JP2007254204A - Multi-lens array tempering treatment method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、プロジェクタ等の電気光学装置に用いられるマルチレンズアレイの強化処理
方法に関する。
The present invention relates to a method for strengthening a multi-lens array used in an electro-optical device such as a projector.
プロジェクタは、照明光学系から射出された光が液晶ライトバルブなどによって画像情
報(画像信号)に応じて変調され、変調された光がスクリーン上に投写されることにより
画像が表示される。
プロジェクタの照明光学系には、液晶ライトバルブを照射する光の強度分布をほぼ均一
にする目的で、一般的に、第1マルチレンズアレイおよび第2マルチレンズアレイが配設
される。各マルチレンズアレイは、略矩形の外形形状のベース部上にマトリクス状に配列
された多数の小レンズを備え、光源装置から射出された光線束を、第1マルチレンズアレ
イの多数の小レンズによって多数の部分光線束に分割し、第1マルチレンズアレイの多数
の小レンズに対応する多数の小レンズを備える第2マルチレンズアレイを通過した後に、
重畳レンズを介して液晶ライトバルブ上に重畳される。
In the projector, light emitted from the illumination optical system is modulated according to image information (image signal) by a liquid crystal light valve or the like, and an image is displayed by projecting the modulated light on a screen.
In general, the illumination optical system of the projector is provided with a first multi-lens array and a second multi-lens array for the purpose of making the intensity distribution of light irradiating the liquid crystal light valve substantially uniform. Each multi-lens array includes a large number of small lenses arranged in a matrix on a base portion having a substantially rectangular outer shape, and the light bundle emitted from the light source device is reflected by the large number of small lenses of the first multi-lens array. After being divided into a number of partial beam bundles and passing through a second multi-lens array comprising a number of small lenses corresponding to the number of small lenses of the first multi-lens array,
It is superimposed on the liquid crystal light valve via a superimposing lens.
こうしたマルチレンズアレイは、光源装置から射出される光線束の熱による変形や経時
的な変質などを防止し安定した表示品質を確保するために、透光性を有するガラス基材が
リヒートプレス法などのプレス成形により製造される。さらに、プレス成形されたマルチ
レンズアレイは、使用時の加熱によるクラックや破損をより低減するために、イオン交換
による強化処理が行われ、機械的強度や耐熱強度の向上が図られる。
イオン交換による強化処理方法として、ガラス円板を治具を用いて化学強化処理液に浸
漬して化学強化処理を施すガラス円板の化学強化法が提案されている(例えば、特許文献
1参照)。
Such a multi-lens array is made of a translucent glass substrate made of a reheat press or the like in order to prevent deformation of the light bundle emitted from the light source device due to heat or deterioration over time and to ensure stable display quality. It is manufactured by press molding. Further, the press-molded multi-lens array is subjected to a strengthening process by ion exchange in order to further reduce cracks and breakage due to heating during use, thereby improving mechanical strength and heat resistance strength.
As a strengthening treatment method by ion exchange, a chemical strengthening method for a glass disc in which a glass disc is immersed in a chemical strengthening treatment solution using a jig and subjected to a chemical strengthening treatment has been proposed (for example, see Patent Document 1). .
しかしながら、イオン交換による強化処理を行う際には、強化処理を行いたいマルチレ
ンズアレイの全面を強化処理液と接触させる必要がある。しかし、マルチレンズアレイは
、マトリクス状に配列された多数の小レンズが連続するように接続され、隣接する各レン
ズ面の境界部に凹部が形成されている。このため、マルチレンズアレイを強化処理液に浸
漬する際に、凹部に巻き込まれた気泡が残存し、この気泡部には強化処理液が接触せず均
一な強化処理品質が得られない。また、強化処理液は高温(300℃〜600℃程度)で
あるために、強化処理液が飛散しないようにマルチレンズアレイを強化処理液中に浸漬す
ることが求められる。
そこで本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、表面全体に均一な強化
処理ができ、耐熱性等が向上したマルチレンズアレイの強化処理方法を提供することを目
的とする。
However, when performing the strengthening process by ion exchange, it is necessary to bring the entire surface of the multi-lens array to be strengthened into contact with the strengthening process liquid. However, in the multi-lens array, a large number of small lenses arranged in a matrix are connected so that a concave portion is formed at the boundary between adjacent lens surfaces. For this reason, when the multi-lens array is immersed in the tempering treatment liquid, bubbles entrained in the recess remain, and the tempering treatment liquid does not come into contact with the bubble portions, so that uniform tempering treatment quality cannot be obtained. Further, since the strengthening treatment liquid is at a high temperature (about 300 ° C. to 600 ° C.), it is required to immerse the multi-lens array in the strengthening treatment liquid so that the strengthening treatment liquid is not scattered.
Therefore, the present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a method for strengthening a multi-lens array in which a uniform strengthening process can be performed on the entire surface and heat resistance and the like are improved.
