JP2002162502A

JP2002162502A - 両面マイクロレンズアレイ

Info

Publication number: JP2002162502A
Application number: JP2001332923A
Authority: JP
Inventors: John Border; ボーダージョン; Robert Dambrauskas; ダムブラウスカスロバート; Craig A Sadlik; エイサッドリッククレイグ
Original assignee: Eastman Kodak Co
Current assignee: Eastman Kodak Co
Priority date: 2000-10-31
Filing date: 2001-10-30
Publication date: 2002-06-07
Also published as: EP1202080A3; EP1202080A2; KR20020034916A

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、単一の媒体に固定された両面マイ
クロレンズアレイの提供を目的とする。【解決手段】両面マイクロレンズアレイは、回転式ハ
ーフラジアスダイアモンド切削部材を用いて形成された
複数のマイクロレンズをそれぞれ有する対向した面を有
する。マイクロレンズは、球形、非球形、アナモルフィ
ック形を含む種々の形状を有するように作成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、一般的には、改善
されたマイクロレンズ型及びマイクロレンズの分野に係
り、より詳細には、高品質の、マイクロレンズやマイク
ロレンズアレイのような超小型の光学製品を成形するの
に適した精密な型の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】射出成形若しくは圧縮成形用の型におけ
る回転方向で対称な光学表面は、一般的に、研削若しく
はダイアモンド旋削のいずれかによって作成される。こ
れらの技術は、広い表面に対しては良好に機能するが、
小さいサイズ若しくはアレイに高品質の光学表面を作成
するのには、不適である。その他の技術も、小規模の単
レンズ及びアレイを製造するために使用できるが、フィ
ルファクター、光学的な精度、及び／又は製造できるレ
ンズ形状の高さ若しくはサグ量に関して制限を受けるも
のである。

【０００３】研削は、スクラッチのない精密な光学表面
を作成するため研削面の軌道運動に依存する。しかし、
軌道運動及び研削面は、数ミリメートルより小さい光学
表面を作成するとき、非現実的なものとなる。アレイ用
に複数の表面を研削することは、その後結合される複数
のピースを用いて一回に一の表面しか実行することがで
きない。

【０００４】ダイアモンド旋削は、２ミリメートルより
小さい光学表面を作成するのに使用されることができる
が、そのセットアップは困難である。複数の光学表面の
正確な配置は、複数のセットアップに起因して可能でな
い。複数のセットアップに対する要求は、アレイのため
の機械加工時間をも増加させるので、ダイアモンド旋削
は、コスト面から使用できない。

【０００５】２ミリメートルより小さいマイクロレンズ
を製造する適切なその他の技術は、ポリマー・リフロー
である。ポリマー・リフローは、表面上にポリマーのド
ロップを付着させ、その後、そのポリマーが溶解して表
面張力効果の影響の下で球形に再び流動することができ
るように、そのポリマーを加熱することにより実行され
る。真の球形の光学表面を得るため、リフローレンズ
は、球形パターンの基礎表面に接触するように、相互か
ら分離されることができる。各レンズの球形パターンを
維持するため、レンズは、他のレンズから分離されるこ
とができ、アレイのフィルファクターを実質的に制限す
る。1996年7月16日に出願されたAoyama他による米国特
許第5,536,455号“Method Of Manufacturing Lens Arra
y”は、高いフィルファクターを備えたリフローレンズ
アレイを製造するための２つのアプローチを開示する。
この技術を使用して、レンズの第２列は、レンズの第１
列の間の隙間に置かれる。この技術は、１００パーセン
トに近いフィルファクターを提供することができるが、
レンズの第２列は、成形された光学表面が真の球形でな
いように、基礎表面との球形の接触を有しない。また、
一般的なリフロー技術は、重力の影響によりサグ量が１
００ミクロン未満に限定される。非球面は、ポリマー・
リフローを使用して製造されることができない。

