JPH0815504A

JPH0815504A - 光学デバイスおよび光学デバイス製造方法

Info

Publication number: JPH0815504A
Application number: JP14505294A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiro Umeki; 和博梅木
Original assignee: Ricoh Optical Industries Co Ltd
Current assignee: Ricoh Optical Industries Co Ltd
Priority date: 1994-06-27
Filing date: 1994-06-27
Publication date: 1996-01-19
Anticipated expiration: 2019-03-15
Also published as: JP3506771B2

Abstract

(57)【要約】【目的】所望の表面形状を有する光学デバイスを実現す
る。【構成】所定の凸球面形状に応じた凹球面形状を形成さ
れた成形型２を用いて凸球面形状を転写された転写材３
を、デバイス材料１の表面上に積層して転写材３の表面
を参照面とし、参照面の表面形状を出発形状として、転
写材３とデバイス材料１とに対して物理的エッチングを
行い、デバイス材料１の表面に所望の曲面形状を形成す
る光学デバイス製造方法において、デバイス材料１の、
転写材を積層される面を所定の曲率半径を持つ凸球面４
とし、デバイス材料４に形成するべき所望の曲面形状
４’に応じて、物理的エッチングの選択比を１と異なら
せるか、もしくは経時的に、連続的および／または段階
的に変化させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は光学デバイスおよび光
学デバイス製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】レンズやミラーに、非球面に代表される
特殊な面形状が使用されるようになってきている。非球
面のような特殊な面形状は、機械的な研磨で創成するこ
とが容易ではなく、通常は型を用いた成形加工により作
製が行われる場合が多い。

【０００３】このため、例えば、非球面の屈折面を持つ
レンズなどは、その殆どがプラスチック材料を用いたプ
ラスチック成形品として作製されており、材料選択の余
地が少ない点が問題となっている。

【０００４】所望の面形状を、型を用いてガラス表面に
創成する技術としては「ガラスプレス法」が知られてい
るが、使用される型は、ガラスに成形する際の高温（６
５０度以上）・高圧に耐えねばならず、高温下での酸化
に対する耐性も必要である。このため、型の材料は特殊
な金属やセラミックスに限定される。このような特殊な
材料は型の加工が非常に難しく、その上、耐酸化性を付
加するためには、型の表面にＳｉ₃Ｎ₄，ＳｉＣ，Ａｕ，
Ｐｔ等の薄膜を形成する必要がある。

【０００５】このため、ガラスプレス法に用いられる
「型」は、コストが高く、しかも、高温・高圧下で使用
されるため、材料を選択するにも拘らず、「型としての
寿命」はさほど長くない。

【０００６】一方、屈折面や反射面を型成形や研磨によ
らずに創成する方法として、光学材料の表面にフォトレ
ジストの層を形成し、この層を例えば、円形や楕円形に
パターニングし、その後、上記層を加熱して、フォトレ
ジストの熱流動により、フォトレジストの表面を曲面形
状化し、しかるのちに、フォトレジストと光学材料とに
対してエッチングを行い、フォトレジスト表面の曲面形
状を光学材料に彫り写すという方法が提案されている
（例えば、特開平５−１７３００３号公報：請求項１
６）。

【０００７】この方法は、マイクロレンズの屈折面形成
方法として適しているが、加熱に依りフォトレジスト表
面に生成する表面形状の制御が必ずしも容易でなく、意
図した通りの曲面を正確に形成することが難しい。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】この発明は上述した事
情に鑑みてなされたものであって、所望の表面形状を正
確に有する新規な光学デバイスの提供を目的とする（請
求項６〜８）。

【０００９】この発明の別の目的は、上記光学デバイス
を容易且つ確実に製造できる新規な光学デバイス製造方
法の提供にある（請求項１〜５）。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この発明の光学デバイス
製造方法は「成形型を用いて凸球面形状を転写された転
写材をデバイス材料表面上に積層し、上記転写材表面を
参照面とし、参照面を出発形状として、転写材とデバイ
ス材料とに対して物理的エッチングを行い、デバイス材
料の表面に所望の曲面形状を形成する」方法である。

