JP2010508554A - 複雑な三次元形状をもつ光学製品の製造方法および製造機構 - Google Patents
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Abstract
Description
対象基板の表面をパターニングすることができる、ステップエンボス加工装置、ステップインプリント装置、チップボンディング装置、または対応装置を得る工程と、
微細光学構造をパターニングする対象基板を得る工程と、
装置で動作可能な複数の異なるスタンピングツール、各スタンピングツールが1つ以上の微細光学構造を画定する1つ以上の表面レリーフ形状を含む、を得る工程と、
装置によって前記複数のスタンピングツールからスタンピングツールを選択する工程と、
前記装置により制御され、エンボス加工中またはエンボス加工後に対象基板を形成および/または硬化するようにUV(紫外線)光源によって必要に応じて加熱または支援される選択されたスタンピングツールにより対象基板をエンボス加工する工程と、
微細光学表面設計が基板上に完成されるまで前記選択工程および前記エンボス加工工程を繰り返す工程とを含む。
1つ以上のエンボス加工パラメータまたは対象基板に対する光学設計目標を画定する情報を得て、
情報に従って前記多くのスタンピングツールからスタンピングツールを選択し、
前記スタンピングツールにより対象基板の複数の所定領域をエンボス加工するように前記基板に対して前記スタンピングツールを動かし、
光学設計目標が完了するまで、前記多くのスタンピングツールから別のスタンピングツールを選択し、前記選択された別のスタンピングツールにより対象基板の1つ以上の所定領域をエンボス加工するように、情報に従って前記選択された別のスタンピングツールを動かす手順を繰り返すように構成されている。
1つ以上のエンボス加工パラメータまたは対象基板に対する光学設計目標を画定する情報を得る動作と、
情報に従って前記複数のスタンピングツールからスタンピングツールを選択する動作と、
前記スタンピングツールにより対象基板の複数の所定領域をエンボス加工するように対象基板に対する前記スタンピングツールの動きを制御する動作と、
光学設計目標が完了するまで、前記多くのスタンピングツールから別のスタンピングツールを選択し、前記選択された別のスタンピングツールにより対象基板の1つ以上の所定領域をエンボス加工するように、情報に従って前記選択された別のスタンピングツールの動きを制御する手順を繰り返す動作と、
を行うようになっているコード手段を含む。
部材536の材料選択の例として、テフロン(登録商標)、ポリイミド、フルオロポリマーなどの高温耐熱テクニカルポリマー、およびセラミック材料がある。
番号824に示す一実施形態では、レンズは、LEDから離れる方向に面している表面上に表面レリーフ構造を備える。別の実施形態では、代わりにLEDに面する表面にレンズの表面レリーフ構造を設けている。また、レリーフ構造を含むレンズとLEDケーシングとの間に付加層(図中では薄い長方形)を設けてもよい。別の実施形態828では、レンズの両面上に表面レリーフ形状がある。すなわち、両面レンズの問題であり、繰り返すが、付加層を開示する。表面レリーフ形状は、異なる微細光学形状を有していてもよく、ブレーズドおよびバイナリ回折格子は、説明のためだけに示したことは、当業者であれば分かるであろう。
Claims (26)
- 複雑で可変性の三次元形状をもつ微細光学表面設計の製造方法であって、
対象基板の表面をパターニングすることができる、ステップエンボス加工装置、ステップインプリント装置、チップボンディング装置、または対応装置を得る工程と、
微細光学構造をパターニングする前記対象基板を得る工程と、
前記装置で動作可能な複数の異なるスタンピングツール、各スタンピングツールが1つ以上の微細光学構造を画定する1つ以上の表面レリーフ形状を含む、を得る工程と、
前記装置によって前記複数のスタンピングツールからスタンピングツールを選択する工程と、
前記装置により制御され、エンボス加工中またはエンボス加工後に前記対象基板を形成および/または硬化するようにUV(紫外線)光源によって必要により加熱または支援される前記選択されたスタンピングツールにより前記対象基板をエンボス加工する工程と、
