WO2012118041A1 - 光学素子、成形金型、及び光学素子の製造方法 - Google Patents

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WO2012118041A1
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molding
optical
flange
transfer surface
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冨士健太
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コニカミノルタアドバンストレイヤー株式会社
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    • G11B7/22—Apparatus or processes for the manufacture of optical heads, e.g. assembly

Definitions

  • the present invention relates to an optical element, a molding die for molding the optical element, and a method for manufacturing an optical element using the molding die.
  • an optical element is molded using a mold having a core mold and an outer peripheral mold provided around the core mold, and a transfer surface having a step is formed between the tip surfaces of the core mold and the outer peripheral mold. ing.
  • the mold processing it is difficult to process the inner surface of the outer peripheral mold, and it returns to the tip of the outer peripheral mold, in particular, the edge portion of the transfer surface of the step, and the burr (for example, the fine whisker-shaped front end is on the base side of the outer peripheral mold. In some cases, burrs extending so as to curl toward the surface) may occur.
  • the return burr may damage the flange side surface of the optical element or increase the release resistance.
  • the optical performance of the optical element such as aberration is deteriorated due to deformation of the optical surface of the optical element, the diffractive structure, etc. due to the optical element being tilted and released.
  • a three-wavelength compatible lens of CD Compact Disc
  • DVD Digital Versatile Disc
  • BD Blu-ray Disc
  • the optical element is reduced in diameter, the pitch interval of the diffractive structure is narrowed, so that the release resistance is further increased.
  • Another object of the present invention is to provide a molding die for molding the optical element and a method for manufacturing an optical element using the molding die.
  • an optical element includes an optical function unit having a first optical surface and a second optical surface having a smaller curvature than the first optical surface, and around the optical function unit.
  • a flange portion extending and having a first flange surface disposed on the first optical surface side and a second flange surface disposed on the second optical surface side, and an opening of the optical function portion
  • the first flange surface of the flange portion has at least two step portions, and the step portion includes the first step portion, And a second step portion provided adjacent to the outside of the first step portion, and the second step portion protrudes in a direction parallel to the optical axis more than the first step portion.
  • two steps means having two or more steps.
  • a step portion having a first step portion and a second step portion provided adjacent to the outside of the first step portion is provided in the flange portion, and the second step portion is the first step portion.
  • the outer mold Since the edge portion of the inner surface facing the core mold is not exposed as the molding surface, the outer mold is not damaged by the return burr at the time of molding, and the mold release resistance is not increased. Thereby, it can release without damaging an optical element and can be set as an optical element with favorable optical performance.
  • the distance in the direction parallel to the optical axis between the first step portion and the second step portion is X
  • the distance X is 0 ⁇ m. ⁇ X ⁇ 15 ⁇ m is satisfied.
  • an inclined surface that is inclined with respect to a direction parallel to the optical axis is provided at a part of the boundary between the first step portion and the second step portion.
  • the stepped portion has a third stepped portion provided on the inner side (optical axis side) than the first stepped portion, and the third stepped portion is the first stepped portion. It protrudes in a direction parallel to the optical axis rather than the portion.
  • the third step portion provided on the inner side of the first step portion is formed with higher accuracy, for example, than the second step portion provided on the outer side of the first step portion.
  • the molding burr can be disposed in a recessed position by raising the third step portion.
  • the flange portion has a flange side surface connecting the first flange surface and the second flange surface, and the flange side surface is provided on the first flange surface side and is located on the inner side of the optical axis.
  • the first taper outer surface which is inclined so as to narrow toward the first flange surface side toward the first side
  • the second taper surface which is provided on the second flange surface side and tilts toward the second flange surface side toward the inner side of the optical axis.
  • At least one of the second tapered outer surfaces is provided.
  • the lens thickness on the optical axis is d (mm) and the focal length of a light beam having a wavelength of 500 nm or less is f (mm), 0.8 ⁇ d / f ⁇ 2 0.0 range.
  • biting of the first transfer surface on the first optical surface having a large curvature increases, but the molding die has the above-described configuration.
  • the mold release resistance of the optical element with respect to the first mold, particularly the first transfer surface is reduced, and the optical element can be transferred with high accuracy.
  • d / f is preferably in the range of 1.0 ⁇ d / f ⁇ 1.8.
  • the first transfer surface that forms the first optical surface of the optical elements and the periphery of the first optical surface of the optical elements extend.
  • die which has the 1st molding surface which forms the 1st flange surface, and the 2nd transfer surface which forms the 2nd optical surface whose curvature is smaller than a 1st optical surface among optical elements
  • a second mold having a second molding surface forming a second flange surface extending around the second optical surface of the optical element, and the first mold includes: A core mold having a first transfer surface at the tip and an outer peripheral mold having a first molding surface at the tip, and the second mold is a mold of the first mold and the second mold.
  • the optical element When opened, the optical element remains, and the first molding surface has at least two step transfer surfaces that form a step portion of the first flange surface.
  • a first step transfer surface forming the first step portion and a second step forming the second step portion of the step portions provided adjacent to the outside of the first step transfer surface.
  • a first step transfer surface is provided outside the first transfer surface at the tip of the core mold, and the first step transfer surface is a second step portion. It protrudes from the transfer surface to the second mold side.
  • the first step transfer surface of the step transfer surface is provided in the core die of the first mold, and the first step transfer surface adjacent to the second step transfer surface. Is provided so as to protrude from the second step portion transfer surface to the second mold side, so that the second step portion provided on the outer edge side of the flange portion extends outward from the outer surface of the core die. It is formed by the existing outer peripheral end face. Therefore, the edge part of the inner surface facing the core mold in the outer peripheral mold is not exposed as a molding surface, and it is possible to prevent the return burr from being generated on the second stepped portion transfer surface. Thereby, it is possible to prevent the optical element from being damaged by the return burr.
  • the inner molding surface adjacent to the second stepped transfer surface is formed by the outer surface on the outer peripheral mold side of the first core mold that is easily surface processed. This makes it difficult for return burr to occur at the edge portion of the first core mold, and even if a return burr occurs, it can be easily removed. Moreover, the process which makes mold release resistance small can also be made easy on the outer surface of a 1st core type
  • the boundary between the first step transfer surface and the second step transfer surface is determined by the core die and the outer periphery die of the first die. Is formed.
  • the outer side surface of the outer peripheral mold and the outer side surface of the core mold each form a side surface adjacent to the second step transfer surface, and return to the edge portion of the inner side surface of the outer peripheral mold during the die processing. Even if burrs are generated, the return burr is embedded between the core mold and the outer peripheral mold by fitting the core mold into the outer peripheral mold. Thereby, the return burr is not molded and does not affect the mold opening.
  • the distance X when the distance in the direction parallel to the optical axis between the first step transfer surface and the second step transfer surface is X, the distance X is 0 ⁇ m ⁇ X ⁇ 15 ⁇ m. It is in the range. In this case, when the distance X satisfies the above range, it is possible to reduce the mold release resistance of the optical element with respect to the first mold, particularly the second step transfer surface.
  • an inclined transfer surface that is inclined with respect to a direction parallel to the optical axis is provided at a part of a boundary between the first step transfer surface and the second step transfer surface.
  • the step transfer surface has a third step transfer surface provided on the inner side of the first step transfer surface, and the first step transfer surface is a third step transfer surface. And projecting to the second mold side from the step transfer surface.
  • At least one of the first mold and the second mold is a third molding surface that connects the first molding surface and the second molding surface when the mold is closed.
  • the third molding surface is provided on the first molding surface side by the first mold and the second molding surface is provided on the second molding surface side by the second mold.
  • At least one of the inner surfaces are formed by forming the third molding surface by the first inner surface of the first mold or the second inner surface of the second mold.
  • the third molding surface is provided with a first inner surface on the first mold side with a die-matching surface between the first mold and the second mold as a boundary.
  • the second inner surface is provided on the second mold side, and the area of the second inner surface is larger than the area of the first inner surface.
  • the magnitude of the mold release resistance of the optical element with respect to the second mold is larger than the magnitude of the mold release resistance of the optical element with respect to the first mold, and the second mold is optically opened when the mold is opened.
  • the element can be left.
  • the area of the second inner surface is at least twice as large as the area of the first inner surface.
  • the optical element can be reliably left in the second mold when the mold is opened.
  • the first inner surface is a tapered surface inclined so as to narrow toward the first molding surface toward the inner side of the optical axis
  • the second inner surface is disposed on the inner side of the optical axis. It is a taper surface which inclines so that it may narrow toward the 2nd shaping
  • the third molding surface is formed by a second mold.
  • the first mold structure for forming the second step transfer surface can be simplified.
  • the outer surface facing the outer peripheral mold of the core mold of the first mold is in a state where the friction coefficient is relatively lower than the inner surface of the outer peripheral mold at least at the tip side.
  • the first mold, particularly the second step transfer The mold release resistance of the optical element with respect to the surface can be reduced.
  • At least one of the outer surface facing the outer peripheral mold of the core mold of the first mold and the inner surface facing the outer peripheral mold of the first mold is at least the tip side.
  • a release agent In this case, the mold release resistance of the optical element with respect to the first mold can be reduced. Further, since the mold release resistance is small, even when the side surface adjacent to the second step portion of the optical element and the side surface adjacent to the second step portion transfer surface are rubbed during the release, resin residue is generated. Can be prevented.
  • the second mold includes a core mold having a second transfer surface at the tip and an outer peripheral mold having a second molding surface at the tip, and the second mold.
  • the inner side surface of the outer peripheral type on the core mold side has an uneven shape at least on the tip side.
  • the manufacturing method of the optical element by manufacturing the optical element using the molding die, it is possible to prevent the optical element from being damaged by returning to the optical element at the time of mold release.
  • the mold release resistance of the optical element with respect to the mold can be reduced. Thereby, an optical element with good optical performance can be obtained.
  • FIG. 1A is a side sectional view of the optical element of the first embodiment
  • FIG. 1B is a partially enlarged sectional view of a flange portion of the optical element of FIG. 1A.
  • FIG. 3A is a side sectional view for explaining a molding die for forming the optical element of FIG. 1
  • FIG. 3B is a partially enlarged sectional view of a flange space in a die space of the molding die 3A.
  • movement of the injection molding apparatus of FIG. 5A and 5B are conceptual diagrams illustrating the manufacturing process of the optical element.
  • FIG. 6A is a partially enlarged cross-sectional view of the optical element of the second embodiment
  • FIG. 6B is a partially enlarged cross-sectional view of the mold space for molding the optical element of FIG. 6A
  • 7A is a partially enlarged cross-sectional view of the optical element of the third embodiment
  • FIG. 7B is a partially enlarged cross-sectional view of the mold space for molding the optical element of FIG. 7A
  • 8A is a partially enlarged cross-sectional view of the optical element of the fourth embodiment
  • FIG. 8B is a partially enlarged cross-sectional view of the mold space for molding the optical element of FIG. 8A.
  • a lens 10 as an optical element shown in FIGS. 1A and 1B is made of plastic and has a circular optical function part 11 having an optical function, and a substantially annular flange part provided radially outward from the outer edge of the optical function part 11. 12.
  • This lens 10 is used as an objective lens for an optical pickup device, for example, and reads or writes optical information corresponding to a BD (Blu-Ray Disc) standard having a wavelength of 405 nm and a numerical aperture (NA) of 0.75 or more. Make it possible.
