(57)【要約】【課題】画像に対して良好なコントラストが得ら、且つ、光線透過率が高く、高ゲイン値及び高視野角が得られるマイクロレンズアレイを提供する。【解決手段】凸状に突出したマイクロレンズ１２が一方の面上で密接して２次元的に多数配列されていると共に、一方の面の反対側の他方の面が平坦に形成されて該他方の面に各マイクロレンズ１２の光軸Ｋを中心にして各光透過部１３ａが形成され、且つ、隣り合う前記光透過部１３ａ間に各光遮光部１４が形成されたマイクロレンズアレイ１０において、前記マイクロレンズアレイ１０の全面積に対する多数の前記光透過部１３ａの合計開口面積の比率を１５％以上３０％以下に設定した。【選択図】      図１
2005215417.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
凸状に突出したマイクロレンズが一方の面上で密接して２次元的に多数配列されていると共に、前記一方の面の反対側の他方の面が平坦に形成されて該他方の面に各マイクロレンズの光軸を中心にして各光透過部が形成され、且つ、隣り合う前記光透過部間に各光遮光部が形成されたマイクロレンズアレイにおいて、
前記マイクロレンズアレイの全面積に対する多数の前記光透過部の合計開口面積の比率を１５％以上３０％以下に設定したことを特徴とするマイクロレンズアレイ。
【請求項２】
凸状に突出したマイクロレンズを２次元的に多数配列させたマイクロレンズアレイにおいて、
第１レンズ基板上に２次元的に多数配列させた第１マイクロレンズの底面側と、第２レンズ基板上に２次元的に多数配列させた第２マイクロレンズの底面側とを光軸を合わせて互いに対向させると共に、前記第１レンズ基板と前記第２レンズ基板との間に各マイクロレンズの光軸を中心にして各光透過部が形成され、且つ、隣り合う前記光透過部間に各光遮光部が形成されたことを特徴とするマイクロレンズアレイ。
【請求項３】
請求項２記載のマイクロレンズアレイにおいて、
前記多数の第１マイクロレンズの各焦点距離を、前記多数の第２マイクロレンズ内に位置させるように設定したことを特徴とする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、凸状に突出したマイクロレンズを２次元面上で密接して多数配列させたマイクロレンズアレイに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
凸状に突出したマイクロレンズを２次元面上で密接して多数配列させたマイクロレンズアレイは、液晶ディスプレイ，光結合光学素子，画像入力装置などに適用されている。
【０００３】
例えば、液晶ディスプレイは、液晶分子の光学異方性，配向性，流動性などを利用して、表示単位に電界を印加して光線透過率や反射率を変化させる光シャッタを配列した液晶セルを用いて表示を行うものであり、この液晶ディスプレイには、液晶セルに表示された像を直接観察する直視型ディスプレイと、表示像を正面あるいは背面からスクリーンに投影して観察する投射型ディスプレイがある。
【０００４】
上記した直視型ディスプレイは、観察方向によって表示品位が変化する問題があり、表示面の法線方向から観察した時には明るさが最も明るいが、法線方向と観察方向のなす角（視野角）が大きくなるほど明るさが低下し、ある角度を越えると観察できないなどの問題がある。即ち、良好な観察を行える視野角が狭いと言う問題がある。
【０００５】
そこで、液晶ディスプレイと、マイクロレンズアレイとを組み合わせて視野角を拡大する方法として、液晶セルの観察面にマイクロレンズを２次元面上で密接して多数配列させたマイクロレンズアレイを用いる方法などが提案されている。
【０００６】
また、上記した投射型ディスプレイのうちで背面からスクリーンに投射する背面投射ディスプレイ（リヤプロディスプレイ）も同様に、スクリーンにマイクロレンズアレイを用いて視野角を拡大する方法などが提案されている。
【０００７】
この種のマイクロレンズアレイとして、多数のマイクロレンズを最密充填状態で配列したものがある（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００１−３０５３１５号公報（第４−７頁、図６）。
【０００８】
