JPH05509416A - マイクロレンズスクリーン、光重合可能なマテリアルおよびこれらを使用した工芸品における、または、関する改良 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 名称二　′マイクロレンズスクリーン、光重合可能なマテリアルおよびこれらを 使用した工芸品における、または、関する改良”この発明は、マイクロレンズ配 列からなる光拡散スクリーンおよび他の工芸品に、そのようなスクリーンと工芸 品またはそのような工芸品を製造するための光拡散マテリアルと光重合可能なマ テリアルを使用するマテリアルに、マイクロレンズおよび他の極微構造体の製造 に、そして、段階的屈折率レンズと他の製品に関するものである。発明は、また 、段階的屈折率マテリアルから作られたコンポーネントを用いて実現可能な光学 プリント方法と装置にも関係する。

我々の公告された英国特許出願ＧＢ２２０６９７９Ａ、（８８１２８４４，６） は、なかんずく、例えば、テレビジョン用の、マイクロレンズ拡散スクリーンを 形成する技術を記載しており、該スクリーンは、マイクロレンズを配列した透明 なシートからなり、該マイクロレンズは、フォトポリマーをドツトパターンに選 択的に露光して形成された段階的屈折率レンズの形態をしており、そのような露 光は、紫外線または適当な可視光線内であり、円形のホールが配列されたマスク を介しての”密着”露光、または、走査紫外線レーザーを用いたスポットのバイ ・スポット露光、または、紫外線ホログラフィによるものである。

この発明の一つの目的は、ＧＢ２２０６９７９Ａに記載された前記技術における 改良を提供するもので、これにより、そのようなスクリーンは、垂直方向におけ るよりも、スクリーンの平面に平行な一次元において、実質的により一層、光を 分散させるように構成され、即ち、これにより、該スクリーンは、拡散された光 線に対し、二つの相互の垂直軸について、異なる極性分布を存する。かくして、 例えば、陰極線チューブのような発光する源から光線が投射されるテレビジＥ７ ＋１スクリーンに応用した場合、スクリーンに対する縦軸における角度範囲で、 この角度範囲を越えてスクリーンが観察者に受け入れられる明るさになっている 角度範囲は、水平軸についての対応する範囲よりも実質的に広く、これにょって 、発光源からスクリーンへ投射されるイメージ形成光線をより有効的に利用する ことで、多数の観察者がスクリーンを同時に見る代表的な眺め見る状況、または 、−人の観察者が見る位置を変えてスクリーンを見る場合を考えると、スクリー ンは、観察者の目のレベルにほぼあって、観察者は、スクリーンの正面にいる必 要がない。

本発明の一つのアスペクトによれば、配列における個々のマイクロレンズは、ス クリーンの面において一方向に長くなっており、その結果、各マイクロレンズの 中間領域は、ンリンドリカルレンズとして作用する一方、両端の領域は、それぞ れ球形レンズの部分として作用する。

上に使用された用語”シリンドリカル”と”球形”とは、レンズの作用モードを 記載するために単に使用されるものである。レンズそれら自体は、ＧＢ２２０６ ９７９Ａにおけるように、実質的に平面の面により、または、段階的屈折率レン ズを形成するために使用される方法の工芸品または副産物として、表面レリーフ 効果を有する面により境いされたフォトポリマー層における段階的屈折率効果に より形成されるのが好ましい。

本発明は、他のアスペクトにおいては、以下ここて、ηマイクロレンズマテリア ル”という、マイクロレンズスクリーンまたは、類似の光伝達マテリアルで、段 階的屈折率マイクロレンズの配列を組み込んだ透明なポリマーシートの形態をし ているものの他の種々の用途に関するものである。そのようなマイクロレンズス クリーンは、望ましくない角度への光線の散乱を低下させ、′ホット・スポット ”効果を減少させる極めて効率的なりアブロジェクシミン／拡散スクリーンとし て機能する。

そのような用途の一つのクラスにおいては、マイクロレンズマテリアルは、プロ ジェクションまたは光学システムに関係なく、直進拡散または導光機能を果たす 。例えば、そのようなシートマテリアルは、例えば、曇りガラス窓やドア用の建 築用のガラスにフィルムとして張られたり、または、そのような目的のために、 二枚のガラス板または硬いプラスチックシートの間にサンドイッチされ、そのよ うな用途に一般に使用される既知の”フロストされた”またはザラザラ感じのガ ラスの一層リファインされた形態に仕上げるものである。このようなマイクロレ ンズマテリアルは、硬いガラスまたはプラスチックス透明シートにより前記のよ うに支持されて、例えば、浴室内シャワー室その他における”プライパン−〇ガ ラス”としても使用できる。

そのようなマイクロレンズマテリアルは、また、例えば、民生用または公共用建 物内の電気ランプ用の拡散構造体または拡散パネルに利用され、または、組み込 まれることもできる。この点に関連しては、出願第８８１２８４４．６号に記載 したように、そのようなマテリアルにおける実質的に”シリンドリカル”な段階 的屈折率レンズのオリエンテーションをコントロールして、ランプまたは他の光 源からの光線を特定方向における選択的方向を得ることができるような使用が可 能である。このようなマテリアルは、自動車の分野、例えば、ダツシュボード表 示の照明、または、普通の車両のヘッドランプまたは尾燈の補助体として、例え ば、そのようなランプの指向性を改良し、ランプ装着の車両の運転者にとり不要 な方向に向き、または、他の車両の運転者の注意を逸らせたり、刺激したりする 眩しくなる該ランプからの光線の散乱を抑制するためにも応用される。

そのようなマチＩＪアルは、また、ＴＶおよび類似システムのほかのイメージプ ロジェクション用途、例えば、レフレンズカメラの焦点スクリーン、民生用及び 他の用途のスライドおよびフィルムビューア−に利用されるもので、コンベンシ ョナルには、すりガラスまたは相当する風合いのアクリルスクリーンが類似の産 業用プロジェクション７ステムなどに用いられている。シートマテリアルとして 、大寸法のビデオディスプレイ構造にあったマイクロレンズそれ自体を組み込ん だポリマーシートマテリアルは、簡単に切断、トリミングされて、互いに当接さ れながら適当に支持されるそれぞれのセクションを形成し、完全な大寸法のりア ブロジェクション・スクリーンを作る。これらの用途すべてにおいては、適当な 形状のマイクロレンズマテリアルは、観察者の視野に入る、または、視野範囲に あるマイクロレンズスクリーンを介して殆どの光線を透過させることができ、掻 く僅かな光線のみが視界外の角度に散るものであることによって、”ディライト ”観察に適した光輝くイメージを与えるものである。

個々の画素または”ビクセル”がスクリーン領域の所定の位置に現れる陰極線管 、ＴＶおよびＶＤＵの用途に該マテリアルが場合、それぞれのマイクロレンズが 、各”ピクセル”に配置され、正合されて、見やすくなるように構成される。さ らに、スクリーンのそれぞれの領域が、所定のキャラクタ表示領域を作るコンピ ュータモニターや類似のものの用途において、それらキャラクタ領域各々がそれ ぞれのマイクロレンズに配置されることが可能である。（この場合、マイクロレ ンズは、それなりのラージスケールを有する）。

このようなポリマーマイクロレンズマテリアルからなるマイクロレンズスクリー ンは、ｖＤＵの前面に着脱自由に装着され、選択されたディスプレイタイプに適 した異なる特性、配列ピッチ、レンズ径などの他のマイクロレンズとの互換性を もたせる。

このような用途においては、マイクロレンズマテリアルは、陰極線管スクリーン の前に配置された硬い平らな透明ガラス板に支持される（この場合、コンベンシ ョナルな外向き凸面の陰極線管スクリーンに関連して使用されるフラットシート は、中心が前記スクリーンに接触しながらも該中心から離れた位置では、離隔し ており、スクリーンのすみ部における領域において、陰極線管から最も離れてい る）。

また、ポリマーマイクロレンズシートマテリアルは、ｖＤＵスクリーンに直接に 着脱自由に取り付けられる。かくして、例えば、ＶＤＵスクリーンは、プリント リカルなスクリーン表面をもつように構成され、ポリマーマイクロレンズシート マテリアルは、該スクリーンのシリンドリカルな表面に巻かれて、直接、密着さ れる。

