JP2005193646A - 光学素子及び光学素子成形型 - Google Patents

Abstract

【課題】光学機器に使用されるレンズ、プリズム、ミラーなどにおいて、小径、薄肉の光学素子はホルダーへの固定のための接着強度が充分に得られず、また高温環境下で光学特性を維持することが困難であるという課題があった。
【解決手段】光学素子１は光学機能面１ａ、１ｂとその光学素子１の固定に供される外周縁部１ｃを有し、前記外周縁部１ｃの少なくとも１つの面の表面粗さを光学機能面１ａ、１ｂの表面粗さよりも大きくして表面積を増大し、接着強度を大きく、かつ放熱冷却効果を向上させたものである。
【選択図】図１

Description

本発明は、光学機器に使用されるレンズ、プリズム、ミラーなどの高精度光学素子及び光学素子を成形するための光学素子成形型に関する。

一般に、光情報信号の記録再生に供される光学素子は、例えば特許文献１に開示されているように、樹脂ペレットを加熱混練溶融し、これを成形型のキャビティ内に射出充填して成形する射出成形法や、特許文献２に開示されているように、略最終形状に前加工されたプラスチック素材を金型内に供給した後、加熱、加圧する圧縮成形法などにより成形されている。

以下に、従来の光学素子の成形方法について図を用いて説明する。図７は従来の圧縮成形法により成形された光学素子の概略図であり、図７（ａ）は概略上面図、図７（ｂ）は概略側面図である。図８は同従来の光学素子の成形型の概略断面図である。

これらの図において、４０は光学素子、４０ａ、４０ｂは光学素子４０の光学機能を有する光学機能面、４０ｃは前記光学機能面４０ａ、４０ｂの外周部に鍔状に一体に形成された外周縁部であり、この外周縁部４０ｃは光学素子４０のホルダーへの固定に供される。４１は上型、４２は下型、４３は胴型、４１ａ、４２ａは前記上型４１、下型４２に形成された前記光学素子４０の光学機能面４０ａ、４０ｂを成形する光学機能面成形部、４３ａは前記上型４１、下型４２及び胴型４３により構成された光学素子４０の外周縁部４０ｃを成形する外周縁部成形部、４４は上型４１への加熱加圧機構を有するプレスヘッド、４５は下型４２への加熱機構を有するプレスステージである。

光学素子４０の成形は、まず、射出成形などにより略最終形状に前加工された光学素材（ポリカーボネイト）を、上型４１、下型４２、胴型４３で形成されたキャビティ内（成形型内）に供給する。その後、プレスヘッド４４、プレスステージ４５の加熱機構により、上型４１、下型４２、胴型４３をガラス転移点近傍の所望温度まで昇温する。光学素材と上型４１、下型４２、胴型４３が所望の温度(例えば、ガラス転移点温度＋１５〜４０℃)になったとき、プレスヘッド４４を下降し、上型４１ により光学素材に約１０ｋｇｆ／ｃｍ²の加圧力を加えて変形保持し、そして荷重たわみ温度以下になるまで冷却する。その後、上型４１を取り外して成形された光学素材、すなわち、光学素子４０を取り出す。

上記のようにして成形された光学素子４０には、光学素子成形型である上型４１、下型４２の光学機能面成形部４１ａ、４２ａにより光学機能面４０ａ、４０ｂが転写され、かつ上型４１、下型４２及び胴型４３により構成された外周縁部成形部４３ａにより外周縁部４０ｃが成形される。
特開昭６１−２３３５２０号公報 特開平８−１２７０７７号公報

