JP2003262706A - マイクロレンズアレイ、及びその製造方法、貼り合せマイクロレンズアレイ、及びそれを使用した画像表示装置、及び画像投射装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 光利用効率の高く（または集光効率が高
い）、収差を低減できるマイクロレンズアレイを提供す
る。 【解決手段】 凸部１ａと凹部２ａは滑らかに連続的に
つながっており、段差を生じないようにしている。これ
により、例えば、このマイクロレンズアレイが空気中に
おかれている場合等では、３の方向から光が入射したと
き、凸部の曲線部１ａの部分では、光は集光され、逆に
凹部２ａの曲線部分では発散される。そして、凹と凸と
は連続しているため、光はある点４を中心に集められ
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、画像の高精細化技
術に関し、さらに詳しくは、マイクロレンズアレイ及び
その製造方法、及び貼りあわせマイクロレンズアレイと
空間光変調素子を備えた画像表示装置、及びそれを用い
た画像投射装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】マイクロレンズ、あるいはマイクロレン
ズアレイは主として、並列光ファイバー通信、あるい
は、情報、画像表示といったディスプレイを含む光技術
分野で必要不可欠の光学素子となってきている。特に、
ディスプレイの一つであるプロジェクタでは、やや大き
めのピッチを有するマイクロレンズアレイが、光源から
出射した配向分布を持つ光の均一化に使われている。ま
た、小サイズの数百万個のアレイ状マイクロレンズを、
液晶ライトバルブ等の空間光変調素子の画素と位置が合
うように設置し、開口率向上、光利用効率の向上、画像
の高精細化を図る光学素子としても用いられている。ま
た、市販されているマイクロレンズには、レンズの大き
さが十数μｍから数百μｍ、その形状が円形、楕円形、
矩形、六角形等、配列が正方配列や最密充填配列等、さ
まざまなものがある。例えば、このようなマイクロレン
ズは、MEMSOPTICAL社から販売されている。また、マイ
クロレンズの材質がガラスである場合、加工性の良さか
ら、石英ガラスがよく使われ、厚みは強度を考慮して１
ｍｍ前後の物が多い。また、液晶ライトバルブと共に使
われる場合、画素の大きさ、ピッチに合わせて、十数μ
ｍから数十μｍのマイクロレンズアレイが、液晶ライト
バルブの画素に対向させて設置される。そして、画素に
は配線等の部分が含まれ、この部分は画像形成に寄与し
ないために開口率が低下し、また遮光用のブラックマス
クが設置されているため、光利用効率も低減する。しか
し、このようにマイクロレンズアレイを用いることで、
開口率の低下や光利用効率の低減といった問題を、ある
程度解決することが可能である。しかし、マイクロレン
ズアレイにおける複数のレンズの配列には、レンズ間に
数μｍの隙間が存在する。図１３に示すように、従来例
の半球状のマイクロレンズ２１が配列しており、レンズ
間隔には平坦な隙間２２がある構造となっている。すな
わち、マイクロレンズ２１の連結部２２ではレンズの不
連続を生じる構造となっている。この連結部２２に光が
入射されると、そのまま直進したり、迷光となって光の
利用効率が低下してしまう。このように、従来のマイク
ロレンズアレイにあっては、この隙間を避けることはで
きない。これは、マイクロレンズ作製法、工程により生
じるものである。マイクロレンズの大きさが数百μｍで
良いような場合、この数μｍの隙間が問題になることは
少ない。しかし、液晶ライトバルブのように、画素サイ
ズが十数μｍの場合、この数μｍの隙間は、多くの領域
を占めることになり、光利用効率の低下に繋がることに
なる。

【０００３】また、マイクロレンズアレイの作製法に関
しては、“マイクロレンズアレイの現状と将来”、西澤
紘一、光技術コンタクト、Vol．35．No．6(1997)、316
〜323ページ、あるいは“マイクロレンズアレイの集積
化”、西澤紘一、OPTORONICS(1999), No.4, 112〜118ペ
ージ、に紹介されており、イオン交換法、レジストリフ
ロー法、機械的加工法、２Ｐ法等が挙げられている。こ
のうちレジストリフロー法は工業的製造に広く使われて
いる方法である。このレジストリフロー法の場合、レン
ズを作りこむ透明基板としてガラスが使われる。この方
法は、基本的には、透明基板（例えば石英ガラス）上に
熱感光性樹脂であるレジストをスピンコートにより薄く
塗布、所望のレンズの外形がパターンされたマスクパタ
ーンをレジストの上に被せ、光を照射、現像して不要な
レジストを除去（このとき、例えばレンズ外形が円形な
らば、円柱状の配列がガラス基板の上にできる）、熱を
加え、レジストを溶かし、その先端を球面状にし、ドラ
イエッチングを行い、このレジストの球面形状をガラス
に転写、ガラスのレンズを作製する。この過程で、レジ
ストを熱により溶かす際に、例えば、ある円柱状のレジ
ストと、それに隣接する別の円柱状のレジストの距離が
近い場合、溶けた際に接触し、繋がり、きちんとした球
面状のレンズが作製できない問題がある。このため、レ
ジストとレジストの間は、ある程度間隔をとる必要があ
り、最小で２μｍ程度と言われている。また、この場
合、レンズの形状はほぼ球形のものしかできない。しか
し、レジストリフロー法により、マイクロレンズのレン
ズが連続で稠密なマイクロレンズアレイを作製する技術
として、特開平６−１９４５０２号公報に開示されてい
る。これによると、はじめにレンズ間に隙間の空いたレ
ジストのレンズアレイを作製し、その上に再びレジスト
を塗布し、連続したレンズ配列を作り、ドライエッチン
グを行い、隙間の無いレンズを作るものである。特開平
６−１９４５０２号公報の具体例では、レンズ間が連
続、あるいは、１μｍ以下のマイクロレンズアレイが作
製できることが示されている。しかし、レンズ高さは最
高で１．５μｍ程度であり、例えば、ピッチが１４μ
ｍ、レンズ高さが７μｍといったマイクロレンズアレイ
は不可能である。またレジストを２度塗布しなければな
らず、工程数が多く手間がかかる。

