JPH09323353A - Manufacture of microlens array and presser urging apparatus - Google Patents

Manufacture of microlens array and presser urging apparatus

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JPH09323353A
JPH09323353A JP8144402A JP14440296A JPH09323353A JP H09323353 A JPH09323353 A JP H09323353A JP 8144402 A JP8144402 A JP 8144402A JP 14440296 A JP14440296 A JP 14440296A JP H09323353 A JPH09323353 A JP H09323353A
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indenter
microlens array
pressing
base material
manufacturing
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Yasuhisa Tomita
泰央 冨田
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To make it possible to manufacture a microlens array having excellent diffusibility without directionality. SOLUTION: When dents are formed at a mold base material 5, a presser 1 is rotated at a predetermined angle with respect to the axis of the urging direction of the presser 1 by a motor 3, and then the presser 1 is urged to the surface of the material 5 by a moving coil unit 2. As a result, the dents having irregular distortion directions are formed at the material 5. The dent shapes of the material 5 are transferred to an optical member, and a microlens array having small directivity of a transmitted light is formed.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、マイクロレンズア
レイの製造方法およびその製造方法で用いられる圧子押
圧装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a microlens array and an indenter pressing device used in the method.

【0002】[0002]

【従来の技術】マイクロレンズアレイを用いた一般的な
例として、一眼レフカメラの焦点板があげられる。図6
は一眼レフカメラの基本的な構成を示す断面図である。
焦点板30はマイクロレンズアレイからなるマット面3
0aと、輪帯構造をしたフレネルレンズ面30bとで構
成されている。マイクロレンズアレイは多数のマイクロ
レンズから成り、撮影レンズ31を通過した後に主ミラ
ー32で反射された光束はマット面30aにより拡散さ
れた後、フレネルレンズ面30bにより撮影レンズ31
の光軸外の結像光束が光軸方向へ偏向される。焦点板3
0で拡散された光束はコンデンサレンズ33,ペンタプ
リズム34を通過してファインダ光学系35に達し、フ
ァインダを覗いている撮影者によって観察される。
2. Description of the Related Art A typical example of using a microlens array is a focusing screen of a single lens reflex camera. FIG.
FIG. 3 is a sectional view showing a basic configuration of a single-lens reflex camera.
The focusing screen 30 is a matte surface 3 including a microlens array.
0a and a Fresnel lens surface 30b having an annular structure. The microlens array is composed of a large number of microlenses, and the light flux reflected by the main mirror 32 after passing through the taking lens 31 is diffused by the matte surface 30a and then by the Fresnel lens surface 30b.
The image forming light beam outside the optical axis of is deflected in the optical axis direction. Focusing screen 3
The light flux diffused by 0 passes through the condenser lens 33 and the pentaprism 34, reaches the finder optical system 35, and is observed by a photographer looking through the finder.

【0003】ところで、マイクロレンズアレイの製造方
法としては、圧痕法を利用したものが知られている。圧
痕法では、金型に対して圧子を所定の荷重で押圧して圧
痕(凹面)を所定の間隔で多数形成し、この金型を用い
て射出成形,圧縮成形,注型成形等によりマイクロレン
ズアレイが作製される。この際に、圧子を鉛直方向に上
下動させるとともに金型を水平方向に移動させることに
よって、多数の圧痕が金型に形成される。圧子としては
一般的にダイヤモンドが用いられ、圧子先端形状により
マイクロレンズ形状が決定される。通常、光学設計上必
要とされるマイクロレンズの曲率半径に転写係数を乗じ
たものが、圧子の曲率半径として用いられる。
By the way, as a method of manufacturing a microlens array, a method using an indentation method is known. In the indentation method, an indenter is pressed against a mold with a predetermined load to form a large number of indentations (concave surfaces) at predetermined intervals, and the mold is used to perform injection molding, compression molding, cast molding, etc. An array is created. At this time, a large number of indentations are formed on the mold by vertically moving the indenter in the vertical direction and moving the mold in the horizontal direction. Diamond is generally used as the indenter, and the microlens shape is determined by the tip shape of the indenter. Usually, the curvature radius of the microlens required for optical design is multiplied by the transfer coefficient to be used as the curvature radius of the indenter.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】一般的に、圧子の先端
形状は理想的な球面となっておらず、実際には歪んでい
る。その結果、マイクロレンズ形状の歪みの方向が揃
い、このようにして作製されたマイクロレンズアレイに
あっては、マイクロレンズアレイを透過した光が方向性
を有し、焦点板を見づらくしてしまうという欠点があっ
た。また、撮影者がファインダ光学系を通して見た被写
体像の状態(明暗等)と、実際にフィルムに露光された
映像との間にずれが生じるという問題があった。
Generally, the tip shape of the indenter is not an ideal spherical surface, but is actually distorted. As a result, the directions of distortion of the microlens shape are aligned, and in the microlens array manufactured in this way, the light transmitted through the microlens array has directionality, making it difficult to see the focusing screen. There was a flaw. In addition, there is a problem that a state (brightness or darkness) of the subject image viewed by the photographer through the viewfinder optical system and an image actually exposed on the film are deviated.

