CN103358490A - 模制制品制造方法、模具和包括菲涅尔透镜的光学元件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及模制制品制造方法、模具和包括菲涅尔透镜的光学元件。一种中心部分模制构件，其具有中心部分转印形状表面和侧壁表面，所述中心部分模制构件插入和配合在具有框架部分转印形状表面的框架部分模制构件中以形成腔体的一部分。中心部分模制构件在侧壁表面中具有槽部分。槽部分从框架部分转印形状表面突出。在已注射的树脂转印中心部分转印形状表面的形状之前，中心部分模制构件的侧壁表面用树脂密封以在中心部分转印形状表面与树脂之间形成其中约束有气体的空间。

Description

模制制品制造方法、模具和包括菲涅尔透镜的光学元件

技术领域

本发明涉及一种使用气体辅助注射模制的模具和模制制品制造方法，并且尤其涉及一种包括菲涅尔透镜的光学元件。

背景技术

近年来已经发展了各种注射模制方法来满足对于提高注射模制的树脂制品的准确度和功能性的要求。一种注射模制方法是气体辅助注射模制方法，所述气体辅助注射模制方法是通过在树脂注射模制期间将气体注射到模具中而对树脂进行注射模制。在该方法中，气体作用在树脂上以降低树脂的粘度，使树脂起泡沫，或对树脂着色或改良树脂。

日本专利特开No.11-245257提出一种气体辅助注射模制方法，该方法可以将模具的表面状态准确地转印到待模制的制品上。在该方法中，模具的腔体在适当的气体压力下用诸如二氧化碳的特定气体填充，并且在模具的腔体中也填充流体树脂。因而，气体被树脂的流动前沿吸收，或气体进入模具与树脂之间的界面并且被溶解在树脂表面层中。溶解在树脂中的气体起到塑化剂的功能，并且降低了树脂的熔融粘度，尤其选择性地降低了树脂表面的固化温度。当仅薄树脂表面层的固化温度由此降低到模具的表面温度以下时，树脂在树脂填充步骤期间不固化。该方法增强了待模制的制品上的模具表面可转印性。

发明内容

尤其当模制准确地转印有精确形状的诸如菲涅尔透镜的光学元件时，可以适当地使用气体辅助注射模制方法。在典型的菲涅尔透镜中，透镜表面是球面的，并且带区（zone）高度从中心带区向外部周边带区逐渐地增大。从内周边到外周边的带区的间距（pitch）被固定在约数十微米。然而，难以在应当准确地转印有形状的整个表面上均质地转印高质量的形状。

图16A和16B示出菲涅尔透镜的示例。图16A是菲涅尔透镜的概念俯视图，并且图16B是沿着图16A的线XVIB-XVIB得到的概念剖视图。菲涅尔透镜包括第一带区97、第二带区98、第三带区99、第四带区110、第五带区111、第六带区112、第七带区113、第八带区114、浇口118和框架126。尤其在图16A和16B的菲涅尔透镜上难以实施准确的转印，在所述菲涅尔透镜中，带区是圆形的，但模制的透镜自身是矩形的。由于带区是圆形的但模制的透镜自身是矩形的，所以有带区的形状从圆形形状改变成圆弧形状（从111到112）的部分以及圆弧形状被进一步分成短圆弧形状（从112到113）的部分。考虑到，即使在将形状转印到待模制的制品上的同一个模具腔体的一个表面（转印表面）中，在具有圆形形状的带区形状的部分、具有圆弧形状的带区形状的部分和具有短圆弧形状的带区形状的部分之间，可模制性也是不同的。即，虽然不与框架形状干涉的带区是完全圆形的，但是当带区的直径增大时，带区由于与框架形状干涉而被分开。干涉的带区在端部处被切成圆弧形状。

在气体辅助模制中，填充在腔体中的气体被溶解在注入的树脂中。圆形带区的槽不包括用于逸出气体的部分，并且这促进溶解。与此相反，随着树脂流入，气体通过从圆弧形状带区的槽的切开端部推出而排出，并且这阻碍了溶解。考虑到，该可模制性的差异形成了内部带区和外部带区之间的形状差异。因此，在模制制品中，有时在其中带区形状从圆形形状改变到圆弧形状的部分中以及在其中带区形状从圆弧形状改变到分开的短圆弧形状的部分中出现条痕。