上記課題を解決するために、本発明のマルチレンズアレイの強化処理方法は、一方の面
に多数の小レンズが一体に形成されたマルチレンズアレイを強化処理液により強化処理す
る方法であって、前記マルチレンズアレイを前記多数の小レンズが形成された面が前記強
化処理液の液面に対して略垂直に保った状態で前記強化処理液に浸漬する浸漬工程と、前
記強化処理液中で前記マルチレンズアレイの前記多数の小レンズが形成された面の垂直方
向を回転軸として回転する回転工程と、を備えたことを特徴とする。
In order to solve the above problems, the multilens array strengthening method of the present invention is a method of strengthening a multilens array in which a large number of small lenses are integrally formed on one surface with a strengthening treatment liquid, A dipping step of immersing the multi-lens array in the strengthening treatment liquid in a state where the surface on which the plurality of small lenses are formed is substantially perpendicular to the liquid surface of the strengthening treatment solution; A rotation step of rotating about a vertical direction of a surface on which the plurality of small lenses of the multi-lens array are formed as a rotation axis.
これによれば、マルチレンズアレイを強化処理液の液中に浸漬する際に、マルチレンズ
アレイの多数のレンズが形成された面を強化処理液の液面に対して、略垂直に保ったまま
浸漬する(浸漬工程)ことにより、浸漬時の抵抗による強化処理液の飛散が最小限に抑え
られ、高温に加熱された強化処理液による作業者や作業環境へ与える各種弊害を防ぐこと
ができる。しかも、強化処理液中でマルチレンズアレイの多数の小レンズが形成された面
の垂直方向を回転軸として回転する(回転工程)ことにより、マルチレンズアレイを強化
処理液に浸漬する際に、多数の小レンズの境界部に形成された凹部に入り込んで残存した
気泡が、凹部から取り除かれて、マルチレンズアレイの全表面が強化処理液と接触するこ
とで、表面全体に均一な強化処理がされ、耐熱性等が向上したマルチレンズアレイが得ら
れる。
According to this, when the multi-lens array is immersed in the strengthening treatment liquid, the surface on which the multiple lenses of the multi-lens array are formed is kept substantially perpendicular to the strengthening treatment liquid surface. By immersing (immersion process), scattering of the tempering treatment liquid due to resistance during immersing can be minimized, and various adverse effects on workers and work environments caused by the tempering treatment liquid heated to a high temperature can be prevented. In addition, when the multi-lens array is immersed in the tempering treatment liquid by rotating in the tempering treatment liquid with the vertical direction of the surface on which the plurality of small lenses of the multi-lens array are formed as a rotation axis (rotation process), The bubbles remaining in the recess formed at the boundary of the small lens are removed from the recess, and the entire surface of the multi-lens array comes into contact with the strengthening treatment liquid, so that the entire surface is uniformly strengthened. A multi-lens array with improved heat resistance and the like can be obtained.
また、本発明のマルチレンズアレイの強化処理方法は、前記回転工程においてマルチレ
ンズアレイを回転する回転軸は前記強化処理液の液面に対して傾いており、前記マルチレ
ンズアレイの前記多数の小レンズが形成された面が前記強化処理液の液面に向く方向に傾
斜していることを特徴とする。
Further, in the multilens array strengthening method of the present invention, the rotation axis for rotating the multilens array in the rotating step is inclined with respect to the liquid surface of the strengthening processing liquid, and The surface on which the lens is formed is inclined in a direction toward the liquid surface of the strengthening treatment liquid.
これによれば、強化処理液中でマルチレンズアレイを回転する回転軸は、強化処理液の
液面に対して傾いており、マルチレンズアレイの多数の小レンズが形成された面が、強化
処理液の液面方向に向く方向に傾斜していることにより、マルチレンズアレイを強化処理
液に浸漬する際に、多数の小レンズの境界部に形成された凹部に入り込んで残存した気泡
が、凹部から、より取り除かれ易くなり、表面全体に均一な強化処理がされ、耐熱性等が
向上したマルチレンズアレイが得られる。
According to this, the rotating shaft that rotates the multi-lens array in the strengthening treatment liquid is inclined with respect to the liquid surface of the strengthening treatment liquid, and the surface on which the multiple small lenses of the multi-lens array are formed When the multi-lens array is immersed in the tempering treatment liquid by inclining in the direction toward the liquid surface, the bubbles remaining in the concave portions formed at the boundary portions of the many small lenses are Therefore, a multi-lens array that is easier to be removed, is uniformly reinforced on the entire surface, and has improved heat resistance and the like can be obtained.
また、本発明のマルチレンズアレイの強化処理方法は、前記回転工程においてマルチレ
ンズアレイを回転する回転速度が1〜300rpmであることを特徴とする。
これによれば、マルチレンズアレイを強化処理液中でマルチレンズアレイを回転する回
転速度が、1〜300rpmであることにより、マルチレンズアレイを強化処理液に浸漬
する際に、多数の小レンズの境界部に形成された凹部に入り込んで残存した空気の気泡が
、凹部から、より取り除かれ易くなり、表面全体に均一な強化処理がされ、耐熱性等が向
上したマルチレンズアレイが得られる。
The multi-lens array strengthening method of the present invention is characterized in that the rotation speed of rotating the multi-lens array in the rotation step is 1 to 300 rpm.
