(57)【要約】【課題】生産性の高い光学素子の製造方法等を提供する。【解決手段】丸形部１２１を備える上型１２０が上方に移動する型開きの際に、内部が四角形のスリーブ１１０及び下型１３０の丸形部１３１で構成される内部空間にプリフォームが入れられる。上型１２０が下方に移動する型締め時にはプリフォームが加圧される。すなわち、丸形部１２１の凹曲面部１２２及び端面部１２３と丸形部１３１の凹曲面部１３２及び端面部１３３により凸レンズ部が転写される。また、スリーブ１１０の内壁面１１０ａにより光学素子１の４つの側面が転写される。更には、プリフォームの一部が、丸形部１２１，１３１の外周面１２１ａ，１３１ａとスリーブ１１０の内壁面１１０ａとの間の隙間部分１４０に飛び出し、これにより光学素子１の突出部が形成される。【選択図】図６−Ｂ
2008150265.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の金型と第２の金型とが協働して素材を加圧成形することによりレンズ面を含む光学素子を製造する光学素子の製造方法であって、
前記第２の金型の内部空間の中に当該内部空間における型締め方向に関する横断面の形状とは異なる形状の前記第１の金型が進入して前記素材を加圧成形して前記レンズ面を形成し、かつ、加圧成形時に当該レンズ面の周囲において当該第１の金型と当該第２の金型との間の隙間から当該素材がはみ出して突出部を形成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１の金型を前記第２の金型に対して移動して加圧成形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】
加圧成形時に前記光学素子を使用する際に用いる脚部を形成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４】
素材を加圧成形してレンズ面を含む光学素子を製造するための加圧成形面に部分的に、加圧成形時に素材を加圧しない非加圧領域を形成し、
加圧成形されている素材の一部を前記非加圧領域からはみ出させて前記光学素子を製造する光学素子の製造方法。
【請求項５】
前記非加圧領域は、前記加圧成形面のうち前記レンズ面の加圧成形を担う部分に隣接してい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】
凹所を設けて形成されるキャビティ金型と、
前記キャビティ金型の凹所に入ってレンズ面を含む光学素子を加圧成形するための凸部を有するコア金型と、
を含み、
前記コア金型の凸部の外形が前記キャビティ金型の凹所において当該凸部に対応する横断面の形状とは異なり、かつ、型締めにより素材が加圧される際に当該凸部の外周面と当該凹所の内周面との間で当該素材が流動する空間を備えていることを特徴とする光学素子成形型。
【請求項７】
前記キャビティ金型の凹所における前記コア金型の凸部の型締め方向に関する横断面の形状が角形であり、
前記コア金型の凸部の外形が円形であることを特徴とする請求項６に記載の光学素子成形型。
【請求項８】
前記コア金型は、加圧成形時に加圧する前記凸部の加圧面に傾斜面を備えていることを特徴とする請求項６に記載の光学素子成形型。
【請求項９】
前記コア金型を前記キャビティ金型に対して移動して加圧成形することを特徴とする請求項６に記載の光学素子成形型。
【請求項１０】
角形の本体部と、
前記本体部に形成されたレンズ部と、
前記本体部に形成された脚部と、
前記本体部における角部の各々に形成され、前記レンズ部の厚さ方向に突出する突出部と、
を含む光学素子。
【請求項１１】
前記レンズ部は凸レンズ部であり、
前記突出部が前記凸レンズ部の高さよりも高いことを特徴とする請求項１０に記載の光学素子。
【請求項１２】
前記本体部は、前記レンズ部の周囲で当該レンズ部の厚さ方向に盛り上がる盛り上がり部を備え、
前記突出部は、前記盛り上がり部から突出することを特徴とする請求項１０に記載の光学素子。
【請求項１３】
前記突出部が、前記レンズ部の入射側及び／又は出射側に形成されたことを特徴とする請求項１０に記載の光学素子。
【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、光学素子成形型及び光学素子に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
光学素子、例えば光学レンズの製造については、従来から種々の方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
すなわち、特許文献１には、光学レンズの一方の面形状をなす型面を有する上型と光学レンズの他方の面形状をなす型面を有する下型とを用い、これら型面間にレンズ素材であるガラス素材を配置し、また、下型の型面の周りに環状のホルダを配置することが開示されている。また、特許文献１には、そのような状態でガラス素材を加熱することによって軟化させ、しかる後、上型を加圧して下型に押し付けると、ガラス素材が上型の型面、下型の型面及びホルダによってプレス（型締め）されることになり、これらの型面がガラス素材に転写され、かつガラス素材がホルダの内面に接着する。このようにしてプレス加工が終了すると、ガラス素材などが冷却され、上型を上昇させて、このガラス素材を下型から取り外す。
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−１１５１４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、光学レンズには、用途等に応じた種々の形状のものが提案されている。その中で、例えば凸レンズ部の周囲が四角形の所謂スクエアレンズがある。このようなスクエアレンズは、他の器具等を用いなくても四角形の部分で載置面に載置することが可能になるという特徴がある。そして、スクエアレンズを載置面に載置すると、凸レンズ部の光軸が載置面と平行になるという特徴もある。
