WO2018155342A1 - 光学素子の成形方法および光学素子 - Google Patents

光学素子の成形方法および光学素子 Download PDF

Info

Publication number
WO2018155342A1
WO2018155342A1 PCT/JP2018/005514 JP2018005514W WO2018155342A1 WO 2018155342 A1 WO2018155342 A1 WO 2018155342A1 JP 2018005514 W JP2018005514 W JP 2018005514W WO 2018155342 A1 WO2018155342 A1 WO 2018155342A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
molding
optical element
optical
pressing step
width
Prior art date
Application number
PCT/JP2018/005514
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
健次 菊地
Original Assignee
オリンパス株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by オリンパス株式会社 filed Critical オリンパス株式会社
Publication of WO2018155342A1 publication Critical patent/WO2018155342A1/ja

Links

Images

Classifications

    • 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
    • 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
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B3/00—Simple or compound lenses

Definitions

  • the present invention relates to a method of molding an optical element and an optical element.
  • an optical element such as a glass lens
  • a forming method of heating and pressing a glass material by a mold and transferring the shape of the mold to the glass material is known.
  • the shape discontinuously adjacent to the optical functional surface such as the side surface (peripheral surface) is also collectively molded. It is possible to reduce the cost including the process.
  • the edge of the molded optical element In the case of simultaneously molding the optically functional surface and the side surface, when the glass material is filled up to the ridgeline portion between the mold for molding the optically functional surface and the mold for molding the side surface, the edge of the molded optical element ( The edge between the optically functional surface and the side surface has an acute angle, and there is a problem that a chipping easily occurs at the edge.
  • Patent Document 1 for the glass material to be press-formed, a concave shape is provided in advance in the portion that becomes the edge of the optical element after molding, and the concave shape of the glass material is the ridge line portion of the mold It has been proposed to arrange and shape in such a way as to be deformed towards.
  • Patent Document 1 by using such a processed glass material and forming so that the glass is not filled in the ridge line portion of the mold, it is suppressed that the edge of the formed optical element becomes an acute angle. , To prevent the occurrence of burrs and chips.
  • Patent Document 1 since it is necessary to provide a concave shape in advance in the glass material to be formed, there is a problem that the process of manufacturing the glass material becomes complicated and the cost becomes high.
  • Patent Document 1 As a method other than Patent Document 1, for example, a glass material that can be manufactured inexpensively such as a spherical shape is used, and pressing is stopped before the glass material is filled in the ridge line portion of the mold at the time of press molding. A method of molding is also conceivable.
  • the non-contact area which is the area not filled with the glass material becomes wider, and the variation in the shape of the non-contact area becomes large. Therefore, in this method, it is necessary to increase the margin outside the optical function surface by an amount corresponding to the variation of the shape of the non contact region so that the shape of the non contact region does not affect the optical function surface. There is a problem that the shape of the element can not be reduced.
  • the present invention has been made in view of the above, and it is possible to use an inexpensive molding material and to miniaturize the optical element without generating burrs or chipping at the edge of the optical element.
  • An object of the present invention is to provide a method of molding an element and an optical element.
  • a molding method of an optical element according to the present invention presses a heat-softened molding material with a first mold and a second mold which are disposed opposite to each other.
  • the molding material is mirror-finished, and the second mold includes a molding surface for molding an optically functional surface of the optical element;
  • the side molding surface is formed integrally with the side molding surface, and the molding material is pressed until the molding material contacts the vicinity of the ridge line portion between the molding surface and the side molding surface in a gas atmosphere.
  • part becomes concave Characterized in that it comprises a and a second pressing step of pressing the molding material.
  • the first pressing step presses the molding material until the entire shape of the untransferred portion becomes a convex shape.
  • the second pressing step is a non-contact area showing a space formed between the untransferred portion and the second mold.
  • the molding material is pressed until the volume is no more than 1/10 of the volume of the non-contact area when the molding material first contacts the molding surface and the side molding surface in the first pressing step. It is characterized by
  • the viscosity of the molding material is 10 ⁇ 9.5 poise or less, and the pressure applied to the molding material is 3 Mpa or more.
  • the molding material is pressed for 10 seconds or more.
  • the third step of pressing the molding material until the entire shape of the untransferred portion becomes concave after the second pressing step, the third step of pressing the molding material until the entire shape of the untransferred portion becomes concave.
  • the method further includes a pressing step.
  • the second pressing step presses the molding material with a pressure higher than the first pressing step
  • the third pressing step The forming material is pressed by a pressure higher than that of the second pressing process.
  • the width in the direction orthogonal to the pressing direction from the ridge portion to the end of the untransferred portion is the ridge
  • the molding material is pressed so as to be smaller than the width in the pressing direction from the part to the end of the non-transferred part.
  • a first optical functional surface as the optical functional surface is molded by the molding surface, and a second molding surface is formed by the side molding surface.
  • the second pressing step includes the ridge line portion having a smaller distance from the ridge line portion of the first optical functional surface and the second optical functional surface. Pressing the molding material so that the width from the edge to the end of the untransferred portion is smaller than the width from the ridge portion to the end of the untransferred portion at a greater distance from the ridge portion It is characterized by
  • the first pressing step is performed from the ridge line portion to the first contact point between the molding material and the molding surface in the vicinity of the ridge line portion.
  • the molding material so that the width in the direction orthogonal to the pressing direction is smaller than the width in the pressing direction from the ridge line portion to the first contact point between the molding material and the side molding surface in the vicinity of the ridge line portion And pressing.
  • a first optical functional surface as the optical functional surface is molded by the molding surface, and a second molding surface is formed by the side molding surface.
  • the first pressing step includes the ridge line portion of the first optical functional surface and the second optical functional surface, which has a smaller distance from the ridge portion.
  • the width from the ridgeline portion to the vicinity of the ridgeline portion is larger in the distance from the ridgeline portion to the first contact point between the molding material and the second mold in the vicinity of the ridgeline portion
  • the molding material is pressed so as to be smaller than the width to the first contact point between the molding material and the second mold.
  • an optical element according to the present invention is an optical element comprising an optical functional surface and a side surface, wherein at least the shape of the edge between the optical functional surface and the side surface is It is characterized in that a part is concave and the edge is a mirror surface.
  • the width of the edge in the direction orthogonal to the optical axis is smaller than the width of the edge in the optical axis direction.
  • the optical functional surface is a first optical functional surface
  • the side surface is a second optical functional surface
  • the first optical functional surface In the second optical function surface, the width of the edge having a smaller distance from the intersection where the first optical function surface and the second optical function surface intersect is the distance from the intersection Is smaller than the width of the larger one of the edges.
  • the molding material is pressed in a gas atmosphere until it contacts the vicinity of the ridge portion.
  • the optical element It is possible to prevent burrs and chipping at the edge of the lens and to reduce the margin outside the optical function surface. Thereby, the shape of the optical element can be miniaturized.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing the configuration of the main part of a molding apparatus used in a method of molding an optical element according to Embodiments 1 to 3 of the present invention.
  • FIG. 2 is a flowchart for explaining a method of molding an optical element according to Embodiments 1 to 3 of the present invention.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view showing the shape of the untransferred portion of the molding material after each pressing step is completed in the method of molding an optical element according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view showing the width of the initial non-contact area in the first pressing step in the method of molding an optical element according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing the configuration of the main part of a molding apparatus used in a method of molding an optical element according to Embodiments 1 to 3 of the present invention.
  • FIG. 2 is a flowchart for explaining a method of molding an optical element according
  • FIG. 5 is a cross-sectional view for explaining a method of molding an optical element according to Embodiment 2 of the present invention.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view for explaining a method of molding an optical element according to Embodiment 2 of the present invention.
  • the method of forming an optical element according to the present embodiment is to form an optical element by pressing a heat-softened forming material with a pair of oppositely disposed molds, and a forming apparatus as shown in FIG. Perform molding using 1.
  • the forming apparatus 1 heats and presses the forming chamber 20 replaced with an inert gas such as nitrogen, the mold set 10 disposed in the forming chamber 20, and the mold set 10 in the forming chamber 20. And a lower plate 22.
  • the mold set 10 includes an upper mold (first mold) 11, a lower mold (second mold) 12, and a sleeve 13.
  • the upper mold 11 and the lower mold 12 are each formed in a cylindrical shape, and are arranged such that the molding surfaces 11a and 12a face each other in the direction of the optical axis X (hereinafter referred to as "optical axis direction") .
  • the above-mentioned optical axis direction is a direction that matches the pressing direction of the molding material M.
  • the upper mold 11 is provided with a molding surface 11 a for molding a concave optical functional surface on the optical element. That is, in the upper mold 11, hemispherical convex portions are formed on the end face facing the lower mold 12, and the convex portions constitute the molding surface 11 a.
  • the lower mold 12 includes a molding surface 12a for molding a convex optical functional surface on an optical element, and a side molding surface 12b for molding a side surface (peripheral surface) of the optical element. That is, in the lower mold 12, a cylindrical recess is formed on the end face facing the upper mold 11, the bottom surface of the recess forms the molding surface 12 a, and the inner peripheral surface of the recess forms the side molding surface 12 b. There is. Further, the molding surface 12a and the side molding surface 12b are integrally formed, and there is no gap in the ridge portion 12c between the molding surface 12a and the side molding surface 12b.
  • the sleeve 13 supports the upper mold 11 and the lower mold 12 and is for positioning of both.