【００１１】「デバイス材料」は、最終的に得られる光
学デバイスの実態と成るべき材料であり、透明あるいは
不透明の材料が用いられるが、固体であって物理的エッ
チングが可能であるものであれば、特に制限無く利用で
きる。

【００１２】「成形型」は所定の凸球面形状に対応する
凹球面形状を有し、この凹球面形状が反転した「所定の
凸球面形状」が転写材に、その表面形状として転写され
る。

【００１３】所望の凸球面形状を転写された「転写材」
は、デバイス材料の表面に積層されるが、デバイス材料
における「転写材を積層される面」は「所定の曲率半径
を持つ凸球面」である。

【００１４】また、物理的エッチングの選択比、即ち
［デバイス材料のエッチング速度］／［転写材のエッチ
ング速度］は、デバイス材料に形成するべき所望の曲面
形状に応じて、１と異ならせられるか、もしくは経時的
に、連続的および／または段階的に変化させられる（請
求項１）。

【００１５】なお、上記「物理的エッチング」として
は、ＲＩＥやＥＣＲプラズマエッチング等のドライエッ
チングが好ましい。

【００１６】上記請求項１記載の光学デバイス製造方法
において、成形型の球面形状を転写材の表面形状として
転写するに際し、成形型の凹球面形状に「離型のための
表面処理」を施すことができる（請求項２）。この表面
処理としては、プラズマフッ素処理や有機物質によるフ
ッ素撥水処理（トリアジンチオールのフッ素誘導体物質
による表面処理）が好適である。

【００１７】上記転写材は、物理的エッチングが可能
で、表面形状の転写が可能なものであれば特に制限無く
利用できるが、「光硬化性材料もしくは熱硬化性材料」
は特に好適である（請求項３）。

【００１８】「光硬化性材料」としては、エポキシ系樹
脂やアクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、変形シリコーン
系樹脂、あるいは、これらをベースとした配合により構
成されるものを利用できる。特に、エポキシ系樹脂とア
クリル系樹脂を組み合わせて配合したものは、転写材と
して好適である。勿論、市販の紫外線硬化樹脂等は転写
材として好適に使用できる。

【００１９】「熱硬化性材料」としては、エポキシ樹脂
やフェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂等を利用
することができる。これらは２００度Ｃ以下の温度で硬
化するので、硬化の際の加熱処理で成形型に対する熱の
ダメージが少ない。

【００２０】デバイス材料は、前述のように透明あるい
は不透明の材料で、固体であって物理的エッチングが可
能であるものであり、且つ、転写材を積層される表面が
所定の曲率半径の球面であるが、好適な例として「透明
球体」を上げることができる（請求項４）。

【００２１】このように、デバイス材料として透明球体
を用いる場合、その直径が１０ｍｍ以下のもの、特に直
径が１〜３ｍｍ程度の透明球体の場合は、この発明の光
学デバイス製造方法を好適に適用できる（請求項５）。

【００２２】この発明の「光学デバイス」は、上記請求
項１〜５記載の光学デバイス製造方法の任意の１により
製造される光学デバイスである（請求項６）。

【００２３】この光学デバイスの「物理的エッチングに
より形成される面」を、非球面とすることができる（請
求項７）。

【００２４】勿論、上記光学デバイス製造方法を用い、
デバイス材料に「表裏をなす」ようにして、所望の曲面
形状を「２面」形成してもよい。

【００２５】上記請求項６または７記載の光学デバイス
に、反射膜を形成したものを「光学デバイス」とするこ
ともできる（請求項８）。このように、反射膜を形成し
て光学デバイスとする場合には、デバイス材料が透明な
ものでなくてもよいことは言うまでもない。

【００２６】

【作用】上述の如く、この発明の光学デバイス製造方法
では、デバイス材料の凸球面上に積層された転写材が、
所定の凸球面形状を「参照面」として有し、デバイス材
料と転写材に対して物理的エッチングを行い、その際
に、選択比を１と異ならせるか、あるいは経時的に連続
的および／または段階的に選択比を変化させることによ
り所望の曲面形状がデバイス材料表面形状として形成さ
れる。

