光学部品製造装置及び光学部品の製造方法
【課題】基板と成形型の間で樹脂を均一に押し広げることで、光学部品の生産性の向上を図ることができる光学部品製造装置及び光学部品の製造方法を提供する。
【解決手段】ガラス基板３上に樹脂４Ａ，５Ａを滴下して、その樹脂４Ａ，５Ａをサブマスター２０，２０Ｂに向けて押圧する際に、ティルト機構であるギヤードモータ５０と昇降アクチュエータ１２０とを作動させて、サブマスター２０，２０Ｂが固定されたプレートホルダ８０に対して、ガラス基板３が固定された静電チャック装置７０の角度を調整しつつ、サブマスター２０，２０Ｂとガラス基板３とを段階的に近付けることによって、サブマスター２０，２０Ｂとガラス基板３の間でプレスされる樹脂４Ａ，５Ａを、サブマスター２０，２０Ｂとガラス基板３の間のほぼ全域に亘ってほぼ均一に押し広げること可能にした。
【解決手段】ガラス基板３上に樹脂４Ａ，５Ａを滴下して、その樹脂４Ａ，５Ａをサブマスター２０，２０Ｂに向けて押圧する際に、ティルト機構であるギヤードモータ５０と昇降アクチュエータ１２０とを作動させて、サブマスター２０，２０Ｂが固定されたプレートホルダ８０に対して、ガラス基板３が固定された静電チャック装置７０の角度を調整しつつ、サブマスター２０，２０Ｂとガラス基板３とを段階的に近付けることによって、サブマスター２０，２０Ｂとガラス基板３の間でプレスされる樹脂４Ａ，５Ａを、サブマスター２０，２０Ｂとガラス基板３の間のほぼ全域に亘ってほぼ均一に押し広げること可能にした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学部品製造装置及び光学部品の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、光学レンズの製造分野においては、ガラス基板に対し硬化性樹脂からなるレンズ部を設けることで、耐熱性の高い光学レンズを得る技術が検討されている（例えば、特許文献１参照）。この技術を適用した光学レンズの製造方法の一例として、ガラス基板の表面に硬化性樹脂からなる光学素子部を複数設けたいわゆる「ウエハレンズ」を形成し、その後にレンズ部ごとにガラス基板をカットする方法も提案されている。
【０００３】
エネルギーを与えることで樹脂が硬化するエネルギー硬化性樹脂として、例えば光硬化性樹脂を用いた場合のウエハレンズの製造方法を簡単に説明すると、真空チャック装置によりガラス基板を吸引・固定しておき、このガラス基板上に樹脂を滴下または吐出する（ディスペンス工程）。その後、ガラス基板を、上方に配置された成形型に向けて上昇させ、樹脂を成形型に押圧する（インプリント工程）。成形型はレンズ成形面を有した光透過性の型であり、プレートホルダにより保持・固定されている。
【０００４】
その後、ガラス基板の高さ位置をそのまま保持しながら、キャビティに充填された樹脂に対し成形型の上方から光照射し、樹脂を光硬化させる（露光工程）。その後、ガラス基板を降下させながら樹脂を成形型から離型する（離型工程）。その結果、ガラス基板上に複数の光学素子部が形成されたウエハレンズを製造することができる。
なお、このような成形プロセスは、光学素子を成形する成形型を成形する際にも同様に用いられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第３９２６３８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、樹脂はガラス基板と成形型の間でプレスされて、その全面に押し広げられることが好ましいが、ガラス基板および成形型に対する樹脂の濡れ性にばらつきがあると、その濡れ性がよい部分に樹脂が広がりやすくなる。そして、樹脂の広がりやすい流れに応じてガラス基板および成形型の端まで樹脂が到達して、その端から一旦樹脂が漏れ出してしまうと、それ以外の部分に樹脂が広がりにくくなるので、ガラス基板上に光学素子部が形成されない部分が生じることとなって、レンズなど光学部品の生産性が低下する問題があった。
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、基板と成形型の間で樹脂を均一に押し広げることで、光学部品の生産性の向上を図ることができる光学部品製造装置及び光学部品の製造方法を提供することを、その目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一の態様によれば、基板の少なくとも一方の面にエネルギー硬化性樹脂製の光学部材を設けた光学部品を製造する光学部品製造装置であって、
前記基板と、前記光学部材の形状に対応したネガ形状の成形面を複数有する成形型との何れか一方が固定される基台と、
前記基台に対向して配されて、前記成形型と前記基板の他方を保持するホルダと、
前記基台と前記ホルダの少なくとも一方の配置を調整して、前記ホルダに対する前記基台の角度を調整するティルト機構と、
前記基台と前記ホルダの少なくとも一方を移動させて、前記成形型と前記基板の間に供給された前記エネルギー硬化性樹脂を、前記成形型と前記基板の間で押し広げる押圧機構と、
前記基台又は前記ホルダの何れか少なくとも一方を透明に構成し、透明に構成した基台又はホルダ越しに前記成形型または前記基板を撮像可能に配置される撮像部と、
前記ティルト機構、前記押圧機構及び前記撮像部を制御する制御装置と、を備え、
前記撮像部側に配置される前記ホルダ又は前記基台に保持される前記成形型または前記基板は透明に構成し、
前記撮像部は、前記成形型と前記基板の間で押し広げられる前記エネルギー硬化性樹脂を撮像し、
前記制御装置は、前記成形型または前記基板の外周形状に対応する設定パターン形状に対して、前記撮像部が撮像した前記エネルギー硬化性樹脂の広がりが少ない修正方向を検出し、その修正方向側の前記成形型と前記基板の間隔を広げるように前記ティルト機構を動作制御するとともに、前記成形型と前記基板を近接させるように前記押圧機構を動作制御することで、前記エネルギー硬化性樹脂を前記成形型と前記基板の間に押し広げるプレス処理を実行することを特徴とする光学部品製造装置が提供される。
【０００９】
好ましくは、前記制御装置が、前記撮像部が撮像した前記エネルギー硬化性樹脂の広がり形状の少なくとも一部が前記設定パターン形状に達したと判断した場合に、前記制御装置は、前記成形型と前記基板とが平行となるように前記ティルト機構を動作制御する。
また、好ましくは、前記成形型および前記基板の外周形状は円形状であり、前記制御装置は、前記撮像部が撮像した画像に基づき、前記成形型または前記基板の外周形状とその中心を検出するとともに前記エネルギー硬化性樹脂の広がり形状を検出し、更に前記制御装置は、前記中心から前記エネルギー硬化性樹脂の広がり形状の端部までの最短距離を半径とする内接円と、前記中心から前記エネルギー硬化性樹脂の広がり形状の端部までの最長距離を半径とする外接円と、前記成形型における前記成形面が形成された範囲を囲って前記中心を円の中心とする円形状の前記設定パターン形状を設定して、前記制御装置は、前記修正方向の前記エネルギー硬化性樹脂の広がり形状の端部が前記外接円に達するまでのプレス処理を繰り返し行い、前記外接円と前記内接円の少なくとも一方が前記設定パターン形状に一致するまで前記ティルト機構と前記押圧機構を動作制御する。
また、好ましくは、前記撮像部は、前記成形型と前記基板の間に充填された前記エネルギー硬化性樹脂を硬化させるためのエネルギーを出力するエネルギー出力部と前記ホルダとの間に配置されており、前記撮像部は、前記エネルギー出力部が前記エネルギー硬化性樹脂に対してエネルギーの出力を行う際には、その妨げにならない待避位置に移動可能に備えられている。
【００１０】
また、本発明によれば、基板の少なくとも一方の面にエネルギー硬化性樹脂製の光学部材を設けた光学部品を製造する光学部品製造装置であって、
前記基板と、前記光学部材の形状に対応したネガ形状の成形面を複数有する成形型との何れか一方が固定される基台と、
前記基台に対向して配されて、前記成形型と前記基板の他方を保持するホルダと、
前記基台と前記ホルダの少なくとも一方の配置を調整して、前記ホルダに対する前記基台の角度を調整するティルト機構と、
前記基台と前記ホルダの少なくとも一方を移動させて、前記成形型と前記基板の間に供給された前記エネルギー硬化性樹脂を、前記成形型と前記基板の間で押し広げる押圧機構と、
前記基台又は前記ホルダの何れか少なくとも一方は光透過性を有し、当該光透過性を有する基台又はホルダ越しに前記成形型または前記基板を撮像可能に配置される撮像部と、
前記撮像部によって撮像された撮像データを表示手段に出力可能な出力部と、有し、
前記撮像部側に配置される前記ホルダ又は前記基台に保持される前記成形型または前記基板は光透過性を有し、前記撮像部は、前記成形型と前記基板の間で押し広げられる前記エネルギー硬化性樹脂を撮像し、前記ティルト機構は、前記表示手段に表示される撮像データに基づいて外部から調整可能に構成されていることを特徴とする光学部品製造装置が提供される。
【００１１】
また、本発明の他の態様によれば、基板の一方の面に、エネルギー硬化性樹脂製の光学部材を設ける光学部品の製造方法であって、
前記光学部材の光学面形状に対応したネガ形状の成形面を複数有する成形型と、前記基板の一方の面との間に前記エネルギー硬化性樹脂を滴下又は吐出するディスペンス工程と、
前記成形型と前記基板の間で押し広げられる前記エネルギー硬化性樹脂の広がり形状を検出し、前記成形型または前記基板の外周形状に対応する設定パターン形状に対して前記エネルギー硬化性樹脂の広がりが少ない修正方向を検出する修正方向検出工程と、
前記修正方向側の前記成形型と前記基板の間隔を広げるように、前記成形型に対する前記基板の角度を調整するティルト工程と、
角度調整された前記成形型と前記基板を近接させて前記修正方向側へ前記エネルギー硬化性樹脂を押し広げるインプリント工程と、
を備えることを特徴とする光学部品の製造方法が提供される。
【００１２】
好ましくは、前記修正方向検出工程と、前記ティルト工程と、前記インプリント工程を順次繰り返して、前記エネルギー硬化性樹脂の広がり形状の少なくとも一部が前記設定パターン形状に達するまで、段階的に前記エネルギー硬化性樹脂を押し広げる。
また、好ましくは、前記エネルギー硬化性樹脂の広がり形状の少なくとも一部が前記設定パターン形状に達した後、前記成形型と前記基板とが平行となるように、前記成形型に対する前記基板の角度調整がなされる。
また、好ましくは、前記成形型および前記基板の外周形状は円形状であり、前記修正方向検出工程は、前記エネルギー硬化性樹脂の広がり形状とともに前記成形型または前記基板の外周形状とその中心を検出する工程と、前記中心から前記エネルギー硬化性樹脂の広がり形状の端部までの最短距離を半径とする内接円と、前記中心から前記エネルギー硬化性樹脂の広がり形状の端部までの最長距離を半径とする外接円と、前記成形型における前記成形面が形成された範囲を囲って前記中心を円の中心とする円形状の前記設定パターン形状を設定する工程とを含み、前記ティルト工程および前記インプリント工程において、前記修正方向の前記エネルギー硬化性樹脂の広がり形状の端部が前記外接円に達するまで押し広げるプレス処理を繰り返し行い、前記外接円と前記内接円の少なくとも一方が前記設定パターン形状に一致するまで段階的に前記エネルギー硬化性樹脂を押し広げる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、基板と成形型の間に供給された樹脂を、基板と成形型の間でプレスして押し広げる際に、その広がりが少ない修正方向に向けて樹脂が流れやすいように、修正方向側の基板と成形型の間隔を広げるように基板と成形型との角度を調整しつつ、その基板と成形型とを段階的に近付けることができるので、基板と成形型の間でプレスされる樹脂が基板と成形型の間から漏れ出すことなく押し広げることができる。よって、基板と成形型の間のほぼ全域に亘ってほぼ均一に樹脂を押し広げることができ、その結果、生産性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】ウエハレンズの概略構成を示す斜視図である。
【図２】ウエハレンズ製造装置の概略構成を示す図面である。
【図３】サブマスターの概略構成を示す斜視図である。
【図４】サブマスターのマスターの概略構成を示す斜視図である。
【図５】ウエハレンズ製造装置の制御構成を概略的に説明するためのブロック図である。
【図６】ウエハレンズの製造工程の一部であって、ガラス基板の一方の面に樹脂を滴下する工程を示す図面である。
【図７】ウエハレンズ製造装置のティルト機構近傍を示す拡大説明図である。
【図８】サブマスターとガラス基板の間で押し広げられる樹脂に関する説明図である。
【図９】ウエハレンズの製造工程の一部であって、ガラス基板をサブマスターに押圧し光照射する工程を示す図面である。
【図１０】ウエハレンズの製造工程の一部であって、スタンプホルダからサブマスターを取り外す工程を示す図面である。
【図１１】ウエハレンズの製造工程の一部であって、ガラス基板の他方の面に樹脂を滴下する工程を示す図面である。
【図１２】ウエハレンズの製造工程の一部であって、ガラス基板をサブマスターに押圧し光照射する工程を示す図面である。
【図１３】ウエハレンズの製造工程の一部であって、スタンプホルダからサブマスターを取り外す工程を示す図面である。
【図１４】ウエハレンズの製造工程の一部であって、ガラス基板から両面のサブマスターを離型する工程を示す図面である。
