JPH0692658A - 光学素子成形用の成形型及び光学素子の成形方法 - Google Patents
光学素子成形用の成形型及び光学素子の成形方法Info
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- JPH0692658A JPH0692658A JP24343992A JP24343992A JPH0692658A JP H0692658 A JPH0692658 A JP H0692658A JP 24343992 A JP24343992 A JP 24343992A JP 24343992 A JP24343992 A JP 24343992A JP H0692658 A JPH0692658 A JP H0692658A
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- C03B2215/40—Product characteristics
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- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 表面に小さな凹面状マイクロレンズを1個以
上有する光学素子を大量生産しうる成形型及び光学素子
の成形方法を提供すること。 【構成】 成形面2に対して裏面に、所望のマイクロレ
ンズ径と同径で、穴の先端が成形面より1.5mm以下
で成形面に貫通しない深さの穴4をマイクロレンズの所
望の数だけ設けたことを特徴とする平面又は任意の曲面
に凹面のマイクロレンズを1個以上有する光学素子成形
用の成形型1並びにこの成形型1を上型及び/又は下型
として用いて、光学素子材料を加熱軟化させ、成形する
ことを特徴とする光学素子の製造方法である。
上有する光学素子を大量生産しうる成形型及び光学素子
の成形方法を提供すること。 【構成】 成形面2に対して裏面に、所望のマイクロレ
ンズ径と同径で、穴の先端が成形面より1.5mm以下
で成形面に貫通しない深さの穴4をマイクロレンズの所
望の数だけ設けたことを特徴とする平面又は任意の曲面
に凹面のマイクロレンズを1個以上有する光学素子成形
用の成形型1並びにこの成形型1を上型及び/又は下型
として用いて、光学素子材料を加熱軟化させ、成形する
ことを特徴とする光学素子の製造方法である。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、平面又は任意の曲面に
凹面のマイクロレンズを1個以上有する光学素子を成形
する成形型及び該型を用いた上記光学素子の成形方法に
関する。
凹面のマイクロレンズを1個以上有する光学素子を成形
する成形型及び該型を用いた上記光学素子の成形方法に
関する。
【0002】
【従来技術及びその問題点】従来、ガラス材料等から成
る光学素子は、研磨工程により製造されていたが、最近
では加熱により光学素子材料を軟化させ、一対の成形型
及び胴型の間で押圧成形して光学素子を製造するダイレ
クトプレス(ガラスモールド法)が採用されつつある。
このガラスモールド法に使用される成形型は、成形型素
材(WC、セラミックスなど)を所望の形状精度、面精
度の非球面形状に仕上げた母材上に、耐酸化性及び耐濡
れ性の向上を目的として保護膜(例えばPt −Rh 系:
特公昭63−95128号公報)を施したものである。
る光学素子は、研磨工程により製造されていたが、最近
では加熱により光学素子材料を軟化させ、一対の成形型
及び胴型の間で押圧成形して光学素子を製造するダイレ
クトプレス(ガラスモールド法)が採用されつつある。
このガラスモールド法に使用される成形型は、成形型素
材(WC、セラミックスなど)を所望の形状精度、面精
度の非球面形状に仕上げた母材上に、耐酸化性及び耐濡
れ性の向上を目的として保護膜(例えばPt −Rh 系:
特公昭63−95128号公報)を施したものである。
【0003】表面に小さな凹面状マイクロレンズを1個
以上有する光学素子を大量生産する場合にも、上記のよ
うに金型間で成形したいが、金型の成形面に小さな凸面
を形成するのは、極めて困難であり、多大な労力を要す
る。
以上有する光学素子を大量生産する場合にも、上記のよ
うに金型間で成形したいが、金型の成形面に小さな凸面
