特許7538685光束制御部材、成形用金型、光束制御部材の製造方法、および成形用金型の製造方法
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-08-14
(45)【発行日】2024-08-22
(54)【発明の名称】光束制御部材、成形用金型、光束制御部材の製造方法、および成形用金型の製造方法
(51)【国際特許分類】
G02B 3/08 20060101AFI20240815BHJP
B29C 33/42 20060101ALI20240815BHJP
B29C 33/38 20060101ALI20240815BHJP
G02B 5/00 20060101ALI20240815BHJP
【ＦＩ】
G02B3/08
B29C33/42
B29C33/38
G02B5/00 Z
【請求項の数】
5
(21)【出願番号】P 2020174791
(22)【出願日】2020-10-16
(65)【公開番号】P2022065955
(43)【公開日】2022-04-28
【審査請求日】2023-09-11
(73)【特許権者】
【識別番号】000208765
【氏名又は名称】株式会社エンプラス
(74)【代理人】
【識別番号】110002952
【氏名又は名称】弁理士法人鷲田国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】井澤 崇宏
(72)【発明者】
【氏名】大島 智
【審査官】植野 孝郎
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１６－２０６２３３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１２－１１１６６３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００８－２４６５９４（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０１８／１６３９３６（ＷＯ，Ａ１）
【文献】国際公開第２０１８／１３５１３６（ＷＯ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｇ０２Ｂ ３／００－ ３／１４
Ｇ０２Ｂ １／００－ １／０８
Ｇ０２Ｂ ５／００－ ５／１３６
Ｂ２９Ｃ３３／３８
Ｂ２９Ｃ３３／４２
Ｂ２３Ｂ １／００－２５／０６
Ｇ０２Ｂ ６／４２－ ６／４３
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
連続または階段状の螺旋形状を有するボルテックス面と、前記ボルテックス面において、螺旋の中心を中心として放射状に配置された複数の凸条と、
を有し、
前記ボルテックス面は、１または２以上の段差を含み、
前記複数の凸条は、前記ボルテックス面において前記段差とは異なる位置に配置されており、
前記複数の凸条の高さは、前記中心に近づくほど低くなる、
光束制御部材。
【請求項2】
前記複数の凸条は、平面視したときに、互いに隣接する凸条間の角度が０．５°以下となるように配置されている、請求項１に記載の光束制御部材。
【請求項3】
連続または階段状の螺旋形状を有するボルテックス成形面と、前記ボルテックス成形面において、螺旋の中心を中心として放射状に配置され、前記中心に近づくほど浅くなる複数の溝と、
を有し、
前記ボルテックス成形面は、１または２以上の段差を含み、
前記複数の溝は、前記ボルテックス成形面において前記段差とは異なる位置に配置されている、
成形用金型。
【請求項4】
前記複数の溝は、平面視したときに、互いに隣接する溝間の角度が０．５°以下となるように配置されている、請求項３に記載の成形用金型。
【請求項5】
請求項３または４に記載の成形用金型の、前記ボルテックス成形面を含む面により構成されたキャビティに成形材料を注入する工程と、前記キャビティ内の前記成形材料を固化させる工程と、
を有する、光束制御部材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、光束制御部材、成形用金型、光束制御部材の製造方法および成形用金型の製造方法に係る。
【背景技術】
【0002】
