JP2007055140A - 光学素子製造装置、光学素子製造方法およびそれを用いて製造した光学素子 - Google Patents

Abstract

【課題】 光学素子の光学機能面上に、所定形状を有する樹脂層を成型加工によって形成することにより所定形状を有する樹脂層を追加形成する光学素子の製造において、樹脂層材料の供給量のバラツキによる不良品の発生を防止することできる光学素子製造装置、光学素子製造方法およびそれを用いた光学素子を提供することである。
【解決手段】 別の光学機能を付加する第１の型と、前記光学素子を押圧する第２の型と、前記第１の型、前記第２の型および前記光学素子に対して相対的にスライドし、内面に前記樹脂層の材料の逃げ部となる溝を設けた枠体とを有することを特徴とし、樹脂層材料の供給量のバラツキに起因する不良品の発生の防止が可能となる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、光学素子表面に樹脂層を一体成型し、高機能を付加した光学素子を製造する光学素子製造装置、光学素子製造方法およびそれを用いて製造した光学素子に関するものである。

成型加工の方法としては、硝子部材の表面に、樹脂から成る薄い層を成型加工することにより、硝子部材では加工しにくい非球面形状を有するレンズを形成するレプリカ法が知られている。

このレプリカ法によるレンズの成型方法を、図９を用いて説明する。図９に示すように、所望の非球面形状の成型面５２ａを有する型部材５２の上に、この非球面形状に近い曲率を有する球面形状に加工された硝子部材５０を載置し、硝子部材５０の表面５０ａと、型部材５２の成型面５２ａとの間の規定される空間部５４に、液体状の樹脂を充填および硬化させて樹脂層を形成することにより、所望の非球面形状を有するレンズ５５を形成するという方法である。

ここで、上記レプリカ法による光学素子の製造における樹脂層の離型方法に関して種々の方法が知られている。例えば、特許文献１によれば、図１０に示すように、金型１１の光学面の有効径の外側に金型１１の材質よりも樹脂に対する濡れ性が悪い物質による膜を設け、金型１１の光学面の有効径の外側が中心軸と１５度以上５５度以下の角度をなし、かつ中心軸から離れるにつれて基材１３の成型面の光学有効径内の最外周部の点を通り中心軸に垂直な面との距離が大きくなる形状を有する金型１１を用いることで、樹脂層１２形成後の離型性を良くする方法が提案されている。
特開平７−６８５６９号公報

しかし、上述した従来技術には以下に述べるような問題があった。

上記従来例のレプリカ法を用いた場合には、樹脂層材料の供給量にバラツキが生じ、樹脂層の外径が光学有効径に満たない不良品や、所定の層厚さよりも厚い不良品が製造されるという問題があった。

また、余分な樹脂層材料を充填した場合に、離型後の樹脂層の光学有効径外の部分に、光学有効径を形成するのに不要な突起が形成されてしまうこととなる。不要な突起が形成されると、レンズバレル組付け時に、該突起に接触してしまい高精度の位置合わせができないという問題があった。

上記のような不良品の発生を抑制するために、樹脂層材料の供給量を正確に測って供給する方法が考えられるが、樹脂層材料は粘性流体のため供給量のバラツキが大きく正確に供給することが困難である。

また、上記特許文献１に示した樹脂層１２の離型性を向上させる方法においても、光学面の有効径外に不要な突起が形成されるという問題があった。さらには、金型１１の形状が複雑となり製造が困難であるという問題があった。

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、樹脂層材料の供給量のバラツキによる不良品の発生を防止することができる光学素子製造装置、光学素子製造方法およびそれを用いた光学素子を提供することである。

さらには、不要な突起が形成されるのを防止することができ、離型時の樹脂層はがれを防止することができる光学素子製造装置、光学素子製造方法およびそれを用いて製造した光学素子を提供することである。

上記目的を達成するために、本発明の光学素子製造装置は、光学機能を有する光学素子の光学機能面上に、成型加工により所定形状を有する樹脂層を追加形成する光学素子製造装置において、前記所定形状を一面に備えた第１の型と、前記光学素子を保持する第２の型と、前記第１の型、前記第２の型および前記光学素子に対して相対的にスライドし、内面に成型時の樹脂層材料の逃げ部となる溝を設けた枠体とを有することを特徴とする。

