WO2010150571A1 - 光学素子の製造方法及び装置 - Google Patents

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WO2010150571A1
WO2010150571A1 PCT/JP2010/052841 JP2010052841W WO2010150571A1 WO 2010150571 A1 WO2010150571 A1 WO 2010150571A1 JP 2010052841 W JP2010052841 W JP 2010052841W WO 2010150571 A1 WO2010150571 A1 WO 2010150571A1
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mold
glass
transfer
optical element
manufacturing
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PCT/JP2010/052841
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康二郎 鷹取
周平 早川
速水　俊一
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コニカミノルタオプト株式会社
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    • G02B3/00—Simple or compound lenses
    • G02B3/0006—Arrays
    • G02B3/0012—Arrays characterised by the manufacturing method
    • G02B3/0031—Replication or moulding, e.g. hot embossing, UV-casting, injection moulding
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B11/00—Pressing molten glass or performed glass reheated to equivalent low viscosity without blowing
    • C03B11/06—Construction of plunger or mould
    • C03B11/08—Construction of plunger or mould for making solid articles, e.g. lenses
    • C03B11/082—Construction of plunger or mould for making solid articles, e.g. lenses having profiled, patterned or microstructured surfaces
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B19/00—Other methods of shaping glass
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    • C03B2215/00—Press-moulding glass
    • C03B2215/72—Barrel presses or equivalent, e.g. of the ring mould type
    • C03B2215/73—Barrel presses or equivalent, e.g. of the ring mould type with means to allow glass overflow in a direction perpendicular to the press axis

Definitions

  • the present invention relates to a method and an apparatus for manufacturing an optical element obtained by pressing a molten glass material between a pair of molds.
  • Patent Document 1 As a method for producing a glass lens that is an optical element, there is known a method of forming a diffraction lens by pressing a preform with an upper and lower mold after reheating the preform (see Patent Document 1).
  • Patent Document 2 In order to obtain an optical element having a concavo-convex pattern, one using a deformed preform that matches a concavo-convex pattern of a previously formed optical element is known (see Patent Document 2).
  • Patent Document 3 A lens that molds a lens having a complicated structure such as a lens is known (see Patent Document 3).
  • JP 2003-277078 A Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-271583 JP-A-11-236224
  • Patent Document 1 there is a tendency that the transfer of the uneven pattern and the deep groove portion tends to be incomplete, and a deformed preform having a shape corresponding to the uneven pattern is produced as in Patent Document 2.
  • the shape of the deformed preform needs to be a complicated or deep pattern according to this.
  • Patent Document 3 when the glass material is pressed simultaneously with the upper and lower dies, the transfer of the first surface by the lower die and the transfer of the second surface by the upper die are not strictly the same, but precise double-sided transfer. Is not easy.
  • an object of the present invention is to provide an optical element manufacturing method and apparatus that enables relatively simple and highly accurate transfer of various optical elements molded by a pair of molds. .
  • a method for manufacturing an optical element includes: (a) a dropping step of dropping a temperature-adjusted molten glass from a discharge nozzle; and (b) a molten glass dropped in the dropping step.
  • a second mold having a second transfer surface is prepared, and the first mold and the second mold are brought close to each other so that the glass block held on the first mold is separated from the first mold and the second mold.
  • the molten glass whose temperature is adjusted in the dropping step is dropped, and the first transfer is received by the first mold in the first transfer step to form the first optical surface.
  • a good transfer of the first optical surface can be secured on the surface.
  • the glass lump is pressurized between the first mold and the second mold in the second transfer step. Good transfer to the second optical surface can be ensured even on the second transfer surface having higher transferability than the first transfer surface.
  • the first transfer surface has irregularities of a fine structure corresponding to the first optical surface.
  • the first transfer surface can form highly accurate irregularities on the first optical surface.
  • the viscosity of the molten glass dropped from the discharge nozzle is less than 1 ⁇ 10 4 poise. In this case, in the first transfer step, it becomes easy to perform precise transfer to the details of the first transfer surface.
  • the viscosity of the glass block when pressed between the first mold and the second mold is 1 ⁇ 10 4 poise or more.
  • the viscosity it is possible to form the second optical surface in a good state without causing sink marks on the second transfer surface.
  • the optical element is convex on the first optical surface.
  • the convex shape includes a case where the convex surface has irregularities of a fine structure.
  • a lens having the first optical surface as a convex surface with good transfer accuracy can be produced by the first transfer surface.
  • the optical element is an objective lens having an NA of 0.6 or more.
  • an objective lens having a high NA can be manufactured, and by forming a diffractive structure or the like as the irregularities of the fine structure, an objective lens having high diffraction efficiency and corresponding to a plurality of wavelengths can be obtained.
  • the distance from the tip position of the discharge nozzle to the first transfer surface of the first mold is 0.05 m or more and 5.0 m or less.
  • the collision pressure of the molten glass against the first transfer surface can be relatively increased to form a highly accurate first optical surface, and the molten glass can be prevented from jumping up on the first transfer surface.
  • the speed of the molten glass when reaching the first transfer surface of the first mold is 1.0 m / s or more and 9.9 m / s or less.
  • the collision pressure of the molten glass against the first transfer surface can be relatively increased to form a highly accurate first optical surface, and the molten glass can be prevented from jumping up on the first transfer surface.
  • an adjustment member having an opening is disposed between the discharge nozzle and the first mold to adjust the amount of molten glass received on the first mold.
  • the molten glass adjusted to an appropriate amount for forming the optical element can be dropped on the first mold by the adjusting member.
  • an outer periphery regulating member that restricts expansion of the glass block is disposed around the glass block in at least the second transfer step of the first transfer step and the second transfer step. And in this case, the outer periphery regulating member can improve the transfer by not releasing the pressure when pressing the glass block in the second transfer step.
  • the outer periphery regulating member is attached to at least one of the second mold and the first mold.
  • the gap between the first mold and the second mold can be automatically surrounded by the outer periphery regulating member attached to either of them.
  • the auxiliary transfer step is performed within 3 seconds after the first transfer step. In this case, it is possible to apply pressure to the semi-precursor while the viscosity is relatively low, and it is possible to ensure good transfer for the first optical surface.
  • the glass material dropped in the dropping step and the glass material dropped in the additional dropping step are materials having different refractive indexes.
  • an optical element manufacturing apparatus receives (a) a discharge nozzle for dropping a temperature-adjusted molten glass and (b) a molten glass dropped from the discharge nozzle.
  • a glass lens manufacturing apparatus 200 shown in FIG. 1 and the like includes a raw material supply unit 50 as a mold apparatus, a molding mold 10, and a control drive apparatus 60. Although omitted in FIG. 1, the molding die 10 has an upper die 2 that can be disposed to face the lower die 1 as shown in FIG. 2.
  • molten glass G obtained by heating and melting glass that is a raw material in the raw material supply unit 50 is dropped as a glass drop GD onto the lower mold 1 that is the first mold of the molding die 10.
  • the glass droplet GD is dropped in a relatively low viscosity (high temperature) state, and as shown in FIG. 3, the glass droplet GD collides when falling from the raw material supply unit 50 and landing on the lower mold 1. Then, it is attached in a deformed state in accordance with the lower mold 1.
  • the manufacturing apparatus 200 causes the raw material supply unit 50 to supply the glass droplet GD, which is one drop of the molten glass G, so as to collide with the lower mold 1 of the molding die 10 and to form the molding die.
  • the surface of the lower mold 1 is transferred to the lower side of the colliding glass droplet GD. Furthermore, the manufacturing apparatus 200 appropriately cools the glass droplet GD held on the lower mold 1 after transfer by the lower mold 1 of the molding die 10 and has an appropriate viscosity by the upper mold 2 of the molding die 10.
  • the increased glass lump GG is sandwiched between the lower mold 1 and the upper mold 2 and pressure-molded. That is, the surface of the glass droplet GD is mainly transferred to the upper side by pressure molding using both molds 1 and 2, and the glass lens 100, which is a glass optical element as shown in FIG. 4, is manufactured. can do.
  • the glass lens 100 to be manufactured can be used as an objective lens incorporated in a pickup device, for example.
  • the glass lens 100 includes a central portion 100a as a lens body having an optical function, and an annular flange portion 100b extending outward from the central portion 100a in the outer diameter direction.
  • the glass lens 100 has a microstructure FP on the first lens surface 101a disposed on the light source side, for example, so as to realize a desired optical function. Due to the fine structure FP, the first lens surface 101a has a more complicated shape than the second lens surface 102a disposed on the recording medium side, for example.
  • the fine structure FP formed on the first lens surface 101a can be, for example, a diffractive structure capable of setting different focal lengths and NAs for light of different wavelengths.
  • the raw material supply unit 50 includes a melting crucible 51 for melting glass and a molten glass supply nozzle 52 that is a nozzle for discharging molten glass G.
  • the raw material supply unit 50 includes heaters 50 a and 50 b for heating the melting crucible 51 and the molten glass supply nozzle 52.
  • the molten crucible 51 stores molten glass G obtained by heating and stirring the raw materials, and continuously supplies the molten glass G to the molten glass supply nozzle 52 connected to the bottom of the molten crucible 51.
  • the molten glass supply nozzle 52 causes the molten glass G in the melting crucible 51 to be discharged from the discharge portion 52a at the lower end, and drops the discharged molten glass G as a glass droplet GD at a desired periodic timing.
  • the heaters 50a and 50b respectively bring the molten glass G in the molten crucible 51 and the molten glass supply nozzle 52 into a molten state having an appropriate viscosity.
  • the molten glass G discharged from the molten glass supply nozzle 52 is kept at a relatively high temperature. That is, the viscosity of the molten glass G at the time of dropping is in a relatively low state, and the value thereof is a constant value (for example, 3P) equal to or less than 10 4 poise (unit: P). , Having an inner diameter that matches the target flow rate of the molten glass G, etc., and having a tapered inner surface shape that moderately spreads downward in order to adjust the size and dropping period of the glass droplet GD.
  • the molten glass G is formed into glass droplets GD by its own weight, and the molding die 10 It is dropped toward the lower mold 1.
  • the distance h from the lower end 52e of the molten glass supply nozzle 52 to the lower mold 1, that is, the height of the molten glass supply nozzle 52 is, for example, 1.5 m. .
