JP2009096648A - Method of manufacturing lens array - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複数のレンズの集合体であるレンズアレイを成形法によって製造するレンズアレイの製造方法に関する。 The present invention relates to a lens array manufacturing method for manufacturing a lens array, which is an assembly of a plurality of lenses, by a molding method.
複数のレンズの集合体であるレンズアレイは、照明用、光ファイバ通信用、センサー集光用などのレンズとして広く利用されている。このようなレンズアレイは、ガラス材料やプラスチック材料などの成形素材を加熱軟化させた状態で成形型で押圧し、成形される。 A lens array that is an aggregate of a plurality of lenses is widely used as a lens for illumination, optical fiber communication, sensor condensing, and the like. Such a lens array is molded by pressing a molding material such as a glass material or a plastic material with a molding die in a heat-softened state.
このようなレンズアレイとして、例えば特許文献1には、ガラス材料を金型間に配置して真空中で加熱軟化させ、金型の成形面をガラス材料に押圧してレンズアレイを成形する方法が記載されている。
しかしながら、特許文献1によると、成形素材を用いて良好な品質のレンズアレイを得るために成形室内を真空状態にする必要がある。また、成形室内に真空状態を生成するため、密閉された成形環境を得るための真空容器と、真空容器内を減圧するための真空ポンプ等、付属装置が必要となる。付属装置が接続されることにより、装置全体が大型化するとともに複雑になる。 However, according to Patent Document 1, it is necessary to evacuate the molding chamber in order to obtain a lens array of good quality using a molding material. Further, in order to generate a vacuum state in the molding chamber, an auxiliary device such as a vacuum container for obtaining a sealed molding environment and a vacuum pump for reducing the pressure inside the vacuum container is required. By connecting the accessory device, the entire device becomes large and complicated.
さらに、所定の真空度を得るために、真空引きの時間が必要になり、作業工程において成形品を得るまでのサイクルタイムが増加する。
本発明は斯かる課題を解決するためになされたもので、空気溜りのない高品質のレンズアレイを得るとともに、製造工程のサイクルタイムの増加を抑制することのできるレンズアレイの製造方法を提供することを目的とする。
Furthermore, in order to obtain a predetermined degree of vacuum, time for evacuation is required, and the cycle time until a molded product is obtained in the work process increases.
The present invention has been made to solve such a problem, and provides a lens array manufacturing method capable of obtaining a high-quality lens array free from air accumulation and suppressing an increase in cycle time of a manufacturing process. For the purpose.
前記目的を達成するため、請求項1に係る発明は、
凸状のレンズ部が、基板部の少なくとも一方の面に複数形成されたレンズアレイの製造方法において、
対向する一対の成形型の少なくとも一方に前記レンズ部を形成するレンズ成形面を有し、
前記一対の成形型間に前記基板部に対応する基板素材、及び前記レンズ部に対応するレンズ素材を配置する工程と、
前記基板素材と前記レンズ素材とを所定の成形温度に加熱する工程と、
前記一対の成形型を接近移動させることで、前記基板素材と前記レンズ素材とを押圧して前記レンズ部を形成するとともに、前記基板部と前記レンズ部とを接合一体化する工程と、を有することを特徴とする。
In order to achieve the object, the invention according to claim 1
In the method of manufacturing a lens array in which a plurality of convex lens portions are formed on at least one surface of the substrate portion,
A lens molding surface for forming the lens portion on at least one of a pair of opposing molds;
Placing a substrate material corresponding to the substrate portion and a lens material corresponding to the lens portion between the pair of molds;
Heating the substrate material and the lens material to a predetermined molding temperature;
Forming the lens part by pressing the substrate material and the lens material by moving the pair of molds close to each other, and joining and integrating the substrate part and the lens part. It is characterized by that.
請求項2に係る発明は、請求項1に記載のレンズアレイの製造方法において、
前記レンズ素材と前記レンズ成形面とが球面又は非球面で接する場合に、前記レンズ素材の曲率半径は前記レンズ成形面の曲率半径よりも小さく、前記レンズ素材の厚みは前記レンズ成形面の球欠深さと同等またはそれ以上であることを特徴とする。
The invention according to claim 2 is a method of manufacturing a lens array according to claim 1,
When the lens material and the lens molding surface are in contact with each other on a spherical surface or an aspherical surface, the radius of curvature of the lens material is smaller than the radius of curvature of the lens molding surface, and the thickness of the lens material is a spherical notch of the lens molding surface. It is characterized by being equal to or greater than the depth.
請求項3に係る発明は、請求項1または2に記載のレンズアレイの製造方法において、
前記基板素材と前記レンズ素材とは同一種類のガラス材料であることを特徴とする。
請求項4に係る発明は、請求項1または2に記載のレンズアレイの製造方法において、
前記基板素材と前記レンズ素材とは異種類のガラス材料であり、レンズ素材のガラス材料が基板素材のガラス材料よりもガラス転移点の高いことを特徴とする。
The invention according to claim 3 is the method of manufacturing a lens array according to claim 1 or 2,
The substrate material and the lens material are the same kind of glass material.
The invention according to claim 4 is the method of manufacturing a lens array according to claim 1 or 2,
The substrate material and the lens material are different kinds of glass materials, and the glass material of the lens material has a glass transition point higher than that of the glass material of the substrate material.
請求項5に係る発明は、請求項1〜4のいずれかに記載のレンズアレイの製造方法において、
前記レンズ素材は、ボール形状、平凸形状、両凸形状、レンズ部の近似形状、ロッド形状のうちいずれかであることを特徴とする。
The invention according to claim 5 is the method of manufacturing a lens array according to any one of claims 1 to 4,
The lens material is any one of a ball shape, a plano-convex shape, a biconvex shape, an approximate shape of a lens portion, and a rod shape.
請求項6に係る発明は、請求項1〜5のいずれかに記載のレンズアレイの製造方法において、
前記基板素材は、平行平板形状又は所定の曲率半径を有するレンズ形状のいずれかであることを特徴とする。
The invention according to claim 6 is the method of manufacturing a lens array according to any one of claims 1 to 5,
The substrate material is either a parallel plate shape or a lens shape having a predetermined radius of curvature.
請求項7に係る発明は、請求項1〜6のいずれかに記載のレンズアレイの製造方法において、
前記レンズ素材は前記レンズ部と同一の体積を有することを特徴とする。
The invention according to claim 7 is the method of manufacturing a lens array according to any one of claims 1 to 6,
The lens material has the same volume as the lens portion.
請求項8に係る発明は、請求項1〜6のいずれかに記載のレンズアレイの製造方法において、
前記レンズ素材は前記基板素材に埋め込まれて接合一体化されることを特徴とする。
The invention according to claim 8 is the method of manufacturing a lens array according to any one of claims 1 to 6,
The lens material is embedded and integrated in the substrate material.
