JPH09174566A - 光学素子複製用スタンパ - Google Patents
光学素子複製用スタンパInfo
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- JPH09174566A JPH09174566A JP33721395A JP33721395A JPH09174566A JP H09174566 A JPH09174566 A JP H09174566A JP 33721395 A JP33721395 A JP 33721395A JP 33721395 A JP33721395 A JP 33721395A JP H09174566 A JPH09174566 A JP H09174566A
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- 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
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- B29L2011/0016—Lenses
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- B29L2011/0016—Lenses
- B29L2011/005—Fresnel lenses
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (AREA)
- Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 この発明は、光学素子複製用スタンパに関
し、光学素子形成時に発生する気泡をパターン表面から
外部へ逃がし、よりオリジナルに近い形状のレプリカを
作成するスタンパを提供することを課題とする。 【解決手段】 光学素子の複製を作成するスタンパにお
いて、光学素子の表面形状を形成する光学素子パターン
の一部に、光学素子の複製の作成時に発生する気泡を溜
めるための凹部を持つことを特徴とする。
し、光学素子形成時に発生する気泡をパターン表面から
外部へ逃がし、よりオリジナルに近い形状のレプリカを
作成するスタンパを提供することを課題とする。 【解決手段】 光学素子の複製を作成するスタンパにお
いて、光学素子の表面形状を形成する光学素子パターン
の一部に、光学素子の複製の作成時に発生する気泡を溜
めるための凹部を持つことを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、光学素子複製用
スタンパに関し、特に、プリンタ、スキャナー、通信及
びコンピュータ用機器で利用されている光学素子の複製
に用いるスタンパに関する。
スタンパに関し、特に、プリンタ、スキャナー、通信及
びコンピュータ用機器で利用されている光学素子の複製
に用いるスタンパに関する。
【０００２】
【従来の技術】凸レンズなどの光学素子を作成する場
合、ＣＤ−ＲＯＭなどの成形品の作成に用いられている
２Ｐ（Photo-Polymer)法や射出成形法等が用いられる。
このとき、光学素子のオリジナル（原型）からレプリカ
を複製するために、オリジナルの形状と逆の凹凸形状を
持つスタンパが利用される。光学素子用のスタンパとし
ては、工作機械を使用してオリジナルの形状と逆の凹凸
を持つ金型を直接作成したものを用いることが多い。
合、ＣＤ−ＲＯＭなどの成形品の作成に用いられている
２Ｐ（Photo-Polymer)法や射出成形法等が用いられる。
このとき、光学素子のオリジナル（原型）からレプリカ
を複製するために、オリジナルの形状と逆の凹凸形状を
持つスタンパが利用される。光学素子用のスタンパとし
ては、工作機械を使用してオリジナルの形状と逆の凹凸
を持つ金型を直接作成したものを用いることが多い。
【０００３】また、その他に、フォトリソグラフィの方
法を用いて、まずオリジナルの形状と同じ形状を持つも
のを作成し、これにニッケル等の金属を蒸着したり、メ
ッキを施して成膜し、オリジナルの形状を転写したもの
をスタンパとして使用する場合もある。これらの方法で
作成したスタンパに樹脂を流しこむか、あるいは樹脂を
挟み込んでから加圧することで、光学素子のオリジナル
と同じ凹凸を持ったレプリカが作成される。
法を用いて、まずオリジナルの形状と同じ形状を持つも
のを作成し、これにニッケル等の金属を蒸着したり、メ
ッキを施して成膜し、オリジナルの形状を転写したもの
をスタンパとして使用する場合もある。これらの方法で
作成したスタンパに樹脂を流しこむか、あるいは樹脂を
挟み込んでから加圧することで、光学素子のオリジナル
と同じ凹凸を持ったレプリカが作成される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】以上のように、従来
は、凸レンズ等の光学素子のオリジナルの形状そのまま
に、オリジナルと逆の凹凸を持つスタンパが用いられて
いた。このため、凸形レンズ、回折格子、表面が階段状
のフレネルレンズなどの光学素子では、その表面形状が
複雑なため、流し込まれた樹脂がスタンパ表面を満たし
ていく際に、空気がすべて逃げることができない場合が
あった。
は、凸レンズ等の光学素子のオリジナルの形状そのまま
に、オリジナルと逆の凹凸を持つスタンパが用いられて
いた。このため、凸形レンズ、回折格子、表面が階段状
のフレネルレンズなどの光学素子では、その表面形状が
複雑なため、流し込まれた樹脂がスタンパ表面を満たし
ていく際に、空気がすべて逃げることができない場合が
あった。
【０００５】図１４に、従来におけるスタンパによる光
学素子のレプリカ作成の過程を示す。図１４（ａ）に示
すように、レンズパターン１となる凹部を持ったスタン
パ２と基板４との間に、レプリカ用樹脂３を右側から流
