微镜阵列、其制法以及用于该微镜阵列的光学元件

摘要

本发明的微镜阵列的制法包括如下工序：准备透明的平板状的基板的工序；将基板安装于切割加工机的加工台的规定位置的工序；利用旋转刀在各基板的一表面以规定间隔依次形成多个相互平行的直线状槽的工序；将在一表面(表面)形成有所述直线状槽的基板以各基板的直线状槽的延伸方向在俯视时彼此正交的方式按下述(1)～(3)中任一重叠方法进行重叠的工序。(1)使一基板的表面与另一基板的背面对齐、重叠的重叠方法，(2)使各基板的表面彼此对齐、重叠的重叠方法，(3)使各基板的背面彼此对齐、重叠的重叠方法。由此，能够以低成本制造能够结成明亮且高亮度的图像的微镜阵列和光学元件。

权利要求

1.一种微镜阵列，该微镜阵列用于将配置在平板状的光学元件的一面侧的被投影物的镜像成像于相对于该光学元件的元件面与该一面侧呈面对称的另一面侧的空间位置，该微镜阵列的特征在于，将两个在透明的平板状基板的一面以规定间隔形成有多个相互平行的直线状槽的光学元件以各光学元件的直线状槽的延伸方向在俯视时彼此正交的方式按下述(A)～(C)中任一形态重叠，在该状态下，该两个光学元件构成一组，(A)一光学元件的形成有直线状槽的表面与另一光学元件的没有形成槽的背面抵接的形态；

(B)各光学元件的形成有直线状槽的表面彼此抵接的形态；

(C)各光学元件的没有形成槽的背面彼此抵接的形态。

2.一种微镜阵列，该微镜阵列用于将配置在平板状的光学元件的一面侧的被投影物的镜像成像于相对于该光学元件的元件面与该一面侧呈面对称的另一面侧的空间位置，该微镜阵列的特征在于，在构成所述光学元件的一个透明的平板状基板的一面和与该一面相反的一侧的另一面，分别以这样的方式并以规定间隔形成有多个相互平行的直线状槽：表面侧的直线状槽与背面侧的直线状槽在俯视时彼此正交。

3.一种微镜阵列的制法，该微镜阵列的制法是用于制造微镜阵列的方法，其特征在于，该微镜阵列的制法包括如下工序：准备透明的平板状的基板的工序；将该基板安装于切割加工机的加工台的规定位置的工序；利用旋转刀在所述基板的一面以规定间隔依次形成多个相互平行的直线状槽的工序；将两个形成有所述直线状槽的基板以各基板的直线状槽的延伸方向在俯视时彼此正交的方式按下述(D)～(F)中任一重叠方法进行重叠而构成一组的工序，(D)使一基板的形成有直线状槽的表面与另一基板的没有形成槽的背面对齐、重叠的重叠方法；

(E)使各基板的形成有直线状槽的表面彼此对齐、重叠的重叠方法；

(F)使各基板的没有形成槽的背面彼此对齐、重叠的重叠方法。

4.一种微镜阵列的制法，该微镜阵列的制法是用于制造微镜阵列的方法，其特征在于，该微镜阵列的制法包括如下工序：准备透明的平板状的基板的工序；将该基板安装于切割加工机的加工台的规定位置的工序；利用旋转刀在所述基板的一面以规定间隔依次形成多个相互平行的直线状槽的工序；将该基板从所述加工台上暂时卸下、使该基板表背翻转之后将该基板再次安装于该加工台的规定位置的工序；利用旋转刀在所述基板的另一面沿与一面侧的直线状槽在俯视时正交的方向以规定间隔依次形成与所述一面的情况相同的多个相互平行的直线状槽的工序。

5.一种微镜阵列，该微镜阵列用于将配置在平板状的光学元件的一面侧的被投影物的镜像成像于相对于该光学元件的元件面与该一面侧呈面对称的另一面侧的空间位置，该微镜阵列的特征在于，所述光学元件在透明的平板状基板的一表面以规定间隔形成有多个相互平行的直线状槽，所述直线状槽同与该直线状槽相邻的直线状槽之间的基板表面部分的从槽底算起的高度与该基板表面部分的宽度之比“高度/宽度”为3.0以上，所述微镜阵列是通过将两个所述光学元件上下重叠而构成的。

说明书

微镜阵列、其制法以及用于该微镜阵列的光学元件

技术领域

[0001] 本发明涉及一种将被投影物的镜像成像在空间内的微镜阵列、其制法以及用于该微镜阵列的光学元件。

背景技术

[0002] 作为用于将三维或二维的物体、图像等成像在空间内的成像光学元件，开发出一种在构成光学元件的元件面的基板(基盘)上配置多个“利用一个以上的镜面进行光的反射的单位光学元件”而成的微镜阵列。其中，将许多个凹状单位光学元件或凸状单位光学元件排列成阵列状而成的微镜阵列由于构造比较简单且预计制造成本降低而在近年来备受注目，该凹状单位光学元件或凸状单位光学元件具有与该基板垂直或以接近于与该基板垂直的角度配置的“彼此正交的两个镜面”(角反射器)(参照专利文献1)。

[0003] 作为所述微镜阵列的例子，能够列举出图12、图13中的微镜阵列。

[0004] 图12所示的凹型微镜阵列50(以下，有时也简称为“阵列”)是通过在由透明材料构成的平板状的基板3(元件面P)的一面以相对于观察者倾斜45°的棋盘格状排列许多个贯通至另一面侧的大致四方筒状的微小孔51(单位光学元件，在该例中，纵、横、深度之比大致为1：1：1)而构成的，各单位光学元件(微小孔51)的4个侧面(内壁面)中的至少两个面形成为镜面(光反射性的壁面)。

[0005] 另外，图13所示的凸型微镜阵列60是通过在由透明材料构成的基板4(元件面P)的一表面以相对于观察者倾斜45°的棋盘格状排列许多个透明的大致四棱柱状的微小凸部61(单位光学元件，在该例中，宽度、进深、高度之比大致为1：1：1的正方体)而构成的。在所述阵列60的情况下，各单位光学元件(微小凸部61)的4个侧面(壁面)中的至少两个面形成为镜面(光反射性的壁面)。

[0006] 另外，如图14所示，在从所述凹型或凸型等的微镜阵列L的一面(表或背)侧入射的光通过阵列L时，该光(双点划线)在各单位光学元件的夹着一个角K的两个镜面各反射一次(合计两次)，该反射两次后的光(通过光)将被投影物M的镜像(点划线所示的翻转像M’)成像于所述各阵列L的另一面侧的空间位置(相对于元件面P面对称的位置)。

[0007] 作为制作所述那样的凹型微镜阵列的方法，以往，采用了这样的方法：使用预先在平坦的基座上形成有许多与各凹状单位光学元件的形状相对应的微小凸部的模具(成形模具)，通过纳米压印方法或电铸方法来翻转转印所述单位光学元件的形状(专利文献1)。另外，作为制作凸型微镜阵列的方法，提出了这样的方法：使用具有许多与各凸状单位光学元件的形状相对应的微小模腔(凹部)的模具(压模)，通过注塑成形或热压成形在基板上以规定间距形成许多微小棱柱(专利文献2)。

[0008] 现有技术文献

[0009] 专利文献

[0010] 专利文献1：国际公开第WO2007/116639号

[0011] 专利文献2：日本特开2011－191404号公报

发明内容

[0012] 发明要解决的问题

[0013] 然而，在使用所述成形模具、压模的微镜阵列的制法中，在成形后，需要进行脱模(起模)工序。这样的脱模工序的存在不仅导致制造过程繁杂，而且制作成的各单位光学元件与所述成形模具等粘连在一起，在脱模时，该单位光学元件的一部分发生剥离或缺损，而导致阵列产生缺陷，因此还容易成为无法得到清晰的映像这样的问题的原因。因此，摸索一种代替这些结构的微镜阵列的结构以及不使用成形模具的新制法。

