JP2008083190A - 光学素子の成形方法 - Google Patents

Abstract

【課題】凹状のレンズ面を有する光学素子を成形する際に、充填性、転写性が良く、また後加工による光学素子素材の除去量を減らせるようにする。
【解決手段】対向する１対の上下型１２、１３間に配置した熱可塑性の光学素子素材１７を加熱、押圧して、球面の凹状のレンズ面を有する光学素子を成形する際、上型１２の成形面１２ａの曲率半径をＲ１とし、下型１３の成形面１３ａの曲率半径をＲ２とし、Ｒ１＜Ｒ２の場合に、下型１３の成形面１３ａの機能面転写範囲の全面に光学素子素材１７が接触するより先に、上型１２の成形面１２ａの機能面転写範囲の全面に光学素子素材１７を接触させる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、球面や非球面の凹面形状のレンズ面を有する光学素子の成形方法に関する。

一般に、成形手段により凹面形状のレンズ面を成形する際、球欠（成形型の成形面の外周面と光軸中心との光軸方向の高さの差）が深い（球面の場合は曲率半径Ｒが小さい）と、光学素子素材が成形型の外周部に向けて流動量が多くなり、成形型からの圧力が分散して十分な転写圧力を得ることが困難となる。

この場合は、光学素子素材と成形面とが接触しなかったり、接触はしても、十分な転写圧力が得られないため、高精度な光学素子を得ることはできない。
そこで、従来、例えば、特許文献１では、光学素子の有効径とその最大外径との距離を十分にとり、転写性を確保する技術が開示されている。

すなわち、例えば、図９に示すように、レンズ周辺部に向けて肉厚が厚くなるような凹面形状のレンズ面１０２、１０４を成形する際、このレンズ面１０２、１０４は、その光学有効径Ｄ１の外側の領域では、光学有効径Ｄ１を設定する曲率半径Ｒ１，Ｒ２の曲面に対して外接する非転写面１０６，１０８を有し、また、レンズの最大外径Ｄ２には、成形時に自由表面部１１０を残す形状に成形されている（特許文献１参照）。
特開平７−４３５０４号公報（第３頁、図１）

しかしながら、特許文献１では、光学有効径Ｄ１とレンズの最大外径Ｄ２との距離を十分にとり、転写性を確保しているが、その分、成形品としての光学素子の外径が大きくなってしまう。また、非転写面１０６，１０８の一部に後加工を施して切断する方法も考えられるが、これでは、切断部分の除去量が多くなる。このため、加工時間の増大や材料の無駄が発生する。

本発明は斯かる課題を解決するためになされたもので、凹状のレンズ面を有する光学素子を成形する際に、充填性、転写性が良く、また後加工による光学素子素材の除去量を減らすことのできる光学素子の成形方法を提供することを目的とする。

前記目的を達成するため、請求項１に係る発明は、
対向する１対の成形型間に配置した熱可塑性の光学素子素材を加熱、押圧して、凹状のレンズ面を有する光学素子を成形する光学素子の成形方法において、
一方の成形型の成形面の曲率半径をＲ１とし、他方の成形型の成形面の曲率半径をＲ２とし、Ｒ１＜Ｒ２の場合に、
前記他方の成形型の成形面の機能面転写範囲の全面に前記光学素子素材が接触するより先に、前記一方の成形型の成形面の機能面転写範囲の全面に前記光学素子素材を接触させることを特徴とする。

請求項２に係る発明は、
対向する１対の成形型間に配置した熱可塑性の光学素子素材を加熱、押圧して、凹状のレンズ面を有する光学素子を成形する光学素子の成形方法において、
一方の成形型の成形面の外周面の高さと光軸中心部の高さとの差をΔｈ１とし、他方の成形型の成形面の外周面の高さと光軸中心部の高さとの差をΔｈ２とし、Δｈ１＞Δｈ２の場合に、
前記他方の成形型の成形面の機能面転写範囲の全面に前記光学素子素材が接触するより先に、前記一方の成形型の成形面の機能面転写範囲の全面に前記光学素子素材を接触させることを特徴とする。

