(57)【要約】【課題】  曲率の大きな凸形状のレンズの加圧成形による形成を、容易に行えるようにする。【解決手段】  成形素材１は単純な球形状の光学系ガラス素材であるが、その表面には多数の溝が設けられている。ここで、スリープ４の外部から熱を加えて成形素材１を軟化点以上の温度に加熱した上で、成形素材１を上型２及び下型３の成形面で上下から加圧して変形させる。この過程において、空気溜り５に留まっていた空気は、成形素材１に設けられていた溝を通り、更には空気穴６を通ってスリープ４の外部へ抜け出ることができ、空気溜り５が消失するので、成形素材１は下型３の光学転写面と十分に密着する。その後、成形素材１の軟化点以下の温度にまで冷却することにより、所望のレンズが得られる。【選択図】      図１Ａ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
加圧成形による光学素子の形成に用いられる成形素材であって、
表面に溝が設けられていることを特徴とする成形素材。
【請求項２】
前記成形素材は球形状のガラス素材であり、
前記溝を、前記成形素材に対する球体研磨の際に供給された砥粒が前記表面を削ることによって形成する、
ことを特徴とする請求項１に記載の成形素材。
【請求項３】
前記溝を、ガラス素材である前記成形素材を洗剤溶液に浸すことによる侵食によって形成することを特徴とする請求項１に記載の成形素材。
【請求項４】
前記溝を、前記成形素材を浸した液体へ超音波を照射することによって生じる液体分子の振動によって形成することを特徴とする請求項１に記載の成形素材。
【請求項５】
前記溝は、溝幅が１〜１０マイクロメートルの範囲内であって且つ当該溝の深さが０．０１〜１マイクロメートルの範囲内であることを特徴する請求項１から４までのうちのいずれか一項に記載の成形素材。
【請求項６】
請求項１から５までのうちのいずれか一項に記載の成形素材を加圧成形して形成したことを特徴とする光学素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学素子の形成の技術に関し、とりわけ、曲率の大きい凸レンズなどの光学素子を加圧成形により形成する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、高ＮＡ（開口数）である光ピックアップ用対物レンズや光通信用コリメータレンズなどに用いられる非球面レンズ等の光学素子は、曲率の大きい凸形状のものが多い。
このような、曲率の大きい凸形状のレンズを製造する技術として、例えば、特許文献１には、レンズ素材（成形素材）を加圧成形してレンズ光学面を形成する光学部品の製造において、球形状のレンズ素材を使用することにより、凸形状のレンズであっても素材の変位・変動を少なくし、光学面を効率良く成形できるようにするという技術が開示されている。
【特許文献１】特許第２７２９７０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
このような曲率の大きい凸形状のレンズは、以下に挙げる理由により、加圧成形による形成は難度が高いものであった。
（１）上掲した特許文献１のように、球形状の成形素材（いわゆるボールプリフォーム）を使用する手法では、成形後のレンズの曲率半径がその成形素材の曲率半径よりも小さい場合には、レンズ面の頂部に空気溜りが発生してしまい、成形不良を生じさせてしまう。
【０００４】
（２）上記（１）の問題の対策として、ゴブレットや近似球面レンズなど、単なる球形状よりも成形後のレンズに類似した形状に予め成形されている成形素材（プリフォーム）を使用するという手法があるが、前述したような、光ピックアップ用対物レンズや光通信用コリメータレンズでは、その径がφ５程度以下の小さなレンズが用いられることがあり、このような小さなレンズの形成においては、類似した形状の成形素材を得る自体も容易なことではない。
【０００５】
（３）また、（１）の問題の対策として、加圧成形の途中で一旦荷重を緩めることで空気溜りの空気を抜くという手法もあるが、上述したような小さなレンズでは、成形型の自重により、空気を十分に抜くことが難しい。
本発明は上述した問題に鑑みてなされたものであり、その解決しようとする課題は、曲率の大きな凸形状のレンズの加圧成形による形成を、容易に行えるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の態様のひとつである成形素材は、加圧成形による光学素子の形成に用いられる成形素材であって、表面に溝が設けられていることを特徴とするものであり、この特徴によって前述した課題を解決する。
【０００７】
なお、上述した本発明に係る成形素材において、当該成形素材は球形状のガラス素材であり、当該溝を、当該成形素材に対する球体研磨の際に供給された砥粒が当該表面を削ることによって形成するようにしてもよい。
【０００８】
また、前述した本発明に係る成形素材において、当該溝を、ガラス素材である当該成形素材を洗剤溶液に浸すことによる侵食によって形成するようにしてもよい。
また、前述した本発明に係る成形素材において、当該溝を、当該成形素材を浸した液体へ超音波を照射することによって生じる液体分子の振動によって形成するようにしてもよい。
【０００９】
