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JPH11216761A - Microlens array manufacturing method, roll mold and indenter pressing device - Google Patents

Microlens array manufacturing method, roll mold and indenter pressing device

Info

Publication number
JPH11216761A
JPH11216761A JP10033632A JP3363298A JPH11216761A JP H11216761 A JPH11216761 A JP H11216761A JP 10033632 A JP10033632 A JP 10033632A JP 3363298 A JP3363298 A JP 3363298A JP H11216761 A JPH11216761 A JP H11216761A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
indenter
mold
mold base
base material
roll
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP10033632A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kentaro Okano
健太郎 岡野
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.)
Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nikon Corp filed Critical Nikon Corp
Priority to JP10033632A priority Critical patent/JPH11216761A/en
Publication of JPH11216761A publication Critical patent/JPH11216761A/en
Pending legal-status Critical Current

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Landscapes

  • Extrusion Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Shaping Of Tube Ends By Bending Or Straightening (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To realize the formation of micro lens surfaces over a wide range without necessitating a large scale device by a method wherein a plurality of dented shapes of a roll mold, which is formed by forming a plurality of dents on the surface of the matrix of a cylindrical mold, are transferred to an optical member. SOLUTION: On the cylindrical surface of a mold matrix, a large number of dents are formed at the predetermined pitches spirally with high accuracy so as to form a pair of roll molds 15a and 15b, each having a cylindrical surface, on which a large number of dents corresponding to a large number of micro lens surfaces. The roll molds 15a and 15b are rotatably supported about center axis lines in the predetermined space. A sheet-like molten resin 16 is guided from an extruder 17 between the roll molds 15a and 15b and is cooled and solidified after being extruded. On the top surface and the under surface of the extruded resin sheet 16, a large number of micro lens surfaces are formed by the large number of dented shapes of the roll molds 15a and 15b through transferring.

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、該製造方法を実施するのに適したロー
ル金型、および該ロール金型を成形するのに適した圧子
押圧装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a microlens array, a roll mold suitable for carrying out the method, and an indenter pressing device suitable for molding the roll mold. is there.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、一眼レフカメラなどで用いら
れる焦点板には、縦横に配列された多数のマイクロレン
ズからなるマイクロレンズアレイが形成されているもの
がある。このタイプの焦点板は、マイクロレンズアレイ
の多数の微小レンズ面の反転形状がキャビティ面に形成
された金型と適当な樹脂材料とを用いて、射出成形や圧
縮成形などにより製造される。金型キャビティ面にマイ
クロレンズアレイの反転形状を形成する方法としては、
エッチング法や圧痕法などがある。本出願人の出願にか
かる特開平9−327860号公報には、圧痕法により
成形された金型を用いてマイクロレンズアレイを製造す
る方法が開示されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, there is a reticle used in a single-lens reflex camera or the like in which a microlens array comprising a large number of microlenses arranged in a matrix is formed. This type of reticle is manufactured by injection molding, compression molding, or the like, using a mold having an inverted shape of a large number of microlens surfaces of a microlens array formed on a cavity surface and a suitable resin material. As a method of forming the inverted shape of the microlens array on the mold cavity surface,
There are an etching method and an indentation method. Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-327860 filed by the present applicant discloses a method of manufacturing a microlens array using a mold formed by an indentation method.

【0003】図4は、特開平9−327860号公報に
開示された従来のマイクロレンズアレイの製造方法で用
いられている圧子押圧装置の構成を概略的に示す斜視図
である。図4に示す圧子押圧装置は、金型母材41を保
持してXY平面に沿って移動可能なXYステージ42
と、支持体43に固定されたムービングコイル44とを
備えている。ムービングコイル44はZ方向に往復移動
するシャフト(不図示)を有し、このシャフトの先端に
は圧子45が取り付けられている。なお、XYステージ
42およびムービングコイル44は、コンピュータのよ
うな制御部46によっ電気的に制御されている。
FIG. 4 is a perspective view schematically showing a configuration of an indenter pressing device used in a conventional method of manufacturing a microlens array disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-327860. An indenter pressing device shown in FIG. 4 includes an XY stage 42 that holds a mold base material 41 and is movable along an XY plane.
And a moving coil 44 fixed to the support 43. The moving coil 44 has a shaft (not shown) that reciprocates in the Z direction, and an indenter 45 is attached to a tip of the shaft. The XY stage 42 and the moving coil 44 are electrically controlled by a control unit 46 such as a computer.

【0004】図4の圧子押圧装置では、制御部46から
の指令にしたがって、XYステージ42を二次元的に駆
動しながら、ムービングコイル44により圧子45をZ
方向に周期的に往復移動させる。こうして、金型母材4
1のキャビティ面の所定範囲に、多数の圧痕すなわちマ
イクロレンズアレイの反転形状が形成される。
In the indenter pressing device shown in FIG. 4, while moving the XY stage 42 two-dimensionally in accordance with a command from the control unit 46, the moving coil 44 moves the indenter 45 in the Z direction.
Reciprocate periodically in the direction. Thus, the mold base material 4
A large number of indentations, that is, inverted shapes of the microlens array are formed in a predetermined range of one cavity surface.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】上述のような従来技術
においては、微小レンズ面が広い範囲に亘って形成され
たマイクロレンズアレイを製造する場合、金型母材のキ
ャビティ面の広い範囲に亘って圧痕を形成するためにX
Yステージを二次元的に大きく移動させる必要がある。
その結果、XYステージが、ひいては圧子押圧装置全体
が大型化するとともに高価になってしまうという不都合
があった。また、多数の圧痕を形成して所要の金型を成
形するのに多大な時間がかかってしまうという不都合も
あった。
In the prior art as described above, when manufacturing a microlens array in which minute lens surfaces are formed over a wide range, the cavity surface of a mold base material is formed over a wide range. X to form an indent
It is necessary to largely move the Y stage two-dimensionally.
As a result, there is a disadvantage that the XY stage, and consequently the entire indenter pressing device, becomes large and expensive. Further, there is also a disadvantage that it takes a lot of time to form a large number of indentations and form a required mold.

