JP2009046363A - 光学素子成形方法、予備成形型および光学素子 - Google Patents

Abstract

【課題】外観不良を抑制可能な光学素子成形方法を提供する。
【解決手段】１次成形素材５０より小さな曲率半径を伴う転写面を有し、転写面と１次成形素材６０との間に形成される密閉空間内の気体を外部に逃す微細孔５６を設けた予備成形型５０を用いる光学素子成形方法が提供される。かかる方法によれば、転写面と成形素材６０との間に密閉空間が形成されるが、予備成形型５０に設けられた微細孔５６を通じて密閉空間内の気体が外部に排出される。これにより、密閉空間内の気体を排出しながら光学素子８０に近似するように１次成形素材６０から２次成形素材７０を予備成形し、２次成形素材７０から光学素子８０を成形することで、エア溜りなど、外観不良の抑制された光学素子８０を容易に成形することができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、光学素子成形方法、予備成形型および光学素子に関する。

近年の光学機器の小型軽量化および多機能化に伴い、光学系に用いられる様々な光学レンズが開発されている。特に、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）など、光学機器に用いられるピックアップレンズを始めとする光ディスク用レンズを使用する製品では、光学レンズの高ＮＡ化が要求されている。さらに、最近、普及しつつあるブルーレイディスク（大容量光ディスク）では、高密度なデータ記録を実現するために短波長の青紫色レーザとともに高ＮＡレンズが用いられており、光学レンズに対する高ＮＡ化の要求は今後とも一層高まることが予想されている。

光学レンズ（以下では、「光学素子」とも称する。）の成形方法としては、光学機能転写面を含む転写面を備えた一対の成形型と、成形型が内挿される胴型とにより、成形素材から光学素子を成形するプレス成形法が多用されている。プレス成形法では、第１の成形型に成形素材を載置し、成形素材を加熱軟化した状態で第１および第２の成形型で加圧して転写面を転写し、冷却することにより所望の光学素子が成形される。

ここで、光学素子の光学機能面は、光学素子の有効径（その光学系で有効な光線を通す範囲）の範囲を含む外側までの範囲を示しており、有効径の範囲のみを対象とした成形では、光学素子としての機能を実現するための設計形状に従って加工することが困難であるため、有効径の範囲とともに光学素子としての機能を実現するための所定の設計形状に従って成形される範囲を意味する。

また、光学素子が非球面形状を有する場合の「曲率半径」とは、光学素子の光軸近傍の曲率半径を意味する。そして、非球面の光学素子を成形するために用いられる、成形素材の面形状、成形型の転写面および予備成形型の転写面についても同様に、光学素子の光軸近傍に相当する部分の曲率半径を意味する。

一般的に、単一レンズで高ＮＡ化の要求を満たすためには、光学素子の有効径を大きくし、レンズ構成面のうち傾斜のきつい部分までも有効径として使用することが必要となるので、光学素子の外周部分の肉厚が薄くなる。このため、加工上で必要となる外周部分の肉厚を確保するために、光学素子の光軸近傍の肉厚を厚くしなければならず、成形素材の体積が大きくなる。結果として、成形素材の曲率半径が転写面の曲率半径より大きくなる場合には、第１の成形型に成形素材を載置した状態で成形素材と転写面との間に密閉された空間が形成されることになり、成形後の光学素子の光学機能面にエア溜りが形成され易くなる。

この種の問題の解消策として、下記特許文献１は、複数に分割された小径の成形素材から光学素子を成形するプレス成形法を開示している。特許文献１に開示されているプレス成形法では、まず、第１の成形型に第１の成形素材を載置し、第１の成形素材を加熱軟化した状態で第１および第２の成形型で加圧することにより、第１の成形型に設けられた転写面を転写し、第１の成形素材を所定の温度まで冷却する。次に、第２の成形型を第３の成形型に交換し、第１の成形型に第１の成形素材に重ねて第２の成形素材を載置する。そして、第１および第２の成形素材を加熱軟化した状態で再び加圧することにより、第１および第３の成形型に設けられた転写面を転写し、第１および第２の成形素材を所定の温度まで冷却する。ここで、成形素材を小径の複数の成形素材に分割することにより、始めの載置工程に際して、第１の成形素材が第１の成形型に設けられた転写面との間に密閉された空間を形成しないように載置可能となるので、エア溜りの問題が解消される。