近年、大容量のデータを、光通信を用いて高速で送受信するために、マルチモードファイバを備えた通信装置および通信システムが使用されている。マルチモードファイバは、光が通るコアの径がシングルモードファイバよりも大きいため、より多くの光を通すことができる。しかしながら、多数のモードの光が通ることでモード毎の光の伝播速度が異なり、光の分散（ＤＭＤ（Differential Modal Dispersion））が生じるため、光波形が劣化してしまう。この問題は、マルチモードファイバにおいて、コアの中心部分の屈折率分布が不安定な場合に特に問題となる。
【0003】
この問題を改善するため手段として、ボルテックスレンズやボルテックス位相板などと称される光学素子を用いることが知られている。ボルテックスレンズ（ボルテックス位相板）とは、連続または階段状の螺旋形状を有する面（ボルテックス面）を有する光学素子（光束制御部材）である。ボルテックスレンズに、中心部分の強度が高いガウシアン分布を有する光を通過させると、中心部分の強度が顕著に低下した、リング状の強度分布を有する光に変換される。
【0004】
ボルテックスレンズによりリング状の強度分布に変換された光をマルチモードファイバに入射させると、光がコアの中心部分に直接入射することを抑制できるため、コアの中心部分の屈折率分布の影響が抑制されるとともに、高次のモードの光が主体となり、光波形の劣化を抑制することができる。
【0005】
例えば、特許文献１には、ボルテックス形状が形成されたレンズを備えた光学部品が開示されている。特許文献１によれば、当該光学部品を用いてマルチモードファイバに、中心部分の強度が低下したリング状の強度分布の光を入射させることができたとされている。また、レンズの表面にボルテックス形状を形成してこれらを一体化することで、光軸調整が容易になったとされている。
【0006】
特許文献２には、光源とマルチモードファイバとの間に配置された送信側ボルテックス光学素子を備える光送信器と、マルチモードファイバと受光素子との間に配置された受信側ボルテックス光学素子を備える光受信器と、を備える光通信装置が開示されている。特許文献２によれば、光送信器および光受信器に、それぞれ光の波面の回転方向に対して逆方向に位相差を付与するボルテックス光学素子を設けることにより、ＤＭＤの抑制および光ビームの受光効率の改善が両立できたとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0007】
【文献】国際公開第２０１８／１６３９３６号
【文献】国際公開第２０１８／１９８５１１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
レンズなどの光学素子を、金型を用いて製造する場合、金型の光学面を成形する面は、光学面の光軸に相当する部分を中心として同心円状に切削加工を行うことで形成されるのが一般的である。そこで、本発明者は、ボルテックスレンズを成形するための金型のボルテックス面を成形する面（以下「ボルテックス成形面」と称する）を、螺旋の中心を中心として同心円状に切削加工を行うことで形成した。このようにして得られた金型を用いてボルテックスレンズを製造したところ、図１Ａに示されるように、ボルテックス面１０の中心部にも外周部にも円環状の加工痕１１が形成されてしまった。また、図１Ｂに示されるように、ボルテックス成形面１２の中心部を加工する際に応力が集中してボルテックス成形面１２の中心部に渦巻状の大きな加工痕（つぶれ）１３が形成されてしまった。このため、ボルテックス面の中心部にも渦巻状の大きな加工痕（つぶれ）が形成されてしまった（図１Ａでは不図示）。
【0009】
上記のように、円環状の加工痕や渦巻状の大きな加工痕（つぶれ）がボルテックス面の中心部に存在すると、光をボルテックス面に入射させた際に、多くの迷光が生じてしまう。この問題の解決手段として、ボルテックス成形面の中心部を螺旋状に加工せず、平面のままとすることが考えられる。しかしながら、ボルテックス面の中心部を平面としたボルテックスレンズは、平面部分を高強度の光が通過するためにリング状の強度分布の光を形成できず、所期の機能を発揮することができない。
