TWI503580B - 成形模具、薄片狀透鏡以及光學透鏡之製造方法 - Google Patents

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Description

成形模具、薄片狀透鏡以及光學透鏡之製造方法
本發明係關於用來製造具有複數個光學透鏡之薄片狀透鏡時所使用的成形模具、以及利用該成形模具之薄片狀透鏡及光學透鏡之製造方法，特別是關於藉由在基板上轉印樹脂製的形狀轉印層而獲得成形模具之製造方法、以及利用該成形模具之薄片狀透鏡及光學透鏡之製造方法。
近年來，製作形成有多數個光學透鏡之薄片狀的板狀構件(薄片狀透鏡)，將其個別化而獲得各個光學透鏡的技術已被提出。作為將微小光學零件以薄片規模進行轉印的方法，藉由反覆使用小型母模進行轉印而製作出樹脂等構成之第1代複製工具，接著從第1代複製工具製作複數個次母模，從次母模製造出設有多數個微小光學元件之複數個第2代複製工具的技術是已知的(參照專利文獻1)。該方法所製得之薄片狀的第1代複製工具，是用來製作接下來的成形物之成形模具，是在基板上形成有樹脂製的形狀轉印層。
此外，關於用來製作薄片狀透鏡之成形模具，作為在基板上設有樹脂製的形狀轉印層之成形模具的製造方法，為了防止成形物從母基板脫模時發生脫模不良等，在成形模具用基板形成複數個呈內部封閉形狀的凹部，對各凹部供應樹脂材料後藉由母模按壓之成形用模具製造方法已被 提出(參照專利文獻2)。
最近，小型光學透鏡的用途增廣，為了發揮期望的光學性能，光學透鏡被要求能正確地實現其所期望的透鏡形狀。此外，也會有為了提昇光學性能而將複數個光學透鏡予以積層的情況。基於這些觀點，要求薄片狀透鏡的樹脂層不能太厚。若薄片狀透鏡的樹脂層過厚，可能無法獲得期望的光學性能，或是起因於樹脂層應力增大而使薄片狀透鏡發生彎曲、變形等。此外，在將光學透鏡積層時，會有整體尺寸變大之虞。再者，也會有導致材料成本增加、硬化時間增加的問題。
為了避免薄片狀透鏡之樹脂層過厚，在製作上述具有樹脂製的形狀轉印層之成形模具時也要求考慮這點，在製造成形模具時，必須儘量讓母模接近成形用基板來進行成形。若成形模具之樹脂製的形狀轉印層變厚，由於形狀也會轉印到使用該成形模具所成形之成形物上，結果在最後獲得的薄片狀透鏡上，變成無法使樹脂層的厚度變薄。
一般而言，為了在中介樹脂材料的狀態下讓母模靠近成形模具用基板的表面，必須將母模以較大壓力朝基板側緊壓，製造裝置變得大型化而難以確保母模的定位精度。此外，若母模因某種原因而發生傾斜，可能與次母模用基板接觸而有次母模用基板或母模損壞之虞。再者，成形時樹脂材料可能從母模溢出，溢出的部分會變成不想要的形狀。特別是像專利文獻2那樣在成形模具用基板設置呈內部封閉形狀之凹部的情況，成形時凹部之周緣部和母模之 周端部間成為非常窄的空間，結果，起因於對凹部供應之樹脂量偏差、母模和成形模具用基板的距離之些微誤差等，樹脂溢出的可能性變得更高。為了從每一片薄片狀透鏡取得更多的光學透鏡而使母模所進行之各成形位置的間隔變小，溢出的樹脂彼此會靠在一起後隆起，而形成突起物，產生不想要的形狀之可能性變得更高。此外，像專利文獻2那樣在成形模具用基板設置內部呈封閉形狀之凹部的情況，若為了避免樹脂溢出而將樹脂量減少，會發生樹脂不足而在凹部形成空間，結果當使用該成形模具來製作接下來的成形物時，對應於上述空間的部位成為不想要的突起形狀。這種異常形狀會導致脫模不良等的異常，是不理想的。結果依據以往的技術，如果要避免發生成形時的異常的話，很難使薄片狀透鏡之樹脂層變薄。
上述問題，基於提高量產性、延長母模壽命等的觀點，當作為母模是採用將與光學透鏡形狀對應的形狀排列複數個而構成的情況，變得更顯著。其理由在於，由於母模尺寸變大，對於成形模具用基板之傾斜調整要求更高的精度、樹脂使用量變多等。
[專利文獻1]美國專利公開第2006/0259546號公報
[專利文獻2]日本特開2010-102312號公報
本發明的目的是為了提供一種成形模具之製造方法，可獲得具有所期望的形狀之成形模具，而能製造出發揮期 望的光學性能之形成有光學透鏡之薄片狀透鏡。
此外，本發明的目的，是為了提供：利用上述製造方法所獲得的成形模具之高精度的薄片狀透鏡及光學透鏡之製造方法。
為了解決上述課題，本發明之成形模具之製造方法，係具備：第1製程，是將母模配置在成形模具用的第1基板上；該母模，係具有將對應於光學透鏡的形狀排列複數個而構成的成形面，且在該成形面的周圍設置環狀的段差；該第1基板，是在平坦面上形成複數個凹部，該凹部具有比成形面更大的尺寸且形成內部封閉的形狀；讓成形面全體與複數個凹部當中一個凹部相對向；第2製程，使母模和第1基板相對地接近，而且以覆蓋凹部及段差的方式在成形面和第1基板(凹部)間填滿第1樹脂材料；第3製程，讓成形面和第1基板間之第1樹脂材料硬化；以及第4製程，將母模脫模；使母模朝向複數個凹部當中其他的凹部移動，將第1製程至第4製程反覆實施，藉此獲得具有樹脂製的形狀轉印層之成形模具。
依據上述製造方法，藉由在成形面的周圍設置環狀的段差，能在段差和凹部的周邊之間形成讓樹脂材料展開的空間。如此，即使母模的成形面接近第1基板之平坦面的高度，由於上述空間被樹脂材料填滿，可避免起因於樹脂材料之溢出或不足而發生異常形狀。
依據本發明的具體態樣或觀點，是藉由母模在第1基板上設定與成形面對應之矩形的複數個成形區域，關於複 數個成形區域當中相鄰的2個成形區域之母模間隔X，當包含段差的後退面及成形面之母模的面積為A(mm2 )，對應於成形面之母模的有效面積為B(mm2 )，對應於第3製程時之段差的後退面和第1基板的平坦面之距離之殘膜部厚度為C(mm)，對應於第3製程時之成形面和與該成形面相對向的凹部之底面的平均距離之有效構造部厚度為D(mm)時，滿足以下的關係式X≧√{B+(0.05×〔B×D+[A-B]×C〕+0.005×A)/C}-√A。
在此情況，可防止相鄰2個成形區域接近而在兩成形區域間讓樹脂層隆起後形成突起。
依據本發明之其他態樣，是在第3製程，對應於段差的後退面和第1基板的平坦面之距離之殘膜部厚度，是比成形面之離第1基板最遠的部位和第1基板之平坦面在與平坦面垂直的方向上之距離更小。在此情況，可減低殘膜部本身的厚度。
依據本發明之再其他態樣，是在第3製程，成形面之最接近第1基板側的部位和第1基板之平坦面，在與平坦面垂直的方向上之位置是大致一致。在此情況，能將凹部的深度抑制到最小而使與成形面相對向之樹脂材料具有適當的厚度。
依據本發明之再其他態樣，母模之成形面，是包含設置在與光學透鏡對應的形狀的周圍之平坦的凸緣轉印面。
依據本發明之再其他態樣，在母模的成形面例如形成凹的光學轉印面。
依據本發明之再其他態樣，在第2製程，配置在母模及第1基板當中至少一方之第1樹脂材料，藉由使母模和第1基板相對地接近，而以覆蓋凹部及段差部的方式在成形面和第1基板之間填滿第1樹脂材料。