上記構成の光学素子製造装置によれば、樹脂層の外径が光学有効径に満たない不良品や、所定の層厚さよりも厚い不良品の発生を防止することができる。また、不要な突起等のない所望の形状の光学素子を形成することができる。

また、本発明の光学素子製造装置は、前記枠体の溝が外部と通じていることを特徴とする。

上記構成の光学素子製造装置によれば、前記枠体の溝から不要な樹脂層材料を抜き取ることができる。

また、本発明の光学素子製造装置は、前記枠体の溝が外部と通じ、前記樹脂層材料の供給部を兼用していることを特徴とする。

上記構成の光学素子製造装置によれば、容易に樹脂層材料を供給することができる。

また、本発明の光学素子製造装置は、前記第１の型の所定形状は非球面形であることを特徴とする。

上記構成の光学素子製造装置によれば、複雑な形状の光学素子を精度よく製造することができる。

また、本発明の光学素子製造装置は、前記第１の型の外周部に、凸部が形成されていることを特徴とする。

上記構成の光学素子製造装置によれば、取り付けに有用な段付平面部を備えた光学素子を形成することができる。

また、本発明の光学素子製造装置は、前記第１の型が、前記所定形状を一面に備えた第１成型部と、前記第１成型部の外側に嵌合される筒状の第２成型部とからなることを特徴とする。

上記構成の光学素子製造装置によれば、第１成型部および第２成型部により樹脂層を押圧することができる。

また、本発明の光学素子製造方法は、光学機能を有する光学素子の光学機能面上に、成型加工によって所定形状を有する樹脂層を追加形成する光学素子製造方法において、前記樹脂層を形成する材料を供給する工程と、樹脂層材料の不要分を所定の面外に逃がす工程と、前記樹脂層材料の不要分を切り取る工程と、前記不要分を切り取った後、前記樹脂層材料を硬化させる工程とを有することを特徴とする。

上記構成の光学素子製造方法によれば、樹脂層材料の供給量のバラツキによる不良品の発生を防止することができる。

また、本発明の光学素子製造方法は、内面に成型時の樹脂層材料の逃げ部となる溝を設けた枠体に、所定形状を一面に備えた第１の型と、光学素子と、前記光学素子を保持する第２の型とを嵌合し、前記第１の型と前記光学素子間に空間を形成する工程と、前記空間に樹脂層材料を供給する工程と、前記枠体内で前記第１の型と前記光学素子との間が所定厚みとなるよう、前記第１の型と前記第２の型および前記光学素子を相対的にスライドさせるとともに、不要な前記樹脂層材料を前記枠体の溝に流出させる工程と、所定厚みの前記樹脂層材料部分を前記枠体の溝から離間させる工程と、前記所定厚みの樹脂層材料を硬化させる工程とを有することを特徴とする。

上記構成の光学素子製造方法によれば、前記第２の型、前記光学素子、前記樹脂層および前記第１の型が位置決めされた際にはみ出す不要な樹脂層材料が、枠体に設けられた溝に流れ込み、前期樹脂層材料の不要分を除去することができるため、前記樹脂層材料の供給量を高精度にコントロールしなくても樹脂層材料を所望の厚みに形成することができ、樹脂層材料の供給量のバラツキによる不良品の発生を防止することができる。

また、本発明の光学素子製造方法は、前記空間に樹脂層材料を供給する工程において、前記枠体の溝と前記第１の型の一端が近接する位置になるように、前記枠体と前記第１の型とを位置決めすることを特徴とする。

上記構成の光学素子製造方法によれば、不要分の樹脂層材料を枠体の溝に容易に流し込むことができる。

また、本発明の光学素子製造方法は、前記枠体内の樹脂層材料が供給された部分を低圧にすることを特徴とする。

上記構成の光学素子製造方法によれば、樹脂層中への気泡の混入を防止することができる。

また、本発明の光学素子製造方法は、所定厚みの前記樹脂層材料部分を前記枠体の溝から離間させる工程の後に、前記枠体の溝内を低圧にし、前記溝を通して前記枠体外に不要な樹脂層材料を抜き取る工程を有することを特徴とする。

