JPH08211203A - 光学マイクロレンズのネットワークを製造する方法および装置 - Google Patents
光学マイクロレンズのネットワークを製造する方法および装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 マイクロレンズのネットワークの製造におい
て、両面を光学的に仕上げる。 【解決手段】 光学材料からなる板11が可塑的に変形す
る温度まで板11を加熱手段17により加熱する。導管15を
通して流体をチャンバー13内に押し込むことにより板11
に圧力を加える。圧力が加えられた板11は中心部から、
板11の下部に配置され胞のネットワークの形成されたシ
ート10に接触する。各々の胞に板11の光学材料が押し込
まれてマイクロレンズの凸面を形成する。このとき光学
材料は胞の表面には接触しないので欠陥がない。
て、両面を光学的に仕上げる。 【解決手段】 光学材料からなる板11が可塑的に変形す
る温度まで板11を加熱手段17により加熱する。導管15を
通して流体をチャンバー13内に押し込むことにより板11
に圧力を加える。圧力が加えられた板11は中心部から、
板11の下部に配置され胞のネットワークの形成されたシ
ート10に接触する。各々の胞に板11の光学材料が押し込
まれてマイクロレンズの凸面を形成する。このとき光学
材料は胞の表面には接触しないので欠陥がない。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光学マイクロレン
ズのネットワークを製造する方法および装置、さらに詳
しくは、変形し得る光学材料の板を対応するネットワー
クが形成された硬質表面に対して押し付ける方法であっ
て、多胞状（alveolate ）表面に対して板が永久的に変
形することにより中に形成されるマイクロレンズの凸部
の厚さよりも胞（alveoli ）の深さが大きい方法に関す
るものである。
ズのネットワークを製造する方法および装置、さらに詳
しくは、変形し得る光学材料の板を対応するネットワー
クが形成された硬質表面に対して押し付ける方法であっ
て、多胞状（alveolate ）表面に対して板が永久的に変
形することにより中に形成されるマイクロレンズの凸部
の厚さよりも胞（alveoli ）の深さが大きい方法に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】現在、様々な用途、特に画像再生機また
はイメージセンサにマイクロレンズのネットワークが用
いられている。画像再生機の技術分野においては、投影
すべき画像を表示する液晶セルの２次元マトリクスを通
して光を投射することによりビデオ画像映写機が作動し
ている。これらの画像映写機には、マトリクスのいずれ
かの側に配置されている偏光子、マトリクスのセルの不
透明な縁、投射スクリーン等が様々な光を吸収するため
に、光の出力が弱くなってしまうという欠点がある。こ
の点に関して、液晶セルの有効区域に光源からの光の焦
点を合わせることにより、現在の光の出力（約１％）を
２倍または３倍も改良することが可能であろう。これら
の有効区域では不透明状態と透明状態とが選択的に切り
換えられる。この操作によりこれらのセルの不透明な縁
による吸収を防げるであろう。コンピュータに使用する
情報を表示するためのバックライト液晶スクリーンのよ
うな他の装置にも、このような吸収の問題がある。
はイメージセンサにマイクロレンズのネットワークが用
いられている。画像再生機の技術分野においては、投影
すべき画像を表示する液晶セルの２次元マトリクスを通
して光を投射することによりビデオ画像映写機が作動し
ている。これらの画像映写機には、マトリクスのいずれ
かの側に配置されている偏光子、マトリクスのセルの不
透明な縁、投射スクリーン等が様々な光を吸収するため
に、光の出力が弱くなってしまうという欠点がある。こ
の点に関して、液晶セルの有効区域に光源からの光の焦
点を合わせることにより、現在の光の出力（約１％）を
２倍または３倍も改良することが可能であろう。これら
の有効区域では不透明状態と透明状態とが選択的に切り
換えられる。この操作によりこれらのセルの不透明な縁
による吸収を防げるであろう。コンピュータに使用する
情報を表示するためのバックライト液晶スクリーンのよ
うな他の装置にも、このような吸収の問題がある。
【０００３】使用する液晶セルのマトリクスの寸法およ
び一般公衆向けのビデオ画像用に現在予定されている高
精細度を考慮すると、約100 μｍの標準寸法で分布した
マイクロレンズの２次元ネットワーク、例えば、数十万
から数百万までの範囲に及ぶ数のレンズを有するネット
ワークが必須となる。
び一般公衆向けのビデオ画像用に現在予定されている高
精細度を考慮すると、約100 μｍの標準寸法で分布した
マイクロレンズの２次元ネットワーク、例えば、数十万
