JP2022018677A - 透過型スクリーンの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】露光光により作られた開口アレイが、映像光の一部を遮蔽することを抑制する。【解決手段】スクリーン２０はレンズアレイ２１と開口アレイ２４とを備え、レンズアレイ２１のアレイ面Ｐａにレンズが配列されている。映像光Ｐｉｃが角度αで傾きながらレンズ２２ｒに入射し、レンズ２２ｒで屈折し、開口アレイ２４を通過し、出射するとき、及び、露光光Ｅｘｐが角度βで傾きながらレンズ２２ｒに入射し、レンズ２２ｒで屈折するとき、特定の条件式を満たす。【選択図】図６

Description

本発明はマイクロレンズアレイを備える透過型スクリーンの製造方法に関する。

特許文献１はマイクロレンズアレイとその反対側に配置された開口アレイとを備える透過型のスクリーンの製造方法を開示している。かかる方法では、片面にマイクロレンズアレイの形成された透明基材上に開口アレイを形成する。まず透明基材表面のマイクロレンズアレイの配置された面とは反対側の面にネガティブレジストを塗布する。次にマイクロレンズアレイ側から透明基材に向かって露光光を照射する。露光光でネガティブレジストを露光し、さらに現像することでレジストパターンを形成する。レジストパターンを形成した透明基材の面上に金属膜を形成する。レジストパターンを除去することで金属膜からなる開口アレイを形成する。

上記の方法でスクリーンを作製した後、マイクロレンズアレイ側からスクリーンに映像光が投射されるように、スクリーンを配置する。これによりヘッドアップディスプレイを製造できる。ここでマイクロレンズアレイの有するマイクロレンズに関する露光光の像点距離と、映像光の像点距離とが等しくなるように、露光光及び映像光の少なくともいずれか一方を調整する。

国際公開第２０１７／１２２６５１号

上記態様において、焦点距離の調整だけでは露光光の光路と映像光の光路との間にずれが生じる可能性がある。この場合、露光光を用いて作られた開口アレイが、映像光の一部を遮蔽することがある。本発明は露光光により作られた開口アレイが、映像光の一部を遮蔽することを抑制するための方法を提供することを目的とする。

［１］ ヘッドアップディスプレイ用の中間スクリーンを製造する方法であって、
前記中間スクリーンは、その背面にマイクロレンズアレイを有する透明基材と、前記透明基材の正面に設けられた開口アレイとを備える透過型のスクリーンであり、
前記マイクロレンズアレイのアレイ面Ｐａにレンズが配列されており、
前記アレイ面Ｐａ上の任意のレンズ（以下、基準レンズという。）に関して、任意の投影視方向から投影視した時に、可視光線を含む映像光が前記アレイ面Ｐａの法線に対して角度αで傾きながら前記基準レンズに入射し、前記基準レンズで屈折し、前記開口アレイを通過し、前記正面側に向かって出射するものであり、ここで前記透明基材の厚みＴ（μｍ）と前記基準レンズの焦点距離Ｆ（μｍ）とは下記式の通り表され、

前記開口アレイを形成する際、
前記マイクロレンズアレイを形成した前記透明基材の前記正面側にレジストを配し；
紫外光線を含む露光光にて前記レジストを露光するところ、前記投影視方向から投影視した時に、前記露光光は前記アレイ面Ｐａの法線に対して角度βで傾きながら前記基準レンズに入射するとともに、前記基準レンズで屈折し、またαとβとは下記式の通り表され、

ｎ_Ｖｉｓ：可視光線に対する前記透明基材の屈折率
ｎ_ＵＶ：紫外光線に対する前記透明基材の屈折率
θ：マイクロレンズアレイのアレイ面Ｐａに対するレンズ面の傾斜の最大値；
前記レジストを現像することで前記正面にレジストパターンを形成し；
前記レジストパターンを形成した前記透明基材の面上に遮光膜を形成することで前記遮光膜に開口アレイを形成する方法。
［２］ 前記マイクロレンズアレイは、前記スクリーンの縦方向に平行であるとともに前記アレイ面に直交する各断面を通じて横向きにシリンドリカルな凸面と、前記スクリーンの横方向に平行であるとともに前記アレイ面に直交する各断面を通じて縦向きにシリンドリカルな凸面とが併合した、クロスシリンドリカルな凸レンズ面である、
［１］の方法。
［３］ 前記焦点距離Ｆに関して、前記スクリーンの縦方向に直交するレンズ断面上の経線から求められる焦点距離と、前記スクリーンの横方向に直交するレンズ断面上の経線から求められる焦点距離との内、前記厚みＴに近い値を有するものが選択されるよう、前記投影視方向が選択される、
［１］～［２］のいずれかの方法。
［４］ 前記スクリーンの縦方向に直交するレンズ断面上の経線から求められる焦点距離と、前記スクリーンの横方向に直交するレンズ断面上の経線から求められる焦点距離とが等しく、またこれらが前記焦点距離Ｆに相当し、
前記映像光を前記スクリーンの横方向及び縦方向から投影視した時に、前記アレイ面Ｐａの法線に対して前記映像光が成す角度の内、より大きい方が前記角度αとして選択されるように、前記投影視方向が選択される、
［１］～［３］のいずれかの方法。
［５］ 前記遮光膜は金属膜であり、
前記レジストはネガティブフォトレジストであり、
さらに前記レジストパターンを除去することで、前記遮光膜に開口アレイを形成する、
［１］～［４］のいずれかの方法。
［６］ 前記レジストはポジティブフォトレジストであり、
前記レジストパターン上に斜め方向から金属スパッタを吹き付けることで前記遮光膜に開口アレイを形成する、
［１］～［５］のいずれかの方法。
［７］ 前記マイクロレンズアレイの各レンズに対して、前記開口アレイの各開口が組になっている、
［１］～［６］のいずれかの方法。
［８］ その背面にマイクロレンズアレイを有する透明基材と、前記透明基材の正面に設けられた遮光膜であって開口アレイを有するものとを備える透過型の中間スクリーンを、プロジェクターと組み合わせたヘッドアップディスプレイの使用であって、
前記マイクロレンズアレイのアレイ面Ｐａにレンズが配列されており、
前記アレイ面Ｐａ上の任意のレンズ（以下、基準レンズという。）に関して、任意の投影視方向から投影視した時に、波長λ_ＵＶの紫外光線が前記アレイ面Ｐａの法線に対して角度βで傾きながら前記基準レンズに入射する条件のもとで、前記遮光膜は、前記紫外光線が前記マイクロレンズアレイで屈折することで形成される前記紫外光線の影に一致し、ここで前記透明基材の厚みＴ（μｍ）と前記基準レンズの焦点距離Ｆ（μｍ）とは下記式の通り表され、