【図１５】ウエハレンズ製造装置のティルト機構近傍を示す拡大説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
次に、図面を参照しながら本発明の好ましい実施形態について説明する。
図１に示す通り、ウエハレンズ１（光学部品）は円形状のガラス基板３と、複数の凸レンズ部４，５とを、有している。ガラス基板３の表裏面には複数の凸レンズ部４，５がアレイ状に配置されている（図１４参照）。ガラス基板３は基板の一例であり、凸レンズ部４，５は光学部材の一例である。凸レンズ部４，５には、光学面の表面に回折溝や段差等の微細構造が形成されていてもよい。
【００１６】
凸レンズ部４，５は樹脂４Ａ，５Ａで形成されている。樹脂４Ａ，５Ａは光硬化性樹脂である。当該光硬化性樹脂としては、例えばアクリル樹脂やアリルエステル樹脂などを用いることができ、これら樹脂はラジカル重合により反応硬化させることができる。その他の光硬化性樹脂としては、例えばエポキシ系の樹脂などを用いることができ、当該樹脂はカチオン重合により反応硬化させることができる。
本実施の形態において樹脂４Ａ，５Ａは光硬化性樹脂、好ましくはＵＶ硬化性樹脂となっているが、これに限定されない。すなわちエネルギー（熱、光等）を与えることにより硬化するエネルギー硬化性樹脂であればよい。例えば、熱硬化性樹脂であれば、上記ラジカル重合やカチオン重合の他、シリコン等のように付加重合により硬化させることもできる。
【００１７】
次に、ウエハレンズ１を製造する際に使用するウエハレンズ製造装置３０について説明する。
【００１８】
図２に示す通り、ウエハレンズ製造装置３０はベース３２を有している。ベース３２の上部には開口部３２ａが形成されており、この開口部３２ａに当該開口部３２ａを塞ぐように板状の蓋部３２１が設けられている。蓋部３２１は、光透過性を有し、例えば石英ガラス等により形成されていることが好ましい。
なおここでいう「光透過性」とは可視光波長について透過性を有する意味であり、後述する撮像部９５でディスペンス状態が撮影可能な透明な構成を含むものである。
蓋部３２１によって塞がれたベース３２内は減圧機構３２２等によって減圧されている。ここで具体的に１０−２ＭＰａ以下に減圧することが好ましい。
また、ベース３２の上部には内側に突出する突出部３４が形成されている。ベース３２の底部と突出部３４との間には、例えば３本のガイド３６が所定間隔に立設されている（なお、図２では２本のガイドのみ図示）。ガイド３６はベース３２、突出部３４とそれぞれフランジ部で取り付けられている。これによりベース３２、突出部３４に対して直交性を出して取り付けが可能となる。また各ガイド３６間に掛け渡されるようにステージ４０が設けられている。ステージ４０にはスライドガイド４２が形成されており、ガイド３６がスライドガイド４２を貫通している。
【００１９】
また、ベース３２上であってステージ４０の下方には、ステージ４０の昇降動作を行う昇降アクチュエータ１２０が設けられている。昇降アクチュエータ１２０にはシャフト１２２が連結されており、ステージ４０を昇降作動させることで押圧機構として機能する。
ベース３２の上部でステージ４０の下方にも内側に突出する支持部４８が形成されている。支持部４８上には、支持部４８の上面とステージ４０の下面との間の距離を計測するハイトゲージ１２４が設けられている。
【００２０】
ステージ４０上には、ギヤードモータ５０が所定間隔に例えば３つ設けられている（なお、図２では２つのギヤードモータのみ図示）。ギヤードモータ５０にはシャフト５２が連結されている。
ギヤードモータ５０の上方にはＸＹステージ６２、θステージ６４、静電チャック装置（基台）７０が順に設けられている。ギヤードモータ５０とＸＹステージ６２の下面との間にはロードセル４４がそれぞれ設けられており、ＸＹステージ６２等の自重でシャフト５２の先端がロードセル４４と当接している。このギヤードモータ５０の作動によってシャフト５２が上下方向に伸縮するようになっており、それに伴いＸＹステージ６２、θステージ６４、静電チャック装置７０が一体的に上下方向に移動可能となっている。
ウエハレンズ製造装置３０では、３つのギヤードモータ５０がそれぞれ独立して作動することでティルト機構として機能するようになっており、各ギヤードモータ５０におけるそれぞれのシャフト５２の伸縮量を調整することで、ウエハレンズ製造装置３０のプレートホルダ８０（後述）に対する、ＸＹステージ６２、θステージ６４、静電チャック装置７０の角度調整や配置調整を行うことが可能になっている。具体的にギヤードモータ５０の作動によってシャフト５２が上昇した側の静電チャック装置７０がプレートホルダ８０に近接し、ギヤードモータ５０の作動によってシャフト５２が下降した側の静電チャック装置７０がプレートホルダ８０から離間するように、プレートホルダ８０に対し静電チャック装置７０を傾ける角度調整や配置調整が行われる。
また、ステージ４０上には、ステージ４０の上面とＸＹステージ６２の下面との間の距離を計測するハイトゲージ１２６が所定間隔に例えば３つ設けられている。
【００２１】
ＸＹステージ６２はロードセル４４、ハイトゲージ１２６の上のＸＹ平面（２次元平面）において移動可能となっている。θステージ６４はその中心部を回転軸として回動可能となっている。
【００２２】
ＸＹステージ６２、θステージ６４上には静電チャック装置７０が設置されている。
静電チャック装置７０は、内部に設けられた金属電極に電圧を印加して、静電チャック装置７０の上面と静電チャック装置７０上のガラス基板３とにそれぞれ正・負の電荷を発生させて、静電チャック装置７０の上面にガラス基板３を固定するようになっている。なお、ガラス基板３の着脱機構は、静電チャックによるものに限らず、例えば真空チャックや、機械的に着脱するものなどであってもよい。
また、静電チャック装置７０には、図示しないヒーターが埋め込まれており、静電チャック装置７０に固定されたガラス基板３を加熱することが可能になっている。
【００２３】
ベース３２の上部には光透過性を有するプレートホルダ８０が固定されている。プレートホルダ８０も、例えば光透過性を有する透明の石英ガラス等により形成されていることが好ましい。このプレートホルダ８０には光透過性のサブマスター２０（第１成形型）が固定されている。プレートホルダ８０の中央側にはサブマスター２０の外周縁が嵌め込まれて、その外周縁を着脱自在に保持するツメ８２やリング等が取り付けられている。そして、サブマスター２０の外周縁をツメ８２やリング等で機械的に保持することによってサブマスター２０がプレートホルダ８０に固定される。なお、プレートホルダ８０とサブマスター２０との着脱機構は、サブマスター２０をプレートホルダ８０に対して着脱自在に保持できる機構であれば上述の構成に限定されるものではない。
【００２４】
サブマスター２０を保持するプレートホルダ８０の上方には撮像部９５が備えられている。撮像部９５は上方から透明なプレートホルダ８０越しにサブマスター２０やガラス基板３を撮像可能となっている。特に撮像部９５は、ガラス基板３とサブマスター２０の間でプレスされた樹脂（４Ａ、５Ａ）の広がり形状を撮像し、その撮像データとして画像データを取り込む。
また、プレートホルダ８０の上方には光源９０（エネルギー出力部）が設けられている。光源９０の点灯によりサブマスター２０に向けて光を出力してその光を照射可能となっている。なお、光源９０が点灯して光照射を行う際には、撮像部９５は光源９０の前方から移動して、光照射の妨げにならない待避位置に移動可能に備えられている。
【００２５】
図３に示す通り、サブマスター２０は、主には成形部２２と基材２６とで構成されている。成形部２２には複数のキャビティ２４（凹部、成形面）がアレイ状に形成されている。キャビティ２４の表面（成形面）形状はウエハレンズ１における凸レンズ部５に対応するネガ形状となっており、この図では略半球形状に凹んでいる。
【００２６】
成形部２２は、樹脂２２Ａによって形成されている。樹脂２２Ａとしては、離型性の良好な樹脂、特に透明樹脂が好ましい。離型性が良好であれば離型剤を塗布しなくても離型できる点で優れる。樹脂２２Ａとしては、光硬化性樹脂、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂のいずれでも構わない。
【００２７】
基材２６は、サブマスター２０の成形部２２のみでは強度に劣る場合でも、成形部２２に基材２６を貼り付けることでサブマスター２０の強度を上げることができ、何回も成形に用いることを可能にする裏打ち材のことである。
基材２６は、成形部２２と異なる材料で構成されてもよいし、成形部２２と同一の材料で一体的に構成されてもよい。基材２６を成形部２２と異なる材料で構成する場合には、例えば石英、ガラス、樹脂など、光透過性および平滑性を有するものなら何れでもよい。基材２６を成形部２２と同一材料で一体的に構成するとは、実質的には成形部２２だけでサブマスター２０を構成することである。
【００２８】
ここで、「サブマスター２０」は、「凸レンズ部５」を成形するための第１成形型であり、図１２に示す「サブマスター２０Ｂ」は、「凸レンズ部４」を成形するための第２成形型であり、これらを区別している。「サブマスター２０Ｂ」は基本的に「サブマスター２０」と同様の構成及び材料であり、キャビティ２４の表面形状が凸レンズ部４に対応するネガ形状となっているだけであるので、サブマスター２０Ｂの説明は省略する。
なお、サブマスター２０Ｂは、必ずしも必要ではなくこれを使った工程を省略することができる。この場合は、マスター１０はポジ型となり、サブマスター２０はネガ型でインプリント転写され、さらに所望の光学面形状がインプリントされる。
本発明のインプリント樹脂の広がり制御方法は、サブマスター２０Ｂを用いない場合は、サブマスター２０からサブマスター２０Ｂをインプリントする時と、サブマスター２０Ｂから所望の光学面形状をインプリントする場合に適用できる。
サブマスター２０Ｂを使わないプロセスでは、サブマスター２０から直接、所望の光学面形状をインプリントする時に使う。
【００２９】
なお、ウエハレンズ１の製造（凸レンズ部５の成形）にあたっては、図３のサブマスター２０が主に使用されるが、これに加えて図４のマスター１０も使用される。すなわち、マスター１０はサブマスター２０を製造する際に用いる母型であり、サブマスター２０はウエハレンズ１（凸レンズ部５）を成形する際に用いる成形型である。サブマスター２０はウエハレンズ１を量産するのに複数回にわたり使用され、その使用目的、使用頻度などにおいてマスター１０とは異なるものである。
【００３０】
図４に示す通り、マスター１０は直方体状のベース部１２に対し複数の凸部１４がアレイ状に形成されている。凸部１４はウエハレンズ１の凸レンズ部５に対応する部位であり、略半球形状に突出している。なお、マスター１０の外形状は、このように四角形であってもよいし円形であってもよい。
凸部１４の表面（成形面）形状は、ガラス基板３上に成形転写する凸レンズ部５の光学面形状に対応するポジ形状となっている。
【００３１】
マスター１０の材料としては、切削や研削などの機械加工によって光学面形状を創製する場合には、金属または金属ガラスを用いることができる。分類としては鉄系の材料とその他合金が挙げられる。鉄系としては、熱間金型、冷間金型、プラスチック金型、高速度工具鋼、一般構造用圧延鋼材、機械構造用炭素鋼、クロム・モリブデン鋼、ステンレス鋼が挙げられる。その内、プラスチック金型としては、プリハードン鋼、焼入れ焼戻し鋼、時効処理鋼がある。プリハードン鋼としては、SC系、SCM系、SUS系が挙げられる。さらに具体的には、SC系はPXZがある。SCM系はHPM2、HPM7、PX5、IMPAXが挙げられる。SUS系は、HPM38、HPM77、S-STAR、G-STAR、STAVAX、RAMAX-S、PSLが挙げられる。また、鉄系の合金としては特開2005-113161や特開2005-206913に示されているものが挙げられる。非鉄系の合金は主に、銅合金、アルミ合金、亜鉛合金がよく知られている。例としては、特開平10-219373、特開2000-176970に示されている合金が挙げられる。金属ガラスの材料としては、PdCuSiやPdCuSiNiなどがダイヤモンド切削における被削性が高く、工具の磨耗が少ないので適している。また、無電解や電解のニッケル燐メッキなどのアモルファス合金もダイヤモンド切削における被削性がよいので適している。これらの高被削性材料は、マスター１０全体を構成してもよいし、メッキやスパッタなどの方法によって特に光学転写面の表面だけを覆ってもよい。
【００３２】
また、図５に示す通り、昇降アクチュエータ１２０（押圧機構）、ハイトゲージ１２４、ハイトゲージ１２６、ロードセル４４、ギヤードモータ５０（ティルト機構）、ＸＹステージ６２、θステージ６４、静電チャック装置７０、プレートホルダ８０、光源９０、撮像部９５は制御装置１００に接続されている。制御装置１００はこれら構成の動作を制御するようになっている。特に本実施形態では、制御装置１００はハイトゲージ１２４の出力値に基づき昇降アクチュエータ１２０の動作（昇降量）を制御したり、ハイトゲージ１２６、ロードセル４４の出力値に基づきギヤードモータ５０の動作を制御したりするようになっている。また、撮像部９５が撮像したガラス基板３とサブマスター２０の間でプレスされた樹脂の広がり形状に応じて、昇降アクチュエータ１２０の動作（昇降量）とギヤードモータ５０の動作を制御したりするようになっている。
【００３３】
続いて、ウエハレンズ製造装置３０を用いたウエハレンズ１の製造方法について説明する。