【0010】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、ボルテックス面の中心部の加工痕に起因する迷光の発生を抑制できる、ボルテックス面を有する光束制御部材を提供することを目的とする。また、本発明は、上記光束制御部材を成形するための金型、上記光束制御部材の製造方法、および上記成形用金型の製造方法を提供することも目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0011】
本発明に係る光束制御部材は、連続または階段状の螺旋形状を有するボルテックス面と、前記ボルテックス面において、螺旋の中心を中心として放射状に配置された複数の凸条と、を有し、前記複数の凸条の高さは、前記中心に近づくほど低くなる。
【0012】
本発明に係る光束制御部材は、連続または階段状の螺旋形状を有するボルテックス成形面を含む成形用金型を用いて成形された光束制御部材であって、前記ボルテックス成形面は、螺旋の中心を中心として放射状に配置され、前記中心に近づくほど浅くなる複数の溝を有する。
【0013】
本発明に係る成形用金型は、連続または階段状の螺旋形状を有するボルテックス成形面と、前記ボルテックス成形面において、螺旋の中心を中心として放射状に配置され、前記中心に近づくほど浅くなる複数の溝と、を有する。
【0014】
本発明に係る光束制御部材の製造方法は、上記成形用金型の、前記ボルテックス成形面を含む面により構成されたキャビティに成形材料を注入する工程と、前記キャビティ内の前記成形材料を固化させる工程と、を有する。
【0015】
本発明に係る成形用金型の製造方法は、金型母材を準備する工程と、前記金型母材の所定の点を中心として放射状に切削することで、連続または階段状の螺旋形状を有するボルテックス成形面を形成する工程と、を有する。
【発明の効果】
【0016】
本発明により、ボルテックス面の中心部の加工痕に起因する迷光の発生を抑制できる、ボルテックス面を有する光束制御部材を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0017】
【発明を実施するための形態】
【0018】
以下、本発明に係る実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【0019】
（成形用金型およびその製造方法）
まず、本発明の一実施の形態に係る成形用金型１００について説明する。この後説明するように、成形用金型１００は、ボルテックス面２１０を有する光束制御部材２００の製造に用いられる。
まず、本発明の一実施の形態に係る成形用金型１００について説明する。この後説明するように、成形用金型１００は、ボルテックス面２１０を有する光束制御部材２００の製造に用いられる。
【0020】
図２Ａ、Ｂは、成形用金型１００の構成を示す図である。図２Ａ、Ｂでは、成形用金型１００のうち、ボルテックス成形面１１０を含む駒のみを示している。実際には、他の駒と組み合わせてキャビティ１３０が形成される。図２Ａは、成形用金型１００の平面図であり、図２Ｂは、図２Ａに示すＡ－Ａ線の断面図である。
【0021】
図２Ａ、Ｂに示されるように、成形用金型１００は、ボルテックス成形面１１０、複数の溝１２０、およびキャビティ１３０を有する。
【0022】
ボルテックス成形面１１０は、光束制御部材２００のボルテックス面２１０を成形する面である。この後説明するように、光束制御部材２００のボルテックス面２１０は、連続または階段状の螺旋形状を有している。ボルテックス成形面１１０は、ボルテックス面２１０に相補的な形状を有しており、連続または階段状の螺旋形状を有している。
【0023】
この後説明するように、光束制御部材２００のボルテックス面２１０は、ボルテックス面２１０において最も高い部分と最も低い部分との段差２１１を有する（図３Ａ参照）。この段差２１１の数は、使用する光の波長λと付与したい位相差Δφとに応じて決まるチャージ数ｍｃ（後述）に応じて設定される。図２Ｂに示すように、ボルテックス成形面１１０は、光束制御部材２００のボルテックス面２１０に対応して、ボルテックス成形面１１０において最も高い部分と最も低い部分との段差１１１を有する。この段差１１１は、ボルテックス成形面１１０の中心１１２から外縁まで延在している。段差１１１の高さは、付与したい位相差Δφとに応じて設定され、例えば１μｍ以上１０μｍ以下である。
【0024】
