JP2008039852A - ガラス光学素子及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】光学機器への組付け精度を向上させ、また光学膜の耐久性を改善したガラス光学素子を得る。
【解決手段】本発明は、二つの主面が各々光透過面２、３として構成され、一方の光透過面２にセル状レンズ５が形成された矩形板状のレンズアレイ１であって、四つの端面のうちの幾つかを構成する金型加工により成形された金型加工面７と、金型加工面７を除く残りの端面を構成する切断又は破断により分断加工された分断面８と、分断面８から所定の間隔を空けて他方の光透過面３上に部分的に形成された反射防止膜１２とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば液晶プロジェクタの光学系に用いられるレンズアレイなどのガラス光学素子及びその製造方法に関する。

インテグレータレンズ又はフライアイレンズなどとも称するレンズアレイは、例えば軟化状態のガラスを、マトリックス状にレンズアレイの形状が刻まれた金型で１つずつプレス成形した後、レンズの刻まれていない面を研磨することで例えば矩形板状に成形される。ほとんどの場合、この矩形のガラス基板の研磨面に反射防止膜を真空蒸着などの方法で成膜することで、レンズアレイが得られる。このようにして製造されたレンズアレイでは、金型によってその端面に例えば凹凸が形成され、この凹凸部分が光学機器へ組み付ける際の係合部分などとして利用される。

また一方で、このようなレンズアレイを光学部品として用いるプロジェクタは、パーソナルコンピュータやＤＶＤドライブなどの映像関連機器の普及に伴って、プレゼンテーションなどで利用される業務用から、一般家庭用に至るまで用途が拡大している。これに伴ってプロジェクタ自体の小型化が進められている。例えば光源の反射鏡に回転楕円面反射鏡を用い、集光光学系を合わせることによって光源からの光を細い平行光束にし、その後段の光学部品や液晶デバイスなどの表示素子自体に小型のものを使用することで、プロジェクタの小型化が図られている。こうした装置の内部に使用されるレンズアレイなどの光学部品には小型化が求められており、併せて低価格化が要求されている。

したがって、このような要求に対応するために、上記した製造方法、つまりレンズアレイ１つずつに対し、成形、研磨、成膜を、洗浄しつつ繰り返し行うこと代えて、複数のレンズアレイを互いに隣接させて配置した状態で一体成形し、成形後に各レンズアレイ毎に分断する製法、あるいは一体成形した複数のレンズアレイを一体のまま、片面又は両面にコーティング処理を施し、その後、各レンズアレイ毎に分断するといった製法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

また、平板型マイクロレンズアレイの複数ピース分の大きさを有するガラス基板の一面にレンズ部となる凹部を各ピース毎に形成し、次いでこの凹部に高屈折率樹脂を充填してレンズ部を形成した後、１ピース分の大きさに切断する方法なども提案されている（例えば、特許文献２参照）。

ここで、レンズアレイがプロジェクタに内装される際には、レンズアレイの光透過面が光軸に対して正確に配置される必要がある。レンズアレイの中心と光軸中心とのずれや、光軸に対するレンズアレイの上下左右方向の角度ずれがあると、正確な光路が得られなくなり、光の利用効率が極端に低下し、投射画像が暗くなる。また、この場合、照度むらなどの不都合が生じる。

さらに、投射型のプロジェクタにおいては、投射像の照度むらを解消するために、それぞれ照度分布の異なる二枚のレンズアレイを光路上に離間して設けている。これらは他の光学要素と接着して組み込まれるものの他、これらレンズアレイの端面を基準面として用い、光路上に組み付けられるものがある。

レンズアレイの端面を基準面として用いる場合には、これらの端面の形状精度が重要になる。上記特許文献１、２に記載されているように、多数個を一体成形した基板から切断によって個々のレンズアレイを切り出す場合、切断精度が光学的精度に直接影響する。切断面に傾きがあると、光軸に対する光透過面の角度ずれが生じ、また切断位置のばらつきはレンズアレイの中心と光軸とのずれの原因になる。いずれにしても切断などの後加工に依存する限り、加工のばらつきを皆無にすることは困難である。製品外周の芯取加工を前提とした場合には、端面からレンズアレイの中心までの距離を所定の値に保つために、切削分の削りしろが、必要になるので、それだけ成形効率が低下することになる。

特に、特許文献１の場合、切断面をそのまま位置決めに利用しようとすると、レンズの光軸中心と位置決め面となる切断面との間の距離を正確に測定して切断しなければならないが、現実には成形ピッチのばらつき、切断精度などによるばらつきが原因となり、正確な位置決めを行うことは難しくなっている。

以上のような課題を解消するために、レンズアレイの新たな製法が提案されている（例えば、特許文献３参照）。特許文献３の製法では、レンズアレイの四つの端面のうちの金型により成形された隣接する二つの端面を取り付けの基準面とすることで、比較的高精度なこの金型加工面を利用し正確な位置決め及び組付けを行うことができる。また、特許文献３の製法では、軟化状態のガラス材料を用い金型によって例えば四枚分のレンズアレイを一体成形し、この四枚分のレンズアレイが一体化された成形体の状態で、研磨及び成膜工程を行うことにより、ハンドリングを容易にするとともに、工数及び加工コストの削減を図っている。
特開２０００−３７７８７号公報 特開平９−９０３６０号公報 特開２００５−１０７４１０号公報

しかしながら、複数のレンズアレイが一体となった成形体の状態で成膜工程を行った後に切断又は破断によって各レンズアレイ毎に分離させる場合、次のような課題があることがわかった。すなわち、上記特許文献１又は特許文献３の方法では、一体成形されたレンズアレイに成膜した後に各レンズアレイ間を切断または破断するため、レンズアレイ上に形成された反射防止膜などのコート層も同時に切断又は破断される。このため、コート層の分断された端部は、膜が荒れた状態となってレンズアレイ本体との密着力が低下する。

一方、液晶プロジェクタなどに内装されるレンズアレイは、光源の近傍に配置されるため、光源からの熱を受けて使用時には高温になり、非使用時には常温にまで冷却される。この冷熱サイクルを繰り返すうちに、コート層の端部とレンズアレイ本体との隙間に大気中の水分が浸透し、コート層の端部から膜剥れや膜クラックが生じ、長期的な品質の安定性が損なわれるおそれがある。

そこで、本発明は、こうした従来の課題を解決するためのものであり、光学機器への組付け精度を向上させることができると共に、光学膜の耐久性を改善し長期的に安定した光学品質を維持できるガラス光学素子及びその製造方法を提供することを目的とする。

本発明のガラス光学素子は、二つの主面が各々光透過面として構成され、少なくとも一方の前記光透過面にセル状レンズが形成された矩形板状のガラス光学素子であって、四つの端面のうちの幾つかを構成する金型加工により成形された金型加工面と、前記金型加工面を除く残りの端面を構成する切断又は破断により分断加工された分断面と、前記分断面から所定の間隔を空けて少なくとも一方の光透過面上に部分的に形成された光学膜と、を具備することを特徴とする。