から数百万までの範囲に及ぶ数のレンズを有するネット
ワークが必須となる。
【０００４】米国特許第4,572,611 号では、マスクを通
して短波長の放射線に露出することにより選択的にセラ
ミック化し得る感光性ガラス組成物を用いるマスクを製
造している。マイクロレンズを形成するような方法にお
いて、露出された部分は収縮し、露出されなかった隣接
部分には応力が加えられるために、表面に衝撃が与えら
れる。
して短波長の放射線に露出することにより選択的にセラ
ミック化し得る感光性ガラス組成物を用いるマスクを製
造している。マイクロレンズを形成するような方法にお
いて、露出された部分は収縮し、露出されなかった隣接
部分には応力が加えられるために、表面に衝撃が与えら
れる。
【０００５】しかしながら、ビデオ画像映写機用の液晶
セルのマトリスクの光の出力を改良する用途において
は、特に、ネットワークを製造するために使用する感光
性ガラスの熱膨張係数（約89×10-7／℃）は、液晶セル
マトリクスのチャンバーを製造するために今日一般的に
用いられているガラスの熱膨張係数（約46×10-7／℃）
とは大幅に異なるので、上記方法は完全には満足なもの
であるとは言えない。これらのガラスの熱膨張係数の差
は、心合せが中心になければならないマトリクスのセル
と各々のマイクロレンズとの間に維持しなければならな
い精密な心合せを乱し得ることが分かっている。
セルのマトリスクの光の出力を改良する用途において
は、特に、ネットワークを製造するために使用する感光
性ガラスの熱膨張係数（約89×10-7／℃）は、液晶セル
マトリクスのチャンバーを製造するために今日一般的に
用いられているガラスの熱膨張係数（約46×10-7／℃）
とは大幅に異なるので、上記方法は完全には満足なもの
であるとは言えない。これらのガラスの熱膨張係数の差
は、心合せが中心になければならないマトリクスのセル
と各々のマイクロレンズとの間に維持しなければならな
い精密な心合せを乱し得ることが分かっている。
【０００６】また、ガラス基体にイオン交換を行なうこ
とによりマイクロレンズのネットワークを製造する方法
も知られている。不都合なことに、このガラスの熱膨張
係数は、上述した感光性ガラスの熱膨張係数と同程度で
あり、そのために、熱膨張係数の差による同様の問題が
生じてしまう。
とによりマイクロレンズのネットワークを製造する方法
も知られている。不都合なことに、このガラスの熱膨張
係数は、上述した感光性ガラスの熱膨張係数と同程度で
あり、そのために、熱膨張係数の差による同様の問題が
生じてしまう。
【０００７】マイクロレンズのネットワークの表面を正
確に再生する型に光学材料の板を機械プレスすることに
よりマイクロレンズのネットワークを製造する方法もま
た知られている。これらの方法には、一度型の表面がわ
ずかでも変更されたら光学仕上げのなされた表面を有す
るレンズのネットワークを製造することが不可能となる
ような型は再利用することができないという事実のため
に、製造するには、非常に繊細で、したがって、高価で
あり、寿命が短い型を構成する必要があるという不利な
点がある。
確に再生する型に光学材料の板を機械プレスすることに
よりマイクロレンズのネットワークを製造する方法もま
た知られている。これらの方法には、一度型の表面がわ
ずかでも変更されたら光学仕上げのなされた表面を有す
るレンズのネットワークを製造することが不可能となる
ような型は再利用することができないという事実のため
に、製造するには、非常に繊細で、したがって、高価で
あり、寿命が短い型を構成する必要があるという不利な
点がある。
【０００８】この最後の不利な点を克服するために、英
国特許第2,264,890 号に記載されている小さな寸法のレ
ンズ（直径で１ｍｍから２ｍｍ）のネットワークを製造
する方法も知られている。この方法においては、製造す
べきネットワークのレンズの外形状に分布しかつ適合し
たネットワーク状に円形の孔が開けられたステンレスス
チール板に対して光学材料（例えば、熱可塑性ポリカー
ボネート）のシートを押し付けている。光学材料のシー
トに作用する圧力の影響の元では、光学材料が穴に押し
込められ、凸レンズのふくらみを呈する。形成すべきレ
ンズの厚さよりも大きい深さの穴がスチール板に開いて
いるので、レンズのふくらんでいる表面は、スチール板
とは接触せず、そのため、機械的に接触することによる
変形は生じ得ない。これとは対称的に、レンズの跡が付
く面とは反対にある光学材料のシートの面は、圧力下で
物理的にガラスまたはステンレススチールと接触してお
り、このガラスまたはステンレススチールのシートは、
時間が立つに連れて悪化し、光学材料のシートの反対の
面に表面欠陥の複製を形成してしまう。特に、液晶セル
のマトリクスのチャンバーの壁の１つを構成するガラス
板にレンズのネットワークを一体化させるつもりであれ
