JP5163832B2 - Optical element - Google Patents

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Description

本発明は、成形金型を用いて成形される光学素子に関する。 The present invention relates to an optical element formed by using the forming metal mold.

回折構造等の階段形状の微細構造を有する光学面を有する光学素子を成形する際に、型開き時の金型の光学転写面と光学素子の光学面とのずれを防ぐために、曲率半径が大きく微細構造を有していない光学面を一方の金型から先に離型し、その後、曲率半径が小さく微細構造を有する光学面を他方の金型から離型する方法がある(例えば、特許文献1参照)。   When molding an optical element having an optical surface having a staircase-like microstructure such as a diffractive structure, the radius of curvature is large to prevent deviation between the optical transfer surface of the mold and the optical surface of the optical element when the mold is opened. There is a method in which an optical surface that does not have a fine structure is released from one mold first, and then an optical surface that has a small curvature radius and has a fine structure is released from the other mold (for example, Patent Documents). 1).

特開2002−200652号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2002-200652

しかしながら、特許文献1のような成形金型では、曲率半径が大きく微細構造を有していない光学面を一方の金型から離型するときよりも、曲率半径が小さく微細構造を有する光学面を他方の金型から離型するときの方が、光学素子の冷却がより進んだ状態となっている。光学素子が冷却すると樹脂が収縮するため、光学面に微細構造を有する場合、光学素子の離型抵抗が増大してしまう。従って、特許文献1のような成形金型では、微細構造を有する光学面を他方の金型から離型する際に、光学素子の微細構造の壁面と金型の微細構造の壁面とが強く擦れ合うため、光学素子の微細構造が変形するという問題が生じる。   However, in a molding die such as Patent Document 1, an optical surface having a small curvature radius and a fine structure is used as compared with a case where an optical surface having a large curvature radius and no fine structure is released from one mold. When the mold is released from the other mold, the cooling of the optical element is more advanced. Since the resin contracts when the optical element is cooled, the mold release resistance of the optical element increases when the optical surface has a fine structure. Therefore, in the molding die as in Patent Document 1, when the optical surface having a fine structure is released from the other die, the fine structure wall surface of the optical element and the fine structure wall surface of the mold are rubbed strongly. Therefore, there arises a problem that the fine structure of the optical element is deformed.

例えば、光ピックアップ用対物光学素子として、開口数(NA)0.45のCD(Compact Disc)の波長(780nm)をCDの光ディスク上に集光し、開口数(NA)0.6でDVD(Digital Versatile Disc)の波長(650nm)をDVDの光ディスク上に集光するCD/DVD2波長互換型の光ピックアップ用対物光学素子や、開口数(NA)で0.45の波長(780nm)をCDの光ディスク上に集光し、開口数(NA)0.6でDVDの波長(650nm)をDVDの光ディスク上に集光し、開口数(NA)0.85でBD(Blu-ray Disc)の波長(405nm)をBDの光ディスク上に集光するCD/DVD/BD3波長互換型の光ピックアップ用対物光学素子がある。このうちCD/DVD/BD3波長互換型の光ピックアップ用対物光学素子は、CD/DVD2波長互換型の光ピックアップ用対物光学素子よりも光学素子に設けられる微細構造がより深い段差形状を有する。そのため、CD/DVD2波長互換型の光ピックアップ用対物光学素子よりも、CD/DVD/BD3波長互換型の光ピックアップ用対物光学素子の方が、光学素子の離型抵抗がより大きくなり、微細構造を有する光学面を離型する際に、光学素子の微細構造の変形がより生じやすくなってしまう。ここで、CD/DVD/BD3波長互換型の光ピックアップ用対物光学素子では、CD/DVD2波長互換型の光ピックアップ用対物光学素子よりも、より高い成形精度及び光学性能が要求されるため、成形の際に生じる光学素子の微細構造の変形をより低減させる必要がある。従って、CD/DVD/BD3波長互換型のような光ピックアップ用対物光学素子を成形する際には特に、微細構造の変形を引き起こす離型抵抗の問題は非常に大きな問題となる。   For example, as an objective optical element for an optical pickup, a wavelength (780 nm) of a CD (Compact Disc) having a numerical aperture (NA) of 0.45 is collected on a CD optical disc, and a DVD ( CD / DVD dual wavelength compatible optical pickup objective optical element that collects the wavelength (650 nm) of a digital versatile disc on a DVD optical disc, and a wavelength of 0.45 (780 nm) with a numerical aperture (NA) of CD Condensed on an optical disc, the wavelength (650 nm) of DVD with a numerical aperture (NA) of 0.6 is condensed onto the optical disc of DVD, and the wavelength of BD (Blu-ray Disc) with a numerical aperture (NA) of 0.85 There is a CD / DVD / BD 3-wavelength compatible objective optical element for optical pickup that collects (405 nm) on a BD optical disk. Among these, the CD / DVD / BD three-wavelength compatible optical pickup objective optical element has a deeper stepped shape in the fine structure provided in the optical element than the CD / DVD two-wavelength compatible optical pickup objective optical element. Therefore, the CD / DVD / BD 3-wavelength compatible optical pickup objective optical element has a larger release resistance than the CD / DVD 2-wavelength compatible optical pickup objective optical element, and has a fine structure. When releasing the optical surface having, the fine structure of the optical element is more likely to be deformed. Here, the CD / DVD / BD three-wavelength compatible optical pickup objective optical element requires higher molding accuracy and optical performance than the CD / DVD two-wavelength compatible optical pickup objective optical element. It is necessary to further reduce the deformation of the fine structure of the optical element that occurs during the process. Therefore, particularly when molding an optical optical pickup objective optical element such as a CD / DVD / BD 3-wavelength compatible type, the problem of mold release resistance that causes deformation of the fine structure becomes a very large problem.

このように、光学面の微細構造が深い段差形状を有する場合、かかる離型抵抗はさらに大きくなり、微細構造を有する光学面を離型する際に、光学素子の微細構造の変形がより生じやすくなってしまう。光学素子の微細構造の変形量が大きくなると、光学素子の光学性能の低下を招いてしまうことになる。従って、微細構造を有する光学素子を成形するうえで、かかる離型抵抗の問題は、無視することのできない非常に大きな問題であることを、このたび本発明者は見出した。   Thus, when the fine structure of the optical surface has a deep step shape, the mold release resistance is further increased, and when the optical surface having the fine structure is released, deformation of the fine structure of the optical element is more likely to occur. turn into. When the deformation amount of the fine structure of the optical element is increased, the optical performance of the optical element is degraded. Therefore, the present inventor has now found that the problem of mold release resistance is a very serious problem that cannot be ignored when molding an optical element having a fine structure.

そこで、本発明は、微細構造において深い段差を有する光学素子であっても、離型時に微細構造を変形しにくくできる成形金型を用いて成形される光学素子を提供することを目的とする。 Accordingly, the present invention may be an optical element having a deep level difference in microstructure, to provide an optical element formed by using the forming metal mold that can be difficult to deform the microstructure during the release And

本発明に係る光学素子を成形するための成形金型は、第1金型と第2金型とを型締めすることによって型空間を形成して光学素子の成形を行う成形金型であって、第1金型は、光学素子の第1光学面を形成する第1光学転写面を有し、第2金型よりも先に光学素子から離型し、第2金型は、光学素子の第2光学面を形成する第2光学転写面を有し、第1金型の離型の際に光学素子を保持し、第1光学転写面の曲率半径の絶対値は、第2光学転写面の曲率半径の絶対値よりも小さく、第1光学転写面は、回折構造を形成する段差形状を有し、段差形状の幅をXとし、段差形状の高さをYとして、以下の条件式
0.50≦(Y/X)の最大値≦1.0
を満たす。ここで、(Y/X)は、段差形状の幅と高さの比の値である。
A molding die for molding an optical element according to the present invention is a molding die that molds an optical element by forming a mold space by clamping a first mold and a second mold. The first mold has a first optical transfer surface that forms the first optical surface of the optical element. The first mold is released from the optical element before the second mold, and the second mold is formed of the optical element. A second optical transfer surface forming a second optical surface, holding the optical element when the first mold is released, and the absolute value of the radius of curvature of the first optical transfer surface is the second optical transfer surface; The first optical transfer surface has a step shape forming a diffractive structure, the width of the step shape is X, the height of the step shape is Y, and the following conditional expression 0 .50 ≦ (Y / X) maximum value ≦ 1.0
To meet. Here, (Y / X) is the value of the ratio of the width and height of the step shape.

上記成形金型によれば、回折構造を形成する段差形状を有する第1光学転写面を第2光学転写面よりも先に光学素子から離型することによって、多波長互換光学素子のような段差形状が0.50≦(Y/X)の最大値≦1.0を満たす比較的深い範囲であっても、射出成形時の冷却固化による樹脂収縮に起因する離型抵抗を抑制することができる。これにより、光学素子が第1金型からほとんど抵抗なくスムーズに離型され、光学素子の回折構造の段差すなわち微細形状の変形を防止することができる。なお、(Y/X)が0.50より小さい場合、段差が小さく、上記のような課題がほとんど生じない。一方、(Y/X)が1.0を超えるような段差は、本発明の光学素子を製造する手法を用いても転写の劣化が生じやすく実用的でない。 According to the molding die described above, the first optical transfer surface having the step shape forming the diffractive structure is released from the optical element before the second optical transfer surface, so that the step as in the multi-wavelength compatible optical element is obtained. Even when the shape is a relatively deep range satisfying the maximum value ≦ 1.0 of 0.50 ≦ (Y / X), it is possible to suppress the release resistance due to resin shrinkage due to cooling and solidification during injection molding. . Thereby, the optical element is released from the first mold smoothly with almost no resistance, and the step of the diffraction structure of the optical element, that is, the deformation of the fine shape can be prevented. When (Y / X) is smaller than 0.50, the level difference is small and the above problems hardly occur. On the other hand, a step where (Y / X) exceeds 1.0 is not practical even if the method for producing the optical element of the present invention is used, and transfer deterioration is likely to occur.

また、具体的な態様又は側面では、上記成形金型において、第1光学転写面は、光軸側に配置される光軸側領域と、光軸側領域よりも外側に配置される外側領域とを少なくとも有し、外側領域における(Y/X)の最大値は、光軸側領域における(Y/X)の最大値よりも小さい。一般的に光学素子は、外側から冷却固化される。そのため、光学素子の外側領域に深い段差形状を有する微細構造を形成する場合、光学素子の光軸側領域に深い段差形状を有する微細構造を形成する場合に比べて、離型抵抗が大きくなってしまう。このような課題に対し、本発明では、光学素子が外側から冷却固化するという点に着目し、外側領域における(Y/X)の最大値を、光軸側領域における(Y/X)の最大値よりも小さくすることにより、離型時に外側領域における段差形状の壁面にかかる離型抵抗を緩和し、第1金型から離型しやすくすることができる。 Further, the concrete embodiments or aspects, in the molding die, the first optical transfer surface, the optical axis side region disposed toward the optical axis, an outer region arranged outside the optical axis side region having at least the door, the maximum value of the outer region (Y / X) is not smaller than the maximum value of (Y / X) in the optical axis side region. In general, the optical element is cooled and solidified from the outside. Therefore, when a fine structure having a deep step shape is formed in the outer region of the optical element, the mold release resistance is larger than when a fine structure having a deep step shape is formed in the optical axis side region of the optical element. End up. In view of such a problem, in the present invention, focusing on the fact that the optical element is cooled and solidified from the outside, the maximum value of (Y / X) in the outer region is set to the maximum value of (Y / X) in the optical axis side region. By making it smaller than the value, it is possible to relax the mold release resistance applied to the step-shaped wall surface in the outer region at the time of mold release, and to facilitate the mold release from the first mold.

の側面では、段差形状の内側の壁面と光軸とがなす角度は、段差形状の外側の壁面と光軸とがなす角度以下である。この場合、段差形状の内側の壁面と光軸とがなす角度が、段差形状の外側の壁面と光軸とがなす角度以下であるような、離型抵抗が比較的大きくなりやすい型構造であるが、離型抵抗の大きな第1光学転写面から、これが温かいうちに優先的に離型することで、スムーズな離型を実現することができる。 In another aspect, the inner wall surface and the angle between the optical axis of the stepped shape, Ru der angle less formed between an outer wall surface and the optical axis of the stepped shape. In this case, the mold structure is such that the mold release resistance is likely to be relatively large, such that the angle formed between the inner wall surface of the step shape and the optical axis is equal to or smaller than the angle formed between the outer wall surface of the step shape and the optical axis. However, smooth release can be realized by preferentially releasing from the first optical transfer surface having a high release resistance while it is warm.

