JP4943495B2 - 光学素子成型装置 - Google Patents

Description

本発明は、成形型の形状の転写によって、光学素子を成型する、光学素子成型装置に関する発明である。

特許文献１には、対向配置された金型支持体に、平行度を保つための検出手段を設ける技術が開示されている。

しかしながら、特許文献１に係る技術は、金型支持体と金型との間の平行度を精度良く作製する必要があり、この平行度が損なわれた場合、所望の検出精度が得られないという問題が発生する。また、特許文献１に係る技術は、金型自体で発生する偏芯を検出することができないという問題が発生する。

そこで、上記の問題を解決するために、特許文献２には、金型から反射される反射光から型間偏芯を検出する機構を設ける技術が開示されている。また、特許文献２に係る技術では、上型に平面部を設け、この平面部から反射される反射光を検出することで、上型のチルト調整を行う（同文献図３参照）。

特開昭６３−２９５４５０号公報（１９８８年１２月１日公開） 特開平４−３４２４２９号公報（１９９２年１１月２７日公開）

しかしながら、特許文献２に係る技術は、光学素子アレイを成型する型に対して適用することができないという問題が発生する。具体的に、特許文献２に係る技術は、光学素子アレイを成型する型における偏芯に特有の、光軸周りの回転方向（光軸に垂直な面における回転方向）に関する、光学素子アレイ（およびそれを構成する各光学素子）の回転度合が検出できないという問題が発生する。

また、特許文献２に係る技術は、両面が球面のレンズを成型する型に対して適用することができないという問題が発生する。具体的に、特許文献２に係る技術は、下型が球面レンズ用の型である場合、下型におけるレンズ成型部分の形状が球状表面となり、下型が傾斜しても、該レンズ成型部分からの反射光の分布が変化しないため、チルト検出が不可能になるという問題が発生する。

以上のことから、特許文献２に係る技術は、光学素子アレイまたは両面が球面のレンズを成型する型において、偏芯を検出することが困難であるため、偏芯が抑制された光学素子を成型することが困難であるという問題が発生する。

本発明は、上記の問題に鑑みて為された発明であり、その目的は、偏芯が抑制された光学素子を成型することを容易にする、光学素子成型装置を実現することにある。

すなわち、本発明は、光学素子の両面の形状を転写する、金型同士の傾きおよび軸ズレを調整することを課題としている。特に、光学素子アレイ（ウエハレベルレンズ等）の場合、偏芯の調整としては、金型の光軸周りの回転方向の調整も必要となる。このため、特許文献１および２に係る各技術のように、外径の支持体だけでは、金型の偏芯の粗調整すらできず、その傾斜が急峻な構造であるメニスカスレンズを成型するときには、成型時の偏芯に起因して金型同士が接触し、破損する恐れがある。このため、光学素子成型装置としては、金型を、容易かつ正確に調芯することの可能なものが必要となっている。

本発明の光学素子成型装置は、上記の問題を解決するために、光学素子の有効口径を成型する成型部と、該成型部の周囲に配置された平坦部と、が設けられた型が、対向配置されてなる成形型と、対向配置された各型の成型部間の平行偏芯を検出する光検出器と、を備える光学素子成型装置であって、入射されたビームを、対向配置された各型の平坦部へと導き、かつ、各平坦部での反射を経て得られたビームを、光検出器へと導くための平坦部反射機構と、入射されたビームを、対向配置された各型の成型部へと導き、かつ、各成型部での反射を経て得られたビームを、光検出器へと導くための成型部反射機構と、を備え、上記光検出器は、上記平坦部反射機構によって光検出器へと導かれたビームに基づいて、対向配置された各型の傾斜角度を検出すると共に、上記成型部反射機構によって光検出器へと導かれたビームに基づいて、上記平行偏芯を検出するものであり、上記平坦部反射機構および成型部反射機構はビームを入射させるための１つの光源を備え、上記平坦部反射機構は、各型の上記各平坦部間で反射を繰り返した後、上記光検出器側へ戻すビームスプリッタを備え、上記成型部反射機構は、各型の上記各成型部間で反射を繰り返した後、上記光検出器側へ戻すビームスプリッタを備えていることを特徴としている。

上記の構成によれば、平坦部反射機構を用いて、対向配置された各型の傾斜角度を、各平坦部からの反射ビームに基づいて検出する。対向配置された各型のいずれかが傾斜すると、両面が球面のレンズを成型する型であるか否かに関わらず、各平坦部からの反射ビームの光分布が変化するため、この変化を光検出器で検出することによって、該傾斜角度を検出することが可能になる。そして、傾斜角度の偏芯調整後、成型部反射機構を用いて、対向配置された各型の成型部間の平行偏芯を検出することで、両面が球面のレンズを成型する型に対する、偏芯の検出および調整が可能になる。

従って、本発明の光学素子成型装置は、偏芯が抑制された光学素子を容易に成型することを可能とするものである。

また、本発明の光学素子成型装置は、上記平坦部反射機構および成型部反射機構にビームを入射させるための光源を備え、上記平坦部反射機構および成型部反射機構は、ビームスプリッタであることを特徴としている。

また、本発明の参考に係る光学素子成型装置は、上記平坦部反射機構および成型部反射機構にビームを入射させるための光源を２つ備え、上記平坦部反射機構および成型部反射機構は、光源毎かつ対向配置された型毎に対応付けて配置されたミラーであることを特徴としている。