マルチプルエレメント・マイクロレンズ配列は、段階的屈折率マイクロレンズ配 列を備えたポリマーシー多数枚をサンサンドイッチして作るもので、一枚のシー トにおける各マイクロレンズは、サンドイッチした他のシートの対応するマイク ロレンズに重ねられ、重ねられた”シンプルな”マイクロレンズのセットは、そ れぞれ複合またはマルチプルエレメント・マイクロレンズを構成する。ポリマー シートマテリアルまたはサンドイッチ状のポリマーシートは、マルチピクセルＴ ＶまたはＶＤＵ　ＬＣＤスクリーンのような液晶ディスプレイ装置に施されるか 、または、これとサンドイッチされる。

そのようなマイクロレンズマテリアルは、また、光学繊維と組合わされての用途 に使用される。

他のアスペクトにおける本発明の目的は、改良されたマイクロレンズスクリーン または光拡散シートマテリアルを提供することである。

発明のこのアスペクトによれば、一体の段階的屈折率マイクロレンズ配列が形成 されており、各マイクロレンズは、シートの少なくとも一方の表面において、そ れぞれのマイクロレンズのパワーに付加される表面レリーフフォーメーションで 終わる透明なマテリアルのシートが提供される。

発明は、また、その範囲において、凸面または凹面レンズ面として形成される少 なくとも一つの端部面を有するシングルの段階的屈折率レンズを含む。

参考とされるべきＧＢ２２６９７９に記載された好ましい実施例においては、段 階的屈折率レンズは、光重合可能な樹脂の選択的重合によりフォトポリマーの層 に形成され、そのような重合は、製造の間、シート領域にわたり、樹脂層（また は、少なくとも対応する七ツマ−の対応する層）への露光度合いを相応に変えて 製造される。ＧＢ２２０６９７９に記載された好ましい方法においては、選択的 露光は、マイクロレンズの好ましい配列に相当する配列の貫通孔を有するマスク を介して、モノマー／フォトポリマーを紫外線光線に露光させることによって達 成される。

他のアスペクトにおける本発明は、ＧＢ２２０６９７９に記載されたスクリーン の好ましい形態の変形と、そのようなスクリーンを形成する為に使用するマテリ アルの変形と、そのような変形を製造するために利用される新規の方法に関する ものである。

本発明の目的の間には、増強されたパワーの光拡散マテリアルの提供があるかく して、発明の他のアスペクトによれば、光を透過するベースマテリアルのシート を用意し、これの表面を形付けして、マイクロレンズの配列を形成し、露光によ り屈折率が変化するフォトポリマーのような媒体を該ベースマテリアルにコーテ ィングし、ついで、前記マイクロレンズををする前記ベースマテリアルを介して 、屈折率が変動する該媒体を露光し、これによって、屈折率可変の媒体を介して 、前記マイクロレンズにより作られた前記露光光線の照度の地域的変化が前記媒 体における屈折率に、対応する変化を生じさせ、該ベースシートのそれぞれのマ イクロレンズに光学的効果を付加する、互いに整夕１ルた屈折率が段階的に変化 するレンズ配列を前記媒体に作ることからなる光拡散マテリアルを作る方法が提 供される。

発明の更に他のアスペクトによれば、屈折率が露光によって変化するフォトポリ マーのような媒体のシートまたは層を形成し、前記シートまたは層の一方の面を 型成型またはエンボスしてマイクロレンズ配列を形成し、前記型成型またはエン ボスされた面を介して、前記媒体のシートまたは層を露光し、これによって、前 記型成型またはエンボスされた面における屈折により作られる、可変屈折率媒体 を介しての前記露光光線における部分的な変動が前記媒体に、対応する屈折率の 変動を生じさせ、これによって、前記型成型またはエンボス加工による、それぞ れのマイクロレンズ面に光学的効果を付与する、互いに整列した段階的屈折率の レンズ配列を前記媒体に形成する光拡散マテリアルを作る方法が提供される発明 のさらなるアスペクトによれば、光拡散スクリーンが提供されるもので、このス クリーンは、型成型またはエンボス工程によるフレネルレンズまたはプリズムを 一方の面に存し、他方の面は、段階的屈折率レンズの配列をもつ可変屈折率マテ リアルの層がコーティングされている。

我々の出願第８８１２６４４４．６号に記載したマイクロレンズスクリーンを形 成する好ましい方法においては、段階的屈折率レンズは、例えば、紫外線レーザ ーからのレーザー光線に光重合性マテリアルを選択的に露光させることにより形 成される。

フォトポリマーを露光するのに、レーザー光線を使用する前記方法により形成さ れた段階的屈折率マイクロレンズの配列においては、形成されたマイクロレンズ は、屈折率の高い部分的変動によるレンズ内の極微構造の光学的欠陥を有する。

本発明の発明者により、マイクロレンズ内のそのような極微構造は、レーザー光 線の偏光に寄与することが発見された。

他のアスペクトによれば、本発明の目的は、そのような極微構造による前記欠点 を除くことができる種類のマイクロレンズを製造する改良方法を提供することに ある。

本発明の最後に述べたアスペクトによれば、フォトポリマーまたは相当する七ツ マ−をレーザー光線に選択的に露光することにより、特定のマイクロレンズスク リーンを製造する方法であり、該方法においては、四分の一波長板をレーザー光 線源とフォトポリマーとの間に介在させ、露光の間、四分の一波長板をその対向 面に対し垂直な（即ち、速い軸と遅い軸に対し垂直な）軸を中心として回転また は回転状に振動させ、これにより、露光の間、フォトポリマー内のレーザー光線 の偏光を連続的に変化させ、該偏光によるミクロの欠点をなくすものが提供され る。

レーザー光線源は、英国特許出願第８８１２６４４．８号に議論されているよう に、円形の光伝達孔配列をもつ適当な光学マスクを介してスポット・バイＯスポ ットΦベースでマイクロレンズが形成されるべきポリマーの領域を露光するよう に構成されたスキャンニング・レーザーからなる。

我々の出願第８８１２６４４．６号に記載された好ましい方法においては、段階 的屈折率レンズは、例えば、クリアなドツトマスクを介して、紫外線レーザーに 光重合マテリアルを露光させることにより形成され、フォトポリマー層がマスク を介してレーザービームによりスキャンニングされる構成になっている。

発明の他のアスペクトにおける本発明の他の目的は、そのような段階的屈折率マ イクロレンズスクリーン形成する改良された方法を提供することである。

発明のこのアスペクトによれば、透明な光重合性の段階的屈折率マテリアルの層 からなるマイクロレンズスリーンを作る方法であり、該スクリーンにおけるマイ クロレンズの配列は、段階的屈折率レンズとして形成され、該方法は、前記フォ トポリマーまたは相当するモノマーの暦に、マイクロレンズの所望の配列に相当 する変化する光パターンのイメージをホログラフィックに形成することからなる ものが提供される。

多数のマイクロレンズを包含するために十分な大きさであるにしても、１回の露 光で上記態様で便利に露光できるフォトポリマーの領域のサイズは、比較的小さ く、（例えば、リアプロジェクシロンΦテレビジ式ンシステムのためのりアブロ ジェクシＲンスクリーンとして望ましいスクリーンのサイズに関し、）そして、 したがって、発明の好ましい実施例においては、フォトポリマー層の延長された 領域は、スキャンニングモードにおいて隣接ブロックの連続で露光され、その結 果、隣接するブロックの連続する列は、代わる代わる露光され、前記各列におけ る隣接のブロックは、連続スキャンニング工程で代わる代わる露光される。

ＧＢ２１９３３４４は、単一体の集積回路の製造における、フォトレジストをコ ーティングしたシリコンスライスを所望の回路パターンの光学イメージに露光さ せ、フォトレジストの上のイメージを直角プリズムの斜辺面の上の可変屈折率フ ォトポリマー・コーティングに一体になったホログラムからレーザー光線中でホ ログラフィックに作り、レジストがコーティングされたシリコンスライスを前記 斜辺面に近接位置させ、レーザー光線を該プリズムから該プリズムの他の面の一 つの面を介して前記斜辺面に投射する技術を記載する。

本発明は、ＧＢ２１９３３４４の技術のモディフィケーシヨンを段階的屈折率フ ォトポリマーの層における段階的屈折率マイクロレンズ配列を作るのに利用する ことを提案する。本発明の技術において、プリズムの斜辺面のホログラムは、Ｇ Ｂ２１９３３４４に記載したものと同じ態様であるが、所望の回路パターンのマ スクの代わりに、最終製品における所望のマイクロレンズ配列に相当する透明な ”ホール”配列を与えるマスク（該マスクは、さもなければ、不透明）を使用し て製造される。