請求項３に係る発明は、請求項１又は２に記載の光学素子の成形方法において、
前記一方の成形型の温度をＴ１、前記他方の成形型の温度をＴ２とした場合、押圧開始時又は加熱時に、Ｔ１＞Ｔ２となるように設定することを特徴とする。

請求項４に係る発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の光学素子の成形方法において、
前記一方の成形型及び前記他方の成形型を、それぞれ独立して光軸方向に接近移動させて成形することを特徴とする。

請求項５に係る発明は、請求項１〜４のいずれかに記載の光学素子の成形方法において、
前記一方の成形型及び前記他方の成形型の転写完了のタイミングを、前記一方の成形型又は前記他方の成形型の変位量又は変位速度が所定値以下となったときとすることを特徴とする。

本発明によれば、凹状のレンズ面を有する光学素子を成形する際に、充填性、転写性が良く、また後加工による光学素子素材の除去量を減らすことができる。

以下、図面に基づき本発明の実施の形態を説明する。
（第１の実施の形態）
図１は、本発明方法を実施するための成形装置を示している。

この成形装置１０は、成形室１１内に、一方の成形型としての上型１２と、他方の成形型としての下型１３、及びスリーブ１４を備えている。上型１２及び下型１３は、スリーブ１４の内部で、それぞれの成形面１２ａ，１３ａが対向するように、スリーブ１４の両端側から嵌挿されている。本実施形態では、この成形面１２ａ，１３ａは、それぞれ機能面転写範囲の全面に相当している。

上型１２は、シリンダ１５により、光軸に沿って昇降自在に配設されている。このシリンダ１５には、その変位量を測定する変位計１６が設けられている。なお、符号２２は、その変位量を表示する表示計である。

上型１２の成形面１２ａと下型１３の成形面１３ａとの間には、例えば光学ガラス等の熱可塑性素材からなる光学素子素材１７が配置されている。本実施形態では、上型１２と下型１３の成形面１２ａ、１３ａの外周側に、それぞれスリーブ１４に嵌挿可能な円筒面１２ｂ，１３ｂ及び規制面１２ｃ，１３ｃが形成されている。

なお、これら円筒面１２ｂ，１３ｂ及び規制面１２ｃ，１３ｃは、当然のことながら成形面１２ａ，１３ａには含まれていない。そして、下型１３の円筒面１３ｂ及び規制面１３ｃによりスリーブ１４が配置されている。また、このスリーブ１４の内側に、光学素子素材（ガラス）１７が収容されている。

上型１２と下型１３、及びスリーブ１４は、例えばタングステンカーバイド（ＷＣ）等の超硬合金を研磨したものが用いられる。
上型１２の成形面１２ａと下型１３の成形面１３ａは、それぞれ略球面の凸形状に形成されている。このため、この成形面１２ａ、１３ａが転写される光学素子素材１７には、略球面の凹状のレンズ面が形成される。そして、本実施形態では、上型１２の成形面１２ａの曲率半径をＲ１とし、下型１３の成形面１３ａの曲率半径をＲ２とした場合、Ｒ１＜Ｒ２の関係を有している。

上型１２と下型１３には、それぞれカートリッジヒータ１８、１９が内蔵されている。このカートリッジヒータ１８、１９により、上型１２と下型１３はそれぞれ独立して加熱される。こうして、上型１２と下型１３に接触する光学素子素材１７の上面と下面は、個別に成形可能な温度に加熱される。また、上型１２と下型１３の周囲には、該上型１２と下型１３をそれぞれ周囲から加熱するランプヒータ２０、２１が配設されている。

このランプヒータ２０、２１は、前述した内蔵のカートリッジヒータ１８、１９に対し、上型１２及び下型１３を補助的に加熱する役割を果たす。更に、成形室１１の壁面には、光学素子素材１７を搬入したり、成形後の光学素子を搬出する取出し口２２が設けられている。

本実施の形態では、曲率半径の小さい側、すなわち転写しづらい側である上型１２の成形面１２ａを、先に光学素子素材１７に転写する。この点は、全ての実施形態を通じて共通の考え方である。すなわち、曲率半径の小さい上型１２の成形面１２ａによって、軟化した光学素子素材１７が押圧されると、上型１２の成形面１２ａの外周部付近の光学素子素材１７が成形時に外方に逃げてしまう。