らに別の側面では、段差形状の内側の壁面は、光軸に平行である。この場合、段差形状を例えば矩形状や内ブレーズ状とすることができる。 In another aspect the of et, inner wall surface of the stepped shape, Ru parallel der the optical axis. In this case, the step shape can be, for example, a rectangular shape or an inner blaze shape.

また、さらに別の側面では、段差形状は、矩形状を含む。この場合、マルチレベル型の回折格子を形成することができる。 Further, in another aspect the the et, stepped shape, including a rectangular shape. In this case, a multi-level diffraction grating can be formed.

らに別の側面では、外側領域における段差形状の外側の壁面と光軸とがなす角度の最小値は、光軸側領域における段差形状の外側の壁面と光軸とがなす角度の最小値よりも大きい。この場合、光学素子が外側から冷却固化するという点に着目し、外側領域における上記外側の壁面の角度を、光軸側領域における上記外側の壁面の角度よりも大きくすることにより、外側領域における段差形状が光軸側領域における段差形状よりも樹脂の収縮による離型抵抗が少ないものとなり、第1金型から離型しやすくすることができる。 In another aspect the of al, the minimum value of the outer wall surface and the angle between the optical axis of the step shape in the outer region, the minimum value of the outer wall surface and the angle between the optical axis of the step shape in the optical axis side region not larger than. In this case, paying attention to the fact that the optical element is cooled and solidified from the outside, a step in the outside region is made by making the angle of the outside wall surface in the outside region larger than the angle of the outside wall surface in the optical axis side region. The shape has less release resistance due to resin shrinkage than the step shape in the optical axis side region, and can be easily released from the first mold.

らに別の側面では、外側領域における段差形状の外側の壁面と光軸とがなす角度の最小値は、光軸側領域における段差形状の外側の壁面と光軸とがなす角度の最小値以下である。この場合、外側領域における上記外側の壁面の角度が、光軸側領域における上記外側の壁面の角度以下であるような、離型抵抗が外側で比較的大きくなりやすい型構造であるが、離型抵抗の大きな第1光学転写面から、これが温かいうちに優先的に離型することで、スムーズな離型を実現することができる。 In another aspect the of al, the minimum value of the outer wall surface and the angle between the optical axis of the step shape in the outer region, the minimum value of the outer wall surface and the angle between the optical axis of the step shape in the optical axis side region Ru der below. In this case, the mold structure is such that the mold release resistance tends to be relatively large on the outside such that the angle of the outer wall surface in the outer region is equal to or less than the angle of the outer wall surface in the optical axis side region. Smooth release can be realized by preferentially releasing the first optical transfer surface having high resistance while it is warm.

らに別の側面では、光軸側領域は、光軸側に配置される中央領域と、中央領域よりも外側に配置される中間領域とを少なくとも有し、外側領域は、中間領域よりも外側に配置される最周辺領域を少なくとも有し、最周辺領域における(Y/X)の最大値は、中央領域及び中間領域の少なくともいずれか一方における(Y/X)の最大値よりも小さい。この場合、光学素子が外側から冷却固化するという点に着目し、最周辺領域における(Y/X)の最大値を、中央領域及び中間領域の少なくともいずれか一方における(Y/X)の最大値よりも小さくすることにより、離型時に最周辺領域における段差形状の壁面にかかる離型抵抗を緩和し、第1金型からより離型しやすくすることができる。 In another aspect the of al, the optical axis side region, a central region disposed toward the optical axis, at least an intermediate region disposed outside the center region, the outer region than the intermediate region at least has a most peripheral area which is arranged outside the maximum value of (Y / X) in the most peripheral area is not smaller than the maximum value of (Y / X) of at least one of the central region and the intermediate region . In this case, paying attention to the fact that the optical element is cooled and solidified from the outside, the maximum value of (Y / X) in the most peripheral region is the maximum value of (Y / X) in at least one of the central region and the intermediate region. By making it smaller than this, it is possible to relieve the mold release resistance applied to the step-shaped wall surface in the outermost peripheral area at the time of mold release, and to facilitate the mold release from the first mold.

らに別の側面では、中央領域における段差形状と、中間領域における段差形状と、最周辺領域における段差形状とは、それぞれ異なる。この場合、各領域において異なる段差形状を有することにより、複数波長互換型の光ピックアップ用対物レンズを簡易に実現でき、光学素子の回折効率を向上させることができる。 In another aspect the of et, a step shape in the central region, and the step shape in the intermediate region, the step shape in the most peripheral area, Ru different respectively. In this case, by having different step shapes in each region, a multiple wavelength compatible optical pickup objective lens can be easily realized, and the diffraction efficiency of the optical element can be improved.

らに別の側面では、最周辺領域における段差形状の外側の壁面と光軸とがなす角度の最小値は、中央領域及び中間領域のいずれか一方における段差形状の外側の壁面と光軸とがなす角度の最小値よりも大きい。この場合、光学素子が外側から冷却固化するという点に着目し、最周辺領域における上記外側の壁面の角度を、中央領域及び中間領域のいずれか一方における上記外側の壁面の角度よりも大きくすることにより、最周辺領域における段差形状が中央領域及び中間領域における段差形状よりも樹脂の収縮による離型抵抗が少なくなり、第1金型から離型しやすくすることができる。 In another aspect the of al, the minimum value of the angle between the outer wall surface and the optical axis of the step shape in the most peripheral area forms the outer wall surface and the optical axis of the step shape in one of the central region and the intermediate region There have larger than the minimum value of the angle. In this case, paying attention to the fact that the optical element cools and solidifies from the outside, the angle of the outer wall surface in the outermost peripheral region is made larger than the angle of the outer wall surface in either the central region or the intermediate region. As a result, the step shape in the outermost peripheral region has less mold release resistance due to resin shrinkage than the step shape in the central region and the intermediate region, and can be easily released from the first mold.

らに別の側面では、最周辺領域における段差形状の外側の壁面と光軸とがなす角度の最小値は、中央領域及び中間領域のいずれか一方における段差形状の外側の壁面と光軸とがなす角度の最小値以下である。この場合、最周辺領域における上記外側の壁面の角度が、中央領域及び中間領域のいずれか一方における上記外側の壁面の角度以下であるような、離型抵抗が外側で比較的大きくなりやすい型構造であるが、離型抵抗の大きな第1光学転写面から、これが温かいうちに優先的に離型することで、スムーズな離型を実現することができる。 In another aspect the of al, the minimum value of the angle between the outer wall surface and the optical axis of the step shape in the most peripheral area forms the outer wall surface and the optical axis of the step shape in one of the central region and the intermediate region There Ru minimum der following angle. In this case, the mold structure in which the mold release resistance tends to be relatively large on the outside, such that the angle of the outer wall surface in the outermost peripheral region is equal to or smaller than the angle of the outer wall surface in one of the central region and the intermediate region. However, smooth release can be realized by preferentially releasing the first optical transfer surface having a high release resistance while it is warm.

らに別の側面では、第1金型は固定型であり、第2金型は可動型である。 In another aspect the of et, the first mold is a fixed mold, a second mold Ru movable die der.

本発明に係る光学素子は、第1光学面と第2光学面とを有する光学素子であって、第1光学面の曲率半径の絶対値は、第2光学面の曲率半径の絶対値よりも小さく、第1光学面は、光軸側に配置される光軸側領域と、光軸側領域よりも外側に配置される外側領域とに回折構造を構成する段差を少なくとも有し、段差の幅をXとし、段差の高さをYとして、外側領域における(Y/X)の最大値は、光軸側領域における(Y/X)の最大値よりも小さく、以下の条件式
前記第1光学面における(Y/X)の最大値≦1.0
を満たすことを特徴とする。一般的に光学素子は、外側から冷却固化される。そのため、光学素子の外側領域に深い段差形状を有する微細構造を形成する場合、光学素子の光軸側領域に深い段差形状を有する微細構造を形成する場合に比べて、離型抵抗が大きくなってしまう。このような課題に対し、本発明では、光学素子が外側から冷却固化するという点に着目し、外側領域における(Y/X)の最大値を、光軸側領域における(Y/X)の最大値よりも小さくすることにより、第1金型からの離型時に、外側領域における段差形状の壁面にかかる離型抵抗を緩和し、第1金型から離型しやすくすることができる。
An optical element according to the present invention is an optical element having a first optical surface and a second optical surface, and the absolute value of the radius of curvature of the first optical surface is greater than the absolute value of the radius of curvature of the second optical surface. The first optical surface is small and has at least a step constituting a diffractive structure in an optical axis side region arranged on the optical axis side and an outer region arranged outside the optical axis side region, and the width of the step Where X is X, the height of the step is Y, and the maximum value of (Y / X) in the outer region is smaller than the maximum value of (Y / X) in the optical axis side region.
Maximum value of (Y / X) on the first optical surface ≦ 1.0
It is characterized by satisfying. In general, the optical element is cooled and solidified from the outside. Therefore, when a fine structure having a deep step shape is formed in the outer region of the optical element, the mold release resistance is larger than when a fine structure having a deep step shape is formed in the optical axis side region of the optical element. End up. In view of such a problem, in the present invention, focusing on the fact that the optical element is cooled and solidified from the outside, the maximum value of (Y / X) in the outer region is set to the maximum value of (Y / X) in the optical axis side region. By making it smaller than the value, the release resistance applied to the step-shaped wall surface in the outer region at the time of release from the first mold can be relaxed, and the release from the first mold can be facilitated.

本発明の別の側面では、光軸側領域は、光軸側に配置される中央領域と、中央領域よりも外側に配置される中間領域とを少なくとも有し、外側領域は、中間領域よりも外側に配置される最周辺領域を少なくとも有し、最周辺領域における(Y/X)の最大値は、中央領域及び中間領域の少なくともいずれか一方における(Y/X)の最大値よりも小さいことを特徴とする。この場合、光学素子が外側から冷却固化するという点に着目し、最周辺領域における(Y/X)の最大値を、中央領域及び中間領域の少なくともいずれか一方における(Y/X)の最大値よりも小さくすることにより、第1金型からの離型時に最周辺領域における段差形状の壁面にかかる離型抵抗を緩和できるので、第1金型からより離型しやすくすることができ、高精度の転写が可能になる。   In another aspect of the present invention, the optical axis side region has at least a central region disposed on the optical axis side and an intermediate region disposed outside the central region, and the outer region is more than the intermediate region. It has at least the outermost peripheral region arranged outside, and the maximum value of (Y / X) in the outermost peripheral region is smaller than the maximum value of (Y / X) in at least one of the central region and the intermediate region It is characterized by. In this case, paying attention to the fact that the optical element is cooled and solidified from the outside, the maximum value of (Y / X) in the most peripheral region is the maximum value of (Y / X) in at least one of the central region and the intermediate region. Since the release resistance applied to the step-shaped wall surface in the outermost peripheral region at the time of release from the first mold can be relaxed by making it smaller than the first mold, it can be made easier to release from the first mold. Accurate transfer is possible.

本発明のさらに別の側面では、以下の条件式
0.50≦前記第1光学面における(Y/X)の最大値≦1.0
を満たすことを特徴とする。
本発明のさらに別の側面では、光学素子はCD/DVD/BD3波長互換型の光ピックアップ用対物光学素子であることを特徴とする。

In still another aspect of the present invention, the following conditional expression 0.50 ≦ maximum value of (Y / X) in the first optical surface ≦ 1.0
It is characterized by satisfying.
In still another aspect of the present invention, the optical element is a CD / DVD / BD 3-wavelength compatible optical pickup objective optical element.

