JPWO2014148072A1 - 光学素子及び光学素子の製造方法 - Google Patents
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Abstract
低コストで光学面の面精度の向上と複屈折の低減を図ることができる光学素子の製造方法を提供する。光学面１０９１、１０９２と光学面１０９２に稜線を介して隣接する非光学面１０９３Ａとを有する光学素子１０９０Ａを射出成形により製造する方法であって、金型面によって非光学面１０９３Ａを形成する。金型面は、第１の表面粗さを有する、第１の領域としてのヒケ形成領域１０９５と、第１の表面粗さと異なる第２の表面粗さを有する、第１の領域の外側に設けられた第２の領域としての高転写領域１０９４を有する。
Description
本発明は、キャビティに樹脂を射出成形することで得られる光学素子及び前記光学素子の製造方法に関する。
近年はレンズやプリズムなどの光学素子に対して、多彩な用途や薄型化が求められ、特異な形状を精度よく均質に成形されることが求められている。特に光学面形状精度と内部の複屈折に関して高い均一性が求められている。また、従来はガラス製のものが主流であった製品群に対してもコストダウンの要求に従って、プラスチック製の光学素子（プラスチックレンズ、プラスチックミラー等）への変化が求められている。
射出成形によりプラスチック製の光学素子を所望の形状に精度よく成形するためには、金型のキャビティ内の溶融樹脂を充填させる工程において、キャビティ内での樹脂圧力や樹脂温度を均一にし、樹脂を均一に型内に行き渡らせることが望ましい。かつ十分に樹脂が固化するまで樹脂圧力をかけ続ける必要がある。また、複雑な偏肉形状の成形品は、冷却固化の速度が場所によって異なるために内部応力が発生する。プラスチック光学素子を精度よく射出成形にて得る際には上記のような成型方法を取ることがよく知られており、樹脂成型面の形状転写性能は工場するものの、保圧工程や内部歪みによる複屈折を発生させやすいという問題があった。
一方、複屈折を低減するためには、キャビティ内での樹脂圧力を低く抑えた射出成形（低圧射出成形）を行わなければならない。しかしながら、低圧射出成形においては金型内に充填された樹脂が冷却収縮する分の体積を補うことができない。この為、成形品を含めたあらゆる箇所にヒケが発生しやすくなり、かつ収縮量の増大により、十分に硬化する前に得ようとする光学面が金型転写面より離れてしまい、光学面形状の成形転写性能が悪化するという欠点があった。この前記光学面の微細な転写不良を外観評価可能な一般的なヒケと区別し「面割」として以下に説明し定義する。面割について、レーザー干渉計で得られる干渉縞写真（図１４Ａ、図１４Ｂ参照）に基づいて説明する。面割の有無で干渉縞を比較すると、面割を有する場合（図１４Ｂ参照）には光学面内での転写状態の差で境界が生じて面が分割していることが明瞭にわかる。図１４Ａは面割を有しない場合における干渉縞を示している。図１４Ａに示すように面割を有しない場合には、光学面内での転写状態の差で境界が生じて面が分割していない。ここで、「面割」とは干渉縞で有無を判断できるレベルの微細な光学面転写不良であると定義する。図１４Ｃは図１４Ａ、図１４Ｂで示した干渉縞を解析することで得られる写真長手に平行な中央断面形状を示した図である。実線は図１４Ａの断面を示し光学面が連続した緩やかな凹面を形成していることがわかる。点線は図１４Ｂの断面を示すが線の不連続な部分で光学面に面割が生じていることがわかる。
射出成形法にて得られる光学素子の複屈折をできるだけ小さくし、かつ必要な光学面の成形転写精度を向上させる方法として、低圧射出成形にて成形を行い、かつ非光学面と光学面の境界にリブ（突起）を設け、このリブを有する面と同一面に金型のキャビティ形状を不完全転写することにより形成した凹形状の不完全転写部を有し、かつ、転写面以外の少なくとも１つの面に凸形状の不完全転写部を有するプラスチック成形品が知られている（特許文献１参照）。上記構成によれば、ヒケ領域が光学面の面精度に与える影響が少ないので、転写面にヒケ及び面割を発生させずに転写面の形状精度の向上を図ることができる。
しかしながら、上記の従来技術では、製造過程においてヒケ領域が光学面の面精度に与える影響を少なくさせるために非光学面と光学面の境界にリブを設ける工程が新たに必要となり、製造工程や金型及び光学素子の形状が複雑化してしまう。特に近年は製品に省スペースや小型化が求められており、スペースに制限がある光学素子に対してはこの特許文献１に述べられている発明を用いることができない。また、仮にリブを小さくしてスペースの制限要求に応えようとしても、リブが得ようとする光学面に隣接して存在している場合、ヒケ量が大きくでてしまうとリブ部で制御しきれずに光学面までヒケ及び面割がでてきてしまう。一般にヒケ量は、ある一定の巾をもってランダムであるため、不要なリブ部を大きくせざるをえなくなってしまう。
そこで、本発明は、不要なリブ部や複雑な型構成や成形方法を必要としない簡便な方法でありながら、必要とされる光学面の形状転写精度に優れ、かつ複屈折の小さい光学素子を得ることを課題とする。
上記課題のうち少なくとも一つを解決するために、本発明の一側面を反映した光学素子の製造方法は、光学面と光学面に稜線を介して隣接する非光学面とを有する光学素子を射出成形により製造する方法であって、第１の表面粗さを有し、ヒケ領域を形成するための第１の領域と、第１の表面粗さよりも大きい第２の表面粗さを有し、第１の領域と前記光学面との間に位置する第２の領域とを有する金型面によって、非光学面を形成するステップを有する。
また、上記課題のうち少なくとも一つを解決するために、本発明の一側面を反映した光学素子は、上述した製造方法により製造される。
このように、本発明における光学素子の製造方法によれば、低コストで光学面の面精度の向上と複屈折の低減を図ることができる。
以下、本発明の実施形態について、添付した図面を参照しつつ説明する。
図１は、実施例１に係る光学素子の製造方法について説明するための複式図である。図２Ａは、実施例１に係る光学素子を示す外観斜視図である。図２Ｂは他の実施例に係る光学素子を示す外観斜視図である。図３は、実施例１〜実施例６における複屈折分布及び光学面精度についての評価を説明するための表である。図４は、実施例２に係る光学素子の製造方法について説明するための模式図である。図５は、実施例３に係る光学素子の製造方法について説明するための模式図である。図６は、比較例１に係る光学素子の製造方法について説明するための模式図である。図７は、比較例２に係る光学素子の製造方法について説明するための模式図である。図８は、比較例３に係る光学素子の製造方法について説明するための模式図である。図９は、比較例４に係る光学素子の製造方法について説明するための模式図である。図１０は、比較例１〜比較例５における複屈折分布及び光学面精度についての評価を説明するための表である。図１１は、隣接光学面間距離内での高転写部距離と光学面精度の関係を示した表である。図１２Ａは、可動金型と固定金型を突き合わせてキャビティを形成する、いわゆる型締め工程の様子を示した模式図である。図１２Ｂは、射出成形機からプリズムを離型させる、いわゆる突出し工程の様子を示した模式図である。図１３Ａは、高転写領域の幅（片側）と光学面精度との関係を説明するための一例を示した図である。図１３Ｂは、高転写領域の幅（片側）と光学面精度との関係を説明するための他の例を示した図である。図１４Ａは面割を有しない場合における干渉縞を示した図であって、図１４Ｂは面割を有する場合における干渉縞を示した図であって、図１４Ｃは面割の有無における非光学面の幅と高さの関係を示した図である。図１５は、プリズムの一変形例を示した図である。図１６は、プリズムの他の変形例を示した図である。図１７Ａは、プリズムのさらに他の変形例を示した斜視図であり、図１７Ｂは縦断面図であり、図１７Ｃは側面図である。図１８は、レンズの一変形例を示した図である。図１９は、レンズの他の変形例を示した図である。図２０は、図１５〜図１９に示す各光学素子における光学面評価を示した図である。