これでは、高精度な成形面１２ａの転写が困難となる。このため、曲率半径の小さい上型１２の成形面１２ａを転写する際、他方の下型１３を停止させておく。そして、下型１３の成形面１３ａよりも先に、上型１２の成形面１２ａを転写することで、上型１２の移動のみで軟化した光学素子素材１７を変形させる。

次に、本実施形態の成形方法について説明する。
図２（ａ）〜（ｃ）は、両凹レンズの成形工程を示す図である。また、図３（ａ）〜（ｃ）は、凹メニスカスレンズの成形工程を示す図である。なお、これらは成形方法が近似しているので、両者を併せて説明する。

図２（ａ）及び図３（ａ）に示すように、下型１３上に載置したスリーブ１４の内側に、それぞれ所定形状の光学素子素材１７を収容する。例えば、図２（ａ）では、円柱状の光学素子素材１７を用い、図３（ａ）では、一端が球面状に突出した円柱状の光学素子素材１７を用いている。

本実施形態では、曲率半径の小さい側（転写しづらい側）である上型１２の成形面１２ａを、先に光学素子素材１７に転写する。そのためには、上型１２の成形面１２ａ及び下型１３の成形面１３ａを光学素子素材１７に接触させた状態で、上型１２及び下型１３内のカートリッジヒータ１８、１９に通電する。そして、上型１２をガラス屈伏点付近の温度（Ｔ１）にまで加熱する。

一方、下型１３をガラス屈伏点よりも３０℃ほど低い温度（Ｔ２）に加熱する。このとき、ランプヒータ２０、２１にも通電して、上型１２及び下型１３を補助的に加熱することができる。なお、上型１２を光学素子素材１７に接触させた状態で加熱するとしたが、これに限らず、例えば上型１２がガラス屈伏点付近の温度になるまで、光学素子素材１７と非接触状態とし、上型１２が所定温度に加熱されたら該上型１２と光学素子素材１７を接触させるようにしても良い。

上型１２がガラス屈伏点付近の温度に達したら、シリンダ１５を作動させて、上型１２による押圧を開始し、光学素子素材１７に徐々に圧力を加えていく。これにより、光学素子素材１７の上面は、上型１２と接触している部分から加熱され変形していく。なお、ランプヒータ２０により、上型１２の周囲の雰囲気温度を高くして、該上型１２を補助加熱した後に、上型１２を光学素子素材１７に押圧開始するようにしても良い。

このとき、光学素子素材１７の下面は、下型１３の温度が低いため変形しないか、又は変形しずらい状態となっている。よって、押圧力の大半は光学素子素材１７の上面の変形にのみ使われる。

次に、図２（ｂ）及び図３（ｂ）に示すように、上型１２の成形面１２ａが光学素子素材１７の上面と全面で接触したら、上型１２の移動を停止する。このとき、上型１２の移動の停止タイミングは、上型１２の移動量を変位計１６で計測し、その計測値が予め算出された所望の値に達したら停止するようにする。なお、上型１２を押圧して、該上型１２の成形面１２ａと光学素子素材１７との接触面積が増加すると、光学素子素材１７からの圧力（抵抗力）は増大する。これを利用して、上型１２の移動速度が所定値に低下した時点で、該上型１２の移動を停止するようにしても良い。

この場合、光学素子素材１７の上面の転写が完了したら、上型１２の温度を下げることで、成形品にバリが発生するのを防止することができる。
次に、上型１２による転写が完了したら、続いて下型１３の温度をガラス屈伏点付近の温度にまで加熱する。そして、図２（ｃ）及び図３（ｃ）に示すように、シリンダ１５を作動させて上型１２をさらに下方に押圧し、下型１３の成形面１３ａが光学素子素材１７の下面と全面で接触したら、上型１２の移動を停止する。

このときの、上型１２の最終的な押圧工程の停止タイミングは、上型１２の移動量を変位計１６で計測し、所望の値に達したら停止する。或いは、前述のように、上型１２の変位速度で検出しても良い。次いで、カートリッジヒータ１８、１９等への通電を停止する。更に、上型１２、下型１３、及びスリーブ１４とともに、成形された光学素子を冷却する。

