(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
型成形によって製造され、同一面に配置された複数のレンズ部を有したマイクロレンズアレイであって、
複数の前記レンズ部には、前記型成形用の金型の加工痕が転写されることによって生じる複数の突条部がそれぞれ形成されていて、
複数の前記レンズ部は、第１レンズ部と第２レンズ部を有し、
全ての前記レンズ部内の複数の前記突条部はそれぞれ、同一の第１方向に沿って形成されており、複数の前記レンズ部のうちの前記第１レンズ部における前記突条部間のピッチである第１ピッチと、複数の前記レンズ部のうちの前記第２レンズ部における前記突条部間のピッチである第２ピッチと、を異ならせ、前記第１レンズ部を透過する光と前記第２レンズ部を透過する光とが重なり合うことによる干渉縞の発生を抑制した、ことを特徴とするマイクロレンズアレイ。
【請求項２】
前記第１ピッチを有する複数の突条部を備えた第１レンズ部が前記第１方向に複数個連続して形成された第１レンズ部群と、前記第２ピッチを有する複数の突条部を備えた第２レンズ部が前記第１方向に複数個連続して形成された第２レンズ部群と、を備え、
前記第１レンズ部群と前記第２レンズ部群とは、前記第１方向に対し直交する方向である第２方向に沿って並設されていて、前記第１レンズ部群と前記第２レンズ部群との並び順が繰り返されない、ことを特徴とする請求項１に記載のマイクロレンズアレイ。
【請求項３】
前記第１レンズ部と前記第２レンズ部とが、前記第１方向に沿って並設されていて、
前記第１レンズ部と前記第２レンズ部とは、前記第１方向における前記第１レンズ部と前記第２レンズ部との並び順が繰り返されないように並設されている、ことを特徴とする請求項１に記載のマイクロレンズアレイ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マイクロレンズアレイに係り、特に干渉縞の発生を抑制したマイクロレンズアレイに係わる。
【背景技術】
【０００２】
従来から、複数の微小レンズの集合体であるマイクロレンズアレイを用いた光学部品が知られている。マイクロレンズアレイを用いた光学部品は、受光面を複数の微小受光面に分割し、マイクロレンズアレイの各レンズ部からの光を、分割された各微小受光面で受けて結像し、単一の画像を得るものである。この方法によれば、光学部品を大幅に小型化することができる。
【０００３】
しかし、このようなマイクロレンズアレイを用いた光学部品をプロジェクタ等に使用した場合、マイクロレンズアレイが同一形状を有して規則正しく整列し、かつ、その分布に全くムラがないように形成されていると、投影した映像に規則性を原因とする干渉縞が発生することになる。しかも、光源にレーザー光のようなコヒーレント光を使用した場合、光源の規則性とマイクロレンズアレイの規則性によって、スクリーンに映し出された映像に鮮明な縞模様が発生していた。そのため、画像の質を低下させる結果となっていた。そこで、このような縞模様の発生を抑制するための加工方法を用いたマイクロレンズアレイが特許文献１に提案された。
【０００４】
特許文献１に開示されたマイクロレンズアレイを用いた光学部品である拡散反射板９００の構造を図７に示す。
【０００５】
図７は、拡散反射板９００として作成された凹凸フィルム９５０（マイクロレンズアレイ）の一例を示す斜視図である。凹凸フィルム９５０の凸形状の表面には、金型の凹曲面上の表面の切削痕が転写されてできた転写成形切削痕９１５が形成される。転写成形切削痕９１５は異なる切削方向で切削されたことによる切削痕９１５ａと９１５ｂとからなる。凹凸フィルム９５０では、ベースフィルム（又は基材）９５２の上に凹凸形状が転写された下塗り層９５１が積層されている。
【０００６】
特許文献１に開示された発明によれば、拡散反射板９００に残存する微細な切削痕９１５ａと９１５ｂそれぞれの切削方向を異ならせることにより、干渉縞の発生を抑制することができる、としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−０２５０９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１に開示された拡散反射板９００に用いられた凹凸フィルム９５０（マイクロレンズアレイ）には以下のような問題があった。
【０００９】
