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棒状阵列的制造方法

阅读:1023发布:2020-06-05

专利汇可以提供棒状阵列的制造方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 提供棒状透镜阵列的制造方法,该方法能够低成本且高成品率地制造特别是使用细径塑料透镜的双层排列结构的棒状透镜阵列。本发明的双层排列结构棒状透镜阵列的制造方法具备:配置第1排列体A的步骤;将第2排列体重叠配置在第1排列体的步骤;将第2排列体以重叠配置于第1排列体的状态来临时固定的步骤;将第1和第2排列体以重叠的状态进行移动的步骤;将第2排列体维持在与棒状透镜的排列方向的第1排列体的相对 位置 同时使其从第1排列体分离的步骤;在棒状透镜的表面涂布粘接剂的步骤;以在第1排列体的棒状透镜和第2排列体的棒状透镜之间介入粘接剂的状态,将第1排列体再度重叠配置于第1排列体,粘接第1排列体和第2排列体的步骤。,下面是棒状阵列的制造方法专利的具体信息内容。

1.一种双层结构棒状透镜阵列的制造方法,其为将在第1基板的一个面 上排列有多个棒状透镜的第1排列体和在第2基板的一个面上排列有多个棒状 透镜的第2排列体进行组合,制造在所述第1基板和所述第2基板之间双层地 排列所述多个棒状透镜的双层结构棒状透镜的制造方法,其特征在于,包括:
(1)通过以排列在所述第1基板的一个面上的棒状透镜朝向外方的方式 将所述第1基板的其它面保持在第1贴合面上,来配置所述第1排列体的步骤,
(2)以排列在所述第2基板一个面上的棒状透镜按规定的位置关系放置 在排列在所述第1基板一个面的棒状透镜的方式,将所述第2排列体重叠地配 置在所述第1排列体上的步骤,
(3)在将所述第2排列体重叠地配置于所述第1排列体的状态下,临时 固定所述第2排列体的步骤,
(4)在重叠所述第1和第2排列体的状态下使所述第1和第2排列体移 动的步骤,
(5)一边维持所述第2排列体和所述棒状透镜的排列方向上的所述第1 排列体之间的相对位置,一边从所述第1排列体中分离所述第2排列体的步骤,
(6)在所述第1排列体和所述第2排列体的至少一个的棒状透镜的表面 涂布粘接剂的步骤,和
(7)在所述第1排列体的棒状透镜和所述第2排列体的棒状透镜之间介 入有所述粘接剂的状态下,将所述第1排列体再度重叠地配置在所述第2排列 体上,粘接所述第1排列体和所述第2排列体的步骤。
2.根据权利要求1所述的双层结构棒状透镜阵列的制造方法,其中,所 述临时固定是通过在所述第2排列体的基板的后方配置以磁石吸附的材料构 成的保持板,设置在所述第1贴合面的磁石和所述保持板之间的吸附而进行。
3.根据权利要求1或2所述的双层结构棒状透镜阵列的制造方法,其中, 所述分离步骤包括:
(a)在所述重叠配置的第1和第2排列体吸附于所述第1贴合面的状态 下,将所述重叠配置的第1和第2排列体朝向下方的步骤,
(b)升高配置在所述第1贴合面下方的第2贴合面,使配置在所述第2 排列体后方的保持板与所述第2贴合面相接的步骤,和
(c)通过以比在所述第1贴合面上设置的磁石和所述保持面之间的吸附 更大的力,一边从所述第2贴合面侧吸引所述保持板,一边降低所述第2 贴合面,将所述第2排列体移至所述第2贴合面,使所述第1排列体和第2 排列体分离的步骤。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的双层结构棒状透镜阵列的制造方 法,其中,所述第1排列体的其它面通过真空吸引保持在所述第1贴合面上。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的双层结构棒状透镜阵列的制造方 法,其中,所述第2排列体通过真空吸引保持在所述第2贴合面上。
6.根据权利要求2~5中任一项所述的双层结构棒状透镜阵列的制造方 法,其中,所述保持板具有进行真空吸引的开口。
7.根据权利要求1~6中任一项所述的双层结构棒状透镜阵列的制造方 法,其中,所述规定位置关系是将三个棒状透镜以二下一上的形式来堆积的关 系。
8.根据权利要求1~7中任一项所述的双层结构棒状透镜阵列的制造方 法,其中,在所述粘接剂涂布的步骤中,遮光性湿气固化型热熔粘接剂以0.5mm 到2mm的间隔带状地涂布,
所述粘接步骤中,所述粘接剂为粘稠状态。
9.根据权利要求1~8中任一项所述的双层结构棒状透镜阵列的制造方 法,其中,在所述粘接剂涂布步骤中涂布粘接剂的粘接剂涂布喷嘴具有间隔配 置的两个金属箍部件,
