JPH1148354A - Method for working microlens - Google Patents

Method for working microlens

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Publication number
JPH1148354A
JPH1148354A JP20570497A JP20570497A JPH1148354A JP H1148354 A JPH1148354 A JP H1148354A JP 20570497 A JP20570497 A JP 20570497A JP 20570497 A JP20570497 A JP 20570497A JP H1148354 A JPH1148354 A JP H1148354A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
mask
substrate
lens
microlens
exposure
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP20570497A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tomoyuki Akashi
友行 明石
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Heavy Industries Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Heavy Industries Ltd filed Critical Sumitomo Heavy Industries Ltd
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Publication of JPH1148354A publication Critical patent/JPH1148354A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for working to accurately manufacture a microlens having a curved surface. SOLUTION: At a first step, photosensitive resin material 30 on a base 20 is exposed by using a first mask 10 having a circular light shielding pattern 11, and an exposed part is removed to form a cylindrical lens substrate 31 on the base 20. At a second step, the substrate 31 is exposed to introduce a light obliquely by using a second mask 40, and repeatedly exposed while altering a light introducing angle, and a periphery of the substrate 31 is gradually removed to form a convex polygonal protrusion above near a shape of the microlens on the base 20. At a third step, the protrusion on the base 20 is heated to be contracted to form a periphery of the protrusion in a curved surface.

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】本発明は曲面を持つマイクロ
レンズを精度良く製造する加工方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a processing method for accurately manufacturing a microlens having a curved surface.

【0002】[0002]

【従来の技術】通信分野においては、図8に示すよう
な、多数個のマイクロレンズ60を有する素子がファイ
バコネクタの集光用に用いられる。各マイクロレンズ6
0は球面または非球面で、例えば直径200μm、高さ
40μmのサイズである。このようなマイクロレンズを
用いたファイバコネクタでは、マイクロレンズの形状と
表面粗さが集光性能を左右し、ひいてはファイバコネク
タの伝送効率を決定する。
2. Description of the Related Art In the communication field, an element having a plurality of microlenses 60 as shown in FIG. 8 is used for condensing a fiber connector. Each micro lens 6
Reference numeral 0 denotes a spherical surface or an aspherical surface, for example, having a diameter of 200 μm and a height of 40 μm. In a fiber connector using such a microlens, the shape and surface roughness of the microlens affect the light-collecting performance, and thus determine the transmission efficiency of the fiber connector.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】従来、上記のようなマ
イクロレンズは先の細いバイトで金型を彫刻し、そこに
樹脂又はガラスを流し込んで成形加工して製造されてい
た。しかし、バイトで彫刻できるレンズの大きさには限
界があり、形状も制限される。また、このようにして製
造されたマイクロレンズの表面には切削痕が残り、精度
も悪かった。
Conventionally, the above-mentioned microlenses have been manufactured by engraving a mold with a thin bite, and pouring a resin or glass into the mold. However, there is a limit to the size of a lens that can be engraved with a cutting tool, and the shape is also limited. Further, cutting marks remained on the surface of the microlens manufactured in this manner, and the precision was poor.

【0004】これに対し、SR(シンクロトロン放射)
光またはレーザ光を使用した露光技術による加工方法が
提案されている。この提案は、『Forschungs
zentrum Karlsrluhe Techni
k und Umwelt』(Reprint aus
den NACHRICHTEN, Forschu
ngszentrum Karlsrluhe Jah
rgang 27,Vol.2−3,1995,155
−164)に開示されている。しかしながら、この加工
方法でも、加工できるマイクロレンズの形状に制約があ
り、形状精度も低い。
On the other hand, SR (synchrotron radiation)
A processing method by an exposure technique using light or laser light has been proposed. This proposal is based on Forschungs
zentrum Karlsrluhe Techni
k und Umwelt ”(Print aus
den NACHRICHTEN, Forschu
ngszentrum Karlsrluhe Jah
rgang 27, Vol. 2-3, 1995, 155
-164). However, even with this processing method, the shape of the microlens that can be processed is limited, and the shape accuracy is low.

【0005】そこで、本発明の課題は、曲面を持つマイ
クロレンズを精度良く製造することができる加工方法を
提供することにある。
Accordingly, an object of the present invention is to provide a processing method capable of accurately manufacturing a microlens having a curved surface.

