JP2020045254A - 光学素子、光学素子の製造方法および光学素子成形用金型 - Google Patents

Abstract

【課題】容易に実装できるとともに、ダウンサイジング化や実装の安定化を図ることができる光学素子、光学素子の製造方法および光学素子成形用金型を提供する。【解決手段】略四角形板状に形成され、４つの側面１５〜１８、上面１３および下面１４を有する本体部１１と、この本体部１１の上面１３および下面１４にそれぞれ形成されたレンズ部１２とを有し、レンズ部１２の光軸Ｏ１が、本体部１１の上面１３および下面１４を通る中心軸Ｏ２に対して、一の側面１７側に偏心し、一の側面１７と直角方向に隣り合う他の２つの側面１６，１８は、一の側面１７の側に寄っているので、容易に実装できるとともに、ダウンサイジング化や実装の安定化を図ることができる。【選択図】図１Ｂ

Description

本発明は、例えば光通信等に用いられる光学素子、光学素子の製造方法および光学素子成形用金型に関する。

光学素子の製造方法および光学素子の一例として、特許文献１に記載にスクエア（角型）レンズが知られている。
この光学素子の製造方法は、第１の金型と第２の金型とが協働して素材を加圧成形することによりレンズ面を含む光学素子を製造する光学素子の製造方法であって、前記第２の金型の内部空間の当該内部空間における型締め方向に関する横断面の形状が角型であり、前記第２の金型の前記内部空間における前記第１の金型の前記型締め方向に関する横断面の形状が円形であり、前記第２の金型の前記内部空間の中に前記第１の金型が進入して前記素材を加圧成形して前記レンズ面を形成し、かつ、加圧成形時に当該レンズ面の周囲において当該第１の金型と当該第２の金型との間の隙間から当該素材がはみ出して突出部を形成することを特徴としている。

また、光学素子は、角形の本体部と、前記本体部の上面および下面に形成されたレンズ部と、を含む光学素子において、前記本体部の側面に形成された脚部と、前記本体部の前記上面あるいは前記下面における角部の各々に形成され、前記レンズ部の厚さ方向に突出する突出部と、をさらに含むことを特徴としている。

このような光学素子は、例えば図８に示すように、光接続装置５０に搭載される。光接続装置５０は、光学素子１と、光学素子１が側面１ａを介して載置されて接着されているフラットベンチ５１と、光学素子１に出力光を入射させるレーザダイオード５２と、レーザダイオード５２の出力光を光学素子１のレンズ部２の光軸高さと一致させるためのブロック部材５３と、光学素子１から出射した光が入射される図示しない光ファイバとを備えている。ブロック部材５３が光学素子１に隣接して設置され、そのブロック部材５３には、レーザダイオード５２が取り付けられている。

そして、レーザダイオード５２からの出力光は、光学素子１のレンズ部２およびレンズ部３で屈折した後に図示しない光ファイバの光入射面に入射される。
また、光学素子１は、４つの突出部４を備えており、側面１ａ，１ｂの面積を増やしている。このため、光学素子１をフラットベンチ５１に接着剤で接着する際に接着面積が増えるので、より強固に接着を行うことができる。

特許第５０７４０１７号公報

ところで、従来の前記光学素子は、略矩形板状の本体部の中心と、光軸とが一致しているため、例えば上述したフラットベンチ等の装着面に複数の光学素子を搭載（表面実装）した場合、装着面となる４側面からのレンズ部の光軸の高さが全て等しくなる。
このため、フラットベンチの装着面に複数の光学素子を搭載するとともに、それぞれの光学素子のレンズ部の光軸の高さを異なるようにしたい場合、光学素子のうち、フラットベンチの装着面に接着される側の側面を切除することで光軸を低くしたり、また当該側面とフラットベンチの装着面との間にスペーサを挿入することで光軸と高くしなければならず、このため、装着面への光学素子の装着、つまり光学素子の実装に手間がかかる。

また、従来の前記光学素子は、上下面のそれぞれの４つの角部に突出部を有しているが、表面実装されない側の突出部は、無駄な部分であり、光学素子のサイズを大きくするとともに、光学素子をフラットベンチに実装する際に上部の突出部によって重心がフラットベンチから離れてしまい不安定となり易い。

さらに、光学素子はフラットベンチの装着面に表面実装されるものであるため、当該光学素子を実装装置の把持部により掴んでフラットベンチまで搬送して、フラットベンチに載置する必要がある。
しかしながら、上述した従来の光学素子は、略矩形板状の本体部の中央部にレンズ部を有し、上下面のそれぞれの４つの角部に突出部を有しているため、実装装置の把持部によって容易に掴むことができない場合がある。つまり、光学素子のフラットベンチに載置する面と逆側の部分を把持部によって掴もうとすると、この部分にある突出部が把持部に干渉してしまい、容易に掴めない場合あり、光学素子の実装が困難になる。

