(57)【要約】【課題】射出成形による樹脂製レンズ等における高精度な光学素子成形方法とその光学素子を提供する。【解決手段】先ず仮鏡面駒４を用いた光学素子（第一の光学素子）の成形を行う（Ｓ０１）。次にその第一の光学素子について、温度２０°±３℃で湿度７０％±５％の調湿を行って（Ｓ０２）から、面形状誤差の測定を行い（Ｓ０３）、得られた面形状誤差を相殺する方向に仮鏡面駒４を修正加工する（Ｓ０４）。次にこの仮鏡面駒４を修正加工した修正鏡面駒１７を用いて光学素子（第２の光学素子）の成形を行い（Ｓ０５）、その第２の光学素子について調湿下で評価する（Ｓ０６）。この処理工程では第１の光学素子１５と同一条件で調湿したのち同じく第１の光学素子と同一条件で光学面形状を測定して形状誤差の程度を評価する。評価が良ければ完了、悪ければやり直す。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
仮鏡面駒を用いて第１の光学素子を成形する工程と、
前記第１の光学素子を温度２０°±３℃及び湿度７０％±５％の条件下で調湿する工程と、
前記調湿された第１の光学素子の面形状を測定する工程と、
該測定された第１の光学素子の面形状データに基づいて、前記第１の光学素子の理想光学面形状との形状誤差量を算出する工程と、
前記形状誤差量を相殺する方向に前記仮鏡面駒の面形状を修正した鏡面駒を作成する工程と、
前記鏡面駒を用いて第２の光学素子を成形する工程と、
を含むことを特徴とする光学素子の成形方法。
【請求項２】
前記第１の光学素子を調湿する工程は、恒温恒湿槽により行われることを特徴とする請求項１記載の光学素子の成形方法。
【請求項３】
前記第１の光学素子を測定する工程は、温度２０℃±３℃及び湿度４５％〜５５％における測定雰囲気中で行われることを特徴とする請求項１記載の光学素子の成形方法。
【請求項４】
前記測定雰囲気中で測定完了するまでの測定経過時間は３０分以内であることを特徴とする請求項３記載の光学素子の成形方法。
【請求項５】
前記第２の光学素子は、前記第１の光学素子と同一の調湿条件で調湿の後、前記第１の光学素子と同一の測定条件で測定することにより形状誤差の評価が行われることを特徴とする請求項１記載の光学素子の成形方法。
【請求項６】
仮鏡面駒を用いて第１の光学素子を成形する工程と、
前記第１の光学素子の理想光学面形状からの第一の形状誤差量を測定する工程と、
温度２０°±３℃及び湿度７０％±５％の条件下で調湿されたとした場合の前記第１の光学素子の理想光学面形状との面形状誤差量をシミュレーションにより算出する工程と、
前記測定した第一の形状誤差量と前記シミュレーションから算出された面形状誤差量を加算することにより第二の形状誤差量を算出する工程と、
前記第二の形状誤差量を相殺する方向に前記仮鏡面駒を修正加工する工程と、
前記修正加工した仮鏡面駒を用いて第２の光学素子を形成する工程と、
を含むことを特徴とする光学素子の成形方法。
【請求項７】
前記第一の形状誤差を測定する環境は、温度２０℃±３℃で湿度４５％〜５５％の測定環境であることを特徴とする請求項６記載の光学素子の成形方法。
【請求項８】
前記シミュレーションは、前記第１の光学素子の前記調湿された状態での面形状変形算出シミュレーションであることを特徴とする請求項６記載の光学素子の成形方法。
【請求項９】
請求項１又は６記載の方法により成形されたことを特徴とする光学素子。
【請求項１０】
吸湿により膨張する樹脂材料を射出成形することにより所定の光学面形状に成形される樹脂製の光学素子であって、
温度２０℃±３℃及び湿度４５％〜５５％の測定環境で測定された前記光学素子の面形状が、前記測定環境よりも高温及び高湿度環境側で適宜設定された前記光学素子の使用環境に対応する温度及び湿度における前記光学素子の面形状の前記光学素子の理想光学面形状からの形状誤差量に相当する膨張量を相殺する方向に、該理想光学面形状よりも小さく設定される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、射出成形による樹脂製レンズ、プリズム等における高精度な光学素子の成形方法及びその光学素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えばレンズ等の光学素子がある。旧来は、もっぱらガラス製の光学素子が用いられていたが、ガラス製の光学素子（例えばレンズ）は、正確な曲面を得るための研磨に高度な技術と時間がかかるため、大量生産が利かず高価であり、また重量もある。