【０００５】
このスクエアレンズの製造を従来の方法で製造するには、四角形横断面のキャビティ金型に四角形横断面のコア金型を挿入して加圧成形する。しかしながら、キャビティ金型とコア金型の両方共に四角形横断面のため、金型の製造に高い精度が求められ、かつ、金型同士を高い精度で組み立てる必要があり、光学レンズを低コストで市場に供給することは困難である。なお、光学レンズを成形ではなく切削により製造することも考えられるが、やはりコストダウンを図るのは一定の限界があり、また、市場の需要に応じた製品供給を行うのは困難である。
【０００６】
また、スクエアレンズは、レンズが缶の中に挿入された缶付レンズとは異なり、凸レンズ状のレンズ面を保護するものがなく、スクエアレンズを取り扱っている際にレンズ面に光学的に影響のあるキズをつけてしまうおそれがある。そのようなキズをつけてしまうと製品として使用することができないため、その取り扱いには十分に注意する必要がある。すなわち、スクエアレンズを使用する作業者にとっては細心の注意を払って組み立て作業等を行う必要があり、作業工数の削減等を実現することは困難である。
【０００７】
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、生産性の高い光学素子の製造方法等を提供することにある。
また、本発明の別の目的は、取り扱いが容易な光学素子を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
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、第１の金型と第２の金型とが協働して素材を加圧成形することによりレンズ面を含む光学素子を製造する光学素子の製造方法であって、前記第２の金型の内部空間の中に当該内部空間における型締め方向に関する横断面の形状とは異なる形状の前記第１の金型が進入して前記素材を加圧成形して前記レンズ面を形成し、かつ、加圧成形時に当該レンズ面の周囲において当該第１の金型と当該第２の金型との間の隙間から当該素材がはみ出して突出部を形成することを特徴とするものである。
【０００９】
ここで、前記第１の金型を前記第２の金型に対して移動して加圧成形することを特徴とすることができる。また、加圧成形時に前記光学素子を使用する際に用いる脚部を形成することを特徴とすることができる。
【００１０】
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、素材を加圧成形してレンズ面を含む光学素子を製造するための加圧成形面に部分的に、加圧成形時に素材を加圧しない非加圧領域を形成し、加圧成形されている素材の一部を前記非加圧領域からはみ出させて前記光学素子を製造するものである。
【００１１】
ここで、前記非加圧領域は、前記加圧成形面のうち前記レンズ面の加圧成形を担う部分に隣接し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成形型は、凹所を設けて形成されるキャビティ金型と、前記キャビティ金型の凹所に入ってレンズ面を含む光学素子を加圧成形するための凸部を有するコア金型と、を含み、前記コア金型の凸部の外形が前記キャビティ金型の凹所において当該凸部に対応する横断面の形状とは異なり、かつ、型締めにより素材が加圧される際に当該凸部の外周面と当該凹所の内周面との間で当該素材が流動する空間を備えていることを特徴とするものである。
【００１３】
ここで、前記キャビティ金型の凹所における前記コア金型の凸部の型締め方向に関する横断面の形状が角形であり、前記コア金型の凸部の外形が円形であることを特徴とすることができる。また、前記コア金型は、加圧成形時に加圧する前記凸部の加圧面に傾斜面を備えていることを特徴とすることができる。また、前記コア金型を前記キャビティ金型に対して移動して加圧成形する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、角形の本体部と、前記本体部に形成されたレンズ部と、前記本体部に形成された脚部と、前記本体部における角部の各々に形成され、前記レンズ部の厚さ方向に突出する突出部と、を含むものである。
【００１５】
ここで、前記レンズ部は凸レンズ部であり、前記突出部が前記凸レンズ部の高さよりも高いことを特徴とすることができる。また、前記本体部は、前記レンズ部の周囲で当該レンズ部の厚さ方向に盛り上がる盛り上がり部を備え、前記突出部は、前記盛り上がり部から突出することを特徴とすることができる。また、前記突出部が、前記レンズ部の入射側及び／又は出射側に形成されたことを特徴とすることができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、生産性の高い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】
【００１７】
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の外形を示す概略斜視図である。図２は、図１の光学素子１の縦断面図であり、（ａ）は、図１の線IIa−IIaによる断面図であり、（ｂ）は、図１の線IIb−IIbによる断面図である。
