[發明專利]制造光學部件的方法和用于制造光學部件的裝置

有效

• 申請號: 201110261185.8
• 申請日: 2011-09-06
• 公開（公告）號: CN102431163A
• 公開（公告）日: 2012-05-02
• 發明（設計）人: 高田淳史;大金政信
• 申請（專利權）人: 佳能株式會社
• 主分類號: B29C59/02
• 分類號: B29C59/02
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 李穎

技術領域

本發明涉及制造諸如透鏡的光學部件的方法和用于制造光學部件的裝置。

背景技術

通常通過注入成型(injection?molding)、壓制成型或類似的方法來制造由樹脂制成的光學部件。

在注入成型中，熔融的可塑化樹脂材料被填充在模子的空腔中并然后被冷卻，由此獲得具有希望的形狀的成型產品。由于通過從樹脂材料向模子傳熱而冷卻樹脂材料，因此，樹脂材料的與模子接觸的表面部分先凝固，然后其內部部分逐漸凝固。在該過程中，出現冷卻收縮；由此，成型產品的先凝固的表面部分的密度高而其內部部分的密度低。

當成型產品是像透鏡那樣的用于透射光的光學部件時，存在這樣的問題：即，由于因收縮導致的成型產品的內部密度分布和雙折射(birefringence)，成型產品的光學性能降低。此外，存在由于下述原因而導致成型時間長的問題：樹脂材料完全地熔融，以及冷卻花費長的時間。

在壓制成型中，制備具有與最終希望的形狀類似的形狀的板或基板。板或基板被放置到被加熱到足以使基板成型的溫度的模子中，然后被壓制，由此模子的形狀被轉印到基板上。通過使模子冷卻，基板被冷卻。因此，與注入成型相比，存在由于壓制成型花費更長的用于加熱和冷卻的時間而導致成型時間長的問題。

為了解決這些問題，提出以下描述的裝備和方法。日本專利公開No.2-95813(以下，稱為專利文獻1)公開了包括不透射紫外光的基板、透射紫外光的模子和放置在模子后面(behind)的紫外光照射器的壓制成型機。以用紫外光經由模子而照射基板的方式加熱基板。在基板的表面部分熔融之后，基板被壓在模子上，由此執行轉印。

日本專利No.3169786(以下，稱為專利文獻2)公開了一種注入成型機，該注入成型機包括由紅外透射材料制成的具有空腔和非可轉印區域的模子，并且還包括發射紅外光的光源。非可轉印區域在注入期間被紅外光照射，由此降低被放置在非可轉印區域上的樹脂的粘度。

日本專利公開No.2001-158044(以下，稱為專利文獻3)公開了一種成型方法，在該成型方法中，在由紅外透射材料制成的印戳(stamp)與基板緊密接觸的狀態下用紅外光經由印戳而照射基板的轉印表面。由于位于轉印表面附近的樹脂吸收紅外光，因此，其溫度升高并且由此其粘度降低。但是，印戳透射紅外光，因此，其溫度幾乎不升高。

在專利文獻1～3中的每一個中，通過利用以下事實，加熱基板的表面：模子透射被樹脂吸收的紫外光或紅外光，并且，與金屬相比，由紫外光或紅外光透射材料制成的模子和由樹脂制成的基板具有極低的熱導率(thermal?conductivity)。基板表面的加熱降低位于轉印表面附近的樹脂的粘度，從而提高其可轉印性。模子的溫度可保持低，因此，可減少成型時間。

在專利文獻1～3中公開的技術具有通過用紅外光或紫外光加熱基板的表面而提高基板的可轉印性的效果。由于即使模子的溫度保持低也實現足夠的可轉印性，因此，這些技術還具有減少冷卻所花費的時間(即，成型時間)的效果。

與一般的(common)樹脂相比，諸如石英的紅外透射材料具有更高的熱導率。因此，在利用在專利文獻2或3中公開的技術的情況下，由于樹脂與模子接觸，因此被用紅外光加熱的樹脂的表面部分的大部分熱經由模子而散失。

常規的技術具有通過加熱基板的表面而提高基板的可轉印性的效果，但是，不能集中地加熱基板表面。即，基板通過加熱而完全熔融。因此，在冷卻和凝固期間，在成型產品中導致密度分布和雙折射，從而導致光學性能降低的問題。此外，作為光源的紫外光的使用使樹脂劣化，從而導致光學性能降低。

發明內容

本發明的一個方面提供制造光學部件的方法和用于制造這種光學部件的裝置。在該方法和裝置中，使用紅外透射模子和紅外照射器作為加熱單元，并且，通過集中加熱基板的表面，減少成型時間并且提高成型產品的光學性能。

本發明的另一個方面提供一種制造光學部件的方法。該方法包括：使包含由紅外透射材料制成的至少一個部分的模子朝向基板；通過在在基板和模子之間存在間隙的狀態下用紅外線照射基板，加熱基板；使加熱后的基板和模子相互緊密接觸。

本發明的另一個方面提供一種用于制造光學部件的裝置。該裝置包括：包含由紅外透射材料制成的至少一個部分的模子；被配置為用紅外線經由模子而照射基板的紅外照射器；打開或閉合以控制從紅外照射器發射的紅外線對于基板的照射的快門(shutter)；被配置為保持基板的基板支撐體；被配置為相對地移動模子和基板支撐體的位置控制器。