JP2004133127A

JP2004133127A - Exposure device

Info

Publication number: JP2004133127A
Application number: JP2002296427A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Tadano; 多田野　宏之; Kazuya Kitamura; 北村　和也; Noriaki Okada; 岡田　訓明; Hisahiro Tamura; 田村　壽宏
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2002-10-09
Filing date: 2002-10-09
Publication date: 2004-04-30

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an exposure device which can easily correct the curvature of field and the distortion of an image arising in an exposure optical system and can simplify its structure. <P>SOLUTION: The exposure device has an irradiation means 12 which is an irradiation means 12 capable of irradiating a surface 13a to be exposed with a plurality of rays of exposure light from a plurality of directions and irradiates the surface 13a to be exposed by diverging at least a portion of the exposure light among a plurality of the rays of the exposure light and by making the light incident on a first microlens array. The irradiation means 12 eliminates the curvature of field and the distortion of the image by varying the divergence angles of at least one of the exposure light among the rays of the exposure light to be diverged. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶パネルなどを含む映像投影装置に用いられるマイクロレンズアレイを作製する露光装置に関するものである。
【０００２】
本発明において、用語「略均一」は「均一」を含む。本発明において、用語「略平行光」は「平行光」を含む。本発明において、用語「並び方向略中間部」は「並び方向中間部」を含む。本発明において、複数の露光光のうちの少なくとも一部の露光光とは、２つ以上前記複数未満の露光光と同義である。
【０００３】
【従来の技術】
投影形液晶表示装置において、光の利用効率を向上するために、２層マイクロレンズアレイを用いたカラーフィルタレスの単板式液晶表示装置（たとえば、特許文献１参照）が開示されている。これは、扇形に配置されたダイクロイックミラーによって、白色光源からの白色光を赤Ｒ、緑Ｇ、青Ｂの各色に分割し、液晶表示素子の光源側に配置されている第１のマイクロレンズアレイにそれぞれ異なった角度で入射するものである。第１のマイクロレンズアレイを通過した各露光光は、第２のマイクロレンズアレイによって、ダイクロイックミラーで分割された赤Ｒ、緑Ｇ、青Ｂの主光線がほぼ平行になるように屈折され、それぞれに対応した色信号が独立して印加される信号電極によって駆動される液晶部位に分配されて照射される。
【０００４】
これら第１および第２のマイクロレンズアレイは、熱だれ法、イオン交換法、熱転写法、機械加工法などを用いてそれぞれ製造され、製造された第１および第２のマイクロレンズアレイの光軸を位置合わせしつつ基板に貼付けることによって、２層マイクロレンズアレイが製造される。
【０００５】
２層マイクロレンズアレイを製造する技術も種々提案されている。図８は、従来技術に係り、第２のマイクロレンズアレイのレンズ形状を露光する原理を示す図である。特に本願出願人は、第２のマイクロレンズアレイを第１のマイクロレンズアレイ１の像で露光して形成する技術（たとえば、特許文献２参照）を提案している。前記技術は、第１のマイクロレンズアレイ１に、強度の異なる平行光を複数の方向から入射し、第２のマイクロレンズアレイの形状を露光して形成するものである。この特許文献２に記載の技術によれば、第２のマイクロレンズアレイを形成後に、第１のマイクロレンズアレイ１と第２のマイクロレンズアレイとを位置調整する必要がなくなる。また第１のマイクロレンズアレイ１に入射する複数の平行光の強度を変化させることによって、第１のマイクロレンズアレイ１とは異なった形状で第２のマイクロレンズアレイを作製することができる。
【０００６】
撮像レンズ（第１のマイクロレンズアレイ）の像面湾曲を補正するために、露光面自体を湾曲形状に変形する技術（たとえば、特許文献３参照）も提案されている。また像面湾曲を補正するために新たに光学素子を設けるか、または複数枚のレンズを重ねて配置する技術（たとえば、特許文献４参照）も提案されている。
【０００７】
【特許文献１】
特開平７−１８１４８７号公報（第７頁、第１図）
【特許文献２】
特願２００２−９３７３７号（段落番号「００６２」−「００６３」、第４図）
【特許文献３】
特開平６−２５０２８２号公報（第２−３頁、第１図）
【特許文献４】
特開平６−２５０２８２号公報（第３頁、第１図）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
特開平７−１８１４８７号公報に記載の従来技術では、第２のマイクロレンズアレイを設けることによって、表示画面を明るくすることが可能になるが、第１および第２のマイクロレンズアレイを基板に貼付けるとき、第１のマイクロレンズアレイの微細なレンズパターンの複数のレンズの中心と、対応する第２のマイクロレンズアレイの複数のレンズの中心とが一致するように位置合わせしなければならない。この第１および第２のマイクロレンズアレイの位置合わせは困難であり、満足する位置合わせ精度を得られない。
【０００９】
図９は、従来技術に係り、第１のマイクロレンズアレイ１によって発生した像面湾曲を示す図である。特願２００２−９３７３７号に記載の従来技術では、第２のマイクロレンズアレイを作製するために、第１のマイクロレンズアレイ１には、複数の方向から平行光を入射させる。これによって、第１のマイクロレンズアレイ１の各レンズによる像面は、焦点距離の違いに起因して平面状にはならず、図９の二点鎖線で表す湾曲状に変形する。この湾曲状に変形した像面は、像面湾曲と呼ばれている。したがって第２のマイクロレンズアレイのレンズ形状がひずんでしまい転写精度が低下する。換言すれば、所望の形状の第２のマイクロレンズアレイを得られないという問題が発生してしまう。
【００１０】
第２のマイクロレンズアレイのレンズ形状がひずんでしまう理由をさらに詳細に説明すると、第１のマイクロレンズアレイ１で発生した像面湾曲によって、点ａに集光すると予想される入射角度θｉで入射した露光光は、点ａ´に集光し、本来集光すると予想されていた点ａからずれ量ｔだけずれが生じる。また第１のマイクロレンズアレイ１への入射角度θｉが大きいほど、像面湾曲の量は大きくなる。したがってずれ量ｔはレンズ光軸から遠ざかるにつれ大きくなる。これによって第１のマイクロレンズアレイ１の予想される結像面ｎは、この像面湾曲によってひずんでしまい、第１のマイクロレンズアレイ１の結像面は曲面ｎ´になってしまう。それ故、感光材料から成る被露光体に露光する第２のマイクロレンズアレイのレンズ形状がひずんでしまう。
【００１１】
特開平６−２５０２８２号公報に記載の従来技術では、第１のマイクロレンズアレイの複数の微細なレンズにそれぞれ対応するように、露光面を湾曲形状に変形することは到底不可能である。特開平６−２５０２８２号公報に記載の従来技術では、新たな光学素子を設けるか、または複数枚のレンズを重ねて配置するので、光学系が複雑になり、調整箇所が増えるなどの各種の問題点が発生してしまう。
【００１２】
したがって本発明の目的は、露光光学系に発生する像面湾曲および像のひずみを容易に解消することができるとともに、構造を簡単化することができる露光装置を提供することである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、光源から発せられる露光光を、複数の結像手段を介して、被露光体の被露光面に結像させて露光するための露光装置において、
光源を含みかつ複数の露光光を複数の方向から被露光面に照射可能な照射手段であって、複数の露光光のうちの少なくとも一部の露光光を、発散させて結像手段に入射させ、被露光面に照射する照射手段を有し、
前記照射手段のうち、発散させる露光光のうちの少なくともいずれか１つの露光光の発散角度を、その他の露光光の発散角度に対して異ならせることを特徴とする露光装置である。
【００１４】
本発明に従えば、照射手段のうちの光源から発せられる露光光を、前記照射手段によって発散させて結像手段に複数の方向から入射させる。このとき照射手段は、複数の露光光のうちの少なくとも一部の露光光を、発散させて結像手段に入射させるうえ、照射手段のうち、発散させる露光光のうちの少なくともいずれか１つの露光光の発散角度を、その他の露光光の発散角度に対して異ならせている。これによって結像手段から被露光体の被露光面に至る焦点距離を、所望の値に設定することが可能となる。
【００１５】
つまり特願２００２−９３７３７号に記載の従来技術では、露光光を複数の方向から被露光面に向けて照射させると像面湾曲を生じるが、本発明においては、露光光を発散させるとともに、発散角度を異ならせているので、被露光面への入射角度すなわち入射方向によって異なる焦点距離を任意の値に補正することができる。したがって、複数の方向から発せられる露光光を、被露光面に確実に結像させて露光することができ、像面湾曲および像のひずみを解消することができる。上述したように、露光光を発散させるとともに、発散角度を異ならせるだけの簡単な構成によって、被露光面への入射角度すなわち入射方向によって異なる焦点距離を任意の値に補正することができ、像面湾曲および像のひずみを容易に解消することができる。
【００１６】
また本発明は、照射手段は、各露光光の被露光面における光強度分布が略均一になるように、複数の露光光を被露光面に照射することを特徴とする。
【００１７】
本発明に従えば、被露光面における光強度分布が略均一になるように、複数の露光光を被露光面に照射して、被露光体を所望の形状に露光することが可能となる。つまり露光光に強度変調を付与する変調素子を用いることなく、被露光体を所望の形状に露光することが可能となる。換言すれば、たとえば新たな光学素子または複雑な調整箇所を追加することなく像のひずみを補正することができる。したがって露光装置の構造を簡単化することができ、露光装置の製作コストを低減することができる。
【００１８】
また本発明は、照射手段は、前記被露光面に照射する露光光の照射角度が被露光面に対して垂直な方向からずれるずれ量が大きくなるほど、露光光の発散角度が大きくなるように構成されていることを特徴とする。
【００１９】
本発明に従えば、被露光面に照射する露光光の照射角度が被露光面に対して垂直な方向からずれるずれ量が大きくなるほど、露光光の発散角度は大きくなる。露光光の発散角度が大きくなるほど、焦点距離を長くすることができるので、前記従来技術の像面湾曲を解消することができる。このような露光装置を容易に実現することができる。
【００２０】
また本発明は、照射手段は、単一の光源と、
前記光源から発せられる露光光を略平行光に変換する光変換手段と、
略平行光を、それぞれの光強度分布が略均一である複数の露光光に分割するとともに、複数の露光光のうち少なくとも一部の露光光の発散角度をその他の露光光の発散角度に対して異ならせる光分割手段とを有することを特徴とする。
【００２１】
本発明に従えば、単一の光源から発せられる露光光を、照射手段のうちの光変換手段によって略平行光に変換する。この変換された略平行光を、照射手段のうちの光分割手段によって、それぞれ光強度分布が略均一である複数の露光光に分割するとともに、複数の露光光のうち少なくとも一部の露光光の発散角度をその他の露光光の発散角度に対して異ならせる。したがって複数の露光光を被露光面に精度よく結像させて、所望の形状のものを作製することが可能となる。
【００２２】
また本発明は、光分割手段は、複数のレンズを含むレンズアレイと、凸レンズとを有し、
レンズアレイの複数のレンズの焦点距離を選択的に変えることで、少なくとも一部の露光光の発散角度を異ならせることを特徴とする。
【００２３】
本発明に従えば、レンズアレイの複数のレンズの焦点距離を選択的に変えることで、少なくとも一部の露光光の発散角度を容易に異ならせることができる。したがって像にひずみを発生することのない露光光学系を容易に実現することができる。
【００２４】
また本発明は、前記複数のレンズは、レンズの並び方向略中間部からレンズの並び方向一方および他方に離れるに従って、レンズの焦点距離が長くなることを特徴とする。
【００２５】
本発明に従えば、レンズアレイにおいて複数のレンズは、レンズの並び方向略中間部からレンズの並び方向一方および他方に離れるに従って、レンズの焦点距離が長くなる。したがって像にひずみを発生することのない露光光学系を容易に実現することができる。
【００２６】
また本発明は、複数のレンズの曲率を選択的に異ならせて、複数のレンズの焦点距離を選択的に変えることを特徴とする。
【００２７】
本発明に従えば、複数のレンズの曲率を選択的に異ならせて、複数のレンズの焦点距離を選択的に変えることができる。このように複数のレンズの曲率を選択的に異ならせるだけで、換言すれば、装置の構造を複雑化することなく、像にひずみを発生することのない露光光学系を容易に実現することができる。
【００２８】
また本発明は、複数のレンズの材質の屈折率を選択的に異ならせて、複数のレンズの焦点距離を選択的に変えることを特徴とする。
【００２９】
本発明に従えば、複数のレンズの材質の屈折率を選択的に異ならせて、複数のレンズの焦点距離を選択的に変えることができる。このように複数のレンズの材質の屈折率を選択的に異ならせるだけで、換言すれば、装置の構造を複雑化することなく、像にひずみを発生することのない露光光学系を容易に実現することができる。
【００３０】
また本発明は、光分割手段は、凸レンズと、凸レンズへの光出射面が拡散面であるとともに、光軸から離れるに従って凸レンズに近づく湾曲形状に形成される透過率変調素子とを有することを特徴とする。
【００３１】
本発明に従えば、略平行化された略平行光は、透過率変調素子に入射した後、この透過率変調素子の拡散面から発散光となって出射する。前記発散光は凸レンズに入射し、この凸レンズを出射した複数の露光光は発散光となる。透過率変調素子は、凸レンズへの光出射面が拡散面であるうえ、光軸から離れるに従って凸レンズに近づく湾曲形状に形成されているので、光軸から離れた露光光ほど、凸レンズを出射した後の発散角度は大きくなる。したがって複数の露光光を被露光面に精度よく結像させて、所望の形状のものを作製することが可能となる。このように装置の構造を複雑化することなく、像にひずみを発生することのない露光光学系を容易に実現することができる。
【００３２】
また本発明は、照射手段は、複数の光源と、これら複数の光源によって複数の方向からそれぞれ発せられる露光光をそれぞれ略平行光に変換可能な複数の光変換手段とを有し、
前記複数の光変換手段のうち複数の焦点距離を、選択的に変えることを特徴とする。
【００３３】
本発明に従えば、複数の光源によって複数の方向から発せられる露光光は、複数の光変換手段によってそれぞれ略平行光に変換可能になっている。これら複数の光変換手段のうち、複数の焦点距離を選択的に変えているので、複数の露光光を選択的に発散させたうえで、結像手段に入射させることができる。したがって、複数の方向から発せられる露光光を、被露光面に確実に結像させて露光することができ、像面湾曲および像のひずみを解消することができる。
【００３４】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の実施形態に係り、予め形成される第１のマイクロレンズアレイ１０を用いて、第２のマイクロレンズアレイのレンズ形状を露光する露光装置１１を概略示す図である。本実施形態の露光装置１１は、たとえば映像投影装置に用いられるマイクロレンズアレイを作製するための露光装置に適用される。露光装置１１は、主に、照射手段１２と、結像手段としての第１のマイクロレンズアレイ１０と、感光材料から成る被露光体１３とを有する。照射手段１２は、複数の露光光を被露光体１３の被露光面１３ａに照射可能に構成されている。この照射手段１２は、単一の光源１４と光変換手段１５と光分割手段１６とを有し、照射手段１２は、複数の露光光のうちの少なくとも一部の露光光を、発散させて第１のマイクロレンズアレイ１０に入射させ、被露光面１３ａに照射するようになっている。光変換手段１５は、光源１４から発せられる露光光を略平行光に変換する。本実施形態において、複数の露光光のうちの少なくとも一部の露光光とは、２つ以上前記複数未満の露光光と同義である。本実施形態において、用語「略平行光」は「平行光」を含む。
【００３５】
光分割手段１６は、光変換手段１５によって略平行化された略平行光を、それぞれの光強度分布が略均一である複数の露光光に分割するとともに、複数の露光光のうちの少なくとも一部の露光光の発散角度をその他の露光光の発散角度に対して異ならせるようになっている。すなわち光分割手段１６は、被露光面１３ａに照射する露光光の照射角度が被露光面１３ａに対して垂直な方向からずれるずれ量が大きくなるほど、露光光の発散角度が大きくなるように構成されている。
【００３６】
この光分割手段１６は、レンズアレイ１７と、凸レンズとしてのコリメートレンズ１８とで構成され、レンズアレイ１７とコリメートレンズ１８とで協働して、進行方向が異なる複数の露光光に変換されるようになっている。レンズアレイ１７は複数の微小レンズ１７ａを有し、これら複数の微小レンズ１７ａは、前記略平行光の進行方向に垂直な仮想平面に沿って２次元的に配列されている。複数の微小レンズ１７ａのうち、並び方向中間部の微小レンズ１７ａは、露光光学系の光軸に略一致するように配置される。本実施形態において、用語「略一致」は「一致」を含む。微小レンズ１７ａを単にレンズ１７ａという場合もある。
【００３７】
図２は、第２のマイクロレンズアレイのレンズ形状１９を露光する原理を示す図である。図３は、第１のマイクロレンズアレイ１０によって発生し得る像面湾曲を補正する原理を示す図である。なお第１のマイクロレンズアレイ１０は、多数のマイクロレンズ１０を備えているが、図２においては、説明の都合上３つのマイクロレンズ１０ａ，１０ｂ，１０ｃだけを図示する。レンズアレイ１７の複数のレンズ１７ａの焦点距離を選択的に変えることで、一部の露光光の発散角度を上述したように異ならせるようになっている。
【００３８】
レンズアレイ１７の複数のレンズ１７ａの焦点距離を選択的に変えるため、レンズ１７ａの並び方向中間部からレンズ１７ａの並び方向一方および他方に離れるに従って、レンズ１７ａの曲率が次第に小さくなるように構成されている。したがって、レンズアレイ１７の複数のレンズ１７ａは、レンズ１７ａの並び方向中間部からレンズ１７ａの並び方向一方および他方に離れるに従って、レンズ１７ａの焦点距離が長くなる。レンズ１７ａの焦点距離を長くしてやると、第１のマイクロレンズアレイ１０に入射する露光光は、図３の実線Ｌ１で示すようにわずかに発散光となる。これによって第１のマイクロレンズアレイ１０によって結像する像は、点ｂ´ではなく点ｂに移動する。
【００３９】
このように曲面ｎ´に集光する複数の露光光に対して、結像面ｎに集光するように、レンズアレイ１７の焦点距離を調整する。また第１のマイクロレンズアレイ１０へ入射する入射角が大きいほど、結像面ｎからのずれ量が大きくなるので、曲面ｎ´は光軸から遠ざかるにつれ結像面ｎから離れる。そこでレンズアレイ１７において、レンズ１７ａの並び方向中間部からレンズ１７ａの並び方向一方および他方に離れるに従って、第１のマイクロレンズアレイ１０への入射角θｉが大きい露光光を出射することから、レンズアレイ１７の複数のレンズ１７ａが、レンズ１７ａの並び方向中間部から並び方向一方および他方に離れるに従って、レンズ１７ａの焦点距離が長くなるように変化させれば、像面湾曲をうまく解消することができる。
【００４０】