このとき、下型１３の転写が完了したら、冷却を開始することで、溶融した光学素子素材１７が下型１３とスリーブ１４との隙間に入り込みにくく、バリの発生を防ぐことができる。なお、冷却が完了したら、成形品としての光学素子を取出す。

本実施形態において、上型１２の成形面１２ａの最外周面とスリーブ１４の内壁とで囲まれる狭い空間には、溶融した光学素子素材１７が入り込みづらい。よって、曲率半径が小さい側の上型１２を可動側とし、上型１２による押圧とともに徐々に上記空間が埋められるようにした方が良い。

図４は、上型１２の変位量と成形時間との関係を示す図である。
同図において、上型１２の変位量により、上型１２の成形面１２ａが光学素子素材１７の上面と全面で接触したことを判断する場合について説明する。

上型１２の変位量は、成形時間（押圧時間）の経過とともに変化し、所定の時間後に、所定の値に近づいていく。よって、この値を閾値として、変位計１６の値がこの閾値に達した時点で、上型１２の成形面１２ａが光学素子素材１７の上面と全面で接触したと判断する。なお、この閾値となる数値は実験的に求めることができる。

図５は、上型１２の変位スピードと成形時間との関係を示す図である。
同図において、上型１２の変位スピードで、上型１２の成形面１２ａが光学素子素材１７の上面と全面で接触したことを判断する場合について説明する。

すなわち、変位計１６の数値変化により、上型１２が所望のスピード以下となった時点で、上型１２の成形面１２ａが光学素子素材１７の上面と全面で接触したと判断する。
同図に示すように、上型１２の変位スピードは、時間の経過とともに変化し、所定の時間後に、所定の値に近づいていく。よって、この値を閾値として、変位計１６の数値変化がこの閾値に達した時点で、上型１２の成形面１２ａが光学素子素材１７の上面と全面で接触したと判断する。なお、この閾値となる数値は実験的に求めることができる。

以下に、本実施形態で用いた光学素子素材１７のガラス特性と、上型１２及び下型１３の設定温度を示す。
ガラス転移点 ５０６℃
ガラス屈伏点 ５３８℃
軟化点 ６０７℃
上型１２の加熱温度 ５５０℃
下型１３の加熱温度（押圧前） ５２０℃
以上説明したように、本実施形態によれば、凹状のレンズ面を有する光学素子を成形する際、曲率半径の小さい上型１２を先に転写することで、充填性、転写性の良い光学素子を得ることができる。また、成形後に切断等の後加工を施す必要がないので、光学素子素材１７を必要最小の体積にすることができ、材料コストと製造コストを低減することができる。
（第２の実施の形態）
図６は、本発明方法を実施するための第２の実施の形態の成形装置を示す。

なお、第１の実施の形態と同一又は相当する部材には、同一の符号を付して説明する。
この成形装置１０は、光学素子素材１７を挟んで対向する１対の上型１２と下型１３、これら上型１２及び下型１３が嵌挿されるスリーブ１４を備えている。このスリーブ１４の内側には、中心側（光軸側）に突出する突出部３０が形成されている。そして、この突出部３０の上面に光学素子素材１７が載置されている。

また、本実施形態では、上型１２を移動させるシリンダ１５の他に、下型１３を移動させるシリンダ１５’が設けられている。
上型１２の成形面１２ａと下型１３の成形面１３ａは、それぞれ非球面の凸形状に形成されている。このため、この成形面１２ａ、１３ａが転写される光学素子素材１７には、非球面の凹状のレンズ面が形成される。そして、本実施形態では、上型１２の成形面１２ａの外周面１２ｄの高さと光軸中心部高さとの差をΔｈ１とし、下型１３の成形面１３ａの外周面１３ｄの高さと光軸中心部高さとの差をΔｈ２とした場合、Δｈ１＞Δｈ２の関係を有している。