ば、このことは望ましくない。その壁は、セルの機能を
乱さないように光学的に仕上げられていなければならな
い。
国特許第2,264,890 号に記載されている小さな寸法のレ
ンズ（直径で１ｍｍから２ｍｍ）のネットワークを製造
する方法も知られている。この方法においては、製造す
べきネットワークのレンズの外形状に分布しかつ適合し
たネットワーク状に円形の孔が開けられたステンレスス
チール板に対して光学材料（例えば、熱可塑性ポリカー
ボネート）のシートを押し付けている。光学材料のシー
トに作用する圧力の影響の元では、光学材料が穴に押し
込められ、凸レンズのふくらみを呈する。形成すべきレ
ンズの厚さよりも大きい深さの穴がスチール板に開いて
いるので、レンズのふくらんでいる表面は、スチール板
とは接触せず、そのため、機械的に接触することによる
変形は生じ得ない。これとは対称的に、レンズの跡が付
く面とは反対にある光学材料のシートの面は、圧力下で
物理的にガラスまたはステンレススチールと接触してお
り、このガラスまたはステンレススチールのシートは、
時間が立つに連れて悪化し、光学材料のシートの反対の
面に表面欠陥の複製を形成してしまう。特に、液晶セル
のマトリクスのチャンバーの壁の１つを構成するガラス
板にレンズのネットワークを一体化させるつもりであれ
ば、このことは望ましくない。その壁は、セルの機能を
乱さないように光学的に仕上げられていなければならな
い。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】したがって、本発明の
目的は、両面が光学的に仕上げられたマイクロレンズの
ネットワークを製造することにある。
目的は、両面が光学的に仕上げられたマイクロレンズの
ネットワークを製造することにある。
【００１０】本発明の目的はまた、ビデオ画像映写機ま
たはバックライト情報表示スクリーン用の液晶セルのマ
トリクスと組み合わせるかもしくは組み込むように設計
したネットワークを製造することにある。
たはバックライト情報表示スクリーン用の液晶セルのマ
トリクスと組み合わせるかもしくは組み込むように設計
したネットワークを製造することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明は、変形し得る光
学材料の板を対応するネットワークが形成された変形し
得ない表面に対して押し付け、ここで多胞状表面に対し
て板が永久的に変形することにより中に形成されるマイ
クロレンズの凸部の厚さよりも胞の深さが大きい様式
の、光学マイクロレンズのネットワークを製造する方法
を用いて、上述した目的、並びに以下の記載により明確
となる他の目的を達成する。本発明によると、光学材料
の板の２つの面に異なる大きさの流体圧を加えることに
より多胞状表面にこの板を押し付ける。多胞状表面と向
かい合った面への圧力は、同じ板のもう一方の面への圧
力よりも小さい。
学材料の板を対応するネットワークが形成された変形し
得ない表面に対して押し付け、ここで多胞状表面に対し
て板が永久的に変形することにより中に形成されるマイ
クロレンズの凸部の厚さよりも胞の深さが大きい様式
の、光学マイクロレンズのネットワークを製造する方法
を用いて、上述した目的、並びに以下の記載により明確
となる他の目的を達成する。本発明によると、光学材料
の板の２つの面に異なる大きさの流体圧を加えることに
より多胞状表面にこの板を押し付ける。多胞状表面と向
かい合った面への圧力は、同じ板のもう一方の面への圧
力よりも小さい。
【００１２】本発明によると、マイクロレンズの凸面
も、マイクロレンズを形成する表面とは反対側の光学材
料の板の表面のいずれも、それらを変形できる表面とは
接触しない。したがって、そのような板を用いて液晶セ
ルのマリトクスのチャンバーの一部を形成することがで
きる。
も、マイクロレンズを形成する表面とは反対側の光学材
料の板の表面のいずれも、それらを変形できる表面とは
接触しない。したがって、そのような板を用いて液晶セ
ルのマリトクスのチャンバーの一部を形成することがで
きる。
【００１３】マイクロレンズのネットワークを製造する
本発明の方法を実施するための装置には好ましくは、
ａ）少なくとも１つの防流体チャンバー、ｂ）互いに平
行で近接した、光学材料から作られた板および多胞状表
面を有するシートを支持する手段であって、ここでこの
板はチャンバーの壁の構成部材であり、およびｃ）チャ
ンバー内で、チャンバーを規定する板の面とは反対の面
に加えられる圧力とは異なる値の流体圧を発生させる手
段であって、作動させたときに多胞状表面に対して板を
押し付ける手段がある。
本発明の方法を実施するための装置には好ましくは、
ａ）少なくとも１つの防流体チャンバー、ｂ）互いに平
行で近接した、光学材料から作られた板および多胞状表
面を有するシートを支持する手段であって、ここでこの