  • the molding die 10 includes a fixed-side lower mold 1 that is a first mold, a movable-side upper mold 2 that is a second mold, and an outer peripheral restriction frame 3 associated with the upper mold 2.
  • the upper mold 2 is moved so as to face the lower mold 1 under the control of the control drive device 60, the mold is closed so that both molds 1 and 2 are brought into contact with each other, and both molds 1 and 2 are kept at an appropriate pressure
  • the mold is clamped as in As described above, the glass block GG sandwiched between the two molds 1 and 2 is cooled on the lower mold 1 and has an appropriate viscosity, and is mainly formed by the upper mold 2 by pressurization during mold clamping.
  • the glass lens 100 is molded by receiving the transfer action.
  • the lower mold 1 of the molding die 10 includes a mold body 1a for transfer.
  • the mold body 1a is an optical surface for forming the first lens surface 101a having the fine structure FP in the glass lens 100 shown in FIG. 4 as the lower mold transfer surface 11 (see FIG. 5) at the time of molding. It has a transfer surface 11a (first transfer surface) and a flange surface transfer surface 11b for forming a ring-shaped flange surface 101b.
  • the optical surface transfer surface 11a is a concave surface having a relatively large curvature, and has an uneven pattern CP corresponding to the fine structure FP.
  • the optical surface transfer surface 11a and the flange surface transfer surface 11b are defined by the upper end surface of the mold body 1a.
  • the mold body 1a can be a single member, but can also be composed of a plurality of members such as a mold and a nested mold.
  • the lower mold 1 has a built-in heater 20a for keeping the temperature of the mold main body 1a moderate.
  • the upper mold 2 includes a mold body 2a for transfer.
  • the mold main body 2a has a relatively simple second lens surface 102a that does not have a fine structure in the glass lens 100 shown in FIG. 4 as an upper mold transfer surface 12 (see FIG. 5) during molding.
  • An optical surface transfer surface 12a (second transfer surface) for forming a flange surface and a flange surface transfer surface 12b for forming a ring-shaped flange surface 102b.
  • the optical surface transfer surface 12a is a concave surface having a relatively small curvature, and is a smooth surface having no irregularities.
  • the optical surface transfer surface 12a and the flange surface transfer surface 12b are defined by the lower end surface of the mold body 2a.
  • the mold body 2a can be a single member, but can also be composed of a plurality of members such as a mold and a nested mold.
  • the upper mold 2 has a built-in heater 20b for keeping the temperature of the mold body 2a moderate.
  • the outer periphery regulation frame 3 is fixed in an aligned state with respect to the mold body 2a of the upper mold 2.
  • the outer periphery restriction frame 3 is an outer periphery restriction member having an outer periphery side transfer surface 13c as an outer periphery restriction surface for forming the outer periphery side surface 103c of the glass lens 100 shown in FIG.
  • the outer periphery regulating frame 3 also has a role of controlling the flow of the glass lump GG that flows during the manufacturing process from the side. .
  • the outer periphery regulating frame 3 is movable together with the upper mold 2, it is arranged so as to automatically surround the gap between the upper and lower molds 1 and 2 when the glass lens 100 is pressed.
  • the outer peripheral side surface transfer surface 13c is a tapered surface that spreads downward in consideration of the convenience of mold release of the glass lens 100.
  • the control drive device 60 controls the operation of the raw material supply unit 50 and the operation of the molding die 10.
  • the control drive device 60 appropriately operates the heaters 50 a and 50 b of the raw material supply unit 50 to adjust the melting state of the glass material in the melting crucible 51 and to discharge the molten glass G discharged from the molten glass supply nozzle 52. Adjust the viscosity.
  • the control drive device 60 can drive the upper mold 2 and move it in the horizontal AB direction, and can move it in the vertical CD direction.
  • the upper mold 2 is moved to the upper position of the lower mold 1 so that the center axes CX1 and CX2 of both molds 1 and 2 coincide with each other.
  • the mold 2 is lowered and pressed against the lower mold 1 side with a predetermined force.
  • the gap GP1 between the outer edge PA of the mold main body 1a and the lower end of the inner edge of the outer periphery regulating frame 3 can be formed at the time of pressure molding. Interference can be avoided. Thereby, it is possible not only to avoid damage to the lower mold 1 and the like, but also to prevent deterioration of glass lens performance such as astigmatism and shape accuracy such as thickness in the obtained glass lens 100.
  • the glass lens 100 as shown in FIG. 4 is formed.
  • the glass lens 100 is a convex lens as a whole, and is an objective lens having an NA of 0.6 or more.
  • the glass lens 100 has a bias such that the overall curvature of the first lens surface 101a that is the first optical surface is larger than the overall curvature of the second lens surface 102a that is the second optical surface. is doing.
  • a fine structure FP is formed by transferring the optical surface transfer surface 11 a of the lower mold 1. Since the glass lens 100 is manufactured as described above, the lens surfaces 101a and 102a have a surface shape in a good state in which the lens surfaces 101a and 102a are transferred more precisely. That is, the glass lens 100 is a high NA objective lens having high diffraction efficiency with respect to light beams having a plurality of wavelengths to be used.
  • the control drive device 60 arranges the lower mold 1 below the molten glass supply nozzle 52, and drops glass droplets GD from the molten glass supply nozzle 52 on the optical surface transfer surface 11 a of the lower mold 1.
  • the process of the dripping process made to drop naturally is performed (step S1). If it demonstrates concretely, the molten glass G guide
  • the collision speed of the glass drop GD on the optical surface transfer surface 11a is about 5.4 m / s.
  • the collision speed of the glass drop GD is about 4.4 m / s.
  • the lower mold 1 receives the glass droplet GD that has dropped at the speed by the optical surface transfer surface 11a (step S2).
  • step S2 the glass droplet GD has a certain degree of momentum and is in a relatively low viscosity state with a viscosity of 10 4 P or less. For this reason, as shown in FIG. 3, the glass droplet GD is transferred with high accuracy while spreading appropriately on the optical surface transfer surface 11a (first transfer step).
  • the control driving device 60 confirms that the glass droplet GD has been dropped on the optical surface transfer surface 11a by a sensor (not shown) or the like, and starts time measurement.
  • the control drive device 60 performs a mold preparation process in which the upper mold 2 is arranged above the lower mold 1 (step S3). That is, the control drive device 60 appropriately moves each member so as to change from the state of FIG. 1 to the state of FIG.
  • step S4 the control drive device 60 temporarily stops the operation (step S4), confirms whether the measurement time started in step S2 has reached a certain time (step S5), and then the certain time. If it has not reached (step S5: No), it is determined that the viscosity of the glass droplet GD is still low, and the operation stop process in step S4 is continued. On the other hand, when the predetermined time is reached (step S5: Yes), the control drive device 60 determines that the glass droplet GD has been denatured into a glass lump GG having a certain degree of viscosity (end of the cooling process).
  • the reference value of the viscosity of the glass droplet GD when determining that the glass lump GG has been modified is, for example, a press target viscosity of 10 4 P or more. That is, in step S5, it is determined whether or not the viscosity of the glass droplet GD has reached a press target viscosity of, for example, 10 4 P or more, for example, 10 5 P. In step S5, if the control drive device 60 determines that a certain time has elapsed, the control die 60 lowers the upper mold 2 and performs the second transfer process of molding the glass lens 100 (step S6).
  • the upper mold 2 which has been maintained at the same temperature as the lower mold 1 is lowered, and the upper mold 2 is maintained while the lower mold transfer surface 11 and the upper mold transfer surface 12 face each other. 2 is placed close to the lower mold 1 and the outer periphery restriction frame 3 is arranged so as to cover the gap between the upper and lower molds 1 and 2 from the surroundings. It is confined in a mold space formed by the frame 3 and is pressure-molded. At this time, the glass block GG is deformed so as to be crushed by the upper mold 2, and the remaining surface of the glass lens 100 that has not yet been molded by the optical surface transfer surface 12a, the flange surface transfer surface 12b, and the outer peripheral side surface transfer surface 13c.
  • a second lens surface 102a, a flange surface 102b, an outer peripheral side surface 103c, and the like constituting the shape are formed (see FIGS. 4 and 5).
  • the optical surface transfer surface 11a is also transferred with higher accuracy by this pressure molding, and the surface shape of the first lens surface 101a is also determined.
  • the control driving device 60 releases the pressurization of the lower mold 1 and the upper mold 2 and raises the upper mold 2 to take out the glass lens 100 out of the mold. Processing is performed (step S7).
  • the molten glass G whose temperature has been adjusted in the dropping step is dropped, and the first surface is received by the first mold to form the optical surface transfer surface 11 a of the lower mold 1. Even without pressing, it is possible to ensure high transfer on the optical surface transfer surface 11a (first transfer surface).
  • the optical surfaces 11a and 12a can be transferred with relatively high accuracy and high accuracy.
  • the manufactured glass lens 100 has the lens surfaces 101a and 102a having a good surface shape.
  • the setting of the manufacturing apparatus 200 is not limited to the above case.
  • the viscosity at the time of dropping the molten glass G is 10 3 P (poise), but the required viscosity is not limited to this value, and the shapes of the transfer surfaces 11 and 12 It can be appropriately changed according to the above.
  • the value of 10 ⁇ 2 > P to 10 ⁇ 3 > P is desirable.
  • the distance h from the lower end 52e to the optical surface transfer surface 11a is set to 1.5 m and 1.0 m, for example, but the value of the distance h can be changed as appropriate.
  • the press target viscosity is desirably a value of 10 4 P or more.
  • a value of 10 4 P to 10 8 P is desirable.
  • 7 (A) and 7 (B) show cross sections of two experimental molds 1A and 1B used in place of the lower mold 1 shown in FIG. 1 and the like in the dropping step.
  • Table 1 shows the standard of evaluation of the filling rate in the experiment, that is, the transfer state
  • Table 2 shows the relationship between the viscosity of the molten glass G at the time of dropping and the evaluation result of the transfer state obtained from the filling rate.
  • Table 3 shows the relationship between the speed of the glass droplet GD when reaching the experimental molds 1A and 1B and the evaluation result of the transfer state.
