JP3147481B2 - ガラス製回折格子の成形用金型及びその製造方法及びガラス製回折格子の製造方法 - Google Patents

ガラス製回折格子の成形用金型及びその製造方法及びガラス製回折格子の製造方法

Info

Publication number
JP3147481B2
JP3147481B2 JP10083592A JP10083592A JP3147481B2 JP 3147481 B2 JP3147481 B2 JP 3147481B2 JP 10083592 A JP10083592 A JP 10083592A JP 10083592 A JP10083592 A JP 10083592A JP 3147481 B2 JP3147481 B2 JP 3147481B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
diffraction grating
thin film
glass
mold
molding
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP10083592A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH05297210A (ja
Inventor
梅谷　　誠
正樹 青木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Corp
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Panasonic Corp
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Panasonic Corp, Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Panasonic Corp
Priority to JP10083592A priority Critical patent/JP3147481B2/ja
Priority to EP93106355A priority patent/EP0567896B1/en
Priority to US08/049,434 priority patent/US5436764A/en
Priority to DE69311840T priority patent/DE69311840T2/de
Publication of JPH05297210A publication Critical patent/JPH05297210A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3147481B2 publication Critical patent/JP3147481B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/18—Diffraction gratings
    • G02B5/1876—Diffractive Fresnel lenses; Zone plates; Kinoforms
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C43/00—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor
    • B29C43/02—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor of articles of definite length, i.e. discrete articles
    • B29C43/021—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor of articles of definite length, i.e. discrete articles characterised by the shape of the surface
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C43/00—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor
    • B29C43/32—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C43/36—Moulds for making articles of definite length, i.e. discrete articles
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B11/00—Pressing molten glass or performed glass reheated to equivalent low viscosity without blowing
    • C03B11/06—Construction of plunger or mould
    • C03B11/08—Construction of plunger or mould for making solid articles, e.g. lenses
    • C03B11/082—Construction of plunger or mould for making solid articles, e.g. lenses having profiled, patterned or microstructured surfaces
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B11/00—Pressing molten glass or performed glass reheated to equivalent low viscosity without blowing
    • C03B11/06—Construction of plunger or mould
    • C03B11/08—Construction of plunger or mould for making solid articles, e.g. lenses
    • C03B11/084—Construction of plunger or mould for making solid articles, e.g. lenses material composition or material properties of press dies therefor
    • C03B11/086—Construction of plunger or mould for making solid articles, e.g. lenses material composition or material properties of press dies therefor of coated dies
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B3/00—Simple or compound lenses
    • G02B3/0006—Arrays
    • G02B3/0012—Arrays characterised by the manufacturing method
    • G02B3/0025—Machining, e.g. grinding, polishing, diamond turning, manufacturing of mould parts
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B3/00—Simple or compound lenses
    • G02B3/0006—Arrays
    • G02B3/0012—Arrays characterised by the manufacturing method
    • G02B3/0031—Replication or moulding, e.g. hot embossing, UV-casting, injection moulding
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B3/00—Simple or compound lenses
    • G02B3/02—Simple or compound lenses with non-spherical faces
    • G02B3/08—Simple or compound lenses with non-spherical faces with discontinuous faces, e.g. Fresnel lens
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/18—Diffraction gratings
    • G02B5/1847—Manufacturing methods
    • G02B5/1852—Manufacturing methods using mechanical means, e.g. ruling with diamond tool, moulding
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
    • G02B6/12—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
    • G02B6/122—Basic optical elements, e.g. light-guiding paths
    • G02B6/124—Geodesic lenses or integrated gratings
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2101/00—Use of unspecified macromolecular compounds as moulding material
    • B29K2101/12—Thermoplastic materials
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29L—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
    • B29L2011/00—Optical elements, e.g. lenses, prisms
    • B29L2011/0016—Lenses
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29L—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
    • B29L2011/00—Optical elements, e.g. lenses, prisms
    • B29L2011/0016—Lenses
    • B29L2011/005—Fresnel lenses
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B2215/00—Press-moulding glass
    • C03B2215/02—Press-mould materials
    • C03B2215/08—Coated press-mould dies
    • C03B2215/10—Die base materials
    • C03B2215/12—Ceramics or cermets, e.g. cemented WC, Al2O3 or TiC
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B2215/00—Press-moulding glass
    • C03B2215/02—Press-mould materials
    • C03B2215/08—Coated press-mould dies
    • C03B2215/14—Die top coat materials, e.g. materials for the glass-contacting layers
    • C03B2215/16—Metals or alloys, e.g. Ni-P, Ni-B, amorphous metals
    • C03B2215/17—Metals or alloys, e.g. Ni-P, Ni-B, amorphous metals comprising one or more of the noble meals, i.e. Ag, Au, platinum group metals
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B2215/00—Press-moulding glass
    • C03B2215/02—Press-mould materials
    • C03B2215/08—Coated press-mould dies
    • C03B2215/30—Intermediate layers, e.g. graded zone of base/top material
    • C03B2215/31—Two or more distinct intermediate layers or zones
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B2215/00—Press-moulding glass
    • C03B2215/02—Press-mould materials
    • C03B2215/08—Coated press-mould dies
    • C03B2215/30—Intermediate layers, e.g. graded zone of base/top material
    • C03B2215/32—Intermediate layers, e.g. graded zone of base/top material of metallic or silicon material
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B2215/00—Press-moulding glass
    • C03B2215/40—Product characteristics
    • C03B2215/41—Profiled surfaces
    • C03B2215/412—Profiled surfaces fine structured, e.g. fresnel lenses, prismatic reflectors, other sharp-edged surface profiles
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B2215/00—Press-moulding glass
    • C03B2215/40—Product characteristics
    • C03B2215/41—Profiled surfaces
    • C03B2215/414—Arrays of products, e.g. lenses
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
    • G02B6/12—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
    • G02B2006/12083—Constructional arrangements
    • G02B2006/12102—Lens