本発明によれば、一対の成形型間に基板素材及びレンズ素材を配置する工程と、基板素材とレンズ素材とを所定の成形温度に加熱する工程と、基板素材とレンズ素材とを押圧してレンズ部を形成し基板部とレンズ部とを接合一体化する工程とを有することで、空気溜りのない高品質のレンズアレイを得ることができる。また、成形室内を真空にする必要がないので、製造工程のサイクルタイムの増加を抑制することができる。さらに、付属装置をなくすことで装置全体を簡略化できる。 According to the present invention, the step of placing the substrate material and the lens material between the pair of molds, the step of heating the substrate material and the lens material to a predetermined molding temperature, and pressing the substrate material and the lens material By forming the lens portion and joining and integrating the substrate portion and the lens portion, a high-quality lens array free from air accumulation can be obtained. Moreover, since it is not necessary to evacuate the molding chamber, an increase in the cycle time of the manufacturing process can be suppressed. Furthermore, the entire device can be simplified by eliminating the attached device.
以下、図面に基づき本発明の実施の形態を説明する。
[成形装置の説明]
図1は、レンズアレイの製造装置の部分概念を示す図である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[Description of molding equipment]
FIG. 1 is a diagram showing a partial concept of a lens array manufacturing apparatus.
この製造装置10は、大気圧下又は不活性ガス(Arガス等)、窒素ガス(N2等)の置換下で稼動でき、真空装置を必要としない一般的なものである。この製造装置10は、金型組立体20を挟んで対向配置された上側プレート12及び下側プレート14と、上側プレート12を下側プレート14に向けて(矢印A方向に)押圧する加圧装置21と、を有している。 This manufacturing apparatus 10 can be operated under atmospheric pressure or under the substitution of an inert gas (such as Ar gas) or nitrogen gas (such as N 2 ), and is a general apparatus that does not require a vacuum apparatus. The manufacturing apparatus 10 includes an upper plate 12 and a lower plate 14 that are opposed to each other with a mold assembly 20 interposed therebetween, and a pressure device that presses the upper plate 12 toward the lower plate 14 (in the direction of arrow A). 21.
上側プレート12には、上側カートリッジヒータ16が内蔵されている。下側プレート14には、下側カートリッジヒータ18が内蔵されている。なお、カートリッジヒータ16,18の代わりに、赤外線ランプを金型組立体20の側面周辺に配置しても構わない。 An upper cartridge heater 16 is built in the upper plate 12. A lower cartridge heater 18 is built in the lower plate 14. Instead of the cartridge heaters 16 and 18, an infrared lamp may be arranged around the side surface of the mold assembly 20.
金型組立体20は、加熱、成形、冷却の各工程が実行されて成形品としてのレンズアレイ32(図2(c)等参照)が得られる。成形工程では、金型組立体20は、上側プレート12と下側プレート14との間に挟持された状態で加圧装置21により押圧成形される。なお、この金型組立体20の詳細については後述する。
[第1の実施の形態]
図2(a)〜(c)は、第1の実施の形態のレンズアレイ32の製造方法を示す図である。図2(a)は、常温下での金型組立体20の組み立て状態を示し、図2(b)は、加熱下での金型組立体20による成形状態を示し、図2(c)は、成形により得られたレンズアレイ32の外観を示している。
The mold assembly 20 is subjected to heating, molding, and cooling steps to obtain a lens array 32 (see FIG. 2C, etc.) as a molded product. In the molding process, the mold assembly 20 is press-molded by the pressure device 21 while being sandwiched between the upper plate 12 and the lower plate 14. The details of the mold assembly 20 will be described later.
[First Embodiment]
2A to 2C are diagrams illustrating a method for manufacturing the lens array 32 according to the first embodiment. 2A shows an assembled state of the mold assembly 20 at room temperature, FIG. 2B shows a molded state by the mold assembly 20 under heating, and FIG. The external appearance of the lens array 32 obtained by molding is shown.
図2(a)において、金型組立体20は、上型22、下型24、及びスリーブ26を有している。上型22及び下型24は、スリーブ26の内部で、夫々の成形面22a,24aが対向するようにスリーブ26の両端側から嵌挿されている。上型22の成形面22aは、略平面に形成され、下型24の成形面24aは、平坦な平面部の内側にレンズ面を成形可能な凹状レンズ成形部24a’が複数形成されている。この凹状レンズ成形部24a’の数は、成形されるレンズアレイ32のレンズ部30’の数に合わせて形成される。 In FIG. 2A, the mold assembly 20 has an upper mold 22, a lower mold 24, and a sleeve 26. The upper die 22 and the lower die 24 are fitted and inserted from both ends of the sleeve 26 so that the molding surfaces 22a and 24a face each other inside the sleeve 26. The molding surface 22a of the upper mold 22 is formed in a substantially flat surface, and the molding surface 24a of the lower mold 24 is formed with a plurality of concave lens molding portions 24a 'capable of molding a lens surface inside a flat plane portion. The number of concave lens molding portions 24a 'is formed in accordance with the number of lens portions 30' of the lens array 32 to be molded.
なお、この凹状レンズ成形部24a’は、下型24に形成する代わりに上型22に形成してもよい。また、上型22及び下型24はそれぞれ単体部品からなっているが、これに限らず、複数の別体部品を結合させて構成してもよい。例えば、下型24の場合、平面部を有するベース型部品にレンズ成形面(凹状レンズ成形部24a’)を有する入れ子型部品を嵌合させて構成してもよい。 The concave lens molding portion 24 a ′ may be formed on the upper mold 22 instead of being formed on the lower mold 24. Moreover, although the upper mold | type 22 and the lower mold | type 24 consist of single components, respectively, you may comprise not only this but combining several separate components. For example, in the case of the lower mold 24, a nested mold part having a lens molding surface (concave lens molding part 24a ') may be fitted to a base mold part having a flat part.
上型22、下型24、及びスリーブ26の材料は超硬合金、炭化珪素、ステンレス鋼などが用いられる。
次に、成形に際して金型組立体20の組み付けについて説明する。
For the material of the upper die 22, the lower die 24, and the sleeve 26, cemented carbide, silicon carbide, stainless steel, or the like is used.
Next, assembly of the mold assembly 20 will be described during molding.
図2(a)に示すように、下型24の成形面24aの凹状レンズ成形部24a’に、図3(a)に示すような複数の球状のレンズ素材30を1個づつ載置する。この複数のレンズ素材30は、レンズアレイ32の複数のレンズ部30’に対応する。このレンズ素材30は、本実施形態では、ボール形状(球形状)に加工したものである。 As shown in FIG. 2A, a plurality of spherical lens materials 30 as shown in FIG. 3A are placed one by one on the concave lens molding portion 24a 'of the molding surface 24a of the lower mold 24. As shown in FIG. The plurality of lens materials 30 correspond to the plurality of lens portions 30 ′ of the lens array 32. In this embodiment, the lens material 30 is processed into a ball shape (spherical shape).
