JP2005001319A - 多層複合光学素子の成形方法 - Google Patents
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Abstract
【目的】光照射を弱から強へ段階的に変化させたり、肉厚比を段階的に変化させるために複数の転写用型を用いる等の必要がなく、成形タクトの短縮や転写用型の減数を通じて総合的なコストダウンを図ることができる多層複合光学素子の成形方法を提供すること。
【構成】光学的所望の微細形状を有する型面上に光硬化性樹脂を滴下し、該光硬化性樹脂を平面又は球面ガラス（レンズ）で押圧し、光照射することにより複合型光学素子を成形する成形方法において、マイクロレンズや回折光学素子等の、肉厚比が大きい光学素子の硬化収縮による樹脂の型からの剥離やヒケの発生による転写不良を、１層目の型に接していない自由表面側に形状変化を集中させて防止する。
【選択図】 図２
【構成】光学的所望の微細形状を有する型面上に光硬化性樹脂を滴下し、該光硬化性樹脂を平面又は球面ガラス（レンズ）で押圧し、光照射することにより複合型光学素子を成形する成形方法において、マイクロレンズや回折光学素子等の、肉厚比が大きい光学素子の硬化収縮による樹脂の型からの剥離やヒケの発生による転写不良を、１層目の型に接していない自由表面側に形状変化を集中させて防止する。
【選択図】 図２
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、成形用型により光硬化性樹脂に成形面を転写して所望の光学面形状を得るレプリカ成形法で複合型光学素子を成形する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、前述の光学素子の成形技術の１つとして、大面積成形性と形状転写性に優れたことを特徴とし、その成形技術の容易さから大量生産に適しているレプリカ成形技術がある。このレプリカ成形技術は、所望の光学形状の反転形状を有する型成形面上に光硬化型樹脂を滴下し、その上からレンズブランク等ガラス基板を圧着させて押し広げ、所望の形状になったところで、光源から光を照射して光硬化樹脂を硬化させ、それを離型することで成形を行い、高水準な転写成形が可能となり、該光学素子の実現が可能である。
【０００３】
このレプリカ成形方法において、成形する複合型光学素子の形状がマイクロレンズ、回折光学素子、バイナリー光学素子等樹脂層の肉厚比が大きい場合、樹脂の硬化収縮による形状変化やヒケの発生を防ぐため特許文献１のように所望の形状を多数層に分けて成形することにより、成形毎の肉厚比を小さくさせ、形状変化やヒケ等の発生を防止する方法が採られている。
【０００４】
【特許文献１】
特公平７−６４０３３号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ガラス基板上の光学平面又は光学曲面上に光学樹脂材料を用いて所望の非球面形状や微細形状を形成する複合型光学素子のレプリカ成形技術において、該複合型光学素子に使用される光硬化性樹脂は、一般的に光照射によるラジカル発生を起因とした重合や架橋反応により硬化を促進させて、結果としてその高分子密度を高めるために樹脂硬化収縮が発生する。このことにより、光エネルギーを大きくして成形タクトを短縮しようとしたり、肉厚比の大きなマイクロレンズ等の形状の成形においては、樹脂の硬化収縮が成形プロセスを制限するものとなる。
【０００６】
更に、残留内部応力により、素子形状の変形や温度耐久性における安定性が損なわれる。
【０００７】
又、光硬化性樹脂は、その反応工程において酸素阻害性を有するものが多い。
【０００８】
本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、光照射を弱から強へ段階的に変化させたり、肉厚比を段階的に変化させるために複数の転写用型を用いる等の必要がなく、成形タクトの短縮や転写用型の減数を通じて総合的なコストダウンを図ることができる多層複合光学素子の成形方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、光学的所望の微細形状を有する型面上に光硬化性樹脂を滴下し、該光硬化性樹脂を平面又は球面ガラス（レンズ）で押圧し、光照射することにより複合型光学素子を成形する成形方法において、マイクロレンズや回折光学素子等の、肉厚比が大きい光学素子の硬化収縮による樹脂の型からの剥離やヒケの発生による転写不良を、１層目の型に接していない自由表面側に形状変化を集中させて防止することを特徴とする。
【００１０】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、複合型光学素子の１層目は型上に吐出した樹脂をスキージング等を行い、界面を平坦化し層厚を薄膜化させ、基板を押圧することなく光硬化させ、樹脂の硬化収縮による形状変化を自由面側に起きさせ、２層目はレプリカ成形法で成形することを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１２】
図１は本発明の複合型光学素子のマイクロレンズを示す図、図２はその成形手順を説明する図である。
【００１３】
マイクロレンズのようなほぼ半球状の形状を成形する場合、肉厚比の大きさから平坦部を厚膜化し全体の肉厚比を低減させたり、樹脂の硬化に利用する光の照射強度を弱小化する等の対策が必要であったが、本発明の成形方法を用いることにより、該形状のような光学素子においても肉厚比がプロセスを制限することがない。
