JP2008152010A - Method for manufacturing sharpening element - Google Patents
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Abstract
【課題】マイクロレンズとアパーチャとの位置合わせ精度を高めることができる鮮鋭化素子の製造方法を提供する。
【解決手段】長手方向に離間された2つのマイクロレンズ3a上にレーザ光L1,L2を照射する。マイクロレンズアレイ(MLA)3の上面3fから反射される反射光R1,R2の反射方向を検出して、上面3fに対してレーザ光L1,L2が直交するようにMLA3の位置を補正する。レーザ光L1,L2が照射されたマイクロレンズ3aに対応するアパーチャをアパーチャアレイ(APA)4の下面側からカメラ41a,41bによってそれぞれ撮像する。撮像画像に基づき、アパーチャを通過したレーザ光L1,L2の中心が該アパーチャの中心に一致するように、MLA3とAPA4との位置合わせを行うとともに、MLA3とAPA4とを、UV硬化型の接着剤6及びスペーサ5により固着する。
【選択図】図6A method of manufacturing a sharpening element capable of increasing the alignment accuracy between a microlens and an aperture is provided.
Laser light L1, L2 is irradiated onto two microlenses 3a separated in the longitudinal direction. The reflection directions of the reflected lights R1 and R2 reflected from the upper surface 3f of the micro lens array (MLA) 3 are detected, and the position of the MLA 3 is corrected so that the laser beams L1 and L2 are orthogonal to the upper surface 3f. The apertures corresponding to the microlenses 3a irradiated with the laser beams L1 and L2 are imaged by the cameras 41a and 41b from the lower surface side of the aperture array (APA) 4, respectively. Based on the captured image, MLA3 and APA4 are aligned so that the centers of the laser beams L1 and L2 that have passed through the aperture coincide with the centers of the apertures, and MLA3 and APA4 are combined with a UV curable adhesive. 6 and the spacer 5.
[Selection] Figure 6
Description
本発明は、マイクロレンズアレイとアパーチャアレイとを組み合わせてなる露光画像の鮮鋭化素子の製造方法に関し、特に、マスクレスのデジタル露光装置に用いられる鮮鋭化素子の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a sharpening element for an exposure image formed by combining a microlens array and an aperture array, and more particularly to a method for manufacturing a sharpening element used in a maskless digital exposure apparatus.
近年、デジタル・マイクロミラー・デバイス(DMD)等の空間変調素子を利用して、画像データに応じて変調された光ビームにより、プリント基板などの被露光部材上に画像露光を行うデジタル露光装置(マルチビーム露光装置とも称される。)の開発が進められている。 In recent years, a digital exposure apparatus that performs image exposure on an exposed member such as a printed circuit board by a light beam modulated in accordance with image data using a spatial modulation element such as a digital micromirror device (DMD). Development of a multi-beam exposure apparatus is also underway.
DMDは、制御信号に応じて反射面の角度が変化する多数のマイクロミラー(微小ミラー)を半導体基板上に2次元的に配列したミラーデバイスであり、マイクロミラーごとに設けられたメモリセルに蓄積される静電気力でマイクロミラーの反射面の角度が変化されるように構成されている。 The DMD is a mirror device in which a large number of micromirrors (micromirrors) whose reflection surface angle changes according to a control signal are two-dimensionally arranged on a semiconductor substrate, and are stored in a memory cell provided for each micromirror. The angle of the reflecting surface of the micromirror is changed by the electrostatic force applied.
このデジタル露光装置では、光源から出射された光ビームをレンズ系でコリメート(平行光化)し、このレンズ系の焦点位置に配置されたDMDの各マイクロミラーを画像データ等に応じて生成した制御信号に基づきオン/オフ制御することで光ビームを変調し、変調された各光ビームを1画素毎に1つのレンズで集光させるマイクロレンズアレイ(MLA)等の光学素子を有するレンズ系により被露光部材の露光面上のスポット径を小さくして結像することで、解像度の高い露光を行うことが提案されている(例えば、特許文献1参照。)。 In this digital exposure apparatus, a light beam emitted from a light source is collimated (parallelized) by a lens system, and each DMD micromirror arranged at the focal position of the lens system is generated according to image data or the like. The light beam is modulated by on / off control based on the signal, and the modulated light beam is collected by a lens system having an optical element such as a microlens array (MLA) that collects each modulated light beam with one lens for each pixel. It has been proposed to perform exposure with high resolution by forming an image with a reduced spot diameter on the exposure surface of the exposure member (see, for example, Patent Document 1).