【０００３】
これに対して近年、金型を用いた射出成形によって大量生産が可能であると共に、非球面形状の曲面が容易に得られ、且つ軽量であるため小型機器にも組み付けが容易なプラスチック製の光学素子が多用されるようになってきた。
【０００４】
ところで、ガラスは通常の温度の変化や湿度の変化に対して変形することが殆ど無く且つ剛性があるので圧力にも変形しにくい。ところが、プラスチックは、温度の変化や湿度の変化に対して変形しやすく、圧力に対しても変形しやすいという弱点がある。光学素子が変形したのでは正常に機能の発揮できない。
【０００５】
そこで、プラスチック製の光学素子には、その形状に様々な修正を加えることが考えられている。
例えば、レーザー走査光学系に使用される長尺のレンズ、大口径レンズ等の光学素子のように射出成形後における冷却で変形量が大きくなって設計許容範囲を越える誤差を生じ易い光学素子では、製造時における上記のような射出成形時の収縮や変形分を盛り込んで高精度な光学素子を得るべく射出成形用金型の鏡面駒を作成する。
【０００６】
その方法として、所定の鏡面駒により作成された光学素子の光学機能面の形状を測定し、光学理想面形状からの形状誤差を算出し、その算出を基づいて、光学面形状を複数の各区域に分割し、関数で近似し、光学素子の形状誤差を相殺するような形状に鏡面駒の形部分を加工して、光学素子で成形時に発生する局所的な収縮及び変形を補正する方法が提案されている。（例えば、特許文献１参照。）
また、光学素子を本体装置に組み込む際に発生する応力で光学素子が変形することによって生じる設計精度からの誤差を補正すべく、上記の応力と同じ力を光学素子に加えた状態で光学面形状を測定し、形状誤差を求めて、この求めた形状誤差を相殺するような形状に鏡面駒の形部分を加工して射出成形を行うことにより、その光学素子が本体装置に組み込まれた際に高精度な光学性能を得られるようにする提案もなされている。（例えば、特許文献２参照。）
【特許文献１】特許第２８９８１９７号（特開平０７−０６０８５７号公報）（［０００６］〜［０００８］、［００６４］、図１、図５、図９）
【特許文献２】特開２００３−１７５５３１号公報（［請求項１］、［要約］、図８）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記特許文献１又は２に記載の技術で示されている光学面形状の測定方法では、測定機の置かれている環境に光学素子がならされる。すなわち、光学素子の特性が精密測定を行う際の測定環境にならされてしまうという問題がある。
【０００８】
精密測定を行う環境は、通常、温度が２０℃±３℃程度の室温で、湿度も４５％〜５５％程度に設定されており、その環境条件内に光学素子の特性が安定してしまう。そのため、その環境条件下で光学素子を扱う分には高精度な光学面形状を得ることができるが、実際の使用環境は、温度、湿度とも高くなっている場合が多い。
【０００９】
特に、海洋に囲まれ高温な季節の島国（例えば、台湾、ハワイ、夏の日本など）における使用環境では、湿度が極めて高く、樹脂製の光学素子では吸湿して形状が膨張する。そのため、光学面形状が変動して正しい機能を発揮できなくなるという問題があった。
【００１０】
本発明の課題は、上記従来の実情に鑑み、実際の使用環境下において高精度に機能する樹脂製の光学素子の成形方法及びその光学素子を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
先ず、第１の発明の光学素子の成形方法は、仮鏡面駒を用いて第１の光学素子を成形する工程と、上記第１の光学素子を温度２０°±３℃及び湿度７０％±５％の条件下で調湿する工程と、上記調湿された第１の光学素子の面形状を測定する工程と、該測定された第１の光学素子の面形状データに基づいて、上記第１の光学素子の理想光学面形状との形状誤差量を算出する工程と、上記形状誤差量を相殺する方向に上記仮鏡面駒を修正加工する工程と、上記修正加工した仮鏡面駒を用いて第２の光学素子を成形する工程と、を含んで構成される。
