JPS6283335A - マイクロレンズアレ−の製造方法 - Google Patents
マイクロレンズアレ−の製造方法Info
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- JPS6283335A JPS6283335A JP22037385A JP22037385A JPS6283335A JP S6283335 A JPS6283335 A JP S6283335A JP 22037385 A JP22037385 A JP 22037385A JP 22037385 A JP22037385 A JP 22037385A JP S6283335 A JPS6283335 A JP S6283335A
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- JP
- Japan
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- glass
- etching
- glass plate
- photoresist
- microlens array
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- Pending
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C15/00—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by etching
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
- G02B6/12—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
- G02B6/122—Basic optical elements, e.g. light-guiding paths
- G02B6/124—Geodesic lenses or integrated gratings
- G02B6/1245—Geodesic lenses
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- Physics & Mathematics (AREA)
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- General Physics & Mathematics (AREA)
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- Surface Treatment Of Glass (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は、平板ガラス上に多数の微小な凸レンズを配列
したマイクロレンズアレーのｐ！ＡＹＭ方法に関づる。
したマイクロレンズアレーのｐ！ＡＹＭ方法に関づる。
［従来の技術］
マイクロレンズは、最近光通信用の各種光部品構成材料
として注［１を集め、特にこのレンズを多数配列したマ
イクロレンズアレーは、複写器やミニファックス用光学
系の転写用レンズとして使用され、装置の小型化に寄与
している。
として注［１を集め、特にこのレンズを多数配列したマ
イクロレンズアレーは、複写器やミニファックス用光学
系の転写用レンズとして使用され、装置の小型化に寄与
している。
マイクロレンズアレーの作成法は、従来直径１１前後の
ロンド状のレンズを２〜３列に数百本配列してアレー化
する方法が一般的であったが、最近では第１７図に示す
ように一枚の平板ガラス２０上に金属膜２１を蒸着し、
フォトリングラフイー技術を利用して、この金属膜に多
数個の孔２２を配列した後、これをＴＩ２などの高屈折
イオンを含む溶融円柱に高温で浸漬し、金属膜の孔２２
を通してイオンを拡散させ、金属膜を除去することによ
り、第１８図に示すようにガラス平板上に半円球状の＾
屈折イオンの拡散部２３からなるマイク［ルンズを配列
する方法で作成した平板マイクロレンズが注目を集めて
いる。この方法によれば、多数のロフドレンズを配列し
たり、接着したり、固定化したりする複雑な工程を必要
としないばかりか、集積回路作成工程と同じフォトリン
グラフイー技術を用いて精度良くいっぺんにレンズアレ
ー化することができる。
ロンド状のレンズを２〜３列に数百本配列してアレー化
する方法が一般的であったが、最近では第１７図に示す
ように一枚の平板ガラス２０上に金属膜２１を蒸着し、