在所述粘接剂涂布步骤中,通过在所述粘接剂涂布喷嘴的前端和棒状透镜 表面介有粘接剂,以0.05N~0.25N范围的一定负荷在所述棒状透镜的表面一 边按压所述粘接剂涂布喷嘴,一边移动,使所述棒状透镜之间填充粘接剂。
10.根据权利要求1~9中任一项所述的双层结构棒状透镜阵列的制造方 法,其中,在所述第1贴合面和第2贴合面的至少一个上配置弹性体。
11.根据权利要求10所述的双层结构棒状透镜阵列的制造方法,其中, 在所述粘接步骤后,进一步包括对所述第1排列体和所述第2排列体进行加压 的工序,
隔着弹性体对所述第1排列体和所述第2排列体的至少一个施加力量。

说明书全文

技术领域

发明涉及一种双层结构的棒状透镜阵列的制造方法,详细的说,涉及一 种在2张基板之间以双层重叠的方式排列有并排设置的多个圆柱状棒状透镜 的双层排列结构的棒状透镜阵列的制造方法。

背景技术

作为微小的透镜的一种已知有两端面被镜面研磨的圆柱状塑料棒状透镜。 像这样的塑料棒状透镜除了在单体中使用之外,还以将多个棒状透镜排列成1 列使其一体化的棒状透镜阵列部件的方式,作为在复印件,传真机,扫描仪, 手提扫描仪等中使用的图像传感器用的光学部件,或像在光源中使用LED(发 光二极管)的LED打印机,使用液晶元件的液晶打印机,使用EL元件的EL 打印机这样的装置中作为写入装置而使用。特别是近年来,图像传感器或LED 打印机的进一步高清晰化和高速化的发展,对可以得到更明亮的图像,并且在 2张基板之间双层的排列有圆柱状的棒状透镜的双层排列结构的棒状透镜阵 列的要求变高。
作为像这样的双层排列结构的棒状透镜阵列部件的制造方法,例如已知有 如下的方法(专利文件1):以棒状透镜对向的方式配置2个棒状透镜排列体, 所述2个棒状透镜排列体为排列在基板上的棒状透镜在粘接剂中以半埋设的 状态设置,在棒状透镜中放入有不透光的树脂板的状态下,使构成树脂板的树 脂成为粘网状态,在接近两个棒状透镜排列体的方向上施加压,使两个棒状 透镜排列体的棒状透镜阵列成为完全埋设的状态,制造具有粘接有两个排列体 构成的双层排列结构的棒状透镜阵列。
另外,还已知有:在具有一定间隔的棒状透镜排列槽的排列盘上,一边真 空吸引棒状透镜,一边以双层重叠的状态排列,将双层重叠状态的棒状透镜转 印到涂布有粘接剂的一个基板上,进一步,贴合涂布有粘接剂的其它基板,由 此来制造双层排列结构的棒状透镜阵列的方法(专利文件2)。
专利文件1:日本特开平9-90105号公报
专利文件2:日本特开2006-39499号公报

发明内容

在棒状透镜阵列中需要正确的排列阵列中的棒状透镜。特别是,以 双层配置棒状透镜的双层排列的棒状透镜阵列中,需要将第1层的棒状 透镜和第2层的棒状透镜以规定的位置关系正确地定位,因此,必须正 确地定位两个棒状透镜排列体的位置。
但是,随着近年来棒状透镜的细径化的发展,在棒状透镜阵列中使 用的棒状透镜的直径为0.5mm以下的棒状透镜成为主流,因此,以相互 的棒状透镜成为将三个棒状透镜以二下一上形式来堆积等的规定配置的方 式,来对使用有这样细径的棒状透镜的两个棒状透镜排列体的进行定位 变得困难。
专利文献1中记载的方法有如下问题:难以正确地定位两个棒状透 镜排列体,且如果以不能正确地定位的状态加压两个棒状透镜排列体, 则透镜破损。
另外,在基板和棒状透镜等的棒状透镜阵列的材料中存在尺寸的偏 差。因此,在专利文件1的方法中,对于基板的厚度厚或透镜直径大的 地方有部分的粘接剂漏出,相反的,对于基板的厚度薄或透镜直径小的 地方在透镜间产生缝隙,树脂的填充不充分这样的问题,进一步,局部 的产生压力机压力,发生透镜破损等问题,难于稳定的制造均一的产品。
进一步,有为了使树脂板的树脂成为粘稠状态需要长时间的进行加 温,生产效率不高这样的问题。
另外,由专利文件2记载的方法制造双层结构的棒状透镜阵列时,有 由棒状透镜间的微小的缝隙引起的粘接剂填充变得不充分,且产生粘接不良的 地方,降低成品率这样的问题。
因此,本发明为基于这些点而完成的发明,其目的在于提供一种可以低成 本且高成品率的制造特别是使用细径塑料透镜的双层结构的棒状透镜阵列的 棒状透镜阵列的制造方法。
本发明的发明人发现在专利文件1等以往的制造方法中细径塑料棒状透 镜难于适应于双层棒状透镜阵列的理由如下,从而完成本发明,即,(1)两个 棒状透镜阵列排列体的高精度的定位困难,(2)在透镜之间不能填充均一的树 脂,产品成品率恶化,(3)需要进行露出的粘接剂的清扫工作,结果为生产量 的降低,进一步,(4)将树脂板加温至粘稠状态需要时间,生产效率差等。
