JPH112704A - Optical element and its manufacture - Google Patents

Optical element and its manufacture

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JPH112704A
JPH112704A JP15319197A JP15319197A JPH112704A JP H112704 A JPH112704 A JP H112704A JP 15319197 A JP15319197 A JP 15319197A JP 15319197 A JP15319197 A JP 15319197A JP H112704 A JPH112704 A JP H112704A
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JP
Japan
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colored
optical element
transparent substrate
ink
light
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP15319197A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Fumitaka Yoshimura
文孝 吉村
Junichi Sakamoto
淳一 坂本
Hiroyuki Suzuki
博幸 鈴木
Nagato Osano
永人 小佐野
Kiyotoshi Iwata
研逸 岩田
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
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Publication of JPH112704A publication Critical patent/JPH112704A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To precisely form an optical element having both the condenser function of a minute lens and the spectroscopic function of a color filter with a simple process by arranging and constituting plural convex colored minute lenses on a transparent substrate. SOLUTION: This optical element is constituted by arranging plural convex colored minute lenses 2-4 on a transparent substrate 1. In this manufacture of this optical element, for arranging many colored minute lenses 2-4 on a plane, an ink-jet method is used and liquid colored transparent materials 24-26 are arranged selectively on a part becoming the lenses. That is, the liquid colored transparent materials 24-26 colored so as to transmit only respective colors of R, G, B through from ink-jet nozzles 21-23 are applied onto the transparent substrate 1. The liquid colored transparent material 24-26 to be used are constituted of a cured resin raw material for fixing a colorant, pigments or dyestuffs as the colorant for transmitting only a specified color such as R, G, B through and forming the convex lenses and a solvent, etc., dissolving the resin material.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、透明基板表面に多
数の着色微小レンズを配置してなる、カラーフィルタの
機能を有するレンズアレイからなる光学素子と該光学素
子を高精度に製造するための製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical element comprising a lens array having a color filter function in which a number of colored microlenses are arranged on a transparent substrate surface, and an optical element for manufacturing the optical element with high precision. It relates to a manufacturing method.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、マルチメディアの発展に伴い、カ
ラー液晶プロジェクタなどの大画面ディスプレイ装置
や、光通信分野では集積された光ファイバ周辺の各種デ
バイスが注目されている。
2. Description of the Related Art In recent years, with the development of multimedia, large-screen display devices such as color liquid crystal projectors and various devices around an integrated optical fiber have been attracting attention in the field of optical communication.

【0003】液晶プロジェクタは一般に図3に示すよう
に、光源31、集光レンズ32、液晶パネル33、投射
レンズ34、スクリーン35から構成される。光源31
から出た光は集光レンズ32で平行光になり、液晶パネ
ル33に入る。液晶パネル33は、画像に対応して各々
の画素の光を透過したり遮光したりして画像を形成す
る。この液晶パネル33を透過した光を投射レンズ34
でスクリーン35上に結像させると、大画面の映像が得
られる。
A liquid crystal projector generally includes a light source 31, a condenser lens 32, a liquid crystal panel 33, a projection lens 34, and a screen 35, as shown in FIG. Light source 31
The light exiting from is converted into parallel light by the condenser lens 32 and enters the liquid crystal panel 33. The liquid crystal panel 33 forms an image by transmitting or blocking the light of each pixel corresponding to the image. The light transmitted through the liquid crystal panel 33 is transmitted to a projection lens 34.
By forming an image on the screen 35, a large screen image can be obtained.

【0004】液晶プロジェクタでカラー映像を形成する
場合には、液晶パネル33の片側に、通常のカラー液晶
ディスプレイ装置に用いられるようなカラーフィルタを
配置する方法がある。また、より明るいカラー表示を実
現する構成として、光源31の光を赤、青、緑の3原色
に分け、各々の光ごとに液晶パネル33で像を作り、最
後にスクリーン35上に合成して、カラー映像を得る方
法も一般的に行なわれている。
When a color image is formed by a liquid crystal projector, there is a method of arranging a color filter on one side of a liquid crystal panel 33 as used in a normal color liquid crystal display device. Further, as a configuration for realizing a brighter color display, the light of the light source 31 is divided into three primary colors of red, blue, and green, an image is formed on the liquid crystal panel 33 for each light, and finally synthesized on the screen 35. Also, a method of obtaining a color image is generally performed.

