JP2011016699A - 光学素子の製造方法、及び光学素子 - Google Patents

Abstract

【課題】生産性の極めて高い光学素子の製造方法、及び光学素子を提供する。
【解決手段】下型に供給された溶融ガラスを該下型上型とで加圧成形し、一体化して配列された複数の光学素子と、表面および裏面またはその何れか一方に複数の光学素子を単独に分離するための溝と、が形成された光学素子アレイを成形する工程と、成形された光学素子アレイの温度が下降し所定の温度に達するまでに、該光学素子アレイを冷却することにより前記複数の光学素子を単独に分離する工程と、を有する。
【選択図】図２

Description

本発明は、光学素子の製造方法、及び光学素子に関し、特に、溶融ガラスを成形金型で加圧成形して光学素子を得る光学素子の製造方法、及び光学素子に関する。

ガラス製の光学素子は、デジタルカメラ用レンズ、ＤＶＤ等の光ピックアップレンズ、携帯電話用カメラレンズ、光通信用のカップリングレンズ、各種ミラー等として利用されるようになり、その用途は広範囲に及んでいる。近年、こうした装置の小型化、低価格化が大きく進展するに伴い、このような装置に用いられるガラス製の光学素子もより小型化、低価格化が求められるようになり、とりわけ大量生産に対し、生産性を高めることが強く要望されている。

そこで、特許文献１では、複数の光学素子を格子状に配置された形状で一体に成形し、成形後に各光学素子に切り離して単独の光学素子とする方法であって、複数の光学素子の一体成形体に、各光学素子を単独に切り離す為の見当となる印を光学面成形時に同時に成形しておく方法が提案されている。

また、特許文献２では、特許文献１の場合と同様に、複数の光学素子を格子状に配置された形状で一体に成形し、成形後に各光学素子に切り離して単独の光学素子とする方法であって、複数の光学素子の一体成形体に、各光学素子を単独に分離する為のカット溝を光学面成形時に同時に成形しておく方法が提案されている。

特開２０００−３７７８７号公報 特開２００６−１８８３８８号公報

しかしながら、特許文献１や特許文献２の方法は、何れも、成形後に、複数の光学素子が格子状に配置された光学素子アレイから、各光学素子を切り離して単独の光学素子とする為のダイシング装置等を用いた切断工程が新たに必要となる。この為、生産性の向上は、充分なものではなかった。

本発明は、上記課題を鑑みてなされたもので、生産性の極めて高い光学素子の製造方法、及び光学素子を提供することを目的とする。

上記目的は、下記の１から７の何れか１項に記載の発明によって達成される。

１．下型に供給された溶融ガラスを該下型と上型とで加圧成形し、一体化して配列された複数の光学素子と、表面および裏面またはその何れか一方に前記複数の光学素子を単独に分離するための溝と、が形成された光学素子アレイを成形する工程と、
成形された前記光学素子アレイの温度が下降し所定の温度に達するまでに、該光学素子アレイを冷却することにより前記複数の光学素子を単独に分離する工程と、を有することを特徴とする光学素子の製造方法。

２．前記溝は、前記光学素子アレイの表面および裏面の対面した位置にそれぞれ形成され、
前記溝の深さは、以下の条件式（１）を満足することを特徴とする前記１に記載の光学素子の製造方法。

ｄ１＞ｄ２ （１）
但し、
ｄ１：下型により形成された光学素子アレイの裏面の溝の深さ
ｄ２：上型により形成された光学素子アレイの表面の溝の深さ
３．前記溝は、前記一体化して配列された複数の光学素子の接続部に形成され、
前記溝の深さと前記接続部の厚みは、以下の条件式（２）を満足することを特徴とする前記１または２に記載の光学素子の製造方法。

０．１ｍｍ≦ｔ−（ｄ１＋ｄ２）≦０．５ｍｍ （２）
但し、
ｄ１：下型により形成された光学素子アレイの裏面の溝の深さ
ｄ２：上型により形成された光学素子アレイの表面の溝の深さ
ｔ：接続部の厚み
４．前記溝は、前記光学素子アレイの裏面であって、前記一体化して配列された複数の光学素子の接続部に形成され、
前記溝の深さと前記接続部の厚みは、以下の条件式（３）を満足することを特徴とする前記１に記載の光学素子の製造方法。