上記の構成によれば、型のずれを、型の反射を経て得られたビームによって、容易に検出することが可能になる。

また、本発明の光学素子成型装置は、上記光源から入射されたビームを、少なくとも２つのビームに分割し、分割したビームの一方を光検出器に向けて出射すると共に、分割したビームの他方を上記平坦部反射機構および成型部反射機構に向けて出射するビーム分割機構を備えることを特徴としている。

上記の構成によれば、光源からビーム分割機構を通過したビームと、上記平坦部反射機構および成型部反射機構からビーム分割機構を通過したビームと、の位置ずれから、傾斜角度および平行偏芯を検出することができるため、該検出を容易にすることができる。

また、本発明の光学素子成型装置は、対向配置された各型の成型部は、上記成形型において複数組設けられており、上記成型部反射機構は、対向配置された各型の成型部の、少なくとも２組に対して、上記平行偏芯を検出するためのものであることを特徴としている。また、本発明の光学素子成型装置は、対向配置された各型の成型部の組み合わせ毎に、上記成型部反射機構が設けられていることを特徴としている。

上記の構成によれば、複数組設けられた、対向配置された各型の成型部の組み合わせを有する型、換言すれば、光学素子アレイを成形する型において、少なくとも２組の、成型部の組み合わせに関して、平行偏芯の調芯を行うことにより、成形型において成型される各光学素子の光軸周りの回転方向（光軸に垂直な面における回転方向）の回転度合の調芯が可能となる。該調芯の実現は、成形型の粗調整の実施に際しても、都合がよい。

以上のとおり、本発明の光学素子成型装置は、光学素子の有効口径を成型する成型部と、該成型部の周囲に配置された平坦部と、が設けられた型が、対向配置されてなる成形型と、対向配置された各型の成型部間の平行偏芯を検出する光検出器と、を備える光学素子成型装置であって、入射されたビームを、対向配置された各型の平坦部へと導き、かつ、各平坦部での反射を経て得られたビームを、光検出器へと導くための平坦部反射機構と、入射されたビームを、対向配置された各型の成型部へと導き、かつ、各成型部での反射を経て得られたビームを、光検出器へと導くための成型部反射機構と、を備え、上記光検出器は、上記平坦部反射機構によって光検出器へと導かれたビームに基づいて、対向配置された各型の傾斜角度を検出すると共に、上記成型部反射機構によって光検出器へと導かれたビームに基づいて、上記平行偏芯を検出するものであり、上記平坦部反射機構および成型部反射機構はビームを入射させるための１つの光源を備え、上記平坦部反射機構は、各型の上記各平坦部間で反射を繰り返した後、上記光検出器側へ戻すビームスプリッタを備え、上記成型部反射機構は、各型の上記各成型部間で反射を繰り返した後、上記光検出器側へ戻すビームスプリッタを備えている。

従って、本発明の光学素子成型装置は、偏芯が抑制された光学素子を容易に成型することを可能とするという効果を奏する。

本発明の一実施形態に係る光学素子成型装置の概略構成を示す断面図である。 図１に示す光学素子成型装置の動作原理を説明する概略図である。 本発明の参考形態に係る光学素子成型装置の概略構成を示す断面図である。 図３に示す光学素子成型装置の動作原理を説明する概略図である。

〔実施の形態〕
図１に示す光学素子成型装置１００は、金型（成形型）１、光源２、ビームスプリッタ３〜５、および、光検出器６を備える構成である。

金型１は、樹脂等の被成型物を、レンズ等の光学素子へと成型するものであり、金型上１１ａおよび金型下１１ｂという、２個の型からなる。

金型上１１ａには、光学素子の一方の面（有効口径）を成型する成型部上１２ａが、被成型物を成型すべき面に対して、複数個（図１では４個）配置されている。

金型下１１ｂには、光学素子の他方の面（有効口径）を成型する成型部下１２ｂが、被成型物を成型すべき面に対して、複数個（図１では４個）配置されている。

また、金型上１１ａおよび金型下１１ｂは、被成型物を成型すべき面同士が、対向するように配置されている。具体的に、金型上１１ａおよび金型下１１ｂは、各成型部上１２ａが、対応する各成型部下１２ｂと、Ｚ（紙面と平行な上下）方向に関して対向するように配置されている。

以下、ある１個の成型部上１２ａ、および、それと対向する１個の成型部下１２ｂをまとめて「成型部の組み合わせ」と称する。また、説明の便宜上、図１〜図４では、互いに垂直の関係にある、Ｚ方向、Ｘ（紙面と平行な左右）方向、および、Ｙ（紙面と垂直な）方向を、仮に規定している。

金型上１１ａには、各成型部上１２ａの周囲に、平坦部上１３ａが設けられている。平坦部上１３ａは、金型上１１ａにおいて、隣り合う２個の成型部上１２ａ間の各々に設けられた平面領域である。

金型下１１ｂには、各成型部下１２ｂの周囲に、平坦部下１３ｂが設けられている。平坦部下１３ｂは、金型下１１ｂにおいて、隣り合う２個の成型部下１２ｂ間の各々に設けられた平面領域である。