本発明に係る光学素子を製造するための光学素子の製造方法は、光学素子を成形金型により成形する光学素子の製造方法であって、成形金型は、型開き状態で光学素子が残らない第1金型と、型開き状態で光学素子が残る第2金型とを有し、第1金型は、光学素子の第1光学面を形成する第1光学転写面を有し、第2金型は、光学素子の第2光学面を形成する第2光学転写面を有し、第1光学転写面の曲率半径の絶対値は、第2光学転写面の曲率半径の絶対値よりも小さく、第1光学転写面は、回折構造を形成する段差形状を有し、段差形状の幅をXとし、段差形状の高さをYとして、以下の条件式
0.50≦(Y/X)の最大値≦1.0
を満たし、型開き工程の後、第2金型から光学素子を離型させる離型工程を有する。
An optical element manufacturing method for manufacturing an optical element according to the present invention is an optical element manufacturing method in which an optical element is molded by a molding die, and the molding die does not remain in an open state. A first mold and a second mold in which the optical element remains in an open state; the first mold has a first optical transfer surface that forms a first optical surface of the optical element; The mold has a second optical transfer surface that forms the second optical surface of the optical element, and the absolute value of the radius of curvature of the first optical transfer surface is smaller than the absolute value of the radius of curvature of the second optical transfer surface. The first optical transfer surface has a step shape that forms a diffractive structure, where the width of the step shape is X and the height of the step shape is Y. The following conditional expression 0.50 ≦ (Y / X) Maximum value ≦ 1.0
The filled, after the mold opening process, that have a release step of releasing the optical element from the second mold.

上記製造方法によれば、回折構造を形成する段差形状を有する第1光学転写面を第2光学転写面よりも先に光学素子から離型することによって、多波長互換光学素子のような段差形状が0.50≦(Y/X)の最大値≦1.0を満たす比較的深い範囲であっても、射出成形時の冷却固化による樹脂収縮に起因する離型抵抗を抑制することができる。これにより、光学素子が第1金型からほとんど抵抗なくスムーズに離型され、光学素子の回折構造の段差すなわち微細形状の変形を防止することができる。なお、(Y/X)が0.50より小さい場合、段差が小さく、上記のような課題がほとんど生じない。一方、(Y/X)が1.0を超えるような段差は、本発明の光学素子を製造する手法を用いても転写の劣化が生じやすく実用的でない。 According to the above manufacturing method, the first optical transfer surface having the step shape forming the diffractive structure is released from the optical element before the second optical transfer surface, so that the step shape like a multi-wavelength compatible optical element is obtained. Even within a relatively deep range satisfying the maximum value ≦ 1.0 of 0.50 ≦ (Y / X), it is possible to suppress the mold release resistance due to resin shrinkage due to cooling and solidification during injection molding. Thereby, the optical element is released from the first mold smoothly with almost no resistance, and the step of the diffraction structure of the optical element, that is, the deformation of the fine shape can be prevented. When (Y / X) is smaller than 0.50, the level difference is small and the above problems hardly occur. On the other hand, a step where (Y / X) exceeds 1.0 is not practical even if the method for producing the optical element of the present invention is used, and transfer deterioration is likely to occur.

第1実施形態に係る成形金型等を説明する概念図である。It is a conceptual diagram explaining the shaping die etc. which concern on 1st Embodiment. 第1実施形態に係る成形金型の第1光学転写面を説明する図である。It is a figure explaining the 1st optical transfer surface of the shaping die concerning a 1st embodiment. 図1の成形金型を用いて成形される光学素子を説明する図である。It is a figure explaining the optical element shape | molded using the shaping die of FIG. 第2実施形態に係る成形金型の第1光学転写面を説明する図である。It is a figure explaining the 1st optical transfer surface of the shaping die concerning a 2nd embodiment. 第3実施形態に係る成形金型の第1光学転写面を説明する図である。It is a figure explaining the 1st optical transfer surface of the shaping die concerning a 3rd embodiment. 第4実施形態に係る成形金型の第1光学転写面を説明する図である。It is a figure explaining the 1st optical transfer surface of the molding die concerning a 4th embodiment.

〔第1実施形態〕
図1及び図2を参照して、本発明の光学素子を成形するための成形金型について説明する。成形金型100は、第1金型である固定型10と第2金型である可動型20とを型締めすることによって型空間CVを形成して光学素子であるプラスチックレンズPL(図3参照)の成形を行うものである。成形金型100は、温度調節部30、可動型駆動部40、樹脂射出部50等を備える射出成形装置に組み込まれる。
[First Embodiment]
With reference to FIG.1 and FIG.2, the shaping die for shape | molding the optical element of this invention is demonstrated. The molding die 100 forms a mold space CV by clamping a fixed die 10 as a first die and a movable die 20 as a second die to form a plastic lens PL as an optical element (see FIG. 3). ). The molding die 100 is incorporated into an injection molding apparatus including the temperature adjusting unit 30, the movable mold driving unit 40, the resin injection unit 50, and the like.

図1に示すように、成形金型100は、固定型10と可動型20とを備える。固定型10に対して可動型20を突き合わせることにより、両金型10,20間に型空間CVが形成される。型空間CVの周囲の一部には、型空間CVに連通するゲートGPが形成される。この型空間CV内部には、ゲートGPを介して樹脂射出部50によって溶融樹脂が供給され、充填される。   As shown in FIG. 1, the molding die 100 includes a fixed die 10 and a movable die 20. A mold space CV is formed between the molds 10 and 20 by abutting the movable mold 20 against the fixed mold 10. A gate GP communicating with the mold space CV is formed in a part of the periphery of the mold space CV. The mold space CV is filled with molten resin by the resin injection unit 50 through the gate GP.

ここで、成形金型100によって成形されるプラスチックレンズPLについて説明する。図3において、左側は、プラスチックレンズPLの側断面図であり、右側は、第1光学面OL1の概念図である。プラスチックレンズPLは、小型の回折屈折複合レンズであり、例えば、光ピックアップ装置の対物レンズとして用いられる。プラスチックレンズPLは、光学的機能を有する中心部OLと、中心部OLから外径方向に延在する環状のフランジ部FLとを有する。中心部OLは、曲率半径が小さい凸の第1光学面OL1と、曲率半径が大きい凸の第2光学面OL2とを有する。第1光学面OL1と第2光学面OL2とは、肉厚で光透過性を有する本体を挟んで対向する。フランジ部FLは、第1光学面OL1側に第1フランジ面FL1と、第2光学面OL2側に第2フランジ面FL2とを有する。   Here, the plastic lens PL molded by the molding die 100 will be described. In FIG. 3, the left side is a side sectional view of the plastic lens PL, and the right side is a conceptual diagram of the first optical surface OL1. The plastic lens PL is a small diffractive refractive compound lens, and is used as an objective lens of an optical pickup device, for example. The plastic lens PL has a center portion OL having an optical function and an annular flange portion FL extending from the center portion OL in the outer diameter direction. The center portion OL has a convex first optical surface OL1 having a small curvature radius and a convex second optical surface OL2 having a large curvature radius. The first optical surface OL1 and the second optical surface OL2 are opposed to each other with a thick and light-transmitting main body interposed therebetween. The flange portion FL has a first flange surface FL1 on the first optical surface OL1 side and a second flange surface FL2 on the second optical surface OL2 side.

中心部OLにおいて、第1光学面OL1は、多波長互換のため、回折構造の段差すなわち微細構造を有している。つまり、プラスチックレンズPLは、短波長で高開口数の規格と、中波長で中程度の開口数の規格と、長波長で低開口数の規格とに対応する3波長互換光学素子であり、第1光学面OL1に設けた微細構造は、各波長に適合して集光を可能にする形状を有している。図示の例では、第1光学面OL1は、開口数の異なる3波長の光束に対応するため同心の3つの領域に分割されており、内側から外側に向かって3波長互換領域AR1と、2波長互換領域AR2と、1波長専用領域AR3とで構成される。これらすべての領域AR1,AR2,AR3により、例えば開口数(NA)0.85でBD(Blu-ray Disc)の波長(405nm)を集光させ、BDの光ディスク上に最適なスポットを形成する。また、光軸OAから離れた最周辺側を除いた領域AR1,AR2により、例えば開口数(NA)0.6でDVD(Digital Versatile Disc)の波長(650nm)を集光させ、DVDの光ディスク上に最適なスポットを形成する。この際、NA0.6からNA0.85に対応する光学面の領域を通過するDVDの波長(650nm)の光束は、DVDの光ディスクの記録/再生に使用されるスポットの形成に寄与しないフレア成分となる。また、光軸OA側の領域AR1により、例えば開口数(NA)0.45でCD(Compact Disc)の波長(780nm)を集光させ、CDの光ディスク上に最適なスポットを形成する。この際、NA0.45からNA0.85に対応する光学面の領域を通過するCDの波長(780nm)の光束は、CDの光ディスクの記録/再生に使用されるスポットの形成に寄与しないフレア成分となる。なお、第1光学面OL1の具体的な微細構造については、後述する固定型10の第1光学転写面11Aの微細構造を転写したものであるので説明を省略する。   In the central portion OL, the first optical surface OL1 has a step of the diffractive structure, that is, a fine structure in order to be compatible with multiple wavelengths. That is, the plastic lens PL is a three-wavelength compatible optical element corresponding to a short wavelength, high numerical aperture standard, a medium wavelength, medium numerical aperture standard, and a long wavelength, low numerical aperture standard. The fine structure provided on one optical surface OL1 has a shape that allows light collection in conformity with each wavelength. In the example shown in the drawing, the first optical surface OL1 is divided into three concentric regions to correspond to light beams of three wavelengths having different numerical apertures, and a three-wavelength compatible region AR1 and two wavelengths from the inside toward the outside. The compatible area AR2 and the one-wavelength dedicated area AR3 are included. With all these areas AR1, AR2, AR3, for example, the wavelength (405 nm) of a BD (Blu-ray Disc) is condensed with a numerical aperture (NA) of 0.85 to form an optimum spot on the BD optical disc. Further, the wavelength (650 nm) of a DVD (Digital Versatile Disc) is condensed with, for example, a numerical aperture (NA) of 0.6 by the areas AR1 and AR2 excluding the outermost peripheral side away from the optical axis OA, and the optical disk on the DVD To form the optimal spot. At this time, the light flux of DVD wavelength (650 nm) that passes through the optical surface area corresponding to NA 0.6 to NA 0.85 is a flare component that does not contribute to the formation of spots used for recording / reproduction of DVD optical discs. Become. Further, by the area AR1 on the optical axis OA side, for example, the wavelength (780 nm) of a CD (Compact Disc) is condensed with a numerical aperture (NA) of 0.45, and an optimum spot is formed on the CD optical disc. At this time, the light flux of the CD wavelength (780 nm) passing through the region of the optical surface corresponding to NA 0.45 to NA 0.85 is a flare component that does not contribute to the formation of spots used for recording / reproduction of CD optical discs. Become. Note that the specific fine structure of the first optical surface OL1 is a transfer of the fine structure of the first optical transfer surface 11A of the fixed mold 10, which will be described later, and will not be described.

図1に戻って、固定型10は、中央側のコア型11と周辺側の外周型12とを有する。コア型11と外周型12とは、例えば同一の鋼材で形成されており、相互に一体的に固定されている。固定型10のうち、コア型11は、可動型20に対向する側に微細構造である輪帯状の回折パターンが設けられているとともに、全体として凹面の第1光学転写面11Aを有する。第1光学転写面11Aは、成形品であるプラスチックレンズPLの曲率半径の小さい第1光学面OL1(図3参照)に対応する。一方、外周型12によって形成される周囲側の第1成形面12Aは、プラスチックレンズPLの周囲の第1フランジ面FL1(図3参照)に対応する。   Returning to FIG. 1, the fixed die 10 has a core die 11 on the center side and an outer peripheral die 12 on the peripheral side. The core mold 11 and the outer peripheral mold 12 are formed of the same steel material, for example, and are integrally fixed to each other. Of the fixed mold 10, the core mold 11 is provided with a ring-shaped diffraction pattern having a fine structure on the side facing the movable mold 20, and has a first optical transfer surface 11 </ b> A that is concave as a whole. 11A of 1st optical transfer surfaces respond | correspond to 1st optical surface OL1 (refer FIG. 3) with a small curvature radius of the plastic lens PL which is a molded article. On the other hand, the first molding surface 12A on the peripheral side formed by the outer peripheral mold 12 corresponds to the first flange surface FL1 (see FIG. 3) around the plastic lens PL.

以下、図2を参照しつつ、光学転写面11Aの微細構造について詳述する。図2は、第1光学転写面11Aの側方断面を模式的に拡大した図である。なお、上述のように、第1光学転写面11Aによって形成された面がプラスチックレンズPLの第1光学面OL1となる。   Hereinafter, the fine structure of the optical transfer surface 11A will be described in detail with reference to FIG. FIG. 2 is a schematic enlarged view of a side cross section of the first optical transfer surface 11A. As described above, the surface formed by the first optical transfer surface 11A is the first optical surface OL1 of the plastic lens PL.