この場合、図4に示すように、球状のレンズ素材30の曲率半径rgは、成形面24aの凹状レンズ成形部24a’の曲率半径rdよりも小さい(rd≧rg)のが好ましい。さらに、レンズ素材30の厚み(ここでは直径Dg)は、凹状レンズ成形部24a’の球欠深さと同じまたはそれよりも大きくするのが好ましい。これにより、下型24の凹状レンズ成形部24a’に存在していた空気は、破線の矢印A方向に、中心から外周側に向けて押し出される。押し出された空気は成形完了前までにガラス基板28と下型の成形面24aとの間に形成された隙間から排出されていく。こうして、成形面24aの凹状レンズ成形部24a’と球状のレンズ素材30との間に、空気溜りが生じるのが回避される。なお、球状のレンズ素材30の代わりに、平凸形状、両凸形状、レンズ部の近似形状のものを用いても構わない。 In this case, as shown in FIG. 4, the radius of curvature r g of the lens material 30 of spherical, preferably smaller than the radius of curvature r d of the concave lens molding portion 24a of the molding surface 24a '(r d ≧ r g ) . Furthermore, it is preferable that the thickness of the lens material 30 (here, the diameter D g ) is the same as or larger than the spherical notch depth of the concave lens molding portion 24a ′. As a result, the air present in the concave lens molding portion 24a ′ of the lower mold 24 is pushed out from the center toward the outer peripheral side in the direction of the broken arrow A. The extruded air is discharged from the gap formed between the glass substrate 28 and the molding surface 24a of the lower mold before the molding is completed. In this way, an air pocket is prevented from being generated between the concave lens molding portion 24a ′ of the molding surface 24a and the spherical lens material 30. Instead of the spherical lens material 30, a plano-convex shape, a biconvex shape, or an approximate shape of the lens portion may be used.
レンズ素材30の体積は、レンズアレイ32のレンズ部30’の体積と略一致するような寸法に設定される。
次いで、図2(a)において、下型24に配置された複数のレンズ素材30の上に、図3(b)に示すようなガラス基板28を載せる。このガラス基板28は、成形品としてのレンズアレイ32の円板状の基板部28’に対応する。
The volume of the lens material 30 is set to a size that substantially matches the volume of the lens portion 30 ′ of the lens array 32.
Next, in FIG. 2A, a glass substrate 28 as shown in FIG. 3B is placed on the plurality of lens materials 30 arranged in the lower mold 24. The glass substrate 28 corresponds to the disk-shaped substrate portion 28 ′ of the lens array 32 as a molded product.
このガラス基板28は、円形の平行平板形状に加工されている。この場合、ガラス基板28において、レンズアレイ32のレンズ部30’に対応する位置に、浅い球面状の凹部(図示せず)を設けてレンズ素材30との安定性を図ってもよい。 The glass substrate 28 is processed into a circular parallel plate shape. In this case, a shallow spherical concave portion (not shown) may be provided on the glass substrate 28 at a position corresponding to the lens portion 30 ′ of the lens array 32 to achieve stability with the lens material 30.
なお、ガラス基板28の形状は、レンズアレイ32の基板部28’の形状に合わせて選択される。例えば、レンズアレイ32の基板部28’が矩形状であれば矩形状のものを選択し、さらに、基板部28’が多角形状であれば多角形状のものを選択すると良い。ガラス基板28の体積は、レンズアレイ32の基板部28’の体積とほぼ一致するような寸法に設定される。 The shape of the glass substrate 28 is selected according to the shape of the substrate portion 28 ′ of the lens array 32. For example, a rectangular shape may be selected if the substrate portion 28 ′ of the lens array 32 is rectangular, and a polygonal shape may be selected if the substrate portion 28 ′ is polygonal. The volume of the glass substrate 28 is set to a dimension that substantially matches the volume of the substrate portion 28 ′ of the lens array 32.
本実施形態では、ガラス基板28とレンズ素材30の材料は、同一のガラスで構成されている。同一のガラスで構成されることで、ガラス基板28とレンズ素材30の接合が確実に確保される。また、このガラスは、可視域において透明な光学ガラスが用いられ、ホウケイ酸系ガラス、バリウム系ガラスが比較的利用しやすい。例えば、ガラス基板28及びレンズ素材30として、L−BSL7((株)オハラ製)又はS−BAL41((株)オハラ製)を選択できる。ただし、ガラスの種類が限定されるものではない。 In the present embodiment, the glass substrate 28 and the lens material 30 are made of the same glass. By being comprised with the same glass, joining of the glass substrate 28 and the lens raw material 30 is ensured reliably. Further, as this glass, a transparent optical glass is used in the visible range, and borosilicate glass and barium glass are relatively easy to use. For example, as the glass substrate 28 and the lens material 30, L-BSL7 (manufactured by OHARA INC.) Or S-BAL41 (manufactured by OHARA INC.) Can be selected. However, the kind of glass is not limited.
なお、ガラス基板28及びレンズ素材30は、研削加工、研磨加工、あるいは溶融ガラスのプレス加工によって製作することができる。
このようにして、下型24上に複数のレンズ素材30とガラス基板28を載せた状態で、下型24の周囲にスリーブ26を嵌挿する。さらに、スリーブ26の上方から上型22を嵌挿する。こうして、下型24及び上型22間にレンズ素材30及びガラス基板28を挟み込み、金型組立体20を組み付ける。なお、組み付け順序はこれに限らない。例えば、下型24にスリーブ26を嵌挿してから、下型24の成形面24aにレンズ素材30を載置してもよい。
The glass substrate 28 and the lens material 30 can be manufactured by grinding, polishing, or molten glass pressing.
In this manner, the sleeve 26 is fitted around the lower mold 24 with the plurality of lens materials 30 and the glass substrate 28 placed on the lower mold 24. Further, the upper die 22 is inserted from above the sleeve 26. Thus, the lens material 30 and the glass substrate 28 are sandwiched between the lower mold 24 and the upper mold 22, and the mold assembly 20 is assembled. The assembly order is not limited to this. For example, the lens material 30 may be placed on the molding surface 24 a of the lower mold 24 after the sleeve 26 is inserted into the lower mold 24.
次に、加熱工程について説明する。
図1に示したレンズアレイの製造装置10に、複数のレンズ素材30及びガラス基板28を挟み込んだ金型組立体20を取り付ける。製造装置10の上側カートリッジヒータ16と下側カートリッジヒータ18は通電された状態にあり、上側プレート12と下側プレート14とが成形温度になるよう加熱している。上側プレート12と下側プレート14を介して、金型組立体20と複数のレンズ素材30及びガラス基板28は成形温度になるまで加熱される。
Next, the heating process will be described.
A mold assembly 20 sandwiching a plurality of lens materials 30 and a glass substrate 28 is attached to the lens array manufacturing apparatus 10 shown in FIG. The upper cartridge heater 16 and the lower cartridge heater 18 of the manufacturing apparatus 10 are energized, and the upper plate 12 and the lower plate 14 are heated so as to reach a molding temperature. The mold assembly 20, the plurality of lens materials 30, and the glass substrate 28 are heated through the upper plate 12 and the lower plate 14 until the molding temperature is reached.
このとき、成形温度は、使用するガラスの屈伏点よりも高い温度に設定される。この成形温度のもとで、複数のレンズ素材30及びガラス基板28が軟化状態になる。
次に、成形工程について説明する。
At this time, the molding temperature is set to a temperature higher than the yield point of the glass used. Under this molding temperature, the plurality of lens materials 30 and the glass substrate 28 are softened.
