JP5476993B2 - 光学素子の製造方法及び製造装置 - Google Patents

Description

本発明は、溶融ガラス滴を加圧成形し、対向する２つの光学面を有する光学素子を製造する光学素子の製造方法、及び、当該製造方法を実施するための光学素子の製造装置に関する。

近年、ガラス素材を成形金型で加圧成形して製造した光学素子は、デジタルカメラ用レンズ、ＤＶＤ等の光ピックアップレンズ、携帯電話用カメラレンズ、光通信用のカップリングレンズ、半導体レーザから出力される楕円形状の出力ビームを円形に整形するためのビーム整形素子等として、広範にわたって利用されている。

また、光学製品の小型化、高精度化の要請に伴って、ガラス製の光学素子に要求される性能もますます高くなり、対向する二つの光学面の相対位置の設計値からのずれ量（以下、「偏心量」という。）についても、要求される性能はますます厳しいものになってきている。特に、次世代ＤＶＤ用のピックアップレンズ等として用いられる高ＮＡレンズにおいては、偏心量の許容公差が極めて小さく、例えば、０．１μｍ以下といった範囲で管理する必要がある。

このようなガラス製光学素子の製造方法の１つとして、予め所定質量及び形状を有するガラスゴブを作製し、該ガラスゴブを成形金型とともにガラスが変形可能な温度まで加熱した後、ガラスゴブを成形金型にて加圧成形する方法（以下、「リヒートプレス法」ともいう）が知られている（例えば、特許文献１、２参照）。

特許文献１、２の記載によれば、スリーブ内で成形金型の傾きを調整する方法（特許文献１）や、上下型の押圧動作とは別に上下型の側面より上下同時に金型の外周を加圧する方法（特許文献２）により、偏心量を抑えることができるとされている。しかし、このようなリヒートプレス法においては、成形の度に金型及びガラスゴブの加熱と冷却を繰り返す必要があり、１回の成形に要する時間が非常に長いという問題があった。

一方、ガラス成形体の別の製造方法として、予め所定温度に加熱した下型の上に溶融ガラス滴を滴下して、滴下した溶融ガラス滴が変形可能な温度にある間に上型と下型とで加圧成形する方法（以下、「液滴成形法」ともいう。）が知られている（例えば、特許文献３参照）。この方法は成形金型等の加熱と冷却を繰り返す必要がなく、溶融ガラス滴から直接ガラス成形体を製造することができるので、１回の成形に要する時間を非常に短くできることから注目されている。
特開２００５−３０６６４４号公報 特開平１０−１８２１７３号公報 特開２００５−３２０１９９号公報

しかしながら、液滴成形法では、上型を下型の上方から退避させた状態で下型の上に溶融ガラス滴を滴下した後、加圧成形する前に、上型と下型とが所定の上下関係となるように、上型と下型とを相対移動する工程が必要である。しかも、滴下した溶融ガラス滴は時間と共に急速に冷却されるため、かなりの高速で上型と下型とを相対移動しなければならない。そのため、偏心量を小さくするためにスリーブと成形金型との隙間を小さくしてしまうと、スリーブに成形金型が挿入される際に衝突が発生しやすく安定した性能の光学素子を製造することが困難であるという問題があった。

それに加えて、特許文献１に記載の方法は、スリーブと成形金型の隙間量よりも大きい偏心に対応することができず、また、二つの光学面の平行ずれには対応できないという問題があった。

更に、成形金型を加工する上で、成形金型の外径中心軸と成形面の軸とを完全に一致させることは困難であり、通常は外径中心軸と成形面の軸とがある程度のずれを有している場合が多い。特許文献２に記載の方法は、上下の成形金型を側面から加圧して外径中心軸を一致させる方法であるため、成形金型の外径中心軸と成形面の軸が一致していない場合にこれを補正することは原理上できないという問題があった。

本発明は上記のような技術的課題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、液滴成形法によって対向する２つの光学面を有する光学素子を製造する場合において、高い偏心精度を確保することができる光学素子の製造方法を提供することである。また、本発明の別の目的は、かかる製造方法を実施するための光学素子の製造装置を提供することである。