成型時において、金型１は、金型上１１ａと金型下１１ｂとの間に供給された被成型物を、金型上１１ａおよび金型下１１ｂによってプレスする。

金型上１１ａは、供給された被成型物に対して、各成型部上１２ａと反対の形状をそれぞれ転写することで該被成型物を変形させ、各光学素子の一方の面を成型する。

金型下１１ｂは、供給された被成型物に対して、各成型部下１２ｂと反対の形状をそれぞれ転写することで該被成型物を変形させ、各光学素子の他方の面を成型する。

これにより、金型１によって、被成型物は、一方の面に対して成型部上１２ａと反対の形状が有効口径（レンズ面）として転写されていると共に、それと対向する他方の面に対して成型部下１２ｂと反対の形状が有効口径（レンズ面）として転写されている、光学素子へと成型される。光学素子は、成型部の組み合わせ毎に１個成型されることとなる。

また、Ｚ方向に関して、平坦部上１３ａと平坦部下１３ｂとは、金型上１１ａおよび金型下１１ｂによるプレス時において、互いに接触しない程度に僅かに離間されている。このため、該プレス時において、被成型物は、この離間された空隙に供給され、平坦部上１３ａおよび平坦部下１３ｂによって、平面形状が転写される。この平面形状の転写は、被成型物に対して、平面部を成型する。そして、成型後において、成形された各光学素子は、該平面部を介して一体化されることとなる。なお、この、平面部を介して各光学素子が一体化された構造は、本発明に係る光学素子アレイ（レンズアレイ）に相当する。

成型部上１２ａおよび成型部下１２ｂはいずれも、図示の便宜上、Ｘ方向に沿って複数個配置されている様子のみが図示されているが、これと同様に、Ｙ方向に沿って複数個配置されていてもよい。金型上１１ａおよび金型下１１ｂは、互いに対向する、被成型物を成型すべき面（図１〜図４では、互いに向かい合う、Ｘ方向およびＹ方向からなる面）において、金型上１１ａには成型部上１２ａが、金型下１１ｂには成型部下１２ｂが、各々少なくとも１個設けられていればよい。

なお、成型部上１２ａおよび成型部下１２ｂはいずれも、図１に示すような球状の表面を有していてもよいし、非球面である表面を有していてもよい。

また、成型部上１２ａは、図１において凹形状であるが凸形状であってもよいし、成型部下１２ｂは、図１において凸形状であるが凹形状であってもよい。

また、金型１は、成型部上１２ａおよび平坦部上１３ａを有する金型上１１ａと、成型部下１２ｂおよび平坦部下１３ｂを有する金型下１１ｂと、を備える必要がある。但し、金型１における成型部の組み合わせの数は、複数に限定されず１であってもよい。

さらに、金型１は、被成型物に対する光学素子への成型が可能であること、および、光を反射するものであることさえ満足されれば、その材料が特に限定されず、金属以外の材料からなる成形型に置換されてもよい。

金型１は、図３に示す光学素子成型装置３００（詳細は後述）においても、以上に説明したものと同様の構成を有する。

光源２は、金型１の横、換言すれば、金型１に関して、被成型物を成型すべき各面に対して平行な方向に配置されている。光源２は、金型１に向けて細い平行ビームを出射することが可能なものであり、例えば、周知の半導体レーザが使用される。光源２は、図１において１個であるが、複数個であってもよい。

ビームスプリッタ３〜５はそれぞれ、入射された１つのビームを、２つ、もしくは３つ以上の分離したビームに分割するものである。

ビームスプリッタ（ビーム分割機構）３は、光源２と、ビームスプリッタ４および５と、の間に配置されており、かつ、光源２から出射されるビームの光軸上に配置されている。

ビームスプリッタ３は、光源２から出射されたビームが入射されると、該ビームを少なくとも２つのビームに分割して出射する。分割後に出射された２つのビームのうち、一方は光検出器６に向けて出射され、他方はビームスプリッタ４および５に向けて出射される。

ビームスプリッタ４および５はいずれも、ビームスプリッタ３からビームスプリッタ４および５に向けて出射されるビームの光軸上に配置されている。

ビームスプリッタ（成型部反射機構）４は、ある１組の成型部の組み合わせを構成する、成型部上１２ａと成型部下１２ｂとの間に配置されている。ビームスプリッタ４は、該成型部上１２ａにおける、光学素子の一方の面の頂点に対応する頂点上１２ａｃと、該成型部下１２ｂにおける、光学素子の他方の面の頂点に対応する頂点下１２ｂｃと、の間に配置されることを目的とするものである。

ビームスプリッタ４は、ビームスプリッタ３から出射されたビームが入射されると、該ビームを、ビームスプリッタ４が配置された位置に対応する、１組の成型部の組み合わせを構成する、成型部上１２ａと成型部下１２ｂとの両方にて反射させるように、該成型部上１２ａおよび該成型部下１２ｂに導く。なお、成型部上１２ａに導かれたビームは、成型部上１２ａにて反射され、その反射ビームは、再びビームスプリッタ４に入射されると共に、成型部下１２ｂに導かれたビームは、成型部下１２ｂにて反射され、その反射ビームは、再びビームスプリッタ４に入射されるようになっている。

