(57)【要約】【課題】複屈折が低減され、高精度な形状を有する光学素子の製造方法を提供すること。【解決手段】所定パターン１０２が形成されている第１の金型１０１と、第１の金型１０１に対して対向して設けられている第２の金型１０３とを用いる光学素子の製造方法であって、第２の金型１０３に熱可塑性樹脂１０４を載置する載置工程と、第１の金型１０１と第２の金型１０３とを加熱して熱可塑性樹脂１０４を軟化させる加熱工程と、第１の金型１０１と第２の金型１０３とにより熱可塑性樹脂１０４を押圧する加圧工程と、第１の金型１０１の所定パターン１０２に応じた形状パターンを熱可塑性樹脂１０４に成形するエンボス工程と、形状パターンが成形された熱可塑性樹脂１０４を冷却する冷却工程とを含み、エンボス工程において第１の金型１０１が熱可塑性樹脂１０４に押圧される量は、熱可塑性樹脂１０４の面精度よりも大きい。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定パターンが形成されている第１の金型と、前記第１の金型に対して対向して設けられている第２の金型とを用いる光学素子の製造方法であって、
前記第２の金型に熱可塑性樹脂を載置する載置工程と、
前記第１の金型と前記第２の金型とを加熱して前記熱可塑性樹脂を軟化させる加熱工程と、
前記第１の金型と前記第２の金型とにより前記熱可塑性樹脂を押圧する加圧工程と、
前記第１の金型の前記所定パターンに応じた形状パターンを前記熱可塑性樹脂に成形するエンボス工程と、
前記形状パターンが成形された前記熱可塑性樹脂を冷却する冷却工程とを含み、
前記エンボス工程において前記第１の金型が前記熱可塑性樹脂に押圧される量は、前記熱可塑性樹脂の面精度よりも大きいことを特徴とする光学素子の製造方法。
【請求項２】
前記加圧工程は、少なくとも、第１の圧力で前記熱可塑性樹脂を押圧する第１加圧工程と、その後、前記第１の圧力よりも小さい第２の圧力で前記熱可塑性樹脂を押圧する第２加圧工程とを含むことを特徴とする請求項１に記載の光学素子の製造方法。
【請求項３】
キャビティ内に所定パターンが形成されている金型を、熱可塑性樹脂の転移温度よりも高い第１の温度に加熱する加熱工程と、
前記第１の温度に加熱された前記金型の前記キャビティ内へ溶融している前記熱可塑性樹脂を充填する充填工程と、
前記金型を前記第１の温度よりも低い第２の温度まで冷却する徐冷工程と、を含むことを特徴とする光学素子の製造方法。
【請求項４】
前記徐冷工程は、略１℃／分の割合で冷却することを特徴とする請求項３に記載の光学素子の製造方法。
【請求項５】
所定パターンが形成されている金型と、前記金型に挿脱自在に設けられている可動板とを用いる光学素子の製造方法であって、
前記金型と、前記可動板とを熱可塑性樹脂の転移温度よりも低い温度に加熱する加熱工程と、
前記可動板が前記金型に挿入されている状態において形成されるキャビティ内へ、溶融している前記熱可塑性樹脂を充填する充填工程と、
前記金型と前記可動板とを冷却する徐冷工程と、
前記熱可塑性樹脂が前記可動板に接している近傍領域の温度が前記転移温度よりも低くなったときに前記可動板を移動することにより前記可動板と前記熱可塑性樹脂との間に空隙を形成する可動板移動工程と、を含むことを特徴とする光学素子の製造方法。
【請求項６】
所定の波長領域の光を透過する透明部材で構成され、所定パターンが形成されている金型に、光硬化性樹脂を充填する充填工程と、
前記光硬化性樹脂が充填されている前記金型に前記所定の波長領域の光を照射して、前記光硬化性樹脂を硬化させる照射工程と、を含むことを特徴とする光学素子の製造方法。
【請求項７】
熱可塑性樹脂を溶媒に溶解してポリマー溶液を生成する溶解工程と、
前記ポリマー溶液を所定パターンが形成された金型上に流延する流延工程と、
前記金型上に流延されたポリマー溶液を乾燥させる乾燥工程とを含み、
前記溶解工程では、前記ポリマー溶液中の前記熱可塑性樹脂の濃度が５重量％から５０重量パーセントまでであり、
前記乾燥工程では、残量溶媒の濃度が３重量％以下になるまで乾燥させることを特徴とする光学素子の製造方法。
【請求項８】
平板状部材に、シート状の熱可塑性樹脂を載置する載置工程と、
前記平板状部材に対向して設けられている円筒状のロール部材を所定の圧力で前記シート状の熱可塑性樹脂に押圧する押圧工程と、
前記平板状部材と、前記円筒状のロール部材との少なくとも一方を加熱する加熱工程と、
前記平板状部材と前記ロール部材との少なくとも一方に所定パターンが形成されていることを特徴とする光学素子の製造方法。
【請求項９】
前記所定パターンは、前記平板状部材に形成されており、
前記加熱工程では、前記平板状部材を加熱することを特徴とする請求項８に記載の光学素子の製造方法。
【請求項１０】
前記所定パターンは、前記ロール部材に形成されており、
前記加熱工程では、前記ロール部材を加熱することを特徴とする請求項８に記載の光学素子の製造方法。
【請求項１１】
前記所定パターンは、前記ロール部材と前記平板状部材との両方に形成されており、
前記加熱工程では、前記ロール部材と、前記平板状部材とを加熱することを特徴とする請求項８に記載の光学素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学素子の製造方法、特に入射光を画像信号に応じて変調する空間光変調装置に好適な光学素子の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、同心円状の回折パターンが形成された回折格子を所定の遮断周波数を有するローパスフィルタとして光学系中に配置することにより、所望の像ボケを生じさせた撮像装置等の光学系が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、液晶表示パネル等を用いた画像表示装置において、光学的ローパスフィルタとして働く直交する格子状の位相回折格子の格子周期、デューティ比等を設計パラメータとすることによって、位相回折格子を最適化するという提案もある(例えば、特許文献２参照)。
【０００４】
さらに、液晶表示パネル等を用いた画像表示装置において、光学的ローパスフィルタの一方向における最初の極小値の最初の標本化周波数が、画素配列によって定まる標本化周波数の２つの基本周波数ベクトルによって定められ、光学的ローパスフィルタの他方向における最初の極小値の最初の標本化周波数が、標本化周波数ベクトルの差によって定められるものも提案されている(例えば、特許文献３等参照)。
【０００５】
【特許文献１】特公昭４９−２０１０５号公報
【特許文献２】特開平５−３０７１４号公報
【特許文献３】特開平８−１２２７０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
プロジェクタに用いられる液晶表示パネル等の空間光変調装置の場合、矩形の画素の隅の部分に対応するブラックマトリックスと、ブラックマトリックスの投写像を補間する位相回折格子とを正確にアライメントする必要がある。このため、位相回折格子を製造するときに、位相回折格子等の光学素子の形状パターンと共にアライメント用のマークまたは光学素子外形を正確に形成しなければならない。しかしながら、上記特許文献１、２、３には、高精度に光学素子の形状パターンやアライメントマークを形成することは開示されていないため、アライメントを正確に行うことができずに問題である。
【０００７】
また、位相回折格子を樹脂材料を用いて製造する場合、樹脂材料に残留する内部応力により複屈折を生ずる場合がある。プロジェクタの場合、ブラックマトリックスの投写像を低減するための光学素子が複屈折を生ずると、投写像に色むらを発生してしまう。色むらは投写像の質を劣化させるため問題である。
【０００８】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、複屈折が低減され、高精度な形状を有する光学素子および、光学素子とライトバルブに備えられたブラックマトリックス上に隣の画素との合成像を形成しブラックマトリックスの投影像を低減しシームレスで高品質な映像を実現する光学素子の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、第１の本発明によれば、所定パターンが形成されている第１の金型と、第１の金型に対して対向して設けられている第２の金型とを用いる光学素子の製造方法であって、第２の金型に熱可塑性樹脂を載置する載置工程と、第１の金型と第２の金型とを加熱して熱可塑性樹脂を軟化させる加熱工程と、第１の金型と第２の金型とにより熱可塑性樹脂を押圧する加圧工程と、第１の金型の所定パターンに応じた形状パターンを前記熱可塑性樹脂に成形するエンボス工程と、形状パターンが成形された熱可塑性樹脂を冷却する冷却工程とを含み、エンボス工程において第１の金型が熱可塑性樹脂に押圧される量は、熱可塑性樹脂の面精度よりも大きいことを特徴とする光学素子の製造方法を提供できる。
【００１０】