【0006】本発明は、前述の課題に鑑みてなされたも
のであり、大型の装置を必要とすることなく広い範囲に
亘って微小レンズ面が形成されたマイクロレンズアレイ
を製造することのできるマイクロレンズアレイの製造方
法、該製造方法を実施するのに適したロール金型、およ
び該ロール金型を成形するのに適した圧子押圧装置を提
供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and is intended to manufacture a microlens array having a microlens surface formed over a wide range without requiring a large-sized device. An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a lens array, a roll mold suitable for performing the manufacturing method, and an indenter pressing device suitable for molding the roll mold.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明では、複数の微小レンズ面を有するマイクロ
レンズアレイの製造方法において、円筒形状の金型母材
表面に複数の圧痕を形成することによってロール金型を
成形し、前記ロール金型の前記複数の圧痕の形状を光学
部材に転写することによって前記複数の微小レンズ面を
形成することを特徴とするマイクロレンズアレイの製造
方法を提供する。この場合、前記光学部材の表面と前記
ロール金型の円筒表面とを所定の圧力で当接させながら
前記光学部材上において前記ロール金型を回転移動させ
ることによって、前記ロール金型の円筒表面に形成され
た前記複数の圧痕の形状を前記光学部材の表面に転写す
ることが好ましい。また、中心軸線回りに回転自在に支
持された前記ロール金型の円筒表面と中心軸線回りに回
転自在に支持された所定のロール部材の円筒表面との間
から前記光学部材を押し出すことによって、前記ロール
金型の円筒表面に形成された前記複数の圧痕の形状を前
記光学部材の表面に転写することが好ましい。
According to the present invention, there is provided a method of manufacturing a microlens array having a plurality of minute lens surfaces, wherein a plurality of indentations are formed on the surface of a cylindrical mold base material. Forming a plurality of microlens surfaces by transferring a shape of the plurality of indentations of the roll mold to an optical member. provide. In this case, by rotating the roll mold on the optical member while bringing the surface of the optical member and the cylindrical surface of the roll mold into contact with a predetermined pressure, the cylindrical surface of the roll mold is It is preferable that the shapes of the plurality of indentations formed be transferred to the surface of the optical member. Further, by extruding the optical member from between the cylindrical surface of the roll mold rotatably supported around the central axis and the cylindrical surface of a predetermined roll member rotatably supported around the central axis, Preferably, the shapes of the plurality of indentations formed on the cylindrical surface of the roll mold are transferred to the surface of the optical member.

【0008】また、本発明の別の局面によれば、製造す
べきマイクロレンズアレイの複数の微小レンズ面に対応
する複数の微小曲面が形成された円筒表面を有するロー
ル金型であって、前記ロール金型の複数の微小曲面は、
全体として円筒形状を有する金型母材の円筒表面に対し
て前記微小曲面に対応する形状の先端部を有する圧子を
押圧することによって形成された複数の圧痕であること
を特徴とするロール金型を提供する。
According to another aspect of the present invention, there is provided a roll mold having a cylindrical surface on which a plurality of minute curved surfaces corresponding to a plurality of minute lens surfaces of a micro lens array to be manufactured, The multiple small curved surfaces of the roll mold
A roll mold comprising a plurality of indentations formed by pressing an indenter having a tip portion having a shape corresponding to the minute curved surface against a cylindrical surface of a mold base material having a cylindrical shape as a whole. I will provide a.

