JP4407148B2 - Optical element manufacturing method and apparatus, and optical element - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する分野】
本発明は、回折パターン等の微細パターンを有するプラスチック製の光学素子の製造方法等に関する。
【0002】
【従来の技術】
プラスチック製の回折レンズの製造装置として、型開き状態において成形品である回折レンズが残る可動金型側に回折構造に対応する型面を設けるとともに、この可動金型に回折レンズを離型するための突き出し機構を設けたものがある。そして、このような製造装置では、この突き出し機構の端面を、回折レンズの回折構造に対応する型面すなわち光学面そのものとしている。これにより、この可動金型から回折レンズを離型する際に、その回折構造の部分を介して成形品が確実に押し出される(例えば、特許文献1、2参照)。
【0003】
【特許文献1】
特開2002−200652号公報
【特許文献2】
特開2002−200654号公報
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記のような製造装置では、▲1▼型開き時に可動側金型内で微小に成形品が離型(1μmくらい)する場合がある。この状態で成形品が冷却収縮して、成形品のエッジが金型の回折エッジと干渉して変形する現象が生じる。
【0004】
▲2▼さらに、成形品の回折エッジが金型の回折エッジとずれた状態で成形品を押し出し離型することで、回折エッジが変形する現象も生じる。
【0005】
上記▲1▼や▲2▼の現象が原因となって、成形品の回折エッジが数μmオーダで異常に変形して回折レンズの光学性能を劣化させる場合があった。
【0006】
そこで、本発明は、型開き及び離型に際して成形品の回折構造などの微細パターンに形状不良が生じにくい光学素子の製造方法及び装置、並びにかかる方法等によって製造される光学素子を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明に係る光学素子の製造方法は、第1型部材と当該第1型部材に対向する第2型部材とによって形成されたキャビティ中に樹脂を充填する工程と、前記キャビティ中の樹脂が所定以上に固化した段階で、前記第1型部材を前記第2型部材に対して相対的に離間させて型開きを行う工程と、前記型開きの工程後に、前記第1型部材側に光学面を避けて設けた突き出し部材を突起させることにより、前記キャビティ中の樹脂から得た成形品を前記第1型部材の光学面から離型させる工程と、離型された前記成形品を前記第1型部材に近接した状態で保持する工程とを備える。
【0008】
上記製造方法では、成形品を前記第1型部材の光学面から離型させるための突き出し部材が前記第1型部材側に光学面を避けて設けられているので、成形品の光学面が離型によって損傷を受けることを防止できる。つまり、離型に際して成形品の光学面と突き出し部材とが直接接触しないので、成形品の光学面が突き出し部材との再当りによって形状不良となることを回避でき、成形品の光学特性が劣化することを防止できる。また、離型された前記成形品を前記第1型部材に近接した状態で一旦保持するので、離型後所望のタイミングで成形品から延びるスプルー等を確実にチャックすることができる。よって、突き出し部材による離型に際して成形品が落下することを簡易・確実に防止することができる。その後は、通常の場合、さらに追加の型開きを行った後、追加の離型を行う。
【0009】
なお、上記型開きの工程で第1及び第2型部材を離間させる距離は、成形品が第1型部材から確実に離型できるように一定以上の幅を有する必要があるが、あまり大きくすると離型までの時間が長くなるため、成形品の収縮量が大きくなるので、成形品の収縮による変形を小さくするように、この距離を小さく設定することが望ましい。
【0010】
また、上記製造方法の具体的な態様では、前記第1型部材の光学面には、微細パターンが設けられている。ここで、「微細パターン」とは、局所的な凹凸形状を含むパターンを意味し、回折パターンや位相差形成パターン等の光路差付与構造のほか、段差を利用して2次元的な照明を行う導光板等も含む。なお、回折パターンとは、光学素子表面、例えばレンズ表面にレリーフを設けて、回折によって光線の角度を変える作用を持たせた形態をいい、位相差形成パターンとは、光学素子表面、例えばレンズ表面に階段形状を設けて、光線に位相差を設ける作用を持たせた形態をいう。以上の製造方法によれば、成形品に形成された微細パターンが離型によって損傷を受けることを防止でき、成形品の回折構造等によって達成されるべき光学特性が劣化することを防止できる。光学面に微細パターンが設けられている場合、型開きの工程後に突き出し部材を突起させるまでの時間は、短いことが望ましいが、成形品が大きく収縮しない程度の遅延時間は許容される。
【0011】
また、上記製造方法の別の具体的な態様では、前記成形品を前記第1型部材の光学面から離型させる際における前記突き出し部材の突き出し量が、前記微細パターンの凹凸量以上である。この場合、離型後に成形品が収縮しても、成形品の微細パターン部分と第1型部材の光学面とが再当たりすることを確実に回避することができる。
【0012】
また、上記製造方法のさらに別の具体的な態様では、離型された前記成形品が、前記第1型部材に浅く嵌合した状態で当該第1型部材に近接して保持される。この場合、第1型部材自体を利用して成形品の離型後取出前においてその脱落を簡易に防止することができる。
【0013】
また、上記製造方法のさらに別の具体的な態様では、前記成形品を前記第1型部材の光学面から離型させる際における前記突き出し部材の突き出し量は、前記第1型部材の成形面において当該突き出し部材の突き出し方向に一様に又は連続的に延在する部位の当該突き出し方向に関する最大長さより小さい。この場合、第1型部材自体に形成された成形面を利用して成形品の離脱を防止できる。なお、「突き出し方向に一様に又は連続的に延在する部位」とは、成形品が例えば回折レンズである場合、その外周のフランジ部の円筒状側面等に対応する。
【0014】
また、上記製造方法のさらに別の具体的な態様では、前記離型の工程後又は工程中に、前記第1型部材を前記第2型部材からさらに離間させて追加型開きを行う工程をさらに備える。この場合、2段階の型開きとなるので、最初の型開きと突き出しで成形品が急冷収縮した際の型との再当りを防止し、追加の型開きによって成形品を取り出す準備ができる。
【0015】
また、上記製造方法のさらに別の具体的な態様では、前記追加型開きの工程の後に、前記突き出し部材をさらに突起させることにより、前記成形品を前記第1型部材の光学面からさらに離間させる追加離型を行う工程をさらに備える。この場合、第1型部材から成形品を分離して外部に取り出すことができる。
【0016】
また、上記製造方法のさらに別の具体的な態様では、初期離型された前記成形品が、前記突き出し部材の支持によって前記第1型部材から分離した状態で近接して保持される。この場合、突き出し部材を利用して成形品の離型後取出前においてその脱落を簡易に防止することができる。
【0017】
また、上記製造方法のさらに別の具体的な態様では、前記初期型開きの工程における型開き距離が、前記成形品を前記第1型部材の光学面から離型させる際における前記突き出し部材の突き出し量より大きい。この場合、離型によって成形品が第2型部材に当たって成形不良が生じることを防止することができる。
【0018】
また、上記製造方法のさらに別の具体的な態様では、前記第1型部材が、可動型であり、前記第2型部材は、固定型である。この場合、可動型側に成形品が残ること、すなわち離型された成形品が第1型部材に近接した状態で保持されることになる。
【0019】
また、本発明に係る光学素子の製造装置は、微細パターンを持つ光学面を設けた第1型部材と、前記第1型部材に対向して配置される第2型部材と、前記第1及び第2型部材によって形成されたキャビティ中に樹脂を充填する樹脂供給手段と、前記第1型部材側に光学面を避けて設けられており前記第1型部材の内面側に突起可能な突き出し部材と、前記第1及び第2型部材を相対的に開閉動作させる開閉機構と、前記突き出し部材を動作させる進退機構と、前記キャビティ中の樹脂が所定以上に固化した段階で、前記開閉機構を動作させて、前記第1型部材を前記第2型部材に対して相対的に離間させて型開きを行うとともに、当該型開きの後に、前記進退機構を動作させて前記突き出し部材を突起させることにより、前記キャビティ中の樹脂から得た成形品を前記第1型部材の光学面から離型させ、離型された前記成形品を前記第1型部材に近接した状態で一旦保持させる制御装置とを備える。