図１に示す光学素子１は、略直方体の本体部（角形の本体部）１１と、本体部１１の一面（上面）で突出するように形成されたレンズ面１２ａが曲面形状のレンズ部（入射側レンズ、第１のレンズ部）１２と、本体部１１の一面においてレンズ部１２に隣接して形成された平たん部１３と、本体部１１の一面において平たん部１３に隣接すると共に四隅の各々に形成された突出部（膨出部）１４と、を備えている。
また、光学素子１は、本体部１１の一面とは反対側の他面（下面）で突出するように形成されたレンズ面１５ａが曲面形状のレンズ部（出射射側レンズ、第２のレンズ部）１５と、本体部１１の他面においてレンズ部１５に隣接して形成された平たん部１６と、本体部１１の他面において平たん部１６に隣接すると共に四隅の各々に形成された突出部１７と、を備えている。
【００１８】
付言すると、突出部１４は、レンズ部１２の厚さ方向（光軸方向）と同じ方向に突出するように形成され、かつ、レンズ部１２よりも高く形成されている。突出部１７は、レンズ部１５の厚さ方向と同じ方向に突出するように形成され、かつ、レンズ部１５よりも高く形成されている。言い換えると、突出部１４，１７は、レンズ部１２，１５を取り囲むように位置している。
なお、光学素子１の本体部１１、レンズ部１２，１５、平たん部１３，１６及び突出部１４，１７は、後述するように金型により一体成形で製造されるものであり、ガラスからなる。ガラスレンズはプラスチックレンズに比べて製造コストは高くなるが、高い精度が要求されるレンズに採用することができる。
【００１９】
本体部１１は、４つの側面（コバ部）１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄを有する。側面１１ａは、側面１１ｃとは反対側の面に位置し、側面１１ｂは、側面１１ｄとは反対側の面に位置している。そして、４つの側面１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄは、いずれも平面形状である。側面１１ａと側面１１ｃとは互いに平行となるように形成され、かつ、側面１１ａと側面１１ｃとの互いの離間距離すなわち外形寸法が所定の寸法になるように形成されている。また、側面１１ｂと側面１１ｄとは互いに平行となるように形成され、かつ、側面１１ｂと側面１１ｄとの互いの離間距離すなわち外形寸法が所定の寸法になるように形成されている。更に説明すると、側面１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄは、所定の厚さＤを有する。この厚さＤは、光学素子１の光学特性に影響を与える要素の一つである。
【００２０】
平たん部１３は、レンズ部１２の縁部全周にわたって帯状に延びるように形成されている。そして、平たん部１３のレンズ部１２とは反対側の位置に突出部１４が形成されている。同様に、平たん部１６は、レンズ部１５の縁部全周にわたって帯状に延びるように形成され、平たん部１６のレンズ部１５とは反対側の位置に突出部１７が形成されている。
【００２１】
ここで、本実施の形態に係る光学素子１は、側面１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄを有するので、セッティングし易い形状であり、別の部品を用いなくても精度良く製造された平面に置くだけで設置できるものである。このような形状の光学素子１を角レンズ又は角型レンズということがある。この意味において、側面１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄを脚部ということができる。
また、レンズ部１２及びレンズ部１５をまとめて凸レンズないしは凸レンズ部ということがある。また、光学素子１は、上述したように、本体部１１とレンズ部１２，１５とを備えているものであるが、別の見方をすると、レンズ部１２，１５と、レンズ部１２，１５から光軸方向に交差する方向に延びる脚部ないしはフランジ部と、を備えているものということができる。
【００２２】
本実施の形態に係る光学素子１は、レンズ部１２の側においては、レンズ部１２と同じ方向に突出する４つの突出部１４を備えている。この４つの突出部１４は、いずれもレンズ部１２の高さよりも高くなるように形成されている。このため、レンズ部１２を突出部１４により保護することが可能になる。具体的に説明すると、例えば、セッティングする際に誤って光学素子１を転がしてしまってレンズ部１２にキズが付いてしまうことを防止することができる。また、セッティングする際にレンズ部１２が他の部品と接触することによりレンズ部１２が損傷してしまうことを防止することができる。更には、光学素子１の本体部１１における側面１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄの厚さＤ（図２参照）が小さいと、４つの側面１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄのうちいずれか一つで載置しようとする際には不安定になるが、そのような場合には、角型レンズの角部に設けられた４つの突出部１４で載置しようとすれば安定するし、４つの突出部１４によりレンズ部１２が守られ、レンズ部１２へのキズを防止することができる。
【００２３】
このように、光学素子１は、突出部１４を備えているためにレンズ部１２の保護機能を有するということができる。このような機能は、突出部１４がレンズ部１２よりも高く形成されている場合により有効であるが、ある程度の高さがあればレンズ部１２よりも高く形成されていなくてもその機能を部分的にでも実現することが可能である。
同様に、光学素子１は、レンズ部１５と同じ方向に突出する突出部１７を備えているので、光学素子１は、レンズ部１５の保護機能を有するということもできる。
なお、本実施の形態に係る光学素子１は、本体部１１が四角形のスクエアレンズであるが、これ以外の角形、例えば三角形や五角形等の多角形であっても良い。