本发明提供一种模制制品制造方法和模具，其可以在待模制的制品上转印在用于转印形状的模具的整个表面（转印形状表面）上的均匀的和高质量的形状。

根据本发明的一方面的模制制品制造方法，通过将气体和树脂注入腔体中而将设置在腔体中的中心部分转印形状表面、侧壁表面和框架部分转印形状表面的形状转印到树脂上。侧壁表面具有槽部分。中心部分模制构件插入和配合在框架部分模制构件中以形成腔体，以便使侧壁表面的从框架部分转印形状表面至槽部分的部分突出。

根据本发明的另一方面的模具包括：供气单元，其构造成将气体注入腔体中；树脂注射单元，其构造成将树脂注入腔体中；中心部分模制构件，其具有中心部分转印形状表面和侧壁表面；框架部分模制构件，其具有框架部分转印形状表面；和浇口，其设置在框架部分模制构件中。侧壁表面具有槽部分，并且中心部分模制构件插入和配合在框架部分模制构件中以形成腔体，以便使侧壁表面的从框架部分转印形状表面至槽部分的部分突出。

根据本发明的又一方面的具有菲涅尔透镜的光学元件在焦平面上形成图像。光学元件包括：中心部分，其具有多边形的外部形状；和框架部分，其包围中心部分。在中心部分中设置有槽。从焦平面到槽的顶部的高度小于从焦平面到框架部分的上表面的高度。

本发明的其它特征将从以下参照附图的示例性实施例的说明而变得明显。

附图说明

图1A至1E示出第一实施例；

图2A至2C示出包括菲涅尔透镜的光学元件（对焦屏）；

图3示意性地示出气体辅助注射模具的示例；

图4A至4C示出在中心部分模制构件与框架部分模制构件之间的关系；

图5示出修改方案；

图6A至6C示出第二实施例；

图7A和7B示出所述第二实施例；

图8A至8C示出修改方案；

图9示出另一个修改方案；

图10示出又一个修改方案；

图11示出第一示例；

图12示出第四示例；

图13示出所述第四示例；

图14示出第六示例；

图15示出第七示例；

图16A和16B示出包括现有技术的菲涅尔透镜的光学元件（对焦屏）。

具体实施方式

以下将参照附图说明本发明的实施例。

【第一实施例】

图1A至1E示出根据本发明的第一实施例的模制制品制造方法。第一实施例的模制制品制造方法适于制造光学元件，尤其，应当转印有精确形状的诸如菲涅尔透镜的光学元件。在第一实施例中，将说明用于作为模制制品的示例的、包括菲涅尔透镜的光学元件（对焦屏）的制造方法。

图1A示意性地示出腔体的一部分。中心部分模制构件21具有中心部分转印形状表面30，转印形状被刻印在所述中心部分转印形状表面30上以转印菲涅尔光栅或衍射光栅的槽形状。设置有框架部分模制构件38以包围中心部分模制构件21的外部周边。框架部分模制构件38具有框架部分转印形状表面23。图1B至1D是沿着图1A的IB TOID-IB TO ID的线得到的示意性局部剖视图。图1E是沿着图1A的线IE-IE得到的示意性局部剖视图，以便暴露中心部分模制构件21的侧面。如图1E中所示，当诸如槽的形状被刻印在中心部分模制构件21上时，从中心部分转印形状表面30连续的槽部分212也形成在中心部分模制构件21的侧壁表面211中。在槽部分212的底部部分213中，侧壁表面211被切入得最深（侧壁表面211是最低的）。槽部分212从框架部分转印形状表面23突出。通过该结构，侧壁表面211的在槽部分212与框架部分转印形状表面23之间的部分可以用树脂密封以在中心部分转印形状表面30与树脂之间形成其中约束有气体的空间。侧壁表面211的从框架部分转印形状表面23到槽部分212的部分的长度W优选地被设定在20μm至100μm的范围内。侧壁表面211的从框架部分转印形状表面23到槽部分212的部分的长度W可以通过从槽部分212的底部部分213到包括框架部分转印形状表面23的平面231作出垂线232并且通过测量垂线232相交于平面231的点233与底部部分213之间的距离而得到。

