JPH04175228A - 光学素子の製造方法 - Google Patents
光学素子の製造方法Info
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- JPH04175228A JPH04175228A JP2300812A JP30081290A JPH04175228A JP H04175228 A JPH04175228 A JP H04175228A JP 2300812 A JP2300812 A JP 2300812A JP 30081290 A JP30081290 A JP 30081290A JP H04175228 A JPH04175228 A JP H04175228A
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- JP
- Japan
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- mold
- optical element
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B23/00—Re-forming shaped glass
- C03B23/02—Re-forming glass sheets
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B11/00—Pressing molten glass or performed glass reheated to equivalent low viscosity without blowing
- C03B11/06—Construction of plunger or mould
- C03B11/08—Construction of plunger or mould for making solid articles, e.g. lenses
- C03B11/082—Construction of plunger or mould for making solid articles, e.g. lenses having profiled, patterned or microstructured surfaces
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B2215/00—Press-moulding glass
- C03B2215/40—Product characteristics
- C03B2215/41—Profiled surfaces
- C03B2215/412—Profiled surfaces fine structured, e.g. fresnel lenses, prismatic reflectors, other sharp-edged surface profiles
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B2215/00—Press-moulding glass
- C03B2215/40—Product characteristics
- C03B2215/41—Profiled surfaces
- C03B2215/414—Arrays of products, e.g. lenses
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B2215/00—Press-moulding glass
- C03B2215/70—Horizontal or inclined press axis
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (AREA)
- Casting Or Compression Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、マイクロレンズアレーや回折格子等の薄型で
高精度な光学素子の製造方法に関する。
高精度な光学素子の製造方法に関する。
従来の技術
近年、新しい光学デバイスの小型・軽量化を達成するた
めにマイクロレンズアレーや回折格子等の薄型で高精度
な光学素子の開発が強く望まれていた。従来このような
高精度な光学素子の製造にあたっては、特開昭６０−２