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、高精度な形状を有する
ガラス製回折格子を安価に製造するための方法とそのた
めに必要な非常に耐久性の良い成形用金型およびその製
造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、高精度な回折格子を作製するに
は、その加工の容易さから、樹脂を直接加工する方法や
成形による方法が採用されていた（特開昭５４−１１０
８５７号公報、特公昭６０−２５７６１号公報）。
【０００３】しかしながら、このような樹脂製の回折格
子は、温度や湿度等の環境の変化によって、樹脂が体積
変化を起こし、形状が変化するために、回折格子の精度
が悪くなるという欠点を有している。さらには、樹脂の
強度が低いために、表面に傷が入りやすいという欠点も
あり、樹脂製では非常に高精度の信頼性の高い回折格子
は得られていない。
【０００４】これに対して、ガラス製の回折格子は耐久
性が良く、表面に傷が入りにくく、環境の変化に対して
も精度が損なわれることはない。そこで、ガラス製回折
格子の作製方法として、ガラスを直接ドライエッチング
により回折格子形状に加工する方法が提案されている
（特開昭５５−５７８０７号公報）。
【０００５】ドライエッチングによってガラスを加工す
る方法は、ガラス表面に直接回折格子形状を加工するこ
とができるが、一つの回折格子を作製するのに非常に時
間がかかり、同一形状のものを大量に作製することはで
きないという欠点を有している。
【０００６】従って、これまでの方法では非常に高精度
の信頼性の高い回折格子を量産化できなかった。
【０００７】一方、最近では光学ガラス素子（例えば、
非球面ガラスレンズ）の量産方法として、ガラスをプレ
ス成形する方法が提案されている。
【０００８】この方法で高精度な光学ガラス素子を加圧
成形して製造するには良好な像形成品質が要求される。
このため金型材料としては高温度でもガラスに対して化
学的に不活性であり、ガラスの成形面となる部分が充分
硬く、擦傷等の損傷を受けにくく、高温での成形により
成形面が塑性変形や粒成長を起こさず、繰り返し成形が
行えるように耐熱衝撃性が優れ、さらに、超精密加工が
行えるように加工性に優れていることが必要である。こ
れらの必要条件をある程度満足する金型材料として、Ｓ
ｉＣまたはＳｉ3Ｎ4が報告されている（特開昭５２−４
５６１３号公報）。
【０００９】また、最近では超硬合金母材上に白金族合
金薄膜をコーティングした金型も提案されている（特開
昭６０−２４６２３０号公報）。
【００１０】ＳｉＣまたはＳｉ3Ｎ4を金型材料に用いた
場合、これらの材料は極めて硬度が高いために、所望の
形状の成形用金型に加工することが非常に困難であり、
さらに、これらの材料はいずれも高温でガラスとの反応
性に富んでいるので、繰り返しプレス成形を行なうと、
ガラスが金型に付着し、高精度な回折格子が成形できな
くなるという欠点があった。
【００１１】また、超硬合金母材上に白金族合金薄膜を
コーティングした金型は研削加工は可能であるが、微細
形状に高精度に加工することができないという欠点があ
った。さらに、非常に高精度に加工するのに大変時間が
かかるという欠点があった。
【００１２】従って、これまでガラスをプレス成形して
回折格子を得るための金型の作製ができなかった。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】ガラスを繰り返しプレ
ス成形してガラス製回折格子を作製すれば、非常に高精
度の信頼性の高い回折格子の量産化が可能である。この
為には、非常に高強度で耐久性が良く、高精度のガラス
製回折格子のプレス成形用金型が必要である。しかしな
がら、従来の金型作製方法では回折格子用の金型を作製
することはできなかった。
【００１４】以上の欠点を克服するために、本発明では
ガラスを繰り返しプレス成形することができる、耐久性
の良い、非常に高精度のガラス製回折格子用金型を容易
に作製する方法を提供し、この金型を用いてガラスをプ
レス成形することにより、非常に高精度の信頼性の高い
回折格子を量産化することを目的としている。
【００１５】
【課題を解決するための手段】本発明はかかる課題を解
決するために、ガラスを繰り返しプレス成形することが
できるガラス製回折格子を作製するための金型を容易に
作製する方法を提供したものである。すなわち、予め高
精度に加工した回折格子原盤の表面に薄膜を形成し、回
折格子の反転形状を複写した薄膜のみを回折格子原盤よ
り精密に剥離し、ＷＣを主成分とする超硬合金、ＴｉＣ
あるいはＴｉＮを主成分とするサーメットまたはＷＣ焼
結体からなる母材の成形面に薄膜を貼付し、その表面に
Ｐｔ、Ｒｈ、Ｉｒ、ＲｕあるいはＯｓの中から少なくと
も１種類以上含有する白金族合金膜でコーティングする
ことにより、回折格子の成形用金型を作製し、この金型
を用いて、ガラスを繰り返しプレス成形することによっ
て、非常に高精度の耐久性の良いガラス製回折格子を大
量にかつ安価に製造できるようにしたものである。
【００１６】さらに、本発明の方法で作製した高精度の
