JP2001048554A - マイクロレンズアレイの圧縮成形のための金型設計 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、短い製作時間及び低い費用で光学
素子アレイを圧縮成形する方法及び装置を提供すること
を目的とする。 【解決手段】 本発明によれば、圧縮成形装置は、第１
の金型半分と第２の金型半分からなり、第２の金型半分
は中心ネストと所定の光学表面に対して反対の複数の部
分を有する形状を含む。ガラスプリフォームは中心ネス
トに置かれ、第１の金型半分、第２の金型半分及びガラ
スプリフォームは少なくともガラスプリフォームのガラ
ス転移温度まで加熱される。次にガラスプリフォーム
は、第１の金型半分と第２の金型半分の間で加圧され、
二つの金型半分の間で、光学素子の一体的なアレイが形
成され、各光学素子は上記複数の部分に対する実際の光
学表面となる。一体的に形成された光学素子のアレイ
は、ガラス転移温度以下に冷却され、第１の金型半分と
第２の金型半分から取り外される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は、一般的にガラスレ
ンズの圧縮成形に係り、特に、レンズ及びマイクロレン
ズのアレイを成形する方法及び装置に係る。

【０００２】

【従来の技術】従来技術において、ガラス光学素子の圧
縮成形のための様々な方法と装置が公知である。これら
の方法と装置によって、ガラス塊とも称される光学素子
プリフォームは、高温で圧縮成形され、ガラスレンズ素
子が形成される。ガラス素子を成形する基本的な方法と
装置は、イーストマン・コダック社に譲渡された一連の
特許に教示される。それらの特許は、エングル（Engl
e）外の米国特許第３８３３３４７号、ブレア（Blair）
外の米国特許第４１３９６７７号、ブレアの米国特許第
４１６８９６１号である。これらの特許では、成形され
た光学ガラス素子内に光学表面を形成するために使用さ
れる成形インサートの構成に好適である様々な材料が開
示されている。成形インサートの構成に好適なこれらの
材料には、ガラス状又はガラス質炭素、炭化ケイ素、窒
化ケイ素及び炭化ケイ素と炭素の混合物が含まれる。上
記特許に説明される方法の実施では、金型は上記材料の
一つによって形成され、ガラスプリフォーム、又はガラ
ス塊が金型のキャビティに差し込まれる。金型は、成形
工程中は非酸化雰囲気に保たれる室にある。次にプリフ
ォームは、金型の温度を上げることによって熱軟化さ
れ、プリフォームの粘度は約１０^１０Ｐ乃至１０^６Ｐに
なる。次にプリフォームは、金型のキャビティの形に沿
うように圧力が加えられる。そして金型とプリフォーム
は、ガラスのガラス転移温度以下に冷却される。金型に
加えられていた圧力が解除され、完成した成形されたレ
ンズを金型から取り外すことができるように更に温度が
低くされる。

【０００３】ニアネット（near-net）型の光学ガラス素
子の圧縮成形に関して、精密に研磨された面を有するガ
ラスプリフォームは、金型の上部半分と下部半分の間で
加圧されなければならないことが周知である。例えば、
二重の正のレンズ（両凸レンズ）が成形される場合、適
当な体積の球状又は扁球状のガラスプリフォームが上記
金型の半分の間に置かれ、ガラスが１０^６乃至１０^１０
ポアズ内の粘度を有するまで加熱され、金型が閉じるま
で加圧され、アニーリング点以下に好適に冷却されてか
ら型から取り外される。図１に示されるこのような装置
は、金型の上部半分１０と下部半分１２の間で、球状の
ガラスプリフォーム１４が加圧される。球状ガラスプリ
フォーム１４の半径は、両方の凹状の金型表面１６、１
８の半径よりも小さくなくてはならない。ガラスプリフ
ォーム１４が加圧されるにつれ、ガラスは金型のキャビ
ティの中心から外側に向かって略放射状に流れ、金型の
キャビティ内にある気体を排出する。これにより、取り
込まれた気体によって起こるひずみの影響を受けない両
凸レンズ２０が形成される。このように成形されるレン
ズは典型的に金型に対して正確で反復可能な表面複製を
有する。

【０００４】図２乃至４に示されるように、形成される
レンズの最終的な形状に依存して、ガラスが金型のキャ
ビティの中心から縁に流れることを保証するために、特
別に形作られたプリフォームが時々必要となる。図２
は、金型の上部半分２２は平面の金型表面２４を有し、
下部半分２６は凹状の金型表面２８を有する従来技術の
装置を示す略図である。球状プリフォーム３０は図１の
装置でも示されるようなものであるが、この装置では、
平凸光学素子３２になる。

