CN102821924B

CN102821924B - 成型模具、光学元件以及光学元件的制造方法

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Publication number: CN102821924B
Application number: CN201180016278.2A
Authority: CN
Inventors: 清水勉; 富士健太
Original assignee: Konica Minolta Opto Inc
Current assignee: Konica Minolta Opto Inc
Priority date: 2010-03-30
Filing date: 2011-01-28
Publication date: 2015-10-14
Anticipated expiration: 2031-01-28
Also published as: JPWO2011122090A1; JP2012153145A; CN102821924A; JP5163832B2; WO2011122090A1

Abstract

一种成型模具、光学元件以及光学元件的制造方法。注射成型塑料透镜PL时，通过使具有形成衍射构造之台阶形状13A、15A的第1光学转印面11A比第2光学转印面21A先从塑料透镜PL脱模，这样，即使是像例如3波长互换光学元件那样台阶形状的纵横比值（Y／X）是满足0.50≤（Y/X）的最大值≤1.0之较深的范围，也能够抑制注射成型时冷却固化引起的树脂收缩带来的脱模障碍。由此，即使是在微细构造上具有较深台阶的光学元件，也能够从定模10几乎没有障碍地顺利地脱模塑料透镜PL，能够防止塑料透镜PL的衍射构造台阶、即微细形状的变形。

Description

成型模具、光学元件以及光学元件的制造方法

技术领域

本发明涉及成型光学元件用的成型模具、用该成型模具成型的光学元件，以及该光学元件的制造方法。

背景技术

成型光学面具有衍射构造等阶梯形状微细构造的光学元件时，为了防止开模时模具的光学转印面与光学元件的光学面偏离，有一种先从一方模具脱模曲率半径大没有微细构造的光学面、然后从另一方模具脱模曲率半径小具有微细构造的光学面的方法（请参照例如专利文献1）。

先行技术文献

专利文献

专利文献1：特开2002-200652号公报

发明欲解决的课题

但是，专利文献1所述的成型模具中，相比从一方模具脱模曲率半径大没有微细构造的光学面时来说，从另一方模具脱模曲率半径小具有微细构造的光学面时光学元件的冷却状态进展。光学元件冷却的话树脂收缩，所以光学面上具有微细构造时光学元件的脱模障碍增大。因此，专利文献1所述的成型模具中，从另一方模具脱模具有微细构造的光学面时，光学元件微细构造的壁面与模具微细构造的壁面产生摩擦，导致光学元件的微细构造变形，存在问题。

例如，作为光拾取装置用物镜，有用数值孔径（NA）0.45将CD（Compact Disc）波长（780nm）聚光于CD光盘上、用数值孔径（NA）0.6将DVD（Digital Versatile Disc）波长（650nm）聚光于DVD光盘上的CD/DVD二波长互换型光拾取装置用物镜光学元件，还有用数值孔径（NA）0.45将波长（780nm）聚光于CD光盘上、用数值孔径（NA）0.6将DVD波长（650nm）聚光于DVD光盘上、用数值孔径（NA）0.85将BD（Blu-ray Disc）波长（405nm）聚光于BD光盘上的CD/DVD/BD三波长互换型光拾取装置用物镜光学元件。其中，CD/DVD/BD三波长互换型光拾取装置用物镜光学元件与CD/DVD二波长互换型光拾取装置用物镜光学元件相比，光学元件上设有的微细构造具有更深的台阶形状。因此，与CD/DVD二波长互换型光拾取装置用物镜光学元件相比，CD/DVD/BD三波长互换型光拾取装置用物镜光学元件时、光学元件的脱模障碍更大，脱模具有微细构造的光学面时、更容易出现光学元件微细构造的变形。对此，与CD/DVD二波长互换型光拾取装置用物镜光学元件相比，CD/DVD/BD三波长互换型光拾取装置用物镜光学元件被要求更高的成型精度及光学性能，所以必须进一步降低成型中光学元件微细构造的变形。因此，成型CD/DVD/BD三波长互换型光拾取装置用物镜光学元件时导致微细构造变形的脱模障碍问题，是一个非常大的问题。

如上所述，光学面的微细构造具有深的台阶形状时，上述脱模障碍更大，脱模具有微细构造的光学面时，更容易产生光学元件的微细构造变形。光学元件微细构造的变形量大的话会导致光学元件的光学性能降低。因此，本发明者发现，成型具有微细构造的光学元件时，上述脱模障碍是不能忽视的非常大的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种即使是微细构造上具有深的台阶的光学元件、脱模时也能够使微细构造不易变形的成型模具、用该成型模具成型的光学元件，以及该光学元件的制造方法。

用来解决课题的手段

为了解决上述课题，本发明的成型模具，是关模第1模具第2模具形成模具空间进行光学元件成型的成型模具，其特征在于，第1模具具有形成光学元件的第1光学面的第1光学转印面，光学元件比第2模具先从第1模具脱模，第2模具具有形成光学元件的第2光学面的第2光学转印面，当光学元件从第1模具脱模时第2模具支承光学元件，第1光学转印面的曲率半径的绝对值小于第2光学转印面的曲率半径的绝对值，第1光学转印面具有形成衍射构造的台阶形状，以台阶形状的宽度为X、台阶形状的高度为Y，满足以下条件式：

0.50≤（Y/X）的最大值≤1.0。

其中，（Y/X）是台阶形状的宽度与高度的比值。

根据上述成型模具，通过使具有形成衍射构造之台阶形状的第1光学转印面比第2光学转印面先从光学元件脱模，即使是像多波长互换光学元件那样台阶形状在满足0.50≤（Y/X）的最大值≤1.0之较深的范围，也能够抑制注射成型时由于冷却固化的树脂收缩所带来的脱模障碍。由此，光学元件能够几乎没有障碍顺利地从第1模具脱模，能够防止光学元件衍射构造的台阶、即微细形状的变形。（Y/X）小于0.50时台阶小，几乎不产生像上述那样的课题。但如果台阶的（Y/X）超过1.0，那么，即使采用本发明手法也容易出现转印劣化，非实用性。