本発明は、前記事情に鑑みてなされたものであり、容易に実装できるとともに、ダウンサイジング化や実装の安定化を図ることができる光学素子、光学素子の製造方法および光学素子成形用金型を提供することを目的とする。

前記課題を解決するために、本発明の光学素子は、略四角形板状に形成され、４つの側面、上面および下面を有する本体部と、この本体部の前記上面および前記下面にそれぞれ形成されたレンズ部とを有する光学素子であって、
前記レンズ部の光軸が、前記本体部の上面および下面を通る中心軸に対して、前記４つの側面のうちの一の側面側に偏心し、
前記一の側面と直角方向に隣り合う他の２つの側面は、前記一の側面側に寄っていることを特徴とする。

本発明においては、レンズ部の光軸が、略四角形板状の本体部の上面および下面を通る中心軸に対して、本体部の４つの側面のうちの一の側面側に偏心しているので、この偏心量を調整することによって、フラットベンチ等の装着面からのレンズ部の光軸の高さを調整できる。
したがって、フラットベンチ等の装着面に複数の光学素子を搭載するとともに、それぞれの光学素子のレンズ部の光軸の高さを異なるようにしたい場合に、従来と異なり、フラットベンチの装着面に接着される側の側面を切除して光軸を低くしたり、また当該側面とフラットベンチの装着面との間にスペーサを挿入することで光軸を高くする必要がなく、一の側面または当該側面と対向する他の側面をそのまま装着面に装着すればよい。このため光学素子を容易に実装できる。

また、本体部の表面実装されない側に従来のような突出部がないので、その分、光学素子のダウンサイジングや実装の安定化を図ることができるとともに、光学素子を実装装置の把持部によって容易に掴んで、実装できる。

また、本発明の前記構成において、前記本体部の前記上面および前記下面における角部のうち、前記一の側面側に位置する角部に、前記本体部の厚さ方向に突出する突出部が設けられていてもよい。

このような構成によれば、本体部の角部のうち、一の側面側に位置する角部に、前記本体部の厚さ方向に突出する突出部が設けられているので、一の側面の面積を増やすことができ、フラットベンチ等の装着面に設置する際に、突出部によって設置の安定化を図ることができる。

また、本発明の前記構成において、前記本体部の前記上面および前記下面における角部のうち、前記一の側面側と対向する他の側面側に位置する角部に、前記上面および前記下面と前記他の側面とを滑からに繋ぐＲ面が形成されていてもよい。

このような構成によれば、本体部の他の側面側に位置する角部に、本体部の上面および下面と他の側面とを滑からに繋ぐＲ面が形成されているので、光学素子を実装する際に、本体部の他の側面側において上面および下面を実装装置の把持部によって挟み付けて容易に掴むことができ、よって、光学素子を容易に実装できる。

また、本発明の光学素子の製造方法は、第１の金型と第２の金型とが協働して素材を前記第２の金型のキャビティで加圧成形することによりレンズ部を有する光学素子を製造する光学素子の製造方法であって、
前記キャビティの横断面形状が四角形であり、
前記第１金型は、前記キャビティ側を向く面に前記レンズ部を成形するレンズ成形部を有する略四角形板状に形成され、４つの角部がそれぞれ１つの軸を中心とする断面円弧面状に形成されるとともに、４つの側面が前記キャビティを形成する４つの内壁面に接するように構成され、
前記第１金型は、前記キャビティに前記軸を前記キャビティの中心から一の内壁面側に偏心させて配置され、
前記キャビティにおいて、前記第１の金型によって、前記素材を加圧成形することによって、略四角形板状の本体部と、この本体部に設けられる前記レンズ部とを有し、前記レンズ部の光軸が、前記本体部の上面および下面を通る中心軸に対して、前記４つの側面のうちの一の側面側に偏心し、
前記一の側面と直角方向に隣り合う他の２つの側面が前記一の側面の側に寄っている光学素子を形成することを特徴とする。

本発明においては、容易に実装できるとともに、ダウンサイジング化や実装の安定化を図ることができる光学素子を容易に製造できる。

また、本発明の前記構成において、前記素材を加圧成形する際に、前記一の内壁面側に位置する前記第１金型の２つの角部と前記キャビティを形成する内壁面との間の隙間から前記素材の一部がはみ出して、前記本体部の厚さ方向に突出する突出部を形成してもよい。

このような構成によれば、本体部の一の側面側に位置する角部に、本体部の厚さ方向に突出する突出部が形成されるので、一の側面をフラットベンチ等の装着面に設置する際に、突出部によって設置の安定化を図ることができる。

