TW408231B - Erecting life-size resin lens array and the manufacturing method thereof - Google Patents

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五、發明說明（1) 【技術領域】 本發明係概括關於 ，更具體而言，係關 傳送裝置之樹脂正立 製造用之金屬模之製 【背景技術】 在使用於影印機、 中，已有人倡議一種 相對配置成之透鏡陣 號公報。在此種透鏡 之配置位置穿設有通 具有凹球面之模子之 再者，日本專利特 平面透鏡各以平面規 凸透鏡者相對置-成 再者，為平常之微 開昭60 -2970 3號公報 具有以陣列狀整齊排 積疊合物，以製造微 此外，曰本專利特 型透鏡陣列之方法如 與所欲製造之透鏡之 鏡同一數目之圓形細 加部分性之化學Ί虫刻 4&8S31 樹脂正立等倍透鏡陣列及其製造方法 於可利用於二次元圖像（影像）之空間 等倍透鏡陣列及其製造方法，以^二 造方法者。 … 傳真、印字機等之正立等倍 以兩個各排列有多數桿狀透 列被揭示於曰本專利特開昭 陣列中’例如將透鏡支持體 孔者，用丙烯酸樹脂予以覆 壓緊’形成桿狀透鏡之端面 開昭64-885 02號公報揭示— 則性排列有藉射出成形所製 之透鏡陣列。 型透鏡陣列之製造方法，日 之苐8圖揭示一種方法如下 列之凹陷之金屬模，在此金 型透鏡陣列。 開平5 ~ 1 5 0 1 〇 2號公報揭示一 下.在形成於平板表面之掩 位置相對應地，設置與所欲 微開口，對於平板表面藉由 後’除去掩模層’進~步施 透鏡陣列 鏡之塊體 55-90908 ，在透鏡 蓋後，以 〇 種由兩個 成之微小 本專利特 :準備一 屬模上堆 種製造微 模層上， 製造之透 開口部施 加化學#

408231 五、發明說明（2) 刻’藉此製成一母模（mother) ’由此母模得到微型透鏡陣 列成形用之金屬模’用片狀玻璃對此金屬模施加壓力（所 謂之2P成形法），而製成一種在單面緊密形成有微小凸透 鏡之微型透鏡陣列。 普通之樹脂透鏡陣列之目的在於光束之集光於陣列狀排 列之標的物。從而’透鏡間距之精度必需與標的物位置之 精度相同。在以往被要求此種透鏡間距精度之場合，必需 利用2 P成形法來製造透鏡陣列。 〇 而 樹脂正立等倍透鏡陣列由於被應用於影印機、傳真、 字機等，而可設想其進一步被應用於使二次元圖像在*門 成像之二次元圖像空間傳送裝置例如無接觸開關等。^ 到此種二次元圖像空間傳送裝置用之樹脂正立等倍透鏡 列，祇要三面以上之球面透鏡之光軸一致，即可 。從而，對於透鏡間距並未要求高精庹。 於是’本案發明人等想及不依靠2p成 形法來製造樹脂正立等倍透鏡陣列之可能性，關於射 形之利用〈途徑> 潛心反覆研究。 、、出成 本案發明人等所指向之樹脂正立等倍透鏡 一種由按規則性排列有透鏡直徑〇2〜 鏡在單面或雙面上之透鏡板以至少三個 軸上排齊(成-列）之方式，即由 '可在-光 合而成之構造，其起作用之距離 上之該透鏡板，疊 成树脂正立等倍透鏡陣列之氺如士 A 構 一“J之先軸方向之各球面透鏡具有同 4082S1 五、發明說明（3) 、如前所述，日本專利特開昭64_8 85〇2號公報提述藉射 成形製造平面透鏡’但並未揭示具體方法。再者，在曰 專利特開平5- 1 50 1 0 2號公報提及微型透鏡陣列製造用之 金屬模之製造。但此鎳金屬模並非為本案發明所指向之射 出成形用之金屬模。再者，在製造玻璃母模之場合，若有 針孔產生於鉻膜，玻璃則藉由針孔被银刻，而形成凹坑。 針孔所造成之凹坑並非為所想要之事物，而由此^母 模製成之金屬模乃含有缺陷。 ，外，在藉射出成形法製造透鏡板之場合，透鏡板會 趣曲，λ會發生成形收縮。在使用此種有魅曲及成形收 ς之透鏡板之下，如何裝配成不發生圖像 等倍透鏡陣列則成為問題。 術細正立 [發明之揭示】 ra ;是is本毛月之目的為提供，在製得無缺陷之射出成形

用之金屬模後，在使用該金屬模之下，藉射出成形法C 樹脂正立等倍透鏡陣列之方法。 』田風办忐裊造I 發：一目的為提供由此種製造方法製成之樹脂正 立等倍透鏡陣列。 人 q 日止 列=同目的為提供上述樹脂正立等倍透鏡陣 :透及接射出成形法製造透鏡板之方法。 及其不同目的為提供此種射出成形用之金屬模 本發明之另一不 及其製造方法。 的為提供此種金屬模製造用之母模

D:\2DA88-3\87121602.ptcl 第6頁 —__ΜΜ2Λ______ 五'發明說明（4) 本發明之另一不同目的為提供此種母模製造用之原模及 其製造方法。

