JP2012045900A - 光学素子、及び光学素子の製造方法、並びに成形金型 - Google Patents

Abstract

【課題】成形前後の工数を増やすことなく離型性の向上を達成できる光学素子を提供すること。
【解決手段】相対的に小さい曲率半径を有し、離型が容易でない第１光学面ＯＬ１に離型誘発部ＰＴを設けて、第１光学面ＯＬ１を局所的に非平滑面とすることにより、レンズＰＬの成形の際に樹脂と成形金型１００の第１光学転写面１１Ａの一部である離型誘発面１３との間に微小な空気だまり６０が生じるレンズＰＬとすることができる。これにより、例えば、開口数（ＮＡ）０．８以上のＢＤ用の光ピックアップ装置用の対物レンズのような光学面形状が滑らかで比較的厚いレンズであっても、レンズＰＬの成形の際に、離型誘発部ＰＴ付近に生じる空気だまり６０を契機としてレンズＰＬが離型しやすくなり、成形前後の工数を増やすことなく離型性を向上させたレンズＰＬとすることができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、光学面形状が比較的厚い光学素子、及び当該光学素子の製造方法、並びに成形金型に関する。

成形した光学素子を離型しやすくするために成形金型の表面に離型膜を成膜して、光学素子を製造する方法がある（例えば、特許文献１参照）。また、成形した光学素子を離型しやすくするために突き出し機構（エジェクトピンや入子等）の構造や動作を工夫して、光学素子を製造する方法がある（例えば、特許文献２参照）。

特開２０００−２１８６３６号公報 特開２０１０−１２６９３号公報

ここで、例えば、開口数（ＮＡ）０．８以上のＢＤ（Blu-ray Disc）用の光ピックアップ装置用の対物レンズのような光学素子は、ＣＤ（Compact Disc）用やＤＶＤ（Digital Versatile Disc）用の対物レンズのような光学素子の光学面と比較して、光学面形状の肉厚が大きく、曲率半径が小さい光学面を有する。このような光学素子は、連続して滑らかな球面又は非球面を有しており、成形金型から離型する際に、光学面とそれに対応する成形金型の転写面とが密着し、光学素子に変形や歪み等が生じうる。そのため、上述のように、光学素子の製造方法として、光学素子の離型性を向上させる工夫が必要である。

しかしながら、特許文献１のような光学素子の製造方法では、離型膜の成膜により、光学素子の性能への影響が生じやすく、成膜条件や成膜等で工数が増加するという問題がある。また、特許文献２のような光学素子の製造方法では、バリ取り等の二次加工で工数が増加したり、光学素子の成形金型の密着具合によって離型が不十分となったりするという問題がある。

そこで、本発明は、成形前後の工数を増やすことなく離型性の向上を達成できる光学素子を提供することを目的とする。

また、本願発明は、上記光学素子の製造方法及び当該光学素子を成形するための成形金型を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明に係る光学素子は、第１光学面と第２光学面とを有し、第１及び第２光学面が全体として滑らかであり、第１光学面の光軸上のレンズ厚をｄ（ｍｍ）とし、波長焦点距離をｆ（ｍｍ）としたときに、
０．９≦ｄ／ｆ≦３．０
であり、開口数ＮＡが０．８以上であり、第１光学面の曲率半径の絶対値が、第２光学面の曲率半径の絶対値よりも小さい光学素子であって、第１光学面は、立体的な形状を有する少なくとも１つ以上の離型誘発部を局所的に有することを特徴とする。ここで、離型誘発部の立体的な形状は、第１光学面の基本的な形状からはずれた非平滑面を有している。

上記光学素子によれば、相対的に小さい曲率半径を有し離型が容易でない第１光学面に離型誘発部を設けて、第１光学面を局所的に非平滑面とすることにより、光学素子の成形の際に樹脂と成形金型の光学転写面の一部との間に微小な空気だまりが生じる光学素子とすることができる。これにより、例えば、開口数（ＮＡ）０．８以上のＢＤ用の光ピックアップ装置用の対物レンズのような光学面形状が滑らかで比較的厚い光学素子であっても、光学素子の成形の際に、離型誘発部付近に生じる空気だまりを契機として光学素子が離型しやすくなり、成形前後の工数を増やすことなく離型性を向上させた光学素子とすることができる。

また、本発明の具体的な態様又は側面では、上記光学素子において、離型誘発部は、凸形状及び凹形状のいずれかであることを特徴とする。この場合、離型誘発部が凸形状及び凹形状のいずれかであることにより、光学素子の成形の際に、離型誘発部の凸又は凹の隅部分の付近に空気がたまりやすくすることができる。

本発明の別の側面では、離型誘発部が第１光学面の有効径内に設けられた場合、離型誘発部の深さ又は高さは、使用波長以下であることを特徴とする。この場合、離型誘発部が第１光学面の有効径内に設けられていても、離型誘発部の深さ又は高さが使用波長以下であることにより、離型誘発部を設けることによる光学素子の光学特性への影響を低減することができる。

