(57)【要約】【課題】短い押圧時間でも、レリーフパターンを有する型の表面と樹脂との間に空気が入り込みにくい、光学素子の製造方法を提供する。【解決手段】真空雰囲気内において、表面にレリーフパターンを有する金型１（第２の型に相当する）の上に、事前に脱泡しておいた未硬化の紫外線硬化型樹脂２を載置又は塗布する（ａ）。そして、その上にレンズ３（材質はガラス、石英、樹脂等、第１の型に相当する）を載置し、金型１とレンズ３とで紫外線硬化型樹脂２を挟んで押圧し押し広げる（ｂ）。これらの作業は真空雰囲気内で行われるので、金型１のレリーフパターンと紫外線硬化型樹脂２との間に空気が入り込むことがない。その後、レンズ３を通して紫外線硬化型樹脂２に紫外光を照射し、紫外線硬化型樹脂２を硬化させる（ｃ）。最後に紫外線硬化型樹脂２とレンズ３が一体となったものを金型１から離型することにより、光学素子が完成する（ｄ）。【選択図】  図１
2008068556.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レリーフパターンを有しない第１の型と、レリーフパターンを有する第２の型との間に樹脂を挟み込んで押圧し、その後前記樹脂を硬化させる工程を有する光学素子の製造方法であって、前記樹脂を挟み込む作業と樹脂を押圧する作業を減圧下で行うことを特徴とする光学素子の製造方法。
【請求項２】
レリーフパターンを有しない第１の型と、レリーフパターンを有する第２の型との間に樹脂を挟み込んで押圧し、その後前記樹脂を硬化させる工程を有する光学素子の製造方法であって、前記樹脂を挟み込む作業は、大気中において前記第１の型の上に前記樹脂を載置又は塗布する作業であり、前記押圧は、その後、減圧下において、前記第１の型と前記第２の型とで前記樹脂を押圧するものであることを特徴とする光学素子の製造方法。
【請求項３】
レリーフパターンを有しない第１の型と、レリーフパターンを有する第２の型との間に樹脂を挟み込んで押圧し、その後前記樹脂を硬化させる工程を有する光学素子の製造方法であって、前記樹脂を挟み込む作業は、大気中において前記第１の型の上に前記樹脂を載置又は塗布すると共に、前記第２の型のレリーフパターンの段差のない部分のみに前記第１の型に比して少量の樹脂を載置又は塗布する作業であり、前記押圧は、その後、減圧下において、前記第１の型と前記第２の型とで前記樹脂を押圧するものであることを特徴とする光学素子の製造方法。
【請求項４】
前記減圧下の圧力が、2000Ｐａ以下であることを特徴とする請求項１から請求項３のうちいずれか１項に記載の光学素子の製造方法。
【請求項５】
前記減圧下の圧力が、200Ｐａ以上であることを特徴とする請求項１から請求項４のうちいずれか１項に記載の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、フレネルレンズ等、レリーフパターンを有する光学素子の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
フレネルレンズ等、レリーフパターンを有する光学素子を、樹脂成形により製造する場合、通常は、平面又は曲面の表面形状を有する第１の型と、目的とするレリーフパターンを反転した表面形状を有する第２の型の間に樹脂を挟み込んで、２つの型で押圧し、その後、紫外線照射、熱付加等により樹脂を硬化させた後、硬化した樹脂を型から離型することにより製造を行っている。
【０００３】
この場合、第１の型、第２の型は、それぞれ金型である場合もあり、石英等の光学部材であったり、既に成形された樹脂であったりする場合もある。石英等の光学部材であったり、既に成形された樹脂であったりする場合には、硬化した樹脂をこれらの光学部材や成型された樹脂から離型せず、両者を併せたものを光学素子とする場合もある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、このような製造工程において、レリーフパターンを有する型の表面と樹脂との間に空気が入り込み易いという問題点があった。特に、レリーフパターンの密度が高い部分に空気が入り込み易い。空気が入り込むと、成形された樹脂のレリーフパターンが期待されたものとならなかったり、樹脂中に空気が入り込んだりして、不良品が発生する場合がある。
【０００５】
この空気を除去するため、従来は、２つの型で樹脂を押圧して押し広げる際、時間をかけて押圧を行っていた。そのため、製造のタクトタイムが長くなり、コストアップの原因となっていた。
【０００６】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、短い押圧時間でも、レリーフパターンを有する型の表面と樹脂との間に空気が入り込みにくい、光学素子の製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決するための第１の手段は、レリーフパターンを有しない第１の型と、レリーフパターンを有する第２の型との間に樹脂を挟み込んで押圧し、その後前記樹脂を硬化させる工程を有する光学素子の製造方法であって、前記樹脂を挟み込む作業と樹脂を押圧する作業を減圧下で行うことを特徴とする光学素子の製造方法である。