特開２００４−１０４５６号公報

しかしながら、特許文献１に開示されているプレス成形法では、第１の成形素材を加熱、成形後に第２の成形素材を供給して２回目の加熱成形が行われる。このため、第１の成形素材で構成される部分と、第２の成形素材で構成される部分との間では、光学素子の熱履歴が相異なるので、光学素子全体としての均質性が保たれなくなる虞がある。また、成形素材として２個の成形素材を用いるので、生産原価の面でコスト高ともなる。また、光学素子を構成する成形素材間に生じた境界面に伴う光学特性の変化により、所望の光学性能を有する光学素子が得られなくなる虞れもある。

本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、外観不良を抑制可能な、新規かつ改良された光学素子成形方法、予備成形型および光学素子を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明の第１の観点によれば、成形素材に面形状を転写する転写面を有し、転写面と成形素材との間に形成される密閉空間内の気体を外部に逃す孔を設けた予備成形型を用いる光学素子成形方法が提供される。

かかる方法によれば、転写面と成形素材との間に密閉空間が形成されるが、予備成形型に設けられた孔を通じて密閉空間内の気体が外部に排出される。これにより、密閉空間内の気体を排出しながら光学素子に近似するように成形素材を予備成形し、予備成形された成形素材から光学素子を成形することで、エア溜りなど、外観不良の抑制された光学素子を容易に成形することができる。

また、上記転写面の曲率半径が成形素材の近軸曲率半径より小さく、密閉空間が光軸近傍に形成され、転写面の光軸近傍に孔が設けられた予備成形型を用いるようにしてもよい。かかる方法によれば、光軸近傍に密閉空間が形成されるが、転写面の光軸近傍に設けられた孔を通じて密閉空間内の気体が外部に排出される。

また、上記光学素子と実質的に同一または光学素子より小さな曲率半径を伴う転写面を有する予備成形型を用いるようにしてもよい。かかる方法によれば、成形素材が光学素子の曲率半径以下、すなわち、成形型の転写面と実質的に同一または転写面より小さな曲率半径を伴うように予備成形されるので、予備成形された成形素材と成形型との間に密閉空間が形成されない。これにより、光学素子の曲率半径と実質的に同一またはより小さな曲率半径を伴うように予備成形された成形素材から光学素子を成形することで、エア溜りなど、外観不良の抑制された光学素子を容易に成形することができる。

また、上記予備成形型の転写面を転写した成形素材の面に、光学素子の面形状を転写するようにしてもよい。かかる方法によれば、予備成形型の転写面を転写した成形素材の面に光学素子の面形状が転写されるので、予備成形された成形素材から所定の面形状を伴う光学素子が成形される。

また、上記複数の予備成形型を用いて、複数の予備成形型の転写面を成形素材に段階的に転写するようにしてもよい。かかる方法によれば、複数の予備成形型の転写面が段階的に転写されるので、密閉空間内の気体を排出しながら光学素子に近似するように成形素材が予備成形される。

また、上記孔に対する成形素材の流入を調整するために、予備成形型の転写面を成形素材に転写する際の加圧および／または加圧ストロークを調整するようにしてもよい。かかる方法によれば、予備成形型の転写面を転写する際の加圧および／またはストロークが調整されるので、孔に対する成形素材の流入が抑制され、光学素子の成形に適した形状を伴うように成形素材が予備成形される。

また、上記成形型が一対の上型および下型で構成されており、予備成形型を下型上に装着して用いるようにしてもよい。かかる方法によれば、予備成形型が下型上に装着されて用いられるので、予備成形型が下型に交換される代わりに、下型から予備成形型が取外されて下型が用いられる。これにより、予備成形型を下型に交換する作業が省略されるので、成形工程の省力化を図ることができる。