回折格子は、ガラスに直接回折格子形状を形成したもの
であるので耐久性が大変優れ、直接樹脂で作製した回折
格子に比べて温度や湿度に対する変化が極めて少ない。
【００１７】
【作用】本発明のプレス成形用金型は、予め高精度に加
工した回折格子原盤の表面に薄膜を形成し、回折格子の
反転形状を複写した該薄膜のみを回折格子原盤より精密
に剥離し、ＷＣを主成分とする超硬合金、ＴｉＣあるい
はＴｉＮを主成分とするサーメットまたはＷＣ焼結体か
らなる母材の成形面に該薄膜を貼付し、その表面にＰ
ｔ、Ｒｈ、Ｉｒ、ＲｕあるいはＯｓの中から少なくとも
１種類以上含有する白金族合金膜を保護層として形成し
て構成されているので、非常に高強度で耐熱性にも優
れ、高温でもガラスと融着せず、繰り返しガラスをプレ
ス成形することができる。また、転写性にも優れている
ので回折格子原盤と同一の形状を持つガラス製回折格子
を再現性良く作製することができる。
【００１８】また、本発明の方法では、回折格子原盤の
形状を薄膜に写し取ったものを直接金型形状としている
ので、回折格子原盤の反転形状の金型を高精度に非常に
容易に作製することが可能となった。
【００１９】更に、本発明の回折格子はガラス製である
ので、耐久性に優れ、環境による形状変化もなく、非常
に信頼性の高いものとなる。
【００２０】
【実施例】以下、具体例について詳細に述べる。
【００２１】まず、本発明の回折格子のプレス成形用金
型の作製方法について、図面を用いて説明する。
【００２２】回折格子原盤は、平板ガラス基板にアルミ
ニウム（Ａｌ）を真空蒸着によって成膜し、ピッチが２
μｍ、深さ０．５μｍの鋸歯状の回折格子形状にルーリ
ングエンジンを用いて精密に加工したものを使用した。
回折格子原盤の断面図を図１に示す。図１に於て、１１
はガラス基板、１２は回折格子形状に加工したＡｌ薄膜
である。
【００２３】この回折格子原盤の表面に離型剤を塗布し
た後、ニッケル（Ｎｉ）蒸着膜を約０．１μｍの厚さで
形成し、その上に電気メッキ法によって５０μｍの厚み
のニッケル−リン（Ｎｉ−Ｐ）合金メッキ薄膜を形成し
た。この様にして形成した薄膜を回折格子原盤より剥離
し、薄膜に回折格子原盤の反転形状を写し取った。この
状態の薄膜の断面構造を図２に示す。図２に於て、２１
はＮｉ−Ｐ合金メッキ膜、２２はＮｉ蒸着膜である。
【００２４】次に、この薄膜の裏面を平面に研磨し、接
着層を介して、直径２０mm、厚さ６mmのＴｉＮを主成分
とするサーメット円柱の上下の平面部分を鏡面に研磨し
た母材の表面に接着した。この状態での金型断面図を図
３に示した。図３に於て、３１はＴｉＮサーメット母
材、３２は回折格子の反転形状を写し取ったＮｉ−Ｐ合
金メッキ薄膜である。
【００２５】この状態の金型でガラスをプレス成形する
と、Ｎｉ−Ｐ合金薄膜の表面が酸化し高精度の回折格子
を作製することができなくなる。そこで、表面にスパッ
タリング法によって、約５μｍの厚みで白金−ルテニウ
ム−タンタル（Ｐｔ−Ｒｕ−Ｔａ）合金薄膜を保護層と
して形成した。
【００２６】以上のようにして、図４に示したような高
強度なＴｉＮを主成分とするサーメット母材３１の上面
に高精度に加工した回折格子原盤の反転形状を複写した
Ｎｉ−Ｐ合金薄膜３２を貼付し、その上にＰｔ−Ｒｕ−
Ｔａ合金保護層４３を形成した高精度なガラス製回折格
子のプレス成形用金型を容易に得ることができた。
【００２７】この様にして得られた回折格子のプレス成
形用金型は、回折格子原盤の形状をそのまま写し取った
ものであるので、この金型を用いてガラスをプレス成形
すれば、回折格子原盤と同一形状の高精度なガラス製回
折格子が得られる。
【００２８】次に、この回折格子のプレス成形用金型を
用いてガラスをプレス成形する方法について述べる。
【００２９】図５に本実施例で用いたプレス成形機の概
略図を示した。図５に於て、５１は上型用固定ブロッ
ク、５２は上型用加熱ヒーター、５３は上型、５４はガ
ラス平板、５５は下型、５６は下型用加熱ヒーター、５
７は下型用固定ブロック、５８は上型用熱電対、５９は
下型用熱電対、５１０はプランジャー、５１１は位置決
めセンサー、５１２はストッパー、５１３は覆いであ
る。
【００３０】前述の方法で作製した回折格子のプレス成
形用金型を上型５３とし、下型５５には、直径２０mm、
厚さ６mmのＴｉＮを主成分とするサーメット円柱の上下
の平面部分を鏡面に研磨した母材の表面に、スパッタリ
ング法によって約５μｍの厚みでＰｔ−Ｒｕ−Ｔａ合金
薄膜を保護層として形成した平面金型を用いた。この下
型５５の上に半径１０mm、厚さ１mmの円板形状に加工し
たＳＦ−８平板ガラス５４を置き、その上に上型５３を
置いて、そのまま５００℃まで昇温し、窒素雰囲気で約
４０kg/cm2のプレス圧により２分間圧力を保持し、その
後、そのままの状態で４００℃まで冷却して、成形され
たガラス平板を取り出して、ガラス製回折格子のプレス
成形工程を完了する。
【００３１】以上の工程を繰り返して、１００００回目
のプレス終了時に上下の金型５３及び５５を成形機より
取り外して、プレス面の状態を光学顕微鏡により観察
し、同時に、その時の表面粗さ（ｒｍｓ値、Å）を測定