According to this, when the multi-lens array is immersed in the strengthening treatment liquid, the rotational speed of rotating the multi-lens array in the strengthening treatment liquid is 1 to 300 rpm. Air bubbles that have entered and remained in the recesses formed at the boundary are more easily removed from the recesses, and the entire surface is uniformly strengthened to obtain a multi-lens array with improved heat resistance and the like.
回転速度が300rpmを超えて速い場合は、大きな遠心力と回転するマルチレンズア
レイ10の渦流の発生によって、気泡が凹部から離脱せずに凹部に留まり易くなる。また
、回転速度が1rpm未満で遅い場合には、遠心力が小さ過ぎて、気泡が凹部から取り除
かれ難い。
When the rotation speed is higher than 300 rpm, the large centrifugal force and the generation of eddy currents in the rotating
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
先ず、強化処理されるマルチレンズアレイの構成について説明する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
First, the structure of the multi-lens array subjected to the reinforcement process will be described.
マルチレンズアレイは、組み込まれて用いられるプロジェクタにおいて、一般的に、光
源装置から射出された光束を多数の部分光線束に分割して射出する第1マルチレンズアレ
イと、第1マルチレンズアレイから射出された部分光束のそれぞれの中心軸をプロジェク
タのシステム光軸と略平行に揃える第2マルチレンズアレイと、の2つのマルチレンズア
レイが配設され、光の強度分布をほぼ均一にする機能を有する。
In a projector that is incorporated and used, the multi-lens array is generally emitted from a first multi-lens array and a first multi-lens array that divides a light beam emitted from a light source device into a plurality of partial beam bundles. And a second multi-lens array that aligns the central axis of each of the partial light beams substantially parallel to the system optical axis of the projector, and has a function of making the light intensity distribution substantially uniform. .
図1(a)はマルチレンズアレイの正面模式図であり、図1(b)は同図(a)のA−
A面における断面模式図であり、図1(c)は同図(a)のB−B面における断面模式図
である。なお、図1に示すマルチレンズアレイは、第1マルチレンズアレイを例示する。
図1において、マルチレンズアレイ10は、透光性を有するガラス素材(硝材)からな
り、ベース部11と、レンズ部12とを備えている。ガラス素材としては、白板ガラスや
石英ガラス等の光学ガラスを用いることができる。
FIG. 1A is a schematic front view of a multi-lens array, and FIG.
It is a cross-sectional schematic diagram in A surface, FIG.1 (c) is a cross-sectional schematic diagram in the BB surface of the same figure (a). The multi-lens array shown in FIG. 1 illustrates the first multi-lens array.
In FIG. 1, the
ベース部11は、略矩形の外形形状を有する板体からなり、一方の平坦面11aにレン
ズ部12が形成され、他方の面は平坦面11bを有する。なお、平坦面11a,11bは
、マルチレンズアレイ10の製造、組み込み等における基準面となる面であり、マルチレ
ンズアレイ10を液晶プロジェクタの筐体等に組み込む際の位置決め機能を有する。
The
レンズ部12は、ベース部11の一方の平坦面11aの、マルチレンズアレイ10の略
矩形の外形形状の各外縁から所定寸法内側に離れた略矩形状の領域内に、平坦面11aか
ら突起する多数の小レンズ12aがマトリクス状に配列されている。本実施形態の場合は
、例えば、横方向(x軸方向)に6列、縦方向(y軸方向)に8行の計48個の小レンズ
12aが形成されている。
The
この各小レンズ12aは、略矩形の輪郭を有する平凸状の偏心レンズであり、マルチレ
ンズアレイ10のシステム光軸10aと直交するx軸(またはy軸)に対して線対称とな
るように配列されている。各小レンズ12aの略矩形の輪郭は、マルチレンズアレイ10
が用いられるプロジェクタの液晶ライトバルブ(液晶パネル)とほぼ相似形をなすように
設定されている。
また、小レンズ12aの各レンズ面は、連続するように接続され、隣接する各レンズ面
の境界部に凹部αが形成されている。
Each of the
Is set so as to be almost similar to a liquid crystal light valve (liquid crystal panel) of a projector in which is used.