このため、本実施形態では、Δｈが大きい方の上型１２から先に転写する。
図７（ａ）〜（ｃ）は、本実施形態における両凹レンズの成形工程を示す図である。
まず、図７（ａ）において、スリーブ１４の内側突出部３０の上面に、光学素子素材１７の下面を載置する。この光学素子素材１７として、円柱状のものを用いている。

そして、Δｈが大きい側（転写しづらい側）である上型１２の成形面１２ａを、先に光学素子素材１７に転写する。そのためには、例えば図７（ａ）に示すように、上型１２の成形面１２ａを光学素子素材１７の上面に接触させ、下型１３を離した状態で、上型１２及び下型１３内のカートリッジヒータ１８、１９に通電する。そして、上型１２及び下型１３をガラス屈伏点付近の温度にまで加熱する。

本実施形態では、上型１２及び下型１３の加熱温度に差はない。このとき、ランプヒータ２０、２１にも通電して上型１２及び下型１３を補助的に加熱することができる。なお、上型１２がガラス屈伏点付近の温度になるまで、光学素子素材１７と非接触状態とし、所定温度に加熱されてから接触させるようにしても良い。

上型１２及び下型１３がガラス屈伏点付近の温度に達したら、上方のシリンダ１５を作動させて、上型１２の押圧を開始し、上型１２を光学素子素材１７の上面に徐々に圧力を加えていく。このとき、光学素子素材１７の上面は、上型１２と接触している部分から加熱され変形していく。なお、ランプヒータ２０により、上型１２の周囲の雰囲気温度を高くして、該上型１２を補助加熱した後に、上型１２を押圧開始しても良い。

また、下型１３は、上型１２の押し量を制約しないように、光学素子素材１７から離しておくのが好ましい。光学素子素材１７の下面は、下型１３と接触していないが、光学素子素材１７の下面を支持するものがないため、該光学素子素材１７は下方に凸となるように変形する（図７（ｂ）参照）。よって、押圧力の大半は光学素子素材１７の変形にのみ用いられる。

この場合、下型１３の押圧前に光学素子素材１７の中心厚さが規格以下とならないよう、光学素子素材１７の形状を工夫しても良い。
次に、上型１２の成形面１２ａが光学素子素材１７の上面と全面で接触したら、上型１２の移動を停止する。このとき、上型１２の移動の停止タイミングは、上型１２の移動量を変位計１６で計測し、その計測値が所望の値に達したら停止するようにする。なお、前述したように、例えば、上型１２の移動速度が所定値に低下したら、該上型１２の移動を停止するようにしても良い。

こうして、光学素子素材１７の上面の転写が完了したら、上型１２の温度を下げることで、成形品にバリが発生するのを防止することができる。
次に、図７（ｃ）に示すように、下方のシリンダ１５’を作動させて、下型１３を上方に接近移動させ、光学素子素材１７の下面を押圧する。この場合、下型１３の成形面１３ａが、スリーブ１４の突出部３０の内周面に嵌挿されて転写される。このため、製品としての成形素子には、外周部に段差が形成される。

こうして、下型１３の成形面１３ａが光学素子素材１７の下面と全面で接触したら、下型１３の移動を停止する。このときの、下型１３の最終的な押圧工程の停止タイミングは、下型１３の移動量を変位計１６で計測し、所望の値に達したら停止する。或いは、下型１３の変位速度で検出しても良い。次いで、カートリッジヒータ１９等への通電を停止する。更に、上型１２、下型１３、及びスリーブ１４とともに、成形された光学素子を冷却する。

このとき、下型１３も転写が完了したら、冷却を開始することで、溶融した光学素子素材１７がスリーブ１４との隙間に入り込みにくく、バリの発生を防止することができる。そして、冷却が完了したら、光学素子を取出す。

