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JP2013256015A - Surface shape forming method, mold for forming microstructure, and method of manufacturing optical element - Google Patents

Surface shape forming method, mold for forming microstructure, and method of manufacturing optical element Download PDF

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JP2013256015A JP2012131773A JP2012131773A JP2013256015A JP 2013256015 A JP2013256015 A JP 2013256015A JP 2012131773 A JP2012131773 A JP 2012131773A JP 2012131773 A JP2012131773 A JP 2012131773A JP 2013256015 A JP2013256015 A JP 2013256015A
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Abstract

【課題】表面形状の成形方法において、湾曲している被加工面に複数の凹凸形状による微細構造を精度よく形成することができるようにする。
【解決手段】反射防止部を形成する表面形状の成形方法であって、シート状の弾性体からなり、反射防止部を反転させて再配置するとともに表面5cの面内方向に圧縮された形状が形成されたフィルム型5を型保持部材6の開口6aに配置するシート状型部材配置工程と、フィルム型5を引き伸ばし凸レンズ面1aの湾曲形状に合わせて湾曲変形させるシート状型部材変形工程と、UV硬化樹脂を配置して成形面部5Aを、凸レンズ面1aと近接する位置に移動するシート状型部材移動工程と、フィルム型5を押圧して凸レンズ面1aに押しつけるシート状型部材押圧工程と、UV硬化樹脂を硬化させる硬化工程と、硬化後にフィルム型5を凸レンズ面1aから離間させる離型工程と、を備える。
【選択図】図2
In a surface shape forming method, a fine structure having a plurality of uneven shapes can be accurately formed on a curved work surface.
A method of forming a surface shape for forming an antireflection portion, comprising a sheet-like elastic body, wherein the antireflection portion is reversed and rearranged, and a shape compressed in the in-plane direction of a surface 5c is provided. A sheet-shaped mold member disposing step of disposing the formed film mold 5 in the opening 6a of the mold holding member 6, and a sheet-shaped mold member deforming step of stretching the film mold 5 in accordance with the curved shape of the convex lens surface 1a; A sheet-shaped mold member moving step of moving the molding surface portion 5A to a position close to the convex lens surface 1a by arranging the UV curable resin, and a sheet-shaped mold member pressing step of pressing the film mold 5 against the convex lens surface 1a; A curing step of curing the UV curable resin, and a releasing step of separating the film mold 5 from the convex lens surface 1a after curing.
[Selection] Figure 2

Description

本発明は、表面形状の成形方法、微細構造形成用型、および光学素子の製造方法に関する。   The present invention relates to a surface shape molding method, a microstructure forming mold, and a method for manufacturing an optical element.

従来、例えばカメラ等の撮像レンズのレンズ面には、ゴーストやフレアなどの不要光の映り込みを防止するため、多層薄膜による反射防止膜が設けられていることが多い。
近年、このような多層薄膜によらない反射防止構造体として、レンズ表面に三角錐や四角錐などを単位とする微細構造を形成し、レンズ表面の近傍で屈折率変化が生じるようにした反射防止構造体が提案されている。また、このような微細構造によれば、光散乱構造体を構成することも可能である。
一方、被加工体の表面に微細な凹凸形状からなる微細構造を成形する表面形状の成形方法として、ナノインプリントが知られている。ナノインプリントでは、平面の型を用いて平面に転写するのが一般的であり、例えばレンズ面等、微細構造を成形すべき被加工面が湾曲している光学素子に微細構造を形成することはできなかった。
このため、湾曲面に微細な凹凸形状を形成するには、このような凹凸形状が反転した形状を成形型の湾曲面上に形成しておく必要があった。
例えば、特許文献1には、フォトリソグラフィにより微細構造に対応するフレキシブル基板の形成し、このフレキシブル基板を曲面構造体の表面に貼り付けることにより曲面母型を構成し、金属による電鋳を施すことにより金属微細構造体を形成する微細構造体の製造方法が記載されている。
また、特許文献1には、この金属微細構造体を金型に配置して、成形を行うことで、光散乱面を有するアウターレンズを成形することが記載されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, for example, a lens surface of an imaging lens such as a camera is often provided with an antireflection film using a multilayer thin film in order to prevent reflection of unnecessary light such as ghosts and flares.
In recent years, as an antireflection structure that does not depend on such a multilayer thin film, an antireflection structure in which a fine structure with units such as a triangular pyramid or a quadrangular pyramid is formed on the lens surface so that a refractive index change occurs in the vicinity of the lens surface. Structures have been proposed. Moreover, according to such a fine structure, it is also possible to constitute a light scattering structure.
On the other hand, nanoimprinting is known as a method for forming a surface shape for forming a fine structure composed of fine irregularities on the surface of a workpiece. In nanoimprinting, it is common to transfer to a flat surface using a flat mold. For example, a fine structure cannot be formed on an optical element having a curved surface to be formed, such as a lens surface. There wasn't.
For this reason, in order to form a fine concavo-convex shape on the curved surface, it is necessary to form a shape in which such a concavo-convex shape is inverted on the curved surface of the mold.
For example, in Patent Document 1, a flexible substrate corresponding to a fine structure is formed by photolithography, a curved matrix is formed by pasting the flexible substrate on the surface of a curved structure, and electroforming with metal is performed. Describes a method of manufacturing a microstructure that forms a metal microstructure.
Patent Document 1 describes that an outer lens having a light scattering surface is molded by arranging the metal microstructure in a mold and molding the metal microstructure.

特開2009−155710号公報JP 2009-155710 A

しかしながら、上記のような従来技術には、以下の問題があった。
特許文献1に記載の技術で形成した金属微細構造体をナノインプリントのスタンパとして用いると、被加工面が湾曲している場合でも微細構造を成形することができるが、微細構造は、金属微細構造体が離型可能な形状に限定されてしまう。例えば、レンズ面の光軸方向を離型方向とする場合には、光軸に平行な方向に延びる突起からなる微細構造は形成可能であるが、レンズ面の法線方向に延びる突起の集合からなる微細構造は、離型時に微細構造が破損してしまうという問題がある。
また、平面からなるナノインプリントのスタンパを変形可能な材質で形成し、このスタンパを湾曲した被加工面に押圧して湾曲面に倣わせることも考えられるが、湾曲面の凹凸によって、不均一な圧力分布が発生するという問題がある。このため、スタンパに加わる圧力が高い部位では、スタンパの凹凸形状が歪んだりつぶれたりし、圧力が低い部位では、湾曲面とスタンパとの密着性が悪くなって、微細構造の高さが不均一となるという問題がある。
このように、微細構造の形状精度が悪いと、例えば、反射防止構造体を形成する場合、反射防止特性のバラツキとなって現れるため、良好な反射防止特性が得られなくなるという問題がある。
However, the conventional techniques as described above have the following problems.
When a metal microstructure formed by the technique described in Patent Document 1 is used as a stamper for nanoimprinting, a microstructure can be formed even when the work surface is curved, but the microstructure is a metal microstructure. However, it is limited to a shape that can be released. For example, in the case where the optical axis direction of the lens surface is the release direction, a fine structure composed of protrusions extending in a direction parallel to the optical axis can be formed, but from a set of protrusions extending in the normal direction of the lens surface The resulting fine structure has a problem that the fine structure is damaged at the time of mold release.
It is also possible to form a flat nanoimprint stamper with a deformable material and press the stamper against a curved work surface to follow the curved surface. There is a problem that pressure distribution occurs. For this reason, the uneven shape of the stamper is distorted or crushed at the part where the pressure applied to the stamper is high, and the adhesion between the curved surface and the stamper is deteriorated at the part where the pressure is low, and the height of the microstructure is uneven. There is a problem of becoming.
As described above, when the shape accuracy of the fine structure is poor, for example, when an antireflection structure is formed, the antireflection characteristic varies, and thus there is a problem that good antireflection characteristics cannot be obtained.

本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたものであり、湾曲している被加工面に複数の凹凸形状による微細構造を精度よく形成することができる表面形状の成形方法、および微細構造形成用型を提供することを目的とする。
また、本発明は、光学面に設けられた微罪構造による光学性能を向上することができる光学素子の製造方法を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above problems, and a surface shape molding method and a fine structure capable of accurately forming a fine structure with a plurality of concave and convex shapes on a curved work surface. The object is to provide a forming mold.
It is another object of the present invention to provide a method for manufacturing an optical element that can improve optical performance due to a fine structure provided on an optical surface.

上記の課題を解決するために、本発明の表面形状の成形方法は、複数の凹凸形状を有する微細構造を、被加工体の湾曲している被加工面に形成する表面形状の成形方法であって、シート状の弾性体からなり、一方の表面に前記複数の凹凸形状を反転させて再配置するとともに前記一方の表面の面内方向に圧縮された形状が形成されたシート状型部材を、一端に開口を有する型保持部材の前記開口を横断するように配置するシート状型部材配置工程と、前記開口の内周側となる領域で前記シート状型部材を引き伸ばし前記被加工面の湾曲形状に合わせて湾曲変形させるシート状型部材変形工程と、前記被加工面上に液状の成形材料を配置してから、湾曲変形された前記シート状型部材を、前記被加工面と近接する位置に相対移動させるシート状型部材移動工程と、前記被加工面に近接された前記シート状型部材を前記一方の表面とは反対側の表面から押圧して、前記一方の表面を前記被加工面に押しつけるシート状型部材押圧工程と、前記シート状型部材と前記被加工面との間に挟まれた前記成形材料を硬化させる硬化工程と、前記成形材料の硬化後に前記シート状型部材を前記被加工面から離間させる離型工程と、を備える方法とする。   In order to solve the above-described problems, the surface shape molding method of the present invention is a surface shape molding method in which a microstructure having a plurality of uneven shapes is formed on a curved surface to be processed. A sheet-like mold member formed of a sheet-like elastic body, in which the plurality of concave-convex shapes are reversed and rearranged on one surface, and a shape compressed in the in-plane direction of the one surface is formed, A sheet-shaped mold member arranging step of arranging the mold holding member having an opening at one end so as to cross the opening, and the sheet-shaped mold member is stretched in a region on the inner peripheral side of the opening, and the curved shape of the work surface The sheet-shaped mold member deforming step for bending and deforming in accordance with the above, and after the liquid molding material is disposed on the processing surface, the curved and deformed sheet-shaped mold member is placed at a position close to the processing surface. Relative moving sheet A member moving step, and a sheet-shaped mold member pressing the sheet-shaped mold member adjacent to the processing surface from a surface opposite to the one surface and pressing the one surface against the processing surface A step of curing the molding material sandwiched between the sheet-shaped mold member and the work surface; and a separation step of separating the sheet-shaped mold member from the work surface after the molding material is cured. And a mold process.

また、本発明の表面形状の成形方法では、前記シート状型部材変形工程では、前記開口が前記シート状型部材で塞がれた状態の前記型保持部材の内部の圧力を変化させることにより、前記シート状型部材を湾曲変形させることが可能である。   Further, in the surface shape molding method of the present invention, in the sheet-shaped mold member deformation step, by changing the pressure inside the mold holding member in a state where the opening is closed by the sheet-shaped mold member, The sheet-shaped mold member can be curved and deformed.

また、本発明の表面形状の成形方法では、前記シート状型部材変形工程では、前記シート状型部材の湾曲形状は、前記被加工面の外縁に、湾曲された前記シート状型部材を当接させたときに、前記湾曲された前記シート状部材の前記一方の表面の先端部の包絡面と前記被加工面とが当接部を除いて離間している形状とすることが可能である。   In the surface shape molding method of the present invention, in the sheet-shaped mold member deformation step, the curved shape of the sheet-shaped mold member is brought into contact with the outer edge of the work surface. When it is made, it can be set as the shape where the envelope surface of the front-end | tip part of the said one surface of the said curved sheet-like member and the said to-be-processed surface are spaced apart except the contact part.

また、本発明の表面形状の成形方法では、前記シート状型部材変形工程では、前記湾曲された前記シート状部材の前記一方の表面の先端部の包絡面と前記被加工面との間に、外縁側から中心側に向かって漸増する隙間が形成される形状とすることが可能である。   Further, in the surface shape molding method of the present invention, in the sheet-shaped member deformation step, between the envelope surface of the tip of the one surface of the curved sheet-shaped member and the work surface, It is possible to have a shape in which a gap gradually increasing from the outer edge side toward the center side is formed.

また、本発明の表面形状の成形方法では、前記被加工体は、被加工面として湾曲した光学面を有する光学素子基材であり、前記微細構造は、錘体が集合した反射防止構造であることが可能である。   In the surface shape molding method of the present invention, the workpiece is an optical element substrate having a curved optical surface as the workpiece surface, and the microstructure is an antireflection structure in which weights are gathered. It is possible.

本発明の微細構造形成用型は、湾曲している被加工面に複数の凹凸形状を有する微細構造を形成する微細構造形成用型であって、シート状の弾性体からなり、一方の表面に前記複数の凹凸形状を反転させて再配置するとともに前記一方の表面の面内方向に圧縮された形状が形成されたシート状型部材と、一端に開口を有し、該開口を横断するように前記シート状部材を配置した型保持部材と、前記開口の内周側となる領域で前記シート状型部材を引き伸ばして、前記被加工面の湾曲形状に合わせて湾曲変形させるシート状型部材変形部と、を備える構成とする。   The fine structure forming mold of the present invention is a fine structure forming mold for forming a fine structure having a plurality of concave and convex shapes on a curved work surface, and is formed of a sheet-like elastic body on one surface. The sheet-like mold member in which the plurality of concave and convex shapes are reversed and rearranged, and the shape compressed in the in-plane direction of the one surface is formed, and has an opening at one end, and crosses the opening A mold holding member in which the sheet-shaped member is arranged, and a sheet-shaped mold member deforming portion that stretches the sheet-shaped mold member in a region on the inner peripheral side of the opening and bends and deforms according to the curved shape of the processing surface. It is set as the structure provided with these.

また、本発明の微細構造形成用型では、前記シート状型部材変形部は、前記開口が前記シート状型部材で塞がれた状態の前記型保持部材の内部の圧力を変化させることにより、前記シート状型部材を湾曲変形させることが可能である。   Further, in the microstructure forming mold of the present invention, the sheet-shaped mold member deforming portion changes the pressure inside the mold holding member in a state where the opening is closed by the sheet-shaped mold member, The sheet-shaped mold member can be curved and deformed.

本発明の光学素子の製造方法は、本発明の微細構造形成用型を用いて、湾曲している光学面を有する光学基材の前記光学面に前記微細構造を形成する工程を有する方法とする。   The method for producing an optical element of the present invention is a method including a step of forming the microstructure on the optical surface of an optical substrate having a curved optical surface using the microstructure forming mold of the present invention. .

本発明の表面形状の成形方法、および微細構造形成用成形型によれば、シート状の弾性体からなるシート状型部材を被加工面の湾曲形状に合わせて湾曲変形させてから被加工面に押しつけて微細構造の成形を行うため、湾曲している被加工面に複数の凹凸形状による微細構造を精度よく形成することができるという効果を奏する。   According to the surface shape molding method and the microstructure forming mold of the present invention, the sheet-like mold member made of a sheet-like elastic body is curved and deformed in accordance with the curved shape of the workpiece surface, and then the workpiece surface is formed. Since the fine structure is formed by pressing, there is an effect that a fine structure having a plurality of concave and convex shapes can be formed with high accuracy on a curved work surface.

本発明の第1の実施形態の表面形状の成形方法によって製造された光学素子の構成の一例を示す模式的な平面図、そのA−A断面図、b部詳細図、およびc部詳細図である。In the typical top view which shows an example of the composition of the optical element manufactured by the molding method of the surface shape of a 1st embodiment of the present invention, the AA sectional view, the b section detailed drawing, and the c section detailed drawing is there. 本発明の第1の実施形態の微細構造形成用型を含む表面加工装置の模式的な構成図である。It is a typical block diagram of the surface processing apparatus containing the type | mold for microstructure formation of the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施形態の微細構造形成用型に用いるシート状型部材の模式的な平面図、およびそのD−D断面図である。It is the typical top view of the sheet-like type | mold member used for the type | mold for microstructure formation of the 1st Embodiment of this invention, and its DD sectional drawing. 本発明の第1の実施形態の微細構造形成用型に用いるシート状型部材の製造工程を示す模式的な工程説明図である。It is typical process explanatory drawing which shows the manufacturing process of the sheet-like type | mold member used for the type | mold for microstructure formation of the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施形態の表面形状の成形方法のシート状型部材配置工程、およびシート状型部材変形工程を示す模式的な工程説明図である。It is typical process explanatory drawing which shows the sheet-like mold member arrangement | positioning process of the surface shape shaping | molding method of the 1st Embodiment of this invention, and a sheet-like mold member deformation | transformation process. 本発明の第1の実施形態の表面形状の成形方法のシート状型部材移動工程を示す模式的な工程説明図、そのe部詳細図、およびf部詳細図である。It is typical process explanatory drawing which shows the sheet-like type member moving process of the shaping | molding method of the surface shape of the 1st Embodiment of this invention, its e part detailed drawing, and f part detailed drawing. 本発明の第1の実施形態の表面形状の成形方法のシート状型部材押圧工程、および離型工程を示す模式的な工程説明図である。It is typical process explanatory drawing which shows the sheet-like type member press process of the shaping | molding method of the surface shape of the 1st Embodiment of this invention, and a mold release process. 比較例の成形方法の作用を説明する模式図である。It is a schematic diagram explaining the effect | action of the shaping | molding method of a comparative example. 図7におけるk部詳細図である。FIG. 8 is a detailed view of a part k in FIG. 7. 本発明の第1の実施形態の第1変形例の表面形状の成形方法によって製造された光学素子の構成の一例を示す模式的な平面図、そのG−G断面図、m部詳細図、およびn部詳細図である。The typical top view which shows an example of a structure of the optical element manufactured by the shaping | molding method of the surface shape of the 1st modification of the 1st Embodiment of this invention, its GG sectional drawing, m part detailed drawing, and FIG. 本発明の第1の実施形態の第1変形例の微細構造形成用型を含む表面加工装置の模式的な構成図である。It is a typical block diagram of the surface processing apparatus containing the type | mold for microstructure formation of the 1st modification of the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施形態の第1変形例の表面形状の成形方法のシート状型部材移動工程を示す模式的な工程説明図、そのv部詳細図、およびw部詳細図である。It is typical process explanatory drawing which shows the sheet-like type member moving process of the shaping | molding method of the surface shape of the 1st modification of the 1st Embodiment of this invention, its v detailed drawing, and w detailed drawing. 本発明の第1の実施形態の第1変形例の表面形状の成形方法のシート状型部材押圧工程を示す模式的な工程説明図である。It is typical process explanatory drawing which shows the sheet-like type member press process of the shaping | molding method of the surface shape of the 1st modification of the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施形態の第2変形例の微細構造形成用型の構成を示す模式的な断面図である。It is typical sectional drawing which shows the structure of the type | mold for microstructure formation of the 2nd modification of the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施形態の第2変形例の微細構造形成用型の製造工程を示す模式的な工程説明図である。It is typical process explanatory drawing which shows the manufacturing process of the mold for fine structure formation of the 2nd modification of the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施形態の第3変形例の表面形状の成形方法のシート状型部材変形工程を示す模式的な工程説明図である。It is typical process explanatory drawing which shows the sheet-like type member deformation | transformation process of the shaping | molding method of the surface shape of the 3rd modification of the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施形態の微細構造形成用型の模式的な構成図である。It is a typical block diagram of the type for microstructure formation of the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施形態の表面形状の成形方法のシート状型部材変形工程、およびシート状型部材押圧工程を示す模式的な工程説明図である。It is typical process explanatory drawing which shows the sheet-like mold member deformation | transformation process of the molding method of the surface shape of the 2nd Embodiment of this invention, and a sheet-like mold member press process.

