| 研究課題/領域番号 |
17H03159
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
生産工学・加工学
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| 研究機関 | 慶應義塾大学 |
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研究代表者 |
閻 紀旺 慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 教授 (40323042)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2019年度)
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| 配分額 *注記 |
18,330千円 (直接経費: 14,100千円、間接経費: 4,230千円)
2019年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
2018年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
2017年度: 13,520千円 (直接経費: 10,400千円、間接経費: 3,120千円)
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| キーワード | プレス成形 / フレネルレンズ / 赤外線素子 / 光学部品 / 複合レンズ / 超精密切削 / マイクロ加工 / 超精密加工 / 赤外線光学部品 / 樹脂 / 微細加工 / 単結晶シリコン / レンズ / 赤外線 / シリコン / ポリマ / 赤外線レンズ |
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| 研究成果の概要 |
車載ナイトビジョン装置や夜間防犯カメラ，温度センサー，サーモグラフィなどの赤外線光学デバイスの開発において高精度の薄型フレネルレンズが求められている．本研究では，精密プレス成形によって高密度ポリエチレン（HDPE）薄肉層と単結晶Siウエハの界面に強固な架橋結合を形成させると同時に，HDPE表面に微細フレネル形状を転写させ，厚さ＜1mmの薄型複合レンズの安価な製造プロセスの開発を行った．実際に光学設計，金型製作およびプレス成形実験を行い，目標としたレンズ成形を実現できた．また，Si/HDPE界面結合の制御因子の特定やSi/HDPEレンズ成形メカニズムの解明および成形条件の最適化などを行った．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究で提案したHDPE薄肉層による単結晶Siウエハの内包多層構造を用いた厚さ1mm未満の超薄型フレネルレンズの製作は前例のない試みである．特に数十ミクロンスケールの微細形状転写とSi/HDPEの界面接合を一括して実現できた点は大きな成果であると言える．また，単結晶SiとHDPEとの架橋結合における界面現象の解明は加工学へ重要な知見を与えたものであると考えられる．さらに，本研究成果は暗視カメラ，車載ナイトビジョン装置，夜間防犯カメラ，温度センサー，セキュリティー・体温検査，火災検知など幅広い製品への応用が可能であり，ものづくり産業への波及効果も大きい．
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