【０００６】グレースケールリソグラフィーもまた、２
ミリメートルより小さいマイクロレンズを作成するのに
使用可能である。グレースケールリソグラフィーは、略
どんな形状であっても作成することができ、高いフィル
ファクターがレンズアレイにおいて生成されることがで
きる。しかし、グレースケールリソグラフィーに使用さ
れる反応性のあるビームエッチング及び他のエッチング
技術は、光学表面により高精度に製造できる深さに関し
て制限を受けるので、サグ量は、一般的に３０ミクロン
未満に制限されてしまう。

【０００７】サグ量の大きいレンズは、一般的には、撮
像用に使用される高倍率若しくは高出力の屈折レンズに
関連する。高出力の屈折レンズは、高サグ量を意味する
先端角度（included angle）及び関連した光の収集若し
くは光の拡散を最大化するため厳しい曲率で急傾斜した
側面を有する。画像形成の場合では、画像の波先を保護
する屈折レンズが好ましい。波先が保護される必要のな
い照明のような他の場合では、光学曲線が分割されたリ
ングにカットされるフレネルレンズ若しくは回折レンズ
は、レンズのサグ量全体を減少させるために使用される
ことができる。マイクロレンズの場合では、高出力の回
折レンズは、低サグ量の高出力のマイクロレンズを作成
するために必要とされるだろうエッジでのリング分割の
狭い間隔と急な斜度とに起因して実現可能でない。

【０００８】Hoopman他による１９９６年３月２１日の
米国特許第5,519,539号“MicrolensArray With Microle
nses Having Modified Polygon Perimeters”及びHoopm
an他による１９９４年４月５日の米国特許第5,300,263
号“Method Of Making A Microlens Array And Mold”
は、表面張力が球形状に近いポリマー表面を形成するよ
うにポリマーを小さな容器の列に注入することを伴うレ
ンズアレイの作成方法を開示する。より球形に表面を作
成するために容器の形状に対して校正がなされるが、こ
れにより、フットボール形状の交線が発生することにな
り、光学的な品質及び効果的なフィルファクターが限定
されてしまう。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】従って、本業界におい
て、高品質で超小型の光学製品を成形するのに適した精
密なマイクロレンズ型を作成する方法に対する必要性が
残されている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明の目的
は、単一の媒体に固定された両面マイクロレンズアレイ
を提供することにある。

【００１１】本発明のその他の目的は、所定形状をそれ
ぞれ備えた複数のマイクロレンズを有する両面マイクロ
レンズアレイを提供することにある。

【００１２】本発明の特徴は、マイクロレンズアレイ
が、単一の媒体に固定された複数のマイクロレンズをそ
れぞれ備えた対向する面を有することである。

【００１３】本発明によると、複数のマイクロレンズを
それぞれ含む、対向した第１のレンズ面及び第２のレン
ズ面が、単一の媒体に支持されて整合される、両面マイ
クロレンズアレイが提供される。

【００１４】

【発明の実施の形態】上述した又はその他の本発明の目
的や特徴や効果は、以下の説明や図面と結びつけること
によってより明らかになる。各図に共通する同一の特徴
を示すため、図面には、可能な場合には、同一の参照番
号が付されている。

【００１５】図面を参照するに、特に図１ないし図３に
は、本発明の方法によって製造された改良型マイクロレ
ンズ型１０，１６，２０が示されている。図１による
と、マイクロレンズ型１０は、以下により十分に説明さ
れるが、基材１４に形成された、正方形型に相互に交差
して結合された複数の超小型キャビティ１２を有する。
図２では、マイクロレンズ型１６は、以下により十分に
説明されるが、基材１４に形成された、六角形型に相互
に交差して結合された複数の超小型キャビティ１２を有
する。