【００２７】図１（ａ）において、符号１は「デバイス
材料」である透明球体、符号２は成形型、符号３は転写
材を示している。透明球体１は、所定の曲率半径を持っ
た凸球面４を有している。

【００２８】転写型２は「所定の凸球面形状に応じた凹
球面形状」を形成されており、凹球面形状の部分に転写
材３を入れ、上方から透明球体１を押し当てて転写材３
を変形させた状態で透明球体１の表面に接着させ、型抜
きすると、図１（ｂ）に示すように、転写材３がデバイ
ス材料である透明球体１の表面上に積層された状態が実
現する。

【００２９】透明球体１の表面に積層された転写材３の
表面形状は、成形型２における凹球面形状が反転した凸
球面形状を「参照面」として転写されたものである。

【００３０】上記参照面を出発形状として、転写材３と
デバイス材料１とに対して物理的エッチングを行い、デ
バイス材料１に形成するべき所望の曲面形状に応じて、
物理的エッチングの選択比を、１と異ならせるか、もし
くは経時的に連続的および／または段階的に変化させる
ことにより、図１（ｃ）に示すように、透明球体１であ
ったデバイス材料に、所望の表面形状４’を形成でき
る。

【００３１】所望の表面形状４’は、「選択比が一定
で、１と異なる」ときには、透明球体１の初期の曲率半
径よりも大なる曲率半径を持つ曲面であり、選択比を連
続的および／または段階的に変化させると「非球面形
状」になる。

【００３２】デバイス材料の形状は透明球体に限らな
い、例えば凸球面を少なくとも一方の面として持つレン
ズ形状であってもよい。

【００３３】図２（ａ）において、符号５は、透明球体
の一部に図１の方法あるいは他の方法で所望のレンズ面
７を形成してなるデバイス材料を示している。

【００３４】デバイス材料５の、所定の曲率半径を持つ
凸球面６上に、成形型２により凸球面形状を転写された
転写材３を積層して、その表面を参照面とし（図２
（ｂ））、上記参照面を出発形状として、転写材３とデ
バイス材料５とに対して物理的エッチングを行い、デバ
イス材料５に形成するべき所望の曲面形状に応じて、物
理的エッチングの選択比を、１と異ならせるか、もしく
は経時的に連続的および／または段階的に変化させるこ
とにより、図２（ｃ）に示す如くデバイス材料５に所望
の表面形状６’を形成できる。

【００３５】図２（ｃ）における表面形状６’は非球面
形状であり、選択比の経時的な変化により実現される。

【００３６】選択比と、エッチング結果の面形状との関
係を、モデル的に説明すると以下のようになる。

【００３７】例えば、図１（ｂ）の場合の参照面を出発
形状として、物理的エッチングを行うと、透明球体１の
表面には転写材３が積層されているので、しばらくは選
択比に関係無く転写材３のみに侵刻が進行する。

【００３８】そしてしばらくすると、転写材３が侵刻さ
れて透明球体１の表面が露呈された状態になる。

【００３９】図３（ａ）は、図１（ｂ）の状態から物理
的エッチングを初めて、透明球体１の頂部が露呈した状
態を模式的に示している（上下関係が図１（ｂ）のもの
と逆転している）。

【００４０】説明を判り易くするために、透明球体１の
表面および転写材３の表面の球面形状を「階段状」に示
している。この「表面形状を表す階段」の段差が表面形
状の曲率に対応する。

【００４１】即ち、転写材３の表面形状の連続した傾き
を表す「階段」の段差が、透明球体１の表面の連続した
傾きを表す「階段」の段差よりも小さいことは、転写材
３の表面の曲率が、透明球体１の表面の曲率よりも小さ
いことを示している。

【００４２】図３は、選択比を０．５として、異方性の
物理的エッチングを行ったときの侵刻の進行状況を経時
的に示したものであり、時間の進行と共に、エッチング
による侵刻状況は、図３の（ａ）から（ｄ）へと順次進
行する。