図３Ａは、理想的なボルテックス面２１０の一例を示す平面模式図である。この図では、高いほど白色に近く、低いほど黒色に近く彩色することで、ボルテックス面２１０の各点の高さも示している。図３Ａに示されるように、ボルテックス面２１０は、周方向において段差２１１間はなだらかに連続する面であることが好ましく、鏡面であることが理想的である。
【0025】
図３Ｂに示すように、従来の一般的な加工方法と同様に、成形用金型１００のボルテックス成形面１１０を同心円状に切削加工を行うことで形成すると、円環状の加工痕が形成されてしまう。その結果、図３Ｃに示すように、光束制御部材２００のボルテックス面２１０にも、円環状の加工痕が形成されてしまう。この加工痕は、ボルテックス面２１０の外周部だけでなく中心部にも形成されてしまう。
【0026】
一方、本実施の形態では、図３Ｄに示すように、成形用金型１００のボルテックス成形面１１０を放射状に切削加工を行うことで形成する。この場合、ボルテックス成形面１１０の外周部では、放射状の加工痕が形成されることがある。これに対し、ボルテックス成形面１１０の中心部では、加工領域が重なって同じ領域が繰り返し加工されるため、加工溝が非常に浅くなるか、消失する。その結果、図３Ｅに示すように、光束制御部材２００のボルテックス面２１０の少なくとも中心部では、加工痕１１はほとんど存在しない。図４は、放射状に切削したボルテックス成形面１１０の写真である。
【0027】
上記のことからわかるように、本実施の形態に係る成形用金型１００では、図２Ａに示すように、複数の溝１２０は、ボルテックス成形面１１０の螺旋の中心（ボルテックス成形面１１０の中心１１２）を中心として放射状に配置されている。複数の溝１２０は、それぞれ、螺旋の中心に近づくほど、隣接する溝１２０との間隔が狭まり、やがて重なる。隣接する溝１２０どうしが重なり始めると、間に存在する凸条（稜線）の高さが低くなるため、溝１２０の深さは中心に近づくほど浅くなる。これにより、ボルテックス成形面１１０の中心１１２付近は、略鏡面となる。
【0028】
上記のように、成形用金型１００のボルテックス成形面１１０を放射状に切削加工を行うことで形成することで、ボルテックス成形面１１０の中心１１２付近を略鏡面とすることができる。また、ボルテックス成形面１１０の中心部に連続して切削工具を押し当てることなくボルテックス成形面１１０を加工するため、ボルテックス成形面１２の中心部に大きな加工痕（つぶれ）が形成されるのを抑制することができる。
【0029】
複数の溝１２０は、ボルテックス成形面１１０の中央部の凹凸が小さくなる（例えば、凹凸の高さが３ｎｍ以下、好ましくは略鏡面となる）ように配置されればよく、一定の角度間隔で配置されていてもよいし、不規則な角度間隔で配置されていてもよい。本実施の形態では、複数の溝１２０は、一定の角度間隔で配置されている。ボルテックス成形面１１０の中央部の凹凸を小さくする観点から、複数の溝１２０は、平面視したときに、互いに隣接する溝１２０間の角度が０．５°以下となるように配置されることが好ましい。互いに隣接する溝１２０間の角度は、ボルテックス成形面１１０の中心部だけでなく外周部の凹凸も小さくする観点からは、０．０５°以下となるように配置されることがさらに好ましい。互いに隣接する溝１２０間の角度の下限値は、特に限定されないが、加工効率の観点からは、例えば０．０１°以上である。
【0030】
溝１２０の延在方向に垂直な断面の形状は、特に限定されず、例えば球冠（半円を含む）、矩形である。本実施の形態では、溝１２０の断面形状は、球冠である。より具体的には、ボルテックス成形面１１０の外周部においては、溝１２０の断面形状は略半円であり、ボルテックス成形面１１０の中心部に近づくにつれて、溝１２０の上部が欠けていき、溝１２０が浅くなる。
【0031】
溝１２０の幅は、特に限定されないが、ボルテックス成形面１１０の中央部の凹凸を小さくする観点から、１μｍ以上５μｍ以下であることが好ましい。
【0032】
溝１２０の深さは、特に限定されないが、浅い方が好ましい。光束制御部材２００のボルテックス面２１０の中心部近傍における迷光の発生を抑制する観点からは、ボルテックス成形面１１０の中心部近傍における溝１２０の深さは、３ｎｍ以下であることが好ましく、０ｎｍであることが特に好ましい。
【0033】