【0005】本発明の目的は、方向性がなく拡散性の良
いマイクロレンズアレイを製作することができる製造方
法およびその製造方法で用いられる製造装置を提供する
ことにある。
An object of the present invention is to provide a manufacturing method capable of manufacturing a microlens array having no directivity and good diffusivity, and a manufacturing apparatus used in the manufacturing method.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明者は、マイクロレ
ンズアレイを透過した光の方向性の原因を鋭意検討した
ところ、次の点にあることが判明した。
The present inventor diligently studied the cause of the directionality of light transmitted through the microlens array, and found the following points.

【0007】図7は圧子1の先端部分を示す図であり、
光干渉を用いた非接触形状測定装置により測定したもの
である。図7では、圧子1の軸方向(すなわち圧子の押
圧方向)をz軸とし、曲線101は圧子先端部分の等高
線を表している。なお、等高線の間隔はλ/2(λは光
源光の波長)である。圧子1の先端部分の最終的な形状
創成は全て研磨にて行われるが、完全な球面とはならず
結晶方位の影響で部分的な硬度差により歪んだ形状を示
す場合が多い。圧子先端形状が完全な球面であれば、z
軸を含む面(紙面に垂直な面)で断面したときの曲率半
径は断面の方向によらず同一となる。しかし、圧子先端
形状が歪んでいる場合には、図7のX−X’断面および
Y−Y’断面の図からもわかるように、断面の方向によ
って曲率半径が異なる。
FIG. 7 is a view showing the tip portion of the indenter 1,
It is measured by a non-contact shape measuring device using optical interference. In FIG. 7, the z-axis is the axial direction of the indenter 1 (that is, the pressing direction of the indenter), and the curve 101 represents the contour line of the tip of the indenter. The interval between the contour lines is λ / 2 (λ is the wavelength of the light source light). Although the final shape generation of the tip portion of the indenter 1 is all performed by polishing, it is not a perfect spherical surface, and in many cases the shape is distorted due to the partial hardness difference due to the influence of the crystal orientation. If the tip shape of the indenter is a perfect spherical surface, z
The radii of curvature when cross-sectioned in a plane including the axis (plane perpendicular to the paper surface) are the same regardless of the direction of the cross-section. However, when the shape of the tip of the indenter is distorted, the radius of curvature varies depending on the direction of the cross section, as can be seen from the XX ′ cross section and the YY ′ cross section in FIG. 7.

【0008】図8、このような歪んだ圧子1を用いて製
作したマイクロレンズアレイを説明する図である。図8
(a)はマイクロレンズアレイの平面図であり、金型の
圧痕形状が転写されて形成されたひとつひとつのマイク
ロレンズ40の形状には、圧子先端形状の歪みが転写さ
れる。等高線401の様子からも分かるように、マイク
ロレンズ40の中心より図示左側は曲率半径が大きく右
側は小さい。さらに、各マイクロレンズ40は、歪みの
方向が同一方向に揃っている。図8(b)は、図8
(a)に示すマイクロレンズアレイが形成された焦点板
を使用し、点光源を撮影した場合にファインダ光学系か
ら観察される明暗を模式的に示した図である。マイクロ
レンズ40の曲率半径の大きい部分では光の屈折が抑え
られ、逆に曲率半径が小さい部分ではより強く屈折を生
じさせるため、ファインダの中心より左側に一番明るい
部分があり、そこから遠ざかるにつれて徐々に暗くな
り、右上隅および右下隅に極端に暗い部分が生じる。
FIG. 8 is a view for explaining a microlens array manufactured by using such a distorted indenter 1. FIG.
(A) is a plan view of the microlens array, and the distortion of the indenter tip shape is transferred to the shape of each microlens 40 formed by transferring the indentation shape of the mold. As can be seen from the state of the contour line 401, the radius of curvature is large on the left side of the figure and large on the right side of the center of the microlens 40. Furthermore, the directions of distortion of the microlenses 40 are aligned in the same direction. FIG.
It is the figure which showed typically the light and dark observed from a finder optical system, when the focusing screen in which the micro lens array shown to (a) was formed is used and a point light source was imaged. Refraction of light is suppressed in a portion having a large radius of curvature of the microlens 40, and conversely, refraction is generated more strongly in a portion having a smaller radius of curvature. Therefore, there is a brightest portion on the left side of the center of the finder, and as it gets farther from it Gradually dark, with extremely dark areas in the upper right and lower right corners.

