(57)【要約】【課題】コストダウンの実現が可能な光学素子の製造方法等を提供する。【解決手段】成形型１００は、加圧成形時に光学素子のホルダ部材２を収容する収容部１１１を有するスリーブ１１０と、先端部１２１を有する上型１２０と、先端部１３１を有する下型１３０と、図示しない加熱機構及び図示しない冷却機構と、を備えている。先端部１２１，１３１は、レンズ部材３のレンズ面３３，３４を転写する凹曲面部１２２，１３２と、中間部を転写する端面部１２３，１３３と、逃げ部１２４，１３４と、が形成されている。加圧成形時にプリフォームの一部が逃げ部１２４，１３４に入り、周縁部３５，３６が形成される。【選択図】図６
2008164853.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
両端に開口部を有する筒状部材の内周面にレンズを固着してなる光学素子を製造する光学素子の製造方法であって、
位置決めがなされる前記筒状部材における一方の開口部から、当該筒状部材の内周面の円周方向における断面形状より小さい形状の面でレンズ素材を加圧成形して前記レンズの一面を転写する第１の金型が進入し、
加圧成形の際に前記第１の金型を、前記筒状部材の他方の開口部から当該筒状部材の内部空間に延びて前記レンズの他面を転写する第２の金型により受け、
加圧成形により前記レンズの外周面が前記筒状部材の内周面に接する状態で当該レンズ及び当該筒状部材を冷却することを特徴とする光学素子の製造方法。
【請求項２】
前記第２の金型は、前記筒状部材の内周面の円周方向における断面形状より小さい形状の面でレンズ素材を加圧成形して前記レンズの他面を転写す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】
前記第１の金型は、前記筒状部材の内周面の円周方向における断面形状より小さい形状の面でレンズ素材を加圧成形することにより、レンズの厚さ方向に突出する突出部を形成し、
前記突出部が前記第１の金型と非接触又は一部接触にて形成され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】
両端に開口部を有する筒状部材の内周面にレンズを固着してなる光学素子を製造する光学素子の製造方法であって、
位置決めがなされる前記筒状部材における一方の開口部から、レンズ素材を加圧成形して前記レンズの一面を転写する第１の金型が進入し、
加圧成形の際に前記第１の金型を、前記筒状部材の内周面の円周方向における断面形状より小さい形状の面が当該筒状部材の他方の開口部から当該筒状部材の内部空間に延びて前記レンズの他面を転写する第２の金型により受け、
加圧成形により前記レンズの外周面が前記筒状部材の内周面に接する状態で当該レンズ及び当該筒状部材を冷却することを特徴とする光学素子の製造方法。
【請求項５】
前記第２の金型は、前記筒状部材の内周面の円周方向における断面形状より小さい形状の面でレンズ素材を加圧成形することにより、レンズの厚さ方向に突出する突出部を形成し、
前記突出部が前記第２の金型と非接触又は一部接触にて形成されることを特徴とする請求項４に記載の光学素子の製造方法。
【請求項６】
両端開放の筒状部材を保持する保持部を備え、当該筒状部材の一端から挿入される先端部を備える第１の金型と、
前記筒状部材の他端から挿入されて当該筒状部材の内部空間に位置する素材を前記第１の金型の前記先端部と協働して加圧成形する先端部を備える第２の金型と、
を含み、
前記第１の金型又は／及び前記第２の金型に、前記先端部が加圧成形を行う端面の面積を減少させる減少部が形成され、
前記減少部は、前記先端部の縁部に形成されていることを特徴とする光学素子用成形型。
【請求項７】
前記減少部は、斜面形状に形成されていることを特徴とする請求項６に記載の光学素子用成形型。
【請求項８】
前記減少部は、凹状の窪み形状に形成されていることを特徴とする請求項６に記載の光学素子用成形型。
【請求項９】
両端に開口部を有する筒状部材と、
前記筒状部材の内周面に固着され、当該筒状部材の一端の開口部に入射して他端の開口部から出射する光が通過するレンズ部材と、
を含み、
少なくともいずれか一方の開口部の側において当該筒状部材と固着する前記レンズ部材の周縁部は、ほぼ全周にわたって当該レンズ部材の厚さ方向に突出していることを特徴とする光学素子。
【請求項１０】
前記筒状部材の両方の開口部の側において当該筒状部材と固着する前記レンズ部材の周縁部は、ほぼ全周にわたって当該レンズ部材の厚さ方向に突出していることを特徴とする請求項９に記載の光学素子。
【請求項１１】
前記筒状部材の線膨張係数が前記レンズ部材の線膨張係数よりも大きいことを特徴とする請求項９に記載の光学素子。
【請求項１２】
加圧成形されたレンズ部材が筒状部材の内周面に固着されてなる光学素子であって、