フォトリングラフイー技術を利用して、この金属膜に多
数個の孔２２を配列した後、これをＴＩ２などの高屈折
イオンを含む溶融円柱に高温で浸漬し、金属膜の孔２２
を通してイオンを拡散させ、金属膜を除去することによ
り、第１８図に示すようにガラス平板上に半円球状の＾
屈折イオンの拡散部２３からなるマイク［ルンズを配列
する方法で作成した平板マイクロレンズが注目を集めて
いる。この方法によれば、多数のロフドレンズを配列し
たり、接着したり、固定化したりする複雑な工程を必要
としないばかりか、集積回路作成工程と同じフォトリン
グラフイー技術を用いて精度良くいっぺんにレンズアレ
ー化することができる。
［発明が解決しようとする問題点］
しかしながら、この平板マイクロレンズは、例えば収差
の少ないレンズを作成するためには、イオン拡散部の形
状とイオン濃度分布を厳密に制御する必要があり、時に
は電圧を印加して強制的にイオンを拡散移入することも
必要となってくる。
の少ないレンズを作成するためには、イオン拡散部の形
状とイオン濃度分布を厳密に制御する必要があり、時に
は電圧を印加して強制的にイオンを拡散移入することも
必要となってくる。
また大きなレンズを作成する場合、マスクの孔が小さい
と作成にかなりの時間を要し、マスク孔を大きくすると
拡散部の形状が半円球状でなくなるなど、作成時にイオ
ンの拡散挙動を微妙に制御しなければならず、生産性の
面で必ずしも良い方法とは云い難い。
と作成にかなりの時間を要し、マスク孔を大きくすると
拡散部の形状が半円球状でなくなるなど、作成時にイオ
ンの拡散挙動を微妙に制御しなければならず、生産性の
面で必ずしも良い方法とは云い難い。
本発明は、上記の如き従来の平板マイクし】レンズアレ
ー作成法の問題点を改良し、しかも開口数と直径の大き
なレンズを配列したマイクＬＪレンズアレーを提供する
ものである。
ー作成法の問題点を改良し、しかも開口数と直径の大き
なレンズを配列したマイクＬＪレンズアレーを提供する
ものである。
［問題点を解決するための手段］
このため本発明は、紫外線照射部が熱処理によって結晶
化し易くなる性質を有する感光性ガラスを利用し、この
感光ガラス上に円形を多数配列したフォトマスクを配置
して、紫外線を照射した後、熱処理して照射部のみ結晶
化させ、さらに弱酸溶液中で照射部のみエツチングして
、未照射部を円柱状突起部として配列せしめ、あるいは
光学ガラス上にノオトレジストを用いて円形のレンズ１
〜パターンを形成し、エツチングして円柱状突起部を配
列せしめ、しかる後に研磨剤で機械的にこれを球面状に
加工変形せしめ研磨凸レンズとするものである。以下、
図面に沿って具体例を上げ本発明についてその特徴を説
明する。
化し易くなる性質を有する感光性ガラスを利用し、この
感光ガラス上に円形を多数配列したフォトマスクを配置
して、紫外線を照射した後、熱処理して照射部のみ結晶
化させ、さらに弱酸溶液中で照射部のみエツチングして
、未照射部を円柱状突起部として配列せしめ、あるいは
光学ガラス上にノオトレジストを用いて円形のレンズ１
〜パターンを形成し、エツチングして円柱状突起部を配
列せしめ、しかる後に研磨剤で機械的にこれを球面状に
加工変形せしめ研磨凸レンズとするものである。以下、
図面に沿って具体例を上げ本発明についてその特徴を説
明する。
［実施例］
まず、第１図および第２図に示す如く感光性ガラス３の
表面に円形状の遮蔽部２を多数配列したフォトマスク１
を配置する。ここで感光性ガラスとは、少ωのＡＱやＣ
ｅＯ２を含有するリブ−ラム珪酸塩ガラスよりなり、紫
外線を照射した部分にのみＡＱ金属コロイドが核として
生成し、熱処理によってメタ珪酸リチウム（Ｌｉ２０−
８ｉＯｚ ）微結晶を析出させるので、母体ガラスより
も極めて速く紫外線照射部のみエツチングが可能な特異
なガラスである。代表的な組成は米国特許第２．６８４
，９１１号明細書（１９５４）に詳細に記述されている
。またフォトマスクとしては、第３図に示づように紫外
線を通さない金属蒸着膜４を、アパーチャーを多数配列
した゛ノオトマスクを介して円形状に多数感光性ガラス
表面に蒸着しても良い。
表面に円形状の遮蔽部２を多数配列したフォトマスク１
を配置する。ここで感光性ガラスとは、少ωのＡＱやＣ
ｅＯ２を含有するリブ−ラム珪酸塩ガラスよりなり、紫
外線を照射した部分にのみＡＱ金属コロイドが核として
生成し、熱処理によってメタ珪酸リチウム（Ｌｉ２０−
８ｉＯｚ ）微結晶を析出させるので、母体ガラスより
も極めて速く紫外線照射部のみエツチングが可能な特異
なガラスである。代表的な組成は米国特許第２．６８４
，９１１号明細書（１９５４）に詳細に記述されている