  • the lens 10 may be, for example, a three-wavelength compatible single lens objective lens.
  • the lens 10 can read or write optical information corresponding to the BD standard with a wavelength of 405 nm and NA of 0.85, a DVD (Digital Versatile Disc) with a wavelength of 655 nm and NA of 0.65, and a wavelength of 780 nm.
  • BD Blu-ray
  • CD Compact Disc
  • the lens 10 has a lens thickness on the optical axis OA of the lens 10 of d (mm), and a focal length of the lens 10 in a light beam having a wavelength of 500 nm or less is 0.8 (d).
  • the range of /f ⁇ 2.0 is satisfied.
  • D / f is more preferably in the range of 1.0 ⁇ d / f ⁇ 1.8.
  • the optical functional unit 11 of the lens 10 has a convex first optical surface 11a having a relatively large curvature on the front side and a convex second optical surface 11b having a smaller curvature than the first optical surface 11a on the back side.
  • the first optical surface 11a is disposed closer to the laser light source for writing (recording) or reading (reproducing) when the lens 10 is incorporated in the optical pickup device and operated.
  • the second optical surface 11b is disposed to face a BD or the like that is an optical information recording medium when the lens 10 is incorporated into an optical pickup device and operated.
  • the first optical surface 11a is provided with a fine structure or fine shape FS that is a diffractive structure.
  • the fine shape FS is formed in a concentric annular zone, and the outermost periphery thereof reaches a position near the outer edge of the optical function unit 11.
  • the second optical surface 11b is a mirror surface having no diffractive structure.
  • the diffractive structure referred to in this specification is a general term for structures that have a step and have a function of converging or diverging a light beam by diffraction.
  • a plurality of unit shapes are arranged around the optical axis, and a light beam is incident on each unit shape, and the wavefront of the transmitted light is shifted between adjacent annular zones, resulting in new It includes a structure that converges or diverges light by forming a simple wavefront.
  • the diffractive structure preferably has a plurality of steps, and the steps may be arranged with a periodic interval in the direction perpendicular to the optical axis, or may be arranged with a non-periodic interval in the direction perpendicular to the optical axis.
  • the objective lens provided with the diffractive structure is a single aspherical lens
  • the incident angle of the light beam to the objective lens differs depending on the height from the optical axis, so the step amount of the diffractive structure is slightly different for each annular zone. It will be.
  • the objective lens is a single aspherical convex lens, even if it is a diffractive structure that generates diffracted light of the same diffraction order, generally, the distance from the optical axis tends to increase.
  • the diffractive structure has a plurality of concentric annular zones around the optical axis.
  • the diffractive structure can take various cross-sectional shapes (cross-sectional shapes on the plane including the optical axis) ⁇ , and the cross-sectional shape including the optical axis is a blazed structure, a staircase structure, or a staircase structure and a blaze structure There is a structure in which is superimposed.
  • the flange portion 12 includes a first flange surface 12a extending in a direction perpendicular to the optical axis OA on the first optical surface 11a side, and a perpendicular to the optical axis OA on the second optical surface 11b side.
  • the third flange surface 12c is a mirror surface as an end surface for alignment.
  • the step part 13 which has the 1st step part 13a, the 2nd step part 13b, and the 3rd step part 13c in the 1st flange surface 12a side among the flange parts 12 is provided.
  • the third step portion 13c is provided on the innermost side of the first flange surface 12a, that is, on the side closest to the optical function portion 11.
  • the second step portion 13b is provided on the outermost side of the first flange surface 12a.
  • the first step portion 13a is provided adjacent to the third step portion 13c and the second step portion 13b.
  • a side surface 13f parallel to the optical axis OA connecting the first step portion 13a and the second step portion 13b is formed at the boundary between the first step portion 13a and the second step portion 13b.
  • An outer inclined surface 13d that is inclined so as to spread on the laser light source side with respect to a direction parallel to the optical axis OA is provided in a part of the side surface 13f and close to the first step portion 13a.
  • the boundary between the first step portion 13a and the third step portion 13c narrows on the laser light source side with respect to a direction parallel to the optical axis OA connecting the first step portion 13a and the third step portion 13c.
  • An inclined side surface 13e that is inclined in this manner is provided.
  • the second step portion 13b protrudes so as to increase in thickness in a direction parallel to the optical axis OA than the first step portion 13a.
  • the second step portion 13b has a distance X of 0 ⁇ m, where X is a distance in the direction parallel to the optical axis OA between the first step portion 13a and the second step portion 13b. It projects to the laser light source side so as to be in the range of ⁇ X ⁇ 15 ⁇ m.
  • the third step portion 13c protrudes so as to increase in thickness in a direction parallel to the optical axis OA than the first step portion 13a.
  • the third step portion 13c protrudes toward the laser light source side by a distance k1 in a direction parallel to the optical axis OA than the second step portion 13b. Therefore, the third step portion 13c serves as a support portion when the lens 10 is attached to, for example, an optical pickup device.
  • the third step portion 13c is formed with higher accuracy than the second step portion 13b, and the lens 10 is supported by the third step portion 13c having good forming accuracy, so that the lens 10 is supported by the optical pickup device. Etc. can be attached with high accuracy.
  • the radial width of the lens 10 of the first and second step portions 13a and 13b is such that it does not hinder the release of the lens 10 from the first mold 41.
  • the boundary between the second flange surface 12b and the third flange surface 12c is inclined so as to spread on the information recording medium side with respect to a direction parallel to the optical axis OA connecting the second flange surface 12b and the third flange surface 12c.
  • An inclined side surface 14 is provided. That is, on the second flange surface 12b side, the second flange surface 12b is provided at a higher position on the information recording medium side than the third flange surface 12c.
  • the flange side surface SS is provided in a direction substantially parallel to the optical axis OA.
  • the flange side surface SS is provided on the first flange surface 12a side with a parting surface PS1, PS2 (see FIG. 1B and FIG. 3) of the molding die 40, which will be described later, as a boundary, and the first flange toward the inner side of the optical axis OA.
  • a first tapered outer surface SP1 that is inclined so as to narrow on the surface 12a side, that is, the laser light source side, and a second flange surface 12b side that is provided on the second flange surface 12b side toward the inner side of the optical axis OA, that is, the optical information recording medium side.
  • a second tapered outer surface SP2 inclined so as to narrow.
  • the first tapered outer surface SP1 corresponds to the stepped portion side surface 13g of the stepped portion 13.
  • the injection molding apparatus 100 includes a molding die 40.
  • the molding die 40 includes a first die 41 and a second die 42.
  • the second mold 42 of the molding dies 40 is driven by the opening / closing drive device 79 so as to reciprocate in the AB direction.
  • the second mold 42 is moved toward the first mold 41, and both molds 41, 42 are mold-matched with the parting surfaces PS1, PS2, and then clamped, so that a part of FIG.
  • a mold space CV for molding the lens 10 and a flow path space FC for supplying resin to the lens space CV are formed.
  • a plurality of mold spaces CV and flow path spaces FC may be formed in the molding die 40.
  • the parting surfaces PS1 and PS2 that are contact surfaces of the first mold 41 and the second mold 42 are in a direction parallel to the optical axis OA of the flange portion 12. It is located closer to the first mold 41 in the direction parallel to the optical axis OA than the center of the flange thickness T. As a result, the distance between the first transfer surface S1 of the first mold 41 and the parting surface PS1 is shortened, and air and gas can easily escape from the first transfer surface S1.
  • the first mold 41 on the fixed side includes a first core mold 64a as a central part that forms a mold space CV from the first mold 41, and a periphery of the first core mold 64a. And a receiving plate 64c that supports the first core mold 64a and the first outer mold 64b from behind.
  • mold 64a is integrated in the through-hole 64g formed in the 1st outer periphery type
  • mold 64b is formed with the recessed part which should become runner part RS etc. of molded product MP shown to FIG. 3A.
  • the second mold 42 on the movable side includes a second core mold 74a as a central part that forms the mold space CV from the second mold 42, and a second outer periphery as a peripheral part provided around the second core mold 74a.
  • the movable rods 75 and 76 that push the 74a and the projecting member 74p from the back, and the advance / retreat mechanism 78 that moves the movable rods 75 and 76 forward and backward in the axis AX direction are provided.
  • the second core mold 74a is incorporated in a through hole 74g formed in the second outer peripheral mold 74b so as to be movable back and forth along the axis AX direction.
  • the protruding member 74p is also incorporated in the through hole 74h formed in the second outer peripheral mold 74b so as to be movable back and forth along the axis AX direction.
  • the second core mold 74a is urged backward by a spring 74s with a certain force or more. That is, the second core die 74a is driven by the movable rod 75 moving forward to move forward toward the first die 41, and automatically retracts according to the spring 74s that expands as the movable rod 75 moves backward. Return to.
  • the projecting member 74p is driven by the movable rod 76 to advance toward the first mold 41, and when the mold is closed, an external force is applied by a first outer peripheral mold 64b on the first mold 41 side which will be described later. Return to the original position. Further, similarly to the second core type 74a, a spring may be used for the projecting member 74p to automatically retract and return to the original position.
  • mold 74b is formed with the recessed part which should become runner part RS etc. of molded product MP shown in FIG.
  • the mold space CV includes the main body space CV1 sandwiched between the first and second transfer surfaces S1 and S2, and the third, fourth, fifth, and sixth transfer surfaces. And a flange space CV2 surrounded by S3, S4, S5 and S6.
  • the flow path space FC has a runner portion RS as a space for forming the runner portion RP in the molded product MP shown in FIG. 3, and the runner portion RS is connected to the mold space CV via the gate portion GS. Communicating with The space of the gate portion GS forms a gate portion GP that connects the lens 10 and the runner portion RP in the molded product MP.
  • the first transfer surface S1 and a part of the third transfer surface S3 are provided at the tip of the first core mold 64a, and the remaining portion of the third transfer surface S3 and the fifth transfer surface.
  • Part of S5 is provided at the tip of the first outer peripheral mold 64b.
  • the second transfer surface S2 and the sixth transfer surface S6 are provided at the tip of the second core die 74a, and the fourth transfer surface S4 and the remaining portion of the fifth transfer surface S5 are formed. It is provided at the tip of the second outer peripheral mold 74b.
  • the pair of opposing first and second transfer surfaces S1 and S2 facing the main body space CV1 are the first and second optical surfaces 11a and 11b of the central optical function unit 11 in the lens 10 shown in FIG.
  • one first transfer surface S1 is deeper and larger in curvature than the other second transfer surface S2, and a fine uneven pattern for transferring the fine structure or fine shape FS of the first optical surface 11a.
  • An FP is provided.
  • the third, fourth, fifth, and sixth transfer surfaces S3, S4, S5, and S6 surrounding the flange space CV2 are portions for forming the flange portion 12 of the lens 10.
  • the third transfer surface S3 facing the flange space CV2 is a first molding surface for forming the first flange surface 12a of the lens 10 shown in FIG.
  • the fourth and sixth transfer surfaces S4 and S6 are: It is the 2nd molding surface for forming the 2nd and 3rd flange surfaces 12b and 12c.
  • the fifth transfer surface S5 facing the flange space CV2 is a third molding surface for forming the flange side surface SS of the lens 10.