【０００４】また、レジストにレンズ形状を持たせる際
に、レジストリフロー法以外の方法として、グレーレベ
ルマスクを用いるリソグラフィー法がある。この方法
は、例えば、CANYON MATERIALS社の CMIPRODUCT INFORM
ATON NO96-01 USERS MANUAL, 9ページに紹介されてい
る。レジストリフロー法においては、所望のレンズの外
形がパターニングされたマスクパターンには、レンズ外
形が円形の場合、単にこの大きさの丸穴があいているだ
けである。しかし、グレーレベルマスクは、マスクにレ
ンズ外形の大きさよりも小さな穴が多数あいており、そ
れぞれの穴のサイズは異なる。この穴のサイズの違いに
より、レジスト上への光照射量を調整することができ、
このためレンズ形状の制御が可能となる。その結果、レ
ンズ形状は球面だけでなく、非球面レンズ、またさらに
複雑なフレネルレンズのような形状を作ることも可能で
ある。さらに、穴の間隔をサブμｍステップで調整でき
るため、曲面の形状をより滑らかにできる。レンズの形
状設計、及び加工精度に関しては、このグレーレベルマ
スクを用いたフォトリソグラフィーは、レジストリフロ
ー法よりも優れている。しかし、このグレーレベルマス
クを用いても、照射装置の解像度に制限され、レンズ間
には１〜２μｍ程度の間隔が生じる。また、液晶ライト
バルブにマイクロレンズを設置するときには、マイクロ
レンズアレイ単体ではなく、マイクロレンズアレイ、接
着材（層）、透光性カバーから構成される、貼り合わせ
マイクロレンズが使われる。透光性カバーが液晶ライト
バルブの画素上に設置され、その上に接着材、マイクロ
レンズという層構成となる。このとき、透光性カバーは
光学研磨により厚みを調整することが可能である。ま
た、このような貼り合わせマイクロレンズアレイは、マ
イクロレンズアレイ、接着剤層、透光性カバーの屈折率
差を調整することにより、見かけ上の焦点距離を変える
ことができ、また収差を低減することも可能である。

【０００５】さらに、マイクロレンズアレイを有する画
像表示装置の例として、特許第３１１０６５２号公報で
は、画素上にマイクロレンズアレイを設けた液晶表示素
子の技術が開示されている。この液晶表示素子の構成
は、表示部の液晶層から、配向膜、透明電極、ブラック
マトリックス、カバーガラス、密着処理層、接着剤層、
マイクロレンズ、カバーガラスとなっている。このよう
な素子を製造する過程で、高温での処理が必要であり、
このとき、ガラス材と接着材として使われる樹脂の熱膨
張係数が異なるため、カバーガラスとマイクロレンズが
剥がれる問題がある。この発明では、前記剥がれの問題
に対して、密着処理を施すことにより、接着剤層の接着
強度を強化して、カバーガラスとマイクロレンズが剥が
れないようにする技術が開示されている。この技術をも
とにした実施例として、画素ピッチ２９μｍ×２４μｍ
に対して、レンズの曲率半径１５．６μｍ（半球状）の
マクロレンズアレイが示されており、マイクロレンズの
材質は樹脂（ダイキン工業社製、感光性樹脂ＵＶ−４０
００、屈折率ｎ＝１．５６７）、カバーガラスは石英硝
子（屈折率１．４６）、また、接着材は樹脂（ダイキン
工業社製、感光性樹脂ＵＶ−１０００、屈折率＝１．４
５３）が用いられている。しかし、ここで述べられてい
る画素ピッチに対するレンズの曲率半径では、レンズが
画素全体を覆うことができず、その結果隙間が生じ光利
用効率の低下となる可能性がある。また半球状のマイク
ロレンズでは球面収差が大きいことが問題となる。

【０００６】また、特開２０００−１９３０７公報で
は、基本構成として、カバー、接着材樹脂の中間層、マ
イクロレンズからなり、カバーガラスとマイクロレンズ
間の距離を調整するための複数の柱をスペーサとして設
け、樹脂層の厚みのばらつき、あるいはカバーガラスの
そり・たわみ等の厚みムラを低減するマイクロレンズア
レイの製造方法、及びそれを用いた画像表示装置が開示
されている。この柱は、ドライエッチングにより、マイ
クロレンズを作製するときに同時に作製される。この方
法では、柱がスペーサとなり、また精度良く作製できる
ため、カバーガラスの厚みムラを低減でき、投射像にム
ラのない画像表示装置を提供することができる。本公報
の実施例では、画素サイズ１８μｍ角に対して、レンズ
高さ８μｍ、レンズ曲率半径１４μｍの凸形状のマイク
ロレンズ、（実施例２）、また画素サイズ２３μｍ角、
レンズ高さ１２μｍ、曲率半径１７μｍ、凸形状のマイ
クロレンズ（実施例３）、また画素サイズ２３μｍ角、
レンズ高さ１２μｍ、曲率半径１７μｍ、凸形状マイク
ロレンズ（実施例４）の製造例が示されている。画素サ
イズ、またレンズの高さ及び曲率半径から考えると、こ
れらのマイクロレンズは、ほぼ隙間なく配列されている
ことになる。しかし、このマイクロレンズの曲率半径で
は、入射光を画素上に効率良く集光させるには限度があ
り、また液晶パネルに設けられている開口を有する遮光
膜（ブラックマトリックス）にカットされることにな
り、光利用効率の低下に繋がる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、かかる課題
に鑑み、光利用効率の高く（または集光効率が高い）、
収差を低減できるマイクロレンズアレイと、その製造方
法、及びこれを使用した画像表示装置、画像投射装置を
提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明はかかる課題を解
決するために、請求項１は、複数のマイクロレンズが一
体形成されたマイクロレンズアレイにおいて、均一な凸
部と同形状の凹部が交互に周期的に繰り返すように形成
され、前記凸部と凹部がそれぞれレンズ機能を有し、し
かも、前記凸部と凹部それぞれの頂点の高さに段差を生
じないように連続的に連結されていることを特徴とす
る。従来のマイクロレンズアレイは、各レンズ間に隙間
があり、その隙間によりレンズに入射した光の光路が乱
されて、所謂、迷光が発生し、光利用効率が低下する。
また、レンズアレイの場合、アレイ状態で使用するた
め、光の焦点距離が同じであることも重要である。そこ
で、本発明のマイクロレンズでは、そのつなぎ目を同一
形状にし、しかも、段差が生じないように構成してい
る。かかる発明によれば、レンズ機能を有する均一な凸
部と凹部のそれぞれの頂点の高さが、段差を生じないよ
うに連続的に交互に周期的に繰り返す波状の形態をして
いるので、凹凸の連結部での光のロスや迷光を減少で
き、各凹凸部分において光利用効率が高く、また集光効
率が高いマイクロレンズアレイを提供することができ
る。