ビームスプリッタ４は、成型部上１２ａと成型部下１２ｂとの両方での反射を経て得られたビームが入射されると、該ビームを、ビームスプリッタ３に導く。ビームスプリッタ４からビームスプリッタ３に導かれたビームは、ビームスプリッタ３を通じて、光検出器６に向けて出射される。

ビームスプリッタ（平坦部反射機構）５は、平坦部上１３ａと、それと対向する平坦部下１３ｂと、の間に配置されている。

ビームスプリッタ５は、ビームスプリッタ３から出射されたビームが入射されると、該ビームを、ビームスプリッタ５が配置された位置に対応する、平坦部上１３ａと、それと対向する平坦部下１３ｂと、の両方にて反射させるように、該平坦部上１３ａおよび該平坦部下１３ｂに導く。なお、平坦部上１３ａに導かれたビームは、平坦部上１３ａにて反射され、その反射ビームは、再びビームスプリッタ５に入射されると共に、平坦部下１３ｂに導かれたビームは、平坦部下１３ｂにて反射され、その反射ビームは、再びビームスプリッタ５に入射されるようになっている。

ビームスプリッタ５は、平坦部上１３ａと、それと対向する平坦部下１３ｂと、の両方での反射を経て得られたビームが入射されると、該ビームを、ビームスプリッタ３に導く。ビームスプリッタ５からビームスプリッタ３に導かれたビームは、ビームスプリッタ３を通じて、光検出器６に向けて出射される。

光検出器６は、フォトディテクタ等の、周知の光位置検出素子を用いて構成されている。

上述したとおり、光検出器６に対しては、光源２からのビームがビームスプリッタ３によって分割されたビーム、ビームスプリッタ４からビームスプリッタ３を通じて得られたビーム、および、ビームスプリッタ５からビームスプリッタ３を通じて得られたビームが導かれる。

光検出器６に導かれた各ビームは、光検出器６の表面上に照射および集光され、それぞれ異なる光スポット（集光スポットとも言う）を形成する。光スポットとは、細い光をある面に照射したときに、その照射部分に現れる領域であって、他の部分よりも光の強度が高くなっている領域を意味する。

光検出器６は、その表面上に形成された各光スポット同士の位置ずれ量に基づいて、金型１の、具体的には、金型上１１ａに対する金型下１１ｂの、位置ずれ量および／または角度ずれ量を知ることを目的に設けられたものである。この、金型上１１ａに対する金型下１１ｂの、位置ずれ量および／または角度ずれ量は、金型１における偏芯に相当する。

図２は、図１に示す光学素子成型装置１００の動作原理を説明する概略図である。

光源２から出射された平行ビーム２１は、ビームスプリッタ３に入射される。

ビームスプリッタ３は、入射された平行ビーム２１を、光検出器６に向けて出射されたビーム２２と、ビームスプリッタ４（５）に向けて出射されたビーム２３と、に分割して出射する。

ビームスプリッタ３から光検出器６に向けて出射されたビーム２２は、光検出器６の表面上に照射および集光され、光スポットＳ１を形成する。

ビームスプリッタ３からビームスプリッタ４（５）に向けて出射されたビーム２３は、ビームスプリッタ４（５）に入射される。

ビームスプリッタ４（５）は、入射されたビーム２３を反射させ、ビーム２４として、金型上１１ａに導く。

金型上１１ａに導かれたビーム２４は、金型上１１ａにて反射され、その反射ビーム２５は、ビームスプリッタ４（５）に入射される。

ビームスプリッタ４（５）は、入射されたビーム２５を透過させ、ビーム２６として、金型下１１ｂに導く。

金型下１１ｂに導かれたビーム２６は、金型下１１ｂにて反射され、その反射ビーム２７は、ビームスプリッタ４（５）に入射される。

ビームスプリッタ４（５）は、入射されたビーム２７を透過させ、ビーム２８として、金型上１１ａに導く。

金型上１１ａに導かれたビーム２８は、金型上１１ａにて反射され、その反射ビーム２９は、ビームスプリッタ４（５）に入射される。

ビームスプリッタ４（５）は、入射されたビーム２９を反射させ、ビーム３０として、ビームスプリッタ３に導く。

ビームスプリッタ４（５）からビームスプリッタ３に導かれたビーム３０は、ビームスプリッタ３に入射される。

ビームスプリッタ３は、入射されたビーム３０を反射させ、ビーム３１として、光検出器６に向けて出射する。

ビームスプリッタ３から光検出器６に向けて出射されたビーム３１は、光検出器６の表面上に照射および集光され、光スポットＳ２を形成する。

光スポットＳ１が形成された位置と、光スポットＳ２が形成された位置と、が一致している場合、金型上１１ａに対する金型下１１ｂの、位置ずれおよび／または角度ずれ、すなわち、金型１における偏芯は、発生していないとみなすことができる。このとき、金型上１１ａおよび金型下１１ｂは、相互間での位置ずれまたは角度ずれのない、理想的な配置関係となっており、金型１は、偏芯が充分に抑制された光学素子を成型することが可能となる。

光スポットＳ１が形成された位置と、光スポットＳ２が形成された位置と、が一致していない場合、金型１における偏芯が発生しているとみなすことができ、該偏芯の量（検出した型の偏芯量）は、光スポットＳ１と光スポットＳ２との間隔ｄのベクトル量に依存することになる。