第1光学転写面11Aは、第1光学転写面11Aの光軸OA側から半径方向の外側に向かって、同心となるように円形状の光軸側領域11Cと輪帯状の外側領域11Dとに分割される。光軸側領域11Cは、さらに第1光学転写面11Aの中央から外側領域11Dに向かって、同心の中央領域A1と中間領域A2とに分割される。中央領域A1は、図3のプラスチックレンズPLの3波長互換領域AR1に対応し、中間領域A2は、2波長互換領域AR2に対応する。また、外側領域11Dは、最周辺領域A3であり、図3のプラスチックレンズPLの1波長専用領域AR3に対応する。   The first optical transfer surface 11A has a circular optical axis side region 11C and a ring-shaped outer region 11D so as to be concentric from the optical axis OA side of the first optical transfer surface 11A toward the outer side in the radial direction. Divided. The optical axis side region 11C is further divided into a concentric central region A1 and intermediate region A2 from the center of the first optical transfer surface 11A toward the outer region 11D. The center area A1 corresponds to the three-wavelength compatible area AR1 of the plastic lens PL of FIG. 3, and the intermediate area A2 corresponds to the two-wavelength compatible area AR2. The outer region 11D is the outermost peripheral region A3 and corresponds to the one-wavelength dedicated region AR3 of the plastic lens PL of FIG.

第1光学転写面11Aには、プラスチックレンズPLの回折構造の段差を形成するため、中央領域A1と中間領域A2と最周辺領域A3とのそれぞれにおいて、多数の微細な段差形状が光軸OAを中心に輪帯状に形成されている。この輪帯状の段差形状を断面として見ると、離型抵抗を生じさせるような凹の段差形状の内側の壁面は、光軸OAに平行であり、段差形状の内側の壁面と光軸OAとがなす角度α1,α3はそれぞれ、段差形状の外側の壁面と光軸OAとがなす角度β1,β3以下となっている。具体的には、図からわかるように、第1光学転写面11Aの中央領域A1において、段差形状13Aは、矩形状であり、領域内の全ての段差形状13Aの内側の壁面13Bと光軸OAとがなす角度α1と、段差形状13Aの外側の壁面13Cと光軸OAとがなす角度β1とは、ともに0度で同じとなっている。また、最周辺領域A3において、段差形状15Aは、ブレーズ状である。   In order to form a step of the diffractive structure of the plastic lens PL on the first optical transfer surface 11A, a large number of fine step shapes form the optical axis OA in each of the central region A1, the intermediate region A2, and the outermost peripheral region A3. It is formed in a ring shape at the center. When this ring-shaped step shape is viewed as a cross section, the inner wall surface of the concave step shape that causes mold release resistance is parallel to the optical axis OA, and the inner wall surface of the step shape and the optical axis OA are The angles α1 and α3 formed are respectively equal to or less than the angles β1 and β3 formed by the outer wall surface of the step shape and the optical axis OA. Specifically, as can be seen from the figure, in the central region A1 of the first optical transfer surface 11A, the step shape 13A is rectangular, and the inner wall surface 13B of all the step shapes 13A in the region and the optical axis OA. And the angle β1 formed by the outer wall surface 13C of the step shape 13A and the optical axis OA are both 0 degrees and the same. In the most peripheral area A3, the step shape 15A is blazed.

ここで最周辺領域A3においては、それぞれの段差形状15Aの外側の壁面15Cと光軸OAとがなす角度β3はそれぞれ異なる値となる場合がある。またブレーズ状の場合においては、最周辺領域A3のみならず、中央領域A1(中間領域A2も同様)の領域内において、それぞれの外側の壁面と光軸OAとがなす角度β1(角度β2も同様)はそれぞれ異なる値となる場合がある。そして、それぞれの段差形状15Aにおいてはその内側の壁面15Bと光軸OAとがなす角度α3は、外側の壁面15Cと光軸OAとがなす角度β3よりも小さくなっている。   Here, in the most peripheral region A3, the angle β3 formed by the outer wall surface 15C of each step shape 15A and the optical axis OA may have different values. In the case of a blazed shape, not only in the most peripheral area A3 but also in the area of the central area A1 (similar to the intermediate area A2), the angle β1 (the angle β2 is also the same between the outer wall surfaces and the optical axis OA). ) May have different values. In each stepped shape 15A, the angle α3 formed by the inner wall surface 15B and the optical axis OA is smaller than the angle β3 formed by the outer wall surface 15C and the optical axis OA.

また、図からわかるように、外側領域11Dの最周辺領域A3における段差形状15Aの外側の壁面15Cと光軸OAとがなす角度β3の最小値は、光軸側領域11Cのうち中央領域A1における段差形状13Aの外側の壁面13Cと光軸OAとがなす角度β1よりも大きくなっている。なお、図示を省略しているが、中間領域A2における段差形状は、例えば矩形状であり、中間領域A2の段差形状の内側の壁面と光軸OAとがなす角度は、中間領域A2の段差形状の外側の壁面と光軸OAとがなす角度以下であり、例えばこれらは互いに等しくなっている。最周辺領域A3における段差形状15Aの外側の壁面と光軸OAとがなす角度β3の最小値は、中間領域A2における段差形状の外側の壁面と光軸OAとがなす角度よりも大きくなっている。   Further, as can be seen from the figure, the minimum value of the angle β3 formed by the outer wall surface 15C of the step shape 15A and the optical axis OA in the outermost region A3 of the outer region 11D is the central region A1 in the optical axis side region 11C. It is larger than the angle β1 formed by the outer wall surface 13C of the step shape 13A and the optical axis OA. In addition, although illustration is abbreviate | omitted, the level | step difference shape in intermediate | middle area | region A2 is rectangular shape, for example, and the angle which the wall surface inside the level | step difference shape of intermediate | middle area A2 and optical axis OA make | forms is the level | step difference shape of intermediate | middle area A2. Is equal to or smaller than the angle formed by the outer wall surface and the optical axis OA, for example, they are equal to each other. The minimum value of the angle β3 formed by the outer wall surface of the step shape 15A in the most peripheral area A3 and the optical axis OA is larger than the angle formed by the outer wall surface of the step shape in the intermediate area A2 and the optical axis OA. .

また、第1光学転写面11Aにおいて、段差形状の幅をXとし、段差形状の高さをYとして、段差形状の縦横比の値(Y/X)は、以下の条件式
0.50≦(Y/X)の最大値≦1.0
を満たすようになっており、第1光学転写面11Aの段差形状が比較的深いものとなっている。このような段差形状が比較的深い光学転写面は、多波長互換光学素子、具体的には3波長互換光学素子の形成に不可欠的になっている。ここで、各領域11C,11Dにおける段差形状の幅Xと高さYとの縦横比の値(Y/X)の最大値は、段差形状がコの字型の段差形状を有する場合は、コの字型の段差形状の幅Xと高さYの比の値を基準にして求める。例えば、図2に示すように、中央領域A1において、コの字型の段差形状UN1の幅X1と高さY1との比を基準にして(Y/X)の最大値を求める。なお、コの字型の段差形状UN1の高さY1は、図2に示すように、コの字型の段差形状UN1を形成する光軸OAに平行な2つの壁面のうち、光軸OA方向の高さが高い方の壁面の高さをY1としている。段差形状がコの字型の段差形状を有していない場合、例えばブレーズ型の段差形状の場合は、ブレーズ型の段差形状の幅Xと高さYの比の値を基準にして求める。例えば、図2に示すように、最周辺領域A3において、ブレーズ型の段差形状UN3の幅X3と高さY3との比を基準にして(Y/X)の最大値を求める。
In addition, on the first optical transfer surface 11A, the width of the step shape is X, the height of the step shape is Y, and the aspect ratio value (Y / X) of the step shape is the following conditional expression 0.50 ≦ ( Maximum value of Y / X) ≦ 1.0
The step shape of the first optical transfer surface 11A is relatively deep. Such an optical transfer surface having a relatively deep step shape is indispensable for forming a multi-wavelength compatible optical element, specifically, a three-wavelength compatible optical element. Here, the maximum value of the aspect ratio (Y / X) between the width X and the height Y of the step shape in each of the regions 11C and 11D is the maximum value when the step shape has a U-shaped step shape. It is obtained on the basis of the value of the ratio between the width X and the height Y of the U-shaped step shape. For example, as shown in FIG. 2, in the central region A1, the maximum value of (Y / X) is obtained on the basis of the ratio between the width X1 and the height Y1 of the U-shaped step shape UN1. The height Y1 of the U-shaped step shape UN1 is, as shown in FIG. 2, the optical axis OA direction of two wall surfaces parallel to the optical axis OA forming the U-shaped step shape UN1. The height of the wall surface having the higher height is Y1. When the step shape does not have a U-shaped step shape, for example, in the case of a blaze type step shape, the step shape is obtained based on the value of the ratio between the width X and the height Y of the blaze type step shape. For example, as shown in FIG. 2, in the most peripheral area A3, the maximum value of (Y / X) is obtained based on the ratio of the width X3 and the height Y3 of the blaze-shaped step shape UN3.

図2に示すように、各領域11C,11D、具体的には領域A1,A3における段差形状はそれぞれ異なっており、外側領域11Dである最周辺領域A3における(Y/X)の最大値は、光軸側領域11Cの中央領域A1における(Y/X)の最大値よりも小さくなっている。なお、図示を省略しているが、中間領域A2における段差形状は、例えば矩形であり、中間領域A2における(Y/X)の最大値は、具体例では最周辺領域A3における(Y/X)の最大値よりも大きくなっている。   As shown in FIG. 2, the step shapes in the regions 11C and 11D, specifically the regions A1 and A3, are different from each other, and the maximum value of (Y / X) in the outermost peripheral region A3 which is the outer region 11D is It is smaller than the maximum value of (Y / X) in the central region A1 of the optical axis side region 11C. Although not shown, the step shape in the intermediate area A2 is, for example, a rectangle, and the maximum value of (Y / X) in the intermediate area A2 is (Y / X) in the most peripheral area A3 in the specific example. It is larger than the maximum value.

なお、第1光学面OL1の各領域AR1,AR3等には、第1光学転写面11Aの各領域A1,A3等に形成された段差形状13A,15Aを略反転した段差が形成される。   In each of the areas AR1, AR3, etc. of the first optical surface OL1, there are formed steps that are substantially inverted from the step shapes 13A, 15A formed in the areas A1, A3, etc. of the first optical transfer surface 11A.

図1に戻って、可動型20は、中央側のコア型21と周辺側の外周型22とを有する。コア型21と外周型22とは、例えば同一の鋼材で形成されており、外周型22は、コア型21を周囲から支持している。可動型20のうち、コア型21は、固定型10に対向する側に段差を有しない滑らかな凹面の第2光学転写面21Aを有する。第2光学転写面21Aは、成形品であるプラスチックレンズPLの曲率半径の大きい第2光学面OL2(図3参照)に対応する。一方、外周型22によって形成される周囲側の第2成形面22Aは、プラスチックレンズPLの周囲の第2フランジ面FL2(図3参照)に対応する。   Returning to FIG. 1, the movable mold 20 includes a core mold 21 on the center side and an outer peripheral mold 22 on the peripheral side. The core mold 21 and the outer peripheral mold 22 are made of, for example, the same steel material, and the outer peripheral mold 22 supports the core mold 21 from the periphery. Of the movable mold 20, the core mold 21 has a smooth concave second optical transfer surface 21 </ b> A having no step on the side facing the fixed mold 10. The second optical transfer surface 21A corresponds to the second optical surface OL2 (see FIG. 3) having a large curvature radius of the plastic lens PL that is a molded product. On the other hand, the second molding surface 22A on the peripheral side formed by the outer peripheral die 22 corresponds to the second flange surface FL2 (see FIG. 3) around the plastic lens PL.

