(57)【要約】【課題】同じキャビティで得られる光学素子の光学特性が不安定になったり、射出成形条件をいかにコントロールしても、複数個のキャビティから得られる各々の収差を全て満足すること、すなわち、全キャビティから、良好な光学特性を満たした光学素子を得ることは困難である。【解決手段】インサート６、１１や、インサート６、１１と連接して配置されるスペーサ８、１３を回転させて位置決めして配置することや、傾斜を有したスペーサや、軸非対称面を形成したインサートを用いて光学特性を制御する。【選択図】  図１
2004284116.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
成形材料を加熱混錬溶融し、インサートで形成されたキャビティ内にゲートを介して射出充填し、光学素子を得る光学素子成形型であって、
光学素子を成形するためのキャビティの一部を構成し光学素子の光学素子面を形成するためのインサートと、前記インサートと連接して配置されるスペーサと、前記インサートと前記スペーサを収納するためのブロックとバックプレートを有し、前記インサート及び前記スペーサが、光学素子成形型の可動方向を軸として、回転しないよう前記ブロック、前記バックプレートもしくは前記ゲートに対して、位置決め制御されるように構成されていることを特徴とする光学素子成形型。
【請求項２】
スペーサの少なくとも片方の端面を前記光学素子の光軸に対して傾斜を持たせた面に形成したことを特徴とする請求項１に記載の光学素子成形型。
【請求項３】
インサートの光学素子面もしくは、前記スペーサと連接される面を、前記光学素子の光軸に対して傾斜を持たせた面に形成したことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の光学素子成形型。
【請求項４】
インサートの光学素子面に、非点収差を発生させる軸非対象面形状を施したことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の光学素子成形型。
【請求項５】
成形材料を加熱混錬溶融し、インサートで形成されたキャビティ内にゲートを介して射出充填して光学素子を成形する成形方法であって、
光学素子を成形するためのキャビティの一部を構成し光学素子の光学素子面を形成するためのインサートと、前記インサートと連接して配置されるスペーサと、前記インサートと前記スペーサを収納するためのブロックとバックプレートを有し、前記インサート及び前記スペーサが、光学素子成形型の可動方向を軸として、回転しないよう前記ブロック、前記プレートもしくは前記ゲートに対して、位置決め制御されるように構成された光学素子成形型を用いて、成形することを特徴とする光学素子成形方法。
【請求項６】
スペーサの少なくとも片方の端面を前記光学素子の光軸に対して傾斜を持たせた面に形成した光学素子成形型を用いて成形することを特徴とする請求項５記載の光学素子成形方法。
【請求項７】
インサートの光学素子面もしくは、前記スペーサと連接される面を前記光学素子の光軸に対して傾斜を持たせた面に形成した光学素子成形型を用いて成形することを特徴とする請求項５または請求項６記載の光学素子成形方法。
【請求項８】
インサートの光学素子面に、非点収差を発生させる軸非対象面形状を施した光学素子成形型を用いて成形することを特徴とする請求項５ないし７のいずれかに記載の光学素子成形方法。
【請求項９】
成形材料を加熱混錬溶融し、インサートで形成されたキャビティ内にゲートを介して射出充填して得られた光学素子であって、
光学素子を成形するためのキャビティの一部を構成し光学素子の光学素子面を形成するためのインサートと、前記インサートと連接して配置されるスペーサと、前記インサートと前記スペーサを収納するためのブロックとバックプレートを有し、前記インサート及び前記スペーサが、光学素子成形型の可動方向を軸として、回転しないよう前記ブロック、前記プレートもしくは前記ゲートに対して、位置決め制御されるように構成した光学素子成形型で成形されたことを特徴とする光学素子。
【請求項１０】
スペーサの少なくとも片方の端面を前記光学素子の光軸に対して傾斜を持たせた面に形成した光学素子成形型で成形されたことを特徴とする請求項９記載の光学素子。