前記微細光学表面設計が前記基板上に完成されるまで前記選択工程および前記エンボス加工工程を繰り返す工程と、
を含む製造方法。 - 前記得る工程が、微細加工、リソグラフィ、およびレーザアブレーションからなる群から選択される少なくとも1つの技術によって、前記複数のスタンピングツールに属する少なくとも1つのスタンピングツールを製造する工程を含む請求項1に記載の方法。
- 前記選択工程が、スタンピングヘッドおよび/またはマニピュレータアームによって所定の位置からスタンピングツールを取り出す工程、および前記所望のスタンピングツールが選択されるように複数のスタンピングツールを含む要素を回転させる工程からなる群から選択される少なくとも1つの動作を含む請求項1に記載の方法。
- 前記対象基板の現在の光学的特性に対する光学設計目標を解析する工程を含み、それにより、前記対象基板の光学的特性を光学設計目標に近づけるスタンピングツールが選択され、前記解析工程が、コノスコープ、およびカメラからなる群から選択される少なくとも1つの要素の利用を任意に含む請求項1に記載の方法。
- 解析およびその後のスタンピングツール選択のために、輝度、明度、一様性、または放射パターンなどの前記対象基板に対する照射性能指標を得る請求項4に記載の方法。
- 前記対象基板に対する前記性能指標と、前記1つ以上のスタンピングツールの照射性能指標とに関する比較測定によりスタンピングツールを選択できるように、前記複数の異なるスタンピングツールの1つ以上のスタンピングツールに対する輝度、明度、一様性、または放射パターンなどの照射性能指標を得る請求項5に記載の方法。
- 前記対象基板の現在の光学的特性に対する光学設計目標を解析する工程を含み、それにより、前記対象基板の光学的特性を光学設計目標に近づけるためにエンボス加工を行う前記基板上に1つ以上のエンボス加工位置を選択する請求項1に記載の方法。
- 前記対象基板が、所定の微細光学表面レリーフ形状を含み、前記エンボス加工が、少なくともいくつかの前記所定の微細光学表面レリーフ形状に隣接するかまたはその上部に新たな微細光学表面レリーフ形状をエンボス加工することを含む請求項1に記載の方法。
- 前記基板上に配置された部材によって、または前記スタンピングツールと関連して、あるい前記装置の別の要素と関連して、前記選択されたスタンピングツールの前記1つ以上の微細光学構造が、所定の深さを超えて前記基板を貫通しないよう停止する工程を含む請求項1に記載の方法。
- 前記基板上に配置された部材によって、または前記スタンピングツールと関連して、あるい前記装置の別の要素と関連して、前記装置から現在のエンボス加工領域に隣接する前記基板領域への熱伝導を減らす工程を含む請求項1に記載の方法。
- 圧力、熱、およびエンボス加工時間からなる群から選択される少なくとも1つの要素によってエンボス加工深さを制御する請求項1に記載の方法。
- 前記対象基板を用いて、発光ダイオードなどの光学装置用の1つ以上の微細光学レンズの少なくとも一部を形成する請求項1に記載の方法。
- 対象基板の表面をパターニングするために複数のスタンピングツールを連続的に使用する、段階的なエンボス加工によって複雑で可変性の三次元形状をもつ微細光学表面設計を生産するためのチップボンディング装置の使用。
- 複雑で可変性の三次元形状をもつ微細光学表面設計を製造する機構であって、前記機構は、それぞれ情報を処理し格納するためのプロセッサおよびメモリと、スタンピングツールまたは対象基板を受けるための可動部材と、前記装置で動作可能であり、かつ、対象基板を関連微細光学表面レリーフ形状によりエンボス加工可能な多くのスタンピングツールとを含み、前記機構は、
1つ以上のエンボス加工パラメータまたは前記対象基板に対する光学設計目標を画定する情報を得て、
前記情報に従って前記多くのスタンピングツールからスタンピングツールを選択し、
前記スタンピングツールにより前記対象基板の複数の所定領域をエンボス加工するように前記基板に対して前記スタンピングツールを動かし、
