JP4075561B2 - 光学素子製造方法及び光学素子製造用金型 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光学素子を金型に射出成形及び離型して製造する光学素子製造方法及び光学素子の成形に用いる光学素子製造用金型に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、対物レンズ等の光学素子の成形には、金型に溶融樹脂を射出して成形していた（例えば、特許文献１参照）。図１７は、従来の対物レンズの成形を説明する図である。従来の光学素子の成形方法は、図１７に示すように、成形品を離型させる突き出し部４１を備える金型４０と、突き出し部を備えない金型５０とで形成される型内に、金型４０，５０の樹脂注入流路であるランナーＥ１及びゲートＥ２を順に介して樹脂をキャビティＥ３に射出し、キャビティＥ３内の空気は溝Ｅ４から排気され、その樹脂が凝固し成形された後に、突き出し部４１を備える金型４０を移動して型開きを行ない、突き出し部４１を作動させて対物レンズ６０の成形品を突き出し離型させる。この時、対物レンズ６０の光学機能部６１の外周のフランジ部６３に、ランナーＥ１及びゲートＥ２に対応する部分が一体的に形成されているが、後のゲートカット工程でゲートＥ２に対応する部分が切断されることにより、対物レンズ６０が成形されていた。
【０００３】
金型４０の入射面形成部４２は、対物レンズ６０の入射面６１を形成し、金型５０の出射面形成部５１は、対物レンズ６０の出射面６２を形成し、金型４０，５０のフランジ形成部４３，５２は、対物レンズ６０のフランジ６３を形成する。入射面６１には、入射面形成部４２によりレンズ面、回折輪帯構造等の光学機能面が設けられる。
【０００４】
また、従来、レーザ光を情報記録面に集光させて情報を記録及び再生するＣＤ（Compact Disc）があるが、近年、ＣＤよりも波長の短いレーザ光を用いて情報の記録密度の高いＤＶＤ（Digital Video Disc）が実施され、更に波長の短い青色レーザ光を用いて更に記録密度の高い記録媒体が近い将来に実現されようとしている。よって、記録媒体に情報を記録及び再生する光ピックアップ装置において、記録媒体の情報記録面にレーザ光を集光させるための光学素子である対物レンズは、記録密度を高めるため集光スポットを小さくする必要があり、そのため対物レンズに像側（記録媒体側）の高い開口数（ＮＡ）が要求されている。高い開口数の対物レンズは、レーザ光源から出射されたレーザ光の入射面に高い曲率を有する。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−２００６３８号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の金型による光学素子成形方法では、入射面を有する対物レンズを成形する場合に、溶融樹脂の射出時に入射面形成部に空気だまりができる可能性が大きくなるという問題があった。空気だまりができた対物レンズは、本来の光学機能が低下する。また、成形された対物レンズの金型からの離型には強い力が必要であるためその離型が困難であり、また、その強い力による離型により入射面に傷がついたり変形しやすいという問題があった。傷ができたり変形された対物レンズは、本来の光学機能が低下する。
【０００７】
これらの問題は、対物レンズが高い開口数を有する場合に顕著となる。高い開口数のレンズは入射面形成部が深くなり、溶融樹脂射出時にこの部分に空気だまりができやすく、その空気が取り除かれにくくなるからである。例えば、図１７においては、金型４０，５０の間の溝Ｅ４から溶融樹脂射出時の空気を排気する構成となり、高い開口数の入射面６１を有する入射面形成面４２が深くなり、入射面形成面４２の奥の中心部４４に空気だまりができた場合に、その空気は溝Ｅ４から更に排気されにくくなる。
【０００８】
また、高い開口数の入射面を形成する深い入射面形成部から成形品を離型するには、金型と成形品との接触面積がより大きくなるのでより強い力が必要となり、離型時に成形品により傷つけたり変形をより起こしやすくなる。例えば、図１７において、高い開口数の入射面６１を有する入射面形成面４２が深くなり、成形品の対物レンズ６０を離型するのにより大きな力が必要となり、その離型時に入射面６１に、傷をつけたり変形してしまう可能性がより多くあった。
【０００９】
更に、図１７に示すように、入射面６１の外周に一位置に設けられたランナーＥ１とゲートＥ２とから樹脂を射出するので、充填された樹脂の凝固はゲートＥ２を基準としてなされるので、成形品には円状の入射面６１の中心から見て偏りが形成されて、その偏りは、非点収差やコマ収差等の原因となってしまうという問題があった。以上の問題は、対物レンズに限るものではなく、他の光学素子の成形においても同様の問題が起こり得る。非点収差やコマ収差等が形成された対物レンズは、本来の光学機能が低下する。
【００１０】
本発明の課題は、射出成形される光学素子の光学機能の低下を防ぐことである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、
金型に溶融材料を射出して光学機能部を有する光学素子を成形して製造する光学素子製造方法において、
前記金型は、光学素子に前記光学機能部を形成する機能を有するとともに、型開きした際の状態では、成形された光学素子が残る第１の金型部と、型開きした際に、成形された光学素子が離型される第２の金型部とを備え、
前記第１の金型部は、前記光学機能部の光軸に対応する位置又はその近傍に設けられ且つ前記第１の金型の外部まで貫通されていない脱気穴と、光学素子を突き出す突き出し部とを備え、
前記脱気穴から前記金型内の空気が脱気されつつ前記金型へ溶融材料を射出し、
成形された光学素子から前記第２の金型部を離型して型開きし、
前記第２の金型部が離型された光学素子を前記突き出し部により突き出して、光学素子から前記第１の金型部を離型することを特徴とする。
【００１５】
請求項２記載の発明は、請求項１に記載の発明において、
前記脱気穴の断面積は、０．１３［ｍｍ2］以内であることを特徴とする。
【００２２】
請求項１２記載の発明は、
溶融材料が射出されて光学機能部を有する光学素子を成形して製造する光学素子製造用金型において、
光学素子の光学機能部を形成する機能を有するとともに、型開きした際の状態では、成形された光学素子が残る第１の金型部と、
型開きした際に、成形された光学素子が離型される第２の金型部とを備え、
前記第１の金型部は、前記金型へ溶融材料を射出する際に前記金型内の空気が脱気されるように、前記光学機能部の光軸に対応する位置又はその近傍に設けられ且つ前記第１の金型部の外部まで貫通されていない脱気穴と、型開きした際に前記第２の金型部が離型された光学素子を突き出す突き出し部とを備えたことを特徴とする。
【００２３】
請求項１又は３記載の発明によれば、第１の金型部において光学素子の光学機能部の光軸に対応する位置又はその近傍に脱気穴が設けられ、脱気穴が第１の金型部の内部に設けられ外部まで貫通されていなく、金型への溶融材料の射出の際に金型内の空気を脱気穴内に脱気するので、成形される光学素子に空気が残りその光学素子の光学機能が低下することを防いで、また、成形された光学素子を第２の金型部から離型し、その光学素子を突き出し部により突き出し、脱気穴が設けられることにより成形された光学素子と第１の金型部との接触面積が減るという効果と脱気穴から空気が流入して光学素子と第１の金型部との間が真空状態にならないという効果とにより、その離型の際に光学素子から第１の金型部を容易に離型するので、光学素子から金型を容易に離型して光学素子の変形又は光学機能部に傷をつけることを防ぎ、射出成形における光学素子の光学機能の低下を防ぐことができる。
【００３０】
請求項４記載の発明は、請求項３記載の発明において、
前記脱気穴の断面積は、０．１３［ｍｍ2］以内であることを特徴とする。
【００３１】
請求項２又は４記載の発明によれば、脱気穴の断面積を０．１３［ｍｍ2］以内にするので、金型への溶融材料の射出の際に脱気穴の空気の通りを良くしつつ溶融材料が脱気穴に侵入することを防ぐ。
【００４４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の第１、第２、第３及び第４の実施の形態を順に説明する。
【００４５】
（第１の実施の形態）
図１〜図５を参照して本実施の形態を説明する。図１は、金型１０ａ，２０ａの断面を示す図であり、図２は、金型１０ａ，２０ａに射出された対物レンズ３０ａの断面を示す図であり、図３は、金型２０ａが離型された対物レンズ３０ａの断面を示す図であり、図４は、突き出し部１１ａに突き出された対物レンズ３０ａの断面を示す図であり、図５は、対物レンズ３０ａの入射面３１ａを示す図である。
【００４６】
先ず、本実施の形態の装置の特徴を図１、図２を参照して説明する。本実施の形態の光学素子の一例である対物レンズ３０ａは、情報の記録密度が高い情報記録媒体である高密度ＤＶＤ等の情報記録面上の情報を記録又は再生する光ピックアップ装置に設けられ、レーザ光を高密度ＤＶＤ等の情報記録面に集光するための対物レンズであるものとする。対物レンズ３０ａの像側（記録媒体側）の開口数（ＮＡ）は０．８であり、曲率が大きく、対物レンズ３０ａにおけるレーザ光の入射面３１ａを形成する入射面形成部１２ａも深くなる。開口数（ＮＡ）は０．８に限られるものではなく、例えばＮＡが０．８以上の高い曲率の対物レンズを用いる場合も考えられる。
【００４７】
対物レンズ３０ａは、入射面３１ａと、前記レーザ光の像側の出射面３２ａと、光ピックアップ装置に取り付けるためのフランジ３３ａとから形成される。図１に示すように、金型１０ａ（第１の金型部）には、入射面３１ａを形成する入射面形成部１２ａと、フランジ３３ａを形成するためのフランジ形成部１３ａとが設けられ、金型２０ａ（第２の金型部）には、出射面３２ａを形成する出射面形成部２１ａと、フランジ３３ａを形成するためのフランジ形成部２２ａとが設けられ、金型１０ａ及び２０ａにより、溶融樹脂の導入路であるランナーＡ１と、溶融樹脂の導入口であるゲートＡ２とが設けられる。
【００４８】
対物レンズ３０ａの材料は、プラスチック等の透明な樹脂であり、その樹脂を加熱して溶融し、キャビティＡ３にその溶融樹脂を射出して冷却により凝固させて対物レンズ３０ａを射出成形する。キャビティＡ３は、入射面形成部１２ａと、フランジ形成部１３ａと、出射面形成部２１ａと、フランジ形成部２２ａとからなる。
【００４９】
また、金型１０ａには、対物レンズ３０ａの入射面３１ａのほぼ中央部分（対物レンズ３０ａの光学機能面の光軸に対応する位置）に脱気穴１４ａが設けられる。脱気穴１４ａは、金型１０ａ中を貫通され、断面が円状で直径約０．２［ｍｍ］、面積約０．１３［ｍｍ2］の穴である。この大きさは、キャビティＡ３内の空気を脱気する際の空気の通りをよくするのに適していて且つ溶融樹脂が脱気穴１４ａ内に侵入しないように調整されおり、この条件を満たす大きさなら他の大きさでもよく、また、脱気穴１４ａの断面形状は円状に限るものではなく、三角形、多角形等の他の形状でもよい。また、図示しないが、溶融樹脂を射出する射出装置と、空気を吸気する吸気装置（吸気手段）と、圧縮空気を噴射するコンプレッサ（噴射手段）とが設けられる。
