JPH0446303A - 光学部品製造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、マイクロフレネルレンズ等の光学部品を製造
するための装置に関する。

［背景技術］ 従来のマイクロフレネルレンズの製造例を第１Ｏ図（ａ
）　（ｂ）　（ｃ）　（ｄ）に順次示す。まず、金型１
０１の上面に形成された成形用のプロファイル１０２に
設定量の紫外線硬化型樹脂１０３が吐出され〔第１０図
（ａ）］　、ププロファイルｌ○に供給された樹脂１０
３の上に透明基板１０４が接合され〔第１０図（ｂ））
、透明基板１０４な金型１０１に押圧させた後、透明基
板１０４を通して樹脂に紫外線１０５が照射され〔第１
０図（Ｃ））、樹脂１０３の硬化後に、透明基板１０４
と硬化した樹脂１０３とが一体となったマイクロフレネ
ルレンズ１０６が金型１０１から剥離され〔第１０図（
ｄ））、マイクロフレネルレンズ」、０６が製作されて
いる。

［発明が解決しようとする課麗コ 従来は、上記のようにして光学部品を製造していたので
、第１０図（ａ）に示すように、金型１０１の上に樹脂
１０３を吐出させた時に、樹脂１０３内部や樹脂１０３
とプロファイル１０２の間に気泡１０７が混じることが
あった。また、第１０図（Ｃ）に示すように、金型１０
１に供給された樹脂１０３の上に透明基板１０４をセッ
トする際に、樹脂１０３内部や樹脂１０３と透明基板１
０４の間に気泡１０７が混じることもあった。

こうして樹脂１０３内にいずれかの工程で気泡１０７が
混入すると、第１０図（ｄ）に示すように、製作された
マイクロフレネルレンズ（レプリカ）１０６に気泡１０
７が残っていた。マイクロフレネルレンズに気泡が存在
すると、気泡及び気泡の周辺で光学的性質が歪むため、
マイクロフレネルレンズの光学特性が劣化するという問
題があった。

しかして、本発明は、叙上の従来例の欠点に鑑みてなさ
れたものであり、その目的とするところは、マイクロフ
レネルレンズ等の光学部品の製造工程において、光学部
品への気泡等の異物の混入を防止することにある。

［課題を解決するための手段］ 本発明の光学部品製造装置は、上面に光学部品成形用の
プロファイルを形成された成形用金型と、前記プロファ
イル内に樹脂を供給する樹脂供給機構と、前記プロファ
イル内に供給された樹脂の上に基板をセットする基板セ
ツティング機構と、樹脂の上に基板をセットされた前記
金型の周囲を低圧ないし真空にして樹脂内部の異物を除
去するための異物除去機構と、異物除去された樹脂を硬
化させる樹脂硬化機構と、前記基板と硬化樹脂とが一体
となった光学部品を前記成形用金型から離型させる離型
機構とからなることを特徴としている。

また、上記異物除去機構には、基板を成形用金型に押圧
させるための基板押圧機構を設けてもよい。

［作用コ 光学部品を製造する場合には、成形用金型のプロファイ
ルに樹脂を供給し、樹脂の上に基板をセットした後、異
物除去機構により成形用金型の周囲な低圧もしくは真空
にする。このように樹脂が未硬化で流動性を有している
段階において、金型の周囲を低圧もしくは真空にすると
、樹脂内に気泡等の異物が混じっていても、樹脂内の異
物が真空に引き寄せられて樹脂外へ追い出される。こう
して異物除去機構により異物を除いた後に、樹脂を硬化
させ、成形用金型から離型させることにより、気泡等の
異物を含まない光学特性の良好な光学部品を製造するこ
とができる。

［実施例］ 以下、本発明の実施例を添付図に基づいて詳述する。

第２図は、本発明の光学部品製造装置の一実施例の概略
平面図を示している。３はテーブルであって、６０度の
角度づつ回転させられるようになっており、テーブル３
の上面の縁部には６０度の角度毎に６個の成形用金型１
が設置されている。