上記構成の光学素子製造方法によれば、枠体の溝から不要な樹脂層材料を抜き取ることで、次の光学素成型時に枠体がそのままで再度使用可能となる。

また、本発明の光学素子製造方法は、前記樹脂層材料を硬化させる工程の後、第１の型の第２成型部で前記樹脂層を押さえたまま、第１の型の第１成型部をスライドさせて離型させる工程と、前記第１成型部をスライドさせて前記樹脂層を押圧する工程と、前記第２成型部をスライドさせて離型させる工程とを有することを特徴とする。

上記構成の光学素子製造方法によれば、第１の型の第１成型部をスライドさせて離型させる工程において、第１の型の第２成型部で樹脂層を固定することができ、第１の型の第２成型部をスライドさせて離型させる工程において、第１の型の第１成型部で樹脂層を固定することができるため、第１の型の離型が容易となる。

また、本発明の光学素子製造方法は、前記第１の型の第１成型部および前記第１の型の第２成型部を位置決めする工程において、前記第２成型部の一端が、前記第１成型部の一端より前記枠体の溝に近い場所に位置するように、前記第１成型部および前記第２成型部を位置決めすることを特徴とする。

上記構成の光学素子製造方法によれば、前記樹脂層に段付平面部を形成することができる。

また、本発明の光学素子製造方法は、前記樹脂層材料は、活性エネルギー線硬化型の樹脂であることを特徴とする。

上記構成の光学素子製造方法によれば、前記樹脂層材料を高温まで過熱せずに短時間で硬化させることができる。

また、本発明の光学素子は、前述の光学素子製造装置および光学素子製造方法のいずれかを用いて非球面形光学素子を製造したことを特徴とする。

上記構成の光学素子によれば、不良品の発生を防止した良好な光学素子を提供することができる。

以上より明らかなように、本発明の光学素子製造装置および光学素子製造方法によれば、樹脂層材料の供給量を高精度にコントロールしなくても、正確に樹脂層を所望の厚みに形成することができ、樹脂層材料の供給量のバラツキに起因する不良品の発生を防止することができ、光学素子の製造歩留まりを向上させることができる。

また、光学素子に不要な突起が形成されることはないため、光学素子製造後に不要な突起を除去する必要がない。

さらに、本発明の光学素子製造装置もしくは光学素子製造方法を用いて製造した光学素子によれば、付加した非球面層に不要な突起が形成されないため、樹脂層がはがれることがない。

以下、本発明の実施形態を図に基づき説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。

まず、図１を用いて、本発明の第１の実施形態の光学素子製造装置の説明を行う。

図１は、本発明の第１の実施形態における光学素子製造装置の主要断面図である。第１の型２の一面には、光学素子４の光学機能面４ａ上に所定形状を有する樹脂層を追加形成するための付加光学機能面２ａが形成されている。ここで、第１の型２の付加光学機能面２ａは非球面形であっても構わない。

また、第１の型２の外側には、筒状構造の枠体１が装着されている。さらに、それぞれの外周面が枠体１の内周面と嵌合する外径を有する第２の型５および光学素子４が枠体１内に嵌入されている。

ここで、第１の型２は、第２の型５、光学素子４および枠体１に対して相対的にスライドすることができる。

また、第２の型５は、第１の型２の付加光学機能面２ａ上に樹脂層材料供給手段（図示せず）により供給される樹脂層材料の厚みを所望の厚みにするために光学素子４を保持するためのものであり、光学素子４の光学機能面４ａから前記第１の型２の付加光学機能面２ａまでの距離が、形成する樹脂層３の厚みとなるように離間させた状態で保持されるように製造装置本体（図示せず）に取り付けられている。

また、枠体１は、第２の型５および光学素子４を水平方向（光軸に直交する方向）に位置決めするためのものである。また、第１の型２、第２の型５および光学素子４に対して相対的にスライドすることが可能である。さらに、枠体１の内壁には溝１ａが形成されている。前記溝１ａは第１の型２の付加光学機能面２ａ上に樹脂層材料供給手段（図示せず）により供給された樹脂層材料の不要分が流れ込むことが可能であればよく、複数に分かれていてもよいし、枠体１の内壁全周にわたって形成されていてもよい。