【0009】さらに、本発明の別の局面によれば、全体
として円筒形状を有する金型母材を保持し、該金型母材
の中心軸線を回転軸として前記金型母材を回転させるた
めの回転ステージと、前記金型母材の円筒表面に形成す
べき圧痕の形状に対応した形状の先端部を有する圧子を
保持し、前記圧子の先端部を前記金型母材の円筒表面に
押圧するために所定の軸線に沿って前記圧子を往復駆動
するための圧子駆動手段と、前記回転ステージによって
保持された前記金型母材と前記圧子駆動手段によって保
持された前記圧子とを前記金型母材の中心軸線に沿って
相対移動させるための相対移動手段とを備え、前記金型
母材を回転させるとともに前記金型母材と前記圧子とを
相対移動させながら前記圧子の先端部を前記金型母材の
円筒表面に押圧することによって、製造すべきマイクロ
レンズアレイの複数の微小レンズ面に対応する複数の圧
痕が形成された円筒表面を有するロール金型を成形する
ことを特徴とする圧子押圧装置を提供する。この場合、
前記圧子駆動手段は、前記金型母材の中心軸線と垂直に
交わる軸線に沿って前記圧子を往復駆動し、前記相対移
動手段は、前記回転ステージを保持して前記金型母材の
中心軸線に沿って移動する移動ステージを有し、前記移
動ステージは、前記金型母材の中心軸線を含む所定の平
面内において二次元的に移動可能に構成されていること
が好ましい。
Further, according to another aspect of the present invention, a mold base material having a cylindrical shape as a whole is held, and the mold base material is rotated about a center axis of the mold base material as a rotation axis. Holding the indenter having a tip having a shape corresponding to the shape of the indentation to be formed on the cylindrical surface of the mold base, and pressing the tip of the indenter against the cylindrical surface of the mold base. The indenter driving means for reciprocatingly driving the indenter along a predetermined axis, and the mold base material held by the rotary stage and the indenter held by the indenter driving means. Relative movement means for relatively moving along the center axis of the base material, the tip of the indenter while rotating the mold base material and relatively moving the mold base material and the indenter. Press against the cylindrical surface of the mold base material It allows to provide an indenter pressing device, which comprises forming a roll mold having a plurality of cylindrical surfaces which indentations are formed corresponding to the plurality of micro lenses surface of the microlens array to be manufactured. in this case,
The indenter driving means reciprocates the indenter along an axis perpendicular to the center axis of the mold base material, and the relative moving means holds the rotary stage and holds the center axis of the mold base material. It is preferable that the moving stage is configured to be two-dimensionally movable in a predetermined plane including a center axis of the mold base material.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】本発明では、全体として円筒形状
(中空の円筒形状および中実の円柱形状を含む概念)を
有する金型母材の円筒表面(円柱における円柱側面に対
応する面)に複数の圧痕を形成することによってロール
金型を成形する。そして、成形したロール金型の円筒表
面に形成された複数の圧痕の形状を光学部材に転写する
ことによって、複数の微小レンズ面を有するマイクロレ
ンズアレイが製造される。本発明では、ロール金型の成
形に際して、本発明の圧子押圧装置を用いることができ
る。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In the present invention, a cylindrical surface (a surface corresponding to a side surface of a cylinder in a cylinder) of a mold base material having a cylindrical shape as a whole (a concept including a hollow cylindrical shape and a solid cylindrical shape) is used. A roll mold is formed by forming a plurality of indentations. Then, a microlens array having a plurality of microlens surfaces is manufactured by transferring the shapes of the plurality of indentations formed on the cylindrical surface of the formed roll mold to the optical member. In the present invention, the indenter pressing device of the present invention can be used for forming a roll die.

【0011】本発明の圧子押圧装置では、全体として円
筒形状を有する金型母材と、その円筒表面に形成すべき
圧痕の形状に対応した形状の先端部を有する圧子とを用
い、圧痕法によりロール金型を成形する。具体的には、
金型母材をその中心軸線を回転軸として回転させるとと
もに、金型母材と圧子とを金型母材の中心軸線に沿って
相対移動させながら、たとえば金型母材の中心軸線と垂
直に交わる軸線に沿って圧子の先端部を金型母材の円筒
表面に周期的に押圧する。こうして、製造すべきマイク
ロレンズアレイの複数の微小レンズ面に対応する複数の
圧痕が形成された円筒表面を有するロール金型が成形さ
れる。
In the indenter pressing apparatus of the present invention, an indenter having a cylindrical shape as a whole and an indenter having a tip having a shape corresponding to the shape of the indentation to be formed on the cylindrical surface is formed by the indentation method. Form a roll mold. In particular,
While rotating the mold base material around its center axis as a rotation axis, while moving the mold base material and the indenter relatively along the center axis of the mold base material, for example, perpendicular to the center axis of the mold base material The tip of the indenter is periodically pressed against the cylindrical surface of the mold base material along the intersecting axis. Thus, a roll mold having a cylindrical surface on which a plurality of indentations corresponding to a plurality of microlens surfaces of a microlens array to be manufactured is formed.

【0012】以上のように、本発明では圧痕法により成
形されたロール金型を用いてマイクロレンズアレイを製
造する。したがって、広い範囲に亘って微小レンズ面が
形成されたマイクロレンズアレイを製造する場合、微小
レンズ面の形成範囲と同じ範囲に亘って金型母材を二次
元的に移動させる必要のある従来技術とは異なり、金型
母材を回転させながら一次元的に移動させるだけでよ
い。換言すると、本発明では、ロール金型の成形に際し
て、XYステージを平面内において二次元的に大きく駆
動制御する必要がない。したがって、本発明では、大型
の装置を必要とすることなく、広い範囲に亘って微小レ
ンズ面が形成されたマイクロレンズアレイを製造するこ
とができる。また、本発明では、ロール金型を1回転以
上させてマイクロレンズアレイを製造するように構成す
れば、製造すべきマイクロレンズアレイの微小レンズ面
の数よりも少ない数の圧痕を形成するだけで金型を成形
することができ、その結果多数の微小レンズ面が形成さ
れたマイクロレンズアレイを迅速に製造することが可能
となる。
As described above, in the present invention, a microlens array is manufactured using a roll die formed by the indentation method. Therefore, when manufacturing a microlens array in which a microlens surface is formed over a wide range, it is necessary to move the mold base material two-dimensionally over the same range as the microlens surface formation range. Unlike this, it is only necessary to move the mold base material one-dimensionally while rotating it. In other words, in the present invention, it is not necessary to largely control the drive of the XY stage two-dimensionally in a plane when the roll mold is formed. Therefore, according to the present invention, it is possible to manufacture a microlens array in which minute lens surfaces are formed over a wide range without requiring a large-sized device. Also, in the present invention, if the micro-lens array is manufactured by rotating the roll mold by one or more rotations, it is only necessary to form indentations smaller in number than the number of micro-lens surfaces of the micro-lens array to be manufactured. A mold can be formed, and as a result, a microlens array having a large number of microlens surfaces can be rapidly manufactured.

