專利名稱：透鏡成型裝置以及透鏡成型方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及能夠以高精度且低成本成形為具有復(fù)雜形狀的透鏡的透鏡成型裝置 以及透鏡成型方法。
背景技術(shù)：
一直以來，作為制造透鏡的最普通的技術(shù)，例如，使用專利文獻1記載那樣的利用 研磨加工的方法。在專利文獻1中公開了如下方法將研磨皿預(yù)先加工成具有與應(yīng)加工的 透鏡形狀相反關(guān)系的形狀，將該研磨皿向玻璃坯料推壓，并將研磨粉供給到研磨皿和玻璃 坯料的間隙中，進行研磨。
另外，隨著要求光學系統(tǒng)的高性能化，透鏡加工的高精度化和非球面形狀的透鏡 加工技術(shù)變得越來越重要。但是，在專利文獻1所記載的研磨加工方法中，難以加工成非球 面的透鏡形狀。因此，為了修正各種光學象差例如球面象差、彗形象差、像散等，需要組合多 個玻璃透鏡，存在制造成本非常高的問題。
相對于此，例如，在專利文獻2中公開了一種混合透鏡，在玻璃透鏡母材上接合樹 脂層，由此，能夠使厚度偏差性大且非球面量大。圖16是表示專利文獻2中記載的混合透 鏡200的剖視圖?；旌贤哥R200具有在球面玻璃透鏡母材202的一面?zhèn)然騼擅娼雍狭送饷?形狀為非球面的樹脂層203的結(jié)構(gòu)。球面玻璃透鏡母材202可以是凸透鏡、凹透鏡中的任 一種。透鏡的有效直徑范圍內(nèi)的樹脂層203的最大厚度Tmax為Imm 10mm，優(yōu)選為2mm 8mm的范圍。這樣，混合透鏡200具有存在厚度的樹脂層203，能夠使厚度偏差性變大且非 球面量變大。
專利文獻1 日本國公開特許公報“特開昭62-203744號公報(
公開日1987年9 月8日)”
專利文獻2 日本國公開特許公報“特開2005-60657號公報(
公開日2005年3 月10日)”
但是，在上述專利文獻2所記載的技術(shù)中，為了使混合透鏡200的非球面量變大， 需要形成玻璃透鏡母材202以及樹脂層203的樹脂材料。因此，導(dǎo)致象差修正所需要的透 鏡個數(shù)增加，成本變高。另外，在專利文獻2所記載的技術(shù)中，難以制造非球面量大的非球 面透鏡等的具有復(fù)雜形狀的透鏡。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于上述問題而提出的，其目的在于實現(xiàn)能夠以高精度且低成本成形為 具有復(fù)雜形狀的透鏡的透鏡成型裝置以及透鏡成型方法。
為了解決上述問題，本發(fā)明的透鏡成型裝置具有基板；供給單元，向所述基板上 供給電介質(zhì)；模具，具有用于在所述電介質(zhì)上轉(zhuǎn)印透鏡形狀的轉(zhuǎn)印面；轉(zhuǎn)印單元，將所述轉(zhuǎn) 印面推壓到所述電介質(zhì)上，在所述電介質(zhì)上轉(zhuǎn)印透鏡形狀；硬化單元，使所述轉(zhuǎn)印面所推壓 的所述電介質(zhì)硬化，成形為透鏡，其特征在于，具有電場形成單元，該電場形成單元在所述模具和所述基板之間形成電場。
根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，具有用于轉(zhuǎn)印透鏡形狀的轉(zhuǎn)印面的模具利用轉(zhuǎn)印單元被推壓到由 供給單元供給到基板上的電介質(zhì)上，由此，在電介質(zhì)上轉(zhuǎn)印有透鏡形狀，進而，利用硬化單 元將電介質(zhì)硬化，成形為透鏡。在此，利用電場形成單元在模具和基板之間形成電場，所以， 由于靜電引力，電介質(zhì)被吸引到轉(zhuǎn)印面。此時，電介質(zhì)的形狀為朝向轉(zhuǎn)印面的上端較細的尖 形，所以，在將轉(zhuǎn)印面推壓到電介質(zhì)上時，在轉(zhuǎn)印面和電介質(zhì)之間難以進入氣泡。由此，能夠 將高精度的透鏡形狀轉(zhuǎn)印在電介質(zhì)上。另外，由于電場的形成而產(chǎn)生的靜電引力在轉(zhuǎn)印面 的中心最強，因而在轉(zhuǎn)印面被推壓到電介質(zhì)上的狀態(tài)下，電介質(zhì)被向轉(zhuǎn)印面的中心部吸引， 在模具的側(cè)面不附著電介質(zhì)。因此，不需要如下操作在模具的側(cè)面附著有電介質(zhì)的狀態(tài)下 使電介質(zhì)硬化的情況下，削除在透鏡形狀的周圍形成的凸部分。因此，能夠?qū)崿F(xiàn)以高精度且 低成本地成形為具有復(fù)雜形狀的透鏡的透鏡成型裝置。