第１の発明は、いわゆるホットエンボス法により光学素子を製造する方法である。加熱工程により、熱可塑性樹脂は軟化している。そして、エンボス工程において第１の金型が熱可塑性樹脂に押圧される量は、熱可塑性樹脂の面精度よりも大きくなっている。これにより、残留する内部応力が減り、複屈折が低減され、高精度な形状を有する光学素子を製造できる。ここで、第１の金型に形成されている「所定パターン」について説明する。本製造方法により得られる光学素子は、空間光変調装置と組み合わせて用いるために好適である。光学素子は、その光学的作用により、入射光を所定パターンに応じた方向へ屈折又は回折させて射出する。なお、第１の金型に形成されている所定パターンは、光学素子に転写されたパターンとは凹凸形状が反対のパターンである。そして、入射光が光学素子により屈折又は回折される方向が、空間光変調装置に対して所望の位置関係となるように、光学素子と空間光変調装置とは配置される。このように、「所定パターン」とは、空間変調装置の位置関係に対応させ所望の角度方向に光線を導く角度を定めるため、光学素子上に形成されている光学的作用に対応した角度の形状パターンをいう。所定パターンの具体例としては、光学素子が屈折作用を有する場合は斜面を有するプリズム形状パターンであり、回折作用を有する場合は矩形状の凹凸パターンである。また、この具体例に限られず、空間光変調装置との相対的な位置関係において入射光を所望の方向へ導くことができる形状であればいかなる形状のパターンでも良い。以下、本願明細書における「所定パターン」については同様の内容である。
【００１１】
また、第１の発明の好ましい態様によれば、加圧工程は、少なくとも、第１の圧力で熱可塑性樹脂を押圧する第１加圧工程と、その後、第１の圧力よりも小さい第２の圧力で熱可塑性樹脂を押圧する第２加圧工程とを含むことが望ましい。第２の加圧工程は、保圧の作用を果たす。これにより、さらに、高精度な形状パターンを形成することができる。
【００１２】
また、第２の発明によれば、キャビティ内の面に所定パターンが形成されている金型を、熱可塑性樹脂の転移温度よりも高い第１の温度に加熱する加熱工程と、第１の温度に加熱された金型の前記キャビティ内へ溶融している熱可塑性樹脂を充填する充填工程と、金型を第１の温度よりも低い第２の温度まで冷却する徐冷工程と、を含むことを特徴とする光学素子の製造方法を提供できる。
【００１３】
第２の発明は、射出成形法により光学素子を製造する方法である。充填工程において、溶融している熱可塑性樹脂をキャビティ内へ充填する。そして、充填前は熱可塑性樹脂の転移温度よりも高い第１の温度の状態にある金型を、充填後の徐冷工程において第１の温度よりも低い第２の温度まで冷却する。これにより、熱可塑性樹脂の表面部（スキン部）と中心部（コア部）との冷却速度に大きな差を生じない。この結果、熱可塑性樹脂内の温度差により残留する内部歪みを低減できる。従って、複屈折が低減され、高精度な形状を有する光学素子を製造できる。
【００１４】
また、第２の発明の好ましい態様によれば、徐冷工程は、略１℃／分の割合で冷却することが望ましい。これにより、さらに、内部歪みを低減できる。
【００１５】
また、第３の発明によれば、所定パターンが形成されている金型と、金型に挿脱自在に設けられている可動板とを用いる光学素子の製造方法であって、金型と、可動板とを熱可塑性樹脂の転移温度よりも低い温度に加熱する加熱工程と、可動板が金型に挿入されている状態において形成されるキャビティ内へ、溶融している熱可塑性樹脂を充填する充填工程と、金型と可動板とを冷却する徐冷工程と、熱可塑性樹脂が可動板に接している近傍領域の温度が転移温度よりも低くなったときに可動板を移動することにより可動板と熱可塑性樹脂との間に空隙を形成する可動板移動工程と、を含むことを特徴とする光学素子の製造方法を提供できる。
【００１６】
第３の発明は、射出成形法により光学素子を製造する方法である。充填工程において、熱可塑性樹脂の転移温度以下の状態にある金型のキャビティ内へ、溶融している熱可塑性樹脂を充填する。次に、徐冷工程を経て、可動板移動工程において、熱可塑性樹脂が可動板に接している近傍領域の温度が転移温度よりも低くなったときに可動板を移動することにより可動板と熱可塑性樹脂との間に空隙を形成する。空隙は空気層の役目を果たすので、熱伝導率が極めて低い。このため、熱可塑性樹脂の空隙に接している領域では、空隙側へは熱が逃げてゆかない。また、熱可塑性樹脂の中心部は転移温度よりも高い状態が継続している。従って、熱可塑性樹脂の空隙に接している部分に対して、中心部の転移温度よりも高い温度が伝わる。そして、熱可塑性樹脂の空隙に接している部分は、転移温度よりも低い状態から、転移温度よりも高い状態へと変化する。熱可塑性樹脂の空隙に接している部分が転移温度よりも高くなると、熱可塑性樹脂は流動性を有する状態に相転移（相変化）を生ずる。従って、熱可塑性樹脂内の内部歪みは、この空隙に接している領域へ集中する。そして、内部歪みを意図的に所定の領域へ集中させて、ひけ、反り（そり）を生じさせる。熱可塑性樹脂のひけ、反りを生じた領域以外は、内部歪みの影響が極めて少ない。従って、複屈折が低減され、高精度な形状を有する光学素子を製造できる。
【００１７】
また、第４の発明によれば、所定の波長領域の光を透過する透明部材で構成され、所定パターンが形成されている金型に、光硬化性樹脂を充填する充填工程と、光硬化性樹脂が充填されている金型に所定の波長領域の光を照射して、光硬化性樹脂を硬化させる照射工程と、を含むことを特徴とする光学素子の製造方法を提供できる。本発明は、フォトポリマー法で光学素子を製造する方法である。まず、金型は、所定の波長領域の光を透過する透明部材で構成されている。そして、光硬化性樹脂を硬化させるために、所定の波長領域の光を照射する。従来技術の場合、金型は、光を反射する金属で構成されている。このため、従来技術の構成では、光硬化性樹脂へ均一に光を照射しても、金型で光が乱反射してしまう。この結果、均一に光硬化性樹脂が硬化しないという問題が生じている。これに対して、本発明では、金型で光が乱反射することがないため、光硬化性樹脂を均一に硬化させることができる。これにより、複屈折が低減され、高精度な形状を有する光学素子を製造できる。
【００１８】
また、第５の発明によれば、熱可塑性樹脂を溶媒に溶解してポリマー溶液を生成する溶解工程と、ポリマー溶液を所定パターンが形成された金型上に流延する流延工程と、金型上に流延されたポリマー溶液を乾燥させる乾燥工程と、金型と乾燥されたポリマー溶液とを剥離する剥離工程とを含み、溶解工程では、ポリマー溶液中の熱可塑性樹脂の濃度が５重量％から５０重量パーセントまでであり、乾燥工程では、残量溶媒の濃度が３重量％以下になるまで乾燥させることを特徴とする光学素子の製造方法を提供できる。
【００１９】
本発明は、キャスト法により光学素子を製造する方法である。溶解工程では、ポリマー溶液中の熱可塑性樹脂の濃度が５重量％から５０重量パーセントまでとしている。さらに、乾燥工程では、残量溶媒の濃度が３重量％以下になるまで乾燥させている。これにより、熱可塑性樹脂に残留する内部歪みを低減できる。この結果、複屈折が低減され、高精度な形状を有する光学素子を製造できる。
【００２０】
また、第６の発明によれば、平板状部材に、シート状の熱可塑性樹脂を載置する載置工程と、平板状部材に対向して設けられている円筒状のロール部材を所定の圧力でシート状の熱可塑性樹脂に押圧する押圧工程と、平板状部材と、ロール部材との少なくとも一方を加熱する加熱工程と、平板状部材と前記ロール部材との少なくとも一方に所定パターンが形成されていることを特徴とする光学素子の製造方法を提供できる。
【００２１】
本発明は、ロール部材によるプレス加工で光学素子を製造する方法である。平板状部材上に載置されたシート状の熱可塑性樹脂を円筒状のロール部材で押圧する。そして、平板状部材とロール部材との少なくとも一方を加熱する。これにより、加熱されている平板状部材やロール部材に接している熱可塑性樹脂の面は、転移温度以上になると軟化する。そして、熱可塑性樹脂に所定パターンを押圧して形成する。シート状の熱可塑性樹脂の全部を加熱する必要がなく、形状パターンが転写される表面近傍のみを加熱すれば良い。これにより、熱可塑製樹脂に残留する内部歪みを低減できる。この結果、複屈折が低減され、高精度な形状を有する光学素子を製造できる。さらに、ロール部材を用いるプレス加工によれば、大面積のシート状の熱可塑性樹脂に対して形状パターンを容易に形成できる。
【００２２】
また、第６の発明の好ましい態様によれば、形状パターンは、平板状部材に形成されており、加熱工程では、平板状部材を加熱することが望ましい。さらに、第６の発明の別の好ましい態様によれば、形状パターンは、ロール部材に形成されており、加熱工程では、ロール部材を加熱することが望ましい。これにより、熱可塑性樹脂の何れか一方の面に形状パターンを形成できる。
【００２３】
また、第６の発明の好ましい態様によれば、所定パターンは、ロール部材と平板状部材との両方に形成されており、加熱工程では、ロール部材と、平板状部材とを加熱することが望ましい。これにより、熱可塑性樹脂の両面に形状パターン、特に一方の面と他方の面とで異なる形状パターンを形成できる。以上の製造方法を用いる事で複屈折が低減され、複屈折の低減で偏光によるリタデーションを抑制した映像を得られる光学素子を実現でき、更に、高精度なプリズム形状とアライメントマーク形状の形成が可能となり、高精度なアライメント形状を有する光学素子を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下に、本発明に係る光学素子の製造方法の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例により本発明が限定されるものではない。