【請求項１１】
インサートの光学素子面もしくは、前記スペーサと連接される面を光学素子の光軸に対して傾斜を持たせた面に形成した光学素子成形型で成形されたことを特徴とする請求項９または請求項１０記載の光学素子。
【請求項１２】
インサートの光学素子面に、非点収差を発生させる軸非対象面形状を施した光学素子成形型で成形されたことを特徴とする請求項９ないし請求項１１のいずれかに記載の光学素子。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光学機器に使用されるレンズ、プリズム、ミラー等の高精度光学素子、光学素子を形成するための光学素子成形型、及び光学素子の成形方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の光学素子の成形方法としては、ペレットを加熱混錬溶融し、インサートで形成されたキャビティ内に射出充填して得る射出成形法がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
以下に従来の成形方法及び得られる光学素子について図を用いて簡単に説明する。
【０００４】
図６は、射出成形方法に用いられる射出成形機の概略断面図であり、同図において、１は光学素子、２はゲート、３はランナ、４はスプル、５は固定側の光学素子成形型、１０は可動側の光学素子成形型、１５はホッパ、１６は成形材料、１７は射出シリンダ、１８は加熱シリンダ、１９はスクリュ、２０はノズル、２１は固定ダイプレート、２２は移動ダイプレート、２３は型締めシリンダである。
【０００５】
図７は前述の射出成形方法で得られた成形品の概略断面図である。図７において、１は光学素子、２はゲート、３はランナ、４はスプルである。
【０００６】
まず、ホッパ１５に成形材料１６を投入する。成形材料１６はスクリュ１９の回転に伴い、ノズル２０の方向へと移動する。成形材料１６は、スクリュ１９及び加熱シリンダ１８により加熱混錬溶融される。そして、ノズル２０から、スプル４、ランナ３、及びゲート２を通過して、光学素子成形型５、光学素子成形型１０のキャビティ内に射出、充填される。光学素子成形型５、光学素子成形型１０は所定の温度、例えば、荷重たわみ温度近傍に設定されており、光学素子１が取り出し可能な状態になると、光学素子成形型１０を開き、ゲートカットを行い、スプル４、ランナ３、ゲート２から切り離し、光学素子１を取り出す。
【０００７】
【特許文献１】
特開平５−１７７７２５号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
前述した従来の光学素子成形型、光学素子成形方法、光学素子では、例えば、光学素子面を有したインサート部材が成形を繰り返す間に回転して、同じキャビティで得られる光学素子でも光学特性が異なる、すなわち、不安定になっていた。また、射出成形条件をいかにコントロールしても、複数個のキャビティから得られる各々の光学素子のコマ収差（光学素子面が光学素子の光軸に対して傾いている場合や、一対の光学素子面の光軸がずれている場合などに発生する収差）、非点収差（光学素子面の形状や、複屈折が軸非対称になっている場合などに発生する収差）などを全て満足すること、すなわち、全キャビティから、良好な光学特性を満たした光学素子を得ることは困難であった。
【０００９】
例えば、光学素子を６個／１ショット得ることが可能な光学素子成形型で、成形条件をコントロールしても、４個すなわち４つのキャビティの光学素子は、全ての収差を満足するが、残りの２つのキャビティの内の１つのキャビティから得られる光学素子はコマ収差が、もう１つのキャビティから得られる光学素子は非点収差が規格を満足できず、結果、６キャビティの内の４つのキャビティでしか良好な特性の光学素子を得ることはできず、歩留まり、生産能率の低下となっていた。
【００１０】
本発明の目的は、複数個のキャビティから得られる個々の光学素子の各収差を満足し、全てのキャビティで良好な光学特性を安定に得ることができる光学素子の成形型、成形方法、及び光学素子を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため本発明は、以下の手段を用いたものである。