また、上記成形型が一対の上型および下型で構成されており、予備成形型の転写面を転写した成形素材の面に上型の転写面を転写するようにしてもよい。かかる方法によれば、予備成形型の転写面を転写した成形素材の面に上型の転写面を転写するので、予備成形された成形素材を下型に載置した状態で予備成形型が上型に交換される。これにより、成形型の交換のために、予備成形された成形素材を予備成形型から一旦取外して再び下型に載置する作業が省略されるので、成形工程の省力化を図ることができる。

また、上記光学素子の体積と同一体積を有する球と比較した場合に、球の曲率半径よりも小さな曲率半径を伴う光学素子を成形するようにしてもよい。かかる方法によれば、光学素子の体積と同一体積を有する球の曲率半径よりも小さな曲率半径を伴う光学素子、すなわち、曲率半径が相対的に小さい光学素子において、外観不良を抑制することができる。

上記課題を解決するために、本発明の第２の観点によれば、成形素材に面形状を転写する転写面を有し、転写面と成形素材との間に形成される密閉空間内の気体を外部に逃す孔を設けた予備成形型が提供される。

かかる構成によれば、転写面と成形素材との間に密閉空間が形成されるが、予備成形型に設けられた孔を通じて密閉空間内の気体が外部に排出される。これにより、密閉空間内の気体を排出しながら光学素子に近似するように成形素材を予備成形し、予備成形された成形素材から光学素子を成形することで、エア溜りなど、外観不良の抑制された光学素子を容易に成形することができる。

上記課題を解決するために、本発明の第３の観点によれば、成形素材に面形状を転写する転写面を有し、転写面と成形素材との間に形成される密閉空間内の気体を外部に逃す孔を設けた予備成形型を用いて予備成形された成形素材から成形された光学素子が提供される。

かかる構成によれば、転写面と成形素材との間に密閉空間が形成されるが、予備成形型に設けられた孔を通じて密閉空間内の気体が外部に排出される。これにより、密閉空間内の気体を排出しながら光学素子に近似するように成形素材を予備成形し、予備成形された成形素材から光学素子を成形することで、エア溜りなど、外観不良の抑制された光学素子を容易に成形することができる。

以上説明したように、本発明によれば、外観不良を抑制可能な光学素子成形方法、予備成形型および光学素子を提供することができる。

以下に、添付した図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

（第１の実施形態）
以下では、本発明の第１の実施形態に係る光学素子成形方法について説明する。図１は、本実施形態に係る光学素子成形方法で用いられる成形装置を示す説明図である。

本実施形態に係る光学素子成形方法では、図１に示すように、一対の成形型を構成する第１および第２の成形型１０、２０、胴型３０および外周規制型４０が用いられる。第１の成形型１０には、光学機能面を含む凸状の成形面を成形素材に転写するための第１の転写面１２と、凸状の成形面の外縁にコバやフランジなどの形状を転写するための第２の転写面１４とが設けられる。第２の成形型２０には、光学機能面を含む凸状の成形面を成形素材に転写するための第３の転写面２２と、凸状の成形面の外縁にコバやフランジなどの形状を転写するための第４の転写面２４とが設けられる。胴型３０には、内面沿いに摺動可能なように一対の成形型１０、２０が内挿される。また、胴型３０の内面沿いに内挿される外周規制型４０は、その内面沿いに摺動可能なように第２の成形型２０の先端部が内挿され、コバやフランジなどの成形幅を規制する。

ここで、図１に示す成形型１０、２０では、第１および第３の転写面１２、２２により凸状の成形面が転写され、第２および第４の転写面１４、２４によりコバやフランジなどの形状の成形面が転写される場合について示すが、転写面１２、１４、２２、２４は成形される光学素子８０の形状に応じて所望の形状で設けられる。

本実施形態に係る光学素子成形方法について説明する。図２は、本実施形態に係る光学素子成形方法を示す説明図である。図２（ａ）〜（ｄ）には、第１の配置工程、第１の成形工程、第２の配置工程および第２の成形工程が各々に示されている。なお、以下の説明では、成形型１０、２０、胴型３０および外周規制型４０の詳細な構成については、前述した図１が参照される。

本実施形態に係る光学素子成形方法は、特に、光学素子８０の体積と同じ体積を有する球の曲率半径よりも小さな曲率半径を伴う光学素子８０、すなわち、曲率半径が相対的に小さい光学素子８０の成形に際して好適に適用される。このため、以下では、曲率半径が相対的に小さい光学素子８０を成形する場合について説明するが、本発明は、例えば、曲率半径が相対的に大きい光学素子を成形する場合に適用されてもよい。