この発明の他の目的は、透明な合成マテリアルをせんたく的に光重合することに よって、増強されたパワーのマイクロレンズを製造する方法を提供することであ る。発明は、なかんずく、インテグラルなマイクロレンズ配列を組み込んだ透明 なマテリアルのスクリーンを製造する改良された方法を与えるもので、そのよう なスクリーンは、以下ここでは便宜上”マイクロレンズスクリーン”というＷＯ ３０１０９９５２には、アクリルアミドのような光重合可能な可変屈折率物質を 選択的に段階的に露光し、段階的屈折率レンズの形態であるマイクロレンズ配列 を作るマイクロレンズスクリーンの製造方法が記載されている。

かくして、この発明の他のアスペクトによれば、光学パワーが増強されたマイク ロレンズは、光重合可能な物質の温度を、該物質の選択的重合露光の前に、関連 するフォトポリマーの軟化点近くに上昇させ、ついで、該物質を選択的に露光し 、一方、該物質を昇温温度に維持し、該物質の選択的重合を冷却または冷却させ る前に昇温温度で行うようにさせることで光重合可能な物質に作られる。

この発明は、延長された層として、透明な光重合可能な物質を設け、前記層を露 光工程において、ドツト配列からなる光パターンに露光し、該物質の相当する選 択的光重合により、前記層に相当するマイクロレンズ配列を設けるマイクロレン ズスクリーンの製造に応用される。

この発明から生ずるレンズパワーの増強は、形成されたフォトポリマーの軟化、 そして、未重合または部分的にのみ重合された組成物の増加した移動性に関係し ているものと考えられるが、この発明を、これに関するメカニズムに関し、特定 のセオリーに限定する意図はない。

この発明の好ましい実施例においては、アクリルアミドモノマーのような紫外線 へ段階的に露光させることで、選択的段階的光重合する物質の層を支持基体に設 け、層それ自身が不透明なフィールドにおける”ホール”の光伝達領域の配列か らなる光学マスクを形成するか、または、支持する。支持基体は、モノマー層が 施される安定な透明プラスチックスフィルムからなり、該フィルムは、実際、露 光され、現像された銀ハロンゲン化物写真フィルムであり、したがって、モノマ ー層から離れた面が前記不透明な背景を定める銅粒を有するゼラチン層を支持す る。該写真フィルムは、コンベンショナルな態様で、マスタースクリーンの方法 により、ドツト配列からなる所望の光学パターンに曝され、露光されたフィルム は、引き続いて現像され、モノマー層と結び付いたマスクが常法により形成され る。

光学マスクを持つ支持基体の上のモノマー層は、まず、該当するポリマー（例え ば、ポリアクリルアミド）の軟化点に近い温度に加熱され、ついで、マスキング 層を介して紫外線で露光し、所望の選択的重合を行う。昇温された温度は、その ような重合が進行する間維持されるのが好ましく、その後、該マテリアルは、冷 却される。ついで該製品は、コンベンシロナルな写真漂白プロセスに付され、マ スキング層から銀を除き、後者全体を透明にする。しかしながら、用途によって は、マスキング層の”ホール”の間の領域は、不透明のままにされ、例えば、マ イクロレンズスクリーンがテレビジョンスクリーン向けの場合、望まない散乱光 または反射光を吸収するようにする。

モノマー層の一方の面は、露光ならびに光重合の間、フリーであるので、該層も またそのフリーな表面で、各重合した領域の上の凸面”隆起”またはドーム形状 の関連した表面歪みを受けない。このような状態ならびに光重合可能な物質によ っては、段階的屈折率収斂コンポーネントを前記表面歪みによる該コンポーネン トに加えて各マイクロレンズに与え、これによって、表面歪みの光学収斂効果と 屈折率変化とが互いに増加する。上記において、当のマイクロレンズが収斂レン ズであるが、発散マイクロレンズの配列が同じ技術で作られるとすると、屈折率 変化は、収斂マイクロレンズ配列を作るときに発生するものの逆ともなり、その 結果、表面歪みと屈折率変動とは、再び、マイクロレンズのパワーを増進する。

本発明は、マイクロレンズの効果が表面レリーフ効果からのなんの顕著な寄与も 無しに段階的屈折率変動から実質的に導かれる、即ち、マイクロレンズが実質的 に段階的屈折率レンズであるシステムならびにマイクロレンズの効果が段階的屈 折率変動からのなんの顕著な寄与も無しに表面レリーフ効果から実質的に導かれ るシステム、同様に、両効果が顕著な貢献をなすシステムに応用できるものであ る。

モノマーがコートされた銀ハロゲン化物フィルムは、連続した長い形態で大量生 産で製造され、製造の各工程が行われる各種のステーションを通過して長さ方向 へ送られる。したがって、そのような方法においては、モノマーをコートされた フィルムは、マスキング層に最も接近しているサイドから媒体へ紫外線が照射さ れる露光ステーションを通り、そして、該ステーションでは、例えば、赤外線源 からの輻射熱が媒体の反対の面に当たり、モノマー／フォトポリマー層を露光の 間そして露光の後、所望の温度に維持する。別の輻射熱源を露光ステーションの 僅か上流に配置し、露光ステージジンを通過する前にモノマーの温度を上げるよ うにしてもよい。次いで、処理の後続工程が当業者に自明の態様で後続ステーシ ョンで行われる。

他のアスペクトにおける本発明の目的は、球形またはシリンドリカルなマイクロ レンズ配列またはフレネルレンズまたはプリズムまたは類似の反射構造のような 光学きょくび構造を製造する方法を提供することである。

発明のこのアスペクトによれば、光学微細構造を製造する方法が提供され、これ は、次の工程からなるニー 支持基体に銀ハロゲン化物エマルジョン層からなる写真マテリアルを用意するこ と、 該写真マテリアルを所望の光輝パターンに露光させること、該マテリアルを処理 して、前記エマル９１７層に前記光輝パターンに相当するレリーフパターンを作 り、そして、前記光学極微構造体を形成する対応する、または、補完する表面レ リーフパターンを有する透明なプラスチックスマテリアルのシートを製造するた めに、該レリーフパターンのエマルジョン面を、型成型、エンボス加工または類 似の技術により、マスターとして使用すること。

一つの実施例においては、エンボス加工ツールにおけるエンボス加工表面は、レ リーフパターンのエマルジョン表面から得られ、エンボス加工ツールは、その後 、前記エンボスツールによりプラスチックスマテリアルのシートをエンボスする ことにより透明なプラスチックスマテリアルのシートに前記光学微細構造を作る ために使用される。

前記レリーフパターン化されたエマルジョン表面から前記エンボス加工面を得る ために、エンボス加工ツールを形成しようとする場合、変形可能なプラスチック スマテリアルを加熱および／または加圧によってレリーフパターン化されたエマ ルジョン表面に施し、その結果、前記プラスチックスマテリアルの表面が前記レ リーフパターン化されたエマルジョン表面に少なくとも殆ど合致し、その後、変 形されたプラスチックスマテリアルは、エマルジョン層から剥がされ、変形した プラスチックスマテリアルの対応するレリーフ面をエンボス加工ツールの、ニッ ケルまたは他の硬い金属の対応するレリーフパターン化エンボツシング表面を電 鋳または電気製版技術により作り出すのに用いる。

＊り、しｌＪ−フパターン化のエマルジョン表面は、それ自体、鋳込みまたは型 成形技術により透明なプラスチックスマテリアルが施される金型表面として使用 され、前記光学微細構造を有する補助表面を有する透明なプラスチックスシート が作られ、該プラスチックスマテリアルは、その後、写真マテリアルから剥ぎ取 られる。

写真マテリアルの前記処理は、好ましくは、該マテリアルを現像し、該エマルジ ョン中の露光された銀ハロゲン化物粒体を銀に変え、そして、現像された層をエ ッチブリーチングして銀イメージにそれまで占拠されていた領域にエツチングさ れたビットを作る。

