JPS60103308A - マイクロフレネルレンズの製造方法 - Google Patents
マイクロフレネルレンズの製造方法Info
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- JPS60103308A JPS60103308A JP58210763A JP21076383A JPS60103308A JP S60103308 A JPS60103308 A JP S60103308A JP 58210763 A JP58210763 A JP 58210763A JP 21076383 A JP21076383 A JP 21076383A JP S60103308 A JPS60103308 A JP S60103308A
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- B29D11/00009—Production of simple or compound lenses
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- G—PHYSICS
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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】
本発明は、表面に微細な輪状の凹凸を形成したマイクロ
フレネルレンズの製造方法に関するものである。
フレネルレンズの製造方法に関するものである。
従来の光学レンズとしては、ガラス、プラスチック等の
透明物体の表面を研磨し、所要半径の凸球面、或いは凹
球面を形成し、光学レンズとしてＮＡ、焦点距離、Ｆナ
ンバー等の物理定数を決定していた。
透明物体の表面を研磨し、所要半径の凸球面、或いは凹
球面を形成し、光学レンズとしてＮＡ、焦点距離、Ｆナ
ンバー等の物理定数を決定していた。
従って、これらのレンズの物理定数を決定するのは、レ
ンズの材質と、ガラス、プラスチック等の透明物体の研
磨だけで行なわれ、他にこれに代わる方法がなかった。
ンズの材質と、ガラス、プラスチック等の透明物体の研
磨だけで行なわれ、他にこれに代わる方法がなかった。
例えば、ガラスレンズの製造方法としては、第１図に示
すように、固定台ｌにガラスレンズ素材２を固定し、そ
の上から研磨金型３を載せて研磨材、水等を當時流し込
みながら研磨金型３を回転させてガラスレンズ素材２を
研磨し、所要の曲率、曲面のガラスのレンズを製造して
いたものである。
すように、固定台ｌにガラスレンズ素材２を固定し、そ
の上から研磨金型３を載せて研磨材、水等を當時流し込
みながら研磨金型３を回転させてガラスレンズ素材２を
研磨し、所要の曲率、曲面のガラスのレンズを製造して
いたものである。
又、プラスチックレンズの製造の一例としては、第２図
に示すように、数値制御の切削盤の固定台４上に、プラ
スチックレンズ素材５を固定し、ハイドロを数値制御し
・ながら動かしてプラスデックレンズ素材５を切削加工
し、所要の曲率、曲面のプラスチックレンズを製造した
ものである。
に示すように、数値制御の切削盤の固定台４上に、プラ
スチックレンズ素材５を固定し、ハイドロを数値制御し
・ながら動かしてプラスデックレンズ素材５を切削加工
し、所要の曲率、曲面のプラスチックレンズを製造した
ものである。
このように、これらのレンズは長年技術者の感に頼るし
か方法がないため、量産性が悪く、これを解消すること
が一つの問題となっていた。
か方法がないため、量産性が悪く、これを解消すること
が一つの問題となっていた。
又、レンズとしての特性は前記の物理定数だけでは評価
でき、ない項目、特に収差の問題については解決方法が
ないので、従来から色収差については何枚かのレンズ構
成で調整していたが、非点、コマ、像面弯曲、及び曲面
収差については、曲率、曲面を精度よく研磨仕上げする
しかなく、長年の課題となっていた。
でき、ない項目、特に収差の問題については解決方法が
ないので、従来から色収差については何枚かのレンズ構
成で調整していたが、非点、コマ、像面弯曲、及び曲面
収差については、曲率、曲面を精度よく研磨仕上げする