また、ボルテックス成形面１１０の中央部の凹凸を少なくする観点から、ボルテックス成形面１１０の外周部における溝１２０の深さは３０ｎｍ以下であることが好ましい。
【0034】
本実施の形態に係る成形用金型１００の製造方法は、特に限定されない。たとえば、（１）金型母材を準備し、（２）金型母材の所定の点を中心として放射状に切削して螺旋形状を有するボルテックス成形面１１０を形成することで、本実施の形態に係る成形用金型１００を製造することができる。
【0035】
金型母材を構成する材料は、特に限定されず、公知の材料から適宜選択されうる。金型母材を構成する材料の例には、鋼材、亜鉛合金、アルミニウム合金等が含まれる。耐久性の観点からは、金型母材は鋼材を含むことが好ましい。
【0036】
切削に用いる工具も、特に限定されず、公知の金型加工用の工具から適宜選択されうる。
【0037】
本実施の形態では、切削によりボルテックス成形面１１０を形成する際には、金型母材の一主面において、螺旋の中心となる点を定め、上記中心に向けて放射状に切削していく。これにより、螺旋の中心に向けて放射状に配置された複数の溝１２０が形成される。また、このとき、一つの溝１２０に対して、螺旋の回転方向において隣接する溝の深さがより深くなるように、工具の先端の高さを変えて切削する。例えば、平面視したときに、隣接する溝どうしのなす角が０．２°となるように、時計回りの方向に順に溝を切削する場合、形成された一つの溝に対して、時計回りに０．２°進んだ位置に上記溝の深さよりも深い溝が形成されるように切削する。これを連続して一周行うことで、連続または階段状の螺旋形状が金型母材の一主面に形成される。螺旋の回転方向は任意で決定することができ、上記回転方向に合わせて工具の先端の高さを変えて切削すればよい。
【0038】
なお、本発明の成形用金型の製造方法は、金型母材の一主面において、螺旋の中心となる点を定め、上記中心から放射状に切削してもよい。
【0039】
上記のように、成形用金型１００のボルテックス成形面１１０を放射状に切削加工を行うことで形成することで、ボルテックス成形面１１０の中心１１２付近を略鏡面とすることができる。また、ボルテックス成形面１１０の中心部に連続して切削工具を押し当てることなくボルテックス成形面１１０を加工するため、ボルテックス成形面１２の中心部に大きな加工痕（つぶれ）が形成されるのを抑制することができる。
【0040】
（光束制御部材およびその製造方法）
図５は、本実施の形態に係る光束制御部材２００の製造方法のフローチャートである。
図５は、本実施の形態に係る光束制御部材２００の製造方法のフローチャートである。
【0041】
図５に示すように、本実施の形態に係る光束制御部材２００は、例えば、（１）上記の成形用金型１００のキャビティ１３０に成形材料を注入する工程（工程Ｓ１０）と、（２）キャビティ１３０内の前記成形材料を固化させる工程（工程Ｓ２０）と、（３）固化させた前記成形材料を、前記成形用金型から離型して取り出す工程（工程Ｓ３０）と、を有する。以下、各工程について説明する。
【0042】
まず、成形用金型１００のキャビティ１３０に成形材料を注入する（工程Ｓ１０）。例えば、上記の成形用金型１００を固定側金型として使用し、固定側金型と対向するように配置された可動側金型と型閉めした後、成形材料注入口から成形材料を注入する。
【0043】
本実施の形態では、成形材料として樹脂材料を用いることができる。樹脂材料の種類は、使用する光に対して透光性を有する材料から適宜に選ばれる。樹脂材料の例には、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）やポリカーボネート（ＰＣ）、エポキシ樹脂（ＥＰ）、変性ポリフェニレンエーテル（ｍ－ＰＰＥ）、シクロオレフィンポリマー（ＣＯＰ）、環状オレフィン・コポリマー（ＣＯＣ）等が含まれる。
【0044】
次いで、キャビティ１３０に注入された成形材料を固化させる（工程Ｓ２０）。例えば、キャビティ１３０に熱可塑性樹脂を注入した場合は、熱可塑性樹脂を冷却して固化させればよい。また、キャビティ１３０に熱硬化性樹脂を注入した場合は、キャビティ１３０内の樹脂を加熱して固化（硬化）させればよい。
【0045】
最後に、工程Ｓ２０で固化された成形材料を、上記成形用金型から離型して取り出す（工程Ｓ３０）。