【0020】
上記製造装置では、制御装置が、初期型開きの工程後に進退機構を動作させて、光学面を避けて設けた突き出し部材を突起させることにより、成形品を第1型部材の光学面から離型させるので、第1型部材から成形品を離型する際に、成形品の光学面が突き出し機構に直接接触しない。よって、成形品の光学面が再当りによって形状不良となることを回避でき、成形品の光学特性が劣化することを防止できる。また、初期離型された前記成形品を第1型部材に近接した状態で一旦保持するので、離型後所望のタイミングで成形品から延びるスプルー等を確実にチャックすることができる。よって、突き出し部材による離型に際して成形品が落下することを簡易・確実に防止することができる。
【0021】
また、本発明に係る光学素子は、請求項1乃至請求項10のいずれか一項記載の光学素子の製造方法により形成したものである。この場合、以上の説明からも明らかなように、光学面に形状不良がほとんどない回折レンズ等の良好な光学特性の光学素子を提供することができる。
【0022】
【発明の実施の形態】
〔第1実施形態〕
図1は、第1実施形態に係る光学素子の製造装置の構造を概念的に説明するブロック図である。
【0023】
この製造装置は、固定型12と、可動型14と、温度調節部22と、可動型駆動部24と、ピン駆動部26と、樹脂射出部28と、これらの統括的な制御ための制御装置32とを備える。
【0024】
図2は、固定型12及び可動型14の形状及び構造を説明する縦断面図であり、図3は、可動型14に設けた突き出し部材である突き出しピン16の配置を説明する正面図である。
【0025】
図からも明らかなように、固定型12は、可動型14に対向して滑らかな凹面の光学面12aを有している。光学面12aは、成形品であるプラスチックレンズの一方のレンズ面に対応する。
【0026】
一方、可動型14は、固定型12に対向して回折パターンDPが設けられているとともに全体として凹面になっている光学面14aを有しており、その周囲に、環状の溝14bを有している。光学面14aは、成形品であるプラスチックレンズの他方のレンズ面に対応し、溝14bは、プラスチックレンズの周囲のフランジに対応する。突き出しピン16は、可動型14に設けた環状の溝14bの4箇所に等間隔で配置されている。突き出しピン16が退避位置にあるとき、図2に示すように、突き出しピン16の先端16aは、溝14bの底部とほぼ同じ高さとなる。また、突き出しピン16が動作位置にあるとき、突き出しピン16の先端16aは、溝14bの底部から突起した状態となる。なお、成形品を離型させる距離は、突き出しピン16突出量によって2段階で調節することができ、以下に詳述するが、前段の初期離型では、成形品を初期離型距離だけ溝14b底部から離型し、後段の追加離型では、成形品を追加離型距離だけ溝14b底部から離型する。
【0027】
図4は、図3に示す突き出しピン16の変形例を示す正面図であり、可動型24の中央部214aと周辺部214bとの間に、円筒状の突き出しスリーブ216を設けている。この場合、中央部214aと周辺部214bの相対的な位置を保ったままで、これらに対しスリーブ216を段階的に突出させることで、成形品を初期離型距離あるいは追加離型距離だけ可動型214すなわち中央部214a及び周辺部214bから離型させることができる。
【0028】
図1に戻って、温度調節部22は、ヒータやその制御回路等からなり、成形中における固定型12及び可動型14の温度を調節する。これにより、固定型12及び可動型14によって形成されるキャビティ中に導入された溶融プラスチック材料を固定型12及び可動型14側から所望の速度で冷却することができる。
【0029】
可動型駆動部24は、モータ等の駆動装置からなる開閉機構であり、可動型14を固定型12に対して密着させたり所望の距離だけ離間させたりすることができる。これにより、両型12、14による成形に際して、キャビティ形成のタイミング、成形後の初期型開きタイミング等が所望の条件に設定される。なお、固定型12と可動型14との間隔は、2段階で調節することができ、間隔の狭い第1状態では、可動型14が固定型12から初期型開き距離だけ離れ、間隔の広い第2状態では、可動型14が固定型12から追加型開き距離だけ離れる。
【0030】
ピン駆動部26は、モータ等の駆動装置からなる進退機構であり、可動型14に設けた4つの突き出しピン16を、適当なタイミングで同期させて2段階で進退動作させることができる。つまり、各突き出しピン16の先端16aは、ピン駆動部26に駆動されて、可動型14の成形面14bに後退した退避位置と、成形面14bから微小量(つまり、上述の初期離型距離)だけ突起する第1突起位置と、可動型14のほぼ端面まで(つまり、上述の追加離型距離)突起する第2突起位置との間で適当なタイミングで往復移動する。なお、突き出しピン16が退避位置にあるとき、その先端16aは、成形面14bと正確に一致させる必要はなく、例えば成形面14bよりも数mm程度奥に引っ込んだ状態とすることができる。この場合、突き出しピン16が第1突起位置に移動しても、その先端16aが成形面14bから突起しない場合もあり得る。
【0031】
樹脂射出部28は、樹脂供給手段であり、固定型12と可動型14を突き合わせて固定した際に形成されるキャビティ中に、ランナーやゲート(不図示)を介して溶融プラスチック材料を供給し、キャビティを溶融プラスチック材料で充填する。溶融プラスチック材料は、成形すべき回折プラスチックレンズに要求される特性に応じて適宜選択される。
【0032】
制御装置32は、コンピュータ等で構成され、予め入力されているプログラムに基づいて、可動型駆動部24、ピン駆動部26、及び樹脂射出部28の動作を統括的に制御する。これにより、以下に詳述するが、型合わせ、材料注入、初期型開き、初期離型、追加離型等の一連の動作を所望の条件及びタイミングで進行させることができる。
【0033】
図5は、図1に示す装置の動作の概要を説明するフローチャートである。まず、可動型駆動部24を動作させて、可動型14を固定型12に向けて移動させるとともに、可動型14を固定型12に接合することによって型閉じを行う(ステップS1)。この際、固定型12と可動型14は、図示を省略する嵌合ピン等のアライメント手段を利用して互いに位置合わせされた状態で固定される。このような型閉じによって、固定型12の光学面12aと可動型14の光学面14aとを閉じ合わせた形状のキャビティが両型12、14間に形成される。
【0034】
次に、樹脂射出部28を動作させて、両型12、14間に形成されたキャビティ中に溶融プラスチック樹脂を射出する(ステップS2)。樹脂射出部28から供給される溶融プラスチック樹脂は、不図示のランナーやゲートを介して両型12、14間のキャビティ中に導入され、キャビティを充填する。
【0035】
図6(a)は、ステップS2において溶融プラスチック樹脂MPを充填した直後の状態を示す断面図である。固定型12と可動型14とは互いに接合された状態になっており、それらの間に形成されたキャビティ中に溶融プラスチック樹脂が完全に充填されている。つまり、キャビティ中に充填された溶融プラスチック樹脂MPは、可動型14に設けた光学面14aを構成する回折パターンDPに適合するように流動又は変形して、回折パターンDPの微少な溝を埋め込む。
【0036】
図5のフローチャートに戻って、次に固定型12及び可動型14の温度を適宜制御しつつ、キャビティ中に充填された溶融プラスチック樹脂MPを放熱・冷却する(ステップS3)。この際、両型12、14の温度設定や溶融プラスチック樹脂MPの保持時間、つまり冷却速度や冷却時間は、溶融プラスチック樹脂MPの種類、キャビティの容量等を考慮して適宜設定される。
【0037】
次に、可動型駆動部24を動作させて、可動型14を固定型12からわずかに離間させる初期型開きを行う(ステップS4)。つまり、可動型14は、固定型12から比較的小さな距離である初期型開き距離だけ離れた第1状態となる。この結果、成形品は、可動型14側に残り、固定型12から離型した状態となる。ここで、初期型開き距離は、以下で行う初期離型を可能にする程度のものであり、あまり大きくなっていない。これは、次に説明する初期離型によって成形品が固定型12に当たって成形不良が生じることを防止しつつ、成形品が冷却収縮により型(すなわちパターンDP)によって変形するのを防止したものである。なお、初期型開き距離があまり大きくなると、初期型開きの間に成形品が冷却収縮するので、初期離型の程度にもよるが、成形品に形成された微少な回折パターンに可動型14に設けた微少な回折パターンDPが食い込んで形成不良が生じ易くなる。
【0038】