[0014] 本发明是鉴于这样的情况而做成的，其目的在于提供一种能够结成明亮且高亮度的图像的微镜阵列、用于该微镜阵列的光学元件以及能够在不经过脱模/起模的过程的情况下以低成本制造阵列的微镜阵列的制法。

[0015] 用于解决问题的方案

[0016] 为了达到所述目的，本发明的第1技术方案是一种微镜阵列，该微镜阵列用于将配置在平板状的光学元件的一面侧的被投影物的镜像成像于相对于该光学元件的元件面与该一面侧呈面对称的另一面侧的空间位置，其中，将两个在透明的平板状基板的一面通过使用旋转刀的切割加工以规定间隔形成有多个相互平行的直线状槽的光学元件以各光学
元件的直线状槽的延伸方向在俯视时彼此正交的方式按下述(A)～(C)中任一形态重叠，在该状态下，该两个光学元件构成一组。

[0017] (A)一光学元件的形成有直线状槽的表面与另一光学元件的没有形成槽的背面抵接的形态。

[0018] (B)各光学元件的形成有直线状槽的表面彼此抵接的形态。

[0019] (C)各光学元件的没有形成槽的背面彼此抵接的形态。

[0020] 另外，本发明的第2技术方案是一种微镜阵列，该微镜阵列用于将配置在平板状的光学元件的一面侧的被投影物的镜像成像于相对于该光学元件的元件面与该一面侧呈面对称的另一面侧的空间位置，其中，在构成所述光学元件的一个透明的平板状基板的一面和与该一面相反的一侧的另一面，分别通过使用旋转刀的切割加工以这样的方式并以规定间隔形成有多个相互平行的直线状槽：表面侧的直线状槽与背面侧的直线状槽在俯视时彼此正交。

[0021] 另外，为了达到相同的目的，本发明的第3技术方案是一种微镜阵列的制法，该微镜阵列的制法是用于制造所述第1技术方案所记载的微镜阵列的方法，其中，该微镜阵列的制法包括如下工序：准备透明的平板状的基板的工序；将该基板安装于切割加工机的加工台的规定位置的工序；利用旋转刀在所述基板的一面以规定间隔依次形成多个相互平行的直线状槽的工序；将两个形成有所述直线状槽的基板以各基板的直线状槽的延伸方向在俯视时彼此正交的方式按下述(D)～(F)中任一重叠方法进行重叠而构成一组的工序。

[0022] (D)使一基板的形成有直线状槽的表面与另一基板的没有形成槽的背面对齐、重叠的重叠方法。

[0023] (E)使各基板的形成有直线状槽的表面彼此对齐、重叠的重叠方法。

[0024] (F)使各基板的没有形成槽的背面彼此对齐、重叠的重叠方法。

[0025] 此外，本发明的第4技术方案是一种微镜阵列的制法，该微镜阵列的制法是用于制造所述第2技术方案所记载的微镜阵列的方法，其中，该微镜阵列的制法包括如下工序：准备透明的平板状的基板的工序；将该基板安装于切割加工机的加工台的规定位置的工序；利用旋转刀在所述基板的一面以规定间隔依次形成多个相互平行的直线状槽的工序；将该基板从所述加工台上暂时卸下、使该基板表背翻转之后将该基板再次安装于该加工台的规定位置的工序；利用旋转刀在所述基板的另一面沿与一面侧的直线状槽在俯视时正交的方向以规定间隔依次形成与所述一面的情况相同的多个相互平行的直线状槽的工序。

[0026] 另外，本发明的第5技术方案是一种微镜阵列用光学元件，在透明的平板状基板的一表面以规定间隔形成有多个相互平行的直线状槽，本发明的第6技术方案是一种微镜阵列，该微镜阵列是通过将两个该光学元件上下重叠而构成的。

[0027] 即，作为提高微镜阵列的制造效率的加工方法，本发明人打破了所述以往的利用使用模具、压模等的模具成形法这样的技术常识，考虑利用能够雕刻加工精密的槽的切割加工并进行了实施。结果，取得了这样的成功：与以往的制法相比，能够以低成本且高收率得到能够结成明亮且清晰的图像的微镜阵列。

[0028] 发明的效果

[0029] 如以上那样，在本发明的第1技术方案的微镜阵列中，基板的直线状槽通过使用旋转刀的切割加工形成，因此构成这些各槽的两侧的壁面(侧面)形成为光反射性的垂直面(镜面，即构成后述角反射器的一镜面)。另外，在一个基板以规定间隔形成有多个平行的所述直线状槽，以所述(A)～(C)中任一形态使一个基板以沿水平方向旋转90°后的状态重叠于另一个基板而构成一组。根据该结构，在沿基板表背方向(上下方向)俯视观察时，一基板侧的直线状槽的组和另一基板侧的直线状槽的组呈彼此正交的格子状，在所述槽的组彼此的交叉部位分别形成有许多由在上下方向上分离的两个镜面构成的“角反射器”。另外，这些角反射器使从所述基板(光学元件)的一面侧入射的光在构成各角反射器的两个镜面各
反射一次，并使反射后的光向另一面侧透过。由此，本发明的第1技术方案的微镜阵列能够将配置在所述基板的一面侧的被投影物的镜像明亮且清晰地成像于相对于该基板与该一
面侧呈面对称的另一面侧的空间位置。

[0030] 另外，在本发明的第2技术方案的微镜阵列中，在沿基板表背方向(上下方向)俯视观察时，分别形成于一个基板的一面和与该一面相反的一侧的另一面(表面和背面)的直线状槽组呈彼此正交的格子状，在这些槽组彼此的交叉部位分别形成有许多与所述第1技术方案的微镜阵列的情况相同的由在上下方向上分离的两个镜面构成的“角反射器”。因而，该微镜阵列也使从所述基板(光学元件)的一面侧入射的光在构成各角反射器的两个镜面各反射一次，并使反射后的光向另一面侧透过。由此，本发明的第2技术方案的微镜阵列能够将配置在所述基板的一面侧的被投影物的镜像明亮且清晰地成像于相对于该基板与该
一面侧呈面对称的另一面侧的空间位置。

[0031] 接着，本发明的第3技术方案的微镜阵列的制法具有这样的工序：通过使用旋转刀的切割加工在基板形成用于构成所述角反射器的直线状槽，之后，利用所述(D)～(F)中任一重叠方法将这些基板重叠而作为一组。由此，所述微镜阵列的制法能够精度良好且有效地形成具有所述直线状槽的光学元件和微镜阵列，并且与以往的制法相比，能够以低成本容易地制造微镜阵列。而且，所述微镜阵列的制法没有脱模(起模)等容易给阵列带来损伤的工序，因此能够提高阵列和构成该阵列的光学元件的制造成品率(收率)。并且，通过所述切割进行的槽加工能够通过以下方法来比较简单地调整光学元件的光学性能：改变槽的间隔(间距)、深度；提高光反射面(镜面)的高宽比〔高度(基板厚度方向上的长度)H与宽度(基板水平方向上的宽度)W之比〕等。由此，还具有阵列设计的自由度提高这样的优点。

[0032] 另外，本发明的第4技术方案的微镜阵列的制法也是通过使用旋转刀的切割加工分别在基板的一面(表面)侧和与该一面(表面)侧相反的一侧的另一面(背面)侧形成用于
构成所述角反射器的直线状槽，因此能够精度良好且有效地形成该直线状槽。由此，与所述第3技术方案的微镜阵列的制法同样，与以往的制法相比，能够以低成本容易地制造微镜阵列。并且，没有脱模(起模)等容易给阵列带来损伤的工序，因此能够提高阵列和构成该阵列的光学元件的制造成品率(收率)，并且在能够通过改变槽的间隔(间距)、深度等而比较简单地调整光学元件的光学性能这一点上也是同样的。