申请发明的发明人通过以下的方式基于可以实现的构思完成了本申请 发明,两个棒状透镜排列体的正确的贴合是以在贴合面上棒状透镜成为正确的 位置关系的方式(例如,三个棒状透镜为二下一上的堆积形式)将两个棒状透 镜排列体重叠定位后,通过使一边的棒状透镜排列体移至上方或下方来分离两 个排列体,在棒状透镜排列体的棒状透镜面上涂布粘接剂后,使一边的排列体 移动而重叠两个排列体。
本申请发明的发明人进一步基于通过涂布粘接剂,再度将叠合的两个棒状 透镜排列体通过弹性体施压,可以制造在透镜之间没有间隙的填充有粘接剂的 双层排列结构的棒状透镜阵列的构思,完成了本申请发明。
通过本发明提供一种双层结构的棒状透镜阵列的制造方法,其为一种将在 第1基板的一个面上排列有多个棒状透镜的第1排列体和在第2基板的一个面 上排列有多个棒状透镜的第2排列体进行组合,制造在所述第1基板和所述第 2基板之间双层的排列所述多个棒状透镜的双层结构的棒状透镜的制造方法, 其特征在于,包括
(1)通过以排列在所述第1基板的一个面上的棒状透镜朝向外方的方式 将所述第1基板的其它面保持在第1贴合面上,来配置所述第1排列体的步骤,
(2)以排列在所述第2基板一个面上的棒状透镜按规定的位置关系放置 在排列在所述第1基板一个面的棒状透镜的方式,将所述第2排列体重叠配置 在所述第1排列体上的步骤,
(3)在所述第2排列体重叠的配置所述第1排列体的状态下,临时固定 所述第2排列体的步骤,
(4)在重叠所述第1和第2排列体的状态下使所述第1和第2排列体移 动的步骤,
(5)一边维持所述第2排列体和所述棒状透镜的排列方向上的所述第1 排列体之间的相对位置,一边从所述第1排列体中分离所述第2排列体的步骤,
(6)在所述第1排列体和所述第2排列体的至少一个的棒状透镜的表面 涂布粘接剂的步骤,和
(7)在所述第1排列体的棒状透镜和所述第2排列体的棒状透镜之间介 入有所述粘接剂的状态下,将所述第1排列体再度重叠配置在所述第2排列体 上,粘接所述第1排列体和所述第2排列体的步骤。
通过像这样的构成,可以进行两个棒状透镜排列体中的棒状透镜的确实的 位置对准,稳定地生产均一的产品。
根据本发明的一个优选方式,所述临时固定是通过在所述第2排列体的基 板的后方配置以可被磁石吸附的材料构成的保持板,设置在所述第1贴合面的 磁石和所述保持板之间的吸附而进行。
根据本发明的一个优选方式中,所述分离步骤包括:
(a)在所述重叠配置的第1和第2排列体吸附于所述第1贴合面的状 态下,将所述重叠配置的第1和第2排列体朝向下方的步骤,
(b)升高配置在所述第1贴合面下方的第2贴合面,使配置在所述第2 排列体后方的保持板与所述第2贴合面相接的步骤,和
(c)通过以比在所述第1贴合面上设置的磁石和所述保持面之间的吸 附力更大的力,一边从所述第2贴合面侧吸引所述保持板,一边降低所述第2 贴合面,将所述第2排列体移至所述第2贴合面,使所述第1排列体和第2 排列体分离。
由本发明的一个优选方式,所述第1排列体的其它面通过真空吸引保持在 所述第1贴合面上。
由本发明的一个优选方式,所述第2排列体通过真空吸引保持在所述第2 贴合面上。
由本发明的一个优选方式,所述保持板具有进行真空吸引的开口。
由本发明的一个优选方式,所述规定位置关系为将三个棒状透镜以二下一 上形式来堆积的关系。
由本发明的一个优选方式,在所述粘接剂涂布的步骤中,遮光性湿气固化 型热熔粘接剂以0.5mm到2mm的间隔带状地涂布,所述粘接步骤中,所述粘 接剂为粘稠状态。
由本发明的一个优选方式,在所述粘接剂涂布步骤中,涂布粘接剂的粘接 剂涂布喷嘴具有间隔配置的两个金属箍部件,
在所述粘接剂涂布步骤中,通过在所述粘接剂涂布喷嘴的前端和棒状透镜 表面介有粘接剂,以0.05N~0.25N范围的一定负荷在所述棒状透镜的表面一 边按压所述粘接剂涂布喷嘴,一边移动,使所述棒状透镜之间填充粘接剂。
由这样的构成,通过在粘接剂涂布喷嘴的前端和棒状透镜表面之间介入的 粘接剂产生润滑剂的作用,可以避免粘接剂涂布喷嘴的前端的磨损,同时,降 低棒状透镜表面划伤的产生,提高棒状透镜阵列的耐久性。
由本发明的一个优选方式,在所述第1贴合面和所述第2贴合面的至少一 个上配置弹性体。
由本发明的一个优选方式,在所述粘接步骤后,进一步包括对所述第1 排列体和所述第2排列体进行加压的工序,
隔着弹性体对所述第1排列体和所述第2排列体的至少一个施加力量。
由这样的构成,产生全面且均一的压力机压力,可以制造透镜不会破损, 且完全地密合有交替层叠状的透镜的双层结构的透镜阵列。
由本发明提供一种可以低成本且高成品率的制造特别是使用细径塑料透 镜的双层排列结构的棒状透镜阵列的棒状透镜阵列的制造方法。