【0005】また、液晶プロジェクタは一般に薄膜トラ
ンジスタ(TFT)液晶パネルを採用しているが、TF
T液晶パネルは駆動のためのTFTや配線部分のため、
光の透過部分が少なくなっている。そこで、図4に示す
ように、各画素に対応して微小な凸レンズ42を透明基
板41上に配置することにより、TFTや配線による遮
光領域43を避け、画素の有効(透光)領域44に光を
集め、明るさを向上させる方法もある。
A liquid crystal projector generally employs a thin film transistor (TFT) liquid crystal panel.
The T liquid crystal panel is for driving TFT and wiring,
Light transmission parts are reduced. Therefore, as shown in FIG. 4, by arranging a minute convex lens 42 corresponding to each pixel on the transparent substrate 41, the light-shielding region 43 formed by the TFT or the wiring is avoided, and the effective (light-transmitting) region 44 of the pixel is formed. There are also ways to collect light and increase brightness.

【0006】また、光通信の分野では、並列光ファイバ
通信に対する関心が強まり、集積されたアレイ状のデバ
イスが用いられてきている。このようなアレイ状のデバ
イスを結合するために、レンズアレイが有効である。図
5に示すように、レンズアレイ52を用いると、集積さ
れた各素子を一度にまとめて位置合わせすることができ
る。尚、図5中、51は半導体レーザアレイ、53はフ
ァイバアレイである。
[0006] In the field of optical communication, interest in parallel optical fiber communication has increased, and integrated array devices have been used. A lens array is effective for connecting such an array of devices. As shown in FIG. 5, when the lens array 52 is used, the integrated elements can be aligned at once. In FIG. 5, reference numeral 51 denotes a semiconductor laser array, and 53 denotes a fiber array.

【0007】前述のように、液晶プロジェクタや光ファ
イバ通信の分野では、多数の微小レンズを平面上に配列
させたレンズアレイにおいて高精度で安価なものが要求
されている。
As described above, in the field of liquid crystal projectors and optical fiber communication, a highly accurate and inexpensive lens array having a large number of microlenses arranged on a plane is required.

【0008】従来このような用途に用いられるレンズア
レイの製造方法としては、特公平6−24990号公報
に記載された金型を用いてガラス材料を成形する方法、
特開平8−207159号公報に記載されたスタンパと
基板の間に樹脂を挟み込み成形する方法、特開平5−1
73003号公報に記載されたフォトリソグラフィ法に
よるもの、特開平5−157924号公報に記載された
マスク開口部を通して屈折率を変化させる方法などが提
案されている。
Conventionally, as a method of manufacturing a lens array used for such an application, a method of molding a glass material using a mold described in Japanese Patent Publication No. 6-24990,
Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-207159 discloses a method of sandwiching and molding a resin between a stamper and a substrate.
A method using a photolithography method described in JP-A-73003 and a method for changing the refractive index through a mask opening described in JP-A-5-157924 have been proposed.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】前述の液晶プロジェク
タや光ファイバ通信の集積デバイスの位置合わせに用い
られる微小レンズアレイは、いずれも無色透明材料で形
成されている。従って、光源に白色光を用いてカラー画
像を形成したり、ある特定の波長の光のみを選別して伝
送したりする場合は、微小レンズアレイとは別の部材で
光を分光する必要がある。
The microlens arrays used for alignment of the liquid crystal projector and the integrated device for optical fiber communication are all formed of a colorless and transparent material. Therefore, when a color image is formed by using white light as a light source, or when only light having a specific wavelength is selected and transmitted, it is necessary to disperse the light using a member different from the microlens array. .

