(57)【要約】【課題】熱硬化性樹脂を用いて光学素子を容易に成形する光学素子の製造方法、それに用いる中間部材、及びそれにより成形された光学素子を提供する。【解決手段】一対の金型１０，２０を近接する方向に相対移動して中間部材３０を圧縮した状態で熱硬化性樹脂を加熱硬化するので、液体状の熱硬化性樹脂の粘度が低くても、圧縮された中間部材３０がシールの役割を果たし、ランナーやゲートなどから液体状の熱硬化性樹脂が漏れ出ることを抑制できる。又、成形された光学素子ＯＥを、中間部材３０と一体的に離型させることができるので、押し出しピン等を下型１０等に設ける必要がなくなり、従って摺動部を設けなくて済むため、その清掃をする必要もなく手間がかからないという利点もある。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学素子を転写成形するために相対移動可能な一対の金型の間に中間部材を介在させる工程と、
前記一対の金型を近接する方向に相対移動して前記中間部材を圧縮させる工程と、
前記中間部材を圧縮させた状態で前記一対の金型のキャビティ内に、液体状の熱硬化性樹脂を注入して硬化させる工程と、
前記一対の金型を離れる方向に相対移動させる工程とを有することを特徴とする光学素子の製造方法。
【請求項２】
前記中間部材の材料が、銅、りんせい銅、アルミニウムの少なくとも１つであることを特徴とする請求項１に記載の光学素子の製造方法。
【請求項３】
前記中間部材の材料が樹脂であることを特徴とする請求項１に記載の光学素子の製造方法。
【請求項４】
前記一対の金型の少なくとも一方には、外部から前記キャビティに前記熱硬化性樹脂を注入するための流路が形成されており、前記中間部材は、前記一対の金型が近接する方向へ相対移動するときに、前記流路の周囲５ｍｍの範囲内で圧縮力を受けることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の光学素子の製造方法。
【請求項５】
前記中間部材の圧縮量に基づいて、成形される光学素子の厚さを調整することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の光学素子の製造方法。
【請求項６】
前記一対の金型の一部を互いに当接させることにより、前記中間部材の圧縮量が規制されることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の光学素子の製造方法。
【請求項７】
前記中間部材と前記熱硬化性樹脂との線膨張係数差を１６×１０-6以下とすることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の光学素子の製造方法。
【請求項８】
前記中間部材を、前記熱硬化性樹脂と同じ素材から形成したことを特徴とする請求項７に記載の光学素子の製造方法。
【請求項９】
前記中間部材に、前記熱硬化性樹脂の流路を形成したことを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の光学素子の製造方法。
【請求項１０】
前記中間部材の熱伝導率は、前記金型の熱伝導率と同じか、より高いことを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の光学素子の製造方法。
【請求項１１】
前記中間部材は、金属板の少なくとも一方の面に樹脂層を形成してなることを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載の光学素子の製造方法。
【請求項１２】
前記中間部材の少なくとも一部は、光学素子の成形後に、成形された光学素子と一体となることを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載の光学素子の製造方法。
【請求項１３】
成形された光学素子と一体となる前記中間部材の少なくとも一部は黒色であることを特徴とする請求項１２に記載の光学素子の製造方法。
【請求項１４】
成形された光学素子と一体となる前記中間部材の少なくとも一部は、円形の開口を有することを特徴とする請求項１２又は１３に記載の光学素子の製造方法。
