JP2008180930A - Diffraction optical element and mold for diffraction optical element - Google Patents
Diffraction optical element and mold for diffraction optical element Download PDFInfo
- Publication number
- JP2008180930A JP2008180930A JP2007014663A JP2007014663A JP2008180930A JP 2008180930 A JP2008180930 A JP 2008180930A JP 2007014663 A JP2007014663 A JP 2007014663A JP 2007014663 A JP2007014663 A JP 2007014663A JP 2008180930 A JP2008180930 A JP 2008180930A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- diffractive optical
- optical element
- mold
- shape
- diffraction optical
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Images
Landscapes
- Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (AREA)
- Shaping Of Tube Ends By Bending Or Straightening (AREA)
Abstract
Description
本発明は、回折光学素子および回折光学素子を製造するための回折光学素子用金型に関する。 The present invention relates to a diffractive optical element and a diffractive optical element mold for producing the diffractive optical element.
近年、光学系の高性能化・小型化の要求に伴い、その要求を満たす回折光学素子が注目されている。回折光学素子は、回折光学面の断面形状をブレーズド形状(鋸歯形状)にすることにより高い回折効率が得られている。
回折光学素子の回折光学面には、同心状に数多くの溝が設けられブレーズド形状が形成されている。このような回折光学素子を製作するには、例えば特許文献1に示すような金型を用い、金型の形状を反転転写により製造するか、光学部材を切削して回折光学面を形成する方法がとられている。
In recent years, attention has been paid to diffractive optical elements that satisfy the demands of high performance and downsizing optical systems. The diffractive optical element achieves high diffraction efficiency by making the cross-sectional shape of the diffractive optical surface a blazed shape (sawtooth shape).
On the diffractive optical surface of the diffractive optical element, many grooves are provided concentrically to form a blazed shape. In order to manufacture such a diffractive optical element, for example, a mold as shown in Patent Document 1 is used, and the shape of the mold is manufactured by reversal transfer, or the optical member is cut to form a diffractive optical surface. Has been taken.
しかしながら、回折光学面のブレーズド形状の製作には、光学部材に同心状の溝を一本ごと超硬や単結晶ダイヤモンドチップなどの刃具を用いて切削加工されているため、多くの時間を費やし、製造工数がかかるという問題がある。
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、回折光学素子の製造工数を削減できる回折光学素子および回折光学素子用金型を提供することにある。
However, in the production of the blazed shape of the diffractive optical surface, the concentric grooves in the optical member are each cut using a cutting tool such as cemented carbide or a single crystal diamond tip. There is a problem that it takes man-hours for manufacturing.
The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a diffractive optical element and a mold for the diffractive optical element that can reduce the number of manufacturing steps of the diffractive optical element.
上記課題を解決するために、本発明の回折光学素子は、表面に回折光学面を有し、該回折光学面の断面形状がブレーズド形状の回折光学素子であって、前記ブレーズド形状の山の稜線が、らせん状に前記回折光学面の外周部から中心部に向かい連続して形成されていることを特徴とする。 In order to solve the above problems, the diffractive optical element of the present invention is a diffractive optical element having a diffractive optical surface on its surface and a cross-sectional shape of the diffractive optical surface having a blazed shape, and the ridge line of the blazed mountain. Is formed continuously in a spiral from the outer peripheral portion to the center portion of the diffractive optical surface.
この構成によれば、回折光学面におけるブレーズド形状の山の稜線が、らせん状に回折光学面の外周部から中心部に向かい連続して形成されている。この形状であれば、回折光学面のブレーズド形状を連続して切削加工ができるため、回折光学素子の製造工数を大幅に削減することができ、良好な光学特性を有する回折光学素子を提供できる。 According to this configuration, the ridge line of the blazed mountain on the diffractive optical surface is continuously formed in a spiral shape from the outer peripheral part to the center part of the diffractive optical surface. With this shape, since the blazed shape of the diffractive optical surface can be continuously cut, the number of manufacturing steps of the diffractive optical element can be greatly reduced, and a diffractive optical element having good optical characteristics can be provided.
また、本発明の回折光学素子用金型では、表面に回折光学面を有し、回折光学面の断面形状がブレーズド形状の回折光学素子を、金型に形成された転写回折光学面の反転転写により製造する回折光学素子用金型であって、前記ブレーズド形状の山の稜線がらせん状に前記転写回折光学面の外周部から中心部に向かい連続して形成されていることを特徴とする。 In the diffractive optical element mold according to the present invention, a diffractive optical surface having a diffractive optical surface on its surface and a cross-sectional shape of the diffractive optical surface is a blazed diffractive optical surface. The blazed ridge line is continuously formed in a spiral from the outer peripheral portion to the central portion of the transfer diffractive optical surface.