附图说明
图1为用本发明优选的实施方式的光传送体阵列制造方法制造的棒状透 镜阵列的简要立体图。
图2为显示在本发明的优选实施方式的棒状透镜阵列制造方法中使用的 棒状透镜阵列原板的制造装置构成的示意立体图。
图3是说明使用图1所示的棒状透镜阵列原板制造装置的棒状透镜阵列原 板的制造工序的示意立体图。
图4是说明使用图1所示的棒状透镜阵列原板制造装置的棒状透镜阵列原 板的制造工序的示意立体图。
图5是说明使用图1所示的棒状透镜阵列原板制造装置的棒状透镜阵列原 板的制造工序的示意立体图。
图6是说明使用图1所示的棒状透镜阵列原板制造装置的棒状透镜阵列原 板的制造工序的示意立体图。
图7是说明使用图1所示的棒状透镜阵列原板制造装置的棒状透镜阵列原 板的制造工序的示意立体图。
图8为示意的概括显示涂布有粘接剂42的粘接剂涂布喷嘴44构成的图。
图9是说明使用图1所示的棒状透镜阵列原板制造装置的棒状透镜阵列原 板的制造工序的示意立体图。
图10是说明使用图1所示的棒状透镜阵列原板制造装置的棒状透镜阵列 原板的制造工序的示意立体图。
图11是说明使用图1所示的棒状透镜阵列原板制造装置的棒状透镜阵列 原板的制造工序的示意立体图。
图12为棒状透镜阵列的清晰度(MTF)的测定装置的概略构成图。
图13显示方格图像的桥梁测定结果的曲线图。
符号说明
1  棒状透镜阵列
2  基板
4  基板
6  棒状透镜
8  粘接剂
10 贴合板上盘
14 贴合面(第1贴合面)
16 贴合面(第1贴合面)
26 贴合板下盘
30 贴合面(第2贴合面)
32 直线导轨

具体实施方式

以下,参照附图,按照图面详细的说明本发明的优选实施方式的棒状透镜 阵列的制造方法。
首先,说明由本发明的优选实施方式的棒状透镜阵列的制造方法制造的棒 状透镜阵列1的构成。图1为显示用本发明优选实施方式的棒状透镜阵列制造 方法制造的棒状透镜阵列1的一部分的示意立体图。
如图1所示,该棒状透镜阵列1在细长的长方形基板2和4之间双层的配 置有多个圆筒状的塑料制棒状透镜6。在基板2,4和各棒状透镜6之间的空 间中填充有粘接剂8,各棒状透镜6以三个棒状透镜为二下一上的状态固定在 基板2,4之间。
在本实施方式中作为基板2,4可以使用含有炭黑、染料等遮光剂的 Bakelite(树脂)、ABS树脂、环树脂、丙烯酸树脂等的板。
各个棒状透镜6具有圆柱形状,以并排的状态配置成形成沿着基板2,4 延伸的交替层叠状的双层棒状透镜列。
本实施方式中使用的棒状透镜优选直径为0.1mm到1.2mm的范围,更优 选为0.3mm到0.6mm的直径。
棒状透镜6为切断塑料制棒状透镜的透镜,其中,该塑料制棒状透镜从其 径方向的中心朝向外方具有折射率连续降低的折射率分布。
作为本实施方式中的棒状透镜使用直径为0.345mm,长为166mm,中心 折射率为1.497,折射率分布常数为0.865mm-1的塑料制折射率分布型棒状透 镜作为材料。
作为塑料材料优选玻璃化转变温度Tg为60℃以上。如果玻璃化转变温度 过低,棒状透镜阵列1的耐热性有变得不充分的危险,还有填充在空间的粘接 剂8的选择变难。
作为塑料材料例如可以使用聚甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯和其它的 单体的共聚物等。作为其它的单体,可以举出2,2,3,3-四氟丙基(甲基)丙烯 酸酯、2,2,3,3,4,4,5,5-八氟戊基(甲基)丙烯酸酯、2,2,3,4,4,4-六氟丁基(甲基) 丙烯酸酯、2,2,2-三氟乙基(甲基)丙烯酸酯等氟化烷基(甲基)丙烯酸酯(折 射率n=1.37~1.44),折射率1.43~1.62的(甲基)丙烯酸酯类,例如,(甲基) 丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸苯基酯、(甲基)丙烯酸苄酯、(甲基)丙烯酸羟 烷基酯、(甲基)丙烯酸烷二醇酯、三羟甲基丙烷-二或三-(甲基)丙烯酸酯、 季戊四醇酯、三或四(甲基)丙烯酸酯、四(甲基)丙烯酸二甘油酯、六(甲 基)丙烯酸二季戊四醇酯,其它的二甘醇双烯丙基酸酯,氟化聚(甲基)丙 烯酸烷二醇酯等。
然后,说明本发明的优选实施方式的棒状透镜阵列1的制造方法。
图2为显示在本发明优选实施方式的棒状透镜阵列制造方法中使用的棒 状透镜阵列原板的制造装置构成的示意立体图。图3到图11为说明使用图1 所示的棒状透镜阵列原板制造装置的棒状透镜阵列原板的制造工序的示意立 体图。