上記の課題を解決するために、本発明は以下の特徴を有するものである。

１． 上型及び下型を有する成形金型により溶融ガラス滴を加圧成形し、対向する２つの光学面を有する光学素子を製造する光学素子の製造方法において、
前記成形金型を所定温度に加熱する加熱工程と、
前記下型に前記溶融ガラス滴を滴下する滴下工程と、
前記上型と前記下型とを上下方向に相対移動して前記溶融ガラス滴を加圧して、前記光学素子を成形する加圧工程とを有し、
前記加圧工程により成形された光学素子の前記２つの光学面の位置ずれ量に基づいて、前記加圧工程における前記上型と前記下型の水平方向の相対位置及び傾きの少なくとも一方を調整し、
前記滴下工程と前記加圧工程とで、前記上型と前記下型の水平方向の相対位置が異なり、
前記滴下工程と前記加圧工程の間に、前記上型及び前記下型の少なくとも一方を水平方向に移動する移動工程を有し、
前記加圧工程における前記上型と前記下型の水平方向の相対位置の調整は、前記移動工程において移動する前記上型及び前記下型の少なくとも一方の停止位置を変更することにより行うことを特徴とする光学素子の製造方法。

２． 前記滴下工程と前記加圧工程とで、前記下型の水平方向の位置が異なり、
前記滴下工程と前記加圧工程の間に、前記下型を水平方向に移動する移動工程を有し、
前記加圧工程における前記上型と前記下型の水平方向の相対位置の調整は、前記移動工程において移動する前記下型の停止位置を変更することにより行うことを特徴とする前記１に記載の光学素子の製造方法。

３． 前記加圧工程においては、前記上型を下降させることにより加圧を行うことを特徴とする前記２に記載の光学素子の製造方法。

４． 前記加圧工程における前記上型と前記下型との傾きの調整は、前記上型の角度を変えることにより行うことを特徴とする前記２に記載の光学素子の製造方法。

５． 前記２つの光学面の位置ずれ量は、前記光学素子の透過波面収差を測定することにより求められることを特徴とする前記１乃至４のうち何れか１項に記載の光学素子の製造方法。

６． 前記上型及び前記下型の少なくとも一方は、前記光学素子に対して位置を識別するためのマークを転写するためのマーク転写部を有することを特徴とする前記１乃至５のうち何れか１項に記載の光学素子の製造方法。

７．マーク転写部は凹部からなり、
前記凹部は、深さＤが、０．５μｍ以上、２０μｍ以下であり、
幅Ｗが、３μｍ以上、２００μｍ以下であることを特徴とする前記６に記載の光学素子の製造方法。

８． 前記マークの長さは、当該マークが形成されている光学面の有効径の５％以上、３０％以下であることを特徴とする前記７に記載の光学素子の製造方法。

９． 溶融ガラス滴を加圧成形し、対向する２つの光学面を有する光学素子を製造するための光学素子の製造装置において、
上型及び下型を有する成形金型と、
前記成形金型を所定温度に加熱するための加熱手段と、
前記下型に前記溶融ガラス滴を滴下するための滴下手段と、
前記上型と前記下型を上下方向に相対移動して前記溶融ガラス滴を加圧するための加圧手段と、
前記溶融ガラス滴を加圧する際における前記上型と前記下型の水平方向の相対位置を調整するための水平位置調整手段と、
前記溶融ガラス滴を加圧する際における前記上型及び前記下型の少なくとも一方の傾きを調整するための傾き調整手段とを有し、
前記滴下手段による溶融ガラス滴の滴下時と前記加圧手段による溶融ガラス滴の加圧時とで、前記上型と前記下型の水平方向の相対位置が異なり、
前記滴下時と前記加圧時との間に、前記上型及び前記下型の少なくとも一方を水平方向に移動させ、
前記水平位置調整手段による加圧時における前記上型と前記下型の水平方向の相対位置の調整は、前記移動する前記上型及び前記下型の少なくとも一方の停止位置を変更することにより行うことを特徴とする光学素子の製造装置。

本発明によれば、先立って製造された光学素子の特性から算出された２つの光学面の位置ずれ量に基づいて、加圧工程における上型と下型の水平方向の相対位置及び傾きの少なくとも一方を調整することから、製造する光学素子の２つの光学面の位置ずれ量を最小限に抑えることができる。そのため、液滴成形法によって対向する２つの光学面を有する光学素子を製造する場合において、成形金型の外径中心軸と成形面の軸が一致していない場合であっても、高い偏心精度を確保することができる。

