JP2005084420A

JP2005084420A - フライアイレンズの製造方法

Info

Publication number: JP2005084420A
Application number: JP2003317230A
Authority: JP
Inventors: Kiyoshi Hagiwara; 清萩原
Original assignee: MONOTECH KK
Current assignee: MONOTECH KK
Priority date: 2003-09-09
Filing date: 2003-09-09
Publication date: 2005-03-31

Abstract

【課題】高温下での使用に耐え、各レンズ単体の精度が維持されて、照度分布のバラつき等の問題を起こさないフライアイレンズの製造方法を提供することを課題とする。
【解決手段】接着剤を塗布したレンズ単体１を縦横に配置したレンズ群を、その回りを包囲する四角形のホールディング枠２内に収め、前記ホールディング枠２に配設した前記レンズ群のレンズ行列数に対応する数の締込みネジ３を締込むことによって、前記レンズ群を前記ホールディング枠２内に確固と保持させ、その状態で前記レンズ単体同士を加熱溶着する。
【選択図】図１

Description

本発明はフライアイレンズの製造方法、より詳細には、超ＬＳＩの加工機器であるステッパ（縮小投影機）やプリント配線板用露光装置等に使用される、小さな凸レンズ（レンズ単体）を連結して構成されるフライアイレンズの製造方法に関するものである。

フライアイレンズは、多数の同じレンズ単体を縦横に配列した結像素子で、それを構成するレンズ単体の数の多重像を生じ、光源が点の場合には多くの点像が得られるもので、照明系の光学特性の向上、改善等のために、各種露光装置やステッパ等に用いられている。

フライアイレンズの製造方法としては、小さな凸レンズであるレンズ単体を１個１個製造し、各レンズ単体を接合することにより、凸面の集合体を構成する方法と、金型を用いて一体成形する方法とがある。前者の方法においては、例えば５列×５列のフライアイレンズの場合、先ず、５個のレンズ単体３１を、その側面に接着剤３２を塗布して１列に並べ（図３（Ａ））、１列に接着して一体化する（図３（Ｂ））。

このレンズ列３３の作成は、レンズ単体３１の接着剤３２を塗布した側面同士を密着させ、その状態で加熱炉内に入れることにより行なう。加熱炉内において加熱されることにより接着剤３２が溶融し、各レンズ単体３１同士が接着接合される。

このようにして５個のレンズを一体化したものを５列分作り、その長手側側面に上記同様の接着剤３２を塗布して各側面同士を接着し（図３（Ｃ））、５列×５列のレンズ単体の集合体であるフライアイレンズに仕上げる（図３（Ｄ））。

列同士の接合に際しては、図４（Ａ）、（Ｂ）に示すような締付金具３４を２つ用い、締込みネジ３５を締込んで両端部からレンズ列３３群を加圧しつつ、加熱溶着して仕上げる。

フライアイレンズの使用環境は高温の場合が多いため、上記接着剤としては、高温に耐え得る無機接着剤又はセラミック接着剤が用いられている。しかるに、これらの接着剤の場合は、薄く均一に塗布することが困難であるところから、接着層の厚みが問題となる。即ち、接着層の厚みにバラつきがあると、各レンズ単体の芯ずれが起こり（図５（Ｂ）参照）、平行光、照度分布（焦点）のバラつきの原因となる。また、接着層のバラつきにより、レンズ側面の直角、垂直度に変化が起こるため、入射光、出射先の光量に差が生じ、均一性に欠ける。

なお、フライアイレンズの製造方法として、下記の如きものが出願されているが、それらは何れも、金型を用いて初めから一体成形するものであって、本願発明に係る製造法とは異なるものである。
特開平６−１４４８４２号特開平７−１５６２８４号特開平８−２６７４６号特開２０００−５６１０１号

本発明は、レンズ単体を縦横に接合して一体化する上記従来のフライアイレンズの製造方法における欠点を除去するためになされたもので、高温下での使用に耐え、各レンズ単体の精度が維持されて、照度分布のバラつき等の問題を起こさないフライアイレンズの製造方法を提供することを課題とする。

上記課題を解決するための請求項１に係る発明は、接着剤を塗布したレンズ単体を縦横に配置したレンズ群を、その回りを包囲する四角形のホールディング枠内に収め、前記ホールディング枠に配設した前記レンズ群のレンズ行列数に対応する数の締込みネジを締込むことによって、前記レンズ群を前記ホールディング枠内に確固と保持させ、その状態で前記レンズ単体同士を加熱溶着することを特徴とするフライアイレンズの製造方法である。

また、上記課題を解決するための請求項２に係る発明は、前記レンズ単体と同一素材製のホールディング枠を用いることを特徴とするものであり、また、請求項３に係る発明は、前記ホールディング枠の締込みネジを前記ホールデング枠と同一素材製とするものである。

また、上記課題を解決するための請求項４に係る発明は、レンズ単体を縦横に接合して構成されるレンズ集合体の周囲に補強枠を定着することを特徴とするものであり、また、請求項５に係る発明は、前記補強枠を前記レンズ単体と同一素材製とするというものである。

また、上記課題を解決するための請求項６に係る発明は、接着剤をシルクスクリーン等の印刷方法によりレンズの接着面に印刷することを特徴とするものである。

請求項１に記載のホールディング枠を用いる製造方法によれば、縦横に並置された多数のレンズ単体間の接着層の厚みにバラつきがあっても、各締込みネジの締込み度合を加減することによってそのバラつきを吸収することができるので、レンズ単体にズレが生ずることを防止することができる。