【0013】以下、本発明の実施例を、添付図面に基づ
いて説明する。図1は、本発明の実施例にかかるマイク
ロレンズアレイの製造方法において用いられるロール金
型を成形するための圧子押圧装置の構成を概略的に示す
図である。図1に示す圧子押圧装置では、XY平面に沿
って二次元的に移動可能な移動ステージ2が定盤1上に
固設されている。移動ステージ2の移動機構は、たとえ
ば直線案内と、送りネジと、駆動手段であるモータと、
エンコーダとで構成されている。この場合、モータとし
てステッピングモータやサーボモータを用いることによ
り、移動ステージ2の位置制御を正確に行うことができ
る。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a diagram schematically showing a configuration of an indenter pressing device for forming a roll die used in a method of manufacturing a microlens array according to an embodiment of the present invention. In the indenter pressing device shown in FIG. 1, a moving stage 2 that can move two-dimensionally along an XY plane is fixed on a surface plate 1. The moving mechanism of the moving stage 2 includes, for example, a linear guide, a feed screw, a motor as driving means,
It consists of an encoder. In this case, the position of the moving stage 2 can be accurately controlled by using a stepping motor or a servomotor as the motor.

【0014】移動ステージ2上には、支持部材3を介し
て回転ステージ4が設置されている。回転ステージ4
は、圧痕加工を施すべき円筒形状の金型母材5を保持部
材(専用雇い)6を介して保持し、保持した金型母材5
をその中心軸線(図1ではX軸に平行な軸線)回りに回
転させる機構を有する。なお、回転ステージ4の回転機
構は、たとえば軸受と、駆動手段であるステッピングモ
ータとで構成されている。また、金型母材5の材質とし
て、銅合金や、マルテンサイト系ステンレス合金などを
用いることができる。
A rotary stage 4 is provided on the moving stage 2 via a support member 3. Rotary stage 4
Holds a cylindrical mold base material 5 to be subjected to indentation processing via a holding member (dedicated hire) 6, and holds the held mold base material 5.
Is rotated about its central axis (in FIG. 1, an axis parallel to the X axis). The rotating mechanism of the rotating stage 4 is composed of, for example, a bearing and a stepping motor as a driving unit. In addition, as a material of the mold base material 5, a copper alloy, a martensitic stainless steel alloy, or the like can be used.

【0015】再び図1を参照すると、コラム9が定盤1
上に固設され、このコラム9には圧子駆動部8が支持さ
れている。圧子駆動部8は、金型母材5の円筒表面に形
成すべき圧痕の形状に対応した形状の先端部を有する圧
子7を保持し、金型母材5に対して所定の位置に位置決
めされた加工状態において、金型母材5の中心軸線と垂
直に交わる軸線に沿って圧子7を周期的に往復駆動する
機構を有する。圧子駆動部8の駆動機構には、電気的に
振動周期を制御することのできるムービングコイルやピ
エゾ素子などを用いることができる。圧子駆動部8の駆
動機構にムービングコイルを用いる場合、ムービングコ
イルは所定方向に往復移動するシャフトを有し、このシ
ャフトの先端に圧子7が取り付けられる。
Referring again to FIG. 1, the column 9 is a platen 1
The indenter driving section 8 is supported on the column 9. The indenter driving unit 8 holds the indenter 7 having a tip portion having a shape corresponding to the shape of the indentation to be formed on the cylindrical surface of the mold base material 5, and is positioned at a predetermined position with respect to the mold base material 5. In the machined state, a mechanism is provided for periodically driving the indenter 7 back and forth along an axis perpendicular to the central axis of the mold base material 5. As a driving mechanism of the indenter driving unit 8, a moving coil or a piezo element that can electrically control the oscillation period can be used. When a moving coil is used for the drive mechanism of the indenter drive unit 8, the moving coil has a shaft that reciprocates in a predetermined direction, and the indenter 7 is attached to the tip of this shaft.

【0016】圧子駆動部8への圧子7の取付け方法とし
て、たとえばネジによる締結や、チャックによる把持な
どを利用することができる。また、圧子7の材質とし
て、たとえばダイヤモンドや超硬合金などを用いること
ができる。なお、移動ステージ2、回転ステージ4およ
び圧子駆動部8は、たとえばコンピュータのような制御
部10によって電気的に制御されている。また、図1で
は、図示の明瞭化のために、圧子駆動部8がZ軸方向に
沿って圧子7を駆動するように描かれているが、金型母
材5の中心軸線と垂直に交わる任意の軸線に沿って圧子
7を往復駆動するように圧子駆動部8の向きを適当に設
定することができる。
As a method of attaching the indenter 7 to the indenter driving section 8, for example, fastening with a screw or gripping with a chuck can be used. Further, as a material of the indenter 7, for example, diamond, cemented carbide, or the like can be used. The moving stage 2, the rotating stage 4, and the indenter driving unit 8 are electrically controlled by a control unit 10 such as a computer. Also, in FIG. 1, for clarity of illustration, the indenter driving unit 8 is drawn so as to drive the indenter 7 along the Z-axis direction, but intersects perpendicularly with the center axis of the mold base material 5. The direction of the indenter drive unit 8 can be appropriately set so as to reciprocately drive the indenter 7 along an arbitrary axis.