Next, the molding process will be described.
図2(b)に示すように、成形工程では、複数のレンズ素材30及びガラス基板28が成形温度に保持された状態で上側プレート12を下降させて金型組立体20を加圧する。
これにより、下型24及び上型22間に挟まれた複数のレンズ素材30及びガラス基板28は、変形しながら下型24及び上型22間の空間に充填されていく。変形が進行するに伴い、レンズアレイ32の基板部28’とレンズ部30’とが成形される。それと同時に、基板部28’とレンズ部30’とは界面で接合される。
As shown in FIG. 2B, in the molding step, the upper plate 12 is lowered and the mold assembly 20 is pressurized while the plurality of lens materials 30 and the glass substrate 28 are held at the molding temperature.
Thereby, the plurality of lens materials 30 and the glass substrate 28 sandwiched between the lower mold 24 and the upper mold 22 are filled in the space between the lower mold 24 and the upper mold 22 while being deformed. As the deformation proceeds, the substrate portion 28 'and the lens portion 30' of the lens array 32 are molded. At the same time, the substrate portion 28 'and the lens portion 30' are joined at the interface.
ここで、各レンズ素材30は、加圧により下型24の凹状レンズ成形部24a’の中心から外周に向かって押し広げられていく。このとき、前述したように、球状の各レンズ素材30の曲率半径は、下型24の凹状レンズ成形部24a’の曲率半径よりも小さいので、下型24の凹状レンズ成形部24a’に存在していた空気は中心から外周側に向けて押し出される。さらに、レンズ素材30の厚みは、凹状レンズ成形部24a’の球欠深さと同等またはそれよりも大きく、押し出された空気は成形完了前までにガラス基板28と下型の成形面24aとの間に形成された隙間から排出されていく。 Here, each lens material 30 is pushed and expanded from the center of the concave lens molding portion 24a 'of the lower mold 24 toward the outer periphery by pressurization. At this time, as described above, since the radius of curvature of each spherical lens material 30 is smaller than the radius of curvature of the concave lens molding portion 24a ′ of the lower mold 24, it exists in the concave lens molding portion 24a ′ of the lower mold 24. The air that has been pushed out is pushed from the center toward the outer peripheral side. Further, the thickness of the lens material 30 is equal to or larger than the spherical notch depth of the concave lens molding portion 24a ′, and the extruded air is between the glass substrate 28 and the lower mold molding surface 24a before the molding is completed. It is discharged from the gap formed.
また、仮にレンズ素材30と下型24の凹状レンズ成形部24a’との間に空気が残存したとしても、レンズアレイ32のレンズ部30’の外周の稜線部分に集中してわずかな空気溜りが形成されるに留まる。すなわち、レンズアレイ32の各レンズ部30’の光学面には空気がほとんど残ることはない。このため、光学性能に影響を及ぼすことはない。 Even if air remains between the lens material 30 and the concave lens molding portion 24a ′ of the lower mold 24, a slight air pocket is concentrated on the outer ridge line portion of the lens portion 30 ′ of the lens array 32. Stays formed. That is, almost no air remains on the optical surface of each lens portion 30 ′ of the lens array 32. For this reason, the optical performance is not affected.
こうして、レンズアレイ32の所望形状が成形された時点で、上側プレート12による加圧を止め、成形を終了する。この場合、レンズアレイ32の所望形状を得るために、上側プレート12の移動量(下降量)を制御してもよいし、上側プレート12の移動量と加圧時間との関係を予め調べておいて、加圧時間を制御するようにしてもよい。 Thus, when the desired shape of the lens array 32 is molded, the pressing by the upper plate 12 is stopped, and the molding is finished. In this case, in order to obtain the desired shape of the lens array 32, the movement amount (lowering amount) of the upper plate 12 may be controlled, or the relationship between the movement amount of the upper plate 12 and the pressing time is examined in advance. The pressurization time may be controlled.
次に、冷却工程について説明する。
この冷却工程は、ガラスを軟化状態から固化状態に移行させ、形状を安定化させる工程である。この冷却工程では、図示していない冷却装置により、金型組立体20を成形温度から所定温度にまで冷却する。
Next, the cooling process will be described.
This cooling process is a process of shifting the glass from the softened state to the solidified state and stabilizing the shape. In this cooling step, the mold assembly 20 is cooled from the molding temperature to a predetermined temperature by a cooling device (not shown).
冷却時には、成形されたレンズアレイ32の転写性確保と歪低減、及び接合の安定性を確保するため、所定の加圧状態を保持することが必要となる。このときの加圧力は、成形品に割れが発生しない程度の範囲に設定する。そして、金型組立体20及び成形されたレンズアレイ32が常温付近まで冷却されると冷却が完了する。冷却が完了した後は、金型組立体20から上型22を外して、成形されたレンズアレイ32を取り出す。 At the time of cooling, it is necessary to maintain a predetermined pressure state in order to ensure transferability and distortion reduction of the molded lens array 32 and stability of bonding. The applied pressure at this time is set to a range that does not cause cracks in the molded product. The cooling is completed when the mold assembly 20 and the molded lens array 32 are cooled to near room temperature. After the cooling is completed, the upper mold 22 is removed from the mold assembly 20, and the molded lens array 32 is taken out.
図2(c)は、成形されたレンズアレイ32の外観を示している。
このレンズアレイ32は、基板部28’にレンズ部30’が接合した状態となっている。なお、基板部28’の形状は、用途に応じて円板以外のものを選択することができる。また、各レンズ部30’は、凸形状で一定の曲率を持つ球面が形成されている。このレンズ部30’の数は3×3の9個で、基板部28’の一方の面上にマトリクス状に等間隔で配置されている。
FIG. 2C shows the appearance of the molded lens array 32.
This lens array 32 is in a state where the lens portion 30 ′ is bonded to the substrate portion 28 ′. In addition, the shape of board | substrate part 28 'can select things other than a disc according to a use. Each lens portion 30 'is formed with a convex spherical surface having a certain curvature. The number of the lens portions 30 ′ is 3 × 3, and is arranged on the one surface of the substrate portion 28 ′ at regular intervals in a matrix.
なお、レンズ部30’の形状および数は種々変更可能であり、前述した内容に限定されるものではない。例えば、レンズ部30’の形状は、非球面でもかまわない。また、レンズアレイ32は外形寸法を確保するため、必要であれば芯取り工程を追加して、余分な外径部分を削り落としてもよい。 Note that the shape and number of the lens portion 30 ′ can be variously changed and are not limited to the above-described contents. For example, the shape of the lens portion 30 ′ may be an aspherical surface. Further, in order to secure the outer dimension of the lens array 32, if necessary, a centering step may be added to scrape off the extra outer diameter portion.