【実施例１】
【００２５】
図１は、本発明の実施例１に係る光学素子の製造方法を説明する図である。本実施例は、ホットエンボス装置１００を用いて光学素子を製造する方法である。まず、初めに光学素子の製造法を説明し、次に、その光学素子を用いるプロジェクタの説明を行う。
【００２６】
第１の金型１０１には、所定パターンである微小な正方形状の凸部１０２が直交する格子状に形成されている。また、第２の金型１０３は、第１の金型１０１に対して対向して設けられている。まず、載置工程において、第２の金型１０３に熱可塑性樹脂１０４を載置する。熱可塑性樹脂１０４は、予め略平板状に成形しておく。このとき、熱可塑性樹脂１０４の寸法は、最終的に製造される光学素子を基準として、−３％〜＋３％程度が望ましい。さらに好ましくは−１％〜＋１％程度、又は略同一が望ましい。熱可塑性樹脂１０４を予めこのような寸法に成形しておくことで、成形後の厚み方向の寸法精度を向上できる。また、バリが低減されるので、後処理としてのバリ取り作業を省略できる。
【００２７】
熱可塑性樹脂１０４を成形して最終的に得られる光学素子は、後述するように、例えばプロジェクタに適用される。このため、熱可塑性樹脂１０４は、光学的に透明で透過率が高いことが望ましい。熱可塑性樹脂１０４として、非晶性熱可塑性樹脂を用いる。非晶性熱可塑性樹脂は、ほとんど結晶構造を取り得ないので光学的な透明度が高く、無定形状態を保って成形できる。非晶性熱可塑性樹脂の転移温度は、樹脂の種類により異なるが、本実施例で用いた樹脂は略１００℃以上である。
【００２８】
非晶性熱可塑性樹脂の例としては、ノボルネン系樹脂等のシクロオレフィン系樹脂、オレフィンと無水マレイン酸やＮ−アルキルマレイド等との共重合等のオレフィン系樹脂・メチルメタクリレートの共重合体、ノボルネン骨格を有するアルコールとアクリル酸をエステル化して得られるアクリル酸エステルの共重合体などのアクリル系樹脂、ポリエステル系樹脂・ポリカーボネート系樹脂・ポリアミド系樹脂・ポリイミド系樹脂等が挙げられる。これらの非晶性熱可塑性樹脂は、単独で用いても良いし、２種類以上のものを併用しても良い。本実施例の熱可塑性樹脂としては、ノボルネン系樹脂が好適である。好ましくは、ノボルネン系樹脂として、熱可塑性飽和ノボルネン系樹脂が望ましい。また、ノボルネン系モノマーは、ノボルネン環を有するものであれば特に限定はないが、耐熱性、低線膨張率等に優れた製品が得られることから、三環体以上の多環ノボルネン系モノマーを用いることが、さらに望ましい。
【００２９】
上述のノボルネン系樹脂は、以下のものが商品化されおり、入手可能である。例えば、「アートン」シリーズ（ジェイエスアール社製）、「ゼオノア」、「ゼオネックス」シリーズ（いずれも日本ゼオン社製）、「アペル」シリーズ（三井化学社製）が挙げられる。熱可塑性樹脂１０４として、上述のノボルネン系樹脂を用いることで、耐熱性、低線膨張率、低吸水率（形状安定性）、高透過率な特性を得られる。このため、プロジェクタに適用する光学素子を製造する素材として好適である。また、これらの素材は、成形時においても、高精度な所定パターンの転写、内部歪みの低減にも有効である。
【００３０】
そして、第１の金型１０１と第２の金型１０３とは石英からなるチャンバ１０５に格納されている。チャンバ１０５外には加熱用の赤外線ランプ１０６が複数設けられている。加熱工程において、赤外線ランプ１０６からの赤外光は、チャンバ１０５を透過して第１の金型１０１と第２の金型１０３とに入射する。第１の金型１０１と第２の金型１０３とは、赤外線が照射されることで加熱される。次に、加圧工程において、第１の金型１０１と第２の金型１０３とにより熱可塑性樹脂１０４を所定のプレス圧力で押圧する。
【００３１】
金型の温度変化と、プレス圧力変化について図２を用いて説明する。図２は、金型の温度変化とプレス圧力変化とを同時に示している。横軸は時間Ｔｍ、左縦軸は金型の温度Ｔｐ、右縦軸はプレス圧力ＰＲをそれぞれ示している。まず、温度変化について説明する。赤外線ランプ１０６からの赤外光により、第１の金型１０１と第２の金型１０３とが加熱されて、温度が略直線的に上昇する。そして、第１の金型１０１と第２の金型１０３とが温度Ｔｐ１になるまで加熱する。次に、第１の金型１０１と第２の金型１０３とが温度Ｔｐ１になった状態で所定時間であるソークタイムＳＴｍだけ、そのままの状態を維持する。ソークタイムＳＴｍは、第２の金型１０３に載置されている熱可塑性樹脂１０４が、第２の金型１０３と略同一の温度になるために要する時間である。ソークタイムＳＴｍが長すぎるとサイクルタイムが長くなるため、製造工程の効率が低下してしまう。これとは反対に、ソークタイムＳＴｍが短すぎると、熱可塑性樹脂１０４がプレス加工に必要な程度まで軟化しないので、所定パターンである凸部１０２を高精度に転写することが困難となってしまう。このため、ソークタイムＳＴｍは、例えば１〜１００秒である。
【００３２】
次に、ソークタイムＳＴｍが経過した後、第１の金型１０１を図１においてプレス圧力ＰＲ１で矢印Ａ方向へ下げる。このようにして、加圧工程では、第１の金型１０１と第２の金型１０３とにより熱可塑性樹脂１０４をプレス圧力ＰＲ１で押圧する。このとき、熱可塑性樹脂１０４は、第２の金型１０３の温度Ｔｐ１と略同一になっている。そして、エンボス工程において、第１の金型１０１の所定パターンである凸部１０２に応じた形状パターンを熱可塑性樹脂１０４に成形する。図２において、赤外線ランプ１０６の出力を弱めると、第１の金型１０１と第２の金型１０３との温度が下がる。このような冷却工程において、形状パターン（所定パターンである凸部１０２とは凹凸が反対の形状）が成形された熱可塑性樹脂１０４を冷却する。
【００３３】
そして、加圧工程は、第１の圧力であるプレス圧力ＰＲ１で熱可塑性樹脂１０４を押圧する第１加圧工程の後、温度Ｔｐ２となった時に、プレス圧力ＰＲ１よりも小さい第２の圧力であるプレス圧力ＰＲ２で熱可塑性樹脂１０４を押圧する第２加圧工程を行う。第１加圧工程は、時間Ｔｍ１だけ継続する。第２加圧工程は、保圧の作用をする。これにより、高精度な形状パターンを形成することができる。
【００３４】
特に、本実施例では、エンボス工程において第１の金型１０１が熱可塑性樹脂１０４に押圧される量は、光学素子の面精度よりも大きくなるように構成されている。例えば、熱可塑性樹脂１０４を第２の金型１０３に載置していない状態で、第１の金型１０１と第２の金型１０３とを最も近接させた時の、両金型どうしの間隔、いわゆる押ししろが熱可塑性樹脂１０４の面精度よりも大きくなるように構成されている。押ししろは、例えば
２０μｍ以上である。本実施例の製造方法により、熱可塑性樹脂１０４に高精度に形状パターンを形成し、また内部歪みを低減できる。内部歪みを低減することで、複屈折を少なくすることができる。
【００３５】
また、上述の製造方法による光学素子は、さらにアニール処理を施すことが望ましい。アニール処理のための温度Ｔｐａは、熱可塑性樹脂１０４の転移温度Ｔｐｇに対して、（Ｔｐｇ−６０）℃＜Ｔｐａ＜（Ｔｐｇ＋２０）℃の条件を満足することが望ましい。本条件を満足することにより、光学素子の複屈折に起因するリターデーションを低減できる。さらに好ましくは（Ｔｐｇ−４０）℃＜Ｔｐａ＜（Ｔｐｇ＋１０）℃の条件を満足することが望ましい。アニール温度Ｔｐａが高い場合は、最終製品である光学素子の面精度が悪化するおそれがある。これとは反対に、アニール温度Ｔｐａが低い場合は、複屈折を十分に低減できないおそれがある。
【００３６】
次に、本実施例により製造された光学素子について説明する。光学素子は、後述する第１から第３回折素子３５ａ、３５ｂ、３５ｃに対応する。図３は、光学素子を備えるプロジェクタ１０の概略構成を示す。プロジェクタ１０は、照明装置２０と、色分割変調光学系３０と、投写レンズ４０とを備える。照明装置２０は、光源、コリメート用の凹面鏡、フライアイ型インテグレータ等を備える。このうち光源は、高圧水銀ランプ、ハロゲンランプ、ＬＥＤ等からなり、Ｒ、Ｇ、及びＢの各色に対応する波長の光を発生する。
【００３７】
色分割変調光学系３０は、色分解用の第１及び第２ダイクロイックミラー３１、３２と、それぞれが空間光変調素子である３つのライトバルブ３４ａ〜３４ｃと、光合成部材であるクロスダイクロイックプリズム３７とを備える。照明装置２０から射出された照明光は、まず第１ダイクロイックミラー３１に入射する。第１ダイクロイックミラー３１で反射された第１色(具体的には、色Ｒ)の光は、反射ミラーＭ１を経て第１ライトバルブ３４ａに入射する。第１ダイクロイックミラー３１を透過するが第２ダイクロイックミラー３２で反射された第２色(具体的には、色Ｂ)の光は、第２ライトバルブ３４ｂに入射する。両ダイクロイックミラー３１、３２を透過した第３色(具体的には、色Ｇ)の光は、反射ミラーＭ２、Ｍ３を経た後に第３ライトバルブ３４ｃに入射する。
【００３８】