また、前記溝１ａは、抜取り穴１ａ´を通して外部と通じているように形成してもよい。さらに、前記溝１ａは、抜取り穴１ａ´を通して外部と通じ、樹脂層材料の供給部を兼用するようにしてもよい。

また、枠体１の内周面に第１の型２および光学素子４のそれぞれの外周面を嵌合させることにより、光学素子４の光軸中心を第１の型２上の付加光学機能面２ａの中心と正確に一致させることができる。

また、紫外線照射器６は、光学素子４上に形成される樹脂層を硬化させるための活性化エネルギーを照射するためのものである。

続いて、図２を用いて、本発明の第１の実施形態における光学素子製造装置を用いた光学素子製造方法について説明する。

まず、図２（１）に示すように、枠体１の内周面に第１の型２の外周面を嵌合させる。また、第１の型２の一端に対し、枠体１の溝１ａが近接する位置になるように、枠体１および第１の型２を位置決めする。

次に、図２（２）に示すように、樹脂層材料供給手段（図示せず）により必要な体積以上の樹脂層材料を第１の型２の付加光学機能面２ａ上に供給する。ここで、枠体１の溝１ａの抜き取り穴１ａ´のうちのいくつかを通じて樹脂層材料を供給するようにしてもよい。

また、供給する樹脂層材料は、活性エネルギー線硬化型の樹脂とするのが望ましい。本実施形態においては、紫外線硬化型の樹脂（例えば、ウレタン変性アクリレート及びアクリレートをモノマー成分とする樹脂）として説明を行う。樹脂層材料を活性エネルギー線硬化型の樹脂とすることにより、高温まで加熱せずに短時間で硬化させることができる。

次に、図２（３）に示すように、光学素子４を、その外周面が枠体１の内周面に対するように嵌入させて、樹脂層３上に載置する。光学素子４の外周面は、枠体１の内周面に嵌合しているため、光学素子４は水平方向（光軸に直交する方向）に関し、第１の型２に対して正確に位置決めされることができる。ここで、光学素子４が樹脂層３上に載置された状態では、光学素子４の高さ方向（光軸方向）の位置決めはまだ行われていない。

次に、光学素子４のさらに上方から、筒状構造の第２の型５を、その外周面が枠体１の内周面に対するように、かつ光学素子４の光学機能面４ａから前記第１の型２の付加光学機能面２ａまでの距離が、形成する樹脂層３の厚みとなるように離間させた状態で支持する。この段階で光学素子４の高さ方向（光軸方向）の位置決めが行われ、樹脂層材料が第１の型２の付加光学機能面２ａ上の全面に押し広げられる。これにより樹脂層３を所望の厚みに形成することができる。この時、不要分の樹脂層材料は枠体１の溝１ａに流れ込む。

ここで、真空ポンプ（図示せず）を枠体１の抜取り穴１ａ´もしくは載置されている樹脂層材料に通じる任意の場所に接続し、枠体内の樹脂層材料の載置されている部分を低圧にする。これにより、樹脂層材料中の気泡を除去することができ、ボイドを含まない樹脂層を形成することができる。

次に、図２（４）に示すように、枠体１を第２の型５、光学素子４および第１の型２に対して相対的にZ方向にスライドさせることにより、枠体１の溝１ａに流れ込んだ不要な樹脂層材料を除去する。

ここで、枠体１の溝１ａに流れ込んだ不要分な樹脂層材料を除去した後に、枠体１の外から真空ポンプ等（図示せず）を使用して、枠体１の抜取り穴１ａ´を通して図中Ｒ方向に不要な樹脂層材料を抜き取ることで、次の光学素子成型時に枠体１が再度使用可能となる。

次に、図２（５）に示すように、紫外線照射器６を使用して樹脂層材料に紫外線を図中のＥ方向に照射して樹脂層材料を硬化させ、樹脂層３を形成する。ここで、第１の枠２を紫外線に対して透過率の高い物質とすることにより、第１の枠２の方向から紫外線照射器６による樹脂材料の硬化を行うようにすることもできる。