【0009】そのため、本発明のマイクロレンズアレイ
は次のように構成した。発明の実施の形態を示す図1に
対応付けて説明する。 (1)請求項1の発明は、圧子1を型母材5の表面に押
圧して複数の圧痕を形成し、圧痕の形状を光学部材に転
写して複数の微小凸曲面を形成するマイクロレンズアレ
イの製造方法に適用され、圧痕を形成する際に、圧子1
の押圧方向の軸に関して圧子1を所定角度回転させてか
ら型母材5の表面に押圧する工程を含むことにより上述
の目的を達成する。 (2)請求項2の発明は、圧子1を光学材料からなる被
加工部材の表面に押圧し、複数の微小凹曲面を形成する
マイクロレンズアレイの製造方法に適用され、微小凹曲
面を形成する際に、圧子1の押圧方向の軸に関して圧子
1を所定角度回転させてから被加工部材の表面に押圧す
る工程を含むことにより上述の目的を達成する。 (3)請求項3の発明は、請求項1または2に記載の製
造方法に適用され、1回の圧子押圧操作毎に圧子1を所
定角度回転する。 (4)請求項4の発明による圧子押圧装置は、請求項1
〜3のいずれかに記載の製造方法に用いられる圧子押圧
装置であって、圧子1を型母材5に押圧する圧子駆動装
置2と、圧子1の押圧方向の軸に関して圧子1を回動す
る圧子回動装置3と、各圧痕を形成する際、圧子1を所
定角度回動させた後に型母材5に押圧させるように圧子
回動装置3および圧子駆動装置2を制御する制御手段2
0,22,23,24とを備えて上述の目的を達成す
る。 (5)請求項5の発明は、請求項4に記載の圧子押圧装
置において、型母材5が載置され、型母材5を圧子駆動
装置2による圧子1の移動方向(Z方向)と直交する面
(xy面)内で駆動するステージ6を備え、制御手段2
0,21,22,23,24が、ステージ6による型母
材5の駆動と連動して圧子回動装置3および圧子駆動装
置2を制御する。
Therefore, the microlens array of the present invention is constructed as follows. An embodiment of the invention will be described in association with FIG. (1) The invention of claim 1 is a microlens which presses the indenter 1 against the surface of the mold base material 5 to form a plurality of indentations, and transfers the shape of the indentations to an optical member to form a plurality of minute convex curved surfaces. The indenter 1 is applied to an array manufacturing method and is used for forming an indentation.
The above object is achieved by including the step of rotating the indenter 1 by a predetermined angle with respect to the axis of the pressing direction and then pressing it against the surface of the mold base material 5. (2) The invention of claim 2 is applied to a method for manufacturing a microlens array in which a plurality of minute concave curved surfaces are formed by pressing the indenter 1 against the surface of a member to be processed made of an optical material to form minute concave curved surfaces. At this time, the above-described object is achieved by including a step of rotating the indenter 1 by a predetermined angle with respect to the axis of the indenter 1 in the pressing direction and then pressing the indenter 1 against the surface of the workpiece. (3) The invention according to claim 3 is applied to the manufacturing method according to claim 1 or 2, wherein the indenter 1 is rotated by a predetermined angle for each indenter pressing operation. (4) The indenter pressing device according to the invention of claim 4 is the device according to claim 1.
An indenter pressing device used in the manufacturing method according to any one of 1 to 3, wherein the indenter driving device 2 presses the indenter 1 against the die base material 5, and the indenter 1 is rotated about an axis in the pressing direction of the indenter 1. The indenter rotating device 3 and the control means 2 for controlling the indenter rotating device 3 and the indenter driving device 2 so as to press the die base material 5 after rotating the indenter 1 at a predetermined angle when forming each indentation.
0, 22, 23, 24 are provided to achieve the above-mentioned object. (5) According to the invention of claim 5, in the indenter pressing device according to claim 4, the die base material 5 is placed, and the die base material 5 is moved in the moving direction (Z direction) of the indenter 1 by the indenter drive device 2. The control means 2 includes a stage 6 that is driven in a plane (xy plane) orthogonal to each other.
0, 21, 22, 23 and 24 control the indenter rotating device 3 and the indenter driving device 2 in conjunction with the driving of the die base material 5 by the stage 6.

【0010】(1)請求項1〜4の発明では、圧子1を
型母材5または被加工部材の表面に押圧する際に、圧子
1を所定角度回転させてから型母材5に押圧する工程を
含み、圧痕の歪みの方向がばらつく。 (2)請求項5の発明では、ステージ6の移動と連動し
て、圧子1が回転および押圧される。
(1) In the invention of claims 1 to 4, when the indenter 1 is pressed against the surface of the die base material 5 or the member to be processed, the indenter 1 is rotated by a predetermined angle and then pressed against the die base material 5. Including the process, the direction of strain of the indentation varies. (2) In the invention of claim 5, the indenter 1 is rotated and pressed in association with the movement of the stage 6.