拡散反射板９００に用いられたマイクロレンズアレイでは、切削方向を異ならせたレンズ部が存在するが、切削方向が異なるとレンズ部の形状が切削方向により異なってしまい、レンズ部の形状バラツキが発生してしまう、という問題があった。更に、マイクロレンズアレイにおいて各レンズ部の形状にバラツキがあると、焦点位置にバラツキが生じるという問題があった。
【００１０】
本発明は、このような従来技術の実情に鑑みてなされたもので、その目的は、干渉縞の発生を抑制することができると共に、レンズ部の形状バラツキの発生を抑えることのできるマイクロレンズアレイを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この課題を解決するために、本発明のマイクロレンズアレイは、型成形によって製造され、同一面に配置された複数のレンズ部を有したマイクロレンズアレイであって、複数の前記レンズ部には、前記型成形用の金型の加工痕が転写されることによって生じる複数の突条部がそれぞれ形成されていて、複数の前記レンズ部は、第１レンズ部と第２レンズ部を有し、全ての前記レンズ部内の複数の前記突条部はそれぞれ、同一の第１方向に沿って形成されており、複数の前記レンズ部のうちの前記第１レンズ部における前記突条部間のピッチである第１ピッチと、複数の前記レンズ部のうちの前記第２レンズ部における前記突条部間のピッチである第２ピッチと、を異ならせ、前記第１レンズ部を透過する光と前記第２レンズ部を透過する光とが重なり合うことによる干渉縞の発生を抑制した、という特徴を有する。
【００１２】
このように構成されたマイクロレンズアレイは、第１レンズ部における第１ピッチと第２レンズ部における第２ピッチとを異ならせたので、複数のレンズ部それぞれから発生した光の干渉による縞模様を抑制することができる。その結果、干渉縞の発生を抑制することができる。それと共に、全てのレンズ部それぞれに対する加工方向が同じなのでレンズ部の形状バラツキの発生を抑えることができる。
【００１３】
また、上記の構成において、前記第１ピッチを有する複数の突条部を備えた第１レンズ部が前記第１方向に複数個連続して形成された第１レンズ部群と、前記第２ピッチを有する複数の突条部を備えた第２レンズ部が前記第１方向に複数個連続して形成された第２レンズ部群と、を備え、前記第１レンズ部群と前記第２レンズ部群とは、前記第１方向に対し直交する方向である第２方向に沿って並設されていて、前記第１レンズ部群と前記第２レンズ部群との並び順が繰り返されない、という特徴を有する。
【００１４】
このように構成されたマイクロレンズアレイでは、突条部のピッチをレンズ部群単位でランダムとすることができるため、第１レンズ部群を通過する光と第２レンズ部群を通過する光とが重なり合うことによる干渉縞の発生を抑制することができる。
【００１５】
また、上記の構成において、前記第１レンズ部と前記第２レンズ部とが、前記第１方向に沿って並設されていて、前記第１レンズ部と前記第２レンズ部とは、前記第１方向における前記第１レンズ部と前記第２レンズ部との並び順が繰り返されないように並設されている、という特徴を有する。
【００１６】
このように構成されたマイクロレンズアレイは、突条部のピッチをレンズ部単位でランダムとすることができるため、第１レンズ部を通過する光と第２レンズ部を通過する光とが重なり合うことによる干渉縞の発生を抑制することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明のマイクロレンズアレイは、第１レンズ部における第１ピッチと第２レンズ部における第２ピッチとを異ならせたので、複数のレンズ部それぞれから発生した光の干渉による縞模様を抑制することができる。その結果、干渉縞の発生を抑制することができる。それと共に、全てのレンズ部それぞれに対する加工方向が同じなのでレンズ部の形状バラツキの発生を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】マイクロレンズアレイを使用したプロジェクタの構成を示す模式図である。
【図２】型成形用の金型及びマイクロレンズアレイの断面図である。
【図３】マイクロレンズアレイの外観を示す斜視図である。
【図４】第１実施形態における本発明のマイクロレンズアレイの平面図である。
【図５】第２実施形態における本発明のマイクロレンズアレイの平面図である。
【図６】第３実施形態における本発明のマイクロレンズアレイの平面図である。
