JP2003098313A - Aspheric lens array, method for manufacturing die and method for manufacturing aspheric lens array - Google Patents

Aspheric lens array, method for manufacturing die and method for manufacturing aspheric lens array

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JP2003098313A
JP2003098313A JP2001286955A JP2001286955A JP2003098313A JP 2003098313 A JP2003098313 A JP 2003098313A JP 2001286955 A JP2001286955 A JP 2001286955A JP 2001286955 A JP2001286955 A JP 2001286955A JP 2003098313 A JP2003098313 A JP 2003098313A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an aspheric lens array in which the curved face of each lens is aspheric, to provide a method for manufacturing a die to manufacture the die for molding the aspheric lens array, and to provide a method for manufacturing the aspheric lens array, by which the aspheric lens array is molded by using the die. SOLUTION: In the aspheric lens array 51, the curved face of each lens is aspheric and the focuses of the lenses are aligned on one straight line or on one plane.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、各レンズの曲面
が非球面である非球面レンズアレイ、この非球面レンズ
アレイを成形する金型を製造する金型の製造方法、およ
び、この金型を用いて非球面レンズアレイを成形する非
球面レンズアレイの製造方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an aspherical lens array in which the curved surface of each lens is an aspherical surface, a mold manufacturing method for manufacturing a mold for molding this aspherical lens array, and this mold. The present invention relates to a method for manufacturing an aspherical lens array, which is used to mold an aspherical lens array.

【0002】[0002]

【従来の技術】通常、レンズおよびレンズアレイは、レ
ンズの曲面が球面とされている。しかし、レンズの曲面
を球面としても、球面収差、色収差などにより、焦点に
像を結像させることができないので、球面収差、色収差
などを是正して焦点に像を結像させるため、曲面を非球
面にした非球面レンズが開発され、利用されている。
2. Description of the Related Art Usually, in lenses and lens arrays, the curved surfaces of the lenses are spherical. However, even if the curved surface of the lens is a spherical surface, it is not possible to form an image at the focal point due to spherical aberration, chromatic aberration, etc. Aspherical spherical lenses have been developed and used.

【0003】この非球面レンズは、設計された非球面形
状に基づき、レンズとなる基材を切削、研磨することに
より、製造することができる。
This aspherical lens can be manufactured by cutting and polishing a lens base material based on the designed aspherical shape.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】上記したように、単一
の非球面レンズは製造することができるものの、非球面
レンズを並べた非球面レンズアレイは、金型を製作する
技術の限界により、製造することができなかった。しか
しながら、非球面レンズアレイは種々の用途があるとと
もに、利用価値が大きいので、非球面レンズアレイを成
形する金型などが要望されている。
As described above, although a single aspherical lens can be manufactured, an aspherical lens array in which aspherical lenses are arranged is limited by the technology of manufacturing a mold. It could not be manufactured. However, since the aspherical lens array has various uses and is highly useful, a mold for molding the aspherical lens array is desired.

