JP2007190733A - 金型、光学素子基材、光学素子及び光学素子の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】金型、光学素子基材、光学素子及び光学素子の製造方法において、離型不良を起こさずに且つ剥離用の部材を設けることなく、小さい荷重で金型と樹脂層とを剥離する。
【解決手段】内型３と、この内型３と独立して移動可能な外型２とを有する金型１において、外型２の被成形物に当接する面２ａの少なくとも一部は、外型２の周方向に亘って、外型２の移動方向（矢印方向）と直交する仮想面Ａに対し傾き（角度θ）を有する平面又は曲面である構成とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、光学素子基材に接合した樹脂層を有する光学素子を成形する金型、光学素子基材、光学素子及び光学素子の製造方法に関する。

従来、樹脂接合型の光学素子として、ガラスレンズ、プラスチックレンズ等の光学素子に樹脂を接合したものが知られている。そして、この樹脂接合型の光学素子を製造するに際して、金型と樹脂層との剥離を容易にする手法が提案されている。例えば、特許文献１では、内型と外型とからなる金型のうち、外型で、まず樹脂層を剥離し、この外型で再度樹脂層を押圧して、内型から樹脂層を剥離する技術が提案されている。
特開平８−６６９７２

ところで、上記特許文献１の技術は、外型の押圧により、樹脂層を金型から剥離するものであるため、確かに金型から樹脂層を剥離するのが可能である。しかしながら、上記特許文献１の技術では、外型の押圧位置が樹脂層の周方向に亘るため、金型から樹脂層を剥離する際に、大きい荷重が必要となっていた。

荷重を減らすためには、外型の成形面に凸部を設けて押圧位置を数箇所に絞る方法が考えられる。しかしながら、この方法では、凸部の側面に樹脂が残ってしまうので、離型不良が発生しやすくなる。また、剥離用の部材を別途設ける方法も考えられるが、この方法では、樹脂層や光学素子基材にも剥離用の部材と当接する箇所が必要となるので、光学素子の小型化を阻害してしまう。

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、小さい荷重で光学素子を剥離できる金型、小さい荷重で金型から剥離できる小型な光学素子基材及び光学素子、並びにこの光学素子の製造方法の提供を課題とする。

上記課題を解決するために、本発明の金型は、内型と、上記内型と互いに独立して移動可能な外型とを有する金型において、上記外型の被成形物に当接する面の少なくとも一部は、上記外型の周方向に亘って、上記外型の移動方向と直交する仮想面に対し傾きを有する平面又は曲面である構成とする。

好ましくは、上記傾きを有する平面又は曲面は、上記被成形物の有効径に相当する部分よりも０．１ｍｍ以上外側に位置する構成とする。
より好ましくは、上記傾きを有する平面は、上記仮想面に対し０．５度乃至４５度の傾きを有する構成とする。

上記課題を解決するために、本発明の光学素子基材は、有効径より外側の少なくとも一部が、周方向に亘って、上記光学素子基材の光軸と直交する仮想面に対し傾きを有する平面又は曲面である構成とする。

また、上記課題を解決するために、本発明の光学素子は、上記光学素子基材に接合した樹脂層をさらに備え、上記樹脂層の一部は、上記傾きを有する平面又は曲面に当接する構成とする。

好ましくは、上記傾きを有する平面又は曲面は、上記光学素子基材の有効径よりも０．１ｍｍ以上外側に位置する構成とする。
より好ましくは、上記傾きを有する平面は、上記仮想面に対し０．５度乃至４５度の傾きを有する構成とする。

また、上記樹脂層は、その表面に微細構造を有する構成としてもよい。
上記課題を解決するために、本発明の光学素子の製造方法は、内型と、上記内型と互いに独立して移動可能な外型とを有する金型を用いて光学素子基材上の少なくとも一部に樹脂層を形成する樹脂接合型の光学素子の製造方法において、上記金型と上記光学素子基材との間に樹脂を供給し、上記金型と上記光学素子基材とを相対的に接近させることで上記樹脂を広げて樹脂層とする際に、上記樹脂層の有効径よりも外側において周方向に亘って厚みが滑らかに変化する上記樹脂層を形成し、上記樹脂層を硬化させ、上記硬化した樹脂層から上記外型のみを剥離し、再度上記外型と上記樹脂層とを相対的に接近させることにより上記金型と上記樹脂層とを剥離するようにする。

本発明の金型は、外型の被成形物に当接する面の少なくとも一部が、外型の周方向に亘って、移動方向と直交する仮想面に対し傾きを有する平面又は曲面となっている。このような金型において、金型と光学素子基材との間に樹脂を供給すると、樹脂層の周辺部において、その厚さが周方向の位置により異なる。ここで、樹脂層から外型のみを剥離した場合の樹脂層の収縮量は、樹脂層の厚い位置ほど大きくなる。そのため、再度外型と樹脂層とを相対的に接近させていくと、外型は樹脂層表面の全周に均等に当接するのではなく、最初に樹脂層の最も薄い部分（収縮量の最も小さい部分）に当接する。その結果、その当接部分から剥離が開始されることになる。このため、本発明の金型によれば、小さい荷重で金型から樹脂層を剥離することができる。また、金型の外型自体が剥離用の部材を兼ねるので、新たに剥離用の部材を設ける必要がない。

また、本発明の光学素子は、有効径より外側の少なくとも一部が、周方向に亘って、該光学素子基材の光軸と直交する仮想面に対し傾きを有する平面又は曲面である光学素子基材を備えている。よって、光学素子基材上に樹脂層を形成する際、樹脂層の周辺部における厚みを、その周方向に亘って異ならせることができる。ここで、樹脂層の周辺部のみを金型から剥離した場合の樹脂層の収縮量は、樹脂層の厚い位置ほど大きくなる。そのため、再度金型と樹脂層の周辺部とを相対的に接近させていくと、金型が樹脂層表面の全周に均等に当接するのではなく、最初に樹脂層の最も薄い部分（収縮量の最も小さい部分）に当接する。その結果、その当接部分から剥離が開始されることになる。このため、本発明の光学素子によれば、小さい荷重で金型から樹脂層を剥離することができる。また、樹脂層の周辺部が剥離領域を兼ねるので、新たに剥離領域を光学素子基材に設ける必要がない。よって、光学素子を小型化することができる。