また、本発明の光学素子成形用金型は、第１の金型と第２の金型とが協働して素材を前記第２の金型のキャビティで加圧成形することによりレンズ部を有する光学素子を製造するための光学素子成形用金型であって、
前記キャビティの横断面形状が四角形であり、
前記第１金型は、前記キャビティ側を向く面に前記レンズ部を成形するレンズ成形部を有する略四角形板状に形成され、４つの角部がそれぞれ１つの軸を中心とする断面円弧状に形成されるとともに、４つの側面が前記キャビティを形成する４つの内壁面に接するように構成され、
前記第１金型は、前記キャビティに前記軸を前記キャビティの中心から一の内壁面側に偏心させて配置されていることを特徴とする。

本発明においては、容易に実装できるとともに、ダウンサイジング化や実装の安定化を図ることができる光学素子を容易に製造できる。

また、本発明の前記構成において、前記一の内壁面側に位置する前記第１金型の２つの角部と前記キャビティを形成する内壁面との間に、前記素材を加圧成形する際に、当該素材の一部が流入する空間が設けられていてもよい。

このような構成によれば、前記空間に素材の一部が流入するので、本体部の一の側面側に位置する角部に、本体部の厚さ方向に突出する突出部が形成される。したがって、一の側面をフラットベンチ等の装着面に設置する際に、突出部によって設置の安定化を図ることができる。

本発明によれば、容易に実装できるとともに、ダウンサイジング化や実装の安定化を図ることができる光学素子、光学素子の製造方法および光学素子成形用金型を提供できる。

本発明の実施の形態に係る光学素子を示すもので、（ａ）は平面図（上面図）、（ｂ）底面図（下面図）である。 同、（ａ）は図１Ａ（ａ）におけるＡ矢視図、（ｂ）は図１Ａ（ａ）におけるＢ矢視図、（ｃ）は図１Ａ（ａ）におけるＣ矢視図、（ｄ）は図１Ａ（ａ）におけるＤ矢視図である。 本発明の実施の形態に係る光学素子成形用金型を示すもので、縦断面図である。 同、パンチ部に固定した第１の金型を示すもので、（ａ）は斜視図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は第１の金型の拡大平面図である。 同、（ａ）は図３Ａ（ａ）におけるＡ矢視図、（ｂ）は図３Ａ（ａ）におけるＢ矢視図である。 同、第２の金型の平面図である。 同、光学素子成形用金型の平断面図である。 同、上型と下型の間にプリフォームを投入した状態を示す縦断面図である。 同、成形された光学素子を第２金型とともに示す平断面図である。 従来の光学素子を用いた光接続装置の概略構成を示す図である。

以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。
本実施の形態の光学素子は、光通信で用いられるものであり、例えば、光接続装置のシリコンベンチ（フラットベンチ）の装着面に表面実装されるものである。

図１Ａおよび図１Ｂに示すように、本実施の形態の光学素子１０は、本体部１１とレンズ部１２，１２とを備えたスクエアレンズであり、ガラス製である。なお、ガラスレンズはプラスチックレンズに比べて製造コストは高くなるが、高い耐久性や精度が要求されるレンズに採用することができる。
本体部１１は、ガラスの素材によって、略四角形板状に形成され、上面１３および下面１４、４つの側面１５，１６，１７，１８を備えている。上面１３には上方に凸のレンズ部１２が本体部１１と一体的に形成され、下面１４には下方に凸のレンズ部１２が本体部１１と一体的形成されている。これらレンズ部１２，１２は、光軸О１を中心に回転対象である非球面形状を有し、それぞれの光軸О１は、上下のレンズ部１２，１２おいて一致している。
光軸Ｏ１方向から見て、側面１５，１６、側面１６，１７、側面１７，１８及び側面１８，１５をそれぞれ結ぶ曲面は光軸Ｏ１を中心とする同一円上に存在している。すなわち、光軸Ｏ１方向からみて、各曲面の曲率半径は一致しており、各曲面の中心は一致している。

また、レンズ部１２，１２の光軸Ｏ１は、本体部１１の上面１３および下面１４を通る中心軸Ｏ２に対して４つの側面１５，１６，１７，１８のうち、一の側面１７側に偏心している。また、光軸Ｏ１は、本体部１１の対向する側面１６，１８の間の中央部に位置している。したがって、レンズ部１２，１２は、本体部１１の一方の対向する側面１５，１７間においては、側面１７側に寄って配置されており、他方の対向する側面１６，１８間においては、側面１６，１８から等距離に配置されている。