依據本發明之再其他態樣，是使用上述成形模具之製造方法所製得之樹脂製的成形模具作為第1成形模具，在該第1成形模具和成形模具用的第2基板之間填滿第2樹脂材料，讓該第2樹脂材料硬化後將第1成形模具脫模，藉此獲得第2成形模具。在此情況，第2成形模具成為用來形成薄片狀透鏡等之批式轉印用的成形模具。
本發明之薄片狀透鏡之製造方法，係具有第5製程，該第5製程，是在上述成形模具之製造方法所製得之第1或第2成形模具(亦即，次或次次母模)、和第3基板的表面之間填滿第3樹脂材料，讓該第3樹脂材料硬化後將第1或第2成形模具脫模，藉由獲得在第3基板的表面形成有複數個透鏡要素之薄片狀透鏡。在此情況，藉由利用第1或第2成形模具的轉印之複製，可獲得在第3基板的一側設有複數個透鏡要素之薄片狀透鏡。
依據本發明之具體的態樣或觀點，係具有第6製程，該第6製程，是在上述成形模具之製造方法所製得之第1或第2成形模具(亦即，次或次次母模)、和第3基板的背面之間填滿第4樹脂材料，讓該第4樹脂材料硬化後將第1或第2成形模具脫模，藉此獲得在第3基板的背面形成有複數個光學透鏡之薄片狀透鏡。在此情況，藉由利用第 1或第2成形模具的轉印之複製，可獲得在第3基板的兩側設有複數個透鏡要素之薄片狀透鏡。
依據本發明之其他態樣，是在第5製程之第1或第2成形模具的脫模前，開始進行第6製程。如此，具有抑制薄片狀透鏡的彎曲等的效果。
本發明之光學透鏡之製造方法，係具備將上述薄片狀透鏡之製造方法所製得的薄片狀透鏡切斷而予以個別化的製程。在此情況，可整批地獲得將薄片狀透鏡個別化後之多數高性能的光學透鏡。
參照圖式，說明利用本發明的一實施方式之成形模具製造方法而最後獲得的薄片狀透鏡，並說明用來製作該薄片狀透鏡之成形模具的構造及製造方法。
薄片狀透鏡等的構造
如第1圖所示般，薄片狀透鏡10具有圓盤狀的外形，且具備基板11、第1透鏡樹脂層12及第2透鏡樹脂層13。在本實施方式，也會有將薄片狀透鏡10稱為透鏡基板的情況。又在第1圖中，將第1透鏡樹脂層12和第2透鏡樹脂層13的表面局部地放大而以立體圖的形式表示。
薄片狀透鏡(透鏡基板)10當中之基板11，是埋設於薄片狀透鏡10中心之圓形的平板(後述第3基板)，是由 具有光透過性之玻璃所形成。基板(第3基板)11的外徑，是與第1及第2透鏡樹脂層12,13之外徑大致相同。基板11的厚度，基本上是取決於光學規格，但至少具有當將成形物脫模而獲得薄片狀透鏡10時不致損壞的程度之厚度。
第1透鏡樹脂層12具有光透過性，是形成於基板11之一面11a上。第1透鏡樹脂層12，如局部放大立體圖所示般，是將多數組的第1透鏡要素L1(以第1透鏡主體1a和第1凸緣部1b為一組)在XY面內2維地排列。該等的第1透鏡要素L1，是透過連結部1c一體地成形。將各第1透鏡要素L1和連結部1c結合在一起的表面，是成為要藉由轉印進行批式成形之第1被轉印面12a。第1透鏡主體1a如第2圖所示般，例如為凸狀的非球面型或球面型的透鏡部，具有第1光學面OS1。周圍的第1凸緣部1b，具有朝第1光學面OS1的周圍擴展之平坦的第1凸緣面FP1，第1凸緣面FP1的外周也構成連結部1c的表面。第1凸緣面FP1，相對於與光軸OA垂直的XY面，是呈平行地配置。
又如第1圖所示般，第1透鏡樹脂層12，被區分成來自製造製程之多數個陣列單元AU，該等陣列單元AU，雖省略詳細的圖示，是具有矩形的輪廓，在基板11上呈矩陣狀排列。各陣列單元AU，具有將後述母模30的端面30a反轉後的表面形狀，且具備等間隔地呈矩陣狀排列之多數個第1透鏡主體1a。
第1透鏡樹脂層12，例如是光硬化性樹脂所構成。光硬化性樹脂，是讓光硬化性樹脂材料硬化而製得，該光硬化性樹脂材料係包含：主成分為聚合性單體等的聚合性組成物、讓聚合性組成物開始進行聚合硬化之光聚合起始劑、以及按照需要而使用之各種添加劑。這種光硬化性樹脂材料，在硬化前的狀態具有流動性。作為光硬化性樹脂，例如為環氧樹脂、丙烯酸樹脂、烯丙酯樹脂、乙烯基樹脂等。環氧樹脂，可藉由光聚合起始劑之陽離子聚合讓聚合性組成物進行反應硬化而製得；丙烯酸樹脂、烯丙酯樹脂及乙烯基樹脂，可藉由光聚合開始劑之自由基聚合讓聚合性組成物進行反應硬化而製得。
第2透鏡樹脂層13，與第1透鏡樹脂層12同樣的具有光透過性，是形成在基板11之另一面11b上。第2透鏡樹脂層13如局部放大立體圖所示般，是將多數組的第2透鏡要素L2(以第2透鏡主體2a和第2凸緣部2b為一組)在XY面內2維地排列。該等的第2透鏡要素L2，是透過連結部2c一體地成形。將各第2透鏡要素L2和連結部2c結合在一起的表面，是成為要藉由轉印進行批式成形之第2被轉印面13a。第2透鏡主體2a，如第2圖所示般，例如為凸狀的非球面型或球面型之透鏡部，且具有第2光學面OS2。周圍的第2凸緣部2b，係具有朝第2光學面OS2的周圍擴展之平坦的第2凸緣面FP2，第2凸緣面FP2的外周也構成連結部2c的表面。第2凸緣面FP2，相對於與光軸OA垂直的XY面是呈平行地配置。
又第2透鏡樹脂層13也是，被區分成來自製造製程之多數個陣列單元AU，該等陣列單元AU具有矩形的輪廓，且在基板11上呈矩陣狀排列。
第2透鏡樹脂層13所使用的光硬化性樹脂，是與第1透鏡樹脂層12同樣的光硬化性樹脂。但兩透鏡樹脂層12,13不一定要由相同的光硬化性樹脂形成，也能由不同的光硬化性樹脂形成。
又將第1透鏡樹脂層12和第2透鏡樹脂層13當中的一方予以省略亦可。亦即，僅在基板11之一面11a或另一面11b設置透鏡樹脂層亦可。
如第2圖所示般，設置於第1透鏡樹脂層12之任一個第1透鏡要素L1、與其相對向之第2透鏡樹脂層13的第2透鏡要素L2、以及被夾在該等透鏡要素L1,L2間之基板11的部分11p，是相當於一個光學透鏡4。光學透鏡4，是將薄片狀透鏡10在連結部1c,2c的位置切斷而予以個別化所獲得之俯視正方形的複合透鏡。
形狀轉印用的成形模具的構造
第1圖之薄片狀透鏡10，是使用第3(A)圖所示的母模30作為原版經由3段階的轉印而製作出。以下說明母模30、以及從該母模獲得之具有樹脂製形狀轉印面之成形模具的構造。