  • the experimental mold 1A in FIG. 7A has a cylindrical depression AA
  • the experimental mold 1B in 7B has a conical depression BB
  • any of the depressions AA, BB is also regarded as a lower mold 1 for producing a glass lens or a fine structure of a part thereof.
  • the filling rate means the ratio of the glass droplets GD to the volume of the depressions of the experimental molds 1A and 1B, and here, for experimental use in the cross section shown in FIGS. 7 (A) and 7 (B). It is determined by the cross-sectional areas AG and BG of the glass droplet GD with respect to the cross-sectional areas A1 and B1 of the molds 1A and 1B.
  • the evaluation criteria as shown in Table 1, a material having a filling rate of 90% or more is regarded as a practical level, and more preferably, the filling rate is 99% or more.
  • the transfer rate is also considered as an evaluation standard.
  • the transfer rate refers to the ratio of the molten glass G in contact with the surfaces SA and SB of the experimental molds 1A and 1B, and is a certain level or more from the viewpoint of ensuring spreading to the surroundings while preventing splashing and air entrainment.
  • Table 2 it can be seen that a sufficient transfer state can be obtained if the glass dripping viscosity of the molten glass G is 10 4 P or less.
  • the dropping speed of the glass which is the speed when reaching the optical surface transfer surface 11a, corresponds to a range from about 1.0 m / s to about 9.9 m / s, that is, the dropping speed.
  • an adjusting member 370 is disposed between the molten glass supply nozzle 52 serving as a discharge nozzle and the lower mold 1 serving as a first mold.
  • the adjusting member 370 has an opening OP, a cylindrical portion SP, and a dropping port EP, and adjusts the amount of the glass droplet GD by allowing the glass droplet GD to pass therethrough. More specifically, the opening OP is disposed at a position facing the molten glass supply nozzle 52, and the glass droplet GD dropped from the molten glass supply nozzle 52 is opened before reaching the lower mold 1.
  • the adjusting member 370 enters from the OP.
  • the glass droplet GD that has entered the adjusting member 370 passes through the cylindrical portion SP and is dropped through the dropping port EP having a smaller diameter than the opening OP.
  • the adjustment member 370 for example, a part of the glass droplet GD can be removed, and the size of the glass droplet GD can be adjusted to an appropriate amount for producing one glass lens 100 with one droplet.
  • the dropping position is adjusted so as to face the optimum position on the lower mold 1 (the center position of the optical surface transfer surface 11a) from the dropping port EP.
  • the speed can also be adjusted by the arrangement height of the adjusting member 370 or the like.
  • the manufacturing method using the manufacturing apparatus 300 of the present embodiment manufacturing can be performed with a relatively simple and highly accurate transfer state of the optical surface. Therefore, the manufactured glass lens 100 has a surface shape in a good state.
  • the adjustment member 370 restricts the passage of the glass droplet GD, and an appropriate amount of the glass droplet GD is dropped on the lower mold 1 to form the glass lens 100.
  • 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.
  • the first molding die 410 in the present embodiment includes an outer peripheral restriction frame 3 on the movable lower die 1. That is, the outer periphery restriction frame 3 of the molding die 410 is fixed in an aligned state with respect to the die body 1a.
  • the outer peripheral restriction frame 3 has a function of directly forming the side surface of the glass lens 100 as a final product by transfer as described above, and when the glass droplet GD collides with the lower mold 1 in the first transfer step. Also, it plays the role of suppressing the glass droplet GD from being scattered around.
  • the outer periphery control frame 3 is an annular frame body, it can be separated into, for example, two semi-annular members in consideration of mold release.
  • the second molding die 1410 which is a modified example of the present embodiment, has an outer periphery regulating frame 3 on a part of the surface to be the flange surface transfer surface 11b of the lower die 1. Is arranged.
  • the second molding die 1410 has the outer periphery restriction frame 3 fixed to the outer edge side of the flange surface transfer surface 11b, and the upper die 2 has a shape that considers avoidance of interference with the outer periphery restriction frame 3. Yes.
  • the outer periphery regulation frame 3 also plays a role of suppressing the glass droplet GD from being scattered around.
  • the manufacturing can be performed with a relatively simple and highly accurate transfer state of the optical surface. Therefore, the manufactured glass lens 100 has a surface shape in a good state. In this case, it is also possible to suppress scattering of the glass droplet GD at the time of dropping.
  • the molding die according to the fourth embodiment is a modification of the molding die according to the first embodiment, and parts not specifically described are the same as those according to the first embodiment.
  • the molding die 2410 in the present embodiment does not include the outer peripheral restriction frame 3 as shown in FIG. That is, when the upper and lower molds 1 and 2 constituting the molding die 2410 are in a closed state, the lower mold transfer surface 11 of the lower mold 1 and the upper mold transfer surface 12 of the upper mold 2 face each other apart from each other.
  • the glass block GG held on the mold transfer surface 11 is pressed between the transfer surfaces 11 and 12, and the upper lens transfer surface 12 mainly forms or transfers the second lens surface 102a of the glass lens 100 or the like. .
  • the molding die according to the fifth embodiment is a modification of the molding die according to the first embodiment, and parts not specifically described are the same as those according to the first embodiment.
  • the molding die 510 in this embodiment has an auxiliary transfer die 511 that is a third die in addition to the upper and lower dies 1 and 2.
  • the auxiliary transfer mold 511 has an auxiliary transfer surface 511a that is a third transfer surface.
  • one glass lens is not produced by one glass drop GD, but two first glass drops GD1 and two first glass drops GD1 dropped stepwise.
  • One glass lens is produced by two glass droplets GD2. That is, first, a relatively small amount of the first glass drop GD1 is dropped from the molten glass supply nozzle 52 (see FIG. 1) of the raw material supply unit 50, and then the second glass drop GD2 is dropped after a certain interval.
  • the auxiliary transfer mold 511 on the movable side is received on the lower mold 1 in the vicinity of the lower mold 1 as shown in FIG.
  • the first glass droplet GD1 is pressurized as a half precursor HF (auxiliary transfer step).
  • the intermediate transfer surface GDa is formed on the semi-precursor HF by the auxiliary transfer surface 511a of the auxiliary transfer mold 511.
  • the molding die 510 retracts the auxiliary transfer die 511 and drops again the second glass droplet GD2, which is a molten additional glass, from the molten glass supply nozzle 52 on the intermediate formation surface GDa (additional dropping step). .
  • the second glass droplet GD2 dropped in the additional dropping step is received on the intermediate forming surface GDa formed on the semi-precursor HF held by the lower mold 1 (additional holding step), as shown in FIG.
  • the upper mold 2 and the lower mold 1 are used to press-mold the semi-precursor HF obtained from the first glass drop GD1 and the second glass drop GD2 as one glass lump GG (second transfer step).
  • the glass lens 100 (see FIG. 4), which is an optical element, is molded.
  • a main dropping process is performed in which the first glass droplet GD1 is naturally dropped from the molten glass supply nozzle 52 of FIG. 1 or the like onto the optical surface transfer surface 11a of the lower mold 1 (step S101).
  • the lower mold 1 receives the first glass droplet GD1 that has fallen on the optical surface transfer surface 11a (step S102).
  • the control drive device 60 prepares an auxiliary transfer mold 511 shown in FIG. 11A (step S111). That is, the control drive device 60 moves the auxiliary transfer mold 511 so as to be directly above the first glass droplet GD1 held on the lower mold 1 (auxiliary transfer mold preparation process).
  • the control drive device 60 brings the auxiliary transfer mold 511 close to the lower mold 1 and presses the auxiliary transfer surface 511a of the auxiliary transfer mold 511 against the half precursor HF obtained from the first glass droplet GD1, An auxiliary transfer step of pressurizing the half precursor HF is performed (step S112). Thereby, the lower part of the semi-precursor HF is pressed against the optical surface transfer surface 11a, and the transfer state can be improved. For this reason, it is desirable that the auxiliary transfer process be performed quickly while the fluidity of the first glass droplet GD1, that is, the half precursor HF is high.
  • the auxiliary transfer process is performed within 3 seconds, preferably within 1 second, after the first glass droplet GD1 is received by the optical surface transfer surface 11a in step S102.
  • the second glass droplet GD2 is dropped from the molten glass supply nozzle 52 (step S113).
  • the second glass droplet GD2 is held on the intermediate formation surface GDa formed on the half precursor HF (step S114).
  • what overlapped the 2nd glass droplet GD2 on the semi-precursor HF obtained from the 1st glass droplet GD1 is handled as a lump of glass lump GG.
  • step S114 the control drive device 60 confirms that the second glass droplet GD2 has been dropped on the semi-precursor HF by a sensor (not shown) or the like, and starts time measurement together.
  • the control drive device 60 performs a mold preparation process for installing the upper mold 2 on the lower mold 1 (step S103).
  • the control drive device 60 temporarily stops the operation (step S104), and confirms that the predetermined time has been reached (step S105). Therefore, the second transfer process is performed (step S106).
  • the temperature of the glass lump GG gradually decreases, so that the glass lens 100 is molded and sufficiently cooled, and then the glass lens 100 is taken out (step S107).
  • the protrusion PT forming the auxiliary transfer surface 511a has a curved surface that follows the shape of the optical surface transfer surface 11a.
  • the first glass droplet GD1 ie, half
  • the precursor HF is pressed substantially evenly in the direction of the arrow shown in FIG. 11A, so that the transfer state can be enhanced.
  • the first glass droplet GD1 and the second glass droplet GD2 are both dropped from the same raw material supply unit 50 (see FIG. 1). For example, as shown in FIG. In this case, even if glass materials having different refractive indexes are used for the first glass droplet GD1 and the second glass droplet GD2 by alternately using the two raw material supply sections 550 and 550 having the melting crucibles 51a and 51b, respectively. Good. In this case, it is possible to manufacture glass lenses having various optical characteristics by appropriately adjusting the refractive index.
  • the manufacturing apparatus according to the present invention is not limited to the above.
  • an objective lens having a fine structure with NA of 0.6 or more is used.
  • the present invention is not limited to this, and lenses having various fine structures such as diffraction elements can be manufactured.
  • a high NA lens having an NA of 0.6 or more can be applied to a highly accurate lens such as Blu-Ray.