首先,说明在本实施方式的棒状透镜阵列制造方法中使用的棒状透镜阵列 原板的制造装置的构成。如图2所示,在本实施方式的棒状透镜阵列的制造方 法中使用的制造装置10具有长方体型金属制的贴合板上盘12。
贴合板上盘12在长度方向延伸的4张表面中,朝向相反方向的一对表面 成为保持棒状透镜排列体,进行定位和临时留存等的贴合面14,16(第1贴 合面)。
贴合面14,16为平坦面,在表面形成多个真空吸引孔18,进一步,埋设 有多个磁石20。本实施方式中,作为磁石20具有吸附力18.6N,材质钕磁石 在各个贴合面中分别埋设8个。
真空吸引孔18与真空等外部的真空吸引装置(图未示)相连,构成为 通过来自真空吸引装置的吸引,可以自由装卸地吸附在基板的一个面上并排配 置且固定有棒状透镜的棒状透镜排列体。
贴合板上盘12构成为以在长度方向轴线C上沿着中心延伸的旋转轴22 为中心可旋转。在旋转轴22中设置有形成在贴合面14中的真空吸引孔18和 形成在贴合面16中的真空吸引孔18分别和图中未示的2台真空吸引装置相连 的2根管路24,每个贴合面14,16构成为可以独立的进行来自真空吸引孔18 的吸引。
在贴合板上盘12的下方隔开规定的间隔配置贴合板下盘26。贴合板下盘 26的上面成为在可放置棒状透镜排列体的尺寸的金属制的板状部件中设置有 弹性体橡胶海绵28的贴合面(第2贴合面)30。
贴合板下盘26的贴合面30和硅橡胶海绵28中形成多个真空吸引孔32, 构成为通过图未示的真空泵等的真空吸引装置,可以吸附棒状透镜排列体等。
可以使用内部发泡为独立发泡,厚为5mm,硬度Hs为35作为本实施方 式中的硅橡胶海绵28。
另外,贴合板下盘26构成为通过如图6等所示的升降机构L,使得贴合 面30和硅橡胶海绵28可以朝向贴合板上盘12升降,构成为在硅橡胶海绵28 的表面可以从贴合板上盘12的贴合面14,16移送棒状透镜排列体等。
进一步,在贴合板下盘26中内藏有图中未示的加热机构,以隔着硅橡胶 海绵28可以加热吸附在硅橡胶海绵28表面的棒状透镜排列体至规定温度的方 式构成。
另外,贴合板下盘26进一步放置在移动载物台34上,该移动载物台34 可以沿着一对直线导轨36,36移动,其中,一对直线导轨36,36从贴合板上盘 12的下方位置起沿着与贴合板上盘12的长度方向轴线垂直相交的方向(即, 棒状透镜排列体内的棒状透镜的轴线方向)延伸。
通过这样的构成,贴合板下盘26可以在贴合板上盘12的正下方的位置和 偏离贴合板上盘12正下方位置之间高精度的移动。
然后,参照图3至图12,说明使用上述的双层棒状透镜阵列原板制造装 置10的棒状透镜阵列制造方法。
另外,图3至图12中为了明确化,夸大且极端粗地描绘出棒状透镜材料 的粗度。
如图3所示,准备在基板材的一个面上只一段并排配置多个棒状透镜后粘 接固定的棒状透镜排列体(A)。本实施方式中,使用在长为338mm、宽为 170mm、厚为0.31mm的黑色酚醛树脂板(基材板)的一个面上,将从圆形截 面的中心朝向外周部具有折射率连续降低的折射率分布,平均直径为 0.345mm,长为166mm,中心折射率为1.497,折射率分布常数为0.865mm-1 的907根棒状透镜以0.36mm的间距并排配置且粘接在一起的棒状透镜排列体 作为棒状透镜排列体(A)。
具有像这样构成的棒状透镜排列体(A)以没有配置基板材的棒状透镜侧 的面与贴合面14相接的方式配置在贴合板上盘12上,进一步,通过真空吸引 装置,进行贴合面14的来自真空吸引孔18的吸引,吸附在贴合面14上。
然后,如图4所示,在棒状透镜排列体(A)的棒状透镜面上,将和棒状 透镜排列体(A)具有同一结构的棒状透镜排列体(B)以棒状透镜排列体(B) 的棒状透镜和棒状透镜排列体(A)的棒状透镜成为交替层叠的方式在棒状透 镜排列体(A)上面重叠配置。
进一步,在棒状透镜排列体(B)的基板材面放上以磁石吸附的材料构成 的保持板38(以下,称为“磁性金属板”),通过埋设在贴合面14中的磁石20 的磁力,朝向贴合面14对棒状透镜排列体(B)加力,棒状透镜排列体(B) 临时固定在棒状透镜排列体(A)上(图4)。
本实施方式中使用SUS430制的长170mm,宽336mm,高0.5mm的板作 为磁性金属板。另外,在磁性金属板38中形成有与在贴合板下盘26的贴合面 30和硅橡胶海绵28中形成的多个真空吸引孔32对应的导通孔40。
然后,以旋转轴22为中心180度旋转贴合板上盘12,使贴合面14朝下 (图5)。通过这样的操作,使重叠状态下的临时固定的棒状透镜排列体(A) 和(B)在重叠的状态下移动。
通过在磁性金属板38和磁石20之间的磁力,使棒状透镜排列体(B)和 磁性金属板38保持(临时固定)在棒状透镜排列体(A)的下方。