しかなく、長年の課題となっていた。
本発明は、従来のガラス、プラスチック等の光の屈折現
象を利用したレンズの非点、コマ、像面弯曲、及び球面
収差を解決するため、光の回折現象を利用したマイクロ
フレネルレンズを、電鋳法で製作されたニッケルスタン
バ−を用い、しかも−Ｎ廉価に提供することを目的とし
たマイクロフレネルレンズの製造方法である。
象を利用したレンズの非点、コマ、像面弯曲、及び球面
収差を解決するため、光の回折現象を利用したマイクロ
フレネルレンズを、電鋳法で製作されたニッケルスタン
バ−を用い、しかも−Ｎ廉価に提供することを目的とし
たマイクロフレネルレンズの製造方法である。
以下、本発明の実施の一例を第３図乃至第７図について
説明する。
説明する。
表面を平滑にしたガラス１１の表面にレジスト１２を塗
布し、電子ビーム、レーザ光、紫外線等レジスト１２が
感光する光線をレジスト１２上に露光し、これを現像す
ると、第３図、第４図に示すように輪状となったレジス
ト１２の像が形成される。
布し、電子ビーム、レーザ光、紫外線等レジスト１２が
感光する光線をレジスト１２上に露光し、これを現像す
ると、第３図、第４図に示すように輪状となったレジス
ト１２の像が形成される。
このレジスト１２の像の上に銀１９をスパックリング、
蒸着等の方法で堆積して電極体Ａを形成する。
蒸着等の方法で堆積して電極体Ａを形成する。
この電極体Ａを電極とし、電鋳法によって、電極体Ａの
銀１９上にニッケル２ｏが仮状となるまで堆積し、この
堆積したニッケル板を電極体Ａがら剥離し、レジスト１
２の輪状の像を転写した輪状の凹凸ａを有するニソケル
スクンパーＢが形成される。
銀１９上にニッケル２ｏが仮状となるまで堆積し、この
堆積したニッケル板を電極体Ａがら剥離し、レジスト１
２の輪状の像を転写した輪状の凹凸ａを有するニソケル
スクンパーＢが形成される。
更に、このニッケルスタンバーＢの表面の輪状の凹凸ａ
上にホトポリマ−１３を滴下し、該ホトポリマー１３の
上から平面性のよいガラス板又はアクリル板１４を押し
付け、アクリル板１４の上面から紫外線を照射し、ホト
ポリマー１３を軽度に硬化させてニソケルスクンパーＢ
からホトポリマー１３を剥離してニッケルスタンバ−Ｂ
の凹凸ａをホトポリマー１３に転写し、その表面を凹凸
ａと反対の凹凸すとする。
上にホトポリマ−１３を滴下し、該ホトポリマー１３の
上から平面性のよいガラス板又はアクリル板１４を押し
付け、アクリル板１４の上面から紫外線を照射し、ホト
ポリマー１３を軽度に硬化させてニソケルスクンパーＢ
からホトポリマー１３を剥離してニッケルスタンバ−Ｂ
の凹凸ａをホトポリマー１３に転写し、その表面を凹凸
ａと反対の凹凸すとする。
その後に、ホトポリマ−１３の該凹凸面すから紫外線を
充分に照射してホトポリマー１３を完全に硬化させ、ニ
ッケルスタンバ−Ｂを複製したマイクロフレネルレンズ
が製造される。さらに光の反射を防くために光の入射面
に反射防止膜を堆積させ完了する。
充分に照射してホトポリマー１３を完全に硬化させ、ニ
ッケルスタンバ−Ｂを複製したマイクロフレネルレンズ
が製造される。さらに光の反射を防くために光の入射面
に反射防止膜を堆積させ完了する。
第８図は、上記製造方法で製作されたマイ・クロフレネ
ルレンズの光の集束状態を示すもので、アクリル板１４
側から入った入射平面波（平行光束）１５はマイクロフ
レネルレンズを通って凹凸面すから出るが、この際に回
折現象を生じて球面波１６となり、焦点１７で最も小さ
く絞られる。
ルレンズの光の集束状態を示すもので、アクリル板１４
側から入った入射平面波（平行光束）１５はマイクロフ
レネルレンズを通って凹凸面すから出るが、この際に回
折現象を生じて球面波１６となり、焦点１７で最も小さ
く絞られる。
このレンズの焦点距ＭＩＩ ｆ、レンズ直径２ｄとし、
レーザスポット強度が中心の１／２．１／ｅ２となる所
で、レーザスポット径を２ａ＋／２．２ａ１／ｅ２とず
れば、 ２ａ＋ ／２ ＝］、０３λＦ ２ａ＋ ／ｅ２＝１．６７λＦ （Ｆ；レンズのＦナンバー、Ｆ＝ｆ／２ｄ）が成立する
。
レーザスポット強度が中心の１／２．１／ｅ２となる所
で、レーザスポット径を２ａ＋／２．２ａ１／ｅ２とず
れば、 ２ａ＋ ／２ ＝］、０３λＦ ２ａ＋ ／ｅ２＝１．６７λＦ （Ｆ；レンズのＦナンバー、Ｆ＝ｆ／２ｄ）が成立する