為了解決上述問題，本發(fā)明的透鏡成型方法包括供給工序，在基板上供給電介 質(zhì)；轉(zhuǎn)印工序，將具有用于在所述電介質(zhì)上轉(zhuǎn)印透鏡形狀的轉(zhuǎn)印面的模具的所述轉(zhuǎn)印面推 壓到所述電介質(zhì)上，在所述電介質(zhì)上轉(zhuǎn)印透鏡形狀；硬化工序，使所述轉(zhuǎn)印面所推壓的所述 電介質(zhì)硬化，成形為透鏡，其特征在于，還包括電場形成工序，在將所述轉(zhuǎn)印面推壓到所述 電介質(zhì)上時，在所述模具和所述基板之間形成電場。
根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，在供給工序中，在基板上供給電介質(zhì)，在轉(zhuǎn)印工序中，推壓具有用 于轉(zhuǎn)印透鏡形狀的轉(zhuǎn)印面的模具，從而在電介質(zhì)上轉(zhuǎn)印透鏡形狀，進而，在硬化工序中，電 介質(zhì)被硬化，成形為透鏡。在此，上述方法具有在模具和基板之間形成電場的電場形成工 序，在電場形成工序中，利用靜電引力，將電介質(zhì)吸引到轉(zhuǎn)印面。此時，電介質(zhì)的形狀為朝向 轉(zhuǎn)印面的上端較細的尖形，所以，在將轉(zhuǎn)印面推壓到電介質(zhì)上時，在轉(zhuǎn)印面和電介質(zhì)之間難 以進入氣泡。由此，能夠?qū)⒏呔鹊耐哥R形狀轉(zhuǎn)印到電介質(zhì)上。因此，能夠?qū)崿F(xiàn)以高精度且 低成本成形為具有復(fù)雜形狀的透鏡的透鏡成型方法。
如上所述，本發(fā)明的透鏡成型裝置具有基板；供給單元，向所述基板上供給電介 質(zhì)；模具，具有用于在所述電介質(zhì)上轉(zhuǎn)印透鏡形狀的轉(zhuǎn)印面；轉(zhuǎn)印單元，將所述轉(zhuǎn)印面推壓 到所述電介質(zhì)上，在所述電介質(zhì)上轉(zhuǎn)印透鏡形狀；硬化單元，使所述轉(zhuǎn)印面所推壓的所述電 介質(zhì)硬化，成形為透鏡，其中，還具有電場形成單元，該電場形成單元在所述模具和所述基 板之間形成電場。另外，本發(fā)明的透鏡成型方法包括供給工序，在基板上供給電介質(zhì)；轉(zhuǎn) 印工序，將具有用于在所述電介質(zhì)上轉(zhuǎn)印透鏡形狀的轉(zhuǎn)印面的模具的所述轉(zhuǎn)印面推壓到所 述電介質(zhì)上，在所述電介質(zhì)上轉(zhuǎn)印透鏡形狀；硬化工序，使所述轉(zhuǎn)印面所推壓的所述電介質(zhì) 硬化，成形為透鏡，其中，還包括電場形成工序，在將所述轉(zhuǎn)印面推壓到所述電介質(zhì)上時， 在所述模具和所述基板之間形成電場。因此，能夠發(fā)揮以高精度且低成本成形為具有復(fù)雜 形狀的透鏡的透鏡成型裝置以及透鏡成型方法。


圖1是表示本發(fā)明實施方式的透鏡成型裝置的結(jié)構(gòu)的剖視圖。
圖2是表示在上述透鏡成型裝置中在絕緣基板上供給了電介質(zhì)樹脂的狀態(tài)的剖 視圖。
圖3是表示在上述透鏡成型裝置中電介質(zhì)樹脂以位于絕緣基板和金屬模的轉(zhuǎn)印面之間的方式設(shè)置的狀態(tài)的剖視圖。
圖4是表示在上述透鏡成型裝置中在金屬模和絕緣基板之間形成了電場的狀態(tài) 的剖視圖。
圖5是表示在上述透鏡成型裝置中金屬模的轉(zhuǎn)印面被推壓到電介質(zhì)樹脂上的狀 態(tài)的剖視圖。
圖6是表示在上述透鏡成型裝置中形成了單面透鏡的狀態(tài)的剖視圖。
圖7(a)是表示在金屬模和絕緣基板之間形成有電場時金屬模、電介質(zhì)樹脂以及 絕緣基板的帶電狀態(tài)的圖。
圖7(b)是表示在金屬模和絕緣基板之間形成有電場時作用在金屬模、電介質(zhì)樹 脂以及絕緣基板上的力的圖。
圖8是表示在金屬模和絕緣基板之間形成有電場時的電力線的圖。
圖9是表示在金屬模的側(cè)面附著有電介質(zhì)樹脂的狀態(tài)的剖視圖。
圖10(a)是表示金屬模的轉(zhuǎn)印面的中心和電介質(zhì)樹脂的中心錯開的狀態(tài)的剖視 圖。