前記筒状部材の内周面の円周方向における断面形状より小さい形状の成形金型の面でレンズ素材を加圧成形することにより、前記レンズ部材の厚さ方向に突出する突出部が当該成形金型と非接触又は一部接触にて形成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、例えば光通信等に用いられる光学素子を製造する光学素子の製造方法、光学素子用成形型及び光学素子に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば光通信等に用いられるレンズとして従来から種々のものが提案されており、また、その製造方法も種々のものが提案されている（例えば特許文献１参照）。
特許文献１には、レンズと、レンズを保持すると共に両端に開を有する金属製の中空筒体からなる鏡筒と、この鏡筒の内部に設けられ、レンズを鏡筒の全長における中間位置より一端側に片寄った位置に保持するレンズ位置決め段部と、から形成されている鏡筒付きレンズの製造方法が開示されている。具体的には、レンズ素材の片面に第１の光学機能膜を形成し、次にレンズ素材を第１の光学機能膜が形成された面が鏡筒の長尺側と対向するように鏡筒内に挿入し、その後、レンズ素材を軟化点以上に加熱してレンズ面をプレス成形し、次に鏡筒の短尺側と対向したレンズ面に第２の光学機能膜を形成することで製造される。例えば光通信等に用いられる光学素子を製造する。
【０００３】
【特許文献１】特開平９−２５８０８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このような鏡筒付きレンズでは、レンズ位置決め段部により位置決めされたレンズと鏡筒との接合を行っているが、鏡筒とレンズとの相対的な位置関係が一つに決められてしまう。したがって、様々な仕様に応じるために、レンズ位置決め段部の位置が異なる複数の鏡筒が必要になり、その管理コストも含めてコストダウンの実現が困難であった。
ここで、レンズ位置決め段部が設けられていない内周面がフラットな鏡筒にレンズを固定する構成も提案されているが、そのような構成では、鏡筒とレンズとの固定を十分に行うことが困難であることから、別の部材等を用いてレンズを鏡筒に固定する必要があり、コストダウンの実現が困難であった。
【０００５】
本発明は、以上のような技術的課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、コストダウンの実現が可能な光学素子の製造方法等を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
かかる目的のもと、本発明が適用される光学素子の製造方法は、両端に開口部を有する筒状部材の内周面にレンズを固着してなる光学素子を製造する光学素子の製造方法であって、位置決めがなされる前記筒状部材における一方の開口部から、当該筒状部材の内周面の円周方向における断面形状より小さい形状の面でレンズ素材を加圧成形して前記レンズの一面を転写する第１の金型が進入し、加圧成形の際に前記第１の金型を、前記筒状部材の他方の開口部から当該筒状部材の内部空間に延びて前記レンズの他面を転写する第２の金型により受け、加圧成形により前記レンズの外周面が前記筒状部材の内周面に接する状態で当該レンズ及び当該筒状部材を冷却することを特徴とするものである。なお、本発明における冷却には、人工的冷却と自然冷却の双方が含まれる。
【０００７】
ここで、前記第２の金型は、前記筒状部材の内周面の円周方向における断面形状より小さい形状の面でレンズ素材を加圧成形して前記レンズの他面を転写することを特徴とすることができる。また、前記第１の金型は、前記筒状部材の内周面の円周方向における断面形状より小さい形状の面でレンズ素材を加圧成形することにより、レンズの厚さ方向に突出する突出部を形成し、前記突出部が前記第１の金型と非接触又は一部接触にて形成されることを特徴とすることができる。
【０００８】
他の観点から捉えると、本発明が適用される光学素子の製造方法は、両端に開口部を有する筒状部材の内周面にレンズを固着してなる光学素子を製造する光学素子の製造方法であって、位置決めがなされる前記筒状部材における一方の開口部から、レンズ素材を加圧成形して前記レンズの一面を転写する第１の金型が進入し、加圧成形の際に前記第１の金型を、前記筒状部材の内周面の円周方向における断面形状より小さい形状の面が当該筒状部材の他方の開口部から当該筒状部材の内部空間に延びて前記レンズの他面を転写する第２の金型により受け、加圧成形により前記レンズの外周面が前記筒状部材の内周面に接する状態で当該レンズ及び当該筒状部材を冷却することを特徴とするものである。
【０００９】
ここで、前記第２の金型は、前記筒状部材の内周面の円周方向における断面形状より小さい形状の面でレンズ素材を加圧成形することにより、レンズの厚さ方向に突出する突出部を形成し、前記突出部が前記第２の金型と非接触又は一部接触にて形成されることを特徴とすることができる。
【００１０】