【0010】カラー液晶プロジェクタの場合には、前述
したように、カラー表示をするために、別途カラーフィ
ルタを配置したり、或いは、光源を3原色に分けてスク
リーン上で合成する方法が一般に行なわれており、微小
レンズアレイとは別に分光部材が必要となり、装置の大
型化、コストアップは避けられない。
In the case of a color liquid crystal projector, as described above, in order to perform color display, a method of separately arranging a color filter or dividing a light source into three primary colors and synthesizing them on a screen is generally performed. Therefore, a light-splitting member is required in addition to the microlens array, so that an increase in the size and cost of the apparatus is inevitable.

【0011】また、光ファイバ通信デバイスの分野で
は、一般に光源として単一波長の半導体レーザやLED
を用いるが、安価なシステム形成のために、白色光を光
源として用い、フィルタで光を分光することも可能であ
る。その場合にも、微小レンズアレイの他に分光部材が
必要になるという問題があった。
In the field of optical fiber communication devices, a single wavelength semiconductor laser or LED is generally used as a light source.
However, in order to form an inexpensive system, it is also possible to use white light as a light source and split the light with a filter. Also in this case, there is a problem that a light separating member is required in addition to the micro lens array.

【0012】一方、微小レンズアレイの製造方法につい
ても、前述した方法は、いずれも型やマスクを必要と
し、任意の形状で任意の配置のレンズアレイを容易に作
製することが困難であった。また、型やマスクの作製の
ために製造コストも高くなるという問題もあった。
On the other hand, as for the method of manufacturing a microlens array, any of the above-mentioned methods requires a mold and a mask, and it is difficult to easily manufacture a lens array having an arbitrary shape and an arbitrary arrangement. In addition, there is also a problem that the production cost is increased due to the production of the mold and the mask.

【0013】本発明の目的は、微小レンズの集光機能と
カラーフィルタの分光機能とを兼ね備えた光学素子を、
高精度に且つ簡素な工程で形成することにあり、具体的
には、カラーフィルタ機能を備え、任意の形状の微小レ
ンズを任意に配置したレンズアレイを安価に提供するこ
とにある。
An object of the present invention is to provide an optical element having both a light collecting function of a minute lens and a spectral function of a color filter.
An object of the present invention is to form a lens array with high accuracy and a simple process, and specifically, to provide a lens array having a color filter function and in which micro lenses of an arbitrary shape are arbitrarily arranged at low cost.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】本発明の第一は、透明基
板上に複数の凸形状の着色微小レンズを配置してなる光
学素子である。
The first aspect of the present invention is an optical element having a plurality of convex colored microlenses arranged on a transparent substrate.

【0015】また本発明の第二は、透明基板表面に、イ
ンクジェット法により液状着色透明材料を付与し、付
着、硬化させて凸形状の着色微小レンズを形成すること
を特徴とする光学素子の製造方法である。
A second aspect of the present invention is to manufacture an optical element characterized in that a liquid colored transparent material is applied to the surface of a transparent substrate by an ink-jet method, adhered and cured to form a convex colored microlens. Is the way.

【0016】即ち本発明の光学素子は、レンズアレイの
微小レンズを着色することにより、カラーフィルタ機能
を持たせたものであり、また本発明の製造方法は、上記
液状着色透明材料をインクジェット法で透明基板表面に
付与することにより、任意の形状の微小レンズを任意の
場所に容易に形成することを可能にしたものである。
That is, the optical element of the present invention is provided with a color filter function by coloring the microlenses of the lens array, and the manufacturing method of the present invention uses the above-mentioned liquid colored transparent material by an ink-jet method. By providing it on the surface of a transparent substrate, it is possible to easily form a microlens of any shape at any place.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】図1に本発明の光学素子の一実施
形態の断面模式図を示す。図1において、1は透明基板
であり、2〜4はそれぞれ赤(R)、緑(G)、青
(B)のみを透過するように着色された着色微小レンズ
である。5は白色光で、6〜8はそれぞれ着色微小レン
ズ2〜4で集光された光の焦点である。
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of one embodiment of the optical element of the present invention. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a transparent substrate, and reference numerals 2 to 4 denote colored microlenses colored so as to transmit only red (R), green (G), and blue (B), respectively. Reference numeral 5 denotes white light, and reference numerals 6 to 8 denote focal points of the light condensed by the colored microlenses 2 to 4, respectively.

