WO2011122090A1

WO2011122090A1 - 成形金型、光学素子、及び光学素子の製造方法

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Publication number: WO2011122090A1
Application number: PCT/JP2011/051733
Authority: WO
Inventors: 勉清水; 健太冨士
Original assignee: Konica Minolta Opto Inc
Current assignee: Konica Minolta Opto Inc
Priority date: 2010-03-30
Filing date: 2011-01-28
Publication date: 2011-10-06
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Also published as: CN102821924A; JPWO2011122090A1; JP5163832B2; JP2012153145A; PH12012501904A1; CN102821924B

Abstract

　プラスチックレンズＰＬを射出成形する際に、回折構造を形成する段差形状１３Ａ，１５Ａを有する第１光学転写面１１Ａを第２光学転写面２１Ａよりも先にプラスチックレンズＰＬから離型することによって、例えば３波長互換光学素子のような段差形状の縦横比の値（Ｙ／Ｘ）が０．５０≦（Ｙ／Ｘ）の最大値≦１．０を満たす比較的深い範囲であっても、射出成形時の冷却固化による樹脂収縮に起因する離型抵抗を抑制することができる。これにより、微細構造において深い段差を有する光学素子であっても、プラスチックレンズＰＬが固定型１０からほとんど抵抗なくスムーズに離型され、プラスチックレンズＰＬの回折構造の段差すなわち微細形状の変形を防止することができる。

Description

成形金型、光学素子、及び光学素子の製造方法

　本発明は、光学素子を成形するための成形金型、当該成形金型を用いて成形される光学素子、及び当該光学素子の製造方法に関する。

　回折構造等の階段形状の微細構造を有する光学面を有する光学素子を成形する際に、型開き時の金型の光学転写面と光学素子の光学面とのずれを防ぐために、曲率半径が大きく微細構造を有していない光学面を一方の金型から先に離型し、その後、曲率半径が小さく微細構造を有する光学面を他方の金型から離型する方法がある（例えば、特許文献１参照）。

特開２００２－２００６５２号公報

　しかしながら、特許文献１のような成形金型では、曲率半径が大きく微細構造を有していない光学面を一方の金型から離型するときよりも、曲率半径が小さく微細構造を有する光学面を他方の金型から離型するときの方が、光学素子の冷却がより進んだ状態となっている。光学素子が冷却すると樹脂が収縮するため、光学面に微細構造を有する場合、光学素子の離型抵抗が増大してしまう。従って、特許文献１のような成形金型では、微細構造を有する光学面を他方の金型から離型する際に、光学素子の微細構造の壁面と金型の微細構造の壁面とが強く擦れ合うため、光学素子の微細構造が変形するという問題が生じる。

　例えば、光ピックアップ用対物光学素子として、開口数（ＮＡ）０．４５のＣＤ（Compact Disc）の波長（７８０ｎｍ）をＣＤの光ディスク上に集光し、開口数（ＮＡ）０．６でＤＶＤ（Digital Versatile Disc）の波長（６５０ｎｍ）をＤＶＤの光ディスク上に集光するＣＤ／ＤＶＤ２波長互換型の光ピックアップ用対物光学素子や、開口数（ＮＡ）で０．４５の波長（７８０ｎｍ）をＣＤの光ディスク上に集光し、開口数（ＮＡ）０．６でＤＶＤの波長（６５０ｎｍ）をＤＶＤの光ディスク上に集光し、開口数（ＮＡ）０．８５でＢＤ（Blu-ray Disc）の波長（４０５ｎｍ）をＢＤの光ディスク上に集光するＣＤ／ＤＶＤ／ＢＤ３波長互換型の光ピックアップ用対物光学素子がある。このうちＣＤ／ＤＶＤ／ＢＤ３波長互換型の光ピックアップ用対物光学素子は、ＣＤ／ＤＶＤ２波長互換型の光ピックアップ用対物光学素子よりも光学素子に設けられる微細構造がより深い段差形状を有する。そのため、ＣＤ／ＤＶＤ２波長互換型の光ピックアップ用対物光学素子よりも、ＣＤ／ＤＶＤ／ＢＤ３波長互換型の光ピックアップ用対物光学素子の方が、光学素子の離型抵抗がより大きくなり、微細構造を有する光学面を離型する際に、光学素子の微細構造の変形がより生じやすくなってしまう。ここで、ＣＤ／ＤＶＤ／ＢＤ３波長互換型の光ピックアップ用対物光学素子では、ＣＤ／ＤＶＤ２波長互換型の光ピックアップ用対物光学素子よりも、より高い成形精度及び光学性能が要求されるため、成形の際に生じる光学素子の微細構造の変形をより低減させる必要がある。従って、ＣＤ／ＤＶＤ／ＢＤ３波長互換型のような光ピックアップ用対物光学素子を成形する際には特に、微細構造の変形を引き起こす離型抵抗の問題は非常に大きな問題となる。

　このように、光学面の微細構造が深い段差形状を有する場合、かかる離型抵抗はさらに大きくなり、微細構造を有する光学面を離型する際に、光学素子の微細構造の変形がより生じやすくなってしまう。光学素子の微細構造の変形量が大きくなると、光学素子の光学性能の低下を招いてしまうことになる。従って、微細構造を有する光学素子を成形するうえで、かかる離型抵抗の問題は、無視することのできない非常に大きな問題であることを、このたび本発明者は見出した。

　そこで、本発明は、微細構造において深い段差を有する光学素子であっても、離型時に微細構造を変形しにくくできる成形金型、当該成形金型を用いて成形される光学素子、及び当該光学素子の製造方法を提供することを目的とする。

　上記課題を解決するため、本発明に係る成形金型は、第１金型と第２金型とを型締めすることによって型空間を形成して光学素子の成形を行う成形金型であって、第１金型は、光学素子の第１光学面を形成する第１光学転写面を有し、第２金型よりも先に光学素子から離型し、第２金型は、光学素子の第２光学面を形成する第２光学転写面を有し、第１金型の離型の際に光学素子を保持し、第１光学転写面の曲率半径の絶対値は、第２光学転写面の曲率半径の絶対値よりも小さく、第１光学転写面は、回折構造を形成する段差形状を有し、段差形状の幅をＸとし、段差形状の高さをＹとして、以下の条件式
０．５０≦（Ｙ／Ｘ）の最大値≦１．０
を満たすことを特徴とする。ここで、（Ｙ／Ｘ）は、段差形状の幅と高さの比の値である。

　上記成形金型によれば、回折構造を形成する段差形状を有する第１光学転写面を第２光学転写面よりも先に光学素子から離型することによって、多波長互換光学素子のような段差形状が０．５０≦（Ｙ／Ｘ）の最大値≦１．０を満たす比較的深い範囲であっても、射出成形時の冷却固化による樹脂収縮に起因する離型抵抗を抑制することができる。これにより、光学素子が第１金型からほとんど抵抗なくスムーズに離型され、光学素子の回折構造の段差すなわち微細形状の変形を防止することができる。なお、（Ｙ／Ｘ）が０．５０より小さい場合、段差が小さく、上記のような課題がほとんど生じない。一方、（Ｙ／Ｘ）が１．０を超えるような段差は、本発明の手法を用いても転写の劣化が生じやすく実用的でない。