しかしながら、上記従来の光学素子は外周縁部の表面粗さが光学機能面と実質的に同等の表面粗さに仕上げられている。

デジタルビデオディスク（ＤＶＤ）やブルーレイディスク（ＢＤ）などのピックアップに用いられる光学素子は、ピックアップの小型化、軽量化、高密度化、形状の多様化に伴い、その光学素子自体の小型薄肉化、例えば、外径が５ｍｍ以下、外周縁部の厚さが１．０ｍｍ未満が要求されている。そのため、光学素子を保持するためのホルダーとその光学素子の外周縁部との接着面の面積が非常に少なくなり、かつ外周縁部の表面が鏡面に近い表面粗さに成形されているため、接着強度を十分に得ることが極めて難しく、ホルダーへの固定が極めて困難となってピックアップの生産性が著しく低下し、常に安定した接着固定が困難で、歩留まりの低下要因となっている。

また、レーザー光による光学素子の発熱も非常に大きくなり、プラスチック材料を用いた光学素子では温度変化により、光学特性が大きく変化して実用上不安定になったり、光学機器によっては使用不可能な状態が生じる。

また、デジタルスチルカメラや携帯電話などの小型の機器における撮像装置に用いられる光学素子では、光学機能面を通過した光線の一部が外周縁部の内面に反射して迷光となり、これが光学系に入り込んで光学特性に悪影響を及ぼすことを防ぐために、外周縁部に黒色塗装を施すようにしている。

本発明は、良好な光学特性を確保し、かつ光学素子の確実な固定が可能であるとともに、黒色塗装もなくすことができる光学素子及び光学素子成形型を提供することにある。

本発明は、成形材料を成形装置の成形型内に供給して光学機能面とその光学機能面よりも外径が大きい外周縁部が一体に成形された光学素子であって、光学素子の外周縁部を成形する前記成形型の外周縁部成形部の少なくとも１つの面の表面粗さが光学素子の光学機能面を成形する成形型の光学機能面成形部の表面粗さよりも大きい成形型により、外周縁部の少なくとも１つの面の表面粗さが光学機能面の表面粗さよりも大きく成形されたことを特徴とする光学素子である。

また、本発明は、前記外周縁部の少なくとも１つの面の表面粗さＲａが０．１μｍ以上であることを特徴とする光学素子である。

また、本発明は、前記光学機能面の表面粗さＲａが０．０３μｍ以下であり、外周縁部の少なくとも１つの面の表面粗さＲａが０．１μｍ以上であることを特徴とする光学素子である。

また、本発明は、表面粗さＲａが０．１μｍ以上である１つの面は、外周縁部の外径側面部であることを特徴とする光学素子である。

さらに、本発明は、成形材料が樹脂材料からなり、光学素子の外径φが５ｍｍ以下、外周縁部を構成する外径側面部の厚みが１．０ｍｍ未満であることを特徴とする光学素子である。

また、本発明は、成形型内に供給される成形材料から光学素子を成形するための光学素子成形型であって、光学素子に光学機能面を成形する光学機能面成形部及び外周縁部を成形する外周縁部成形部を有し、前記外周縁部成形部の少なくとも１つの面の表面粗さが前記光学機能面成形部の表面粗さよりも大きいことを特徴とする光学素子成形型である。

また、本発明は、光学機能面成形部の表面粗さよりも表面粗さが大きい外周縁部成形部の１つの面はその外周縁部成形部の外径側面成形部であることを特徴とする光学素子成形型である。

以上のように、本発明の光学素子は、外周縁部の少なくとも１つの面の表面粗さを光学機能面の表面粗さよりも大きく（粗く）したことにより、外周縁部の表面粗さが光学機能面の表面粗さと同等の粗さのものに比べて光学素子のホルダーへの固定に供される外周縁部の表面積が増加するため、小型で薄肉の光学素子においても接着などの固定面積が増大し、その結果、ホルダーとの固定強度が強くなって安定した保持状態が得られるものである。

また、光学素子の外周縁部の表面積が増加することにより、放熱、冷却効果も増大して光学機器の高温時の動作も安定するという効果も得られる。

そして、この光学素子の外周縁部の少なくとも１つの面の表面粗さを大きくすることは、その成形型の外周縁部成形部の少なくとも１つの面の表面粗さを光学機能面成形部の表面粗さよりも大きくすることによって、光学素子の成形と同時に簡単にかつ精度よく成形することができるものである。