を形成するのは、極めて困難であり、多大な労力を要す
る。
【0004】
【発明の目的】本発明は、前記従来技術の問題点を解消
し、型表面に微小な凸面を作ることなく、表面に小さな
凹面状マイクロレンズを1個以上有する光学素子を大量
生産しうる成形型及び光学素子の成形方法を提供するこ
とを目的とする。
し、型表面に微小な凸面を作ることなく、表面に小さな
凹面状マイクロレンズを1個以上有する光学素子を大量
生産しうる成形型及び光学素子の成形方法を提供するこ
とを目的とする。
【0005】
【発明の概要】本発明は、成形型の成形面とは反対側か
ら特定の深さ及び径を有する穴を設けることによって上
記目的を達成したものである。すなわち、本発明による
平面又は任意の曲面に凹面のマイクロレンズを1個以上
有する光学素子を成形する成形型は、その成形面に対し
て裏面に、所望のマイクロレンズ径と同径で、穴の先端
が成形面より1.5mm以下で成形面に貫通しない深さ
の穴をマイクロレンズの所望の数だけ設けたことを特徴
とする。
ら特定の深さ及び径を有する穴を設けることによって上
記目的を達成したものである。すなわち、本発明による
平面又は任意の曲面に凹面のマイクロレンズを1個以上
有する光学素子を成形する成形型は、その成形面に対し
て裏面に、所望のマイクロレンズ径と同径で、穴の先端
が成形面より1.5mm以下で成形面に貫通しない深さ
の穴をマイクロレンズの所望の数だけ設けたことを特徴
とする。
【0006】さらに、本発明による光学素子の成形方法
は、平面又は任意の曲面に凹面のマイクロレンズを1個
以上有する光学素子を成形するにあたり、上型及び/又
は下型として請求項1記載の成形型を用い、光学素子材
料及び成形型を加熱し、光学素子材料を軟化させた後、
成形型により成形することを特徴とする。
は、平面又は任意の曲面に凹面のマイクロレンズを1個
以上有する光学素子を成形するにあたり、上型及び/又
は下型として請求項1記載の成形型を用い、光学素子材
料及び成形型を加熱し、光学素子材料を軟化させた後、
成形型により成形することを特徴とする。
【0007】本発明において、成形型の母材は、特に制
限されるものではなく、各種のものを使用でき、例え
ば、ステンレス鋼、各種の耐熱合金、各種のセラミック
ス、炭化タングステン、炭化珪素、窒化珪素などから成
るものが挙げられる。これらの母材は、超精密加工で平
面又は所望の曲面に削った後、ダイヤモンドペースト研
磨材などを使用して表面粗さがRmax =0.02μm以下
になるように表面を研磨される。この母材の表面には耐
酸化性及び耐濡れ性の向上を目的として被膜が設けられ
る。被膜は、スパッタリング法、イオンプレーティング
法、化学的気相成長(CVD)法など、公知の方法で貴
金属、貴金属合金、セラミックス又は貴金属とセラミッ
クスとの混合物を用いて設けられる。
限されるものではなく、各種のものを使用でき、例え
ば、ステンレス鋼、各種の耐熱合金、各種のセラミック
ス、炭化タングステン、炭化珪素、窒化珪素などから成
るものが挙げられる。これらの母材は、超精密加工で平
面又は所望の曲面に削った後、ダイヤモンドペースト研
磨材などを使用して表面粗さがRmax =0.02μm以下
になるように表面を研磨される。この母材の表面には耐
酸化性及び耐濡れ性の向上を目的として被膜が設けられ
る。被膜は、スパッタリング法、イオンプレーティング
法、化学的気相成長(CVD)法など、公知の方法で貴
金属、貴金属合金、セラミックス又は貴金属とセラミッ
クスとの混合物を用いて設けられる。
【0008】本発明の成形型は、上記のように、その成
形面に対して裏面に、所望のマイクロレンズ径と同径
で、穴の先端が成形面より1.5mm以下で成形面に貫
通しない深さの穴を有する。この成形型を用いて凹面の
マイクロレンズを有する光学素子を成形しうるメカニズ
ムは、必ずしも完全には解明されていないが、成形型を
加熱した際に、穴の先端部、すなわち型の肉厚の薄い部
分が他の部分より大きく膨張し、表面に凸面を有する成
形型に変形し、これと接触した光学素子材料を、凹面の
マイクロレンズを有する光学素子に成形するものと考え
られる。
形面に対して裏面に、所望のマイクロレンズ径と同径
で、穴の先端が成形面より1.5mm以下で成形面に貫
通しない深さの穴を有する。この成形型を用いて凹面の
マイクロレンズを有する光学素子を成形しうるメカニズ
