JP7061648B2

JP7061648B2 - ウェハレンズを成型するための金型

Info

Publication number: JP7061648B2
Application number: JP2020138274A
Authority: JP
Inventors: クローネニールセンピーター; クリスチャンローマーホルムニールス; ▲ビン▼▲クゥー▼ ▲ヂゥー▼; 政民潘
Original assignee: エーエーシーオプティックスソリューションズピーティーイーリミテッド
Priority date: 2019-08-20
Filing date: 2020-08-18
Publication date: 2022-04-28
Anticipated expiration: 2040-08-18
Also published as: US20210053305A1; JP2021030737A; CN110435057A

Description

本願は、レンズ製造技術分野に関し、特にウェハレンズを成型するための金型に関する。

レンズの製造の基本プロセスは、通常、ガラス又は樹脂などの材料を下型の表面に配分し、上型パーツを下型パーツに置き、その凹面と凸面を互いに対向させてレンズ形状のレンズキャビティを形成し、レンズキャビティ内に形成されたレンズは、個々のレンズにカットされるか、又は直接適用される。

製造過程において、材料の径方向の流れが大きいため、レンズに気泡や割れが発生したり、充填物が欠けたりしてしまい、レンズの品質に影響を及ぼす。

本発明は、材料の径方向の流れを低下させることができる、ウェハレンズを成型するための金型を提供する。

本発明によるウェハレンズを成型するための金型は、
上型と、下型とを備え、
前記上型は、第１成型面を備え、前記第１成型面は、複数の第１成型部を備え、前記第１成型部は、前記第１成型面から凹んで形成された第１窪み部を備え、
前記下型は、前記上型に対応して嵌合し、前記下型は、前記第１成型面に正対する第２成型面を備え、前記第２成型面は、複数の第２成型部を備え、且つ前記第２成型部は、前記第２成型面から前記第１成型面の方向に向かって凸設されて形成された第１凸起部を備え、
前記第１成型部と第２成型部とは、１対１に対応して設けられ、
前記第１成型部は、前記第１成型面から前記下型から離れる方向に向かって凹んで形成された第２窪み部をさらに備え、前記第２窪み部は、前記第１窪み部を取り囲んで設けられ、
前記第１凸起部の体積Ｖ１は、条件式（１）を満たし、
Ｖ１＝Ｖ２＋Ｖ３（１）
ここで、Ｖ２は、第１窪み部の容積であり、Ｖ３は、第２窪み部の容積である。

１種の可能な設計では、前記第２窪み部の内面は、滑らかな曲面である。

１種の可能な設計では、前記第２窪み部の断面は、弧状をなす。

１種の可能な設計では、前記第２窪み部は、前記第１窪み部の外周に対称的に取り囲むようになる。

１種の可能な設計では、前記第２窪み部は、連続したリング状をなす。

１種の可能な設計では、複数の前記第１窪み部は、マトリクス状に配列され、複数の前記第２窪み部は、マトリクス状に配列されている。

１種の可能な設計では、前記第１窪み部の内面と前記第１凸起部の外面とは、いずれも球面をなす。

１種の可能な設計では、前記第１窪み部は、前記第２窪み部と間隔を隔てて設けられ、前記第１成型部は、前記第１窪み部と前記第２窪み部との間に設けられる接続部をさらに備える。

１種の可能な設計では、前記接続部と前記第１窪み部との間は、滑らかに遷移し、前記接続部と前記第２窪み部との間は、滑らかに遷移する。

１種の可能な設計では、前記接続部は、リング状をなす。

本願による技術案は、以下の有益な効果を奏することができる。
本願によるウェハレンズを成型するための金型は、上型と下型とを備え、上型と下型で形成された成型部により、レンズの材料をレンズの形状に形成することができる。上型は、複数の第１成型部を備え、第１成型部は、第１窪み部が設けられ、第１窪み部の頂面の形状は、レンズの光学頂面の形状と同じである。下型は、上型に対応して嵌合しており、複数の第２成型部を備え、且つ第２成型部は、第１凸起部が設けられ、第１凸起部の形状は、レンズの光学底面の形状と同じであり、第１成型部と第２成型部とは、１対１に対応して設けられている。なお、第１成型部は、第２窪み部が設けられ、第２窪み部は、第１窪み部を取り囲んで設けられる。第２窪み部を設けることで、上型キャビティの容積を適切に補償して、上型キャビティの体積を下型における凸起の体積に近づき、上型と下型との体積差を低下させることができる。これによって、多量の材料が第１窪み部の中心に流れることを防止し、即ち、径方向の材料の流れを減少させ、径方向の流れをゼロに近づくことができるので、レンズに気泡や割れが発生したり、充填物が欠けたりするなどによってレンズの品質が影響されるという技術問題を低減させることができる。