本发明的具体形态或一面，是上述成型模具，其特征在于，第1光学转印面至少具有含有光轴的光轴侧区域和配置在光轴侧区域外侧的外侧区域，外侧区域上的（Y/X）的最大值，小于光轴侧区域上的（Y/X）的最大值。一般来说光学元件是从外侧开始冷却固化的。因此，在光学元件的外侧区域上形成具有深台阶形状的微细构造时，比在光学元件的光轴侧区域上形成具有深台阶形状的微细构造时脱模障碍大。对于该课题，本发明中，着眼于光学元件是从外侧开始冷却固化这一点，通过使外侧区域的（Y/X）的最大值小于光轴侧区域的（Y/X）的最大值，能够缓和脱模时作用于外侧区域台阶形状壁面的脱模障碍，方便从第1模具脱模。

本发明的另一面，其特征在于，台阶形状的内侧壁面与光轴的夹角，小于等于台阶形状的外侧壁面与光轴的夹角。此时，虽然是台阶形状的内侧壁面与光轴的夹角是小于等于台阶形状的外侧壁面与光轴的夹角之脱模障碍较易变大的模具构造，但是通过从脱模障碍大的第1光学转印面、在其还是热的时候优先脱模，能够实现顺利的脱模。

本发明的又一面，其特征在于，台阶形状的内侧壁面平行于光轴。此时，可以使台阶形状为例如矩形状和内火焰状。

本发明的又一面，其特征在于，台阶形状包括矩形状。此时，可以形成多层型衍射光栅。

本发明的又一面，其特征在于，外侧区域上的台阶形状的外侧壁面与光轴的夹角的最小值，大于光轴侧区域上的台阶形状的外侧壁面与光轴的夹角的最小值。此时，着眼于光学元件是从外侧开始冷却固化这一点，通过使外侧区域上的上述外侧壁面的角度大于光轴侧区域上的上述外侧壁面的角度，这样，外侧区域上的台阶形状比光轴侧区域上的台阶形状树脂收缩引起的脱模障碍少，能够方便从第1模具脱模。

本发明的又一面，其特征在于，外侧区域上的台阶形状的外侧壁面与光轴的夹角的最小值，小于等于光轴侧区域上的台阶形状的外侧壁面与光轴的夹角的最小值。此时，虽然是外侧区域上的上述外侧壁面的角度是小于等于光轴侧区域上的上述外侧壁面的角度之脱模障碍在外侧较易变大的模具构造，但是通过从脱模障碍大的第1光学转印面、在其还是热的时候优先脱模，能够实现顺利的脱模。

本发明的又一面，其特征在于，光轴侧区域至少具有含有光轴的中央区域和配置在中央区域外侧的中间区域，外侧区域至少具有配置在中间区域外侧的最周边区域，最周边区域上的（Y/X）的最大值，小于中央区域及中间区域之至少任何一个上的（Y/X）的最大值。此时，着眼于光学元件是从外侧开始冷却固化这一点，通过使最周边区域的（Y/X）的最大值小于中央区域及中间区域之至少任何一个上的（Y/X）的最大值，能够缓和脱模时作用于最周边区域台阶形状壁面的脱模障碍，方便从第1模具脱模。

本发明的又一面，其特征在于，中央区域上的台阶形状、中间区域上的台阶形状、最周边区域上的台阶形状各不相同。此时，通过各区域上具有不同的台阶形状，能够简单地实现多种波长互换型的光拾取装置用物镜，能够提高光学元件的衍射效率。

本发明的又一面，其特征在于，最周边区域上的台阶形状的外侧壁面与光轴的夹角的最小值，大于中央区域及中间区域之任何一个上的台阶形状的外侧壁面与光轴的夹角的最小值。此时，着眼于光学元件是从外侧开始冷却固化这一点，通过使最周边区域上的上述外侧壁面与光轴的夹角的最小值，大于中央区域及中间区域之任何一个区域上的上述外侧壁面与光轴的夹角的最小值，这样，最周边区域上的台阶形状比中央区域及中间区域上的台阶形状树脂收缩引起的脱模障碍少，能够防便从第1模具脱模。

本发明的又一面，其特征在于，最周边区域上的台阶形状的外侧壁面与光轴的夹角的最小值，小于等于中央区域及中间区域之任何一个区域上的台阶形状的外侧壁面与光轴的夹角的最小值。此时，虽然是最周边区域上的上述外侧壁面的角度小于等于中央区域及中间区域之任何一个区域上的上述外侧壁面的角度之脱模障碍在外侧较容易变大的模具构造，但是通过从脱模障碍大的第1光学转印面、在其还是热的时候优先脱模，能够实现顺利的脱模。

本发明的又一面，其特征在于，第1模具是定模，第2模具是动模。

本发明的光学元件，是具有第1光学面和第2光学面的光学元件，其特征在于，第1光学面的曲率半径的绝对值小于第2光学面的曲率半径的绝对值，第1光学面至少在含有光轴的光轴侧区域和配置在光轴侧区域外侧的外侧区域上具有形成衍射构造的台阶，以台阶的宽度为X、台阶的高度为Y，外侧区域上的（Y/X）的最大值小于光轴侧区域上的（Y/X）的最大值。一般来说光学元件是从外侧开始冷却固化的。因此，在光学元件的外侧区域上形成具有深台阶形状的微细构造时，比在光学元件的光轴侧区域上形成具有深台阶形状的微细构造时脱模障碍大。对于该课题，本发明中着眼于光学元件是从外侧开始冷却固化这一点，通过使外侧区域上的（Y/X）的最大值小于光轴侧区域上的（Y/X）的最大值，由此能够缓和从第1模具脱模时作用于外侧区域台阶形状壁面上的脱模障碍，方便从第1模具脱模。

本发明的又一面，其特征在于，光轴侧区域至少具有含有光轴侧的中央区域和配置在中央区域外侧的中间区域，外侧区域至少具有配置在中间区域外侧的最周边区域，最周边区域上的（Y/X）的最大值小于中央区域及中间区域之至少任何一个上的（Y/X）的最大值。此时，着眼于光学元件是从外侧开始冷却固化这一点，通过使最周边区域上的（Y/X）的最大值小于中央区域及中间区域之至少任何一个上的（Y/X）的最大值，能够缓和从第1模具脱模时作用于最周边区域台阶形状壁面上的脱模障碍，能够方便从第1模具脱模，能够高精度转印。