圖10(b)是表示在金屬模和絕緣基板之間形成電場從而將電介質(zhì)樹脂向轉(zhuǎn)印面 的中心吸引的狀態(tài)的剖視圖。
圖11是表示本發(fā)明實施方式的變形例的透鏡成型裝置的結(jié)構(gòu)的剖視圖。
圖12是表示本發(fā)明實施方式的其他變形例的透鏡成型裝置的結(jié)構(gòu)的剖視圖。
圖13是表示本發(fā)明實施方式的又一變形例的透鏡成型裝置的結(jié)構(gòu)的剖視圖。
圖14是表示本發(fā)明實施方式的又一變形例的透鏡成型裝置的結(jié)構(gòu)的剖視圖。
圖15(a)是表示本發(fā)明實施例的透鏡成型工序的照片。
圖15(b)是表示本發(fā)明實施例的透鏡成型工序的照片。
圖15(c)是表示本發(fā)明實施例的透鏡成型工序的照片。
圖15(d)是表示本發(fā)明實施例的透鏡成型工序的照片。
圖15(e)是表示本發(fā)明實施例的透鏡成型工序的照片。
圖16是表示以往的混合透鏡的剖視圖。
其中，附圖標記說明如下
1金屬模(模具)
Ia轉(zhuǎn)印面
2絕緣基板(基板)
3載物臺
4電源(電場形成單元)
5開關(guān)
6UV照射裝置(硬化單元)
7分配器(供給單元)
8電介質(zhì)樹脂(電介質(zhì))
9支撐裝置(轉(zhuǎn)印單元)
11金屬模(模具)
Ila轉(zhuǎn)印面
18單面透鏡(透鏡)
21金屬模(模具)
21a轉(zhuǎn)印面
31金屬模(第二模具)
31a轉(zhuǎn)印面(第二轉(zhuǎn)印面)
41金屬模(第一模具)
41a轉(zhuǎn)印面(第一轉(zhuǎn)印面)
100透鏡成型裝置
110透鏡成型裝置
120透鏡成型裝置
130透鏡成型裝置
140透鏡成型裝置具體實施方式
以下，基于圖1 圖14對本發(fā)明的一個實施方式進行說明。
[透鏡成型裝置的結(jié)構(gòu)]
圖1是表示本實施方式的透鏡成型裝置100的結(jié)構(gòu)的剖視圖。透鏡成型裝置100 具有金屬模1、絕緣基板2、載物臺3、電源4、開關(guān)5、UV照射裝置6以及支撐裝置9，由供給 在絕緣基板2上的電介質(zhì)樹脂成形為透鏡。
金屬模1相當于技術(shù)方案中記載的模具。金屬模1設(shè)置在絕緣基板2的上方，具 有用于在電介質(zhì)樹脂上轉(zhuǎn)印透鏡形狀的轉(zhuǎn)印面la。轉(zhuǎn)印面Ia與絕緣基板2對置，在轉(zhuǎn)印 面Ia的中心部形成有非球面形狀的凹部。絕緣基板2放置在載物臺3上。載物臺3在中 央部設(shè)置有圓形的孔，在該孔的下方設(shè)置有UV照射裝置6。
金屬模1經(jīng)由開關(guān)5連接在電源4上。在本實施方式中，電源4為直流電源，開關(guān) 5接通(ON)，從而能夠在金屬模1上施加直流電壓。另一方面，載物臺3被接地。
支撐裝置9是能夠使金屬模1移動的可動體，能夠使金屬模1在圖中上下移動。此 外，支撐裝置9相當于技術(shù)方案中所記載的轉(zhuǎn)印單元。
[透鏡的成型工序]
接著，參照圖2 圖6對透鏡成型裝置100中的透鏡的成型工序進行說明。
首先，如圖2所示，使用分配器7，在絕緣基板2上供給電介質(zhì)樹脂8。電介質(zhì)樹脂 8是通過照射UV而硬化的光硬化樹脂。該工序相當于技術(shù)方案中所記載的供給工序，分配 器7相當于技術(shù)方案中所記載的供給單元。
接著，如圖3所示，以位于絕緣基板2和金屬模1的轉(zhuǎn)印面Ia之間的方式設(shè)置電 介質(zhì)樹脂8。在該狀態(tài)下，利用支撐裝置9使金屬模1向下方移動。
接著，如圖4所示，將開關(guān)5接通(ON)，在金屬模1上施加直流電壓。此時，如后所 述，在金屬模1和絕緣基板2之間形成電場，利用靜電引力，電介質(zhì)樹脂8被吸引到金屬模1 的轉(zhuǎn)印面la。另外，利用UV照射裝置6向電介質(zhì)樹脂8照射UV。此外，電源4以及UV照 射裝置6分別相當于技術(shù)方案中所記載的電場形成單元以及硬化單元。
支撐裝置9使金屬模1進一步下降，由此，如圖5所示，金屬模1的轉(zhuǎn)印面Ia被推壓到電介質(zhì)樹脂8上，電介質(zhì)樹脂8緊貼在轉(zhuǎn)印面Ia上。由此，透鏡形狀轉(zhuǎn)印到電介質(zhì)樹 月旨8上。在該狀態(tài)下，利用UV照射裝置6向電介質(zhì)樹脂8照射UV，由此，電介質(zhì)樹脂8硬 化。
