JPS6029703A - Micro-lens array and its preparation - Google Patents
Micro-lens array and its preparationInfo
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- JPS6029703A JPS6029703A JP13877883A JP13877883A JPS6029703A JP S6029703 A JPS6029703 A JP S6029703A JP 13877883 A JP13877883 A JP 13877883A JP 13877883 A JP13877883 A JP 13877883A JP S6029703 A JPS6029703 A JP S6029703A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は球状もしくは半球状のマイクロレンズがアレイ
状に整列したマイクロレンズアレイおよびその製造方法
に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a microlens array in which spherical or hemispherical microlenses are arranged in an array, and a method for manufacturing the same.
従来、この種のマイクロレンズアレイ透明なガラス基板
もしくはプラスティック基板の裏面に微少な穴がアレイ
状に並んだマスクを付り、ガラス基板の場合は高温の溶
融塩に漬け、高屈折率金属イオンと基板中の金属イオン
とをマスク穴を通して交換拡散させ、プラスティック基
板の場合は高屈折率モノマをマスク穴を通して拡散重合
させることにより製造されていた。Conventionally, this type of microlens array is made by attaching a mask with an array of microscopic holes to the back of a transparent glass substrate or plastic substrate, and in the case of a glass substrate, immersing it in high-temperature molten salt and attaching it to high-refractive-index metal ions. It was produced by exchanging and diffusing metal ions in the substrate through mask holes, and in the case of plastic substrates, diffusing and polymerizing a high refractive index monomer through mask holes.
このように拡散により屈折率差を与える方法は原理的に
屈折率差を大きく取ることができず、そのため焦点距離
を小さくすることができない。加えて、屈折率分布を適
正な形状となるように拡散をコントロールすることは、
高度な技術を要するという欠点もあった。さらに拡散に
は多大の時間を要し、生産性が悪いという欠点もある。In principle, this method of providing a refractive index difference by diffusion cannot provide a large refractive index difference, and therefore cannot reduce the focal length. In addition, controlling the diffusion so that the refractive index distribution has an appropriate shape is
It also had the disadvantage of requiring advanced technology. Furthermore, diffusion takes a lot of time and has the disadvantage of poor productivity.
本発明は以上の点に鑑みなされたものであり、高屈折率
差で短い焦点距離を有するマイクロレンズアレイおよび
前記マイクロレンズアレイを容易に製造する方法を提供
することを目的とする。The present invention has been made in view of the above points, and it is an object of the present invention to provide a microlens array having a high refractive index difference and a short focal length, and a method for easily manufacturing the microlens array.
したがって、本発明によるマイクロレンズアレイは、球
状もしくは半球状の透明体が、前記透明体と材質の異な
る透明基板上にアレイ状に埋設されたことを特徴とする
ものである。Therefore, the microlens array according to the present invention is characterized in that spherical or hemispherical transparent bodies are embedded in an array on a transparent substrate made of a different material from the transparent bodies.
さらに本発明によるマイクロレンズアレイは、透明基板
上に球状もしくは半球状の透明体をアレイ状に整列した
ことを特徴とするものである。Furthermore, the microlens array according to the present invention is characterized in that spherical or hemispherical transparent bodies are arranged in an array on a transparent substrate.
また、本発明によるマイクロレンズアレイの装造方法は
、半球状の窪みを形成した透明基板を、透明体形成モノ
マ雰囲気中に置き、この雰囲気中に紫外線を照射して、
前記モノマを■（合させ前記透明基板および窪みに重合
体を堆積させ、次いで重合体が堆積した前記透明基板と
前記窪み部が同一平面になり、かつ前記透明基°板が露
出するように研磨することを特徴とするものである。Furthermore, the method for manufacturing a microlens array according to the present invention includes placing a transparent substrate in which a hemispherical depression is formed in an atmosphere of a transparent body forming monomer, and irradiating this atmosphere with ultraviolet rays.