【請求項１５】
成形された光学素子と一体となる前記中間部材の少なくとも一部は、矩形の開口を有することを特徴とする請求項１２又は１３に記載の光学素子の製造方法。
【請求項１６】
成形された光学素子と一体となる前記中間部材の少なくとも一部において、前記光学素子から外部へと延在している部分を板ばねとして利用することを特徴とする請求項１２又は１３に記載の光学素子の製造方法。
【請求項１７】
請求項１〜１６のいずれかに記載の光学素子の製造方法に用いることを特徴とする中間部材。
【請求項１８】
請求項１〜１６のいずれかに記載の光学素子の製造方法により製造され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、光学素子の成形技術に関し、特に熱硬化性樹脂を用いて光学素子を成形する製造方法、それに用いる中間部材、それにより製造された光学素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年においては、携帯電話等に撮像装置を搭載することが通常行われている。一般的な撮像装置は、基板上にレンズ等の光学素子を接合し、光学素子を介して固体撮像素子の受光面に被写体像を結像させるようになっている。ところで、製造プロセスの簡略化のために、基板に光学素子を搭載した状態で、高温のハンダリフロー槽内を通過させたいという要請がある。ところが、光学素子の素材として現在用いられているアクリルやポリカーボネートは耐熱性が低く、高温のハンダリフロー槽内を通過させたとき、容易に溶融・変形してしまうという問題がある。これに対し、熱硬化性の樹脂は、加熱することで粘度が低下して流れ易くなるが、さらに加熱して一旦固化すると、より高温下でもその形状を維持するという特徴を有する。そこで本発明者らは、熱硬化性の樹脂を用いて光学素子を成形できないかと考えた。
【特許文献１】特開２００１−１２４９０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ここで、熱硬化性の樹脂を用いて成形を行う際の問題点の一つは、加熱したときの粘度が、従来用いていたアクリルやポリカーボネートに比べ著しく低いということである。従って、成形時に金型の分割面（合わせ面）の隙間から漏れ出る樹脂の量が従来より増えるので、離型後にバリ取りを行う必要が生じ、製造に手間がかかるという問題がある。特に、成形後に金型に貼り付いた光学素子を離型させるために、押し出しピンを用いる場合があるが、押し出しピンと金型の孔との間の摺動部に樹脂が侵入して固化すると、押し出しピンが摺動しなくなるため、これを分解して清掃作業を行わなくてはならず手間がかかるという問題もある。尚、特許文献１には、熱硬化性樹脂を用いた成形技術が開示されているが、成形時に金型の隙間から樹脂が漏れ出ることについて、特に記載されていない。
【０００４】
本発明は、かかる従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、熱硬化性樹脂を用いて光学素子を容易に成形する光学素子の製造方法、それに用いる中間部材、及びそれにより製造された光学素子を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１に記載の光学素子の製造方法は、
光学素子を転写成形するために相対移動可能な一対の金型の間に中間部材を介在させる工程と、
前記一対の金型を近接する方向に相対移動して前記中間部材を圧縮させる工程と、
前記中間部材を圧縮させた状態で前記一対の金型のキャビティ内に、液体状の熱硬化性樹脂を注入して硬化させる工程と、
前記一対の金型を離れる方向に相対移動させる工程とを有することを特徴とする。
【０００６】
本発明によれば、前記一対の金型を近接する方向に相対移動して前記中間部材を圧縮させた状態で熱硬化性樹脂を加熱して硬化させるので、液体状の熱硬化性樹脂の粘度が低くても、圧縮された前記中間部材がシールの役割を果たし、ランナーやゲートなどから液体状の熱硬化性樹脂が漏れ出ることを抑制できる。又、成形された光学素子を、前記中間部材と一体的に離型させれば、押し出しピン等を金型に設ける必要がなくなり、従って摺動部を設けなくて済むため、その清掃をする必要もなく手間がかからないという利点もある。