【0017】金型母材5の円筒表面への圧痕加工時に
は、移動ステージ2をY軸方向に微動させて、金型母材
5の中心軸線と圧子7の駆動軸線とが交わるように調整
する。そして、制御部10からの指令にしたがって、圧
子駆動部8により圧子7を周期的に往復駆動し、圧子駆
動部8の振動周期に同期させて移動ステージ2をX軸方
向に駆動するとともに回転ステージ4を回転駆動する。
その結果、金型母材5の円筒表面には、多数の圧痕が所
定のピッチで螺旋状に且つ高精度に形成されることにな
る。こうして、製造すべきマイクロレンズアレイの多数
の微小レンズ面に対応する多数の圧痕が形成された円筒
表面を有するロール金型が成形される。
When indenting the mold base material 5 on the cylindrical surface, the moving stage 2 is finely moved in the Y-axis direction so that the center axis of the mold base material 5 and the drive axis of the indenter 7 intersect. . The indenter 7 is periodically reciprocated by the indenter driving unit 8 in accordance with a command from the control unit 10, and the moving stage 2 is driven in the X-axis direction in synchronization with the oscillation cycle of the indenter driving unit 8, and the rotating stage is rotated. 4 is rotationally driven.
As a result, a large number of indentations are spirally formed at a predetermined pitch on the cylindrical surface of the mold base material 5 with high precision. In this manner, a roll mold having a cylindrical surface on which a number of indentations corresponding to a number of microlens surfaces of a microlens array to be manufactured is formed.

【0018】例えば、外径が50mmの金型母材5の円
筒表面に20μm±1μmのピッチで圧痕加工を行う場
合、圧子駆動部8の振動周波数を20Hzとすれば、回
転ステージ4の回転速度は約0.15rpmとなり、移
動ステージ2のX方向の移動速度は約0.26μm/mi
n となる。すなわち、移動ステージ2の送り速度および
回転ステージ4の回転速度は超低速に設定される。ま
た、圧痕用振動ユニットである圧子駆動部8による圧痕
速度を回転ステージ4の回転速度や移動ステージ2の移
動速度よりも十分大きく設定することにより、圧痕加工
に際して回転ステージ4や移動ステージ2をピッチ送り
することなくそれぞれ一定の速度で連続駆動することが
できる。
For example, when indentation is performed at a pitch of 20 μm ± 1 μm on a cylindrical surface of a mold base material 5 having an outer diameter of 50 mm, if the vibration frequency of the indenter driving unit 8 is 20 Hz, the rotation speed of the rotary stage 4 Is about 0.15 rpm, and the moving speed of the moving stage 2 in the X direction is about 0.26 μm / mi.
n. That is, the feed speed of the moving stage 2 and the rotation speed of the rotary stage 4 are set to extremely low speeds. Further, by setting the indentation speed by the indenter driving unit 8 which is an indentation vibration unit to be sufficiently higher than the rotation speed of the rotary stage 4 and the moving speed of the moving stage 2, the rotating stage 4 and the moving stage 2 are pitched during indentation processing. It is possible to continuously drive at a constant speed without feeding.

【0019】次に、図1の圧子押圧装置により成形され
たロール金型を用いて、マイクロレンズアレイを製造す
る方法について説明する。図2は、一対のロール金型を
用いた押出成形法によりマイクロレンズアレイを製造す
る方法を説明する図である。図2では、本発明にしたが
って成形された一対のロール金型15aおよび15bが
それぞれ中心軸線回りに回転自在に支持され、ロール金
型15aと15bとの間に所定の空間が形成されてい
る。一対のロール金型15aおよび15bの図中左側に
は押出機17が設けられ、この押出機17からはシート
状の適当な溶融樹脂16が供給される。押出機17から
供給されたシート状溶融樹脂16は、ロール金型15a
と15bとの間に導かれ、ロール金型15aと15bと
の間から押し出された後に、冷却されて固化する。
Next, a method of manufacturing a microlens array using a roll mold formed by the indenter pressing device of FIG. 1 will be described. FIG. 2 is a diagram illustrating a method of manufacturing a microlens array by an extrusion method using a pair of roll dies. In FIG. 2, a pair of roll dies 15a and 15b formed according to the present invention are rotatably supported around a central axis, and a predetermined space is formed between the roll dies 15a and 15b. An extruder 17 is provided on the left side of the pair of roll dies 15a and 15b in the drawing, and an appropriate sheet-like molten resin 16 is supplied from the extruder 17. The sheet-like molten resin 16 supplied from the extruder 17 is supplied to a roll mold 15a.
After being guided between the roll dies 15a and 15b and extruded from between the roll dies 15a and 15b, it is cooled and solidified.

【0020】上述したように、ロール金型15aおよび
15bの円筒表面には、製造すべきマイクロレンズアレ
イの多数の微小レンズ面に対応する多数の圧痕が形成さ
れている。したがって、ロール金型15aと15bとの
間から押し出された樹脂シートの上面および下面には、
いわゆるエンボス加工によりロール金型15aおよび1
5bの多数の圧痕の形状が転写され、製造すべきマイク
ロレンズアレイの多数の微小レンズ面が形成される。す
なわち、ロール金型15aと15bとの間から押し出さ
れた後に固化した樹脂シートを所定の寸法にしたがって
裁断することにより、樹脂シートの上面および下面に所
望のマイクロレンズアレイを成形することができる。な
お、一方のロール金型に代えて平滑な円筒表面を有する
ロール部材を用いることにより、樹脂シートの片面だけ
にマイクロレンズアレイを成形することもできる。
As described above, a large number of indentations are formed on the cylindrical surfaces of the roll dies 15a and 15b corresponding to a large number of microlens surfaces of the microlens array to be manufactured. Therefore, the upper and lower surfaces of the resin sheet extruded from between the roll dies 15a and 15b have
Roll dies 15a and 1 by so-called embossing
The shape of the many impressions of 5b is transferred, and the many micro lens surfaces of the micro lens array to be manufactured are formed. That is, a desired microlens array can be formed on the upper surface and the lower surface of the resin sheet by cutting the resin sheet that has been extruded from between the roll dies 15a and 15b and then solidified according to predetermined dimensions. By using a roll member having a smooth cylindrical surface instead of one roll mold, the microlens array can be formed only on one side of the resin sheet.