【００１２】
本発明の光学素子成形型は、成形材料を加熱混錬溶融し、インサートで形成されたキャビティ内にゲートを介して射出充填し、光学素子を得る光学素子成形型であって、光学素子を成形するためのキャビティの一部を構成し光学素子の光学素子面を形成するためのインサートと、前記インサートと連接して配置されるスペーサと、前記インサートと前記スペーサを収納するためのブロックとバックプレートから構成され、前記インサート及び前記スペーサが、光学素子成形型の可動方向を軸として、回転しないよう前記ブロック、前記バックプレートもしくは前記ゲートに対して、位置決め制御されるように構成する。
【００１３】
また、前記インサートの光学素子面の反対の端面に前記スペーサとの位置決め用孔を、前記スペーサの片方の端面に前記インサートとの位置決め用孔を備え、前記インサートと前記スペーサが位置決め用ピンで位置決めされ、前記スペーサの他方の端面に前記ブロックとの位置決め溝を、前記ブロックに前記スペーサとの位置決め用溝を備え、前記スペーサと前記ブロックが位置決め用ピンで位置決めされる構成とした手段を用いる。
【００１４】
また、前記インサートに前記ブロックとの位置決め用孔を、前記ブロックに前記インサートとの位置決め用溝を備え、前記インサートと前記ブロックは位置決め用ピンで連接され、光学素子成形型の可動方向を軸として回転しないように構成する手段を用いる。
【００１５】
また、前記スペーサの少なくとも片方の端面を光学素子の光軸に対して傾斜を持たせた面に形成する手段を用いる。
【００１６】
また、前記インサートの光学素子面もしくは、前記スペーサと連接される面を光学素子の光軸に対して傾斜を持たせた面に形成する手段を用いる。
【００１７】
また、前記インサートの光学素子面に、非点収差を発生させる軸非対象面形状を施すという手段を用いる。
【００１８】
本発明の光学素子成形方法は、成形材料を加熱混錬溶融し、インサートで形成されたキャビティ内にゲートを介して射出充填して光学素子を成形する成形方法であって、光学素子を成形するためのキャビティの一部を構成し光学素子の光学素子面を形成するためのインサートと、前記インサートと連接して配置されるスペーサと、前記インサートと前記スペーサを収納するためのブロックとバックプレートから構成され、前記インサート及び前記スペーサが、光学素子成形型の可動方向を軸として、回転しないよう前記ブロック、前記プレートもしくは前記ゲートに対して、位置決め制御されるように構成した光学素子成形型を用いて成形することを特徴とする。
【００１９】
また、前記スペーサの少なくとも片方の端面を光学素子の光軸に対して傾斜を持たせた面に形成した光学素子成形型を用いて成形する手段を用いる。
【００２０】
また、前記インサートの光学素子面もしくは、前記スペーサと連接される面を光学素子の光軸に対して傾斜を持たせた面に形成した光学素子成形型を用いて成形する手段を用いる。
【００２１】
また、前記インサートの光学素子面に、非点収差を発生させる軸非対象面形状を施した光学素子成形型を用いて成形する手段を用いる。
【００２２】
本発明の光学素子は、成形材料を加熱混錬溶融し、インサートで形成されたキャビティ内にゲートを介して射出充填して得られた光学素子であって、光学素子を成形するためのキャビティの一部を構成し光学素子の光学素子面を形成するためのインサートと、前記インサートと連接して配置されるスペーサと、前記インサートと前記スペーサを収納するためのブロックとバックプレートから構成され、前記インサート及び前記スペーサが、光学素子成形型の可動方向を軸として、回転しないよう前記ブロック、前記プレートもしくは前記ゲートに対して、位置決め制御されるように構成した光学素子成形型で成形されたことを特徴とする。
【００２３】
また、前記スペーサの少なくとも片方の端面を光学素子の光軸に対して傾斜を持たせた面に形成した光学素子成形型で成形されたことを特徴とする。
【００２４】
また、前記インサートの光学素子面もしくは、前記スペーサと連接される面を光学素子の光軸に対して傾斜を持たせた面に形成した光学素子成形型で成形されたことを特徴とする。