また、さらに解像度を高めるために、同種のデジタル露光装置において、MLAの後側に、MLAの各マイクロレンズと対応するピンホール状のアパーチャ(開口)を有するアパーチャアレイ(APA)を配置して、対応するマイクロレンズを経た光ビームのみがアパーチャを通過するように構成することが提案されている(例えば、特許文献2,3参照。)。この構成により、APAの各アパーチャに、それと対応しない隣接のマイクロレンズから光ビームが入射することが防止され、露光画像の鮮鋭化が図られる。
ところで、MLAとAPAとは、マイクロレンズの焦点位置とアパーチャの中心位置とが正確に一致するように調整して固定する必要があるが、マイクロレンズ及びアパーチャの径は非常に小さく、また、数も膨大であるため、MLAとAPAとを正確に位置合わせすることは非常に困難である。 By the way, the MLA and the APA need to be adjusted and fixed so that the focal position of the microlens and the center position of the aperture exactly coincide with each other, but the diameters of the microlens and the aperture are very small. Since it is enormous, it is very difficult to accurately align MLA and APA.
MLAとAPAとは、スペーサ等を介して紫外線(UV)硬化型の接着剤によって固着され、鮮鋭化素子としてデジタル露光装置内に組み込まれる。この鮮鋭化素子の製造時におけるMLAとAPAとの位置合わせは、それぞれに記されたアライメントマークや、それぞれの端面を基準として行われているのが現状であり、これらを基準として位置合わせを行ったとしても、マイクロレンズとアパーチャにはずれが生じている可能性があり、また、微振動などにより位置合わせ後に位置ずれが生じる可能性がある。この位置ずれは、リアルタイムに判断することができないため、製造不良の発生を防止することができない。 MLA and APA are fixed by an ultraviolet (UV) curable adhesive via a spacer or the like, and incorporated into a digital exposure apparatus as a sharpening element. The alignment of MLA and APA at the time of manufacture of this sharpening element is currently performed based on the alignment marks and the end faces of each, and alignment is performed based on these. Even so, there is a possibility that the microlens and the aperture are misaligned, and there is a possibility that the misalignment will occur after the alignment due to slight vibration. Since this misalignment cannot be determined in real time, production defects cannot be prevented.
本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、マイクロレンズとアパーチャとの位置合わせ精度を高めることができる鮮鋭化素子の製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a method for manufacturing a sharpening element that can improve the alignment accuracy between a microlens and an aperture.
上記目的を達成するために、本発明の鮮鋭化素子の製造方法は、上面が平坦であって下面に複数の凸状マイクロレンズが形成されたマイクロレンズアレイと、このマイクロレンズアレイの下面側に配設され、前記各マイクロレンズにそれぞれ対応するアパーチャが設けられてなるアパーチャアレイとからなる鮮鋭化素子の製造方法において、前記複数のマイクロレンズのうちの少なくとも2つのマイクロレンズ上に、前記マイクロレンズアレイの上面側からレーザ光を照射し、前記マイクロレンズアレイの上面から反射される前記レーザ光の反射方向を検出して、前記マイクロレンズアレイの上面に対して前記各レーザ光が直交するように補正を行い、前記各レーザ光が照射されたマイクロレンズに対応するアパーチャを前記アパーチャアレイの下面側からそれぞれ撮像し、該アパーチャを通過したレーザ光の中心が該アパーチャの中心に一致するように、前記マイクロレンズアレイと前記アパーチャアレイとの位置合わせを行うとともに、前記マイクロレンズアレイと前記アパーチャアレイとを固着することを特徴とする。 In order to achieve the above object, a method of manufacturing a sharpening element according to the present invention includes a microlens array having a flat upper surface and a plurality of convex microlenses formed on the lower surface, and a lower surface side of the microlens array. In the method of manufacturing a sharpening element comprising an aperture array that is disposed and has an aperture corresponding to each of the microlenses, the microlens is disposed on at least two microlenses of the plurality of microlenses. Laser light is irradiated from the upper surface side of the array, the reflection direction of the laser light reflected from the upper surface of the microlens array is detected, and each laser beam is orthogonal to the upper surface of the microlens array Correction is performed, and the aperture corresponding to the microlens irradiated with each laser beam is changed to the aperture array. The microlens array and the aperture array are aligned so that the center of the laser beam that has been imaged from the lower surface side of each of the apertures coincides with the center of the aperture, and the microlens array and the The aperture array is fixed.