樹脂層３の硬化が終了した後に、図２（６）に示すように、第１の型２を図中のＺ方向にスライドさせることで第１の型２を光学素子４から離型させる。

その後、第２の型５を離間することにより、図２（７）に示すような、樹脂層３の光学有効面内に所定形状を有する樹脂層が追加形成された非球面形光学素子が完成する。

上記構成の光学素子製造装置および光学素子製造方法によれば、前記第２の型、前記光学素子、前記樹脂層および前記第１の型の順に位置決めされた際にはみ出す不要分の樹脂層材料が、枠体に設けられた溝に流れ込み、その不要分を除去することができるため、前記樹脂層材料の供給量を高精度にコントロールしなくても、樹脂層材料を所望の厚みに形成することができ、樹脂層材料の供給量のバラツキによる不良品の発生を防止することができる。

さらに、樹脂層３に突起が形成されることを防止することができる。

次に、図３を用いて、本発明の第２の実施形態の光学素子製造装置の説明を行う。

図３は、本発明の第２の実施形態における光学素子製造装置の主要断面図である。第１の型２の一面には光学素子４の光学機能面４ａ上に所定形状を有する樹脂層を追加形成するための付加光学機能面２ａが形成されている。ここで、第１の型２の付加光学機能面２ａは非球面形であっても構わない。さらに、第１の型２の外周部には、光学素子４の光学機能面の外側の光学有効面外に段付平面部を形成するための凸部８が形成されている。前記凸部８は、複数に分かれていてもよいし、前記第１の型２の全周にわたって形成されていてもよい。

ここで、枠体１、第２の型５、紫外線照射器６については前記実施形態と同様であるので、詳細な説明は省略する。

本実施形態の第２の実施形態における光学素子製造装置を用いて製造した光学素子を図４に示す。光学有効面外には段付平面部７が形成されている。このように形成された光学素子は、光学有効面内の形状と光学有効面外の段付平面部７とが同時に形成されるため、光学素子の光軸と段付平面部７との高精度な直交性が得られ、光学素子をレンズバレルに高精度に取り付けることができる。

次に、図５を用いて、本発明の第３の実施形態の光学素子製造装置の説明を行う。

図５は、本発明の第３の実施形態における光学素子製造装置の主要断面図である。第１の型２の一面には光学素子４の光学機能面４ａ上に所定形状を有する樹脂層を追加形成するための付加光学機能面２ａが形成されている。ここで、第１の型２の付加光学機能面２ａは非球面形であっても構わない。

また、第１の型２の外側には、筒状構造の枠体１が装着されている。さらに、それぞれの外周面が枠体１の内周面と嵌合する外径を有する第２の型５および光学素子４が枠体１内に嵌入されている。

ここで、第１の型２は、第２の型５、光学素子４および枠体１に対して相対的にスライドすることができる。

また、第２の型５は、光学素子４の光学機能面４ａ上に樹脂層材料供給手段（図示せず）により供給される樹脂層材料の厚みを所望の厚みにするために光学素子４を保持するためのものであり、光学素子４の光学機能面４ａから前記第１の型２の付加光学機能面２ａまでの距離が、形成する樹脂層３の厚みとなるように離間させた状態で保持されるように製造装置本体（図示せず）に取り付けられている。

ここで、枠体１、紫外線照射器６については前記実施形態と同様であるので、詳細な説明は省略する。

本実施形態の第３の実施形態における光学素子製造装置を用いて製造した光学素子を図６に示す。本実施形態によれば、形成しようとする面の形状が凹である光学素子４においても所定の形状を有する樹脂層３を追加形成することが可能である。

次に、図７を用いて、本発明の第４の実施形態の光学素子製造装置の説明を行う。

図７は、本発明の第４の実施形態における光学素子製造装置の主要断面図である。第１の型２の一面には光学素子４の光学機能面４ａ上に所定形状を有する樹脂層を追加形成するための付加光学機能面２ａが形成されている。ここで、第１の型２の付加光学機能面２ａは非球面形であっても構わない。また、第１の型２は、前記所定形状を一面に備えた第１成型部２ｂと、第１成型部２ｂの外側に嵌合される筒状の第２成型部２ｃとからなる。