【０００５】図３は、金型の上部半分３４が凸状の金型
表面３６を有し、下部半分３８が凹状の金型表面４０を
有する従来技術の装置を示す略図である。この装置で
は、凹凸光学素子４４を形成するために平凸プリフォー
ム４２を使用することが好適である。プリフォーム４２
の凸状の表面の半径は、凹状の金型表面４０の半径より
も小さくなくてはならない。これにより、金型表面４０
とプリフォーム４２の第１の接触は、実質的に金型装置
の中心線上となり、ガラスは気体を取り込まないよう
に、外側に向かって略放射状に流れる。同様に、凸状の
金型表面３６とプリフォーム４２の平面の表面の第１の
接触も実質的に金型装置の中心線上となり、ガラスは気
体を取り込まないように、外側に向かって略放射状に流
れる。

【０００６】図４は、金型の上部半分４６が凸状の金型
表面４８を有し、下部半分５０も凸状の金型表面５２を
有する従来技術の装置を示す略図である。この装置で
は、両凹光学素子５６を形成するために両面が平たいプ
リフォーム５４を使用することが好適である。両面が平
たいプリフォーム５４は、金型表面４８及び５２と、プ
リフォーム５４の第１の接触が金型装置の中心線上にな
ることを保証し、ガラスは気体を取り込まないように、
外側に向かって略放射状に流れる。このような実施例は
米国特許第５６６２９５１号及び第４７９７１４４号に
開示される。これらの特許に説明される方法は、一つの
プリフォームから一つのレンズを成形する単一の金型の
キャビティの場合に良好に機能する。一つのプリフォー
ムからレンズ又はマイクロレンズのアレイを成形する場
合は、上記の方法では、気体を取り込んでしまい、レン
ズの表面にひずみを引き起こす。米国特許第５２７６５
３８号では、マイクロレンズのアレイは、上部の平面の
金型表面と凹マイクロレンズキャビティを有する下部の
金型表面の間で、平プリフォームを加圧することによっ
て形成される。しかし、この方法では、取り込まれた気
体によってマイクロレンズ特徴の表面の形状にひずみを
引き起こす。米国特許第５２７６５３８号にマイクロレ
ンズのアレイを形成するもう一つの方法が開示されてお
り、ミクロサイズの球状プリフォームが金型の下部半分
の複数のキャビティに置かれ、多数のマイクロレンズが
同時に成形される。しかし、球状プリフォームを形成す
るには費用がかかり、金型に多数の微小球体を配置する
ために製作時間が必要となり、この方法では費用がかか
りすぎる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、単一
のプリフォームを使用して一体的に形成されるガラスレ
ンズのアレイを圧縮成形する方法及び装置を提供するこ
とである。

【０００８】本発明の更なる目的は、アレイ内のレンズ
の表面形状のひずみを除去して一体的に形成されるガラ
スレンズのアレイを圧縮成形する方法及び装置を提供す
ることである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の上記に簡単に説
明される特徴と多くの他の特徴、目的及び利点は、詳細
な説明、請求項を読み、図面を参照することにより直ぐ
に明らかになる。これらの特徴、目的及び利点は、第１
の金型半分を形成し、第２の金型半分を中心ネストと所
定の光学表面に対して反対の複数の部分の形状とによっ
て形成し、上記中心ネストにガラスプリフォームを置
き、第１の金型半分と第２の金型半分及びガラスプリフ
ォームを、ガラスプリフォームの少なくともガラス転移
温度まで加熱し、ガラスプリフォームが上記複数の部分
に対する実際の光学表面を有する光学素子の一体的アレ
イを形成するように、プリフォームを第１の金型半分と
第２の金型半分の間で加圧し、光学素子の一体的アレイ
をガラス転移温度以下に冷却し、第１の金型半分と第２
の金型半分から光学素子のアレイを取り外すことによっ
て達成される。本発明の方法を実施するために使用され
る装置は、平面状又はマイクロレンズ特徴を有する金型
の上部半分と、マイクロレンズキャバティと、円筒状、
球状若しくは扁球状のガラスプリフォームを保持及び整
列させるための中心ネスト若しくは凹部を有する金型の
下部半分と、上記金型の上部半分、下部半分及びプリフ
ォームを加熱する手段とを含む。本発明を実施する際
は、金型半分の間でガラスプリフォームが加圧されるに
つれて流体のガラスプリフォームがマイクロレンズキャ
ビティ内の全ての気体を排出することができなかった時
のマイクロレンズ特徴内に起きる気泡の発生を防ぐこと
が大切である。力、粘度及び加圧率は、ガラスがマイク
ロレンズキャビティ内に滑らかに流れこむように制御さ
れるべきである。更に中心ネストからの深さ、間隔、直
径及び半径と、マイクロレンズ特徴の相対的位置がマイ
クロレンズ内における気泡の発生に影響を与える場合が
ある。