さらに、芯取り工程をなくすために、スリーブ26の内径と下型24及び上型22の外径とを調整しておき、成形品(レンズアレイ32)の外径方向の変形を規制しておいてもよい。これにより、成形完了時に所望の外形寸法を有するレンズアレイ32が得られる。また、レンズアレイ32に反射防止などの機能を付加する場合は、後工程で表面にコーティング処理等を行う。 Further, in order to eliminate the centering step, the inner diameter of the sleeve 26 and the outer diameters of the lower mold 24 and the upper mold 22 are adjusted to restrict deformation of the molded product (lens array 32) in the outer diameter direction. May be. Thereby, the lens array 32 having a desired outer dimension is obtained when the molding is completed. In addition, when a function such as antireflection is added to the lens array 32, a coating process is performed on the surface in a later process.
以上の製造工程では、組立工程、加熱工程、成形工程、冷却工程の順に流れを説明した。ただし、自動組立装置と組み合わせれば、夫々の部材を加熱した状態で組み立てる等により、組立工程と加熱工程の順序を入れ替えることも可能である。 In the above manufacturing process, the flow has been described in the order of the assembly process, the heating process, the molding process, and the cooling process. However, when combined with an automatic assembly apparatus, it is possible to change the order of the assembly process and the heating process by assembling the respective members in a heated state.
本実施形態によれば、レンズアレイ32は、基板部28’及びレンズ部30’がガラスで構成されているため、耐熱性に優れ、温度変化による性能劣化が少ないという特徴を有する。 According to the present embodiment, the lens array 32 is characterized in that the substrate portion 28 ′ and the lens portion 30 ′ are made of glass, so that they have excellent heat resistance and little performance deterioration due to temperature changes.
さらに、本実施形態では、レンズアレイ32を、レンズ素材30とガラス基板28のように、予め複数の構成部材に分割して成形することで、空気溜りのない良好な品質を得ることができる。また、真空装置が不要になるため、製造装置10を簡略化でき、加えて製造工程のサイクルタイムを低減することができる。
[第2の実施の形態]
本実施形態では、図2(a)〜(c)に示したレンズアレイ32の製造方法により、異種ガラスを用いた基板部28’とレンズ部30’から構成されるレンズアレイ32の製造方法について説明する。基本的な内容は、第1の実施の形態と同様であるため、これと同一又は相当する部材には同一の符号を付して説明する。
Furthermore, in this embodiment, the lens array 32 can be divided into a plurality of constituent members in advance, such as the lens material 30 and the glass substrate 28, to obtain good quality without air retention. Moreover, since a vacuum apparatus becomes unnecessary, the manufacturing apparatus 10 can be simplified and, in addition, the cycle time of the manufacturing process can be reduced.
[Second Embodiment]
In the present embodiment, a manufacturing method of the lens array 32 composed of the substrate portion 28 ′ and the lens portion 30 ′ using different types of glass by the manufacturing method of the lens array 32 shown in FIGS. explain. Since the basic contents are the same as in the first embodiment, the same or corresponding members will be described with the same reference numerals.
一般に、種類の異なる2種類のガラスは、高温下で加圧することで接合することができる。また、種類の異なる2種類のガラスには、成形後においても剥がれや割れの生じない異種ガラスの好ましい組み合わせが存在する。 In general, two types of glasses that are different in type can be bonded by pressing under high temperature. Moreover, the two types of different types of glass have a preferable combination of different types of glass that does not peel or break even after molding.
ここでは、ガラス転移点温度の低いガラスをガラス基板28に使用し、ガラス転移点温度の高いガラスをレンズ素材30に使用した例を取り上げる。例えば、ガラス基板28として、ホウケイ酸系ガラス((株)オハラ製、ガラス転移点温度498℃)を用い、レンズ素材30として、ランタン系ガラス((株)オハラ製、ガラス転移点温度554℃)を用いた組み合わせを選択することができる。 Here, an example in which glass having a low glass transition temperature is used for the glass substrate 28 and glass having a high glass transition temperature is used for the lens material 30 will be described. For example, borosilicate glass (made by OHARA INC., Glass transition temperature 498 ° C.) is used as the glass substrate 28, and lanthanum glass (made by OHARA INC., Glass transition temperature 554 ° C.) is used as the lens material 30. A combination using can be selected.
なお、ガラス基板28は、円形の平行平板形状に加工されている。また、レンズ素材30は、形状の一部がレンズアレイ32のレンズ部30’と同一形状のものを用いる。そのようなものとして、球状のレンズ素材30の他に、平凸形状、両凸形状、レンズ部の近似形状のレンズ素材30を使用することができる。ただし、ガラス基板28とレンズ素材30は、第1実施形態と同様に、形状が特定のものに限定されることはない。 The glass substrate 28 is processed into a circular parallel plate shape. Further, the lens material 30 has a part of the same shape as the lens portion 30 ′ of the lens array 32. As such, in addition to the spherical lens material 30, a lens material 30 having a plano-convex shape, a biconvex shape, or an approximate shape of the lens portion can be used. However, the glass substrate 28 and the lens material 30 are not limited to specific shapes as in the first embodiment.
本実施形態のレンズアレイ32は、図2(c)で示したと同様の形状を有している。また、基板部28’とレンズ部30’は異なったガラス材料で構成されている。
ここで、加熱工程の成形温度下において、ガラス転移点温度の高いレンズ素材30は固化状態にあり、ガラス転移点温度の低いガラス基板28は軟化状態にある。
The lens array 32 of the present embodiment has the same shape as that shown in FIG. Further, the substrate portion 28 ′ and the lens portion 30 ′ are made of different glass materials.
Here, under the molding temperature of the heating step, the lens material 30 having a high glass transition temperature is in a solidified state, and the glass substrate 28 having a low glass transition temperature is in a softened state.
このため、成形工程では、各レンズ素材30は変形しないが、ガラス基板28は変形する状態にある。ガラス基板28は変形しながら、上型22と下型24、及び複数のレンズ素材30とで構成する空間を充填していく。各レンズ素材30は形状が変化しない。 For this reason, in the molding process, each lens material 30 is not deformed, but the glass substrate 28 is in a deformed state. The glass substrate 28 is deformed and fills a space formed by the upper mold 22, the lower mold 24, and the plurality of lens materials 30. The shape of each lens material 30 does not change.
変形が進行すると、ガラス基板28はレンズアレイ32の基板部28’を形成し、複数のレンズ素材30はそのままの状態でレンズアレイ32の各レンズ部30’を構成する。それと同時に、形成された基板部28’と各レンズ部30’とは界面で接合される。 As the deformation proceeds, the glass substrate 28 forms a substrate portion 28 ′ of the lens array 32, and each lens portion 30 ′ of the lens array 32 is configured with the plurality of lens materials 30 as they are. At the same time, the formed substrate portion 28 ′ and each lens portion 30 ′ are joined at the interface.