して、それぞれの型精度を評価した。従来の金型材料で
は本実施例に示した高精度な回折格子形状に加工するこ
とはできないので、比較実験としては従来使用されてい
たＳｉＣ焼結体の平板金型およびＷＣを主成分とする超
硬合金母材にＰｔ−Ｉｒ合金膜を形成した平板金型を作
製し、同様に１００００回プレス成形を行い型精度を評
価した。
【００３２】プレス試験の結果を（表１）に示す。
【００３３】
【表１】
【００３４】試料Ｎｏ．２のＳｉＣ焼結体で作製した平
面金型は数回のプレス成形によって、上下両方の金型と
もに、表面にガラスが付着しそれ以上ガラスをプレスす
ることができなくなった。
【００３５】試料Ｎｏ．３のＷＣ母材のＰｔ−Ｉｒ合金
膜を形成した平面金型では、１００００回のプレス後で
も、表面粗さは上型が９．３Å、下型が９．１Åとな
り、プレス前とほとんど変化がなく、量産可能な金型で
あることがわかる。また、これらの金型の表面状態もプ
レス前の状態と全く変化していないことがわかった。し
かしながら、試料Ｎｏ．３のような構成で回折格子の金
型は、加工が困難なためできなかった。
【００３６】一方、試料Ｎｏ．１の上型の本発明の金型
はＳＦ−８ガラスを繰り返しプレス成形しても、表面状
態はまったく変化せず、１００００回プレス後も、表面
粗さの変化は認められなかった。従って、本発明の金型
は、試料Ｎｏ．２と同程度の金型寿命を持ち、しかも、
回折格子のプレス成形ができることがわかった。すなわ
ち、本発明の方法で得られた回折格子のプレス成形用金
型を用いてガラス平板をプレス成形することによって、
ガラス製回折格子の量産化が可能となった。
【００３７】また、プレス成形された１００００個のガ
ラス製回折格子の形状を測定すると、回折格子原盤と全
く同じ形状であることがわかった。更に、得られた回折
格子を、温度６０℃、湿度９５％の環境下で３００時間
放置した後、形状の変化を測定したが、全く変化がな
く、非常に信頼性に優れていることがわかった。
【００３８】以上のように、本発明の方法によって、ガ
ラス製回折格子をプレス成形するための金型を作製する
ことが可能となり、この方法で作製した金型は、非常に
耐久性が良く、長寿命で繰り返しガラス製回折格子をプ
レス成形することが可能となった。
【００３９】更に、作製された回折格子はガラス製であ
るので、非常に信頼性が高く、環境に対してもほとんど
変化しないという特徴を持つ。
【００４０】なお、本発明を説明するために、実施例に
於て、プレス成形用金型の母材として、ＴｉＮを主成分
とするサーメットを用いたが、ＷＣを主成分とする超硬
合金、ＴｉＣを主成分とするサーメットまたはＷＣ焼結
体を母材に用いても全く同様の結果が得られた。
【００４１】また、保護層としてＰｔ−Ｒｕ−Ｔａ合金
膜を用いたが、耐熱性があり、ガラスとの反応性の乏し
い他の白金族合金膜を用いても同様の結果が得られるこ
とは言うまでもない。
【００４２】さらには、回折格子原盤の反転形状を写し
取る薄膜の形成方法として、電析によるＮｉ−Ｐ合金メ
ッキ法を用いたが、回折格子原盤の反転形状を写し取る
ことができる方法であれば、どの様な方法であっても構
わない。
【００４３】以上のように、本発明によって非常に高精
度な信頼性の高いガラス製回折格子の量産化が可能とな
ったが、本発明を応用すれば、回折格子のみならず、こ
れまで作製が困難であった微細形状を持つ光学素子を
も、ガラスを成形することによって量産化が可能となる
ことは言うまでもない。
【００４４】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば回折格子
原盤の反転形状を持つ、ガラスを繰り返しプレス成形で
きる回折格子用金型の作製が可能となり、この金型を用
いてガラスをプレス成形することによって、回折格子原
盤と同一形状の非常に信頼性の高いガラス製回折格子を
大量にかつ安価に作製することが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例に用いた回折格子原盤の断面図
【図２】本発明の実施例に於て、回折格子原盤の反転形
状を写し取ったＮｉ−Ｐ合金メッキ膜の断面図
【図３】ＴｉＮを主成分とするサーメット円柱の上下の
平面部分を鏡面に研磨した母材の表面に回折格子原盤の
反転形状を写し取ったＮｉ−Ｐ合金メッキ膜を接着した
状態での金型断面図
【図４】本発明の実施例における金型の断面図
【図５】本発明の実施例で用いたプレス成形機の概略図
【符号の説明】
１１ ガラス基板 １２ Ａｌ薄膜 ２１ Ｎｉ−Ｐ合金メッキ膜 ２２ Ｎｉ蒸着膜
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−246230（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−199402（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−85711（ＪＰ，Ａ) 特開 昭50−14548（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G02B 5/18 C03B 11/00