以上説明した露光装置１１によれば、単一の光源１４から発せられる露光光を、光変換手段１５によって略平行光に変換する。この略平行光を、光分割手段１６であるレンズアレイ１７およびコリメートレンズ１８によって進行方向が異なる複数の露光光に分割するとともに、複数の露光光のうちの少なくとも一部の露光光を発散させて第１のマイクロレンズアレイ１０に入射させる。しかも上述したように、露光光の発散角度を選択的に異ならせることによって、図２（ｂ）に示すように、被露光面１３ａの所望の地点で露光光を結像させて、希望する露光量の露光を行うことができる。これによって、所望形状の第２のマイクロレンズアレイの形状１９を正確に作製することができる。この後は、たとえばエッチングにて中間ガラス２０に、第２のマイクロレンズアレイの形状１９を転写する。次に、前記エッチングによって形成された中間ガラス２０の図示外の凹部に、たとえば高屈折率の紫外線硬化樹脂を塗布して紫外線を照射することによって、第２のマイクロレンズアレイ２１（図７参照）を作製する。
【００４１】
このように、第１のマイクロレンズアレイ１０によって結像される像を用いて第２のマイクロレンズアレイ２１を作製すると、第１のマイクロレンズアレイ１０の各レンズ１０ａ，１０ｂ，１０ｃ付近部で上述した露光が行われるので、形状の揃ったなおかつ第１のマイクロレンズアレイ１０との位置調整が不要な第２のマイクロレンズアレイ２１を形成することができる。
【００４２】
特に、複数の露光光のうちの少なくとも一部の露光光を、発散させて第１のマイクロレンズアレイ１０に入射させるうえ、照射手段１２のうち、発散させる露光光のうちの少なくともいずれか１つの露光光の発散角度を、その他の露光光の発散角度に対して異ならせている。これによって第１のマイクロレンズアレイ１０から被露光体１３の被露光面１３ａに至る焦点距離を、所望の値に設定することが可能となる。
【００４３】
つまり特願２００２−９３７３７号に記載の従来技術では、露光光を複数の方向から被露光面に向けて照射させると像面湾曲を生じるが、本発明においては、露光光を発散させるとともに、発散角度を異ならせているので、被露光面１３ａへの入射角度すなわち入射方向によって異なる焦点距離を任意の値に補正することができる。したがって、複数の方向から発せられる露光光を、被露光面１３ａに確実にかつ精度よく結像させて露光することができ、像面湾曲を解消することができる。上述したように、露光光を発散させるとともに、発散角度を異ならせるだけの簡単な構成によって、被露光面１３ａへの入射角度すなわち入射方向によって異なる焦点距離を任意の値に補正することができ、像面湾曲を容易に解消することができる。
【００４４】
照射手段１２は、各露光光の被露光面１３ａにおける光強度分布が略均一になるように、複数の露光光を被露光面１３ａに照射するので、複数の露光光を被露光面１３ａに照射して、被露光体１３を所望の形状に露光することが可能となる。つまり露光光に強度変調を付与する変調素子を用いることなく、被露光体１３を所望の形状に露光することが可能となる。換言すれば、たとえば新たな光学素子または複雑な調整箇所を追加することなく像のひずみを補正することができる。したがって露光装置１１の構造を簡単化することができ、露光装置１１の製作コストを低減することができる。
【００４５】
被露光面１３ａに照射する露光光の照射角度が被露光面１３ａに対して垂直な方向からずれるずれ量が大きくなるほど、露光光の発散角度は大きくなる。露光光の発散角度が大きくなるほど、焦点距離を長くすることができるので、前記従来技術の像面湾曲を容易に解消することができる。またこのような露光装置を容易に実現することができる。レンズアレイ１７の複数のレンズ１７ａの焦点距離を選択的に変えることで、少なくとも一部の露光光の発散角度を容易に異ならせることができる。したがって像にひずみを発生することのない露光光学系を容易に実現することができる。
【００４６】
前記複数のレンズ１７ａの曲率を選択的に異ならせて、複数のレンズ１７ａの焦点距離を選択的に変えることができる。このように複数のレンズ１７ａの曲率を選択的に異ならせるだけで、換言すれば、露光装置１１の構造を複雑化することなく、像にひずみを発生することのない露光光学系を容易に実現することができる。
【００４７】
図４は、本発明の実施形態に係り、第２のマイクロレンズアレイのレンズ形状を露光する他の露光装置１１Ａを概略示す図である。ただし前記実施形態と同一の部材には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。露光装置１１Ａは、主に、照射手段２２と、結像手段としての第１のマイクロレンズアレイ１０と、感光材料から成る被露光体１３とを有する。照射手段２２は、単一の光源１４と光変換手段１５と光分割手段２３とを有する。
【００４８】
光分割手段２３は、透過率変調素子２４と、凸レンズとしてのコリメートレンズ１８とで構成されている。透過率変調素子２４は、コリメートレンズ１８への光出射面２４ａが拡散面であるとともに、光軸から離れるに従ってコリメートレンズ１８に近づく湾曲形状に形成されている。前記露光装置１１Ａによれば、光源１４から発せられた露光光は、光変換手段１５によって略平行光に変換される。前記略平行光は、透過率変調素子２４に入射した後、この透過率変調素子２４の拡散面から発散光となって出射する。前記発散光はコリメートレンズ１８に入射し、このコリメートレンズ１８を出射した複数の露光光は発散光となる。
【００４９】
特に、透過率変調素子２４は、コリメートレンズ１８への光出射面２４ａが拡散面であるうえ、光軸から離れるに従ってコリメートレンズ１８に近づく湾曲形状に形成されているので、光軸から離れた露光光ほど、コリメートレンズ１８を出射した後の発散角度は大きくなる。したがって複数の露光光を被露光面１３ａに精度よく結像させて、所望の形状のものを作製することが可能となる。このように装置１１Ａの構造を複雑化することなく、像にひずみを発生することのない露光光学系を容易に実現することができる。その他前記実施形態と同様の効果を奏する。
【００５０】
図５は、本発明の実施形態に係り、第２のマイクロレンズアレイのレンズ形状を、複数の光源２５を用いて露光する露光装置１１Ｂを概略示す図である。ただし前記実施形態と同一の部材には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。露光装置１１Ｂは、主に、照射手段２６と、第１のマイクロレンズアレイ１０と、被露光体１３とを有する。照射手段２６は、複数の光源２５と、複数の光変換手段としての複数のコリメートレンズ２７とを有する。複数のコリメートレンズ２７は、複数の光源２５によって複数の方向から発せられる露光光をそれぞれ略平行光に変換可能に構成されている。
【００５１】
特に、複数のコリメートレンズ２７のうち、複数の焦点距離を選択的に変えている。これによって複数の露光光を選択的に発散させたうえで、第１のマイクロレンズアレイ１０に入射させることができる。したがって、複数の方向から発せられる露光光を、被露光体１３の被露光面１３ａに確実にかつ正確に結像させて露光することができ、像面湾曲および像のひずみを解消することができる。その他前記実施形態と同様の効果を奏する。
【００５２】
図６は、２層構造のマイクロレンズアレイを備えた投影形液晶表示装置２８の概略の構成を示す模式図である。上述した露光装置を用いて作製した２層構造のマイクロレンズアレイの応用として以下の例を挙げる。投影形液晶表示装置２８は、白色光源２９と、球面鏡３０と、コンデンサレンズ３１と、３種のダイクロイックミラー３２Ｇ，３２Ｒ，３２Ｂと、液晶表示素子３３と、フィールドレンズ３４と、投影レンズ３５と、スクリーン３６とを有する。
【００５３】
コンデンサレンズ３１からの光の進行方向前方には、ダイクロイックミラー３２Ｇ，３２Ｒ，３２Ｂがそれぞれ異なる角度で配置されている。ダイクロイックミラー３２Ｇ，３２Ｒ，３２Ｂはそれぞれ緑、赤、青の色に対応する各発散域の光を選択的に反射し、他は透過する特性を有し、この順に光軸上に配置されている。以下単に、Ｇ、Ｒ、Ｂはそれぞれ緑、赤、青の各色を表すものとする。
【００５４】
３枚のダイクロイックミラー３２Ｇ，３２Ｒ，３２Ｂのうち、白色光源２９に一番近い場所に設けられたダイクロイックミラー３２Ｇは、白色光源２９からの光が、たとえば３０度前後で入射するように設けられている。その他のダイクロイックミラー３２Ｒ、３２Ｂは、前記ダイクロイックミラー３２Ｇを含む仮想平面に対して、図６の紙面に垂直な方向の軸を回転軸として、角度φずつ順次傾けて配置されている。この相対的な角度φは、液晶表示素子３３の画素配列ピッチＰおよび液晶表示素子３３に設けられた第１のマイクロレンズアレイ１０の焦点距離ｆを用いて、次式Ｐ＝ｆ×ｔａｎφすなわち、画素配列ピッチＰは、第１のマイクロレンズアレイ１０の焦点距離ｆに、角度φの正接値を乗じた値である、という式を満足するように設定される。
【００５５】
このようなダイクロイックミラー３２Ｇ，３２Ｒ，３２Ｂの配置によって、赤波長域の光は、第１のマイクロレンズアレイ１０の複数のマイクロレンズの並び方向に垂直な方向から、第１のマイクロレンズアレイ１０に入射する。緑波長域の光と青波長域の光とは、前記垂直な方向からそれぞれ角度±２φ傾いて入射する。この第１のマイクロレンズアレイ１０からの光は、第２のマイクロレンズアレイ２１を介して、各色に対応する後述する信号電極に集光され、それに対応した映像信号でそれぞれ駆動すると、各色の光はその信号に応じて強度が変調される。変調後の光は、前記フィールドレンズ３４および投影レンズ３５を通過した後、スクリーン３６に投影され、このスクリーン３６においてカラー画像表示が行われる。
【００５６】
図７は、第１および第２のマイクロレンズアレイ１０，２１と、ガラス基板３７とを有する液晶表示素子３３の断面図である。液晶表示素子３３は、ガラス基板３７と、第１のマイクロレンズアレイ１０と、第２のマイクロレンズアレイ２１とを有し、ガラス基板３７と第２のマイクロレンズアレイ２１との間に液晶層３８が封入されている。この液晶層３８に臨むガラス基板３７の一表面部であって、光出射側に位置するガラス基板３７の一表面部には、液晶層３８を相変化させるための信号電極３９が形成されている。光入射側に位置する液晶素子側には、図示外の走査電極が形成されている。これら信号電極３９および走査電極は、酸化インジウム錫（ＩＴＯ：Ｉｎｄｉｕｍ　Ｔｉｎ　Ｏｘｉｄｅ）によって形成されている。
【００５７】
１つのマイクロレンズを配置した構成では、光は、液晶表示素子３３を出射した後も、２φの角度を持って伝搬してしまうので、これらを全て捕捉し投影するためには大口径の投影レンズが必要になる。しかし本実施形態においては、出射光の拡がりを小さくしている。つまり図７に示すように、第２のマイクロレンズアレイ２１がＧ、Ｂの主光線とＲの主光線とを略平行化し、出射光の拡がり角を小さく抑えている。したがって、前記大口径の投影レンズよりも小口径の投影レンズ３５を用いた場合でも、全光束を有効に利用することができる。
【００５８】
本実施形態においては、レンズアレイは、レンズの並び方向中間部からレンズの並び方向一方および他方に離れるに従って、レンズの曲率が次第に小さくなるように構成されているが、必ずしもこの構成に限定されるものではない。たとえば、レンズの並び方向中間部からレンズの並び方向一方および他方に離れるに従って、レンズの材質の屈折率が次第に小さくなるように構成することも可能である。このようにレンズの材質の屈折率を選択的に変えることによっても、前記実施形態と同様に、装置の構造を複雑化することなく、像にひずみを発生することのない、すなわち像面湾曲を解消することができる露光装置を容易に実現することができる。
【００５９】
本実施形態においては、レンズアレイの複数のレンズは、レンズの並び方向中間部からレンズの並び方向一方および他方に離れるに従って、レンズの焦点距離が長くなるように構成されているが、必ずしもこの構成に限定されるものではない。たとえば露光光学系には、像面湾曲以外に像のひずみなどのあらゆる収差が発生することが考えられる。その収差を補正するために、前記並び方向に沿って任意の焦点距離分布を有するレンズアレイであってもよい。
【００６０】
本実施形態においては、第１のマイクロレンズアレイで結像される像から第２のマイクロレンズアレイを作製したが、必ずしもこれに限定されものではない。たとえば透過率変調素子を調節することによって、非球面レンズアレイまたは台形状のプリズム群など様々な形状のものを被露光体に露光することが可能である。その他、前記実施形態に、特許請求の範囲を逸脱しない範囲において種々の部分的変更を行う場合もある。
【００６１】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、照射手段のうちの光源から発せられる露光光を、前記照射手段によって発散させて結像手段に複数の方向から入射させる。このとき照射手段は、複数の露光光のうちの少なくとも一部の露光光を、発散させて結像手段に入射させるうえ、照射手段のうち、発散させる露光光のうちの少なくともいずれか１つの露光光の発散角度を、その他の露光光の発散角度に対して異ならせている。これによって結像手段から被露光体の被露光面に至る焦点距離を、所望の値に設定することが可能となる。
【００６２】
つまり特願２００２−９３７３７号に記載の従来技術では、露光光を複数の方向から被露光面に向けて照射させると像面湾曲を生じるが、本発明においては、露光光を発散させるとともに、発散角度を異ならせているので、被露光面への入射角度すなわち入射方向によって異なる焦点距離を任意の値に補正することができる。したがって、複数の方向から発せられる露光光を、被露光面に確実に結像させて露光することができ、像面湾曲を解消することができる。上述したように、露光光を発散させるとともに、発散角度を異ならせるだけの簡単な構成によって、被露光面への入射角度すなわち入射方向によって異なる焦点距離を任意の値に補正することができ、像面湾曲および像のひずみを容易に解消することができる。
【００６３】
また本発明によれば、被露光面における光強度分布が略均一になるように、複数の露光光を被露光面に照射して、被露光体を所望の形状に露光することが可能となる。つまり露光光に強度変調を付与する変調素子を用いることなく、被露光体を所望の形状に露光することが可能となる。換言すれば、たとえば新たな光学素子または複雑な調整箇所を追加することなく像のひずみを補正することができる。したがって露光装置の構造を簡単化することができ、露光装置の製作コストを低減することができる。
【００６４】
また本発明によれば、被露光面に照射する露光光の照射角度が被露光面に対して垂直な方向からずれるずれ量が大きくなるほど、露光光の発散角度は大きくなる。露光光の発散角度が大きくなるほど、焦点距離を長くすることができるので、前記従来技術の像面湾曲および像のひずみを解消することができる。このような露光装置を容易に実現することができる。
【００６５】
また本発明によれば、単一の光源から発せられる露光光を、照射手段のうちの光変換手段によって略平行光に変換する。この変換された略平行光を、照射手段のうちの光分割手段によって、それぞれ光強度分布が略均一である複数の露光光に分割するとともに、複数の露光光のうち少なくとも一部の露光光の発散角度をその他の露光光の発散角度に対して異ならせる。したがって複数の露光光を被露光面に精度よく結像させて、所望の形状のものを作製することが可能となる。
【００６６】
また本発明によれば、レンズアレイの複数のレンズの焦点距離を選択的に変えることで、少なくとも一部の露光光の発散角度を容易に異ならせることができる。したがって像にひずみを発生することのない露光光学系を容易に実現することができる。
【００６７】
また本発明によれば、レンズアレイにおいて複数のレンズは、レンズの並び方向略中間部からレンズの並び方向一方および他方に離れるに従って、レンズの焦点距離が長くなる。したがって像にひずみを発生することのない露光光学系を容易に実現することができる。
【００６８】
また本発明によれば、複数のレンズの曲率を選択的に異ならせて、複数のレンズの焦点距離を選択的に異ならせて、複数のレンズの焦点距離を選択的に変えることができる。このように複数のレンズの曲率を選択的に異ならせるだけで、換言すれば、装置の構造を複雑化することなく、像にひずみを発生することのない露光光学系を容易に実現することができる。
【００６９】
また本発明によれば、複数のレンズの材質の屈折率を選択的に異ならせて、複数のレンズの焦点距離を選択的に変えることができる。このように複数のレンズの材質の屈折率を選択的に異ならせるだけで、換言すれば、装置の構造を複雑化することなく、像にひずみを発生することのない露光光学系を容易に実現することができる。
【００７０】
また本発明によれば、略平行化された略平行光は、透過率変調素子に入射した後、この透過率変調素子の拡散面から発散光となって出射する。前記発散光は凸レンズに入射し、この凸レンズを出射した複数の露光光は発散光となる。透過率変調素子は、凸レンズへの光出射面が拡散面であるうえ、光軸から離れるに従って凸レンズに近づく湾曲形状に形成されているので、光軸から離れた露光光ほど、凸レンズを出射した後の発散角度は大きくなる。したがって複数の露光光を被露光面に精度よく結像させて、所望の形状のものを作製することが可能となる。このように装置の構造を複雑化することなく、像にひずみを発生することのない露光光学系を容易に実現することができる。
【００７１】
また本発明によれば、複数の光源によって複数の方向から発せられる露光光は、複数の光変換手段によってそれぞれ略平行光に変換可能になっている。これら複数の光変換手段のうち、複数の焦点距離を選択的に変えているので、複数の露光光を選択的に発散させたうえで、結像手段に入射させることができる。したがって、複数の方向から発せられる露光光を、被露光面に確実に結像させて露光することができ、像面湾曲および像のひずみを解消することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係り、予め形成される第１のマイクロレンズアレイ１０を用いて、第２のマイクロレンズアレイのレンズ形状を露光する露光装置１１を概略示す図である。
【図２】第２のマイクロレンズアレイのレンズ形状１９を露光する原理を示す図である。
【図３】第１のマイクロレンズアレイ１０によって発生し得る像面湾曲を補正する原理を示す図である。
【図４】本発明の実施形態に係り、第２のマイクロレンズアレイのレンズ形状を露光する他の露光装置１１Ａを概略示す図である。
【図５】本発明の実施形態に係り、第２のマイクロレンズアレイのレンズ形状を、複数の光源２５を用いて露光する露光装置１１Ｂを概略示す図である。
【図６】２層構造のマイクロレンズアレイを備えた投影形液晶表示装置２８の概略の構成を示す模式図である。
【図７】第１および第２のマイクロレンズアレイ１０，２１と、ガラス基板３７とを有する液晶表示素子３３の断面図である。
【図８】従来技術に係り、第２のマイクロレンズアレイのレンズ形状を露光する原理を示す図である。
【図９】従来技術に係り、第１のマイクロレンズアレイ１によって発生した像面湾曲を示す図である。
【符号の説明】
１０　第１のマイクロレンズアレイ
１１　露光装置
１２　照射手段
１３　被露光体
１３ａ　被露光面
１４　光源
１５　光変換手段
１６　光分割手段
１７　レンズアレイ
１７ａ　微小レンズ
１８　コリメートレンズ
２１　第２のマイクロレンズアレイ
１１Ａ　露光装置
２２　照射手段
２３　光分割手段
２４　透過率変調素子
２４ａ　光出射面
１１Ｂ　露光装置
２５　光源
２６　照射手段
２７　コリメートレンズ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an exposure apparatus for producing a microlens array used for an image projection device including a liquid crystal panel and the like.
[0002]
In the present invention, the term “substantially uniform” includes “uniform”. In the present invention, the term “substantially parallel light” includes “parallel light”. In the present invention, the term “intermediate portion in the arrangement direction” includes “intermediate portion in the arrangement direction”. In the present invention, at least a part of the plurality of exposure lights has the same meaning as two or more and less than the plurality of exposure lights.
[0003]
[Prior art]