し込む。このとき、レプリカ用樹脂３は、粘性を持って
いるため、図１４（ｂ）のように加圧するときに一様に
レンズパターン１を満たすことができず、図１４（ｃ）
のようにレンズパターン表面となるべき位置に気泡が残
ってしまう。
学素子のレプリカ作成の過程を示す。図１４（ａ）に示
すように、レンズパターン１となる凹部を持ったスタン
パ２と基板４との間に、レプリカ用樹脂３を右側から流
し込む。このとき、レプリカ用樹脂３は、粘性を持って
いるため、図１４（ｂ）のように加圧するときに一様に
レンズパターン１を満たすことができず、図１４（ｃ）
のようにレンズパターン表面となるべき位置に気泡が残
ってしまう。
【０００６】すなわち、作成すべき光学素子のパターン
表面とスタンパ２との間に気泡が残るため、スタンパ形
状を正確に転写することが困難であった。したがって、
スタンパによって製造される光学素子のレプリカは、厳
密にはその表面形状が一つ一つ異なり、製造品質上、問
題があった。
表面とスタンパ２との間に気泡が残るため、スタンパ形
状を正確に転写することが困難であった。したがって、
スタンパによって製造される光学素子のレプリカは、厳
密にはその表面形状が一つ一つ異なり、製造品質上、問
題があった。
【０００７】この発明は、以上のような事情を考慮して
なされたものであり、作成される光学素子のパターン形
状に影響を及ぼさないように気泡を逃がし、よりオリジ
ナルに近い形状を持ったレプリカを作成することができ
る光学素子複製用のスタンパを提供するものである。
なされたものであり、作成される光学素子のパターン形
状に影響を及ぼさないように気泡を逃がし、よりオリジ
ナルに近い形状を持ったレプリカを作成することができ
る光学素子複製用のスタンパを提供するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この発明は、光学素子の
複製を作成するスタンパにおいて、光学素子の表面形状
を形成する光学素子パターンと、光学素子の複製の作成
時に発生する気泡を溜めるための凹部とを持つことを特
徴とする光学素子複製用スタンパを提供するものであ
る。ここで、前記凹部は、光学素子パターンの内部のみ
に存在してもよく、あるいは光学素子パターンの外部に
存在してもよい。また、この凹部は、光学素子パターン
の内部及び外部の両方に存在してもよい。
複製を作成するスタンパにおいて、光学素子の表面形状
を形成する光学素子パターンと、光学素子の複製の作成
時に発生する気泡を溜めるための凹部とを持つことを特
徴とする光学素子複製用スタンパを提供するものであ
る。ここで、前記凹部は、光学素子パターンの内部のみ
に存在してもよく、あるいは光学素子パターンの外部に
存在してもよい。また、この凹部は、光学素子パターン
の内部及び外部の両方に存在してもよい。
【０００９】また、前記凹部は、前記光学素子パターン
の中心付近から端部まで延びた１本又は複数本の溝とし
てもよい。さらに、前記溝は、前記光学素子パターンの
外部にまで延びた溝としてもよい。また、前記溝のうち
前記光学素子パターンの外部に存在する部分が、光学素
子パターンから離れるにしたがって深くなるようにして
もよい。
の中心付近から端部まで延びた１本又は複数本の溝とし
てもよい。さらに、前記溝は、前記光学素子パターンの
外部にまで延びた溝としてもよい。また、前記溝のうち
前記光学素子パターンの外部に存在する部分が、光学素
子パターンから離れるにしたがって深くなるようにして
もよい。
【００１０】光学素子パターン以外の位置に存在する凹
部は、光学素子パターンから離れている位置の方が深く
なるようにしてもよい。また、前記光学素子パターンの
外部にまで延びた溝とともに、光学素子の表面形状を形
成する光学素子パターン以外の位置に、光学素子の複製
の作成時に発生する気泡を溜めるための凹部を備えるよ
うにしてもよい。
部は、光学素子パターンから離れている位置の方が深く
なるようにしてもよい。また、前記光学素子パターンの
外部にまで延びた溝とともに、光学素子の表面形状を形
成する光学素子パターン以外の位置に、光学素子の複製
の作成時に発生する気泡を溜めるための凹部を備えるよ
うにしてもよい。
【００１１】さらに、前記溝と前記光学素子パターン以
外の位置に存在する凹部とが連結しているようにしても
よい。前記光学素子パターンは、通常の凸形レンズのほ
か、凹凸形状が繰り返される回折型光学素子や鋸歯形状
のフレネルレンズの表面形状を形成するパターンとする
ことができる。
外の位置に存在する凹部とが連結しているようにしても
よい。前記光学素子パターンは、通常の凸形レンズのほ
か、凹凸形状が繰り返される回折型光学素子や鋸歯形状
のフレネルレンズの表面形状を形成するパターンとする
ことができる。
【００１２】この発明によれば、光学素子の複製の作成
時に発生する気泡を溜めるための凹部を、スタンパ表面
の光学素子パターンの一部に、あるいは、外部に設けて
いるので、レンズパターン表面上から気泡を外部へ逃が
し、よりオリジナルに近いレンズパターンを持つ光学素
子を正確に形成することが可能となる。
時に発生する気泡を溜めるための凹部を、スタンパ表面
の光学素子パターンの一部に、あるいは、外部に設けて
いるので、レンズパターン表面上から気泡を外部へ逃が
し、よりオリジナルに近いレンズパターンを持つ光学素
子を正確に形成することが可能となる。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、図面に示す実施の形態に基
づいてこの発明を詳述する。なお、これによってこの発
明が限定されるものではない。図１に、この発明のスタ
ンパの表面形状の第１実施例の斜視図を示す。同図は、
スタンパをパターン面側から見た表面形状を示してい
る。ここで、このスタンパは、凸形レンズパターンのオ
リジナルとは逆の凹凸を持つ凹部を備え、さらに気泡を