本发明的又一面，其特征在于，满足以下条件式：

0.50≤（Y/X）的最大值≤1.0。

本发明的光学元件制造方法，是用成型模具成型光学元件的光学元件制造方法，其特征在于，成型模具具有在开模状态下不留有光学元件的第1模具、在开模状态下留有光学元件的第2模具，第1模具具有形成光学元件第1光学面的第1光学转印面，第2模具具有形成光学元件第2光学面的第2光学转印面，第1光学转印面的曲率半径的绝对值小于第2光学转印面的曲率半径的绝对值，第1光学转印面具有形成衍射构造的台阶形状，以台阶形状的宽度为X、台阶形状的高度为Y，满足以下条件式：

0.50≤（Y/X）的最大值≤1.0，

在开模工序之后，具有使光学元件从第2模具脱模的脱模工序。

根据上述制造方法，通过使具有形成衍射构造之台阶形状的第1光学转印面比第2光学转印面先从光学元件脱模，这样，即使是像多波长互换光学元件那样台阶形状在满足0.50≤（Y/X）的最大值≤1.0之较深的范围，也能够抑制注射成型时由于冷却固化的树脂收缩所带来的脱模障碍。由此，光学元件能够几乎没有障碍顺畅地从第1模具脱模，能够防止光学元件衍射构造的台阶、即微细形状的变形。（Y/X）小于0.50时台阶小，几乎不产生像上述那样的课题。但如果台阶的（Y/X）超过1.0，那么，即使采用本发明手法也容易出现转印劣化，非实用性。

附图说明

图1：说明第1实施方式成型模具的概念图。

图2：第1实施方式成型模具第1光学转印面的说明图。

图3：用图1成型模具成型的光学元件的说明图。

图4：第2实施方式成型模具第1光学转印面的说明图。

图5：第3实施方式成型模具第1光学转印面的说明图。

图6：第4实施方式成型模具第1光学转印面的说明图。

具体实施方式

第1实施方式

参照图1、图2，对本发明成型模具作说明。成型模具100是通过关模为第1模具的定模10、为第2模具的动模20形成模具空间CV、进行光学元件塑料透镜PL（请参照图3）成型的模具。成型模具100被组装在备有温度调节部30、动模驱动部40、树脂注射部50等的注射成型装置中。

如图1所示，成型模具100备有定模10、动模20。通过使动模20与定模10对合匹配，在两模具10、20之间形成模具空间CV。在模具空间CV周围的一部分上形成了与模具空间CV连通的浇口GP。由树脂注射部50经由浇口GP对上述模具空间CV内部供给、充填熔融树脂。

对由成型模具10成型的塑料透镜PL作说明。图3的左图是塑料透镜PL的侧视截面图，右图是第1光学面OL的概念图。塑料透镜PL是小型衍射折射复合透镜，用作例如光拾取装置的物镜。塑料透镜PL具有具备光学功能的中心部OL、从中心部OL向外径方向延伸的环状突缘部FL。中心部OL具有曲率半径小的凸的第1光学面OL1和曲率半径大的凸的第2光学面OL2。第1光学面OL1与第2光学面OL2相对，中间隔着厚的、具有光透过性的本体。突缘部FL在第1光学面OL1侧具有第1突缘面FL1，在第2光学面OL2侧具有第2突缘面FL2。

中心部OL上，第1光学面OL1具有用于多波长互换的衍射构造台阶、即微细构造。也就是说，塑料透镜PL是与短波长高数值孔径规格、中波长中等程度数值孔径规格、长波长低数值孔径规格对应的3波长互换光学元件，第1光学面OL1上设有的微细构造，具有能够适合于各波长聚光的形状。图示例中，为了与数值孔径不同的3波长光束对应，第1光学面OL1被分割成同心的3个区域，从内侧向外侧，包括3波长互换区域AR1、2波长互换区域AR2、1波长专用区域AR3。由上述所有区域AR1、AR2、AR3、以例如数值孔径（NA）0.85、使BD（Blu-ray Disc）的波长（405nm）聚光，在BD光盘上形成最佳斑点。由除了远离光轴OA的最周边侧之外的区域AR1、AR2、以例如数值孔径（NA）0.6、使DVD（DigitalVersatile Disc）的波长（650nm）聚光，在DVD光盘上形成最佳斑点。此时，穿过NA0.6至NA0.85相应光学面区域的DVD波长（650nm）光束成为耀斑成分，对用于DVD光盘记录/再生的斑点形成没有贡献。另外，由光轴OA侧区域AR1、以例如数值孔径（NA）0.45、使CD（Compact Disc）的波长（780nm）聚光，在CD光盘上形成最佳斑点。此时，穿过NA0.45至NA0.85相应光学面区域的CD波长（780nm）光束成为耀斑成分，对用于CD光盘记录/再生的斑点形成没有贡献。有关第1光学面OL1的具体微细构造，因为是转印后述定模10第1光学转印面11A的微细构造，故省略说明。

返回图1，定模10具有中央侧的型芯11和周边侧的外周模12。型芯11和外周模12例如用同样的钢材形成，相互被固定为一体。定模10中，对着动模20的型芯11面上设有为微细构造的环带状衍射图样，且整体是具有凹面的第1光学转印面11A。第1光学转印面11A与成型品塑料透镜PL的曲率半径小的第1光学面OL1（参照图3）对应。由外周模12形成的周围侧第1成型面12A，与塑料透镜PL周围的第1突缘面FL1（参照图3）对应。

以下参照图2，详细说明光学转印面11A的微细构造。图2是第1光学转印面11A的模式性侧视截面放大图。如上所述，由第1光学转印面11A形成的面，是塑料透镜PL的第1光学面OL1。

第1光学转印面11A从第1光学转印面11A的光轴OA侧向半径方向外侧，被同心地分割成圆形状的光轴侧区域11C和环带状的外侧区域11D。并且，光轴侧区域11C从第1光学转印面11A的中央向外侧区域11D，被分割成同心的中央区域A1和中间区域A2。中央区域A1对应图3塑料透镜PL的3波长互换区域AR1，中间区域A2对应2波长互换区域AR2。另外，外侧区域11D是最周边区域A3，对应图3塑料透镜PL的1波长专用区域AR3。