図９（ａ）〜（ｃ）は従来のマイクロレンズアレイを示した正面図，斜視図，下面図である。
【０００９】
図９（ａ）〜（ｃ）に示した従来のマイクロレンズアレイ１００は、上記した特許文献１（特開２００１−３０５３１５号公報）に開示されているものであり、特許文献１を参照して簡略に説明する。
【００１０】
即ち、図９（ａ）〜（ｃ）に示した如く、従来のマイクロレンズアレイ１００は、透明な樹脂基板，透明な樹脂シートとか透明なガラス基板などを用いた光透過性を有するレンズ基板１０１の平坦な上面１０１ａ上に、略半球状に突出したマイクロレンズ１０２が密接して２次元的に多数配列されていると共に、上面１０１ａの反対側の下面１０１ｂが平坦に形成されてこの下面１０１ｂに各マイクロレンズ１０２の光軸Ｋと一致させて各光入射部（又は各光出射部）１０３を開口させ、且つ、各光入射部（又は各光出射部）１０３以外を各遮光部１０４で覆うと共に、各遮光部１０４に拡散反射膜（又は反射防止膜）１０５がそれぞれ形成されている。
【００１１】
この際、多数のマイクロレンズ１０２をレンズ基板１０１の上面１０１ａ上に最高密度で多数配列させるためには、レンズ基板１０１の下面１０１ｂ側から見た時に、多数のマイクロレンズ１０２が図９（ｃ）に示したように最密充填状態で配列されている。
【００１２】
尚、図９（ｃ）中の黒塗り部位は、マイクロレンズ１０２の底面が完全な円形で最密充填状態で配列されている場合にマイクロレンズ１０２間の隙間であり、マイクロレンズ１０２の底面積とレンズ基板１０１の面積との比、即ち、レンズ基板１０１に対する光線の入射面積比は９０．７％となる。
【００１３】
尚また、図９（ｃ）ではマイクロレンズ１０２の底面が完全な円形で最密充填状態で配列されている場合を示しているが、これに代えて、図示を省略するももの、マイクロレンズ１０２の底面を六角形にして六方稠密状（ハニカム状）に配列させた場合には、レンズ基板１０１に対する光線の入射面積比を最大１００％近くにすることが可能である。
【００１４】
そして、上記構成による従来のマイクロレンズアレイ１００を液晶表示装置，リアプロジェクタ装置などに適用した時に高輝度で広い視野角にわたってコントラストの高い画像を表示できる旨が開示されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
ところで、図９（ａ）〜（ｃ）に示した従来のマイクロレンズアレイ１００を液晶表示装置，リアプロジェクタ装置などに適用した場合には、画像への視野角を拡大することができるものの、画像を明るい場所でも見易くするためにコントラストが重要であり、レンズ基板１０１の下面１０１ｂで隣り合うマイクロレンズ１０２間に遮光部１０４を設けることで外光反射率を低減し、黒画面の引き締まり高めているが、マイクロレンズアレイ１００の全面積に対する多数の光入射部（又は光出射部）１０３の合計開口面積の比率によっては良好なコントラストが得られない場合がある。これを言い換えると、光入射部（又は光出射部）１０３の面積と遮光部１０４の面積とは互いにトレードオフの関係にあり、両者の関係に応じて光線透過率が左右されるものの、これについては上記した引用文献１に開示及び示唆すらされていない。
【００１６】
そこで、画像に対して良好なコントラストが得ら、且つ、光線透過率が高く、高ゲイン値及び高視野角が得られるマイクロレンズアレイが望まれている。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、第１の発明は、凸状に突出したマイクロレンズが一方の面上で密接して２次元的に多数配列されていると共に、前記一方の面の反対側の他方の面が平坦に形成されて該他方の面に各マイクロレンズの光軸を中心にして各光透過部が形成され、且つ、隣り合う前記光透過部間に各光遮光部が形成されたマイクロレンズアレイにおいて、
前記マイクロレンズアレイの全面積に対する多数の前記光透過部の合計開口面積の比率を１５％以上３０％以下に設定したことを特徴とするマイクロレンズアレイである。
【００１８】
また、第２の発明は、凸状に突出したマイクロレンズを２次元的に多数配列させたマイクロレンズアレイにおいて、