  • the sleeve 13 is formed in a cylindrical shape, and is disposed around the upper mold 11 and the lower mold 12. Further, the sleeve 13 has a through hole (not shown) for introducing an inert gas into the mold set 10. Further, the upper plate 21 and the lower plate 22 are provided with a heating mechanism, a cooling mechanism and a pressing mechanism, which are not shown.
  • molding method (Embodiment 1)
  • molding method a method of molding an optical element (hereinafter simply referred to as “molding method”) according to the first embodiment using the molding apparatus 1 will be described with reference to FIGS. 1 to 4.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of the mold set 10 taken along the optical axis X (see FIG. 1), the concave molding surface 12a (see FIG. 1) is illustrated linearly for convenience of explanation. ing. Further, in the same figure, (a) shows a part of the shape of the molding material M after the first pressing step (after completion), and (b) shows the molding material M after the second pressing step (optical element (C) shows a part of the forming material M (optical element O) after the third pressing step.
  • the optical function surface and the side surface of the optical element O are formed at once by using a spherical glass material (see FIG. 1) whose volume is adjusted and the entire surface is machined into a mirror surface.
  • the optical element O is provided with an optical functional surface having a concave shape on the upper surface, an optical functional surface having a convex shape on the lower surface, and a non-optical functional surface on the side surface.
  • BK7 transition point temperature 570 ° C., deformation point temperature 620 ° C.
  • Step S1 in FIG. 2 the replacement step, first, the upper mold 11 and the lower mold 12 on which the molding material M is disposed are incorporated into the sleeve 13 and the mold set 10 is transported to the molding chamber 20 by an arm or the like (not shown). Then, nitrogen gas is introduced into the mold set 10 from the through hole provided in the sleeve 13, and the inside of the mold set 10 is replaced with a nitrogen atmosphere (Step S1 in FIG. 2).
  • the heating step the upper plate 21 and the lower plate 22 are heated at a temperature (for example, 650 ° C.) which is equal to or higher than the deformation point of the molding material M. Then, the molding material M is heated and softened so that the viscosity of the molding material M is 10 ⁇ 8 poise to 10 ⁇ 10 poise, for example, 10 ⁇ 9.5 poise (step S2 in FIG. 2).
  • the molding material M is pressed by the upper mold 11 and the lower mold 12 after the time in which the entire molding material M is heated in the heating process has elapsed.
  • the forming material M is the ridge line portion 12c of the forming surface 12a of the lower mold 12 and the side forming surface 12b.
  • the molding material M is pressed until it contacts the vicinity. More specifically, as shown in the figure, the forming material M is pressed until the entire shape of the untransferred portion Ma of the forming material M becomes a convex shape (step S3 in FIG. 2).
  • the pressure condition in this step is 3 MPa to 5 MPa (for example, 4 MPa) at the time of pressure, and the pressure time is for 10 seconds to 200 seconds (for example, 80 seconds).
  • non-transferred portion Ma refers to the molding material M coming into contact with the molding surface 12 a and the side molding surface 12 b of the lower die 12 in the vicinity of the ridge line portion 12 c as shown in FIG. It means the part of not being.
  • a closed space hereinafter referred to as "non-contact area N" containing nitrogen gas is formed between the non-transferred portion Ma and the molding surface 12a and the side molding surface 12b of the lower mold 12.
  • non-contact area N a closed space containing nitrogen gas is formed between the non-transferred portion Ma and the molding surface 12a and the side molding surface 12b of the lower mold 12.
  • most of the molding material M other than the untransferred portion Ma shown in the same figure is in contact with the molding surface 12a and the side molding surface 12b (not shown).
  • the gap s (see FIG. 1) between the upper mold 11 and the lower mold 12 is in a state of being close to, for example, 1.3 mm.
  • the width w11 of the non-contact area N that is, the width w11 in the direction orthogonal to the optical axis direction from the ridge 12c of the lower mold 12 to the end of the untransferred portion Ma (hereinafter referred to as "optical axis orthogonal direction") is
  • the entire circumference around the optical axis X (see FIG. 1) is in the range of 0.2 mm to 0.4 mm (variation 0.2 mm).
  • the above-mentioned conventional "method for ending pressing before the glass material is filled in the ridge line portion of the mold” corresponds to the first pressing step according to the present embodiment, but the forming material formed in this step
  • the width w11 of the non-contact area N is 0.4 mm at maximum on one side, so only an area smaller by 0.8 mm than the diameter of the optical element can be used as an optical functional surface.
  • the present embodiment by performing the second pressing step following the present step, the area of the available optical function surface can be expanded as compared with the conventional case.
  • Step S4 in FIG. 2.
  • the pressure at the time of pressing is 3 Mpa to 5 Mpa (for example, 4 MPa), and the pressing time is 10 seconds to 100 seconds (for example, 20 seconds).
  • the pressure is further continued from the first pressing step, whereby the nitrogen gas in the sealed non-contact area N is compressed.
  • the non-transferred portion Ma of the molding material M is pushed by the repulsive force of the compressed nitrogen gas, and a part of the shape of the non-transferred portion Ma becomes concave. Deform.
  • the number of concave shapes is not particularly limited, and may be one, or three or more, for example.
  • the gap s (see FIG. 1) between the upper mold 11 and the lower mold 12 is in a state of being close to, for example, 1.0 mm.
  • the width w12 of the non-contact area N is, for example, in the range of 0.1 mm to 0.15 mm (variation 0.05 mm) along the entire circumference centering on the optical axis X (see FIG. 1).
  • the variation in the size and the shape of the non-contact area N is reduced as compared with the case where the molding is finished in the first pressing step. Moreover, since the non-contact area
  • the width w12 of the non-contact area N is 0.15 mm or less on the entire circumference centering on the optical axis X (see FIG. 1), an area smaller than the diameter of the optical element O by 0.3 mm It can be used as In other words, by carrying out the second pressing step, when securing a predetermined optical functional surface, it is possible to reduce the margin of the outer side of the optical functional surface to 0.3 mm in diameter. Can be miniaturized.
  • the widths w10 and w20 of the non-contact area N when the forming material M first contacts the forming surface 12a and the side forming surface 12b are Is also about 0.5 mm.
  • the widths w12 and w22 of the non-contact area N after the second pressing step is about 0.15 mm.
  • the volume of the non-contact area N is the volume of the non-contact area N when the molding material M first contacts the molding surface 12 a and the side molding surface 12 b in the first pressing step. It is preferable to press the forming material M to 1/10 or less of that, specifically to 1/10 to 1/20.
  • ⁇ Third pressing step> By adding a third pressing step as necessary after the above-described second pressing step, the size and variation of the non-contact area N can be further reduced.
  • the third pressing step specifically, as shown in (c) of FIG. 3 in a nitrogen atmosphere, the forming material M is formed until the entire shape of the untransferred portion Ma of the forming material M becomes a concave shape. It presses (step S5 of FIG. 2).
  • the pressure during pressing is 3 Mpa to 5 Mpa (for example, 4 MPa), and the pressing time is 10 seconds to 200 seconds (for example, 60 seconds) .
  • the nitrogen gas in the sealed non-contact area N is further compressed by continuing pressing from the second pressing step.
  • the untransferred portion Ma of the molding material M is further pushed by the repulsive force of the compressed nitrogen gas, and the entire untransferred portion Ma has a concave shape. Become.
  • the gap s (see FIG. 1) between the upper mold 11 and the lower mold 12 is in a state of being close to, for example, 0.95 mm.
  • the width w13 of the non-contact area N is, for example, in the range of 0.06 mm to 0.08 mm (variation 0.02 mm) along the entire circumference centering on the optical axis X (see FIG. 1).
  • the size and variation of the non-contact area N are further reduced as compared with the case where the molding is finished in the second pressing step. Moreover, since the non-contact area
  • the width w13 of the non-contact area N is limited to 0.08 mm or less on the entire circumference around the optical axis X (see FIG. 1), an area smaller than the diameter of the optical element O by 0.16 mm is It can be used as In other words, by carrying out the third pressing step, the margin amount on the outer side of the optical function surface can be reduced to 0.16 mm in diameter when securing a predetermined optical function surface. Can be further miniaturized.
  • the pressed molding material M is cooled and cured while reducing the pressure, and is released as an optical element O (step S6 in FIG. 2).
  • the molding method of the present embodiment using the lower mold 12 in which the molding surface for molding the optically functional surface and the side surface of the optical element O is integrally formed, under a nitrogen atmosphere, By performing the first pressing step of pressing the forming material M into contact with the vicinity of the ridge line portion 12c and the second pressing step of pressing the part of the shape of the non-transferred portion Ma until it becomes concave. Even when an inexpensive molding material M is used, it is possible to prevent burrs and chipping at the edge of the optical element O, and to reduce the margin outside the optical function surface. Thereby, the shape of the optical element O can be miniaturized.
  • the optical element O molded by the molding method according to the present embodiment has an edge Oc between the optically functional surface and the side surface ( At least a part of the untransferred portion Ma) has a concave shape, and the edge Oc is formed in a mirror surface.
  • the edge portion of the optical element after shaping is not a mirror surface. It becomes a sand surface.
  • the molding method according to the second embodiment using the molding apparatus 1 will be described with reference to FIGS. 5 and 6.
  • the replacement step, the heating step, the first pressing step, the second pressing step, and the cooling step are carried out, as necessary.
  • a third pressing step is additionally carried out between the second pressing step and the cooling step (see FIG. 2).
  • the contents of the replacement step, the heating step, the third pressing step, and the cooling step are the same as in the first embodiment, and thus the description thereof is omitted.
  • the molding method according to the present embodiment differs from the first embodiment in that, in addition to the lower surface (and the upper surface), an optical element having an optically functional surface also on the side surface is formed in order to take in light rays using reflection. Do.
  • the width of the optically functional surface formed on the lower surface and the side surface of the optical element, or the portion where the lower surface and the side surface of the optical element intersect see “crossing point P12c” in FIG.
  • the magnitude relation of the distance from the end of the optical functional surface of each surface to the surface of the optical functional surface differs depending on the content of the optical design of the optical element.
  • the width w12 in the optical axis orthogonal direction and the width w22 in the optical axis direction of the non-contact region N are Is the same at about 0.15 mm.
  • the shape of the molding material to be molded is changed according to the magnitude relation of the distance from the intersection P12 c to the end of the optical function surface of each surface, thereby performing non-process after each process.
  • the magnitude relationship between the width in the optical axis orthogonal direction of the contact area N and the width in the optical axis direction is intentionally adjusted.
  • first optically functional surface on the lower surface side of the molded optical element O1 (hereinafter referred to as “first optically functional surface”) O1a and an optically functional surface on the side surface
  • first optically functional surface an optically functional surface on the lower surface side of the molded optical element O1 (hereinafter referred to as “first optically functional surface”) O1a and an optically functional surface on the side surface