便宜上、ここでは、ビームスプリッタ４（５）に入射されたビーム２３が、金型上１１ａで２回、金型下１１ｂで１回反射された後、ビームスプリッタ３に向けて出射されるものとして説明した。但し、実際、ビームスプリッタ４（５）に入射されたビーム２３は、金型上１１ａと金型下１１ｂとの間で、無数の反射が繰り返された後、ビームスプリッタ３に向けて出射されるものであることを理解されたい。

なお、ビームスプリッタ４（５）とは、ビームスプリッタ４であると仮定しても、ビームスプリッタ５であると仮定しても、どちらでもよい旨意味しており、ビームスプリッタ４および５で、その動作原理が同様であることを意味している。

つまり、ビームスプリッタ４（５）がビームスプリッタ４であると仮定した場合、ビーム２４および２８は、金型上１１ａの成型部上１２ａ（図１参照）にて反射され、かつ、ビーム２６は、金型下１１ｂの成型部下１２ｂ（図１参照）にて反射される。

同様に、ビームスプリッタ４（５）がビームスプリッタ５であると仮定した場合、ビーム２４および２８は、金型上１１ａの平坦部上１３ａ（図１参照）にて反射され、かつ、ビーム２６は、金型下１１ｂの平坦部下１３ｂ（図１参照）にて反射される。

以上の構成を有する光学素子成型装置１００によって、金型１における偏芯を是正する（以下、この行為を調芯と称する）手法について、説明する。

まず、光源２から平行ビームを出射し、光検出器６の表面上に光スポットＳ１（図２参照）を形成させると共に、ビームスプリッタ５を用いて、光検出器６の表面上に光スポットＳ２（図２参照）を形成させる。そして、金型上１１ａおよび／または金型下１１ｂの傾斜角度を調整し、光スポットＳ１が形成される位置と、光スポットＳ２が形成される位置と、を一致させる。これらの位置が一致したとき、金型上１１ａにおける被成型物を成型すべき面（成型部上１２ａが設けられている面）、および、金型下１１ｂにおける被成型物を成型すべき面（成型部下１２ｂが設けられている面）はいずれも、適切な傾斜角度となり、かつ、互いに平行となる。こうして、金型１における、金型上１１ａと金型下１１ｂとの平行度を是正することで、傾き偏芯の調芯が可能となる。

続いて、予め、ビームスプリッタ４から金型上１１ａに導かれるビーム（すなわち、図２に示すビーム２４）が、ある１組の成型部の組み合わせに係る、頂点上１２ａｃに向けて出射されるように、ビームスプリッタ４または金型上１１ａの、Ｘ方向およびＹ方向における位置を調整しておく。その後、光源２から平行ビームを出射し、光検出器６の表面上に光スポットＳ１（図２参照）を形成させると共に、ビームスプリッタ４を用いて、光検出器６の表面上に光スポットＳ２（図２参照）を形成させる。そして、金型下１１ｂの、Ｘ方向およびＹ方向における位置を調整し、光スポットＳ１が形成される位置と、光スポットＳ２が形成される位置と、を一致させる。これらの位置が一致したとき、上記１組の成型部の組み合わせに係る、頂点上１２ａｃと頂点下１２ｂｃとは、互いに同一のＺ方向（上述した、適切な傾斜角度に対して垂直な方向）に伸びる直線上に位置することになる。こうして、金型１における、上記１組の成型部の組み合わせに関する、成型部上１２ａと、それと対向する成型部下１２ｂと、の間の平行偏芯（光学素子における両面の各中心間の、位置ずれの量）の調芯が可能となる。

続いて、上記と別の、少なくとも１組の成型部の組み合わせに関して、上記と同様の平行偏芯の調芯を行う。このとき、上記と別の該成型部の組み合わせに対してビームを導くように、ビームスプリッタ４を移動させてもよいし、別のビームスプリッタ４を新たに設け（対向配置された各型の成型部の組み合わせ毎に、成型部反射機構が設けられ）てもよい。この結果、少なくとも２組の成型部の組み合わせに関して、平行偏芯の調芯が行われたことになるため、各光学素子の光軸周りの回転方向（光軸に垂直な面における回転方向）、すなわち、Ｘ方向およびＹ方向からなる面に沿った、金型上１１ａに対する金型下１１ｂの回転度合の調芯が可能となる。

なお、ビームスプリッタ４および５は、別体として設けられている必要はなく、金型１の調芯作業に応じて移動させることが可能な、１つの同じビームスプリッタが共用されていてもよい。

また、金型上１１ａおよび金型下１１ｂの、傾斜角度および／または位置を調整するための構成としては、金型上１１ａおよび金型下１１ｂをそれぞれ可動式の台座に取り付け、この台座を移動させることによって、実現可能である。このような構成は、周知慣用技術によって容易に実現可能なものであるため、詳細な説明については省略する。