この構成によれば、転写回折光学面におけるブレーズド形状の山の稜線が、らせん状に転写回折光学面の外周部から中心部に向かい連続して形成されている。この形状であれば、転写回折光学面のブレーズド形状を連続して切削加工ができるため、製造工数を大幅に削減する回折光学素子用金型を提供することができる。 According to this configuration, the ridge line of the blazed peak on the transfer diffractive optical surface is continuously formed in a spiral shape from the outer periphery to the center of the transfer diffractive optical surface. With this shape, the blazed shape of the transfer diffractive optical surface can be continuously cut, so that it is possible to provide a diffractive optical element mold that greatly reduces the number of manufacturing steps.
以下、本発明を具体化した実施形態について図面に従って説明する。
(第1の実施形態)
DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the invention will be described with reference to the drawings.
(First embodiment)
図1は本実施形態の回折光学素子の構成を示す構成図であり、図1(a)は模式平面図、図1(b)は同図(a)のA−A断線に沿う模式断面図である。
回折光学素子1は、プラスチックなどで形成された円形の透過性光学基板の表面に溝が設けられ、この溝が形成されている面が回折光学面10として機能する。溝の断面は図1(b)に示すように、ブレーズド形状(鋸歯形状)に形成され、ブレーズド形状の山の稜線12は、回折光学面10の外周部から中心部に向かい、らせん状に連続して形成されている。このブレーズド形状は、回折光学素子1が凸レンズとして機能するように設計されている。
1A and 1B are configuration diagrams showing the configuration of the diffractive optical element according to the present embodiment. FIG. 1A is a schematic plan view, and FIG. 1B is a schematic cross-sectional view taken along the line AA in FIG. It is.
In the diffractive optical element 1, a groove is provided on the surface of a circular transmissive optical substrate made of plastic or the like, and the surface on which the groove is formed functions as the diffractive
上記のような回折光学素子1は、透過性光学基板を切削加工して形成されている。例えば、超精密加工機を用いて切削加工が行われる。図2は超精密加工機の構成を示す構成図である。
超精密加工機50には、ベッド51上を移動可能に制御されるテーブル52に装着されたワーク53を主軸55に取り付けられた切削刃具54によって加工する加工ゾーンと、オンマシン計測装置56の計測用プローブ57により、加工されたワーク53の形状を計測する計測ゾーンとを備えている。
テーブル52、主軸55、オンマシン計測装置56はNC装置58に制御され、オンマシン計測装置56で計測されたデータは、データ処理・プログラミング装置59にてデータ処理が行われNC装置58にフィードバックされている。このようにして、ワーク53の精密な加工を可能にしている。
The diffractive optical element 1 as described above is formed by cutting a transmissive optical substrate. For example, cutting is performed using an ultraprecision machine. FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the ultraprecision machine.
The
The table 52, the
また、超精密加工機50を用いた切削加工には、図3に示すような切削刃具が用いられている。図3は切削刃具の構成を示す構成図であり、図3(a)は平面図、図3(b)は刃先部を拡大した斜視図である。
切削刃具60の一方の側にはバイト部61が設けられ、その一部に刃先62が形成されている。刃先62は単結晶ダイヤモンドまたは超硬材料にて形成され、刃先62の刃先面65,66,67の角度を適宜変更することで、切削形状に適したすくい角および逃げ角を設定することができ、ワークへの精密な切削加工を可能にしている。
Further, a cutting tool as shown in FIG. 3 is used for cutting using the
A
以上のように、本実施形態の回折光学素子1の構成によれば、回折光学面10におけるブレーズド形状の山の稜線12が、らせん状に回折光学面10の外周部から中心部に向かい連続して形成されている。この形状であれば、回折光学面10のブレーズド形状を連続して切削加工ができるため、従来のような同心状に複数の溝を形成する必要がなく、回折光学素子1の製造工数を大幅に削減することができ、良好な光学特性を有する回折光学素子1を提供できる。
As described above, according to the configuration of the diffractive optical element 1 of the present embodiment, the
なお、本実施形態では回折光学面を1つの連続した山の稜線(溝)にて形成したが、複数の連続した山の稜線(溝)にて形成することも可能である。
(第2の実施形態)
In this embodiment, the diffractive optical surface is formed by one continuous mountain ridgeline (groove), but may be formed by a plurality of continuous mountain ridgelines (grooves).