本発明によれば、光透過面上の光学膜が、前記分断面から所定の間隔をあけて形成されているので、分断面が加工成形される際の切断又は破断による物理的な影響が光学膜に及ぶことを回避することができる。これにより、端縁部分を含む光学膜は、膜全体として成膜時の状態を維持でき、例えば高温にさらされるような使用環境にあっても膜剥れや膜クラックを生じ難く、長期的に安定した光学品質を維持することができる。

ここで、本発明の矩形板状のガラス光学素子では、四つの端面のうちの互いに隣接する所定の二つの端面は、前記分断面で構成されることが好ましく、また、互いに隣接する残りの二つの端面は、前記金型加工面で構成されることが望ましい。

また、本発明においては、前記金型加工面の一部を、位置決め用の基準面として形成することで、金型成形により高い加工精度を得られるこの基準面を利用して、本発明のガラス光学素子を組み込むべき例えばプロジェクタなどの光学機器への正確な位置決め及び組付けを実現することができる。特に、矩形板状のガラス光学素子の四つの端面のうちの隣接する二つの端面を金型加工面とし、かつこの金型加工面一部を位置決め用の基準面として形成することで、矩形板状のガラス光学素子の表面に沿った方向のセル状レンズの角度ずれを防止できる。また、上記基準面とセル状レンズとを一体で金型成形することが望ましい。このような構成により、上述したプロジェクタ内において、ガラス光学素子上のセル状レンズを光軸に対してより正確に配置できるので、光の利用効率が高められた鮮明な投光画像が得られ、また、照度むらの発生などを抑制することもできる。

また、前述した基準面を含む金型加工面を凹凸面で形成することで、上述したプロジェクタなどに対する位置決め及び組み付けをより好適に行うことができる。

さらに、上述した基準面を有する金型加工面以外の端面、すなわち、分断面は、組付け時の位置決めには使用されないので、高い精度を必要とせず、しかも、加工成形される際の切断又は破断による物理的な影響が光学膜に及ぶことがないので、ラフな切断や破断によって形成されても支障がなく、これにより、製造工程を簡略化でき、また製造コストを低減させることができる。なお、本発明の矩形板状のガラス光学素子においては、その角が切り欠かれていたり、曲線状であってもよい。

また、本発明においては、前記セル状レンズが形成されている前記光透過面は、前記セル状レンズの周縁を囲むフランジ部を有し、このフランジ部の表面よりも前記セル状レンズが凹んだ位置に形成されていることが好ましい。このフランジ部をガラス光学素子の把持部として利用することで、例えば製造工程でのガラス光学素子のハンドリングが容易となる。さらに、フランジ部の表面よりもセル状レンズが凹んだ位置に形成されることにより、例えば製造工程において、セル状レンズ側を下向きにしてガラス光学素子を載置した場合でも、レンズ面が直接載置面に触れることがないので、セル状レンズの汚損及び傷つきが防止される。また、このような構成のガラス光学素子は、セル状レンズ側を下向きにして載置できるので、例えばセル状レンズの形成されていない光透過面側の研磨面や成膜面などを特別に保護することなく、机上などに直接載置でき、取り扱いが容易である。

また、本発明のガラス光学素子では、分断面の少なくとも一辺が、面取り加工されていることが好ましい。すなわち、ガラスの切断面は、鋭利であることから、切断又は破断によって形成された端面は、面取り加工されていることが好ましく、この面取り加工により、切断面や破断面からのガラス片が光透過面に付着したり光透過面を傷付けたりすることを防止するのに有効である。また、本発明では、光透過面上の光学膜が、分断面から所定の間隔をあけて形成されているので、上述した面取り加工の際の物理的な影響が光学膜に直接的に及ぶことを回避でき、これにより、面取り加工を容易に行うことができる。

また、本発明のガラス光学素子においては、前記セル状レンズは、二つの前記光透過面のうちの一方にのみ形成されており、前記セル状レンズの形成されていない他方の前記光透過面が光学研磨され、その研磨面の上に前記光学膜が形成されていることを特徴とする。また、前記光学膜としては、反射防止膜、紫外線カット膜、赤外線カット膜のいずれか一つ又はこれらの組合せからなるものが使用される。

例えば、ガラス光学素子に紫外線カット作用を付与する目的で紫外線カット膜を成膜する場合、二つの光透過面のうちのいずれの面にも成膜することも可能であるが、凹凸のあるセル状レンズの形成面側に成膜するよりも平面研磨された面に成膜するほうが、均質で光の入射角度による影響が出難い膜を容易に成膜することができる。また、前記光学膜としては、光学系による反射損失低減の目的での反射防止膜、液晶表示素子などへの影響を排除するための紫外線カット膜、赤外線カット膜などを目的に応じて成膜する。さらに、このような光学膜を成膜する場合、真空蒸着又はスパッタリングによる成膜方法が、膜の光学的品質や膜の耐久性の面などを考慮した場合に好適である。また、本発明のガラス光学素子は、上述したようにプロジェクタ内部の光学系に好適に用いることができる。

本発明のガラス光学素子の製造方法は、二つの主面が各々光透過面として構成される共に一方の前記光透過面にセル状レンズを有する矩形板状のガラス光学素子を製造する製造方法であって、製造すべき前記ガラス光学素子の反転形状を複数個分有する金型により、軟化状態のガラス材料をプレスし、複数個分の前記ガラス光学素子が一体成形された成形体を得るプレス成形工程と、前記プレス成形工程で得られた前記成形体の前記セル状レンズの形成されていない他方の前記光透過面側を光学研磨する光学研磨工程と、前記光学研磨工程で光学研磨された前記他方の光透過面上に定められている成形体分断のための分断予定線を含む所定幅をマスクし、マスクしたこの他方の光透過面上に光学膜を被着させる成膜工程と、前記成膜工程で前記光学膜を被着された前記成形体を前記分断予定線に沿ってガラス光学素子毎に分断する分断工程と、を有することを特徴とする。

本発明のガラス光学素子の製造方法によれば、複数個分のガラス光学素子を一体成形した状態の扱い易いサイズの成形体に対し研磨及び成膜加工を行なうことができるので、ハンドリングなどに伴う傷付きなどを低減でき、また一体加工による利点として工数及び加工コストを削減することができる。また、本発明では、複数個分のガラス光学素子が一体に成形された成形体を個別のガラス光学素子に分断するための分断予定線を含む所定幅をマスクして光学膜を被着させるため、光透過面上の光学膜が、前記分断面から所定の間隔をあけて形成されることになる。これにより、その後の分断工程で分断予定線に沿って成形体を個々のガラス光学素子に切断又は破断する際に、光学膜自体に切断又は破断時の影響を与えることなく、成形体を分断することができる。