In a projection type liquid crystal display device, a single-plate type liquid crystal display device without a color filter using a two-layer microlens array has been disclosed in order to improve light use efficiency (for example, see Patent Document 1). This is because a dichroic mirror arranged in a fan shape divides white light from a white light source into respective colors of red R, green G, and blue B, and a first microlens array arranged on a light source side of a liquid crystal display element. At different angles. Each exposure light that has passed through the first microlens array is refracted by the second microlens array so that the principal rays of red R, green G, and blue B split by the dichroic mirror are almost parallel to each other. Are distributed and radiated to the liquid crystal part driven by the signal electrode to be applied independently.
[0004]
These first and second microlens arrays are manufactured using a heat dripping method, an ion exchange method, a thermal transfer method, a machining method, or the like, respectively, and the optical axes of the manufactured first and second microlens arrays are adjusted. The two-layer microlens array is manufactured by attaching to the substrate while being aligned.
[0005]
Various techniques for manufacturing a two-layer microlens array have been proposed. FIG. 8 is a diagram illustrating the principle of exposing the lens shape of the second microlens array according to the related art. In particular, the present applicant has proposed a technique of exposing a second microlens array with an image of the first microlens array 1 (see, for example, Patent Document 2). In the technique, parallel light beams having different intensities are incident on the first microlens array 1 from a plurality of directions, and the shape of the second microlens array is formed by exposure. According to the technique described in Patent Document 2, there is no need to adjust the positions of the first microlens array 1 and the second microlens array after forming the second microlens array. Further, by changing the intensity of the plurality of parallel lights incident on the first microlens array 1, the second microlens array having a shape different from that of the first microlens array 1 can be manufactured.
[0006]
In order to correct the field curvature of the imaging lens (first microlens array), a technique of deforming the exposure surface itself into a curved shape (for example, see Patent Document 3) has been proposed. Further, a technique has been proposed in which a new optical element is provided to correct the field curvature, or a plurality of lenses are arranged in an overlapping manner (for example, see Patent Document 4).
[0007]
[Patent Document 1]
JP-A-7-181487 (page 7, FIG. 1)
[Patent Document 2]
Japanese Patent Application No. 2002-93737 (paragraph numbers “0062” to “0063”, FIG. 4)
[Patent Document 3]
JP-A-6-250282 (page 2-3, FIG. 1)
[Patent Document 4]
JP-A-6-250282 (page 3, FIG. 1)
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
In the prior art described in JP-A-7-181487, the display screen can be made brighter by providing the second microlens array, but the first and second microlens arrays are attached to the substrate. In this case, it is necessary to align the centers of the plurality of lenses of the fine lens pattern of the first microlens array with the centers of the plurality of lenses of the corresponding second microlens array. Positioning of the first and second microlens arrays is difficult, and satisfactory positioning accuracy cannot be obtained.
[0009]
FIG. 9 is a diagram illustrating a field curvature generated by the first microlens array 1 according to the related art. In the prior art described in Japanese Patent Application No. 2002-93737, parallel light is made to enter the first microlens array 1 from a plurality of directions in order to produce the second microlens array. As a result, the image plane of each lens of the first microlens array 1 does not become flat due to the difference in focal length, but deforms into a curved shape represented by a two-dot chain line in FIG. This curved image surface is called field curvature. Therefore, the lens shape of the second micro lens array is distorted, and the transfer accuracy is reduced. In other words, there arises a problem that a second microlens array having a desired shape cannot be obtained.
[0010]
The reason why the lens shape of the second microlens array is distorted will be described in more detail. The field curvature generated in the first microlens array 1 causes the incident light at the incident angle θi expected to converge on the point a. The exposed exposure light is condensed on a point a ′, and a shift occurs by a shift amount t from the point a that was originally expected to be condensed. In addition, the larger the angle of incidence θi on the first microlens array 1, the larger the amount of curvature of field. Therefore, the shift amount t increases as the distance from the lens optical axis increases. As a result, the expected image plane n of the first microlens array 1 is distorted by this field curvature, and the image plane of the first microlens array 1 becomes a curved surface n '. Therefore, the lens shape of the second microlens array that exposes the object to be exposed made of the photosensitive material is distorted.
[0011]
In the prior art described in JP-A-6-250282, it is almost impossible to deform the exposure surface into a curved shape so as to correspond to the plurality of fine lenses of the first microlens array. In the related art described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-250282, a new optical element is provided or a plurality of lenses are arranged in an overlapping manner, so that various problems such as a complicated optical system and an increase in the number of adjustment points are caused. A point occurs.
[0012]
SUMMARY OF THE INVENTION It is therefore an object of the present invention to provide an exposure apparatus capable of easily eliminating curvature of field and image distortion occurring in an exposure optical system and simplifying the structure.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
The present invention is an exposure apparatus for exposing exposure light emitted from a light source, through a plurality of imaging means, to form an image on an exposed surface of an object to be exposed, and to perform exposure.
An irradiating unit including a light source and capable of irradiating a surface to be exposed with a plurality of exposure lights from a plurality of directions, wherein at least a part of the plurality of exposure lights is diverged and incident on the imaging unit. Has irradiation means for irradiating the surface to be exposed,
An exposure apparatus, wherein the diverging angle of at least one of the diverging exposure lights of the irradiation means is made different from the divergence angles of the other exposure lights.
[0014]
According to the invention, the exposure light emitted from the light source of the irradiating means is diverged by the irradiating means and is incident on the image forming means from a plurality of directions. At this time, the irradiating means diverges at least a part of the exposure light out of the plurality of exposure lights and makes the irradiating light enter the imaging means. The divergence angle of the light is made different from the divergence angles of the other exposure light. This makes it possible to set the focal length from the imaging means to the surface of the object to be exposed to a desired value.
[0015]
In other words, in the prior art described in Japanese Patent Application No. 2002-93737, when the exposure light is irradiated toward the surface to be exposed from a plurality of directions, the field curvature occurs, but in the present invention, the exposure light is diverged Since the angles are made different, it is possible to correct a focal length that differs depending on the angle of incidence on the surface to be exposed, ie, the direction of incidence, to an arbitrary value. Therefore, the exposure light emitted from a plurality of directions can be reliably formed into an image on the surface to be exposed for exposure, and the field curvature and the image distortion can be eliminated. As described above, while the exposure light is diverged, the focal length that varies depending on the angle of incidence on the surface to be exposed, that is, the direction of incidence, can be corrected to an arbitrary value by a simple configuration that only varies the angle of divergence. Surface curvature and image distortion can be easily eliminated.
[0016]
Further, the present invention is characterized in that the irradiating means irradiates the exposure surface with a plurality of exposure lights such that the light intensity distribution of each exposure light on the exposure surface is substantially uniform.
[0017]