图4A至4C示出中心部分模制构件21与框架部分模制构件38之间的关系。框架部分模制构件38可以是成套模具。虽然框架部分模制构件38可以是可运动的或固定的，但是优选地是可运动的，用于容易脱模。在框架部分模制构件（成套模具）38中设置有嵌件型腔24以接收中心部分模制构件21。图4A示出在中心部分模制构件21插入和配合在框架部分模制构件（成套模具）38的嵌件型腔24中之前的状态，并且图4B示出在中心部分模制构件21插入和配合在嵌件型腔24中之后的状态。图4C是示出其中中心部分模制构件21插入和配合在框架部分模制构件（成套模具）38的嵌件型腔24中的状态的剖视图（包括局部放大图）。图4C示出中心部分模制构件21、辅助线22、框架部分转印形状表面23、框架部分模制构件（成套模具）38的嵌件型腔24、间隙25、调节部件40、台阶部分27和框架部分模制构件（成套模具）38。辅助线22指示槽部分212的底部部分213的位置。调节部件40改变侧壁表面211的在槽部分212与框架部分转印形状表面23之间的部分的长度W。台阶部分27设置在框架部分模制构件（成套模具）38的嵌件型腔24的嘴部处以转印菲涅尔模制制品的框架26。钻削适于加工用于转印诸如菲涅尔光栅的光栅形状的中心部分转印形状表面30。因此，难以在框架部分模制构件（成套模具）38上直接形成中心部分转印形状表面30。中心部分模制构件21被单独地形成，并且插入和配合在框架部分模制构件（成套模具）38的嵌件型腔24中，由此获得一体式模具。而且，由此在中心部分模制构件21与框架部分模制构件（成套模具）38之间形成间隙25。优选地，间隙25是在10μm至50μm的范围内。

图3示意性地示出气体辅助注射模具的示例，其中框架部分模制构件通过可运动的成套模具形成。参照图3，在转动螺钉20（树脂注射单元）的同时，熔融的树脂从圆筒19注入腔体28中，所述腔体28由中心部分模制构件21、可运动的成套模具38和固定的成套模具37限定。气体从供气器34通过管道33（供气单元）供应到腔体28。附图标记35、36、39和41分别指示固定的附装板、可运动的附装板、推顶杆和推顶板。因而，通过将气体和树脂注入腔体28中而形成模制制品。中心部分模制构件21插入和配合在可运动的成套模具38的型腔中以在中心部分模制构件21与固定的成套模具37之间形成腔体28。

还可以在另一个成套模具（图3中的固定的成套模具37）中形成有型腔。例如，具有用于模制微型透镜阵列的形状的模制构件可以插入和配合在该型腔中。这能够模制诸如对焦屏的光学元件，在所述光学元件中微型透镜阵列设置在与菲涅尔透镜相对的表面上。

虽然密封构件组装在模具分离部分中以将注入的气体保持在模具中，但是省略了其说明。

接下来，将说明使用该模具的模制制品制造方法的示例。首先，在转动螺钉20的同时，气体31从供气器34通过管道33注入腔体28中，并且熔融的树脂29从圆筒19经由浇口注入腔体28中。气体31可以在树脂29的注射之前、与树脂29的注射同时地、或紧接在树脂29的注射之后注射。优选地，浇口形成在框架部分模制构件38中。