各成形用金型１の上面には、マイクロフレネルレンズ１
０を成形するためのプロファイル２が形成されている。

４は、成形用金型１に樹脂１１を供給する機構を構成す
る樹脂供給装置であって、テーブル３の側位置に設置さ
れている。樹脂供給装置４は、第３図に示すように、樹
脂吐出用のノズル１２を備えた樹脂吐出部１３と、樹脂
吐出部１３ヘホース１４を通して設定量の樹脂１１を供
給する樹脂定量供給機１５とからなっている。樹脂吐出
部１３は、ガイド１８によって摺動自在に保持された垂
直板１７によって支持されており、エアシリンダー１８
によって垂直板１７を上下に駆動することにより樹脂吐
出部１３を昇降させるようにしている。５は、樹脂供給
装置４によって成形用金型１の上に供給された樹脂１１
の上に基板１９をセットする機構を構成する基板セツテ
ィング装置であって、テーブル３の側位置に設置されて
いる。基板セツティング装置５は、第４図に示すように
、装置本体２０から突出しているアーム２１を水平に往
復回動させ、アーム２１の先端に設けられている真空吸
着器２２で基板トレイ（図示せず）内の基板１Ｂを吸着
させ、基板ｊ９をテ−プル３の成形用金型１へ運ぶよう
になっている。

なお、真空吸着器２２には、ホース２３を介して排気装
置２４が接続されている。６は、樹脂１１の上にセット
された基板１８を押さえるための基板押圧装置６であっ
て、詳細は省略するが、例えば第１図（Ｃ）に示すよう
に、エアシリンダー１８等で駆動されたロッド２５によ
って基板１８を成形用金型１に押圧させるものである。

７は、成形用金型１と基板１９との間の樹脂ｌｌ内に混
入している気泡３９を脱泡させるための異物除去機構と
しての真空装置であって、第１図（ｄ）に示すように、
下面が開口した真空チャンバー２６の下面に沿ってＯリ
ングやメタルガスケット等の密閉用パツキン２７を設け
たものであり、真空チャンバー２６には１もしくは２以
上の排気口２８が設けられており、各排気口２日には排
気バイブ２９が接続されており、排気パイプ２９は真空
ポンプのような排気装置３ｏに接続されている。８は、
紫外線硬化型の樹脂１１を硬化させるための樹脂硬化機
構としての紫外線照射装置であって、第５図に示すよう
に、透明材料よりなり紫外線３１を透過させる基板押圧
部材３２と、その基板押圧部材３２を囲むように配置さ
れる複数の紫外線光源３３とが設けられている。基板押
圧部材３２は、スプリングのばね力によって基板１９に
押圧させられるものであり、この押圧力によって基板１
θが樹脂１１に圧接させられ、紫外線光源３３から照射
された紫外線３１が基板押圧部材３２及び透明な基板１
θを透過して樹脂１１に均一に照射され、樹脂１１が硬
化して基板１８と一体化される。９は、硬化した樹脂１
１と基板１９とが一体となったマイクロフレネルレンズ
１０を成形用金型１から剥離させる機構を構成する離型
装置であって、テーブル３の側位置に設置されている。

離型装置９は、第６図に示すように、装置本体３４から
突出したアーム３５を水平に往復回動させ、アーム３５
の先端に設けられている真空吸着器３θで成形用金型１
からマイクロフレネルレンズ１０を剥離させ、アーム３
５を回動させてマイクロフレネルレンズ１０をテーブル
３から運び出し、搬比用の基板トレイ（図示せず）へ供
給するようになっている。なお、この真空吸着器３８も
、ホース３７を介して排気装置３８に接続されている。

しかして、上記のような製造装置によってマイクロフレ
ネルレンズ１ｏのような光学部品を製造する手順につい
て説明する。

まず、第１図（ａ）に示すように、樹脂供給装置４の位
置では、樹脂吐出部１３が下降し、ノズル１２から成形
用金型１のプロファイル２に紫外線硬化型の光学用樹脂
１１が設定量だけ吐出される。