波長λ_Ｖｉｓの可視光線を含む映像光を前記プロジェクターが前記中間スクリーンの前記背面に照射すると、前記映像光は前記基準レンズで屈折し、前記開口アレイを通過し、前記正面側に向かって出射するところ、前記アレイ面Ｐａの法線に対して角度αで傾きながら前記基準レンズに入射するものであり、またαとβとは下記式で表される関係を有し、

ｎ_Ｖｉｓ：波長λ_Ｖｉｓの可視光線に対する前記透明基材の屈折率
ｎ_ＵＶ：波長λ_ＵＶの紫外光線に対する前記透明基材の屈折率
θ：マイクロレンズアレイのアレイ面Ｐａに対するレンズ面の傾斜の最大値、
前記中間スクリーンより出射する前記映像光を、さらに透明な光学素子に反射させることで映像を観察者に提示できるように、透明な光学素子の前に前記ヘッドアップディスプレイを配置する、
使用。
［９］ 前記光学素子は自動車の窓ガラスであり、
前記観察者は前記自動車の乗員である、
［８］の使用。

本発明により露光光により作られた開口アレイが、映像光の一部を遮蔽することを抑制するための方法を提供することを目的とする。

スクリーンと光源の斜視図。 アレイ面の斜視図。 マイクロレンズの拡大図。 マイクロレンズのＹ－Ｚ平面投影図。 マイクロレンズのＸ－Ｚ平面投影図。 スクリーンの断面図。 開口アレイ形成の流れ図。 スクリーンの断面図。 波長と絶対屈折率とのグラフ。 スクリーンの断面図。 スクリーンの断面図。 マイクロレンズの焦点距離の比較図。 マイクロレンズの焦点距離の比較図。 開口アレイ形成の流れ図。 スクリーンと光源の斜視図。 角度αと角度α_ｔｉｌｔとのグラフ。 スクリーンの右側面図。 露光光の入射の角度と透過率とのグラフ。 露光光の入射の角度と透過率とのグラフ。 露光光の入射の角度と透過率とのグラフ。 露光光の入射の角度と透過率とのグラフ。 露光光の入射の角度と透過率とのグラフ。

＜スクリーンとマイクロレンズの基本構成＞

まず製造すべきスクリーンの特徴を図１から図６を用いて説明する。図１は斜め視したスクリーン２０と光源３０を示す。スクリーン２０は背面（Ｒｅａｒ）にレンズアレイ２１を備える。本実施形態において便宜的に＋Ｚ方向を正面（Ｆｒｏｎｔ）とし、－Ｚ方向を背面とする。背面から見てスクリーン２０の左方向を＋Ｘ方向とする。スクリーン２０の上方向を＋Ｙ方向とする。

図１において、レンズアレイ２１はマイクロレンズアレイである。レンズアレイ２１はレンズ２２ｐ，２２ｑ及び２２ｒを初めとして無数のマイクロレンズを備える平坦膜である。レンズアレイの形状は全て同一でもよく、また数種類のレンズが混在していても良い。以下、平坦膜を構成する面をアレイ面という場合がある。図中においてマイクロレンズは模式的に拡大して表示されている。マイクロレンズは＋Ｘ軸方向及び＋Ｙ軸方向に格子状に隙間なく配置されている。マイクロレンズアレイの配置方法は正方格子配列などの矩形格子でもよく、あるいは六角格子配列でも良い。

図１に示すスクリーン２０はリアスクリーン、リアタイプスクリーン又はリアプロジェクションスクリーンと呼ばれる透過型のスクリーンである。スクリーン２０をヘッドアップディスプレイに用いることができる。光源３０から映像光を投射することで、スクリーン２０をヘッドアップディスプレイの中間スクリーンとして用いることができる。

図２はマイクロレンズアレイのアレイ面Ｐａの斜視図である。アレイ面Ｐａは平坦である。アレイ面Ｐａ上に長方形のマイクロレンズが配列されている。図中では任意に選ばれたマイクロレンズとしてレンズ２２ｒが描かれている。以下レンズ２２ｒを基準レンズという場合がある。レンズ２２ｒは長方形のマイクロレンズである。レンズ２２ｒの縦方向及び横方向がアレイ面Ｐａ上の縦方向及び横方向に揃えられている。

図２において映像光Ｐｉｃがレンズ２２ｒに入射する。映像光Ｐｉｃは可視光線である。映像光Ｐｉｃは赤、緑及び青の三原色を含んでいる。映像光ＰｉｃはＸＹ平面上に広がるレンズアレイに対して斜めに入射する。

図３はマイクロレンズの拡大図である。レンズ２２ｒは、いわゆるクロスシリンドリカル型の非球面レンズである。レンズ２２ｒは、いわゆる光軸に対して回転対称なレンズではない。レンズ２２ｒは、Ｙ軸と平行な半円柱レンズのレンズ面とＸ軸と平行な半円柱レンズのレンズ面とが、一つの面上で融合したような形状を有する。図中においてレンズ２２ｒのレンズ面上の格子線はレンズの形状を説明するための補助線であり、実際のレンズ面には刻まれていない。

一態様において図３に示すレンズ２２ｒはＹ―Ｚ平面と平行な断面における経線が全て等しく、Ｘ－Ｚ平面と平行な断面における経線が全て等しい形状を有する。従って、縦方向と横方向とで焦点距離が異なっていてもよい。すなわちレンズ２２ｒは、意図的に非点収差を与えられたレンズであってもよい。

図３においてレンズ２２ｒは横向きにすなわちＸ軸方向の向きにシリンドリカルである。具体的にはレンズ２２ｒの縦方向すなわちＹ軸方向に平行であるとともにアレイ面Ｐａに直交する各断面、すなわちＹ－Ｚ平面に平行な各断面を通じてシリンドリカルである。レンズの曲率半径がいずれの断面においても等しい。図中にはＹ－Ｚ平面に平行な一断面が斜めのハッチングとともに例示されている。

図３においてさらにレンズ２２ｒは縦向きにすなわちＹ軸方向の向きにシリンドリカルである。具体的にはレンズ２２ｒの横方向に平行であるとともにアレイ面Ｐａに直交する各断面、すなわちＸ－Ｚ平面に平行な各断面を通じてシリンドリカルである。レンズの曲率半径がいずれの断面においても等しい。

レンズ２２ｒは長方形レンズ（Ｒｅｃｔａｎｇｕｌａｒ ｌｅｎｓ）である。一態様においてレンズ２２ｒは正方形レンズ（Ｓｑｕａｒｅ ｌｅｎｓ）でもよい。レンズ２２ｒは縦横の長さが一致していない長方形でもよい。正方形レンズを含め、長方形レンズは平坦なアレイ面上に隙間なく並べられることが特徴である。