板はチャンバーの壁の構成部材であり、およびｃ）チャ
ンバー内で、チャンバーを規定する板の面とは反対の面
に加えられる圧力とは異なる値の流体圧を発生させる手
段であって、作動させたときに多胞状表面に対して板を
押し付ける手段がある。
【００１４】光学材料の板を加熱する手段を本発明の装
置に組み込んで、この板を胞が形成された表面に対して
押し付けるときに可塑的に変形できる温度までこの板の
温度を上昇させる。
置に組み込んで、この板を胞が形成された表面に対して
押し付けるときに可塑的に変形できる温度までこの板の
温度を上昇させる。
【００１５】
【発明の実施の形態】図１は本発明による製造方法を実
施する装置を製造する方法を示すものである。ベース１
およびカバー２が、例えば、グラファイトから作られた
接合部５を間に介して一組のボルト３，４により組み立
てられている。ベース１には、取出可能な金属ブロック
７を収容できる中空部６がある。中空部６の底部８は、
中空部６内の適所に金属ブロック７が設置されるときに
空気を排出できるようにする通路９により外気と連絡し
ている。金属シート10が、このシートのための硬質支持
部を形成するブロック７の上面に取出可能に載せられて
いる。シート10の上側の何にも接していない表面10′に
は、後に示すように、胞が規則的に２次元に分布してい
る。
施する装置を製造する方法を示すものである。ベース１
およびカバー２が、例えば、グラファイトから作られた
接合部５を間に介して一組のボルト３，４により組み立
てられている。ベース１には、取出可能な金属ブロック
７を収容できる中空部６がある。中空部６の底部８は、
中空部６内の適所に金属ブロック７が設置されるときに
空気を排出できるようにする通路９により外気と連絡し
ている。金属シート10が、このシートのための硬質支持
部を形成するブロック７の上面に取出可能に載せられて
いる。シート10の上側の何にも接していない表面10′に
は、後に示すように、胞が規則的に２次元に分布してい
る。
【００１６】光学材料から作られた板11を、中空部６の
出口でベース１内に形成された段12上に配置することに
より、胞が多数形成された金属シート10の表面10′と平
行に距離ｘだけ離れて配置している。カバー２にもまた
板11により、接合部５により閉じられているチャンバー
13を規定する中空部がある。この接合部５は、ボルト
３，４がカバー２をベース１上にしっかりと締めつける
ときに板11上に押し付けられる。チャンバー13は、穴14
および導管15を通して様々な圧力下で流体の供給源（図
示せず）と選択的に連絡する。
出口でベース１内に形成された段12上に配置することに
より、胞が多数形成された金属シート10の表面10′と平
行に距離ｘだけ離れて配置している。カバー２にもまた
板11により、接合部５により閉じられているチャンバー
13を規定する中空部がある。この接合部５は、ボルト
３，４がカバー２をベース１上にしっかりと締めつける
ときに板11上に押し付けられる。チャンバー13は、穴14
および導管15を通して様々な圧力下で流体の供給源（図
示せず）と選択的に連絡する。
【００１７】金属シート10は、下記に記載するように、
板11と向かい合う表面にマイクロレンズを造型するため
の造型器具を構成している。図４は、シート10の表面1
0′、および拡大した胞の深さの部分斜視図である。図
４は、蜜蜂の巣のような２次元構造により、胞16が互い
に噛み合っていることを示している。
板11と向かい合う表面にマイクロレンズを造型するため
の造型器具を構成している。図４は、シート10の表面1
0′、および拡大した胞の深さの部分斜視図である。図
４は、蜜蜂の巣のような２次元構造により、胞16が互い
に噛み合っていることを示している。
【００１８】必要であれば、図１に示した装置に、変形
できるほど十分な可塑性を有する温度まで板11を加熱す
る加熱手段17を備える。この変形は冷却されると永久的
なものとなる。これらの加熱手段17は、熱の伝導性のよ
い金属材料から作られる場合には、ベース１および／ま
たはカバー２に組み込まれた電気抵抗からなっていても
差支えない。加熱手段はまた、図１に示した装置が配置
され、シート10および板11が備え付けられたオーブンの
形状をしていてもよい。
できるほど十分な可塑性を有する温度まで板11を加熱す
る加熱手段17を備える。この変形は冷却されると永久的
なものとなる。これらの加熱手段17は、熱の伝導性のよ
い金属材料から作られる場合には、ベース１および／ま
たはカバー２に組み込まれた電気抵抗からなっていても
差支えない。加熱手段はまた、図１に示した装置が配置
され、シート10および板11が備え付けられたオーブンの
形状をしていてもよい。
【００１９】ここで、図１，３および４を参照して、本
発明にしたがって、マイクロレンズのネットワークを製
造する一実施態様を説明する。
発明にしたがって、マイクロレンズのネットワークを製