。またフォトマスクとしては、第３図に示づように紫外
線を通さない金属蒸着膜４を、アパーチャーを多数配列
した゛ノオトマスクを介して円形状に多数感光性ガラス
表面に蒸着しても良い。
次に第２図に示すような円形の遮蔽部２を有するフォト
マスク１を通して紫外線を照射すると、照射部では光電
子を捕獲した八ｑよりなる潜像３ａ（第３図）が形成さ
れる。ここでフォトマスクを除去するか、又は蒸着金属
膜４を遮蔽部として用いた場合は、これを取り去った後
、４００℃〜５３０℃で熱処理して、照射部に金属コロ
イドを生成させ、さらに５５０〜６００℃の温度に昇温
し、第４図に示す如く適当な時間保持してメタ珪酸リブ
−ラム結晶を析出させた部分５を形成させる。この場合
、未露光部３ｂは、核が形成されないので、この熱処理
では結晶は析出せず元の透明なガラスの状態に保たれる
。
マスク１を通して紫外線を照射すると、照射部では光電
子を捕獲した八ｑよりなる潜像３ａ（第３図）が形成さ
れる。ここでフォトマスクを除去するか、又は蒸着金属
膜４を遮蔽部として用いた場合は、これを取り去った後
、４００℃〜５３０℃で熱処理して、照射部に金属コロ
イドを生成させ、さらに５５０〜６００℃の温度に昇温
し、第４図に示す如く適当な時間保持してメタ珪酸リブ
−ラム結晶を析出させた部分５を形成させる。この場合
、未露光部３ｂは、核が形成されないので、この熱処理
では結晶は析出せず元の透明なガラスの状態に保たれる
。
次に２〜６％の希弗酸水溶液にこのガラス板を浸漬する
と、結晶化部分５は、未露光のガラス部分より約３０倍
も速くエツチングされるので、所望の時間エツチングす
ることによって、第５図および第６図に示すように、未
露光のガラス部分３ｂを円柱状の突起部分としてガラス
板上に形成することができる。ここで、第７図に承り如
くただ甲に光学ガラス７にフォトレジスト６を塗布し、
ざらにフォトマスク１をその一上部に配して紫外線を照
射した後、エツチング工程でフォトレジスト６とガラス
７をともに第８図のようにエツチングするか、又は第９
図に示す如く光学ガラス７の表面に直接金属蒸着膜４を
蒸着し、金属とガラスのエツチング速度の差を利用して
第１０図に示すようにガラスをエツチングし、円柱状の
突起部を多数形成することも可能である。このようにし
て得られたガラス板は、フォトレジストあるいは金属Ｍ
＠膜４を除いた後、第１１図にその断面図を示すように
、ガラスが感光性ガラスであっても光学ガラスであって
も表面に円柱状の突起部７ｂを多数配列したガラス板と
なる。
と、結晶化部分５は、未露光のガラス部分より約３０倍
も速くエツチングされるので、所望の時間エツチングす
ることによって、第５図および第６図に示すように、未
露光のガラス部分３ｂを円柱状の突起部分としてガラス
板上に形成することができる。ここで、第７図に承り如
くただ甲に光学ガラス７にフォトレジスト６を塗布し、
ざらにフォトマスク１をその一上部に配して紫外線を照
射した後、エツチング工程でフォトレジスト６とガラス
７をともに第８図のようにエツチングするか、又は第９
図に示す如く光学ガラス７の表面に直接金属蒸着膜４を
蒸着し、金属とガラスのエツチング速度の差を利用して
第１０図に示すようにガラスをエツチングし、円柱状の
突起部を多数形成することも可能である。このようにし
て得られたガラス板は、フォトレジストあるいは金属Ｍ
＠膜４を除いた後、第１１図にその断面図を示すように
、ガラスが感光性ガラスであっても光学ガラスであって
も表面に円柱状の突起部７ｂを多数配列したガラス板と
なる。
次に第６図または第１１図のごとく多数の突起部３ｂま
たは７ｂを配したガラス板表面にサンドブラストを行な
い研磨剤８を円柱状の突起部に吹き付ける（第１２図）
か、又は円柱状の突起部を有する板同士を研磨剤８を介
してお互いにこ覆り合せる（第１３図）か、もしくはブ
ラシ９で研磨する（第１４図）などして、機械的に円柱
状の突部の角を除去すれば、第１５図あるいは第１６図
に示すように球面状の突部１０を′ｆＪするガラス板を
得ることができる。さらにこれを研磨することによって
多数のレンズを配列した板状レンズアレーを作成するこ
とができる。ここで特にガラス板として感光性ガラス３
を用いた場合には、円柱状突起部を除いた他の部分５は
結晶化しており、不透明なため、レンズ外に放射した迷
光を処理することが可能となり、コントラストの優れた
レンズアレーを作成することができる。
たは７ｂを配したガラス板表面にサンドブラストを行な
い研磨剤８を円柱状の突起部に吹き付ける（第１２図）
か、又は円柱状の突起部を有する板同士を研磨剤８を介
してお互いにこ覆り合せる（第１３図）か、もしくはブ