在使電介質(zhì)樹脂8充分硬化后，如圖6所示，將開關(guān)5切斷(OFF)，支撐裝置9使金 屬模1上升。由此，形成具有非球面形狀的單面透鏡18。
在本實施方式中，如圖4所示，在使金屬模1接近電介質(zhì)樹脂8時，在金屬模1和 絕緣基板2之間產(chǎn)生電場。此時，電介質(zhì)樹脂8的形狀為上端較細的尖形，因此，在電介質(zhì) 樹脂8最初與金屬模1的轉(zhuǎn)印面Ia接觸的時刻，接觸面積非常小。然后，電介質(zhì)樹脂8和 轉(zhuǎn)印面Ia的接觸部分從最初的接觸位置慢慢向其周圍擴展，所以，將轉(zhuǎn)印面Ia推壓到電介 質(zhì)樹脂8上時，在轉(zhuǎn)印面Ia和電介質(zhì)樹脂8之間難以進入氣泡。因此，與在金屬模1和絕 緣基板2之間不產(chǎn)生電場的情況下在電介質(zhì)樹脂8上轉(zhuǎn)印透鏡形狀的情況相比，能夠?qū)⒏?精度的透鏡形狀轉(zhuǎn)印在電介質(zhì)樹脂8上。
伴隨著光學系統(tǒng)的高性能化，要求透鏡形狀具有nm級的精度。但是，在對非球面 量大的透鏡或邊緣部分形狀復(fù)雜的透鏡進行成形的情況下，當在金屬模1和絕緣基板2之 間不施加電場而將轉(zhuǎn)印面Ia推壓到電介質(zhì)樹脂8上時，在轉(zhuǎn)印面Ia和電介質(zhì)樹脂8之間 產(chǎn)生無數(shù)Pm級的氣泡。相對于此，在本實施方式中，在轉(zhuǎn)印面Ia和電介質(zhì)樹脂8之間幾 乎不產(chǎn)生氣泡，所以，能夠成形為能應(yīng)對光學系統(tǒng)的高性能化的透鏡。
另外，在所形成的透鏡的厚度或下垂量大的情況下，在金屬模1和絕緣基板2之間 不施加電場的狀態(tài)下，由于重力或表面張力的作用，電介質(zhì)樹脂8難以沿著轉(zhuǎn)印面Ia進行 追隨，所以，難以將轉(zhuǎn)印面Ia的形狀轉(zhuǎn)印到電介質(zhì)樹脂8上。相對于此，在本實施方式中， 在金屬模1和絕緣基板2之間形成電場，由此，產(chǎn)生比電介質(zhì)樹脂8的重力以及表面張力大 的靜電引力，所以，電介質(zhì)樹脂8被吸引到轉(zhuǎn)印面la，能夠?qū)⑥D(zhuǎn)印面Ia的形狀高精度地轉(zhuǎn)印 到電介質(zhì)樹脂8上。
關(guān)于形成電場的定時，在本實施方式中，如圖4 圖5所示，在金屬模1開始下降 之后到電介質(zhì)樹脂8的硬化完成的期間，形成了電場，但并不限于此。例如，可以僅在電介 質(zhì)樹脂8接觸到轉(zhuǎn)印面Ia之后至電介質(zhì)樹脂8緊貼在轉(zhuǎn)印面Ia上的期間形成電場。此 外，如本實施方式所示，在UV照射時也繼續(xù)形成電場，從而電介質(zhì)樹脂8更緊貼在轉(zhuǎn)印面Ia 上，所以，能夠成形為更高精度的透鏡形狀。
另外，關(guān)于照射UV的定時，如圖5所示，可以在電介質(zhì)樹脂8完全緊貼在轉(zhuǎn)印面Ia 上之后照射UV。
[形成電場帶來的作用效果]
接著，對在金屬模1和絕緣基板2之間形成電場時電介質(zhì)樹脂8的形狀成為尖形 的原理進行說明。
圖7(a)是表示在金屬模1和絕緣基板2之間形成了電場時金屬模1、電介質(zhì)樹脂 8以及絕緣基板2的帶電狀態(tài)的圖，圖7(b)是在金屬模1和絕緣基板2之間形成了電場時 作用在金屬模1、電介質(zhì)樹脂8以及絕緣基板2上的力的圖。此外，在圖7中，為了便于說 明，設(shè)電介質(zhì)樹脂8的形狀為矩形。
如圖7(a)所示，利用電源4在金屬模1上施加直流電壓，所以，金屬模1帶正電。 另外，由于電介質(zhì)樹脂8為絕緣體，所以，借助電介質(zhì)極化，電介質(zhì)樹脂8的與金屬模1對置的部分(上側(cè))帶負電，電介質(zhì)樹脂8的與金屬模1對置的部分的相反側(cè)的部分(下側(cè)) 帶正電。同樣，絕緣基板2的與電介質(zhì)樹脂8的接觸面帶負電，絕緣基板2的與電介質(zhì)樹脂 8的接觸面的相反側(cè)的面帶正電。由此，金屬模1作為陽極發(fā)揮功能，絕緣基板2作為陰極 發(fā)揮功能。