According to the present invention, it is possible to irradiate a plurality of exposure lights onto the surface to be exposed so that the light intensity distribution on the surface to be exposed is substantially uniform, thereby exposing the object to be exposed to a desired shape. In other words, it is possible to expose the object to be exposed to a desired shape without using a modulation element for imparting intensity modulation to the exposure light. In other words, for example, the image distortion can be corrected without adding a new optical element or a complicated adjustment portion. Therefore, the structure of the exposure apparatus can be simplified, and the manufacturing cost of the exposure apparatus can be reduced.
[0018]
Further, in the invention, the irradiating means may be configured such that the divergence angle of the exposure light increases as the deviation amount of the irradiation angle of the exposure light irradiating the exposure surface from a direction perpendicular to the exposure surface increases. It is characterized by having been done.
[0019]
According to the present invention, the divergence angle of the exposure light increases as the deviation amount of the irradiation angle of the exposure light applied to the exposure surface from the direction perpendicular to the exposure surface increases. The focal length can be increased as the divergence angle of the exposure light increases, so that the curvature of field of the related art can be eliminated. Such an exposure apparatus can be easily realized.
[0020]
Further, according to the present invention, the irradiation means includes a single light source,
Light conversion means for converting the exposure light emitted from the light source to substantially parallel light,
The substantially parallel light is divided into a plurality of exposure lights whose respective light intensity distributions are substantially uniform, and the divergence angle of at least a part of the plurality of exposure lights with respect to the divergence angle of the other exposure lights. And a light splitting means for making it different.
[0021]
According to the present invention, the exposure light emitted from a single light source is converted into substantially parallel light by the light conversion means of the irradiation means. The converted substantially parallel light is divided into a plurality of exposure lights, each of which has a substantially uniform light intensity distribution, by a light splitting means of the irradiation means, and at least a part of the plurality of exposure lights is exposed. The divergence angle is made different from the divergence angle of the other exposure light. Therefore, it is possible to form a desired shape by forming a plurality of exposure lights with high accuracy on the surface to be exposed.
[0022]
Further, according to the present invention, the light dividing means includes a lens array including a plurality of lenses, and a convex lens,
The divergence angle of at least a part of the exposure light is made different by selectively changing the focal lengths of the plurality of lenses of the lens array.
[0023]
According to the present invention, the divergence angle of at least a part of the exposure light can be easily changed by selectively changing the focal length of the plurality of lenses of the lens array. Therefore, it is possible to easily realize an exposure optical system that does not generate distortion in an image.
[0024]
Further, in the invention, it is preferable that the focal length of the plurality of lenses increases as the distance from the substantially middle portion in the lens arrangement direction to one and the other in the lens arrangement direction.
[0025]
According to the present invention, the focal length of the plurality of lenses in the lens array becomes longer as the distance from the substantially middle portion in the lens arrangement direction to one and the other in the lens arrangement direction. Therefore, it is possible to easily realize an exposure optical system that does not generate distortion in an image.
[0026]
Further, the present invention is characterized in that the curvatures of the plurality of lenses are selectively made different to selectively change the focal lengths of the plurality of lenses.
[0027]
According to the present invention, the focal lengths of the plurality of lenses can be selectively changed by selectively varying the curvatures of the plurality of lenses. In this manner, it is possible to easily realize an exposure optical system that does not cause distortion in an image without complicating the structure of the apparatus only by selectively varying the curvatures of a plurality of lenses. it can.
[0028]
Further, the present invention is characterized in that the refractive indices of the materials of the plurality of lenses are selectively made different to selectively change the focal length of the plurality of lenses.
[0029]
According to the present invention, the focal lengths of the plurality of lenses can be selectively changed by selectively varying the refractive indexes of the materials of the plurality of lenses. In this way, it is possible to easily realize an exposure optical system which does not cause distortion in an image without complicating the structure of the apparatus simply by selectively changing the refractive indexes of the materials of a plurality of lenses. can do.
[0030]
Further, the invention is characterized in that the light dividing means has a convex lens, and a light transmission surface to the convex lens is a diffusion surface, and a transmittance modulation element formed in a curved shape approaching the convex lens as being away from the optical axis. And
[0031]
According to the present invention, the substantially parallel light that has been made substantially parallel enters the transmittance modulation element and then emerges as divergent light from the diffusion surface of the transmittance modulation element. The divergent light is incident on the convex lens, and the plurality of exposure lights emitted from the convex lens become divergent light. The transmittance modulating element has a light exit surface to the convex lens which is a diffusion surface, and is formed in a curved shape approaching the convex lens as the distance from the optical axis increases. Has a larger divergence angle. Therefore, it is possible to form a desired shape by forming a plurality of exposure lights with high accuracy on the surface to be exposed. As described above, it is possible to easily realize an exposure optical system that does not cause distortion in an image without complicating the structure of the apparatus.
[0032]
Further, according to the present invention, the irradiating means has a plurality of light sources, and a plurality of light converting means capable of converting each of the exposure light emitted from each of the plurality of light sources from a plurality of directions into substantially parallel light,
A plurality of focal lengths of the plurality of light converting means are selectively changed.
[0033]
According to the present invention, exposure light emitted from a plurality of directions by a plurality of light sources can be converted into substantially parallel light by a plurality of light conversion means. Since a plurality of focal lengths are selectively changed among the plurality of light conversion units, a plurality of exposure lights can be selectively diverged and then incident on the imaging unit. Therefore, the exposure light emitted from a plurality of directions can be reliably formed into an image on the surface to be exposed for exposure, and the field curvature and the image distortion can be eliminated.
[0034]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
FIG. 1 is a view schematically showing an exposure apparatus 11 for exposing a lens shape of a second microlens array using a first microlens array 10 formed in advance according to the embodiment of the present invention. The exposure apparatus 11 of the present embodiment is applied to, for example, an exposure apparatus for producing a microlens array used in a video projection apparatus. The exposure apparatus 11 mainly includes an irradiation unit 12, a first microlens array 10 as an imaging unit, and an exposure target 13 made of a photosensitive material. The irradiating means 12 is configured to be capable of irradiating a plurality of exposure lights onto an exposed surface 13 a of the exposed object 13. The irradiating means 12 has a single light source 14, a light converting means 15, and a light dividing means 16, and the irradiating means 12 diverges at least a part of the plurality of exposure lights to form a first light. One microlens array 10 is incident on the surface 13a to be exposed. The light conversion means 15 converts the exposure light emitted from the light source 14 into substantially parallel light. In the present embodiment, at least a part of the plurality of exposure lights is synonymous with two or more and less than the plurality of exposure lights. In the present embodiment, the term “substantially parallel light” includes “parallel light”.
[0035]
The light dividing means 16 divides the substantially parallel light substantially parallelized by the light converting means 15 into a plurality of exposure lights each having a substantially uniform light intensity distribution, and at least a part of the plurality of exposure lights. The divergence angle of the exposure light is made different from the divergence angle of the other exposure light. That is, the light dividing means 16 is configured such that the divergence angle of the exposure light increases as the deviation amount of the irradiation angle of the exposure light irradiating the exposure surface 13a from the direction perpendicular to the exposure surface 13a increases. ing.