【0006】本発明はまた、曲面を持つマイクロレンズ
を多数個同時に精度良く製造することができる加工方法
を提供しようとするものである。
Another object of the present invention is to provide a processing method capable of simultaneously manufacturing a large number of microlenses having a curved surface with high accuracy.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】第1の発明によれば、円
形あるいは多角形のマスクパターンを有する第1のマス
クを用いて基板上の感光性の樹脂材料に露光を行い、露
光された部分を除去して前記基板上に円柱あるいは多角
柱状のレンズ基体を形成する第1の工程と、前記基板と
の間の相対的位置関係が可変の第2のマスクを用いて前
記レンズ基体に斜め方向に光が進入するような露光を行
い、前記光の進入角度を変えつつ露光を繰り返すことに
より、前記レンズ基体の周囲を徐々に除去して、前記基
板上にマイクロレンズの形状に近い上方に凸の多角形状
の突起を形成する第2の工程と、前記基板上の突起を加
熱して収縮させることにより突起の周囲を曲面にする第
3の工程とを含むことを特徴とするマイクロレンズの加
工方法が提供される。
According to a first aspect of the present invention, a photosensitive resin material on a substrate is exposed by using a first mask having a circular or polygonal mask pattern. A first step of forming a cylindrical or polygonal column-shaped lens substrate on the substrate by removing the substrate, and a second mask in which the relative positional relationship between the substrate and the substrate is variable. The exposure is performed such that light enters, and the exposure is repeated while changing the angle of entry of the light, thereby gradually removing the periphery of the lens substrate and projecting upward on the substrate close to the shape of the microlens. A second step of forming a polygonal projection, and a third step of heating and shrinking the projection on the substrate to make the periphery of the projection a curved surface. The method is provided .

【0008】なお、前記第1及び第2の工程における露
光は、SR(シンクロトロン放射)光あるいはエキシマ
レーザ光を用いて行われることが好ましい。
The exposure in the first and second steps is preferably performed using SR (synchrotron radiation) light or excimer laser light.

【0009】また、前記第2の工程における露光は、前
記第2のマスクに対する前記基板の角度を変えると共
に、前記基板を前記レンズ基体の中心軸に関して回転さ
せることで行われる。
The exposure in the second step is performed by changing an angle of the substrate with respect to the second mask and rotating the substrate about a central axis of the lens base.

【0010】更に、前記第2の工程における露光は、前
記第2のマスクとしてスリット状の透過パターンを有す
るマスクを用い、該マスクの透過パターンに対して斜め
に光が進入するように露光を行い、しかも前記マスクの
透過パターンの前記レンズ基体に対する位置を変化させ
ることにより光の進入角度を変えることで行われるよう
にしても良い。
Further, in the exposure in the second step, a mask having a slit-shaped transmission pattern is used as the second mask, and the exposure is performed so that light enters the transmission pattern obliquely to the mask. Further, it may be performed by changing the angle of entry of light by changing the position of the transmission pattern of the mask with respect to the lens substrate.

【0011】第2の発明によれば、円形あるいは多角形
のマスクパターンを複数個有する第1のマスクを用いて
基板上の感光性の樹脂材料に露光を行い、露光された部
分を除去して前記基板上に所定の間隔をおいて複数の円
柱あるいは多角柱状のレンズ基体を形成する第1の工程
と、前記基板との間の相対的位置関係が可変であって前
記複数のレンズ基体に対応する複数のスリット状の透過
パターンを有する第2のマスクを用いて前記複数のレン
ズ基体にそれぞれ、同じ角度の斜め方向に光が進入する
ような露光を行い、前記光の進入角度を変えつつ露光を
繰り返すことにより、前記複数のレンズ基体の一側の角
を徐々に除去し、以下、これを、前記第2のマスクをそ
の平面内で90°ずつ回転させて3回行うことにより前
記複数のレンズ基体の4つの角を徐々に除去する第2の
工程と、前記基板との間の相対的位置関係が可変であっ
て前記複数のレンズ基体に対応する複数のスリット状の
透過パターンを有する第3のマスクを用いて前記複数の
レンズ基体にそれぞれ、同じ角度の斜め方向に光が進入
するような露光を行い、前記光の進入角度を変えつつ露
光を繰り返すことにより、前記複数のレンズ基体の前記
一側と45°の角度をなす角を徐々に除去し、以下、こ
れを、前記第3のマスクをその平面内で90°ずつ回転
させて3回行うことにより前記複数のレンズ基体の4つ
の角の間の4つの角を徐々に除去して、前記基板上にマ
イクロレンズの形状に近い上方に凸の複数の多角形状の
突起を形成する第3の工程と、前記基板上の複数の突起
を加熱して収縮させることによりそれぞれの突起の周囲
を曲面にする第4の工程とを含むことを特徴とするマイ
クロレンズの加工方法が提供される。
According to the second aspect, the photosensitive resin material on the substrate is exposed using the first mask having a plurality of circular or polygonal mask patterns, and the exposed portions are removed. A first step of forming a plurality of cylindrical or polygonal lens bodies at predetermined intervals on the substrate, and a relative positional relationship between the first step and the substrate being variable, corresponding to the plurality of lens bodies; Using a second mask having a plurality of slit-shaped transmission patterns, each of the plurality of lens substrates is exposed so that light enters in the oblique direction at the same angle, and the exposure is performed while changing the entering angle of the light. Is repeated, thereby gradually removing the corners on one side of the plurality of lens bases. Hereinafter, this is performed three times by rotating the second mask by 90 ° in the plane thereof, thereby obtaining the plurality of lens bases. Lens base A second step of gradually removing the four corners, and a third step in which a relative positional relationship between the substrate and the substrate is variable and a plurality of slit-shaped transmission patterns corresponding to the plurality of lens substrates are provided. Each of the plurality of lens substrates is exposed by using a mask so that light enters the diagonal directions at the same angle, and the exposure is repeated while changing the angle of entry of the light. The angle that forms an angle of 45 ° with the side is gradually removed, and this is performed three times by rotating the third mask 90 ° at a time in the plane to thereby remove the four angles of the plurality of lens substrates. A third step of gradually removing four corners between to form a plurality of upwardly convex polygonal projections close to the shape of the microlens on the substrate; By heating and shrinking it A fourth step and a processing method of a microlens, which comprises a to the periphery of the projection les curved surface is provided.