這樣，由于金屬模1和電介質(zhì)樹脂8的上側(cè)帶相反極性的電，所以，如圖7(b)的上 方向箭頭所示，產(chǎn)生將電介質(zhì)樹脂8向金屬模1吸引的靜電引力。此外，當向電介質(zhì)樹脂8 照射UV時，由于硬化收縮，產(chǎn)生下方向箭頭以及橫向箭頭所示的收縮力。但是，該收縮力小 于靜電引力，所以，其結(jié)果是電介質(zhì)樹脂8被吸引到金屬模1。
此外，對于所形成的電場的強度來說，以由于電場而產(chǎn)生的靜電引力大于重力與 電介質(zhì)樹脂8的收縮力之和的方式，與電介質(zhì)樹脂8的介電常數(shù)匹配地適當設(shè)定即可。
圖8是表示在金屬模1和絕緣基板2之間形成有電場時的電力線。電力線在金屬 模1的轉(zhuǎn)印面Ia的中心最強，越遠離中心越弱。因此，如圖4所示，電介質(zhì)樹脂8成為朝向 轉(zhuǎn)印面Ia的凹部前端變細的形狀。
此外，在金屬模1和絕緣基板2之間不產(chǎn)生電場而將轉(zhuǎn)印面Ia推壓到電介質(zhì)樹脂 8上的情況下，如圖9的圓內(nèi)所示，往往在金屬模1的側(cè)面附著有電介質(zhì)樹脂8。在該狀態(tài) 下使電介質(zhì)樹脂8硬化時，在透鏡形狀的周圍形成有凸部分，所以，需要在后面的工序中削 除該凸部分。
在此，如圖8所示，在金屬模1的側(cè)面，電力線變長，所以，金屬模1的側(cè)面的靜電 引力比金屬模1的轉(zhuǎn)印面Ia處的靜電引力弱。因此，在轉(zhuǎn)印面Ia被推壓到電介質(zhì)樹脂8 上的狀態(tài)下，電介質(zhì)樹脂8被向轉(zhuǎn)印面Ia的中心部吸引，不會在金屬模1的側(cè)面附著電介 質(zhì)樹脂8。由此，不需要削除如圖9所示的形成在透鏡形狀的周圍的凸部分，所以，與在金屬 模1的側(cè)面附著有電介質(zhì)樹脂8的情況相比，能夠節(jié)約電介質(zhì)樹脂8的材料30%左右。因 此，材料的裕度增大，能夠降低制造成本。
另外，在透鏡成型裝置100中，即便供給電介質(zhì)樹脂8的位置即使稍微偏移，也能 夠高精度地將透鏡形狀轉(zhuǎn)印到電介質(zhì)樹脂8上。圖10 (a)是表示金屬模1的轉(zhuǎn)印面Ia的 中心和電介質(zhì)樹脂8的中心錯開距離R的狀態(tài)的剖視圖。即使在該狀態(tài)下，如圖10(b)所 示，將開關(guān)5接通(ON)，在金屬模1和絕緣基板2之間形成電場，由此，電介質(zhì)樹脂8被向轉(zhuǎn) 印面Ia的中心吸引，所以，使電介質(zhì)樹脂8緊貼在轉(zhuǎn)印面Ia上。這樣，在本實施方式中，即 使供給電介質(zhì)樹脂8的位置偏移，也能夠進行電介質(zhì)樹脂8的自對準。具體地說，相當于金 屬模1的轉(zhuǎn)印面Ia的中心和電介質(zhì)樹脂8的中心的偏移量的距離R若為電介質(zhì)樹脂8的 直徑的1/3左右以下，則能夠使電介質(zhì)樹脂8緊貼在轉(zhuǎn)印面Ia上。
[透鏡成型裝置的變形例]
接著，參照圖11 圖14，對本實施方式的變形例進行說明。
圖11是表示本實施方式的變形例的透鏡成型裝置110的結(jié)構(gòu)的剖視圖。透鏡成 型裝置110是在圖1所示的透鏡成型裝置100中將金屬模1置換成金屬模11的結(jié)構(gòu)。在 金屬模11的轉(zhuǎn)印面Ila形成有凸部。由此，能夠在電介質(zhì)樹脂8上轉(zhuǎn)印凹形狀。
圖12是本實施方式的其他變形例的透鏡成型裝置120的結(jié)構(gòu)的剖視圖。透鏡成型 裝置120是在圖1所示的透鏡成型裝置100中將金屬模1置換成金屬模21的結(jié)構(gòu)。在金 屬模21的轉(zhuǎn)印面21a陣列狀地形成有多個凹部。由此，能夠成形為具有多個凸面的透鏡。
圖13是本實施方式的又一變形例的透鏡成型裝置130的結(jié)構(gòu)的剖視圖。透鏡成型 裝置130是在圖1所示的透鏡成型裝置100中將金屬模1置換成金屬模31的結(jié)構(gòu)。在金 屬模31的轉(zhuǎn)印面31a陣列狀地形成有多個凸部。由此，能夠成形為具有多個凹面的透鏡。
圖14是表示本實施方式的又一變形例的透鏡成型裝置140的結(jié)構(gòu)的剖視圖。透 鏡成型裝置140是在圖13所示的透鏡成型裝置130中將絕緣基板2以及載物臺3置換成 金屬模41并且將金屬模41接地的結(jié)構(gòu)。此外，金屬模31以及金屬模41分別相當于技術(shù) 方案中所記載的第二模具以及第一模具。