依照本發明之樹脂正立等倍透鏡陣列，首先，為了藉射 出成形法製造一依規則性排列有微小球面透鏡之透鏡板時 使用之金屬模，製造其原模。此原模之製造方法包括：準 備一具有實質平行且平坦之面之玻璃基板之步驟；在上述 破螭基板上形成蝕刻防止膜之步驟；施行上述蝕刻防止膜 之圖型化而有規則地形成與上述微小球面透鏡相對應之微 小開口之步驟；在上述被圖型化之蝕刻防止膜作為掩模之 下，施行上述玻璃基板之等方性蝕刻而在上述微小開口之 下方形成凹窩之步驟；剝離上述被圖型化之蝕刻防止膜之 步驟；以及對上述玻璃基板進一步施加等方性蝕刻而形成 與上述微小球面透鏡相對應之凹窩之步驟。 其次，使用如此製成之原模以製造金屬模。此金屬模之 製造方法包括：對原模塗布脫模劑而予以乾燥之步驟；將 樹脂滴加於上述原模之具有凹窩之面上之步驟；使上述樹 脂展開之步驟；使上述樹脂硬化之步驟；施行上述原模之 脫模之步驟；在上述硬化樹脂及上述玻璃基板上形成導電 膜之步驟；將金屬按指定厚度鍍敷於上述導電模上之步驟 ;以及使上述鍍敷之金屬從上述硬化樹脂及上述玻璃基板 脫模而得到金屬模之步驟。 其次，使用此種金屬模以製造透鏡板。此透鏡板之製造 方法包括：使兩個金屬模以具有凹窩之面可面對面之方式 互相相對’而各別安裝於模支座之步驟；在相對之金屬模

第7頁 408231 五、發明說明（5) 之間設定所指之間隙，而將 及施行上述金屬模之脱模， 其次’使用此種透鏡板以 該透鏡陣列之製造方法包括 片豎合之際’在凸側互相相 向同一方向之方式使之疊合 疊合之步驟；以及將夾子固 【圖式之簡單說明】 樹骑注入上述間隙之步驟；以 而將透鏡板取出之步驟。 製造樹脂正立等倍透鏡陣列。 :使呈凸出翹曲狀之透鏡板二 對之下使之疊合，或以凸側朝 ’且使樹脂注入之方向一致地 定部用夾子固定之步驟。 圖1A〜1H為屐示製造破璃原模.母模之步驟之圖。 圊2A，2B為用以說明針孔之圖。 圖3A〜3E為展示製造母模之步驟之圖。 圖4A〜4C為展示使用母模以製造鎳金屬模之步驟之圖。 圖5為用以說明鍍鎳方法之圖。 圖6A’ 6B為展示使用射出成形金屬模以製造透鏡板之步 驟之圖。 圖7為由射出成形所製成之透鏡板之平面圖。 圖8 A，8 B為展示微小球面透鏡之排列狀態之圖。 圖9A，9B為說明透鏡板之疊合方法之圖。 圖10為說明透鏡板之成形收縮之圖。 圖11為說明散合凹部與鼓合凸部之間隙之圖。 圖12A〜12C為展示使二塊透鏡板疊合以裝配透鏡陣列之 步驟之圖。 圖13A〜13C為展示在著色板之介居之下使二塊透鏡板疊 合以裝配透鏡陣列之步驟之圖。

D:\2D-\88-3\87121602.ptd 第8頁 408231 五、發明說明（6) 圖1 4為展示利用樹脂正立等倍透鏡陣列之圖像之空間傳 送之圖。 圖1 5為展示依照本發明之樹脂正立等倍透鏡陣列之姑TF 特性之圖。 【實施發明之最佳形態】 、下在參知附圖之下說明本發明之實施形態。 圖〜；IH為展示製造玻璃原模之步驟之圖。以下，順次 說明各步驟。 <1〉玻璃原模之製造 (a) 玻璃基板之準備 2圖1A所示，準備一具有實質平行且平坦之磨光面之玻 #二板10。為此玻璃基板10可使用鈉鈣（鹼石灰）玻璃或石 =破璃等。在本實施形態係使用石英玻璃。使用石英玻璃. 由為如下：若玻璃中含有木純物，則如後所述，在氫-斗岭液中蝕刻玻璃之場合，玻璃中之不純物會與該溶液 二^反應而變為氟化物，水不溶性之鋇、硼等之氟化物會 2沉澱物而阻礙溶液之循環’或附著於玻璃面，致使待 v成陣列之玻璃未具同一球面。 。7者，玻璃基板10之厚度最好能予以設定為i.Omm以上 4： 項設疋係為了防止玻璃基板在後步驟之脫模作業時發 f損，因為此時之玻璃基板由於經過蝕刻而減少板厚， s如後所述在玻璃基板之背面形成有阻止蝕刻劑之滲透 p防止蝕刻之膜（以下，稱為蝕刻防止膜）。 (b) 第一之蝕刻防止膜之形成

五、發明說明（7) /其次，如圖1B所示，在石英玻璃基板10之頂面上形成鉻 系膜（鉻、氧化絡之多層膜）作為第一之蝕刻防止膜12。鉻 糸膜之厚度最好能予以設定為100〜5000A。此項設定之理 由係為了減少由玻璃表面之殘餘磨光劑，突起，塵埃，污 物等所造成之膜之針孔以及防止臈之應力所引起之裂痕之 產生。 (c) 鉻系膜之圖型化 其次’如圖1C所示，設置一厚度約2 v m之光刻膠1 4，使 之藉由光掩模（未圖示）曝光，顯像，而形成圖型化之光刻 膠。繼之’將鉻系膜藉反應性離子蝕刻法予以蝕刻，而形 成直徑3〜20/zm之圓形開口或最大之直徑3〜20仁m之多角 形開口（依透鏡之最後直徑而不同），以使鉻系膜被圖型化 〇 為鉻系膜之圖型化所用之光刻膠14係將被除去之物，但 亦可繼續留存於鉻系膜上，以作為第二之蝕刻防止膜。因 為’在除去光刻膠1 4後，依所形成之鉻系膜圖型，蝕刻坡 璃基板1 0之場合，若有針孔存在於鉻系膜1 2中，此項針孔 則會使該玻璃基板形成不想要之凹窩。在設有光刻膠之狀 態繼續被保持時，由於針孔被光刻膠覆蓋，可防止上述之 不想要之凹窩之形成。 此外，在光刻膠1 4中有針孔存在之場合’為了減低此項 針孔使鉻系膜1 2中形成針孔之可能性’亦可以附加下迷之 步驟（d )、（ e )。 (d) 光刻膠對第二之蝕刻防止膜上之塗布