ここで、本体部１１の中心軸Ｏ２は、本体部１１の一方の対向する側面１５，１７間の中央を通る線分Ｓ１と、他方の対向する側面１６，１８間の中央を通る線分Ｓ２の交点を通りかつ、本体部１１の厚さ方向（図１Ａにおいて紙面と直交する方向、図２Ｂ（ｂ），（ｄ）において上下方向）に延びる線分であり、光軸Ｏ１と平行である。

また、本体部１１の一の側面１７と直角方向に隣り合う他の２つの側面１６，１８は、一の側面１７の側に寄っている。
すなわち、図１Ｂ（ｂ）に示すように、側面１６は、略矩形状に形成された矩形側面部１６ａと、この矩形側面部１６ａに連続して形成された略三角形状の三角形側面部１６ｂとから構成され、矩形側面部１６ａの方が三角形側面部１６ｂより面積が大きくなっている。また、Ｂ方向から見て、矩形側面部１６ａと側面１７との間の最短距離は、三角形側面部１６ｂと側面１５との間の最短距離より短くなっている。したがって、側面１６は側面１７側の方が、大面積となっているとともに、側面１７側に寄っている。また、側面１６は上面１３および下面１４から等しい距離に配置されている。

また、図１Ｂ（ｄ）に示すように、側面１８は、略矩形状に形成された矩形側面部１８ａと、この矩形側面部１８ａに連続して形成された略三角形状の三角形側面部１８ｂとから構成され、矩形側面部１８ａの方が三角形側面部１８ｂより面積が大きくなっている。また、Ｄ方向から見て、矩形側面部１８ａと側面１７との間の最短距離は、三角形側面部１８ｂと側面１５との間の最短距離より短くなっている。したがって、側面１８は側面１７側の方が、大面積となっているとともに、側面１７側に寄っている。また、側面１８は上面１３および下面１４から等しい距離に配置されている。

また、図１Ｂ（ａ），（ｃ）に示すように、本体部１１の側面１５と当該側面１５に平行離間している側面１７とは楕円形に形成されており、側面１７の方が側面１５より大面積となっている。また、Ａ方向あるいはＤ方向から見て、側面１５，１７は、上面１３および下面１４から等しい距離に配置されるとともに、側面１６および側面１８から等しい距離に配置されている。

さらに、本体部１１の互いに直角方向に隣り合う側面１５と側面１６とは滑らかな曲面によって接続され、直角方向に隣り合う側面１６と側面１７とは滑らかな曲面によって接続され、直角方向に隣り合う側面１７と側面１８とは滑らかな曲面によって接続され、直角方向に隣り合う側面１８と側面１５とは滑らかな曲面によって接続されている。

本体部１１の上面１３および下面１４における角部のうち、一の側面１７側に位置する角部に、本体部１１の厚さ方向に突出する突出部２０，２０が設けられている。
すなわち、図１Ｂ（ｂ），（ｄ）に示すように、突出部２０，２０は、凸形のレンズ部１２，１２のレンズ面の最も低い位置より外側において、上面１３および下面１４から立ち上がるようにして形成され、その上端部は側面視において円弧状に形成されている。図１Ｂ（ｂ），（ｄ）に示される突出部２０，２０は連続的な形状を有しており、レンズ光軸Ｏ１方向から見たときのレンズ光軸Ｏ１からの距離に応じた高さを有している。すなわち、レンズ光軸Ｏ１からの距離が短いほど突出部２０の高さは高くなっている。また、本実施の形態においては、突出部２０の最も高い頂点は、図１Ａ（ａ）の線分Ｓ２上の側面１７に近接した位置に形成されており、レンズ部１２，１２のレンズ面の頂点より高くなっている。このため、レンズ部１２を突出部２０により保護することが可能になる。例えば、セッティングする際に誤って光学素子１０を転がしてしまってレンズ部１２にキズが付いてしまうことを防止することができる。また、セッティングする際にレンズ部１２が他の部品と接触することによりレンズ部１２が損傷してしまうことを防止することができる。
また、突出部２０，２０の外縁は、図１Ａに示すように、平面視および底面視において、側面１７と、側面１６，１８とを滑らかに接続する円弧状に形成されている。

また、本体部１１の上面１３および下面１４における角部のうち、一の側面１７側と対向する他の側面１５側に位置する角部に、上面１３および下面１４と他の側面１５とを滑からに繋ぐＲ面が形成されている。すなわち、図１Ｂ（ｂ），（ｄ）に示すように、Ｒ面２１，２１は、上面１３および下面１４と他の側面１５との間に側面視円弧状に形成されるとともに、図１Ａに示すように、平面視および底面視において、側面１５と、側面１６，１８を滑らかに接続する円弧状に形成されている。
さらに、本体部１１の上面１３と４つの側面１５〜１８はそれぞれ滑らかな曲面によって接続され、下面１４と４つの側面１５〜１８もそれぞれ滑らかな曲面によって接続されている。