【０００７】
ここで「熱硬化性樹脂」としては、シリコン樹脂、アリルエステル、アクリル系樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド、ウレタン系樹脂などがある。又、「光学素子」としては、例えばレンズ、プリズム、回折格子光学素子（回折レンズ、回折プリズム、回折板）、光学フィルター（空間ローパスフィルター、波長バンドパスフィルター、波長ローパスフィルター、波長ハイパスフィルター等々）、偏光フィルター（検光子、旋光子、偏光分離プリズム等々）、位相フィルター（位相板、ホログラム等々）があげられるが、以上に限られることはない。
【０００８】
請求項２に記載の光学素子の製造方法は、請求項１に記載の発明において、前記中間部材の材料が、銅、りんせい銅、アルミニウムの少なくとも１つであることを特徴とする。前記中間部材の材料を、銅、りんせい銅、アルミニウムのような軟質金属とすることで、容易且つ安価に中間部材としての精度の高い等厚の板状形態を得ることができ、製作の手間やコストを大幅に低減できる。また、前記中間部材に、金型のキャビティ等に対応した穴を形成する場合、連続プレス打ち抜き加工などのように確立された技術で精度良く穴を形成できるので、多数の光学素子を一度に成形するための中間部材も容易に形成できる。
【０００９】
請求項３に記載の光学素子の製造方法は、請求項１に記載の発明において、前記中間部材の材料が樹脂であることを特徴とする。前記中間部材に樹脂を用いると、金属よりも弾性変形しやすいことから、金型の分割面の加工表面粗さを高めなくてもシール効果を高く維持することができる。又、金属素材に比べると弾性変形領域が広がるので、金型同士の一部を突き当てて成形を行う場合でも十分なシール効果を維持できるため、成形される光学素子の厚み管理を高精度に行うことができ、成形収率を高めることができる。尚、前記中間部材は高温に曝されるので、耐熱性が高いポリイミド(API)、ポリアミドイミド(PAI)、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、ポリフェニレンサルファイド(PPS)、ポリエーテルイミド(PEI)、ポリエーテルサルホン(PES)等を素材とすると好ましい。
【００１０】
請求項４に記載の光学素子の製造方法は、請求項１〜３のいずれかに記載の発明において、前記一対の金型の少なくとも一方には、外部から前記キャビティに前記熱硬化性樹脂を注入するための流路が形成されており、前記中間部材は、前記一対の金型が近接する方向へ相対移動するときに、前記流路の周囲５ｍｍの範囲内で圧縮力を受けることを特徴とするので、前記中間部材を圧縮するために前記金型に付与される圧力（プレス圧という）を低減できる。
【００１１】
ここで、「流路」とは、ランナーやゲート等、キャビティに樹脂が注入される部分を指す。また「流路の周囲５ｍｍの範囲内」とは、樹脂が注入される部分の壁面でかつ金型の分割面とがなす稜線において、その稜線に垂直で金型の分割面に沿った方向の距離が５ｍｍの範囲内であることを意味する。この距離が小さいときは、その範囲内での面圧が高くなり、前記中間部材の弾性変形量が増してシール効果が高くなる。逆にシール効果を同程度に維持しようとする場合、圧縮力を受ける部分の距離を小さくすれば、成形時のプレス圧を大幅に低減でき、小型で安価な成形装置を構成できる。
【００１２】
請求項５に記載の光学素子の製造方法は、請求項１〜４のいずれかに記載の発明において、前記中間部材の圧縮量に基づいて、成形される光学素子の厚さを調整することを特徴とする。前記中間部材は弾性変形する部材であるため、成形時に前記金型のプレス圧に応じて、成形される光学素子の厚さを制御することが可能である。即ち、成形する光学素子の厚さを金型の加工精度によらずに制御できるため、高精度の光学素子を成形することができる。
【００１３】