本願に提供される上記の一般的な説明および以下の詳細な説明は例示にすぎず、本願を限定するものではないと理解されたい。

本願の実施形態の技術案をより明確に説明するために、以下は、実施例に必要な図面を簡単に紹介するが、以下の説明における図面は、本願のいくつかの実施例に過ぎないことは明らかである。当業者は、創造的な作業なしにこれらの図面に基づいて他の図面を得ることができる。

本願の実施例に係るウェハレンズを成型するための金型の構成概略図である。図１に示すａ箇所における拡大図である。上型の構成概略図である。図３に示すＡ－Ａにおける断面図である。図４に示すｂ箇所における拡大図である。

ここでの図面は、本明細書に組み込まれ、その一部を構成し、本願と一致する実施例を示し、本願の原理を説明するために本明細書と一緒に使用される。

本願の技術案をよりよく理解するために、以下は、添付の図面を参照して本願の実施例を詳細に説明する。

説明した実施例は、本願の実施例の一部にすぎず、すべての実施形態ではないことは明らかである。本願の実施例に基づいて、創造的な作業なしに当業者によって得られる他のすべての実施例は、本願の保護範囲に含まれる。

本願の実施例で使用される用語は、特定の実施例を説明することのみを目的とし、本願を限定する意図はない。本願の実施例および添付の特許請求の範囲で使用される単数形「１種」、および「当該」は、文脈が他の意味を明確に示さない限り、複数の形を含むことも意図される。

本明細書で使用される「および／または」という用語は、関連するオブジェクトを説明する単なる関連関係であり、例えば、Ａおよび／またはＢは、Ａが単独で存在し、ＡおよびＢが同時に存在し、Ｂが単独で存在するという３つの関係があり得ることを示すと理解されたい。また、本明細書の「／」という符号は一般的に、前後の関連オブジェクトが「または」の関係にあることを示す。

なお、本願の実施例に記載の「上」、「下」、「左」、「右」等の向きを示す用語は、図面の示す角度から記載したものであり、本願実施例を限定するものとして解釈されるべきではない。さらに、この文脈では、ある要素が別の要素に「上」または「下」に接続されていると記載される場合、他の要素に「上」または「下」に直接接続することができるだけでなく、中間要素を介して、別の要素の「上」または「下」に間接的に接続されてもよいと理解されるべきである。

図１及び図２に示すように、本実施例に係るウェハレンズを成型するための金型は、上型１及び下型２を備え、上型１は、第１成型面１１を備え、第１成型面１１は、複数の第１成型部を備え、第１成型部は、第１成型面１１から凹んで形成された第１窪み部１１１を備え、下型２は、上型１に対応して嵌合するものであり、下型２は、第１成型面１１に正対する第２成型面２１を備え、第２成型面２１は、複数の第２成型部を備え、且つ第２成型部は、第２成型面２１から第１成型面１１の方向に向かって凸設されて形成された第１凸起部２１１を備え、第１成型部と第２成型部とは、１対１に対応して設けられている。上型１と下型２で形成された成型部により、レンズ３の材料をレンズ３の形状に形成することができる。上型１は、複数の第１成型部を備え、第１成型部は、第１窪み部１１１が設けられ、第１窪み部１１１の頂面の形状は、レンズ３の光学頂面の形状と同じである。下型は、複数の第２成型部を備え、且つ第２成型部は、第１凸起部２１１が設けられ、第１凸起部２１１の形状は、レンズ３の光学底面の形状と同じであり、第１成型部と第２成型部とは、キャビティを形成可能であり、キャビティの形状は、製造されるレンズ３の形状と相補的である。ここで、第１成型部は、第１成型面１１から下型２から離れる方向に向かって凹んで形成された第２窪み部１１２をさらに備え、第２窪み部１１２は、第１窪み部１１１を取り囲んで設けられ、第２窪み部１１２を設けることにより、上型１のキャビティの容積を適切に補償することができ、上型１におけるキャビティの容積を下型２における凸起の体積に近づき、上型１と下型２との体積差を低下させ、多量の材料が第１窪み部１１１の中心に流れることを防止し、即ち、径方向の材料の流れを減少させ、径方向の流れをゼロに近づき、レンズ３に気泡や割れが発生したり、充填物が欠けたりするなどによってレンズ３の品質が影響されるという技術問題を低減させることができる。