【0012】第2の発明においても、前記第1及び第2
の工程における露光は、SR(シンクロトロン放射)光
あるいはエキシマレーザ光を用いて行われることが好ま
しい。
[0012] In the second invention, the first and the second are also provided.
The exposure in the step is preferably performed using SR (synchrotron radiation) light or excimer laser light.

【0013】また、第2の発明における、前記第2の工
程及び第3の工程の露光における光の進入角度は、前記
第2のマスク及び前記第3のマスクの位置をそれぞれ変
化させることで調整されることが好ましい。
In the second aspect of the present invention, the light entering angles in the exposure in the second step and the third step are adjusted by changing the positions of the second mask and the third mask, respectively. Is preferably performed.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】以下に、本発明の好ましい実施の
形態について説明する。はじめに、1個のマイクロレン
ズを加工する場合について説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the present invention will be described below. First, a case in which one micro lens is processed will be described.

【0015】図1(a)においては、円形の遮光パター
ン11を有する第1のマスク10を通して基板20上の
感光性の樹脂材料30に露光を行う。樹脂材料30とし
ては、例えばPMMAが好ましく、露光用の光源として
は、SR光(シンクロトロン放射光)あるいはエキシマ
レーザ光が好ましい。PMMAは感光性を呈し、SR光
あるいはエキシマレーザ光の照射された部分が化学反応
を起こし、この化学反応を起こした部分は溶剤によって
取り除くことができる。その結果、基板20上に円柱状
のレンズ基体31が形成される。
In FIG. 1A, a photosensitive resin material 30 on a substrate 20 is exposed through a first mask 10 having a circular light-shielding pattern 11. As the resin material 30, for example, PMMA is preferable, and as a light source for exposure, SR light (synchrotron radiation light) or excimer laser light is preferable. PMMA exhibits photosensitivity, and a part irradiated with SR light or excimer laser light causes a chemical reaction, and the part having caused the chemical reaction can be removed by a solvent. As a result, a cylindrical lens base 31 is formed on the substrate 20.

【0016】図2は第1のマスク10の例を示し、遮光
パターン11は、例えば金メッキを施して形成される。
図2は1個のマイクロレンズを形成するためのマスクに
ついて示しているが、後述する多数個のマイクロレンズ
を形成する場合は遮光パターン11の数を増やせば良
い。
FIG. 2 shows an example of the first mask 10, and the light-shielding pattern 11 is formed by, for example, applying gold plating.
FIG. 2 shows a mask for forming one microlens. However, when forming a large number of microlenses to be described later, the number of light-shielding patterns 11 may be increased.

【0017】図1(b)では、第1のマスク10に代え
て第2のマスク40を用い、基板20を傾けてレンズ基
体31の角を除去するための露光を行う。この露光にお
いては、基板20の傾斜角度は変えずに基板20を間欠
的に所定角度ずつ360度回転させることにより、レン
ズ基体31の周囲を除去するための露光が行われる。図
1(c)は図1(b)の状態から基板20を180度回
転させた状態を示し、斜線部分は露光された領域を示
す。なお、図1(b)、図1(c)において、破線は加
工すべきマイクロレンズの最終形状を示している。ま
た、図3は第2のマスク40の例を示し、半分の領域に
金メッキ等による遮光パターン41が形成されている。
In FIG. 1B, a second mask 40 is used in place of the first mask 10 to perform exposure for tilting the substrate 20 to remove corners of the lens base 31. In this exposure, the exposure for removing the periphery of the lens body 31 is performed by intermittently rotating the substrate 20 by a predetermined angle 360 degrees without changing the tilt angle of the substrate 20. FIG. 1C shows a state in which the substrate 20 has been rotated by 180 degrees from the state of FIG. 1B, and the hatched portion indicates an exposed area. In FIGS. 1B and 1C, broken lines indicate the final shape of the microlens to be processed. FIG. 3 shows an example of the second mask 40, and a light-shielding pattern 41 formed by gold plating or the like is formed in a half area.