【０００９】請求項２は、複数のマイクロレンズが一体
形成されたマイクロレンズアレイにおいて、均一な凸部
と同形状の凹部が交互に周期的に繰り返す断面形状を有
し、前記凸部と凹部がレンズ機能を有する曲線部をそれ
ぞれ備え、しかも、前記凸部と凹部それぞれの頂点の高
さに段差を生じないように連続的に連結されていること
を特徴とする。レンズはその断面形状が重要である。つ
まり、断面形状が光を集光する曲線部を形成していない
とレンズとしての機能を果さない。また、レンズアレイ
の場合、アレイ状態で使用するため、光の焦点距離が同
じであることも重要である。そこで、本発明のマイクロ
レンズでは、そのつなぎ目を同一形状にし、しかも、段
差が生じないように構成している。かかる発明によれ
ば、レンズの断面形状においてレンズ機能を有する曲線
部を備えた均一な凸部と均一な凹部のそれぞれの頂点に
段差を生じないように連続的に交互に周期的に繰り返す
波状の形態をしているので、凹凸の連結部での光のロス
や迷光を減少でき、各凹凸部部分において光利用効率の
高くまた集光効率が高いマイクロレンズアレイを提供す
ることができる。請求項３は、複数のマイクロレンズが
一体形成されたマイクロレンズアレイにおいて、均一な
凸部と同形状の凹部が交互に周期的に繰り返すように形
成され、前記凸部と凹部がレンズ機能を有する曲面部を
それぞれ備え、しかも、前記凸部と凹部それぞれの頂点
の高さに段差を生じないように連続的に連結されている
ことを特徴とする。レンズの断面形状が曲線部を備えて
いる場合、その面は曲面部を形成する。また、レンズア
レイの場合、アレイ状態で使用するため、光の焦点距離
が同じであることも重要である。そこで、本発明のマイ
クロレンズでは、そのつなぎ目を同一形状にし、しか
も、段差が生じないように構成している。かかる発明に
よれば、レンズ機能を有する曲面部を備えた均一な凸部
と均一な凹部が段差を生じないように連続的に交互に周
期的に繰り返す波状の形態をしているので、凹凸の連結
部での光のロスや迷光を減少でき、各凹凸部部分におい
て光利用効率の高くまた集光効率が高いマイクロレンズ
アレイを提供することができる。

【００１０】請求項４は、前記凸部と前記凹部の形状を
異なるように形成したことも本発明の有効な手段であ
る。通常であればマイクロレンズアレイの凸部と凹部は
同一形状で形成するところ、例えば凹部は光を全方向に
均一に発散させるために球殻状に形成し、凸部の中央付
近は入射光を直進させるよう比較的平らに形成（円錐台
の角をなくしたような形状）したり、凸部は球殻状に形
成し、凹部は円錐の頂点を丸くしたような形状に形成す
る。かかる技術手段によれば、所望の大きさ（範囲）に
光を集光させることができ、また、レンズの連結部付近
を通過するの光のロスや迷光をさらに減少することが可
能なマイクロレンズアレイを提供できる。請求項５は、
前記凸部および前記凹部を円弧状に形成し、該円弧の半
径が前記凸部と前記凹部で異なることも本発明の有効な
手段である。かかる技術手段によれば、マイクロレンズ
アレイのレンズ機能を果たす曲線部の大きさが凸部と凹
部で異なる大きさにし、円弧の半径を調整することで集
光効率を向上させるマイクロレンズアレイを提供でき
る。請求項６は、前記凸部および前記凹部を球面状に形
成し、該球面の曲率半径が前記凸部と前記凹部で異なる
ことも本発明の有効な手段である。かかる技術手段によ
れば、マイクロレンズアレイのレンズ機能を果たす曲面
部の大きさが凸部と凹部で異なる曲率半径にし、この曲
率半径を調整することで集光効率を向上させるマイクロ
レンズアレイを提供できる。

【００１１】請求項７は、透明な基板上にレジストを塗
布する第１の工程と、該第１の工程で塗布されたレジス
ト上にレンズの外形がパターニングされたマスクパター
ンを被せ、該マスクパターンを被せたレジスト面を光露
光して現像をおこない、不要なレジストを除去する第２
の工程と、レジストを溶かして隣接するレジスト同士を
接触させてレンズパターンを作製する第３の工程と、エ
ッチングにより前記透明な基板に前記レンズパターンを
転写してレンズを作製する第４の工程を有することを特
徴とする。かかる発明によれば、レジストを溶かし隣接
するレジストを接触させてレンズパターンを作製するこ
とにより、段差の無い滑らかで連続的な凹部と凸部を持
つマイクロレンズアレイを製造する方法を提供すること
ができる。請求項８は、透明な基板上にレジストを塗布
する第１の工程と、該第１の工程で塗布されたレジスト
上にレンズの外形よりも小さく、場所により異なる径の
穴を複数個有するグレーレベルマスクを被せ、該グレー
レベルマスクを被せたレジスト面に光露光して現像をお
こない、不要なレジストを除去しレンズパターンを作製
する第２の工程と、エッチングにより前記透明な基板に
前記レンズパターンを転写してレンズを作製する第３の
工程を有することを特徴とする。かかる発明によれば、
所望のレンズパターンを形成することができるグレーレ
ベルマスクを使用して、少ない工程でマイクロレンズア
レイを製造する方法を提供することができる。請求項９
は、平板状の透光性カバーと請求項１乃至６の何れかに
記載のマイクロレンズアレイとの間に中間層を設け、前
記透光性カバーと前記マイクロレンズアレイを貼り合せ
たことを特徴とする。かかる発明によれば、上記請求項
１から６のいずれかのマイクロレンズアレイを使用した
貼り合せ型のマクロレンズアレイであるので、光利用効
率が高く集光効率の高い貼り合せマクロレンズアレイを
提供することができる。

【００１２】請求項１０は、前記マイクロレンズアレイ
の屈折率をｎ１、前記中間層の屈折率をｎ２、前記透光
性カバーの屈折率をｎ３とした時、ｎ２＜ｎ１、ｎ３＞
ｎ２の関係が成り立つことも本発明の有効な手段であ
る。かかる技術手段によれば、中間層の屈折率ｎ２がマ
イクロレンズの屈折率ｎ１より小さい場合には、マイク
ロレンズアレイの凸部のレンズ機能は集光、凹部のレン
ズ機能は発散の機能をそれぞれ果たすことになり、この
機能による光利用効率が高く、集光効率の高い貼り合せ
マクロレンズアレイを提供することができる。請求項１
１は、前記マイクロレンズアレイの屈折率をｎ１、前記
中間層の屈折率をｎ２、前記透光性カバーの屈折率をｎ
３とした時、ｎ２＞ｎ１、ｎ３＜ｎ２の関係が成り立つ
ことも本発明の有効な手段である。かかる技術手段によ
れば、中間層の屈折率ｎ２がマイクロレンズの屈折率ｎ
１より大きい場合には、マイクロレンズアレイの凸部の
レンズ機能は発散、凹部のレンズ機能は集光の機能をそ
れぞれ果たすことになり、この機能による光利用効率が
高く、集光効率の高い貼り合せマクロレンズアレイを提
供することができる。請求項１２は、前記中間層として
透光性の樹脂を使うことも本発明の有効な手段である。
かかる技術手段によれば、中間層に透光性の樹脂を使う
ことで、マイクロレンズアレイとカバーガラス（平板状
透光性カバー）を貼り合せることができると共に、樹脂
材料の屈折率を調整することにより、集光効率も調整す
ることが可能な貼り合せマクロレンズアレイを提供する
ことができる。請求項１３は、前記中間層が空気である
ことも本発明の有効な手段である。かかる技術手段によ
れば、マイクロレンズアレイよりも屈折率が小さい空気
をマイクロレンズアレイとカバーガラス（平板状透光性
カバー）との間に設けることにより、凸部が集光で凹部
が発散機能を有し、この機能により光利用効率が高く、
集光効率の高い貼り合せマクロレンズアレイを提供する
ことができる。

