2019 Fiscal Year Annual Research Report
Ultraprecision forming of hybrid Fresnel lenses using infrared-transparent polymer and single-crystal silicon
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17H03159
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| Research Institution | Keio University |
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Principal Investigator |
閻 紀旺 慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 教授 (40323042)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 超精密加工 / フレネルレンズ / 赤外線光学部品 / 樹脂 / プレス成形 / 複合レンズ / 微細加工 / 単結晶シリコン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
車載ナイトビジョン装置や夜間防犯カメラ，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強く求められている．本研究では，精密プレス成形によって厚さ数十～数百ミクロンの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ることによって，厚さ＜1mmの薄型複合レンズの高速製造を可能にすることを目的としている．令和元年度では，これまでの光学設計，金型加工，成形条件の最適化などの成果を踏まえて，レンズ形状精度と光学性能評価を行った．具体的には下記の項目について研究を行った．（１）複合レンズの形状精度評価：Si/HDPEフレネルレンズをレーザプローブ方式非接触3次元形状計測装置および共焦点レーザ顕微鏡により形状精度の評価を行った．また，計測結果と成形条件を比較することによって高精度レンズの成形条件について検討を行った．さらに，Siウエハの厚さ，樹脂の種類および接着剤の使用量を変化させて成形実験を行い，これらの因子が成形レンズの形状精度への影響についても検討を行った．（２）複合レンズの光学性能評価：試作した赤外線レンズを測定装置に装着し，遠赤外レンズのMTF 測定を行った．そして，実際のMTF評価結果と設計値と比較することで性能低下の原因を特定した．（３）実用化のための課題抽出および装置搭載試験：試作レンズを簡易型赤外線カメラに搭載し，熱画像モードと暗視野モードでの結像性能を評価し，本研究で開発したSi/HDPE薄型複合レンズの実機搭載の適性および今後の実用化に向けての技術課題について考察を行った．
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| Research Progress Status |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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