０．１ｍｍ≦ｔ−ｄ１≦０．５ｍｍ （３）
但し、
ｄ１：下型により形成された光学素子アレイの裏面の溝の深さ
ｔ：接続部の厚み
５．前記溝は、前記光学素子アレイの表面であって、前記一体化して配列された複数の光学素子の接続部に形成され、
前記溝の深さと前記接続部の厚みは、以下の条件式（４）を満足することを特徴とする前記１に記載の光学素子の製造方法。

０．１ｍｍ≦ｔ−ｄ２≦０．５ｍｍ （４）
但し、
ｄ２：上型により形成された光学素子アレイの表面の溝の深さ
ｔ：接続部の厚み
６．前記溝の断面形状は、Ｖ字状であることを特徴とする前記１から５の何れか１項に記載の光学素子の製造方法。

７．前記１から６の何れか１項に記載の光学素子の製造方法を用いて製造されたことを特徴とする光学素子。

本発明によれば、一体化して配列された複数の光学素子と、表面および裏面またはその何れか一方に複数の光学素子を単独に切り離すための溝と、が形成された光学素子アレイを成形した後、成形された光学素子アレイの温度が下降し所定の温度に達するまでに、該光学素子アレイを冷却することにより複数の光学素子を単独に分離するようにした。

溶融ガラスを例えば液滴法を用いて成形した光学素子アレイは、成形直後は高温になっている。この高温の光学素子アレイの温度が自然冷却により下降し所定の温度に達するまでに、該光学素子アレイを冷却すると、急激な温度変化により、光学素子アレイの内部に応力が生じる。この応力は、光学素子アレイを成形する際に同時に形成しておいた溝によりその断面が狭くなった部位で最も大きくなる。これにより、該溝に沿ってクラック（亀裂）が入り、一体化して配列された複数の光学素子を単独に分離することができる。すなわち、各光学素子を切り離して単独の光学素子とする為の切断工程を設けることなく、冷却工程により、容易に単独の光学素子に分離することができる。その結果、極めて高い生産性を得ることができる。

本発明の実施形態に係わる光学素子の製造装置の概略構成を示す断面模式図である。 本発明の実施形態に係わるガラスレンズアレイの一例を示す平面、及び断面模式図である。 本発明の実施形態に係わるガラスレンズの一例を示す断面模式図である。 本発明の実施形態に係わる成形金型の製造工程の一例を示す断面模式図である。 本発明の実施形態に係わる成形金型の製造工程の別例を示す断面模式図である。

以下図面に基づいて、本発明の実施形態に係わる光学素子の製造方法、及び光学素子を説明する。尚、本発明は該実施の形態に限られない。

最初に、本発明における光学素子の製造装置の概略構成を図１を用いて説明する。図１は、光学素子の製造装置１の概略構成を示す断面模式図である。尚、図１において左図は、溶融ガラスの供給工程における状態を、中図は、加圧工程における状態を、右図は、冷却工程における状態をそれぞれ示している。

光学素子の製造装置１は、溶融槽７０、上型１０、下型２０、及び加圧部５０等を有する成形装置２、及び冷却ステージ３等から構成される。

成形装置２は、下型２０に供給された溶融ガラス８０を上型１０とで加圧成形し、格子状に一体化して配列された複数の光学素子（ガラスレンズ）１００と、表面および裏面またはその何れか一方に複数の光学素子１００を単独に分離する為の格子状の溝１１０と、が形成された光学素子アレイ（ガラスレンズアレイ）１００Ａを成形する。

下型２０は、図示しない駆動手段により、ノズル７１の下方で溶融ガラス８０を受ける為の位置Ｐ１と、上型１０と対向して溶融ガラス８０を加圧成形する為の位置Ｐ２との間で移動可能に構成されている。

溶融槽７０は、内部に投入されたガラス材料を溶融し、溶融ガラス８０を生成する。溶融槽７０の下部には、ノズル７１が設けられ、ノズル７１より溶融ガラス８０を下型２０の成形面（受け面）２０ａに供給する。また、溶融槽７０の内部には、図示しない攪拌翼が設けられており、該攪拌翼を回転させて、溶融ガラス８０を攪拌し均質化する。