D：\2D-\88-3\87121602* ptd 第10頁 4Θ8231 五、發明說明（8) 如圖1D所示，在屬於光刻膠之第二之蝕刻防止膜1 4上， 設置一厚度學2#!!!之光刻膠（陽型）16。 (e)藉鉻系膜圖型背面曝光之光刻膠圖型化 其次’如圖1E所示，在藉光刻膠1 4圖型化之鉻系膜1 2被 用作一光掩模之下，從膜背面使光刻膠1 6曝光。若有針孔 (直徑S 1 # m)產生於光刻膠1 4中，鉻系膜貝已在前述（c) 之步驟中形成針孔。來自背面之光通過鉻系膜之針孔使光 刻膠1 6曝光，但由於針孔直徑小，不會擴展至光刻膠1 6之 頂面。 上述情況被示於圖2A、圖2B中。圖2A展示對於鉻系膜之 正確圖型從背面照射紫外線時之光刻膠丨6之曝光領域1 8。 曝光領域丨8擴展至光刻膠1 6之頂面。 圖2B展示’由於光刻膠14中有針孔2〇之存在，鉻系膜12 中亦產生針孔之場合，通過針孔後之紫外線所引起之光刻 膠16之曝光之領域22。曝光領域22，並未到達光刻膠16之頂 面。 曝光後’使光刻膠1 6顯像時，曝光領域丨8之光刻膠1 6則 被除去，但曝光領域2 2之光刻膠1 6並未被除去。從而，圖 1 E所示之光刻膠1 6之圖型為所想要之形狀，在下一步驟中 成為第三之融刻防止膜’以防止所需要之圖型以外之玻璃 蚀亥I]。 或者’將步驟（C )中所形成之光刻膠〗4予以剝離後，附 加與步驟（d )、（ e)相同之步驟亦可，不成問題。 (f )第一次之玻璃蝕刻

五、發明說明（9) 其次’使形成有蝕刻防 於作為巍刻劑之氫氟酸溶 之開口，進行玻璃基板丄〇 示之凹窩17。 在設定蝕刻防止膜之開 度之银刻之場合，所形成 (g) 银刻防止膜之剝離 其次，如圖1 G所示，剝 (h) 第二次之破璃蝕刻 其次，如圖1 Η所示，使 氟酸溶液中，以進行玻璃 上述凹窩直徑153 μηι之玻 性ϋ刻之場合，凹寫之直 達到7 4 /z m程度。 此時，為了防止玻璃厚 之面之背面（反面）設置光 在以上之破j离原模之製 子蝕刻法形成微小開口， 射一屬於電礤波之雷射光 開口。 屬於電磁故之雷射光為 光。由於雷射光具有此種 到高能量密度。振盪線之 直到0_..7mm之次毫波為止 408231 止膜1 2、1 4、1 6之破鴇基板浸潰 液中，利用形成於蝕刻防止膜中 之等方性蝕刻，而形成如圖1 F所 口直徑為約5 而施行8〇分鐘 之凹寓之直徑變為153 。 離蝕刻防止膜12、14、16。 形成有凹嵩之破璃基板浸潰於 基板之等方性钱刻β對於形成有 璃基板施加420分鐘程度之等方 徑則變為6 00,从m，而凹窩之深户； 度之減少，亦可以在形成有凹窩 刻膠、金屬膜等之蝕刻防止祺二 造方法中，在鉻系膜藉反應性離 但並未限於此一方法，亦可以 ’以施行加熱、蒸發而形成微小 相位」致之平行光線，且係單色 性質’用透鏡予以集光時，可得 波長範圍從約2 3 0 〇 A之紫外線起 ’其種類亦達500 (條）以上。 Ο

408S31 五、發明說明（10) 2方面，在一般物質有能量（波長）吸 長Λ'帶内之㈣波長之雷射光，即可用以m it;;板在波長吸收帶上之差異，在不發生玻璃 ίϊί下，僅於與蝕刻防止膜之微小球面透鏡相對 應之部分形成微小開口。 '、人關於使用由上述之步驟製成之玻璃原模（圖1 Η )以 1造母模之步驟，在參照圖3Α〜3Ε之下，加以說明。再者 ，為金屬模之金屬可使用鎳或鎳合金，而在以下之例子中 ’關於使用鎳之場合進行說明。 〈2>母模之製造 (a) 脫模劑之塗布及乾燥 如圖3A所示，使玻璃原模30浸潰於被裝在槽34内之氟,系-脫模劑32中，以將脫模劑之單分子層塗布於原模之表面上· 。此係為了改善其後之脫模步驟（後步驟）之脫模性以防止-玻璃之破損。將脫模劑塗布後予以乾燥α (b) 滴加樹脂 其次，如圖3 B所示，將樹脂3 6藉分配器以不發生泡沫之 捲入（吞沒）之方式滴加於玻璃原模3 〇上。 為樹脂3 6使用下述特性之u V硬化樹脂。即，硬化收縮率 :6%以下’黏度：100〜2000cP(25。），硬化後硬度：η〜 5Η，黏著強度：5Kg/6mm0以上（玻璃/玻璃，i〇〇wm厚度） 除了 UV硬化樹脂外’亦可以使用熱硬化（熱固性）樹脂、