【００３４】
図６、図７に示す通り、はじめに、プレートホルダ８０に対し上記着脱機構によってサブマスター２０を固定するとともに、静電チャック装置７０に対しガラス基板３を設置し、静電吸引してガラス基板３を吸引・固定する。その後、図示しないディスペンサ等によりガラス基板３上に所定量の樹脂５Ａを滴下する（第１ディスペンス工程）。
【００３５】
ガラス基板３上に樹脂５Ａを滴下した状態において、昇降アクチュエータ１２０を作動させてシャフト１２２を上方に伸ばし、ステージ４０を上方に移動させる。このステージ４０の上昇とともにステージ４０上のギヤードモータ５０及びＸＹステージ６２、θステージ６４、静電チャック装置７０も上昇し、ガラス基板３をサブマスター２０に近接させてガラス基板３上の樹脂５Ａをサブマスター２０に向けて押圧する。
このガラス基板３とサブマスター２０の間でプレスされた樹脂５Ａの広がり形状を撮像部９５が撮像し、その画像データを制御装置１００に送出する。
【００３６】
撮像部９５が撮像した樹脂５Ａの広がり形状に関する画像データの一例を図８に示す。
まず、制御装置１００は、撮像部９５が撮像した画像データに基づき、ガラス基板３又はサブマスター２０の外周形状とその中心Ｏを検出するとともに樹脂５Ａの広がり形状を検出する。また制御装置１００は、中心Ｏから樹脂５Ａの端部までの最短距離を半径とし中心Ｏを円の中心とする内接円Ｃ１と、中心Ｏから樹脂５Ａの端部までの最長距離を半径とし中心Ｏを円の中心とする外接円Ｃ２と、サブマスター２０におけるキャビティ２４が形成された範囲を囲うプレス打ち切り円Ｃ３（設定パターン形状）を設定する。また制御装置１００は、樹脂５Ａの端部から外接円Ｃ２までの距離が最も長い部分の向きを修正方向と判定して検出する（修正方向検出工程）。なお、ここでいう距離（最短距離、最長距離）とは、中心Ｏから放射状に引いた直線に沿う距離をいう。
次いで、制御装置１００は、昇降アクチュエータ１２０を作動させてシャフト１２２を所定量縮めてステージ４０を僅かに下げてプレス位置を戻す。
次いで、制御装置１００は、ティルト機構であるギヤードモータ５０を作動させて、樹脂５Ａの端部から外接円Ｃ２までの距離が最も長い領域の樹脂５Ａが、ガラス基板３又はサブマスター２０の外周に向かう方向に流れやすくなるように、その方向（修正方向）側のガラス基板３とサブマスター２０の間隔を広げるように、ガラス基板３が設置されている静電チャック装置７０を傾ける角度調整を行う（ティルト工程）。ここでガラス基板３とサブマスター２０の間隔を広げる角度は一定であってもよく、また好ましくは、距離が大きい場合に樹脂５Ａがより方向性をもって流れやすくなるように、例えば外接円Ｃ２までの距離に応じた数式に従った角度調整を行うようにしてもよい。
次いで、制御装置１００は、昇降アクチュエータ１２０を作動させてシャフト１２２を上方に伸ばし、ガラス基板３とサブマスター２０の間の樹脂５Ａをプレスして、修正方向の樹脂５Ａが外接円Ｃ２に達するまでプレスする（第１インプリント工程）。樹脂５Ａが外接円Ｃ２に達したか否かは撮像部９５が撮像する画像データに基づいて制御装置１００が判断する。修正方向の樹脂５Ａが外接円Ｃ２に達した場合には、ティルト機構であるギヤードモータ５０を作動させて、サブマスター２０に対してガラス基板３が平行となるように角度調整を行う。そして再度、ガラス基板３とサブマスター２０の間でプレスされた樹脂５Ａの広がり形状を撮像部９５が撮像し、その画像データを制御装置１００に送出する。
この樹脂５Ａの広がり形状の撮像した画像データに基づいて、樹脂５Ａを流し広げる修正方向を判断し、その修正方向の樹脂５Ａが外接円Ｃ２に達するまでプレスすることを繰り返して、樹脂５Ａの内接円Ｃ１と外接円Ｃ２の少なくとも一方がプレス打ち切り円Ｃ３に到達するまでプレスを進める。なお、このプレス処理を繰り返す過程で、樹脂５Ａの広がり形状は略円形となって内接円Ｃ１と外接円Ｃ２は近似していき、プレス打ち切り円Ｃ３に到達する際には内接円Ｃ１と外接円Ｃ２はほぼ同じサイズの円となっている。
また、樹脂５Ａを流し広げる修正方向は、樹脂５Ａの端部から外接円Ｃ２までの距離が最も長い部分に基づいて設定されることに限らず、樹脂５Ａの端部と外接円Ｃ２の間の領域の面積が広い部分に基づいて設定するようにしてもよい。
【００３７】
このウエハレンズ製造装置３０では、移動させようとするステージ４０の高さ位置が制御装置１００に予め設定されており、制御装置１００は静電チャック装置７０が基準位置Ｓ（図６参照）に到達する位置まで昇降アクチュエータ１２０を作動させ、図９に示すように静電チャック装置７０が基準位置Ｓに到達したら昇降アクチュエータ１２０の作動を停止させる（位置制御工程）。この際、制御装置１００がハイトゲージ１２４の出力値に基づき昇降アクチュエータ１２０の作動を制御して、ステージ４０を所定の高さ位置まで移動させている。
そして上述したティルト工程によって、ガラス基板３が固定された静電チャック装置７０を角度調整しつつ、その静電チャック装置７０を基準位置Ｓまで段階的に上昇させた結果、樹脂５Ａがガラス基板３の押圧を受けて徐々に広がり、図９に示す通り、サブマスター２０のキャビティ２４に充填される。
【００３８】
その後、図９に示す通り、撮像部９５を待避位置に移動させた後に、光源９０を点灯させ、光透過性のサブマスター２０を介して樹脂５Ａに対し所定時間、光照射し、樹脂５Ａの硬化をある程度進ませる。（第１硬化工程：露光工程）。例えば、樹脂５ＡがＵＶ硬化性樹脂である場合には、光源９０からＵＶ光を照射する。また、樹脂５Ａが熱硬化性樹脂である場合には、光源９０から赤外線を照射する。
【００３９】
ここで、樹脂５Ａが硬化する際に（樹脂５Ａの硬化時又はその後に）、ステージ４０が所定の高さ位置で保持されたままであると、樹脂５Ａにおいて硬化収縮が生じてもガラス基板３がその収縮に追従せず、樹脂５Ａの内部に歪が生じたり、樹脂５Ａに対するキャビティ２４の面形状の転写が不十分になったりする可能性がある。
そこで、本実施形態では、光源９０を一定時間点灯させ、樹脂５Ａに対し一定量の光を照射したら、ガラス基板３を圧力制御して、サブマスター２０に対するガラス基板３の押圧力を所定圧力に保持する。
詳しくは、ギヤードモータ５０を作動させてシャフト５２を上方に伸ばし、ＸＹステージ６２、θステージ６４、静電チャック装置７０を上方に移動させる。この場合、制御装置１００がロードセル４４の出力値に基づきギヤードモータ５０の作動を制御し、サブマスター２０に対するステージ４０の押圧力を所定圧力に保持しながらステージ４０を上方に移動させる。
ウエハレンズ製造装置３０では、ＸＹステージ６２、θステージ６４、静電チャック装置７０のサブマスター２０に対する押圧力が制御装置１００に予め設定されており、制御装置１００はロードセル４４から受ける出力値に基づきギヤードモータ５０の作動を制御し、ＸＹステージ６２、θステージ６４、静電チャック装置７０のサブマスター２０に対する押圧力を所定圧力に保持する（圧力制御工程）。
また、制御装置１００はロードセル４４、ハイトゲージ１２６の出力値に基づき、ＸＹステージ６２、θステージ６４も制御して、ガラス基板３とサブマスター２０との平行度や樹脂５Ａへの均等荷重、ステージ４０の上面とＸＹステージ６２との間の距離なども一定に保持する。
【００４０】
その後、光源９０を消灯させて樹脂５Ａに対する光照射を停止する。樹脂５Ａに対する光照射は上記圧力制御工程の前に停止してもよい。
【００４１】
図１０に示す通り、サブマスター２０をガラス基板３から離型しない状態で、上記着脱機構による固定を解除することによって、サブマスター２０をプレートホルダ８０から取り外す。そして、昇降アクチュエータ１２０のシャフト１２２を下方に縮め、ステージ４０を下方に移動させる。
【００４２】
図１１に示す通り、プレートホルダ８０に対して、上記着脱機構によって新たなサブマスター２０Ｂを固定するとともに、サブマスター２０と一体のガラス基板３を上下反転させて静電チャック装置７０上にサブマスター２０を設置する。そして、サブマスター２０を静電吸引しサブマスター２０を介してガラス基板３を固定する。
【００４３】
その後、図１１に示す通り、図示しないディスペンサ等によりガラス基板３上に所定量の樹脂４Ａを滴下する（第２ディスペンス工程）。
【００４４】
この状態において、図１２に示す通り、静電チャック装置７０を位置制御して、サブマスター２０Ｂに対してサブマスター２０およびガラス基板３を所定位置まで移動させ、ガラス基板３をその所定位置で保持する。この際にも上述の図８に関する画像データの取得および修正方向の検出等を行うとともに（修正方向検出工程）、ティルト機構（ギヤードモータ５０）による角度調整を行って（ティルト工程）、サブマスター２０とガラス基板３の間で樹脂４Ａを均一に押し広げるようにプレスする（第２インプリント工程）。
また上述の図９の位置制御工程と同様に、昇降アクチュエータ１２０を作動させてシャフト１２２を上方に伸ばし、ステージ４０を上方に移動させる際に、制御装置１００がハイトゲージ１２４の出力値に基づき昇降アクチュエータ１２０の作動を制御し、ステージ４０を所定の高さ位置まで移動させる（位置制御工程）。
その結果、樹脂４Ａがガラス基板３の押圧を受けて徐々に広がり、サブマスター２０Ｂのキャビティ２４Ｂに充填される。その後、ステージ４０を基準位置に対応する位置で保持したまま、光源９０を点灯させ、図１２に示す通り、光透過性のサブマスター２０Ｂを介して樹脂４Ａに対し所定時間、光照射し、樹脂４Ａの硬化をある程度進ませる。（第２硬化工程：露光工程）。
【００４５】
ここで、樹脂４Ａが硬化する際に（樹脂４Ａの硬化時又はその後に）、上述の樹脂５Ａの場合と同様に、樹脂４Ａにおいても硬化収縮が生じる。そのため、光源９０を一定時間点灯させ、樹脂４Ａに対し一定量の光を照射したら、ガラス基板３を圧力制御して、サブマスター２０Ｂに対するガラス基板３の押圧力を所定圧力に保持する。
詳しくは、上述の図９の圧力制御工程と同様に、ギヤードモータ５０を作動させてシャフト５２を上方に伸ばし、ＸＹステージ６２、θステージ６４、静電チャック装置７０を上方に移動させる。この場合、制御装置１００がロードセル４４の出力値に基づきギヤードモータ５０の作動を制御し、サブマスター２０に対するステージ４０の押圧力を所定圧力に保持しながらステージ４０を上方に移動させる（圧力制御工程）。
また、制御装置１００はロードセル４４、ハイトゲージ１２６の出力値に基づき、ＸＹステージ６２，θステージ６４も制御して、ガラス基板３とサブマスター２０Ｂとの平行度や樹脂４Ａへの均等荷重、ステージ４０の上面とＸＹステージ６２との間の距離なども一定に保持する。
【００４６】
その後、光源９０を消灯させて樹脂５Ａに対する光照射を停止する。樹脂４Ａに対する光照射は圧力制御工程の前に停止してもよい。
【００４７】
図１３に示す通り、サブマスター２０Ｂをガラス基板３から離型しない状態で、上記着脱機構による固定を解除することによって、サブマスター２０Ｂをプレートホルダ８０から取り外す。そして、昇降アクチュエータ１２０のシャフト１２２を下方に縮め、ステージ４０を下方に移動させる。
【００４８】
その後、図１４に示す通り、サブマスター２０，２０Ｂが取り付けられた状態でウエハレンズ１をウエハレンズ製造装置３０から取り出す。そして、オーブン等でポストキュアして加熱硬化することによって樹脂４Ａ，５Ａの硬化を完全に硬化させる（第３硬化工程：加熱工程）。
最後にサブマスター２０，２０Ｂを離型する（離型工程）。
このようにしてガラス基板３の表裏面に凸レンズ部４，５が形成されたウエハレンズ１が形成される。
なお、本実施形態では第３硬化工程をもって樹脂を完全に硬化させているが、必ずしもこれに限定されない。つまりサブマスター２０，２０Ｂから離型された後に更に硬化を進ませる硬化工程を行ってもよい。これにより硬化工程を複数工程に分離できるため、樹脂の急激な光学特性の変化を軽減することが可能となる。
【００４９】
以上の実施形態によれば、ガラス基板３上に樹脂４Ａ，５Ａを滴下して、その樹脂４Ａ，５Ａをサブマスター２０，２０Ｂに向けて押圧する際に、ティルト機構であるギヤードモータ５０と押圧機構である昇降アクチュエータ１２０とを作動させて、サブマスター２０，２０Ｂが固定されたプレートホルダ８０に対して、ガラス基板３が固定された静電チャック装置７０の角度を調整しつつ、サブマスター２０，２０Ｂとガラス基板３とを段階的に近付けることができるので、サブマスター２０，２０Ｂとガラス基板３の間でプレスされる樹脂４Ａ，５Ａを、サブマスター２０，２０Ｂとガラス基板３の間のほぼ全域に亘ってほぼ均一に押し広げることができる。そして、サブマスター２０，２０Ｂにおける全てのキャビティ２４，２４Ｂに樹脂４Ａ，５Ａを充填することができ、生産性よくウエハレンズ１を製造することができる。
【００５０】
特に、ガラス基板３とサブマスター２０，２０Ｂとの間でプレスされた樹脂４Ａ，５Ａの広がり形状を撮像部９５で撮像した画像データに基づいて、樹脂４Ａ，５Ａの広がりが悪い部分を検出して、その方向（修正方向）に樹脂４Ａ，５Ａが流れやすくなるように、修正方向に向かってガラス基板３とサブマスター２０，２０Ｂの間隔を広げた状態でサブマスター２０，２０Ｂとガラス基板３とを段階的に近付けることを、制御装置１００の動作制御によって自動的に行うことができるので、サブマスター２０，２０Ｂとガラス基板３の間でプレスされる樹脂４Ａ，５Ａを容易に且つ好適に押し広げることができる。