【００２５】
また、前記インサートの光学素子面に、非点収差を発生させる軸非対象面形状を施した光学素子成形型で成形されたことを特徴とする。
【００２６】
上記の本発明の光学素子成形型、光学素子成形方法及び光学素子によれば、複数個のキャビティから得られる個々の光学素子の各収差を満足し、全てのキャビティで良好な光学特性を得ることができ、高い歩留まりが実現可能となる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
本発明者らは、光学素子を光学素子成形型で成形する際に、光学素子の光学素子面を有したインサートや、インサートと連接して配置されるスペーサを、光学素子成形型の可動方向を軸として、インサート、スペーサを回転させて位置決めして配置することにより、得られる光学素子の光学特性が変化することを見出し、本発明を完成した。
【００２８】
複数個のキャビティを有した光学素子成形型で、全てのキャビティの光学特性（コマ収差、非点収差）を満足できないという課題は、以下のような内容で生じている。
【００２９】
コマ収差は、例えば、光学素子成形型のキャビティを構成する光学素子面を有したインサートの加工の際や、組立の際に僅かに傾くことや、成形時の成形材料の射出、充填、保圧による密度、配向性の不均一さ、インサート、光学素子成形型の温度の不均一さ、ゲートの影響などから、成形材料の収縮の不均一さなどが生じ、発生する。これらは、複合的に絡み合って発生するため、例えば、光学素子成形型が寸法的にいくら高精度に仕上げられていた場合でも、光学素子成形型の光学素子面を有するインサートの温度が、接触の状況の違いなどで、微妙に異なると、光学素子面に温度差が生じ、結果、コマ収差が発生することになる。
【００３０】
また、非点収差も同様に、例えば、光学素子成形型のキャビティを構成する光学素子面を有したインサートの加工の際に軸非対象に加工されたり、成形時の成形材料の射出、充填、保圧による密度、配向性の不均一さ、インサート、光学素子成形型の温度の不均一さ、ゲートの影響などから、成形材料の収縮の不均一さなどが生じ、発生する。これらは、複合的に絡み合って発生するため、例えば、光学素子成形型の光学素子面をいくら軸対象に面形状を加工し、仕上げられていた場合でも、キャビティに形成されたゲートの形状の影響や、光学素子成形型の光学素子面を有するインサートが、接触の状況の違いなどで軸非対称に温度差が生じ、結果、非点収差が発生することになる。
【００３１】
これらのことから、本発明は、得られる光学素子の光学特性（コマ収差、非点収差）が良好になるように、光学素子成形型の可動方向を軸として、インサート、スペーサを、それぞれ回転し、ゲート、インサートを収納するブロックに対して位置決めして配置するという技術的手段を用いることにより、上記の問題を解決した。
【００３２】
以下、本発明の光学素子と光学素子成形型と光学素子成形方法の実施の形態を具体的な実施例とともに、図面を参照しながら説明する。
【００３３】
（実施の形態１）
図１は、本実施の形態に関わる光学素子成形型の形状を示した概略断面図、図２は本実施の形態に関わる光学素子成形型の部品の形状を示した詳細図であり、図２（ａ）は固定側インサートの詳細図、図２（ｂ）は固定側スペーサの詳細図、図２（ｃ）は固定側インサート−スペーサ位置決め用ピンの詳細図、図２（ｄ）は固定側インサート−ブロック位置決め用ピン、図２（ｅ）は固定側インサートの詳細図、図２（ｆ）は固定側スペーサの詳細図、図２（ｇ）は可動側インサートの詳細図、図２（ｈ）は可動側ブロックのインサート収納部分の部分詳細図である。
【００３４】
図１、図２において、１は光学素子、２はゲート、３はランナの一部、４はスプル、５は固定側の光学素子成形型、５ａは固定側ブロック、５ｂは固定側バックプレート、６は固定側インサート、６ａは固定側インサート位置決め用孔、６ｂは固定側インサート光学素子面、７は固定側インサート−スペーサ位置決め用ピン、８は固定側スペーサ、８ａは固定側スペーサ−ブロック位置決め用溝、８ｂ固定側スペーサ−インサート位置決め用孔、９は固定側インサート−ブロック位置決め用ピン、１０は可動側の光学素子成形型、１０ａは可動側ブロック、１０ｂは可動側バックプレート、１０ｃは可動側インサート−ブロック位置決め溝、１１は可動側インサート、１１ａは可動側インサート位置決め用孔、１２は可動側インサート−ブロック位置決め用ピン、１３は可動側スペーサ、１３ａは可動側スペーサ−ブロック位置決め用溝、１４は可動側スペーサ−ブロック位置決め用ピンである。ここでいうインサートの光学素子面とは、光学素子に要求される光学特性を生み出すために必要な光学作用面を含んだ面のことで光線の経路になる面である。