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二液性硬化樹脂等。 (C)樹脂之展開及u v硬化 其次’如圓J_C-所示，為使所滴加之uv硬化樹脂36展開， 將ίέ璃基板38從上方載置於樹脂上。玻璃基板38具有良好 之平坦度而被設定以具有〇 · 3mm以上之厚度，以便在後述 之鐘鎳時不致因所產生之應力而發生變形。 使玻璃基板38從樹脂3 6之上方降落下去，以造成樹脂與 玻璃基板之接觸後，予以施加壓力而施行樹脂之展開，此 時之壓力乃依存透鏡圖型部以外之樹脂厚度，而在5〜1〇 Mm厚度之場合，以50〜l〇〇kg/cm2之程度較佳。再者，為. 了防止展開泡沫之吞沒’按1 〇以m /秒鐘以下之施壓速度施: 行展開。 ’ 其次，為了使樹脂3 6硬化’使該樹脂曝露於波長3 〇 〇〜 40 0龍、能量 40 0 0 J/cm2 之 UV 光。 (d)脫模 其次’如圖3 D所示’將玻璃原模3 0予以解開周邊，而利 用空氣使之脫模。如圖3 E所示，得到母模4 〇。 其次，關於使用由如上述之步驟製成之母模4〇以製造金 屬模之步驟，在參照圖4之下’加以說明。 <3>鎳金屬模之製造 (a) 導電膜之成膜 如圖4A所示，使導電膜42附著於母模4〇之樹脂36上。導 電膜可籍例如非電解鍵錄法等之方法形成之。 (b) 鎳金屬模之製造

姻23ΐ 五、發明說明（12) 如圖4B所示，在導電膜42上施行鍍鎳。此項鍍鎳乃如下 進行。即，如圖5所示，藉加熱器加熱電解液（鍍鎳液）44 ，以保持適當溫度。然後，將施加電積 (electrodeposition)(電鍍）之鎳片（粒）連接於陽極侧， 而將被電積之母模4 0連接於隆極側。予以通電時，陽極側 之鎳被溶化’而沉積於陰極侧。其結果是，錄錄層4 6形成 於母模40之導電膜42上。鍍鎳層之厚度乃為了保持射出成 形時之金屬膜之剛性而予以設定為0 . 3mm以上。 (c)脫模及外周加工 其次’如圖4 c所示，使鍍鎳層4 6脫模，對脫模後之鎳金 屬模施加削面、去角等之外周加工’以便作為—射出成形 金屬模安裝於模支座。 鎳金屬模之製造並未限於上述之例子，而亦可以如下述 製造之。即’在玻璃原模30之具有凹窩之面上藉非電解鑛 法形成導電膜。將此作為母模，以與前述（b)、（c)所說明 之步驟相同之方式藉鍍鎳法製造鎳金屬模。 其次’關於使用由上述之步驟製成之射出成形金屬模以 製造透鏡板之步驟，在參照圖6 A及6 B之下，加以說明。 <4>射出成形’ (a)金屬模之安裝 如圖6A所示，將二個由上述之步驟製成之鎳金屬模以其 圖型面可面對面之相對方式各別安裝於模支座（未圖示）。 其一方之金屬模50以固定式’而另一方之金屬模52以可動 式予以安裝。在此場合’表晨芯偏移之公差（包括圖型面

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之旋轉）為土 5 0 // m。二個金屬模之間隙之公差為± 5 〇〆m 。以可進入此等公差之方式調節可動式金屬模52之安裝位 置。 (b)射出成形 將成形樹脂5 4射出注入如上述安裝之二個金屬模之間隙 。此成形樹脂為丙烯酸系樹脂，可適當選擇其耐熱·、耐濕 性。樹脂之溫度最好能為約250。（以25 0。以下者較佳， 因為若超過2 5 0 ’樹脂則會變色），金屬模之溫度最好能 為約80。（以100。以下者較佳，因為若超過1〇〇。，金屬 模則會變形）。 (b)當樹脂之射出注入〈操作〉終了時，如圖6 b所示，施 行金屬模之脫模，而將所成形之透鏡板5 6予以取出。在射 出成形之場合，〈成形之結果〉很少得到與金屬模完全—樣 之形狀’即該透鏡板會朝向二模中之任一方凸出翹曲。 圖7展示由射出成形法製成之透鏡板5 6之一例之平面圖 。其透鏡圖型部係省略圖示者。此透鏡板56具有外形尺> 1 4 0mm X 11 Onm之矩形狀’在此矩形狀領域中排列有直徑約 600仁m、高度約74 /zm、曲率半徑約647 "m之透鏡，板之 厚度為約1, 74mm，透鏡之厚度（表面與背面之透鏡頂點間 之距離）為約1.88mm。在該板之周緣6個部位設有厚度上較 薄之夾子固定部58。再者，在單面四隅設有對準用之二個 嵌合凸部60及二個嵌合凹部62。此等嵌合凸部、嵌合凹部 之位置精度為±l〇〇#m。又按，此等夾子固定部、嵌合凸 部、嵌合凹部係在射出成形時同時成形者。

