JP2024098555A - Lens, light source device, mold, and mold manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
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。 The present invention relates to a lens, a light source device, a mold, and a method for manufacturing the mold.
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。 Conventionally, lenses are known that have a microstructure with an anti-reflection function on their optical surfaces (see Patent Document 1). The anti-reflection function suppresses reflection on the lens surface and improves transmittance. The microstructure has grooves with a U-shaped cross section and columnar protrusions.
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。 However, the molds used to form the microstructures in the shapes used in the conventional technology must be processed using special methods, such as the anodized alumina method, which makes the manufacturing of the molds complicated.
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。 Therefore, the present invention aims to facilitate the manufacture of molds for molding lenses having microstructures.
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。
In order to achieve the above object, the lens according to the present invention has a microstructure.
The microstructure has an anti-reflection function. The microstructure has a groove having a V-shaped cross section.
The groove is aligned with an optical surface of the lens. The groove has a first surface and a second surface. The first surface is at a first angle with respect to an optical axis of the lens. The second surface is inclined with respect to the optical axis at a second angle greater than the first angle.
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。 By configuring the microstructure grooves to have a V-shaped cross section, the mold for molding the lenses can be easily manufactured by cutting using a cutting tool such as a diamond tip.
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。 The optical surface may also be a convex surface. In this case, the first surface may face away from the optical axis.
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。 In a configuration in which the optical surface is convex, by having the first surface face away from the optical axis, the height of the convex portion corresponding to the groove in the lens can be increased during machining of the mold. This allows the depth of the groove in the lens to be increased, thereby increasing the transmittance of the lens.
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。 The optical surface may also be concave. In this case, the first surface may face the optical axis.
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。 In a configuration in which the optical surface is concave, by having the first surface face the optical axis, the height of the convex portion corresponding to the groove in the lens can be increased during machining of the mold. This allows the depth of the groove in the lens to be increased, thereby increasing the transmittance of the lens.
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。 The groove may also be formed in a spiral shape centered on the optical axis.
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。 By forming the grooves in a spiral shape centered on the optical axis, the shape of the microstructure becomes approximately symmetrical about the optical axis, making it possible to obtain approximately the same anti-reflection effect at any point on the lens.
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。 The lens may also have a refractive power in a first direction perpendicular to the optical axis that is different from a refractive power in a second direction perpendicular to both the optical axis and the first direction.
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。 The optical surface may also have second grooves that form a diffraction grating. In this case, the depth of the second grooves may be greater than the depth of the grooves.
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。 By having an optical surface with grooves that form a microstructure and second grooves that form a diffraction grating, the lens that functions as a diffraction grating can be endowed with anti-reflection properties.
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。 The second groove may also be a groove that constitutes a blazed diffraction grating. In this case, the angle between the first surface and the second surface may be smaller than 90° minus the blaze angle.
また、第1面は、光軸と平行であってもよい。 The first surface may also be parallel to the optical axis.
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。
A light source device according to the present invention includes the lens and a semiconductor laser.
The semiconductor laser emits light toward the lens.
The lens converts the light from the semiconductor laser into a beam.
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。 In addition, in the lens constituting the light source device, the dimension D of the first surface in the direction along the optical axis may satisfy λ/20<D<λ/4, where λ is the wavelength of the semiconductor laser.
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。 In addition, in the lenses constituting the light source device, the pitch P of adjacent first surfaces in a direction perpendicular to the optical axis may satisfy P<λ, where λ is the wavelength of the semiconductor laser.
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。
The mold according to the present invention is a mold for molding a lens provided with a microstructure having an anti-reflection function.
The microstructure has grooves with a V-shaped cross section aligned with the optical surface of the lens.
The mold has a first molding surface and a second molding surface.
The first molding surface forms a first side of the groove.
The second molding surface forms a second side of the groove.
The angle of the second molding surface relative to a reference axis corresponding to the optical axis of the lens is greater than the angle of the first molding surface relative to the reference axis.
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。 The mold has a first molding surface and a second molding surface with a V-shaped cross section that correspond to the V-shaped cross-section of the lens, so that the mold can be easily manufactured by cutting using a machining tool with a tip.
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。 The optical surface may also be a convex surface. In this case, the first molding surface may face the reference axis side.
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。 In a mold for molding a lens with a convex optical surface, the first molding surface faces the reference axis, so that the height of the convex portion corresponding to the groove in the lens can be increased when machining the mold. This makes it possible to increase the depth of the groove in the lens and increase the transmittance of the lens.
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。 The optical surface may also be concave. In this case, the first molding surface may face away from the reference axis.
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。 In a mold for molding a lens with a concave optical surface, the first molding surface faces away from the reference axis, so that the height of the convex portion corresponding to the groove in the lens can be increased when machining the mold. This makes it possible to increase the depth of the groove in the lens and increase the transmittance of the lens.
また、第1成型面は、基準軸と平行であってもよい。 The first molding surface may also be parallel to the reference axis.
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。
A method for producing a mold according to the present invention is a method for producing the mold.
In the method of manufacturing a mold, the base material of the mold is cut with a cutting edge whose tip angle is the angle between the first molding surface and the second molding surface, thereby forming the first molding surface and the second molding surface.
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。 The present invention makes it easier to manufacture molds for molding lenses with microstructures.
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。
Next, a first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings as appropriate.