【0005】この発明は、上記した要望に応えるために
なされたもので、各レンズの曲面が非球面である非球面
レンズアレイ、この非球面レンズアレイを成形する金型
を製造する金型の製造方法、および、この金型を用いて
非球面レンズアレイを成形する非球面レンズアレイの製
造方法を提供する。
The present invention has been made in order to meet the above-mentioned demand, and an aspherical lens array in which the curved surface of each lens is an aspherical surface, and a mold for manufacturing a mold for molding this aspherical lens array. Provided are a method and a method for manufacturing an aspherical lens array in which an aspherical lens array is molded using this mold.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】この発明にかかる非球面
レンズアレイは、各レンズの曲面が非球面で、各レンズ
の焦点を同一直線上、または同一平面上に位置させたも
のである。次に、この発明にかかる金型の製造方法は、
半円を直線上に複数連ね、各半円の間および連ねた半円
の左右を透過部としたマスクをレジストの上に載置し、
マスクを、非球面レンズアレイを構成する非曲面レンズ
の曲面を形成する露光時間となるように、各非曲面レン
ズの上端から各非曲面レンズの下端方向へ半円の頂点が
各非球面レンズの頂点へ到達するまで、各非曲面レンズ
の下端から各非曲面レンズの上端方向へ半円の頂点が各
非球面レンズの頂点へ到達するまで、各非曲面レンズの
左端から各非曲面レンズの右端方向へ半円の頂点が各非
球面レンズの頂点へ到達するまで、各非曲面レンズの右
端から各非曲面レンズの左端方向へ半円の頂点が各非球
面レンズの頂点へ到達するまで所定の順序で移動させて
X線リソグラフィでレジストを露光し、このレジストを
現像した母型に基づき、鍍金によって非球面レンズアレ
イを製造する金型の少なくとも雌型を製造する。そし
て、金型を製造する金属を、ニッケルと同程度の線膨張
係数を有する金属とするのが望ましい。次に、この発明
にかかる非球面レンズアレイの製造方法は、上記のよう
に製造した金型を使用し、成形材料を樹脂またはガラス
として非球面レンズアレイを成形する。そして、金型を
製造する金属を、ニッケルと同程度の線膨張係数を有す
る金属とした金型を使用し、融点が350℃〜450℃
のガラスを用いて非球面レンズアレイを成形したり、線
膨張係数がニッケルと同程度の線膨張係数を有するガラ
スを用いて非球面レンズアレイを成形するのが望まし
い。
In the aspherical lens array according to the present invention, the curved surface of each lens is an aspherical surface, and the focal point of each lens is located on the same straight line or the same plane. Next, the manufacturing method of the mold according to the present invention,
Place a plurality of semicircles on a straight line, and place a mask between the semicircles and the left and right of the semicircles on the resist as transparent parts.
Set the mask so that the exposure time for forming the curved surface of the aspherical lens forming the aspherical lens array is such that the apex of the semicircle is from the upper end of each aspherical lens to the lower end of each aspherical lens. From the lower end of each non-curved lens to the upper end of each non-curved lens until the apex is reached, from the left end of each non-curved lens to the right end of each non-curved lens until the apex of the semicircle reaches the apex of each aspherical lens. Direction until the apex of the semicircle reaches the apex of each aspherical lens, from the right end of each aspherical lens to the left end of each aspherical lens until the apex of the semicircle reaches the apex of each aspherical lens. The resist is exposed by X-ray lithography by moving in order, and at least a female mold of a mold for manufacturing an aspherical lens array is manufactured by plating based on a master mold developed with this resist. Then, it is desirable that the metal used to manufacture the mold is a metal having a linear expansion coefficient similar to that of nickel. Next, in the method of manufacturing the aspherical lens array according to the present invention, the mold manufactured as described above is used, and the aspherical lens array is molded by using resin or glass as a molding material. Then, the metal used to manufacture the mold is a metal having a linear expansion coefficient similar to that of nickel, and the melting point is 350 ° C to 450 ° C.
It is desirable to mold the aspherical lens array using the above glass, or to mold the aspherical lens array using glass having a coefficient of linear expansion similar to that of nickel.

【0007】[0007]

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施形態を図に
基づいて説明する。図1はこの発明の金型の製造方法に
使用するマスクを示す平面図である。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a plan view showing a mask used in the mold manufacturing method of the present invention.

【0008】図1において、マスク11は、例えば25
μmのポリイミド膜で構成したメンブレン材12の上
に、X線吸収膜13として、例えば金(Au)を2.5
μm〜3.0μmの厚さでパターンニングしたものであ
る。
In FIG. 1, the mask 11 is, for example, 25.
For example, gold (Au) is used as the X-ray absorption film 13 on the membrane material 12 made of a polyimide film having a thickness of 2.5 μm.
It is patterned with a thickness of μm to 3.0 μm.

【0009】なお、X線吸収膜13のパターンは、直線
上に、所定の半径を有した半円13aの直径を位置させ
て隣接させ、例えば半円13aを4つ並べた輪郭線13
pと、半円13aを並べた半円13aの左右に所定長で
設けた第1直線部13q,13qと、この第1直線部1
3q、13qの半円13aから離れた端から直角に半円
13aの半径で立ち上がった第2直線部13r,13r
と、この第2直線部13r,13rの上端を各半円13
aの頂点に接するように結んだ第3直線部13sとで囲
まれた透過部13bとされている。
The X-ray absorption film 13 has a pattern in which the diameter of a semicircle 13a having a predetermined radius is located on a straight line so that the semicircles 13a are adjacent to each other.
p, first straight line portions 13q and 13q provided on the left and right sides of the semicircle 13a in which the semicircle 13a is arranged, and the first straight line portion 1
Second straight line portions 13r and 13r rising at a radius of the semicircle 13a at right angles from the ends of the semicircle 13a of 3q and 13q.
And the upper ends of the second straight line portions 13r, 13r are attached to the respective semicircles 13
The transparent portion 13b is surrounded by the third linear portion 13s connected so as to contact the apex of a.