第16頁 82 五、發明說明（14) 在以上之例子中，施行雙面形成有球面透鏡之透鏡板之 射出成形，但在僅單面形成有球面透鏡之透鏡板之射出成 形之場合，將一方之金屬模設定為未具凹窩之金屬板。例 如，可設定為鎳板。 圖8A '8B展示雙面形成有球面透鏡之透鏡板中之球面透 鏡之排列狀態。圖8A展示，沿著與透鏡板64之面垂直之方 向使雙面上之球面透鏡6 5之光軸6 6 —致之排列狀態。圖8B 展示，沿著對透鏡板6 7之面傾斜之方向使雙面上之球面透 鏡6 5之光軸6 8 —致之排列狀態。 較佳的是，對於以上述方式射出成形之透鏡板之具有微 小球面透鏡之表面設置反射防止膜。此反射防止膜例如利 用濺鍍法、蒸氣澱積法、浸潰法等方法來形成S i 〇2膜即可 被實現。 * 又較佳的是’對於射出成形之透鏡板之具有微小球面透。 鏡之表面設置吸水防止膜。此吸水防止膜例如利用濺鍍法 、蒸氣殿積法、浸潰法等方法來形成T i 〇2、〖T〇等即可被 實現。 以上之及反射防止膜及吸水防止膜均必需具有比透鏡板 材料之折射率為小之折射率。 其次’為二塊透鏡板疊合以裝配一透鏡陣列之步驟進行 說明。 <5>裝配 關於透鏡板之疊合方法加以説明。關於藉射出成形法形 成透鏡板之場合會發生翹曲及成形收縮之情事，已做過說

第17頁 4082P, 五、發明說明（15) 明。 為了矯正翹曲至不使圖像失真之樹脂正立等倍透鏡陣列 之裝配’如圖9A、圖9B各別所示，使二塊透鏡板66、67互 相以凸侧相對之方式疊合，或以凸側朝向同一方向之方式 疊合。在以凸側朝向同一方向之方式疊合之場合，重要的 是’以翹曲較大之一方之透鏡板之凸侧與另一方之透鏡板 之凹側相對之方式疊合。因為，疊合時’在透鏡板之間產 生空隙者並不合適。 在疊合後，如後所述，用夾子固定透鏡板之周邊，藉此 續正翹> 曲。 5 再者’為了使用發生成形收縮之透鏡板以裝配不使圖像 失真之樹脂正立等倍透鏡陣列，必需注意下述要點。即， 如圖1 0所示’透鏡板之成形收縮係對於樹脂從清口（圖上 未示）注入之方向（箭頭C所示）約略對稱分布者《即，在圖 1 〇中’設樹脂注入之方向之中心軸為D之場合，成形收縮 則在袖D (虛線所示）為對稱軸之下，形成約略均勻之分布 。在圖10中’展示成形收縮之方向及量。 此種成形收縮’以所成形之透鏡板而言，均示同一程度 之收縮里，因此，在二塊透鏡板之疊合方法上可設法使 面透鏡之光轴一致。 ，此，使透鏡板（依圖㈣藉同一金屬模所成形者）之板面 ^ 口側—致之下疊合。即，二塊透鏡板在樹脂之流入方 二:致之了疊合。依照^種疊合法時，可消除成形收縮之 而得到正立等倍像。若依照其他疊合法，則由於成

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五、發明說明（16) Θ 形收縮之影響.二塊透鏡板之球面透鏡在 ’致使圖像失真（歪曲），而無法得到正立等倍像。S生偏移 以如上所述方式’使二塊透鏡板疊合，而 等倍透鏡陣列，有必要使三面以上之球面透^之光轴j立 。伙而，為二塊透鏡板中之一方使用一塊在雙面形成 μ 小球面透鏡之透鏡板，而為另一方使用一塊至少右* πα ^ 成有微小球面透鏡之透鏡板。從而，為使三面以上之球 透鏡之光軸一致，變得重要的是，二塊透鏡板之對準Ύ 2 此’如圖7所示，在透鏡板之單面四隅設有對準用之_個… 嵌合凸部60及二個嵌合凹部62。藉此等凸部、凹部之'嵌人 即可施行二塊透鏡板之對準。 、口 亦可以如圖11所示’在凸部6 0之直徑與凹部6 2之内經之 間設置的間隙X，首先施行使凸部與凹部嵌合之粗略對準 ’繼之，以二塊透鏡板之光軸可一致之方式在間隙χ之範 圍内施行精密對準。在此場合，間隙X係以可在一個微小 球面透鏡之範圍内調整之方式設定者。 圖12Α展示，施行疊合之二塊透鏡板56、57。此等各透 鏡板在擁有微小球面透鏡之領域以外之部分具有與微小球 面透鏡之高度同等之隆起部76。此隆起部被用以調節透鏡 頂點間之距離，此項透鏡頂點間之距離若達透鏡直徑之1 / 1 0以上，圖像則會惡化，因此透鏡頂點間之距離之調節極 為重要。 使此等透鏡板疊合’而藉凸部60與凹部62之嵌合使之對 準後，如圖1 2Β所示，蔣由不銹鋼或鐵系材料製成之夾子

第19頁 __^08251 五、發明說明（17) -- 80攸側，插人夾子固定部58，而如圖工％所示，肖炎子8。 $以固疋/由於隆起部7 6之高度與微小球面透鏡之高度同 =成微小球面透鏡之相對之頂點近旁部互相之接觸。 "次，關於在二塊透鏡板56與57疊合之際使著色間隔件 介於其間之例子加以說明。 ^圖13A所示’使二塊透鏡板56與57在金屬或樹脂所製 之著色間隔件70之介居之下疊合。在著色間隔件7〇設有與 透鏡板之球面透鏡相對應之開口 72及與嵌合凸部相對應之 開口 74 ^設置此著色間隔件7〇之目的為：（丨）將通過球面 透鏡外之迷光予以遮斷；（2 )以其厚度保持透鏡板間之距 離’藉此調整透鏡頂點間之距離；（3)有助於透鏡板之翹 曲績正；（4)施行二塊透鏡板之調芯。著色間隔件7〇之厚度 為與球面透鏡之高度χ2同等。其色彩設定為黑色，無光' 'Off·