各ライトバルブ３４ａ〜３４ｃにそれぞれ入射した３色の光は、これらでそれぞれ変調された後、それぞれの後方に近接して配置された位相回折格子素子である第１から第３回折素子３５ａ、３５ｂ、３５ｃにそれぞれ入射する。各回折素子３５ａ、３５ｂ、３５ｃを通過した各色の光は、合成光学系であるクロスダイクロイックプリズム３７で合成されて、その一側面から射出する。クロスダイクロイックプリズム３７から射出した合成光は、像光として、投写レンズ４０に入射してプロジェクタ１０外部に設けたスクリーン５０に適当な拡大率で投影される。なお、図示を省略しているが、ダイクロイックミラー３１、３２や反射ミラーＭ１〜Ｍ３の周辺には、ビーム整形等の目的でフィールドレンズ等が配置されている。さらに、各ライトバルブ３４ａ〜３４ｃの周辺の適所には偏光板が配置されている。
【００３９】
図４は、図３に示す第１ライトバルブ３４ａ及び第１回折素子３５ａの一部を切り出した斜視図である。第１ライトバルブ３４ａと第１回折素子３５ａは、実際には第１ライトバルブ３４ａの一面側に第１回折素子３５ａを設けた一体の部材として作製される。一体型部材６０は、入射側の防塵透明プレート６１と射出側の防塵透明プレート６２とを両側にしたサンドイッチ構造を有する。入射側の防塵透明プレート６１の内側には、透明電極等を形成した対向基板６３が形成され、射出側の防塵透明プレート６２の内側には、ＴＦＴや透明電極等を形成したＴＦＴ基板６４が形成されている。両基板６３、６４の間には、遮蔽用のブラックマトリックス層６５と表示用の液晶層６６とが挟まれている。そして、射出側の防塵透明プレート６２の表面には、四角形の凹部６８ａと凸部６８ｂとを市松模様状に交互に配置した矩形型の位相格子パターン６８が形成されている。なお、防塵透明プレート６１と対向基板６３との間に偏光フィルタ層を配置することができる。防塵透明プレート６２とＴＦＴ基板６４との間にも偏光フィルタ層を配置することができる。
【００４０】
位相格子パターン６８は、回折現象を利用してブラックマトリックスがスクリーン５０に投影されることを防止するためのものである。上述した本実施例の製造方法により、凹凸の位相格子パターン６８を形成する。例えばホットプレス製法で位相格子パターン６８を形成したパターンシートを適当なサイズに切り出し、防塵透明プレート６２の射出面側に貼り付ける。以上のようにして位相格子パターン６８を設けた防塵透明プレート６２は、その後のパネル組立、すなわち一体型部材６０の組立に供される。
【００４１】
図５は、複数の位相格子パターン６８を１枚のパターンシート５３に形成した場合の概略構成を示す。１つの位相格子パターン６８の周辺の四隅にはアライメントマーク５２も同時に形成しておく。そして、ダイシングマーク５１に沿って、各位相格子パターン６８を切断する。上述した本実施例の製造方法によれば、光学素子である位相格子パターン６８の凹凸形状に加えて、アライメントマーク５２の位置、方向（角度）、形状等も高精度に形成できる。アライメントマーク５２は、位相格子パターン６８を防塵透明プレート６２の射出面側に貼り付ける際に、後述するブラックマトリックス領域７１との位置合わせのために用いる。
【００４２】
なお、位相格子パターン６８に塵等が付着することを防止するため、位相格子パターン６８を低屈折率の透明樹脂等でコートすることもできる。この場合、位相格子パターン６８の本体側は、例えば屈折率１．５６の光学エポキシ高屈折率樹脂で形成され、コーティングは、例えば屈折率１．３８の光学エポキシ低屈折率樹脂で形成される。
【００４３】
図６は、図５の一体型部材６０に組み込まれるブラックマトリックス層６５の平面図である。ブラックマトリックス層６５は、一定の幅を有する直交格子状のブラックマトリックス領域７１と、ブラックマトリックス領域７１の隙間として２次元的に配列される多数の開口領域７３とを備える。ここで、開口領域７３は、図４の液晶層６６によって透過光を変調する部分であり、投写画像を形成する画素領域となっている。開口領域７３は、矩形の周期領域１７３の中央に配置されている。周期領域１７３は、開口領域７３を周囲に均等に拡張した仮想的な区画であり、ブラックマトリックス層６５の面に沿って隙間なく繰り返し配列される。
【００４４】
周期領域１７３の角(頂点)は、ブラックマトリックス領域７１の芯点ＣＰに対応しており、ブラックマトリックス領域７１の最も奥の部分となっている。芯点ＣＰは、後に詳述するが、画素領域である開口領域７３の回折像を適宜スクリーン５０上に形成することによって、スクリ一ン５０上にブラックマトリックス領域７１の鮮明な像が形成されることを防止する際に重要になる概念である。
【００４５】
周期領域１７３の一対の対角方向Ｐ、Ｑは、図４に示す一体型部材６０を構成する防塵透明プレート６２の射出面に設けた位相格子パターン６８による回折方向を示す。すなわち、位相格子パターン６８は、周期領域１７３に平行な方向に一定周期で繰返される回折構造となっている。
【００４６】
図７は、図６のブラックマトリックス層６５をスクリーン５０に投影した状態を示す図である。図６のブラックマトリックス領域７１はブラックマトリックス領域像７１Ｐに対応し、開ロ領域７３は開ロ領域像７３Ｐに対応し、周期領域１７３は周期領域像１７３Ｐに対応する。ここで、１次回折像ＤＰ１、ＤＭ１は、図７において、位相格子パターン６８により、まず水平方向Ｈへ回折された像が次に垂直方向Ｖへ回折されること、及びまず垂直方向Ｖに回折された像が次に水平方向Ｈへ回折されることにより重畳的に形成される。開口領域像７３Ｐは開ロ領域７３の０次回折像（直接透過光）に対応する。そして、本実施例では、開ロ領域７３によって形成される一対の＋１次回折像ＤＰ１の頂点(外縁の角)を、それぞれ周期領域像１７３Ｐの芯点ＣＰ’に一致するように入射させる。さらに、開ロ領域７３によって形成される一対の−１次回折像ＤＰ１の頂点(外縁の角)を、それぞれ周期領域像１７３Ｐの芯点ＣＰ’に一致するように入射させる。これにより、周期領域像１７３Ｐの矩形領域をちょうど過不足なく埋めるように４つの１次回折像ＤＰ１、ＤＭ１を配置することができる。
【００４７】
図８は、図４の一体型部材６０よってスクリーン５０上に形成される投影像を示す図である。ブラックマトリックス層６５や液晶層６６によって形成される開ロ領域像７３Ｐは、位相格子パターン６８を直進する０次回折像に対応している。また、位相格子パターン６８で回折される回折像ＤＰ１、ＤＭ１は、開口領域像７３Ｐの四隅の方向に所定量だけ変位した位置に投射される。この結果、開ロ領域像７３Ｐの周囲のブラックマトリックス領域像７１Ｐを完全に埋めるようなシームレスな映像が達成され、しかも、隣接する開ロ領域像７３Ｐすなわち投射される隣接画素間で、画素に滲みが生じることを完全に防止できる。
【００４８】
図９は、位相格子パターン６８の断面構造を概念的に説明する断面図である。位相格子パターン６８のピッチをｄ１とすると、入射角αと回折角βとの関係は、入射光の波長をλとして次式で表される。
ｍλ=ｄ１(ｓｉｎα＋ｓｉｎβ)  ｍは次数    （式１)
【００４９】
ここで、１次回折光を利用することから、λ=±ｄ１(ｓｉｎα＋ｓｉｎβ)であり、回折方位に関してある角度差Δθだけ異なる一対の光線を一方を直進させ、他方を回折させて同一位置に入射させたい場合、
ｄ１＝λ／（ｓｉｎα−ｓｉｎ（α−Δθ））
となる。ブラックマトリックス層６５を射出する光束がほぼ平行光であるとすると、α≒０°であり、
ｄ１≒λ／ｓｉｎΔθ    （式２）
となる。
【００５０】
ここで、ブラックマトリックス層６５と位相格子パターン６８との間隔をＬとし、上記一対の光線に対応する角度差Δθに相当する距離をＳとする。この場合、１次回折像を０次像から移動させたい距離Ｓは、ブラックマトリックス層６５上の換算で
Ｓ＝Ｌ×Δθ
で与えられる。よって、
Ｓ≒（λ×Ｌ）／ｄ１    (式３)
となる。つまり、位相格子パターン６８の水平、垂直方向に関するピッチｄ１を適宜調節することにより、図８及び図９にも示すように、位相格子パターン６８での回折によって形成される±１次回折像ＤＰ１、ＤＭ１を開ロ領域像７３Ｐの四隅の方向に所望量変位させた位置に入射させることができる。具体的な実施例では、位相格子パターン６８のピッチｄ１を４００〜７００μｍとした。
【００５１】
一方、位相格子パターン６８の最適深さｄ２は、位相格子パターン６８の屈折率をｎとして、
ｄ２＝λ／（２（ｎ−１））    （式４）
で与えられる。この場合、特定の透過波長λに対して理論上７０％程度の１次回折光を取り出すことができる。
【００５２】
なお、図示を省略するが、図３の第２ライトバルブ３４ｂ及び第２回折素子３５ｂも、図４に示す一体型部材６０と同様の構造を有する。さらに、第３ライトバルブ３４ｃ及び第３回折素子３５ｃも、図４等に示す一体型部材６０と同様の構造を有する。第２及び第３ライトバルブ３４ｂ、３４ｃについても、それぞれの色に応じて、位相格子パターン６８のピッチを適宜調節することにより、図９の場合と同様に±１次回折像をブラックマトリックス領域像に入射させることができるので、輝度ドットのないシームレスな画像を形成することができる。
【００５３】