  • the distance w25 in the optical axis direction from the intersection P12c at which the second optical functional surface intersects with O1b) to the end of the second optical functional surface O1b is the distance from the intersection P12c to the first optical functional surface
  • the “crossed portion P12c” described above means the same position as the ridge line portion 12c of the lower mold 12 before the lower mold 12 is released as shown in FIG. 5C. .
  • a glass material (Gob material, ⁇ 4.5 mm) whose entire surface is a mirror surface is solidified as the molding material M1 as shown in (a) of FIG. Use.
  • the volume of the forming material M1 to be used is adjusted to be the same as the volume of the forming material M (spherical shape of ⁇ 3.8 mm) of the first embodiment.
  • the width w24 in the optical axis direction of the noncontact area N at the time of initial contact is the noncontact area at the time of initial contact
  • the forming material M1 is pressed so as to be smaller than the width w14 in the direction orthogonal to the optical axis of N. That is, in the present embodiment, by pressing the elliptical forming material M1, the side forming surface 12b is brought into contact with the side forming surface 12b at an angle closer to the horizontal than when the spherical forming material M (see FIG. 1) is pressed.
  • the relationship between the width w24 and the width w14 is “width w24 ⁇ width w14”.
  • FIG. 5B shows a state in which the molding material M1 first contacts the molding surface 12a and the side molding surface 12b in the first pressing step.
  • the “width w 24 in the optical axis direction of the non-contact area N at the time of initial contact” specifically refers to the first of the molding material M 1 and the side molding surface 12 b in the vicinity of the ridge 12 c from the ridge 12 c.
  • the “width w14 of the non-contact area N in the direction orthogonal to the optical axis at the time of initial contact” specifically refers to the forming material M1 and the forming surface 12a in the vicinity of the ridge 12c from the ridge 12c.
  • the width in the optical axis orthogonal direction to the first contact point is shown.
  • the width w26 in the optical axis direction of the non-contact area N is the width in the optical axis orthogonal direction of the non-contact area N, as shown in FIG.
  • the molding material M1 is pressed so as to be smaller than w16, and the optical element O1 is molded. That is, in the present embodiment, by further pressing the elliptical forming material M1, the side forming surface 12b contacts with the side forming surface 12b at an angle closer to the horizontal than when pressing the spherical forming material M (see FIG. 1).
  • the relationship between the width w26 and the width w16 at the time of initial contact is set to “width w26 ⁇ width w16”.
  • FIG. 5C shows the molding material M1 (optical element O1) after the second pressing step.
  • the “width w26 in the optical axis direction of the non-contact area N” specifically refers to the non-transferred portion Ma (optical element O1) of the molding material M1 from the ridge line portion 12c (intersection P12 c) of the lower mold 12. Indicates the width in the optical axis direction to the end of the edge portion O1c).
  • the “width w 16 of the non-contact area N in the direction orthogonal to the optical axis of the non-contact area N” specifically refers to the untransferred portion Ma (optical element) of the molding material M 1 from the ridge line portion 12 c (intersection P 12 c) of the lower mold 12 The width of the optical axis orthogonal direction to the end of the edge O1c) of O1 is shown.
  • the width w26 in the optical axis direction of the noncontact area N is, for example, 0.07 mm
  • the width w16 in the optical axis orthogonal direction of the noncontact area N is, for example, 0.12 mm.
  • a glass material (.phi. 4.8 mm) whose entire surface is formed in a hemispherical shape is a mirror surface is used.
  • the width w17 of the non-contact area N in the direction orthogonal to the optical axis at the initial contact is non-contact at the initial contact.
  • the forming material M2 is pressed so as to be smaller than the width w27 of the region N in the optical axis direction. That is, in the present embodiment, by pressing the hemispherical molding material M2, the side molding surface 12b is brought into contact with the side molding surface 12b at an angle closer to vertical than in the case where the spherical molding material M (see FIG. 1) is pressed.
  • the relationship between the width w17 and the width w27 at the time of initial contact is set to “width w17 ⁇ width w27”.
  • FIG. 6B shows a state in which the forming material M2 first contacts the forming surface 12a and the side forming surface 12b in the first pressing step.
  • the “width w 17 of the non-contact area N in the direction orthogonal to the optical axis at the time of initial contact” specifically refers to the forming material M 2 and the forming surface 12 a in the vicinity of the ridge 12 c from the ridge 12 c. The width in the optical axis orthogonal direction to the first contact point is shown.
  • the “width w 27 of the non-contact area N in the optical axis direction at the time of initial contact” specifically refers to the forming material M 2 and the side forming surface 12 b in the vicinity of the ridge 12 c from the ridge 12 c. It shows the width in the optical axis direction to the first contact point.
  • the width w19 of the non-contact area N in the optical axis orthogonal direction is the width of the non-contact area N in the optical axis direction.
  • the molding material M2 is pressed so as to be smaller than w29, and the optical element O2 is molded. That is, in the present embodiment, by further pressing the hemispherical molding material M2, the side molding surface 12b contacts with the side molding surface 12b at an angle closer to perpendicular than when pressing the spherical molding material M (see FIG. 1). And the relationship between the width w19 and the width w29 is “width 19 ⁇ width w29”.
  • FIG. 6C shows the forming material M2 (optical element O2) after the second pressing step.
  • the “width w 19 of the non-contact region N in the direction orthogonal to the optical axis of the non-contact region N” specifically refers to the untransferred portion Ma (optical element) of the molding material M 2 from the ridge portion 12 c (intersection P 12 c) of the lower mold 12
  • the width in the direction orthogonal to the optical axis to the end of the edge O2c) of O2 is shown.
  • the “width w 29 in the optical axis direction of the non-contact area N” specifically refers to the non-transferred portion Ma (optical element O 2) of the molding material M 2 from the ridge line portion 12 c (intersection P 12 c) of the lower mold 12. Indicates the width in the optical axis direction to the end of the edge portion O2c).
  • the width w19 of the non-contact area N in the optical axis orthogonal direction is, for example, 0.07 mm
  • the width w29 of the non-contact area N in the optical axis direction is, for example, 0.12 mm Become. Therefore, by performing the second pressing step, it is possible to reduce the margin outside the first optical function surface O2a.
  • the distance from the ridge 12c to each optical function surface is shorter.
  • the width of the non-contact area N is smaller than the width of the non-contact area N on the other side, the amount of margin on the outside of the optical functional surfaces O1 b and O2 a can be reduced. , O2 can be miniaturized.
  • the optical elements O1 and O2 molded by the molding method according to the present embodiment have the first optical functional surfaces O1a and O2a and the first At least a part of the edge portions O1c and O2c between the two optical function surfaces O1b and O2b has a concave shape, and the edge portions O1c and O2c are formed as mirror surfaces.
  • the edge O1c of the first optical function surface O1a or O2a and the second optical function surface O1b or O2b, which has a smaller distance from the intersection P12c The width of O2c is smaller than the width of the edges O1c and O2c with a greater distance from the intersection P12c. That is, in the optical element O1, the width w26 in the optical axis direction of the noncontact area N is smaller than the width w16 in the optical axis orthogonal direction of the noncontact area N. In the optical element O2, the optical axis orthogonal to the noncontact area N is The width w19 of the direction is smaller than the width w29 of the non-contact area N in the optical axis direction.
  • the pressure at the time of pressing in the first, second, and third pressing steps is the same value, but the pressure may be changed at the time of pressing in each step as necessary.
  • the forming material M may be pressed by pressure higher than the first pressing step
  • the forming material M may be pressed by pressure higher than the second pressing step. .
  • the specific value of the pressure in each process is, for example, a value such that the entire pressing time is as short as possible within a range in which breakage of the forming material M or burning of the forming material M to the mold set 10 does not occur. It should be set.
  • the lower mold 12 in which the molding surface 12a and the side molding surface 12b are integrally formed is used, but for example, a mold having the molding surface 12a and the side molding surface 12b
  • the lower mold 12 is used as the lower mold 12 in such a manner that the gap in the interface is closed by welding or the like so as not to let out the gas from the interface after processing the molds having separate pieces separately and combining these dies May be
  • the molding material M is molded using the mold set 10 in which the side molding surface 12 b is formed on the lower mold 12, but the upper mold 11 is used instead of the lower mold 12.
  • the molding material M may be molded using a mold set having the side molding surface 12b formed thereon.
  • a spherical glass material is used as the molding material M, but for example, an elliptical shape, a cylindrical shape, a shape obtained by processing both surfaces into approximate curved surfaces, or a shape combining these You may use a raw material.
  • the first embodiment described above it is not essential to machine the entire surface of the glass material used as the forming material M into a mirror surface, and portions that become optical functional surfaces after forming (specifically, portions corresponding to upper and lower surfaces) ) Should be processed into a mirror surface.
  • the optical functional surfaces the second optical functional surfaces O1b and O2b
  • the optical functions of the side surfaces after molding It is also necessary to process the surface to be a mirror surface.
  • the width w10 of the non-contact area N in the direction orthogonal to the optical axis at the initial contact and the non-contact area N at the initial contact is pressed so that the width w 20 in the optical axis direction becomes almost the same length, but, for example, the non-contact region N at the time of initial contact is changed by changing the shape of the forming material M and the pressing conditions. Even if the width w10 in the direction orthogonal to the optical axis (direction orthogonal to the pressing direction) is smaller than the width w20 in the optical axis direction (pressing direction) of the non-contact area N at the time of initial contact Good. As a result, the amount of margin on the outer side of the optical function surface of the optical element O after molding can be reduced, so that the optical element O can be miniaturized.
  • the optical axis orthogonal direction from the ridge 12c to the end of the non-transferred portion Ma (orthogonal to the pressing direction)
  • the forming material M is pressed such that the width w12 of the direction) and the width w22 of the optical axis direction (pressing direction) from the ridge 12c to the end of the untransferred portion Ma have substantially the same length,
  • the forming material M may be pressed such that the width w12 becomes smaller than the width w22.
  • the amount of margin on the outer side of the optical function surface of the optical element O after molding can be reduced, so that the optical element O can be miniaturized.
  • the optical element O molded by the molding method according to the first embodiment has a width w12 in the direction orthogonal to the optical axis of the edge Oc of the optical element O;
  • the width w22 of the edge Oc of the optical element O in the optical axis direction is substantially the same length, but the width w12 may be smaller than the width w22.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Casting Or Compression Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)