澤D I» 對於二塊透鏡板56與57，在其間夾有上述著色間隔件70 — 之狀態下，使其凸部6 0與凹部6 2嵌合，而進行對準。其次 如圖13B所示，將夾子80插入夾子固定部58，而如圖13C所 示’用夾子80予以固定。由於用夾子固定，二塊透鏡板之 相對之微小球面透鏡頂點之間隔被保持一定。 此外’在著色間隔件之厚度小於微小球面透鏡之高度之 二倍之場合，若用夾子固定透鏡板之周綠，隔著該著色間 隔件之二塊透鏡板之周緣間隔則變得小於二塊透鏡板之相 對之微小球面透鏡之高度，因此，二塊透鏡板之相對之微 小球面透鏡領域最外周部互相成為支點，無法保持該領域

第20頁 408231 五、發明說明（18) (二塊透鏡板之相對之微小球面透鏡領域）中心附近之該等 頂點（二塊透鏡板之相對之微小球面透鏡之頂點）之間隔為 一定。從而’重要的是，以相對之二塊透鏡板之周綠間隔 包括著色間隔件之厚度在内可成為相對之微小球面透鏡之 高度之二倍程度之方式，在透鏡板之周緣設置隆起部而調 整其高度。 /在樹脂透鏡板之間若有此種著色間隔件之存在，則由於 著色間隔件之熱膨脹率與樹脂透鏡板之熱膨脹率不同，在 著色間隔件與樹脂透鏡板之間會產生由熱膨脹係數之差異 所引起之應力。此種應力〈之產生 > 會引起微小球面透鏡之 光軸之偏移，因此不合宜。從而重要的是，以可滿足下式 之方式選定著色間隔件之熱膨脹係數。即，設透鏡板材料 之熱膨脹係數為α 1，著色間隔件之熱膨脹係數為α 2 ,透 鏡板之透鏡領域之長邊方向之距離為L，透鏡之最短間距 為Ρ，以及使用溫度範圍為τ時滿足 a2 ^ ceI + 0.5 X P/(T+L) 者。在此’0.5為一係數，用以使透鏡領域之長邊方向— 端之微小球面透鏡之光軸與著色間隔件之開口中心_致， =使透鏡領域之長邊方向另一端之微小球面透鏡之光轴與 著色間隔件之開口中心之差異變為半間距以下。 、 例如設透鏡板材料之熱膨脹係數α丨X丨〇_5，長邊方向 =長度L = 120_，透鏡間距ρ = 〇· 6，使用溫度範圍T = t 時’可為著色間隔件選定熱膨脹係數α 2 g 1. 5 3 X 1 〇-4之材 料。為一例可使用不銹鋼（ο: 1 S 1. 2 8 X 1 Ρ )。

第21頁 408231 五、發明說明（19) 以上所述者僅藉夾子之固定，但亦可以同時利用黏著劑 。在此場合，使黏著劑（溶劑亦可）流入嵌合凹部。然後， 使此等嵌合凸部與嵌合四部嵌合，施行對準，而壓緊嵌合 凸部及嵌合凹部之表面，以暫時固定二塊透鏡板。將夾子 80從侧邊插入夾子固定部58，而用夾子80予以固定。如此 ，亦有可能同時使用夾子及黏著劑來施行固定，不過在此 場合必需使透鏡板與著色間隔件不致黏合。 〇 圖14展示，利用本發明所製造之樹脂正立等倍透鏡陣列 8 2來施行物像之圖面像之空間傳送時，圖像（影像）在空間 上成像之狀態。 圖15展示，空間距離l按1〇随單位在;[〇〜i〇〇min範圍内變 化時之樹脂正立等倍透鏡陣列之光學特性MTF(M〇dulati〇n

Transfer Function)藉空間頻率1LP/mm之矩形波予以測定 之實測值。MTF2 0%為人類所能感知之界限。由此得知，透 鏡直徑0. 3〜1 · 〇mm且空間距離20〜1 00mm之樹脂正立等倍 透鏡陣列得到良好之MTF值。如此，依照本發明之樹脂正 立等倍透鏡陣列，可得到圖質良好之像面圖像。 以上係說明本發明之實施形態，但本發明並未被限定於 上述實施形態，而明顯的是，熟悉本技藝者在本發^ 圍内有可能作各種變型及變更。 & .) 【產業上之可利用性】 依照本發明，藉射出成形法製造透鏡板而裝配二個i 板時，有可能極簡單且低廉地製造品質一定 1 倍透鏡陣列。1 ^

Claims (1)

1. 六、申請專利範圍 1· 一種製造金屬模之原模之方法，該金屬模為藉射出成 形法製造一依規則性排列有微小球面透鏡之透鏡板時被使 用之金屬模’該方法之特徵為包括： 準備一具有實質平行且平坦之面之玻璃基板之步驟； 在上述玻璃基板之表面上形成蝕刻防止膜之步驟； 在上述银刻防止膜有規則地形成與上述微小球面透鏡相 對應之微小開口之步驟； 在上述蝕刻防止膜作為掩模之下，施行上述玻璃基板之 等方性蝕刻而在上述微小開口之下方形成凹窩之步驟； 剝離上述蚀刻防止膜之步驟；以及 對上述玻璃基板進一步施加等方性蝕刻而形成與上述微 小球面透鏡相對應之凹窩之步驟者。 2.如申請專利範圍第1項之方法，其中該項在上述蝕刻 防止膜有規則地形成上述微小開口之步驟係利用一種對於 该餘刻防止膜之與上述微小球面透鏡相對應之部分照射以 電磁波而將該部分加熱以使蒸發之方法所施行者。 /3 ·―種製造金屬模之原模之方法，該金屬模為藉射出成 形'去製造一依規則性排列有微小球面透鏡之透鏡板時被使 用之金屬模，該方法之特徵為包括： 準備一具有實質平行且平坦之面之玻璃基板之步驟； 在上述玻璃基板上形成金屬膜之步驟； 在上述金屬膜上形成光刻曝之步驟； 施行上述光刻膠之圖型化之步驟； 在上述被圖型化之光刻膠作為掩模之下，蝕刻該金屬膜

   408231 六、申請專利範圍 ，而有規則地形成與上述微 之步驟； 剝離上述光刻膠之步驟； 在上述金屬膜作為掩模之 性触刻而在上述微小開口之 剝離上述金屬膜之步驟； 對上述玻璃基板進一步施 小球面透鏡相對應之凹窩之 4. 一種製造金屬模之原模 形法製造一依規則性排列有 用之金屬模，該方法之特徵 準備一具有實質平行且平 在上述玻璃基板上形成金 在上述金屬膜上形成光刻 施行上述光刻膠之圖型化 在上述被圖型化之光刻膠 ，而有規則地形成與上述微 之步驟； 在上部積層有光刻膠之上 上述玻璃基板之等方性蝕刻 凹窩之步驟； 剝離該光刻膠及上述金屬 對上述玻璃基板進一步施 小球面透鏡相對應之凹窩之 小球面透鏡相對應之微小開口 下’施行上述玻璃基板之等方 下方形成凹窩之步驟； 以及 加等方性蝕刻而形成與上述微 步驟者。 之方法’該金屬模為藉射出成 微小球面透鏡之透鏡板時被使 為包括： 坦之面之玻璃基板之步驟； 屬膜之步驟； 勝之步驟； 之步驟； 作為掩模之下，蝕刻該金屬膜 小球面透鏡相對應之微小開口 述金屬膜作為掩模之下，施行 而在上述微小開口之下方形成 膜之步驟；以及 加等方性银刻而形成與上述微 步驟者。

   第24頁 、申請專利範圍 5* 一種製 形法製造一 408231 造金屬 依規則 用之金屬模，該方 準備一具有實質 璃基板 在上述玻 在上述金 施行上述 在上述被 屬膜，而有 開口之步驟 剝離上述 然後形成 從上述玻 口使上述第 使上述第 步驟； 在上部積 下’施行上 下方形成凹 剝離上述 對上述玻 模之原 性排列 法之特 平行且 上形成 屬膜上形成第 第一光刻膠之圖型化之步 圖型化之第一光刻膠作為 規則地形成與上述微小球 模之方法， 有微小球面 徵為包括： 平坦之面之 金屬膜之步 該金屬模為藉射出成 透鏡之透鏡板時被使 玻璃基板之步驟； 驟； 一光刻膠之步驟； 驟；. 掩模之下’蝕刻該金 面透鏡相對應之微小 第一光刻膠之步驟 © 第二光刻膠之 璃基板側照射 二光刻膠曝光 二光刻膠之被 層有上述第二 述玻璃基板之 窩之步驟； 第二光刻膠及上述金屬膜 璃基板進一步施加等方性 之步驟者。 模之方法， 有微小球面 步驟； 光’以通過上述金屬膜之微小開 之步驟； 曝光部分經過顯像而予以除去之 光刻膠之上 等方性蝕刻 球面透鏡相對應之凹窩 造金屬模之原 依規則性排列 6. —種製 形法製造一 述金屬膜作為掩模之 而在上述微小開口之 之步驟；以及 餘刻而形成與上述微 該金屬模為藉射出成 透鏡之透鏡板時被使

   第25頁 408231 a '中請專利細 " 用之金屬模，該方法之特徵為包括： 準備一具有實質平行且平坦之面之玻璃基板之步驟； 在上述玻璃基板上形成金屬膜之步驟； ’ 在上述金屬膜上形成第一光刻膠之步驟； 施行上述第一光刻膠之圖型化之步驟； 在上述被圖型化之第一光刻膠作為掩模之下，餘刻該金 屬膜，而有規則地形成與上述微小球面透鏡相對應之微 開口之步驟； 然後形成第二光刻膠之吏驟； 從上述玻璃基板侧照射光，以通過上述金屬膜之微小開 口使上述第二光刻膠曝光之步驟； 使上述第二光刻膠之被曝光部分經過顯像而予以除去之 步驟； 在上部積層有上述第一及第二光刻膠之上述金屬膜作為 掩模之下，施行上述玻璃基板之等方性飯刻而在上述微小 開口之下方形成凹窩之步驟； 剝離上述第一及第二光刻膠暨金屬膜之步驟；以及 對上述玻璃基板進一步施加等方性姓刻而形成與上述微 小球面透鏡相對應之凹窩之步驟者。 7. 如申請專利範圍第1至6項中任^項之方法’又包括， 在施行第二次之上述等方性蝕刻之前在上述玻璃基板之背 面形成蝕刻防止膜之步驟者。 8. —種利用如申請專利範圍第1炱6項中任一項之方法所 製成之原模，其為藉射出成形法製造一依規則性排列有微

   第26頁 408231 六、申請專利範圍 小球面透鏡之透鏡板時使用之金屬模之原模 9. 一種製造金屬模之方法，其特徵為包括： ,二於由形成有凹窩之玻璃基板所構成之原模予以塗布脫 模劑而予以乾燥之步驟； 呆τ 主 將樹脂滴加於上述原模之具有凹窩之面上之牛 將：f有平行且平坦之面之玻璃基板壓緊於1述樹脂上 ’以使樹脂展開之步驟； i1 ί 使上述樹腊硬化之步驟； 施行上述原模之脫模之步驟； 在上述硬化樹脂上形成導電膜之步驟； 將金屬按指定厚度鍍敷於上述導電膜上之+ 得屬從上述硬化樹脂-心模操作而 1 0.如申請專利範圍第9項之方法，复 申請專利範圍第1至7項中任一項之方；；所；：：為利用σ 一Λ利Λ如Λ請專利/圍第10項之方法所製成之金 ϋ之ϋ ϊ, 造一依規則性排列有微小球面 透鏡之透鏡板日τ被使用者。 1 2_ —種製造金屬模之方法，其特徵為包括. 在一由形成有凹窩之玻璃基板所構成之原模之具有上述 凹窩之面上形成導電膜之步驟； 將金屬按指定厚度链敷於上述導電膜上之步騍. 施行上述鍍敷之金屬從上述原模脫離之脫二操作而 母模之步驟；