発明の他のアスペクトにおける発明の目的は、速くて、高解像度のプリンティン グができる改良された光学プリンティングシステムを提供することである。

この発明によれば、イメージスクリーン、感光性の面を設けるメンバー、前記ス クリーンのそれぞれの領域に並置された入り口端部と露出ゾーンのそれぞれの位 置に配置された出口端部とをそれぞれが有する複数の光ガイドに対し、露光ゾー ンを介して対面する面に垂直な方向へ該面を前進させる手段および感光性面が前 記ゾーンを介して前進するにつれて、前記スクリーンの前記領域それぞれを選択 的に照射する手段からなり、該面が前進するにつれ、複数の隣接する行において 、前記感光性デヴアイスを露光し、前記面に可視または見えないイメージを作る 光学プリンティングシステムが提供される。

好ましい実施例においては、前記光案内は、光案内の入り口端部に適合する部分 を少なくとも宵し、該入り口端部が前記スクリーンの上に横たわり、前記露光ゾ ーンに位置するシートのエツジに横たわる前記軸端部を有している可変屈折率マ テリアルの透明なシートにおける屈折率の地域的変動により形成される。

発明の実施例は、添付の概略図面を参照し、例を示して以下に記載されるもので 、図面においては： 図１は、発明の一つの実施例による長いマイクロレンズ配列を示した概略平面図 であり、 図２と図３は、発明を構成しない段階的屈折率レンズを示し、図４と図５は、図 ３に類似しているが、発明を構成するレンズの作用を示す概略描写であり、 図６は、本発明による光拡散マテリアルを示す略図的断面図であり、図７は、発 明を構成する光拡散マテリアルの他のフォルムの同様の断面図であり、 図８は、発明を構成する他の光拡散マテリアルの類似の断面図であり、図９は、 マイクロレンズスクリーンの製造を示す略図的斜視図であり、図１０は、マイク ロレンズ製造に使用される他の方法を示す略図的断面図であり、 図１１は、図１０の他のアスペクトを示す略図的平面図であり、図１２は、マス クを介しての照射パターンへの写真マテリアルの露光を示す概略断面図であり、 図１３は、現像後のマテリアルの状態を示す概略断面図であり、図１４は、後続 のエツチング工程後の図１１と図１２とのマテリアルを示す概略断面図であり、 図１５は、図１２から図１４に類似しているが、変形可能なプラスチックスマテ リアルをエツチング工程に起因して、レリーフパターンに変形することを示す図 面であり、 図１６は、図１５に示した工程から生じたプラスチックススマテリアルの変形し た表面から導き出すことによって、エレクトロタイピングまたはエレクトロフォ ーミング技術により、エンボス加工ツール面を形成することを示す概略断面図で あり、 図１７は、発明の操作原理を示す概略展開斜視図であり、図１８は、発明を実施 するのに使用される可変屈折率シート内の光案内の構成を示す概略断面図であり 、そして、 図１９は、図１８に相当する概略平面図である。

図１は、請求の範囲２の方法による、請求の範囲１によるスクリーンの一部を示 す。

マイクロレンズの延伸は、ＧＢ２２０６９７９Ａに開示されたプロセスにおいて 、基板に支持された列状のフォトポリマー層を光伝達斑点または”ホール”を介 して紫外線または適当な可視光線に露光させることによって得られるものであり 、該プロセスは、光伝達斑点または”ホール”がマイクロレンズの所望の長く延 びたフオームに対応して長く延びている点がＧＢ２２０８９７９Ａのプロセスと 異なる。

そのようなマスクは、配列された円形ドツトからなるイメージにフォトセンシテ ィブな記録層を光学的に露出させるフォトリトグラフ技術により作られるもので 、感光層の対応する領域のエロンゲーシｄンは、そのような露出の間に記録層に 僅かな並進運動を加えて達成される。

結果として、該記録層の移動方向に、配列における各ドツトが延伸され、円形で あった”ドツト”の輪郭が半円形の端部をもった長く延びた領域に変わる。

このように露出されたマスク素材を常法により処理することでマスクが作られ、 該マスクは、接触複写状態にフスートポリマーマテリアルへ被せられて、直交方 向へ異なる光学パワーをもつ長く延びたマイクロレンズを自動的に作る。

添付の図面は、長（延びたマイクロレンズを図示する、発明を構成するマイクロ レンズスクリーンの一部を略図的に示す。図示された個々のレンズは、閉じられ た線により境付けされているが、形成されたスクリーンには、そのような線は存 在しないことを理解されたい。図示の線は、等しい屈折率ポイントを結ぶ単なる 線である。

請求の範囲４による本発明の実施例に関する図２から図５を参照すると、図２は 、典型的なＧＲＩＮレンズ構造を示す。

ＧＲＩＮレンズのパラメーターは、か（して特定される：屈折率は、通常ｒをも つ放物線となるように設計される。かくしてここで、ｎｏ。は、光学軸のおける 屈折率であり、Ａは、正の常数である。上記において、屈折率は、ｒとともに減 少し、その結果、レンズは、コンベンショナルな凸面レンズの効果をもつ。

ピッチＰを以下のように定める： ｐ＝２π／νＡ ピッチを知れば、レンズの長さを変えることで種々のイメージ特徴を定めること ができる。

図３は、ＧＲＩＮ　レンズのイメージングコンディジタンのバラエティを示す。

我々の共に係属中の特許出願第８８１２６４４．６号に記述したように、配列さ れた、そのようなレンズは、ポリアクリルアミドのようなフォトポリマーの層に 形成されることができるものきるもので、この場合においては、各レンズの長さ を変えることがイメージング媒体の厚さを変えることに相当する。

図４に図示されたレンズは、図３に図示されたものと、図４においては、各レン ズは、レンズ軸における曲率半径にそって凸面である一つの端面をもち、その結 果、レンズそれ自体内で、レンズ軸からの半径距離をもつ屈折率の変化に加え、 レンズの凸面端面における空気とレンズマテリアルとの接触点における屈折から 生ずる”コンベンショナルな”レンズ効果がある点を除き、類似している。

我々の共に係属中の特許出願第８８１２８４４４．８号に記述したように、段階 的な屈折率レンズの配列は、ドツトパターンに光学的に選択的に１されるフォト ポリマーマテリアルの層をシートとして使用することにより、光伝達シートに形 成される。段階的な屈折率レンズに対する包含され、かつ、論理的ならびにその 他の考慮の一層の取り扱いについては、前記係属中の出願を参照すべきである。

段階的な屈折率レンズ構造をコンベンショナルなレンズ形状の特徴と結び付ける ことで、コンベンショナルな複合レンズ構成に類似した態様で作用する構成を与 えることができる利点があることが見いだされた。かくして、図４を参照すると 、我々の共に係属中の出願第８８１２６４４．６号に概略記載されているように 、該シートの主寸法に垂直な軸をもつ段階的な屈折率レンズの列が形成されてい る〕ｔトポリマー層１０は、フォトポリマー／基板境界面１２から離れたフォト ポリマー層の面に、それぞれが、段階的な屈折率のマイクロレンズのそれぞれの 一つの軸に曲率の中心をもつ球面部分の面に接近している複数の凸面ドーム１４ からなる浮き彫りパターンを補助的に有している。かくして、それぞれのそのよ うなドーム状の面は、コンベンショナルな凸面レンズとして作用し、これによっ て、段階的な屈折率と凸面コンポーネンツの光学パワーが付加されて、マイクロ レンズに増強されたパワーを与える。

マイクロレンズにおける収差が重要な状況においては、例えば、マイクロレンズ における収差の補正の手段として、段階的な屈折率層１０に、図５に示すように 、各段階的な屈折率マイクロレンズにそれぞれの凹面部分を与える表面レリーフ 形状を付与することは、勿論可能なことでもあり、この結果、該レンズのに面屈 折成分は、ネガティブなパワーをもつ。同様に、各マイクロレンズがネガティブ パワーを与える、すなわち、相反するポジティブパワーを付与する表面屈折成分 とともに発散レンズとして作用する段階的屈折率成分を各マイクロレンズが有す ることが可能である。最後に述べた二つの場合においては、結果としてコンバイ ンされた効果は、収斂レンズのそれか、または、発散レンズのぞれかのいずれか である。段階的屈折率成分と表面屈折成分との両者が該コンビネーションにそれ ぞれの負の光学パワーを貢献させることも勿論可能であり、この結果、後者は、 発散レンズとして作用する。