以下では、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。すべての図面において、実施形態が異なる場合であっても、同一または相当する部材には同一の符号を付し、共通する説明は省略する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. In all the drawings, even if the embodiments are different, the same or corresponding members are denoted by the same reference numerals, and common description is omitted.

[第1の実施形態]
本発明の第1の実施形態の表面形状の成形方法に用いる表面加工装置について説明する。
図1(a)は、本発明の第1の実施形態の表面形状の成形方法によって製造された光学素子の構成の一例を示す模式的な平面図である。図1(b)は、図1(a)におけるA−A断面図である。図1(c)、(d)は、それぞれ図1(b)におけるb部詳細図、およびc部詳細図である。図2は、本発明の第1の実施形態の微細構造形成用型を含む表面加工装置の模式的な構成図である。図3(a)は、本発明の第1の実施形態の微細構造形成用型に用いるシート状型部材の模式的な平面図である。図3(b)は、図3(a)におけるD−D断面図である。
[First Embodiment]
The surface processing apparatus used for the surface shape forming method of the first embodiment of the present invention will be described.
FIG. 1A is a schematic plan view showing an example of the configuration of an optical element manufactured by the surface shape molding method according to the first embodiment of the present invention. FIG.1 (b) is AA sectional drawing in Fig.1 (a). FIGS. 1C and 1D are a detailed view of a portion b and a detailed view of a portion c in FIG. FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a surface processing apparatus including the microstructure forming mold according to the first embodiment of the present invention. FIG. 3A is a schematic plan view of a sheet-like mold member used for the microstructure forming mold according to the first embodiment of the present invention. FIG.3 (b) is DD sectional drawing in Fig.3 (a).

本実施形態の表面形状の成形方法は、複数の凹凸形状を有する微細構造を被加工体の湾曲している被加工面に形成する表面形状の成形方法である。
被加工体の種類や微細構造の形状は、特に限定されない。
以下では、一例として、図1(a)、(b)、(c)、(d)に示すように、被加工体がレンズ本体1(光学素子基材)であり、微細構造が反射防止部2による反射防止構造の場合の例で説明する。
すなわち、本実施形態では、レンズ本体1に反射防止部2を形成して、光学素子であるレンズ1Aを製造する場合の例で説明する。
The surface shape forming method of the present embodiment is a surface shape forming method in which a fine structure having a plurality of uneven shapes is formed on a curved surface of a workpiece.
The type of workpiece and the shape of the fine structure are not particularly limited.
In the following, as an example, as shown in FIGS. 1A, 1 </ b> B, 1 </ b> C, and 1 </ b> D, the workpiece is the lens body 1 (optical element substrate), and the microstructure is the antireflection portion. An example of the antireflection structure according to 2 will be described.
That is, in this embodiment, an example in which the antireflection portion 2 is formed in the lens body 1 to manufacture the lens 1A that is an optical element will be described.

レンズ本体1は、球面の凸レンズ面1a(被加工面、湾曲している光学面)と、球面の凸レンズ面1b(湾曲している光学面)とを備える単玉の両凸レンズであり、これら凸レンズ面1a、1bの外周にレンズ側面1cが形成されている。
凸レンズ面1a、1bは、反射防止部2を形成する前に、レンズの設計仕様に基づく面形状、面精度に加工されている。以下では、レンズ本体1のレンズ径をD(図1(a)参照)、凸レンズ面1a、1bの曲率半径をそれぞれR、Rで表す(図1(b)参照)。
レンズ本体1の材質は、ガラスでも合成樹脂でもよい。また、凸レンズ面1a、1bの形成方法は、研磨でもよいし成形でもよい。
以下では、重複する説明を避けるため、反射防止部2に関しては、凸レンズ面1aに形成された反射防止部2を中心として説明する。特に断らない限り、凸レンズ面1aの反射防止部2に関する説明は、必要に応じて凸レンズ面1bの形状に応じた変更を加えれば、凸レンズ面1bにおける反射防止部2にも同様に適用することができる。
The lens body 1 is a single biconvex lens having a spherical convex lens surface 1a (surface to be processed, curved optical surface) and a spherical convex lens surface 1b (curved optical surface). A lens side surface 1c is formed on the outer periphery of the surfaces 1a and 1b.
The convex lens surfaces 1a and 1b are processed to have a surface shape and surface accuracy based on the design specifications of the lens before the antireflection portion 2 is formed. Hereinafter, the lens diameter of the lens body 1 is represented by D 1 (see FIG. 1A), and the curvature radii of the convex lens surfaces 1a and 1b are represented by R a and R b , respectively (see FIG. 1B).
The material of the lens body 1 may be glass or synthetic resin. Further, the method of forming the convex lens surfaces 1a and 1b may be polishing or molding.
Below, in order to avoid the overlapping description, the antireflection part 2 will be described focusing on the antireflection part 2 formed on the convex lens surface 1a. Unless otherwise specified, the description of the antireflection portion 2 on the convex lens surface 1a can be similarly applied to the antireflection portion 2 on the convex lens surface 1b, if necessary, depending on the shape of the convex lens surface 1b. it can.

反射防止部2は、図1(c)、(d)に示すように、凸レンズ面1a上に密集して配置された円錐状の突起2aの集合体である。
各突起2aの中心軸は、本実施形態では、各突起2aが設けられた位置における凸レンズ面1aの法線Nの方向に一致されている。ただし、突起2aの中心軸の方向は、反射率が許容できる範囲であれば法線Nから傾斜した方向に設定してもよく、法線Nの方向に厳密に一致させる必要はない。
また、各突起2aは、本実施形態では、一例として、UV硬化樹脂によって形成されている。UV硬化樹脂の種類は、レンズ本体1の材質の屈折率に応じて、屈折率差がなるべく少なくなる材質を選定する。例えば、本実施形態では、レンズ本体1がCOP(シクロオレフィンポリマー)樹脂(屈折率1.5)である場合に、UV硬化樹脂は、PAK−02(商品名;東洋合成工業(株)製、屈折率1.5)を採用している。
突起2aの形状は、反射防止する波長や反射率の目標値に応じて適宜設定することができる。本実施形態では、一例として、波長380nm〜780nmの入射光の凸レンズ面1aでの反射率を1%以下にするために、底面の直径dが200nm、高さhが200nmとされた突起2aを、隣接ピッチpを200nmで凸レンズ面1a上に均一に分布させている。ここで分布が均一であるとは、凸レンズ面1a上での平均的な隣接ピッチpが一定であることを意味し、個々の隣接ピッチpは、例えば、製作誤差などによるバラツキを有していてもよい。
このような構成により、凸レンズ面1a上では、高さ200nmの範囲で、屈折率が1から1.5に連続的に変化するため、入射光の反射が抑制される。
As shown in FIGS. 1C and 1D, the antireflection portion 2 is an aggregate of conical projections 2a arranged densely on the convex lens surface 1a.
In the present embodiment, the central axis of each protrusion 2a coincides with the direction of the normal N of the convex lens surface 1a at the position where each protrusion 2a is provided. However, the direction of the central axis of the protrusion 2a may be set to a direction inclined from the normal line N as long as the reflectance is within an allowable range, and does not need to be exactly coincident with the direction of the normal line N.
Moreover, each protrusion 2a is formed with UV curable resin as an example in this embodiment. As the type of the UV curable resin, a material in which the difference in refractive index is as small as possible is selected according to the refractive index of the material of the lens body 1. For example, in this embodiment, when the lens body 1 is a COP (cycloolefin polymer) resin (refractive index 1.5), the UV curable resin is PAK-02 (trade name; manufactured by Toyo Gosei Co., Ltd.) A refractive index of 1.5) is employed.
The shape of the protrusion 2a can be set as appropriate in accordance with the wavelength to prevent reflection and the target value of reflectance. In the present embodiment, as an example, to the reflectance of a convex lens surface 1a of the incident light having a wavelength 380nm~780nm to 1% or less, 200nm diameter d t of the bottom surface, the height h t is the 200nm projection 2a is uniformly distributed on the convex lens surface 1a with an adjacent pitch pt of 200 nm. And wherein the distribution is uniform, meaning that average adjacent pitch p t on convex lens surface 1a is constant, the individual adjacent pitch p t is, for example, a variation due to manufacturing error It may be.
With such a configuration, on the convex lens surface 1a, the refractive index continuously changes from 1 to 1.5 in the range of 200 nm in height, so that reflection of incident light is suppressed.

このようなレンズ1Aは、本実施形態では、図2に示す表面加工装置50を用いて製造される。以下では、表面加工装置50により、凸レンズ面1aに反射防止部2を形成する場合の例を中心に説明する。   In this embodiment, such a lens 1A is manufactured using the surface processing apparatus 50 shown in FIG. Below, it demonstrates centering on the example in the case of forming the reflection preventing part 2 in the convex lens surface 1a with the surface processing apparatus 50. FIG.

表面加工装置50の概略構成は、保持部3、UV光源4、微細構造形成用型10、型移動部7、および圧力制御部8(シート状型部材変形部)を備える。また、図示は省略するが、表面加工装置50の各動作を制御する動作制御部を備える。この動作制御部が行う動作制御には、型移動部7の動作制御と、圧力制御部8の動作制御とが含まれる。   The schematic configuration of the surface processing apparatus 50 includes a holding unit 3, a UV light source 4, a microstructure forming mold 10, a mold moving unit 7, and a pressure control unit 8 (sheet-shaped mold member deforming unit). Moreover, although illustration is abbreviate | omitted, the operation control part which controls each operation | movement of the surface processing apparatus 50 is provided. The operation control performed by the operation control unit includes operation control of the mold moving unit 7 and operation control of the pressure control unit 8.

保持部3は、反射防止部2を形成する表面加工を行う際にレンズ本体1を保持するものである。本実施形態では、上面側に保持穴部3bが形成されており、レンズ本体1の光軸Oを鉛直軸に整列させて凸レンズ面1aを上方に向けた状態で、レンズ側面1cおよび凸レンズ面1bを保持することができるようになっている。
保持穴部3bの外周側には、後述する微細構造形成用型10の下端面が当接する型受け面3cが形成されている。
保持穴部3bの中心部には、レンズ1Aのレンズ有効径よりも大きく開口した孔部3aが貫通して設けられている。
孔部3aの中心軸は、保持部3に保持されたレンズ本体1の光軸Oと整列する位置関係にある。
The holding unit 3 holds the lens body 1 when performing surface processing for forming the antireflection unit 2. In the present embodiment, the holding hole 3b is formed on the upper surface side, and the lens side surface 1c and the convex lens surface 1b are arranged with the optical axis O of the lens body 1 aligned with the vertical axis and the convex lens surface 1a facing upward. Can be held.
On the outer peripheral side of the holding hole 3b, a mold receiving surface 3c is formed on which a lower end surface of a microstructure forming mold 10 to be described later contacts.
A hole 3a that opens larger than the effective lens diameter of the lens 1A is provided through the center of the holding hole 3b.
The central axis of the hole 3 a is in a positional relationship aligned with the optical axis O of the lens body 1 held by the holding unit 3.

UV光源4は、紫外光(UV光)をレンズ本体1に照射する光源であり、凸レンズ面1aに塗布されたUV硬化樹脂を硬化させるために用いられる。本実施形態では、UV光源4は、保持部3の下方において、孔部3aの中心に重なる位置に配置されている。このため、UV光源4から上方に照射されたUV光は、孔部3aを通過して、レンズ本体1に入射し、凸レンズ面1aの全面に照射される。   The UV light source 4 is a light source that irradiates the lens body 1 with ultraviolet light (UV light), and is used to cure the UV curable resin applied to the convex lens surface 1a. In the present embodiment, the UV light source 4 is disposed below the holding unit 3 at a position overlapping the center of the hole 3a. For this reason, the UV light irradiated upward from the UV light source 4 passes through the hole 3a, enters the lens body 1, and is irradiated onto the entire surface of the convex lens surface 1a.

微細構造形成用型10は、型保持部材6、固定部材9、およびフィルム型5(シート状型部材)を備える。
型保持部材6は、レンズ本体1のレンズ有効径以上の内径を有する開口6aが一端側(図2の下端側)に形成された有底円筒状の部材であり、中心軸線Zが鉛直軸と平行、かつ保持部3の保持穴部3bに保持されたレンズ本体1の光軸Oと同軸になるように配置されている。
型保持部材6の上面6fの中心部には、後述する型移動部7の移動軸7aの下端部が連結されている。このため、型保持部材6は、移動軸7aによって、鉛直方向に移動可能に保持されている。
また、型保持部材6の穴底面6bの中心部には、穴底面6bから上面6fまでの間に貫通するように流通孔部6dが設けられている。流通孔部6dは、型保持部材6の内部に空気を給気または排気するための流通路を形成している。
型保持部材6の開口6aに沿う下端面6cは、中心軸線Zと直交する平面からなり、後述する固定部材9との間にフィルム型5の外周部を挟んで固定できるようになっている。
また、型保持部材6の下端部の外周側の側面には、固定部材9を螺合するための雄ねじ部6eが形成されている。
型保持部材6の材質は、内部の圧力変化に耐える剛性を有していれば、特に限定されず、例えば、ステンレス鋼などの金属などを採用することができる。
The microstructure forming mold 10 includes a mold holding member 6, a fixing member 9, and a film mold 5 (sheet-shaped mold member).
The mold holding member 6 is a bottomed cylindrical member in which an opening 6a having an inner diameter equal to or larger than the lens effective diameter of the lens body 1 is formed on one end side (the lower end side in FIG. 2), and the central axis Z is a vertical axis. They are arranged so as to be parallel and coaxial with the optical axis O of the lens body 1 held in the holding hole 3 b of the holding unit 3.
A lower end portion of a moving shaft 7a of the mold moving unit 7 to be described later is connected to the center portion of the upper surface 6f of the mold holding member 6. For this reason, the mold holding member 6 is held by the moving shaft 7a so as to be movable in the vertical direction.
A flow hole 6d is provided at the center of the hole bottom surface 6b of the mold holding member 6 so as to penetrate from the hole bottom surface 6b to the upper surface 6f. The flow hole 6 d forms a flow path for supplying or exhausting air inside the mold holding member 6.
The lower end surface 6c along the opening 6a of the mold holding member 6 is a plane orthogonal to the central axis Z, and can be fixed by sandwiching the outer peripheral portion of the film mold 5 with a fixing member 9 described later.
A male screw portion 6 e for screwing the fixing member 9 is formed on the outer peripheral side surface of the lower end portion of the mold holding member 6.
The material of the mold holding member 6 is not particularly limited as long as it has rigidity capable of withstanding internal pressure changes, and for example, a metal such as stainless steel can be employed.

固定部材9は、フィルム型5の外周部を型保持部材6の下端面6cに固定するための円環状部材であり、型保持部材6の雄ねじ部6eに螺合する雌ねじ部9eを有する円筒状の筒状部9Aと、筒状部9Aにおける軸方向の一端側から内側に突出され、固定部材9の一端側の端面9dを構成する環状部9Bとを備える。
端面9dは、筒状部9Aの中心軸線と直交する平面からなる。また、端面9dには、周方向の複数箇所で、径方向に貫通して凹溝部9cが設けられている。
環状部9Bの中心部には、レンズ本体1の外径よりも大きい円状の開口部9aが形成されている。
また、環状部9Bにおいて端面9dの裏側には、雌ねじ部9eを型保持部材6の雄ねじ部6eに螺合したときに、型保持部材6の下端面6cと対向する押え面9bが形成されている。
The fixing member 9 is an annular member for fixing the outer peripheral portion of the film mold 5 to the lower end surface 6 c of the mold holding member 6, and has a cylindrical shape having a female screw portion 9 e that is screwed into the male screw portion 6 e of the mold holding member 6. The cylindrical portion 9 </ b> A and an annular portion 9 </ b> B that protrudes inward from one axial end side of the cylindrical portion 9 </ b> A and forms an end surface 9 d on one end side of the fixing member 9.
The end surface 9d is a plane orthogonal to the central axis of the cylindrical portion 9A. Further, the end face 9d is provided with a concave groove portion 9c penetrating in the radial direction at a plurality of locations in the circumferential direction.
A circular opening 9a larger than the outer diameter of the lens body 1 is formed at the center of the annular portion 9B.
In addition, a pressing surface 9b is formed on the back side of the end surface 9d in the annular portion 9B so as to face the lower end surface 6c of the die holding member 6 when the female screw portion 9e is screwed into the male screw portion 6e of the die holding member 6. Yes.

フィルム型5は、図3(a)、(b)、(c)に示すように、厚さが一定の弾性体からなるシート状部材の一方の表面5cに、被加工面である凸レンズ面1a上に反射防止部2を形成するための微細な凹凸形状を有する成形面部5Aが形成された部材である。成形面部5Aは、表面5cの外縁の一部を除く円形の領域に形成されている。
また、フィルム型5において、表面5cと反対側の裏面5dは平滑面からなる。
フィルム型5の平面視形状は、外力による変形を受けない状態(以下、「自然状態」と称する)では型保持部材6の開口6aおよび下端面6cを覆う円形とされ、本実施形態では型保持部材6の下端部の外径と一致する円形に形成されている。
フィルム型5において、成形面部5Aよりも外周側の環状の領域は、一定の厚さを有しており、型保持部材6の下端面6cと固定部材9の押え面9bの間に挟まれて固定保持される被固定部5Bを構成している。
フィルム型5の材質は、厚さ方向よりも面内方向(厚さ方向に直交する方向)の伸縮特性が良好な弾性材料であって、表面に微細な凹凸形状が形成できる材料であれば、特に限定されない。このような弾性材料としては、例えば、シリコンゴムなどの材料が好適である。本実施形態では、一例として、シリコンゴムを採用している。
As shown in FIGS. 3A, 3B, and 3C, the film mold 5 has a convex lens surface 1a, which is a work surface, on one surface 5c of a sheet-like member having a constant thickness. It is a member on which a molding surface portion 5A having a fine uneven shape for forming the antireflection portion 2 is formed. The molding surface portion 5A is formed in a circular region excluding a part of the outer edge of the surface 5c.
Further, in the film mold 5, the back surface 5d opposite to the front surface 5c is a smooth surface.
The planar shape of the film mold 5 is a circle that covers the opening 6a and the lower end surface 6c of the mold holding member 6 in a state where the film mold 5 is not deformed by an external force (hereinafter referred to as a “natural state”). The member 6 is formed in a circular shape that matches the outer diameter of the lower end portion.
In the film mold 5, the annular region on the outer peripheral side of the molding surface portion 5 </ b> A has a certain thickness, and is sandwiched between the lower end surface 6 c of the mold holding member 6 and the pressing surface 9 b of the fixing member 9. A fixed part 5B to be fixed and held is configured.
The material of the film mold 5 is an elastic material having a better stretch property in the in-plane direction (direction perpendicular to the thickness direction) than the thickness direction, and can form a fine uneven shape on the surface. There is no particular limitation. As such an elastic material, for example, a material such as silicon rubber is suitable. In this embodiment, silicon rubber is employed as an example.