この場合は、各レンズ素材30の一部が予め各レンズ部30’を形成しているため、レンズ部30’の光学面にはほとんど空気が残らない状態にすることができる。ここで、レンズ素材30の厚み(ここでは直径Dg)は、凹状レンズ成形部24a’の球欠深さと同等またはそれよりも大きくするのが好ましい。ガラス基板28と下型の成形面24aとの間に介在する空気は成形完了前までに隙間から排出されていく。レンズ素材30の形状によっては、該レンズ素材30が基板部28’の内側に入り込む場合があるが、レンズアレイ32のレンズ部30’の光学面にはほとんど空気が残らず、光学性能に影響はない。 In this case, since a part of each lens material 30 forms each lens part 30 ′ in advance, almost no air can remain on the optical surface of the lens part 30 ′. Here, it is preferable that the thickness of the lens material 30 (here, the diameter D g ) is equal to or larger than the spherical notch depth of the concave lens molding portion 24a ′. The air interposed between the glass substrate 28 and the molding surface 24a of the lower mold is exhausted from the gap before the molding is completed. Depending on the shape of the lens material 30, the lens material 30 may enter the inside of the substrate portion 28 ′, but almost no air remains on the optical surface of the lens portion 30 ′ of the lens array 32, which affects the optical performance. Absent.
本実施例では複数のレンズ素材30はガラス基板28に埋め込まれた状態になる。所望の形状が得られた段階で上側プレート12の加圧を止めれば、レンズアレイ32の成形が終了する。その後、金型組立体20を常温付近まで冷却してレンズアレイ32を取り出す。 In the present embodiment, the plurality of lens materials 30 are embedded in the glass substrate 28. If the pressing of the upper plate 12 is stopped when the desired shape is obtained, the molding of the lens array 32 is completed. Thereafter, the mold assembly 20 is cooled to near room temperature and the lens array 32 is taken out.
なお、本実施形態では、屈伏点の高いガラスをレンズ素材30に使用し、屈伏点の低いガラスをガラス基板28に使用したが、これに限らない。
例えば、ガラス転移点温度の低いガラスをレンズ素材30に使用し、ガラス転移点温度の高いガラスをガラス基板28に用いることも可能である。この場合、レンズ素材30として、ボール形状に加工したものを用いることができる。球状のレンズ素材30の他に、平凸形状、両凸形状、レンズ部の近似形状のレンズ素材30を使用することもできる。
In this embodiment, glass having a high yield point is used for the lens material 30 and glass having a low yield point is used for the glass substrate 28. However, the present invention is not limited to this.
For example, glass having a low glass transition temperature can be used for the lens material 30, and glass having a high glass transition temperature can be used for the glass substrate 28. In this case, the lens material 30 can be processed into a ball shape. In addition to the spherical lens material 30, a lens material 30 having a plano-convex shape, a biconvex shape, or an approximate shape of the lens portion may be used.
本実施形態によれば、一般的な装備の製造装置10を用いて、空気溜りのない品質の良好な、しかも異なる種類のガラスで構成されたレンズアレイ32を得ることができる。一方のガラスは軟化しており、他のガラスは固化しているため、容積コントロールは比較的容易になる。そして、異種ガラスを組み合わせてレンズアレイ32を成形することで、湾曲収差、色収差の改善を図ることが可能になる。さらに、単一のガラスで構成したレンズアレイ32よりも、光学性能の改善されたレンズアレイ32を得ることができる。
[変更例]
次に、前述した第1〜第2の実施形態の変形例について説明する。なお、第1の実施の形態と同一又は相当する部材には同一の符号を付して説明する。
According to the present embodiment, it is possible to obtain the lens array 32 made of different types of glass with good quality without air accumulation using the manufacturing apparatus 10 with general equipment. Since one glass is softened and the other glass is solidified, volume control becomes relatively easy. Then, by forming the lens array 32 by combining different types of glass, it becomes possible to improve the curvature aberration and the chromatic aberration. Furthermore, it is possible to obtain the lens array 32 with improved optical performance as compared with the lens array 32 made of a single glass.
[Example of change]
Next, modified examples of the first and second embodiments described above will be described. In addition, the same code | symbol is attached | subjected and demonstrated to the member which is the same as that of 1st Embodiment, or corresponds.
すなわち、下型24の成形面24aと上型22の成形面22aの少なくとも一方の配置及び形状を変更することで、種々の変形例を得ることができる。
図5は、基板部28’の片面に複数のレンズ部30’を隣接させて形成したレンズアレイ32を示す図である。
That is, various modifications can be obtained by changing the arrangement and shape of at least one of the molding surface 24 a of the lower mold 24 and the molding surface 22 a of the upper mold 22.
FIG. 5 is a diagram showing a lens array 32 formed by adjoining a plurality of lens portions 30 ′ on one side of the substrate portion 28 ′.
この場合、下型24には複数の凹状レンズ成形部24a’の間隔を離さないで隣接させて形成したものを使用する。また、成形素材としては、例えば、矩形の平行平板形状のガラス基板28と複数の球状のレンズ素材30を使用する。この組み合わせで成形すれば、図5に示すようなレンズアレイ32が得られる。 In this case, the lower mold 24 is formed by adjoining the plurality of concave lens molding portions 24a 'without leaving an interval. As the molding material, for example, a rectangular parallel plate-shaped glass substrate 28 and a plurality of spherical lens materials 30 are used. By molding with this combination, a lens array 32 as shown in FIG. 5 is obtained.
図6は、レンズアレイ32の基板部28’が曲率を持ったレンズ形状で、レンズ形状の基板部28’の片面に複数のレンズ部30’を形成したレンズアレイ32を示す図である。 FIG. 6 is a diagram showing a lens array 32 in which the substrate portion 28 ′ of the lens array 32 has a curved lens shape, and a plurality of lens portions 30 ′ are formed on one surface of the lens-shaped substrate portion 28 ′.
この場合、下型24の成形面24aと上型22の成形面22aを、基板部28’のレンズ形状に合わせて曲面に形成したものを用いる。成形素材としては、例えば、基板部28’の曲面に合わせたレンズ形状を持つガラス基板28と、複数の平凸形状のレンズ素材30を使用する。 In this case, the molding surface 24a of the lower mold 24 and the molding surface 22a of the upper mold 22 are formed in a curved surface in accordance with the lens shape of the substrate portion 28 '. As the molding material, for example, a glass substrate 28 having a lens shape matched to the curved surface of the substrate portion 28 ′ and a plurality of plano-convex lens materials 30 are used.
この組み合わせで成形すれば、図6に示すようなレンズアレイ32が得られる。
図7(a)(b)は、各レンズ部30’を半円柱状形状にして、これを基板部28’に等間隔に複数配置したレンズアレイ32を示す図である。
By molding with this combination, a lens array 32 as shown in FIG. 6 is obtained.
FIGS. 7A and 7B are views showing a lens array 32 in which each lens portion 30 ′ is formed in a semi-cylindrical shape, and a plurality of the lens portions 30 ′ are arranged at equal intervals on the substrate portion 28 ′.
この場合、下型24には、成形面24aとして凹面の半円柱状形状を等間隔に複数形成したものを使用する。さらに、成形素材として、例えば、矩形の平行平板形状のガラス基板28と、細長い円柱状のレンズ素材30を複数使用する。 In this case, the lower mold 24 is formed by forming a plurality of concave semi-cylindrical shapes at equal intervals as the molding surface 24a. Further, as the molding material, for example, a plurality of rectangular parallel plate-shaped glass substrates 28 and a plurality of elongated cylindrical lens materials 30 are used.