【０００８】
本手段においては、樹脂を挟み込む作業を減圧下（空気が入り込まないようにするためには、できるだけ低い気圧下で行うことが好ましいが、後に述べるように樹脂中の低分子成分の蒸発の影響を考慮して、適当な値に設定することがより好ましい。）で行っているので、樹脂を挟み込むときに、レリーフパターンを有する型の表面と樹脂との間に空気が入り込みにくい。さらに、樹脂を押圧する作業を減圧下（空気が入り込まないようにするためには、できるだけ低い気圧下で行うことが好ましいが、後に述べるように樹脂中の低分子成分の蒸発の影響を考慮して、適当な値に設定することがより好ましい。）で行っているので、樹脂を押圧して押し広げる際に、空気が抜け易い。よって、短い時間で押圧作業を行うことができる。
【０００９】
前記課題を解決するための第２の手段は、レリーフパターンを有しない第１の型と、レリーフパターンを有する第２の型との間に樹脂を挟み込んで押圧し、その後前記樹脂を硬化させる工程を有する光学素子の製造方法であって、前記樹脂を挟み込む作業は、大気中において前記第１の型の上に前記樹脂を載置又は塗布する作業であり、前記押圧は、その後、減圧下において、前記第１の型と前記第２の型とで前記樹脂を押圧するものであることを特徴とする光学素子の製造方法である。
【００１０】
本手段においては、大気中においてレリーフパターンを有しない前記第１の型の上に前記樹脂を載置又は塗布しているので、第１の型と樹脂との間に空気が入り込みにくい。その後、減圧下（空気が入り込まないようにするためには、できるだけ低い気圧下で行うことが好ましいが、後に述べるように樹脂中の低分子成分の蒸発の影響を考慮して、適当な値に設定することがより好ましい。）において、前記第１の型と前記第２の型とで前記樹脂を押圧するようにしているので、レリーフパターンを有する型の表面と樹脂との間に空気が入り込みにくい。
【００１１】
前記課題を解決するための第３の手段は、レリーフパターンを有しない第１の型と、レリーフパターンを有する第２の型との間に樹脂を挟み込んで押圧し、その後前記樹脂を硬化させる工程を有する光学素子の製造方法であって、前記樹脂を挟み込む作業は、大気中において前記第１の型の上に前記樹脂を載置又は塗布すると共に、前記第２の型のレリーフパターンの段差のない部分のみに前記第１の型に比して少量の樹脂を載置又は塗布する作業であり、前記押圧は、その後、減圧下において、前記第１の型と前記第２の型とで前記樹脂を押圧するものであることを特徴とする光学素子の製造方法である。
【００１２】
本手段においては、大気中においてレリーフパターンを有する型の表面にも樹脂を載置又は塗布しているが、その量は、レリーフパターンを有しない型に載置又は塗布する量に対して少量であり、しかも、レリーフパターンの段差のない部分のみに塗布しているので、レリーフパターンを有する型の表面と樹脂との間に空気が入り込みにくい。その後、減圧下（空気が入り込まないようにするためには、できるだけ低い気圧下で行うことが好ましいが、後に述べるように樹脂中の低分子成分の蒸発の影響を考慮して、適当な値に設定することがより好ましい。）において、前記第１の型と前記第２の型とで前記樹脂を押圧するようにしているので、レリーフパターンを有する型の表面と樹脂との間に空気が入り込みにくい。
【００１３】
前記課題を解決するための第４の手段は、前記第１の手段から第３の手段のいずれかであって、前記減圧下の圧力が、2000Ｐａ以下であることを特徴とするものである。
【００１４】
減圧下の圧力（気圧）は、レリーフパターンを有する型の表面と樹脂との間に空気が入り込みにくくするためには、できるだけ低いことが好ましいが、2000Ｐａ以下とすると、確実な効果が得られる。
【００１５】
前記課題を解決するための第５の手段は、前記第１の手段から第４の手段のいずれかであって、前記減圧下の圧力が、200Ｐａ以上であることを特徴とするものである。
【００１６】
前述のように、減圧下の圧力（気圧）は、レリーフパターンを有する型の表面と樹脂との間に空気が入り込みにくくするためには、できるだけ低いことが好ましいが、一方、圧力が低くなると、樹脂の種類によっては樹脂中の低分子成分が揮発し、樹脂の成分が変化して好ましくない。これを防ぐ意味で、減圧下の圧力は200Ｐａ以上とすることが好ましい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、短い押圧時間でも、レリーフパターンを有する型の表面と樹脂との間に空気が入り込みにくい、光学素子の製造方法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】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態の例を、図を用いて説明する。図１は、本発明の実施の形態の第１の例である光学素子の製造方法の概要を示す図である。真空雰囲気内（200〜2000Ｐａ）において、表面にレリーフパターンを有する金型１（第２の型に相当する）の上に、