また、前述した本発明に係る成形素材において、当該溝は、溝幅が１〜１０マイクロメートルの範囲内であって且つ当該溝の深さが０．０１〜１マイクロメートルの範囲内であるようにしてもよい。
【００１０】
また、請求項１から５までのうちのいずれか一項に記載の成形素材を加圧成形して形成したことを特徴とする光学素子も本発明に係るものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、以上のようにすることにより、曲率の大きな凸形状のレンズであっても、加圧成形による形成を容易に行えるようになるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１Ａ、図１Ｂ、及び図１Ｃは、本発明を実施する成形素材を用いて平凸レンズを形成するための加圧成形の過程を示したものである。
【００１３】
図１Ａは加圧前の状態を示している。同図において、成形素材１は単純な球形状の光学系ガラス素材であるが、その表面には多数の溝が設けられている。
上型２及び下型３は筒状のスリープ４に挿入されている。下型３の成形面上に設けられている凹部（光学転写面）に配置されている成形素材１は、上型２と下型３とで上下から挟み込まれているが、その凹部の曲率半径が成形素材１の曲率半径よりも小さいため、下型３の光学転写面と成形素材１との間に空気溜り５が生じている。
【００１４】
筒状のスリープ４の側面には、上型２及び下型３の成形面とスリープ４の内側面で囲まれた空間の空気をスリープ４の外部へ逃がすための空気穴６が設けられている。
この図１Ａ状態で外部から熱を加えて成形素材１を軟化点以上の温度に加熱した上で、成形素材１を上型２及び下型３の成形面で上下から加圧して変形させる。この成形の途中の状態を示したものが図１Ｂである。この過程において、空気溜り５に留まっていた空気は、成形素材１に設けられていた溝を通り、更には空気穴６を通ってスリープ４の外部へ抜け出ることができる。すると、図１Ｃに示すように、空気溜り５はやがて消失するので、成形素材１は下型３の光学転写面と十分に密着する。この結果、適正な成形が行われるので、その後、成形素材１の軟化点以下の温度にまで冷却することにより、所望のレンズを得ることができる。
【００１５】
以上のように、空気溜り５の空気を排出するための溝を表面に設けた成形素材１を用いることより、曲率の大きな凸形状のレンズのような光学素子であっても、加圧成形よる形成を容易に行うことができるようになる。しかも、この場合に使用する成形素材１は単純な球形状であればよい。ここで、小さな光学素子を形成する場合であっても、成形素材１を球形状としておくことは容易である。
【００１６】
なお、成形素材１の表面に設ける溝は、その幅及び深さが小さいと空気を十分に抜くことができなくなり、一方、溝幅及び深さが大きいと加圧成形後の光学素子に溝が残ってしまうので、この両者のトレードオフの関係に配慮し、適切な溝幅及び溝深さとすることが好ましく、例えば、溝幅を１〜１０μｍ（マイクロメートル）の範囲内とし、且つ、溝深さを０．０１〜１μｍの範囲内とすることが好ましい。
【００１７】
ところで、成形素材１の表面に溝を形成する手法としては、幾つかの手法がある。
例えば、図２に示すように、固定盤１１の溝と回転盤１２の溝との間に成形素材１を並べて挟み込んだ状態で回転盤１２を回転させて成形素材１を研磨することで成形素材１を球形状にする球体研磨の工程において、砥粒、例えばダイヤモンド砥粒を混ぜた液体（ダイヤモンド液）を固定盤１１と回転盤１２との間に供給しながら球体研磨を行うことにより、ダイヤモンド砥粒が成形素材１の表面を削る結果、成形素材１の表面に無数の溝を形成することができる。
【００１８】
また、ガラス素材である成形素材１をアルカリ溶液等の洗剤溶液に浸すことで、成形素材１の表面の微小傷を侵食により成長させて、溝を設けることもできる。
また、周知の超音波洗浄機を利用し、成形素材１を浸した液体に超音波を照射することによって生じる液体分子の振動によって成形素材１に溝を形成することもできる。
【００１９】
なお、この他の方法を用いて溝を形成するようにしてもよい。
この他、本発明は、上述した各実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良・変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１Ａ】本発明を実施する成形素材を用いた加圧成形における成形前の様子を示す図である。
【図１Ｂ】本発明を実施する成形素材を用いた加圧成形における成形途中の様子を示す図である。
【図１Ｃ】本発明を実施する成形素材を用いた加圧成形における成形完了時の様子を示す図である。
【図２】成形素材の球体研磨の様子を示す図である。
【符号の説明】
【００２１】
１  成形素材
２  上型
３  下型
４  スリープ
５  空気溜り
６  空気穴
１１  固定盤
１２  回転盤
【図１Ａ】
2006151780.tif 000003
【図１Ｂ】
2006151780.tif 000004
【図１Ｃ】
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【図２】
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