また他の観点から捉えると、本発明が適用される光学素子用成形型は、両端開放の筒状部材を保持する保持部を備え、当該筒状部材の一端から挿入される先端部を備える第１の金型と、前記筒状部材の他端から挿入されて当該筒状部材の内部空間に位置する素材を前記第１の金型の前記先端部と協働して加圧成形する先端部を備える第２の金型と、を含み、前記第１の金型又は／及び前記第２の金型に、前記先端部が加圧成形を行う端面の面積を減少させる減少部が形成され、前記減少部は、前記先端部の縁部に形成されていることを特徴とするものである。
【００１１】
また、前記減少部は、斜面形状に形成されていることを特徴とすることができる。また、前記減少部は、凹状の窪み形状に形成されていることを特徴とすることができる。
【００１２】
更に本発明を別の観点から捉えると、本発明が適用される光学素子は、両端に開口部を有する筒状部材と、前記筒状部材の内周面に固着され、当該筒状部材の一端の開口部に入射して他端の開口部から出射する光が通過するレンズ部材と、を含み、少なくともいずれか一方の開口部の側において当該筒状部材と固着する前記レンズ部材の周縁部は、ほぼ全周にわたって当該レンズ部材の厚さ方向に突出していることを特徴とするものである。
【００１３】
ここで、前記筒状部材の両方の開口部の側において当該筒状部材と固着する前記レンズ部材の周縁部は、ほぼ全周にわたって当該レンズ部材の厚さ方向に突出していることを特徴とすることができる。また、前記筒状部材の線膨張係数が前記レンズ部材の線膨張係数よりも大きいことを特徴とすることができる。
【００１４】
更にまた本発明を別の観点から捉えると、本発明が適用される光学素子は、加圧成形されたレンズ部材が筒状部材の内周面に固着されてなる光学素子であって、前記筒状部材の内周面の円周方向における断面形状より小さい形状の成形金型の面でレンズ素材を加圧成形することにより、前記レンズ部材の厚さ方向に突出する突出部が当該成形金型と非接触又は一部接触にて形成されることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、コストダウンの実現が可能な光学素子の製造方法等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】
【００１６】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
〔第１の実施の形態〕
図１は、第１の実施の形態に係る光学素子１の外形を示す概略斜視図である。図２は、図１の線II−IIによる光学素子１の断面図である。
図１に示す光学素子１は、両端が開放されているリング状で金属製のホルダ部材（円筒部材、金属缶、缶）２と、ホルダ部材２の内部に配置されているレンズ部材（レンズ）３と、を備えている。具体的には、ホルダ部材２の材料としては、ステンレスやコバール等を用いる。また、このホルダ部材２の材料は、後述するレンズ部材３の材料より線膨張係数が大きいものが選択される。
ホルダ部材２は、円筒形状であり、内周面２１により内部空間ＮＫが形成され、かつ、両端に開口部２３，２４が形成されている。内周面２１には、段付けされている部分が形成されておらず、ホルダ部材２の軸方向に関して平たんに形成されている。また、ホルダ部材２の端面２５，２６における角部がテーパー形状あるいはＲ（アール）形状に形成されている。
【００１７】
レンズ部材３は、略円盤形状であり、レンズ部材３の外周面３１がホルダ部材２の内周面２１に固着されている。更に説明すると、レンズ部材３は、ホルダ部材２の内周面２１により形成されている内部空間ＮＫを第１の空間２２Ａと第２の空間２２Ｂとに仕切るように設けられている。このレンズ部材３は、ホルダ部材２の内周面２１の全周にわたって固着されている。これにより、第１の空間２２Ａと第２の空間２２Ｂとの気密性が確保されている。この機密性は、光学素子１と共にレーザ等が用いられる場合において、劣化を防ぐために図示しないレーザ等が配置される側をガス封止する態様にも対応することができる。また、全周にわたって固着することで、レンズ部材３がホルダ部材２に対してずれたり外れたりしないように強度を確保している。
【００１８】
レンズ部材３は、中央部分を盛り上げて形成した凸レンズである。言い換えると、ホルダ部材２の開口部２３に臨む面の中央にレンズ面（レンズの一面）３３が形成され、また、ホルダ部材２の開口部２４に臨む面の中央にレンズ面（レンズの他面）３４が形成されている。
レンズ部材３は、レンズ面３３が形成されている面の縁及びレンズ面３４が形成されている面の縁が盛り上がって形成されている。すなわち、レンズ部材３は、外方に突出する周縁部３５，３６を有する。言い換えると、この周縁部３５，３６は、レンズ面３３，３４により形成されるレンズ部分の厚さ方向（光学軸方向）と同じ方向に盛り上がるように形成されている。また、周縁部３５，３６は、レンズ部材３の外周面３１の面積を増加するような形状に形成されている。また、周縁部３５，３６は、ホルダ部材２の内周面２１の全周にわたって形成されている。しかしながら、全周にわたって形成する代わりに、周縁部３５，３６を部分的に形成することも考えられる。