Further, the lens surfaces of the
また、x軸方向に沿って配列された小レンズ12aの厚みは、マルチレンズアレイ10
の中央側から外周側に向かうにつれて順次大きくなるように設定されている。小レンズ1
2aの厚みとは、平坦面11bと小レンズ12aのレンズ面との間の最大距離である。本
実施形態の場合の矩形状の領域の最外周に形成された小レンズ(最外周小レンズ)12a
の厚みは、例えば、略3.5mmであり、板体のベース部11の厚み(平坦面11aと平
坦面11bとの距離)は、略2.5mmである。すなわち、ベース部11の平坦面11a
と、最外周における小レンズ12aとの段差量(突起量)は1mm程度である。
この様に構成されたマルチレンズアレイ10は、硝材を一対の型を備えた金型に供給し
、この金型内の硝材を加熱軟化した後に、プレス成形することによって製造することがで
きる。
Further, the thickness of the
It is set to increase sequentially from the center side to the outer periphery side. Small lens 1
The thickness 2a is the maximum distance between the
Is approximately 3.5 mm, for example, and the thickness (the distance between the
The step amount (projection amount) with respect to the
The
次に、マルチレンズアレイ10の強化処理について説明する。
マルチレンズアレイ10の強化処理は、加熱により溶融した強化処理液にマルチレンズ
アレイ10を浸漬し、マルチレンズアレイ10の表面層の金属イオンを強化処理液中の金
属イオンでイオン交換させる方法、すなわち、イオン交換法によって行われる。イオン交
換法としては、低温型イオン交換法、高温型イオン交換法、表面結晶化法等が知られてい
るが、エネルギー効率の観点、あるいはイオン交換時におけるガラス(マルチレンズアレ
イ10)の変形の発生が少ない点などから、低温型イオン交換法を用いるのが好ましい。
Next, the strengthening process of the
The strengthening treatment of the
低温型イオン交換法は、マルチレンズアレイ10を、そのガラス転移点(Tg)以下の
温度領域にある強化処理液中に浸漬し、マルチレンズアレイ10の表面付近のアルカリ金
属イオンを、それよりイオン半径の大きいアルカリ金属イオンと置換し、イオン交換部の
容積増加によってガラスの表面層(例えば、20〜30μm程度の深さ)に、ガラス表面
に沿う方向の強い圧縮応力を発生させて、ガラスの機械的強度や耐熱強度を増大させる方
法である。
In the low-temperature ion exchange method, the
イオン交換に使用される強化処理液は、加熱により溶融した溶融塩溶液LQ(図2参照
)が用いられる。溶融塩としては、硝酸カリウム(KNO3)、硝酸ナトリウム(NaN
O3)、炭酸カリウム(K2CO3)等の溶融塩や、これらの塩を混合したもの(例えば、
KNO3+NaNO3、KNO3+K2CO3)の溶融塩、あるいは、これらの塩にCu、A
g、Rb、Cs等のイオンの塩を混合した溶融塩等が挙げられる。
As the strengthening treatment liquid used for ion exchange, a molten salt solution LQ (see FIG. 2) melted by heating is used. Molten salts include potassium nitrate (KNO 3 ), sodium nitrate (NaN)
O 3 ), molten salt such as potassium carbonate (K 2 CO 3 ), or a mixture of these salts (for example,
KNO 3 + NaNO 3 , KNO 3 + K 2 CO 3 ) molten salt, or Cu, A
Examples thereof include molten salts obtained by mixing salts of ions such as g, Rb, and Cs.
イオン交換時の強化処理液としての溶融塩溶液LQの温度は、イオン交換を促進するた
めには高温であることが好ましいが、マルチレンズアレイ10の変形を防止するため、処
理するマルチレンズアレイ10のガラス転移点(Tg)以下とすることが好ましい。例え
ば、ガラス転移点が450℃〜800℃であるガラス材料からなるマルチレンズアレイ1
0を処理する場合、溶融塩溶液LQの温度は、300℃〜600℃程度である。
浸漬時間は、数時間〜数十時間であり、強化処理の効果を十分に得るためには、18時
間程度であることが望ましい。
The temperature of the molten salt solution LQ as the strengthening treatment liquid at the time of ion exchange is preferably a high temperature in order to promote ion exchange, but in order to prevent deformation of the
When processing 0, the temperature of the molten salt solution LQ is about 300 ° C to 600 ° C.
The immersion time is several hours to several tens of hours, and is desirably about 18 hours in order to sufficiently obtain the effect of the strengthening treatment.