　また、本発明の具体的な態様又は側面では、上記成形金型において、第１光学転写面は、光軸側に配置される光軸側領域と、光軸側領域よりも外側に配置される外側領域とを少なくとも有し、外側領域における（Ｙ／Ｘ）の最大値は、光軸側領域における（Ｙ／Ｘ）の最大値よりも小さいことを特徴とする。一般的に光学素子は、外側から冷却固化される。そのため、光学素子の外側領域に深い段差形状を有する微細構造を形成する場合、光学素子の光軸側領域に深い段差形状を有する微細構造を形成する場合に比べて、離型抵抗が大きくなってしまう。このような課題に対し、本発明では、光学素子が外側から冷却固化するという点に着目し、外側領域における（Ｙ／Ｘ）の最大値を、光軸側領域における（Ｙ／Ｘ）の最大値よりも小さくすることにより、離型時に外側領域における段差形状の壁面にかかる離型抵抗を緩和し、第１金型から離型しやすくすることができる。

　本発明の別の側面では、段差形状の内側の壁面と光軸とがなす角度は、段差形状の外側の壁面と光軸とがなす角度以下であることを特徴とする。この場合、段差形状の内側の壁面と光軸とがなす角度が、段差形状の外側の壁面と光軸とがなす角度以下であるような、離型抵抗が比較的大きくなりやすい型構造であるが、離型抵抗の大きな第１光学転写面から、これが温かいうちに優先的に離型することで、スムーズな離型を実現することができる。

　本発明のさらに別の側面では、段差形状の内側の壁面は、光軸に平行であることを特徴とする。この場合、段差形状を例えば矩形状や内ブレーズ状とすることができる。

　また、本発明のさらに別の側面では、段差形状は、矩形状を含むことを特徴とする。この場合、マルチレベル型の回折格子を形成することができる。

　本発明のさらに別の側面では、外側領域における段差形状の外側の壁面と光軸とがなす角度の最小値は、光軸側領域における段差形状の外側の壁面と光軸とがなす角度の最小値よりも大きいことを特徴とする。この場合、光学素子が外側から冷却固化するという点に着目し、外側領域における上記外側の壁面の角度を、光軸側領域における上記外側の壁面の角度よりも大きくすることにより、外側領域における段差形状が光軸側領域における段差形状よりも樹脂の収縮による離型抵抗が少ないものとなり、第１金型から離型しやすくすることができる。

　本発明のさらに別の側面では、外側領域における段差形状の外側の壁面と光軸とがなす角度の最小値は、光軸側領域における段差形状の外側の壁面と光軸とがなす角度の最小値以下であることを特徴とする。この場合、外側領域における上記外側の壁面の角度が、光軸側領域における上記外側の壁面の角度以下であるような、離型抵抗が外側で比較的大きくなりやすい型構造であるが、離型抵抗の大きな第１光学転写面から、これが温かいうちに優先的に離型することで、スムーズな離型を実現することができる。

　本発明のさらに別の側面では、光軸側領域は、光軸側に配置される中央領域と、中央領域よりも外側に配置される中間領域とを少なくとも有し、外側領域は、中間領域よりも外側に配置される最周辺領域を少なくとも有し、最周辺領域における（Ｙ／Ｘ）の最大値は、中央領域及び中間領域の少なくともいずれか一方における（Ｙ／Ｘ）の最大値よりも小さいことを特徴とする。この場合、光学素子が外側から冷却固化するという点に着目し、最周辺領域における（Ｙ／Ｘ）の最大値を、中央領域及び中間領域の少なくともいずれか一方における（Ｙ／Ｘ）の最大値よりも小さくすることにより、離型時に最周辺領域における段差形状の壁面にかかる離型抵抗を緩和し、第１金型からより離型しやすくすることができる。

　本発明のさらに別の側面では、中央領域における段差形状と、中間領域における段差形状と、最周辺領域における段差形状とは、それぞれ異なることを特徴とする。この場合、各領域において異なる段差形状を有することにより、複数波長互換型の光ピックアップ用対物レンズを簡易に実現でき、光学素子の回折効率を向上させることができる。

　本発明のさらに別の側面では、最周辺領域における段差形状の外側の壁面と光軸とがなす角度の最小値は、中央領域及び中間領域のいずれか一方における段差形状の外側の壁面と光軸とがなす角度の最小値よりも大きいことを特徴とする。この場合、光学素子が外側から冷却固化するという点に着目し、最周辺領域における上記外側の壁面の角度を、中央領域及び中間領域のいずれか一方における上記外側の壁面の角度よりも大きくすることにより、最周辺領域における段差形状が中央領域及び中間領域における段差形状よりも樹脂の収縮による離型抵抗が少なくなり、第１金型から離型しやすくすることができる。

　本発明のさらに別の側面では、最周辺領域における段差形状の外側の壁面と光軸とがなす角度の最小値は、中央領域及び中間領域のいずれか一方における段差形状の外側の壁面と光軸とがなす角度の最小値以下であることを特徴とする。この場合、最周辺領域における上記外側の壁面の角度が、中央領域及び中間領域のいずれか一方における上記外側の壁面の角度以下であるような、離型抵抗が外側で比較的大きくなりやすい型構造であるが、離型抵抗の大きな第１光学転写面から、これが温かいうちに優先的に離型することで、スムーズな離型を実現することができる。

　本発明のさらに別の側面では、第１金型は固定型であり、第２金型は可動型であることを特徴とする。

　本発明に係る光学素子は、第１光学面と第２光学面とを有する光学素子であって、第１光学面の曲率半径の絶対値は、第２光学面の曲率半径の絶対値よりも小さく、第１光学面は、光軸側に配置される光軸側領域と、光軸側領域よりも外側に配置される外側領域とに回折構造を構成する段差を少なくとも有し、段差の幅をＸとし、段差の高さをＹとして、外側領域における（Ｙ／Ｘ）の最大値は、光軸側領域における（Ｙ／Ｘ）の最大値よりも小さいことを特徴とする。一般的に光学素子は、外側から冷却固化される。そのため、光学素子の外側領域に深い段差形状を有する微細構造を形成する場合、光学素子の光軸側領域に深い段差形状を有する微細構造を形成する場合に比べて、離型抵抗が大きくなってしまう。このような課題に対し、本発明では、光学素子が外側から冷却固化するという点に着目し、外側領域における（Ｙ／Ｘ）の最大値を、光軸側領域における（Ｙ／Ｘ）の最大値よりも小さくすることにより、第１金型からの離型時に、外側領域における段差形状の壁面にかかる離型抵抗を緩和し、第１金型から離型しやすくすることができる。

　本発明の別の側面では、光軸側領域は、光軸側に配置される中央領域と、中央領域よりも外側に配置される中間領域とを少なくとも有し、外側領域は、中間領域よりも外側に配置される最周辺領域を少なくとも有し、最周辺領域における（Ｙ／Ｘ）の最大値は、中央領域及び中間領域の少なくともいずれか一方における（Ｙ／Ｘ）の最大値よりも小さいことを特徴とする。この場合、光学素子が外側から冷却固化するという点に着目し、最周辺領域における（Ｙ／Ｘ）の最大値を、中央領域及び中間領域の少なくともいずれか一方における（Ｙ／Ｘ）の最大値よりも小さくすることにより、第１金型からの離型時に最周辺領域における段差形状の壁面にかかる離型抵抗を緩和できるので、第１金型からより離型しやすくすることができ、高精度の転写が可能になる。

　本発明のさらに別の側面では、以下の条件式
０．５０≦（Ｙ／Ｘ）の最大値≦１．０
を満たすことを特徴とする。

　本発明に係る光学素子の製造方法は、光学素子を成形金型により成形する光学素子の製造方法であって、成形金型は、型開き状態で光学素子が残らない第１金型と、型開き状態で光学素子が残る第２金型とを有し、第１金型は、光学素子の第１光学面を形成する第１光学転写面を有し、第２金型は、光学素子の第２光学面を形成する第２光学転写面を有し、第１光学転写面の曲率半径の絶対値は、第２光学転写面の曲率半径の絶対値よりも小さく、第１光学転写面は、回折構造を形成する段差形状を有し、段差形状の幅をＸとし、段差形状の高さをＹとして、以下の条件式
０．５０≦（Ｙ／Ｘ）の最大値≦１．０
を満たし、型開き工程の後、第２金型から光学素子を離型させる離型工程を有することを特徴とする。