【００１３】請求項１４は、前記マイクロレンズアレイ
と前記透光性カバーの間にスペーサを設けたことも本発
明の有効な手段である。かかる技術手段によれば、マイ
クロレンズアレイとカバーガラス（平板状透光性カバ
ー）の間にスペーサを設ける構成とすることにより、中
間層の厚みのばらつきを抑え、カバーガラスの反りや撓
みを低減した貼り合せマクロレンズアレイを提供するこ
とができる。請求項１５は、入射光を画素毎に選択的に
透過又は反射させる空間光変調素子と、該空間光変調素
子からの出射光を入射する請求項９乃至１４の何れかに
記載の貼り合せマイクロレンズアレイと、を備え、該貼
り合せマイクロレンズアレイの凸部間相互の周期、また
は凹部間相互の周期を前記空間変調素子の画素のピッチ
と一致させたことを特徴とする。かかる発明によれば、
マイクロレンズアレイの凸部と凸部の周期、または凹部
と凹部の周期と空間変調素子の画素のピッチと一致させ
たので、光のロスを抑え高光利用率で空間光変調素子の
各画素を縮小でき、画像の高精細化を図った画像表示装
置を提供することができる。請求項１６は、光源からの
出射光を請求項１５記載の画像表示装置に入射し、該画
像表示装置からの出射光を被投射部に投射することを特
徴とする。かかる発明によれば、光源からの出射光を上
記請求項１５の画像表示装置に入射し、画像形成後、画
素縮小された像を被投射部に投射するので、鮮明な画像
を得ることができる画像投射装置を提供することができ
る。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図に示した実施形
態を用いて詳細に説明する。但し、この実施形態に記載
される構成要素、種類、組み合わせ、形状、その相対配
置などは特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそ
れのみに限定する主旨ではなく単なる説明例に過ぎな
い。

【００１５】図１は、本発明の第１の実施形態に係るマ
イクロレンズアレイの断面図である。凸部１と凹部２と
が滑らかに繋がり、周期的に繰り返すものである。従来
のマイクロレンズアレイとは異なり、レンズの間が平坦
ではなく、逆に凹面状になっていることが特徴である。
このマイクロレンズアレイには、隙間という概念が存在
しない。すなわち、凸部１と凹部２は滑らかに連続的に
つながっており、段差を生じないようにしている。これ
により、例えば、このマイクロレンズアレイが空気中に
おかれている場合、図２中の３の方向から光が入射した
とき、凸部の曲線部１ａの部分では、光は集光され、逆
に凹部２ａの曲線部分では発散される。そして、凹と凸
とは連続しているため、光はある点４を中心に集められ
る。すなわち、マイクロレンズアレイの周囲が空気の場
合は、屈折率が１であるから凸部と凹部の曲線部１ａ、
２ａはそれぞれ光を集光・発散させるレンズ機能を有す
る。また、マイクロレンズアレイよりその周囲の屈折率
が大きい場合には、逆に凸部１ａは光を発散し、凹部２
ａは光を集光することとなる。前記図１３に示すような
従来のマイクロレンズアレイでは、隙間２２があり、そ
の部分を通る光は直進し、光損失となるか、あるいは、
隣接に抜ける迷光となり、画質の劣化の原因となるが、
この例では、凸１ａと凹２ａとが連続であるためこのよ
うな光損失や迷光を減少でき、効率良く光を任意の範囲
である図２の４に集光することができる。ここで言う凸
１ａ、あるいは凹２ａは断面形状では半円状であるが、
実際の形状は球形（球殻）であってもよい。この場合に
は当然レンズ機能を持った曲面部が凹部・凸部に存在す
ることとなり、上述した機能・作用を有することとな
る。ただし、凸・凹レンズは球形だけに限られるもので
はなく、非球面でも構わない。また滑らかとは、この曲
面をある関数で近似したとき、到るところで微分が可能
という厳密な意味ではない。球面状のレンズであれば、
その光軸近傍にほぼ垂直に入射した光は、レンズにより
あまり曲げられず、ほぼ直進することとなり、逆にレン
ズ周辺部は収差が大きく、光が曲げられ過ぎる問題があ
る。しかし、レンズの光軸近傍及び周辺部を除く、光を
曲げる力が適切な領域を対称に繋げたものを用いれば、
効率良く適切に光を所望の位置に集めることができる。
このような凹凸の形状として非球面形状の配列であって
も構わないが、単に非球面レンズを配列させるという考
えでは、レンズとレンズの繋ぎ目が存在し、滑らかな凹
凸のレンズとはいえない。本発明において、理想的に滑
らかな凹凸のレンズとは、連続的に曲面の傾きが変化
し、レンズのいずれの場所を通る光でも所望の位置近辺
に集められるものをいう。