[0036]
The light splitting means 16 is composed of a lens array 17 and a collimating lens 18 as a convex lens. The lens array 17 and the collimating lens 18 cooperate to convert the light into a plurality of exposure lights having different traveling directions. It has become. The lens array 17 has a plurality of minute lenses 17a, and the plurality of minute lenses 17a are two-dimensionally arranged along a virtual plane perpendicular to the traveling direction of the substantially parallel light. Of the plurality of microlenses 17a, the microlenses 17a in the middle part in the arrangement direction are arranged so as to substantially coincide with the optical axis of the exposure optical system. In the present embodiment, the term “substantially match” includes “match”. The micro lens 17a may be simply referred to as a lens 17a.
[0037]
FIG. 2 is a view showing the principle of exposing the lens shape 19 of the second microlens array. FIG. 3 is a diagram illustrating a principle of correcting a field curvature that may be generated by the first microlens array 10. Although the first microlens array 10 includes a large number of microlenses 10, only three microlenses 10a, 10b, and 10c are illustrated in FIG. 2 for convenience of explanation. By selectively changing the focal lengths of the plurality of lenses 17a of the lens array 17, the divergence angles of some of the exposure light are made different as described above.
[0038]
In order to selectively change the focal lengths of the plurality of lenses 17a of the lens array 17, the curvature of the lens 17a is gradually reduced as the distance from the intermediate portion of the lens 17a to one and the other in the direction in which the lenses 17a are arranged. ing. Therefore, the focal lengths of the lenses 17a of the plurality of lenses 17a of the lens array 17 become longer as the distance from the intermediate portion in the arrangement direction of the lenses 17a to one and the other in the arrangement direction of the lenses 17a. If the focal length of the lens 17a is lengthened, the exposure light incident on the first microlens array 10 becomes slightly divergent light as shown by the solid line L1 in FIG. As a result, the image formed by the first microlens array 10 moves to point b instead of point b '.
[0039]
The focal length of the lens array 17 is adjusted so that a plurality of exposure lights condensed on the curved surface n 'are condensed on the image forming surface n. Further, as the angle of incidence on the first microlens array 10 increases, the amount of deviation from the image plane n increases, so that the curved surface n ′ moves away from the image plane n as the distance from the optical axis increases. Therefore, in the lens array 17, the exposure light having a larger incident angle θi to the first microlens array 10 is emitted as the distance from the intermediate portion in the arrangement direction of the lenses 17 a to one and the other in the arrangement direction of the lenses 17 a is increased. If the focal length of the lenses 17a is changed so that the focal length of the lenses 17a becomes longer as the plurality of lenses 17a move away from the intermediate portion in the arrangement direction of the lenses 17a to one and the other in the arrangement direction, the curvature of field can be successfully eliminated. .
[0040]
According to the exposure apparatus 11 described above, the exposure light emitted from the single light source 14 is converted by the light conversion means 15 into substantially parallel light. The substantially parallel light is divided into a plurality of exposure lights having different traveling directions by a lens array 17 and a collimating lens 18 as light dividing means 16, and at least a part of the plurality of exposure lights is diverged. The light is incident on the first microlens array 10. Further, as described above, by selectively varying the divergence angle of the exposure light, the exposure light is imaged at a desired point on the surface 13a to be exposed, as shown in FIG. Amount of exposure can be performed. Thereby, the shape 19 of the second microlens array having the desired shape can be accurately manufactured. Thereafter, the shape 19 of the second microlens array is transferred to the intermediate glass 20 by, for example, etching. Next, the second microlens array 21 (see FIG. 7) is formed by applying, for example, a high-refractive-index ultraviolet curable resin to a concave portion (not shown) of the intermediate glass 20 formed by the etching and irradiating ultraviolet rays. Is prepared.
[0041]
As described above, when the second microlens array 21 is manufactured using the image formed by the first microlens array 10, when the second microlens array 21 is formed in the vicinity of each lens 10a, 10b, 10c of the first microlens array 10, Since the exposure is performed, it is possible to form the second microlens array 21 which has a uniform shape and does not require the position adjustment with the first microlens array 10.
[0042]
In particular, at least a part of the plurality of exposure lights is diverged to be incident on the first microlens array 10, and at least one of the divergent exposure lights in the irradiation unit 12 is used. The divergence angle of the exposure light is made different from the divergence angles of the other exposure light. This makes it possible to set the focal length from the first microlens array 10 to the exposed surface 13a of the exposed object 13 to a desired value.
[0043]
In other words, in the prior art described in Japanese Patent Application No. 2002-93737, when the exposure light is irradiated toward the surface to be exposed from a plurality of directions, the field curvature occurs, but in the present invention, the exposure light is diverged Since the angles are made different, it is possible to correct an incident angle on the exposed surface 13a, that is, a focal length that varies depending on the incident direction to an arbitrary value. Therefore, the exposure light emitted from a plurality of directions can be formed into an image on the surface 13a to be exposed with certainty and accuracy, and the exposure can be performed, and the curvature of field can be eliminated. As described above, while the exposure light is diverged, the focal length that varies depending on the incident angle to the exposed surface 13a, that is, the incident direction, can be corrected to an arbitrary value by a simple configuration that only changes the divergence angle, Field curvature can be easily eliminated.
[0044]
The irradiating means 12 irradiates the exposure surface 13a with a plurality of exposure lights so that the light intensity distribution of each exposure light on the exposure surface 13a is substantially uniform. As a result, the exposure target 13 can be exposed to a desired shape. That is, it is possible to expose the object 13 to a desired shape without using a modulation element for imparting intensity modulation to the exposure light. In other words, for example, the image distortion can be corrected without adding a new optical element or a complicated adjustment portion. Therefore, the structure of the exposure apparatus 11 can be simplified, and the manufacturing cost of the exposure apparatus 11 can be reduced.
[0045]
The divergence angle of the exposure light increases as the deviation amount of the irradiation angle of the exposure light irradiating the exposure surface 13a from the direction perpendicular to the exposure surface 13a increases. The focal length can be increased as the divergence angle of the exposure light increases, so that the curvature of field of the related art can be easily eliminated. Further, such an exposure apparatus can be easily realized. By selectively changing the focal length of the plurality of lenses 17a of the lens array 17, the divergence angle of at least a part of the exposure light can be easily changed. Therefore, it is possible to easily realize an exposure optical system that does not generate distortion in an image.
[0046]
The focal lengths of the plurality of lenses 17a can be selectively changed by selectively varying the curvatures of the plurality of lenses 17a. By simply selectively varying the curvatures of the plurality of lenses 17a in this way, in other words, it is possible to easily realize an exposure optical system that does not complicate the structure of the exposure apparatus 11 and does not cause distortion in an image. can do.
[0047]
FIG. 4 is a view schematically showing another exposure apparatus 11A for exposing the lens shape of the second microlens array according to the embodiment of the present invention. However, the same members as those in the above embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted. The exposure apparatus 11A mainly includes an irradiating unit 22, a first microlens array 10 as an image forming unit, and an exposure target 13 made of a photosensitive material. The irradiating means 22 has a single light source 14, a light converting means 15, and a light dividing means 23.