在透鏡成型裝置140中，向金屬模41的轉(zhuǎn)印面41a供給電介質(zhì)樹脂8。然后，使金 屬模41的轉(zhuǎn)印面41a和金屬模31的轉(zhuǎn)印面31a對置，將金屬模31的轉(zhuǎn)印面31a推壓到電 介質(zhì)樹脂8上，向電介質(zhì)樹脂8照射UV。此時，將開關(guān)5接通(ON)，在金屬模31和金屬模 41之間形成電場。由此，電介質(zhì)樹脂8緊貼在轉(zhuǎn)印面31a上，所以，能夠成形為具有高精度 的透鏡形狀的雙面透鏡。
[實施例]
為了確認利用本發(fā)明的透鏡成型裝置能夠成形為具有高精度的透鏡形狀的透鏡， 使用試制品進行了實驗。在試制品中，使用石英玻璃基板作為絕緣基板，作為用于在金屬模 和石英玻璃基板之間形成電場的電場形成單元，使用6kv的直流電源。
圖15(a) (e)是表示本實施例的透鏡成型工序的照片。
如圖15(a)所示，在石英玻璃基板上供給作為電介質(zhì)的光硬化樹脂。接著，如圖 15(b)所示，使金屬模的轉(zhuǎn)印面與光硬化樹脂對置，使金屬模下降，同時，在金屬模上施加 6kv的直流電壓。由此，在石英玻璃基板和金屬模之間形成電場，光硬化樹脂被吸引到轉(zhuǎn)印 面的中心。
此時，如圖15(c)所示，能夠確認光硬化樹脂的形狀為上端較細的尖形。接著，如 圖15(d)所示，光硬化樹脂和轉(zhuǎn)印面的接觸部分從轉(zhuǎn)印面的中心向外側(cè)擴展，如圖15(e)所 示，使光硬化樹脂和轉(zhuǎn)印面整體緊貼。另外，在圖15(e)中可知，光硬化樹脂不附著在金屬 模的側(cè)面。
[實施方式的概括]
在上述實施方式中，在金屬模上施加電壓，將絕緣基板接地，從而在金屬模和絕緣 基板之間形成了電場，但并不限于此。例如，也可以使金屬模接地而在絕緣基板上施加電 壓。另外，在圖14所示的透鏡成型裝置140中，也可以做成使金屬模31接地而在金屬模41 上施加電壓的結(jié)構(gòu)。
在上述的實施方式中，在金屬模和絕緣基板之間施加直流電壓，由此，在金屬模和 絕緣基板之間形成電場，但是，在金屬模和絕緣基板之間施加交流電壓，從而在金屬模和絕 緣基板之間形成電場也可以。
在上述的實施方式中，作為用于在電介質(zhì)樹脂上轉(zhuǎn)印透鏡形狀的模具，使用了金 屬模，但是，只要是能夠作為用于形成電場的電極發(fā)揮功能的材料即可，并不限于金屬模。
在上述的實施方式中，向電介質(zhì)樹脂照射UV從而使電介質(zhì)樹脂硬化，但并不限于 此。例如，也可以做成通過對電介質(zhì)樹脂加熱從而使電介質(zhì)樹脂硬化的結(jié)構(gòu)或通過對電介 質(zhì)玻璃進行冷卻從而使電介質(zhì)玻璃硬化的結(jié)構(gòu)。
在上述的實施方式中，對電介質(zhì)為光硬化樹脂的情況進行了說明，但并不限于此，例如也可以使用溶融玻璃作為電介質(zhì)。在該情況下，在高溫環(huán)境下形成電場，從而能夠使溶 融玻璃緊貼在金屬模的轉(zhuǎn)印面上，然后，對溶融玻璃進行冷卻使其硬化，從而能夠成形為透鏡。
本發(fā)明并不限于上述實施方式，能夠在技術(shù)方案的范圍內(nèi)進行各種變更。S卩，關(guān)于 將在技術(shù)方案中記載的范圍內(nèi)進行適當變更的技術(shù)手段進行組合而得到實施方式，也包含 在本發(fā)明的技術(shù)范圍內(nèi)。
在本發(fā)明的透鏡成型裝置中，所述電場形成單元也可以是在所述模具和所述基板 之間施加直流電壓的直流電源。
在本發(fā)明的透鏡成型裝置中，所述電場形成單元也可以是在所述模具和所述基板 之間施加交流電壓的交流電源。
在本發(fā)明的透鏡成型裝置中，具有第一模具，具有用于在電介質(zhì)上轉(zhuǎn)印透鏡形狀 的第一轉(zhuǎn)印面；第二模具，具有用于在電介質(zhì)上轉(zhuǎn)印透鏡形狀的第二轉(zhuǎn)印面，該第二轉(zhuǎn)印面 與所述第一轉(zhuǎn)印面對置；供給單元，在所述第一轉(zhuǎn)印面上供給所述電介質(zhì)；轉(zhuǎn)印單元，將所 述第二轉(zhuǎn)印面推壓到所述電介質(zhì)上，在所述電介質(zhì)上轉(zhuǎn)印透鏡形狀；硬化單元，使所述第二 轉(zhuǎn)印面所推壓的所述電介質(zhì)硬化，成形為透鏡，其特征在于，還具有在所述第一模具和所述 第二模具之間形成電場的電場形成單元。