次に、上述した光学素子１０を製造（成形）するための光学素子成形用金型３０について説明する。
図２は、光学素子成形用金型３０の縦断面図である。この光学素子成形用金型３０は、上下に対向して設けられた上下一対の第１金型３１，３１と、キャビティ３３を有するスリーブ状の第２の金型３２とを備えている。
このような光学素子成形用金型３０は、第１の金型３１，３１と第２の金型３２とが協働して素材Ｍを第２の金型３２のキャビティ３３で加圧成形することによりレンズ部１２，１２を有する光学素子１０を製造するようになっている。

第１の金型３１は、図３Ａ、図３Ｂおよび図４に示すように、略四角形板状に形成され、４つの角部３１ｅ，３１ｅ，３１ｆ，３１ｆがそれぞれ１つの軸Ｏ３を中心とする断面円弧面状に形成されるとともに、４つの側面３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄがキャビティ３３を形成する４つの内壁面３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３３ｄに接するように構成されている。また、角部３１ｅの断面の円弧長は、角部３１ｆの断面の円弧長より長くなっている。
また、第１の金型３１のキャビティ３３側を向く面は、前記レンズ部１２を成形するレンズ成形部３４を有している。このレンズ成形部３４は平面視略円状でかつ凹曲面状に形成されている。このレンズ成形部３４は、平面視において、その中心は前記軸Ｏ３上に位置している。つまり、平面視においてレンズ成形部３４の中心と、円弧状に形成されている４つの角部３１ｅ，３１ｅ，３１ｆ，３１ｆの円弧の中心とは一致している。
また、第１の金型３１の４つの側面３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄおよび角部３１ｅ，３１ｅ，３１ｆ，３１ｆとレンズ成形部３４を含む金型面はなだらかに連続するように（図示しない）Ｃ面が形成されている。

このような第１の金型３１は、パンチ部３５の先端面に固定されて使用される。パンチ部３５は円柱状の固定部３５ａと、この固定部３５ａの軸方向の基端部に一体的に形成された円板状のフランジ部３５ｂとを備え、固定部３５ａの先端面に第１の金型３１が固定される。
なお、図２に示すように、第１の金型３１は上下一対、対向して配置されるので、パンチ部３５，３５を対向させて配置し、当該パンチ部３５，３５の固定部３５ａ，３５ａの先端面に第１の金型３１，３１が対向して固定される。

第２の金型３２は、図２に示すように、略円筒状に形成され、その上端部および下端部の内空側にはそれぞれ円筒状の被挿入部３２ａが設けられ、この被挿入部３２ａに、第１の金型３１が固定されたパンチ部３５の固定部３５ａが挿入されるようになっている。また、被挿入部３２ａの底面に、固定部３５ａの先端面が当接することで、固定部３５ａの被挿入部３２ａへの挿入量（挿入長さ）が決定されるようになっている。つまり、加圧成形される光学素子１０の厚さが決定されるようになっている。
そして、被挿入部３２ａに上下のパンチ部３５，３５の固定部３５ａ，３５ａが挿入され、第２の金型３２のキャビティ３３に上下の第１の金型３１，３１が配置され、キャビティ３３で素材Ｍを上下の第１の金型３１，３１によって加圧成形することで、光学素子１０が成形されるようになっている。

また、図５に示すように、第１の金型３１が第２の金型３２のキャビティ３３に配置された状態において、第１の金型３１の４つの側面３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄは、キャビティ３３を形成する４つの内壁面３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３３ｄに接し、さらに、第１の金型３１は、キャビティ３３に前記軸Ｏ３をキャビティ３３の中心Ｏ４から一の内壁面３３ｃ側に偏心させて配置されている。ここで、キャビティ３３の中心Ｏ４は、図４に示すように、平面視においてキャビティ３３を形成する四角形の一方の対向する辺の中心を通る線分Ｓ３と、他方の対向する辺の中心を通る線分Ｓ４との交点である。

また、図５に示すように、レンズ成形部３４の中心Ｏ３と内壁面３３ｃとの間の距離Ｌ１は、中心Ｏ３と内壁面３３ａとの間の距離Ｌ２より短く、中心Ｏ３と内壁面３１ｂとの間の距離Ｌ３は、中心Ｏ３と内壁面３１ｄとの間の距離Ｌ３と等しくなっている。さらに、中心Ｏ３と内壁面３１ｂとの間の距離Ｌ３は、中心Ｏ３と内壁面３３ｃとの間の距離Ｌ１より長く、中心Ｏ３と内壁面３３ａとの間の距離Ｌ２は、中心Ｏ３と内壁面３１ｂとの間の距離Ｌ３より長くなっている。つまり、Ｌ２＞Ｌ３＞Ｌ１となっている。
また、キャビティ３３の一の内壁面３３ｃ側に位置する第１金型３１の２つの角部３１ｆ，３１ｆとキャビティ３３を形成する内壁面３３ｂ，３３ｃ，３３ｄとの間に、素材Ｍを加圧成形する際に、当該素材Ｍの一部が流入する空間３８，３８が設けられている。