さらには、外周縁部の表面粗さを大きくしたことにより、この外周縁部での光の反射がほとんどなくなり、後工程で外周縁部に墨塗りなどを行わなくても、迷光などの悪影響を防止することができ、光学素子の生産性が向上し、コストが安価になるという効果が得られる。

以下、本発明の実施の形態例について説明する。

（実施例１）
図１は、本発明の実施例１における光学素子の概略図であり、図１（ａ）は概略上面図、図１（ｂ）は概略側面図、図２は実施例１の光学素子の成形装置の概略断面図である。

１は光学素子、１ａ、１ｂは光学素子１の光学機能を有する光学機能面、１ｃは前記光学機能面１ａ、１ｂの外周部に一体に形成されたその光学機能面１ａ、１ｂの外径よりも外径が大きい鍔状の外周縁部、１ｄは前記外周縁部１ｃの外径側面部であり、この外周縁部１ｃが光学素子１のホルダーへの固定に供される。２は上型、３は下型、４は胴型、２ａ、３ａは前記上型２、下型３に形成された前記光学素子１の光学機能面１ａ、１ｂを成形する光学機能面成形部、４ａは前記上型２、下型３及び胴型４により構成された光学素子１の外周縁部１ｃを成形する前記光学機能面成形部２ａ、３ａの内径よりも大きい内径の外周縁部成形部、４ｄは前記光学素子１の外周縁部１ｃの外径側面部１ｄを成形する胴型４の内周部の外径側面成形部、５は上型２への加熱加圧機構を有するプレスヘッド、６は下型３への加熱機構を有するプレスステージである。

なお、ここでいう光学機能面とは、光学素子１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。

本実施例１では、図１に示す光学素子１の各部の表面粗さ、すなわち、光学素子の光学機能面１ａ、１ｂの表面粗さと外径側面部１ｄの表面粗さを異ならせている。このため光学素子１の成形型においては上型２と下型３の各光学機能面成形部２ａ、３ａの表面粗さに対して前記外径側面成形部４ｄの表面粗さを異ならせている。

次に、この実施例１の光学素子及びその成形装置について具体的に説明する。

光学素子の成形材料としては、非晶質ポリオレフィン系樹脂（日本ゼオン株式会社製、商品名ＺＥＯＮＥＸ、ガラス転移点Ｔｇ＝１５０℃、熱変形温度Ｔｔ＝１２５℃）を用いた。

まず、光学素子１の成形素材（図示せず）を上型２ 、下型３ 、胴型４で構成される成形型内に供給し、この成形型をプレスヘッド５ 、プレスステージ６間に配置する。成形素材は、ポリオレフィン樹脂（ガラス転移点Ｔｇ＝１４０℃、荷重たわみ温度Ｔｔ＝１２３℃）を射出成形により、光学素子１の概略形状に成形したものを用いた。

前記成形型を構成する上型２、下型３、胴型４は、超硬合金を母材としており、光学機能面成形部２ａ、３ａは光学機能が得られるように所望の形状に加工してある。なお、上型２、下型３、胴型４は前述の材料以外でも成形に使用可能なものであれば、他の材料であってもよい。例えば上型２、下型３の材料として、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て光学機能面成形部２ａ、３ａを形成してもよい。ただし、強度を考えた場合、超硬合金を基材とするのが好ましい。また、離型性の向上や、型の酸化、腐食防止のために成型面の表面に保護膜などを施してもよい。

前記成形型内に入れられた成形素材をプレスヘッド５、プレスステージ６で所定の温度１７０ ℃まで５分間加熱する。成形素材が所定の温度になると、プレスヘッド５を所望の速度０．１ｍｍ／ｓｅｃで下降させ、上型２を介して、成形素材を変形させていく。胴型４と上型２が接触すれば、下降すなわち加圧を停止する。この状態のまま所定温度で２分間保持した後、プレスヘッド５を下降させたままの状態で、荷重たわみ温度１２３℃まで７分で冷却する。そしてプレスヘッド５による押圧を解除し 、上型２を開けて成形された光学素子１を取り出す。