  • the third transfer surface S3 has a step transfer surface 31 that forms the step portion 13 of the first flange surface 12a shown in FIG.
  • the step transfer surface 31 includes a first step transfer surface 31 a that forms the first step 13 a of the step portion 13, a second step transfer surface 31 b that forms the second step 13 b, and A third step portion transfer surface 31c that forms the third step portion 13c is provided.
  • the third step transfer surface 31c is provided on the innermost side of the step transfer surface 31, that is, the side closest to the first transfer surface S1.
  • the second step transfer surface 31b is provided on the outermost side of the third transfer surface S3.
  • the first step transfer surface 31a is provided adjacent to the third step transfer surface 31c and the second step transfer surface 31b.
  • the boundary between the first step transfer surface 31a and the second step transfer surface 31b is formed by the first core die 64a and the first outer peripheral die 64b of the first mold 41.
  • the portion of the outer surface ZS1 of the first core mold 64a that is exposed to the flange space CV2 is a molding surface S31 adjacent to the inner side of the second step transfer surface 31b.
  • a portion of the inner surface ZS2 of the first outer peripheral mold 64b that is exposed to the flange space CV2 excluding the second step transfer surface 31b becomes a molding surface S32 adjacent to the outside of the second step transfer surface 31b.
  • the molding surface S31 forms a side surface 13f of the stepped portion 13, and the molding surface S32 forms a first tapered outer surface SP1 corresponding to the stepped portion side surface 13g of the stepped portion 13.
  • a step portion (specifically, the second step transfer surface 31b Edge EG is formed on the inner side.
  • the side surface 13f of the second step portion 13b is formed by the molding surface S31 which is the outer surface ZS1 of the first core die 64a, for example, ultra-precision cutting (SPDT, single-point diamond turning) or the like can be performed. It can. Therefore, it is possible to remove the return burr that may occur at the edge portion of the outer surface ZS1 of the first core mold 64a, and to reduce the surface roughness after processing. Further, it is easier to remove the return burr than the inner side surface ZS2 of the first outer peripheral die 64b without changing the outer diameter of the first core die 64a.
  • SPDT single-point diamond turning
  • a part of the boundary between the first step transfer surface 31a and the second step transfer surface 31b and close to the first step transfer surface 31a is in a direction parallel to the optical axis OA.
  • An outer inclined transfer surface 31d that is inclined so as to spread on the receiving plate 64c side (see FIG. 2) is provided.
  • An inner inclined transfer surface 31e is provided at the boundary between the first step transfer surface 31a and the third step transfer surface 31c so as to be narrowed toward the receiving plate 64c with respect to a direction parallel to the optical axis OA. It has been.
  • the outer inclined transfer surface 31 d forms the outer inclined surface 13 d of the step portion 13 of the lens 10
  • the inner inclined transfer surface 31 e forms the inclined side surface 13 e of the step portion 13.
  • the first step transfer surface 31a is provided so as to protrude from the second step transfer surface 31b to the second mold 42 side.
  • the second step transfer surface 31b is provided at a position deeper than the parting surface PS1 than the first step transfer surface 31a.
  • the distance X is 0 ⁇ m ⁇ X ⁇ 15 ⁇ m. It is located so that it is in the range.
  • the first step transfer surface 31a is provided so as to protrude from the third step transfer surface 31c to the second mold 42 side.
  • the third step transfer surface 31c is provided at a position deeper than the parting surface PS1 than the first step transfer surface 31a.
  • the third step transfer surface 31c is provided at a position deeper than the second step transfer surface 31b by a distance k1.
  • an inclined side transfer surface 33 that is inclined so as to spread on the receiving plate 74c side (see FIG. 2) with respect to a direction parallel to the optical axis OA. ing.
  • the inclined side transfer surface 33 forms an inclined side surface 14 at the boundary between the second flange surface 12 b and the third flange surface 12 c of the lens 10.
  • the fifth transfer surface S5 is provided with a first inner surface P1 on the first mold 41 side and a second inner surface P2 on the second mold 42 side, with the parting surfaces PS1 and PS2 as boundaries.
  • the first inner surface P1 is a tapered surface that is inclined so as to narrow toward the inner side of the optical axis OA on the third transfer surface S3 side.
  • the second inner surface P2 is a tapered surface that is inclined so as to narrow toward the inner side of the optical axis OA on the fourth transfer surface S4 side.
  • the first inner surface P1 forms a first tapered outer surface SP1 of the flange side surface SS of the lens 10
  • the second inner surface P2 forms a second tapered outer surface SP2 of the flange side surface SS.
  • the first inner surface P1 corresponds to the molding surface S32 described above.
  • the area of the second inner surface P2 is larger than the area of the first inner surface P1.
  • the balance between the size of the mold release resistance of the lens 10 with respect to the first mold 41 and the size of the mold release resistance of the lens 10 with respect to the second mold 42 is adjusted according to the areas of the first and second inner surfaces P1, P2. Yes. If the area of the second inner surface P2 is at least twice the area of the first inner surface P1, the lens 10 can be reliably left in the second mold 42 when the mold is opened.
  • the outer side surface ZS1 facing the first outer peripheral die 64b of the first core die 64a has a relatively low friction coefficient on the tip side than the inner side surface ZS2 of the first outer peripheral die 64b.
  • the outer surface ZS1 of the first core mold 64a is blasted after the first core mold 64a is cut.
  • the blasting process is a process of removing abrasives such as glass beads and reduced iron powder against the metal surface with compressed air to remove oxides and foreign substances on the surface. Thereby, the surface roughness by cutting of the outer surface ZS1 can be leveled.
  • the surface roughness (arithmetic mean roughness Ra) of the outer side surface ZS1 of the first core mold 64a finally becomes, for example, 0.2 ⁇ m to 0.4 ⁇ m.
  • a mold release agent is coated on the molding surfaces S31 and S32 (the outer surface ZS1 of the first core die 64a and the tip side of the inner surface ZS2 of the first outer peripheral die 64b) adjacent to the second step transfer surface 31b.
  • the release agent for example, a fluorine release agent, a silicone release agent, or the like is used. In this case, the mold release resistance of the lens 10 with respect to the molding surfaces S31 and S32 can be reduced.
  • the inner surface ZS3 on the second core die 74a side of the second outer peripheral die 74b of the second mold 42 has an uneven shape at least on the tip side.
  • the uneven shape can be, for example, a rough surface provided with a large number of fine protrusions that randomly spread two-dimensionally.
  • the surface roughness (arithmetic mean roughness Ra) of the inner side surface ZS3 of the second outer peripheral mold 74b is, for example, 3.2 ⁇ m to 6.3 ⁇ m.
  • the mold release resistance on the second flange surface 12b side of the lens 10 with respect to the second mold 42 can be increased to such an extent that the mold release from the second mold 42 is not hindered.
  • the lens 10 can be left in the second mold 42.
  • FIG. 4 is a flowchart conceptually illustrating a method for manufacturing the lens 10 using the molding die 40 shown in FIG.
  • the opening / closing drive device 79 is operated, and the mold closing is started by moving the second mold 42 relatively forward toward the first mold 41 (step S11). Note that the surfaces of both molds 41 and 42 are heated to a temperature suitable for molding.
  • the opening / closing drive device 79 By continuing the closing operation of the opening / closing drive device 79, the first mold 41 and the second mold 42 are moved to the mold contact position where they are in contact with each other, the mold closing is completed, and the opening / closing drive device 79 is further closed. By continuing, the mold clamping which clamps the 1st metal mold
  • a vacuum device (not shown) is operated to evacuate the mold space CV between the clamped first mold 41 and the second mold 42 (step S13).
  • the mold space CV is appropriately decompressed, and the molten resin is reliably filled into the first transfer surface S1 having a relatively large curvature.
  • an injection device (not shown) is operated to inject the molten resin into the mold space CV with a necessary pressure (step S14).
  • the injection device maintains the resin pressure in the mold space CV.
  • step S15 After the molten resin is introduced into the mold space CV, the molten resin in the mold space CV is gradually cooled by heat dissipation, so that the molten resin is solidified with the cooling and waits for completion of molding (step S15).
  • the opening / closing drive device 79 is operated to perform mold opening for relatively moving the second mold 42 backward (step S16).
  • the second mold 42 moves backward, the first mold 41 and the second mold 42 are separated from each other.
  • the molded product MP that is, the lens 10 remains on the second mold 42 side. That is, the lens 10 is released from the first mold 41 while being held so as to be embedded in the movable second mold 42. Since the first optical surface 11a having a large curvature is released from the first mold 41 while the lens 10 is relatively warm, the biting of the first optical surface 11a of the lens 10 with respect to the first transfer surface S1 is reduced.
  • the first optical surface 11a can be released from the transfer surface S1 with a low release resistance. Further, in the mold space CV of the molding die 40, no burr is generated in the flange space CV2, so that when the mold is opened, the lens 10 is not returned and damaged by the burr, and the state where the mold release resistance is small is maintained. Thus, the lens 10 can be released from the first mold 41.
  • step S17 the advancing / retreating mechanism 78 is operated, and the molded product MP remaining in the second mold 42 is ejected to the first mold 41 side by the movable rods 75 and 76 (step S17). Thereby, as shown in FIG. 5B, the molded product MP is released. At this time, the lens 10 is completely pushed out of the second outer peripheral mold 74b.
  • the unillustrated unloading device is operated to separate the molded product MP from the second mold 42 and carry it out (step S18).
  • the portion of the molded product MP excluding the lens 10 is gripped.
  • the curvature of the second optical surface 11b of the lens 10 is small and the surface depth is relatively shallow, the sticking force of the second optical surface 11b to the second transfer surface S2 of the second core mold 74a is relatively small. Therefore, since the molded product MP can be easily removed from the second core mold 74a, it is possible to prevent a biased force from being applied to a part of the outer periphery of the lens 10.
  • the first step transfer surface 31a of the step transfer surface 31 is provided on the first core die 64a of the first die 41. Since the first step transfer surface 31a adjacent to the second step transfer surface 31b is provided so as to protrude from the second step transfer surface 31b toward the second mold 42, the second step transfer surface 31b is provided. It is possible to prevent the burr from returning to the partial transfer surface 31b. Thereby, it is possible to prevent the lens 10 from being damaged by the return burr.
  • the molding surface S31 parallel to the optical axis OA of the second stepped portion transfer surface 31b is formed by the outer surface ZS1 on the first outer peripheral die 64b side of the first core die 64a that is easily surface processed.
  • the process which makes mold release resistance small can also be made easy to the outer surface ZS1 of the 1st core type
  • the first optical surface 11a having a relatively large curvature is released from the first mold 41 while the lens 10 is warm. Biting of the lens 10 with respect to the first mold 41, particularly the first transfer surface S1, can be reduced.
  • die 41 can be made small, and the lens 10 with favorable optical performance can be obtained by extension. This is particularly effective in a lens having a relatively high thickness ratio (thickness of the thickest part / thickness of the thinnest part), such as an objective lens for a BD optical pickup device.
  • optical element and a molding die according to the second embodiment will be described.
  • the optical element, the molding die, and the like according to the second embodiment are modifications of the first embodiment, and parts that are not particularly described are the same as those of the first embodiment.
  • the second step portion 13b of the step portion 213 protrudes to the laser light source side by a distance k2 from the third step portion 13c. Yes.