ついで、テーブル３が６０度回転し、樹脂１１を吐出さ
れた成形用金型１が、基板セツティング装置５へ送られ
る。ここでは、基板セツティング装置５のアーム２１が
回動して基板トレイから透明な基板１９を取り出してテ
ーブル３へ搬送し、第１図（ｂ）に示すように、樹脂１
１の上に透明な基板１９な重ねる。ついで、テーブル３
が再び６０度回転し、基板１９を重ねられた成形用金型
１が基板押圧装置６へ送られる。ここでは、第１図（Ｃ
）に示すように、基板１９がロッド２５によって押えら
れ、樹脂１１が基板１９と成形用金型１との間に押し広
げられるので、樹脂１１が成形用金型１のプロファイル
２内に強制的に充填され、転写性が良好となる。同時に
、基板１９の全面に樹脂１１が密着させられる。この後
、テーブル３がさらに６０度回転し、成形用金型１が真
空装置７の位置まで移動させられると、第１図（ｄ）に
示すように、真空チャンバー２６が下降し、基板１９を
重ねられた成形用金型１の上に被せられる。この時には
、真空チャンバー２６の下面の密閉用パツキン２７がテ
ーブル３の表面に密着し、真空チャンバー２６内を気密
的に密閉する。ついで、排気口２８から排気され、真空
チャンバー２６内が低圧もしくは真空にされる。しかし
て、真空チャンバー２６内が排気されることにより、樹
脂吐出時や基板セツティング時等に樹脂ｌｌ内に混じり
込んだ気泡３Ｂが樹脂１１外へ排出され、気泡８９を含
まない樹脂１１が得られる。この後、真空チャンバー２
６を上昇させ、さらにテーブル３を８０度回転させ、成
形用金型ｌを紫外線照射装置８へ送る。紫外Ｈ＠射装置
８では、第１図（ｅ）に示すように、基板１９が透明な
基板抑圧部材３２によって押えられながら、紫外線光源
３３によって紫外線３１を照射され、樹脂１１が硬化さ
せられると共に基板１８と一体化される。この工程が終
了すると、テーブル３がさらに６０度回転して成形用金
型１が離型装置θへ送られ、第１図（ｆ）に示すように
、基板１９と硬化樹脂１１が一体化したマイクロフレネ
ルレンズ１０が成形用金型１から剥離され、基板トレイ
へ搬出される。ついで、テーブル８が８０度回転し、マ
イクロフレネルレンズ１０を離型された成形用金型１は
、元のように樹脂供給装置４の位置へ戻る。

第７図（ａ）（ｂ）は、本発明の別な実施例における異
物除去機構としての真空装置４０を示す断面図であって
、真空チャンバー２６の天井面にコイル状もしくは板バ
ネ状をした１又は２以上の基板押圧用バネ４１を設けて
いる。したがって、真空チャンバー２６を下降させるこ
とにより、第７図（ｂ）に示すように、基板押圧用バネ
４１によって基板１９を押え、基板１９と成形用金型１
を平行にして基板１９と成形用金型１との間で樹脂１１
を押し広げると共に、樹脂１１中の気泡３９を樹脂１１
外に排出させ易くしている。また、この真空装置４０を
用いれば、第一の実施例中の基板押圧装置６を省くこと
ができ、製造装置が簡略化される。

第８図は、本発明のさらに別な実施例における異物除去
機構としての真空装置５０を示す断面図であって、真空
チャンバー５１を光透過性材質で形成して紫外線３１が
真空チャンバー５１を透過できるようにしたものであり
、さらに、真空チャンバー５１の天井面には、コイル状
もしくは板バネ状の基板押圧用バネ４１が設けられて（
・る。しかして、第８図に示すように、基板押圧用バネ
４１で基板１９を押えた状態で真空チャンバー５１内を
排気して樹脂１１内の気泡を排出でき、同時に真空チャ
ンバー５１の外部から紫外線光源３３で紫外線３１を照
射して樹脂１１を硬化させられるようにしたものである
。したがって、本実施例によれば、第２図の製造装置の
うち、基板押圧装置θと樹脂硬化装置８の基板抑圧部材
３２を省略することができ、さらに、真空装置と紫外線
照射装置を一体に構成することもでき、製造装置をより
簡略化することができる。