　上記製造方法によれば、回折構造を形成する段差形状を有する第１光学転写面を第２光学転写面よりも先に光学素子から離型することによって、多波長互換光学素子のような段差形状が０．５０≦（Ｙ／Ｘ）の最大値≦１．０を満たす比較的深い範囲であっても、射出成形時の冷却固化による樹脂収縮に起因する離型抵抗を抑制することができる。これにより、光学素子が第１金型からほとんど抵抗なくスムーズに離型され、光学素子の回折構造の段差すなわち微細形状の変形を防止することができる。なお、（Ｙ／Ｘ）が０．５０より小さい場合、段差が小さく、上記のような課題がほとんど生じない。一方、（Ｙ／Ｘ）が１．０を超えるような段差は、本発明の手法を用いても転写の劣化が生じやすく実用的でない。

第１実施形態に係る成形金型等を説明する概念図である。第１実施形態に係る成形金型の第１光学転写面を説明する図である。図１の成形金型を用いて成形される光学素子を説明する図である。第２実施形態に係る成形金型の第１光学転写面を説明する図である。第３実施形態に係る成形金型の第１光学転写面を説明する図である。第４実施形態に係る成形金型の第１光学転写面を説明する図である。

　〔第１実施形態〕
　図１及び図２を参照して、本発明の成形金型について説明する。成形金型１００は、第１金型である固定型１０と第２金型である可動型２０とを型締めすることによって型空間ＣＶを形成して光学素子であるプラスチックレンズＰＬ（図３参照）の成形を行うものである。成形金型１００は、温度調節部３０、可動型駆動部４０、樹脂射出部５０等を備える射出成形装置に組み込まれる。

　図１に示すように、成形金型１００は、固定型１０と可動型２０とを備える。固定型１０に対して可動型２０を突き合わせることにより、両金型１０，２０間に型空間ＣＶが形成される。型空間ＣＶの周囲の一部には、型空間ＣＶに連通するゲートＧＰが形成される。この型空間ＣＶ内部には、ゲートＧＰを介して樹脂射出部５０によって溶融樹脂が供給され、充填される。

　ここで、成形金型１００によって成形されるプラスチックレンズＰＬについて説明する。図３において、左側は、プラスチックレンズＰＬの側断面図であり、右側は、第１光学面ＯＬ１の概念図である。プラスチックレンズＰＬは、小型の回折屈折複合レンズであり、例えば、光ピックアップ装置の対物レンズとして用いられる。プラスチックレンズＰＬは、光学的機能を有する中心部ＯＬと、中心部ＯＬから外径方向に延在する環状のフランジ部ＦＬとを有する。中心部ＯＬは、曲率半径が小さい凸の第１光学面ＯＬ１と、曲率半径が大きい凸の第２光学面ＯＬ２とを有する。第１光学面ＯＬ１と第２光学面ＯＬ２とは、肉厚で光透過性を有する本体を挟んで対向する。フランジ部ＦＬは、第１光学面ＯＬ１側に第１フランジ面ＦＬ１と、第２光学面ＯＬ２側に第２フランジ面ＦＬ２とを有する。

　中心部ＯＬにおいて、第１光学面ＯＬ１は、多波長互換のため、回折構造の段差すなわち微細構造を有している。つまり、プラスチックレンズＰＬは、短波長で高開口数の規格と、中波長で中程度の開口数の規格と、長波長で低開口数の規格とに対応する３波長互換光学素子であり、第１光学面ＯＬ１に設けた微細構造は、各波長に適合して集光を可能にする形状を有している。図示の例では、第１光学面ＯＬ１は、開口数の異なる３波長の光束に対応するため同心の３つの領域に分割されており、内側から外側に向かって３波長互換領域ＡＲ１と、２波長互換領域ＡＲ２と、１波長専用領域ＡＲ３とで構成される。これらすべての領域ＡＲ１，ＡＲ２，ＡＲ３により、例えば開口数（ＮＡ）０．８５でＢＤ（Blu-ray Disc）の波長（４０５ｎｍ）を集光させ、ＢＤの光ディスク上に最適なスポットを形成する。また、光軸ＯＡから離れた最周辺側を除いた領域ＡＲ１，ＡＲ２により、例えば開口数（ＮＡ）０．６でＤＶＤ（Digital Versatile Disc）の波長（６５０ｎｍ）を集光させ、ＤＶＤの光ディスク上に最適なスポットを形成する。この際、ＮＡ０．６からＮＡ０．８５に対応する光学面の領域を通過するＤＶＤの波長（６５０ｎｍ）の光束は、ＤＶＤの光ディスクの記録／再生に使用されるスポットの形成に寄与しないフレア成分となる。また、光軸ＯＡ側の領域ＡＲ１により、例えば開口数（ＮＡ）０．４５でＣＤ（Compact Disc）の波長（７８０ｎｍ）を集光させ、ＣＤの光ディスク上に最適なスポットを形成する。この際、ＮＡ０．４５からＮＡ０．８５に対応する光学面の領域を通過するＣＤの波長（７８０ｎｍ）の光束は、ＣＤの光ディスクの記録／再生に使用されるスポットの形成に寄与しないフレア成分となる。なお、第１光学面ＯＬ１の具体的な微細構造については、後述する固定型１０の第１光学転写面１１Ａの微細構造を転写したものであるので説明を省略する。

　図１に戻って、固定型１０は、中央側のコア型１１と周辺側の外周型１２とを有する。コア型１１と外周型１２とは、例えば同一の鋼材で形成されており、相互に一体的に固定されている。固定型１０のうち、コア型１１は、可動型２０に対向する側に微細構造である輪帯状の回折パターンが設けられているとともに、全体として凹面の第１光学転写面１１Ａを有する。第１光学転写面１１Ａは、成形品であるプラスチックレンズＰＬの曲率半径の小さい第１光学面ＯＬ１（図３参照）に対応する。一方、外周型１２によって形成される周囲側の第１成形面１２Ａは、プラスチックレンズＰＬの周囲の第１フランジ面ＦＬ１（図３参照）に対応する。

　以下、図２を参照しつつ、光学転写面１１Ａの微細構造について詳述する。図２は、第１光学転写面１１Ａの側方断面を模式的に拡大した図である。なお、上述のように、第１光学転写面１１Ａによって形成された面がプラスチックレンズＰＬの第１光学面ＯＬ１となる。

　第１光学転写面１１Ａは、第１光学転写面１１Ａの光軸ＯＡ側から半径方向の外側に向かって、同心となるように円形状の光軸側領域１１Ｃと輪帯状の外側領域１１Ｄとに分割される。光軸側領域１１Ｃは、さらに第１光学転写面１１Ａの中央から外側領域１１Ｄに向かって、同心の中央領域Ａ１と中間領域Ａ２とに分割される。中央領域Ａ１は、図３のプラスチックレンズＰＬの３波長互換領域ＡＲ１に対応し、中間領域Ａ２は、２波長互換領域ＡＲ２に対応する。また、外側領域１１Ｄは、最周辺領域Ａ３であり、図３のプラスチックレンズＰＬの１波長専用領域ＡＲ３に対応する。