本発明の光学素子の製造装置１０を模式的に示した図である（滴下工程における状態）。 本発明の光学素子の製造装置１０を模式的に示した図である（加圧工程における状態）。 下型１２付近の斜視図である。 上型ベース１６のＡ−Ａ断面図である。 光学素子を製造するための基本工程を示すフローチャートである。 上型１１と下型１２の水平方向の相対位置及び傾きを調整する工程を示すフローチャートである。 光学素子２５の２つの光学面の位置ずれ量を算出する工程を示すフローチャートである。 本発明の製造方法により製造された光学素子２５を示す模式図である。 マーク転写部として凹部１８を有する下型１２を示す図である。 傾き量（α）及び傾き方向（θ）を説明するための模式図である。

符号の説明

１０ 光学素子の製造装置
１１ 上型
１２ 下型
１３ 成形金型
１４ｘ、１４ｙ、１４ｚ ボールネジ
１５ｘ、１５ｙ、１５ｚ サーボモーター
１６ 上型ベース
１７ 下型ベース
１８ 凹部
１９ あおりネジ
２０ 溶融ガラス滴
２５ 光学素子
２６ マーク
２７ａ、２７ｂ 光学面
３１、３２ ヒーター
３３ａ、３３ｂ 対称軸
Ｓ１１ 加熱工程
Ｓ１３ 滴下工程
Ｓ１４ 移動工程
Ｓ１５ 加圧工程

以下、本発明の実施の形態について図１〜図１０を参照しながら詳細に説明する。

（光学素子の製造装置）
先ず、本発明の光学素子の製造装置１０の構成について、図１〜図４を用いて説明する。図１及び図２は本発明の光学素子の製造装置１０を模式的に示した図であり、図１は滴下工程における状態を、図２は加圧工程における状態をそれぞれ示している。また、図３は下型１２付近の斜視図であり、図４は上型ベース１６のＡ−Ａ断面図である。

溶融ガラス滴２０を加圧成形するための成形金型１３は、上型１１及び下型１２を有しており、上型１１は上型ベース１６の下面に、下型１２は下型ベース１７の上面にそれぞれ支持されている。上型ベース１６は、本発明の加圧手段であるサーボモーター１５ｚ及びボールネジ１４ｚによって上下方向（ｚ方向）に移動可能に構成されている。

本実施形態においては、加圧手段によって上型１１のみを上下方向に移動する構成としているが、本発明はこれに限定されるものではなく、下型１２のみを移動する構成としてもよいし、上型１１と下型１２の両方を上下方向に移動する構成としてもよい。また、加圧手段はサーボモーター１５ｚ及びボールネジ１４ｚに限られず、ステッピングモーター、油圧シリンダ、空圧シリンダ等の公知の手段を適宜選択して用いることができる。

下型ベース１７は、サーボモーター１５ｘ及びボールネジ１４ｘにより移動可能なように構成されており、これによって下型１２は滴下した溶融ガラス滴２０を受けるための位置（滴下位置Ｐ１）と、上型１１と対向して溶融ガラス滴２０を加圧するための位置（加圧位置Ｐ２）との間で移動可能である。移動手段は、上型１１と下型１２を水平方向に相対移動できるものであればよく、本実施形態のように下型１２のみを移動する構成でもよいし、上型１１のみ、あるいは上型１１と下型１２の両方を移動する構成でもよい。しかし、滴下工程と加圧工程とで下型を移動させて、滴下位置Ｐ１と加圧位置Ｐ２とを異ならせれば、ある下型が加圧工程にある間に、別の下型で滴下を受けることが可能になるので、好ましい。そして、水平方向の移動手段を有する下型を上下方向にも移動させるのは機構が複雑になるので、加圧工程における上型と下型との上下の相対移動は、上型を移動させることにより行うのが好ましい。

サーボモーター１５ｘ及びボールネジ１４ｘは、溶融ガラス滴２０を加圧する際における上型１１と下型１２のｘ方向の相対位置を調整するための水平位置調整手段としても機能する。また、同様にｙ方向の相対位置を調整するための水平位置調整手段として、図３に示すサーボモーター１５ｙ及びボールネジ１４ｙを備えている。