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 予め高精度に加工した回折格子原盤の表
    面に薄膜を形成し、回折格子の反転形状を複写した前記
    薄膜のみを回折格子原盤より精密に剥離し、タングステ
    ンカーバイド（ＷＣ）を主成分とする超硬合金、チタン
    カーバイド（ＴｉＣ）あるいはチタンナイトライド（Ｔ
    ｉＮ）を主成分とするサーメットまたはＷＣ焼結体から
    なる母材の成形面に前記薄膜を貼付し、その表面に白金
    （Ｐｔ）、ロジウム（Ｒｈ）、イリジウム（Ｉｒ）、ル
    テニウム（Ｒｕ）あるいはオスミウム（Ｏｓ）の中から
    少なくとも１種類以上含有する白金族合金膜を保護層と
    して形成して構成されることを特徴とするガラス製回折
    格子の成形用金型。
  2. 【請求項２】 回折格子原盤の反転形状を複写する薄膜
    として、耐熱性のある金属薄膜、金属酸化物薄膜、金属
    窒化物薄膜あるいは金属炭化物薄膜を用いることを特徴
    とする請求項１記載のガラス製回折格子の成形用金型。
  3. 【請求項３】 予め高精度に加工した回折格子原盤の表
    面に薄膜を形成し、回折格子の反転形状を複写した前記
    薄膜のみを回折格子原盤より精密に剥離し、ＷＣを主成
    分とする超硬合金、ＴｉＣあるいはＴｉＮを主成分とす
    るサーメットまたはＷＣ焼結体からなる母材の成形面に
    前記薄膜を貼付し、その表面にＰｔ、Ｒｈ、Ｉｒ、Ｒｕ
    あるいはＯｓの中から少なくとも１種類以上含有する白
    金族合金膜でコーティングすることを特徴とするガラス
    製回折格子の成形用金型の製造方法。
  4. 【請求項４】 予め高精度に加工した回折格子原盤の表
    面に電気メッキ、無電解メッキのウェット法あるいは真
    空蒸着、スパッタリング、イオンプレーティングのドラ
    イ法によって薄膜を形成することを特徴とする請求項３
    記載のガラス製回折格子の成形用金型の製造方法。
  5. 【請求項５】 予め高精度に加工した回折格子原盤の表
    面に薄膜を形成し、回折格子の反転形状を複写した前記
    薄膜のみを回折格子原盤より精密に剥離し、ＷＣを主成
    分とする超硬合金、ＴｉＣあるいはＴｉＮを主成分とす
    るサーメットまたはＷＣ焼結体からなる母材の成形面に
    前記薄膜を貼付し、その表面にＰｔ、Ｒｈ、Ｉｒ、Ｒｕ
    あるいはＯｓの中から少なくとも１種類以上含有する白
    金族合金膜を保護層として形成して構成されるガラス製
    回折格子の成形用金型と、ＷＣを主成分とする超硬合
    金、ＴｉＣあるいはＴｉＮを主成分とするサーメットま
    たはＷＣ焼結体からなる母材の成形面を平面に研磨し、
    その表面にＰｔ、Ｒｈ、Ｉｒ、ＲｕあるいはＯｓの中か
    ら少なくとも１種類以上含有する白金族合金膜を保護層
    として形成して構成される平面金型の間にガラス平板を
    設置し、そのガラスの軟化点以上に加熱した後、加圧成
    形することを特徴とするガラス製回折格子の製造方法。
JP10083592A 1992-04-21 1992-04-21 ガラス製回折格子の成形用金型及びその製造方法及びガラス製回折格子の製造方法 Expired - Fee Related JP3147481B2 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10083592A JP3147481B2 (ja) 1992-04-21 1992-04-21 ガラス製回折格子の成形用金型及びその製造方法及びガラス製回折格子の製造方法
EP93106355A EP0567896B1 (en) 1992-04-21 1993-04-20 Die for forming a micro-optical element, manufacturing method therefor, micro-optical element and manufacturing method therefor
US08/049,434 US5436764A (en) 1992-04-21 1993-04-20 Die for forming a micro-optical element, manufacturing method therefor, micro-optical element and manufacturing method therefor
DE69311840T DE69311840T2 (de) 1992-04-21 1993-04-20 Pressform zur Herstellung eines mikro-optischen Elementes, zugehöriges Herstellungsverfahren, mikro-optisches Element und Herstellungsverfahren