[0048]
The light splitting means 23 includes a transmittance modulating element 24 and a collimating lens 18 as a convex lens. The transmittance modulating element 24 has a light exit surface 24a to the collimator lens 18, which is a diffusion surface, and is formed in a curved shape approaching the collimator lens 18 as the distance from the optical axis increases. According to the exposure apparatus 11A, the exposure light emitted from the light source 14 is converted by the light conversion means 15 into substantially parallel light. After entering the transmittance modulating element 24, the substantially parallel light is emitted as divergent light from the diffusion surface of the transmittance modulating element 24. The divergent light is incident on the collimating lens 18, and the plurality of exposure lights emitted from the collimating lens 18 become divergent light.
[0049]
In particular, the transmittance modulating element 24 has a light exit surface 24a to the collimating lens 18 that is a diffusion surface and is formed in a curved shape that approaches the collimating lens 18 as the distance from the optical axis increases. The divergence angle of the light emitted from the collimating lens 18 increases as the light increases. Therefore, it is possible to form a desired shape by forming a plurality of exposure lights on the exposed surface 13a with high accuracy. As described above, an exposure optical system that does not generate an image distortion can be easily realized without complicating the structure of the apparatus 11A. The other effects are the same as those of the above embodiment.
[0050]
FIG. 5 is a view schematically showing an exposure apparatus 11B for exposing the lens shape of the second microlens array using a plurality of light sources 25 according to the embodiment of the present invention. However, the same members as those in the above embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted. The exposure apparatus 11B mainly includes an irradiation unit 26, the first microlens array 10, and the object 13 to be exposed. The irradiation unit 26 has a plurality of light sources 25 and a plurality of collimating lenses 27 as a plurality of light conversion units. The plurality of collimating lenses 27 are configured to convert the exposure light emitted from the plurality of directions by the plurality of light sources 25 into substantially parallel light.
[0051]
In particular, a plurality of focal lengths of the plurality of collimating lenses 27 are selectively changed. Thus, a plurality of exposure lights can be selectively diverged and then incident on the first microlens array 10. Therefore, the exposure light emitted from a plurality of directions can be reliably and accurately formed on the exposure surface 13a of the exposure object 13 for exposure, and the field curvature and the image distortion can be eliminated. . The other effects are the same as those of the above embodiment.
[0052]
FIG. 6 is a schematic diagram showing a schematic configuration of a projection type liquid crystal display device 28 including a microlens array having a two-layer structure. The following example is given as an application of the microlens array having a two-layer structure manufactured using the above-described exposure apparatus. The projection type liquid crystal display device 28 includes a white light source 29, a spherical mirror 30, a condenser lens 31, three types of dichroic mirrors 32G, 32R, 32B, a liquid crystal display element 33, a field lens 34, a projection lens 35, And a screen 36.
[0053]
Dichroic mirrors 32G, 32R, and 32B are arranged at different angles in front of the traveling direction of light from the condenser lens 31. The dichroic mirrors 32G, 32R, and 32B have a characteristic of selectively reflecting light in each divergent region corresponding to the colors of green, red, and blue, and transmitting the other light, and are arranged on the optical axis in this order. . Hereinafter, G, R, and B simply represent the colors of green, red, and blue, respectively.
[0054]
Among the three dichroic mirrors 32G, 32R, and 32B, the dichroic mirror 32G provided at a position closest to the white light source 29 is provided such that light from the white light source 29 is incident at, for example, about 30 degrees. I have. The other dichroic mirrors 32R and 32B are arranged so as to be sequentially inclined by an angle φ with respect to an imaginary plane including the dichroic mirror 32G, with an axis perpendicular to the plane of FIG. The relative angle φ is determined by using the pixel array pitch P of the liquid crystal display element 33 and the focal length f of the first microlens array 10 provided in the liquid crystal display element 33 as follows: P = f × tan φ, The pixel arrangement pitch P is set so as to satisfy the equation that the focal length f of the first microlens array 10 is multiplied by the tangent value of the angle φ.
[0055]
With the arrangement of the dichroic mirrors 32G, 32R, and 32B, light in the red wavelength range is applied to the first microlens array 10 in a direction perpendicular to the direction in which the plurality of microlenses of the first microlens array 10 are arranged. Incident. The light in the green wavelength range and the light in the blue wavelength range are incident at an angle of ± 2φ from the perpendicular direction. The light from the first micro-lens array 10 is condensed via the second micro-lens array 21 to signal electrodes, which will be described later, corresponding to each color, and when each is driven by a video signal corresponding thereto, the light of each color is emitted. Is modulated in intensity according to the signal. The modulated light is projected on a screen 36 after passing through the field lens 34 and the projection lens 35, and a color image is displayed on the screen 36.
[0056]
FIG. 7 is a cross-sectional view of the liquid crystal display element 33 having the first and second micro lens arrays 10 and 21 and the glass substrate 37. The liquid crystal display element 33 has a glass substrate 37, a first microlens array 10, and a second microlens array 21, and a liquid crystal layer 38 between the glass substrate 37 and the second microlens array 21. Is enclosed. A signal electrode 39 for changing the phase of the liquid crystal layer 38 is formed on one surface of the glass substrate 37 facing the liquid crystal layer 38 and on one surface of the glass substrate 37 located on the light emission side. . A scanning electrode (not shown) is formed on the liquid crystal element side located on the light incident side. The signal electrode 39 and the scanning electrode are formed of indium tin oxide (ITO).
[0057]
In a configuration in which one microlens is arranged, light propagates at an angle of 2φ even after exiting the liquid crystal display element 33. Therefore, in order to capture and project all of them, a large-diameter projection lens is required. Is required. However, in the present embodiment, the spread of the emitted light is reduced. That is, as shown in FIG. 7, the second microlens array 21 substantially parallelizes the G and B principal rays and the R principal ray, thereby suppressing the spread angle of the emitted light. Therefore, even when the projection lens 35 having a smaller diameter than the large-diameter projection lens is used, the entire luminous flux can be effectively used.
[0058]
In the present embodiment, the lens array is configured such that the curvature of the lens gradually decreases as the distance from the intermediate portion of the lens arrangement direction to one and the other in the lens arrangement direction, but is not necessarily limited to this configuration. Not something. For example, it is also possible to configure so that the refractive index of the material of the lens gradually decreases as the distance from the intermediate portion in the lens arrangement direction to one and the other in the lens arrangement direction. By selectively changing the refractive index of the material of the lens in this manner, similarly to the above-described embodiment, without complicating the structure of the device, the image is not distorted, that is, the field curvature is reduced. An exposure apparatus which can be eliminated can be easily realized.
[0059]
In the present embodiment, the plurality of lenses of the lens array are configured such that the focal length of the lenses increases as the distance from the intermediate portion of the lens arrangement direction to one and the other in the arrangement direction of the lenses increases. However, the present invention is not limited to this. For example, it is conceivable that all kinds of aberrations such as image distortion occur in the exposure optical system in addition to the field curvature. In order to correct the aberration, a lens array having an arbitrary focal length distribution along the arrangement direction may be used.
[0060]