本発明のさらに別の側面では、離型誘発部は、型抜きを容易にするテーパを有していることを特徴とする。ここで、テーパとは、離型の方向に対して傾いた面を有し、光学素子を第１金型から抜く方向に太くなっている状態である。この場合、離型誘発部が上記のようなテーパを有していることにより、成形の際に光学素子をより離型しやすくすることができる。

本発明のさらに別の側面では、離型誘発部は、第１光学面の光軸に対して同心円周上に設けられることを特徴とする。この場合、離型誘発部を同心円周上に設けることにより、成形金型の加工の際に、その加工を比較的容易にし、かつ、工数を大幅に増やす必要がなくなる。また、離型誘発部が光軸に対して対称に配置され、光学素子に対する離型時の力加減を均一にすることができる。

本発明に係る光学素子の製造方法は、第１光学面と第２光学面とを有し、第１及び第２光学面の表面が全体として滑らかであり、第１光学面の光軸上のレンズ厚をｄ（ｍｍ）とし、波長焦点距離をｆ（ｍｍ）としたときに、
０．９≦ｄ／ｆ≦３．０
であり、開口数ＮＡが０．８以上であり、第１光学面の曲率半径の絶対値が、第２光学面の曲率半径の絶対値よりも小さい光学素子を成形金型により成形する光学素子の製造方法であって、成形金型は、第１光学面を形成する第１金型と、第２光学面を形成する第２金型とを有し、第１金型は、光学素子の第１光学面を形成する第１光学転写面を有し、第２金型は、光学素子の第２光学面を形成する第２光学転写面を有し、第１光学転写面は、光学素子に立体的な形状の離型誘発部を局所的に形成する少なくとも１つ以上の離型誘発面を有し、第１金型と第２金型とを離間させる型開き工程の後、第１金型から光学素子を離型させる離型工程を有することを特徴とする。

上記光学素子の製造方法によれば、相対的に小さい曲率半径を有し離型が容易でない第１光学面を形成する第１光学転写面の適所に離型誘発面を設けて、第１光学転写面を局所的に非平滑面とすることにより、光学素子の成形の際に樹脂と第１光学転写面の一部との間に微小な空気だまりを生じさせて光学素子を製造することができる。これにより、例えば、開口数０．８以上のＢＤ用の光ピックアップ装置用の対物レンズのような光学面形状が滑らかで比較的厚い光学素子の成形であっても、成形の際に、離型誘発部付近に生じる空気だまりを契機として光学素子が離型しやすくなり、成形前後の工数を増やすことなく離型性を向上させて光学素子を製造することができる。

また、本発明の具体的な態様又は側面では、上記光学素子の製造方法において、離型誘発面の表面積は、第１光学転写面の表面積の１％以上５％以下であることを特徴とする。この場合、離型誘発面が上記範囲の表面積を有することにより、成形時に樹脂が離型誘発面に完全に入り込まず、かつ、離型の際に離型誘発面の凸又は凹の隅部分による離型抵抗を低減することができる。

本発明に係る成形金型は、第１光学面と第２光学面とを有し、第１及び第２光学面の表面が全体として滑らかであり、第１光学面の光軸上のレンズ厚をｄ（ｍｍ）とし、波長焦点距離をｆ（ｍｍ）としたときに、
０．９≦ｄ／ｆ≦３．０
であり、開口数ＮＡが０．８以上であり、第１光学面の曲率半径の絶対値が、第２光学面の曲率半径の絶対値よりも小さい光学素子を成形する光学素子用の成形金型であって、第１光学面を形成する第１金型と、第２光学面を形成する第２金型とを有し、第１金型は、光学素子の第１光学面を形成する第１光学転写面を有し、第２金型は、光学素子の第２光学面を形成する第２光学転写面を有し、第１光学転写面は、光学素子に立体的な形状を局所的に形成する少なくとも１つ以上の離型誘発面を有することを特徴とする。

上記成形金型によれば、相対的に小さい曲率半径を有し離型が容易でない第１光学面を形成する第１光学転写面の適所に離型誘発面を設けて、第１光学転写面を局所的に非平滑面とすることにより、光学素子の成形の際に樹脂と第１光学転写面の一部との間に微小な空気だまりを生じさせる成形金型とすることができる。これにより、例えば、開口数０．８以上のＢＤ用の光ピックアップ装置用の対物レンズのような光学面形状が滑らかで比較的厚い光学素子の成形であっても、成形の際に、離型誘発面の凸又は凹の隅部分の付近に生じる空気だまりを契機として光学素子が離型しやすくなり、成形前後の工数を増やすことなく光学素子の離型性を向上させることができる。