【0010】図2は金型を製造するための母型を製造す
るためのレジストなどを示す斜視図である。
FIG. 2 is a perspective view showing a resist and the like for manufacturing a mother die for manufacturing a die.

【0011】図2において、21は導電体基板、22は
導電体基板22上に、例えば貼り付けることによって設
けられたレジストを示し、このレジスト22は、例え
ば、半円13aの半径の直径の厚さで、透過部13bの
第3直線部13sよりも僅かに短い平面視正方形とされ
ている。なお、レジスト22として、PMMA(ポリメ
タクリル酸メチル)や、PTFE(ポリテトラフルオロ
エチレン)などを使用した。
In FIG. 2, reference numeral 21 denotes a conductor substrate, 22 denotes a resist provided on the conductor substrate 22, for example, by sticking the resist 22. The resist 22 has a thickness of a radius of a semicircle 13a, for example. Now, it is a square in plan view that is slightly shorter than the third linear portion 13s of the transmissive portion 13b. As the resist 22, PMMA (polymethylmethacrylate), PTFE (polytetrafluoroethylene), or the like was used.

【0012】図3(a),(b)はレジストに球面レン
ズアレイの母型と、非球面レンズアレイの母型とを形成
するための説明図、図4は球面レンズの母型と、非球面
レンズの母型とを形成するための説明図であり、図1ま
たは図2と同一または相当部分に同一符号を付して説明
を省略する。
FIGS. 3 (a) and 3 (b) are explanatory views for forming the master mold of the spherical lens array and the master mold of the aspherical lens array on the resist, and FIG. 4 is the master mold of the spherical lens, and It is explanatory drawing for forming the mother die of a spherical lens, and attaches | subjects the same code | symbol to FIG. 1 or FIG. 2 or an equivalent part, and abbreviate | omits description.

【0013】図3または図4において、22aは球面レ
ンズ母型を示し、露光したレジスト22を現像すること
によって形成したものである。22bは非球面レンズ母
型を示し、露光したレジスト22を現像することによっ
て形成したものである。31Aは球面レンズアレイ母型
を示し、一主表面に球面レンズ母型22aがマトリック
ス状に形成されている。31Bは非球面レンズアレイ母
型を示し、一主表面に非球面レンズ母型22bがマトリ
ックス状に形成されている。
In FIG. 3 or 4, reference numeral 22a denotes a spherical lens master block, which is formed by developing the exposed resist 22. Reference numeral 22b denotes an aspherical lens master block, which is formed by developing the exposed resist 22. Reference numeral 31A denotes a spherical lens array master block, and spherical lens master blocks 22a are formed in a matrix on one main surface. Reference numeral 31B indicates an aspherical lens array master block, and an aspherical lens master block 22b is formed in a matrix on one main surface.

【0014】次に、非球面レンズアレイ母型31Bの製
造を説明する前に、球面レンズアレイ母型31Aの製造
について説明する。まず、図3(a)に示すように、レ
ジスト22上の所定の位置にマスク11をセットし、マ
スク11を上方から下方へ第1行目の球面レンズ母型2
2aの主に上側を形成するため、図4に点線で示す球面
を形成する曲線Aの右側半分となるように、所定のエネ
ルギー(照射し続けても半円13aの半径を露光するこ
とができるエネルギー)のX線を照射するとともに、マ
スク11の頂点を球面レンズ母型22aの頂点まで移動
させる。
Next, before describing the manufacture of the aspherical lens array master block 31B, the manufacture of the spherical lens array master block 31A will be described. First, as shown in FIG. 3A, the mask 11 is set at a predetermined position on the resist 22, and the mask 11 is moved from the upper side to the lower side in the spherical lens matrix 2 of the first row.
Since the upper side of 2a is mainly formed, a predetermined energy (the radius of the semicircle 13a can be exposed even if irradiation is continued so that the right half of the curve A forming the spherical surface shown in FIG. 4 is formed). The X-ray of (energy) is irradiated and the apex of the mask 11 is moved to the apex of the spherical lens master block 22a.