以下に、金型を用いた射出成形により光学素子を製造する方法について図面を参照して説明する。プリズムに代表される光学素子１０９０Ａは、図２に示すように、使用する光に対して透明な樹脂からなる誘電体媒体であり、その形状は台形柱体であり、望ましくは等脚台形柱体である。なお、プリズムの形状は、プリズムが台形柱体以外でもよく、プリズムがプリズムとは呼びがたい形状物に置き換えられてもよい。例えば、プリズムは半円柱体であってもよく、プリズムが板形状のものに置き換えられてもよい。
なお、本発明で用いられるプリズムは、特に用途が限定されるものではなく、レンズのようなものであってもよい。他の用途に係るレンズについては図１８及び図１９を参照して後述することとする。
また、光学素子１０９０Ａは、図２Ａに示すように、光学面１０９１、１０９２と非光学面１０９３Ａを備える。光学面１０９１と対向する面が非光学面１０９３Ａになる。一方の光学面１０９２は入射面になり、他方の光学面１０９２は出射面になり、光学面１０９１は反射面になる。なお、形態については図２Ｂに示すような側面部に位置決め部１０８８を有するような形状の光学素子でもよい。光学素子のさらに他の形態については後述することとする。
［光学素子の作製方法］
光学素子１０９０Ａは、射出成形機を用いて、所定の工程を経て完成する。ここで、射出成形金型を用いた射出成形工程について図１２Ａ及び図１２Ｂを参照して簡単に説明する。なお、図１２Ａは可動金型と固定金型を突き合わせてキャビティを形成する、いわゆる型締め工程の様子を示した模式図である。図１２Ｂは射出成形機から光学素子を離型させる、いわゆる突出し工程の様子を示した模式図である。
光学素子１０９０Ａは、射出成形機を用いて、所定の工程を経て完成する。ここで、射出成形金型を用いた射出成形工程について図１２Ａ及び図１２Ｂを参照して簡単に説明する。なお、図１２Ａは可動金型と固定金型を突き合わせてキャビティを形成する、いわゆる型締め工程の様子を示した模式図である。図１２Ｂは射出成形機から光学素子を離型させる、いわゆる突出し工程の様子を示した模式図である。
可動側金型コアの入れ子（以下、「可動側金型コア入れ子」と呼ぶ。）１３００は、可動側裏面コア１３０２Ａと、可動側裏面コア１３０２Ａを挟むように配置されている一対の可動側鏡面コア１３０１、１３０１とを含んで構成されている。可動側裏面コア１３０２Ａの表面領域は、ヒケさせたい領域である転写領域（以下、「ヒケ形成領域」と呼ぶ。）１０９５と、ヒケさせたくない領域であって転写領域１０９５の両側に隣接配置された各高転写領域１０９４、１０９４とを有している。表面領域の四隅に突出しピン１３２０が配置される。
射出成形金型の一部（以下、便宜上「射出成形金型」と呼ぶ場合がある。）１２００は、図１に示すように、射出成形品（光学素子１０９０Ａ）の形状を有する凹部（キヤビティ）１３３０が形成された可動側金型コア入れ子１３００と、可動側金型コア入れ子１３００に突き合わせることによって凹部１３３０を塞ぐ機能を有する固定側金型コアの入れ子（以下、「固定側金型コア入れ子」と呼ぶ。）１３１０と、突出しピン１３２０と、エジェクタ部材（図示せず）で構成され、射出成形品の材料である樹脂材はシリンダー部１２６０よりキャビティに供給される。
図１２Ａに示すように、射出成形金型１２５０は、射出成形品の形状を有する凹部（キャビティ）１３３０が形成された可動側金型コア入れ子１３００と、可動側金型コア入れ子１３００に突き合わせることによって凹部１３３０を塞ぐ機能を有する固定側金型コア入れ子１３１０と、突出しピン１３２０と、エジェクタ部材１３２５と、射出成形品の材料である樹脂材をキャビティに供給するシリンダー部１２６０とを含んで構成されている。
射出成形の工程には、型締め工程、射出工程、保圧工程、冷却工程、型開き工程、突出し／製品取り出し工程があり、この順に射出成形が行われる。型締め工程では、可動側金型コア入れ子１３００と固定側金型コア入れ子１３１０を突き合わせることによって、可動側金型コア入れ子１３００に形成された凹部１３３０を塞いでキャビティを形成する。次に、樹脂材供給炉１３０３からの樹脂材（溶融樹脂）１３０５を射出してキャビティにこれを充填する（射出工程）。樹脂材は、スプルー１１７７、ゲート１１７６を通り、キャビティに充填される。なお、樹脂材は、金型のキャビティ内に充填される際、金型で冷やされ収縮する。この収縮により体積が変化するため、この収縮作用は、成形品の寸法変化や形状転写不良等の原因となる。これらを防ぐため、成形機側で保圧をかけ、収縮で減少した分の樹脂を補っている（保圧工程）。次に、金型から取り出せる温度程度になるまで、金型内で冷却する（冷却工程）。
次に、所定時間経過し、樹脂材１３０５が十分に冷却されると、図１２Ｂに示すように、可動側金型コア入れ子１３００を固定側金型コア入れ子１３１０から離す（型開工程）。このとき、成形品は可動側金型コア入れ子１３００に付いてくる。次に、突出しピン１３２０を固定側金型コア入れ子１３１０に摺動させることにより光学素子１０９０Ａが離型される（突出し工程）。この光学素子１０９０Ａに図示しない基板及び流路形成部品を接合することによってセンサーチップ１０２６を得る。
光学素子１０９０Ａのヒケ面１１７５に生じるヒケは、上述の保圧工程で生じる。６５ＭＰａ以下の保圧設定でヒケ面１１７５にヒケを生じさせる。また、突き出し工程の際、一般的に射出成形品には突き出しピン跡が付くが、今回光学素子１０９０Ａのヒケ面１１７５に、突出しピン１３２０の配置に対応して突き出しピン跡１１８０が形成される。
後述する各実施例（実施例１〜実施例６）では、高転写領域１０９４の短辺幅がａｍｍ、ヒケ形成領域１０９５の短辺幅がｂｍｍ、可動側裏面コア１３０２Ａの短辺幅がｃｍｍである射出成形金型１２００を用いて後述する可動側裏面コア１３０２Ａの材質、熱伝導率、表面粗さを変えて光学素子の複屈折分布及び光学面精度（光学面１０９１、１０９２の光学面精度）の評価を行った。また、隣接光学面距離から片側の高転写部距離を減じた距離ｄを対隣接光学面距離と呼び、距離ｄに対する距離ａの割合を４０％として後述の評価を行った。
なお、高転写領域１０９４及びヒケ形成領域１０９５はそもそも光学素子１０９０Ａの非光学面１０９３Ａに形成される領域であるが、可動側裏面コア１３０２Ａの裏面領域と非光学面１０９３Ａとは対応しているので、以下の説明では、便宜上可動側裏面コア１３０２Ａの裏面領域についても高転写領域１０９４及びヒケ形成領域１０９５を有するとして説明することとする。また、以下の説明では、非光学面に対向する（非光学面に隣接していない）光学面１０９１を対向側光学面（固定側光学面）と呼び、非光学面に隣接している光学面１０９２を隣接光学面と呼ぶ。
［可動側裏面コアの熱伝導率（Ｗ・ｍ／Ｋ）］
ヒケ形成領域１０９５における第１の熱伝導率は０．６Ｗ・ｍ／Ｋ以上、かつ、２０Ｗ・ｍ／Ｋ以下であり、高転写領域１０９４における第２の熱伝導率は８Ｗ・ｍ／Ｋ以上、かつ、２００Ｗ・ｍ／Ｋ以下の範囲内にあり、さらに第１の熱伝導率が第２の熱伝導率よりも低いことが望ましい。第１の熱伝導率が第２の熱伝導率よりも小さいことが望ましいとする理由は、非光学面のヒケを集中させたい箇所の熱伝導率を非光学面のヒケにくくしたい箇所の熱伝導率よりも小さくすることによりヒケが非光学面に隣接する光学面に及ぶことなく、光学面の面精度の向上が図れるからである。