【００１２】
上記第１の光学素子を調湿する工程は、例えば恒温恒湿槽により行われる。また、上記第１の光学素子を測定する工程は、例えば温度２０℃±３℃及び湿度４５％〜５５％における測定雰囲気中で行われる。また、この場合、上記測定雰囲気中で測定完了するまでの測定経過時間は、例えば３０分以内であることが好ましい。
【００１３】
また、この光学素子の成形方法において、上記第２の光学素子は、例えば上記第１の光学素子と同一の調湿条件で調湿の後、上記第１の光学素子と同一の測定条件で測定することにより形状誤差の評価が行われる。
【００１４】
次に、第２の発明の光学素子の成形方法は、仮鏡面駒を用いて第１の光学素子を成形する工程と、上記第１の光学素子の理想光学面形状からの第一の形状誤差量を測定する工程と、温度２０°±３℃及び湿度７０％±５％の条件下で調湿されたとした場合の上記第１の光学素子の理想光学面形状との面形状誤差量をシミュレーションにより算出する工程と、上記測定した第一の形状誤差量と上記シミュレーションから算出された面形状誤差量を加算することにより第二の形状誤差量を算出する工程と、上記第二の形状誤差量を相殺する方向に上記仮鏡面駒を修正加工する工程と、上記修正加工した仮鏡面駒を用いて第２の光学素子を形成する工程と、を含んで構成される。
【００１５】
上記第一の形状誤差を測定する環境は、例えば温度２０℃±３℃で湿度４５％〜５５％の測定環境である。また、上記シミュレーションは、例えば上記第１の光学素子の上記調湿された状態での面形状変形算出シミュレーションである。
【００１６】
更に、第３の発明の光学素子は、上記第１又は第２の発明の光学素子の成形方法により成形される。
また、第４の発明の光学素子は、吸湿により膨張する樹脂材料を射出成形することにより所定の光学面形状に成形される樹脂製の光学素子であって、温度２０℃±３℃及び湿度４５％〜５５％の測定環境で測定された上記光学素子の面形状が、上記測定環境よりも高温及び高湿度環境側で適宜設定された上記光学素子の使用環境に対応する温度及び湿度における上記光学素子の面形状の上記光学素子の理想光学面形状からの形状誤差量に相当する膨張量を相殺する方向に、該理想光学面形状よりも小さく設定されるように構成される。
【発明の効果】
【００１７】
このように、本発明によれば、金型の仮鏡面駒で射出成形した光学素子を実際の使用環境に近い状態にならした後その設計許容範囲すなわち理想光学面形状からの光学形状誤差量を算出し、その光学形状誤差量を相殺する方向に上記仮鏡面駒の面形状を修正した鏡面駒を作成し、該鏡面駒を用いて射出成形することによりプラスチックレンズ等における高精度な光学素子が得られる成形方法及びその光学素子を提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。尚、以下の説明において、吸水と吸湿は同義に用いている。
【実施例１】
【００１９】
図１は、第１の実施形態における金型の構成を示す模式的側断面図である。
図１に示すように、金型１は、固定金型２と可動金型３により構成されている。更に固定金型２および可動金型３にはそれぞれ光学素子を形成するための２組の２個１対となっている鏡面駒４（本例では、以下、この鏡面駒４を仮鏡面駒４ということにする）が着脱自在に備えられている。
【００２０】
仮鏡面駒４は、２個一対で、固定金型２と可動金型３の押圧面５を中心として、射出成形品の光学面形状に対応する対向面を形成し、その対向面間に射出成形用樹脂材が注入されるキャビティ（cavity：鎔笵）６が形成されている。
【００２１】
固定金型２の中央部には、射出成形用樹脂材が外部から注入されるスプルー（sprue:湯口）７が形成されている。そして、このスプルー７に導通し、固定金型２と可動金型３の押圧面５まで延在し、その押圧面５に添って左右（図で上下）に分岐するランナー（runner：湯道）８が形成されている。この分岐したランナー８は、それぞれより細いゲート８ａを形成しつつキャビティ６に導通している。