　第１光学転写面１１Ａには、プラスチックレンズＰＬの回折構造の段差を形成するため、中央領域Ａ１と中間領域Ａ２と最周辺領域Ａ３とのそれぞれにおいて、多数の微細な段差形状が光軸ＯＡを中心に輪帯状に形成されている。この輪帯状の段差形状を断面として見ると、離型抵抗を生じさせるような凹の段差形状の内側の壁面は、光軸ＯＡに平行であり、段差形状の内側の壁面と光軸ＯＡとがなす角度α１，α３はそれぞれ、段差形状の外側の壁面と光軸ＯＡとがなす角度β１，β３以下となっている。具体的には、図からわかるように、第１光学転写面１１Ａの中央領域Ａ１において、段差形状１３Ａは、矩形状であり、領域内の全ての段差形状１３Ａの内側の壁面１３Ｂと光軸ＯＡとがなす角度α１と、段差形状１３Ａの外側の壁面１３Ｃと光軸ＯＡとがなす角度β１とは、ともに０度で同じとなっている。また、最周辺領域Ａ３において、段差形状１５Ａは、ブレーズ状である。

　ここで最周辺領域Ａ３においては、それぞれの段差形状１５Ａの外側の壁面１５Ｃと光軸ＯＡとがなす角度β３はそれぞれ異なる値となる場合がある。またブレーズ状の場合においては、最周辺領域Ａ３のみならず、中央領域Ａ１（中間領域Ａ２も同様）の領域内において、それぞれの外側の壁面と光軸ＯＡとがなす角度β１（角度β２も同様）はそれぞれ異なる値となる場合がある。そして、それぞれの段差形状１５Ａにおいてはその内側の壁面１５Ｂと光軸ＯＡとがなす角度α３は、外側の壁面１５Ｃと光軸ＯＡとがなす角度β３よりも小さくなっている。

　また、図からわかるように、外側領域１１Ｄの最周辺領域Ａ３における段差形状１５Ａの外側の壁面１５Ｃと光軸ＯＡとがなす角度β３の最小値は、光軸側領域１１Ｃのうち中央領域Ａ１における段差形状１３Ａの外側の壁面１３Ｃと光軸ＯＡとがなす角度β１よりも大きくなっている。なお、図示を省略しているが、中間領域Ａ２における段差形状は、例えば矩形状であり、中間領域Ａ２の段差形状の内側の壁面と光軸ＯＡとがなす角度は、中間領域Ａ２の段差形状の外側の壁面と光軸ＯＡとがなす角度以下であり、例えばこれらは互いに等しくなっている。最周辺領域Ａ３における段差形状１５Ａの外側の壁面と光軸ＯＡとがなす角度β３の最小値は、中間領域Ａ２における段差形状の外側の壁面と光軸ＯＡとがなす角度よりも大きくなっている。

　また、第１光学転写面１１Ａにおいて、段差形状の幅をＸとし、段差形状の高さをＹとして、段差形状の縦横比の値（Ｙ／Ｘ）は、以下の条件式
０．５０≦（Ｙ／Ｘ）の最大値≦１．０
を満たすようになっており、第１光学転写面１１Ａの段差形状が比較的深いものとなっている。このような段差形状が比較的深い光学転写面は、多波長互換光学素子、具体的には３波長互換光学素子の形成に不可欠的になっている。ここで、各領域１１Ｃ，１１Ｄにおける段差形状の幅Ｘと高さＹとの縦横比の値（Ｙ／Ｘ）の最大値は、段差形状がコの字型の段差形状を有する場合は、コの字型の段差形状の幅Ｘと高さＹの比の値を基準にして求める。例えば、図２に示すように、中央領域Ａ１において、コの字型の段差形状ＵＮ１の幅Ｘ１と高さＹ１との比を基準にして（Ｙ／Ｘ）の最大値を求める。なお、コの字型の段差形状ＵＮ１の高さＹ１は、図２に示すように、コの字型の段差形状ＵＮ１を形成する光軸ＯＡに平行な２つの壁面のうち、光軸ＯＡ方向の高さが高い方の壁面の高さをＹ１としている。段差形状がコの字型の段差形状を有していない場合、例えばブレーズ型の段差形状の場合は、ブレーズ型の段差形状の幅Ｘと高さＹの比の値を基準にして求める。例えば、図２に示すように、最周辺領域Ａ３において、ブレーズ型の段差形状ＵＮ３の幅Ｘ３と高さＹ３との比を基準にして（Ｙ／Ｘ）の最大値を求める。

　図２に示すように、各領域１１Ｃ，１１Ｄ、具体的には領域Ａ１，Ａ３における段差形状はそれぞれ異なっており、外側領域１１Ｄである最周辺領域Ａ３における（Ｙ／Ｘ）の最大値は、光軸側領域１１Ｃの中央領域Ａ１における（Ｙ／Ｘ）の最大値よりも小さくなっている。なお、図示を省略しているが、中間領域Ａ２における段差形状は、例えば矩形であり、中間領域Ａ２における（Ｙ／Ｘ）の最大値は、具体例では最周辺領域Ａ３における（Ｙ／Ｘ）の最大値よりも大きくなっている。

　なお、第１光学面ＯＬ１の各領域ＡＲ１，ＡＲ３等には、第１光学転写面１１Ａの各領域Ａ１，Ａ３等に形成された段差形状１３Ａ，１５Ａを略反転した段差が形成される。

　図１に戻って、可動型２０は、中央側のコア型２１と周辺側の外周型２２とを有する。コア型２１と外周型２２とは、例えば同一の鋼材で形成されており、外周型２２は、コア型２１を周囲から支持している。可動型２０のうち、コア型２１は、固定型１０に対向する側に段差を有しない滑らかな凹面の第２光学転写面２１Ａを有する。第２光学転写面２１Ａは、成形品であるプラスチックレンズＰＬの曲率半径の大きい第２光学面ＯＬ２（図３参照）に対応する。一方、外周型２２によって形成される周囲側の第２成形面２２Ａは、プラスチックレンズＰＬの周囲の第２フランジ面ＦＬ２（図３参照）に対応する。

　コア型２１は、本実施形態の場合、突き出し部として機能し、外周型２２に設けられた孔２２Ｂ中に僅かに離間して挿通された状態で軸ＡＸ方向に往復動可能になっている。可動型２０を固定型１０から離間させる型開き後において、コア型２１を外周型２２に対して固定型１０側に移動させることにより、可動型２０に残るプラスチックレンズＰＬを簡単に離型させることができる。

　以下、図１に示す成形金型１００を用いたプラスチックレンズＰＬの成形について説明する。まず、可動型２０を固定型１０に接合することによって型閉じを行う。このような型閉じによって、固定型１０のパーティングライン面ＰＡ１と可動型２０のパーティングライン面ＰＡ２とを閉じ合わせた形状の型空間ＣＶが両金型１０，２０間に形成される。

　次に、両金型１０，２０間に形成された型空間ＣＶ中に溶融プラスチック樹脂を射出する。つまり、溶融プラスチック樹脂を、ゲートＧＰを介して両金型１０，２０間の型空間ＣＶ中に導入し、型空間ＣＶを溶融プラスチック樹脂で充填する。

　次に、型空間ＣＶ中に充填された溶融プラスチック樹脂を放熱・冷却する。型空間ＣＶ中に射出された溶融プラスチック樹脂の温度は、通常２００～３００℃であり、温度調節部３０によって通常１００～１８０℃に保持された両金型１０，２０の光学転写面１１Ａ，２１Ａ及び成形面１２Ａ，２２Ａに接すると、溶融プラスチック樹脂は、成形金型１００との当接表面から徐々に冷却固化する。

　次に、可動型駆動部４０を用いて、溶融プラスチック樹脂が温かいうちに可動型２０を固定型１０から離間させる型開きを行う。これにより、冷却固化による樹脂収縮に起因する離型抵抗が抑制され、成形金型１００の第１光学転写面１１Ａが比較的深い段差形状を有していても、プラスチックレンズＰＬの第１光学面ＯＬ１が固定型１０からほとんど抵抗なくスムーズに離型される。なお、可動型２０を後退させる型開き距離は、例えば回折レンズの肉厚程度以上のものとする。