以下、本発明の実施形態に係る金型、光学素子及び光学素子の製造方法について、図面を参照しながら説明する。
［第１実施形態］
図１は、本発明の第１実施形態に係る金型を示す断面図である。図２は、上記金型を成形面側から見た平面図である。

図１において、金型１は、外型２及び内型３から構成されている。これら外型２と内型３とは、樹脂が流れ込まない程度に嵌合されている。そして、両者は、相対的に摺動可能になっている。ここで、外型２は筒状、具体的には円筒形状である。一方、内型３は柱状、具体的には円柱形状である。よって、両者は、外型２の内周面の母線方向（内型の外周面の母線方向）に沿って相対的に移動する。この内型３の一端には、成形面３ａが形成されている。この成形面３ａは、被成形物の凹面を成形するために凸型面となっている。また、外型２の一端には、成形面２ａが形成されている。

ここで、成形面２ａの全面は、外型２の周方向（図２に示す矢印Ｂの方向）に亘って、平面となっている。そしてこの成形面２ａは、図１に示すように、移動方向（矢印方向）と直交する面Ａ（以下、仮想面Ａと称する。）に対し傾き（角度θ）を有する。この傾き（角度θの値）は、例えば０．５度乃至４５度の範囲内にあればよい。なお、この傾き（角度θの値）の上限は３０度であってもよい。また、この傾き（角度θの値）は、１度乃至１５度の範囲内にあれば好ましく、３度乃至１０度の範囲内にあればより好ましい。なお、移動方向は、外型２の内周面の母線と平行、あるいは内型３の外周面の母線と平行な方向である。そこで、これらの母線と平行な軸をＸとすると、仮想面Ａはこの軸Ｘと直交する面となる。

また、図２に示すように、外型２の成形面２ａは、外型２の周方向（図２に示す矢印Ｂの方向）に亘って滑らかな面になっている。
次に、図３乃至図６を参照しながら、上記金型を用いた樹脂接合型光学素子の製造方法を説明する。

図３乃至図６は、本発明の第１実施形態に係る金型、及びこの金型を用いて光学素子（樹脂接合型光学素子）を製造する製造方法を示す説明図である。
図３に示す光学素子基材４は、凹型光学面４ａを有している。まず、この凹型光学面４ａに、例えばエネルギー硬化型や熱硬化型等の樹脂５を供給する。

そして、図４に示すように、樹脂５が所望の厚さの樹脂層６を形成するに至る位置まで、金型１と光学素子基材４とを不図示の駆動手段により相対的に接近させる。これにより、樹脂層６は横方向に広がり、外型２の成形面２ａと当接する。この状態で、不図示の樹脂硬化手段（例えば、エネルギー線や熱等）により樹脂層６を硬化させ、光学素子基材４上に樹脂層６を接合する。

次に、金型１から樹脂層６を剥離する。剥離に際しては、図５（ａ）に示すように、まず外型２を樹脂層６から剥離する。ここで成形面２ａは、上述のように周方向に亘って平面となっている。そしてこの成形面２ａは、仮想面Ａに対し傾きを有する。そのため、樹脂層６の周辺部（成形面２ａと当接する部分）では、その周方向に亘って樹脂層６の厚さが連続的に（滑らかに、あるいは段差が無い状態で）変化している。ここで、樹脂層６の厚みには、軸Ｘに沿う方向の厚みと、軸Ｘと直交する方向の厚みがある。図５には、軸Ｘに沿う方向の厚さが最も薄い部分を肉薄部６ａとして示し、厚さが最も厚い部分を肉厚部６ｂとして示した。ところで、外型２を剥離した後の樹脂層６の収縮量は、樹脂層の厚さにより異なる。そのため、外型２を剥離することによる収縮量は、図５（ｂ）において点線で示すように、肉薄部６ａよりも肉厚部６ｂの方が大きくなる。

続いて、内型３から樹脂層６を剥離する。具体的には、図６に示すように、再度外型２と樹脂層６とを相対的に接近させる。このとき、外型２は、樹脂層６表面の全周に均等に当接しない。外型２は、樹脂層６の周辺部の一部、すなわち肉薄部６ａに最初に当接する。そこで、樹脂層６（肉薄部６ａ）に当接した位置よりも光学素子基材４側に向かって、さらに外型２を接近させる。これにより、樹脂層６の周辺部の一部に対して、外型２の荷重が集中した状態（一点集中荷重の状態）になる。その結果、全面均等荷重の状態に比べて、小さい荷重で内型３から樹脂層６を、すなわち金型１から樹脂層６を剥離することができる。

なお、樹脂層６の周辺部の一部は、肉薄部６ａのみで外型２と当接するのではない。実際には、肉薄部６ａを中心としたある一定の領域が外型２と当接することになる。しかしながらこの状態は、周辺部全体に成形面２ａが当接している状態（全面均等荷重の状態）とは異なる。よって、本実施形態の金型における荷重は、一点集中荷重あるいはそれに近い荷重状態とみなすことができる。

以上のように、本実施形態の金型では、外型２の成形面２ａが外型２の周方向に亘って平面となっていると共に、この成形面２ａは仮想面Ａに対し傾きを有する。よって、金型１と光学素子基材４との間で樹脂層６を成形すると、樹脂層６の厚さが周方向の位置により異なる。ここで、樹脂層６から外型２のみを剥離した場合の樹脂層６の収縮量は、樹脂層６の厚い位置（肉厚部６ｂ）ほど大きくなる。そのため、再度外型２と樹脂層６とを相対的に接近させていくと、外型２は最初に、樹脂層６の最も薄い部分（肉薄部６ａ）に当接する。そして、その当接部分から剥離が開始されることになる。よって、本実施形態の金型によれば、小さい荷重で金型１から樹脂層６を剥離することができる。