図４に関連して記載したような形状は、別個の表面形成工程の必要性無しに、フ ォトポリマー（あるいは寧ろ、感光性モノマー）の選択的露光に起因する選択的 重合の副産物として、作られることができることが見いだされた。しかしながら 、所望の表面レリーフパターンを、他の手段、例えば、機械成型またはプレス工 程、エツチング工程または類似のものによって、選択的重合の前後にフォトポリ マー層に付すことができることを認められたい。またあるいは、ポリマー／モノ マー層を付す基板の表面にレリーフ状に適当に形付けることができ、その結果、 所望の表面屈折効果がポリマー／基板境界、または、それまでに基板に係合して いたポリマーの表面で、その後にポリマーが基板から剥離される部分で発生する 。

発明の好ましい応用は、フォトポリマーシートに列状のマイクロレンズを作るこ とであるが、実質的に大きなスケールで、同じ種類の表面形状をもつ個々のレン ズを作ることができることを理解されたい。

同様に、必要に応じて、各段階的屈折率レンズの両端面を望みに応じて凸面また は凹面にカーブさせることもできることが理解される。

図６から図８は、請求の範囲５と６による発明の実施例に関する。

図６を参照すると、光拡散マテリアルが、ＧＢ２２０６９７９により詳細に議論 されているタイプのポリアクリルアミド樹脂のような光重合可能な樹脂の層をも ち、光重合可能な該層を紫外線に露光して、そこに列状の段階的屈折率（ＧＲＩ Ｎ）レンズを作る、例えば、ポリエステルのような安定な透明ベースシートによ り製造される。図６に示した製品においては、選択的露光は、ＧＢ２２０６９７ ９におけるように、光学マスクを利用することによるものではなく、透明なベー スシート１１０に、ベースシート１１０それ自体がマイクロレンズ配列からなり 、マイクロレンズ後者配列を使用して、フォトポリマーの随所にわたり露光照度 を選択的に変えるような表面形状を付与することによって達成される。このよう に、図示された構成においては、ベースシートの一つの面は、微細な凸のドーム 領域が密集した配列からなり、これによって、収斂マイクロレンズの配列が形成 される。図６に示した実施例においては、光重合可能な樹脂の層１１２は、エン ボスされた表面と反対のベースシート１１０の面に施される。該製品は、ベース シート１１０により付与される側面からの光に露光され、その光は、複合マテリ アルの主面に対し実質的に直角に向き、露光は、該マテリアル全体に実質的に均 一なものである。しかしながら、個々のドーム状表面地域の収斂効果により、そ のようなかく地域に当たる光線は、図６（ａ）に示すように、そのような各地域 により定められる光学軸に向は収斂され、これによって下位のフォトポリマー１ ２は、そのような軸により接近した、より高い照度の光線に露光される。結果と して、重合の度合いは、そのような軸からの距離により変化し、各ドーム状の表 面域の下側である、層１１２に対応する段階的屈折率（ＧＲＩＮ）レンズを作る 。かくして、図６（ｂ）に示したように、層１１０の各ドーム状域の収斂効果は 、（図６で見て）下位の段階的屈折率マイクロレンズの収斂効果により増強され る。

図６を参照した上記記述においては、露光に用いた紫外線がシートマテリアルに 対し実質的に直角に当たるものであるが、ある場合においては、該マテリアルの 上に配置された配置光源から該マテリアルを照射したい場合があり、その結果、 配置光源から該シートへの垂線が該シートを横切るポイントから徐々に離れる位 置に形成された段階的な屈折率マイクロレンズは、ＧＢ２２０８９７９の図１２ に関して記述した接種に類似した態様で徐々に角度が付される。

必要に応じて、凹面マイクロレンズまたは発散マイクロレンズの配列に起因して 、部分球形の凹んだくぼみの配列がベースシート１１０にエンボスまたは他の方 法で形成され、これによって、ベースシート１１０を介してのベースシート／重 合可能な層の複合体に対する紫外線露光により、段階的屈折率発散マイクロレン ズの対応する配列が作られることが認識される。

また、図７に示したように、ベースシート１１０よりも寧ろ、光重合可能な層１ １２をエンボスまたは型成形してドーム状の地域配列を作り、光重合可能な層を ベースシート１１０から離れたサイドから露光することが可能であり、履１１２ の露光された面のドーム状の部分の表面屈折効果は、各マイクロレンズの軸に対 し光線を望み通りに集中させることに依存し、段階的な屈折率における当然の変 化が層１１２の表面における結果としてのマイクロレンズそれぞれへの屈折効果 を増す。

図８に示すように、光重合可能な層１１２から離れたベースシート１１０の表面 をそれ自体知られた方法でフレネルレンズまたはプリズムのように形成し、そし て、層１１２に段階的な屈折率のマイクロレンズ配列を形成するために、ＧＢ２ ２０８９７９に記載されたと同じ方法で、適当なマスクを介して、ベースシート １１０から離れたサイドから露光して層１１２に屈折率が段階的なマイクロレン ズを作るこ七も可能であり、これによって製品は、収斂（または発散）レンズま たはプリズムと拡散スクリーンとを結び付けた効果を有し、例えば、バックプロ ジェクシｅン・スクリーンのような特殊の使用状況に特に適した特徴を与えるも のである。

図９は、請求の範囲７による発明の実施例に関する。

図９は、方法を実行する機構を略図的に示し、フォトポリマー／モノマー層は、 ２１０で、光学マスクは、２１６で、四分の一波長板は、２１２で、レーザー光 ｆａ＃は、２１４で示されている。

さもなければ、フォトポリマー層は、公告されたＧＢ特許出願ＧＢ２１９３３４ ４Ａに記載されたものと類似の技術を使用してホログラフィックに露光するよう にでき、該技術は、基準レーザービームの手段により直角７４５°プリズムの斜 辺面に施された可変屈折率層に形成されたホログラムである照明による所望の回 路パターンのイメージを再構築することによって、シリコンスライスを所望の回 路パターンにホログラフィックに曝すためのものである。このような技術におい ては、基準ビームは、該プリズムの二つの垂直な面の一方を介して照射され、可 変屈折率マテリアルの層の外面で内部反射し、二つの垂直な面の他方から浮かび 上がり、他方、ホログラムからの光線は、可変屈折率層の前記外面を通過して、 前記斜辺面と間隔をおいて平行に配置されたシリコンスライスに所望の再構築さ れたイメージを形成する。

フォトポリマー層にマイクロレンズを形成するために現に提案されるＧＢ２１９ ３３４４Ａのバリエージジンにおいては、フォトポリマー層は、シリコンスライ スの代わりに使用され、プリズムの斜辺面のホログラムは、集積回路の形のマス クをクリアなドツトスクリーンに置き換えているが、ＧＢ２１９３３４４Ａに記 載した条件での斜辺面における可変屈折率マテリアルの露光によって形成された ものである。

実用においては、ＧＢ２１９３３４４Ａのモディファイされた技術を使用して、 マイクロレンズスクリーンの比較的小さな領域のみが一度に露光でき、そして、 それが為に、フォトポリマー層をスキャンして、同時に該層の表面の後続の小さ な”ブロック”を露光させることが好ましく、レーザー光源とプリズムは、可変 屈折率ホログラムと共にユニットとして構成され、前記ユニットは、フォトポリ マー層を各スキャンの終わりにおける一つの”ブロック”の幅だけ前進させるこ とで、フォトポリマー層の上を段階的に後退、前進して”スキャン”し、各“ス キャン”の間、各ステップにおいて単一の”ブロック”が露光される。あるいは また、レーザー光源、プリズムおよびホログラムは、固定され、フォトポリマー 層が断続的に”スキャン”してプリズムを通るようにしてもよい。いずれの場合 もフォトポリマー層は、ブロック壷バイーブロックをベースとして露光される。

各場合における回転四分の一波長板は、レーザー光線がフォトポリマーに当たる 前にレーザー光線を遮るように配置される。理論的には、回転四分の一波長板は 、レーザーとフォトポリマーとの間なら、どの位置にも介在させてよいが、レー ザーの出口窓に近接させて位置させるか、または、レーザーから直ちに発射され るレーザービームのバスにダイレクトに位置させることが最も便宜である。

発明による方法は、光重合マテリアルをレーザー露光させて作るマイクロレンズ スクリーンの品質に実質的な改良を許すもので、後者の技術は、それ自体、その ようなスクリーンを形成するための好ましい技術であり、個々のマイクロレンズ の光学軸がスクリーンの面への垂線に関して角度をもつようなマイクロレンズス クリーンを製造する、現在唯一の実用的技術である。