６４３３４号公報に記載されているように、フォトレジ
ストを用いた写真食刻技術で行なわれていた。
めにマイクロレンズアレーや回折格子等の薄型で高精度
な光学素子の開発が強く望まれていた。従来このような
高精度な光学素子の製造にあたっては、特開昭６０−２
６４３３４号公報に記載されているように、フォトレジ
ストを用いた写真食刻技術で行なわれていた。
発明が解決しようとする課題
従来のフォトレジストを用いた写真食刻法では、パター
ニングやエツチング等の複雑な工程をいくつも経るため
に量産化が困難であり、また高精度な光学素子形状をコ
ントロールすることができなかった。
ニングやエツチング等の複雑な工程をいくつも経るため
に量産化が困難であり、また高精度な光学素子形状をコ
ントロールすることができなかった。
課題を解決するための手段
本発明は前記課題を解決するために、一対のプレス成形
用金型において、微小光学素子を形成する一方の金型温
度が他方の金型温度より少な（とも１０℃以上高い温度
で薄型の透明基板を加熱加圧成形する光学素子の製造方
法を提供するものである。
用金型において、微小光学素子を形成する一方の金型温
度が他方の金型温度より少な（とも１０℃以上高い温度
で薄型の透明基板を加熱加圧成形する光学素子の製造方
法を提供するものである。
作用
金型を用いた成形法というのは、予め所望の形状および
面品質に仕上げた金型で被成形体の塊状物を加熱成形す
る方法であり、例えば直径１０ｍ。
面品質に仕上げた金型で被成形体の塊状物を加熱成形す
る方法であり、例えば直径１０ｍ。
厚さ５Ｗ程度のいわゆるふつうのレンズの場合、一対の
金型の温度が等しい状態で加熱加圧成形していた。しか
しながらマイクロレンズアレーや回折格子等の薄い光学
素子の場合、一対の金型の温度が等しい状態で加熱加圧
成形すると、透明基板においてマイクロレンズアレーや
回折格子等を形成する面のみならずもう一方の面も熱変
形して、光学素子の平行度の維持が難しく、また薄肉化
で割れやすくなる。
金型の温度が等しい状態で加熱加圧成形していた。しか
しながらマイクロレンズアレーや回折格子等の薄い光学
素子の場合、一対の金型の温度が等しい状態で加熱加圧
成形すると、透明基板においてマイクロレンズアレーや
回折格子等を形成する面のみならずもう一方の面も熱変
形して、光学素子の平行度の維持が難しく、また薄肉化
で割れやすくなる。
本発明では、一対のプレス成形用金型において、微小光
学素子を形成する一方の金型温度が他方の金型温度より
少なくとも１０℃以上高い温度で薄型の透明基板を加熱
加圧成形することにより、マイクロレンズアレーや回折
格子等を形成する面のみを熱変形させることができ、も
との透明基板の平行度や厚みを変えることなく薄型で高
精度な光学素子を製造することができる。
学素子を形成する一方の金型温度が他方の金型温度より
少なくとも１０℃以上高い温度で薄型の透明基板を加熱
加圧成形することにより、マイクロレンズアレーや回折
格子等を形成する面のみを熱変形させることができ、も
との透明基板の平行度や厚みを変えることなく薄型で高
精度な光学素子を製造することができる。
実施例
実施例１
プレス成形用金型１の母材として超硬合金（ＷＣ−５Ｔ
ｉＣ−８Ｃｏ）を５０５ｗ＊４０ｍ５＋＊１０ｗ１角の
平板に切断後、さらに超微細なダイヤモンド粉末を用い
てラッピングし、約１時間で表面の表面粗さ（ＲＭＳ）
が約３０Ａの鏡面にした。この鏡面にスパッタ法で白金
−イリジウム−オスミウム合金（Ｐｔ−１ｒ−Ｏｓ）の
薄膜を被覆した。
ｉＣ−８Ｃｏ）を５０５ｗ＊４０ｍ５＋＊１０ｗ１角の
平板に切断後、さらに超微細なダイヤモンド粉末を用い
てラッピングし、約１時間で表面の表面粗さ（ＲＭＳ）
が約３０Ａの鏡面にした。この鏡面にスパッタ法で白金
−イリジウム−オスミウム合金（Ｐｔ−１ｒ−Ｏｓ）の
薄膜を被覆した。
曲率半径が２００μｍのダイヤモンドバイトを高精度に
数値制御した切削加工機で、サグ量１．５μｍの凹状の
レンチキュラーレンズを５０μｍピッチで上記の薄膜に
形成し、プレス成形用金型１とした。同様の方法で、プ
レス成形用金型２の母材として超硬合金（ＷＣ−５７ｉ
Ｃ−８Ｃｏ）を５０ｍ＊４０醜＊１０■角の平板に切断
後、さらに超微細なダイヤモンド粉末を用いラッピング
して表面粗さ（ＲＭＳ）が約３０Ａの鏡面にした。この
鏡面にスパッタ法で白金−イリジウム−オスミウム合金
（Ｐ ｔ −Ｉ ｒ−Ｏｓ ）の薄膜を被覆し、プレス