コア型21は、本実施形態の場合、突き出し部として機能し、外周型22に設けられた孔22B中に僅かに離間して挿通された状態で軸AX方向に往復動可能になっている。可動型20を固定型10から離間させる型開き後において、コア型21を外周型22に対して固定型10側に移動させることにより、可動型20に残るプラスチックレンズPLを簡単に離型させることができる。   In the case of the present embodiment, the core mold 21 functions as a protruding portion, and can reciprocate in the direction of the axis AX while being inserted in a hole 22B provided in the outer peripheral mold 22 slightly apart. After the mold is opened to move the movable mold 20 away from the fixed mold 10, the core mold 21 is moved toward the fixed mold 10 with respect to the outer peripheral mold 22, thereby easily releasing the plastic lens PL remaining on the movable mold 20. Can do.

以下、図1に示す成形金型100を用いたプラスチックレンズPLの成形について説明する。まず、可動型20を固定型10に接合することによって型閉じを行う。このような型閉じによって、固定型10のパーティングライン面PA1と可動型20のパーティングライン面PA2とを閉じ合わせた形状の型空間CVが両金型10,20間に形成される。   Hereinafter, molding of the plastic lens PL using the molding die 100 shown in FIG. 1 will be described. First, the mold is closed by joining the movable mold 20 to the fixed mold 10. By such mold closing, a mold space CV having a shape in which the parting line surface PA1 of the fixed mold 10 and the parting line surface PA2 of the movable mold 20 are closed is formed between the molds 10 and 20.

次に、両金型10,20間に形成された型空間CV中に溶融プラスチック樹脂を射出する。つまり、溶融プラスチック樹脂を、ゲートGPを介して両金型10,20間の型空間CV中に導入し、型空間CVを溶融プラスチック樹脂で充填する。   Next, molten plastic resin is injected into the mold space CV formed between the molds 10 and 20. That is, the molten plastic resin is introduced into the mold space CV between the molds 10 and 20 through the gate GP, and the mold space CV is filled with the molten plastic resin.

次に、型空間CV中に充填された溶融プラスチック樹脂を放熱・冷却する。型空間CV中に射出された溶融プラスチック樹脂の温度は、通常200〜300℃であり、温度調節部30によって通常100〜180℃に保持された両金型10,20の光学転写面11A,21A及び成形面12A,22Aに接すると、溶融プラスチック樹脂は、成形金型100との当接表面から徐々に冷却固化する。   Next, the molten plastic resin filled in the mold space CV is radiated and cooled. The temperature of the molten plastic resin injected into the mold space CV is usually 200 to 300 ° C., and the optical transfer surfaces 11A and 21A of both molds 10 and 20 held at 100 to 180 ° C. by the temperature adjusting unit 30 are usually used. And when it contacts the molding surfaces 12A and 22A, the molten plastic resin gradually cools and solidifies from the contact surface with the molding die 100.

次に、可動型駆動部40を用いて、溶融プラスチック樹脂が温かいうちに可動型20を固定型10から離間させる型開きを行う。これにより、冷却固化による樹脂収縮に起因する離型抵抗が抑制され、成形金型100の第1光学転写面11Aが比較的深い段差形状を有していても、プラスチックレンズPLの第1光学面OL1が固定型10からほとんど抵抗なくスムーズに離型される。なお、可動型20を後退させる型開き距離は、例えば回折レンズの肉厚程度以上のものとする。   Next, using the movable drive unit 40, mold opening for separating the movable mold 20 from the fixed mold 10 is performed while the molten plastic resin is warm. Thereby, the mold release resistance due to the resin shrinkage due to cooling and solidification is suppressed, and even if the first optical transfer surface 11A of the molding die 100 has a relatively deep step shape, the first optical surface of the plastic lens PL. OL1 is smoothly released from the fixed mold 10 with almost no resistance. The mold opening distance for moving the movable mold 20 backward is, for example, about the thickness of the diffraction lens.

次に、可動型駆動部40を用いて、突き出し部であるコア型21を、外周型22に収納された図示の退避状態から固定型10側に第2成形面22Aよりも固定型10側に突起した動作状態に駆動する。これにより、冷却による樹脂収縮が顕著なプラスチックレンズPLを可動型20から離型すなわち分離させることができる。分離されたプラスチックレンズPLは、図3に示すように、第1光学面OL1が、第1光学転写面11Aに対応して輪帯状の回折パターンを有する凸面となっており、第2光学面OL2が、第2光学転写面21Aに対応して滑らかな凸面となっている。また、プラスチックレンズPLの周囲には、成形面12A、22Aに対応してフランジ部FLが形成されている。   Next, using the movable drive unit 40, the core mold 21 that is a protruding part is moved from the illustrated retracted state housed in the outer peripheral mold 22 to the fixed mold 10 side to the fixed mold 10 side from the second molding surface 22A. Drive to the protruding operating state. As a result, the plastic lens PL in which the resin contraction due to cooling is remarkable can be released from the movable mold 20, that is, separated. In the separated plastic lens PL, as shown in FIG. 3, the first optical surface OL1 is a convex surface having an annular diffraction pattern corresponding to the first optical transfer surface 11A, and the second optical surface OL2 However, it has a smooth convex surface corresponding to the second optical transfer surface 21A. Further, around the plastic lens PL, a flange portion FL is formed corresponding to the molding surfaces 12A and 22A.

以上説明した成形金型100によれば、回折構造を形成する段差形状13A,15Aを有する第1光学転写面11Aを第2光学転写面21Aよりも先にプラスチックレンズPLから離型することによって、例えば3波長互換光学素子のような段差形状13A,15Aが0.50≦(Y/X)の最大値≦1.0を満たす比較的深い範囲であっても、射出成形時の冷却固化による樹脂収縮に起因する離型抵抗を抑制することができる。これにより、プラスチックレンズPLが固定型10からほとんど抵抗なくスムーズに離型され、プラスチックレンズPLの回折構造の段差すなわち微細形状の変形を防止することができる。   According to the molding die 100 described above, by separating the first optical transfer surface 11A having the step shapes 13A and 15A forming the diffractive structure from the plastic lens PL before the second optical transfer surface 21A, For example, even if the stepped shapes 13A and 15A such as a three-wavelength compatible optical element are in a relatively deep range satisfying the maximum value ≦ 1.0 of 0.50 ≦ (Y / X), the resin by cooling and solidifying at the time of injection molding Release resistance due to shrinkage can be suppressed. Thereby, the plastic lens PL is released from the fixed mold 10 smoothly without any resistance, and the step of the diffractive structure of the plastic lens PL, that is, the deformation of the fine shape can be prevented.

また、外側領域11Dの最周辺領域A3における(Y/X)の最大値を、光軸側領域11Cの中央領域A1等における(Y/X)の最大値よりも小さくすることにより、離型時に最周辺領域A3における段差形状15Aの内側の壁面15Bにかかる離型抵抗を緩和し、プラスチックレンズPLが外側から冷却固化しても、固定型10からより離型しやすくすることができる。   Further, the maximum value of (Y / X) in the outermost region A3 of the outer region 11D is made smaller than the maximum value of (Y / X) in the central region A1 of the optical axis side region 11C, etc. The mold release resistance applied to the inner wall surface 15B of the step shape 15A in the most peripheral area A3 can be relaxed, and the mold can be more easily released from the fixed mold 10 even if the plastic lens PL is cooled and solidified from the outside.

また、外側領域11Dの最周辺領域A3における段差形状15Aの外側の壁面15Cと光軸OAとがなす角度β3の最小値を、光軸側領域11Cの中央領域A1における段差形状13Aの外側の壁面13Cと光軸OAとがなす角度β1の最小値よりも大きくすることにより、最周辺領域A3における段差形状15Aが中央領域A1における段差形状13Aよりも樹脂の収縮による離型抵抗が少なくなり、プラスチックレンズPLが外側から冷却固化しても、固定型10から離型しやすくすることができる。   Further, the minimum value of the angle β3 formed by the outer wall surface 15C of the step shape 15A and the optical axis OA in the outermost region A3 of the outer region 11D is the outer wall surface of the step shape 13A in the central region A1 of the optical axis side region 11C. By making it larger than the minimum value of the angle β1 formed by 13C and the optical axis OA, the step shape 15A in the most peripheral region A3 has less mold release resistance due to resin contraction than the step shape 13A in the central region A1, and the plastic Even if the lens PL is cooled and solidified from the outside, it can be easily released from the fixed mold 10.

(実施例1)   Example 1

表1は、図2の第1光学転写面11Aにおける段差形状の縦横比の値(Y/X)について説明するものである。表1に示すように、中央領域A1における段差形状UN1の縦横比の値(Y1/X1)は、0.038〜0.617である。また最周辺領域A3における段差形状UN3の縦横比の値(Y3/X3)は、0.005〜0.030である。この結果、中央領域A1における(Y/X)の最大値は0.617となり、最周辺領域A3における(Y/X)の最大値は0.030となる。   Table 1 explains the aspect ratio value (Y / X) of the step shape on the first optical transfer surface 11A of FIG. As shown in Table 1, the aspect ratio value (Y1 / X1) of the step shape UN1 in the central region A1 is 0.038 to 0.617. The aspect ratio (Y3 / X3) of the step shape UN3 in the most peripheral area A3 is 0.005 to 0.030. As a result, the maximum value of (Y / X) in the central area A1 is 0.617, and the maximum value of (Y / X) in the most peripheral area A3 is 0.030.

以上をまとめると、第1光学転写面11Aにおいて、段差形状の縦横比の値(Y/X)の最大値は、0.617であり、0.50≦(Y/X)の最大値≦1.0の範囲内となっている。また、外側領域11Dの最周辺領域A3における(Y/X)の最大値(0.030)は、光軸側領域11Cの中央領域A1における(Y/X)の最大値(0.617)よりも小さくなっている。   In summary, on the first optical transfer surface 11A, the maximum value of the aspect ratio (Y / X) of the step shape is 0.617, and the maximum value of 0.50 ≦ (Y / X) ≦ 1. Within the range of 0.0. The maximum value (0.030) of (Y / X) in the outermost region A3 of the outer region 11D is greater than the maximum value (0.617) of (Y / X) in the central region A1 of the optical axis side region 11C. Is also getting smaller.

〔第2実施形態〕
以下、本発明に係る第2実施形態の光学素子を成形するための成形金型について説明する。第2実施形態の成形金型は、第1実施形態の成形金型を変形したものであり、特に説明しない部分は、第1実施形態と同様である。
[Second Embodiment]
Hereinafter, a molding die for molding the optical element according to the second embodiment of the present invention will be described. The molding die according to the second embodiment is a modification of the molding die according to the first embodiment, and portions not particularly described are the same as those in the first embodiment.

以下、図4を参照しつつ、第2実施形態に係る成形金型100の光学転写面11Aの微細構造について詳述する。   Hereinafter, the fine structure of the optical transfer surface 11A of the molding die 100 according to the second embodiment will be described in detail with reference to FIG.

第1光学転写面11Aには、プラスチックレンズPLの回折構造の段差を形成するための多数の微細な段差形状が光軸OAを中心に輪帯状に形成されている。この輪帯状の段差形状を断面として見ると、離型抵抗を生じさせるような凹の段差形状の内側の壁面は、光軸OAに平行であり、段差形状の内側の壁面と光軸OAとがなす角度α1,α2,α3はそれぞれ、段差形状の外側の壁面と光軸OAとがなす角度β1,β2,β3以下となっている。具体的には、図からわかるように、第1光学転写面11Aの中央領域A1において、段差形状13Aは、矩形状であり、領域内の全ての段差形状13Aの内側の壁面13Bと光軸OAとがなす角度α1と、段差形状13Aの外側の壁面13Cと光軸OAとがなす角度β1とは、ともに0度で同じとなっている。また、中間領域A2において、段差形状14Aは、矩形状であり、領域内の全ての段差形状14Aの内側の壁面14Bと光軸OAとがなす角度α2と、段差形状14Aの外側の壁面14Cと光軸OAとがなす角度β2とは、ともに0度で同じとなっている。また、最周辺領域A3において、段差形状15Aは、ブレーズ状であり、それぞれの段差形状15Aにおいてはその内側の壁面15Bと光軸OAとがなす角度α3は、外側の壁面15Cと光軸OAとがなす角度β3よりも小さくなっている。   On the first optical transfer surface 11A, a large number of fine step shapes for forming steps of the diffractive structure of the plastic lens PL are formed in a ring shape around the optical axis OA. When this ring-shaped step shape is viewed as a cross section, the inner wall surface of the concave step shape that causes mold release resistance is parallel to the optical axis OA, and the inner wall surface of the step shape and the optical axis OA are The angles α1, α2, and α3 formed are equal to or less than the angles β1, β2, and β3 formed by the outer wall surface of the step shape and the optical axis OA, respectively. Specifically, as can be seen from the figure, in the central region A1 of the first optical transfer surface 11A, the step shape 13A is rectangular, and the inner wall surface 13B of all the step shapes 13A in the region and the optical axis OA. And the angle β1 formed by the outer wall surface 13C of the step shape 13A and the optical axis OA are both 0 degrees and the same. Further, in the intermediate region A2, the step shape 14A is rectangular, and an angle α2 formed by the inner wall surface 14B of all the step shapes 14A in the region and the optical axis OA, and the outer wall surface 14C of the step shape 14A The angle β2 formed by the optical axis OA is 0 degree and is the same. Further, in the most peripheral area A3, the step shape 15A is blazed, and in each step shape 15A, the angle α3 formed by the inner wall surface 15B and the optical axis OA is equal to the outer wall surface 15C and the optical axis OA. Is smaller than the angle β3 formed by.