レンズ部材３のレンズ面３３と周縁部３５との間には、所定の幅で環状に平たんに延びる中間部３７が形成されている。また、レンズ部材３のレンズ面３４と周縁部３６との間には、所定の幅で環状に平たんに延びる中間部３８が形成されている。
このように、レンズ部材３は、レンズ面３３，３４の部分及びホルダ部材２に隣接する周縁部３５，３６が厚く形成され、また、中間部３７，３８が平たんに形成されている。レンズ部材３の材料としては、転移点の低い成形用のガラスを用いる。
【００１９】
このように形成された光学素子１において、ホルダ部材２の一方の開口部（例えば開口部２３）から入射した例えばレーザ光は、レンズ部材３のレンズ面３３，３４を通って他方の開口部（この場合には開口部２４）から出射する。なお、ホルダ部材２は、光学素子１を取り扱う際にレンズ部材３にキズが付かないように保護するものである。また、ホルダ部材２は、光学素子１を例えば図示しないＶ字ブロックに設置する際に用いられるものである。
【００２０】
次に、光学素子１の製造に用いる成形型（光学素子成形型）１００について説明する。
図３は、成形型１００の縦断面図であり、図４は、成形型１００の一部を構成する上型１２０及び下型１３０の外形を示す斜視図である。
図３に示す成形型１００は、図１に示す光学素子１を製造するのに用いられるものである。この成形型１００は、側面周囲を構成する金型であるスリーブ１１０と、上側に配置された上型（第１の金型）１２０と、下側に配置された下型（第２の金型）１３０と、を備えている。更に説明すると、スリーブ１１０及び下型１３０により成形空間ＦＳが形成され、型締め時には、上型１２０が型締め方向に移動して成形空間ＦＳに進入する。そして、スリーブ１１０、上型１２０及び下型１３０が協働してプリフォーム（加熱軟化された光学素子素材、ガラス素材、素材。図５−ｂ参照）を加圧成形することにより光学素子１を製造する。
【００２１】
スリーブ１１０は、側面周囲に配置された複数の金型からなり、これらの金型によりスリーブ１１０の内壁面１１０ａが構成され、また、型締め方向に関する横断面が丸形状の空間（成形空間ＦＳの一部を構成。以下「スリーブ１１０内の空間」ということがある。）が形成される。そして、上型１２０は、外形がスリーブ１１０内の空間に収容可能な大きさの丸形形状に形成された先端部１２１を有する。
【００２２】
また、下型１３０は、外形がスリーブ１１０内の空間に収容可能な大きさの丸形形状に形成された先端部１３１を有する。上型１２０の先端部１２１は、下型１３０の先端部１３１に対向するように配置されている。 
また、スリーブ１１０は、加圧成形の際にホルダ部材２を収容するための収容部（保持部）１１１を有する。
【００２３】
図３及び図４に示すように、上型１２０の先端部１２１には、レンズ部材３のレンズ面３３（図２参照）を転写（成形）する凹曲面部１２２と、中間部３７を転写する端面部１２３と、周縁部３５を形成するための逃げ部（減少部）１２４と、が形成されている。また、下型１３０の先端部１３１には、レンズ部材３のレンズ面３４（図２参照）を転写する凹曲面部１３２と、中間部３８を転写する端面部１３３と、周縁部３６を形成するための逃げ部（減少部）１３４と、が形成されている。
ここで、逃げ部１２４，１３４は、先端部１２１，１３１の端面部１２３，１３３の面積を減少させるように縁部の全周にわたって形成されている。具体的には、逃げ部１２４，１３４は、先端部１２１，１３１の端面がテーパー状に面取りされて構成されている。なお、本実施の形態では、逃げ部１２４，１３４が縁部の全周にわたって形成されているが、逃げ部１２４，１３４を部分的に形成することも考えられる。
付言すると、この逃げ部１２４，１３４により、先端部１２１，１３１の加圧面は、スリーブ１１０の収容部１１１に収容された、図３には図示しないホルダ３１（図５−ａ参照）により画成される内周面２１（図２参照）の円周方向における断面形状よりも小さい形状である。
【００２４】
更に説明すると、光学素子１のレンズ部材３は、スリーブ１１０の収容部１１１に収容された、図３には図示しないホルダ部材２（図５−ａ参照）等により形成されるキャビティで加圧（プレス）成形される。すなわち、上型１２０の凹曲面部１２２及び端面部１２３と下型１３０の凹曲面部１３２及び端面部１３３とスリーブ１１０の収容部１１１に収容されたホルダ部材２の内周面２１（図２参照）とにより加圧成形面が構成される。後述するように、この加圧成形面により加圧成形される際に、逃げ部１２４，１３４は直接的な加圧成形を行わない。
【００２５】