【0021】図3は、樹脂シートの表面上でロール金型
を回転移動させることにより樹脂シートの表面にマイク
ロレンズアレイを製造する方法を説明する図である。図
3では、表面が軟化温度以上の状態に加熱された樹脂シ
ート18とロール金型19の円筒表面とが所定の圧力で
当接するように、ロール金型19を樹脂シート18の表
面上において回転移動させた後に、樹脂シート18を冷
却させる。ロール金型19の円筒表面には、製造すべき
マイクロレンズアレイの多数の微小レンズ面に対応する
多数の圧痕が形成されている。したがって、ロール金型
19の円筒表面と所定の圧力で当接した樹脂シート18
の表面には、いわゆるエンボス加工によりロール金型1
9の多数の圧痕の形状が転写され、製造すべきマイクロ
レンズアレイの多数の微小レンズ面が形成される。
FIG. 3 is a view for explaining a method of manufacturing a microlens array on the surface of the resin sheet by rotating a roll die on the surface of the resin sheet. In FIG. 3, the roll mold 19 is rotated on the surface of the resin sheet 18 such that the resin sheet 18 whose surface is heated to a temperature equal to or higher than the softening temperature and the cylindrical surface of the roll mold 19 are brought into contact with a predetermined pressure. After the movement, the resin sheet 18 is cooled. On the cylindrical surface of the roll mold 19, a number of indentations corresponding to a number of microlens surfaces of the microlens array to be manufactured are formed. Therefore, the resin sheet 18 in contact with the cylindrical surface of the roll mold 19 at a predetermined pressure.
Roll mold 1 by so-called embossing
Nine indentations are transferred to form numerous microlens surfaces of the microlens array to be manufactured.

【0022】以上のように、本実施例では図1の装置に
おいて圧痕法により成形されたロール金型を用いてマイ
クロレンズアレイを製造する。したがって、広い範囲に
亘って多数の微小レンズ面が形成されたマイクロレンズ
アレイを製造する場合、微小レンズ面の形成範囲と同じ
範囲に亘って金型母材を二次元的に移動させる必要のあ
る従来技術とは異なり、金型母材を回転させながら一次
元的に移動させるだけでよく、XYステージを平面内に
おいて二次元的に大きく駆動制御する必要がない。ま
た、ロール金型を1回転以上させてマイクロレンズアレ
イを製造するように構成すれば、製造すべきマイクロレ
ンズアレイの微小レンズ面の数よりも少ない数の圧痕を
形成するだけで金型を成形することができる。したがっ
て、本実施例では、大型の装置を必要とすることなく、
広い範囲に亘って多数の微小レンズ面が形成されたマイ
クロレンズアレイを迅速に製造することができる。
As described above, in this embodiment, the microlens array is manufactured using the roll mold formed by the indentation method in the apparatus shown in FIG. Therefore, when manufacturing a microlens array having a large number of microlens surfaces formed over a wide range, it is necessary to two-dimensionally move the mold base material over the same range as the microlens surface formation range. Unlike the related art, it is only necessary to move the mold base material one-dimensionally while rotating it, and it is not necessary to largely control the drive of the XY stage two-dimensionally in a plane. In addition, if the micro-lens array is manufactured by rotating the roll die one or more times, the die can be formed by forming only a small number of indentations less than the number of micro-lens surfaces of the micro-lens array to be manufactured. can do. Therefore, in this embodiment, without the need for a large device,
A microlens array having a large number of microlens surfaces formed over a wide range can be manufactured quickly.

【0023】なお、図1の圧子押圧装置において、支持
部材3および保持部材6に所要の変更を加えて回転ステ
ージ4の回転軸を直立させる(Z軸方向に沿って設定す
る)ことにより、円形平板状の金型母材の表面に圧痕を
形成することができる。また、円錐状の金型母材に対し
ても、その円錐の角度に応じて支持部材3、保持部材6
および回転ステージ4に所要の変更を加えて対応するこ
とが可能である。
In the indenter pressing device shown in FIG. 1, the support member 3 and the holding member 6 are changed as required to make the rotary shaft of the rotary stage 4 stand upright (set along the Z-axis direction), thereby obtaining a circular shape. Indentations can be formed on the surface of the flat mold base material. Also, for the conical mold base material, the supporting member 3 and the holding member 6 are set in accordance with the angle of the cone.
In addition, it is possible to cope by adding necessary changes to the rotating stage 4.