また、上型１１と下型１２の傾きを調整するための傾き調整手段として、上型ベース１６にあおりネジ１９を備えている。あおりネジ１９は、図４に示すように、１２０°間隔（円周３等分）で３本配置されており、あおりネジ１９の上型ベース１６からの突き出し量を調整することにより、上型１１の上型ベース１６に対する角度を調整できる。

上型１１及び下型１２の材料は、耐熱合金（ステンレス等）、炭化タングステンを主成分とする超硬材料、各種セラミックス（炭化珪素、窒化珪素、窒化アルミニウム等）、カーボンを含む複合材料など、ガラス製の光学素子を加圧成形するための成形金型として公知の材料の中から適宜選択して用いることができる。また、これらの材料の表面に各種金属やセラミックス、カーボンなどの保護膜を形成したものを用いることもできる。上型１１及び下型１２を同一の材料で構成してもよいし、それぞれ別の材料で構成してもよい。

また、上型１１及び下型１２は、加熱手段であるヒーター３１、３２によってそれぞれ所定温度に加熱できるように構成されている。加熱手段としては、公知の加熱手段を適宜選択して用いることができる。例えば、被加熱部材の内部に埋め込んで使用するカートリッジヒーターや、被加熱部材の外側に接触させて使用するシート状のヒーター、赤外線加熱装置、高周波誘導加熱装置等を用いることができる。

光学素子の製造装置１０は、更に、下型１２に溶融ガラス滴２０を滴下するための滴下手段として、溶融状態のガラス２２を貯留する溶融槽２１と、その下部に設けられたノズル２３とを備えている。

（ガラス成形体の製造方法）
次に、本発明の光学素子の製造方法について図５〜図１０を用いて説明する。図５は光学素子を製造するための基本工程を示すフローチャートである。図６は上型１１と下型１２の水平方向の相対位置及び傾きを調整する工程を示すフローチャートであり、図７は光学素子２５の２つの光学面の位置ずれ量を算出する工程を示すフローチャートである。

始めに、図５に示したフローチャートを用いて、本発明の光学素子の製造方法の各工程について順を追って説明する。

先ず、成形金型１３を所定温度に加熱する（加熱工程Ｓ１１）。所定温度とは、光学素子２５に良好な２つの光学面を形成できる温度であればよい。一般的には、上型１１や下型１２の温度が低すぎると良好な光学面を形成することが困難になってくる。逆に、必要以上に温度を高くしすぎることは、ガラスとの融着が発生しやすくなったり、上型１１及び下型１２の寿命が短くなったりするおそれがあるため好ましくない。通常は、ガラスのガラス転移点温度Ｔｇ−１００℃からＴｇ＋１００℃程度の温度に設定するが、実際には、ガラスの種類、ガラス成形体の形状や大きさ、上型１１や下型１２の材料、保護膜の種類等種々の条件によって適正な温度が異なるため、実験的に適正な温度を求めておくことが好ましい。上型１１と下型１２の加熱温度は同じ温度であってもよいし、異なる温度であってもよい。

本発明においては、所定温度に加熱された成形金型１３に溶融ガラス滴２０を滴下して加圧成形することから、成形金型１３の加熱温度を一定に保ったまま一連の工程を行うことができる。更に、成形金型１３の加熱温度を一定に保ったまま、複数の光学素子２５を繰り返し製造することもできる。従って、１つの光学素子２５を製造する毎に成形金型１３の昇温と冷却を繰り返す必要がないことから、極めて短時間で効率よく光学素子を製造することができる。

ここで、成形金型１３の加熱温度を一定に保つというのは、上型１１及び下型１２を加熱するための温度制御における目標設定温度を一定に保つという意味である。従って、各工程実施中における溶融ガラス滴２０との接触等による温度変動を防止しようとするものではなく、かかる温度変動については許容される。

次に、下型１２を滴下位置Ｐ１に移動し（Ｓ１２）、下型１２に溶融ガラス滴２０を滴下する（滴下工程Ｓ１３）（図１参照）。

溶融槽２１は図示しないヒーターによって加熱され、内部に溶融状態のガラス２２が貯留されている。溶融槽２１の下部にはノズル２３が設けられており、溶融状態のガラス２２が自重によってノズル２３の内部に設けられた流路を通過し、表面張力によって先端部に溜まる。ノズル２３の先端部に一定質量の溶融ガラスが溜まると、ノズル２３の先端部から自然に分離して、一定質量の溶融ガラス滴２０が下方に滴下する。

