JPH11248907A - マイクロ光学素子成形用金型 - Google Patents
マイクロ光学素子成形用金型Info
- Publication number
- JPH11248907A JPH11248907A JP10049574A JP4957498A JPH11248907A JP H11248907 A JPH11248907 A JP H11248907A JP 10049574 A JP10049574 A JP 10049574A JP 4957498 A JP4957498 A JP 4957498A JP H11248907 A JPH11248907 A JP H11248907A
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- Japan
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- micro
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- molding
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は、マイクロ光学素子を成形するため
のマイクロ光学素子成形用金型に関し、素子用圧痕の近
傍に皺の発生のないマイクロ光学素子成形用金型を提供
することを目的とする。 【解決手段】 金型本体のキャビティ面に、マイクロ光
学素子を成形するための多数の素子用圧痕を形成してな
るマイクロ光学素子成形用金型において、前記キャビテ
ィ面の表面のビッカース硬度を、５００Ｈｖ以上の硬度
にしてなることを特徴とする。
のマイクロ光学素子成形用金型に関し、素子用圧痕の近
傍に皺の発生のないマイクロ光学素子成形用金型を提供
することを目的とする。 【解決手段】 金型本体のキャビティ面に、マイクロ光
学素子を成形するための多数の素子用圧痕を形成してな
るマイクロ光学素子成形用金型において、前記キャビテ
ィ面の表面のビッカース硬度を、５００Ｈｖ以上の硬度
にしてなることを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、マイクロ光学素子
を成形するためのマイクロ光学素子成形用金型に関す
る。
を成形するためのマイクロ光学素子成形用金型に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、マイクロ光学素子として、例え
ば、凸レンズ，凹レンズ，プリズム等が知られている。
また、このようなマイクロ光学素子を多数配列してなる
マイクロ光学素子アレイを製造する方法として、キャビ
ティ面にマイクロ光学素子アレイの反転形状を形成した
金型を用いて、射出成形，圧縮成形，注型成形等により
樹脂を成形する方法が知られている。
ば、凸レンズ，凹レンズ，プリズム等が知られている。
また、このようなマイクロ光学素子を多数配列してなる
マイクロ光学素子アレイを製造する方法として、キャビ
ティ面にマイクロ光学素子アレイの反転形状を形成した
金型を用いて、射出成形，圧縮成形，注型成形等により
樹脂を成形する方法が知られている。
【０００３】一方、金型のキャビティ面にマイクロ光学
素子の反転形状を形成する方法として、切削加工，圧痕
加工等が知られている。そして、上述したマイクロ光学
素子アレイでは、キャビティ面に多数の光学素子の反転
形状を形成する必要があるため、加工が容易な圧痕加工
が多用されている。
素子の反転形状を形成する方法として、切削加工，圧痕
加工等が知られている。そして、上述したマイクロ光学
素子アレイでは、キャビティ面に多数の光学素子の反転
形状を形成する必要があるため、加工が容易な圧痕加工
が多用されている。
【０００４】このような圧痕加工は、図６に示すよう
に、金型本体１のキャビティ面１ａに、例えば、ダイヤ
モンドからなる圧子２を所定の圧力で押圧し、キャビテ
ィ面１ａに、マイクロ光学素子の反転形状である素子用