【0015】そして、マスク11を反転させ、半円13
aの頂点が第1行目の球面レンズ母型22aの下端とな
る位置のレジスト22上にマスク11をセットし、マス
ク11を下方から上方へ第1行目の球面レンズ母型22
aの主に下側を形成するため、図4に点線で示す球面を
形成する曲線Aの左側半分となるように、所定のエネル
ギーのX線を照射するとともに、マスク11の頂点を球
面レンズ母型22aの頂点まで移動させる。
Then, the mask 11 is inverted and the semicircle 13
The mask 11 is set on the resist 22 at the position where the apex of a is the lower end of the spherical lens master block 22a of the first row, and the mask 11 is moved from the lower side to the upper side of the spherical lens master block 22 of the first row.
In order to mainly form the lower side of a, X-rays of predetermined energy are irradiated so that the left half of the curve A forming the spherical surface shown by the dotted line in FIG. Move to the top of the mold 22a.

【0016】以降は、上述した第1行目の球面レンズ母
型22aに対する露光を、第2行目、第3行目、第4行
目に対しても行う。なお、第1行目と第2行目、第2行
目と第3行目、第3行目と第4行目との球面レンズ母型
22aは、隣接させる。
After that, the above-described exposure of the spherical lens master block 22a of the first row is also performed on the second, third, and fourth rows. The spherical lens master blocks 22a of the first and second rows, the second and third rows, and the third and fourth rows are adjacent to each other.

【0017】次に、図3(b)に示すように、半円13
aの頂点が第1列目の球面レンズ母型22aの左端とな
る位置のレジスト22上にマスク11をセットし、マス
ク11を左方から右方へ第1列目の球面レンズ母型22
aの主に左側を形成するため、図4に点線で示す球面を
形成する曲線Aの左側半分となるように、所定のエネル
ギーのX線を照射するとともに、マスク11の頂点を球
面レンズ母型22aの頂点まで移動させる。
Next, as shown in FIG. 3B, the semicircle 13
The mask 11 is set on the resist 22 at the position where the apex of a is the left end of the spherical lens master block 22a in the first column, and the mask 11 is moved from left to right in the spherical lens master block 22 in the first column.
In order to form mainly the left side of a, X-rays of predetermined energy are irradiated so that the left half of the curve A forming the spherical surface shown by the dotted line in FIG. Move to the top of 22a.

【0018】さらに、マスク11を反転させ、半円13
aの頂点が第1列目の球面レンズ母型22aの右端とな
る位置のレジスト22上にマスク11をセットし、マス
ク11を右方から左方へ第1列目の球面レンズ母型22
aの主に右側を形成するため、図4に点線で示す球面を
形成する曲線Aの右側半分となるように、所定のエネル
ギーのX線を照射するとともに、マスク11の頂点を球
面レンズ母型22aの頂点まで移動させる。
Further, the mask 11 is inverted so that the semicircle 13
The mask 11 is set on the resist 22 at the position where the apex of a is the right end of the spherical lens matrix 22a in the first column, and the mask 11 is moved from right to left in the spherical lens matrix 22 in the first column.
In order to mainly form the right side of a, X-rays of predetermined energy are irradiated so that the right half of the curve A forming the spherical surface shown by the dotted line in FIG. Move to the top of 22a.

【0019】以降は、上述した第1列目の球面レンズ母
型22aに対する露光を、第2列目、第3列目、第4列
目に対しても行う。
After that, the above-mentioned exposure of the first-row spherical lens master block 22a is also performed on the second, third, and fourth columns.

【0020】このように、レジスト22を露光した後、
現像することにより、図3(b)に示すように、レジス
ト22の上に4行4列の球面レンズの球面レンズ母型2
2aを有する球面レンズアレイ母型31Aを得ることが
できる。
After exposing the resist 22 as described above,
By developing, as shown in FIG. 3B, the spherical lens matrix 2 of the spherical lens of 4 rows and 4 columns is formed on the resist 22.
A spherical lens array matrix 31A having 2a can be obtained.

【0021】上記のようにしてレジスト22を露光する
とき、図4に実線で示す非球面を形成する曲線Bとなる
ように、マスク11を移動させてレジスト22を露光し
た後、現像することにより、図3(b)に示す、レジス
ト22の上に4行4列の非球面レンズの非球面レンズ母
型22bを有する非球面レンズアレイ母型31Bを得る
ことができる。
When the resist 22 is exposed as described above, the mask 11 is moved to expose the resist 22 so as to form a curve B forming an aspherical surface shown in FIG. 4 and then developed. As shown in FIG. 3B, it is possible to obtain the aspherical lens array matrix 31B having the aspherical lens matrix 22b of the aspherical lenses of 4 rows and 4 columns on the resist 22.