図１０は、照明装置２０用の光源ランプの分光スペクトルの一例を示す。この場合、光源ランプとして高圧水銀ランプを使用している。グラフからも明らかなように、高圧水銀ランプは、特有の輝線スペクトルを有しており、使用する輝線スペクトルのピーク波長すなわち、第１〜第３ライトバルブ３４ａ〜３４ｃにそれぞれ入射させるＲ、Ｂ、Ｇの各色の基準波長に基づいて、±１次回折像の形成位置を適切なものとすることができる。これにより、得られた画像は色ズレ等のない高品質のものとなる。具体的な実施例では、色Ｒとして、ダイクロイックミラー３１のパンドパス波長域における光量積分値の中央波長６５０ｎｍを用い、色Ｇとして、高圧水銀ランプのＧピークである５５０ｎｍを用い、色Ｇとして、高圧水銀ランプの最大ピークである４４０ｎｍを用いた。この際、Ｒ、Ｂ、Ｇの各色に対応する第１〜第３回折素子３５ａ、３５ｂ、３５ｃのピッチは、それぞれ３２４μｍ、１８５μｍ、及び２５５μｍとした。また、各格子の最適深さをそれぞれ０．７６１μｍ、０．４３５μｍ、及び０．５９８μｍと算出して、各波長に対して最適化した各回折素子３５ａ、３５ｂ、３５ｃを作製した。実際に投影された画像は、ブラックマトリックスの存在を感じさせないシームレスなものであった。なお、光源ランプとして、ハロゲンランプ、発光ダイオード（ＬＥＤ）を用いる場合も同様である。
【００５４】
さらに、射出用防塵透明プレート６２に位相格子パターン６８を光学的接着剤で固着しているため、位相格子パターン６８とブラックマトリックス領域７１との距離を厳密に制御することができる。この結果、ブラックマトリックスの認識を確実に低減できる。また、射出用の防塵透明プレート６２と位相格子パターン６８とを固着して一体化しているため、部品の共用化が図られ、製造コストを低減できる。
【００５５】
ブラックマトリックスの認識を低減させるためには、位相格子パターン６８とブラックマトリックス領域７１との方向のアライメントを正確に行うことが望ましい。本実施例では、図５に示したように、十字状のアライメントマーク５２が同時に形成されている。アライメントマーク５２は、位相格子パターン６８から、直交する２方向にそれぞれ距離ｘ１、ｙ１だけ離れた位置に設けられている。さらに、十字状のアライメントマーク５２を位相格子パターン６８に対して所定角度θだけ傾けて（図５ではθ＝０°）、角度方向の情報を持たせても良い。また、ダイシングマーク５１も位相格子パターンに対して所定の位置となるように形成しておく。そして、ダイシングマーク５１に沿って、各位相格子パターン６８を切断する。切断後に、アライメントマーク５２、又はダイシングエッジと、ブラックマトリックス領域７１とのアライメントを行う。さらに好ましくは、アライメントマーク５２とダイシングエッジとの両方をアライメントに用いても良い。これにより、ブラックマトリックス領域７１と位相格子パターン６８とを正確に位置合わせすることができる。この結果、回折像の位置を正確に制御できる。これにより、スクリーン５０上でブラックマトリックス領域像７１Ｐの認識を低減できる。
【００５６】
（プリズム群と開口部との位置関係）
上記例では、光学素子として位相格子パターン６８の例を用いて説明した。しかし、ブラックマトリックス領域像７１Ｐの認識を低減するためには、これに限られず、例えば、プリズム形状の周期構造を有する光学素子でもよい。次に、このようなプリズム形状の周期構造を有する光学素子について説明する。以下に説明する光学素子も本実施例に係る製造方法により得られる。
【００５７】
図１１は、プリズム形状の周期構造を有する光学素子のブラックマトリックス形成層２０３と、屈折部であるプリズム群２１０との関係を示す断面図である。ここで、理解を容易にするため、ブラックマトリックス形成層２０３と、プリズム群２１０とを除く他の構成部の図示を省略する。一の画素部に対応する開口部２３０を透過したＲ光は、円錐形状の発散光となって進行する。そして、このＲ光は、プリズム群２１０のうち、少なくとも一部のプリズム群２１０に入射する。プリズム群２１０は、少なくとも屈折面２１２と、平坦部２１３とを備えるプリズム素子２１１から構成されている。平坦部２１３は、画素部に対応する開口部２３０が形成されている面２３０ａに略平行な面である。複数のプリズム素子２１１が一定周期で規則的に配列されてプリズム群２１０を構成する。
【００５８】
図１２−１、１２−２、１２−３は、開口部２３０とプリズム群２１０との位置関係を示す平面図である。各プリズム素子２１１は、図１２−３に示すように、略正方形状をしている。そして、図１２−１で示すブラックマトリックス形成層２０３の中心線ＣＬの方向に対して、図１２−２に示すように各プリズム素子２１１の辺部２１１ａに沿った方向とが略４５°をなすように構成されている。上述したように、一の開口部２３０を透過した光は、複数のプリズム素子２１１からなる一部のプリズム群２１０へ入射する。
【００５９】
（屈折角度、屈折方向の説明）
次に、上記構成により、開口部２３０を透過した光が、屈折される角度量について図１３を参照して説明する。図１３は、屈折部であるプリズム群２１０近傍を拡大して示す図である。プリズム群２１０とスクリーン５０との間の媒質（例えば空気）は屈折率ｎ１、プリズム群２１０を構成する部材は屈折率ｎ２を有する場合を考える。また、屈折面２１２は、平坦部２１３を延長した基準面２１３ａに対して角度θとなるように形成されている。以下、角度θを傾斜角度という。
【００６０】
簡単のため、開口部２３０からの光のうち平行光について説明する。平坦部２１３に入射する光線は、平坦部２１３に対して垂直に入射する。このため、平坦部２１３で屈折作用を受けることなく、そのまま直進してスクリーン５０上に投写像を形成する。これに対して、屈折面２１２に入射した光は、以下に示す条件式を満足するように屈折される。
【００６１】
ｎ１×ｓｉｎβ＝ｎ２×ｓｉｎα
ここで、角度αは屈折面２１２の法線Ｎを基準とする入射角度、角度βは射出角度である。また、プリズム群２１０と距離Ｌだけ離れたスクリーン５０において、直進した光の位置と屈折された光の位置と距離Ｓは、次式で表される。
【００６２】
Ｓ＝Ｌ×Δβ
Δβ＝β−α
このように、屈折面２１２のプリズム傾斜角度θを制御することで、スクリーン５０における開口部像２３０Ｐの移動量である距離Ｓを任意に設定することができる。
【００６３】
さらに、図１３から明らかなように、光線ＬＬ２が屈折される方向は屈折面２１２の向きに依存している。換言すると、開口部２３０に対して屈折面２１２の向きを制御することで、スクリーン５０において開口部像２３０Ｐを形成する方向を任意に設定できる。このような光学素子として周期構造のプリズム群２１０を本実施例により製造することもできる。
【００６４】
次に、プリズム形状の周期構造を有する光学素子のアライメントについて説明する。図１４に示すように、プリズム群２１０が形成されている領域の周辺部の四隅には十字状のアライメントマーク３０２が形成されている。アライメントマーク３０２は、プリズム群２１０に対して所定の距離間隔と角度となるように、プリズム群２１０の形状パターンと同時に形成される。即ち、図１で示す第１の金型１０１には、所定パターンである微小な正方形状の凸部１０２に加えて、アライメントマーク３０２を形成するための形状パターンも設けられている。そして、アライメントマーク３０２に基づいて、ブラックマトリックス領域２２０（図１２−１）とのアライメントを行う。これにより、ナノメートル精度での相対的な位置決めを行うことができる。
【００６５】
また、開口領域７３からの光を屈折させるためには、図１５に示すような、短冊形状の斜面を有するプリズム素子３１１ａ、３１１ｂと平坦部３１１ｃとを周期的に繰り返して構成しても良い。また、プリズム素子３１１ａ、３１１ｂは、傾斜する方向が反対になっている。そして、ダイシングエッジである第１基準辺３０１ａと、第２基準辺３０１ｂとに基づいて、ブラックマトリックス領域２２０（図１２−１）とのアライメントを行う。
【００６６】
図１６は、プリズム形状の周期構造を有する光学素子のアライメントを説明する図である。光学素子として、図１４を用いて説明したプリズム素子２１１を用いる。ブラックマトリックス領域２２０に対して、アライメントマーク３０２を用いてプリズム群２１０の位置合わせを行う。例えば、ブラックマトリックスが形成されている液晶空間光変調装置であるライトバルブでは、ブラックマトリックス層２０３を含むライトバルブ３４が形成され、図３に示す光路中に固定する。そこで、光学素子である回折素子３５または図１６に示すプリズム素子２１１を、アライメントマーク３０２またはプリズム素子２１１の方位に対し高精度で形成された光学素子の端面を用いてブラックマトリックス層２０３とのアライメントを高精度に行う。この位置合わせが正確に行われると、プリズム素子２１１を直進する光と、屈折された光とが投写レンズ４０を介してスクリーン５０へ投写され、ブラックマトリックス上に隣の画素との合成像が形成できる。
【００６７】
図１７は、図１６におけるスクリーン５０上の投写像を拡大して示す。中央の開口部像２３０Ｐは、プリズム素子２１１の平坦部２１３を透過して直進する光で形成される。これに対して、４つの屈折面２１２で屈折された光は、それぞれ屈折像２３１ａ、２３１ｂ、２３１ｃ、２３１ｄを形成する。屈折像２３１ａ、２３１ｂ、２３１ｃ、２３１ｄは、開口部像２３０Ｐと隣接する開口部像２３４Ｐとの中心を結ぶ直線の略中点の位置に屈折される。屈折像２３１ａ、２３０ｂ、２３０ｃ、２３０ｄの方向は、プリズム群２１０のアライメントの方向を調節することで任意の方向へ制御できシームレスな良好な映像が得られる。
【実施例２】
【００６８】