【００４３】なお、図３における符号２０は、物理的エ
ッチングが行われる際、デバイス材料を支持する治具を
示す。

【００４４】選択比が０．５であるため、転写材３は透
明球体１の２倍の速さで侵刻されるから、透明球体１の
頂部と、図の右端における転写材３の表面との「高さの
差」は、当初：ΔＨ（図３（ａ））であったものが、時
間と共に次第に拡大し、図３（ｄ）の状態においては、
当初の１．３倍に拡大している。

【００４５】このことは、透明球体１に形成された曲面
形状の曲率が、当初、透明球体１の表面を覆っていた転
写材３の表面の曲率よりも大きくなることを意味する。

【００４６】即ち、「１より小さい選択比」は、透明球
体１に形成される曲面の曲率を「参照面の曲率」よりも
大きくするように作用する。

【００４７】図４は、図３（ａ）と同一の出発状態か
ら、選択比を１．５として、異方性エッチングを行った
ときの侵刻の進行状況を経時的に示したものであり、時
間の進行と共に、エッチングによる侵刻状況は、図４の
（ａ）から（ｄ）へと順次進行する。

【００４８】透明球体１は、転写材３の１．５倍の速さ
で侵刻されるから、透明球体１０の頂部と、図の右端に
おける転写材３０の表面との「高さの差」は、当初：Δ
Ｈであったものが時間と共に次第に縮小し、図４（ｄ）
の状態においては、当初の０．７倍に縮小している。

【００４９】このことは、透明球体１に形成された曲面
径状の曲率が、当初、透明球体１の表面を覆っていた固
化した粘性表面３の表面の曲率よりも小さくなることを
意味する。

【００５０】即ち、「１より大きい選択比」は、透明球
体１に形成される曲面の曲率を「参照面の曲率」よりも
小さくするように作用する。

【００５１】上には、デバイス材料の凸球面の曲率半径
よりも、参照面の曲率半径が大きい場合を説明したが、
曲率半径の大小が逆の場合にも同様である。

【００５２】参照面を出発形状とし、所望の曲面形状を
得るように「選択比を制御する」ことは、コンピュータ
制御で実現することができる。

【００５３】即ち、例えば、図２（ｂ）における転写材
３の表面形状（参照面）が「出発形状」で、図２（ｃ）
に示すレンズ材料１の表面形状６’が「目的形状」であ
るとすると、１例として以下のような手順で進むのであ
る。

【００５４】先ず、選択比を制御するためのパラメータ
を定め、上記出発形状から目的形状を得るために、上記
パラメータをどのように制御すべきかを「コンピュータ
シミュレーション」する。

【００５５】即ち、上記パラメータの種々の時間的変化
に応じて、デバイス材料の面形状がどのように変化する
かをシミュレーションで調べ、出発形状から目的形状に
到る面形状変化をシミュレーションにより追跡しつつ、
どのような選択比制御が最も適しているかを調べる。

【００５６】次に、このようにして得られた選択比の変
化を、実際にパラメータの変化で実現しつつ実験を行
い、制御の様子を補正して、実際に出発形状から目的形
状を得られるような制御条件を決定する。

【００５７】このようにして決定された制御条件をプロ
グラム化し、実際のエッチング装置における「選択比制
御」をプログラム制御すれば良いのである。

【００５８】物理的エッチングは、化学エッチングに比
して制御が容易であり、しかも、同一デバイス材料の同
一参照面形状（出発形状）に対し、選択比の制御を同一
にすれば、常に同一の結果（同一の目的形状）が得られ
る。即ち、再現性に優れている。

【００５９】なお、デバイス材料に目的の曲面形状が得
られた状態において、デバイス材料表面に転写材が残っ
ている場合もある。この場合の残留転写材は、洗浄等の
手段で除去しても良いし、あるいは、予め遮光性の材料
を転写材として選択して用いれば、残留転写材自体を、
光学デバイスに対するアパーチュアとして利用すること
もできる。

【００６０】場合によっては、転写材に転写された凸曲
面の形状が、成形型の凹球面と正確に対応しない場合も
考えられる。例えば、正確に転写されるべき凸球面の曲
率半径がｒであるべきものが、実際に転写された面の曲
率半径がｒ’であるような場合である。