また、本発明のガラス光学素子の製造方法においては、前記成形体は、所定の基準位置に対し、四個分のガラス光学素子各々が、回転対称の関係を満たすように田の字状に配置された状態で成形されていることが好ましい。つまり例えば、プロジェクタ用のレンズアレイは、通常、縦横比が異なるセル状レンズの集合体であり、その行数と列数も異なるのが一般的である。そこで、上述したように、当該成形体表面に沿った方向の中心位置に対して回転対称となるように四個分のガラス光学素子を成形体上に配置することで、分断後に、プロジェクタ用のレンズアレイの用途に対応したほぼ同一形状の四つのガラス光学素子を得ることができる。

また、本発明のガラス光学素子の製造方法では、前記プレス成形工程において、ガラス光学素子毎の各セル状レンズの周縁を各々囲むフランジ部が成形される共に、前記各セル状レンズが前記フランジ部の表面よりも凹んだ位置に成形され、さらに、前記分断工程において、前記分断予定線を含む所定幅を除いて前記光学膜が被着された前記他方の光透過面側から、当該破断予定線に沿って切断刃を当接させることにより、前記成形体がガラス光学素子毎に分断されることが好ましい。

上述したフランジ部を成形することにより、光学研磨側や光学膜側を上向きにしかつフランジ部側を下向きにして成形体を載置できるので、光学研磨する側の面や光学膜側が上向きになる状態で、光学研磨工程や分断工程を実施することができ、研磨面や光学膜を傷付けることなく、ガラス光学素子を得ることができる。これにより、その後の分断工程で分断予定線に沿って成形体を個々のガラス光学素子に切断又は破断する際に、光学膜自体に切断又は破断時の影響を与えることなく、成形体を分断することができる。さらに、本発明の製法では、分断予定線を含む所定幅を除いて光学膜が被着された光透過面側から破断予定線に沿って切断刃を当接させるので、光学膜に損傷を与えることなく成形体を分断することができる。

このように本発明は、光学機器への組付け精度を向上させることができると共に、光学膜の耐久性を改善し長期的に安定した光学品質を維持することの可能なガラス光学素子及びその製造方法を提供することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づき説明する。
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係るガラス光学素子としての液晶プロジェクタ用のレンズアレイを示す斜視図であり、図２は、その平面図である。また、図３は、図２に示すレンズアレイのＡ−Ａ断面図であり、図４は、図３のＢ部詳細図である。

図１〜図４に示すように、インテグレータレンズ又はフライアイレンズなどとも称するレンズアレイ１は、矩形板状の外形を有し二つの主面が各々光透過面２、３として構成されている。この一方の光透過面２には、４行×５列に配列されたセル状レンズ（セル状に並ぶ複数のレンズ）５が形成されている。また、レンズアレイ１の光透過面２側には、セル状レンズ５の周縁を囲むフランジ部６が設けられている。セル状レンズ５は、このフランジ部６の表面よりも凹んだ位置に形成されている。

また、レンズアレイ１の外縁を形成する四つの端面のうちの互いに隣接する所定の二つの端面は、金型加工により成形された金型加工面７により構成されている。一方、レンズアレイ１の外縁を形成する四つの端面のうちの金型加工面７を除く、互いに隣接する残りの二つの端面は、切断又は破断により分断加工された分断面８により構成されている。

また、前者の金型加工面７の一部は、位置決め用の基準面９として形成されている。この基準面９は、光透過面２、３に対して垂直、すなわち光透過面２、３を透過する光の光軸に対して平行になるように構成されている。また、基準面９は、金型加工面７全体に対して相対的に突出する凸部として形成されている。なお、金型加工面７の基準面９以外の部位は、基準面９に対して相対的に凹部となる斜面１０で形成されている。斜面１０は、光透過面３側から光透過面２側に向かうにつれて僅かにレンズアレイ１の中心側に傾斜している。

また、図１〜図４に示すように、レンズアレイ１の少なくとも切断又は破断により形成された分断面８の各稜部には、面取り加工が施され、面取り部１１が形成されている。なお、金型加工により形成された金型加工面の各稜部にもＲ面又はＣ面などによる面取り部が形成されている。さらに、セル状レンズ５が形成されていない他方の光透過面３は、光学研磨されており、その研磨面の上に真空蒸着又はスパッタリングにより成膜された光学膜として反射防止膜１２が形成されている。この反射防止膜１２は、分断面８から所定の間隔を空けて他方の光透過面３上に部分的に形成さている。詳述すると、この反射防止膜１２は、光透過面２側のセル状レンズ５の形成領域を光透過面３側から少なくとも覆い、かつ光透過面３の外縁（分断面８）から、所定の間隔、例えば約１〜２ｍｍの幅の後述する非成膜部分（図１０Ｂの非成膜部２６参照）を残して成膜されている。

なお、プロジェクタ用としてのレンズアレイ１の代表的なサイズを例示すると、レンズアレイ１が４０〜７０ｍｍ角で、セルサイズが縦３〜５ｍｍ、セルの縦横比が４：３〜１６：９などであり、外周のフランジ部６の幅は、約２〜４ｍｍである。なお、レンズアレイ１は、２０ｍｍ〜４０ｍｍ程度のサイズのものも勿論適用可能である。

このようなレンズアレイ１は、例えば以下のようにしてプロジェクタの光学系に組み込まれて使用される。例えば、光透過面２、３側からみたレンズアレイ１の外形サイズに対応する開口部を持つ金属製の板金部品又は成形部品からなる枠体を用意する。さらに枠体には、その内側面に所定の位置決め面が設けられている。また、枠体には、板ばね、コイルスプリング、ボルトなど、位置決め面に対しレンズアレイ１の基準面９を押圧しつつ固定するための押圧固定部品が設けられている。レンズアレイ１の基準面９を枠体の位置決め面に強固に固定するために、この押圧固定部品に加え、接着材を併用してもよい。このような押圧固定部品や接着剤などを利用してレンズアレイ１が開口部に嵌め込まれた枠体は、プロジェクタの光学系の光路上に、その他の光学部品と光軸を一致させるようにして正確に位置決め固定される。また、金型加工面７に形成された斜面１０は、当該斜面１０に嵌合するように枠体に設けておいた係合片と係合させるようにしてもよい。

また、本実施形態のレンズアレイ１は、基準面９を有する金型加工面７とセル状レンズ５とが金型によって一体成形されている。これにより、基準面９からセル状レンズ５までの距離は、金型の精度によって決まるので、高い部品精度を得ることができる。したがって、上記枠体の位置決め面に対しレンズアレイ１の基準面９を位置合わせすることで、レンズアレイ１上のセル状レンズ５を所望の位置に高精度に位置決めすることができる。

なお、図１〜図４では、金型加工面７の凸部を基準面９として適用しているが、凹部を基準面とすることも可能である。また、この基準面９は、図１及び図２に示すように、一つの端面に間隔を空けて二個所以上設けることで、位置合わせの精度が向上する。なお、金型加工面７の斜面１０は、プレス成形での金型の抜き勾配でもある。