このようなフィルム型5は、図2に二点鎖線に示すように、被固定部5Bを型保持部材6の下端面6cに当接させた状態で、型保持部材6に固定部材9を螺合させることにより、下端面6cと固定部材9の押え面9bとの間に挟んで固定されている。
ただし、このように固定されたフィルム型5は弾性体からなるため、面外方向に外力を受けると外周側の被固定部5Bを除く範囲が変形する。図2の実線には、このような外力を受けた際のフィルム型5の形状を示している。
以下では、フィルム型5の各部の形状は、特に断らない限り、自然状態の形状を表すものとし、特定の変形状態の形状に言及していることを明記する場合のみ、各部の符号に「’」、「’’」等を付して表す。
例えば、図2には、実線と二点鎖線とで、フィルム型5を描いているが、これらは同一部材である。ただし、実線の変形状態(後述する「押圧前変形状態」)を指す場合には、フィルム型5’’と称する。したがって、フィルム型5’’の成形面部5A’’の形状は、自然状態の成形面部5Aとは異なる形状を有している。
In such a film mold 5, as shown by a two-dot chain line in FIG. 2, the fixing member 9 is screwed onto the mold holding member 6 in a state where the fixed portion 5 </ b> B is in contact with the lower end surface 6 c of the mold holding member 6. By combining, the lower end surface 6c and the pressing surface 9b of the fixing member 9 are sandwiched and fixed.
However, since the film mold 5 fixed in this way is made of an elastic body, when an external force is applied in the out-of-plane direction, the range excluding the fixed part 5B on the outer peripheral side is deformed. The solid line in FIG. 2 shows the shape of the film mold 5 when receiving such an external force.
In the following, the shape of each part of the film mold 5 represents the shape of the natural state unless otherwise specified, and only when it is clearly stated that the shape of a specific deformation state is referred to, “ ",""", Etc.
For example, in FIG. 2, although the film type | mold 5 is drawn with the continuous line and the dashed-two dotted line, these are the same members. However, when referring to a solid line deformation state (a “deformation state before pressing” described later), it is referred to as a film mold 5 ″. Therefore, the shape of the molding surface portion 5A '' of the film mold 5 '' is different from that of the molding surface portion 5A in the natural state.

成形面部5Aは、反射防止部2の各突起2aの形状の凹凸を反転した凹形状を表面5cに対応する平面上に展開配置して表面5cの面内方向に圧縮した形状からなり、フィルム型5の中心部において、レンズ本体1の凸レンズ面1aにおけるレンズ径と同程度の範囲に形成されている。
本実施形態の成形面部5Aは、図3(c)に示すように、表面5cに、反射防止部2の各突起2aに対応する凹穴部5aが多数形成されたものである。
凹穴部5aの形状および位置は、フィルム型5の表面5cが、面内方向に引き伸ばされて、凸レンズ面1aに密着する凹面に変形されたとき(以下、「被加工面密着変形状態」と称する)に、反射防止部2における各突起2aの凹凸を反転した凹形状となるように設定される。被加工面密着変形状態の各部には、符号に「’」を付して表すと、成形面部5A’における凹穴部5a’は、自然状態の凹穴部5aを表面5cの面内方向に引き伸ばした形状であり、反射防止部2の突起2aの凹凸を反転した形状に一致している。
このため、後述するように、自然状態の各凹穴部5aの形状は同一形状とは限らず、隣接ピッチも部位により異なるが、図3(a)、(b)、(c)は模式図のため、凹穴部5aの個々の形状の相違や隣接ピッチの相違は無視して簡略化している。
また、凹穴部5aの内周面はフィルム型5の外表面の一部を構成しているが、以下では、成形面部5Aにおける表面5cは、凹穴部5aが形成される前の表面を意味するものとする。したがって、成形面部5Aにおける表面5cの形状は、成形面部5Aの先端部の包絡面によって定義され、成形面部5Aが湾曲された成形面部5A’等の場合も同様である。
The molding surface portion 5A has a shape in which a concave shape obtained by inverting the irregularities of the shape of each projection 2a of the antireflection portion 2 is deployed on a plane corresponding to the surface 5c and compressed in the in-plane direction of the surface 5c. 5 is formed in the same range as the lens diameter of the convex lens surface 1 a of the lens body 1.
As shown in FIG. 3 (c), the molding surface portion 5 </ b> A of the present embodiment has a plurality of recessed hole portions 5 a corresponding to the protrusions 2 a of the antireflection portion 2 formed on the surface 5 c.
The shape and position of the recessed hole portion 5a is determined when the surface 5c of the film mold 5 is stretched in the in-plane direction and deformed into a concave surface that is in close contact with the convex lens surface 1a (hereinafter referred to as "work surface contact deformation state"). In other words, the concave and convex portions of the projections 2a in the antireflection portion 2 are set to have a concave shape. When each part in the work surface contact deformation state is indicated with a symbol “′”, the concave hole portion 5a ′ in the molding surface portion 5A ′ is in the in-plane direction of the surface 5c. This is a stretched shape, which matches the shape of the projections 2a of the antireflection portion 2 inverted.
For this reason, as will be described later, the shape of each concave hole portion 5a in the natural state is not necessarily the same shape, and the adjacent pitch varies depending on the part, but FIGS. 3A, 3B, and 3C are schematic diagrams. For this reason, the difference in individual shape of the recessed hole portion 5a and the difference in adjacent pitch are ignored and simplified.
Moreover, although the inner peripheral surface of the recessed hole part 5a comprises a part of outer surface of the film type | mold 5, below, the surface 5c in the molding surface part 5A is the surface before the recessed hole part 5a is formed. Shall mean. Therefore, the shape of the surface 5c in the molding surface portion 5A is defined by the envelope surface of the tip portion of the molding surface portion 5A, and the same applies to the molding surface portion 5A ′ or the like in which the molding surface portion 5A is curved.

なお、図3(c)には、成形面部5Aの先端部に表面5cの一部を形成する平面部が残されている場合が図示されているが、反射防止部2の形状によっては、成形面部5Aは、先端部が点状の凹凸形状になっていてもよい。
この場合も、同様にして、成形面部5Aの先端部の包絡面によって、表面5cの形状が定義される。
FIG. 3C shows a case where a flat surface portion that forms a part of the surface 5c is left at the tip portion of the molding surface portion 5A, but depending on the shape of the antireflection portion 2, the molding is performed. 5 A of surface parts may have the uneven | corrugated shape at the front-end | tip part.
In this case, similarly, the shape of the surface 5c is defined by the envelope surface of the tip portion of the molding surface portion 5A.

本実施形態では、反射防止部2の突起2aの底面の直径dおよび隣接ピッチpが定数である。
また、フィルム型5は、微細構造形成用型10として組み立てられた状態では、被固定部5Bが固定されているため、被固定部5Bの内側の範囲で弾性変形可能である。
本実施形態では、後述するように、フィルム型5を空気圧で変形させ、押圧前変形状態のフィルム型5’’に変形させてから、凸レンズ面1a上に押圧して、被加工面密着変形状態のフィルム型5’を形成する。
自然状態のフィルム型5からフィルム型5’への変換は、外径Dの円平面を、外周の直径がDに等しい曲率半径Rの球欠形状に変形させる変換であるため、外径D、曲率半径R、フィルム型5の材料定数が与えられれば、計算によってフィルム型5の表面5cの各位置と、フィルム型5’の表面5c’の各位置との対応関係が得られる。
これにより、表面5c’上における凹穴部5a’の形状は、反射防止部2の開口径dh0、隣接ピッチph0の突起2aの凹凸形状を反転した形状円錐穴状を逆変換して、表面5c上における圧縮変形された形状を算出することができる。
In the present embodiment, the diameter d t and adjacent pitch p t of the bottom surface of the projection 2a of the anti-reflection portion 2 is a constant.
In addition, the film mold 5 is elastically deformable in the range inside the fixed part 5B because the fixed part 5B is fixed in the assembled state as the microstructure forming mold 10.
In the present embodiment, as will be described later, the film mold 5 is deformed by air pressure to be deformed into a film mold 5 ″ in a deformed state before pressing, and then pressed onto the convex lens surface 1a to be in a state of close contact with the work surface. The film mold 5 ′ is formed.
Conversion from the film-type 5 in a natural state to the film-type 5 ', since the circular plane of the outer diameter D 1, the diameter of the outer periphery is converted to deform the spherical segment shape of the curvature radius R a equal to D 1, an outer If the diameter D 1 , the radius of curvature R a , and the material constant of the film mold 5 are given, the correspondence between each position of the surface 5c of the film mold 5 and each position of the surface 5c ′ of the film mold 5 ′ is obtained by calculation. It is done.
Thus, the shape of the 'recessed hole portions 5a on the' surface 5c is the opening diameter d h0 antireflection portion 2, and inversely transforms the adjacent pitch p shape conical hole shape irregularities of the projections 2a and reversal of h0, The compression-deformed shape on the surface 5c can be calculated.

このため、成形面部5Aでは、表面5cに沿う中心軸線Cからの距離がxである位置に穴中心軸nが位置する凹穴部5aの場合、図3(c)に示すように、開口径が、径方向でd(x)、図示略の周方向でdθ(x)、深さh(x)=hの楕円錐穴(条件により円錐穴も含む)であり、隣り合う他の凹穴部5aとの隣接ピッチは、径方向でp(x)、図示略の周方向でpθ(x)である。また、凹穴部5aの穴中心軸nは、表面5cの法線に整列している。 For this reason, in the molding surface portion 5A, in the case of the recessed hole portion 5a in which the hole central axis n is located at a position where the distance from the central axis C along the surface 5c is x, as shown in FIG. other but, d r (x) in the radial direction, it is at a not shown circumferential d theta (x), the depth h (x) = ellipse h t Kiriana (conditions including a conical hole by), adjacent The adjacent pitch with the recessed hole portion 5a is p r (x) in the radial direction and p θ (x) in the circumferential direction (not shown). Moreover, the hole center axis n of the recessed hole portion 5a is aligned with the normal line of the surface 5c.

型移動部7は、図2に示すように、型保持部材6の上方に配置されている。型移動部7の概略構成は、下端部がそれぞれ型保持部材6の上面6fの中心部に接続され、鉛直軸に平行に配置された移動軸7aと、移動軸7aの上端部を保持し、移動軸7aを鉛直軸に沿って進退させる軸移動機構7bとを備える。   As shown in FIG. 2, the mold moving unit 7 is disposed above the mold holding member 6. The schematic configuration of the mold moving unit 7 is such that the lower end is connected to the center of the upper surface 6f of the mold holding member 6 and holds the moving shaft 7a arranged in parallel to the vertical axis and the upper end of the moving shaft 7a. An axis moving mechanism 7b for moving the moving axis 7a back and forth along the vertical axis.

移動軸7aの内部には、型保持部材6の流通孔部6dの上端部と接続され、流通孔部6dに連通する管路7cが設けられている。管路7cの他端部は、軸移動機構7bの側方において、チューブ8aを介して圧力制御部8と接続されている。   Inside the moving shaft 7a, a pipe line 7c connected to the upper end portion of the flow hole 6d of the mold holding member 6 and communicating with the flow hole 6d is provided. The other end of the pipe line 7c is connected to the pressure control unit 8 via a tube 8a on the side of the shaft moving mechanism 7b.

軸移動機構7bは、図示略の支持部材によって保持部3の上方に固定されている。
また、軸移動機構7bは、移動軸7aの進退量を制御する図示略の動作制御部と電気的に接続されている。
軸移動機構7bの具体的な構成としては、モータ等の駆動機構を用いたアクチュエータや、エアシリンダなどの流体駆動によるアクチュエータなどの構成を採用することができる。
The shaft moving mechanism 7b is fixed above the holding portion 3 by a support member (not shown).
The shaft moving mechanism 7b is electrically connected to an operation control unit (not shown) that controls the amount of movement of the moving shaft 7a.
As a specific configuration of the shaft moving mechanism 7b, a configuration such as an actuator using a drive mechanism such as a motor or a fluid-driven actuator such as an air cylinder can be adopted.

圧力制御部8は、管路7cに連結されたチューブ8aを介して、型保持部材6の内部から排気したり、型保持部材6の内部に給気したりするポンプを備え、型保持部材6の内部に形成される後述の圧力変化室Pの空気圧を調整するものである。   The pressure control unit 8 includes a pump that exhausts air from the inside of the mold holding member 6 or supplies air to the inside of the mold holding member 6 via a tube 8a connected to the pipe line 7c. This adjusts the air pressure in a pressure change chamber P, which will be described later.

次に、表面加工装置50を用いて、レンズ本体1の光学面に反射防止部2を形成する表面形状の成形方法と、これによりレンズ1Aを製造方法する方法の一例について説明する。
図4(a)、(b)、(c)、(d)は、本発明の第1の実施形態の微細構造形成用型に用いるシート状型部材の製造工程を示す模式的な工程説明図である。図5(a)、(b)は、本発明の第1の実施形態の表面形状の成形方法のシート状型部材配置工程、およびシート状型部材変形工程を示す模式的な工程説明図である。図6(a)は、本発明の第1の実施形態の表面形状の成形方法のシート状型部材移動工程を示す模式的な工程説明図である。図6(b)、(c)は、図6(a)におけるe部詳細図、およびf部詳細図である。図7(a)、(b)は、本発明の第1の実施形態の表面形状の成形方法のシート状型部材押圧工程、および離型工程を示す模式的な工程説明図である。図8(a)、(b)は、比較例の成形方法の作用を説明する模式図である。図9は、図7(b)におけるk部詳細図である。
Next, an example of a surface shape forming method for forming the antireflection portion 2 on the optical surface of the lens body 1 using the surface processing apparatus 50 and an example of a method for manufacturing the lens 1A using the surface shape forming method will be described.
4 (a), 4 (b), 4 (c), and 4 (d) are schematic process explanatory views showing the manufacturing process of the sheet-shaped mold member used for the microstructure forming mold according to the first embodiment of the present invention. It is. FIGS. 5A and 5B are schematic process explanatory views showing a sheet-shaped member arranging step and a sheet-shaped member deforming step of the surface shape molding method according to the first embodiment of the present invention. . Fig.6 (a) is typical process explanatory drawing which shows the sheet-like type member moving process of the shaping | molding method of the surface shape of the 1st Embodiment of this invention. FIGS. 6B and 6C are a detailed view of the portion e and a detailed view of the portion f in FIG. FIGS. 7A and 7B are schematic process explanatory views showing a sheet-like mold member pressing step and a releasing step of the surface shape molding method according to the first embodiment of the present invention. FIGS. 8A and 8B are schematic diagrams for explaining the operation of the molding method of the comparative example. FIG. 9 is a detailed view of a portion k in FIG. 7B.

本実施形態の表面形状の成形方法は、まず、フィルム型5を製作した後、シート状型部材配置工程、シート状型部材変形工程、シート状型部材移動工程、シート状型部材押圧工程、硬化工程、および離型工程を、この順に行う方法である。ただし、シート状型部材変形工程は、シート状型部材移動工程が終了するまでの間に行えばよいため、シート上型部材移動工程と並行して行うようにしてもよい。以下では、一例として、シート状型部材変形工程が終了してからシート状型部材移動工程を行う場合の例で説明する。   The surface shape molding method of the present embodiment is as follows. First, after the film mold 5 is manufactured, a sheet-shaped mold member arranging process, a sheet-shaped mold member deforming process, a sheet-shaped mold member moving process, a sheet-shaped mold member pressing process, and curing. In this method, the process and the mold release process are performed in this order. However, since the sheet-shaped mold member deformation process may be performed before the sheet-shaped mold member moving process is completed, it may be performed in parallel with the on-sheet mold member moving process. Hereinafter, as an example, a case where the sheet-shaped member moving process is performed after the sheet-shaped member deformation process is completed will be described.

まず、自然状態のフィルム型5を製作する工程について説明する。
フィルム型5を製作するには、まず、反射防止部2の形状から決まる被加工面密着変形状態における成形面部5A’の形状に基づいて、自然状態のフィルム型5の成形面部5Aの形状を決定する。
成形面部5Aの形状を決定したら、フィルム型5の製作を開始する。
まず、図4(a)に示すように、例えばシリコンからなる平板部材からなるマスター基材11を用意し、このマスター基材11の一方の板面である基材表面11a上に、成形面部5Aにおける凹穴部5aの形状に一致された複数の凹穴部12aからなる反転微細構造体12を形成する。
ここで、図4(a)(図4(b)、(c)、(d)も同様)では、d(x)、p(x)がxにより変化することを示すため、突起12aの形状や隣接ピッチがxにより異なる場合の様子を誇張して模式的に描いている。
このような反転微細構造体12は、基材表面11a上にレジストを塗布し、例えば電子線描画装置によって形状パターンを露光した後、露光部を除去することにより形成することができる。
First, the process of manufacturing the natural film mold 5 will be described.
In order to manufacture the film mold 5, first, the shape of the molding surface part 5A of the film mold 5 in the natural state is determined based on the shape of the molding surface part 5A 'in the work surface contact deformation state determined from the shape of the antireflection part 2. To do.
When the shape of the molding surface portion 5A is determined, the production of the film mold 5 is started.
First, as shown in FIG. 4A, a master base material 11 made of, for example, a flat plate member made of silicon is prepared, and a molding surface portion 5A is formed on a base material surface 11a which is one plate surface of the master base material 11. The inversion fine structure 12 including a plurality of recessed hole portions 12a matched with the shape of the recessed hole portion 5a is formed.
Here, in FIG. 4 (a) (the same applies to FIGS. 4 (b), (c), and (d)), in order to show that dr (x) and pr (x) change with x, The case where the shape and the adjacent pitch differ depending on x is schematically drawn exaggeratingly.
Such a reverse microstructure 12 can be formed by applying a resist on the substrate surface 11a, exposing the shape pattern with an electron beam drawing apparatus, and then removing the exposed portion.