この初期型開きに続いて、或いは初期型開きと並行して、ピン駆動部26を動作させて、4つの突き出しピン16を、その先端16aが可動型14の溝14b底部に収納された退避位置から、先端16aが初期離型距離だけ突起した第1突起位置までそれぞれ移動させる(ステップS5)。この初期離型により、成形品の回折パターンに成形不良が生じることを防止できるだけでなく、成形品が可動型14から脱落することを防止しつつ、次工程で成形品の簡易なチャックが可能になる。なお、初期型開きと初期離型とを並行して行う場合、突き出しピン16の突出速度を遅くするなどして、初期離型によって成形品が固定型12に当たって成形不良が生じることを防止する。一方、初期型開きの完了後一定の待機期間をおいて初期離型を開始する場合、待機時間があまり長くならないようにする。これは、初期離型の前に成形品が収縮してその回折パターンが可動型14の回折パターンDPによって変形することを防止するためである。上記の待機時間は、成形品の冷却速度に応じて適宜調節する必要がある。
【0039】
図6(b)は、ステップS5において成形品を可動型14に対して初期離型させた状態を示す断面図である。可動型14の光学面14aに嵌め込まれた成形品であるプラスチックレンズPLは、その周囲のフランジ部分PLaが突き出しピン16によって外方向に押し出される結果として、光学面14aに対してわずかに離間した初期離型状態となっている。このように、初期型開きの直後に可動型14に対してプラスチックレンズPLを初期離型させることで、プラスチックレンズPLがその後に急冷されて収縮した場合にも、プラスチックレンズPLに形成された回折レンズ面PLbと、可動型14の光学面14aに形成された回折パターンとが接触又は干渉することを完全に回避することができる。
【0040】
ここで、可動型14に対してプラスチックレンズPLを初期離型させる初期離型距離Laは、可動型14の光学面14aに形成された回折パターンの深さをLbとすると(図6(d)参照)、以下の関係を満たす。
【数1】
Lb<La (1)
この場合、初期型開き後にプラスチックレンズPLが冷却されて収縮しても、光学面14aと回折レンズ面PLbとが干渉することを回避できるので、初期若しくは追加型開き、初期若しくは追加離型に際しての回折レンズ面PLbの特性劣化を防止できる。具体的な実施例では、回折パターンの深さLbが数μmであることから、初期離型距離Laを10μm程度とした。
【0041】
また、初期離型距離Laは、可動型14の溝14bの深さをLcとすると、以下の関係を満たす。
【数2】
La<Lc (2)
つまり、溝14bの深さLcは、可動型14に形成された局所的凹部等の最大深さ(つまり、突き出し方向に延びる部材の突き出し方向に関する最大長さ)であり、上記式(1)の条件を満たす場合、初期離型によって可動型14からプラスチックレンズPLが脱落することを防止できる。なお、具体的な実施例では、可動型14の溝14bの深さLcを1mm程度とした。
【0042】
図5のフローチャートに戻って、次に可動型駆動部24を動作させて、可動型14を固定型12からさらに離間させる追加型開きを行う(ステップS6)。つまり、可動型14は、固定型12から比較的大きな距離である追加型開き距離だけ離れた第2状態となる。ここで、追加型開き距離は、以下で行うプラスチックレンズPLの追加離型処理と型からの取出し処理とを可能にする程度のもので、プラスチックレンズPLの肉厚程度以上となっている。
【0043】
次に、プラスチックレンズPLのチャックを行う(ステップS7)。プラスチックレンズPLからは、ゲート部等を介してスプルー(不図示)が延びるので、このスプルーを不図示のチャック装置で保持する。これによって、後の追加離型の工程でプラスチックレンズPLが可動型14から落下することを防止できる。
【0044】
次に、適当な待機時間をおいてピン駆動部26を動作させて、各突き出しピン16を、その先端16aが初期離型距離Laだけ突起した第1突起位置(すなわち初期突き出し位置)から、追加離型距離Ldだけ突起した第2突起位置(すなわち追加突き出し位置)まで移動させる(ステップS8)。
【0045】
図6(c)は、ステップS8においてプラスチックレンズPLを可動型14に対して追加離型させた状態を示す断面図である。成形品であるプラスチックレンズPLは、ピン16によって外方向に追加離型距離Ldだけ押し出された結果として、可動型14から完全に分離した状態となっている。これにより、固定型12と可動型14との間からプラスチックレンズPLを取り出すことができる。なお、プラスチックレンズPLは、前のステップS7でチャックされており落下しない。具体的な実施例では、上記追加離型距離Ldを2mm程度とした。
【0046】
最後に、プラスチックレンズPLの外周のフランジ部PLaを保持して、このフランジ部PLaから延びるゲート部(不図示)をカットしてプラスチックレンズPLを完成する(ステップS9)。
【0047】
図7(a)〜(d)は、プラスチックレンズPLに形成された回折レンズ面PLbに成形不良が生じる原因を比較のために説明する参考図である。図7(a)は、型開き前における可動型114とプラスチックレンズPLとの関係を示す拡大断面図である。図7(b)は、型開き直後における可動型114とプラスチックレンズPLとの関係を示す拡大断面図である。可動型114とプラスチックレンズPLは、型開きの影響によって約1μm程度以上離間するものと考えられる。図7(c)は、型開き直後に初期離型処理を行わなかった比較例を説明する図である。冷却によって中心方向に収縮したプラスチックレンズPLの突起部分に可動型114が食い込んで、パターン転写を劣化させる。なお、実験によれば、上述のような初期離型処理を行わないプラスチックレンズPLでは、このようなプラスチックレンズPLの外周で転写不良が顕著になる傾向が認められた。図7(d)は、可動型114の光学面を利用してプラスチックレンズPLを突き出した比較例を説明する図である。この場合、可動型114がプラスチックレンズPLの突起部分PLeに食い込むだけでなく、この突起部分PLeを部分的に抉って捲れあがらせるように変形させ、ここに傷部分PLfを形成する。
【0048】
図7(e)〜(g)は、図7(a)〜(d)の場合とは多少異なる過程で回折レンズ面に成形不良が生じる場合を説明する図である。図7(e)に例示する型開き直後の状態は、図7(b)の離間距離よりも大きな離間距離(例えば、3μm)となっている。この場合、図7(f)に示すように、プラスチックレンズPLが収縮しても、プラスチックレンズPLの突起部分PLeに可動型114が食い込まない。しかしながら、可動型114の光学面を利用してプラスチックレンズPLを突き出した場合、図7(g)に示すように、可動型114がプラスチックレンズPLの突起部分PLeを部分的に抉って変形させ、ここに傷部分PLfを形成する。
【0049】
図8は、上記製造装置及び方法によって作製したプラスチックレンズを対物レンズに用いた光ピックアップ用光学系を含む光ピックアップ装置の構成を概略的に示す図である。
【0050】
この光ピックアップ装置は、情報記録媒体である第1の光ディスク61の情報再生用の半導体レーザ62と、情報記録媒体である第2の光ディスク65の情報再生用の半導体レーザ66とを有しており、互いに波長の異なるレーザ光を射出することができる。両半導体レーザ62、66からのレーザ光は、図1〜図6に示す方法で形成したプラスチックレンズPLである回折型の対物レンズ77を利用して光ディスク61、65に照射され、光ディスク61、65からの反射光は、この対物レンズ77を利用して集光される。なお、光ディスクの一方の基板厚さは0.6±0.1mmであり、他方の基板厚さは1.2±0.1mmであり、互いに厚さが異なる。
【0051】
まず第1の光ディスク61を再生する場合、第1半導体レーザ62からビームを出射し、出射された光束は、ビームスプリッタ71を透過し、偏光ビームスプリッタ72、コリメータ73、1/4波長板74を透過して円偏光の平行光束となる。この光束は絞り76によって絞られ、対物レンズ77により第1の光ディスク61の透明基板61aを介して情報記録面61bに集光される。
【0052】
情報記録面61bで情報ビットにより変調されて反射した光束は、再び対物レンズ77、絞り76、1/4波長板74、コリメータ73を透過して、偏光ビームスプリッタ72に入射し、ここで反射してシリンドリカルレンズ78により非点収差が与えられ、光検出器79上ヘ入射し、その出力信号を用いて、第1光ディスク61に記録された情報の読み取り信号が得られる。
【0053】