  • the second step transfer surface 31b of the step transfer surface 231 is the third step transfer surface 31c so as to correspond to the shape of the lens 210 shown in FIG. 6A. It is deeper than the distance k2 on the receiving plate 64c side (see FIG. 2).
  • the step portion 313 has a first step portion 13a and a second step portion 13b. It does not have the 3rd step part 13c which was demonstrated by the form. For this reason, the first step portion 13a has a relatively wide radial width because it does not have the third step portion 13c.
  • the first step transfer surface 31a and the second step transfer surface 31b are formed on the step transfer surface 331 so as to correspond to the shape of the lens 310 shown in FIG. 7A. And are provided.
  • optical element and a molding die according to the fourth embodiment will be described.
  • the optical element, the molding die, and the like according to the fourth embodiment are modifications of the first embodiment, and parts that are not particularly described are the same as those of the first embodiment.
  • the lens 410 is not provided with the first and second tapered outer surfaces SP1 and SP2 described in the first embodiment on the flange side surface SS, and is parallel to the optical axis OA (see FIG. 1A).
  • An outer surface TS1 is provided.
  • a step portion side surface 13g of the step portion 413 is a part of the outer surface TS1.
  • the lens 410 is not provided with the outer inclined surface 13d described in the first embodiment.
  • the fifth transfer surface S5 forming the flange side surface SS is formed only by the second outer peripheral die 74b of the second mold 42 so as to correspond to the shape of the lens 410 shown in FIG. 8A. Yes. That is, the fifth transfer surface S5 has only the second inner surface P2. A molding surface S32 corresponding to a part of the second inner surface P2 forms a step portion side surface 13g of the step portion 413.
  • the fifth transfer surface S5 is parallel to the optical axis OA and is perpendicular to the parting surfaces PS1 and PS2.
  • the second step transfer surface 31b of the step transfer surface 431 and the parting surface PS1 of the first mold 41 are provided on the same plane.
  • the first core mold 64a is not provided with the outer inclined transfer surface 31d described in the first embodiment.
  • the lens 10 is an objective lens for an optical pickup device, but a small lens having a similar shape and a large central thickness can be manufactured by the same method as in this embodiment. Deformation and scratches on the optical surface can be reduced, and the case where the required accuracy is high can be accommodated.
  • the flange side surface SS of the lens 10 is a cylindrical surface.
  • the flange side surface SS may not have a shape symmetrical to the optical axis OA. That is, the flange side surface SS may be a substantially prismatic surface, or a surface obtained by combining a cylindrical surface and a prismatic surface.
  • the optical surface of the lens 10 may be smooth without providing the fine shape FS or the like on the optical surface.
  • the boundary between the first step transfer surface 31a and the second step transfer surface 31b is formed by the first core die 64a and the first outer peripheral die 64b of the first mold 41.
  • the boundary between the second step portion 13b and the first tapered outer surface SP1 may be formed by the first core mold 64a and the first outer peripheral mold 64b of the first mold 41.

Abstract

離型の際にフランジ側面に傷が生じたり、離型抵抗が大きくなったりするのを防ぐことができる光学素子を提供することを目的とする。 第１の段部転写面３１ａが第１コア型６４ａに設けられており、第１の段部転写面３１ａが第２の段部転写面３１ｂよりも第２金型４２側に突出して設けられていることにより、第２の段部転写面３１ｂに返りバリが生じることを防ぐことができる。また、第２の段部転写面３１ｂの成形面Ｓ３１が第１コア型６４ａの外側面ＺＳ１によって形成されることにより、第１コア型６４ａのエッジ部分に返りバリが生じても容易に除去することができ、離型抵抗を小さくする加工も容易にすることができる。また、型開きの際に、第２金型４２にレンズ１０を残すことにより、レンズ１０の第１金型４１に対する食いつきを小さくすることができる。以上のことにより、光学性能が良好なレンズ１０を得ることができる。

Description

光学素子、成形金型、及び光学素子の製造方法
　本発明は、光学素子及び当該光学素子を成形するための成形金型、並びに当該成形金型を用いた光学素子の製造方法に関する。
　射出成形によって成形される光学素子として、比較的曲率の大きい光学面側のフランジ部に２段の段差を設けたものがある（特許文献１参照）。フランジ部に２段の段差を設けることにより、光学素子のフランジ部にバリ（微細で不規則な突起）が生じていても、光学素子を例えば光ピックアップ装置に取り付ける際に、バリが取付面に当たらないようにすることができる。
　特許文献１において、コア型とコア型の周囲に設けた外周型とを有する金型を用いて光学素子が成形されており、コア型及び外周型の先端面で段差を有する転写面が形成されている。ここで、金型加工において、外周型の内側面の加工は難しく、外周型の先端、特に段差の転写面のエッジ部分に返りバリ（例えば、微細なヒゲ状の先端が外周型の根元側に向かってカールするように延びているバリ）が生じる場合がある。外周型にこの種の返りバリが生じている状態で成形された光学素子を離型しようとすると、この返りバリによって光学素子のフランジ側面に傷がついたり、離型抵抗が大きくなったりする。そのため、光学素子が傾いて離型される等して、光学素子の光学面の面形状や回折構造等が変形し、光学素子の収差等の光学性能が劣化するという問題がある。特に、例えばＣＤ（Compact Disc）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）、及びＢＤ（Blu-ray Disc）の３波長互換レンズは、光学面の回折構造がより深くなるため離型抵抗が大きくなる。また、光学素子が小径化した場合も、回折構造のピッチ間隔が狭くなるため、より離型抵抗が大きくなる。
国際公開第ＷＯ２００８－５３６９２号
　本発明は、離型の際にフランジ側面に傷が生じたり、離型抵抗が大きくなったりするのを防ぐことができる光学素子を提供することを目的とする。
　また、本発明は、上記光学素子を成形するための成形金型及び当該成形金型を用いた光学素子の製造方法を提供することを目的とする。
　上記目的を達成するため、本発明に係る光学素子は、第１の光学面と第１の光学面よりも曲率が小さい第２の光学面とを有する光学機能部と、光学機能部の周囲に延在し、第１の光学面側に配置される第１のフランジ面と第２の光学面側に配置される第２のフランジ面とを有するフランジ部と、を備え、光学機能部の開口数をＮＡとしたときに、ＮＡの値が０．７以上であり、フランジ部の第１のフランジ面は、少なくとも２段の段差部を有し、段差部は、第１の段部と、第１の段部よりも外側に隣接して設けられた第２の段部とを有し、第２の段部は、第１の段部よりも光軸に平行な方向に突出している。ここで、２段とは、２つ以上の段部を有することを意味する。