  • the optical surface transfer surface 12a (second transfer surface) is higher in transferability than the optical surface transfer surface 11a (first transfer surface), but is formed by the optical surface transfer surface 12a.
  • the second lens surface 102a (second optical surface) can be further processed by reheating or polishing after the glass lens 100 is taken out.
  • manufacturing apparatus 200,300,500 shall move the raw material supply parts 50 and 550 and the upper mold
  • raw material supply The method of replacing the part 50 and the like with the upper mold 2 is not limited to this.
  • only the lower mold 1 can be moved.
  • a shutter that can be taken in and out below the dropping position of the molten glass supply nozzle 52 may be provided, and the upper mold 2 may be taken in and out below the shutter. In this case, in the dropping step, the dropping is appropriately performed by retracting the shutter and the upper mold 2.
  • the glass droplets GD, GD1, and GD2 are blocked from being dropped by inserting a shutter, and placed on the upper die 2 below the shutter so that the upper and lower dies 1 and 2 are transferred. ⁇ Molding is performed.
  • type 1 is fixed in the 1st transfer process, and the speed
  • the range of this speed is determined by the relative speed of the glass drops GD, GD1, GD2 with respect to the lower mold 1. For example, when the lower mold 1 can be moved up and down, the glass drops GD, GD1, GD2 The moving speed of the lower mold 1 is added to the falling speed of That is, by dropping the glass droplets GD, GD1, and GD2 while moving the lower mold 1 upward, the transfer can be improved even when dropping from a low position.
  • whether or not the glass droplet GD or the like has been denatured into a glass lump GG having a target viscosity in the cooling process is determined based on the passage of time, but this determination is not limited to the passage of time. It is also possible to measure the temperature of the glass droplet GD or the like with an infrared sensor or the like.

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Abstract

　本発明は、形状等が互いに異なる一対の型により成形される種々の光学素子について、比較的簡易で、かつ、高精度な転写を可能にする、光学素子の製造方法及び装置を提供する。 　滴下工程において温度調整された溶融ガラスＧを滴下し、第１転写工程において第１型で受けて下型１の光学面転写面１１ａを形成することで、光学面転写面１１ａ（第１転写面）において高い転写を確保することが可能となる。また、下型１上で適度な粘性を有した状態のガラス塊ＧＧを上下型１，２の間で加圧することで、光学面転写面１２ａ（第２転写面）において、良好な転写を行うことができる。このように、製造装置２００によるガラスレンズの製造方法では、比較的簡易で、かつ、高精度な光学面転写面１１ａ，１２ａの転写ができる。

Description

光学素子の製造方法及び装置
　本発明は、溶融したガラス材料を一対の型間でプレスすることによって得られる光学素子の製造方法及び装置に関する。
　光学素子であるガラスレンズの製造方法として、プリフォームを再加熱後に上下型でプレスすることにより回折レンズを成形するものが知られている（特許文献１参照）。また、凹凸パターンを有する光学素子を得るために、予め形成される光学素子の凹凸パターンに合わせた変形プリフォームを用いるものが知られている（特許文献２参照）。また、液滴から得たガラス素材を上下型で同時にプレスする際、上下型の間を周囲から覆うように規制枠を設けてプレスの圧力を横へ逃がさなくすることで転写を向上させ、回折レンズ等の複雑な構造を有するレンズを成形するものが知られている（特許文献３参照）。
特開２００３－２７７０７８号公報 特開２００４－２７１５８３号公報 特開平１１－２３６２２４号公報
　しかしながら、特許文献１の場合、凹凸パターンや深い溝の部分の転写が不完全になりやすい傾向があり、また、特許文献２のように、凹凸パターンに対応する形状を有する変形プリフォームを作製する場合、例えば製造される光学素子の凹凸パターンが複雑に又は深くなると、変形プリフォームの形状もこれに合わせて複雑な又は深いパターンにする必要がある。また、特許文献３のように、ガラス素材を上下型で同時にプレスする場合、下型による第１面の転写と上型による第２面の転写とが厳密には同時にならず、精密な両面転写は容易でない。
　そこで、本発明は、一対の型により成形される種々の光学素子について、比較的簡易で、かつ、高精度な転写を可能にする、光学素子の製造方法及び装置を提供することを目的とする。
　上記課題を解決するため、本発明に係る光学素子の製造方法は、（ａ）温度調整された溶融ガラスを吐出用ノズルから滴下させる滴下工程と、（ｂ）滴下工程で滴下された溶融ガラスを第１転写面を有する第１型で受けて第１光学面を形成する第１転写工程と、（ｃ）第１型上に保持されたガラス塊を冷却し粘度を上げる冷却工程と、（ｄ）第２転写面を有する第２型を準備するとともに、第１型と第２型とを互いに近接させることにより、第１型上に保持されたガラス塊を第１型と第２型との間で加圧して第２光学面を形成する第２転写工程とを備えることを特徴とする。
　上記光学素子の製造方法では、滴下工程において温度調整された溶融ガラスを滴下し、第１転写工程において第１型で受けて第１光学面を形成することで、加圧しなくても第１転写面において第１光学面の良好な転写を確保できる。また、冷却工程において第１型上に保持されたガラス塊が所定粘度になるまで冷却した後、第２転写工程においてガラス塊を第１型と第２型との間で加圧することで、第１転写面よりも転写性の高い第２転写面においても第２光学面に対する良好な転写を確保することができる。以上のように、上記光学素子の製造方法では、種々の形状を有する光学素子を、比較的簡易で、かつ、高精度に得ることができる。つまり、製造される光学素子は良好に転写された面形状を有するものとなる。
　また、本発明の具体的な態様又は観点では、第１転写面が、第１光学面に対応して微細構造の凹凸を有することを特徴とする。この場合、第１転写工程において、第１転写面により、第１光学面に高精度な微細構造の凹凸を形成することができる。
　本発明の別の態様では、吐出用ノズルから滴下させる溶融ガラスの粘度が、１×１０４ポアズ未満であることを特徴とする。この場合、第１転写工程において、第１転写面の細部まで精密な転写を行うことが容易になる。
　また、本発明のさらに別の態様では、第１型と第２型との間で加圧される際のガラス塊の粘度が、１×１０４ポアズ以上であることを特徴とする。この場合、粘度を適切にコントロールすることで、第２転写面にヒケが起こることなく良好な状態の第２光学面を形成することができる。
　また、本発明のさらに別の態様では、光学素子が、第１光学面において凸状であることを特徴とする。凸状とは、凸面上に微細構造の凹凸を有する場合を含んでいるものとする。この場合、第１転写面により転写精度の良好な凸状面として第１光学面を有するレンズを作製できる。
　また、本発明のさらに別の態様では、光学素子が、ＮＡが０．６以上の対物レンズであることを特徴とする。この場合、高ＮＡの対物レンズの作製が可能となり、微細構造の凹凸として回折構造等を形成することで、高い回折効率を持つとともに例えば複数の波長に対応する対物レンズを得ることができる。
　また、本発明のさらに別の態様では、吐出用ノズルの先端位置から第１型の第１転写面までの距離が、０．０５ｍ以上５．０ｍ以下であることを特徴とする。この場合、第１転写工程において、第１転写面に対する溶融ガラスの衝突圧を比較的高めて高精度な第１光学面を形成できるとともに、溶融ガラスが第１転写面で跳ね上がることを抑制できる。