【００１６】或いは、図３によると、マイクロレンズ型
２０は、単一の超小型キャビティ（図示せず）、若しく
は、以下に説明するような、基材１４に形成された、ラ
ンダムに分布する超小型キャビティ２２を有する。本発
明の精密なマイクロレンズ型１０，１６，２０が形成さ
れた基材１４は、ダイアモンドスライス工具のような非
常に硬い工具と適合性があればどのような材料からなっ
てもよい。本発明の好ましい実施例では、基材は、銅、
ニッケル、ニッケル合金、ニッケル鍍金、真鍮、及びシ
リコンから選択される材料を含むが、最も好ましくは、
硬化ニッケル鍍金である。

【００１７】図４及び図５を参照するに、マイクロレン
ズ型１０，１６，２０は、本発明の新規なダイアモンド
スライス方法を使用して、進化されている。図４に示す
ように、ハーフラジアス（half radius）のダイアモン
ド切削部材２６を有した球形の成形部材２４は、マイク
ロレンズ型１０，１６，２０の基材１４のそれぞれにキ
ャビティ１２，１８，２２を基材１４へのダイアモンド
スライス処理によって形成するために使用される。ダイ
アモンド切削部材２６は、略平面である第１面２８と、
第１面２８に直交する略平面である第２面３０と、第１
面及び第２面（のそれぞれに）に交わる球形の外面を有
したカット面３２とを有する。第１面２８は、第１面４
２は、以下に述べるが制御部材３６に動作可能に接続さ
れ基材１４をスライスするために取り付けられるとき、
ダイアモンド切削部材２６の回転軸３４を画成する。成
形部材２４は、基材１４に球形のマイクロレンズ型１
０，１６、若しくは２０を形成するために使用されてよ
い（図１乃至図３）。球形のマイクロレンズ型１０，１
６、若しくは２０は、球形のマイクロレンズ製品を作成
するために使用される。

【００１８】図３によると、代替的な非球面の成形部材
４０は、非球面のダイアモンド切削部材４１を有する。
ダイアモンド切削部材４１は、略平らな第１面４２と、
第１面４２と直交する略平らな第２面４６と、第１面及
び第２面（のそれぞれに）に隣り合う非球面のカット面
４４とを有する。第１面４２は、以下に述べるが制御部
材４８に動作可能に接続され基材１４をスライスするた
めに取り付けられるとき、ダイアモンド切削部材４１の
回転軸４９を画成する。制御部材４８を有する成形部材
４０は、基材１４に球形のマイクロレンズ型１０，１
６、若しくは２０を形成するために使用されてよい（図
１乃至図３）。非球面のマイクロレンズ型１０，１６、
若しくは２０は、非球面のマイクロレンズ製品を作成す
るために使用される。

【００１９】図６を参照するに、本発明のその他の局面
において、超小型光学製品用の精密な単レンズ型（図１
乃至図３に示すようなタイプの中の）を形成する装置５
０は、ツールホルダー５６及び回転制御部材５８に動作
可能に接続された成形部材２４、若しくは４０を含む。
成形部材２４若しくは４０は、直線的に移動可能な（矢
印Ｚ参照）基材１４を基準として調整し固定された、回
転可能な硬化カット部材２６，４１を有する。基材１４
は、制御部材６４に動作可能に接続されるが、上述した
ように、硬化カット部材２６若しくは４１に向く方向に
往復移動するように適合される。制御部材３６若しくは
４８、成形部材２４若しくは４０、及び制御部材６４
は、好ましくは、高精度部品のダイアモンド旋削用に特
別に設計された、New HampshireのKeeneに所在するPrec
itech社より入手可能な精密空気ベアリング旋盤の部品
の全てである。プラットフォーム５４は、型形成中に成
形部材２４若しくは４０、及び基材１４の双方を備えた
装置５０を支持するための、堅固で非振動性の基盤を提
供するために使用される。