【００５０】
次に、本実施の形態において、光学素子の一例である対物レンズ３０ａを射出成形して製造する方法を説明する。先ず、図１に示すように、金型１０ａ及び２０ａを合せてランナーＡ１、ゲートＡ２及びキャビティＡ３を形成する。また、脱気穴１４ａには吸気装置が接続される。
【００５１】
そして、図示しないスプルーを介して射出装置から溶融樹脂を射出する工程に入る。スプルーはランナーＡ１及び射出装置に接続され、図２に示すように、射出装置から射出された溶融樹脂は、スプルー、ランナーＡ１、ゲートＡ２を順に介してキャビティＡ３内に射出される。それと同時に、キャビティＡ３内に残留している空気は、吸気手段により脱気穴１４ａから吸気されるので、深い入射面形成部１２ａにおいても、中心部３４ａ付近に空気だまりが発生することを防ぎ入射面３１ａを精度良く転写することができる。
【００５２】
金型１０ａ，２０ａに射出された溶融樹脂が冷却により凝固し対物レンズ３０ａが成形された後、離型の工程に入る。このとき、脱気穴１４ａには、コンプレッサが接続される。先ず、図３に示すように、金型１０ａを移動して、凝固した対物レンズ３０ａから金型２０ａを離型させる。これにより、出射面３２ａ及び出射面側のフランジ３３ａが離型される。そして、図４に示すように、金型１０ａから突き出し部１１ａを突き出して、入射面側のフランジ３３ａを離型する。
【００５３】
そして、コンプレッサから脱気穴１４ａを介して圧縮空気を噴射し、その圧縮空気の勢いで入射面３１ａを離型する。入射面形成部１２ａは深く、入射面３１ａとの接触面積が大きいにもかかわらず、強い力も必要なく容易に対物レンズ３０ａを突き出し部１１ａから離型することができる。特に、圧縮空気により入射面３１ａが押されるので、フランジ３３ａ等を無理に引っ張って、入射面３１ａが金型１０ａに引っ掛かってその光学機能面に傷をつけたり、対物レンズ３０ａを変形させることもない。
【００５４】
最後に、ランナーＡ１及びゲートＡ２において成形された不必要な成形部分を例えばゲートＡ２に対応する位置で切断することにより、対物レンズ３０ａが完成する。
【００５５】
図５に示すように、対物レンズ３０ａの入射面３１ａには、入射面形成部１２ａにより、レンズ面や、輪帯回折構造、階段状位相差付与構造等の光学機能面が自在に形成可能である。しかし、対物レンズ３０ａの入射面の中央部３４ａには、入射面形成部が接触せず、光学機能が形成されないこととなる。
【００５６】
しかし、光ピックアップ装置のレーザ光の入射瞳の面積を基準として、対物レンズ上の約１６％以下の面積割合の部分に光学機能面が実現できなくても、記録媒体の情報記録面上の情報の記録及び再生が可能であり、中央部３４ａの断面積（脱気穴１４ａの断面積）は、この条件も満たしており、総じて、キャビティ内の空気を脱気するのに適して且つ溶融樹脂の脱気穴１４ａへの侵入を防ぎ且つ光学機能を実現することを妨げない。もちろん、成形後に中央部３４ａをバイト等で削ったり研磨したりして、中央部３４ａに光学機能面を形成する構成でもよい。
【００５７】
よって、本実施の形態によれば、入射面形成部１２ａのほぼ中央部分（光軸に対応する位置）に脱気穴１４ａが設けられ、キャビティＡ３への溶融樹脂の射出の際にキャビティＡ３内の空気を脱気するので、キャビティＡ３内の空気だまりの発生による対物レンズ３０ａ内に空気が残り対物レンズ３０ａの光学機能が低下することを防ぎ、成形された対物レンズ３０ａを金型２０ａから離型し、突き出し部１１ａにより対物レンズ３０ａを金型１０ａから突き出して、その離型の際に脱気穴１４ａ内の空気により対物レンズ３０ａを金型１０ａから容易に離型でき、離型時における対物レンズ３０ａの変形又は光学機能面に傷をつけることを防ぎ、射出成形における対物レンズ３０ａの光学機能の低下を防ぐことができる。
【００５８】
また、脱気穴１４ａからキャビティＡ３内の残留空気を吸気するので、対物レンズ３０ａ内に空気が残り対物レンズ３０ａの光学機能が低下することをより効果的に防ぎ、また、離型時に脱気穴１４ａから圧縮空気を噴射するので、対物レンズ３０ａをより容易に金型１０ａから離型でき、離型時における対物レンズ３０ａの変形又は光学機能面に傷をつけることをより効果的に防ぎ、射出成形における対物レンズ３０ａの光学機能の低下を防ぐことができる。
【００５９】
なお、本実施の形態では、金型１０ａを内部から外部まで貫通する脱気穴１４ａが設けられる構成であったが、金型１０ａの内部に設けられ外部まで貫通しない脱気穴が設けられる構成でもよい。この場合、貫通しない脱気穴には、吸気装置やコンプレッサは接続できなく、吸気や圧縮空気の噴出はできないが、キャビティＡ３内の残留空気は、従来のように２つの金型１０ａ，２０ａの間に形成された隙間の溝から脱気され、更に脱気穴にある程度の空気が脱気されるので、対物レンズ３０ａの入射面側の中央部に空気だまりが発生し、成形される対物レンズ３０ａに空気が残り対物レンズ３０ａの光学機能が低下することを防いで、また、貫通しない脱気穴により対物レンズ３０ａと金型１０ａとの接触面積が減るので、対物レンズ３０ａから金型を容易に離型して対物レンズ３０ａの変形又は光学機能部に傷をつけることを防ぎ、射出成形における対物レンズ３０ａの光学機能の低下を防ぐことができる。
【００６０】
また、もちろん、金型１０ａを内部から外部まで貫通する脱気穴１４ａが設けられるが、その脱気穴１４ａに吸気装置やコンプレッサが接続されない場合も同様にして、脱気穴１４ａから空気が脱気されるので、対物レンズ３０ａの入射面側の中央部に空気だまりが発生し、成形される対物レンズ３０ａに空気が残り対物レンズ３０ａの光学機能が低下することを防いで、また、脱気穴１４ａにより対物レンズ３０ａと金型１０ａとの接触面積が減るという効果と脱気穴１４ａから空気が流入して対物レンズ３０ａと金型１０ａとの間が真空状態にならないという効果とにより、対物レンズ３０ａから金型を容易に離型して対物レンズ３０ａの変形又は光学機能部に傷をつけることを防ぎ、射出成形における対物レンズ３０ａの光学機能の低下を防ぐことができる。
【００６１】
（第２の実施の形態）
図６〜図１０を参照して本実施の形態を説明する。図６は、金型１０ｂ，２０ｂに射出された対物レンズ３０ｂの断面を示す図であり、図７は、金型２０ｂが離型され突き出し部１１ｂ，１４ｂに突き出された対物レンズ３０ｂの断面を示す図であり、図８は、金型２０ｂが離型され突き出し部１１ｂ，１４ｂに突き出された後、更に突き出し部１４ｂに突き出された対物レンズ３０ｂの断面を示す図であり、図９は、金型２０ｂが離型され突き出し部１４ｂに突き出された対物レンズ３０ｂの断面を示す図であり、図１０は、対物レンズ３０ｂの入射面３１ｂを示す図である。本実施の形態は、第１の実施の形態と同様の構成部分があり、重複する説明を避けるため第１の実施の形態と異なる部分について説明する。これに関して、後述する第３及び第４の実施も第１の実施の形態と同様の構成部分があるので、同様に異なる部分について説明する。
【００６２】
本実施の形態の装置において、図６に示すように、金型１０ｂは、第１の実施の形態と同様に、突き出し部１１ｂ（第２の突き出し部）と、入射面形成部１２ｂと、フランジ形成部１３ｂとが設けられ、突き出し部１１ｂのほぼ中央部分（対物レンズ３０ｂの光学機能面の光軸に対応する位置）に更に径の小さな棒状の突き出し部１４ｂ（第１の突き出し部）が設けられている。金型２０ｂは、第１の実施の形態と同様に、出射面形成部２１ｂと、フランジ形成部２２ｂとが設けられ、同様に金型１０ｂ，２０ｂにより、ランナーＢ１とゲートＢ２とが設けられ、金型１０ｂと金型２０ｂとの間に溝Ｂ４が形成されている。
【００６３】
対物レンズ３０ｂは、第１の実施の形態と同様に、入射面３１ｂと、出射面３２ｂと、フランジ３３ｂと、突き出し部１４ｂとの接触部分である中央部３４ｂとが設けられている。また、キャビティＢ３は、入射面形成部１２ｂと、出射面形成部２１ｂと、フランジ形成部１３ｂ，２２ｂとから形成される。
【００６４】
突き出し部１１ｂには、その先端に、対物レンズ３０ｂの中央部３４ｂと接触する突き出し面１５（光学機能形成部）が設けられている。突き出し面１５には、出射成形時に入射面形成部１２ｂが入射面３１ｂに光学機能面を形成するのと同様に、出射成形時に中央部３４ｂに光学機能面を形成するための加工が施されている。
【００６５】
次に、本実施の形態において、対物レンズ３０ｂを射出成形して製造する方法を説明する。先ず、図６に示すように、金型１０ｂ及び２０ｂを合せてランナーＢ１、ゲートＢ２、キャビティＢ３及び溝Ｂ４を形成する。
【００６６】
そして、図示しないスプルーを介して図示しない射出装置から溶融樹脂を射出する工程に入る。スプルーはランナーＢ１と射出装置とに接続され、射出装置から射出された溶融樹脂は、スプルー、ランナーＢ１、ゲートＢ２を順に介してキャビティＢ３内に射出される。キャビティＢ３内に残留している空気は、溝Ｂ４から排気される。
【００６７】
そして、金型１０ｂ，２０ｂに射出された溶融樹脂が冷却により凝固し対物レンズ３０ｂが成形された後、離型の工程に入る。先ず、金型１０ｂを移動して、凝固した対物レンズ３０ｂから金型２０ｂを離型させる。これにより、出射面３２ｂ及び出射面側のフランジ３３ｂが離型される。そして、図７に示すように、金型１０ｂから突き出し部１１ｂ，１４ｂを同時に突き出して、入射面側のフランジ３３ｂを離型する。
【００６８】
そして、図８に示すように、金型１０ｂから突き出し部１４ｂを更に突き出して、突き出し部１１ｂに残された入射面３１ｂを離型する。入射面形成部１２ｂは深く、入射面３１ｂとの接触面積が大きいにもかかわらず、その後、強い力も必要なく容易に対物レンズ３０ｂを突き出し部１４ｂから離型することができる。
【００６９】
最後に、ランナーＢ１及びゲートＢ２において成形された不必要な成形部分を例えばゲートＢ２に対応する位置で切断することにより、対物レンズ３０ｂの成形が完了する。
【００７０】
次に、本実施の形態において、対物レンズ３０ｂを射出成形して製造するもう一つの方法を説明する。先ず、対物レンズ３０ｂから金型２０ｂを離型させるまでの工程は、上記の射出成形方法と同様である。そして、図９に示すように、金型１０ｂから突き出し部１４ｂのみを突き出して、フランジ３３ｂと入射面３１ｂとを一気に離型する。その後、強い力も必要なく容易に対物レンズ３０ｂを突き出し部１４ｂから離型することができ、ランナーＢ１及びゲートＢ２において成形された不必要な成形部分を例えばゲートＢ２に対応する位置で切断する。
【００７１】