【００３５】
より具体的に、光学素子成形型、光学素子、光学素子成形方法について記述する。
【００３６】
光学素子の成形材料としては、ポリオレフィン樹脂（ガラス転移点Ｔｇ＝１５０℃、熱変形温度Ｔｔ＝１２５℃）を用いた。光学素子成形型５、光学素子成形型１０はプリハードン鋼、ステンレス鋼（Ｓ５５Ｃ、ＨＰＭ、ＮＡＫ）などを材料とし、光学素子の光学素子面を形成したインサート６、インサート１１は、超硬合金を材料として製作したものを用いた。なお、光学素子成形型５、光学素子成形型１０は前述の材料以外でも射出成形に使用可能なものであれば、何ら問題はない。また、インサート６、インサート１１の材料として、光学素子としての表面性を得られる材料であればステンレス鋼（ＳＴＡＶＡＸ）などを基材として、その表面に例えば無電解ニッケルメッキを施したものを加工してインサートとして用いても問題はない。ただし、強度を考えた場合、超硬合金を基材として用いるのが好ましい。また、離型性の向上や、型の酸化、腐食防止のために表面に保護膜などを施しても問題はない。
【００３７】
固定側の光学素子成形型５は、固定側インサート６が、固定側スペーサ８と連接するように、固定側ブロック５ａ、固定側バックプレート５ｂに収納、配置される構成で、固定側インサート６、固定側スペーサ８は、光学素子成形型の可動方向を軸（図１に矢印で示す）としたとき回転しないよう位置決めできる構成としている。固定側スペーサ８は、固定側スペーサ−ブロック位置決め用溝８ａを図２（ｂ）に示すように複数設け、図２（ｄ）に示す固定側スペーサ−ブロック位置決め用ピン９を用いて固定側ブロック５ａに設けられた位置決め用溝に、位置決めされる。また、固定側スペーサ８に固定側スペーサ−インサート位置決め用孔８ｂを設け、固定側インサート６には固定側インサート位置決め用孔６ａを図２（ａ）に示すように複数設けており、図２（ｃ）に示す固定側インサート−スペーサ位置決め用ピン７を用い、光学素子成形型の可動方向を軸としたとき回転しないように位置決めできる構成としている。
【００３８】
可動側の光学素子成形型１０は、可動側インサート１１が、可動側スペーサ１３と連接するように、可動側ブロック１０ａ、可動側バックプレート１０ｂに収納、配置される構成で、可動側インサート１１、可動側スペーサ１３は、光学素子成形型の可動方向を軸（図１に矢印で示す）としたとき回転しないよう位置決めできる構成としている。可動側スペーサ１３には、可動側スペーサ−ブロック位置決め用溝１３ａを複数設け、可動側スペーサ−ブロック位置決め用ピン１４で可動側ブロック１０ａに設けられた位置決め用溝に、位置決めされる。また、可動側ブロック１０ａには、可動側インサート−ブロック位置決め溝１０ｃが図３（ｈ）に示すように設けられ、可動側インサート１１には、可動側インサート位置決め用孔１１ａを図３（ｇ）に示すように複数設け、可動側インサート−ブロック位置決め用ピン１２を挿入、埋設して、可動側インサート−ブロック位置決め溝１０ｃに組み込む構成になっている。この構成により、可動側インサート１１は、可動側ブロック１０ａの中で、可動方向を軸としては、回転しないように位置決めされ、可動方向には、可動可能な構成としている。
【００３９】
なお、光学素子の取り出し工程などに応じて、固定側の光学素子成形型５ａの構成を、可動側の光学素子成形型１０ａの構成にしても、可動側の光学素子成形型１０ａの構成で、固定側の光学素子成形型５ａの構成を構成しても構わない。
【００４０】
また、位置決めの孔などの組み合わせは、前述に限らず、例えば、図３（ｅ）、（ｆ）に示すように、固定側のインサート６の位置決め孔６ａを一つにして、固定側スペーサ８のスペーサ−インサート位置決め孔８ｂを複数にしてもよいし、位置決め孔の設ける位置は４５°間隔でなく、１０°、３０°などの間隔で設けても良い。