Abstract

光学素子の成形方法は、加熱軟化した成形素材を第一の金型および第二の金型で押圧することにより光学素子を成形するものであり、成形素材は鏡面加工されており、第二の金型は、光学素子の光学機能面を成形する成形面と、光学素子の側面を成形する側面成形面とが一体的に形成されており、気体雰囲気下において、成形素材が成形面と側面成形面との稜線部の近傍に接触するまで押圧する第一の押圧工程と、第一の押圧工程の後に、稜線部の近傍において成形素材が成形面および側面成形面と接触していない部分を示す、未転写部の形状の一部が凹形状となるまで押圧する第二の押圧工程と、を含んでいる。

Description

光学素子の成形方法および光学素子
　本発明は、光学素子の成形方法および光学素子に関する。
　ガラスレンズ等の光学素子の成形方法の一つとして、ガラス素材を金型によって加熱・押圧し、金型の形状をガラス素材に転写する成形方法が知られている。このような光学素子の成形方法では、上下面に設けられる光学機能面の他に、側面（外周面）のような光学機能面に不連続に隣接する形状も一括して成形することにより、後工程も含めたコストを安価にすることが可能となる。
　光学機能面および側面を一括して成形する場合、光学機能面を成形する金型と側面を成形する金型との稜線部までガラス素材が充填されると、成形後の光学素子の縁部（光学機能面と側面との間の縁部）が鋭角となり、当該縁部にカケが発生しやすいという問題がある。
　このような縁部のカケを防止するために、例えば成形後の光学素子の縁部（稜線部）に面取り加工を施すことも行われているが、面取り加工を施すと、面取り加工部である縁部にバリやカケが発生する。そのため、この方法では、バリやカケが光学機能面に影響しないように、面取量と合わせて、バリやカケの発生を見込んだ分だけ光学機能面より外側の余裕量を大きくしなければならず、光学素子の形状を小さくすることができないという問題がある。
　これらの問題に対して、例えば特許文献１では、押圧成形するガラス素材に対して、成形後に光学素子の縁部となる部分に予め凹形状を設け、ガラス素材の凹形状が金型の稜線部に向かって変形するように配置して成形する方法が提案されている。特許文献１では、このような加工済みのガラス素材を使用して金型の稜線部にガラスが充填されないように成形することにより、成形後の光学素子の縁部が鋭角となることを抑制し、バリやカケの発生を予防している。
特開２００２－２３４７３９号公報
　しかしながら、特許文献１で提案された方法では、成形するガラス素材に予め凹形状を設ける必要があるため、ガラス素材を製作する工程が複雑になり、コストが高くなるという問題がある。
　特許文献１以外の方法として、例えばガラス素材としては球形状のような安価に製作可能なものを使用し、押圧成形時に金型の稜線部にガラス素材が充填されないうちに押圧をやめて光学素子を成形する方法も考えられる。
　しかしながら、このような金型の稜線部の全てにガラス素材が充填されないように成形すると、ガラス素材が充填されない領域である非接触領域が広くなり、かつ非接触領域の形状のばらつきが大きくなる。そのため、この方法では、非接触領域の形状が光学機能面に影響しないように、非接触領域の形状のばらつきを見込んだ分だけ光学機能面より外側の余裕量を大きくしなければならず、光学素子の形状を小さくすることができないという問題がある。
　本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、安価な成形素材を使用可能であり、かつ光学素子の縁部にバリやカケを発生させることなく光学素子を小型化することができる光学素子の成形方法および光学素子を提供することを目的とする。
　上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る光学素子の成形方法は、加熱軟化した成形素材を、対向配置された第一の金型および第二の金型で押圧することにより光学素子を成形する光学素子の成形方法において、前記成形素材は鏡面加工されており、前記第二の金型は、前記光学素子の光学機能面を成形する成形面と、前記光学素子の側面を成形する側面成形面とが一体的に形成されており、気体雰囲気下において、前記成形素材が前記成形面と前記側面成形面との稜線部の近傍に接触するまで、前記成形素材を押圧する第一の押圧工程と、前記第一の押圧工程の後に、前記稜線部の近傍において前記成形素材が前記成形面および前記側面成形面と接触していない部分を示す、未転写部の形状の一部が凹形状となるまで、前記成形素材を押圧する第二の押圧工程と、を含むことを特徴とする。
　また、本発明に係る光学素子の成形方法は、上記発明において、前記第一の押圧工程は、前記未転写部の全体の形状が凸形状となるまで、前記成形素材を押圧することを特徴とする。
　また、本発明に係る光学素子の成形方法は、上記発明において、前記第二の押圧工程は、前記未転写部と前記第二の金型との間に形成される空間を示す非接触領域の体積が、前記第一の押圧工程において前記成形素材が前記成形面および前記側面成形面と最初に接触した際の前記非接触領域の体積の１／１０以下となるまで、前記成形素材を押圧することを特徴とする。
　また、本発明に係る光学素子の成形方法は、上記発明において、前記第二の押圧工程は、前記成形素材の粘度を１０＾９．５ｐｏｉｓｅ以下とし、前記成形素材にかかる圧力を３Ｍｐａ以上とし、前記成形素材を１０秒以上押圧することを特徴とする。
　また、本発明に係る光学素子の成形方法は、上記発明において、前記第二の押圧工程の後に、前記未転写部の全体の形状が凹形状となるまで、前記成形素材を押圧する第三の押圧工程をさらに含むことを特徴とする。
　また、本発明に係る光学素子の成形方法は、上記発明において、前記第二の押圧工程は、前記第一の押圧工程以上の圧力で前記成形素材を押圧し、前記第三の押圧工程は、前記第二の押圧工程以上の圧力で前記成形素材を押圧することを特徴とする。
　また、本発明に係る光学素子の成形方法は、上記発明において、前記第二の押圧工程は、前記稜線部から前記未転写部の端部までの押圧方向に直交する方向の幅が、前記稜線部から前記未転写部の端部までの押圧方向の幅よりも小さくなるように、前記成形素材を押圧することを特徴とする。
　また、本発明に係る光学素子の成形方法は、上記発明において、前記成形面によって前記光学機能面としての第一の光学機能面を成形し、前記側面成形面によって前記光学素子の側面に第二の光学機能面を成形する場合において、前記第二の押圧工程は、前記第一の光学機能面と前記第二の光学機能面のうち、前記稜線部からの距離が小さい方の、前記稜線部から前記未転写部の端部までの幅が、前記稜線部からの距離が大きい方の、前記稜線部から前記未転写部の端部までの幅よりも小さくなるように前記成形素材を押圧することを特徴とする。
　また、本発明に係る光学素子の成形方法は、上記発明において、前記第一の押圧工程は、前記稜線部から前記稜線部の近傍における前記成形素材と前記成形面との最初の接触点までの押圧方向に直交する方向の幅が、前記稜線部から前記稜線部の近傍における前記成形素材と前記側面成形面との最初の接触点までの押圧方向の幅よりも小さくなるように、前記成形素材を押圧することを特徴とする。
　また、本発明に係る光学素子の成形方法は、上記発明において、前記成形面によって前記光学機能面としての第一の光学機能面を成形し、前記側面成形面によって前記光学素子の側面に第二の光学機能面を成形する場合において、前記第一の押圧工程は、前記第一の光学機能面と前記第二の光学機能面のうち、前記稜線部からの距離が小さい方の、前記稜線部から前記稜線部の近傍における前記成形素材と前記第二の金型との最初の接触点までの幅が、前記稜線部からの距離が大きい方の、前記稜線部から前記稜線部の近傍における前記成形素材と前記第二の金型との最初の接触点までの幅よりも小さくなるように前記成形素材を押圧することを特徴とする。
　上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る光学素子は、光学機能面および側面を備える光学素子において、前記光学機能面と前記側面との間の縁部の形状の少なくとも一部が凹形状であり、かつ前記縁部が鏡面であることを特徴とする。
　また、本発明に係る光学素子は、上記発明において、前記縁部の光軸直交方向における幅が、前記縁部の光軸方向における幅よりも小さいことを特徴とする。
　また、本発明に係る光学素子は、上記発明において、前記光学機能面は、第一の光学機能面であり、前記側面は、第二の光学機能面であり、前記第一の光学機能面と前記第二の光学機能面のうち、前記第一の光学機能面と前記第二の光学機能面とが交わる交差部からの距離が小さい方の前記縁部の幅が、前記交差部からの距離が大きい方の前記縁部の幅よりも小さいことを特徴とする。
　本発明によれば、光学素子の光学機能面および側面を成形する成形面が一体的に形成された下型を用いて、気体雰囲気下で、成形素材が稜線部の近傍に接触するまで押圧する第一の押圧工程と、未転写部の形状の一部が凹形状となるまで押圧する第二の押圧工程とを実施することにより、安価な成形素材を使用した場合であっても、光学素子の縁部にバリやカケを発生させず、かつ光学機能面より外側の余裕量を小さくすることができる。これにより、光学素子の形状を小型化することができる。