また、マルチレンズアレイ10を強化処理する際には、マルチレンズアレイ10と溶融
塩溶液LQとの温度差でマルチレンズアレイ10の割れやヒビを防止するため、あるいは
溶融塩溶液LQ中の溶融塩がレンズ部12(小レンズ12a)のレンズ面において結晶化
することを防止するため、マルチレンズアレイ10を溶融塩溶液LQに浸漬する前にマル
チレンズアレイ10を予熱しておくことが望ましい。予熱する温度は、溶融塩溶液LQの
温度と100℃程度の温度差であることが望ましい。
Further, when the
マルチレンズアレイ10の強化処理は、マルチレンズアレイ10を強化処理液としての
溶融塩溶液LQに浸漬する浸漬工程と、浸漬した溶融塩溶液LQ中でマルチレンズアレイ
10の多数の小レンズ12aが形成されたレンズ部12の面の垂直方向を回転軸として回
転する回転工程と、マルチレンズアレイ10を溶融塩溶液LQの液中から引き上げる引き
上げ工程と、溶融塩溶液LQ中から引き上げられたマルチレンズアレイ10を冷却する冷
却工程と、により行われる。
The strengthening process of the
図2(a)は、マルチレンズアレイの浸漬工程を説明する模式図であり、図2(b)は
、マルチレンズアレイの回転工程を説明する模式図であり、図3はマルチレンズアレイの
凹部に気泡が入り込んだ態様を示す側面模式図である。
2A is a schematic diagram for explaining the immersion process of the multi-lens array, FIG. 2B is a schematic diagram for explaining the rotation process of the multi-lens array, and FIG. 3 is a concave portion of the multi-lens array. It is a side surface schematic diagram which shows the aspect into which the bubble entered.
図2(a),(b)において、マルチレンズアレイ10の強化処理を行う強化処理槽2
0は、処理槽内に、加熱されて溶融した強化処理液としての溶融塩溶液LQが収容されて
いる。
溶融塩溶液LQは、例えば、硝酸カリウム(KNO3)99.995wt%と、無水け
い酸0.005wt%を加熱溶融した塩溶液である。加熱された溶融塩溶液LQの温度は
、435℃〜445℃程度である。
2 (a) and 2 (b), the strengthening treatment tank 2 for performing the strengthening treatment of the
No. 0 contains a molten salt solution LQ as a strengthening treatment liquid heated and melted in the treatment tank.
The molten salt solution LQ is, for example, a salt solution in which potassium nitrate (KNO 3 ) 99.995 wt% and anhydrous silicic acid 0.005 wt% are heated and melted. The temperature of the heated molten salt solution LQ is about 435 ° C to 445 ° C.
強化処理されるマルチレンズアレイ10は、図示しない取付け治具等にセットされ、そ
の取付け治具が、図示しない吊り具により強化処理槽20(収容された溶融塩溶液LQの
液面LS)上に保持されている。なお、吊り具は、溶融塩溶液LQの液面LSに対して、
水平方向および鉛直方向に移動可能に構成され、さらに取付け治具を回転する機構を備え
ている。
The
It is configured to be movable in the horizontal direction and the vertical direction, and further includes a mechanism for rotating the mounting jig.
マルチレンズアレイ10の取付け治具へのセットは、マルチレンズアレイ10が溶融塩
溶液LQと接触しない部分ができる限り存在しないようにするために、多数の小レンズ1
2aがマトリクス状に配列された略矩形状の領域外となるベース部11の平坦面11aと
平坦面11b(図1参照)とを挟むなどした複数箇所を支持して保持される。また、吊り
具には、マルチレンズアレイ10の多数の小レンズ12aがマトリクス状に配列されたレ
ンズ部12の面が、溶融塩溶液LQの液面LSに対して略垂直に保つ状態に保持される。
The
2a is supported and held at a plurality of locations such as sandwiching the
マルチレンズアレイ10を溶融塩溶液LQに浸漬する浸漬工程に先立ち、マルチレンズ
アレイ10の予熱が行われる。マルチレンズアレイ10の予熱は、マルチレンズアレイ1
0を溶融塩溶液LQに浸漬した際に、マルチレンズアレイ10と溶融塩溶液LQとの温度
差により、マルチレンズアレイ10が割れるのを防ぐために行う。
Prior to the dipping step of dipping the
This is performed to prevent the
図2(a)に示すように、マルチレンズアレイ10の予熱は、加熱された溶融塩溶液L
Qを利用して行われる。
先ず、溶融塩溶液LQが収容された強化処理槽20の蓋を取り外して処理槽を開放する
。そして、開放された強化処理槽20に収容された溶融塩溶液LQの液面上50cm程度
の位置に、マルチレンズアレイ10を移動して、その位置に0.5〜1時間程度保持する
ことにより行われる。予熱時間が1時間よりも長いと生産性が低下し、0.5時間よりも
短いと温度差による割れを防ぐことができない。この予熱処理により、マルチレンズアレ
イ10の温度は、350℃程度に予熱される。
予熱されたマルチレンズアレイ10は、浸漬工程に移行する。
As shown in FIG. 2A, preheating of the
This is done using Q.