前記光学設計目標が完了するまで、前記多くのスタンピングツールから別のスタンピングツールを選択し、前記選択された別のスタンピングツールにより前記対象基板の1つ以上の所定領域をエンボス加工するように前記情報に従って前記選択された別のスタンピングツールを動かす手順を繰り返すように構成されている機構。 - 加熱エンボス加工用にスタンピングツールを所定の温度に加熱するための加熱器をさらに含む請求項14に記載の機構。
- 紫外光硬化性の対象基板を硬化するための紫外線光源をさらに含む請求項14に記載の機構。
- 1つ以上のスタンピングツールおよび前記基板の放射パターンなどの照射性能指標を得るためのコノスコープまたはカメラをさらに含み、
前記対象基板の光学的特性を光学設計目標に近づけるスタンピングツールを選択決定し、かつ、エンボス加工用に選択されたスタンピングツールとして前記決定されたスタンピングツールを用いるため、前記対象基板の現在の光学的特性に対する光学設計目標を解析するように構成されている請求項14に記載の機構。 - 1つ以上のスタンピングツールおよび前記基板の放射パターンなどの照射性能指標を得るためのコノスコープまたはカメラをさらに含み、
前記対象基板の現在の光学的特性に対する光学設計目標を解析し、前記解析に基づいて前記基板上に1つ以上のエンボス加工位置を決定するように構成されている請求項14に記載の機構。 - 前記基板上にすでに存在する1つ以上の微細光学表面レリーフ形状に隣接するかまたはその上部に1つ以上の新たな微細光学表面レリーフ形状をエンボス加工するために構成されている請求項14に記載の機構。
- 前記選択されたスタンピングツールの微細光学表面レリーフ形状が、所定の深さを超えて前記基板を貫通することを防止するための接触部材を含む請求項14に記載の機構。
- 前記機構から現在のエンボス加工領域に隣接する基板領域への熱伝導を軽減するための断熱材を含む請求項14に記載の機構。
- 圧力、熱、およびエンボス加工時間からなる群から選択される少なくとも1つの制御要素によってエンボス加工深さを制御するように構成されている請求項14に記載の機構。
- パターニング装置で動作可能な複数の異なるスタンピングツール、各スタンピングツールは1つ以上の微細光学構造を画定する1つ以上の表面レリーフ形状を含む、により対象基板の表面をパターニングすることができるステップエンボス加工装置、ステップインプリント装置、チップボンディング装置、または対応装置によって複雑で可変性の三次元表面設計による微細光学表面の製造を制御するためのコンピュータプログラムであって、前記コンピュータプログラム製品は、コンピュータ上で実行する際に、
1つ以上のエンボス加工パラメータまたは前記対象基板に対する光学設計目標を画定する情報を得る動作と、
前記情報に従って前記複数のスタンピングツールからスタンピングツールを選択する動作と、
前記スタンピングツールにより前記対象基板の複数の所定領域をエンボス加工するように前記基板に対する前記スタンピングツールの動きを制御する動作と、
前記光学設計目標が完了するまで、前記多くのスタンピングツールから別のスタンピングツールを選択し、前記選択された別のスタンピングツールにより前記対象基板の1つ以上の所定領域をエンボス加工するように、前記情報に従って前記選択された別のスタンピングツールの動きを制御する手順を繰り返す動作と、
を行うようになっているコード手段を含むコンピュータプログラム。 - 放射パターン、またはスタンピングツールの1つ以上の他のパラメータを、光学設計目標を画定する放射パターンなどの得られた情報と比較することで、前記複数のスタンピングツールからスタンピングツールを選択できるように、前記複数のスタンピングツールに関し、かつ、各スタンピングツールに対する放射パターンまたは1つ以上の他のパラメータの特性を表わすデータライブラリを含む請求項23に記載のコンピュータプログラム。
- 請求項23に記載のコンピュータプログラムを含むキャリア媒体。
- フロッピー(登録商標)ディスク、光ディスク、メモリカード、およびハードディスクからなる群から選択される要素を含む請求項25に記載のキャリア媒体。
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