【0011】なお、本発明の構成を説明する上記課題を
解決するための手段の項では、本発明を分かり易くする
ために発明の実施の形態の図を用いたが、これにより本
発明が発明の実施の形態に限定されるものではない。
In the section of the means for solving the above-mentioned problem which explains the constitution of the present invention, the drawings of the embodiments of the present invention are used in order to make the present invention easy to understand. However, the present invention is not limited to the embodiment.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】以下、図1〜図5を参照して本発
明の実施の形態を説明する。図1は、金型母材5にマイ
クロレンズアレイの型となる圧痕を形成するための圧子
押圧装置の概略図である。金型母材5は機械式あるいは
接着等の固定方法によりXYステージ6上に載置され
る。7X,7YはXYステージ6を駆動するステージ移
動用モータであり、ステージ駆動回路20により制御さ
れる。8X,8YはXYステージ6の位置を検出するデ
ジタルマイクロメータであり、デジタルマイクロメータ
8X,8Yの出力に基づいてXYステージ6の移動量が
ステージ移動量検知回路21により検出される。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. FIG. 1 is a schematic view of an indenter pressing device for forming an indentation that becomes a mold of a microlens array on a mold base material 5. The die base material 5 is placed on the XY stage 6 by a mechanical method or a fixing method such as adhesion. 7X and 7Y are stage moving motors that drive the XY stage 6, and are controlled by the stage drive circuit 20. 8X and 8Y are digital micrometers that detect the position of the XY stage 6, and the movement amount of the XY stage 6 is detected by the stage movement amount detection circuit 21 based on the outputs of the digital micrometers 8X and 8Y.

【0013】2は圧子押圧装置の臥体4に固定されたム
ービングコイル装置であり、図2にその詳細な断面を示
す。ムービングコイル装置2のシャフト11には、先端
部分が円錐形をした圧子1が取り付けられている。ムー
ビングコイル装置2は、圧子1が取り付けられたシャフ
ト11を回転するためのモータ3を備えている。モータ
3はステッピングモータであり、回転角割り出し回路2
3からのパルス数により回転角が制御される。22はム
ービングコイル装置2のシャフトを上下方向に駆動する
ためのムービングコイル駆動回路、24は各回路20,
21,22,23に対して所定の指示を与えるコンピュ
ータである。コンピュータ24には入力装置により、作
業条件(回転角度や圧痕ピッチ等)を入力することがで
きる。
Reference numeral 2 is a moving coil device fixed to the body 4 of the indenter pressing device, and its detailed cross section is shown in FIG. The indenter 1 having a conical tip is attached to the shaft 11 of the moving coil device 2. The moving coil device 2 includes a motor 3 for rotating a shaft 11 to which the indenter 1 is attached. The motor 3 is a stepping motor, and the rotation angle indexing circuit 2
The rotation angle is controlled by the number of pulses from 3. 22 is a moving coil drive circuit for driving the shaft of the moving coil device 2 in the vertical direction, 24 is each circuit 20,
It is a computer that gives a predetermined instruction to 21, 22, and 23. Working conditions (rotation angle, indentation pitch, etc.) can be input to the computer 24 by an input device.

【0014】図2において、12はシャフト11に外挿
するように設けられた円筒状の永久磁石であり、ベース
板10cに固定されている。13はシャフト11に取り
付けられ、永久磁石12に外挿するように設けられたコ
イル支持枠であり、コイル14が環状に巻き付けられて
いる。15はコイル14に外挿するように設けられた環
状の永久磁石であり、ベース板10aに固定されてい
る。
In FIG. 2, reference numeral 12 denotes a cylindrical permanent magnet provided so as to be fitted on the shaft 11 and fixed to the base plate 10c. Reference numeral 13 denotes a coil support frame which is attached to the shaft 11 and is provided so as to be externally fitted to the permanent magnet 12, and the coil 14 is wound in an annular shape. Reference numeral 15 denotes an annular permanent magnet provided so as to be externally fitted to the coil 14 and fixed to the base plate 10a.

【0015】9a,9bは板バネであり、板バネ9aの
基端は、ベース板10cに固定されたブロック17に押
さえ板17aとボルトにより固定されている。板バネ9
aの先端は、ピン18aによりシャフト11と一体とな
っている連結リング18とともに押え板16aとブロッ
ク16とで挟み込むことによりシャフト11と連結され
ている。一方、板バネ9bの基端は、ベース板10aに
固定されたブロック17に押え板17aとボルトにより
固定されている。板バネ9bの先端は、連結リング18
とともに押さえ板13aと支持枠13とで挟み込むこと
により、シャフト11と連結されている。したがって、
シャフト11は板バネ9a,9bによって鉛直線上を往
復移動可能に弾性支持されているが、シャフト11自体
は回転できるようになっている。シャフト11の上端は
ジョイント19を介して圧子回転用モータ3に接続され
ている。ジョイント19は回転(ラジアル)方向に対し
て剛性をもち、上下(スラスト)方向に関してはフレキ
シブルな構造になっているため、モータ3の回転はシャ
フト11に伝わるが、シャフト11の上下方向の動きは
モータ3に伝わることはない。
Reference numerals 9a and 9b are leaf springs, and the base end of the leaf spring 9a is fixed to a block 17 fixed to a base plate 10c by a pressing plate 17a and bolts. Leaf spring 9
The tip of a is connected to the shaft 11 by being sandwiched between the pressing plate 16a and the block 16 together with the connecting ring 18 integrated with the shaft 11 by the pin 18a. On the other hand, the base end of the leaf spring 9b is fixed to the block 17 fixed to the base plate 10a by a holding plate 17a and bolts. The tip of the leaf spring 9b has a connecting ring 18
At the same time, it is connected to the shaft 11 by being sandwiched between the pressing plate 13 a and the support frame 13. Therefore,
The shaft 11 is elastically supported by leaf springs 9a and 9b so as to be capable of reciprocating along a vertical line, but the shaft 11 itself can rotate. The upper end of the shaft 11 is connected to the indenter rotating motor 3 via a joint 19. Since the joint 19 has rigidity in the rotational (radial) direction and has a flexible structure in the vertical (thrust) direction, the rotation of the motor 3 is transmitted to the shaft 11, but the vertical movement of the shaft 11 does not occur. It is not transmitted to the motor 3.