図１０に示すように、本実施の形態の上記２つの射出成形方法のいずれにおいても、入射面形成部１２ｂにより入射面３１ｂに光学機能面が形成され、対物レンズ３０ｂの入射側の中央部３４ｂには、突き出し面１５により光学機能面が形成されるので、突き出し部１４ｂの断面積に特に制限はない。しかし、突き出し面１５に中央部３４ｂの光学機能面を形成させる加工がなされていない構成をとる場合には、第１の実施の形態で説明したように、光ピックアップ装置のレーザ光源からのレーザ光の入射瞳の面積を基準として、突き出し面１５の面積割合を約１６％以下に設定することが好ましい。
【００７２】
これは、以下の理由による。対物レンズ３０ｂの入射面３１ｂの中央部３４ｂに、このように光学機能が形成されていない場合、中央部３４ｂに入射するレーザ光は集光スポットの形成に寄与しない不要光となる。従って、光学機能が形成されない中央部３４ｂを有する対物レンズ３０ｂは、入射面の中央部でレーザ光の吸収が大きく周辺に行くに従って吸収が小さくなる振幅フィルタ（いわゆる超解像フィルタ）が入射瞳面に設けられたレンズと同様の状態となる。かかる場合、対物レンズ３０ｂによる集光スポットのＩ１（回折像の中心強度）は、超解像現象により、中央部に光学機能が形成された対物レンズによる集光スポットの強度Ｉ２に比して弱くなる。対物レンズ３０ｂが、回折限界レンズとして機能するためには、強度Ｉ１が強度Ｉ２の８０％以上であることが好ましい。実際に作製されたレンズは製造誤差により収差が残存するので、強度Ｉ１が強度Ｉ２の８０％以上であることがより好ましい。よって、特に対物レンズ３０ｂの開口数が０．８以上に高められる場合、強度Ｉ１が強度Ｉ２の８０％以上となるためには、入射面３１ｂの面積（入射瞳面の面積）に対する中央部３４ｂの面積の割合は、１６％以下であることが好ましい。
【００７３】
よって、本実施の形態によれば、入射面形成部１２ｂのほぼ中央部分（光軸に対応する位置）に突き出し部１４ｂが設けられ、キャビティＢ３へ溶融樹脂を射出し、成形された対物レンズ３０ｂを金型２０ｂから離型し、その対物レンズ３０ｂを突き出し部１４ｂにより突き出して金型１０ｂを離型するので、対物レンズ３０ｂを容易に離型でき、離型時における対物レンズ３０ｂの変形又は光学機能面に傷をつけることを防ぎ、また、突き出し部１４ｂは入射面１２ｂの光学機能部に比べて小さい断面積を有するので、突き出し部１４ｂと成形される対物レンズ３０ｂとの接触による対物レンズ３０ｂの光学機能の低下を少なくすることができる。また、突き出し面１５ｂには光学機能面形成のための加工がされ、光学機能面が形成された中央部３４ｂを形成するので、中央部３４ｂにも光学機能面が形成され、射出成形における対物レンズ３０ｂの光学機能の低下を防ぐことができる。
【００７４】
また、対物レンズ３０ｂを、突き出し部１１ｂ，１４ｂにより突き出し更に突き出し部１４ｂで突き出す２段階の突き出しにより金型１０ｂを離型する場合は、対物レンズ３０ｂと金型１０ｂとの接触面積を段階的に減らすので、対物レンズ３０ｂをより容易に離型でき、離型時における対物レンズ３０ｂの変形又は光学機能面に傷をつけることをより効果的に防ぐことができる。
【００７５】
（第３の実施の形態）
図１１〜図１３を参照して本実施の形態を説明する。図１１は、金型１０ｃ，２０ｃに射出された対物レンズ３０ｃの断面を示す図であり、図１２は、金型１０ｃ，２０ｃが離型された対物レンズ３０ｃの断面を示す図であり、図１３は、対物レンズ３０ｃの入射面３１ｃを示す図である。
【００７６】
本実施の形態の装置において、図１１に示すように、金型１０ｃは、第１の実施の形態と同様に、突き出し部１１ｃと、入射面形成部１２ｃと、フランジ形成部１３ｃとが設けられ、対物レンズ３０ｃの入射面３１ｃのほぼ中央部分（対物レンズ３０ｃの光学機能面の光軸に対応する位置）に、溶融樹脂の導入口であるゲート１４ｃ（射出穴）が設けられている。金型２０ｃは、第１の実施の形態と同様に、出射面形成部２１ｃと、フランジ形成部２２ｃとが設けられている。また、金型１０ｃ，２０ｃの間に溝Ｃ１，Ｃ２が設けられている。対物レンズ３０ｃは、第１の実施の形態と同様に、入射面３１ｃと、出射面３２ｃと、フランジ３３ｃとが設けられている。また、キャビティＣ３は、入射面形成部１２ｃと、出射面形成部２１ｃと、フランジ形成部１３ｃ，２２ｃとから形成される。
【００７７】
ゲート１４ｃには、図示しないが、溶融樹脂の導入路であるランナーが接続され、そのランナーには、溶融樹脂を介するスプルーが接続され、そのスプルーには、溶融樹脂を射出する射出装置が接続されている。
【００７８】
次に、本実施の形態において、対物レンズ３０ｂを射出成形して製造する方法を説明する。先ず、図１１に示すように、金型１０ｃ及び２０ｃを併せてゲート１４ｃ及びキャビティＣ３を形成する。
【００７９】
そして、図示しないスプルーを介して射出装置から溶融樹脂を射出する。射出された溶融樹脂は、図示しないランナー及びゲート１４ｃを順に介してキャビティＣ３内に射出される。キャビティＣ３内に残留している空気は、金型１０ｃ，２０ｃの間の溝Ｃ１，Ｃ２から排気される。
【００８０】
ゲート１４ｃは、入射面形成部１２ｃのほぼ中央に位置するので、図１３に示すように、溶融樹脂は、対物レンズ３０ｃの中央から放射状にキャビティＣ３内に射出されて冷却により凝固する。よって、溶融樹脂の転写速度及び収縮速度の偏りによるコマ収差や非点収差等の発生を防ぎ、中央部３４ｃを中心（光軸を中心）として軸対称に均一な対物レンズ３０ｃが成形される。そして、入射面形成部１２ｃにより入射面３１ｃに光学機能面が形成される。
【００８１】
そして、金型１０ｃ，２０ｃに射出された溶融樹脂が冷却により凝固し対物レンズ３０ｃが成形された後、離型の工程に入る。先ず、金型１０ｃを移動して、凝固した対物レンズ３０ｃから金型２０ｃを離型させる。これにより、出射面３２ｃ及び出射面側のフランジ３３ｃが離型される。そして、図示しないランナー等に成形されている樹脂部分を切断する。これによって、入射面側の中央部３４ｃのランナー側の固定が解かれる。そして、金型１０ｃから突き出し部１１ｃを突き出して、入射面側のフランジ３３ｃを離型する。
【００８２】
そして、図１２に示すように、棒状の中央部３４ｃを対物レンズ３０ｃ側に突き出し、入射面３１ｃを離型する。入射面形成部１２ｃは深く、入射面３１ｃとの接触面積が大きいにもかかわらず、容易に対物レンズ３０ｃを離型することができる。最後に、中央部３４ｃを所定の切断部Ｃ４において切断する。切断部Ｃ４を、入射面３１ｃからある程度離れた部分にすると、その切断時に入射面３１ｃを傷つける可能性が低くなり好ましい。
【００８３】
中央部３４ｃには、光学機能面が形成されないので、ゲート１４ｃの断面積は、第１及び第２の実施の形態で説明したように、光ピックアップ装置のレーザ光源からのレーザ光の入射瞳の面積を基準として、ゲート１４ｃの断面積割合を約１６％以下に設定すればいい。しかし、ゲート１４ｃの断面積を小さくすればするほど溶融樹脂の射出効率が下がってしまい、溶融樹脂の射出に時間がかかってしまう。また、ゲート１４ｃの断面積を大きくすればするほど、ゲート１４ｃに成形される不要な樹脂部分が多くなり、樹脂の無駄も多くなる。これらの点を考慮して、ゲート１４ｃの断面積を適切な値にすることが好ましい。
【００８４】
よって、本実施の形態によれば、溶融樹脂を射出するゲート１４ｃが、入射面形成部１２ｃのほぼ中央部分（光軸に対応する位置）に設けられ、ゲート１４ｃからキャビティＣ３へ溶融樹脂を射出するので、入射面３１ｃの光軸を中心として軸対称で均一に転写及び収縮された対物レンズ３０ｃを成形し、その対物レンズ３０ｃの使用時のコマ収差又は非点収差の発生を防ぎ、射出成形における対物レンズ３０ｃの光学機能の低下を防ぐことができる。また、第１の実施の形態と同様に、キャビティＣ３へ溶融樹脂を射出し、成形された対物レンズ３０ｃを金型２０ｄから離型し、その対物レンズ３０ｃを突き出し部１１ｃにより突き出して金型１０ｃを容易に離型して、対物レンズ３０ｃの変形又は光学機能部に傷をつけることを防ぐことができる。
【００８５】
なお、本実施の形態では、対物レンズ３０ｃの離型の際に、金型２０ｃが離型された対物レンズ３０ｃに中央部３４ｃを突き出して一気に離型しているが、これに限るものではなく、金型２０ｃが離型された対物レンズ３０ｃを先ず突き出し部１１ｃを突き出して、フランジ３３ｃを離型し、突き出し部１１ｃに残った対物レンズ３０ｃに中央部３４ｃを突き出して入射面３１ｃを離型してもよい。この場合、対物レンズ３０ｃと金型１０ｃとの接触面積を段階的に減らすので、対物レンズ３０ｂをより容易に離型でき、離型時における対物レンズ３０ｂの変形又は光学機能面に傷をつけることをより効果的に防ぐことができる。
【００８６】
（第４の実施の形態）
図１４〜図１６を参照して本実施の形態を説明する。図１４は、金型１０ｄ，２０ｄに射出された対物レンズ３０ｄの断面を示す図であり、図１５は、金型１０ｄ１，１０ｄ２，２０ｄが離型された対物レンズ３０ｄの断面を示す図であり、図１６は、対物レンズ３０ｄの入射面３１ｄを示す図である。
【００８７】
本実施の形態の装置において、図１４に示すように、金型１０ｄは、図１４上で上下に分割可能な分割部１０ｄ１，１０ｄ２と、同じく分割部１０１，１０２の内側で上下に分割可能な分割部１１ｄ１，１１ｄ２とが設けられている。第１の実施の形態と同様に、分割部１１ｄ１，１１ｄ２には入射面形成部１２ｄが設けられ、分割部１０ｄ１，１０ｄ２にはフランジ形成部１３ｄが設けられている。また、分割部１０ｄ１及び１１ｄ１、分割部１０ｄ２及び１１ｄ２はそれぞれ一体に上下に分割され、その分割の境界の分割部１０ｄ１，１０ｄ２，１１ｄ１，１１ｄ２による上下の分割の境界には、溝１４ｄが設けられる。溝１４ｄは、対物レンズ３０ｄの入射面３１ｄのほぼ中央部分（対物レンズ３０ｄの光学機能面の光軸に対応する位置）を通るものとする。
【００８８】
金型２０ｄは、第１の実施の形態と同様に、出射面形成部２１ｄと、フランジ形成部２２ｄとが設けられている。金型１０ｄ，２０ｄにより、ゲートＤ１及びキャビティＤ３とが形成されており、金型１０ｄ（分割部１０ｄ１）と金型２０ｄとの間に溝Ｄ２が形成されている。対物レンズ３０ｄは、第１の実施の形態と同様に、入射面３１ｄと、出射面３２ｄと、フランジ３３ｄとが設けられ、また、溝１４ｄに対応する部分に境界線部３４ｄが設けられる。また、キャビティＤ３は、入射面形成部１２ｄと、出射面形成部２１ｄと、フランジ形成部１３ｄ，２２ｄとから形成される。
【００８９】
次に、本実施の形態において、対物レンズ３０ｄを射出成形して製造する方法を説明する。先ず、図１４に示すように、金型１０ｄ及び２０ｄを合せてゲートＤ１、溝Ｄ２及びキャビティＤ３を形成する。
【００９０】
そして、図示しないスプルーを介して射出装置から溶融樹脂を射出する工程に入る。スプルーは図示しないランナーに接続され、射出された溶融樹脂は、ゲートＤ１を介してキャビティＤ３内に射出される。キャビティＤ３内に残留している空気は、溝１４ｄ，Ｄ２から排気される。
【００９１】
