(57)【要約】【課題】金属板をプレス加工して光学素子を成形する場合に、高い形状精度と高い表面平滑性を容易に得られるようにする。【解決手段】金属製板をプレス成形することにより製造された反射光学素子１０であって、金属製の板材からなる基材１と、基材上に形成され、結晶構造を有する金属からなる金属膜２とを具備し、金属膜の表面に現れる結晶の表面の法線と、反射光学素子の目標形状である理想鏡面の表面の法線とのなす角θの反射光学素子の光学有効面内における平均値θaが、０°≦θa≦４５°を満たす。【選択図】      図２
2006251539.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属製板をプレス成形することにより製造された反射光学素子であって、
金属製の板材からなる基材と、
該基材上に形成され、結晶構造を有する金属からなる金属膜とを具備し、
前記金属膜の表面に現れる結晶の表面の法線と、前記反射光学素子の目標形状である理想鏡面の表面の前記結晶が存在する位置の法線とのなす角θの前記反射光学素子の光学有効面内における平均値θaが、
０°≦θa≦４５°
を満たすことを特徴とする反射光学素子。
【請求項２】
前記金属膜は面心立方格子からなる結晶構造を有し、前記金属膜の表面に現れる結晶の表面がミラー指数で｛ｈｋｌ｝と表わされる場合に、
０．７≦｜（ｈ＋ｋ＋２ｌ）／√｛６×（ｈ2＋ｋ2＋ｌ2）｝｜≦１
で表わされる式を満たすことを特徴とする請求項１に記載の反射光学素子。
【請求項３】
前記金属膜の平均結晶粒径が０．５μｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の反射光学素子。
【請求項４】
前記金属膜の表面に形成されている酸化膜の厚さが１０ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の反射光学素子。
【請求項５】
前記金属膜の表面に形成されている酸化膜がアモルファスと微細結晶との混晶であることを特徴とする請求項１に記載の反射光学素子。
【請求項６】
前記金属膜が９８ｍｏｌ％以上の純度の単一金属からなる高純度金属薄膜であることを特徴とする請求項１に記載の反射光学素子。
【請求項７】
前記金属膜が前記基材の表面に室温で蒸着されて形成されていることを特徴とする請求項１に記載の反射光学素子。
【請求項８】
前記金属膜の表面が、保護膜、又は増反射膜、又は保護膜と増反射膜を複合的に積層した膜により被覆されていることを特徴とする請求項１に記載の反射光学素子。
【請求項９】
前記金属膜の表面の表面粗さＲａが、１０ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の反射光学素子。
【請求項１０】
前記基材が、機械的異方性を取り除かれた板材であることを特徴とする請求項１に記載の反射光学素子。
【請求項１１】
前記反射光学素子の理想形状からの形状誤差をＰＶ値で表わした場合に、ＰＶ≦５μｍであることを特徴とする請求項１に記載の反射光学素子。
【請求項１２】
金属製板をプレス成形することにより反射光学素子を製造する方法であって、
機械的な異方性を略有しない金属製の板材からなる基材を用意する準備工程と、
前記基材上に、結晶構造を有する金属を室温で蒸着して、金属膜を形成する金属膜形成工程と、
前記金属膜が形成された前記基材を成形型を用いてプレス成形して反射光学素子を成形する成形工程と、
を具備することを特徴とする反射光学素子の製造方法。
【請求項１３】