また、図からわかるように、外側領域11Dの最周辺領域A3における段差形状15Aの外側の壁面15Cと光軸OAとがなす角度β3の最小値は、光軸側領域11Cのうち中央領域A1における段差形状13Aの外側の壁面13Cと光軸OAとがなす角度β1や、中間領域A2における同様の角度β2よりも、大きくなっている。   Further, as can be seen from the figure, the minimum value of the angle β3 formed by the outer wall surface 15C of the step shape 15A and the optical axis OA in the outermost region A3 of the outer region 11D is the central region A1 in the optical axis side region 11C. It is larger than the angle β1 formed by the outer wall surface 13C of the stepped shape 13A and the optical axis OA and the similar angle β2 in the intermediate region A2.

また、第1光学転写面11Aにおいて、段差形状の幅をXとし、段差形状の高さをYとして、段差形状の縦横比の値(Y/X)は、以下の条件式
0.50≦(Y/X)の最大値≦1.0
を満たすようになっており、第1光学転写面11Aの段差形状が比較的深いものとなっている。ここで、各領域11C,11Dにおける段差形状の幅Xと高さYとの縦横比の値(Y/X)の最大値は、段差形状がコの字型の段差形状を有する場合は、コの字型の段差形状の幅Xと高さYの比の値を基準にして求める。例えば、図4に示すように、中央領域A1において、コの字型の段差形状UN1の幅X1と高さY1との比を基準にして(Y/X)の最大値を求める。なお、コの字型の段差形状UN1の高さY1は、図4に示すように、コの字型の段差形状UN1を形成する光軸OAに平行な2つの壁面のうち、光軸OA方向の高さが高い方の壁面の高さをY1としている。また、中間領域A2において、コの字型の段差形状UN2の幅X2と高さY2との比を基準にして(Y/X)の最大値を求める。なお、コの字型の段差形状UN2の高さY2は、図4に示すように、コの字型の段差形状UN2を形成する光軸OAに平行な2つの壁面のうち、光軸OA方向の高さが高い方の壁面の高さをY2としている。段差形状がコの字型の段差形状を有していない場合、例えばブレーズ型の段差形状の場合は、ブレーズ型の段差形状の幅Xと高さYの比の値を基準にして求める。例えば、図4に示すように、最周辺領域A3において、ブレーズ型の段差形状UN3の幅X3と高さY3との比を基準にして(Y/X)の最大値を求める。
In addition, on the first optical transfer surface 11A, the width of the step shape is X, the height of the step shape is Y, and the aspect ratio value (Y / X) of the step shape is the following conditional expression 0.50 ≦ ( Maximum value of Y / X) ≦ 1.0
The step shape of the first optical transfer surface 11A is relatively deep. Here, the maximum value of the aspect ratio (Y / X) between the width X and the height Y of the step shape in each of the regions 11C and 11D is the maximum value when the step shape has a U-shaped step shape. It is obtained on the basis of the value of the ratio between the width X and the height Y of the U-shaped step shape. For example, as shown in FIG. 4, in the central region A1, the maximum value of (Y / X) is obtained on the basis of the ratio between the width X1 and the height Y1 of the U-shaped step shape UN1. As shown in FIG. 4, the height Y1 of the U-shaped step shape UN1 is the direction of the optical axis OA among two wall surfaces parallel to the optical axis OA forming the U-shaped step shape UN1. The height of the wall surface having the higher height is Y1. In the intermediate region A2, the maximum value of (Y / X) is obtained based on the ratio of the width X2 and the height Y2 of the U-shaped step shape UN2. The height Y2 of the U-shaped step shape UN2 is, as shown in FIG. 4, the direction of the optical axis OA among the two wall surfaces parallel to the optical axis OA forming the U-shaped step shape UN2. The height of the wall with the higher height is Y2. When the step shape does not have a U-shaped step shape, for example, in the case of a blaze type step shape, the step shape is obtained based on the value of the ratio between the width X and the height Y of the blaze type step shape. For example, as shown in FIG. 4, in the most peripheral area A3, the maximum value of (Y / X) is obtained based on the ratio between the width X3 and the height Y3 of the blaze-shaped step shape UN3.

各領域11C,11D、具体的には領域A1,A2,A3における段差形状はそれぞれ異なる形状となっており、外側領域11Dの最周辺領域A3における(Y/X)の最大値は、光軸側領域11Cの中央領域A1及び中間領域A2のいずれか一方における(Y/X)の最大値よりも小さくなっている。   The step shapes in the regions 11C and 11D, specifically the regions A1, A2 and A3, are different from each other, and the maximum value of (Y / X) in the outermost region A3 of the outer region 11D is the optical axis side. It is smaller than the maximum value of (Y / X) in either one of the central region A1 and the intermediate region A2 of the region 11C.

なお、第1光学面OL1の各領域AR1,AR2,AR3には、第1光学転写面11Aの各領域A1,A2,A3に形成された段差形状13A,14A,15Aを略反転した段差が形成される。   In each of the areas AR1, AR2, AR3 of the first optical surface OL1, steps formed by substantially inverting the step shapes 13A, 14A, 15A formed in the areas A1, A2, A3 of the first optical transfer surface 11A are formed. Is done.

以上説明した成形金型100によれば、外側領域11Dの最周辺領域A3における段差形状15Aの外側の壁面15Cと光軸OAとがなす角度β3の最小値を、光軸側領域11Cの中央領域A1及び中間領域A2における段差形状13A,14Aの外側の壁面13C,14Cと光軸OAとがなす角度β1,β2よりも大きくすることにより、最周辺領域A3における段差形状15Aが中央領域A1及び中間領域A2における段差形状13A,14Aよりも樹脂の収縮による離型抵抗が少なくなり、プラスチックレンズPLが外側から冷却固化しても、固定型10から離型しやすくすることができる。   According to the molding die 100 described above, the minimum value of the angle β3 formed by the outer wall surface 15C of the step shape 15A and the optical axis OA in the outermost peripheral region A3 of the outer region 11D is determined as the central region of the optical axis side region 11C. The step shape 15A in the outermost peripheral region A3 is changed from the central region A1 and the intermediate region A3 by increasing the angle β1, β2 between the outer wall surfaces 13C, 14C of the step shape 13A, 14A in the intermediate region A2 and the optical axis OA. The mold release resistance due to resin contraction is smaller than the step shapes 13A and 14A in the region A2, and even when the plastic lens PL is cooled and solidified from the outside, it can be easily released from the fixed mold 10.

(実施例2)   (Example 2)

表2は、図4の第1光学転写面11Aにおける段差形状の縦横比の値(Y/X)について説明するものである。表2に示すように、中央領域A1における段差形状UN1の縦横比の値(Y1/X1)は、0.006〜0.090である、また、中間領域A2における段差形状UN2の縦横比の値(Y2/X2)は、0.421〜0.517である。また最周辺領域A3における段差形状UN3の縦横比の値(Y3/X3)は、0.007〜0.086である。この結果、中央領域A1における(Y/X)の最大値は0.090となり、中間領域A2における(Y/X)の最大値は0.517となり、最周辺領域A3における(Y/X)の最大値は0.086となる。   Table 2 explains the aspect ratio value (Y / X) of the step shape on the first optical transfer surface 11A of FIG. As shown in Table 2, the aspect ratio value (Y1 / X1) of the step shape UN1 in the central area A1 is 0.006 to 0.090, and the aspect ratio value of the step shape UN2 in the intermediate area A2 (Y2 / X2) is 0.421 to 0.517. The aspect ratio value (Y3 / X3) of the step shape UN3 in the most peripheral area A3 is 0.007 to 0.086. As a result, the maximum value of (Y / X) in the central area A1 is 0.090, the maximum value of (Y / X) in the intermediate area A2 is 0.517, and the maximum value of (Y / X) in the most peripheral area A3. The maximum value is 0.086.

以上をまとめると、第1光学転写面11Aにおいて、段差形状の縦横比の値(Y/X)の最大値は、0.517であり、0.50≦(Y/X)の最大値≦1.0の範囲内となっている。また、外側領域11Dの最周辺領域A3における(Y/X)の最大値(0.086)は、光軸側領域11Cの中央領域A1における(Y/X)の最大値(0.090)、及び、光軸側領域11Cの中間領域A2における(Y/X)の最大値(0.517)よりも小さくなっている。   In summary, in the first optical transfer surface 11A, the maximum value of the aspect ratio (Y / X) of the step shape is 0.517, and the maximum value of 0.50 ≦ (Y / X) ≦ 1. Within the range of 0.0. Further, the maximum value (0.086) of (Y / X) in the outermost peripheral region A3 of the outer region 11D is the maximum value (0.090) of (Y / X) in the central region A1 of the optical axis side region 11C. And, it is smaller than the maximum value (0.517) of (Y / X) in the intermediate region A2 of the optical axis side region 11C.

〔第3実施形態〕
以下、本発明に係る第3実施形態の光学素子を成形するための成形金型について説明する。第3実施形態の成形金型は、第1実施形態の成形金型を変形したものであり、特に説明しない部分は、第1実施形態と同様である。
[Third Embodiment]
Hereinafter, a molding die for molding the optical element according to the third embodiment of the present invention will be described. The molding die of the third embodiment is a modification of the molding die of the first embodiment, and the parts that are not particularly described are the same as those of the first embodiment.

以下、図5を参照しつつ、第3実施形態に係る成形金型100の光学転写面11Aの微細構造について詳述する。   Hereinafter, the fine structure of the optical transfer surface 11A of the molding die 100 according to the third embodiment will be described in detail with reference to FIG.

第1光学転写面11Aには、プラスチックレンズPLの回折構造の段差を形成するための多数の微細な段差形状が光軸OAを中心に輪帯状に形成されている。この輪帯状の段差形状を断面として見ると、離型抵抗を生じさせるような凹の段差形状の内側の壁面は、光軸OAに平行であり、段差形状の内側の壁面と光軸OAとがなす角度α1,α2,α3はそれぞれ、段差形状の外側の壁面と光軸OAとがなす角度β1,β2,β3以下となっている。具体的には、図からわかるように、第1光学転写面11Aの中央領域A1において、段差形状13Aは、矩形状であり、段差形状13Aの内側の壁面13Bと光軸OAとがなす角度α1と、段差形状13Aの外側の壁面13Cと光軸OAとがなす角度β1とは、ともに0度で同じとなっている。また、中間領域A2において、段差形状14Aは、ブレーズ状であり、それぞれの段差形状14Aにおいてはその内側の壁面14Bと光軸OAとがなす角度α2は、外側の壁面14Cと光軸OAとがなす角度β2よりも小さくなっている。また、最周辺領域A3において、段差形状15Aは、ブレーズ状であり、それぞれの段差形状15Aにおいてはその内側の壁面15Bと光軸OAとがなす角度α3は、外側の壁面15Cと光軸OAとがなす角度β3よりも小さくなっている。   On the first optical transfer surface 11A, a large number of fine step shapes for forming steps of the diffractive structure of the plastic lens PL are formed in a ring shape around the optical axis OA. When this ring-shaped step shape is viewed as a cross section, the inner wall surface of the concave step shape that causes mold release resistance is parallel to the optical axis OA, and the inner wall surface of the step shape and the optical axis OA are The angles α1, α2, and α3 formed are equal to or less than the angles β1, β2, and β3 formed by the outer wall surface of the step shape and the optical axis OA, respectively. Specifically, as can be seen from the figure, in the central region A1 of the first optical transfer surface 11A, the step shape 13A is rectangular, and the angle α1 formed by the inner wall surface 13B of the step shape 13A and the optical axis OA. The angle β1 formed by the outer wall surface 13C of the step shape 13A and the optical axis OA is both 0 degrees and the same. In the intermediate region A2, the step shape 14A is blazed. In each step shape 14A, the angle α2 formed between the inner wall surface 14B and the optical axis OA is determined by the outer wall surface 14C and the optical axis OA. It is smaller than the formed angle β2. Further, in the most peripheral area A3, the step shape 15A is blazed, and in each step shape 15A, the angle α3 formed by the inner wall surface 15B and the optical axis OA is equal to the outer wall surface 15C and the optical axis OA. Is smaller than the angle β3 formed by.