請求項６に記載の光学素子の製造方法は、請求項１〜５のいずれかに記載の発明において、成形時に前記一対の金型の一部が互いに当接するようになっており、前記中間部材は、弾性変形領域で圧縮されることを特徴とする。前記一対の金型の一部を互いに当接させることで、プレス圧に関わらず、成形される光学素子の厚みを一定にすることができる。
【００１４】
請求項７に記載の光学素子の製造方法は、請求項１〜６のいずれかに記載の発明において、前記中間部材と前記熱硬化性樹脂との線膨張係数差を１６×１０-6以下とすることを特徴とする。前記熱硬化性樹脂と前記中間部材の線膨張係数差を１６×１０-6以下とすることにより、成形後の冷却時に成形された光学素子が収縮して前記中間部材からはずれてしまい、前記金型に貼り付いて取り出しが困難になることや、成形後の冷却時に前記中間部材が収縮して成形した光学素子に応力が加わり変形を招くことを効果的に抑制できるので、離型が容易で高精度な光学素子を成形できる。
【００１５】
例えば外径２ｍｍの光学素子を加熱成形後室温に冷却する場合、温度が１５０度変化したとすると、中間部材から光学素子が外れることを防止するために、中間部材と光学素子の直径の変化の差を０．００５ｍｍ以下に抑えたい。かかる条件が成り立つのは、線膨張係数差が１６×１０-6のときであるから、前記中間部材と前記熱硬化性樹脂との線膨張係数差を１６×１０-6以下とすることが好ましい。
【００１６】
請求項８に記載の光学素子の製造方法は、請求項７に記載の発明において、前記中間部材を、前記熱硬化性樹脂と同じ素材から形成したことを特徴とすると、上述の効果を最も効果的に発揮できる。
【００１７】
請求項９に記載の光学素子の製造方法は、請求項１〜８のいずれかに記載の発明において、前記中間部材に、前記熱硬化性樹脂の流路を形成したことを特徴とする。前記中間部材に流路を形成すれば、その分だけ体積が減少するので、前記中間部材の熱容量が低下し、成形時に前記中間部材を昇温するための時間を短縮することで、成形サイクルタイムの短縮化を図ることができる。更に、前記中間部材に流路を形成すれば、プレス圧を受ける面積も減少するので、面圧を同程度にする場合には、その分だけプレス圧の低減ができる。
【００１８】
また、金型にゲートを設ける場合、予め小さな断面積のゲートを形成しておき、試し成形を行いながら徐々にゲートを広げ、最適な断面積になるような微調整が必要であって、しかも基本的に一方向（広げる方向）にしか調整できないということがある。これに対し、本発明のように前記中間部材に流路の一部としてゲートを設ければ、予め複数種類の断面積のゲートを有する中間部材を用意しておき、それを交換しながら最適なゲートを両方向（広げる方向及び狭める方向）に探索することができ、ゲート調整を容易に短時間で行うことができる。
【００１９】
請求項１０に記載の光学素子の製造方法は、請求項１〜９のいずれかに記載の発明において、前記中間部材の熱伝導率は、前記金型の熱伝導率と同じか、より高いことを特徴とする。例えば、成形時に中間部材をインサートして、成形された光学素子と一体化することもできる。このような場合、インサートされる中間部材は、成形ごとに新規の部材を金型に供給されることになるが、供給された中間部材の温度が金型温度まで上昇してから樹脂材料を金型に供給することになるので、中間部材の熱伝導率が高く、その温度上昇が早ければサイクルタイムの短縮、コスト低減が可能となる。また、中間部材に熱伝導率の高い材料を用いることで温度分布の均一化も図れるため、成形品の精度向上にもなる。尚、成形前に、外部ヒータ等で中間部材を予め成形温度付近に加熱しておくと更に好ましい。
【００２０】
請求項１１に記載の光学素子の製造方法は、請求項１〜１０のいずれかに記載の発明において、前記中間部材は、金属板の少なくとも一方の面に樹脂層を形成してなることを特徴とする。前記中間部材が金属の場合、厚み方向に弾性変形させて樹脂のシールを行う場合に、高いプレス圧が必要になる。一方、前記中間部材が樹脂の場合、成形しようとする光学素子が小型の場合には、板厚がかなり薄くなり剛性が不足して、成形された光学素子の取り出しができなくなる。そこで、金属の剛性と樹脂の弾性という双方の長所を活用すべく、金属をべースとして表面に樹脂層を形成した中間部材とするのが好ましい。「樹脂層を形成する」工程は、コ一ティング、塗装、貼付けのいずれであっても良い。