【0016】次に、図3を用いてムービングコイル装置
2のシャフト駆動部の詳細を説明する。図3に示すよう
に、永久磁石15は下部がS極、上部がN極に、一方、
永久磁石12は下部がN極、上部がS極に着磁されてお
り、シャフト11の中心軸では矢印Bで示すように磁力
線の向きは鉛直下方である。ここで、コイル14で発生
する磁力線がシャフト11の中心軸で矢印Bのように鉛
直下向きとなるように電流を与えると、コイル14に対
して鉛直下向きの力が働いてシャフト11が鉛直下方へ
移動する。一方、逆向きの電流をコイル14に与える
と、鉛直上方の力が働いてシャフト11が鉛直上方へ移
動する。ムービングコイル駆動回路22は可変パルス電
流発生器を有しており、周期的に極性が変化するパルス
波形状の電流をコイル14へ出力することにより圧子1
を高速で上下動させることができる。この上下動の周期
は0.1〜50Hzにすることができる。なお、上下の
ストロークは50μm程度である。また、コイル14に
供給する電流の大きさ変えることにより、圧子1の押し
付け力を変えることができる。なお、XYステージ6,
ムービングコイル装置2およびモータ3は、コンピュー
タ24の指令に基づいて、回路20〜23により制御さ
れる。
Next, the details of the shaft drive portion of the moving coil device 2 will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 3, the lower part of the permanent magnet 15 has an S pole and the upper part has an N pole.
The lower part of the permanent magnet 12 is magnetized to the N pole and the upper part is magnetized to the S pole, and the direction of the magnetic force line is vertically downward on the central axis of the shaft 11 as shown by an arrow B. Here, when an electric current is applied so that the magnetic force lines generated in the coil 14 are directed vertically downward as indicated by an arrow B on the central axis of the shaft 11, a vertically downward force is exerted on the coil 14 to move the shaft 11 vertically downward. Moving. On the other hand, when a reverse current is applied to the coil 14, a force vertically upward acts to move the shaft 11 vertically upward. The moving coil drive circuit 22 has a variable pulse current generator, and outputs a pulse-wave-shaped current whose polarity changes periodically to the coil 14 to output the indenter 1.
Can be moved up and down at high speed. The vertical movement cycle can be set to 0.1 to 50 Hz. The upper and lower strokes are about 50 μm. Further, the pressing force of the indenter 1 can be changed by changing the magnitude of the current supplied to the coil 14. In addition, the XY stage 6,
The moving coil device 2 and the motor 3 are controlled by the circuits 20 to 23 based on a command from the computer 24.

【0017】図4は金型の製造工程の一例を示すフロー
チャートであり、図4および図1を用いて圧子押圧装置
によるマイクロレンズアレイの金型の製造方法を説明す
る。図4のフローチャートは圧痕の大きさαが20μm
の場合を想定して説明している。まず、金型母材5をX
Yステージ6に固定し装置のスタートボタンを押すこと
によってスタートする。ステップS1でモータ3により
圧子1を所定角度(本実施の形態では、1.8度だけ時
計回りに回転する)回転したら、ステップS2に進んで
圧子1を金型母材5に所定の力で押圧する。ステップS
3は、図1に示すx方向の一列分の圧痕が全て形成され
たか否かを判断するステップであり、終了していない場
合にはステップS5へ進む。ステップS5は、ステップ
S2で形成した圧痕がy方向に関して奇数列目か否かを
判断するステップであり、奇数列の場合にはステップS
6でd=20とした後、ステップS8でXYステージ6
をx方向にdμm(すなわち20μm)移動する。一
方、ステップS5で偶数列と判断された場合には、ステ
ップS7に進んでd=−20とした後、ステップS8に
進んでXYステージ6をx方向にdμm、すなわち−x
方向に20μmだけXYステージ6を移動する。
FIG. 4 is a flow chart showing an example of a mold manufacturing process, and a method of manufacturing a microlens array mold by an indenter pressing device will be described with reference to FIGS. 4 and 1. In the flowchart of FIG. 4, the indentation size α is 20 μm.
The explanation is given assuming the case. First, the mold base material 5 is X
It is started by fixing it on the Y stage 6 and pressing the start button of the device. After the indenter 1 is rotated by a predetermined angle (in the present embodiment, rotated clockwise by 1.8 degrees) by the motor 3 in step S1, the process proceeds to step S2 and the indenter 1 is applied to the die base material 5 with a predetermined force. Press. Step S
Step 3 is a step of determining whether or not all the indentations for one row in the x direction shown in FIG. 1 have been formed, and if not completed, the process proceeds to step S5. Step S5 is a step of determining whether or not the indentation formed in step S2 is an odd-numbered row in the y direction, and in the case of an odd-numbered row, step S5.
After setting d = 20 in step 6, the XY stage 6 is set in step S8.
Is moved in the x direction by dμm (that is, 20 μm). On the other hand, if it is determined in step S5 that the number of columns is an even number, the flow advances to step S7 to set d = -20, and then the flow advances to step S8 to move the XY stage 6 in the x direction to dμm, that is, −x.
The XY stage 6 is moved by 20 μm in the direction.