第９図に示すものは本発明のさらに別な実施例における
異物除去機構としての真空装置６０であって、基板押圧
用バネ４１の下端に押圧板８１を設けたものであり、基
板１９を成形用金型１に均一に押圧させることができる
。さらに、この実施例では、真空チャンバー５１及び押
圧板６１も光透過性材質によって形成されており、内部
を真空に吸引した後、真空チャンバー５１の外部から紫
外線３１を照射すると、真空チャンバー５１及び抑圧板
６１及び基板１Ｂを透過させて樹脂１１に均一に紫外線
３１を照射させることができる。

なお、上記実施例では、いずれも樹脂内の気泡を除去す
る場合について説明したが、光学部品の製造工程におい
ては、気泡以外にも液体や微粒子の固体などの異物が樹
脂内に混入することもある。

このような液体や微粒子等の異物を除去させる場合にも
、本発明の光学部品製造装置は有効である。

［発明の効果コ 本発明の製造装置によれば、プロファイルに樹脂を供給
する工程や、樹脂の上に基板をセットする工程で、樹脂
に気泡等の異物が混入しても、異物除去機構によって成
形用金型の周囲を低圧もしくは真空にする工程で異物を
樹脂外に追い出すことができる。よって、気泡等の異物
を含まない光学部品を製造することかでき、光学特性の
良好な光学部品を得ることができる。

したがって、本発明によれば、光学部品の良品率もしく
は分留まりが向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）　（ｂ）　（ｃ）　（ｄ）　（ｅ）　（ｆ
）は本発明の製造装置による光学部品の製造順序を示す
断面図、第２図は同上の製造装置の一部省略した概略平
面図、第３図は同上の製造装置の樹脂供給装置を示す斜
視図、第４図は同上の製造装置の基板セツティング装置
を示す斜視図、第５図は同上の紫外線照射装置を示す正
面図、第６図は同上の離型装置を示す斜視図、第７図（
ａ）　（ｂ）は本発明の別な実施例における真空装置を
示す断面図、第８図は本発明のさらに別な実施例におけ
る真空装置を示す断面図、第９図は本発明のさらに別な
実施例における真空装置を示す断面図、第１０図（ａ）
　（ｂ）　（ｃ）　（ｄ）は従来例を説明する断面図で
ある。 １・・・成形用金型 ２・・・プロファイル ４・・・樹脂供給装置 ５・・・基板セツティング装置 ７．４０，５０．６０・・・真空装置 ８・・・紫外線照射装置 ９・・・離型装置 ４１・・・基板押圧用バネ 特許比願人　オムロン株式会社 代理人　　弁理士　中　野　雅　房 第 図 ４０・・・真空装置 ４［・・・基板押圧用バ早 第７ 図 第８ 図 第９図 １日 ５０・・・真空装置 ６ｏ・・・真空装置 第 ○図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）上面に光学部品成形用のプロファイルを形成され
   た成形用金型と、 前記プロファイル内に樹脂を供給する樹脂供給機構と、 前記プロファイル内に供給された樹脂の上に基板をセッ
   トする基板セッティング機構と、 樹脂の上に基板をセットされた前記成形用金型の周囲を
   低圧ないし真空にして樹脂内部の異物を除去するための
   異物除去機構と、 異物除去された樹脂を硬化させる樹脂硬化機構と、 前記基板と硬化樹脂とが一体となった光学部品を前記成
   形用金型から離型させる離型機構とからなることを特徴
   とする光学部品製造装置。
2. （２）前記異物除去機構に、基板を成形用金型に押圧さ
   せるための基板押圧機構を設けたことを特徴とする請求
   項１に記載の光学部品製造装置。