図１は、本発明の実施の形態１～３に係る光学素子の成形方法で用いる成形装置の要部の構成を示す断面図である。 図２は、本発明の実施の形態１～３に係る光学素子の成形方法を説明するためのフローチャートである。 図３は、本発明の実施の形態１に係る光学素子の成形方法において、各押圧工程が終了した後の成形素材の未転写部の形状を示す断面図である。 図４は、本発明の実施の形態１に係る光学素子の成形方法において、第一の押圧工程における初期の非接触領域の幅を示す断面図である。 図５は、本発明の実施の形態２に係る光学素子の成形方法を説明するための断面図である。 図６は、本発明の実施の形態２に係る光学素子の成形方法を説明するための断面図である。
　以下、本発明に係る光学素子の成形方法および光学素子の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本発明は以下の実施の形態に限定されるものではなく、以下の実施の形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものも含まれる。
　本実施の形態に係る光学素子の成形方法は、加熱軟化した成形素材を、対向配置された一対の金型で押圧することにより光学素子を成形するものであり、図１に示すような成形装置１を用いて成形を行う。この成形装置１は、窒素等の不活性ガスで置換された成形室２０と、成形室２０内に配置された型セット１０と、成形室２０内において型セット１０を挟んで加熱・押圧する上プレート２１および下プレート２２と、を備えている。
　型セット１０は、上型（第一の金型）１１と、下型（第二の金型）１２と、スリーブ１３と、を備えている。上型１１および下型１２は、それぞれ円柱形状に形成されており、それぞれの成形面１１ａ，１２ａが光軸Ｘの方向（以下、「光軸方向」という）で対向するように配置されている。なお、前記した光軸方向は、成形素材Ｍの押圧方向と一致した方向である。
　上型１１は、光学素子に凹形状の光学機能面を成形するための成形面１１ａを備えている。すなわち、上型１１は、下型１２と対向する端面に半球面状の凸部が形成されており、その凸部が成形面１１ａを構成している。
　下型１２は、光学素子に凸形状の光学機能面を成形するための成形面１２ａと、光学素子の側面（外周面）を成形するための側面成形面１２ｂと、を備えている。すなわち、下型１２は、上型１１と対向する端面に、円柱形状の凹部が形成されており、その凹部の底面が成形面１２ａを、凹部の内周面が側面成形面１２ｂを構成している。また、成形面１２ａと側面成形面１２ｂとは、一体的に形成されており、成形面１２ａと側面成形面１２ｂとの稜線部１２ｃには隙間が存在しない。
　スリーブ１３は、上型１１および下型１２を支持し、かつ両者の位置決めを行うためのものである。スリーブ１３は、円筒状に形成されており、上型１１および下型１２の周囲に配置されている。また、スリーブ１３には、不活性ガスを型セット１０内に導入するための図示しない貫通孔が形成されている。また、上プレート２１および下プレート２２は、図示しない加熱機構、冷却機構および押圧機構を備えている。
［成形方法（実施の形態１）］
　以下、成形装置１を利用した実施の形態１に係る光学素子の成形方法（以下、単に「成形方法」という）について、図１～図４を参照しながら説明する。
　本実施の形態に係る成形方法では、置換工程と、加熱工程と、第一の押圧工程と、第二の押圧工程と、冷却工程とを実施し、必要に応じて、第二の押圧工程と冷却工程との間に第三の押圧工程を実施する。なお、図３は、型セット１０を光軸Ｘ（図１参照）に沿って切断した断面図であるが、説明の便宜上、凹形状の成形面１２ａ（図１参照）を直線状に図示している。また、同図において、（ａ）は第一の押圧工程実施後（終了後）の成形素材Ｍの形状の一部を、（ｂ）は第二の押圧工程実施後の成形素材Ｍ（光学素子Ｏ）の一部を、（ｃ）は第三の押圧工程実施後の成形素材Ｍ（光学素子Ｏ）の一部を示している。
　本実施の形態では、成形素材Ｍとして、体積を調整し、全面を鏡面に加工した球形状（図１参照）のガラス素材を用いて、光学素子Ｏの光学機能面および側面を一括して成形する。具体的には、上面に凹形状の光学機能面を、下面に凸形状の光学機能面を、側面に非光学機能面を備える光学素子Ｏを成形する。また、以下の説明では、球径φ３．８ｍｍのＢＫ７（転移点温度５７０℃、屈伏点温度６２０℃）を成形素材Ｍとして用いて、レンズ径φ５ｍｍ、球欠径φ３ｍｍ、側面厚さ１６ｍｍの凹メニスカスレンズを成形する例について説明する。
＜置換工程＞
　置換工程では、まず成形素材Ｍを配置した上型１１および下型１２をスリーブ１３内に組み込み、図示しないアーム等によって型セット１０を成形室２０に搬送する。そして、スリーブ１３に設けた貫通孔から型セット１０内に窒素ガスを導入し、型セット１０内を窒素雰囲気に置換する（図２のステップＳ１）。
＜加熱工程＞
　加熱工程では、上プレート２１および下プレート２２を、成形素材Ｍの屈伏点以上の温度（例えば６５０℃）で加熱する。そして、成形素材Ｍの粘度が１０＾８ｐｏｉｓｅ～１０＾１０ｐｏｉｓｅ、例えば１０＾９．５ｐｏｉｓｅとなるように、当該成形素材Ｍを加熱軟化させる（図２のステップＳ２）。
＜第一の押圧工程＞
　第一の押圧工程では、加熱工程において成形素材Ｍ全体が加熱される時間が経過した後に、上型１１および下型１２によって成形素材Ｍを押圧する。本工程では、具体的には窒素雰囲気（気体雰囲気）下において、図３の（ａ）に示すように、成形素材Ｍが下型１２の成形面１２ａと側面成形面１２ｂとの稜線部１２ｃの近傍に接触するまで、成形素材Ｍを押圧する。より具体的には、同図に示すように、成形素材Ｍの未転写部Ｍａの全体の形状が凸形状となるまで、成形素材Ｍを押圧する（図２のステップＳ３）。なお、本工程の押圧条件は、押圧時の圧力を３ＭＰａ～５ＭＰａ（例えば４ＭＰａ）とし、押圧時間を１０秒～２００秒（例えば８０秒）とする。
　前記した「稜線部１２ｃの近傍」は、下型１２における特定の位置ではなく、成形条件によって異なる位置となるため、例えば成形条件に応じて予め実験的に求める。また、前記した「未転写部Ｍａ」とは、図３の（ａ）に示すように、稜線部１２ｃの近傍において、成形素材Ｍが下型１２の成形面１２ａおよび側面成形面１２ｂと接触していない部分のことを意味している。第一の押圧工程実施後は、この未転写部Ｍａと下型１２の成形面１２ａおよび側面成形面１２ｂとの間には、窒素ガスが含まれる密閉空間（以下、「非接触領域Ｎ」という）が形成される。また、本工程実施後において、同図に示した未転写部Ｍａ以外の成形素材Ｍの大部分は、成形面１２ａおよび側面成形面１２ｂと接触した状態となっている（図示省略）。
　ここで、第一の押圧工程実施後において、上型１１と下型１２の隙間ｓ（図１参照）は、例えば１．３ｍｍまで近接した状態となる。また、非接触領域Ｎの幅ｗ１１、すなわち下型１２の稜線部１２ｃから未転写部Ｍａの端部までの光軸方向に直交する方向（以下、「光軸直交方向」という）の幅ｗ１１は、光軸Ｘ（図１参照）を中心とした全周で、例えば０．２ｍｍ～０．４ｍｍの範囲（ばらつき０．２ｍｍ）となる。
　前記した従来の「金型の稜線部にガラス素材が充填されないうちに押圧を終了する方法」は、本実施の形態に係る第一の押圧工程に相当するが、本工程で成形された成形素材Ｍを光学素子として使用する場合、非接触領域Ｎの幅ｗ１１が片側で最大０．４ｍｍであるため、光学素子の直径よりも０．８ｍｍ小さい領域しか光学機能面として利用できない。一方、本実施の形態では、本工程に続けて第二の押圧工程を実施することにより、利用可能な光学機能面の領域を従来よりも拡大することができる。
＜第二の押圧工程＞
　第二の押圧工程では、第一の押圧工程に引き続き、上型１１および下型１２によって成形素材Ｍを押圧する。本工程では、具体的には窒素雰囲気下において、図３の（ｂ）に示すように、成形素材Ｍの未転写部Ｍａの形状の一部が凹形状となるまで、成形素材Ｍを押圧する（図２のステップＳ４）。なお、本工程の押圧条件は、第一の押圧工程と同様に、押圧時の圧力を３Ｍｐａ～５Ｍｐａ（例えば４ＭＰａ）とし、押圧時間を１０秒～１００秒（例えば２０秒）とする。
　第二の押圧工程では、第一の押圧工程からさらに押圧が継続されることにより、密閉された非接触領域Ｎ内の窒素ガスが圧縮される。これにより、図３の（ｂ）の矢印で示すように、圧縮された窒素ガスの反発力で成形素材Ｍの未転写部Ｍａが押され、未転写部Ｍａの形状の一部が凹形状に変形する。なお、同図は、型セット１０を光軸Ｘ（図１参照）に沿って切断した断面において、成形素材Ｍの未転写部Ｍａに２つの凹形状が形成されている例を示しているが、凹形状の数は特に限定されず、例えば１つであっても、あるいは３つ以上であっても構わない。
　ここで、第二の押圧工程実施後において、上型１１と下型１２の隙間ｓ（図１参照）は、例えば１．０ｍｍまで近接した状態となる。また、非接触領域Ｎの幅ｗ１２は、光軸Ｘ（図１参照）を中心とした全周で、例えば０．１ｍｍ～０．１５ｍｍの範囲（ばらつき０．０５ｍｍ）となる。
　従って、第二の押圧工程を実施することにより、第一の押圧工程で成形を終了する場合と比較して、非接触領域Ｎの大きさおよび形状のばらつきが小さくなる。また、本工程を実施して得られた光学素子Ｏの縁部Ｏｃには非接触領域Ｎが残っているため、鋭角な形状とならない。従って、光学素子Ｏは、バリやカケが発生することがなく、面取り加工を追加する必要もない。