そして、金型１０ｄ，２０ｄに射出された溶融樹脂が冷却により凝固し対物レンズ３０ｄが成形された後、離型の工程に入る。先ず、金型１０ｄを移動して、凝固した対物レンズ３０ｄから金型２０ｄを離型させる。これにより、出射面３２ｄ及び出射面側のフランジ３３ｄが離型される。
【００９２】
そして、図１５に示すように、分割部１０ｄ１，１１ｄ１を図上の上に移動し、分割部１０ｄ２，１１ｄ２を図上の下に移動して金型１０ｄを上下に分割する。この上下の分割は、入射面３１ｄの光軸と垂直方向である。この上下の分割により、入射面３１ｄ、入射面側のフランジ３３ｄ及び境界線部３４ｄを一気に離型する。入射面形成部１２ｄは深く、入射面３１ｄとの接触面積が大きいにもかかわらず、強い力も必要なく容易に対物レンズ３０ｄを離型することができる。
【００９３】
最後に、ゲートＤ１において成形された不必要な成形部分を例えばゲートＤ１に対応する位置で切断することにより、対物レンズ３０ｄの成形が完了する。
【００９４】
図１６に示すように、本実施の形態の射出成形方法においても、入射面形成部１２ｄにより入射面３ｄに光学機能面が形成され、対物レンズ３０ｄの入射側の境界線部３４ｄには、光学機能面が形成されないので、溝１４ｄの幅は、例えば、約０．０１〜０．０２［ｍｍ］の細い線であることが好ましい。この場合に、光学機能面が形成されない領域である境界線部３４ｄを狭くして、対物レンズ３０ｄの光学機能の低下に寄与する影響を少なくし、またキャビティＤ３内の空気を溝１４ｄ内に脱気しつつ出射成形時に溶融樹脂が溝１４ｄに侵入することを防ぐことができる。
【００９５】
よって、本実施の形態によれば、キャビティＤ３へ溶融樹脂を射出し、キャビティＤ３内の空気を溝１４ｄ内に脱気して、成形される対物レンズ３０ｄに空気が残り対物レンズ３０ｄの光学機能が低下することを防いで、成形された対物レンズ３ｄを金型２０ｄから離型し、対物レンズ３０ｄの光軸に直行する線を境界として金型１０ｄを光軸と垂直方向に分割させて対物レンズ３０ｄを離型するので、容易に金型１０ｄを対物レンズ３０ｄから離型でき、対物レンズ３０ｄの変形又は光学機能面に傷を付けることを防ぎ、射出成形における対物レンズ３０ｄの光学機能の低下を防ぐことができる。
【００９６】
なお、本実施の形態では、金型１０ｄについて上下それぞれに２つの分割部（１０ｄ１，１１ｄ１）、（１０ｄ２，１１ｄ２）を設ける構成であったが、分割部１０ｄ１と１１ｄ１とを一体に形成し、分割部１０ｄ２と１１ｄ２とを一体に形成する構成でもよい。また、上下２つに分割する構成に限られるものではなく、入射面３０ｄの光軸を通る線を境界として、光軸と垂直方向に金型が２つ以上の分割部に分割される構成でもよい。
【００９７】
なお、第１〜第４の実施の形態においては、プラスチック等の樹脂を対物レンズの材料として使用したが、これに限るものではなく、低融点ガラス等の他の溶融材料を用いる構成でもよい。また、第１〜第４の実施の形態においては、像側の開口率が０．８の対物レンズ３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄを製造する構成であり、像側の開口率が０．８以上の高いレンズの製造により効果的であるが、像側の開口率が０．８未満のレンズの製造に各実施の形態を適用してもよい。
【００９８】
また、第１〜第４の実施の形態においては、光学素子として光ピックアップ装置用の対物レンズについて説明したが、これに限るものではなく、コリメータ、シリンドリカルレンズ、反射ミラー、ハーフミラー及びビームスプリッタ等の他の光学素子にも適用できる。また、カメラ等の他の装置に用いるレンズ等の光学素子にも適用することができる。
【００９９】
また、第１〜第４の実施の形態においては、レーザ光の入射面における光学機能の低下を防ぐ構成について説明したが、これに限るものではなく、入射面及び出射面のいずれか一方又は両方の光学機能の低下を防ぐ構成としてもよい。例えば、第１の実施の形態では、入射面形成部及び出射面形成部のいずれか一方又は両方のほぼ中央部分（光軸に対応する位置）に脱気穴を設けてもよく、第２の実施の形態では、入射面形成部及び出射面形成部のいずれか一方のほぼ中央部分（光軸に対応する位置）に突き出し部を設けてもよく、第３の実施の形態では、入射面形成部及び出射面形成部のいずれか一方又は両方のほぼ中央部分（光軸に対応する位置）にゲートを設けてもよく、第４の実施の形態では、入射面形成部及び出射面形成部のいずれか一方又は両方の光軸を通る線を境界として金型を光軸に垂直方向に分割する構成でもよい。更に、第１〜第４の実施の形態のうちの少なくとも２つ以上を組合せる構成でもよい。
【０１００】
また、第１〜第３の実施の形態においては、脱気穴１４ａ、突き出し部１４ｂ、ゲート１４ｃをそれぞれ金型１０ａ，１０ｂ，１０ｃにおける対物レンズ３０ａ，３０ｂ，３０ｃの光学機能面の光軸に対応した位置に設けているが、対物レンズ３０ａ，３０ｂ，３０ｃの光学機能面の光軸に対応する位置の近傍に設ける構成も考えられる。同様に、第４の実施の形態においては、溝１４ｄを対物レンズ３０ｄの光学機能面の光軸に対応した位置を通るように設けているが、対物レンズ３０ｄの光学機能面の光軸に対応する位置の近傍に設ける構成も考えられる。
【０１０１】
以上、本発明の実施の形態及につき説明したが、本発明は、必ずしも上述した手段及び手法にのみ限定されるものではなく、本発明にいう目的を達成し、本発明にいう効果を有する範囲内において適宜に変更実施が可能なものである。
【０１０２】
【発明の効果】
請求項１又は３記載の発明によれば、第１の金型部において光学素子の光学機能部の光軸に対応する位置又はその近傍に脱気穴が設けられ、脱気穴が第１の金型部の内部に設けられ外部まで貫通されていなく、金型への溶融材料の射出の際に金型内の空気を脱気穴内に脱気するので、成形される光学素子に空気が残りその光学素子の光学機能が低下することを防いで、また、成形された光学素子を第２の金型部から離型し、その光学素子を突き出し部により突き出し、脱気穴が設けられることにより成形された光学素子と第１の金型部との接触面積が減るという効果と脱気穴から空気が流入して光学素子と第１の金型部との間が真空状態にならないという効果とにより、その離型の際に光学素子から第１の金型部を容易に離型するので、光学素子から金型を容易に離型して光学素子の変形又は光学機能部に傷をつけることを防ぎ、射出成形における光学素子の光学機能の低下を防ぐことができる。
【０１０６】
請求項２又は４記載の発明によれば、脱気穴の断面積を０．１３［ｍｍ2］以内にするので、金型への溶融材料の射出の際に脱気穴の空気の通りを良くしつつ溶融材料が脱気穴に侵入することを防ぐ。
【図面の簡単な説明】
【図１】金型１０ａ，２０ａの断面を示す図である。
【図２】金型１０ａ，２０ａに射出された対物レンズ３０ａの断面を示す図である。
【図３】金型２０ａが離型された対物レンズ３０ａの断面を示す図である。
【図４】突き出し部１１ａに突き出された対物レンズ３０ａの断面を示す図である。
【図５】対物レンズ３０ａの入射面３１ａを示す図である。
【図６】金型１０ｂ，２０ｂに射出された対物レンズ３０ｂの断面を示す図である。
【図７】金型２０ｂが離型され突き出し部１１ｂ，１４ｂに突き出された対物レンズ３０ｂの断面を示す図である。
【図８】金型２０ｂが離型され突き出し部１１ｂ，１４ｂに突き出された後、更に突き出し部１４ｂに突き出された対物レンズ３０ｂの断面を示す図である。
【図９】金型２０ｂが離型され突き出し部１４ｂに突き出された対物レンズ３０ｂの断面を示す図である。
【図１０】対物レンズ３０ｂの入射面３１ｂを示す図である。
【図１１】金型１０ｃ，２０ｃに射出された対物レンズ３０ｃの断面を示す図である。
【図１２】金型１０ｃ，２０ｃが離型された対物レンズ３０ｃの断面を示す図である。
【図１３】対物レンズ３０ｃの入射面３１ｃを示す図である。
【図１４】金型１０ｄ，２０ｄに射出された対物レンズ３０ｄの断面を示す図である。
【図１５】金型１０ｄ１，１０ｄ２，２０ｄが離型された対物レンズ３０ｄの断面を示す図である。
【図１６】対物レンズ３０ｄの入射面３１ｄを示す図である。
【図１７】従来の対物レンズの成形を説明する図である。
【符号の説明】
１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ…金型
１１ａ，１１ｂ，１４ｂ，１１ｃ，１１ｄ…突き出し部
１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ…入射面形成部
１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ…フランジ形成部
１４ａ…脱気穴
１４ｃ…ゲート
１４ｄ…溝
１５ｂ…突き出し面
２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ…金型
２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ…出射面形成部
２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ…フランジ形成部
３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄ…対物レンズ
３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄ…入射面
３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄ…出射面
３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３３ｄ…フランジ
３４ａ，３４ｂ，３４ｃ，３４ｄ…中央部
Ａ１，Ｂ１…ランナー
Ａ２，Ｂ２，Ｄ１…ゲート
Ａ３，Ｂ３，Ｃ３，Ｄ３…キャビティ
Ｃ１，Ｃ２，Ｂ４，Ｄ２…溝
Ｃ４…切断部
４０…金型
４１…突き出し部
４２…入射面形成部
４３…フランジ形成部
４４…中央部
５０…金型
５１…出射面形成部
５２…フランジ形成部
６０…対物レンズ
６１…入射面
６２…出射面
６３…フランジ
Ｅ１…ランナー
Ｅ２…ゲート
Ｅ３…キャビティ
Ｅ４…溝
【発明の属する技術分野】
本発明は、光学素子を金型に射出成形及び離型して製造する光学素子製造方法及び光学素子の成形に用いる光学素子製造用金型に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、対物レンズ等の光学素子の成形には、金型に溶融樹脂を射出して成形していた（例えば、特許文献１参照）。図１７は、従来の対物レンズの成形を説明する図である。従来の光学素子の成形方法は、図１７に示すように、成形品を離型させる突き出し部４１を備える金型４０と、突き出し部を備えない金型５０とで形成される型内に、金型４０，５０の樹脂注入流路であるランナーＥ１及びゲートＥ２を順に介して樹脂をキャビティＥ３に射出し、キャビティＥ３内の空気は溝Ｅ４から排気され、その樹脂が凝固し成形された後に、突き出し部４１を備える金型４０を移動して型開きを行ない、突き出し部４１を作動させて対物レンズ６０の成形品を突き出し離型させる。この時、対物レンズ６０の光学機能部６１の外周のフランジ部６３に、ランナーＥ１及びゲートＥ２に対応する部分が一体的に形成されているが、後のゲートカット工程でゲートＥ２に対応する部分が切断されることにより、対物レンズ６０が成形されていた。