成形用金型２とした。
数値制御した切削加工機で、サグ量１．５μｍの凹状の
レンチキュラーレンズを５０μｍピッチで上記の薄膜に
形成し、プレス成形用金型１とした。同様の方法で、プ
レス成形用金型２の母材として超硬合金（ＷＣ−５７ｉ
Ｃ−８Ｃｏ）を５０ｍ＊４０醜＊１０■角の平板に切断
後、さらに超微細なダイヤモンド粉末を用いラッピング
して表面粗さ（ＲＭＳ）が約３０Ａの鏡面にした。この
鏡面にスパッタ法で白金−イリジウム−オスミウム合金
（Ｐ ｔ −Ｉ ｒ−Ｏｓ ）の薄膜を被覆し、プレス
成形用金型２とした。
第１図は、本発明の光学素子の製造方法を模式的に示し
た断面図である。透明基板３として、シリカ（ＳｉＯ２
）３０重量パーセント、酸化バリウム（Ｂａｄ）５０重
量パーセント、ホウ酸（Ｂ ２０ ｓ ）１５重量パー
セント、残部が微量成分からなるホウケイ酸バリウムガ
ラスを用いた。プレス成形用金型１を下のヒータブロッ
ク４に、またプレス成形用金型２を上のヒータブロック
５にそれぞれ取り付け、さらにプレスシリンダ６および
７に取り付けた。第１・図（ａ）のようにプレス成形用
金型１の上に透明基板３を置き、プレス成形金型１及び
プレス成形用金型２を所定の温度に加熱した。第１図（
ｂ）のようにプレスシリンダ７を下げて透明基板３をプ
レス成形した。プレス成形条件は、第１表のようにガラ
スが１０６〜１０１０ポアズの粘度を示す金１１８度で
あり、プレス圧力３ｋｚ／ｄであった。その後３００℃
まで徐冷して、第１図（Ｃ）のような光学素子１０を得
た。なお一連のプレス成形は、窒素ガス２０リツタ一／
分、水素ガス２リツタ一／分の割合で混合した非酸化性
雰囲気に保持した成形機（不図示）で行なった。
た断面図である。透明基板３として、シリカ（ＳｉＯ２
）３０重量パーセント、酸化バリウム（Ｂａｄ）５０重
量パーセント、ホウ酸（Ｂ ２０ ｓ ）１５重量パー
セント、残部が微量成分からなるホウケイ酸バリウムガ
ラスを用いた。プレス成形用金型１を下のヒータブロッ
ク４に、またプレス成形用金型２を上のヒータブロック
５にそれぞれ取り付け、さらにプレスシリンダ６および
７に取り付けた。第１・図（ａ）のようにプレス成形用
金型１の上に透明基板３を置き、プレス成形金型１及び
プレス成形用金型２を所定の温度に加熱した。第１図（
ｂ）のようにプレスシリンダ７を下げて透明基板３をプ
レス成形した。プレス成形条件は、第１表のようにガラ
スが１０６〜１０１０ポアズの粘度を示す金１１８度で
あり、プレス圧力３ｋｚ／ｄであった。その後３００℃
まで徐冷して、第１図（Ｃ）のような光学素子１０を得
た。なお一連のプレス成形は、窒素ガス２０リツタ一／
分、水素ガス２リツタ一／分の割合で混合した非酸化性
雰囲気に保持した成形機（不図示）で行なった。
このような工程によって、第１表に示した各種条件で光
学素子１０を作製した。第１表から明らかなように、い
ずれの光学素子１０において、割れや、気泡等の欠陥も
認められず、透明基板３の平行度も維持され、面精度も
ニュートンリング２本以内、アメ５分の１本以内であり
、その光学性能は極めて優れていた。
学素子１０を作製した。第１表から明らかなように、い
ずれの光学素子１０において、割れや、気泡等の欠陥も
認められず、透明基板３の平行度も維持され、面精度も
ニュートンリング２本以内、アメ５分の１本以内であり
、その光学性能は極めて優れていた。
（以 下 余 白）
実施例２
プレス成形用金型１の母材としてシリコンを５０−＊４
０■＊１〇−角の平板に切断後、さらに超微細なダイヤ
モンド粉末を用いてラッピングし、約１時間で表面の表
面粗さ（ＲＭＳ）が約２０Ａの鏡面にした。この鏡面に
スパッタ法でロジウム−金−タングステン合金（Ｒｈ
−Ａ ｕ −Ｗ ）の薄膜を被覆した。曲率半径が０．
１μｍのダイヤモンドバイトを高精度に数値制御した切
削加工機で、サグ量０．５μｍの凹状の回折格子を３μ
ｍピッチで上記の薄膜に形成し、プレス成形用金型１と
した。同様の方法で、プレス成形用金型２の母材として
シリコンを５０ｗａ＊４０ｗｎ＊１０ｍ＋角の平板に切
断後、さらに超微細なダイヤモンド粉末を用いラッピン
グして表面粗さ（ＲＭＳ）が約２０Ａの鏡面にした。こ
の鏡面にスパッタ法でロジウム−金−タングステン合金
（Ｒｈ−Ａｕ−Ｗ）の薄膜を被覆し、プレス成形用金型
２とした。
０■＊１〇−角の平板に切断後、さらに超微細なダイヤ
モンド粉末を用いてラッピングし、約１時間で表面の表