前記金属膜形成工程では、９８ｍｏｌ％以上の純度の単一金属からなる高純度金属薄膜を形成することを特徴とする請求項１２に記載の反射光学素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属板をプレス成形することにより反射光学素子を製造する技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、反射光学素子を用いた画像システムとして、フライトシミュレータ、ヘッドマウントディスプレイ、プロジェクタ等が知られている。その中でも、特に金属材料を主体とした反射光学素子用材料もしくは反射光学素子の提案として、特開平７−２４３０２７号公報（特許文献１）に開示されているようなＡｌ（アルミニウム）圧延材の表面にＡｌ基金属を連続蒸着した反射用材料や、特開平８−３６２２２号公報（特許文献２）に開示されているように鏡面に研磨した特にステンレス板材をプレス成形やバルジ成形により加工して曲面鏡を製造する方法や、特開平９−１２０７０５号公報（特許文献３）に開示されているようなＡｌまたはＡｌ合金またはステンレスをへら絞り成形または液圧成形により曲面形状とし、その後各種研磨法により照明用鏡を得る方法、等が知られている。
【特許文献１】特開平７−２４３０２７号公報
【特許文献２】特開平８−３６２２２号公報
【特許文献３】特開平９−１２０７０５号公報
【特許文献４】特開２００２−３１６２２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、従来の金属光学素子用素材は、素材の圧延方向に平行な結晶異方性を有し、素材の圧延方向とその圧延方向に直交する方向とで機械的な特性が異なる。また、板厚方向に圧縮されているために、素材表面の硬度が非常に高い。そのため、プレス加工により凹面鏡などの成形品を製造する場合では、圧延方向と圧延方向に直交する方向でプレス型の転写性が異なるために高度な形状精度を得ることが困難であるとともに、素材表面の硬度が高いために、プレス型の表面の平滑性を成形品の表面に十分に転写することが困難であった。
【０００４】
そこで、ほとんどの金属反射光学素子は、特許文献１乃至３に見られるように、最終的には長工程を費やして研磨・鏡面加工処理を行い、形状精度及び表面粗度を確保していた。
【０００５】
面粗度のみに注目した素材も開発されており、特許文献１に開示されているＡｌ圧延材表面にＡｌ基金属を連続蒸着した反射用材料では、結晶粒度が小さくなり面粗度が向上されている。確かに、結晶粒度を小さくすることにより、素材自身の表面粗さは低下し、反射率も改善される。しかし、蒸着工程で結晶粒度を小さくするように蒸着を行なうと、ホールペッチの効果により、蒸着層が高硬度化し、プレス工程でプレス型の表面の平滑性を成形品の表面に十分に転写することができないとともに、表面割れが生じやすくなり、滑らかで且つ曲率半径の小さい自由曲面を成形することは困難である。
【０００６】
また他の方法としては、高価な市販の光学用アルミ素材を用いる方法もあり、特開２００２−３１６２２６号公報（特許文献４）には、高純度アルミと低純度アルミの合板をローラーバニッシングで光沢を出し、超高応力でエンボス加工を施し、φ１〜２ｍｍ程度の金属光学素子を得る方法が開示されている。この方法では、元々素材が平滑なうえ、極微小領域に高荷重を与えることが出来るため、素材の加工硬化以上の降伏強度を付与できるが、素材表面の硬度が高いために型の平滑性を十分に転写することができず、表面粗さは１０ｎｍ以上であった。しかも、このアルミ光学素子は、元の素材に強い異方性を有しているため、光学素子の要求精度を満たすためには、φ２ｍｍ以下の小型の成形品を得ることしか出来なかった。
【０００７】