図１８−１は、実施例２に係る光学素子の製造方法を説明する図である。本実施例は、射出成形装置４００を用いて光学素子を製造する方法である。熱可塑性樹脂としては、上記実施例１と同様の樹脂、例えば、ノボルネン系樹脂を用いることができる。まず、シリンダ４０４内に熱可塑性樹脂を所定量だけ計量して供給する。次に、光学素子を製造するために必要な量の熱可塑性樹脂をシリンダ先端部に蓄積する。金型４０１の一つの面には所定パターンである正方形状の凸部４０３が複数形成されている。また、金型４０１で囲まれた空間がキャビティ４０２を構成する。充填工程において、不図示のスクリューをキャビティ４０２の方向へ前進させて、キャビティ４０２内へ溶融している熱可塑性樹脂を射出して充填する。そして、熱可塑性樹脂の冷却固可に伴う体積収縮分を補うための保圧力をキャビティ４０２へ供給する。徐冷工程において、金型４０１を冷却することで金型４０１内の熱可塑性樹脂を冷却する。その後、金型４０１を開いて、製造された光学素子を取り出す。本実施例では、さらに次に説明する加熱工程を含んでいる。
【００６９】
図１８−２は、金型４０１の温度変化を示す。図１８−２の横軸は時間Ｔｍ、縦軸は金型４０１の温度Ｔｐをそれぞれ示す。充填工程よりも前の加熱工程において、金型４０１を、熱可塑性樹脂の転移温度Ｔｐｇよりも高い第１の温度Ｔｐ１に加熱する。上述の充填工程では、第１の温度Ｔｐ１に加熱された金型４０１のキャビティ内へ溶融している熱可塑性樹脂を充填する。そして、時間Ｔｍ１経過して、キャビティ４０２内に熱可塑性樹脂が充填された後、徐冷工程において、金型４０１を第１の温度Ｔｐ１よりも低い第２の温度Ｔｐ２まで冷却する。
【００７０】
これにより、熱可塑性樹脂の表面部（スキン部）と中心部（コア部）との冷却速度に大きな差を生じない。この結果、熱可塑性樹脂内の温度差により残留する内部歪みを低減できる。従って、複屈折が低減され、高精度な形状を有する光学素子を製造できる。また、好ましくは、徐冷工程では、略１℃／分の割合で冷却することが望ましい。これにより、さらに、内部歪みを低減できる。このように、本実施例の製造方法によれば、複屈折が低減され、複屈折の低減で偏光によるリタデーションを抑制した映像を得られる光学素子を実現でき、更に、高精度なプリズム形状とアライメントマーク形状の形成が可能となり、高精度なアライメント形状を有する光学素子を得ることができる。
【実施例３】
【００７１】
図１９−１〜図１９−４は、実施例３に係る光学素子の製造方法を説明する図である。本実施例は、射出成形装置５００を用いて光学素子を製造する方法である。熱可塑性樹脂５０６としては、上記実施例１と同様の樹脂、例えば、ノボルネン系樹脂を用いることができる。まず、シリンダ５０４内に熱可塑性樹脂５０６を所定量だけ計量して供給する。次に、光学素子を製造するために必要な量の熱可塑性樹脂５０６をシリンダ先端部に蓄積する。金型５０１の一つの面には所定パターンである正方形状の凸部５０３が複数形成されている。また、金型５０１に挿脱自在に可動板５０５が設けられている。さらに、可動板５０５が金型５０１に挿入されている状態においてキャビティ５０２を構成する。図１９−２に示す充填工程において、不図示のスクリューをキャビティ５０２の方向へ前進させて、キャビティ５０２内へ溶融している熱可塑性樹脂５０６を射出して充填する。そして、熱可塑性樹脂５０６の冷却固可に伴う体積収縮分を補うための保圧力をキャビティ５０２へ供給する。充填工程と同様の図１９−２に示す徐冷工程において、金型５０１と可動板５０５とを冷却することで、熱可塑性樹脂５０６を冷却する。その後、金型５０１を開いて、製造された光学素子を取り出す。本実施例では、さらに次に説明する、図１９−１に示す加熱工程と、図１９−３に示す可動板移動工程とを含んでいる。
【００７２】
図１９−２に示す充填工程よりも前に、図１９−１に示す加熱工程において、金型５０１と可動板５０５とを、熱可塑性樹脂５０６の転移温度Ｔｐｇよりも低い温度に加熱する。この状態において、充填工程において、溶融している熱可塑性樹脂５０６を低圧力で射出して、キャビティ５０２内に充填する。キャビティ５０２内で生ずる樹脂圧力により凸部５０３のパターンを高精度に熱可塑性樹脂５０６へ転写する。
【００７３】
図１９−３に示す可動板移動工程において、熱可塑性樹脂５０６が可動板５０５に接している近傍領域の温度が転移温度Ｔｐｇよりも低くなったときに可動板５０５をキャビティ５０２から離れる矢印方向へ移動する。これにより可動板５０５と熱可塑性樹脂５０６との間に空隙５０７を形成する。可動板５０５を移動するタイミングは、冷却されて低下した樹脂圧が大気圧近傍になった時でもある。
【００７４】
可動板５０５を移動させて空隙５０７を形成した後の、熱可塑性樹脂５０６内の温度変化について図２０−１、図２０−２に基づいて説明する。可動板移動工程において形成された空隙５０７は、空気層として機能する。空気層は、熱伝導率が極めて小さい。次に、熱可塑性樹脂５０６のうち、図２０−２に示す３つの異なる領域の温度変化を考える。第１の領域は、熱可塑性樹脂５０６の空隙５０７に接している位置Ｐ１の部分である。第２の領域は、熱可塑性樹脂５０６の中心近傍の位置Ｐ２の部分である。さらに、第３の領域は、熱可塑性樹脂５０６の金型５０１に接している位置Ｐ３の部分である。
【００７５】
図２０−１は、熱可塑性樹脂５０６の位置Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３における温度変化を示す。図２０−１の縦軸は温度Ｔｐ、横軸は時間Ｔｍをそれぞれ示す。徐冷工程が開始される時点では、位置Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３ではいずれも温度Ｔｐ１から温度が低下してゆく。この状態では、まだ可動板５０５を移動させていない。熱可塑性樹脂５０６の中心の位置Ｐ２では、熱が周辺へ逃げにくいので、位置Ｐ１、Ｐ３よりも高い温度状態のまま、転移温度Ｔｐｇを経て温度Ｔｐｋまで徐々に温度が低下する。また、金型５０１に接している位置Ｐ３では、金型５０１と共に温度が位置Ｐ２に比較して速く低下する。
【００７６】
そして、位置Ｐ１の温度は、位置Ｐ３と同様に低下してゆく。次に、位置Ｐ３の温度が転移温度Ｔｐｇよりも低くなったとき（図２０−１では時間Ｔｍ１経過時）に、可動板５０５を移動して空隙５０７を形成する。上述のように空気の熱伝導率が極めて小さい。このため、位置Ｐ１の部分の空隙５０７側は略断熱された状態となる。すると、熱可塑性樹脂５０６の空隙５０７に接している位置Ｐ１の部分に対して、中心の位置Ｐ２の転移温度Ｔｐｇよりも高い温度が伝わる。これにより、熱可塑性樹脂５０６の空隙５０７に接している部分は、転移温度Ｔｐｇよりも低い状態から、転移温度Ｔｐｇよりも高い状態へと変化する。この結果、位置Ｐ１の部分では、一度固化した領域が再度、相転移（相変化）を生じて軟化する。この時、熱可塑性樹脂５０６内の内部歪みは、空隙５０７に接している軟化した位置Ｐ１の領域へ集中する。そして、図１９−４に示すように、熱可塑性樹脂５０６の内部歪みを意図的に位置Ｐ１の領域へ集中させて、ひけ、反り（そり）を生じさせることができる。熱可塑性樹脂５０６のひけ、反りを生じた位置Ｐ１の領域以外は、内部歪みの影響が極めて少ない。このように、本実施例の製造方法によれば、複屈折が低減され、複屈折の低減で偏光によるリタデーションを抑制した映像を得られる光学素子を実現できる。さらに、高精度なプリズム形状とアライメントマーク形状の形成が可能となり、高精度なアライメント形状を有する光学素子を得ることができる。
【実施例４】
【００７７】
図２１−１〜図２１−３は、実施例４に係る光学素子の製造方法を説明する図である。本実施例は、フォトポリマ−法により光学素子を製造するものである。フォトポリマ−法では、光学素子を製造するために、光硬化性樹脂を用いる。光硬化性樹脂は、例えば、可視光、紫外線、レーザ光、α線、β線、γ線、Ｘ線、電子線等が照射されることにより、未硬化物中の分子鎖の成長や架橋反応が誘起される。そして、光硬化性樹脂の、硬化性成分が硬化する。本実施例では、紫外線硬化性樹脂を用いる。紫外線硬化性樹脂としては特に限定は無いが、例えば、エステルアクリレート、エーテルアクリレート、ウレタンアクリレート、エポキシアクリレート、アミノ酸樹脂アクリレート、アルキル変性ジペンタエリスリトールトアクリレート、アルキル変性ジペンタエリスリトールテトラアクリレード、エポキシアクリレート等のジアリルフタレート等が挙げられる。これらの樹脂材料は単独、又は２種類以上のものを混合して用いることができる。
【００７８】
未硬化物には、上述の樹脂材料の他に、添加剤として光重合開始剤、光増感剤、重合促進剤等が含まれていても良い。光重合開始剤としては、例えば、ベンゾインプチエーテル、ベンジルジメチルケタール、ジエトキシアセトフェノン、ヒドロキシアセトフェノン、等の分子の無い結合開裂型光重合開始剤、ベンゾフェノン、ミヒラーケトン、２−エチルアントラキノン、イソブルチオキサンソン等の分子間水素引抜型光重合開始剤等が挙げられる。これらの樹脂材料は単独、又は２種類以上のものを混合して用いることができる。
【００７９】
図２１−１は、金型６０１の概略構成を示す。金型６０１は、所定の波長領域の光を透過する透明部材、例えば硝子部材で構成されている。金型６０１の成形部６０２には、所定パターンである正方形状の凸部６０３が複数形成されている。さらに、凸部６０３の周辺にはアライメントマーク作成用のパターンも形成されている。図２１−２に示すように、充填工程において、軟化している状態の光硬化性樹脂６０６を金型６０１の成形部６０２に充填する。そして、図２１−３に示すように、照射工程において、紫外線ランプ６０７は、光硬化性樹脂６０６が充填されている金型６０１に所定の波長領域の光を照射して、光硬化性樹脂６０６を硬化させる。