この組み合わせで成形すれば、図7に示すようなレンズアレイ32が得られる。
以上説明した変形例によれば、下型24の成形面24aと上型22の成形面22aの少なくとも一方の配置及び形状を変更することで、種々の形状の基板部28’やレンズ部30’を有するレンズアレイ32を得ることができる。
[第3の実施の形態]
図8(a)〜(c)は、第3の実施の形態のレンズアレイ32の製造方法を示す図である。図8(a)は、常温下での金型組立体20の組み立て状態を示し、図8(b)は、加熱下での金型組立体20による成形状態を示し、図8(c)は、成形により得られたレンズアレイ32の外観を示している。
By molding with this combination, a lens array 32 as shown in FIG. 7 is obtained.
According to the modification described above, by changing the arrangement and shape of at least one of the molding surface 24a of the lower mold 24 and the molding surface 22a of the upper mold 22, the substrate portion 28 'and the lens portion 30' having various shapes are changed. Can be obtained.
[Third Embodiment]
8A to 8C are diagrams illustrating a method for manufacturing the lens array 32 according to the third embodiment. FIG. 8A shows the assembled state of the mold assembly 20 at room temperature, FIG. 8B shows the molded state of the mold assembly 20 under heating, and FIG. The external appearance of the lens array 32 obtained by molding is shown.
本実施形態では、基板部28’の両面にレンズ部301’,302’を配置したレンズアレイ32の製造方法について説明する。基本的な内容は、第1の実施の形態と同様であるため、これと同一又は相当する部材には同一の符号を付して説明する。 In the present embodiment, a manufacturing method of the lens array 32 in which the lens portions 30 1 ′ and 30 2 ′ are arranged on both surfaces of the substrate portion 28 ′ will be described. Since the basic contents are the same as in the first embodiment, the same or corresponding members will be described with the same reference numerals.
図8(a)において、上型22と下型24とは対向する平面の成形面22a,24aを有している。さらに、これらの成形面22a,24aには、各レンズ部301’,302’を形成するための凹部22a’,24a’が夫々9箇所に設けられている。 In FIG. 8A, the upper mold 22 and the lower mold 24 have flat molding surfaces 22a and 24a facing each other. Furthermore, these molding surfaces 22a and 24a are provided with nine concave portions 22a 'and 24a' for forming the lens portions 30 1 'and 30 2 ', respectively.
ガラス基板28は1個で、図3(b)に示したような予め円形の平行平板形状に加工されたものを使用する。なお、ガラス基板28には、レンズアレイ32の各レンズ部301’,302’に対応する位置にそれぞれ浅い球面状の凹部(図示せず)を設けて、レンズ素材301,302の配置の安定性を増すようにしてもよい。 One glass substrate 28 is used, which is previously processed into a circular parallel plate shape as shown in FIG. The glass substrate 28 is provided with shallow spherical recesses (not shown) at positions corresponding to the lens portions 30 1 ′ and 30 2 ′ of the lens array 32, so that the lens materials 30 1 and 30 2 are formed. You may make it increase the stability of arrangement | positioning.
ガラス基板28の形状は、レンズアレイ32の基板部28’の形状に合わせて選択する。例えば、基板部28’が矩形であれば矩形のもの、多角形であれば多角形のものを選択すると良い。ガラス基板28の体積は、基板部28’の体積とほぼ一致するように素材の寸法を調整しておく。 The shape of the glass substrate 28 is selected according to the shape of the substrate portion 28 ′ of the lens array 32. For example, a rectangular shape may be selected if the substrate portion 28 ′ is rectangular, and a polygonal shape may be selected if it is a polygon. The dimensions of the material are adjusted so that the volume of the glass substrate 28 substantially matches the volume of the substrate portion 28 ′.
レンズ素材301,302は、図3(a)に示したような複数の球状のレンズ素材301,302を用いる。このようなレンズ素材301,302が、ガラス基板28の片面に9個づつ、合計18個が両面に配置されている。本実施形態では、レンズ素材301,302は同一径を有している。 The lens materials 30 1 and 30 2 use a plurality of spherical lens materials 30 1 and 30 2 as shown in FIG. Nine such lens materials 30 1 and 30 2 are arranged on both sides, 9 on each side of the glass substrate 28. In the present embodiment, the lens materials 30 1 and 30 2 have the same diameter.
ただし、レンズ素材301,302の形状、寸法、及び数は、要求される性能に応じて変更可能であり、前述した内容に限定されることはない。この球状のレンズ素材301,302の曲率半径は、空気溜りが生じないように、成形面24a,22aの凹状レンズ成形部24a’,22a’の曲率半径よりも小さいのが好ましい。さらに、レンズ素材301,302の厚み(ここでは直径Dg)は、凹状レンズ成形部24a’、22a’の球欠深さと同じまたはそれよりも大きくするのが好ましい。 However, the shape, size, and number of the lens materials 30 1 and 30 2 can be changed according to required performance, and are not limited to the above-described contents. The radius of curvature of the spherical lens materials 30 1 and 30 2 is preferably smaller than the radius of curvature of the concave lens molding portions 24a ′ and 22a ′ of the molding surfaces 24a and 22a so as not to cause air retention. Furthermore, it is preferable that the thickness (here, the diameter D g ) of the lens materials 30 1 and 30 2 is equal to or larger than the sphere depth of the concave lens molding portions 24a ′ and 22a ′.
なお、レンズ素材301,302として、球形状以外にも、平凸形状、両凸形状、レンズ部301’,302’の形状に近似した形状のものを用いても構わない。レンズ素材301,302の体積は、レンズ部301’,302’の体積とほぼ一致するように素材の寸法を調整しておく。 In addition to the spherical shape, the lens materials 30 1 and 30 2 may have a plano-convex shape, a biconvex shape, or a shape approximate to the shape of the lens portions 30 1 ′ and 30 2 ′. The dimensions of the material are adjusted so that the volume of the lens material 30 1 , 30 2 substantially coincides with the volume of the lens part 30 1 ′, 30 2 ′.
これらガラス基板28とレンズ素材301,302は、可視域において透明な光学ガラスが用いられる。これらガラス基板28とレンズ素材301,302は同一のガラスで構成されている。なお、ガラスの種類が限定されることはない。また、ガラス基板28及びレンズ素材301,302として、異種ガラスを用いて組み合わせても構わない。 The glass substrate 28 and the lens materials 30 1 and 30 2 are made of optical glass that is transparent in the visible range. The glass substrate 28 and the lens materials 30 1 and 30 2 are made of the same glass. In addition, the kind of glass is not limited. Further, as the glass substrate 28 and the lens material 30 1, 30 2, it may be combined with a heterologous glass.
次に、金型組立体20の組み付け工程について説明する。
下型24の9個の凹状レンズ成形部24a’にそれぞれ9個のレンズ素材301を載せる。次いで、9個のレンズ素材301の上にガラス基板28を載せる。さらに、このガラス基板28の上に、上型22の9個の凹状レンズ成形部22a’に対応する位置にそれぞれ9個のレンズ素材302を載せる。
Next, the assembly process of the mold assembly 20 will be described.