第１実施形態に係る光学素子を説明する平面図及び断面図である。 図１の光学素子を成形するための成形金型等を説明する概念図である。 図１の光学素子の製造方法を説明する図である。 第２実施形態に係る光学素子及び当該光学素子を成形するための成形金型等を説明する図である。 第３実施形態に係る光学素子及び当該光学素子を成形するための成形金型等を説明する図である。 第４実施形態に係る光学素子及び当該光学素子を成形するための成形金型等を説明する図である。 第５実施形態に係る光学素子を説明する平面図である。 第６実施形態に係る光学素子を説明する平面図である。

〔第１実施形態〕
図１を参照しつつ、本発明に係る第１実施形態の光学素子について説明する。光学素子であるレンズＰＬは、樹脂製の小型レンズであり、例えば光ピックアップ装置の対物レンズ（具体的には、ＢＤ（Blu-ray Disc）専用レンズ）として用いられる。なお、図１において、左側はレンズＰＬの平面図であり、右側はレンズＰＬの断面図である。

レンズＰＬは、光学的機能を有する中心部ＯＬと、中心部ＯＬから外径方向に延在する環状のフランジ部ＦＬとを有する。レンズＰＬのうち、中心部ＯＬは、凸の第１光学面ＯＬ１と、凸の第２光学面ＯＬ２とを有する。すなわち、中心部ＯＬは、中心側で肉厚となっている。図１に示すように、第１光学面ＯＬ１の曲率半径の絶対値は、第２光学面ＯＬ２の曲率半径の絶対値よりも小さいものとなっている。第１光学面ＯＬ１と第２光学面ＯＬ２とは、その表面が全体として滑らかであり、光透過性を有する本体（レンズＰＬの中心）を挟んで対向する。第１光学面ＯＬ１は、光ピックアップ装置に装着の際に、レーザ光源側に面し、第２光学面ＯＬ２は、情報記録媒体側に面する。レンズＰＬは、第１光学面ＯＬ１の有効径により、例えば開口数（ＮＡ）０．８でＢＤの波長（４０５ｎｍ）を屈折等させることにより集光させ、ＢＤの光ディスク上に最適なスポットを形成する。

フランジ部ＦＬは、第１光学面ＯＬ１側に第１フランジ面ＦＬ１と、第２光学面ＯＬ２側に第２フランジ面ＦＬ２とを有する。図１に示すように、第１及び第２フランジ面ＦＬ１，ＦＬ２は、それぞれ光軸ＯＡに垂直に延びる環状面である。フランジ部ＦＬは、第１フランジ面ＦＬ１により、レンズＰＬの組み付け等に際して基準となる。

中心部ＯＬは、第１光学面ＯＬ１にその一部として離型誘発部ＰＴをさらに有する。離型誘発部ＰＴは、後述する離型誘発面１３（図２参照）による成形跡である。図１に示すように、離型誘発部ＰＴは、中心部ＯＬとフランジ部ＦＬとの境界部分、すなわち、第１光学面ＯＬ１と第１フランジ面ＦＬ１との境界部分に設けられている。この第１光学面ＯＬ１と第１フランジ面ＦＬ１との境界部分は、レンズＰＬの有効径外となっており、スポット形成に必要な光が入射しない。離型誘発部ＰＴは、レンズＰＬの光軸ＯＡに対して同心円周上に１箇所配置されている。離型誘発部ＰＴは、光軸ＯＡに対して垂直な面に沿って環状に延在するトロイダル状面を有する立体的な突起状の構造体であり、第１光学面ＯＬ１に対して凸形状となっている。これにより、第１光学面ＯＬ１は、全体として平滑面であるが、周縁部で非平滑面となっている。なお、離型誘発部ＰＴは、レンズＰＬの成形時の空気だまり６０（図２参照）によって、完全に転写されておらず、後述する離型誘発面１３（図２参照）の表面積よりもわずかに小さい表面積を有する。

なお、レンズＰＬについては、波長３９０ｎｍ以上、４２０ｎｍ以下の波長のレーザ光を用い、必要開口数（ＮＡ）がそれぞれ０．９以下、０．７５以上であるような光ディスク（例えば、ＢＤ等）に用いる対物レンズである場合、レンズＰＬの光軸ＯＡ上の厚さｄ（ｍｍ）と、波長の光束におけるレンズＰＬの焦点距離ｆ（ｍｍ）が以下の式（１）を満たすことが好ましい。
０．９≦ｄ／ｆ≦３．０ （１）
このように、短波長、高ＮＡの光ディスクに対応する対物レンズの場合、レンズの焦点距離ｆに対する光軸ＯＡ上の厚さｄの比が大きくなりすぎると、レンズに対して軸外光束が入射した際に非点収差が発生しやすくなったり、作動距離が確保できなくなったりするという課題が生じる。一方、レンズの焦点距離ｆに対する光軸ＯＡ上の厚さｄの比が小さくなりすぎると、面シフト感度が大きくなるという課題が生じる。上記式（１）を満たすことにより非点収差の発生や面シフト感度を抑制することが可能となる。