【００２０】図６及び図７を参照するに、基材１４は、
好ましくは、固定された成形部材２４若しくは４０に相
対して移動するように搭載される。図６によると、装置
５０は、上で議論したように、基材１４に単一のマイク
ロレンズ型５２を形成する。しかしながら、図７では、
装置は、マイクロレンズアレイ６２を形成するため３次
元に移動するように搭載された基材１４を有する。柔軟
に移動可能な基材１４は、基材１４の移動を支配する制
御部材６４に動作可能に接続される。かかる場合の制御
部材６４は、図７に指示された方向Ｘ，Ｙ，Ｚにおける
基材１４の精密な制御された移動を行う能力を有する。
精密なＸ−Ｙ−Ｚテーブル上の移動能力を備えた精密空
気ベアリングは、New HampshireのKeeneに所在するPrec
itech社より入手可能である。Ｘ−Ｙ−Ｚテーブル上の
制御部材６４の移動は、成形部材２４若しくは４０を基
準とした基材１４の柔軟性のある移動を発生するために
使用される。上述したような、回転制御部材５８に固定
式に取り付けられたツールホルダー５６は、（上述した
ような）ダイアモンド切削部材２６若しくは４１を有
し、基材１４にマイクロレンズアレイ型をスライス加工
するために位置付けされる。移動可能な基材１４を有す
ることによって、マイクロレンズキャビティのアレイ
が、基材１４に形成されることができるようなる。移動
可能な基材１４は、マイクロレンズアレイ型６２にある
複数のマイクロレンズキャビティ６２ａのうちの一をス
ライスするために第１に位置付けされる。複数のマイク
ロレンズキャビティ６２ａのうちの一を形成した後、成
形部材２４若しくは４０は、キャビティ６２ａから離間
し、その後、基材１４は、他のマイクロレンズキャビテ
ィ６２ｂを形成するために他の位置へと制御部材６４に
よって横断方向（Ｘ−Ｙ）に移動される。この手順は、
マイクロレンズアレイ型６２に所望数のマイクロレンズ
キャビティが形成されるまで反復される。このように、
これらのステップを反復することによって、移動可能な
基材１４を有する装置６０は、図１乃至図３に示すよう
な、高品質のマイクロレンズアレイ型６２を製造するこ
とができる。

【００２１】当業者であれば、マイクロレンズ表面のよ
うなどのような回転対称な光学表面であっても、上述し
た方法で製造されることができることを、認識するだろ
う。球形の表面は、弓形（circular segment）のダイア
モンドを備えたハーフラジアスダイアモンドを用いて製
造される。非球面は、非球面の刃先を備えたダイアモン
ドを用いて製造されることができる。

【００２２】更に、アナモルフィックレンズのような非
回転対称のレンズの中には、上述した技術の修正したタ
イプを使用して製造できるものもある。かかる場合、ダ
イアモンド旋削は、細長いタイプの球面若しくは非球面
を作成するため、切削中、横断方向に移動される。

【００２３】当業者であれば、高品質のレンズ表面を得
る為に幾つかの基礎的な機械加工概念に従うことが重要
であることを、認識するだろう。製造されるレンズ表面
の中心欠陥（center defect）を最小化するため、図４
及び図５に示すようなダイアモンド切削部材２６若しく
は４１を中心調整することを重要である。マイクロレン
ズ型１０，１６，２０の質は、ダイアモンド切削部材２
６若しくは４１の回転軸３４若しくは４９が回転制御部
材５８のツールホルダー５６の回転軸（図６及び図７参
照）に対して５ミクロン未満に中心合わせされる場合、
最も良好な達成度を得る。また、ツールホルダー５６
は、チャターを最小化するために振動を削減するように
バランスをとることができる。堅固なプラットフォーム
５４は、動作中における装置５０及び６０の安定性を促
進する補助をする。更に、ダイアモンド切削部材２６若
しくは４１の回転速度と、ダイアモンド切削部材２６若
しくは４１が基材１４を貫通する速度である送り速度と
の正しい組み合わせ、及び潤滑材は、最も清浄な切削を
得る為に使用されることができる。更に、図８による
と、ダイアモンド切削部材２６若しくは４１と共に示さ
れる成形部材２４若しくは４０は、基材１４へのドラッ
クマークを回避するために充分なクリアランス７０がダ
イアモンド切削部材２６若しくは４１の裏側７２に設定
されるような態様で、製造されることができる。ドラッ
クマーク（図示せず）は、一般的には、マイクロレンズ
型７６の形成中における基材１４とのダイアモンド切削
部材２６若しくは４１の裏側７２の干渉により発生す
る。