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10083592A JP3147481B2 (ja) 1992-04-21 1992-04-21 ガラス製回折格子の成形用金型及びその製造方法及びガラス製回折格子の製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH05297210A JPH05297210A (ja) 1993-11-12
JP3147481B2 true JP3147481B2 (ja) 2001-03-19

Family

ID=14284377

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP10083592A Expired - Fee Related JP3147481B2 (ja) 1992-04-21 1992-04-21 ガラス製回折格子の成形用金型及びその製造方法及びガラス製回折格子の製造方法

Country Status (4)

Country Link
US (1) US5436764A (ja)
EP (1) EP0567896B1 (ja)
JP (1) JP3147481B2 (ja)
DE (1) DE69311840T2 (ja)

Families Citing this family (53)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6003336A (en) * 1993-07-28 1999-12-21 Matsushita Electric Industrial Co. Ltd. Method of manufacturing a die for press-molding optical elements
DE69421629T2 (de) * 1993-07-28 2000-04-27 Matsushita Electric Ind Co Ltd Pressform zum Pressen optischer Elemente und ihr Herstellungsverfahren und Verwendung
RU2083733C1 (ru) * 1993-10-20 1997-07-10 Совместное предприятие "Амкрис-Эйч, Лтд." Способ изготовления крупногабаритных поликристаллических пластин из оптических и сцинтилляционных материалов
CN1081976C (zh) * 1994-09-09 2002-04-03 皇家菲利浦电子有限公司 用于制作光学元件排成图案的光学部件的模具
US5770120A (en) * 1994-12-09 1998-06-23 Olympus Optical Co., Ltd. Method of manufacturing die and optical element performed by using the die
US5602947A (en) * 1995-01-05 1997-02-11 Ceram Optee Industries, Inc. Anti-reflective mid-infrared optical fiber and micro optical components
US5636057A (en) * 1995-02-10 1997-06-03 Ecolux Inc. Prismatic toroidal lens and traffic signal light using this lens
US5997709A (en) * 1996-05-28 1999-12-07 Minnesota Mining And Manufacturing Co. Method of providing diffuse risers on a fresnel lens die
EP0953161B1 (en) * 1997-01-17 2004-11-17 Cymer, Inc. Reflective overcoat for replicated diffraction gratings
WO1998033222A1 (en) * 1997-01-27 1998-07-30 Corning Incorporated Rigid battery separator with compliant layer
US5958469A (en) * 1997-05-14 1999-09-28 Eastman Kodak Company Method for fabricating tools for molding diffractive surfaces on optical lenses
US6330261B1 (en) 1997-07-18 2001-12-11 Cymer, Inc. Reliable, modular, production quality narrow-band high rep rate ArF excimer laser
US6162495A (en) 1997-09-29 2000-12-19 Cymer, Inc. Protective overcoat for replicated diffraction gratings
JPH11236229A (ja) * 1997-12-16 1999-08-31 Ngk Insulators Ltd ガラス素子のプレス成形用金型
US6570505B1 (en) 1997-12-30 2003-05-27 Gelcore Llc LED lamp with a fault-indicating impedance-changing circuit
US20020027301A1 (en) 1998-06-11 2002-03-07 Hideo Kato Method for manufacture of optical element
US6352759B2 (en) * 1998-08-20 2002-03-05 Physical Optics Corporation Non-lambertian glass diffuser and method of making
EP1157292A1 (en) 1999-02-05 2001-11-28 Corning Incorporated Optical fiber component with shaped optical element and method of making same
JP3751778B2 (ja) * 1999-04-26 2006-03-01 日本板硝子株式会社 ゾルゲル成形物の製造方法
US7179536B1 (en) * 1999-09-29 2007-02-20 Konica Corporation Optical element having a low surface roughness, an optical pickup device including the optical element, and a die for making the optical element
DE19956654B4 (de) 1999-11-25 2005-04-21 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Verfahren zur Strukturierung von Oberflächen von mikromechanischen und/oder mikrooptischen Bauelementen und/oder Funktionselementen aus glasartigen Materialien