　また、非接触領域Ｎの幅ｗ１２は、光軸Ｘ（図１参照）を中心とした全周で０．１５ｍｍ以下に留まるため、光学素子Ｏの直径よりも０．３ｍｍ小さい領域を光学機能面として利用することができる。言い換えると、第二の押圧工程を実施することにより、所定の光学機能面を確保する際に、光学機能面の外側の余裕量を直径で０．３ｍｍまで小さくすることができるため、光学素子Ｏを小型化することができる。
　ここで、図４に示すように、前記した第一の押圧工程において、成形素材Ｍが成形面１２ａおよび側面成形面１２ｂと最初に接触した際の非接触領域Ｎの幅ｗ１０，ｗ２０は、いずれも０．５ｍｍ程度である。一方、図３の（ｂ）に示すように、第二の押圧工程実施後における非接触領域Ｎの幅ｗ１２，ｗ２２は、いずれも０．１５ｍｍ程度である。このように、第二の押圧工程では、非接触領域Ｎの体積が、第一の押圧工程において成形素材Ｍが成形面１２ａおよび側面成形面１２ｂと最初に接触した際の非接触領域Ｎの体積の１／１０以下、具体的には１／１０～１／２０となるまで、成形素材Ｍを押圧することが好ましい。
＜第三の押圧工程＞
　前記した第二の押圧工程の後に、必要に応じて第三の押圧工程を追加することにより、非接触領域Ｎの大きさおよびばらつきを更に小さくすることができる。第三の押圧工程では、具体的には窒素雰囲気下において、図３の（ｃ）に示すように、成形素材Ｍの未転写部Ｍａの全体の形状が凹形状となるまで、成形素材Ｍを押圧する（図２のステップＳ５）。なお、本工程の押圧条件は、第一および第二の押圧工程と同様に、押圧時の圧力を３Ｍｐａ～５Ｍｐａ（例えば４ＭＰａ）とし、押圧時間を１０秒～２００秒（例えば６０秒）とする。
　第三の押圧工程では、第二の押圧工程からさらに押圧が継続されることにより、密閉された非接触領域Ｎ内の窒素ガスがさらに圧縮される。これにより、図３の（ｃ）の矢印で示すように、圧縮された窒素ガスの反発力で成形素材Ｍの未転写部Ｍａがさらに押され、未転写部Ｍａの全体の形状が凹形状となる。
　ここで、第三の押圧工程実施後において、上型１１と下型１２の隙間ｓ（図１参照）は、例えば０．９５ｍｍまで近接した状態となる。また、非接触領域Ｎの幅ｗ１３は、光軸Ｘ（図１参照）を中心とした全周で、例えば０．０６ｍｍ～０．０８ｍｍの範囲（ばらつき０．０２ｍｍ）となる。
　従って、第三の押圧工程を実施することにより、第二の押圧工程で成形を終了する場合と比較して、非接触領域Ｎの大きさおよびばらつきが更に小さくなる。また、本工程を実施して得られた光学素子Ｏの縁部Ｏｃには非接触領域Ｎが残っているため、鋭角な形状とならない。従って、光学素子Ｏは、バリやカケが発生することがなく、面取り加工を追加する必要もない。
　また、非接触領域Ｎの幅ｗ１３は、光軸Ｘ（図１参照）を中心とした全周で０．０８ｍｍ以下に留まるため、光学素子Ｏの直径よりも０．１６ｍｍ小さい領域を光学機能面として利用することができる。言い換えると、第三の押圧工程を実施することにより、所定の光学機能面を確保する際に、光学機能面の外側の余裕量を直径で０．１６ｍｍまで小さくすることができるため、光学素子Ｏを更に小型化することができる。
＜冷却工程＞
　冷却工程では、押圧後の成形素材Ｍを、圧力を下げながら冷却して硬化させ、光学素子Ｏとして離型する（図２のステップＳ６）。
　以上のように、本実施の形態に係る成形方法によれば、光学素子Ｏの光学機能面および側面を成形する成形面が一体的に形成された下型１２を用いて、窒素雰囲気下で、成形素材Ｍが稜線部１２ｃの近傍に接触するまで押圧する第一の押圧工程と、未転写部Ｍａの形状の一部が凹形状となるまで押圧する第二の押圧工程とを実施することにより、安価な成形素材Ｍを使用した場合であっても、光学素子Ｏの縁部にバリやカケを発生させず、かつ光学機能面より外側の余裕量を小さくすることができる。これにより、光学素子Ｏの形状を小型化することができる。
　また、本実施の形態に係る成形方法によって成形された光学素子Ｏは、図３の（ｂ）および図３の（ｃ）に示すように、光学機能面と側面との間の縁部Ｏｃ（未転写部Ｍａ）の少なくとも一部が凹形状となり、かつ当該縁部Ｏｃが鏡面に形成される。なお、前記した特許文献１で提案された方法のように、成形素材において光学素子の縁部となる部分に予め凹形状を設けて成形した場合、成形後の光学素子の縁部は鏡面ではなく砂面になる。
［成形方法（実施の形態２）］
　以下、成形装置１を利用した実施の形態２に係る成形方法について、図５および図６を参照しながら説明する。本実施の形態に係る成形方法では、実施の形態１と同様に、置換工程と、加熱工程と、第一の押圧工程と、第二の押圧工程と、冷却工程とを実施し、必要に応じて、第二の押圧工程と冷却工程との間に第三の押圧工程を追加的に実施する（図２参照）。なお、本実施の形態において、置換工程、加熱工程、第三の押圧工程および冷却工程の内容は実施の形態１と同様であるため、説明を省略する。
　本実施の形態に係る成形方法では、実施の形態１とは異なり、下面（および上面）に加えて、反射を利用して光線を取り入れるために、側面にも光学機能面を有する光学素子を成形する。このような光学素子を成形する場合、光学素子の下面および側面に形成する光学機能面の幅や、光学素子の下面と側面とが交わる部分（図５の（ｃ）の「交差部Ｐ１２ｃ」参照）からそれぞれの面の光学機能面の端部までの距離の大小関係は、光学素子の光学設計の内容によって異なる。
　ここで、前記した実施の形態１では、図３の（ｂ）に示すように、第二の押圧工程実施後において、非接触領域Ｎの光軸直交方向の幅ｗ１２と光軸方向の幅ｗ２２とは、いずれも０．１５ｍｍ程度で同じである。一方、本実施の形態では、交差部Ｐ１２ｃからそれぞれの面の光学機能面の端部までの距離の大小関係に応じて、成形する成形素材の形状を変更することにより、各工程実施後における非接触領域Ｎの光軸直交方向の幅と光軸方向の幅との大小関係を意図的に調整する。
（第一の光学機能面までの距離＞第二の光学機能面までの距離である場合）
　以下では、まず図５の（ｃ）に示すように、成形後の光学素子Ｏ１の下面側の光学機能面（以下、「第一の光学機能面」という）Ｏ１ａと側面側の光学機能面（以下、「第二の光学機能面」という）Ｏ１ｂとが交わる交差部Ｐ１２ｃから第二の光学機能面Ｏ１ｂの端部までの光軸方向の距離ｗ２５が、交差部Ｐ１２ｃから第一の光学機能面Ｏ１ａの端部までの光軸直交方向の距離ｗ１５よりも小さい場合の成形方法について説明する。なお、前記した「交差部Ｐ１２ｃ」は、図５の（ｃ）に示すように、下型１２の離型前においては、当該下型１２の稜線部１２ｃと同じ位置のことを意味している。
　この場合、成形素材Ｍ１として、図５の（ａ）に示すように、溶融ガラスを断面形状が楕円状となる形状に固化させた、全面が鏡面のガラス素材（ゴブ材、φ４．５ｍｍ）を用いる。また、使用する成形素材Ｍ１の体積は、実施の形態１の成形素材Ｍ（φ３．８ｍｍの球形状）の体積と同じになるように調整する。
＜第一の押圧工程＞
　第一の押圧工程における押圧条件は、実施の形態１と同様である。一方、本実施の形態に係る第一の押圧工程では、図５の（ｂ）に示すように、初期接触時における非接触領域Ｎの光軸方向の幅ｗ２４が、初期接触時における非接触領域Ｎの光軸直交方向の幅ｗ１４よりも小さくなるように、成形素材Ｍ１を押圧する。すなわち、本実施の形態では、楕円形の成形素材Ｍ１を押圧することにより、球形状の成形素材Ｍ（図１参照）を押圧する場合よりも、水平に近い角度で側面成形面１２ｂに接触させ、幅ｗ２４と幅ｗ１４との関係を「幅ｗ２４＜幅ｗ１４」にする。
　なお、図５の（ｂ）は、第一の押圧工程において、成形素材Ｍ１が成形面１２ａおよび側面成形面１２ｂに最初に接触した際の状態を示している。また、前記した「初期接触時における非接触領域Ｎの光軸方向の幅ｗ２４」とは、具体的には、稜線部１２ｃから稜線部１２ｃの近傍における成形素材Ｍ１と側面成形面１２ｂとの最初の接触点までの光軸方向の幅のことを示している。また、前記した「初期接触時における非接触領域Ｎの光軸直交方向の幅ｗ１４」とは、具体的には、稜線部１２ｃから、稜線部１２ｃの近傍における成形素材Ｍ１と成形面１２ａとの最初の接触点までの光軸直交方向の幅のことを示している。
＜第二の押圧工程＞
　第二の押圧工程における押圧条件は、実施の形態１と同様である。一方、本実施の形態に係る第二の押圧工程では、図５の（ｃ）に示すように、非接触領域Ｎの光軸方向の幅ｗ２６が、非接触領域Ｎの光軸直交方向の幅ｗ１６よりも小さくなるように、成形素材Ｍ１を押圧し、光学素子Ｏ１を成形する。すなわち、本実施の形態では、楕円形の成形素材Ｍ１をさらに押圧することにより、球形状の成形素材Ｍ（図１参照）を押圧する場合よりも、水平に近い角度で側面成形面１２ｂに接触させ、初期接触時における幅ｗ２６と幅ｗ１６との関係を「幅ｗ２６＜幅ｗ１６」にする。
　なお、図５の（ｃ）は、第二の押圧工程実施後の成形素材Ｍ１（光学素子Ｏ１）を示している。また、前記した「非接触領域Ｎの光軸方向の幅ｗ２６」とは、具体的には、下型１２の稜線部１２ｃ（交差部Ｐ１２ｃ）から成形素材Ｍ１の未転写部Ｍａ（光学素子Ｏ１の縁部Ｏ１ｃ）の端部までの光軸方向の幅のことを示している。また、前記した「非接触領域Ｎの光軸直交方向の幅ｗ１６」とは、具体的には、下型１２の稜線部１２ｃ（交差部Ｐ１２ｃ）から成形素材Ｍ１の未転写部Ｍａ（光学素子Ｏ１の縁部Ｏ１ｃ）の端部までの光軸直交方向の幅のことを示している。