次に、上述した光学素子成形用金型３０を使用して光学素子１０を製造（成形）する方法について説明する。
まず、図６に示すように、上側の第１の金型３１（以下、上型３１と言うこともある。）が上方に移動する型開きの際に、素材Ｍで形成された所定容量のプリフォームＰを第２の金型３２のキャビティ３３に投入する。
すなわち、下側の第１の金型３１（以下、下型３１と言うこともある。）のレンズ成形部３４に球状のプリフォームＰを載せる。この場合、図５に示すように、下型３１は、キャビティ３３に前記軸Ｏ３をキャビティ３３の中心Ｏ４から一の内壁面３３ｃ側に偏心させて配置されているので、下型３１のレンズ成形部３４は一の内壁面３３ｃ側に寄っている。つまり、レンズ成形部３４はキャビティ３３の内壁面３３ｃからの距離が内壁面３３ａからの距離より短くなっている。また、レンズ成形部３４は、内壁面３３ｂ，３３ｄからの距離が内壁面３３ｃからの距離より短くっている。さらに、レンズ成形部３４のキャビティ３３の内壁面３３ｂ，３３ｄからの距離は等しくなっている。
したがって、レンズ成形部３４に載せられたプリフォームＰは、内壁面３３ｃからの距離が内壁面３３ａからの距離より短くなっているとともに、内壁面３３ｂ，３３ｄからの距離が内壁面３３ｃからの距離より長く、さらに、内壁面３３ａからの距離が内壁面３３ｂ，３３ｄの距離より長くなっている。

その後、上型３１を下降させることによって、下型３１のレンズ成形部３４に載せられたプリフォームＰがキャビティ３３で上型３１と下型３１とによって加圧されていく。
加圧が進んでいくと、プリフォームＰが上型３１と下型３１とによって上下から圧し潰されるように変形していき、当該プリフォームＰの外周面が上型３１のレンズ成形部３４を含む成形面および下型３１のレンズ成形部３４を含む成形面に密着して、これら成形面を含む金型面によって光学素子１０の上面および下面が形成される。
また、プリフォームＰが上下から圧し潰されるようにして変形するに伴って、水平方向にも押し拡げられ、当該プリフォームＰの外周面がキャビティ３３を形成する４つの内壁面３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３３ｄに密着していく。

そして、図２に示すように、上型３１が固定されているパンチ部３５の固定部３５ａの先端面が第２の金型３２の被挿入部３２ａの底面に当接することによって、加圧が終了し、光学素子１０が成形される。
この際、プリフォームＰは、キャビティ３３の内壁面３３ｃからの距離が内壁面３３ａからの距離より短くなっているので、プリフォームＰを加圧成形してなる光学素子１０では、図７に示すように、内壁面３３ｃへの接触面積が内壁面３３ａへの接触面積より広くなる。また、プリフォームＰは、内壁面３３ｃからの距離が内壁面３３ｂ，３３ｄからの距離より短くなっているので、プリフォームＰを加圧成形してなる光学素子１０では、内壁面３３ｃへの接触面積が内壁面３３ｂ，３３ｄへの接触面積より広くなる。さらに、プリフォームＰは、内壁面３３ｂ，３３ｄからの距離が内壁面３３ａからの距離より短くなっているので、プリフォームＰを加圧成形してなる光学素子１０では、内壁面３３ｂ，３３ｄへの接触面積が内壁面３３ａへの接触面積より広くなる。
また、プリフォームＰは、内壁面３３ｃ側に寄るようにして内壁面３３ｂ，３３ｄに接触する。

したがって、成形された光学素子１０では、図１Ｂに示すように、略四角形板状の本体部１１の側面１７が側面１５より大面積となり、側面１６，１８が側面１７より小面積でかつ側面１５より大面積となる。また、側面１６，１８は側面１７側に寄っている。また、側面１５および側面１７は、側面１６，１８からの距離が等しくなる。
また、図１Ａに示すように、本体部１１の上面１３および下面１４にそれぞれレンズ部１２を有し、レンズ部１２の光軸Ｏ１が、本体部１１の上面１３および下面１４を通る中心軸Ｏ２に対して、一の側面１７側に偏心し、図１Ｂに示すように、一の側面１７と直角方向に隣り合う他の２つの側面１６，１８が一の側面１７の側に寄っている。