【0024】さらに、図1の圧子押圧装置において回転
ステージ4の回転軸を直立させ、数値例と同外径(50
mm)の円形平板状の金型母材の表面に数値例と同様の
圧痕加工を螺旋状に施す場合、外周の圧痕加工での各ス
テージの速度設定は数値例と同様になる。もしこの加工
を従来技術にしたがってXYステージのみで行うと、X
Yステージの制御が煩雑になるばかりでなく、XYステ
ージの送り機構の正逆転時に発生するバックラッシュ等
により前述の精度で圧痕加工を行うことは非常に困難と
なる。
Further, in the indenter pressing device shown in FIG. 1, the rotation axis of the rotary stage 4 is set upright, and the outer diameter (50
mm), when the same indentation processing as in the numerical example is spirally performed on the surface of the circular flat plate-shaped mold base material, the speed setting of each stage in the outer peripheral indentation processing is the same as the numerical example. If this processing is performed only on the XY stage according to the prior art, X
Not only does the control of the Y stage become complicated, but it becomes very difficult to perform the indentation processing with the accuracy described above due to backlash or the like generated when the feed mechanism of the XY stage rotates in the forward or reverse direction.

【0025】また、図1の圧子押圧装置では、移動ステ
ージ2をXY平面において二次元的に移動可能に構成
し、圧痕加工時には移動ステージ2をX軸方向に駆動
し、圧子7の駆動軸線と金型母材5の中心軸線との調整
に際して移動ステージ2をY軸方向に駆動している。し
かしながら、移動ステージ2をX軸方向にのみ移動可能
に構成することもできる。この場合、圧子7の駆動軸線
と金型母材5の中心軸線とが交わるように調整するため
の調整機構が必要となる。なお、本発明は、凸レンズ、
凹レンズ、プリズムなどのマイクロレンズが複数配列さ
れたマイクロレンズアレイの製造に適用可能である。
In the indenter pressing device shown in FIG. 1, the moving stage 2 is configured to be movable two-dimensionally in the XY plane, and when the indentation is processed, the moving stage 2 is driven in the X-axis direction. The moving stage 2 is driven in the Y-axis direction when adjusting with the center axis of the mold base material 5. However, the moving stage 2 can be configured to be movable only in the X-axis direction. In this case, an adjusting mechanism for adjusting the drive axis of the indenter 7 so that the center axis of the mold base material 5 intersects is required. Incidentally, the present invention is a convex lens,
The present invention is applicable to the manufacture of a microlens array in which a plurality of microlenses such as a concave lens and a prism are arranged.

【0026】[0026]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
圧痕法により成形されたロール金型を用いてマイクロレ
ンズアレイを製造するので、大型の装置を必要とするこ
となく、広い範囲に亘って多数の微小レンズ面が形成さ
れたマイクロレンズアレイを迅速に製造することができ
る。
As described above, according to the present invention,
Since a microlens array is manufactured using a roll mold formed by an indentation method, a microlens array having a large number of microlens surfaces formed over a wide area can be quickly formed without requiring a large-sized device. Can be manufactured.

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

【図1】本発明の実施例にかかるマイクロレンズアレイ
の製造方法において用いられるロール金型を成形するた
めの圧子押圧装置の構成を概略的に示す図である。
FIG. 1 is a view schematically showing a configuration of an indenter pressing device for molding a roll die used in a method of manufacturing a microlens array according to an embodiment of the present invention.

【図2】一対のロール金型を用いた押出成形法によりマ
イクロレンズアレイを製造する方法を説明する図であ
る。
FIG. 2 is a diagram illustrating a method of manufacturing a microlens array by an extrusion method using a pair of roll dies.

【図3】樹脂シートの表面上でロール金型を回転移動さ
せることにより樹脂シートの表面にマイクロレンズアレ
イを製造する方法を説明する図である。
FIG. 3 is a diagram illustrating a method of manufacturing a microlens array on the surface of a resin sheet by rotating a roll die on the surface of the resin sheet.

【図4】従来のマイクロレンズアレイの製造方法で用い
られている圧子押圧装置の構成を概略的に示す斜視図で
ある。
FIG. 4 is a perspective view schematically showing a configuration of an indenter pressing device used in a conventional microlens array manufacturing method.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 定盤 2 移動ステージ 3 支持部材 4 回転ステージ 5 金型母材 6 保持部材 7 圧子 8 圧子駆動部 9 コラム 10 制御部 15 ロール金型 16 溶融樹脂 17 押出機 18 樹脂シート 19 ロール金型 41 金型母材 42 XYステージ 44 ムービングコイル 45 圧子 46 制御部 REFERENCE SIGNS LIST 1 surface plate 2 moving stage 3 support member 4 rotation stage 5 mold base material 6 holding member 7 indenter 8 indenter drive unit 9 column 10 control unit 15 roll mold 16 molten resin 17 extruder 18 resin sheet 19 roll mold 41 mold Mold base material 42 XY stage 44 Moving coil 45 Indenter 46 Control unit