【0022】図5は非球面レンズアレイを成形する金型
を製造する説明図、図6は金型を用いて非球面レンズア
レイを成形する説明図、図7は非球面レンズアレイを示
す斜視図であり、図1〜図4と同一または相当部分に同
一符号を付して説明を省略する。
FIG. 5 is an explanatory view for manufacturing a mold for molding an aspherical lens array, FIG. 6 is an explanatory view for molding an aspherical lens array using the mold, and FIG. 7 is a perspective view showing the aspherical lens array. Therefore, the same or corresponding parts as those in FIGS.

【0023】図5において、42は、図3に示す非球面
レンズアレイ31Bを成形する金型41を構成する雌型
を示す。図6において、43は、図3に示す非球面レン
ズアレイ31Bを成形する金型41を構成する平型を示
す。図7において、51は非球面レンズアレイを示す。
In FIG. 5, reference numeral 42 denotes a female die which constitutes the die 41 for molding the aspherical lens array 31B shown in FIG. In FIG. 6, reference numeral 43 denotes a flat mold forming a mold 41 for molding the aspherical lens array 31B shown in FIG. In FIG. 7, reference numeral 51 indicates an aspherical lens array.

【0024】次に、金型41の製造について説明する。
まず、雌型42の製造について説明すると、上記のよう
にして製造した非球面レンズアレイ母型31Bが載って
いる導電体基板21の非球面レンズアレイ母型31B側
に、図5に示すように、電気鍍金によって、例えば白金
(Pt)の鍍金層を成長させることにより、非球面レン
ズアレイ母型31Bを複製した雌型42を製造すること
ができる。
Next, the manufacture of the mold 41 will be described.
First, the production of the female die 42 will be described. As shown in FIG. 5, on the aspherical lens array mother die 31B side of the conductor substrate 21 on which the aspherical lens array mother die 31B manufactured as described above is placed. By growing a plating layer of platinum (Pt), for example, by electroplating, a female mold 42 that duplicates the aspherical lens array mother mold 31B can be manufactured.

【0025】このように、電気鍍金して雌型42を製造
する場合、鍍金をする部分に化学鍍金または蒸着によっ
て予め白金の金属層を設け、非球面レンズ母型22bを
金属層で覆った後、金属層の上に電気鍍金して雌型42
を製造すると、電気鍍金が金属層の上に等方成長するの
で、雌型42の非球面レンズアレイ51を成形する面の
面精度を向上させることができる。
As described above, when the female die 42 is manufactured by electroplating, a platinum metal layer is provided in advance on the portion to be plated by chemical plating or vapor deposition, and the aspherical lens matrix 22b is covered with the metal layer. , Electroplating on the metal layer, female mold 42
Since the electroplating isotropically grows on the metal layer when manufacturing, the surface accuracy of the surface of the female die 42 on which the aspherical lens array 51 is formed can be improved.

【0026】そして、雌型42から非球面レンズアレイ
母型31Bおよび導電体基板21を取り除くことによ
り、雌型42単体とすることができる。次に、電気鍍金
の金属と同じ金属で平型43を製造することにより、非
球面レンズアレイ51を成形する金型41の製造が完了
する。
Then, by removing the aspherical lens array matrix 31B and the conductor substrate 21 from the female die 42, the female die 42 can be made as a single body. Next, the flat mold 43 is manufactured using the same metal as that used for electroplating, whereby the manufacture of the mold 41 for molding the aspherical lens array 51 is completed.