【0018】白色の入射光5が本発明の光学素子の透明
基板1に入射すると、着色微小レンズ2〜4によって、
R、G、Bの各色の光に分けられ、焦点6〜8に集光す
る光になって出射される。このように、本発明の光学素
子は、特定の色のみを透過するように着色された微小レ
ンズで構成されているため、入射した白色の平行光を集
光すると同時に特定の色の光に分光する役割を同じ部品
で達成することができる。
When white incident light 5 enters the transparent substrate 1 of the optical element of the present invention, the colored minute lenses 2 to 4
The light is divided into light of each color of R, G, and B, and emitted as light condensed at focal points 6 to 8. As described above, since the optical element of the present invention is constituted by the minute lenses that are colored so as to transmit only a specific color, the incident parallel white light is condensed and simultaneously split into the specific color light. Can be accomplished with the same components.

【0019】次に本発明の光学素子の製造方法について
説明する。
Next, a method for manufacturing the optical element of the present invention will be described.

【0020】本発明においては、多数の着色微小レンズ
を平面上に配列させるため、インクジェット法を用い、
レンズとなる部分に液状着色透明材料を選択的に配置す
る。
In the present invention, an ink jet method is used to arrange a large number of colored microlenses on a plane.
A liquid colored transparent material is selectively disposed on a portion to be a lens.

【0021】インクジェット法は、近年プリンタなどで
用いられている技術で、液晶ディスプレイのなどのカラ
ーフィルタの製造など、産業用としても用いられるよう
になってきている。このインクジェット法の有利な点
は、微細なパターンを形成する際に、フォトリソ法や印
刷法、成形法などで必要なマスクや型が不要で、任意の
形状のパターンを素早く形成することができることであ
る。
The ink-jet method is a technique used in printers and the like in recent years, and has been used for industrial purposes such as production of color filters for liquid crystal displays and the like. The advantage of the ink jet method is that when forming a fine pattern, a mask or a mold required by a photolithography method, a printing method, a molding method, etc. is unnecessary, and a pattern of an arbitrary shape can be formed quickly. is there.

【0022】図2に、インクジェット法により着色微小
レンズを形成する様子を模式的に示す。図中、21〜2
3はインクジェットノズルであり、それぞれのノズルか
らはR、G、Bの各色のみを透過するように着色された
液状着色透明材料24〜26が透明基板1上に付与され
る。
FIG. 2 schematically shows the formation of colored microlenses by the ink-jet method. In the figure, 21-2
Reference numeral 3 denotes an ink jet nozzle, and liquid colored transparent materials 24 to 26 colored so as to transmit only R, G, and B colors are applied on the transparent substrate 1 from the respective nozzles.

【0023】本発明に用いられる透明基板1は、一般に
平面に研磨された光学ガラスが用いられるが、ポリエチ
レンテレフタレートやポリカーボネート等のプラスチッ
クも使用可能であり、所望の光学性能や強度を有するも
のであれば材料は特に限定されない。また、透明基板1
は、表面に形成される微小レンズとの密着強度を上げる
ために、十分に脱脂洗浄を施すことが好ましい。
The transparent substrate 1 used in the present invention is generally made of optical glass polished to a flat surface, but plastics such as polyethylene terephthalate and polycarbonate can also be used, provided that they have desired optical performance and strength. The material is not particularly limited. Also, the transparent substrate 1
In order to increase the adhesion strength to the microlenses formed on the surface, it is preferable to sufficiently perform degreasing and cleaning.