【００６１】このような場合であっても、もし転写材に
転写された面の曲率半径が、再現性良く、常にｒ’とな
るのであれば、物理的エッチングにおける選択比制御
を、参照面形状の曲率半径をｒ’とすることにより、や
はり所望の曲面形状をデバイス材料の表面に形成するこ
とが可能である。

【００６２】例えば、成形型の転写面形状である球面形
状を、転写材に転写する際に転写材が収縮すると、転写
された形状は成形型の球面形状と正確には対応しなくな
る。

【００６３】物理的エッチングを、選択比：１で行う場
合には、転写材の収縮を考慮して転写面形状を修正し、
転写に伴う収縮の結果、目的の形状を転写材に形成でき
るようにするする必要がある。

【００６４】しかし、この発明においては、転写材に転
写される形状に再現性があれば、エッチング条件の変更
によって、目的形状の創成が可能となるので、成形型の
転写面形状自体を補正する必要はない。

【００６５】この発明は、転写材の曲率が透明球体の曲
率よりも大きい場合にも、小さい場合にも適用できる。

【００６６】即ち、目的の形状の曲率が光軸近傍で大き
く、光軸から離れるに従い小さくなる光学デバイスで
は、最も加工量の少なくなる曲率を持つ透明材料表面上
に曲率の大きな凹球面形状を持つ成形型を用いて曲率の
大きい凸曲面形状を転写し、その後、エッチング条件を
選択比を１と異ならせるか、もしくは経時的に、連続低
および／または段階的に変化させることによって、透明
材料の曲率よりも大きな曲率を持つ凸球面もしくは凸の
非球面形状を創成できる。

【００６７】なお、大口径の非球面形状の創成には非球
面金型加工が可能であるが、口径の小さい非球面形状の
創成の場合、金型加工は困難な場合や不可能な場合もあ
り、このように口径の小さい非球面形状を創成する場
合、即ち、デバイス材料としての透明球体の直径が１０
ｍｍ以下、特に直径が１〜３ｍｍ程度の場合に、この発
明は極めて有効である（請求項５）。

【００６８】

【実施例】光学デバイスとして、第１面が球面で第２面
が非球面であるレンズを「光通信用カプラー」として設
計した。

【００６９】「光線有効径」は第１面に対して、φ：
０．４８ｍｍ，第２面に対して、φ：１．１ｍｍ、結合
効率：５８％である。設計結果に基づき、以下のように
して光学デバイスとしての上記レンズを製造した。

【００７０】材質：ＳＦ６０(波長：１．３μｍの赤外
光に対する屈折率：１．７６８１７)を用い、直径：
２．０ｍｍの透明球体を「デバイス材料」として用意し
た。

【００７１】この「透明球体」は、それ自体をボールレ
ンズとしても使用でき、ボールレンズのままで光通信用
カプラーとして用いた場合の結合効率は、最適使用条件
において「１５％」である。

【００７２】図５（ａ）における符号１０は、ＳＦ６０
による直径２．０ｍｍの透明球体によるデバイス材料を
示している。

【００７３】デバイス材料１０の第２面側の光線有効径
（１．１ｍｍ）よりも大きい直径：１．２ｍｍよりも外
側の部分を、ダイヤモンドホイールで研磨し、図５
（ｂ）に示すように、上下方向の両端が「曲率半径：
１．０ｍｍの球面」である「円柱形状」とした。

【００７４】円柱形状としたデバイス材料１０を、支持
治具５０に「きっちり」と嵌合させて保持し（図５
（ｃ））、この状態において、デバイス材料１０の第２
面側（図の下方の球面）にプライマー処理を施した。

【００７５】曲率半径：１．１１ｍｍの凹球面形状２０
０Ａを形成された成形型２００の凹球面形状２００Ａの
部分には、プラズマフッ素処理（Ａｒ，ＣＦ₄を導入し
て用いたプラズマ処理）を施して離型性を高めた。