溶融槽７０、ノズル７１、及び攪拌翼の材料としては、例えば、白金を用いることができる。また、溶融槽７０の外側には、槽全体を支える為に、図示しない耐火物製補強部材を設けてもよい。また、溶融槽７０やノズル７１の周囲には、それぞれを所定の温度に加熱制御する、図示しないヒータ、及び温度センサが設けられている。

成形金型は、上型１０、及び下型２０等から構成される。上型１０、下型２０には、複数のガラスレンズ１００の光学面１００ａ、光学面１００ｂを形成する為の複数の凹の非球面形状の成形面１０ａ、成形面２０ａが格子状にそれぞれ形成されている。尚、本実施形態においては、上型１０の成形面１０ａ、下型２０の成形面２０ａは、何れも凹の非球面に形成されているが、凸の非球面や球面であってもよい。また、成形面１０ａ、成形面２０ａの何れか一方は、平坦な面であってもよい。

また、上型１０、下型２０にそれぞれ形成された複数の成形面１０ａ、成形面２０ａの間には、複数のガラスレンズ１００を単独に分離する為の溝１１０を形成する為のレール状の凸部２０ｐが格子状にそれぞれ形成されている。尚、本実施形態においては、凸部２０ｐは、上型１０および下型２０の双方に形成されているが、その何れか一方であってもよい。

ここで、図４に成形金型の製造工程の一例を示す。図４（ａ）〜図４（ｃ）は、下型２０の製造工程の一例を示す断面模式図である。

本実施形態は、凸部２０ｐを下型２０の表面（キャビティ面）に直接形成するものである。

最初に、金型母材２０Ａ（図４（ａ））を加工し、キャビティ面にレール状の凸部２０ｐを形成する（図４（ｂ））。次に、凸部２０ｐを挟んで凹の非球面形状の成形面２０ａを形成する（図４（ｃ））。このようにして、キャビティ面に複数の成形面２０ａと該成形面２０ａの間に凸部２０ｐとが格子状に形成された下型２０を完成する。

図５に成形金型の製造工程の別例を示す。図５（ａ）〜図５（ｄ）は、下型２０の製造工程の別例を示す断面模式図である。

本実施形態は、凸部２０ｑを下型２０の表面（キャビティ面）に入れ子によって構成するものである。

最初に、金型母材２０Ａ（図５（ａ））を加工し、キャビティ面に凹の非球面形状の成形面２０ａを形成する（図５（ｂ））。次に、成形面２０ａの間に溝２０ｍを形成する（図５（ｃ））。続いて、溝２０ｍにレール状の溝形成部材２０ｑを装填する（図５（ｄ））。このようにして、キャビティ面に複数の成形面２０ａと該成形面２０ａの間に溝形成部材２０ｑとが格子状に構成された下型２０を完成する。

図１に戻って、上型１０、下型２０には、それぞれを所定温度に加熱制御する、図示しないヒータ、及び温度センサが設けられている。

ヒータ、及び温度センサは、それぞれの部材を独立して温度調節することができる構成としてもよいし、成形金型全体を一つ、あるいは複数のヒータでまとめて加熱するような構成としてもよい。ヒータとしては、公知の各種のヒータの中から適宜選択して用いることができる。例えば、部材の内部に埋め込んで使用するカートリッジヒータや、部材の外側に接触させて使用するシート状のヒータ、赤外線加熱装置、高周波誘導加熱装置等を用いることができる。また、温度センサとしては、種々の熱電対の他、白金測温抵抗体、各種サーミスタ等公知のセンサを用いることができる。

上型１０、下型２０の加熱温度は、溶融ガラス８０にそれぞれ成形面１０ａ、成形面２０ａの形状を良好に転写できる温度範囲に設定する必要があり、通常、成形するガラスのＴｇ（ガラス転移点）−１００℃からＴｇ＋１００℃程度の温度範囲とすることが好ましい。加熱温度が低すぎると溶融ガラス８０に成形面１０ａ、成形面２０ａの形状を良好に転写させることが困難になってくる。逆に、必要以上に温度を高くしすぎることは、溶融ガラス８０と成形金型との融着を防止する観点や、成形金型の寿命の観点から好ましくない。実際には、成形するガラスの材質や、ガラスレンズの形状、大きさ、成形金型の材質、保護膜の種類、ヒータや温度センサの位置等種々の条件を考慮に入れて適正な温度を決定する。