従って、本発明は上述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、金属板をプレス加工して光学素子を成形する場合に、高い形状精度と高い表面平滑性を容易に得られるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係わる反射光学素子は、金属製板をプレス成形することにより製造された反射光学素子であって、金属製の板材からなる基材と、該基材上に形成され、結晶構造を有する金属からなる金属膜とを具備し、前記金属膜の表面に現れる結晶の表面の法線と、前記反射光学素子の目標形状である理想鏡面の表面の前記結晶が存在する位置の法線とのなす角θの前記反射光学素子の光学有効面内における平均値θaが、０°≦θa≦４５°を満たすことを特徴とする。
【０００９】
また、この発明に係わる反射光学素子において、  前記金属膜は面心立方格子からなる結晶構造を有し、前記金属膜の表面に現れる結晶の表面がミラー指数で｛ｈｋｌ｝と表わされる場合に、
０．７≦｜（ｈ＋ｋ＋２ｌ）／√｛６×（ｈ2＋ｋ2＋ｌ2）｝｜≦１
で表わされる式を満たすことを特徴とする。
【００１０】
また、この発明に係わる反射光学素子において、前記金属膜の平均結晶粒径が０．５μｍ以下であることを特徴とする。
【００１１】
また、この発明に係わる反射光学素子において、前記金属膜の表面に形成されている酸化膜の厚さが１０ｎｍ以下であることを特徴とする。
【００１２】
また、この発明に係わる反射光学素子において、前記金属膜の表面に形成されている酸化膜がアモルファスと微細結晶との混晶であることを特徴とする。
【００１３】
また、この発明に係わる反射光学素子において、前記金属膜が９８ｍｏｌ％以上の純度の単一金属からなる高純度金属薄膜であることを特徴とする。
【００１４】
また、この発明に係わる反射光学素子において、前記金属膜が前記基材の表面に室温で蒸着されて形成されていることを特徴とする。
【００１５】
また、この発明に係わる反射光学素子において、前記金属膜の表面が、保護膜、又は増反射膜、又は保護膜と増反射膜を複合的に積層した膜により被覆されていることを特徴とする。
【００１６】
また、この発明に係わる反射光学素子において、前記金属膜の表面の表面粗さＲａが、１０ｎｍ以下であることを特徴とする。
【００１７】
また、この発明に係わる反射光学素子において、前記基材が、機械的異方性を取り除かれた板材であることを特徴とする。
【００１８】
また、この発明に係わる反射光学素子において、前記反射光学素子の理想形状からの形状誤差をＰＶ値で表わした場合に、ＰＶ≦５μｍであることを特徴とする。
【００１９】
また、本発明に係わる反射光学素子の製造方法は、金属製板をプレス成形することにより反射光学素子を製造する方法であって、機械的な異方性を略有しない金属製の板材からなる基材を用意する準備工程と、前記基材上に、結晶構造を有する金属を室温で蒸着して、金属膜を形成する金属膜形成工程と、前記金属膜が形成された前記基材を成形型を用いてプレス成形して反射光学素子を成形する成形工程と、を具備することを特徴とする。
【００２０】
また、この発明に係わる反射光学素子の製造方法において、前記金属膜形成工程では、９８ｍｏｌ％以上の純度の単一金属からなる高純度金属薄膜を形成することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、金属板をプレス加工して光学素子を成形する場合に、高い形状精度と高い表面平滑性を容易に得られるようにすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の好適な一実施形態について図面を参照して説明する。
【００２３】