ここで、成形型１００は、図示しない加熱機構及び図示しない冷却機構を備えている。すなわち、成形型１００により加圧成形する際に、図示しない加熱機構により、スリーブ１１０の収容部１１１に収容されているホルダ部材２を所定の温度まで加熱することができるように構成され、また、加圧成形するプリフォーム（図５−ｂ参照）の温度が低下しないように構成されている。また、成形型１００により加圧成形された後には、図示しない冷却機構により、ホルダ部材２及びレンズ部材３を所定の温度まで冷却できるように構成されている。
【００２６】
また、スリーブ１１０及び下型１３０は固定側であり、上型１２０が移動側である。すなわち、上型１２０は、図示しない昇降手段により昇降可能となるように構成されている。したがって、上型１２０がスリーブ１１０及び下型１３０に対して上下方向に移動可能である。なお、本実施の形態では、上型１２０が移動側で下型１３０が固定側であるが、上型１２０が固定側で下型１３０が移動側とするように構成することも考えられる。
【００２７】
後述するように、加圧成形する際には、上型１２０の先端部１２１と下型１３０の先端部１３１との間に入れられたプリフォームが先端部１２１，１３１によって加圧される。そして、プリフォームの一部が、スリーブ１１０の収容部１１１に収容されているホルダ部材２の内周面２１（図１又は図２参照）に接触する。このようにして光学素子１の加圧成形が行われる。なお、スリーブ１１０を、スリーブ１１０の収容部１１１にホルダ部材２を収容することで成形品（光学素子１）の側面周囲を形成するための金型ということができる。また、上型１２０を、成形品の上面（一面）を成形するための金型ということができ、下型１３０を、成形品の下面（他面）を成形するための金型ということができる。
【００２８】
次に、成形型１００を用いた光学素子１の製造方法について説明する。
図５−ａ、図５−ｂ及び図６は、成形型１００による光学素子１の製造方法を説明するための縦断面図である。図５−ａ及び図５−ｂは、加圧成形前の状態を示す図であり、図６は、加圧成形された状態を示す図である。
図５−ａに示すように、上型１２０が上方に移動する型開きの際に、スリーブ１１０の収容部１１１に金属製リング状のホルダ部材２をセットする。その後、図５−ｂに示すように、成形型１００の内部に所定容量のプリフォームが投入される。すなわち、下型１３０の先端部１３１にプリフォームが載せられる。なお、成形型１００は、図示しない加熱機構により予め所定の温度まで加熱されており、また、前述したホルダ部材２がセットされた後や後述する成形型１００の型締めが行われる際にもプリフォームの温度が低下しないように保温される。
【００２９】
その後、図６に示すように、上型１２０が下方に移動する型締めを行う。これにより、下型１３０の先端部１３１に載せられたプリフォームが加圧されていく。やがて、上型１２０が所定の位置（型締め位置）まで移動すると、プリフォームが、スリーブ１１０の収容部１１１にセットされているホルダ部材２の内周面２１、上型１２０の先端部１２１及び下型１３０の先端部１３１により加圧成形される。すなわち、上型１２０の先端部１２１と下型１３０の先端部１３１との協働によって、レンズ部材３のレンズ面３３，３４及び中間部３７，３８（図２参照）が加圧成形される。
【００３０】
更に説明すると、プリフォームが上型１２０及び下型１３０により加圧されていくと、収容部１１１にセットされているホルダ部材２の内周面２１の方向に流動していく。そして、プリフォームの一部は、ホルダ部材２の内周面２１に接触し、更に加圧されることで、内周面２１に沿って外方に流動する。これにより、プリフォームの一部は、上型１２０の逃げ部１２４及び下型１３０の逃げ部１３４の中に進入していく。この結果、逃げ部１２４，１３４においては、プリフォームの一部が飛び出すことによりレンズ部材３に周縁部３５，３６が形成されることになる。
このように、上型１２０の逃げ部１２４及び下型１３０の逃げ部１３４では、加圧成形時におけるプリフォームの逃げ代としての役割がある。このため、プリフォームの容量にばらつきがあっても問題なく成形することが可能になる。したがって、成形に用いるプリフォームの管理が簡易になり、作業性を向上させることができる。
【００３１】
このように加圧成形が行われた後には、図示しない冷却機構により、ホルダ部材２及びレンズ部材３が所定の温度まで冷却される。冷却する手段としては、強制的に冷却する場合でも自然に冷却する場合でもよい。そして、ホルダ部材２及びレンズ部材３が成形型１００から取り出される。これにより、製品としての光学素子１が完成する。
【００３２】
ここで、ホルダ部材２の熱膨張率は、レンズ部材３の熱膨張率（ガラス素材の線膨張率）に比べて大きい。したがって、ホルダ部材２及びレンズ部材３を冷却すると、ホルダ部材２は、レンズ部材３よりも大きく熱収縮する。ホルダ部材２が冷えるときにレンズ部材３を締め付ける。このため、ホルダ部材２とレンズ部材３との接合力が高まり、レンズ部材３がホルダ部材２に強固に固着される。ただし、ホルダ部材２の材料は、線膨張係数が１ｐｐｍ以上１５ｐｐｍ以下である必要がある。１ｐｐｍ未満では前記接合効果が得られず、１５ｐｐｍを超える場合は、レンズ応力が大きくなってクラックが生じるからである。