　上記光学素子では、フランジ部に第１の段部と、第１の段部よりも外側に隣接して設けられた第２の段部とを有する段差部を設け、第２の段部が第１の段部よりも光軸に平行な方向に突出していることにより、コア型と外周型とで構成される成形金型によってフランジ部の外縁側に段差部を有する光学素子を成形する場合でも、光学素子を成形金型から離型する際に、離型抵抗を小さくすることができる。つまり、本発明の光学素子は、フランジ部の外縁側に設けられた第２の段部を例えばコア型の外側面から外側に延在する外周型の端面によって形成することで、外周型のうちコア型に対向する内側面のエッジ部分が成形面として露出しないため、成形時に外周型の返りバリによる傷がついたり、離型抵抗が大きくなったりしない。これにより、光学素子に傷をつけることなく離型するこができ、光学性能が良好な光学素子とすることができる。
　本発明の具体的な態様又は側面では、上記光学素子において、第１の段部と第２の段部との間の光軸に平行な方向の距離をＸとしたときに、距離Ｘが０μｍ≦Ｘ≦１５μｍの範囲を満たす。
　本発明の別の態様では、第１の段部と第２の段部との境界の一部に、光軸に平行な方向に対して傾斜する傾斜面が設けられている。
　本発明のさらに別の態様では、段差部は、第１の段部よりも内側（光軸側）に設けられた第３の段部を有し、第３の段部は、第１の段部よりも光軸に平行な方向に突出している。この場合、第１の段部よりも内側に設けられた第３の段部は、第１の段部よりも外側に設けられた第２の段部よりも例えば精度よく成形される。また、第１の段部の外縁に成形バリが形成されても第３の段部を高くすることで、成形バリを奥まった位置に配置することができる。これにより、光学素子を例えば光ピックアップ装置に取り付ける際に、成形精度のよい第３の段部で支持することで、光学素子を精度よく取り付けることができる。
　本発明のさらに別の態様では、フランジ部は、第１のフランジ面と第２のフランジ面とを結ぶフランジ側面を有し、フランジ側面は、第１のフランジ面側に設けられ光軸の内側に向けて第１のフランジ面側に狭まるように傾斜する第１のテーパー外面、及び第２のフランジ面側に設けられ光軸の内側に向けて第２のフランジ面側に狭まるように傾斜する第２のテーパー外面の少なくともいずれか一方を有する。
　本発明のさらに別の態様では、光軸上のレンズ厚をｄ（ｍｍ）とし、５００ｎｍ以下の波長の光束における焦点距離をｆ（ｍｍ）としたときに、０．８≦ｄ／ｆ≦２．０の範囲を満たす。このように、光軸上のレンズ厚ｄが比較的大きな光学素子の場合、曲率の大きい第１の光学面において第１の転写面に対する食いつきが大きくなるが、成形金型が上記構成を有することにより、第１の金型、特に第１の転写面に対する光学素子の離型抵抗が小さくなり、光学素子を高精度に転写することができる。なお、ｄ／ｆは、１．０≦ｄ／ｆ≦１．８の範囲であることが好ましい。
　上記課題を解決するため、本発明に係る成形金型では、光学素子のうち第１の光学面を形成する第１の転写面と、光学素子のうち第１の光学面の周囲に延在する第１のフランジ面を形成する第１の成形面とを有する第１の金型と、光学素子のうち第１の光学面よりも曲率が小さい第２の光学面を形成する第２の転写面と、光学素子のうち第２の光学面の周囲に延在する第２のフランジ面を形成する第２の成形面とを有する第２の金型と、を備え、第１の金型は、先端に第１の転写面を有するコア型と、先端に第１の成形面を有する外周型とを有し、第２の金型は、第１の金型と第２の金型との型開きの際に、光学素子が残り、第１の成形面は、第１のフランジ面の段差部を形成する少なくとも２つの段差転写面を有し、段差転写面は、段差部のうち第１の段部を形成する第１の段部転写面と、第１の段部転写面よりも外側に隣接して設けられ段差部のうち第２の段部を形成する第２の段部転写面とを有し、第１の段部転写面は、コア型の先端の第１の転写面の外側に設けられており、第１の段部転写面は、第２の段部転写面よりも第２の金型側に突出して設けられている。
　上記成形金型では、段差転写面のうち第１の段部転写面が第１の金型のコア型に設けられており、第２の段部転写面に隣接する第１の段部転写面が第２の段部転写面よりも第２の金型側に突出して設けられていることにより、フランジ部の外縁側に設けられた第２の段部をコア型の外側面から外側に延在する外周型の端面によって形成することとなる。そのため、外周型のうちコア型に対向する内側面のエッジ部分が成形面として露出せず、第２の段部転写面に返りバリが生じることを防ぐことができる。これにより、返りバリによって光学素子に傷がつくことを防止することができる。また、第２の段部転写面に隣接する内側の成形面が表面加工のしやすい第１のコア型の外周型側の外側面によって形成されることとなる。これにより、第１のコア型のエッジ部分に返りバリが生じにくくなり、返りバリが生じても容易に除去することができる。また、第１のコア型の外側面に離型抵抗を小さくする加工も容易にすることができる。また、型開きの際に、第２の金型に光学素子を残すことにより、光学素子が温かいうちに曲率の比較的大きい第１の光学面が第１の金型から離型されるため、光学素子の第１の金型、特に第１の転写面への食いつきを小さくすることができる。以上のことにより、第１の金型に対する光学素子の離型抵抗を小さくすることができ、延いては光学性能が良好な光学素子を得ることができる。
　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の金型のコア型と外周型とによって、第１の段部転写面と第２の段部転写面との境界が形成されている。この場合、外周型の内側面とコア型の外側面とで第２の段部転写面に隣接する側面をそれぞれ形成することとなり、金型加工の際に外周型の内側面のエッジ部分に返りバリが生じていても、コア型を外周型に嵌め込むことで返りバリがコア型と外周型との間に埋め込まれるように入り込む。これにより、返りバリは成形されず、型開き時に影響を与えない。
　本発明の別の態様では、第１の段部転写面と第２の段部転写面との間の光軸に平行な方向の距離をＸとしたときに、距離Ｘが０μｍ≦Ｘ≦１５μｍの範囲にある。この場合、距離Ｘが上記範囲を満たすことにより、第１金型、特に第２の段部転写面に対する光学素子の離型抵抗を小さくすることができる。
　本発明のさらに別の態様では、第１の段部転写面と第２の段部転写面との境界の一部に、光軸に平行な方向に対して傾斜する傾斜転写面が設けられている。この場合、第１の段部転写面と第２の段部転写面との境界の一部が傾斜しているため、型開きの際に第１の金型、特に第２の段部転写面に対する光学素子の離型抵抗を小さくすることができる。
　本発明のさらに別の態様では、段差転写面は、第１の段部転写面よりも内側に設けられた第３の段部転写面を有し、第１の段部転写面は、第３の段部転写面よりも第２の金型側に突出して設けられている。
　本発明のさらに別の態様では、第１の金型及び第２の金型の少なくともいずれか一方は、型閉じした時に第１の成形面と第２の成形面とを結ぶ第３の成形面を形成し、第３の成形面は、第１の金型によって第１の成形面側に設けられる第１の内面、及び第２の金型によって第２の成形面側に設けられる第２の内面の少なくとも一方を有する。この場合、第３の成形面を第１の金型の第１の内面又は第２の金型の第２の内面で形成することにより、第１の金型に対する光学素子の離型抵抗の大きさと第２の金型に対する光学素子の離型抵抗の大きさとのバランスを調整することができる。
　本発明のさらに別の態様では、第３の成形面は、第１の金型と第２の金型との型合わせ面を境界として、第１の金型側に第１の内面が設けられ、第２の金型側に第２の内面が設けられ、第２の内面の面積は、第１の内面の面積よりも大きい。この場合、第２の金型に対する光学素子の離型抵抗の大きさが第１の金型に対する光学素子の離型抵抗の大きさよりも大きくなり、型開きの際に第２の金型に光学素子を残すことができる。
　本発明のさらに別の態様では、第２の内面の面積は、第１の内面の面積の少なくとも２倍の大きさである。この場合、型開きの際に第２の金型に光学素子を確実に残すことができる。
　本発明のさらに別の態様では、第１の内面は、光軸の内側に向けて第１の成形面側に狭まるように傾斜するテーパー面であり、第２の内面は、光軸の内側に向けて第２の成形面側に狭まるように傾斜するテーパー面である。この場合、第１又は第２の金型に対する光学素子の離型抵抗をより小さくすることができる。
　本発明のさらに別の態様では、第３の成形面は、第２の金型によって形成される。この場合、第２の段部転写面を形成するための第１の金型構造を簡単にすることができる。
　本発明のさらに別の態様では、第１の金型のコア型の外周型に対向する外側面は、少なくとも先端側において外周型の内側面よりも摩擦係数が比較的低い状態になっている。この場合、第２の段部転写面の光軸に平行な面を形成するコア型の外周型側の外側面の摩擦係数が比較的低いため、第１金型、特に第２の段部転写面に対する光学素子の離型抵抗を小さくすることができる。
　本発明のさらに別の態様では、第１の金型のコア型の外周型に対向する外側面、及び第１の金型の外周型に対向する内側面の少なくともいずれか一方は、少なくとも先端側に離型剤がコートされたものである。この場合、第１の金型に対する光学素子の離型抵抗を小さくすることができる。さらに、離型抵抗が小さいため、離型の際に光学素子の第２の段部に隣接する側面と第２の段部転写面に隣接する側面とが擦れても、樹脂の切れカスが生じることを防ぐことができる。
　本発明のさらに別の態様では、第２の金型は、先端に第２の転写面を有するコア型と、先端に第２の成形面を有する外周型とを有し、第２の金型の外周型のコア型側の内側面は、少なくとも先端側において凹凸形状を有する。この場合、第２の金型対する光学素子のフランジ側面の離型抵抗を大きくすることができるため、型開きの際に第２の金型に光学素子を残すことができる。
　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では、上記の成形金型を用いて成形を行う。
　上記光学素子の製造方法では、上記成形金型を用いて光学素子を製造することにより、離型の際に、光学素子に返りバリによる傷がつくことを防止することができ、第１の金型に対する光学素子の離型抵抗を小さくすることができる。これにより、光学性能が良好な光学素子を得ることができる。
図１Ａは、第１実施形態の光学素子の側方断面図であり、図１Ｂは、図１Ａの光学素子のフランジ部の部分拡大断面図である。 第１実施形態の成形金型を組み込んだ射出成形装置の概念図である。 図３Ａは、図１の光学素子を形成するための成形金型を説明する側方断面図であり、図３Ｂは、３Ａの成形金型の型空間のうちフランジ空間の部分拡大断面図である。 図２の射出成形装置の動作を説明するフローチャートである。 図５Ａ、５Ｂは、光学素子の製造工程を説明する概念図である。 図６Ａは、第２実施形態の光学素子の部分拡大断面図であり、図６Ｂは、図６Ａの光学素子成形用の型空間の部分拡大断面図である。 図７Ａは、第３実施形態の光学素子の部分拡大断面図であり、図７Ｂは、図７Ａの光学素子成形用の型空間の部分拡大断面図である。 図８Ａは、第４実施形態の光学素子の部分拡大断面図であり、図８Ｂは、図８Ａの光学素子成形用の型空間の部分拡大断面図である。
〔第１実施形態〕
　以下、図面を参照しつつ、第１実施形態の光学素子及び当該光学素子を成形するための成形金型、並びに当該成形金型を用いた光学素子の製造方法について説明する。