当树脂29到达腔体28时，从中心部分模制构件21与可运动的成套模具38之间的间隙25推出气体31。在其中完全不施加保持压力的状态下，中心部分转印形状表面30没有完全转印到树脂29上，并且在中心部分转印形状表面30与树脂29之间设置有包封空间39，在所述包封空间39中约束有气体31。在图1B中示出该状态。如上所述，底部部分213是从框架部分转印形状表面23突出得最低的（最深的）部分，槽部分212在所述底部部分213处设置在侧壁表面211中。借助该结构，形成有在树脂填充期间树脂29围绕中心部分模制构件21流动的空间，并且树脂29在接收中心部分转印形状表面30的形状之前可以充分地与侧壁表面211的在槽部分212与框架部分转印形状表面23之间的部分紧密接触。因而，中心部分转印形状表面30与树脂29之间的空间可以被关闭以形成包封空间39。优选地，侧壁表面211的在槽部分212与框架部分转印形状表面23之间的部分的长度W被设定在20μm至100μm的范围内。如果甚至在侧壁表面211的一部分中长度W也短于20μm，则在某一部分中不完整地执行密封，并且气体31从该部分去除。因此，难以均匀地转印整个中心部分转印形状表面30。更具体地，关于溶解在树脂中的气体的量，其中用树脂密封中心部分转印形状表面与树脂之间的空间且在包封空间中约束气体的带区和其中没有用树脂密封所述空间且释放气体的带区之间，模制条件是不同的。因为该模制条件的差异，在脱模之后，有时在其中气体被约束并且被充分地溶解在树脂中的带区与其中气体被释放并且被不充分地溶解在树脂中的带区之间，模制制品中的带区的倾斜面的变形量（倾斜面的平面度）是不同的。这些具有不同的变形量（倾斜面的平面度）的部分形成阴影，由此在模制制品中出现条痕。如果长度W长于100μm，则脱模阻力增大，并且易于发生脱模故障。另外，框架部分的宽度Y优选地大于在中心部分转印形状表面30上的槽的宽度X，更优选地大于或等于0.30mm。这是因为如果框架部分的宽度Y太小，则树脂29不能容易地围绕侧壁表面211流动，并且这减小了密封力。借助该结构，由于框架部分的体积大于槽的体积，所以树脂29可以被优先地填充在框架部分中。这允许更多的气体被约束在包封空间39中。或者，树脂29可以通过在框架部分模制构件38中形成浇口而被优先地填充在框架部分中，所述浇口用作将树脂29注入腔体29中的入口。约束在包封空间39中的气体31被溶解在树脂29中并且使树脂29塑化。当树脂29塑化时，降低了其粘度。

在该状态之后，执行停驻步骤。包封空间39通过预定的树脂压力被逐渐地压扁，如图1C中所示。当塑化的并且粘度降低的树脂在停驻步骤中接收内部压力时，中心部分转印形状被均匀地和准确地转印在所述树脂上。由于中心部分模制构件21用树脂密封，气体均匀地作用在中心部分模制构件21的整个中心部分转印形状表面30上，并且转印完成。在图1D和1E中示出该状态。这样，可以在没有形成单独的密封结构的情况下获得允许气体被均匀地约束在整个中心部分转印形状表面30上的模具结构。由于在如此获得的模制制品中均匀地形成所有带区，因此没有导致外部缺陷，并且模制制品是较好的。

虽然在第一实施例中在侧壁表面211中设置有多个槽部分212，但是甚至当仅设置一个槽部分时，也提供了本发明的优点。当设置多个槽部分时，侧壁表面211的从框架部分转印形状表面23到槽部分212的部分的长度W优选地设定在20μm至100μm的范围内。然而，即使当侧壁表面211的从框架部分转印形状表面23到槽部分212中的至少之一的部分的长度W在20μm至100μm的范围内时，也部分地提供了本发明的优点。槽部分212的截面形状不限于如第一实施例中所示的三角形状，而是可以被自由地确定，例如，可以是弯曲的形状或多边形的形状。

接下来，将参照图2A至2C说明通过根据第一实施例的模制制品制造方法所制造的模制制品的示例。图2A至2C示出作为模制制品的示例的、包括菲涅尔透镜的光学元件（对焦屏）。图2A是包括菲涅尔透镜的光学元件（对焦屏）的概念俯视图，并且图2B是沿着图2A的线IIB-IIB得到的概念剖视图。图2C是沿着图2A的线IIC-IIC得到的概念剖视图。光学元件包括：中心部分21'，其具有多边形的外部形状；和框架部分26，其包围中心部分21'。在中心部分21'中设置有光栅（带区）。带区包括第一带区7、第二带区8、第三带区9、第四带区10、第五带区11、第六带区12、第七带区13和第八带区14。附图标记18指示浇口的位置，并且附图标记23'指示框架部分26的上表面。菲涅尔透镜具有带区状结构，所述带区状结构通过对透镜表面裁切以形成带区和通过使带区同中心地布置在一平面上而形成，并且菲涅尔透镜可以被认为是棱镜的集合体。一般而言，为了使透镜具有足够的能力，曲率增大，并且透镜变得较厚。通过将透镜制成菲涅尔透镜，透镜可以具有聚光功能，而同时具有平坦结构。这实现了紧凑性特性和高集成特性。尤其对于这样的光学元件而言，即，在所述光学元件中带区是圆形的但是模制元件自身是矩形的，准确转印是困难的，并且在带区的倾斜面有时会出现平面度不均匀度。然而，在第一实施例的光学元件中，在带区的倾斜面之间的平面度不均匀度会通过将从带区的顶部与框架部分26相交的交叉点22'到包括框架部分26的上表面23'的平坦表面的长度W'设定在20μm到100μm的范围内而被限制到小于或等于10nm。这避免了诸如条痕的外部缺陷，并且抑制了模制制品的光学特征的劣化。从带区的顶部与框架部分26相交的交叉点22'到包括框架部分26的上表面23'的平坦表面的长度（高度差）W'被定义为从光栅的带区的顶部到框架部分26的上表面23'的长度。在倾斜面之间的平面度不均匀度可以如下得到。首先，在光栅的每个带区的倾斜面上的几个点被设定为测量点，测量所有带区的平面度，并且最高平面度与最低平面度之间的差被认为是平面度不均匀度。