In the present embodiment, the second microlens array is manufactured from the image formed by the first microlens array, but the present invention is not necessarily limited to this. For example, by adjusting the transmittance modulating element, it is possible to expose the object to be exposed to various shapes such as an aspheric lens array or a trapezoidal prism group. In addition, various partial changes may be made to the embodiment without departing from the scope of the claims.
[0061]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the exposure light emitted from the light source of the irradiation unit is diverged by the irradiation unit and is incident on the imaging unit from a plurality of directions. At this time, the irradiating means diverges at least a part of the exposure light out of the plurality of exposure lights and makes the irradiating light enter the imaging means. The divergence angle of the light is made different from the divergence angles of the other exposure light. This makes it possible to set the focal length from the imaging means to the surface of the object to be exposed to a desired value.
[0062]
In other words, in the prior art described in Japanese Patent Application No. 2002-93737, when the exposure light is irradiated toward the surface to be exposed from a plurality of directions, the field curvature occurs, but in the present invention, the exposure light is diverged Since the angles are made different, it is possible to correct a focal length that differs depending on the angle of incidence on the surface to be exposed, ie, the direction of incidence, to an arbitrary value. Therefore, the exposure light emitted from a plurality of directions can be reliably formed into an image on the surface to be exposed for exposure, and the curvature of field can be eliminated. As described above, while the exposure light is diverged, the focal length that varies depending on the angle of incidence on the surface to be exposed, that is, the direction of incidence, can be corrected to an arbitrary value by a simple configuration that only varies the angle of divergence. Surface curvature and image distortion can be easily eliminated.
[0063]
Further, according to the present invention, it is possible to irradiate a plurality of exposure lights onto the surface to be exposed so that the light intensity distribution on the surface to be exposed is substantially uniform, thereby exposing the object to be exposed to a desired shape. . In other words, it is possible to expose the object to be exposed to a desired shape without using a modulation element for imparting intensity modulation to the exposure light. In other words, for example, the image distortion can be corrected without adding a new optical element or a complicated adjustment portion. Therefore, the structure of the exposure apparatus can be simplified, and the manufacturing cost of the exposure apparatus can be reduced.
[0064]
Further, according to the present invention, the divergence angle of the exposure light increases as the deviation amount of the irradiation angle of the exposure light irradiating the exposure surface from the direction perpendicular to the exposure surface increases. As the divergence angle of the exposure light becomes larger, the focal length can be made longer, so that the field curvature and the image distortion of the prior art can be eliminated. Such an exposure apparatus can be easily realized.
[0065]
Further, according to the present invention, the exposure light emitted from the single light source is converted into substantially parallel light by the light conversion means of the irradiation means. The converted substantially parallel light is divided into a plurality of exposure lights, each of which has a substantially uniform light intensity distribution, by a light splitting means of the irradiation means, and at least a part of the plurality of exposure lights is exposed. The divergence angle is made different from the divergence angle of the other exposure light. Therefore, it is possible to form a desired shape by forming a plurality of exposure lights with high accuracy on the surface to be exposed.
[0066]
Further, according to the present invention, the divergence angle of at least a part of the exposure light can be easily changed by selectively changing the focal lengths of the plurality of lenses of the lens array. Therefore, it is possible to easily realize an exposure optical system that does not generate distortion in an image.
[0067]
Further, according to the present invention, the focal length of the plurality of lenses in the lens array becomes longer as the distance from the substantially middle portion in the lens arrangement direction to one and the other in the lens arrangement direction. Therefore, it is possible to easily realize an exposure optical system that does not generate distortion in an image.
[0068]
Further, according to the present invention, it is possible to selectively vary the curvatures of the plurality of lenses, selectively vary the focal lengths of the plurality of lenses, and selectively change the focal lengths of the plurality of lenses. In this manner, it is possible to easily realize an exposure optical system that does not cause distortion in an image without complicating the structure of the apparatus only by selectively varying the curvatures of a plurality of lenses. it can.
[0069]
Further, according to the present invention, the focal lengths of the plurality of lenses can be selectively changed by selectively varying the refractive indexes of the materials of the plurality of lenses. In this way, it is possible to easily realize an exposure optical system which does not cause distortion in an image without complicating the structure of the apparatus simply by selectively changing the refractive indexes of the materials of a plurality of lenses. can do.
[0070]
Further, according to the present invention, the substantially parallel light that has been made substantially parallel enters the transmittance modulation element and then emerges as divergent light from the diffusion surface of the transmittance modulation element. The divergent light is incident on the convex lens, and the plurality of exposure lights emitted from the convex lens become divergent light. The transmittance modulating element has a light exit surface to the convex lens which is a diffusion surface, and is formed in a curved shape approaching the convex lens as the distance from the optical axis increases. Has a larger divergence angle. Therefore, it is possible to form a desired shape by forming a plurality of exposure lights with high accuracy on the surface to be exposed. As described above, it is possible to easily realize an exposure optical system that does not cause distortion in an image without complicating the structure of the apparatus.
[0071]
Further, according to the present invention, the exposure light emitted from a plurality of directions by a plurality of light sources can be converted into substantially parallel light by a plurality of light conversion means. Since a plurality of focal lengths are selectively changed among the plurality of light conversion units, a plurality of exposure lights can be selectively diverged and then incident on the imaging unit. Therefore, the exposure light emitted from a plurality of directions can be reliably formed into an image on the surface to be exposed for exposure, and the field curvature and the image distortion can be eliminated.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a view schematically showing an exposure apparatus 11 for exposing a lens shape of a second microlens array using a first microlens array 10 formed in advance according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating a principle of exposing a lens shape 19 of a second microlens array.
FIG. 3 is a diagram illustrating a principle of correcting a field curvature that can be generated by a first microlens array.
FIG. 4 is a view schematically showing another exposure apparatus 11A for exposing a lens shape of a second microlens array according to the embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a view schematically showing an exposure apparatus 11B for exposing a lens shape of a second microlens array using a plurality of light sources 25 according to the embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a schematic diagram showing a schematic configuration of a projection type liquid crystal display device including a microlens array having a two-layer structure.
FIG. 7 is a sectional view of a liquid crystal display element 33 having first and second micro lens arrays 10 and 21 and a glass substrate 37.
FIG. 8 is a view showing a principle of exposing a lens shape of a second microlens array according to a conventional technique.
FIG. 9 is a diagram showing a curvature of field caused by a first microlens array 1 according to the related art.
[Explanation of symbols]
10 First micro lens array
11 Exposure equipment
12 Irradiation means
13 Exposure object
13a Exposed surface
14 Light source
15 Light conversion means
16 Light splitting means
17 Lens array
17a micro lens
18 Collimating lens
21 Second micro lens array
11A Exposure equipment
22 Irradiation means
23 Light splitting means
24 transmittance modulation element
24a Light emitting surface
11B Exposure equipment
25 light source
26 Irradiation means
27 Collimating lens