First, the lid of the strengthening
The preheated
図2(a)において、浸漬工程は予熱されたマルチレンズアレイ10全体が、強化処理
槽20に収容された溶融塩溶液LQに浸漬される。
マルチレンズアレイ10の溶融塩溶液LQへの浸漬は、マルチレンズアレイ10の多数
の小レンズ12aがマトリクス状に配列されたレンズ部12の面を、溶融塩溶液LQの液
面LSに対して略垂直に保った状態で行われる。略垂直に保った状態で溶融塩溶液LQに
浸漬することにより、浸漬時の抵抗による溶融塩溶液LQの飛散が最小限に抑えられ、高
温に加熱された溶融塩溶液LQによる作業者や作業環境へ与える各種弊害を防ぐことがで
きる。
2A, in the dipping process, the entire pre-heated
The immersion of the
マルチレンズアレイ10を溶融塩溶液LQに浸漬する浸漬速度は、20〜30cm/分
程度で行われる。浸漬速度が30cm/分を超えて速いと、後述するマルチレンズアレイ
10の多数の小レンズ12aに空気が巻き込まれ、小レンズ12aの境界部に形成された
凹部αに微小な気泡βが発生し易い(図3参照)。また、浸漬速度が20cm/分未満で
遅いと、溶融塩溶液LQに浸漬されている領域と、未だ浸漬されない領域とに温度差が生
じ、マルチレンズアレイ10の割れの発生につながる。
The immersion speed for immersing the
また、図3に示すように、マルチレンズアレイ10を溶融塩溶液LQに浸漬する際に、
マルチレンズアレイ10のマトリクス状に配列された多数の小レンズ12aによって巻き
込まれた空気が、多数の小レンズ12aの境界部に形成された凹部αに入り込んで、微小
な気泡βとして残存する。この現象は、溶融塩溶液LQの液面LSに浸漬するマルチレン
ズアレイ10の進入角度や、浸漬速度などのバラツキにより発生し、その発生の程度も異
なると推測される。
そして、溶融塩溶液LQに浸漬されたマルチレンズアレイ10は、回転工程に移行する
。
As shown in FIG. 3, when the
Air entrained by a large number of
And the
図2(b)において、回転工程は、溶融塩溶液LQ中において、マルチレンズアレイ1
0が、マトリクス状に配列された多数の小レンズ12aが形成されたレンズ部12の面の
垂直方向を回転軸として回転される。図2(b)に示すマルチレンズアレイ10の回転軸
としての回転軸は、例えば、マルチレンズアレイ10のシステム光軸10aである。
これにより、マルチレンズアレイ10を強化処理液LQに浸漬する際に、多数の小レン
ズの境界部に形成された凹部αに入り込んで残存した気泡βが(図3参照)、回転する遠
心力によって小レンズ12aのレンズ面を滑るように移動して、凹部αから離脱する。そ
して、マルチレンズアレイ10の凹部αから離脱した気泡βは、液面LSに向かって浮上
する。
In FIG. 2B, the rotation process is performed in the multi-lens array 1 in the molten salt solution LQ.
0 is rotated with the vertical direction of the surface of the
As a result, when the
なお、溶融塩溶液LQ中で回転されるマルチレンズアレイ10の回転軸(10a)の位
置は、多数の小レンズ12aが形成されたレンズ部12の面の略垂直方向を回転軸として
回転される軸であれば、どんな位置であっても良い。また、本実施形態における回転は、
一方向に円運動する回転と、正逆方向に円運動する回転が含まれる。
Note that the position of the rotation axis (10a) of the
A rotation that circularly moves in one direction and a rotation that circularly moves in the forward and reverse directions are included.
マルチレンズアレイ10を回転する回転速度は、1〜300rpm程度である。回転速
度が、1〜300rpm程度であることにより、多数の小レンズ12aの境界部に形成さ
れた凹部αに入り込んで残存した気泡βが、凹部αから取り除かれ易い。回転速度が30
0rpmを超えて速い場合は、大きな遠心力と回転するマルチレンズアレイ10の渦流の
発生によって、気泡βが凹部αから離脱せずに凹部αに留まり易くなる。1rpm未満で
遅い場合には、遠心力が小さ過ぎて、気泡βが凹部αから取り除かれ難い。
The rotation speed for rotating the
When the speed is faster than 0 rpm, the bubble β does not separate from the recess α and tends to stay in the recess α due to the generation of a large centrifugal force and the swirl of the rotating
また、回転されるマルチレンズアレイ10の回転は、数回から十数回程度行われる。こ
の回転の回数は、レンズ部12に形成される小レンズ12aの数や、小レンズ12aの各
レンズ面の境界部に形成される凹部αの形状(小レンズ12aの突起量)などを考慮して
適宜設定される。
The rotated
こうした回転工程において、溶融塩溶液LQ中でマルチレンズアレイ10を回転する回
転軸(10a)は、多数の小レンズ12aが形成されたレンズ部12の面が強化処理液L
Qの液面LSに向く方向に傾斜していることが好ましい。傾斜角度は、1〜10°程度で
あれば良い。これにより、凹部αに入り込んで残存した空気の気泡βが、凹部αからより
取り除かれ易くなる。
In such a rotation process, the rotating shaft (10a) that rotates the
It is preferable to incline in the direction toward the liquid level LS of Q. The inclination angle may be about 1 to 10 °. This makes it easier for air bubbles β remaining in the recess α to be removed from the recess α.