US20020118465A1 (en) * 2001-02-28 2002-08-29 Konica Corporation Molding die for optical element, optical element and master die
HUP0400039A3 (en) * 2001-03-08 2004-10-28 Boehringer Ingelheim Ca Ltd Hcv polymerase inhibitor assay
US20030115907A1 (en) * 2001-09-07 2003-06-26 Patton Edward K. Multiple lens molding system and method
KR100446914B1 (ko) * 2001-11-14 2004-09-01 주식회사 엘지에스 핫 엠보싱을 이용한 회절광학소자 렌즈의 제조방법 및 그장치
DE10207952A1 (de) * 2002-02-25 2003-09-04 Max Planck Gesellschaft Verfahren zur Erzeugung von porösem Material mit periodischer Porenanordnung
US6899838B2 (en) * 2002-07-12 2005-05-31 Becton, Dickinson And Company Method of forming a mold and molding a micro-device
JP2006502439A (ja) * 2002-10-04 2006-01-19 コーニング インコーポレイテッド レンズアレイ、そのレンズアレイの製造方法および感光性ガラスプレート
KR20040061658A (ko) * 2002-12-31 2004-07-07 삼성전자주식회사 하이브리드 애크로매틱 광학 렌즈 및 그 제조방법
US20040183220A1 (en) * 2003-03-18 2004-09-23 Avinash Dalmia Ultra thin layer coating using self-assembled molecules as a separating layer for diffraction grating application
JP4007269B2 (ja) * 2003-07-29 2007-11-14 オムロン株式会社 生体分子の形状転写方法、チップ基板の製造方法及びバイオチップの製造方法
JP2005250469A (ja) * 2004-03-05 2005-09-15 Arisawa Mfg Co Ltd レンズ、透過型スクリーン、及びレンズの製造方法
WO2005097450A1 (ja) 2004-03-31 2005-10-20 Konica Minolta Opto, Inc. 光学素子成形用金型の製造方法
DE102004021215C5 (de) * 2004-04-29 2014-10-30 Schott Ag Verfahren zum Ausbilden eines optischen Elements
JP4576961B2 (ja) * 2004-09-28 2010-11-10 株式会社島津製作所 レプリカ回折格子の製造方法
JP4575787B2 (ja) * 2005-01-07 2010-11-04 アルプス電気株式会社 型の製造方法
US20060170774A1 (en) * 2005-01-31 2006-08-03 Eastman Kodak Company Method and apparatus for calibrating and correcting tone scale differences between two or more outputs of a CCD
US7561611B2 (en) 2005-02-03 2009-07-14 Corning Incorporated Extended-lifetime elements for excimer lasers
ATE550685T1 (de) 2005-11-18 2012-04-15 Nanocomp Oy Ltd Verfahren zum herstellen eines beugungsgitterelements
US20070255251A1 (en) * 2006-03-10 2007-11-01 Alza Corporation Microprojection Array Application With High Barrier Retainer
US8141384B2 (en) * 2006-05-03 2012-03-27 3M Innovative Properties Company Methods of making LED extractor arrays
KR100782468B1 (ko) * 2006-05-22 2007-12-05 삼성에스디아이 주식회사 레이저 조사장치 및 그를 이용한 유기전계발광소자의제조방법
US9944031B2 (en) * 2007-02-13 2018-04-17 3M Innovative Properties Company Molded optical articles and methods of making same
TWI481064B (zh) * 2007-02-13 2015-04-11 3M Innovative Properties Co 具有透鏡之發光二極體裝置及其製造方法
US8958070B2 (en) * 2007-05-29 2015-02-17 OptoTrace (SuZhou) Technologies, Inc. Multi-layer variable micro structure for sensing substance
DE102008038910A1 (de) 2008-08-13 2010-02-18 Schott Ag Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines strukturierten Gegenstands sowie strukturierter Gegenstand
US9981844B2 (en) * 2012-03-08 2018-05-29 Infineon Technologies Ag Method of manufacturing semiconductor device with glass pieces
JP6188743B2 (ja) * 2014-06-19 2017-08-30 キヤノン株式会社 複数の光学機能面を有する光学素子、分光装置およびその製造方法
US10969560B2 (en) 2017-05-04 2021-04-06 Lightpath Technologies, Inc. Integrated optical assembly and manufacturing the same
WO2019031387A1 (ja) * 2017-08-11 2019-02-14 ナルックス株式会社 金型の製造方法
CN110923754A (zh) * 2019-12-04 2020-03-27 瑞声通讯科技(常州)有限公司 一种易于脱模的菲涅尔模具的制造方法
CN111637645A (zh) * 2020-05-20 2020-09-08 杨金玉 玻璃线性菲涅尔透镜在太阳能中应用
CN112034543B (zh) * 2020-09-01 2023-01-24 湖北新华光信息材料有限公司 一种红外衍射面光学元件模压成型方法