ヒケ形成領域１０９５における第１の熱伝導率は０．６Ｗ・ｍ／Ｋ以上、かつ、２０Ｗ・ｍ／Ｋ以下であり、高転写領域１０９４における第２の熱伝導率は８Ｗ・ｍ／Ｋ以上、かつ、２００Ｗ・ｍ／Ｋ以下の範囲内にあり、さらに第１の熱伝導率が第２の熱伝導率よりも低いことが望ましい。第１の熱伝導率が第２の熱伝導率よりも小さいことが望ましいとする理由は、非光学面のヒケを集中させたい箇所の熱伝導率を非光学面のヒケにくくしたい箇所の熱伝導率よりも小さくすることによりヒケが非光学面に隣接する光学面に及ぶことなく、光学面の面精度の向上が図れるからである。
第１の熱伝導率は、８Ｗ・ｍ／Ｋ以上、かつ、２００Ｗ・ｍ／Ｋ以下の範囲内にあることが望ましい。上記数値範囲を満たす金型材料としては、例えば、メッキ、銅合金が挙げられる。第２の熱伝導率は、０．６Ｗ・ｍ／Ｋ以上、かつ、２０Ｗ・ｍ／Ｋ以下の範囲内にあることが望ましい。上記数値範囲を満たす金型材料としては、ＳＵＳ材に断熱樹脂材を貼合したりコーティングしたもの、ＳＵＳ材にセラミック層を貼合したり溶射で積層したもの、ＳＵＳ材にＮｉ-Ｐメッキを積層したもの、スターバックス材（ＳＴＡＶＡＸ）が挙げられる。
（裏面コア表面のヒケ形成領域の金型材料のボリュームについて）
なお、ヒケ形成領域の第１の熱伝導率を持つ金型材料の厚みは、冷却ムラを生じさせず複屈折の分布が安定した分布、均一な分布となるように可能な限り薄いことが望ましく、各光学素子に求められる仕様に応じて適宜調整して決めることは言うまでもない。例えば、母材がスターバックス材であるヒケ形成領域の表面が一様に低熱伝導材料としてメッキ処理されており、ヒケ形成領域がラップ処理され、ヒケ形成領域端部がブラスト処理され、端部の表面粗さＲａの方が大きいという条件であってもよい。このような構成であれば、裏面にヒケを誘発でき、かつ、ブラスト処理された端部領域がより高転写になることにより光学面への面割の影響を抑制することができる。
なお、ヒケ形成領域の第１の熱伝導率を持つ金型材料の厚みは、冷却ムラを生じさせず複屈折の分布が安定した分布、均一な分布となるように可能な限り薄いことが望ましく、各光学素子に求められる仕様に応じて適宜調整して決めることは言うまでもない。例えば、母材がスターバックス材であるヒケ形成領域の表面が一様に低熱伝導材料としてメッキ処理されており、ヒケ形成領域がラップ処理され、ヒケ形成領域端部がブラスト処理され、端部の表面粗さＲａの方が大きいという条件であってもよい。このような構成であれば、裏面にヒケを誘発でき、かつ、ブラスト処理された端部領域がより高転写になることにより光学面への面割の影響を抑制することができる。
ここで、断熱樹脂材料とは、耐熱性や対化学薬品性に優れたポリイミドをコーティングしたものであったり、ポリイミドをベースに耐熱性シリコン系粘着剤を塗布したフィルムをいう。また、スターバックス材は、クロム合金ステンレスエ具鋼で、耐食性や耐摩耗性に特に優れた金属であり、ＨＲＣでは概ね４５〜５４が推奨され、常温での密度は７８００ｋｇ／ｍ３、比熱は４６０Ｊ／（ｋｇ．ｋ）、成分はＣｒ（クロム）、Ｖ（バナジウム）、Ｍｎ（マンガン）、Ｓｉ（シリコン）、Ｃ（炭素）等を含有するものをいう。なお、第２の熱伝導率は第１の熱伝導率よりも大きくなることが望ましい。
［可動側裏面コアの表面粗さＲａ（μｍ）］
高転写領域１０９４の表面はブラスト加工により処理され、シボ面とも言う。このシボ面の表面粗さＲａ（中心線平均粗さ：ＪＩＳ規格、以下同じ）は、０．５μｍ以上、かつ、１００μｍ以下の範囲内にあることが望ましい。ヒケ形成領域１０９５の表面粗さＲａは、０．１ｎｍ以上、かつ、０．５μｍ未満の範囲内にあることが望ましい。
高転写領域１０９４の表面はブラスト加工により処理され、シボ面とも言う。このシボ面の表面粗さＲａ（中心線平均粗さ：ＪＩＳ規格、以下同じ）は、０．５μｍ以上、かつ、１００μｍ以下の範囲内にあることが望ましい。ヒケ形成領域１０９５の表面粗さＲａは、０．１ｎｍ以上、かつ、０．５μｍ未満の範囲内にあることが望ましい。
ヒケ形成領域１０９５の表面粗さＲａが例えば０．１ｎｍである場合には、その面はいわゆる鏡面であり、研磨加工、研削加工により仕上げられる。表面粗さＲａが０．５μｍ未満である表面は研削加工後にイエプコ処理ともいわれるような小粒形のブラスト加工処理することで得られる。
さらに、高転写領域１０９４の表面粗さとヒケ形成領域１０９５の表面粗さの差がＲａ０．３μｍ以上、かつ、１００μｍ未満であることが望ましい。この理由は、ヒケ形成領域１０９５の表面粗さを離型工程に影響しない程度の粗さとし、高転写領域１０９４の表面粗さを離型工程の際のアンカー効果が得られる粗さとすることにより、非光学面１０９３Ａにおけるヒケがそれに隣接する光学面１０９２に及ぶことなく光学面１０９１、１０９２の面精度の向上が図れるからである。
以下に、高転写領域１０９４及びヒケ形成領域１０９５の熱伝導率と表面祖さＲａの数値を変えて光学素子の評価を測定した結果について説明する。なお、評価測定については、実施例１〜実施例６及び比較例１〜５の合計１１回の評価測定を行った。
［実施例１］
実施例１については、図１に示される可動側裏面コア１３０２Ａにおけるヒケ形成領域１０９５及び高転写領域１０９４の材質が共にスターバックス材（ＳＴＡＶＡＸ）で、それらの熱伝導率が２０Ｗ／ｍ・Ｋである。ヒケ形成領域１０９５は、図３の表中の非光学面領域区分では符号Ａ（短辺中央領域）として表示し、高転写領域１０９４は、表中の非光学面領域区分では符号Ｂ（光学面隣接領域）として表示されており、後述の実施例２〜６においても同様である。
実施例１については、図１に示される可動側裏面コア１３０２Ａにおけるヒケ形成領域１０９５及び高転写領域１０９４の材質が共にスターバックス材（ＳＴＡＶＡＸ）で、それらの熱伝導率が２０Ｗ／ｍ・Ｋである。ヒケ形成領域１０９５は、図３の表中の非光学面領域区分では符号Ａ（短辺中央領域）として表示し、高転写領域１０９４は、表中の非光学面領域区分では符号Ｂ（光学面隣接領域）として表示されており、後述の実施例２〜６においても同様である。
実施例１は、ヒケ形成領域１０９５の表面粗さＲａが０．２μｍで、高転写領域１０９４の表面粗さＲａが０．７μｍである金型を用いて行なわれたものである。なお、使用された金型は、ヒケ形成領域１０９５の短辺幅が３ｍｍ、高転写領域１０９４の短辺幅が２ｍｍとなる光学素子を射出成形できるものである。
上記した条件を有する射出成形金型１２００によって射出成形された光学素子１０９０に関する評価測定の結果について以下に説明する。上記条件の下で射出成形された光学素子の複屈折分布と光学面精度を評価項目として、それらの測定を行った。
＜評価判断基準＞
上記した条件を満たす射出成形金型の一部１２００（図１参照）を構成する金型によって成形された光学素子５の複屈折分布については、プリズム長辺側中心プラスマイナス５ｍｍ（±５ｍｍ）においてＰ偏光比率（Ｐ偏光維持率ともいう）が９３％以上で、分布がＰＶで４％未満である場合には良好であるとする。また、光学面精度については、白色干渉計において面割があるか否かを評価判断基準とし、面割がない場合には良好であると判断する。なお、後述する実施例２〜６、比較例１〜５についても上記同様の判断基準で評価を行った。ここでＰ偏光比率（Ｐ偏光維持率）とは、プリズムに入射するＰ偏光の、入射面から反射面までの区間におけるＰ偏光成分の維持率と定義する。