　図１Ａ及び１Ｂに示す光学素子であるレンズ１０は、プラスチック製で、光学的機能を有する円形の光学機能部１１と、光学機能部１１の外縁から半径方向外側に設けられた略環状のフランジ部１２とを備える。このレンズ１０は、例えば光ピックアップ装置用の対物レンズとして用いられ、波長４０５ｎｍで開口数（ＮＡ）が０．７５以上のＢＤ（Blu-Ray Disc）の規格に対応した光情報の読み取り又は書き込みを可能とする。また、レンズ１０は、例えば３波長互換タイプの単玉対物レンズであってもよい。この場合、レンズ１０は、例えば波長４０５ｎｍでＮＡ０．８５のＢＤの規格に対応した光情報の読み取り又は書き込みを可能とするほか、波長６５５ｎｍでＮＡ０．６５のＤＶＤ（Digital Versatile Disc）と、波長７８０ｎｍでＮＡ０．５３のＣＤ（Compact Disc）との両規格に対応した光情報の読み取り又は書き込みを可能とする。また、レンズ１０は、レンズ１０の光軸ＯＡ上のレンズ厚をｄ（ｍｍ）とし、５００ｎｍ以下の波長の光束におけるレンズ１０の焦点距離をｆ（ｍｍ）としたときに、０．８≦ｄ／ｆ≦２．０の範囲を満たす。なお、ｄ／ｆは、１．０≦ｄ／ｆ≦１．８の範囲であることがより好ましい。
　レンズ１０のうち光学機能部１１は、表側に曲率の比較的大きな凸の第１光学面１１ａを有し、裏側に第１光学面１１ａよりも曲率の小さな凸の第２光学面１１ｂを有する。このうち、第１光学面１１ａは、レンズ１０を光ピックアップ装置に組み込んで動作させる際に、書き込み（記録）又は読み取り（再生）用のレーザー光源により近い側に配置される。また、第２光学面１１ｂは、レンズ１０を光ピックアップ装置に組み込んで動作させる際に、光情報記録媒体であるＢＤ等に対向して配置される。なお、第１光学面１１ａには、回折構造である微細構造又は微細形状ＦＳが設けられている。この微細形状ＦＳは、同心の輪帯状に形成されており、その最外周は、光学機能部１１の外縁に近い位置に達している。一方、第２光学面１１ｂは、回折構造等を有しない鏡面となっている。
　なお、本明細書でいう回折構造とは、段差を有し、回折によって光束を収束あるいは発散させる作用を持たせる構造の総称である。例えば、単位形状が光軸を中心として複数並ぶことによって構成されており、それぞれの単位形状に光束が入射し、透過した光の波面が、隣り合う輪帯毎にズレを起こし、その結果、新たな波面を形成することによって光を収束あるいは発散させるような構造を含むものである。回折構造は、好ましくは段差を複数有し、段差は光軸垂直方向に周期的な間隔をもって配置されていてもよいし、光軸垂直方向に非周期的な間隔をもって配置されていてもよい。また、回折構造を設けた対物レンズが単玉非球面レンズの場合、光軸からの高さによって光束の対物レンズへの入射角が異なるため、回折構造の段差量は各輪帯毎に若干異なることとなる。例えば、対物レンズが単玉非球面の凸レンズである場合、同じ回折次数の回折光を発生させる回折構造であっても、一般的に光軸から離れる程、段差量が大きくなる傾向となる。
　ところで、回折構造は、光軸を中心とする同心円状の複数の輪帯を有することが好ましい。また、回折構造は、一般に、様々な断面形状（光軸を含む面での断面形状） をとり得、光軸を含む断面形状がブレーズ型構造、階段型構造、あるいは、階段構造とブレーズ型構造を重畳させた構造等がある。
　図１Ｂに拡大して示すように、フランジ部１２は、第１光学面１１ａ側に光軸ＯＡに垂直な方向に延びる第１フランジ面１２ａと、第２光学面１１ｂ側に光軸ＯＡに垂直な方向に延びる第２フランジ面１２ｂ、第３フランジ面１２ｃと、第１フランジ面１２ａと第２フランジ面１２ｂとを結ぶフランジ側面ＳＳとを有する。第３フランジ面１２ｃは、アライメント用の端面としての鏡面となっている。レンズ１０の成形時には、フランジ部１２のフランジ側面ＳＳの一部にゲート部ＧＰ（図３Ａ参照）が形成されるが、後述する成形金型４０から取り出した後の仕上げ処理によって除去される。
　フランジ部１２のうち第１フランジ面１２ａ側には、第１の段部１３ａと第２の段部１３ｂと第３の段部１３ｃとを有する段差部１３が設けられている。具体的には、第３の段部１３ｃは、第１フランジ面１２ａの最も内側すなわち最も光学機能部１１に近い側に設けられている。第２の段部１３ｂは、第１フランジ面１２ａの最も外側に設けられている。第１の段部１３ａは、第３の段部１３ｃと第２の段部１３ｂとの間に隣接して設けられている。第１の段部１３ａと第２の段部１３ｂとの境界には、第１の段部１３ａと第２の段部１３ｂとを結ぶ光軸ＯＡに平行な側面１３ｆが形成されている。側面１３ｆの一部であって第１の段部１３ａに近い部分には、光軸ＯＡに平行な方向に対してレーザー光源側で広がるように傾斜する外側傾斜面１３ｄが設けられている。第１の段部１３ａと第３の段部１３ｃとの境界には、第１の段部１３ａと第３の段部１３ｃとを結ぶ光軸ＯＡに平行な方向に対してレーザー光源側で狭まるように傾斜する傾斜側面１３ｅが設けられている。第２の段部１３ｂは、第１の段部１３ａよりも光軸ＯＡに平行な方向に肉厚が増加するように突出している。具体的には、第２の段部１３ｂは、第１の段部１３ａと第２の段部１３ｂとの間の光軸ＯＡに平行な方向の距離をＸとしたときに、距離Ｘが０μｍ≦Ｘ≦１５μｍの範囲になるようにレーザー光源側に突出している。第３の段部１３ｃは、第１の段部１３ａよりも光軸ＯＡに平行な方向に肉厚が増加するように突出している。第３の段部１３ｃは、第２の段部１３ｂよりも光軸ＯＡに平行な方向に距離ｋ１だけレーザー光源側に突出している。そのため、第３の段部１３ｃは、レンズ１０を例えば光ピックアップ装置に取り付ける際の支持部となる。第３の段部１３ｃは、第２の段部１３ｂよりも精度よく成形されており、成形精度のよい第３の段部１３ｃを介してレンズ１０を支持することで、レンズ１０を光ピックアップ装置等に精度よく取り付けることができる。なお、第１及び第２の段部１３ａ，１３ｂのレンズ１０の半径方向の幅は、レンズ１０の第１金型４１からの離型の妨げとならない程度のものとなっている。
　第２フランジ面１２ｂと第３フランジ面１２ｃとの境界には、第２フランジ面１２ｂと第３フランジ面１２ｃとを結ぶ光軸ＯＡに平行な方向に対して情報記録媒体側で広がるように傾斜する傾斜側面１４が設けられている。つまり、第２フランジ面１２ｂ側において、第２フランジ面１２ｂは、第３フランジ面１２ｃよりも情報記録媒体側の高い位置に設けられている。
　フランジ側面ＳＳは、光軸ＯＡに略平行な方向に設けられている。フランジ側面ＳＳは、後述する成形金型４０のパーティング面ＰＳ１，ＰＳ２（図１Ｂ及び図３参照）を境界として、第１フランジ面１２ａ側に設けられ光軸ＯＡの内側に向けて第１フランジ面１２ａ側すなわちレーザー光源側で狭まるように傾斜する第１のテーパー外面ＳＰ１と、第２フランジ面１２ｂ側に設けられ光軸ＯＡの内側に向けて第２フランジ面１２ｂ側すなわち光情報記録媒体側で狭まるように傾斜する第２のテーパー外面ＳＰ２とを有する。なお、第１のテーパー外面ＳＰ１は、段差部１３の段部側面１３ｇに対応している。
　以下、本実施形態の製造方法を実施するための射出成形装置について説明する。
　図２に示すように、射出成形装置１００は、成形金型４０を備える。成形金型４０は、第１金型４１と第２金型４２とを備える。成形金型４０のうち第２金型４２は、開閉駆動装置７９に駆動されてＡＢ方向に往復移動可能になっている。第２金型４２を第１金型４１に向けて移動させ、両金型４１，４２をパーティング面ＰＳ１，ＰＳ２で型合わせして型締めすることにより、図３Ａに部分的に拡大して示すように、レンズ１０を成形するための型空間ＣＶと、これに樹脂を供給するための流路空間ＦＣとが形成される。なお、型空間ＣＶや流路空間ＦＣは成形金型４０内に複数個形成される場合もある。
　本実施形態では、図３Ａに示すように、第１金型４１と第２金型４２との当接面であるパーティング面ＰＳ１，ＰＳ２は、フランジ部１２の光軸ＯＡに平行な方向のフランジ厚さＴの中心よりも、光軸ＯＡに平行な方向において第１金型４１側に位置している。これにより、第１金型４１の第１転写面Ｓ１とパーティング面ＰＳ１との距離が近くなっており、第１転写面Ｓ１からエアやガスが抜けやすくなる。
　図２及び図３Ａに示すように、固定側の第１金型４１は、型空間ＣＶを第１金型４１から形成する中心部としての第１コア型６４ａと、第１コア型６４ａの周囲に設けられる周辺部としての第１外周型６４ｂと、第１コア型６４ａや第１外周型６４ｂを背後から支持する受板６４ｃとを備える。ここで、第１コア型６４ａは、第１外周型６４ｂに形成された貫通孔６４ｇ中に組み込まれて不図示のボルトで固定されている。なお、第１外周型６４ｂの端面６４ｅには、図３Ａに示す成形品ＭＰのランナー部分ＲＳ等となるべき凹部が形成されている。
　可動側の第２金型４２は、型空間ＣＶを第２金型４２から形成する中心部としての第２コア型７４ａと、第２コア型７４ａの周囲に設けられる周辺部としての第２外周型７４ｂと、第２コア型７４ａや第２外周型７４ｂを背後から支持する受板７４ｃと、成形品ＭＰのランナー部ＲＰ等を突き出して離型するための突出部材７４ｐと、第２コア型７４ａ及び突出部材７４ｐを背後から押す可動ロッド７５，７６と、可動ロッド７５，７６を軸ＡＸ方向に進退移動させる進退機構部７８とを備える。
　第２コア型７４ａは、第２外周型７４ｂに形成された貫通孔７４ｇ中に軸ＡＸ方向に沿って進退移動可能に組み込まれている。突出部材７４ｐも、第２外周型７４ｂに形成された貫通孔７４ｈ中に軸ＡＸ方向に沿って進退移動可能に組み込まれている。ここで、第２コア型７４ａは、バネ７４ｓによって一定以上の力で後方に付勢されている。つまり、第２コア型７４ａは、前進する可動ロッド７５に駆動されて第１金型４１側に前進し、可動ロッド７５の後退に伴って伸張するバネ７４ｓに従って自動的に後退して元の位置に復帰する。また、突出部材７４ｐは、可動ロッド７６に駆動されて第１金型４１側に前進し、型閉じの際に後述する第１金型４１側の第１外周型６４ｂにより外力が加わる等した場合に後退して元の位置に復帰する。また、第２コア型７４ａと同様に、突出部材７４ｐにもバネを用いることで自動的に後退して元の位置に復帰するようにしても良い。なお、第２外周型７４ｂの端面７４ｅには、図２に示す成形品ＭＰのランナー部分ＲＳ等となるべき凹部が形成されている。
　図３Ａ及び３Ｂに拡大して示すように、型空間ＣＶは、第１及び第２転写面Ｓ１，Ｓ２に挟まれた本体空間ＣＶ１と、第３、第４、第５、及び第６転写面Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６に囲まれたフランジ空間ＣＶ２とを備える。なお、流路空間ＦＣは、図３に示す成形品ＭＰのうちランナー部ＲＰを形成する空間として、ランナー部分ＲＳを有しており、このランナー部分ＲＳは、ゲート部分ＧＳを介して型空間ＣＶに連通している。このゲート部分ＧＳの空間により、成形品ＭＰにおいてレンズ１０とランナー部ＲＰとをつなぐゲート部ＧＰが形成される。