また、修正方向に向かってガラス基板３とサブマスター２０，２０Ｂの間隔を広げた状態でサブマスター２０，２０Ｂとガラス基板３とを段階的に近付ける際、撮像部９５が撮像して検出した樹脂４Ａ，５Ａの広がり形状が外接円Ｃ２に達するまでプレスを行うことを繰り返し行って、その外接円Ｃ２がプレス打ち切り円Ｃ３に到達まで繰り返すことにより、樹脂４Ａ，５Ａがガラス基板３とサブマスター２０，２０Ｂの間から漏れ出すことなく、樹脂４Ａ，５Ａを、サブマスター２０，２０Ｂとガラス基板３の間のほぼ全域に亘ってほぼ均一に好適に押し広げることができる。
【００５１】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲で適宜変更可能である。
ティルト機構は３つのギヤードモータ５０によるものであることに限らず、例えば、図１５に示すように、ＸＹステージ６２の下面に設けられた略半球形状を呈する球体部５５と、球体部５５の球面に摺接する軸受５６と、球体部５５の頂点に一端が固定されて他端が下方に延在する支柱５７と、支柱５７の他端側を直交するＸ軸方向とＹ軸方向に沿う向きにそれぞれ揺動させて支柱５７を任意の向きに傾ける角度調節部５８等を備える構成のティルト機構をウエハレンズ製造装置に設けてもよい。このようなティルト機構によってもサブマスター２０に対するガラス基板３の角度調整を行うこともできる。
また、例えば、プレートホルダ８０にガラス基板３を固定し、静電チャック装置７０にサブマスター２０を固定して、ガラス基板３に対するサブマスター２０の角度調整を行いことで、サブマスター２０とガラス基板３の間で樹脂を均一に押し広げるようにプレスするようにしてもよい。
【００５２】
また、撮像部９５で撮像した撮像データを作業者に表示する表示手段と接続し、当該表示手段によって表示された画像データを確認し、樹脂４Ａ，５Ａの広がりが悪い方向を把握し、作業者が当該ティルト機構を外部から操作して樹脂が均一に押し広がるように調整するような構成であってもよい。
またここでは撮像データとして撮像画像データで説明しているが、ここでいう撮像データは特に画像データには限定されず、撮像して得られたデータに対して種々の処理を施したデータを表示するものであっても良い。
また撮像データには撮像部としてのアナログカメラからの撮影画像も同様に含まれる。
なおここでいう表示手段は製造装置に一体的に設けられたモニタの他、外部に設けられた製造装置と接続可能なモニタであっても良い。
【００５３】
また、上記実施形態では、樹脂４Ａ，５Ａの広がり形状のパターンを円形に近付ける修正を行う場合のアルゴリズムに従ったティルト工程の例を示したが、修正パターンはこのアルゴリズムであることに限られず、その他任意の修正パターン、アルゴリズムであってもよい。
【００５４】
また、上記実施形態では、サブマスター２０，２０Ｂから樹脂性の凸レンズ部４，５を形成する例を示したが、上記実施形態は、マスター１０からレンズ成形用の樹脂型（サブマスター２０）等を形成する場合にも適用可能である。
また、上記実施形態では、ウエハレンズ製造装置３０内を減圧し、減圧下で露光工程までを行うとしたが、大気中で行っても構わない。
また、ガラス基板３の表裏面に凸レンズ部４，５を設けるとしたが、一方の面のみに凸レンズ部を設けても構わない。この場合、図６〜図９のように第１ディスペンス工程、第１インプリント工程（第１ティルト工程）及び第１硬化工程までを行い、図１０に示す通り、サブマスター２０をプレートホルダ８０から取り外した後、サブマスター２０を離型しない状態で、ウエハレンズ１をウエハレンズ製造装置３０内から取り出す。そして、上記第３硬化工程と同様に加熱照射して樹脂を完全に硬化させればよい。
なお、プレートホルダ８０からサブマスター着脱後の硬化工程は、必ずしも着脱前の硬化工程と異なる種類の硬化工程である必要はなく、照射条件が同じもしくは異なる同種の硬化工程であってもよい。
【００５５】
また、ガラス基板３の設置位置とサブマスター２０の設置位置とを反転させて製造してもよい。詳しくは、図示しないが、静電チャック装置７０に対してサブマスター２０を吸引・固定し、一方、プレートホルダ８０によってガラス基板３を保持する。そして、サブマスター２０上に樹脂５Ａを滴下し、ガラス基板３に対してサブマスター２０側を上方に移動させて押圧することにより樹脂５Ａをキャビティ２４内に充填させる。次いで、光照射し、サブマスター２０を離型しない状態で、ガラス基板３の他方の面（樹脂５Ａと反対側の面）に樹脂４Ａを滴下する。その後、プレートホルダ８０に新たに取り付けたサブマスター２０Ｂに対して、ガラス基板３側を上方に移動させて押圧することにより樹脂４Ａをキャビティ２４Ｂ内に充填させる。その後、光照射し、サブマスター２０，２０Ｂを離型しない状態でウエハレンズ１を装置３０内から取り出し、オーブン等により樹脂４Ａ，５Ａを加熱硬化する。
【００５６】
また、位置制御工程では、ガラス基板３の位置制御と圧力制御とを同時に実行してもよい。すなわち、ガラス基板３を所定位置まで移動させる際に、ガラス基板３を圧力制御して、サブマスター２０に対するガラス基板３の押圧力を所定圧力以下に保持する。
詳しくは、制御装置１００がハイトゲージ１２４の出力値に基づきステージ４０の移動を制御するのに加え、ロードセル４４の出力値も常に参照しておき、ギヤードモータ５０の作動を制御してステージ４０のサブマスター２０に対する押圧力を所定圧力以下に保持する。この場合、樹脂５Ａに必要以上に荷重がかかるのを防止することができ、サブマスター２０の変形を確実に防止することができる。
【００５７】
また、圧力制御工程では、ロードセル４４の出力値に基づきリアルタイムにギヤードモータ５０の作動を制御してもよい。すなわち、制御装置１００に対し予め設定しておいた一定の押圧力を閾値として、制御装置１００がロードセル４４の出力値を受けてその出力値が当該閾値以上になったら、ギヤードモータ５０の作動を停止し、ロードセル４４の出力値が当該閾値未満になったら、ギヤードモータ５０の作動を再開する。
【符号の説明】
【００５８】
１ ウエハレンズ
３ ガラス基板
４、５ 凸レンズ部
４Ａ、５Ａ 樹脂
２０、２０Ｂ サブマスター
２４、２４Ｂ キャビティ
３０ ウエハレンズ製造装置
５０ ギヤードモータ
５２ シャフト
５５ 球体部
５６ 軸受
５７ 支柱
５８ 角度調節部
６２ ＸＹステージ
６４ θステージ
７０ 静電チャック装置
８０ プレートホルダ
８２ ツメ
９０ 光源
９５ 撮像部
１００ 制御装置
１２０ 昇降アクチュエータ
Ｃ１ 内接円
Ｃ２ 外接円
Ｃ３ プレス打ち切り円
Ｏ 中心
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学部品製造装置及び光学部品の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、光学レンズの製造分野においては、ガラス基板に対し硬化性樹脂からなるレンズ部を設けることで、耐熱性の高い光学レンズを得る技術が検討されている（例えば、特許文献１参照）。この技術を適用した光学レンズの製造方法の一例として、ガラス基板の表面に硬化性樹脂からなる光学素子部を複数設けたいわゆる「ウエハレンズ」を形成し、その後にレンズ部ごとにガラス基板をカットする方法も提案されている。
【０００３】
エネルギーを与えることで樹脂が硬化するエネルギー硬化性樹脂として、例えば光硬化性樹脂を用いた場合のウエハレンズの製造方法を簡単に説明すると、真空チャック装置によりガラス基板を吸引・固定しておき、このガラス基板上に樹脂を滴下または吐出する（ディスペンス工程）。その後、ガラス基板を、上方に配置された成形型に向けて上昇させ、樹脂を成形型に押圧する（インプリント工程）。成形型はレンズ成形面を有した光透過性の型であり、プレートホルダにより保持・固定されている。
【０００４】
その後、ガラス基板の高さ位置をそのまま保持しながら、キャビティに充填された樹脂に対し成形型の上方から光照射し、樹脂を光硬化させる（露光工程）。その後、ガラス基板を降下させながら樹脂を成形型から離型する（離型工程）。その結果、ガラス基板上に複数の光学素子部が形成されたウエハレンズを製造することができる。
なお、このような成形プロセスは、光学素子を成形する成形型を成形する際にも同様に用いられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第３９２６３８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、樹脂はガラス基板と成形型の間でプレスされて、その全面に押し広げられることが好ましいが、ガラス基板および成形型に対する樹脂の濡れ性にばらつきがあると、その濡れ性がよい部分に樹脂が広がりやすくなる。そして、樹脂の広がりやすい流れに応じてガラス基板および成形型の端まで樹脂が到達して、その端から一旦樹脂が漏れ出してしまうと、それ以外の部分に樹脂が広がりにくくなるので、ガラス基板上に光学素子部が形成されない部分が生じることとなって、レンズなど光学部品の生産性が低下する問題があった。
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、基板と成形型の間で樹脂を均一に押し広げることで、光学部品の生産性の向上を図ることができる光学部品製造装置及び光学部品の製造方法を提供することを、その目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一の態様によれば、基板の少なくとも一方の面にエネルギー硬化性樹脂製の光学部材を設けた光学部品を製造する光学部品製造装置であって、
前記基板と、前記光学部材の形状に対応したネガ形状の成形面を複数有する成形型との何れか一方が固定される基台と、
前記基台に対向して配されて、前記成形型と前記基板の他方を保持するホルダと、
前記基台と前記ホルダの少なくとも一方の配置を調整して、前記ホルダに対する前記基台の角度を調整するティルト機構と、
前記基台と前記ホルダの少なくとも一方を移動させて、前記成形型と前記基板の間に供給された前記エネルギー硬化性樹脂を、前記成形型と前記基板の間で押し広げる押圧機構と、
前記基台又は前記ホルダの何れか少なくとも一方を透明に構成し、透明に構成した基台又はホルダ越しに前記成形型または前記基板を撮像可能に配置される撮像部と、
前記ティルト機構、前記押圧機構及び前記撮像部を制御する制御装置と、を備え、
前記撮像部側に配置される前記ホルダ又は前記基台に保持される前記成形型または前記基板は透明に構成し、
前記撮像部は、前記成形型と前記基板の間で押し広げられる前記エネルギー硬化性樹脂を撮像し、
前記制御装置は、前記成形型または前記基板の外周形状に対応する設定パターン形状に対して、前記撮像部が撮像した前記エネルギー硬化性樹脂の広がりが少ない修正方向を検出し、その修正方向側の前記成形型と前記基板の間隔を広げるように前記ティルト機構を動作制御するとともに、前記成形型と前記基板を近接させるように前記押圧機構を動作制御することで、前記エネルギー硬化性樹脂を前記成形型と前記基板の間に押し広げるプレス処理を実行することを特徴とする光学部品製造装置が提供される。
【０００９】
好ましくは、前記制御装置が、前記撮像部が撮像した前記エネルギー硬化性樹脂の広がり形状の少なくとも一部が前記設定パターン形状に達したと判断した場合に、前記制御装置は、前記成形型と前記基板とが平行となるように前記ティルト機構を動作制御する。
また、好ましくは、前記成形型および前記基板の外周形状は円形状であり、前記制御装置は、前記撮像部が撮像した画像に基づき、前記成形型または前記基板の外周形状とその中心を検出するとともに前記エネルギー硬化性樹脂の広がり形状を検出し、更に前記制御装置は、前記中心から前記エネルギー硬化性樹脂の広がり形状の端部までの最短距離を半径とする内接円と、前記中心から前記エネルギー硬化性樹脂の広がり形状の端部までの最長距離を半径とする外接円と、前記成形型における前記成形面が形成された範囲を囲って前記中心を円の中心とする円形状の前記設定パターン形状を設定して、前記制御装置は、前記修正方向の前記エネルギー硬化性樹脂の広がり形状の端部が前記外接円に達するまでのプレス処理を繰り返し行い、前記外接円と前記内接円の少なくとも一方が前記設定パターン形状に一致するまで前記ティルト機構と前記押圧機構を動作制御する。
また、好ましくは、前記撮像部は、前記成形型と前記基板の間に充填された前記エネルギー硬化性樹脂を硬化させるためのエネルギーを出力するエネルギー出力部と前記ホルダとの間に配置されており、前記撮像部は、前記エネルギー出力部が前記エネルギー硬化性樹脂に対してエネルギーの出力を行う際には、その妨げにならない待避位置に移動可能に備えられている。
【００１０】
また、本発明によれば、基板の少なくとも一方の面にエネルギー硬化性樹脂製の光学部材を設けた光学部品を製造する光学部品製造装置であって、
前記基板と、前記光学部材の形状に対応したネガ形状の成形面を複数有する成形型との何れか一方が固定される基台と、
前記基台に対向して配されて、前記成形型と前記基板の他方を保持するホルダと、
前記基台と前記ホルダの少なくとも一方の配置を調整して、前記ホルダに対する前記基台の角度を調整するティルト機構と、
前記基台と前記ホルダの少なくとも一方を移動させて、前記成形型と前記基板の間に供給された前記エネルギー硬化性樹脂を、前記成形型と前記基板の間で押し広げる押圧機構と、
前記基台又は前記ホルダの何れか少なくとも一方は光透過性を有し、当該光透過性を有する基台又はホルダ越しに前記成形型または前記基板を撮像可能に配置される撮像部と、
前記撮像部によって撮像された撮像データを表示手段に出力可能な出力部と、有し、