請求項２及び３に記載の縦横に接合する各レンズ単体と同一素材製のホールディング枠を用いる製造方法によれば、接合されるレンズ群とその周囲を包囲するホールディング枠とが同一素材であって膨張係数が同じであるため、加熱処理時に膨張係数の違いからレンズが破壊されるおそれがなく、調整後の精度を保持することができる効果がある。

請求項４及び５に記載のレンズアレイの周囲に補強枠を備えたフライアイレンズによれば、補強枠によって周辺部が保護されるため、周辺部のレンズ単体の端部が欠損することが防止され、更に、透過率を下げるためにフライアイレンズに蒸着処理することが多いが、その処理に際してフライアイレンズを把持する場合、補強枠を持つことができるので、容易且つ安定状態に把持することが可能となる効果がある。

請求項６に記載の接着剤をシルクスリーン等の印刷方法によりレンズの接着面に印刷する製造方法によれば、接着層の厚みのバラつきをなくして均一な接着層とすることができる効果がある。

本発明の好ましい実施の形態を、添付図面に依拠して説明する。本発明に係るフライアイレンズの製造方法の第１は、接着剤を塗布したレンズ単体１を縦横に配置したレンズ群を、その回りを包囲する四角形のホールディング枠２内に収め、ホールディング枠２に配設した前記レンズ群のレンズ行列数に対応する数の締込みネジ３を締込むことによって、前記レンズ群をホールディング枠２内に確固と保持させ、その状態でレンズ単体１同士を加熱溶着するというものである。

その場合、好ましくは、一体化する各レンズ単体１と同一素材製のホールディング枠２を用いる。即ち、レンズ単体１は通例石英ガラス（合成石英ガラス）であるが、ホールディング枠２もこれと同じ石英ガラス製とする。ホールディング枠２は四角形で、その２辺乃至４辺に、レンズ単体１の行列数に対応する数の締込みネジ３を備える。そして更に好ましくは、締込みネジ３もホールディング枠２と同一素材（通例石英ガラス）製とする。

このホールディング枠２を用いてフライアイレンズを製造する場合、加熱炉内における加熱処理に際し、レンズ単体１とホールディング枠２（並びに締込みネジ３）とは同一資材製であって熱膨張率が等しいため、それが異なることによってレンズ単体１が過度に押圧されて圧壊されたり、部分的に過熱状態となってヒビ割れを起こしたりするおそれがない。

本発明において用いる接着剤は、一般にフリットと呼ばれる熱溶融性のガラス粉末を主原料とするものであることが好ましい。以下の製造方法においても同様である。

本発明に係るフライアイレンズの製造方法の第２は、上記第１の方法又は他の方法によってレンズ単体１を縦横に接合して構成したレンズ集合体４の周囲に、適宜幅の補強枠５を固定することを特徴とする。補強枠５の素材は特に問わず、金属製であってもよいが、好ましくは、レンズ単体１と同一素材製とする。補強枠５は、予め四角形に組んだものであって、その中にレンズ集合体４を嵌め込むものであってもよいし、バラバラのものであって、後からレンズ集合体４の周囲に接着するものであってもよい。

フライアイレンズは、その構成レンズ数が多い場合最外周は使用しないことが多いので、補強枠５が存在しても、フライアイレンズとしての機能が阻害されることはない。また、補強枠５によって周辺部が保護されるため、周辺部のレンズ単体１の端部が欠損することが防止される。更に、透過率を下げるためにフライアイレンズに蒸着処理することが多いが、その処理に際してフライアイレンズを把持する場合、補強枠５を把持することができるので、容易且つ安定状態に把持することが可能となる。

本発明に係るフライアイレンズの製造方法の第３は、接着剤をシルクスクリーン等の印刷方法により、各レンズ単体１の接着側面に印刷することを特徴とする。この場合の接着剤の印刷は、接着側面を上にして各レンズ単体１を起こして多数並べた状態にて行なう。

この方法によれば、接着層を所望の均一の厚さに設けることができ、以て接着層の不均一性に起因するレンズ単体１の芯ずれが防止される。この第３の方法は、上記第１及び第２の方法と併用され得るものである。

本発明に係るフライアイレンズの製造方法の第１の方法を示す図である。本発明に係るフライアイレンズの製造方法の第２の方法を示す図である。従来のフライアイレンズの製造方法を示す図である。従来のフライアイレンズの製造方法に用いる治具を示す図である。レンズ単体の芯ずれ状態を示す図である。

符号の説明

１レンズ単体
２ホールディング枠
３締込みネジ
４レンズ集合体
５補強枠

Claims

接着剤を塗布したレンズ単体を縦横に配置したレンズ群を、その回りを包囲する四角形のホールディング枠内に収め、前記ホールディング枠に配設した前記レンズ群のレンズ行列数に対応する数の締込みネジを締込むことによって、前記レンズ群を前記ホールディング枠内に確固と保持させ、その状態で前記レンズ単体同士を加熱溶着することを特徴とするフライアイレンズの製造方法。
前記ホールディング枠は前記レンズ単体と同一素材製である請求項１に記載のフライアイレンズの製造方法。
前記ホールディング枠の締込みネジは前記ホールディング枠と同一素材製である請求項２に記載のフライアイレンズの製造方法。
レンズ単体を縦横に接合して構成されるレンズ集合体の周囲に補強枠を定着することを特徴とするフライアイレンズの製造方法。
前記補強枠は前記レンズ単体と同一素材製である請求項４に記載のフライアイレンズの製造方法。
前記レンズ単体の接合側面への接着剤の塗布をシルクスクリーン等の印刷方法により行なうことを特徴とするフライアイレンズの製造方法。