面粗さ（ＲＭＳ）が約２０Ａの鏡面にした。この鏡面に
スパッタ法でロジウム−金−タングステン合金（Ｒｈ
−Ａ ｕ −Ｗ ）の薄膜を被覆した。曲率半径が０．
１μｍのダイヤモンドバイトを高精度に数値制御した切
削加工機で、サグ量０．５μｍの凹状の回折格子を３μ
ｍピッチで上記の薄膜に形成し、プレス成形用金型１と
した。同様の方法で、プレス成形用金型２の母材として
シリコンを５０ｗａ＊４０ｗｎ＊１０ｍ＋角の平板に切
断後、さらに超微細なダイヤモンド粉末を用いラッピン
グして表面粗さ（ＲＭＳ）が約２０Ａの鏡面にした。こ
の鏡面にスパッタ法でロジウム−金−タングステン合金
（Ｒｈ−Ａｕ−Ｗ）の薄膜を被覆し、プレス成形用金型
２とした。
透明基板３として、シリカ（Ｓｉ０２）５２重量パーセ
ント）酸化カリウム（Ｋ ２０）６重量パーセント、酸
化鉛（ＰｂＯ）３５重量パーセント、酸化ナトリウム（
Ｎａ２０）５重量パーセント、残部が微量成分からなる
重フリントガラスを用いた。
ント）酸化カリウム（Ｋ ２０）６重量パーセント、酸
化鉛（ＰｂＯ）３５重量パーセント、酸化ナトリウム（
Ｎａ２０）５重量パーセント、残部が微量成分からなる
重フリントガラスを用いた。
プレス成形用金型１を下のヒータブロック４に、またプ
レス成形用金型２を上のヒータブロック５にそれぞれ取
り付け、−さらにプレスシリンダ６および７に取り付け
た。第１図（ａ）のようにプレス成形用金型１の上に透
明基板３を置き、プレス成形用金型１及びプレス成形用
金型２を所定の温度に加熱した。第１図（ｂ）のように
プレスシリンダ７を下げて透明基板３をプレス成形した
。プレス成形条件は、第１表のようにガラスが１０６〜
１０１０ポアズの粘度を示す金型温度であり、プレス時
間１分であった。その後２００℃まで徐冷して、第１図
（Ｃ）のような光学素子１０を得た。なお一連のプレス
成形は、ヘリウムガス２０リツター／分、二酸化炭素ガ
ス２リツタ一／分の割合で混合した非酸化性雰囲気に保
持した成形機（不図示）で行なった。
レス成形用金型２を上のヒータブロック５にそれぞれ取
り付け、−さらにプレスシリンダ６および７に取り付け
た。第１図（ａ）のようにプレス成形用金型１の上に透
明基板３を置き、プレス成形用金型１及びプレス成形用
金型２を所定の温度に加熱した。第１図（ｂ）のように
プレスシリンダ７を下げて透明基板３をプレス成形した
。プレス成形条件は、第１表のようにガラスが１０６〜
１０１０ポアズの粘度を示す金型温度であり、プレス時
間１分であった。その後２００℃まで徐冷して、第１図
（Ｃ）のような光学素子１０を得た。なお一連のプレス
成形は、ヘリウムガス２０リツター／分、二酸化炭素ガ
ス２リツタ一／分の割合で混合した非酸化性雰囲気に保
持した成形機（不図示）で行なった。
このような工程によって、第２表に示した各種条件で光
学素子１０を作製した。第２表から明らかなように、い
ずれの光学素子１０において、割れや、気泡等の欠陥も
認められず、透明基板３の平行度も維持され、面精度も
ニュートンリング２本以内、アズ５分の１本以内であり
、その光学性能は極めて優れていた。
学素子１０を作製した。第２表から明らかなように、い
ずれの光学素子１０において、割れや、気泡等の欠陥も
認められず、透明基板３の平行度も維持され、面精度も
ニュートンリング２本以内、アズ５分の１本以内であり
、その光学性能は極めて優れていた。
（以 下 余 白）
なお本発明の光学素子の製造方法は、一対のプレス成形
用金型において、微小光学素子を形成する一方の金型温
度が他方の金型温度より少な（とも１０℃以上高い温度
で薄型の透明基板を加熱加圧成形することを特徴とする
ものであり、透明基板の厚みや基板材料の種類（ガラス
あるいはプラスチック）、プレス成形用金型材料、加熱
加圧成形の温度と時間と雰囲気、あるいは光学素子の形
状等の条件は本実施例に限定されるものではない。
用金型において、微小光学素子を形成する一方の金型温
度が他方の金型温度より少な（とも１０℃以上高い温度
で薄型の透明基板を加熱加圧成形することを特徴とする
ものであり、透明基板の厚みや基板材料の種類（ガラス
あるいはプラスチック）、プレス成形用金型材料、加熱
加圧成形の温度と時間と雰囲気、あるいは光学素子の形
状等の条件は本実施例に限定されるものではない。
発明の詳細
な説明したように、本発明の光学素子の製造方法は、一
対のプレス成形用金型において、微小光学索子を形成す