逃がすための空間（凹部）となる溝を備えている。
づいてこの発明を詳述する。なお、これによってこの発
明が限定されるものではない。図１に、この発明のスタ
ンパの表面形状の第１実施例の斜視図を示す。同図は、
スタンパをパターン面側から見た表面形状を示してい
る。ここで、このスタンパは、凸形レンズパターンのオ
リジナルとは逆の凹凸を持つ凹部を備え、さらに気泡を
逃がすための空間（凹部）となる溝を備えている。
【００１４】この例では、凸形レンズパターンの中心付
近から、４方向に溝がきざまれ、パターン外部までその
溝が延びたスタンパ形状を示している。この発明の対象
とする凸形レンズは、主として、半径が１００μｍから
１５０μｍ程度、深さが１．２〜２０μｍ程度の微少な
レンズであるが、これに限るものではない。また、溝の
大きさと数については、レンズの光学特性の劣化の程度
と空気の逃げやすさとのバランスを考慮して決定する必
要がある。一般に、溝の深さをレンズの深さよりも深く
することにより、気泡をより確実にレンズパターンの外
に逃がすことができるが、逆に溝の深さをレンズの深さ
よりも浅くすることにより、レンズの光学特性に与える
影響を少なくすることができる。
近から、４方向に溝がきざまれ、パターン外部までその
溝が延びたスタンパ形状を示している。この発明の対象
とする凸形レンズは、主として、半径が１００μｍから
１５０μｍ程度、深さが１．２〜２０μｍ程度の微少な
レンズであるが、これに限るものではない。また、溝の
大きさと数については、レンズの光学特性の劣化の程度
と空気の逃げやすさとのバランスを考慮して決定する必
要がある。一般に、溝の深さをレンズの深さよりも深く
することにより、気泡をより確実にレンズパターンの外
に逃がすことができるが、逆に溝の深さをレンズの深さ
よりも浅くすることにより、レンズの光学特性に与える
影響を少なくすることができる。
【００１５】図２に、図１におけるスタンパによって、
光学素子のレプリカを作成する過程を示す。図２（ａ）
に示すように、レンズパターン１となる凹部と溝部５を
持ったスタンパ２と基板４との間に、レプリカ用樹脂３
を右側から流し込む。図２（ｂ）に示すように、スタン
パ２を加圧すると、レプリカ用樹脂３は、レンズパター
ン１の形状に形成されるとともに、溝部５にも入り込
み、さらにスタンパ２とレプリカ用樹脂３の間にできた
気泡６は、溝部５の中に取り込まれる。すなわち、図２
（ｃ）に示すように、スタンパ２にきざまれたレンズパ
ターン表面の部分は、レプリカ用樹脂３で完全に満たさ
れ、溝部５の中に気泡が閉じこめられるので、レンズパ
ターン表面となるべき位置には気泡６は残らない。した
がって、設計されたとおりの光学素子のレプリカが作成
できる。なお、レプリカ用樹脂の材料としては、紫外線
硬化樹脂などを用いることができるがこれに限定するも
のではない。また、スタンパの材料としては、ニッケル
（Ｎｉ）などを用いることができる。
光学素子のレプリカを作成する過程を示す。図２（ａ）
に示すように、レンズパターン１となる凹部と溝部５を
持ったスタンパ２と基板４との間に、レプリカ用樹脂３
を右側から流し込む。図２（ｂ）に示すように、スタン
パ２を加圧すると、レプリカ用樹脂３は、レンズパター
ン１の形状に形成されるとともに、溝部５にも入り込
み、さらにスタンパ２とレプリカ用樹脂３の間にできた
気泡６は、溝部５の中に取り込まれる。すなわち、図２
（ｃ）に示すように、スタンパ２にきざまれたレンズパ
ターン表面の部分は、レプリカ用樹脂３で完全に満たさ
れ、溝部５の中に気泡が閉じこめられるので、レンズパ
ターン表面となるべき位置には気泡６は残らない。した
がって、設計されたとおりの光学素子のレプリカが作成
できる。なお、レプリカ用樹脂の材料としては、紫外線
硬化樹脂などを用いることができるがこれに限定するも
のではない。また、スタンパの材料としては、ニッケル
（Ｎｉ）などを用いることができる。
【００１６】図３に、図２に示したような溝をつけたス
タンパによって作成されるバイナリフレネルレンズの実
施例を示す。図３（ａ）は、１つのバイナリレンズの表
面形状を示しており、図３（ｂ）は、このバイナリレン
ズをアレイ状に並べた光学素子の表面を示している。バ
イナリフレネルレンズとは、曲面形状のフレネルレンズ
パターン表面を段階状の凹凸面で近似して作成したレン
ズである。スタンパは、このバイナリフレネルレンズの
表面パターンと逆の凹凸を持つ。図３において、スタン
パの溝の位置に相当する部分に、レンズの中心から相異
なる２方向に延びた凸部が、レンズパターンの表面に存
在する。また、図３では、レンズパターンの断面がわか
りやすいように、スタンパの溝が延びる方向の断面形状
と、溝のない方向の断面形状を示している。
タンパによって作成されるバイナリフレネルレンズの実
施例を示す。図３（ａ）は、１つのバイナリレンズの表
面形状を示しており、図３（ｂ）は、このバイナリレン
ズをアレイ状に並べた光学素子の表面を示している。バ
イナリフレネルレンズとは、曲面形状のフレネルレンズ
パターン表面を段階状の凹凸面で近似して作成したレン
ズである。スタンパは、このバイナリフレネルレンズの
表面パターンと逆の凹凸を持つ。図３において、スタン
パの溝の位置に相当する部分に、レンズの中心から相異
なる２方向に延びた凸部が、レンズパターンの表面に存
在する。また、図３では、レンズパターンの断面がわか
りやすいように、スタンパの溝が延びる方向の断面形状
と、溝のない方向の断面形状を示している。
【００１７】さらにバイナリフレネルレンズの表面とし
て、図３には４段の階段を持つものを示しているが、バ
イナリフレネルレンズとしては８段あるいは１６段の階
段形状からなるものもある。２つの断面形状を比較すれ
ばわかるように、スタンパの溝のない方向では微少な階
段形状の繰り返しとなっており、これは、所望のレンズ