また、傾き（角度θの値）が、０．５度乃至４５度の範囲内であれば上記効果を奏するが、傾き（角度θの値）の上限は３０度であってもよい。また、傾き（角度θの値）を、好ましくは１度乃至１５度の範囲内、より好ましくは３度乃至１０度の範囲内にすることでも、小さい荷重で金型１から樹脂層６を剥離することができる。また、傾きの値が好ましい範囲にあると、肉厚部と肉薄部の厚みの違いが少なくなる。この場合、軸Ｘと直交する方向において、樹脂層外径の違いを小さくすることができる（樹脂の外径形状が真円に近くなる）。その結果、半径方向における樹脂の収縮率が略等しくなるので、樹脂層６や光学素子基材４の変形を防止することができる。よって、光学素子に対して、非点収差の発生を防止することができる。

なお、本実施形態では、金型１を樹脂層６の形成用として説明したが、金型１は例えば後述する光学素子基材を成形するためにも用いることが可能であり、金型１の被成形物は樹脂層６に限定されない。

また、本実施形態の金型では、外型２の成形面２ａを平面としたが、この平面は鏡面に限らず微細な凹凸を含む平面であっても構わない。
［第１実施形態の第１変形例］
図７は、上記第１実施形態の第１変形例に係る金型、及びこの金型を用いて製造した光学素子（樹脂接合型光学素子）を示す断面図である。

同図に示す本変形例に係る金型１１は、内型１３の成形面１３ａが凸型ではなく凹型となっている。また、光学素子基材１４も凹型ではなく凸型の光学面１４ａを有している。これらの点以外は、上記第１実施形態と同じであるため、詳細な説明は省略する。

この金型１１を用いた樹脂接合型光学素子の製造方法を説明する。
まず、内型１３の凹型成形面１３ａに、例えばエネルギー硬化型や熱硬化型等の樹脂を供給する。

そして、樹脂が所望の厚さの樹脂層１６を形成するに至る位置まで、金型１１と光学素子基材１４とを不図示の駆動手段により相対的に接近させる。これにより、樹脂層１６は横方向に広がり、外型１２の成形面１２ａと当接する。この状態で、不図示の樹脂硬化手段（例えば、エネルギー線や熱等）により樹脂層１６を硬化させ、光学素子基材１４上に樹脂層１６を接合する。

次に、金型１１から樹脂層１６を剥離する。剥離に際しては、まず外型１２を樹脂層１６から剥離する。ここで成形面１２ａは、上記第１実施形態と同様に周方向に亘って平面となっている。そしてこの成形面１２ａは、仮想面Ａに対し傾きを有する。そのため、樹脂層１６の周辺部（成形面１２ａと当接ずる部分）では、その周方向に亘って樹脂層１６の厚さが連続的に（滑らかに、あるいは段差が無い状態で）変化している。図７においても、軸Ｘに沿う方向の厚さが最も薄い部分を肉薄部１６ａとして示し、厚さが最も厚い部分を肉厚部１６ｂとして示した。ここで、外型１２を剥離した後の樹脂層１６の収縮量は、樹脂層の厚さにより異なる。そのため、外型１２を剥離することによる収縮量は、肉薄部１６ａよりも肉厚部１６ｂの方が大きくなる。

続いて、外型１２から樹脂層１６を剥離する。具体的には、再度外型１２と樹脂層１６とを相対的に接近させる。このとき、外型１２に最初に当接するのは、樹脂層１６のうちの肉薄部１６ａとなる。つまり、外型１２は、樹脂層１６の周辺部の一部、すなわち肉薄部１６ａに最初に当接する。そこで、樹脂層１６（肉薄部１６ａ）に当接した位置よりも光学素子基材１４側に向かって、さらに外型１２を接近させる。これにより、樹脂層１６の周辺部の一部に対して、外型１２の荷重が集中した状態（一点集中荷重の状態）になる。その結果、全面均等荷重の状態に比べて、小さい荷重で内型１３から樹脂層１６を、すなわち金型１１から樹脂層１６を剥離することができる。

以上のように、本変形例の金型でも、外型１２の成形面１２ａが外型１２の周方向に亘って平面となっていると共に、この成形面１２ａは仮想面Ａに対し傾きを有する。よって、再度外型１２を樹脂層１６に接近させていくと、外型１２は最初に、樹脂層１６の最も薄い部分（肉薄部１６ａ）に当接する。そして、その当接部分から剥離が開始されることになる。よって、本変形例の金型によれば、小さい荷重で金型１１から樹脂層１６を剥離することができる。
［第１実施形態の第２変形例］
上記第１実施形態や上記第１実施形態の第１変形例に係る金型１，１１では、外型２，１２の成形面２ａ，１２ａの全体が、仮想面Ａに対し傾きθを有する平面になっていた。しかしながら、成形面２ａ，１２ａの一部のみが、仮想面Ａに対し傾きθを有する平面であってもよい。そのため、外型としては、例えば図８に示す外型２２のようなものであっても良いとなることも考えられる。

図８は、上記第１実施形態の第２変形例に係る金型に用いる外型を示す断面図である。
同図（ａ）に示す外型２２は、成形面２２ａのうち、一部の成形面２２ａ−１が仮想面Ａに対し傾きを有する（上りの傾斜面）。一方、成形面２２ａのうち、残りの部分の成形面２２ａ−２は仮想面Ａと平行な面になっている。なお、成形面２２ａ−１及び成形面２２ａ−２は、いずれも平面となっている。

よって、本変形例に係る金型においても、樹脂層の周辺部では、その周方向の位置により樹脂層の厚さが異なる。具体的には、成形面２２ａ−１と当接している樹脂層の厚みの方が、成形面２２ａ−２と当接している樹脂層よりも薄くなっている。ここで上述のように、樹脂層から外型２２を剥離した際の樹脂層の収縮量は、樹脂層の厚みが厚いほど大きくなる。そのため、再度外型２２と樹脂層とを相対的に接近させていくと、外型２２は最初に、樹脂層の最も薄い部分（成形面２２ａ−１と当接している樹脂層）に当接する。そして、その当接部分から剥離が開始されることになる。このため、本変形例の金型においても、小さい荷重で金型から樹脂層を剥離することができる。