接下来,通过升降机构L提升在贴合板上盘12正下方配置的贴合板下盘 26,通过磁力,使配置在贴合板下盘26上面的硅橡胶海绵28的上面与临时固 定在贴合板上盘12的贴合面14的磁性金属板38相接(图6)。
在该状态下,通过磁性金属板导通孔40和贴合板下盘26的硅橡胶海绵 28的导通孔32,用图中未示的真空吸引装置进行真空吸引,将棒状透镜排列 体(B)的基板材的背面吸附到贴合板下盘26侧。朝向贴合板下盘26的吸附 力设定为比由磁性金属板38和磁石20之间的磁力产生的保持力大。
然后,操作升降装置L,如果降低贴合板下盘26,则朝向贴合板下盘26 侧的吸附力战胜由磁性金属板38和磁石20之间的磁力产生的保持力,棒状透 镜排列体(B)与棒状透镜排列体(A)分离,移送(转印)到贴合板下盘26 的硅橡胶海绵28上(图7)。
接下来,将贴合板下盘26沿着直线导轨36,在箭头X1的方向上从贴合 板上盘12正下方位置到偏离贴合板上盘12正下方位置的移动。该移动方向为 与棒状透镜排列体中棒状透镜延伸方向(棒状透镜的轴线方向)平行的方向。
在偏离贴合板上盘12的正下方位置,贴合板下盘26上配置的棒状透镜排 列体(B)的棒状透镜面上涂布粘接剂42成在横穿棒状透镜方向上延伸的带 状。
另外,本实施方式中,粘接剂42以5.5mm的涂布间距,4mm的涂布宽 度,填充棒状透镜之间,以从棒状透镜顶点起10μm以下的厚度,隔开1.5mm 的间隔,成带状的涂布30条(图示为4条)。这时,为了保持涂布的粘接剂的 适当的粘稠状态,贴合板下盘26优选预先加热到比粘接剂软化温度高2℃~5 ℃的温度。另外,涂布成带状的粘接剂42的间隔不限定在1.5mm,优选为 0.5mm到2mm的范围。
图8为示意性的显示在涂布粘接剂42时使用的粘接剂涂布喷嘴44构成的 图面。
涂布喷嘴44具有在粘接剂涂布方向(以箭头T显示的粘接剂涂布时的喷 嘴移动方向)上分离配置的2个金属箍部件46,48。为了带状的涂布该粘接 剂,在各个金属盖部件46,48之间夹持固定有以5.5mm的间距形成宽为4mm, 深度为0.2mm的多个槽的垫片50。金属箍部件46,48和垫片50可以使用不 锈材等的金属材料,瓷制材料等。本实施方式中使用SUS630。
如图8所示,垫片50的前端和涂布方向下游侧的金属箍部件48的前端配 置成同一高度的位置。涂布方向上游侧的金属箍部件46的前端设置在比配置 在同一高度位置的垫片50的前端和金属箍部件48的前端高的位置上,在和垫 片50的前端和金属箍部件48前端之间形成高低差。另外,两个金属箍部件 46,48的前端和垫片50的前端也可以配置在同一个高度位置上。
涂布方向上游侧的金属盖部件46的前端和垫片50的前端及金属盖部件 48的前端之间的高低差优选为10μm~50μm的范围,使垫片50的前端及金属 盖部件48的前端与涂布有粘接剂的棒状透镜6表面不接触,更优选为10μm~ 30μm的范围。
涂布方向上游侧的金属箍部件46具有粘接剂供给通路46a,从外部的粘 接剂供给源(图中未示)按箭头K所示供给的粘接剂S以供给到垫片50中形 成的各槽的上部的方式构成。供给到这些槽中的粘接剂S从各槽的下端朝在粘 接剂涂布喷嘴44的下方配置的棒状透镜的表面吐出。
具有像这样构成的粘接剂涂布喷嘴44一边从槽下端吐出粘接剂S,一边 在箭头T的方向(横穿棒状透镜的方向)上移动,以上述的间距在棒状透镜 的表面带状的涂布粘接剂。这时,粘接剂涂布喷嘴的涂布方向上流侧的金属箍 部件46和棒状透镜表面之间介有吐出的粘接剂S。即,粘接剂涂布喷嘴44的 前端和棒状透镜不会直接接触,进行粘接剂S的涂布。
另外,为了避免由喷嘴的振动引起的涂布厚斑,以0.05N~0.25N朝棒状 透镜按压粘接剂涂布喷嘴44。
通过这样的粘接剂涂布,介于粘接剂涂布喷嘴44的前端,详细的为金属 箍部件46,48的前端和棒状透镜表面之间的粘接剂产生润滑剂的作用,避免 粘接剂涂布喷嘴44的前端的磨损,同时,降低了棒状透镜表面的擦伤的产生, 最终提高了棒状透镜阵列的耐久性。
接下来,贴合板下盘26沿着直线导轨36在箭头X2的方向上移动,返回 到贴合板上盘12的正下方的位置(图9)。这时,在直线导轨36上的贴合板 下盘26的移动方向由于与棒状透镜排列体的透镜的轴线方向平行,因此在直 线导轨36上的棒状透镜排列体(B)的移动,棒状透镜排列体(B)中的棒状 透镜不会在横的方向(和棒状透镜的轴线垂直相交的方向)上移动。因此,与 棒状透镜排列体(A)的棒状透镜维持着可交替层叠配置的横方向的位置关系。