【００２４】本発明の方法を使用することによって、球
面のマイクロレンズ型は、０．５０波（０．２５ミクロ
ン）よりも良好な不規則性を以って直径で３０ミクロン
より小さく作成された。更に、マイクロレンズアレイ
は、直交レイアウトで２５０ミクロンのピッチを備えた
８０×８０のマイクロレンズまで作成され、１００パー
セントに近いフィルファクターである。

【００２５】更に、本発明の反復式スライス処理（図７
参照）は、高精度のマイクロレンズアレイを作成するの
に非常に適している。各マイクロレンズをアレイ状に作
成する処理は、そのアレイにある他のレンズに非結合で
あるので、略１００パーセントのフィルファクターが得
られる。

【００２６】更に、非球面のレンズ表面もまた、この技
術を使用して製造されることができる。かかる場合、非
球面のダイアモンド切削部材４１（図５参照）のみが、
回転対称である非球面のレンズ表面を作成するために必
要とされる。

【００２７】アナモルフィックレンズ表面も同様に、こ
の技術の改良型を使用して作成されることができる。か
かる場合、同一若しくは類似のダイアモンド切削部材４
１は、細長いレンズ表面を製造するため、切削処理中に
横断方向に移動される。

【００２８】本発明の方法及び装置により作成された精
密マイクロレンズ型１０，１６，２０（図１乃至図３参
照）は、マイクロレンズのような大量の光学製品を、製
造するために使用されることができる。一般的には、射
出成形及び圧縮成形がガラス若しくは合成樹脂製のマイ
クロレンズを形成するための好ましい成形方法である。
鋳造が好ましい方法である場合もある。

【００２９】図９及び図１１を参照するに、金型ベース
に搭載されたマイクロレンズ型を使用して合成樹脂製の
マイクロレンズを射出成形若しくは圧縮成形するのに使
用される装置が、図示される。両面マイクロレンズアレ
イ８０を成形するための装置は、２つの大型ブロック、
若しくは有効な成形用フェース８３をそれぞれ有した金
型ベース８２からなる。金型ベース８２は、一般的に
は、鋼材若しくは他の金属材よりなる。成形用フェース
８３に配列された調整部材８６は、ガイドピン８８と、
テーパー付き位置決めブッシュ８６と、ガイドピン８８
及び位置決めブッシュ８６を受け入れる対応した孔（図
示せず）とを含む。マイクロレンズ型８４及びキャビテ
ィ８５は、本発明による方法及び装置により製造されて
いる。図１１を参照するに、動作時、装置８０は、油
圧、空気圧若しくは電気駆動式プレス機１０８の２つの
プラテン１０４，１０６に装着される金型ベース８２を
構成する。装置８０の一の面は、プレス機１０８の一の
プラテン１０４に結合され、他方の面は、他方のプラテ
ン１０６に結合される。プレス機が閉められたとき、ガ
イドピン８８は、金型ベース８２の上記２つの面が整合
するように働く。最終型締め時、テーパー付き位置決め
ブッシュ８６は、金型ベース８２の２つの面を整合さ
せ、マイクロレンズ型８４を相互に整合させる。金型ベ
ース８２の両面における対向するマイクロレンズ表面の
整合化のため、マイクロレンズ型８４は、一般的には、
角形の基材１００に作成され、金型ベース８２内で回転
できないようにされる。