　次に、可動型駆動部４０を用いて、突き出し部であるコア型２１を、外周型２２に収納された図示の退避状態から固定型１０側に第２成形面２２Ａよりも固定型１０側に突起した動作状態に駆動する。これにより、冷却による樹脂収縮が顕著なプラスチックレンズＰＬを可動型２０から離型すなわち分離させることができる。分離されたプラスチックレンズＰＬは、図３に示すように、第１光学面ＯＬ１が、第１光学転写面１１Ａに対応して輪帯状の回折パターンを有する凸面となっており、第２光学面ＯＬ２が、第２光学転写面２１Ａに対応して滑らかな凸面となっている。また、プラスチックレンズＰＬの周囲には、成形面１２Ａ、２２Ａに対応してフランジ部ＦＬが形成されている。

　以上説明した成形金型１００によれば、回折構造を形成する段差形状１３Ａ，１５Ａを有する第１光学転写面１１Ａを第２光学転写面２１Ａよりも先にプラスチックレンズＰＬから離型することによって、例えば３波長互換光学素子のような段差形状１３Ａ，１５Ａが０．５０≦（Ｙ／Ｘ）の最大値≦１．０を満たす比較的深い範囲であっても、射出成形時の冷却固化による樹脂収縮に起因する離型抵抗を抑制することができる。これにより、プラスチックレンズＰＬが固定型１０からほとんど抵抗なくスムーズに離型され、プラスチックレンズＰＬの回折構造の段差すなわち微細形状の変形を防止することができる。

　また、外側領域１１Ｄの最周辺領域Ａ３における（Ｙ／Ｘ）の最大値を、光軸側領域１１Ｃの中央領域Ａ１等における（Ｙ／Ｘ）の最大値よりも小さくすることにより、離型時に最周辺領域Ａ３における段差形状１５Ａの内側の壁面１５Ｂにかかる離型抵抗を緩和し、プラスチックレンズＰＬが外側から冷却固化しても、固定型１０からより離型しやすくすることができる。

　また、外側領域１１Ｄの最周辺領域Ａ３における段差形状１５Ａの外側の壁面１５Ｃと光軸ＯＡとがなす角度β３の最小値を、光軸側領域１１Ｃの中央領域Ａ１における段差形状１３Ａの外側の壁面１３Ｃと光軸ＯＡとがなす角度β１の最小値よりも大きくすることにより、最周辺領域Ａ３における段差形状１５Ａが中央領域Ａ１における段差形状１３Ａよりも樹脂の収縮による離型抵抗が少なくなり、プラスチックレンズＰＬが外側から冷却固化しても、固定型１０から離型しやすくすることができる。

　（実施例１）

　表１は、図２の第１光学転写面１１Ａにおける段差形状の縦横比の値（Ｙ／Ｘ）について説明するものである。表１に示すように、中央領域Ａ１における段差形状ＵＮ１の縦横比の値（Ｙ１／Ｘ１）は、０．０３８～０．６１７である。また最周辺領域Ａ３における段差形状ＵＮ３の縦横比の値（Ｙ３／Ｘ３）は、０．００５～０．０３０である。この結果、中央領域Ａ１における（Ｙ／Ｘ）の最大値は０．６１７となり、最周辺領域Ａ３における（Ｙ／Ｘ）の最大値は０．０３０となる。

　以上をまとめると、第１光学転写面１１Ａにおいて、段差形状の縦横比の値（Ｙ／Ｘ）の最大値は、０．６１７であり、０．５０≦（Ｙ／Ｘ）の最大値≦１．０の範囲内となっている。また、外側領域１１Ｄの最周辺領域Ａ３における（Ｙ／Ｘ）の最大値（０．０３０）は、光軸側領域１１Ｃの中央領域Ａ１における（Ｙ／Ｘ）の最大値（０．６１７）よりも小さくなっている。

　〔第２実施形態〕
　以下、本発明に係る第２実施形態の成形金型について説明する。第２実施形態の成形金型は、第１実施形態の成形金型を変形したものであり、特に説明しない部分は、第１実施形態と同様である。

　以下、図４を参照しつつ、第２実施形態に係る成形金型１００の光学転写面１１Ａの微細構造について詳述する。

　第１光学転写面１１Ａには、プラスチックレンズＰＬの回折構造の段差を形成するための多数の微細な段差形状が光軸ＯＡを中心に輪帯状に形成されている。この輪帯状の段差形状を断面として見ると、離型抵抗を生じさせるような凹の段差形状の内側の壁面は、光軸ＯＡに平行であり、段差形状の内側の壁面と光軸ＯＡとがなす角度α１，α２，α３はそれぞれ、段差形状の外側の壁面と光軸ＯＡとがなす角度β１，β２，β３以下となっている。具体的には、図からわかるように、第１光学転写面１１Ａの中央領域Ａ１において、段差形状１３Ａは、矩形状であり、領域内の全ての段差形状１３Ａの内側の壁面１３Ｂと光軸ＯＡとがなす角度α１と、段差形状１３Ａの外側の壁面１３Ｃと光軸ＯＡとがなす角度β１とは、ともに０度で同じとなっている。また、中間領域Ａ２において、段差形状１４Ａは、矩形状であり、領域内の全ての段差形状１４Ａの内側の壁面１４Ｂと光軸ＯＡとがなす角度α２と、段差形状１４Ａの外側の壁面１４Ｃと光軸ＯＡとがなす角度β２とは、ともに０度で同じとなっている。また、最周辺領域Ａ３において、段差形状１５Ａは、ブレーズ状であり、それぞれの段差形状１５Ａにおいてはその内側の壁面１５Ｂと光軸ＯＡとがなす角度α３は、外側の壁面１５Ｃと光軸ＯＡとがなす角度β３よりも小さくなっている。

　また、図からわかるように、外側領域１１Ｄの最周辺領域Ａ３における段差形状１５Ａの外側の壁面１５Ｃと光軸ＯＡとがなす角度β３の最小値は、光軸側領域１１Ｃのうち中央領域Ａ１における段差形状１３Ａの外側の壁面１３Ｃと光軸ＯＡとがなす角度β１や、中間領域Ａ２における同様の角度β２よりも、大きくなっている。

　また、第１光学転写面１１Ａにおいて、段差形状の幅をＸとし、段差形状の高さをＹとして、段差形状の縦横比の値（Ｙ／Ｘ）は、以下の条件式
０．５０≦（Ｙ／Ｘ）の最大値≦１．０
を満たすようになっており、第１光学転写面１１Ａの段差形状が比較的深いものとなっている。ここで、各領域１１Ｃ，１１Ｄにおける段差形状の幅Ｘと高さＹとの縦横比の値（Ｙ／Ｘ）の最大値は、段差形状がコの字型の段差形状を有する場合は、コの字型の段差形状の幅Ｘと高さＹの比の値を基準にして求める。例えば、図４に示すように、中央領域Ａ１において、コの字型の段差形状ＵＮ１の幅Ｘ１と高さＹ１との比を基準にして（Ｙ／Ｘ）の最大値を求める。なお、コの字型の段差形状ＵＮ１の高さＹ１は、図４に示すように、コの字型の段差形状ＵＮ１を形成する光軸ＯＡに平行な２つの壁面のうち、光軸ＯＡ方向の高さが高い方の壁面の高さをＹ１としている。また、中間領域Ａ２において、コの字型の段差形状ＵＮ２の幅Ｘ２と高さＹ２との比を基準にして（Ｙ／Ｘ）の最大値を求める。なお、コの字型の段差形状ＵＮ２の高さＹ２は、図４に示すように、コの字型の段差形状ＵＮ２を形成する光軸ＯＡに平行な２つの壁面のうち、光軸ＯＡ方向の高さが高い方の壁面の高さをＹ２としている。段差形状がコの字型の段差形状を有していない場合、例えばブレーズ型の段差形状の場合は、ブレーズ型の段差形状の幅Ｘと高さＹの比の値を基準にして求める。例えば、図４に示すように、最周辺領域Ａ３において、ブレーズ型の段差形状ＵＮ３の幅Ｘ３と高さＹ３との比を基準にして（Ｙ／Ｘ）の最大値を求める。