本実施形態に係る光学素子成形方法において、第１の配置工程では、第１の成形型１０の代わりに用いられる予備成形型５０と第２の成形型２０との間に１次成形素材６０が配置され、第１の成形工程では、１次成形素材６０から２次成形素材７０が成形される。そして、第２の配置工程では、第１の成形工程で成形された２次成形素材７０が第１の成形型１０と第２の成形型２０との間に配置され、第２の成形工程では、２次成形素材７０から光学素子８０が成形される。以下では、上記工程について詳細に説明する。

光学素子８０の成形に際して、まず、図２（ａ）に示す予備成形型５０が準備される。予備成形型５０には、凸状の成形面を１次成形素材６０に転写するための第５の転写面５２と、凸状の成形面の外縁にコバやフランジなどの形状を転写するための第６の転写面５４とが設けられる。予備成形型５０は、予備成形型５０に載置された外周規制型４０とともに、胴型３０に内挿される。

なお、以下では、１次成形素材６０として、光学素子の成形で一般的に用いられる球形プリフォームを用いる場合について説明するが、１次成形素材６０の形状は、かかる場合に限定されるものではない。

ここで、予備成形型５０の中心軸Ｐの近傍には、第５の転写面５２の一部として、光学素子８０の曲率半径以下の曲率半径を伴う転写面と、予備成形型５０の外部に連通された微細孔５６とが設けられる。なお、中心軸Ｐとは、予備成形型５０、成形型１０、２０を用いて成形される光学素子８０の光軸に一致する軸を意味する。

第１の配置工程では、図２（ａ）に示すように、予備成形型５０および外周規制型４０を胴型３０に内挿した状態で、予備成形型５０の第５の転写面５２に１次成形素材６０が載置される。そして、胴型３０および外周規制型４０に第２の成形型２０を内挿し、予備成形型５０と第２の成形型２０との間に１次成形素材６０が配置される。ここで、１次成形素材６０は、予備成形型５０の転写面の曲率半径より大きな曲率半径を伴うので、微細孔５６の部分を除けば、１次成形素材６０と予備成形型５０の転写面との間には密閉空間が形成される。そして、密閉空間には、微細孔５６が存在しなければ、空気やガスなどの気体が密閉されてしまう。

第１の成形工程では、１次成形素材６０が材料の屈伏点以上の温度で加熱軟化された状態で、図２（ｂ）に示すように、予備成形型５０および第２の成形型２０により転写面５２、５４、２２、２４が転写されるように１次成形素材６０が加圧される。ここで、密閉空間を予備成形型５０の外部に連通するための微細孔５６が設けられているので、密閉空間内の気体は、加圧に伴う１次成形素材６０の変形により、密閉空間から押し出され、微細孔５６を通じて予備成形型５０の外部に排出される。

ここで、図２には、胴型３０に設けられた孔３２を通じて、微細孔５６が予備成形型５０および胴型３０の外部に連通される場合が示されている。しかし、微細孔５６の構成は、かかる場合に限定されるものではなく、密閉空間内の気体を密閉空間の外部に排出可能なように設けられていればよい。

これにより、１次成形素材６０には、エア溜まりが形成されることなく、予備成形型５０および第２の成形型２０に設けられた第３〜第６の転写面２２、２４、５２、５４に対応する成形面が転写される。ここで、予備成形型５０の転写面が光学素子８０の曲率半径以下の曲率半径を伴うので、１次成形素材６０には、光学素子８０の曲率半径と実質的に同一の曲率半径、または光学素子８０の曲率半径よりも小さな曲率半径を伴う転写面が転写される。

ここで、１次成形素材６０の加圧に際して、その加圧力は、例えば、１次成形素材６０に対して第５の転写面５２を完全に転写する場合よりも低い圧力または短いストロークに調整されることで、加熱軟化された１次成形素材６０の微細孔５６に対する流入が抑制される。また、予備成形型５０と第２の成形型２０との間に形成された空間内の気体は、別途に設けられた孔（不図示）などを通じて外部に排出される。これにより、光学素子８０の成形に適した形状を伴う２次成形素材７０を成形することができる。