また、光検出器79上でのスポットの形状変化、位置変化による光量変化を検出して、合焦検出やトラック検出を行う。この検出に基づいて2次元アクチュエータ81が第1の半導体レーザ62からの光束を第1光ディスク61の記録面61b上に結像するように対物レンズ77を光軸方向に移動させるとともに、この半導体レーザ62からの光束を所定のトラックに結像するように対物レンズ77を光軸に垂直な方向に移動させる。
【0054】
一方、第2の光ディスク65を再生する場合、第2半導体レーザ66からビームを出射し、出射された光束は、光合成手段であるビームスプリッタ71で反射され、上記第1半導体レーザ62からの光束と同様、偏光ビームスプリッタ72、コリメータ73、1/4波長板74、絞り76、対物レンズ77を透過し、第2の光ディスク65の透明基板65aを介して情報記録面65bに集光される。
【0055】
情報記録面65bで情報ビットにより変調されて反射した光束は、再び対物レンズ77、絞り76、1/4波長板74、コリメータ73、偏光ビームスプリッタ72、シリンドリカルレンズ78を介して、光検出器79上へ入射し、その出力情号を用いて、第2光ディスク65に記録された情報の読み取り信号が得られる。
【0056】
また、第1光ディスク61の場合と同様、光検出器79上でのスポットの形状変化、位置変化による光量変化を検出して、合焦検出やトラック検出を行い、2次元アクチュエータ81により、合焦、トラッキングのために対物レンズ77を移動させる。
【0057】
この光ピックアップ装置では、形状に乱れの少ないプラスチックレンズPL(図6(c)等参照)からなる対物レンズ77を用いているので、各半導体レーザ62、66からの異なる波長の光を低収差で集光又は結像することができる。
【0058】
〔第2実施形態〕
以下、第2実施形態に係る光学素子の製造装置について説明する。第2実施形態の装置は、第2実施形態の装置を変形したものであるので、同一部分には同一の符号を付し重複部分についてのみ説明する。
【0059】
図9(a)、(b)は、第2実施形態に係る製造装置の可動型14の断面図である。この場合、突き出しピン116が退避位置にあっても、突き出しピン116の先端116aは、可動型14に設けた環状の溝14bの底部から所定量だけ突起した状態となっている(図9(a)参照)。つまり、突き出しピン116は、当初から突起状態となっている。また、突き出しピン116が退避位置から動作位置に移動すると、突き出しピン116の先端116aは、可動型14に設けた環状の溝14bの底部からさらに一括離型距離だけ追加的に突起した状態となる(図9(b)参照)。このように、突き出しピン116の先端116aを突起動作させることにより、成形品であるプラスチックレンズPLを突き出しピン116によって外方向に一括離型距離だけ押し出すことができ、プラスチックレンズPLを一回の突き出し動作(一括突き出し動作)で光学面14aから完全に分離した離型状態とすることができる。この際、突き出しピン116の先端116aが当初の突起分だけプラスチックレンズPLにはめ込まれているので、突き出しピン116にプラスチックレンズPLを支持させることができ、プラスチックレンズPLが一括離型によって落下することを防止できる。
【0060】
図10は、第2実施形態の製造方法を説明するフローチャートである。ここで、ステップS3までは、第1実施形態の場合と同様であるので、説明を省略する。
【0061】
ステップS3で溶融プラスチック樹脂を放熱・冷却した後は、可動型14を固定型12から離間させる初期型開きを行う(ステップS14)。この結果、成形品は、可動型14側に残り、固定型12から離型した状態となる。
【0062】
次に、突き出しピン16を、待避位置から突起位置まで移動させて、プラスチックレンズPLを光学面14aから完全に離型させる(ステップS15)。この一括離型により、成形品の回折パターンに成形不良が生じることを防止できるだけでなく、突き出しピン16の支持によってプラスチックレンズPLが脱落することができる。
【0063】
次に、追加型開き(ステップS16)を行う。この工程における型開き量は、以下で行う一括離型後に成形品PLを取り出すことができる程度とする。
【0064】
次に、プラスチックレンズPLのチャックを行う(ステップS17)。この際、突き出しピン16を、突起位置から待避位置まで後退させて、突き出しピン16によるプラスチックレンズPLの支持を解除する。
【0065】
最後に、両型12、14間からプラスチックレンズPLを取出し、プラスチックレンズPLの外周のフランジ部PLaを保持して、このフランジ部PLaから延びるゲート部(不図示)をカットすることにより、プラスチックレンズPLを完成する(ステップS9)。
【0066】
〔第3実施形態〕
以下、第3実施形態に係る光学素子の製造装置について説明する。第2実施形態の装置は、第1実施形態の装置を可動型の形状に関して変形したものである。
【0067】
図11(a)、(b)は、第3実施形態に係る製造装置の可動型214の断面図である。図11(a)は、初期離型前の状態を示し、図11(b)は、初期離型後の状態を示す。初期離型に際して、プラスチックレンズPLは、その周囲のフランジ部分PLaが突き出しピン16によって外方向に押し出される。結果として、プラスチックレンズPLは、可動型314の光学面314aに対して初期離型した状態となるが、フランジ部分PLaが底部に階段部を有する溝314bに浅く嵌合している。つまり、溝314bの突き出し方向に延びる側壁によってプラスチックレンズPLを支持して、その落下を防止することができる。
【0068】
図12は、図11に示す可動型の変形例を示す断面図である。図12(a)は、初期離型前の状態を示し、図12(b)は、初期離型後の状態を示す。初期離型に際して、プラスチックレンズPLは、その周囲のフランジ部分PLaが突き出しピン16によって外方向に押し出される。結果として、プラスチックレンズPLは、可動型414の光学面414aに対して初期離型した状態となるが、プラスチックレンズPLの本体部分が光学面414aに浅く嵌合しており、光学面414aの側壁を利用した支持によってプラスチックレンズPLの落下を防止できる。
【0069】
図13は、図11に示す可動型のさらに別の変形例を示す断面図である。図13(a)は、初期離型前の状態を示し、図13(b)は、初期離型後の状態を示す。初期離型に際して、プラスチックレンズPLは、その周囲のフランジ部分PLaが突き出しピン16によって外方向に押し出される。プラスチックレンズPLは、可動型514の光学面514aに対して初期離型した状態となるが、フランジ部分PLaが上部に階段部を有する溝514bに浅く嵌合しており、プラスチックレンズPLの落下を防止できる。
【0070】
以上、実施形態に即して本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、プラスチックレンズPLを形成する光学面14aは、図2等に示すように、断面形状が鋸刃状に形成されているが、これに限定されず回折現象や干渉が生じる各種形状とすることができる。
【0071】
また、本発明に係る光学素子は、光ピックアップ装置に適用する場合に限らない。つまり、DVDとCDの如く異なる光情報記録媒体の記録面に対して、情報の記録又は再生を行う場合に、共通して情報記録/再生光を結像させることができる対物レンズ77に限らず、様々な光学系に適用することができる。すなわち、本発明に係るプラスチックレンズは、例えば、プラスチック製の対物レンズにおける環境温度の変化に起因して生ずる球面収差の悪化を緩和するカップリングレンズ(コリメートレンズも含む)、或いは回折効果によって環境温度変化に起因して生ずる球面収差悪化を自ら緩和する対物レンズ、レーザ波長の変化に起因して発生する収差劣化を緩和するレンズ、更には回折のパワーを高めて大開口数を実現した対物レンズなど、種々のものに適用できる。さらに、かかるプラスチックレンズを、レーザービームプリンタの走査光学系や、光通信装置における半導体レーザとファイバとの結合光学系や、バーコードの読み取り光学系の半導体レーザ応用光学系にも使用可能である。その他、撮影レンズやファインダ等の可視光を使う光学系に対しても、曲面上に回折効果を発揮する段差を設ける例は種々提案されているが、半導体レーザ用の回折光学素子と比較して光学面の有効面積が大きく、さらに金型による加工性を悪化させることがある。しかしながら本発明のようなプラスチックレンズを適用することによって、これらを改善することもできる。
【0072】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明に係る光学素子の製造方法及び装置によれば、成形品の光学面が冷却収縮を伴った再当りによって形状不良となることを回避でき、成形品の光学特性が劣化することを防止できる。また、離型後所望のタイミングで成形品から延びるスプルー等を確実に保持することができ、突き出し部材による離型に際して成形品が落下することを簡易・確実に防止することができる。