上記のようにして成形される光学素子１の概略形状は、一方の光学機能面１ａの曲率半径Ｒ１＝１．２５ｍｍ、他方の光学機能面１ｂの曲率半径Ｒ２＝４．１８ｍｍ、中心厚ｔ＝０．９８ｍｍ、外径（外周縁部の直径）＝３．５ｍｍ、外径側面部の厚み＝０．２９ｍｍである。

本実施例１では、光学素子１の外径側面部１ｄの表面粗さを光学機能面１ａ、１ｂの表面粗さよりも大きくして粗くするため、成形型の光学機能面成形部２ａ、３ａの表面粗さよりも外径側面成形部４ｄの表面粗さが粗く（大きく）形成されている。

ここで、表１を参照して、上記寸法形状の光学素子において、光学機能面１ａ、１ｂの表面粗さと外径側面部１ｄの表面粗さを種々変えた光学素子の検証について説明する。光学機能面１ａ、１ｂの表面粗さ（この両者は同一粗さ）Ｒａとしては０．００１μｍ〜０．０５μｍの５種類を、また外径側面部１ｄの表面粗さＲａとしては０．００１μｍ〜０．５μｍの８種類を組合わせた光学素子を成形した。高精度な光学特性が要望される光学素子、例えば、デジタルビデオディスク（ＤＶＤ）やブルーレイディスク（ＢＤ）用光学素子としては光学機能面１ａ、１ｂの表面粗さは０．０３μｍ以下が望ましく、０．０５μｍの表面粗さのものは十分な光学特性が得られないことがこの検証で確認された。

この表１に示す光学素子１を少なくともその外径側面部１ｄをもって接着剤により光学素子保持ホルダーに接着し、その接着強度を評価した。接着剤には紫外線硬化樹脂を用いた。接着強度の評価としては、粘着テープを貼り付けた後、これを剥がす作業による剥離試験、すなわち低温（−２０℃）環境と高温（９０℃）環境においてこの作業を交互に所定時間、所定回数繰り返すヒートサイクルなどの試験を行った。

表１に各々の光学素子１の接着強度の実験評価結果を示す。表中の○は、所望の接着強度が十分得られ良好であることを示し、×は、不十分であったことを示している。

この表１から、外径側面部１ｄの表面粗さＲａが、０．１μｍ以上であれば十分な接着強度が得られることが分かる。

また、上記の形状寸法と同寸法で、かつ同じ表面粗さで成形材料をガラス材料でもって成形した光学素子を、上記と同様に接着強度の確認を行った結果、上記の樹脂材料を成形材料としたときと同じ結果、すなわち、外径側面部１ｄの表面粗さＲａが０．１μｍ以上であれば良好な接着強度が得られた。

ここで、上記検証に用いた光学素子１は、上述の寸法形状の光学素子１を成形する成形型において、光学機能面成形部２ａ、３ａと外径側面成形部４ｄの表面粗さを、各検証光学素子１のそれぞれの光学機能面１ａ、１ｂ、外径側面部１ｄの表面粗さと実質的に同じ表面粗さに形成したものをそれぞれ用意し、これらの成形型によって各光学素子１を成形して検証したものである。したがって、成形型においては、光学機能面成形部２ａ、３ａの表面粗さよりも外径側面成形部４ｄの表面粗さを粗くし、かつその外径側面部１ｄの表面粗さＲａが０．１μｍ以上であれば、接着強度が十分に得られる光学素子１を成形することができるものである。