第１レンズ基板上に２次元的に多数配列させた第１マイクロレンズの底面側と、第２レンズ基板上に２次元的に多数配列させた第２マイクロレンズの底面側とを光軸を合わせて互いに対向させると共に、前記第１レンズ基板と前記第２レンズ基板との間に各マイクロレンズの光軸を中心にして各光透過部が形成され、且つ、隣り合う前記光透過部間に各光遮光部が形成されたことを特徴とするマイクロレンズアレイである。
【００１９】
また、第３の発明は、上記した第２の発明のマイクロレンズアレイにおいて、
前記多数の第１マイクロレンズの各焦点距離を、前記多数の第２マイクロレンズ内に位置させるように設定したことを特徴とするマイクロレンズアレイである。
【発明の効果】
【００２０】
請求項１記載のマイクロレンズアレイによれば、とくに、凸状に突出したマイクロレンズが一方の面上で密接して２次元的に多数配列されていると共に、一方の面の反対側の他方の面に各マイクロレンズの光軸を中心にして各光透過部が形成され、且つ、隣り合う光透過部間に各光遮光部が形成されたマイクロレンズアレイにおいて、マイクロレンズアレイの全面積に対する多数の光透過部の合計開口面積の比率を１５％以上３０％以下に設定したため、画像に対して良好なコントラストが得られ、且つ、光線透過率が高く、高ゲイン値及び高視野角が得られる。
【００２１】
また、請求項２及び請求項３記載のマイクロレンズアレイによれば、とくに、第１レンズ基板上に２次元的に多数配列させた第１マイクロレンズの底面側と、第２レンズ基板上に２次元的に多数配列させた第２マイクロレンズの底面側とを光軸を合わせて互いに対向させると共に、第１レンズ基板と第２レンズ基板との間に各マイクロレンズの光軸を中心にして各光透過部が形成され、且つ、隣り合う光透過部間に各光遮光部が形成されているため、マイクロレンズアレイを例えば背面投射ディスプレイ（リヤプロディスプレイ）のスクリーンに用いた時に、第１マイクロレンズに入射した光線が第１レンズ基板，第１レンズ基板と第２レンズ基板との間に形成した光透過部，第２レンズ基板を順に通過して第２マイクロレンズ内で結像し、更に、第２マイクロレンズ２５の表面から散乱されて出射するので、Ｘ軸方向（水平方向）及びＹ軸方向（垂直方向）共に視野角が広く、高コントラスト比でありながら光線透過率が高く、高ゲイン値が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下に本発明に係るマイクロレンズアレイの一実施例を図１乃至図８を参照して、実施例１，実施例２の順で詳細に説明する。
【実施例１】
【００２３】
図１（ａ）〜（ｃ）は本発明に係る実施例１のマイクロレンズアレイを説明するための正面図，斜視図，下面図、
図２（ａ）〜（ｄ）は本発明に係る実施例１のマイクロレンズアレイの製造工程を説明するために模式的に示した工程図、
図３（ａ）〜（ｃ）は実施例１において、直径φＤ＝８０μｍ，１００μｍ，１５０μｍの各マイクロレンズを多数有する３種類のマイクロレンズアレイにおいて、光透過部の開口直径φｄ（μｍ）に対する光学特性を一覧表で示した図、
図４は実施例１において、直径φＤ＝８０μｍ，１００μｍ，１５０μｍの各マイクロレンズを多数有する３種類のマイクロレンズアレイにおいて、光透過部の開口直径と光学特性とをグラフ化して示した図、
図５は実施例１において、マイクロレンズの直径φＤ（μｍ）に対して光透過部の開口直径がφｄ（μｍ）である時の開口率及びブラック率を一覧表で示した図、
図６は実施例１において、マイクロレンズの直径φＤ（μｍ）に対する光透過部の開口直径φｄ（μｍ）とブラック率とをグラフ化して示した図である。
【００２４】
図１（ａ）〜（ｃ）に示した如く、本発明に係る実施例１のマイクロレンズアレイ１０は、透明な樹脂基板，透明な樹脂シートとか透明なガラス基板などを用いた光透過性を有するレンズ基板１１の平坦な上面１１ａ上に、光透過性を有する透明な樹脂材，ガラス材などを用いて凸状に突出したマイクロレンズ１２が密接して２次元的に多数配列されていると共に、レンズ基板１１の上面１１ａの反対側の下面１１ｂが平坦に形成され、この下面１１ｂ上に光透過性樹脂材１３を用いて各マイクロレンズ１２の光軸Ｋを中心にして各光透過部１３ａが形成され、且つ、隣り合う光透過部１３ａ間にブラック遮光材（光吸収材）による各光遮光部（各光吸収部）１４が形成されている。
【００２５】