なお、光硬化型接着剤を塗布したスペーサを介して前記マイクロレンズアレイと前記アパーチャアレイとを仮付けした状態で前記位置合わせを行うとともに、前記光硬化型接着剤に所定の光を照射することで前記マイクロレンズアレイと前記アパーチャアレイとを固着することが好ましい。 The alignment is performed in a state where the microlens array and the aperture array are temporarily attached through a spacer coated with a photocurable adhesive, and predetermined light is irradiated to the photocurable adhesive. It is preferable that the microlens array and the aperture array are fixed to each other.
また、前記光硬化型接着剤は、紫外線の照射によって硬化する紫外線硬化型接着剤であることが好ましい。 Moreover, it is preferable that the said photocurable adhesive is an ultraviolet curable adhesive hardened | cured by irradiation of an ultraviolet-ray.
また、前記位置合わせ時には、前記マイクロレンズアレイを固定し、前記アパーチャアレイを移動させることにより位置合わせを行うことが好ましい。 In the alignment, it is preferable to perform alignment by fixing the microlens array and moving the aperture array.
また、前記アパーチャアレイは、アパーチャが対応するマイクロレンズの焦点に位置するように前記マイクロレンズアレイから離間していることが好ましい。 The aperture array is preferably spaced from the microlens array so that the aperture is positioned at the focal point of the corresponding microlens.
さらに、前記マイクロレンズは、長方形状のレンズ形成領域内にマトリクス状に配置されており、前記レンズ形成領域の長辺方向に関して最大限に離間した関係にある2つのマイクロレンズに前記レーザ光を照射することが好ましい。 Further, the microlenses are arranged in a matrix in a rectangular lens forming region, and the laser light is irradiated to two microlenses that are maximally separated in the long side direction of the lens forming region. It is preferable to do.
本発明の鮮鋭化素子の製造方法では、アパーチャを透過したレーザ光を実際に観察しながら位置合わせを行うので、マイクロレンズとアパーチャとの位置合わせ精度を高めることができる。また、位置合わせを行いながらマイクロレンズアレイとアパーチャアレイとを固着させるため、振動などによって生じる固着時の位置ずれを防止することができる。 In the sharpening element manufacturing method of the present invention, alignment is performed while actually observing the laser beam transmitted through the aperture, so that the alignment accuracy between the microlens and the aperture can be increased. Further, since the microlens array and the aperture array are fixed while performing alignment, it is possible to prevent a positional shift at the time of fixing caused by vibration or the like.
図1は、鮮鋭化素子2が組み込まれたデジタル露光装置10の構成を示す。ファイバアレイ光源11は、複数の光ファイバの射出端部(発光点)がマトリクス状に配列され、ほぼ矩形(長方形)状のレーザ光を射出する。レンズ系12は、ファイバアレイ光源11から射出された照明光としてのレーザ光Bを集光する集光レンズ13と、集光レンズ13を通過した光をコリメートするロッド状オプティカルインテグレータ14と、オプティカルインテグレータ14の射出側に配置されたレーザ光BをDMD18上に結像させる結像レンズ15とから構成されている。レンズ系12は、レーザ光Bを平行光に近くかつビーム断面内強度が均一化された光束としてDMD18に入射させる。