上記した条件を満たす射出成形金型の一部１２００（図１参照）を構成する金型によって成形された光学素子５の複屈折分布については、プリズム長辺側中心プラスマイナス５ｍｍ（±５ｍｍ）においてＰ偏光比率（Ｐ偏光維持率ともいう）が９３％以上で、分布がＰＶで４％未満である場合には良好であるとする。また、光学面精度については、白色干渉計において面割があるか否かを評価判断基準とし、面割がない場合には良好であると判断する。なお、後述する実施例２〜６、比較例１〜５についても上記同様の判断基準で評価を行った。ここでＰ偏光比率（Ｐ偏光維持率）とは、プリズムに入射するＰ偏光の、入射面から反射面までの区間におけるＰ偏光成分の維持率と定義する。
＜評価結果＞
実施例１については、図３の表に示すようにプリズム長辺側中心プラスマイナス５ｍｍ（±５ｍｍ）において、Ｐ偏光比率が９３％以上で、分布がＰＶで４％未満のため複屈折分布は良好であった。また、ヒケ形成領域に隣接する光学面について外観においてヒケが無く、白色干渉計での干渉縞評価より面割がないことを確認できたため光学面精度は良好と判断した。
実施例１については、図３の表に示すようにプリズム長辺側中心プラスマイナス５ｍｍ（±５ｍｍ）において、Ｐ偏光比率が９３％以上で、分布がＰＶで４％未満のため複屈折分布は良好であった。また、ヒケ形成領域に隣接する光学面について外観においてヒケが無く、白色干渉計での干渉縞評価より面割がないことを確認できたため光学面精度は良好と判断した。
［実施例２］
実施例２については、図４に示される可動側裏面コア１３０２Ｂにおけるヒケ形成領域１０９６の下側にさらにセラミック層１０９７が形成されている点が実施例１と異なる。ヒケ形成領域１０９６の材質はＮｉ−Ｐメッキ（厚みｔ２０μｍ）である。高転写領域１０９４の材質はスターバックス材（ＳＴＡＶＡＸ）である。
実施例２については、図４に示される可動側裏面コア１３０２Ｂにおけるヒケ形成領域１０９６の下側にさらにセラミック層１０９７が形成されている点が実施例１と異なる。ヒケ形成領域１０９６の材質はＮｉ−Ｐメッキ（厚みｔ２０μｍ）である。高転写領域１０９４の材質はスターバックス材（ＳＴＡＶＡＸ）である。
実施例２は、Ｎｉ−Ｐメッキの熱伝導率が８Ｗ／ｍ・Ｋ、セラミック層１０９７の熱伝導率が３Ｗ／ｍ・Ｋであって、スターバックス材の熱伝導率が２０Ｗ／ｍ・Ｋであって、ヒケ形成領域１０９６の表面粗さＲａが０．０５μｍで、高転写領域１０９４の表面粗さＲａが０．７μｍである金型を用いて行われたものである。なお、使用された金型は、ヒケ形成領域１０９６の短辺幅が３ｍｍ、高転写領域１０９４の短辺幅が２ｍｍとなる光学素子を射出成形できるものである。
上記した条件を有する射出成形金型の一部１２００を構成する金型によって射出成形された光学素子１０９０Ｂに関する評価測定の結果について以下に説明する。上記条件の下で射出成形された光学素子の複屈折分布と光学面精度を評価項目として、それらの測定を行った。
＜評価結果＞
実施例２については、図３の表に示すようにプリズム長辺側中心プラスマイナス５ｍｍ（±５ｍｍ）においてＰ偏光比率が９３％以上で、分布がＰＶで４％未満であり複屈折分布は良好であった。また、ヒケ形成領域に隣接する光学面について外観においてヒケが無く、白色干渉計での干渉縞評価より面割がないことを確認できたため光学面精度は良好と判断した。
実施例２については、図３の表に示すようにプリズム長辺側中心プラスマイナス５ｍｍ（±５ｍｍ）においてＰ偏光比率が９３％以上で、分布がＰＶで４％未満であり複屈折分布は良好であった。また、ヒケ形成領域に隣接する光学面について外観においてヒケが無く、白色干渉計での干渉縞評価より面割がないことを確認できたため光学面精度は良好と判断した。
［実施例３］
実施例３については、図５に示される可動側裏面コア１３０２Ｃにおけるヒケ形成領域１０９８の材質がＮｉ−Ｐメッキ（厚みｔ５００μｍ）である。高転写領域１０９４の材質はスターバックス材（ＳＴＡＶＡＸ）である。
実施例３については、図５に示される可動側裏面コア１３０２Ｃにおけるヒケ形成領域１０９８の材質がＮｉ−Ｐメッキ（厚みｔ５００μｍ）である。高転写領域１０９４の材質はスターバックス材（ＳＴＡＶＡＸ）である。
実施例３は、Ｎｉ−Ｐメッキの熱伝導率が８Ｗ／ｍ・Ｋであり、スターバックス材の熱伝導率が２０Ｗ／ｍ・Ｋであって、ヒケ形成領域１０９８の表面粗さＲａが０．０５μｍで、高転写領域１０９４の表面粗さＲａが０．７μｍである金型を用いて行なわれたものである。なお、使用された金型は、ヒケ形成領域１０９８の短辺幅が３ｍｍ、高転写領域１０９４の短辺幅が２ｍｍとなる光学素子を射出成形できるものである。
上記した条件を有する可動側金型コア入れ子１３００を構成する金型によって射出成形された光学素子１０９０Ｃに関する評価測定の結果について以下に説明する。上記条件の下で射出成形された光学素子の複屈折分布と光学面精度を評価項目として、それらの測定を行った。
＜評価結果＞
実施例３については、図３の表に示すようにプリズム長辺側中心プラスマイナス５ｍｍ（±５ｍｍ）においてＰ偏光比率が９３％以上で、分布がＰＶで４％未満であり複屈折分布は良好であった。また、ヒケ形成領域に隣接する光学面について外観においてヒケが無く、白色干渉計での干渉縞評価より面割がないことを確認できたため光学面精度は良好と判断した。
実施例３については、図３の表に示すようにプリズム長辺側中心プラスマイナス５ｍｍ（±５ｍｍ）においてＰ偏光比率が９３％以上で、分布がＰＶで４％未満であり複屈折分布は良好であった。また、ヒケ形成領域に隣接する光学面について外観においてヒケが無く、白色干渉計での干渉縞評価より面割がないことを確認できたため光学面精度は良好と判断した。
［実施例４］
実施例４は、図１に示される可動側裏面コア１３０２Ａにおけるヒケ形成領域１０９５の材質が耐熱樹脂材（ポリイミドフィルム貼付又はポリイミドコーティング（厚み５０μｍ））が形成されている点で実施例１と異なる。高転写領域１０９４の材質はスターバックス材（ＳＴＡＶＡＸ）である。
実施例４は、図１に示される可動側裏面コア１３０２Ａにおけるヒケ形成領域１０９５の材質が耐熱樹脂材（ポリイミドフィルム貼付又はポリイミドコーティング（厚み５０μｍ））が形成されている点で実施例１と異なる。高転写領域１０９４の材質はスターバックス材（ＳＴＡＶＡＸ）である。
実施例４は、断熱樹脂材の熱伝導率が０．６Ｗ／ｍ・Ｋ、スターバックス材の熱伝導率が２０Ｗ／ｍ・Ｋであって、ヒケ形成領域１０９５の表面粗さＲａが０．０７μｍで、高転写領域１０９４の表面粗さＲａが０．７μｍである金型を用いて行なわれたものである。なお、使用された金型は、ヒケ形成領域１０９５の短辺幅が３ｍｍ、高転写領域１０９４の短辺幅が２ｍｍとなる光学素子を射出成形できるものである。
上記した条件を有する射出成形金型コア入れ子１２００を構成する金型によって射出成形された光学素子に関する評価測定の結果について以下に説明する。上記条件の下で射出成形された光学素子の複屈折分布と光学面精度を評価項目として、それらの測定を行った。
＜評価結果＞
実施例４については、図３の表に示すようにプリズム長辺側中心プラスマイナス５ｍｍ（±５ｍｍ）においてＰ偏光比率が９３％以上で、分布がＰＶで４％未満であり複屈折分布は良好であった。また、ヒケ形成領域に隣接する光学面について外観においてヒケが無く、白色干渉計での干渉縞評価より面割がないことを確認できたため光学面精度は良好と判断した。
実施例４については、図３の表に示すようにプリズム長辺側中心プラスマイナス５ｍｍ（±５ｍｍ）においてＰ偏光比率が９３％以上で、分布がＰＶで４％未満であり複屈折分布は良好であった。また、ヒケ形成領域に隣接する光学面について外観においてヒケが無く、白色干渉計での干渉縞評価より面割がないことを確認できたため光学面精度は良好と判断した。
［実施例５］
実施例５については、図１に示される可動側裏面コア１３０２Ａにおけるヒケ形成領域１０９５の材質がスターバックス材（ＳＴＡＶＡＸ）で、高転写領域１０９４の材質が銅合金である金型を用いて評価測定を行った。