前記撮像部側に配置される前記ホルダ又は前記基台に保持される前記成形型または前記基板は光透過性を有し、前記撮像部は、前記成形型と前記基板の間で押し広げられる前記エネルギー硬化性樹脂を撮像し、前記ティルト機構は、前記表示手段に表示される撮像データに基づいて外部から調整可能に構成されていることを特徴とする光学部品製造装置が提供される。
【００１１】
また、本発明の他の態様によれば、基板の一方の面に、エネルギー硬化性樹脂製の光学部材を設ける光学部品の製造方法であって、
前記光学部材の光学面形状に対応したネガ形状の成形面を複数有する成形型と、前記基板の一方の面との間に前記エネルギー硬化性樹脂を滴下又は吐出するディスペンス工程と、
前記成形型と前記基板の間で押し広げられる前記エネルギー硬化性樹脂の広がり形状を検出し、前記成形型または前記基板の外周形状に対応する設定パターン形状に対して前記エネルギー硬化性樹脂の広がりが少ない修正方向を検出する修正方向検出工程と、
前記修正方向側の前記成形型と前記基板の間隔を広げるように、前記成形型に対する前記基板の角度を調整するティルト工程と、
角度調整された前記成形型と前記基板を近接させて前記修正方向側へ前記エネルギー硬化性樹脂を押し広げるインプリント工程と、
を備えることを特徴とする光学部品の製造方法が提供される。
【００１２】
好ましくは、前記修正方向検出工程と、前記ティルト工程と、前記インプリント工程を順次繰り返して、前記エネルギー硬化性樹脂の広がり形状の少なくとも一部が前記設定パターン形状に達するまで、段階的に前記エネルギー硬化性樹脂を押し広げる。
また、好ましくは、前記エネルギー硬化性樹脂の広がり形状の少なくとも一部が前記設定パターン形状に達した後、前記成形型と前記基板とが平行となるように、前記成形型に対する前記基板の角度調整がなされる。
また、好ましくは、前記成形型および前記基板の外周形状は円形状であり、前記修正方向検出工程は、前記エネルギー硬化性樹脂の広がり形状とともに前記成形型または前記基板の外周形状とその中心を検出する工程と、前記中心から前記エネルギー硬化性樹脂の広がり形状の端部までの最短距離を半径とする内接円と、前記中心から前記エネルギー硬化性樹脂の広がり形状の端部までの最長距離を半径とする外接円と、前記成形型における前記成形面が形成された範囲を囲って前記中心を円の中心とする円形状の前記設定パターン形状を設定する工程とを含み、前記ティルト工程および前記インプリント工程において、前記修正方向の前記エネルギー硬化性樹脂の広がり形状の端部が前記外接円に達するまで押し広げるプレス処理を繰り返し行い、前記外接円と前記内接円の少なくとも一方が前記設定パターン形状に一致するまで段階的に前記エネルギー硬化性樹脂を押し広げる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、基板と成形型の間に供給された樹脂を、基板と成形型の間でプレスして押し広げる際に、その広がりが少ない修正方向に向けて樹脂が流れやすいように、修正方向側の基板と成形型の間隔を広げるように基板と成形型との角度を調整しつつ、その基板と成形型とを段階的に近付けることができるので、基板と成形型の間でプレスされる樹脂が基板と成形型の間から漏れ出すことなく押し広げることができる。よって、基板と成形型の間のほぼ全域に亘ってほぼ均一に樹脂を押し広げることができ、その結果、生産性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】ウエハレンズの概略構成を示す斜視図である。
【図２】ウエハレンズ製造装置の概略構成を示す図面である。
【図３】サブマスターの概略構成を示す斜視図である。
【図４】サブマスターのマスターの概略構成を示す斜視図である。
【図５】ウエハレンズ製造装置の制御構成を概略的に説明するためのブロック図である。
【図６】ウエハレンズの製造工程の一部であって、ガラス基板の一方の面に樹脂を滴下する工程を示す図面である。
【図７】ウエハレンズ製造装置のティルト機構近傍を示す拡大説明図である。
【図８】サブマスターとガラス基板の間で押し広げられる樹脂に関する説明図である。
【図９】ウエハレンズの製造工程の一部であって、ガラス基板をサブマスターに押圧し光照射する工程を示す図面である。
【図１０】ウエハレンズの製造工程の一部であって、スタンプホルダからサブマスターを取り外す工程を示す図面である。
【図１１】ウエハレンズの製造工程の一部であって、ガラス基板の他方の面に樹脂を滴下する工程を示す図面である。
【図１２】ウエハレンズの製造工程の一部であって、ガラス基板をサブマスターに押圧し光照射する工程を示す図面である。
【図１３】ウエハレンズの製造工程の一部であって、スタンプホルダからサブマスターを取り外す工程を示す図面である。
【図１４】ウエハレンズの製造工程の一部であって、ガラス基板から両面のサブマスターを離型する工程を示す図面である。
【図１５】ウエハレンズ製造装置のティルト機構近傍を示す拡大説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
次に、図面を参照しながら本発明の好ましい実施形態について説明する。
図１に示す通り、ウエハレンズ１（光学部品）は円形状のガラス基板３と、複数の凸レンズ部４，５とを、有している。ガラス基板３の表裏面には複数の凸レンズ部４，５がアレイ状に配置されている（図１４参照）。ガラス基板３は基板の一例であり、凸レンズ部４，５は光学部材の一例である。凸レンズ部４，５には、光学面の表面に回折溝や段差等の微細構造が形成されていてもよい。
【００１６】
凸レンズ部４，５は樹脂４Ａ，５Ａで形成されている。樹脂４Ａ，５Ａは光硬化性樹脂である。当該光硬化性樹脂としては、例えばアクリル樹脂やアリルエステル樹脂などを用いることができ、これら樹脂はラジカル重合により反応硬化させることができる。その他の光硬化性樹脂としては、例えばエポキシ系の樹脂などを用いることができ、当該樹脂はカチオン重合により反応硬化させることができる。
本実施の形態において樹脂４Ａ，５Ａは光硬化性樹脂、好ましくはＵＶ硬化性樹脂となっているが、これに限定されない。すなわちエネルギー（熱、光等）を与えることにより硬化するエネルギー硬化性樹脂であればよい。例えば、熱硬化性樹脂であれば、上記ラジカル重合やカチオン重合の他、シリコン等のように付加重合により硬化させることもできる。
【００１７】
次に、ウエハレンズ１を製造する際に使用するウエハレンズ製造装置３０について説明する。
【００１８】
図２に示す通り、ウエハレンズ製造装置３０はベース３２を有している。ベース３２の上部には開口部３２ａが形成されており、この開口部３２ａに当該開口部３２ａを塞ぐように板状の蓋部３２１が設けられている。蓋部３２１は、光透過性を有し、例えば石英ガラス等により形成されていることが好ましい。
なおここでいう「光透過性」とは可視光波長について透過性を有する意味であり、後述する撮像部９５でディスペンス状態が撮影可能な透明な構成を含むものである。
蓋部３２１によって塞がれたベース３２内は減圧機構３２２等によって減圧されている。ここで具体的に１０−２ＭＰａ以下に減圧することが好ましい。
また、ベース３２の上部には内側に突出する突出部３４が形成されている。ベース３２の底部と突出部３４との間には、例えば３本のガイド３６が所定間隔に立設されている（なお、図２では２本のガイドのみ図示）。ガイド３６はベース３２、突出部３４とそれぞれフランジ部で取り付けられている。これによりベース３２、突出部３４に対して直交性を出して取り付けが可能となる。また各ガイド３６間に掛け渡されるようにステージ４０が設けられている。ステージ４０にはスライドガイド４２が形成されており、ガイド３６がスライドガイド４２を貫通している。
【００１９】
また、ベース３２上であってステージ４０の下方には、ステージ４０の昇降動作を行う昇降アクチュエータ１２０が設けられている。昇降アクチュエータ１２０にはシャフト１２２が連結されており、ステージ４０を昇降作動させることで押圧機構として機能する。
ベース３２の上部でステージ４０の下方にも内側に突出する支持部４８が形成されている。支持部４８上には、支持部４８の上面とステージ４０の下面との間の距離を計測するハイトゲージ１２４が設けられている。
【００２０】
ステージ４０上には、ギヤードモータ５０が所定間隔に例えば３つ設けられている（なお、図２では２つのギヤードモータのみ図示）。ギヤードモータ５０にはシャフト５２が連結されている。
ギヤードモータ５０の上方にはＸＹステージ６２、θステージ６４、静電チャック装置（基台）７０が順に設けられている。ギヤードモータ５０とＸＹステージ６２の下面との間にはロードセル４４がそれぞれ設けられており、ＸＹステージ６２等の自重でシャフト５２の先端がロードセル４４と当接している。このギヤードモータ５０の作動によってシャフト５２が上下方向に伸縮するようになっており、それに伴いＸＹステージ６２、θステージ６４、静電チャック装置７０が一体的に上下方向に移動可能となっている。
ウエハレンズ製造装置３０では、３つのギヤードモータ５０がそれぞれ独立して作動することでティルト機構として機能するようになっており、各ギヤードモータ５０におけるそれぞれのシャフト５２の伸縮量を調整することで、ウエハレンズ製造装置３０のプレートホルダ８０（後述）に対する、ＸＹステージ６２、θステージ６４、静電チャック装置７０の角度調整や配置調整を行うことが可能になっている。具体的にギヤードモータ５０の作動によってシャフト５２が上昇した側の静電チャック装置７０がプレートホルダ８０に近接し、ギヤードモータ５０の作動によってシャフト５２が下降した側の静電チャック装置７０がプレートホルダ８０から離間するように、プレートホルダ８０に対し静電チャック装置７０を傾ける角度調整や配置調整が行われる。
また、ステージ４０上には、ステージ４０の上面とＸＹステージ６２の下面との間の距離を計測するハイトゲージ１２６が所定間隔に例えば３つ設けられている。
【００２１】
ＸＹステージ６２はロードセル４４、ハイトゲージ１２６の上のＸＹ平面（２次元平面）において移動可能となっている。θステージ６４はその中心部を回転軸として回動可能となっている。
【００２２】
ＸＹステージ６２、θステージ６４上には静電チャック装置７０が設置されている。
静電チャック装置７０は、内部に設けられた金属電極に電圧を印加して、静電チャック装置７０の上面と静電チャック装置７０上のガラス基板３とにそれぞれ正・負の電荷を発生させて、静電チャック装置７０の上面にガラス基板３を固定するようになっている。なお、ガラス基板３の着脱機構は、静電チャックによるものに限らず、例えば真空チャックや、機械的に着脱するものなどであってもよい。
また、静電チャック装置７０には、図示しないヒーターが埋め込まれており、静電チャック装置７０に固定されたガラス基板３を加熱することが可能になっている。
【００２３】
ベース３２の上部には光透過性を有するプレートホルダ８０が固定されている。プレートホルダ８０も、例えば光透過性を有する透明の石英ガラス等により形成されていることが好ましい。このプレートホルダ８０には光透過性のサブマスター２０（第１成形型）が固定されている。プレートホルダ８０の中央側にはサブマスター２０の外周縁が嵌め込まれて、その外周縁を着脱自在に保持するツメ８２やリング等が取り付けられている。そして、サブマスター２０の外周縁をツメ８２やリング等で機械的に保持することによってサブマスター２０がプレートホルダ８０に固定される。なお、プレートホルダ８０とサブマスター２０との着脱機構は、サブマスター２０をプレートホルダ８０に対して着脱自在に保持できる機構であれば上述の構成に限定されるものではない。
【００２４】
サブマスター２０を保持するプレートホルダ８０の上方には撮像部９５が備えられている。撮像部９５は上方から透明なプレートホルダ８０越しにサブマスター２０やガラス基板３を撮像可能となっている。特に撮像部９５は、ガラス基板３とサブマスター２０の間でプレスされた樹脂（４Ａ、５Ａ）の広がり形状を撮像し、その撮像データとして画像データを取り込む。
また、プレートホルダ８０の上方には光源９０（エネルギー出力部）が設けられている。光源９０の点灯によりサブマスター２０に向けて光を出力してその光を照射可能となっている。なお、光源９０が点灯して光照射を行う際には、撮像部９５は光源９０の前方から移動して、光照射の妨げにならない待避位置に移動可能に備えられている。
【００２５】
図３に示す通り、サブマスター２０は、主には成形部２２と基材２６とで構成されている。成形部２２には複数のキャビティ２４（凹部、成形面）がアレイ状に形成されている。キャビティ２４の表面（成形面）形状はウエハレンズ１における凸レンズ部５に対応するネガ形状となっており、この図では略半球形状に凹んでいる。
【００２６】
成形部２２は、樹脂２２Ａによって形成されている。樹脂２２Ａとしては、離型性の良好な樹脂、特に透明樹脂が好ましい。離型性が良好であれば離型剤を塗布しなくても離型できる点で優れる。樹脂２２Ａとしては、光硬化性樹脂、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂のいずれでも構わない。
【００２７】
基材２６は、サブマスター２０の成形部２２のみでは強度に劣る場合でも、成形部２２に基材２６を貼り付けることでサブマスター２０の強度を上げることができ、何回も成形に用いることを可能にする裏打ち材のことである。