【０００３】
金型４０の入射面形成部４２は、対物レンズ６０の入射面６１を形成し、金型５０の出射面形成部５１は、対物レンズ６０の出射面６２を形成し、金型４０，５０のフランジ形成部４３，５２は、対物レンズ６０のフランジ６３を形成する。入射面６１には、入射面形成部４２によりレンズ面、回折輪帯構造等の光学機能面が設けられる。
【０００４】
また、従来、レーザ光を情報記録面に集光させて情報を記録及び再生するＣＤ（Compact Disc）があるが、近年、ＣＤよりも波長の短いレーザ光を用いて情報の記録密度の高いＤＶＤ（Digital Video Disc）が実施され、更に波長の短い青色レーザ光を用いて更に記録密度の高い記録媒体が近い将来に実現されようとしている。よって、記録媒体に情報を記録及び再生する光ピックアップ装置において、記録媒体の情報記録面にレーザ光を集光させるための光学素子である対物レンズは、記録密度を高めるため集光スポットを小さくする必要があり、そのため対物レンズに像側（記録媒体側）の高い開口数（ＮＡ）が要求されている。高い開口数の対物レンズは、レーザ光源から出射されたレーザ光の入射面に高い曲率を有する。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−２００６３８号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の金型による光学素子成形方法では、入射面を有する対物レンズを成形する場合に、溶融樹脂の射出時に入射面形成部に空気だまりができる可能性が大きくなるという問題があった。空気だまりができた対物レンズは、本来の光学機能が低下する。また、成形された対物レンズの金型からの離型には強い力が必要であるためその離型が困難であり、また、その強い力による離型により入射面に傷がついたり変形しやすいという問題があった。傷ができたり変形された対物レンズは、本来の光学機能が低下する。
【０００７】
これらの問題は、対物レンズが高い開口数を有する場合に顕著となる。高い開口数のレンズは入射面形成部が深くなり、溶融樹脂射出時にこの部分に空気だまりができやすく、その空気が取り除かれにくくなるからである。例えば、図１７においては、金型４０，５０の間の溝Ｅ４から溶融樹脂射出時の空気を排気する構成となり、高い開口数の入射面６１を有する入射面形成面４２が深くなり、入射面形成面４２の奥の中心部４４に空気だまりができた場合に、その空気は溝Ｅ４から更に排気されにくくなる。
【０００８】
また、高い開口数の入射面を形成する深い入射面形成部から成形品を離型するには、金型と成形品との接触面積がより大きくなるのでより強い力が必要となり、離型時に成形品により傷つけたり変形をより起こしやすくなる。例えば、図１７において、高い開口数の入射面６１を有する入射面形成面４２が深くなり、成形品の対物レンズ６０を離型するのにより大きな力が必要となり、その離型時に入射面６１に、傷をつけたり変形してしまう可能性がより多くあった。
【０００９】
更に、図１７に示すように、入射面６１の外周に一位置に設けられたランナーＥ１とゲートＥ２とから樹脂を射出するので、充填された樹脂の凝固はゲートＥ２を基準としてなされるので、成形品には円状の入射面６１の中心から見て偏りが形成されて、その偏りは、非点収差やコマ収差等の原因となってしまうという問題があった。以上の問題は、対物レンズに限るものではなく、他の光学素子の成形においても同様の問題が起こり得る。非点収差やコマ収差等が形成された対物レンズは、本来の光学機能が低下する。
【００１０】
本発明の課題は、射出成形される光学素子の光学機能の低下を防ぐことである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、
金型に溶融材料を射出して光学機能部を有する光学素子を成形して製造する光学素子製造方法において、
前記金型は、光学素子に前記光学機能部を形成する機能を有するとともに、型開きした際の状態では、成形された光学素子が残る第１の金型部と、型開きした際に、成形された光学素子が離型される第２の金型部とを備え、
前記第１の金型部は、前記光学機能部の光軸に対応する位置又はその近傍に設けられ且つ前記第１の金型の外部まで貫通されていない脱気穴と、光学素子を突き出す突き出し部とを備え、
前記脱気穴から前記金型内の空気が脱気されつつ前記金型へ溶融材料を射出し、
成形された光学素子から前記第２の金型部を離型して型開きし、
前記第２の金型部が離型された光学素子を前記突き出し部により突き出して、光学素子から前記第１の金型部を離型することを特徴とする。
【００１５】
請求項２記載の発明は、請求項１に記載の発明において、
前記脱気穴の断面積は、０．１３［ｍｍ2］以内であることを特徴とする。
【００２２】
請求項１２記載の発明は、
溶融材料が射出されて光学機能部を有する光学素子を成形して製造する光学素子製造用金型において、
光学素子の光学機能部を形成する機能を有するとともに、型開きした際の状態では、成形された光学素子が残る第１の金型部と、
型開きした際に、成形された光学素子が離型される第２の金型部とを備え、
前記第１の金型部は、前記金型へ溶融材料を射出する際に前記金型内の空気が脱気されるように、前記光学機能部の光軸に対応する位置又はその近傍に設けられ且つ前記第１の金型部の外部まで貫通されていない脱気穴と、型開きした際に前記第２の金型部が離型された光学素子を突き出す突き出し部とを備えたことを特徴とする。
【００２３】
請求項１又は３記載の発明によれば、第１の金型部において光学素子の光学機能部の光軸に対応する位置又はその近傍に脱気穴が設けられ、脱気穴が第１の金型部の内部に設けられ外部まで貫通されていなく、金型への溶融材料の射出の際に金型内の空気を脱気穴内に脱気するので、成形される光学素子に空気が残りその光学素子の光学機能が低下することを防いで、また、成形された光学素子を第２の金型部から離型し、その光学素子を突き出し部により突き出し、脱気穴が設けられることにより成形された光学素子と第１の金型部との接触面積が減るという効果と脱気穴から空気が流入して光学素子と第１の金型部との間が真空状態にならないという効果とにより、その離型の際に光学素子から第１の金型部を容易に離型するので、光学素子から金型を容易に離型して光学素子の変形又は光学機能部に傷をつけることを防ぎ、射出成形における光学素子の光学機能の低下を防ぐことができる。
【００３０】
請求項４記載の発明は、請求項３記載の発明において、
前記脱気穴の断面積は、０．１３［ｍｍ2］以内であることを特徴とする。
【００３１】
請求項２又は４記載の発明によれば、脱気穴の断面積を０．１３［ｍｍ2］以内にするので、金型への溶融材料の射出の際に脱気穴の空気の通りを良くしつつ溶融材料が脱気穴に侵入することを防ぐ。
【００４４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の第１、第２、第３及び第４の実施の形態を順に説明する。
【００４５】
（第１の実施の形態）
図１〜図５を参照して本実施の形態を説明する。図１は、金型１０ａ，２０ａの断面を示す図であり、図２は、金型１０ａ，２０ａに射出された対物レンズ３０ａの断面を示す図であり、図３は、金型２０ａが離型された対物レンズ３０ａの断面を示す図であり、図４は、突き出し部１１ａに突き出された対物レンズ３０ａの断面を示す図であり、図５は、対物レンズ３０ａの入射面３１ａを示す図である。
【００４６】
先ず、本実施の形態の装置の特徴を図１、図２を参照して説明する。本実施の形態の光学素子の一例である対物レンズ３０ａは、情報の記録密度が高い情報記録媒体である高密度ＤＶＤ等の情報記録面上の情報を記録又は再生する光ピックアップ装置に設けられ、レーザ光を高密度ＤＶＤ等の情報記録面に集光するための対物レンズであるものとする。対物レンズ３０ａの像側（記録媒体側）の開口数（ＮＡ）は０．８であり、曲率が大きく、対物レンズ３０ａにおけるレーザ光の入射面３１ａを形成する入射面形成部１２ａも深くなる。開口数（ＮＡ）は０．８に限られるものではなく、例えばＮＡが０．８以上の高い曲率の対物レンズを用いる場合も考えられる。
【００４７】
対物レンズ３０ａは、入射面３１ａと、前記レーザ光の像側の出射面３２ａと、光ピックアップ装置に取り付けるためのフランジ３３ａとから形成される。図１に示すように、金型１０ａ（第１の金型部）には、入射面３１ａを形成する入射面形成部１２ａと、フランジ３３ａを形成するためのフランジ形成部１３ａとが設けられ、金型２０ａ（第２の金型部）には、出射面３２ａを形成する出射面形成部２１ａと、フランジ３３ａを形成するためのフランジ形成部２２ａとが設けられ、金型１０ａ及び２０ａにより、溶融樹脂の導入路であるランナーＡ１と、溶融樹脂の導入口であるゲートＡ２とが設けられる。
【００４８】
対物レンズ３０ａの材料は、プラスチック等の透明な樹脂であり、その樹脂を加熱して溶融し、キャビティＡ３にその溶融樹脂を射出して冷却により凝固させて対物レンズ３０ａを射出成形する。キャビティＡ３は、入射面形成部１２ａと、フランジ形成部１３ａと、出射面形成部２１ａと、フランジ形成部２２ａとからなる。
【００４９】
また、金型１０ａには、対物レンズ３０ａの入射面３１ａのほぼ中央部分（対物レンズ３０ａの光学機能面の光軸に対応する位置）に脱気穴１４ａが設けられる。脱気穴１４ａは、金型１０ａ中を貫通され、断面が円状で直径約０．２［ｍｍ］、面積約０．１３［ｍｍ2］の穴である。この大きさは、キャビティＡ３内の空気を脱気する際の空気の通りをよくするのに適していて且つ溶融樹脂が脱気穴１４ａ内に侵入しないように調整されおり、この条件を満たす大きさなら他の大きさでもよく、また、脱気穴１４ａの断面形状は円状に限るものではなく、三角形、多角形等の他の形状でもよい。また、図示しないが、溶融樹脂を射出する射出装置と、空気を吸気する吸気装置（吸気手段）と、圧縮空気を噴射するコンプレッサ（噴射手段）とが設けられる。
【００５０】
次に、本実施の形態において、光学素子の一例である対物レンズ３０ａを射出成形して製造する方法を説明する。先ず、図１に示すように、金型１０ａ及び２０ａを合せてランナーＡ１、ゲートＡ２及びキャビティＡ３を形成する。また、脱気穴１４ａには吸気装置が接続される。
【００５１】
そして、図示しないスプルーを介して射出装置から溶融樹脂を射出する工程に入る。スプルーはランナーＡ１及び射出装置に接続され、図２に示すように、射出装置から射出された溶融樹脂は、スプルー、ランナーＡ１、ゲートＡ２を順に介してキャビティＡ３内に射出される。それと同時に、キャビティＡ３内に残留している空気は、吸気手段により脱気穴１４ａから吸気されるので、深い入射面形成部１２ａにおいても、中心部３４ａ付近に空気だまりが発生することを防ぎ入射面３１ａを精度良く転写することができる。