所定の加圧を完了すると、１次成形素材６０が１次成形素材６０の材料の転移点以下となる所定の温度まで冷却される。そして、予備成形型５０または第２の成形型２０のいずれか、あるいは両方が胴型３０および外周規制型４０から取外されて、成形された１次成形素材６０が２次成形素材７０として取出される。なお、第２の成形型２０のみを胴型３０および外周規制型４０から取外した状態で、２次成形素材７０を取出す場合には、例えば、吸引治具などが用いられる。

ここで、後続の第２の配置工程および第２の成型工程では、予備成形型５０の代わりに第１の成形型１０を用いて、２次成形素材７０から光学素子８０が成形される。このため、第２の配置工程に際して、予備成形型５０が第１の成形型１０に交換される。

第２の配置工程では、図２（ｃ）に示すように、第１の成形型１０および外周規制型４０を胴型３０に内挿した状態で、第１の成形型１０に２次成形素材７０が載置される。ここで、第１の成形型１０の第１の転写面１２には、光学素子８０の曲率半径と実質的に同一の曲率半径を伴う転写面が設けられている。そして、胴型３０および外周規制型４０に第２の成形型２０を内挿し、第１の成形型１０と第２の成形型２０との間に２次成形素材７０が配置される。ここで、２次成形素材７０は、光学素子８０の曲率半径以下の曲率半径、すなわち、第１の成形型１０の転写面の曲率半径以下の曲率半径を伴うように成形されているので、２次成形素材７０と第１の成形型１０の転写面との間には密閉空間が形成されない。これにより、２次成形素材７０と第１の成形型１０の転写面との間には密閉空間が形成されず、空気やガスなどの気体が密閉されることもない。

第２の成形工程では、２次成形素材７０が材料の屈伏点以上の温度で加熱軟化された状態で、図２（ｄ）に示すように、成形型１０、２０により転写面１２、１４、２２、２４が転写されるように２次成形素材７０が加圧される。

加圧に際して、２次成形素材７０と第１の成形型１０の転写面との間には密閉空間が形成されていないので、２次成形素材７０と第１の転写面１２とは、中央部で互いに密着し、周辺部で所定の適度な間隙を維持する。これにより、加熱時に２次成形素材７０から溶出する揮発成分が間隙および外周規制型４０に設けられた孔（不図示）などを介して第１の転写面１２の外部に排出され易くなり、エア溜りの形成が抑制される。

所定の加圧を完了すると、２次成形素材７０が２次成形素材７０の材料の転移点以下となる所定の温度まで冷却される。そして、第１の成形型１０および／または第２の成形型２０が胴型３０および外周規制型４０から取外されて、成形された２次成形素材７０が光学素子８０として取出される。

以上、本発明の一実施形態に係る光学素子成形方法について説明した。かかる光学素子成形方法によれば、第１の成形工程に際して、転写面と1次成形素材６０との間に密閉空間が形成されるが、予備成形型５０に設けられた微細孔５６を通じて密閉空間内の気体が外部に排出される。これにより、密閉空間内の気体を排出しながら光学素子８０に近似するように１次成形素材６０から２次成形素材７０を予備成形し、２次成形素材７０から光学素子８０を成形することができる。

第２の成形工程に際して、２次成形素材７０が光学素子８０の曲率半径以下、すなわち、第１の成形型１０の転写面と実質的に同一またはより小さな曲率半径を伴うように予備成形されているので、予備成形された２次成形素材７０と第１の成形型１０との間に密閉空間が形成されない。これにより、光学素子８０の曲率半径と実質的に同一またはより小さな曲率半径を伴うように予備成形された第２成形素材７０から光学素子８０を成形することで、エア溜りなど、外観不良の抑制された光学素子８０を容易に成形することができる。

また、第２の予備成形型、第３の予備成形型などを準備し、予備成形を段階的に行うことで、光学素子８０に近似するように１次成形素材６０から２次成形素材７０を予備成形してもよい。この場合、密閉空間が形成される成形工程では、外部に連通された孔を有する予備成形型を用いることにより、エア溜りなど、外観不良の発生を抑制することができる。