以下、図２を参照しつつ、本発明の光学素子を成形するための成形金型について説明する。成形金型１００は、第１金型である可動型１０と第２金型である固定型２０とを型締めすることによって型空間ＣＶを形成して光学素子であるレンズＰＬ（図１参照）の成形を行うものである。成形金型１００は、温度調節部３０、可動型駆動部４０、樹脂射出部５０等を備える射出成形装置に組み込まれる。

図２に示すように、成形金型１００は、可動型１０と固定型２０とを備える。固定型２０に対して可動型１０を突き合わせることにより、両金型１０，２０間に型空間ＣＶが形成される。型空間ＣＶの周囲の一部には、型空間ＣＶに連通するゲートＧＰが形成される。この型空間ＣＶ内部には、ゲートＧＰを介して樹脂射出部５０によって溶融樹脂が供給され、充填される。

成形金型１００のうち、可動型１０は、中央側のコア型１１と周辺側の外周型１２とを有する。コア型１１と外周型１２とは、例えば同一の鋼材で形成されており、外周型１２は、コア型１１を周囲から支持している。可動型１０のうち、コア型１１は、全体として滑らかな凹面の第１光学転写面１１Ａを有する。第１光学転写面１１Ａは、成形品であるレンズＰＬの曲率半径の比較的小さい第１光学面ＯＬ１（図１参照）に対応する。一方、外周型１２によって形成される周囲側の第１成形面１２Ａは、レンズＰＬの周囲の第１フランジ面ＦＬ１（図１参照）に対応する。

図２に示すように、第１光学転写面１１Ａには、その一部として離型誘発面１３が形成されている。離型誘発面１３は、レンズＰＬの第１光学面ＯＬ１を第１光学転写面１１Ａから容易に離型するために設けられたものである。離型誘発面１３は、上述した離型誘発部ＰＴ（図１参照）に対応しており、第１光学転写面１１Ａと第１成形面１２Ａとの境界部分に設けられている。離型誘発面１３は、第１光学転写面１１Ａの光軸ＯＡに対して同心円周上に１箇所配置されている。離型誘発面１３は、光軸ＯＡに対して環状の立体的な形状の離型誘発部ＰＴを形成する表面形状であり、第１光学転写面１１Ａに対して凹形状となっている。具体的には、図２の成形金型１００の断面視から明らかなように、離型誘発面１３は、第１光学転写面１１Ａの光軸ＯＡに垂直な輪帯面１３Ａと光軸ＯＡに平行な円筒面１３Ｂを含むものとなっている。離型誘発面１３の表面積は、第１光学転写面１１Ａの表面積の１％以上５％以下（望ましくは３％以下）となっている。離型誘発面１３の深さＹは、成形の際に、溶融樹脂が離型誘発面１３に流入することを許容しつつも、完全に転写しない程度となっている。なお、本実施形態の場合、離型誘発面１３の深さＹは、レンズＰＬの有効径外に相当する位置に設けられており、光学性能への影響が避けられるため、２λ（例えば、λ＝４０５ｎｍ）以上でもよい。

コア型１１は、本実施形態の場合、突き出し部として機能し、外周型１２に設けられた孔１２Ｂ中に僅かに離間して挿通された状態で軸ＡＸ方向に往復動可能になっている。可動型１０を固定型２０から離間させる型開き後において、コア型１１を外周型１２に対して固定型２０側に移動させることにより、可動型１０に残るレンズＰＬを簡単に離型させることができる。

固定型２０は、中央側のコア型２１と周辺側の外周型２２とを有する。コア型２１と外周型２２とは、例えば同一の鋼材で形成されており、相互に一体的に固定されている。すなわち、固定型２０のコア型２１は、外周型２２に設けられた孔２２Ｂ中に挿入され固定されている。固定型２０のうち、コア型２１は、可動型１０に対向する側に滑らかな凹面の第２光学転写面２１Ａを有する。第２光学転写面２１Ａは、成形品であるレンズＰＬの曲率半径の比較的大きい第２光学面ＯＬ２（図１参照）に対応する。一方、外周型２２によって形成される周囲側の第２成形面２２Ａは、レンズＰＬの周囲の第２フランジ面ＦＬ２（図１参照）に対応する。

以下、図３を参照しつつ、図２に示す成形金型１００を用いたレンズＰＬの成形について説明する。まず、温度調節部３０により、可動型１０及び固定型２０を成形に適する温度まで加熱する（ステップＳ１０）。次に、可動型駆動部４０を動作させ、可動型１０を固定型２０に接合することによって型閉じを行う（ステップＳ１１）。型閉じが完了し、可動型駆動部４０の閉動作を更に継続することにより、可動型１０と固定型２０とを必要な圧力で締め付ける型締めが行われる（ステップＳ１２）。このような型閉じによって、可動型１０のパーティングライン面ＰＡ１と固定型２０のパーティングライン面ＰＡ２とを閉じ合わせた形状の型空間ＣＶ（図２参照）が両金型１０，２０間に形成される。