【0018】図1(b)、図1(c)の同様の工程が基
板20の傾斜角度を変えて複数回繰り返される。すなわ
ち、傾斜角度を大きくしてゆくと、図1(c)の状態で
上部に残されている部分を除去するための露光を行うこ
とができる。
1 (b) and 1 (c) are repeated a plurality of times while changing the inclination angle of the substrate 20. That is, as the inclination angle is increased, it is possible to perform exposure for removing the portion left at the top in the state of FIG.

【0019】図1(d)は図1(b)、図1(c)の工
程を3回繰り返した後、露光した部分を溶剤で溶かして
除去した場合の加工形状を拡大して示し、破線で示す加
工すべきマイクロレンズの形状に近い、角のついた加工
形状が得られる。
FIG. 1D is an enlarged view of a processed shape obtained by repeating the processes of FIGS. 1B and 1C three times and then dissolving and removing the exposed portion with a solvent. A processed shape with a corner which is close to the shape of the microlens to be processed indicated by is obtained.

【0020】次に、図1(d)の状態において基板20
を加熱すると、PMMAは表面張力によって収縮しよう
とするので、目標の球面に近い形になる。これを冷却す
れば目標球面のマイクロレンズが精度良く製造される。
加熱温度及び時間は、例えば50〜80℃で数分程度で
ある。
Next, in the state shown in FIG.
Is heated, the PMMA tends to contract due to surface tension, so that the shape becomes close to the target spherical surface. If this is cooled, a microlens having a target spherical surface is manufactured with high accuracy.
The heating temperature and time are, for example, about 50 to 80 ° C. for about several minutes.

【0021】ここでは球面を持つマイクロレンズを例に
説明したが、本発明による加工方法は、図1で説明した
基板20の傾斜角度を適宜選択することにより、凸曲面
であれば任意の曲面を実現でき、マスクやSR光あるい
はエキシマレーザ光等の光源の制約範囲で、任意の大き
さのレンズを製造できる。
Here, a microlens having a spherical surface has been described as an example. However, the processing method according to the present invention can select any curved surface as long as it is a convex curved surface by appropriately selecting the inclination angle of the substrate 20 described in FIG. It is possible to manufacture a lens having an arbitrary size within a limited range of a light source such as a mask, SR light, or excimer laser light.

【0022】本発明の加工方法によれば、形状精度サブ
μm、表面粗さ数十nmを実現でき、高い伝送効率を達
成できるマイクロレンズを提供できる。
According to the processing method of the present invention, it is possible to provide a microlens capable of realizing a shape precision of sub-μm and a surface roughness of several tens nm and achieving high transmission efficiency.

【0023】完成したPMMAのマイクロレンズはNi
メッキしやすい材料であり、メッキすることによってメ
ス型を製作し、それをもとにプラスチックあるいはガラ
ス成形をすれば、大量生産も可能である。
The completed PMMA microlens is Ni
It is a material that is easy to plate. If a female mold is manufactured by plating, and plastic or glass is molded based on this, mass production is possible.

【0024】次に、図4、図5を参照して、マイクロレ
ンズを複数個同時加工する実施の形態について説明す
る。ここでは、9個のマイクロレンズを同時加工する例
について説明する。この例における第1のマスクは、図
2において説明したように、円形の遮光パターンを等間
隔で9個形成したものを用いる。その結果、図1(a)
と同様の工程により、基板20上に円柱状の9個のレン
ズ基体31を同時に形成することができる。
Next, an embodiment for simultaneously processing a plurality of microlenses will be described with reference to FIGS. Here, an example in which nine micro lenses are simultaneously processed will be described. As the first mask in this example, as described with reference to FIG. 2, a mask in which nine circular light-shielding patterns are formed at equal intervals is used. As a result, FIG.
By the same steps as described above, nine cylindrical lens substrates 31 can be simultaneously formed on the substrate 20.

【0025】第2のマスク50は、図3のものとは異な
り、9個のレンズ基体31のそれぞれに対応させて9個
のスリット状の透過部51を持つようにする。また、露
光用の光も、第2のマスク50の真上からでは無く、斜
めから入射させるようにする。
The second mask 50 is different from that of FIG. 3 in that it has nine slit-shaped transmission portions 51 corresponding to each of the nine lens substrates 31. Also, the light for exposure is made to enter obliquely, not directly above the second mask 50.