なお、図８（ｂ）に示すように、成形面２２ａ−２に続く成形面２２ａ−１を、下りの傾斜面にしてもよい。この場合、成形面２２ａ−１と当接している樹脂層の厚みの方が、成形面２２ａ−２と当接している樹脂層よりも厚くなる。そのため、成形面２２ａ−２が最初に樹脂層に当接する。その結果、樹脂層の周辺部のうち、半分の領域を外型によって押圧することになる。この場合、図８（ａ）に比べて、樹脂層を押圧する領域が広くなる。しかしながら、全面均等荷重の状態ではないので、図８（ｂ）の外型を有する金型においても、小さい荷重で金型から樹脂層を剥離することができる。
［第１実施形態の第３変形例］
上記第１実施形態、上記第１変形例及び第２変形例に係る金型では、内型を円柱形状、外型を円筒形状と例示して説明した。しかしながら、本発明に係る金型は、例示した形状に限定されない。金型の形状のその他の例としては、例えば図９（ａ）、（ｂ）に示す形状が考えられる。

図９（ａ）は、上記第１実施形態の第３変形例に係る金型をその成形面側から見た平面図、及び側面図である。
同図に示す金型３１は、円筒状の外型３２及び円柱状の内型３３のそれぞれについて、その一部を切断した形状を備えている。この金型３１では、軸Ｘを挟んで対向する側部を直線的に切断することにより、弦３２ａ，３３ａに相当する部分を形成している。よって、金型３１は、いわゆる小判型の形状を呈している。また、本変形例においても、外型３２の成形面は、外型３２の周方向（矢印Ｃの方向）に亘って平面となっている。そしてこの成形面は、仮想面Ａに対し傾き（角度θ）を有する。

よって、本変形例のように、外型３２が内型３３の外周全域を覆っていなくとも、本変形例においても、小さい荷重で金型３１から樹脂層を剥離することができる。
［第１実施形態の第４変形例］
図９（ｂ）は、上記第１実施形態の第４変形例に係る金型をその成形面側から見た平面図である。

同図に示す金型４１も、円筒状の外型４２及び円柱状の内型４３のそれぞれについて、その一部を切断した形状を備えている。この金型４１では、各々の側部を３箇所切り取った形状を呈している。このような形状の場合では、本発明に係る金型の周方向とは、外型４２の内周又は外周に沿った方向に相当する。そして、本変形例においても、外型４２の成形面は、外型４２の周方向（矢印Ｃの方向）に亘って、平面となっている。そしてこの成形面は、仮想面Ａに対し傾きを有する。

そのため、本変形例においても、上記第１実施形態と同様に、小さい荷重で金型４１から樹脂層を剥離することができる。
なお、上記第１実施形態及び各変形例において、被成形物の有効径に相当する部分よりも０．１ｍｍ以上外側に、外型の成形面が位置するように金型を構成してもよい。すなわち、図１０に示すように、内型３の成形面３ａには、所定の領域３ａ−１が存在する。この所定の領域３ａ−１は、被成形物（光学素子基材４）の有効径領域（有効径部分）４ａ−１と一致（相当）する。そこで、所定の領域３ａ−１の境界から所定の間隔ｔだけ離れた位置に、成形面２ａの内側面が位置するようにする。このような構成において、ｔは０．１ｍｍ以上であることが好ましい。その理由について、以下に説明する。

樹脂層６を金型から剥離する際には、所定の力が発生する。本実施形態及び変形例では、この所定の力の大きさを、従来に比べて小さくすることができる。しかしながら、その大きさによっては、光学素子基材４及び樹脂部６における光学面（特に有効径内）に所定の力が及ぶことがある。その結果、場合によっては光学面が変形する可能性がある。そこで、間隔ｔを０．１ｍｍ以上にすることで、有効径内の光学面が変形するのを防止することができる。なお、後述の第２実施形態及び第３実施形態においても、間隔ｔを０．１ｍｍ以上にするのが好ましい。
［第２実施形態］
図１１は、本発明の第２実施形態に係る金型を示す断面図であり、図１２は、上記金型を成形面側から見た平面図である。

図１１及び図１２において、金型５１は、外型５２及び内型５３から構成されている。これら外型５２と内型５３とは嵌合になっている。そして、両者は、相対的に摺動可能になっている。ここで、外型５２は円筒形状であり、内型５３は円柱形状である。この内型５３の成形面５３ａは、被成形物の凹面を成形するために凸型面となっている。また、外型５２の一端には、成形面５２ａが形成されている。

ここで、外型５２の成形面５２ａは、外側面５２ａ−１と内側面５２ａ−２で構成されている。外側面５２ａ−１は、内側面５２ａ−２の外周側に位置している。そして、外側面５２ａ−１の全面は、外型５２の周方向に亘って平面となっている。そして外側面５２ａ−１は、仮想面Ａに対し傾き（角度θ）を有する。この傾き（角度θの値）は、例えば０．５度乃至４５度の範囲内にあればよい。なお、この傾き（角度θの値）の上限は３０度であってもよい。また、この傾き（角度θの値）は、１度乃至１５度の範囲内にあれば好ましく、３度乃至１０度の範囲内にあればより好ましい。

また、内側面５２ａ−２の全面は、外型５２の周方向に亘って平面となっている。そして、内側面５２ａ−２は、仮想面Ａと平行になっている。よって、外側面５２ａ−１と内側面５２ａ−２は、傾き（角度θ）を持って、それぞれが形成されていることになる。図１１に示すように、成形面５２ａは、軸Ｘを挟んで一方の側では、外側面５２ａ−１に対して内側面５２ａ−２が凹になり、反対側では、外側面５２ａ−１に対して内側面５２ａ−２が凸になっている。なお、仮想面Ａと軸Ｘの関係については、第１実施形態で説明したとおりである。

また、図１２に示すように、外側面５２ａ−１は、外型５２の周方向（図１２に示す矢印Ｄ１）に亘って滑らかな面になっている。同様に、外側面５２ａ−２も、外型５２の周方向（図１２に示す矢印Ｄ２）に亘って滑らかな面（段差が無い面）になっている。