実施例５については、図１に示される可動側裏面コア１３０２Ａにおけるヒケ形成領域１０９５の材質がスターバックス材（ＳＴＡＶＡＸ）で、高転写領域１０９４の材質が銅合金である金型を用いて評価測定を行った。
スターバックス材の熱伝導率は２０Ｗ／ｍ・Ｋであり、ヒケ形成領域１０９５の表面粗さＲａが０．２μｍである。銅合金の熱伝導率は２００Ｗ／ｍ・Ｋであり、高転写領域１０９４の表面粗さＲａは０．７μｍである。なお、使用された金型は、ヒケ形成領域１０９５の短辺幅が３ｍｍ、高転写領域１０９４の短辺幅が２ｍｍとなる光学素子を射出成形できるものである。
上記した条件を有する射出成形金型の一部１２００を構成する金型によって射出成形された光学素子に関する評価測定の結果について以下に説明する。上記条件の下で射出成形された光学素子の複屈折分布と光学面精度を評価項目として、それらの測定を行った。
＜評価結果＞
実施例５については、図３の表に示すようにプリズム長辺側中心プラスマイナス５ｍｍ（±５ｍｍ）においてＰ偏光比率が９３％以上で、分布がＰＶで４％未満であり複屈折分布は良好であった。また、ヒケ形成領域に隣接する光学面について外観においてヒケが無く、白色干渉計での干渉縞評価より面割がないことを確認できたため光学面精度は良好と判断した。
実施例５については、図３の表に示すようにプリズム長辺側中心プラスマイナス５ｍｍ（±５ｍｍ）においてＰ偏光比率が９３％以上で、分布がＰＶで４％未満であり複屈折分布は良好であった。また、ヒケ形成領域に隣接する光学面について外観においてヒケが無く、白色干渉計での干渉縞評価より面割がないことを確認できたため光学面精度は良好と判断した。
［実施例６］
実施例６については、図１に示される可動側裏面コア１３０２Ａにおけるヒケ形成領域１０９５の材質がセラミック接合層で、高転写領域１０９４の材質が銅合金である金型を用いて評価測定を行った。
実施例６については、図１に示される可動側裏面コア１３０２Ａにおけるヒケ形成領域１０９５の材質がセラミック接合層で、高転写領域１０９４の材質が銅合金である金型を用いて評価測定を行った。
セラミック接合層の熱伝導率は３Ｗ／ｍ・Ｋであり、ヒケ形成領域１０９５の表面粗さＲａが０．２μｍである。銅合金の熱伝導率は２００Ｗ／ｍ・Ｋであり、高転写領域１０９４の表面粗さＲａは０．２μｍである。なお、使用された金型は、ヒケ形成領域１０９５の短辺幅が３ｍｍ、高転写領域１０９４の短辺幅が２ｍｍとなる光学素子を射出成形できるものである。
上記した条件を有する射出成形金型の一部１２００を構成する金型によって射出成形された光学素子１０９０に関する評価測定の結果について以下に説明する。上記条件の下で射出成形された光学素子の複屈折分布と光学面精度を評価項目として、それらの測定を行った。
＜評価結果＞
実施例６については、図３の表に示すようにプリズム長辺側中心プラスマイナス５ｍｍ（±５ｍｍ）においてＰ偏光比率が９３％以上で、分布がＰＶで４％未満であり複屈折分布は良好であった。また、ヒケ形成領域に隣接する光学面について外観においてヒケが無く、白色干渉計での干渉縞評価より面割がないことを確認できたため光学面精度は良好と判断した。
実施例６については、図３の表に示すようにプリズム長辺側中心プラスマイナス５ｍｍ（±５ｍｍ）においてＰ偏光比率が９３％以上で、分布がＰＶで４％未満であり複屈折分布は良好であった。また、ヒケ形成領域に隣接する光学面について外観においてヒケが無く、白色干渉計での干渉縞評価より面割がないことを確認できたため光学面精度は良好と判断した。
［比較例１］
比較例１では、図６に示すように、射出成形金型の一部１２１０は、射出成形品（光学素子１１００Ａ）の形状を有する凹部（キヤビティ）１３３０が形成された可動側金型コア入れ子１４００と、可動側金型コア入れ子１４００に突き合わせることによって凹部１３３０を塞ぐ機能を有する固定側金型コア入れ子１３１０と、突出しピン１１８０と、エジェクタ部材（図示せず）で構成され、射出成形品の材料である樹脂材はシリンダー部１２６０よりキャビティに供給される。なお、実施例１に比較して同様の構成を有する部分については同様の符号を付することとする。
比較例１では、図６に示すように、射出成形金型の一部１２１０は、射出成形品（光学素子１１００Ａ）の形状を有する凹部（キヤビティ）１３３０が形成された可動側金型コア入れ子１４００と、可動側金型コア入れ子１４００に突き合わせることによって凹部１３３０を塞ぐ機能を有する固定側金型コア入れ子１３１０と、突出しピン１１８０と、エジェクタ部材（図示せず）で構成され、射出成形品の材料である樹脂材はシリンダー部１２６０よりキャビティに供給される。なお、実施例１に比較して同様の構成を有する部分については同様の符号を付することとする。
可動金型コア入れ子１４００は、可動側裏面コア１４０２Ａと、可動側裏面コア１４０２Ａを挟むように配置されている一対の可動側鏡面コア１３０１、１３０１とを含んで構成されている。
実施例１〜６は、可動側裏面コアの裏面がヒケ形成領域とその両側に形成された高転写領域を有しているのに対し、比較例１は、可動側裏面コア１４０２Ａの裏面全面が転写領域１１１０となっており、この点で両者は異なります。表面領域の四隅には突出しピン１３２０が配置される。ここで、使用された金型は、転写領域１１１０の短辺幅が７ｍｍとなる光学素子１１００Ａを射出成形できるものである。
なお、比較例１〜比較例４においては、非光学面領域区分が全域に渡って同じ材質、熱伝導率、表面粗さとなっているが、比較例５では短辺中央領域と光学面隣接領域のそれぞれに異なる表面処理を施しているため、図１０の表では、便宜上非光学面領域区分に符号短辺中央領域Ａ、光学面隣接領域Ｂの記載をしている。
後述する比較例１〜比較例５では、可動側裏面コアにおける転写領域の短辺幅が７ｍｍである射出成形金型を用いて後述する可動側裏面コアの材質、熱伝導率、表面粗さを変えて光学素子の複屈折分布及び光学面精度の評価測定を行った。なお、転写領域はそもそも光学素子の非光学面に形成される領域であるが、可動側裏面コアの裏面領域と非光学面とは対応しているので、以下の説明では、便宜上可動側裏面コアの裏面領域についても転写領域を有するとして説明することとする。
ここで、比較例１は、転写領域１１１０の材質がスターバックス材（ＳＴＡＶＡＸ）で８あり、その熱伝導率が２０Ｗ／ｍ・Ｋであって、その表面粗さＲａが０．２μｍである金型を用いて行ったものである。なお、可動側裏面コア１４０２Ａの転写領域１１１０には研削加工後にイエプコ処理が施されている。
以下に、上記した条件を有する射出成形金型の一部１２００によって射出成形された光学素子１１００Ａに関する評価測定の結果について説明する。上記条件の下で射出成形された光学素子の複屈折分布と光学面精度（対向側光学面及び隣接側光学面の面精度）を評価項目として、それらの測定を行った。
＜評価結果＞
比較例１については、図１０の表に示すようにプリズム長辺側中心プラスマイナス５ｍｍ（±５ｍｍ）においてＰ偏光比率が９３％以上で、分布がＰＶで４％未満であり複屈折分布は良好であった。また、外観において、光学面（対向側光学面もしくは固定側光学面）１０９１にはヒケがなく光学面精度も良好であったが、光学面（隣接側光学面）１０９２には面割が生じた。したがって、良好な複屈折分布と光学面精度の両立は困難であると判定される。
比較例１については、図１０の表に示すようにプリズム長辺側中心プラスマイナス５ｍｍ（±５ｍｍ）においてＰ偏光比率が９３％以上で、分布がＰＶで４％未満であり複屈折分布は良好であった。また、外観において、光学面（対向側光学面もしくは固定側光学面）１０９１にはヒケがなく光学面精度も良好であったが、光学面（隣接側光学面）１０９２には面割が生じた。したがって、良好な複屈折分布と光学面精度の両立は困難であると判定される。