　第１金型４１において、第１転写面Ｓ１と第３転写面Ｓ３の一部とが第１コア型６４ａの先端に設けられており、第３転写面Ｓ３の残りの部分と第５転写面Ｓ５の一部とが第１外周型６４ｂの先端に設けられている。第２金型４２において、第２転写面Ｓ２と第６転写面Ｓ６とが第２コア型７４ａの先端に設けられており、第４転写面Ｓ４と第５転写面Ｓ５の残りの部分とが第２外周型７４ｂの先端に設けられている。ここで、本体空間ＣＶ１に臨む一対の対向する第１及び第２転写面Ｓ１，Ｓ２は、図１に示すレンズ１０のうち中央の光学機能部１１の第１及び第２光学面１１ａ，１１ｂを形成するための部分である。この場合、一方の第１転写面Ｓ１は、他方の第２転写面Ｓ２よりも深く曲率が大きくなっており、第１光学面１１ａの微細構造又は微細形状ＦＳを転写するための微細な凹凸パターンＦＰが設けられている。一方、フランジ空間ＣＶ２を囲む第３、第４、第５、及び第６転写面Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６は、レンズ１０のうちフランジ部１２を形成するための部分である。フランジ空間ＣＶ２に臨む第３転写面Ｓ３は、図１に示すレンズ１０のうち第１フランジ面１２ａを形成するための第１の成形面であり、第４及び第６転写面Ｓ４，Ｓ６は、第２及び第３フランジ面１２ｂ，１２ｃを形成するための第２の成形面である。また、フランジ空間ＣＶ２に臨む第５転写面Ｓ５は、レンズ１０のフランジ側面ＳＳを形成するための第３の成形面である。
　第３転写面Ｓ３は、図１に示す第１フランジ面１２ａの段差部１３を形成する段差転写面３１を有する。段差転写面３１には、段差部１３のうち第１の段部１３ａを形成する第１の段部転写面３１ａと、第２の段部１３ｂを形成する第２の段部転写面３１ｂと、第３の段部１３ｃを形成する第３の段部転写面３１ｃとが設けられている。具体的には、第３の段部転写面３１ｃは、段差転写面３１の最も内側すなわち最も第１転写面Ｓ１に近い側に設けられている。第２の段部転写面３１ｂは、第３転写面Ｓ３の最も外側に設けられている。第１の段部転写面３１ａは、第３の段部転写面３１ｃと第２の段部転写面３１ｂとの間に隣接して設けられている。
　第１の段部転写面３１ａと第２の段部転写面３１ｂとの境界は、第１金型４１の第１コア型６４ａと第１外周型６４ｂとによって形成されている。第１コア型６４ａの外側面ＺＳ１であってフランジ空間ＣＶ２に露出する部分は、第２の段部転写面３１ｂの内側に隣接する成形面Ｓ３１となる。第１外周型６４ｂの内側面ＺＳ２であって第２の段部転写面３１ｂを除いたフランジ空間ＣＶ２に露出する部分は、第２の段部転写面３１ｂの外側に隣接する成形面Ｓ３２となる。成形面Ｓ３１は、段差部１３の側面１３ｆを形成し、成形面Ｓ３２は、段差部１３の段部側面１３ｇに対応する第１のテーパー外面ＳＰ１を形成する。ここで、金型加工の際に、第１外周型６４ｂの内側面ＺＳ２において第２の段部転写面３１ｂを形成するために段差部分（具体的には、第２の段部転写面３１ｂの内側）にエッジＥＧが形成される。金型加工時にこのエッジＥＧに返りバリが生じる場合があるが、第１コア型６４ａを第１外周型６４ｂに嵌め込むことより返りバリが第１コア型６４ａと第１外周型６４ｂとの間に入り込み、返りバリがフランジ空間ＣＶ２に飛び出さなくなる。そのため、第１外周型６４ｂに生じた返りバリを、第１コア型６４ａと組み合わせる前に予め除去する必要がなくなる。また、第２の段部１３ｂの側面１３ｆを第１コア型６４ａの外側面ＺＳ１である成形面Ｓ３１によって形成するため、例えば超精密切削加工（ＳＰＤＴ、single-point diamond turning）等を行うことができる。そのため、第１コア型６４ａの外側面ＺＳ１のエッジ部分に生じ得る返りバリを除去するとともに、加工後の表面粗さを少なくすることができる。また、第１コア型６４ａの外径寸法を変えることなく第１外周型６４ｂの内側面ＺＳ２よりも返りバリを除去しやすくなっている。
　第１の段部転写面３１ａと第２の段部転写面３１ｂとの境界の一部であって第１の段部転写面３１ａに近い部分には、光軸ＯＡに平行な方向に対して受板６４ｃ側（図２参照）で広がるように傾斜する外側傾斜転写面３１ｄが設けられている。第１の段部転写面３１ａと第３の段部転写面３１ｃとの境界には、光軸ＯＡに平行な方向に対して受板６４ｃ側で狭まるように傾斜する内側傾斜転写面３１ｅが設けられている。外側傾斜転写面３１ｄは、レンズ１０の段差部１３の外側傾斜面１３ｄを形成し、内側傾斜転写面３１ｅは、段差部１３の傾斜側面１３ｅを形成する。第１の段部転写面３１ａは、第２の段部転写面３１ｂよりも第２金型４２側に突出して設けられている。言い換えれば、第２の段部転写面３１ｂは、第１の段部転写面３１ａよりもパーティング面ＰＳ１から深い位置に設けられている。具体的には、第１の段部転写面３１ａと第２の段部転写面３１ｂとの間の光軸ＯＡに平行な方向の距離をＸとしたときに、距離Ｘが０μｍ≦Ｘ≦１５μｍの範囲にあるように位置している。第１の段部転写面３１ａは、第３の段部転写面３１ｃよりも第２金型４２側に突出して設けられている。言い換えれば、第３の段部転写面３１ｃは、第１の段部転写面３１ａよりもパーティング面ＰＳ１から深い位置に設けられている。また、第３の段部転写面３１ｃは、第２の段部転写面３１ｂよりもさらに距離ｋ１だけ深い位置に設けられている。
　第４転写面Ｓ４と第６転写面Ｓ６との境界には、光軸ＯＡに平行な方向に対して受板７４ｃ側（図２参照）で広がるように傾斜する傾斜側面転写面３３が設けられている。傾斜側面転写面３３は、レンズ１０の第２フランジ面１２ｂと第３フランジ面１２ｃとの境界の傾斜側面１４を形成する。
　第５転写面Ｓ５は、パーティング面ＰＳ１，ＰＳ２を境界として、第１金型４１側に第１の内面Ｐ１と、第２金型４２側に第２の内面Ｐ２とが設けられている。第１の内面Ｐ１は、光軸ＯＡの内側に向けて第３転写面Ｓ３側で狭まるように傾斜するテーパー面となっている。第２の内面Ｐ２は、光軸ＯＡの内側に向けて第４転写面Ｓ４側で狭まるように傾斜するテーパー面となっている。第１の内面Ｐ１は、レンズ１０のフランジ側面ＳＳの第１のテーパー外面ＳＰ１を形成し、第２の内面Ｐ２は、フランジ側面ＳＳの第２のテーパー外面ＳＰ２を形成する。なお、第１の内面Ｐ１は、上述の成形面Ｓ３２に対応している。
　第２の内面Ｐ２の面積は、第１の内面Ｐ１の面積よりも大きくなっている。第１及び第２の内面Ｐ１，Ｐ２の面積により、第１金型４１に対するレンズ１０の離型抵抗の大きさと第２金型４２に対するレンズ１０の離型抵抗の大きさとのバランスを調整している。第２の内面Ｐ２の面積が、第１の内面Ｐ１の面積の少なくとも２倍の大きさであれば、型開きの際にレンズ１０を確実に第２金型４２に残すことができる。
　第１コア型６４ａの第１外周型６４ｂに対向する外側面ＺＳ１は、第１外周型６４ｂの内側面ＺＳ２よりも先端側において摩擦係数が比較的低い状態になっている。具体的には、第１コア型６４ａの外側面ＺＳ１には、第１コア型６４ａの切削加工後にブラスト処理がされている。ここで、ブラスト処理とは、ガラスビーズ・還元鉄粉等の研磨剤を、圧縮空気によって金属表面にたたきつけ、表面の酸化物や異物を取り除く処理である。これにより、外側面ＺＳ１の切削による表面粗さを均すことができる。ブラスト処理により、第１コア型６４ａの外側面ＺＳ１の表面粗さ（算術平均粗さＲａ）は、最終的に例えば０．２μｍ～０．４μｍとなる。また、第２の段部転写面３１ｂに隣接する成形面Ｓ３１，Ｓ３２（第１コア型６４ａの外側面ＺＳ１及び第１外周型６４ｂの内側面ＺＳ２の先端側）には、離型剤がコートされている。離型剤として、例えばフッ素系離型剤、シリコーン系離型剤等が用いられる。この場合、成形面Ｓ３１，Ｓ３２に対するレンズ１０の離型抵抗を小さくすることができる。なお、第１外周型６４ｂの内側面ＺＳ２の加工は困難であるため、第１外周型６４ｂの内側面ＺＳ２にはブラスト処理は行われない。そのため、第１外周型６４ｂの内側面ＺＳ２のエッジＥＧに返りバリが生じた場合、返りバリを除去することは難しいが、第１外周型６４ｂが第１コア型６４ａに嵌め込まれる際に返りバリが型空間ＣＶに飛び出さないため問題ない。
　第２金型４２の第２外周型７４ｂの第２コア型７４ａ側の内側面ＺＳ３は、少なくとも先端側に凹凸形状を有する。ここで凹凸形状とは、例えば２次元的にランダムに広がる多数の微細な突起が設けられた粗面とすることができる。第２外周型７４ｂの内側面ＺＳ３の表面粗さ（算術平均粗さＲａ）は、例えば３．２μｍ～６．３μｍとなっている。この場合、第２金型４２からの離型の妨げとならない程度に第２金型４２対するレンズ１０の第２フランジ面１２ｂ側の離型抵抗を大きくすることができるため、型開きの際に第２金型４２にレンズ１０を残すことができる。
　図４は、図２に示す成形金型４０を用いたレンズ１０の製造方法を概念的に説明するフローチャートである。
　まず、開閉駆動装置７９を動作させ、第２金型４２を第１金型４１に向けて相対的に前進させることで型閉じを開始させる（ステップＳ１１）。なお、両金型４１，４２の表面は、成形に適する温度まで加熱されている。
　開閉駆動装置７９の閉動作を継続することにより、第１金型４１と第２金型４２とが接触する型当たり位置まで移動して型閉じが完了し、開閉駆動装置７９の閉動作をさらに継続することにより、第１金型４１と第２金型４２とを必要な圧力で締め付ける型締めが行われる（ステップＳ１２）。
　次に、不図示の真空装置を動作させて、型締めされた第１金型４１と第２金型４２との間の型空間ＣＶ内を真空引きする（ステップＳ１３）。これにより、型空間ＣＶは適度に減圧された状態となり、比較的曲率の大きい第１転写面Ｓ１にも溶融樹脂が確実に充填される。
　次に、不図示の射出装置を動作させて、型空間ＣＶ中に、必要な圧力で溶融樹脂を注入する射出を行わせる（ステップＳ１４）。そして、射出装置は、型空間ＣＶ中の樹脂圧を保つ。
　溶融樹脂を型空間ＣＶに導入した後、型空間ＣＶ中の溶融樹脂が放熱によって徐々に冷却されるので、かかる冷却にともなって溶融樹脂が固化し成形が完了するのを待つ（ステップＳ１５）。
　次に、開閉駆動装置７９を動作させて、第２金型４２を相対的に後退させる型開きが行われる（ステップＳ１６）。第２金型４２の後退に伴って第１金型４１と第２金型４２とが離間する。この結果、図５Ａに示すように、成形品ＭＰすなわちレンズ１０は、第２金型４２側に残る。つまり、レンズ１０は、可動側の第２金型４２に埋め込むように保持された状態で第１金型４１から離型される。レンズ１０が比較的温かいうちに曲率の大きい第１光学面１１ａを第１金型４１から離型するため、レンズ１０の第１光学面１１ａの第１転写面Ｓ１に対する食いつきが小さくなり、第１転写面Ｓ１から第１光学面１１ａを離型抵抗が小さい状態で離型することができる。また、成形金型４０の型空間ＣＶにおいて、フランジ空間ＣＶ２に返りバリが生じていないため、型開きの際に、レンズ１０に返りバリによる傷をつけることなく、離型抵抗が小さい状態を維持してレンズ１０を第１金型４１から離型することができる。
　次に、進退機構部７８を動作させて、可動ロッド７５，７６により、第２金型４２に残った成形品ＭＰを第１金型４１側に突き出す（ステップＳ１７）。これにより、図５Ｂに示すように、成形品ＭＰの離型が行われる。この際、レンズ１０は第２外周型７４ｂから完全に押し出された状態となっている。
　この状態で、不図示の取出装置を動作させて、成形品ＭＰを第２金型４２から離間させるとともに外部に搬出する（ステップＳ１８）。成形品ＭＰを搬送する際には、成形品ＭＰのうち本体のレンズ１０を除いた部分を把持する。この際、レンズ１０の第２光学面１１ｂの曲率が小さく面深さが比較的浅いため、第２コア型７４ａの第２転写面Ｓ２への第２光学面１１ｂの張り付き力は比較的小さい。よって、成形品ＭＰを第２コア型７４ａから外しやすいので、レンズ１０外周の一部に偏った力が加えられることを防止できる。