【００２４】
図３は、本実施の形態に係る光学素子１を用いた光接続装置５０を説明するための図である。なお、本実施の形態に係る光学素子１を光接続装置５０以外の装置や器具、例えば中継器に適用することが考えられる。
図３に示す光接続装置５０は、光学素子１と、光学素子１が側面１１ａを介して載置されて接着されているフラットベンチ５１と、光学素子１に出力光を入射させるレーザダイオード５２と、レーザダイオード５２の出力光が光学素子１の光軸高さと一致させるためのブロック部材５３と、光学素子１から出射した光が入射される図示しない光ファイバと、を備えている。ブロック部材５３が光学素子１に隣接して設置され、そのブロック部材５３には、レーザダイオード５２が取り付けられている。
そして、レーザダイオード５２からの出力光は、光学素子１のレンズ部１２及びレンズ部１５で屈折した後に図示しない光ファイバの光入射面に入射される。
なお、本実施の形態に係る光学素子１は、４つの突出部１４を備えており、側面１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄの面積を増やしている。このため、光学素子１をフラットベンチ５１に接着剤で接着する際に接着面積が増えるので、より強固に接着を行うことができる。
【００２５】
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４は、成形型１００の平面図である。
図４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（角形スリーブ、第２の金型、キャビティ金型）１１０と、上側に配置された上型（第１の金型、コア金型）１２０と、下側に配置された下型（第２の金型、キャビティ金型）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により内部空間（キャビティ金型の凹所）Ｓ（図５−Ａ参照）が形成され、型締め時には、上型１２０が型締め方向（図５−Ａ参照）に移動して内部空間Ｓ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を加圧成形することにより光学素子１を製造する。
【００２６】
スリーブ１１０は、側面周囲に配置された複数の金型１１１，１１２，１１３，１１４からなり、これらの金型１１１〜１１４によりスリーブ１１０の内壁面（キャビティ金型の凹所の内周面）１１０ａ（図５−Ａ参照）が構成され、また、型締め方向に関する横断面（コア金型の凸部に対応する横断面、開口面。以下、単に横断面ということがある）が角形状の空間が形成される。そして、上型１２０は、外形がスリーブ１１０の空間に収容可能な大きさの丸形形状に形成された丸形部（コア金型の凸部）１２１（図５−Ａ参照）を有する。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丸形部１３１（図５−Ａ参照）を有する。上型１２０の丸形部１２１は、下型１３０の丸形部１３１に対向するように配置されている。
【００２７】
後述するように、成形する際には、上型１２０の丸形部１２１と下型１３０の丸形部１３１との間に入れられたプリフォーム（加熱軟化された光学素子素材、素材）が丸形部１２１，１３１によって加圧されて、これにより光学素子１が成形される。なお、スリーブ１１０を、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】
ここで、スリーブ１１０内の空間の横断面が角形形状である一方で、スリーブ１１０内の空間に位置する丸形部１２１，１３１が丸形状であり、両者は互いに形状が異なる。このため、光学素子１の成形時には、プリフォームのうち丸形部１２１，１３１により直接加圧される部分と直接加圧されない部分とがある。具体的に説明すると、光学素子１の成形時には、上型１２０の丸形部１２１及び下型１３０の丸形部１３１は、プリフォームの平面方向（図面の紙面に平行な方向）における中央部分を直接加圧する一方で、プリフォームの平面方向における四隅部分（周辺部分）を直接加圧しない。すなわち、四隅部分は、丸形部１２１，１３１により直接加圧されない。
【００２９】
このように、本実施の形態における成形型１００では、スリーブ１１０内の空間の横断面が角形状であるのに対し、スリーブ１１０内の空間に位置する上型１２０及び下型１３０は丸形部１２１，１３１を備えている。したがって、スリーブ１１０と丸形部１２１，１３１との接触面積が小さく、いわゆる点接触になることにより、作業性や成形安定性に優れている。すなわち、成形型１００の組み立ての際には、スリーブ１１０と上型１２０の丸形部１２１と下型１３０の丸形部１３１との相互の位置決めを容易に行うことができる。更に説明すると、スリーブ１１０と上型１２０の丸形部１２１との間の相対的な位置決めを行う際には、相互の位置関係の調整だけで済み、相互の姿勢（水平方向の角度調整）の調整を行う必要がないか、又は調整を行う場合であってもその作業は簡単である。また、スリーブ１１０と下型１３０の丸形部１３１との間の相対的な位置決めを行う際も同様である。また、上型１２０の丸形部１２１と下型１３０の丸形部１３１との間の相対的な位置決めを行う際も同様である。
【００３０】
もし、丸形部１２１，１３１の代わりに、スリーブ１１０内の空間の横断面形状に対応する角形形状に形成された２つの角形部を対向配置して用いる場合には、スリーブ１１０内の空間において２つの角形部相互の姿勢を合わせると共に、スリーブ１１０と２つの角形部の各々と間の相互の姿勢を合わせる必要がある。そのために、スリーブ１１０と２つの角形部という全部で３つの部品について水平方向の角度調整を行う必要がある。この角度調整を高い精度で行わないと、品質の高い成形品を成形することができず、かつ、その高い精度の角度調整は、容易に行うことができないものである。このように、２つの角形部を用いる場合には、本実施の形態における成形型１００の場合よりも作業性が低下する。