【００２１】
請求項１２に記載の光学素子の製造方法は、請求項１〜１１のいずれかに記載の発明において、前記中間部材の少なくとも一部は、光学素子の成形後に、成形された光学素子と一体となることを特徴とする。成形後において、例えば前記中間部材を光学素子の周囲で切断することで、成形した光学素子の内部に固定絞りを形成することもできるし、光学素子内部に不要光防止の遮光部材を形成することもできる。このように、絞り部材や遮光部材等を光学素子と一体化することで、組込み精度の向上と省スペース化が図れる。
【００２２】
請求項１３に記載の光学素子の製造方法は、請求項１２に記載の発明において、成形された光学素子と一体となる前記中間部材の少なくとも一部は黒色であることを特徴とするので、光学素子にインサート成形された中間部材による内面反射を防止して、ゴースト等の発生を抑制できる。
【００２３】
請求項１４に記載の光学素子の製造方法は、請求項１２又は１３に記載の発明において、成形された光学素子と一体となる前記中間部材の少なくとも一部は、円形の開口を有することを特徴とする。前記中間部材の少なくとも一部を一般的な固定絞りとして使用する場合には、開口部の最適形状が円形だからである。
【００２４】
請求項１５に記載の光学素子の製造方法は、請求項１２又は１３に記載の発明において、成形された光学素子と一体となる前記中間部材の少なくとも一部は、矩形の開口を有することを特徴とする。前記中間部材の少なくとも一部を含む光学素子を、個体撮像素子の被写体側に設ける場合には、開口部の最適形状が矩形だからである。尚、矩形とは各辺が湾曲しているものも含む。
【００２５】
請求項１６に記載の光学素子の製造方法は、請求項１２又は１３に記載の発明において、成形された光学素子と一体となる前記中間部材の少なくとも一部において、前記光学素子から外部へと延在している部分を板ばねとして利用することを特徴とする。光学素子によっては、別個のばね部材で鏡枠に対して付勢されるものがあるが、前記中間部材の少なくとも一部を板ばねとして利用できれば、別個にいたばねを設ける必要がなくなるので組付性が良好となる。
【００２６】
請求項１７に記載の中間部材は、請求項１〜１６のいずれかに記載の光学素子の製造方法に用いることを特徴とする。
【００２７】
請求項１８に記載の光学素子は、請求項１〜１６のいずれかに記載の光学素子の製造方法により製造されたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、熱硬化性樹脂を用いて光学素子を容易に成形する光学素子の製造方法、それに用いる中間部材、及びそれにより製造された光学素子を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。本実施の形態によれば、いわゆる押し切り成形を行うことができる。押し切り成形とは、動粘度が１００ｐｏｉｓｅｓ以下の成形品の素材を成形キャビティに注入し硬化成形する成形金型であって、その金型が成形キャビティの開閉に伴って可動又は固定する部品から構成されるものを用いて行う成形であり、成形時に固定側金型と可動側金型の間に、弾性変形可能な材料で加工した中間部材を挟み、中間部材の弾性変形範囲内で金型を加圧して樹脂の成形を行うものをいう。図１は、本実施の形態による光学素子の金型及び中間部材の斜視図である。図１において、ブロック状の上型１０と下型２０との間に、板状の中間部材３０が配置されるようになっている。
【００３０】
上型１０の下面（分割面）には、２列に円形凹状の上方キャビティ１１が並べて配置されており、又、対角線上の離れた位置に２つのピン孔１２が形成されている。一方、下型２０の上面（分割面）には、上方キャビティ１１に対応して２列に円形凹状の下方キャビティ２１が並べて形成されており、又、ピン孔２に対応して整合ピン２２が植設されている。下型２０の上面において、下方キャビティ２１の列間には、下型２０の端部から延在する大溝２３が形成されており、更に大溝２３から各下方キャビティ２１に向かうテーパ溝２４が形成されている。テーパ溝２４と下方キャビティ２１との間には、それぞれ小断面積のゲート部２５が形成されている。尚、大溝２３とテーパ溝２４とでランナーを構成し、大溝２３とテーパ溝２４とゲート部２５とで樹脂の流路を構成している。