(Second Embodiment)
次に、第2の実施形態として、回折光学素子を製造するための回折光学素子用金型について説明する。
図4は回折光学素子用金型の構成を示す構成図であり、図4(a)は模式平面図、図4(b)は同図(a)のB−B断線に沿う模式断面図である。
回折光学素子用金型2は、表面に溝が設けられ、転写回折光学面20が形成されている。この転写回折光学面20は、この溝形状が光学部材に反転転写されて回折光学面として機能するように形成されている。溝の断面は図2(b)に示すように、ブレーズド形状(鋸歯形状)に形成され、ブレーズド形状の山の稜線22は、回折光学素子用金型2の外周部から中心部に向かい、らせん状に連続して形成されている。
Next, a diffractive optical element mold for manufacturing a diffractive optical element will be described as a second embodiment.
4A and 4B are configuration diagrams showing the configuration of the mold for the diffractive optical element. FIG. 4A is a schematic plan view, and FIG. 4B is a schematic cross-sectional view taken along the line BB in FIG. is there.
The diffractive
回折光学素子用金型2の材料としては、ステンレススチール、超硬材料が用いられ、その表面に無電解Niメッキ層やCu、Al、Au、Ag、無酸素Cuなどのメッキ層が形成されている。主に、プラスチックレンズの成形にはステンレススチールの金型材料が用いられ、ガラスレンズの成形には超硬材料の金型材料が用いられる。
また、このブレーズド形状は、光学部材に反転転写された回折光学面が凸レンズとして機能するように設計されている。
上記のような回折光学素子用金型2のブレーズド形状は、第1の実施形態で説明した超精密加工機および切削刃具により切削加工されて形成されている。
As the material of the diffractive
The blazed shape is designed such that the diffractive optical surface reversely transferred to the optical member functions as a convex lens.
The blazed shape of the diffractive
このように形成された回折光学素子用金型2は、以下のように用いて回折光学素子を製造することが可能である。
図5は回折光学素子用金型を用いて回折光学素子を製造する方法を説明する説明図であり、図5(a)は金型に形成された形状を転写する方法を説明する説明図、図5(b)は製造された回折光学素子の模式断面図である。
まず、図5(a)に示すように、上型として超硬材料で形成された回折光学素子用金型2を用い、下型35との間に光学ガラスからなる光学部材36を配置する。そして、回折光学素子用金型2と下型35を合わせるように、光学部材36をガラス軟化点以上に加熱した後に圧力を加える。光学部材36が軟化して、回折光学素子用金型2に形成された転写回折光学面20が光学部材36に反転転写する。このようにして、図5(b)に示すような、回折光学面30の山の稜線32が、回折光学素子3の外周部から中心部に向かい、らせん状に連続して形成された回折光学素子3を得ることができる。
The diffractive
FIG. 5 is an explanatory view for explaining a method for producing a diffractive optical element using a mold for a diffractive optical element, and FIG. 5 (a) is an explanatory view for explaining a method for transferring a shape formed on the mold. FIG. 5B is a schematic cross-sectional view of the manufactured diffractive optical element.
First, as shown in FIG. 5A, a diffractive
以上のように、本実施形態の回折光学素子用金型2の構成によれば、転写回折光学面20におけるブレーズド形状の山の稜線12が、らせん状に転写回折光学面20の外周部から中心部に向かい連続して形成されている。この形状であれば、転写回折光学面20のブレーズド形状を連続して切削加工ができるため、従来のような同心状に複数の溝を形成する必要がなく、製造工数を大幅に削減する回折光学素子用金型を提供することができる。
As described above, according to the configuration of the diffractive
なお、本実施形態では転写回折光学面を1つの連続した山の稜線(溝)にて形成したが、複数の連続した山の稜線(溝)にて形成することも可能である。
また、上記実施形態では光学部材として光学ガラスの加熱および加圧による金型形状の反転転写を行ったが、光学部材としてプラスチックを用いてもよい。さらに上記回折光学素子用金型は、プラスチックの射出成形用の金型として利用することも可能である。
In this embodiment, the transfer diffractive optical surface is formed by one continuous mountain ridgeline (groove), but may be formed by a plurality of continuous mountain ridgelines (grooves).
In the above-described embodiment, the mold shape is inverted and transferred by heating and pressurizing optical glass as the optical member. However, plastic may be used as the optical member. Furthermore, the diffractive optical element mold can be used as a plastic injection mold.