如第3(A)圖及第4(A)圖所示般，母模30是長方體狀的塊體構件，在其端面30a上具有：用來形成第4(B)圖的 次母模40的第2成形面43之第1成形面31、設置於第1成形面31的周圍之環狀的段差32(例如矩形的框部)。母模30，是為了製作次母模40而反覆地使用，以與矩陣狀地排列於次母基板42上之一模一樣的淺矩形的凹部42c相對向的方式，以2維移動的狀態反覆進行轉印，亦即藉由步進且重複方式的轉印，在次母基板42上形成次母樹脂層41，該次母樹脂層41是將分開排列的單位(後述樹脂層部分)結合在一起。母模30的第1成形面31，是具有將最後獲得之薄片狀透鏡10的第1透鏡樹脂層12之第1被轉印面12a一部分反轉後的形狀。第1成形面31係包含：用來形成第1被轉印面12a當中的第1光學面OS1之第1光學轉印面31a、用來形成第1凸緣面FP1之平坦的第1凸緣轉印面31b。第1光學轉印面31a，例如是在等間隔的格子點上配置多數個，分別具有與最後獲得的光學透鏡對應的形狀，在此是形成大致半球的凹狀。另一方面，段差32具有後退面32a，該後退面32a是在填充樹脂材料時用來在其與次母基板42之凹部42c周圍的表面之間形成間隙。段差32，是用來在次母模40之次母樹脂層41上形成隨後詳述的殘膜部的部分。在從後退面32a至端面30a之側面部，為了提昇成形物之脫模性，設有越靠近端面30a越朝第1成形面31中央傾斜之錐部亦可。
母模30一般是由金屬材料所形成。作為金屬材料，例如可列舉鐵系材料、鐵系合金、非鐵系合金等。母模 30也可以由金屬玻璃、非晶質合金所形成。母模30並不限定於由單一材料所形成，也可以是在適當的基材上被覆上述金屬材料等而構成者。
如第4(B)圖之局部放大所示般，作為第1成形模具之次母模40，具有次母樹脂層41和次母基板42。又在第4(B)圖中，為了容易理解而示意地顯示截取次母模40一部分的狀態。次母樹脂層41和次母基板42是形成積層構造。次母樹脂層41為形狀轉印層，在其端面41a上具有：用來形成後述次次母模50的第3成形面53之第2成形面43。該第2成形面43，是對應於最後獲得的薄片狀透鏡10之第1透鏡樹脂層12的第1被轉印面12a之正模，係包含：用來形成第1被轉印面12a當中之第1光學面OS1的第2光學轉印面43a、用來形成第1凸緣面FP1之第2凸緣轉印面43b。第2光學轉印面43a，是藉由第1光學轉印面31a進行轉印而得的，在格子點上配置多數個，是形成大致半球的凸狀。
次母樹脂層41是使用第1樹脂材料所形成的。作為第1樹脂材料，例如為光硬化性樹脂材料，與上述薄片狀透鏡10之第1透鏡樹脂層12同樣的，可使用硬化後成為環氧樹脂、丙烯酸樹脂、烯丙酯樹脂、乙烯基樹脂等之光硬化性樹脂材料。此外，作為第1樹脂材料，宜為硬化後具有良好脫模性之樹脂材料，特佳為在硬化波長具有充分的光透過性且即使未塗布脫模劑仍能脫模之樹脂材料。
次母基板42，是由具有光透過性且具有充分剛性的 材料、例如玻璃等所形成之第1基板。在次母基板(第1基板)42的表面42a上，如第3(B)圖所示般，遍及大致全面形成有呈矩陣狀排列之多數個淺的矩形凹部42c。各凹部42c一般具有200μm以下的深度，是具有底面42d和側面42e且呈內部封閉形狀之凹陷。凹部42c，當在母模30的端面30a和次母基板42的表面42a之間夾住第1樹脂材料進行轉印時，用來防止第1樹脂材料變得極薄。如此，不致將母模30以過大壓力朝次母基板42側緊壓，能使母模30對於次母基板42的表面42a靠近到適當的位置。凹部42c，可藉由對次母基板42實施切削加工、蝕刻等各種的方法來形成。凹部42c的側面42e，能以越靠近底面42d凹部42c的開口面積越小的方式形成傾斜，也能形成曲面。這樣的話能比較容易形成凹部42c。或是，以越靠近底面42d越寬的方式讓側面42e傾斜、或將側面42e予以粗面化亦可。這樣的話，可減少在從母模30脫模時發生脫模不良。
如第4(C)圖之局部放大所示般，作為第2成形模具之次次母模50係具備次次母樹脂層51和次次母基板52。又在第4(C)圖中，為了容易理解，係示意地顯示截取次次母模50一部分的狀態。次次母樹脂層51和次次母基板52是形成積層構造。次次母樹脂層51是形狀轉印層，在其端面51a上具有：為了藉由轉印來形成薄片狀透鏡10的第1透鏡樹脂層12之第3成形面53。該第3成形面53，具有將薄片狀透鏡10之第1透鏡樹脂層12的 第1被轉印面12a反轉後的形狀，係包含：用來形成第1被轉印面12a當中的第1光學面OS1之第3光學轉印面53a、用來形成第1凸緣面FP1之第3凸緣轉印面53b。第3光學轉印面53a，如上述般是藉由第2光學轉印面43a進行轉印而得的，呈矩陣狀配置複數個，且是形成大致半球的凹狀。
次次母樹脂層51，是由與次母樹脂層41之第1樹脂材料相同的第2樹脂材料所形成，作為第2基板之次次母基板52，是由與次母基板42同樣的材料所形成。亦即，作為次次母樹脂層51之第2樹脂材料，可使用硬化後成為環氧樹脂、丙烯酸樹脂、烯丙酯樹脂、乙烯基樹脂等之光硬化性樹脂材料。此外，作為次次母基板(第2基板)52，是由具有光透過性且具有充分剛性的材料、例如玻璃等所形成。
又次母樹脂層41和次次母樹脂層51，不一定要由同一材料所形成，由不同的光硬化性樹脂等所形成亦可。此外，次母基板42和次次母基板52，不一定要由同一材料所形成，由不同材料所形成亦可。
在母模30、次母模40及次次母模50，為了容易進行成形物的脫模，可塗布脫模劑等而形成脫模層。
次母模等之加工裝置
以下，參照第5、6圖等，說明用來製作第4(B)圖所示的次母模40等之加工裝置。
如第5圖所示般，加工裝置100係具備：對準驅動部61、分配器62、光源63、控制裝置65。在此，對準驅動部61，是用來將第3(A)圖所示的母模30相對於第3(B)圖所示的設置於次母基板42之各凹部42c進行精密定位者。對準驅動部61係具備：讓次母基板42移動至X軸方向的期望位置之X軸移動機構61a、讓次母基板42移動至Y軸方向的期望位置之Y軸移動機構61b、讓母模30移動至Z軸方向的期望位置之Z軸移動機構61c、使移動機構61a,61b,61c等能滑順地動作之氣滑式驅動機構61d、用來調整母模30的傾斜和旋轉姿勢之致動器61e、用來將母模30的周邊空間在適當時點進行減壓之減壓機構61g、用來檢測母模30相對於次母基板42之3維位置或姿勢之位置感測器61i、用來觀察對準狀態之顯微鏡61j、用來檢測母模30朝次母基板42之緊壓力的壓力感測器61h。
分配器62的作用，是為了形成第3(B)圖所示之次母基板42的次母樹脂層41而具備對母模30上供應光硬化性樹脂材料所構成的第1樹脂材料。對於被夾在母模30和次母基板42間之第1樹脂材料，光源63是例如UV光源等之產生讓樹脂材料硬化的波長之光者，藉由照射光，在次母基板42上形成硬化後的次母樹脂層41。
又控制裝置65，是將對準驅動部61的各部分、分配器62、光源63等的動作予以統合控制的部分。
如第6、7圖所示般，在加工裝置100之對準驅動部 61，XY驅動機構71是設置在定盤73上，Z驅動機構72是埋設在定盤73內。在XY驅動機構71的上方，透過從定盤73延伸的支承部(未圖示)來支承光源63。此外，在Z驅動機構72的上部支承模具部74。藉由該加工裝置100，使安裝於模具部74之模具構件81、亦即母模30，相對於安裝於XY驅動機構71之基板構件83、亦即次母基板42成為期望的空間配置狀態。