図１０と図１１とは、請求の範囲８による発明の実施例に関する。

添付図面の図１０を参照すると、符号３１０は、直角プリズムを指し、符号３１ ２は、プリズム３１０の斜辺面のフォトポリマー層を指し、層３１２は、上記し たマスクから得られたホログラムを育する（即ち、透明な”ホール”の前記配列 で形成されたマスク）。プリズム３１０は、それに付着された層３１２と共に略 図的に示した適当なヘッド３１４に装着され、その結果、層３１２は、ヘッド３ １４の平面下面またはヘッド３１４の平らな下面の一部を形成する。符号３１６ は、ヘッド３１４内に配置されたレーザー光源を略図的に示すもので、該光源は 、レーザー光線をプリズムの二つの相互に垂直な面の適当な一方を介してプリズ ム内部を通過し、層３１２がコートされた斜辺面へ到達させる。ヘッド３１４は 、フォトポリマー（または光重合によりポリマーが得られるモノマー）の層３１ ８の直上で、ごく僅かな間隔をおいている平らな下面に装着されており、モして 暦３１８は、例えば、安定したプラスチックス素材の透明な基板３１９に支持さ れ、接合されている。層３１８は、ヘッド３１４の下面と平行であり、ホログラ ム形成の間、層３１２からのオリジナルなマスクの間隙に一致する距離分、該下 面から離れている。したがって、層３１２に組みこまれたホログラムの力で光源 ３１Ｂからのレーザー光線内で、照射されたスポットの所望の配列の正確なイメ ージが層３１８に再現され、これによって、プリズム３１０の直下で、プリズム ３１０の斜辺面に形状とサイズとが対応するフォトポリマー層３１８の矩形領域 またはブロックが光スポットの所望の配列に露光され、これによって、層３１８ のマテリアルの結果となる選択的重合のために、段階的屈折率マイクロレンズの 所望の配列がそれぞれの”ブロック”に作られる。ヘッド３１４は、略図的に３ ２０で示した手段に装着され、ストリップ３１８，３１θにそって水平に動くこ とができる。

図解によれば、基板３１９とフォトポリマー層３１８とは、図１１の矢印入方向 に、ヘッド３１４の下方を長さ方向にステップ状に通る連続したストリップの形 態をなしており、一方、ヘッド３１４は、図１１の矢印Ｂに示すように、該スト リップをステップ状に横切るように装着されている。したがって、ヘッド３１４ は、ストリップ３１８，３１９の各長さ方向位置に対し、該ストリップを間欠的 に横切り、フォトポリマー層３１８の下位にある”ブロック”は、各ステップご とに露光され、破線で示すように、このような”ブロック”３２４の横列は、ヘ ッド３１４が一回完全に横断する間に露光される。ついで、ストリップ３１８． ３１９は、各”ブロック”３２４の長さ部分に相当する距離分前進し、ヘッド３ １４は、再び、該ストリップを横切り、次の”ブロック”の横列が露光され、そ して、順次そのようにされ、これによって、フォトポリマー層３１８は、スキャ ンニングモードで各ブロック３２４ごとに露光される。かくして、大寸法のりア ブロジェク／ヨン・テレビジョンのスクリーンの幅をストリップ３１８，３１９ に与えれば、スポット・バイ・スポラ＋−（即ち、レンズ・バイ・レンズ）！光 システムに比較し、本発明の技術は、要求される関連のない数々の露光ステップ の大幅な工程減少を可能とする。

図１２から図１６は、請求の範囲１０による発明の実施例に関する。

ゼラチン層における銀ハロゲン化物の処理が二つの主な方法によりレリーフイメ ージを作ることが出来ることがよく知られている：（ａ）定着を伴う層の現像− かくして未露光の領域に層の破壊を惹起させる；（ｂ）露光されたイメージの領 域において、現像された銀とゼラチンとを溶解するエッチ・ブリーチングを伴う 層の現像。

発明の好ましい実施例においては、方法（ｂ）を用いて、透明なプラスチックス シートに転移される表面レリーフパターンを用意し、所望の光学的ミクロ構造を 与える。

次に、透明なプラスチックスシートに球形または半球形のマイクロレンズの配列 を成した光学的微細構造を製造するプロセスの概要を述べる。

このプロセスは、支持基板における銀ハロゲン化物／ゼラチン・エマルジョンの 層（約６μｍの比較的厚いもの）からなる写真素材（例えば、アグファゲヴアル ト８　ＥＳＧＨＤまたはミリマスク・マテリアル）を利用する。

図１２を参照すると、例えば、プラスチックスフィルムまたはガラスのような支 持基板が５１０で示され、該エマルジョン層が５１２で示されていて、該マテリ アルは、まず最初、小さな円形スポット（例えば、直径１８μｍ）の配列からな る光パターンに、マスク５１４と共に密着印画により露光される。

図１２に示された密着リトグラフィック方法は、極微の円形ドツトのイニシャル パターンを透明な基板の金属クロムの薄い層の上のレジスト層に直接記録し、つ いで該クロムをエツチングし、極微の孔または”ウィンドウ”を形成して作られ たクロムマスク５１４を使用してベストに行われる。このようなりロムマスクは 、耐久性があり、極微の孔または”ウィンドウ”については、極めて高度のエツ ジ尖鋭度をもつことができる。

露光された写真マテリアルは、ついで現像液で現像され、銀イメージに良好な深 さの現像がなされる。図１３は、この工程の終わりにおける該マテリアルを図示 し、符号５１５は、マスク５１４における孔または”ウィンドウ”の一つのイメ ージを現す銅粒の塊りを示す。

現像されたマテリアルは、ついで、エッチ漂白されて、図１４に示すように、銅 粒のスポットでそれまで占められていた領域におけるゼラチン層にビット５１６ がエツチングされる。エッチブリーチは、臭化カリウムと過酸化水素の添加で酸 性化された硫酸鋼のような銀溶剤溶液を用いて行われる。極めてすぐれた尖鋭度 のエツジで、欠点がない孔配列をもつクロムマスクの使用によって、このエツチ ング工程の最終におけるエツチングされたビット５１６は、並はずれてクリーン であり、テーパー問題が全くない。

図１５に示すように、次いで、変形可能なプラスチックス中間マテリアル５工８ が加熱および／または加圧によりレリーフ表面に施される。

変形シたプラスチックス層５１８は、ついでゼラチン層から剥離され、かくして 、該プラスチックス層は、ゼラチン層のエツチングされたビットの配列に相当す る突起の配列を与える。この工程においては、該プラスチックス層は、その軟化 点まで加熱され、該突起の表面は、該マテリアルの固有の表面張力により”丸く され”、これによって各突起は、半球形の形状となる。

該プラス千ノクスマテリアルを冷却した後は、変形した表面は、図１６に示すよ うに、電気鋳造または電気板工程の”マスター“とじて使用され、該工程におい ては、ニッケル層５１２が前記突起配列をもつプラスチックスマテリアル５１８ の表面に密着して形成され、かくして、ニッケル層５２０は、プラスチックス層 の表面を完全に補う表面をもつことになり、かくして、凹んだ窪みの配列が形成 される。ニッケル層５２０のこの層は、耐久性のあるエンボスするツールエンボ ス面として使用される。例えば、ニッケル層５２０は、それからプラスチックス 層を剥離し、金属ローラーの表面に接合し、エンボスロールを形成し、これによ って、透明なプラスチックスシートを連続したストリップの状態で加熱し、軟化 させながら、該エンボスローラーとカウンターローラーとの間を通過させて透明 なプラスチックスシートのエンボス加工を行う。

密着印画フェーズのための適当な”イメージ”をもつマスク５１４を利用するこ とで、球形レンズ配列のほかに、他の形態の光学的極微構造を形成できる。

例えば、一連の平行なシリンドリカルなレンズが同様に形成できたり、または、 フレネルレンズやプリズムのような構造も作り得るであろう。同様に、例えば、 該製品を金属化することによるなどで、最終製品を透明ではなく、反射するもの にするようにすれば、マイクロミラーのような、相当する反射極微構造体を作る ことができる。

さらに、方法は、例えば、コンパクトディスク用途のために、所定の形態のくぼ みがつけられた構成に応用できる。

さらに別の変形においては、所望のレリーフパターンを付したいプラスチックス マテリアルは、光重合可能な物質であってよく、この物質は、続いて、各突起の 領域において重合放射線（例えば、紫外線）に選択的に露光され、関連した屈折 率変化を伴って選択的に重合され、これによって段階的屈折率（ＧＲＩＮ）レン ズ効果を各マイクロレンズに付加スる。