また、図からわかるように、外側領域11Dの最周辺領域A3における段差形状15Aの外側の壁面15Cと光軸OAとがなす角度β3の最小値は、光軸側領域11Cのうち中央領域A1における段差形状13Aの外側の壁面13Cと光軸OAとがなす角度β1よりも大きくなっていて、光軸側領域11Cの中間領域A2における段差形状14Aの外側の壁面14Cと光軸OAとがなす角度β2の最小値よりも小さくなっている。   Further, as can be seen from the figure, the minimum value of the angle β3 formed by the outer wall surface 15C of the step shape 15A and the optical axis OA in the outermost region A3 of the outer region 11D is the central region A1 in the optical axis side region 11C. The angle formed by the outer wall surface 14C of the step shape 14A and the optical axis OA in the intermediate region A2 of the optical axis side region 11C is larger than the angle β1 formed by the outer wall surface 13C of the step shape 13A and the optical axis OA. It is smaller than the minimum value of β2.

また、第1光学転写面11Aにおいて、段差形状の幅をXとし、段差形状の高さをYとして、段差形状の縦横比の値(Y/X)は、以下の条件式
0.50≦(Y/X)の最大値≦1.0
を満たすようになっており、第1光学転写面11Aの段差形状が比較的深いものとなっている。ここで、各領域11C,11Dにおける段差形状の幅Xと高さYとの縦横比の値(Y/X)の最大値は、段差形状がコの字型の段差形状を有する場合は、コの字型の段差形状の幅Xと高さYの比の値を基準にして求める。例えば、図5に示すように、中央領域A1において、コの字型の段差形状UN1の幅X1と高さY1との比を基準にして(Y/X)の最大値を求める。なお、コの字型の段差形状UN1の高さY1は、図5に示すように、コの字型の段差形状UN1を形成する光軸OAに平行な2つの壁面のうち、光軸OA方向の高さが高い方の壁面の高さをY1としている。段差形状がコの字型の段差形状を有していない場合、例えばブレーズ型の段差形状の場合は、ブレーズ型の段差形状の幅Xと高さYの比の値を基準にして求める。例えば、図5に示すように、中間領域A2において、ブレーズ型の段差形状UN2の幅X2と高さY2との比を基準にして(Y/X)の最大値を求める。また、最周辺領域A3において、ブレーズ型の段差形状UN3の幅X3と高さY3との比を基準にして(Y/X)の最大値を求める。
In addition, on the first optical transfer surface 11A, the width of the step shape is X, the height of the step shape is Y, and the aspect ratio value (Y / X) of the step shape is the following conditional expression 0.50 ≦ ( Maximum value of Y / X) ≦ 1.0
The step shape of the first optical transfer surface 11A is relatively deep. Here, the maximum value of the aspect ratio (Y / X) between the width X and the height Y of the step shape in each of the regions 11C and 11D is the maximum value when the step shape has a U-shaped step shape. It is obtained on the basis of the value of the ratio between the width X and the height Y of the U-shaped step shape. For example, as shown in FIG. 5, in the central region A1, the maximum value of (Y / X) is obtained based on the ratio of the width X1 and the height Y1 of the U-shaped step shape UN1. As shown in FIG. 5, the height Y1 of the U-shaped step shape UN1 is the direction of the optical axis OA among the two wall surfaces parallel to the optical axis OA forming the U-shaped step shape UN1. The height of the wall surface having the higher height is Y1. When the step shape does not have a U-shaped step shape, for example, in the case of a blaze type step shape, the step shape is obtained based on the value of the ratio between the width X and the height Y of the blaze type step shape. For example, as shown in FIG. 5, in the intermediate region A2, the maximum value of (Y / X) is obtained on the basis of the ratio between the width X2 and the height Y2 of the blaze-shaped step shape UN2. In the outermost peripheral region A3, the maximum value of (Y / X) is obtained based on the ratio between the width X3 and the height Y3 of the blaze-shaped step shape UN3.

各領域11C,11D、具体的には領域A1,A2,A3における段差形状はそれぞれ異なる形状となっており、外側領域11Dの最周辺領域A3における(Y/X)の最大値は、光軸側領域11Cの中央領域A1及び中間領域A2のいずれか一方における(Y/X)の最大値よりも小さくなっている。   The step shapes in the regions 11C and 11D, specifically the regions A1, A2 and A3, are different from each other, and the maximum value of (Y / X) in the outermost region A3 of the outer region 11D is the optical axis side. It is smaller than the maximum value of (Y / X) in either one of the central region A1 and the intermediate region A2 of the region 11C.

なお、第1光学面OL1の各領域AR1,AR2,AR3には、第1光学転写面11Aの各領域A1,A2,A3に形成された段差形状13A,14A,15Aを略反転した段差が形成される。   In each of the areas AR1, AR2, AR3 of the first optical surface OL1, steps formed by substantially inverting the step shapes 13A, 14A, 15A formed in the areas A1, A2, A3 of the first optical transfer surface 11A are formed. Is done.

以上説明した成形金型100によれば、外側領域11Dの最周辺領域A3における段差形状15Aの外側の壁面15Cと光軸OAとがなす角度β3の最小値を、光軸側領域11Cの中央領域A1における段差形状13Aの外側の壁面13Cと光軸OAとがなす角度β1よりも大きくすることにより、最周辺領域A3における段差形状15Aが中央領域A1における段差形状13Aよりも樹脂の収縮による離型抵抗が少なくなり、プラスチックレンズPLが外側から冷却固化しても、固定型10から離型しやすくすることができる。   According to the molding die 100 described above, the minimum value of the angle β3 formed by the outer wall surface 15C of the step shape 15A and the optical axis OA in the outermost peripheral region A3 of the outer region 11D is determined as the central region of the optical axis side region 11C. The step shape 15A in the outermost peripheral area A3 is released by contraction of the resin more than the step shape 13A in the central area A1 by making it larger than the angle β1 formed by the outer wall surface 13C of the step shape 13A in A1 and the optical axis OA. Even if the resistance is reduced and the plastic lens PL is cooled and solidified from the outside, it can be easily released from the fixed mold 10.

(実施例3)   (Example 3)

表3は、図5の第1光学転写面11Aにおける段差形状の縦横比の値(Y/X)について説明するものである。表3に示すように、中央領域A1における段差形状UN1の縦横比の値(Y1/X1)は、0.110〜0.957である、また、中間領域A2における段差形状UN2の縦横比の値(Y2/X2)は、0.039〜0.112である。また最周辺領域A3における段差形状UN3の縦横比の値(Y3/X3)は、0.064〜0.362である。この結果、中央領域A1における(Y/X)の最大値は0.957となり、中間領域A2における(Y/X)の最大値は0.112となり、最周辺領域A3における(Y/X)の最大値は0.362となる。   Table 3 explains the aspect ratio value (Y / X) of the step shape on the first optical transfer surface 11A of FIG. As shown in Table 3, the aspect ratio (Y1 / X1) of the step shape UN1 in the central region A1 is 0.110 to 0.957, and the value of the aspect ratio of the step shape UN2 in the intermediate region A2 (Y2 / X2) is 0.039 to 0.112. The aspect ratio value (Y3 / X3) of the step shape UN3 in the most peripheral area A3 is 0.064 to 0.362. As a result, the maximum value of (Y / X) in the central area A1 is 0.957, the maximum value of (Y / X) in the intermediate area A2 is 0.112, and the maximum value of (Y / X) in the most peripheral area A3. The maximum value is 0.362.

以上をまとめると、第1光学転写面11Aにおいて、段差形状の縦横比の値(Y/X)の最大値は、0.957であり、0.50≦(Y/X)の最大値≦1.0の範囲内となっている。また、外側領域11Dの最周辺領域A3における(Y/X)の最大値(0.362)は、光軸側領域11Cの中央領域A1における(Y/X)の最大値(0.957)よりも小さくなっている。   In summary, on the first optical transfer surface 11A, the maximum value of the aspect ratio (Y / X) of the step shape is 0.957, and the maximum value of 0.50 ≦ (Y / X) ≦ 1. Within the range of 0.0. The maximum value (0.362) of (Y / X) in the outermost region A3 of the outer region 11D is larger than the maximum value (0.957) of (Y / X) in the central region A1 of the optical axis side region 11C. Is also getting smaller.

〔第4実施形態〕
以下、本発明に係る第4実施形態の光学素子を成形するための成形金型について説明する。第4実施形態の成形金型は、第1実施形態の成形金型を変形したものであり、特に説明しない部分は、第1実施形態と同様である。
[Fourth Embodiment]
Hereinafter, a molding die for molding the optical element according to the fourth embodiment of the present invention will be described. The molding die according to the fourth embodiment is a modification of the molding die according to the first embodiment, and portions not particularly described are the same as those in the first embodiment.

以下、図6を参照しつつ、第4実施形態に係る成形金型100の光学転写面11Aの微細構造について詳述する。   Hereinafter, the fine structure of the optical transfer surface 11A of the molding die 100 according to the fourth embodiment will be described in detail with reference to FIG.

第1光学転写面11Aには、プラスチックレンズPLの回折構造の段差を形成するための多数の微細な段差形状が光軸OAを中心に輪帯状に形成されている。この輪帯状の段差形状を断面として見ると、離型抵抗を生じさせるような凹の段差形状の内側の壁面は、光軸OAに平行であり、段差形状の内側の壁面と光軸OAとがなす角度α1,α3はそれぞれ、段差形状の外側の壁面と光軸OAとがなす角度β1,β3以下となっている。具体的には、図からわかるように、第1光学転写面11Aの中央領域A1において、段差形状13Aは、ブレーズ状であり、それぞれの段差形状13Aにおいてその内側の壁面13Bと光軸OAとがなす角度α1は、外側の壁面13Cと光軸OAとがなす角度β1よりも小さくなっている。また、最周辺領域A3において、段差形状15Aは、矩形状であり、全ての段差形状15Aにおいて内側の壁面15Bと光軸OAとがなす角度α3は0度である。段差形状15Aの外側の壁面15Cと光軸OAとがなす角度β3は母非球面(ベース面)の角度に対応して0度以上の複数の異なる値を取り得る。つまり内側の角度β1は外側の角度β3以下となっている。   On the first optical transfer surface 11A, a large number of fine step shapes for forming steps of the diffractive structure of the plastic lens PL are formed in a ring shape around the optical axis OA. When this ring-shaped step shape is viewed as a cross section, the inner wall surface of the concave step shape that causes mold release resistance is parallel to the optical axis OA, and the inner wall surface of the step shape and the optical axis OA are The angles α1 and α3 formed are respectively equal to or less than the angles β1 and β3 formed by the outer wall surface of the step shape and the optical axis OA. Specifically, as can be seen from the figure, in the central region A1 of the first optical transfer surface 11A, the step shape 13A is a blazed shape, and the inner wall surface 13B and the optical axis OA are in each step shape 13A. The angle α1 formed is smaller than the angle β1 formed by the outer wall surface 13C and the optical axis OA. In the most peripheral area A3, the step shape 15A is rectangular, and the angle α3 formed by the inner wall surface 15B and the optical axis OA in all the step shapes 15A is 0 degree. The angle β3 formed by the outer wall surface 15C of the step shape 15A and the optical axis OA can take a plurality of different values of 0 degrees or more corresponding to the angle of the base aspheric surface (base surface). That is, the inner angle β1 is equal to or smaller than the outer angle β3.