。
従って、レンズのＦナンバーを小さくすることによって
、スポット径を小さくすることができる。
、スポット径を小さくすることができる。
例えば、レンズ直径２ ｄ ＝ ０．４ ｍｍ、焦点距
離ｆ＝ ０．２５顛、レーザ波長λ−０，６３２８μｍ
のとき、スポット径はそれぞれ ２ ａｌ ／２ ＝０．４１μｍ ２ ａｌ ／ｅ２ ＝０．６６μｍ となる。
離ｆ＝ ０．２５顛、レーザ波長λ−０，６３２８μｍ
のとき、スポット径はそれぞれ ２ ａｌ ／２ ＝０．４１μｍ ２ ａｌ ／ｅ２ ＝０．６６μｍ となる。
以上のように、このマイクロフレネルレンズを用いるこ
とにより、レーザスポット径を１μｍ以下に絞ることが
できる。
とにより、レーザスポット径を１μｍ以下に絞ることが
できる。
第９図の実施例は、前実施例のマイクロフレネルレンズ
のガラス板又はアクリル板１４上に、フッ化マグネシウ
ムＭｇＦ２．２酸化硅素ＳｉＯ２、酸化ジルコニウムＺ
ｒＯ２の３層より成る反射防止膜１８を蒸着、スパフタ
リングで形成したものである。
のガラス板又はアクリル板１４上に、フッ化マグネシウ
ムＭｇＦ２．２酸化硅素ＳｉＯ２、酸化ジルコニウムＺ
ｒＯ２の３層より成る反射防止膜１８を蒸着、スパフタ
リングで形成したものである。
この反射防止膜１８の形成によって、この反射防止膜を
つけない場合は、集束効率が３５％であったものが、こ
れをつけることにより集束効率を４０％にまで高めるこ
とができると共に、ガラス板又はアクリル板１４そのま
まの時よりも表面強度を高めることができ、傷つきを防
止できる。
つけない場合は、集束効率が３５％であったものが、こ
れをつけることにより集束効率を４０％にまで高めるこ
とができると共に、ガラス板又はアクリル板１４そのま
まの時よりも表面強度を高めることができ、傷つきを防
止できる。
第１０図は、光ディスク（１，Ｄ、ＣＤ）の光学系とし
て使用した例で、２１．２２がマイクロフレネルレンズ
で、大きいレーザスポット集束性を要求される対物レン
ズ２２、コリメートレンズ２１として使用したものであ
る。
て使用した例で、２１．２２がマイクロフレネルレンズ
で、大きいレーザスポット集束性を要求される対物レン
ズ２２、コリメートレンズ２１として使用したものであ
る。
即ち、レーザダイオード２３から出たレーザ光はコリメ
ートレンズ２１で平行光束化され、ビームスリッタ２４
．１／４波長板２５を通り、対物レンズ２２で集束され
て光ディスク２６のピント面２８で反則され、再び対物
レンズ２２で平行光束化され、１／４波長板２−５を通
ってビームスリッタ２４で屈折され、レーザ受光素子２
７で受光して信号電流として取出されるものである。
ートレンズ２１で平行光束化され、ビームスリッタ２４
．１／４波長板２５を通り、対物レンズ２２で集束され
て光ディスク２６のピント面２８で反則され、再び対物
レンズ２２で平行光束化され、１／４波長板２−５を通
ってビームスリッタ２４で屈折され、レーザ受光素子２
７で受光して信号電流として取出されるものである。
この他、このマイクロフレネルレンズは、プロジェクシ
ョンテレビの光学系等幅広い応用ができるものである。
ョンテレビの光学系等幅広い応用ができるものである。
以上のように、本発明によって製造されたマイクロフレ
ネルレンズは、Ｆナンバーを小さくでき、光デイスク用
ピンクアップの対物レンズとして用いることにより１μ
ｍ以下のレーザスポット径に絞ることができ、クロスト
ークを大幅に改善できる。
ネルレンズは、Ｆナンバーを小さくでき、光デイスク用
ピンクアップの対物レンズとして用いることにより１μ
ｍ以下のレーザスポット径に絞ることができ、クロスト
ークを大幅に改善できる。
又、ＮＡを大きくすることができるため、従来３〜４枚
を必要としていた対物レンズを１枚のマイクロフレネル
レンズで充足することができる。
を必要としていた対物レンズを１枚のマイクロフレネル
レンズで充足することができる。
また、対物レンズとコリメートレンズを１枚のマイクロ
フレネルレンズで構成することができるため、光軸調整
が容易になり、調整時間を大幅に短縮できると共にピン
クアンプの光学系を小さくすることができ、小型、軽量
化に貢献するものである。