【００１４】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、本発明によれば、樹脂の硬化に伴う形状変化やヒケの発生を考慮する必要がないため、光照射を弱から強へ段階的に変化させたり、肉厚比を段階的に変化させるために複数の転写用型を用いる等の必要がなく、成形タクトの短縮や転写用型の減数を通じて総合的なコストダウンを実現することができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のマイクロレンズを示す図である。
【図２】本発明のマイクロレンズでの成形工程を説明する図である。
【発明の属する技術分野】
本発明は、成形用型により光硬化性樹脂に成形面を転写して所望の光学面形状を得るレプリカ成形法で複合型光学素子を成形する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、前述の光学素子の成形技術の１つとして、大面積成形性と形状転写性に優れたことを特徴とし、その成形技術の容易さから大量生産に適しているレプリカ成形技術がある。このレプリカ成形技術は、所望の光学形状の反転形状を有する型成形面上に光硬化型樹脂を滴下し、その上からレンズブランク等ガラス基板を圧着させて押し広げ、所望の形状になったところで、光源から光を照射して光硬化樹脂を硬化させ、それを離型することで成形を行い、高水準な転写成形が可能となり、該光学素子の実現が可能である。
【０００３】
このレプリカ成形方法において、成形する複合型光学素子の形状がマイクロレンズ、回折光学素子、バイナリー光学素子等樹脂層の肉厚比が大きい場合、樹脂の硬化収縮による形状変化やヒケの発生を防ぐため特許文献１のように所望の形状を多数層に分けて成形することにより、成形毎の肉厚比を小さくさせ、形状変化やヒケ等の発生を防止する方法が採られている。
【０００４】
【特許文献１】
特公平７−６４０３３号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ガラス基板上の光学平面又は光学曲面上に光学樹脂材料を用いて所望の非球面形状や微細形状を形成する複合型光学素子のレプリカ成形技術において、該複合型光学素子に使用される光硬化性樹脂は、一般的に光照射によるラジカル発生を起因とした重合や架橋反応により硬化を促進させて、結果としてその高分子密度を高めるために樹脂硬化収縮が発生する。このことにより、光エネルギーを大きくして成形タクトを短縮しようとしたり、肉厚比の大きなマイクロレンズ等の形状の成形においては、樹脂の硬化収縮が成形プロセスを制限するものとなる。
【０００６】
更に、残留内部応力により、素子形状の変形や温度耐久性における安定性が損なわれる。
【０００７】
又、光硬化性樹脂は、その反応工程において酸素阻害性を有するものが多い。
【０００８】
本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、光照射を弱から強へ段階的に変化させたり、肉厚比を段階的に変化させるために複数の転写用型を用いる等の必要がなく、成形タクトの短縮や転写用型の減数を通じて総合的なコストダウンを図ることができる多層複合光学素子の成形方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、光学的所望の微細形状を有する型面上に光硬化性樹脂を滴下し、該光硬化性樹脂を平面又は球面ガラス（レンズ）で押圧し、光照射することにより複合型光学素子を成形する成形方法において、マイクロレンズや回折光学素子等の、肉厚比が大きい光学素子の硬化収縮による樹脂の型からの剥離やヒケの発生による転写不良を、１層目の型に接していない自由表面側に形状変化を集中させて防止することを特徴とする。
【００１０】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、複合型光学素子の１層目は型上に吐出した樹脂をスキージング等を行い、界面を平坦化し層厚を薄膜化させ、基板を押圧することなく光硬化させ、樹脂の硬化収縮による形状変化を自由面側に起きさせ、２層目はレプリカ成形法で成形することを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１２】
図１は本発明の複合型光学素子のマイクロレンズを示す図、図２はその成形手順を説明する図である。
【００１３】
マイクロレンズのようなほぼ半球状の形状を成形する場合、肉厚比の大きさから平坦部を厚膜化し全体の肉厚比を低減させたり、樹脂の硬化に利用する光の照射強度を弱小化する等の対策が必要であったが、本発明の成形方法を用いることにより、該形状のような光学素子においても肉厚比がプロセスを制限することがない。
【００１４】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、本発明によれば、樹脂の硬化に伴う形状変化やヒケの発生を考慮する必要がないため、光照射を弱から強へ段階的に変化させたり、肉厚比を段階的に変化させるために複数の転写用型を用いる等の必要がなく、成形タクトの短縮や転写用型の減数を通じて総合的なコストダウンを実現することができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のマイクロレンズを示す図である。
【図２】本発明のマイクロレンズでの成形工程を説明する図である。
Claims (2)
- 光学的所望の微細形状を有する型面上に光硬化性樹脂を滴下し、該光硬化性樹脂を平面又は球面ガラス（レンズ）で押圧し、光照射することにより複合型光学素子を成形する成形方法において、