圧痕１ｂを形成することにより行われる。
に、金型本体１のキャビティ面１ａに、例えば、ダイヤ
モンドからなる圧子２を所定の圧力で押圧し、キャビテ
ィ面１ａに、マイクロ光学素子の反転形状である素子用
圧痕１ｂを形成することにより行われる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来、
このような圧痕加工により、キャビティ面１ａに素子用
圧痕１ｂを形成すると、図７に示すように、素子用圧痕
１ｂの近傍に皺１ｃが発生するという問題があった。
このような圧痕加工により、キャビティ面１ａに素子用
圧痕１ｂを形成すると、図７に示すように、素子用圧痕
１ｂの近傍に皺１ｃが発生するという問題があった。
【０００６】本発明者は、かかる従来の問題を解消すべ
く鋭意研究を行った結果、このように素子用圧痕１ｂの
近傍に皺１ｃが発生するのは、圧子２をキャビティ面１
ａに押圧すると、図８に示すように、圧子２を押圧した
部分の材料の一部が横へ塑性流動し、素子用圧痕１ｂの
近傍において突出し、この突出部１ｄにより皺１ｃが形
成されることを見出した。
く鋭意研究を行った結果、このように素子用圧痕１ｂの
近傍に皺１ｃが発生するのは、圧子２をキャビティ面１
ａに押圧すると、図８に示すように、圧子２を押圧した
部分の材料の一部が横へ塑性流動し、素子用圧痕１ｂの
近傍において突出し、この突出部１ｄにより皺１ｃが形
成されることを見出した。
【０００７】そして、このような圧痕加工により素子用
圧痕１ｂの近傍に発生する突出部１ｄの大きさが、キャ
ビティ面１ａの硬度が高くなるほど小さくなることを見
出した。本発明は、かかる知見に基づいてなされたもの
で、素子用圧痕の近傍に皺の発生のないマイクロ光学素
子成形用金型を提供することを目的とする。
圧痕１ｂの近傍に発生する突出部１ｄの大きさが、キャ
ビティ面１ａの硬度が高くなるほど小さくなることを見
出した。本発明は、かかる知見に基づいてなされたもの
で、素子用圧痕の近傍に皺の発生のないマイクロ光学素
子成形用金型を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】請求項１のマイクロ光学
素子成形用金型は、金型本体のキャビティ面に、マイク
ロ光学素子を成形するための多数の素子用圧痕を形成し
てなるマイクロ光学素子成形用金型において、前記キャ
ビティ面の表面のビッカース硬度を、５００Ｈｖ以上の
硬度にしてなることを特徴とする。
素子成形用金型は、金型本体のキャビティ面に、マイク
ロ光学素子を成形するための多数の素子用圧痕を形成し
てなるマイクロ光学素子成形用金型において、前記キャ
ビティ面の表面のビッカース硬度を、５００Ｈｖ以上の
硬度にしてなることを特徴とする。
【０００９】請求項２のマイクロ光学素子成形用金型
は、請求項１記載のマイクロ光学素子成形用金型におい
て、前記キャビティ面の表面のビッカース硬度を、８５
０Ｈｖ以下の硬度にしてなることを特徴とする。
は、請求項１記載のマイクロ光学素子成形用金型におい
て、前記キャビティ面の表面のビッカース硬度を、８５
０Ｈｖ以下の硬度にしてなることを特徴とする。
【００１０】（作用）請求項１のマイクロ光学素子成形
用金型では、キャビティ面の表面のビッカース硬度が、
５００Ｈｖ以上の硬度にされ、これにより、圧子のキャ
ビティ面への押圧時に、圧子を押圧した部分の材料の一
部が横へ塑性流動することが抑制され、素子用圧痕の近
傍に突出部が形成されることがなくなる。
用金型では、キャビティ面の表面のビッカース硬度が、
５００Ｈｖ以上の硬度にされ、これにより、圧子のキャ
ビティ面への押圧時に、圧子を押圧した部分の材料の一
部が横へ塑性流動することが抑制され、素子用圧痕の近
傍に突出部が形成されることがなくなる。
【００１１】請求項２のマイクロ光学素子成形用金型で
は、キャビティ面の表面のビッカース硬度が、８５０Ｈ
ｖ以下の硬度にされ、圧痕加工による圧子の摩耗が防止
される。
は、キャビティ面の表面のビッカース硬度が、８５０Ｈ