〔参考の形態〕
図３に示す光学素子成型装置３００と、図１に示す光学素子成型装置１００と、の相違点は、以下のとおりである。

光源２は、１個の光源を有するものから、光源２ａおよび２ｂという２個の光源を有するものへと変更されている。

光源２ａおよび２ｂは、それぞれ光源２と同様の構成であり、相対的な位置関係が既知であるものである。

ビームスプリッタ４および５は、ミラー３４および３５へと変更されている。

ミラー（成型部反射機構）３４は、ビームスプリッタ４と同様の位置に配置されているものであり、ミラー３４上３４ａおよびミラー３４下３４ｂを備えている。

ミラー３４上３４ａは、光源２ａから出射されたビームが、ビームスプリッタ３によって分割されたビームが入射されると、分割された該ビームを反射し、ミラー３４が配置された位置に対応する、１組の成型部の組み合わせを構成する、成型部上１２ａに導く。成型部上１２ａに導かれたビームは、成型部上１２ａにて反射され、その反射ビームは、再びミラー３４上３４ａにて反射され、ビームスプリッタ３に導かれる。ミラー３４上３４ａからビームスプリッタ３に導かれたビームは、ビームスプリッタ３を通じて、光検出器６に向けて出射される。

ミラー３４下３４ｂは、光源２ｂから出射されたビームが、ビームスプリッタ３によって分割されたビームが入射されると、分割された該ビームを反射し、ミラー３４が配置された位置に対応する、１組の成型部の組み合わせを構成する、成型部下１２ｂに導く。成型部下１２ｂに導かれたビームは、成型部下１２ｂにて反射され、その反射ビームは、再びミラー３４下３４ｂにて反射され、ビームスプリッタ３に導かれる。ミラー３４下３４ｂからビームスプリッタ３に導かれたビームは、ビームスプリッタ３を通じて、光検出器６に向けて出射される。

ミラー（平坦部反射機構）３５は、ビームスプリッタ５と同様の位置に配置されているものであり、ミラー３５上３５ａおよびミラー３５下３５ｂを備えている。

ミラー３５上３５ａは、光源２ａから出射されたビームが、ビームスプリッタ３によって分割されたビームが入射されると、分割された該ビームを反射し、ミラー３５が配置された位置に対応する、平坦部上１３ａに導く。平坦部上１３ａに導かれたビームは、平坦部上１３ａにて反射され、その反射ビームは、再びミラー３５上３５ａにて反射され、ビームスプリッタ３に導かれる。ミラー３５上３５ａからビームスプリッタ３に導かれたビームは、ビームスプリッタ３を通じて、光検出器６に向けて出射される。

ミラー３５下３５ｂは、光源２ｂから出射されたビームが、ビームスプリッタ３によって分割されたビームが入射されると、分割された該ビームを反射し、ミラー３５が配置された位置に対応する、平坦部下１３ｂに導く。平坦部下１３ｂに導かれたビームは、平坦部下１３ｂにて反射され、その反射ビームは、再びミラー３５下３５ｂにて反射され、ビームスプリッタ３に導かれる。ミラー３５下３５ｂからビームスプリッタ３に導かれたビームは、ビームスプリッタ３を通じて、光検出器６に向けて出射される。

光検出器６に対しては、光源２ａからのビームがビームスプリッタ３によって分割されたビーム、光源２ｂからのビームがビームスプリッタ３によって分割されたビーム、ミラー３４上３４ａからビームスプリッタ３を通じて得られたビーム、ミラー３４下３４ｂからビームスプリッタ３を通じて得られたビーム、ミラー３５上３５ａからビームスプリッタ３を通じて得られたビーム、および、ミラー３５下３５ｂからビームスプリッタ３を通じて得られたビームが導かれる。

図４は、図３に示す光学素子成型装置３００の動作原理を説明する概略図である。

光源２ａから出射された平行ビーム４１ａは、ビームスプリッタ３に入射される。

ビームスプリッタ３は、入射された平行ビーム４１ａを、光検出器６に向けて出射されたビーム４２ａと、ミラー上３４ａ（３５ａ）に向けて出射されたビーム４３ａと、に分割して出射する。

ビームスプリッタ３から光検出器６に向けて出射されたビーム４２ａは、光検出器６の表面上に照射および集光され、光スポットＳ１ａを形成する。

ビームスプリッタ３からミラー上３４ａ（３５ａ）に向けて出射されたビーム４３ａは、ミラー上３４ａ（３５ａ）にて反射される。

ミラー上３４ａ（３５ａ）は、反射させたビーム４３ａを、ビーム４４ａとして、金型上１１ａに導く。

金型上１１ａに導かれたビーム４４ａは、金型上１１ａにて反射され、その反射ビーム４５ａは、ミラー上３４ａ（３５ａ）にて反射される。

ミラー上３４ａ（３５ａ）は、反射させたビーム４５ａを、ビーム４６ａとして、ビームスプリッタ３に導く。

ミラー上３４ａ（３５ａ）からビームスプリッタ３に導かれたビーム４６ａは、ビームスプリッタ３に入射される。

ビームスプリッタ３は、入射されたビーム４６ａを反射させ、ビーム４７ａとして、光検出器６に向けて出射する。

ビームスプリッタ３から光検出器６に向けて出射されたビーム４７ａは、光検出器６の表面上に照射および集光され、光スポットＳ２ａを形成する。

光源２ｂから出射された平行ビーム４１ｂは、ビームスプリッタ３に入射される。

ビームスプリッタ３は、入射された平行ビーム４１ｂを、光検出器６に向けて出射されたビーム４２ｂと、ミラー下３４ｂ（３５ｂ）に向けて出射されたビーム４３ｂと、に分割して出射する。