　以上説明した本実施形態の光学素子及び成形金型等によれば、段差転写面３１のうち第１の段部転写面３１ａが第１金型４１の第１コア型６４ａに設けられており、第２の段部転写面３１ｂに隣接する第１の段部転写面３１ａが第２の段部転写面３１ｂよりも第２金型４２側に突出して設けられていることにより、第２の段部転写面３１ｂに返りバリが生じることを防ぐことができる。これにより、返りバリによってレンズ１０に傷がつくことを防止することができる。また、第２の段部転写面３１ｂの光軸ＯＡに平行な成形面Ｓ３１が表面加工のしやすい第１コア型６４ａの第１外周型６４ｂ側の外側面ＺＳ１によって形成されることとなる。これにより、第１コア型６４ａのエッジ部分に返りバリが生じにくくなり、返りバリが生じても容易に除去することができる。また、第１コア型６４ａの外側面ＺＳ１に離型抵抗を小さくする加工も容易にすることができる。また、型開きの際に、第２金型４２にレンズ１０を残すことにより、レンズ１０が温かいうちに曲率の比較的大きい第１光学面１１ａが第１金型４１から離型されるため、レンズ１０の第１金型４１、特に第１転写面Ｓ１に対する食いつきを小さくすることができる。以上のことにより、第１金型４１に対するレンズ１０の離型抵抗を小さくすることができ、延いては光学性能が良好なレンズ１０を得ることができる。これは、特に、例えばＢＤ用光ピックアップ装置用の対物レンズのような偏肉比（最厚部の厚み÷最薄部の厚み）が比較的高いレンズにおいて有効である。
〔第２実施形態〕
　以下、第２実施形態に係る光学素子及び成形金型等について説明する。なお、第２実施形態に係る光学素子及び成形金型等は、第１実施形態を変形したものであり、特に説明しない部分については、第１実施形態と同様であるものとする。
　図６Ａに示すように、レンズ２１０は、フランジ部１２の第１フランジ面１２ａにおいて、段差部２１３の第２の段部１３ｂが第３の段部１３ｃよりも距離ｋ２だけレーザー光源側に突出している。
　図６Ｂに示すように、図６Ａに示すレンズ２１０の形状に対応するように、第１金型４１では、段差転写面２３１の第２の段部転写面３１ｂが第３の段部転写面３１ｃよりも距離ｋ２だけ受板６４ｃ側（図２参照）にあって深くなっている。
〔第３実施形態〕
　以下、第３実施形態に係る光学素子及び成形金型等について説明する。なお、第３実施形態に係る光学素子及び成形金型等は、第１実施形態を変形したものであり、特に説明しない部分については、第１実施形態と同様であるものとする。
　図７Ａに示すように、レンズ３１０は、フランジ部１２の第１フランジ面１２ａにおいて、段差部３１３は、第１の段部１３ａと第２の段部１３ｂとを有しており、第１実施形態で説明したような第３の段部１３ｃを有していない。そのため、第１の段部１３ａは、第３の段部１３ｃを有していない分、半径方向の幅が比較的広くなっている。
　図７Ｂに示すように、図７Ａに示すレンズ３１０の形状に対応するように、第１金型４１では、段差転写面３３１に第１の段部転写面３１ａと第２の段部転写面３１ｂとが設けられている。
〔第４実施形態〕
　以下、第４実施形態に係る光学素子及び成形金型等について説明する。なお、第４実施形態に係る光学素子及び成形金型等は、第１実施形態を変形したものであり、特に説明しない部分については、第１実施形態と同様であるものとする。
　図８Ａに示すように、レンズ４１０は、フランジ側面ＳＳに第１実施形態で説明した第１及び第２のテーパー外面ＳＰ１，ＳＰ２が設けられておらず、光軸ＯＡ（図１Ａ参照）に平行な外面ＴＳ１が設けられている。段差部４１３の段部側面１３ｇは、外面ＴＳ１の一部となっている。また、レンズ４１０には、第１実施形態で説明した外側傾斜面１３ｄが設けられていない。
　図８Ｂに示すように、図８Ａに示すレンズ４１０の形状に対応するように、フランジ側面ＳＳを形成する第５転写面Ｓ５は、第２金型４２の第２外周型７４ｂのみによって形成されている。つまり、第５転写面Ｓ５は、第２の内面Ｐ２のみを有している。第２の内面Ｐ２の一部に対応する成形面Ｓ３２は、段差部４１３の段部側面１３ｇを形成する。第５転写面Ｓ５は、光軸ＯＡに平行であり、パーティング面ＰＳ１，ＰＳ２に対して垂直になっている。段差転写面４３１の第２の段部転写面３１ｂと第１金型４１のパーティング面ＰＳ１とは、同一平面上に設けられている。また、第１コア型６４ａには、第１実施形態で説明した外側傾斜転写面３１ｄが設けられていない。
　以上、実施形態に即して本発明を説明したが本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば上記実施形態では、レンズ１０が光ピックアップ装置用の対物レンズとしたが、同様の形状を有し中心肉厚が大きな小型のレンズについても、本実施形態と同様の手法で製造することにより、光学面の変形や傷を低減することができ、要求精度が高い場合に対応することができる。
　また、上記実施形態において、レンズ１０のフランジ側面ＳＳが円筒面であるとしたが、フランジ側面ＳＳは光軸ＯＡに対称な形状で無くてもよい。すなわち、フランジ側面ＳＳは略角柱面であってもよいし、円筒面と角柱面を組み合せた面で有ってもよい。
　また、上記実施形態において、レンズ１０の光学面は、光学面に微細形状ＦＳ等を設けずに、平滑なものであってもよい。
　また、上記実施形態において、第１の段部転写面３１ａと第２の段部転写面３１ｂとの境界は、第１金型４１の第１コア型６４ａと第１外周型６４ｂとによって形成されるとしたが、第２の段部１３ｂと第１のテーパー外面ＳＰ１との境界を第１金型４１の第１コア型６４ａと第１外周型６４ｂとによって形成してもよい。

Claims (20)

  1. 　第１の光学面と前記第１の光学面よりも曲率が小さい第２の光学面とを有する光学機能部と、
    　前記光学機能部の周囲に延在し、前記第１の光学面側に配置される第１のフランジ面と前記第２の光学面側に配置される第２のフランジ面とを有するフランジ部と、
    を備え、
    　前記光学機能部の開口数をＮＡとしたときに、ＮＡの値が０．７以上であり、
    　前記フランジ部の前記１のフランジ面は、少なくとも２段の段差部を有し、
    　前記段差部は、第１の段部と、前記第１の段部よりも外側に隣接して設けられた第２の段部とを有し、
    　前記第２の段部は、前記第１の段部よりも光軸に平行な方向に突出している、光学素子。
  2. 　前記第１の段部と前記第２の段部との間の前記光軸に平行な方向の距離をＸとしたときに、距離Ｘが０μｍ≦Ｘ≦１５μｍの範囲にある、請求項１に記載の光学素子。
  3. 　前記第１の段部と前記第２の段部との境界の一部に、前記光軸に平行な方向に対して傾斜する傾斜面が設けられている、請求項１に記載の光学素子。
  4. 　前記段差部は、前記第１の段部よりも内側に設けられた第３の段部を有し、
    　前記第３の段部は、前記第１の段部よりも前記光軸に平行な方向に突出している、請求項１に記載の光学素子。
  5. 　前記フランジ部は、前記第１のフランジ面と前記第２のフランジ面とを結ぶフランジ側面を有し、
    　前記フランジ側面は、前記第１のフランジ面側に設けられ前記光軸の内側に向けて前記第１のフランジ面側に狭まるように傾斜する第１のテーパー外面、及び前記第２のフランジ面側に設けられ前記光軸の内側に向けて前記第２のフランジ面側に狭まるように傾斜する第２のテーパー外面の少なくともいずれか一方を有する、請求項１に記載の光学素子。
  6. 　前記光軸上のレンズ厚をｄ（ｍｍ）とし、５００ｎｍ以下の波長の光束における焦点距離をｆ（ｍｍ）としたときに、０．８≦ｄ／ｆ≦２．０の範囲を満たす、請求項１から５までのいずれか一項に記載の光学素子。
  7. 　光学素子のうち第１の光学面を形成する第１の転写面と、前記光学素子のうち前記第１の光学面の周囲に延在する第１のフランジ面を形成する第１の成形面とを有する第１の金型と、
    　前記光学素子のうち前記第１の光学面よりも曲率が小さい第２の光学面を形成する第２の転写面と、前記光学素子のうち前記第２の光学面の周囲に延在する第２のフランジ面を形成する第２の成形面とを有する第２の金型と、
    を備え、
    　前記第１の金型は、先端に前記第１の転写面を有するコア型と、先端に前記第１の成形面を有する外周型とを有し、
    　前記第２の金型は、前記第１の金型と前記第２の金型との型開きの際に、光学素子が残り、
    　前記第１の成形面は、前記第１のフランジ面の段差部を形成する少なくとも２つの段差転写面を有し、
    　前記段差転写面は、前記段差部のうち第１の段部を形成する第１の段部転写面と、前記第１の段部転写面よりも外側に隣接して設けられ前記段差部のうち第２の段部を形成する第２の段部転写面とを有し、
    　前記第１の段部転写面は、前記コア型の先端の前記第１の転写面の外側に設けられており、
    　前記第１の段部転写面は、前記第２の段部転写面よりも前記第２の金型側に突出して設けられている、成形金型。
  8. 　前記第１の金型の前記コア型と前記外周型とによって、前記第１の段部転写面と前記第２の段部転写面との境界が形成されている、請求項７に記載の成形金型。
  9. 　前記第１の段部転写面と前記第２の段部転写面との間の前記光軸に平行な方向の距離をＸとしたときに、距離Ｘが０μｍ≦Ｘ≦１５μｍの範囲にある、請求項７に記載の成形金型。
  10. 　前記第１の段部転写面と前記第２の段部転写面との境界の一部に、前記光軸に平行な方向に対して傾斜する傾斜転写面が設けられている、請求項７に記載の成形金型。
  11. 　前記段差転写面は、前記第１の段部転写面よりも内側に設けられた第３の段部転写面を有し、
    　前記第１の段部転写面は、前記第３の段部転写面よりも前記第２の金型側に突出して設けられている、請求項７に記載の成形金型。
  12. 　前記第１の金型及び前記第２の金型の少なくともいずれか一方は、型閉じした時に前記第１の成形面と前記第２の成形面とを結ぶ第３の成形面を形成し、
    　前記第３の成形面は、前記第１の金型によって前記第１の成形面側に設けられる第１の内面、及び前記第２の金型によって前記第２の成形面側に設けられる第２の内面の少なくとも一方を有する、請求項７に記載の成形金型。
  13. 　前記第３の成形面は、前記第１の金型と前記第２の金型との前記型合わせ面を境界として、前記第１の金型側に前記第１の内面が設けられ、前記第２の金型側に前記第２の内面が設けられ、
    　前記第２の内面の面積は、前記第１の内面の面積よりも大きい、請求項１２に記載の成形金型。
  14. 　前記第２の内面の面積は、前記第１の内面の面積の少なくとも２倍の大きさである、請求項１２に記載の成形金型。
  15. 　前記第１の内面は、前記光軸の内側に向けて前記第１の成形面側に狭まるように傾斜するテーパー面であり、前記第２の内面は、前記光軸の内側に向けて前記第２の成形面側に狭まるように傾斜するテーパー面である、請求項１２に記載の成形金型。
  16. 　前記第３の成形面は、前記第２の金型によって形成される、請求項１２に記載の成形金型。
  17. 　前記第１の金型の前記コア型の前記外周型に対向する外側面は、少なくとも先端側において前記外周型の内側面よりも摩擦係数が比較的低い状態になっている、請求項７に記載の成形金型。
  18. 　前記第１の金型の前記コア型の前記外周型に対向する外側面、及び前記第１の金型の前記外周型に対向する内側面の少なくともいずれか一方は、少なくとも先端側に離型剤がコートされたものである、請求項７に記載の成形金型。
  19. 　前記第２の金型は、先端に前記第２の転写面を有するコア型と、先端に前記第２の成形面を有する外周型とを有し、
    　前記第２の金型の前記外周型の前記コア型側の内側面は、少なくとも先端側において凹凸形状を有する、請求項７に記載の成形金型。
  20. 　請求項７に記載の成形金型を用いて成形を行う、光学素子の製造方法。
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