次に、樹脂射出部５０を動作させて、型締めされた可動型１０と固定型２０との間の型空間ＣＶ中に、必要な圧力で溶融樹脂を注入する射出を行わせる（ステップＳ１３）。つまり、溶融樹脂を、ゲートＧＰを介して両金型１０，２０間の型空間ＣＶ中に導入し、型空間ＣＶを溶融樹脂で充填する。この際、溶融樹脂は、離型誘発面１３の凹部に完全に入り込まず、離型誘発面１３の隅部分の付近（図２では内部）に空気だまり６０が生じる。

その後、樹脂射出部５０は、型空間ＣＶ中の樹脂圧を保つ。この際、温度調節部３０により、型空間ＣＶ等が適度に加熱されており、溶融樹脂を型空間ＣＶ内に速やかに導入することができ、型空間ＣＶ内での樹脂の適度な除冷を達成することができる。なお、溶融樹脂を型空間ＣＶに導入した後は、型空間ＣＶ中の溶融樹脂が放熱によって徐々に冷却されるので、かかる冷却にともなって溶融樹脂が固化し成形が完了するのを待つ（ステップＳ１４）。この際、離型誘発面１３付近に生じた空気だまり６０と樹脂自体の収縮により、樹脂は離型誘発面１３を正確に転写していない状態となっている。すなわち、レンズＰＬの離型誘発部ＰＴの表面積は、離型誘発面１３の表面積よりもわずかに小さいものとなっている。

次に、可動型駆動部４０を動作させて、可動型１０を固定型２０から離間させる型開きを行う（ステップＳ１５）。この結果、成形品すなわちレンズＰＬは、可動型１０に保持された状態で固定型２０から離型される。

次に、可動型駆動部４０を動作させて、レンズＰＬの突き出しを行わせる（ステップＳ１６）。つまり、突き出し部であるコア型１１を、外周型１２に収納された図２の退避状態から固定型２０側に突起した動作状態に駆動する。これにより、レンズＰＬのフランジ部ＦＬ等を外周型１２から離型させることができる。この際、離型誘発面１３付近に形成された空気だまり６０を契機として、コア型１１の第１光学転写面１１ＡとレンズＰＬの第１光学面ＯＬ１とが離れやすい状態となる。さらに、冷却による樹脂収縮により可動型１０の第１光学転写面１１Ａ（図２参照）に密着していたレンズＰＬを可動型１０から全体的に離型すなわち分離させることができる。

最後に、不図示の取出し装置を動作させて、可動型１０からレンズＰＬをハンドで把持して外部に搬出する（ステップＳ１７）。

分離されたレンズＰＬは、図１に示すように、第１及び第２光学面ＯＬ１，ＯＬ２が、第１及び第２光学転写面１１Ａ，２１Ａに対応して滑らかな凸面となっている。また、レンズＰＬの周囲には、第１及び第２成形面１２Ａ、２２Ａに対応してフランジ部ＦＬが形成されている。また、第１光学転写面１１Ａと第１成形面１２Ａとの境界には、離型誘発部ＰＴが形成されている。

以上説明したレンズＰＬによれば、相対的に小さい曲率半径を有し、離型が容易でない第１光学面ＯＬ１に離型誘発部ＰＴを設けて、第１光学面ＯＬ１を局所的に非平滑面とすることにより、レンズＰＬの成形の際に樹脂と成形金型１００の第１光学転写面１１Ａの一部である離型誘発面１３との間に微小な空気だまり６０が生じるレンズＰＬとすることができる。これにより、例えば、開口数（ＮＡ）０．８以上のＢＤ用の光ピックアップ装置用の対物レンズのような光学面形状が滑らかで比較的厚いレンズであっても、レンズＰＬの成形の際に、離型誘発部ＰＴ付近に生じる空気だまり６０を契機としてレンズＰＬが離型しやすくなり、成形前後の工数を増やすことなく離型性を向上させたレンズＰＬとすることができる。

〔第２実施形態〕
以下、本発明に係る第２実施形態の光学素子等について説明する。第２実施形態の光学素子等は、第１実施形態の光学素子等を変形したものであり、特に説明しない部分は、第１実施形態と同様である。

図４に示すように、レンズＰＬにおいて、離型誘発部ＰＴは、レンズＰＬの有効径内すなわち第１光学面ＯＬ１の有効径内に設けられている。離型誘発部ＰＴは、レンズＰＬの光軸ＯＡに対して同心円周上に１箇所配置されている。離型誘発部ＰＴは、光軸ＯＡに対して垂直な面に沿って環状に延在するトロイダル状面を有する立体的な突起状の構造体であり、第１光学面ＯＬ１に対して凸形状となっている。なお、離型誘発部ＰＴの高さは、レンズＰＬの光学特性への影響を低減するために、レンズＰＬの使用波長（１λ（例えば、λ＝４０５ｎｍ））以下となっている。