ビームスプリッタ３から光検出器６に向けて出射されたビーム４２ｂは、光検出器６の表面上に照射および集光され、光スポットＳ１ｂを形成する。

ビームスプリッタ３からミラー下３４ｂ（３５ｂ）に向けて出射されたビーム４３ｂは、ミラー下３４ｂ（３５ｂ）にて反射される。

ミラー下３４ｂ（３５ｂ）は、反射させたビーム４３ｂを、ビーム４４ｂとして、金型下１１ｂに導く。

金型下１１ｂに導かれたビーム４４ｂは、金型下１１ｂにて反射され、その反射ビーム４５ｂは、ミラー下３４ｂ（３５ｂ）にて反射される。

ミラー下３４ｂ（３５ｂ）は、反射させたビーム４５ｂを、ビーム４６ｂとして、ビームスプリッタ３に導く。

ミラー下３４ｂ（３５ｂ）からビームスプリッタ３に導かれたビーム４６ｂは、ビームスプリッタ３に入射される。

ビームスプリッタ３は、入射されたビーム４６ｂを反射させ、ビーム４７ｂとして、光検出器６に向けて出射する。

ビームスプリッタ３から光検出器６に向けて出射されたビーム４７ｂは、光検出器６の表面上に照射および集光され、光スポットＳ２ｂを形成する。

光スポットＳ１ａが形成された位置と、光スポットＳ２ａが形成された位置と、が一致していると共に、光スポットＳ１ｂが形成された位置と、光スポットＳ２ｂが形成された位置と、が一致している場合、金型上１１ａに対する金型下１１ｂの、位置ずれおよび／または角度ずれ、すなわち、金型１における偏芯は、発生していないとみなすことができる。このとき、金型上１１ａおよび金型下１１ｂは、相互間での位置ずれまたは角度ずれのない、理想的な配置関係となっており、金型１は、偏芯が充分に抑制された光学素子を成型することが可能となる。

光スポットＳ１ａが形成された位置と、光スポットＳ２ａが形成された位置と、が一致していない場合、および／または、光スポットＳ１ｂが形成された位置と、光スポットＳ２ｂが形成された位置と、が一致していない場合、金型１における偏芯が発生しているとみなすことができ、該偏芯の量（検出した型の偏芯量）は、光スポットＳ１ａと光スポットＳ２ａとの間隔ｄａのベクトル量、および、光スポットＳ１ｂと光スポットＳ２ｂとの間隔ｄｂのベクトル量に依存することになる。

なお、ミラー上３４ａ（３５ａ）とは、ミラー３４上３４ａであると仮定しても、ミラー３５上３５ａであると仮定しても、どちらでもよい旨意味しており、ミラー３４上３４ａおよびミラー３５上３５ａで、その動作原理が同様であることを意味している。

つまり、ミラー上３４ａ（３５ａ）がミラー３４上３４ａであると仮定した場合、ビーム４４ａは、金型上１１ａの成型部上１２ａ（図３参照）にて反射される。

同様に、ミラー上３４ａ（３５ａ）がミラー３５上３５ａであると仮定した場合、ビーム４４ａは、金型上１１ａの平坦部上１３ａ（図３参照）にて反射される。

また、ミラー下３４ｂ（３５ｂ）とは、ミラー３４下３４ｂであると仮定しても、ミラー３５下３５ｂであると仮定しても、どちらでもよい旨意味しており、ミラー３４下３４ｂおよびミラー３５下３５ｂで、その動作原理が同様であることを意味している。

つまり、ミラー下３４ｂ（３５ｂ）がミラー３４下３４ｂであると仮定した場合、ビーム４４ｂは、金型下１１ｂの成型部下１２ｂ（図３参照）にて反射される。

同様に、ミラー下３４ｂ（３５ｂ）がミラー３５下３５ｂであると仮定した場合、ビーム４４ｂは、金型下１１ｂの平坦部下１３ｂ（図３参照）にて反射される。

以上の構成を有する光学素子成型装置３００によって、金型１における調芯の手法について、説明する。

まず、光源２ａおよび２ｂから平行ビームを出射し、光検出器６の表面上に光スポットＳ１ａおよびＳ１ｂ（図４参照）を形成させると共に、ミラー３５上３５ａを用いて、光検出器６の表面上に光スポットＳ２ａ（図４参照）を形成させ、ミラー３５下３５ｂを用いて、光検出器６の表面上に光スポットＳ２ｂ（図４参照）を形成させる。そして、金型上１１ａおよび／または金型下１１ｂの傾斜角度を調整し、光スポットＳ１ａが形成される位置と、光スポットＳ２ａが形成される位置と、を一致させると共に、光スポットＳ１ｂが形成される位置と、光スポットＳ２ｂが形成される位置と、を一致させる。これらの位置が一致したとき、金型上１１ａにおける被成型物を成型すべき面（成型部上１２ａが設けられている面）、および、金型下１１ｂにおける被成型物を成型すべき面（成型部下１２ｂが設けられている面）はいずれも、適切な傾斜角度となり、かつ、互いに平行となる。こうして、金型１における、金型上１１ａと金型下１１ｂとの平行度を是正することで、傾き偏芯の調芯が可能となる。