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS54110857A (en) * 1978-02-17 1979-08-30 Nec Corp Optical production of sawtooth photo-sensitive resin flim
JPS5557807A (en) * 1978-10-25 1980-04-30 Hitachi Ltd Production of diffraction grating
JPS5835742A (ja) * 1981-08-21 1983-03-02 Victor Co Of Japan Ltd 情報記録媒体円盤の製作に用いられるスタンパの製作法
JPS6025761A (ja) * 1983-07-22 1985-02-08 Seiko Epson Corp インクジエツトヘツド
JPS60246230A (ja) * 1984-05-17 1985-12-05 Matsushita Electric Ind Co Ltd 光学ガラス素子のプレス成形用型
US4753414A (en) * 1986-04-14 1988-06-28 Balzers Optical Corporation Carbon coatings in replicated optics art
US4842633A (en) * 1987-08-25 1989-06-27 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Method of manufacturing molds for molding optical glass elements and diffraction gratings
JPH0243590A (ja) * 1988-08-03 1990-02-14 Sharp Corp ブレーズホログラムの製造方法
US5171347A (en) * 1989-01-13 1992-12-15 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Method of manufacturing glass optical element
JPH0823602B2 (ja) * 1989-01-30 1996-03-06 松下電器産業株式会社 回折格子のプレス成形用金型の作製方法および回折格子の作製方法
US5071597A (en) * 1989-06-02 1991-12-10 American Bank Note Holographics, Inc. Plastic molding of articles including a hologram or other microstructure
JPH0725557B2 (ja) * 1989-06-20 1995-03-22 松下電器産業株式会社 光学素子のプレス成形用金型の作製方法及び光学素子の作製方法
JPH0356901A (ja) * 1989-07-26 1991-03-12 Canon Inc グレーティングレンズ系
JPH03279901A (ja) * 1990-03-28 1991-12-11 Omron Corp 光学素子アレーの製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
DE69311840D1 (de) 1997-08-07
EP0567896A1 (en) 1993-11-03
EP0567896B1 (en) 1997-07-02
US5436764A (en) 1995-07-25
DE69311840T2 (de) 1997-11-27
JPH05297210A (ja) 1993-11-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3147481B2 (ja) ガラス製回折格子の成形用金型及びその製造方法及びガラス製回折格子の製造方法
US4842633A (en) Method of manufacturing molds for molding optical glass elements and diffraction gratings
KR900002704B1 (ko) 광학유리소자의 프레스성형틀 및 그것을 사용한 성형방법
US5171348A (en) Die for press-molding optical element
JPH0634805A (ja) 回折格子のプレス成形用型及びその作製方法ならびに回折格子の作製方法
KR900000622B1 (ko) 광학유리소자의 성형방법 및 광학유리소자의 프레스 성형금형
JP3206845B2 (ja) 光学ガラス素子の製造方法およびこれに用いる光学ガラス素子のプレス成形用型
JPS6228091B2 (ja)
EP0404481B1 (en) Die for press-molding optical element
JPH0725628A (ja) 微細光学ガラス素子の成形用金型及びその製造方法
JPH02199402A (ja) 回折格子のプレス成形用金型の作製方法および回折格子の作製方法
JP3134583B2 (ja) 光学ガラス素子のプレス成形用型及びその製造方法
JPH10231129A (ja) プレス成形用金型及びこの金型によるガラス成形品
JPS60264330A (ja) 光学ガラス素子のプレス成形用型
JPH05294642A (ja) 光学ガラス素子の成形用金型及び光学ガラス素子の製造方法
JPH06144850A (ja) 光学ガラス素子の成形用金型並びに光学ガラス素子の成形方法
JP3185299B2 (ja) ガラスレンズ成形用型およびガラスレンズ成形装置
JPS63166729A (ja) 光学ガラス素子の製造方法
JP4303949B2 (ja) 光学ガラス素子成形型
JPH0712942B2 (ja) 光学ガラス素子の製造方法
JPH06183755A (ja) 光学ガラス素子の成形用金型及びその作製方法
JP3572664B2 (ja) 光学ガラス素子のプレス成形用型及び光学ガラス素子のプレス成形方法
JP2800385B2 (ja) 光学素子成形型
JPH03242333A (ja) 光学素子のプレス成形用金型の作製方法及び光学素子の作製方法
JPH1029821A (ja) 光学素子の成形型

Legal Events

Date Code Title Description
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080112

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090112

Year of fee payment: 8

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees