(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
先端部に転写面を有するポンチが押圧されて前記転写面で多数の圧痕の形成された金型の前記圧痕を光学素子材料に転写してマイクロレンズアレイを製造するマイクロレンズアレイ用金型の製造方法において、前記ポンチは、前記転写面の形状が、前記押圧方向と平行な中心軸に対して、非軸対称形状に形成されているマイクロレンズアレイ用金型の製造方法であって、
前記ポンチは、所定の部材に当該ポンチで形成した単独の圧痕と当該ポンチの形状との関係を所定間隔のポイントでマッピングして測定された形状データに基づいて、前記転写面が１次補正加工された後、当該１次補正加工されたポンチを使用して複数配列した状態に形成した圧痕のうち、周囲を圧痕に囲まれた任意の圧痕の形状と前記１次補正加工された前記ポンチの形状との関係を所定間隔のポイントでマッピングして測定された形状データに基づいて、前記転写面が２次補正加工されていることを特徴とするマイクロレンズアレイ用金型の製造方法。
【請求項２】
前記ポンチと前記圧痕の形状は、接触または非接触のプローブを用いてスキャンしてマッピングすることにより、あるいは光干渉計を用いて面評価を行ってマッピングすることにより計測されることを特徴とする請求項１記載のマイクロレンズアレイ用金型の製造方法。
【請求項３】
前記ポンチは、少なくとも前記転写面が、セラミックス、超硬合金、またはサーメットのいずれかの材料で形成されていることを特徴とする請求項１または２記載のマイクロレンズアレイ用金型の製造方法。
【請求項４】
前記１次補正加工及び前記２次補正加工が、少なくとも３軸以上の制御機構を有する加工機により、前記形状データによって作成された加工データに基づいて作成されたツールパスを発生させて行われることを特徴とする請求項１記載のマイクロレンズアレイ用金型の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【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用金型の製造方法に関し、詳細には、レーザ方式のディジタル複写機、レーザプリンタやファクシミリ装置の光学走査系及びビデオカメラ等の光学機器や光ディスク等に適用されるマイクロレンズアレイ用の金型を形成するマイクロレンズアレイ用金型の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
マイクロレンズアレイの製造方法としては、圧痕法を利用したものが知られている。圧痕法では、金型に対してポンチ（圧子）を所定の荷重で押圧して圧痕を所定の間隔で金型に多数形成し、この金型を利用して、射出成形、圧縮成形、注型成形等により、マイクロレンズが形成される。
【０００３】
ポンチを押圧して作成された圧痕の形状は、ポンチの転写面の形状とは一致しない。その原因としては、ポンチの転写率によるものと、隣接する圧痕による干渉によるものが考えられる。
【０００４】
その結果、このような金型母材を使用して製造されたマイクロレンズアレイの精度も、意図する精度を得ることができないという問題があった。
【０００５】
そこで、従来、金型母材の表面を鏡面加工し、該鏡面に対し、先端が微小な凸状面とされたポンチを押し込み装置により垂直に連続ストロークさせると共に、前記金型母材を前記ストローク方向と直角方向に多数回走査移動させ、金型母材表面に多数の凹状面のマイクロレンズ型要素を格子状配列で隣接して形成するマイクロレンズの金型加工法において、前記ポンチの凸状面の曲率半径（Ｒ１）と、前記曲率半径（Ｒ１）で形成される前記レンズ型要素の凹状面の近似曲率半径（Ｒ２）との関係を実験的に求め、ポンチを超硬合金で構成すると共に、その先端に、曲率半径（Ｒ１）と（Ｒ２）の前記関係に基づき、所望の曲率半径（Ｒ２）のレンズ型要素を形成するための凸状面を形成し、前記ポンチを、試験的に金型母材表面に切り込ませて複数のレンズ型要素を格子状配列で隣接して形成し、周囲をレンズ型要素で囲まれた任意のレンズ型要素の凹状面の、半径方向に沿った測定ラインでの面高誤差を測定し、前記面高誤差を補正量に置換えて前記ポンチの凸状面を補正加工し、該補正加工したポンチを使用してマイクロレンズの金型を加工することを特徴とするマイクロレンズの金型加工法が提案されている（特開平６−１５４９３４号公報参照）。
【０００６】
このマイクロレンズアレイの金型加工法は、ポンチと圧痕の曲率半径の関係によって形成されたポンチによって、複数の圧痕を形成して、周囲を圧痕で囲まれた任意の圧痕の半径方向にそった測定ラインでの面高誤差を測定し、この誤差を補正量に置き換えてポンチを補正加工することを行って精度を出そうとしている。
【０００７】
また、従来、圧子を型母材の表面に押圧して複数の圧痕を形成し、前記圧痕の形状を光学部材に転写して複数の微小曲面を形成するマイクロレンズアレイの製造方法において、前記圧痕を形成する際に、前記圧子の押圧方向の軸に関して前記圧子を所定角度回転させてから前記型母材の表面に押圧する工程を含むことを特徴とするマイクロレンズアレイの製造方法が提案されている（特開平９−３２３３５３号公報参照）。
【０００８】
すなわち、このマイクロレンズアレイの製造方法は、圧子を押圧方向の軸から所定角度回転させて金型母材の表面に押圧して、歪方向をばらつかせて、マイクロレンズアレイの精度の向上を図っている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来のマイクロレンズアレイの製造方法にあっては、レンズアレイの各レンズとレンズアレイ形状全体を高精度に作成するには、なお改良の必要があった。
【００１０】
すなわち、周囲の圧痕からの干渉を受けた圧痕の形状は、圧痕の配列状態に大きく依存しており、通常は圧痕全面に一様に干渉の影響があるわけではないので、いびつな形状、すなわちポンチの押圧方向と平行な軸に対して回転対称な形状にはなっていない。したがって、特開平６−１５４９３４号公報記載のマイクロレンズアレイの製造方法のように曲率半径や半径方向にそった測定ラインでの測定結果のみでは、充分な補正をかけることが困難であり、マイクロレンズアレイを高精度に製造するうえで、改良の必要があった。
【００１１】
また、特開平９−３２３３５３号公報記載のマイクロレンズアレイの製造方法にあっては、圧子を押圧方向の軸から所定角度回転させ、金型母材の表面に押圧を繰り返すことで、方向性がなく拡散性の良いマイクロレンズアレイを製作しようとしている。
【００１２】
ところが、圧子の押圧方向を変えて押圧を繰り返して、押圧により発生する塑性変形量が圧痕の全ての方向で均一化させるためには、押圧回数を極端に多くする必要があり、生産性が悪いとともに、生産性を向上させるために押圧回数を制限すると、形成される圧痕の形状精度が悪化し、製造されるマイクロレンズアレイの精度が悪化するという問題があった。
【００１４】
請求項１記載の発明は、先端部に転写面を有するポンチが押圧されて転写面で多数の圧痕の形成された金型の圧痕を光学素子材料に転写してマイクロレンズアレイを製造するに際して、ポンチの転写面の形状を、押圧方向と平行な中心軸に対して、非軸対称形状に形成し、かつ、ポンチを、所定の部材に当該ポンチで形成した単独の圧痕と当該ポンチの形状との関係を所定間隔のポイントでマッピングして測定された形状データに基づいて、転写面を１次補正加工した後、当該１次補正加工したポンチを使用して複数配列した状態に形成した圧痕のうち、周囲を圧痕に囲まれた任意の圧痕の形状と１次補正加工したポンチの形状との関係を所定間隔のポイントでマッピングして測定した形状データに基づいて、転写面が２次補正加工されたものとすることにより、ポンチと圧痕の形状の関係を捉え、当該関係によってポンチを補正加工することで、転写面が、押圧方向と平行な中心軸に対して、非軸対称の形状のポンチを得て、高精度なマイクロレンズアレイを製造することのできる金型を形成することのできるマイクロレンズアレイ用金型の製造方法を提供することを目的としている。
【００１７】
請求項２記載の発明は、ポンチと圧痕の形状を、接触または非接触のプローブを用いてスキャンしてマッピングすることで、あるいは、光干渉計を用いて面評価を行ってマッピングすることで、計測することにより、ポンチと圧痕の形状の面全体の情報を得て、高精度なマイクロレンズアレイを製造することのできる金型を形成することのできるマイクロレンズアレイ用金型の製造方法を提供することを目的としている。
【００１８】
請求項３記載の発明は、ポンチの少なくとも転写面を、セラミックス、超硬合金、または、サーメットのいずれかの材料で形成することにより、ポンチを金型に押圧するときにポンチの塑性変形をなくすとともに、ポンチの摩耗も抑え、ポンチの耐久性を向上させて、高精度の転写を繰り返し行うことのできるマイクロレンズアレイ用金型の製造方法を提供することを目的としている。
【００１９】
請求項４記載の発明は、ポンチの１次補正加工及び２次補正加工を、少なくとも３軸以上の制御機構を有する加工機で、形状データによって作成された加工データに基づいて作成されたツールパスを発生させて行うことにより、ポンチの押圧方向と平行なポンチ本体の中心軸に対してポンチの転写面の形状が軸対称形状でないポンチを適切に得て、高精度なマイクロレンズアレイの製造に使用する金型を形成することのできるマイクロレンズアレイ用金型の製造方法を提供することを目的としている。
【００２７】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明のマイクロレンズアレイ用金型の製造方法は、先端部に転写面を有するポンチが押圧されて前記転写面で多数の圧痕の形成された金型の前記圧痕を光学素子材料に転写してマイクロレンズアレイを製造するマイクロレンズアレイ用金型の製造方法において、前記ポンチは、前記転写面の形状が、前記押圧方向と平行な中心軸に対して、非軸対称形状に形成されているマイクロレンズアレイ用金型の製造方法であって、前記ポンチは、所定の部材に当該ポンチで形成した単独の圧痕と当該ポンチの形状との関係を所定間隔のポイントでマッピングして測定された形状データに基づいて、前記転写面が１次補正加工された後、当該１次補正加工されたポンチを使用して複数配列した状態に形成した圧痕のうち、周囲を圧痕に囲まれた任意の圧痕の形状と前記１次補正加工された前記ポンチの形状との関係を所定間隔のポイントでマッピングして測定された形状データに基づいて、前記転写面が２次補正加工されていることにより、上記目的を達成している。
【００３２】
上記構成によれば、ポンチを、所定の部材に当該ポンチで形成した単独の圧痕と当該ポンチの形状との関係を所定間隔のポイントでマッピングして測定された形状データに基づいて、転写面を１次補正加工した後、当該１次補正加工したポンチを使用して複数配列した状態に形成した圧痕のうち、周囲を圧痕に囲まれた任意の圧痕の形状と１次補正加工したポンチの形状との関係を所定間隔のポイントでマッピングして測定した形状データに基づいて、転写面が２次補正加工されたものとしているので、ポンチと圧痕の形状の関係を捉え、当該関係によってポンチを補正加工することで所望の形状のポンチを得ることができ、高精度なマイクロレンズアレイを製造することのできる金型を形成することができる。
【００３３】
また、例えば、請求項２に記載するように、前記ポンチと前記圧痕の形状は、接触または非接触のプローブを用いてスキャンしてマッピングすることにより、あるいは光干渉計を用いて面評価を行ってマッピングすることにより計測されてもよい。
【００３４】
上記構成によれば、ポンチと圧痕の形状を、接触または非接触のプローブを用いてスキャンしてマッピングすることで、あるいは、光干渉計を用いて面評価を行ってマッピングすることで、計測しているので、ポンチと圧痕の形状の面全体の情報を得ることができ、高精度なマイクロレンズアレイを製造することのできる金型を形成することができる。
【００３５】
さらに、例えば、請求項３に記載するように、前記ポンチは、少なくとも前記転写面が、セラミックス、超硬合金、またはサーメットのいずれかの材料で形成されていてもよい。
【００３６】
上記構成によれば、ポンチの少なくとも転写面を、セラミックス、超硬合金、または、サーメットのいずれかの材料で形成しているので、ポンチを金型に押圧するときにポンチの塑性変形をなくすことができるとともに、ポンチの摩耗も抑えることができ、ポンチの耐久性を向上させて、高精度の転写を繰り返し行うことができる。
【００３７】
また、例えば、請求項４に記載するように、前記１次補正加工及び前記２次補正加工が、少なくとも３軸以上の制御機構を有する加工機により、前記形状データによって作成された加工データに基づいて作成されたツールパスを発生させて行われるようにしてもよい。
【００３８】
上記構成によれば、ポンチの１次補正加工及び２次補正加工を、少なくとも３軸以上の制御機構を有する加工機で、形状データによって作成された加工データに基づいて作成されたツールパスを発生させて行うので、ポンチの押圧方向と平行なポンチ本体の中心軸に対してポンチの転写面の形状が軸対称形状でないポンチを適切に得ることができ、高精度なマイクロレンズアレイの製造に使用する金型を形成することができる。
【００４９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下に述べる実施の形態は、本発明の好適な実施の形態であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。
【００５０】
図１〜図１４は、本発明のマイクロレンズアレイ用金型の製造方法の一実施の形態を示す図であり、図１は、本発明のマイクロレンズアレイ用金型の製造方法の一実施の形態を適用したマイクロレンズアレイ用金型の製造装置としての押圧装置１の正面概略構成図である。
【００５１】
図１において、押圧装置１は、ヘッド２の先端（図１の下端）部分にポンチ３が着脱可能に装着・固定されており、ポンチ３は、ヘッド２により垂直下方に押圧される。
【００５２】
ポンチ３の下方には、マイクロレンズアレイ成形用の金型４がステージ５に固定されており、ステージ５は、ベース６上に取り付けられている。ステージ５は、位置決め装置７により移動及び位置決めされ、ステージ５が移動及び位置決めされることで、ステージ５に固定されている金型４が所定の位置に移動して、その金型４にポンチ３を押圧することで、金型４に配列した圧痕を形成する。
【００５３】
次に、本実施の形態の作用を説明する。押圧装置１を使用して、金型４にマイクロレンズアレイを転写するための圧痕を以下のようにして形成する。
【００５４】
まず、ポンチ３として、球面加工された転写面を有するＳｉＣセラミックスにＣＶＤ（気相成長：Chemical Vapor Deposition ）−ＳｉＣコーティングされたポンチ３を用意する。ポンチ３の少なくともその先端部の転写面は、他のセラミックス、超硬合金、サーメットで形成されていてもよい。このポンチ３を使用して、隣接した圧痕から影響を受けていない単独の圧痕を、対象とする金型４と同じ材料で同じ表面状態の面に作成する。
【００５５】
ポンチ３と作成された圧痕の形状を、ダイヤモンドスタイラス等の接触式プローブを用いて、図２のように全面にわたってスキャンを行い、マッピングした形状データを得る。なお、図２は、ポンチ３の形状を接触式プローブでスキャンしている状態の模式図である。ポンチ３と圧痕の形状データを得るには、接触式プローブの代わりに、レーザ光を用いた非接触プローブで同様にマッピングした形状データを得てもよいし、あるいは、図３に示すように、光による干渉計でポンチ３と圧痕のマッピングした形状データを得てもよい。
【００５６】
このポンチ３と圧痕の形状データの間隔は、必要とされる精度により決定されるが、間隔が細かいほどマッピングした形状データは面の情報に近づくことはいうまでもないが、本実施の形態では、直径０．５ｍｍの圧痕に対して、０．０１ｍｍの間隔で形状データを得た。この形状データは、例えば、直交３軸の座標において、それぞれのポイントにおいて、（ｘ，ｙ，ｚ）の座標値の形になっている。
【００５７】
このポンチ３と圧痕の形状の関係から、所望の圧痕形状になるようにポンチ３の形状を決定して１次補正加工を行う。この１次補正加工での補正量は、上記測定で得られた圧痕形状と所望の圧痕形状との誤差及びポンチ３と圧痕との形状の変化率（成形加工でいう収縮率に該当するもの）を考慮して決定する。例えば、ポンチ３のあるＹ断面での形状を次式（１）であらわす場合、Ｒ、ｋ、ａ1、ａ2、・・・、ａnが補正のかかった値となる。
【００５８】
【数１】
0003969697.tif 000002
ここで、Ｒは、中心Ｒ、ｋ、ａ1、ａ2、・・・、ａnは、定数である。
【００５９】
ポンチ３の１次補正加工は、決定したポンチ３の形状を元にＮＣデータを作成して、そのＮＣデータに基づいてＸＹＺ等の３軸の制御を行い、Ｚ軸に固定されたスピンドルによって回転する小径砥石の加工点が所望の軌跡を通るようにツールパスを発生させてポンチ３の研削加工を行う。この場合の回転する小径砥石のツールパスの一例としては、図４に示すように、ＸＹの動きで右から左へ砥石を移動させ、Ｚ方向（紙面に垂直方向）に切り込みを与える。このポンチ３の１次補正加工においては、１ライン加工すると、下方向にピックして次のラインの加工を行い、加工中に、ポンチ３を回転させない。これは、軸に対して対称でない非軸対称形状を加工するためにこのような構成をとっている。
【００６０】
次に、上述のようにして補正（１次補正）加工されたポンチ３を使用して、例えば、図５から図７に示すように、圧痕１０〜１２を対象とする金型４と同じ材料で同じ表面状態の面に、配列した状態に形成し、周囲を圧痕１０〜１２に囲まれた任意の圧痕１０〜１２の形状を測定する。この圧痕１０〜１２の形状測定では、一個以上の圧痕１０〜１２を測定するが、測定する圧痕１０〜１２の個数は、その転写精度のバラツキや仕様の精度等から決定する。例えば、測定する圧痕１０〜１２としては、図５及び図６に示すように、２次元で配列された圧痕１０、１１においては、図５の圧痕１０ａ、１０ｂ、図６の圧痕１１ａ、１１ｂのいずれかの圧痕１０、１１であり、図７に示すように、１次元で配列された圧痕１２においては、図７の圧痕１２ａ、１２ｂ、１２ｃのいずれかである。
【００６１】
周囲を圧痕１０〜１２に囲まれた圧痕１０ａ、１０ｂ、圧痕１１ａ、１１ｂ、圧痕１２ａ、１２ｂ、１２ｃ等は、周囲の圧痕１０〜１２によって干渉を受けて単独で形成した圧痕と形状が異なっている。例えば、２つの圧痕をテスト的に並べて形成して、当該２つ形成した圧痕の左側の圧痕の形状誤差を測定したところ、図８に示すような圧痕形状誤差を示した。図８から分かるように、この左側の圧痕のさらに左側には圧痕は存在せず、圧痕が存在しているため、当該圧痕の右側には右側だけが干渉を受けており、形状誤差が圧痕の左右で異なっている。このような周囲の圧痕の干渉は、周囲の圧痕が存在する方向の干渉が最も強く、周囲の圧痕が存在しない方向の干渉が最も弱いか、または、干渉の影響を受けない。したがって、周囲の圧痕からの干渉の影響を受けた圧痕の形状は、非軸対称形状となる。
【００６２】
そこで、上記同様に、ポンチ３と作成された圧痕の形状を、ダイヤモンドスタイラス等の接触式プローブを用いて、図２に示したように、全面にわたってスキャンを行い、マッピングした形状データを取得する。この場合も、接触式プローブの代わりに、レーザ光を用いた非接触プローブで同様にマッピングした形状データを得てもよいし、また、光による干渉計で、図３に示したように、ポンチ３と圧痕のマッピングした形状データを得てもよい。
【００６３】
そして、上記同様に、ポンチ３と圧痕の形状の関係から、所望の圧痕形状になるようにポンチ３の形状を決定して２次補正加工を行う。この２次補正加工も上記１次補正と同様な加工方法によって行う。ポンチ３には、必要に応じて研磨加工を施し、形状精度の向上を図る。このときの金型４に形成される所望の圧痕形状は、圧痕の形成された金型４によって作成されるマイクロレンズ形状が所望の形状になるように補正された形状になっている。すなわち、マイクロレンズ形状と圧痕形状の関係から補正加工を行い、圧痕形状とポンチ３形状の関係から補正加工を行うことが必要となる。
【００６４】
なお、ポンチ３と圧痕の形状の関係を充分に把握することで、１次補正加工と２次補正加工に分けないで補正加工を一度に行うようにしてもよい。
【００６５】
２次補正加工では、非軸対称形状の転写面を有するポンチ３が作成され、このポンチ３を図１に示した押圧装置１のヘッド２に固定して、例えば、図９に示すような、１次元で複数配列した圧痕２０ａ、２０ｂ、または、図１０に示すような、２次元で複数配列した圧痕２１ａ、２１ｂを、金型４に形成する。
【００６６】
この場合、ポンチ３の先端と金型４が接触してからポンチ３を２０μｍ降下させて、直径０．５ｍｍの圧痕を形成し、その後、０．５ｍｍピッチで次々と圧痕を形成して、例えば、図９に示すような、１次元で複数配列した直径０．５ｍｍの圧痕２０ａ、２０ｂ、または、図１０に示すような、２次元で複数配列した２１ａ、２１ｂを形成する。なお、図９及び図１０おいて、金型４に形成された圧痕２０ａ、２０ｂ、２１ａ、２１ｂのうち、周囲を圧痕２０ａ、２０ｂ、２１ａ、２１ｂに囲まれていない圧痕２０ｂ、２１ｂは、所望の形状精度が得られていないため、有効域以外に作成することによって、有効域内の圧痕２０ａ、２１ａは、すべて周囲の圧痕２０ａ、２０ｂ、２１ａ、２１ｂからの干渉の影響を受けて所望の形状精度になっている。
【００６７】
このような圧痕２０ａ、２０ｂ、２１ａ、２１ｂの形成された金型４を用いて、プラスチックあるいはガラス等の光学素子材料に当該圧痕２０ａ、２０ｂ、２１ａ、２１ｂの形状を転写してマイクロレンズアレイを作成すると、図１１及び図１２に示すようなマイクロレンズアレイ３０、３１を作成することができる。そして、作成されたマイクロレンズアレイ３０、３１は、図１１及び図１２に示すように、有効域内は所望の形状精度が得られている圧痕２０ａ及び圧痕２１ａが転写されているため、高精度のマイクロレンズアレイ３０、３１を得ることができる。作成されたマイクロレンズアレイ３０、３１の有効域以外には、所望の形状が得られていない圧痕２０ｂ、２１ｂが転写されるため、マイクロレンズ３０、３１も所望の形状精度になっていない。このような有効域外の所望の精度がでていないマイクロレンズ３０、３１からの光がマイクロレンズアレイ３０、３１の光学性能を低下させるおそれがあるため、図１３及び図１４にその概念図で示すように、図示しないアパーチャー等によってマイクロレンズ３０、３１の有効域外を光学的に無効にする（図１３、図１４で、黒丸で表示）ことで、マイクロレンズ３０、３１の有効域外からの光を遮断する。したがって、高精度なマイクロレンズアレイを製造することができる。
【００６８】
以上、本発明者によってなされた発明を好適な実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上記のものに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【００７０】
【発明の効果】
請求項１記載の発明のマイクロレンズアレイ用金型の製造方法によれば、先端部に転写面を有するポンチが押圧されて転写面で多数の圧痕の形成された金型の圧痕を光学素子材料に転写してマイクロレンズアレイを製造するに際して、ポンチの転写面の形状を、押圧方向と平行な中心軸に対して、非軸対称形状に形成しているので、金型に対して周囲の圧痕からの干渉を受けた圧痕を精度良く形成することができる。しかも、ポンチを、所定の部材に当該ポンチで形成した単独の圧痕と当該ポンチの形状との関係を所定間隔のポイントでマッピングして測定された形状データに基づいて、転写面を１次補正加工した後、当該１次補正加工したポンチを使用して複数配列した状態に形成した圧痕のうち、周囲を圧痕に囲まれた任意の圧痕の形状と１次補正加工したポンチの形状との関係を所定間隔のポイントでマッピングして測定した形状データに基づいて、転写面が２次補正加工されたものとしているので、ポンチと圧痕の形状の関係を捉え、当該関係によってポンチを補正加工することで前記非軸対称形状のポンチを得ることができ、高精度なマイクロレンズアレイを製造することのできる金型を形成することができる。