【００３１】
中間部材３０は、銅、りんせい銅、アルミニウムの少なくとも１つから形成された板材であって、キャビティ１１，２１に対応して２列に円形の開口３１を形成しており、又、整合ピン２２に対応して整合孔３２を形成している。尚、中間部材３０の熱伝導率は、金型１０，２０の熱伝導率と同じか、より高いと好ましい。
【００３２】
図２は、本実施の形態の金型及び中間部材を用いて光学素子を成形する工程を示す概略図であるが、理解しやすいようにキャビティを単一として示している。まず、図２（ａ）に示すように、定盤上に設置した下型２０の上に、中間部材３０を載置し、その上方に上型１０をセットする。このとき、図１に示す下型２０の整合ピン２２は、中間部材３０の整合孔３２と、上型１０のピン孔１２に嵌合するので、金型１０，２０及び中間部材３０は、上下方向に精度良く整列されることとなる。また、上型１０と下型２０は、ヒータ５０により熱硬化性樹脂の硬化温度に加熱されている。
【００３３】
ここで、図２（ｂ）を参照すると、上型１０は、油圧シリンダ４０により加圧されるようになっている。油圧シリンダ４０には、圧力センサ４１が設けられており、プレス圧を検出できるようになっている。圧力センサ４１により検出されたプレス圧は、制御装置４２に入力される。制御装置４２は、検出されたプレス圧に応じて油圧シリンダ４０の圧力制御が可能となっている。
【００３４】
図２（ｂ）において、油圧シリンダ４０により加圧された上型１０は、中間部材３０に圧縮力を付与する。これにより、中間部材３０は、上型１０と下型２０との間に所定の面圧で密着することとなる。更に、中間部材３０の弾性変形領域内で、プレス圧を調整することで、上型１０と下型２０との距離が変化するため、それにより、成形された後の光学素子の軸上厚さを調整することができる。
【００３５】
図２（ｃ）において、プレス圧を保持された金型１０，２０及び中間部材３０は、ヒータ５０により熱硬化性樹脂の硬化温度に加熱されており、ここで粘度の低い熱硬化性の樹脂を、外部から大溝２３（図１）を介して内部に注入する。かかる状態では、大溝２３とテーパ溝２４とゲート部２５の上部が、中間部材３０により遮蔽されシールされているため、粘度の低い熱硬化性の樹脂を、大溝２３に注入しても漏れが生じることはない。注入された樹脂は、大溝２３とテーパ溝２４とゲート部２５を通過して、キャビティ１１，２１内に至る。
【００３６】
熱硬化性樹脂を加熱して硬化した後に、上型１０を上方に移動させると、フランジ部が中間部材３０に密着するように成形された光学素子ＯＥが露出する。そこで、図２（ｄ）に示すように、中間部材３０を下型２０から取り外すことにより、中間部材３０に付着した全ての光学素子ＯＥを一度に取り外すことができる。その後、別の中間部材３０を、上型１０と下型２０との間に配置して、再び成形の準備を行うことができる（図２（ａ）参照）。これと並行して、取り外した中間部材３０から光学素子ＯＥを分離することができる。これにより成形サイクルタイムを短縮できる。光学素子ＯＥを取り外した中間部材３０は再利用可能である。
【００３７】
本実施の形態によれば、一対の金型１０，２０を近接する方向に相対移動して中間部材３０を圧縮した状態で液体状の熱硬化性樹脂を注入するので、液体状の熱硬化性樹脂の粘度が低くても、圧縮された中間部材３０がシールの役割を果たし、ランナーやゲートなどから液体状の熱硬化性樹脂が漏れ出ることを抑制できる。又、成形された光学素子ＯＥを、中間部材３０と一体的に離型させることができるので、押し出しピン等を下型１０等に設ける必要がなくなり、従って摺動部を設けなくて済むため、その清掃をする必要もなく手間がかからないという利点もある。熱硬化性樹脂は、一端冷却した後は、より高い温度でも変形しないため、本実施の形態の製造方法により製造された光学素子は、電子部品の基板と共に高温のハンダリフロー槽を通過させることができる。また、熱硬化性樹脂は粘度が低く流動性が良いため、回折格子などの微細構造も転写することができる。