【0018】一方、ステップS3で一列分の圧痕の形成
が終了したと判断されたならば、ステップS4へ進む。
ステップS4は全ての圧痕の形成が終了したか否かを判
断するステップであり、終了していない場合にはステッ
プS9へ進んでXYステージ6をy方向に圧痕を大きさ
αのおよそ31/2/2倍(約17.32μm)だけ移動
して、さらにx方向に圧痕の大きさαの−1/2倍(1
0μm)だけ移動する。そして、ステップS1へ戻り上
述した動作を繰り返し、全ての圧痕の形成が終了したな
らば一連の動作を終了する。このようにして、間隔20
μmで形成された多数の圧痕を有する金型が作製され
る。なお、マイクロレンズアレイ用の金型材料として
は、結晶質の材料であるマルテンサイト系ステンレス鋼
が用いられ、圧痕加工面は予め金属研磨により鏡面とさ
れる。また、圧子材料にはダイヤモンドが適している。
On the other hand, if it is determined in step S3 that the formation of the indentation for one row is completed, the process proceeds to step S4.
Step S4 is a step of determining whether or not formation of all the indentations is completed. If not completed, the process proceeds to step S9, in which the indentation is formed on the XY stage 6 in the y direction by about 3 1 / of the size α. 2/2-fold (approximately 17.32Myuemu) only by moving further -1/2 times the size α of the indentation in the x direction (1
0 μm). Then, returning to step S1, the above-described operation is repeated, and when the formation of all the indentations is completed, a series of operations is ended. In this way, the spacing 20
A mold with a large number of indentations formed in μm is produced. As the mold material for the microlens array, martensitic stainless steel, which is a crystalline material, is used, and the indented surface is mirror-finished by metal polishing in advance. Moreover, diamond is suitable for the indenter material.

【0019】なお、本実施の形態では回転角を1.8度
と設定したが、例えば、1行に200個のマイクロレン
ズ40を形成する場合には、1.8度×200=360
度となるので1行目,2行目,3行目…の配列が全て同
じになる。そのため、行ごと、あるいは列ごとに周期性
をもって全体の方向性が生じないように、回転角をマイ
クロレンズ40の縦横の数に応じて決定する。また、各
圧痕ごとに一定の角度ずつ回転するようにしたが、方向
性が生じない範囲であれば、2つおき、3つおき等、複
数の圧痕ごとに圧子を回転させても良い。また、圧子を
一定の角度ずつ回転するのではなく、各押圧ごとにラン
ダムな角度だけ回転するようにしてもよい。
Although the rotation angle is set to 1.8 degrees in this embodiment, for example, when 200 microlenses 40 are formed in one row, 1.8 degrees × 200 = 360.
Since it is the degree, the arrangements of the first line, the second line, the third line, ... Are all the same. Therefore, the rotation angle is determined according to the number of vertical and horizontal microlenses 40 so that the entire directivity does not occur with periodicity for each row or each column. Further, the indenter is rotated by a predetermined angle for each indentation, but the indenter may be rotated for every plural indentations such as every two indentations as long as the directionality is not generated. Further, the indenter may be rotated by a random angle for each pressing, instead of rotating by a constant angle.