そして、上記した凸状に突出した多数のマイクロレンズ１２は、略半球状の球面又は略半球状の非球面とか、楕円状凸面などの形状に形成されている。
【００２６】
この際、多数のマイクロレンズ１２の形状を例えば半径Ｒで略半球状にそれぞれ形成した場合、多数のマイクロレンズ１２をレンズ基板１１の上面１１ａ上に最高密度で多数配列させるためには、レンズ基板１１の下面１１ｂ側から見た時に、多数のマイクロレンズ１２が図１（ｃ）に示したように最密充填状態で配列されている。
【００２７】
尚、図１（ｃ）中の黒塗り部位は、マイクロレンズ１２の底面が完全な円形で最密充填状態で配列されている場合にマイクロレンズ１２間の間の隙間であり、この黒塗り部位は上記したブラック遮光材（光吸収材）による光遮光部（光吸収部）１４と同じ状態になっている。この状態では、マイクロレンズ１２の底面積とレンズ基板１１の面積との比、即ち、レンズ基板１１に対する光線の入射面積比は９０．７％となる。
【００２８】
尚また、図１（ｃ）ではマイクロレンズ１２の底面が完全な円形で最密充填状態で配列されている場合を示しているが、これに代えて、図示を省略するももの、マイクロレンズ１２の底面を六角形にして六方稠密状（ハニカム状）に配列させた場合には、レンズ基板１１に対する光線の入射面積比を最大１００％近くにすることが可能である。
【００２９】
ここで、例えば半径Ｒで略半球状に形成した多数のマイクロレンズ１２をＸ軸とＹ軸とによる２次元平面上に最密充填状態で配列させた場合に、Ｘ軸方向のピッチＰｘは２Ｒとなり、また、Ｙ軸方向のピッチＰｙはＸ軸方向の隣り合うマイクロレンズ１２間にマイクロレンズ１２をＸ軸方向に沿って配置しているために２Ｒｓｉｎ６０°となる。
【００３０】
また、レンズ基板１１の下面１１ｂに形成した光透過部１３ａは、後述する製造工程で説明するように、光透過性を有する光透過性樹脂材１３を用いて形成したり、あるいは、レンズ基板１１の下面１１ｂ（又はマイクロレンズ１２の下面）そのものを露出させることで、マイクロレンズ１２に入射した光線がレンズ基板１１を通ってこのレンズ基板１１の下面１１ｂに形成した光透過部１３ａから出射させることができる。
【００３１】
一方、レンズ基板１１の下面１１ｂに形成したブラック遮光材（光吸収材）による光遮光部（光吸収部）１４は、少なくとも可視光に対して遮光性があれば良く、マイクロレンズ１２に入射した光線を遮光できる。
【００３２】
また、この実施例１において、多数のマイクロレンズ１２を例えば半径Ｒで略半球状に形成した場合に、各マイクロレンズ１２の底面の直径φＤは２Ｒとなり、この時に、各マイクロレンズ１２の底面と対向し且つ各マイクロレンズ１２の光軸Ｋを中心にして形成した各光透過部１３ａの開口直径φｄとし、φＤ＞φｄと設定すると、各マイクロレンズ１２の上方から入射した平行光Ｌが各光透過部１３ａから出射する際に、一つの平行光Ｌの進行方向に対してマイクロレンズ１２により光線が進路を変更する角度θが大きくなる方向に各光透過部１３ａの開口直径φｄを設定することで、視野角を拡大させることができる。
【００３３】
そこで、この実施例１では、マイクロレンズアレイ１０の全面積に対する多数の光透過部１３ａの合計開口面積の比率を１５％以上３０％以下に設定していることを特徴とするものであり、これについては後で述べる。
【００３４】
更に、例えば半径Ｒで略半球状に形成したマイクロレンズ１２の焦点距離ｆは、マイクロレンズ１２の頂点から一つの平行光Ｌがマイクロレンズ１２の光軸Ｋ上で交差する交点までの距離である。ここで、マイクロレンズ１２を大気中で使用する際に空気の屈折率ｎが１であり、一方、マイクロレンズ１２の屈折率ｎ’は透明樹脂材とかガラス材などを用いた場合に略１．５であるので、マイクロレンズ１２の焦点距離ｆは、下記の式より略３Ｒとなる。  
ｆ＝ｎ’Ｒ／（ｎ’−ｎ）＝１．５Ｒ／（１．５−１）＝３Ｒ
従って、レンズ基板１１，光透過性樹脂材１３の各厚みを適宜設定して、マイクロレンズ１２の頂点から光透過性樹脂材１３の光透過部１３ａまでの距離を略３Ｒに設定することで、マイクロレンズ１２に入力した光線を光透過性樹脂材１３の光透過部１３ａの部位に結像させて、この光透過部１３ａから出射させることができる。
【００３５】