The monomer is combined (1) to deposit a polymer on the transparent substrate and the depression, and then polished so that the transparent substrate on which the polymer is deposited and the depression are on the same plane and the transparent substrate is exposed. It is characterized by:
さらに、本発明による第２のマイクロレンズアレイの製
造方法によれば、半球状の窪みをアレイ状に形成した型
を、透明体形成モノマ雰囲気中に置き、この雰囲気中に
紫外線を照射し、前記型」−に重合体を堆積させ、堆積
表面が同一平面になるように研磨したのち、前記型より
取り出すごとを特徴とするものである。Furthermore, according to the second method for manufacturing a microlens array according to the present invention, a mold in which hemispherical depressions are formed in an array is placed in an atmosphere of a transparent body forming monomer, and ultraviolet rays are irradiated into this atmosphere. The method is characterized by depositing a polymer on a mold, polishing the deposited surface so that it becomes flat, and then removing it from the mold.
本発明によれば、屈折率差の大きなマイクロレンズアレ
イ、し７たがって焦点距離の小さいマイクロレンズアレ
イを提供でき、さらに本発明によるマイクロレンズアレ
イの製造方法によれば、前記のような屈折率差の大きな
マイクロレンズアレイを、生産性よく、簡単に製造でき
るという利点がある。According to the present invention, it is possible to provide a microlens array with a large refractive index difference, and therefore a microlens array with a small focal length. It has the advantage that microlens arrays with large differences can be easily manufactured with high productivity.
本発明をさらに詳しく説明する。The present invention will be explained in more detail.
第１図および第２図は本発明の一実施例のマイクロレン
ズアレイの断面図である。これらの図より明らかなよう
に、本発明によるマイクロレンズアレイは透明基板ｌに
半球状の透明体２．２゛が埋設されている。前記透明基
板１は基本的に限定されるものではなく、透明であれば
いかなるものでもよい。たとえば、ガラス、透明プラス
ティックであることができる。1 and 2 are cross-sectional views of a microlens array according to an embodiment of the present invention. As is clear from these figures, in the microlens array according to the present invention, a hemispherical transparent body 2.2'' is embedded in a transparent substrate l. The transparent substrate 1 is basically not limited, and may be of any type as long as it is transparent. For example, it can be glass, transparent plastic.
前記半球状の透明体２，２゛は、前記透明基板１と異な
る材質で製造することができるので、屈折率差を大きく
とることができる。Since the hemispherical transparent bodies 2, 2' can be manufactured from a material different from that of the transparent substrate 1, a large difference in refractive index can be achieved.
第１図及び第２図に示す実施例のマイクロレンズアレイ
を重ね合わせて、第３図に示すような、球状の透明体２
を有するマイクロレンズアレイとすることもできる。By overlapping the microlens arrays of the embodiment shown in FIGS. 1 and 2, a spherical transparent body 2 as shown in FIG.
It is also possible to provide a microlens array having the following.
本発明による第２のマイクロレンズアレイによれば、第
４図および第５図に示すように、同材質の透明基板３上
に半球状の透明体４，４゛ が突設されている。この透
明体４，４゛はプラスティックでできている。According to the second microlens array according to the present invention, as shown in FIGS. 4 and 5, hemispherical transparent bodies 4, 4' are protruded from a transparent substrate 3 made of the same material. This transparent body 4,4'' is made of plastic.
このようなマイクロレンズアレイを１０ね合わせて、第
６図に示すように、両側に透明体４の突出したマイクロ
レンズアレイとすることもできる。It is also possible to combine ten such microlens arrays to form a microlens array with transparent bodies 4 protruding from both sides, as shown in FIG.
次に本発明のマイクロレンズ“アレイを製造する方法に
ついて説明する。Next, a method for manufacturing the microlens "array" of the present invention will be explained.
本発明による第１のマイクロレンズアレイの製造方法は
、第７図（ａ ） 、（ｂ ） 、（ｃ ）に示すよう
に、透明基板１上に窪み５を形成するとともに、この基
板１を透明体形成モノマ６雰囲気中に置き、紫外線７を
照射して〔第７図（ａ ） ） 、前記透明基板１およ
び窪み５に透明な重合体を堆積さセ・る〔第７図（ｂ）
〕。In the first method of manufacturing a microlens array according to the present invention, as shown in FIGS. The substrate-forming monomer 6 is placed in an atmosphere and irradiated with ultraviolet light 7 [FIG. 7(a)], and a transparent polymer is deposited on the transparent substrate 1 and the depression 5 [FIG. 7(b)].