次に、図4(b)に示すように、ドライエッチング装置を用いて基材表面11aの法線方向に沿ってエッチングビーム14を照射し、反転微細構造体12が除去されるまで異方性エッチングを行う。
これにより、基材表面11aの各位置において、反転微細構造体12の外形に沿って、基材表面11aの法線方向にエッチングが進行し、反転微細構造体12の形状がマスター基材11に転写される。これによりマスター基材11の反転微細構造部11bが形成される。
以下、反転微細構造部11bが形成されたマスター基材11をマスター型11Aと称する。
Next, as shown in FIG. 4B, the etching beam 14 is irradiated along the normal direction of the substrate surface 11a using a dry etching apparatus, and the anisotropy is performed until the inverted microstructure 12 is removed. Etching is performed.
As a result, at each position of the substrate surface 11a, etching proceeds in the normal direction of the substrate surface 11a along the outer shape of the inverted microstructure 12, and the shape of the inverted microstructure 12 becomes the master substrate 11. Transcribed. Thereby, the inversion fine structure part 11b of the master base material 11 is formed.
Hereinafter, the master base material 11 on which the inverted fine structure portion 11b is formed is referred to as a master die 11A.

次に、図4(c)に示すように、マスター型11Aを母型として、反転型13を形成する。例えば、ガラス等の透明な平面基板上にUV硬化樹脂を塗布し、UVインプリントを用いて微細構造転写を行うことにより、反転型13を形成する。また、反転型13の製作方法は、樹脂フィルムに加熱下でマスター型11Aを押し付けることによっても製作可能である。
これにより、反転微細構造部11bの形状を反転した微細構造部13aを表面に有する全体として平板状の反転型13が得られる。微細構造部13aの形状は、反転微細構造部11bを反転した形状であるため、楕円錐状の突起が密集して配置された、全体として凸型の形状である。
マスター型11Aの製作を省略して反転型13から製作を行ってもよいが、エッチングでは、凹型の形状を製作する方が凸型の形状を製作するよりも容易であり、形状精度も良好となる。このため、本実施形態では、凹型の形状のマスター型11Aを作成する製造方法を採用している。
Next, as shown in FIG. 4C, the inverted mold 13 is formed using the master mold 11A as a mother mold. For example, the reverse mold 13 is formed by applying a UV curable resin on a transparent flat substrate such as glass and performing fine structure transfer using UV imprinting. Further, the reversal mold 13 can be produced by pressing the master mold 11A against the resin film under heating.
As a result, a flat plate-like reversal mold 13 having the fine structure portion 13a having the reversed shape of the reversal fine structure portion 11b on the surface is obtained. Since the shape of the fine structure portion 13a is a shape obtained by inverting the inverted fine structure portion 11b, it is a convex shape as a whole in which elliptical cone-shaped protrusions are densely arranged.
The master mold 11A may be omitted and the reversal mold 13 may be manufactured. However, in etching, it is easier to manufacture a concave shape than a convex shape, and the shape accuracy is good. Become. For this reason, in this embodiment, the manufacturing method which produces 11 A of concave shape masters is employ | adopted.

次に、図4(d)に示すように、反転型13を成形面部5Aの母型とし、フィルム型5の外形を形成する図示略の型枠を形成し、この型枠に液体状のUV硬化性や熱硬化性の樹脂を導入して硬化させて、フィルム型5を形成する。硬化手段としては、熱方式や光硬化方式を挙げることができる。本実施形態では、UV光による光硬化方式を採用している。
このようにして、成形面部5Aを有するフィルム型5が製作される。
以上で、型製作工程が終了する。
Next, as shown in FIG. 4 (d), the reversal mold 13 is used as a mother mold of the molding surface portion 5A, and a mold frame (not shown) for forming the outer shape of the film mold 5 is formed. A liquid UV is formed on the mold mold. A film mold 5 is formed by introducing and curing a curable or thermosetting resin. Examples of the curing means include a thermal method and a photocuring method. In the present embodiment, a photocuring method using UV light is employed.
In this way, the film mold 5 having the molding surface portion 5A is manufactured.
This completes the mold manufacturing process.

なお、上記のフィルム型5の製作方法は、一例であって、適宜変形することができる。
例えば、マスター型11Aを形成する場合に、ドライエッチングの代わりに、アルミ陽極酸化等の選択的なエッチングを採用してもよい。
In addition, the manufacturing method of said film type | mold 5 is an example, Comprising: It can deform | transform suitably.
For example, when forming the master mold 11A, selective etching such as aluminum anodization may be employed instead of dry etching.

次に、シート状型部材配置工程を行う。図5(a)に示すように、本工程は、フィルム型5を、型保持部材6の開口6aを横断するように配置して、微細構造形成用型10を形成する工程である。
本工程は、型保持部材6を型移動部7から取り外した状態で行ってもよいし、型保持部材6が型移動部7に取り付けられた状態で行ってもよい。図5(a)には、微細構造形成用型10がすでに形成され、型移動部7に取り付けられた様子を示している。
Next, a sheet-shaped member arrangement step is performed. As shown in FIG. 5A, this step is a step of forming the microstructure forming die 10 by disposing the film die 5 so as to cross the opening 6 a of the die holding member 6.
This step may be performed with the mold holding member 6 removed from the mold moving unit 7 or may be performed with the mold holding member 6 attached to the mold moving unit 7. FIG. 5A shows a state in which the microstructure forming mold 10 has already been formed and attached to the mold moving unit 7.

フィルム型5の取り付け方は、フィルム型5の表面5cを型保持部材6の外側に向けて、被固定部5Bと型保持部材6の下端面6cとを重ねて配置する。このとき、フィルム型5が開口6a内でたるむことなく、自然状態の平面形状を保つように配置する。例えば、成形面部5Aにおける表面5cを保持する適宜の保持治具などを用いれば、自然状態を保って配置することができる。
次に、この状態で、固定部材9を型保持部材6に螺合して、固定部材9の押え面9bをフィルム型5の被固定部5Bに当接させる。これにより、押え面9bと下端面6cとの間に被固定部5Bが挟まれた状態で固定保持される。
なお、この作業は、型保持部材6を型移動部7に取り付けた状態で行う場合には、圧力制御部8を停止しておく。
The film mold 5 is attached in such a manner that the fixed portion 5B and the lower end surface 6c of the mold holding member 6 are overlapped with the surface 5c of the film mold 5 facing the outside of the mold holding member 6. At this time, it arrange | positions so that the film type | mold 5 may maintain the planar shape of a natural state, without sagging within the opening 6a. For example, if an appropriate holding jig or the like that holds the surface 5c of the molding surface portion 5A is used, the natural surface can be maintained.
Next, in this state, the fixing member 9 is screwed into the mold holding member 6, and the pressing surface 9 b of the fixing member 9 is brought into contact with the fixed portion 5 </ b> B of the film mold 5. As a result, the fixed portion 5B is fixed and held between the pressing surface 9b and the lower end surface 6c.
Note that when this work is performed with the mold holding member 6 attached to the mold moving unit 7, the pressure control unit 8 is stopped.

このようにして、フィルム型5は、自然状態の平面状の形状で型保持部材6に固定され、微細構造形成用型10が組み立てられる。
フィルム型5は、成形面部5Aが型保持部材6の外側に向いた状態で型保持部材6の開口6aを塞いでおり、型保持部材6の下端面6cと密着して固定されている。
これにより、フィルム型5によって開口6aが気密に閉じられるため、型保持部材6の内部に流通孔部6dから給気または排気を行うことにより圧力が変化される圧力変化室Pが形成される。
微細構造形成用型10が保持部3の上方に配置されたら、シート状型部材配置工程が終了する。
In this manner, the film mold 5 is fixed to the mold holding member 6 in a natural planar shape, and the microstructure forming mold 10 is assembled.
The film mold 5 closes the opening 6 a of the mold holding member 6 with the molding surface portion 5 </ b> A facing the outside of the mold holding member 6, and is fixed in close contact with the lower end surface 6 c of the mold holding member 6.
Thereby, since the opening 6a is hermetically closed by the film mold 5, a pressure change chamber P in which the pressure is changed by supplying or exhausting air from the flow hole 6d is formed inside the mold holding member 6.
When the microstructure forming mold 10 is arranged above the holding part 3, the sheet-like mold member arranging step is completed.

次に、シート状型部材変形工程を行う。図5(b)に示すように、本工程は、開口6aの内周側となる領域でフィルム型5を引き伸ばし被加工面である凸レンズ面1aの湾曲形状に合わせて湾曲変形させる工程である。ここで、湾曲形状に「合わせて」とは、凹凸の湾曲方向が一致していて、曲率の大きさが略一致している(一致している場合も含む)という意味であり、湾曲形状が完全に一致することのみを意味するものではない。
本実施形態では、図示略の動作制御部が、圧力制御部8を駆動して圧力変化室P内の空気を吸引して排気を行い、圧力変化室P内の圧力を低下させる。
これにより、フィルム型5の成形面部5Aには、圧力変化室Pの内圧よりも高圧の大気圧が作用するため、フィルム型5が圧力変化室Pの内部に向かって押圧される。この結果、被固定部5Bが固定された状態で、被固定部5Bよりも内周側のフィルム型5が面内方向に引き伸ばされる。この結果、フィルム型5がドーム状に湾曲変形されて、フィルム型5’’が形成される。
Next, a sheet-shaped member deformation process is performed. As shown in FIG. 5 (b), this step is a step in which the film mold 5 is stretched in a region on the inner peripheral side of the opening 6a so as to be curved and deformed in accordance with the curved shape of the convex lens surface 1a that is the processing surface. Here, “according to the curved shape” means that the concave and convex curved directions are the same and the magnitudes of the curvatures are substantially the same (including the case where they are matched). It doesn't mean just an exact match.
In the present embodiment, an operation control unit (not shown) drives the pressure control unit 8 to suck and exhaust the air in the pressure change chamber P, thereby reducing the pressure in the pressure change chamber P.
Thereby, an atmospheric pressure higher than the internal pressure of the pressure change chamber P acts on the molding surface portion 5 </ b> A of the film die 5, so that the film die 5 is pressed toward the inside of the pressure change chamber P. As a result, in a state where the fixed portion 5B is fixed, the film mold 5 on the inner peripheral side of the fixed portion 5B is stretched in the in-plane direction. As a result, the film mold 5 is curved and deformed into a dome shape, and a film mold 5 ″ is formed.

フィルム型5の表面5cの湾曲の変形状態は、図5(b)に示す押圧前変形状態の表面5c’’となるようにする。
押圧前変形状態の表面5c’’の湾曲形状は、後述するシート状型部材押圧工程において、表面5c’’を凸レンズ面1aに向けて押圧していく際に、フィルム型5が凸レンズ面1aと滑らかに接触して凸レンズ面1aに円滑に密着できる形状とする。
具体的には、押圧によって表面5c’’が凸レンズ面1aに沿う形状に変形される過程で、表面5c’’の面内方向の引張応力が発生しないか、または発生しても成形面部5A’’の変形が許容範囲に収まる形状とする。
The deformation state of the curvature of the surface 5c of the film mold 5 is the surface 5c '' in the deformed state before pressing shown in FIG.
The curved shape of the surface 5c '' in the deformed state before pressing is such that when the surface 5c '' is pressed toward the convex lens surface 1a in the sheet-shaped mold member pressing step, which will be described later, the film mold 5 and the convex lens surface 1a. The shape is such that it can smoothly contact and smoothly adhere to the convex lens surface 1a.
Specifically, in the process in which the surface 5c '' is deformed into a shape along the convex lens surface 1a by pressing, a tensile stress in the in-plane direction of the surface 5c '' does not occur or even if it occurs, the molding surface portion 5A ' A shape whose deformation is within an allowable range.

このような表面5c’’の湾曲形状としては、凸レンズ面1aの外縁に、表面5c’’を当接させたときに、この当接部を除く凸レンズ面1aと表面5c’’との間が離間することにより、隙間ができる形状を挙げることができる(以下、「中央離間型湾曲形状」と称する)。
この場合、表面5c’’は外周側における凸レンズ面1aとの円状の当接部を除いて凸レンズ面1aから離間されている。また、表面5c’’の表面積が凸レンズ面1aの表面積よりも大きいため、面内方向にさらに収縮することにより、被加工面密着湾曲形状が得られる形状である。すなわち、フィルム型5’’は、凸レンズ面1aの上方の空間で縮みながら凸レンズ面1aに接近していくことができるため、きわめて円滑に凸レンズ面1aと密着することができる。
この場合、表面5c’’と凸レンズ面1aとの間に形成される隙間は、外縁側から中心側に向かって漸増する隙間であることがより好ましい。
ここで、それぞれの場合の隙間の最大値は、特に限定されないが、フィルム型5’’の変形負荷は小さいことが好ましいため、例えば、0.1mm〜2.0mmの範囲にとどめることが好ましい。
これらの湾曲形状は、例えば、表面5c’’が球面である場合には、その曲率半径R5c’’(図5(b)参照)が、凸レンズ面1aの曲率半径Rより小さくなっていればよい。
ただし、表面5c’’は、このような隙間を形成できる凹面状の湾曲面であれば、球面には限定されない。すなわち、表面5c’’の曲率の大きさが、全体として凸レンズ面1aの曲率の大きさよりも大きくなっている湾曲面でもよい。
As such a curved shape of the surface 5c ″, when the surface 5c ″ is brought into contact with the outer edge of the convex lens surface 1a, the space between the convex lens surface 1a and the surface 5c ″ excluding the contact portion is formed. By separating, a shape with a gap can be cited (hereinafter referred to as “centrally spaced curved shape”).
In this case, the surface 5c '' is separated from the convex lens surface 1a except for a circular contact portion with the convex lens surface 1a on the outer peripheral side. In addition, since the surface area of the surface 5c ″ is larger than the surface area of the convex lens surface 1a, the surface to be processed has a curved shape that is further contracted in the in-plane direction. That is, the film mold 5 ″ can approach the convex lens surface 1a while contracting in the space above the convex lens surface 1a, and therefore can be in close contact with the convex lens surface 1a very smoothly.
In this case, the gap formed between the surface 5c ″ and the convex lens surface 1a is more preferably a gap that gradually increases from the outer edge side toward the center side.
Here, the maximum value of the gap in each case is not particularly limited. However, since the deformation load of the film mold 5 ″ is preferably small, for example, it is preferably limited to a range of 0.1 mm to 2.0 mm.
These curved shapes, for example, surface 5c '' when it is spherical, the curvature radius R 5c '' (see FIG. 5 (b)) is, if smaller than the radius of curvature R a of the convex lens surface 1a That's fine.
However, the surface 5c '' is not limited to a spherical surface as long as it is a concave curved surface capable of forming such a gap. That is, it may be a curved surface in which the curvature of the surface 5c '' is larger than the curvature of the convex lens surface 1a as a whole.

表面5c’’の他の湾曲形状としては、表面5c’’の曲率半径R5c’’が、凸レンズ面1aの曲率半径Rと一致している場合を挙げることができる(以下、「密着型湾曲形状」と称する)。
この場合、表面5c’’の全体が、凸レンズ面1aと同時に密着することが可能であるため、押圧時に面内方向には引張応力が発生しない。
'Other curved shape of the surface 5c' surface 5c '' radius of curvature R 5c of '' is can be exemplified case match the curvature radius R a of the convex lens surface 1a (hereinafter, "contact type Called "curved shape").
In this case, since the entire surface 5c '' can be brought into close contact with the convex lens surface 1a at the same time, no tensile stress is generated in the in-plane direction during pressing.

表面5c’’のさらに他の湾曲形状としては、表面5c’’の曲率半径R5c’’が、凸レンズ面1aの曲率半径Rよりも大きい場合であって、これらの曲率半径の差が小さい場合の例を挙げることができる(以下、「周縁離間型湾曲形状」と称する)。
この場合、表面5c’’を凸レンズ面1aに近接させていくと、表面5c’’の中心部から凸レンズ面1aとの接触が開始され、接触部の外周側でフィルム型5’’が引き伸ばされることにより、凸レンズ面1aに密着していく。
このとき、フィルム型5’’には接触部の外周側に接触の進行によって変化する引張応力が発生するが、表面5c’’の曲率半径が凸レンズ面1aの曲率半径に近いほど、発生する引張応力も小さくなるため、引張応力による成形面部5A’’の不均一な変形を低減することができる。
レンズ本体1の大きさや、反射防止部2に求められる形状精度にもよるが、曲率半径R5c’’の大きさは、曲率半径Rの大きさの0.7倍から1.0倍程度であることが好ましい。
また、表面5c’’が球面でない場合には、凸レンズ面1aと一部が当接したときに、表面5c’’と凸レンズ面1aとの間に発生する隙間の最大値を適宜値に設定すればよい。隙間の最大値の許容値としては、レンズ本体1の大きさや、反射防止部2に求められる形状精度にもよるが、例えば、0.1mm〜2.0mmであることが好ましい。
'Still other curved shape of the surface 5c' surface 5c '' radius of curvature R 5c of '' is a larger than the radius of curvature R a of the convex lens surface 1a, the difference between these radii of curvature is small Examples of cases can be given (hereinafter referred to as “periphery-separated curved shape”).
In this case, when the surface 5c '' is brought closer to the convex lens surface 1a, contact with the convex lens surface 1a is started from the center of the surface 5c '', and the film mold 5 '' is stretched on the outer peripheral side of the contact portion. By this, it adheres to convex lens surface 1a.
At this time, a tensile stress that changes with the progress of the contact is generated on the outer peripheral side of the contact portion in the film mold 5 ″, but as the curvature radius of the surface 5c ″ is closer to the curvature radius of the convex lens surface 1a, the generated tensile stress is generated. Since the stress is also reduced, uneven deformation of the molding surface portion 5A ″ due to tensile stress can be reduced.
The size and the lens body 1, depending on the shape accuracy required for the anti-reflection portion 2, the size of the radius of curvature R 5c '', 1.0 times 0.7 times the size of the radius of curvature R a It is preferable that
If the surface 5c '' is not a spherical surface, the maximum value of the gap generated between the surface 5c '' and the convex lens surface 1a when part of the surface 5a '' abuts on the convex lens surface 1a is set to an appropriate value. That's fine. The allowable value of the maximum value of the gap is preferably 0.1 mm to 2.0 mm, for example, depending on the size of the lens body 1 and the shape accuracy required for the antireflection portion 2.