FIG. 1 shows a configuration of a digital exposure apparatus 10 in which a
ミラー16は、レンズ系12から射出されたレーザ光Bを反射し、TIR(全反射)プリズム17を介してDMD18に照射する。DMD18は、格子状に配列されたSRAM(Static Random Access Memory)セル上に、各々画素(ピクセル)を構成するマイクロミラーが支柱に支えられて傾斜自在に設けられてなるミラーデバイスである。各マイクロミラーは、SRAMセルに書き込まれたデジタル信号に応じて反射面の角度を変化させる。したがって、露光すべき画像データに応じて、DMD18の各画素におけるマイクロミラーの傾きを制御することによって、DMD18に入射されたレーザ光Bは、各マイクロミラーの傾斜に応じた方向に反射される。
The
第1結像光学系19は、レンズ20,21からなり、レーザ光BがDMD18によって反射されることによって生成された像を所定の倍率に拡大して、鮮鋭化素子2のMLA3上に結像する。鮮鋭化素子2は、MLA3とAPA4とがスペーサ5を介して離間し、固着されたものであり、スペーサ5とMLA3との間、及びスペーサ5とAPA4との間は、UV光(波長:300〜380nm)の照射によって硬化するUV硬化型の接着剤6によって接着されている。なお、接着剤6は、UV硬化型には限られず、可視光によって硬化するものでもよく、少なくとも光硬化型の接着剤であればよい。
The first imaging
MLA3は、詳しくは後述するが、上面3fが平坦であって下面3gに多数のマイクロレンズ3aが2次元状に配列されており、マイクロレンズ3aは、レーザ光Bの伝搬方向(図中下方向)に向けて凸状となっている。各マイクロレンズ3aは、入射された像を所定の倍率で縮小して結像する。APA4は、遮光性部材に複数の円形のアパーチャ4aが2次元状に配列されたものであり、各アパーチャ4aは、各マイクロレンズ3aに一対一に対応するように配置されている。また、APA4は、マイクロレンズ3aの結像位置(焦点)3hにアパーチャ4aが位置するように、MLA3から離間されている。APA4の各アパーチャ4aに、それと対応しない隣接のマイクロレンズ3aから光が入射することが防止されるので、隣接画素への迷光の入射が抑制され、露光画像の鮮鋭度(解像度)が向上する。
As will be described in detail later, the MLA 3 has a flat
第2結像光学系22は、レンズ23,24からなり、鮮鋭化素子2から出力された像を所定の倍率に拡大、あるいは等倍率としてプリズムペア25に入射させる。プリズムペア25は、図中上下方向に移動することによって、被露光部材26上における像のピントを調節可能としている。被露光部材26は、具体的にはプリント基板であって、不図示の搬送装置により副走査送りされる。
The second imaging
図2(A)〜(C)は、MLA3の構成を示す。図2(A)に示すように、MLA3は、石英製の長方形状の透光板3bからなり、その中央部には、マイクロレンズ3aがマトリクス状に配列された長方形状のレンズ形成領域3cが形成されている。MLA3は、X方向に約21mm、Y方向に約52mmの外形を有し、厚みは約1mmである。MLA3のレンズ形成領域3c外の四隅には、クロム(Cr)からなる遮光膜が十字状にパターン形成されてなるアライメントマーク3dが配列されている。
2A to 2C show the configuration of MLA3. As shown in FIG. 2A, the
図2(B)に示すように、レンズ形成領域3cには、長辺方向(X方向)と短辺方向(Y方向)とに沿って、直径DMのマイクロレンズ3aが一定のピッチPで配列されている。具体的には、DM=34μm、P=41μmであり、X方向に1024個、Y方向に256個、合計約26万個のマイクロレンズ3aがレンズ形成領域3c内に配列されている。
As shown in FIG. 2 (B), the
図2(C)に示すように、マイクロレンズ3aは、レンズ面が球面状の凸レンズであり、平板状の透光板3bに対してドライエッチングを行い、レンズ形状を転写することにより形成されたものである。マイクロレンズ3aの外縁部及び隣接するマイクロレンズ3a間には、クロム(Cr)からなる遮光マスク3eが形成されている。
As shown in FIG. 2C, the
図3(A)〜(C)は、APA4の構成を示す。図3(A)に示すように、APA4は、石英製の長方形状の透光板4bの下面4fに、円形状のアパーチャ4aが形成された遮光膜4e(図3(C)参照)が付けられてなる。APA4は、MLA3とほぼ同一形状であり、アパーチャ形成領域4cは、レンズ形成領域3cと同一の位置に形成されている。APA4のアパーチャ形成領域4c外の四隅には、遮光膜4eが十字状にパターン形成されてなるアライメントマーク4dが配列されている。アライメントマーク4dは、MLA3のアライメントマーク3dと同一の位置に配置されている。
3A to 3C show the configuration of APA4. As shown in FIG. 3A, the