上型１０、下型２０の材料は、炭化タングステンを主成分とする超硬材料、炭化珪素、窒化珪素、窒化アルミニウム、カーボン等、ガラスレンズアレイ１００Ａを加圧成形する為の成形金型として公知の材料の中から適宜選択して用いることができる。また、これらの材料の表面に各種金属やセラミックス、カーボン等の保護膜を形成したものを用いることもできる。上型１０、下型２０を同一の材質としてもよいし、それぞれ別の材質としてもよい。

加圧部５０の機構としては、エアシリンダ、油圧シリンダ、サーボモータを用いた電動シリンダ等の公知の加圧機構を用いることができる。加圧部５０は、上型１０を駆動することで、溶融ガラス８０を加圧成形する。尚、本実施形態においては、加圧部５０は、上型１０を駆動する構成としたが、これに限定されることなく、下型２０、または上型１０と下型２０の両方を駆動する構成としてもよい。

ガラス材料は、特に限定されることなく、光学的用途に用いられる周知のガラスを用途に応じて選択して用いることができる。例えば、シリカ系ガラス、リン酸系ガラス、ランタン系ガラス等が挙げられる。

冷却ステージ３は、成形装置２によって成形されたガラスレンズアレイ１００Ａを冷却する水冷または空冷の冷却装置であって、その表面温度は、約１０℃に設定されている。

次に、このような構成の光学素子の製造装置１を用いたガラスレンズ１００の製造方法の概要を前述の図１を用いて説明する。

最初に、溶融ガラス８０の温度よりも低い所定温度に加熱された成形金型の下型２０の成形面（受け面）２０ａに、溶融槽７０の下部に設けられたノズル７１より溶融ガラス８０を供給する（溶融ガラス供給工程）。このとき、溶融槽７０とノズル７１は図示しないヒータによってそれぞれ所定の温度に加熱されている。溶融ガラス８０が供給された下型２０は上型１０の下方まで移動し、下型２０と上型１０とで溶融ガラス８０を加圧成形する（加圧工程）。加圧成形により、成形面（成形面１０ａ、成形面２０ａ）が転写され、格子状に一体化して配列された複数のガラスレンズ１００と、レール状の凸部２０ｐが転写され複数のガラスレンズ１００を単独に分離する為の格子状の溝１１０と、が形成されたガラスレンズアレイ１００Ａを得る（成形工程：溶融ガラス供給工程＋加圧工程）。

成形工程で得られたガラスレンズアレイ１００Ａを図２に示す。図２（ａ）は、ガラスレンズアレイ１００Ａの一例を示す平面模式図、図２（ｂ）は、図２（ａ）におけるＡ−Ａ′断面模式図である。

図２（ａ）に示すように、ガラスレンズアレイ１００Ａは、格子状に一体化して配列された複数のガラスレンズ１００と、複数のガラスレンズ１００を単独に分離する為の格子状の溝１１０と、が形成されている。

図２（ｂ）に示すように、ガラスレンズアレイ１００Ａの表面には、上型１０の成形面１０ａによる凸の非球面の転写面１００ａ（光学面）、及び溝１１０ａが形成され、ガラスレンズアレイ１００Ａの裏面には、下型２０の成形面２０ａによる凸の非球面の転写面１００ｂ（光学面）、及び溝１１０ｂが形成されている。尚、溝１１０ａ、溝１１０ｂの断面形状としては、Ｖ字状、台形、円弧等が挙げられるが、後述の冷却工程において、ガラスレンズアレイ１００Ａの内部に発生する応力を溝１１０で最大化する為には、Ｖ字状が好ましい。

図１に戻って、次に、成形工程で得られたガラスレンズアレイ１００Ａを、冷却ステージ３の上に移動し、ガラスレンズアレイ１００Ａの温度が自然冷却により下降し所定の温度に達するまでに、光学素子アレイ１００Ａを冷却することにより複数のガラスレンズ１００を単独に分離する（冷却工程）。