また、径方向の材料の流れが小さくなるため、レンズ３にウェハの厚さの変化が発生すること、レンズに非点収差及び形状の間違いが発生すること、レンズ３に流線が現れること、キャビティ内に充填物が欠けることなどの技術問題の確率も低下させることができ、レンズ３の表面及び塗層の摩耗も低減させることができる。

第１窪み部１１１及び第１凸起部２１１の幾何学的軸線は同じであり、金型でプレスするとき、幾何学的軸線の方向を基準とすることが可能であり、金型を取り外すとき、同じ基準を維持して、レンズ３に形状間違いが発生する確率を低下させる。

図２に示すように、第１凸起部２１１の体積Ｖ１は、条件式（１）を満たす。
Ｖ１＝Ｖ２＋Ｖ３（１）
但し、Ｖ２は、第１窪み部１１１の容積であり、Ｖ３は、第２窪み部１１２の容積である。

第２窪み部１１２の体積Ｖ３は、上型１のキャビティの体積を補償することができ、上型１のキャビティの体積和であるＶ２＋Ｖ３を下型２における凸起の体積Ｖ１と同じにすることで、材料の径方向の流れをゼロに近づけることが可能となり、それによってレンズ３に気泡や割れが発生したり、充填物が欠けたりするなどによりレンズ３の品質が影響されるという技術問題を低減させる。径方向の材料の流れが小さくなるため、さらにレンズ３にウェハの厚さの変化が発生すること、レンズに非点収差及び形状の間違いが発生すること、レンズ３に流線が現れること、キャビティ内に充填物が欠けることなどの技術問題の確率も低下させ、レンズ３の表面及び塗層の摩耗も低減させることができる。

図４及び図５に示すように、第２窪み部１１２の内面は、滑らかな曲面であり、これによって、レンズ３にウェハの厚さの変化などが発生する確率を低下させることが可能となる。

１つの具体的な実施形態では、第２窪み部１１２の断面は、弧状をなし、これによって、レンズ３にウェハの厚さの変化が発生すること、レンズに非点収差及び形状間違いが発生すること、またはレンズ３に流線が現れることなどの確率を低下させる。

１つの具体的な実施形態では、第２窪み部１１２は、第１窪み部１１１の外周に対称に取り囲むことで、多量の材料が第１窪み部１１１の中心に流れることを防止し、即ち径方向の材料の流れを低減させて、径方向の流れをゼロに近づくことによって、レンズ３に気泡や割れが発生したり、充填物が欠けたりするなどによってレンズ３の品質が影響されるという技術問題を低減させることができる。

１つの具体的な実施形態では、第２窪み部１１２は、連続するリング状をなし、これによって、多量の材料が第１窪み部１１１の中心に流れることを防止し、即ち径方向の材料の流れを低減させ、径方向の流れをゼロに近づくことができる。よって、レンズ３に気泡や割れが発生したり、充填物が欠けたりするなどによってレンズ３の品質が影響されるという技術問題を低減させることができる。

図３に示すように、複数の第１窪み部１１１は、マトリクス状に配列され、複数の第２窪み部１１２は、マトリクス状に配列され、即ち、レンズを形成するためのキャビティは、マトリクス状に配列され、よって、複数のレンズ３を同時に製造することができ、製造完了後、カットすることにより、複数のレンズ３が得られる。なお、キャビティの配列は、方形のパターンであってもよく、多角形の密集したパターンであってもよい。

１つの具体的な実施形態では、第１窪み部１１１の内面と第１凸起部２１１外面とは、いずれも球面をなし、よって、加工しやすくなり、レンズ３の加工効率を向上させることができる。