図１は、曲面鏡を製造するための材料となる板材１０を示す断面図であり、板材１０は金属製の基材１の片面に蒸着により高純度金属膜３を形成して構成されている。基材１の表面には、基材１と高純度金属膜３の密着性を高めるためにアンダーコート２が施されている。高純度金属膜３の表面には、その蒸着工程における周囲の雰囲気中の酸素により酸化された酸化膜５が形成されている。高純度金属膜３の蒸着時の周囲の雰囲気としては、空気中、不活性ガス中、真空中などが考えられるが、空気中はもとより、不活性ガス中、真空中などでもその中に含まれる少量の酸素により高純度金属膜３の表面が酸化されるため、酸化膜５はその厚みは様々であるが必ず形成されるものである。また、酸化膜５はアモルファス状態であり、結晶化していない。
【００２４】
図２は、図１に示す板材１０を成形型によりプレス成形して製造された最終成形品（反射光学素子）の断面図である。図２は、反射光学素子としての凹面鏡を成形した状態を示している。
【００２５】
図３は、図１に示す板材１０における高純度金属膜３の内部の結晶構造を示す図である。本実施形態では、高純度金属膜３を形成する金属材料として、面心立方格子の結晶構造を有する例えばＡｌ（アルミニウム）を用いる。このような材料は蒸着することにより図３に示すような柱状結晶組織を形成する。
【００２６】
図４は、図１に示す板材を成形型によりプレス成形した後の、高純度金属膜３の内部の結晶構造を示す図である。本実施形態では、高純度金属膜３を室温で蒸着しているため、蒸着された高純度金属膜３は成形前の状態では比較的柔らかく、たとえて言うならば、降り積もったままの雪がまだ踏み固められていないような状態にある。そのため、高純度金属膜３の内部の結晶構造では、滑り、回転等が起こりやすく、成形型の表面の平滑面に倣って容易に変形することが可能であり、成形型の表面の平滑性が非常によく転写される。
【００２７】
以下、図１乃至図４を参照して、さらに詳しく説明する。
【００２８】
従来、圧延した板材を用いてプレス成形により大型の反射光学素子を製造しようとした場合、光学素材には圧延時の加工硬化以上の降伏荷重を十分付与することが必要であり、また、圧延による集合組織の影響も無視できなくなり、φ３ｍｍ以上の大型の反射光学素子を成形することは形状精度が得られず困難であった。また、加工硬化を上回る成形加工応力が必要となるため、光学素子が大型化するに従い、大荷重が得られる大型加工機が必要となり、コストや資源の浪費を上昇させる原因となっていた。
【００２９】
そこで、本実施形態では、基材１の表面に基材１とは組織の異なる高純度金属膜３を形成している。その結果、基材１の表面粗さが多少粗くても、既に述べたように、雪が降り積もったままの踏み固められていないような状態の高純度金属膜３が成形型の表面の平滑性に倣って容易に変形するため、成形後の高純度金属膜３の表面は基材の影響を受けない超平滑な表面粗さとなる。また、本実施形態では、基材１として、圧延されていない板材、又は圧延された板材をアニール処理して、圧延により生じる板材の機械的な異方性を取り除いた板材を用いる。これにより、プレス成形時に方向によって変形の程度が異なることが防止され、成形品の形状精度を高めることができる。
【００３０】
また、本実施形態では、成形後の高純度金属膜３の表面では、図５に示すように、その表面を形成する結晶の面Ｄが目標とするミラーの理想形状である理想鏡面形状の表面となるべく一致していることが所望の平滑面を得る上で望ましい。本実施形態のように、高純度金属膜３がアルミニウムのように面心立方格子の結晶構造を有する場合には、究極的には、その面心立方格子の結晶のミラー指数で表わした場合の（１，１，２）面が理想鏡面形状の表面に一致することが、本願発明者の実験によりわかっている。そのため、図５に示す実際の成形品であるミラーの表面を構成する結晶面Ｄの法線が、（１，１，２）面（理想鏡面）の法線と一致していることが理想である。
【００３１】
そこで、本願発明者が実験により確認したところ、実際に成形されたミラーの表面を構成する結晶面（そのミラー指数を（ｈｋｌ）とする）Ｄの法線が（１，１，２）面の法線となす角θの光学有効面内における平均値θaが、次式を満たせば、高精度反射光学素子に要求される所望の平滑性を有する鏡面が得られることを見出した。