【００４１】
ここで、得ようとする光学素子の主な形状寸法は、外径＝φ４．８ｍｍ、光学素子面径＝φ３．６ｍｍ、中心厚＝１．７ｍｍ、コバ厚＝０．４１２ｍｍで、両凸形状を有し、所望の光学仕様で、光学特性が得られるように設計され、製作している。また、ゲートの形状は、ゲート幅＝１．０ｍｍ、ゲート厚み＝０．４ｍｍで、光学素子の外径に連接配置されるように製作、組立されている。本実施の形態の光学素子成形型では、光学素子が６個取れるようにキャビティを具備しているものを用いた。
【００４２】
次に前述の光学素子成形型を用いた成形工程を述べる。まず、ホッパ１５に成形材料１６を投入する。成形材料１６はスクリュ１９の回転に伴い、ノズル２０の方向へと移動する。成形材料１６は、スクリュ１９及び加熱シリンダ１８により、所望の温度に加熱混錬溶融される。ここでは、加熱シリンダの設定温度を２６０℃に設定した。そして、同じく２６０℃に加熱されたノズル２０から、スプル４、ランナ３、及びゲート２を通過して、光学素子成形型５、光学素子成形型１０のキャビティ内に射出し、充填した後、射出シリンダにて、保圧されるという工程をたどる。光学素子成形型５，光学素子成形型１０は所定の一定温度（ここでは、１３０℃に設定している）に保たれており、成形材料が、キャビティ内に充填が始まると同時に、成形材料が冷却されていく。光学素子１が取り出し可能な状態になると、光学素子成形型６を開き、ゲートカットを行い、スプル４、ランナ３、ゲート２から切り離し、光学素子１を取り出す。
【００４３】
このようにして、射出成形条件（射出条件、充填条件、保圧条件、成形型温度条件など）や、ランナやゲートの形状のなどを検討し、光学特性が、もっとも良好で、安定する成形条件を抽出し、最適な条件を得た結果、各キャビティで得られる光学特性、すなわち、各収差が、（表１）のようになった。
【００４４】
【表１】
2004284116.tif 000003
ただし、（表１）において、収差の単位はｍλである。
【００４５】
光学特性の評価方法は、干渉計を用いて透過波面収差（測定波長λ＝６３２．８ｎｍ）測定を行い、代表的な光学特性である非点収差、コマ収差、球面収差の評価確認をした。各収差は、小さければ小さいほど望ましいが、ここでは、各収差の規格を２０ｍλ以下のものとし良好な光学特性であるとした。それ以上の収差を有した場合、例えば、非点収差を有した光学素子では、有効面の光学特性に回転軸対象性が乏しく、光学機器に搭載する際、非点収差の方向を把握し、方向を決めて光学機器に搭載しなくては、光学機器として所望の光学特性が得られないなどの問題が生じる。
【００４６】
（表１）から分かるように、キャビティ４で得られた光学素子は非点収差が、キャビティ６で得られた光学素子はコマ収差が規格を満たすことができなかった。
【００４７】
次に、各キャビティの固定側インサート６、固定側スペーサ８、可動側インサート１１、可動側スペーサ１３を、順次、可動方向を軸として、それぞれ、回転をさせた後、それぞれに設けた位置決め孔、溝などと位置決め用ピンを用いて、位置を決めて成形を行い、収差の変化を確認し、各収差が極力小さくなるように最適な組み合わせを抽出した。結果を（表２）に示す。
【００４８】
【表２】
2004284116.tif 000004
（表２）に示したように、各キャビティで得られた光学素子の全ての収差が、規格を満たすことができた。これは、前述したように、インサートの光学素子面の形状、インサートや、スペーサと、ブロック、バックプレートの接触状態、成形型のランナ、ゲートの形状などの、僅かな違いなど複雑に絡んで、生じる収差を、インサートや、スペーサを回転させた後、位置決めして組み合わせることにより、発生した収差を制御できるということを実証した。
【００４９】
（実施の形態２）
本実施の形態では、実施の形態１と同様な光学素子成形型の構成を用いた。得ようとする光学素子の主な形状寸法は、外径＝φ３．７ｍｍ、光学素子面径＝φ２．９６６ｍｍ、中心厚＝１．３ｍｍ、コバ厚＝０．３３５ｍｍで、両凸形状を有し、所望の光学仕様で、光学特性が得られるように設計され、製作している。また、ゲートの形状は、ゲート幅＝１．０、ゲート厚み＝０．３２５で、光学素子の外径に連接配置されるように製作、組立されている。