さらに、図５に示すように、一の内壁面３３ｃ側に位置する第１金型３１，３１の２つの角部３１ｆ，３１ｆと、キャビティ３３を形成する内壁面３３ｂ，３３ｃ，３３ｄとの間に、プリフォームＰを形成する素材Ｍの一部が流入する空間３８，３８が設けられている。また、第１の金型３１の４つの側面３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄおよび角部３１ｅ，３１ｅ，３１ｆ，３１ｆとレンズ成形部３４を含む金型面はなだらかに連続するように（図示しない）Ｃ面が形成されている。
したがって、プリフォームＰを加圧成形する際、プリフォームＰは最初に光軸対応する軸Ｏ３から距離の最も近い内壁面３３ｃに到達し本体部１１の側面１７を形成しながら、Ｃ面で形成された空間に突出部２０を形成し始め、その後空間３８，３８に素材Ｍの一部が流入して、本体部１１の厚さ方向に突出する突出部２０を形成していく。
つまり、空間３８，３８は、水平方向において、第１金型３１，３１の２つの角部３１ｆ，３１ｆと、キャビティ３３を形成する内壁面３３ｂ，３３ｃ，３３ｄとで囲まれ、それ以上の水平方向への拡がりを規制されているので、空間３８に流入した素材Ｍの一部は空間３８，３８において上下方向に流動していき、本体部１１の厚さ方向に突出する突出部２０，２０が形成される。
また、前記Ｃ面に形成される突出部と空間３８，３８に形成される突出部は連続的に形成されており、Ｃ面に形成される突出部と空間３８，３８に形成される突出部の形状は、レンズの厚みや空間３８，３８とＯ３との距離、Ｃ面の大きさ等に依存し、最も高い頂点はＣ面に形成される突出部の場合もあり、空間３８，３８に形成された突出部の場合もある。

また、一の内壁面３３ｃと対向する他の内壁面３３ａ側に位置する第１金型３１，３１の２つの角部３１ｅ，３１ｆｅ、キャビティ３３を形成する内壁面３３ｂ，３３ａ，３３ｄとの間に空間３９，３９が形成されている。
しかし、プリフォームＰは所定容量が投入されるとともに、当該プリフォームＰからは空間３８，３８の方が空間３９，３９より近いので、加圧成形されたプリフォームＰは、空間３８，３８に流入するとともに、内壁面３３ａに所定面積だけ接触した後は、空間３９，３９に流入することはないか、または流入しても空間３９，３９を充満させることがない。逆から言うと、プリフォームＰは、空間３８，３８に流入して当該空間３８，３８を充満させるが、空間３９，３９に流入しないか、または流入しても空間３９，３９を充満させないように、その容量が設定される。
なお、プリフォームＰの容量を、空間３９，３９を充満させる容量に設定してもよい。この場合、空間３９，３９に流入した素材Ｍの一部は空間３９，３９において上下方向に流動していき、本体部１１の厚さ方向に突出する突出部が形成される。

以上のように、本実施の形態によれば、レンズ部１２の光軸Ｏ１が、略四角形板状の本体部１１の上面１３および下面１４を通る中心軸Ｏ２に対して、本体部１１の４つの側面１５，１６，１７，１８のうちの一の側面１７側に偏心しているので、この偏心量を調整することによって、フラットベンチ等の装着面からのレンズ部１２の光軸Ｏ１の高さを調整できる。したがって、フラットベンチ等の装着面に複数の光学素子１０を搭載するとともに、それぞれの光学素子１０のレンズ部１２の光軸Ｏ１の高さを異なるようにしたい場合に、従来と異なり、フラットベンチの装着面に接着される側の側面を切除して光軸を低くしたり、また当該側面とフラットベンチの装着面との間にスペーサを挿入することで光軸を高くする必要がなく、一の側面１７または当該側面１７と対向する他の側面１５をそのまま装着面に装着（表面実装）すればよい。このため光学素子１０を容易に実装できる。

また、本体部１１の一の側面１７を表面実装することによって、本体部１１の表面実装されない側に従来のような突出部がないので、その分、光学素子１０のダウンサイジングや実装の安定化を図ることができるとともに、光学素子１０を把持部によって容易に掴んで、実装できる。
さらに、本体部１１の上面１３および下面１４における角部のうち記一の側面１７側に位置する角部に、本体部１１の厚さ方向に突出する突出部２０，２０が設けられているので、一の側面１７の面積を増やすことができ、一の側面１７をフラットベンチ等の装着面に設置する際に、突出部２０，２０によって設置の安定化を図ることができる。
また、本体部１１の上面１３および下面１４における角部のうち、一の側面１７側と対向する他の側面１５側に位置する角部に、上面１３および下面１４と他の側面１５とを滑からに繋ぐＲ面２１，２１が形成されているので、光学素子１０を実装する際に、本体部１１の他の側面１５側において上面１３および下面１４を実装装置の把持部によって挟み付けて容易に掴むことができ、よって、光学素子１０を容易に実装できる。
なお、本実施の形態の第１の金型３１の変形例として、断面円弧面状の角部３１ｅのみが第１の金型３０の角部の２箇所に形成され、断面円弧面状の角部３１ｆは第１の金型３０の角部に形成されていなくてもよい。この場合、図１Ａに示すように、成形される光学素子１０において、光軸Ｏ１方向から見て、側面１５，１６および側面１５，１８をそれぞれ結ぶ曲面が光学素子１０の２の角部に存在し、側面１６，１７および側面１７，１８をそれぞれ結ぶ曲面は存在しないことになる。