次に、図１３乃至図１６を参照しながら、金型５１を用いた樹脂接合型光学素子の製造方法を説明する。
図１３乃至図１６は、本発明の第２実施形態に係る金型、及びこの金型を用いて光学素子（樹脂接合型光学素子）を製造する製造方法を示す説明図である。

図１３に示す光学素子基材５４は、凹型光学面５４ａを有している。まず、この凹型光学面５４ａに、例えばエネルギー硬化型や熱硬化型等の樹脂５５を供給する。
そして、図１４に示すように、樹脂５５が所望の厚さの樹脂層５６を形成するに至る位置まで、金型５１と光学素子基材５４とを不図示の駆動手段により相対的に接近させる。これにより、樹脂層５６は横方向に広がり、外型５２の成形面５２ａと当接する。この状態で、不図示の樹脂硬化手段（例えば、エネルギー線や熱等）により樹脂層５６を硬化させ、光学素子基材５４上に樹脂層５６を接合する。

次に、金型５１から樹脂層５６を剥離する、剥離に際しては、図１５（ａ）に示すように、まず外型５２を樹脂層５６から剥離する。ここで、外側面５２ａ−１は、上述のように周方向に亘って平面となっている。そして、この外側面５２ａ−１は、仮想面Ａに対し傾きを有する。そのため、樹脂層５６の周辺部（外側面５２ａ−１と当接する部分）では、その周方向に亘って樹脂層５６の厚さが連続的に（滑らかに、あるいは段差が無い状態で）変化している。図１５（ａ）には、軸Ｘに沿う方向の厚さが最も薄い部分を肉薄部５６ａとして示し、厚さが最も厚い部分を肉厚部５６ｂとして示した。ところで、外型５２を剥離した後の樹脂層５６の収縮量は、樹脂層の厚さにより異なる。そのため、外型５２を剥離することによる収縮量は、図１５（ｂ）において点線で示すように、肉薄部５６ａよりも肉厚部５６ｂの方が大きくなる。更に、中間部５６ｃの厚みも、肉薄部５６ａの厚みよりも厚い。そのため、外型５２を剥離することによる収縮量は、肉薄部５６ａよりも中間部５６ｃの方が大きくなる。

続いて、内型５３から樹脂層５６を剥離する。具体的には、図１６に示すように、再度外型５２と樹脂層５６とを相対的に接近させる。このとき、外型５２は、樹脂層５６の周辺部の一部、すなわち肉薄部５６ａに最初に当接する。そこで、樹脂層５６（肉薄部５６ａ）に当接した位置よりも光学素子基材５４側に向かって、さらに外型５２を接近させる。これにより、樹脂層５６の周辺部の一部に対して、外型５２の荷重が集中した状態（一点集中荷重の状態）になる。その結果、全面均等荷重の状態に比べて、小さい荷重で内型５３から樹脂層５６を、すなわち金型５１から樹脂層５６を剥離することができる。

以上のように、本実施形態の金型では、外型５２の外側面５２ａ−１が外型５２の周方向に亘って平面となっていると共に、この外側面５２ａ−１は仮想面Ａに対し傾きを有する。よって、再度外型５２を樹脂層５６に当接させると、外型５２は最初に、樹脂層５６の最も薄い部分（肉薄部５６ａ）に当接する。そして、その当接部分から剥離が開始されることになる。よって、本実施形態の金型によれば、小さい荷重で金型５１から樹脂層５６を剥離することができる。なお、本実施形態においても、荷重は、一点集中荷重あるいはそれに近い状態とみなすことができる。

なお、本実施形態においても、外側面５２ａ−１及び内側面５２ａ−２を平面としたが、この平面とは鏡面に限らず微細な凹凸を含む平面であっても構わない。
また、上記第１実施形態の第１乃至第４変形例の技術は、本実施形態の金型にも適用可能である。
［第３実施形態］
図１７は、本発明の第３実施形態に係る金型を示す断面図である。

図１７（ａ）において、金型６１は、外型６２及び内型６３から構成されている。これら外型６２と内型６３とは嵌合になっている。そして、両者は、相対的に摺動可能になっている。ここで、外型６２は円筒形状であり、内型６３は円柱形状である。この内型６３の成形面６３ａは、被成形物の凹面を成形するために凸型面となっている。また、外型５２の一端には、成形面６２ａが形成されている。

ここで、外型６２の成形面６２ａの全面は、外型６２の周方向に亘って曲面となっている。そしてこの成形面６２ａは、仮想面Ａに対し傾き（角度θ）を有する。その点を除き、本実施形態に係る金型及びこの金型を用いた光学素子の製造方法は、上記第１実施形態と同様であるため、詳細な説明は省略する。

本実施の形態では、成形面６２ａは曲面となっている。この曲面は、軸Ｘから離れた点に中心Ｙを有する曲率半径がＲの球面の一部である。すなわち、この球面と円筒（外型６２）が交わったときに、この球面で切り取られた円筒の端面の形状が、成形面６２ａの形状である。なお、傾き（角度θ）は、この球面の面の接平面と仮想面Ａとのなす角度で定義することができる。接平面としては、例えば、球面と軸Ｘが交わる位置における接平面が考えられる。

本実施形態の金型では、外型６２の成形面６２ａが、型６２の周方向に亘って曲面となっていると共に、この成形面６２ａは仮想面Ａに対し傾きを有する。よって、樹脂層を形成したとき、樹脂層６の厚さが連続的に（滑らかに、あるいは段差が無い状態で）変化している。すなわち、樹脂層の厚さが周方向の位置により異なる。そのため、再度外型６２を樹脂層に当接させると、外型６２は最初に、樹脂層の最も薄い部分に当接する。そして、その当接部分から剥離が開始されることになる。よって、本実施形態の金型によれば、小さい荷重で金型６１から樹脂層を剥離することができる。

また、成形面６２ａは、図１７（ｂ）に示すように、曲面６２ａ’であっても良い。この場合の傾きは、例えば、曲面の頂点を含む面と仮想面Ａとのなす角度で定義することができる。

なお、本実施形態においても、曲面とは、微細な凹凸を含む曲面も意味することは明らかである。
また、上記第１実施形態の第１乃至第４変形例及び上記第２実施形態の技術は、本実施形態にも適用可能である。