[0033] 另外，对于所述微镜阵列所使用的光学元件(光学元件单体)，在透明的平板状基板的一表面以规定间隔形成有多个相互平行的直线状槽，其中，优选使用所述直线状槽同与该直线状槽相邻的直线状槽之间的基板表面部分的从槽底算起的高度(H)与该基板表面部分的宽度(W)之比“高度H/宽度W”(所述高宽比)为3.0以上的光学元件。另外，将两个所述那样的光学元件上下重叠而构成的微镜阵列能够将被投影物的镜像更明亮且更清晰地成像于相对于该基板与该被投影物的镜像呈面对称的另一面侧的空间位置。

附图说明

[0034] 图1是表示本发明的第1实施方式的微镜阵列的构造的立体图。

[0035] 图2是本发明的第1实施方式的微镜阵列的分解立体图。

[0036] 图3是表示本发明的第2实施方式的微镜阵列的构造的立体图。

[0037] 图4是本发明的第2实施方式的微镜阵列的分解立体图。

[0038] 图5是表示本发明的第3实施方式的微镜阵列的构造的立体图。

[0039] 图6是本发明的第3实施方式的微镜阵列的分解立体图。

[0040] 图7是表示本发明的第4实施方式的微镜阵列的构造的立体图。

[0041] 图8的(a)是从上下方向观察本发明的微镜阵列内部的角反射器部分而得到的俯视图，图8的(b)是表示该角反射器的一个(一个角反射器的一对镜面)立体构造的示意图。

[0042] 图9是本发明的实施方式的微镜阵列的制法中使用的切割加工机的概略结构图。

[0043] 图10是用于说明本发明的实施例的镜像的投影实验的方法的示意图。

[0044] 图11是通过摄像机拍摄本发明的实施例的空间像(文字)的样子而得到的参考照片。

[0045] 图12是放大表示以往的凹型微镜阵列的构造的示意图。

[0046] 图13是放大表示以往的凸型微镜阵列的构造的放大示意图。

[0047] 图14是用于说明微镜阵列所进行的镜像的成像样式的示意图。

具体实施方式

[0048] 接着，基于附图详细地说明本发明的实施方式。

[0049] 图1是表示本发明的第1实施方式的微镜阵列的构造的立体图，图2是该微镜阵列的分解立体图。此外，为了容易理解设在基板(1、1’)的各直线状的槽1g、1’g的构造，而对该槽进行了放大图示(以下的图也同样。)。另外，将形成有槽1g、1’g的面作为“表(日文：おもて)面”侧1a、1’a，将没有形成槽1g、1’g的面作为“背(日文：うら)面”侧1b、1’b，将基板的槽
1g、1’g的雕刻未达到的平板状部位作为板状部1c、1’c，以此进行说明。

[0050] 图1所示的本发明的第1实施方式的微镜阵列10形成为这样的“成像光学元件”，该“成像光学元件”用于将配置在阵列10的一面侧(表面10a侧或背面10b侧)的被投影物的镜像成像于相对于该阵列10的元件面P与该一面侧呈面对称的另一面侧(背面10b侧或表面10a侧)的空间位置。对于构成该微镜阵列10的各光学元件(基板1、1’)，如图2所示，在透明的平板状的基板1、1’的上侧的表面1a、1’a通过使用后述的旋转刀(J)的切割加工而以规定间隔分别形成有多个相互平行的直线状的槽1g和槽1’g。另外，对于所述微镜阵列10，使用这些相同形状的两个光学元件(基板1、1’)，以设在各基板1、1’上的各槽1g和槽1’g所延伸的连续方向在俯视时彼此正交的方式使上侧的一基板1’相对于下侧的另一基板1旋转，在旋转后的状态下，使上侧的基板1’的没有形成槽1’g的背面1’b(板状部1’c)抵接于下侧的基板1的形成有槽1g的表面1a，而使这些基板1、1’彼此上下重叠，从而构成一组阵列。这是本发明的第1实施方式的微镜阵列10的特征。

[0051] 对所述微镜阵列10的结构进行详细的说明，构成各光学元件的基板1、1’(形成槽1g、1’g之前的基板)是用于雕刻加工所述直线状的槽1g、1’g的基体，例如由玻璃、丙烯酸树脂等可见光的透过率为80％以上的材料形成。该基板1、1’通常为具有一定厚度的硬质的板状(厚度大致为0.5mm～10.0mm)，在其上表面(表面1a、1’a)通过切割加工而雕刻形成有所述直线状的各槽1g、1’g。此外，所述直线状的槽1g同与其相邻的槽1g之间的未雕刻形成有槽的基板表面部分由于相邻的槽的形成而成为朝向基板1的一面突出的凸部(凸条部或凸
条部位)。并且，所述各槽1g、1’g的雕刻未达到的平板状部位(板状部1c、1’c)成为由于雕刻而残留并形成在各槽1g、1’g之间的所述凸条部的支承基台。

[0052] 所述基板1、1’的槽1g、1’g是利用切割加工机的旋转刀(参照图9中的切割刀片J等)形成的，并以沿一方向以规定间隔(间距)且相互平行的方式形成于基板1、1’的加工对象面(表面)。此外，构成这些槽1g、1’g的侧面(壁面)是通过使用所述旋转刀的切割加工而形成的，因此该侧面(壁面)形成为光反射性的垂直面(镜面)。在此，在本发明中主旨是，对于垂直面，既包括是与基板底面(或槽底面)严格垂直的面的情况，还包括相对于基板底面立起的立起角度稍微(例如大致2°以下)偏移的情况，只要光反射性为大致相同程度即可。

[0053] 另外，对于通过使用切割刀片J的雕刻加工而得到的槽1g、1’g，虽然还取决于所述刀片J的厚度(端面之间的总厚度)，但通常在使用厚度大致为0.015mm(15μm)～0.3mm(300μm)的刀片J的情况下，能够形成槽宽(G)大约为20μm～350μm、槽深(H)大致为约50μm～500μm的槽1g、1’g，没有形成这些槽1g、1’g的其余区域(凸条部)呈宽度(W)大约为50μm～300μm、高度(H)大致为约50μm～500μm(与槽的深度相同)的平行的肋状。

[0054] 另外，对于形成有所述直线状的各槽1g、1’g的两个基板1、1’，在如图2所示那样使上侧的一基板1’相对于下侧的另一基板1水平旋转90°后的状态(即、下侧的基板1与上侧的基板1’的相位相差90°的状态)下，使上侧的基板1’的背面1’b(板状部1’c的下侧面)与下侧的基板1的表面1a(上侧面)抵接、重叠，从而构成图1那样的一组(一体)微镜阵列10〔所述(A)的形态〕。此时，如所述那样，下侧的基板1与上侧的基板1’的相位相差90°，因此形成为相同形状的基板1和基板1’的各槽1g、1’g成为在俯视时槽1g、1’g的延伸方向(连续方向)彼此正交的配置〔从立体角度而言为“扭转的位置”，参照图8的(b)〕。

[0055] 在该状态下，在沿基板表背方向(上下方向)观察所述微镜阵列10时〔参照图8的(a)〕，上侧的基板1’的各槽1’g与下侧的基板1的各槽1g在俯视时呈彼此正交的格子状，在它们的交叉部位分别形成有由上侧的基板1’的各槽1’g的光反射性的垂直面(镜面K2)和下侧的基板1的各槽1g的光反射性的垂直面(镜面K1)构成的角反射器〔一个角反射器的在上下方向上分离的一对面，图8的(b)〕。