ｖ以下の硬度にされ、圧痕加工による圧子の摩耗が防止
される。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面を
用いて説明する。
用いて説明する。
【００１３】図１および図２は、本発明のマイクロ光学
素子成形用金型の第１の実施形態を示すもので、この金
型は、マイクロ光学素子を多数配列してなるマイクロ光
学素子アレイを、樹脂の射出成形により成形するために
使用される。この金型では、金型本体３のキャビティ面
３ａに、圧痕加工により多数の素子用圧痕３ｂが形成さ
れている。
素子成形用金型の第１の実施形態を示すもので、この金
型は、マイクロ光学素子を多数配列してなるマイクロ光
学素子アレイを、樹脂の射出成形により成形するために
使用される。この金型では、金型本体３のキャビティ面
３ａに、圧痕加工により多数の素子用圧痕３ｂが形成さ
れている。
【００１４】この素子用圧痕３ｂの形状は、マイクロ光
学素子の反転形状とされている。この実施形態では、金
型本体３のキャビティ面３ａは、金型母材４に、無電解
ニッケルメッキ層５を形成することにより形成されてい
る。この無電解ニッケルメッキ層５のビッカース硬度
は、例えば、５００Ｈｖとされている。
学素子の反転形状とされている。この実施形態では、金
型本体３のキャビティ面３ａは、金型母材４に、無電解
ニッケルメッキ層５を形成することにより形成されてい
る。この無電解ニッケルメッキ層５のビッカース硬度
は、例えば、５００Ｈｖとされている。
【００１５】このマイクロ光学素子成形用金型は、例え
ば、以下述べるようにして製造される。先ず、金型母材
４の表面に所定の無電解ニッケルメッキを施すことによ
り、無電解ニッケルメッキ層５が形成される。この無電
解ニッケルメッキ層５の肉厚Ｗは、後述する圧子の押し
込み深さＨの３倍程度の寸法とされる。
ば、以下述べるようにして製造される。先ず、金型母材
４の表面に所定の無電解ニッケルメッキを施すことによ
り、無電解ニッケルメッキ層５が形成される。この無電
解ニッケルメッキ層５の肉厚Ｗは、後述する圧子の押し
込み深さＨの３倍程度の寸法とされる。
【００１６】なお、この実施形態では、金型母材４に
は、アルミ合金や銅合金等の非鉄金属材が使用される。
また、無電解ニッケルメッキ層５の表面が、例えば、研
磨加工され、鏡面状のキャビティ面３ａとされる。次
に、この実施形態では、図３に示す圧痕加工により、無
電解ニッケルメッキ層５に素子用圧痕３ｂが形成され
る。
は、アルミ合金や銅合金等の非鉄金属材が使用される。
また、無電解ニッケルメッキ層５の表面が、例えば、研
磨加工され、鏡面状のキャビティ面３ａとされる。次
に、この実施形態では、図３に示す圧痕加工により、無
電解ニッケルメッキ層５に素子用圧痕３ｂが形成され
る。
【００１７】この圧痕加工は、キャビティ面３ａに、例
えば、ダイヤモンドからなる圧子６を所定の圧力で押圧
することにより形成される。以上のように構成されたマ
イクロ光学素子成形用金型では、キャビティ面３ａの表
面のビッカース硬度を、５００Ｈｖ以上の硬度にしたの
で、圧子６のキャビティ面３ａへの押圧時に、圧子６を
押圧した部分の材料の一部が横へ塑性流動することが抑
制され、素子用圧痕３ｂの近傍に突出部が形成されるこ
とがなくなり、この結果、素子用圧痕３ｂの近傍に皺の
発生のないマイクロ光学素子成形用金型を容易，確実に
提供することができる。
えば、ダイヤモンドからなる圧子６を所定の圧力で押圧
することにより形成される。以上のように構成されたマ
イクロ光学素子成形用金型では、キャビティ面３ａの表
面のビッカース硬度を、５００Ｈｖ以上の硬度にしたの
で、圧子６のキャビティ面３ａへの押圧時に、圧子６を
押圧した部分の材料の一部が横へ塑性流動することが抑
制され、素子用圧痕３ｂの近傍に突出部が形成されるこ
とがなくなり、この結果、素子用圧痕３ｂの近傍に皺の
発生のないマイクロ光学素子成形用金型を容易，確実に
提供することができる。
【００１８】すなわち、従来のマイクロ光学素子成形用