【００１０】本発明は、従来技術の発展に対して多くの
有利的な効果を有する。第一に、金型の下部半分の中心
ネスト特徴は、球体のようなプリフォームを金型のマイ
クロレンズキャビティに相対する適当な位置に置くこと
を可能にする。更に、圧縮成形処理される際に、ガラス
が流れるにつれて金型のキャビティから気体を排出し、
正確な表面形状を有するレンズを形成することを可能に
する。更に、多くのマイクロレンズを成形するのに、球
体、扁球、又は円筒／ファイバーのような単一のプリフ
ォームが要求されるので、この方法は非常に効率的であ
り、費用もかからない。更に、この方法では、平凸レン
ズ、平凹レンズ、両凸レンズ、凹凸レンズ、両凹レンズ
及び格子、回折位相板（Ｄａｍｍａｎ ｇｒａｔｉｎ
ｇ）のみならず、非球面、アナモルフィック、回折特徴
を有するレンズのようなマイクロレンズ、しかし上記に
限られない多くの種類のマイクロレンズを成形可能にす
る。

【００１１】この適用の目的ために、レンズのような光
学素子は一般的にマイクロレンズのようなマイクロ光学
素子と、直径で区別される。レンズのような光学素子
は、少なくとも１ｍｍの直径を有し、マイクロレンズの
ようなマイクロ光学素子は１ｍｍよりも小さい直径を有
する。本発明の方法及び装置は、光学素子及びマイクロ
光学素子のどちらにも使用できる。従って、ここで使用
される「光学素子」とは、直径が１ｍｍ以上若しくは１
ｍｍより小さいことに関係なく、どのような光学素子も
含む。

【発明の実施の形態】図５は、本発明の方法を実施する
ための装置の断面略図を示す。本発明の装置１００は、
金型の上部半分１０２と下部半分１０４とを含む。上部
半分１０２は、上部の金型表面１０６を有する。上部の
金型表面１０６は平面として示されるが、凹状又は凸状
特徴のような他の光学的幾何学的形状を有する場合もあ
る。下部半分１０４は、複数のレンズ又はマイクロレン
ズキャビティ１１０が形成された金型表面１０８を有す
る。レンズ又はマイクロレンズキャビティ１１０は、球
状で示されるプリフォーム１１４を置くための中心ネス
トキャビティ１１２から離れて一定の間隔で配置され
る。誘導加熱コイル１１６が金型の上部半分１０２と下
部半分１０４を取り囲む。動作の際には、プリフォーム
１１４は中心ネストキャビティ１１２に置かれ、誘導加
熱コイル１１６が作動されて、金型の上部半分１０２、
下部半分１０４及びプリフォーム１１４の温度を、少な
くともプリフォーム１１４のガラス転移温度にまで上げ
る。プリフォーム１１４は、金型の上部半分１０２と下
部半分１０４の間で加圧されて変形し、図７に示される
ように外側に向かって略放射状に流れる。プリフォーム
が外側に向かって放射状に流れるにつれて、プリフォー
ムはレンズ又はマイクロレンズキャビティ１１０を充填
する。

【００１２】加圧は、正の停止点まで行なわれ、そこで
金型の上部半分１０２、下部半分１０４及びプリフォー
ム１１４はガラス転移温度、好ましくはガラスのアニー
リング点以下に冷却される。このような方法で、レンズ
又はマイクロレンズ１２０（図９参照）の一体的に形成
されるアレイ１１８が形成され、成形装置１００から取
り外すことができる。金型の上部半分１０２と下部半分
１０４は、必ずしも直接的に誘導加熱される必要がない
ことを明記する。むしろ、金型の上部半分１０２と下部
半分１０４は、グラファイト又はモリブデンのような伝
導材料から形成される金型本体（図示しない）に在るこ
とが好適である。金型本体は、誘導電界によって加熱さ
れ、金型の上部半分１０２と下部半分１０４は、伝導と
放射伝熱によって間接的に加熱される。