また、分断面８は、相対する側の基準面９と平行な面であることが望ましいが、レンズアレイ１と上記した枠体の位置決め面を密着させ得る押圧力を受け止めることができれば、基準面９と平行な面でなくてもよい。

次に、本実施形態に係るレンズアレイ１の製造方法を、ガラス素材の作製、金型、プレス成形工程、研摩工程、反射防止膜の成膜工程及び分断工程の順に説明する。

［ガラス素材の作製］
予め製品重量の１．３〜５倍のガラス素材を用意する。このガラス素材は、周知の方法で溶融されたガラスを型内に鋳込む、又は溶融炉から連続的に引き出してロッド状に成形し、適当な長さに切断するなどの方法で得る。プロジェクタ用のレンズアレイ１は、上述したように光源の近傍に配設されて高温になるため、温度変化による熱膨張が光学特性に影響しないようにガラス自体の耐熱性を確保する目的で、比較的低膨張のガラスが適用される。ここで、ガラスの熔融性やプレス成形による形状転写性などを考慮すると、平均線膨張係数が３０×１０^-7／℃〜４５×１０^-7／℃程度の硼珪酸ガラスが好適である。なお、平均線膨張係数が１００×１０^-7／℃程度までのガラスは、使用可能である。ただし、この場合、ガラスの機械的強度及び耐熱強度を高めるために、風冷強化することが好ましい。この際の風冷強化は、強化処理後に切断するとガラスに割れが生じるおそれがあるため、成形体を各レンズアレイに分離した後に行うことが望ましい。また、本実施形態では、平均線膨張係数が３２×１０^-7／℃の硼珪酸ガラスをガラス素材として用いる。

［金型］
次に、プレス成形で用いる金型について、図５Ａ〜図７Ｂに基づき説明を行う。ここで、図５Ａは、レンズアレイ１の成形に用いる金型１４の断面図であり、また、図５Ｂは、金型１４を構成する上型１５の底面図である。また、図６は、図５Ａの金型１４のプレス成形時の状態を模式的に示す断面図である。さらに、図７Ａは、セル状レンズの中央部が凸形状となるレンズアレイ１を成形する場合に好適な金型の構造を示す断面図であり、図７Ｂは、セル状レンズの中央部が凹形状となるレンズアレイ１を成形する場合に好適な金型の構造を示す断面図である。

図５Ａに示すように、金型１４は、上型１５と下型１６とから構成される。また、金型１４は、図５Ａ〜図６に示すように、製造すべきレンズアレイ１の反転形状を複数個分（図５Ｂの例示では４×２個分）有し、軟化状態のガラス材料をプレスし、複数個分のレンズアレイ１が一体成形された後述する成形体２０ａを得る。上型１５は、セル状レンズ５を成形するための複数のレンズ成形面１７を持つプランジャ１８とレンズアレイ１の金型加工面７を形成するリング１９とを備える。

下型１６と協働して製品の厚さを決める上型１５のリング１９のプレス部分は、所望の製品肉厚より若干厚めの高さに設定されている。例えば、この高さは、製品肉厚が２．５ｍｍの場合、３ｍｍ程度に設定される。成形体における余剰の厚みは、後に研削及び研摩される。

また、図５Ｂに示すように、個々のレンズ成形面１７は、レンズアレイ１のセル状レンズ５の反転形状で形成された４列×５行のセルを有する。上型１５には、四つで一組の当該レンズ成形面１７が二組設けられている。これにより、上型１５は、下型１６と協同しつつ八個分（レンズアレイ四個×二組）のレンズアレイ１が一体化された成形体２０ａを一度のプレスで成形する。さらに詳述すると、このような成形体２０ａは、所定の基準位置１７ａに対し、四個分のレンズアレイ１（四個分のセル状レンズ５）各々が、回転対称の関係を満たすように田の字状に配置された状態のものが２組分（レンズアレイ四個×二組分）一体成形される。

なお、上述したプランジャ１８は、図５Ａに示したように、レンズアレイ１の反転形状を複数個分一体的に形成した一つの金型（単一の金型ブロック）で構成されることが好ましい。つまり例えば、プランジャ１８のレンズ成形面１７を成形するための金型ブロックを、レンズ成形面毎やセル状レンズの列又は行毎に別体とした入子構造とすることも可能である。しかしながら、入子構造とした個々の金型ブロックから、プレス成形時に成形される各レンズアレイ側に対し、均一に押圧力が加わらなかった場合、一体成形された単一の成形体２０ａ上に肉厚の異なる複数のセル状レンズが形成される場合がある。

この場合、一体成形された上記成形体２０ａに対し研削及び研摩を行っても、セル状レンズ５の成形時の肉厚差を解消することができず、したがって、この後、成形体２０ａから分断されたレンズアレイ毎の個々のセル状レンズ５は、肉厚が異なるものとなり、光学的に同一の屈折特性が得られないという不具合を生じる。これに対し、レンズアレイ１の反転形状を複数個分一体的に形成した単一の金型ブロックからなるプランジャ１８を用いた場合には、このような不具合が生じないので、一体成形された成形体２０ａに対し研削及び研摩を行い、さらにこの成形体２０ａの分断後、互いに同一の光学特性を持ったセル状レンズを搭載するレンズアレイを得ることができる。

なお、プランジャ１８を入子構造にすることは、上記した不具合を生じるものの、以下のような目的を達成しようとする場合には有用である。つまり例えば、レンズアレイの外形を変更せずにセル状レンズ全体のレンズパターンにのみ変更を加えたい場合や、またプレス成形時、一つのセル状レンズにおける各セル間の段差に空気が溜まり金型形状が正確にガラスに転写できなくなることを防止する目的で、入子間の間隙を空気抜きとして利用する場合である。さらには、一つのセル状レンズの個々のセルのエッジ部など、金型の損耗が激しい部分の入子のみを差し替えて組み込むことで、容易かつ安価に金型を補修できるようにすることを目的とする場合である。

また、本実施形態のレンズアレイ１において、そのレンズアレイ本体の大きさや形状にもよるが、一回のプレス成形による成形型数（レンズアレイ１の成形数）が多くなると、成形面積が大きくなる。この場合、ガラスは、金型に熱を奪われ流動性が低下するため、肉不足不良になり易く、十分な展延性が得られず成形精度が低下する。ここで、平均線膨張係数が３２×１０^-7／℃の硼珪酸ガラスをガラス素材とした場合で、かつレンズアレイ１の長さが例えば３０ｍｍ程度までの場合、良好な転写精度で成形を行うことができる。これよりも平均線膨張係数が大きく成形性がよいガラス素材を適用した場合には、より大きなサイズのレンズアレイを成形することが可能となる。