].
前記透明体形成モノマは半球状の透明体２を形成するた
めの材料であり、重合して前記透明基板１および透明基
板１に穿設された窪め５に堆積することによりマイクロ
レンズアレイの透明体部２を形成するものである。The transparent body forming monomer is a material for forming the hemispherical transparent body 2, and is polymerized and deposited on the transparent substrate 1 and the recesses 5 formed in the transparent substrate 1, thereby forming the transparent body of the microlens array. It forms the body part 2.
前記透明体形成モノマ中に含まれるモノマ成分は単一組
成のものに限定されるものではなく、二辺上のモノマを
含ませることができる。このように、たとえば屈折率の
異なる二辺上のモノマを含ませ、紫外線６の照射ととも
に透明体形成モノマのモノマ組成を徐々に変化させるこ
とにより、重合した半球状の透明体２゛に、第２図の実
施例（屈折率グラフ参照）のように屈折率分布を形成す
ることができる。The monomer components contained in the transparent body-forming monomer are not limited to those having a single composition, but can include monomers on two sides. In this way, for example, by including monomers on two sides with different refractive indexes and gradually changing the monomer composition of the transparent body-forming monomer with the irradiation of ultraviolet rays 6, the polymerized hemispherical transparent body 2 is A refractive index distribution can be formed as in the embodiment shown in FIG. 2 (see refractive index graph).
前記透明体形成モノマには、前述のモノマ成分のほか、
重合速度を向上させるための増感剤、重合した透明体が
溶媒に対し不溶になるようにするための架橋剤等を混合
せしめることができる。In addition to the above-mentioned monomer components, the transparent body-forming monomer includes:
A sensitizer to improve the polymerization rate, a crosslinking agent to make the polymerized transparent body insoluble in the solvent, etc. can be mixed.
このように透明基板１および基４Ｆｉ、１の窪み５に重
合体を堆積し、窪み５を前記重合体で埋めたのぢ、堆積
表面を研磨して、前記窪み５に形成した透明体２と基板
１が同一平面になるように、かつ前記基板１が露出する
ようにする。In this way, a polymer was deposited in the hollow 5 of the transparent substrate 1 and the base 4Fi, 1, and the hollow 5 was filled with the polymer, and the deposited surface was polished to form the transparent body 2 formed in the hollow 5. The substrates 1 are made to be on the same plane and the substrates 1 are exposed.
第３図に示すマイクロレンズアレイとするときには、こ
のようなマイクロレンズアレイの透明体部２が重ね合う
ように２枚積層する。When forming the microlens array shown in FIG. 3, two transparent body parts 2 of such microlens arrays are laminated so as to overlap.
本発明の第２のマイクロレンズアレイの製造方法によれ
ば、窪み５をアレイ状に整列した金属製などの型８を用
意し、この型８を前記透明体形成モノマ雰囲気中に置き
紫外線７を照射して、この型８上に重合体を堆積させる
〔第８図（ａ ） Ｊ 。According to the second method of manufacturing a microlens array of the present invention, a mold 8 made of metal or the like in which the recesses 5 are arranged in an array is prepared, and this mold 8 is placed in the atmosphere of the transparent body forming monomer and exposed to ultraviolet rays 7. The polymer is deposited on this mold 8 by irradiation (FIG. 8(a) J).
重合体は前記窪み５が完全に埋まったのちも堆積させて
、透明体部４とともに基板部３を形成させる〔第８図（
ｂ）〕。The polymer is deposited even after the depression 5 is completely filled to form the substrate part 3 together with the transparent body part 4 [FIG.
b)].