根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，第二模具的第二轉(zhuǎn)印面利用轉(zhuǎn)印單元被推壓到由供給單元供給到 第一模具的第一轉(zhuǎn)印面上的電介質(zhì)上，由此，透鏡形狀轉(zhuǎn)印到電介質(zhì)上，進而，利用硬化單 元將電介質(zhì)硬化，從而成形為雙面透鏡。在此，由于通過電場形成單元在第一模具和第二模 具之間形成電場，所以，利用靜電引力，電介質(zhì)被吸引到第二轉(zhuǎn)印面。此時，由于電介質(zhì)的形 狀為朝向第二轉(zhuǎn)印面的上端較細的尖形，所以，在將第二轉(zhuǎn)印面推壓到電介質(zhì)上時，在第二 轉(zhuǎn)印面和電介質(zhì)之間難以進入氣泡。由此，能夠?qū)⒏呔鹊耐哥R形狀轉(zhuǎn)印在電介質(zhì)上。另 外，由于電場的形成而產(chǎn)生的靜電引力在轉(zhuǎn)印面的中心最強，因而在將轉(zhuǎn)印面推壓到電介 質(zhì)上的狀態(tài)下，電介質(zhì)被向轉(zhuǎn)印面的中心部吸引，在模具的側(cè)面不會附著電介質(zhì)。因此，不 需要如下操作在模具的側(cè)面附著有電介質(zhì)的狀態(tài)下使電介質(zhì)硬化的情況下，削除形成在 透鏡形狀的周圍的凸部分。因此，能夠?qū)崿F(xiàn)以高精度且低成本地成形為具有復(fù)雜形狀的透 鏡的透鏡成型裝置。
在本發(fā)明的透鏡成型裝置中，所述電場形成單元可以是在所述第一模具和所述第 二模具之間施加直流電壓的直流電源。
在本發(fā)明的透鏡成型裝置中，所述電場形成單元可以是在所述第一模具和所述第 二模具之間施加交流電壓的交流電源。
本發(fā)明的透鏡成型方法包括供給工序，向第一模具的第一轉(zhuǎn)印面上供給電介質(zhì)， 所述第一轉(zhuǎn)印面用于在所述電介質(zhì)上轉(zhuǎn)印透鏡形狀；轉(zhuǎn)印工序，將第二模具的第二轉(zhuǎn)印面 推壓到電介質(zhì)上，在所述電介質(zhì)上轉(zhuǎn)印透鏡形狀，所述第二轉(zhuǎn)印面用于在所述電介質(zhì)上轉(zhuǎn) 印透鏡形狀并且所述第二轉(zhuǎn)印面與所述第一轉(zhuǎn)印面對置；硬化工序，使所述第二轉(zhuǎn)印面所 推壓的所述電介質(zhì)硬化，成形為透鏡，其特征在于，包括電場形成工序，在將所述第二轉(zhuǎn)印 面推壓到所述電介質(zhì)上時，在所述第一模具和所述第二模具之間形成電場。
根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，在供給工序中，在第一模具的第一轉(zhuǎn)印面上供給電介質(zhì)，在轉(zhuǎn)印工 序中，推壓第二模具的第二轉(zhuǎn)印面，從而透鏡形狀轉(zhuǎn)印到電介質(zhì)上，進而，在硬化工序中使電介質(zhì)硬化，從而成形為雙面透鏡。在此，上述方法具有在第一模具和第二模具之間形成電 場的電場形成工序，在電場形成工序中，利用靜電引力將電介質(zhì)吸引到第二轉(zhuǎn)印面。此時， 電介質(zhì)的形狀為朝向第二轉(zhuǎn)印面的上端較細的尖形，因而，在將第二轉(zhuǎn)印面推壓到電介質(zhì) 上時，在第二轉(zhuǎn)印面和電介質(zhì)之間難以進入氣泡。由此，能夠?qū)⒏呔鹊耐哥R形狀轉(zhuǎn)印到電 介質(zhì)上。因此，能夠?qū)崿F(xiàn)以高精度且低成本成形為具有復(fù)雜形狀透鏡的透鏡成型方法。
在本發(fā)明的透鏡成型方法中，優(yōu)選在所述硬化工序期間也持續(xù)形成所述電場。
根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，將電介質(zhì)更緊貼在轉(zhuǎn)印面上，所以能夠成形為更高精度的透鏡形 狀。
產(chǎn)業(yè)上的可利用性
本發(fā)明能夠用于使用模具在電介質(zhì)上轉(zhuǎn)印特定的形狀的技術(shù)。
權(quán)利要求