第1光学转印面11A上，为了形成塑料透镜PL衍射构造的台阶，分别在中央区域A1、中间区域A2、最周边区域A3上，以光轴OA为中心，环带状地形成了多个微细的台阶形状。以截面看该环带状的台阶形状时，引起脱模障碍的凹的台阶形状的内侧壁面是与光轴OA平行的，台阶形状的内侧壁面与光轴OA的夹角α1、α3，分别小于等于台阶形状的外侧壁面与光轴OA的夹角β1、β3。具体则由图示可知，第1光学转印面11A的中央区域A1上的台阶形状13A为矩形状，区域内所有台阶形状13A的内侧壁面13B与光轴OA的夹角α1、以及台阶形状13A的外侧壁面13C与光轴OA的夹角β1同样都为0度。最周边区域A3上的台阶形状15A为火焰状。

最周边区域A3上的各台阶形状15A，其外侧壁面15C与光轴OA的夹角β3的值有各不相同的情况。火焰状时，不仅仅是最周边区域A3，中央区域A1（中间区域A2也同样）的区域内，各外侧壁面与光轴OA的夹角β1（角度β2也同样）的值有各不相同的情况。然而，各台阶形状15A的内侧壁面15B与光轴OA的夹角α3，小于外侧壁面15C与光轴OA的夹角β3。

另外由图示可知，外侧区域11D之最周边区域A3上的台阶形状15A的外侧壁面15C与光轴OA的夹角β3的最小值，大于光轴侧区域11C中的中央区域A1上的台阶形状13A的外侧壁面13C与光轴OA的夹角β1。图示省略了中间区域A 2上的台阶形状，其例如为矩形状，中间区域A2台阶形状的内侧壁面与光轴OA的夹角，小于等于中间区域A2台阶形状的外侧壁面与光轴OA的夹角，例如它们相等。最周边区域A3上的台阶形状15A的外侧壁面与光轴OA的夹角β3的最小值，大于中间区域A2上的台阶形状的外侧壁面与光轴OA的夹角。

第1光学转印面11A上，以台阶形状的宽度为X、台阶形状的高度为Y，台阶形状的纵横比值（Y/X）满足以下条件式：

0.50≤（Y/X）的最大值≤1.0，

第1光学转印面11A的台阶形状较深。这种台阶形状较深的光学转印面在形成多波长互换光学元件、具体则是形成3波长互换光学元件时是不可缺少的。各区域11C、11D上的台阶形状的宽度X与高度Y的纵横比值（Y/X）的最大值，在台阶形状具有“コ”字形台阶形状时，以“コ”字形台阶形状的宽度X与高度Y的比值为基准求得。例如如图2所示，在中央区域A1是以“コ”字形台阶形状UN 1的宽度X1与高度Y1之比为基准求（Y/X）的最大值。“コ”字形台阶形状UN1的高度Y1如图2所示，以形成“コ”字形台阶形状UN1的平行于光轴OA的2个壁面中在光轴OA方向高度高的一个壁面的高度为Y1。台阶形状没有“コ”字形台阶形状时，例如火焰型台阶形状时，是以火焰型台阶形状的宽度X与高度Y的比值为基准求得。例如如图2所示，在最周边区域A3是以火焰型台阶形状UN3的宽度X3与高度Y3之比为基准求（Y/X）的最大值。

如图2所示，各区域11C、11D、具体则是区域A1、A3上的台阶形状各不相同，为外侧区域11D的最周边区域A3上的（Y/X）的最大值，小于光轴侧区域11C的中央区域A1上的（Y/X）的最大值。图示省略了中间区域A2上的台阶形状，其例如为矩形状，中间区域A2上的（Y/X）的最大值，在具体例中是大于最周边区域A3上的（Y/X）的最大值。

第1光学面OL1的各区域AR1、AR3等上形成了台阶，它们是略翻转形成在第1光学转印面11A各区域A1、A3等上的台阶形状13A、15A。

返回图1，动模20具有中央侧的型芯21和周边侧的外周模22。型芯21和外周模22例如用同样的钢材形成，外周模22从周围支撑型芯21。动模20中，对着定模10的型芯21面上具有没有台阶的光滑凹面的第2光学转印面21A。第2光学转印面21A对应成型品塑料透镜PL曲率半径大的第2光学面OL2（请参照图3）。由外周模22形成的周围侧第2成型面22A对应塑料透镜PL周围的第2突缘面FL2（请参照图3）。

型芯21在本实施方式中起到作为顶出部的功能，其被插通在外周模22上设有的孔22B中，两者之间稍微离间，在该状态下能够在轴AX方向往复移动。在使动模20从定模10离间的开模之后，使型芯21相对外周模22向定模10移动，由此能够简单地使留在动模20中的塑料透镜PL脱模。

以下说明用图1所示成型模具100的塑料透镜PL的成型。首先使动模20与定模10接合，关模。通过关模，在两模具10、20之间形成定模10的合模面PA1与动模20的合模面PA2闭合形状的模具空间CV。

接下去在两模具10、20间形成的模具空间CV中注射熔融塑料树脂。即经由浇口GP，将熔融塑料树脂导入两模具10、20间的模具空间CV中，用熔融塑料树脂充填模具空间CV。

然后充填在模具空间CV中的熔融塑料树脂放热、冷却。注射到模具空间CV中的熔融塑料树脂，温度通常为200～300℃，一旦接触由温度调节部30通常保持在100～180℃的两模具10、20的光学转印面11A、21A及成型面12A、22A，熔融塑料树脂便从接触成型模具100的接触面逐渐冷却固化。

然后用动模驱动部40在熔融塑料树脂还是热的时候使动模20从定模10离间，开模。这样，能够抑制冷却固化时树脂收缩造成的脱模障碍，即使成型模具100的第1光学转印面11A具有较深的台阶形状，塑料透镜PL的第1光学面OL1也能够从定模10几乎没有障碍地顺利脱模。使动模20后退的开模距离，例如在衍射透镜厚度以上的程度。