図3(B)に示すように、アパーチャ形成領域4cには、MLA3の各マイクロレンズ3aに一対一に対応するように、同一の位置に、同一のピッチPで、同数(X方向に1024個、Y方向に256個、合計約26万個)アパーチャ4aが配列されている。アパーチャ4aの直径DAは、マイクロレンズ3aの直径DMより小さく、具体的には、DA=14μmである。
As shown in FIG. 3B, the
図3(C)に示すように、アパーチャ4aは、透光板4bの下面4fに付けられたクロム(Cr)からなる遮光膜4eがパターン形成された透光孔である。なお、APAは、透光板に遮光膜が付けられたものでなくてもよく、遮光板に物理的な孔(ピンホール)が形成されたものであってもよい。また、アパーチャの平面形状は、円形状でなくてもよく、例えば、四角形であってもよい。
As shown in FIG. 3C, the
以下に、上記のように構成されたMLA3とAPA4とを固着して、鮮鋭化素子2を製造する方法について説明を行う。図4に示すように、スペーサ5は、石英からなる四角柱状の部材であり、長手方向(X方向)の長さがMLA3及びAPA4のX方向の長さより短く(例えば、15mm)、Y方向の長さが約200μmである。MLA3とAPA4とは、一対のスペーサ5を間に挟み、アライメントマーク3d,4dがほぼ一致するように重ねられる。スペーサ5は、マイクロレンズ3aの焦点位置にアパーチャ4aが位置するように、MLA3とAPA4とを離間させる。なお、各スペーサ5の上面5a及び下面5bには前述の接着剤6が塗布され、上面5aがMLA3の下面のレンズ形成領域3c外(X方向に離間した2つのアライメントマーク3dの間)、下面5bがAPA4の上面のアパーチャ形成領域4c外(X方向に離間した2つのアライメントマーク4dの間)に貼着される。接着剤6は、UV光が照射されるまでは硬化しないため、UV光の照射前は、MLA3とAPA4とは完全には固定されず、仮付けされた状態となっている。
Hereinafter, a method for manufacturing the sharpening
図5は、MLA3とAPA4とをスペーサ5を介して接着剤6により仮付けした状態の鮮鋭化素子2を、マイクロレンズ3aの焦点位置とアパーチャ4aの中心位置とが一致するように位置合わせ(同芯調整)を行いながら、MLA3とAPA4との固着を行うアセンブリ(組み立て)装置30を示す。鮮鋭化素子2は、前述のようにMLA3とAPA4とが仮付けされた状態で、MLA3が固定治具31によって固定されるとともに、APA4が移動機構32によって移動自在に保持される。
FIG. 5 shows the alignment of the sharpening
固定治具31は、MLA3の4つの側面のうち隣接した2つの側面に当接する略L字型の固定枠と、MLA3を固定枠に対して押し付ける押圧部材とからなり、押圧部材は、作業者によって操作可能となっている。移動機構32は、固定治具31と同様な固定治具と、この固定治具が固着されたステージと、ステージをX,Y,Z方向及びθx,θy,θz方向(X,Y,Zの各方向を軸とした回転方向、図6参照)に駆動する6軸の駆動部とからなる。コントローラ33は、移動機構32を制御し、MLA3とAPA4との間の相対的な位置調整を行う。
The fixing
このようにして保持された鮮鋭化素子2の直上には、オートコリメータ34及びレーザ分岐装置35が設けられている。オートコリメータ34は、対象物にレーザ光を照射して、その反射光のずれを検出することによって対象物の傾斜度合いを計測する周知の傾斜計測器であり、0.004°程度の計測精度(角度分解能)を有する。具体的には、オートコリメータ34は、レーザ光Lを射出するレーザダイオードなどからなる光源36と、光源36から射出されたレーザ光Lを対象物へ向けて直角方向に反射させるとともに、対象物からの反射光(戻り光)R1を通過させるビームスプリッタ37と、ビームスプリッタ37を通過した反射光R1を受光し、反射光R1の反射方向を検出する2次元イメージセンサ38とからなる。対象物の傾きに応じてイメージセンサ38に入射する反射光R1の位置が変化する。
An
レーザ分岐装置35は、2つのハーフミラー39a,39bによって構成されている。第1ハーフミラー39aは、オートコリメータ34から射出されたレーザ光Lを2つの経路に分岐させる。つまり、レーザ光Lの一部を通過させ、一部を直角方向に反射する。第1ハーフミラー39aを通過したレーザ光L1は、対象物としての鮮鋭化素子2に向けて射出される。第1ハーフミラー39aにより反射されたレーザ光L2は、第2ハーフミラー39bにより直角方向に反射され、鮮鋭化素子2に向けて射出される。ハーフミラー39a,39bは、レーザ分岐装置35から射出されるレーザ光L1,L2が平行となるように配置されている。
The
レーザ分岐装置35から射出されたレーザ光L1,L2は、MLA3の平坦な上面3fに対してほぼ垂直に照射される。レーザ光L1,L2の照射位置は、X方向に関して最大限に離間した2つのマイクロレンズ3a上である。レーザ光L1,L2の一部は、該マイクロレンズ3aによって集光されて、対応するアパーチャ4aに入射する。また、一部はMLA3の上面3fによって反射され、反射光R1,R2としてレーザ分岐装置35内に戻る。反射光R1,R2は、ハーフミラー39a,39bをそれぞれ通過する。反射光R1は、第1ハーフミラー39aを通過しオートコリメータ34内に戻されるが、反射光R2は、オートコリメータ34内には戻されない。