る一方の金型温度が他方の金型温度より少なくとも１０
℃以上高い温度で薄型の透明基板を加熱加圧成形するこ
とによって、マイクロレンズアレーや回折格子等を形成
する面のみを熱変形させることができ、もとの透明基板
の平行度や厚みを変えることなく薄型で高精度な光学素
子を製造することができる。すなわち、本発明によって
高精度な光学素子の大量生産が可能になり、生産性の向
上と製造コストの低減に著しい効果がある。
対のプレス成形用金型において、微小光学索子を形成す
る一方の金型温度が他方の金型温度より少なくとも１０
℃以上高い温度で薄型の透明基板を加熱加圧成形するこ
とによって、マイクロレンズアレーや回折格子等を形成
する面のみを熱変形させることができ、もとの透明基板
の平行度や厚みを変えることなく薄型で高精度な光学素
子を製造することができる。すなわち、本発明によって
高精度な光学素子の大量生産が可能になり、生産性の向
上と製造コストの低減に著しい効果がある。
第１図は本発明の光学素子の製造方法の一実施例を示す
模式図である。 １．２・・・・・・プレス成形用金型、３・・・・・・
透明基板、４，５・・・・・・ヒータブロック、６，７
・・・・・・プレスシリンダ、ｌＯ・・・・・・光学素
子。
模式図である。 １．２・・・・・・プレス成形用金型、３・・・・・・
透明基板、４，５・・・・・・ヒータブロック、６，７
・・・・・・プレスシリンダ、ｌＯ・・・・・・光学素
子。
Claims (2)
- （１）一対のプレス成形用金型において、微小光学素子
を形成する一方の金型温度が他方の金型温度より少なく
とも１０℃以上高い温度で薄型の透明基板を加熱加圧成
形する光学素子の製造方法。 - （２）微小光学素子を形成する一方の金型が、透明基板
が１０＾６〜１０＾１＾０ポアズの粘度を示す温度であ
る請求項１記載の光学素子の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2300812A JPH04175228A (ja) | 1990-11-05 | 1990-11-05 | 光学素子の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2300812A JPH04175228A (ja) | 1990-11-05 | 1990-11-05 | 光学素子の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04175228A true JPH04175228A (ja) | 1992-06-23 |
Family
ID=17889402
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2300812A Pending JPH04175228A (ja) | 1990-11-05 | 1990-11-05 | 光学素子の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04175228A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2744113A1 (fr) * | 1996-01-31 | 1997-08-01 | Corning Inc | Procede et dispositif de fabrication de reseaux de microlentilles |
-
1990
- 1990-11-05 JP JP2300812A patent/JPH04175228A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2744113A1 (fr) * | 1996-01-31 | 1997-08-01 | Corning Inc | Procede et dispositif de fabrication de reseaux de microlentilles |
| WO1998038137A1 (en) * | 1996-01-31 | 1998-09-03 | Corning Incorporated | Process and device for manufacturing networks of microlenses |
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