前記透明体形成モノマ中に含まれるモノマ成分は、前述
の本発明の第１の製造方法と同様に単一組成のものに限
定されるものではなく、二辺上のモノマを含ませること
ができる。このように、たとえば屈折率の異なる二辺上
のモノマを含ませ、紫外線６の照射とともに透明体形成
モノマのモノマ組成を徐々に変化させることにより、重
合した半球状の透明体４゛に、第５図の実施例（屈折率
グラフ参照）のようビこ屈折率分布を形成することがで
きる。The monomer components contained in the transparent body-forming monomer are not limited to those having a single composition as in the first production method of the present invention described above, and monomers on two sides can be included. . In this way, for example, by including monomers on two sides with different refractive indexes and gradually changing the monomer composition of the transparent body-forming monomer with the irradiation of ultraviolet rays 6, the polymerized hemispherical transparent body 4 is It is possible to form a refractive index distribution as shown in the embodiment shown in FIG. 5 (see refractive index graph).
前記透明体形成モノマには、前述のモノマ成分のほか、
重合速度を向上させるための増感剤、重合した透明体が
溶媒に対し不溶になるようにするための架橋剤等を混合
せしめることができるのは前述の本発明の第１の製造方
法と同様である。In addition to the above-mentioned monomer components, the transparent body-forming monomer includes:
Similar to the first manufacturing method of the present invention described above, a sensitizer to improve the polymerization rate, a crosslinking agent to make the polymerized transparent body insoluble in the solvent, etc. can be mixed. It is.
このように製造したマイクロレンズアレイを研磨した後
、型８より取り外すことにより、マイクロレンズアレイ
とする〔第８図（Ｃ）〕。After polishing the microlens array manufactured in this way, it is removed from the mold 8 to obtain a microlens array [FIG. 8(C)].
第６図に示す実施例のマイクロレンズアレイを製造する
場合は、前記透明体部４が対応するように基板部３同志
を貼着する。When manufacturing the microlens array of the embodiment shown in FIG. 6, the substrate parts 3 are attached so that the transparent body parts 4 correspond to each other.
次ぎに本発明によるマイクロレンズアレイの製造方法の
実施例について説明する。Next, an example of a method for manufacturing a microlens array according to the present invention will be described.
実施例１
１．５ｍｍ φの半球状の窪みが、（１，５ｍｍ間隔で
、１５ケ、アレイ状に整列したガラスを基板を用意し、
モノマ成分としてスチレン、架橋剤としてジビニルベン
ゼンを含む透明体形成モノマ雰囲気中に置き、紫外線を
照射して、基板上に重合体を堆積させた。Example 1 A substrate was prepared with glass in which 15 hemispherical depressions of 1.5 mm φ were arranged in an array at 1.5 mm intervals,
The substrate was placed in a transparent body-forming monomer atmosphere containing styrene as a monomer component and divinylbenzene as a crosslinking agent, and irradiated with ultraviolet rays to deposit a polymer on the substrate.
次いで、研磨を行い第１図にしめずマイクロレンズアレ
イとした。このマイクロレンズアレイは屈折率差が０．
１２であり、焦点距離は２．３ｍｍであった。Next, polishing was performed to obtain the Shimezu microlens array shown in FIG. This microlens array has a refractive index difference of 0.
12, and the focal length was 2.3 mm.
実施例２
２ｍｍφの半球状の窪みが、０．７ｍｍ間隔で、１２ケ
アレイ状に整列したポリメチルメタクリレートの基板ヲ
用意し、モノマ成分としてベンジルメタクリレートおよ
びメチルメタクリレ−１・、増感剤としてプロビオンア
ルデ゛ヒトを含む透明体形成モノマ雰囲気中に置き、紫
外線を照射して、基板上に重合体を堆積させた。この重
合体生成時に２種のモノマ成分の比を徐々に変化させた
。Example 2 A polymethyl methacrylate substrate was prepared in which hemispherical depressions of 2 mm diameter were arranged in a 12-care array at intervals of 0.7 mm, and benzyl methacrylate and methyl methacrylate-1 were added as monomer components and as a sensitizer. The substrate was placed in a transparent body-forming monomer atmosphere containing bioaldehyde and irradiated with ultraviolet light to deposit the polymer on the substrate. During the production of this polymer, the ratio of the two monomer components was gradually changed.