The laser beams L 1 and L 2 emitted from the
オートコリメータ34内に戻された反射光R1は、前述のように、ビームスプリッタ37を通過し、イメージセンサ38に入射する。イメージセンサ38による受光像は、ディスプレイ40に表示される。作業者は、受光像中の反射光R1の位置により、MLA3の上面3fに対するレーザ光L1,L2の直交性(垂直入射性)を確認することができるとともに、直交していない場合には、固定治具31を操作してMLA3の位置調整を行い、補正を行うことができる。
The reflected light R 1 returned into the autocollimator 34 passes through the
レーザ光L1,L2が通過する2つのアパーチャ4aの下には、カメラ41a,41bがそれぞれ設けられており、カメラ41a,41bは、各アパーチャ4aをそれぞれ撮像する。カメラ41a,41bは、移動機構42によりX,Y,Z方向にそれぞれ独立して移動自在となっており、移動機構42は、コントローラ33によって制御される。カメラ41a,41bは、14μmといった微小なアパーチャ4aを撮像するために、拡大光学系(例えば、50倍)を備えている。
カメラ41a,41bは、レーザ光L1,L2が通過するアパーチャ4aの形状、及びレーザ光L1,L2の輝度分布を含む画像を撮像し、撮像した画像をコントローラ33に入力する。コントローラ33は、レーザ光L1,L2の輝度ピーク位置が各アパーチャ4aの中心に位置するように、移動機構32を制御してAPA4を移動させる。このAPA4の移動に伴ってアパーチャ4aの位置が移動するため、コントローラ33は、同時に移動機構42を制御してカメラ41a,41bをXY方向に移動させ、カメラ41a,41bの視野位置を調整する。また、コントローラ33は、移動機構42を制御してカメラ41a,41bをZ方向に移動させ、アパーチャ4aにピントを合わせる。さらに、カメラ41a,41bが撮像した画像は、作業者が確認することができるようにディスプレイ43に表示される。
The
UV照射装置44は、UV光源と光ファイバなどを備えてなり、コントローラ33からの制御に基づいてUV光の照射を行う。コントローラ33は、前述のように移動機構32を制御してMLA3に対するAPA4の位置合わせを行い、位置合わせ精度が規格内(例えば、1μm以下)に達して調整が完了すると、UV照射装置44を制御して、スペーサ5に塗布されたUV硬化型の接着剤6にUV照射を行う。コントローラ33は、このUV照射中においても、移動機構32を制御してMLA3に対するAPA4の位置合わせを継続する。これにより、UV照射中に振動などによって生じる位置ずれを防止することができ、位置合わせ精度を維持することができる。
The UV irradiation device 44 includes a UV light source and an optical fiber, and performs UV light irradiation based on control from the controller 33. As described above, the controller 33 controls the
図6は、レーザ分岐装置35からMLA3の上面3fに照射されるレーザ光L1,L2の照射位置をより詳しく示す。レーザ光L1,L2は、レンズ形成領域3cにおいて、X方向に最も離れた2つのマイクロレンズ3a上に照射されている。また、この照射部は、Y方向に関してほぼ中央に位置している。このように、長辺方向(X方向)に最大限に離間した2点をレーザ光L1,L2の照射位置とすることで、MLA3とAPA4とのθz方向(Z方向を軸とした回転方向)へのずれがレーザ光L1,L2の輝度ピーク位置と各アパーチャ4aの中心とのずれとして顕著に現れるので、θz方向に関して精度良く位置合わせを行うことができる。
FIG. 6 shows the irradiation positions of the laser beams L 1 and L 2 irradiated from the
次に、図7のフローチャートに基づいて、鮮鋭化素子2を組み立てて製造する一連の手順を説明する。まず、MLA3、APA4、及びスペーサ5を準備する(ステップS1)。次いで、スペーサ5の上面5a及び下面5bにUV硬化型の接着剤6を塗布し、マイクロレンズ3aの形成面がAPA4に対向するようにMLA3とAPA4とを一対のスペーサ5を介して仮付けする(ステップS2)。この仮付け時のMLA3とAPA4との位置合わせは、それぞれに記されたアライメントマーク3d,4dによって行い、各スペーサ5は、長手方向をX方向(MLA3及びAPA4の長辺方向)に向け、それぞれをY方向に離して平行に配置する。スペーサ5により、APA4は、MLA3の焦点面に位置するように離間される。
Next, a series of procedures for assembling and manufacturing the sharpening