【００５０】
本実施の形態の光学素子成形型では、光学素子が６個取れるようにキャビティを具備しているものを用い、実施の形態１と同様にして、射出成形条件（射出条件、充填条件、保圧条件、成形型温度条件など）や、ランナやゲートの形状のなどを検討し、光学特性が、もっとも良好で、安定する成形条件を抽出し、最適な条件を得た結果、各キャビティで得られる光学特性、すなわち、各収差が、（表３）のようになった。
【００５１】
【表３】
2004284116.tif 000005
ただし、（表３）において、収差の単位はｍλである。
【００５２】
（表３）から分かるように、キャビティ５、キャビティ６で得られた光学素子は非点収差が、キャビティ２、キャビティ５で得られた光学素子はコマ収差が規格を満たすことができなかった。
【００５３】
本実施の形態では、得られた光学素子の各収差を打ち消す（相殺する）ようにインサート、スペーサに形状を施した上で、位置決めの最適化を行った。
【００５４】
コマ収差は前述したように、光学素子面が光学素子の光軸に対して、傾いている場合、一対の光学素子面の光軸がずれている場合などに発生する収差として、非点収差は、光学素子面の形状や、複屈折が軸非対称になっている場合などに発生する収差と考えることができる。
【００５５】
このことから、図４（ａ）に示すように、固定側スペーサ８の片方の端面に傾斜を持たせた面を形成したものを、傾斜角度θを変更して数個、作製した。
【００５６】
また、インサート６の光学素子面６ｂに、図５（ａ）、図５（ｂ）に示すように、光学素子面の直交するＸ軸方向とＹ軸方向に形状偏差を生じるように、軸非対称に加工を施したものを、形状偏差量ｋを変更して数個作製した。図５（ａ）は、固定側インサート６の形状概略図で、図５（ｂ）は、固定側インサート６の光学素子面の形状を示す。図５（ｂ）のグラフの横軸は光学素子面の径方向を縦軸は形状偏差量を示している。ここでは、固定側インサート６に軸非対称面を形成したが、可動側インサート１１に形成しても、固定側インサート６、可動側インサート１１の双方に形成してもかまわない。
【００５７】
本実施の形態においては、キャビティ２とキャビティ５に傾斜を持たせた面を形成したスペーサを、キャビティ５とキャビティ６に軸非対称面を形成したインサートを用い、各キャビティの固定側インサート６、固定側スペーサ８、可動側インサート１１、可動側スペーサ１３を、順次、可動方向を軸として、それぞれ、回転をさせた後、それぞれに設けた位置決め孔、溝などと位置決め用ピンを用いて、位置を決めて成形を行い、収差の変化を確認し、各収差が極力小さくなるように最適な組み合わせを抽出した。結果を（表４）に示す。
【００５８】
【表４】
2004284116.tif 000006
ただし、（表４）において、収差の単位はｍλである。（表４）に示したように、各キャビティで得られた光学素子の全ての収差が、規格を満たすことができた。
【００５９】
本実施の形態において、キャビティ２とキャビティ５に傾斜を持たせた面を形成したスペーサを、キャビティ５とキャビティ６に軸非対称面を形成したインサートを用いたが、用いなかった際は、幾ら、最適な組み合わせを行おうとも、各収差を所望の規格内に制御することができなかったことは言うまでもない。
【００６０】
また、キャビティ２とキャビティ５に傾斜を持たせた面を形成したスペーサではなく、図４（ｄ）に示すような光学素子面を有したインサートの端面に傾斜を持たせた面を形成したインサートを用い、収差が小さくなる様に組み合わせを抽出しても、前述の結果と同様に規格を満足することができた。
【００６１】
本発明では、成形型の各部材の加工誤差、各部材の組み立て誤差や接触状態や成形条件などから生じる温度、圧力分布など複合的な誤差で生じ、光学素子の光学特性に及ぼす悪影響を、インサートや、インサートと連接して配置されるスペーサを、光学素子成形型の可動方向を軸として、インサート、スペーサを回転させて位置決めして配置することにより、変化すること、すなわち制御できることを見出し利用した発明であり、これにより、光学素子成形型の有する複数のキャビティの全てから良好な光学特性を有した光学素子を得ることが可能となり、光学素子成形型、光学素子をより高精度に、高歩留まりに提供できる。