基材２６は、成形部２２と異なる材料で構成されてもよいし、成形部２２と同一の材料で一体的に構成されてもよい。基材２６を成形部２２と異なる材料で構成する場合には、例えば石英、ガラス、樹脂など、光透過性および平滑性を有するものなら何れでもよい。基材２６を成形部２２と同一材料で一体的に構成するとは、実質的には成形部２２だけでサブマスター２０を構成することである。
【００２８】
ここで、「サブマスター２０」は、「凸レンズ部５」を成形するための第１成形型であり、図１２に示す「サブマスター２０Ｂ」は、「凸レンズ部４」を成形するための第２成形型であり、これらを区別している。「サブマスター２０Ｂ」は基本的に「サブマスター２０」と同様の構成及び材料であり、キャビティ２４の表面形状が凸レンズ部４に対応するネガ形状となっているだけであるので、サブマスター２０Ｂの説明は省略する。
なお、サブマスター２０Ｂは、必ずしも必要ではなくこれを使った工程を省略することができる。この場合は、マスター１０はポジ型となり、サブマスター２０はネガ型でインプリント転写され、さらに所望の光学面形状がインプリントされる。
本発明のインプリント樹脂の広がり制御方法は、サブマスター２０Ｂを用いない場合は、サブマスター２０からサブマスター２０Ｂをインプリントする時と、サブマスター２０Ｂから所望の光学面形状をインプリントする場合に適用できる。
サブマスター２０Ｂを使わないプロセスでは、サブマスター２０から直接、所望の光学面形状をインプリントする時に使う。
【００２９】
なお、ウエハレンズ１の製造（凸レンズ部５の成形）にあたっては、図３のサブマスター２０が主に使用されるが、これに加えて図４のマスター１０も使用される。すなわち、マスター１０はサブマスター２０を製造する際に用いる母型であり、サブマスター２０はウエハレンズ１（凸レンズ部５）を成形する際に用いる成形型である。サブマスター２０はウエハレンズ１を量産するのに複数回にわたり使用され、その使用目的、使用頻度などにおいてマスター１０とは異なるものである。
【００３０】
図４に示す通り、マスター１０は直方体状のベース部１２に対し複数の凸部１４がアレイ状に形成されている。凸部１４はウエハレンズ１の凸レンズ部５に対応する部位であり、略半球形状に突出している。なお、マスター１０の外形状は、このように四角形であってもよいし円形であってもよい。
凸部１４の表面（成形面）形状は、ガラス基板３上に成形転写する凸レンズ部５の光学面形状に対応するポジ形状となっている。
【００３１】
マスター１０の材料としては、切削や研削などの機械加工によって光学面形状を創製する場合には、金属または金属ガラスを用いることができる。分類としては鉄系の材料とその他合金が挙げられる。鉄系としては、熱間金型、冷間金型、プラスチック金型、高速度工具鋼、一般構造用圧延鋼材、機械構造用炭素鋼、クロム・モリブデン鋼、ステンレス鋼が挙げられる。その内、プラスチック金型としては、プリハードン鋼、焼入れ焼戻し鋼、時効処理鋼がある。プリハードン鋼としては、SC系、SCM系、SUS系が挙げられる。さらに具体的には、SC系はPXZがある。SCM系はHPM2、HPM7、PX5、IMPAXが挙げられる。SUS系は、HPM38、HPM77、S-STAR、G-STAR、STAVAX、RAMAX-S、PSLが挙げられる。また、鉄系の合金としては特開2005-113161や特開2005-206913に示されているものが挙げられる。非鉄系の合金は主に、銅合金、アルミ合金、亜鉛合金がよく知られている。例としては、特開平10-219373、特開2000-176970に示されている合金が挙げられる。金属ガラスの材料としては、PdCuSiやPdCuSiNiなどがダイヤモンド切削における被削性が高く、工具の磨耗が少ないので適している。また、無電解や電解のニッケル燐メッキなどのアモルファス合金もダイヤモンド切削における被削性がよいので適している。これらの高被削性材料は、マスター１０全体を構成してもよいし、メッキやスパッタなどの方法によって特に光学転写面の表面だけを覆ってもよい。
【００３２】
また、図５に示す通り、昇降アクチュエータ１２０（押圧機構）、ハイトゲージ１２４、ハイトゲージ１２６、ロードセル４４、ギヤードモータ５０（ティルト機構）、ＸＹステージ６２、θステージ６４、静電チャック装置７０、プレートホルダ８０、光源９０、撮像部９５は制御装置１００に接続されている。制御装置１００はこれら構成の動作を制御するようになっている。特に本実施形態では、制御装置１００はハイトゲージ１２４の出力値に基づき昇降アクチュエータ１２０の動作（昇降量）を制御したり、ハイトゲージ１２６、ロードセル４４の出力値に基づきギヤードモータ５０の動作を制御したりするようになっている。また、撮像部９５が撮像したガラス基板３とサブマスター２０の間でプレスされた樹脂の広がり形状に応じて、昇降アクチュエータ１２０の動作（昇降量）とギヤードモータ５０の動作を制御したりするようになっている。
【００３３】
続いて、ウエハレンズ製造装置３０を用いたウエハレンズ１の製造方法について説明する。
【００３４】
図６、図７に示す通り、はじめに、プレートホルダ８０に対し上記着脱機構によってサブマスター２０を固定するとともに、静電チャック装置７０に対しガラス基板３を設置し、静電吸引してガラス基板３を吸引・固定する。その後、図示しないディスペンサ等によりガラス基板３上に所定量の樹脂５Ａを滴下する（第１ディスペンス工程）。
【００３５】
ガラス基板３上に樹脂５Ａを滴下した状態において、昇降アクチュエータ１２０を作動させてシャフト１２２を上方に伸ばし、ステージ４０を上方に移動させる。このステージ４０の上昇とともにステージ４０上のギヤードモータ５０及びＸＹステージ６２、θステージ６４、静電チャック装置７０も上昇し、ガラス基板３をサブマスター２０に近接させてガラス基板３上の樹脂５Ａをサブマスター２０に向けて押圧する。
このガラス基板３とサブマスター２０の間でプレスされた樹脂５Ａの広がり形状を撮像部９５が撮像し、その画像データを制御装置１００に送出する。
【００３６】
撮像部９５が撮像した樹脂５Ａの広がり形状に関する画像データの一例を図８に示す。
まず、制御装置１００は、撮像部９５が撮像した画像データに基づき、ガラス基板３又はサブマスター２０の外周形状とその中心Ｏを検出するとともに樹脂５Ａの広がり形状を検出する。また制御装置１００は、中心Ｏから樹脂５Ａの端部までの最短距離を半径とし中心Ｏを円の中心とする内接円Ｃ１と、中心Ｏから樹脂５Ａの端部までの最長距離を半径とし中心Ｏを円の中心とする外接円Ｃ２と、サブマスター２０におけるキャビティ２４が形成された範囲を囲うプレス打ち切り円Ｃ３（設定パターン形状）を設定する。また制御装置１００は、樹脂５Ａの端部から外接円Ｃ２までの距離が最も長い部分の向きを修正方向と判定して検出する（修正方向検出工程）。なお、ここでいう距離（最短距離、最長距離）とは、中心Ｏから放射状に引いた直線に沿う距離をいう。
次いで、制御装置１００は、昇降アクチュエータ１２０を作動させてシャフト１２２を所定量縮めてステージ４０を僅かに下げてプレス位置を戻す。
次いで、制御装置１００は、ティルト機構であるギヤードモータ５０を作動させて、樹脂５Ａの端部から外接円Ｃ２までの距離が最も長い領域の樹脂５Ａが、ガラス基板３又はサブマスター２０の外周に向かう方向に流れやすくなるように、その方向（修正方向）側のガラス基板３とサブマスター２０の間隔を広げるように、ガラス基板３が設置されている静電チャック装置７０を傾ける角度調整を行う（ティルト工程）。ここでガラス基板３とサブマスター２０の間隔を広げる角度は一定であってもよく、また好ましくは、距離が大きい場合に樹脂５Ａがより方向性をもって流れやすくなるように、例えば外接円Ｃ２までの距離に応じた数式に従った角度調整を行うようにしてもよい。
次いで、制御装置１００は、昇降アクチュエータ１２０を作動させてシャフト１２２を上方に伸ばし、ガラス基板３とサブマスター２０の間の樹脂５Ａをプレスして、修正方向の樹脂５Ａが外接円Ｃ２に達するまでプレスする（第１インプリント工程）。樹脂５Ａが外接円Ｃ２に達したか否かは撮像部９５が撮像する画像データに基づいて制御装置１００が判断する。修正方向の樹脂５Ａが外接円Ｃ２に達した場合には、ティルト機構であるギヤードモータ５０を作動させて、サブマスター２０に対してガラス基板３が平行となるように角度調整を行う。そして再度、ガラス基板３とサブマスター２０の間でプレスされた樹脂５Ａの広がり形状を撮像部９５が撮像し、その画像データを制御装置１００に送出する。
この樹脂５Ａの広がり形状の撮像した画像データに基づいて、樹脂５Ａを流し広げる修正方向を判断し、その修正方向の樹脂５Ａが外接円Ｃ２に達するまでプレスすることを繰り返して、樹脂５Ａの内接円Ｃ１と外接円Ｃ２の少なくとも一方がプレス打ち切り円Ｃ３に到達するまでプレスを進める。なお、このプレス処理を繰り返す過程で、樹脂５Ａの広がり形状は略円形となって内接円Ｃ１と外接円Ｃ２は近似していき、プレス打ち切り円Ｃ３に到達する際には内接円Ｃ１と外接円Ｃ２はほぼ同じサイズの円となっている。
また、樹脂５Ａを流し広げる修正方向は、樹脂５Ａの端部から外接円Ｃ２までの距離が最も長い部分に基づいて設定されることに限らず、樹脂５Ａの端部と外接円Ｃ２の間の領域の面積が広い部分に基づいて設定するようにしてもよい。
【００３７】
このウエハレンズ製造装置３０では、移動させようとするステージ４０の高さ位置が制御装置１００に予め設定されており、制御装置１００は静電チャック装置７０が基準位置Ｓ（図６参照）に到達する位置まで昇降アクチュエータ１２０を作動させ、図９に示すように静電チャック装置７０が基準位置Ｓに到達したら昇降アクチュエータ１２０の作動を停止させる（位置制御工程）。この際、制御装置１００がハイトゲージ１２４の出力値に基づき昇降アクチュエータ１２０の作動を制御して、ステージ４０を所定の高さ位置まで移動させている。
そして上述したティルト工程によって、ガラス基板３が固定された静電チャック装置７０を角度調整しつつ、その静電チャック装置７０を基準位置Ｓまで段階的に上昇させた結果、樹脂５Ａがガラス基板３の押圧を受けて徐々に広がり、図９に示す通り、サブマスター２０のキャビティ２４に充填される。
【００３８】
その後、図９に示す通り、撮像部９５を待避位置に移動させた後に、光源９０を点灯させ、光透過性のサブマスター２０を介して樹脂５Ａに対し所定時間、光照射し、樹脂５Ａの硬化をある程度進ませる。（第１硬化工程：露光工程）。例えば、樹脂５ＡがＵＶ硬化性樹脂である場合には、光源９０からＵＶ光を照射する。また、樹脂５Ａが熱硬化性樹脂である場合には、光源９０から赤外線を照射する。
【００３９】
ここで、樹脂５Ａが硬化する際に（樹脂５Ａの硬化時又はその後に）、ステージ４０が所定の高さ位置で保持されたままであると、樹脂５Ａにおいて硬化収縮が生じてもガラス基板３がその収縮に追従せず、樹脂５Ａの内部に歪が生じたり、樹脂５Ａに対するキャビティ２４の面形状の転写が不十分になったりする可能性がある。
そこで、本実施形態では、光源９０を一定時間点灯させ、樹脂５Ａに対し一定量の光を照射したら、ガラス基板３を圧力制御して、サブマスター２０に対するガラス基板３の押圧力を所定圧力に保持する。
詳しくは、ギヤードモータ５０を作動させてシャフト５２を上方に伸ばし、ＸＹステージ６２、θステージ６４、静電チャック装置７０を上方に移動させる。この場合、制御装置１００がロードセル４４の出力値に基づきギヤードモータ５０の作動を制御し、サブマスター２０に対するステージ４０の押圧力を所定圧力に保持しながらステージ４０を上方に移動させる。
ウエハレンズ製造装置３０では、ＸＹステージ６２、θステージ６４、静電チャック装置７０のサブマスター２０に対する押圧力が制御装置１００に予め設定されており、制御装置１００はロードセル４４から受ける出力値に基づきギヤードモータ５０の作動を制御し、ＸＹステージ６２、θステージ６４、静電チャック装置７０のサブマスター２０に対する押圧力を所定圧力に保持する（圧力制御工程）。
また、制御装置１００はロードセル４４、ハイトゲージ１２６の出力値に基づき、ＸＹステージ６２、θステージ６４も制御して、ガラス基板３とサブマスター２０との平行度や樹脂５Ａへの均等荷重、ステージ４０の上面とＸＹステージ６２との間の距離なども一定に保持する。
【００４０】
その後、光源９０を消灯させて樹脂５Ａに対する光照射を停止する。樹脂５Ａに対する光照射は上記圧力制御工程の前に停止してもよい。
【００４１】
図１０に示す通り、サブマスター２０をガラス基板３から離型しない状態で、上記着脱機構による固定を解除することによって、サブマスター２０をプレートホルダ８０から取り外す。そして、昇降アクチュエータ１２０のシャフト１２２を下方に縮め、ステージ４０を下方に移動させる。
【００４２】
図１１に示す通り、プレートホルダ８０に対して、上記着脱機構によって新たなサブマスター２０Ｂを固定するとともに、サブマスター２０と一体のガラス基板３を上下反転させて静電チャック装置７０上にサブマスター２０を設置する。そして、サブマスター２０を静電吸引しサブマスター２０を介してガラス基板３を固定する。
【００４３】
その後、図１１に示す通り、図示しないディスペンサ等によりガラス基板３上に所定量の樹脂４Ａを滴下する（第２ディスペンス工程）。
【００４４】
この状態において、図１２に示す通り、静電チャック装置７０を位置制御して、サブマスター２０Ｂに対してサブマスター２０およびガラス基板３を所定位置まで移動させ、ガラス基板３をその所定位置で保持する。この際にも上述の図８に関する画像データの取得および修正方向の検出等を行うとともに（修正方向検出工程）、ティルト機構（ギヤードモータ５０）による角度調整を行って（ティルト工程）、サブマスター２０とガラス基板３の間で樹脂４Ａを均一に押し広げるようにプレスする（第２インプリント工程）。