さらに、内型の表面が、微細構造、例えば使用波長未満の微細な凹凸を有するものであった場合、樹脂層７６を剥離する際に一層大きい荷重が必要になっていた。しかしながら、以上の方法により、このような内型であっても、金型から樹脂層を小さい荷重で剥離することができる。
［第４実施形態］
図１８は、本発明の第４実施形態に係る光学素子を示す断面図である。図１９は、本発明の第４実施形態に係る光学素子基材を樹脂層側から見た平面図である。

本実施形態の光学素子は、樹脂接合型の光学素子である。この樹脂接合型の光学素子では、図１８に示すように、光学素子基材７４に、樹脂層７６が接合している。ここで、光学素子基材７４の傾斜面７４ａ−１は、光学素子基材７４の周方向（図１９に示す矢印Ｆ）に亘って平面となっている。そしてこの傾斜面７４ａ−１は、光学素子基材７４の光軸Ｚと直交する面Ｅ（以下、仮想面Ｅとする。）に対し傾き（角度θ）を有する。なお、ここでは、傾斜面７４ａ−１は、凹型光学面７４ａ−３よりも外側に位置している。また、凹型光学面７４ａ−３の内側が、有効径領域７４ａ−２となっている。この傾斜面７４ａ−１の傾き（角度θの値）は、例えば０．５度乃至４５度の範囲内にあればよい。なおこの傾き（角度θの値）の上限は３０度であってもよい。また、この傾き（角度θの値）は、１度乃至１５度の範囲内にあれば好ましく、３度乃至１０度の範囲内にあればより好ましい。

このように、光学素子基材７４は、上記傾斜面７４ａ−１を有している。そのため、その周方向に亘って厚さが連続的に変化させるように、傾斜面７４ａ−１上に樹脂層７６を形成することができる。ここで、樹脂層７６の厚みには、光軸Ｚに沿う方向の厚みと、光軸Ｚと直交する方向の厚みがある。図１８には、周辺部のうち、光軸Ｚに沿う方向の厚さが最も薄い部分を肉薄部７６ａとして示し、厚さが最も厚い部分を肉厚部７６ｂとして示した。なお、光学素子基材７４は、樹脂層７６を接合した状態で示したが、光学素子基材７４のみで存在する状況もあり得る。

次に、図２０乃至図２３を参照しながら、光学素子基材７４を用いた光学素子の製造方法を説明する。
図２０に示す金型７１は、外型７２と内型７３とを有している。ただし、上記第１乃至第３実施形態とは異なり、外型７２の成形面７２ａは平面であって、例えば軸Ｘに対し垂直な仮想面Ａと平行な面になっている。また、内型７３は、凸型成形面７３ａを有している。

光学素子の製造では、まず、光学素子基材７４に、例えばエネルギー硬化型や熱硬化型等の樹脂７５を供給する。
そして、図２１に示すように、樹脂７５が所望の厚さの樹脂層７６を形成するに至る位置まで、金型７１と光学素子基材７４とを不図示の駆動手段により相対的に接近させる。これにより、樹脂層７６は横方向に広がり、光学素子基材７４の傾斜面７４ａ−１と成形面７２ａに当接する。このとき、傾斜面７４ａ−１は平面であって、仮想面Ｅに対し傾いている。ここで、光軸Ｚと軸Ｘは平行であるので、仮想面Ａと仮想面Ｅは平行な関係になっている。よって、傾斜面７４ａ−１と成形面７２ａの間隔は、その周方向に亘って連続的に樹脂層６の厚さが連続的に（滑らかに、あるいは段差が無い状態で）変化している。そのため、その間に広がった樹脂層７６も、その周方向に亘って厚さが連続的に樹脂層６の厚さが連続的に（滑らかに、あるいは段差が無い状態で）変化している。この状態で、不図示の樹脂硬化手段（例えば、エネルギー線や熱等）により樹脂層７６を硬化させ、光学素子基材７４上に樹脂層７６を接合する。

次に、金型７１から樹脂層７６を剥離する、剥離に際して、図２２に示すように、まず外型７２を樹脂層７６から剥離する。ここで、外型７２を剥離した後の樹脂層７６の収縮量は、周方向の位置により異なる。すなわち、外型７２を剥離することによる収縮量は、肉薄部７６ａよりも肉厚部７６ｂの方が大きくなる。

続いて、内型７３から樹脂層７６を剥離する。具体的には、図２３に示すように、再度外型７２と樹脂層７６とを相対的に接近させる。このとき、外型７２は、樹脂層７６の周辺部の一部、すなわち肉薄部７６ａに最初に当接する。そこで、樹脂層７６（肉薄部７６ａ）に当接した位置よりも光学素子基材７４側に向かって、さらに外型７２を接近させる。これにより、樹脂層７６の周辺部の一部に対して、外型７２の荷重が集中した状態（一点集中荷重の状態）になる。その結果、全面均等荷重の状態に比べて、小さい荷重で内型７３から樹脂層７６を、すなわち金型７１から樹脂層７６を剥離することができる。

以上のように、本実施形態の光学素子では、光学素子基材７４の傾斜面７４ａ−１が光学素子基材７４の周方向Ｆに亘って平面になっていると共に、この傾斜面７４ａ−１は仮想面Ｅに対し傾きを有する。よって、光学素子基材７４に接合する樹脂層７６の厚さを、周方向の位置により異ならせることができる。ここで、樹脂層７６から外型７２のみを剥離した場合、樹脂層７６の収縮量は樹脂層７６の厚い位置（肉厚部７６ｂ）ほど大きくなる。そのため、再度外型７２と樹脂層７６とを相対的に接近させていくと、外型７２は最初に、樹脂層７６の最も薄い肉薄部７６ａに当接する。そして、その当接部分から剥離が開始されることになる。これは、樹脂層７６の周辺部に対する荷重が、一点集中荷重あるいはそれに近い荷重状態になっているといえる。よって、本実施形態の光学素子によれば、小さい荷重で金型７１から樹脂層７６を剥離することができる。