【００６２】
なお、本発明においては、成形材料として、ポリオレフィン樹脂を用いたが、これに限らず、その他の成形材料を用いても同様であることはいうまでもない。
【００６３】
また、成形における温度条件、圧力条件は、成形材料のガラス転移点、荷重たわみ温度等の特性により異なることは言うまでもない。
【００６４】
また、本発明に限らず、たとえば、インサートのみを回転する構成、スペーサのみを回転する構成、固定側のみ回転する構成、可動側のみを回転する構成でも構わない。
【００６５】
また、スペーサに傾斜を持たせる方法として、本実施の形態の図４（ａ）の方法に限らず、図４（ｂ）のように端面の一部に凸部を設ける方法でもよい。
【００６６】
また、スペーサに傾斜を持たせずに図４（ｃ）に示すように光学素子面を形成したインサートの光学素子面側に傾斜を持たせても問題ないことは言うまでもない。
【００６７】
また、位置決めの方法も本実施の形態に限らず他の方法、例えば、磁力を利用した方法などでも構わない。
【００６８】
【発明の効果】
以上のように本発明の光学素子成形型は、各成型型部材が成形を繰り返すうちに移動したりして、同一キャビティで得られる光学素子の性能にばらつきが生じたりすることがなく、また、成形型の各部材の加工誤差、各部材の組み立て誤差や接触状態や成形条件などから生じる温度、圧力分布など複合的な誤差で生じ光学素子の光学特性に及ぼす悪影響をなくすことが可能となり、これにより、光学素子成形型の有する複数のキャビティの全てから良好な光学特性を有した光学素子を得ることが可能となり、光学素子成形型、光学素子をより安定に、高精度に、高歩留まりに提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１に関わる光学素子成形型の形状を示した概略断面図
【図２】本発明の実施の形態１に関わる光学素子成形型の部品の形状を示した詳細図
【図３】本発明の実施の形態１に関わる光学素子成形型の部品の形状を示した詳細図
【図４】本発明の実施の形態２に関わる光学素子成形型の部品の形状を示した概略図
【図５】本発明の実施の形態に関わる光学素子面を有したインサートと光学素子面の形状を示した概略図
【図６】従来の光学素子の製造方法に用いられる射出成形機の概略断面図
【図７】射出成形方法で得られる成形品の概略図
【符号の説明】
１  光学素子
２  ゲート
３  ランナ
４  スプル
５、１０  光学素子成形型
５ａ  固定側ブロック
５ｂ  固定側バックプレート
６  固定側インサート
６ａ  固定側インサート位置決め用孔
６ｂ  固定側インサート光学素子面
７  固定側インサート−スペーサ位置決め用ピン
８  固定側スペーサ
８ａ  固定側スペーサ−ブロック位置決め用溝
８ｂ  固定側スペーサ−インサート位置決め用孔
９  固定側インサート−ブロック位置決め用ピン
１０ａ  可動側ブロック
１０ｂ  可動側バックプレート
１０ｃ  可動側インサート−ブロック位置決め溝
１１  可動側インサート
１１ａ  可動側インサート位置決め用孔
１２  可動側インサート−ブロック位置決め用ピン
１３  可動側スペーサ
１３ａ  可動側スペーサ−ブロック位置決め用溝
１４  可動側スペーサ−ブロック位置決め用ピン
１５  ホッパ
１６  成形材料
１７  射出シリンダ
１８  加熱シリンダ
１９  スクリュ
２０  ノズル
２１  固定ダイプレート
２２  移動ダイプレート
２３  型締めシリンダ
【図１】
2004284116.tif 000007
【図２】
2004284116.tif 000008
【図３】
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【図４】
2004284116.tif 000010
【図５】
2004284116.tif 000011
【図６】
2004284116.tif 000012
【図７】
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