付言すると、角形状の凹所と丸形状の凸部との相対的な位置決めを行う作業は、角形状の凹所と角形状の凸部との相対的な位置決めを行う作業よりも容易である。また、丸形状の凸部同士の相対的な位置決めを行う作業は、角形状の凸部相互の位置決めを行う作業よりも容易である。更に説明すると、角形状の凹所と丸形状の凸部との間に方向性がないとすると、相互の姿勢を調整する必要がない。また、丸形状の凸部同士の間に方向性がないとすると、相互の姿勢を調整する必要がない。
【００３１】
また、本実施の形態における成形型１００では、スリーブ１１０内の空間において丸形部１２１，１３１の相互の加圧作用により光学素子１が形成されるように構成されている。すなわち、光学素子１の成形前及び成形後における上型１２０と下型１３０との相対的な移動が行われる（型締め）。もし、上型１２０及び下型１３０の各々に、スリーブ１１０内の空間の横断面形状に対応する角形形状に形成された角形部を設ける場合には、隣接する部品同士が面接触になることから、移動時における両者間のかじりを防止すべくクリアランスが適切でなければならない。そのため、成形型１００の設計、組立て及びメンテナンスの際には、クリアランスに十分配慮する必要があり、また、手間を要するためにかなりのコストを要する。また、多少のかじりや噛み込みの発生により金型の寿命も短くならざるを得ない。
これに対し、本実施の形態では、横断面が角形状であるスリーブ１１０内の空間を丸形部１２１，１３１のいずれか一方又は両方が移動するので、低コストで丸形部１２１，１３１とスリーブ１１０とのかじりや噛み込みを防止することができる。したがって、コスト削減が可能であり、また、金型精度をより高めることが可能である。また、金型の寿命も長期化させることが可能である。付言すると、金型の製造コストの観点からは、角形部よりも丸形部の方が製造し易く、このため、本実施の形態では、金型の製造コストを低減させることもできる。
【００３２】
図５−Ａ、図５−Ｂ、図６−Ａ及び図６−Ｂ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図である。図５−Ａ及び図５−Ｂは、光学素子１が成形される前の状態を示す図であり、図６−Ａ及び図６−Ｂは、光学素子１が成形された状態を示す図である。更に説明すると、図５−Ａ及び図６−Ａは、図４の線a−aに対応する成形型１００の縦断面図であり、図５−Ｂ及び図６−Ｂは、図４の線b−bに対応する成形型１００の縦断面図である。
図５−Ａ〜図６−Ｂに示すように、上型１２０の丸形部１２１には、光学素子１のレンズ部１２に対応する形状の凹曲面部（レンズ面１２ａの加圧成形を担う部分、レンズ面１２ａを転写する部分）１２２と、光学素子１の平たん部１３を成形（転写）する形状の端面部１２３と、が形成されている。すなわち、上型１２０は、加圧面として凹曲面部１２２及び端面部１２３を有する。
また、下型１３０の丸形部１３１には、光学素子１のレンズ部１５を成形する形状の凹曲面部（レンズ面１５ａの加圧成形を担う部分、レンズ面１５ａを転写する部分）１３２と、光学素子１の平たん部１６を成形（転写）する形状の端面部１３３と、が形成されている。
スリーブ１１０の内壁面１１０ａ、上型１２０の丸形部１２１及び下型１３０の丸形部１３１により形成されるキャビティにより光学素子１が加圧（プレス）成形される。言い換えると、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の内壁面１１０ａとにより加圧成形面が構成される。そして、この加圧成形面には、後述するように、加圧成形しない隙間が形成されている。
【００３３】
ここで、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。
【００３４】
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及び図５−Ｂに示すように、上型１２０が上方に移動する型開きの際に、所定容量のプリフォームが成形型１００の内部に投入される。すなわち、下型１３０の丸形部１３１にプリフォームが載せられる。その後、上型１２０が下方に移動する型締め時に、下型１３０の丸形部１３１に載せられたプリフォームが加圧されていく。
【００３５】
やがて、図６−Ａ及び図６−Ｂに示すように、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の内壁面１１０ａ、上型１２０の丸形部１２１及び下型１３０の丸形部１３１により光学素子１に成形される。
【００３６】
ここで、上述したように、スリーブ１１０の内壁面１１０ａと丸形部１２１，１３１とが点接触している。言い換えると、丸形部１２１，１３１の外周面１２１ａ，１３１ａが他部に比し内壁面１１０ａと大きく離間して隙間が形成されている隙間部分（第１の金型と第２の金型との間の隙間、非加圧領域、素材が流動する空間）１４０（図４又は図５−Ｂ参照）が存在する。このような隙間部分１４０は、四隅（各角部）に位置している。そして、隙間部分１４０においては、成形時には、プリフォームが上型１２０の丸形部１２１と下型１３０の丸形部１３１とによって直接加圧されることがない。なお、スリーブ１１０の内壁面１１０ａの横断面の対角線上においては、内壁面１１０ａと丸形部１２１，１３１の外周面１２１ａ，１３１ａとが最も離間しており、この隙間部分１４０が最も大きい。