また、傾き（角度θの値）が、１度乃至４５度の範囲内であれば上記効果を奏するが、傾きを、好ましくは５度乃至３０度の範囲内、より好ましくは１０度乃至２０度の範囲内にすることで、小さい荷重で金型７１から樹脂層７６を剥離することができる。なお、傾きの値をより好ましい範囲にすることで、樹脂層７６や光学素子基材７４の変形を防止することができる。また、非点収差の少ない光学素子を得ることができる。

また、光学素子のなかには、反射を防止する等の目的で、樹脂層７６の表面に微細構造、例えば使用波長未満の微細な凹凸を有する光学素子がある。このような光学素子の製造では、内型７３の成形面７３ａにも同様の微細な凹凸形状が形成されている。このような光学素子では、内型７３から樹脂層７６を剥離する際に一層大きい荷重が必要になっていた。しかしながら、本実施形態の光学素子であれば、金型７１から樹脂層７６を小さい荷重で剥離することができる。

なお、本実施形態では、傾斜面７４ａ−１を平面としたが、この平面とは鏡面に限らず微細な凹凸を含む平面も意味することは明らかである。
［第５実施形態］
図２４は、光学素子基材を示す断面図であり、本発明の第５実施形態の光学素子に用いる光学素子基材である。また、図２５は上記光学素子基材を光学面側から見た平面図である。

図２４において、光学素子基材８４は、その有効径８４ａ−２よりも０．１ｍｍ以上外側に傾斜面８４ａ−１を有している。この傾斜面８４ａ−１は、図２５にも示す光学面８４ａ−３及び光軸Ｚに垂直な面８４ａ−４の外側に位置している。

また、傾斜面８４ａ−１は、光学素子基材８４の周方向に亘って平面となっている。よって、周方向において、段差等のような急激に面の高さが変化する面形状になっていない。そしてこの傾斜面８４ａ−１は、仮想面Ｅに対し傾き（角度θ）を有する。この傾斜面８４ａ−１の傾きは、例えば０．５度乃至４５度で、上限としては３０度であってもよい。また、この傾斜面８４ａ−１の傾きは、好ましくは１度乃至１５度、より好ましくは３度乃至１０度とするとよい。

このように、光学素子基材８４は、上記傾斜面８４ａ−１を有している。そのため、傾斜面８４ａ−１上に接合する樹脂層は、光軸と直交する面を有する金型により成形されることで周方向の位置により厚さが異なる。

樹脂接合型の光学素子の製造方法は、上記第４実施形態と同様であるため省略する。
本実施形態の光学素子では、光学素子基材８４の傾斜面８４ａ−１が、光学素子基材８４の周方向に亘って平面となっていると共に、傾斜面８４ａ−１は仮想面Ｅに対し傾きを有する。このようにすることで、光学素子基材８４に接合する樹脂層の厚さを、周方向の位置により異ならせることができる。そのため、再度外型と樹脂層とを相対的に接近させていくと、外型は最初に、樹脂層の最も薄い部分に当接する。そして、その当接部分から剥離が開始されることになる。よって、本実施形態の光学素子によれば、小さい荷重で金型から樹脂層を剥離することができる。

また、本実施形態の光学素子では、光学素子基材８４の傾斜面８４ａ−１が、有効径８４ａ−２よりも０．１ｍｍ以上外側に位置している。このようにすることで、樹脂層を金型から剥離する際に発生する力が、有効径８４ａ−２の領域に伝わりにくくなる。そのため、有効径内の光学面が変形することを防止することができる。さらに、本実施形態の光学素子では、傾斜面８４ａ−１と有効径８４ａ−２の間に、面８４ａ−４を設けている。よって、樹脂層を金型から剥離する際に発生する力が、より有効径８４ａ−２の領域に伝わりにくくなる。そのため、樹脂層及び光学素子基材８４の光学性能を維持しながら、小さい荷重で金型から樹脂層を剥離することを実現できる。

さらに、光学素子基材８４の傾斜面８４ａ−１が、仮想面Ｅに対し、例えば１度乃至４５度、好ましくは５度乃至３０度、より好ましくは１０度乃至２０度の傾きを有することで、樹脂層の光学性能を維持しながら、小さい荷重で金型と樹脂層とを剥離することができる。

なお、本実施形態では、傾斜面８４ａ−１を、平面としたが、この平面とは鏡面に限らず微細な凹凸を含む平面も意味することは明らかである。
［第６実施形態］
図２６は、光学素子基材を示す断面図であり、本発明の第６実施形態に係る光学素子に用いる光学素子基材である。

同図において、光学素子基材９４は、その有効径９４ａ−２よりも外側に傾斜面９４ａ−１を有している。この傾斜面９４ａ−１は、光学面９４ａ−３の外側に位置している。また、傾斜面９４ａ−１は、光学素子基材９４の周方向に亘って曲面となっている。よって、周方向において、段差等のような急激に面の高さが変化する面形状になっていない。そしてこの傾斜面９４ａ−１仮想面Ｅに対し傾き（角度θ）を有する。

本実施の形態では、傾斜面９４ａ−１は曲面となっている。この曲面は、軸Ｘから離れた点に中心Ｙ’を有する曲率半径がＲ’の球面になる。すなわち、この球面と光学素子基材９４が交わったときに光学素子基材９４の端面に形成された面が、傾斜面９４ａ−１である。なお、傾き（角度θ）は、この球面の面の接平面と仮想面Ｅとのなす角度で定義することができる。接平面としては、例えば、球面と光軸Ｚが交わる位置における接平面が考えられる。

このように、光学素子基材９４は、上記傾斜面９４ａ−１を有している。そのため、傾斜面９４ａ−１上に接合する樹脂層は、光軸と直交する面を有する金型により成形されることで周方向の位置により厚さが異なる。

樹脂接合型の光学素子の製造方法は、上記第４実施形態と同様であるため省略する。
本実施形態の光学素子では、光学素子基材９４の傾斜面９４ａ−１が光学素子基材９４の周方向に亘って曲面となっていると共に、この傾斜面９４ａ−１は仮想面Ｅに対し傾きを有する。よって、光学素子基材９４に接合する樹脂層の厚さを、周方向の位置により異ならせることができる。そのため、再度外型と樹脂層とを相対的に接近させていくと、外型は最初に，樹脂層の最も薄い部分に当接する。そして、その当接部分から剥離が開始されることになる。そのため、本実施形態の光学素子によれば、小さい荷重で金型と樹脂層とを剥離することができる。