このように仮付けを行った段階の鮮鋭化素子2をアセンブリ装置30にセットする(ステップS4)。MLA3を固定治具31によって固定し、APA4を移動機構32によって保持して移動自在とする。この状態で、オートコリメータ34を動作させ、レーザ発光を開始させる(ステップS5)。オートコリメータ34はレーザ光Lを発し、このレーザ光Lは、レーザ分岐装置35によって平行なレーザ光L1,L2に分岐され、図6に示したように、MLA3の上面3fに照射される。MLA3の上面3fからの反射光R1,R2のうち、反射光R1がオートコリメータ34に戻され、イメージセンサ38によって反射光R1の反射方向が検出される。
The sharpening
このとき、イメージセンサ38の受光像は、図8に示すように、ディスプレイ40の表示画面50に表示される。51は、反射光R1の入射位置を示す。レーザ光L1,L2がMLA3の上面3fに垂直に入射(直交)していると、点51が画面の中心52に位置する。点51の中心52からのずれ量がMLA3のレーザ光L1,L2に対する傾斜度合いを表す。作業者は、固定治具31を操作し、点51を画面の中心52に移動させるように、MLA3の位置調整を行う(ステップS6)。
At this time, the received light image of the
次いで、レーザ光L1,L2が通過するアパーチャ4aを含む画像がカメラ41a,41bによって撮像され、コントローラ33に入力される。コントローラ33は、入力された画像の輝度情報からレーザ光L1,L2の中心を求め、各中心と対応するアパーチャ4aの中心とのずれ量を検出する(ステップS7)。コントローラ33は、このずれ量が規格内(例えば、1μm以下)であるか否かを判定し(ステップS8)、ずれ量が規格外である場合には、移動機構32を制御してAPA4の位置調整を行う(ステップS9)。
Next, images including the
このとき、カメラ41aの撮像画像は、図9に示すように、ディスプレイ43の表示画面60に表示される。カメラ41bの撮像画像は、同様であるので省略する。61は、レーザ光L1が通過するアパーチャ4aの形状を示す(レーザ光L1の像は煩雑化を防ぐため、示していない。)。62は、レーザ光L1の像(輝度情報)から求めた中心(輝度ピーク)位置である。この中心62を基準として、クロスライン63a,63b及び仮想円64が表示されている。コントローラ33は、アパーチャ4aが仮想円64と同心となるように、つまり、アパーチャ4aの中心65がレーザ光L1の中心62に一致するようにAPA4の位置調整を行う。このとき同時に、レーザ光L2が通過するアパーチャ4aの中心がレーザ光L2の中心に一致するようにAPA4の位置調整が行われる。
At this time, the captured image of the camera 41a is displayed on the
この位置調整の結果、レーザ光L1,L2の中心と対応するアパーチャ4aの中心とのずれ量がともに規格内となると、UV照射装置44により、接着剤6の塗布領域にUV照射が行われる(ステップS10)。接着剤6にUV光が照射されると、接着剤6は硬化してMLA3及びAPA4をスペーサ5に固着させる。なお、このUV照射中においてもステップS7〜S9の位置合わせ動作が行われ、APA4の位置が逐一補正される。
As a result of this position adjustment, when the amount of deviation between the center of the laser beams L 1 and L 2 and the center of the
MLA3及びAPA4が固着すると、鮮鋭化素子2が完成する。この後、鮮鋭化素子2は、アセンブリ装置30から外され、外観検査等が適宜行われる。
When the
なお、上記実施形態では、レーザ光L1,L2に対するMLA3の傾斜度合いを検出するために、反射光R1,R2のうち反射光R1のみを用いているが、本発明はこれに限定されず、反射光R1,R2の双方、または反射光R2のみを用いてもよい。
In the above embodiment, only the reflected light R 1 is used out of the reflected light R 1 and R 2 in order to detect the degree of inclination of the
また、上記実施形態では、2つのマイクロレンズ3a上にレーザ光を照射して位置合わせを行っているが、本発明はこれに限定されず、3つ以上のマイクロレンズ3a上にレーザ光を照射して位置合わせを行ってもよく、これにより、さらに位置合わせ精度が向上する。
In the above embodiment, the alignment is performed by irradiating the laser beams on the two
また、上記実施形態では、移動機構32がAPA4を、X,Y,Z方向及びθx,θy,θz方向の6方向に駆動するとしているが、本発明はこれに限定されず、X,Y,Z方向及びθz方向の4方向としてもよい。APA4が平坦なステージ上に載置されている場合には、θx及びθy方向への傾きは無視できるため、この4方向への移動のみで十分位置合わせ精度が得られる。