図４は図２に記載のレンズ２２ｒのＹ－Ｚ平面投影図である。投影視方向は横方向すなわちＸ軸に平行な方向である。レンズ２２ｒ及び映像光Ｐｉｃ投影視した時、映像光Ｐｉｃがアレイ面Ｐａの法線に対して角度αで傾きながらレンズ２２ｒに入射する。

図５は図２に記載のレンズ２２ｒのＸ－Ｚ平面投影図である。投影視方向は縦方向すなわちＹ軸に平行な方向である。レンズ２２ｒ及び映像光Ｐｉｃ投影視した時、映像光Ｐｉｃがアレイ面Ｐａの法線に対して角度αで傾きながらレンズ２２ｒに入射する。

図６はＹ－Ｚ平面と平行な断面におけるスクリーン２０を示す。光路を分かりやすくするため各部材のハッチングを省略している。スクリーン２０は透明基材２３と、開口アレイを有する遮光膜２４とを備える。

透明基材２３の材質は樹脂でもよい。樹脂の例は、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリスチレン（ＰＳ）、シクロオレフィンポリマー樹脂（ＣＯＰ）、アクリル系紫外線硬化性樹脂、エポキシ系熱硬化樹脂などである。二種類以上の樹脂を二層以上重ね合わせて透明基材２３を作製してもよい。

遮光膜２４は透明基材２３の正面の平坦な面に設けられる。遮光膜２４の開口アレイは遮光部２５で取り囲まれた開口部２６ｐ，２６ｑ，２６ｒ及びその他の開口部からなる。本実施形態では遮光膜２４それ自体を開口アレイと呼ぶ場合がある。マイクロレンズアレイ中のレンズ２２ｐ，２２ｑ及び２２ｒに対して、開口アレイを構成する開口部２６ｐ，２６ｑ及び２６ｒがそれぞれ組になっている。

図６においてレンズアレイ２１中のレンズ２２ｐ，２２ｑ及び２２ｒはＹ軸方向に間隔Ｐｙで並んでいる。レンズ間の間隔のことを周期という場合がある。図中では映像光Ｐｉｃが透明基材２３の背面側よりレンズ２２ｒに入射する。映像光Ｐｉｃはレンズ２２ｒで屈折する。映像光Ｐｉｃはさらに遮光膜２４の開口アレイを通過する。具体的には開口部２６ｒを通過する。映像光Ｐｉｃはスクリーン２０の正面側に向かって出射する。

＜色収差の考慮＞

図６に示す開口アレイを備える遮光膜２４はセルフアライメント露光により形成される。遮光膜２４を形成する際には透明基材２３の正面側にレジストを塗布した後、紫外光線を含む露光光Ｅｘｐにてレジストを露光する。図には、この時に用いる露光光Ｅｘｐの光路も示されている。

図６において露光光ＥｘｐはＸＹ平面上に広がる透明基材２３の背面側より、レンズアレイ２１に対して斜めに入射する。先に述べた通り図３ではＸ軸に平行な投影視方向から映像光Ｐｉｃを投影視している。これと同じ方向から露光光Ｅｘｐを再び投影視した場合に、断面視した図６に同様に表されるように、露光光Ｅｘｐはアレイ面Ｐａの法線に対して角度βで傾きながらレンズ２２ｒに入射する。

＜セルフアライメント露光＞

本実施形態の特徴を説明する上で、セルフアライメント露光を具体的に説明する。図７はセルフアライメント露光による遮光膜２４の形成の流れ図である。各ステップにおいて透明基材２３の正面は図の下方、透明基材２３の背面は図の上方である。まずステップＳ３１に示すように透明基材２３の正面側にレジスト４１を塗布する。一例においてレジスト４１はネガティブフォトレジストである。

図７のステップＳ３１においてレジスト４１を塗布する方法としては、スピンコート、ダイコート、スプレーコート及びロールコートなどが挙げられる。さらに塗布したレジスト４１の溶媒を揮発させるために乾燥を行う。乾燥には、ホットプレート、オーブン、真空乾燥機、赤外線ヒータなどを使える。塗布及び乾燥を行わない方法として、フイルムレジストをラミネートする方法をとれる。

図７のステップＳ３１において露光光Ｅｘｐが透明基材２３の正面からレンズ２２ｒとその他のマイクロレンズとに入射する。露光光Ｅｘｐは紫外光である。なお露光光Ｅｘｐは透明基材２３に対して斜めに入射するが図７においてはその様子は省略されている。露光光Ｅｘｐは、レンズ２２ｒとその他のマイクロレンズにて集光される。露光光Ｅｘｐでレジスト４１を露光する。

次に図７のステップＳ３２に示すように露光光Ｅｘｐによって露光した部分のレジスト４１は被露光レジスト４２ｐ，４２ｑ及び４２ｒとなる。さらにレジスト４１を現像することで透明基材２３の正面にレジストパターンを形成する。現像に際して、露光が終わったレジスト４１を透明基材２３ごと現像液に晒す。現像法は浸漬法、揺動法、パドル法及びスプレー法のいずれかでもよい。現像後は、純水にて透明基材２３を水洗いし、乾燥させる。

図７のステップＳ３２において、レジストパターンに被露光レジスト４２ｐ，４２ｑ及び４２ｒが残る。被露光レジスト４２ｐ，４２ｑ及び４２ｒはそれぞれ独立している。なぜなら、それぞれ独立したレンズ２２ｐ，２２ｑ及び２２ｒを通る露光光Ｅｘｐによって形成されるとともに、レジスト４１中の感光していない部分は除去されるからである。

次に図７のステップＳ３３においてレジストパターンを形成した透明基材２３の正面に遮光膜２４を形成する。遮光膜２４の厚みは１μｍ以下でもよい。厚みは１００ｎｍ以上、２００ｎｍ以下でもよい。遮光膜２４は金属膜でもよい。金属膜の形成は、蒸着、スパッタ及び電鋳のいずれかの手段で行ってもよい。蒸着法であれば被露光レジスト４２ｐ，４２ｑ及び４２ｒの側面に金属膜が形成されにくい。被露光レジストの側面に金属膜が形成されると後述するリフトオフがしにくい場合がある。このため蒸着法が好ましい。

図７のステップＳ３３において遮光膜２４の形成に必要な作業は透明基材２３の正面側全体に行われる。被露光レジスト４２ｐ，４２ｑ及び４２ｒ上にも遮光膜４４ｐ，４４ｑ及び４４ｒが形成される。遮光膜４４ｐ，４４ｑ及び４４ｒはそれぞれ独立している。