【００１３】本発明の方法によって成形される、例えば
図６に示されるようなマイクロレンズアレイ１１８は表
面形状のひずみに影響されない。このようなマイクロレ
ンズアレイ１１８は、ガラスウェブ１１９を含み、そこ
からマイクロレンズ１２０のような光学素子が突出して
いる。中心「バンプ」１２２は、中心にある金型のキャ
ビティ（中心ネスト）１１２内に形成されるが、その頂
点に気体の空隙がある可能性がある。マイクロレンズ１
２０がアレイ１１８から個片化されると、中心「バン
プ」１２２は廃棄される。破線１２４は、単一若しくは
集合されたブレードダイシングソーによる個片化のため
の切れ目を例示する。

【００１４】中心ネスト１１２は、成形中にプリフォー
ム１１４を保持するために使用される。図７に示される
ように、ガラス球プリフォーム１１４を保持するため
に、金型の下部半分１０４のより大きい中心「ネスト」
即ち金型のキャビティ１１２を使用することにより、ガ
ラスプリフォーム１１４の流れを制御することができ
る。ガラスプリフォーム１１４は、矢印１１７で示され
るように金型の上部半分１０２と下部半分１０４の間で
加圧されるときに、矢印１１５で示されるように外側に
向かって略放射状に流れる。この方法によって、ガラス
は各マイクロレンズキャビティ１１０の中に流れ込み、
ガラスが各マイクロレンズキャビティを充填する際に空
気が排出される。

【００１５】プリフォーム１１４を保持するための中心
「ネスト」１１２を有し、図５に示される装置と同様の
金型を使用して４つのマイクロレンズ１２０のアレイ１
８０を成形する実験が行なわれた。金型の上部半分１０
２は、平たい金型表面１０６を有する。金型の下部半分
１０４は、マイクロレンズキャビティ１１０と中心「ネ
スト」１１２を含む。この成形装置は白銀と５重量％の
金の合金で構成される。７５０Åのタンタルからなる基
層、１５００ÅのＳｉＣからなる中間層及び１５００Å
の硬質炭素からなる層を含む積層されたコーティング
は、白銀合金の熱エッチングを最小化するため及び装置
からガラスが離脱しやすくするために装置の表面に塗布
される。金型の下部半分１０４のキャビティ１１０は、
１．５８７５ｍｍの直径を有する球状ペネトレータを使
用して形成される。マイクロレンズ１２０のアレイ１１
８は、窒素雰囲気中、７３５℃の温度でＴａＣ４ガラス
（Hoya Optics）から成形される。動作開始時の球状ガ
ラスプリフォーム１１４は、直径２．１６ｍｍを有す
る。プリフォーム１１４は中心ネスト１１２に置かれ、
金型の上部半分１０２と下部半分１０４は誘導加熱され
る。適当な加熱時間が経過すると、金型の上部半分１０
２と下部半分１０４は、ガラスプリフォーム１１４を最
終的な成形形状にするために加圧する。ガラスプリフォ
ーム１１４が金型の上部半分１０２と下部半分１０４の
間で加圧されると、ガラスは装置の表面に亘って流れ、
各マイクロレンズキャビティ１１０に入り空気を排出す
る。レンズアレイ１１８は、ガラスウェブに一体的に成
形された（それぞれ直径４４０μｍ、頂点高さ３１μｍ
である）４つの球状マイクロレンズ１２０を有する。レ
ンズ１２０はツールの中心の周りに９０度の位置で、中
心から１．５ｍｍ離れて放射状に配置される。中心ネス
トによって形成される「バンプ」は直径１．４ｍｍ、深
さ４１９．５μｍを有する。このようなアレイ１１８内
に成形されるマイクロレンズ１２０には、取り込まれた
気体によって形成される空隙がなかった。しかし、中心
「バンプ」１２２には、取り込まれた気体による空隙が
有った。