滴下する溶融ガラス滴２０の質量はノズル２３の先端部の外径によって調整可能であり、ガラスの種類等によるが、０．１ｇ〜２ｇ程度の溶融ガラス滴２０を滴下させることができる。また、ノズル２３の内径、長さ、加熱温度などによってガラス滴の滴下間隔を調整することができる。従って、これらの条件を適切に設定することで、所定の質量の溶融ガラス滴を所定の間隔で滴下させることが可能である。

更に、溶融ガラス滴２０をノズル２３から下型１２に直接滴下するのではなく、ノズル２３から滴下させた溶融ガラス滴２０を貫通細孔を設けた部材に衝突させ、衝突した溶融ガラス滴２０の一部を微小滴として貫通細孔を通過させて下型１２に滴下させてもよい。それにより、例えば０．００１ｇ〜０．３ｇといった微小な光学素子の製造が可能となる。また、貫通細孔の直径を変更することによって、ノズル２３を交換することなく溶融ガラス滴の体積を調整することができ、多種のガラス成形体を効率よく製造することができるため好ましい。この方法は、特開２００２−１５４８３４号公報に詳細に記載されている。

使用できるガラスの種類に特に制限はなく、公知のガラスを用途に応じて選択して用いることができる。例えば、ホウケイ酸塩ガラス、ケイ酸塩ガラス、リン酸ガラス、ランタン系ガラス等の光学ガラスが挙げられる。

次に、下型１２を、上型１１と対向して溶融ガラス滴２０を加圧するための位置（加圧位置Ｐ２）に移動する（移動工程Ｓ１４）。加圧位置Ｐ２における上型１１と下型１２の水平方向の相対位置及び傾きの少なくとも一方は、製造しようとする光学素子２５の製造に先立って製造された光学素子２５の特性から算出された２つの光学面の位置ずれ量に基づいて調整する。そのため、上型１１や下型１２の外径中心軸と成形面の軸が一致していない場合であっても製造する光学素子２５の２つの光学面の位置ずれ量を最小限に抑えることができ、高い偏心精度を確保することができる。

加圧位置Ｐ２における上型１１と下型１２の水平方向の相対位置の調整は、ｘ方向の調整手段であるサーボモーター１５ｘ及びボールネジ１４ｘと、ｙ方向の調整手段であるサーボモーター１５ｙ及びボールネジ１４ｙとによって行う。また、傾きの調整はあおりネジ１９によって行う。なお、水平方向の相対位置及び傾きを調整する工程の詳細については後述する。

下型１２を加圧位置Ｐ２に移動した後、加圧手段によって上型１１を下方に移動して溶融ガラス滴２０を加圧する（加圧工程Ｓ１５）（図２参照）。

加圧工程Ｓ１５の間、溶融ガラス滴２０は主に成形金型１３との接触面からの放熱によって急速に冷却され、固化して光学素子２５となる。加圧の解除は、加圧手段による加圧を解除しても、形成された光学面の形状が崩れない温度にまで冷却された後に行うことが好ましい。ガラスの種類や、光学素子２５の大きさや形状、必要な精度等によるが、通常はガラスのＴｇ近傍の温度まで冷却されていればよい。また、負荷する荷重の大きさは、製造する光学素子２５のサイズ等に応じて適宜設定すればよい。

最後に、上型１１を上方に移動して退避させて得られた光学素子２５を回収し（Ｓ１６）、光学素子２５の製造が終了する。その後、引き続いて光学素子２５の製造を行う場合は、下型１２を再度、滴下位置Ｐ１に移動し（Ｓ１２）、以降の工程を繰り返せばよい。

なお、本発明の光学素子の製造方法は、ここで説明した以外の別の工程を含んでいてもよい。例えば、光学素子２５を回収する前に光学素子２５の形状を検査する工程や、光学素子２５を回収した後に上型１１や下型１２をクリーニングする工程等を設けてもよい。