【００５２】
金型１０ａ，２０ａに射出された溶融樹脂が冷却により凝固し対物レンズ３０ａが成形された後、離型の工程に入る。このとき、脱気穴１４ａには、コンプレッサが接続される。先ず、図３に示すように、金型１０ａを移動して、凝固した対物レンズ３０ａから金型２０ａを離型させる。これにより、出射面３２ａ及び出射面側のフランジ３３ａが離型される。そして、図４に示すように、金型１０ａから突き出し部１１ａを突き出して、入射面側のフランジ３３ａを離型する。
【００５３】
そして、コンプレッサから脱気穴１４ａを介して圧縮空気を噴射し、その圧縮空気の勢いで入射面３１ａを離型する。入射面形成部１２ａは深く、入射面３１ａとの接触面積が大きいにもかかわらず、強い力も必要なく容易に対物レンズ３０ａを突き出し部１１ａから離型することができる。特に、圧縮空気により入射面３１ａが押されるので、フランジ３３ａ等を無理に引っ張って、入射面３１ａが金型１０ａに引っ掛かってその光学機能面に傷をつけたり、対物レンズ３０ａを変形させることもない。
【００５４】
最後に、ランナーＡ１及びゲートＡ２において成形された不必要な成形部分を例えばゲートＡ２に対応する位置で切断することにより、対物レンズ３０ａが完成する。
【００５５】
図５に示すように、対物レンズ３０ａの入射面３１ａには、入射面形成部１２ａにより、レンズ面や、輪帯回折構造、階段状位相差付与構造等の光学機能面が自在に形成可能である。しかし、対物レンズ３０ａの入射面の中央部３４ａには、入射面形成部が接触せず、光学機能が形成されないこととなる。
【００５６】
しかし、光ピックアップ装置のレーザ光の入射瞳の面積を基準として、対物レンズ上の約１６％以下の面積割合の部分に光学機能面が実現できなくても、記録媒体の情報記録面上の情報の記録及び再生が可能であり、中央部３４ａの断面積（脱気穴１４ａの断面積）は、この条件も満たしており、総じて、キャビティ内の空気を脱気するのに適して且つ溶融樹脂の脱気穴１４ａへの侵入を防ぎ且つ光学機能を実現することを妨げない。もちろん、成形後に中央部３４ａをバイト等で削ったり研磨したりして、中央部３４ａに光学機能面を形成する構成でもよい。
【００５７】
よって、本実施の形態によれば、入射面形成部１２ａのほぼ中央部分（光軸に対応する位置）に脱気穴１４ａが設けられ、キャビティＡ３への溶融樹脂の射出の際にキャビティＡ３内の空気を脱気するので、キャビティＡ３内の空気だまりの発生による対物レンズ３０ａ内に空気が残り対物レンズ３０ａの光学機能が低下することを防ぎ、成形された対物レンズ３０ａを金型２０ａから離型し、突き出し部１１ａにより対物レンズ３０ａを金型１０ａから突き出して、その離型の際に脱気穴１４ａ内の空気により対物レンズ３０ａを金型１０ａから容易に離型でき、離型時における対物レンズ３０ａの変形又は光学機能面に傷をつけることを防ぎ、射出成形における対物レンズ３０ａの光学機能の低下を防ぐことができる。
【００５８】
また、脱気穴１４ａからキャビティＡ３内の残留空気を吸気するので、対物レンズ３０ａ内に空気が残り対物レンズ３０ａの光学機能が低下することをより効果的に防ぎ、また、離型時に脱気穴１４ａから圧縮空気を噴射するので、対物レンズ３０ａをより容易に金型１０ａから離型でき、離型時における対物レンズ３０ａの変形又は光学機能面に傷をつけることをより効果的に防ぎ、射出成形における対物レンズ３０ａの光学機能の低下を防ぐことができる。
【００５９】
なお、本実施の形態では、金型１０ａを内部から外部まで貫通する脱気穴１４ａが設けられる構成であったが、金型１０ａの内部に設けられ外部まで貫通しない脱気穴が設けられる構成でもよい。この場合、貫通しない脱気穴には、吸気装置やコンプレッサは接続できなく、吸気や圧縮空気の噴出はできないが、キャビティＡ３内の残留空気は、従来のように２つの金型１０ａ，２０ａの間に形成された隙間の溝から脱気され、更に脱気穴にある程度の空気が脱気されるので、対物レンズ３０ａの入射面側の中央部に空気だまりが発生し、成形される対物レンズ３０ａに空気が残り対物レンズ３０ａの光学機能が低下することを防いで、また、貫通しない脱気穴により対物レンズ３０ａと金型１０ａとの接触面積が減るので、対物レンズ３０ａから金型を容易に離型して対物レンズ３０ａの変形又は光学機能部に傷をつけることを防ぎ、射出成形における対物レンズ３０ａの光学機能の低下を防ぐことができる。
【００６０】
また、もちろん、金型１０ａを内部から外部まで貫通する脱気穴１４ａが設けられるが、その脱気穴１４ａに吸気装置やコンプレッサが接続されない場合も同様にして、脱気穴１４ａから空気が脱気されるので、対物レンズ３０ａの入射面側の中央部に空気だまりが発生し、成形される対物レンズ３０ａに空気が残り対物レンズ３０ａの光学機能が低下することを防いで、また、脱気穴１４ａにより対物レンズ３０ａと金型１０ａとの接触面積が減るという効果と脱気穴１４ａから空気が流入して対物レンズ３０ａと金型１０ａとの間が真空状態にならないという効果とにより、対物レンズ３０ａから金型を容易に離型して対物レンズ３０ａの変形又は光学機能部に傷をつけることを防ぎ、射出成形における対物レンズ３０ａの光学機能の低下を防ぐことができる。
【００６１】
（第２の実施の形態）
図６〜図１０を参照して本実施の形態を説明する。図６は、金型１０ｂ，２０ｂに射出された対物レンズ３０ｂの断面を示す図であり、図７は、金型２０ｂが離型され突き出し部１１ｂ，１４ｂに突き出された対物レンズ３０ｂの断面を示す図であり、図８は、金型２０ｂが離型され突き出し部１１ｂ，１４ｂに突き出された後、更に突き出し部１４ｂに突き出された対物レンズ３０ｂの断面を示す図であり、図９は、金型２０ｂが離型され突き出し部１４ｂに突き出された対物レンズ３０ｂの断面を示す図であり、図１０は、対物レンズ３０ｂの入射面３１ｂを示す図である。本実施の形態は、第１の実施の形態と同様の構成部分があり、重複する説明を避けるため第１の実施の形態と異なる部分について説明する。これに関して、後述する第３及び第４の実施も第１の実施の形態と同様の構成部分があるので、同様に異なる部分について説明する。
【００６２】
本実施の形態の装置において、図６に示すように、金型１０ｂは、第１の実施の形態と同様に、突き出し部１１ｂ（第２の突き出し部）と、入射面形成部１２ｂと、フランジ形成部１３ｂとが設けられ、突き出し部１１ｂのほぼ中央部分（対物レンズ３０ｂの光学機能面の光軸に対応する位置）に更に径の小さな棒状の突き出し部１４ｂ（第１の突き出し部）が設けられている。金型２０ｂは、第１の実施の形態と同様に、出射面形成部２１ｂと、フランジ形成部２２ｂとが設けられ、同様に金型１０ｂ，２０ｂにより、ランナーＢ１とゲートＢ２とが設けられ、金型１０ｂと金型２０ｂとの間に溝Ｂ４が形成されている。
【００６３】
対物レンズ３０ｂは、第１の実施の形態と同様に、入射面３１ｂと、出射面３２ｂと、フランジ３３ｂと、突き出し部１４ｂとの接触部分である中央部３４ｂとが設けられている。また、キャビティＢ３は、入射面形成部１２ｂと、出射面形成部２１ｂと、フランジ形成部１３ｂ，２２ｂとから形成される。
【００６４】
突き出し部１１ｂには、その先端に、対物レンズ３０ｂの中央部３４ｂと接触する突き出し面１５（光学機能形成部）が設けられている。突き出し面１５には、出射成形時に入射面形成部１２ｂが入射面３１ｂに光学機能面を形成するのと同様に、出射成形時に中央部３４ｂに光学機能面を形成するための加工が施されている。
【００６５】
次に、本実施の形態において、対物レンズ３０ｂを射出成形して製造する方法を説明する。先ず、図６に示すように、金型１０ｂ及び２０ｂを合せてランナーＢ１、ゲートＢ２、キャビティＢ３及び溝Ｂ４を形成する。
【００６６】
そして、図示しないスプルーを介して図示しない射出装置から溶融樹脂を射出する工程に入る。スプルーはランナーＢ１と射出装置とに接続され、射出装置から射出された溶融樹脂は、スプルー、ランナーＢ１、ゲートＢ２を順に介してキャビティＢ３内に射出される。キャビティＢ３内に残留している空気は、溝Ｂ４から排気される。
【００６７】
そして、金型１０ｂ，２０ｂに射出された溶融樹脂が冷却により凝固し対物レンズ３０ｂが成形された後、離型の工程に入る。先ず、金型１０ｂを移動して、凝固した対物レンズ３０ｂから金型２０ｂを離型させる。これにより、出射面３２ｂ及び出射面側のフランジ３３ｂが離型される。そして、図７に示すように、金型１０ｂから突き出し部１１ｂ，１４ｂを同時に突き出して、入射面側のフランジ３３ｂを離型する。
【００６８】
そして、図８に示すように、金型１０ｂから突き出し部１４ｂを更に突き出して、突き出し部１１ｂに残された入射面３１ｂを離型する。入射面形成部１２ｂは深く、入射面３１ｂとの接触面積が大きいにもかかわらず、その後、強い力も必要なく容易に対物レンズ３０ｂを突き出し部１４ｂから離型することができる。
【００６９】
最後に、ランナーＢ１及びゲートＢ２において成形された不必要な成形部分を例えばゲートＢ２に対応する位置で切断することにより、対物レンズ３０ｂの成形が完了する。
【００７０】
次に、本実施の形態において、対物レンズ３０ｂを射出成形して製造するもう一つの方法を説明する。先ず、対物レンズ３０ｂから金型２０ｂを離型させるまでの工程は、上記の射出成形方法と同様である。そして、図９に示すように、金型１０ｂから突き出し部１４ｂのみを突き出して、フランジ３３ｂと入射面３１ｂとを一気に離型する。その後、強い力も必要なく容易に対物レンズ３０ｂを突き出し部１４ｂから離型することができ、ランナーＢ１及びゲートＢ２において成形された不必要な成形部分を例えばゲートＢ２に対応する位置で切断する。
【００７１】
図１０に示すように、本実施の形態の上記２つの射出成形方法のいずれにおいても、入射面形成部１２ｂにより入射面３１ｂに光学機能面が形成され、対物レンズ３０ｂの入射側の中央部３４ｂには、突き出し面１５により光学機能面が形成されるので、突き出し部１４ｂの断面積に特に制限はない。しかし、突き出し面１５に中央部３４ｂの光学機能面を形成させる加工がなされていない構成をとる場合には、第１の実施の形態で説明したように、光ピックアップ装置のレーザ光源からのレーザ光の入射瞳の面積を基準として、突き出し面１５の面積割合を約１６％以下に設定することが好ましい。
【００７２】