（第２の実施形態）
以下では、本発明の第２の実施形態に係る光学素子成形方法について説明する。なお、前述した第１の実施形態との重複部分についての説明は省略する。

図３は、本実施形態に係る光学素子成形方法を示す説明図である。図３（ａ）、（ｂ）には、第１の配置工程および第１の成形工程が各々に示されている。なお、以下の説明では、成形型１０、２０、胴型３０および外周規制型４５の詳細な構成については、前述した図１が参照される。なお、外周規制型４５は、外周規制型４０の高さを変更したものである。

本実施形態に係る光学素子成形方法において、第１の配置工程では、第１の成形型１０に装着された予備成形型１５０と第２の成形型２０との間に１次成形素材６０が配置され、第１の成形工程では、１次成形素材６０から２次成形素材７０が成形される。そして、第２の配置工程および第２の成形工程では、第１の実施形態と同様に、成形型１０、２０を用いて、２次成形素材７０から光学素子８０が成形される。以下では、上記第１の配置工程および第１の成形工程について詳細に説明する。

光学素子８０の成形に際して、まず、図３（ａ）に示す予備成形型１５０が準備される。予備成形型１５０には、第１の実施形態の予備成形型５０と同様に、第５および第６の転写面１５２、１５４が設けられる。予備成形型１５０は、第１の成形型１０に装着（載置）された状態で、予備成形型１５０に載置された外周規制型４５とともに、胴型３０に内挿される。

ここで、予備成形型１５０の中心軸Ｐの近傍には、第５の転写面１５２の一部として、光学素子８０の曲率半径以下の曲率半径を伴う転写面と、予備成形型１５０の外部に連通された微細孔１５６とが設けられる。

第１の配置工程では、図３（ａ）に示すように、予備成形型１５０を装着された第１の成形型１０および外周規制型４５を胴型３０に内挿した状態で、予備成形型１５０の第５の転写面１５２に１次成形素材６０が載置される。そして、胴型３０および外周規制型４５に第２の成形型２０を内挿し、予備成形型１５０と第２の成形型２０との間に１次成形素材６０が配置される。ここで、１次成形素材６０は、予備成形型１５０の転写面の曲率半径より大きな曲率半径を伴うので、微細孔１５６の部分を除けば、１次成形素材６０と予備成形型１５０の転写面との間には、気体を密閉する密閉空間が形成される。

第１の成形工程では、第１の実施形態と同様に、図３（ｂ）に示すように、１次成形素材６０が加熱軟化された状態で、予備成形型１５０および第２の成形型２０により１次成形素材６０が加圧される。ここで、密閉空間を予備成形型１５０の外部に連通するための微細孔１５６が設けられているので、密閉空間内の気体は、加圧に伴う１次成形素材６０の変形により、密閉空間から押し出され、微細孔１５６を通じて予備成形型１５０の外部に排出される。そして、予備成形型１５０の外部に排出された気体は、例えば、予備成形型１５０と第１の成形型１０との間の間隙、予備成形型１５０に設けられた孔１５８、および胴型３０に設けられた孔３２などを通じて、胴型３０の外部に排出される。

これにより、１次成形素材６０には、エア溜まりが形成されることなく、予備成形型１５０および第２の成形型２０に設けられた第３〜第６の転写面２２、２４、１５２、１５４に対応する成形面が転写される。ここで、予備成形型１５０の転写面が光学素子８０の曲率半径以下の曲率半径を伴うので、１次成形素材６０には、光学素子８０の曲率半径と実質的に同一の曲率半径、または光学素子８０の曲率半径よりも小さな曲率半径を伴う転写面が転写される。

所定の加圧を完了すると、第１の実施形態と同様に、１次成形素材６０が冷却される。そして、予備成形型１５０を装着された第１の成形型１０または第２の成形型２０のいずれか、あるいは両方が胴型３０および外周規制型４５から取外されて、成形された１次成形素材６０が２次成形素材７０として取出される。