[0056] 根据以上的结构，所述微镜阵列10使从所述阵列10的一面侧入射的光在基板1’的各槽1’g的光反射性的垂直面(镜面)和基板1的各槽1g的光反射性的垂直面(镜面)各反射一次，反射后的光向另一面侧透过。由此，本第1实施方式的微镜阵列10能够如图14那样将配置在阵列10的一面侧的被投影物的镜像成像于相对于该阵列10与该一面侧呈面对称的另一面侧的空间位置。

[0057] 另外，与以往产品相比，对于如所述那样使基板1、1’重叠时形成的各角反射器，构成各角反射器的光反射性的垂直面(在垂直方向上分离的各镜面K1、K2)的外观上的假想高宽比〔高度(基板厚度方向上的长度)H与宽度(凸条部在基板水平方向上的宽度)W之比＝H/W，参照图8的(b)〕较大，因此在所述镜面反射较多的光，能够投影出明亮且清晰的镜像(关于“图8”和“假想高宽比”，通过后述详细地说明。)。

[0058] 另外，构成所述微镜阵列的光学元件(光学元件单体)也能够通过除之前说明的使用旋转刀的切割加工以外的方法制作。但是，对于高高宽比(高度H/宽度W为3.0以上)的光学元件的有效的制作，优选采用使用旋转刀的切割加工。

[0059] 另外，对于构成所述微镜阵列的上下两个光学元件，优选将相同规格(相同标准)的光学元件以表－背、背－表等方式重叠来进行使用，但若不考虑光反射效率的降低，则还能够将槽宽、间距、凸条部的高度等不同的不同规格(不同形状)的光学元件重叠来进行使用。

[0060] 接着，说明本发明的第2实施方式。

[0061] 图3是表示本发明的第2实施方式的微镜阵列的构造的立体图，图4是该微镜阵列的分解立体图。

[0062] 图3所示的本发明的第2实施方式的微镜阵列20也形成为这样的“成像光学元件”：该“成像光学元件”用于将配置在阵列20的一面侧(表面20a侧或背面20b侧)的被投影物的镜像成像于相对于该阵列20的元件面P与该一面侧呈面对称的另一面侧(背面20b侧或表面
20a侧)的空间位置。构成该微镜阵列20的各光学元件也与所述第1实施方式同样地，在透明的平板状的基板1、1’的表面1a、1’a通过使用后述的旋转刀(J)的切割加工而以规定间隔形成有多个相互平行的直线状的槽1g和槽1’g。此外，各光学元件(基板1、1’)的构造与在第1实施方式中使用的基板1、1’的构造相同，因此省略详细的说明。

[0063] 该第2实施方式的微镜阵列20与第1实施方式的微镜阵列10的不同点在于，如图4所示，使上侧的一基板1’的表背(上下)翻转，从而使形成有槽1’g的表面1’a朝向下方来进行使用。即，所述微镜阵列20通过以下方式构成图3那样的一组阵列20〔所述(B)的形态〕：使用两个相同形状的光学元件(基板1、1’)，如图4那样，使上侧的一基板1’表背翻转，并使该基板1’相对于下侧的另一基板1旋转了90°，在该状态下，以使下侧的基板1的形成有槽1g的表面1a抵接于上侧的基板1’的形成有槽1’g的表面1’a、且设在各基板1、1’的各槽1g和槽1’g的延伸方向在俯视时彼此正交的方式将这些基板1、1’彼此上下重叠。这是本发明的第2实施方式的微镜阵列20的特征。

[0064] 采用所述结构，下侧的基板1与上侧的基板1’的相位也相差90°，因此形成为相同形状的基板1和基板1’的各槽1g、1’g如图3那样成为槽1g、1’g的延伸方向在俯视时彼此正交的配置〔从立体角度而言为“扭转的位置”，图8的(b)〕。因此，在沿基板表背方向(上下方向)观察所述微镜阵列20时，上侧的基板1’的各槽1’g与下侧的基板1的各槽1g在俯视时呈彼此正交的格子状，在它们的交叉部位分别形成有由上侧的基板1’的各槽1’g的光反射性的垂直面(镜面)和下侧的基板1的各槽1g的光反射性的垂直面(镜面)构成的角反射器〔图8的(a)〕。

[0065] 因而，在第2实施方式的微镜阵列20的情况下，也是，从所述阵列20的一面侧入射的光在基板1’的各槽1’g的光反射性的垂直面(镜面)和基板1的各槽1g的光反射性的垂直面(镜面)各反射一次，反射后的光向另一面侧透过。由此，本第2实施方式的微镜阵列20也能够如图14那样将配置在阵列20的一面侧的被投影物的镜像成像于相对于该阵列20与该一面侧呈面对称的另一面侧的空间位置。另外，所述角反射器的各光反射性的垂直面(镜面)的高宽比〔外观上的假想高宽比、H/W，图8的(b)〕较大，因此，与以往产品相比，与所述第
1实施方式同样地，能够投影出明亮且清晰的镜像。

[0066] 另外，对于所述第2实施方式的微镜阵列20，也能够使各光学元件(基板1、1’)以位置调换(相反)的方式进行重叠。图5是表示这样形成的第3实施方式的微镜阵列30的构造的立体图，图6是所述微镜阵列30的分解立体图。

[0067] 如该图5和图6那样，第3实施方式的微镜阵列30通过以下方式构成一组阵列30〔所述(C)的形态〕：使用两个相同形状的光学元件，使下侧的一基板1’表背翻转，使该基板1’相对于上侧的另一基板1旋转了90°，在该状态下，以使上侧的基板1的背面1b(板状部1c的下侧面)与下侧的基板1’的背面1’b(板状部1’c的上侧面)对接、且设在各基板1、1’上的各槽1g和槽1’g的延伸方向在俯视时彼此正交的方式将这些基板1、1’彼此上下重叠。

[0068] 采用所述第3实施方式的微镜阵列30的结构，基板1和基板1’的各槽1g、1’g也配置为在俯视时呈槽1g、1’g的延伸方向彼此正交的格子状，因此在它们的交叉部位分别形成有由上侧的基板1的各槽1g的光反射性的垂直面(镜面)和下侧的基板1’的各槽1’g的光反射性的垂直面(镜面)构成的角反射器〔图8的(a)〕，从而能够实现与所述微镜阵列20同样的效果。另外，能够增大所述角反射器的各光反射性的垂直面(镜面)的高宽比〔外观上的假想高宽比、H/W，图8的(b)〕这一点也与所述第1实施方式、第2实施方式相同。

[0069] 接着，说明本发明的第4实施方式。

[0070] 图7是表示本发明的第4实施方式的微镜阵列的构造的立体图。

[0071] 图7所示的本发明的第4实施方式的微镜阵列40也形成为这样的“成像光学元件”：该“成像光学元件”用于将配置在阵列40的一面侧(表面40a侧或背面40b侧)的被投影物的镜像成像于相对于该阵列40的元件面P与该一面侧呈面对称的另一面侧(背面40b侧或表面
40a侧)的空间位置。所述第1实施方式的微镜阵列10～第3实施方式的微镜阵列10～30是通过使用两个在一面加工有直线状的槽1g、1’g的基板1、1’而构成的，相对于此，该第4实施方式的微镜阵列40由一个基板2(光学元件)构成。

[0072] 即、对于所述微镜阵列40(光学元件)，如图7所示，在透明的平板状的基板2的上侧的表面2a和下侧的背面2b分别通过使用后述的旋转刀(J)的切割加工而以规定间隔形成有多个彼此平行的直线状的槽2g和槽2g’，这些表面2a侧的各槽2g和背面2b侧的各槽2g’配置为在俯视时其形成方向(连续方向)彼此正交。这是本发明的第4实施方式的微镜阵列40的特征。