【００７６】成形型２００は以下のようにして形成し
た。即ち、超精密加工により曲率半径１．１１ｍｍの凸
球面を制作し、この凸球面を電鋳により型どりして成形
型２００とした。

【００７７】上述の如く離型性を高めるための表面処理
を行った成形型２００の凹球面形状２００Ａに、転写材
３０として「アクリル樹脂とエポキシ樹脂を９：１の割
合で混合した紫外線硬化型の嫌気性樹脂」をセットし、
図５（ｃ）に示すごとく、デバイス材料１０の第２面側
の球面を押し当てた。

【００７８】次いで、全体（デバイス材料１０，成形型
２００，転写材３０，支持治具５０）を固定して、デバ
イス材料１０側から紫外光を２５００ｍＪ/ｃｍ²以上照
射して転写材３０を硬化させた。

【００７９】転写材３０を硬化させた後、成形型２００
と転写材３０の間を剥離する。この剥離は、成形型の転
写面形状部分の表面処理効果により容易に実行できた。
剥離の際に、ヒ−トショック等の作用を加えると更に容
易に剥離できる。

【００８０】このようにして、デバイス材料１０の第２
面側に、固化した転写材３０が積層された（図５
（ｄ））。転写材３０の表面形状は、曲率半径１．１１
ｍｍの凸球面で成形型２００の凹球面形状２００Ａを転
写反転したものであり、「参照面」である。

【００８１】さて、デバイス材料１０の第２面側に形成
するべき「非球面」の形状は、周知の非球面の式：Ｚ＝（１／Ｒ）ｈ²／［１＋√｛１−（Ｋ＋１）（１／
Ｒ）²ｈ²｝］＋Ａｈ⁴＋Ｂｈ⁶＋Ｃｈ⁸ Ｒ：光軸上の曲率Ｋ：円錐定数Ａ，Ｂ，Ｃ：非球面定数（Ａは４次，Ｂは６次，Ｃは８
次の項）Ｚ：レンズ頂点からの距離において、Ｒ＝−１．０，Ｋ＝−０．１０７１１６６×１０¹，Ａ＝０．４８１８６８×１０~², Ｂ＝−０．３０８７５９４×１０~¹，Ｃ＝０．３８２１５７５とした形状であり、この形状を最終形状としてデバイス
材料１０に実現できるよう、コンピュータシミュレーシ
ョンと実験とにより、物理的エッチングの時間的な制御
条件（選択比を制御する条件）を定めた。

【００８２】なお、デバイス材料１０の素材や大きさ
（直径）、参照面の形状（曲率半径）は、上記物理的エ
ッチングが無理なく容易に実現されるように、予め実験
的および／または理論的に最適値が算出決定される。

【００８３】上記非球面形状は、円錐定数：Ｋが−１よ
り小さいから、「双曲面」を基本とし、形状のタイプと
しては「光軸近傍で曲率が大きく（曲率半径が小さ
く）、光軸を離れるに従い曲率が小さく（曲率半径が大
きく）なる」形状である。

【００８４】続いて、転写材３０を積層したデバイス材
料１０（図５（ｄ））を、支持治具５０に保持させたま
ま、ＥＣＲプラズマエッチング装置にセットし、Ａｒ，
ＣＨＦ₃，Ｏ₂ガスを導入し、２〜４×１０~⁴Ｔｏｏｒの
条件下で、異方性エッチングを、エッチング条件を経時
的に変化させつつ行った。

【００８５】即ち、エッチング開始時から終了時まで、
導入ガス中の「Ｏ₂ガス」の導入量を時間の経過と共に
漸次減少させつつ、選択比を０．０５〜２．０の範囲
で、当初は小さく（これにより、デバイス材料に形成さ
れる曲面の光軸近傍の曲率が大きくなる。図３参照）、
時間の経過と共に次第に大きくし（これによりデバイス
材料に形成される曲面の曲率が、光軸を離れるに連れて
小さくなる。図４参照）つつ、４２０分間、エッチング
を実行して所望の非球面１００Ａを形成した（図５
（ｅ））。