［比較例２］
比較例２は、転写領域１１２０の材質がスターバックス材（ＳＴＡＶＡＸ）であり、その熱伝導率が２０Ｗ／ｍ・Ｋであって、その表面粗さＲａが０．７μｍである金型（図７参照）を用いて行ったものである。なお、可動側裏面コア１４０２Ｂの表面にはシボ処理が施されている。
比較例２は、転写領域１１２０の材質がスターバックス材（ＳＴＡＶＡＸ）であり、その熱伝導率が２０Ｗ／ｍ・Ｋであって、その表面粗さＲａが０．７μｍである金型（図７参照）を用いて行ったものである。なお、可動側裏面コア１４０２Ｂの表面にはシボ処理が施されている。
以下に、上記した条件を有する射出成形金型１２１０によって射出成形された光学素子１１００Ｂに関する評価測定の結果について説明する。上記条件の下で射出成形された光学素子の複屈折分布と光学面精度を評価項目として、それらの測定を行った。
＜評価結果＞
比較例２については、図１０の表に示すようにプリズム長辺側中心プラスマイナス５ｍｍ（±５ｍｍ）においてＰ偏光比率の分布がＰＶで４％以上であり、良好な複屈折分布は得られなかった。また、外観において、光学面１０９１にはヒケが生じた。したがって、比較例２では、良好な複屈折分布と光学面精度の両立は困難であると判定される。
比較例２については、図１０の表に示すようにプリズム長辺側中心プラスマイナス５ｍｍ（±５ｍｍ）においてＰ偏光比率の分布がＰＶで４％以上であり、良好な複屈折分布は得られなかった。また、外観において、光学面１０９１にはヒケが生じた。したがって、比較例２では、良好な複屈折分布と光学面精度の両立は困難であると判定される。
［比較例３］
比較例３は、転写領域１１３０の材質がＮｉ−Ｐメッキ（厚みｔ５００μｍ）であり、その熱伝導率が８Ｗ／ｍ・Ｋであって、その粗さＲａが０．５μｍである金型（図８参照）を用いて行ったものである。なお、可動側裏面コア１４０２Ｃの表面にはイエプコ処理が施されている。
比較例３は、転写領域１１３０の材質がＮｉ−Ｐメッキ（厚みｔ５００μｍ）であり、その熱伝導率が８Ｗ／ｍ・Ｋであって、その粗さＲａが０．５μｍである金型（図８参照）を用いて行ったものである。なお、可動側裏面コア１４０２Ｃの表面にはイエプコ処理が施されている。
以下に、上記した条件を有する射出成形金型１２１０によって射出成形された光学素子１１００Ｃに関する評価測定の結果について説明する。上記条件の下で射出成形された光学素子の複屈折分布と光学面精度を評価項目として、それらの測定を行った。
＜評価結果＞
比較例３については、図１０の表に示すようにプリズム長辺側中心プラスマイナス５ｍｍ（±５ｍｍ）においてＰ偏光比率が９３％以上で、分布がＰＶで４％未満であり複屈折分布は良好であった。また、外観において、光学面１０９１にはヒケ、スジがなく光学面精度も良好であったが、光学面１０９２にはヒケが生じた。したがって、良好な複屈折分布と光学面精度の両立は困難であると判定される。
比較例３については、図１０の表に示すようにプリズム長辺側中心プラスマイナス５ｍｍ（±５ｍｍ）においてＰ偏光比率が９３％以上で、分布がＰＶで４％未満であり複屈折分布は良好であった。また、外観において、光学面１０９１にはヒケ、スジがなく光学面精度も良好であったが、光学面１０９２にはヒケが生じた。したがって、良好な複屈折分布と光学面精度の両立は困難であると判定される。
［比較例４］
比較例４は、転写領域１１４０の材質がセラミック材であり、その熱伝導率が３Ｗ／ｍ・Ｋであって、その表面粗さＲａが０．６μｍである金型（図９参照）を用いて行ったものである。なお、可動側裏面コア１４０２Ｂの表面には何の処理も施していない。
比較例４は、転写領域１１４０の材質がセラミック材であり、その熱伝導率が３Ｗ／ｍ・Ｋであって、その表面粗さＲａが０．６μｍである金型（図９参照）を用いて行ったものである。なお、可動側裏面コア１４０２Ｂの表面には何の処理も施していない。
以下に、上記した条件を有する射出成形金型１２１０によって射出成形された光学素子１１００Ｄに関する評価測定の結果について説明する。上記条件の下で射出成形された光学素子の複屈折分布と光学面精度を評価項目として、それらの測定を行った。
＜評価結果＞
比較例４については、図１０の表に示すようにプリズム長辺側中心プラスマイナス５ｍｍ（±５ｍｍ）においてＰ偏光比率の分布がＰＶで４％以上であり、良好な複屈折分布は得られなかった。また、外観において、光学面１０９１、１０９２にはヒケ、面割がなく光学面精度も良好であった。したがって、良好な複屈折分布と光学面精度の両立は困難であると判定される。
比較例４については、図１０の表に示すようにプリズム長辺側中心プラスマイナス５ｍｍ（±５ｍｍ）においてＰ偏光比率の分布がＰＶで４％以上であり、良好な複屈折分布は得られなかった。また、外観において、光学面１０９１、１０９２にはヒケ、面割がなく光学面精度も良好であった。したがって、良好な複屈折分布と光学面精度の両立は困難であると判定される。
［比較例５］
比較例５は、上記比較例１〜４とは異なり、転写領域における短辺中央領域（Ａ）の表面粗さＲａと短辺中央領域（Ａ）の両側に形成された光学面隣接領域（Ｂ）の表面粗さＲａとが異なる金型を用いて評価測定を行った例である（図示せず）。
比較例５は、上記比較例１〜４とは異なり、転写領域における短辺中央領域（Ａ）の表面粗さＲａと短辺中央領域（Ａ）の両側に形成された光学面隣接領域（Ｂ）の表面粗さＲａとが異なる金型を用いて評価測定を行った例である（図示せず）。
転写領域の材質はスターバックス材であり、その熱伝導率が３Ｗ／ｍ・Ｋである。短辺中央領域（Ａ）の表面粗さＲａは０．０５μｍであり鏡面処理が施され、光学面隣接領域（Ｂ）の表面粗さＲａは０．２μｍでありイエプコ処理が施されている。なお、使用された金型は、鏡面処理が施された短辺中央領域（Ａ）の短辺幅が３ｍｍ、イエプコ処理が施された光学面隣接領域（Ｂ）の短辺幅が２ｍｍとなる光学素子を射出成形できるものである。
以下に、上記した条件を有する射出成形金型によって射出成形された光学素子に関する評価測定の結果について説明する。上記条件の下で射出成形された光学素子の複屈折分布と光学面精度を評価項目として、それらの測定を行った。
＜評価結果＞
比較例５については、図１０の表に示すようにプリズム長辺側中心プラスマイナス５ｍｍ（±５ｍｍ）においてＰ偏光比率が９３％以上で、分布がＰＶで４％未満であり複屈折分布は良好であった。また、外観において、非光学面に対向する光学面（固定側光学面）にはヒケがなく光学面精度も良好であったが、白色干渉計評価において非光学面に隣接する光学面には面割が生じた。したがって、良好な複屈折分布と光学面精度の両立は困難であると判定される。
比較例５については、図１０の表に示すようにプリズム長辺側中心プラスマイナス５ｍｍ（±５ｍｍ）においてＰ偏光比率が９３％以上で、分布がＰＶで４％未満であり複屈折分布は良好であった。また、外観において、非光学面に対向する光学面（固定側光学面）にはヒケがなく光学面精度も良好であったが、白色干渉計評価において非光学面に隣接する光学面には面割が生じた。したがって、良好な複屈折分布と光学面精度の両立は困難であると判定される。
［高転写領域の幅（片側）と光学面精度との関係］
以下に、図１を例にして高転写領域１０９４の距離（片側幅）と隣接光学面精度との関係について説明する。隣接光学面精度とは、上述した「隣接光学面」の光学面精度のことをいう。以下において、隣接光学面間距離とは、隣接光学面に挟まれる位置にある可動側裏面コア１３０２の距離（幅：ｃｍｍ）をいう。