１０ 光学素子
１１ 本体部
１２ レンズ部
１３ 上面
１４ 下面
１５，１６，１７，１８ 側面
２０ 突出部
２１ Ｒ面
３０ 光学素子成形用金型
３１ 第１の金型
３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄ 側面
３１ｅ，３１ｆ 角部
３２ 第２の金型
３３ キャビティ
３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３３ｄ 内壁面
３４ レンズ成形部
３８ 隙間
Ｏ１ 光軸
Ｏ２ 本体部の中心軸
Ｏ３ 軸
Ｏ４ キャビティの中心
Ｍ 素材

Claims (7)

1. 略四角形板状に形成され、４つの側面、上面および下面を有する本体部と、この本体部の前記上面および前記下面にそれぞれ形成されたレンズ部とを有する光学素子であって、
   前記レンズ部の光軸が、前記本体部の上面および下面を通る中心軸に対して、前記４つの側面のうちの一の側面側に偏心し、
   前記一の側面と直角方向に隣り合う他の２つの側面は、前記一の側面側に寄っていることを特徴とする光学素子。
2. 前記本体部の前記上面および前記下面における角部のうち、前記一の側面側に位置する角部に、前記本体部の厚さ方向に突出する突出部が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の光学素子。
3. 前記本体部の前記上面および前記下面における角部のうち、前記一の側面側と対向する他の側面側に位置する角部に、前記上面および前記下面と前記他の側面とを滑からに繋ぐＲ面が形成されていることを特徴とする請求項２に記載の光学素子。
4. 第１の金型と第２の金型とが協働して素材を前記第２の金型のキャビティで加圧成形することによりレンズ部を有する光学素子を製造する光学素子の製造方法であって、
   前記キャビティの横断面形状が四角形であり、
   前記第１金型は、前記キャビティ側を向く面に前記レンズ部を成形するレンズ成形部を有する略四角形板状に形成され、４つの角部がそれぞれ１つの軸を中心とする断面円弧状に形成されるとともに、４つの側面が前記キャビティを形成する４つの内壁面に接するように構成され、
   前記第１金型は、前記キャビティに前記軸を前記キャビティの中心から一の内壁面側に偏心させて配置され、
   前記キャビティにおいて、前記第１の金型によって、前記素材を加圧成形することによって、略四角形板状の本体部と、この本体部に設けられる前記レンズ部とを有し、前記レンズ部の光軸が、前記本体部の上面および下面を通る中心軸に対して、前記４つの側面のうちの一の側面側に偏心し、
   前記一の側面と直角方向に隣り合う他の２つの側面が前記一の側面の側に寄っている光学素子を形成することを特徴とする光学素子の製造方法。
5. 前記素材を加圧成形する際に、前記一の内壁面側に位置する前記第１金型の２つの角部と前記キャビティを形成する内壁面との間の隙間から前記素材の一部がはみ出して、前記本体部の厚さ方向に突出する突出部を形成することを特徴とする請求項４に記載の光学素子の製造方法。
6. 第１の金型と第２の金型とが協働して素材を前記第２の金型のキャビティで加圧成形することによりレンズ部を有する光学素子を製造するための光学素子成形用金型であって、
   前記キャビティの横断面形状が四角形であり、
   前記第１金型は、前記キャビティ側を向く面に前記レンズ部を成形するレンズ成形部を有する略四角形板状に形成され、４つの角部がそれぞれ１つの軸を中心とする断面円弧状に形成されるとともに、４つの側面が前記キャビティを形成する４つの内壁面に接するように構成され、
   前記第１金型は、前記キャビティに前記軸を前記キャビティの中心から一の内壁面側に偏心させて配置されていることを特徴とする光学素子成形用金型。
7. 前記一の内壁面側に位置する前記第１金型の２つの角部と前記キャビティを形成する内壁面との間に、前記素材を加圧成形する際に、当該素材の一部が流入する空間が設けられていることを特徴とする請求項６に記載の光学素子成形用金型。

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