本実施形態では、表面5c’’の一例として、中央離間型湾曲形状を採用し、凸レンズ面1aの外縁に表面5c’’の外縁を当接させたときの隙間の最大値d(図6(c)参照)が0.1mmとなるように設定している。
このような表面5c’’を形成するために必要な圧力変化室Pの内圧は、例えば、フィルム型5の外縁を固定支持したときに成形面部5Aに作用する圧力と湾曲形状との関係を、予めシミュレーションや実験を行うなどして求めておけばよい。
以上で、シート状型部材変形工程が終了する。
中央離間型湾曲形状では、隙間の大きさdが多少変化しても、表面5c’’と凸レンズ面1aとは外縁部以外で接触しない状態が得られるため、密着型湾曲形状や、周縁離間型湾曲形状に比べると、表面5c’’の湾曲形状のバラツキの許容範囲が大きくなる。
In the present embodiment, a center-separated curved shape is adopted as an example of the surface 5c ″, and the maximum value d of the gap when the outer edge of the surface 5c ″ is brought into contact with the outer edge of the convex lens surface 1a (FIG. 6 ( c) is set to be 0.1 mm.
The internal pressure of the pressure change chamber P necessary to form such a surface 5c '' is, for example, the relationship between the pressure acting on the molding surface portion 5A when the outer edge of the film mold 5 is fixedly supported and the curved shape, It may be obtained in advance by performing a simulation or experiment.
This completes the sheet-shaped member deformation process.
In the center-separated curved shape, even if the gap size d slightly changes, the surface 5c '' and the convex lens surface 1a are not in contact with each other except the outer edge portion. Compared to the curved shape, the tolerance of the variation in the curved shape of the surface 5c '' is increased.

次に、シート状型部材移動工程を行う。本工程は、に示すように、凸レンズ面1a上に液状の成形材料であるUV硬化樹脂20を配置してから(図5(b)参照)、湾曲変形されたフィルム型5’’を、凸レンズ面1aと近接する位置に相対移動する(図6(a)参照)工程である。本実施形態では、凸レンズ面1aの位置が固定され、微細構造形成用型10を凸レンズ面1aに向かって移動させる相対移動を行う。   Next, a sheet-shaped member moving process is performed. In this step, as shown in FIG. 5, after the UV curable resin 20 that is a liquid molding material is disposed on the convex lens surface 1a (see FIG. 5B), the curved film mold 5 ″ is converted into a convex lens. This is a process of relative movement to a position close to the surface 1a (see FIG. 6A). In the present embodiment, the position of the convex lens surface 1a is fixed, and a relative movement is performed in which the microstructure forming mold 10 is moved toward the convex lens surface 1a.

まず、図5(b)に示すように、本工程に先立って、例えば、切削・研磨、ガラスモールド成形、樹脂成形等の適宜の加工を行って製作したレンズ本体1を、凸レンズ面1aがフィルム型5の方に向いた姿勢で、表面加工装置50の保持部3に保持させておく。
次に、凸レンズ面1a上に、UV硬化樹脂20を配置する。UV硬化樹脂20の種類は、本実施形態では、一例として、PAK−02(商品名)を採用している。
UV硬化樹脂20は、図5(b)に示すように、中心部に塊状に塗布して、後述するようにフィルム型5を押圧する際に、外周部に塗り拡げられるようにしてもよいし、例えば、スピンコート等によって、予め凸レンズ面1aの全体にわたって層状に塗布しておいてもよい。
First, as shown in FIG. 5B, prior to this step, for example, the lens body 1 manufactured by performing appropriate processing such as cutting / polishing, glass mold molding, resin molding, etc., and the convex lens surface 1a is a film. It is held by the holding unit 3 of the surface processing apparatus 50 in a posture facing the mold 5.
Next, the UV curable resin 20 is disposed on the convex lens surface 1a. In this embodiment, PAK-02 (trade name) is adopted as the type of the UV curable resin 20 as an example.
As shown in FIG. 5B, the UV curable resin 20 may be applied to the central portion in a lump shape and spread on the outer peripheral portion when pressing the film mold 5 as will be described later. For example, the entire surface of the convex lens surface 1a may be applied in layers by spin coating or the like.

次に、図示略の動作制御部を介して軸移動機構7b(図2参照)を駆動し、図6(a)に示すように、移動軸7aを鉛直下方に移動させ、凸レンズ面1aの外縁と表面5c’’とが当接するまで、微細構造形成用型10を下降させる。
本実施形態では、固定部材9の端面9dと保持部3の型受け面3cとが密着したときに、凸レンズ面1aの外縁であるレンズ側面1cとの境界の角部j(図6(b)参照)と表面5c’’とが当接する位置関係になっている。
このとき、本実施形態では、圧力変化室Pの内圧はシート状型部材変形工程と同じ圧力とし、中央離間型湾曲形状を保つようにする。
これにより、図6(b)、(c)に詳細を示すように、角部jの内側の凸レンズ面1aと表面5c’’との間に隙間Sが形成される。
本実施形態では、隙間Sの高さ寸法は、外周側から中心側に向かうにつれて漸増し、凸レンズ面1aの中心で、最大値dになっている。
ただし、本実施形態では、隙間Sの最大値dは、UV硬化樹脂20の塗布高さよりも低いため、図6(c)に示すように、凸レンズ面1aの中心部では、UV硬化樹脂20がフィルム型5’’によって押圧され、凹穴部5a’’内に充填されるとともに、径方向外側に押し広げられる。
以上で、シート状型部材移動工程が終了する。
Next, the shaft moving mechanism 7b (see FIG. 2) is driven via an operation control unit (not shown), and as shown in FIG. 6 (a), the moving shaft 7a is moved vertically downward, and the outer edge of the convex lens surface 1a. The microstructure forming mold 10 is lowered until the surface 5c ″ contacts with the surface 5c ″.
In the present embodiment, when the end surface 9d of the fixing member 9 and the mold receiving surface 3c of the holding portion 3 come into close contact with each other, the corner j of the boundary with the lens side surface 1c that is the outer edge of the convex lens surface 1a (FIG. 6B). Reference) and the surface 5c ″ are in contact with each other.
At this time, in this embodiment, the internal pressure of the pressure change chamber P is set to the same pressure as that in the sheet-shaped mold member deformation step so as to maintain a centrally spaced curved shape.
As a result, as shown in detail in FIGS. 6B and 6C, a gap S is formed between the convex lens surface 1a inside the corner j and the surface 5c ''.
In the present embodiment, the height dimension of the gap S gradually increases from the outer peripheral side toward the center side, and has a maximum value d at the center of the convex lens surface 1a.
However, in the present embodiment, since the maximum value d of the gap S is lower than the coating height of the UV curable resin 20, as shown in FIG. 6C, the UV curable resin 20 is at the center of the convex lens surface 1a. The film is pressed by the film mold 5 ″, filled in the recessed hole portion 5a ″, and spread outward in the radial direction.
Thus, the sheet-shaped mold member moving step is completed.

次に、シート状型部材押圧工程を行う。本工程は、凸レンズ面1aに近接されたフィルム型5’’を表面5c’’と反対側の裏面5d’’から押圧して、表面5c’’を変形させて凸レンズ面1aに押しつける工程である。
本実施形態では、図示略の動作制御部が、微細構造形成用型10の位置を固定した状態で、圧力制御部8(図2参照)を駆動して、図7(a)に示すように、圧力変化室P内に給気して、圧力変化室P内の圧力を増大させる。
これにより、フィルム型5’’が面内方向に収縮するとともに表面5c’’が凸レンズ面1aに密着されて、被加工面密着変形状態のフィルム型5’、表面5c’、成形面部5A’が形成される。
その際、表面5c’’と凸レンズ面1aとに挟まれていたUV硬化樹脂20は、表面5cが、表面5c’’から表面5c’に変形していくにつれて、隙間Sが狭まることで外周側に押し広げられていく。このとき、隙間S内の空気も外周側に押し出されるが、固定部材9の凹溝部9cから微細構造形成用型10の外部に漏出することができるため、UV硬化樹脂20は支障なく外周側に移動する。
以上で、シート状型部材押圧工程が終了する。
Next, a sheet-shaped member pressing process is performed. This step is a step of pressing the film mold 5 ″ adjacent to the convex lens surface 1a from the back surface 5d ″ opposite to the front surface 5c ″ to deform the surface 5c ″ and press it against the convex lens surface 1a. .
In the present embodiment, an operation control unit (not shown) drives the pressure control unit 8 (see FIG. 2) with the position of the microstructure forming mold 10 fixed, as shown in FIG. 7A. Then, the pressure in the pressure change chamber P is supplied to increase the pressure in the pressure change chamber P.
As a result, the film mold 5 ″ shrinks in the in-plane direction and the surface 5c ″ is brought into close contact with the convex lens surface 1a, so that the film mold 5 ′, the surface 5c ′, and the molding surface portion 5A ′ in the work surface contact deformation state are formed. It is formed.
At that time, the UV curable resin 20 sandwiched between the surface 5c ″ and the convex lens surface 1a has a gap S that is narrowed as the surface 5c is deformed from the surface 5c ″ to the surface 5c ′. Will be spread out. At this time, the air in the gap S is also pushed to the outer peripheral side, but since it can leak out from the recessed groove portion 9c of the fixing member 9 to the outside of the microstructure forming mold 10, the UV curable resin 20 can be moved to the outer peripheral side without any trouble. Moving.
Thus, the sheet-shaped mold member pressing step is completed.

本実施形態のシート状型部材押圧工程では、表面5cを中央離間型湾曲形状の表面5c’’から被加工面密着変形状態の表面5c’に変形させるため、凸レンズ面1aより表面積が大きなドーム形状とされてから、フィルム型5’’の弾性復元力によって収縮変形する。このため、圧力変化室Pの内圧により押圧力が作用していても、表面5c’として凸レンズ面1aに密着するまでは、凸レンズ面1aからの反力が作用しないため、面内方向に均等に変形していく。
このため、押圧の過程で、表面5cと凸レンズ面1aとの滑りが発生しにくくなり成形面部5A’の形状精度が良好となる。
In the sheet-shaped member pressing process of the present embodiment, the surface 5c is deformed from the center-separated curved surface 5c '' to the surface 5c 'in the state of close contact with the work surface, so that the dome shape has a larger surface area than the convex lens surface 1a. Then, the film is contracted and deformed by the elastic restoring force of the film mold 5 ″. For this reason, even if the pressing force is applied by the internal pressure of the pressure change chamber P, the reaction force from the convex lens surface 1a does not act until the surface 5c ′ is in close contact with the convex lens surface 1a. It will be transformed.
For this reason, slippage between the surface 5c and the convex lens surface 1a hardly occurs during the pressing process, and the shape accuracy of the molding surface portion 5A ′ is improved.

この点について、図8(a)、(b)に示す比較例と対照して説明する。
この比較例では、図8(a)に示すように、フィルム型5を筒状の型保持部材106の開口部106aに自然状態のフィルム型5を固定する。そして、図8(b)に示すように、このような平面状のフィルム型5を予め湾曲させることなく、凸レンズ面1aに押圧していく。
この場合、図8(b)のように、成形面部5Aの中心部が凸レンズ面1aに当接して、外周側に当接範囲が拡大するとともに、表面5cが凸レンズ面1aに沿う形状に湾曲される。
このとき、当接部は、押圧力が作用しているため、凸レンズ面1aからの摩擦力が働いて、面内方向の変形が抑制される。このため、当接部が外周側に広がるほど、より大きな引張応力が作用して引き伸ばされていくことになる。この結果、本実施形態と比べると、成形面部5Aの外周側で大きなひずみが発生して、密着状態での成形面部5Aの形状精度が悪化してしまう。
This point will be described in contrast to the comparative example shown in FIGS.
In this comparative example, as shown in FIG. 8A, the film mold 5 is fixed to the opening 106a of the cylindrical mold holding member 106 in the natural state. And as shown in FIG.8 (b), such a planar film type | mold 5 is pressed on the convex lens surface 1a, without curving previously.
In this case, as shown in FIG. 8B, the central portion of the molding surface portion 5A abuts on the convex lens surface 1a, the abutting range is expanded on the outer peripheral side, and the surface 5c is curved into a shape along the convex lens surface 1a. The
At this time, since the pressing force is applied to the abutting portion, the frictional force from the convex lens surface 1a acts and the deformation in the in-plane direction is suppressed. For this reason, the larger the abutment portion is on the outer peripheral side, the larger the tensile stress is applied and the more it is stretched. As a result, as compared with the present embodiment, a large strain is generated on the outer peripheral side of the molding surface portion 5A, and the shape accuracy of the molding surface portion 5A in the close contact state is deteriorated.

なお、本実施形態でも、シート状型部材変形工程において周縁離間型湾曲形状の表面5c’’とすると、シート状型部材移動工程では、表面5c’’の中心部から凸レンズ面1aと当接するが、すでに平面状態から略凸レンズ面1aと同様なドーム状に湾曲されているため、押圧時のひずみは比較例に比べて格段に小さくなり、成形面部5Aの形状精度を許容範囲に収めることが可能である。   Even in the present embodiment, if the surface 5c '' is a peripherally spaced curved surface in the sheet-shaped member deformation step, the sheet-shaped member moving step comes into contact with the convex lens surface 1a from the center of the surface 5c ''. Since it is already curved in a dome shape similar to that of the substantially convex lens surface 1a from the flat state, the strain at the time of pressing is significantly smaller than that of the comparative example, and the shape accuracy of the molding surface portion 5A can be kept within an allowable range. It is.

次に、硬化工程を行う。本工程は、フィルム型5’と凸レンズ面1aとの間に挟まれたUV硬化樹脂20を硬化させる工程である。
上記シート状型部材押圧工程によって、表面5c’と凸レンズ面1aとが密着され、それらの間の成形空間には、UV硬化樹脂20が充填された状態になっている。
本工程では、図7(a)に示すように、圧力変化室Pの内圧を保持した状態で、UV光源4を点灯する。これにより、孔部3aからレンズ本体1に紫外光が入射し、レンズ本体1の内部から凸レンズ面1aにUV光が照射される。
この結果、凸レンズ面1aと成形面部5A’とで挟まれた成形空間に充填されたUV硬化樹脂20が光硬化し、凸レンズ面1a上に反射防止部2が形成される。
UV硬化樹脂20の硬化が終了したら、UV光源4を消灯する。
以上で、硬化工程が終了する。
Next, a curing process is performed. This step is a step of curing the UV curable resin 20 sandwiched between the film mold 5 ′ and the convex lens surface 1a.
By the sheet-shaped member pressing step, the surface 5c ′ and the convex lens surface 1a are brought into close contact with each other, and the molding space between them is filled with the UV curable resin 20.
In this step, as shown in FIG. 7A, the UV light source 4 is turned on while the internal pressure of the pressure change chamber P is maintained. Thereby, ultraviolet light enters the lens body 1 from the hole 3a, and UV light is irradiated from the inside of the lens body 1 to the convex lens surface 1a.
As a result, the UV curable resin 20 filled in the molding space sandwiched between the convex lens surface 1a and the molding surface portion 5A ′ is photocured, and the antireflection portion 2 is formed on the convex lens surface 1a.
When the curing of the UV curable resin 20 is completed, the UV light source 4 is turned off.
This completes the curing process.

次に、離型工程を行う。本工程は、UV硬化樹脂20の硬化後にフィルム型5’を凸レンズ面1aから離間させる工程である。
本工程では、図7(b)に示すように、図示略の動作制御部により、型移動部7を駆動して、微細構造形成用型10を上昇させて、凸レンズ面1aからフィルム型5’を離型させる。このとき、圧力変化室Pの内圧は、フィルム型5が密着型湾曲形状となる程度の内圧以上としておく。これにより、微細構造形成用型10が上昇するとともに、フィルム型5が下方に押し出されるため、フィルム型’を凸レンズ面1aの外周側から中心部に向かって徐々に離型させることができる。
このとき、離型する部位では、図9に示すように、フィルム型5が、凸レンズ面1aから上方に徐々に捲り上げられるように離型する。このため、凸レンズ面1aの法線方向に突出する突起2aの突出方向に沿って凹穴部5aが移動するため、離型抵抗が少なくなる。この結果、突起2aを変形させたり、破損させたりすることなく離型させることができる。
離型する部位におけるフィルム型5の捲れ上がる形状は、微細構造形成用型10の移動位置と、圧力変化室Pの内圧との関係によって決まるため、微細構造形成用型10の上昇とともに、徐々に圧力変化室Pの内圧を増大させることにより、さらに円滑な離型が可能となる。
Next, a mold release process is performed. This step is a step of separating the film mold 5 ′ from the convex lens surface 1a after the UV curable resin 20 is cured.
In this step, as shown in FIG. 7B, the mold moving unit 7 is driven by an operation control unit (not shown) to raise the microstructure forming mold 10 and the film mold 5 ′ is moved from the convex lens surface 1a. Let mold release. At this time, the internal pressure of the pressure change chamber P is set to be equal to or higher than the internal pressure at which the film mold 5 has a close-contact curved shape. As a result, the microstructure forming mold 10 is raised and the film mold 5 is pushed downward, so that the film mold 'can be gradually released from the outer peripheral side of the convex lens surface 1a toward the center.
At this time, at the part to be released, as shown in FIG. 9, the film mold 5 is released so as to be gradually lifted upward from the convex lens surface 1a. For this reason, since the recessed hole part 5a moves along the protrusion direction of the protrusion 2a which protrudes in the normal line direction of the convex lens surface 1a, mold release resistance decreases. As a result, the protrusion 2a can be released without being deformed or damaged.
Since the shape of the film mold 5 that rises at the part to be released is determined by the relationship between the movement position of the microstructure forming mold 10 and the internal pressure of the pressure change chamber P, it gradually increases as the microstructure forming mold 10 rises. By increasing the internal pressure of the pressure change chamber P, a smoother mold release becomes possible.

このようにして、凸レンズ面1aから、フィルム型5が離間したら、離型工程が終了する。
これにより、凸レンズ面1a上に反射防止部2が形成されたレンズ1Aが製造される。
In this way, when the film mold 5 is separated from the convex lens surface 1a, the mold release process is completed.
Thereby, the lens 1A in which the antireflection portion 2 is formed on the convex lens surface 1a is manufactured.

さらに、凸レンズ面1bに反射防止部2を形成する場合には、必要に応じてフィルム型5を、凸レンズ面1bを成形するための他のフィルム型5と交換して、上記と同様の工程を繰り返す。ただし、フィルム型5は弾性体からなるため、凸レンズ面1bの曲率が、凸レンズ面1aとあまり変わらない場合には、凸レンズ面1aと同じ形状のフィルム型5を用いることも可能である。
このようにして、レンズ1Aを製造することができる。
Furthermore, when forming the antireflection part 2 on the convex lens surface 1b, the film mold 5 is replaced with another film mold 5 for molding the convex lens surface 1b as necessary, and the same process as above is performed. repeat. However, since the film mold 5 is made of an elastic body, if the curvature of the convex lens surface 1b is not so different from that of the convex lens surface 1a, the film mold 5 having the same shape as the convex lens surface 1a can be used.
In this way, the lens 1A can be manufactured.