以下に、図１を例にして高転写領域１０９４の距離（片側幅）と隣接光学面精度との関係について説明する。隣接光学面精度とは、上述した「隣接光学面」の光学面精度のことをいう。以下において、隣接光学面間距離とは、隣接光学面に挟まれる位置にある可動側裏面コア１３０２の距離（幅：ｃｍｍ）をいう。
隣接光学面間距離をｃ（ｍｍ）とした場合における高転写部距離と、高転写領域１０９４の片側幅ａ（ｍｍ）の対隣接光学面距離ｄ（ｍｍ）に対する割合（％）を求める。
なお、高転写部距離とは隣接光学面とヒケ形成領域との間の距離のことを言う。図１より、片側の高転写部距離に対する評価を説明するために上記した割合を求める場合において、隣接光学面距離から片側の高転写部距離を減じたもの（図のｄ）を分母とし、その片側の高転写部距離（図のａ）を分子として割合を求める。
なお、高転写部距離とは隣接光学面とヒケ形成領域との間の距離のことを言う。図１より、片側の高転写部距離に対する評価を説明するために上記した割合を求める場合において、隣接光学面距離から片側の高転写部距離を減じたもの（図のｄ）を分母とし、その片側の高転写部距離（図のａ）を分子として割合を求める。
図１３Ａの例では、高転写部距離をａ（ｍｍ）、ヒケ形成領域１０９５の短辺幅（ヒケ領域距離）をｂ（ｍｍ）、隣接光学面間距離をｃ（ｍｍ）とする射出成形金型１２００を用いて後述する可動側裏面コア１３０２Ａの材質、熱伝導率、表面粗さを変えて光学素子の複屈折分布及び光学面精度（光学面１０９１、１０９２の光学面精度）の評価を行った。ここで、対隣接光学面間距離ｄ（ｍｍ）に対する高転写部距離ａ（ｍｍ）の割合を１３％として評価を行った。例えば、高転写領域１０９４の幅（片側）を０．８ｍｍとし、隣接光学面距離を７ｍｍとした場合に、対隣接光学面距離は上記定義より、７ｍｍ（隣接光学面距離ｃ）−０．８ｍｍ（片側の高転写部距離ａ）＝６．２ｍｍとなり、上記した割合は、０．８ｍｍ／（７−０．８）ｍｍ＝１３％となる（図１１の表参照）。この場合には図１３Ａに示すように隣接光学面に面割が生じ、隣接光学面精度は良好ではなかった。
図１の例では、高転写部距離ａ（領域１０９４の片側幅）が２．０ｍｍであるので、対隣接光学面距離ｄは上記定義より、７ｍｍ（隣接光学面距離ｃ）−２．０ｍｍ（高転写部距離ａ）＝５．０ｍｍとなり、上記した割合は、２．０ｍｍ／（７−２．０）ｍｍ＝４０％となる（図１１の表参照）。この場合には図１に示すように隣接光学面に面割は生じず、隣接光学面精度は良好であった。
図１３Ｂの例では、高転写部距離ａ（領域１０９４の片側幅）が３ｍｍであるので、対隣接光学面距離ｄは、上記定義より７ｍｍ（隣接光学面距離ｃ）−３．０ｍｍ＝５．０ｍｍとなり、上記した割合は、３ｍｍ／（７−３）ｍｍ＝７５％となる（図１１の表参照）。この場合には図１３Ｂに示すように隣接光学面に面割が生じず、隣接光学面精度は良好であった。
図１１に示す評価結果によれば、例えば対隣接光学面間距離ｄに対して、高転写領域距離ａが小さい場合（例えば図１３Ａの領域１０９４）は相対的にヒケ形成領域が大きくなり、光学面への面割の影響を抑止することができない。一方、対隣接光学面間距離ｄに対して、ヒケ領域距離ｂが小さい場合（例えば１３Ｂの領域１０９５）には必要なヒケの大きさを可動側裏面コアの裏面のみでは形成できず、ヒケ形成領域に対向する光学面を含めいずれかの面にヒケが生じることがわかる。実験の結果（高転写領域距離ａ）/（対隣接光学面間距離ｄ）の割合が１５〜６０％を占めることが望ましい。
＜効果＞
本実施形態における光学素子の製造方法では、射出成形金型の可動側裏面コアの裏面領域に、第１の表面粗さを有するヒケ形成領域と、第１の表面粗さよりも大きい第２の表面粗さを有し、ヒケ形成領域の外側（ヒケ形成領域とヒケ形成領域に隣接して形成される光学面との間）に設けられた高転写領域とを形成する可動側裏面コアを含む金型を用いて光学素子を低射出圧力の成形条件下において成形することによって、良好な複屈折分布と光学面精度を備えた光学素子を形成することができる。したがって、金型そのものの構成を複雑化することなく、必要とされる光学面にヒケ、面割など転写不良を発生させることなく、かつ複屈折分布も良好な光学素子を安定的に供給することができる。
本実施形態における光学素子の製造方法では、射出成形金型の可動側裏面コアの裏面領域に、第１の表面粗さを有するヒケ形成領域と、第１の表面粗さよりも大きい第２の表面粗さを有し、ヒケ形成領域の外側（ヒケ形成領域とヒケ形成領域に隣接して形成される光学面との間）に設けられた高転写領域とを形成する可動側裏面コアを含む金型を用いて光学素子を低射出圧力の成形条件下において成形することによって、良好な複屈折分布と光学面精度を備えた光学素子を形成することができる。したがって、金型そのものの構成を複雑化することなく、必要とされる光学面にヒケ、面割など転写不良を発生させることなく、かつ複屈折分布も良好な光学素子を安定的に供給することができる。
また、上記第１及び第２の表面粗さの条件に加えて、可動側裏面コアの裏面領域の内のヒケ形成領域における第１の熱伝導率と、ヒケ形成領域の外側に設けられた高転写領域における第２の熱伝導率について上記した条件を満たす金型を用いて光学素子を低射出圧力の成形条件下において成形することによって、金型そのものの構成を複雑化することなく、良好な複屈折分布と光学面精度を備えた光学素子を形成することができる。
［レンズの変形例］
以下に、成形されるレンズの形状を変えて、本発明を適用した場合における効果について検証する。図２０は、後述する図１５〜図１９に示す各レンズにおける光学面評価を示した図である。
＜ヒケ形成領域が、裏面中央のみの例＞
本例は、図１５に示すように、可動側裏面コア１５０２Ａの裏面中央のみにヒケ形成領域（ヒケ形成面）１５９５が形成されており、その周囲にヒケ形成領域１５９５を囲むように光学面に隣接する面（以下、「光学面隣接面」と呼ぶ。）が形成されている例である。なお、ヒケ形成領域１５９５の表面粗さＲａは０．５μｍ未満であって光学面隣接面１５９４の表面粗さＲａは０．５μｍ以上である。
評価方法は、光学面隣接面についての外観観察によるヒケの有無（第１の評価）、白色干渉計による面割の有無（第２の評価）、ヒケ形成領域１５９５に隣接していない光学面についての外観観察によるヒケの有無（第３の評価）、複屈折と面精度の両立ができるか否か（第４の評価）について行った。以降各例における評価方法も上記同様に行った。
図２０に示すように、本例では、第１の評価〜第４の評価については良好な結果となった。
＜光学素子の形状が円形である例＞
本例は、図１６に示すように、光学素子の形状が円形の場合であり、可動側裏面コア１５０２Ｂの裏面中央のみに円形のヒケ形成領域（ヒケ形成面）１５９５が形成されており、その周囲に円形の光学面隣接面が形成されている例である。なお、ヒケ形成領域１５９５の表面粗さＲａは０．５μｍ未満であって光学面隣接面１５９４の表面粗さＲａは０．５μｍ以上である。
図２０に示すように、本例では、第１の評価〜第４の評価については良好な結果となった。
＜長尺レンズの例＞
本例は、図１７Ａに示すように、長尺レンズの場合であり、光学面の配置が上述した例とは異なる配置となっている例である。つまり、可動側裏面コア１５０２Ｃの裏面とそれに対向する面が光学面であり、可動側裏面コア１５０２Ｃの裏面に隣接する２つの面１６９３Ｃが非光学面である。非光学面１６９３Ｃには図１７Ｃに示すようにヒケ形成領域１６９５が形成され、その周囲に光学面隣接面１６９４が形成されている。なお、ヒケ形成領域１６９５の表面粗さＲａは０．５μｍ未満であって光学面隣接面１６９４の表面粗さＲａは０．５μｍ以上である。
図２０に示すように、本例では、第１の評価〜第４の評価については良好な結果となった。