【００１６】第２の実験では、プリフォーム１１４を保
持するための中心ネスト１１２を有し、図５に示される
装置と同様の金型の下部半分１０４を使用して、８つの
マイクロレンズのアレイ１１８が成形される。金型の下
部半分１０４は、中心ネスト１１２のみならず、マイク
ロレンズキャビティ１１０を含む。金型の上部半分１０
２は平たい金型表面１０６を有する。金型の上部半分１
０２と下部半分１０４は、トリウムタングステンから構
成される。７５０Åのタンタルからなる基層、１５００
ÅのＳｉＣからなる中間層及び１５００Åの硬質炭素か
らなる層を含む積層されたコーティングは、タングステ
ンの熱エッチングを最小化するため及び装置からガラス
が離脱しやすくするために装置の表面１０６及び１０８
に塗布される。

【００１７】マイクロレンズキャビティ１１０と中心ネ
スト１１２は、金型の下部半分１０４に形成される。こ
の特定の金型の下部半分１０４では、マイクロレンズキ
ャビティ１１０と中心ネスト１１２を形成するためにマ
イクロ圧縮技術（microimpression） が使用される。し
かし、当業者には、マイクロレンズキャビティ１１０と
中心ネスト１１２を形成する様々な異なる技術が認識さ
れるであろう。例えば、このようなキャビティはダイア
モンド旋削又はリアクティブイオンエッチングによって
形成され得る。８つのマイクロレンズ１２０のアレイ１
１８は、窒素雰囲気中、７２０℃の温度（ガラス粘度１
０^６．６３Ｐ）でＴａＣ４ガラス（HoyaOptics）から成
形される。動作開始時の球状ガラスプリフォーム１１４
は、直径２．８０ｍｍを有し、金型の下部半分１０４の
中心ネスト１１２に置かれる。金型の上部半分１０２と
下部半分１０４は誘導加熱され、金型の上部半分１０
２、下部半分１０４及びプリフォーム１１４の温度を７
２０℃にまで上げる適当な加熱時間が経過したあと、上
部半分１０２と下部半分１０４は、プリフォーム１１４
を最終的な成形形状にするために加圧する。ガラスが金
型の上部半分１０２と下部半分１０４の間で加圧される
と、ガラスは装置の表面１０６及び１０８に亘って流
れ、各マイクロレンズキャビティ１１０に入り空気を排
出する。成形されたレンズアレイ１１８は、厚さ５０μ
ｍのガラスウェブ上に、中心から４５度の角度間隔で、
３．５ｍｍ離れて放射状に配置される。マイクロレンズ
１２０は、直径２４０μｍ、頂点高さ６０μｍを有す
る。この実験を実施する際、アレイ１１８を良好に成形
するために、力２５０ｌｂｆ（２５０×０．４５３６×
０．３０４８ｋｇｆ）と粘度１０^６．６３Ｐが使用され
る。

【００１８】粘度、成形力、加圧率、マイクロレンズを
成形する幾何学的形状、プリフォームの元位置に関連す
るマイクロレンズキャビティの位置及びマイクロレンズ
成形の弛度は、停滞による空隙の形成の傾向、つまり各
キャビティ１１０内で気体が取り込まれる傾向に影響を
与える。当業者は、特定のレンズ又はマイクロレンズア
レイの成形のための処理構造に経験上到達するには、一
つ以上の上記の要因が異なることを認識するであろう。
マイクロレンズを成形する適当な動作条件を決める一つ
の方法は、弛度深さと曲率半径が異なるマイクロレンズ
キャビティのアレイを有する特別な金型を作ることであ
る。次に、ガラス粘度、成形力及び成形時間の異なる実
験の設計が行なわれる。空隙のないように成形されたマ
イクロレンズの限界を決めるために、データは表にされ
る。充填パターンの理解を発展させるために、部分的な
充填研究（ショートショット）を中間アレイを成形する
（成形処理を金型の上部半分と下部半分が完全に閉じら
れる前に中断する）ことによって行なうことが可能であ
る。

【００１９】金型が閉じられると、式（１）に示される
ように、ガラスウェブの速度は著しく増加する。ガラス
が速く流れすぎる又は粘度が高すぎると、ガラスはマイ
クロレンズキャビティから気体を完全に排出しない。式
（２）は、特定の成形圧縮率を得るために必要な充填量
と粘度を推測するために使用される。

【００２０】

【数１】 別の実験において、各マイクロレンズ成形キャビティ１
１０の周りのリードイン又はチャンファ１２４（図８参
照）が、空隙の形成を最小化若しくはレンズの開いた開
口部から離れた位置に空隙を移動させることが分かっ
た。空隙の形成を最小化するもう一つの方法は、真空下
で成形処理を行なうことである。更に、金型の上部半分
と下部半分で加圧する際に超音波振動エネルギーを使用
することによって、ガラスは成形キャビティの中に流れ
やすくなり、停滞から形成される空隙を最小化させる。