次に図７のステップＳ３４において遮光膜４４ｐ，４４ｑ及び４４ｒを被露光レジスト４２ｐ，４２ｑ及び４２ｒごと選択的に除去する（リフトオフ）。除去は溶剤を被露光レジスト４２ｐ，４２ｑ及び４２ｒに接触させることで行ってもよい。また溶剤に透明基材２３ごと浸漬することで被露光レジスト４２ｐ，４２ｑ及び４２ｒを除去してもよい。リフトオフを促進するために溶剤を加温してもよく、また透明基材２３に振動を与えてもよい。

以上の工程を経て、図７のステップＳ３４において遮光部２５並びに開口部２６ｐ，２６ｑ，２６ｒ及びその他開口部からなる開口アレイを備える遮光膜２４が形成される。遮光膜２４の付加された透明基材２３はスクリーンとして使用できる。なお遮光膜２４を金属膜として説明したが、他の例において遮光膜２４はブラックマトリックスでもよい。

遮光膜２４の実体部分は遮光部２５からなる。遮光部２５は露光光Ｅｘｐの影に一致している。ここでいう影とは、露光光Ｅｘｐの含む紫外光線がマイクロレンズアレイで屈折することで形成される影である。

＜交錯を回避するための照射の角度の調整＞

本実施形態の特徴はセルフアライメント露光に起因して生じる映像光と遮光膜との交錯を回避することにある。本実施形態では露光光の照射の角度の調整を行う。図８にて交錯が発生する条件を説明しつつ、これを回避するための方法を説明する。

図８は断面視したスクリーン９０を示す。スクリーン９０では露光光Ｅｘｐの入射の角度を映像光Ｐｉｃの入射の角度αと等しくした上で遮光膜９４が形成されている。映像光Ｐｉｃ及び露光光Ｅｘｐはレンズ２２ｒの界面、すなわちレンズ面で屈折する。映像光Ｐｉｃも露光光Ｅｘｐも透明基材２３内を進む。映像光Ｐｉｃの平均的な波長と露光光Ｅｘｐの平均的な波長との間には差異がある。

図８において透明基材２３における屈折率は光の波長ごとに異なる。波長の長い可視光線を有する映像光Ｐｉｃは屈折率が低い。波長の短い紫外光線を有する露光光Ｅｘｐは屈折率が高い。したがって透明基材２３はいわゆる色収差を生じる。例としてＰＭＭＡの絶対屈折率の波長依存性を図９に示す。

図８において、いわゆる色収差によってこれらの光の光路にずれが生じる。したがって開口部９６ｒを通るべき映像光Ｐｉｃの一部が遮光部９５と交錯する。本実施形態では図６に示すように交錯を回避するために露光光Ｅｘｐの入射の角度βを映像光Ｐｉｃの入射の角度αよりも大きくする。αとβとの関係は以下に示す関係を有することが好ましい。

ｎ_Ｖｉｓ：波長λ_Ｖｉｓの可視光線に対する透明基材の絶対屈折率
ｎ_ＵＶ：波長λ_ＵＶの紫外光線に対する透明基材の絶対屈折率
θ：マイクロレンズアレイのアレイ面Ｐａに対するレンズ面の傾斜の最大値

図６中では角度βは角度αと角度α_ｔｉｌｔとの和に等しい。しかしながら上記式の通り角度βは一定の範囲で変動してもよい。

可視光線の波長λ_Ｖｉｓは一例において５５０ｎｍである。紫外光線の波長λ_ＵＶは一例において３６５ｎｍである。

傾斜の最大値θはレンズ２２ｒの外縁における傾斜の値であってもよい。レンズ面上の内側に傾斜最大の部分があってもよい。傾斜の最大値θは好ましくは５度以上４０度以下、より好ましくは１０度以上２５度以下である。マイクロレンズアレイ中には傾斜の最大値θの異なる複数種のレンズが混在していてもよい。マイクロレンズアレイは単一種のレンズでからなるものでもよい。

角度α_ｔｉｌｔを表す上記式を導出する上では、図６中のレンズ２２ｒの上縁で屈折する光に着目している。ここでスネルの法則に従い、紫外光線を含む露光光Ｅｘｐの照射時に次のように表される。γは屈折角である。

可視光線を含む映像光Ｐｉｃの照射時に次のように表される。屈折角γを露光光Ｅｘｐの照射時と揃える。

上記二つの式よりｓｉｎγをキャンセルすることで角度α_ｔｉｌｔを以下の通り表せる。

図６において映像光Ｐｉｃの入射の角度αを予め決定しておき、これに合わせて露光光Ｅｘｐの入射の角度βを定めてもよい。映像光の角度αは好ましくは４０度以下、より好ましくは３５度以下、より好ましくは３０度以下、より好ましくは２５度以下である。

角度αを定めた後、図７を用いて説明したように露光光Ｅｘｐによってレジストを現像することでレジストパターンを形成する。この時、露光光Ｅｘｐの入射の角度を角度αに基づいて定めた角度βとする。さらにレジストパターンを形成した透明基材２３の面上に遮光膜２４を形成することで、遮光膜２４に開口アレイを形成する。

＜映像光と露光光とに関する留意点＞

図６についてのいくつかの留意点を述べておく。まず映像光Ｐｉｃ及び露光光Ｅｘｐの光路は本来放射状に拡散する。しかしながら、光源からスクリーンまでの距離に比べて、レンズの間隔Ｐｙは非常に小さい。したがってこれらの光は平行光と同視できる。

図６では一つの図に映像光Ｐｉｃと露光光Ｅｘｐの光路が同時に示されている。映像光Ｐｉｃはスクリーン２０の使用時にこれに対して照射される。露光光Ｅｘｐはスクリーン２０の製造時に透明基材２３に対して照射される。本実施形態において露光光Ｅｘｐと映像光Ｐｉｃとは本質的にいって、同時に照射されるものではない。ただし、遮光膜を付す前の透明基材２３に対して又は完成したスクリーン２０に対して、これらの光線を同時に照射することを本発明から除外するものではない。

図６に示すレンズ２２ｒは色収差を有するため、レンズ２２ｒに対しては光の波長ごとに焦点距離Ｆ（μｍ）が異なる。本実施形態では焦点距離Ｆ（μｍ）は波長５５０ｎｍの光に対する焦点距離である。

図６中では映像光Ｐｉｃの光路と露光光Ｅｘｐの光路とが透明基材２３内で一致している。しかしながらこれは模式的なものであり、これらの光路は厳密には一致しない。なぜならレンズ２２ｒが色収差を有しているところ、本実施形態では、角度αに合わせて角度βの大きさを調整しているだけだからである。