【図７】従来例に係るマイクロレンズアレイの外観を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。尚、本明細書では、特に断りの無い限り、各図面のＸ１側を右側、Ｘ２側を左側、Ｙ１側を奥側、Ｙ２側を手前側、Ｚ１側を上側、Ｚ２側を下側として説明する。
【００２０】
最初に、本発明のマイクロレンズアレイを使用した例として、一般的な液晶プロジェクタ９０の構成について図１を用いて説明する。
【００２１】
液晶プロジェクタ９０は、光軸に沿って光源部９１と液晶パネル９２とプロジェクションレンズ光学系９３とを順に配列した構造を有する。光源部９１を構成するランプ９４から出た光は反射鏡９５によってランプ９４の後方に放射される成分が前方に集められ、コンデンサレンズ９６に入射する。コンデンサレンズ９６は光をさらに集中させて入射側偏光板９７を介し液晶パネル９２へ導光する。導かれた光はシャッタあるいはライトバルブの機能を有する液晶パネル９２及び出射側偏光板９８により画像に変換される。表示された画像はプロジェクションレンズ光学系９３を介してスクリーン９９上に拡大投影される。
【００２２】
本発明では、液晶プロジェクタ９０として持ち運び可能な小型形状のプロジェクタを想定しており、そのため、各構成部品を小型にする必要がある。また、プロジェクションレンズ光学系９３は短い焦点距離を有している。そこで、液晶プロジェクタ９０では、プロジェクションレンズ光学系９３、及びコンデンサレンズ９６等にマイクロレンズアレイを用いる。複数の微小レンズの集合体であるマイクロレンズアレイを用いることにより、プロジェクションレンズ光学系９３等の光学部品を大幅に小型化することができる。使用されるマイクロレンズアレイの形状は、外形寸法５ｍｍ程度の円形状、又は多角形状である。
【００２３】
次に、第１実施形態に係るマイクロレンズアレイ１００の構成について図２乃至図４を用いて説明する。図２は、図２（ａ）が型成形用の金型６０の断面図であり、図２（ｂ）がマイクロレンズアレイ１００の断面図である。図３は、マイクロレンズアレイ１００の外観を示す斜視図であり、図４は、マイクロレンズアレイ１００における各レンズ部群の配置を示す平面図である。
【００２４】
図２（ａ）に示すように金型母材６１の表面に加工ツールを当てて移動させることにより複数の溝部６７を所定の間隔で多数形成する。そのことによって１つのレンズ部に対応する凹部６５を形成し、凹部６５を複数構成させることにより金型６０が作製される。マイクロレンズアレイ１００は、この金型６０を用いた型成形によって製造される。
【００２５】
マイクロレンズアレイ１００は、図２（ｂ）及び図３に示すように、同一面に配置された複数のレンズ部１を有している。複数のレンズ部１の表面には、図２（ａ）に示す型成形用の金型６０の複数の加工痕である溝部６７が転写されることによって生じる複数の突条部７が形成されると共に、金型６０の凹部６５に対応して凸部５が形成される。また、複数の溝部６７が同一の第１方向（Ｙ１−Ｙ２方向）に加工されて製造されることによって、全てのレンズ部１内の複数の突条部７がそれぞれ、図３に示すように、同一の方向即ち第１方向（Ｙ１−Ｙ２方向）に沿って形成される。それと共に、各レンズ部１内の複数の突条部７は、それぞれ所定の間隔（第１ピッチＰ１又は第２ピッチＰ２）で隣り合っている。
【００２６】
本発明の第１実施形態に係るマイクロレンズアレイ１００では、複数のレンズ部１のそれぞれで発生する光の干渉による縞模様を抑制するため、突条部７間のピッチを異ならせた。
【００２７】
最初に、複数のレンズ部１のうちの、図２（ｂ）に示す第１レンズ部１１における複数の突条部７間のピッチである第１ピッチＰ１を所定の間隔に設定する。第１ピッチＰ１は、第１レンズ部１１に対応する凹部６５における溝部６７のピッチによって決定される。次に、複数のレンズ部１のうちの、図２（ｂ）に示す第２レンズ部２２における複数の突条部７間のピッチである第２ピッチＰ２を所定の間隔に設定する。第２ピッチＰ２は、第２レンズ部２２に対応する凹部６５における溝部６７のピッチによって決定される。ここで、上記第１ピッチＰ１と第２ピッチＰ２とを異ならせた。即ち、図２（ｂ）及び図３に示すように、Ｐ１≠Ｐ２とした。本説明においては、説明を容易にするため、レンズ部が２種類あるとして説明したが、レンズ部が３種類以上あるとしても同様である。
【００２８】