造する一実施態様を説明する。
【００２０】必要な可塑性を有する温度まで板11を加熱
した後、高温で装置の金属部品が酸化しないように、不
活性ガス（例えば、窒素）のような流体を用いてチャン
バー13に圧力をくわえる。図３の断面図に示すように、
圧力を加えた影響下では（例えば、数バール）、板11が
変形して、ブロック７上に平らに支持された金属シート
10の表面10′に押し付けられる。この図において、胞16
中に板11の材料が押し込まれ、製造しようとしているマ
イクロレンズの凸面のふくらみに一致するふくらみとな
る部分が形成されるのが分かる。本発明により、十分な
深さの胞が形成されたシート10を使用して、板の温度と
加える流体圧を調節することにより、板の表面が胞の底
部と接触することのないようにマイクロレンズのネット
ワークを板11の表面に形成する（図３参照）。マイクロ
レンズの凸面は好ましくは、光学仕上げがなされ、流延
によって胞の表面にある欠陥が凸面につくことがない。
好ましくは、マイクロレンズの材料が従来の方法により
流延される場合の胞の機械加工に必要とされるよりも注
意を必要とせずに胞の表面を機械加工することができ
る。
した後、高温で装置の金属部品が酸化しないように、不
活性ガス（例えば、窒素）のような流体を用いてチャン
バー13に圧力をくわえる。図３の断面図に示すように、
圧力を加えた影響下では（例えば、数バール）、板11が
変形して、ブロック７上に平らに支持された金属シート
10の表面10′に押し付けられる。この図において、胞16
中に板11の材料が押し込まれ、製造しようとしているマ
イクロレンズの凸面のふくらみに一致するふくらみとな
る部分が形成されるのが分かる。本発明により、十分な
深さの胞が形成されたシート10を使用して、板の温度と
加える流体圧を調節することにより、板の表面が胞の底
部と接触することのないようにマイクロレンズのネット
ワークを板11の表面に形成する（図３参照）。マイクロ
レンズの凸面は好ましくは、光学仕上げがなされ、流延
によって胞の表面にある欠陥が凸面につくことがない。
好ましくは、マイクロレンズの材料が従来の方法により
流延される場合の胞の機械加工に必要とされるよりも注
意を必要とせずに胞の表面を機械加工することができ
る。
【００２１】板11をシート10に押し付ける流体圧を使用
することにより、表面条件の欠陥を板に押し付けるよう
な機械部品とは接触しないので、マイクロレンズを形成
する面と向かい合う板11の面に光学仕上げが維持される
ことが分かる。
することにより、表面条件の欠陥を板に押し付けるよう
な機械部品とは接触しないので、マイクロレンズを形成
する面と向かい合う板11の面に光学仕上げが維持される
ことが分かる。
【００２２】胞の深さが10から25μｍの場合には、本発
明により、凸面の厚さが数μｍであるマイクロレンズの
ネットワークを得ることができ、わずか±25μｍだけ変
更することによりマイクロレンズの焦点距離がｍｍのオ
ーダーとなる。
明により、凸面の厚さが数μｍであるマイクロレンズの
ネットワークを得ることができ、わずか±25μｍだけ変
更することによりマイクロレンズの焦点距離がｍｍのオ
ーダーとなる。
【００２３】本発明を実施することにより得られるマイ
クロレンズのネットワークは、チャンバーの内側に向か
なければならないそのネットワーク平面が完璧な表面状
態であることにより、光の出力を改良するために液晶セ
ルのマトリクスと組み合わされるか、または液晶を含む
チャンバーの壁としてマトリクス中に一体化されるのに
極めて適している。
クロレンズのネットワークは、チャンバーの内側に向か
なければならないそのネットワーク平面が完璧な表面状
態であることにより、光の出力を改良するために液晶セ
ルのマトリクスと組み合わされるか、または液晶を含む
チャンバーの壁としてマトリクス中に一体化されるのに
極めて適している。
【００２４】従来の型彫りおよびマスキング技術を用い
てシート10を製造することができる。温度に関して非常
に安定であるステンレススチールのシート（例えば、米
国のTeledyne Rodney Metal 社により供給されるIncone
l 600 ，625 ，Hastelloy Xまたは750 から作られるシ
ート）から着手する。
てシート10を製造することができる。温度に関して非常
に安定であるステンレススチールのシート（例えば、米
国のTeledyne Rodney Metal 社により供給されるIncone
l 600 ，625 ，Hastelloy Xまたは750 から作られるシ
ート）から着手する。
【００２５】従来の感光性樹脂により覆ったそのシート
に、ハニカム構造のマスク（例えば、直径の平均が100
μｍのマイクロレンズの形成に適した基本的なモチーフ
を有する）を載せる。それによりシートは表面上にそれ
と組み合わせられる液晶セルのマトリクスの表面と一致