【００１６】本実施形態の波状マイクロレンズアレイ
は、模式的に図７に示すように、凸１７と凹１８の形状
（断面形状も含む）または、レンズ部分の形状（断面形
状含む）が異なっているものであってもよい。例えば、
球面レンズでかつ曲率半径が小さ過ぎる場合（または断
面形状が円弧であって、この円弧の半径が小さすぎる場
合）、マイクロレンズアレイの周辺は球面収差が大きく
なる。このため、この近辺に入射した光は、曲げられす
ぎて、隣接画素の方向に行ってしまう。あるいは、レン
ズの内側で全反射条件が成立する場合には、中間層には
行けず、進行方向とは逆の方向に進むこととなる。こう
いった光は、光利用効率の損失のみならず、迷光とな
り、画質の劣化を引き起こすことにもなる。また曲率半
径（または円弧の半径）が大き過ぎる場合、レンズの周
辺を通る光は曲げられず、すなわち画素の中心付近には
集まらず、画像の高精細化が図れない問題がある。しか
し、このような波状マイクロレンズアレイにおいて、凸
と凹との形状や曲率半径、断面形状にあっては円弧の半
径等を相違させて調整して用いることにより、この問題
を解決できる。さらに、図１２に模式的に示すように、
凹のレンズの光軸近傍の領域を使わないようにレンズと
繋げれば、レンズの光軸近傍を通りほぼ直進する光を、
低減、除去できるためさらに集光効率は向上する。ま
た、凸部より凹部の曲率半径（断面形状にあっては円弧
の半径）を小さくするようにしても良い。従来のマイク
ロレンズを作製するときのレジストパターンは、図３の
ような透明基板５の上に柱状のレジスト６が配列したも
のである。それを熱で溶かし、レンズ形状７を作製す
る。このとき、柱状のレジスト６同士が近づきすぎる
と、温度を上げ、レジストを溶かしたときに、お互いが
接触し、きちんとした球状のレンズが得られず、従来こ
れが問題となっていた。しかし本発明におけるマイクロ
レンズの製造方法では、逆にこのことを積極的に利用す
るものである。製造工程を説明すると、まず、レンズを
作りこむ透明基板としてガラスが使われる。この方法
は、基本的には、透明基板（例えば石英ガラス）上に熱
感光性樹脂であるレジストをスピンコートにより薄く塗
布、所望のレンズの外形がパターンされたマスクパター
ンをレジストの上に被せ、光を照射、現像し、不要なレ
ジストを除去（このとき、例えばレンズ外形が円形なら
ば、円柱状の配列がガラス基板の上にできる）する。こ
こで、従来技術では、レジストとレジストとの間に２μ
ｍ程度の隙間が必要であったが、隙間をこれ以下とす
る、あるいは温度をさらに上げるか、あるいはレジスト
の種類を選ぶことにより、レジストを溶かしたときにお
互いを接触させ、図４に示すような滑らかな凹凸のある
波状のマイクロレンズアレイのパターン４０を作る。レ
ジストリフロー法では、これは自然な現象であり、滑ら
かな凹と凸とを容易に作製することができる。次にドラ
イエッチングを行い、この形状を透明基板に転写するも
のである。このようにすれば一回のレジスト塗布、リフ
ロー、ドライエッチングによりマイクロレンズアレイを
作製することができ、工程数が少なくできる。透明基板
としては、石英ガラスが加工しやすいが、コーニング社
の１７３７あるいは７０５９、また日本電気硝子社の結
晶化ガラスネオセラムＮ−０といった、アルカリフリー
硝子、低アルカリ硝子が、画像表示装置ようには好まし
い。しかし、有機、無機の光学結晶、また樹脂等の高分
子材料であっても構わない。

【００１７】本発明における他のマイクロレンズの製造
方法は、グレーレベルマスクを使い、レジストにレンズ
形状を作製するものである。上記のレジストリフロー法
では、レジストの種類、レジストの高さ（透明基板にレ
ジストを塗布するときの厚み）、パターンの間隔、また
レジストを溶かすときの温度等の条件により、マイクロ
レンズの波状形状を制御することになる。しかし、条件
が幾つかあるために、最適条件を探す必要が生じる。こ
こで、グレーレベルマスクを使うことにより、このよう
な条件に依存せずに、所望のレンズ形状を精度よく作製
することができる。この製造方法は基本的には、熱によ
りレジストを溶かす工程を除いて、上記のレジストリフ
ロー法と同様の工程により行われる。すなわち、まず、
レンズを作りこむ透明基板としてガラスが使われる。こ
の方法は、基本的には、透明基板（例えば石英ガラス）
上に熱感光性樹脂であるレジストをスピンコートにより
薄く塗布、所望のレンズパターンが形成されるように複
数の穴を設けたグレーレベルマスクをレジストの上に被
せ、光を照射、現像し、不要なレジストを除去しレンズ
パターンを形成する。次にドライエッチングを行い、こ
の形状を透明基板に転写するものである。この方法によ
れば、レジストリフローよりも設計の自由度が高く、ま
た精度よく、波状マイクロレンズアレイを作製すること
ができる。またリフローしなくともよく、工程数を省く
ことが可能である。

【００１８】次に本発明の第２の実施形態である貼り合
わせマイクロレンズ及びそれを用いた画像表示装置につ
いて説明する。貼り合せマイクロレンズアレイの概念図
を図５に示す。貼り合せマイクロレンズアレイは、前記
第１の実施形態で説明した波状マイクロレンズ８、中間
層（例えば接着層）９、カバー１０、そして、液晶層１
１及び基板１２（例えばＳｉ）という層構成になってい
る。また、入射光を画素毎に選択的に反射または透過さ
せる機能を有する液晶ライトバルブ等の空間光変調素子
の画素のピッチ１４は、波状マイクロレンズの周期（凹
部と凹部または凸部と凸部の距離）１３と一致してい
る。前記の従来技術でも述べたように、液晶ライトバル
ブに設置される場合には、このようなマイクロレンズア
レイ、中間層、カバーという構造の貼り合わせマイクロ
レンズアレイは良く使われる。しかし、レンズ間隙間に
よる光利用効率の低下、画像劣化等の問題がある。しか
し、本発明の波状マイクロレンズアレイは、上述したよ
うにマイクロレンズ間が連続的につながっており隙間が
存在しないため、レンズのどの位置を通る光でも、目的
の画素に中心付近の狭い領域に集光させることが可能で
ある。これによって、光利用効率の向上、画質の向上が
図れる。また、これは画素サイズ縮小を効率よく行うこ
とでもある。画素の大きさよりも狭い領域に集めること
は、そのもともとの画素サイズ以下の画素を実現するこ
とになり、画像の高精細化が可能となる。例えば、もと
の画素の縦横ともに１／２の領域に光を集光することが
可能であれは、面積では１／４となり、この分だけ高精
細化がはかれ、４倍の画素数を実現することが可能とな
る。また、図５の例で、二次元的に考えると、凸が一つ
と、凹の半分が二つ（ピッチ１３の部分）で、通常のマ
イクロレンズアレイの一つのレンズの役割を果している
と考えることができ、従来のマイクロレンズアレイと比
較すると、集光効率は向上する。従来のマイクロレンズ
アレイを考えたとき、画素を１４μｍ×１４μｍ（＝１
９６μｍ＾２）の正方画素として、レンズ間の隙間が２
μｍとすると、収差がない理想的な場合を考えても、実
質的には１２μｍ×１２μｍ（１４４μｍ＾２）の領域
しか利用できず、面積比で考えると、これは約２７％の
光損失となる。またレンズの球面収差を考えると、さら
に低下する。しかし、第１の実施形態で説明した本発明
の波状マイクロレンズアレイによれば、このような隙間
がないため、効率良く光を集光でき、光損失の低減が図
れる。また、画素上の狭い範囲に光を集められること
が、高精細画像の実現につながる。液晶ライトバルブが
反射型として、画素上の狭い領域に集光された光はスポ
ット状で、これは、Ｓｉ基板で反射された後、投射レン
ズを経て投射され高精細な画像となり、マイクロレンズ
を使用しないときと比較して、画像の大きさが小さくな
っている。前記の例では、レンズ形状を円形にしている
が、矩形、六角形、楕円等であっても構わない。また、
三次元的に考えると、図６に示すよう、一画素３１の大
きさ１６よりも小さな周期の波状のレンズ（図の１５及
び３０、また１５では３×３＝９個のマイクロレンズを
描いてある）となる。