上記した方法は、エマルシロンの厚さが６μｍから１７μｍの領域にある商業的 に入手できる種々の趙解像度フォトリトグラフィックエマルジョンのいずれも利 用できる。一般には、レンズ厚さの約３倍の、できればもっと以上の直径のマイ クロレンズが好ましいく、上記厚さの範囲に対しては、好ましいマイクロレンズ の直径は、１８μｍから５１μｍの範囲である。該方法は、勿論、好ましいマイ クロレンズの直径の大小に応じて、厚さが大小のエマルジョンを利用してよい。

発明による上記の方法に利用されたコンベンシロナルな写真エマルジョンの現像 とエツチング処理は、また、多くの効果、特に、より改善された（フォトグラフ ィック）スピードをもつ、コンベンジ１ナルなフォトレジストの使用と従来から 関連している顕微鏡スケールについて効果を達成するように使用される。

図１７から図１９は、請求の範囲１１による発明の実施例に関する。

図１７を参照すると、コンピュータ制御ＶＤＵは、スクリーン６１０を与える陰 極線チューブを有している。該スクリーン６１０は、概念的に、例えば、２００ の横列と２００の縦列のように、個々の領域または”画素”が横列と縦列の格子 状に区分され、図解のために、図１７には、その内の僅かしか示されていない。

スクリーン６１０の面には、図１７に略図的に８１２で示されている光ガイドの システム（そして、図１７には、図解の目的のためにのみ、スクリーン８１０か ら離されたものとして、図解されている）が施されている。各光ガイド６１２は 、スクリーン６１０の画素の特定の一つに割り当てられていて、スクリーン６１ ０のそれぞれの画素全体にわたり理想的に延びている入り口端部６１２ａと、感 光性シート６１４の面で端末となる出口端部６１２ｂとを有している。光ガイド ６１２は、理論的には、例えば、ガラス繊維束、フレキシブルなプラスデックエ レメントまたは類似のものから個々に形成できるが、好ましい実施例においては 、光ガイド６１２は、シート内の屈折率変動の適当なシステムによる屈折率可変 のポリマーマテリアルの均一なシートで形成されている。

各光ガイド６１２の出口端部６１２ｂは、極めて小さな断面領域を宵し、このよ うな出口端部のサイズでプリンティングシステムが製造できるようにしている。

図１７では、図示の目的のために、端！Ｊ６１２ｂをそれぞれ横方向に離して図 示しているが、出口端部６１２ｂは、実際には、感光性シート６１４の幅方向シ ート６１４は、駆動機構（図示されず）によって駆動され、適当なローラー６１ ６で案内されて、光ガイド６１２の出口端部６１２ｂの列が位置する露光ゾーン を通り前進する連続したストリップの形態でよい。ストリップ６１４を前進させ る機構は、また、スクリーン８１０の個々の画素のイルミネーシ傭ンをコントロ ールするコンピュータにより制御され、その結果、例えば、陰極線チューブのフ ィールドスキャンごとにストリップ６１４は、各出口端部６１２ｂの寸法に応じ た分だけ前進する。各フィールドスキャンの間、コンピュータは、各画素に対し 、その画素が照らされるか否かを決定し、したがって、スクリーン６１０の”デ ィスプレイ”をフントロールする。結果として、ストリップ６１４の表面は、ド ツトの横列と縦列のグリッドにおけるドツト・バイ・ドツト・ベースで露光され たり、露光されなかったりして、ストリップ６１４上に所望のイメージが作られ る。このように、該装置は、例えば、各キャラクタ−がドツトマトリックスシス テムで作られた、テキストの線をプリントし、その結果、例えば、８Ｘ８マトリ ツクスを使用すれば、テキストの各線ごとにストリップ６１４の８回の前進ステ ップが必要である。スクリーン６１４は、光の個々のパルスをそれぞれの光ガイ ドへ伝える機構として純粋に使用され、そして、したがって、シート６１４にプ リントされたイメージは、通常のセンスでは、スクリーン８１０上に現れた”イ メージ”と同じではない。陰極線チューブは、予め定めたスキャンに従い、光ガ イド６１２は、所定の構成であるから、どの光ガイドの入り口端部へ１サイクル で入光される照光（光ガイドが該サイクルで照光されるものとして）は、光ガイ ド６１２がスキャンの間照光されて、ストリップが停止の状態に留まっていなけ ればならないストリップ６１４の連続した前進ステップの間を最低にするか、ま たは、少なくするシーケンスにより、ストリップ６１４の移送方向に、それぞれ の光ガイドの出口端部６１２ｂが移動することにより、極めて短時間（それぞれ の光ガイド６１２の入り口端部がスーパーインポーズされる線を陰極線チューブ がスキャンする時間に相当する）となる七いう事実を利用することが可能である 。光ガイド６１２が適当に構成されていれば、ストリップ６１４の移送方向にお ける出口端部６１２ｂの移動は、出口端部６１２ｂの列を移送方向に垂直な線に 対し傾斜させることで単純に行える。

感光性ストリップ６１４は、露光ゾーン通過後、適当に処理されるコンベンショ ナルな写真材料からなるか、または、コンベンショナルな写真材料の代替物の何 れからかなるか、そして、モノクロームまたはカラープリントマテリアルからな るものでもよい。シートマテリアルのストリップの代わりに、静電タイプの複写 機の感光性ドラムを、そのような複写機から公知の方法で紙シートにプリントし た対応する可視イメージをもつ光ガイド６１２の出口端部を通過するように回転 させるようにしてもよい。他の各種の変形も当業者にとり明らかである。

上記したように、光ガイド６１２は、フォトポリマーのような、シートに適当に 位置されている変化により屈折率が可変のマテリアルの一体のシートで形成され るのが好ましい。そのようなフォトポリマー（または対応するモノマー）のシー トを暗部の束が介在する光束の対応するシステムからなる光パターンに露光させ て、シートの一端へ延びる平行な光ガイドのシステムを作ることは、比較的単純 なことである。そのような光ガイドのシステムにおいては、両側面における比較 的低い屈折率のゾーンをもつ境界領域における、または、内の全内部反射または 類似の屈折により、光は、比較的屈折率が高いストＩＪツブそれぞれへ下降する ことができ、そして、該シートのフォトポリマー／空気との面で対応して内部反 射する。

図１８と図１９においては、点線領域は、フォトポリマーシートにおける屈折率 がより低い領域を示し、それは、個々の光ガイド６１２として作用する。図１９ は、より低い屈折率の領域をもつ境界部分での屈折が、どのようにして、屈折率 がより高い領域内の光ビームを含むかを略図的に示す。図１８の実線は、シート の上面と下面とを示し、そこでは、全内部反射が発生して、該上下面に対し角度 をもって進む光線をガイド６１２へ戻す。

スクリーン６１０の個々の画素からの光線を該スクリーンの面に対し主に直角に 、そして、したがって、該シートに施されたポリマーシートの面に直角に、シー トの面と平行な方向へ向け、そして、それらの面に平行に走る光ガイドの部分に そって、案内することには、より複雑な技術が要求される。したがって、例えば 、′エツチングまたは”拡散”の技術のある形態を頼り、スクリーン６１０に施 したフォトポリマーシートの部分の深さで屈折率を変化させたり、または、スク リーン６１０に施した領域における該シートの一方の面または両面をエンボスま たは他の形状にして、所望の効果を達成することも必要となる。光ガイド６１２ の残りの部分をスクリーン６エＯの個々の画素に当てた入り口端部に通すか、ま たは、間に入れる問題は、各種の電気コンダクタを例えば、マルチセグメントま たはマルチビクセルＬＣＤの個々のセグメントまわりに配したり、接続したりす ることから発生する問題に似ており、同様に解決できるものである。必要に応じ て、別個に形成した光学システムをスクリーン６１０に取り付け、スクリーン６ １０の個々の画素からの光を集め、そのような光線を出口端部のそれぞれの出口 から伝達させるもので、該出口には、フォトポリマーシートの一端が当てられ、 該シートは、該シート内を長さ方向に、前記端部から感光性マテリアル６１４に 近接して位置する端部へ、該シートの面と平行に延びる光ガイドを有し、そのよ うな光ガイドは、前記したように、該シートの横方向での屈折率の変動により形 成され、これによって、フォトポリマーシートは、電子用途におけるフラ、トリ ボン・コンダクタ−の光学的均等物として単純に機能する。