【0027】次に、非球面レンズアレイ31Bの成形に
ついて説明する。まず、低融点ガラス、例えば融点(成
形温度)が370℃〜375℃の住田光学製のヴィドロ
ンPG375(商品名)、または融点(成形温度)が4
10℃〜415℃の住田光学製のK−PS50(商品
名)、または融点(成形温度)が420℃〜425℃の
住田光学製のK−PSK100(商品名)、または融点
(成形温度)が440℃〜450℃の住田光学製のK−
PSK11(商品名)を溶融させた溶融ガラスを、図6
に示すように、雌型42と平型43とで形成される空間
(キャビティ)内に流し込み、冷却させた後に金型を開
くことにより、図7に示す非球面レンズアレイ51を成
形することができる。
Next, the molding of the aspherical lens array 31B will be described. First, low-melting glass, for example, Vidron PG375 (trade name) manufactured by Sumita Optical Co., which has a melting point (molding temperature) of 370 ° C. to 375 ° C., or a melting point (molding temperature) of 4
K-PS50 (trade name) manufactured by Sumita Optical Co., Ltd. having a temperature of 10 ° C. to 415 ° C. or K-PSK100 (trade name) manufactured by Sumita Optical Co., Ltd. having a melting point (molding temperature) 420 ° C. to 425 ° C. or a melting point (molding temperature) K- manufactured by Sumita Optical Co., Ltd. at 440 ° C to 450 ° C
FIG. 6 shows a molten glass obtained by melting PSK11 (trade name).
As shown in FIG. 7, the aspherical lens array 51 shown in FIG. 7 can be molded by pouring into the space (cavity) formed by the female mold 42 and the flat mold 43, cooling and then opening the mold. it can.

【0028】上述したように、この発明の一実施形態に
よれば、各レンズの焦点が同一平面上に位置する、所期
の非球面レンズアレイ51を得ることができる。また、
X線リソグラフィを用いてレジスト22を露光し、非球
面レンズアレイ母型31Bを製造するので、曲面の面精
度がサブミクロン以下となる非球面レンズアレイ51を
成形する金型を製造することができる。
As described above, according to the embodiment of the present invention, it is possible to obtain the desired aspherical lens array 51 in which the focal points of the respective lenses are located on the same plane. Also,
Since the resist 22 is exposed by using X-ray lithography to manufacture the aspherical lens array master block 31B, it is possible to manufacture a mold for molding the aspherical lens array 51 having a curved surface accuracy of submicron or less. .

【0029】上記した実施形態では、非球面レンズアレ
イ51の焦点が同一平面上にある例を示したが、非球面
レンズアレイの焦点が同一直線上ある、1行複数列、ま
たは複数行1列の非球面レンズアレイであってもよいこ
とは言うまでもない。
In the above embodiment, the aspherical lens array 51 has a focal point on the same plane, but the aspherical lens array has a focal point on the same straight line, one row and a plurality of columns, or a plurality of rows and one column. Needless to say, it may be an aspherical lens array.

【0030】また、非球面レンズアレイ51を成形する
成形材料を、低融点ガラスとした例を示したが、成形材
料を通常のガラスまたは樹脂としも、金型41を白金
(Pt)で構成したので、金型41が成形温度によって
形状劣化を起こすことがなく、所期の形状で、面精度の
よい非球面レンズアレイ51を成形することができ、ま
た、成形材料を低融点ガラスとした場合、金型41を製
造する金属を、ニッケル(Ni)、ニッケルの線膨張係
数(16.9×10-16)と同程度の線膨張係数を有す
る金属〔例えば鉄(Fe)−ニッケル合金、ニッケル−
コバルト(Co)合金など〕とすると、金型を安価に製
造することができる。このように、金型41をニッケル
(Ni)、ニッケルの線膨張係数と同程度の線膨張係数
を有する金属で製造すると、低融点ガラスと金型41と
の線膨張係数がほぼ同じになるので、成形時から完成時
まで、金型41と非球面レンズアレイ51が同じ挙動を
するので、金型41の形状を正確に複製した非球面レン
ズアレイ51を得ることができる。
Further, although the example in which the molding material for molding the aspherical lens array 51 is low melting point glass is shown, the mold 41 is made of platinum (Pt) even if the molding material is ordinary glass or resin. Therefore, it is possible to mold the aspherical lens array 51 having a desired shape and a high surface accuracy without causing the shape deterioration of the mold 41 due to the molding temperature, and when the molding material is low melting point glass. , A metal for manufacturing the die 41 is nickel (Ni), a metal having a linear expansion coefficient similar to that of nickel (16.9 × 10 −16 ), such as iron (Fe) -nickel alloy, nickel. −
Cobalt (Co) alloy, etc.] enables the die to be manufactured at low cost. As described above, when the mold 41 is made of nickel (Ni) or a metal having a linear expansion coefficient similar to that of nickel, the linear melting coefficient of the low melting point glass and the mold 41 are substantially the same. Since the mold 41 and the aspherical lens array 51 behave the same from the time of molding to the time of completion, the aspherical lens array 51 in which the shape of the mold 41 is accurately duplicated can be obtained.