した数百万ものモチーフが形成される。
に、ハニカム構造のマスク（例えば、直径の平均が100
μｍのマイクロレンズの形成に適した基本的なモチーフ
を有する）を載せる。それによりシートは表面上にそれ
と組み合わせられる液晶セルのマトリクスの表面と一致
した数百万ものモチーフが形成される。
【００２６】例えば、Inconel の場合には、マスキング
とスキニングの後に、過塩化鉄（pevchloride of ivon
）および活性酸（depassivation acid）を用いて約40
秒間に亘って型彫りを行なう。これにより、深さが例え
ば10から25μｍに調節できる胞が形成される。このとき
胞の表面状態は上述のように重要ではない。
とスキニングの後に、過塩化鉄（pevchloride of ivon
）および活性酸（depassivation acid）を用いて約40
秒間に亘って型彫りを行なう。これにより、深さが例え
ば10から25μｍに調節できる胞が形成される。このとき
胞の表面状態は上述のように重要ではない。
【００２７】様々な有機または無機光学材料を用いて板
11を製造することができる。したがって、ポリカーボネ
ートおよびポリメチルメタクリレートを使用することが
できる。鉱物ガラス、特に、コーニング社のカタログに
7059として参照されているガラスを使用することが好ま
しい。このガラスは、マトリクス中にマイクロレンズの
ネットワークを一体化させた液晶セルマトリクスを製造
するのに使用する。
11を製造することができる。したがって、ポリカーボネ
ートおよびポリメチルメタクリレートを使用することが
できる。鉱物ガラス、特に、コーニング社のカタログに
7059として参照されているガラスを使用することが好ま
しい。このガラスは、マトリクス中にマイクロレンズの
ネットワークを一体化させた液晶セルマトリクスを製造
するのに使用する。
【００２８】必要な可塑性（約109 ポアズの粘度）を付
与するためにそのようなガラスを加熱すると、温度が約
740 ℃まで線形に上昇する。次いで、チャンバー13内に
注入した窒素による５バール以下の圧力下で板11を約10
分間に亘りシート10に押し付ける。冷却後、機械的顕微
鏡走査により、例えば、６−10μｍの範囲の均一の厚さ
のマイクロレンズのふくらみが確認される。
与するためにそのようなガラスを加熱すると、温度が約
740 ℃まで線形に上昇する。次いで、チャンバー13内に
注入した窒素による５バール以下の圧力下で板11を約10
分間に亘りシート10に押し付ける。冷却後、機械的顕微
鏡走査により、例えば、６−10μｍの範囲の均一の厚さ
のマイクロレンズのふくらみが確認される。
【００２９】本発明により、表面の広いマイクロレンズ
のネットワークを製造することができる。これらのネッ
トワークを、備え付けるべき液晶セルのマトリクスの型
に切断することができる。これらのネットワークには、
圧力が加えられるときに捕捉される気泡を原因とするよ
うな欠陥がない。実際に、板11とシート10との間に設け
られた、例えば、１−４ｍｍ厚の空間ｘにより、中心に
圧力が加えられるときにそれらが接触する。このことに
は、それら境界面の周囲に向かって空気を徐々に押し出
す効果がある。
のネットワークを製造することができる。これらのネッ
トワークを、備え付けるべき液晶セルのマトリクスの型
に切断することができる。これらのネットワークには、
圧力が加えられるときに捕捉される気泡を原因とするよ
うな欠陥がない。実際に、板11とシート10との間に設け
られた、例えば、１−４ｍｍ厚の空間ｘにより、中心に
圧力が加えられるときにそれらが接触する。このことに
は、それら境界面の周囲に向かって空気を徐々に押し出
す効果がある。
【００３０】板11のガラスおよびベース１の金属の好ま
しい材料としては、できるだけ互いに近い熱膨張係数を
有する材料が挙げられる。この点に関して、ＩＭＰＨＹ
から得られる合金Ｆｅ／Ｎｉ Ｎ42の熱膨張係数が46×
10-7／℃であり、この値は、コーニング社から得られる
上述したガラス7059の熱膨張係数とまったく等しいこと
に注目しなければならない。シート10の材料と板11の材
料は好ましくは、マイクロレンズのネットワークが形成
された後に、それらの分離を容易にするために熱膨張係
数が異なっていても差支えない。
しい材料としては、できるだけ互いに近い熱膨張係数を
有する材料が挙げられる。この点に関して、ＩＭＰＨＹ
から得られる合金Ｆｅ／Ｎｉ Ｎ42の熱膨張係数が46×
10-7／℃であり、この値は、コーニング社から得られる
上述したガラス7059の熱膨張係数とまったく等しいこと
に注目しなければならない。シート10の材料と板11の材
料は好ましくは、マイクロレンズのネットワークが形成
された後に、それらの分離を容易にするために熱膨張係
数が異なっていても差支えない。