以下に、本実施形態で用いた光学素子素材１７のガラス特性と、上型１２及び下型１３の設定温度を示す。
ガラス転移点 ４９８℃
ガラス屈伏点 ５４９℃
軟化点 ６３０℃
上型１２及び下型１３の加熱温度 ５６０℃
以上説明したように、本実施形態によれば、非球面の凹状のレンズ面を有する光学素子を成形する際、Δｈが大きい側（転写しづらい側）である上型１２の成形面１２ａを、先に光学素子素材１７に転写することで、充填性、転写性の良い光学素子を得ることができる。また、成形後に切断等の後加工を施す必要がないので、光学素子素材１７の体積を最小限にすることができ、製造コストを低減することができる。
（変形例）
図８（ａ）〜（ｄ）は、第２の実施の形態で用いた成形装置１０の変形例を示す。なお、第２の実施の形態と同一又は相当する部材には、同一の符号を付してその説明を省略する。

この変形例では、スリーブ１４の軸方向の内側端部に、大径の段付き孔３２が形成され、この段付き孔３２に、円筒状の枠体３４が嵌挿されている。この枠体３４の内側には、光軸中心側に突出する突出部３６が形成されている。そして、この突出部３６の上面に光学素子素材１７が載置されている。なお、枠体３４の内径とスリーブ１４の内径とは、それぞれ上型１２と下型１３が嵌挿可能に、略同一径に形成されている。

そして、枠体３４と光学素子素材１７とは一体成形されて光学部品として取出される。この場合、例えば枠体３４の突出部３６に、軟化した光学素子素材１７が回り込むように成形され、枠体３４と光学素子素材１７とが一体で取出される。

図８（ａ）〜（ｄ）は、枠体付き両凹レンズの成形工程を示している。
本実施形態では、Δｈが大きい上型１２から先に変形させる。
まず、図８（ａ）において、枠体３４の内側の突出部３６の上面に、光学素子素材１７の下面を載置する。この場合の光学素子素材１７は円柱状をなしている。そして、Δｈが大きい側（転写しづらい側）である上型１２の成形面１２ａを、先に光学素子素材１７に転写する。

そのためには、例えば図８（ａ）に示すように、上型１２の成形面１２ａを光学素子素材１７の上面に接触させ、下型１３を離した状態で、上型１２及び下型１３内のカートリッジヒータ１８、１９に通電する。こうして、上型１２及び下型１３をガラス屈伏点付近の温度にまで加熱する。本実施形態では、上型１２及び下型１３の加熱温度に差はない。このとき、ランプヒータ２０、２１にも通電して上型１２及び下型１３を補助的に加熱することができる。

上型１２及び下型１３がガラス屈伏点付近の温度に達したら、シリンダ１５を作動させて、光学素子素材１７の上面への上型１２の押圧を開始し、光学素子素材１７に徐々に圧力を加えていく。光学素子素材１７の上面は、上型１２と接触している部分から加熱され変形していく。なお、上型１２及び下型１３を加熱するとともに、雰囲気温度を高くして、光学素子素材１７を補助加熱後（但し、ガラス屈伏点以下に加熱）に、上型１２を押圧開始しても良い。

このとき、下型１３は上型１２の押し量を制約しないように、光学素子素材１７から離しておくのが好ましい。光学素子素材１７の下面は、下型１３と接触していないが、下面を支持するものがないため、光学素子素材１７は下方に凸となるように変形する（図８（ｂ）参照）。よって、押圧力の大半は光学素子素材１７の変形に用いられる。なお、下型１３を光学素子素材１７の下面に接触させたまま、上型１２を押圧してもかまわない。

また、下型１３の押圧前に光学素子素材１７の中心厚さが規格以下にならないよう、光学素子素材１７の形状を工夫しても良い。
次に、上型１２の成形面１２ａが光学素子素材１７の上面と全面で接触したら、上型１２の移動を停止する。このとき、上型１２の移動の停止タイミングは、上型１２の移動量を変位計１６で計測し、その計測値が所望の値に達したら停止する。なお、上型１２の移動速度が所定値に低下したら、該上型１２の移動を停止するようにしても良い。

こうして、光学素子素材１７の上面の転写が完了したら、上型１２の温度を下げることで、成形品にバリが発生するのを防止することができる。
次に、図８（ｃ）に示すように、下方のシリンダ１５’を作動させて、下型１３を上方に接近移動させて光学素子素材１７の下面を押圧する。そして、下型１３の成形面１３ａが光学素子素材１７の下面と全面で接触したら、下型１３の移動を停止する。このときの、下型１３の最終的な押圧工程の停止タイミングは、下型１３の移動量を変位計１６で計測し、所望の値に達したら停止する。