In the above embodiment, the moving
また、上記実施形態では、MLA3を固定、APA4を移動自在とし、APA4の移動を制御することによって位置合わせを行っているが、本発明はこれに限定されず、逆に、APA4を固定、MLA3を移動自在とし、MLA3の移動を制御することによって位置合わせを行ってもよい。さらに、MLA3及びMLA3の双方を移動自在とし、それぞれを個別に移動制御することによって位置合わせを行ってもよい。
In the above embodiment, MLA3 is fixed, APA4 is movable, and alignment is performed by controlling the movement of APA4. However, the present invention is not limited to this, and conversely, APA4 is fixed and MLA3 is fixed. May be moved and the positioning may be performed by controlling the movement of the
2 鮮鋭化素子
3a マイクロレンズ
3b 透光板
3c レンズ形成領域
3d アライメントマーク
3e 遮光マスク
4a アパーチャ
4b 透光板
4c アパーチャ形成領域
4d アライメントマーク
4e 遮光膜
5 スペーサ
6 接着剤
10 デジタル露光装置
30 アセンブリ装置
31 固定治具
32 移動機構
33 コントローラ
34 オートコリメータ
35 レーザ分岐装置
36 光源
37 ビームスプリッタ
38 2次元イメージセンサ
39a,39b ハーフミラー
41a,41b カメラ
42 移動機構
43 UV照射装置
2 Sharpening
Claims (6)
前記複数のマイクロレンズのうちの少なくとも2つのマイクロレンズ上に、前記マイクロレンズアレイの上面側からレーザ光を照射し、前記マイクロレンズアレイの上面から反射される前記レーザ光の反射方向を検出して、前記マイクロレンズアレイの上面に対して前記各レーザ光が直交するように補正を行い、前記各レーザ光が照射されたマイクロレンズに対応するアパーチャを前記アパーチャアレイの下面側からそれぞれ撮像し、該アパーチャを通過したレーザ光の中心が該アパーチャの中心に一致するように、前記マイクロレンズアレイと前記アパーチャアレイとの位置合わせを行うとともに、前記マイクロレンズアレイと前記アパーチャアレイとを固着することを特徴とする鮮鋭化素子の製造方法。 A microlens array having a flat upper surface and a plurality of convex microlenses formed on the lower surface, and an aperture disposed on the lower surface side of the microlens array, each aperture corresponding to each microlens. In a method of manufacturing a sharpening element comprising an array,
At least two microlenses of the plurality of microlenses are irradiated with laser light from the upper surface side of the microlens array, and the reflection direction of the laser light reflected from the upper surface of the microlens array is detected. , Correction is performed so that the laser beams are orthogonal to the upper surface of the microlens array, and apertures corresponding to the microlenses irradiated with the laser beams are respectively imaged from the lower surface side of the aperture array, The microlens array and the aperture array are aligned so that the center of the laser beam that has passed through the aperture coincides with the center of the aperture, and the microlens array and the aperture array are fixedly fixed. A method for manufacturing a sharpening element.
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