また、レンズアレイ１の一方の光透過面にのみセル状レンズ５を形成する場合、他方の光透過面は平面であってもよい。また、図５Ａ及び図６に示すように、下型１６は、上型１５の各々のレンズ成形面１７の中心部分と対向する位置に断面が台形状の凸部２１が形成されている。凸部２１は、プレス成形時に下型１６にガラス素材を搭載した際に、ガラス素材に対し上下方向の押圧力を十分に加えることを可能にし、凸部２１の法線方向への反力で軟化状態のガラス素材を上型１５の隅々にまで行き渡らせ、肉不足の防止及び転写精度の向上を図る。

軟化状態のガラスが冷却する過程で、厚肉部分は相対的に冷却速度が遅くなるため、先に冷却固化した部分よりも熱収縮の影響が大きく現われ、いわゆるひけが発生するが、下型１６の凸部２１により、成形体２０ａに凹部が形成されるため、全体の冷却速度が均一化され、ひけの発生が防止される。また、成形体２０ａの下型１６に加工成形される側の部位（後述する図７Ａ、図７Ｂ及び図８Ｂの余剰肉厚部分２４）は、後工程で研摩され、平面に加工されるが、凹部がある分、研削量が削減され、これにより研磨工程の工数が低減される。

また、レンズアレイ１の両面にセル状レンズ５を形成する場合には、下型１６にもセル状レンズ５の反転形状を有するレンズ成形面を形成した金型を用い、レンズアレイの各面の光軸を一致させるべく、上型と下型とに相互に係合するキー及びキー溝などを設け、上型及び下型の位置精度の向上を図る。

なお、図６に示す下型１６の上述した凸部２１の形状は、成形されるセル状レンズ５の形状に合せて、成形体の表裏面間の厚さがほぼ一定となるような形状に設定することが好ましい。例えば、図７Ａに示すように、中心部に向かって凸となる形状のセル状レンズ５ａの場合、下型１６の凸部２１ａもセル状レンズ５ａのレンズ面とほぼ平行な凸形状とすることが望ましい。一方、図７Ｂに示すように、周縁部の肉厚が厚く中心に向かって凹となる形状のセル状レンズ５ｂの場合、下型１６の凸部２１ｂもその周縁部が高く中央部が低い凹形状とすることが好ましい。これらの場合、下型１６の凸部２１ａ、２１ｂの表面にセル状レンズ５ａ、５ｂと同様のセル形状を設ける必要はなく、全体として成形体の表裏面間の厚さがほぼ一定（表裏面がほぼ平行）となるような形状であればよい。これにより、成形されるガラスの展延性を損なうことなく成形体２０ａの肉厚をほぼ一定とし、部分的な熱収縮差の影響を最小限にとどめることができる。

［プレス成形工程］
上記ガラス素材を、例えば炉内温度１２００℃に設定した電気炉などにより加熱して、ガラス素材の表面温度がおよそ１０００℃になるまで加熱する。

加熱されたガラス素材を下型１６に載置し、上型１５を下降させて押圧力を加え、金型形状を転写しプレス成形する。この際、精度良く転写を行うために、上型１５に押圧力を加えたまま、この状態を所定時間保持する。保持時間は、ガラスの材質や製品サイズにもよるが、例えば１０数秒から数１０秒程度である。上型１５は、ガラスが冷却された後、上昇させる。

また、連続成形による金型の温度上昇に起因して、工程条件が変動することを回避するために、金型１４の温度をモニタし、所定の温度を超えた場合には金型１４の表面に空気（ブローエア）を吹き付けたり、金型１４の内部に冷却媒体を循環させるなどして金型１４の温度を管理する。

さらに、本プレス成形では、製品重量に比べ、過剰のガラス素材をプレスするため、上型１５と下型１６とは直接接触しない構成となる。このため、下型１６の外縁の位置（外形サイズ）は、特に規定されるものではない。また、上型１５のリング１９は、成形部分を凸として外方に向かって後退する形状を持つ。このため、プレス時にガラスは、金型との接触によって急激に冷却固化することなく、金型１４内に展延され、余剰のガラスは金型外にはみ出すことで流動抵抗が軽減され、高い転写精度を得ることができる。

ここで、本プレス成形工程では、リヒートプレスを適用している。このリヒートプレスでは、一旦冷却固化したガラス素材を外部から加熱軟化させるので、ガラス素材の表面付近の温度よりも内部の温度の方が相対的に低くなり、成形後の表面と内部との温度差が小さく、ひけの影響が小さくなる。さらに、このようにして成形された図６に示す成形体２０ａは、徐冷炉によって徐冷された後、はみ出し部分２２が切除される。

［研摩工程］
次に、研摩工程について、図８Ａ〜図８Ｃに基づき説明を行う。ここで、図８Ａは、はみ出し部分２２切除後の四個分のレンズアレイ１が一体となった成形体２０ｂを例示した平面図であり、図８Ｂは、その断面図である。また、図８Ｃは、図８Ｂに示した成形体２０ｂに研磨を施して得られた成形体２０ｃを示す断面図である。

まず、図８Ｂに示すように、成形体２０ｂのセル状レンズ５が形成されていない側の他方の光透過面３を研削及び研摩する。すなわち、下型１６の凸部２１により成形された凹部２３を含む他方の光透過面３側の余剰肉厚部分２４を研削及び研摩し、その後、ラッピングにより肉厚をほぼ製品形状に整え、さらにポリッシング加工によって光学研摩を行う。

この結果、余剰肉厚部分２４が成形体２０ｂから除去され、図８Ｃに示すように、端面が金型加工面７からなる四個分のレンズアレイ１が一体化された成形体２０ｃが得られる。

［成膜工程］
次に、成膜工程について、図９Ａ、図９Ｂ及び図１０Ａ、図１０Ｂに基づき説明を行う。ここで、図９Ａは、研磨工程を経て得られた成形体２０ｃをホルダ２５で保持した状態を示す平面図であり、図９Ｂは、そのＣ−Ｃ断面図である。また、図１０Ａは、成膜工程を経て得られた成形体２０ｄを反射防止膜１２側からみた平面図であり、図１０Ｂは、そのＤ−Ｄ断面図である。

まず、成形体２０ｃのセル状レンズ５が形成されていない側の他方の光透過面３のうち、光学的機能領域、すなわち、セル状レンズ５の形成領域を他方の光透過面３側から覆う領域に対し反射防止膜１２を真空蒸着、スパッタリングなどの方法で成膜する。ここで、反射防止膜としては、例えばＳｉＯ₂、ＴｉＯ₂又はＳｉＯ₂／ＴｉＯ₂多層膜などが適当である。また、必要に応じて光源からの紫外線を遮断するための膜を形成してもよい。