【００３０】射出成形の場合、プレス機及び金型ベース
が閉められた後、溶融合成樹脂が、圧力下でキャビティ
に射出される。合成樹脂がキャビティで硬化される地点
まで冷却された後、プレス機及び金型ベースは、開放さ
れ、成形されたマイクロレンズアレイがキャビティから
抜き取られる。

【００３１】圧縮成形の場合、プレス機が閉められる前
に、高温の合成樹脂のプレフォームが加熱されたキャビ
ティに挿入される。プレス機及び金型ベースは、その
後、閉じられ、合成樹脂のプレフォームが加圧され、キ
ャビティ及びマイクロレンズアレイ型の形状に合成樹脂
を成形する。型及び合成樹脂は、その後、冷却され、プ
レス機及び金型ベースは、開放され、成形されたマイク
ロレンズアレイがキャビティから抜き取られる。

【００３２】片面のマイクロレンズ若しくは単マイクロ
レンズが射出成形若しくは圧縮成形される代替的な場合
では、マイクロレンズ型から反対の面は、一般的には、
平らな表面（plano surface）であり、面対面及び回転
方向の整合化が問題とならないので、マイクロレンズ型
は、円形の基材に作成されてよい。

【００３３】図１０は、装置８０の金型ベース８２内で
のマイクロレンズアレイ成形用表面９８の回転を防止す
るために一般的に使用されるような角形の基材１００を
備えたマイクロレンズアレイ型９６（図９にも示され
る）を示す。マイクロレンズアレイ成形用表面９８、キ
ャビティ９６の深さ、及び成形されたマイクロレンズア
レイ製品の厚さは、基材１００と基材１００の底部にあ
るより大きな円形の基材１０２との全体高さを調整する
ことによって精密に決定される。

【００３４】鋳造が好ましい製造方法である場合、材料
は、単にキャビティ内に注入され、冷却以外に化学反応
により固形化されることが可能となる。部品が固形化さ
れた後、部品が型から抜き取られる。

【００３５】経験上、本発明により作成されたマイクロ
レンズ型は、射出成形マイクロレンズ表面に使用されて
きており、以下に示すようにサグ量が制限されない。更
に、半球形に近いレンズは、非常に急傾斜した側壁を用
いて製造されることができる。また、経験上、光学表面
は、ニッケル、銅、アルミニウム、ニッケル鍍金、真
鍮、若しくはシリコンのような金型材料に直接機械加工
できる。

【００３６】ダイアモンド切削部材２６，４１（のそれ
ぞれ）による成形部材２４，４０を有した装置５０，６
０は、極めて高精度であるので、経験上、レンズ表面
は、直径で１０ミクロン若しくはそれ未満の大きさで、
且つサグ量２ミクロンで製造できる。１２．５ミリメー
トルを超えるサグ量を備え直径で２５ミリメートル未満
のレンズも可能である。

【００３７】次に、本発明の方法及び装置により製造さ
れた模範的なマイクロレンズの幾つかの実施例を示す。

【００３８】

【実施例】＜実施例１＞８０×８０のマイクロレンズを
備えたマイクロレンズアレイ型を、アルミニウムで作成
した。ハーフラジアスダイアモンド工具は、North Caro
linaのArdenに所在するST＆F Precision Technologies
And Toolsより入手した。マイクロレンズ表面を、正方
形型交差アレイで０．２５０ミリメートルにわたり配置
した。マイクロレンズ表面は、半径０．５００ミリメー
トルの曲率及びサグ量３３ミクロンの球面であった。図
４を参照するに、制御部材３６のダイアモンド切削部材
２６の中心調整を、テストカットをマイクロスコープに
より検査しダイアモンド切削部材２６の調整及び配置を
中心欠陥の大きさに基づいて行う反復処理により、実行
する。使用したダイアモンド切削部材２６の回転速度
は、約１０００ｒｐｍであった。この処理の結果は、機
械加工された型の中心欠陥は、２ミクロン、表面の不規
則性は、１波（０．５ミクロン）であった。次に、部品
を、機械加工された成型用表面を使用して、射出成形
し、メタクリル樹脂マイクロレンズアレイを製造した。