【0031】[0031]

【発明の効果】以上のように、この発明の非球面レンズ
アレイによれば、各レンズの焦点が同一直線上、または
同一平面上に位置する、所期の非球面レンズアレイを得
ることができる。
As described above, according to the aspherical lens array of the present invention, it is possible to obtain the desired aspherical lens array in which the focal points of the respective lenses are located on the same straight line or the same plane. .

【0032】次に、この発明の金型の製造方法によれ
ば、X線リソグラフィを用いてレジストを露光し、非球
面レンズアレイの母型を製造するので、曲面の面精度が
サブミクロン以下となる非球面レンズアレイを成形する
金型を製造することができる。そして、金型を成形する
金属を、ニッケルと同程度の線膨張係数を有する金属と
したので、金型を安価に製造することができる。
Next, according to the mold manufacturing method of the present invention, since the resist is exposed by using X-ray lithography to manufacture the master mold of the aspherical lens array, the surface accuracy of the curved surface is less than submicron. It is possible to manufacture a mold for molding the aspheric lens array. Since the metal forming the die is a metal having a linear expansion coefficient similar to that of nickel, the die can be manufactured at low cost.

【0033】次に、この発明の非球面レンズアレイの製
造方法によれば、曲面の面精度がサブミクロン以下とな
る非球面レンズアレイを成形することができる。そし
て、融点が、350℃〜450℃のガラス(低融点ガラ
ス)を用いて非球面レンズアレイを成形するので、また
は、線膨張係数が、ニッケルと同程度の線膨張係数を有
するガラスを用いて非球面レンズアレイを成形するの
で、非球面レンズアレイの生産コストを低減させること
ができる。また、成形温度が高温になることによる金型
の形状劣化(変形)、金型の高温対策を考慮して白金で
金型を製造する必要がなく、ニッケルと同程度の線膨張
係数を有する金属で金型を製造することができる。した
がって、金型を安価に製造することができる。
Next, according to the method for manufacturing an aspherical lens array of the present invention, it is possible to mold an aspherical lens array in which the surface accuracy of the curved surface is submicron or less. Then, since the aspherical lens array is formed by using a glass (low melting point glass) having a melting point of 350 ° C. to 450 ° C., or a glass having a linear expansion coefficient similar to that of nickel is used. Since the aspherical lens array is molded, the production cost of the aspherical lens array can be reduced. In addition, it is not necessary to manufacture the mold with platinum in consideration of the mold shape deterioration (deformation) due to the high molding temperature and the mold high temperature measures, and a metal having a linear expansion coefficient similar to that of nickel. The mold can be manufactured with. Therefore, the mold can be manufactured at low cost.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】この発明の金型の製造方法に使用するマスクを
示す平面図である。
FIG. 1 is a plan view showing a mask used in a mold manufacturing method of the present invention.

【図2】金型を製造するための母型を製造するためのレ
ジストなどを示す斜視図である。
FIG. 2 is a perspective view showing a resist and the like for manufacturing a mother die for manufacturing a die.

【図3】(a),(b)はレジストに球面レンズアレイ
の母型と、非球面レンズアレイの母型とを形成するため
の説明図である。
3A and 3B are explanatory views for forming a master mold of a spherical lens array and a master mold of an aspherical lens array on a resist.

【図4】球面レンズの母型と、非球面レンズの母型とを
形成するための説明図である。
FIG. 4 is an explanatory diagram for forming a mother die of a spherical lens and a mother die of an aspherical lens.

【図5】非球面レンズアレイを成形する金型を製造する
説明図である。
FIG. 5 is an explanatory diagram for manufacturing a mold for molding an aspherical lens array.

【図6】金型を用いて非球面レンズアレイを成形する説
明図である。
FIG. 6 is an explanatory diagram of molding an aspherical lens array using a mold.