本発明の第１実施形態に係るマイクロレンズアレイ１００では、図４に示すように、第１ピッチＰ１を有する複数の突条部７を備えた第１レンズ部１１が第１方向（Ｙ１−Ｙ２方向）に複数個連続して形成された第１レンズ部群１０と、第２ピッチＰ２を有する複数の突条部７を備えた第２レンズ部２２が第１方向（Ｙ１−Ｙ２方向）に複数個連続して形成された第２レンズ部群２０と、を備えている。そして、第１レンズ部群１０と第２レンズ部群２０とは、第１方向に対し直交する方向である第２方向（Ｘ１−Ｘ２方向）に沿って並設されている。更に、第３ピッチＰ３を有する複数の突条部７を備えた第３レンズ部３３が第１方向に複数個連続して形成された第３レンズ部群３０が、第２レンズ部群２０に隣接して配置されている。尚、各ピッチは、Ｐ１≠Ｐ２、Ｐ２≠Ｐ３、Ｐ３≠Ｐ１である。各レンズ部群を図４のように構成した場合、具体的には例えば、第１ピッチＰ１を５．０μｍ、第２ピッチＰ２を６．７μｍ、第３ピッチＰ３を８．０μｍ等とすることができる。
【００２９】
そして、第１レンズ部群１０と第２レンズ部群２０と第３レンズ部群３０とが配列された並び順が更に繰り返し配置される。尚、説明を容易にするため、レンズ部群が３種類あるとして説明したが、レンズ部群が４種類以上あるとしても同様である。
【００３０】
このように、マイクロレンズアレイ１００では、複数のレンズ部１のうちの第１レンズ部１１における複数の突条部７間のピッチである第１ピッチＰ１と、第２レンズ部２２における複数の突条部７間のピッチである第２ピッチＰ２と、を異ならせたので、複数のレンズ部１それぞれから発生した光の干渉による縞模様を抑制することができる。そのため、干渉縞の発生を抑制することができる。それと共に、全てのレンズ部１それぞれに対する加工方向が同じなのでレンズ部１の形状バラツキの発生、及び形状バラツキの発生によって生じる焦点距離のバラツキを抑えることができる。
【００３１】
次に、第２実施形態に係るマイクロレンズアレイ２００の構成について図５を用いて説明する。図５は、マイクロレンズアレイ２００における各レンズ部群の配置を示す平面図である。
【００３２】
前述したマイクロレンズアレイ１００とマイクロレンズアレイ２００との違いは、マイクロレンズアレイ２００における各レンズ部群の配置の仕方が、マイクロレンズアレイ１００における各レンズ部群の配置の仕方と異なることだけであり、それ以外の構成については同一である。従って、同一の部分については、説明を一部省略する。
【００３３】
本発明の第２実施形態に係るマイクロレンズアレイ２００では、図５に示すように、第１ピッチＰ１を有する複数の突条部７を備えた第１レンズ部１１が第１方向（Ｙ１−Ｙ２方向）に複数個連続して形成された第１レンズ部群１０と、第２ピッチＰ２を有する複数の突条部７を備えた第２レンズ部２２が第１方向に複数個連続して形成された第２レンズ部群２０と、を備えている。そして、第１レンズ部群１０と第２レンズ部群２０とは、第１方向に対し直交する方向である第２方向（Ｘ１−Ｘ２方向）に沿って並設されている。更に、第３ピッチＰ３を有する複数の突条部７を備えた第３レンズ部３３が第１方向（Ｙ１−Ｙ２方向）に複数個連続して形成された第３レンズ部群３０が第２レンズ部群２０に隣接して配置されている。
【００３４】
しかし、マイクロレンズアレイ２００では、第１レンズ部群１０と第２レンズ部群２０とがそのままの順で配置された配列が繰り返されることがない。図５に示すように、最も左側の第１レンズ部群１０の右隣に第２レンズ部群２０が配列され、第２レンズ部群２０の右隣に第３レンズ部群３０が配列される。次に、この第３レンズ部群３０の右隣には、第１レンズ部群１０が配列され、その第１レンズ部群１０の右隣には、第２レンズ部群２０ではなく、第３レンズ部群３０が配列される。そして、その第３レンズ部群３０の右隣に第２レンズ部群２０が配列される。即ち、第１レンズ部群１０と第２レンズ部群２０とがそのままの順で配置されていない。言い換えれば、第１レンズ部群１０と第２レンズ部群２０とがそのままの順で配置された配列が繰り返されることがない。尚、これまでの説明においては、説明を容易にするため、レンズ部群が３種類あるとして説明したが、レンズ部群が４種類以上あるとしても同様である。
【００３５】
このように、マイクロレンズアレイ２００では、第１レンズ部群１０と第２レンズ部群２０との並び順が繰り返されないので、突条部７のピッチをレンズ部群単位でランダムとすることができる。そのため、第１レンズ部群１０を通過する光と第２レンズ部群２０を通過する光とが干渉することによる干渉縞の発生を抑制することができる。
【００３６】
次に、第３実施形態に係るマイクロレンズアレイ３００の構成について図６を用いて説明する。図６は、マイクロレンズアレイ３００における各レンズ部１の配置を示す平面図である。