【００８０】
光硬化性樹脂６０６として、アクリル系共重合体を用いる場合、所定の波長領域の光として波長３８０ｎｍ、照射強度３２０ｍＷ／ｃｍ2、照射時間６０秒程度である。また、光硬化性樹脂６０６の硬化条件に応じて、紫外線ランプ６０７の代わりに、高圧水銀灯、メタルハライドランプ、電子線照射装置等を適宜用いることができる。
【００８１】
本実施例では、図２１−３に示す照射工程において、照射された紫外線のうち、光硬化性樹脂６０６を透過した成分は、透明な金型６０１の底面６０１ａから射出する。従来技術の場合、金型は、光を反射する金属で構成されている。このため、従来技術の構成では、光硬化性樹脂６０６へ均一に光を照射しても、金型で光が乱反射してしまう。この結果、均一に光硬化性樹脂が硬化しないという問題が生じている。これに対して、本実施例では、金型６０１で光が乱反射することがないため、光硬化性樹脂６０６を均一に重合させて硬化させることができる。これにより、複屈折が低減され、高精度な形状を有する光学素子を製造できる。また、金型６０１の底面６０１ａ側と、紫外線ランプ６０７側との２方向から紫外線を照射させても良い。これにより、さらに効率良く光硬化性樹脂を硬化させることができる。このように、本実施例の製造方法によれば、複屈折が低減され、複屈折の低減で偏光によるリタデーションを抑制した映像を得られる光学素子を実現でき、更に、高精度なプリズム形状とアライメントマーク形状の形成が可能となり、高精度なアライメント形状を有する光学素子を得ることができる。
【実施例５】
【００８２】
図２２−１〜図２２−３は、実施例５に係る光学素子の製造方法を説明する図である。本実施例は、キャスト法により光学素子を製造するものである。図２２−１に示すように、金型７０１には、所定パターンである正方形状の凸部７０３が形成されている。さらに、凸部７０３の周辺にはアライメントマーク作成用のパターンも形成されている。金型７０１にポリマー溶液７０６を入れる。ポリマー溶液７０６は、溶解工程において、熱可塑性樹脂を溶媒に溶かして生成される。本実施例では、熱可塑性樹脂として、上記実施例１と同様の樹脂、例えば、ノボルネン系樹脂を用いることができる。ノボルネン系樹脂を溶かす溶媒としては、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、クロロベンゼン等の芳香族系溶媒を用いることができる。
【００８３】
溶解工程において、溶媒に熱可塑性樹脂、例えばノボルネン系樹脂を溶解したポリマー溶液（ドープ）を準備する。溶解工程では、溶解する方法に特に制限はないが、ポリマー溶液中の熱可塑性樹脂の濃度が５重量％から５０重量％であることが望ましい。さらに好ましくは、１０重量％から４０重量％であることが望ましい。これにより、最終的に得られる熱可塑性樹脂７０７の表面精度の向上、形状転写精度の向上を図ることができる。
【００８４】
そして、図２２−２に示すように、流延工程において、流延ダイ７０２より、ポリマー溶液を押出して金型７０１上に流延する。さらに、乾燥工程において、金型７０１上に流延されたポリマー溶液７０６を乾燥させる。乾燥工程では、残量溶媒の濃度が３重量％以下、さらに好ましくは１重量％以下になるまで乾燥させる。これにより、所定パターンである凸部７０３の転写精度を向上できる。最後に、図２２−３に示すように、乾燥した後に得られる熱可塑性樹脂７０７を金型７０１から剥離する。
【００８５】
本来キャスト法では、低複屈折の光学素子を製造することがでる。本実施例では、さらに、上述の溶解濃度条件と残留溶媒条件とを満足することで、乾燥した後に得られる熱可塑性樹脂７０７に残留する内部歪みをさらに確実に低減できる。この結果、複屈折が低減され、高精度な形状を有する光学素子を製造できる。このように、本実施例の製造方法によれば、複屈折が低減され、複屈折の低減で偏光によるリタデーションを抑制した映像を得られる光学素子を実現でき、更に、高精度なプリズム形状とアライメントマーク形状の形成が可能となり、高精度なアライメント形状を有する光学素子を得ることができる。
【実施例６】
【００８６】
図２３は、実施例６に係る光学素子の製造方法を行うためのロール加圧式転写装置８００の概略構成を示す。プレート加熱部８０５上に平板状部材であるプレート８０１が設けられている。プレート加熱部８０５内には加熱用油を循環させる循環用管８０６が配設されている。不図示の油温調節部により温度制御された油が循環用管８０６内を循環する。これにより、プレート加熱部８０５の上に設けられたプレート８０１を加熱できる。プレート８０１には、シート状の熱可塑性樹脂８０２を載置されている。本実施例では、熱可塑性樹脂８０２として、上記実施例１と同様の樹脂、例えば、ノボルネン系樹脂を用いることができる。
【００８７】
また、ベース８０９上に図２３の水平方向へ移動可能なスライドガイド８０８が設けられている。スライドガイド８０８上には、断熱板８０７を介して、プレート加熱部８０５とプレート８０１とが設けられている。これにより、プレート加熱部８０５とプレート８０１とは、スライドガイド８０８に沿ってベース８０９上を図２３の水平方向へ移動できる。
【００８８】
さらに、プレート８０１に対向するように、円筒状のロール部材であるグリップローラ８０３が設けられている。グリップローラ８０３は、加圧シリンダ８０４によりプレート８０１の方向へ押し付けられるよう構成されている。また、グリップローラ８０３は、軸ＡＸを中心として回転自在である。
【００８９】
ロール加圧式転写装置８００を用いて、光学素子を製造する方法を説明する。ロール加圧式転写装置８００では、以下の（１）、（２）、（３）の３つの構成をとることができる。
（１）グリップローラ８０３に所定パターンが形成されている構成
（２）プレート８０１に所定パターンが形成されている構成
（３）グリップローラ８０３とプレート８０１との両方に所定パターンが形成されている構成
【００９０】
上記（１）の構成について図２４−１を参照して説明する。図２４−１は、グリップローラ８０３とプレート８０１との近傍の構成を示す。グリップローラ８０３の表面には、所定の形状パターン８０３ａが形成されている。また、形状パターン８０３ａの周辺には、不図示のアライメントマーク用の形状パターンも形成されている。（１）の構成の場合は、加熱工程において、プレート加熱部８０５とは異なる不図示の加熱部により、グリップローラ８０３を加熱する。これにより、シート状の熱可塑性樹脂８０２のグリップローラ８０３に接地している表層（図２４−１で斜線を付す）が転移温度Ｔｐｇ以上になると軟化する。例えば、シート状の熱可塑性樹脂８０２の厚さが略２ｍｍに対して、転移温度Ｔｐｇ以上にして軟化させる表層の厚さは２００μｍ程度で良い。押圧工程において、加圧シリンダ８０４で所定の圧力を加えて、熱可塑性樹脂８０２に押圧する。この状態で、プレート８０１をスライドガイド８０８に沿って、矢印Ｈ方向へ移動させる。グリップローラ８０３が熱可塑性樹脂８０２に接地している面積は、シート状の熱可塑性樹脂８０２全体の面積に比較すると極めて小さい。圧力＝力／面積であるため、グリップローラ８０３が熱可塑性樹脂８０２に接地している部分には大きな圧力が加えられる。これにより、小型な装置でも、大面積の領域を容易に加工できる。また、シート状の熱可塑性樹脂８０２の極めて薄い部分のみを軟化させるだけで良い。このため、熱可塑性樹脂８０２が反りにくいという利点がある。
【００９１】
また、上記（２）の構成の場合は、図２４−２に示すように、プレート８０１に所定パターン８０１ｂが形成されている。所定パターン８０１ｂの周辺にはアライメント用の形状パターンも形成されている。プレート加熱部８０５によりプレート８０１を加熱する。これにより、プレート８０１上に載置されている熱可塑性樹脂８０２のプレート８０１側の面の表層（図２４−２で斜線を付す）が転移温度Ｔｐｇ以上になり軟化する。上述したように、転移温度Ｔｐｇ以上にして軟化させる表層の厚さは２００μｍ程度で良い。この状態で、プレート８０１をスライドガイド８０８に沿って、矢印Ｈ方向へ移動させる。これにより、これにより、小型な装置でも、大面積の領域を容易に加工できる。
【００９２】
さらに、上記（３）の構成の場合は、図２４−３に示すように、（１）と（２）との構成を合わせた構成である。即ち、加熱工程において、プレート８０１とグリップローラ８０３とを加熱する。プレート８０１とグリップローラ８０３とには、それぞれ所定の形状パターン８０３ａ、８０１ｂとが形成されている。そして、プレート８０１を矢印Ｈ方向に移動させて型転写を行う。これにより、シート状の熱可塑性樹脂８０２の両側の面（図２４−３で斜線を付す）に所定パターンを形成できる。
【００９３】
上記（１）のように、グリップローラ８０３に形状パターンを設ける場合は、特に図２５−２に示すような、プリズム光学素子である熱可塑性樹脂８０２を製造する場合に好適である。熱可塑性樹脂８０２は、短冊形状の斜面８０２ａ、８０２ｂと、平坦部８０２ｃとから構成されている。なお、熱可塑性樹脂８０２は、図１５に示した光学素子と同一の構成である。熱可塑性樹脂８０２を製造するためには、図２５−１に示すように、グリップローラ８０３にカム形状の凸部８０３ｂを形成する。これにより、熱可塑性樹脂８０２に所定方向に傾斜する斜面を容易に形成できる。