成形直後のガラスレンズアレイ１００Ａは、高温になっている。この高温のガラスレンズアレイ１００Ａの温度が自然冷却により下降し所定の温度（例えば１００℃）に達するまでに、該ガラスアレイ１００Ａを冷却（例えば冷却温度１０℃で）すると、急激な温度変化により、ガラスレンズアレイ１００Ａの内部に応力が生じる。この応力は、ガラスレンズアレイ１００Ａを成形する際に同時に形成しておいた溝１１０によりその断面が狭くなった部位で最も大きくなる。これにより、該溝１１０に沿ってクラック（亀裂）が入り、一体化して配列された複数のガラスレンズ１００を単独に分離することができる。尚、ガラスレンズアレイ１００Ａを冷却ステージ３で冷却するとともに、ガラスレンズアレイ１００Ａの表面に、図示しない付勢部材等で加重をかけ、ガラスレンズアレイ１００Ａを歪ませると、より適確に複数のガラスレンズ１００を単独に分離することができる。

冷却工程で分離され得られたガラスレンズ１００を図３に示す。図３は、ガラスレンズ１００の一例を示す断面模式図である。

図３（ａ）に示すように、ガラスレンズ１００の表面には、上型１０の成形面１０ａによる凸の非球面の転写面１００ａ（光学面）が形成され、ガラスレンズ１００の裏面には、下型２０成形面２０ａによる凸の非球面の転写面１００ｂ（光学面）が形成されている。また、接続部１２０の切断された４つの端面の表裏面には、表面側に溝１１０ａを形成した断面形状の一部の面１００ｃ、裏面側に溝１１０ｂを形成した断面形状の一部の面１００ｄが、面取り面を形成している。この面取り面により、ガラスレンズ１００を各種装置に組み込む際等に、ガラスレンズ１００の破損（チッピング）を防止することができるとともに、取り扱いし易いガラスレンズ１００が得られる。

ここで、図２に戻って、溝１１０ａ、溝１１０ｂの深さは、以下の条件式（１）を満足することが好ましい。

ｄ１＞ｄ２ （１）
但し、
ｄ１：下型２０により形成されたガラスレンズアレイ１００Ａの裏面の溝１１０ｂの深さ
ｄ２：上型１０により形成されたガラスレンズアレイ１００Ａの表面の溝１１０ａの深さ
溶融ガラス８０を受け最初に該溶融ガラス８０に接触する下型２０の転写性は、上型１０よりも優れているので、所望の形状をより高い精度で転写することができる。この為、前述の冷却工程において、適確に複数のガラスレンズ１００を単独に分離できるように、下型２０で形成されるガラスレンズアレイ１００Ａの裏面の溝１１０ｂの深さを、上型１０で形成される表面の溝１１０ａの深さよりも深くしておくことが好ましい。

また、溝１１０ａ、溝１１０ｂの深さと格子状に一体化して配列された複数のガラスレンズ１００の接続部（フランジ部）１２０の厚みは、以下の条件式（２）を満足することが好ましい。

０．１ｍｍ≦ｔ−（ｄ１＋ｄ２）≦０．５ｍｍ （２）
但し、
ｄ１：下型２０により形成されたガラスレンズアレイ１００Ａの裏面の溝１１０ｂの深さ
ｄ２：上型１０により形成されたガラスレンズアレイ１００Ａの表面の溝１１０ａの深さ
ｔ：接続部１２０の厚み
条件式（２）は、接続部１２０の溝１１０ａ、溝１１０ｂが形成されている部位の厚みｔｄ（ｔｄ＝ｔ−（ｄ１＋ｄ２））を規定するものである。溝１１０ａ、溝１１０ｂの深さｄ２、深さｄ１が深くなり過ぎ、厚みｔｄが条件式（２）の下限値を下回り薄くなり過ぎると、成形後のガラスレンズアレイ１００Ａを冷却ステージ３のへ移動するまでの取り扱い等による負荷により分離してしまい、取り扱いが困難になる。一方、溝１１０ａ、溝１１０ｂの深さｄ２、深さｄ１が浅くなり過ぎ、厚みｔｄが条件式（２）の上限値を上回り厚くなり過ぎると、冷却工程において、接続部１２０の溝１１０ａ、溝１１０ｂが形成されている部位での前述の応力が小さくなり、分離が困難になる。よって、条件式（１）を満足することで、冷却工程において、適確に分離することができる。