XY驅動機構71係具備：能在定盤73的上方2維移動之XY載台75、讓XY載台75沿X軸方向移動之X軸移動機構61a、讓XY載台75沿Y軸方向移動之一對的Y軸移動機構61b,61b。
XY載台75，是配置成與定盤73之上面73a接近且呈相對向。在XY載台75形成有：貫穿其上下面之俯視圓形的貫通孔75a。在貫通孔75a的周圍，設置用來支承基板構件83之座75c及將其予以固定之夾頭(未圖示)。在XY載台75上，以封閉貫通孔75a的方式設置俯視四角形的蓋部76。蓋部76，是由石英板等的具有光透過性的平板構件所形成。在XY載台75的下部，作為附設於XY載台75的氣滑式導引機構，係設有用來噴出空氣之多數個噴出口(未圖示)，讓氣滑式驅動機構61d(參照第5圖)適當地動作，從該等噴出口朝向定盤73的上面73a噴出經控制的空氣，藉此將XY載台75支承成能以非接觸狀態進行相對移動。此外，在XY載台75之偏離貫通孔75a的位置形成有開口部75d，該開口部75d可將從分配器 62(參照第5圖)延伸之吐出用針部(未圖示)導入模具部74的上方。
X軸移動機構61a係具備：對XY載台75賦予驅動力而使其沿X軸方向移動之線性馬達77a、用來導引XY載台75的移動之氣滑式導引機構77b。線性馬達77a雖省略圖示，是由定子、可動子、尺規、感測器等所構成，藉由在控制裝置65的控制下進行動作之氣滑式驅動機構61d(參照第5圖)，讓XY載台75沿著X軸導件77c移動至X軸方向的期望位置。氣滑式導引機構77b雖省略圖示，係具有多數個噴出孔，該等噴出孔開口於從XY載台75延伸之突條部77d內面，藉此相對於X軸導件77c將XY載台75導引成能以非接觸狀態進行相對移動。
一對的Y軸移動機構61b，是透過X軸導件77c來支承X軸移動機構61a。各Y軸移動機構61b係具備：對X軸移動機構61a賦予驅動力而使XY載台75沿著Y軸方向移動之線性馬達78a、藉由用來保持線性馬達78a之移動體78d予以支承而導引X軸移動機構61a等的移動之氣滑式導引機構78b。線性馬達78a雖省略圖示，是由定子、可動子、尺規、感測器等所構成，藉由在控制裝置65的控制下進行動作之氣滑式驅動機構61d(參照第5圖)，使X軸移動機構61a和XY載台75沿著Y軸導件78c移動至Y軸方向的期望位置。氣滑式導引機構78b雖省略圖示，係具有開口於移動體78d(組裝有線性馬達78a)的內面之多數個噴出孔，藉此相對於Y軸導件78c將X 軸移動機構61a等支承成能以非接觸狀態進行相對移動。
第8圖所示之Z驅動機構72係具備：Z軸導件79a、Z載台79b、馬達79c以及氣滑式導引機構79d。從馬達79c可伸縮地延伸出主軸79e，藉由主軸79e支承之Z載台79b，藉由Z軸導件79a導引而在上下的Z軸方向昇降。氣滑式導引機構79d雖省略圖示，係具有開口於Z軸導件79a的內面之多數個噴出孔，藉由讓氣滑式驅動機構61d(參照第5圖)適當地動作，相對於Z軸導件79a將Z載台79b導引成能以非接觸狀態進行相對移動。
在Z軸導件79a上部，呈環狀地設置密封構件79f，而成為能將模具部74周邊的處理空間CA1內予以減壓。該處理空間CA1，是由Z載台79b或Z軸導件79a的上面、定盤73之開口73c的內面、XY載台75之貫通孔75a的內面、基板構件83等所區隔成的空間，透過設置於XY載台75之通氣口79g與上部空間CA2連通。該上部空間CA2，是由基板構件83、XY載台75之貫通孔75a的內面、蓋部76等所區隔成的空間。處理空間CA1內、甚至上部空間CA2內，是連結於具備真空泵等之減壓機構61g而成為能隨時減壓。
設置於Z軸導件79a的上端之模具部74，雖省略詳細說明，係具備用來調整模具構件81的旋轉姿勢、傾斜姿勢之姿勢調整機構84。藉由讓姿勢調整機構84適當地動作，能使安裝於模具部74之模具構件81繞Z軸適當地旋轉或相對於Z軸適當地傾斜，而能精密地調整母模30 相對於次母基板42的關於旋轉、傾斜的姿勢。又模具部74是藉由控制裝置65、致動器61e(參照第5圖)驅動。
薄片狀透鏡之製造製程
參照第9(A)~9(E)圖、第10(A)~10(D)圖等，說明使用上述母模30、次母模40、次次母模50所進行之薄片狀透鏡10製造製程的概要。又以下雖是針對第1透鏡樹脂層12的成形做說明，但關於第2透鏡樹脂層13之成形也是以同樣的製程進行。
首先，藉由研削加工等，製作出與構成薄片狀透鏡10之第1透鏡樹脂層12的各陣列單元AU之負模對應之母模30(參照第11圖的步驟S1)。
接著，如第9(A)圖所示般，使用第5圖等所示的加工裝置100，在母模30的第1成形面31上配置第1樹脂材料41b。然後，如第9(B)圖所示般，使用第5圖等所示的加工裝置100，使母模30之端面30a以與次母基板42之表面42a上所形成的特定凹部42c相對向的方式進行對準配置，從次母基板42下方按壓母模30，使第1成形面31和凹部42c接近而形成適當的間隔。在此，藉由母模30按壓樹脂材料41b而使其填滿凹部42c、及母模30之段差32的後退面32a和次母基板42之對向部(間隙部分)。在此狀態下，藉由光源63照射UV光等既定波長的光，讓被夾住的第1樹脂材料41b硬化。結果，在第1樹脂材料41b上轉印母模30之第1成形面31，而在第1樹 脂材料41b上形成：具有轉印面要素43d(將第2成形面43分割而成)之樹脂層部分41d。接著，如第9(C)圖所示般，從母模30將樹脂層部分41d和次母基板42一體地脫模。藉此，在包含與母模30的端面30a相對向之凹部42c的矩形區域，讓樹脂層部分41d露出。該樹脂層部分41d，是在主體周圍具有殘膜部44(轉印母模30之段差32而成者)。此外，樹脂層部分41d的表面，具有構成第2成形面43的一部分之轉印面要素43d。該轉印面要素43d，當在母模30之第1成形面31上形成有n個第1光學轉印面31a的情況，是對應於此而具有n個第2光學轉印面43a。
接著返回第9(A)圖，在母模30之第1成形面31上配置第1樹脂材料41b。然後如第9(B)圖所示般，使母模30之端面30a以與次母基板42之表面42a上所形成之下個凹部42c相對向的方式進行對準配置，從次母基板42下方按壓母模30，讓第1成形面31和凹部42c接近而形成適當的間隔。在此，藉由母模30按壓樹脂材料41b，使其填滿凹部42c、及母模30之段差32的後退面32a和次母基板42之對向部(間隙部分)。在此狀態下，藉由光源63照射UV光等既定波長的光，讓被夾住的第1樹脂材料41b硬化。結果，在第1樹脂材料41b轉印母模30之第1成形面31，在第1樹脂材料41b上形成：具有轉印面要素43d(將第2成形面43分割而成)之樹脂層部分41d。該樹脂層部分41d，是在主體的周圍具有殘膜部 44(轉印母模30之段差32而成者)。由於母模30之段差32的後退面32a和次母基板42之對向部是被樹脂材料41b填滿，即使母模30之成形面相當接近次母基板42之凹部42c，過剩的樹脂材料41b會被上述對向部吸收，結果可防止從母模30溢出樹脂而發生不想要的異常形狀。此外，可防止應充填於凹部42c之樹脂材料41b不足，當樹脂材料不足的情況，在下個製程之次次母模的成形時起因於該不足部分所發生之突起等的異常形狀能加以避免。這種異常形狀，結果會在次次母模50之成形時造成次次母樹脂層51之高低差過大，而可能使薄片狀透鏡10之第1透鏡樹脂層12的厚度變得過厚、或降低厚度精度。此外，當形成不想要的異常形狀的結果，可能發生脫模不良。