なお、本実施形態においても、光学素子基材９４の周方向に亘って、光軸と直交する面Ｈに対し傾きを有する曲面とは、微細な凹凸を含む曲面も意味することは明らかである。
なお、本発明は上記実施形態に限定されない。例えば、第１実施形態から第３実施形態において、金型はそのままで、光学素子基材４，１４，５４に代えて第４実施形態または第５実施形態の光学素子基材を用いても良い。（あるいは、第４実施形態または第５実施形態において、光学素子基材はそのままで、金型７１に代えて、第１実施形態から第３実施形態の金型を用いても良い。）このようにすると、光学素子基材の周辺部と樹脂層の周辺部の両方が傾斜した面となる。よって、樹脂層の厚さを、周方向の位置により異ならせることができる。

本発明の第１実施形態に係る金型を示す断面図である。 上記金型を成形面側から見た平面図である。 本発明の第１実施形態に係る樹脂接合型光学素子の製造方法を示す説明図（その１）である。 本発明の第１実施形態に係る樹脂接合型光学素子の製造方法を示す説明図（その２）である。 本発明の第１実施形態に係る樹脂接合型光学素子の製造方法を示す説明図（その３）である。 本発明の第１実施形態に係る樹脂接合型光学素子の製造方法を示す説明図（その４）である。 上記第１実施形態の第１変形例に係る金型及び樹脂接合型光学素子を示す断面図である。 上記第１実施形態の第２変形例に係る外型を示す断面図である。 （ａ）上記第１実施形態の第３変形例に係る金型をその成形面側から見た平面図、及び側面図である。（ｂ）上記第１実施形態の第４変形例に係る金型をその成形面側から見た平面図である。 上記第１実施形態及び各変形例において、有効径と外型の好ましい位置関係を示す図である。 本発明の第２実施形態に係る金型を示す断面図である。 上記金型を成形面側から見た平面図である。 本発明の第２実施形態に係る樹脂接合型光学素子の製造方法を示す説明図（その１）である。 本発明の第２実施形態に係る樹脂接合型光学素子の製造方法を示す説明図（その２）である。 本発明の第２実施形態に係る樹脂接合型光学素子の製造方法を示す説明図（その３）である。 本発明の第２実施形態に係る樹脂接合型光学素子の製造方法を示す説明図（その４）である。 本発明の第３実施形態に係る金型を示す断面図である。 本発明の第４施形態に係る樹脂接合型の光学素子を示す断面図である。 本発明の第４実施形態に係る光学素子基材を樹脂層側から見た平面図である。 本発明の第４実施形態に係る樹脂接合型光学素子の製造方法を示す説明図（その１）である。 本発明の第４実施形態に係る樹脂接合型光学素子の製造方法を示す説明図（その２）である。 本発明の第４実施形態に係る樹脂接合型光学素子の製造方法を示す説明図（その３）である。 本発明の第４実施形態に係る樹脂接合型光学素子の製造方法を示す説明図（その４）である。 本発明の第５実施形態に係る光学素子基材を示す断面図である。 上記光学素子基材を光学面側から見た平面図である。 本発明の第６実施形態に係る光学素子基材を示す断面図である。

符号の説明

１ 金型
２ 外型
３ 内型
３ａ 凸型成形面
４ 光学素子基材
４ａ 凹型成形面
５ 樹脂
６ 樹脂層
６ａ 肉薄部
６ｂ 肉厚部
７１ 金型
７２ 外型
７２ａ 成形面
７３ 内型
７３ａ 凸型成形面
７４ 光学素子基材
７４ａ−１ 傾斜面
７４ａ−２ 有効径
７４ａ−３ 凹型光学面
７５ 樹脂
７６ 樹脂層

Claims (9)

1. 内型と、該内型と独立して移動可能な外型とを有する金型において、
   前記外型の被成形物に当接する面の少なくとも一部は、該外型の周方向に亘って、該外型の移動方向と直交する仮想面に対し傾きを有する平面又は曲面であることを特徴とする金型。
2. 前記傾きを有する平面又は曲面は、前記被成形物の有効径に相当する部分よりも０．１ｍｍ以上外側に位置することを特徴とする請求項１記載の金型。
3. 前記傾きを有する平面は、前記仮想面に対し０．５度乃至４５度の傾きを有することを特徴とする請求項１又は請求項２記載の金型。
4. 有効径より外側の少なくとも一部が、周方向に亘って、該光学素子基材の光軸と直交する仮想面に対し傾きを有する平面又は曲面であることを特徴とする光学素子基材。
5. 請求項４に記載の光学素子基材に接合した樹脂層をさらに備え、
   前記樹脂層の一部は、前記傾きを有する平面又は曲面に当接することを特徴とする光学素子。
6. 前記傾きを有する平面又は曲面は、前記光学素子基材の有効径よりも０．１ｍｍ以上外側に位置することを特徴とする請求項５記載の光学素子。
7. 前記傾きを有する平面は、前記仮想面に対し０．５度乃至４５度の傾きを有することを特徴とする請求項５記載の光学素子。
8. 前記樹脂層は、その表面に微細構造を有することを特徴とする請求項５記載の光学素子。
9. 内型と、該内型と互いに独立して移動可能な外型とを有する金型を用いて光学素子基材上の少なくとも一部に樹脂層を形成する樹脂接合型の光学素子の製造方法において、
   前記金型と前記光学素子基材との間に樹脂を供給し、
   前記金型と前記光学素子基材とを相対的に接近させることで前記樹脂を広げて樹脂層とする際に、前記樹脂層の有効径よりも外側において周方向に亘って厚みが滑らかに変化する前記樹脂層を形成し、
   前記樹脂層を硬化させ、
   該硬化した樹脂層から前記外型のみを剥離し、
   再度前記外型と前記樹脂層とを相対的に接近させることにより前記金型と前記樹脂層とを剥離することを特徴とする光学素子の製造方法。

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