そして、回転工程が終了したマルチレンズアレイ10は、強化処理槽20に収容された
溶融塩溶液LQ中に18時間程度、浸漬した状態で保持される。これにより、マルチレン
ズアレイ10の表面付近のアルカリ金属イオンが、それよりイオン半径の大きいアルカリ
金属イオンと置換され、マルチレンズアレイ10に強化処理が施される。
そして、強化処理が施されたマルチレンズアレイ10は、引き上げ工程に移行する。
Then, the
Then, the
引き上げ工程は、強化処理が施されたマルチレンズアレイ10が、強化処理槽20に収
容された溶融塩溶液LQ中から引き上げられる。
溶融塩溶液LQ中から引き上げる速度は、浸漬速度と略同じ20〜30cm/分程度で
ある。この引き上げは、吊り具を作動して、取付け治具にセットされたマルチレンズアレ
イ10が、予熱が行われたと略同じ、強化処理槽20に収容された溶融塩溶液LQの液面
LSの上方50cm程度の位置まで移動して停止する。
そして、溶融塩溶液LQ中から引き上げられたマルチレンズアレイ10は、冷却工程に
移行する。
In the pulling process, the
The speed at which the molten salt solution LQ is pulled up is about 20 to 30 cm / min, which is substantially the same as the dipping speed. This lifting is performed by operating the hanger, and the
Then, the
冷却工程は、溶融塩溶液LQ中から引き上げられたマルチレンズアレイ10の徐冷およ
び自然冷却が行われる。
マルチレンズアレイ10の徐冷は、溶融塩溶液LQの液面LSの上方位置まで移動して
停止した状態で、1時間程度保持されて冷却される。これにより、マルチレンズアレイ1
0の温度は、300℃程度に低下する。
In the cooling process, the
The slow cooling of the
The temperature of 0 drops to about 300 ° C.
そして、徐冷の後、溶融塩溶液LQが収容された強化処理槽20に蓋がされ、マルチレ
ンズアレイ10の温度が常温程度に戻るまで自然冷却が行われる。
この冷却工程において、マルチレンズアレイ10の徐冷および自然冷却が行われること
で、マルチレンズアレイ10の熱歪の発生を抑えることができる。
そして、常温程度に自然冷却されたマルチレンズアレイ10は、吊り具および取付け治
具から取り外されて、マルチレンズアレイ10の強化処理が終了する。
Then, after the slow cooling, the strengthening
In this cooling step, the
Then, the
以上のように強化処理が施されたマルチレンズアレイ10に対して、水冷法によるヒー
トショック試験を行い、強化処理の効果の確認を行った。
ヒートショック試験は、強化処理が施されたマルチレンズアレイ10をサンプルとして
20個用いて行った。先ず、マルチレンズアレイ10を炉内温度が190℃のオーブン内
に1時間投入して加熱を行った。そして、加熱された状態のマルチレンズアレイ10を、
オーブン内から取り出して、直ちに水温20℃の水中に投入した。その結果、サンプル2
0個の全てのマルチレンズアレイ10にクラック(割れ)の発生はなく、充分強化処理が
施されていることが確認できた。
A heat shock test by a water cooling method was performed on the
The heat shock test was performed using 20
It was taken out from the oven and immediately put into water having a water temperature of 20 ° C. As a result, sample 2
It was confirmed that there was no occurrence of cracks in all of the zero
上述したマルチレンズアレイの強化処理方法によれば、以下に示す効果を奏することが
できる。
According to the multilens array enhancement processing method described above, the following effects can be obtained.