【0046】
以上の手順により、成形用金型１００のボルテックス成形面１１０の形状を反転させたボルテックス面２１０を有する光束制御部材２００を製造することができる。以下、光束制御部材２００について説明する。
【0047】
【0048】
図６Ａ～Ｃに示されるように、光束制御部材２００は、ボルテックス面２１０と、複数の凸条２２０、および入射面２３０を有する。なお、図６Ａおよび図６Ｃにおいて、便宜上、凸条２２０は省略している。また、図６Ｃにおいて、Ａｘは光軸を表す。
【0049】
ボルテックス面２１０は、連続または階段状の螺旋形状を有する面である。ボルテックス面２１０を通過する光は、円周方向において位相差を持ち、かつリング状の強度分布を有する光に変換される。図６Ｂにおいて、ボルテックス面２１０は時計回りに進むにつれて徐々に低くなる構造を有する。
【0050】
図７は、図６Ｂに示されるＸＹ座標系（原点はボルテックス面２１０の中心２１２）においてのｙ＝０の断面（Ｂ－Ｂ線断面）およびｙ＝－０．００２ｍｍの断面における、ｘ方向の位置に対する、ボルテックス面２１０の高さの変化を示したグラフである。実線がｙ＝０の断面（Ｂ－Ｂ線断面）、破線がｙ＝－０．００２ｍｍの断面をそれぞれ示している。
【0051】
同様に、図８は、同じＸＹ座標系においてのｘ＝０の断面（Ａ－Ａ線断面）およびｘ＝－０．００２ｍｍの断面における、ｙ方向の位置に対する、ボルテックス面２１０の高さの変化を示したグラフである。実線がｘ＝０の断面（Ａ－Ａ線断面）、破線がｘ＝－０．００２ｍｍの断面をそれぞれ示している。
【0052】
図６Ａ～Ｃに示すように、光束制御部材２００は、ボルテックス面２１０において最も高い部分と最も低い部分との段差２１１を有する。ボルテックス面２１０の一周内の段差２１１の形状の繰り返し数であるチャージ数をｍｃ、段差の高さをｄ、光の波長をλ、光束制御部材２００の材料と周辺の媒質（例えば空気）との光の波長λにおける屈折率の差をΔｎとしたとき、ボルテックス面２１０を通過する光に与えられる位相差ΔΦは、以下の式（１）から求めることができる。位相差ΔΦが２π×ｍ（ｍは整数）のとき、光軸に対して軸対称性の高いリング状の強度分布を有する光が得られる。
ΔΦ＝２π×ｍｃ×Δｎ×ｄ／λ （１）
ΔΦ＝２π×ｍｃ×Δｎ×ｄ／λ （１）
【0053】
段差２１１の数（チャージ数ｍｃ）および高さｄは、ボルテックス面２１０を通過する光に与える位相差ΔΦに応じて適宜設定される。本実施の形態では、段差２１１の数は１つであり（図６Ａ参照）、段差２１１の高さは８μｍである（図８参照）。
【0054】
複数の凸条２２０は、成形用金型１００の複数の溝１２０が転写されたパターンである。図６Ｂに示すように、複数の凸条２２０は、ボルテックス面２１０において、螺旋の中心から放射状に配置されている。そのため、複数の凸条２２０は、それぞれ、螺旋の中心に近づくほど、隣接する凸条との間隔が狭くなり、最終的には重なる。これに伴い、隣接する凸条間に形成される溝についても、螺旋の中心に近づくほど浅くなる。したがって、凸条２２０の高さは、中心に近づくほど低くなる。これにより、ボルテックス面２１０の中心部近傍は、略鏡面となる。ここで「凸条２２０の高さ」とは、凸条２２０の絶対的な高さ（例えば入射面２３０に対する高さ）を意味するのではなく、凸条２２０の両側にある溝の底に対する高さを意味する。
【0055】
複数の凸条２２０は、ボルテックス面２１０の中央部の凹凸が小さくなる（例えば、凹凸の高さが３ｎｍ以下、好ましくは略鏡面となる）ように配置されればよく、一定の角度間隔で配置されていてもよいし、不規則な角度間隔で配置されていてもよい。本実施の形態では、複数の凸条２２０は、一定の角度間隔で配置されている。ボルテックス面２１０の中央部の凹凸を小さくする観点から、複数の凸条２２０は、平面視したときに、互いに隣接する凸条２２０間の角度が０．５°以下となるように配置されることが好ましい。互いに隣接する凸条２２０間の角度は、ボルテックス面２１０の中心部だけでなく外周部の凹凸も小さくする観点からは、０．０５°以下となるように配置されることがさらに好ましい。互いに隣接する凸条２２０間の角度の下限値は、特に限定されないが、金型の加工効率の観点からは、例えば０．０１°以上である。
【0056】