【0073】
また、本発明に係る光学素子は、上述の光学素子の製造方法により形成したものであり、良好な光学特性を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1実施形態に係る製造装置の構造を概念的に説明するブロック図である。
【図2】固定型及び可動型の形状及び構造を説明する縦断面図である。
【図3】可動型に設けた突き出しピンの配置を説明する正面図である。
【図4】可動型に設けた突き出しピンの変形例を説明する正面図である。
【図5】図1の製造装置の動作を説明するフローチャートである。
【図6】(a)は、溶融プラスチック樹脂を充填した直後の状態を示す図であり、成形品を可動型に対して初期離型させた状態を示す図であり、(c)は、成形品を可動型に対して追加離型させた状態を示す図である。
【図7】(a)〜(d)は、プラスチックレンズPLに形成された回折レンズ面PLbに成形不良が生じる原因を説明する図である。
【図8】光ピックアップ装置の概略構成図である。
【図9】第2実施形態に係る製造装置の構造を概念的に説明するブロック図である。
【図10】第2実施形態の装置の動作を説明するフローチャートである。
【図11】(a)、(b)は、第3実施形態に係る装置の可動型の断面図である。
【図12】(a)、(b)は、第3実施形態に係る装置の別の可動型の断面図である。
【図13】(a)、(b)は、第3実施形態に係る装置のさらに別の可動型の断面図である。
【符号の説明】
12 固定型
12a 光学面
14 可動型
14a 光学面
16 突き出しピン
24 可動型駆動部
26 ピン駆動部
32 制御装置
MP 溶融プラスチック樹脂
PL プラスチックレンズ
DP 回折パターン
PLa フランジ部分
PLb 回折レンズ面[0001]
[Field of the Invention]
The present invention relates to a method for manufacturing a plastic optical element having a fine pattern such as a diffraction pattern.
[0002]
[Prior art]
As a plastic diffractive lens manufacturing apparatus, a mold surface corresponding to the diffractive structure is provided on the movable mold side where the diffractive lens as a molded product remains in the mold open state, and the diffractive lens is released from the movable mold. Some of them have a protruding mechanism. In such a manufacturing apparatus, the end surface of the protrusion mechanism is a mold surface corresponding to the diffractive structure of the diffractive lens, that is, the optical surface itself. Thereby, when releasing a diffraction lens from this movable metal mold | die, a molded product is reliably extruded through the part of the diffraction structure (for example, refer patent document 1, 2).
[0003]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 2002-200652
[Patent Document 2]
Japanese Patent Laid-Open No. 2002-200654
[Problems to be solved by the invention]
However, in the manufacturing apparatus as described above, (1) when the mold is opened, the molded product may be minutely released (about 1 μm) in the movable side mold. In this state, the molded product cools and contracts, and a phenomenon occurs in which the edge of the molded product interferes with the diffraction edge of the mold and deforms.
[0004]
(2) Furthermore, a phenomenon occurs in which the diffraction edge is deformed by extruding and releasing the molded product while the diffraction edge of the molded product is shifted from the diffraction edge of the mold.
[0005]
Due to the above phenomena (1) and (2), the diffractive edge of the molded product may be abnormally deformed on the order of several μm to deteriorate the optical performance of the diffractive lens.
[0006]
Accordingly, the present invention provides a method and apparatus for manufacturing an optical element in which a shape defect such as a diffractive structure of a molded product is unlikely to occur during mold opening and release, and an optical element manufactured by such a method. Objective.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, a method of manufacturing an optical element according to the present invention includes a step of filling a resin in a cavity formed by a first mold member and a second mold member facing the first mold member; A step of opening the mold by separating the first mold member relative to the second mold member at a stage where the resin in the cavity is solidified to a predetermined level or more; and after the mold opening process, A step of releasing a molded product obtained from the resin in the cavity from the optical surface of the first mold member by projecting a protruding member provided avoiding the optical surface on the type 1 member side; Holding the molded product in a state of being close to the first mold member.