【００３２】
０．７≦ｃｏｓθa＝｜（ｈ＋ｋ＋２ｌ）／√｛６×（ｈ2＋ｋ2＋ｌ2）｝｜≦１                                  …（１）
この式は、次のような式に書き換えることもできる。
【００３３】
０°≦θa≦４０°    …（２）
これは、本実施形態で得られる成形品である光学素子の重要な組織の特徴を表している。つまり、最終的な成形品の表面を形成する結晶面の法線と理想鏡面の法線のなす角が上式を満たせば、高精度反射光学素子の要求表面粗さを満足することができる。なお、既に述べたように、高純度金属膜３の表面にはアモルファス状の酸化膜５が形成されているため、図５に示すような結晶面がそのまま成形品であるミラーの表面に現れるわけではないが、アモルファス状の酸化膜５は非常に薄い層であるため、結晶面の形状がほとんどそのまま酸化膜５の表面に現れる。
【００３４】
また、本実施形態では、成形された反射光学素子の表面層（高純度金属膜３）の平均結晶粒径が０．５μｍ以下となるようにしている。
【００３５】
このように、高純度金属膜３の平均結晶粒径が小さいことにより、高純度金属膜３を構成する柱状晶内部で非常に微細に剪断、すべり、回転を生じ、微細組織化することにより成形表面は超平滑な表面粗さに創生される。従来の素材（圧延材）を加工した場合、結晶内部に亜粒界が存在し、且つ結晶粒径自身は数十〜数百μｍと大きく、また圧延方向に伸張した形状をしている。この様な結晶粒は圧延方向に強い異方性を有していると共に、結晶内部の転位密度が高い。このため、成形表面は超平滑な表面粗さを得ることが出来ず、また成形品の形状精度も悪化する。
【００３６】
また、本実施形態では、成形された反射光学素子の表面（高純度金属膜３の表面）の酸化膜の厚さが１０ｎｍ以下となるようにしている。
【００３７】
最表面に存在する酸化膜５はバンドギャップの広い薄膜で、厚くなるに従いその表面での反射光とその下面の金属表面での反射光により、光学的収差に影響を与える。また、酸化膜内に吸収される光も増し、反射率に影響を与える。従って、酸化膜厚が１０ｎｍ以下であることが反射光学素子に必要となる。
【００３８】
また、本実施形態では、成形された反射光学素子の表面（高純度金属膜３の表面）の酸化膜がアモルファスと微細結晶との混晶である。
【００３９】
アモルファスと微細結晶との混晶であることにより、腐食の起点が微細且つ均一に分散することにより、局部腐食を防ぐことが可能となる。
【００４０】
また、本実施形態では、上記のような特徴を有する反射光学素子を創生する素材として、まず、基材１と組織の異なる高純度金属膜３から成る板材１０であって、高純度金属膜３の表面を形成する結晶面（そのミラー指数を（ｈｋｌ）とする）Ｄの法線が（１，１，２）面の法線となす角θの光学有効面内における平均値θaが、次式を満たす板材を用いている。
【００４１】
０．５５≦ｃｏｓθa＝｜（ｈ＋ｋ＋２ｌ）／√｛６×（ｈ2＋ｋ2＋ｌ2）｝｜≦１                                （３）
この式は、次のような式に書き換えることもできる。
【００４２】
０°≦θa≦５７°    …（４）
これは、高純度金属膜３の柱状晶の表面が理想鏡面に既に若干配向していることを意味する。このような板材１０を素材としてプレス成形をすることにより、最終的に上記の（１）式及び（２）式を満足する成形品を得ることができる。
【００４３】
また、本実施形態では、高純度金属膜３が、その表面に垂直に５０ｎｍ以上の柱状晶の金属組織を有するようにしている。
【００４４】