【００３３】
また、上型１２０及び下型１３０により加圧される際に、上型１２０の逃げ部１２４及び下型１３０の逃げ部１３４の各空間が充填されるほどのプリフォームの量が逃げ部１２４，１３４の中に進入しない。仮に、逃げ部１２４，１３４をプリフォーム（ガラス素材）で充填するようにすると、冷却時におけるホルダ部材２の収縮率がレンズ部材３の収縮率に比べて高いので、逃げ部１２４，１３４に充填されたガラス素材の先端部が冷却に伴い欠けやすい。したがって、本実施の形態のように、逃げ部１２４，１３４を先端まで充填せず、逃げ部１２４，１３４に加圧成形時におけるプリフォームの逃げ代としての役割を持たせる方が、上述した不都合を回避できる点で好ましい。
更に説明すると、上型１２０及び下型１３０の線膨張率は、レンズ部材３の熱膨張率（ガラス素材の線膨張率）に比べて小さい。このため、もし、逃げ部１２４，１３４にプリフォーム（ガラス素材）を充填すると、加圧成形時にホルダ部材２と上型１２０及び下型１３０との間に隙間ができる。すなわち、上型１２０及び下型１３０に比べてホルダ部材２が膨張するので、その結果として、ホルダ部材２の内周面２１（図２参照）と上型１２０の先端部１２１との間に隙間が形成され、また、ホルダ部材２の内周面２１（図２参照）と下型１３０の先端部１３１との間に隙間が形成される。そして、逃げ部１２４，１３４に充填されたガラス素材がこれらの隙間に入り込む。すると、冷却時に、隙間に入り込んだガラス素材が原因で成形品に割れや欠けが生じやすい。それのみならず、欠けた隙間部分のガラス素材は、次回の成形に悪影響を与えるためにその都度取り除く必要があることから、その除去作業に手間がかかってしまう。このような点からも、本実施の形態のように、逃げ部１２４，１３４に充填しない方が好ましい。
かかる逃げ部１２４，１３４にプリフォームを充填しないという本実施の形態の作用・効果は、後述する他の実施の形態にも同様である。このような作用効果を奏するためには、逃げ部１２４，１３４を構成する上型１２０及び下型１３０の面によってプリフォームが成形されないように加圧成形する、あるいは部分的に成形されるように加圧成形すると言うことができる。また、別の見方をすると、プリフォームが全く接触しないか部分的に接触するように上型１２０に逃げ部１２４を形成すると共に下型１３０に逃げ部１３４を形成すると言うことができる。また、更に別の見方をすると、成形品は、逃げ部１２４，１３４に飛び出した部分が上型１２０及び下型１３０によって規制されずに自由形状に形成されると言うことができる。
【００３４】
また、レンズ部材３の周縁部３５，３６は、上型１２０及び下型１３０に逃げ部１２４，１３４が設けられていることによって、ホルダ部材２の内周面２１との接触面積が増大する方向に突出している。レンズ部材３の周縁部３５，３６により、ホルダ部材２の内周面２１とレンズ部材３の外周面３１（図２参照）との接触面積が増大するので、レンズ部材３をホルダ部材２に一層強固に固着することができる。したがって、光学素子１の剛性を高めることができる。付言すると、本実施の形態では、光学素子１のホルダ部材２の内周面２１が平たんに形成されているが、内周面２１に図示しない段付け形状が設けられていれば、レンズ部材３をホルダ部材２に更に強固に固着することが可能になる。
【００３５】
〔第２の実施の形態〕
図７は、第２の実施の形態に係る光学素子１の製造に用いる成形型２００の縦断面図であり、加圧成形された光学素子１も図示している。なお、成形型２００により加圧成形される光学素子１の構成は、第１の実施の形態と同じであるため、その説明を省略する。
図７に示す成形型２００は、基本的な構成が第１の実施の形態における成形型１００と共通している。すなわち、成形型２００は、側面周囲を構成する金型であるスリーブ２１０と、上側に配置され、先端部２２１を有する上型２２０と、下側に配置され、先端部２３１を有する下型２３０と、を備えている。また、成形型２００は、図示しない加熱機構及び図示しない冷却機構を備えている。
【００３６】
スリーブ２１０は、ホルダ部材２を収容するための収容部２１１を有する。
また、上型２２０の先端部２２１には、レンズ部材３のレンズ面３３を転写する凹曲面部２２２と、中間部３７（図２参照）を転写する端面部２２３と、周縁部３６を形成するための逃げ部２２４と、が形成されている。
また、下型２３０の先端部２３１には、レンズ部材３のレンズ面３４を転写する凹曲面部２３２と、中間部３８（図２参照）を転写する端面部２３３と、周縁部３５を形成するための逃げ部２３４と、が形成されている。
【００３７】