【００３９】＜実施例２＞硬化ニッケル基材を機械加工
される成型用表面用に使用した以外は、実施例１と同一
である。

【００４０】＜実施例３＞１３×１３のマイクロレンズ
表面を備えたマイクロレンズアレイ型を、硬化ニッケル
鍍金基材に作成した。マイクロレンズ表面を、正方形型
交差アレイで１．３０ミリメートルにわたり配置した。
ハーフラジアスダイアモンド工具は、North Carolinaの
Ardenに所在するST＆F Precision Technologies And To
olsより入手した。マイクロレンズ表面は、半径３．２
０ミリメートルの曲率及びサグ量２１３ミクロンの球面
であった。中心調整及び機械加工処理は、実施例１と同
一とした。結果は、１．５ミクロンの中心欠陥、及び
０．３０波（０．１５ミクロン）の表面の不規則性であ
った。

【００４１】＜実施例４＞単マイクロレンズ表面の列
を、７１５ニッケル合金基材に作成した。マイクロレン
ズ表面のすべては、０．５００ミリメートルのラジアス
ダイアモンド工具を用いて作成した。直径は、０．０６
２ミリメートルから０．５６８ミリメートルまで変化し
た。機械加工処理は、実施例１で説明したのと同様であ
る。

【００４２】＜実施例５＞６３．５×８８．９ミリメー
トルのより大型のマイクロレンズアレイを、全体で２
１，７６０個のマイクロレンズを用いて、１２５×１７
５の正方形型交差アレイで作成した。OhioのChardonに
所在するChardon Tool社より購入した半径が０．５００
８ミリメートルのハーフラジアスダイアモンド工具を使
用した。アレイは、ピッチ０．５０９３２、サグ量０．
１６６０９で作成した。基材は、ニッケル鍍金鋼であっ
た。機械加工処理は、実施例１で説明したのと同様であ
る。

【００４３】＜実施例６＞成形用の整合された光学表面
を機械加工することによって、両面のマイクロレンズア
レイを多数成形できるということは、本発明から推考で
きる範囲内である。図９によると、２つの整合されたマ
イクロレンズアレイ表面は、硬化ニッケル鍍金基材に作
成された。ハーフラジアスダイアモンド工具若しくはダ
イアモンド切削部材２６（図４参照）は、New Hampshir
eのMarlboroughに所在するContourFine Tooling社から
得た。マイクロレンズ表面は、１．４７５ミリメートル
の半径、０．７５０ミリメートルのピッチの正方形型交
差パターンで作成し、サグ量は、９９ミクロンであっ
た。機械加工処理は、実施例１で説明したのと同様であ
る。機械加工された表面について、２ミクロンの中心欠
陥及び０．３０波（０．１５ミクロン）の表面の不規則
性を達成した。この場合、２つの整合したマイクロレン
ズアレイ表面を、逆になるように金型ベースに搭載し
た。マイクロレンズ表面を各々の面で整合させるため、
マイクロレンズ表面を、金型ベースに搭載する前に角形
の基材内に機械加工し、これにより、回転方向の不整合
を防止した。この処理に続き、両面のマイクロレンズア
レイを、メタクリル樹脂により射出成形した。両面のマ
イクロレンズアレイに成形されたマイクロレンズは、３
０ミクロンの範囲内で相互に対し整合されていた。

【００４４】

【発明の効果】本発明は、以上説明したようなものであ
るから、以下に記載されるような効果を奏する。精密な
マイクロレンズ型は、急傾斜した側面と高いサグ量とを
備えた対称な表面を有した、高品質でマイクロレンズの
ような微小な光学製品を成形するために使用されること
ができる。成形用部材は、単マイクロレンズ若しくはア
レイにおける非常に精度の高い光学表面を製造するた
め、外形作成され、アレイの場合は、成形された製品に
おいて１００パーセント近いフィルファクターを達成す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】複数の正方形型マクロレンズキャビティを有し
た本発明の基板の斜視図である。