[0073] 构成所述微镜阵列40(光学元件)的基板2(形成槽2g、2g’之前的基板)与所述基板1同样地是用于雕刻加工直线状的槽2g、2g’的基体，例如由玻璃、丙烯酸树脂等可见光的透过率为80％以上的材料(光学元件材料)形成。该基板2通常为具有一定厚度的硬质的板状(厚度大致为0.5mm～10.0mm)，在其上面(表面2a)和下面(背面2b)通过切割加工而雕刻形成有所述直线状的各槽2g、2g’。此外，所述各槽2g、2g’的雕刻未达到的平板状部位(板状部
2c)成为由于雕刻而残留并形成在各槽2g、2g’之间的凸条部位的支承基台。

[0074] 另外，基板2的槽2g、2g’是利用切割加工机的旋转刀(参照图9中的切割刀片J)形成的，并分别以沿一方向以规定间隔(间距)且相互平行的方式形成于基板2的加工对象面(表面2a、背面2b)。这样的双面加工能够通过这样实施：在一面(例如表面2a)形成槽2g之后，从切割加工机上暂时卸下所述基板2，以使基板2以表背(上下)翻转后的状态安装基板2，并且在基板2的另一面(背面2b)以与所述一面(表面2a)侧之间改变90°相位的方式(沿在俯视时与表面2a侧的槽2g正交的方向)形成与所述一面(表面2a)的情况相同的多个相互平行的直线状槽2g’。

[0075] 另外，与所述第1实施方式～第3实施方式同样，构成各槽2g、2g’的侧面(壁面)是通过使用所述旋转刀的切割加工而形成的，因此该侧面(壁面)构成光反射性的垂直面(镜面)。另外，对于通过使用切割刀片J的雕刻加工而得到的槽2g、2g’的槽宽，虽然还取决于所述刀片J的厚度(端面之间的总厚度)，但通常在使用厚度大致为0.015mm(15μm)～0.3mm(300μm)的刀片J的情况下，能够形成槽宽(G)大约为20μm～350μm的宽度、槽深(H)大致为约
50μm～500μm的槽2g、2g’，没有形成这些槽2g、2g’的其余区域(凸条部位)呈宽度(W)大约为
50μm～300μm、高度(H)大约为50μm～500μm(与槽的深度相同)的平行的肋状。

[0076] 采用以上的结构，也是，在沿基板表背方向(上下方向)观察所述微镜阵列40时，上侧(表面40a侧)的各槽2g与下侧(背面40b侧)的各槽2g’在俯视时呈彼此正交的格子状，在它们的交叉部位分别形成有由表面40a侧的各槽2g的光反射性的垂直面(镜面)和背面40b侧的各槽2g’的光反射性的垂直面(镜面)构成的角反射器〔图8的(a)〕。因而，在第4实施方式的微镜阵列40的情况下，也是，从所述阵列40的一面侧入射的光在表面40a侧的镜面和背面40b侧的镜面各反射一次，反射后的光向另一面侧透过〔图8的(b)〕。由此，本第4实施方式的微镜阵列40也能够如图14那样将配置在阵列40的一面侧的被投影物的镜像成像于相对
于该阵列40与该一面侧呈面对称的另一面侧的空间位置。

[0077] 另外，在所述微镜阵列40的情况下，所述角反射器的各光反射性的垂直面(镜面)的高宽比(外观上的假想高宽比、H/W图8的(b)))也变大，因此，与以往产品相比，能够投影出明亮且清晰的镜像。

[0078] 此外，所述微镜阵列40是在一个基板2的表面、背面形成所述槽2g、2g’，因此具有这样的特征：上侧(表面40a侧)的镜面与下侧(背面40b侧)的镜面在垂直方向上的距离较近，从而容易得到比较明亮的镜像。并且，与其他实施方式的微镜阵列相比，还具有能够将阵列自身(总厚度)构成得较薄这样的优点。

[0079] 接着，说明所述各实施方式的镜像的成像样式。

[0080] 图8的(a)是沿上下方向观察本发明的微镜阵列内部的角反射器部分而得到的俯视图，图8的(b)是表示该角反射器的一个(一个角反射器的一对镜面)立体构造的示意图。
另外，在图8的(b)中，作为所述各实施方式的代表，以形成有槽1g、1’g的表面1a、1’a彼此抵接而形成的第2实施方式(图3、图4)的微镜阵列(20)的结构为基础，省略掉基板(1、1’)的板状部(1c、1’c)和槽(1g、1’g)部的图示，并且为了容易观察主要部分的结构(角反射器的上下分离的镜面K1、K2)，而仅示意性地图示了许多凸条部位(表面1a、1’a的各槽之间的未加工部分)中的、处于在俯视时槽(凸条)的延伸方向彼此正交的配置(从立体角度而言为“扭转的位置”)的上下各一条(上侧的基板1’侧和下侧的基板1侧各一个)的交叉部分。

[0081] 另外，在所述其他实施方式(第1、第3、第4)中，还存在这样的情况：在这些表面1’a的凸条部位和下侧的表面1a的凸条部位之间夹持有基板的板状部(1c、1’c、2c)等，所述各镜面K1、K2之间的上下距离进一步扩大，但原理上能够视为相同结构的角反射器，在俯视时也为与所述同样的图8的(a)那样。

[0082] 在所述微镜阵列(20)的情况下，也与图14所示的以往例同样地，在从微镜阵列的一面(表或背)侧入射的光通过阵列时，在沿上下方向观察阵列时，如图8的(a)那样，入射的光(双点划线)在夹着一个角(假想角部)的两个镜面(K1、K2)各反射一次(合计两次)，该反射两次后的光(通过光)将被投影物M的镜像(翻转像M’)成像于所述阵列的另一面侧的空间位置(相对于元件面呈面对称的位置)。

[0083] 在从立体(三维)角度对其进行观察时，如图8的(b)那样，在本发明的微镜阵列(20)中，各单位光学元件的一光反射面〔形成于下侧的表面1a的凸条的内壁面(镜面)的假想区域：K1〕与另一光反射面〔形成于上侧的表面1’a的凸条的内壁面(镜面)的假想区域：
K2〕配置为在上下方向上隔有距离(扭转的位置关系)，因此从所述阵列的一面(图中靠被投影物M的下表面)入射到下侧的表面1a的凸条内的光(双点划线)在所述下侧的镜面(区域)
K1反射一次，接着在进入了的上侧的表面1’a的凸条内的镜面(区域)K2反射第二次，之后，朝向相对于元件面(表面1a、1’a的凸条之间的抵接面T)呈面对称的方向从所述阵列的另一面(靠翻转像M’的上表面)射出〔参照图8的(b)和图14〕。

[0084] 在采用所述那样的镜像的成像样式的微镜阵列的情况下，认为其镜像(翻转像M’)的明亮度、清晰度与通过(透过)所述元件面(表面1a、1’a的凸条之间的抵接面T)的光量成正比。即，在所述阵列内反射两次并通过所述阵列的光的量(通过光量)受分别与所述元件面(T)相邻的各镜面(区域)K1、K2的大小(有效面积)、光反射率影响，特别是，在反射面(镜面与空气层之间的界面)的光反射为全反射的情况下，其通过光量与所述各镜面(区域)K1、K2的面积(＝所述镜面的外观上的“假想高宽比”)成正比。