ここで、第２の配置工程に際して、予備成形型１５０を第１の成形型１０に交換する作業が必要となる。しかしながら、本実施形態では、予備成形型１５０が第１の成形型１０に装着（載置）されているので、第１の成形型１０から予備成形型１５０を取外すことにより、第１の成形型１０を用いることができる。なお、予備成形型１５０の取外し作業は、予備成形型１５０を装着された第１の成形型１０または第２の成形型２０のいずれか、あるいは両方が胴型３０および外周規制型４５から取外された状態で行われる。これにより、予備成形型１５０を第１の成形型１０に交換する作業が省略されるので、成形工程の省力化を図ることができる。

後続する第２の配置工程および第２の成形工程の詳細については、第１の実施形態の場合と同様であるので、説明は省略する。

以上説明したように、本実施形態によれば、予備成形型１５０が第１の成形型１０上に装着（載置）されて用いられるので、第２の配置工程に際して、第１の成形型１０から予備成形型１５０が取外されて第１の成形型１０が用いられる。これにより、予備成形型１５０を第１の成形型１０に交換する作業が省略されるので、成形工程の省力化を図ることができる。

（変形例）
以下では、前述した第１および第２の実施形態に係る光学素子成形方法の変形例について説明する。なお、前述した実施形態との重複部分についての説明は省略する。

図４は、第１および第２の実施形態に係る光学素子成形方法の変形例を示す説明図である。図４（ａ）および（ｂ）には、第１および第２の実施形態に係る光学素子成形方法の変形例に関する第１の配置工程が各々に示されている。

なお、以下の説明では、成形型１０’、２０’、胴型３０、外周規制型４０、４５’および予備成形型５０’、１５０’の詳細な説明については、基本的に前述した図１に示した相応する構成の詳細な説明が参照される。ここで、変形例では、第１および第２の成形型１０’、２０’は、下型および上型として各々に構成される代わりに上型および下型として構成される。また、外周規制型４０、４５’が第１の成形型１０’の代わりに第２の成形型２０’に載置される。

図４（ａ）に示す変形例では、第２の成形型２０’および外周規制型４０を胴型３０に内挿した状態で、第２の成形型２０’の第３の転写面２２’に１次成形素材６０が載置される。そして、胴型３０および外周規制型４０に予備成形型５０’を内挿し、予備成形型５０’と第２の成形型２０’との間に１次成形素材６０が配置される。

そして、第１の実施形態の場合と同様に、第１の成形工程を完了すると、第２の配置工程に際して、予備成形型５０’が第１の成形型１０’に交換される。ここで、第１の実施形態の場合には、成形型の交換のために、予備成形型５０または第２の成形型２０のいずれか、あるいは両方が胴型３０から取外されて、成形された１次成形素材６０を２次成形素材７０として取出す必要がある。

しかしながら、本変形例の場合には、予備成形型５０’の転写面を転写した２次成形素材７０の面に上型である第１の成形型１０’の転写面を転写するので、２次成形素材７０を下型である第２の成形型２０’に載置した状態で予備成形型５０’が第１の成形型１０’に交換される。これにより、成形型の交換のために、２次成形素材７０を予備成形型５０’から一旦取外して再び第２の成形型２０’に載置する作業が省略されるので、成形工程の省力化を図ることができる。

図４（ｂ）に示す変形例では、予備成形型１５０’を装着された第１の成形型１０’を胴型３０および外周規制型４５’に内挿し、予備成形型１５０’と第２の成形型２０’との間に１次成形素材６０が配置される。そして、第２の実施形態の場合と同様に、第１の成形工程を完了すると、第２の配置工程に際して、予備成形型１５０’が第１の成形型１０’に交換される。なお、外周規制型４５’および胴型３０には、予備成形型１５０の微細孔１５６’を通じて排出された気体を、孔１５８’を通じて胴型３０の外部に排出するために、孔４７’および孔３２’が各々に設けられている。本変形例の場合にも、予備成形型１５０’および第１の成形型１０’が上型として構成されるので、第２の成形型２０’に２次成形素材７０を載置した状態で、成形型の交換を行うことができる。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