ここで、先端部２２１の逃げ部２２４及び先端部２３１の逃げ部２３４は、先端部２２１，２３１の縁部が全周にわたって凹形状（凹状の窪み形状）に形成されている。言い換えると、逃げ部２２４，２３４は、先端部２２１，２３１の縁部が段付け形状になるように形成されている。第１の実施の形態における先端部１２１，１３１の逃げ部１２４，１３４は、テーパー形状であり、強度的に有利である。その一方で、本実施の形態における先端部２２１，２３１の逃げ部２２４，２３４は、加圧成形時にプリフォームの一部を受け入れる空間を大きくすることが可能である。そのため、プリフォームの容量のばらつきが大きくても対応可能であり、また、ホルダ部材２とレンズ部材３との接合強度を向上させることに寄与する。なお、ここにいう凹形状とは、段付けした形状をいい、一段形状のみならず多段形状の場合も含まれる。また、凹形状は、先端部２２１，２３１の縁部の全周に形成される場合のほか、部分的に形成される場合も考えられる。
【００３８】
〔第３の実施の形態〕
図８は、第３の実施の形態に係る光学素子１の製造に用いる成形型３００の縦断面図であり、加圧成形された光学素子１も図示している。なお、成形型３００により加圧成形される光学素子１の構成は、第１の実施の形態と同じであるため、その説明を省略する。
図８に示す成形型３００は、基本的な構成が第１の実施の形態における成形型１００と共通している。すなわち、成形型３００は、側面周囲を構成する金型であるスリーブ３１０と、上側に配置され、先端部３２１を有する上型３２０と、下側に配置され、先端部３３１を有する下型３３０と、を備えている。また、成形型３００は、図示しない加熱機構及び図示しない冷却機構を備えている。
【００３９】
スリーブ３１０は、ホルダ部材２を収容するための収容部３１１を有する。
また、上型３２０の先端部３２１には、レンズ部材３のレンズ面３３を転写する凹曲面部３２２と、中間部３７（図２参照）を転写する端面部３２３と、周縁部３６を形成するための逃げ部３２４と、が形成されている。同様に、下型３３０の先端部３３１には、レンズ部材３のレンズ面３４を転写する凹曲面部３３２と、中間部３８（図２参照）を転写する端面部３３３と、周縁部３５を形成するための逃げ部３３４と、が形成されている。
【００４０】
ここで、先端部３２１、３３１の逃げ部３２４，３３４は、先端部３２１，３３１の縁部が全周にわたってテーパー形状に面取りされ、更に、凹形状に形成されている。すなわち、逃げ部３２４，３３４は、第１の実施の形態における逃げ部１２４，１３４と第２の実施の形態における逃げ部２２４，２３４とを組み合わせた構成である。このため、先端部３２１，３３１の強度を確保しつつ、逃げ部３２４，３３４を大きくすることによりプリフォームの容量のばらつきが大きくても対応可能になり、かつ、ホルダ部材２とレンズ部材３との接合強度を向上させることに寄与できる。
【００４１】
〔第４の実施の形態〕
図９は、第４の実施の形態に係る光学素子１の製造に用いる成形型４００の縦断面図であり、加圧成形された光学素子１も図示している。なお、成形型４００により加圧成形される光学素子１の構成は、第１の実施の形態と同じであるため、その説明を省略する。
図９に示す成形型４００は、基本的な構成が第１の実施の形態における成形型１００と共通している。すなわち、成形型４００は、側面周囲を構成する金型であるスリーブ４１０と、上側に配置され、先端部４２１を有する上型４２０と、下側に配置され、先端部４３１を有する下型４３０と、を備えている。また、成形型４００は、図示しない加熱機構及び図示しない冷却機構を備えている。
【００４２】
スリーブ４１０は、ホルダ部材２を収容するための収容部４１１を有する。
また、上型４２０の先端部４２１には、レンズ部材３のレンズ面３３を転写する凹曲面部４２２と、中間部３７（図２参照）を転写する端面部４２３と、周縁部３６を形成するための逃げ部４２４と、が形成されている。
また、下型４３０の先端部４３１には、レンズ部材３のレンズ面３４を転写する凹曲面部４３２と、中間部３８（図２参照）を転写する端面部４３３と、が形成されている。
【００４３】
ここで、上型４２０の先端部４２１及び下型４３０の先端部４３１における外周面３１（図２参照）は、ホルダ部材２の内周面２１と大きく離間している。すなわち、先端部４２１，４３１の外周面３１とホルダ部材２の内周面２１との間には、逃げ空間４２４、４３４が形成されている。この逃げ空間４２４，４３４は、レンズ部材３の周縁部３６を形成するためのものである。
更に説明すると、この逃げ空間４２４，４３４により、金型の汎用性を高めることができる。すなわち、上述した第１ないし第３の実施の形態では、型締めや型開きの際には、成形型１００，２００，３００の先端部１２１，１３１，２２１，２３１，３２１，３３１がホルダ部材２の内周面２１で案内されている。このため、ホルダ部材２の内周面２１が異なる場合には、寸法の異なる成形型を用いる必要がある。したがって、製造コストを抑制することが困難である。これに対し、本実施の形態では、上型４２０及び下型４３０がホルダ部材２の内周面２１では案内されていないので、ホルダ部材２の内周面２１の寸法が異なる場合にも、用いることが可能になる。したがって、成形型４００の汎用性を高めることができ、製造コストを抑制することが可能になる。