然后用动模驱动部40驱动为顶出部的型芯21，使之从收纳在外周模22中的图示的退避状态，到比第2成型面22A还要突出在定模10一侧的动作状态。由此，能够使冷却时树脂收缩明显的塑料透镜PL从动模20脱模、即分离。如图3所示，分离后的塑料透镜PL，其第1光学面OL1与第1光学转印面11A对应，是具有环带状衍射图样的凸面，第2光学面OL2与第2光学转印面21A对应，是光滑的凸面。在塑料透镜PL的周围，与成型面12A、22A对应，形成了突缘部FL。

根据上述成型模具100，通过使具有形成衍射构造之台阶形状13A、15A的第1光学转印面11A比第2光学转印面21A先从塑料透镜PL脱模，这样，即使是像例如3波长互换光学元件那样台阶形状13A、15A在满足0.50≤（Y/X）的最大值≤1.0之较深的范围，也能够抑制注射成型时冷却固化引起的树脂收缩所带来的脱模障碍。由此，塑料透镜PL能够从定模10几乎没有障碍地顺利脱模，能够防止塑料透镜PL的衍射构造台阶、即微细形状变形。

另外，通过使外侧区域11D最周边区域A3上的（Y/X）的最大值小于光轴侧区域11C中央区域A1等上的（Y/X）的最大值，这样，脱模时能够缓和最周边区域A3台阶形状15A内侧壁面15B上的脱模障碍，即使塑料透镜PL从外侧开始冷却固化也能够方便从定模10脱模。

另外，通过使外侧区域11D最周边区域A3上的台阶形状15A的外侧壁面15C与光轴OA的夹角β3的最小值，大于光轴侧区域11C中央区域A1上的台阶形状13A的外侧壁面13C与光轴OA的夹角β1的最小值，这样，最周边区域A3上的台阶形状15A比中央区域A1上的台阶形状13A树脂收缩引起的脱模障碍少，即使塑料透镜PL从外侧开始冷却固化也能够方便从定模10脱模。

实施例1

[表1]

中央区域	最周边区域
		台阶形状(Y1/X1)	台阶形状(Y3/X3)
0.038～0.617	0.005～0.030

表1对图2的第1光学转印面11A上的台阶形状的纵横比值（Y/X）作了说明。如表1所示，中央区域A1台阶形状UN1的纵横比值（Y1/X1）为0.038～0.617。最周边区域A3台阶形状UN3的纵横比值（Y3/X3）为0.005～0.030。中央区域A1上的（Y/X）的最大值为0.617，最周边区域A3上的（Y/X）的最大值为0.030。

归纳如下，第1光学转印面11A上台阶形状纵横比值（Y/X）的最大值为0.617，在0.50≤（Y/X）的最大值≤1.0之范围内。另外，外侧区域11D最周边区域A3上的（Y/X）的最大值（0.030），小于光轴侧区域11C中央区域A1上的（Y/X）的最大值（0.617）。

第2实施方式

以下对本发明第2实施方式的成型模具作说明。第2实施方式的成型模具是第1实施方式成型模具的变形，不作特别说明的部分与第1实施方式相同。

以下参照图4，详细说明第2实施方式成型模具100光学转印面11A的微细构造。

第1光学转印面11A上，为了形成塑料透镜PL的衍射构造台阶，以光轴OA为中心环带状地形成了多个微细的台阶形状。以截面看该环带状的台阶形状时，产生脱模障碍的凹的台阶形状的内侧壁面是与光轴OA平行的，台阶形状的内侧壁面与光轴OA的夹角α1、α2、α3分别小于等于台阶形状的外侧壁面与光轴OA的夹角β1、β2、β3。具体则由图示可知，第1光学转印面11A的中央区域A1上台阶形状13A为矩形状，区域内所有台阶形状13A的内侧壁面13B与光轴OA的夹角α1、以及台阶形状13A的外侧壁面13C与光轴OA的夹角β1同样都为0度。另外，中间区域A2上台阶形状14A为矩形状，区域内所有台阶形状14A的内侧壁面14B与光轴OA的夹角α2、以及台阶形状14A的外侧壁面14C与光轴OA的夹角β2同样都为0度。另外，最周边区域A3上台阶形状15A为火焰状，各台阶形状15A的内侧壁面15B与光轴OA的夹角α3小于外侧壁面15C与光轴OA的夹角β3。

另外由图示可知，外侧区域11D最周边区域A3上的台阶形状15A的外侧壁面15C与光轴OA的夹角β3的最小值，大于光轴侧区域11C中的中央区域A1上的台阶形状13A的外侧壁面13C与光轴OA的夹角β1以及中间区域A2上的同样的夹角β2。

0.50≤（Y/X）的最大值≤1.0，

第1光学转印面11A的台阶形状较深。各区域11C、11D上的台阶形状的宽度X与高度Y的纵横比值（Y/X）的最大值，在台阶形状具有“コ”字形台阶形状时，以“コ”字形台阶形状的宽度X与高度Y的比值为基准求得。例如如图4所示，在中央区域A1是以“コ”字形台阶形状UN1的宽度X1与高度Y1之比为基准求（Y/X）的最大值。“コ”字形台阶形状UN1的高度Y1如图4所示，是以形成“コ”字形台阶形状UN1的平行于光轴OA的2个壁面中在光轴OA方向高度高的一个壁面的高度为Y1。另外，在中间区域A2是以“コ”字形台阶形状UN2的宽度X2与高度Y2之比为基准求（Y/X）的最大值。“コ”字形台阶形状UN2的高度Y2如图4所示，是以形成“コ”字形台阶形状UN2的平行于光轴OA的2个壁面中在光轴OA方向高度高的一个壁面的高度为Y2。台阶形状没有“コ”字形台阶形状时，例如火焰型台阶形状时，是以火焰型台阶形状的宽度X与高度Y的比值为基准求得。例如如图4所示，在最周边区域A3是以火焰型台阶形状UN3的宽度X3与高度Y3之比为基准求（Y/X）的最大值。

各区域11C、11D、具体则是区域A1、A2、A3上的台阶形状是各不相同的形状，外侧区域11D最周边区域A3上的（Y/X）的最大值，小于光轴侧区域11C的中央区域A1及中间区域A2之任何一个区域上的（Y/X）的最大值。

第1光学面OL1的各区域AR1、AR2、AR3上形成了台阶，它们是略翻转形成在第1光学转印面11A各区域A1、A2、A3上的台阶形状13A、14A、15A。

根据上述成型模具100，通过使外侧区域11D最周边区域A3上的台阶形状15A的外侧壁面15C与光轴OA的夹角β3的最小值，大于光轴侧区域11C中央区域A1及中间区域A2上的台阶形状13A、14A的外侧壁面13C、14C与光轴OA的夹角β1、β2，这样，最周边区域A3上的台阶形状15A比中央区域A1及中间区域A2上的台阶形状13A、14A树脂收缩引起的脱模障碍少，即使塑料透镜PL从外侧开始冷却固化也能够方便从定模10脱模。

实施例2

[表2]

中央区域	中间区域	最周边区域
			台阶形状(Y1/X1)	台阶形状(Y2/X2)	台阶形状(Y3/X3)
0.006～0.090	0.421～0.517	0.007～0.086

表2对图4的第1光学转印面11A上的台阶形状的纵横比值（Y/X）作了说明。如表2所示，中央区域A1上的台阶形状UN1的纵横比值（Y1/X1）为0.006～0.090。中间区域A2上的台阶形状UN2的纵横比值（Y2/X2）为0.421～0.517。最周边区域A3上的台阶形状UN3的纵横比值（Y3/X3）为0.007～0.086。中央区域A1上的（Y/X）的最大值为0.090，中间区域A2上的（Y/X）的最大值为0.517，最周边区域A3上的（Y/X）的最大值为0.086。

归纳如下，第1光学转印面11A上台阶形状纵横比值（Y/X）的最大值为0.517，在0.50≤（Y/X）的最大值≤1.0之范围内。另外，外侧区域11D最周边区域A3上的（Y/X）的最大值（0.086），小于光轴侧区域11C中央区域A1上的（Y/X）的最大值（0.090）、以及光轴侧区域11C中间区域A2上的（Y/X）的最大值（0.517）。

第3实施方式

以下对本发明第3实施方式的成型模具作说明。第3实施方式的成型模具是第1实施方式成型模具的变形，不作特别说明的部分与第1实施方式相同。

以下参照图5，详细说明第3实施方式成型模具100光学转印面11A的微细构造。

第1光学转印面11A上，为了形成塑料透镜PL的衍射构造台阶，以光轴OA为中心环带状地形成了多个微细的台阶形状。以截面看该环带状的台阶形状时，产生脱模障碍的凹的台阶形状的内侧壁面是与光轴OA平行的，台阶形状的内侧壁面与光轴OA的夹角α1、α2、α3分别小于等于台阶形状的外侧壁面与光轴OA的夹角β1、β2、β3。具体则由图示可知，第1光学转印面11A的中央区域A1上台阶形状13A为矩形状，台阶形状13A的内侧壁面13B与光轴OA的夹角α1、以及台阶形状13A的外侧壁面13C与光轴OA的夹角β1同样都为0度。中间区域A2上的台阶形状14A为火焰状，各台阶形状14A的内侧壁面14B与光轴OA的夹角α2小于外侧壁面14C与光轴OA的夹角β2。最周边区域A3上台阶形状15A为火焰状，各台阶形状15A的内侧壁面15B与光轴OA的夹角α3小于外侧壁面15C与光轴OA的夹角β3。

另外由图示可知，外侧区域11D最周边区域A3上的台阶形状15A的外侧壁面15C与光轴OA的夹角β3的最小值，大于光轴侧区域11C中的中央区域A1上的台阶形状13A的外侧壁面13C与光轴OA的夹角β1，小于光轴侧区域11C的中间区域A2上的台阶形状14A的外侧壁面14C与光轴OA的夹角β2的最小值。

0.50≤（Y/X）的最大值≤1.0，

第1光学转印面11A的台阶形状较深。各区域11C、11D上的台阶形状的宽度X与高度Y的纵横比值（Y/X）的最大值，在台阶形状具有“コ”字形台阶形状时，以“コ”字形台阶形状的宽度X与高度Y的比值为基准求得。例如如图5所示，在中央区域A1是以“コ”字形台阶形状UN1的宽度X1与高度Y1之比为基准，求（Y/X）的最大值。“コ”字形台阶形状UN1的高度Y1如图5所示，以形成“コ”字形台阶形状UN1的平行于光轴OA的2个壁面中在光轴OA方向高度高的一个壁面的高度为Y1。台阶形状没有“コ”字形台阶形状时，例如火焰型台阶形状时，是以火焰型台阶形状的宽度X与高度Y的比值为基准求得。例如如图5所示，在中间区域A2是以火焰型台阶形状UN2的宽度X2与高度Y2的比值为基准求（Y/X）的最大值。在最周边区域A3是以火焰型台阶形状UN3的宽度X3与高度Y3之比为基准求（Y/X）的最大值。

根据上述成型模具100，通过使外侧区域11D最周边区域A3上的台阶形状15A的外侧壁面15C与光轴OA的夹角β3的最小值，大于光轴侧区域11C的中央区域A1上的台阶形状13A的外侧壁面13C与光轴OA的夹角β1，这样，最周边区域A3上的台阶形状15A比中央区域A1上的台阶形状13A树脂收缩引起的脱模障碍少，即使塑料透镜PL从外侧开始冷却固化也能够方便从定模10脱模。

实施例3

[表3]

中央区域	中间区域	最周边区域
			台阶形状(Y1/X1)	台阶形状(Y2/X2)	台阶形状(Y3/X3)
0.110-0.957	0.039-0.112	0.064-0.362

表3对图5的第1光学转印面11A上的台阶形状的纵横比值（Y/X）作了说明。如表3所示，中央区域A1上的台阶形状UN1的纵横比值（Y1/X1）为0.110～0.957，中间区域A2上的台阶形状UN2的纵横比值（Y2/X2）为0.039～0.112。最周边区域A3上的台阶形状UN3的纵横比值（Y3/X3）为0.064～0.362。中央区域A1上的（Y/X）的最大值为0.957，中间区域A2上的（Y/X）的最大值为0.112，最周边区域A3上的（Y/X）的最大值为0.362。

归纳如下，第1光学转印面11A上台阶形状纵横比值（Y/X）的最大值为0.957，在0.50≤（Y/X）的最大值≤1.0之范围内。另外，外侧区域11D最周边区域A3上的（Y/X）的最大值（0.362），小于光轴侧区域11C中央区域A1上的（Y/X）的最大值（0.957）。

第4实施方式

以下对本发明第4实施方式的成型模具作说明。第4实施方式的成型模具是第1实施方式成型模具的变形，不作特别说明的部分与第1实施方式相同。

以下参照图6，详细说明第4实施方式成型模具100光学转印面11A的微细构造。

第1光学转印面11A上，为了形成塑料透镜PL的衍射构造台阶，以光轴OA为中心环带状地形成了多个微细的台阶形状。以截面看该环带状的台阶形状时，产生脱模障碍的凹的台阶形状的内侧壁面是与光轴OA平行的，台阶形状的内侧壁面与光轴OA的夹角α1、α3分别小于等于台阶形状的外侧壁面与光轴OA的夹角β1、β3。具体则由图示可知，第1光学转印面11A的中央区域A1上台阶形状13A为火焰状，各台阶形状13A的内侧壁面13B与光轴OA的夹角α1，小于外侧壁面13C与光轴OA的夹角β1。最周边区域A3上台阶形状15A为矩形状，所有台阶形状15A的内侧壁面15B与光轴OA的夹角α3都为0度。台阶形状15A的外侧壁面15C与光轴OA的夹角β3可以相应母非球面（基面）的角度，取大于等于0度的多个不同值。也就是说内侧角度β1小于等于外侧角度β3。

另外由图6可知，外侧区域11D最周边区域A3上的台阶形状15A的外侧壁面15C与光轴OA的夹角β3的最小值，小于光轴侧区域11C中的中央区域A1上的台阶形状13A的外侧壁面13C与光轴OA的夹角β1。图示省略了中间区域A2上的台阶形状，其例如为火焰状，中间区域A2的各台阶形状的内侧壁面与光轴OA的夹角，小于等于外侧壁面与光轴OA的夹角。最周边区域A3上的台阶形状15A的外侧壁面与光轴OA的夹角β3的最小值，小于中间区域A2上的台阶形状的外侧壁面与光轴OA的夹角的最小值。

0.50≤（Y/X）的最大值≤1.0，

第1光学转印面11A的台阶形状较深。各区域11C、11D上的台阶形状的宽度X与高度Y的纵横比值（Y/X）的最大值，在台阶形状具有“コ”字形台阶形状时，以“コ”字形台阶形状的宽度X与高度Y的比值为基准求得。例如如图6所示，在最周边区域A3是以“コ”字形台阶形状UN3的宽度X3与高度Y3之比为基准，求（Y/X）的最大值。“コ”字形台阶形状UN3的高度Y3如图6所示，是以形成“コ”字形台阶形状UN3的平行于光轴OA的2个壁面中在光轴OA方向高度高的一个壁面的高度为Y3。台阶形状没有“コ”字形台阶形状时，例如火焰型台阶形状时，是以火焰型台阶形状的宽度X与高度Y的比值为基准求得。例如如图6所示，在中央区域A1是以火焰型台阶形状UN1的宽度X1与高度Y1的比值为基准求（Y/X）的最大值。

如图6所示，各区域11C、11D、具体则是区域A1、A3上的台阶形状是各不相同的形状，外侧区域11D最周边区域A3上的（Y/X）的最大值，小于光轴侧区域11C的中央区域A1上的（Y/X）的最大值。并且，图示省略了中间区域A 2上的台阶形状，其例如为矩形，中间区域A2上的（Y/X）的最大值，在具体例中是大于最周边区域A 3上的（Y/X）的最大值。

根据上述成型模具100，虽然是外侧区域11D最周边区域A3上的台阶形状15A的外侧壁面15C与光轴OA的夹角β3的最小值，是小于光轴侧区域11C中央区域A1上的台阶形状13A的外侧壁面13C与光轴OA的夹角β1的最小值之脱模障碍在外侧较易变大的模具构造，但是，通过从脱模障碍大的第1光学转印面11A、在其还是热的时候优先脱模，能够实现顺利的脱模。

第4实施方式中也可以使中央区域A1的台阶形状13A为矩形状。此时，外侧区域11D最周边区域A3上的台阶形状15A的外侧壁面15C与光轴OA的夹角β3的最小值，与光轴侧区域11C中的中央区域A1上的台阶形状13A的外侧壁面13C与光轴OA的夹角β1相同，都是0度。

以上对本实施方式成型模具作了说明，但本发明的成型模具并不局限于上述。例如，成型模具100中是通过顶出型芯21而使留在动模20中的塑料透镜PL脱模的，但也可以由埋在动模20中的顶出销，从动模20顶出塑料透镜PL的第2突缘面FL2。

上述实施方式中台阶形状13A、14A、15A的形状是例示，形状组合可以在条件范围内自由设计。例如，可以在构成光轴侧区域11C的中央区域A1和中间区域A2上形成相同或类似的图样。还可以使中央区域A1、中间区域A2及最周边区域的所有台阶形状为矩形状或火焰状。