凸条２２０の延在方向に垂直な断面の形状は、特に限定されず、例えば球冠（半円を含む）、矩形である。本実施の形態では、凸条２２０の断面形状は、球冠である。より具体的には、ボルテックス面２１０の外周部においては、凸条２２０の断面形状は略半円であり、ボルテックス面２１０の中心部に近づくにつれて、凸条２２０の底部が欠けていき、凸条２２０の高さが低くなる。
【0057】
凸条２２０の幅は、特に限定されないが、ボルテックス面２１０の中央部の凹凸を小さくする観点から、１μｍ以上５μｍ以下であることが好ましい。
【0058】
凸条２２０の高さは、特に限定されないが、低い方が好ましい。ボルテックス面２１０の中心部近傍における迷光の発生を抑制する観点からは、ボルテックス面２１０の中心部近傍における凸条２２０の高さは、３ｎｍ以下であることが好ましく、０ｎｍであることが特に好ましい。
【0059】
（効果）
以上のように、本実施の形態では、成形用金型１００のボルテックス成形面１１０を放射状に切削加工を行うことで形成することで、ボルテックス成形面１１０の中心１１２付近を略鏡面とすることができる。また、ボルテックス成形面１１０の中心部に連続して切削工具を押し当てることなくボルテックス成形面１１０を加工するため、ボルテックス成形面１２の中心部に大きな加工痕（つぶれ）が形成されるのを抑制することができる。その結果、本実施の形態に係る光束制御部材２００は、ボルテックス面２１０の中心部において迷光が生じることを抑制することができ、所期のリング状の強度分布を有する光を生成することができる。
以上のように、本実施の形態では、成形用金型１００のボルテックス成形面１１０を放射状に切削加工を行うことで形成することで、ボルテックス成形面１１０の中心１１２付近を略鏡面とすることができる。また、ボルテックス成形面１１０の中心部に連続して切削工具を押し当てることなくボルテックス成形面１１０を加工するため、ボルテックス成形面１２の中心部に大きな加工痕（つぶれ）が形成されるのを抑制することができる。その結果、本実施の形態に係る光束制御部材２００は、ボルテックス面２１０の中心部において迷光が生じることを抑制することができ、所期のリング状の強度分布を有する光を生成することができる。
【0060】
なお、本実施の形態に係る光束制御部材２００では、ボルテックス面２１０の外周部に存在する複数の凸条２２０によりわずかに迷光が生じる可能性があるが、所期のリング状の強度分布を有する光を生成するという観点からは、影響は小さい。また、これらの凸条２２０が気になる場合は、研磨加工などにより除去してもよい。ボルテックス成形面１１０を研磨することにより、ボルテックス成形面１１０の外周部に存在する複数の溝１２０を除去することができるが、段差１１１のエッジ（稜線）にダレが発生するおそれがある。また、鋭いエッジ形状を残すことを優先すると、段差１１１の周囲にのみ溝１２０が残存するおそれがある。
【0061】
また、上記実施の形態では、ボルテックス面２１０を１つ有する光束制御部材２００について説明したが、本発明に係る光束制御部材は、複数のボルテックス面２１０を有するレンズアレイであってもよい。
【産業上の利用可能性】
【0062】
本発明によれば、迷光が少ないボルテックス面を有する光束制御部材を提供することが可能である。本発明に係る光束制御部材は、例えば光通信などに有用である。
【符号の説明】
【0063】
１０ ボルテックス面
１１ 円環状の加工痕
１２ ボルテックス成形面
１３ 渦巻状の加工痕（つぶれ）
１００ 成形用金型
１１０ ボルテックス成形面
１１１ 段差
１１２ ボルテックス成形面の中心（螺旋の中心）
１２０ 溝
１３０ キャビティ
２００ 光束制御部材
２１０ ボルテックス面
２１１ 段差
２１２ ボルテックス面の中心（螺旋の中心）
２２０ 凸条
２３０ 入射面
１１ 円環状の加工痕
１２ ボルテックス成形面
１３ 渦巻状の加工痕（つぶれ）
１００ 成形用金型
１１０ ボルテックス成形面
１１１ 段差
１１２ ボルテックス成形面の中心（螺旋の中心）
１２０ 溝
１３０ キャビティ
２００ 光束制御部材
２１０ ボルテックス面
２１１ 段差
２１２ ボルテックス面の中心（螺旋の中心）
２２０ 凸条
２３０ 入射面
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】