[0085] 在此，采用后述的本发明的微镜阵列的制法，所述微镜阵列的设计自由度较高，并且能够利用切割刀片J形成期望形状〔槽宽G和槽G的间距(槽的间隔＝凸条部的宽度W)以及槽深(凸条部的高度H)〕的单位光学元件。因而，与以往产品相比，在本发明的微镜阵列和构成该微镜阵列的光学元件的情况下，能够增大构成各角反射器的光反射性的垂直面(在垂直方向上分离的各镜面K1、K2)的外观上的有效面积和其假想高宽比〔假想区域的高度(基板厚度方向上的长度)H与宽度(凸条部在基板水平方向上的宽度)W之比＝H/W，参照图8的(b)〕，由此，能够投影出明亮且高亮度的清晰的镜像。

[0086] 另外，对于通过使用所述切割刀片J的雕刻加工而得到的槽(1g、1’g、2g、2g’等)的优选的形状，如之前也有所说明那样为：槽宽G大约为20μm～350μm，槽深(H)大致为约50μm～500μm。通过这样得到的没有形成所述槽的其余区域(凸条部)的优选的形状为：基板水平方向上的宽度W大约为50μm～300μm，基板厚度方向上的高度H大约为50μm～500μm(与槽的深度相同)。另外，在俯视观察所述阵列(基板)时，“凸条部的宽度W与槽宽G之比(W/G)”优选为1.0以上，更优选为3.0以上(光学元件单体也同样)。在该情况下，槽的间距由“G+W”表示。

[0087] 另外，对于通过使所述基板(凸条部)重叠而形成的各单位光学元件(角反射器)的光反射面(镜面上的假想区域K1、K2)的理想形状的“假想高宽比(H/W)”，优选为1.0以上，更优选为3.0以上〔参照图8的(b)〕。

[0088] 接着，对制造所述各实施方式的微镜阵列以及用于该微镜阵列的光学元件的方法进行说明。

[0089] 图9是本发明的实施方式的微镜阵列的制法中使用的切割加工机的概略结构图。其中，图中的附图标记J表示切割刀片(旋转刀)，附图标记S表示加工用移动台，附图标记WP表示加工对象的基板(工件)。

[0090] 所述第1实施方式的微镜阵列10的制造是通过这样进行的，即：准备透明的平板状的基板(1)，将该基板作为工件WP安装于切割加工机(参照图9)的加工台(移动台S)的规定位置，利用旋转刀(切割刀片J)在所述基板的表面(一面)以规定间隔依次形成多个相互平行的直线状槽(1g、1’g)，接着，使用两个形成有所述直线状槽的基板(光学元件)，如图2那样，以一基板1的表面1a与另一基板1’的背面1’b对齐、且各基板1、1’的直线状槽1g、1’g所延伸的连续方向在俯视时彼此正交的方式将基板1与基板1’重叠而作为一组。以下，按工序顺序对此进行说明。

[0091] 在使用所述切割加工机(切割锯)制作微镜阵列10时，首先，作为欲加工成阵列10的基板(工件WP)，准备例如由丙烯酸树脂等可见光的透过率为80％以上的材料形成的平板状的基板。〔基板准备工序〕

[0092] 接着，如图9所示，利用粘合带或粘合剂等将该基板以加工对象面朝上(刀片J侧)的方式粘贴于所述移动台S上的规定位置，将该基板作为工件WP进行安装固定(临时固定)。其中，也可以是，不使用粘合剂等，而是利用夹盘、虎钳等来把持工件WP。〔工件安装工序〕[0093] 接着，使所述移动台S移动至加工开始位置，使所述刀片J高速旋转，并使该刀片J下降至能够雕刻所述工件WP的位置，按照预先程序设定好的顺序，使所述工件WP(移动台S)沿水平方向(x轴方向)滑动移动，从而在工件WP的加工对象面(表面)雕刻加工期望深度(50μm～500μm)的直线状槽。

[0094] 若一个直线状槽的雕刻操作结束，则使所述移动台S移动至下一槽的加工开始位置，再次使所述工件WP以规定输送速度沿水平方向(x轴方向)滑动移动，从而加工所述下一槽。并且，沿一方向(y轴方向)以规定间隔(间距)反复进行该直线状槽的雕刻加工，从而沿规定方向(该时点的y方向)形成多个相互平行的直线状槽1g、1’g。〔槽形成工序〕

[0095] 更详细地说明所述切割加工机，该制法中使用的加工机(参照图9)是被称作切割机或切割锯等的加工机，包括安装于高速旋转的轴(未图示)的顶端的旋转刀(切割刀片J等金刚石刀片)、用于载置并临时固定在加工后成为微镜阵列的基板(工件WP)的加工台(移动台S)、以及用于使该移动台S与所述刀片J的旋转和上下动作相对应地沿三轴(x、y、z)方向移动并绕z轴(θ)旋转的台驱动部件等。

[0096] 所述切割刀片J在设于大致环状的极薄外周刃的外周面的刃部(根据情况的不同，也可以是左右的侧端面)设有由小径的工业用金刚石形成的磨粒。其中，使用厚度(端面方向的总厚度)大致为约0.015mm(15μm)～0.3mm(300μm)的刀片J，通过使用该刀片J的雕刻加工得到的槽1g、1’g的宽度大致为约0.02mm～0.35mm。另外，在该例中，使用外周面(切削刃面)扁平的刀片J，但也可以使用所述切削刃面的截面形状为三角形、圆形、椭圆形等的刀片。

[0097] 如图9那样，用于临时固定所述工件WP的移动台S设置在能够至少沿x、y两轴方向使位置移动(定位)自如的滑动件(直动式轴承)上，在该例中，构成为还能够沿z轴方向升降(未图示)以及绕该z轴(θ)旋转。另外，各轴向(绕轴)的台驱动部件是与通用的工作机械等同样的机构，因此不进行说明，但使用步进马达、致动器等，能够进行移动台S的间歇动作、准确的位置控制以及程序设定好的定度行进。另外，根据切割机的不同，还存在这样的结构：多个所述轴和刀片J在彼此分离的位置或附近配置有多组，能够同时雕刻加工多个平行槽。

[0098] 另外，也可以是，将所述移动台S的位置固定，使轴和刀片J的位置沿水平方向移动、旋转，从而雕刻与所述同样的直线状槽。另外，用于切割刀片J的金刚石磨粒通常是粒径大致为#240～#5000的磨粒，但考虑到切割后的光反射面(槽的两侧壁)的表面粗糙度(优选镜面)，则优选磨粒的粒径为#1000以上。

[0099] 接着，在对所述工件WP的加工对象面进行的槽的雕刻作业完成预订条数之后，将该工件WP从移动台S上卸下，设置新的工件WP，反复进行槽的雕刻加工，从而在多个工件WP(基板)加工相同形状且相同图案的直线状槽。

[0100] 接着，使用两个形成有所述直线状槽的基板(光学元件)，如图2那样，以一基板1的表面1a与另一基板1’的背面1’b对齐、且各基板1、1’的直线状槽1g和槽1’g的延伸方向在俯视时彼此正交的方式将基板1、1’重叠〔所述(D)的重叠方法〕。之后，利用粘接剂、双面粘合带等将这些基板1、1’以彼此重叠的状态固定而构成为一体(一组)，从而得到第1实施方式的微镜阵列10。〔基板重叠工序〕

[0101] 其中，作为固定所述基板1、1’的方法，除了使用如所述粘接剂、双面粘合带等那样的通过夹在基板与基板之间而将这些基板固定的构件、剂的方法之外，还可以通过利用虎钳、壳体(外壳)等从所述阵列10的周围夹持或包围所述阵列10来进行固定。即使构成所述微镜阵列10的各基板1、1’的重叠位置(水平方向的位置)稍微偏移，出现在上侧的槽1g与下侧的槽1’g的交叉部位的各角反射器的光学性能也不会发生改变，因此即使各基板1、1’的位置是不分开的程度的宽松的固定，也已足够。