の光学特性を満たすように設計された形状である。一
方、スタンパの溝方向では、レンズ表面は直線的な形状
となっており、この部分は、レンズの光学特性の劣化の
要因となりうる。
て、図３には４段の階段を持つものを示しているが、バ
イナリフレネルレンズとしては８段あるいは１６段の階
段形状からなるものもある。２つの断面形状を比較すれ
ばわかるように、スタンパの溝のない方向では微少な階
段形状の繰り返しとなっており、これは、所望のレンズ
の光学特性を満たすように設計された形状である。一
方、スタンパの溝方向では、レンズ表面は直線的な形状
となっており、この部分は、レンズの光学特性の劣化の
要因となりうる。
【００１８】従来のように、溝をつけないで、レンズパ
ターンの逆の凹凸のみを持つスタンパを利用してバイナ
リフレネルレンズを作成する場合には、レンズパターン
表面の任意の位置に気泡が残留する可能性があり、この
気泡の影響により階段形状の一部が欠ける場合がある。
この場合、気泡の残留量と位置によっては、レンズの光
学特性にかなりの悪影響を及ぼすことになるが、溝のな
いスタンパを用いてバイナリフレネルレンズを作成した
場合、実際に使用可能なレンズは約半数（歩留り：５０
％）に留まることもある。
ターンの逆の凹凸のみを持つスタンパを利用してバイナ
リフレネルレンズを作成する場合には、レンズパターン
表面の任意の位置に気泡が残留する可能性があり、この
気泡の影響により階段形状の一部が欠ける場合がある。
この場合、気泡の残留量と位置によっては、レンズの光
学特性にかなりの悪影響を及ぼすことになるが、溝のな
いスタンパを用いてバイナリフレネルレンズを作成した
場合、実際に使用可能なレンズは約半数（歩留り：５０
％）に留まることもある。
【００１９】ここで、図３に示したバイナリフレネルレ
ンズの形状の具体例として次のような値を持つものを考
える。レンズの半径（ｒ）を１００μｍ、レンズの深さ
を１．２μｍとする。さらにスタンパの溝に相当する部
分の長さを２２０μｍ、幅（ｗ）を５μｍ、及び深さを
レンズの深さ（１．２μｍ）と同じとする。このとき、
レンズ表面の面積（Ｓ＝πｒ2）は、Ｓ≒３１４００μ
ｍ2となる。また、溝に相当する部分の面積（ａ＝２ｒ
×ｗ）は、ａ＝２×１００×５＝１０００μｍ2とな
る。したがって、レンズ表面の面積に対する溝に相当す
る部分の面積の面積比（ａ／ｓ×１００）は、約３．２
％となる。
ンズの形状の具体例として次のような値を持つものを考
える。レンズの半径（ｒ）を１００μｍ、レンズの深さ
を１．２μｍとする。さらにスタンパの溝に相当する部
分の長さを２２０μｍ、幅（ｗ）を５μｍ、及び深さを
レンズの深さ（１．２μｍ）と同じとする。このとき、
レンズ表面の面積（Ｓ＝πｒ2）は、Ｓ≒３１４００μ
ｍ2となる。また、溝に相当する部分の面積（ａ＝２ｒ
×ｗ）は、ａ＝２×１００×５＝１０００μｍ2とな
る。したがって、レンズ表面の面積に対する溝に相当す
る部分の面積の面積比（ａ／ｓ×１００）は、約３．２
％となる。
【００２０】この考察により、レンズ表面に溝をつけた
バイナリフレネルレンズは、溝をつけないレンズに比べ
て、レンズの回折効率が３％程度劣化するだけであるこ
とがわかる。この程度の劣化を生じても、結像のコント
ラスト等に及ぼす影響はごくわずかであり、この溝に相
当する凸部を持つレンズを用いた画像読取り装置やプリ
ンタなどの実際の使用上は問題がない。
バイナリフレネルレンズは、溝をつけないレンズに比べ
て、レンズの回折効率が３％程度劣化するだけであるこ
とがわかる。この程度の劣化を生じても、結像のコント
ラスト等に及ぼす影響はごくわずかであり、この溝に相
当する凸部を持つレンズを用いた画像読取り装置やプリ
ンタなどの実際の使用上は問題がない。
【００２１】それよりも、スタンパに溝をつけることに
よって、レンズ表面に相当する部分から完全に気泡を除
くことができるため、バイナリフレネルレンズの歩留り
を９５％以上に向上できる。すなわち、バイナリフレネ
ルレンズの作成時における不良品の発生する確率を抑
え、製造品質の均一化の向上が可能となる。なお、以上
の実施例では、気泡を逃がすための空間として溝を形成
した例を示したが、レンズパターン表面上に気泡が残留
しないような形状であればよい。ただし、レンズの光学
特性に与える影響が少ないことを考慮する必要がある。
よって、レンズ表面に相当する部分から完全に気泡を除
くことができるため、バイナリフレネルレンズの歩留り
を９５％以上に向上できる。すなわち、バイナリフレネ
ルレンズの作成時における不良品の発生する確率を抑
え、製造品質の均一化の向上が可能となる。なお、以上
の実施例では、気泡を逃がすための空間として溝を形成
した例を示したが、レンズパターン表面上に気泡が残留
しないような形状であればよい。ただし、レンズの光学
特性に与える影響が少ないことを考慮する必要がある。
【００２２】次に、図４にこの発明のスタンパ表面形状
の第２実施例を示す。同図はスタンパの表面形状を裏側
か見た斜視図であるが、わかりやすいように、溝に相当
する凹部を強調して図示している。この実施例では、凸
形レンズパターンの中心付近からパターンの端部まで４
方向に延びた溝を設けている。レンズパターンと溝の凹
部は、通常用いられるＮＣ工作機械で作成することがで
きるがこれに限定されるものではない。ここで、レンズ
の直径は３００μｍ、深さは２０μｍとし、溝の幅は２
０μｍ、深さはレンズと同じ２０μｍ程度である。この
ような溝を設ければ、レンズのレプリカ用樹脂とスタン
パの間にできる気泡はすべてスタンパの溝部分に取り除
かれ、レンズパターンそのものの形状には影響を及ぼさ
ないようにできる。
の第２実施例を示す。同図はスタンパの表面形状を裏側
か見た斜視図であるが、わかりやすいように、溝に相当
する凹部を強調して図示している。この実施例では、凸