次に、図６に示したフローチャートを用いて、上型１１と下型１２の水平方向の相対位置及び傾きを調整する工程について説明する。

本発明においては、先立って製造された光学素子２５の特性から算出された２つの光学面の位置ずれ量に基づいて、加圧工程Ｓ１５における上型１１と下型１２の水平方向の相対位置及び傾きの少なくとも一方を調整することで、高い偏心精度を有する光学素子２５を製造することができる。また、水平方向の相対位置及び傾きの両方を調整することにより、更に高い偏心精度を確保することができる。ここでは、水平方向の相対位置及び傾きの両方を調整する場合を例に挙げて説明する。

水平方向の相対位置及び傾きの両方を調整する場合、調整すべきパラメータは、加圧位置Ｐ２のｘ座標（ｘ）、ｙ座標（ｙ）、傾き量（α）及び傾き方向（θ）の４つである。

図１０は、傾き量（α）及び傾き方向（θ）を説明するための模式図である。図１０（ａ）は光学素子２５を一方の光学面２７ａ側から見た図であり、図１０（ｂ）は光学素子２５のＢ−Ｂ断面図である。

この光学素子２５は、両方の光学面２７ａ，２７ｂがともに回転対称非球面である。光学素子の両面が回転対称非球面である場合、二つの光学面の位置ずれは、各回転対称非球面の対称軸のずれとして表れる。

ここでは、図１０に示すように、一方の光学面２７ａの対称軸３３ａと他方の光学面２７ｂの対称軸３３ｂとの為す角度を傾き量（α）とする。この傾き量（α）は、一定の許容範囲内に抑える必要がある。また、光学面２７ｂの対称軸３３ｂに垂直な面内において、任意の基準位置３４から光学面２７ａの対称軸３３ａの方向までの回転角度を傾き方向（θ）とする。通常、傾き方向（θ）自体に特に制限はないが、傾き量（α）を低減させる調整を行うために必要となるパラメータである。

始めに、上記の４つのパラメータを任意の初期値（ｘ＝ｘ０、ｙ＝ｙ０、α＝α０、θ＝θ０）に設定し（Ｓ２１）、図５に示したＳ１１〜Ｓ１６の工程によって光学素子２５を製造する（Ｓ２２）。

次に、製造された光学素子２５の特性から、２つの光学面の対称軸のずれ量（ｄｘ、ｄｙ、ｄα、ｄθ）を算出する（Ｓ２３）。光学素子２５の特性から２つの光学面の対称軸ずれ量を求めるための方法に特に制限はなく、光学素子２５の透過波面収差から対称軸ずれ量を求めてもよいし、光学素子２５の反射偏心や透過偏心の測定結果から対称軸ずれ量を求めてもよい。また、光学素子２５の２つの光学面の形状測定結果から対称軸ずれ量を求めてもよい。中でも、透過波面収差から対称軸ずれ量を算出する方法は、特殊な測定装置を必要とせず、高精度な算出が可能であることから好ましい。

その後、算出された対称軸ずれ量の内、ｄｘとｄｙが許容範囲内にあるかどうかを判定する（Ｓ２４）。許容範囲からはずれている場合には、加圧位置Ｐ２のｘ座標、ｙ座標に算出されたｄｘ、ｄｙをそれぞれ加えて加圧位置Ｐ２の座標を変更する（Ｓ２５）。変更後の加圧位置Ｐ２の座標は、ｘ座標がｘ＋ｄｘ、ｙ座標がｙ＋ｄｙとなる。

加圧位置Ｐ２を変更した後、再びＳ２２〜Ｓ２４の工程を行う。ｄｘとｄｙが許容範囲内に収まっていれば、次にｄαが許容範囲内にあるかどうかを判定する（Ｓ２６）。ｄαが許容範囲からはずれている場合には、あおりネジ１９を操作して加圧位置Ｐ２を変更し（Ｓ２７）、再度、光学素子２５を製造する。これを数回繰り返すことで、ｄｘ、ｄｙ、ｄαを全て許容範囲内とすることができる。

ここで、傾き量（ｄα）の判定（Ｓ２６）を行う前に、ｄｘとｄｙを抑えるための調整を行うのは、ｄｘやｄｙが大きい状態のままで正確なｄαを算出することは困難な場合があるからである。また、ｄα、ｄθを変更（Ｓ２７）した場合には、ｄｘとｄｙの判定（Ｓ２４）を再度実施することが好ましい。ｄα、ｄθを変更することによって、ｄｘ、ｄｙの値も変化するからである。