スクリーン８１０上の画素のすべては、感光性マテリアル６１４に形成されたイ メージの画素の一列に効率的に書き込まれ、スクリーン６１０上の比較的粗い画 素解像度は、媒体６１４の”プリントされた”イメージまたは、それから得られ た可視イメージに極めて精緻な解像度を与えるのに適している。このように、例 えば、スクリーン６１０上の２００列×２００行の配列（即ち、全体で４０．０ ００画素）をもつストリップ６１４の対応するイメージは、端部から端部まで４ ０，０００ドツトからなる。

上記した、または、ＧＢ２２０６９７９Ａに記載したマイクロレンズ命スクリー ンは、よりコンベンショナルなミニチュアＣｒｔの代わりに、ビルトインモニタ ー、または、テレビジ画ンカメラの”ビューファインダー”、または、”カムコ ーダとして、ＬＣＤ画素化スクリーンに関連して使用される。そのような用途に おいては、マイクロレンズスクリーンは、通常、ＬＣＤスクリーンに光学的に投 影されたピクチュア−のイメージを受けるプロジェクションスクリーンとして使 われるばかりでなく、むしろＬＣＤスクリーンをデビクスレートする”フォーリ エフィルター”のタイプとして使われる（即ち、画素の境界を、または、画素か ら画素への遷移を可視できないものにする）。この種の構成においては、マイク ロレンズ拳スクリーンとＬＣＤスクリーンとの間のスペースを、屈折率がマイク ロレンズスクリーンとＬＣＤスクリーンの境界プレートの屈折率にほぼ等しい屈 折率の無色のクリアーな液体、例えば、グリセリンのような液体で満たすことが 好ましい。この手段は、フリンジングまたは”ニュートンリングのような好まし くない干渉をなくすために見い出された。

要約 名称：　”マイクロレンズスクリーン、光重合可能な素材および、これらを使用 した工芸品の、または、関する改良” 光重合可能なマテリアルのシートを選択的に露光し、続いて、選択的に重合させ ることにより形成したミクロレンズ配列からなる拡散またはりアブロジェクシ１ ン・スクリーンを形成する基礎技術に関するバリニーシランが記載されている。

かくして、該レンズは、スロットの配列が形成されたメツシュを介しての露光に より該レンズ軸を横切る好ましい方向に長く延びて作られる。該レンズは、レン ズパワーを増す表面レリーフを育し、そのようなレリーフは、加工せずに、また は、型成形により形成される、段階的屈折率レンズである。光重合可能なマテリ アルは、レーザー光線により、例えば、ホログラフィックパターンに対し露光さ れ、そのような露光は、連続回転する四分の一波長板を介して行われ装置ミクロ の欠点をなくす。増強されたレンズパワーは、露光前に、光重合可能なマテリア ルを関連したポリマーの軟化点近くまで加熱し、重合の間は、該マテリアルを前 記温度に維持する。

国際調査報告 Ｆ＋ｙｍ　Ｋπ１Ａり慢−ヤー−ｖ−１ｓ＋ｗｗ　１ｆｆｌｌ　−Ｐ＆ｌｔ２・ Ｍ国際調査報告 ＧＯ９１００７９５ Ｓ＾　４７７０４

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. １．配列されたマイクロレンズを支持する透明シートからなり、前記マイクロレ ンズの個々がスクリーンの面において一方向に長くなっていて、前記マイクロレ ンズの各々の中間領域がシリンドリカルレンズとして作用し、その端部領域が球 形レンズの部分として作用する、マイクロレンズスクリーン。
2. ２．マイクロレンズの面において一方向に長くなっている孔を含む孔の配列を有 するマスクを介して、フォトポリマーのシートまたは層を露光し、これにより、 該フォトポリマーの選択的重合を行うことからなるマイクロレンズスクリーンを 作る方法。
3. ３．マイクロレンズの配列を組み込んだ光拡散製品。
4. ４．各マイクロレンズがシートの面の少なくとも一方の面において、それぞれの マイクロレンズのパワーに付加する表面レリーフ構成で終わるインテグラルな段 階的屈折率マイクロレンズの配列が形成されている透明なマテリアルのシート。
5. ５．光を透過するベースマテリアルのシートを用意し、これの表面を形付けして 、マイクロレンズの配列を形成し、露光により屈折率が変化するフォトポリマー のような媒体を該ベースマテリアルにコーティングし、ついで、前記マイクロレ ンズを有する前記ベースマテリアルを介して、屈折率が変動する該媒体を露光し 、これによって、屈折率可変の媒体を介して、前記マイクロレンズにより作られ た前記露光光線の照度の地域的変化が前記媒体における屈折率に、対応する変化 を生じさせ、該ペースシートのそれぞれのマイクロレンズに光学的効果を付加す る、互いに整列した屈折率が段階的に変化するレγズ配列を前記媒体に作ること からなる光拡散マテリアルを作る方法。
6. ６．屈折率が露光によって変化するフォトポリマーのような媒体のシートまたは 層を形成し、前記シートまたは層の一方の面を型成型またはエンボスしてマイク ロレンズ配列を形成し、前記型成型またはエンボスされた面を介して、前記媒体 のシートまたは層を露光し、これによって、前記型成型またはエンボスされた面 における屈折により作られる、可変屈折率媒体を介しての前記露光光線における 部分的な変動が前記媒体に、対応する屈折率の変動を生じさせ、これによって、 前記型成型またはエンボス加工による、それぞれのマイクロレンズ面に光学的効 果を付与する、互いに整列した段階的屈折率のレンズ配列を前記媒体に形成する 光拡散マテリアルを作る方法。
7. ７．フォトポリマーまたは相当するモノマーをレーザー光線に選択的に露光する ことにより、特定のマイクロレンズスクリーンを製造する方法であり、該方法に おいては、四分の一波長板をレーザー光線源とフォトポリマーとの間に介在させ 、露光の間、四分の一波長板をその対向面に対し垂直な（即ち、速い軸と遅い軸 に対し垂直な）軸を中心として回転または回転状に振動させ、これにより、露光 の間、フォトポリマー内のレーザー光線の偏光を連続的に変化させ、該偏光によ るミクロの欠点をなくすもの。
8. ８．透明な光重合性の段階的屈折率マテリアルの層からなるマイクロレンズスリ ーンを作る方法であり、該スクリーンにおけるマイクロレンズの配列は、段階的 屈折率レンズとして形成され、該方法は、前記フォトポリマーまたは相当するモ ノマーの層に、マイクロレンズの所望の配列に相当する変化する光パターンのイ メージをホログラフィックに形成することからなるもの。
9. ９．光重合可能な物資の温度を、該物質の選択的重合露光の前に、関連するフォ トポリマーの軟化点近くに上昇させ、ついで、該物質を選択的に露光し、一方、 該物質を昇温温度に維持し、該物質の選択的重合を冷却または冷却させる前に昇 温温度で行うようにさせることからなる光重合可能な物質における、増強された 光学的パワーのマイクロレンズを作る方法。
10. １０．下記の工程からなる光学極微構造体を製造する方法：支持基体に銀ハロゲ ン化物エマルジョン層からなる写真マテリアルを用意すること、 該写真マテリアルを所望の光耀パターンに露光させること、該マテリアルを処理 して、前記エマルジョン層に前記光輝パターンに相当するレリーフパターンを作 り、そして、前記光学極微構造体を形成する対応する、または、補完する表面レ リーフパターンを有する透明なグラステックスマテリアルのシートを製造するた めに、該レリーフパターンのエマルジョン面を、型成型、エンボス加工または類 似の技術により、マスターとして使用すること。
11. １１．イメージスクリーン、感光性の面を設けるメンバー、前記スクリーンのそ れぞれの領域に並置された入り口端部と露出ゾーンのそれぞれの位置に配置され た出口端部とをそれぞれが有する複数の光ガイドに対し、露光ゾーンを介して対 面する面に垂直な方向へ該面を前進させる手段および感光性面が前記ゾーンを介 して前進するにつれて、前記スクリーンの前記領域それぞれを選択的に照射する 手段からなり、該面が前進するにつれ、複数の隣接する行において、前記感光性 デヴァイスを露光し、前記面に可視または見えないイメージを作る光学プリンテ ィングシステム。