マルチレンズアレイ10を強化処理液としての溶融塩溶液LQの液中に浸漬する際に、
マトリクス状に配列された多数の小レンズ12aが形成されたレンズ部12の面を、溶融
塩溶液LQの液面に対して、略垂直に保ったまま浸漬する(浸漬工程)ことにより、浸漬
時の抵抗による溶融塩溶液LQの飛散が最小限に抑えられ、高温に加熱された溶融塩溶液
LQによる作業者や作業環境へ与える各種弊害を防ぐことができる。
When the
By immersing the surface of the
しかも、溶融塩溶液LQ中でマルチレンズアレイ10の多数の小レンズ12aが形成さ
れたレンズ部12の面の垂直方向を回転軸(10a)として回転する(回転工程)ことに
より、マルチレンズアレイ10を溶融塩溶液LQに浸漬する際に、多数の小レンズ12a
によって巻き込まれ、多数の小レンズ12aの境界部に形成された凹部αに入り込んだ気
泡βが、凹部αから取り除かれて、マルチレンズアレイ10の全表面が溶融塩溶液LQと
接触することで、表面全体に均一な強化処理が行える。
In addition, the
Are removed from the recess α and the entire surface of the
また、マルチレンズアレイ10を溶融塩溶液LQに浸漬する浸漬速度が、20〜30c
m/分であることにより、マルチレンズアレイ10の割れの発生を防ぐと共に、多数の小
レンズ12aに空気が巻き込まれ難く、小レンズ12aの境界部に形成された凹部αに微
小な気泡βが発生し難い。
また、回転工程においてマルチレンズアレイ10を回転する回転軸(10a)は、マル
チレンズアレイ10の多数の小レンズ12aが形成されたレンズ部12の面が溶融塩溶液
LQの液面LSに向く方向に傾斜していることにより、多数の小レンズ12aの境界部に
形成された凹部αに入り込んだ気泡βが、凹部αから、より取り除かれ易くなる。
Moreover, the immersion speed which immerses the
Since m / min prevents the
In addition, the rotation axis (10a) for rotating the
また、回転工程において、溶融塩溶液LQ中でマルチレンズアレイ10を回転する回転
速度が1〜300rpmであることにより、多数の小レンズ12aの境界部に形成された
凹部αに入り込んで残存した気泡βが、凹部αから離脱せずに留まることなく、凹部から
取り除くことができる。
Further, in the rotation process, the rotation speed of rotating the
以上の実施形態において、強化処理されるマルチレンズアレイ10は、取付け治具等に
セットされて、一つ一つが処理される場合で説明したが、取付け治具に替えて、籠あるい
は網状の容器に多数のマルチレンズアレイ10をセットして行っても良い。この場合の多
数のマルチレンズアレイ10は、例えば、箱形の籠あるいは網状の容器内に、多数のマル
チレンズアレイ10に対応して備えられたクリップ等で、ベース部11の平坦面11aと
平坦面11b(図1参照)とを挟んだり、略矩形状のベース部11の相対する辺の端面部
を両側から押圧するように備えられた可撓性を有するバネ等に押圧されて、籠あるいは網
状の容器の底面に対して垂直方向に保持される。そして、籠あるいは網状の容器全体で一
つ一つの強化処理方法と同様に、浸漬工程、回転工程などが行われる。
これにより、大型の強化処理槽20が必要となるが、強化処理の生産性が大幅に向上す
る。
In the above embodiment, the
Thereby, although the large-sized reinforcement | strengthening
10…マルチレンズアレイ、10a…システム光軸及び回転軸、11…ベース部、11
a,11b…平坦面、12…レンズ部、12a…小レンズ、20…強化処理槽、LQ…強
化処理液としての溶融塩溶液、LS…溶融塩溶液LQの液面、α…凹部、β…気泡。
DESCRIPTION OF
a, 11b ... flat surface, 12 ... lens part, 12a ... small lens, 20 ... strengthening treatment tank, LQ ... molten salt solution as strengthening treatment liquid, LS ... liquid surface of molten salt solution LQ, [alpha] ... recess, [beta] ... Bubbles.
Claims (3)
強化処理する方法であって、
前記マルチレンズアレイを前記多数の小レンズが形成された面が前記強化処理液の液面
に対して略垂直に保った状態で前記強化処理液に浸漬する浸漬工程と、
前記強化処理液中で前記マルチレンズアレイの前記多数の小レンズが形成された面の垂
直方向を回転軸として回転する回転工程と、を備えたことを特徴とするマルチレンズアレ
イの強化処理方法。 A method of strengthening a multi-lens array in which a large number of small lenses are integrally formed on one surface with a strengthening treatment liquid,
An immersion step of immersing the multi-lens array in the strengthening treatment liquid in a state where the surface on which the plurality of small lenses are formed is maintained substantially perpendicular to the liquid surface of the strengthening treatment liquid;
And a rotating step of rotating in a direction perpendicular to a surface of the multi-lens array on which the plurality of small lenses are formed in the strengthening treatment liquid.
前記回転工程においてマルチレンズアレイを回転する回転軸は前記強化処理液の液面に
対して傾いており、前記マルチレンズアレイの前記多数の小レンズが形成された面が前記
強化処理液の液面に向く方向に傾斜していることを特徴とするマルチレンズアレイの強化
処理方法。 In the reinforcement processing method of the multi lens array according to claim 1,
The rotating shaft that rotates the multi-lens array in the rotation step is inclined with respect to the liquid surface of the strengthening treatment liquid, and the surface of the multi-lens array on which the multiple small lenses are formed is the liquid surface of the strengthening treatment liquid. A multi-lens array strengthening method, wherein the multi-lens array is inclined in a direction toward the surface.
前記回転工程においてマルチレンズアレイを回転する回転速度が1〜300rpmであ
ることを特徴とするマルチレンズアレイの強化処理方法。
In the reinforcement processing method of the multi lens array according to claim 1 or 2,
The multi-lens array enhancement processing method, wherein a rotation speed of rotating the multi-lens array in the rotation step is 1 to 300 rpm.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006080428A JP2007254204A (en) | 2006-03-23 | 2006-03-23 | Multi-lens array tempering treatment method |
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Country | Link |
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JP (1) | JP2007254204A (en) |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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-
2006
- 2006-03-23 JP JP2006080428A patent/JP2007254204A/en not_active Withdrawn
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