【００３８】
また、本実施の形態によれば、金型１０、２０はヒータ５０により常に熱硬化性樹脂の硬化温度に保たれているが、熱硬化性樹脂を金型のキャビティ内に注入した後に金型１０、２０をヒータ５０により熱硬化性樹脂の硬化温度に加熱して、熱硬化性樹脂を加熱硬化した後に、金型１０、２０の温度を下げて硬化した熱硬化性樹脂を冷却してから取り出す方法を採用することもできる。この方法は、硬化した熱硬化性樹脂を冷却することにより離型性を向上できる点では好ましい。一方、加熱と冷却をくり返すために成形のサイクルタイムが長くなるので、この成形のサイクルタイムを短縮するという観点からは、金型１０、２０の温度を一定に保つようにした本実施の形態で説明した方法がより好ましい。
【００３９】
尚、中間部材３０は、金型１０，２０が近接する方向へ相対移動するときに、流路の周囲５ｍｍの範囲内で圧縮力を受けるようになっていると好ましい。本発明者らが、流路周りの距離とシール効果を実験的に求めたところ、中間部材３０が樹脂製の場合は、流路周りの距離が３．５ｍｍ程度であっても、溶融した樹脂の一般的な注入圧力である２０００Ｎ／ｃｍ2まで漏れることはなかった。しかし中間部材３０を銅製としたときは、注入圧力が１３５０Ｎ／ｃｍ2でも樹脂が金型分割面の隙間に漏れ出した。しかしながら、流路周りの距離を５ｍｍとしたら、中間部材３０を銅製とした場合でも、２０００Ｎ／ｃｍ2まで樹脂が漏れることはなかった。
【００４０】
図３は、第２の実施の形態にかかる中間部材３０Ａの斜視図である。図３において、中間部材３０Ａは、２列に並んだ開口３１の列間に、端部から延在する細長い切欠部３３を形成しており、更に切欠部３３から各開口３１に向かうテーパ状の切欠部３４を形成している。切欠部３４と開口３１との間には、それぞれ小断面積のゲート部３５が形成されている。尚、切欠部３３，３４とでランナーを構成し、切欠部３３，３４とゲート部３５とで樹脂の流路を構成している。
【００４１】
本実施の形態にかかる中間部材３０Ａも、上型１０と下型２０との間に配置されて使用される。このとき、下型２０には流路を形成する必要がなく、キャビティ以外の分割面は、上型１０と同様な平面であって良い。成形時には、加熱された粘度の低い熱硬化性の樹脂を、外部から切欠部３３を介して内部に注入する。かかる状態では、上型１０と下型２０の分割面により中間部材３０Ａが圧縮されているので、切欠部３３，３４とゲート部３５はシールされることとなり、加熱された粘度の低い熱硬化性の樹脂を、切欠部３３から注入しても内部に漏れが生じることはない。注入された樹脂は、切欠部３３、３４とゲート部３５を通過して、キャビティ１１，２１内に至ることとなる。
【００４２】
図４は、第３の実施の形態にかかる中間部材を金型と共に示す概略断面図である。図４に示す中間部材３０Ｂの面積は、上型１０と下型２０の分割面の面積より小さくなっている。かかる構成によれば、プレス圧を小さくしても中間部材３０Ｂの面圧を確保できるため、樹脂のシール効果を高めながら油圧シリンダ４０をより容量の低いものとでき、成形装置のコストを低減できる。
【００４３】
図５は、第４の実施の形態にかかる中間部材と金型を示す概略断面図である。図５において、下型２０は、その分割面に突出部２６を形成している。自由状態では、中間部材３０Ｃの上面は、突出部２６の上端より高い位置にある。成形時に、上型１０を上方から押圧すると、下型２０の突出部２６が上型１０の分割面に当接して、それ以上の圧縮を阻止することとなる。ここで、下型２０の突出部２６が上型１０の分割面に当接した状態で、圧縮された中間部材３０Ｃが弾性変形領域にあれば、シール機能により流路から樹脂が漏れ出ること抑制できる。又、下型２０の突出部２６が上型１０の分割面に当接することで、上型１０と下型２０との距離が定まるため、成形される光学素子ＯＥの軸上厚さが精度良く定まり、上述した実施の形態のようにプレス圧を制御する必要がなく、成形装置の低コスト化を図れる。
【００４４】