１つの具体的な実施形態では、第１窪み部１１１は、第２窪み部１１２と間隔を隔てて設けられ、第１成型部は、第１窪み部１１１と第２窪み部１１２との間に設けられる接続部１１３をさらに備え、これによって、材料が外へ流れることを増加させ、径方向の材料の流れを低減させ、径方向の流れをゼロに近づくことができる。よって、レンズ３に気泡や割れが発生したり、充填物が欠けたりするなどによってレンズ３の品質が影響されるという技術問題を低減させることができる。

１つの具体的な実施形態では、接続部１１３と第１窪み部１１１との間は、滑らかに遷移し、接続部１１３と第２窪み部１１２との間は、滑らかに遷移することにより、レンズ３にウェハの厚さの変化が発生すること、レンズに非点収差及び形状の間違いが発生すること、レンズ３に流線が現れることの確率を低下させることができる。

１つの具体的な実施形態では、接続部１１３は、リング状をなし、これによって、多量の材料が第１窪み部１１１の中心に流れることを防止し、即ち径方向の材料の流れを低減させ、径方向の流れをゼロに近づくことができる。よって、レンズ３に気泡や割れが発生したり、充填物が欠けたりするなどによってレンズ３の品質が影響されるという技術問題を低減させることができる。

本発明の実施例に係る金型は、例示に過ぎず、金型は、凹光学表面又は凸光学表面を含むイ任意に組み合わせたレンズ３を製造することが可能である。

上記は、本願の好ましい実施例にすぎず、本願を限定することを意図するものではなく、当業者にとって、本願は、様々な修正および変更を有し得る。本願の精神と原則の範囲内での変更、同等の交換、改善などは、すべて本願の保護範囲に含まれる。

１上型
１１第１成型面
１１１第１窪み部
１１２第２窪み部
１１３接続部
２下型
２１第２成型面
２１１第１凸起部
３レンズ

Claims

ウェハレンズを成型するための金型であって、
上型と、下型とを備え、
前記上型は、第１成型面を備え、前記第１成型面は、複数の第１成型部を備え、前記第１成型部は、前記第１成型面から凹んで形成された第１窪み部を備え、
前記下型は、前記上型に対応して嵌合しており、前記下型は、前記第１成型面に正対する第２成型面を備え、前記第２成型面は、複数の第２成型部を備え、且つ前記第２成型部は、前記第２成型面から前記第１成型面の方向に向かって凸設されて形成された第１凸起部を備え、
前記第１成型部と第２成型部とは、１対１に対応して設けられ、
前記第１成型部は、前記第１成型面から前記下型から離れる方向に向かって凹んで形成された第２窪み部をさらに備え、前記第２窪み部は、前記第１窪み部を取り囲んで設けられ、
前記第１凸起部の体積Ｖ１は、条件式（１）を満たし、
Ｖ１＝Ｖ２＋Ｖ３（１）
ここで、Ｖ２は、第１窪み部の容積であり、Ｖ３は、第２窪み部の容積であり、
前記第１窪み部は、前記第２窪み部と間隔を隔てて設けられ、前記第１成型部は、前記第１窪み部と前記第２窪み部との間に設けられ、略平面状を呈した接続部をさらに備え、前記接続部と前記第１窪み部との間は、滑らかに遷移し、前記接続部と前記第２窪み部との間は、滑らかに遷移し、前記接続部は、リング状をなすことを特徴とするウェハレンズを成型するための金型。
前記第２窪み部の内面は、滑らかな曲面であることを特徴とする請求項１に記載のウェハレンズを成型するための金型。
前記第２窪み部の断面は、弧状をなすことを特徴とする請求項１に記載のウェハレンズを成型するための金型。
前記第２窪み部は、前記第１窪み部の外周に対称的に取り囲むことを特徴とする請求項１に記載のウェハレンズを成型するための金型。
前記第２窪み部は、連続したリング状をなすことを特徴とする請求項４に記載のウェハレンズを成型するための金型。
複数の前記第１窪み部は、マトリクス状に配列され、複数の前記第２窪み部は、マトリクス状に配列されていることを特徴とする請求項１に記載のウェハレンズを成型するための金型。
前記第１窪み部の内面と前記第１凸起部の外面とは、いずれも球面をなすことを特徴とする請求項１に記載のウェハレンズを成型するための金型。