特開 2024-98555 レンズ、光源装置、金型、および、金型の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024098555

(43)【公開日】2024-07-24

(54)【発明の名称】レンズ、光源装置、金型、および、金型の製造方法

(51)【国際特許分類】

   G02B 1/118 20150101AFI20240717BHJP

   B29C 33/42 20060101ALI20240717BHJP

   G02B 3/00 20060101ALI20240717BHJP

   G02B 5/18 20060101ALI20240717BHJP

【ＦＩ】

G02B1/118

B29C33/42

G02B3/00 Z

G02B5/18

【審査請求】未請求

【請求項の数】16

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023002104

(22)【出願日】2023-01-11

(71)【出願人】

【識別番号】000005267

【氏名又は名称】ブラザー工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100116034

【弁理士】

【氏名又は名称】小川 啓輔

(74)【代理人】

【識別番号】100144624

【弁理士】

【氏名又は名称】稲垣 達也

(72)【発明者】

【氏名】藤野 仁志

(72)【発明者】

【氏名】大鹿 怜

【テーマコード（参考）】

2H249

2K009

4F202

【Ｆターム（参考）】

2H249AA03

2H249AA18

2H249AA22

2H249AA32

2H249AA39

2H249AA46

2H249AA55

2H249AA63

2K009AA01

2K009DD11

4F202AF01

4F202AH73

4F202AH76

4F202AR07

4F202AR12

4F202CA01

4F202CA09

4F202CA11

4F202CB01

4F202CD18

4F202CK12

(57)【要約】

【課題】微細構造を有するレンズを成型するための金型の製造を容易にすることを目的とする。
【解決手段】レンズ２０は、微細構造４０を有する。微細構造４０は、反射防止機能を有する。微細構造４０は、断面Ｖ字状の溝５０を有する。溝５０は、レンズ２０の光学面（第１光学面２１）に並ぶ。溝５０は、第１面５１と、第２面５２と、を有する。第１面５１は、レンズ２０の光軸Ｘ１に対する角度が第１角度となる。第２面５２は、光軸Ｘ１に対して第１角度よりも大きな第２角度で傾斜する。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

反射防止機能を有する微細構造が設けられたレンズであって、
前記微細構造は、前記レンズの光学面に並ぶ断面Ｖ字状の溝を有し、
前記溝は、
前記レンズの光軸に対する角度が第１角度となる第１面と、
前記光軸に対して前記第１角度よりも大きな第２角度で傾斜する第２面と、を有することを特徴とするレンズ。

【請求項2】

前記光学面は、凸面であり、
前記第１面は、前記光軸とは反対側を向いていることを特徴とする請求項１に記載のレンズ。

【請求項3】

前記光学面は、凹面であり、
前記第１面は、前記光軸側を向いていることを特徴とする請求項１に記載のレンズ。

【請求項4】

前記溝は、前記光軸を中心とした渦巻状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のレンズ。

【請求項5】

前記レンズは、前記光軸に直交する第１方向の屈折力が、前記光軸および前記第１方向の両方に直交する第２方向の屈折力と異なることを特徴とする請求項１に記載のレンズ。

【請求項6】

前記光学面は、回折格子を構成する第２溝を有し、
前記第２溝の深さは、前記溝の深さより大きいことを特徴とする請求項１に記載のレンズ。

【請求項7】

前記第２溝は、ブレーズド回折格子を構成する溝であり、
前記第１面と前記第２面のなす角は、９０°からブレーズ角を引いた値よりも小さいことを特徴とする請求項６に記載のレンズ。

【請求項8】

前記第１面は、前記光軸と平行であることを特徴とする請求項１に記載のレンズ。

【請求項9】

請求項１から請求項８のいずれか１項に記載のレンズと、
前記レンズに向けて光を出射する半導体レーザと、を備え、
前記レンズは、前記半導体レーザからの光をビームに変換することを特徴とする光源装置。

【請求項10】

前記第１面の前記光軸に沿った方向の寸法Ｄは、前記半導体レーザの波長をλとして、
λ／２０＜Ｄ＜λ／４
を満たすことを特徴とする請求項９に記載の光源装置。

【請求項11】

前記光軸と直交する方向に隣接する前記第１面のピッチＰは、前記半導体レーザの波長をλとして、
Ｐ＜λ
を満たすことを特徴とする請求項１０に記載の光源装置。

【請求項12】

反射防止機能を有する微細構造であって、レンズの光学面に並ぶ断面Ｖ字状の溝を有する微細構造が設けられたレンズを成型するための金型であって、
前記溝の第１面を形成するための第１成型面と、
前記溝の第２面を形成するための第２成型面と、を有し、
前記レンズの光軸に対応した基準軸に対する前記第２成型面の角度は、前記基準軸に対する前記第１成型面の角度よりも大きいことを特徴とする金型。

【請求項13】

前記光学面は、凸面であり、
前記第１成型面は、前記基準軸側を向いていることを特徴とする請求項１２に記載の金型。

【請求項14】

前記光学面は、凹面であり、
前記第１成型面は、前記基準軸とは反対側を向いていることを特徴とする請求項１２に記載の金型。

【請求項15】

前記第１成型面は、前記基準軸と平行であることを特徴とする請求項１２に記載の金型。

【請求項16】

請求項１２から請求項１５のいずれか１項に記載の金型の製造方法であって、
先端の角度が、前記第１成型面と前記第２成型面のなす角となる刃先によって、金型の基材を切削することで、前記第１成型面と前記第２成型面を形成することを特徴とする金型の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、レンズ、光源装置、金型、および、金型の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、光学面に反射防止機能を有する微細構造が設けられたレンズが知られている（特許文献１参照）。反射防止機能は、レンズ表面における反射を抑制して透過率を向上させる。微細構造は、断面Ｕ字状の溝や柱状の凸部を有している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００６－２０１３７１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、従来技術のような形状の微細構造を成形するための金型は、例えば陽極酸化アルミナ法などの特殊な方法によって加工しなければならず、金型の製造が煩雑になるといった問題がある。

【0005】

そこで、本発明は、微細構造を有するレンズを成型するための金型の製造を容易にすることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

前記課題を解決するため、本発明に係るレンズは、微細構造を有する。
微細構造は、反射防止機能を有する。微細構造は、断面Ｖ字状の溝を有する。
溝は、レンズの光学面に並ぶ。溝は、第１面と、第２面と、を有する。第１面は、レンズの光軸に対する角度が第１角度となる。第２面は、光軸に対して第１角度よりも大きな第２角度で傾斜する。

【0007】

微細構造の溝が断面Ｖ字状となる構成によれば、レンズを成型するための金型を、ダイヤモンドチップなどの切削工具を用いた切削加工によって容易に製造できる。

【0008】

また、光学面は、凸面であってもよい。この場合、第１面は、光軸とは反対側を向いていてもよい。

【0009】

光学面が凸面となる構成において第１面が光軸とは反対側を向くことで、金型の加工時にレンズの溝に対応した凸部の高さを大きくすることができる。これにより、レンズの溝の深さを大きくしてレンズの透過率を高くすることができる。

【0010】

また、光学面は、凹面であってもよい。この場合、第１面は、光軸側を向いていてもよい。

【0011】

光学面が凹面となる構成において第１面が光軸側を向くことで、金型の加工時にレンズの溝に対応した凸部の高さを大きくすることができる。これにより、レンズの溝の深さを大きくしてレンズの透過率を高くすることができる。

【0012】

また、溝は、光軸を中心とした渦巻状に形成されていてもよい。

【0013】

溝を光軸を中心とした渦巻状に形成することで、微細構造の形状が略光軸対称となるので、レンズの任意の箇所で略同等の反射防止効果を得ることができる。

【0014】

また、レンズは、光軸に直交する第１方向の屈折力が、光軸および第１方向の両方に直交する第２方向の屈折力と異なっていてもよい。

【0015】

また、光学面は、回折格子を構成する第２溝を有していてもよい。この場合、第２溝の深さは、溝の深さより大きくてもよい。

【0016】

光学面が、微細構造を構成する溝と、回折格子を構成する第２溝とを有することで、回折格子として機能するレンズに、反射防止機能を持たせることができる。

【0017】

また、第２溝は、ブレーズド回折格子を構成する溝であってもよい。この場合、第１面と第２面のなす角は、９０°からブレーズ角を引いた値よりも小さくてもよい。

【0018】

また、第１面は、光軸と平行であってもよい。

【0019】

また、本発明に係る光源装置は、前記レンズと、半導体レーザと、を備える。
半導体レーザは、レンズに向けて光を出射する。
レンズは、半導体レーザからの光をビームに変換する。

【0020】

また、光源装置を構成するレンズにおいて、第１面の光軸に沿った方向の寸法Ｄは、半導体レーザの波長をλとして、λ／２０＜Ｄ＜λ／４を満たしてもよい。

【0021】

また、光源装置を構成するレンズにおいて、光軸と直交する方向に隣接する第１面のピッチＰは、半導体レーザの波長をλとして、Ｐ＜λを満たしてもよい。

【0022】

また、本発明に係る金型は、反射防止機能を有する微細構造が設けられたレンズを成型するための金型である。
微細構造は、レンズの光学面に並ぶ断面Ｖ字状の溝を有する。
金型は、第１成型面と、第２成型面と、を有する。
第１成型面は、溝の第１面を形成する。
第２成型面は、溝の第２面を形成する。
レンズの光軸に対応した基準軸に対する第２成型面の角度は、基準軸に対する第１成型面の角度よりも大きい。

【0023】

金型が、レンズの断面Ｖ字状の溝に対応した断面Ｖ字状の第１成型面および第２成型面を有することで、チップを有する加工工具を用いた切削加工によって金型を容易に製造できる。

【0024】

また、光学面は、凸面であってもよい。この場合、第１成型面は、基準軸側を向いていてもよい。

【0025】

光学面が凸面となるレンズを成型する金型において第１成型面が基準軸側を向くことで、金型の加工時にレンズの溝に対応した凸部の高さを大きくすることができる。これにより、レンズの溝の深さを大きくしてレンズの透過率を高くすることができる。

【0026】

また、光学面は、凹面であってもよい。この場合、第１成型面は、基準軸とは反対側を向いていてもよい。

【0027】

光学面が凹面となるレンズを成型する金型において第１成型面が基準軸とは反対側を向くことで、金型の加工時にレンズの溝に対応した凸部の高さを大きくすることができる。これにより、レンズの溝の深さを大きくしてレンズの透過率を高くすることができる。

【0028】

また、第１成型面は、基準軸と平行であってもよい。

【0029】

また、本発明に係る金型の製造方法は、前記金型を製造するための方法である。
金型の製造方法において、先端の角度が、第１成型面と第２成型面のなす角となる刃先によって、金型の基材を切削することで、第１成型面と第２成型面を形成する。

【発明の効果】

【0030】

本発明によれば、微細構造を有するレンズを成型するための金型の製造を容易にすることができる。

【図面の簡単な説明】

【0031】

【図1】第１実施形態の光源装置を示す斜視図である。

【図2】光源装置を示す断面図である。

【図3】レンズを示す平面図である。

【図4】図３のＩＶ－ＩＶ断面図（ａ）と、図４（ａ）の破線で囲った部分を拡大した図（ｂ）である。

【図5】第１金型を示す平面図である。

【図6】図５のＶＩ－ＶＩ断面図（ａ）と、図６（ａ）の破線で囲った部分を拡大した図（ｂ）である。

【図7】第２実施形態のレンズおよび第１金型を示す断面図（ａ）と、図７（ａ）の破線で囲った部分を拡大した図（ｂ）である。

【図8】第３実施形態のレンズを示す平面図である。

【図9】図８のＩＸ－ＩＸ断面図（ａ）と、図９（ａ）の破線で囲った部分を拡大した図（ｂ）と、図９（ｂ）の破線で囲った部分を拡大した図（ｃ）である。

【図10】第３実施形態の第１金型を示す断面図（ａ）と、図１０（ａ）の破線で囲った部分を拡大した図（ｂ）と、図１０（ｂ）の破線で囲った部分を拡大した図（ｃ）である。

【発明を実施するための形態】

【0032】

次に、本発明の第１実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
図１に示すように、光源装置１は、プリンタの走査光学装置を構成する装置である。光源装置１は、半導体レーザ１０と、レンズ２０と、ホルダ３０とを備える。

【0033】

以下の説明では、レンズ２０の光軸Ｘ１に沿った方向を、「光軸方向」ともいう。また、光軸Ｘ１に直交する方向を、「第１方向」ともいう。また、光軸Ｘ１および第１方向の両方に直交する方向を、「第２方向」ともいう。図面における各方向を示す矢印は、各方向における一方側を指すこととする。

【0034】

半導体レーザ１０は、レンズ２０に向けて光を出射する。
レンズ２０は、半導体レーザ１０からの光をビームに変換する。レンズ２０は、半導体レーザ１０に対して光軸方向の一方側に配置される。
ホルダ３０は、半導体レーザ１０とレンズ２０を保持する。

【0035】

図２に示すように、レンズ２０は、第１光学面２１と、第２光学面２２とを有する。
第１光学面２１は、光軸方向において、レンズ２０の一端に位置する。第２光学面２２は、光軸方向において、レンズ２０の他端に位置する。

【0036】

第１光学面２１は、光軸方向の一方側に向けて凸となる凸面である。第２光学面２２は、光軸Ｘ１に直交する平面である。

【0037】

図３に示すように、レンズ２０は、第１光学面２１に微細構造４０を有する。微細構造４０は、反射防止機能を有する。微細構造４０は、第１光学面２１において、光軸Ｘ１と直交する方向に並ぶ溝５０を有する。溝５０は、光軸Ｘ１を中心とした、同心円状または渦巻状に形成されている。

【0038】

なお、レンズ２０は、第２光学面２２に、微細構造４０を有していてもよいし、有していなくてもよい。

【0039】

図４（ａ），（ｂ）に示すように、溝５０は、断面Ｖ字状の溝である。溝５０は、第１面５１と、第２面５２とを有する。第１面５１と第２面５２は、光軸Ｘ１に沿った断面において、複数存在する。複数の第１面５１と複数の第２面５２は、光軸Ｘ１に沿った断面において、光軸Ｘ１側から順に交互に配置される。

【0040】

詳しくは、光軸Ｘ１に沿った断面において、第１面５１は、２つの第２面５２の間に位置する。光軸Ｘ１に沿った断面において、第１面５１は、２つの第２面５２に接続されている。

【0041】

光軸Ｘ１に沿った断面において、第２面５２は、２つの第１面５１の間に位置する。光軸Ｘ１に沿った断面において、第２面５２は、２つの第１面５１に接続されている。

【0042】

第１面５１は、レンズ２０の光軸Ｘ１に対する角度が第１角度となっている。本実施形態では、第１角度は０°である。つまり、本実施形態では、第１面５１は、光軸Ｘ１と平行となっている。第１面５１は、光軸Ｘ１とは反対側を向いている。

【0043】

第２面５２は、光軸Ｘ１に対して第１角度よりも大きな第２角度で傾斜している。第２面５２は、第１面５１の光軸方向の他端から、光軸方向の一方側および第１方向において光軸Ｘ１から離れる方向に向けて斜めに延びている。

【0044】

溝５０の深さおよび幅は、ナノメートルオーダとなっている。詳しくは、第１面５１の光軸方向の寸法Ｄは、半導体レーザ１０の波長をλとして、λ／２０＜Ｄ＜λ／４を満たす。ここで、寸法Ｄは、溝５０の深さである。

【0045】

第１方向に隣接する２つの第１面５１のピッチＰは、半導体レーザ１０の波長をλとして、Ｐ＜λを満たす。ここで、ピッチＰは、溝５０の幅である。また、第１方向に隣接する２つの第１面５１は、第２面５２の第１方向の一端に位置する第１面５１と、第２面５２の第１方向の他端に位置する第１面５１である。

【0046】

図５に示す金型６０は、レンズ２０を成型するための金型である。金型６０は、第１金型６１と、第２金型とを有する。レンズ２０は、第１金型６１と第２金型とを合わせることによって形成される空間内に材料を注入して固めることで製造される。なお、第２金型については、図示および説明は省略する。

【0047】

第１金型６１は、主に、レンズ２０の第１光学面２１を形成するための金型である。第１金型６１は、溝５０に対応した凸部７０を有している。凸部７０は、溝５０に対応した形状、詳しくは、金型６０の基準軸Ｘ２を中心とした同心円状または渦巻状に形成されている。

【0048】

ここで、金型６０の基準軸Ｘ２は、レンズ２０の光軸Ｘ１に対応した位置に位置する。詳しくは、基準軸Ｘ２は、金型６０内の成型後のレンズ２０の光軸Ｘ１と一致する。

【0049】

図６（ａ），（ｂ）に示すように、凸部７０は、第１成型面７１と、第２成型面７２とを有する。第１成型面７１は、溝５０の第１面５１を形成するための面である。第２成型面７２は、溝５０の第２面５２を形成するための面である。

【0050】

第１成型面７１と第２成型面７２は、基準軸Ｘ２に沿った断面において、複数存在する。複数の第１成型面７１と複数の第２成型面７２は、基準軸Ｘ２に沿った断面において、基準軸Ｘ２から順に交互に配置される。

【0051】

詳しくは、基準軸Ｘ２に沿った断面において、第１成型面７１は、２つの第２成型面７２の間に位置する。基準軸Ｘ２に沿った断面において、第１成型面７１は、２つの第２成型面７２に接続されている。

【0052】

基準軸Ｘ２に沿った断面において、第２成型面７２は、２つの第１成型面７１の間に位置する。基準軸Ｘ２に沿った断面において、第２成型面７２は、２つの第１成型面７１に接続されている。

【0053】

第１成型面７１は、基準軸Ｘ２と平行である。第１成型面７１は、基準軸Ｘ２側を向いている。
基準軸Ｘ２に対する第２成型面７２の角度は、基準軸Ｘ２に対する第１成型面７１の角度よりも大きい。第１成型面７１と第２成型面７２のなす角は、レンズ２０の第１面５１と第２面５２のなす角に等しい。

【0054】

次に、第１金型６１の製造方法について説明する。
第１金型６１の製造方法で使用する加工工具は、第１金型６１を切削するためのチップ８０を有している。チップ８０の先端である刃先８１は、例えば単結晶ダイヤモンドからなっている。刃先８１の角度θ１は、第１成型面７１と第２成型面７２のなす角θ２となっている。この刃先８１によって、第１金型６１の基材を切削することで、第１成型面７１と第２成型面７２を形成する。

【0055】

詳しくは、まず、基準軸Ｘ２を中心に第１金型６１を回転させる。次に、チップ８０を第１金型６１の基準軸Ｘ２に配置する。その後、チップ８０を基準軸Ｘ２から徐々に遠ざける方向に移動させることで、同心円状または渦巻状の凸部７０を第１金型６１に形成する。なお、チップ８０を基準軸Ｘ２に向けて近づけていくことで、同心円状または渦巻状の凸部７０を第１金型６１に形成してもよい。

【0056】

以上、本実施形態によれば以下のような効果を得ることができる。
微細構造４０の溝５０が断面Ｖ字状となるので、レンズ２０を成型するための金型６０を、ダイヤモンドチップなどの切削工具を用いた切削加工によって容易に製造できる。

【0057】

凸面状の第１光学面２１に形成された第１面５１が光軸Ｘ１とは反対側を向くことで、例えば凸面状の第１光学面２１に形成された第１面５１が光軸Ｘ１側を向く構成と比べ、第１金型６１の加工時にレンズ２０の溝５０に対応した凸部７０の高さを大きくすることができる。これにより、レンズ２０の溝５０の深さを大きくしてレンズ２０の透過率を高くすることができる。

【0058】

光軸Ｘ１を中心とした同心円状または渦巻状に溝５０を形成することで、微細構造４０の形状が略光軸対称となるので、レンズ２０の任意の箇所で略同等の反射防止効果を得ることができる。

【0059】

第１光学面２１が凸面となるレンズ２０を成型する第１金型６１において第１成型面７１が基準軸Ｘ２側を向くことで、第１金型６１の加工時にレンズ２０の溝５０に対応した凸部７０の高さを大きくすることができる。これにより、レンズ２０の溝５０の深さを大きくしてレンズ２０の透過率を高くすることができる。

【0060】

次に、本発明の第２実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
図７（ａ）に示すように、第２実施形態のレンズ２２０は、凹面状の第１光学面２２１と、平面状の第２光学面２２２とを有する。図７（ｂ）に示すように、レンズ２２０は、第１光学面２２１に微細構造２４０を有する。なお、レンズ２２０は、第２光学面２２２に、微細構造２４０を有していてもよいし、有していなくてもよい。

【0061】

微細構造２４０は、反射防止機能を有する。微細構造２４０は、第１光学面２２１において、光軸Ｘ２１と直交する方向に並ぶ溝２５０を有する。溝２５０は、光軸Ｘ２１を中心とした、同心円状または渦巻状に形成されている。

【0062】

溝２５０は、断面Ｖ字状の溝である。溝２５０は、第１面２５１と、第２面２５２とを有する。第１面２５１と第２面２５２は、光軸Ｘ２１に沿った断面において、複数存在する。複数の第１面２５１と複数の第２面２５２は、光軸Ｘ２１に沿った断面において、光軸Ｘ２１側から順に交互に配置される。

【0063】

第１面２５１は、レンズ２０の光軸Ｘ２１に対する角度が第１角度となっている。本実施形態では、第１角度は０°である。つまり、本実施形態では、第１面２５１は、光軸Ｘ２１と平行となっている。第１面２５１は、光軸Ｘ２１側を向いている。

【0064】

第２面２５２は、光軸Ｘ２１に対して第１角度よりも大きな第２角度で傾斜している。第２面２５２は、第１面２５１の光軸方向の他端から、光軸方向の一方側および第１方向において光軸Ｘ２１側に向けて斜めに延びている。

【0065】

溝２５０の深さおよび幅の大きさは、第１実施形態と同様であるため、説明は省略する。

【0066】

図７（ａ）に示すように、第１金型２６１は、主に、レンズ２２０の第１光学面２２１を形成するための金型である。第１金型２６１は、溝２５０に対応した凸部２７０を有している。凸部２７０は、溝２５０に対応した形状、詳しくは、第１金型２８１の基準軸Ｘ２２を中心とした同心円状または渦巻状に形成されている。

【0067】

ここで、第１金型２６１の基準軸Ｘ２２は、レンズ２２０の光軸Ｘ２１に対応した位置に位置する。詳しくは、基準軸Ｘ２２は、第１金型２６１内の成型後のレンズ２２０の光軸Ｘ２１と一致する。

【0068】

図７（ｂ）に示すように、凸部２７０は、第１成型面２７１と、第２成型面２７２とを有する。第１成型面２７１は、溝２５０の第１面２５１を形成するための面である。第２成型面２７２は、溝２５０の第２面２５２を形成するための面である。

【0069】

第１成型面２７１と第２成型面２７２は、基準軸Ｘ２２に沿った断面において、複数存在する。複数の第１成型面２７１と複数の第２成型面２７２は、基準軸Ｘ２２に沿った断面において、基準軸Ｘ２２側から順に交互に配置される。第１成型面２７１は、基準軸Ｘ２２とは反対側を向いている。

【0070】

以上、第２実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
凹面状の第１光学面２２１に形成された第１面２５１が光軸Ｘ２１側を向くことで、例えば凹面状の第１光学面２２１に形成された第１面２５１が光軸Ｘ２１とは反対側を向く構成と比べ、第１金型２６１の加工時にレンズ２２０の溝２５０に対応した凸部２７０の高さを大きくすることができる。これにより、レンズ２２０の溝２５０の深さを大きくしてレンズ２２０の透過率を高くすることができる。

【0071】

第１光学面２２１が凹面となるレンズ２２０を成型する第１金型２６１において第１成型面２７１が基準軸Ｘ２２とは反対側を向くことで、第１金型２６１の加工時にレンズ２２０の溝２５０に対応した凸部２７０の高さを大きくすることができる。これにより、レンズ２２０の溝２５０の深さを大きくしてレンズ２２０の透過率を高くすることができる。

【0072】

次に、本発明の第３実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
図８に示すように、第３実施形態に係るレンズ３２０は、第１方向の屈折力が第２方向の屈折力と異なるレンズである。レンズ３２０は、光軸方向から見て、略楕円形状となっている。

【0073】

図９（ａ）に示すように、レンズ３２０は、第１光学面３２１と、第２光学面３２２とを有する。

【0074】

第１光学面３２１は、ブレーズド回折格子を構成する第２溝９０を複数有している。図８に示すように、各第２溝９０は、光軸方向から見て、略楕円形状に延びる。複数の第２溝９０は、光軸Ｘ３１側から順に大きさが大きくなっている。隣接する２つの第２溝９０のうち、光軸Ｘ３１から遠い方の第２溝９０が、光軸Ｘ３１に近い方の第２溝９０を囲うように配置されている。

【0075】

図９（ａ）に示すように、複数の第２溝９０は、光軸方向において同じ位置に位置する。第２溝９０は、断面Ｖ字状の溝である。第２溝９０は、第３面９３と、第４面９４とを有している。

【0076】

第３面９３と第４面９４は、光軸Ｘ３１に沿った断面において、複数存在する。複数の第３面９３と複数の第４面９４は、光軸Ｘ３１に沿った断面において、光軸Ｘ３１側から順に交互に配置される。

【0077】

第３面９３は、レンズ３２０の光軸Ｘ３１に対する角度が第３角度となっている。本実施形態では、第３角度は０°である。第３面９３は、光軸Ｘ３１側を向いている。

【0078】

第４面９４は、光軸Ｘ３１に対して第３角度よりも大きな第４角度で傾斜している。第４面９４は、第３面９３の光軸方向の他端から、光軸方向の一方側および第１方向において光軸Ｘ３１に近づく方向に向けて斜めに延びている。光軸Ｘ３１に直交する面と第４面９４のなす角は、ブレーズド回折格子のブレーズ角θｂとなっている。

【0079】

第２溝９０の深さおよび幅は、マイクメートルロオーダとなっている。第２溝９０の第４面９４は、図９（ｂ）に示すように、ナノメートルオーダの溝３５０を有する。

【0080】

溝３５０は、反射防止機能を有する微細構造３４０を構成する断面Ｖ字状の溝である。溝３５０の深さは、第２溝９０の深さよりも小さい。図９（ｃ）に示すように、溝３５０は、第１面３５１と、第２面３５２とを有する。なお、レンズ３２０は、第２光学面３２２に、微細構造を有していてもよいし、有していなくてもよい。

【0081】

第１面３５１と第２面３５２は、光軸Ｘ３１に沿った断面において、複数存在する。複数の第１面３５１と複数の第２面３５２は、光軸Ｘ３１に沿った断面において、光軸Ｘ３１側から順に交互に配置される。

【0082】

第１面３５１は、レンズ３２０の光軸Ｘ３１に対する角度が第１角度となっている。本実施形態では、第１角度は０°である。第１面３５１は、光軸Ｘ３１側を向いている。つまり、第１面３５１と第３面９３は、同じ方向を向いている。

【0083】

第２面３５２は、光軸Ｘ３１に対して第１角度よりも大きな第２角度で傾斜している。第２面３５２は、第１面３５１の光軸方向の他端から、光軸方向の一方側および第１方向において光軸Ｘ３１に近づく方向に向けて斜めに延びている。第１面３５１と第２面３５２のなす角θ３は、９０°からブレーズ角θｂを引いた値よりも小さい。

【0084】

図１０（ａ），（ｂ）に示すように、第１金型３６１は、レンズ３２０の第１光学面３２１を形成するための金型である。第１金型３６１は、レンズ３２０の光軸Ｘ３１に対応した基準軸Ｘ３２を有する。第１金型３６１は、第２溝９０に対応した第２凸部３９０と、溝３５０に対応した凸部３７０とを有している。

【0085】

第２凸部３９０は、第３成型面３９３と、第４成型面３９４とを有する。第３成型面３９３は、第２溝９０の第３面９３を形成するための面である。第４成型面３９４は、第２溝９０の第４面９４を形成するための面である。基準軸Ｘ３２に直交する面と第４成型面３９４のなす角は、ブレーズド回折格子のブレーズ角θｂとなっている。