また、第２成型部２ｃの外側には、筒状構造の枠体１が装着されている。さらに、それぞれの外周面が枠体１の内周面と嵌合する外径を有する第２の型５および光学素子４が枠体１内に嵌入されている。

ここで、第１成型部２ｂにおいて、第２成型部２ｃの一端が第１成型部２ｂの一端より枠体１の溝に近い場所に位置するように配置されている。また、第１成型部２ｂおよび第２成型部２ｃは、それぞれ第２の型５、光学素子４および枠体１に対して相対的にスライドすることができる。

ここで、枠体１、第２の型５および紫外線照射器６については前記実施形態と同様であるので、詳細な説明は省略する。

続いて、図８を用いて、本発明の第４の光学素子製造装置を用いた光学素子製造方法について説明する。

まず、図８（１）に示すように、枠体１の内周面に第１の型２の外周面を嵌合させ、第２成型部２ｃの内周面に第１成型部２ｂの外周面を嵌合させる。ここで、第２成型部２ｃの一端が第１成型部２ｂの一端より枠体１の溝に近い場所に位置するように、枠体２および第１の型２を位置決めすることが望ましい。

次に、図８（２）に示すように、樹脂層材料供給手段（図示せず）により必要な体積以上の樹脂層材料を第１成型部２ｂの付加光学機能面２ａ上に供給する。ここで、枠体１の溝１ａの抜き取り穴１ａ´のうちのいくつかを通じて樹脂層材料を供給するようにしてもよい。

また、供給する樹脂層材料は、活性エネルギー線硬化型の樹脂とするのが望ましい。本実施例においては、紫外線硬化型の樹脂（例えば、ウレタン変性アクリレート及びアクリレートをモノマー成分とする樹脂）として説明を行う。樹脂層材料を活性エネルギー線硬化型の樹脂とすることにより、高温まで加熱せずに短時間で硬化させることができる。

次に、図８（３）に示すように、光学素子４を、その外周面が枠体１の内周面に対するように嵌入させて、樹脂層３上に載置する。光学素子４の外周面は、枠体１の内周面に嵌合しているため、光学素子４は水平方向（光軸に直交する方向）に関し、第１の型２に対して正確に位置決めされることができる。ここで、光学素子４が樹脂層３上に載置された状態では、光学素子４の高さ方向（光軸方向）の位置決めはまだ行われていない。

次に、光学素子４のさらに上方から、筒状構造の第２の型５を、その外周面が枠体１の内周面に対するように、かつ光学素子４の光学機能面４ａから前記第１成型部２ｂの付加光学機能面２ａまでの距離が、形成する樹脂層３の厚みとなるように離間させた状態で支持する。この段階で光学素子４の高さ方向（光軸方向）の位置決めが行われ、樹脂層材料が第１成型部２ｂの付加光学機能面２ａ上の全面に押し広げられる。これにより樹脂層３を所望の厚みに形成することができる。この時、不要分の樹脂層材料は枠体１の溝１ａに流れ込む。

ここで、真空ポンプ（図示せず）を枠体１の抜取り穴１ａ´もしくは載置されている樹脂層材料に通じる任意の場所に接続し、枠体内の樹脂層材料の載置されている部分を低圧にする。これにより、樹脂層材料中の気泡を除去することができ、ボイドを含まない樹脂層を形成することができる。

次に、図８（４）に示すように、枠体１を第２の型５、光学素子４および第１の型２に対して相対的にZ方向にスライドさせることにより、枠体１の溝１ａに流れ込んだ不要な樹脂層材料を除去する。

ここで、枠体１の溝１ａに流れ込んだ不要分の樹脂層材料を除去した後に、枠体１の外から真空ポンプ等（図示せず）を使用して、枠体の抜取り穴１ａ´を通して図中Ｒ方向に不要な樹脂層材料を抜き取ることで、次の光学素子成型時に枠体１が再度使用可能となる。