本実施形態の表面形状の成形方法によれば、微細構造形成用型10およびこれを挿着した表面加工装置50を用いることにより、シート状の弾性体からなるフィルム型5を被加工面である凸レンズ面1aの湾曲形状に合わせて湾曲変形させる。その後、凸レンズ面1aに押しつけて複数の凹凸形状による微細構造である反射防止部2の成形を行うため、湾曲している被加工面に複数の凹凸形状による微細構造を精度よく形成することができる。   According to the surface shape molding method of the present embodiment, the film mold 5 made of a sheet-like elastic body is a surface to be processed by using the microstructure forming mold 10 and the surface processing apparatus 50 into which the microstructure is inserted. It is curved and deformed according to the curved shape of the convex lens surface 1a. Thereafter, the antireflection portion 2 that is a fine structure having a plurality of concave and convex shapes is pressed against the convex lens surface 1a, so that a fine structure having a plurality of concave and convex shapes can be accurately formed on the curved processed surface. .

また、微細構造形成用型10は、弾性体からなるフィルム型5と、フィルム型5を湾曲させる圧力変化室Pを有する型保持部材6とを備えるため、自然状態で平面上のシート部材により、種々の曲率を有する被加工面に、微細構造を形成することができる。
このため、フィルム型5は、例えば異方性エッチングなどによって一方向から、全面を加工することができる。この結果、曲面に形成する場合に比べて、成形面部5Aを容易、かつ効率的に形成することができる。
このように、フィルム型5は、決まった曲率を有する曲面型に比べて、製造が容易であり、汎用性も高めることができる。
Further, the microstructure forming mold 10 includes a film mold 5 made of an elastic body and a mold holding member 6 having a pressure change chamber P that curves the film mold 5. A fine structure can be formed on a work surface having various curvatures.
Therefore, the entire surface of the film mold 5 can be processed from one direction by, for example, anisotropic etching. As a result, it is possible to easily and efficiently form the molding surface portion 5A as compared with the case of forming a curved surface.
Thus, the film mold 5 is easier to manufacture and can be more versatile than a curved surface mold having a fixed curvature.

また、微細構造形成用型10は、弾性体からなるフィルム型5を用いることにより、フィルム型5を湾曲させることで、種々の曲率を有する被加工面に、例えば、その法線方向に突出する突起を含む微細構造を容易に形成することができる。また、離型時に、フィルム型5を変形させながら離型することで、個々の微細構造に対して離型方向を変えて離型させることができるため、湾曲した被加工面の法線方向等に突出する微細構造を変形させたり、破損したりすることなく、離型させることができる。
このため、形状精度が良好な微細構造を形成することができ、例えば、反射防止構造等の光学特性を発揮させる光学素子の微細構造の形成に特に好適となる。
In addition, the microstructure forming mold 10 protrudes in a normal direction, for example, on a work surface having various curvatures by bending the film mold 5 by using the film mold 5 made of an elastic body. A fine structure including protrusions can be easily formed. Moreover, since the film mold 5 can be released while being deformed at the time of mold release, the mold can be released by changing the mold release direction for each fine structure. It is possible to release the mold without deforming or damaging the microstructure protruding to the surface.
For this reason, it is possible to form a fine structure with good shape accuracy, and it is particularly suitable for forming a fine structure of an optical element that exhibits optical characteristics such as an antireflection structure.

[第1変形例]
本実施形態の第1変形例の表面形状の成形方法について説明する。
図10(a)は、本発明の第1の実施形態の第1変形例の表面形状の成形方法によって製造された光学素子の構成の一例を示す模式的な平面図である。図10(b)は、図10(a)におけるそのG−G断面図である。図10(c)、(d)は、図10(c)におけるm部詳細図、およびn部詳細図である。図11は、本発明の第1の実施形態の第1変形例の微細構造形成用型を含む表面加工装置の模式的な構成図である。
[First Modification]
A surface shape molding method according to a first modification of the present embodiment will be described.
FIG. 10A is a schematic plan view showing an example of the configuration of an optical element manufactured by the surface shape molding method according to the first modification of the first embodiment of the present invention. FIG.10 (b) is the GG sectional drawing in Fig.10 (a). FIGS. 10C and 10D are a detailed view of the m portion and a detailed view of the n portion in FIG. FIG. 11 is a schematic configuration diagram of a surface processing apparatus including a microstructure forming mold according to a first modification of the first embodiment of the present invention.

本変形例は、被加工面が凹面の場合の表面形状の成形方法であり、上記第1の実施形態の表面加工装置50を用いて行うことができる。
以下では、一例として、図10(a)、(b)、(c)、(d)に示すように、被加工体がレンズ本体21(光学素子基材)であり、微細構造が上記第1の実施形態と同様の反射防止部2であるとして、上記第1の実施形態と異なる点を中心に説明する。
すなわち、本変形例では、レンズ本体21に反射防止部2を形成して、光学素子であるレンズ21Aを製造する場合の例で説明する。
This modification is a method of forming a surface shape when the surface to be processed is concave, and can be performed using the surface processing apparatus 50 of the first embodiment.
Hereinafter, as an example, as illustrated in FIGS. 10A, 10 </ b> B, 10 </ b> C, and 10 </ b> D, the workpiece is the lens body 21 (optical element base material), and the fine structure is the first structure. It is assumed that the antireflection part 2 is the same as that of the first embodiment, and the difference from the first embodiment is mainly described.
That is, in this modification, an example in which the antireflection portion 2 is formed in the lens body 21 to manufacture the lens 21A that is an optical element will be described.

レンズ本体21は、曲率半径R、レンズ径がDの凹球面からなる凹レンズ面21a(湾曲している光学面)と、平面からなる平レンズ面21bとを備える単玉の凹平レンズである。レンズ本体21の凹レンズ面21aの外周側には、平レンズ面21bに平行な平面部21dが形成され、これら平面部21d、平レンズ面21bの外周にレンズ側面21cが形成されている。
本変形例の反射防止部2は、上記第1の実施形態と同様な突起2aが、凹レンズ面21aに形成された点のみが異なり、各突起2aの形状と配列ピッチは、上記第1の実施形態と同様である。すなわち、突起2aは、底面の直径がd、高さがhの円錐形状であり、各突起2a間の隣接ピッチは、pである。
レンズ本体21の材質は、ガラスでも合成樹脂でもよい。また、凹レンズ面21a、平レンズ面21bの形成方法は、研磨でもよいし成形でもよい。
The lens body 21 is a single concave lens having a concave lens surface 21a (curved optical surface) made of a concave spherical surface having a radius of curvature Ra and a lens diameter D1, and a flat lens surface 21b made of a flat surface. is there. A flat surface portion 21d parallel to the flat lens surface 21b is formed on the outer peripheral side of the concave lens surface 21a of the lens body 21, and a lens side surface 21c is formed on the outer periphery of the flat surface portion 21d and the flat lens surface 21b.
The antireflection part 2 of the present modification differs from the first embodiment only in that the projections 2a similar to those of the first embodiment are formed on the concave lens surface 21a. The shape and arrangement pitch of the projections 2a are the same as those of the first embodiment. It is the same as the form. That is, the projection 2a is conical with a diameter of the bottom surface is d t, height h t, adjacent pitch between the projections 2a is p t.
The material of the lens body 21 may be glass or synthetic resin. Further, the method of forming the concave lens surface 21a and the flat lens surface 21b may be polishing or molding.

本変形例の表面加工装置50は、図11に示すように、上記第1の実施形態と同様の構成を有しており、被加工面が凹レンズ面21aであることに対応して、フィルム型5を凸面に湾曲させる点のみが異なる。
ただし、本変形例のフィルム型5の成形面部5Aは、凹レンズ面21aに対する被加工面密着変形状態において、反射防止部2の各突起2aの凹凸を反転した形状に形成される。凸レンズ面1aと凹レンズ面21aとは曲率半径の大きさが等しいため、本変形例の成形面部5Aの各凹穴部5aの開口径がわずかに小さいだけで、略同じ形状である。
As shown in FIG. 11, the surface processing apparatus 50 of the present modification has the same configuration as that of the first embodiment, and corresponds to the fact that the surface to be processed is the concave lens surface 21a. The only difference is that 5 is curved into a convex surface.
However, the molding surface portion 5A of the film mold 5 of the present modification is formed in a shape in which the projections and recesses of the protrusions 2a of the antireflection portion 2 are inverted in a state where the processing surface is in close contact with the concave lens surface 21a. Since the convex lens surface 1a and the concave lens surface 21a have the same radius of curvature, they have substantially the same shape except that the diameter of each concave hole portion 5a of the molding surface portion 5A of this modification is slightly smaller.

次に、本変形例の表面形状の成形方法について説明する。
図12(a)は、本発明の第1の実施形態の第1変形例の表面形状の成形方法のシート状型部材移動工程を示す模式的な工程説明図である。図12(b)、(c)は、図12(a)におけるr部詳細図、およびs部詳細図である。図13は、本発明の第1の実施形態の第1変形例の表面形状の成形方法のシート状型部材押圧工程を示す模式的な工程説明図である。
Next, the surface shape forming method of this modification will be described.
Fig.12 (a) is typical process explanatory drawing which shows the sheet-like mold member movement process of the shaping | molding method of the surface shape of the 1st modification of the 1st Embodiment of this invention. FIGS. 12B and 12C are a detailed view of a portion r and a detailed view of a portion s in FIG. 12A. FIG. 13 is a schematic process explanatory view showing a sheet-like mold member pressing step of the surface shape forming method of the first modified example of the first embodiment of the present invention.

本変形例の表面形状の成形方法は、まず、本変形例の形状の成形面部5Aを有するフィルム型5を製作した後、上記第1の実施形態と略同様に、シート状型部材配置工程、シート状型部材変形工程、シート状型部材移動工程、シート状型部材押圧工程、硬化工程、および離型工程を、この順に行う方法である。
以下、上記第1の実施形態と異なる点を中心に説明する。
The surface shape molding method of the present modification example is as follows. First, after the film mold 5 having the molding surface portion 5A having the shape of the present modification example is manufactured, a sheet-shaped mold member arranging step, as in the first embodiment, In this method, the sheet-shaped member deformation process, the sheet-shaped member movement process, the sheet-shaped member pressing process, the curing process, and the release process are performed in this order.
Hereinafter, a description will be given centering on differences from the first embodiment.

本変形例のシート状型部材配置工程は、上記第1の実施形態のシート状型部材配置工程と同様の工程である。これにより、図11において二点鎖線で示すフィルム型5を含む微細構造形成用型10が形成される。   The sheet-like mold member arranging step of this modification is the same as the sheet-like member arranging step of the first embodiment. Thereby, the microstructure forming mold 10 including the film mold 5 indicated by a two-dot chain line in FIG. 11 is formed.

本変形例のシート状型部材変形工程は、図11に示すように、押圧前変形状態のフィルム型5’’の表面5c’’が凸面になる点が、上記第1の実施形態とは異なる。
このため、本変形例では、圧力制御部8から給気し、圧力変化室Pの内圧を大気圧よりも高めることで、凸のドーム状の表面5c’’を形成する。
本変形例の表面5c’’の形状は、中央離間型湾曲形状、密着型湾曲形状、周縁離間型湾曲形状のいずれでもより。本変形例におけるこれらの形状は、上記第1の実施形態の説明から容易に理解することができるため、一例として本変形例の中央離間型湾曲形状について説明する。
As shown in FIG. 11, the sheet-shaped mold member deformation process of this modification is different from the first embodiment in that the surface 5c '' of the film mold 5 '' in a deformed state before pressing becomes a convex surface. .
For this reason, in this modification, the convex dome-shaped surface 5c '' is formed by supplying air from the pressure control unit 8 and increasing the internal pressure of the pressure change chamber P above the atmospheric pressure.
The shape of the surface 5c '' of this modification may be any of the center-separated curved shape, the contact-type curved shape, and the peripheral-spaced curved shape. Since these shapes in this modification can be easily understood from the description of the first embodiment, the center-separated curved shape of this modification will be described as an example.

本変形例の中央離間型湾曲形状は、凹レンズ面21aの外縁に、表面5c’’を当接させたときに、この当接部を除く凹レンズ面21aと表面5c’’との間がりかんすることにより、隙間ができる形状である。本変形例の場合、フィルム型5は、自然状態の平面形状から、引き伸ばされて湾曲形状が形成され、凹レンズ面21aに向かって押圧される前にフィルム型5’’は、凹レンズ面21aとの円状の当接部を除いて凹レンズ面21aから離間されている。
ただし、本変形例では、表面5c’’の表面積は凹レンズ面21aの表面積より小さくなっているため、押圧時には面内方向に引き伸ばされる変形が生じ、フィルム型5’’には引張応力が発生する。しかしながら、このような引張応力が発生しても、フィルム型5’’は、凹レンズ面21aの上方の空間で、凹レンズ面21aと接触することなく引き伸ばされて凹レンズ面21aに接近していくことができるため、きわめて円滑に凹レンズ面21aと密着することができる。
表面5c’’と凹レンズ面21aとの間に形成される隙間は、外縁側から中心側に向かって漸増することがより好ましいこと、また、隙間の最大値が、例えば、0.1mm〜2.0mmの範囲にとどめることが好ましいことは、上記第1の実施形態と同様である。
In the center-separated curved shape of this modification, when the surface 5c ″ is brought into contact with the outer edge of the concave lens surface 21a, the gap between the concave lens surface 21a and the surface 5c ″ excluding the contact portion is determined. This is a shape with a gap. In the case of this modification, the film mold 5 is stretched from a natural planar shape to form a curved shape, and the film mold 5 ″ is pressed with the concave lens surface 21a before being pressed toward the concave lens surface 21a. It is separated from the concave lens surface 21a except for the circular contact portion.
However, in this modification, since the surface area of the surface 5c '' is smaller than the surface area of the concave lens surface 21a, deformation that is stretched in the in-plane direction occurs during pressing, and tensile stress is generated in the film mold 5 ''. . However, even if such a tensile stress occurs, the film mold 5 '' can be stretched without coming into contact with the concave lens surface 21a in the space above the concave lens surface 21a and approach the concave lens surface 21a. Therefore, it is possible to contact the concave lens surface 21a very smoothly.
The gap formed between the surface 5c '' and the concave lens surface 21a is more preferably gradually increased from the outer edge side toward the center side, and the maximum value of the gap is, for example, 0.1 mm to 2. The fact that it is preferable to stay within the range of 0 mm is the same as in the first embodiment.

次に、変形例のシート状型部材移動工程を行う。
本工程では、図11に示すように、保持部3にレンズ本体21を保持させて、凹レンズ面21a上にUV硬化樹脂20を配置する。
次に、図12(a)に示すように、湾曲変形されたフィルム型5’’を、凸レンズ面1aと近接する位置に移動し、凹レンズ面21aの外縁である平面部21dとの境界の角部u(図12(b)参照)と、表面5c’’とが当接するまで、微細構造形成用型10を下降させる。
本変形例では、固定部材9の端面9dと保持部3の型受け面3cとが密着したときに、角部uと表面5c’’とが当接する位置関係になっており、角部uの内側の凹レンズ面21aと表面5c’’との間に隙間Sが形成される。本変形例の隙間Sの高さ寸法は、外周側から中心側に向かうにつれて漸増し、凹レンズ面21aの中心で、上記第1の実施形態と同様に最大値dになっている。
以上で、シート状型部材移動工程が終了する。
Next, a modified sheet-like member moving step is performed.
In this step, as shown in FIG. 11, the lens body 21 is held by the holding unit 3 and the UV curable resin 20 is disposed on the concave lens surface 21a.
Next, as shown in FIG. 12A, the curved film mold 5 ″ is moved to a position close to the convex lens surface 1a, and the corner angle with the flat portion 21d which is the outer edge of the concave lens surface 21a. The microstructure forming mold 10 is lowered until the part u (see FIG. 12B) and the surface 5c ″ contact each other.
In this modification, when the end surface 9d of the fixing member 9 and the mold receiving surface 3c of the holding portion 3 are in close contact with each other, the corner portion u and the surface 5c '' are in contact with each other. A gap S is formed between the inner concave lens surface 21a and the surface 5c ''. The height dimension of the gap S in this modification example gradually increases from the outer peripheral side toward the center side, and is the maximum value d in the center of the concave lens surface 21a as in the first embodiment.
Thus, the sheet-shaped mold member moving step is completed.

次に、図13に示すように、本変形例のシート状型部材押圧工程、硬化工程を行う。これらの工程は、上記第1の実施形態と同様の工程である。   Next, as shown in FIG. 13, the sheet-shaped member pressing process and the curing process of the present modification are performed. These steps are the same as those in the first embodiment.

次に、本変形例の離型工程を行う。本工程では、微細構造形成用型10を上昇させるとともに、圧力変化室Pから排気して減圧していく。
これにより、フィルム型5は、外周側からすぼむように変形するため、同一の湾曲形状が平行移動するのとは異なり、凹レンズ面21aの外周側から上方に徐々に捲り上げられるように離型する。このため、上記第1の実施形態と同様に、凹レンズ面21aの法線方向に突出する突起2aの突出方向に略沿って凹穴部5aが移動するため、離型抵抗が少なくなる。この結果、突起2aを変形させたり、破損させたりすることなく離型させることができる。
Next, the mold release process of this modification is performed. In this step, the microstructure forming mold 10 is raised and exhausted from the pressure change chamber P to reduce the pressure.
As a result, the film mold 5 deforms so as to sag from the outer peripheral side. Therefore, unlike the parallel movement of the same curved shape, the film mold 5 is released so as to be gradually raised upward from the outer peripheral side of the concave lens surface 21a. . For this reason, as in the first embodiment, since the concave hole portion 5a moves substantially along the protruding direction of the protrusion 2a protruding in the normal direction of the concave lens surface 21a, the mold release resistance is reduced. As a result, the protrusion 2a can be released without being deformed or damaged.

このようにして、離型工程が終了すると、図10(a)、(b)に示すような、凹レンズ面21a上に反射防止部2が形成されたレンズ21Aが製造される。
なお、本変形例では、簡単のため、凹レンズ面21aの曲率半径がRの場合の例で説明したが、凹レンズ面21aの曲率半径はRには限定されず、形状が異なる凹面であっても、反射防止部2を形成することができる。
In this way, when the mold release step is completed, a lens 21A in which the antireflection portion 2 is formed on the concave lens surface 21a as shown in FIGS. 10A and 10B is manufactured.
In this modification, for simplicity, although the radius of curvature of the concave lens surface 21a has been described in example when R a, the radius of curvature of the concave lens surface 21a is not limited to R a, there is a different concave shape However, the antireflection part 2 can be formed.

[第2変形例]
次に、本実施形態の第2変形例の微細構造形成用型について説明する。
図14は、本発明の第1の実施形態の第2変形例の微細構造形成用型の構成を示す模式的な断面図である。図15(a)、(b)は、本発明の第1の実施形態の第2変形例の微細構造形成用型の製造工程を示す模式的な工程説明図である。
[Second Modification]
Next, a microstructure forming mold according to a second modification of the present embodiment will be described.
FIG. 14 is a schematic cross-sectional view showing the configuration of a microstructure forming mold according to a second modification of the first embodiment of the present invention. FIGS. 15A and 15B are schematic process explanatory views showing the manufacturing process of the microstructure forming mold of the second modified example of the first embodiment of the present invention.