   第28頁 ^1— 六、申請專利範圍 使一個具有凹窩之金屬模以具有四窩之面可面對面之方 式互相相紫；|·，t a τ而各別安裝於模支座之步驟； J.g 雄丨 j. 入 T <金屬模之間設定所指定之間隙，而將樹脂注入 上述間隙之步騍；以及 細Μ丁上述金屬模之脫模，而將透鏡板取出之步驟者。 、18,如申請專利範圍第17項之方法，其中具有凹窩之上 34金屬模為利用如申請專利範圍第10或13項之方法所製成 者。 0 19.種利用如申請專利範圍第1 6或1 8項之方法所製成 =透鏡板’其為至少在單面依規則性排列有微小球面透鏡 者。 其中在具有微小球 其中在具有微小球 20·如申請專利範圍第19項透鏡板 面透鏡之表面擁有反射防止膜者。 2 1.如申请專利範圍第1 9項透鏡板 面透鏡之表面擁有吸水防止膜者。 22.如申請專利範圍第19至21項中任一項之方法，梵 在具有微小球面透鏡之領域以外之部分擁有各至小/、 對準用之嵌合凸部及嵌合凹部者。 乂一個之 23·如申請專利範圍第丨9至21項中任一項之方法 在具有微小球面透鏡之領域以外之部分擁有上述微其中 透鏡之尚度以下之隆起部者。 球面 2 4.如申請專利範圍第1 9至21項中任一項之方 在周緣具有夾子固定部者。 其中 2 5 種製造樹脂正立等倍透鏡陣列之方法， 畀特徵為

   第29頁 六、申請專利範園 之二二=射出成形法製成之里凸出趣曲狀之透鏡板叠合 方相對之下使之疊合’或在麵曲較大之一 =鏡板之凸側與另一方之透鏡板之凹侧相對之下使之 利2用6如ΥΛ"1·/範目第25項之方丨’其中上述透鏡板為 和用如申Μ專利範圍第1 6或1 8項之方法所製成者 27.如申請專利範圍第26項之方法，其^ :曝曲狀之同時具有沿樹鹿注入方向約略-對鬼稱二 成形收縮之透鏡板疊合之際，以樹脂注入之方向可一致之 方式施行疊合，以便上述二塊透鏡板在光學上不 成形收縮之影響者。 ’ 28_如申請專利範圍第26或27項之方法，其中使上述二 塊透鏡板疊合之際，在依規則性具有與上述微小球面 透鏡 相，應之開口之著色間隔件介居於二塊透鏡板之間之狀熊 下登合者。 〜 29_如申請專利範圍第28項之方法，其中設上述透鏡板 之材料之熱膨脹係數為α 1，上述透鏡板之具有上述^小 球面透鏡之領域之長邊方向之距離為L，上述被排列之微 小球面透鏡之最短間距為ρ，以及使用溫度範圍為τ時，上 述著色間隔件為滿足 2 ^ α 1 + 0. 5 XP/CT + L) 之熱膨脹係數（2 2之材料所構成者。 3 0.如申請專利範圍第2 6至2 9項中任一項之方法，其中 使上述二塊透鏡板之間相對之上述微小球面透鏡之頂點近

   第30頁 ___408231 __ 六、申請專利範圍 旁部互相接觸，或在上述二塊透鏡板之相對之上述微小球 面透鏡之頂點之間設置一定之距離者。 3 1.如申請專利範圍第2 6至29項中任一項之方法’其中 使上述二塊透鏡板之相對應之各微小球面透鏡之光軸在與 透鏡板之面垂直之方向一致者。 3 2.如申請專利範圍第2 6至2 9項中任一項之方法，其中 使上述二塊透鏡板之相對應之各微小球面透鏡之光轴在與 透鏡板之面傾斜之方向一致者。 3 3.如申請專利範圍第2 6至2 9項中任一項之方法，其中 使 方之透鏡板之上述散合凹部與另一方之透鏡板之上述 般合凸部嵌合，以施行二塊透鏡板之對準者。 34,如申請專利範圍第26至29項中任一項之方法，其中 在上述嵌合凹部之尺寸與上述嵌合凸部之尺寸之間設置一 間隙’使上述凹部與上述凸部嵌合以施行二塊透鏡板之粗 略對準後，再施行精密對準者。 田3 5 ·如申請專利範圍第3 3項之方法，其中設在經過上述 S合及對準之上述二塊透鏡板之周緣之上述夾子固定部係 用夾子予以固定者。 人3 6.如申請專利範圍第3 4之方法，其中設在經過上述疊 «及對準之上述二塊透鏡板之周緣冬上述夾子固定部係用 夾子予以固定者。 面透鏡之領域以外之部分 、37.如申請專利範圍第35項之方法，其中用黏著劑使上 述二塊透鏡板之具有上述微小球 黏合者。

   第31頁 _4M2di__ 六、申請專利範圍 3 8.如申請專利範圍第3 6項之方法，其中用黏著劑使上 述二塊透鏡板之具有上述微小球面透鏡之領域以外之部分 黏合者。 3 9. —種利用如申請專利範圍第2 5至3 8項中任一項之方 法所製成之樹脂正立等倍透鏡陣列。 Θ

   第32頁