フレネルレンズで構成することができるため、光軸調整
が容易になり、調整時間を大幅に短縮できると共にピン
クアンプの光学系を小さくすることができ、小型、軽量
化に貢献するものである。
しかも、使用レーザ光の波長での収差が全くないため、
ディスクのそりゃ傾きによって発生する収差の増大が防
止できる。
ディスクのそりゃ傾きによって発生する収差の増大が防
止できる。
本発明の製造方法は、このようなマイクロフレネルレン
ズの複製が可能となり、その生産性が飛躍的に向上する
ばかりでなく、マイクロフレネルレンズを複製するニッ
ケルスタンパ−は電鋳法で作成されるから、正確なマイ
クロフレネルレンズ面の転写が行なわれ、ニッケルの硬
さで摩耗が少いので、スタンパ−の交換の必要回数を減
じ得る。
ズの複製が可能となり、その生産性が飛躍的に向上する
ばかりでなく、マイクロフレネルレンズを複製するニッ
ケルスタンパ−は電鋳法で作成されるから、正確なマイ
クロフレネルレンズ面の転写が行なわれ、ニッケルの硬
さで摩耗が少いので、スタンパ−の交換の必要回数を減
じ得る。
そのため、大量生産がスムーズに、且つローコストで行
え、その品質も均一で、従来のように技術者の感に頼る
必要がない等の多くの利点を有するものである。
え、その品質も均一で、従来のように技術者の感に頼る
必要がない等の多くの利点を有するものである。
第１図は従来のガラスレンズの加工法、第２図は同プラ
スチックレンズの加工法を示すもので、第３図乃至第７
図は本発明の一実施例を示し、第３図と第４図はレジス
トパターン形成工程の断面図と平面図、第５図はレジス
トパターンに銀層を設けた断面図、第６図、第７図はニ
ッケルスタンパ−製造工程の断面図、第８図はマイクロ
フレネルレンズの回折現象の説明図、第９図はボトポリ
マー法によってマイクロフレネルレンズ製造工程の断面
図、第１０図はマイクロフレネルレンズを用いた光ビッ
クアンプの説明図である。 Ｂ・・・ニッケルスタンパ−１１１・・・ガラス、１２
・・・レジスト、１３・・・ホトポリマー、１４・・・
アクリル板、１９・・・５Ｌ２０・・・ニッケル。 特許出願人 パイオニア株式会社 第１図 第２＠ 第４図 第５因 ９ 第６＠ 第７図 １乙 第８図 第９図
スチックレンズの加工法を示すもので、第３図乃至第７
図は本発明の一実施例を示し、第３図と第４図はレジス
トパターン形成工程の断面図と平面図、第５図はレジス
トパターンに銀層を設けた断面図、第６図、第７図はニ
ッケルスタンパ−製造工程の断面図、第８図はマイクロ
フレネルレンズの回折現象の説明図、第９図はボトポリ
マー法によってマイクロフレネルレンズ製造工程の断面
図、第１０図はマイクロフレネルレンズを用いた光ビッ
クアンプの説明図である。 Ｂ・・・ニッケルスタンパ−１１１・・・ガラス、１２
・・・レジスト、１３・・・ホトポリマー、１４・・・
アクリル板、１９・・・５Ｌ２０・・・ニッケル。 特許出願人 パイオニア株式会社 第１図 第２＠ 第４図 第５因 ９ 第６＠ 第７図 １乙 第８図 第９図
Claims (1)
- ガラス、プラスチック、金属板等の基板の平滑な表面上
にレジストを塗布し、電子ビーム、レーザ光、紫外線等
の感光線を用いて露光し、これを現像してマイクロフレ
ネルレンズの輪状パターンを転写しレジストパターンを
形成し、この上に銀、ニッケル等の導電性金属をスパッ
タリング、蒸着等の堆積方法で堆積して電極体を形成し
、該電極体を電極として輪状パターンを再転写する電鋳
法により前記電極体の導電性金属上にニッケル、又はニ
ッケル化合物を堆積してニッケル堆積板を形成し、該ニ
ッケル堆積板を電極体のガラス、導電性金属よりなる基
板より剥離してニッケルスタンパ−を形成し、該ニッケ
ルスタンパ−上にホトボ□リマー法、インジェクション
法の複製方法でマイクロフレネルレンズを製造すること
を特徴とするマイクロフレネルレンズの製造方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58210763A JPS60103308A (ja) | 1983-11-11 | 1983-11-11 | マイクロフレネルレンズの製造方法 |
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