【0020】図5は、上述のように作製された金型を用
いて周知の方法で作製したマイクロレンズアレイを説明
する図であって、従来の技術で説明した図7と同様の図
であり、圧子の回転角がランダムな場合について示し
た。図5(a)からもわかるように、圧痕形成毎に圧子
1を所定角度回転しているため、ひとつひとつのマイク
ロレンズ40の歪みの方向が一定方向に揃うこと無くラ
ンダムである。その結果、マイクロレンズアレイからの
拡散光は方向性が無いため、このマイクロレンズアレイ
を焦点板として用いた場合には、図5(b)に示すよう
にファインダの中心部に明部が位置し、中心から遠ざか
るにつれて暗くなるという対称性が得られる。すなわ
ち、中心に対して上下左右ともムラの無い焦点板が得ら
れる。また、従来は歪が非常に小さな圧子を選んで用い
る必要があったが、本実施の形態によればそのような必
要がないため、製造コストを低減することができる。さ
らに、作業条件(回転角度や圧痕のピッチ等)を変更す
る場合、コンピュータ24に入力するデータを変更する
だけでよい。
FIG. 5 is a view for explaining a microlens array manufactured by a known method using the mold manufactured as described above, and is a view similar to FIG. 7 described in the prior art. , The case where the rotation angle of the indenter is random is shown. As can be seen from FIG. 5A, since the indenter 1 is rotated by a predetermined angle every time the indentation is formed, the strain directions of the individual microlenses 40 are random without being aligned in a fixed direction. As a result, since the diffused light from the microlens array has no directivity, when this microlens array is used as the focusing screen, the bright portion is located at the center of the finder as shown in FIG. 5B. , A symmetry that darkens as you move away from the center. That is, it is possible to obtain a focusing screen that is uniform in the vertical and horizontal directions with respect to the center. Further, conventionally, it was necessary to select and use an indenter having a very small strain, but according to the present embodiment, there is no such need, so that the manufacturing cost can be reduced. Furthermore, when changing the working conditions (rotation angle, pitch of the impression, etc.), it is only necessary to change the data input to the computer 24.

【0021】上述した実施の形態では、金型母材5に形
成された圧痕の形状を光学部材に転写してマイクロレン
ズアレイを作製したが、上述した圧子押圧装置を用いて
光学部材に圧痕を直接形成するようにしてもよい。この
場合、マイクロレンズアレイは多数の微小凹曲面から成
るが、金型を用いて製作された微小凸曲面から成るマイ
クロレンズアレイと同様の拡散性を有する。
In the above-described embodiment, the shape of the indentation formed on the die base material 5 is transferred to the optical member to manufacture the microlens array, but the indentation is formed on the optical member using the indenter pressing device described above. It may be formed directly. In this case, the microlens array has a large number of minute concave curved surfaces, but has the same diffusivity as the microlens array having a minute convex curved surface manufactured by using a mold.

【0022】上述した発明の実施の形態と特許請求の範
囲の事項との対応において、ムービングコイル装置2は
圧子駆動装置を、モータ3は圧子回動装置をそれぞれ構
成し、請求項4における制御手段はステージ駆動回路2
0,ムービングコイル駆動回路22,回転角割出し回路
23およびコンピュータ24により構成され、請求項5
における制御手段はステージ駆動回路20,ステージ移
動量検知回路21,ムービングコイル駆動回路22,回
転角割出し回路23およびコンピュータ24により構成
される。
In the correspondence between the above-described embodiment of the invention and the matters in the claims, the moving coil device 2 constitutes an indenter driving device, and the motor 3 constitutes an indenter rotating device. Is the stage drive circuit 2
0, a moving coil drive circuit 22, a rotation angle indexing circuit 23, and a computer 24.
The control means in is composed of a stage drive circuit 20, a stage movement amount detection circuit 21, a moving coil drive circuit 22, a rotation angle indexing circuit 23 and a computer 24.

【0023】[0023]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
圧子を型母材または被加工部材の表面に押圧する前に、
その都度、圧子を所定角度回転させるので圧痕の歪みの
方向がばらつくため、型母材を型にして作製されたマイ
クロレンズアレイ、または被加工部材から形成されるマ
イクロレンズアレイは透過光の方向性が小さく拡散性が
向上する。また、従来のように歪が無く形状精度の良い
圧子を必要としないため、製造コストを低減することが
できる。
As described above, according to the present invention,
Before pressing the indenter against the surface of the mold base material or the workpiece,
Since the indenter is rotated by a predetermined angle each time, the direction of strain of the indentation varies, so a microlens array made by using the mold base material as a mold or a microlens array formed from the processed member has a directivity of transmitted light. Is small and the diffusivity is improved. Further, unlike the conventional case, an indenter having no distortion and good shape accuracy is not required, so that manufacturing cost can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】圧子押圧装置の概略を示す斜視図。FIG. 1 is a perspective view showing an outline of an indenter pressing device.

【図2】ムービングコイル装置2の詳細を示す断面図。FIG. 2 is a sectional view showing details of a moving coil device 2.

【図3】ムービングコイル装置2の動作を説明する図。FIG. 3 is a diagram for explaining the operation of the moving coil device 2.

【図4】金型の製造工程を示すフローチャート。FIG. 4 is a flowchart showing a mold manufacturing process.

【図5】マイクロレンズアレイを説明する図であり、
(a)はマイクロレンズアレイの平面図、(b)はファ
インダ光学系から観察される明暗を模式的に示した図。
FIG. 5 is a diagram illustrating a microlens array,
(A) is a plan view of a microlens array, (b) is the figure which showed typically the light and dark observed from a finder optical system.