図４に示すように、レンズＰＬを成形するための成形金型１００において、第１光学転写面１１Ａには、その一部として離型誘発面１３が形成されている。離型誘発面１３は、上述した離型誘発部ＰＴに対応しており、第１光学転写面１１Ａに対して凹形状となっている。具体的には、図４の成形金型１００の断面視から明らかなように、離型誘発面１３は、第１光学転写面１１Ａの光軸ＯＡに垂直な輪帯面１３Ａと光軸ＯＡに平行な一対の円筒面１３Ｂ，１３Ｃを含むものとなっている。なお、図４において、第１光学転写面１１Ａと離型誘発面１３の深さＹとの関係で、離型誘発面１３が第１光学転写面１１Ａから２つの平行な円筒面１３Ｂ，１３Ｃが突出しているように見える。

レンズＰＬの成形時において、溶融樹脂は離型誘発面１３の凹部に完全に入り込まず、離型誘発面１３の隅部分の付近（図４では内部）に空気だまり６０が生じる。

以上説明したレンズＰＬによれば、レンズＰＬの成形の際に、離型誘発部ＰＴ付近に生じる空気だまり６０を契機としてレンズＰＬが離型しやすくなり、成形前後の工数を増やすことなく離型性を向上させたレンズＰＬとすることができる。

また、離型誘発部ＰＴの高さがレンズＰＬの使用波長以下であることにより、離型誘発部をレンズＰＬの有効径内に設けることによるレンズＰＬの光学特性への影響を低減しつつ、第１光学転写面１１Ａからの離型を向上させたレンズＰＬとすることができる。

〔第３実施形態〕
以下、本発明に係る第３実施形態の光学素子等について説明する。第３実施形態の光学素子等は、第１実施形態の光学素子を変形したものであり、特に説明しない部分は、第１実施形態と同様である。

図５に示すように、レンズＰＬにおいて、離型誘発部ＰＴは、第１光学面ＯＬ１と第１フランジ面ＦＬ１との境界部分に設けられている。離型誘発部ＰＴは、レンズＰＬの光軸ＯＡに対して同心円周上に１箇所配置されている。離型誘発部ＰＴは、光軸ＯＡに対して垂直な面に沿って環状に延在するトロイダル状面を有する立体的な突起状の構造体であり、第１光学面ＯＬ１に対して凸形状となっており、フランジ部ＦＬ側にテーパ面ＴＳが形成されている。

図５に示すように、レンズＰＬを成形するための成形金型１００において、第１光学転写面１１Ａには、その一部として離型誘発面１３が形成されている。離型誘発面１３は、上述した離型誘発部ＰＴに対応しており、第１光学転写面１１Ａに対して凹形状となっている。具体的には、図５の成形金型１００の断面視から明らかなように、離型誘発面１３は、第１光学転写面１１Ａの光軸ＯＡに対して傾斜した一対の円錐面１４Ａ，１４Ｂを含むものとなっている。これらの円錐面１４Ａ，１４Ｂは、成形金型１００の断面視において、光軸ＯＡに対して鋭角であり、離間方向（固定型２０に対して反対方向）に幅が狭くなるくさび形状となっている。つまり、離型誘発部ＰＴに対応する離型誘発面１３は、離型方向に対して傾いた面を有し、レンズＰＬが可動型１０から抜かれる方向に太くなっている。

レンズＰＬの成形時において、溶融樹脂は離型誘発面１３の凹部に完全に入り込まず、離型誘発面１３の隅部分の付近（図５では内部）に空気だまり６０が生じる。

以上説明したレンズＰＬによれば、レンズＰＬの成形の際に、離型誘発部ＰＴ付近に生じる空気だまり６０を契機としてレンズＰＬが離型しやすくなり、成形前後の工数を増やすことなく離型性を向上させたレンズＰＬとすることができる。

離型誘発部ＰＴをテーパ面ＴＳとすることにより、成形時に離型誘発部ＰＴが離型誘発面１３から抜けやすくなり、第１光学転写面１１Ａからの離型を向上させたレンズＰＬとすることができる。

なお、テーパ面ＴＳは、離型誘発部ＰＴが離型誘発面１３から抜けやすいものであれば、フランジ部ＦＬの反対側に設けてもよい。

〔第４実施形態〕
以下、本発明に係る第４実施形態の光学素子等について説明する。第４実施形態の光学素子等は、第１実施形態の光学素子を変形したものであり、特に説明しない部分は、第１実施形態と同様である。