　ここで、第二の押圧工程実施後において、非接触領域Ｎの光軸方向の幅ｗ２６は、例えば０．０７ｍｍとなり、非接触領域Ｎの光軸直交方向の幅ｗ１６は、例えば０．１２ｍｍとなる。従って、第二の押圧工程を実施することにより、第二の光学機能面Ｏ１ｂの外側の余裕量を小さくすることが可能となる。
（第一の光学機能面までの距離＜第二の光学機能面までの距離である場合）
　続いて、図６の（ｃ）に示すように、成形後の光学素子Ｏ２の交差部Ｐ１２ｃから第一の光学機能面Ｏ２ａの端部までの光軸直交方向の距離ｗ１８が、交差部Ｐ１２ｃから第二の光学機能面Ｏ２ｂの端部までの光軸方向の距離ｗ２８よりも小さい場合における光学素子の成形方法について説明する。
　この場合、成形素材Ｍ２として、図６の（ａ）に示すように、半球形状に製作した全面が鏡面のガラス素材（φ４．８ｍｍ）を用いる。
＜第一の押圧工程＞
　第一の押圧工程における押圧条件は、実施の形態１と同様である。一方、本実施の形態に係る第一の押圧工程では、図６の（ｂ）に示すように、初期接触時における非接触領域Ｎの光軸直交方向の幅ｗ１７が、初期接触時における非接触領域Ｎの光軸方向の幅ｗ２７よりも小さくなるように、成形素材Ｍ２を押圧する。すなわち、本実施の形態では、半球形の成形素材Ｍ２を押圧することにより、球形状の成形素材Ｍ（図１参照）を押圧する場合よりも、垂直に近い角度で側面成形面１２ｂに接触させ、初期接触時における幅ｗ１７と幅ｗ２７との関係を「幅ｗ１７＜幅ｗ２７」にする。
　なお、図６の（ｂ）は、第一の押圧工程において、成形素材Ｍ２が成形面１２ａおよび側面成形面１２ｂに最初に接触した際の状態を示している。また、前記した「初期接触時における非接触領域Ｎの光軸直交方向の幅ｗ１７」とは、具体的には、稜線部１２ｃから、稜線部１２ｃの近傍における成形素材Ｍ２と成形面１２ａとの最初の接触点までの光軸直交方向の幅のことを示している。また、前記した「初期接触時における非接触領域Ｎの光軸方向の幅ｗ２７」とは、具体的には、稜線部１２ｃから、稜線部１２ｃの近傍における成形素材Ｍ２と側面成形面１２ｂとの最初の接触点までの光軸方向の幅のことを示している。
＜第二の押圧工程＞
　第二の押圧工程における押圧条件は、実施の形態１と同様である。一方、本実施の形態に係る第二の押圧工程では、図６の（ｃ）に示すように、非接触領域Ｎの光軸直交方向の幅ｗ１９が、非接触領域Ｎの光軸方向の幅ｗ２９よりも小さくなるように成形素材Ｍ２を押圧し、光学素子Ｏ２を成形する。すなわち、本実施の形態では、半球形の成形素材Ｍ２をさらに押圧することにより、球形状の成形素材Ｍ（図１参照）を押圧する場合よりも、垂直に近い角度で側面成形面１２ｂに接触させ、幅ｗ１９と幅ｗ２９との関係を、「幅１９＜幅ｗ２９」にする。
　なお、図６の（ｃ）は、第二の押圧工程実施後の成形素材Ｍ２（光学素子Ｏ２）を示している。また、前記した「非接触領域Ｎの光軸直交方向の幅ｗ１９」とは、具体的には、下型１２の稜線部１２ｃ（交差部Ｐ１２ｃ）から成形素材Ｍ２の未転写部Ｍａ（光学素子Ｏ２の縁部Ｏ２ｃ）の端部までの光軸直交方向の幅のことを示している。また、前記した「非接触領域Ｎの光軸方向の幅ｗ２９」とは、具体的には、下型１２の稜線部１２ｃ（交差部Ｐ１２ｃ）から成形素材Ｍ２の未転写部Ｍａ（光学素子Ｏ２の縁部Ｏ２ｃ）の端部までの光軸方向の幅のことを示している。
　ここで、第二の押圧工程実施後において、非接触領域Ｎの光軸直交方向の幅ｗ１９は、例えば０．０７ｍｍとなり、非接触領域Ｎの光軸方向の幅ｗ２９は、例えば０．１２ｍｍとなる。従って、第二の押圧工程を実施することにより、第一の光学機能面Ｏ２ａの外側の余裕量を小さくすることが可能となる。
　以上のように、本実施の形態に係る成形方法によれば、図５の（ｃ）および図６の（ｃ）に示すように、稜線部１２ｃから各光学機能面までの距離が短い方の非接触領域Ｎの幅を、他方の側の非接触領域Ｎの幅よりも意図的に小さくすることにより、光学機能面Ｏ１ｂ，Ｏ２ａの外側の余裕量を小さくすることができるため、光学素子Ｏ１，Ｏ２を小型化することができる。
　また、本実施の形態に係る成形方法によって成形された光学素子Ｏ１，Ｏ２は、図５の（ｃ）および図６の（ｃ）に示すように、第一の光学機能面Ｏ１ａ，Ｏ２ａと第二の光学機能面Ｏ１ｂ，Ｏ２ｂとの間の縁部Ｏ１ｃ，Ｏ２ｃの少なくとも一部が凹形状となり、かつ当該縁部Ｏ１ｃ，Ｏ２ｃが鏡面に形成される。
　また、光学素子Ｏ１，Ｏ２は、前記したように、第一の光学機能面Ｏ１ａ，Ｏ２ａと第二の光学機能面Ｏ１ｂ，Ｏ２ｂのうち、交差部Ｐ１２ｃからの距離が小さい方の縁部Ｏ１ｃ，Ｏ２ｃの幅が、交差部Ｐ１２ｃからの距離が大きい方の縁部Ｏ１ｃ，Ｏ２ｃの幅よりも小さい。すなわち、光学素子Ｏ１では、非接触領域Ｎの光軸方向の幅ｗ２６が、非接触領域Ｎの光軸直交方向の幅ｗ１６よりも小さくなり、光学素子Ｏ２では、非接触領域Ｎの光軸直交方向の幅ｗ１９が、非接触領域Ｎの光軸方向の幅ｗ２９よりも小さくなる。
　以上、本発明に係る光学素子の成形方法および光学素子について、発明を実施するための形態により具体的に説明したが、本発明の趣旨はこれらの記載に限定されるものではなく、請求の範囲の記載に基づいて広く解釈されなければならない。また、これらの記載に基づいて種々変更、改変等したものも本発明の趣旨に含まれることはいうまでもない。
　例えば、前記した実施の形態１，２では、第一、第二、第三の押圧工程における押圧時の圧力を同じ値としているが、必要に応じて各工程における押圧時に圧力を変更してもよい。例えば、第二の押圧工程において、第一の押圧工程以上の圧力で成形素材Ｍを押圧し、第三の押圧工程において、第二の押圧工程以上の圧力で成形素材Ｍを押圧してもよい。これにより、各工程における成形素材Ｍの押圧時間を短縮することが可能となる。なお、各工程における圧力の具体的な値は、例えば成形素材Ｍの破損や、成形素材Ｍの型セット１０への焼き付き等が発生しない範囲で、全体の押圧時間がなるべく短くなるような値に設定すればよい。
　また、前記した実施の形態１，２では、成形面１２ａと側面成形面１２ｂとが一体的に形成された下型１２を用いていたが、例えば成形面１２ａを有する金型と側面成形面１２ｂを有する金型を別体で加工し、これらの金型を組み合わせた後に、界面から気体が抜けないように溶接等で界面の隙間を塞ぐようにして一体化させたものを下型１２として用いてもよい。
　また、前記した実施の形態１，２では、下型１２に側面成形面１２ｂが形成された型セット１０を用いて成形素材Ｍの成形を行っていたが、下型１２ではなく、上型１１に側面成形面１２ｂが形成された型セットを用いて成形素材Ｍの成形を行ってもよい。
　また、前記した実施の形態１では、成形素材Ｍとして球形状のガラス素材を用いていたが、例えば楕円形状や円柱形状、両面を近似の曲面に加工した形状、あるいはこれらを組み合わせた形状のガラス素材を用いてもよい。
　また、前記した実施の形態１では、成形素材Ｍとして用いるガラス素材の全面を鏡面に加工することは必須ではなく、成形後に光学機能面となる部分（具体的には上面および下面に相当する部分）が鏡面に加工されていればよい。なお、前記した実施の形態２では、光学素子Ｏ１，Ｏ２の側面にも光学機能面（第二の光学機能面Ｏ１ｂ，Ｏ２ｂ）を設けるため、成形素材Ｍ１，Ｍ２において、成形後に側面の光学機能面となる部分についても鏡面に加工する必要がある。
　また、前記した実施の形態１の第一の押圧工程では、図４に示すように、初期接触時における非接触領域Ｎの光軸直交方向の幅ｗ１０と、初期接触時における非接触領域Ｎの光軸方向の幅ｗ２０とが、ほぼ同じ長さとなるように成形素材Ｍを押圧していたが、例えば成形素材Ｍの形状や押圧条件を変更することにより、初期接触時における非接触領域Ｎの光軸直交方向（押圧方向に直交する方向）の幅ｗ１０が、初期接触時における非接触領域Ｎの光軸方向（押圧方向）の幅ｗ２０よりも小さくなるように成形素材Ｍを押圧してもよい。これにより、成形後の光学素子Ｏの光学機能面の外側の余裕量を小さくすることができるため、光学素子Ｏを小型化することができる。
　また、前記した実施の形態１の第二の押圧工程では、図３の（ｂ）に示すように、稜線部１２ｃから未転写部Ｍａの端部までの光軸直交方向（押圧方向に直交する方向）の幅ｗ１２と、稜線部１２ｃから未転写部Ｍａの端部までの光軸方向（押圧方向）の幅ｗ２２とが、ほぼ同じ長さとなるように成形素材Ｍを押圧していたが、例えば成形素材Ｍの形状や押圧条件を変更することにより、前記した幅ｗ１２が、前記した幅ｗ２２よりも小さくなるように成形素材Ｍを押圧してもよい。これにより、成形後の光学素子Ｏの光学機能面の外側の余裕量を小さくすることができるため、光学素子Ｏを小型化することができる。
　また同様に、前記した実施の形態１に係る成形方法で成形した光学素子Ｏは、図３の（ｂ）に示すように、光学素子Ｏの縁部Ｏｃの光軸直交方向における幅ｗ１２と、光学素子Ｏの縁部Ｏｃの光軸方向における幅ｗ２２とが、ほぼ同じ長さであるが、前記した幅ｗ１２を、前記した幅ｗ２２よりも小さくしてもよい。
　１　成形装置
　１０　型セット
　１１　上型（第一の金型）
　１１ａ　成形面
　１２　下型（第二の金型）
　１２ａ　成形面
　１２ｂ　側面成形面
　１２ｃ　稜線部
　１３　スリーブ
　２０　成形室
　２１　上プレート
　２２　下プレート
　Ｍ，Ｍ１，Ｍ２　成形素材
　Ｍａ　未転写部
　Ｎ　非接触領域
　Ｏ，Ｏ１，Ｏ２　光学素子
　Ｏ１ａ，Ｏ２ａ　第一の光学機能面
　Ｏ１ｂ，Ｏ２ｂ　第二の光学機能面
　Ｏｃ，Ｏ１ｃ，Ｏ２ｃ　縁部
　Ｐ１２ｃ　交差部
　ｓ　隙間
　Ｘ　光軸