これは、以下の理由による。対物レンズ３０ｂの入射面３１ｂの中央部３４ｂに、このように光学機能が形成されていない場合、中央部３４ｂに入射するレーザ光は集光スポットの形成に寄与しない不要光となる。従って、光学機能が形成されない中央部３４ｂを有する対物レンズ３０ｂは、入射面の中央部でレーザ光の吸収が大きく周辺に行くに従って吸収が小さくなる振幅フィルタ（いわゆる超解像フィルタ）が入射瞳面に設けられたレンズと同様の状態となる。かかる場合、対物レンズ３０ｂによる集光スポットのＩ１（回折像の中心強度）は、超解像現象により、中央部に光学機能が形成された対物レンズによる集光スポットの強度Ｉ２に比して弱くなる。対物レンズ３０ｂが、回折限界レンズとして機能するためには、強度Ｉ１が強度Ｉ２の８０％以上であることが好ましい。実際に作製されたレンズは製造誤差により収差が残存するので、強度Ｉ１が強度Ｉ２の８０％以上であることがより好ましい。よって、特に対物レンズ３０ｂの開口数が０．８以上に高められる場合、強度Ｉ１が強度Ｉ２の８０％以上となるためには、入射面３１ｂの面積（入射瞳面の面積）に対する中央部３４ｂの面積の割合は、１６％以下であることが好ましい。
【００７３】
よって、本実施の形態によれば、入射面形成部１２ｂのほぼ中央部分（光軸に対応する位置）に突き出し部１４ｂが設けられ、キャビティＢ３へ溶融樹脂を射出し、成形された対物レンズ３０ｂを金型２０ｂから離型し、その対物レンズ３０ｂを突き出し部１４ｂにより突き出して金型１０ｂを離型するので、対物レンズ３０ｂを容易に離型でき、離型時における対物レンズ３０ｂの変形又は光学機能面に傷をつけることを防ぎ、また、突き出し部１４ｂは入射面１２ｂの光学機能部に比べて小さい断面積を有するので、突き出し部１４ｂと成形される対物レンズ３０ｂとの接触による対物レンズ３０ｂの光学機能の低下を少なくすることができる。また、突き出し面１５ｂには光学機能面形成のための加工がされ、光学機能面が形成された中央部３４ｂを形成するので、中央部３４ｂにも光学機能面が形成され、射出成形における対物レンズ３０ｂの光学機能の低下を防ぐことができる。
【００７４】
また、対物レンズ３０ｂを、突き出し部１１ｂ，１４ｂにより突き出し更に突き出し部１４ｂで突き出す２段階の突き出しにより金型１０ｂを離型する場合は、対物レンズ３０ｂと金型１０ｂとの接触面積を段階的に減らすので、対物レンズ３０ｂをより容易に離型でき、離型時における対物レンズ３０ｂの変形又は光学機能面に傷をつけることをより効果的に防ぐことができる。
【００７５】
（第３の実施の形態）
図１１〜図１３を参照して本実施の形態を説明する。図１１は、金型１０ｃ，２０ｃに射出された対物レンズ３０ｃの断面を示す図であり、図１２は、金型１０ｃ，２０ｃが離型された対物レンズ３０ｃの断面を示す図であり、図１３は、対物レンズ３０ｃの入射面３１ｃを示す図である。
【００７６】
本実施の形態の装置において、図１１に示すように、金型１０ｃは、第１の実施の形態と同様に、突き出し部１１ｃと、入射面形成部１２ｃと、フランジ形成部１３ｃとが設けられ、対物レンズ３０ｃの入射面３１ｃのほぼ中央部分（対物レンズ３０ｃの光学機能面の光軸に対応する位置）に、溶融樹脂の導入口であるゲート１４ｃ（射出穴）が設けられている。金型２０ｃは、第１の実施の形態と同様に、出射面形成部２１ｃと、フランジ形成部２２ｃとが設けられている。また、金型１０ｃ，２０ｃの間に溝Ｃ１，Ｃ２が設けられている。対物レンズ３０ｃは、第１の実施の形態と同様に、入射面３１ｃと、出射面３２ｃと、フランジ３３ｃとが設けられている。また、キャビティＣ３は、入射面形成部１２ｃと、出射面形成部２１ｃと、フランジ形成部１３ｃ，２２ｃとから形成される。
【００７７】
ゲート１４ｃには、図示しないが、溶融樹脂の導入路であるランナーが接続され、そのランナーには、溶融樹脂を介するスプルーが接続され、そのスプルーには、溶融樹脂を射出する射出装置が接続されている。
【００７８】
次に、本実施の形態において、対物レンズ３０ｂを射出成形して製造する方法を説明する。先ず、図１１に示すように、金型１０ｃ及び２０ｃを併せてゲート１４ｃ及びキャビティＣ３を形成する。
【００７９】
そして、図示しないスプルーを介して射出装置から溶融樹脂を射出する。射出された溶融樹脂は、図示しないランナー及びゲート１４ｃを順に介してキャビティＣ３内に射出される。キャビティＣ３内に残留している空気は、金型１０ｃ，２０ｃの間の溝Ｃ１，Ｃ２から排気される。
【００８０】
ゲート１４ｃは、入射面形成部１２ｃのほぼ中央に位置するので、図１３に示すように、溶融樹脂は、対物レンズ３０ｃの中央から放射状にキャビティＣ３内に射出されて冷却により凝固する。よって、溶融樹脂の転写速度及び収縮速度の偏りによるコマ収差や非点収差等の発生を防ぎ、中央部３４ｃを中心（光軸を中心）として軸対称に均一な対物レンズ３０ｃが成形される。そして、入射面形成部１２ｃにより入射面３１ｃに光学機能面が形成される。
【００８１】
そして、金型１０ｃ，２０ｃに射出された溶融樹脂が冷却により凝固し対物レンズ３０ｃが成形された後、離型の工程に入る。先ず、金型１０ｃを移動して、凝固した対物レンズ３０ｃから金型２０ｃを離型させる。これにより、出射面３２ｃ及び出射面側のフランジ３３ｃが離型される。そして、図示しないランナー等に成形されている樹脂部分を切断する。これによって、入射面側の中央部３４ｃのランナー側の固定が解かれる。そして、金型１０ｃから突き出し部１１ｃを突き出して、入射面側のフランジ３３ｃを離型する。
【００８２】
そして、図１２に示すように、棒状の中央部３４ｃを対物レンズ３０ｃ側に突き出し、入射面３１ｃを離型する。入射面形成部１２ｃは深く、入射面３１ｃとの接触面積が大きいにもかかわらず、容易に対物レンズ３０ｃを離型することができる。最後に、中央部３４ｃを所定の切断部Ｃ４において切断する。切断部Ｃ４を、入射面３１ｃからある程度離れた部分にすると、その切断時に入射面３１ｃを傷つける可能性が低くなり好ましい。
【００８３】
中央部３４ｃには、光学機能面が形成されないので、ゲート１４ｃの断面積は、第１及び第２の実施の形態で説明したように、光ピックアップ装置のレーザ光源からのレーザ光の入射瞳の面積を基準として、ゲート１４ｃの断面積割合を約１６％以下に設定すればいい。しかし、ゲート１４ｃの断面積を小さくすればするほど溶融樹脂の射出効率が下がってしまい、溶融樹脂の射出に時間がかかってしまう。また、ゲート１４ｃの断面積を大きくすればするほど、ゲート１４ｃに成形される不要な樹脂部分が多くなり、樹脂の無駄も多くなる。これらの点を考慮して、ゲート１４ｃの断面積を適切な値にすることが好ましい。
【００８４】
よって、本実施の形態によれば、溶融樹脂を射出するゲート１４ｃが、入射面形成部１２ｃのほぼ中央部分（光軸に対応する位置）に設けられ、ゲート１４ｃからキャビティＣ３へ溶融樹脂を射出するので、入射面３１ｃの光軸を中心として軸対称で均一に転写及び収縮された対物レンズ３０ｃを成形し、その対物レンズ３０ｃの使用時のコマ収差又は非点収差の発生を防ぎ、射出成形における対物レンズ３０ｃの光学機能の低下を防ぐことができる。また、第１の実施の形態と同様に、キャビティＣ３へ溶融樹脂を射出し、成形された対物レンズ３０ｃを金型２０ｄから離型し、その対物レンズ３０ｃを突き出し部１１ｃにより突き出して金型１０ｃを容易に離型して、対物レンズ３０ｃの変形又は光学機能部に傷をつけることを防ぐことができる。
【００８５】
なお、本実施の形態では、対物レンズ３０ｃの離型の際に、金型２０ｃが離型された対物レンズ３０ｃに中央部３４ｃを突き出して一気に離型しているが、これに限るものではなく、金型２０ｃが離型された対物レンズ３０ｃを先ず突き出し部１１ｃを突き出して、フランジ３３ｃを離型し、突き出し部１１ｃに残った対物レンズ３０ｃに中央部３４ｃを突き出して入射面３１ｃを離型してもよい。この場合、対物レンズ３０ｃと金型１０ｃとの接触面積を段階的に減らすので、対物レンズ３０ｂをより容易に離型でき、離型時における対物レンズ３０ｂの変形又は光学機能面に傷をつけることをより効果的に防ぐことができる。
【００８６】
（第４の実施の形態）
図１４〜図１６を参照して本実施の形態を説明する。図１４は、金型１０ｄ，２０ｄに射出された対物レンズ３０ｄの断面を示す図であり、図１５は、金型１０ｄ１，１０ｄ２，２０ｄが離型された対物レンズ３０ｄの断面を示す図であり、図１６は、対物レンズ３０ｄの入射面３１ｄを示す図である。
【００８７】
本実施の形態の装置において、図１４に示すように、金型１０ｄは、図１４上で上下に分割可能な分割部１０ｄ１，１０ｄ２と、同じく分割部１０１，１０２の内側で上下に分割可能な分割部１１ｄ１，１１ｄ２とが設けられている。第１の実施の形態と同様に、分割部１１ｄ１，１１ｄ２には入射面形成部１２ｄが設けられ、分割部１０ｄ１，１０ｄ２にはフランジ形成部１３ｄが設けられている。また、分割部１０ｄ１及び１１ｄ１、分割部１０ｄ２及び１１ｄ２はそれぞれ一体に上下に分割され、その分割の境界の分割部１０ｄ１，１０ｄ２，１１ｄ１，１１ｄ２による上下の分割の境界には、溝１４ｄが設けられる。溝１４ｄは、対物レンズ３０ｄの入射面３１ｄのほぼ中央部分（対物レンズ３０ｄの光学機能面の光軸に対応する位置）を通るものとする。
【００８８】
金型２０ｄは、第１の実施の形態と同様に、出射面形成部２１ｄと、フランジ形成部２２ｄとが設けられている。金型１０ｄ，２０ｄにより、ゲートＤ１及びキャビティＤ３とが形成されており、金型１０ｄ（分割部１０ｄ１）と金型２０ｄとの間に溝Ｄ２が形成されている。対物レンズ３０ｄは、第１の実施の形態と同様に、入射面３１ｄと、出射面３２ｄと、フランジ３３ｄとが設けられ、また、溝１４ｄに対応する部分に境界線部３４ｄが設けられる。また、キャビティＤ３は、入射面形成部１２ｄと、出射面形成部２１ｄと、フランジ形成部１３ｄ，２２ｄとから形成される。
【００８９】
次に、本実施の形態において、対物レンズ３０ｄを射出成形して製造する方法を説明する。先ず、図１４に示すように、金型１０ｄ及び２０ｄを合せてゲートＤ１、溝Ｄ２及びキャビティＤ３を形成する。
【００９０】
そして、図示しないスプルーを介して射出装置から溶融樹脂を射出する工程に入る。スプルーは図示しないランナーに接続され、射出された溶融樹脂は、ゲートＤ１を介してキャビティＤ３内に射出される。キャビティＤ３内に残留している空気は、溝１４ｄ，Ｄ２から排気される。
【００９１】
そして、金型１０ｄ，２０ｄに射出された溶融樹脂が冷却により凝固し対物レンズ３０ｄが成形された後、離型の工程に入る。先ず、金型１０ｄを移動して、凝固した対物レンズ３０ｄから金型２０ｄを離型させる。これにより、出射面３２ｄ及び出射面側のフランジ３３ｄが離型される。
【００９２】
そして、図１５に示すように、分割部１０ｄ１，１１ｄ１を図上の上に移動し、分割部１０ｄ２，１１ｄ２を図上の下に移動して金型１０ｄを上下に分割する。この上下の分割は、入射面３１ｄの光軸と垂直方向である。この上下の分割により、入射面３１ｄ、入射面側のフランジ３３ｄ及び境界線部３４ｄを一気に離型する。入射面形成部１２ｄは深く、入射面３１ｄとの接触面積が大きいにもかかわらず、強い力も必要なく容易に対物レンズ３０ｄを離型することができる。
【００９３】
最後に、ゲートＤ１において成形された不必要な成形部分を例えばゲートＤ１に対応する位置で切断することにより、対物レンズ３０ｄの成形が完了する。
【００９４】