図２において、基準レンズとして選ばれたレンズ２２ｒはレンズアレイ２１の中心付近に位置する。基準レンズはレンズアレイ２１の上の中心にあってもよい。基準レンズは光源から最も遠い位置にあってもよい。基準レンズはレンズアレイ２１の中心を挟んで映像光の光源と反対側にあってもよい。

＜透明基材厚み＞

図６において透明基材２３の厚みＴ（μｍ）と基準レンズたるレンズ２２ｒの焦点距離Ｆ（μｍ）との関係は下記式の通り表される。厚みＴがこの範囲にあることで遮光膜２４の開口アレイの開口率を低くできる。すなわち遮光部２５による外光の遮蔽を向上できる。

＜透明基材厚みが焦点距離より大きい場合＞

次に光学的な諸条件を検討する。図１０は比較例のスクリーン８０ａが示されている。スクリーン８０ａは図６に示した透明基材２３よりも厚い透明基材８３ａからなる。透明基材８３ａはレンズアレイ２１を備える。透明基材８３ａの厚みＴ（μｍ）は、焦点距離Ｆ（μｍ）Ｆよりも３０μｍ大きい、又はそれよりも大きい。

図１０において映像光Ｐｉｃはレンズアレイ２１に入射する。透明基材８３ａの正面側において映像光Ｐｉｃが出射する際、それらのビーム径が拡大する。透明基材の正面側において、図１０に示された出射のビーム径は図８に示された出射のビーム径よりも大きい。

図１０においてスクリーン８０ａは遮光膜８４ａを備える。遮光膜８４ａは遮光部８５ａと開口部８６ｐ、８６ｑ、８６ｒ及びその他の開口からなる開口アレイを有する。開口部８６ｐ、８６ｑ及び８６ｒの径はレンズアレイ２１のレンズの間隔Ｐｙに近い値をとる。これは映像光Ｐｉｃと同様に露光光Ｅｘｐの出射のビーム径も大きくなるからである。

図１０においても、図８と同様に映像光Ｐｉｃの入射の角度αは露光光Ｅｘｐの入射の角度βに等しい。この時、映像光Ｐｉｃは開口部８６ｐ、８６ｑ及び８６ｒを通過する。さらに映像光Ｐｉｃは遮光部８５ａと交錯する。遮光部８５ａは映像光Ｐｉｃの一部を遮断する。しかしながら遮光膜８４ａの開口アレイにおいて、出射する映像光Ｐｉｃのビーム径は十分に拡大されている。したがって遮光部８５ａによる映像光Ｐｉｃの透過率の低下は小さい。

なお遮光膜は本来、外光が光学系の中で迷光となることを防止するために設けられている。遮光部が小さければ、すなわち開口アレイの開口率が大きければその効果も弱まる。このため図１０からは透明基材の厚みＴ（μｍ）は、焦点距離Ｆ（μｍ）Ｆに３０μｍを加えた値よりも小さいことが好ましいことが分かる。この場合、開口アレイの開口率は好ましくは７７．７％より小さく、好ましくは９．０％より小さく、好ましくは８．７％以下である。

＜透明基材厚みが焦点距離より小さい場合＞

図１１は比較例のスクリーン８０ｂが示されている。スクリーン８０ｂは図６に示した透明基材２３よりも薄い透明基材８３ｂからなる。透明基材８３ｂはレンズアレイ２１を備える。透明基材８３ｂの厚みＴ（μｍ）は、焦点距離Ｆ（μｍ）Ｆよりも３０μｍ小さい、又はそれよりも小さい。なお本図における焦点距離Ｆに関して、透明基材８３ｂの正面側で出射する光の屈折が考慮されるが、図には表されていない。

図１１において映像光Ｐｉｃはレンズアレイ２１に入射する。またスクリーン８０ｂは遮光膜８４ｂを備える。遮光膜８４ｂは遮光部８５ｂと開口８７ｐ、８７ｑ、８７ｒ及びその他の開口からなる開口アレイを有する。

図１１においても、図８と同様に映像光Ｐｉｃの入射の角度αは露光光Ｅｘｐの入射の角度βに等しい。この時、映像光Ｐｉｃは開口８７ｐ、８７ｑ及び８７ｒを通過する。さらに映像光Ｐｉｃは遮光部８５ｂと交錯する。遮光部８５ｂは映像光Ｐｉｃの一部を遮断する。しかしながら開口８７ｒと映像光Ｐｉｃとの間のずれは大きくない。これはレンズアレイ２１と開口アレイとの距離が小さいからである。したがって遮光部８５ｂによる映像光Ｐｉｃの透過率の低下は小さい。

なお遮光膜は本来、外光が光学系の中で迷光となることを防止するために設けられている。遮光部が小さければ、すなわち開口アレイの開口率が大きければその効果も弱まる。このため図１１からは透明基材の厚みＴ（μｍ）は、焦点距離Ｆ（μｍ）Ｆから３０μｍを引いた値よりも大きいことが好ましいことが分かる。この場合、開口アレイの開口率は好ましくは６３．３％より小さく、好ましくは９．０％より小さく、好ましくは８．７％以下である。

図６から図１１においては投影視方向は全て横方向すなわちＸ軸方向であった。しかしながら図５で示したように投影視方向は縦方向すなわちＹ軸方向でもよい。いずれの投影視方向を基準として映像光の入射角と露光光の入射角との関係を捉えるかは、以下の通り選択する。図１２及び図１３を用いて説明する。

＜クロスシリンドリカルレンズの縦横の焦点距離が異なる場合＞

図１２は縦方向Ｄｖ及び横方向Ｄｈにおけるレンズ２２ｒの焦点距離の違いを表す。本実施形態では焦点距離を考慮して縦方向Ｄｖ及び横方向Ｄｈの中から投影視方向を選択する。焦点距離Ｆｈは縦方向Ｄｖに直交する断面Ｓｈ上の経線から求められる。ここで経線上の曲率半径をＲｈとする。レンズ２２ｒは平凸レンズであるから、レンズメーカーの式よりＦｈ＝Ｒｈ／（ｎ_Ｖｉｓ－１）である。ｎ_Ｖｉｓは可視光線に対する透明基材の絶対屈折率である。焦点距離Ｆｖは横方向Ｄｈに直交する断面Ｓｖ上の経線から求められる。ここで経線上の曲率半径をＲｖとする。レンズメーカーの式よりＦｖ＝Ｒｖ／（ｎ_Ｖｉｓ－１）である。

図１２において投影視方向を縦方向Ｄｖ及び横方向Ｄｈの中から選択する際は、焦点距離が厚みＴに近くなるようにする。すなわち焦点距離Ｆｈと焦点距離Ｆｖとの内、厚みＴに近い値を有するものを選択する。露光光の入射角及び映像光の入射角の関係もこの投影視方向において規定する。