尚、前述の実施形態においては、溝１１０は、ガラスレンズアレイ１００Ａの表面、及び裏面にそれぞれ形成したが（溝１１０ａ、溝１１０ｂ）、図２（ｃ）、図２（ｄ）に示すように、裏面、または表面のみに形成してもよい（溝１１０ｇ、溝１１０ｈ）。この場合も、それぞれ以下の条件式（３）、条件式（４）を満たすことで、前述の図２（ｂ）の場合と同様の効果を得ることができる。

図２（ｃ）に示すように、ガラスレンズアレイ１００Ａの裏面に溝１１０ｇを形成した場合、溝１１０ｇの深さと格子状に一体化して配列された複数のガラスレンズ１００の接続部（フランジ部）１２０の厚みは、以下の条件式（３）を満足することが好ましい。

０．１ｍｍ≦ｔ−ｄ１≦０．５ｍｍ （３）
但し、
ｄ１：下型２０により形成されたガラスレンズアレイ１００Ａの裏面の溝１１０ｇの深さ
ｔ：接続部１２０の厚み
また、図２（ｄ）に示すように、ガラスレンズアレイ１００Ａの表面に溝１１０ｈを形成した場合、溝１１０ｈの深さと格子状に一体化して配列された複数のガラスレンズ１００の接続部（フランジ部）１２０の厚みは、以下の条件式（４）を満足することが好ましい。

０．１ｍｍ≦ｔ−ｄ２≦０．５ｍｍ （４）
但し、
ｄ２：上型１０により形成されたガラスレンズアレイ１００Ａの表面の溝１１０ｈの深さ
ｔ：接続部１２０の厚み
このように、本発明の実施形態におけるガラスレンズ１００の製造方法においては、ガラスレンズアレイ１００Ａから各ガラスレンズ１００を切り離して単独のガラスレンズ１００とする為の切断工程を設けることなく、冷却工程により、容易に単独のガラスレンズ１００に分離することができるので、極めて高い生産性を得ることができる。

本発明の実施形態に係るガラスレンズ１００の製造方法の実施例の一例を前述の図１から図４を用いて説明する。

成形したガラスレンズアレイは、１個のガラスレンズ１００の外径が□２ｍｍ、光学有効径がφ１．５ｍｍ、レンズ中心の厚み（軸上厚）の設計値が１．０ｍｍ、フランジ厚が０．７ｍｍの両凸非球面レンズが格子状に１６個配列されたガラスレンズアレイ１００Ａとした。

ガラス材料としては、ガラス転移点Ｔｇが４８０℃、屈折率ｎｄが約１．６、熱膨張係数が１２×１０＾−６／℃のシリカ系ガラスを用いた。

成形金型の材料としては、タングステンカーバイトを主成分とする熱膨張係数が５．０×１０＾−６／℃の超硬材料を用いた。

また、下型としては、該下型のガラスレンズ１００の外径□２ｍｍに相当する位置に、高さ０．６ｍｍ、幅０．１ｍｍの凸部２０ｐを形成した下型２０を用いた（図４（ｃ））。

最初に、下型２０を、図示しない駆動手段により、ノズル７１の下方で溶融ガラス８０を受ける為の位置Ｐ１に移動させ、溶融ガラス８０の温度よりも低い温度（約４５０℃）に加熱した下型２０の成形面（受け面）２０ａに、溶融槽７０の下部に設けられたノズル７１より溶融ガラス８０を供給した（図１左図：溶融ガラス供給工程）。

次に、溶融ガラス８０が供給された下型２０を、上型１０と対向して溶融ガラス８０を加圧成形する為の位置Ｐ２に移動させた。下型２０が位置Ｐ２に到達し５秒経過した後、上型１０を下方に移動させ下型２０と上型１０とで溶融ガラス８０を加圧成形した（図１中図：加圧工程）。この時、上型１０の移動速度は２０ｍｍ／秒、プレス圧力は９８０Ｎ、プレス圧力維持時間は１０秒とした。

このようにして、表面に、上型１０の成形面１０ａによる凸の非球面の転写面１００ａ（光学面）、裏面に、下型２０の成形面２０ａによる凸の非球面の転写面１００ｂ（光学面）が形成され、格子状に一体化して配列された複数のガラスレンズ１００と、裏面に、下型２０の凸部２０ｐによる格子状の溝１１０ｇと、が形成されたガラスレンズアレイ１００Ａ（図２（ａ）、図２（ｃ））を得た（成形工程：溶融ガラス供給工程＋加圧工程）。