【００４４】
〔第５の実施の形態〕
図１０は、第５の実施の形態に係る光学素子１Ｍの製造に用いる成形型５００の縦断面図であり、加圧成形された光学素子１Ｍも図示している。
図１０に示す光学素子１Ｍは、基本的な構成が第１の実施の形態における光学素子１と共通している。すなわち、光学素子１Ｍは、両端が開放されているリング状で金属製のホルダ部材２と、ホルダ部材２の内部に配置されている凸レンズのレンズ部材３Ｍと、を備えている。なお、ホルダ部材２の構成は、第１の実施の形態と同じであるため、その説明を省略する。
レンズ部材３Ｍの一方の面にレンズ面３３が形成され、他方の面にレンズ面３４が形成されている。また、レンズ部材３Ｍは、レンズ面３４が形成されている面の縁が盛り上がって形成されている。すなわち、レンズ部材３は、外方に突出する周縁部３６Ｍを有する。更に説明すると、レンズ部材３Ｍは、レンズ面３３が形成されている面の縁は盛り上がって形成されておらず、平たんである。
【００４５】
図１０に示す成形型５００は、基本的な構成が第１の実施の形態における成形型１００と共通している。すなわち、成形型５００は、側面周囲を構成する金型であるスリーブ５１０と、上側に配置され、先端部５２１を有する上型５２０と、下側に配置され、先端部５３１を有する下型５３０と、を備えている。また、成形型５００は、図示しない加熱機構及び図示しない冷却機構を備えている。
【００４６】
スリーブ５１０は、ホルダ部材２を収容するための収容部５１１を有する。
また、上型５２０の先端部５２１には、レンズ部材３Ｍのレンズ面３３を転写する凹曲面部５２２と、中間部３７を転写する端面部５２３と、周縁部３６Ｍを形成するための逃げ部５２４と、が形成されている。
また、下型５３０の先端部５３１には、レンズ部材３Ｍのレンズ面３４を転写する凹曲面部５３２と、中間部３８を転写する端面部５３３と、が形成されている。すなわち、先端部５３１には、先端部５２１に形成されている逃げ部５２４に相当する部分が形成されていない。言い換えると、成形型５００には、プリフォームの一部を受け入れる逃げ部５２４が１つしか形成されていない。１つの逃げ部５２４でも、加圧成形時にはプリフォームの容量のばらつきに対応できる。また、ホルダ部材２の内周面２１（図２参照）が段付け形状でなくても、ホルダ部材２とレンズ部材３Ｍとの接合強度を高めることができ、光学素子１Ｍの剛性を上げることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】第１の実施の形態に係る光学素子の外形を示す概略斜視図である。
【図２】図１の線II−IIによる光学素子の断面図である。
【図３】成形型の縦断面図である。
【図４】成形型の一部を構成する上型及び下型の外形を示す斜視図である。
【図５−ａ】成形型による光学素子の製造方法を説明するための縦断面図である。
【図５−ｂ】成形型による光学素子の製造方法を説明するための縦断面図である。
【図６】成形型による光学素子の製造方法を説明するための縦断面図である。
【図７】第２の実施の形態に係る光学素子の製造に用いる成形型の縦断面図である。
【図８】第３の実施の形態に係る光学素子の製造に用いる成形型の縦断面図である。
【図９】第４の実施の形態に係る光学素子の製造に用いる成形型の縦断面図である。
【図１０】第５の実施の形態に係る光学素子の製造に用いる成形型の縦断面図である。
【符号の説明】
【００４８】
１，１Ｍ…光学素子、２…ホルダ部材、２１…内周面、３，３Ｍ…レンズ部材、３１…外周面、３３，３４…レンズ面、３５，３６，３５Ｍ…周縁部、１００，２００，３００，４００，５００…成形型、１１０，２１０，３１０，４１０，５１０…スリーブ、１１１，２１１，３１１，４１１，５１１…収容部、１２０，２２０，３２０，４２０，５２０…上型、１２１，１３１，２２１，２３１，３２１，３３１，４２１，４３１，５２１，５３１…先端部、１２４，１３４，２２４，２３５，３２４，３３５，５２４…逃げ部、１３０，２３０，３３０，４３０，５３０…下型、４２４，４３４…逃げ空間、ＮＫ…内部空間
【図１】
2008164853.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５−ａ】
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【図５−ｂ】
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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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【図１０】
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