包括菲涅尔透镜的光学元件不限于图2A至2C中所示的用于照相机取景器的对焦屏，并且可以例如是高射投影仪中的后投影屏和聚光透镜。

中心部分21'的外部形状可以是矩形形状、诸如图5中所示的五边形形状的多边形形状或其它形状。

框架部分26的转印表面不必总是平坦的，并且可以是曲面的，或可以包括精细的不规则部。

【第二实施例】

在上述第一实施例中，框架部分转印形状表面形成在框架部分模制构件（成套模具）上，所述框架部分模制构件（成套模具）具有接收中心部分模制构件21的空间（嵌件型腔）。或者，框架部分转印形状表面可以形成在中心部分模制构件上。该结构现在将说明为第二实施例。图6A至6C示出第二实施例。具有与图4A至4C的构成元件的功能相同的功能的构成元件由相同的附图标记指示，并且省略其说明。

图6A示出中心部分模制构件43，其具有侧壁表面42。侧壁表面42和框架部分转印形状表面44通过在中心部分转印形状表面30的整个外部边缘上形成切口而形成在中心部分转印形状表面的外部周边上。

图6B和6C示出中心部分模制构件43与框架部分模制构件（或成套模具）38之间的关系。图6B示出其中中心部分模制构件43被组装在框架部分模制构件（成套模具）38中的状态。图6B示出中心部分形状转印表面30和浇口45。图6C是沿着图6B的线VIC-VIC得到的示意性剖视图（包括局部放大图），示出其中中心部分模制构件43被组装在框架部分模制构件（成套模具）38中的状态。图6C示出中心部分模制构件43、设置在中心部分模制构件43上的框架部分转印形状表面44、和用于转印模制制品的框架部分的外壁的框架部分模制构件38的表面27。

图7A和7B示出其中图6A至6C的中心部分模制构件43被组装在图3中所示的气体辅助注射模具中的状态。图7A是如从固定一侧看到的、在模具的打开状态中的可运动的模具的示意图。图7B示意性地示出其中树脂与气体一起被注入腔体中的状态。中心部分模制构件43具有中心部分转印形状表面30，用于转印菲涅尔光栅的槽形状的转印形状被刻印在所述中心部分转印形状表面30上。中心部分模制构件43的整个外部周边被裁切以形成框架部分转印形状表面44。框架部分模制构件（成套模具）38具有空间（嵌件型腔），并且中心部分模制构件43插入该型腔中。在中心部分模制构件43与框架部分模制构件38之间的边界处设置有间隙25。附图标记45指示浇口。

图7B是沿着图7A的线VIIB-VIIB得到的示意性局部剖视图。在图7B中所示的停驻步骤中，树脂29沿着由框架部分转印形状表面44和侧壁表面42以及框架部分模制构件38所限定的框架部分流动，所述框架部分转印形状表面44和侧壁表面42由中心部分转印形状表面30的外部周边上的切口部分形成。因而，树脂29与侧壁表面42紧密接触，并且关闭中心部分转印形状表面30与树脂29之间的空隙以形成包封空间39，由此气体被均匀地约束并且保持在中心部分转印形状表面30上。