进一步,在朝向贴合板上盘12上方的贴合面16上,通过真空吸附和磁力 预先临时固定用于制造另外一个双层排列结构的棒状透镜阵列原板的棒状透 镜排列体(A′)和棒状透镜排列体(B′)以及磁性体金属38′。
然后,通过升降机构L使贴合板下盘26上升,将在棒状透镜表面涂布有 粘接剂42的棒状透镜排列体(B)的棒状透镜表面隔着粘接剂42按压在吸附 在贴合板上盘12的贴合面14的棒状透镜排列体(A)的棒状透镜的表面,棒 状透镜排列体(A)的棒状透镜面和棒状透镜排列体(B)的棒状透镜面用粘 接剂42贴合(图10)。
这时,贴合板下盘26由于加热到比粘接剂软化温度高5℃的50℃,降低 了粘接剂42的粘度。因此,棒状透镜排列体(A)的棒状透镜和棒状透镜排 列体(B)的棒状透镜,一边铺开(排除)粘接剂42,一边接近,最终成为临 时固定时的交替层叠状态。
本实施方式中,在贴合板下盘26上由于设置有弹性体的硅橡胶海绵28, 可以吸收基板的厚斑或棒状透镜的直径斑,以均一的力量贴合。
然后,停止贴合板上盘12的真空吸引,接着,通过升降机构L使贴合板 下盘26下降。这时,即使解除按压,贴合板下盘26的温度设定在50℃,粘 接剂31保持适当的粘度,维持棒状透镜排列体(A)的棒状透镜和棒状透镜 排列体(B)的棒状透镜的交替层叠状态。
接下来,贴合板下盘26沿着直线导轨36移动至偏离贴合板上盘12的正 下方的位置,停止贴合板下盘26侧的真空吸引,将贴合板下盘26上放置的粘 接有棒状透镜排列体(A)和棒状透镜排列体(B)而形成的双层排列结构的 棒状透镜阵列原板进入加压工序(图11)。
然后,贴合板下盘26返回到贴合板上盘12的正下方位置,进一步,通过 升降机构L上升,相对于吸附在贴合板上盘12的贴合面16的棒状透镜排列 体(A′)(B′),重复对棒状透镜排列体(A)和(B)进行的上述操作。
本实施方式中,作为加压工序包括:在熔融状态下加压粘接剂,使双层排 列结构的棒状透镜阵列原板前驱体的棒状透镜之间完全的密合的温压工序,和 在取出完全密合的双层排列结构的棒状透镜阵列原板之前,粘接剂冷却至软化 温度以下的冷压工序这2个工序。
温压工序都是使用具有加温功能的压上盘和压下盘的2张压盘。压上盘具 有升降功能,压下盘的表面设置有同贴合板下盘的硅橡胶海绵具有同样规格的 硅橡胶海绵。
冷压工序都是使用具有冷却功能的压上盘和压下盘的2张压盘。压上盘具 有升降功能,压下盘的表面设置有同温压用的压下盘的硅橡胶海绵具有同样规 格的硅橡胶海绵。
以下,具体说明本实施方式的加压工序。从贴合工序中取出的双层排列结 构的棒状透镜阵列原板放在温压下盘表面的硅橡胶海绵上。
然后,降低温压上盘进行按压(进行温压)。
这时,将温压上盘和温压下盘的温度加温至50℃~100℃,预先将粘接剂 变成适当的粘度。这时的加压压力优选为0.1MPa/cm2~0.8MPa/cm2的范围。 更优选为0.2MPa/cm2~0.5MPa/cm2的范围。其结果为,粘接剂保持适当的粘 度,由按压使得双层排列结构的棒状透镜阵列原板前驱体一边铺开棒状透镜间 的粘接剂,一边更接近,变得无缝隙,这些可以完全的密合。
其后,使温压上盘上升,将无缝隙的透镜间完全密合的双层排列结构的棒 状透镜阵列原板移送至冷压工序。
然后,将无缝隙的透镜间完全密合的双层排列结构的棒状透镜阵列原板放 在冷压下盘表面的硅橡胶海绵上。
然后,降低冷压上盘后进行按压(进行冷压)。
这时,冷压上盘和冷压下盘的温度设定为10℃~40℃,加压压力优选为 0.1MPa/cm2~0.8MPa/cm2的范围。更优选为0.2MPa/cm2~0.5MPa/cm2的范围。 其结果为,粘接剂变为软化温度以下且固化,制造完全保持有透镜间密合状态 的双层排列结构的棒状透镜阵列原板。
在本实施方式中,由于粘接剂是以1mm的间隔分成30条涂布的,1.5mm 间隙为多余部分的(为溢出露出的部分),通过隔着弹性体的硅橡胶海绵按压 后加压,可以均匀地加压整个面,飞跃提高产品的成品率,工序也稳定。
可以将加压工序和上述的贴合工序机械的连动在一起,也可以作为别的工 序从贴合工序手动地进行。
像这样制成的棒状透镜阵列原板切断成5.2mm(5.5mm的切断间距,切 断厚度0.3mm)后,优选放置在温度为40℃~70℃,湿度为50%RH以上的环 境下,更优选温度为55℃~65℃,湿度为70%RH以上的环境下,使粘接剂完 全固化。
为了确认由本实施方式的制造方法制成的棒状透镜阵列的粘接剂的填充, 从棒状透镜材上剥下基板材。存在最大为0.8mm未填充粘接剂的部分。该未 填充部分由于通过后续工序的镜面切削,埋设在完成的棒状透镜阵列内,假设 即使切断多多少少偏离,在阵列的表面也没有露出未填充的部分。