図１２において横方向Ｄｈから観察した時の厚みＴｈと焦点距離Ｆｈとの差の絶対値よりも、縦方向Ｄｖから観察した時の厚みＴｖと焦点距離Ｆｖとの差の絶対値の方が小さい。したがって、図中では投影視方向として横方向Ｄｈを選択することが好ましい。この時、焦点距離Ｆｖを上述の焦点距離Ｆとして取り扱う。

図１３は縦方向Ｄｖ及び横方向Ｄｈにおけるレンズ２２ｒの焦点距離の違いが無い状態を表す。本実施形態では映像光Ｐｉｃの入射角αを考慮して縦方向Ｄｖ及び横方向Ｄｈの中から投影視方向を選択する。映像光Ｐｉｃに代えて露光光の入射角を考慮対象としてもよい。

＜クロスシリンドリカルレンズの縦横の焦点距離が等しい場合＞

図１３において焦点距離Ｆｈは縦方向Ｄｖに対して直交する断面Ｓｈ上の経線から求められる。焦点距離Ｆｖは横方向Ｄｈに直交する断面Ｓｖ上の経線から求められる。焦点距離ＦｈとＦｖとは等しいので、これらを上述の焦点距離Ｆとして取り扱う。

図１３において映像光Ｐｉｃを縦方向Ｄｖから投影視したとき、アレイ面Ｐａの法線に対して映像光Ｐｉｃは角度Ｉｈを成している。映像光Ｐｉｃを横方向Ｄｈから投影視したとき、アレイ面Ｐａの法線に対して映像光Ｐｉｃは角度Ｉｖを成している。投影視方向を縦方向Ｄｖ及び横方向Ｄｈから選択する際は、入射角の大きい投影視方向を選択する。

図１３において角度Ｉｈ及び角度Ｉｖの内、より大きい方が上述の角度αとして選択される。図中では角度Ｉｖが角度Ｉｈより大きいので角度Ｉｈを上述の角度αとして選択する。露光光の入射角及び映像光の入射角の関係もこの投影視方向において規定する。

＜セルフアライメント露光の変形＞

図１４はセルフアライメント露光の変形例の流れ図である。以下、図７と異なる点を中心に説明する。特に説明されていない場合は図７と同様に作業を行う。まずステップＳ３６に示すように透明基材２３の正面側にレジスト４６を塗布する。レジスト４６はポジティブフォトレジストである。露光光Ｅｘｐでレジスト４６を露光する。

次に図１４のステップＳ３７に示すように露光光Ｅｘｐによって露光した部分のレジスト４６は被露光レジスト４７ｐ，４７ｑ及び４７ｒとなる。露光しない部分は硬化する。レジスト４６を現像することで透明基材２３の正面にレジストパターンを形成する。レジストパターンから被露光レジスト４７ｐ，４７ｑ及び４７ｒが除去される。

次に図１４のステップＳ３８において、レジスト４６で作られたレジストパターン上に斜め方向から金属スパッタ４８を吹き付ける。ステップＳ３９に示すようにレジスト４６上に遮光膜２４を形成する。遮光膜２４は、開口部２６ｐ、２６ｑ、２６ｒ及びその他の開口並びに遮光部２５からなる開口アレイを備える。

＜ヘッドアップディスプレイ＞

本実施形態の一態様はヘッドアップディスプレイにおけるスクリーンの利用である。図１５はヘッドアップディスプレイ５０の光学系を示す。各数値は後述する実施例にて利用したものであるため、ここでは考慮しない

図１５において、スクリーン２０を、光源３０を備えるプロジェクター５５と組み合わせることでヘッドアップディスプレイ５０を作製する。プロジェクター５５が可視光線を含む映像光Ｐｉｃをスクリーン２０の背面に照射する。

一態様において図１５に示すように、スクリーン２０を中間スクリーンとして用いる。ここで中間スクリーンの用語は観察者がスクリーン２０の正面を直接視認するわけではないことを表す。一例として光学系に対してさらに透明な光学素子５１を付加する。光学素子５１はガラス製でもよい。

図１５においてスクリーン２０は光源３０と光学素子５１との間の光路上に位置する。観察者から見てスクリーン２０は光学素子５１の手前に位置する。スクリーン２０は光学素子５１に向けて映像光を送る。スクリーン２０より出射する映像光を、さらに透明な光学素子に反射させる。これにより映像を観察者に提示する。観察者は光学素子５１で反射した映像光を視認する。

一態様において図１５に示すヘッドアップディスプレイ５０を自動車に使用できる。ここで光学素子５１は自動車の窓ガラスであってもよい。光学素子５１を観察する観察者は自動車の乗員であってもよい。

＜光源の位置関係＞

図１５に示す光学系においてスクリーン２０の表面にはマイクロレンズアレイが形成されている。また光源３０をスクリーン２０に対して－ｙ方向かつ－Ｚ方向に配置している。このため映像光が下方からレンズアレイに入射する。スクリーン２０をＺ軸方向に投影視した時、光源３０はＹ軸に平行な、スクリーン２０の中央線の延長線上に位置する。

図１５においてスクリーン２０の下端は光源３０から２４．３ｍｍとした。光源３０からスクリーン２０までの水平距離は１３７．９ｍｍとした。なお光源３０は放射状に拡がる映像光が、遡って元々収束していた点を仮想的に表したものである。

図１５においてスクリーン２０の寸法はＸ軸方向に８０ｍｍ、Ｙ軸方向に４０ｍｍとした。スクリーンの透明基材の厚みは１４０μｍとした。レンズアレイ中の格子状のレンズの周期はＸ軸方向とＹ軸方向とでそれぞれＰｘ＝Ｐｙ＝３０μｍである。レンズはクロスシリンドリカルレンズであり、Ｘ軸方向の曲率半径Ｒｈ＝６０μｍ、Ｙ軸方向の曲率半径Ｒｖ＝６０μｍである。

図１５において、Ｘ軸方向に投影視した時のレンズアレイに対する映像光の入射の角度は光源３０の迎角から求められる。この場合、映像光の入射の角度はレンズアレイ内の各レンズにおいて－Ｙ方向に対して１０度から２５度である。

図１５において、Ｙ軸方向に投影視した時のレンズアレイに対する映像光の入射の角度は光源３０の左右角から求められる。この場合、映像光の入射の角度はレンズアレイ内の各レンズにおいて＋Ｘ方向及び－Ｘ方向に対して各々０度から１６．６度である。