続いて、予め、ミラー３４上３４ａから金型上１１ａに導かれるビーム（すなわち、図４に示すビーム４４ａ）が、ある１組の成型部の組み合わせに係る、頂点上１２ａｃに向けて出射されるように、ミラー３４または金型上１１ａの、Ｘ方向およびＹ方向における位置を調整しておく。その後、光源２ａおよび２ｂから平行ビームを出射し、光検出器６の表面上に光スポットＳ１ａおよびＳ１ｂ（図４参照）を形成させると共に、ミラー３４上３４ａを用いて、光検出器６の表面上に光スポットＳ２ａ（図４参照）を形成させ、ミラー３４下３４ｂを用いて、光検出器６の表面上に光スポットＳ２ｂ（図４参照）を形成させる。そして、金型下１１ｂの、Ｘ方向およびＹ方向における位置を調整し、光スポットＳ１ａが形成される位置と、光スポットＳ２ａが形成される位置と、を一致させると共に、光スポットＳ１ｂが形成される位置と、光スポットＳ２ｂが形成される位置と、を一致させる。これらの位置が一致したとき、上記１組の成型部の組み合わせに係る、頂点上１２ａｃと頂点下１２ｂｃとは、互いに同一のＺ方向（上述した、適切な傾斜角度に対して垂直な方向）に伸びる直線上に位置することになる。こうして、金型１における、上記１組の成型部の組み合わせに関する、成型部上１２ａと、それと対向する成型部下１２ｂと、の間の平行偏芯の調芯が可能となる。

続いて、上記と別の、少なくとも１組の成型部の組み合わせに関して、上記と同様の平行偏芯の調芯を行う。このとき、上記と別の該成型部の組み合わせに対してビームを導くように、ミラー３４を移動させてもよいし、別のミラー３４を新たに設け（対向配置された各型の成型部の組み合わせ毎に、成型部反射機構が設けられ）てもよい。この結果、少なくとも２組の成型部の組み合わせに関して、平行偏芯の調芯が行われたことになるため、各光学素子の光軸周りの回転方向（光軸に垂直な面における回転方向）、すなわち、Ｘ方向およびＹ方向からなる面に沿った、金型上１１ａに対する金型下１１ｂの回転度合の調芯が可能となる。

なお、ミラー３４および３５は、別体として設けられている必要はなく、金型１の偏芯を是正する作業に応じて移動させることが可能な、１つの同じミラー（具体的には、上下ミラーの組み合わせ）が共用されていてもよい。

本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

本発明は、成形型の形状の転写によって、光学素子を成型する、光学素子成型装置に利用することができる。

１ 金型（成形型）
２、２ａ、２ｂ 光源
３ ビームスプリッタ（ビーム分割機構）
４ ビームスプリッタ（成型部反射機構）
５ ビームスプリッタ（平坦部反射機構）
６ 光検出器
１１ａ 金型上
１１ｂ 金型下
１２ａ 成型部上
１２ｂ 成型部下
１２ａｃ 頂点上
１２ｂｃ 頂点下
１３ａ 平坦部上
１３ｂ 平坦部下
３４ ミラー（成型部反射機構）
３５ ミラー（平坦部反射機構）
１００、３００ 光学素子成型装置

Claims (4)

1. 光学素子の有効口径を成型する成型部と、該成型部の周囲に配置された平坦部と、が設けられた型が、対向配置されてなる成形型と、
   対向配置された各型の成型部間の平行偏芯を検出する光検出器と、を備える光学素子成型装置であって、
   入射されたビームを、対向配置された各型の平坦部へと導き、かつ、各平坦部での反射を経て得られたビームを、光検出器へと導くための平坦部反射機構と、
   入射されたビームを、対向配置された各型の成型部へと導き、かつ、各成型部での反射を経て得られたビームを、光検出器へと導くための成型部反射機構と、を備え、
   上記光検出器は、
   上記平坦部反射機構によって光検出器へと導かれたビームに基づいて、対向配置された各型の傾斜角度を検出すると共に、上記成型部反射機構によって光検出器へと導かれたビームに基づいて、上記平行偏芯を検出するものであり、
   上記平坦部反射機構および成型部反射機構はビームを入射させるための１つの光源を備え、
   上記平坦部反射機構は、各型の上記各平坦部間で反射を繰り返した後、上記光検出器側へ戻すビームスプリッタを備え、
   上記成型部反射機構は、各型の上記各成型部間で反射を繰り返した後、上記光検出器側へ戻すビームスプリッタを備えている
   ことを特徴とする光学素子成型装置。
2. 上記光源から入射されたビームを、少なくとも２つのビームに分割し、分割したビームの一方を光検出器に向けて出射すると共に、分割したビームの他方を上記平坦部反射機構および成型部反射機構に向けて出射するビーム分割機構を備えることを特徴とする請求項１に記載の光学素子成型装置。
3. 対向配置された各型の成型部は、上記成形型において複数組設けられており、
   上記成型部反射機構は、対向配置された各型の成型部の、少なくとも２組に対して、上記平行偏芯を検出するためのものであることを特徴とする請求項１または２に記載の光学素子成型装置。
4. 対向配置された各型の成型部の組み合わせ毎に、上記成型部反射機構が設けられていることを特徴とする請求項３に記載の光学素子成型装置。

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