像这样制造5.2mm的切削前的棒状透镜阵列。该5.2mm的切削前的棒状 透镜阵列的切削面进行镜面切削,成为4.4mm,从1张的双层排列结构的棒状 透镜阵列原板中制成29根的双层排列结构的棒状透镜阵列1。
用上述实施方式的双层排列结构的棒状透镜阵列制造方法,由于一边旋转 贴合板上盘,一边制造双层排列结构的棒状透镜阵列原板,就可以在很小的空 间高效率的生产双层排列结构的棒状透镜阵列原板。
然后,说明有关在本发明中制造的双层排列结构的棒状透镜阵列的评价中 使用的MTF测定装置。
图12显示MTF测定装置。该测定装置由按顺序配置的光源50,波长滤 波器52,扩散板54,方格(测试图表)56,以及CCD线传感器58构成。另 外,方格56和CCD线传感器58只分开棒状透镜的规定的共轭长。
另外,本实施方式中使用空间频率数为12(线对(Lp)/mm)的方格56。 空间频率数是指透明线和遮光(黑)线的组合为1线对,表示1mm宽度中的 线对数。
在测定时,方格56和CCD线传感器58之间,设置单透镜或棒状透镜阵 列60。
通过设置在成像面的CCD线传感器58,由方格56的图像的光量,测定 出测定光量的最大值(iMAX)和最小值(iMIN),由下述(1)式求出MTF。
MTF(%)=((iMAX-iMIN)/(iMAX+iMIN))×100    式(1)
实施例
实施例1
以下表示按照本实施方式制造的双层排列结构的棒状透镜阵列的测定结 果,和MTF=65%以上的产品率(1),MTF(ave)-MTF(min)<20%的产品 率(2)。
方格精度(空间频率数)=12Lp/mm
测定波长=525nm
MTF(ave)=82.0%
MTF(CV)=2.1%
产品率(1)=96.8%
产品率(2)=93.6%
对按照本实施方式制造的双层排列结构的棒状透镜阵列进行耐久性试验。 在该试验中,将制造的双层排列结构的棒状透镜阵列暴露在温度为60℃,湿 度为90%的环境中1000小时,以下表示以后测定的MTF(ave)=40%以上的 产品率(3)。
方格精度(空间频率数)=12Lp/mm
测定波长=525nm
产品率(3)=100%
由(MTF标准偏差/MTF平均值)×100算出MTF(CV),作为MTF的偏 差的指标。
比较例1
通过特开平9-90105号公报所示的制法制造双层排列结构的棒状透镜阵 列。只是,粘接剂使用同上述实施例相同的材料。例如,使用如特开2008-65318 号公报所示的涂布喷嘴的前端接触棒状透镜的表面的方法,在棒状透镜表面整 面一样地涂布粘接剂。
另外,加压使用加压面进行过两面磨光的金属盘。该制法制造的棒状透镜 阵列用上述实施例同样的方法测定,以下表示测定MTF的结果,以及 MTF=65%以上的产品率(1),MTF(ave)-MTF(min)<20%的产品率(2)。
方格精度(空间频率数)=12Lp/mm
测定波长=525nm
MTF(ave)=76.0%
MTF(CV)=2.4%
产品率(1)=65.3%
产品率(2)=58.2%
对按照特开平9-90105号公报所示的制法制造的双层排列结构的棒状透镜 阵列进行耐久性试验。以下表示温度60℃,湿度90%的环境中经过1000小时 后的MTF(ave)=40%以上的产品率(3)。
方格精度(空间频率数)=12Lp/mm
测定波长=525nm
产品率(3)=100%
由(MTF标准偏差/MTF平均值)×100算出MTF(CV),作为MTF的偏 差的指标。可知:用上述比较例1制造的双层排列结构的棒状透镜阵列在棒状 透镜之间发现多个粘接剂的未填充部分,上述比较例1的制法难于高精度且低 成本的制造棒状透镜阵列。
比较例2
然后说明有关比较例2。
通过上述特开2006-30499号公报所示的制法制造双层排列结构的棒状透 镜阵列。该制法制造的棒状透镜阵列用上述实施例同样的方法测定,以下表示 测定MTF的结果,以及MTF=65%以上的产品率(1),MTF(ave)-MTF(min) <20%的产品率(2)。
方格精度(空间频率数)=12Lp/mm
测定波长=525nm
MTF(ave)=79.6%
MTF(CV)=2.3%
产品率(1)=86.9%
产品率(2)=76.2%
比较例2制造的双层排列结构的棒状透镜阵列的MTF不良品中在棒状透 镜间产生粘接剂的未填充部分。如上可知,比较例2的制法难于产品率高的制 造棒状透镜阵列。
不限定于本发明的上述实施方式中,在权利要求范围内记载的技术思想的 范围内可以进行种种的变更和变形
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