[0008]
In the above manufacturing method, since the protruding member for releasing the molded product from the optical surface of the first mold member is provided on the first mold member side avoiding the optical surface, the optical surface of the molded product is separated. It can be prevented from being damaged by the mold. That is, since the optical surface of the molded product and the protruding member are not in direct contact with each other at the time of mold release, it can be avoided that the optical surface of the molded product reshapes with the protruding member, and the optical characteristics of the molded product deteriorate. Can be prevented. In addition, since the released molded product is once held in the state of being close to the first mold member, a sprue or the like extending from the molded product can be reliably chucked at a desired timing after the mold release. Therefore, it is possible to easily and surely prevent the molded product from dropping at the time of releasing by the protruding member. Thereafter, in the normal case, after additional mold opening is performed, additional mold release is performed.
[0009]
The distance for separating the first and second mold members in the mold opening process needs to have a certain width or more so that the molded product can be reliably released from the first mold member. Since the time until release becomes longer, the amount of shrinkage of the molded product increases, so it is desirable to set this distance small so as to reduce deformation due to shrinkage of the molded product.
[0010]
Moreover, in the specific aspect of the said manufacturing method, the fine pattern is provided in the optical surface of the said 1st type | mold member. Here, the “fine pattern” means a pattern including a local concavo-convex shape. In addition to the optical path difference providing structure such as a diffraction pattern and a phase difference formation pattern, two-dimensional illumination is performed using a step. A light guide plate and the like are also included. The diffraction pattern refers to a form in which a relief is provided on the surface of an optical element, for example, a lens surface, and has an effect of changing the angle of light rays by diffraction, and the phase difference formation pattern is an optical element surface, for example, a lens surface. Is a form in which a stepped shape is provided to provide a phase difference to the light beam. According to the above manufacturing method, the fine pattern formed on the molded product can be prevented from being damaged by the mold release, and the optical characteristics to be achieved by the diffraction structure of the molded product can be prevented from being deteriorated. When a fine pattern is provided on the optical surface, it is desirable that the time until the protruding member is protruded after the mold opening process is short, but a delay time that does not cause significant shrinkage of the molded product is allowed.
[0011]
Moreover, in another specific aspect of the manufacturing method, the protrusion amount of the protrusion member when releasing the molded product from the optical surface of the first mold member is equal to or greater than the unevenness amount of the fine pattern. In this case, even if the molded product shrinks after the mold release, it is possible to reliably avoid re-contact of the fine pattern portion of the molded product and the optical surface of the first mold member.
[0012]
In still another specific aspect of the manufacturing method, the released molded product is held in proximity to the first mold member in a state of being shallowly fitted to the first mold member. In this case, the first mold member itself can be used to easily prevent the dropout before the molded product is taken out after being released.
[0013]
Further, in still another specific aspect of the manufacturing method, the protruding amount of the protruding member when the molded product is released from the optical surface of the first mold member is determined on the molding surface of the first mold member. It is smaller than the maximum length with respect to the protruding direction of a portion that extends uniformly or continuously in the protruding direction of the protruding member. In this case, detachment of the molded product can be prevented using the molding surface formed on the first mold member itself. Note that “a portion extending uniformly or continuously in the protruding direction” corresponds to a cylindrical side surface of the outer peripheral flange portion or the like when the molded product is a diffractive lens, for example.
[0014]
Further, in still another specific aspect of the manufacturing method, after the releasing step or during the step, the step of further separating the first mold member from the second mold member and performing additional mold opening is further performed. Prepare. In this case, since the mold opening is performed in two stages, it is possible to prevent re-contact with the mold when the molded product rapidly cools and shrinks by the first mold opening and protrusion, and preparation for taking out the molded product by additional mold opening is possible.
[0015]
According to still another specific aspect of the above manufacturing method, after the additional mold opening step, the protruding member is further protruded to further separate the molded product from the optical surface of the first mold member. The method further includes a step of performing additional release. In this case, the molded product can be separated from the first mold member and taken out to the outside.
[0016]
According to still another specific aspect of the manufacturing method, the molded product that has been initially released is held in proximity in a state of being separated from the first mold member by the support of the protruding member. In this case, the dropping member can be easily prevented from dropping before the molded product is taken out after being released.
[0017]
Further, in still another specific aspect of the manufacturing method, the mold opening distance in the initial mold opening process is such that the protruding member protrudes when the molded product is released from the optical surface of the first mold member. Greater than quantity. In this case, it is possible to prevent a molding defect from occurring when the molded product hits the second mold member due to mold release.
[0018]
In still another specific aspect of the manufacturing method, the first mold member is a movable mold, and the second mold member is a fixed mold. In this case, the molded product remains on the movable mold side, that is, the released molded product is held in a state of being close to the first mold member.
[0019]
The optical element manufacturing apparatus according to the present invention includes a first mold member provided with an optical surface having a fine pattern, a second mold member disposed to face the first mold member, the first and the second mold members, Resin supply means for filling the resin formed in the cavity formed by the second mold member, and a projecting member provided on the first mold member side so as to avoid the optical surface and capable of projecting on the inner surface side of the first mold member An opening / closing mechanism that relatively opens and closes the first and second mold members, an advance / retreat mechanism that operates the protruding member, and the opening / closing mechanism operates when the resin in the cavity is solidified to a predetermined level or more. And opening the mold by separating the first mold member relative to the second mold member and operating the advance / retreat mechanism to project the protruding member after the mold opening. In the cavity The molded article obtained from the fat is released from the optical surface of the first mold member, and a control unit for temporarily be held in a state where a release has been the molded article proximate to the first mold member.
[0020]
In the manufacturing apparatus, the control device operates the advance / retreat mechanism after the initial mold opening process to project the protruding member provided avoiding the optical surface, thereby releasing the molded product from the optical surface of the first mold member. Therefore, when the molded product is released from the first mold member, the optical surface of the molded product does not directly contact the protruding mechanism. Therefore, it can be avoided that the optical surface of the molded product becomes defective due to re-contact, and the optical characteristics of the molded product can be prevented from deteriorating. In addition, since the molded product that has been initially released is temporarily held in the state of being close to the first mold member, a sprue or the like extending from the molded product can be reliably chucked at a desired timing after release. Therefore, it is possible to easily and surely prevent the molded product from dropping at the time of releasing by the protruding member.
[0021]
An optical element according to the present invention is formed by the method for manufacturing an optical element according to any one of claims 1 to 10. In this case, as is apparent from the above description, it is possible to provide an optical element having good optical characteristics such as a diffractive lens having almost no shape defect on the optical surface.
[0022]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
[First Embodiment]
FIG. 1 is a block diagram conceptually illustrating the structure of the optical element manufacturing apparatus according to the first embodiment.