【0026】このような第2のマスク50を使用し、図
4に示すように透過部51がレンズ基体31の右側に位
置するように配置し、図5(a)に示すようにして、レ
ンズ基体31の図中左側の上部の角を除去するための露
光を行う。この露光は、第2のマスク50をX方向(基
板20でも良いが、その場合は反対方向)にずらして複
数回行う。図5(b)は、2回目の露光を示し、図5
(c)は、3回目の露光を示す。なお、それぞれの露光
は、異なる入射角度で行われる。すなわち、1回目は入
射角度θ1 、2回目は入射角度θ2 、3回目は入射角度
θ3 というように徐々に入射角度を大きくしてゆく。
Using such a second mask 50, the transmission portion 51 is disposed so as to be located on the right side of the lens body 31 as shown in FIG. 4, and the lens is formed as shown in FIG. Exposure is performed to remove the upper left corner of the base 31 in the figure. This exposure is performed a plurality of times by shifting the second mask 50 in the X direction (the substrate 20 may be used, but in this case, the opposite direction). FIG. 5B shows the second exposure, and FIG.
(C) shows the third exposure. Each exposure is performed at a different incident angle. That is, the incident angle is gradually increased such that the first time is the incident angle θ 1 , the second time is the incident angle θ 2 , and the third time is the incident angle θ 3 .

【0027】次に、図5(a)に示すレンズ基体31の
右側の上部の角を除去するための露光を行う。これは、
第2のマスク50を図5(a)に示す状態から、透過部
51がレンズ基体31の左側に位置するようにずらし、
図5(a)、(b)、(c)と同様の露光を入射角度θ
1 、θ2 、θ3 で行う。
Next, exposure for removing the upper right corner of the lens substrate 31 shown in FIG. 5A is performed. this is,
The second mask 50 is shifted from the state shown in FIG. 5A so that the transmission part 51 is located on the left side of the lens body 31.
Exposure similar to that in FIGS. 5A, 5B, and 5C is performed at the incident angle θ.
1, θ 2, carried out in the θ 3.

【0028】次に、図4に示すレンズ基体31の上下両
側の上部の角を除去するための露光を行う。これは、第
2のマスク50を図4に示す状態から例えば反時計方向
に90°回転させて透過部51がレンズ基体31の上側
に位置するようにする。そして、図5(a)、(b)、
(c)と同様の露光を入射角度θ1 、θ2 、θ3 で行
う。その結果、図4に示すレンズ基体31の下側の上部
の角が除去される。その後、今度は図4に示すレンズ基
体31の上側の上部の角を除去するための露光を行う。
これは、第2のマスク50を、図4において透過部51
がレンズ基体31の下側に位置するようにずらす。そし
て、図5(a)、(b)、(c)と同様の露光を入射角
度θ1 、θ2 、θ3 で行う。その結果、図4に示すレン
ズ基体31の上側の上部の角が除去される。
Next, exposure for removing upper corners on both the upper and lower sides of the lens substrate 31 shown in FIG. 4 is performed. In this case, the second mask 50 is rotated, for example, 90 ° counterclockwise from the state shown in FIG. 4 so that the transmission portion 51 is positioned above the lens body 31. Then, FIGS. 5 (a), (b),
Exposure similar to (c) is performed at incident angles θ 1 , θ 2 , θ 3 . As a result, the upper corner on the lower side of the lens base 31 shown in FIG. 4 is removed. Thereafter, exposure for removing the upper upper corner of the lens substrate 31 shown in FIG. 4 is performed.
This is because, in FIG.
Is positioned below the lens base 31. Exposure similar to that shown in FIGS. 5A, 5B, and 5C is performed at incident angles θ 1 , θ 2 , and θ 3 . As a result, the upper upper corner of the lens base 31 shown in FIG. 4 is removed.

【0029】更に、図4に示すレンズ基体31の右斜め
上、右斜め下、左斜め上、左斜め下の角を除去するため
の露光を行う。このために、図6に示すような第3のマ
スク55が使用される。第3のマスク55は、9個の透
過部56が45°の角度で等間隔をおいて設けられてい
る。図6に示す第3のマスク55の配置は、左右上下の
角が除去されたレンズ基体31´の左斜め上の角を除去
するための配置である。この状態から第3のマスク55
を図中矢印A方向にずらしながら、図5(a)、
(b)、(c)と同様の露光を入射角度θ1 、θ2 、θ
3 で行う。その結果、図6に示すレンズ基体31´の左
斜め上の角が除去される。
Further, exposure is performed to remove the diagonally upper right, diagonally lower right, diagonally upper left, and diagonally lower left corners of the lens substrate 31 shown in FIG. For this purpose, a third mask 55 as shown in FIG. 6 is used. The third mask 55 is provided with nine transmission portions 56 at an equal angle of 45 °. The arrangement of the third mask 55 shown in FIG. 6 is an arrangement for removing a diagonally upper left corner of the lens base 31 ′ from which the left, right, upper and lower corners have been removed. From this state, the third mask 55
5A, while shifting in the direction of arrow A in FIG.
Exposure similar to (b) and (c) is performed with incident angles θ 1 , θ 2 , θ
Perform in 3 . As a result, the upper left corner of the lens base 31 'shown in FIG. 6 is removed.