1, the
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。
In the following description, the direction along the optical axis X1 of the
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。
The
The
The
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。
As shown in FIG. 2 , the
The first
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。
The first
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。
As shown in FIG. 3, the
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。
The
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。
As shown in Figures 4(a) and (b), the
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。
More specifically, in a cross section taken along the optical axis X1, the
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。
In a cross section taken along the optical axis X1, the
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。
The
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。
The
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。
The depth and width of the
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。
The pitch P of two
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。
The
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。
The
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。
Here, the reference axis X2 of the
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。
As shown in Figures 6(a) and (b), the
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。 There are multiple first molding surfaces 71 and multiple second molding surfaces 72 in the cross section along the reference axis X2. The multiple first molding surfaces 71 and multiple second molding surfaces 72 are arranged alternately in order from the reference axis X2 in the cross section along the reference axis X2.
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。
More specifically, in a cross section taken along the reference axis X2, the
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。
In a cross section taken along the reference axis X2, the
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。
The
The angle of
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。
Next, a method for manufacturing the
The machining tool used in the manufacturing method of the
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。
In more detail, first, the
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。
As described above, according to this embodiment, the following effects can be obtained.
Since the
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。
By having the
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。
By forming the
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。
In the
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。
Next, a second embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings as appropriate.
As shown in Fig. 7(a), the
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。
The
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。
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。
The
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。
The
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。
The depth and width of the
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。
As shown in FIG. 7(a), the
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。
Here, the reference axis X22 of the
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。
As shown in FIG. 7(b), the
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。
There are multiple first molding surfaces 271 and multiple second molding surfaces 272 in the cross section taken along the reference axis X22. The multiple first molding surfaces 271 and multiple second molding surfaces 272 are arranged alternately in order from the reference axis X22 side in the cross section taken along the reference axis X22. The
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。
As described above, according to the second embodiment, the following effects can be obtained.
By having the
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。
In the
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。
Next, a third embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings as appropriate.
8, the
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。
As shown in FIG. 9(a), the
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。
The first
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。
As shown in FIG. 9(a), the
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。
There are multiple
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。
The
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。
The
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。
The depth and width of the
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。
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。
There are multiple
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。
The
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。
The
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。
As shown in Figures 10(a) and (b), the
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。
The second
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。
The
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。
The
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。
When the
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。
Here, if the
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。
Here, an example of a case where the
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。
In contrast, in this embodiment, the angle of the
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。
In particular, by making the
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。
As described above, according to the third embodiment, the following effects can be obtained.
Since the first
In the third embodiment, the lens has a refractive power different from that in the second direction, but the lens having the
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。 The present invention is not limited to the above embodiment, but can be used in various forms, as exemplified below.
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。 The first surface of the groove formed on the convex optical surface may face the optical axis. Also, the first surface of the groove formed on the concave optical surface may face the opposite side to the optical axis.
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。 The first molding surface of the mold for forming the convex optical surface may face away from the reference axis. The first molding surface of the mold for forming the concave optical surface may face toward the reference axis.
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。 The elements described in the above embodiments and variations may be implemented in any combination.
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
20
Claims (16)
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。 A lens provided with a microstructure having an anti-reflection function,
The microstructure has a V-shaped groove aligned on the optical surface of the lens,
The groove is
a first surface that forms a first angle with respect to an optical axis of the lens;
a second surface inclined at a second angle relative to the optical axis that is greater than the first angle.
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。 the optical surface is a convex surface;
The lens of claim 1 , wherein the first surface faces away from the optical axis.
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。 the optical surface is concave;
The lens according to claim 1 , wherein the first surface faces toward the optical axis.
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。 the optical surface has second grooves that form a diffraction grating;
The lens of claim 1 , wherein the second groove has a depth greater than the depth of the groove.
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。 the second grooves are grooves that constitute a blazed diffraction grating,
7. The lens according to claim 6, wherein an angle between the first surface and the second surface is smaller than a value obtained by subtracting a blaze angle from 90 degrees.
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。 A lens according to any one of claims 1 to 8;
a semiconductor laser that emits light toward the lens,
The light source device is characterized in that the lens converts the light from the semiconductor laser into a beam.
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。 The dimension D of the first surface in the direction along the optical axis is expressed as follows, where λ is the wavelength of the semiconductor laser:
λ/20<D<λ/4
10. The light source device according to claim 9, wherein the following is satisfied.
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。 The pitch P of the first surfaces adjacent in a direction perpendicular to the optical axis is expressed as follows, where λ is the wavelength of the semiconductor laser:
P < λ
11. The light source device according to claim 10, wherein the following is satisfied.
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。 A mold for molding a lens having a microstructure with an anti-reflection function, the microstructure having a V-shaped cross-sectional groove aligned on an optical surface of the lens, comprising:
a first molding surface for forming a first surface of the groove;
a second molding surface for forming a second surface of the groove;
A mold, characterized in that an angle of the second molding surface with respect to a reference axis corresponding to an optical axis of the lens is larger than an angle of the first molding surface with respect to the reference axis.
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。 the optical surface is a convex surface;
The mold according to claim 12 , wherein the first molding surface faces the reference axis side.
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。 the optical surface is concave;
The mold according to claim 12 , wherein the first molding surface faces away from the reference axis.
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。 A method for manufacturing a mold according to any one of claims 12 to 15, comprising the steps of:
A method for manufacturing a mold, characterized in that the first molding surface and the second molding surface are formed by cutting the base material of the mold with a cutting edge whose tip angle is the angle between the first molding surface and the second molding surface.
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