図６に示すように、レンズＰＬにおいて、離型誘発部ＰＴは、第１光学面ＯＬ１と第１フランジ面ＦＬ１との境界部分に設けられている。離型誘発部ＰＴは、レンズＰＬの光軸ＯＡに対して同心円周上に１箇所配置されている。離型誘発部ＰＴは、光軸ＯＡに対して垂直な環状のトロイダル状面を有する立体的な突起状の構造体であり、第１光学面ＯＬ１に対して凹形状となっている。

図６に示すように、レンズＰＬを成形するための成形金型１００において、第１光学転写面１１Ａには、付随して離型誘発面１３が形成されている。離型誘発面１３は、上述した離型誘発部ＰＴに対応しており、第１光学転写面１１Ａに対して凸形状となっている。具体的には、図６の成形金型１００の断面視から明らかなように、離型誘発面１３の表面形状は、第１光学転写面１１Ａの光軸ＯＡに垂直な輪帯面１３Ａと光軸ＯＡに平行な円筒面１３Ｂを含むものとなっている。

レンズＰＬの成形時において、溶融樹脂は離型誘発面１３の凸部に完全に入り込まず、離型誘発面１３の隅部分の付近（図６では外部）に空気だまり６０が生じる。

以上説明したレンズＰＬによれば、レンズＰＬの成形の際に、離型誘発部ＰＴ付近に生じる空気だまり６０を契機としてレンズＰＬが離型しやすくなり、成形前後の工数を増やすことなく離型性を向上させたレンズＰＬとすることができる。

〔第５実施形態〕
以下、本発明に係る第５実施形態の光学素子等について説明する。第５実施形態の光学素子等は、第１実施形態の光学素子を変形したものであり、特に説明しない部分は、第１実施形態と同様である。

図７に示すように、レンズＰＬにおいて、離型誘発部ＰＴは、第１光学面ＯＬ１と第１フランジ面ＦＬ１との境界部分と、第１光学面ＯＬ１の有効径内とに設けられている。すなわち、離型誘発部ＰＴは、レンズＰＬの光軸ＯＡに対して同心円周上に２箇所配置されている。各離型誘発部ＰＴは、光軸ＯＡに対して垂直な環状のトロイダル状面を有する立体的な突起状の構造体であり、第１光学面ＯＬ１に対して凸形状となっている。

なお、２つの離型誘発部ＰＴは、第１光学面ＯＬ１の有効径内のみ、或いは有効径外のみに配置してもよい。

〔第６実施形態〕
以下、本発明に係る第６実施形態の光学素子等について説明する。第６実施形態の光学素子等は、第１実施形態の光学素子を変形したものであり、特に説明しない部分は、第１実施形態と同様である。

図８に示すように、レンズＰＬにおいて、離型誘発部ＰＴは、第１光学面ＯＬ１の光軸ＯＡに平行な面上に設けられている。離型誘発部ＰＴは、第１光学面ＯＬ１に沿って２箇所配置されており、各離型誘発部ＰＴは、第１光学面ＯＬ１と光軸ＯＡとの交点で交わっている。各離型誘発部ＰＴは、第１光学面ＯＬ１に沿った立体的な突起状の構造体であり、第１光学面ＯＬ１に対して凸形状となっている。

以上、本実施形態に係る成形金型について説明したが、本発明に係る成形金型は上記のものには限られない。例えば、成形金型１００において、可動型１０に残ったレンズＰＬをコア型１１を突き出すことによって離型させたが、可動型１０に埋め込んだ突き出しピンによってレンズＰＬの第１フランジ面ＦＬ１を可動型１０から突き出してもよい。

また、上記第２、第３、第５、及び第６実施形態において、離型誘発部ＰＴを凸形状としたが、凹形状としてもよい。この場合、可動型１０の離型誘発面１３は、離型誘発部ＰＴに対応して凸形状となる。

また、上記第３及び第４実施形態において、第２実施形態のレンズＰＬのように、離型誘発部ＰＴを第１光学面ＯＬ１の有効径内に設けてもよい。

また、上記第５及び第６実施形態において、離型誘発部ＰＴを２箇所設けるとしたが、３箇所以上設けてもよい。

１０…可動型、 １１，２１…コア型、 １１Ａ…第１光学転写面、 １２，２２…外周型、 １２Ａ…第１成形面、 １３…離型誘発面、 ２０…固定型、 ２１Ａ…第２光学転写面、 ２２Ａ…第２成形面、 ３０…温度調節部、 ４０…可動型駆動部、 ５０…樹脂射出部、 １００…成形金型、 ＣＶ…型空間、 ＦＬ…フランジ部、 ＦＬ１…第１フランジ面、 ＦＬ２…第２フランジ面、 ＧＰ…ゲート、 ＯＡ…光軸、 ＯＬ…中心部、 ＯＬ１…第１光学面、 ＯＬ２…第２光学面、 ＰＬ…レンズ、 ＰＴ…離型誘発部、 ＴＳ…テーパ面