　また、本発明のさらに別の態様では、第１型の第１転写面に到達する時の溶融ガラスの速度が、１．０ｍ／ｓ以上９．９ｍ／ｓ以下であることを特徴とする。この場合、第１転写工程において、第１転写面に対する溶融ガラスの衝突圧を比較的高めて高精度な第１光学面を形成できるとともに、溶融ガラスが第１転写面で跳ね上がることを抑制できる。
　また、本発明のさらに別の態様では、吐出用ノズルと第１型との間に開口を有する調整部材を配置して、第１型上で受け止める溶融ガラスの量を調整することを特徴とする。この場合、調整部材により、光学素子を形成するのに適量に調整した溶融ガラスを第１型上に滴下させることができる。
　また、本発明のさらに別の態様では、第１転写工程及び第２転写工程のうち少なくとも第２転写工程において、ガラス塊の拡張を制限する外周規制部材をガラス塊の周囲に配置することを特徴とする。この場合、外周規制部材により、第２転写工程において、ガラス塊をプレスする際の圧力を逃がさないことで転写を向上させることができる。
　また、本発明のさらに別の態様では、外周規制部材が、第２型及び第１型の少なくとも一方に取り付けられていることを特徴とする。この場合、少なくとも第２転写工程において第１型と第２型との隙間をこれらのいずれかに付随する外周規制部材によって自動的に囲むように配置できる。
　また、本発明のさらに別の態様では、冷却工程において、第１転写工程において第１型で受け止めた溶融ガラスのみをガラス塊として冷却し、第２転写工程において、第１型上で冷却されたガラス塊を第１型と第２型との間で加圧することを特徴とする。この場合、１回の滴下によって１つの光学素子が製造される。
　また、本発明のさらに別の態様では、（ａ）第１転写工程後であって前記冷却工程前において、（ｂ）第３転写面を有する第３型を準備するとともに、第１型と第３型とを互いに近接させることにより、第１型上に受け止めた溶融ガラスから得た半前駆体を第１型と第３型との間で加圧する補助転写工程と、（ｃ）補助転写工程後に、温度調整された溶融状態の追加ガラスを吐出用ノズルから再度滴下させる追加滴下工程と、（ｄ）追加滴下工程で滴下された追加ガラスを前記第１型で再度受ける追加保持工程とをさらに備えることを特徴とする。この場合、比較的少量の半前駆体に対する補助転写工程により、第１転写面での転写を高めることができる。なお、追加滴下工程で滴下される追加ガラスの材料は、例えば先の滴下工程で滴下される溶融ガラスの材料と同じものとすることができる。
　また、本発明のさらに別の態様では、補助転写工程が、第１転写工程の後、３秒以内に行われることを特徴とする。この場合、比較的粘度の低いうちに半前駆体に圧力をかけることができ、第１光学面について良好な転写を確保できる。
　また、本発明のさらに別の態様では、滴下工程で滴下されるガラス材料と追加滴下工程で滴下されるガラス材料とが、互いに屈折率が異なる材料であることを特徴とする。この場合、屈折率を適宜調整して多様な光学特性を有する光学素子の製造が可能となる。
　上記課題を解決するため、本発明に係る光学素子の製造装置は、（ａ）温度調整された溶融ガラスを滴下させる吐出用ノズルと、（ｂ）吐出用ノズルから滴下された溶融ガラスを受けるための第１転写面を有するとともに、溶融ガラスが第１転写面に衝突する際の運動量を利用することにより第１光学面を形成する第１型と、（ｃ）第１転写面よりも転写性の高い第２転写面を有するとともに、第１型上に保持されたガラス塊を第１型との間に挟んで加圧することにより第２光学面を形成する第２型とを備えることを特徴とする。
第１実施形態に係るガラスレンズの製造装置を説明するための図である。 ガラスレンズの製造用の金型装置について説明するための断面図である。 ガラスレンズの製造装置の一部拡大図である。 成形されたガラスレンズの形状を説明するための断面図である。 金型装置を用いたガラスレンズの製造における加圧成形工程について説明するため一部を拡大した断面図である。 第１実施形態におけるガラスレンズの製造方法について説明するためのフローチャートである。 （Ａ）、（Ｂ）は、溶融ガラス滴下後の転写についての実験例について説明するための図である。 第２実施形態に係るガラスレンズの製造装置を説明するための図である。 （Ａ）、（Ｂ）は、第３実施形態に係るガラスレンズの金型装置を説明するための断面図である。 第４実施形態に係るガラスレンズの金型装置を説明するための断面図である。 （Ａ）、（Ｂ）は、第５実施形態に係るガラスレンズの金型装置を説明する部分拡大断面図である。 第２実施形態におけるガラスレンズの製造方法について説明するためのフローチャートである。 製造装置の変形例を説明するための図である。
　〔第１実施形態〕
　以下、図１から図５までを参照して、本発明の第１実施形態に係る光学素子であるガラスレンズの製造方法について説明する。
　図１等に示すガラスレンズの製造装置２００は、金型装置としての原材料供給部５０と、成形金型１０と、制御駆動装置６０とを備える。なお、図１では省略しているが、成形金型１０は、図２に示すように下型１に対向して配置可能な上型２を有している。
　この製造装置２００は、原材料供給部５０において原材料であるガラスを加熱し溶融することによって得た溶融ガラスＧを、成形金型１０の第１型である下型１上にガラス滴ＧＤとして滴下する。この際、ガラス滴ＧＤは、比較的粘性の低い（温度の高い）状態で滴下され、図３に示すように、原材料供給部５０から落下し下型１上に着地する際に衝突することで、下型１に合わせて変形した状態で貼り付く。以上のようにして、製造装置２００は、原材料供給部５０により、溶融ガラスＧの一滴分であるガラス滴ＧＤを成形金型１０の下型１上に衝突するように供給させるとともに、成形金型１０の下型１により、衝突するガラス滴ＧＤの下側に対して面の転写を行わせる。さらに、製造装置２００は、成形金型１０の下型１により、転写後下型１上に保持されたガラス滴ＧＤを適宜冷却させるとともに、成形金型１０の上型２により、適度に粘度の高まったガラス塊ＧＧを下型１と上型２の間に挟んで加圧成形させる。つまり、両型１，２を利用した加圧成形により、ガラス滴ＧＤの主に上側に対して面の転写が行われ、図４に示すようなガラス製の光学素子であるガラスレンズ１００を製造することができる。
　製造の対象となるガラスレンズ１００は、例えばピックアップ装置に組み込まれる対物レンズとして用いることができる。ガラスレンズ１００は、光学的機能を有するレンズ本体としての中心部１００ａと、中心部１００ａから外径方向外側に延在する環状のフランジ部１００ｂとを備える。特に、このガラスレンズ１００は、所望の光学的機能を実現するように、例えば光源側に配置される第１のレンズ面１０１ａに微細構造ＦＰを有している。この微細構造ＦＰにより、第１のレンズ面１０１ａは、例えば記録媒体側に配置される第２のレンズ面１０２ａよりも複雑な形状を有するものとなっている。第１のレンズ面１０１ａに形成される微細構造ＦＰは、例えば異なる波長の光に対して異なる焦点距離やＮＡを設定可能な回折構造等とすることができる。
　図１に戻って、原材料供給部５０は、ガラス溶融用の溶融坩堝５１と、溶融ガラスＧの吐出用ノズルである溶融ガラス供給ノズル５２とを有する。なお、原材料供給部５０は、溶融坩堝５１や溶融ガラス供給ノズル５２を加熱するためのヒータ５０ａ，５０ｂを有している。
　溶融坩堝５１は、原料を加熱及び撹拌することによって得た溶融ガラスＧを溜めており、溶融坩堝５１の底部に接続された溶融ガラス供給ノズル５２に対して溶融ガラスＧを連続的に供給する。溶融ガラス供給ノズル５２は、溶融坩堝５１中の溶融ガラスＧを下端の吐出部５２ａから吐出させるとともに、吐出された溶融ガラスＧをガラス滴ＧＤとして所望の周期的なタイミングで滴下させる。この際、ヒータ５０ａ，５０ｂは、溶融坩堝５１及び溶融ガラス供給ノズル５２内の溶融ガラスＧを、それぞれ適度な粘度の溶融状態にしている。本実施形態において、溶融ガラス供給ノズル５２から吐出される溶融ガラスＧは、比較的温度が高い状態に保たれている。つまり、滴下時の溶融ガラスＧの粘性は、比較的低い状態となっており、その値は１０４ポアズ（単位：Ｐ）以下の一定値（例えば３Ｐとなっている。さらに、吐出部５２ａは、溶融ガラスＧの目標流量等に適合する内径を有し、ガラス滴ＧＤのサイズや滴下周期を調整するため下方に向けて適度に広がるテーパー状の内面形状を有する。溶融ガラス供給ノズル５２は、吐出又は滴下時の溶融ガラスＧの粘性に応じて設計されており、吐出部５２ａに溜まった溶融ガラスＧが適量に達した場合、この溶融ガラスＧをその自重によってガラス滴ＧＤとして成形金型１０の下型１に向けて落下させる。ここで、溶融ガラス供給ノズル５２の下端５２ｅから下型１までの距離ｈ即ち溶融ガラス供給ノズル５２の高さは、例えば１．５ｍとなっている。
　図２に示すように、成形金型１０は、第１型である固定側の下型１と、第２型である可動側の上型２と、上型２に付随する外周規制枠３とを備える。成形の際、上型２は制御駆動装置６０の制御下で下型１に対向するように移動させられ、両型１，２を互いに突き合わせる型閉じと、両型１，２を適度の圧力で締め付けるような型締めとが行われる。上述のように、両型１，２に挟まれたガラス塊ＧＧは、下型１上で冷却されて適度な粘性を有する状態となっており、型締め時の加圧によって主に上型２の転写作用を受けてガラスレンズ１００に成形される。
　次に、図２等を参照して、成形金型１０の詳細について説明する。成形金型１０のうち下型１は、転写のための型本体１ａを備える。型本体１ａは、成形に際しての下型転写面１１（図５参照）として、図４に示すガラスレンズ１００のうち微細構造ＦＰを有している第１のレンズ面１０１ａを形成するための光学面転写面１１ａ（第１転写面）と、輪帯状のフランジ面１０１ｂを形成するためのフランジ面転写面１１ｂとを有する。このうち、光学面転写面１１ａは、比較的曲率の大きな凹面となっており、微細構造ＦＰに対応する凹凸パターンＣＰを有している。これらの光学面転写面１１ａとフランジ面転写面１１ｂとは、型本体１ａの上端面によって画成される。型本体１ａは、単一の部材とすることもできるが、例えば型枠及び入れ子型のように複数の部材で構成することもできる。なお、下型１には、型本体１ａの温度を適度に保つためのヒータ２０ａが内蔵されている。