次に、図７に示したフローチャートを用いて、光学素子２５の透過波面収差から対称軸ずれ量（ｄｘ、ｄｙ、ｄα、ｄθ）を算出する工程について説明する。

先ず、干渉計を用いて光学素子２５の透過波面収差を測定する（Ｓ３１）。次に、市販の解析ソフト（例えば、ザイゴ株式会社製、ＭｅｔｒｏＰｒｏ）等を用いて、Ｓ３１で測定された透過波面収差をゼルニケ（Ｚｅｒｎｉｋｅ）多項式に展開し（Ｓ３２）、２つの光学面の対称軸ずれに対応するゼルニケ係数を抽出する（Ｓ３３）。

一方、光学素子２５の光学設計値から、一定量の対称軸ずれが発生した場合のゼルニケ係数の変化量を予め計算しておく（Ｓ３４）。この計算でもとめたゼルニケ係数の変化量と、Ｓ３３で抽出したゼルニケ係数の値を比較することで、光学素子２５に存在する２つの光学面の対称軸ずれ量を算出することができる（Ｓ３５）。

以上の説明では、光学素子の２つの光学面が回転対称非球面である場合を説明した。回転対称非球面でない場合、例えば、球面や自由曲面の場合には対称軸は持たないが、水平方向の位置ずれを測定して本発明を適用することはできる。

なお、このような方法により光学素子２５の２つの光学面の対称軸ずれ量を算出し、算出した対称軸ずれ量から加圧位置Ｐ２の座標を決定するためには、当該光学素子２５が上型１１及び下型１２で加圧されたときの、上型１１及び下型１２に対する光学素子２５の位置関係を正確に把握する必要がある。そのため、光学素子２５は、上型１１又は下型１２に対する位置関係を示すマークを有していることが好ましい。このようなマークを形成するため、上型１１及び下型１２の少なくとも一方は、マークを転写するためのマーク転写部を有していることが好ましい。かかるマークを光学素子２５に転写させることで、マークを正確に且つ安定して光学素子２５に付与することができる。

図８は本発明の製造方法により製造された光学素子２５を示す模式図である。マークの位置に特に制限はないが、光学性能に与える影響が小さく、組み立ての際に障害とならない位置に設けることが好ましい。例えば、図８（ａ）のように、光学面２７ａの外側にある平面部２８にマーク２６を設けてもよいし、図８（ｂ）のように、光学面２７ａのうち、光学性能に対する影響の小さい外周部にマーク２６を設けてもよい。また、光学素子２５の側面部２９に、マーク２６を設けてもよい。

転写によってマーク２６を形成する場合、成形金型１３（上型１１及び下型１２の少なくとも一方）の加工が容易であるという観点から、成形金型１３には凹部からなるマーク転写部を設けることが好ましい。この場合、転写によって光学素子２５に形成されるマーク２６は凸状となる。

また、上型１１、下型１２のうち、曲率半径が大きい方にマーク転写部を設けることが好ましい。形成されたマーク２６の目視による確認や自動検出が容易となるからである。

図９は、マーク２６を転写するためのマーク転写部として凹部１８を有する下型１２を示す図である。図９（ａ）は下型１２を上方から見た図、図９（ｂ）はＡ−Ａ断面の部分拡大図である。図９（ａ）に示すように、下型１２は、光学素子２５の光学面を形成するための成形面１２ｃの外側に設けられた平面１２ｓに、マーク転写部としての凹部１８を有している。

成形金型１３に設ける凹部１８は、深さＤが０．５μｍ以上、２０μｍ以下であり、幅Ｗが、３μｍ以上、２００μｍ以下であることが更に好ましい。液滴成形法は、高温の溶融ガラス滴２０を、比較的低温の成形金型１３で冷却しながら加圧成形する方法であるため、溶融ガラス滴２０の成形金型１３との接触面近傍は急冷されて粘度の高い状態となる。そのため、凹部１８の深さＤが０．５μｍ未満、又は、幅Ｗが３μｍ未満である場合には、溶融ガラス滴２０が凹部１８に入り込みにくく、転写によってマーク２６を形成することが困難となる場合がある。逆に、深さＤが２０μｍよりも大きいと、転写によって形成されたマーク２６が欠けやすくなってしまう。また、幅Ｗが２００μｍよりも大きいと、回転方向の検出精度が低下する場合がある。