该结构可以增大从中心部分转印形状表面30到设置在中心部分模制构件43与框架部分模制构件（成套模具）38之间的间隙25的距离。此外，当填充树脂29时，气体被两个表面约束，即，由切口部分所形成的侧壁表面42和框架部分转印形状表面44。因此，增强了气体对中心部分转印形状表面30的密封效果，并且提高了模制制品的质量。

在其中模制制品的框架部分由框架部分模制构件（成套模具）形成的第一实施例的结构中，为了使中心部分转印形状表面的槽部分从框架部分转印形状表面突出，必要的是将厚度调节部件40组装在中心部分模制构件下方。在该情况下，重要的是在多次执行测试模制的同时进行微调，并且这增加了对于生产模具所付出的努力。与此相反，借助第二实施例的结构，由于侧壁表面的从框架部分转印形状表面至槽部分的部分的长度(侧壁表面的高度）由切口的加工量确定，因此可以减少对于生产模具所付出的努力。

另外，由切口（侧壁表面的形状和框架部分转印形状表面的形状）所形成的形状没有受到精细限制。

如图8A中所示，切口不总是需要通过一个步骤形成，而是可以通过两个或更多个步骤形成。或者，如图8B中所示，切口不总是需要具有直角，而是可以由弯曲表面形成。如图8C中所示，切口不总是需要具有直角，而是可以是矩形的。

另外，切口不总是需要围绕中心部分转印形状表面的周边形成。如图9中所示，切口42可以仅在形成矩形轮廓的四个边中的两个边上形成。

如图10中所示，还可以通过这样的结构而获得较好的模制制品，即，在该结构中由切口的一部分的转印形状和框架部分模制构件（或成套模具）的一部分的转印形状形成框架部分。虽然在图10中中心部分模制构件的框架部分转印形状表面44和框架部分模制构件（成套模具）的框架部分转印形状表面23彼此齐平，但是在它们之间可以形成有高度差。

上述结构可以适当地组合。

【示例】

虽然以下将参照示例和比较示例更加详细地说明本发明，但是本发明不限于这些示例。

【第一示例】

在第一示例中，图11中所示的对焦屏借助第一实施例中所采用的模具模制。

丙烯酸树脂用作树脂材料，并且二氧化碳用作气体。通过供气器从液态二氧化碳罐取得的二氧化碳被加热到50℃并且在8MPa下加压，并且通过由指示塑化装置中的螺钉位置的信号触发而被注入与模制机器相关联的模具中。模制机器和供气器通过SUS管道连接，所述SUS管道具有1.6mm的内径和5m的长度。螺钉直径是25mm，对焦屏的厚度D是1.3mm，并且框架的形状像矩形，其具有29mm的纵向长度N和18.5mm的横向长度M（图11）。框架的宽度在短边X上是1.9mm，在浇口侧的长边Z上是1.3mm，并且在与浇口侧相反的一侧的长边Y上是0.65mm。光栅槽（带区）的间距是30μm并且最外面的圆周槽的深度是约19μm。在槽的底面部分的深度不均匀度是小于或等于1μm，并且围绕整个周边获得在±1μm的准确度下的框架部分转印形状表面的高度。

模具具有一个腔体，并且浇口由具有1mm的厚度的扇形浇口形成。

借助上述系统配置，气体和树脂以2mm/s的注射速度在62.5MPa的保持压力下被注入腔体中。在侧壁表面的从槽部分至框架部分转印形状表面的部分的长度W是41.4μm时，执行模制。侧壁表面的从槽部分至框架部分转印形状表面的部分的长度W通过将调节部件40插入中心部分模制构件下方来调节。

在第一示例中，没有发现外部缺陷，并且获得较好的模制制品。

【第二示例】

除了将第一示例中的侧壁表面的从槽部分至框架部分转印形状表面的部分的长度W改变到6.5μm以外，以与第一示例中所采用的方式类似的方式执行模制。

没有发现外部缺陷，并且获得较好的模制制品。尽管在模制制品中视觉上识别出形状像内切圆的晕线，但是这是容许的。

【第三示例】

除了将第一示例中的侧壁表面的从槽部分至框架部分转印形状表面的部分的长度W改变到16.8μm以外，以与第一示例中所采用的方式类似的方式执行模制。

尽管在模制制品中视觉上识别出形状像内切圆的晕线，但是这是容许的。

【第一比较示例】

除了将第一示例中的槽部分的位置（高度）改变到等效于框架部分转印形状表面的位置以外，以与第一示例中所采用的方式类似的方式执行模制。在模制制品中清楚地识别出形状像内切圆的晕线。