【図6】カメラの断面図。FIG. 6 is a sectional view of the camera.

【図7】圧子の先端形状を説明する図。FIG. 7 is a diagram illustrating a tip shape of an indenter.

【図8】従来のマイクロレンズアレイを説明する図であ
り、(a)はマイクロレンズアレイの平面図、(b)は
ファインダ光学系から観察される明暗を模式的に示した
図。
8A and 8B are diagrams illustrating a conventional microlens array, FIG. 8A is a plan view of the microlens array, and FIG. 8B is a diagram schematically showing light and darkness observed from a finder optical system.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 圧子 2 ムービングコイル装置 3 モータ 5 金型母材 6 XYステージ 20 ステージ駆動回路 21 ステージ移動量検知回路 22 ムービングコイル駆動回路 23 回転角割出し回路 24 コンピュータ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Indenter 2 Moving coil device 3 Motor 5 Mold base material 6 XY stage 20 Stage drive circuit 21 Stage movement amount detection circuit 22 Moving coil drive circuit 23 Rotation angle indexing circuit 24 Computer

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 圧子を型母材の表面に押圧して複数の圧
痕を形成し、前記圧痕の形状を光学部材に転写して複数
の微小凸曲面を形成するマイクロレンズアレイの製造方
法において、 前記圧痕を形成する際に、前記圧子の押圧方向の軸に関
して前記圧子を所定角度回転させてから前記型母材の表
面に押圧する工程を含むことを特徴とするマイクロレン
ズアレイの製造方法。
1. A method of manufacturing a microlens array, wherein an indenter is pressed against the surface of a die base material to form a plurality of indentations, and the shape of the indentations is transferred to an optical member to form a plurality of minute convex curved surfaces. A method of manufacturing a microlens array, which comprises the step of rotating the indenter by a predetermined angle with respect to an axis in the pressing direction of the indenter and then pressing the indent on the surface of the die base material when forming the indentation.
【請求項2】 圧子を光学材料からなる被加工部材の表
面に押圧し、複数の微小凹曲面を形成するマイクロレン
ズアレイの製造方法において、 前記微小凹曲面を形成する際に、前記圧子の押圧方向の
軸に関して前記圧子を所定角度回転させてから前記被加
工部材の表面に押圧する工程を含むことを特徴とするマ
イクロレンズアレイの製造方法。
2. A method of manufacturing a microlens array in which an indenter is pressed against the surface of a member to be processed made of an optical material to form a plurality of minute concave curved surfaces, the pressing of the indenter when forming the minute concave curved surfaces. A method of manufacturing a microlens array, comprising the step of rotating the indenter by a predetermined angle with respect to the axis of the direction and then pressing the indenter against the surface of the member to be processed.
【請求項3】 請求項1または2に記載の製造方法にお
いて、 1回の圧子押圧操作毎に前記圧子を所定角度回転するこ
とを特徴とするマイクロレンズアレイの製造方法。
3. The method of manufacturing a microlens array according to claim 1, wherein the indenter is rotated by a predetermined angle for each indenter pressing operation.
【請求項4】 請求項1〜3のいずれかに記載の製造方
法に用いられる圧子押圧装置であって、 前記圧子を前記型母材または被加工部材に押圧する圧子
駆動装置と、 前記圧子の押圧方向の軸に関して前記圧子を回動する圧
子回動装置と、 前記各圧痕または各微小凹曲面を形成する際、前記圧子
を所定角度回動させた後に前記型母材または被加工部材
に押圧させるように前記圧子回動装置および圧子駆動装
置を制御する制御手段とを備えることを特徴とする圧子
押圧装置。
4. An indenter pressing device used in the manufacturing method according to claim 1, wherein the indenter driving device presses the indenter against the die base material or the member to be processed, and An indenter rotating device that rotates the indenter about an axis in the pressing direction, and when forming each indentation or each minute concave curved surface, presses the die base material or the workpiece after rotating the indenter by a predetermined angle. An indenter pressing device comprising: control means for controlling the indenter rotating device and the indenter driving device.
【請求項5】 請求項4に記載の圧子押圧装置におい
て、 前記型母材または被加工部材が載置され、前記型母材ま
たは被加工部材を前記圧子駆動装置による前記圧子の移
動方向と直交する面内で駆動するステージを備え、 前記制御手段が、前記ステージによる前記型母材または
被加工部材の駆動と連動して前記圧子回動装置および圧
子駆動装置を制御することを特徴とする圧子押圧装置。
5. The indenter pressing device according to claim 4, wherein the die base material or the processed member is placed, and the die base material or the processed member is orthogonal to a moving direction of the indenter by the indenter driving device. An indenter, characterized in that the control means controls the indenter rotating device and the indenter driving device in conjunction with the driving of the die base material or the processed member by the stage. Pressing device.
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JP2017009744A (en) * 2015-06-19 2017-01-12 矢崎総業株式会社 Lens array and image display device

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