（実施例２）
次に、実施例２について図３を用いて説明する。図３（ａ）は光学素子の概略上面図であり、図３（ｂ）はその概略側面図である。この図において、図１の実施例１の光学素子と同一構成部分には同一符号が附してあり、実施例１と異なる個所についてのみ説明する。

この光学素子１は、外径側面部１ｄを、表面粗さＲａが０．１μｍ以上の外径側面部１ｄ１と、その表面粗さ以外の表面粗さ、例えば光学機能面１ａ、１ｂと同じ表面粗さを有する外径側面部１ｄ２により形成したものである。これは光学素子１の固定のための主接着部分とされる外径側面部１ｄ１のみの表面粗さを粗くしたものである。

そして、この光学素子１の成形においてもその例として図２に示す成形装置が用いられ、光学素子１の外径側面部１ｄ１を成形する成形型の外径側面成形部分のみの表面粗さが、光学機能面成形部２ａ、３ａ及び外径側面部１ｄ２を成形する面の表面粗さよりも粗く形成されており、そして、この例においても光学素子１の外径側面部１ｄ１を成形する成形型の外径側面成形部の表面粗さＲａは０．１μｍ以上に形成されている。

（実施例３）
次に、光学素子の光学特性面からの検証について説明する。この実施例３の光学素子は、実施例１における光学素子１と同様に光学機能面１ａ、１ｂとその光学機能面よりも外径が大きい外周縁部１ｃが一体に形成された光学素子であり、その成形も図２に示す成形装置により成形可能であるため、図１、図２を援用して説明する。この実施例３に係る光学素子１はその光学機能面１ａ、１ｂの表面粗さＲａが０．０３μｍのものにおいて、その外径φを１〜８ｍｍ、外径側面部１ｄ全面の表面粗さＲａを０．００１〜０．５μｍ、外径側面部１ｄの厚みを０．１〜１．６ｍｍに変化させたサンプルを、実施例１と同じ樹脂材料と成形装置により成形したもので、すなわち、各サンプル値に対応する寸法形状と表面粗さに形成した成形型を用いて成形したものである。これらの光学素子１をその外径側面部１ｄを実施例１と同様に紫外線硬化樹脂からなる接着剤でホルダーに固定し、そしてこれを光学機器に搭載して高温環境（９０℃）下で光学特性の評価を行ったものである。なお、光学特性の評価は透過波面による評価を実施した。

表２にこれらサンプルの光学素子１の上記高温環境下での光学特性結果を示す。表中の○は高温下になっても使用可能な光学特性を維持していることを示し、×は高温度による光学特性の劣化が大きく、使用不可能となったことを示している。

上記表２から、従来、外径側面部１ｄの表面粗さＲａが０．０５μｍ以下の小さな表面粗さでは高温環境下では光学特性の劣化により使用不可能であった光学素子、例えば、外径φが３ｍｍ、外径側面部の厚みが０．３ｍｍの光学素子が、外径側面部１ｄの表面粗さＲａを０．１μｍ以上にすることで、接着剤との接着力が大きくなり、同時に放熱効果が増大して高温環境下でも使用可能な光学特性を維持することが分かった。また、外径φが５ｍｍ以上で、かつ外径側面部１ｄの厚みが１．０ｍｍ以上であれば、その外径側面部１ｄの表面粗さＲａが０．１μｍ以下でも、使用可能な光学特性を維持することが分かった。なお、外径側面部１ｄの表面粗さＲａが０．１μｍ以上であればこのサンプルの光学素子は全て高温下でも使用可能な光学特性を維持している。

上記のように、特に小径の光学素子であっても、少なくとも外径側面部１ｄの表面粗さを光学機能面の表面粗さよりも大きくすることにより、光学素子１自体の放熱効果が大きくなって使用不可能となる高温度まで上昇することはなく、高温環境下で使用可能な光学特性を維持するためと考えられる。