【００７３】
請求項２記載のマイクロレンズアレイ用金型の製造方法によれば、ポンチと圧痕の形状を、接触または非接触のプローブを用いてスキャンしてマッピングすることで、あるいは、光干渉計を用いて面評価を行ってマッピングすることで、計測しているので、ポンチと圧痕の形状の面全体の情報を得ることができ、高精度なマイクロレンズアレイを製造することのできる金型を形成することができる。
【００７４】
請求項３記載のマイクロレンズアレイ用金型の製造方法によれば、ポンチの少なくとも転写面を、セラミックス、超硬合金、または、サーメットのいずれかの材料で形成しているので、ポンチを金型に押圧するときにポンチの塑性変形をなくすことができるとともに、ポンチの摩耗も抑えることができ、ポンチの耐久性を向上させて、高精度の転写を繰り返し行うことができる。
【００７５】
請求項４記載のマイクロレンズアレイ用金型の製造方法によれば、ポンチの１次補正加工及び２次補正加工を、少なくとも３軸以上の制御機構を有する加工機で、形状データによって作成された加工データに基づいて作成されたツールパスを発生させて行うので、ポンチの押圧方向と平行なポンチ本体の中心軸に対してポンチの転写面の形状が軸対称形状でないポンチを適切に得ることができ、高精度なマイクロレンズアレイの製造に使用する金型を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のポンチ、マイクロレンズアレイ用金型の製造方法、マイクロレンズアレイ用金型の製造装置、金型及びマイクロレンズアレイの一実施の形態を適用した押圧装置の正面概略構成図。
【図２】図１のポンチと作成された圧痕の形状を接触式プローブで形状測定している状態の概念図。
【図３】図１のポンチと作成された圧痕の形状を光による干渉計で形状測定している状態の概念図。
【図４】図１のポンチを１次補正加工（研削加工）している状態の概念図。
【図５】図４の１次補正加工されたポンチで金型に形成された圧痕の一例を示す図。
【図６】図４の１次補正加工されたポンチで金型に形成された圧痕の他の例を示す図。
【図７】図４の研削補正加工されたポンチで金型に形成された圧痕のさらに他の例を示す図。
【図８】隣接する圧痕による圧痕形状誤差を位置変化で示す図。
【図９】金型に１次元に配列して形成された圧痕の一例を示す図。
【図１０】金型に２次元に配列して形成された圧痕の一例を示す図。
【図１１】図９の圧痕が転写されて形成されたマイクロレンズアレイの平面図。
【図１２】図１０の圧痕が転写されて形成されたマイクロレンズアレイの平面図。
【図１３】図１１のマイクロレンズアレイの有効域外を光学的に無効した状態の平面図。
【図１４】図１２のマイクロレンズアレイの有効域外を光学的に無効した状態の平面図。
【符号の説明】
１  押圧装置
２  ヘッド
３  ポンチ
４  金型
５  ステージ
６  ベース
７  位置決め装置
１０〜１２  圧痕
１０ａ、１０ｂ、１１ａ、１１ｂ、１２ａ〜１２ｃ  圧痕
２０ａ、２０ｂ、２１ａ、２１ｂ  圧痕
３０、３１  マイクロレンズアレイ
【図１】
0003969697.tif 000003
【図２】
0003969697.tif 000004
【図３】
0003969697.tif 000005
【図４】
0003969697.tif 000006
【図５】
0003969697.tif 000007
【図６】
0003969697.tif 000008
【図７】
0003969697.tif 000009
【図８】
0003969697.tif 000010
【図９】
0003969697.tif 000011
【図１０】
0003969697.tif 000012
【図１１】
0003969697.tif 000013
【図１２】
0003969697.tif 000014
【図１３】
0003969697.tif 000015
【図１４】
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