　上型２は、転写のための型本体２ａを備える。型本体２ａは、成形に際しての上型転写面１２（図５参照）として、図４に示すガラスレンズ１００のうち微細構造を有しておらず相対的に構造の単純な第２のレンズ面１０２ａを形成するための光学面転写面１２ａ（第２転写面）と、輪帯状のフランジ面１０２ｂを形成するためのフランジ面転写面１２ｂとを有する。このうち、光学面転写面１２ａは、比較的曲率の小さな凹面となっており、凹凸を有しない平滑面となっている。これらの光学面転写面１２ａとフランジ面転写面１２ｂとは、型本体２ａの下端面によって画成される。型本体２ａは、単一の部材とすることもできるが、例えば型枠及び入れ子型のように複数の部材で構成することもできる。なお、上型２には、型本体２ａの温度を適度に保つためのヒータ２０ｂが内蔵されている。
　外周規制枠３は、上型２の型本体２ａに対してアライメントされた状態で固定されている。外周規制枠３は、図４に示すガラスレンズ１００の外周側面１０３ｃを形成するための外周規制面として外周側面転写面１３ｃを有する外周規制部材である。外周規制枠３は、上記のように最終製品としてのガラスレンズ１００の側面を転写によって直接形成する機能のほか、製造の途中段階で流動するガラス塊ＧＧの流れを側方から制御する役割も有する。つまり、外周規制枠３は、上型２とともに可動であるため、ガラスレンズ１００の加圧成形に際して上下型１，２の隙間を自動的に囲むように配置されるものとなっている。なお、外周側面転写面１３ｃは、ガラスレンズ１００の離型の都合を考慮して、下方に向けて広がるようなテーパー面となっている。
　制御駆動装置６０は、原材料供給部５０の動作と成形金型１０の動作とを制御する。例えば、制御駆動装置６０は、原材料供給部５０のヒータ５０ａ，５０ｂを適宜動作させて、溶融坩堝５１内のガラス材料の溶融状態を調整するとともに、溶融ガラス供給ノズル５２から吐出させる溶融ガラスＧの粘度を調整する。また、制御駆動装置６０は、上型２を駆動して、水平なＡＢ方向に移動させることができるとともに、鉛直のＣＤ方向に移動させることができる。両型１，２を合わせて型閉じ及び型締めを行う際には、まず下型１の上方位置に上型２を移動させて両型１，２の中心軸ＣＸ１，ＣＸ２を一致させ、上型２を降下させて下型１側に所定の力で押し付ける。
　図５の部分拡大断面図に示すように、下型１と上型２とを合わせる型閉じ及び型締めに際して、外周規制枠３の下端と下型１の型本体１ａの上端とは、互いに近接し、これらの間には、流動するガラス塊ＧＧが十分に入り込めないほどのわずかな隙間ＧＰ１が形成される。つまり、型締めによる加圧成形の際には、両本体１ａ，２ａに挟まれた型空間内に溜まった空気が隙間ＧＰ１を通って外部に排出されるようになっている。また、型本体１ａの外縁部ＰＡと外周規制枠３の内縁部下端との間に隙間ＧＰ１を設けることで、空気抜きの効果だけでなく、加圧成形時に型本体１ａと外周規制枠３とが干渉することを回避できる。これにより、下型１等の損傷を回避できるだけでなく、得られたガラスレンズ１００において、非点収差等のガラスレンズ性能が劣化すること、厚み等の形状精度が劣化することを防止できる。
　以上のようにして、図４に示すようなガラスレンズ１００が成形される。このガラスレンズ１００は、全体として凸レンズ状であり、ＮＡが０．６以上の対物レンズである。ガラスレンズ１００は、第１光学面である第１のレンズ面１０１ａの全体的な曲率が第２光学面である第２のレンズ面１０２ａの全体的な曲率よりも大きくなるような、偏りを有している。特に、ガラスレンズ１００の第１のレンズ面１０１ａには、下型１の光学面転写面１１ａを転写した微細構造ＦＰが形成されている。このガラスレンズ１００は、上記のようにして製造されるため、レンズ面１０１ａ，１０２ａがより精密に転写された良好な状態の表面形状を有するものとなっている。つまり、ガラスレンズ１００は、使用される複数の波長の光束に対して高い回折効率を持つ高ＮＡの対物レンズとなっている。
　以下、図１等に示す製造装置２００を用いたガラスレンズ１００の製造方法の具体的な一例について、図６のフローチャート等により説明する。
　まず、図１に示すように、制御駆動装置６０は、溶融ガラス供給ノズル５２の下方に下型１を配置し、溶融ガラス供給ノズル５２からガラス滴ＧＤを下型１の光学面転写面１１ａ上に自然滴下させる滴下工程の処理が行われる（ステップＳ１）。具体的に説明すると、溶融ガラス供給ノズル５２に導かれた溶融ガラスＧは、下端の吐出部５２ａに溜まる。先端部５２ｄに溜まった溶融ガラスＧは、所定量に達したところで、１０４Ｐ（ポアズ）以下の滴下目標粘度、例えば１０３Ｐの粘度を有するガラス滴ＧＤとして落下する。なお、溶融ガラスＧに用いる原材料のガラスとしては、例えば、リン酸塩系ガラス等が用いられる。この際、溶融ガラス供給ノズル５２の下端５２ｅから下型１の光学面転写面１１ａまでの距離ｈは、例えば距離ｈ＝１．５ｍに設定されている。この設定で自然滴下させると、ガラス滴ＧＤの光学面転写面１１ａ上における衝突速度は約５．４ｍ／ｓとなる。なお、距離ｈ＝１．０ｍの設定で自然滴下させると、ガラス滴ＧＤの衝突速度は約４．４ｍ／ｓとなる。下型１は、当該速度で落下してきたガラス滴ＧＤを光学面転写面１１ａで受け止める（ステップＳ２）。この場合、ステップＳ２において、ガラス滴ＧＤは、ある程度の勢いを有し、かつ、粘性１０４Ｐ以下と比較的低粘度の状態となっている。このため、図３に示すように、ガラス滴ＧＤに対しては、光学面転写面１１ａにおいて適度に拡がりつつ高精度に転写がなされる（第１転写工程）。なお、制御駆動装置６０は、ステップＳ２において、不図示のセンサー等により光学面転写面１１ａ上にガラス滴ＧＤが滴下したことを確認し時間計測を併せて開始する。次に、制御駆動装置６０は、下型１上方に上型２を配置する型準備工程を行う（ステップＳ３）。つまり、制御駆動装置６０は、図１の状態から図２の状態になるように各部材の移動を適宜行う。ステップＳ３の型準備工程が終了すると、制御駆動装置６０は、一旦動作を停止させ（ステップＳ４）、ステップＳ２で開始した計測時間が一定時間に達したかを確認し（ステップＳ５）、一定時間に達していなければ（ステップＳ５：Ｎｏ）、ガラス滴ＧＤの粘度がまだ低いと判断し、ステップＳ４の動作停止処理を継続する。一方、制御駆動装置６０は、一定時間に達すると（ステップＳ５：Ｙｅｓ）、ガラス滴ＧＤがある程度の粘性をもったガラス塊ＧＧに変性したと判断する（冷却工程の終了）。ここで、ガラス塊ＧＧに変性したと判断する際のガラス滴ＧＤの粘度の基準値は例えば１０４Ｐ以上のプレス目標粘度とする。つまり、ステップＳ５では、ガラス滴ＧＤの粘度が例えば１０４Ｐ以上のプレス目標粘度、例えば１０５Ｐに達したか否かを判断している。ステップＳ５において、制御駆動装置６０は、一定時間経過したと判断すると、上型２を下降させ、ガラスレンズ１００を成形する第２転写工程の処理を行う（ステップＳ６）。具体的には、予め下型１と同程度の温度に保っておいた上型２を下降させ、下型転写面１１と上型転写面１２とを互いに対向させた状態を維持して上型２を下型１に近接させるとともに上下型１，２の隙間を周囲から覆うように外周規制枠３を配置して、所望のプレス目標粘性を持つガラス塊ＧＧを上下型１，２及び外周規制枠３によって形成される型空間内に閉じ込めて加圧成形する。この際、上型２によりガラス塊ＧＧは押しつぶされるように変形し、光学面転写面１２ａ、フランジ面転写面１２ｂ及び外周側面転写面１３ｃによって、ガラスレンズ１００のうちまだ成形されていない残りの表面形状を構成する第２のレンズ面１０２ａ、フランジ面１０２ｂ、外周側面１０３ｃ等がそれぞれ形成される（図４、５参照）。また、光学面転写面１１ａについても、この加圧成形により、より高精度な状態で転写がなされ、第１のレンズ面１０１ａについても面形状が定まる。上記成形工程の後半においてガラス塊ＧＧの温度が漸次低下していくことにより、ガラス塊ＧＧが徐々に硬化しガラスレンズ１００が成形される。ガラスレンズ１００を十分に冷却した後、制御駆動装置６０が下型１及び上型２の加圧を解除して、上型２を上昇させることにより、ガラスレンズ１００を型外へ取り出す取出工程の処理が行われる（ステップＳ７）。
　以上の製造方法によれば、滴下工程において温度調整された溶融ガラスＧを滴下し、第１転写工程において第１型で受けて下型１の光学面転写面１１ａを形成することで、特に加圧しなくても光学面転写面１１ａ（第１転写面）において高い転写を確保することが可能となる。
　また、下型１上で適度な粘性を有した状態のガラス塊ＧＧを上下型１，２の間で加圧することで、光学面転写面１１ａ（第１転写面）よりも相対的に転写性の高い光学面転写面１２ａ（第２転写面）において、良好な転写を行うことができる。以上により、上記製造装置２００によるガラスレンズ１００の製造方法では、比較的簡易で、かつ、高精度な光学面１１ａ，１２ａの転写ができる。つまり、製造されるガラスレンズ１００は良好な状態の面形状のレンズ面１０１ａ，１０２ａを有するものとなる。
　以上において、本実施形態に係る製造装置２００の設定は、上記のような場合に限られるものではない。例えば、上記において、溶融ガラスＧを滴下する際の粘度（ガラスの滴下粘度）を１０３Ｐ（ポアズ）としているが、必要とする粘性は、この値に限らず、転写面１１，１２の形状等に応じて適宜変更可能である。なお、溶融ガラスＧを滴下する際の粘度は、１０２Ｐから１０３Ｐの値が望ましい。また、下端５２ｅから光学面転写面１１ａまでの距離ｈは、例えば１．５ｍ、１．０ｍに設定されているが、距離ｈの値は、適宜変更可能である。また、プレス目標粘度は、１０４Ｐ以上の値であることが望ましい。さらには、１０４Ｐから１０８Ｐの値であることが望ましい。
　以下、製造装置２００によるガラスレンズ１００の製造条件を決定するために行った実験について説明する。図７（Ａ）及び７（Ｂ）は、滴下工程で図１等に示す下型１に代えて用いる２つの実験用の実験用金型１Ａ、１Ｂの断面を示し、下記表１～３は、実験用金型１Ａ、１Ｂを用いた場合の転写状態の実験結果を説明するものである。なお、表１は、実験の際の充填率すなわち転写状態の評価の基準を示し、表２は、滴下時の溶融ガラスＧの粘度と充填率等から得た転写状態の評価結果との関係を示し、表３は、実験用金型１Ａ、１Ｂに到達する際のガラス滴ＧＤの速度と転写状態の評価結果との関係を示す。