[0023]
This manufacturing apparatus includes a fixed
[0024]
FIG. 2 is a longitudinal sectional view for explaining the shapes and structures of the fixed
[0025]
As is clear from the figure, the fixed
[0026]
On the other hand, the
[0027]
FIG. 4 is a front view showing a modification of the protruding
[0028]
Returning to FIG. 1, the
[0029]
The
[0030]
The
[0031]
The
[0032]
The
[0033]
FIG. 5 is a flowchart for explaining an outline of the operation of the apparatus shown in FIG. First, the movable
[0034]
Next, the
[0035]
FIG. 6A is a cross-sectional view showing a state immediately after the molten plastic resin MP is filled in step S2. The fixed
[0036]
Returning to the flowchart of FIG. 5, the molten plastic resin MP filled in the cavity is then radiated and cooled while appropriately controlling the temperatures of the fixed
[0037]
Next, the movable
[0038]
Following this initial mold opening or in parallel with the initial mold opening, the
[0039]
FIG. 6B is a cross-sectional view showing a state where the molded product is initially released from the
[0040]
Here, the initial mold release distance La at which the plastic lens PL is initially released from the
[Expression 1]
Lb <La (1)
In this case, even if the plastic lens PL is cooled and contracted after the initial mold opening, the
[0041]
The initial mold release distance La satisfies the following relationship, where the depth of the
[Expression 2]
La <Lc (2)
That is, the depth Lc of the
[0042]
Returning to the flowchart of FIG. 5, next, the movable
[0043]
Next, the plastic lens PL is chucked (step S7). Since a sprue (not shown) extends from the plastic lens PL through a gate portion or the like, the sprue is held by a chuck device (not shown). Thereby, it is possible to prevent the plastic lens PL from dropping from the
[0044]
Next, the
[0045]
FIG. 6C is a cross-sectional view illustrating a state in which the plastic lens PL is additionally released from the
[0046]
Finally, the flange portion PLa on the outer periphery of the plastic lens PL is held, and a gate portion (not shown) extending from the flange portion PLa is cut to complete the plastic lens PL (step S9).
[0047]
FIGS. 7A to 7D are reference views for explaining the cause of molding defects on the diffractive lens surface PLb formed on the plastic lens PL for comparison. FIG. 7A is an enlarged cross-sectional view showing the relationship between the
[0048]
FIGS. 7E to 7G are diagrams for explaining a case where a molding defect occurs on the diffractive lens surface in a process slightly different from the case of FIGS. 7A to 7D. The state immediately after the mold opening illustrated in FIG. 7E is a separation distance (for example, 3 μm) larger than the separation distance in FIG. In this case, as shown in FIG. 7F, even when the plastic lens PL contracts, the
[0049]
FIG. 8 is a diagram schematically showing a configuration of an optical pickup apparatus including an optical system for optical pickup using a plastic lens manufactured by the above manufacturing apparatus and method as an objective lens.
[0050]
This optical pickup device has a
[0051]
First, when reproducing the first
[0052]
The light beam modulated and reflected by the information bit on the
[0053]
In addition, focus detection and track detection are performed by detecting a change in the amount of light due to a change in the shape and position of the spot on the
[0054]
On the other hand, when reproducing the second
[0055]
The light beam modulated and reflected by the information bit on the
[0056]
Further, as in the case of the first
[0057]
Since this optical pickup apparatus uses an
[0058]
[Second Embodiment]
The optical element manufacturing apparatus according to the second embodiment will be described below. Since the apparatus of the second embodiment is a modification of the apparatus of the second embodiment, the same portions are denoted by the same reference numerals, and only overlapping portions will be described.
[0059]
9A and 9B are cross-sectional views of the
[0060]
FIG. 10 is a flowchart illustrating the manufacturing method according to the second embodiment. Here, the steps up to step S3 are the same as those in the first embodiment, and thus the description thereof is omitted.
[0061]
After the molten plastic resin is radiated and cooled in step S3, initial mold opening for separating the
[0062]
Next, the
[0063]
Next, additional mold opening (step S16) is performed. The mold opening amount in this step is set to such an extent that the molded product PL can be taken out after batch release.
[0064]
Next, the plastic lens PL is chucked (step S17). At this time, the protruding
[0065]
Finally, the plastic lens PL is taken out between the two
[0066]
[Third Embodiment]
The optical element manufacturing apparatus according to the third embodiment will be described below. The apparatus of the second embodiment is a modification of the apparatus of the first embodiment with respect to the movable shape.
[0067]
FIGS. 11A and 11B are cross-sectional views of the
[0068]
12 is a cross-sectional view showing a modification of the movable type shown in FIG. FIG. 12A shows a state before the initial release, and FIG. 12B shows a state after the initial release. At the time of initial release, the flange portion PLa around the plastic lens PL is pushed outward by the protruding
[0069]
FIG. 13 is a cross-sectional view showing still another modification of the movable type shown in FIG. FIG. 13A shows a state before the initial release, and FIG. 13B shows a state after the initial release. At the time of initial release, the flange portion PLa around the plastic lens PL is pushed outward by the protruding
[0070]
As described above, the present invention has been described according to the embodiment, but the present invention is not limited to the above embodiment. For example, the
[0071]
Further, the optical element according to the present invention is not limited to application to an optical pickup device. That is, the
[0072]
【The invention's effect】
As is apparent from the above description, according to the method and apparatus for manufacturing an optical element according to the present invention, the optical surface of the molded product can be prevented from becoming defective due to re-contact with cooling shrinkage. The optical characteristics can be prevented from deteriorating. In addition, it is possible to reliably hold a sprue or the like extending from the molded product at a desired timing after mold release, and it is possible to easily and reliably prevent the molded product from dropping during mold release by the protruding member.
[0073]
The optical element according to the present invention is formed by the above-described optical element manufacturing method and has good optical characteristics.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram conceptually illustrating the structure of a manufacturing apparatus according to a first embodiment.
FIG. 2 is a longitudinal sectional view for explaining the shapes and structures of a fixed mold and a movable mold.
FIG. 3 is a front view for explaining the arrangement of protruding pins provided in the movable mold.
FIG. 4 is a front view for explaining a modified example of the protruding pin provided in the movable mold.
FIG. 5 is a flowchart for explaining the operation of the manufacturing apparatus of FIG. 1;
6A is a diagram showing a state immediately after filling with a molten plastic resin, and is a diagram showing a state where a molded product is initially released from a movable mold, and FIG. 6C is a diagram showing molding. It is a figure which shows the state which made the product additionally mold release with respect to a movable type | mold.
FIGS. 7A to 7D are diagrams for explaining the cause of molding defects on the diffractive lens surface PLb formed on the plastic lens PL. FIGS.
FIG. 8 is a schematic configuration diagram of an optical pickup device.
FIG. 9 is a block diagram conceptually illustrating the structure of a manufacturing apparatus according to a second embodiment.
FIG. 10 is a flowchart for explaining the operation of the apparatus of the second embodiment.
FIGS. 11A and 11B are movable sectional views of an apparatus according to a third embodiment. FIGS.
FIGS. 12A and 12B are sectional views of another movable type of the apparatus according to the third embodiment. FIGS.
FIGS. 13A and 13B are sectional views of still another movable type of the apparatus according to the third embodiment. FIGS.
[Explanation of symbols]
12 Fixed type
12a Optical surface
14 Movable type
14a Optical surface
16 Extrusion pin
24 Movable drive unit
26 pin drive
32 Controller
MP Molten plastic resin
PL plastic lens
DP diffraction pattern
PLa flange part
PLb diffractive lens surface
Claims (10)
前記キャビティ中の樹脂が所定以上に固化した段階で、前記第1型部材を前記第2型部材に対して相対的に離間させて型開きを行う工程と、
前記型開きの工程後であって成形品が収縮して微細パターンによって変形する前に、前記第1型部材側に光学面を避けて設けた突き出し部材を突起させることにより、前記キャビティ中の樹脂から得た成形品を前記第1型部材の光学面から離型させる工程と、
離型された前記成形品を前記第1型部材に近接した状態で一旦保持する工程と
を備える光学素子の製造方法であって、
前記成形品を前記第1型部材の光学面から離型させる際における前記突き出し部材の突き出しによる離型距離は、前記微細パターンの凹凸深さ以上であり、製品全体が前記第1型部材から離れる長さより小さいことを特徴とする光学素子の製造方法。Filling a resin into a cavity formed by a first mold member having an optical surface having a fine pattern provided on a curved surface and a second mold member facing the first mold member;
A step of opening the mold by separating the first mold member relative to the second mold member when the resin in the cavity is solidified to a predetermined level or more;
After the mold opening process, and before the molded product shrinks and deforms by a fine pattern, a protrusion member provided so as to avoid the optical surface is protruded on the first mold member side, so that the resin in the cavity Releasing the molded product obtained from the optical surface of the first mold member;
A step of temporarily holding the released molded product in the state of being close to the first mold member,
When the molded product is released from the optical surface of the first mold member, the mold release distance by the protrusion of the protrusion member is equal to or greater than the uneven depth of the fine pattern, and the entire product is separated from the first mold member. A method for manufacturing an optical element, characterized by being smaller than the length .