このような組織では、従来のスキンパスした素材に比べて、転移がパイルアップするまでに十分移動することが可能で、上述のように粒内すべりが好適な剪断方向に生じ、すべり及び回転が自由であるため、展延性が良好となる。さらに、高純度金属膜３の表面に垂直な配向を有しており、高純度金属膜３の表面に平行な組織は等方的である。そのため、形状精度が安定し、目標通りの成形品を得ることが可能となる。
【００４５】
また、本実施形態では、高純度金属膜３が９８ｍｏｌ％以上の純度の単一金属からなる高純度金属薄膜となるようにしている。
【００４６】
一般式：τ＝Ｇｂ／Ｌ（τ：剪断力、Ｇ：剪断弾性係数、ｂ：剪断変位、Ｌ：不純物間距離）から、高純度化に従い成形圧が低下し加工が容易になることが判る。
【００４７】
また、本実施形態では、成形により得られた金属反射光学素子の表面に保護膜、または増反射膜、もしくはこれらを複合的に積層した膜を形成している。
【００４８】
この成膜により、湿度に対する耐久性が格段に向上すると共に、超平滑化した面への増反射膜の効果は著しい。
【００４９】
また、本実施形態では、（３）式又は（４）式を満たす成形素材としての板材１０を、一切の潤滑材を用いることなくプレス成形のみにより成形し、（１）式又は（２）式を満足する成形品を成形することで、Ｒａ：１０ｎｍ以下に超平坦化した表面層を得ると共に、面精度（歪み：ＰＶ）も５μｍ以下となる反射光学素子を得ることができる。
【００５０】
特に、プレス用金型は、その材質を超硬合金、工具鋼、あるいはセラミックス等とし、その表面を金属酸化物、あるいは金属炭化物、あるいは金属窒化物、あるいは高密度炭素、あるいは貴金属基膜、あるいはこれらを組合わせた積層膜で被覆する。これらの複合効果により、形状精度の向上と摩擦の低減、及び離型の改善に寄与し得る。
【００５１】
この様な観点から、高品質の反射光学素子が低価格で得られる最適条件を鋭意検討し、下記に実施例および比較例を記す。尚、本実施形態の反射光学素子表面の結晶表面の配向度は、任意の３００００倍の視野内を後方散乱電子回折像（ＥＢＳＰ）にて蒸着アルミ最表面の各結晶粒単位で調査している。
【００５２】
また、反射光学素子の高純度金属膜３の結晶粒径は断面を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察し、その観察面の任意の箇所を縦横に直交横断し、ｄ縦（縦の平均結晶粒径）＝Ｌ（縦線の実寸）／ｎ（縦線上の結晶粒数）／ａ（倍率）を算出するとともに、同様にｄ横を算出し、ｄ平均＝（ｄ縦＋ｄ横）／２にて算出した。また、酸化膜５の膜厚は反射光学素子の断面を透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）で観察し、実測した。同様にオージェ電子分光分析（ＡＥＳ）によっても数ｎｍ単位で概算値を求めることが可能である。酸化膜５の組織は電子線回折によって逆格子点の有無を確認した。目視にて判断が困難な場合は、電子線回折チャートより、動径分布関数を求め、二原子間の存在確率を比較する方法もある。または、薄膜Ｘ線回折により、ハローか、回折ピークがわずかに認められるか、を判断することにより確認することも可能である。さらに、巨視的な表面の面粗度の表記は、非接触の光学干渉測定装置であるNew View１００を用い、任意の約３００μｍ四方で測定した時の粗さデータ（Ｒａ）を示した。また、形状データは、非接触の光学干渉測定装置であるＺｙｇｏ Ｍａｒｋ４を用い、光学有効面全面の形状精度（ＰＶ）を示した。
【００５３】
次に、反射光学素子用の素材表面の柱状晶組織は、安価な製法としては、市販の圧延板上に高純度金属材料で表面を８０°Ｃ以下（好ましくは室温）でＰＶＤやＣＶＤ等にて成膜することとにより、一度に大面積の素材が得られる。なお、この場合は、圧延板の異方性をなくすためにアニールを行う。
【００５４】