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　図７（Ａ）の実験用金型１Ａは、円筒状の窪みＡＡを有し、７（Ｂ）の実験用金型１Ｂは、円錐状の窪みＢＢを有しており、いずれの窪みＡＡ，ＢＢもガラスレンズ作製用の下型１或いはその一部の微細構造に見立てたものである。
　表１において、充填率とは、実験用金型１Ａ、１Ｂの有する窪みの容積に対するガラス滴ＧＤの占める比率を言い、ここでは、図７（Ａ）及び７（Ｂ）に示す断面における実験用金型１Ａ、１Ｂの断面積Ａ１，Ｂ１に対するガラス滴ＧＤの断面積ＡＧ，ＢＧによって定めている。評価基準としては、表１に示すように、充填率が９０パーセント以上あるものを実用レベルとし、より好ましくは充填率が９９パーセント以上であるものとする。また、評価基準としては、充填率のほかに転写率も考慮する。転写率は、実験用金型１Ａ、１Ｂの表面ＳＡ，ＳＢに接する溶融ガラスＧの比率を言い、跳ね上がりや空気の巻き込みを防止しつつ周囲への広がりを確保する観点から一定以上であることを必要とするものとする。上記表２に示す結果から、溶融ガラスＧのガラスの滴下粘度については、１０４Ｐ以下であれば、十分な転写状態が得られることが分かる。また、上記表３に示す結果から、光学面転写面１１ａ到達時の速度であるガラスの滴下速度については、１．０ｍ／ｓ程度から９．９ｍ／ｓ程度までの範囲、即ち滴下速度に対応する溶融ガラス供給ノズル５２の高さに対応する落下の距離ｈについては、０．０５ｍ程度から５．０ｍ程度までの範囲で、転写が可能であることが分かる（。特に、ガラスの滴下速度が１．９ｍ／ｓから８．８ｍ／ｓ程度までの範囲で、落下の距離が０．２ｍから４．０ｍ程度までの範囲で、より良好な転写結果が得られている。つまり、滴下速度１．０～９．９ｍ／ｓ程度とし、或いは距離ｈ＝０．０５～５．０ｍ程度とすること、好ましくは、滴下速度１．９～９．０ｍ／ｓ程度とし、或いは落下の距離０．２～４．０ｍ程度とすることで、ガラス滴ＧＤが光学面転写面１１ａに対して十分な運動量で衝突して必要な転写作用を受けるとともにガラス滴ＧＤが光学面転写面１１ａから跳ね上がること等を抑制でき、高精度な光学面の転写状態の確保された実用的な転写を行うことができる。
　〔第２実施形態〕
　以下、本発明に係る第２実施形態に係る光学素子であるガラスレンズの製造装置について説明する。第２実施形態の製造装置は、第１実施形態の製造装置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。
　図８に示すように、本実施形態における製造装置３００では、吐出用ノズルである溶融ガラス供給ノズル５２から第１型である下型１までの間に調整部材３７０を配置している。調整部材３７０は、開口ＯＰと筒状部ＳＰと滴下口ＥＰとを有し、ガラス滴ＧＤを通過させることでガラス滴ＧＤの量を調整する。より具体的に説明すると、開口ＯＰは、溶融ガラス供給ノズル５２に対向する位置に配置されており、溶融ガラス供給ノズル５２から滴下されたガラス滴ＧＤは、下型１に到達する前に、開口ＯＰから調整部材３７０に入り込む。調整部材３７０に入り込んだガラス滴ＧＤは、筒状部ＳＰを通過して、開口ＯＰよりも小径の滴下口ＥＰを介して滴下される。この場合、調整部材３７０を通過することで、例えばガラス滴ＧＤの一部が除去され、ガラス滴ＧＤのサイズが１滴で１つのガラスレンズ１００の作製に適切な量となるように調整できる。また、滴下口ＥＰから下型１上の最適な位置（光学面転写面１１ａの中心位置）に向くように滴下位置が調整されている。ただし、落下速度については、調整部材３７０の存在によって低下する可能性があるが、当該速度についても調整部材３７０の配置高さ等によって調整可能である。
　本実施形態の製造装置３００を用いた製造方法においても、比較的簡易で、かつ、高精度な光学面の転写状態で製造を行うことができる。従って、製造されるガラスレンズ１００は良好な状態の面形状を有するものとなる。また、この場合、調整部材３７０によりガラス滴ＧＤの通過が制限され、ガラスレンズ１００を形成するのに適量のガラス滴ＧＤが下型１上に滴下される。
　〔第３実施形態〕
　以下、本発明に係る第３実施形態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。
　図９（Ａ）に示すように、本実施形態における第１の成形金型４１０は、可動側の下型１に外周規制枠３を備えている。つまり、成形金型４１０の外周規制枠３は、型本体１ａに対してアライメントされた状態で固定されている。この場合、外周規制枠３は、上記のように最終製品としてのガラスレンズ１００の側面を転写によって直接形成する機能のほか、第１転写工程において、ガラス滴ＧＤが下型１に衝突する際に、ガラス滴ＧＤが周囲に飛散することを抑える役割も果たす。なお、外周規制枠３は、円環状の枠体であるが、離型の都合を考慮して、例えば２つの半円環状の部材に分離可能となっている。
　また、図９（Ｂ）に示すように、本実施形態における変形例である第２の成形金型１４１０は、下型１のフランジ面転写面１１ｂとなるべき面上の一部分に外周規制枠３を配置している。つまり、第２の成形金型１４１０は、フランジ面転写面１１ｂのうち外縁側に外周規制枠３を固定させており、上型２も外周規制枠３との干渉回避を考慮した形状となっている。この場合も、ガラス滴ＧＤが下型１に衝突する際に、外周規制枠３は、ガラス滴ＧＤが周囲に飛散することを抑える役割も果たすものとなる。
　なお、外周規制枠３については、下型１及び上型２のいずれかだけでなく、下型１及び上型２の双方に設けられていてもよい。
　本実施形態の成形金型４１０，１４１０やこれを用いた製造方法においても、比較的簡易で、かつ、高精度な光学面の転写状態で製造を行うことができる。従って、製造されるガラスレンズ１００は良好な状態の面形状を有するものとなる。また、この場合、滴下時におけるガラス滴ＧＤの飛散抑制を図ることも可能となる。
　〔第４実施形態〕
　以下、本発明に係る第４実施形態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実施形態等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実施形態等と同様である。
　図１０に示すように、本実施形態における成形金型２４１０は、図２等に示すような外周規制枠３を備えていない。つまり、成形金型２４１０を構成する上下型１，２を型閉じ状態とした場合、下型１の下型転写面１１と上型２の上型転写面１２とが離間して対向し、下型転写面１１上に保持されたガラス塊ＧＧは、両転写面１１，１２間でプレスされ主に上型転写面１２によってガラスレンズ１００の第２のレンズ面１０２ａ等の成形即ち転写が行われる。この際、両型１，２間の隙間の外周が開放された状態となるが、両型１，２の温度、ガラス塊ＧＧの粘度等の調整により、プレス圧に頼らず第２のレンズ面１０２ａの精密な転写すなわち高品位のガラスレンズ１００の形成が可能になる。
　〔第５実施形態〕
　以下、本発明に係る第５実施形態の成形金型について説明する。第５実施形態の成形金型は、第１実施形態等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実施形態等と同様である。
　図１１（Ａ）及び１１（Ｂ）に示すように、本実施形態における成形金型５１０は、上下型１，２に加え、第３型である補助転写型５１１を有する。補助転写型５１１は、第３転写面である補助転写面５１１ａを有する。ここで、この成形金型５１０によるガラスレンズの作製では、１滴のガラス滴ＧＤで１つのガラスレンズが作製されるのではなく、段階的に滴下される２滴の第１ガラス滴ＧＤ１と第２ガラス滴ＧＤ２とによって１つのガラスレンズの作製されるものとなっている。つまり、まず、原材料供給部５０の溶融ガラス供給ノズル５２（図１参照）から、比較的少量の第１ガラス滴ＧＤ１が滴下され、その後ある間隔をおいて第２ガラス滴ＧＤ２が滴下される。下型１上に第１ガラス滴ＧＤ１が滴下されると、可動側にある補助転写型５１１は、図１１（Ａ）に示すように、下型１に近接して、下型１上に受け止めた第１ガラス滴ＧＤ１を半前駆体ＨＦとして加圧する（補助転写工程）。補助転写型５１１の補助転写面５１１ａにより、中間形成面ＧＤａが半前駆体ＨＦに形成される。さらに、成形金型５１０は、補助転写型５１１を退避させ、中間形成面ＧＤａ上に、溶融状態の追加ガラスである第２ガラス滴ＧＤ２を溶融ガラス供給ノズル５２から再度滴下させる（追加滴下工程）。追加滴下工程において滴下された第２ガラス滴ＧＤ２を、下型１に保持された半前駆体ＨＦに形成されている中間形成面ＧＤａ上で受け（追加保持工程）、図１１（Ｂ）に示すように、上型２と下型１とにより第１ガラス滴ＧＤ１から得た半前駆体ＨＦと第２ガラス滴ＧＤ２とを合わせて１つのガラス塊ＧＧとして加圧成形する（第２転写工程）。以上により、光学素子であるガラスレンズ１００（図４参照）を成形する。
　以下、成形金型５１０を用いたガラスレンズの製造方法について、図１２のフローチャート等により説明する。