更に、画像処理による自動認識を容易にするとともに、外観品位の悪化を最小限に抑えるために、マーク２６の長さは、光学面の有効径（直径）の５％以上、３０％以下であることが好ましい。

Claims (9)

1. 上型及び下型を有する成形金型により溶融ガラス滴を加圧成形し、対向する２つの光学面を有する光学素子を製造する光学素子の製造方法において、
   前記成形金型を所定温度に加熱する加熱工程と、
   前記下型に前記溶融ガラス滴を滴下する滴下工程と、
   前記上型と前記下型とを上下方向に相対移動して前記溶融ガラス滴を加圧して、前記光学素子を成形する加圧工程とを有し、
   前記加圧工程により成形された光学素子の前記２つの光学面の位置ずれ量に基づいて、前記加圧工程における前記上型と前記下型の水平方向の相対位置及び傾きの少なくとも一方を調整し、
   前記滴下工程と前記加圧工程とで、前記上型と前記下型の水平方向の相対位置が異なり、
   前記滴下工程と前記加圧工程の間に、前記上型及び前記下型の少なくとも一方を水平方向に移動する移動工程を有し、
   前記加圧工程における前記上型と前記下型の水平方向の相対位置の調整は、前記移動工程において移動する前記上型及び前記下型の少なくとも一方の停止位置を変更することにより行うことを特徴とする光学素子の製造方法。
2. 前記滴下工程と前記加圧工程とで、前記下型の水平方向の位置が異なり、
   前記滴下工程と前記加圧工程の間に、前記下型を水平方向に移動する移動工程を有し、
   前記加圧工程における前記上型と前記下型の水平方向の相対位置の調整は、前記移動工程において移動する前記下型の停止位置を変更することにより行うことを特徴とする請求項１に記載の光学素子の製造方法。
3. 前記加圧工程においては、前記上型を下降させることにより加圧を行うことを特徴とする請求項２に記載の光学素子の製造方法。
4. 前記加圧工程における前記上型と前記下型との傾きの調整は、前記上型の角度を変えることにより行うことを特徴とする請求項２に記載の光学素子の製造方法。
5. 前記２つの光学面の位置ずれ量は、前記光学素子の透過波面収差を測定することにより求められることを特徴とする請求項１乃至４のうち何れか１項に記載の光学素子の製造方法。
6. 前記上型及び前記下型の少なくとも一方は、前記光学素子に対して位置を識別するためのマークを転写するためのマーク転写部を有することを特徴とする請求項１乃至５のうち何れか１項に記載の光学素子の製造方法。
7. 前記マーク転写部は凹部からなり、
   前記凹部は、深さＤが、０．５μｍ以上、２０μｍ以下であり、
   幅Ｗが、３μｍ以上、２００μｍ以下であることを特徴とする請求項６に記載の光学素子の製造方法。
8. 前記マークの長さは、当該マークが形成されている光学面の有効径の５％以上、３０％以下であることを特徴とする請求項７に記載の光学素子の製造方法。
9. 溶融ガラス滴を加圧成形し、対向する２つの光学面を有する光学素子を製造するための光学素子の製造装置において、
   上型及び下型を有する成形金型と、
   前記成形金型を所定温度に加熱するための加熱手段と、
   前記下型に前記溶融ガラス滴を滴下するための滴下手段と、
   前記上型と前記下型を上下方向に相対移動して前記溶融ガラス滴を加圧するための加圧手段と、
   前記溶融ガラス滴を加圧する際における前記上型と前記下型の水平方向の相対位置を調整するための水平位置調整手段と、
   前記溶融ガラス滴を加圧する際における前記上型及び前記下型の少なくとも一方の傾きを調整するための傾き調整手段とを有し、
   前記滴下手段による溶融ガラス滴の滴下時と前記加圧手段による溶融ガラス滴の加圧時とで、前記上型と前記下型の水平方向の相対位置が異なり、
   前記滴下時と前記加圧時との間に、前記上型及び前記下型の少なくとも一方を水平方向に移動させ、
   前記水平位置調整手段による加圧時における前記上型と前記下型の水平方向の相対位置の調整は、前記移動する前記上型及び前記下型の少なくとも一方の停止位置を変更することにより行うことを特徴とする光学素子の製造装置。