【第四示例】

在第四示例中，模制图12中所示的对焦屏。

厚度D是1.5mm，并且框架的形状像矩形，其具有40mm的纵向长度N和28mm的横向长度M（图12）。光栅槽的间距是35μm，并且最外面的圆周带区的高度是约27μm。围绕整个周边的框架的宽度（X，Y和Z）是0.5mm。

模具具有与模制制品的尺寸对应的两个腔体，并且浇口由具有1mm的厚度的扇形浇口形成。图13示意性地示出包括浇道33和浇口34的可运动的腔体。

其它模制条件和设施与第一示例中采用的那些相同。

在第一示例中，槽的底面部分之间的深度不均匀度通过高准确度加工而被限制到1μm或更小，并且围绕整个周边获得在±1μm的准确度下的框架部分转印形状表面的高度。然而，这样，突出量（侧壁表面的从槽部分至框架部分转印形状表面的部分的长度）W围绕腔体的整个周边不总是需要是均匀的。这样，只要突出量W围绕腔体的周边在预定的范围内，就会令人满意。

图13示出围绕腔体的七个测量点的位置。表1示出在测量点处测量到的突出量W。虽然发现部分地有不足的转印，但是它对外观没有任何影响。

【第五示例】

除了将第四示例中的测量点b处的突出量改变到41μm以外，以与第二示例中所采用的方式类似的方式执行模制。突出量W在所有测量点处均处于20μm至100μm的范围内。确认没有外部缺陷，并且获得较好的模制制品。已经发现，更加优选的是将突出量W围绕腔体的整个周边设定到至少20μm。

表1

【第六示例】

在第六示例中，模制图14中所示的对焦屏。

丙烯酸树脂用作树脂材料，并且二氧化碳用作气体。通过供气器从液态二氧化碳罐取得的二氧化碳被加热到50℃并且在8MPa下加压，并且通过由指示塑化装置中的螺钉位置的信号触发而被注入与模制机器相关联的模具中。模制机器和供气器通过SUS管道连接，所述SUS管道具有1.6mm的内径和5m的长度。螺钉直径是25mm，对焦屏的厚度D是1.3mm，并且框架的形状像矩形，其具有29mm的纵向长度N和18.5mm的横向长度M（图14）。框架的宽度在短边X上是1.9mm，在浇口侧的长边Z上是1.3mm，并且在与浇口侧相反的一侧的长边Y上是0.30mm。光栅槽（带区）的间距是30μm并且最外面的圆周槽的深度是约19μm。在槽的底面部分的深度不均匀度是小于或等于1μm，并且围绕整个周边获得在±1μm的准确度下的框架部分转印形状表面的高度。

模具具有一个腔体，并且浇口由具有1mm的厚度的扇形浇口形成。

借助上述系统配置，气体和树脂以2mm/s的注射速度在62.5MPa的保持压力下被注入腔体中。在侧壁表面的从槽部分至框架部分转印形状表面的部分的长度W是20μm时，执行模制。侧壁表面的从槽部分至框架部分转印形状表面的部分的长度W通过将调节部件40插入中心部分模制构件下方来调节。尽管在模制制品中发现有形状像内切圆的非常微弱的晕线，但是所获得的模制制品有利地可与较好的模制制品相比较。

【第七示例】

除了模制图15中所示的对焦屏以外，以与第六示例中所采用的方式类似的方式执行模制。与图14的对焦屏相比，在图15的对焦屏中，框架在与浇口侧相反的一侧上的宽度是较小的，即，该宽度是0.10mm。

虽然在模制制品中发现有形状像内切圆的晕线，但是这是容许的。发现更加优选的是围绕模制制品的周边将框架的宽度设定到至少0.30mm。

【第八示例】

在第八示例中，模制图14中所示的对焦屏。

除了通过将侧壁表面42和框架部分转印形状表面44转印在第二实施例（图6）的中心部分模制构件43中而形成框架部分以外，以与第六示例中所采用的方式类似的方式执行模制。