【００３７】
成形時に、プリフォームの中央部分が丸形部１２１，１３１により直接加圧されると、プリフォームは加圧成形される。すなわち、丸形部１２１，１３１により光学素子１のレンズ部１２，１５及び平たん部１３，１６（図２参照）が加圧成形され、また、スリーブ１１０の内壁面１１０ａにより光学素子１の４つの側面１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄが加圧成形される。
【００３８】
また、加圧成形時には、プリフォームの一部は、丸形部１２１，１３１の外周面１２１ａ，１３１ａとスリーブ１１０の内壁面１１０ａとの間に位置する隙間部分１４０に流動する。この隙間部分１４０は、丸形部１２１，１３１により直接加圧されず、隙間部分１４０に流動したプリフォームは、スリーブ１１０の内壁面１１０ａにより規制され、上型１２０の側では内壁面１１０ａに沿ってレンズ部１２の突出方向（上方）へ流動し、かつ、下型１３０では内壁面１１０ａに沿ってレンズ部１５の突出方向へ流動する。この結果、隙間部分１４０（図５−Ｂ参照）においては、プリフォームの一部が飛び出すことにより突出部１４，１７が形成されることになる。このように、隙間部分１４０では、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。
【００３９】
本実施の形態に係る光学素子１及びその製造方法等について説明したが、その変形例としては、既に説明した内容のほかにも考えられる。
図７は、本実施の形態の一変形例に係る光学素子１Ｍの縦断面図であり、（ａ）は、図２の（ａ）に対応する断面図であり、（ｂ）は、図２の（ｂ）に対応する断面図である。
図７に示す光学素子１Ｍは、図２に示す光学素子１と同様に、略直方体の本体部１１と、本体部に２つのレンズ部１２，１５と、を備え、また、レンズ部１２の側に、平たん部１３及び突出部１４を備える。その一方で、光学素子１Ｍは、図２に示す光学素子１とは異なり、レンズ部１５の側に平たん部１６Ｍを備えるのみである。すなわち、光学素子１Ｍは、光学素子１がレンズ部１５の側に備える突出部１７を備えていない。
このように、一方にのみ突出部１４を形成する光学素子１Ｍであっても、上述したレンズ部１２の保護機能を有するものである。更に説明すると、光学素子１Ｍは、例えば、光学素子を用いる光学装置側の設置スペースの問題から、図２に示すような突出部１４，１７を備える光学素子１を使うことができない場合に有効な形態である。
【００４０】
図８は、光学素子１Ｍの製造に用いる成形型１００Ｍを説明するための図であり、図４の線b−bによる縦断面図に対応する縦断面図であり、図６−Ｂに相当するものである。
図８に示すように、成形型１００Ｍ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１２０と、下側に配置された下型１３０Ｍと、を備えている。すなわち、成形型１００Ｍは、図６−Ｂに示す成形型１００と基本的な構成は同じであるが、下型１３０の代わりに下型１３０Ｍを備えている点で、相違する。
この下型１３０Ｍは、スリーブ１１０内の空間の横断面に対応する角形形状の角形部１３１Ｍを有する。したがって、上型１２０の側には、隙間部分１４０があるが、下型１３０Ｍの側には、隙間部分１４０（図５−Ｂ参照）はない。このため、成形時には、下型１３０Ｍの側では、プリフォームの一部が飛び出すことがない。なお、この成形型１００Ｍは、上型１２０が移動側であり、下型１３０Ｍが固定側である。
【００４１】
ここで、成形型１００Ｍにおいては、上型１２０が丸形部１２１を有するので、組み立てやメンテナンスの際に丸形部１２１とスリーブ１１０との相互の位置決めを容易に行うことができる。また、上型１２０が移動側であるので、上型１２０とスリーブ１１０とのかじりや噛み込みの発生を防止することが可能である。
更に説明すると、成形型１００Ｍは、上型１２０の側に隙間部分１４０を有するので、プリフォームの容量にばらつきがあっても対応することが可能であり、プリフォームの管理作業性を向上させることができる。
【００４２】
〔第２の実施の形態〕
図９は、第２の実施の形態に係る光学素子２の外形を示す概略斜視図である。図１０は、図９の光学素子２の縦断面図であり、（ａ）は、図９の線Xa−Xaによる断面図であり、（ｂ）は、図９の線Xb−Xbによる断面図である。
図９に示す光学素子２は、略直方体の本体部２１と、本体部２１の一面（上面）で突出するように形成されたレンズ面２２ａが曲面形状のレンズ部（入射側レンズ、第１のレンズ部）２２と、本体部２１の一面においてレンズ部２２に隣接して形成された土手部２３と、を備えている。この土手部２３は、レンズ部２２が突出する方向と同じ方向に突出するように形成され、かつ、レンズ部２２の縁に沿って全周にわたって形成されている。更に、土手部２３は、レンズ部２２よりも高く形成されている。更に説明すると、土手部２３は、レンズ部２２の縁からレンズ部２２が突出する方向に傾斜する傾斜部（盛り上がり部）２３ａと、本体部２１の一面において傾斜部２３ａに隣接すると共に四隅の各々に形成された突出部２３ｂと、を有する。
【００４３】
また、光学素子２は、本体部２１の一面とは反対側の他面（下面）で突出するように形成されたレンズ面２５ａが曲面形状のレンズ部（出射側レンズ、第２のレンズ部）２５と、本体部２１の他面においてレンズ部２５に隣接して成形された土手部２６と、を備えている。この土手部２６は、レンズ部２５が突出する方向と同じ方向に突出するように形成され、かつ、レンズ部２５の縁に沿って全周にわたって形成されている。更に、土手部２６は、レンズ部２５よりも高く形成されている。更に説明すると、土手部２６は、レンズ部２５の縁からレンズ部２５が突出する方向に傾斜する傾斜部２６ａと、本体部２１の他面において傾斜部２６ａに隣接すると共に四隅の各々に成形された突出部２６ｂと、を有する。