【0030】次に、第3のマスク55を、各透過部56
がレンズ基体31´の左斜め上に位置するようにずら
す。この状態から第3のマスク55を図中矢印B方向に
ずらしながら、図5(a)、(b)、(c)と同様の露
光を入射角度θ1 、θ2 、θ3で行う。その結果、図6
に示すレンズ基体31´の右斜め下の角が除去される。
Next, the third mask 55 is applied to each transmission section 56.
Is positioned diagonally above and to the left of the lens base 31 '. While shifting the third mask 55 in the direction of arrow B in the figure from this state, exposure similar to that shown in FIGS. 5A, 5B and 5C is performed at incident angles θ 1 , θ 2 and θ 3 . As a result, FIG.
The lower right corner of the lens base 31 ′ shown in FIG.

【0031】次に、レンズ基体31´の左斜め下の角を
除去するためには、第3のマスク55を、各透過部56
がレンズ基体31´の右斜め上に位置するように図6の
状態から90°回転させる。この状態から第3のマスク
55を図中矢印C方向にずらしながら、図5(a)、
(b)、(c)と同様の露光を入射角度θ1 、θ2 、θ
3 で行う。その結果、図6に示すレンズ基体31´の左
斜め下の角が除去される。
Next, in order to remove the lower left corner of the lens base 31 ′, the third mask 55 is applied to each of the transmitting portions 56.
Is rotated 90 ° from the state of FIG. 6 so that is positioned diagonally to the right of the lens base 31 ′. While shifting the third mask 55 from this state in the direction of arrow C in the figure, FIG.
Exposure similar to (b) and (c) is performed with incident angles θ 1 , θ 2 , θ
Perform in 3 . As a result, the lower left corner of the lens base 31 'shown in FIG. 6 is removed.

【0032】更に、レンズ基体31´の右斜め上の角を
除去するためには、第3のマスク55を、各透過部56
がレンズ基体31´の左斜め下に位置するようにずら
す。この状態から第3のマスク55を図中矢印D方向に
ずらしながら、図5(a)、(b)、(c)と同様の露
光を入射角度θ1 、θ2 、θ3 で行う。その結果、図6
に示すレンズ基体31´の右斜め上の角が除去される。
Further, in order to remove the upper right corner of the lens base 31 ′, the third mask 55 is attached to each of the transmitting portions 56.
Is positioned diagonally below and to the left of the lens base 31 ′. While shifting the third mask 55 in the direction of arrow D in the drawing from this state, the same exposure as in FIGS. 5A, 5B and 5C is performed at the incident angles θ 1 , θ 2 and θ 3 . As a result, FIG.
The upper right corner of the lens substrate 31 'shown in FIG.

【0033】このようにして、レンズ基体31の左右、
上下、右斜め上、右斜め下、左斜め上、左斜め下の角を
除去することにより、レンズ基体31のある高さ位置で
の断面形状は図7に示すように多角形の周囲の破線部分
が除去されて、図1(d)で説明したような形状が得ら
れる。したがって、基板20を加熱すると、各レンズ基
体31´は表面張力によって収縮しようとするので、目
標の球面に近い形になる。これを冷却すれば目標球面の
9個のマイクロレンズが同時に精度良く製造される。
In this manner, the left and right of the lens body 31
By removing the upper, lower, diagonally upper right, diagonally lower right, diagonally upper left, and diagonally lower left corners, the cross-sectional shape at a certain height position of the lens substrate 31 becomes a broken line around the polygon as shown in FIG. The portion is removed to obtain the shape as described in FIG. Therefore, when the substrate 20 is heated, each lens base 31 ′ tends to contract due to surface tension, resulting in a shape close to the target spherical surface. When this is cooled, nine microlenses of the target spherical surface are simultaneously manufactured with high accuracy.

【0034】なお、図4に示すように、加工すべきレン
ズ基体31の間隔L2が密になると、露光を行ってもレ
ンズ基体の上部が平面に近くなってしまう。また、ある
レンズ基体が、隣りのレンズ基体用の透過部からの光で
露光されることになる。これを防止するためには、加工
すべきレンズ基体31の間隔L2をマイクロレンズの直
径L1よりも大きくする必要がある。
As shown in FIG. 4, when the distance L2 between the lens bases 31 to be processed becomes small, the upper part of the lens bases becomes almost flat even when exposure is performed. In addition, a certain lens base is exposed to light from a transmission part for an adjacent lens base. To prevent this, the interval L2 between the lens substrates 31 to be processed needs to be larger than the diameter L1 of the microlenses.

【0035】[0035]

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ば曲面を持つマイクロレンズを精度良く製造することが
できる。また、曲面を持つマイクロレンズを多数個同時
に精度良く製造することができ、ファイバコネクタ用と
して高い伝送効率を達成できるマイクロレンズを提供す
ることができる。
As described above, according to the present invention, a microlens having a curved surface can be manufactured with high accuracy. In addition, a large number of microlenses having a curved surface can be manufactured simultaneously with high accuracy, and a microlens capable of achieving high transmission efficiency for a fiber connector can be provided.