藉由反覆以上製程，在次母基板42上之所有的凹部42c都形成樹脂層部分41d，而形成含有呈矩陣狀排列之多數個樹脂層部分41d之次母樹脂層41，結果完成次母模40(參照第11圖的步驟S2)。次母樹脂層41，當在次母基板42上形成有m個凹部42c的情況，是對應於此而具有m個樹脂層部分41d。亦即，在次母模40上形成n×m個第2光學轉印面43a。
接著，如第9(D)圖所示般，使用與第5圖等所示的加工裝置100同樣的加工裝置，在次母模40之第2成形面43上廣範圍地配置第2樹脂材料51b。然後，如第9(E)圖所示般，使用與第5圖等所示的加工裝置100同樣的加 工裝置，從次次母基板52下方按壓次母模40，使第2成形面43和次次母基板52之表面52a接近而形成適當的間隔。在此狀態下，藉由光源照射UV光等既定波長的光，讓被夾住的第2樹脂材料51b硬化。結果，藉由將次母模40之第2成形面43轉印且硬化後的樹脂構成次次母樹脂層51。亦即，在次次母樹脂層51上形成第3成形面53(包含第4(C)圖所示之第3光學轉印面53a及第3凸緣轉印面53b)。又在本實施方式，雖是從次次母基板52側照射光，但從次母模40側照射光亦可，或是從次次母基板52側和次母模側雙方皆照射光亦可。
接著，如第10(A)圖所示般，從次母模40將次次母樹脂層51和次次母基板52一體地脫模，藉此完成獨立的次次母模50(參照第11圖之步驟S3)。又次次母模50之次次母樹脂層51，是對應於次母模40之樹脂層部分41d而區分成多數個樹脂層部分51d，該等樹脂層部分51d呈矩陣狀排列。在各樹脂層部分51d的外側形成有：與次母模40之被夾在殘膜部44間之凹部的形狀對應之突起部54。該突起部54，是在次次母模50的表面上呈格子圖案狀延伸。
接著開始製作薄片狀透鏡10。如第10(B)圖所示般，使用與第5圖等所示的加工裝置100同樣的加工裝置，在次次母模50之第3成形面53上廣範圍地配置第3樹脂材料12b(用來形成第1透鏡樹脂層12之光硬化性樹脂材料)。然後，如第10(C)圖所示般，使用與第5圖等所示的 加工裝置100同樣的加工裝置，從基板11下方按壓次次母模50，使第3成形面53和基板11表面(一面)11a接近而形成適當的間隔。在此狀態下，藉由光源照射UV光等既定波長的光，讓被夾住的第3樹脂材料12b硬化。結果，藉由將次次母模50之第3成形面53轉印且硬化後的樹脂構成第1透鏡樹脂層12。亦即，在第1透鏡樹脂層12上形成第1被轉印面12a(包含第1圖所示之第1光學面OS1及第1凸緣面FP1)。又在本實施方式雖是從基板11側照射光，但從次次母基板52側照射光亦可，或是從基板11側和次次母基板52側雙方照射光亦可。
然後，如第10(D)圖所示般，從次次母模50將第1透鏡樹脂層12和基板11一體地脫模。當已形成有第2透鏡樹脂層13的情況，完成薄片狀透鏡10(參照第11圖的步驟S4)。當尚未形成第2透鏡樹脂層13的情況，藉由與第1透鏡樹脂層12同樣的製程形成第4樹脂材料構成的第2透鏡樹脂層13，從第2透鏡樹脂層13用之次次母模50將第2透鏡樹脂層13和基板11一體地脫模，藉此完成薄片狀透鏡10(參照第11圖的步驟S4)。又在為了獲得第1透鏡樹脂層12而將次次母模50脫模之前，才開始進行用來形成第2透鏡樹脂層13的製程亦可。在基板11之一面保留有成形模具的狀態下，開始在基板11之另一面進行成形，如此容易防止在成形物發生彎曲。
薄片狀透鏡10之第1透鏡樹脂層12，是對應於次次母模50之樹脂層部分51d而區分成呈矩陣狀排列之多數 個陣列單元AU。在各陣列單元AU的外緣形成有突起14，該突起14是對應於與次次母模50之次次母樹脂層51上所形成之突起部54鄰接的凹陷，亦即次母模40之殘膜部44。
薄片狀透鏡10，例如以與上述同樣的製程製作複數種，將其等適當地積層後，沿著切割線L，切割成以第1透鏡主體1a等為中心之四角柱狀，而分割成複數個複合透鏡、亦即光學透鏡4(參照第2圖)。
以上所說明的母模30、次母模40及次次母模50，是使用複數次(參照第11圖之步驟S5)。亦即，當該等模具30,40,50劣化而必須進行模具更換或模具變更的情況，將母模30、次母模40及次次母模50之任一者更換成新品或將其他模具予以再利用，實施第11圖的步驟S1~S4直到適當的上限次數。結果，例如母模30進行i次轉印、次母模40進行j次轉印、次次母模50進行k次轉印時，可獲得合計i×j×k個薄片狀透鏡10。
次母模之製造製程
以下，參照第12圖，詳細地說明使用第5,6圖等所示的加工裝置100之次母模40的製造方法。首先，將次母基板42(基板構件83)設置於XY載台75(薄片載置製程，參照第12圖的步驟S21)，將XY載台75之貫通孔75a用蓋部76蓋住。
然後，控制X軸移動機構61a、Y軸移動機構61b 等，利用空氣讓XY載台75在X軸方向及Y軸方向進行滑動移動，使從開口部75d導入之分配器62的針部(未圖示)以位於母模30上方的方式進行對準(預對準製程，參照第12圖的步驟S22)。在此情況，在模具部74和XY載台75附設對準標記，在預對準製程，一邊藉由顯微鏡61j確認上述對準標記一邊進行分配器62之吐出用針部的對準。
接著，從分配器62之吐出用針部的前端，朝固定於模具部74上部之母模30(模具構件81)上供應既定量的樹脂(分配製程，參照第12圖的步驟S23)。
然後，控制X軸移動機構61a、Y軸移動機構61b、姿勢調整機構84等，利用空氣讓XY載台75在X軸方向及Y軸方向進行滑動移動，使事先設置好的次母基板42以位於模具部74之母模30上方適當位置的方式進行對準(對準製程，參照第12圖的步驟S24)。該對準製程(步驟S24)對應於第9(A)圖。
這時，利用設置於位置感測器61i之未圖示的雷射測距器等，將XY載台75的位置精密地配置於基準位置。此外，藉由位置感測器61i，算出母模30上面的傾斜、母模30的高度位置，根據其算出結果讓姿勢調整機構84動作，將相對於次母基板42之母模30的傾斜、高度予以精密地調整。結果，使母模30之第1成形面31與次母基板42的凹部42c相對向，使凹部42c的底面與第1成形面31之第1凸緣轉印面31b平行。再者，藉由位置感測器 61i，檢測出母模30上面所形成之複數個對準標記，將相對於次母基板42之母模30位置和旋轉角一起予以精密地調整。