次に、図８（５）に示すように、紫外線照射器６を使用して樹脂層材料に紫外線を図中のＥ方向に照射して樹脂層材料を硬化させ、樹脂層３を形成する。ここで、第１の枠２を紫外線に対して透過率の高い物質とすることにより、第１の枠２の方向から紫外線照射器６による樹脂材料の硬化を行うようにすることもできる。

樹脂層３の硬化が終了した後に、図８（６）に示すように、第２成型部２ｃで樹脂層３が形成された光学素子４を保持したまま、第１成型部２ｂを図中のＺ方向にスライドさせることで第１成型部２ｂを光学素子４から離型させる。その後、樹脂層３を押圧する位置まで第１成型部２ｂを再度Ｚ方向と反対方向にスライドさせた後、図８（７）に示すように、第２成型部２ｃをＺ方向にスライドさせることで、第２成型部２ｃを光学素子４から離型させる。

ここで、第１成型部２ｂをスライドさせて離型させる工程において、第２成型部２ｃで樹脂層を固定することができ、第２成型部２ｃをスライドさせて離型させる工程において、第１成型部２ｂで樹脂層３を固定することができる。よって、離型時の樹脂層はがれを防止することができる。

その後、第１成型部２ｂおよび第１の型２を離間することにより、図８（８）に示すような、樹脂層３の光学有効面内に所定形状を有する樹脂層が追加形成され、光学有効面外に段付平面部７を有する非球面形光学素子が完成する。

ここで、光学有効面内の形状と光学有効面外段付平面部が同時に形成されるため、光学素子の光軸と段付平面部との高精度な直交性が得られる。よって、フランジ等を形成することができない光学素子においてもレンズバレルに精度良く取り付けることができる。

上記実施形態１から実施形態４により形成された光学素子は、樹脂層材料の供給量のバラツキに起因する不良品の発生がなく、複雑な形状の樹脂層においても精度よく所望の厚みに形成することができ、不要な突起が形成されることがない。

さらに、上記実施形態２および実施形態４により形成された光学素子は、光学有効面内の形状と光学有効面外の段付平面部が同時に成型されているため、光学素子の光軸と段付平面部との高精度な直交性が得られ、光学素子をレンズバレルに高精度に取り付けることができる。

なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、その主旨を逸脱しない範囲で上記実施例を変更した種々の態様で実施可能である。例えば、樹脂層材料の供給方法は、シート状に形成した樹脂層材料を第１の型と光学素子間の空間に載置することにより供給するようにしてもよい。これにより、容易に樹脂層材料を供給することができる。

以上より、本発明の光学素子製造装置、光学素子製造方法およびそれを用いた光学素子によれば、光学素子の製造歩留まりを向上させることができる。

本発明の光学素子製造装置および光学素子製造方法は、光学素子全般に適用可能である。

本発明の第１の実施形態である光学素子製造装置を示す要部断面図である。 本発明の第１の実施形態である光学素子製造方法を示す工程断面図である。 本発明の第１の実施形態である光学素子製造方法を示す工程断面図である。 本発明の第２の実施形態である光学素子製造装置を示す要部断面図である。 本発明の第２の実施形態により製造した光学素子を示す要部断面図である。 本発明の第３の実施形態である光学素子製造装置を示す要部断面図である。 本発明の第３の実施形態により製造した光学素子を示す要部断面図である。 本発明の第４の実施形態である光学素子製造装置を示す要部断面図である。 本発明の第４の実施形態である光学素子製造方法を示す工程断面図である。 本発明の第４の実施形態である光学素子製造方法を示す工程断面図である。 レプリカ法によるレンズの成型方法を説明する断面図である。 光学素子製造方法の従来例を示す断面図である。

符号の説明

１…枠体
１ａ…溝
１ａ´…抜取り穴
２…第１の型
２ａ…付加光学機能面
２ｂ…第１成型部
２ｃ…第２成型部
３…樹脂層
４…光学素子
４ａ…光学機能面
５…第２の型
６…紫外線照射器
７…段付平面部

Claims (15)