【００９４】
上述したように、本発明によれば、複屈折が低減され、高精度な形状を有する光学素子を得ることができる。特に、光学素子に、所定パターンに加えアライメントマークを高精度に形成できる。このため、例えば、液晶ライトバルブのような空間光変調装置に対して高精度に光学素子をアライメントできる。この結果、プロジェクタにこの光学素子を用いると、ブラックマトリックス像が低減されたシームレスな投写像を得られる。さらに、複屈折が少ないため、色ずれの低減された高品質な投写像を得られる。
【産業上の利用可能性】
【００９５】
以上のように、本発明に係る光学素子の製造方法は、プリズム部材や位相回折格子の製造に有用であり、特に、空間光変調装置のための光学素子に適している。
【図面の簡単な説明】
【００９６】
【図１】実施例１の光学素子の製造方法を説明する図。
【図２】実施例１の金型の温度変化と圧力変化とを示す図。
【図３】光学素子である位相格子パターンを用いるプロジェクタの概略構成図。
【図４】位相格子パターン近傍の斜視断面図。
【図５】位相格子パターンの平面図。
【図６】ブラックマトリックス層の平面図。
【図７】ブラックマトリックス層の投影図。
【図８】スクリーン上の投影像の図。
【図９】位相格子パターンの断面構造図。
【図１０】光源ランプの分光スペクトルの図。
【図１１】プリズム素子の断面構成図。
【図１２−１】空間光変調装置の開口部の位置を示す図。
【図１２−２】プリズム群の位置を示す図。
【図１２−３】プリズム素子の位置を示す図。
【図１３】プリズム素子における屈折を示す図。
【図１４】プリズム素子の平面図。
【図１５】他のプリズム素子の平面図。
【図１６】プリズム素子による屈折像の投写図。
【図１７】プリズム素子による屈折像の説明図。
【図１８−１】実施例２の光学素子の製造方法を説明する図。
【図１８−２】実施例２の金型の温度変化を説明する図。
【図１９−１】実施例３の光学素子の製造方法を説明する図。
【図１９−２】実施例３の光学素子の製造方法を説明する他の図。
【図１９−３】実施例３の光学素子の製造方法を説明するさらに他の図。
【図１９−４】実施例３の光学素子の製造方法を説明する別の図。
【図２０−１】実施例３の光学素子の温度変化を説明する図。
【図２０−２】実施例３の光学素子の断面位置を説明する図。
【図２１−１】実施例４の光学素子の製造方法を説明する図。
【図２１−２】実施例４の光学素子の製造方法を説明する他の図。
【図２１−３】実施例４の光学素子の製造方法を説明するさらに他の図。
【図２２−１】実施例５の光学素子の製造方法を説明する図。
【図２２−２】実施例５の光学素子の製造方法を説明する他の図。
【図２２−３】実施例５の光学素子の製造方法を説明するさらに他の図。
【図２３】実施例６の光学素子の製造装置を説明する図。
【図２４−１】実施例６の光学素子の製造方法を説明する図。
【図２４−２】実施例６の光学素子の製造方法を説明する他の図。
【図２４−３】実施例６の光学素子の製造方法を説明するさらに他の図。
【図２５−１】実施例６の光学素子の他の製造方法を説明する図。
【図２５−２】実施例６の他の光学素子の断面構成図。
【符号の説明】
【００９７】
１０  プロジェクタ、２０  照明装置、３０  色分割変調光学系、３１  ダイクロイックミラー、３１  ダイクロイックミラー、３２  ダイクロイックミラー、３４ａ  ライトバルブ、３４ｂ  ライトバルブ、３４ｃ  ライトバルブ、３５ａ  回折素子、３５ｂ  回折素子、３５ｃ  回折素子、３７  クロスダイクロイックプリズム、４０  投写レンズ、５０  スクリーン、５３  パターンシート、５１  ダイシングマーク、５２  アライメントマーク、６０  一体型部材、６１  入射用の防塵透明プレート、６２  射出用の防塵透明プレート、６３  対向基板、６４  ＴＦＴ基板、６５  ブラックマトリックス層、６６  液晶層、６８  位相格子パターン、６８ａ  凹部、６８ｂ  凸部、７１  ブラックマトリックス領域、７１Ｐ  ブラックマトリックス領域像、７３  開口領域、７３Ｐ  開口領域像、１００  ホットエンボス装置、１０１  第１の金型、１０３  第２の金型、１０２  凸部、１０４  熱可塑性樹脂、１０５  チャンバ、１０６  赤外線ランプ、１７３  周期領域、１７３Ｐ  周期領域像、２０３  ブラックマトリックス形成層、２１０  プリズム群、２１１  プリズム素子、２１１ａ  辺部、２１２  屈折面、２１３ａ  基準面、２１３  平坦部、２３０  開口部、２３０Ｐ  開口部像、２３１ａ、２３１ｂ、２３１ｃ、２３１ｄ  屈折像、２３０ａ  面、２３４Ｐ  開口部像、３０１ａ  基準辺、３０１ｂ  基準辺、３０２  アライメントマーク、３１１ａ  プリズム素子、３１１ｃ  平坦部、４００  射出成形装置、４０１  金型、４０２  キャビティ、４０３  凸部、４０４  シリンダ、５００  射出成形装置、５０１  金型、５０２  キャビティ、５０３  凸部、５０４  シリンダ、５０５  可動板、５０６  熱可塑性樹脂、５０７  空隙、６０１  金型、６０１ａ  底面、６０２  成形部、６０３  凸部、６０６  光硬化性樹脂、６０７  紫外線ランプ、７０１  金型、７０２  流延ダイ、７０３  凸部、７０６  ポリマー溶液、７０６  溶媒、７０７  熱可塑性樹脂、８００  ロール加圧式転写装置、８０１  プレート、８０１ｂ  所定パターン、８０２  熱可塑性樹脂、８０２ａ  斜面、８０２ｃ  平坦部、８０３  グリップローラ、８０３ａ  形状パターン、８０３ｂ  凸部、８０４  加圧シリンダ、８０５  プレート加熱部、８０６  循環用管、８０７  断熱板、８０８  スライドガイド、８０９  ベース、ＣＬ  中心線、ＣＰ  芯点、Ｍ１  反射ミラー、Ｍ２  反射ミラー
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２−１】
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【図１２−２】
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【図１２−３】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８−１】
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【図１８−２】
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【図１９−１】
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【図１９−２】
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【図１９−３】
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【図１９−４】
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【図２０−１】
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【図２０−２】
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【図２１−１】
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【図２１−２】
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【図２１−３】
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【図２２−１】
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【図２２−２】
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【図２２−３】
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【図２３】
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【図２４−１】
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【図２４−２】
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【図２４−３】
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【図２５−１】
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【図２５−２】
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