例えば、上記変形例では、成形型１０、２０の構成を変更する場合について説明した。しかしながら、予備成形型５０’、１５０’を第１の成形型１０’に交換するに際して、２次成形素材７０を含む成形型の全体を天地逆にすれば、２次成形素材７０を取外さずに成形型に載置した状態で成形型の交換作業を行うことができる。

本発明の実施形態に係る光学素子成形方法で用いられる成形装置を示す説明図である。 第１の実施形態に係る光学素子成形方法を示す説明図である。 第２の実施形態に係る光学素子成形方法を示す説明図である。 第１および第２の実施形態に係る光学素子成形方法の変形例を示す説明図である。

符号の説明

１０、１０’ 第１の成形型
２０、２０’ 第２の成形型
３０ 胴型
４０、４５、４５’ 外周規制型
５０、１５０、５０’、１５０’ 予備成形型
５６、１５６、５６’、１５６’ 微細孔
６０ １次成形素材
７０ ２次成形素材
８０ 光学素子

Claims (15)

1. 成形素材に面形状を転写する転写面を有し、前記転写面と前記成形素材との間に形成される密閉空間内の気体を外部に逃す孔を設けた予備成形型を用いることを特徴とする、光学素子成形方法。
2. 前記転写面の近軸曲率半径が前記成形素材の近軸曲率半径より小さく、前記密閉空間が光軸近傍に形成され、前記転写面の光軸近傍に前記孔が設けられた前記予備成形型を用いることを特徴とする、請求項１に記載の光学素子成形方法。
3. 光学素子と実質的に同一または前記光学素子より小さな曲率半径を伴う前記転写面を有する前記予備成形型を用いることを特徴とする、請求項２に記載の光学素子成形方法。
4. 前記予備成形型の前記転写面を転写した前記成形素材の面に、光学素子の面形状を転写することを特徴とする、請求項２または３に記載の光学素子成形方法。
5. 複数の予備成形型を用いて、前記複数の予備成形型の転写面を前記成形素材に段階的に転写することを特徴とする、請求項２〜４のいずれかに記載の光学素子成形方法。
6. 前記孔に対する前記成形素材の流入を調整するために、前記予備成形型の前記転写面を前記成形素材に転写する際の加圧力および／または加圧ストロークを調整することを特徴とする、請求項２〜５のいずれかに記載の光学素子成形方法。
7. 成形型が一対の上型および下型で構成されており、前記予備成形型を前記下型上に装着して用いることを特徴とする、請求項２〜６のいずれかに記載の光学素子成形方法。
8. 成形型が一対の上型および下型で構成されており、前記予備成形型の前記転写面を転写した前記成形素材の面に前記上型の転写面を転写することを特徴とする、請求項２〜７のいずれかに記載の光学素子成形方法。
9. 光学素子の体積と同一体積を有する球と比較した場合に、前記球の曲率半径よりも小さな曲率半径を伴う光学素子を成形することを特徴とする、請求項２〜８のいずれかに記載の光学素子成形方法。
10. 成形素材に面形状を転写する転写面を有し、前記転写面と前記成形素材との間に形成される密閉空間内の気体を外部に逃す孔を設けたことを特徴とする、光学素子成形用の予備成形型。
11. 前記転写面の近軸曲率半径が前記成形素材の近軸曲率半径より小さく、前記密閉空間が光軸近傍に形成され、前記転写面の光軸近傍に前記孔が設けられたことを特徴とする、請求項１０に記載の光学素子成形用の予備成形型。
12. 光学素子と実質的に同一または前記光学素子より小さな曲率半径を伴う前記転写面を有することを特徴とする、請求項１１に記載の光学素子成形用の予備成形型。
13. 成形型が一対の上型および下型で構成されており、前記下型上に装着して用いられることを特徴とする、請求項１１または１２に記載の光学素子成形用の予備成形型。
14. 成形型が一対の上型および下型で構成されており、前記上型の転写面が転写される前記成形素材の面を予備成形するために用いられることを特徴とする、請求項１１〜１３のいずれかに記載の光学素子成形用の予備成形型。
15. 成形素材に面形状を転写する転写面を有し、前記転写面と前記成形素材との間に形成される密閉空間内の気体を外部に逃す孔を設けた予備成形型を用いて予備成形された前記成形素材から成形されたことを特徴とする、光学素子。

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