ムは、必ずしも完全には解明されていないが、成形型を
加熱した際に、穴の先端部、すなわち型の肉厚の薄い部
分が他の部分より大きく膨張し、表面に凸面を有する成
形型に変形し、これと接触した光学素子材料を、凹面の
マイクロレンズを有する光学素子に成形するものと考え
られる。
【0009】本発明により成形される光学素子上のマイ
クロレンズの形状は、裏面からの穴の先端の形状、穴先
端と成形面との間の肉厚、成形温度、圧力等に依存す
る。また、光学素子材料としては、各種の光学ガラスの
みならず、樹脂を使用することもできる。さらに、成形
方法としても、押圧成形のみならず、射出成形、熱垂下
成形法など、様々な方法を適用することができる。
クロレンズの形状は、裏面からの穴の先端の形状、穴先
端と成形面との間の肉厚、成形温度、圧力等に依存す
る。また、光学素子材料としては、各種の光学ガラスの
みならず、樹脂を使用することもできる。さらに、成形
方法としても、押圧成形のみならず、射出成形、熱垂下
成形法など、様々な方法を適用することができる。
【0010】
【実施例】次に、図面を参照して本発明を実施例によっ
て詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるもので
はない。図1は本発明の一実施例を示す成形型の斜視図
であり、図2は図1に示した成形型の断面図である。図
1及び2において、成形型1は、その成形面2に被膜3
を有し、成形面2に対して裏面から複数個の穴4が設け
られている。この穴4は、所望のマイクロレンズと同径
で、その先端が成形面より1.5mm以下で、成形面に
貫通しない深さとなっている。
て詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるもので
はない。図1は本発明の一実施例を示す成形型の斜視図
であり、図2は図1に示した成形型の断面図である。図
1及び2において、成形型1は、その成形面2に被膜3
を有し、成形面2に対して裏面から複数個の穴4が設け
られている。この穴4は、所望のマイクロレンズと同径
で、その先端が成形面より1.5mm以下で、成形面に
貫通しない深さとなっている。
【0011】上記成形型を用いて光学素子を成形する方
法を図3及び図4により説明する。図3は、光学素子材
料の押圧成形前の、図1に示した本発明の成形型を上型
として用いた成形部の状態を示す概略説明図であり、図
4は、成形中の成形部の状態を示す概略説明図である。
成形型1を上部シリンダー5に取り付け、下型6上に光
学素子材料11を載せてセットし、ヒーター8で成形部
を加熱する。加熱温度は、熱電対10によって測定され
る。高温時には、酸化による型部材の劣化を防ぐため雰
囲気シールボックス9内に雰囲気ガス供給口13から不
活性ガス、例えは窒素ガスを供給することができる。な
お、7は光学素子の厚み調整スペーサーである。
法を図3及び図4により説明する。図3は、光学素子材
料の押圧成形前の、図1に示した本発明の成形型を上型
として用いた成形部の状態を示す概略説明図であり、図
4は、成形中の成形部の状態を示す概略説明図である。
成形型1を上部シリンダー5に取り付け、下型6上に光
学素子材料11を載せてセットし、ヒーター8で成形部
を加熱する。加熱温度は、熱電対10によって測定され
る。高温時には、酸化による型部材の劣化を防ぐため雰
囲気シールボックス9内に雰囲気ガス供給口13から不
活性ガス、例えは窒素ガスを供給することができる。な
お、7は光学素子の厚み調整スペーサーである。
【0012】光学素子材料11が軟化したら上部シリン
ダー5を降ろし、光学素子材料11を所望の圧力で押圧
し、成形する。その後、徐冷し、成形部の温度が光学素
子材料11のガラス転移点より低くなったときに圧力を
除き、上部シリンダー5を上昇させて成形品12を取り
出す。得られた成形品12の断面図を図5に示す。これ
を必要とする大きさにカットして様々な用途に使用する
ことができる。
ダー5を降ろし、光学素子材料11を所望の圧力で押圧
し、成形する。その後、徐冷し、成形部の温度が光学素
子材料11のガラス転移点より低くなったときに圧力を
除き、上部シリンダー5を上昇させて成形品12を取り
出す。得られた成形品12の断面図を図5に示す。これ
を必要とする大きさにカットして様々な用途に使用する
ことができる。