【0086】

凸部３７０は、第１成型面３７１と、第２成型面３７２とを有する。第１成型面３７１は、溝３５０の第１面３５１を形成するための面である。第２成型面３７２は、溝３５０の第２面３５２を形成するための面である。第１成型面３７１と第２成型面３７２のなす角θ４は、第１面３５１と第２面３５２のなす角θ３と等しい。

【0087】

凸部３７０は、先端の角度θ５がθ４となるチップ３８０によって形成される。詳しくは、チップ３８０は、チップ３８０の刃先を形成する第１チップ面３８１および第２チップ面３８２を有する。第１チップ面３８１は、第１成型面３７１を形成するための面である。第２チップ面３８２は、第２成型面３７２を形成するための面である。第１チップ面３８１と第２チップ面３８２のなす角は、θ５である。

【0088】

チップ３８０によって第１成型面３７１および第２成型面３７２を形成する際、第１チップ面３８１は、基準軸Ｘ３２に平行となっている。これにより、チップ３８０によって、基準軸Ｘ３２に沿った第１成型面３７１および第３成型面３９３を良好に形成することができる。

【0089】

ここで、微細構造の溝３５０の第１面３５１が光軸Ｘ３１に対して大きく傾斜する場合には、チップ３８０の第１チップ面３８１も基準軸Ｘ３２に対して大きく傾斜し、第３成型面３９３が基準軸Ｘ３２に対して大きく傾斜してしまう。

【0090】

ここで、第１面３５１が光軸Ｘ３１に対して大きく傾斜する場合の例としては、例えば、第１面と第２面が、二等辺三角形の等しい二辺を構成する場合、詳しくは、光軸に対する第１面の角度と、光軸に対する第２面の角度が同じである場合が挙げられる。より詳しくは、溝の底を通り、かつ、光軸と平行となる直線に対する第１面の角度と、この直線に対する第２面の角度が同じ場合である。

【0091】

これに対し、本実施形態のように、光軸Ｘ３１に対する第１面３５１の角度が、光軸Ｘ３１に対する第２面３５２の角度よりも小さくなることで、第１チップ面３８１の基準軸Ｘ３２に対する角度を小さくすることができ、第３成型面３９３が基準軸Ｘ３２に対して大きく傾斜するのを抑制することができる。

【0092】

特に、第１面３５１を光軸Ｘ３１と平行にすることで、第１チップ面３８１が基準軸Ｘ３２と平行になるので、本実施形態のように第１成型面３７１および第３成型面３９３を基準軸Ｘ３２と平行に形成することができる。また、第１チップ面３８１が基準軸Ｘ３２と平行になることで、第１成型面３７１および第３成型面３９３の少なくとも一方を基準軸Ｘ３２に対して斜めに形成することもできる。

【0093】

以上、第３実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
第１光学面３２１が、微細構造３４０を構成する溝３５０と、ブレーズド回折格子を構成する第２溝９０とを有するので、ブレーズド回折格子として機能するレンズ３２０に、反射防止機能を持たせることができる。
なお、第３実施形態において第１方向の屈折力が第２方向の屈折力と異なるレンズとしたが、微細構造３４０を構成する溝３５０と、ブレーズド回折格子を構成する第２溝９０とを有するレンズは第１方向の屈折力と第２方向の屈折力とが等しいレンズであってもよい。また、第１光学面３２１は、屈折力を有する凸面あるいは凹面に形成されてもよい。

【0094】

なお、本発明は前記実施形態に限定されることなく、以下に例示するように様々な形態で利用できる。

【0095】

凸面状の光学面に形成される溝の第１面は、光軸側に向いていてもよい。また、凹面状の光学面に形成される溝の第１面は、光軸とは反対側に向いていてもよい。

【0096】

凸面状の光学面を形成するための金型の第１成型面は、基準軸とは反対側を向いていてもよい。凹面状の光学面を形成するための金型の第１成型面は、基準軸側を向いていてもよい。

【0097】

前記した実施形態および変形例で説明した各要素を、任意に組み合わせて実施してもよい。

【符号の説明】

【0098】

２０ レンズ
２１ 第１光学面
４０ 微細構造
５０ 溝
５１ 第１面
５２ 第２面
Ｘ１ 光軸

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】