　各領域１１Ｃ，１１Ｄ、具体的には領域Ａ１，Ａ２，Ａ３における段差形状はそれぞれ異なる形状となっており、外側領域１１Ｄの最周辺領域Ａ３における（Ｙ／Ｘ）の最大値は、光軸側領域１１Ｃの中央領域Ａ１及び中間領域Ａ２のいずれか一方における（Ｙ／Ｘ）の最大値よりも小さくなっている。

　なお、第１光学面ＯＬ１の各領域ＡＲ１，ＡＲ２，ＡＲ３には、第１光学転写面１１Ａの各領域Ａ１，Ａ２，Ａ３に形成された段差形状１３Ａ，１４Ａ，１５Ａを略反転した段差が形成される。

　以上説明した成形金型１００によれば、外側領域１１Ｄの最周辺領域Ａ３における段差形状１５Ａの外側の壁面１５Ｃと光軸ＯＡとがなす角度β３の最小値を、光軸側領域１１Ｃの中央領域Ａ１及び中間領域Ａ２における段差形状１３Ａ，１４Ａの外側の壁面１３Ｃ，１４Ｃと光軸ＯＡとがなす角度β１，β２よりも大きくすることにより、最周辺領域Ａ３における段差形状１５Ａが中央領域Ａ１及び中間領域Ａ２における段差形状１３Ａ，１４Ａよりも樹脂の収縮による離型抵抗が少なくなり、プラスチックレンズＰＬが外側から冷却固化しても、固定型１０から離型しやすくすることができる。

　（実施例２）

　表２は、図４の第１光学転写面１１Ａにおける段差形状の縦横比の値（Ｙ／Ｘ）について説明するものである。表２に示すように、中央領域Ａ１における段差形状ＵＮ１の縦横比の値（Ｙ１／Ｘ１）は、０．００６～０．０９０である、また、中間領域Ａ２における段差形状ＵＮ２の縦横比の値（Ｙ２／Ｘ２）は、０．４２１～０．５１７である。また最周辺領域Ａ３における段差形状ＵＮ３の縦横比の値（Ｙ３／Ｘ３）は、０．００７～０．０８６である。この結果、中央領域Ａ１における（Ｙ／Ｘ）の最大値は０．０９０となり、中間領域Ａ２における（Ｙ／Ｘ）の最大値は０．５１７となり、最周辺領域Ａ３における（Ｙ／Ｘ）の最大値は０．０８６となる。

　以上をまとめると、第１光学転写面１１Ａにおいて、段差形状の縦横比の値（Ｙ／Ｘ）の最大値は、０．５１７であり、０．５０≦（Ｙ／Ｘ）の最大値≦１．０の範囲内となっている。また、外側領域１１Ｄの最周辺領域Ａ３における（Ｙ／Ｘ）の最大値（０．０８６）は、光軸側領域１１Ｃの中央領域Ａ１における（Ｙ／Ｘ）の最大値（０．０９０）、及び、光軸側領域１１Ｃの中間領域Ａ２における（Ｙ／Ｘ）の最大値（０．５１７）よりも小さくなっている。

　〔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。

　以下、図５を参照しつつ、第３実施形態に係る成形金型１００の光学転写面１１Ａの微細構造について詳述する。

　第１光学転写面１１Ａには、プラスチックレンズＰＬの回折構造の段差を形成するための多数の微細な段差形状が光軸ＯＡを中心に輪帯状に形成されている。この輪帯状の段差形状を断面として見ると、離型抵抗を生じさせるような凹の段差形状の内側の壁面は、光軸ＯＡに平行であり、段差形状の内側の壁面と光軸ＯＡとがなす角度α１，α２，α３はそれぞれ、段差形状の外側の壁面と光軸ＯＡとがなす角度β１，β２，β３以下となっている。具体的には、図からわかるように、第１光学転写面１１Ａの中央領域Ａ１において、段差形状１３Ａは、矩形状であり、段差形状１３Ａの内側の壁面１３Ｂと光軸ＯＡとがなす角度α１と、段差形状１３Ａの外側の壁面１３Ｃと光軸ＯＡとがなす角度β１とは、ともに０度で同じとなっている。また、中間領域Ａ２において、段差形状１４Ａは、ブレーズ状であり、それぞれの段差形状１４Ａにおいてはその内側の壁面１４Ｂと光軸ＯＡとがなす角度α２は、外側の壁面１４Ｃと光軸ＯＡとがなす角度β２よりも小さくなっている。また、最周辺領域Ａ３において、段差形状１５Ａは、ブレーズ状であり、それぞれの段差形状１５Ａにおいてはその内側の壁面１５Ｂと光軸ＯＡとがなす角度α３は、外側の壁面１５Ｃと光軸ＯＡとがなす角度β３よりも小さくなっている。

　また、図からわかるように、外側領域１１Ｄの最周辺領域Ａ３における段差形状１５Ａの外側の壁面１５Ｃと光軸ＯＡとがなす角度β３の最小値は、光軸側領域１１Ｃのうち中央領域Ａ１における段差形状１３Ａの外側の壁面１３Ｃと光軸ＯＡとがなす角度β１よりも大きくなっていて、光軸側領域１１Ｃの中間領域Ａ２における段差形状１４Ａの外側の壁面１４Ｃと光軸ＯＡとがなす角度β２の最小値よりも小さくなっている。

　また、第１光学転写面１１Ａにおいて、段差形状の幅をＸとし、段差形状の高さをＹとして、段差形状の縦横比の値（Ｙ／Ｘ）は、以下の条件式
０．５０≦（Ｙ／Ｘ）の最大値≦１．０
を満たすようになっており、第１光学転写面１１Ａの段差形状が比較的深いものとなっている。ここで、各領域１１Ｃ，１１Ｄにおける段差形状の幅Ｘと高さＹとの縦横比の値（Ｙ／Ｘ）の最大値は、段差形状がコの字型の段差形状を有する場合は、コの字型の段差形状の幅Ｘと高さＹの比の値を基準にして求める。例えば、図５に示すように、中央領域Ａ１において、コの字型の段差形状ＵＮ１の幅Ｘ１と高さＹ１との比を基準にして（Ｙ／Ｘ）の最大値を求める。なお、コの字型の段差形状ＵＮ１の高さＹ１は、図５に示すように、コの字型の段差形状ＵＮ１を形成する光軸ＯＡに平行な２つの壁面のうち、光軸ＯＡ方向の高さが高い方の壁面の高さをＹ１としている。段差形状がコの字型の段差形状を有していない場合、例えばブレーズ型の段差形状の場合は、ブレーズ型の段差形状の幅Ｘと高さＹの比の値を基準にして求める。例えば、図５に示すように、中間領域Ａ２において、ブレーズ型の段差形状ＵＮ２の幅Ｘ２と高さＹ２との比を基準にして（Ｙ／Ｘ）の最大値を求める。また、最周辺領域Ａ３において、ブレーズ型の段差形状ＵＮ３の幅Ｘ３と高さＹ３との比を基準にして（Ｙ／Ｘ）の最大値を求める。