また、一方向凝固法により得られたインゴットから素材を切出すことも一手段であるし、また板形状の鋳型に溶融金属を流し込み、徐冷し、表面に柱状晶を発達させて、素材を得ることも一手段である。
【００５５】
上記の方法により作成された反射光学素子用素材（板材１０）の成形を実施する前処理として、一切の各種研磨を施さなかった。成形は再結晶温度以下の成形温度、且つ大気中あるいは真空中あるいは不活性雰囲気中の何れかの条件下で、面粗度Ｒａ≦１０ｎｍにした曲面型を用い、一切の潤滑剤を用いず、反射光学素子用素材をプレス成形のみにより、反射素子表面粗度がＲａ≦１０ｎｍ、且つ光学有効面の形状精度が型の形状に対してＰＶ≦５μｍとなるように成形荷重と成形速度を制御した。
【００５６】
尚、下記の実施例は本発明を限定するものではなく、上記の趣旨を考慮して光学素子用板材料やその構成材料、手段、および製造方法や成形品の変更を行うことはいずれも本発明の範囲内に含まれるものである。
【００５７】
＜実施例１＞
市販の特にスキンパス等を施していないＪＩＳ規格純アルミ素材表面に、雰囲気２×１０-5ｔｏｒｒ、材料９９．９９ｍｏｌ％の純度のアルミにて、室温で膜厚２μｍの柱状晶組織を形成した。この素材を成形前処理として、一切の各種研磨を施さなかった。成形は再結晶温度以下の成形温度、且つ大気中あるいは真空中あるいは不活性雰囲気中の何れかの条件下で、面粗度Ｒａ≦１０ｎｍにした曲面型を用い、一切の潤滑剤を用いず、この素材をプレス成形のみにより、光学反射素子を得た。この反射素子の表面粗度はＲａ：６ｎｍ、且つ光学有効面の形状精度は型の形状に対してＰＶ：１．１μｍであった。この反射光学素子のＥＢＳＰ結果から、反射光学素子表面に（１１３）面が配向していたことから、（１）式又は（２）式を満たしていた。また、成形断面内の結晶粒径はＳＥＭ観察より０．３０μｍであった。酸化膜厚はＴＥＭ観察より５ｎｍであり、この酸化膜の組織は電子線回折より、アモルファスと結晶との混晶であることが確認できた。得られた成形品にＳｉＯ2保護膜を形成し、耐久性を改善した。
【００５８】
＜実施例２＞
成形素材としての板材に、市販の圧延アルミ板をアニール処理して使用した以外は実施例１と同様に成形を行なった。その結果、実施例１と同様の成形品を得ることができた。
【００５９】
＜実施例３＞
市販の特にスキンパス等を施していない超塑性アルミ合金素材表面に、雰囲気２×１０-5ｔｏｒｒ、材料９９．９ｍｏｌ％の純度の銀にて、室温で膜厚１．５μｍの柱状晶組織を形成した。この素材を成形前処理として、一切の各種研磨を施さなかった。成形は再結晶温度以下の成形温度、且つ大気中あるいは真空中あるいは不活性雰囲気中の何れかの条件下で、面粗度Ｒａ≦１０ｎｍにした曲面型を用い、一切の潤滑剤を用いず、この素材をプレス成形のみにより、光学反射素子を得た。この反射素子の表面粗度はＲａ：８ｎｍ、且つ光学有効面の形状精度は型の形状に対してＰＶ：１．６μｍであった。この反射光学素子のＥＢＳＰ結果から、反射光学素子表面に（４２２）面が配向していたことから、（１）式又は（２）式を満たしていた。また、成形断面内の結晶粒径はＳＥＭ観察より０．１７μｍであった。酸化膜厚はTEM観察より４ｎｍであり、この酸化膜の組織は電子線回折より、アモルファスと結晶との混晶であることが確認できた。得られた成形品にＳｉＯ2保護膜を形成し、耐久性を改善した。
【００６０】
＜実施例４＞
市販の特にスキンパス等を施していないＪＩＳ規格無酸素銅素材表面に、雰囲気２×１０-5ｔｏｒｒ、材料９９．９９ｍｏｌ％の純度の銅にて、室温で膜厚２μｍの柱状晶組織を形成した。この素材を成形前処理として、一切の各種研磨を施さなかった。成形は再結晶温度以下の成形温度、且つ大気中あるいは真空中あるいは不活性雰囲気中の何れ化の条件下で、面粗度Ｒａ≦１０ｎｍにした曲面型を用い、一切の潤滑剤を用いず、この素材をプレス成形のみにより、光学反射素子を得た。この反射素子の表面粗度はＲａ：５ｎｍ、且つ光学有効面の形状精度は型の形状に対してＰＶ：０．７μｍであった。この反射光学素子のＥＢＳＰ結果から、反射光学素子表面に（３３１）面が配向していたことから、（１）式又は（２）式を満たしていた。また、成形断面内の結晶粒径はＳＥＭ観察より０．２７μｍであった。酸化膜厚はＴＥＭ観察より７ｎｍであり、この酸化膜の組織は電子線回折より、アモルファスと結晶との混晶であることが確認できた。得られた成形品にＡｌ増反射膜とＳｉＯ2保護膜を形成し、赤外線の反射率の向上と耐久性を改善した。
【００６１】
＜比較例１＞
９９％の高純度アルミと９５％以下のアルミまたはアルミ合金とを熱間圧延により合板とし、さらに冷間スキンパスによる光沢処理を施した。この素材を成形前処理として、一切の各種研磨を施さなかった。成形は再結晶温度以下の成形温度、且つ大気中あるいは真空中あるいは不活性雰囲気中の何れかの条件下で、面粗度Ｒａ≦１０ｎｍにした曲面型を用い、一切の潤滑剤を用いず、この素材をプレス成形のみにより成形した。その結果、この反射光学素子の表面粗度はＲａ：１１ｎｍ、且つ光学有効面の形状精度は型の形状に対してＰＶ：９μｍと大きく歪み、高精度な反射光学素子を得ることが出来なかった。この反射光学素子のＥＢＳＰ結果から、反射光学素子表面に（２２０）面が配向していたことから、（１）式及び（２）式を満たしていなかった。また、成形断面内の結晶粒径はＳＥＭ観察より３７μｍであった。酸化膜厚はＴＥＭ観察より５ｎｍであり、この酸化膜の組織は電子線回折より、完全な結晶であった。
【００６２】
＜比較例２＞
９９．８％の高純度銅圧延板材にさらに面粗度を低下させるため、十分な冷間スキンパスを施した。この素材を成形前処理として、一切の各種研磨を施さなかった。成形は再結晶温度以下の成形温度、且つ大気中あるいは真空中あるいは不活性雰囲気中の何れかの条件下で、面粗度Ｒａ≦１０ｎｍにした曲面型を用い、一切の潤滑剤を用いず、この素材をプレス成形のみにより成形した。その結果、この反射素子の表面粗度はＲａ：１６ｎｍ、且つ光学有効面の形状精度は型の形状に対してＰＶ：１０μｍと大きく歪み、高精度な反射光学素子を得ることが出来なかった。この反射光学素子のＥＢＳＰ結果から、反射光学素子表面に（２００）面が配向していたことから、（１）式及び（２）式を満たしていなかった。また、成形断面内の結晶粒径はＳＥＭ観察より２８μｍであった。酸化膜厚はＴＥＭ観察より１３ｎｍであり、酸化膜の組織は電子線回折より、完全な結晶であった。
【００６３】
以上説明したように、上記の実施形態によれば、基材１と高純度金属薄膜３で構成した板材１０を塑性加工した金属光学素子は、金属組織学的側面からこれまでにはない改善を行うことにより、従来にはない優れた面粗度を安価に得ることが出来た。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】曲面鏡を製造するための材料となる板材を示す断面図である。
【図２】図１に示す板材を成形型によりプレス成形して製造された最終成形品の断面図である。
【図３】図１に示す板材における高純度金属膜の内部の結晶構造を示す図である。
【図４】図１に示す板材を成形型によりプレス成形した後の、高純度金属膜２の内部の結晶構造を示す図である。
【図５】結晶表面の理想鏡面に対する傾きを示す概念図である。
【符号の説明】
【００６５】
１  基材
２  高純度金属膜
３  酸化膜
１０  板材
【図１】
2006251539.tif 000003
【図２】
2006251539.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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