【0024】本発明において用いられる液状着色透明材
料24〜26は、インクジェット法によって透明基板1
上に付与され、且つ付与後に硬化可能な材料であり、具
体的には、例えば、R、G、Bなど特定の色のみを透過
するための着色剤として染料或いは顔料と、該着色剤を
固定し且つ凸レンズを形成するための硬化型樹脂素材、
該樹脂素材を溶かす溶剤、曲率を設定すると共にインク
ジェットの吐出性能を上げるための水及び場合によって
は添加剤等により構成される。
The liquid colored transparent materials 24 to 26 used in the present invention are formed on the transparent substrate 1 by an ink jet method.
It is a material that is applied above and that can be cured after application. Specifically, for example, a dye or a pigment is fixed as a colorant for transmitting only a specific color such as R, G, and B, and the colorant is fixed. And a curable resin material for forming a convex lens,
It is composed of a solvent for dissolving the resin material, water for setting the curvature and improving the ejection performance of the ink jet, and in some cases, additives.

【0025】上記染料としては、例えば、アントラキノ
ン染料、アゾ染料、トリフェニルメタン染料、ポリメチ
ン染料などから適宜選択される。
The above dye is appropriately selected from, for example, anthraquinone dye, azo dye, triphenylmethane dye, polymethine dye and the like.

【0026】上記硬化型樹脂素材としては、架橋により
硬化する樹脂やモノマー剤であり、例えば熱硬化型樹脂
やエネルギー硬化型樹脂などが用いられる。具体的には
ポリメチルメタクリレート、ポリシクロヘキシルメタク
リレートなどアクリル系樹脂、ジエチレングリコールビ
スアリルカーボネート、ポリカーボネートなどアリル系
樹脂、メタクリル樹脂などが用いられる。
The above-mentioned curable resin material is a resin or a monomer agent which is cured by crosslinking, for example, a thermosetting resin or an energy-curable resin. Specifically, acrylic resins such as polymethyl methacrylate and polycyclohexyl methacrylate, allyl resins such as diethylene glycol bisallyl carbonate, and polycarbonate, and methacrylic resins are used.

【0027】また溶剤としては、例えば、イソプロピル
アルコール、エチレングリコール、N−メチル−2−ピ
ロリドンなどである。
As the solvent, for example, isopropyl alcohol, ethylene glycol, N-methyl-2-pyrrolidone and the like are used.

【0028】また、添加剤として、表面張力を調整する
目的で、アセチレノールなどを添加しても良い。
As an additive, acetylenol or the like may be added for the purpose of adjusting the surface tension.

【0029】着色微小レンズの曲率半径は、液状着色透
明材料24〜26の粘度、及び透明基板1の液状着色透
明材料24〜26に対する濡れ性によって決まる。例え
ば、透明基板1が濡れ易いと、インクジェットノズル2
1〜23から吐出された材料24〜26は透明基板1の
表面に広がり、曲率半径の大きいなだらかな凸形状とな
る。逆に、透明基板1が濡れにくいと、液状着色透明材
料24〜26は基板表面ではじき易くなり、曲率半径の
小さい凸形状になる。従って、所望の曲率半径を得るよ
うに、透明基板に洗浄或いは表面改質処理を施したり、
撥水性を有する材料を表面にコーティングすることによ
り濡れ性を制御することができる。
The radius of curvature of the colored microlenses is determined by the viscosity of the liquid colored transparent materials 24 to 26 and the wettability of the transparent substrate 1 to the liquid colored transparent materials 24 to 26. For example, if the transparent substrate 1 is easily wet, the inkjet nozzle 2
The materials 24 to 26 discharged from 1 to 23 spread on the surface of the transparent substrate 1 and have a gentle convex shape with a large radius of curvature. Conversely, if the transparent substrate 1 is difficult to wet, the liquid colored transparent materials 24 to 26 are easily repelled on the substrate surface, and have a convex shape with a small radius of curvature. Therefore, in order to obtain a desired radius of curvature, the transparent substrate is subjected to cleaning or surface modification treatment,
The wettability can be controlled by coating the surface with a material having water repellency.