【0013】実施例1 成形型は、SUS304ステンレス鋼を母材とし、成形
面は表面粗さが 0.02μm以下になるまで平面研磨し
た。成形面には、白金−金合金被膜を1μmの厚さでコ
ーティングした。成形型の裏面には、所望のマイクロレ
ンズと同径(直径1mm)の穴4をピッチ2mmの間隔
で、その先端が成形面まで0.5mmを残す深さに開け
た。また、穴の先端形状は、曲率半径0.5mmの球面
にした。
面は表面粗さが 0.02μm以下になるまで平面研磨し
た。成形面には、白金−金合金被膜を1μmの厚さでコ
ーティングした。成形型の裏面には、所望のマイクロレ
ンズと同径(直径1mm)の穴4をピッチ2mmの間隔
で、その先端が成形面まで0.5mmを残す深さに開け
た。また、穴の先端形状は、曲率半径0.5mmの球面
にした。
【0014】このようにして作成した成形型を上部シリ
ンダーに取り付け、この上型と同材質から成るが、穴を
有しない下型上に光学素子材料である光学ガラスSFS
01(小原光学硝子社製)を載せ、セットした。ヒータ
ーで成形部を加熱し、440℃になった時点で上部シリ
ンダーを降ろし、光学素子材料を押圧成形した。その
後、冷却し、温度が380℃を下回ったらシリンダーを
上昇させ、成形品を取り出した。得られた成形品は、表
面に直径1mm、曲率半径0.5mmの凹レンズをピッ
チ2mmの間隔で有する光学素子であった。
ンダーに取り付け、この上型と同材質から成るが、穴を
有しない下型上に光学素子材料である光学ガラスSFS
01(小原光学硝子社製)を載せ、セットした。ヒータ
ーで成形部を加熱し、440℃になった時点で上部シリ
ンダーを降ろし、光学素子材料を押圧成形した。その
後、冷却し、温度が380℃を下回ったらシリンダーを
上昇させ、成形品を取り出した。得られた成形品は、表
面に直径1mm、曲率半径0.5mmの凹レンズをピッ
チ2mmの間隔で有する光学素子であった。
【0015】なお、上記実施例には、上型のみに本発明
の成形型を用いたが、上型及び下型の両方に本発明の成
形型を用いれば、両面にマイクロレンズを有する光学素
子を製造できる。
の成形型を用いたが、上型及び下型の両方に本発明の成
形型を用いれば、両面にマイクロレンズを有する光学素
子を製造できる。
【0016】
【発明の効果】本発明の成形型は、型表面に微小な凸面
を作る必要がないので、容易に安価に製造できる。ま
た、本発明の成形型を用いれば、表面に小さな凹面状マ
イクロレンズを1個以上有する光学素子を容易に大量生
産することができる。
を作る必要がないので、容易に安価に製造できる。ま
た、本発明の成形型を用いれば、表面に小さな凹面状マ
イクロレンズを1個以上有する光学素子を容易に大量生
産することができる。
【図1】本発明の一実施例を示す成形型の斜視図であ
る。
る。
【図2】図1の成形型の断面図である。
【図3】光学素子材料の押圧成形前の成形部の状態を示
す概略説明図である。
す概略説明図である。
【図4】光学素子材料の押圧成形中の成形部の状態を示
す概略説明図である。
す概略説明図である。
【図5】押圧成形された成形品の断面図である。
1 成形型 2 成形面 3 被膜 4 穴 5 上部シリンダー 6 下型 7 厚み調整スペーサー 8 ヒーター 9 雰囲気シールボックス 10 熱電対 11 光学素子材料 12 成形品
Claims (3)
- 【請求項1】 平面又は任意の曲面に凹面のマイクロレ
ンズを1個以上有する光学素子を成形する成形型であっ
て、その成形面に対して裏面に、所望のマイクロレンズ
径と同径で、穴の先端が成形面より1.5mm以下で成
形面に貫通しない深さの穴をマイクロレンズの所望の数
だけ設けたことを特徴とする光学素子成形用の成形型。 - 【請求項2】 平面又は任意の曲面に凹面のマイクロレ
ンズを1個以上有する光学素子を成形するにあたり、上
型及び/又は下型として請求項1記載の成形型を用い、
光学素子材料及び成形型を加熱し、光学素子材料を軟化
させた後、成形型により成形することを特徴とする光学
素子の成形方法。 - 【請求項3】 成形を押圧成形法、射出成形法又は熱垂
下成形法によって行う請求項2記載の光学素子の成形方