また、図6からわかるように、外側領域11Dの最周辺領域A3における段差形状15Aの外側の壁面15Cと光軸OAとがなす角度β3の最小値は、光軸側領域11Cのうち中央領域A1における段差形状13Aの外側の壁面13Cと光軸OAとがなす角度β1の最小値よりも小さくなっている。なお、図示を省略しているが、中間領域A2における段差形状は、例えばブレーズ状であり、中間領域A2のそれぞれの段差形状においてその内側の壁面と光軸OAとがなす角度は、外側の壁面と光軸OAとがなす角度以下である。最周辺領域A3における段差形状15Aの外側の壁面と光軸OAとがなす角度β3の最小値は、中間領域A2における段差形状の外側の壁面と光軸OAとがなす角度の最小値よりも小さくなっている。   As can be seen from FIG. 6, the minimum value of the angle β3 formed by the outer wall surface 15C of the step shape 15A and the optical axis OA in the outermost peripheral region A3 of the outer region 11D is the central region A1 in the optical axis side region 11C. Is smaller than the minimum value of the angle β1 formed by the outer wall surface 13C of the step shape 13A and the optical axis OA. Although not shown, the step shape in the intermediate region A2 is, for example, a blazed shape, and the angle formed between the inner wall surface and the optical axis OA in each step shape in the intermediate region A2 is the outer wall surface. And the angle formed by the optical axis OA. The minimum value of the angle β3 formed by the outer wall surface of the step shape 15A in the most peripheral area A3 and the optical axis OA is smaller than the minimum value of the angle formed by the outer wall surface of the step shape in the intermediate area A2 and the optical axis OA. It has become.

また、第1光学転写面11Aにおいて、段差形状の幅をXとし、段差形状の高さをYとして、段差形状の縦横比の値(Y/X)は、以下の条件式
0.50≦(Y/X)の最大値≦1.0
を満たすようになっており、第1光学転写面11Aの段差形状が比較的深いものとなっている。ここで、各領域11C,11Dにおける段差形状の幅Xと高さYとの縦横比の値(Y/X)の最大値は、段差形状がコの字型の段差形状を有する場合は、コの字型の段差形状の幅Xと高さYの比の値を基準にして求める。例えば、図6に示すように、最周辺領域A3において、コの字型の段差形状UN3の幅X3と高さY3との比を基準にして(Y/X)の最大値を求める。なお、コの字型の段差形状UN3の高さY3は、図6に示すように、コの字型の段差形状UN3を形成する光軸OAに平行な2つの壁面のうち、光軸OA方向の高さが高い方の壁面の高さをY3としている。段差形状がコの字型の段差形状を有していない場合、例えばブレーズ型の段差形状の場合は、ブレーズ型の段差形状の幅Xと高さYの比の値を基準にして求める。例えば、図6に示すように、中央領域A1において、ブレーズ型の段差形状UN1の幅X1と高さY1との比を基準にして(Y/X)の最大値を求める。
In addition, on the first optical transfer surface 11A, the width of the step shape is X, the height of the step shape is Y, and the aspect ratio value (Y / X) of the step shape is the following conditional expression 0.50 ≦ ( Maximum value of Y / X) ≦ 1.0
The step shape of the first optical transfer surface 11A is relatively deep. Here, the maximum value of the aspect ratio (Y / X) between the width X and the height Y of the step shape in each of the regions 11C and 11D is the maximum value when the step shape has a U-shaped step shape. It is obtained on the basis of the value of the ratio between the width X and the height Y of the U-shaped step shape. For example, as shown in FIG. 6, in the most peripheral area A3, the maximum value of (Y / X) is obtained based on the ratio of the width X3 and the height Y3 of the U-shaped step shape UN3. The height Y3 of the U-shaped step shape UN3 is, as shown in FIG. 6, the direction of the optical axis OA among the two wall surfaces parallel to the optical axis OA forming the U-shaped step shape UN3. The height of the wall surface having the higher height is Y3. When the step shape does not have a U-shaped step shape, for example, in the case of a blaze type step shape, the step shape is obtained based on the value of the ratio between the width X and the height Y of the blaze type step shape. For example, as shown in FIG. 6, in the central region A1, the maximum value of (Y / X) is obtained on the basis of the ratio between the width X1 and the height Y1 of the blaze-type step shape UN1.

図6に示すように、各領域11C,11D、具体的には領域A1,A3における段差形状はそれぞれ異なる形状となっており、外側領域11Dの最周辺領域A3における(Y/X)の最大値は、光軸側領域11Cの中央領域A1における(Y/X)の最大値よりも小さくなっている。なお、図示を省略しているが、中間領域A2における段差形状は、例えば矩形であり、中間領域A2における(Y/X)の最大値は、具体例では最周辺領域A3における(Y/X)の最大値よりも大きくなっている。   As shown in FIG. 6, the step shapes in the regions 11C and 11D, specifically the regions A1 and A3, are different from each other, and the maximum value of (Y / X) in the outermost peripheral region A3 of the outer region 11D. Is smaller than the maximum value of (Y / X) in the central region A1 of the optical axis side region 11C. Although not shown, the step shape in the intermediate area A2 is, for example, a rectangle, and the maximum value of (Y / X) in the intermediate area A2 is (Y / X) in the most peripheral area A3 in the specific example. It is larger than the maximum value.

なお、第1光学面OL1の各領域AR1,AR3等には、第1光学転写面11Aの各領域A1,A3等に形成された段差形状13A,15Aを略反転した段差が形成される。   In each of the areas AR1, AR3, etc. of the first optical surface OL1, there are formed steps that are substantially inverted from the step shapes 13A, 15A formed in the areas A1, A3, etc. of the first optical transfer surface 11A.

以上説明した成形金型100によれば、外側領域11Dの最周辺領域A3における段差形状15Aの外側の壁面15Cと光軸OAとがなす角度β3の最小値が、光軸側領域11Cの中央領域A1における段差形状13Aの外側の壁面13Cと光軸OAとがなす角度β1の最小値よりも小さいような、離型抵抗が外側で比較的大きくなりやすい型構造であるが、離型抵抗の大きな第1光学転写面11Aから、これが温かいうちに優先的に離型することで、スムーズな離型を実現することができる。   According to the molding die 100 described above, the minimum value of the angle β3 formed by the outer wall surface 15C of the step shape 15A and the optical axis OA in the outermost peripheral region A3 of the outer region 11D is the central region of the optical axis side region 11C. The mold structure is such that the mold release resistance tends to be relatively large on the outside, which is smaller than the minimum value of the angle β1 formed by the outer wall surface 13C of the step shape 13A in A1 and the optical axis OA, but the mold release resistance is large. By releasing the first optical transfer surface 11A preferentially while it is warm, smooth release can be realized.

なお、第3実施形態において、中央領域A1の段差形状13Aを矩形状としてもよい。この場合、外側領域11Dの最周辺領域A3における段差形状15Aの外側の壁面15Cと光軸OAとがなす角度β3の最小値は、光軸側領域11Cのうち中央領域A1における段差形状13Aの外側の壁面13Cと光軸OAとがなす角度β1と同じ0度となる。   In the third embodiment, the step shape 13A of the central region A1 may be rectangular. In this case, the minimum value of the angle β3 formed by the outer wall surface 15C of the step shape 15A in the outermost region A3 of the outer region 11D and the optical axis OA is outside the step shape 13A in the central region A1 of the optical axis side region 11C. It becomes 0 degree which is the same as the angle β1 formed by the wall surface 13C of the optical axis OA.

以上、本実施形態に係る成形金型について説明したが、本発明に係る光学素子を成形するための成形金型は上記のものには限られない。例えば、成形金型100において、可動型20に残ったプラスチックレンズPLを、コア型21を突き出すことによって離型させたが、可動型20に埋め込んだ突き出しピンによってプラスチックレンズPLの第2フランジ面FL2を可動型20から突き出してもよい。

Although the molding die according to the present embodiment has been described above, the molding die for molding the optical element according to the present invention is not limited to the above. For example, in the molding die 100, the plastic lens PL remaining on the movable mold 20 is released by protruding the core mold 21, but the second flange surface FL2 of the plastic lens PL by the protruding pin embedded in the movable mold 20 is used. May protrude from the movable mold 20.

また、上記実施形態において、段差形状13A,14A,15Aの形状は例示であり、条件の範囲内で形状の組み合わせも自由に設計することができる。例えば、光軸側領域11Cを構成する中央領域A1と中間領域A2とに同一又は類似のパターンを形成することもできる。また中央領域A1、中間領域A2、及び最周辺領域の全ての段差形状を矩形状又はブレーズ状としても良い。   Moreover, in the said embodiment, the shape of level | step difference shape 13A, 14A, 15A is an illustration, The combination of shapes can also be designed freely within the range of conditions. For example, the same or similar pattern can be formed in the central area A1 and the intermediate area A2 constituting the optical axis side area 11C. Further, all the step shapes in the central area A1, the intermediate area A2, and the most peripheral area may be rectangular or blazed.

100 成形金型
10 固定型
20 可動型
30 温度調節部
40 可動型駆動部
50 樹脂射出部
11A,21A 光学転写面
11C 光軸側領域
11D 外側領域
12A,22A 成形面
13A,14A,15A 段差形状
A1 中央領域
A2 中間領域
A3 最周辺領域
CV 型空間
OL 中心部
OL1,OL2 光学面
FL フランジ部
FL1,FL2 フランジ面
PL プラスチックレンズ
OA 光軸
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Molding die 10 Fixed mold 20 Movable mold 30 Temperature control part 40 Movable mold drive part 50 Resin injection part 11A, 21A Optical transfer surface 11C Optical axis side area | region 11D Outer area | region 12A, 22A Molding surface 13A, 14A, 15A Step shape A1 Central area A2 Middle area A3 Most peripheral area CV type space OL Central part OL1, OL2 Optical surface FL Flange part FL1, FL2 Flange surface PL Plastic lens OA Optical axis

Claims (4)

第1光学面と第2光学面とを有する光学素子であって、
前記第1光学面の曲率半径の絶対値は、前記第2光学面の曲率半径の絶対値よりも小さく、
前記第1光学面は、光軸側に配置される光軸側領域と、前記光軸側領域よりも外側に配置される外側領域とに回折構造を形成する段差を少なくとも有し、
前記段差の幅をXとし、前記段差の高さをYとして、前記外側領域における(Y/X)の最大値は、前記光軸側領域における(Y/X)の最大値よりも小さく、
以下の条件式
前記第1光学面における(Y/X)の最大値≦1.0
を満たすことを特徴とする光学素子。
An optical element having a first optical surface and a second optical surface,
The absolute value of the radius of curvature of the first optical surface is smaller than the absolute value of the radius of curvature of the second optical surface;
The first optical surface has at least a step forming a diffractive structure in an optical axis side region disposed on the optical axis side and an outer region disposed outside the optical axis side region,
When the width of the step is X and the height of the step is Y, the maximum value of (Y / X) in the outer region is smaller than the maximum value of (Y / X) in the optical axis side region,
The following conditional expression
Maximum value of (Y / X) on the first optical surface ≦ 1.0
An optical element characterized by satisfying:
前記光軸側領域は、光軸側に配置される中央領域と、前記中央領域よりも外側に配置される中間領域とを少なくとも有し、
前記外側領域は、前記中間領域よりも外側に配置される最周辺領域を少なくとも有し、
前記最周辺領域における前記(Y/X)の最大値は、前記中央領域及び前記中間領域の少なくともいずれか一方における前記(Y/X)の最大値よりも小さいことを特徴とする請求項1に記載の光学素子。
The optical axis side region has at least a central region arranged on the optical axis side and an intermediate region arranged outside the central region,
The outer region has at least a most peripheral region disposed outside the intermediate region,
2. The maximum value of (Y / X) in the most peripheral region is smaller than the maximum value of (Y / X) in at least one of the central region and the intermediate region. The optical element described.
以下の条件式
0.50≦前記第1光学面における(Y/X)の最大値≦1.0
を満たすことを特徴とする請求項1又は2に記載の光学素子。
Conditional formula 0.50 ≦ maximum value of (Y / X) in the first optical surface ≦ 1.0
The optical element according to claim 1, wherein:
前記光学素子はCD/DVD/BD3波長互換型の光ピックアップ用対物光学素子であることを特徴とする請求項1から請求項3までのいずれか一項に記載の光学素子。  4. The optical element according to claim 1, wherein the optical element is a CD / DVD / BD 3-wavelength compatible optical pickup objective optical element. 5.
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