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

【図1】本発明により1個のマイクロレンズを加工する
場合の工程を説明するための図である。
FIG. 1 is a diagram for explaining a process in processing one microlens according to the present invention.

【図2】図1(a)に示された工程において使用される
第1のマスクを示した平面図である。
FIG. 2 is a plan view showing a first mask used in the step shown in FIG.

【図3】図1(b)に示された工程において使用される
第2のマスクを示した平面図である。
FIG. 3 is a plan view showing a second mask used in the step shown in FIG. 1 (b).

【図4】本発明により複数個のマイクロレンズを同時加
工する場合の第2の工程用のマスクを説明するための図
である。
FIG. 4 is a view for explaining a mask for a second step when a plurality of micro lenses are simultaneously processed according to the present invention.

【図5】図4に示したマスクを用いた第2の工程の流れ
を説明するための図である。
FIG. 5 is a view for explaining a flow of a second step using the mask shown in FIG. 4;

【図6】本発明により複数個のマイクロレンズを同時加
工する場合の第3の工程用のマスクを説明するための図
である。
FIG. 6 is a view for explaining a mask for a third step when a plurality of micro lenses are simultaneously processed according to the present invention.

【図7】図6に示したマスクを用いた第3の工程の流れ
を説明するための図である。
FIG. 7 is a view for explaining a flow of a third step using the mask shown in FIG. 6;

【図8】本発明が適用されるファイバコネクタ用のマイ
クロレンズを説明するための図である。
FIG. 8 is a diagram for explaining a microlens for a fiber connector to which the present invention is applied.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 マスク 11、41 遮光パターン 20 基板 30 感光性の樹脂材料 31 レンズ基体 40、50 第2のマスク 51、56 透過部 55 第3のマスク DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Mask 11, 41 Light-shielding pattern 20 Substrate 30 Photosensitive resin material 31 Lens base 40, 50 Second mask 51, 56 Transmissive part 55 Third mask