1.一種透鏡成型裝置，具有 基板；供給單元，向所述基板上供給電介質(zhì)；模具，具有用于在所述電介質(zhì)上轉(zhuǎn)印透鏡形狀的轉(zhuǎn)印面；轉(zhuǎn)印單元，將所述轉(zhuǎn)印面推壓到所述電介質(zhì)上，在所述電介質(zhì)上轉(zhuǎn)印透鏡形狀；硬化單元，使所述轉(zhuǎn)印面所推壓的所述電介質(zhì)硬化，成形為透鏡，其特征在于，具有電場形成單元，該電場形成單元在所述模具和所述基板之間形成電場。
2.一種透鏡成型裝置，具有第一模具，具有用于在電介質(zhì)上轉(zhuǎn)印透鏡形狀的第一轉(zhuǎn)印面； 第二模具，具有用于在電介質(zhì)上轉(zhuǎn)印透鏡形狀的第二轉(zhuǎn)印面，該第二轉(zhuǎn)印面與所述第 一轉(zhuǎn)印面對置；供給單元，在所述第一轉(zhuǎn)印面上供給所述電介質(zhì)；轉(zhuǎn)印單元，將所述第二轉(zhuǎn)印面推壓到所述電介質(zhì)上，在所述電介質(zhì)上轉(zhuǎn)印透鏡形狀； 硬化單元，使所述第二轉(zhuǎn)印面所推壓的所述電介質(zhì)硬化，成形為透鏡，其特征在于， 具有電場形成單元，該電場形成單元在所述第一模具和所述第二模具之間形成電場。
3.如權(quán)利要求1所述的透鏡成型裝置，其特征在于，所述電場形成單元是在所述模具和所述基板之間施加直流電壓的直流電源。
4.如權(quán)利要求1所述的透鏡成型裝置，其特征在于，所述電場形成單元是在所述模具和所述基板之間施加交流電壓的交流電源。
5.如權(quán)利要求2所述的透鏡成型裝置，其特征在于，所述電場形成單元是在所述第一模具和所述第二模具之間施加直流電壓的直流電源。
6.如權(quán)利要求2所述的透鏡成型裝置，其特征在于，所述電場形成單元是在所述第一模具和所述第二模具之間施加交流電壓的交流電源。
7.—種透鏡的成型方法，具有 供給工序，在基板上供給電介質(zhì)；轉(zhuǎn)印工序，將具有用于在所述電介質(zhì)上轉(zhuǎn)印透鏡形狀的轉(zhuǎn)印面的模具的所述轉(zhuǎn)印面推 壓到所述電介質(zhì)上，在所述電介質(zhì)上轉(zhuǎn)印透鏡形狀；硬化工序，使所述轉(zhuǎn)印面所推壓的所述電介質(zhì)硬化，成形為透鏡，其特征在于，具有 電場形成工序，在將所述轉(zhuǎn)印面推壓到所述電介質(zhì)上時，在所述模具和所述基板之間 形成電場。
8.—種透鏡的成型方法，具有供給工序，向第一模具的第一轉(zhuǎn)印面上供給電介質(zhì)，所述第一轉(zhuǎn)印面用于在所述電介 質(zhì)上轉(zhuǎn)印透鏡形狀；轉(zhuǎn)印工序，將第二模具的第二轉(zhuǎn)印面推壓到電介質(zhì)上，在所述電介質(zhì)上轉(zhuǎn)印透鏡形狀， 所述第二轉(zhuǎn)印面用于在所述電介質(zhì)上轉(zhuǎn)印透鏡形狀并且所述第二轉(zhuǎn)印面與所述第一轉(zhuǎn)印 面對置；硬化工序，使所述第二轉(zhuǎn)印面所推壓的所述電介質(zhì)硬化，成形為透鏡，其特征在于，具有電場形成工序，在將所述第二轉(zhuǎn)印面推壓到所述電介質(zhì)上時，在所述第一模具和所述第二模具之間形成電場。
9.如權(quán)利要求7或8所述的透鏡成型方法，其特征在于， 在所述硬化工序期間也持續(xù)形成所述電場。
全文摘要
本發(fā)明涉及透鏡成型裝置以及透鏡成型方法。為了實現(xiàn)能以高精度且低成本成形的透鏡成型裝置及透鏡成型方法，本發(fā)明的透鏡成型裝置具有金屬模、絕緣基板、載物臺、電源、開關(guān)以及UV照射裝置。在絕緣基板上供給電介質(zhì)樹脂，將金屬模的轉(zhuǎn)印面推壓到電介質(zhì)樹脂上，從而在電介質(zhì)樹脂上轉(zhuǎn)印透鏡形狀。此時，利用電源向金屬模施加電壓，在金屬模和絕緣基板之間形成電場時，因靜電引力，電介質(zhì)樹脂以上端較細的尖形的狀態(tài)被吸引到金屬模的轉(zhuǎn)印面。由此，在轉(zhuǎn)印面和電介質(zhì)樹脂之間難以進入氣泡，所以能夠?qū)⒏呔鹊耐哥R形狀轉(zhuǎn)印到電介質(zhì)樹脂上。
文檔編號G02B3/02GK102029722SQ20101029862
公開日2011年4月27日 申請日期2010年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月30日
發(fā)明者仲橋孝博, 平野兼史, 花戶宏之, 重光學道 申請人:夏普株式會社