本変形例の微細構造形成用型30は、上記第1の実施形態の微細構造形成用型10の固定部材9に代えて、固定部材39を備える。
固定部材39は、型保持部材6の下端部に着脱可能に固定された環状部材であり、固定部材9と同様に内周部に雌ねじ部9eを有し、雌ねじ部9eを型保持部材6の雄ねじ部6eに螺合したときに、下端側となる端部に、中心軸線Zと直交する平面で構成された固定面39aが形成されている。
固定面39aの平面視形状は、フィルム型5の被固定部5Bと同様な大きさを有する円環状とされている。
微細構造形成用型30では、フィルム型5は、裏面5d側の被固定部5Bが固定面39aに接着されることにより、中心軸線Zと直交する平面に整列された状態で、固定部材39と固定されている。
このため、フィルム型5は、固定部材39を型保持部材6に対して着脱することで、固定部材39とともに着脱することができる。
The microstructure forming mold 30 of this modification includes a fixing member 39 instead of the fixing member 9 of the microstructure forming mold 10 of the first embodiment.
The fixing member 39 is an annular member that is detachably fixed to the lower end portion of the mold holding member 6. Like the fixing member 9, the fixing member 39 has a female screw portion 9 e on the inner peripheral portion, and the female screw portion 9 e is connected to the die holding member 6. A fixed surface 39a constituted by a plane orthogonal to the central axis Z is formed at the end which is the lower end side when screwed into the male screw portion 6e.
The planar view shape of the fixed surface 39a is an annular shape having the same size as the fixed portion 5B of the film mold 5.
In the fine structure forming mold 30, the film mold 5 includes the fixing member 39 in a state in which the fixed part 5 </ b> B on the back surface 5 d side is bonded to the fixing surface 39 a and aligned with a plane orthogonal to the central axis Z. It is fixed.
For this reason, the film mold 5 can be attached and detached together with the fixing member 39 by attaching and detaching the fixing member 39 to and from the mold holding member 6.

固定部材39に固定されたフィルム型5は、上記第1の実施形態と同様に自然状態で固定してもよいが、初期張力を与えて、自然状態から面内方向に引き伸ばした状態で固定することが可能である。
初期張力を与えて変形させた状態を初期変形状態と称し、各部の符号に「’’’」を付して表すと、初期変形状態の成形面部5A’’’の形状は、面内方向に引き伸ばされた形状になっている。また、初期張力の大きさに応じて、フィルム型5のみかけ上の曲げ剛性が大きくなっている。
このように、初期変形状態では、自然状態の成形面部5Aが成形面部5A’’’に変化するため、初期変形状態から被加工面密着状態を形成すると、反射防止部2の形状を変化させることができる。このため、フィルム型5は、反射防止部2の形状に近い他の反射防止部の成形にも用いることができるため、フィルム型5の汎用性が向上する。
また、初期張力を与えることにより、被加工面の曲率半径が大きく平面に近いような場合でも、フィルム型5の変形状態の曲率を微小変化させやすくなる。
The film mold 5 fixed to the fixing member 39 may be fixed in a natural state as in the first embodiment, but is applied in an in-plane direction from the natural state by applying an initial tension. It is possible.
The state deformed by applying an initial tension is referred to as an initial deformed state, and the shape of the molding surface portion 5A ′ ″ in the initial deformed state is in the in-plane direction. It has a stretched shape. Further, the apparent bending rigidity of the film mold 5 is increased in accordance with the magnitude of the initial tension.
Thus, in the initial deformation state, the molding surface portion 5A in the natural state changes to the molding surface portion 5A ′ ″. Therefore, when the work surface contact state is formed from the initial deformation state, the shape of the antireflection portion 2 is changed. Can do. For this reason, since the film type 5 can be used also for shaping | molding of the other antireflection part close | similar to the shape of the antireflection part 2, the versatility of the film type 5 improves.
Further, by applying the initial tension, the curvature of the deformed state of the film mold 5 can be easily changed minutely even when the radius of curvature of the work surface is large and close to a plane.

このような微細構造形成用型30を製造するには、図15(a)に示すように、固定面39aの外径よりも大きな外径を有するシート部材35の中心部に成形面部5Aを形成する。
次に、シート部材35の外周部を径方向外側に引っ張って張力Tを与えて、初期変形状態の成形面部5A’’を形成する。
次に、図15(b)に示すように、このシート部材35の成形面部5A’’’の外周側の裏面を固定部材39の固定面39aに接着して固定し、固定後に、固定面39aの外方に突出した部分を切断して除去する。
次に、このようにフィルム型5’’’が固定された固定部材39を、型保持部材6の雄ねじ部6eに螺合して固定する。
このようにして、微細構造形成用型30が製造される。
In order to manufacture such a microstructure forming mold 30, as shown in FIG. 15A, the molding surface portion 5A is formed at the center of the sheet member 35 having an outer diameter larger than the outer diameter of the fixed surface 39a. To do.
Next, the outer peripheral portion of the sheet member 35 is pulled radially outward to give a tension T, thereby forming the molding surface portion 5A ″ in an initial deformation state.
Next, as shown in FIG. 15B, the back surface on the outer peripheral side of the molding surface portion 5A ′ ″ of the sheet member 35 is bonded and fixed to the fixing surface 39a of the fixing member 39. After fixing, the fixing surface 39a is fixed. Cut and remove the part protruding outward.
Next, the fixing member 39 to which the film mold 5 ″ ′ is fixed in this manner is screwed and fixed to the male screw portion 6e of the mold holding member 6.
In this way, the microstructure forming mold 30 is manufactured.

[第3変形例]
次に、本実施形態の第3変形例の表面形状の成形方法について説明する。
図16は、本発明の第1の実施形態の第3変形例の表面形状の成形方法のシート状型部材変形工程を示す模式的な工程説明図である。
[Third Modification]
Next, a surface shape forming method according to a third modification of the present embodiment will be described.
FIG. 16 is a schematic process explanatory view showing a sheet-shaped mold member deformation process of the surface shape forming method of the third modified example of the first embodiment of the present invention.

本変形例の表面形状の成形方法は、上記第1の実施形態の表面形状の成形方法のシート状型部材変形工程の変形例である。
本変形例のシート状型部材変形工程では、フィルム型5を加熱によって軟化する樹脂材料で形成しておき、図16に示すように、圧力制御部8によって圧力変化室Pの内圧を低減する際、フィルム型5の下方にヒータ40を配置して、フィルム型5を加熱する。
これにより、フィルム型5が軟化するため、変形が容易となる。
The surface shape molding method of this modification is a modification of the sheet-shaped member deformation process of the surface shape molding method of the first embodiment.
In the sheet-shaped mold member deformation process of this modification, the film mold 5 is formed of a resin material that is softened by heating, and when the internal pressure of the pressure change chamber P is reduced by the pressure controller 8 as shown in FIG. The heater 40 is disposed below the film mold 5 to heat the film mold 5.
Thereby, since the film type | mold 5 softens, a deformation | transformation becomes easy.

図16は模式図のため、ヒータ40を板状に形成しているが、これは一例であって、ヒータ40の形状は特に限定されない。
また、ヒータ40の温度分布は、必要に応じて適宜の温度分布に設定することができる。
例えば、フィルム型5の全面を均一に加熱するようにしてもよいし、温度分布を持たせることにより、フィルム型5の軟化度合いを場所によって変えてもよい。
このように、ヒータ40の温度分布を適宜調整することで、フィルム型5の剛性を部分的に変化させることができるため、圧力変化室Pの内圧が一定であっても、押圧前変形状態の成形面部5A’’の形状を適宜形状に変形することができる。
例えば、被加工面が非球面形状を有しているため、成形面部5A’’の中心部の曲率を外周部の曲率に比べて大きくする必要がある場合、フィルム型5の中心部に対向するヒータ40の温度を、高めに設定することで、成形面部5A’’’の中心部の曲率を大きくすることが可能である。
FIG. 16 is a schematic diagram, and the heater 40 is formed in a plate shape, but this is an example, and the shape of the heater 40 is not particularly limited.
Further, the temperature distribution of the heater 40 can be set to an appropriate temperature distribution as required.
For example, the entire surface of the film mold 5 may be heated uniformly, or the degree of softening of the film mold 5 may be changed depending on the location by giving a temperature distribution.
Thus, since the rigidity of the film mold 5 can be partially changed by appropriately adjusting the temperature distribution of the heater 40, even if the internal pressure of the pressure change chamber P is constant, the deformation state before pressing is changed. The shape of the molding surface portion 5A '' can be appropriately transformed into a shape.
For example, since the surface to be processed has an aspherical shape, when it is necessary to make the curvature of the central portion of the molding surface portion 5A ″ larger than the curvature of the outer peripheral portion, the surface of the film mold 5 faces the central portion. By setting the temperature of the heater 40 to be high, the curvature of the central portion of the molding surface portion 5A ′ ″ can be increased.

[第2の実施形態]
次に、本発明の第2の実施形態の表面形状の成形方法および微細構造形成用型について説明する。
図17は、本発明の第2の実施形態の微細構造形成用型の模式的な構成図である。
[Second Embodiment]
Next, a surface shape molding method and a microstructure forming mold according to a second embodiment of the present invention will be described.
FIG. 17 is a schematic configuration diagram of a microstructure forming mold according to the second embodiment of the present invention.

図17に示すように、本実施形態の表面形状の成形方法に用いる表面加工装置60は、上記第1の実施形態の表面加工装置50の微細構造形成用型10、型移動部7、圧力制御部8に代えて、微細構造形成用型70、型移動部77、変形制御軸78(シート状型部材変形部)を備える。
以下、上記第1の実施形態と異なる点を中心に説明する。
As shown in FIG. 17, the surface processing apparatus 60 used in the surface shape forming method of the present embodiment includes the microstructure forming mold 10, the mold moving unit 7, and the pressure control of the surface processing apparatus 50 of the first embodiment. Instead of the part 8, a microstructure forming mold 70, a mold moving part 77, and a deformation control shaft 78 (sheet-shaped mold member deforming part) are provided.
Hereinafter, a description will be given centering on differences from the first embodiment.

微細構造形成用型70は、上記第1の実施形態の型保持部材6に代えて、型保持部材76を備える。
型保持部材76は、型保持部材6の流通孔部6dに代えて、変形制御軸78を挿通させる貫通孔76dを備える。本実施形態では、型保持部材76の内部空間は、フィルム型5および変形制御軸78が移動可能な空間として機能し、圧力変化室Pの機能は有していない。
The microstructure forming mold 70 includes a mold holding member 76 instead of the mold holding member 6 of the first embodiment.
The mold holding member 76 includes a through hole 76 d through which the deformation control shaft 78 is inserted instead of the flow hole 6 d of the mold holding member 6. In the present embodiment, the internal space of the mold holding member 76 functions as a space in which the film mold 5 and the deformation control shaft 78 can move, and does not have the function of the pressure change chamber P.

型移動部77は、上記第1の実施形態の型移動部7の管路7cが削除され、軸移動機構7bに代えて、軸移動機構77bを備えたものである。
移動軸7aは、上記第1の実施形態と同様に、型保持部材76の上面6fに接続されている。ただし、本実施形態の移動軸7aの内部には、変形制御軸78を鉛直軸に沿って移動可能に挿通させるため、型保持部材76の穴底面6bに貫通する軸孔部77cが設けられている。
軸移動機構77bは、上記第1の実施形態の軸移動機構7bと同様に移動軸7aを鉛直軸に沿って進退させるとともに、変形制御軸78を移動軸7aと独立して鉛直軸に沿って進退させるものである。
The mold moving unit 77 is provided with an axis moving mechanism 77b in place of the axis moving mechanism 7b in which the pipe line 7c of the mold moving unit 7 of the first embodiment is omitted.
The moving shaft 7a is connected to the upper surface 6f of the mold holding member 76 as in the first embodiment. However, a shaft hole portion 77c that penetrates the hole bottom surface 6b of the mold holding member 76 is provided inside the moving shaft 7a of the present embodiment so that the deformation control shaft 78 is movably inserted along the vertical axis. Yes.
The shaft moving mechanism 77b advances and retracts the moving shaft 7a along the vertical axis in the same manner as the shaft moving mechanism 7b of the first embodiment, and the deformation control shaft 78 extends along the vertical axis independently of the moving shaft 7a. It is something that advances and retreats.

変形制御軸78は、金属の軸部材からなり一方の端部が軸移動機構77bと連結された駆動軸部78aと、駆動軸部78aの他方の端部に接続された弾性体からなる押圧部78bとを備える軸状部材である。
駆動軸部78aは、移動軸7aの軸孔部77cに挿通され、これにより、鉛直軸に沿って進退可能に支持されている。
押圧部78bは、下端部において、型保持部材6に固定されたフィルム型5の裏面5dと接着されている。
The deformation control shaft 78 is made of a metal shaft member, one end of which is connected to the shaft moving mechanism 77b, and a pressing portion made of an elastic body connected to the other end of the drive shaft 78a. 78b.
The drive shaft 78a is inserted through the shaft hole 77c of the moving shaft 7a, and is supported so as to be able to advance and retract along the vertical axis.
The pressing portion 78b is bonded to the back surface 5d of the film mold 5 fixed to the mold holding member 6 at the lower end.

次に、表面加工装置60を用いた本実施形態の表面形状の成形方法について、上記第1の実施形態と同様に、レンズ本体1に反射防止部2を形成して、光学素子であるレンズ1Aを製造する場合の例で説明する。
図18(a)、(b)は、本発明の第2の実施形態の表面形状の成形方法のシート状型部材変形工程、およびシート状型部材押圧工程を示す模式的な工程説明図である。
Next, regarding the surface shape molding method of the present embodiment using the surface processing apparatus 60, the antireflection portion 2 is formed on the lens body 1 as in the first embodiment, and the lens 1A as an optical element is formed. An example in the case of manufacturing will be described.
FIGS. 18A and 18B are schematic process explanatory views showing a sheet-shaped member deformation process and a sheet-shaped mold member pressing process of the surface shape molding method according to the second embodiment of the present invention. .

本実施形態の表面形状の成形方法は、フィルム型5を製作した後、上記第1の実施形態と略同様に、シート状型部材配置工程、シート状型部材変形工程、シート状型部材移動工程、シート状型部材押圧工程、硬化工程、および離型工程を、この順に行う方法である。
以下、上記第1の実施形態と異なる点を中心に説明する。
After the film mold 5 is manufactured, the surface shape molding method of the present embodiment is substantially the same as the first embodiment described above, in the same manner as in the first embodiment, the sheet-shaped mold member arranging step, the sheet-shaped mold member deforming step, and the sheet-shaped mold member moving step. In this method, the sheet-shaped member pressing step, the curing step, and the release step are performed in this order.
Hereinafter, a description will be given centering on differences from the first embodiment.

本実施形態のシート状型部材配置工程は、上記第1の実施形態のシート状型部材配置工程と同様の工程である。   The sheet-like mold member arranging step of the present embodiment is the same process as the sheet-like mold member arranging step of the first embodiment.

本実施形態のシート状型部材変形工程は、図18(a)に示すように、変形制御軸78を駆動して、押圧前変形状態のフィルム型5’’を形成する点が、上記第1の実施形態と異なる。
すなわち、図示略の動作制御部が、型移動部77の軸移動機構77bを駆動して、変形制御軸78を上昇させる。これにより変形制御軸78の下端部の押圧部78bが引き上げられ、押圧部78bと接着されたフィルム型5の中心部が上方に引っ張られることにより、フィルム型5が変形し、フィルム型5’’が形成される。
本実施形態では、フィルム型5に作用する外力は、押圧部78bから作用するため、表面5c’’は、上記第1の実施形態と同じ形状にはならないが、中央離間型湾曲形状、周縁離間型湾曲形状が可能である。
As shown in FIG. 18A, the sheet-shaped mold member deformation process of the present embodiment drives the deformation control shaft 78 to form the film mold 5 ″ in a deformed state before pressing. Different from the embodiment.
That is, an operation control unit (not shown) drives the shaft moving mechanism 77 b of the mold moving unit 77 to raise the deformation control shaft 78. As a result, the pressing portion 78b at the lower end of the deformation control shaft 78 is pulled up, and the central portion of the film mold 5 bonded to the pressing portion 78b is pulled upward, whereby the film mold 5 is deformed and the film mold 5 ''. Is formed.
In the present embodiment, since the external force acting on the film mold 5 acts from the pressing portion 78b, the surface 5c '' does not have the same shape as in the first embodiment, but the center-separated curved shape, the peripheral edge separation Mold curved shapes are possible.

次に、本実施形態のシート状型部材移動工程を行う。
本工程では、図示略の動作制御部が、型移動部77の軸移動機構77bを駆動して、変形制御軸78の位置を型保持部材76に対して固定した状態で、型保持部材76を下降させる。型保持部材76を下降させる位置は、上記第1の実施形態と同様である。
Next, the sheet-shaped member moving process of this embodiment is performed.
In this step, an operation control unit (not shown) drives the shaft moving mechanism 77b of the mold moving unit 77 to fix the mold holding member 76 in a state where the position of the deformation control shaft 78 is fixed to the mold holding member 76. Lower. The position where the mold holding member 76 is lowered is the same as in the first embodiment.

次に、図18(b)に示すように、本実施形態のシート状型部材押圧工程を行う。
本工程では、図示略の動作制御部が、型移動部77の軸移動機構77bを駆動して、型保持部材76の位置を固定して、変形制御軸78のみを下降させる。
これにより、押圧前変形状態の表面5c’’は、被加工面密着変形状態の表面5c’に変形して、表面5c’が凸レンズ面1aに密着する。
さらに、変形制御軸78を下降させると、押圧部78bが圧縮されてフィルム型5の中心部の裏面5dに押圧力が伝達される。この押圧力は、表面5c’’と凸レンズ面1aの中心部に挟まれていたUV硬化樹脂20を外周側に押し出して、表面5c’と凸レンズ面1aとを確実に密着させるために加える。したがって、変形制御軸78の下降量は、押圧部78bの弾性係数を考慮して、成形面部5A’の形状精度が悪化しないような押圧力が作用するように制御する。
このような押圧過程では、押圧部78bと接触していない裏面5dには外力が作用しない。ただし、押圧前変形状態では、フィルム型5’’は自然状態の成形面部5Aに対して面内方向に引き伸ばされた状態であるため、変形制御軸78が下降してもフィルム型5’’の弾性復元力によって、面内方向に収縮する。したがって表面5c’の形成には支障を来すことはない。
Next, as shown in FIG. 18B, the sheet-like mold member pressing step of this embodiment is performed.
In this step, an operation control unit (not shown) drives the shaft moving mechanism 77b of the mold moving unit 77, fixes the position of the mold holding member 76, and lowers only the deformation control shaft 78.
Thereby, the surface 5c '' in the deformed state before pressing is deformed into the surface 5c 'in the work surface contact deformation state, and the surface 5c' is in close contact with the convex lens surface 1a.
Further, when the deformation control shaft 78 is lowered, the pressing portion 78 b is compressed, and a pressing force is transmitted to the back surface 5 d of the central portion of the film mold 5. This pressing force is applied to push the UV curable resin 20 sandwiched between the surface 5c '' and the central portion of the convex lens surface 1a to the outer peripheral side and to ensure that the surface 5c ′ and the convex lens surface 1a are in close contact with each other. Therefore, the amount of lowering of the deformation control shaft 78 is controlled so that a pressing force is applied so that the shape accuracy of the molding surface portion 5A ′ does not deteriorate in consideration of the elastic coefficient of the pressing portion 78b.
In such a pressing process, external force does not act on the back surface 5d that is not in contact with the pressing portion 78b. However, in the deformed state before pressing, since the film mold 5 ″ is stretched in the in-plane direction with respect to the natural molding surface portion 5A, even if the deformation control shaft 78 is lowered, the film mold 5 ″ Shrink in the in-plane direction by elastic restoring force. Therefore, the formation of the surface 5c ′ is not hindered.

