JP2008152010A

JP2008152010A - 鮮鋭化素子の製造方法

Info

Publication number: JP2008152010A
Application number: JP2006339831A
Authority: JP
Inventors: Toshinobu Matsuyama; 敏伸松山
Original assignee: Fujifilm Corp
Current assignee: Fujifilm Corp
Priority date: 2006-12-18
Filing date: 2006-12-18
Publication date: 2008-07-03

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。

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。

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。

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。）。

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。
特開２００１−３０５６６３号公報特開２００４−１２２４７０号公報特開２００５−２１６９５０号公報

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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Ｄ_Ｍ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、Ｄ_Ｍ＝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。

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。

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。

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Ｄ_Ａは、マイクロレンズ３ａの直径Ｄ_Ｍより小さく、具体的には、Ｄ_Ａ＝１４μｍである。

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。

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。

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。

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。

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）Ｒ_１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Ｒ_１を受光し、反射光Ｒ_１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Ｒ_１の位置が変化する。

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Ｌ_１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Ｌ_２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Ｌ_１，Ｌ_２が平行となるように配置されている。

レーザ分岐装置３５から射出されたレーザ光Ｌ_１，Ｌ_２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Ｌ_１，Ｌ_２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Ｌ_１，Ｌ_２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Ｒ_１，Ｒ_２としてレーザ分岐装置３５内に戻る。反射光Ｒ_１，Ｒ_２は、ハーフミラー３９ａ，３９ｂをそれぞれ通過する。反射光Ｒ_１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Ｒ_２は、オートコリメータ３４内には戻されない。

オートコリメータ３４内に戻された反射光Ｒ_１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Ｒ_１の位置により、ＭＬＡ３の上面３ｆに対するレーザ光Ｌ_１，Ｌ_２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。

レーザ光Ｌ_１，Ｌ_２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Ｌ_１，Ｌ_２が通過するアパーチャ４ａの形状、及びレーザ光Ｌ_１，Ｌ_２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Ｌ_１，Ｌ_２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。

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。

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Ｌ_１，Ｌ_２の照射位置をより詳しく示す。レーザ光Ｌ_１，Ｌ_２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Ｌ_１，Ｌ_２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Ｌ_１，Ｌ_２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。

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。

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Ｌ_１，Ｌ_２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Ｒ_１，Ｒ_２のうち、反射光Ｒ_１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Ｒ_１の反射方向が検出される。

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Ｒ_１の入射位置を示す。レーザ光Ｌ_１，Ｌ_２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Ｌ_１，Ｌ_２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）。

次いで、レーザ光Ｌ_１，Ｌ_２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Ｌ_１，Ｌ_２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）。

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Ｌ_１が通過するアパーチャ４ａの形状を示す（レーザ光Ｌ_１の像は煩雑化を防ぐため、示していない。）。６２は、レーザ光Ｌ_１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Ｌ_１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Ｌ_２が通過するアパーチャ４ａの中心がレーザ光Ｌ_２の中心に一致するようにＡＰＡ４の位置調整が行われる。

この位置調整の結果、レーザ光Ｌ_１，Ｌ_２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。

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。

なお、上記実施形態では、レーザ光Ｌ_１，Ｌ_２に対するＭＬＡ３の傾斜度合いを検出するために、反射光Ｒ_１，Ｒ_２のうち反射光Ｒ_１のみを用いているが、本発明はこれに限定されず、反射光Ｒ_１，Ｒ_２の双方、または反射光Ｒ_２のみを用いてもよい。

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。

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。

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。

デジタル露光装置の構成を示す模式図である。マイクロレンズアレイの構成を示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）はレンズ形成領域内の拡大図、（Ｃ）はレンズ形成領域内の断面図である。アパーチャアレイの構成を示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）はアパーチャ形成領域内の拡大図、（Ｃ）はアパーチャ形成領域内の断面図である。鮮鋭化素子の構成を示す分解斜視図である。アセンブリ装置の構成を示す模式図である。鮮鋭化素子へのレーザ光の照射位置を示す斜視図である。鮮鋭化素子の製造手順を示すフローチャートである。鮮鋭化素子からの反射光の像を表示した画面を示す図である。アパーチャを通過したレーザ光及びそのアパーチャの像を表示した画面を示す図である。

符号の説明

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
３８２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
４３ＵＶ照射装置

Claims

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鮮鋭化素子の製造方法。
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を特徴とする請求項１に記載の鮮鋭化素子の製造方法。
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を特徴とする請求項１または２に記載の鮮鋭化素子の製造方法。
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を特徴とする請求項１から３いずれか１項に記載の鮮鋭化素子の製造方法。
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を特徴とする請求項１から４いずれか１項に記載の鮮鋭化素子の製造方法。
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を特徴とする請求項１から５いずれか１項に記載の鮮鋭化素子の製造方法。