位置−子線方向側面間の距離に規定がない場合にも、ビーム整形素子の子線方向幅および母線方向幅を一定範囲内（一般に公差±１０μｍ）とすることができる。

目印は、図９Ａに示すように、点と点をつないで加工したい直線を得る点群であってもよいし、図９Ｂに示すように加工線のすべてあるいは一部を示す直線であってもよい。目印線は母線方向に１本設けるのみで、残りの切断ピッチは、金型加工結果から求めたピッチで代用してもよい。

「目印」は、線または点群で構成され、ビーム整形素子の子線方向に平行に形成されているようにする。望ましくは子線方向の目印は、透過波面評価時にも測定位置の基準となるよう素子光学面にいれることが望ましい。そうすることにより、素子の母線方向位置によって透過波面精度にばらつきがあり、一部の領域で性能不良品となっている場合、予め素子の性能を子線方向マーク基準で測定しておき、同じ子線方向マークを切断位置決定の基準として用いることで、性能良品の部分のみを切り出すことが可能となる。

目印は、素子のマークは外観不良とならぬよう素子の端から０．５ｍｍ以上５ｍｍ以下の場所に入れることが望ましい。目印が０．５ｍｍ以下の場所にあるようにしようとすると、目印の転写が不十分となり、上記したような目印としての機能を果たし得ない。目印が５ｍｍ以上の場所にあるようにすると、素子切断後の良品素子にマークがはいることになり外観不良となってしまう。

以上の記載から、以下に記載するような本発明の代表的なビーム整形素子の製造方法および該方法から得られるビーム整形素子が提供される。他の種々の態様が、本発明の趣旨、目的、本明細書の記載を参照すれば可能であり、それらの発明も本発明に含まれるものである。

１．両面がシリンドリカル面、または、片面がシリンドリカル面であり他方の面がアナモフィック面である外形形状が四角であるビーム整形素子の製造方法であって、各面を形成する１組の金型を使用して、１回の成形で複数個のビーム整形素子が並んだ成形品を作製し、該成形品を個々のビーム整形素子に切断することを特徴とする、ビーム整形素子の製造方法。

２．複数個のビーム整形素子が、母線方向に並んでいる、上記１に記載のビーム整形素子の製造方法。

３．成形が、ビーム整形素子の子線方向、母線方向ともに規制して行われる、上記２に記載のビーム整形素子の製造方法。

４．成形が、ビーム整形素子の子線方向のみを規制して行われる、上記２に記載のビーム整形素子の製造方法。

５．成形が、再加熱法で行われ、再加熱法で使用されるガラスプリフォームの厚みが、目的とするビーム整形素子の心厚の１．０５倍以上である、上記２〜４いずれかに記載のビーム整形素子の製造方法。

６．上記２〜５いずれかに記載のビーム整形素子の製造方法により製造されたビーム整形素子。

７．上記３に記載の製造方法により得られたビーム整形素子であって、ビーム整形素子の子線方向側面が、成形時に形成された転写面である、ビーム整形素子。

８．上記３に記載の製造方法により得られたビーム整形素子であって、ビーム整形素子の子線方向側面が、後加工により形成された加工面である、ビーム整形素子。

９．上記４に記載の製造方法により得られたビーム整形素子であって、ビーム整形素子の子線方向側面が、後加工により形成された加工面である、ビーム整形素子。

１０．複数個のビーム整形素子が、子線方向に並んでいる、上記１に記載のビーム整形素子の製造方法。

１１．成形が、ビーム整形素子の子線方向、母線方向ともに規制して行われる、上記１０に記載のビーム整形素子の製造方法。

１２．成形が、ビーム整形素子の子線方向のみを規制して行われる、上記１０に記載のビーム整形素子の製造方法。

１３．成形が、再加熱法で行われ、再加熱法で使用されるガラスプリフォームの厚みが、目的とするビーム整形素子の心厚の１．０５倍以上である、上記１０〜１２いずれかに記載のビーム整形素子の製造方法。

１４．上記１０〜１３いずれかに記載のビーム整形素子の製造方法により製造されたビーム整形素子。

１５．上記１１に記載のビーム整形素子の製造方法により製造されたビーム整形素子であって、ビーム整形素子の母線方向側面が、成形時に形成された転写面である、ビーム整形素子。

１６．上記１１に記載のビーム整形素子の製造方法により製造されたビーム整形素子であって、ビーム整形素子の母線方向側面が、後加工により形成された加工面である、ビーム整形素子。