また上述の図９の位置制御工程と同様に、昇降アクチュエータ１２０を作動させてシャフト１２２を上方に伸ばし、ステージ４０を上方に移動させる際に、制御装置１００がハイトゲージ１２４の出力値に基づき昇降アクチュエータ１２０の作動を制御し、ステージ４０を所定の高さ位置まで移動させる（位置制御工程）。
その結果、樹脂４Ａがガラス基板３の押圧を受けて徐々に広がり、サブマスター２０Ｂのキャビティ２４Ｂに充填される。その後、ステージ４０を基準位置に対応する位置で保持したまま、光源９０を点灯させ、図１２に示す通り、光透過性のサブマスター２０Ｂを介して樹脂４Ａに対し所定時間、光照射し、樹脂４Ａの硬化をある程度進ませる。（第２硬化工程：露光工程）。
【００４５】
ここで、樹脂４Ａが硬化する際に（樹脂４Ａの硬化時又はその後に）、上述の樹脂５Ａの場合と同様に、樹脂４Ａにおいても硬化収縮が生じる。そのため、光源９０を一定時間点灯させ、樹脂４Ａに対し一定量の光を照射したら、ガラス基板３を圧力制御して、サブマスター２０Ｂに対するガラス基板３の押圧力を所定圧力に保持する。
詳しくは、上述の図９の圧力制御工程と同様に、ギヤードモータ５０を作動させてシャフト５２を上方に伸ばし、ＸＹステージ６２、θステージ６４、静電チャック装置７０を上方に移動させる。この場合、制御装置１００がロードセル４４の出力値に基づきギヤードモータ５０の作動を制御し、サブマスター２０に対するステージ４０の押圧力を所定圧力に保持しながらステージ４０を上方に移動させる（圧力制御工程）。
また、制御装置１００はロードセル４４、ハイトゲージ１２６の出力値に基づき、ＸＹステージ６２，θステージ６４も制御して、ガラス基板３とサブマスター２０Ｂとの平行度や樹脂４Ａへの均等荷重、ステージ４０の上面とＸＹステージ６２との間の距離なども一定に保持する。
【００４６】
その後、光源９０を消灯させて樹脂５Ａに対する光照射を停止する。樹脂４Ａに対する光照射は圧力制御工程の前に停止してもよい。
【００４７】
図１３に示す通り、サブマスター２０Ｂをガラス基板３から離型しない状態で、上記着脱機構による固定を解除することによって、サブマスター２０Ｂをプレートホルダ８０から取り外す。そして、昇降アクチュエータ１２０のシャフト１２２を下方に縮め、ステージ４０を下方に移動させる。
【００４８】
その後、図１４に示す通り、サブマスター２０，２０Ｂが取り付けられた状態でウエハレンズ１をウエハレンズ製造装置３０から取り出す。そして、オーブン等でポストキュアして加熱硬化することによって樹脂４Ａ，５Ａの硬化を完全に硬化させる（第３硬化工程：加熱工程）。
最後にサブマスター２０，２０Ｂを離型する（離型工程）。
このようにしてガラス基板３の表裏面に凸レンズ部４，５が形成されたウエハレンズ１が形成される。
なお、本実施形態では第３硬化工程をもって樹脂を完全に硬化させているが、必ずしもこれに限定されない。つまりサブマスター２０，２０Ｂから離型された後に更に硬化を進ませる硬化工程を行ってもよい。これにより硬化工程を複数工程に分離できるため、樹脂の急激な光学特性の変化を軽減することが可能となる。
【００４９】
以上の実施形態によれば、ガラス基板３上に樹脂４Ａ，５Ａを滴下して、その樹脂４Ａ，５Ａをサブマスター２０，２０Ｂに向けて押圧する際に、ティルト機構であるギヤードモータ５０と押圧機構である昇降アクチュエータ１２０とを作動させて、サブマスター２０，２０Ｂが固定されたプレートホルダ８０に対して、ガラス基板３が固定された静電チャック装置７０の角度を調整しつつ、サブマスター２０，２０Ｂとガラス基板３とを段階的に近付けることができるので、サブマスター２０，２０Ｂとガラス基板３の間でプレスされる樹脂４Ａ，５Ａを、サブマスター２０，２０Ｂとガラス基板３の間のほぼ全域に亘ってほぼ均一に押し広げることができる。そして、サブマスター２０，２０Ｂにおける全てのキャビティ２４，２４Ｂに樹脂４Ａ，５Ａを充填することができ、生産性よくウエハレンズ１を製造することができる。
【００５０】
特に、ガラス基板３とサブマスター２０，２０Ｂとの間でプレスされた樹脂４Ａ，５Ａの広がり形状を撮像部９５で撮像した画像データに基づいて、樹脂４Ａ，５Ａの広がりが悪い部分を検出して、その方向（修正方向）に樹脂４Ａ，５Ａが流れやすくなるように、修正方向に向かってガラス基板３とサブマスター２０，２０Ｂの間隔を広げた状態でサブマスター２０，２０Ｂとガラス基板３とを段階的に近付けることを、制御装置１００の動作制御によって自動的に行うことができるので、サブマスター２０，２０Ｂとガラス基板３の間でプレスされる樹脂４Ａ，５Ａを容易に且つ好適に押し広げることができる。
また、修正方向に向かってガラス基板３とサブマスター２０，２０Ｂの間隔を広げた状態でサブマスター２０，２０Ｂとガラス基板３とを段階的に近付ける際、撮像部９５が撮像して検出した樹脂４Ａ，５Ａの広がり形状が外接円Ｃ２に達するまでプレスを行うことを繰り返し行って、その外接円Ｃ２がプレス打ち切り円Ｃ３に到達まで繰り返すことにより、樹脂４Ａ，５Ａがガラス基板３とサブマスター２０，２０Ｂの間から漏れ出すことなく、樹脂４Ａ，５Ａを、サブマスター２０，２０Ｂとガラス基板３の間のほぼ全域に亘ってほぼ均一に好適に押し広げることができる。
【００５１】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲で適宜変更可能である。
ティルト機構は３つのギヤードモータ５０によるものであることに限らず、例えば、図１５に示すように、ＸＹステージ６２の下面に設けられた略半球形状を呈する球体部５５と、球体部５５の球面に摺接する軸受５６と、球体部５５の頂点に一端が固定されて他端が下方に延在する支柱５７と、支柱５７の他端側を直交するＸ軸方向とＹ軸方向に沿う向きにそれぞれ揺動させて支柱５７を任意の向きに傾ける角度調節部５８等を備える構成のティルト機構をウエハレンズ製造装置に設けてもよい。このようなティルト機構によってもサブマスター２０に対するガラス基板３の角度調整を行うこともできる。
また、例えば、プレートホルダ８０にガラス基板３を固定し、静電チャック装置７０にサブマスター２０を固定して、ガラス基板３に対するサブマスター２０の角度調整を行いことで、サブマスター２０とガラス基板３の間で樹脂を均一に押し広げるようにプレスするようにしてもよい。
【００５２】
また、撮像部９５で撮像した撮像データを作業者に表示する表示手段と接続し、当該表示手段によって表示された画像データを確認し、樹脂４Ａ，５Ａの広がりが悪い方向を把握し、作業者が当該ティルト機構を外部から操作して樹脂が均一に押し広がるように調整するような構成であってもよい。
またここでは撮像データとして撮像画像データで説明しているが、ここでいう撮像データは特に画像データには限定されず、撮像して得られたデータに対して種々の処理を施したデータを表示するものであっても良い。
また撮像データには撮像部としてのアナログカメラからの撮影画像も同様に含まれる。
なおここでいう表示手段は製造装置に一体的に設けられたモニタの他、外部に設けられた製造装置と接続可能なモニタであっても良い。
【００５３】
また、上記実施形態では、樹脂４Ａ，５Ａの広がり形状のパターンを円形に近付ける修正を行う場合のアルゴリズムに従ったティルト工程の例を示したが、修正パターンはこのアルゴリズムであることに限られず、その他任意の修正パターン、アルゴリズムであってもよい。
【００５４】
また、上記実施形態では、サブマスター２０，２０Ｂから樹脂性の凸レンズ部４，５を形成する例を示したが、上記実施形態は、マスター１０からレンズ成形用の樹脂型（サブマスター２０）等を形成する場合にも適用可能である。
また、上記実施形態では、ウエハレンズ製造装置３０内を減圧し、減圧下で露光工程までを行うとしたが、大気中で行っても構わない。
また、ガラス基板３の表裏面に凸レンズ部４，５を設けるとしたが、一方の面のみに凸レンズ部を設けても構わない。この場合、図６〜図９のように第１ディスペンス工程、第１インプリント工程（第１ティルト工程）及び第１硬化工程までを行い、図１０に示す通り、サブマスター２０をプレートホルダ８０から取り外した後、サブマスター２０を離型しない状態で、ウエハレンズ１をウエハレンズ製造装置３０内から取り出す。そして、上記第３硬化工程と同様に加熱照射して樹脂を完全に硬化させればよい。
なお、プレートホルダ８０からサブマスター着脱後の硬化工程は、必ずしも着脱前の硬化工程と異なる種類の硬化工程である必要はなく、照射条件が同じもしくは異なる同種の硬化工程であってもよい。
【００５５】
また、ガラス基板３の設置位置とサブマスター２０の設置位置とを反転させて製造してもよい。詳しくは、図示しないが、静電チャック装置７０に対してサブマスター２０を吸引・固定し、一方、プレートホルダ８０によってガラス基板３を保持する。そして、サブマスター２０上に樹脂５Ａを滴下し、ガラス基板３に対してサブマスター２０側を上方に移動させて押圧することにより樹脂５Ａをキャビティ２４内に充填させる。次いで、光照射し、サブマスター２０を離型しない状態で、ガラス基板３の他方の面（樹脂５Ａと反対側の面）に樹脂４Ａを滴下する。その後、プレートホルダ８０に新たに取り付けたサブマスター２０Ｂに対して、ガラス基板３側を上方に移動させて押圧することにより樹脂４Ａをキャビティ２４Ｂ内に充填させる。その後、光照射し、サブマスター２０，２０Ｂを離型しない状態でウエハレンズ１を装置３０内から取り出し、オーブン等により樹脂４Ａ，５Ａを加熱硬化する。
【００５６】
また、位置制御工程では、ガラス基板３の位置制御と圧力制御とを同時に実行してもよい。すなわち、ガラス基板３を所定位置まで移動させる際に、ガラス基板３を圧力制御して、サブマスター２０に対するガラス基板３の押圧力を所定圧力以下に保持する。
詳しくは、制御装置１００がハイトゲージ１２４の出力値に基づきステージ４０の移動を制御するのに加え、ロードセル４４の出力値も常に参照しておき、ギヤードモータ５０の作動を制御してステージ４０のサブマスター２０に対する押圧力を所定圧力以下に保持する。この場合、樹脂５Ａに必要以上に荷重がかかるのを防止することができ、サブマスター２０の変形を確実に防止することができる。
【００５７】
また、圧力制御工程では、ロードセル４４の出力値に基づきリアルタイムにギヤードモータ５０の作動を制御してもよい。すなわち、制御装置１００に対し予め設定しておいた一定の押圧力を閾値として、制御装置１００がロードセル４４の出力値を受けてその出力値が当該閾値以上になったら、ギヤードモータ５０の作動を停止し、ロードセル４４の出力値が当該閾値未満になったら、ギヤードモータ５０の作動を再開する。
【符号の説明】
【００５８】
１ ウエハレンズ
３ ガラス基板
４、５ 凸レンズ部
４Ａ、５Ａ 樹脂
２０、２０Ｂ サブマスター
２４、２４Ｂ キャビティ
３０ ウエハレンズ製造装置
５０ ギヤードモータ
５２ シャフト
５５ 球体部
５６ 軸受
５７ 支柱
５８ 角度調節部
６２ ＸＹステージ
６４ θステージ
７０ 静電チャック装置
８０ プレートホルダ
８２ ツメ
９０ 光源
９５ 撮像部
１００ 制御装置
１２０ 昇降アクチュエータ
Ｃ１ 内接円
Ｃ２ 外接円
Ｃ３ プレス打ち切り円
Ｏ 中心
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の少なくとも一方の面にエネルギー硬化性樹脂製の光学部材を設けた光学部品を製造する光学部品製造装置であって、
前記基板と、前記光学部材の形状に対応したネガ形状の成形面を複数有する成形型との何れか一方が固定される基台と、
前記基台に対向して配されて、前記成形型と前記基板の他方を保持するホルダと、
前記基台と前記ホルダの少なくとも一方の配置を調整して、前記ホルダに対する前記基台の角度を調整するティルト機構と、
前記基台と前記ホルダの少なくとも一方を移動させて、前記成形型と前記基板の間に供給された前記エネルギー硬化性樹脂を、前記成形型と前記基板の間で押し広げる押圧機構と、
前記基台又は前記ホルダの何れか少なくとも一方を光透過性を有するように構成し、当該光透過性を有する基台又はホルダ越しに前記成形型または前記基板を撮像可能に配置される撮像部と、
前記ティルト機構、前記押圧機構及び前記撮像部を制御する制御装置と、
を備え、
前記撮像部側に配置される前記ホルダ又は前記基台に保持される前記成形型または前記基板は光透過性を有し、
前記撮像部は、前記成形型と前記基板の間で押し広げられる前記エネルギー硬化性樹脂を撮像し、
前記制御装置は、前記成形型または前記基板の外周形状に対応する設定パターン形状に対して、前記撮像部が撮像した前記エネルギー硬化性樹脂の広がりが少ない修正方向を検出し、その修正方向側の前記成形型と前記基板の間隔を広げるように前記ティルト機構を動作制御するとともに、前記成形型と前記基板を近接させるように前記押圧機構を動作制御することで、前記エネルギー硬化性樹脂を前記成形型と前記基板の間に押し広げるプレス処理を実行することを特徴とする光学部品製造装置。
【請求項２】
前記制御装置が、前記撮像部が撮像した前記エネルギー硬化性樹脂の広がり形状の少なくとも一部が前記設定パターン形状に達したと判断した場合に、前記制御装置は、前記成形型と前記基板とが平行となるように前記ティルト機構を動作制御することを特徴とする請求項１に記載の光学部品製造装置。
【請求項３】
前記成形型および前記基板の外周形状は円形状であり、