符号说明

100成型模具

10定模

20动模

30温度调节部

40动模驱动部

50树脂注射部

11Ａ、21Ａ光学转印面

11Ｃ光轴侧区域

11Ｄ外侧区域

12Ａ、22Ａ成型面

13Ａ、14Ａ、15Ａ台阶形状

Ａ1中央区域

Ａ2中间区域

Ａ3最周边区域

ＣＶ模具空间

ＯＬ中心部

ＯＬ1、ＯＬ2光学面

ＦＬ突缘部

ＦＬ1、ＦＬ2突缘面

ＰＬ塑料透镜

ＯＡ光轴

Claims

1.一种成型模具，具有第1模具和第2模具，通过关模所述第1模具和所述第2模具形成模具空间、进行光学元件成型的成型模具，其特征在于，

所述第1模具具有形成所述光学元件的第1光学面的第1光学转印面，所述光学元件比所述第2模具先从所述第1模具脱模，

所述第2模具具有形成所述光学元件的第2光学面的第2光学转印面，当所述光学元件从所述第1模具脱模时所述第2模具支承所述光学元件，

所述第1光学转印面的曲率半径的绝对值，小于所述第2光学转印面的曲率半径的绝对值，

所述第1光学转印面具有形成衍射构造的台阶形状，

以所述台阶形状的宽度为X、所述台阶形状的高度为Y，满足以下条件式：

0.50≤(Y/X)的最大值≤1.0，

所述第1光学转印面至少具有含有光轴的光轴侧区域和配置在所述光轴侧区域外侧的外侧区域，

所述外侧区域上的所述(Y/X)的最大值，小于所述光轴侧区域上的所述(Y/X)的最大值。

2.如权利要求1中记载的成型模具，其特征在于，所述台阶形状的内侧壁面与光轴的夹角，小于等于所述台阶形状的外侧壁面与光轴的夹角。

3.如权利要求1及2的任何一项中记载的成型模具，其特征在于，所述台阶形状的内侧壁面平行于光轴。

4.如权利要求1及2的任何一项中记载的成型模具，其特征在于，所述台阶形状包括矩形状。

5.如权利要求1及2的任何一项中记载的成型模具，其特征在于，所述外侧区域上的台阶形状的外侧壁面与光轴的夹角的最小值，大于所述光轴侧区域上的台阶形状的外侧壁面与光轴的夹角的最小值。

6.如权利要求1及2的任何一项中记载的成型模具，其特征在于，

所述光轴侧区域至少具有含有光轴的中央区域和配置在所述中央区域外侧的中间区域，

所述外侧区域至少具有配置在所述中间区域外侧的最周边区域，

所述最周边区域上的所述(Y/X)的最大值，小于所述中央区域及所述中间区域之至少任何一个上的所述(Y/X)的最大值。

7.如权利要求6中记载的成型模具，其特征在于，所述中央区域上的台阶形状、所述中间区域上的台阶形状、所述最周边区域上的台阶形状各不相同。

8.如权利要求6中记载的成型模具，其特征在于，所述最周边区域上的台阶形状的外侧壁面与光轴的夹角的最小值，大于所述中央区域及所述中间区域之任何一个上的台阶形状的外侧壁面与光轴的夹角的最小值。

9.如权利要求1及2的任何一项中记载的成型模具，其特征在于，所述外侧区域上的台阶形状的外侧壁面与光轴的夹角的最小值，小于等于所述光轴侧区域上的台阶形状的外侧壁面与光轴的夹角的最小值。

10.如权利要求9记载的成型模具，其特征在于，

11.如权利要求10中记载的成型模具，其特征在于，所述中央区域上的台阶形状、所述中间区域上的台阶形状、所述最周边区域上的台阶形状各不相同。

12.如权利要求10中记载的成型模具，其特征在于，所述最周边区域上的台阶形状的外侧壁面与光轴的夹角的最小值，小于等于所述中央区域及所述中间区域之任何一个上的台阶形状的外侧壁面与光轴的夹角的最小值。

13.如权利要求1及2的任何一项中记载的成型模具，其特征在于，所述第1模具是定模，所述第2模具是动模。

14.一种光学元件，是具有第1光学面和第2光学面的光学元件，其特征在于，

所述第1光学面的曲率半径的绝对值，小于所述第2光学面的曲率半径的绝对值，

所述第1光学面具有含有光轴的光轴侧区域和配置于比所述光轴侧区域靠外侧的外侧区域，

所述第1光学面至少在所述光轴侧区域和所述外侧区域上具有形成衍射构造的台阶，

以所述台阶的宽度为X、所述台阶的高度为Y，所述外侧区域上的(Y/X)的最大值，小于所述光轴侧区域上的(Y/X)的最大值。

15.如权利要求14中记载的光学元件，其特征在于，

16.如权利要求14及15的任何一项中记载的光学元件，其特征在于，满足以下条件式：

0.50≤(Y/X)的最大值≤1.0。

17.一种光学元件制造方法，是用成型模具成型光学元件的光学元件制造方法，其特征在于，

所述成型模具具有在开模状态下不留有所述光学元件的第1模具、以及在开模状态下留有所述光学元件的第2模具，

所述第1模具具有形成所述光学元件第1光学面的第1光学转印面，所述第2模具具有形成所述光学元件第2光学面的第2光学转印面，

所述第1光学转印面具有形成衍射构造的台阶形状，以所述台阶形状的宽度为X、所述台阶形状的高度为Y，满足以下条件式：

0.50≤(Y/X)的最大值≤1.0，

所述外侧区域上的所述(Y/X)的最大值，小于所述光轴侧区域上的所述(Y/X)的最大值，

所述光学元件制造方法具有：

开模工序；以及

在所述开模工序之后，使所述光学元件从所述第2模具脱模的脱模工序。

18.一种光学元件，具有第1光学面和第2光学面，其特征在于，所述第1光学面的曲率半径的绝对值比所述第2光学面的曲率半径的绝对值小，

所述光学元件至少在含有光轴的光轴侧区域和配置于比所述光轴侧区域靠外侧的外侧区域上具有形成衍射构造的台阶，

以所述台阶的宽度为X、所述台阶的高度为Y，所述外侧区域上的(Y/X)的最大值，小于所述光轴侧区域上的(Y/X)的最大值，

并满足下面的条件式，

(Y/X)的最大值≤1.0。

19.如权利要求18中记载的光学元件，其特征在于，

所述光轴侧区域至少具有含有光轴的中央区域和配置在比所述中央区域靠外侧的中间区域，

20.如权利要求18或19中记载的光学元件，其特征在于，

满足以下的条件式，

0.50≤(Y/X)的最大值≤1.0。

21.如权利要求18或19中记载的光学元件，其特征在于，

所述光学元件是CD/DVD/BD三波长互换型光拾取装置用物镜光学元件。