【0030】また、同じ場所に付与する液状着色透明材
料の量を変えることで、着色微小レンズ2〜4の大きさ
を変えることができる。例えば、口径の大きなノズルを
用いたり、同じ場所に繰り返し付与すれば、直径の大き
なレンズを形成することができる。
The size of the colored microlenses 2 to 4 can be changed by changing the amount of the liquid colored transparent material applied to the same place. For example, a large-diameter lens can be formed by using a large-diameter nozzle or by repeatedly applying the nozzle at the same location.

【0031】透明基板1上に付与された液状着色透明材
料は、粘性と表面エネルギーのために、凸形状を呈して
いる。その後、熱、または紫外線等などにより、該材料
を硬化させる。硬化過程においては、材料中に含まれる
溶剤等が蒸発し、形状が変化するため、その変化分を予
め見込んで表面エネルギーや付与量を設定しておくこと
が望ましい。
The liquid colored transparent material provided on the transparent substrate 1 has a convex shape due to viscosity and surface energy. Thereafter, the material is cured by heat, ultraviolet light, or the like. In the curing process, since the solvent and the like contained in the material evaporate and the shape changes, it is desirable to set the surface energy and the amount of application in consideration of the change in advance.

【0032】尚、インクジェット方式としては、エネル
ギー発生素子として電気熱変換体を用いたバブルジェッ
トタイプ、或いは、圧電素子を用いたピエゾジェットタ
イプ等が使用可能であり、着色微小レンズの大きさ及び
位置は任意に設定することができる。
As the ink jet system, a bubble jet type using an electrothermal converter as an energy generating element, a piezo jet type using a piezoelectric element, or the like can be used. Can be set arbitrarily.

【0033】また、図2においては、R、G、Bの各色
の液状着色透明材料を同時に付与する形態を示している
が、各色毎に付与、硬化工程を繰り返しても良い。
FIG. 2 shows a mode in which the liquid colored transparent materials of R, G, and B are simultaneously applied, but the application and curing steps may be repeated for each color.

【0034】本発明の光学素子は、図3に示した液晶プ
ロジェクタや図5に示した光ファイバ通信の接続デバイ
スに、分光機能を備えた微小レンズアレイとして好適に
用いられる。
The optical element of the present invention is suitably used as a microlens array having a spectral function in the liquid crystal projector shown in FIG. 3 or the connection device for optical fiber communication shown in FIG.

【0035】[0035]

【実施例】【Example】

[実施例1]透明基板として、平面に研磨された光学ガ
ラスBK7を用い、着色微小レンズとの密着強度を上げ
るために、アルカリ洗浄及びUV処理を施した。
[Example 1] An optical glass BK7 polished to a flat surface was used as a transparent substrate, and alkali cleaning and UV treatment were performed to increase the adhesion strength to a colored microlens.

【0036】上記基板に、インクジェット装置(商品
名:BJ10E、キヤノン社製)を用いて、所望の位置
に赤色インクを付与した。該赤色インクは、赤色の染料
をアクリルシリコーングラフトポリマーを主成分とする
自己架橋熱硬化型樹脂に分散させ、エチレングリコール
に溶解したものである。
A red ink was applied to a desired position on the substrate using an ink jet apparatus (trade name: BJ10E, manufactured by Canon Inc.). The red ink is obtained by dispersing a red dye in a self-crosslinking thermosetting resin mainly composed of an acrylic silicone graft polymer and dissolving it in ethylene glycol.

【0037】1回の付与量は50ngで、同一箇所に1
0回付与した。付与されたインクは基板表面で表面張力
により凸形状になった。
The amount applied at one time is 50 ng, and 1
It was applied 0 times. The applied ink became convex on the substrate surface due to surface tension.