【００１９】本発明の第３の実施形態は、第１の実施形
態で説明した波状マイクロレンズ中間層、カバーの屈折
率を適当な値に設定することにより、第２の実施形態で
説明した貼り合せマイクロレンズの設計の自由度を上げ
るためのものである。たとえば、マイクロレンズアレイ
の屈折率をｎ１、中間層の屈折率をｎ２、透光性カバー
の屈折率をｎ３とした時、ｎ２＜ｎ１、ｎ３＞ｎ２の関
係が成り立つ場合である。このように中間層の屈折率が
マイクロレンズの屈折率より小さい場合（例えば中間層
として空気を使用する場合等）には、マイクロレンズア
レイの凸部のレンズ機能は集光、凹部のレンズ機能は発
散の機能をそれぞれ果たすことになり、この機能による
光利用効率が高く集光効率の高い貼り合せマクロレンズ
アレイを提供することができる。また、ｎ２＞ｎ１、ｎ
３＜ｎ２の関係が成り立つ場合を考えると、マイクロレ
ンズアレイの凸部のレンズ機能は発散、凹部のレンズ機
能は集光の機能をそれぞれ果たすことになり、この機能
による光利用効率が高く集光効率の高い貼り合せマクロ
レンズアレイとなる。つまり、ｎ１とｎ２との差が大き
いほど、入射光を曲げる力は強くなり、マイクロレンズ
の曲率半径が大きくてもよく、球面収差を低減すること
ができる。また、この屈折率差により、見かけ上の焦点
距離の長さを調整できる。レンズの曲率半径が同じであ
っても、屈折率差が小さい時は長焦点なレンズとなり、
屈折率差が大きい時は短焦点なレンズとなる。このよう
に、マイクロレンズアレイ、中間層、カバーの屈折率を
適切に選ぶことにより、使用できる材質の数が増え、設
計の自由度が上がる。また、使用部材数を減らすため
に、マイクロレンズアレイと、カバーを同じ材質にして
もよい。例えば、マイクロレンズアレイとカバーによく
使用される石英ガラス、中間層を空気とすれば、比較的
簡単な構造である、このとき画素の中心と波状マイクロ
レンズの凸の部分とが一致する、図６に示した構造とな
る。

【００２０】本実施形態で使用する貼り合せマイクロレ
ンズアレイは図８で模式的に示すように、柱状のスペー
サ１９を設けるものであってもよい。水平面内では、こ
の柱状のスペーサが位置調整を容易にする。柱状のスペ
ーサ１９は、マイクロレンズアレイを作製するときに作
製するときに同時に作製しておく。この柱状のスペーサ
１９は、カバー２０とマイクロレンズアレイ２１との間
隔、すなわち中間層２２の均一性を維持し、バラツキを
低減する。さらには、この柱がマーカとして使用すれ
ば、画素とマイクロレンズの位置調整も容易となる。本
実施形態で使用する貼り合せマイクロレンズアレイは、
中間層に樹脂を充填するものであってもよい。これによ
り、マイクロレンズアレイとの屈折率差を調整すること
ができる。マイクロレンズ及びカバーの屈折率が低い材
質の場合は、樹脂に屈折率が高いものを用いて、マイク
ロレンズ凹部が画素の中心にくる構造、逆にマイクロレ
ンズ及びカバーの屈折率が高い場合は、屈折率の低い樹
脂を用いて、マイクロレンズの凸部が画素の中心にくる
構造が可能となる。樹脂としては、紫外線硬化型樹脂が
代表的であり、アクリル系で屈折率１．４２から１．７
０のものがある。またエポキシ樹脂でも構わない。ま
た、樹脂はマイクロレンズアレイとカバーを張り合わせ
る接着材の働きも兼ねる。さらに、樹脂の種類を変え、
屈折率差を変化させて、見かけ上の焦点距離を変化させ
ることができる。これは、一般的に行われており、カバ
ーの厚みの調整、また画素上の集光スポットのサイズの
制御が可能となる。このように、中間層に樹脂を充填
し、屈折率差を調整することにより、設計の自由度が向
上する。また、中間層は、単なる空気層であってもよ
い。空気の屈折率は１であり、低屈折率樹脂よりもさら
に、屈折率差を大きくすることができる。また、本実施
形態で使用する貼り合せマイクロレンズアレイは図９に
示すように凹部の部分に樹脂４１があるマイクロレンズ
であってもよい。このような構成のレンズは、所謂アク
ロマートレンズの働きがあり、球面収差のみならず、色
収差を抑える働きがある。これは上記の貼り合わせマイ
クロレンズアレイにおいて、樹脂の部分を光学研磨によ
り除去すれは作製することができる。また図１０に示す
ような、凹部の部分に、凸状のマイクロレンズ４２を作
製したものであってもよい。さらに、この凹部と凸部の
レンズ上に上記の中間層があってもよい。基板上に樹脂
のマイクロレンズアレイを作製する方法としては、イン
クジェット法があり、これは、“マイクロレンズアレイ
とその応用―インクジェット法を中心に― 石井雄三ら
光技術コンタクト Vol. 38, No.5, 2000, 305-313”
に紹介されている。