１７．上記１２に記載のビーム整形素子の製造方法により製造されたビーム整形素子であって、ビーム整形素子の母線方向側面が、後加工により形成された加工面である、ビーム整形素子。

１８．複数個のビーム整形素子が、子線方向および母線方向に並んでいる、上記１に記載のビーム整形素子の製造方法。

１９．成形が、ビーム整形素子の子線方向、母線方向ともに規制して行われる、上記１８に記載のビーム整形素子の製造方法。

２０．成形が、ビーム整形素子の子線方向のみを規制して行われる、上記１８に記載のビーム整形素子の製造方法。

２１．成形が、再加熱法で行われ、再加熱法で使用されるガラスプリフォームの厚みが、目的とするビーム整形素子の心厚の１．０５倍以上である、上記１８〜２０いずれかに記載のビーム整形素子の製造方法。

２２．上記１８〜２１いずれかに記載のビーム整形素子の製造方法により製造されたビーム整形素子。

２３．上記１９に記載のビーム整形素子の製造方法により製造されたビーム整形素子であって、ビーム整形素子の子線方向および母線方向側面が、後加工により形成された加工面である、ビーム整形素子。

２４．上記１９に記載のビーム整形素子の製造方法により製造されたビーム整形素子であって、複数個のビーム整形素子が並んだ成形品の外周に位置していたビーム整形素子で、成形時に形成された転写面を、素子側面の少なくとも一面に有する、ビーム整形素子。

２５．上記２４に記載のビーム整形素子の製造方法により製造されたビーム整形素子であって、ビーム整形素子の子線方向および母線方向側面が、後加工により形成された加工面である、ビーム整形素子。

２６．成形の際に、複数個のビーム整形素子が並んだ成形品を切断する際の目印が、金型から成形品に転写される、上記１〜５、１０〜１３、１８〜２１いずれかに記載のビーム整形素子の製造方法。

２７．目印は、母線方向に平行な線または点群である、上記２６に記載のビーム整形素子の製造方法。

２８．目印は、子線線方向に平行な線または点群である、上記２６に記載のビーム整形素子の製造方法。

２９．目印は、母線方向および子線線方向に平行な線または点群である、上記２６に記載のビーム整形素子の製造方法。

（発明の効果）
本発明は、新規なビーム整形素子成形方法を提供した。
本発明の成形方法によりビーム整形素子を製造すると、量産性に優れている。
本発明の成形方法により製造されたビーム整形素子は、高精度の偏心精度を有する。平行偏心調整、傾き偏心調整が極めて容易となる。

上下金型の概略断面図。 ビーム整形素子の概略斜視図。 金型（１個取り用）の概略斜視図。 金型（１個取り用）の概略斜視図。 金型（３個取り用）の概略斜視図。 ビーム整形素子成形品（３個取り：切断前）の概略斜視図。 ガラス素材の成形方法を説明するための図。 ビーム整形素子成形品（複数個取り：切断前）の概略斜視図。 ビーム整形素子成形品（３個取り：切断前）の概略斜視図。 ビーム整形素子成形品（９個取り：切断前）の概略斜視図。 目印入りのビーム整形素子成形品の概略斜視図。 目印入りのビーム整形素子成形品の概略斜視図。 側面部材の押圧方法を説明するための図。 囲い部材の概略斜視図。

符号の説明

１ 上金型
２ 下金型
３ 金型母材
４ シリンドリカル面
５３ 側面形成部材３
５４ 側面形成部材４
５５ 平面表面
５６ ガラス素材
５７ 表面平面
１４１ 側面形成部材
１４２ 側面押圧部材
１４３ 囲い部材

Claims (29)