形レンズパターンの中心付近からパターンの端部まで４
方向に延びた溝を設けている。レンズパターンと溝の凹
部は、通常用いられるＮＣ工作機械で作成することがで
きるがこれに限定されるものではない。ここで、レンズ
の直径は３００μｍ、深さは２０μｍとし、溝の幅は２
０μｍ、深さはレンズと同じ２０μｍ程度である。この
ような溝を設ければ、レンズのレプリカ用樹脂とスタン
パの間にできる気泡はすべてスタンパの溝部分に取り除
かれ、レンズパターンそのものの形状には影響を及ぼさ
ないようにできる。
【００２３】図５に、スタンパ表面形状の第３実施例を
示す。ここでは、レンズパターンの端部の溝の深さをレ
ンズ中央部の溝の深さよりも大きくした点が、溝の深さ
をレンズ中央部からレンズパターンの端部まで一定とし
た前記第２実施例と異なる。図５において、レンズ中央
部の溝の深さは、レンズの深さと同じ２０μｍであり、
レンズ端部の溝の深さは３０μｍである。このように、
レンズ中央部よりもレンズ端部の溝の深さを大きくして
いるので、発生した気泡は、レンズ端部の溝の最上部付
近に集められる。したがって、第２実施例よりも確実
に、気泡をレンズパターン表面の外へ逃がすことができ
るので、設計どおりのレンズパターン表面を作成するこ
とが可能となる。
示す。ここでは、レンズパターンの端部の溝の深さをレ
ンズ中央部の溝の深さよりも大きくした点が、溝の深さ
をレンズ中央部からレンズパターンの端部まで一定とし
た前記第２実施例と異なる。図５において、レンズ中央
部の溝の深さは、レンズの深さと同じ２０μｍであり、
レンズ端部の溝の深さは３０μｍである。このように、
レンズ中央部よりもレンズ端部の溝の深さを大きくして
いるので、発生した気泡は、レンズ端部の溝の最上部付
近に集められる。したがって、第２実施例よりも確実
に、気泡をレンズパターン表面の外へ逃がすことができ
るので、設計どおりのレンズパターン表面を作成するこ
とが可能となる。
【００２４】図６（ａ），（ｂ）に、この発明の第４実
施例のスタンパの表面形状の底面図と、図６（ａ）のＸ
方向−Ｙ方向で切断したときの断面図を示す。溝５は、
４方向に、レンズパターン１の外部にまで延びており、
溝の深さは、レンズパターンの深さと同じ（＝２０μ
ｍ）とする。また、レンズパターン１の直径が３００μ
ｍ程度である場合に、レンズパターン１の端部からレン
ズパターン外部に延びる溝の長さは、５０μｍ程度あれ
ば気泡をレンズパターン内から逃がすのに十分である。
また、４つの溝の幅は１０〜２０μｍ程度あればよい。
施例のスタンパの表面形状の底面図と、図６（ａ）のＸ
方向−Ｙ方向で切断したときの断面図を示す。溝５は、
４方向に、レンズパターン１の外部にまで延びており、
溝の深さは、レンズパターンの深さと同じ（＝２０μ
ｍ）とする。また、レンズパターン１の直径が３００μ
ｍ程度である場合に、レンズパターン１の端部からレン
ズパターン外部に延びる溝の長さは、５０μｍ程度あれ
ば気泡をレンズパターン内から逃がすのに十分である。
また、４つの溝の幅は１０〜２０μｍ程度あればよい。
【００２５】図７（ａ），（ｂ）に、この発明の第５実
施例として、スタンパの表面形状の底面図と図７（ａ）
のＸ方向−Ｙ方向で切断したときの断面図を示す。ここ
で、図６と異なる点は、レンズパターン１の中心部から
外部にかけて、溝５に傾斜をつけて溝の深さをレンズパ
ターンの深さよりも大きくしたことである。レンズパタ
ーン１の深さを２０μｍとしたとき、レンズパターン１
の外部の溝５の深さは３０μｍ程度あればよい。このよ
うに、レンズパターンの中心部から外部にかけて溝に傾
斜をつけて、溝の深さをレンズパターンの深さよりも大
きくしているので、より確実に気泡をレンズパターン外
部へ逃がすことができる。
施例として、スタンパの表面形状の底面図と図７（ａ）
のＸ方向−Ｙ方向で切断したときの断面図を示す。ここ
で、図６と異なる点は、レンズパターン１の中心部から
外部にかけて、溝５に傾斜をつけて溝の深さをレンズパ
ターンの深さよりも大きくしたことである。レンズパタ
ーン１の深さを２０μｍとしたとき、レンズパターン１
の外部の溝５の深さは３０μｍ程度あればよい。このよ
うに、レンズパターンの中心部から外部にかけて溝に傾
斜をつけて、溝の深さをレンズパターンの深さよりも大
きくしているので、より確実に気泡をレンズパターン外
部へ逃がすことができる。
【００２６】さらに、スタンパ表面形状の他の実施例と
しては、図８及び図９に示すような第６、第７実施例が
考えられる。図８（ａ），（ｂ）では、レンズパターン
１の端部までは溝５の深さはレンズパターン１と同じ深
さであり、それより外部では溝５の深さを徐々に深くし
ていく実施例を示している。溝５の最外部では、３０μ
ｍ程度の深さがあればよい。また、図９（ａ），（ｂ）
では、レンズパターン１の中心からレンズパターン外部
にかけて深さを大きくする傾斜を持たせた溝５の実施例
を示している。レンズパターン中心部の深さが２０μｍ
程度なのに対して、溝５の最外部では溝の深さは３０μ
ｍ程度である。これにより、気泡をより確実にレンズパ
ターン表面部分から追い出すことが可能となる。なお、
溝の形状としては、これらに限定するものではなく、レ
ンズの光学特性に実質的に影響を及ぼさない形状で、気
泡をレンズパターン表面上から逃がすことができるよう
な空間がレンズ外部にあればよい。したがって、この空
間の形状としては、球面、円柱、角柱などの形状であっ
てもよい。
しては、図８及び図９に示すような第６、第７実施例が
考えられる。図８（ａ），（ｂ）では、レンズパターン
１の端部までは溝５の深さはレンズパターン１と同じ深
さであり、それより外部では溝５の深さを徐々に深くし
ていく実施例を示している。溝５の最外部では、３０μ
ｍ程度の深さがあればよい。また、図９（ａ），（ｂ）
では、レンズパターン１の中心からレンズパターン外部