図１６に示すように、本実施の形態の射出成形方法においても、入射面形成部１２ｄにより入射面３ｄに光学機能面が形成され、対物レンズ３０ｄの入射側の境界線部３４ｄには、光学機能面が形成されないので、溝１４ｄの幅は、例えば、約０．０１〜０．０２［ｍｍ］の細い線であることが好ましい。この場合に、光学機能面が形成されない領域である境界線部３４ｄを狭くして、対物レンズ３０ｄの光学機能の低下に寄与する影響を少なくし、またキャビティＤ３内の空気を溝１４ｄ内に脱気しつつ出射成形時に溶融樹脂が溝１４ｄに侵入することを防ぐことができる。
【００９５】
よって、本実施の形態によれば、キャビティＤ３へ溶融樹脂を射出し、キャビティＤ３内の空気を溝１４ｄ内に脱気して、成形される対物レンズ３０ｄに空気が残り対物レンズ３０ｄの光学機能が低下することを防いで、成形された対物レンズ３ｄを金型２０ｄから離型し、対物レンズ３０ｄの光軸に直行する線を境界として金型１０ｄを光軸と垂直方向に分割させて対物レンズ３０ｄを離型するので、容易に金型１０ｄを対物レンズ３０ｄから離型でき、対物レンズ３０ｄの変形又は光学機能面に傷を付けることを防ぎ、射出成形における対物レンズ３０ｄの光学機能の低下を防ぐことができる。
【００９６】
なお、本実施の形態では、金型１０ｄについて上下それぞれに２つの分割部（１０ｄ１，１１ｄ１）、（１０ｄ２，１１ｄ２）を設ける構成であったが、分割部１０ｄ１と１１ｄ１とを一体に形成し、分割部１０ｄ２と１１ｄ２とを一体に形成する構成でもよい。また、上下２つに分割する構成に限られるものではなく、入射面３０ｄの光軸を通る線を境界として、光軸と垂直方向に金型が２つ以上の分割部に分割される構成でもよい。
【００９７】
なお、第１〜第４の実施の形態においては、プラスチック等の樹脂を対物レンズの材料として使用したが、これに限るものではなく、低融点ガラス等の他の溶融材料を用いる構成でもよい。また、第１〜第４の実施の形態においては、像側の開口率が０．８の対物レンズ３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄを製造する構成であり、像側の開口率が０．８以上の高いレンズの製造により効果的であるが、像側の開口率が０．８未満のレンズの製造に各実施の形態を適用してもよい。
【００９８】
また、第１〜第４の実施の形態においては、光学素子として光ピックアップ装置用の対物レンズについて説明したが、これに限るものではなく、コリメータ、シリンドリカルレンズ、反射ミラー、ハーフミラー及びビームスプリッタ等の他の光学素子にも適用できる。また、カメラ等の他の装置に用いるレンズ等の光学素子にも適用することができる。
【００９９】
また、第１〜第４の実施の形態においては、レーザ光の入射面における光学機能の低下を防ぐ構成について説明したが、これに限るものではなく、入射面及び出射面のいずれか一方又は両方の光学機能の低下を防ぐ構成としてもよい。例えば、第１の実施の形態では、入射面形成部及び出射面形成部のいずれか一方又は両方のほぼ中央部分（光軸に対応する位置）に脱気穴を設けてもよく、第２の実施の形態では、入射面形成部及び出射面形成部のいずれか一方のほぼ中央部分（光軸に対応する位置）に突き出し部を設けてもよく、第３の実施の形態では、入射面形成部及び出射面形成部のいずれか一方又は両方のほぼ中央部分（光軸に対応する位置）にゲートを設けてもよく、第４の実施の形態では、入射面形成部及び出射面形成部のいずれか一方又は両方の光軸を通る線を境界として金型を光軸に垂直方向に分割する構成でもよい。更に、第１〜第４の実施の形態のうちの少なくとも２つ以上を組合せる構成でもよい。
【０１００】
また、第１〜第３の実施の形態においては、脱気穴１４ａ、突き出し部１４ｂ、ゲート１４ｃをそれぞれ金型１０ａ，１０ｂ，１０ｃにおける対物レンズ３０ａ，３０ｂ，３０ｃの光学機能面の光軸に対応した位置に設けているが、対物レンズ３０ａ，３０ｂ，３０ｃの光学機能面の光軸に対応する位置の近傍に設ける構成も考えられる。同様に、第４の実施の形態においては、溝１４ｄを対物レンズ３０ｄの光学機能面の光軸に対応した位置を通るように設けているが、対物レンズ３０ｄの光学機能面の光軸に対応する位置の近傍に設ける構成も考えられる。
【０１０１】
以上、本発明の実施の形態及につき説明したが、本発明は、必ずしも上述した手段及び手法にのみ限定されるものではなく、本発明にいう目的を達成し、本発明にいう効果を有する範囲内において適宜に変更実施が可能なものである。
【０１０２】
【発明の効果】
請求項１又は３記載の発明によれば、第１の金型部において光学素子の光学機能部の光軸に対応する位置又はその近傍に脱気穴が設けられ、脱気穴が第１の金型部の内部に設けられ外部まで貫通されていなく、金型への溶融材料の射出の際に金型内の空気を脱気穴内に脱気するので、成形される光学素子に空気が残りその光学素子の光学機能が低下することを防いで、また、成形された光学素子を第２の金型部から離型し、その光学素子を突き出し部により突き出し、脱気穴が設けられることにより成形された光学素子と第１の金型部との接触面積が減るという効果と脱気穴から空気が流入して光学素子と第１の金型部との間が真空状態にならないという効果とにより、その離型の際に光学素子から第１の金型部を容易に離型するので、光学素子から金型を容易に離型して光学素子の変形又は光学機能部に傷をつけることを防ぎ、射出成形における光学素子の光学機能の低下を防ぐことができる。
【０１０６】
請求項２又は４記載の発明によれば、脱気穴の断面積を０．１３［ｍｍ2］以内にするので、金型への溶融材料の射出の際に脱気穴の空気の通りを良くしつつ溶融材料が脱気穴に侵入することを防ぐ。
【図面の簡単な説明】
【図１】金型１０ａ，２０ａの断面を示す図である。
【図２】金型１０ａ，２０ａに射出された対物レンズ３０ａの断面を示す図である。
【図３】金型２０ａが離型された対物レンズ３０ａの断面を示す図である。
【図４】突き出し部１１ａに突き出された対物レンズ３０ａの断面を示す図である。
【図５】対物レンズ３０ａの入射面３１ａを示す図である。
【図６】金型１０ｂ，２０ｂに射出された対物レンズ３０ｂの断面を示す図である。
【図７】金型２０ｂが離型され突き出し部１１ｂ，１４ｂに突き出された対物レンズ３０ｂの断面を示す図である。
【図８】金型２０ｂが離型され突き出し部１１ｂ，１４ｂに突き出された後、更に突き出し部１４ｂに突き出された対物レンズ３０ｂの断面を示す図である。
【図９】金型２０ｂが離型され突き出し部１４ｂに突き出された対物レンズ３０ｂの断面を示す図である。
【図１０】対物レンズ３０ｂの入射面３１ｂを示す図である。
【図１１】金型１０ｃ，２０ｃに射出された対物レンズ３０ｃの断面を示す図である。
【図１２】金型１０ｃ，２０ｃが離型された対物レンズ３０ｃの断面を示す図である。
【図１３】対物レンズ３０ｃの入射面３１ｃを示す図である。
【図１４】金型１０ｄ，２０ｄに射出された対物レンズ３０ｄの断面を示す図である。
【図１５】金型１０ｄ１，１０ｄ２，２０ｄが離型された対物レンズ３０ｄの断面を示す図である。
【図１６】対物レンズ３０ｄの入射面３１ｄを示す図である。
【図１７】従来の対物レンズの成形を説明する図である。
【符号の説明】
１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ…金型
１１ａ，１１ｂ，１４ｂ，１１ｃ，１１ｄ…突き出し部
１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ…入射面形成部
１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ…フランジ形成部
１４ａ…脱気穴
１４ｃ…ゲート
１４ｄ…溝
１５ｂ…突き出し面
２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ…金型
２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ…出射面形成部
２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ…フランジ形成部
３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄ…対物レンズ
３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄ…入射面
３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄ…出射面
３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３３ｄ…フランジ
３４ａ，３４ｂ，３４ｃ，３４ｄ…中央部
Ａ１，Ｂ１…ランナー
Ａ２，Ｂ２，Ｄ１…ゲート
Ａ３，Ｂ３，Ｃ３，Ｄ３…キャビティ
Ｃ１，Ｃ２，Ｂ４，Ｄ２…溝
Ｃ４…切断部
４０…金型
４１…突き出し部
４２…入射面形成部
４３…フランジ形成部
４４…中央部
５０…金型
５１…出射面形成部
５２…フランジ形成部
６０…対物レンズ
６１…入射面
６２…出射面
６３…フランジ
Ｅ１…ランナー
Ｅ２…ゲート
Ｅ３…キャビティ
Ｅ４…溝
Claims (4)
- 金型に溶融材料を射出して光学機能部を有する光学素子を成形して製造する光学素子製造方法において、
前記金型は、光学素子に前記光学機能部を形成する機能を有するとともに、型開きした際の状態では、成形された光学素子が残る第１の金型部と、型開きした際に、成形された光学素子が離型される第２の金型部とを備え、
前記第１の金型部は、前記光学機能部の光軸に対応する位置又はその近傍に設けられ且つ前記第１の金型の外部まで貫通されていない脱気穴と、光学素子を突き出す突き出し部とを備え、
前記脱気穴から前記金型内の空気が脱気されつつ前記金型へ溶融材料を射出し、
成形された光学素子から前記第２の金型部を離型して型開きし、
前記第２の金型部が離型された光学素子を前記突き出し部により突き出して、光学素子から前記第１の金型部を離型することを特徴とする光学素子製造方法。 - 前記脱気穴の断面積は、０．１３［ｍｍ2］以内であることを特徴とする請求項１に記載の光学素子製造方法。
- 溶融材料が射出されて光学機能部を有する光学素子を成形して製造する光学素子製造用金型において、
光学素子の光学機能部を形成する機能を有するとともに、型開きした際の状態では、成形された光学素子が残る第１の金型部と、
型開きした際に、成形された光学素子が離型される第２の金型部とを備え、
前記第１の金型部は、前記金型へ溶融材料を射出する際に前記金型内の空気が脱気されるように、前記光学機能部の光軸に対応する位置又はその近傍に設けられ且つ前記第１の金型部の外部まで貫通されていない脱気穴と、型開きした際に前記第２の金型部が離型された光学素子を突き出す突き出し部とを備えたことを特徴とする光学素子製造用金型。 - 前記脱気穴の断面積は、０．１３［ｍｍ2］以内であることを特徴とする請求項３に記載の光学素子製造用金型。
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