1…回折光学素子、2…回折光学素子用金型、3…回折光学素子、10…回折光学面、12…ブレーズド形状の山の稜線、20…転写回折光学面、22…ブレーズド形状の山の稜線、30…回折光学面、32…ブレーズド形状の山の稜線、35…下型、36…光学部材、50…超精密加工機、51…ベッド、52…テーブル、53…ワーク、54…切削刃具、55…主軸、56…オンマシン計測装置、57…計測用プローブ、58…NC装置、59…データ処理・プログラミング装置、60…切削刃具、61…バイト部、62…刃先、65,66,67…刃先面。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Diffraction optical element, 2 ... Diffraction optical element metal mold, 3 ... Diffraction optical element, 10 ... Diffraction optical surface, 12 ... Edge of blazed ridge, 20 ... Transfer diffractive optical surface, 22 ... Blazed ridge Ridge line, 30 ... Diffraction optical surface, 32 ... Blade ridge line, 35 ... Lower mold, 36 ... Optical member, 50 ... Ultra-precision processing machine, 51 ... Bed, 52 ... Table, 53 ... Workpiece, 54 ... Cutting
Claims (2)
前記ブレーズド形状の山の稜線が、らせん状に前記回折光学面の外周部から中心部に向かい連続して形成されていることを特徴とする回折光学素子。 The surface has a diffractive optical surface, and the diffractive optical surface has a blazed diffractive optical element having a cross-sectional shape,
4. A diffractive optical element, wherein the blazed mountain ridge line is continuously formed in a spiral shape from the outer peripheral portion to the central portion of the diffractive optical surface.
前記ブレーズド形状の山の稜線がらせん状に前記転写回折光学面の外周部から中心部に向かい連続して形成されていることを特徴とする回折光学素子用金型。 A diffractive optical element mold for producing a diffractive optical element having a diffractive optical surface on its surface and having a cross-sectional shape of the diffractive optical surface formed by reversal transfer of a transfer diffractive optical surface formed on the mold,
4. A diffractive optical element mold according to claim 1, wherein the ridge line of the blazed mountain is continuously formed in a spiral shape from the outer peripheral part to the central part of the transfer diffractive optical surface.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007014663A JP2008180930A (en) | 2007-01-25 | 2007-01-25 | Diffraction optical element and mold for diffraction optical element |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007014663A JP2008180930A (en) | 2007-01-25 | 2007-01-25 | Diffraction optical element and mold for diffraction optical element |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2008180930A true JP2008180930A (en) | 2008-08-07 |
Family
ID=39724874
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2007014663A Withdrawn JP2008180930A (en) | 2007-01-25 | 2007-01-25 | Diffraction optical element and mold for diffraction optical element |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2008180930A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112147730A (en) * | 2020-10-30 | 2020-12-29 | 郑州大学 | Single-focus spiral zone plate |
-
2007
- 2007-01-25 JP JP2007014663A patent/JP2008180930A/en not_active Withdrawn
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112147730A (en) * | 2020-10-30 | 2020-12-29 | 郑州大学 | Single-focus spiral zone plate |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8656815B2 (en) | Transfer optical surface machining method, optical device producing mold and optical device | |
JP3249081B2 (en) | Diffraction surface shape and optical element manufacturing method | |
JP5864920B2 (en) | Manufacturing method of diffraction grating | |
JP5731811B2 (en) | Method for manufacturing blazed diffraction grating and method for manufacturing mold for the same | |
JP4466956B2 (en) | Diamond tool manufacturing method | |
EP2677350A1 (en) | Method of manufacturing a diffraction grating | |
JP2003025118A (en) | Diamond tool for cutting | |
CN101829888A (en) | Method for machining encircling hole with meridian plane group nozzle | |
JP2007054945A (en) | Diamond tool | |
KR101359118B1 (en) | Metal mold, optical device, process for manufacturing metal mold for forming optical device | |
JP2008180930A (en) | Diffraction optical element and mold for diffraction optical element | |
CN102328126A (en) | Small helix-edge ball-end milling cutter | |
JP6173077B2 (en) | Method for manufacturing blazed diffraction grating and method for manufacturing mold therefor | |
JP2003145321A (en) | Monocrystal diamond turning tool | |
JPH1110401A (en) | Working method for zonal lens forming die and cutting tool therefor | |
JP5183256B2 (en) | Cutting tool and cutting method using the same | |
JP2010188525A (en) | Machining method | |
JP2014030987A (en) | Method for manufacturing metal mold for producing optical member | |
US9372289B2 (en) | Method of manufacturing a diffraction grating | |
JP2008074675A (en) | Method of producing die for forming optical element, and method for production of optical element | |
JP2006285011A (en) | Diffraction optical element, metal mold for molding diffraction optical element, method for manufacturing diffraction optical element, and method for manufacturing metal mold for molding diffraction optical element | |
JP4469615B2 (en) | Circular member cutting tool and circular member cutting method using this cutting tool | |
CN114985902A (en) | Device for machining integral PCD cutter through laser linkage | |
JP2018202668A (en) | Multilayer plated roll and manufacturing method thereof | |
CN109604720A (en) | A kind of processing method of cutter and mold |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20100406 |