ラシ９で研磨する（第１４図）などして、機械的に円柱
状の突部の角を除去すれば、第１５図あるいは第１６図
に示すように球面状の突部１０を′ｆＪするガラス板を
得ることができる。さらにこれを研磨することによって
多数のレンズを配列した板状レンズアレーを作成するこ
とができる。ここで特にガラス板として感光性ガラス３
を用いた場合には、円柱状突起部を除いた他の部分５は
結晶化しており、不透明なため、レンズ外に放射した迷
光を処理することが可能となり、コントラストの優れた
レンズアレーを作成することができる。
［発明の効果］
本発明は収差が少なく、開口数と直径の大きなレンズを
配列した平板状マイクロレンズを容易に製作することが
できる。
配列した平板状マイクロレンズを容易に製作することが
できる。
第１図は本発明マイクロレンズアレーの製造方法におい
て、感光生ガラスの表面にフォトマスクを配置して紫外
線を照射する工程の断面図、第２図は同じく斜視図、第
３図は第１図の工程において、金属蒸着膜を用いた場合
の断面図、第４図は熱処理により、紫外線照射部に結晶
を析出させた状態の断面図、第５図は未露光のガラス部
分を円柱状に突出させた状態の断面図、第６図は同じく
斜視図、第７図は光学ガラスの表面にフォトレジストを
塗布したうえ、フォトマスクを配して紫外線を照射する
場合の断面図、第８図はエツチングしたのらの断面図、
第９図は第７図の工程において金属蒸名膜を用いた場合
の断面図、第１０図は第９図のものをエツチングした状
態の断面図、第１１図は光学ガラス表面に多数の円柱状
突起を形成させた状態の断面図、第１２〜１４図は砥粒
を用いて球面状突部に加工する工程の断面図、第１５図
は球面状突部が形成されたガラス様の断面図、第１６図
は本発明方法による平板マイクロレンズアレーの斜視図
、第１７図は従来の作製法を示す断面図、第１８図は第
１７図の方法によるマイクロレンズアレーの断面図であ
る。 １・・・フォトマスク、２・・・フォトマスク中の円形
光遮蔽部、３・・・ガラス板（感光性ガラス基板）、３
ａ・・・紫外線照射による感光性ガラス中の潜像、３ｂ
、７ｂ・・・円柱状突起部、４・・・金属蒸着膜、５・
・・結晶化部分、６・・・フォトレジスト、７・・・光
学ガラス、８・・・研磨砥粒、９・・・ブラシ、１０・
・・球面状突部。 出 願 人 ホーヤ株式会社 代 理 人 朝 ｆｔ１ＩＥ 幸第１図 ｉｔｈ臥鼾 第７図 第１１図 第１２図 第１３図 第１０図 第１４図 第１５図 第１６図 第１７図 どＯ 第１８図
て、感光生ガラスの表面にフォトマスクを配置して紫外
線を照射する工程の断面図、第２図は同じく斜視図、第
３図は第１図の工程において、金属蒸着膜を用いた場合
の断面図、第４図は熱処理により、紫外線照射部に結晶
を析出させた状態の断面図、第５図は未露光のガラス部
分を円柱状に突出させた状態の断面図、第６図は同じく
斜視図、第７図は光学ガラスの表面にフォトレジストを
塗布したうえ、フォトマスクを配して紫外線を照射する
場合の断面図、第８図はエツチングしたのらの断面図、
第９図は第７図の工程において金属蒸名膜を用いた場合
の断面図、第１０図は第９図のものをエツチングした状
態の断面図、第１１図は光学ガラス表面に多数の円柱状
突起を形成させた状態の断面図、第１２〜１４図は砥粒
を用いて球面状突部に加工する工程の断面図、第１５図
は球面状突部が形成されたガラス様の断面図、第１６図
は本発明方法による平板マイクロレンズアレーの斜視図
、第１７図は従来の作製法を示す断面図、第１８図は第
１７図の方法によるマイクロレンズアレーの断面図であ
る。 １・・・フォトマスク、２・・・フォトマスク中の円形
光遮蔽部、３・・・ガラス板（感光性ガラス基板）、３
ａ・・・紫外線照射による感光性ガラス中の潜像、３ｂ
、７ｂ・・・円柱状突起部、４・・・金属蒸着膜、５・
・・結晶化部分、６・・・フォトレジスト、７・・・光
学ガラス、８・・・研磨砥粒、９・・・ブラシ、１０・
・・球面状突部。 出 願 人 ホーヤ株式会社 代 理 人 朝 ｆｔ１ＩＥ 幸第１図 ｉｔｈ臥鼾 第７図 第１１図 第１２図 第１３図 第１０図 第１４図 第１５図 第１６図 第１７図 どＯ 第１８図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ ガラス板の表面に、エッチングによって円柱状の突
起部を配列せしめる工程と、砥粒を用いて機械的に円柱
状突起部の端を除去して球面状に加工する工程と、球面
状突部を研磨する工程とを含むことを特徴とするマイク
ロレンズアレーの製造方法。 ２ ガラス板をエッチングする工程において、ガラス板