Claims

Exposure light emitted from a light source, through a plurality of imaging means, in an exposure apparatus for forming an image on an exposed surface of the object to be exposed,
An irradiating unit including a light source and capable of irradiating a surface to be exposed with a plurality of exposure lights from a plurality of directions, wherein at least a part of the plurality of exposure lights is diverged and incident on the imaging unit. Has irradiation means for irradiating the surface to be exposed,
An exposure apparatus, wherein the diverging angle of at least one of the diverging exposure lights is different from the divergence angles of the other exposure lights.

2. The exposure apparatus according to claim 1, wherein the irradiating unit irradiates the exposure surface with a plurality of exposure lights such that a light intensity distribution of each exposure light on the exposure surface is substantially uniform.

The irradiating means is configured such that the divergence angle of the exposure light increases as the deviation amount of the irradiation angle of the exposure light irradiating the exposure surface from a direction perpendicular to the exposure surface increases. The exposure apparatus according to claim 1, wherein:

Irradiation means include a single light source,
Light conversion means for converting the exposure light emitted from the light source to substantially parallel light,
The substantially parallel light is divided into a plurality of exposure lights whose respective light intensity distributions are substantially uniform, and the divergence angle of at least a part of the plurality of exposure lights with respect to the divergence angle of the other exposure lights. The exposure apparatus according to claim 1, further comprising a light splitting unit that makes the light different.

The light splitting means has a lens array including a plurality of lenses, and a convex lens,
5. The exposure apparatus according to claim 4, wherein a divergence angle of at least a part of the exposure light is made different by selectively changing a focal length of a plurality of lenses of the lens array.

6. The exposure apparatus according to claim 5, wherein a focal length of each of the plurality of lenses increases as the distance from the substantially middle portion in the lens arrangement direction to one and the other in the lens arrangement direction.

6. The exposure apparatus according to claim 5, wherein the curvatures of the plurality of lenses are selectively changed to selectively change the focal lengths of the plurality of lenses.

6. The exposure apparatus according to claim 5, wherein the refractive indices of the materials of the plurality of lenses are selectively changed so as to selectively change the focal lengths of the plurality of lenses.

5. The light splitting device according to claim 4, wherein the light splitting means includes a convex lens, and a light transmission surface to the convex lens being a diffusion surface, and a transmittance modulating element formed in a curved shape approaching the convex lens as being away from the optical axis. Exposure apparatus according to 1.

The irradiating means has a plurality of light sources, and a plurality of light converting means capable of converting exposure light respectively emitted from a plurality of directions by the plurality of light sources into substantially parallel light,
The exposure apparatus according to claim 1, wherein a plurality of focal lengths of the plurality of light conversion units are selectively changed.