　まず、図１等の溶融ガラス供給ノズル５２から第１ガラス滴ＧＤ１を下型１の光学面転写面１１ａ上に自然滴下させる主滴下工程の処理が行われる（ステップＳ１０１）。下型１は、落下してきた第１ガラス滴ＧＤ１を光学面転写面１１ａで受け止める（ステップＳ１０２）。次に、制御駆動装置６０は、図１１（Ａ）に示す補助転写型５１１を準備する（ステップＳ１１１）。つまり、制御駆動装置６０は、補助転写型５１１を下型１上に保持された第１ガラス滴ＧＤ１の真上にくるように移動させる（補助転写型準備工程）。次に、制御駆動装置６０は、補助転写型５１１を下型１に近接させて、補助転写型５１１の補助転写面５１１ａを第１ガラス滴ＧＤ１から得た半前駆体ＨＦに押し付けるようにして、半前駆体ＨＦを加圧する補助転写工程を行う（ステップＳ１１２）。これにより、半前駆体ＨＦの下部が光学面転写面１１ａに押し付けられて、転写の状態の向上を図れる。このため、補助転写工程は、第１ガラス滴ＧＤ１即ち半前駆体ＨＦの流動性が高いうちに素早く行われることが望ましい。ここでは、補助転写工程は、ステップＳ１０２において第１ガラス滴ＧＤ１が光学面転写面１１ａで受け止められた後、３秒以内、好ましくは１秒以内に行われるものとする。補助転写型５１１を退避させた後、溶融ガラス供給ノズル５２から第２ガラス滴ＧＤ２が滴下される（ステップＳ１１３）。第２ガラス滴ＧＤ２は、半前駆体ＨＦに形成された中間形成面ＧＤａ上に保持される（ステップＳ１１４）。ここでは、第１ガラス滴ＧＤ１から得た半前駆体ＨＦ上に第２ガラス滴ＧＤ２が重なったものを一纏まりのガラス塊ＧＧとして取り扱う。なお、制御駆動装置６０は、ステップＳ１１４において、不図示のセンサー等により半前駆体ＨＦ上に第２ガラス滴ＧＤ２が滴下したことを確認し時間計測を併せて開始する。次に、制御駆動装置６０は、下型１上に上型２を設置する型準備工程を行う（ステップＳ１０３）。ステップＳ１０３の型準備工程が終了すると、制御駆動装置６０は、一旦動作を停止させ（ステップＳ１０４）、一定時間に達したことを確認すると（ステップＳ１０５）、第２ガラス滴ＧＤ２等がある程度の粘性をもったガラス塊ＧＧに変性したと判断し、第２転写工程の処理を行う（ステップＳ１０６）。ステップＳ１０６の後半においてガラス塊ＧＧの温度が漸次低下していくことにより、ガラスレンズ１００が成形され、十分に冷却した後、ガラスレンズ１００が取り出される（ステップＳ１０７）。
　なお、以上において、補助転写面５１１ａを形成する凸部ＰＴは、光学面転写面１１ａの形状に沿うような曲面を有している、これにより、補助転写工程において、第１ガラス滴ＧＤ１即ち半前駆体ＨＦが図１１（Ａ）に示す矢印の方向に略均等に押し付けられることで、転写の状態を高めることが可能になっている。
　また、上記実施形態において、第１ガラス滴ＧＤ１と第２ガラス滴ＧＤ２とは、ともに同じ原材料供給部５０（図１参照）から滴下させているが、例えば図１３に示すように、製造装置５００において、溶融坩堝５１ａ，５１ｂをそれぞれ有する２つの原材料供給部５５０，５５０を交互に用いることにより、第１ガラス滴ＧＤ１と第２ガラス滴ＧＤ２とについて互いに屈折率の異なるガラス材料を使用してもよい。この場合、屈折率を適宜調整して多様な光学特性を有するガラスレンズの製造が可能となる。
　以上、各実施形態に係る製造装置について説明したが、本発明に係る製造装置は上記のものには限られない。
　まず、上記実施形態では、ＮＡを０．６以上の微細構造を有する対物レンズとしているが、これに限らず回折素子等種々の微細構造を有するレンズの製造が可能である。なお、ＮＡが０．６以上の高いＮＡのレンズは、Ｂｌｕ－Ｒａｙ等の高精度なレンズに適用させることができる。
　また、上記実施形態において、光学面転写面１２ａ（第２転写面）は、光学面転写面１１ａ（第１転写面）よりも転写性の高いものとしているが、光学面転写面１２ａにより形成される第２のレンズ面１０２ａ（第２光学面）については、ガラスレンズ１００を取出した後、再加熱や研磨によりさらに加工することも可能である。
　また、上記実施形態において、製造装置２００，３００，５００は、ガラスレンズ１００の製造の各工程を行うために、原材料供給部５０，５５０と上型２とを移動させるものとしているが、原材料供給部５０等と上型２との入替えの方法は、これに限らない。例えば、下型１のみを移動させることができる。また、例えば溶融ガラス供給ノズル５２の滴下位置よりも下方に出し入れ可能なシャッターを設け、上型２を当該シャッターよりも下方において出し入れ可能な態様としてもよい。この場合、滴下工程に際しては、シャッター及び上型２を退避させておくことで滴下が適切に行われる。一方、転写・成形の工程に際しては、シャッターを挿入することによりガラス滴ＧＤ，ＧＤ１，ＧＤ２の滴下を遮断するとともに、シャッターの下方に上型２に配置することで、上下型１，２による転写・成形が行われる。
　また、上記実施形態では、第１転写工程において、下型１が固定されており、下型１の光学面転写面１１ａ上でガラス滴ＧＤを受け止める際の速度がガラス滴ＧＤの落下速度である。しかし、この速度の範囲については、下型１に対するガラス滴ＧＤ，ＧＤ１，ＧＤ２の相対的な速度で定まるものであり、例えば下型１を上下動可能とする場合、ガラス滴ＧＤ，ＧＤ１，ＧＤ２の落下速度に下型１の移動速度を加味したものとなる。つまり、下型１を上方に移動させつつガラス滴ＧＤ，ＧＤ１，ＧＤ２を滴下することで、低い位置からの滴下であっても転写を良好なものとできる。
　また、上記実施形態では、冷却工程において、ガラス滴ＧＤ等が目標粘性を有するガラス塊ＧＧに変性したか否かを時間経過により判断しているが、この判断は、時間経過に限らず、例えば赤外線センサー等によりガラス滴ＧＤ等の温度を測定することでもできる。
　２００，３００，５００　製造装置
　１　下型
　２　上型
　５１１　補助転写型
　１ａ，２ａ　型本体
　３　外周規制枠
　６０　制御駆動装置
　１０，４１０，４１０ｂ，５１０　成形金型
　１１　下型転写面
　１２　上型転写面
　１１ａ，１２ａ　光学面転写面
　１１ｂ，１２ｂ　フランジ面転写面
　１１ｃ　周側面転写面、
　１３ｃ　外周側面転写面
　５０，５５０　原材料供給部
　５１　溶融坩堝
　５２　溶融ガラス供給ノズル
　５２ａ　吐出部
　１００　ガラスレンズ
　１００ａ　中心部
　１００ｂ　フランジ部
　１０１ａ，１０２ａ　レンズ面
　１０１ｂ，１０２ｂ　フランジ面
　１０１ｃ　外周側面
　ＣＸ１，ＣＸ２　中心軸
　Ｇ　溶融ガラス
　ＧＤ，ＧＤ１，ＧＤ２　ガラス滴
　ＧＧ　ガラス塊
　ＰＡ　外縁部

Claims (16)

  1. 　温度調整された溶融ガラスを吐出用ノズルから滴下させる滴下工程と、
    　前記滴下工程で滴下された溶融ガラスを第１転写面を有する第１型で受けて第１光学面を形成する第１転写工程と、
    　前記第１型上に保持されたガラス塊を冷却し粘度を上げる冷却工程と、
    　第２転写面を有する第２型を準備するとともに、前記第１型と前記第２型とを互いに近接させることにより、前記第１型上に保持された前記ガラス塊を前記第１型と前記第２型との間で加圧して第２光学面を形成する第２転写工程と、
    　を備えることを特徴とする光学素子の製造方法。
  2. 　前記第１転写面は、前記第１光学面に対応して微細構造の凹凸を有する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. 　前記吐出用ノズルから滴下させる前記溶融ガラスの粘度は、１０４ポアズ未満であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の光学素子の製造方法。
  4. 　前記第１型と前記第２型との間で加圧される際の前記ガラス塊の粘度は、１０４ポアズ以上であることを特徴とする請求項３に記載の光学素子の製造方法。
  5. 　前記光学素子は、前記第１光学面において凸状であることを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載の光学素子の製造方法。
  6. 　前記光学素子は、ＮＡが０．６以上の対物レンズであることを特徴とする請求項５に記載の光学素子の製造方法。
  7. 　前記吐出用ノズルの先端位置から前記第１型の前記第１転写面までの距離は、０．０５ｍ以上５．０ｍ以下であることを特徴とする請求項１から請求項６までのいずれか一項に記載の光学素子の製造方法。
  8. 　前記第１型の前記第１転写面に到達する時の前記溶融ガラスの速度は、１．０ｍ／ｓ以上９．９ｍ／ｓ以下であることを特徴とする請求項１から請求項７までのいずれか一項に記載の光学素子の製造方法。
  9. 　前記吐出用ノズルと前記第１型との間に開口を有する調整部材を配置して、前記第１型上で受け止める溶融ガラスの量を調整することを特徴とする請求項１から請求項８までのいずれか一項に記載の光学素子の製造方法。
  10. 　前記第１転写工程及び前記第２転写工程のうち少なくとも前記第２転写工程において、前記ガラス塊の拡張を制限する外周規制部材を前記ガラス塊の周囲に配置することを特徴とする請求項１から請求項９までのいずれか一項に記載の光学素子の製造方法。
  11. 　前記外周規制部材は、前記第２型及び前記第１型の少なくとも一方に取り付けられていることを特徴とする請求項１０に記載の光学素子の製造方法。
  12. 　前記冷却工程において、前記第１転写工程において前記第１型で受け止めた溶融ガラスのみを前記ガラス塊として冷却し、前記第２転写工程において、前記第１型上で冷却された前記ガラス塊を前記第１型と前記第２型との間で加圧することを特徴とする請求項１から請求項１１までのいずれか一項に記載の光学素子の製造方法。
  13. 　前記第１転写工程後であって前記冷却工程前において、
    　第３転写面を有する第３型を準備するとともに、前記第１型と前記第３型とを互いに近接させることにより、前記第１型上に受け止めた溶融ガラスから得た半前駆体を前記第１型と前記第３型との間で加圧する補助転写工程と、
    　前記補助転写工程後に、温度調整された溶融状態の追加ガラスを吐出用ノズルから再度滴下させる追加滴下工程と、
    　前記追加滴下工程で滴下された追加ガラスを前記第１型で再度受ける追加保持工程と、
    　をさらに備えることを特徴とする請求項１から請求項１１までのいずれか一項に記載の光学素子の製造方法。
  14. 　前記補助転写工程は、前記第１転写工程の後、３秒以内に行われることを特徴とする請求項１３に記載の光学素子の製造方法。
  15. 　前記滴下工程で滴下されるガラス材料と前記追加滴下工程で滴下されるガラス材料とは、互いに屈折率が異なる材料であることを特徴とする請求項１３及び請求項１４のいずれか一項に記載の光学素子の製造方法。
  16. 　温度調整された溶融ガラスを滴下させる吐出用ノズルと、
    　前記吐出用ノズルから滴下された溶融ガラスを受けるための第１転写面を有するとともに、前記溶融ガラスが前記第１転写面に衝突する際の運動量を利用することにより第１光学面を形成する第１型と、
    　前記第１転写面よりも転写性の高い第２転写面を有するとともに、前記第１型上に保持された前記ガラス塊を前記第１型との間に挟んで加圧することにより第２光学面を形成する第２型と、
    　を備えることを特徴とする光学素子の製造装置。
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