ここで、実施例１のマイクロレンズアレイ１０の製造方法について、図２（ａ）〜（ｄ）を用いて工程順に説明する。
【００３６】
まず、図２（ａ）に示した如く、例えば直径φＤ（半径Ｒ）で略半球状に形成した凹部を最密充填になるよう多数形成した不図示の成形金型として、φＤ＝８０μｍ（Ｒ＝４０μｍ）の成形金型と、φＤ＝１００μｍ（Ｒ＝５０μｍ）の成形金型と、φＤ＝１５０μｍ（Ｒ＝７５μｍ）の成形金型とを予め３種類用意し、各成形金型内に粘度１８０ｍＰａ・ｓの光線透過率の良好な紫外線硬化性樹脂を充填し、この後、厚みが５０μｍのＰＣ（ポリカーボネート）フィルムなどによるレンズ基板１１の平坦な上面１１ａを各成形金型に重ね合わせて、レンズ基板１１の上面１１ａ上に直径φＤ（半径Ｒ）で略半球状のマイクロレンズ１２を最密充填状態で多数形成し、紫外線を照射して多数のマイクロレンズ１２を硬化させた。この後、各成形金型から各レンズ基板１１ごと剥離して３種類（直径φ８０μｍ，φ１００μｍ，φ１５０μｍμ）の各マイクロレンズ１２を各レンズ基板１１の上面１１ａ上に２次元的に多数製作した。この際、レンズ基板１１の上面１１ａの反対側の下面１１ｂも平坦に形成されている。
【００３７】
次に、図２（ｂ）に示した如く、各レンズ基板１１の下面に、粘度１６０ｍＰａ・ｓの光線透過率の良好な紫外線硬化性樹脂材１３を塗布し、マイクロレンズ１２側から平行な紫外線を照射することで、紫外線硬化性樹脂材１３のうちで紫外線の平行光Ｌがマイクロレンズ１２によって結像する部位のみが硬化されて硬化部１３ａとなり、隣り合う硬化部１３ａ間が硬化されない未硬化部１３ｂとなる。
【００３８】
次に、図２（ｃ）に示した如く、各レンズ基板１１の下面１１ｂに紫外線硬化性樹脂材１３により形成された硬化部１３ａと未硬化部１３ｂとのうちで、洗浄により未硬化部１３ｂのみを除去し、除去されない硬化部１３ａが光透過部として残る。
【００３９】
次に、図２（ｄ）に示した如く、各レンズ基板１１の下面１１ｂに光透過部１３ａが形成された状態で、隣り合う光透過部１３ａ間にブラック遮光材（光吸収材）を塗布して、隣り合う光透過部１３ａ間に光遮光部（光吸収部）１４を形成して、３種類（直径φ８０μｍ，φ１００μｍ，φ１５０μｍμ）の各マイクロレンズ１２を多数有する３種類のマイクロレンズアレイ１０が完成した。
【００４０】
この後、３種類（直径φ８０μｍ，φ１００μｍ，φ１５０μｍμ）のマイクロレンズアレイ１０に対して、各レンズ基板１１の下面１１ｂに形成した光透過部１３ａ及び光遮光部（光吸収部）１４の表面側を例えば＃３０００の白色アルミナなどの研磨材を用いて研磨することにより、光透過部１３ａの底面の開口直径φｄを可変させた。
【００４１】
そして、光学顕微鏡により光透過部１３ａの開口直径φｄを測長して、マイクロレンズアレイ１０の全面積に対する多数の光透過部１３ａの合計開口面積の比率を算出して、光学特性との関係を調べた。
【００４２】
即ち、光透過部１３ａの開口率（％）は、
光透過部の開口率（％）＝多数の光透過部１３ａの合計開口面積／マイクロレン
ズアレイ１０の全面積
で示されることになる。また、ブラック率（％）は、１００（％）から光透過部１３ａの開口率（％）を引いた値で示されることになる。
【００４３】
また、光学特性は、村上色彩技術研究所製の変角光度計ＧＰ−２００型を用いてピークゲイン値Ｇ０と、視野角α°（ピークゲインが半値となる角度）とを測定した。但し、ゲイン値は完全拡散板を１．０とした時の相対値であり、ピークゲイン値は視野角０°の時のゲイン値である。
【００４４】
上記の結果をまとめて、図３（ａ）〜（ｃ）及び図４に示す。視野角α°は略半球状のマイクロレンズ１２であるため、明記していないがＸ軸方向（水平方向）とＹ軸方向（垂直方向）とが略同値であった。
【００４５】
図４より明らかなように、レンズ基板１１の下面１１ｂに形成した光透過部１３ａの開口率（％）は、１５％以上で光学特性（ピークゲイン値Ｇ０，視野角α°）がほぼ飽和し、良好な値となることが判る。これは、光線がほぼ完全透過するために光透過部１３ａの開口率（％）が１５％以上が必要であることを意味している。この様な結果となる理由は、レンズ基板１１がシート状であるため各マイクロレンズ１２の光軸Ｋのズレがマイクロレンズ１２側と光透過部１３ａ側とで多少生じるためと考えられる。また、他の理由として実際は樹脂硬化速度のバラツキや樹脂ダレ等の原因により、理論通りの光透過部１３ａの形状が形成されないためとも考えられる。