Claims (14)

1. 第１光学面と第２光学面とを有し、前記第１及び第２光学面が全体として滑らかであり、
   前記第１光学面の光軸上のレンズ厚をｄ（ｍｍ）とし、波長焦点距離をｆ（ｍｍ）としたときに、
   ０．９≦ｄ／ｆ≦３．０
   であり、
   開口数ＮＡが０．８以上であり、
   前記第１光学面の曲率半径の絶対値が、前記第２光学面の曲率半径の絶対値よりも小さい光学素子であって、
   前記第１光学面は、立体的な形状を有する少なくとも１つ以上の離型誘発部を局所的に有することを特徴とする光学素子。
2. 前記離型誘発部は、凸形状及び凹形状のいずれかであることを特徴とする請求項１に記載の光学素子。
3. 前記離型誘発部が前記第１光学面の有効径内に設けられた場合、前記離型誘発部の深さ又は高さは、使用波長以下であることを特徴とする請求項１及び請求項２のいずれか一項に記載の光学素子。
4. 前記離型誘発部は、型抜きを容易にするテーパを有していることを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載の光学素子。
5. 前記離型誘発部は、前記第１光学面の光軸に対して同心円周上に設けられることを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか一項に光学素子。
6. 第１光学面と第２光学面とを有し、前記第１及び第２光学面の表面が全体として滑らかであり、
   前記第１光学面の光軸上のレンズ厚をｄ（ｍｍ）とし、波長焦点距離をｆ（ｍｍ）としたときに、
   ０．９≦ｄ／ｆ≦３．０
   であり、
   開口数ＮＡが０．８以上であり、
   前記第１光学面の曲率半径の絶対値が、前記第２光学面の曲率半径の絶対値よりも小さい光学素子を成形金型により成形する光学素子の製造方法であって、
   前記成形金型は、前記第１光学面を形成する第１金型と、前記第２光学面を形成する第２金型とを有し、
   前記第１金型は、前記光学素子の第１光学面を形成する第１光学転写面を有し、前記第２金型は、前記光学素子の第２光学面を形成する第２光学転写面を有し、
   前記第１光学転写面は、前記光学素子に立体的な形状の離型誘発部を局所的に形成する少なくとも１つ以上の離型誘発面を有し、
   前記第１金型と前記第２金型とを離間させる型開き工程の後、前記第１金型から前記光学素子を離型させる離型工程を有することを特徴とする光学素子の製造方法。
7. 前記離型誘発面は、凸形状及び凹形状のいずれかであることを特徴とする請求項６に記載の光学素子の製造方法。
8. 前記離型誘発面が前記第１光学転写面において前記第１光学面の有効径内に相当する部分に設けられた場合、前記離型誘発面の深さ又は高さは、使用波長以下であることを特徴とする請求項６及び請求項７のいずれか一項に記載の光学素子の製造方法。
9. 前記離型誘発面は、型抜きを容易にする円錐面を有していることを特徴とする請求項６から請求項８までのいずれか一項に記載の光学素子の製造方法。
10. 前記離型誘発面の表面積は、前記第１光学転写面の表面積の１％以上５％以下であることを特徴とする請求項６から請求項９までのいずれか一項に光学素子の製造方法。
11. 前記離型誘発面は、前記第１光学転写面の光軸に対して同心円周上に設けられることを特徴とする請求項６から請求項１０までのいずれか一項に光学素子の製造方法。
12. 第１光学面と第２光学面とを有し、前記第１及び第２光学面の表面が全体として滑らかであり、
    前記第１光学面の光軸上のレンズ厚をｄ（ｍｍ）とし、波長焦点距離をｆ（ｍｍ）としたときに、
    ０．９≦ｄ／ｆ≦３．０
    であり、
    開口数ＮＡが０．８以上であり、
    前記第１光学面の曲率半径の絶対値が、前記第２光学面の曲率半径の絶対値よりも小さい光学素子を成形する光学素子用の成形金型であって、
    第１光学面を形成する第１金型と、第２光学面を形成する第２金型とを有し、
    前記第１金型は、前記光学素子の前記第１光学面を形成する第１光学転写面を有し、
    前記第２金型は、前記光学素子の前記第２光学面を形成する第２光学転写面を有し、
    前記第１光学転写面は、前記光学素子に立体的な形状を局所的に形成する少なくとも１つ以上の離型誘発面を有することを特徴とする成形金型。
13. 前記離型誘発面が前記第１光学転写面において前記第１光学面の有効径内に相当する部分に設けられた場合、前記離型誘発面の深さ又は高さは、使用波長以下であることを特徴とする請求項１２に記載の成形金型。
14. 前記離型誘発面の表面積は、前記第１光学転写面の表面積の１％以上５％以下であることを特徴とする請求項１２及び請求項１３のいずれか一項に成形金型。

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