金型では、圧痕加工において、圧子６の寿命を長く保つ
ために、通常、銅合金やマルテンサイト系ステンレス鋼
が使われており、例えば、マルテンサイト系ステンレス
鋼の場合には、ビッカース硬度で３００〜４００Ｈｖ程
度であり、このような硬度では、図４に示すように、圧
子６を押圧した部分の材料の一部が横へ塑性流動し、キ
ャビティ面Ａに形成される素子用圧痕Ｂの近傍に突出部
Ｃが形成されていた。
金型では、圧痕加工において、圧子６の寿命を長く保つ
ために、通常、銅合金やマルテンサイト系ステンレス鋼
が使われており、例えば、マルテンサイト系ステンレス
鋼の場合には、ビッカース硬度で３００〜４００Ｈｖ程
度であり、このような硬度では、図４に示すように、圧
子６を押圧した部分の材料の一部が横へ塑性流動し、キ
ャビティ面Ａに形成される素子用圧痕Ｂの近傍に突出部
Ｃが形成されていた。
【００１９】しかしながら、上述したマイクロ光学素子
成形用金型では、キャビティ面３ａの表面のビッカース
硬度を、５００Ｈｖ以上の硬度にしたので、圧子６のキ
ャビティ面３ａへの押圧時に、圧子６を押圧した部分の
材料の一部が横へ塑性流動することが抑制され、素子用
圧痕３ｂの近傍に突出部が形成されることが略完全にな
くなった。
成形用金型では、キャビティ面３ａの表面のビッカース
硬度を、５００Ｈｖ以上の硬度にしたので、圧子６のキ
ャビティ面３ａへの押圧時に、圧子６を押圧した部分の
材料の一部が横へ塑性流動することが抑制され、素子用
圧痕３ｂの近傍に突出部が形成されることが略完全にな
くなった。
【００２０】なお、図４において、キャビティ面Ａのビ
ッカース硬度を、３４０Ｈｖから４５０Ｈｖにすると、
突出部がＣからＣ１へと小さくなり、５５０Ｈｖでは、
略完全になくなっているのがわかる。また、上述したマ
イクロ光学素子成形用金型では、キャビティ面３ａの表
面のビッカース硬度を、８５０Ｈｖ以下の硬度にしたの
で、圧痕加工による圧子６の摩耗を防止することがで
き、精度の高いマイクロ光学素子を形成することができ
る。
ッカース硬度を、３４０Ｈｖから４５０Ｈｖにすると、
突出部がＣからＣ１へと小さくなり、５５０Ｈｖでは、
略完全になくなっているのがわかる。また、上述したマ
イクロ光学素子成形用金型では、キャビティ面３ａの表
面のビッカース硬度を、８５０Ｈｖ以下の硬度にしたの
で、圧痕加工による圧子６の摩耗を防止することがで
き、精度の高いマイクロ光学素子を形成することができ
る。
【００２１】すなわち、例えば、一眼レフカメラのピン
ト合わせに用いられる焦点板のマット面には、例えば、
２５ｍｍ×３５ｍｍの範囲に、球Ｒ３０μｍのマイクロ
レンズが約２２０万個配置されている。そして、このよ
うな焦点板成形用金型のキャビティを製作する際には、
ビッカース硬度で８５０Ｈｖを越える金型母材に、先端
球Ｒ３０μｍのダイヤモンドの圧子を用いて圧痕加工を
行うと、約２２０万個の素子用圧痕の加工終了時には、
ダイヤモンドの圧子の先端球Ｒが摩耗により、例えば、
Ｒ２３μｍ〜Ｒ２８μｍになり均一なマイクロレンズア
レイを製造することが困難になる。
ト合わせに用いられる焦点板のマット面には、例えば、
２５ｍｍ×３５ｍｍの範囲に、球Ｒ３０μｍのマイクロ
レンズが約２２０万個配置されている。そして、このよ
うな焦点板成形用金型のキャビティを製作する際には、
ビッカース硬度で８５０Ｈｖを越える金型母材に、先端
球Ｒ３０μｍのダイヤモンドの圧子を用いて圧痕加工を
行うと、約２２０万個の素子用圧痕の加工終了時には、
ダイヤモンドの圧子の先端球Ｒが摩耗により、例えば、
Ｒ２３μｍ〜Ｒ２８μｍになり均一なマイクロレンズア
レイを製造することが困難になる。
【００２２】しかしながら、上述したマイクロ光学素子
成形用金型では、キャビティ面３ａの表面のビッカース
硬度を、８５０Ｈｖ以下の硬度にしたので、圧痕加工に
よる圧子６の摩耗を防止することができ、精度の高いマ
イクロレンズアレイを形成することができる。図５は、
本発明のマイクロ光学素子成形用金型の第２の実施形態