1. 光学機能を有する光学素子の光学機能面上に、成型加工により所定形状を有する樹脂層を追加形成する光学素子製造装置において、
   前記所定形状を一面に備えた第１の型と、
   前記光学素子を保持する第２の型と、
   前記第１の型、前記第２の型および前記光学素子に対して相対的にスライドし、内面に成型時の樹脂層材料の逃げ部となる溝を設けた枠体とを有する光学素子製造装置。
2. 前記枠体の溝が外部と通じていることを特徴とする請求項１に記載の光学素子製造装置。
3. 前記枠体の溝が外部と通じ、前記樹脂層材料の供給部を兼用していることを特徴とする請求項１および請求項２のいずれかに記載の光学素子製造装置。
4. 前記第１の型の所定形状は非球面形であることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の光学素子製造装置。
5. 前記第１の型の外周部に、凸部が形成されていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の光学素子製造装置。
6. 前記第１の型は、前記所定形状を一面に備えた第１成型部と、前記第１成型部の外側に嵌合される筒状の第２成型部とからなることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の光学素子製造装置。
7. 光学機能を有する光学素子の光学機能面上に、成型加工によって所定形状を有する樹脂層を追加形成する光学素子製造方法において、
   前記樹脂層を形成する材料を供給する工程と、
   樹脂層材料の不要分を所定の面外に逃がす工程と、
   前記樹脂層材料の不要分を切り取る工程と、
   前記不要分を切り取った後、前記樹脂層材料を硬化させる工程とを有することを特徴とする光学素子製造方法。
8. 内面に成型時の樹脂層材料の逃げ部となる溝を設けた枠体に、所定形状を一面に備えた第１の型と、光学素子と、前記光学素子を保持する第２の型とを嵌合し、前記第１の型と前記光学素子間に空間を形成する工程と、
   前記空間に樹脂層材料を供給する工程と、
   前記枠体内で前記第１の型と前記光学素子との間が所定厚みとなるよう、前記第１の型と前記第２の型および前記光学素子を相対的にスライドさせるとともに、不要な前記樹脂層材料を前記枠体の溝に流出させる工程と、
   所定厚みの前記樹脂層材料部分を前記枠体の溝から離間させる工程と、
   前記所定厚みの樹脂層材料を硬化させる工程とを有することを特徴とする光学素子製造方法。
9. 前記空間に樹脂層材料を供給する工程において、
   前記枠体の溝と前記第１の型の一端が近接する位置になるように、前記枠体と前記第１の型とを位置決めすることを特徴とする請求項８のいずれかに記載の光学素子製造方法。
10. 前記枠体内の樹脂層材料が供給された部分を低圧にすることを特徴とする請求項８から請求項９のいずれかに記載の光学素子製造方法。
11. 所定厚みの前記樹脂層材料部分を前記枠体の溝から離間させる工程の後に、
    前記枠体の溝内を低圧にし、前記溝を通して前記枠体外に不要な樹脂層材料を抜き取る工程を有することを特徴とする請求項８から請求項１０のいずれかに記載の光学素子製造方法。
12. 前記樹脂層材料を硬化させる工程の後、
    第１の型の第２成型部で前記樹脂層を押さえたまま、第１の型の第１成型部をスライドさせて離型させる工程と、
    前記第１成型部をスライドさせて前記樹脂層を押圧する工程と、
    前記第２成型部をスライドさせて離型させる工程とを有することを特徴とする請求項８から請求項１１のいずれかに記載の光学素子製造方法。
13. 前記第１の型の第１成型部および前記第１の型の第２成型部を位置決めする工程において、
    前記第２成型部の一端が、前記第１成型部の一端より前記枠体の溝に近い場所に位置するように、前記第１成型部および前記第２成型部を位置決めすることを特徴とする請求項８から請求項１２のいずれかに記載の光学素子製造方法。
14. 前記樹脂層材料は、活性エネルギー線硬化型の樹脂であることを特徴とする請求項８から請求項１３のいずれかに記載の光学素子製造方法。
15. 請求項１から請求項１４のいずれかに記載の光学素子製造装置もしくは光学素子製造方法を用いて非球面形光学素子を製造したことを特徴とする光学素子。

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