上にフォトレジストを塗布し、さらにこの上に円形の光
遮蔽部を有するフォトマスクを配し、このマスクを通し
て紫外線を照射した後、エッチングすることを特徴とす
る特許請求の範囲第１項記載のマイクロレンズアレーの
製造方法。 ３ ガラス板をエッチングする工程において、ガラス板
上に円形の金属蒸着膜を多数配列してエッチングするこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のマイクロレ
ンズアレーの製造方法。 ４ ガラス板として、感光性ガラスを用い、円形の光遮
蔽部を多数配列したフォトマスクパターンを配置した後
、紫外線を照射し、熱処理によって露光部のみを結晶化
させ、エッチング工程において結晶部と未露光ガラス部
のエッチング速度の差を用いてエッチングすることを特
徴とする特許請求の範囲第１項記載のマイクロレンズア
レーの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22037385A JPS6283335A (ja) | 1985-10-04 | 1985-10-04 | マイクロレンズアレ−の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22037385A JPS6283335A (ja) | 1985-10-04 | 1985-10-04 | マイクロレンズアレ−の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6283335A true JPS6283335A (ja) | 1987-04-16 |
Family
ID=16750104
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22037385A Pending JPS6283335A (ja) | 1985-10-04 | 1985-10-04 | マイクロレンズアレ−の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6283335A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63265842A (ja) * | 1987-04-21 | 1988-11-02 | Okaya Denki Sangyo Kk | ガス放電表示パネル用集光レンズ板の製造方法 |
| JP2002361597A (ja) * | 2001-06-11 | 2002-12-18 | Nikon Corp | マイクロレンズアレイの製造方法、マイクロレンズアレイ、光学系、投影露光装置 |
| WO2012142381A1 (en) * | 2011-04-14 | 2012-10-18 | Robert Bosch Gmbh | Method of forming non-planar membranes using cmp |
-
1985
- 1985-10-04 JP JP22037385A patent/JPS6283335A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63265842A (ja) * | 1987-04-21 | 1988-11-02 | Okaya Denki Sangyo Kk | ガス放電表示パネル用集光レンズ板の製造方法 |
| JP2002361597A (ja) * | 2001-06-11 | 2002-12-18 | Nikon Corp | マイクロレンズアレイの製造方法、マイクロレンズアレイ、光学系、投影露光装置 |
| WO2012142381A1 (en) * | 2011-04-14 | 2012-10-18 | Robert Bosch Gmbh | Method of forming non-planar membranes using cmp |
| US8580691B2 (en) | 2011-04-14 | 2013-11-12 | Robert Bosch Gmbh | Method of forming non-planar membranes using CMP |
| JP2014510647A (ja) * | 2011-04-14 | 2014-05-01 | ロベルト・ボッシュ・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツング | Ｃｍｐを使用して平坦でない薄膜を形成する方法 |
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