【００２１】第３の実施形態で説明した貼り合せレンズ
は、当然、第２の実施形態で説明した画像表示装置に使
用可能であることは言うまでもない。本発明の第４の実
施形態は、上記第２の実施の形態で説明した画像表示装
置を用いた画像投射装置であり、その光学系を図１１に
示す。ここでは、光源２３、偏光ビームスプリッタ２
４、前記波状貼り合わせマイクロレンズを備えた空間光
変調素子（液晶ライトバルブ等）２５、投射レンズ２６
及びスクリーン２７が描かれている。空間光変調素子２
５において、画素は密な配列２８であるが、前記で述べ
たように、マイクロレンアレイにより光は画素上でその
サイズよりも小さいスポットになるため、このスポット
を投射レンズで投影した像は、隙間のある像２９となっ
て投射される。これは、つまり高精細化画像である。光
源は、ハロゲンランプ、あるいは超高圧水銀ランプなど
の白色ランプが主流であるが、レーザ、ＬＥＤでも構わ
ない。この図では、画像表示装置から像とスクリーンに
投影させるために最低限度の光学部品しか示していない
が、実際は、さまざまな部品が入る。例えば、光源は白
色であるため、これから、Ｒ、Ｇ、Ｂを分離させるに
は、ダイクロイックミラー、あるいは、カラーホイール
が必要となる。ダイクロイックミラーは、Ｒ、Ｇ、Ｂの
各色毎に液晶パネルを三枚用いる三板式プロジェクタに
使われる、カラーホイールは液晶パネルを一枚しか使わ
ない単板式プロジェクタに使われる。プロジェクタに
は、フロントプロジェクタとリアプロジェクタがある
が、この画像装置はどちらに用いることもできる。

【００２２】本発明の第４の実施形態の他の例は、上述
の画像投射装置において、さらに、画素から出射された
光路を変調させる手段、装置を光学系内に設置するもの
である。このようにすれば、投射された高精細であるが
像間に隙間のある画像（図１１、２９）を動かすことが
でき、投射像間の隙間が埋まり、さらなる高精細化画像
を実現できる。このような光路方向を変調できる光学素
子としては、例えば、水晶などの複屈折材料を用いれば
よい。またピエゾ素子を用いて、 空間光変調素子を、
画素の縮小率に合わせて動かせばよい。

【００２３】

【発明の効果】以上記載のごとく請求項１の発明によれ
ば、レンズ機能を有する均一な凸部と凹部のそれぞれの
頂点の高さが、段差を生じないように連続的に交互に周
期的に繰り返す波状の形態をしているので、凹凸の連結
部での光のロスや迷光を減少でき、各凹凸部分において
光利用効率が高く、また集光効率が高いマイクロレンズ
アレイを提供することができる。また請求項２では、レ
ンズの断面形状においてレンズ機能を有する曲線部を備
えた均一な凸部と均一な凹部のそれぞれの頂点に段差を
生じないように連続的に交互に周期的に繰り返す波状の
形態をしているので、凹凸の連結部での光のロスや迷光
を減少でき、各凹凸部部分において光利用効率の高くま
た集光効率が高いマイクロレンズアレイを提供すること
ができる。また請求項３では、レンズ機能を有する曲面
部を備えた均一な凸部と均一な凹部が段差を生じないよ
うに連続的に交互に周期的に繰り返す波状の形態をして
いるので、凹凸の連結部での光のロスや迷光を減少で
き、各凹凸部部分において光利用効率の高くまた集光効
率が高いマイクロレンズアレイを提供することができ
る。また請求項４では、所望の大きさ（範囲）に光を集
光させることができ、また、レンズの連結部付近を通過
するの光のロスや迷光をさらに減少することが可能なマ
イクロレンズアレイを提供できる。

【００２４】また請求項５では、マイクロレンズアレイ
のレンズ機能を果たす曲線部の大きさが凸部と凹部で異
なる大きさにし、円弧の半径を調整することで集光効率
を向上させるマイクロレンズアレイを提供できる。また
請求項６では、マイクロレンズアレイのレンズ機能を果
たす曲面部の大きさが凸部と凹部で異なる曲率半径に
し、この曲率半径を調整することで集光効率を向上させ
るマイクロレンズアレイを提供できる。また請求項７で
は、レジストを溶かし隣接するレジストを接触させてレ
ンズパターンを作製することにより段差の無い滑らかで
連続的な凹部と凸部を持つマイクロレンズアレイを製造
する方法を提供することができる。また請求項８では、
所望のレンズパターンを形成することができるグレーレ
ベルマスクを使用して少ない工程でマイクロレンズアレ
イを製造する方法を提供することができる。また請求項
９では、上記請求項１から６のいずれかのマイクロレン
ズアレイを使用した貼り合せ型のマクロレンズアレイで
あるので、光利用効率が高く集光効率の高い貼り合せマ
クロレンズアレイを提供することができる。また請求項
１０では、中間層の屈折率がマイクロレンズの屈折率よ
り小さい場合には、マイクロレンズアレイの凸部のレン
ズ機能は集光、凹部のレンズ機能は発散の機能をそれぞ
れ果たすことになり、この機能による光利用効率が高く
集光効率の高い貼り合せマクロレンズアレイを提供する
ことができる。また請求項１１では、中間層の屈折率が
マイクロレンズの屈折率より大きい場合には、マイクロ
レンズアレイの凸部のレンズ機能は発散、凹部のレンズ
機能は集光の機能をそれぞれ果たすことになり、この機
能による光利用効率が高く集光効率の高い貼り合せマク
ロレンズアレイを提供することができる。

【００２５】また請求項１２では、中間層に透光性の樹
脂を使うことで、マイクロレンズアレイとカバーガラス
（平板状透光性カバー）を貼り合せることができるとと
もに、樹脂材料の屈折率を調整することにより集光効率
も調整することが可能な貼り合せマクロレンズアレイを
提供することができる。また請求項１３では、マイクロ
レンズアレイよりも屈折率が小さい空気をマイクロレン
ズアレイとカバーガラス（平板状透光性カバー）との間
に設けることにより凸部が集光で、凹部が発散機能を
し、この機能による光利用効率が高く集光効率の高い貼
り合せマクロレンズアレイを提供することができる。ま
た請求項１４では、マイクロレンズアレイとカバーガラ
ス（平板状透光性カバー）の間にスペーサを設ける構成
とすることにより、中間層の厚みのばらつきを抑え、カ
バーガラスの反りや撓みを低減した貼り合せマクロレン
ズアレイを提供することができる。また請求項１５で
は、マイクロレンズアレイの凸部と凸部の周期、または
凹部と凹部の周期と空間変調素子の画素のピッチと一致
させたので、光のロスを抑え高光利用率で空間光変調素
子の各画素を縮小でき、画像の高精細化を図ることが出
来る画像表示装置を提供することができる。また請求項
１６では光源からの出射光を上記請求項１５の画像表示
装置に入射し、画像形成後画素縮小された像を被投射部
に投射するので、鮮明な画像を得ることが出来る画像投
射装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態に係るマイクロレンズ
アレイの断面図。