図１５においてスクリーン２０の正面に開口アレイを作製する。図６に示す露光光Ｅｘｐの入射の角度βを求めるため各パラメーターを検討する。まず図１３を参照する。本実施例では縦方向Ｄｖから投影視した時のレンズ２２ｒの焦点距離Ｆｈと、横方向Ｄｈから投影視した時の焦点距離Ｆｖとのいずれも１２２μｍである。そこで図６における焦点距離Ｆ＝１２２μｍとした。

図１５に戻る。本実施例では基準レンズをスクリーン２０のＹ軸方向に平行な中央線上にとる。先に述べた通り光源３０は中央線の延長線上に位置する。再び図１３を参照する。ここで映像光Ｐｉｃの入射の角度を確認する。縦方向Ｄｖから投影視した時のアレイ面Ｐａの法線に対する入射の角度Ｉｈは０度である。横方向Ｄｈから投影視した時のアレイ面Ｐａの法線に対する入射の角度Ｉｖは１０度から２５度である。そこで映像光Ｐｉｃの入射の角度αとして角度Ｉｖ＝１０度～２５度を選ぶ。

図６に戻る。レンズ２２ｒのレンズ面の傾斜の最大値θは１４．５度である。透明基材２３の材質はポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）である。波長３６５ｎｍの紫外光線の透明基材２３に対する絶対屈折率ｎ_ＵＶは１．５１４である。波長５５０ ｎｍの可視光線の透明基材２３に対する屈折率ｎ_Ｖｉｓは１．４９４である。

図１６は角度αと角度α_ｔｉｌｔとの関係を表す下記式のグラフである。角度αが１０度の時、角度α_ｔｉｌｔは０．３度である。また角度αが２５度の時、角度α_ｔｉｌｔは０．６度である。また角度αが増加すると角度α_ｔｉｌｔは単調に増加する。

図１７は右側面視した透明基材２３及び露光光Ｅｘｐの光源２９である。光源２９は波長３６５ｎｍの紫外光線を露光光Ｅｘｐとして透明基材２３に照射する。図１７において透明基材２３の下端は光源２９から２４．４ｍｍとした。光源２９から透明基材２３までの水平距離は１３４．５ｍｍとした。なお光源２９内では、放射状に拡がる露光光が遡って元々収束していることが仮想的に表されている。

図１７において露光光の入射の角度はレンズアレイ内の各レンズにおいて－Ｙ方向に対して１０．３度から２５．６度である。露光光の入射の角度βの下限を、角度α＝１０度と、角度αが１０度の時の角度α_ｔｉｌｔ＝０．３度との和とした。さらに角度βの上限を角度α＝２５度と、角度αが２５度の時の角度α_ｔｉｌｔ＝０．６度との和とした。このように配置された光源２９を用いることで透明基材２３の正面に開口アレイを形成できる。

＜映像光の透過率＞

次に露光光と映像光の入射の角度の組によって映像光の透過率がどの程度変化するかをコンピューター解析した。照明設計解析用ソフトウェアＬｉｇｈｔＴｏｏｌｓ（商標ＳＹＮＯＰＳＹＳ製）を用いて、スクリーンの正面に形成される開口アレイの開口率［％］を算出した。さらに開口アレイを透過する映像光の透過率を算出した。各パラメーターは上述の実施例に記載の通りである。

解析結果を図１８から図２０のグラフ（Ｃｈａｒｔ Ｉ、Ｃｈａｒｔ ＩＩ及びＣｈａｒｔ ＩＩＩ）に表す。図中において黒い正方形のマークは露光光と映像光の入射の角度が一致することを表す。黒いひし形のマークは露光光と映像光の入射の角度が一致しないことを表す。さらに解析結果を下記の表にまとめた。ここで透過率が１００％であることは映像光と遮光膜の交錯がない状態を示す。透過率が０％であることは遮光膜が映像光を完全に遮蔽する状態に相当する。Ｃｈａｒｔ ＩＶ及びＣｈａｒｔ Ｖは後述する。

上記図表に示すように露光光を映像光よりも傾けることで映像光の透過率を高められることが分かる。またその効果は映像光の入射の角度が大きいほど、より強く表れることが分かる。

＜基材厚みの考慮＞

先に説明した図１０では透明基材の厚みＴを焦点距離Ｆに対してより大きくしている。この場合、露光光Ｅｘｐのビーム径が拡大するので開口部８６ｒが拡大する。ここでは焦点距離Ｆ＝１２２μｍに対して透明基材の基材厚みＴを約２倍の２４０μｍとした。映像光の角度αは２５度とした。これは角度αが１０度から２５度の範囲で、角度α_ｔｉｌｔが一番大きくなる角度αの値である。

解析結果を図２１のグラフ（Ｃｈａｒｔ ＩＶ）と上記表に示す。露光光の入射の角度βによらず映像光の透過率は一様に優れている。しかしながら表に示すように遮光膜における開口率が７７．７ ％まで上昇した。これは遮光膜が外光を遮断する能力に劣ることを示す。

先に説明した図１１では透明基材の厚みＴを焦点距離Ｆに対してより小さくしている。この場合、露光光Ｅｘｐのビーム径があまり収束していないので、開口部８７ｒが拡大する。ここでは焦点距離Ｆ＝１２２μｍに対して透明基材の基材厚みＴを約１／３倍の４０μｍとした。映像光の角度αは２５度とした。

解析結果を図２２のグラフ（Ｃｈａｒｔ ＩＶ）と上記表に示す。露光光の入射の角度βによらず映像光の透過率は一様にとても優れている。しかしながら表に示すように遮光膜における開口率が６３．３％まで上昇した。これは遮光膜が外光を遮断する能力に劣ることを示す。

２０ スクリーン、 ２１ レンズアレイ、 ２２ｐ－ｒ レンズ、 ２３ 透明基材、 ２４ 遮光膜、 ２５ 遮光部、 ２６ｐ－ｒ 開口部、 ２９－３０ 光源、 ４１ レジスト、 ４２ｐ－ｒ 被露光レジスト、 ４４ｐ－ｒ 遮光膜、 ４６ レジスト、 ４７ｐ－ｒ 被露光レジスト、 ４８ 金属スパッタ、 ５０ ヘッドアップディスプレイ、 ５１ 光学素子、 ５５ プロジェクター、 ８０ａ－ｂ スクリーン、 ８３ａ－ｂ 透明基材、 ８４ａ－ｂ 遮光膜、 ８５ａ－ｂ 遮光部、 ８６ｐ－ｒ 開口部、 ８７ｐ－ｒ 開口部、 ９０ スクリーン、 ９４ 遮光膜、 ９５ 遮光部、 ９６ｒ 開口部、 Ｄｈ 横方向、 Ｄｖ 縦方向、 Ｅｘｐ 露光光、 Ｆ 焦点距離、 Ｆｈ 焦点距離、 Ｆｖ 焦点距離、 Ｉｈ 角度、 Ｉｖ 角度、 Ｐａ アレイ面、 Ｐｉｃ 映像光、 Ｐｙ 間隔、 Ｒｈ 曲率半径、 Ｒｖ 曲率半径、 Ｓ３１－Ｓ３４ ステップ、 Ｓ３６－Ｓ３９ ステップ、 Ｓｈ 断面、 Ｓｖ 断面、 Ｔ 厚み、 Ｔｈ 厚み、 Ｔｖ 厚み、 α 角度、 α_ｔｉｌｔ 角度、 β 角度、 γ 屈折角、 θ 傾斜の最大値、 λ_ＵＶ 波長、 λ_Ｖｉｓ 波長