にかけて深さを大きくする傾斜を持たせた溝５の実施例
を示している。レンズパターン中心部の深さが２０μｍ
程度なのに対して、溝５の最外部では溝の深さは３０μ
ｍ程度である。これにより、気泡をより確実にレンズパ
ターン表面部分から追い出すことが可能となる。なお、
溝の形状としては、これらに限定するものではなく、レ
ンズの光学特性に実質的に影響を及ぼさない形状で、気
泡をレンズパターン表面上から逃がすことができるよう
な空間がレンズ外部にあればよい。したがって、この空
間の形状としては、球面、円柱、角柱などの形状であっ
てもよい。
【００２７】上記に説明したスタンパの形状の実施例で
は、レンズパターンの表面の内部からレンズパターン近
傍の外部にかけて溝を作る例を示したが、気泡を取り除
くための空間はレンズパターンとは離れた位置に設けて
もよい。一般に、光学素子が用いられる画像読取り装置
やプリンタでは、複数のレンズがアレイ状に並べられた
レンズアレイを用いることが多いため、このレンズアレ
イを一体成形する場合には、スタンパ表面のレンズパタ
ーン以外の位置に気泡を取り除くための空間を設けるの
は、光学特性上又は製造上効果的である。
は、レンズパターンの表面の内部からレンズパターン近
傍の外部にかけて溝を作る例を示したが、気泡を取り除
くための空間はレンズパターンとは離れた位置に設けて
もよい。一般に、光学素子が用いられる画像読取り装置
やプリンタでは、複数のレンズがアレイ状に並べられた
レンズアレイを用いることが多いため、このレンズアレ
イを一体成形する場合には、スタンパ表面のレンズパタ
ーン以外の位置に気泡を取り除くための空間を設けるの
は、光学特性上又は製造上効果的である。
【００２８】図１０に、この発明の第８実施例のスタン
パ表面の断面図を示す。図１０では、溝のない設計どお
りの２つのレンズパターン１と、それ以外の位置に２つ
の「気泡溜め」７を設けた実施例を示している。但し、
実際に用いられるものでは、数十個のレンズパターン１
と数十個の「気泡溜め」７からなる。ここで、気泡溜め
７の形状は、たとえば、直径３０μｍ、高さ４０μｍ程
度の円柱形状とすることができる。しかし、これに限ら
れるものではなく、気泡を発生させることのない簡単な
構造を持ち気泡６を十分溜めることができるような形
状、大きさであればよい。なお、このとき、レンズパタ
ーン１は、その直径が３００μｍ、深さが２０μｍ程度
の微少なものである。
パ表面の断面図を示す。図１０では、溝のない設計どお
りの２つのレンズパターン１と、それ以外の位置に２つ
の「気泡溜め」７を設けた実施例を示している。但し、
実際に用いられるものでは、数十個のレンズパターン１
と数十個の「気泡溜め」７からなる。ここで、気泡溜め
７の形状は、たとえば、直径３０μｍ、高さ４０μｍ程
度の円柱形状とすることができる。しかし、これに限ら
れるものではなく、気泡を発生させることのない簡単な
構造を持ち気泡６を十分溜めることができるような形
状、大きさであればよい。なお、このとき、レンズパタ
ーン１は、その直径が３００μｍ、深さが２０μｍ程度
の微少なものである。
【００２９】図１０（ａ），（ｂ）に示すように、レプ
リカ用樹脂３が左側から流し込まれたとき、スタンパ２
のレンズパターン表面とレプリカ用樹脂３の間に発生し
た気泡６は、レプリカ用樹脂３の流れに沿って右側へ送
られる。このとき、気泡溜め７が、レンズパターン１と
他のレンズパターン１との間にあれば、図１０（ｃ）に
示すように発生した気泡６はこの気泡溜め７に捕獲され
て、レプリカ用樹脂３の流れと共に他のレンズパターン
１へ送られるのを阻止できる。すなわち、気泡６を気泡
溜め７で捕獲してしまうことにより、レンズパターン内
あるいはレンズパターン以外の位置で発生した気泡６が
移動して、他のレンズパターンの形成に影響を及ぼすこ
とを最小限に抑えることができる。
リカ用樹脂３が左側から流し込まれたとき、スタンパ２
のレンズパターン表面とレプリカ用樹脂３の間に発生し
た気泡６は、レプリカ用樹脂３の流れに沿って右側へ送
られる。このとき、気泡溜め７が、レンズパターン１と
他のレンズパターン１との間にあれば、図１０（ｃ）に
示すように発生した気泡６はこの気泡溜め７に捕獲され
て、レプリカ用樹脂３の流れと共に他のレンズパターン
１へ送られるのを阻止できる。すなわち、気泡６を気泡
溜め７で捕獲してしまうことにより、レンズパターン内
あるいはレンズパターン以外の位置で発生した気泡６が
移動して、他のレンズパターンの形成に影響を及ぼすこ
とを最小限に抑えることができる。
【００３０】図１１に、気泡溜めの形状をテーパ状にし
たスタンパの表面形状の第９実施例を示す。すなわち、
気泡溜め７の形状を、レンズパターンの近傍では浅く、
レンズパターンから遠い位置では深くした円錐形状ある
いは角錐形状としてもよい。このようにすれば、より確
実に気泡を捕えることが可能となり、さらに、気泡の発
生を起こりにくくすることができる。
たスタンパの表面形状の第９実施例を示す。すなわち、
気泡溜め７の形状を、レンズパターンの近傍では浅く、
レンズパターンから遠い位置では深くした円錐形状ある
いは角錐形状としてもよい。このようにすれば、より確
実に気泡を捕えることが可能となり、さらに、気泡の発
生を起こりにくくすることができる。
【００３１】図１２に、前記した図６の溝と図１０の気
泡溜めの両方を備えたスタンパ表面形状の実施例（第１
０実施例）を示す。図１２（ａ）は底面図であり、図１
２（ｂ）はＸ方向−Ｙ方向の断面図である。同図におい
て、溝部５の深さはレンズパターン１の部分の深さと同
じであり、溝部５の先端に備えられた気泡溜め７は円柱
形状とする。この円柱形状の高さは溝５の深さよりも１
０μｍ程度高いほうが気泡を溜めるには望ましい。この
ようにすれば、確実に気泡をレンズパターン表面以外の
部分に捕らえることが可能となる。なお、スタンパ形状