【００３１】本発明により、両面が高品質の光学仕上げ
のなされた高精度のマイクロレンズのネットワークを低
コストで製造することができるのが分かる。これらネッ
トワークの製造コストは、図２に示したような装置を用
いることによりさらに削減することができる。このよう
な装置を用いれば、いくつかのネットワークを同時に製
造することができる。この目的を達成するために、この
装置には、交互に積み重ねられた支持体18とブレース19
との間にグラファイト接合部５′を介在して、ベース
１′およびカバー２′がある。各々の支持体18には、支
持体の２つの反対の面に、図１のように配置した板11と
シート10との対が２組ある。各々のブレース19は、２つ
の支持体の間で、それらに向かい合った２つの板11と協
力してチャンバー13′を規定している。全てのチャンバ
ー13′は、接続ネットワーク20により加圧流体の同一の
供給源（図示せず）に接続されている。このようにして
構成した支持体とブレースとの積重体をボルト３′，
４′により互いに固定し、図１に関連して記載したよう
に加熱する。図２に示した装置にｎ個のチャンバーがあ
る場合には、図１に示した装置の製造と比較すると製造
できる製品の数が（ｎ＋１）倍となるのが分かる。
のなされた高精度のマイクロレンズのネットワークを低
コストで製造することができるのが分かる。これらネッ
トワークの製造コストは、図２に示したような装置を用
いることによりさらに削減することができる。このよう
な装置を用いれば、いくつかのネットワークを同時に製
造することができる。この目的を達成するために、この
装置には、交互に積み重ねられた支持体18とブレース19
との間にグラファイト接合部５′を介在して、ベース
１′およびカバー２′がある。各々の支持体18には、支
持体の２つの反対の面に、図１のように配置した板11と
シート10との対が２組ある。各々のブレース19は、２つ
の支持体の間で、それらに向かい合った２つの板11と協
力してチャンバー13′を規定している。全てのチャンバ
ー13′は、接続ネットワーク20により加圧流体の同一の
供給源（図示せず）に接続されている。このようにして
構成した支持体とブレースとの積重体をボルト３′，
４′により互いに固定し、図１に関連して記載したよう
に加熱する。図２に示した装置にｎ個のチャンバーがあ
る場合には、図１に示した装置の製造と比較すると製造
できる製品の数が（ｎ＋１）倍となるのが分かる。
【００３２】本発明により、課題の目的、すなわち、液
晶セルのマトリクスとの組合せまたはそれに組み込むの
に適した光学品質が高いマイクロレンズのネットワーク
を、一般公衆向けのビデオ画像映写機または液晶バック
ライト情報表示スクリーンのような装置を製造するのに
適した低コストで製造することが可能になった。
晶セルのマトリクスとの組合せまたはそれに組み込むの
に適した光学品質が高いマイクロレンズのネットワーク
を、一般公衆向けのビデオ画像映写機または液晶バック
ライト情報表示スクリーンのような装置を製造するのに
適した低コストで製造することが可能になった。
【００３３】もちろん、本発明は、上述のように記載し
説明した実施方法に限定されるものではなく、それらの
方法は単に実施例として提示したものである。所定の温
度まで加熱した板11の２つの面に、所定の時間に亘り異
なる値の流体圧を加えて多胞状表面に対して板11を押し
付けるように設計したいかなる装置も本発明に含まれ
る。したがって、このことを行なうために、導管22（図
１に点線で示す）により通路９に連結した真空ポンプを
用いて、板と板に面した多胞状表面により範囲を定めた
チャンバー21（図１参照）を降下させても差支えない。
真空ポンプによりチャンバー21からの空気の吸引を促進
するために、移動性ブロック７中に通路23を貫通させ、
より細い通路をシート10のある胞に通す。このようにチ
ャンバー21内の真空ポンプにより作られた低圧は絶対0.
8 バールであってもよく、一方で、チャンバー13は適切
に加熱された板11がシート10の多胞状表面10′に押し付
けられてもよいように大気圧となっている。
説明した実施方法に限定されるものではなく、それらの
方法は単に実施例として提示したものである。所定の温
度まで加熱した板11の２つの面に、所定の時間に亘り異
なる値の流体圧を加えて多胞状表面に対して板11を押し
付けるように設計したいかなる装置も本発明に含まれ
る。したがって、このことを行なうために、導管22（図
１に点線で示す）により通路９に連結した真空ポンプを
用いて、板と板に面した多胞状表面により範囲を定めた
チャンバー21（図１参照）を降下させても差支えない。
真空ポンプによりチャンバー21からの空気の吸引を促進
するために、移動性ブロック７中に通路23を貫通させ、
より細い通路をシート10のある胞に通す。このようにチ
ャンバー21内の真空ポンプにより作られた低圧は絶対0.