【0038】次に、上記基板をホットプレートに載せ、
100℃で20分間乾燥硬化させた。
Next, the substrate is placed on a hot plate,
It was dried and cured at 100 ° C. for 20 minutes.

【0039】上記工程を青色の染料を用いた青色イン
ク、緑色の染料を用いた緑色インクについて繰り返し、
R、G、Bの3色の着色微小レンズを備えたレンズアレ
イを得た。
The above steps are repeated for a blue ink using a blue dye and a green ink using a green dye,
A lens array provided with colored microlenses of three colors of R, G and B was obtained.

【0040】上記レンズアレイを液晶プロジェクタのT
FT液晶パネルの前に配置し、スクリーンに画像を形成
したところ、十分な明るさを備えた画像を得ることがで
きた。
The above-mentioned lens array is used for a liquid crystal projector T.
When an image was formed on the screen after being arranged in front of the FT liquid crystal panel, an image having sufficient brightness could be obtained.

【0041】[実施例2]透明基板として、ポリカーボ
ネート基板を用い、十分な洗浄とUVオゾン処理を施し
た。また、液状着色透明材料としては、ポリカーボネー
ト樹脂のモノマーー剤に染料を分散させたものを用い
た。実施例1と同じインクジェット装置を用い、1回に
50ngのインクを同一箇所に10回付与した。付与さ
れたインクは基板表面で表面張力により凸形状になっ
た。
Example 2 A polycarbonate substrate was used as a transparent substrate, and a sufficient cleaning and UV ozone treatment were performed. As the liquid colored transparent material, a material in which a dye was dispersed in a monomer agent of a polycarbonate resin was used. Using the same ink jet apparatus as in Example 1, 50 ng of ink was applied to the same spot 10 times at a time. The applied ink became convex on the substrate surface due to surface tension.

【0042】次に、上記基板をホットプレートに載せ、
120℃で20分間乾燥硬化させた。
Next, the substrate is placed on a hot plate,
It was dried and cured at 120 ° C. for 20 minutes.

【0043】上記工程を青色インク、緑色インクについ
て繰り返し、R、G、Bの3色の着色微小レンズを備え
たレンズアレイを得た。
The above process was repeated for the blue ink and the green ink to obtain a lens array provided with colored microlenses of three colors of R, G and B.

【0044】このようにして作製したレンズアレイを液
晶プロジェクタに使用したところ、所望の性能が得られ
た。
When the lens array thus manufactured was used for a liquid crystal projector, desired performance was obtained.

【0045】[実施例3]透明基板としてガラス基板を
用い、十分な洗浄とUVオゾン処理を施した後、実施例
1と同様にしてインクジェット装置を用い、着色微小レ
ンズを形成した。用いたインクは、赤インクが顔料とし
てピグメントレッド177をスチレン−アクリル酸共重
合体のアンモニウム塩に分散させ、イソプロピルアルコ
ールで溶かしたものであり、青、緑はそれぞれの色の顔
料を用いた。また、各インクを付与する毎に120℃で
20分間乾燥硬化させた。
Example 3 A glass substrate was used as a transparent substrate, and after sufficient washing and UV ozone treatment, a colored microlens was formed using an ink jet apparatus in the same manner as in Example 1. The ink used was a red ink in which Pigment Red 177 was dispersed as a pigment in an ammonium salt of a styrene-acrylic acid copolymer and dissolved in isopropyl alcohol, and pigments of blue and green were used. Each time each ink was applied, it was dried and cured at 120 ° C. for 20 minutes.

【0046】このようにして作製したレンズアレイを液
晶プロジェクタに使用したところ、所望の性能が得られ
た。
When the lens array thus manufactured was used for a liquid crystal projector, desired performance was obtained.

【0047】[実施例4]実施例3と同様にして、ガラ
ス基板の両側に光軸を合わせて着色微小レンズを形成
し、両面にレンズを有するレンズアレイを作製した。
Example 4 As in Example 3, colored microlenses were formed by aligning the optical axes on both sides of the glass substrate, and a lens array having lenses on both sides was manufactured.