前記制御装置は、前記撮像部が撮像した画像に基づき、前記成形型または前記基板の外周形状とその中心を検出するとともに前記エネルギー硬化性樹脂の広がり形状を検出し、
更に前記制御装置は、前記中心から前記エネルギー硬化性樹脂の広がり形状の端部までの最短距離を半径とする内接円と、前記中心から前記エネルギー硬化性樹脂の広がり形状の端部までの最長距離を半径とする外接円と、前記成形型における前記成形面が形成された範囲を囲って前記中心を円の中心とする円形状の前記設定パターン形状を設定して、
前記制御装置は、前記修正方向の前記エネルギー硬化性樹脂の広がり形状の端部が前記外接円に達するまでのプレス処理を繰り返し行い、前記外接円と前記内接円の少なくとも一方が前記設定パターン形状に一致するまで前記ティルト機構と前記押圧機構を動作制御することを特徴とする請求項１又は２に記載の光学部品製造装置。
【請求項４】
前記撮像部は、前記成形型と前記基板の間に充填された前記エネルギー硬化性樹脂を硬化させるためのエネルギーを出力するエネルギー出力部と前記ホルダとの間に配置されており、
前記撮像部は、前記エネルギー出力部が前記エネルギー硬化性樹脂に対してエネルギーの出力を行う際には、その妨げにならない待避位置に移動可能に備えられていることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の光学部品製造装置。
【請求項５】
基板の一方の面に、エネルギー硬化性樹脂製の光学部材を設ける光学部品の製造方法であって、
前記光学部材の光学面形状に対応したネガ形状の成形面を複数有する成形型と、前記基板の一方の面との間に前記エネルギー硬化性樹脂を滴下又は吐出するディスペンス工程と、
前記成形型と前記基板の間で押し広げられる前記エネルギー硬化性樹脂の広がり形状を検出し、前記成形型または前記基板の外周形状に対応する設定パターン形状に対して前記エネルギー硬化性樹脂の広がりが少ない修正方向を検出する修正方向検出工程と、
前記修正方向側の前記成形型と前記基板の間隔を広げるように、前記成形型に対する前記基板の角度を調整するティルト工程と、
角度調整された前記成形型と前記基板を近接させて前記修正方向側へ前記エネルギー硬化性樹脂を押し広げるインプリント工程と、
を備えることを特徴とする光学部品の製造方法。
【請求項６】
前記修正方向検出工程と、前記ティルト工程と、前記インプリント工程を順次繰り返して、前記エネルギー硬化性樹脂の広がり形状の少なくとも一部が前記設定パターン形状に達するまで、段階的に前記エネルギー硬化性樹脂を押し広げることを特徴とする請求項５に記載の光学部品の製造方法。
【請求項７】
前記エネルギー硬化性樹脂の広がり形状の少なくとも一部が前記設定パターン形状に達した後、前記成形型と前記基板とが平行となるように、前記成形型に対する前記基板の角度調整がなされることを特徴とする請求項５又は６に記載の製造方法。
【請求項８】
前記成形型および前記基板の外周形状は円形状であり、
前記修正方向検出工程は、前記エネルギー硬化性樹脂の広がり形状とともに前記成形型または前記基板の外周形状とその中心を検出する工程と、前記中心から前記エネルギー硬化性樹脂の広がり形状の端部までの最短距離を半径とする内接円と、前記中心から前記エネルギー硬化性樹脂の広がり形状の端部までの最長距離を半径とする外接円と、前記成形型における前記成形面が形成された範囲を囲って前記中心を円の中心とする円形状の前記設定パターン形状を設定する工程とを含み、
前記ティルト工程および前記インプリント工程において、前記修正方向の前記エネルギー硬化性樹脂の広がり形状の端部が前記外接円に達するまで押し広げるプレス処理を繰り返し行い、前記外接円と前記内接円の少なくとも一方が前記設定パターン形状に一致するまで段階的に前記エネルギー硬化性樹脂を押し広げることを特徴とする請求項５〜７の何れか一項に記載の製造方法。
【請求項９】
基板の少なくとも一方の面にエネルギー硬化性樹脂製の光学部材を設けた光学部品を製造する光学部品製造装置であって、
前記基板と、前記光学部材の形状に対応したネガ形状の成形面を複数有する成形型との何れか一方が固定される基台と、
前記基台に対向して配されて、前記成形型と前記基板の他方を保持するホルダと、
前記基台と前記ホルダの少なくとも一方の配置を調整して、前記ホルダに対する前記基台の角度を調整するティルト機構と、
前記基台と前記ホルダの少なくとも一方を移動させて、前記成形型と前記基板の間に供給された前記エネルギー硬化性樹脂を、前記成形型と前記基板の間で押し広げる押圧機構と、
前記基台又は前記ホルダの何れか少なくとも一方は光透過性を有し、当該光透過性を有する基台又はホルダ越しに前記成形型または前記基板を撮像可能に配置される撮像部と、
前記撮像部によって撮像された撮像データを表示手段に出力可能な出力部と、有し、
前記撮像部側に配置される前記ホルダ又は前記基台に保持される前記成形型または前記基板は光透過性を有し、前記撮像部は、前記成形型と前記基板の間で押し広げられる前記エネルギー硬化性樹脂を撮像し、前記ティルト機構は、前記表示手段に表示される撮像データに基づいて外部から調整可能に構成されていることを特徴とする光学部品製造装置。
【請求項１】
基板の少なくとも一方の面にエネルギー硬化性樹脂製の光学部材を設けた光学部品を製造する光学部品製造装置であって、
前記基板と、前記光学部材の形状に対応したネガ形状の成形面を複数有する成形型との何れか一方が固定される基台と、
前記基台に対向して配されて、前記成形型と前記基板の他方を保持するホルダと、
前記基台と前記ホルダの少なくとも一方の配置を調整して、前記ホルダに対する前記基台の角度を調整するティルト機構と、
前記基台と前記ホルダの少なくとも一方を移動させて、前記成形型と前記基板の間に供給された前記エネルギー硬化性樹脂を、前記成形型と前記基板の間で押し広げる押圧機構と、
前記基台又は前記ホルダの何れか少なくとも一方を光透過性を有するように構成し、当該光透過性を有する基台又はホルダ越しに前記成形型または前記基板を撮像可能に配置される撮像部と、
前記ティルト機構、前記押圧機構及び前記撮像部を制御する制御装置と、
を備え、
前記撮像部側に配置される前記ホルダ又は前記基台に保持される前記成形型または前記基板は光透過性を有し、
前記撮像部は、前記成形型と前記基板の間で押し広げられる前記エネルギー硬化性樹脂を撮像し、
前記制御装置は、前記成形型または前記基板の外周形状に対応する設定パターン形状に対して、前記撮像部が撮像した前記エネルギー硬化性樹脂の広がりが少ない修正方向を検出し、その修正方向側の前記成形型と前記基板の間隔を広げるように前記ティルト機構を動作制御するとともに、前記成形型と前記基板を近接させるように前記押圧機構を動作制御することで、前記エネルギー硬化性樹脂を前記成形型と前記基板の間に押し広げるプレス処理を実行することを特徴とする光学部品製造装置。
【請求項２】
前記制御装置が、前記撮像部が撮像した前記エネルギー硬化性樹脂の広がり形状の少なくとも一部が前記設定パターン形状に達したと判断した場合に、前記制御装置は、前記成形型と前記基板とが平行となるように前記ティルト機構を動作制御することを特徴とする請求項１に記載の光学部品製造装置。
【請求項３】
前記成形型および前記基板の外周形状は円形状であり、
前記制御装置は、前記撮像部が撮像した画像に基づき、前記成形型または前記基板の外周形状とその中心を検出するとともに前記エネルギー硬化性樹脂の広がり形状を検出し、
更に前記制御装置は、前記中心から前記エネルギー硬化性樹脂の広がり形状の端部までの最短距離を半径とする内接円と、前記中心から前記エネルギー硬化性樹脂の広がり形状の端部までの最長距離を半径とする外接円と、前記成形型における前記成形面が形成された範囲を囲って前記中心を円の中心とする円形状の前記設定パターン形状を設定して、
前記制御装置は、前記修正方向の前記エネルギー硬化性樹脂の広がり形状の端部が前記外接円に達するまでのプレス処理を繰り返し行い、前記外接円と前記内接円の少なくとも一方が前記設定パターン形状に一致するまで前記ティルト機構と前記押圧機構を動作制御することを特徴とする請求項１又は２に記載の光学部品製造装置。
【請求項４】
前記撮像部は、前記成形型と前記基板の間に充填された前記エネルギー硬化性樹脂を硬化させるためのエネルギーを出力するエネルギー出力部と前記ホルダとの間に配置されており、
前記撮像部は、前記エネルギー出力部が前記エネルギー硬化性樹脂に対してエネルギーの出力を行う際には、その妨げにならない待避位置に移動可能に備えられていることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の光学部品製造装置。
【請求項５】
基板の一方の面に、エネルギー硬化性樹脂製の光学部材を設ける光学部品の製造方法であって、
前記光学部材の光学面形状に対応したネガ形状の成形面を複数有する成形型と、前記基板の一方の面との間に前記エネルギー硬化性樹脂を滴下又は吐出するディスペンス工程と、
前記成形型と前記基板の間で押し広げられる前記エネルギー硬化性樹脂の広がり形状を検出し、前記成形型または前記基板の外周形状に対応する設定パターン形状に対して前記エネルギー硬化性樹脂の広がりが少ない修正方向を検出する修正方向検出工程と、
前記修正方向側の前記成形型と前記基板の間隔を広げるように、前記成形型に対する前記基板の角度を調整するティルト工程と、
角度調整された前記成形型と前記基板を近接させて前記修正方向側へ前記エネルギー硬化性樹脂を押し広げるインプリント工程と、
を備えることを特徴とする光学部品の製造方法。
【請求項６】
前記修正方向検出工程と、前記ティルト工程と、前記インプリント工程を順次繰り返して、前記エネルギー硬化性樹脂の広がり形状の少なくとも一部が前記設定パターン形状に達するまで、段階的に前記エネルギー硬化性樹脂を押し広げることを特徴とする請求項５に記載の光学部品の製造方法。
【請求項７】
前記エネルギー硬化性樹脂の広がり形状の少なくとも一部が前記設定パターン形状に達した後、前記成形型と前記基板とが平行となるように、前記成形型に対する前記基板の角度調整がなされることを特徴とする請求項５又は６に記載の製造方法。
【請求項８】
前記成形型および前記基板の外周形状は円形状であり、
前記修正方向検出工程は、前記エネルギー硬化性樹脂の広がり形状とともに前記成形型または前記基板の外周形状とその中心を検出する工程と、前記中心から前記エネルギー硬化性樹脂の広がり形状の端部までの最短距離を半径とする内接円と、前記中心から前記エネルギー硬化性樹脂の広がり形状の端部までの最長距離を半径とする外接円と、前記成形型における前記成形面が形成された範囲を囲って前記中心を円の中心とする円形状の前記設定パターン形状を設定する工程とを含み、
前記ティルト工程および前記インプリント工程において、前記修正方向の前記エネルギー硬化性樹脂の広がり形状の端部が前記外接円に達するまで押し広げるプレス処理を繰り返し行い、前記外接円と前記内接円の少なくとも一方が前記設定パターン形状に一致するまで段階的に前記エネルギー硬化性樹脂を押し広げることを特徴とする請求項５〜７の何れか一項に記載の製造方法。
【請求項９】
基板の少なくとも一方の面にエネルギー硬化性樹脂製の光学部材を設けた光学部品を製造する光学部品製造装置であって、
前記基板と、前記光学部材の形状に対応したネガ形状の成形面を複数有する成形型との何れか一方が固定される基台と、
前記基台に対向して配されて、前記成形型と前記基板の他方を保持するホルダと、
前記基台と前記ホルダの少なくとも一方の配置を調整して、前記ホルダに対する前記基台の角度を調整するティルト機構と、
前記基台と前記ホルダの少なくとも一方を移動させて、前記成形型と前記基板の間に供給された前記エネルギー硬化性樹脂を、前記成形型と前記基板の間で押し広げる押圧機構と、
前記基台又は前記ホルダの何れか少なくとも一方は光透過性を有し、当該光透過性を有する基台又はホルダ越しに前記成形型または前記基板を撮像可能に配置される撮像部と、
前記撮像部によって撮像された撮像データを表示手段に出力可能な出力部と、有し、
前記撮像部側に配置される前記ホルダ又は前記基台に保持される前記成形型または前記基板は光透過性を有し、前記撮像部は、前記成形型と前記基板の間で押し広げられる前記エネルギー硬化性樹脂を撮像し、前記ティルト機構は、前記表示手段に表示される撮像データに基づいて外部から調整可能に構成されていることを特徴とする光学部品製造装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２０１１−５１１３２（Ｐ２０１１−５１１３２Ａ）
【公開日】平成２３年３月１７日（２０１１．３．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１９９７９５（Ｐ２００９−１９９７９５）
【出願日】平成２１年８月３１日（２００９．８．３１）
【出願人】（３０３０００４０８）コニカミノルタオプト株式会社 (3,255)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年３月１７日（２０１１．３．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年８月３１日（２００９．８．３１）
【出願人】（３０３０００４０８）コニカミノルタオプト株式会社 (3,255)
【Ｆターム（参考）】
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