侧壁表面42的从框架部分转印形状表面44至槽部分的部分的长度S是50μm，并且框架部分的宽度T是300μm。确认没有外部缺陷，并且获得较好的模制制品。

在上面转印有精确形状的模制制品中，能够在所有的精确转印形状表面上获得均匀的和高质量的形状。尤其，能够减少由模制条件变化所导致的外部缺陷，所述模制条件变化是由于转印形状表面的形状的变化。

虽然已经参照示例性实施例说明本发明，但应理解本发明不受所公开的示例性实施例限制。以下权利要求的范围将与最广泛的解释一致，从而包含所有这些修改和等同结构以及功能。

Claims (14)

1.一种模制制品制造方法，所述方法通过将气体和树脂注入腔体中而将设置在所述腔体中的中心部分转印形状表面、侧壁表面和框架部分转印形状表面的形状转印到树脂上，

其中，所述侧壁表面具有槽部分，并且

其中，将中心部分模制构件插入和配合在框架部分模制构件中以形成所述腔体，以便使所述侧壁表面的从所述框架部分转印形状表面至所述槽部分的部分突出。

2.根据权利要求1所述的模制制品制造方法，其中，所述框架部分转印形状表面设置在所述框架部分模制构件中。

3.根据权利要求1所述的模制制品制造方法，其中，所述框架部分转印形状表面设置在所述中心部分模制构件中。

4.根据权利要求1所述的模制制品制造方法，其中，所述框架部分转印形状表面设置在所述框架部分模制构件和所述中心部分模制构件中。

5.根据权利要求1所述的模制制品制造方法，其中，所述侧壁表面的从所述槽部分至所述框架部分转印形状表面的部分的长度在20μm至100μm的范围内。

6.根据权利要求1所述的模制制品制造方法，其中，所述框架部分转印形状表面的宽度大于所述槽部分的宽度。

7.根据权利要求1所述的模制制品制造方法，其中，形成在所述中心部分转印形状表面上的形状是菲涅尔透镜形状。

8.一种模具，其包括：

供气单元，其构造成将气体注入腔体中；

树脂注射单元，其构造成将树脂注入所述腔体中；

中心部分模制构件，其具有中心部分转印形状表面和侧壁表面；

框架部分模制构件，其具有框架部分转印形状表面；和

浇口，其设置在所述框架部分模制构件中，

其中，所述侧壁表面具有槽部分，并且

其中，所述中心部分模制构件插入和配合在所述框架部分模制构件中以形成所述腔体，以便使所述侧壁表面的从所述框架部分转印形状表面至所述槽部分的部分突出。

9.根据权利要求8所述的模具，其中，所述侧壁表面的从所述框架部分转印形状表面至所述槽部分的部分的长度在20μm至100μm的范围内。

10.一种模具，其包括：

供气单元，其构造成将气体注入腔体中；

树脂注射单元，其构造成将树脂注入所述腔体中；

中心部分模制构件，其包括侧壁表面、框架部分转印形状表面和槽部分，所述侧壁表面和所述框架部分转印形状表面设置在中心部分转印形状表面的外周边上，所述槽部分设置在所述侧壁表面中；

框架部分模制构件；和

浇口，其设置在所述框架部分模制构件中，

其中，所述中心部分模制构件插入和配合在所述框架部分模制构件中以形成所述腔体。

11.根据权利要求10所述的模具，其中，所述侧壁表面的从所述框架部分转印形状表面至所述槽部分的部分的长度在20μm至100μm的范围内。

12.一种具有菲涅尔透镜的光学元件，所述光学元件构造成在焦平面上形成图像，所述光学元件包括：

中心部分，其具有多边形的外部形状；和

框架部分，其包围所述中心部分，

其中，在所述中心部分中设置有槽，并且

其中，从所述焦平面到所述槽的顶部的高度小于从所述焦平面到所述框架部分的上表面的高度。

13.根据权利要求12所述的具有菲涅尔透镜的光学元件，其中，在所述框架部分的上表面与所述槽的顶部之间的高度差在20μm至100μm的范围内。

14.根据权利要求12所述的具有菲涅尔透镜的光学元件，其中，所述槽的倾斜部分的平面度不均匀度小于或等于10nm。

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