【図２】本発明のマイクロレンズアレイが空気中におか
れている場合の光路を説明するための図。

【図３】従来のマイクロレンズを作製するときのレジス
トパターンの図。

【図４】本発明の波状のマイクロレンズアレイのパター
ン図。

【図５】本発明の貼り合せマイクロレンズアレイの概念
図。

【図６】本発明の波状のマイクロレンズアレイの正面図
及び断面図。

【図７】本発明の波状マイクロレンズアレイの模式図。

【図８】本発明の貼り合せマイクロレンズアレイの模式
図。

【図９】本発明の凹の部分に樹脂がある貼り合せマイク
ロレンズアレイの模式図。

【図１０】本発明の凹の部分に凸状のマイクロレンズを
作製した貼り合せマイクロレンズアレイの模式図。

【図１１】本発明の画像投射装置の光学系の模式図。

【図１２】凹のレンズの光軸近傍の領域を使わないよう
にした波状マイクロレンズアレイの模式図。

【図１３】従来例のマイクロレンズアレイの断面図。

【符号の説明】

１ 凸部、２ 凹部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 加藤 幾雄 東京都大田区中馬込１丁目３番６号 株式 会社リコー内 (72)発明者 亀山 健司 東京都大田区中馬込１丁目３番６号 株式 会社リコー内 (72)発明者 滝口 康之 東京都大田区中馬込１丁目３番６号 株式 会社リコー内 Ｆターム(参考） 2H088 EA14 EA15 EA18 HA25 MA20 2H091 FA10Z FA29Z FA41Z FB02 FC01 FC22 GA03 LA30

Claims (16)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数のマイクロレンズが一体形成された
   マイクロレンズアレイにおいて、均一な凸部と同形状の
   凹部が交互に周期的に繰り返すように形成され、前記凸
   部と凹部がそれぞれレンズ機能を有し、しかも、前記凸
   部と凹部それぞれの頂点の高さに段差を生じないように
   連続的に連結されていることを特徴とするマイクロレン
   ズアレイ。
2. 【請求項２】 複数のマイクロレンズが一体形成された
   マイクロレンズアレイにおいて、均一な凸部と同形状の
   凹部が交互に周期的に繰り返す断面形状を有し、前記凸
   部と凹部がレンズ機能を有する曲線部をそれぞれ備え、
   しかも、前記凸部と凹部それぞれの頂点の高さに段差を
   生じないように連続的に連結されていることを特徴とす
   るマイクロレンズアレイ。
3. 【請求項３】 複数のマイクロレンズが一体形成された
   マイクロレンズアレイにおいて、均一な凸部と同形状の
   凹部が交互に周期的に繰り返すように形成され、前記凸
   部と凹部がレンズ機能を有する曲面部をそれぞれ備え、
   しかも、前記凸部と凹部それぞれの頂点の高さに段差を
   生じないように連続的に連結されていることを特徴とす
   るマイクロレンズアレイ。
4. 【請求項４】 前記凸部と前記凹部の形状を異なるよう
   に形成したことを特徴とする請求項１乃至３の何れかに
   記載のマイクロレンズアレイ。
5. 【請求項５】 前記凸部および前記凹部を円弧状に形成
   し、該円弧の半径が前記凸部と前記凹部で異なることを
   特徴とする請求項２記載のマイクロレンズアレイ。
6. 【請求項６】 前記凸部および前記凹部を球面状に形成
   し、該球面の曲率半径が前記凸部と前記凹部で異なるこ
   とを特徴とする請求項１又は３記載のマイクロレンズア
   レイ。
7. 【請求項７】 透明な基板上にレジストを塗布する第１
   の工程と、該第１の工程で塗布されたレジスト上にレン
   ズの外形がパターニングされたマスクパターンを被せ、
   該マスクパターンを被せたレジスト面を光露光して現像
   をおこない、不要なレジストを除去する第２の工程と、
   レジストを溶かして隣接するレジスト同士を接触させて
   レンズパターンを作製する第３の工程と、エッチングに
   より前記透明な基板に前記レンズパターンを転写してレ
   ンズを作製する第４の工程を有することを特徴とするマ
   イクロレンズアレイの製造方法。
8. 【請求項８】 透明な基板上にレジストを塗布する第１
   の工程と、該第１の工程で塗布されたレジスト上にレン
   ズの外形よりも小さく、場所により異なる径の穴を複数
   個有するグレーレベルマスクを被せ、該グレーレベルマ
   スクを被せたレジスト面に光露光して現像をおこない、
   不要なレジストを除去しレンズパターンを作製する第２
   の工程と、エッチングにより前記透明な基板に前記レン
   ズパターンを転写してレンズを作製する第３の工程を有
   することを特徴とするマイクロレンズアレイの製造方
   法。
9. 【請求項９】 平板状の透光性カバーと請求項１乃至６
   の何れかに記載のマイクロレンズアレイとの間に中間層
   を設け、前記透光性カバーと前記マイクロレンズアレイ
   を貼り合せたことを特徴とする貼り合せマイクロレンズ
   アレイ。
10. 【請求項１０】 前記マイクロレンズアレイの屈折率を
    ｎ１、前記中間層の屈折率をｎ２、前記透光性カバーの
    屈折率をｎ３とした時、ｎ２＜ｎ１、ｎ３＞ｎ２の関係
    が成り立つことを特徴とする請求項９に記載の貼り合せ
    マイクロレンズアレイ。
11. 【請求項１１】 前記マイクロレンズアレイの屈折率を
    ｎ１、前記中間層の屈折率をｎ２、前記透光性カバーの
    屈折率をｎ３とした時、ｎ２＞ｎ１、ｎ３＜ｎ２の関係
    が成り立つことを特徴とする請求項９記載の貼り合せマ
    イクロレンズアレイ。
12. 【請求項１２】 前記中間層として透光性の樹脂を使う
    ことを特徴とする請求項９乃至１１の何れかに記載の貼
    り合せマイクロレンズアレイ。
13. 【請求項１３】 前記中間層が空気であることを特徴と
    する請求項９又は１０に記載の貼り合せマイクロレンズ
    アレイ。
14. 【請求項１４】 前記マイクロレンズアレイと前記透光
    性カバーの間にスペーサを設けたことを特徴とする請求
    項９乃至１３の何れかに記載の貼り合せマイクロレンズ
    アレイ。
15. 【請求項１５】 入射光を画素毎に選択的に透過又は反
    射させる空間光変調素子と、該空間光変調素子からの出
    射光を入射する請求項９乃至１４の何れかに記載の貼り
    合せマイクロレンズアレイと、を備え、該貼り合せマイ
    クロレンズアレイの凸部間相互の周期、または凹部間相
    互の周期を前記空間変調素子の画素のピッチと一致させ
    たことを特徴とする画像表示装置。
16. 【請求項１６】 光源からの出射光を請求項１５記載の
    画像表示装置に入射し、該画像表示装置からの出射光を
    被投射部に投射することを特徴とする画像投射装置。