＜撮像レンズの例＞
本例は、撮像レンズの場合であり、図１８に示すように、図の破線部分（領域）が高転写領域１７９４であり、太実線部分（領域）がヒケ形成領域１７９５である。評価測定の結果、光学面に面割の発生が無く、ヒケをヒケ形成領域に集中することができ、レンズ外形寸法も安定した成形が可能となった。図２０に示すように、本例では、第１の評価〜第４の評価については良好な結果となった。
＜ヘッドマウントディスプレイ用の導光板の例＞
本例は、ヘッドマウントディスプレイ用の導光板の例であり、図１９に示すように、光学面２１ａ及び２１ｂに面割の発生が無く、ヒケをヒケ形成領域１８９５に集中することができた。図２０に示すように、本例では、第１の評価〜第４の評価については良好な結果となった。
以下に、成形されるレンズの形状を変えて、本発明を適用した場合における効果について検証する。図２０は、後述する図１５〜図１９に示す各レンズにおける光学面評価を示した図である。
＜ヒケ形成領域が、裏面中央のみの例＞
本例は、図１５に示すように、可動側裏面コア１５０２Ａの裏面中央のみにヒケ形成領域（ヒケ形成面）１５９５が形成されており、その周囲にヒケ形成領域１５９５を囲むように光学面に隣接する面（以下、「光学面隣接面」と呼ぶ。）が形成されている例である。なお、ヒケ形成領域１５９５の表面粗さＲａは０．５μｍ未満であって光学面隣接面１５９４の表面粗さＲａは０．５μｍ以上である。
評価方法は、光学面隣接面についての外観観察によるヒケの有無（第１の評価）、白色干渉計による面割の有無（第２の評価）、ヒケ形成領域１５９５に隣接していない光学面についての外観観察によるヒケの有無（第３の評価）、複屈折と面精度の両立ができるか否か（第４の評価）について行った。以降各例における評価方法も上記同様に行った。
図２０に示すように、本例では、第１の評価〜第４の評価については良好な結果となった。
＜光学素子の形状が円形である例＞
本例は、図１６に示すように、光学素子の形状が円形の場合であり、可動側裏面コア１５０２Ｂの裏面中央のみに円形のヒケ形成領域（ヒケ形成面）１５９５が形成されており、その周囲に円形の光学面隣接面が形成されている例である。なお、ヒケ形成領域１５９５の表面粗さＲａは０．５μｍ未満であって光学面隣接面１５９４の表面粗さＲａは０．５μｍ以上である。
図２０に示すように、本例では、第１の評価〜第４の評価については良好な結果となった。
＜長尺レンズの例＞
本例は、図１７Ａに示すように、長尺レンズの場合であり、光学面の配置が上述した例とは異なる配置となっている例である。つまり、可動側裏面コア１５０２Ｃの裏面とそれに対向する面が光学面であり、可動側裏面コア１５０２Ｃの裏面に隣接する２つの面１６９３Ｃが非光学面である。非光学面１６９３Ｃには図１７Ｃに示すようにヒケ形成領域１６９５が形成され、その周囲に光学面隣接面１６９４が形成されている。なお、ヒケ形成領域１６９５の表面粗さＲａは０．５μｍ未満であって光学面隣接面１６９４の表面粗さＲａは０．５μｍ以上である。
図２０に示すように、本例では、第１の評価〜第４の評価については良好な結果となった。
＜撮像レンズの例＞
本例は、撮像レンズの場合であり、図１８に示すように、図の破線部分（領域）が高転写領域１７９４であり、太実線部分（領域）がヒケ形成領域１７９５である。評価測定の結果、光学面に面割の発生が無く、ヒケをヒケ形成領域に集中することができ、レンズ外形寸法も安定した成形が可能となった。図２０に示すように、本例では、第１の評価〜第４の評価については良好な結果となった。
＜ヘッドマウントディスプレイ用の導光板の例＞
本例は、ヘッドマウントディスプレイ用の導光板の例であり、図１９に示すように、光学面２１ａ及び２１ｂに面割の発生が無く、ヒケをヒケ形成領域１８９５に集中することができた。図２０に示すように、本例では、第１の評価〜第４の評価については良好な結果となった。
１０９０Ａ 光学素子
１０９０Ｂ 光学素子
１０９０Ｃ 光学素子
１０９１ 光学面
１０９２ 光学面
１０９３Ａ 非光学面
１０９３Ｂ 非光学面
１０９３Ｃ 非光学面
１０９４ 高転写領域
１０９５ 低転写領域（ヒケ形成領域）
１０９７ セラミック層
１２００ 射出成形金型の一部
１３００ 可動金型コア入れ子
１３０１ 可動側鏡面コア
１３０２Ａ 可動側裏面コア
１３０２Ｂ 可動側裏面コア
１３０２Ｃ 可動側裏面コア
１３１０ 固定金型コア入れ子
１３２０ 突出しピン
１３３０ 凹部（キャビティ）
１０９０Ｂ 光学素子
１０９０Ｃ 光学素子
１０９１ 光学面
１０９２ 光学面
１０９３Ａ 非光学面
１０９３Ｂ 非光学面
１０９３Ｃ 非光学面
１０９４ 高転写領域
１０９５ 低転写領域（ヒケ形成領域）
１０９７ セラミック層
１２００ 射出成形金型の一部
１３００ 可動金型コア入れ子
１３０１ 可動側鏡面コア
１３０２Ａ 可動側裏面コア
１３０２Ｂ 可動側裏面コア
１３０２Ｃ 可動側裏面コア
１３１０ 固定金型コア入れ子
１３２０ 突出しピン
１３３０ 凹部（キャビティ）
Claims (11)
- 光学面と前記光学面に稜線を介して隣接する非光学面とを有する光学素子を射出成形により製造する方法であって、
第１の表面粗さを有し、ヒケ領域を形成するための第１の領域と、前記第１の表面粗さよりも大きい第２の表面粗さを有し、前記第１の領域と前記光学面との間に位置する第２の領域とを有する金型面によって、前記非光学面を形成する
光学素子の製造方法。 - 前記第１の領域における前記第１の表面粗さがＲａ０．１nm以上、かつ、Ｒａ０．５μｍ未満であり、
前記第２の領域における前記第２の表面粗さがＲａ０．５μｍ以上、かつ、Ｒａ１００μｍ以下である
請求項１に記載の光学素子の製造方法。 - 前記第１の領域における前記第１の表面粗さと前記第２の領域における前記第２の表面粗さの差がＲａ０．３μｍ以上、かつ、Ｒａ１００μｍ未満である
請求項１又は２に記載の光学素子の製造方法。 - 前記第１の領域を形成する金型の面は、第１の熱伝導率を有する材料で構成され、
前記第２の領域を形成する金型の面は、前記第１の熱伝導率よりも大きい第２の熱伝導率を有する材料で構成される
請求項１〜請求項３のいずれかに記載の光学素子の製造方法。 - 前記第１の熱伝導率が０．６Ｗ・ｍ／Ｋ以上、かつ、２０Ｗ・ｍ／Ｋ以下であり、
前記第２の熱伝導率が８Ｗ・ｍ／Ｋ以上、かつ、２００Ｗ・ｍ／Ｋ以下である
請求項４に記載の光学素子の製造方法。 - 光学面と前記光学面に稜線を介して隣接する非光学面とを有する光学素子を射出成形により製造する方法であって、
第１の熱伝導率を有し、ヒケ領域を形成するための第１の領域と、前記第１の熱伝導率よりも大きい第２の熱伝導率を有し、前記第１の領域と前記光学面との間に位置する第２の領域とを有する金型面によって、前記非光学面を形成する
光学素子の製造方法。 - 前記第１の熱伝導率が０．６Ｗ・ｍ／Ｋ以上、かつ、２０Ｗ・ｍ／Ｋ以下であり、
前記第２の熱伝導率が８Ｗ・ｍ／Ｋ以上、かつ、２００Ｗ・ｍ／Ｋ以下である
請求項６に記載の光学素子の製造方法。 - 前記第２の領域の表面粗さと前記第１の領域の表面粗さの差がＲａ０．３μｍ以上、かつ、Ｒａ１００μｍ未満である
請求項６又は７に記載の光学素子の製造方法。 - 前記第２の領域は、前記光学面を形成する金型の面に隣接して存在する
請求項１〜８のいずれかに記載の光学素子の製造方法。 - 前記第２の領域の前記非光学面に隣接する光学面間の距離に対する比率が１５〜６０％を占める請求項１〜９のいずれかに記載の光学素子の製造方法。
- 請求項１〜１０のいずれかに記載の製造方法により製造された光学素子。
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