事前に脱泡しておいた未硬化の紫外線硬化型樹脂２を載置又は塗布する（ａ）。そして、その上にレンズ３（材質はガラス、石英、樹脂等、第１の型に相当する）を載置し、金型１とレンズ３とで紫外線硬化型樹脂２を挟んで押圧し押し広げる（ｂ）。これらの作業は真空雰囲気内で行われるので、金型１のレリーフパターンと紫外線硬化型樹脂２との間に空気が入り込むことがない。
【００１９】
その後、レンズ３を通して紫外線硬化型樹脂２に紫外光を照射し、紫外線硬化型樹脂２を硬化させる（ｃ）。最後に、紫外線硬化型樹脂２とレンズ３が一体となったものを金型１から離型することにより、紫外線硬化型樹脂２とレンズ３とが一体となった光学素子が完成する（ｄ）。なお、紫外線硬化型樹脂２のみで光学素子を作るときは、レンズ３の代わりに別の型（ガラス等の透明体）を用い、紫外線硬化型樹脂２の硬化後、紫外線硬化型樹脂２を金型１とその型から離型するようにすればよい。
【００２０】
図２は、本発明の実施の形態の第２の例である光学素子の製造方法の概要を示す図である。以下の図において、前出の図に示された構成要素と同じ構成要素には、同じ符号を付してその説明を省略することがある。
【００２１】
大気中において、表面が平なレンズ３の上に事前に脱泡しておいた未硬化の紫外線硬化型樹脂２を載置又は塗布する（ａ）。レンズ３の表面が平であるので、紫外線硬化型樹脂２とレンズ３の間に空気が入り込むことはない。なお、レンズ３の表面は平面である必要はなく、紫外線硬化型樹脂２とレンズ３との間に空気が入り込まなければ、なだらかな曲面であってもよい。この状態で、雰囲気を真空（200〜2000Ｐａ）とし、紫外線硬化型樹脂２の上にレリーフパターンを有する金型１を載置し、金型１とレンズ３とで紫外線硬化型樹脂２を挟んで押圧し押し広げる（ｂ）。これらの作業は真空雰囲気内で行われるので、金型１のレリーフパターンと紫外線硬化型樹脂２との間に空気が入り込むことがない。
【００２２】
その後、レンズ３を通して紫外線硬化型樹脂２に紫外光を照射し、紫外線硬化型樹脂２を硬化させる（ｃ）。最後に、紫外線硬化型樹脂２とレンズ３が一体となったものを金型１から離型することにより、紫外線硬化型樹脂２とレンズ３とが一体となった光学素子が完成する（ｄ）。なお、紫外線硬化型樹脂２のみで光学素子を作るときは、金型１の代わりに別の型（ガラス等の透明体）を用い、紫外線硬化型樹脂２の硬化後、紫外線硬化型樹脂２を金型１とその型から離型するようにすればよい。
【００２３】
図３は、本発明の実施の形態の第３の例である光学素子の製造方法の概要を示す図である。この実施の形態と第２の実施の形態とは、本実施の形態においては、図３（ａ）に示すように、大気中において、レリーフパターンを有する金型１の表面にも、事前に脱泡しておいた未硬化の紫外線硬化型樹脂２を塗布しているところのみが異なる。
【００２４】
金型１の表面に塗布される紫外線硬化型樹脂２の量は、レンズ３に載置又は塗布される紫外線硬化型樹脂２の量よりも少なく、かつ、レリーフパターンの段差の形成されていない部分のみに塗布されている。よって、大気中において塗布を行っても、金型１のレリーフパターンと紫外線硬化型樹脂２の間に空気が入り込むことがない。この状態で、雰囲気を真空（200〜2000Ｐａ）とし、金型１とレンズ３とで紫外線硬化型樹脂２を挟んで押圧し押し広げる（ｂ）。これらの作業は真空雰囲気内で行われるので、金型１のレリーフパターンと紫外線硬化型樹脂２との間に空気が入り込むことがない。
【００２５】
その後、レンズ３を通して紫外線硬化型樹脂２に紫外光を照射し、紫外線硬化型樹脂２を硬化させる（ｃ）。最後に、紫外線硬化型樹脂２とレンズ３が一体となったものを金型１から離型することにより、紫外線硬化型樹脂２とレンズ３とが一体となった光学素子が完成する（ｄ）。なお、紫外線硬化型樹脂２のみで光学素子を作るときは、金型１の代わりに別の型（ガラス等の透明体）を用い、紫外線硬化型樹脂２の硬化後、紫外線硬化型樹脂２を金型１とこの型から離型するようにすればよい。
【００２６】
以上の実施の形態においては、いずれも金型１を用いたが、型であれば、例えば石英等、別の材料で形成されたものであってもよい。又、金型１の代わりに、他の光学素子を用い、紫外線硬化型樹脂２の硬化後、離型を行わず、当該他の光学素子と紫外線硬化型樹脂２が一体となった光学素子を製造することもできる。また、当該他の光学素子と紫外線硬化型樹脂２と、レンズ３等の光学素子が全て一体となった光学素子を製造することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の実施の形態の第１の例である光学素子の製造方法の概要を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態の第２の例である光学素子の製造方法の概要を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態の第３の例である光学素子の製造方法の概要を示す図である。
【符号の説明】
【００２８】
１…金型、２…紫外線硬化型樹脂、３…レンズ
【図１】
2008068556.tif 000003
【図２】
2008068556.tif 000004
【図３】
2008068556.tif 000005