成形完了後、上型１０を上方に退避させ、図示しないロボットアームにより、下型２０に残存するガラスレンズアレイ１００Ａを吸着し回収した。

続いて、回収された高温のガラスレンズアレイ１００Ａを、冷却ステージ３の上に速やかに移動し、この高温のガラスレンズアレイ１００Ａの温度が自然冷却により下降し約１００℃に達するまでに、該ガラスアレイ１００Ａを冷却した（冷却工程：図１右図）。冷却ステージ３の表面温度は１０℃に設定した。

このとき、成形直後の高温のガラスレンズアレイ１００Ａを、速やかに冷却することによる急激な温度変化により発生する前述の内部に応力により、格子状の溝１１０ｇに沿ってクラック（亀裂）が入り、一体化して配列された複数のガラスレンズ１００が単独に分離されることが確認できた。

１ 光学素子の製造装置
２ 成形装置
３ 冷却ステージ
１０ 上型
１０ａ 成形面
２０Ａ 金型母材
２０ 下型
２０ａ 成形面（受け面）
２０ｍ 溝
２０ｐ 凸部
２０ｑ 溝形成部材
５０ 加圧部
７０ 溶融槽
７１ ノズル
８０ 溶融ガラス
１００Ａ ガラスレンズアレイ（光学素子アレイ）
１００ ガラスレンズ（光学素子）
１００ａ、１００ｂ 転写面（光学面）
１００ｃ、１００ｄ 面取り面
１１０、１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｇ、１１０ｈ 溝
１２０ 接続部（フランジ部）

Claims (7)

1. 下型に供給された溶融ガラスを該下型と上型とで加圧成形し、一体化して配列された複数の光学素子と、表面および裏面またはその何れか一方に前記複数の光学素子を単独に分離するための溝と、が形成された光学素子アレイを成形する工程と、
   成形された前記光学素子アレイの温度が下降し所定の温度に達するまでに、該光学素子アレイを冷却することにより前記複数の光学素子を単独に分離する工程と、を有することを特徴とする光学素子の製造方法。
2. 前記溝は、前記光学素子アレイの表面および裏面の対面した位置にそれぞれ形成され、
   前記溝の深さは、以下の条件式（１）を満足することを特徴とする請求項１に記載の光学素子の製造方法。
   ｄ１＞ｄ２ （１）
   但し、
   ｄ１：下型により形成された光学素子アレイの裏面の溝の深さ
   ｄ２：上型により形成された光学素子アレイの表面の溝の深さ
3. 前記溝は、前記一体化して配列された複数の光学素子の接続部に形成され、
   前記溝の深さと前記接続部の厚みは、以下の条件式（２）を満足することを特徴とする請求項１または２に記載の光学素子の製造方法。
   ０．１ｍｍ≦ｔ−（ｄ１＋ｄ２）≦０．５ｍｍ （２）
   但し、
   ｄ１：下型により形成された光学素子アレイの裏面の溝の深さ
   ｄ２：上型により形成された光学素子アレイの表面の溝の深さ
   ｔ：接続部の厚み
4. 前記溝は、前記光学素子アレイの裏面であって、前記一体化して配列された複数の光学素子の接続部に形成され、
   前記溝の深さと前記接続部の厚みは、以下の条件式（３）を満足することを特徴とする請求項１に記載の光学素子の製造方法。
   ０．１ｍｍ≦ｔ−ｄ１≦０．５ｍｍ （３）
   但し、
   ｄ１：下型により形成された光学素子アレイの裏面の溝の深さ
   ｔ：接続部の厚み
5. 前記溝は、前記光学素子アレイの表面であって、前記一体化して配列された複数の光学素子の接続部に形成され、
   前記溝の深さと前記接続部の厚みは、以下の条件式（４）を満足することを特徴とする請求項１に記載の光学素子の製造方法。
   ０．１ｍｍ≦ｔ−ｄ２≦０．５ｍｍ （４）
   但し、
   ｄ２：上型により形成された光学素子アレイの表面の溝の深さ
   ｔ：接続部の厚み
6. 前記溝の断面形状は、Ｖ字状であることを特徴とする請求項１から５の何れか１項に記載の光学素子の製造方法。
7. 請求項１から６の何れか１項に記載の光学素子の製造方法を用いて製造されたことを特徴とする光学素子。

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