在如此般讓母模30對準後的狀態，藉由Z驅動機構72使Z載台79b上昇，相對於次母基板42讓母模30接近到規定的位置，將母模30保持於該位置(壓印製程，參照第12圖的步驟S25)。結果，使母模30上的第1樹脂材料41b被夾在母模30和次母基板42之間，逐漸擴展而填充於凹部42c內。這時，藉由監視壓力感測器61h的輸出，來調整母模30朝向次母基板42之緊壓力。
在以上的壓印製程(步驟S25)，藉由減壓機構61g將母模30和次母基板42間之處理空間CA1的內部予以減壓，以防止在第1樹脂材料41b內捲入氣泡。
然後，保持Z載台79b的位置，讓光源63動作而對第1樹脂材料41b以規定時間照射UV光等既定波長的光，讓第1樹脂材料41b硬化而獲得樹脂層部分41d(硬化製程，參照第12圖的步驟S26)。這時，處理空間CA1的內部是藉由減壓機構61g維持減壓狀態，以防止第1樹脂材料41b受氧氣的阻害，而能讓第1樹脂材料41b確實地硬化。
然後，藉由Z驅動機構72讓Z載台79b下降，讓硬化後的樹脂層部分41d和次母基板42一起從母模30脫模(脫模製程，參照第12圖的步驟S27)。這時也是，讓減壓機構61g動作而使處理空間CA1內部成為減壓狀態，藉 此使樹脂層部分41d的脫模變容易。
之後，將預對準製程(步驟S22)、分配製程(步驟S23)、對準製程(步驟S24)、壓印製程(步驟S25)、硬化製程(步驟S26)、脫模製程(步驟S27)反覆所需的次數，在次母基板42上對應於各凹部42c而依序形成樹脂層部分41d。
當在次母基板42上形成有規定的樹脂層部分41d的情況(在第12圖的步驟S31為否)，判斷次母模40已完成。在此情況，讓XY載台75返回基準位置，從XY載台75將蓋部76卸下後取出完成的次母模40(取出製程，參照第12圖的步驟S32)。
形成次母模時的尺寸條件
參照第13圖，說明形成次母模40時母模30的形狀、配置之相關條件。
設母模30之端面30a側的面積為A，母模30有效面積為B。在此，面積A不單是母模30之第1成形面31的面積，還包含段差32的後退面32a。另一方面，有效面積B表示僅母模30之第1成形面31的面積。設硬化時從凹部42c的底面42d到第1成形面31的平均距離(以其與凹部42c之間所形成的空間容積相同的方式，到將第1光學轉印面31a和第1凸緣轉印面31b平均所得的假想平面位置的距離)、亦即樹脂層部分41d之標準厚度為D，設樹脂層部分41d之外周之殘膜部44厚度為C。
樹脂層部分41d之標準厚度D、殘膜部44的厚度C是取決於，要形成次母模40之樹脂層部分41d時母模30接近次母基板42的程度。亦即，當母模30之第1成形面31的最高線LA2和次母基板42的表面42a之距離為E的情況，若設置於次母模40之凹部42c深度(凹陷量)為T，樹脂層部分41d的標準厚度、亦即有效構造部厚度D成為T+E。此外，殘膜部44的厚度C，當母模30之段差32段差量為S時，成為S+E。
殘膜部44，是利用母模30和次母基板42按壓樹脂材料，讓樹脂材料41b填滿母模30之段差32的後退面32a和次母基板42之對向部，結果所獲得的部位。如此，以不致在次母基板42之凹部42c產生樹脂不足，且以樹脂材料41b不致從母模30溢出而發生不想要的異常形狀的方式進行成形的結果，殘膜部44可沿著次母基板42的表面以既定厚度擴展成既定寬度。藉由殘膜部44的形成，使密合於次母基板42之樹脂層的面積增加，有助於在母模30之脫模時防止發生脫模不良。殘膜部44的體積，相對於全體樹脂層部分41d的體積必須具有一定以上的比例。具體而言，殘膜部44的體積，藉由確保一定程度之母模30之段差32的段差量S、段差32之寬度w，而成為樹脂層部分41d體積之2%左右或2%以上。若殘膜部44體積未達全體的2%，樹脂可能無法填滿殘膜部44或溢出殘膜部44的外側，而在樹脂層部分41d的周邊形成不想要的異常形狀(例如突起45)。這樣的異常形狀，結 果在次次母模50的成形時會導致次次母樹脂層51之高低差變得過大，可能使薄片狀透鏡10之第1透鏡樹脂層12的厚度變得過厚或厚度的精度降低。此外，會形成不想要的異常形狀，結果有發生脫模不良之虞。
另一方面，若殘膜部44變薄，不得不增加段差32的寬度w，在此情況，樹脂層部分41d的占有面積會因殘膜部44而增加至必要以上，而造成次母基板42上所能形成的樹脂層部分41d之個數減少。又若維持段差32之寬度w窄而使殘膜部44變薄，由於樹脂層部分41d的體積比減少，例如第1樹脂材料41b會從母模30的後退面32a和次母基板42之表面42a間的空間往外側溢出，而在樹脂層部分41d的周邊形成不想要的突起45。這樣的突起45，如先前所說明般，結果會造成薄片狀透鏡10之第1透鏡樹脂層12的厚度控制變困難，或發生脫模不良。基於以上的觀點，母模30之後退面32a和次母基板42之表面42a的間隙、亦即殘膜部44的厚度C宜為一定以上，例如將殘膜部44的厚度C設定成10μm以上。
此外，關於殘膜部44，基於抑制薄片狀透鏡10之第1透鏡樹脂層12厚度的觀點，殘膜部44的突起高度宜不超過樹脂層部分41d的主體部分的突起高度。因此，母模30之後退面32a較佳為，比起第1成形面31之最低線LA1(離次母基板42最遠側的部位之Z方向上的位置)位於更接近次母基板42之前端側。依本發明人確認的結果，即使將殘膜部44抑制成上述厚度，仍能設計成可吸收過 多的樹脂材料。因此，殘膜部44可不須那麼厚，而能使包含殘膜部44本身之樹脂層變薄，有助於最後獲得的薄片狀透鏡10之樹脂層的厚度變薄。
關於母模30之第1成形面31的最高線LA2(最靠次母基板42側的部位之Z方向上的位置)和次母基板42之表面42a的距離E，並沒有下限，可成為負值(第1成形面31陷入凹部42c內的狀態)。但關於距離E，是取決於成形時之母模30的配置，殘膜部44的厚度C必須調整成不致未達其下限之10μm。另一方面，距離E的上限，有鑑於在次母基板42設有凹部42c，是設定成100μm以下。在具體例，第1成形面31之最高線LA2之沿著Z軸方向的上下位置，是與次母基板42之表面42a的上下位置大致一致，而使距離E成為接近零。
次母基板42之凹部42c的深度T，為了防止第1樹脂材料41b變薄且控制第1樹脂材料41b的擴展，必須成為一定以上的值，例如設定成10μm以上。此外，深度T，為了讓殘膜部44有效地發揮作用具有一定的上限，如先前所說明般，相對於根據深度T所算出之樹脂層部分41d的體積，殘膜部44體積設定成2%左右或2%以上。