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 複数の微小レンズ面を有するマイクロレ
ンズアレイの製造方法において、 円筒形状の金型母材表面に複数の圧痕を形成することに
よってロール金型を成形し、 前記ロール金型の前記複数の圧痕の形状を光学部材に転
写することによって前記複数の微小レンズ面を形成する
ことを特徴とするマイクロレンズアレイの製造方法。
1. A method of manufacturing a microlens array having a plurality of microlens surfaces, wherein a roll mold is formed by forming a plurality of indentations on the surface of a cylindrical mold base material; A method of manufacturing a microlens array, wherein the plurality of microlens surfaces are formed by transferring shapes of a plurality of indentations to an optical member.
【請求項2】 前記光学部材の表面と前記ロール金型の
円筒表面とを所定の圧力で当接させながら前記光学部材
上において前記ロール金型を回転移動させることによっ
て、前記ロール金型の円筒表面に形成された前記複数の
圧痕の形状を前記光学部材の表面に転写することを特徴
とする請求項1に記載のマイクロレンズアレイの製造方
法。
2. The roll mold cylinder is rotated by rotating the roll mold on the optical member while bringing the surface of the optical member into contact with the cylindrical surface of the roll mold at a predetermined pressure. The method according to claim 1, wherein the shapes of the plurality of indentations formed on the surface are transferred to the surface of the optical member.
【請求項3】 製造すべきマイクロレンズアレイの複数
の微小レンズ面に対応する複数の微小曲面が形成された
円筒表面を有するロール金型であって、 前記ロール金型の複数の微小曲面は、全体として円筒形
状を有する金型母材の円筒表面に対して前記微小曲面に
対応する形状の先端部を有する圧子を押圧することによ
って形成された複数の圧痕であることを特徴とするロー
ル金型。
3. A roll mold having a cylindrical surface on which a plurality of minute curved surfaces corresponding to a plurality of minute lens surfaces of a micro lens array to be manufactured, wherein the plurality of minute curved surfaces of the roll mold are: A roll mold comprising a plurality of indentations formed by pressing an indenter having a tip portion having a shape corresponding to the minute curved surface against a cylindrical surface of a mold base material having a cylindrical shape as a whole. .
【請求項4】 全体として円筒形状を有する金型母材を
保持し、該金型母材の中心軸線を回転軸として前記金型
母材を回転させるための回転ステージと、 前記金型母材の円筒表面に形成すべき圧痕の形状に対応
した形状の先端部を有する圧子を保持し、前記圧子の先
端部を前記金型母材の円筒表面に押圧するために所定の
軸線に沿って前記圧子を往復駆動するための圧子駆動手
段と、 前記回転ステージによって保持された前記金型母材と前
記圧子駆動手段によって保持された前記圧子とを前記金
型母材の中心軸線に沿って相対移動させるための相対移
動手段とを備え、 前記金型母材を回転させるとともに前記金型母材と前記
圧子とを相対移動させながら前記圧子の先端部を前記金
型母材の円筒表面に押圧することによって、製造すべき
マイクロレンズアレイの複数の微小レンズ面に対応する
複数の圧痕が形成された円筒表面を有するロール金型を
成形することを特徴とする圧子押圧装置。
4. A rotating stage for holding a mold base material having a cylindrical shape as a whole and rotating the mold base material around a central axis of the mold base material as a rotation axis; Holding an indenter having a tip having a shape corresponding to the shape of an indentation to be formed on the cylindrical surface, and pressing the tip of the indenter against the cylindrical surface of the mold base along a predetermined axis to press the tip of the indenter against the cylindrical surface of the mold base material. Indenter driving means for reciprocatingly driving the indenter; and relative movement of the mold base material held by the rotary stage and the indenter held by the indenter driving means along a central axis of the mold base material. A relative moving means for causing the tip of the indenter to press against the cylindrical surface of the mold base while rotating the mold base and moving the mold base and the indenter relative to each other. Microphones to be manufactured by An indenter pressing device characterized by forming a roll mold having a cylindrical surface on which a plurality of indentations corresponding to a plurality of microlens surfaces of a lens array are formed.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100385261C (en) * 2001-05-09 2008-04-30 浜松光子学株式会社 Manufacturing method of optical lens
JP2008273149A (en) * 2007-05-07 2008-11-13 Toshiba Mach Co Ltd Roll for transferring and molding microlens, method and apparatus for manufacturing the roll, and optical microlens sheet
WO2011004922A1 (en) * 2009-07-07 2011-01-13 도레이첨단소재 주식회사 Method for fabricating lens shape of roll for optical film fabrication roll and optical film fabrication roll in which lens shape is formed by using same
JP2019055551A (en) * 2017-09-22 2019-04-11 富士ゼロックス株式会社 Optical member manufacturing apparatus and optical member manufacturing method

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100385261C (en) * 2001-05-09 2008-04-30 浜松光子学株式会社 Manufacturing method of optical lens
US7561335B2 (en) 2001-05-09 2009-07-14 Hamamatsu Photonics K.K. Optical lens and semiconductor laser apparatus
JP2008273149A (en) * 2007-05-07 2008-11-13 Toshiba Mach Co Ltd Roll for transferring and molding microlens, method and apparatus for manufacturing the roll, and optical microlens sheet
US7837461B2 (en) 2007-05-07 2010-11-23 Toshiba Kikai Kabushiki Kaisha Microlens transcription molding roller and manufacturing method thereof
US7988444B2 (en) 2007-05-07 2011-08-02 Toshiba Kikai Kabushiki Kaisha Microlens transcription molding roller and manufacturing method thereof
WO2011004922A1 (en) * 2009-07-07 2011-01-13 도레이첨단소재 주식회사 Method for fabricating lens shape of roll for optical film fabrication roll and optical film fabrication roll in which lens shape is formed by using same
CN101943819B (en) 2009-07-07 2012-03-21 东丽先端素材株式会社 A method of producing lens pattern on roll for producing optical film and roll for producing optical film with the lens pattern therefrom
US8510951B2 (en) 2009-07-07 2013-08-20 Toray Advanced Materials Korea Inc. Method for producing a lens pattern on roll
JP2019055551A (en) * 2017-09-22 2019-04-11 富士ゼロックス株式会社 Optical member manufacturing apparatus and optical member manufacturing method

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