【図２】本発明の方法により形成された複数の六角形型
マクロレンズキャビティを有した基板の斜視図である。

【図３】本発明の方法により形成された複数のランダム
型マクロレンズキャビティを有した基板の斜視図であ
る。

【図４】精密なマイクロレンズを成形するための縦型球
形切削部材の斜視図である。

【図５】本発明の非球面切削部材の斜視図である。

【図６】単一のマイクロレンズ型を形成する本発明の装
置の斜視図である。

【図７】マイクロレンズアレイ型を形成する本発明の装
置の斜視図である。

【図８】キャビティにおける隙間を示す、本発明の成形
用部材の拡大斜視図である。

【図９】本発明の方法により作成された両面マイクロレ
ンズ型の斜視図である。

【図１０】射出成形若しくは圧縮成形用の金型ベース内
での使用のために搭載されるマイクロレンズアレイ型の
拡大斜視図である。

【図１１】両面マイクロレンズを作成する装置の斜視図
である。

【符号の説明】

１０正方形の交線をもつマイクロレンズ型１２正方形の外周をもつ成形用キャビティ１４基板１６六角形交線をもつマイクロレンズ型１８六角形外周をもつ成形用キャビティ２０ランダムに分布したマイクロレンズをもつマイ
クロレンズ型２２ランダムに分布した成形用キャビティ２４球面の成形用部材２６球面ダイアモンド切削部材２８ダイアモンド切削部材２６の第１の面３０ダイアモンド切削部材２６の第２の面３２ダイアモンド切削部材２６の球形外面の切削面３４ダイアモンド切削部材２６の回転軸３６ダイアモンド切削部材２６の制御部材４０非球面の成形用部材４１非球面ダイアモンド切削部材４２非球面ダイアモンド切削部材４１の略平らな第
１の面４４非球面ダイアモンド切削部材４１の非球形切削
面４６非球面ダイアモンド切削部材４１の略平らな第
２の面４８非球面ダイアモンド切削部材４１の制御部材４９非球面ダイアモンド切削部材４１の回転軸５０精密な単マイクロレンズ型を形成するための装
置５２単マイクロレンズ型５４プラットフォーム５６成形用部材２４若しくは４０用工具ホルダー５８回転制御部材６０マイクロレンズアレイ型を作成する装置の代替
実施例６２ａ単マイクロレンズキャビティ６２ｂその他の単マイクロレンズキャビティ６４制御部材７０クリアランス７２ダイアモンド切削部材の裏側７６マイクロレンズ型８０両面マイクロレンズアレイ成形装置８２金型ベース８３有効な成形用フェース８４マイクロレンズ型８５成形用キャビティ８６テーパー付き位置決めブッシュ８８ガイドピン９６マイクロレンズアレイ型９８マイクロレンズアレイ型表面１００正方形基板１０２円形基板１０４プラテン１０６プラテン１０８プレス機

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者クレイグエイサッドリックアメリカ合衆国ニューヨーク 14502 マセドンビルズ・ロード 506

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数のマイクロレンズをそれぞれ含む対
向した第１のレンズ面及び第２のレンズ面が、単一の媒
体において支持されて整合される、両面マイクロレンズ
アレイ。
【請求項２】複数のマイクロレンズのそれぞれは、非
球形を有する、請求項１記載の両面マイクロレンズアレ
イ。
【請求項３】複数のマイクロレンズのそれぞれは、球
形を有する、請求項１記載の両面マイクロレンズアレ
イ。
【請求項４】複数のマイクロレンズのそれぞれは、ア
ナモルフィック形を有する、請求項１記載の両面マイク
ロレンズアレイ。
【請求項５】複数のマイクロレンズのそれぞれは、回
折できる形を有する、請求項１記載の両面マイクロレン
ズアレイ。