上記の各サンプルによる光学素子１の検証は、光学機能面１ａ、１ｂの表面粗さＲａが０．０３μｍの場合であるが、この光学機能面１ａ、１ｂの表面粗さＲａを０．０２μｍ及び０．０１μｍに設定し、外径φ及び外径側面部１ｄ全面の表面粗さ、また、外径側面部１ｄの厚みは上記と同様の数値、すなわち、表２に示した数値と同様にした各サンプル光学素子を成形し、これらを上記と同様に紫外線硬化樹脂からなる接着剤でホルダーに固定し、そして、これらを光学機器に搭載して高温環境（９０℃）下で光学特性の評価を行ったところ、表２と同じ光学特性結果が得られた。これは光学機能面１ａ、１ｂの表面粗さＲａが０．０３μｍ以下において外径φが５ｍｍ以下、外周縁部１ｃを構成する外径側面部１ｄの厚みが１．０ｍｍ未満、かつその外径側面部１ｄの表面粗さＲａが光学機能面１ａ、１ｂの表面粗さＲａよりも粗い光学素子１は少なくとも高温環境下で十分使用可能であることを見い出したものである。

一般に、この種光学素子の成形樹脂材料は、ガラス材料とは異なり温度変化により物性値（例えば屈折率）変化が大きいことから、従来高温下で使用することができなかった小径、薄肉の樹脂材料で成形された光学素子が上記のように少なくとも外径側面部１ｄの表面粗さを大きくすることで放熱効果が大きくなり、使用可能となったものである。したがって、レーザーパワーの大きい記録機構を搭載した光学機器では熱の発生も大きくなるが、それに耐えられる光学素子として有効である。

また、同様に携帯電話用カメラに用いられる撮像系の光学素子（図示せず）を成形し、接着強度及び高温下で光学特性の評価を確認したところ、これについても前述と同様の効果が得られた。さらに、撮像系の光学特性として要求される迷光も、外径側面部の表面粗さＲａが０．１μｍ以上では発生せず、迷光対策として従来施されていた後工程での墨塗り工程も必要がなくなるという効果も確認できた。

本発明では、前述した実験結果に基づき、外径側面部の表面粗さＲａが０．１μｍ以上であることを満たした光学素子では、小さな外径（外径φが５ｍｍ以下や、外径側面部の厚みが１．０ｍｍ未満）の光学素子であっても、その外径側面部の凹凸による表面積の増大により十分な接着強度が得られ、しかも、厳しい高温環境下での使用であっても、放熱効果が大きくなって良好な光学特性が維持される。これにより、光学機器の小径薄肉化、高機能、高速化などの実現を可能とする光学素子を提供することができる。

なお、上記の実施例では、加熱加圧、圧縮成形法を用いて光学素子を成形するものについて説明したが、これに限らず、例えば成形材料が樹脂材料の場合、より生産性の優れた射出成形法で光学素子を上記各実施例で掲げたものと同様のものに成形してもよい。

（実施例４）
図４に射出成形法にて成形した光学素子１を示す。図４（ａ）は光学素子の概略上面図であり、図４（ｂ）は概略側面図である。この図４において、上記実施例１から３の光学素子１と同一構成部分には同一の符号が附してあり、その説明は省略する。射出成形法で成形される光学素子１は、成形材料を射出充填するためにゲート（図４の１ｅの想像線で示す）が成形される。成形完了後、ゲート１ｅは切断などの方法で光学素子１の外径側面部１ｄから除去される。前記ゲートが除去され、その除去部分が研磨された痕として外径側面部１ｄの一部にゲート除去痕１ｆが残存する。このように射出成形で得られた光学素子１もゲート除去痕１ｆ以外の外径側面部１ｄの表面粗さＲａを０．１μｍ以上にすれば、前述と同様の接着強度、放熱効果が得られる。