と気泡溜めの形状との組合せは、この第１０実施例に限
られるものではなく、上記の他の実施例に示したものを
いくつか組合せてもよい。
泡溜めの両方を備えたスタンパ表面形状の実施例（第１
０実施例）を示す。図１２（ａ）は底面図であり、図１
２（ｂ）はＸ方向−Ｙ方向の断面図である。同図におい
て、溝部５の深さはレンズパターン１の部分の深さと同
じであり、溝部５の先端に備えられた気泡溜め７は円柱
形状とする。この円柱形状の高さは溝５の深さよりも１
０μｍ程度高いほうが気泡を溜めるには望ましい。この
ようにすれば、確実に気泡をレンズパターン表面以外の
部分に捕らえることが可能となる。なお、スタンパ形状
と気泡溜めの形状との組合せは、この第１０実施例に限
られるものではなく、上記の他の実施例に示したものを
いくつか組合せてもよい。
【００３２】また、図１３に、溝と気泡溜めを連続的に
組合せた構造を持つスタンパ表面の実施例の平面図を示
す。ここでは、気泡溜めを、複数のレンズパターンから
なるレンズアレイと異なる位置に設け、さらに、レンズ
パターン内部から外部へ延びる溝を設けて、レンズパタ
ーンと気泡溜めを連結したものを示している。溝の大き
さ及び深さは、前記した第１実施例から第７実施例に示
されたものを用いてもよいが、これに限られるものでは
ない。気泡溜めも、第８実施例や第９実施例に示す大き
さ及び形状のものを用いてもよい。このように、溝と気
泡溜めを連続的に組合せた構造とすることで、スタンパ
表面全体にわたってより確実に気泡をレンズパターン表
面から逃がし、気泡溜めに捕らえることができる。
組合せた構造を持つスタンパ表面の実施例の平面図を示
す。ここでは、気泡溜めを、複数のレンズパターンから
なるレンズアレイと異なる位置に設け、さらに、レンズ
パターン内部から外部へ延びる溝を設けて、レンズパタ
ーンと気泡溜めを連結したものを示している。溝の大き
さ及び深さは、前記した第１実施例から第７実施例に示
されたものを用いてもよいが、これに限られるものでは
ない。気泡溜めも、第８実施例や第９実施例に示す大き
さ及び形状のものを用いてもよい。このように、溝と気
泡溜めを連続的に組合せた構造とすることで、スタンパ
表面全体にわたってより確実に気泡をレンズパターン表
面から逃がし、気泡溜めに捕らえることができる。
【００３３】なお、スタンパは、工作機械を用いてレン
ズパターン、溝及び気泡溜めの形状を鉄又はステンレス
の鋼板の金型に作ることが一般的であるが、フォトリソ
グラフィにより、シリコン等の基板上に、溝等に相当す
る凸部を有するレンズパターンの原型を作成し、ニッケ
ル等のメッキをして原型を転写することでスタンパを作
成することもできる。
ズパターン、溝及び気泡溜めの形状を鉄又はステンレス
の鋼板の金型に作ることが一般的であるが、フォトリソ
グラフィにより、シリコン等の基板上に、溝等に相当す
る凸部を有するレンズパターンの原型を作成し、ニッケ
ル等のメッキをして原型を転写することでスタンパを作
成することもできる。
【００３４】また、この発明のスタンパで作成される光
学素子としては、単純な凸型レンズのみならず、図３に
示したようなバイナリフレネルレンズや、複雑な凹凸形
状表面の繰り返しからなる回折格子でもよい。
学素子としては、単純な凸型レンズのみならず、図３に
示したようなバイナリフレネルレンズや、複雑な凹凸形
状表面の繰り返しからなる回折格子でもよい。
【００３５】
【発明の効果】この発明によれば、溝あるいは気泡溜め
をスタンパ表面に設けているので、レンズパターン表面
上から気泡を外部へ逃がし、よりオリジナルに近いレン
ズパターンを持つ光学素子を正確に成形することが可能
となる。したがって、光学素子の製造品質の均一化及び
歩留りの向上を図ることができる。
をスタンパ表面に設けているので、レンズパターン表面
上から気泡を外部へ逃がし、よりオリジナルに近いレン
ズパターンを持つ光学素子を正確に成形することが可能
となる。したがって、光学素子の製造品質の均一化及び
歩留りの向上を図ることができる。
【図１】この発明において、溝を持つスタンパの表面形
状の第１実施例の斜視図である。
状の第１実施例の斜視図である。
【図２】図１に示したスタンパによって光学素子のレプ
リカを作成する過程を示した図である。
リカを作成する過程を示した図である。
【図３】この発明の溝を持つスタンパによって作成され
るバイナリフレネルレンズの一実施例の斜視図である。
るバイナリフレネルレンズの一実施例の斜視図である。
【図４】この発明の溝を持つスタンパの表面形状の第２
実施例の斜視図である。
実施例の斜視図である。
【図５】この発明の溝を持つスタンパの表面形状の第３
実施例の斜視図である。
実施例の斜視図である。
【図６】この発明の溝を持つスタンパの表面形状の第４
実施例の底面図及び断面図である。
実施例の底面図及び断面図である。
【図７】この発明の溝を持つスタンパの表面形状の第５
実施例の底面図及び断面図である。
実施例の底面図及び断面図である。
【図８】この発明の溝を持つスタンパの表面形状の第６
実施例の底面図及び断面図である。
実施例の底面図及び断面図である。
【図９】この発明の溝を持つスタンパの表面形状の第７
実施例の底面図及び断面図である。
実施例の底面図及び断面図である。
【図１０】この発明の気泡溜めを持つスタンパの表面形
状の断面図（第８実施例）である。
状の断面図（第８実施例）である。
【図１１】この発明の気泡溜めを持つスタンパの表面形
状の断面図（第９実施例）である。
状の断面図（第９実施例）である。
【図１２】この発明の溝及び気泡溜めの両方を持つスタ
ンパの表面形状の第１０実施例の底面図及び断面図であ
る。
ンパの表面形状の第１０実施例の底面図及び断面図であ
る。
【図１３】この発明の溝と気泡溜めを連続的に組合せた
構造を持つスタンパ表面形状の実施例の平面図である。
構造を持つスタンパ表面形状の実施例の平面図である。