8 バールであってもよく、一方で、チャンバー13は適切
に加熱された板11がシート10の多胞状表面10′に押し付
けられてもよいように大気圧となっている。
【００３４】説明を目的として本発明を詳細に説明した
が、そのような詳細は説明を目的としたものであり、特
許請求の範囲に定義した本発明の範囲と精神から逸脱す
ることなく当業者により変更できることが分かる。
が、そのような詳細は説明を目的としたものであり、特
許請求の範囲に定義した本発明の範囲と精神から逸脱す
ることなく当業者により変更できることが分かる。
【００３５】例えば、上述した記載の用途は画像複写機
に関するものであるが、本発明には明らかに、センサの
感受性表面に画像素子の焦点を合せるファックス機に使
用するセンサのバーのような画像センサを製造する用途
もある。
に関するものであるが、本発明には明らかに、センサの
感受性表面に画像素子の焦点を合せるファックス機に使
用するセンサのバーのような画像センサを製造する用途
もある。
【図１】本発明の方法を実施する第１の装置の断面図
【図２】本発明の方法を実施する第２の装置の断面図
【図３】図１および２に示した装置を作動工程を説明す
る断面図
る断面図
【図４】本発明の方法に使用する造型器具の拡大斜視図
１ ベース ２ カバー ３、４ ボルト ５ 接合部 ６ 中空部 ７ 金属ブロック ８ 底部 ９、23 通路 10 シート 11 光学材料の板 13、21 チャンバー 14 穴 15、22 導管 16 胞 17 加熱手段 18 支持体 19 ブレース
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ティエリー ダンノー フランス国 77210 アヴォン レジダン ス ル プティ ベル エバ 18 (72)発明者 ジルベルト プジョル フランス国 77210 ダンメール レ リ アヴェニュ ヴィクトール ユーゴー 547アー (72)発明者 ジャン−ピエール ティモン フランス国 77690 モンティグニ シュ ール ロワ リュ デゾウセオー
Claims (10)
- 【請求項１】 変形し得る光学材料の板を多胞状表面に
対して該板の永久変形により中に形成されるマイクロレ
ンズの凸部の厚さよりも深い胞を有するネットワークが
形成された硬質表面に対して押し付けることにより光学
マイクロレンズのネットワークを製造する方法におい
て、前記板の２つの面に、前記多胞状表面と向かい合う
面への圧力が前記板の他方の面への圧力よりも小さい、
異なる大きさの流体圧を加えることにより該板を前記多
胞状表面に押し付けることを特徴とする方法。 - 【請求項２】 前記光学材料の板を前記多胞状表面に対
して押し付ける前に、前記光学材料が可塑的に変形し得
る温度まで前記板を加熱し、前記押付けの後に前記板を
冷却するように放置することを特徴とする請求項１記載
の方法。 - 【請求項３】 請求項１記載の方法を実施する装置であ
って、ａ）少なくとも１つの流体密チャンバー、ｂ）互
いに平行で近接した、光学材料の板および多胞状表面を
有するシートを支持し、前記チャンバーの壁の部材を構
成する支持手段、およびｃ）加圧を行なうときに作動さ
せて、多胞状表面に対して前記板が押し付けられるよう
に前記チャンバーを形成している前記板の面と向かい合
う面に加えられる圧力と異なる値の流体圧を前記チャン
バー内に発生させる手段を備えることを特徴とする装
置。 - 【請求項４】 前記光学材料がガラスであることを特徴
とする請求項３記載のガラス。 - 【請求項５】 前記光学材料からなる板を前記多胞状表
面に対して押し付けるときに可塑的に変形できる温度ま
で前記光学材料からなる板を加熱する手段を備えること
を特徴とする請求項３または４記載の装置。 - 【請求項６】 前記チャンバーに圧力を加えないときは
前記支持手段が前記多胞状表面から所定距離離れてお
り、該チャンバーに圧力を加えるときは前記板と前記多
胞状表面とが接触して、接触する区域が中心部から広が
ることを特徴とする請求項５記載の装置。 - 【請求項７】 前記多胞状表面が金属シートを型彫りす
ることにより形成され、型彫りの深さが該金属シートの
厚さよりも小さく、形成すべき前記マイクロレンズの凸
部分の厚さよりも大きいことを特徴とする請求項３から
６いずれか１項記載の装置。 - 【請求項８】 重ねられたいくつかのチャンバーを備
え、各々の前記チャンバーが、互いに面した２つの光学
材料の板により仕切られ、対応する多胞状表面と並んで
配列されており、該チャンバーに流体を注入する手段が
併行して作用できるようになっていることを特徴とする
請求項３から７いずれか１項記載の装置。 - 【請求項９】 ビデオ画像映写機およびコンピュータに
使用するバックライト表示スクリーンからなる群の装置
用の液晶セルのマトリクスであって、請求項１または２
記載の方法により製造され、前記マトリクスのセルと揃
えられたマイクロレンズのネットワークを有することを
特徴とするマトリクス。 - 【請求項１０】 前記ネットワークが前記マトリクスの
セルを取り囲むガラス製チャンバーと一体化されている
ことを特徴とする請求項９記載のマトリクス。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9408420 | 1994-07-07 | ||
| FR9408420A FR2722303B1 (fr) | 1994-07-07 | 1994-07-07 | Procede et dispositif de fabrication de reseaux de microlentilles optiques |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08211203A true JPH08211203A (ja) | 1996-08-20 |
Family
ID=9465130
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7172408A Withdrawn JPH08211203A (ja) | 1994-07-07 | 1995-07-07 | 光学マイクロレンズのネットワークを製造する方法および装置 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5623368A (ja) |
| EP (1) | EP0691551B1 (ja) |
| JP (1) | JPH08211203A (ja) |
| KR (1) | KR960005145A (ja) |
| DE (2) | DE69526147T2 (ja) |
| FR (1) | FR2722303B1 (ja) |
| TW (1) | TW291537B (ja) |
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| KR100873587B1 (ko) * | 2000-07-18 | 2008-12-11 | 나노넥스 코포레이션 | 유압 임프린트 리소그래피 |
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