【００２２】
また、可動金型３には、可動金型３に挿通されて、上記ランナー８の固定金型２と可動金型３との押圧面５での分岐点まで伸び出すエジェクトピン（eject-pin:押出し棒）９が設けられている。
【００２３】
上記の仮鏡面駒４は、光学素子の理想光学面形状に対して、樹脂の収縮率を考慮した面形状に形成されている。すなわち、この仮鏡面駒４で射出成形された光学素子の冷却仕上がり後の形状が、設計許容範囲内に製造誤差が収まっている理想光学面形状を形成するように仮鏡面駒４の対向面が形成されている。
【００２４】
図２は、上記の金型１の構成において、本例の光学素子を製造する工程を説明するフローチャートである。図２及び図１も参照しながら、本例の光学素子を製造する工程を以下に説明する。
【００２５】
図２において、先ず、仮鏡面駒４を用いた光学素子の成形を行う（Ｓ０１）。
この処理工程では、図１において、先ず、溶融樹脂が不図示の射出成形ユニットから射出されてスプルー７に注入される。スプルー７に注入された溶融樹脂は、ランナー８及びゲート８ａを介して、仮鏡面駒４で形成されているキャビティ６に充填されたのち冷却される。
【００２６】
キャビティ６内の成形品が冷却され、その形状が十分に固まって安定したタイミングで、可動金型３が図１の左方に移動して、固定金型２と可動金型３の押圧面５が分離されるとともに、エジェクトピン９が可動金型３側から伸び出して、金型１内で固形化された上記の成形品（光学素子）及び余剰樹脂部であるランナー８を取り出す。
【００２７】
続いて、ランナー８に残留していた部分と成形品の部分を分離し、成形品の部分に連続して残るゲート８ａ部分の樹脂を除去して（ばり取りを行って）、仮鏡面駒４を用いた光学素子の成形が完了する。本例では、ここで得られた光学素子を「第一の光学素子」と言うことにする。
【００２８】
上記に続いて、図２において、上記にように金型１から取り出した光学素子について、７０％±５％の調湿を行う（Ｓ０２）。
この処理工程では、上記光学素子（第一の光学素子）について、温度２０°±３℃における飽和吸水状態に対して７０％±５％の吸水状態となるように調湿を行う。この調湿では、上記金型１から取り出された光学素子（第一の光学素子）を、温度２０℃、湿度７０％に設定された恒温恒湿槽に、光学素子が７０％の吸湿度となるまで放置する。
【００２９】
図３は、例えばレンズの厚さを１ｍｍとしたときの、上記のような条件で、温度２０°±３℃における飽和吸水状態になるまでの吸水状態と時間の関係を示す図である。同図は横軸に時間を示し、縦軸に吸水状態を示している。そして縦軸の吸水状態Ｍｘは飽和吸水状態を示し、横軸の時間Ｔｘは飽和吸水状態になった時間を示している。
【００３０】
上記の放置時間は、光学素子がポリカ系の樹脂であれば、厚さによりやや異なるが、時間Ｔｘは、４８時間程度になる。また、光学素子がミクロオレフィン系の樹脂の場合は、厚さには関わりなく時間Ｔｘは、２４時間程度で良い。
【００３１】
上記ののち、図２に示すように、面形状誤差の測定を行う（Ｓ０３）。
この処理工程では、上記のように完全に吸湿した光学素子を恒温恒湿槽から取り出し、面形状誤差を測定機で測定する。測定機は接触式測定機もしくは非接触測定機で行う。このような測定機としては、例えばＴａｙｌｏｒ  Ｈｏｂｓｏｎ製のフォームタリサーフ又は松下電器産業株式会社製の超高精度３次元測定機ＵＡ３Ｐなどがある。
【００３２】
図４は、接触式測定機の測定動作を模式的に示す図である。同図は、測定物１１（例えばレンズ）と測定機のプローブ１２を示している。プローブ１２は、その探査端１３を測定物１１の被測定面１４に接触させて、両方向矢印ａで示すように被測定面１４の面形状に倣いながら移動する。
【００３３】
この測定では、光学素子の光軸を含む断面に添って倣いながら移動して測定する。尚、上記の光学素子が非球面レンズの場合には、その３次元面形状における有効径（光学素子として有効に機能する面）全域の面形状に倣いながら移動して測定することが好ましい。
【００３４】