【００４６】
更に、最重要光学特性であるピークゲイン値Ｇ０及び視野角α°は、光透過部１３ａの開口率（％）が１５％以上で良好となるが、前述したようにコントラストを得るためにはブラック遮光占有面積率（ブラック率）を出きる限り大きくすることで引き締まった画面が得られる。そこで、図５及び図６に示したように、マイクロレンズ１２の直径φＤ（μｍ）に対して光透過部１３ａの開口直径がφｄ（μｍ）である時の開口率及びブラック率から判断すると、通常、ブラック率が７０％以上あれば良好とされており、残り面積の３０％までが光透過部１３ａの開口率（％）の許容範囲となる。
【００４７】
従って、上記からマイクロレンズアレイ１０の全面積に対する多数の光透過部１３ａの合計開口面積の比率を１５％以上３０％以下に設定することにより、画像に対して良好なコントラストが得られ、且つ、光線透過率が高く、高ゲイン値及び高視野角が得られるマイクロレンズアレイ１０を提供することができる。
【実施例２】
【００４８】
図７（ａ）〜（ｃ）は本発明に係る実施例２のマイクロレンズアレイを説明するための正面図，斜視図，下面図、
図８（ａ）〜（ｄ）は本発明に係る実施例２のマイクロレンズアレイの製造工程を説明するために模式的に示した工程図である。
【００４９】
図７（ａ）〜（ｃ）に示した如く、本発明に係る実施例２のマイクロレンズアレイ２０は、透明な樹脂基板，透明な樹脂シートとか透明なガラス基板などを用いた光透過性を有する第１レンズ基板２１の平坦な上面２１ａ上に、光透過性を有する透明な樹脂材，ガラス材などを用いて凸状に突出した第１マイクロレンズ２２が密接して２次元的に多数配列されていると共に、第２レンズ基板２１の上面２１ａの反対側の下面２１ｂが平坦に形成され、この下面２１ｂ上に各第１マイクロレンズ２２の光軸Ｋを中心にして各光透過部２３ａが形成され、且つ、隣り合う光透過部２３ａ間に各光遮光部（各光吸収部）２３ｂが形成されているブラック遮光ドライフィルム２３が貼り合わされている。尚、この実施例２では、ブラック遮光ドライフィルム２３を用いて貫通孔による光透過部２３ａと、ブラックフィルムによる光遮光部（各光吸収部）２３ｂとを形成したが、これに限ることなく、実施例１と同様な方法で光透過性樹脂材を用いて各光透過部２３ａを形成し、且つ、隣り合う光透過部２３ａ間にブラック遮光材（光吸収材）を塗布して、隣り合う光透過部２３ａ間に光遮光部（光吸収部）２３ｂを形成することも可能である。
【００５０】
更に、ブラック遮光ドライフィルム２３の裏面には、第２レンズ基板２４上に形成した多数の第２マイクロレンズ２５が第１レンズ基板２１上に形成した多数の第１マイクロレンズ２２と光軸を合わせて互いに底面側が対向して設けられており、多数の第２マイクロレンズ２５は多数の第１マイクロレンズ２２よりも小形に形成されている。
【００５１】
そして、上記した凸状に突出した多数の第１マイクロレンズ２２及び多数の第２マイクロレンズ２５は、略半球状の球面又は略半球状の非球面とか、楕円状凸面などの形状で互いに同じ種類の形状に形成されている。
【００５２】
この際、多数の第１マイクロレンズ２２の形状を例えば直径φＤ（半径Ｒ）で略半球状にそれぞれ形成し、且つ、多数の第２マイクロレンズ２５の形状を第１マイクロレンズ２２の直径φＤ（半径Ｒ）より小さい直径φｄ（半径ｒ）で略半球状にそれぞれ形成した場合、多数の第１マイクロレンズ２２を第１レンズ基板２１の上面２１ａに最高密度で多数配列させるためには、第１レンズ基板２１の下面２１ｂ側から見た時に、多数の第１マイクロレンズ２２が図７（ｃ）に示したように最密充填状態で配列されている。
【００５３】
尚、図７（ｃ）中の黒塗り部位は、第１マイクロレンズ２２の底面が完全な円形で最密充填状態で配列されている場合に第１マイクロレンズ２２間の隙間であり、この黒塗り部位は上記した光遮光部（光吸収部）２３ｂと同じ状態になっている。この状態では、第１マイクロレンズ２２の底面積と第１レンズ基板２１の面積との比、即ち、第１レンズ基板２１に対する光線の入射面積比は９０．７％となる。
【００５４】