Post a nine concave lens molding portions 24a each nine lens material 30 1 'of the lower mold 24. Then, place the glass substrate 28 on the nine lens material 30 1. Further, this on a glass substrate 28, placed nine concave lens molding portion 22a 'lens blank 30 2 nine positions corresponding to the upper die 22.
この場合、レンズ素材301,302の安定性を得るには、球形状よりも平凸形状のレンズ素材301,302を用いるとよい。この状態で、下型24の周囲にスリーブ26をはめ込む。さらに、スリーブ26の上方から上型22を嵌挿する。 In this case, in order to obtain a lens material 30 1, 30 2 in stability, may use a lens material 30 1, 30 2 of the plano-convex than spherical shape. In this state, the sleeve 26 is fitted around the lower mold 24. Further, the upper die 22 is inserted from above the sleeve 26.
こうして、下型24及び上型22間に球状のレンズ素材301,302及びガラス基板28を挟み込み、金型組立体20を組み付ける。
次いで、前述した実施形態と同様に、加熱工程、成形工程、冷却工程を順次実施する。冷却が終了した後、金型組立体20から上型22を外して、成形されたレンズアレイ32を取り出す。
In this way, the spherical lens materials 30 1 and 30 2 and the glass substrate 28 are sandwiched between the lower mold 24 and the upper mold 22, and the mold assembly 20 is assembled.
Next, similarly to the above-described embodiment, a heating process, a molding process, and a cooling process are sequentially performed. After the cooling is finished, the upper mold 22 is removed from the mold assembly 20, and the molded lens array 32 is taken out.
本実施形態によれば、空気溜りがなく品質が良好で、基板部28’の両面にレンズ部301’,302’を有するレンズアレイ32を得ることができる。このように、レンズ部301’,302’を基板部28’の両面に設けたことで、短焦点化、収差改善を図ることができる。さらに、基板部28’の片側にレンズ部30’を配置したものよりも、光学性能の改善されたレンズアレイ32を得ることができる。 According to the present embodiment, it is possible to obtain a lens array 32 that has no air accumulation and has good quality and has lens portions 30 1 ′ and 30 2 ′ on both surfaces of the substrate portion 28 ′. Thus, by providing the lens portions 30 1 ′ and 30 2 ′ on both surfaces of the substrate portion 28 ′, it is possible to shorten the focal length and improve the aberration. Furthermore, a lens array 32 with improved optical performance can be obtained as compared with the lens unit 30 ′ arranged on one side of the substrate unit 28 ′.
10 レンズアレイの製造装置
12 上側プレート
14 下側プレート
16 上側カートリッジヒータ
18 下側カートリッジヒータ
20 金型組立体
21 加圧装置
22 上型
22a 成形面
24 下型
24a 成形面
24a’ 凹部
26 スリーブ
28 ガラス基板
28’ 基板部
30 レンズ素材
301 レンズ素材
302 レンズ素材
30’ レンズ部
301’ レンズ部
302’ レンズ部
32 レンズアレイ
rg レンズ素材の曲率半径
rd 成形面の凹状レンズ成形部の曲率半径
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Lens array manufacturing apparatus 12 Upper plate 14 Lower plate 16 Upper cartridge heater 18 Lower cartridge heater 20 Mold assembly 21 Pressurizer 22 Upper mold 22a Molding surface 24 Lower mold 24a Molding surface 24a 'Concavity 26 Sleeve 28 Glass substrate 28 'board unit 30 lens blank 30 1 lens blank 30 2 lens material 30' lens unit 30 1 'lens unit 30 2' lens unit 32 lens array r g of the lens material radii of curvature r d forming surface of the concave lens molding portion of curvature radius
Claims (8)
対向する一対の成形型の少なくとも一方に前記レンズ部を形成するレンズ成形面を有し、
前記一対の成形型間に前記基板部に対応する基板素材、及び前記レンズ部に対応するレンズ素材を配置する工程と、
前記基板素材と前記レンズ素材とを所定の成形温度に加熱する工程と、
前記一対の成形型を接近移動させることで、前記基板素材と前記レンズ素材とを押圧して前記レンズ部を形成するとともに、前記基板部と前記レンズ部とを接合一体化する工程と、を有する
ことを特徴とするレンズアレイの製造方法。 In the method of manufacturing a lens array in which a plurality of convex lens portions are formed on at least one surface of the substrate portion,
A lens molding surface for forming the lens portion on at least one of a pair of opposing molds;
Placing a substrate material corresponding to the substrate portion between the pair of molds, and a lens material corresponding to the lens portion;
Heating the substrate material and the lens material to a predetermined molding temperature;
A step of pressing the substrate material and the lens material to form the lens portion by moving the pair of molds close to each other, and joining and integrating the substrate portion and the lens portion. A method of manufacturing a lens array.
前記レンズ素材の厚みは前記レンズ成形面の球欠深さと同等またはそれ以上である、
ことを特徴とする請求項1に記載のレンズアレイの製造方法。 When the lens material and the lens molding surface are in contact with a spherical surface or aspherical surface, the radius of curvature of the lens material is smaller than the curvature radius of the lens molding surface,
The thickness of the lens material is equal to or greater than the spherical notch depth of the lens molding surface,
The method of manufacturing a lens array according to claim 1.
ことを特徴とする請求項1または2に記載のレンズアレイの製造方法。 The method for manufacturing a lens array according to claim 1, wherein the substrate material and the lens material are the same kind of glass material.
レンズ素材のガラス材料は基板素材のガラス材料よりもガラス転移点が高い、
ことを特徴とする請求項1または2に記載のレンズアレイの製造方法。 The substrate material and the lens material are different kinds of glass materials,
The glass material of the lens material has a higher glass transition point than the glass material of the substrate material.
The method of manufacturing a lens array according to claim 1 or 2,
ことを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載のレンズアレイの製造方法。 5. The lens array according to claim 1, wherein the lens material is any one of a ball shape, a plano-convex shape, a biconvex shape, an approximate shape of a lens portion, and a rod shape. Method.
ことを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載のレンズアレイの製造方法。 6. The method of manufacturing a lens array according to claim 1, wherein the substrate material is either a parallel plate shape or a lens shape having a predetermined radius of curvature.
ことを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載のレンズアレイの製造方法。 The lens array manufacturing method according to claim 1, wherein the lens material has the same volume as the lens portion.
ことを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載のレンズアレイの製造方法。 The method for manufacturing a lens array according to claim 1, wherein the lens material is embedded and integrated in the substrate material.
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JP2007267217A JP2009096648A (en) | 2007-10-12 | 2007-10-12 | Method of manufacturing lens array |
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CN114603762A (en) * | 2022-03-29 | 2022-06-10 | 北京理工大学 | Optical lens molding device and molding method |
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- 2007-10-12 JP JP2007267217A patent/JP2009096648A/en not_active Withdrawn
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