【図7】非球面レンズアレイを示す斜視図である。FIG. 7 is a perspective view showing an aspherical lens array.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 マスク 12 メンブレン材 13 X線吸収膜 13a 半円 13b 透過部 13p 輪郭線 13q 第1直線部 13r 第2直線部 13s 第3直線部 21 導電体基板 22 レジスト 22a 球面レンズ母型 22b 非球面レンズ母型 31A 球面レンズアレイ母型 31B 非球面レンズアレイ母型 41 金型 42 雌型 43 平型 51 非球面レンズアレイ A,B 曲線 11 masks 12 Membrane material 13 X-ray absorption film 13a half circle 13b Transparent part 13p contour line 13q 1st straight line part 13r Second straight section 13s third straight line part 21 Conductor substrate 22 Resist 22a spherical lens matrix 22b Aspherical lens matrix 31A spherical lens array matrix 31B Aspherical lens array matrix 41 mold 42 female 43 flat type 51 Aspherical lens array A, B curve

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 各レンズの曲面が非球面で、前記各レン
ズの焦点を同一直線上、または同一平面上に位置させ
た、 ことを特徴とする非球面レンズアレイ。
1. An aspherical lens array, wherein the curved surface of each lens is an aspherical surface, and the focal points of the respective lenses are located on the same straight line or the same plane.
【請求項2】 半円を直線上に複数連ね、各半円の間お
よび連ねた半円の左右を透過部としたマスクをレジスト
の上に載置し、 前記マスクを、非球面レンズアレイを構成する非曲面レ
ンズの曲面を形成する露光時間となるように、前記各非
曲面レンズの上端から前記各非曲面レンズの下端方向へ
前記半円の頂点が前記各非球面レンズの頂点へ到達する
まで、前記各非曲面レンズの下端から前記各非曲面レン
ズの上端方向へ前記半円の頂点が前記各非球面レンズの
頂点へ到達するまで、前記各非曲面レンズの左端から前
記各非曲面レンズの右端方向へ前記半円の頂点が前記各
非球面レンズの頂点へ到達するまで、前記各非曲面レン
ズの右端から前記各非曲面レンズの左端方向へ前記半円
の頂点が前記各非球面レンズの頂点へ到達するまで所定
の順序で移動させてX線リソグラフィで前記レジストを
露光し、 このレジストを現像した母型に基づき、鍍金によって非
球面レンズアレイを製造する金型の少なくとも雌型を製
造する、 ことを特徴とする金型の製造方法。
2. A plurality of semicircles are arranged in a straight line, and a mask having transmissive portions between the semicircles and the left and right of the semicircles is placed on a resist, and the mask is formed into an aspheric lens array. The apex of the semicircle reaches the apex of each aspherical lens from the upper end of each aspherical lens toward the lower end of each aspherical lens so that the exposure time forms the curved surface of the aspherical lens to be formed. Until the apex of the semicircle reaches the apex of the aspherical lens from the lower end of the aspherical lens to the upper end of the aspherical lens, from the left end of the aspherical lens to the aspherical lens. Until the apex of the semicircle reaches the apex of the aspherical lens in the right end direction of the aspherical lens from the right end of the aspherical lens to the left end of the aspherical lens. Until reaching the top of The resist is exposed by X-ray lithography, and at least a female mold of the mold for manufacturing the aspherical lens array is manufactured by plating based on the master mold developed by developing the resist. Mold manufacturing method.
【請求項3】 請求項2に記載の金型の製造方法におい
て、 前記金型を製造する金属を、ニッケルと同程度の線膨張
係数を有する金属とした、 ことを特徴とする金型の製造方法。
3. The mold manufacturing method according to claim 2, wherein the metal for manufacturing the mold is a metal having a linear expansion coefficient similar to that of nickel. Method.
【請求項4】 請求項2または請求項3に記載の金型を
使用し、 成形材料を樹脂またはガラスとして前記非球面レンズア
レイを成形する、 ことを特徴とする非球面レンズアレイの製造方法。
4. A method for manufacturing an aspherical lens array, which comprises using the mold according to claim 2 or 3 and molding the aspherical lens array using a molding material of resin or glass.
【請求項5】 請求項3に記載の金型を使用し、 融点が、350℃〜450℃のガラスを用いて前記非球
面レンズアレイを成形する、 ことを特徴とする非球面レンズアレイの製造方法。
5. The manufacturing of an aspherical lens array using the mold according to claim 3, wherein the aspherical lens array is molded using glass having a melting point of 350 ° C. to 450 ° C. Method.
【請求項6】 請求項3に記載の金型を使用し、 線膨張係数が、ニッケルと同程度の線膨張係数を有する
ガラスを用いて前記非球面レンズアレイを成形する、 ことを特徴とする非球面レンズアレイの製造方法。
6. The mold according to claim 3, wherein the aspherical lens array is molded using glass having a linear expansion coefficient similar to that of nickel. Manufacturing method of aspherical lens array.
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