【００３７】
前述したマイクロレンズアレイ１００又はマイクロレンズアレイ２００とマイクロレンズアレイ３００との違いは、マイクロレンズアレイ３００における各レンズ部１の配置の仕方が、マイクロレンズアレイ１００又はマイクロレンズアレイ２００における各レンズ部１の配置の仕方と異なるだけであり、それ以外については同一である。従って、同一の部分については説明を一部省略する。
【００３８】
本発明の第３実施形態に係るマイクロレンズアレイ３００では、図６に示すように、１つの列、例えば最も左側（Ｘ２側）の列において、最も奥側（Ｙ１側）から第１ピッチＰ１を有する複数の突条部７を備えた第１レンズ部１１と第２ピッチＰ２を有する複数の突条部７を備えた第２レンズ部２２とが、第１方向（Ｙ１−Ｙ２方向）に沿って並設されている。そして、第２レンズ部２２の手前側（Ｙ２側）に隣接して、第３ピッチＰ３を有する複数の突条部７を備えた第３レンズ部３３が並設されている。
【００３９】
更に、最も左側（Ｘ２側）の列において、前述した第３レンズ部３３の手前側（Ｙ２側）に第１レンズ部１１が並設され、その第１レンズ部１１の更に手前側（Ｙ２側）には、第３レンズ部３３が並設されていて、第２レンズ部２２は並設されていない。即ち、第１レンズ部１１と第２レンズ部２２とは、第１方向（Ｙ１−Ｙ２方向）における第１レンズ部１１と第２レンズ部２２との並び順が繰り返されないように並設されている。
【００４０】
本説明では、１つの例として、最も左側（Ｘ２側）の列について説明したが、他の列についても同様である。また、各列に直交する方向即ち第２方向（Ｘ１−Ｘ２方向）については、同一のレンズ部１、例えば、第１レンズ部１１同士、又は第２レンズ部２２同士等が隣り合わないように配置されている。尚、本説明においては、説明を容易にするため、レンズ部１が３種類あるとして説明したが、レンズ部１が４種類以上あるとしても同様である。
【００４１】
このように、マイクロレンズアレイ３００では、第１レンズ部１１と第２レンズ部２２とが、第１方向（Ｙ１−Ｙ２方向）に沿って並設されていて、第１レンズ部１１と第２レンズ部２２とは、第１方向における第１レンズ部１１と第２レンズ部２２との並び順が繰り返されないように並設されているので、突条部７のピッチをレンズ部単位でランダムとすることができる。そのため、第１レンズ部１１を通過する光と第２レンズ部２２を通過する光とが干渉することによる干渉縞の発生を抑制することができる。
【００４２】
以上説明したように、本発明のマイクロレンズアレイは、第１レンズ部における第１ピッチと第２レンズ部における第２ピッチとを異ならせたので、複数のレンズ部それぞれから発生した光の干渉による縞模様を抑制することができる。その結果、干渉縞の発生を抑制することができる。それと共に、全てのレンズ部それぞれに対する加工方向が同じなのでレンズ部の形状バラツキの発生を抑えることができる。
【００４３】
以上のように、本発明の実施形態に係るマイクロレンズアレイ１００乃至マイクロレンズアレイ３００について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲で種々変更して実施することが可能である。
【符号の説明】
【００４４】
１        レンズ部
５        凸部
７        突条部
１０      第１レンズ部群
１１      第１レンズ部
２０      第２レンズ部群
２２      第２レンズ部
３０      第３レンズ部群
３３      第３レンズ部
６０      金型
６１      金型母材
６５      凹部
６７      溝部
９０      液晶プロジェクタ
１００    マイクロレンズアレイ
２００    マイクロレンズアレイ
３００    マイクロレンズアレイ
Ｐ１      第１ピッチ
Ｐ２      第２ピッチ
Ｐ３      第３ピッチ
【図１】
0006273171.tif 000002
【図２】
0006273171.tif 000003
【図３】
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【図４】
0006273171.tif 000005
【図５】
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【図６】
0006273171.tif 000007
【図７】
0006273171.tif 000008