法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP24343992A JP3266659B2 (ja) | 1992-09-11 | 1992-09-11 | 光学素子成形用の成形型及び光学素子の成形方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP24343992A JP3266659B2 (ja) | 1992-09-11 | 1992-09-11 | 光学素子成形用の成形型及び光学素子の成形方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0692658A true JPH0692658A (ja) | 1994-04-05 |
JP3266659B2 JP3266659B2 (ja) | 2002-03-18 |
Family
ID=17103896
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP24343992A Expired - Fee Related JP3266659B2 (ja) | 1992-09-11 | 1992-09-11 | 光学素子成形用の成形型及び光学素子の成形方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3266659B2 (ja) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000316069A (ja) * | 1999-04-30 | 2000-11-14 | Rohm Co Ltd | レンズアレイの製造方法およびレンズアレイ |
EP1069082A2 (en) * | 1999-07-15 | 2001-01-17 | Eastman Kodak Company | Method and apparatus for compression moulding glass microlens arrays |
JP2001311802A (ja) * | 2000-05-02 | 2001-11-09 | Rohm Co Ltd | レンズアレイの製造方法、レンズアレイおよびレンズアレイの遮光処理方法 |
US6623668B1 (en) | 1999-05-11 | 2003-09-23 | Nec Electronics Corporation | Method of forming micro lenses of a solid-state image pick-up device |
JP2004309557A (ja) * | 2003-04-02 | 2004-11-04 | Keiwa Inc | 光学シート及びこれを用いたバックライトユニット |
US20200339463A1 (en) * | 2018-04-17 | 2020-10-29 | Okamoto Glass Co., Ltd. | Mold for molding glass-made optical component and method for manufucturing glass-made optical component using mold |
-
1992
- 1992-09-11 JP JP24343992A patent/JP3266659B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2000316069A (ja) * | 1999-04-30 | 2000-11-14 | Rohm Co Ltd | レンズアレイの製造方法およびレンズアレイ |
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EP1069082A2 (en) * | 1999-07-15 | 2001-01-17 | Eastman Kodak Company | Method and apparatus for compression moulding glass microlens arrays |
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Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP3266659B2 (ja) | 2002-03-18 |
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