なお、通常、測定機の置かれている精密測定を行う環境は、温度２０℃±３℃、湿度４５％〜５５％程度の設定であるため、測定にあまり長時間を掛けると、せっかく７０％前後に吸湿させて恒温恒湿槽から取り出した光学素子が、４５％〜５５％程度の吸湿度にならされてしまう虞があるため、上記光学素子の面形状測定の完了までには長くとも３０分程度以内で行うようにするのが好ましい。３０以内であれば、調湿された光学素子の調湿状態を崩す影響が少ない。
【００３５】
また、上記光学素子の測定は、恒温恒湿槽内と同一条件で測定するのが最も理想的な測定方法であるが、測定機を温度２０℃±３℃、湿度７０％±５％の環境下に置いたのでは、高湿のために測定精度に悪影響を及ぼすだけでなく測定機そのものが湿度によって早期に劣化して故障する可能性があり、したがって実用的できでない。
【００３６】
続いて、仮鏡面駒４の面形状を測定して、仮鏡面駒４の形状データを得る。この仮鏡面駒４の面形状は、光学素子の光学面形状の設計許容範囲の形状（理想光学面形状）に対応して樹脂の収縮率を考慮した面形状に形成されている形状である。
【００３７】
上記の測定機による測定により得られた光学素子の面形状データと理想光学面形状とから光学素子の面形状誤差が判明する。そして、その判明した光学素子の面形状誤差を仮鏡面駒４の形状データに対して相殺する方向に仮鏡面駒４を加工する加工データを算出する。
【００３８】
そして、図２に示すように、その面形状誤差を相殺する方向に、仮鏡面駒４を修正加工する（Ｓ０４）。
図５(a) 〜(d) は、上記の仮鏡面駒４を修正加工するまでに至る処理工程を模式的に示す図である。図５(a) は、図１に示した仮鏡面駒４（ただし可動と固定のうちいずれか一方の駒のみを示し他方の駒は図示を省略している、以下同様）とその仮鏡面駒４によって、図２の処理工程Ｓ０１で説明したように作成された光学素子（第１の光学素子）１５を示している。
【００３９】
次に、図５(b) は、調湿を終えた第１の光学素子１５を、仮鏡面駒４と共に示している。この図５(b) における第１の光学素子１５のハッチングで示す部分は、図２の処理工程Ｓ０２で説明した湿度７０％±５％の調湿と、同じく図２の処理工程Ｓ０３で説明した測定によって得られた面形状誤差１６である。尚、この図５(b) に示す面形状誤差１６の図形は、光学面形状の誤差の厚さそのものを示すものではなく、見て分かり易いように誤差の程度（大きさ）を表しているものである。
【００４０】
そして、図５(c) は、その面形状誤差１６を相殺する方向に仮鏡面駒４を修正加工する状態を示している。この修正加工では、図５(a) に示す仮鏡面駒４の面を、上記の測定によって得られた面形状誤差を相殺する方向に修正加工する。
【００４１】
この例では、図５(b) に示す調湿後の第１の光学素子１５は、吸湿した分だけ膨らんでいるので、その膨らみによって測定された面形状誤差１６を相殺方向に、仮鏡面駒４の面を削り取るように加工する。
【００４２】
これにより、図５(d) に示すように、面形状誤差１６を相殺する方向に仮鏡面駒４を修正加工して形成された修正鏡面駒１７が出来上がる。尚、別途の鏡面駒材料から仮鏡面駒の面形状を修正した面形状を有する鏡面駒を作成してもよい。
【００４３】
これに続いて、図２に示すように、仮鏡面駒４を修正加工した修正鏡面駒１７を用いた光学素子の成形を行う（Ｓ０５）。
これにより、図５(d) に示すように、第２の光学素子１８が得られる。そして、最後に上記にようにして得られた第２の光学素子１８を、調湿下で評価する（Ｓ０６）。
【００４４】
この処理工程では、上記の第２の光学素子１８を、第１の光学素子１５の場合と同一の条件で調湿したのち、同じく第１の光学素子１５の場合と同一の条件で光学面形状を測定して、形状誤差の程度を評価する。
【００４５】
この評価の工程で、形状誤差の程度が所定の許容範囲よりも大きいときは、上記の修正鏡面駒１７を最初の仮鏡面駒４であるとみなして、図２における工程Ｓ０１〜Ｓ０６を繰り返す。
【００４６】
そして、上記Ｓ０６の評価の工程で、形状誤差の程度が所定の許容範囲内である、つまり評価が良ければ、その第２の光学素子１８を最終製品の見本とする。すなわち、第２の光学素子１８を作成した修正鏡面駒１７を本鏡面駒として、光学素子の大量生産に取り掛かる。
【００４７】
このようにして本例の最終製品である光学素子が作成される。この最終製品の光学素子は、７０％±５％の吸湿度のときに、その光学面形状が光学理想面形状を形成するように作成されているので、吸湿度が４５％〜５５％のときの光学面形状が光学理想面形状を形成つまり通常の状態で測定されて良しとされてきた形状に形成されている従来品に比較して、吸湿によっても大きく変形することがない。
【００４８】
図６(a) は、本例の最終製品の光学素子の吸湿度による変形の例を模式的に示す図であり、同図(b) は従来品の吸湿度による変形の例を模式的に示す図である。
図６(a) に示すように吸湿度７０％のとき正常な光学面形状を示す本例の最終製品の光学素子では、吸湿度が５０％と低いときでも正常値からの差が２０％であるので変形は少なく、吸湿度が８５％と高いときでも正常値からの差が１５％であるので変形が少ない。つまり、吸湿度が５０％〜８５％と広い吸湿範囲で変形の程度が小さい。したがって、この最終製品の光学素子が、本体装置に組み込まれて実用段階で用いられても、機能が大きく変わることは無い。
【００４９】
これに対して、図５(b) に示すように吸湿度５０％のとき正常な光学面形状を示す従来品の光学素子では、吸湿度が７０％では正常値からの差が２０％であるので変形の程度は小さいが吸湿度が８５％になると正常値からの差が３５％もあるので変形が大きい。つまり、全体として吸湿度が５０％〜８５％の吸湿範囲で変形の程度が大きい。したがって、このような光学素子が組み込まれた本体装置は、８５％の高湿な環境下では正常な機能が発揮できない。
【実施例２】
【００５０】
図７は、第２の実施形態における光学素子の成形方法の工程を説明するフローチャートである。
図８(a) 〜(d) は、その光学素子の成形方法の工程を分かり易く模式的に示す図である。これらの図７及び図８(a) 〜(d) を用いて第２の実施形態における光学素子の成形方法について説明する。
【００５１】
先ず、図７及び図８(a) において、仮鏡面駒４を用いた光学素子の成形を行う（Ｓ１０１）。この処理工程は、図２の処理工程Ｓ０１と同一である。
図８(a) は、図１に示した仮鏡面駒４（ただし可動と固定のうちいずれか一方の駒のみを示し他方の駒は図示を省略している、以下同様）とその仮鏡面駒４によって、上記図７の処理工程Ｓ１０１で説明したように作成された光学素子（第１の光学素子）１５を示している。
【００５２】
次に、面形状誤差の測定を行う（Ｓ１０２）。この処理工程は、図２の処理工程Ｓ０
３と同一である。
ただし、本例では上記の仮鏡面駒４を用いて成形された光学素子を、調湿せずにそのまま面形状誤差を測定する。そして、これで得られた形状誤差を、図８(b) に示すように、第１の形状誤差とする。これは本質的に通常の環境における仮鏡面駒４の面形状誤差である。
【００５３】
続いて、吸湿時の形状誤差をシミュレーションにより算出する（Ｓ１０３）。このような樹脂製光学素子の経時的特性変化のシミュレーションの手法については、例えば特開２００４−０１２２４９号公報に開示されている。
【００５４】
これを、吸湿時の形状算出シミュレーションに適用すれば、一例として、例えば、ａ．光学素子の３次元形状生成工程、ｂ．有限要素法解析モデル生成工程、及び、ｃ．変形量算出工程とで行うことになる。
【００５５】
ａ．の光学素子の３次元形状生成工程は、上述した処理工程Ｓ１０１及びＳ１０２が対応する。ｂ．の有限要素法解析モデル生成工程には、各光学材料の拡散定数を実測して入力する拡散定数算出工程が含まれる。尚、拡散定数算は、２０℃±３℃で飽和吸水状態にしたときの値を用いる。そして、ｃ．の変形量算出工程では、光学素子の吸水膨潤による変形量を算出する。
【００５６】
上記に続いて、既に得られている第１の形状誤差に、シミュレーションからの誤差を加算する（Ｓ１０４）。この処理工程では、先ず、上記のようにシミュレーションで得られた光学素子の変形量から光学理想面形状との誤差を算出する。これにより例えば図８(c) に示すように、シミュレーションにより算出された形状と光学理想面形状との誤差量が得られる。
【００５７】
そして、この誤差量を、図８(b),(c) に示すように、第１の形状誤差に加算する。この加算結果を、図８(d) に示すように、第２の形状誤差（図５(b) の面形状誤差１６に対応）とする。
【００５８】
続いて、図７に示すように、その面形状誤差（第２の形状誤差）を相殺する方向に、仮鏡面駒４を修正加工する（Ｓ１０５）。この処理工程は、図２の処理工程Ｓ０４、及び図５(c) の図に対応する。
【００５９】
そして、その仮鏡面駒４を修正加工した修正鏡面駒を用いた光学素子の成形を行う（Ｓ１０６）。この処理工程は、図２の処理工程Ｓ０５、及び図５(d) の図に対応する。これにより、この場合も第２の光学素子１８が得られる。
【００６０】
そして、最後に、図７に示すように、上記にようにして得られた第２の光学素子１８を、調湿下で評価する（Ｓ１０７）。この処理工程は、図２の処理工程Ｓ０６の処理工程と同一である。
【００６１】
この評価の工程で、形状誤差の程度が所定の許容範囲よりも大きいときは、上記の修正鏡面駒を最初の仮鏡面駒４であるとみなして、図７における処理工程Ｓ１０１〜Ｓ１０７を繰り返す。
【００６２】
そして、上記Ｓ１０７の評価の工程で、形状誤差の程度が所定の許容範囲内である、つまり評価が良ければ、その第２の光学素子１８を最終製品の見本とする。すなわち、第２の光学素子１８を作成した修正鏡面駒を本鏡面駒として、光学素子の大量生産に取り掛かる。
【００６３】
このようにして本例の最終製品である光学素子が作成される。この最終製品の光学素子は、７０％±５％の吸湿度のときの形状を示すシミュレーションに基づいて、その光学面形状が光学理想面形状を形成するように作成されているので、吸湿度が４５％〜５５％のときの状態で光学面形状が光学理想面形状に形成されている従来品に比較して、既に図６で説明したように、吸湿によっても大きく変形することがない。
【００６４】
尚、実施例１又は２では、２個１対の鏡面駒４からなるレンズ形状を用いて説明したが、これに限ることなく、光学素子は、複数の光学機能面を有するプリズム形状でも良く、更に光学機能面は球面、非球面、又は回転対象軸を有さない自由曲面形状でも構わない。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】一実施形態における金型の構成を示す模式的側断面図である。
【図２】本例の金型の構成において本例の光学素子を製造する工程を説明するフローチャートである。
【図３】レンズの厚さを１ｍｍとしたときの温度２０°±３℃における飽和吸水状態になるまでの吸水状態と時間の関係を示す図である。
【図４】接触式測定機の測定動作を模式的に示す図である。
【図５】(a) 〜(d) は仮鏡面駒を修正加工するまでに至る処理工程を模式的に示す図である。
【図６】(a) は本例の最終製品の光学素子の吸湿度による変形の例を模式的に示す図、(b) は従来品の吸湿度による変形の例を模式的に示す図である。
【図７】第２の実施形態における光学素子の成形方法の工程を説明するフローチャートである。
【図８】(a) 〜(d) は第２の実施形態における光学素子の成形方法の工程を分かり易く模式的に示す図である。
【符号の説明】
【００６６】
１      金型
２      固定金型
３      可動金型
４      鏡面駒（仮鏡面駒）
５      押圧面
６      キャビティ（cavity：鎔笵）
７      スプルー（sprue：湯口）
８      ランナー（runner：湯道）
９      エジェクトピン（eject-pin：押出し棒）
１１    測定物
１２    プルーブ
１３    探査端
１４    被測定面
１５    光学素子（第１の光学素子）
１６    面形状誤差
１７    修正鏡面駒
１８    第２の光学素子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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