[0102] 采用所述第1实施方式的微镜阵列的制法，能够精度良好且有效地形成所述直线状的槽1g、1’g。另外，所述微镜阵列的制法没有像模具成形法等那样给阵列带来损伤的工序，能够提高阵列制造的效率(收率)。因而，与以往的制法相比，本发明的微镜阵列的制法能够以低成本容易地制造微镜阵列。

[0103] 接着，对制造所述第2实施方式的微镜阵列20的方法进行说明。其中，第2实施方式的微镜阵列20的制法与所述第1实施方式的微镜阵列10的制法的不同在于，使基板1、1’重叠的工序(重叠方法)，因此主要说明该工序。

[0104] 与所述第1实施方式的制法同样，在制造所述第2实施方式的微镜阵列20时，准备透明的平板状的基板(光学元件)，将该基板作为工件WP安装于切割加工机(参照图9)的加工台(移动台S)的规定位置，利用旋转刀(切割刀片J)在所述基板的一表面以规定间隔依次形成多个相互平行的直线状槽(1g、1’g)。

[0105] 接着，使用两个形成有所述直线状槽的基板(1、1’)，如图4那样，使上侧的一基板1’表背(上下)翻转，使该基板1’相对于下侧的另一基板1水平旋转了90°，在该状态下，以上侧的基板1’的形成有槽1’g的表面1’a(板状部1’c的下侧面)与下侧的基板1的形成有槽1g的表面1a抵接、且设在各基板1、1’的各槽1g和槽1’g的延伸方向在俯视时彼此正交的方式将基板1、1’重叠〔所述(E)的重叠方法〕。之后，利用粘接剂、双面粘合带等将所述基板1、1’以彼此重叠的状态固定而构成为一体(一组)，从而得到第2实施方式的微镜阵列20。

[0106] 与所述第1实施方式同样，作为固定所述基板1、1’的方法，除了使用粘接剂、双面粘合带等通过夹在基板与基板之间而将这些基板固定的构件、剂的方法之外，还可以通过利用虎钳、壳体(外壳)等从所述阵列20的周围夹持或包围所述阵列20来进行固定。另外，对于以所述(B)的形态和(E)的重叠方法重叠的第2实施方式的微镜阵列20，在各基板重叠后各基板1、1’的槽1g、1’g彼此朝向内侧，因此具有这样的优点：在制作成阵列后，妨碍光反射的尘土、灰尘等异物进入这些槽1g、1’g内的可能性较低，光反射性能随着时间的推移而出现的降低较少。

[0107] 接着，在制造所述第3实施方式的微镜阵列30的情况下，也能够与所述同样地制作阵列30。但是，在最后使基板1、1’彼此重叠时，采用这样的重叠方法：将表背翻转了的基板1’配置在基板1的下侧，使基板1’相对于上侧的另一基板1旋转了90°，在该状态下，以上侧的基板1的背面1b(板状部1c的下侧面)与下侧的基板1’的背面1’b(板状部1’c的上侧面)抵接、且设在各基板1、1’的各槽1g和槽1’g的延伸方向在俯视时彼此正交的方式将该基板1、
1’重叠〔所述(F)的重叠方法〕。

[0108] 采用所述第2实施方式、第3实施方式的微镜阵列的制法，也能够与第1实施方式同样地精度良好且有效地形成所述直线状的槽1g、1’g。并且，所述微镜阵列的制法也没有像模具成形法等那样给阵列带来损伤的工序，能够提高阵列制造的效率(收率)。

[0109] 接着，对制造所述第4实施方式的微镜阵列40的方法进行说明。此外，第4实施方式的微镜阵列40的制法中使用的切割加工机也是与之前说明的加工机相同的构造，因此省略其详细的说明。

[0110] 在制造所述第4实施方式的微镜阵列40时，准备透明的平板状的基板(2)，将该基板作为工件WP安装于切割加工机(参照图9)的加工台(移动台S)的规定位置，利用旋转刀(切割刀片J)在所述基板的一表面(加工对象面)以规定间隔依次形成多个相互平行的直线状槽(2g、2g’)。

[0111] 接着，将该基板(工件WP)从所述加工台S上暂时卸下并使该基板(工件WP)表背翻转，之后以所述基板的背面(加工对象面)朝上的状态再次将该基板作为工件WP安装于该加工台S的规定位置，利用所述切割刀片J在该背面沿与形成在所述表面侧的各直线状槽正交的方向以规定间隔依次形成多个相互平行的直线状槽(2g、2g’)。由此，能够制作出图7所示那样的、在沿基板表背方向(上下方向)观察的情况下形成在表面40a侧的各槽2g和形成在背面40b侧的各槽2g’呈俯视彼此正交的格子状的微镜阵列40。

[0112] 采用所述第4实施方式的微镜阵列的制法，也能够与第1实施方式～第3实施方式同样地精度良好且有效地形成所述直线状的槽2g、2g’。并且，没有像以往的模具成形法等那样给阵列带来损伤的工序，能够提高阵列制造的效率(收率)。

[0113] 实施例

[0114] 接着，对制作所述第1实施方式～第4实施方式的微镜阵列的实施例进行说明。其中，本发明并不限定于以下的实施例。

[0115] [实施例1]

[0116] 首先，准备作为基板的亚克力板，通过切割制作第1实施方式的微镜阵列。

[0117] 〈亚克力板〉

[0118] 丙烯酸树脂制基板(平板)：50mm×50mm×厚度2mm

[0119] 〈切割加工机〉

[0120] DISCO公司制，自动切割锯，DAD3350

[0121] 〈切割条件〉

[0122] ·切割刀片〈DISCO公司制，NBC－Z2050〉，刀片厚度25μm

[0123] ·轴转速：30000rpm

[0124] ·台输送速度：3.0mm/sec

[0125] ·冷却：喷淋式冷却器(水)1L/min，喷淋式喷嘴(水)0.5L/min

[0126] 〈光学元件的制作〉

[0127] 将所述亚克力板粘贴、固定于粘合带〈切割带：日东电工公司制，エレップ〉，在该状态下，将所述亚克力板固定体设于切割加工机〈DISCO公司制〉的夹盘台(加工台)。之后，在所述〈切割条件〉所示的条件下，在所述亚克力板的加工对象面(上表面)以隔有100μm的间隔(间距)的方式雕刻(挖出)加工规定个数的相互平行的宽度为30μm、深度为300μm的槽，制作了图2、图4、图6所示那样的作为制作单位的光学元件。此外，制作了多个光学元件。

[0128] 使用两个所述得到的光学元件，如图2那样，使上侧的一光学元件(基板)相对于下侧的另一光学元件(基板)水平旋转了90°，在该状态下，使上侧的光学元件的背面(下侧面)抵接、重叠于下侧的光学元件的表面(上侧面〔) 所述(A)、(D)的结构〕，利用少量的粘接剂〈日本アクリサンデー公司制，アクリサンデー接着剤〉粘接固定阵列的四个角，来制作了实施例1的微镜阵列(参照图1)。

[0129] [实施例2]

[0130] 使用两个所述得到的光学元件，如图4那样，使上侧的一光学元件(基板)表背翻转，使该光学元件相对于下侧的另一光学元件(基板)水平旋转了90°，在该状态下，使上侧的光学元件的表面(下侧面)抵接、重叠于下侧的光学元件的表面(上侧面〔) 所述(B)、(E)的结构〕，利用少量的粘接剂〈日本アクリサンデー公司制，アクリサンデー接着剤〉粘接固定阵列的四个角，来制作了实施例2的微镜阵列(参照图3)。