なお、光学素子２の本体部２１、レンズ部２２，２５及び土手部２３，２６は、上述した第１の実施の形態に係る光学素子１と同様に金型により一体成形で製造されるものであり、ガラス又はプラスチックからなる。
【００４４】
本外部２１は、４つの側面２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄを有する。側面２１ａは、側面２１ｃとは反対側の面に位置し、側面２１ｂは、側面２１ｄとは反対側の面に位置している。そして、４つの側面２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄは、いずれも平面形状である。側面２１ａと側面２１ｃとは互いに平行となるように形成され、かつ、側面２１ａと側面２１ｃとの互いの離間距離すなわち外形寸法が所定の寸法になるように形成されている。また、側面２１ｂと側面２１ｄとは互いに平行となるように形成され、かつ、側面２１ｂと側面２１ｄとの互いの離間距離すなわち外形寸法が所定の寸法になるように形成されている。更に説明すると、側面２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄは、光学素子２の光学特性に影響を与える要素の一つである厚さＤを有する。
ここで、本実施の形態に係る光学素子２は、側面２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄを有し、第１の実施の形態に係る光学素子１と同様、セッティングし易い形状である。
【００４５】
本実施の形態に係る光学素子２は、レンズ部２２と同じ方向に突出し、かつ、レンズ部２２の高さよりも高くなるように形成された土手部２３を有するので、レンズ部２２を土手部２３により保護することが可能になる。ここで、光学素子２は、レンズ部２２の周囲に設けられた土手部２３によりレンズ部２２を保護するものである。すなわち、レンズ部２２の周囲が外方に飛び出るように構成されている。したがって、光学素子２は、四隅に設けられた突出部１４によりレンズ部１２を保護する第１の実施の形態に係る光学素子１よりも確実にレンズ部２２を保護することが可能になる。また、保護部材としての土手部２３の強度は、第１の実施の形態における保護部材としての突出部１４よりも高くなる。更には、土手部２３の強度の向上により、光学素子２の全体の強度を向上させることができる。
レンズ部２２及び土手部２３について説明したが、レンズ部２５及びレンズ部２５と同じ方向に突出する土手部２６についても同様のことが言える。
【００４６】
図１１−Ａ、図１１−Ｂ、図１２−Ａ及び図１２−Ｂは、成形型２００による光学素子２の製造方法を説明するための図である。図１１−Ａ及び図１１−Ｂは、光学素子２が成形される前の状態を示す図であり、図１２−Ａ及び図１２−Ｂは、光学素子２が成形された状態を示す図である。更に説明すると、図１１−Ａ及び図１２−Ａは、図４の線a−aに対応する成形型２００の縦断面図であり、図１１−Ｂ及び図１２−Ｂは、図４の線b−bに対応する成形型２００の縦断面図である。
ここで、成形型２００に用いる符号の下二桁は、成形型１００の各部分に用いられている符号の下二桁と同じものを使用するものとする。すなわち、図１１−Ａ〜図１２−Ｂに示す成形型２００は、側面周囲を構成する金型であるスリーブ２１０と、上側に配置された上型２２０と、下側に配置された下型２３０と、を備えている。そして、スリーブ２１０は、側面周囲に配置された複数の金型２１１，２１２，２１３，２１４からなる。また、上型２２０は、外形がスリーブ２１０内の空間に収容可能な大きさの丸形形状に形成された丸形部２２１（図１１−Ａ参照）を有する。また、下型２３０は、外形がスリーブ２１０内の空間に収容可能な大きさの丸形形状に形成された丸形部２３１（図１１−Ａ参照）を有する。
【００４７】
図１１−Ａ〜図１２−Ｂに示すように、上型２２０の丸形部２２１には、光学素子２のレンズ部２２に対応する形状の凹曲面部２２２と、光学素子２の傾斜部２３ａに対応するテーパ形状の端面部（傾斜面）２２３と、が形成されている。すなわち、上型２２０は、加圧面として凹曲面部２２２及び端面部２２３を有する。
また、下型２３０の丸形部２３１には、光学素子２のレンズ部２５に対応する形状の凹曲面部２３２と、光学素子２の傾斜部２６ａに対応するテーパ形状の端面部２３３と、が形成されている。そして、スリーブ２１０の内壁面２１０ａ、上型２２０の丸形部２２１及び下型２３０の丸形部２３１により形成される加圧成形面により光学素子２が加圧成形される。
ここで、スリーブ２１０及び下型２３０は固定側であり、上型２２０が移動側である。なお、上型２２０が固定側で下型２３０が移動側とするように構成することも考えられる。
【００４８】
次に、成形型２００を用いた光学素子２の製造方法について説明する。
図１１−Ａ及び図１１−Ｂに示すように、上型２２０を上方に移動させて、所定容量のプリフォームを下型２３０の丸形部２３１に載せる。その後、上型２２０を下方に移動していき、下型２３０の丸形部２３１に載せられたプリフォームを加圧していく。
やがて、図１２−Ａ及び図１２−Ｂに示すように、上型２２０が所定の位置まで移動すると、プリフォームが、スリーブ２１０の内壁面２１０ａ、上型２２０の丸形部２２１及び下型２３０の丸形部２３１により光学素子２に成形される。
【００４９】