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 円形あるいは多角形のマスクパターンを
有する第1のマスクを用いて基板上の感光性の樹脂材料
に露光を行い、露光された部分を除去して前記基板上に
円柱あるいは多角柱状のレンズ基体を形成する第1の工
程と、 前記基板との間の相対的位置関係が可変の第2のマスク
を用いて前記レンズ基体に斜め方向に光が進入するよう
な露光を行い、前記光の進入角度を変えつつ露光を繰り
返すことにより、前記レンズ基体の周囲を徐々に除去し
て、前記基板上にマイクロレンズの形状に近い上方に凸
の多角形状の突起を形成する第2の工程と、 前記基板上の突起を加熱して収縮させることにより突起
の周囲を曲面にする第3の工程とを含むことを特徴とす
るマイクロレンズの加工方法。
An exposure is performed on a photosensitive resin material on a substrate using a first mask having a circular or polygonal mask pattern, and the exposed portion is removed to form a columnar or polygonal column on the substrate. A first step of forming a lens base, and performing exposure such that light enters the lens base in an oblique direction using a second mask having a variable relative positional relationship with the substrate, A second step of gradually removing the periphery of the lens base and forming an upwardly convex polygonal projection close to the shape of the microlens on the substrate by repeating exposure while changing the angle of incidence of light. And a third step of heating and shrinking the projections on the substrate to make the periphery of the projections a curved surface.
【請求項2】 請求項1記載のマイクロレンズの加工方
法において、前記第1及び第2の工程における露光は、
SR(シンクロトロン放射)光あるいはエキシマレーザ
光を用いて行われることを特徴とするマイクロレンズの
加工方法。
2. The method of processing a microlens according to claim 1, wherein the exposing in the first and second steps includes:
A method of processing a microlens, wherein the method is performed using SR (synchrotron radiation) light or excimer laser light.
【請求項3】 請求項2記載のマイクロレンズの加工方
法において、前記第2の工程における露光は、前記第2
のマスクに対する前記基板の角度を変えると共に、前記
基板を前記レンズ基体の中心軸に関して回転させること
で行われることを特徴とするマイクロレンズの加工方
法。
3. The microlens processing method according to claim 2, wherein the exposure in the second step is performed by the second step.
Wherein the angle of the substrate with respect to the mask is changed, and the substrate is rotated about a central axis of the lens base.
【請求項4】 請求項2記載のマイクロレンズの加工方
法において、前記第2の工程における露光は、前記第2
のマスクとしてスリット状の透過パターンを有するマス
クを用い、該マスクの透過パターンに対して斜めに光が
進入するように露光を行い、しかも前記マスクの透過パ
ターンの前記レンズ基体に対する位置を変化させること
により光の進入角度を変えることで行われることを特徴
とするマイクロレンズの加工方法。
4. The microlens processing method according to claim 2, wherein the exposure in the second step is performed by the second step.
Using a mask having a slit-shaped transmission pattern as a mask, performing exposure so that light enters obliquely to the transmission pattern of the mask, and changing the position of the transmission pattern of the mask with respect to the lens substrate. A method of processing a microlens, wherein the method is performed by changing a light entering angle according to the method.
【請求項5】 円形あるいは多角形のマスクパターンを
複数個有する第1のマスクを用いて基板上の感光性の樹
脂材料に露光を行い、露光された部分を除去して前記基
板上に所定の間隔をおいて複数の円柱あるいは多角柱状
のレンズ基体を形成する第1の工程と、 前記基板との間の相対的位置関係が可変であって前記複
数のレンズ基体に対応する複数のスリット状の透過パタ
ーンを有する第2のマスクを用いて前記複数のレンズ基
体にそれぞれ、同じ角度の斜め方向に光が進入するよう
な露光を行い、前記光の進入角度を変えつつ露光を繰り
返すことにより、前記複数のレンズ基体の一側の角を徐
々に除去し、以下、これを、前記第2のマスクをその平
面内で90°ずつ回転させて3回行うことにより前記複
数のレンズ基体の4つの角を徐々に除去する第2の工程
と、 前記基板との間の相対的位置関係が可変であって前記複
数のレンズ基体に対応する複数のスリット状の透過パタ
ーンを有する第3のマスクを用いて前記複数のレンズ基
体にそれぞれ、同じ角度の斜め方向に光が進入するよう
な露光を行い、前記光の進入角度を変えつつ露光を繰り
返すことにより、前記複数のレンズ基体の前記一側と4
5°の角度をなす角を徐々に除去し、以下、これを、前
記第3のマスクをその平面内で90°ずつ回転させて3
回行うことにより前記複数のレンズ基体の4つの角の間
の4つの角を徐々に除去して、前記基板上にマイクロレ
ンズの形状に近い上方に凸の複数の多角形状の突起を形
成する第3の工程と、 前記基板上の複数の突起を加熱して収縮させることによ
りそれぞれの突起の周囲を曲面にする第4の工程とを含
むことを特徴とするマイクロレンズの加工方法。
5. A photosensitive resin material on a substrate is exposed using a first mask having a plurality of circular or polygonal mask patterns. A first step of forming a plurality of cylindrical or polygonal columnar lens substrates at intervals; and a plurality of slit-shaped corresponding to the plurality of lens substrates, wherein a relative positional relationship with the substrate is variable. By using a second mask having a transmission pattern, each of the plurality of lens substrates is subjected to exposure such that light enters in an oblique direction at the same angle, and the exposure is repeated while changing the angle of entry of the light, whereby the The corners on one side of the plurality of lens bases are gradually removed, and thereafter, this is performed three times by rotating the second mask by 90 ° in the plane thereof to thereby obtain four corners of the plurality of lens bases. Gradually A second step of removing; and a third mask having a plurality of slit-shaped transmission patterns corresponding to the plurality of lens substrates, wherein a relative positional relationship between the plurality of lens substrates is variable. Each of the lens bases is exposed so that light enters in the oblique direction at the same angle, and the exposure is repeated while changing the light entrance angle, whereby the one side of the plurality of lens bases is
The angle forming the angle of 5 ° is gradually removed, and the angle is then reduced by rotating the third mask by 90 ° in its plane at 3 °.
The fourth step is to gradually remove four corners between the four corners of the plurality of lens bases to form a plurality of upwardly convex polygonal projections close to the shape of the microlenses on the substrate. 3. A microlens processing method, comprising: a third step; and a fourth step of heating and shrinking the plurality of protrusions on the substrate to make the periphery of each protrusion a curved surface.
【請求項6】 請求項5記載のマイクロレンズの加工方
法において、前記第1及び第2の工程における露光は、
SR(シンクロトロン放射)光あるいはエキシマレーザ
光を用いて行われることを特徴とするマイクロレンズの
加工方法。
6. The method for processing a microlens according to claim 5, wherein the exposing in the first and second steps comprises:
A method of processing a microlens, wherein the method is performed using SR (synchrotron radiation) light or excimer laser light.
【請求項7】 請求項6記載のマイクロレンズの加工方
法において、前記第2の工程の露光における光の進入角
度は、前記第2のマスクの位置を変化させることで調整
されることを特徴とするマイクロレンズの加工方法。
7. The method for processing a microlens according to claim 6, wherein the angle of entry of light in the exposure in the second step is adjusted by changing a position of the second mask. Micro lens processing method.
【請求項8】 請求項7記載のマイクロレンズの加工方
法において、前記第3の工程の露光における光の進入角
度は、前記第3のマスクの位置を変化させることで調整
されることを特徴とするマイクロレンズの加工方法。
8. The method for processing a microlens according to claim 7, wherein the angle of entry of light in the exposure in the third step is adjusted by changing a position of the third mask. Micro lens processing method.
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