【００８６】このようにして得られた光学デバイスであ
るレンズ１０Ｂを、光通信用カプラーとして使用した状
態を図６に示す。図の左方の、符号４０が光源であるＬ
Ｄ、レンズ１０Ｂの右側の、符号６０は光ファイバ−を
示している。

【００８７】ＬＤの半値全角：３２°，ＬＤとレンズ第
１面との間隔：０．３８５ｍｍ，レンズ第１面とレンズ
第２面との光軸上の間隔：１．９８３ｍｍ，レンズ第２
面と光ファイバ−との間隔：５．９２７ｍｍの条件にお
いて、結合効率：５７％という略設計通りの値を得た。

【００８８】

【発明の効果】以上に説明したように、この発明によれ
ば、新規な光学デバイスおよびその製造方法を提供でき
る。

【００８９】請求項１〜５記載の光学デバイス製造方法
によれば、面精度良く作成できる凹球面形状を持つ成形
型を用い、正確な参照面を転写材に転写してデバイス材
料の凸球面上に積層し、デバイス材料に形成する目的形
状に応じた条件で、再現性の良い物理的エッチングを行
うので、所望の面形状を持った光学デバイスを容易且つ
確実に製造できる。

【００９０】請求項６〜８記載の光学デバイスは、上記
請求項１〜５記載の方法で製造されるので、製造が容易
であり、低価格で量産性が良く、しかも実質的に設計通
りのものを実現できる。また、デバイス材料は物理的エ
ッチングが可能なものであれば良いから材料選択の自由
度が広く、光学設計の自由度が大きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の光学デバイス製造方法を説明するた
めの図である。

【図２】この発明の光学デバイス製造方法を説明するた
めの図である。

【図３】参照面を出発形状として、１より小さい選択比
で物理的エッチングを行うときのエッチングの作用を説
明するための図である。

【図４】参照面を出発形状として、１より大きい選択比
で物理的エッチングを行うときのエッチングの作用を説
明するための図である。

【図５】実施例を説明するための図である。

【図６】実施例で形成された光通信用カプラーの光結合
状態を示す図である。

【符号の説明】

１デバイス材料（透明球体）２成形型３転写材４’ レンズ面として形成された所望の面形状

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】所定の凸球面形状に応じた凹球面形状を形
成された成形型を用いて上記凸球面形状を転写された転
写材を、デバイス材料表面上に積層し、上記転写材表面
を参照面とし、上記参照面を出発形状として、転写材とデバイス材料と
に対して物理的エッチングを行い、デバイス材料の表面
に所望の曲面形状を形成する光学デバイス製造方法にお
いて、デバイス材料の、転写材を積層される面を所定の曲率半
径を持つ凸球面とし、上記デバイス材料に形成するべき所望の曲面形状に応じ
て、上記物理的エッチングの選択比を、１と異ならせる
か、もしくは経時的に、連続的および／または段階的に
変化させることを特徴とする光学デバイス製造方法。
【請求項２】請求項１記載の光学デバイス製造方法にお
いて、成形型の球面形状を転写材の表面形状として転写するに
際し、成形型の凹球面形状に離型のための表面処理を施
すことを特徴とする光学デバイス製造方法。
【請求項３】請求項１または２記載の光学デバイス製造
方法において、転写材として、光硬化性材料もしくは熱硬化性材料を用
いることを特徴とする光学デバイス製造方法。
【請求項４】請求項１または２または３記載の光学デバ
イス製造方法において、デバイス材料を透明球体としたことを特徴とする光学デ
バイス製造方法。
【請求項５】請求項４記載の光学デバイス製造方法にお
いて、デバイス材料である透明球体が、直径１０ｍｍ以下のも
のであることを特徴とする光学デバイス製造方法。
【請求項６】請求項１または２または３または４または
５記載の光学デバイス製造方法により製造される光学デ
バイス。
【請求項７】請求項６記載の光学デバイスにおいて、物理的エッチングにより形成される面が非球面であるこ
とを特徴とする光学デバイス。
【請求項８】請求項６または７記載の光学デバイスに反
射膜を形成してなる光学デバイス。