Claims (13)

  1. 　加熱軟化した成形素材を、対向配置された第一の金型および第二の金型で押圧することにより光学素子を成形する光学素子の成形方法において、
    　前記成形素材は鏡面加工されており、
    　前記第二の金型は、前記光学素子の光学機能面を成形する成形面と、前記光学素子の側面を成形する側面成形面とが一体的に形成されており、
    　気体雰囲気下において、前記成形素材が前記成形面と前記側面成形面との稜線部の近傍に接触するまで、前記成形素材を押圧する第一の押圧工程と、
    　前記第一の押圧工程の後に、前記稜線部の近傍において前記成形素材が前記成形面および前記側面成形面と接触していない部分を示す、未転写部の形状の一部が凹形状となるまで、前記成形素材を押圧する第二の押圧工程と、
    　を含むことを特徴とする光学素子の成形方法。
  2. 　前記第一の押圧工程は、前記未転写部の全体の形状が凸形状となるまで、前記成形素材を押圧することを特徴とする請求項１に記載の光学素子の成形方法。
  3. 　前記第二の押圧工程は、前記未転写部と前記第二の金型との間に形成される空間を示す非接触領域の体積が、前記第一の押圧工程において前記成形素材が前記成形面および前記側面成形面と最初に接触した際の前記非接触領域の体積の１／１０以下となるまで、前記成形素材を押圧することを特徴とする請求項１に記載の光学素子の成形方法。
  4. 　前記第二の押圧工程は、前記成形素材の粘度を１０＾９．５ｐｏｉｓｅ以下とし、前記成形素材にかかる圧力を３Ｍｐａ以上とし、前記成形素材を１０秒以上押圧することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の光学素子の成形方法。
  5. 　前記第二の押圧工程の後に、前記未転写部の全体の形状が凹形状となるまで、前記成形素材を押圧する第三の押圧工程をさらに含むことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の光学素子の成形方法。
  6. 　前記第二の押圧工程は、前記第一の押圧工程以上の圧力で前記成形素材を押圧し、
    　前記第三の押圧工程は、前記第二の押圧工程以上の圧力で前記成形素材を押圧することを特徴とする請求項５に記載の光学素子の成形方法。
  7. 　前記第二の押圧工程は、前記稜線部から前記未転写部の端部までの押圧方向に直交する方向の幅が、前記稜線部から前記未転写部の端部までの押圧方向の幅よりも小さくなるように、前記成形素材を押圧することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の光学素子の成形方法。
  8. 　前記成形面によって前記光学機能面としての第一の光学機能面を成形し、前記側面成形面によって前記光学素子の側面に第二の光学機能面を成形する場合において、
    　前記第二の押圧工程は、
    　前記第一の光学機能面と前記第二の光学機能面のうち、前記稜線部からの距離が小さい方の、前記稜線部から前記未転写部の端部までの幅が、前記稜線部からの距離が大きい方の、前記稜線部から前記未転写部の端部までの幅よりも小さくなるように前記成形素材を押圧することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の光学素子の成形方法。
  9. 　前記第一の押圧工程は、前記稜線部から前記稜線部の近傍における前記成形素材と前記成形面との最初の接触点までの押圧方向に直交する方向の幅が、前記稜線部から前記稜線部の近傍における前記成形素材と前記側面成形面との最初の接触点までの押圧方向の幅よりも小さくなるように、前記成形素材を押圧することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の光学素子の成形方法。
  10. 　前記成形面によって前記光学機能面としての第一の光学機能面を成形し、前記側面成形面によって前記光学素子の側面に第二の光学機能面を成形する場合において、
    　前記第一の押圧工程は、
    　前記第一の光学機能面と前記第二の光学機能面のうち、前記稜線部からの距離が小さい方の、前記稜線部から前記稜線部の近傍における前記成形素材と前記第二の金型との最初の接触点までの幅が、前記稜線部からの距離が大きい方の、前記稜線部から前記稜線部の近傍における前記成形素材と前記第二の金型との最初の接触点までの幅よりも小さくなるように前記成形素材を押圧することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の光学素子の成形方法。
  11. 　光学機能面および側面を備える光学素子において、
    　前記光学機能面と前記側面との間の縁部の形状の少なくとも一部が凹形状であり、かつ前記縁部が鏡面であることを特徴とする光学素子。
  12. 　前記縁部は、前記光学素子の光軸に直交する方向における幅が、前記光軸の方向における幅よりも小さいことを特徴とする請求項１１に記載の光学素子。
  13. 　前記光学機能面は、第一の光学機能面であり、
    　前記側面は、第二の光学機能面であり、
    　前記第一の光学機能面と前記第二の光学機能面のうち、前記第一の光学機能面と前記第二の光学機能面とが交わる交差部からの距離が小さい方の前記縁部の幅が、前記交差部からの距離が大きい方の前記縁部の幅よりも小さいことを特徴とする請求項１１に記載の光学素子。
PCT/JP2018/005514 2017-02-21 2018-02-16 光学素子の成形方法および光学素子 WO2018155342A1 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017-030205 2017-02-21
JP2017030205A JP6811640B2 (ja) 2017-02-21 2017-02-21 光学素子の成形方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2018155342A1 true WO2018155342A1 (ja) 2018-08-30

Family

ID=63253798

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2018/005514 WO2018155342A1 (ja) 2017-02-21 2018-02-16 光学素子の成形方法および光学素子

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP6811640B2 (ja)
WO (1) WO2018155342A1 (ja)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000086255A (ja) * 1998-09-14 2000-03-28 Canon Inc 光学素子の成形方法
JP2002173336A (ja) * 2000-06-30 2002-06-21 Hoya Corp 光学ガラス及びそれを用いた光学製品
JP2004250295A (ja) * 2003-02-21 2004-09-09 Hoya Corp 光学素子成形用ガラス素材、光学素子の製造方法および光学素子
JP2015086099A (ja) * 2013-10-30 2015-05-07 Hoya株式会社 プレス成形用光学ガラス素材、研磨用ガラス光学素子ブランクおよびガラス光学素子、並びにプレス成形用光学ガラス素材の製造方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000086255A (ja) * 1998-09-14 2000-03-28 Canon Inc 光学素子の成形方法
JP2002173336A (ja) * 2000-06-30 2002-06-21 Hoya Corp 光学ガラス及びそれを用いた光学製品
JP2004250295A (ja) * 2003-02-21 2004-09-09 Hoya Corp 光学素子成形用ガラス素材、光学素子の製造方法および光学素子
JP2015086099A (ja) * 2013-10-30 2015-05-07 Hoya株式会社 プレス成形用光学ガラス素材、研磨用ガラス光学素子ブランクおよびガラス光学素子、並びにプレス成形用光学ガラス素材の製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP2018135234A (ja) 2018-08-30
JP6811640B2 (ja) 2021-01-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10343944B2 (en) Glass structure having 3D shape and uniform thickness
WO2018155342A1 (ja) 光学素子の成形方法および光学素子
TW201034829A (en) Mold of optical lens
JP6374951B2 (ja) 光学素子成形用型セット、及び、光学素子の製造方法
US7561355B2 (en) Optical lens unit including lens barrel containing lens and method for producing optical lens unit
JP4166768B2 (ja) サングラス用レンズおよびその製法並びにその製造装置
JP2000095532A (ja) プレス成形光学素子とその製造方法と光学素子プレス成形用型および光学素子プレス成形装置
WO2016051619A1 (ja) 光学レンズ
JP4508804B2 (ja) 光学素子の成形方法
JP2000247653A (ja) 光学素子成形用金型及び光学素子
JPH07330347A (ja) 光学素子成形方法
JP5112120B2 (ja) 光学素子の製造方法とその製造用金型組立体
US20090052058A1 (en) Optical element molding method and optical element
JP5198347B2 (ja) 精密プレス成形用プリフォームの製造方法、及びガラス製光学素子の製造方法。
JP4493472B2 (ja) 光学素子の成形方法
JPH1160251A (ja) 光学素子の成形方法
JP6317617B2 (ja) プレス成形用プリフォーム、及び、プレス成形用プリフォームの製造方法
JP2007125780A (ja) 成形用型及びその製造方法、熱可塑性素材の成形方法
JP3214922B2 (ja) 光学素子成形用金型およびその製造方法
JP2009173464A (ja) ガラス成形体の製造方法
JP2009155147A (ja) 光学素子の製造方法およびその成形型
JP5959314B2 (ja) 光学素子の製造方法、光学素子成形用型セット、及び、光学素子の製造装置
JP2006044952A (ja) ガラスレンズ成型用プレス型およびそれを用いたガラスレンズ製造方法
JPH0797224A (ja) 光学レンズの成形方法
JP5312968B2 (ja) 光学部品、及び光学部品の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 18756573

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 18756573

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1