次に行う本実施形態の硬化工程は、上記第1の実施形態と同様の工程である。
次に、本実施形態の離型工程を行う。本工程では、図示略の動作制御部が、型移動部77の軸移動機構77bを駆動して、型保持部材76を上昇させるとともに、型保持部材76に対して変形制御軸78を下降させることにより、変形制御軸78の凸レンズ面1aに対する位置関係を保持した状態で、型保持部材76のみを上昇させる。
これにより、型保持部材76に固定されたフィルム型5は、相対的に下方に突出される状態になるため、上記第1の実施形態と同様にして、硬化工程で形成された反射防止部2の外周側から中心側に向かって離型が進行する。
押圧部78bの外周側まで離型が進んだら、軸移動機構77bは、型保持部材76ととともに変形制御軸78も上昇させることにより、凸レンズ面1aの表面を完全に離型させる。
この結果、本実施形態では、上記第1の実施形態と同様に、突起2aを変形させたり、破損させたりすることなく離型させることができる。
The curing process of this embodiment performed next is the same process as that of the first embodiment.
Next, the mold release process of this embodiment is performed. In this step, an operation control unit (not shown) drives the shaft moving mechanism 77 b of the mold moving unit 77 to raise the mold holding member 76 and lower the deformation control shaft 78 with respect to the mold holding member 76. Thus, only the mold holding member 76 is raised in a state where the positional relationship of the deformation control shaft 78 with respect to the convex lens surface 1a is held.
Thereby, since the film mold 5 fixed to the mold holding member 76 is in a state of relatively projecting downward, the antireflection part 2 formed in the curing step is performed in the same manner as in the first embodiment. The mold release proceeds from the outer peripheral side toward the center side.
When the mold release proceeds to the outer peripheral side of the pressing portion 78b, the shaft moving mechanism 77b raises the deformation control shaft 78 together with the mold holding member 76, thereby completely releasing the surface of the convex lens surface 1a.
As a result, in this embodiment, as in the first embodiment, the protrusion 2a can be released without being deformed or damaged.

なお、上記の各実施形態、各変形例の説明では、一例として、被加工体が光学素子基材であり、被加工面である光学面が、凸球面、凹球面の場合の例で説明したが、被加工体は、光学素子基材に限定されるものではない、また、被加工面は、球面には限定されず、例えば、軸対称非球面、回転楕円面、アナモフィック面、自由曲面などでもよい。   In the above description of each embodiment and each modification, as an example, the case where the workpiece is an optical element substrate and the optical surface that is the workpiece surface is a convex spherical surface or a concave spherical surface is described. However, the workpiece is not limited to the optical element substrate, and the workpiece surface is not limited to a spherical surface, for example, an axially symmetric aspherical surface, a spheroidal surface, an anamorphic surface, a free-form surface, etc. But you can.

また、上記の各実施形態、各変形例の説明では、光学素子基材がレンズの場合の例で説明したが、本発明の表面形状の成形方法によって製造される光学素子は、レンズには限定されない。例えば、ミラー、プリズム、フィルタなどの光学素子でもよい。   Further, in the description of each of the above embodiments and modifications, an example in which the optical element substrate is a lens has been described. However, the optical element manufactured by the surface shape molding method of the present invention is limited to a lens. Not. For example, an optical element such as a mirror, a prism, or a filter may be used.

また、上記の各実施形態、各変形例の説明では、微細構造が、円錐状の突起2aによる反射防止部2である場合の例で説明したが、反射防止構造を形成するには、レンズ表面の近傍で屈折率が変化する形状であればよく、円錐状に限らず、三角錐状、四角錐状等の錘体を好適に採用することができる。   In the description of each of the above embodiments and modifications, the example in the case where the fine structure is the antireflection portion 2 formed by the conical protrusion 2a has been described. However, in order to form the antireflection structure, the lens surface As long as it has a shape in which the refractive index changes in the vicinity, the shape is not limited to a conical shape, and a pyramid shape such as a triangular pyramid shape or a quadrangular pyramid shape can be suitably employed.

また、上記の各実施形態、各変形例の説明では、微細構造が反射防止構造の場合の例で説明したが、微細構造は、ナノインプリント技術によって形成される凹凸形状であれば、錘体には限定されず、例えば、円柱、円柱穴、錘体の反転した穴形状、釣り鐘型等の凹凸形状を採用することができる。
このため、微細構造は、反射防止構造には限定されない
In the description of each of the above embodiments and modifications, the example in the case where the microstructure is an antireflection structure has been described. However, if the microstructure is an uneven shape formed by nanoimprint technology, It is not limited, For example, uneven | corrugated shapes, such as a cylinder, a cylindrical hole, the hole shape which the weight body reversed, and a bell shape, are employable.
For this reason, the fine structure is not limited to the antireflection structure.

また、上記の各実施形態、各変形例の説明では、表面加工装置のUV光源4がレンズ1Aを挟んで、微細構造形成用型と反対側に配置された場合の例で説明したが、型保持部材やシート状型部材を光透過性の材料で形成し、これらを通して、UV光を照射できる位置にUV光源4を配置することが可能である。
例えば、UV光源4を型保持部材6の内部に配置して、フィルム型5の裏面5d側からUV光を照射してもよい。
In the description of each of the embodiments and the modifications described above, the UV light source 4 of the surface processing apparatus has been described as an example in which the lens 1A is disposed on the side opposite to the microstructure forming mold. It is possible to form the holding member and the sheet-shaped mold member with a light-transmitting material, and to place the UV light source 4 at a position where UV light can be irradiated through the holding member and the sheet-shaped mold member.
For example, the UV light source 4 may be disposed inside the mold holding member 6 and irradiated with UV light from the back surface 5d side of the film mold 5.

また、上記各実施形態、各変形例の説明では、光学素子基材を固定して微細構造形成用型を移動させる場合の例で説明したが、移動軸7aを固定軸に置き換え、保持部3を微細構造形成用型に対して進退する移動機構を設けてもよい。
また、微細構造形成用型および保持部3をそれぞれ移動可能に支持し、これら両方が移動する構成としてもよい。
In the above description of each embodiment and each modification, an example in which the optical element substrate is fixed and the microstructure forming mold is moved has been described. However, the moving shaft 7a is replaced with a fixed shaft, and the holding unit 3 is replaced. A moving mechanism for advancing and retreating the substrate with respect to the microstructure forming mold may be provided.
Moreover, it is good also as a structure which supports the mold for fine structure formation, and the holding | maintenance part 3 so that each can move, and both move.

また、上記第2の実施形態の説明では、変形制御軸78がフィルム型5の中心部に1本だけ設けられた場合の例で説明したが、これは一例であって、変形制御軸78は、適宜の位置に配置することが可能であり、本数も2本以上の適宜の本数を設けることが可能である。
このように、複数の変形制御軸78を設けることにより、押圧前変形状態の湾曲形状をより細かく制御することができるため、より多様な被加工面の形状に対応することが可能となる。
In the description of the second embodiment, an example in which only one deformation control shaft 78 is provided at the center of the film mold 5 has been described. However, this is an example, and the deformation control shaft 78 is It is possible to arrange them at an appropriate position, and it is possible to provide an appropriate number of two or more.
As described above, by providing the plurality of deformation control shafts 78, the curved shape in the deformed state before pressing can be controlled more finely, so that it is possible to deal with more various shapes of the work surface.

また、上記第1の実施形態の説明では、圧力変化室Pの内圧を変化させるために空気圧を用いた場合の例で説明したが、圧力変化室Pに液状の流体を満たすことにより圧力を調整し、これによりフィルム型5を変形させる構成も可能である。   In the description of the first embodiment, an example in which air pressure is used to change the internal pressure of the pressure change chamber P has been described. However, the pressure is adjusted by filling the pressure change chamber P with a liquid fluid. However, a configuration in which the film mold 5 is deformed is also possible.

また、上記第2の実施形態の説明では、フィルム型5が型保持部材76の開口6aを塞ぐように固定された場合の例で説明したが、第2の実施形態では、圧力変化室を形成しなくてもよいため、フィルム型5は、外周の一部が型保持部材76に固定された形状としてもよい。   In the description of the second embodiment, the example in which the film mold 5 is fixed so as to close the opening 6a of the mold holding member 76 has been described. However, in the second embodiment, a pressure change chamber is formed. Therefore, the film mold 5 may have a shape in which a part of the outer periphery is fixed to the mold holding member 76.

また、上記の実施形態、各変形例で説明したすべての構成要素は、本発明の技術的思想の範囲で適宜組み合わせたり、削除したりして実施することができる。
例えば、上記第1の実施形態のように、フィルム型5を型保持部材6と固定部材9とで挟んで固定する際、上記第2変形例のように、フィルム型5を引き伸ばして、初期変形状態としてから固定してもよい。
また、例えば、上記第3変形例のヒータ40を、上記第2変形例の初期変形状態を形成する際に併用するようにしてもよい。
In addition, all the constituent elements described in the above embodiment and each modification can be implemented by being appropriately combined or deleted within the scope of the technical idea of the present invention.
For example, when the film mold 5 is fixed by being sandwiched between the mold holding member 6 and the fixing member 9 as in the first embodiment, the film mold 5 is stretched and the initial deformation is performed as in the second modification. It may be fixed after the state.
Further, for example, the heater 40 of the third modification may be used together when forming the initial deformation state of the second modification.

1、21 レンズ本体(被加工体、光学素子基材)
1A、21A レンズ(光学素子)
1a、1b 凸レンズ面(被加工面、湾曲している光学面)
2 反射防止部(微細構造、反射防止構造)
2a 突起(錘体)
3 保持部
4 UV光源
5、5’、5’’、5’’’ フィルム型(シート状型部材)
5A、5A’、5A’’、5A’’’ 成形面部
5B 被固定部
5a、5a’、5a’’ 凹穴部
5c、5c’、5c’’、5c’’’ 表面
6、76 型保持部材
6a 開口
6e 内壁面
7、77 型移動部
8 圧力制御部(シート状型部材変形部)
9、39 固定部材
10、20、70 微細構造形成用型
20 UV硬化樹脂(成形材料)
21a 凹レンズ面(被加工面、湾曲している光学面)
40 ヒータ
50、60 表面加工装置
78 変形制御軸(シート状型部材変形部)
C、Z 中心軸線
N 法線
O 光軸
P 圧力変化室
S 隙間
1,21 Lens body (workpiece, optical element substrate)
1A, 21A Lens (optical element)
1a, 1b Convex lens surface (surface to be processed, curved optical surface)
2 Antireflection part (fine structure, antireflection structure)
2a Protrusion (weight)
3 Holding unit 4 UV light source 5, 5 ′, 5 ″, 5 ′ ″ film type (sheet-like mold member)
5A, 5A ′, 5A ″, 5A ′ ″ Molded surface portion 5B Fixed portion 5a, 5a ′, 5a ″ Recessed hole portion 5c, 5c ′, 5c ″, 5c ′ ″ Surface 6, 76 Type holding member 6a opening 6e inner wall surface 7, 77 type moving part 8 pressure control part (sheet-like mold member deformation part)
9, 39 Fixed member 10, 20, 70 Microstructure forming mold 20 UV curable resin (molding material)
21a Concave lens surface (surface to be processed, curved optical surface)
40 Heater 50, 60 Surface processing device 78 Deformation control shaft (sheet-shaped member deforming portion)
C, Z Center axis N Normal O Optical axis P Pressure change chamber S Gap

Claims (8)

複数の凹凸形状を有する微細構造を、被加工体の湾曲している被加工面に形成する表面形状の成形方法であって、
シート状の弾性体からなり、一方の表面に前記複数の凹凸形状を反転させて再配置するとともに前記一方の表面の面内方向に圧縮された形状が形成されたシート状型部材を、一端に開口を有する型保持部材の前記開口を横断するように配置するシート状型部材配置工程と、
前記開口の内周側となる領域で前記シート状型部材を引き伸ばし前記被加工面の湾曲形状に合わせて湾曲変形させるシート状型部材変形工程と、
前記被加工面上に液状の成形材料を配置してから、湾曲変形された前記シート状型部材を、前記被加工面と近接する位置に相対移動させるシート状型部材移動工程と、
前記被加工面に近接された前記シート状型部材を前記一方の表面とは反対側の表面から押圧して、前記一方の表面を前記被加工面に押しつけるシート状型部材押圧工程と、
前記シート状型部材と前記被加工面との間に挟まれた前記成形材料を硬化させる硬化工程と、
前記成形材料の硬化後に前記シート状型部材を前記被加工面から離間させる離型工程と、
を備えることを特徴とする、表面形状の成形方法。
A surface shape forming method for forming a fine structure having a plurality of concave and convex shapes on a curved work surface of a work piece,
A sheet-like mold member formed of a sheet-like elastic body, having the plurality of concave and convex shapes reversed on one surface and rearranged, and formed into a shape compressed in the in-plane direction of the one surface, is formed at one end. A sheet-like mold member arranging step of arranging the mold holding member having an opening so as to cross the opening;
A sheet-shaped mold member deformation step of extending the sheet-shaped mold member in a region which is an inner peripheral side of the opening and bending and deforming according to the curved shape of the surface to be processed;
A sheet-shaped mold member moving step for moving the curved sheet-shaped member relative to a position close to the workpiece surface after disposing a liquid molding material on the workpiece surface;
A sheet-shaped mold member pressing step of pressing the one surface against the processing surface by pressing the sheet-shaped mold member adjacent to the processing surface from the surface opposite to the one surface;
A curing step of curing the molding material sandwiched between the sheet-shaped mold member and the work surface;
A mold release step of separating the sheet-shaped mold member from the work surface after the molding material is cured;
A method of forming a surface shape, comprising:
前記シート状型部材変形工程では、
前記開口が前記シート状型部材で塞がれた状態の前記型保持部材の内部の圧力を変化させることにより、前記シート状型部材を湾曲変形させる
ことを特徴とする、請求項1に記載の表面形状の成形方法。
In the sheet-shaped member deformation process,
The sheet-shaped mold member is curvedly deformed by changing a pressure inside the mold holding member in a state where the opening is closed by the sheet-shaped mold member. Surface shape molding method.
前記シート状型部材変形工程では、
前記シート状型部材の湾曲形状は、前記被加工面の外縁に、湾曲された前記シート状型部材を当接させたときに、前記湾曲された前記シート状部材の前記一方の表面の先端部の包絡面と前記被加工面とが当接部を除いて離間している形状とする
ことを特徴とする、請求項1または2に記載の表面形状の成形方法。
In the sheet-shaped member deformation process,
The curved shape of the sheet-shaped mold member is such that when the curved sheet-shaped mold member is brought into contact with the outer edge of the surface to be processed, the tip of the one surface of the curved sheet-shaped member 3. The surface shape molding method according to claim 1, wherein the envelope surface and the surface to be processed are separated from each other except for the contact portion.
前記シート状型部材変形工程では、
前記湾曲された前記シート状部材の前記一方の表面の先端部の包絡面と前記被加工面との間に、外縁側から中心側に向かって漸増する隙間が形成される形状とする
ことを特徴とする、請求項3に記載の表面形状の成形方法。
In the sheet-shaped member deformation process,
The curved sheet-like member has a shape in which a gap that gradually increases from the outer edge side toward the center side is formed between the envelope surface at the tip of the one surface of the curved sheet-like member and the processed surface. The surface shape forming method according to claim 3.
前記被加工体は、被加工面として湾曲した光学面を有する光学素子基材であり、
前記微細構造は、錘体が集合した反射防止構造である
ことを特徴とする、請求項1〜4のいずれか1項に記載の表面形状の成形方法。
The workpiece is an optical element substrate having a curved optical surface as a workpiece surface,
The surface shape forming method according to claim 1, wherein the microstructure is an antireflection structure in which weights are gathered.
湾曲している被加工面に複数の凹凸形状を有する微細構造を形成する微細構造形成用型であって、
シート状の弾性体からなり、一方の表面に前記複数の凹凸形状を反転させて再配置するとともに前記一方の表面の面内方向に圧縮された形状が形成されたシート状型部材と、
一端に開口を有し、該開口を横断するように前記シート状部材を配置した型保持部材と、
前記開口の内周側となる領域で前記シート状型部材を引き伸ばして、前記被加工面の湾曲形状に合わせて湾曲変形させるシート状型部材変形部と、
を備えることを特徴とする、微細構造形成用型。
A microstructure forming mold for forming a microstructure having a plurality of irregularities on a curved work surface,
A sheet-like mold member formed of a sheet-like elastic body, in which the plurality of concave-convex shapes are reversed and rearranged on one surface, and a shape compressed in the in-plane direction of the one surface is formed;
A mold holding member having an opening at one end and arranging the sheet-like member so as to cross the opening;
A sheet-shaped member deforming portion that stretches the sheet-shaped mold member in a region on the inner peripheral side of the opening and bends and deforms in accordance with the curved shape of the processing surface;
A mold for forming a fine structure, comprising:
前記シート状型部材変形部は、
前記開口が前記シート状型部材で塞がれた状態の前記型保持部材の内部の圧力を変化させることにより、前記シート状型部材を湾曲変形させる
ことを特徴とする、請求項6に記載の微細構造形成用型。
The sheet-shaped member deforming portion is
The sheet-shaped mold member is curvedly deformed by changing a pressure inside the mold holding member in a state where the opening is closed by the sheet-shaped mold member. Microstructure forming mold.
請求項6または7に記載の微細構造形成用型を用いて、湾曲している光学面を有する光学基材の前記光学面に前記微細構造を形成する工程を有する
ことを特徴とする、光学素子の製造方法。
An optical element comprising a step of forming the microstructure on the optical surface of an optical substrate having a curved optical surface using the microstructure forming mold according to claim 6 or 7. Manufacturing method.
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