【0048】このレンズアレイを図5に示すような光源
を白色の平行光にした光ファイバ通信デバイスの接続部
分に使用したところ、良好な分光性能が得られ、且つ効
率良く光ファイバに導入することができた。
When this lens array is used in a connection portion of an optical fiber communication device in which a light source as shown in FIG. 5 is converted into white parallel light, good spectral performance is obtained and the light is efficiently introduced into the optical fiber. Was completed.

【0049】[0049]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
分光性能を有し任意の大きさのレンズを任意の場所に有
するレンズアレイを、簡素な工程で精度良く形成するこ
とができる。従って、分光機能と集光機能を兼ね備えた
光学素子が安価に提供され、液晶プロジェクタなどの光
学機器や、光ファイバ通信デバイスの小型化、低価格化
を図ることができる。
As described above, according to the present invention,
A lens array having a spectral performance and a lens of an arbitrary size at an arbitrary position can be accurately formed by a simple process. Therefore, an optical element having both a spectroscopic function and a condensing function is provided at a low cost, and the size and the price of an optical device such as a liquid crystal projector and an optical fiber communication device can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の光学素子の断面模式図である。FIG. 1 is a schematic sectional view of an optical element of the present invention.

【図2】本発明の光学素子の製造の様子を示す模式図で
ある。
FIG. 2 is a schematic view showing a state of manufacturing an optical element of the present invention.

【図3】本発明の光学素子の一用途である液晶プロジェ
クタを示す模式図である。
FIG. 3 is a schematic view showing a liquid crystal projector which is one application of the optical element of the present invention.

【図4】図3に示した液晶プロジェクタの部分拡大図で
ある。
FIG. 4 is a partially enlarged view of the liquid crystal projector shown in FIG.

【図5】本発明の光学素子の別の用途である並列光ファ
イバを示す模式図である。
FIG. 5 is a schematic view showing a parallel optical fiber which is another application of the optical element of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 透明基板 2〜4 着色微小レンズ 5 白色光 6〜8 焦点 21〜23 インクジェットノズル 24〜26 液状着色透明材料 31 光源 32 集光レンズ 33 液晶パネル 34 投射レンズ 35 スクリーン 41 透明基板 42 微小レンズ 43 遮光領域 44 有効(透光)領域 51 半導体レーザアレイ 52 レンズアレイ 53 ファイバアレイ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Transparent substrate 2-4 Colored micro lens 5 White light 6-8 Focus 21-23 Ink jet nozzle 24-26 Liquid colored transparent material 31 Light source 32 Condensing lens 33 Liquid crystal panel 34 Projection lens 35 Screen 41 Transparent substrate 42 Micro lens 43 Light shielding Area 44 Effective (light-transmitting) area 51 Semiconductor laser array 52 Lens array 53 Fiber array

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小佐野 永人 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 岩田 研逸 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Nagato Osano 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Inside Canon Inc. (72) Inventor Kenichi Iwata 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Inside Canon Inc.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 透明基板上に複数の凸形状の着色微小レ
ンズを配置してなる光学素子。
1. An optical element comprising a transparent substrate on which a plurality of convex colored microlenses are arranged.
【請求項2】 透明基板表面に、インクジェット法によ
り液状着色透明材料を付与し、付着、硬化させて凸形状
の着色微小レンズを形成することを特徴とする光学素子
の製造方法。
2. A method for producing an optical element, comprising applying a liquid colored transparent material to a surface of a transparent substrate by an ink-jet method, and attaching and curing the liquid colored transparent material to form a convex colored microlens.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003019826A (en) * 2001-07-09 2003-01-21 Seiko Epson Corp Organic el array exposing head, its fabricating method and imaging apparatus comprising it
US7492521B2 (en) 2005-06-08 2009-02-17 Seiko Epson Corporation Optical sheet, backlight unit, electro-optical device, electronic apparatus and method for manufacturing the optical sheet

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