ここで、成形型２００は、成形型１００と同様に、スリーブ２１０の内壁面２１０ａと丸形部２２１，２３１とが点接触しており、また、丸形部２２１，２３１の外周面が内壁面２１０ａと離間して隙間が形成されている隙間部分２４０（図１１−Ｂ参照）がある。このような隙間部分２４０は、四隅に位置しており、成形時には、プリフォームが上型２２０の丸形部２２１と下型２３０の丸形部２３１とによって直接加圧されない。
【００５０】
更に説明すると、プリフォームの中央部分が丸形部２２１，２３１により直接加圧されると、プリフォームは、丸形部２２１，２３１によりレンズ部２２，２５と共に傾斜部２３ａ，２６ａが形成される。そして、プリフォームの一部は、丸形部２２１，２３１により直接加圧されない隙間部分２４０に流動し、飛び出すことにより突出部２３ｂ，２６ｂが形成される。こうして、レンズ部２２，２５の成形時に土手部２３，２６も成形される。本実施の形態における成形型２００についても、成形型１００の場合と同様に、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り、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。
【００５１】
本実施の形態に係る光学素子２及びその製造方法等についても、その変形例が考えられる。
図１３は、本実施の形態の一変形例に係る光学素子２Ｍの縦断面図であり、（ａ）は、図１０の（ａ）に対応する断面図であり、（ｂ）は、図１０の（ｂ）に対応する断面図である。
図１３に示す光学素子２Ｍは、図１０に示す光学素子２と同様に、本体部２１と、本体部２１に２つのレンズ部２２，２５と、を備え、また、レンズ部２２の側に、傾斜部２３ａ及び突出部２３ｂからなる土手部２３を備える。その一方で、光学素子２Ｍは、図１０に示す光学素子２とは異なり、レンズ部２５の側に平たん部２６Ｍを備えるのみである。すなわち、光学素子２Ｍは、光学素子２がレンズ部２５の側に備える土手部２６を備えていない。
このように、一方にのみ土手部２３を形成する光学素子２であっても、上述したレンズ部２２の保護機能を有するものであり、全体的に盛り上がっている。更に説明すると、光学素子２Ｍは、例えば、光学素子を用いる光学装置側の設置スペースの問題から、図１０に示すような突出部２３ｂ，２６ｂを備える光学素子２を使うことができない場合に有効な形態である。
【００５２】
ここで、光学素子２Ｍの製造に用いる成形型２００Ｍの構造については、図８を用いて説明した成形型１００Ｍ及び図１１−Ａ〜図１２−Ｂを用いて説明した成形型２００の組み合わせにより実現することができるので、その説明を省略する。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【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の光学素子の縦断面図である。
【図３】光学素子を用いた光接続装置を説明するための図である。
【図４】成形型の平面図である。
【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図である。
【図６−Ａ】成形型による光学素子の製造方法を説明するための図である。
【図６−Ｂ】成形型による光学素子の製造方法を説明するための図である。
【図７】第１の実施の形態の一変形例に係る光学素子の縦断面図である。
【図８】光学素子の製造に用いる成形型を説明するための図である。
【図９】第２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１０】図９の光学素子の縦断面図である。
【図１１−Ａ】成形型による光学素子の製造方法を説明するための図である。
【図１１−Ｂ】成形型による光学素子の製造方法を説明するための図である。
【図１２−Ａ】成形型による光学素子の製造方法を説明するための図である。
【図１２−Ｂ】成形型による光学素子の製造方法を説明するための図である。
【図１３】第２の実施の形態の一変形例に係る光学素子の縦断面図である。
【符号の説明】
【００５４】
１，１Ｍ，２，２Ｍ…光学素子、１１，２１…本体部、１２，１５，２２，２５…レンズ部、１２ａ，１５ａ，２２ａ，２５ａ…レンズ面、１４，１７…突出部、１００，１００Ｍ，２００，２００Ｍ…成形型、１１０，２１０…スリーブ、１１０ａ，２１０ａ…内壁面、１２０，２２０…上型、１２１，１３１，２２１，２３１…丸形部、１２１ａ，１３１ａ…外周面、１２２，１３２，２２２，２３２…凹曲面部、１２３，１３３，２２３，２３３…端面部、１３０，１３０Ｍ，２３０…下型、１４０，２４０…隙間部分、２３，２６…土手部、２３ａ，２６ａ…傾斜部、２３ｂ，２６ｂ…突出部、Ｓ…内部空間
【図１】
2008150265.tif 000003
【図２】
2008150265.tif 000004
【図３】
2008150265.tif 000005
【図４】
2008150265.tif 000006
【図５−Ａ】
2008150265.tif 000007
【図５−Ｂ】
2008150265.tif 000008
【図６−Ａ】
2008150265.tif 000009
【図６−Ｂ】
2008150265.tif 000010
【図７】
2008150265.tif 000011
【図８】
2008150265.tif 000012
【図９】
2008150265.tif 000013
【図１０】
2008150265.tif 000014
【図１１−Ａ】
2008150265.tif 000015
【図１１−Ｂ】
2008150265.tif 000016
【図１２−Ａ】
2008150265.tif 000017
【図１２−Ｂ】
2008150265.tif 000018
【図１３】
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