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マイクロレンズアレイの成形型の研削方法およびその装置 実績あり

国内特許コード P110003064
整理番号 Y02-P252
掲載日 2011年6月15日
出願番号 特願2002-317191
公開番号 特開2004-148454
登録番号 特許第3938540号
出願日 平成14年10月31日(2002.10.31)
公開日 平成16年5月27日(2004.5.27)
登録日 平成19年4月6日(2007.4.6)
発明者
  • 鈴木 浩文
出願人
  • 独立行政法人科学技術振興機構
発明の名称 マイクロレンズアレイの成形型の研削方法およびその装置 実績あり
発明の概要

【課題】多数のマイクロレンズを凝集して構成したマイクロレンズアレイの成形型を精密に研削する研削加工方法を提供する。
【解決手段】工作物を工作物スピンドルに取り付け、その工作物スピンドルの回転軸に対して直角または傾斜させて設置した研削スピンドルに設けた研削砥石を工作物に押しつけ、さらに、工作物スピンドルの回転軸と工作物の加工点の中心との距離を一定にたもちながら、回転する工作物の回転と同じ方向に、かつ、同じ速度で前記研削砥石を旋回させて凹面の球面形状の穴を加工することを特徴とするマイクロレンズアレイの成形型の研削方法。
【選択図】 図1

従来技術、競合技術の概要
多数のマイクロレンズを凝集して構成したマイクロレンズアレイは情報伝達量の大容量化や、次世代半導体露光装置における露光の微細化を実現することが可能であるため、その開発と高精度化が期待されている。
近年光通信デバイスの情報伝達量の大容量化や、次世代半導体露光装置における露光の微細化が進んでいる。これを実現するために有望視されているのが、特に多数のマイクロレンズを凝集したマイクロレンズアレイである。このマイクロレンズアレイを精密に量産するには、多数の凹面形状の穴が凝集されたマイクロレンズアレイレンズ成形型を用いて射出成形またはガラスプレス法を用いて量産する必要がある。この重要なマイクロレンズアレイ成形型として、特許文献1、非特許文献1に記載されているもの等が従来の代表的な精密加工方法である。
【0003】
【特許文献1】
特開平12-246614号公報(請求項1)
【非特許文献1】
2001年度精密学会学術講演論文集139ページ
【0004】
前記特許文献1に記載されたものは、軟らかい金属材料の型しか鏡面加工できず、さらに穴の形にそって全面をスキャンするため多数のレンズ穴を加工する場合には膨大な加工時間を要する等の問題がある。
【0005】
また、前記非特許文献1に開示されている加工方法を要約して述べると、図9に示すように、工作物の被加工面をΔX、ΔYのピッチで碁盤目状に分割し、それぞれの点を通過するように直線補間することにより、先端が円弧形状になったアールバイトをX方向に駆動する。さらにΔYの送りを与えてバイトを同様にX方向に駆動し、これらの一連の走査を繰り返して多数のレンズ形状を創成する。この際、アールバイトの刃先を切削点が円弧状に移動するため、刃先が円弧形状となったアールバイトの切れ刃半径とバイトのすくい角を考慮に入れて、複雑なバイトの軌跡を計算する必要がある。またこの従来法では工具に単結晶ダイヤモンドバイトを用いるため金属材料の型しか鏡面加工できず、強いては、成形レンズ材料は成形温度が低いプラスチックしか不可能である。また全面をスキャンするため膨大な加工時間を要するなど問題点がある。
産業上の利用分野
本発明は、多数の凹面形状の球面で構成される複雑形状の工作物を高精度に加工する精密加工方法に関するものであり、特に多数のマイクロレンズを凝集して構成したマイクロレンズアレイの成形型を精密に研削する研削加工方法およびその装置に関するものである。
特許請求の範囲 【請求項1】工作物を工作物スピンドルに取り付け、その工作物スピンドルの回転軸に対して直角または傾斜させて設置した研削スピンドルに設けた研削砥石を工作物に押しつけ、さらに、工作物スピンドルの回転軸と前記研削砥石による工作物側の加工痕の中心との距離を一定に保ちつつ、前記工作物の加工痕の回転と研削砥石の駆動軌跡が一致するように同期させながら研削砥石を制御して回転するとともに、同時に前記加工痕に切り込みを与えるようにして工作物上に凹面の球面形状の穴を研削することを特徴とするマイクロレンズアレイの成形型の研削方法。
【請求項2】前記穴加工を、工作物の位置を変えて一連の動作を複数回繰り返すことにより、複数の凹面で構成され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成形型の研削方法。
【請求項3】前記研削砥石は、工作物スピンドルの回転軸と研削スピンドルの回転軸がなす角が直角の場合は、研削砥石として円盤状または球状の研削砥石のいずれか一つを用いて研削することを特徴とする請求項1または請求項2に記載のマイクロレンズアレイの成形型の研削方法。
【請求項4】前記研削砥石は、工作物スピンドルの回転軸と研削スピンドルの回転軸がなす角が45度の場合は、研削砥石として円柱状または楕円体状または球状の研削砥石のいずれか一つを用いて研削することを特徴とする請求項1または請求項2に記載のマイクロレンズアレイの成形型の研削方法。
【請求項5】前記研削砥石と工作物の間に遊離砥粒を附加して加工することを特徴とする請求項1~請求項4のいずれかに記載のマイクロレンズアレイの成形型の研削方法。
【請求項6】前記請求項1~5に記載した研削方法に使用する研削装置であって、同装置は、工作物を保持する工作物スピンドルと、X軸方向、Y軸方向、Z軸方向に移動するテーブル上に設けられ、かつ、その工作物スピンドルの回転軸に対して直角または傾斜させて配置可能な研削スピンドルと、この研削スピンドルに取り付けた状態で工作物に対して押し付けることができる研削砥石と、前記スピンドルの回転軸と前記研削砥石による工作物側の加工痕の中心との距離を一定に保ちつつ前記工作物の加工痕の回転と研削砥石の駆動軌跡一致するように同期しながら研削砥石を制御するとともに同時に加工痕に切り込みを与える制御手段を備えていること特徴とするマイクロレンズアレイの成形型の研削装置。
産業区分
  • 切削
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2002317191thum.jpg
出願権利状態 権利存続中
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