図５はこの実施例４に係る光学素子１の成形型の概略断面図であり、この成形型は可動型１０、固定型１１、胴型１２からなり、可動型１０と固定型１１には光学素子１の光学機能面１ａ、１ｂを成形する光学機能面成形部１０ａ、１１ａが形成されている。また、これらの可動型１０、固定型１１、胴型１２により光学素子１の外周縁部１ｃを成形する外周縁部成形部１２ａが形成されており、かつ、胴型１２にこの成形型内に樹脂を射出するゲート部１３が形成されている。

そして、前記光学素子１の外径側面部１ｄを成形する胴型１２の外径側面成形部１２ｂの表面粗さＲａは０．１μｍ以上に形成され、この粗さは可動型１０と固定型１１の光学機能面成形部１０ａ、１１ａの表面粗さ、例えばその粗さＲａ０．０３μｍ以下よりも粗い。

図６は図５に示す成形型を用いて射出成形法にて図４に示す光学素子１を成形する成形装置の概略断面図である。

図６において、１４はホッパ、１５は樹脂ペレットからなる樹脂成形材料、１６は射出シリンダ、１７は加熱シリンダ、１８はスクリュ、１９はノズル、２０は固定ダイプレート、２１は移動ダイプレート、２２は型締めシリンダ、２３は固定成形台、２４は可動成形台であり、成形型を構成する固定型１１と胴型１２は固定成形台２３側に固定され、また可動型１０は可動成形台２４側に固定されている。なお、この例では複数の成形型により複数の光学素子が同時に成形される。２５はスプルー、２６は前記ゲート部１３に連なるランナー部である。

まず、ホッパ１４に樹脂成形材料１５を投入し、この成形材料１５はスクリュ１８の回転に伴い、ノズル１９の方向へと移動する。樹脂成形材料１５はスクリュ１８及び加熱シリンダ１７により加熱混錬溶融され、ノズル１９から、スプルー２５、ランナー部２６、及びゲート部１３を通過して、固定成形台２３と可動成形台２４にインサートされた成形型内に射出され、充填される。前記成形型は所定の温度、例えば樹脂成形材料１５の荷重たわみ温度近傍に設定されているため、可動型１０、固定型１１の光学機能面成形部が転写され、かつ可動型１０、固定型１１、胴型１３により外周縁部を有する光学素子１が成形される。そして、これが冷却された後、型締めシリンダ２２により可動成形台２４を後退させて成形型を開き、成形品を取り出してゲート除去と研磨を行って図４（ｂ）に示す光学素子１を得る。

このように樹脂の射出成形によっても光学機能面１ａ、１ｂの表面粗さよりも外径側面部１ｄの表面粗さが粗い光学素子１を得ることができるものであり、そして光学機能面１ａ、１ｂの表面粗さは可動型１０と固定型１１の光学機能面成形部１０ａ、１１ａの表面粗さを変えることにより、また、外径側面部１ｄの表面粗さは胴型１２の外径側面成形部１２ｂの表面粗さを変えることにより、所望の表面粗さを有する光学素子１を成形することができる。

なお、上記の各実施例では、光学素子の外周縁部において、その２つの平坦部（光軸と直交する２面）は光学機能面の表面粗さと同一の表面粗さに成形され、外径側面部の表面粗さを光学機能面の表面粗さよりも大きくしたものについて説明したが、これは光学素子のホルダーへの固定に供される主固定面が外径側面部である場合であり、外周縁部の２つの平坦部（光軸と直交する２面）の両方あるいは一方を主固定面とする場合は、少なくともその主固定面の表面粗さを本発明の主旨に沿って光学機能面のそれよりも大きくすればよいことは明らかであり、また、ホルダーの形状などにより主固定面が特定されない場合は、外周縁部を構成する全ての表面粗さを本発明の主旨に沿って大きく形成すればよいものである。そして、このように光学素子の外周縁部の表面粗さを光学機能面の表面粗さよりも粗くする面の選択はその成形型の成形面を選択することにより、例えば外周縁部の２つの平坦部の表面粗さを光学機能面の表面粗さよりも粗くする場合は、その外周縁部の平坦部を成形する上型、下型、可動型、固定型の成形面の表面粗さを光学機能面成形部の表面粗さよりも粗くすればよく、必要に応じて簡単に選択することができるものである。