上述した枠体としてのホルダ２５は、図９Ａ及び図９Ｂに示すように、成形体２０ｃの外周部分を支持する支持部２９と、成形体２０ｃをレンズアレイ毎に分断するための分断予定線３０を含む所定幅に反射防止膜１２が成膜されないようにする桟状のマスク部２８と、で画成された四つの開口部２７を有する。このホルダ２５は、成形体２０ｃのセル状レンズ５に対応した光学的機能領域が成膜され、かつ光透過面３の外縁（分断面８）から、所定の間隔、例えば約１〜２ｍｍの幅の後述する非成膜部分（図１０Ｂの非成膜部２６参照）を残して成膜されるように支持部２９及びマスク部２８の幅が設定されている。支持部２９の幅は、例えば幅１ｍｍ〜２ｍｍ程度、マスク部２８の幅は、例えば幅２ｍｍ〜４ｍｍ程度に設定することができる。なお、マスク部２８の幅は、必要な成膜範囲を確保でき、しかも成膜部分が成形体２０ｃの分断に影響を受けない領域であれば適宜変更可能である。

このようにして得られた成形体２０ｄは、図１０Ａ及び図１０Ｂに示すように、一方の光透過面２側のセル状レンズ５の形成領域を他方の光透過面３側から完全に覆う範囲、すなわち、セル状レンズ５よりもやや広い範囲に反射防止膜１２が被覆されている。詳細には、成形体２０ｄは、その外縁部に１ｍｍ〜２ｍｍの幅があり、かつ各レンズアレイ１の隣接する境界部分（成形体２０ｄを分断するための分断予定線３０を含む部分）に２ｍｍ〜４ｍｍ幅の非成膜部２６を有する。

なお、本実施例では、成形体２０ｃの一方の光透過面３側（研磨面側）にのみ反射防止膜１２を成膜した例を説明したが、セル状レンズ５の表面に成膜を行う場合には、ホルダ２５に対し成形体２０ｃの表裏を逆向きにセットすれば、上記同様マスクが施され、必要な光学的機能領域にのみ成膜することができる。また、光学膜として紫外線カット膜、赤外線カット膜などを成膜する場合でも、上記同様、成形体２０ｄの外縁部および各レンズアレイ１の隣接する境界部分に非成膜部２６を形成できる。

［分断工程］
最後に、分断工程について図１１に基づき説明を行う。ここで、図１１は、成形体２０ｄが四つのレンズアレイに分断された状態を示す平面図である。

図１１に示すように、反射防止膜１２の成膜された成形体２０ｄを（分断予定線３０に沿って）四つのレンズアレイ１に分断する。分断方法は、特に制限されるものではなく、スライサ、ダイシングソーなどの精密切断装置を用いることにより、正確な外径寸法と、成形体２０ｄの表面（レンズアレイ１の光透過面２、３）に沿った方向に垂直な切断面が得られる。簡便な方法として、カッタで成形体２０ｄの表面に直線状の傷をつけ（分断予定線３０を刻み）、これを折り曲げて破断することによる切り離しも可能である。切り離しの後には、必要に応じて切断面の稜部の面取りを行ないレンズアレイ１を得る。この際、面取り部分の幅が反射防止膜１２にかからないように面取りを行うことで、反射防止膜（光学膜）１２の損傷を防止する。言い換えると、あらかじめ面取に必要な幅を考慮して非成膜部２６の幅（上記成膜工程におけるホルダの支持部２９およびマスク部２８の幅）を設定することが好ましい。

こうして得られるレンズアレイ１では、切断又は破断による分断面８ではない金型加工面７により、プロジェクタなどの光学機器に対するレンズアレイ１の位置決めを行なえるので、分断面８の精度は多少粗くても支障がなく、スクライブによる分断加工などを適用することができる。また、金型加工面７は、分断時の位置出し用の基準面として利用することもできる。

また、このようなレンズアレイ１では、金型加工面７の基準面９により光学的中心の割り出し、あるいは位置決めを行えるため、芯取加工を必要としない。また、レンズアレイ１は、フランジ部６を有し、このフランジ部６の表面よりもセル状レンズ５の表面が凹んだ位置になる構成を有する。したがって、レンズアレイ１によれば、切断加工などの際にセル状レンズ５の表面を下向きに載置した場合でも、セル状レンズ５が直接載置面に触れることはなく、セル状レンズ５の汚染や傷つきが防止される。

さらに、スクライブなどによる切断の後、分断面を整えるために、分断面を研削及び研磨する際には、金型加工面７を基準として複数枚のレンズアレイ１を揃え、この複数枚重ねた状態でレンズアレイ１を研削及び研磨することで、均等な加工を行なうことができる。この際、フランジ部６がセル状レンズ５の表面よりも突出しているので、互いに重ねられるレンズアレイ１どうしはフランジ部６が当接することになり、セル状レンズ５の損傷が防止される。

（第２の実施の形態）
次に、本発明を実施したレンズアレイ１を光学系に適用した液晶プロジェクタについて図１２に基づき説明を行う。

同図１２に示すように、投射型表示装置の一つである液晶プロジェクタ７０は、偏光照明装置９０と、導光部９９と、ダイクロイックミラー７１、７４と、反射ミラー７２と、三枚の液晶ライトバルブ７３、７５、８１と、クロスダイクロイックプリズム８３と、投射レンズ８４と、から主に構成される。

ダイクロイックミラー７１、７４は、白色光Ｗを赤色光Ｒ、緑色光Ｇ、青色光Ｂの三色の色光に分離するための色光分離部である。三枚の液晶ライトバルブ７３、７５、８１は、与えられた画像信号に従って、三色の色光をそれぞれ変調して画像を形成する光変調部として機能する。クロスダイクロイックプリズム８３は、三色の色光を合成してカラー画像を形成する色光合成部として機能する。投射レンズ８４は、合成されたカラー画像を表す光をスクリーン８５上に投射する投射光学系である。

ダイクロイックミラー７１は、偏光照明装置９０から出射された白色光Ｗの光束の赤色光Ｒの成分を透過させるとともに、青色光Ｂの成分と緑色光Ｇの成分とを反射する。透過した赤色光Ｒは、反射ミラー７２で反射されて赤色光用の液晶ライトバルブ７３に入光する。一方、ダイクロイックミラー７１で反射された青色光Ｂと緑色光Ｇのうちで、緑色光Ｇは、ダイクロイックミラー７４によって反射され、緑色光用の液晶ライトバルブ７５に入光する。他方、青色光Ｂは、ダイクロイックミラー７４を透過し導光部９９に入光する。

ここで、この構成の液晶プロジェクタ７０では、図１２に示すように、青色光Ｂの光路長が三つの色光のうち最も長くなる。そこで、ダイクロイックミラー７４の後段には、リレーレンズ系で構成された上述した導光部９９が設けられている。すなわち、青色光Ｂは、ダイクロイックミラー７４を透過した後に、まず、入射レンズ７６及び反射ミラー７７を経て、リレーレンズ７８に導かれる。さらに、リレーレンズ７８を通過した青色光Ｂは、反射ミラー７９によって反射されて出射レンズ８０に導光され、青色光用の液晶ライトバルブ８１に入光する。