マイクロレンズや回折光学素子等の、肉厚比が大きい光学素子の硬化収縮による樹脂の型からの剥離やヒケの発生による転写不良を、１層目の型に接していない自由表面側に形状変化を集中させて防止することを特徴とする多層複合光学素子の成形方法。 - 複合型光学素子の１層目は型上に吐出した樹脂をスキージング等を行い、界面を平坦化し層厚を薄膜化させ、基板を押圧することなく光硬化させ、樹脂の硬化収縮による形状変化を自由面側に起きさせ、２層目はレプリカ成形法で成形することを特徴とする請求項１記載の多層複合光学素子の成形方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003169517A JP2005001319A (ja) | 2003-06-13 | 2003-06-13 | 多層複合光学素子の成形方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003169517A JP2005001319A (ja) | 2003-06-13 | 2003-06-13 | 多層複合光学素子の成形方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2005001319A true JP2005001319A (ja) | 2005-01-06 |
Family
ID=34094637
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003169517A Withdrawn JP2005001319A (ja) | 2003-06-13 | 2003-06-13 | 多層複合光学素子の成形方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2005001319A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007062066A (ja) * | 2005-08-30 | 2007-03-15 | Toppan Printing Co Ltd | 微細な凹凸形状を有する光学素子の作製方法および光学素子 |
| JP2009066827A (ja) * | 2007-09-12 | 2009-04-02 | Canon Inc | 光学素子の成形方法 |
| EP2384875A1 (en) * | 2009-01-30 | 2011-11-09 | Konica Minolta Opto, Inc. | Device of producing wafer lens and method of producing wafer lens |
| US8159747B2 (en) | 2007-12-03 | 2012-04-17 | Canon Kabushiki Kaisha | Diffractive optical element and optical system including the same |
| US9625621B2 (en) | 2014-09-29 | 2017-04-18 | Fujifilm Corporation | Optical substrate, optical element, optical element barrel, and optical device |
-
2003
- 2003-06-13 JP JP2003169517A patent/JP2005001319A/ja not_active Withdrawn
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007062066A (ja) * | 2005-08-30 | 2007-03-15 | Toppan Printing Co Ltd | 微細な凹凸形状を有する光学素子の作製方法および光学素子 |
| JP2009066827A (ja) * | 2007-09-12 | 2009-04-02 | Canon Inc | 光学素子の成形方法 |
| US8159747B2 (en) | 2007-12-03 | 2012-04-17 | Canon Kabushiki Kaisha | Diffractive optical element and optical system including the same |
| EP2384875A1 (en) * | 2009-01-30 | 2011-11-09 | Konica Minolta Opto, Inc. | Device of producing wafer lens and method of producing wafer lens |
| EP2384875A4 (en) * | 2009-01-30 | 2014-03-12 | Konica Minolta Opto Inc | DEVICE FOR PREPARING A WAFER LENS AND METHOD FOR PRODUCING A WAFER LENS |
| US9625621B2 (en) | 2014-09-29 | 2017-04-18 | Fujifilm Corporation | Optical substrate, optical element, optical element barrel, and optical device |
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