前記キャビティ中の樹脂が所定以上に固化した段階で、前記第1型部材を前記第2型部材に対して相対的に離間させて型開きを行う工程と、 A step of opening the mold by separating the first mold member relative to the second mold member when the resin in the cavity is solidified to a predetermined level or more;
前記型開きの工程後であって成形品が収縮して微細パターンによって変形する前に、前記第1型部材側に光学面を避けて設けた突き出し部材を突起させることにより、前記キャビティ中の樹脂から得た成形品を前記第1型部材の光学面から離型させる工程と、 After the mold opening process, and before the molded product shrinks and deforms by a fine pattern, a protrusion member provided so as to avoid the optical surface is protruded on the first mold member side, so that the resin in the cavity Releasing the molded product obtained from the optical surface of the first mold member;
離型された前記成形品を前記第1型部材に近接した状態で一旦保持する工程と Temporarily holding the released molded product in the state of being close to the first mold member;
を備える光学素子の製造方法であって、An optical element manufacturing method comprising:
前記成形品を前記第1型部材の光学面から離型させる際における前記突き出し部材の突き出しによる離型距離は、前記微細パターンの凹凸深さ以上であり、離型された前記成形品は、当初からの突起分だけ成形品に嵌め込まれた前記突き出し部材の支持により、前記第1型部材から分離した状態で近接して保持されることを特徴とする光学素子の製造方法。 When the molded product is released from the optical surface of the first mold member, the mold release distance due to the protrusion of the protruding member is equal to or greater than the uneven depth of the fine pattern, and the molded product released from the mold is initially A method of manufacturing an optical element, characterized in that the optical element is held in a state of being separated from the first mold member by the support of the protruding member fitted into the molded product by a protrusion from the first mold member.
前記第1型部材に対向して配置される第2型部材と、
前記第1及び第2型部材によって形成されたキャビティ中に樹脂を充填する樹脂供給手段と、
前記第1型部材側に光学面を避けて設けられており、前記第1型部材の内面側に突起可能な突き出し部材と、
前記第1及び第2型部材を相対的に開閉動作させる開閉機構と、
前記突き出し部材を動作させる進退機構と、
前記キャビティ中の樹脂が所定以上に固化した段階で、前記開閉機構を動作させて、前記第1型部材を前記第2型部材に対して相対的に離間させて型開きを行うとともに、当該型開きの後であって成形品が収縮して微細パターンによって変形する前に、前記進退機構を動作させて前記突き出し部材を突起させることにより、前記キャビティ中の樹脂から得た成形品を前記第1型部材の光学面から離型させ、離型された前記成形品を前記第1型部材に近接した状態で一旦保持させる制御装置と
を備える光学素子の製造装置であって、
前記成形品を前記第1型部材の光学面から離型させる際における前記突き出し部材の突き出しによる離型距離は、前記微細パターンの凹凸深さ以上であり、製品全体が前記第1型部材から離れる長さより小さいことを特徴とする光学素子の製造装置。A first mold member having an optical surface on which a fine pattern is provided on a curved surface;
A second mold member disposed opposite the first mold member;
Resin supply means for filling a resin formed in the cavity formed by the first and second mold members;
A protruding member that is provided on the first mold member side avoiding an optical surface, and that can project on the inner surface side of the first mold member;
An opening and closing mechanism for relatively opening and closing the first and second mold members;
An advancing and retracting mechanism for operating the protruding member;
When the resin in the cavity is solidified to a predetermined level or more, the opening / closing mechanism is operated to open the mold by separating the first mold member relative to the second mold member, and the mold After the opening and before the molded product contracts and deforms by the fine pattern, the advancement / retreat mechanism is operated to project the protruding member, thereby obtaining the molded product obtained from the resin in the cavity. A device for manufacturing an optical element, comprising: a control device that releases the molded product from the optical surface of the mold member and temporarily holds the released molded product in a state of being close to the first mold member;
When the molded product is released from the optical surface of the first mold member, the mold release distance by the protrusion of the protrusion member is equal to or greater than the uneven depth of the fine pattern, and the entire product is separated from the first mold member. An optical element manufacturing apparatus characterized by being smaller than the length .
前記第1型部材に対向して配置される第2型部材と、 A second mold member disposed opposite the first mold member;
前記第1及び第2型部材によって形成されたキャビティ中に樹脂を充填する樹脂供給手段と、 A resin supply means for filling a resin formed in the cavity formed by the first and second mold members;
前記第1型部材側に光学面を避けて設けられており、前記第1型部材の内面側に突起可能な突き出し部材と、 A protruding member that is provided on the first mold member side avoiding an optical surface, and that can project on the inner surface side of the first mold member;
前記第1及び第2型部材を相対的に開閉動作させる開閉機構と、 An opening and closing mechanism for relatively opening and closing the first and second mold members;
前記突き出し部材を動作させる進退機構と、 An advancing and retracting mechanism for operating the protruding member;
前記キャビティ中の樹脂が所定以上に固化した段階で、前記開閉機構を動作させて、前記第1型部材を前記第2型部材に対して相対的に離間させて型開きを行うとともに、当該型開きの後であって成形品が収縮して微細パターンによって変形する前に、前記進退機構を動作させて前記突き出し部材を突起させることにより、前記キャビティ中の樹脂から得た成形品を前記第1型部材の光学面から離型させ、離型された前記成形品を前記第1型部材に近接した状態で一旦保持させる制御装置と When the resin in the cavity is solidified to a predetermined level or more, the opening / closing mechanism is operated to open the mold by separating the first mold member relative to the second mold member, and the mold After the opening and before the molded product contracts and deforms by the fine pattern, the advancement / retreat mechanism is operated to project the protruding member, thereby obtaining the molded product obtained from the resin in the cavity. A control device for releasing the mold from the optical surface of the mold member and temporarily holding the released molded product in a state of being close to the first mold member;
を備える光学素子の製造装置であって、An optical element manufacturing apparatus comprising:
前記成形品を前記第1型部材の光学面から離型させる際における前記突き出し部材の突き出しによる離型距離は、前記微細パターンの凹凸深さ以上であり、離型された前記成形品は、当初からの突起分だけ成形品に嵌め込まれた前記突き出し部材の支持により、前記第1型部材から分離した状態で近接して保持されることを特徴とする光学素子の製造装置。 When the molded product is released from the optical surface of the first mold member, the mold release distance due to the protrusion of the protruding member is equal to or greater than the uneven depth of the fine pattern, and the molded product released from the mold is initially The apparatus for manufacturing an optical element is characterized in that it is held close to the first mold member in a state separated from the first mold member by the support of the protruding member fitted into the molded product by the amount of the protrusion from
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