1. 両面がシリンドリカル面、または、片面がシリンドリカル面であり他方の面がアナモフィック面である外形形状が四角であるビーム整形素子の製造方法であって、各面を形成する１組の金型を使用して、１回の成形で複数個のビーム整形素子が並んだ成形品を作製し、該成形品を個々のビーム整形素子に切断することを特徴とする、ビーム整形素子の製造方法。
2. 複数個のビーム整形素子が、母線方向に並んでいる、請求項１に記載のビーム整形素子の製造方法。
3. 成形が、ビーム整形素子の子線方向、母線方向ともに規制して行われる、請求項２に記載のビーム整形素子の製造方法。
4. 成形が、ビーム整形素子の子線方向のみを規制して行われる、請求項２に記載のビーム整形素子の製造方法。
5. 成形が、再加熱法で行われ、再加熱法で使用されるガラスプリフォームの厚みが、目的とするビーム整形素子の心厚の１．０５倍以上である、請求項２〜４いずれかに記載のビーム整形素子の製造方法。
6. 請求項２〜５いずれかに記載のビーム整形素子の製造方法により製造されたビーム整形素子。
7. 請求項３に記載の製造方法により得られたビーム整形素子であって、ビーム整形素子の子線方向側面が、成形時に形成された転写面である、ビーム整形素子。
8. 請求項３に記載の製造方法により得られたビーム整形素子であって、ビーム整形素子の子線方向側面が、後加工により形成された加工面である、ビーム整形素子。
9. 請求項４に記載の製造方法により得られたビーム整形素子であって、ビーム整形素子の子線方向側面が、後加工により形成された加工面である、ビーム整形素子。
10. 複数個のビーム整形素子が、子線方向に並んでいる、請求項１に記載のビーム整形素子の製造方法。
11. 成形が、ビーム整形素子の子線方向、母線方向ともに規制して行われる、請求項１０に記載のビーム整形素子の製造方法。
12. 成形が、ビーム整形素子の子線方向のみを規制して行われる、請求項１０に記載のビーム整形素子の製造方法。
13. 成形が、再加熱法で行われ、再加熱法で使用されるガラスプリフォームの厚みが、目的とするビーム整形素子の心厚の１．０５倍以上である、請求項１０〜１２いずれかに記載のビーム整形素子の製造方法。
14. 請求項１０〜１３いずれかに記載のビーム整形素子の製造方法により製造されたビーム整形素子。
15. 請求項１１に記載のビーム整形素子の製造方法により製造されたビーム整形素子であって、ビーム整形素子の母線方向側面が、成形時に形成された転写面である、ビーム整形素子。
16. 請求項１１に記載のビーム整形素子の製造方法により製造されたビーム整形素子であって、ビーム整形素子の母線方向側面が、後加工により形成された加工面である、ビーム整形素子。
17. 請求項１２に記載のビーム整形素子の製造方法により製造されたビーム整形素子であって、ビーム整形素子の母線方向側面が、後加工により形成された加工面である、ビーム整形素子。
18. 複数個のビーム整形素子が、子線方向および母線方向に並んでいる、請求項１に記載のビーム整形素子の製造方法。
19. 成形が、ビーム整形素子の子線方向、母線方向ともに規制して行われる、請求項１８に記載のビーム整形素子の製造方法。
20. 成形が、ビーム整形素子の子線方向のみを規制して行われる、請求項１８に記載のビーム整形素子の製造方法。
21. 成形が、再加熱法で行われ、再加熱法で使用されるガラスプリフォームの厚みが、目的とするビーム整形素子の心厚の１．０５倍以上である、請求項１８〜２０いずれかに記載のビーム整形素子の製造方法。
22. 請求項１８〜２１いずれかに記載のビーム整形素子の製造方法により製造されたビーム整形素子。
23. 請求項１９に記載のビーム整形素子の製造方法により製造されたビーム整形素子であって、ビーム整形素子の子線方向および母線方向側面が、後加工により形成された加工面である、ビーム整形素子。
24. 請求項１９に記載のビーム整形素子の製造方法により製造されたビーム整形素子であって、複数個のビーム整形素子が並んだ成形品の外周に位置していたビーム整形素子で、成形時に形成された転写面を、素子側面の少なくとも一面に有する、ビーム整形素子。
25. 請求項２０に記載のビーム整形素子の製造方法により製造されたビーム整形素子であって、ビーム整形素子の子線方向および母線方向側面が、後加工により形成された加工面である、ビーム整形素子。
26. 成形の際に、複数個のビーム整形素子が並んだ成形品を切断する際の目印が、金型から成形品に転写される、請求項１〜５、１０〜１３、１８〜２１いずれかに記載のビーム整形素子の製造方法。
27. 目印は、母線方向に平行な線または点群である、請求項２６に記載のビーム整形素子の製造方法。
28. 目印は、子線線方向に平行な線または点群である、請求項２６に記載のビーム整形素子の製造方法。
29. 目印は、母線方向および子線線方向に平行な線または点群である、請求項２６に記載のビーム整形素子の製造方法。

Images