[0131] [实施例3]

[0132] 使用两个所述得到的光学元件，如图6那样，使下侧的一光学元件(基板)表背翻转，使该光学元件相对于上侧的另一光学元件(基板)水平旋转了90°，在该状态下，使上侧的光学元件的背面(下侧面)抵接、重叠于下侧的光学元件的背面(上侧面〔) 所述(C)、(F)的结构〕，利用少量的粘接剂〈日本アクリサンデー公司制，アクリサンデー接着剤〉粘接固定阵列的四个角，来制作了实施例3的微镜阵列(参照图5)。

[0133] [实施例4]

[0134] 准备作为基板的亚克力板，通过切割，制作了与所述实施例1～3中使用的光学元件相同的光学元件〔在一表面(表面)雕刻形成有多个平行的槽的亚克力板〕。接着，将该亚克力板从加工台上暂时卸下，使该亚克力板表背翻转并旋转了90°，之后，使用所述粘合带，以所述亚克力板的背面(第2加工对象面)朝上的状态再次将该亚克力板安装于该加工台上。之后，在所述〈切割条件〉所示的条件下，在所述亚克力板的第2加工对象面(上表面)沿与形成在表面侧的各直线状槽正交的方向雕刻(挖出)加工规定个数的与形成在所述表面
侧的槽(宽度为30μm，深度为300μm，间隔为100μm)为相同形状的直线状槽，来制作了图7所示那样的实施例4的微镜阵列。

[0135] 将得到的实施例1～4的微镜阵列(L)设置为水平，在该微镜阵列(L)的下侧位置如图10那样以倾斜45°的状态配置了液晶显示面板(LCD)。之后，若使规定亮度的评价用图像(1cm×1cm见方的白色)显示于所述LCD，则在使用所述实施例1～4的微镜阵列中的任一微镜阵列的情况下，所述评价用图像的镜像(图中由虚线表示)均成像于以元件面P为基准与所述评价用图像呈面对称的空间位置。由此可知，所述各实施例的微镜阵列均作为成像光学元件发挥作用。

[0136] 接着，变更构成本发明的微镜阵列的各光学元件(基板)的槽深和凸条部的高度H，制作微镜阵列的光反射面〔假想区域K1、K2－参照图8的(b)〕的“高度(基板厚度方向上的长度)H与宽度(凸条部在基板水平方向上的宽度)W之比”〔高宽比(H/W)〕和有效光反射面积各不相同的微镜阵列(实施例5～10)，使用这些微镜阵列，通过与所述“实施例1”相同的方法(图10)，比较在对显示于液晶显示器(LCD)的规定图像进行投影的情况下镜像(空间图像)的“明亮度(亮度)”和图像的“清晰度(可视性)”。

[0137] 其中，对亚克力板进行切割的〈切割条件〉使用与所述“实施例1”相同的加工条件。另外，制作出的微镜阵列的尺寸利用显微镜〈日本基恩士公司制，VHX－200〉和激光显微镜〈日本基恩士公司制，VK－9700〉进行观察、测量。在所述实施例5～10中，使用的切割刀片相同，因此除了所述槽深(凸条部的高度H)之外，槽宽G(30μm)和凸条部的宽度W(70μm)及其槽间距(G+W)在全部的实施例中均相同。

[0138] 另外，所述微镜阵列通过以下方式构成图3那样的一组微镜阵列〔所述(B)、(E)的结构〕：如图4那样，使用两个同一规格(同一标准)的光学元件，以使一基板1’的形成有槽1’g的表面1’a与另一基板1的形成有槽1g的表面1a抵接、且设在各基板1、1’的各槽1g和槽1’g的延伸方向在俯视时彼此正交的方式将这些基板1、1’彼此上下重叠。

[0139] [镜像(空间像)的明亮度测量]

[0140] 将得到的实施例5～10的微镜阵列(L)如图10那样设置为水平，在该微镜阵列(L)的下侧的规定位置以倾斜45°的状态配置LCD。之后，使规定亮度的评价用图像(1cm×1cm见方的白色)显示于所述LCD，从自投影在以元件面P为基准与所述LCD呈面对称的空间位置的镜像(图中由虚线表示)起向上方离开50cm的位置，以正对镜像的向下45°的角度测量镜像的明亮度(亮度)。其中，所述镜像的明亮度的测量在暗室中进行。并且，镜像的明亮度的测量使用了亮度计〈Q 日本拓普康公司制，BM－9〉。

[0141] [镜像(文字)的可视性评价]

[0142] 继所述“镜像的明亮度测量”之后，在同样的配置(参照图10)下，使规定亮度的评价用图像(在白色的背景中显示1个文字为2mm×2mm见方的黑色文字“日东电工”明朝体)显示于所述LCD，从自投影在以元件面P为基准与所述LCD呈面对称的空间位置的镜像(图中由虚线表示)起向上方离开50cm的位置，以正对镜像的向下45°的角度肉眼观察镜像。其中，所述镜像的可视性评价在室内荧光灯下(300勒克斯以上)进行。并且，在评价中，将能够清楚地看到文字的详细部分的情况评价为“S”，将能够看到文字但不清楚的情况评价为“A”，将无法看到文字的情况评价为“F”。

[0143] 所述测量的结果表示在以下的“表1”中。

[0144] [表1]

[0145]

[0146] 根据所述“表1”的“明亮度(亮度)”的结果，能够确认的是，光反射面的假想高宽比(H/W)越大(实施例5→实施例9)，所述镜像的明亮度(亮度)越提高。另外，在所述亮度小于0.4cd/m2的实施例5、6的情况下，图像中的文字的识别稍微有点儿难，在所述亮度为0.4cd/
2
m以上的实施例7～10的情况下，为能够明确地猜读文字的状态。

[0147] 将所述“镜像(文字)的可视性”的结果较好的实施例7～10的实际的文字(镜像)的样子的例子作为参考照片表示在图11中。文字图像的可视性受周围环境(明亮度)、分辨率的影响，因此不能一概而论，但根据所述参考照片的结果能够判断为：优选镜像(投影像)的2 2
亮度(绝对值)为0.4cd/m以上，更优选为0.5cd/m以上。

[0148] 其中，在所述实施例中，使用使两个同一规格(同一标准)的光学元件的形成有槽1’g的表面(1a、1’a)彼此抵接而构成的微镜阵列〔参照图3。所述(B)的结构〕进行了试验，但即使尝试使用使没有形成槽1’g的背面(1b、1’b)彼此抵接而构成的微镜阵列〔参照图5。所述(C)的结构〕进行试验，也能够得到大致相同的结果。

[0149] 在所述实施例中，示出了本发明的具体形态，但所述实施例只不过是单纯的例示，并不能进行限定性解释。对于本领域技术人员而言显而易见的各种变形均包含在本发明的范围内。

[0150] 产业上的可利用性

[0151] 采用本发明的微镜阵列、其制法以及用于该微镜阵列的光学元件，能够高效地制造能够结成明亮且高亮度的图像的微镜阵列。并且，本发明的微镜阵列的制法有助于其成本降低。

[0152] 附图标记说明

[0153] 1、1’、基板；1a、1’a、表面；1b、1’b、背面；1c、1’c、板状部；1g、1’g、槽；2、基板；2a、表面；2b、背面；2g、2g’、槽；3、4、基板；10、20、30、40、微镜阵列；10a、20a、30a、40a、表面；10b、20b、30b、40b、背面；50、微镜阵列；51、微小孔；60、微镜阵列；61、微小凸部；K、角；K1、K2、镜面；L、微镜阵列；M、被投影物；M’、翻转像；P、元件面；Q、亮度计；J、刀片；S、移动台；WP、工件。