Claims (9)

1. ヘッドアップディスプレイ用の中間スクリーンを製造する方法であって、
   前記中間スクリーンは、その背面にマイクロレンズアレイを有する透明基材と、前記透明基材の正面に設けられた開口アレイとを備える透過型のスクリーンであり、
   前記マイクロレンズアレイのアレイ面Ｐａにレンズが配列されており、
   前記アレイ面Ｐａ上の任意のレンズ（以下、基準レンズという。）に関して、任意の投影視方向から投影視した時に、可視光線を含む映像光が前記アレイ面Ｐａの法線に対して角度αで傾きながら前記基準レンズに入射し、前記基準レンズで屈折し、前記開口アレイを通過し、前記正面側に向かって出射するものであり、ここで前記透明基材の厚みＴ（μｍ）と前記基準レンズの焦点距離Ｆ（μｍ）とは下記式の通り表され、
   

   

   前記開口アレイを形成する際、
   前記マイクロレンズアレイを形成した前記透明基材の前記正面側にレジストを配し；
   紫外光線を含む露光光にて前記レジストを露光するところ、前記投影視方向から投影視した時に、前記露光光は前記アレイ面Ｐａの法線に対して角度βで傾きながら前記基準レンズに入射するとともに、前記基準レンズで屈折し、またαとβとは下記式の通り表され、
   

   

   

   ｎ_Ｖｉｓ：可視光線に対する前記透明基材の屈折率
   ｎ_ＵＶ：紫外光線に対する前記透明基材の屈折率
   θ：マイクロレンズアレイのアレイ面Ｐａに対するレンズ面の傾斜の最大値；
   前記レジストを現像することで前記正面にレジストパターンを形成し；
   前記レジストパターンを形成した前記透明基材の面上に遮光膜を形成することで前記遮光膜に開口アレイを形成する方法。
2. 前記マイクロレンズアレイは、前記スクリーンの縦方向に平行であるとともに前記アレイ面に直交する各断面を通じて横向きにシリンドリカルな凸面と、前記スクリーンの横方向に平行であるとともに前記アレイ面に直交する各断面を通じて縦向きにシリンドリカルな凸面とが併合した、クロスシリンドリカルな凸レンズ面である、
   請求項１に記載の方法。
3. 前記焦点距離Ｆに関して、前記スクリーンの縦方向に直交するレンズ断面上の経線から求められる焦点距離と、前記スクリーンの横方向に直交するレンズ断面上の経線から求められる焦点距離との内、前記厚みＴに近い値を有するものが選択されるよう、前記投影視方向が選択される、
   請求項１～２のいずれかに記載の方法。
4. 前記スクリーンの縦方向に直交するレンズ断面上の経線から求められる焦点距離と、前記スクリーンの横方向に直交するレンズ断面上の経線から求められる焦点距離とが等しく、またこれらが前記焦点距離Ｆに相当し、
   前記映像光を前記スクリーンの横方向及び縦方向から投影視した時に、前記アレイ面Ｐａの法線に対して前記映像光が成す角度の内、より大きい方が前記角度αとして選択されるように、前記投影視方向が選択される、
   請求項１～３のいずれかに記載の方法。
5. 前記遮光膜は金属膜であり、
   前記レジストはネガティブフォトレジストであり、
   さらに前記レジストパターンを除去することで、前記遮光膜に開口アレイを形成する、
   請求項１～４のいずれかに記載の方法。
6. 前記レジストはポジティブフォトレジストであり、
   前記レジストパターン上に斜め方向から金属スパッタを吹き付けることで前記遮光膜に開口アレイを形成する、
   請求項１～５のいずれかに記載の方法。
7. 前記マイクロレンズアレイの各レンズに対して、前記開口アレイの各開口が組になっている、
   請求項１～６のいずれかに記載の方法。
8. その背面にマイクロレンズアレイを有する透明基材と、前記透明基材の正面に設けられた遮光膜であって開口アレイを有するものとを備える透過型の中間スクリーンを、プロジェクターと組み合わせたヘッドアップディスプレイの使用であって、
   前記マイクロレンズアレイのアレイ面Ｐａにレンズが配列されており、
   前記アレイ面Ｐａ上の任意のレンズ（以下、基準レンズという。）に関して、任意の投影視方向から投影視した時に、波長λ_ＵＶの紫外光線が前記アレイ面Ｐａの法線に対して角度βで傾きながら前記基準レンズに入射する条件のもとで、前記遮光膜は、前記紫外光線が前記マイクロレンズアレイで屈折することで形成される前記紫外光線の影に一致し、ここで前記透明基材の厚みＴ（μｍ）と前記基準レンズの焦点距離Ｆ（μｍ）とは下記式の通り表され、
   

   

   波長λ_Ｖｉｓの可視光線を含む映像光を前記プロジェクターが前記中間スクリーンの前記背面に照射すると、前記映像光は前記基準レンズで屈折し、前記開口アレイを通過し、前記正面側に向かって出射するところ、前記アレイ面Ｐａの法線に対して角度αで傾きながら前記基準レンズに入射するものであり、またαとβとは下記式で表される関係を有し、
   

   

   

   ｎ_Ｖｉｓ：波長λ_Ｖｉｓの可視光線に対する前記透明基材の屈折率
   ｎ_ＵＶ：波長λ_ＵＶの紫外光線に対する前記透明基材の屈折率
   θ：マイクロレンズアレイのアレイ面Ｐａに対するレンズ面の傾斜の最大値、
   前記中間スクリーンより出射する前記映像光を、さらに透明な光学素子に反射させることで映像を観察者に提示できるように、透明な光学素子の前に前記ヘッドアップディスプレイを配置する、
   使用。
9. 前記光学素子は自動車の窓ガラスであり、
   前記観察者は前記自動車の乗員である、
   請求項８に記載の使用。

Images