を示しており、この実施形態では、金型本体７の材質
が、マルテンサイト系ステンレス鋼とされ、熱処理によ
る焼き入れにより、母材硬度が、ビッカース硬度で５６
０Ｈｖとされている。
成形用金型では、キャビティ面３ａの表面のビッカース
硬度を、８５０Ｈｖ以下の硬度にしたので、圧痕加工に
よる圧子６の摩耗を防止することができ、精度の高いマ
イクロレンズアレイを形成することができる。図５は、
本発明のマイクロ光学素子成形用金型の第２の実施形態
を示しており、この実施形態では、金型本体７の材質
が、マルテンサイト系ステンレス鋼とされ、熱処理によ
る焼き入れにより、母材硬度が、ビッカース硬度で５６
０Ｈｖとされている。
【００２３】そして、母材表面を研磨加工することによ
り鏡面状のキャビティ面７ａが形成されている。このキ
ャビティ面７ａには、圧痕加工により、素子用圧痕７ｂ
が形成されている。なお、この実施形態では、圧痕加工
において、先端が、Ｒ１００μｍの球面形状のダイヤモ
ンドの圧子が使用され、この加工により凸レンズの反転
形状を有する素子用圧痕７ｂが形成された。
り鏡面状のキャビティ面７ａが形成されている。このキ
ャビティ面７ａには、圧痕加工により、素子用圧痕７ｂ
が形成されている。なお、この実施形態では、圧痕加工
において、先端が、Ｒ１００μｍの球面形状のダイヤモ
ンドの圧子が使用され、この加工により凸レンズの反転
形状を有する素子用圧痕７ｂが形成された。
【００２４】この実施形態においても、第１の実施形態
と同様の効果を得ることができる。なお、上述した実施
形態では、圧子６にダイヤモンドを使用した例について
述べたが、本発明は、これに限定されるものではなく、
例えば、超硬合金，セラミック等からなる圧子を用いる
ことができる。
と同様の効果を得ることができる。なお、上述した実施
形態では、圧子６にダイヤモンドを使用した例について
述べたが、本発明は、これに限定されるものではなく、
例えば、超硬合金，セラミック等からなる圧子を用いる
ことができる。
【００２５】
【発明の効果】以上述べたように、請求項１のマイクロ
光学素子成形用金型では、キャビティ面の表面のビッカ
ース硬度を、５００Ｈｖ以上の硬度にしたので、圧子の
キャビティ面への押圧時に、圧子を押圧した部分の材料
の一部が横へ塑性流動することが抑制され、素子用圧痕
の近傍に突出部が形成されることがなくなり、この結
果、素子用圧痕の近傍に皺の発生のないマイクロ光学素
子成形用金型を容易，確実に提供することができる。
光学素子成形用金型では、キャビティ面の表面のビッカ
ース硬度を、５００Ｈｖ以上の硬度にしたので、圧子の
キャビティ面への押圧時に、圧子を押圧した部分の材料
の一部が横へ塑性流動することが抑制され、素子用圧痕
の近傍に突出部が形成されることがなくなり、この結
果、素子用圧痕の近傍に皺の発生のないマイクロ光学素
子成形用金型を容易，確実に提供することができる。
【００２６】請求項２のマイクロ光学素子成形用金型で
は、キャビティ面の表面のビッカース硬度を、８５０Ｈ
ｖ以下の硬度にしたので、圧痕加工による圧子の摩耗を
防止することができ、精度の高いマイクロ光学素子を形
成することができる。
は、キャビティ面の表面のビッカース硬度を、８５０Ｈ
ｖ以下の硬度にしたので、圧痕加工による圧子の摩耗を
防止することができ、精度の高いマイクロ光学素子を形
成することができる。
【図１】本発明のマイクロ光学素子成形用金型の第１の
実施形態の素子用圧痕部を示す断面図である。
実施形態の素子用圧痕部を示す断面図である。
【図２】図１の素子用圧痕が多数形成される金型を示す
正面図である。
正面図である。
【図３】図１のマイクロ光学素子成形用金型に素子用圧
痕を形成している状態を示す説明図である。
痕を形成している状態を示す説明図である。
【図４】キャビティ面の硬度と素子用圧痕の近傍に形成
される突出部の大きさとの関係を示す説明図である。
される突出部の大きさとの関係を示す説明図である。
【図５】本発明のマイクロ光学素子成形用金型の第２の
実施形態を示す断面図である。