或いは、下型１３の変位速度で検出しても良い。次いで、カートリッジヒータ１９等への通電を停止する。更に、上型１２、下型１３、及びスリーブ１４とともに、成形された光学素子を冷却する。

この場合、下型１３も転写が完了したら、冷却を開始することで、溶融した光学素子素材１７がスリーブ１４等との隙間に入り込みにくく、バリの発生を防ぐことができる。更に、図８（ｄ）に示すように、冷却が完了したら、枠体３４と光学素子素材１７とが一体成形された光学部品３８を取出す。

本実施形態によれば、非球面の凹状のレンズ面を有する枠付きの光学素子を成形する際、Δｈが大きい側（転写しづらい側）である上型１２の成形面１２ａを、先に光学素子素材１７に転写することで、充填性、転写性の良い枠付きの光学素子を得ることができる。また、枠体３４と光学素子素材１７とを一体成形するので、組付け工数の削減を図ることができる。

本発明方法を実施するための成形装置の断面正面図である。 （ａ）〜（ｃ）は、両凹レンズの成形工程を示す図である。 （ａ）〜（ｃ）は、凹メニスカスレンズの成形工程を示す図である。 上型の変位量と成形時間との関係を示す図である。 上型の変位スピードと成形時間との関係を示す図である。 本発明方法を実施するための成形装置の断面正面図である。 （ａ）〜（ｃ）は、それぞれ本実施形態における両凹レンズの成形工程を示す図である。 （ａ）〜（ｄ）は、枠体付き両凹レンズの成形工程を示す図である。 従来の光学素子の成形方法を示す図である。

符号の説明

１０ 成形装置
１１ 成形室
１２ 上型
１２ａ 成形面
１３ 下型
１３ａ 成形面
１４ スリーブ
１５ シリンダ
１５’ シリンダ
１６ 変位計
１７ 光学素子素材
１８ カートリッジヒータ
１９ カートリッジヒータ
２０ ランプヒータ
２１ ランプヒータ
３０ 突出部
３２ 段付き孔
３４ 枠体
３６ 突出部
３８ 光学部品

Claims (5)

1. 対向する１対の成形型間に配置した熱可塑性の光学素子素材を加熱、押圧して、凹状のレンズ面を有する光学素子を成形する光学素子の成形方法において、
   一方の成形型の成形面の曲率半径をＲ１とし、他方の成形型の成形面の曲率半径をＲ２とし、Ｒ１＜Ｒ２の場合に、
   前記他方の成形型の成形面の機能面転写範囲の全面に前記光学素子素材が接触するより先に、前記一方の成形型の成形面の機能面転写範囲の全面に前記光学素子素材を接触させる、
   ことを特徴とする光学素子の成形方法。
2. 対向する１対の成形型間に配置した熱可塑性の光学素子素材を加熱、押圧して、凹状のレンズ面を有する光学素子を成形する光学素子の成形方法において、
   一方の成形型の成形面の外周面の高さと光軸中心部の高さとの差をΔｈ１とし、他方の成形型の成形面の外周面の高さと光軸中心部の高さとの差をΔｈ２とし、Δｈ１＞Δｈ２の場合に、
   前記他方の成形型の成形面の機能面転写範囲の全面に前記光学素子素材が接触するより先に、前記一方の成形型の成形面の機能面転写範囲の全面に前記光学素子素材を接触させる、
   ことを特徴とする光学素子の成形方法。
3. 前記一方の成形型の温度をＴ１、前記他方の成形型の温度をＴ２とした場合、押圧開始時又は加熱時に、Ｔ１＞Ｔ２となるように設定する、
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の光学素子の成形方法。
4. 前記一方の成形型及び前記他方の成形型を、それぞれ独立して光軸方向に接近移動させて成形する、
   ことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の光学素子の成形方法。
5. 前記一方の成形型及び前記他方の成形型の転写完了のタイミングを、前記一方の成形型又は前記他方の成形型の変位量又は変位速度が所定値以下となったときとする、
   ことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の光学素子の成形方法。