【図１４】従来におけるスタンパによって光学素子のレ
プリカを作成する過程を示した図である。
プリカを作成する過程を示した図である。
１ レンズパターン ２ スタンパ ３ レプリカ用樹脂 ４ 基板 ５ 溝 ６ 気泡 ７ 気泡溜め
Claims (10)
- 【請求項１】 光学素子の表面形状を形成する光学素子
パターンと、光学素子の複製の作成時に発生する気泡を
溜めるための凹部とを持つことを特徴とする光学素子複
製用スタンパ。 - 【請求項２】 前記凹部が、前記光学素子パターンの中
心付近から端部まで延びた１本又は複数本の溝であるこ
とを特徴とする請求項１記載の光学素子複製用スタン
パ。 - 【請求項３】 前記溝が、前記光学素子パターンの外部
にまで延びていることを特徴とする請求項２記載の光学
素子複製用スタンパ。 - 【請求項４】 前記溝のうち前記光学素子パターンの外
部に存在する部分が、光学素子パターンから離れるにし
たがって深くなっていることを特徴とする請求項３記載
の光学素子複製用スタンパ。 - 【請求項５】 前記凹部が、光学素子パターン以外の位
置に存在することを特徴とする請求項１記載の光学素子
複製用スタンパ。 - 【請求項６】 前記凹部は、光学素子パターンから離れ
ている位置の方が深くなっていることを特徴とする請求
項５記載の光学素子複製用スタンパ。 - 【請求項７】 光学素子の表面形状を形成する光学素子
パターン以外の位置に、光学素子の複製の作成時に発生
する気泡を溜めるための凹部をさらに備えることを特徴
とする請求項３記載の光学素子複製用スタンパ。 - 【請求項８】 前記溝と前記光学素子パターン以外の位
置に存在する凹部とが連結していることを特徴とする請
求項７記載の光学素子複製用スタンパ。 - 【請求項９】 前記光学素子パターンが、回折型光学素
子のパターンであることを特徴とする請求項１から８の
いずれかに記載した光学素子複製用スタンパ。 - 【請求項１０】 基板の一面に、光学素子パターンに対
応する凹凸部と、前記光学素子パターンの中心付近から
端部まで延びた気泡溜め用溝に対応する凸部とを備える
ことを特徴とするバイナリフレネルレンズ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33721395A JPH09174566A (ja) | 1995-12-25 | 1995-12-25 | 光学素子複製用スタンパ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33721395A JPH09174566A (ja) | 1995-12-25 | 1995-12-25 | 光学素子複製用スタンパ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09174566A true JPH09174566A (ja) | 1997-07-08 |
Family
ID=18306512
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33721395A Withdrawn JPH09174566A (ja) | 1995-12-25 | 1995-12-25 | 光学素子複製用スタンパ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09174566A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004098538A (ja) * | 2002-09-11 | 2004-04-02 | Konica Minolta Holdings Inc | プラスチック製光学素子の製造方法、成形型、及び光学素子 |
| WO2006122801A1 (en) * | 2005-05-20 | 2006-11-23 | Renolit Ag | Process and mould for moulding structured sheets |
| JP2008183762A (ja) * | 2007-01-29 | 2008-08-14 | Konica Minolta Opto Inc | 光学素子の成形方法 |
| JP2009530135A (ja) * | 2006-03-20 | 2009-08-27 | ヘプタゴン・オサケ・ユキチュア | オーバーフロー体積部を有するツールを使用した光学素子の成形 |
| JP2010102312A (ja) * | 2008-09-26 | 2010-05-06 | Sharp Corp | 光学素子ウエハおよびその製造方法、光学素子、光学素子モジュール、電子素子ウエハモジュール、電子素子モジュール、電子情報機器 |
| JP2011159334A (ja) * | 2010-01-29 | 2011-08-18 | Ricoh Co Ltd | 光学素子、およびそれを用いた光ピックアップ用レンズアクチュエータ、光ピックアップ、光ディスクドライブ装置 |
| JP2015003406A (ja) * | 2013-06-19 | 2015-01-08 | 株式会社エンプラス | 成形型および光束制御部材 |
-
1995
- 1995-12-25 JP JP33721395A patent/JPH09174566A/ja not_active Withdrawn
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JP2012093765A (ja) * | 2006-03-20 | 2012-05-17 | Heptagon Oy | オーバーフロー体積部を有するツールを使用した光学素子の成形 |
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