尚また、図７（ｃ）では第１マイクロレンズ２２の底面が完全な円形で最密充填状態で配列されている場合を示しているが、これに代えて、図示を省略するももの、第１マイクロレンズ２２の底面を六角形にして六方稠密状（ハニカム状）に配列させた場合には、第１レンズ基板２１に対する光線の入射面積比を最大１００％近くにすることが可能である。
【００５５】
ここで、例えば半径Ｒで略半球状に形成した多数の第１マイクロレンズ２２をＸ軸とＹ軸とによる２次元平面上に最密充填状態で配列させた場合に、Ｘ軸方向のピッチＰｘは２Ｒとなり、また、Ｙ軸方向のピッチＰｙはＸ軸方向の隣り合う第１マイクロレンズ２２間に第１マイクロレンズ２２をＸ軸方向に沿って配置しているために２Ｒｓｉｎ６０°となる。
【００５６】
更に、例えば直径φＤ（半径Ｒ）で略半球状に形成した第１マイクロレンズ２２から平行光Ｌを入射させ時に、この平行光Ｌを第１レンズ基板２１，ブラック遮光ドライフィルム２３の光透過部２３ａ，第２レンズ基板２４を介して例えば直径φｄ（半径ｒ）で略半球状に形成した第２マイクロレンズ２５内で結像させている。この際、前述の実施例１で説明したように、例えば直径φＤ（半径Ｒ）で略半球状に形成した第１マイクロレンズ２２の焦点距離ｆは略３Ｒであるから、第１マイクロレンズ２２の焦点距離ｆを第２マイクロレンズ２５内に位置させるように設定する際に、第１レンズ基板２１，ブラック遮光ドライフィルム２３，第２レンズ基板２４の各厚みを適宜設定して、第１マイクロレンズ２２の頂点から第２マイクロレンズ２５内までの距離を略３Ｒに設定することで、第１マイクロレンズ２２に入力した光線を第２マイクロレンズ２５内に結像させることができ、これにより、第２マイクロレンズ２５から効率良く散乱光を出射さることができる。
【００５７】
そして、上記のように構成したマイクロレンズアレイ２０を例えば背面投射ディスプレイ（リヤプロディスプレイ）のスクリーンに用いた時に、第１マイクロレンズ２２に入射した光線Ｌが第１レンズ基板２１，第１レンズ基板２１と第２レンズ基板２４との間に形成した光透過部２３ａ，第２レンズ基板２４を順に通過して第２マイクロレンズ２５内で結像し、更に、第２マイクロレンズ２５の表面から散乱されて出射するので、後述するようにＸ軸方向（水平方向）及びＹ軸方向（垂直方向）共に視野角が広く、高コントラスト比でありながら光線透過率が高く、高ゲイン値が得られる。
【００５８】
ここで、実施例２のマイクロレンズアレイ２０の製造方法について、図８（ａ）〜（ｄ）を用いて工程順に説明する。
【００５９】
まず、図８（ａ）に示した如く、例えば直径φＤ（半径Ｒ）で略半球状に形成した凹部を最密充填になるよう多数形成した不図示の成形金型として、φＤ＝１５０μｍ（Ｒ＝７５μｍ）の成形金型を予め用意し、この成形金型内に粘度１８０ｍＰａ・ｓの光線透過率の良好な紫外線硬化性樹脂を充填し、この後、厚みが７５μｍのＰＣ（ポリカーボネート）フィルムなどによる第１レンズ基板２１の平坦な上面２１ａを成形金型に重ね合わせて、第１レンズ基板２１の上面２１ａ上に直径φＤ＝１５０μｍ（Ｒ＝７５μｍ）で略半球状の第１マイクロレンズ２２を例えばＸ軸方向のピッチＰｘを１５０μｍに設定して最密充填状態で多数形成し、紫外線を照射して多数の第１マイクロレンズ２２を硬化させた。
【００６０】
次に、図８（ｂ）に示した如く、厚みが２０μｍで遮光性（光吸収性）を有するブラック遮光ドライフィルム２３を用いて、予め炭酸レーザー加工機｛（株）タケウチ製｝によりＸ軸方向のピッチＰｘを１５０μｍに設定して直径φ５０μｍの貫通孔をあけて各光透過部２３ａを形成すると共に、隣り合う光透過部２３ａ間に各光遮光部（各光吸収部）２３ｂを形成した。
【００６１】
次に、図８（ｃ）に示した如く、例えば直径φｄ（半径ｒ）で略半球状に形成した凹部を最密充填になるよう多数形成した不図示の成形金型として、φｄ＝５０μｍ（ｒ＝２５μｍ）の成形金型を予め用意し、この成形金型内に粘度１６０ｍＰａ・ｓの光線透過率の良好な紫外線硬化性樹脂を充填し、この後、厚みが２５μｍのＰＣ（ポリカーボネート）フィルムなどによる第２レンズ基板２４を成形金型に重ね合わせて、第２レンズ基板２４上に直径φｄ＝５０μｍ（Ｒ＝２５μｍ）で略半球状の第２マイクロレンズ２５をＸ軸方向のピッチＰｘを１５０μｍに設定して多数形成し、紫外線を照射して多数の第２マイクロレンズ２５を硬化させた。