以上に説明した本発明の光学素子、すなわち、光学素子の外周縁部の少なくとも１つの面の表面粗さを光学機能面の表面粗さよりも大きする構成は、その成形型の光学機能面成形部と外周縁部成形部の少なくとも１つの表面粗さをそれぞれ設定することにより、光学素子の成形と同時に簡単にかつ精度よく成形することができるものである。

本発明は、光学素子の外周縁部の少なくとも１つの面の表面粗さを光学機能面の表面粗さよりも大きくしたことにより、その外周縁部の表面積が増加し、光学素子とこれを保持するためのホルダーとの接着強度や、光学素子の放熱冷却効果が向上することから、光学機器の高機能化、高速化などによる耐熱使用に耐える小径、薄肉の光学素子として有用である。

本発明の実施例１における光学素子の概略図であり、（ａ）は概略上面図、（ｂ）は概略側面図 本発明の実施例１における光学素子の成形装置を示す概略断面図 本発明の実施例２における光学素子の概略図であり、（ａ）は概略上面図、（ｂ）は概略側面図 本発明の実施例４における光学素子の概略図であり、（ａ）は概略上面図、（ｂ）は概略側面図 本発明の実施例４における光学素子の成形型の概略断面図 本発明の実施例４における光学素子の成形装置を示す概略断面図 従来の光学素子の概略図であり、（ａ）は概略上面図、（ｂ）は概略側面図 従来の光学素子の成形装置を示す概略断面図

符号の説明

１ 光学素子
１ａ、１ｂ 光学機能面
１ｃ 外周縁部
１ｄ 外径側面部
１ｆ ゲート除去痕
２ 上型
２ａ、３ａ、１０ａ、１１ａ 光学機能面成形部
３ 下型
４ 胴型
４ａ、１２ａ 外周縁部成形部
４ｄ、１２ｂ 外径側面成形部
１０ 可動型
１１ 固定型
１２ 胴型

Claims (7)

1. 成形材料を成形装置の成形型内に供給して光学機能面とその光学機能面よりも外径が大きい外周縁部が一体に成形された光学素子であって、光学素子の外周縁部を成形する前記成形型の外周縁部成形部の少なくとも１つの面の表面粗さが光学素子の光学機能面を成形する成形型の光学機能面成形部の表面粗さよりも大きい成形型により、外周縁部の少なくとも１つの面の表面粗さが光学機能面の表面粗さよりも大きく成形されたことを特徴とする光学素子。
2. 前記外周縁部の少なくとも１つの面の表面粗さＲａが０．１μｍ以上であることを特徴とする請求項１に記載の光学素子。
3. 前記光学機能面の表面粗さＲａが０．０３μｍ以下であり、外周縁部の少なくとも１つの面の表面粗さＲａが０．１μｍ以上であることを特徴とする請求項１に記載の光学素子。
4. 表面粗さＲａが０．１μｍ以上である１つの面は、外周縁部の外径側面部であることを特徴とする請求項２乃至請求項３のいずれかに記載の光学素子。
5. 成形材料が樹脂材料からなり、光学素子の外径φが５ｍｍ以下、外周縁部を構成する外径側面部の厚みが１．０ｍｍ未満であることを特徴とする請求項１に記載の光学素子。
6. 成形型内に供給される成形材料から光学素子を成形するための光学素子成形型であって、光学素子に光学機能面を成形する光学機能面成形部及び外周縁部を成形する外周縁部成形部を有し、前記外周縁部成形部の少なくとも１つの面の表面粗さが前記光学機能面成形部の表面粗さよりも大きいことを特徴とする光学素子成形型。
7. 光学機能面成形部の表面粗さよりも表面粗さが大きい外周縁部成形部の１つの面はその外周縁部成形部の外径側面成形部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。

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