三つの液晶ライトバルブ７３、７５、８１は、図示しない外部の制御回路から与えられた画像情報である画像信号にしたがって、それぞれの色光を変調し、それぞれの色成分の画像情報を含む色光を生成する。変調された三つの色光は、クロスダイクロイックプリズム８３に入射する。クロスダイクロイックプリズム８３には、赤色光Ｒを反射する誘電体多層膜と、青色光Ｂを反射する誘電体多層とが十字状に形成されている。これらの誘電体多層膜によって３つの色光が合成されて、カラー映像を表す光が形成される。合成された光は、投射光学系である投射レンズ８４によってスクリーン８５上に投射され、映像が拡大されて表示される。

また、液晶プロジェクタ７０の偏光照明装置９０は、光源部９１と偏光発生装置９２とから構成されている。光源部９１は、ｓ偏光成分とｐ偏光成分とを含むランダムな変偏光方向の光束を出射する。光源部９１から出射された光束は、偏光発生装置９２によって偏光方向がほぼ揃った一種類の直線偏光、例えばｓ偏光光に変換される。

また、光源部９１は、光源ランプと、放物面リフレクタとを備えている。光源ランプから放射された光は、放物面リフレクタによって一方的に反射され、略平行な光束となって偏光発生装置９２に入射する。なお、モバイル用など小型の液晶プロジェクタでは、反射鏡からの光束を絞って光学系を小型化する目的で、楕円面反射鏡が用いられることが多い。

偏光発生装置９２は、第１の光学要素９３と、第２の光学要素９８とを備えている。第１の光学要素９３及び第２の光学要素９８は、互いの中心が光軸と一致するように配置されている。また、第２の光学要素９８は、光学素子９４と出射側レンズ９７とを備えている。そして、光学素子９４及び出射側レンズ９７は、各々の中心が光軸と一致するように配置されている。

光学素子９４は、集光レンズアレイ９５と二つの偏光変換素子アレイ９６とを備えている。集光レンズアレイ９５は、第１の光学要素９３と同一構造のレンズアレイであり、相対する向きに配置される。また、集光レンズアレイ９５は、第１の光学要素９３とともに、各光束分割レンズで分割された複数の分割光束を集光する役割を有する。偏光変換素子アレイ９６は、入射された光束を一種類の直線偏光光、例えばｓ偏光光に変換して出射する機能を有する。

ここで、集光レンズアレイ９５及び第１の光学要素９３として上述したレンズアレイ１が適用されている。レンズアレイ１は、矩形板状の輪郭を有する微小な光束分割レンズ（セル状レンズ５）が、縦方向にＭ行、横方向にＮ列のマトリックス状に配列された構成を有する。レンズアレイ１では、金型加工面７で構成された基準面９を有することで、レンズアレイ１の中心と光軸中心、光軸とレンズアレイ１の向きとを正確に位置合わせすることができる。これにより、正確な光路が得られ、液晶プロジェクタ７０の光の利用効率を高めるとともに投光画像を明るく保ち、照度むらなどの不都合が生じることを回避できる。また、本実施形態に係る液晶プロジェクタ７０に組み込まれたレンズアレイ１では、金型加工面７や分断面８から所定の間隔を空けて反射防止膜１２が形成されているため、液晶プロジェクタ７０への組み込み時に反射防止膜１２が係止具などに直接接触することを回避でき、これにより係止部分からの膜剥れや膜クラックの発生を防止できる。

以上、本発明を各実施の形態により具体的に説明したが、本発明は、これらの実施形態にのみ限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。

（他の実施の形態）
上述した第１の実施形態では、四枚分のレンズアレイが一体で成形された成形体に対し、研磨や成膜加工を施す製法について例示したが、例えば図１３Ａに示すように、八枚分のレンズアレイ１が一体で成形された成形体５０に対し、研磨、成膜加工を行い、その後、レンズアレイを一枚ずつ分断するようにしてもよい。この場合、図１３Ａの各セル状レンズ５上に示した矢印の方向が、レンズアレイ１の分断後、上方向となる金型で成形を行うことで、分断後の各レンズアレイ１の左側（矢印の方向をレンズアレイ１の上とした場合の左側）の端面が金型加工面７となる。すなわち、この金型加工面７を基準として光学機器への組付けを行うことで、精度の高い組み付けが実現される。また、図１３Ｂは、六枚分のレンズアレイ１が一体で成形された成形体５５を示すもので、図中、各セル状レンズ５上に示した矢印の方向が、レンズアレイ１の分断後、上方向となる金型で成形を行うことで、分断後の各レンズアレイ１の下側（矢印の方向をレンズアレイ１の上とした場合の下側）の端面が金型加工面７となる例である。この例も同様に、高精度な組み付けが実現される。さらにまた、図示しないが二枚分のレンズアレイが一体で成形された成形体に対し、研磨、成膜加工を行い、その後、レンズアレイを一枚ずつ分断するようにしてもよい。この場合、二枚分のレンズアレイを、図１３Ａ又は図１３Ｂの上下に位置する一組分のレンズアレイと同様の位置関係とすることで、分断後、分断面を除く三つの端面が金型加工面となる。

また、一体に成形されるレンズアレイの枚数は、各レンズアレイの大きさによっても異なるが、プレス成形時のガラスの展延性（形状転写精度）を考慮して適宜設定することができる。さらに、上記実施形態においては、各レンズアレイ１のフランジ部６の表面よりもセル状レンズ５の表面が凹んでいる形状のものについて説明したが、本発明は、フランジ部よりもセル状レンズの表面が凸となった形状のレンズアレイにも適用可能である。

また、上記した第１の実施形態では、主にレンズアレイの一方の光透過面にのみセル状レンズを形成する場合について詳述したが、レンズアレイの製造方法の［金型］の欄で例示したように、レンズアレイ１の両面にセル状レンズ５を形成する場合には、下型１６にもセル状レンズ５の反転形状を有するレンズ成形面を形成した金型を用いてプレス成形を行う。この場合、上記第１の実施形態における研磨工程は不要となる。

ただし、第１の実施形態と同様、製品重量に比べ過剰のガラス素材をプレスして金型からはみ出した余剰のガラスを切除した場合には、その切断面をプロジェクタなどの照明装置への組みつけの障害にならないように研削又は研磨して整えることが好ましい。過剰のガラス素材を用いず（適正量のガラス素材を用い）、成形時、上型と下型の周縁部が密接するようにした金型でプレス成形する場合には、ガラスのはみ出しが生じないので、原則として成形体の端面を研削又は研磨するには及ばない。次いで、成膜工程では、第１の実施形態におけるセル状レンズ５の表面に成膜を行う場合と同様にして必要な光学的機能領域にのみ成膜を行った後、分断予定線に沿って四つのレンズアレイに分断する（その他の点は第1の実施形態に同じ）。このようにレンズアレイ１の両面にセル状レンズ５を形成する場合でも、上記第1の実施形態とほぼ同様に前記分断面から所定の間隔を空けて光学膜が形成されたレンズアレイを得ることができる。