次いで、ｒＩＩＦ磨を行い第２図にしめずマイクロレン
ズアレイとした。このマイクロレンズアレイは屈折率差
が０．０９であり、焦点距離は２．２ｍｍであった。Next, rIIF polishing was performed to obtain the Shimezu microlens array shown in Figure 2. This microlens array had a refractive index difference of 0.09 and a focal length of 2.2 mm.
実施例３
１１ＩＩＩＩＩφの半球状の窪みが、０．３ｍｍ間隔で
、２４ケ、アレイ状に整列した金型を用意し、千ツマ成
分としてフェニルメタクリレート、架橋剤として工チレ
ングリコールジメククリレートを含む透明体形成モノマ
雰囲気中に置き、紫外線を照射して、基板上に重合体を
堆積させた。Example 3 A mold in which 24 hemispherical depressions of 11IIIφ were arranged in an array at 0.3 mm intervals was prepared, and a transparent mold containing phenyl methacrylate as a component and engineered tylene glycol dimecacrylate as a crosslinking agent was prepared. The polymer was deposited on the substrate by placing it in a polymer-forming monomer atmosphere and irradiating it with ultraviolet light.
次いで製造されたものを金型から外し、第４図に示すマ
イクロレンズアレイとした。このマイクロレンズアレイ
の焦点距離は１．９＋ｎｍであった。The manufactured product was then removed from the mold to form a microlens array shown in FIG. The focal length of this microlens array was 1.9+nm.
実施例４
実施例３と同一の金型を用い、モノマ成分としてベンジ
ルメタクリレートおよびトリフロロエチルメタクリレー
ト、架橋剤としてエチレングリコールジメタクリレート
を含む透明体形成モノマ雰囲気中に置き、紫外線を照射
して、金型にｉｒｉ合体を堆積させた。Example 4 Using the same mold as in Example 3, it was placed in a transparent body-forming monomer atmosphere containing benzyl methacrylate and trifluoroethyl methacrylate as monomer components and ethylene glycol dimethacrylate as a crosslinking agent, and was irradiated with ultraviolet rays to mold the gold. The iri coalescence was deposited on the mold.
次いで製造されたものを金型から外し、第５図に示すマ
イクロレンズアレイとしノこ。このマイクロレンズアレ
イは屈折率差が０．１５であり、焦点距離は１ 、７ｍ
ｍであった。Next, the manufactured product was removed from the mold to form a microlens array as shown in FIG. This microlens array has a refractive index difference of 0.15 and a focal length of 1.7 m.
It was m.
実施例５
実施例１で製造したマイクロレンズアレイを第３図に示
すように２枚積層し、焦点距離が１．２ｍｍのマイクロ
レンズアレイを得た。Example 5 Two microlens arrays produced in Example 1 were stacked as shown in FIG. 3 to obtain a microlens array with a focal length of 1.2 mm.
実施例６
実施例４で製造したマイクロレンズアレイを第６図に示
すように２枚積層し、焦点距離が１．１ｍｍのマイクロ
レンズアレイを得た。Example 6 Two microlens arrays produced in Example 4 were stacked as shown in FIG. 6 to obtain a microlens array with a focal length of 1.1 mm.
以上説明したように、本発明によるマイクロレンズアレ
イは屈折率差を大きくとることができ、そのため焦点距
離を小さくすることができる。また本発明によるマイク
ロレンズアレイのＭ漬方法によれば、簡単な装置におい
て、屈折イシ分布を容易に付与することができ、一度に
多くのマイクロレンズアレイを製造できるという利点が
ある。As explained above, the microlens array according to the present invention can have a large refractive index difference, and therefore can have a small focal length. Furthermore, the M-soaking method for microlens arrays according to the present invention has the advantage that a refractive index distribution can be easily imparted using a simple device, and that many microlens arrays can be manufactured at one time.
このような本発明によるマイクロレンズアレイは画像処
理系、たとえばファクシミリをはじめとする光学系に有
用である。Such a microlens array according to the present invention is useful for image processing systems, for example, optical systems such as facsimiles.