　以上説明した成形金型１００によれば、外側領域１１Ｄの最周辺領域Ａ３における段差形状１５Ａの外側の壁面１５Ｃと光軸ＯＡとがなす角度β３の最小値を、光軸側領域１１Ｃの中央領域Ａ１における段差形状１３Ａの外側の壁面１３Ｃと光軸ＯＡとがなす角度β１よりも大きくすることにより、最周辺領域Ａ３における段差形状１５Ａが中央領域Ａ１における段差形状１３Ａよりも樹脂の収縮による離型抵抗が少なくなり、プラスチックレンズＰＬが外側から冷却固化しても、固定型１０から離型しやすくすることができる。

　（実施例３）

　表３は、図５の第１光学転写面１１Ａにおける段差形状の縦横比の値（Ｙ／Ｘ）について説明するものである。表３に示すように、中央領域Ａ１における段差形状ＵＮ１の縦横比の値（Ｙ１／Ｘ１）は、０．１１０～０．９５７である、また、中間領域Ａ２における段差形状ＵＮ２の縦横比の値（Ｙ２／Ｘ２）は、０．０３９～０．１１２である。また最周辺領域Ａ３における段差形状ＵＮ３の縦横比の値（Ｙ３／Ｘ３）は、０．０６４～０．３６２である。この結果、中央領域Ａ１における（Ｙ／Ｘ）の最大値は０．９５７となり、中間領域Ａ２における（Ｙ／Ｘ）の最大値は０．１１２となり、最周辺領域Ａ３における（Ｙ／Ｘ）の最大値は０．３６２となる。

　以上をまとめると、第１光学転写面１１Ａにおいて、段差形状の縦横比の値（Ｙ／Ｘ）の最大値は、０．９５７であり、０．５０≦（Ｙ／Ｘ）の最大値≦１．０の範囲内となっている。また、外側領域１１Ｄの最周辺領域Ａ３における（Ｙ／Ｘ）の最大値（０．３６２）は、光軸側領域１１Ｃの中央領域Ａ１における（Ｙ／Ｘ）の最大値（０．９５７）よりも小さくなっている。

　〔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。

　以下、図６を参照しつつ、第４実施形態に係る成形金型１００の光学転写面１１Ａの微細構造について詳述する。

　第１光学転写面１１Ａには、プラスチックレンズＰＬの回折構造の段差を形成するための多数の微細な段差形状が光軸ＯＡを中心に輪帯状に形成されている。この輪帯状の段差形状を断面として見ると、離型抵抗を生じさせるような凹の段差形状の内側の壁面は、光軸ＯＡに平行であり、段差形状の内側の壁面と光軸ＯＡとがなす角度α１，α３はそれぞれ、段差形状の外側の壁面と光軸ＯＡとがなす角度β１，β３以下となっている。具体的には、図からわかるように、第１光学転写面１１Ａの中央領域Ａ１において、段差形状１３Ａは、ブレーズ状であり、それぞれの段差形状１３Ａにおいてその内側の壁面１３Ｂと光軸ＯＡとがなす角度α１は、外側の壁面１３Ｃと光軸ＯＡとがなす角度β１よりも小さくなっている。また、最周辺領域Ａ３において、段差形状１５Ａは、矩形状であり、全ての段差形状１５Ａにおいて内側の壁面１５Ｂと光軸ＯＡとがなす角度α３は０度である。段差形状１５Ａの外側の壁面１５Ｃと光軸ＯＡとがなす角度β３は母非球面（ベース面）の角度に対応して０度以上の複数の異なる値を取り得る。つまり内側の角度β１は外側の角度β３以下となっている。

　また、図６からわかるように、外側領域１１Ｄの最周辺領域Ａ３における段差形状１５Ａの外側の壁面１５Ｃと光軸ＯＡとがなす角度β３の最小値は、光軸側領域１１Ｃのうち中央領域Ａ１における段差形状１３Ａの外側の壁面１３Ｃと光軸ＯＡとがなす角度β１の最小値よりも小さくなっている。なお、図示を省略しているが、中間領域Ａ２における段差形状は、例えばブレーズ状であり、中間領域Ａ２のそれぞれの段差形状においてその内側の壁面と光軸ＯＡとがなす角度は、外側の壁面と光軸ＯＡとがなす角度以下である。最周辺領域Ａ３における段差形状１５Ａの外側の壁面と光軸ＯＡとがなす角度β３の最小値は、中間領域Ａ２における段差形状の外側の壁面と光軸ＯＡとがなす角度の最小値よりも小さくなっている。

　また、第１光学転写面１１Ａにおいて、段差形状の幅をＸとし、段差形状の高さをＹとして、段差形状の縦横比の値（Ｙ／Ｘ）は、以下の条件式
０．５０≦（Ｙ／Ｘ）の最大値≦１．０
を満たすようになっており、第１光学転写面１１Ａの段差形状が比較的深いものとなっている。ここで、各領域１１Ｃ，１１Ｄにおける段差形状の幅Ｘと高さＹとの縦横比の値（Ｙ／Ｘ）の最大値は、段差形状がコの字型の段差形状を有する場合は、コの字型の段差形状の幅Ｘと高さＹの比の値を基準にして求める。例えば、図６に示すように、最周辺領域Ａ３において、コの字型の段差形状ＵＮ３の幅Ｘ３と高さＹ３との比を基準にして（Ｙ／Ｘ）の最大値を求める。なお、コの字型の段差形状ＵＮ３の高さＹ３は、図６に示すように、コの字型の段差形状ＵＮ３を形成する光軸ＯＡに平行な２つの壁面のうち、光軸ＯＡ方向の高さが高い方の壁面の高さをＹ３としている。段差形状がコの字型の段差形状を有していない場合、例えばブレーズ型の段差形状の場合は、ブレーズ型の段差形状の幅Ｘと高さＹの比の値を基準にして求める。例えば、図６に示すように、中央領域Ａ１において、ブレーズ型の段差形状ＵＮ１の幅Ｘ１と高さＹ１との比を基準にして（Ｙ／Ｘ）の最大値を求める。

　図６に示すように、各領域１１Ｃ，１１Ｄ、具体的には領域Ａ１，Ａ３における段差形状はそれぞれ異なる形状となっており、外側領域１１Ｄの最周辺領域Ａ３における（Ｙ／Ｘ）の最大値は、光軸側領域１１Ｃの中央領域Ａ１における（Ｙ／Ｘ）の最大値よりも小さくなっている。なお、図示を省略しているが、中間領域Ａ２における段差形状は、例えば矩形であり、中間領域Ａ２における（Ｙ／Ｘ）の最大値は、具体例では最周辺領域Ａ３における（Ｙ／Ｘ）の最大値よりも大きくなっている。

　以上説明した成形金型１００によれば、外側領域１１Ｄの最周辺領域Ａ３における段差形状１５Ａの外側の壁面１５Ｃと光軸ＯＡとがなす角度β３の最小値が、光軸側領域１１Ｃの中央領域Ａ１における段差形状１３Ａの外側の壁面１３Ｃと光軸ＯＡとがなす角度β１の最小値よりも小さいような、離型抵抗が外側で比較的大きくなりやすい型構造であるが、離型抵抗の大きな第１光学転写面１１Ａから、これが温かいうちに優先的に離型することで、スムーズな離型を実現することができる。

　なお、第３実施形態において、中央領域Ａ１の段差形状１３Ａを矩形状としてもよい。この場合、外側領域１１Ｄの最周辺領域Ａ３における段差形状１５Ａの外側の壁面１５Ｃと光軸ＯＡとがなす角度β３の最小値は、光軸側領域１１Ｃのうち中央領域Ａ１における段差形状１３Ａの外側の壁面１３Ｃと光軸ＯＡとがなす角度β１と同じ０度となる。