以下考慮，在次母基板42上鄰接的一對樹脂層部分41d成形時之移動前後之母模30的模具間隔X。該模具間隔X越接近，次母基板42上可形成之樹脂層部分41d個數越大，能讓從薄片狀透鏡10取出之光學透鏡4個數增加，因此是較佳的。另一方面，若模具間隔X變窄， 如上述般在樹脂層部分41d的周邊形成不想要的突起45之可能性變高。因此，首先考慮在次母基板42上單一樹脂層部分41d可占有最多的最大區域MA。該最大區域MA的面積SA，可根據母模30之Y軸方向的寬度a而以SA=(X+a)2 =(X+√A)2 表示。因此，可形成殘膜部44的面積(以下稱為非有效部面積NA)成為NA=SA-B=(X+√A)2 -B，殘膜部44所能容許的最大體積(以下稱為緩衝項TB)成為TB=NA×C=〔(X+√A)2 -B〕×C。在此，用來形成單一樹脂層部分41d之第1樹脂材料41b的體積RV成為RV=B×D+(A-B)×C，因此第1樹脂材料41b之供應體積的誤差(以下稱為樹脂偏差項TD1)例如成為TD1=0.05×〔B×D+(A-B)×C〕以下。此外，與次母基板42之凹部42c深度有關的誤差(以下稱為深度偏差項TD2)，例如成為 TD2=0.005×A以下。因此，緩衝項TB應設定成可吸收樹脂偏差項TD1、深度偏差項TD2的容量，而成立以下的關係式TB≧TD1+TD2………(1) 〔(X+√A)2 -B〕×C≧0.05×〔B×D+(A-B)×C〕+0.005×A………(2)。若針對模具間隔X將關係式(2)予以整理，可獲得以下的關係式X≧√{B+(0.05×〔B×D+[A-B]×C〕+0.005×A)/C}-√A………(3)。
以下說明具體例。母模30之端面30a的面積A例如為396mm2 (=19.9mm×19.9mm)，母模30的有效面積B例如為334.9mm2 (=18.3mm×18.3mm)。此外，殘膜部44的厚度C例如為0.04mm左右，樹脂層部分41d之有效構造部厚度D例如為0.1mm左右。因此成為X≧0.83mm。亦即，在移動前後母模30之模具間隔X只要有0.83mm就夠了，讓模具間隔X不必要地增大並不理想，因此模具間隔X設定成0.85mm左右。
依據本實施方式之上述製造方法，由於在次母基板(第1基板)42上所形成之複數個凹部42c當中一個凹部42c和母模30之第1成形面31間填滿第1樹脂材料 41b，可確保與第1成形面31相對向之第1樹脂材料41b厚度，而較容易讓母模30接近次母基板42。而且，在第1成形面31的周圍設置環狀的段差32，在段差32和凹部42c的周邊之間填滿第1樹脂材料41b，因此能防止在次母基板42之凹部42c充填的樹脂材料發生不足、或過多的樹脂材料從母模30溢出，因此可防止發生異常形狀。
又本發明並不限定於上述實施方式，在不脫離其要旨的範圍內可適當地變更。
例如，薄片狀透鏡10之輪廓形狀、透鏡要素L1,L2之形狀及排列，並不限定於圖示者，可按照用途形成各種形狀。
同樣的，形成於次母模40之次母樹脂層41、形成於次次母模50之次次母樹脂層51等的形狀並不限定於圖示者，可按照用途形成各種形狀。
在以上的說明，樹脂層12,13,41,51是由光硬化性樹脂所形成，藉由照射光讓樹脂材料硬化，除了照射光以外可藉由加熱以促進硬化。此外，取代光硬化性樹脂，也能使用熱硬化性樹脂等其他的能量硬化性樹脂來形成。
相對於次母基板42之母模30的移動方法，並沒有特別的制限，基於處理速度上的考量，較佳為儘量設定成朝鄰接的凹部42c移動的路徑。可相對於母模30讓次母基板42移動，亦可讓兩者都移動。藉由兩者將樹脂按壓時也是同樣的，取代將母模30按壓於次母基板42，可將次母基板42按壓於母模30，亦可讓兩者移動而靠近。
在上述實施方式，作為最後獲得的薄片狀透鏡，雖是說明在基板上設有發揮光學透鏡的作用之樹脂層，但並不限定於此，亦可不具備基板，而將發揮光學透鏡的作用之部分和其周圍的平坦部、以及用來連結其等的部分藉由樹脂呈一體地構成。
在上述實施方式，雖是說明使用次次母模來製作薄片狀透鏡的例子，但並不限定於此，亦可使用次母模來製作薄片狀透鏡。在此情況，作為原版之母模，是採用最終成形物之薄片狀透鏡的透鏡要素之正模。第1透鏡樹脂層12和第2透鏡樹脂層13，可都使用次次母模來進行成形，兩者都使用次母模進行成形亦可，一方使用次次母模、另一方使用次母模進行成形亦可。
1a‧‧‧第1透鏡主體
1b‧‧‧第1凸緣部
1c、2c‧‧‧連結部
2a‧‧‧第2透鏡主體
2b‧‧‧第2凸緣部
4‧‧‧光學透鏡
11‧‧‧基板
11a‧‧‧基板11之一面
11b‧‧‧基板11之另一面
11p‧‧‧被夾在該等透鏡要素L1,L2間之基板11的部分
12‧‧‧第1透鏡樹脂層
12a‧‧‧第1被轉印面
12b‧‧‧第3樹脂材料
13‧‧‧第2透鏡樹脂層
13a‧‧‧第2被轉印面
14‧‧‧突起
30‧‧‧母模
30a‧‧‧端面
31‧‧‧第1成形面
31a‧‧‧第1光學轉印面
31b‧‧‧第1凸緣轉印面
32‧‧‧段差
32a‧‧‧後退面
40‧‧‧次母模
41‧‧‧次母樹脂層
41a‧‧‧端面
41b‧‧‧第1樹脂材料
41d‧‧‧樹脂層部分
42‧‧‧次母基板
42a‧‧‧表面
42c‧‧‧凹部
42d‧‧‧底面
42e‧‧‧側面
43‧‧‧第2成形面
43a‧‧‧第2光學轉印面
43b‧‧‧第2凸緣轉印面
43d‧‧‧轉印面要素
44‧‧‧殘膜部
45‧‧‧突起
50‧‧‧次次母模
51‧‧‧次次母樹脂層
51a‧‧‧端面
51b‧‧‧第2樹脂材料
52‧‧‧次次母基板
52a‧‧‧表面
53‧‧‧第3成形面
53a‧‧‧第3光學轉印面
53b‧‧‧第3凸緣轉印面
54‧‧‧突起部
61‧‧‧對準驅動部
61a‧‧‧X軸移動機構
61b‧‧‧Y軸移動機構
61c‧‧‧Z軸移動機構
61d‧‧‧氣滑式驅動機構
61e‧‧‧致動器
61g‧‧‧減壓機構
61h‧‧‧壓力感測器
61i‧‧‧位置感測器
61j‧‧‧顯微鏡
62‧‧‧分配器
63‧‧‧光源
65‧‧‧控制裝置
71‧‧‧XY驅動機構
72‧‧‧Z驅動機構
73‧‧‧定盤
73a‧‧‧定盤之上面
73c‧‧‧定盤之開口
74‧‧‧模具部
75‧‧‧XY載台
75a‧‧‧貫通孔
75c‧‧‧座
75d‧‧‧開口部
76‧‧‧蓋部
77a‧‧‧線性馬達
77b‧‧‧氣滑式導引機構
77c‧‧‧X軸導件
77d‧‧‧突條部
78a‧‧‧線性馬達
78b‧‧‧氣滑式導引機構
78c‧‧‧Y軸導件
78d‧‧‧移動體
79a‧‧‧Z軸導件
79b‧‧‧Z載台
79c‧‧‧馬達
79d‧‧‧氣滑式導引機構
79e‧‧‧主軸
79f‧‧‧密封構件
79g‧‧‧通氣口
81‧‧‧模具構件
83‧‧‧基板構件
84‧‧‧姿勢調整機構
100‧‧‧加工裝置
a‧‧‧母模之Y軸方向的寬度
AU‧‧‧陣列單元