第１図および第２図は本発明によるマイクロレンズアレ
イの一実施例の側断面図およびＡ−Ｂ線における屈折率
分布を示す図、第３図は本発明の他の実施例の側断面図
、第４図および第５図は本発明によるマイクロレンズア
レイの一実施例の側断面図およびＡ−Ｂ線における屈折
率分布を示す図、第６図は本発明による他の実施例の側
断面図、第７図は本発明によるマイクロレンズアレイの
製造方法の一実施例を説明するための概略図、第８図は
本発明によるマイクロレンズアレイの製造方法の他の実
施例を説明するための概略図である。
１．３ ・・・透明基板、２．４ ・・・透明体、５
・・・窪み、６ ・・・透明体形成モノマ、７ ・・・
紫外線、８ ・・・型。
出願人代理人 雨 宮 正 季
節 １ 図
第２ 図
第 ３ 図
第７図
（０）
（ｂ）
（Ｃ）
第８図
（ａ）1 and 2 are a side sectional view of one embodiment of a microlens array according to the present invention and a diagram showing the refractive index distribution along the line A-B, and FIG. 3 is a side sectional view of another embodiment of the present invention. , FIG. 4 and FIG. 5 are side sectional views of one embodiment of the microlens array according to the present invention and diagrams showing the refractive index distribution along line A-B, and FIG. 6 is a side sectional view of another embodiment of the microlens array according to the present invention. 7 is a schematic diagram for explaining one embodiment of the method for producing a microlens array according to the present invention, and FIG. 8 is a schematic diagram for explaining another embodiment of the method for producing a microlens array according to the present invention. It is a schematic diagram. 1.3...Transparent substrate, 2.4...Transparent body, 5
... hollow, 6 ... transparent body forming monomer, 7 ...
Ultraviolet rays, 8...type. Applicant's agent Tadashi Amemiya Season 1 Figure 2 Figure 3 Figure 7 (0) (b) (C) Figure 8 (a)
Claims (4)
材質の異なる透明基板上にアレイ状に埋設されたことを
特徴とするマイクロレンズアレイ。(1) A microlens array characterized in that spherical or hemispherical transparent bodies are embedded in an array on a transparent substrate made of a different material from the transparent bodies.
レイ状に整列したことを特徴とするマイクロレンズアレ
イ。(2) A microlens array characterized by arranging spherical or hemispherical transparent bodies in an array on a transparent substrate.
成モノマ雰囲気中に置き、この雰囲気中に紫外線を照射
して、前記モノマを重合させ前記透明基板および窪みに
重合体を堆積させ、次いで重合体が堆積した前記透明基
板と前記窪み部が同一平面になり、かつ前記透明基板が
露出するように研磨することを特徴とするマイクロレン
ズアレイのＭ一方法。(3) placing a transparent substrate in which a hemispherical depression is formed in an atmosphere of a transparent body-forming monomer, and irradiating ultraviolet rays into this atmosphere to polymerize the monomer and deposit a polymer on the transparent substrate and the depression; M-1 method for producing a microlens array, characterized in that the transparent substrate on which the polymer is deposited and the recessed portion are then polished so that they are flush with each other and the transparent substrate is exposed.
体形成モノマ雰囲気中に置き、この雰囲気中に紫外線を
照射し、前記型上に重合体を堆積させ、堆積表面が同一
平面になるよう°に研磨したのち、前記型より取り出す
ことを特徴とするマイクロレンズアレイの製造方法。(4) A mold in which hemispherical depressions are formed in an array is placed in an atmosphere of a monomer for forming a transparent body, and ultraviolet rays are irradiated into this atmosphere to deposit a polymer on the mold so that the deposited surfaces are on the same plane. A method for producing a microlens array, the method comprising: polishing the microlens array to a desired angle and then removing it from the mold.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13877883A JPS6029703A (en) | 1983-07-29 | 1983-07-29 | Micro-lens array and its preparation |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13877883A JPS6029703A (en) | 1983-07-29 | 1983-07-29 | Micro-lens array and its preparation |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6029703A true JPS6029703A (en) | 1985-02-15 |
Family
ID=15229973
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13877883A Pending JPS6029703A (en) | 1983-07-29 | 1983-07-29 | Micro-lens array and its preparation |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
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