ここで、レンズアレイの両面にセル状レンズを形成する場合の製造方法を整理すると、二つの主面が各々光透過面として構成されると共に両方の前記光透過面にセル状レンズを有する矩形板状のガラス光学素子を製造する製造方法であって、製造すべき前記ガラス光学素子の反転形状をそれぞれ複数個分有する上型と下型とにより、軟化状態のガラス材料をプレスし、複数個分の前記ガラス光学素子が一体成形された成形体を得るプレス成形工程と、前記光透過面上に定められている成形体分断のための分断予定線を含む所定幅をマスクし、マスクした光透過面上に光学膜を被着させる成膜工程と、前記成膜工程で前記光学膜を被着された前記成形体を前記分断予定線に沿ってガラス光学素子毎に分断する分断工程と、を有することを特徴とするガラス光学素子の製造方法となる。

本発明によれば、光学機器への組付け精度に優れたガラス光学素子を精密な後加工に頼ることなく生産性良く製造でき、しかも光学膜の耐久性にも優れるので、その産業上の価値は大きい。

本発明の第１の実施の形態に係るガラス光学素子としての液晶プロジェクタ用のレンズアレイを示す斜視図。 図１に示したレンズアレイの平面図。 図２に示すレンズアレイのＡ−Ａ断面図。 図３に示すレンズアレイのＢ部詳細図。 図１に示したレンズアレイの成形に用いる金型の断面図。 図５Ａの金型を構成する上型の底面図。 図５Ａの金型のプレス成形時の状態を模式的に示す断面図。 セル状レンズの中央部が凸形状となるレンズアレイを成形する場合に好適な金型の構造を示す断面図。 セル状レンズの中央部が凹形状となるレンズアレイを成形する場合に好適な金型の構造を示す断面図。 はみ出し部分切除後の四個分のレンズアレイが一体となった成形体を例示した平面図。 図８Ａに示した成形体の断面図。 図８Ｂに示した成形体に研磨を施した状態を示す断面図。 研磨工程を経て得られた成形体をホルダで保持した状態を示す平面図。 図９ＡのＣ−Ｃ断面図。 成膜工程を経て得られた成形体を反射防止膜側からみた平面図。 図１０ＡのＤ−Ｄ断面図。 成形体が四つのレンズアレイに分断された状態を示す平面図。 図１のレンズアレイを光学系に適用した第２の実施の形態に係る液晶プロジェクタの構成を示す図。 本発明の他の実施形態に係るレンズアレイの製法を説明するための図。 図１３Ａに例示した製法とも異なるレンズアレイ他の製法を説明するための図。

符号の説明

１…レンズアレイ、２，３…光透過面、５，５ａ，５ｂ…セル状レンズ、６…フランジ部、７…金型加工面、８…分断面、９…基準面、１１…面取り部、１２…反射防止膜（光学膜）、１４…金型、２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ，５０，５５…成形体、２４…余剰肉厚部分、２５…ホルダ、２６…非成膜部、２７…開口部、２８…マスク部、２９…支持部、３０…分断予定線、７０…液晶プロジェクタ、９３…第１の光学要素、９５…集光レンズアレイ。

Claims (12)

1. 二つの主面が各々光透過面として構成され、少なくとも一方の前記光透過面にセル状レンズが形成された矩形板状のガラス光学素子であって、
   四つの端面のうちの幾つかを構成する金型加工により成形された金型加工面と、
   前記金型加工面を除く残りの端面を構成する切断又は破断により分断加工された分断面と、
   前記分断面から所定の間隔を空けて少なくとも一方の光透過面上に部分的に形成された光学膜と、
   を具備することを特徴とするガラス光学素子。
2. 前記金型加工面は、前記四つの端面のうちの互いに隣接する所定の二つの端面を構成し、前記分断面は、互いに隣接する残りの二つの端面を構成することを特徴とする請求項１記載のガラス光学素子。
3. 前記金型加工面の一部は、位置決め用の基準面として形成されていることを特徴とする請求項１又は２記載のガラス光学素子。
4. 前記セル状レンズが形成されている前記光透過面は、前記セル状レンズの周縁を囲むフランジ部を有し、このフランジ部の表面よりも前記セル状レンズが凹んだ位置に形成されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載のガラス光学素子。
5. 前記分断面は、面取り加工されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載のガラス光学素子。
6. 前記セル状レンズは、二つの前記光透過面のうちの一方の光透過面にのみ形成されており、前記セル状レンズの形成されていない他方の光透過面が光学研磨され、その研磨面の上に前記光学膜が形成されていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載のガラス光学素子。
7. 前記光学膜は、反射防止膜、紫外線カット膜、赤外線カット膜のいずれか一つ又はこれらの組合せからなるものであることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載のガラス光学素子。
8. 前記光学膜は、真空蒸着又はスパッタリングによって成膜されたものであることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１項に記載のガラス光学素子。
9. プロジェクタの光学系に用いられることを特徴とする請求項１ないし８のいずれか１項に記載のガラス光学素子。
10. 二つの主面が各々光透過面として構成される共に一方の前記光透過面にセル状レンズを有する矩形板状のガラス光学素子を製造する製造方法であって、
    製造すべき前記ガラス光学素子の反転形状を複数個分有する金型により、軟化状態のガラス材料をプレスし、複数個分の前記ガラス光学素子が一体成形された成形体を得るプレス成形工程と、
    前記プレス成形工程で得られた前記成形体の前記セル状レンズの形成されていない他方の前記光透過面側を光学研磨する光学研磨工程と、
    前記光学研磨工程で光学研磨された前記他方の光透過面上に定められている成形体分断のための分断予定線を含む所定幅をマスクし、マスクしたこの他方の光透過面上に光学膜を被着させる成膜工程と、
    前記成膜工程で前記光学膜を被着された前記成形体を前記分断予定線に沿ってガラス光学素子毎に分断する分断工程と、
    を有することを特徴とするガラス光学素子の製造方法。
11. 前記成形体は、所定の基準位置に対し、四個分のガラス光学素子各々が、回転対称の関係を満たすように田の字状に配置された状態で成形されていることを特徴とする請求項１０記載のガラス光学素子の製造方法。
12. 前記プレス成形工程では、ガラス光学素子毎の各セル状レンズの周縁を各々囲むフランジ部が成形される共に、前記各セル状レンズが前記フランジ部の表面よりも凹んだ位置に成形され、
    前記分断工程では、前記分断予定線を含む所定幅を除いて前記光学膜が被着された前記他方の光透過面側から、当該破断予定線に沿って切断刃を当接させることにより、前記成形体がガラス光学素子毎に分断されることを特徴とする請求項１０又は１１記載のガラス光学素子の製造方法。

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