実施形態を示す断面図である。
【図６】従来のマイクロ光学素子成形用金型に素子用圧
痕を形成している状態を示す説明図である。
痕を形成している状態を示す説明図である。
【図７】従来のマイクロ光学素子成形用金型の素子用圧
痕の近傍に形成される皺を示す説明図である。
痕の近傍に形成される皺を示す説明図である。
【図８】従来のマイクロ光学素子成形用金型の素子用圧
痕の近傍に形成される突出部を示す説明図である。
痕の近傍に形成される突出部を示す説明図である。
３，７ 金型本体 ３ａ，７ａ キャビティ面 ３ｂ，７ｂ 素子用圧痕 ６ 圧子
Claims (2)
- 【請求項１】 金型本体のキャビティ面に、マイクロ光
学素子を成形するための多数の素子用圧痕を形成してな
るマイクロ光学素子成形用金型において、 前記キャビティ面の表面のビッカース硬度を、５００Ｈ
ｖ以上の硬度にしてなることを特徴とするマイクロ光学
素子成形用金型。 - 【請求項２】 請求項１記載のマイクロ光学素子成形用
金型において、 前記キャビティ面の表面のビッカース硬度を、８５０Ｈ
ｖ以下の硬度にしてなることを特徴とするマイクロ光学
素子成形用金型。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10049574A JPH11248907A (ja) | 1998-03-02 | 1998-03-02 | マイクロ光学素子成形用金型 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10049574A JPH11248907A (ja) | 1998-03-02 | 1998-03-02 | マイクロ光学素子成形用金型 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11248907A true JPH11248907A (ja) | 1999-09-17 |
Family
ID=12834991
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10049574A Pending JPH11248907A (ja) | 1998-03-02 | 1998-03-02 | マイクロ光学素子成形用金型 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11248907A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002326230A (ja) * | 2001-05-07 | 2002-11-12 | Ricoh Co Ltd | 金型製造方法とその装置、金型及び成形品 |
| JP2008168503A (ja) * | 2007-01-11 | 2008-07-24 | Nikon Corp | 光学素子製造用金型の製造方法及び光学素子の製造方法 |
| CN110509582A (zh) * | 2018-05-21 | 2019-11-29 | 李京哲 | 一种防切边镜片制造工艺 |
-
1998
- 1998-03-02 JP JP10049574A patent/JPH11248907A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002326230A (ja) * | 2001-05-07 | 2002-11-12 | Ricoh Co Ltd | 金型製造方法とその装置、金型及び成形品 |
| JP2008168503A (ja) * | 2007-01-11 | 2008-07-24 | Nikon Corp | 光学素子製造用金型の製造方法及び光学素子の製造方法 |
| CN110509582A (zh) * | 2018-05-21 | 2019-11-29 | 李京哲 | 一种防切边镜片制造工艺 |
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