【００２１】一体的に形成されるマイクロレンズのアレ
イは、マイクロレンズキャビティ（所定の光学表面に対
して反対の複数の部分を有する形状）１３２と、円筒状
若しくは繊維状のプリフォームを収容できるよう適合さ
れる中心ネスト１３４を含む金型の下部半分１３０（図
９参照）によっても形成可能だと思われる。この成形構
造によって成形される具体例としてのアレイ１３８は図
１０に示される。このような具体例のアレイは、光学素
子又はレンズ１４０を含み、それらは上記複数の部分に
対する実際の光学表面を有する光学素子である。「バン
プ」１４２は中心ネスト内に形成され、略円筒状であ
る。破線１４４は、レンズを個片化させる切り目を例示
する。

【００２２】ガラス、上記ツール材料及び炭化ケイ素の
組合わせの多くは、幾つかの硬質炭素コーティングの変
形を剥離剤として使用することが適当である。炭素コー
ティングによる剥離剤の多様性は従来技術において公知
である。炭素コーティングの好適な方法は、メタン又は
アセチレンのような単純な炭化水素ガスを熱分解するこ
とである。ダイアモンドのような炭素を生成するとされ
る付加的な方法は、従来技術において公知である。プリ
フォームの表面は、加圧中に再びマップされるので、剥
離剤をプリフォームの上よりもツールの上に置くことが
好適である。成形処理が正しく行なわれると、プリフォ
ームの曲率は常に金型表面の曲率よりも大きい。この方
法によって、完成体のレンズは、プリフォームから形成
されるが、そのプリフォームの表面よりも常に大きい表
面領域を有する。プリフォームとツールの両方を炭素コ
ーティングで覆うことも可能である。

【００２３】上記説明されるガラスプリフォームは、一
般的に球状又は円筒状の幾何学的形状を有するが、当業
者は特定のレンズ又は光学素子にために必要な最終的な
形状に依存して他の幾何学的形状が便利であることを認
識するであろう。

【００２４】上記説明される中心ネストは金型表面の凹
部であることが好適であるとされるが、重要な機能は、
プリフォームが所定の光学表面に対して反対の複数の部
分を有する形状のアレイ内にその中心が置かれることで
ある。この中心ネストは、下部の金型表面の平たい中心
ネスト領域に、プリフォームが静止して置くことができ
るように小さな平面を有する略球状のプリフォームを設
けることによっても同様に得られる。他の中心ネストの
可能な手段には、球状のプリフォームを中心に置くガス
ジェット、又はプリフォームが金型の上部半分及び下部
半分に掛かるまでプリフォームを持つ小さなアーム又は
案内装置が含まれる。

【００２５】図５に説明される加熱器は、誘導型の加熱
器である。放射加熱器、抵抗加熱器、赤外線加熱器、ハ
ロゲン加熱器などのような他の型の加熱器を使用して、
加熱することも可能である。

【００２６】上記から、本発明は、他の利点と共に上記
される明らかで方法に固有である目的に、良好に適合さ
れたものであることが明らかになる。

【００２７】他の特性及び組合わせを参照し、ある特定
の特性及び組合わせが使用又は用いられる場合もある。
これは請求項の範囲内であり、範囲内で熟考される。

【００２８】本発明の多くの可能な実施例が本発明の範
囲から外れることなく考えられるが、上記の添付図によ
って示される全ての事項は、例証であり、本発明を制限
するものではない。

【図面の簡単な説明】

【図１】球状プリフォームから両凸レンズを圧縮成形す
るための従来技術における成形装置を示す側面図であ
る。

【図２】球状プリフォームから平凸レンズを圧縮成形す
るための従来技術における成形装置を示す側面図であ
る。

【図３】平凸プリフォームから凹凸レンズを圧縮成形す
るための従来技術における成形装置を示す側面図であ
る。

【図４】平プリフォームから両凹レンズを圧縮成形する
ための従来技術における成形装置を示す側面図である。

【図５】中心ネストを使用して、球状プリフォームから
ガラスのマイクロレンズのアレイを成形するための本発
明の成形装置を示す側面図である。

【図６】本発明の成形装置を使用して成形されたガラス
のマイクロレンズのアレイの例であり、破線がマイクロ
レンズを個片化させる典型的な切り目を示す斜視図であ
る。

【図７】中心ネストからのガラスの流れを示す本発明の
成形装置を示す側面図である。

【図８】各マイクロレンズキャビティの周り及びマイク
ロレンズの開いた開口部の外側に、円周方向のチャンフ
ァ又はベベルが形成される本発明の成形装置の成形マイ
クロレンズキャビティの拡大断面図である。