C‧‧‧殘膜部的厚度
CA1‧‧‧處理空間
CA2‧‧‧上部空間
D‧‧‧有效構造部厚度
FP1‧‧‧第1凸緣面
FP2‧‧‧第2凸緣面
L‧‧‧切割線
L1‧‧‧第1透鏡要素
L2‧‧‧第2透鏡要素
LA1‧‧‧最低線
LA2‧‧‧最高線
MA‧‧‧最大區域
OA‧‧‧光軸
OS1‧‧‧第1光學面
OS2‧‧‧第2光學面
S‧‧‧段差的段差量
T‧‧‧凹部的深度
w‧‧‧段差的寬度
第1圖係藉由第1實施方式的成形方法所製得之薄片狀透鏡(透鏡基板)的側視圖，是包含表背面的局部放大立體圖。
第2圖係從第1圖之薄片狀透鏡獲得之光學透鏡的側截面圖。
第3(A)圖係用來說明為了製造薄片狀透鏡所使用的母模之立體圖，第3(B)圖係應藉由母模製作之次母模當中的次母基板之立體圖。
第4(A)圖係截取母模的一部分做說明之立體圖，第4(B)圖係截取次母模的一部分做說明之立體圖，第4(C)圖 係截取次次母模的一部分做說明之立體圖。
第5圖係用來說明製作次母模40等之加工裝置的方塊圖。
第6圖係用來說明第5圖的加工裝置外觀之立體圖。
第7圖係用來說明第5圖的加工裝置之俯視圖。
第8圖係用來說明第5圖的加工裝置之側截面圖。
第9(A)~(E)圖係用來說明薄片狀透鏡的製造製程。
第10(A)~(D)圖係用來說明薄片狀透鏡的製造製程。
第11圖係概念地說明薄片狀透鏡的製造製程之流程圖。
第12圖係概念地說明次母模的製造製程之流程圖。
第13圖係用來說明次母模製造時的尺寸條件之局部放大截面圖。
30‧‧‧母模
30a‧‧‧端面
31‧‧‧第1成形面
31a‧‧‧第1光學轉印面
32‧‧‧段差
32a‧‧‧後退面
40‧‧‧次母模
41‧‧‧次母樹脂層
41b‧‧‧第1樹脂材料
41d‧‧‧樹脂層部分
42‧‧‧次母基板
42a‧‧‧表面
42c‧‧‧凹部
43‧‧‧第2成形面
43a‧‧‧第2光學轉印面
43d‧‧‧轉印面要素
44‧‧‧殘膜部
51b‧‧‧第2樹脂材料
52‧‧‧次次母基板
52a‧‧‧表面
54‧‧‧突起部

Claims (11)

  1. 一種成形模具之製造方法，係具備：第1製程，是將母模配置在成形模具用的第1基板上；該母模，係具有將對應於光學透鏡的形狀排列複數個而構成的成形面，且在該成形面的周圍設置環狀的段差；該第1基板，是在平坦面上形成複數個凹部，該凹部具有比前述成形面更大的尺寸且形成內部封閉的形狀；讓前述成形面全體與前述複數個凹部當中一個凹部相對向；第2製程，使前述母模和前述第1基板相對地接近，而且以覆蓋前述凹部及前述段差的方式在前述成形面和前述第1基板間填滿第1樹脂材料；第3製程，讓前述成形面和前述第1基板間之前述第1樹脂材料硬化；以及第4製程，將前述母模脫模；使前述母模朝向前述複數個凹部當中其他的凹部移動，將前述第1製程至前述第4製程反覆實施，藉此獲得具有樹脂製的形狀轉印層之成形模具。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之成形模具之製造方法，其中，藉由前述母模在前述第1基板上設定與前述成形面對應之矩形的複數個成形區域，關於前述複數個成形區域當中相鄰的2個成形區域之前述母模間隔X，當包含前述段差的後退面及前述成形面之前述母模的面積為A(mm2 )，對應於前述成形面之前述母模的有效面積為B(mm2 )，對 應於前述第3製程時之前述段差的前述後退面和前述第1基板的前述平坦面之距離之殘膜部厚度為C(mm)，對應於前述第3製程時之前述成形面和與該成形面相對向的凹部之底面的平均距離之有效構造部厚度為D(mm)時，滿足以下的關係式X≧√{B+(0.05×〔B×D+[A-B]×C〕+0.005×A)/C}-√A。
  3. 如申請專利範圍第1或2項所述之成形模具之製造方法，其中，在前述第3製程，對應於前述段差的前述後退面和前述第1基板的前述平坦面之距離之殘膜部厚度，是比前述成形面之離前述第1基板最遠的部位和前述第1基板之前述平坦面在與前述平坦面垂直的方向上之距離更小。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之成形模具之製造方法，其中，在前述第3製程，前述成形面之最接近前述第1基板側的部位和前述第1基板之前述平坦面，在與前述平坦面垂直的方向上之位置是大致一致。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之成形模具之製造方法，其中，前述母模之前述成形面，是包含設置在與光學透鏡對應的形狀的周圍之平坦的凸緣轉印面。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之成形模具之製造方法，其中，在前述第2製程，配置在前述母模及前述第1基板當 中至少一方之前述第1樹脂材料，藉由使前述母模和前述第1基板相對地接近，而以覆蓋前述凹部及前述段差部的方式在前述成形面和前述第1基板之間填滿前述第1樹脂材料。
  7. 一種成形模具之製造方法，是使用申請專利範圍第1項所述之成形模具之製造方法所製得的前述樹脂製的成形模具作為第1成形模具，在該第1成形模具和成形模具用的第2基板之間填滿第2樹脂材料，讓該第2樹脂材料硬化後將前述第1成形模具脫模，藉此獲得第2成形模具。
  8. 一種薄片狀透鏡之製造方法，係具有第5製程，該第5製程，是在藉由申請專利範圍第7項所述之成形模具之製造方法所製得之前述第2成形模具及申請專利範圍第1項所述之成形模具之製造方法所製得之第1成形模具之至少一方、和第3基板的表面間填滿第3樹脂材料，讓該第3樹脂材料硬化後將前述第1或第2成形模具脫模，藉此獲得在前述第3基板的表面形成有複數個透鏡要素之薄片狀透鏡。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之薄片狀透鏡之製造方法，係具有第6製程，該第6製程，是在藉由申請專利範圍第7項所述之成形模具之製造方法所製得之前述第2成形模具及申請專利範圍第1項所述之成形模具之製造方法所製得之第1成形模具之至少一方、和前述第3基板的背面間填滿第4樹脂 材料，讓該第4樹脂材料硬化後將前述第1或第2成形模具脫模，藉此獲得在前述第3基板的背面形成有複數個光學透鏡之薄片狀透鏡。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之薄片狀透鏡之製造方法，其中，在前述第5製程之前述第1或第2成形模具脫模前，開始進行前述第6製程。
  11. 一種光學透鏡之製造方法，係具備：將申請專利範圍第8至10項中任一項所述之薄片狀透鏡之製造方法所製得之前述薄片狀透鏡切斷而予以個別化的製程。
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