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

　また、上記実施形態において、段差形状１３Ａ，１４Ａ，１５Ａの形状は例示であり、条件の範囲内で形状の組み合わせも自由に設計することができる。例えば、光軸側領域１１Ｃを構成する中央領域Ａ１と中間領域Ａ２とに同一又は類似のパターンを形成することもできる。また中央領域Ａ１、中間領域Ａ２、及び最周辺領域の全ての段差形状を矩形状又はブレーズ状としても良い。

　１００　成形金型
　１０　固定型
　２０　可動型
　３０　温度調節部
　４０　可動型駆動部
　５０　樹脂射出部
　１１Ａ，２１Ａ　光学転写面
　１１Ｃ　光軸側領域
　１１Ｄ　外側領域
　１２Ａ，２２Ａ　成形面
　１３Ａ，１４Ａ，１５Ａ　段差形状
　Ａ１　中央領域
　Ａ２　中間領域
　Ａ３　最周辺領域
　ＣＶ　型空間
　ＯＬ　中心部
　ＯＬ１，ＯＬ２　光学面
　ＦＬ　フランジ部
　ＦＬ１，ＦＬ２　フランジ面
　ＰＬ　プラスチックレンズ
　ＯＡ　光軸

Claims

　第１金型と第２金型とを型締めすることによって型空間を形成して光学素子の成形を行う成形金型であって、
　前記第１金型は、前記光学素子の第１光学面を形成する第１光学転写面を有し、前記第２金型よりも先に前記光学素子から離型し、
　前記第２金型は、前記光学素子の第２光学面を形成する第２光学転写面を有し、前記第１金型の離型の際に前記光学素子を保持し、
　前記第１光学転写面の曲率半径の絶対値は、前記第２光学転写面の曲率半径の絶対値よりも小さく、
　前記第１光学転写面は、回折構造を形成する段差形状を有し、
　前記段差形状の幅をＸとし、前記段差形状の高さをＹとして、以下の条件式
０．５０≦（Ｙ／Ｘ）の最大値≦１．０
を満たすことを特徴とする成形金型。
　前記第１光学転写面は、光軸側に配置される光軸側領域と、前記光軸側領域よりも外側に配置される外側領域とを少なくとも有し、
　前記外側領域における前記（Ｙ／Ｘ）の最大値は、前記光軸側領域における前記（Ｙ／Ｘ）の最大値よりも小さいことを特徴とする請求項１に記載の成形金型。
　前記段差形状の内側の壁面と光軸とがなす角度は、前記段差形状の外側の壁面と光軸とがなす角度以下であることを特徴とする請求項１及び請求項２のいずれか一項に記載の成形金型。
　前記段差形状の内側の壁面は、光軸に平行であることを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載の成形金型。
　前記段差形状は、矩形状を含む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成形金型。
　前記外側領域における段差形状の外側の壁面と光軸とがなす角度の最小値は、前記光軸側領域における段差形状の外側の壁面と光軸とがなす角度の最小値よりも大きいことを特徴とする請求項２から請求項５までのいずれか一項に記載の成形金型。
　前記光軸側領域は、光軸側に配置される中央領域と、前記中央領域よりも外側に配置される中間領域とを少なくとも有し、
　前記外側領域は、前記中間領域よりも外側に配置される最周辺領域を少なくとも有し、
　前記最周辺領域における前記（Ｙ／Ｘ）の最大値は、前記中央領域及び前記中間領域の少なくともいずれか一方における前記（Ｙ／Ｘ）の最大値よりも小さいことを特徴とする請求項２から請求項６までのいずれか一項に記載の成形金型。
　前記中央領域における段差形状と、前記中間領域における段差形状と、前記最周辺領域における段差形状とは、それぞれ異なることを特徴とする請求項７に記載の成形金型。
　前記最周辺領域における段差形状の外側の壁面と光軸とがなす角度の最小値は、前記中央領域及び前記中間領域のいずれか一方における段差形状の外側の壁面と光軸とがなす角度の最小値よりも大きいことを特徴とする請求項７及び請求項８のいずれか一項に記載の成形金型。
　前記外側領域における段差形状の外側の壁面と光軸とがなす角度の最小値は、前記光軸側領域における段差形状の外側の壁面と光軸とがなす角度の最小値以下であることを特徴とする請求項２から請求項５までのいずれか一項に記載の成形金型。
　前記光軸側領域は、光軸側に配置される中央領域と、前記中央領域よりも外側に配置される中間領域とを少なくとも有し、
　前記外側領域は、前記中間領域よりも外側に配置される最周辺領域を少なくとも有し、
　前記最周辺領域における前記（Ｙ／Ｘ）の最大値は、前記中央領域及び前記中間領域の少なくともいずれか一方における前記（Ｙ／Ｘ）の最大値よりも小さいことを特徴とする請求項２から請求項５、及び請求項１０のいずれか一項に記載の成形金型。
　前記中央領域における段差形状と、前記中間領域における段差形状と、前記最周辺領域における段差形状とは、それぞれ異なることを特徴とする請求項１１に記載の成形金型。
　前記最周辺領域における段差形状の外側の壁面と光軸とがなす角度の最小値は、前記中央領域及び前記中間領域のいずれか一方における段差形状の外側の壁面と光軸とがなす角度の最小値以下であることを特徴とする請求項１１及び請求項１２のいずれか一項に記載の成形金型。
　前記第１金型は固定型であり、前記第２金型は可動型であることを特徴とする請求項１から請求項１３までのいずれか一項に記載の成形金型。
　第１光学面と第２光学面とを有する光学素子であって、
　前記第１光学面の曲率半径の絶対値は、前記第２光学面の曲率半径の絶対値よりも小さく、
　前記第１光学面は、光軸側に配置される光軸側領域と、前記光軸側領域よりも外側に配置される外側領域とに回折構造を形成する段差を少なくとも有し、
　前記段差の幅をＸとし、前記段差の高さをＹとして、前記外側領域における（Ｙ／Ｘ）の最大値は、前記光軸側領域における（Ｙ／Ｘ）の最大値よりも小さいことを特徴とする光学素子。
　前記光軸側領域は、光軸側に配置される中央領域と、前記中央領域よりも外側に配置される中間領域とを少なくとも有し、
　前記外側領域は、前記中間領域よりも外側に配置される最周辺領域を少なくとも有し、
　前記最周辺領域における前記（Ｙ／Ｘ）の最大値は、前記中央領域及び前記中間領域の少なくともいずれか一方における前記（Ｙ／Ｘ）の最大値よりも小さいことを特徴とする請求項１５に記載の光学素子。
　以下の条件式
０．５０≦（Ｙ／Ｘ）の最大値≦１．０
を満たすことを特徴とする請求項１５及び請求項１６のいずれか一項に記載の光学素子。
　光学素子を成形金型により成形する光学素子の製造方法であって、
　前記成形金型は、型開き状態で前記光学素子が残らない第１金型と、型開き状態で前記光学素子が残る第２金型とを有し、
　前記第１金型は、前記光学素子の第１光学面を形成する第１光学転写面を有し、前記第２金型は、前記光学素子の第２光学面を形成する第２光学転写面を有し、
　前記第１光学転写面の曲率半径の絶対値は、前記第２光学転写面の曲率半径の絶対値よりも小さく、
　前記第１光学転写面は、回折構造を形成する段差形状を有し、前記段差形状の幅をＸとし、前記段差形状の高さをＹとして、以下の条件式
０．５０≦（Ｙ／Ｘ）の最大値≦１．０
を満たし、
　型開き工程の後、前記第２金型から前記光学素子を離型させる離型工程を有することを特徴とする光学素子の製造方法。