【図９】円筒状又は繊維状のガラスからレンズのアレイ
が成形され、図５に示される金型の下部半分の代替を示
す透視図である。

【図１０】図９に示される代替の金型の下部半分から成
形されるマイクロレンズのアレイを示す透視図であり、
破線は個片化させる切り目を例示する。

【符号の説明】

１０、２２、３４、４６、１０２ 金型の上部半分 １２、２６、３８、５０、１０４ 金型の下部半分 １４、３０、１１４ プリフォーム １６、１８、２８、４０ 凹状の金型表面 ２０ 両凸レンズ ２４ 平面の金型表面 ３２ 平凸光学素子 ３６、４８、５２ 凸状の金型表面 ４２ 平凸プリフォーム ４４ 凹凸光学素子 ５４ 両面が平たいプリフォーム ５６ 両凹光学素子 １００ 本発明の成形装置 １０６ 上部の（平たい）金型表面 １０８ 下部の金型表面 １１０ マイクロレンズキャビティ １１２、１３４ 中心ネスト １１５ ガラスが流れる方向を示す矢印 １１６ 誘導加熱コイル １１７ 金型の上部半分と下部半分の加圧方向 １１８ マイクロレンズアレイ １１９ ガラスウェブ １２０ マイクロレンズ １２２、１４２ 中心バンプ １２４ チャンファ（切り目を示す破線） １３０ 中心ネスト１３４を含む金型の下部半分 １３２ 所定の光学表面に対して反対の部分 １３８ 具体例としてのアレイ １４０ 光学素子又はレンズ １４４ 切り目を示す破線

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 フィリップ ディー ブルデージ アメリカ合衆国 ニューヨーク 14526 ペンフィールド コロニアル・ドライヴ 29 (72)発明者 デイヴィッド アンソニー リチャーズ アメリカ合衆国 ニューヨーク 14624 ロチェスター ナイビー・ロード 15 (72)発明者 ポール オー マクラフリン アメリカ合衆国 ニューヨーク 14618 ロチェスター シルヴァン・ロード 100 (72)発明者 ポール ディー ルディントン アメリカ合衆国 ニューヨーク 14420 ブロックポート デビー・レーン ６

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 （ａ）第１の金型半分を形成する工程
   と、 （ｂ）所定の光学表面に対して反対の複数の部分を有す
   る形状と中心領域を有する第２の金型半分を形成する工
   程と、 （ｃ）上記中心領域にガラスプリフォームを置く工程
   と、 （ｄ）上記第１の金型半分、上記第２の金型半分及び上
   記ガラスプリフォームを少なくとも上記ガラスプリフォ
   ームのガラス転移温度まで加熱する工程と、 （ｅ）上記第１の金型半分と上記第２の金型半分の間で
   上記ガラスプリフォームを加圧して、上記複数の部分に
   対する実際の光学表面を有する光学素子の一体的アレイ
   を上記第１の金型半分と上記第２の金型半分の間に形成
   する工程と、 （ｆ）上記光学素子の一体的アレイをガラス転移温度以
   下に冷却する工程と、 （ｇ）上記光学素子の一体的アレイを上記第１の金型半
   分と上記第２の金型半分から取り外す工程とを含む光学
   素子のアレイを形成する方法。
2. 【請求項２】 （ａ）第１の金型表面を有する上記第１
   の金型半分と、 （ｂ）上記所定の光学表面に対して反対の複数の部分を
   有する形状の第２の金型表面を含む上記第２の金型半分
   と、 （ｃ）上記第２の金型表面にあり、上記ガラスプリフォ
   ームを支えるための中心領域と、 （ｄ）上記第１の金型半分、上記第２の金型半分及び上
   記中心領域に置かれる上記ガラスプリフォームを取り囲
   む熱源とを有する光学素子のアレイを形成する装置。
3. 【請求項３】 光学素子の一体的アレイを複数の個々の
   光学素子に切断する工程を更に含む請求項１記載の方
   法。