図６は、第４の実施の形態にかかる中間部材と金型を示す概略断面図である。図７〜９は、図６の中間部材と金型を用いて成形された光学素子の例を示す図であり、（ａ）は断面を示し、（ｂ）は上面を示している。本実施の形態においては、中間部材３０Ｄの内縁を金型のキャビティ内に突き出している。尚、中間部材３０Ｄは黒色の樹脂から形成されると好ましいが、金属から形成する場合、その表面に黒色の層を被覆するとよい。又、中間部材３０Ｄと成形に用いる熱硬化性樹脂との線膨張係数差は１６×１０-6以下とすると好ましい。
【００４５】
図７の光学素子においては、成形後に中間部材３０Ｄと光学素子ＯＥとを一体的に離型させた後、光学素子ＯＥの周囲の中間部材３０Ｄを図７（ｂ）に示すように、半径方向及び周方向にスリットを設けるように切断してなる。これにより、中間部材３０Ｄは、周方向に延在する片持ち状の３つのアーム３０ａが形成され、これにより光学素子ＯＥは弾性的に支持される。
【００４６】
光学素子ＯＥの用途によっては、鏡枠（不図示）に対してばね部材で付勢される構成があるが、ばね部材を別個に取り付けなくてはならないため、組み立て性に劣る。これに対し図７に示す光学素子ＯＥによれば、光学素子ＯＥに一体的に形成されたアーム３０ａの端部を鏡枠等に取り付けることで、弾性変形するアーム３０ａによって光学素子ＯＥを弾性的に、光軸方向に変位可能に支持することができるため、別個にばね部材等を設ける必要がなく、コスト低減を図れる。又、中間部材３０Ｄの円形の開口３１は、光学素子ＯＥの絞りとして機能する。中間部材３０Ｄは、黒色の素材からできているため、不要光をカットする遮光部材としての機能を兼ねる。
【００４７】
図８の光学素子においては、中間部材３０Ｄが光学素子ＯＥの周囲でカットされているため、アームを有しておらず、従って中間部材３０Ｄの円形の開口３１を、光学素子ＯＥの絞りとして機能させた例である。
【００４８】
図９の光学素子においては、図８の例と同様に中間部材３０Ｄが光学素子ＯＥの周囲でカットされているため、アームを有していない。但し、中間部材３０Ｄの開口３１を矩形状として、固体撮像素子に光学像を結像するのに適した構成としている。
【００４９】
以上、本発明を実施の形態を参照して説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定して解釈されるべきではなく、適宜変更・改良が可能であることはもちろんである。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本実施の形態による光学素子の金型及び中間部材の斜視図である。
【図２】本実施の形態の金型及び中間部材を用いて光学素子を成形する工程を示す概略図である。
【図３】第２の実施の形態にかかる中間部材３０Ａの斜視図である。
【図４】第３の実施の形態にかかる中間部材３０Ｂを金型と共に示す概略断面図である。
【図５】第４の実施の形態にかかる中間部材と金型を示す概略断面図である。
【図６】第４の実施の形態にかかる中間部材と金型を示す概略断面図である。
【図７】図６の中間部材と金型を用いて成形された光学素子の例を示す図である。
【図８】図６の中間部材と金型を用いて成形された光学素子の例を示す図である。
【図９】図６の中間部材と金型を用いて成形された光学素子の例を示す図である。
【符号の説明】
【００５１】
１０ 上型
１１ 上方キャビティ
１２ ピン孔
２０ 下型
２１ 下方キャビティ
２２ 整合ピン
２３ 大溝
２４ テーパ溝
２５ ゲート部
２６ 突出部
３０ 中間部材
３０Ａ 中間部材
３０Ｂ 中間部材
３０Ｃ 中間部材
３０Ｄ 中間部材
３０ａ アーム
３１ 開口
３２ 整合孔
３３ 切欠部
３４ 切欠部
３５ ゲート部
４０ 油圧シリンダ
４１ 圧力センサ
４２ 制御装置
５０ ヒータ
ＯＥ 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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【図９】
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