【００６２】
次に、図８（ｄ）に示した如く、多数の第１マイクロレンズ２２を形成した第１レンズ基板２１と、多数の第２マイクロレンズ２５を形成した第２レンズ基板２４との間に、ブラック遮光ドライフィルム２３を介装させて接着した。この時、第１マイクロレンズ２２の底面側と第２マイクロレンズ２５の底面側とを、第１レンズ基板２１，ブラック遮光ドライフィルム２３の光透過部２３ａ，第２レンズ基板２４を介して対向させ、且つ、第１，第２マイクロレンズ２２，２５の光軸Ｋを一致させることで、実施例２のマイクロレンズアレイ２０が完成した。
【００６３】
この際、実施例２のマイクロレンズアレイ２０の光学特性は、村上色彩技術研究所製の変角光度計ＧＰ−２００型を用いて、ピークゲイン値Ｇ０と、視野角α°（ピークゲインが半値となる角度）とを測定し、且つ、村上色彩技術研究所製のヘーズ・透過率計ＨＭ−１５０型を用いて、可視光線透過率（％）を測定した。但し、ゲイン値は完全拡散板を１．０とした時の相対値であり、ピークゲイン値は視野角０°の時のゲイン値である。
【００６４】
その結果、ピークゲイン値Ｇ０は３．１であり、且つ、視野角α°は第１，第２マイクロレンズ２２，２５が共に略半球状であるため、明記していないがＸ軸方向（水平方向）とＹ軸方向（垂直方向）とが略同値で±３１°（水平・垂直）であり、更に、可視光線透過率（％）は９０％であった。
【００６５】
そして、実施例２のマイクロレンズアレイ２０を、例えば背面投射ディスプレイ（リヤプロディスプレイ）のスクリーンに用いた時に、上記からＸ軸方向（水平方向）及びＹ軸方向（垂直方向）共に視野角が広く、高コントラスト比でありながら光線透過率が高く、高ゲイン値が得られたため、スクリーン上に非常に高コントラストな引き締まった画像が得られた。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】（ａ）〜（ｃ）は本発明に係る実施例１のマイクロレンズアレイを説明するための正面図，斜視図，下面図である。
【図２】（ａ）〜（ｄ）は本発明に係る実施例１のマイクロレンズアレイの製造工程を説明するために模式的に示した工程図である。
【図３】（ａ）〜（ｃ）は実施例１において、直径φＤ＝８０μｍ，１００μｍ，１５０μｍの各マイクロレンズを多数有する３種類のマイクロレンズアレイにおいて、光透過部の開口直径φｄ（μｍ）に対する光学特性を一覧表で示した図である。
【図４】実施例１において、直径φＤ＝８０μｍ，１００μｍ，１５０μｍの各マイクロレンズを多数有する３種類のマイクロレンズアレイにおいて、光透過部の開口直径と光学特性とをグラフ化して示した図である。
【図５】実施例１において、マイクロレンズの直径φＤ（μｍ）に対して光透過部の開口直径がφｄ（μｍ）である時の開口率及びブラック率を一覧表で示した図である。
【図６】実施例１において、マイクロレンズの直径φＤ（μｍ）に対する光透過部の開口直径φｄ（μｍ）とブラック率とをグラフ化して示した図である。
【図７】（ａ）〜（ｃ）は本発明に係る実施例２のマイクロレンズアレイを説明するための正面図，斜視図，下面図である。
【図８】（ａ）〜（ｄ）は本発明に係る実施例２のマイクロレンズアレイの製造工程を説明するために模式的に示した工程図である。
【図９】（ａ）〜（ｃ）は従来のマイクロレンズアレイを示した正面図，斜視図，下面図である。
【符号の説明】
【００６７】
１０…実施例１のマイクロレンズアレイ、
１１…レンズ基板、１１ａ…上面、１１ｂ…下面、
１２…マイクロレンズ、
１３…光透過性樹脂材、１３ａ…光透過部、
１４…光遮光部（光吸収部）、
２０…実施例２のマイクロレンズアレイ、
２１…第１レンズ基板、２１ａ…上面、２１ｂ…下面、
２２…第１マイクロレンズ、
２３…ブラック遮光ドライフィルム、
２３ａ…光透過部、２３ｂ…光遮光部（光吸収部）、
２４…第２レンズ基板、
２５…第２マイクロレンズ、
ｆ…焦点距離、Ｋ…光軸。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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