JP2014032394A - マイクロミラーアレイおよびその製法並びにそれに用いる光学素子 - Google Patents

Abstract

【課題】明るく輝度の高い結像を結ぶことのできるマイクロミラーアレイおよびそれに用いる光学素子と、離型・脱型の過程を経ることなく、低コストでアレイを製造することのできるマイクロミラーアレイの製法を提供する。
【解決手段】本発明のマイクロミラーアレイの製法は、透明な平板状の基板を準備する工程と、基板をダイシング加工機の加工ステージの所定位置に取り付ける工程と、各基板の一表面に、回転刃を用いて、互いに平行な複数本の直線状溝を所定の間隔で順次形成する工程と、上記直線状の溝が一表面（おもて面）に形成された基板を、（Ｄ）一方の基板のおもて面と他方の基板の裏面とを合わせて積み重ねる，（Ｅ）各基板におけるおもて面どうしを合わせて積み重ねる，（Ｆ）各基板における裏面どうしを合わせて積み重ねる、のいずれかの重ね方で重ね、各基板１，１’における直線状溝１ｇ，１’ｇの延びる方向が平面視互いに直交するように構成する。
【選択図】図２

Description

本発明は、被投影物の鏡映像を空間に結像させるマイクロミラーアレイおよびその製法と、このマイクロミラーアレイに用いる光学素子に関するものである。

３次元または２次元の物体，画像等を空間に結像する結像光学素子として、光学素子の素子面を構成する基板（基盤）に、「１つ以上の鏡面による光の反射を行う単位光学素子」を複数個配置したマイクロミラーアレイが開発されている。なかでも、この基板に垂直もしくはそれに近い角度で配置された「互いに直交する２つの鏡面」（コーナーリフレクタ）を有する凹状単位光学素子または凸状単位光学素子を、多数個アレイ状に配列したマイクロミラーアレイは、構造が比較的単純で、製造コストの低減が見込めることから、近年注目を集めている（特許文献１を参照）。

上記マイクロミラーアレイの例として、図１２，図１３のものがあげられる。
図１２に示す凹型マイクロミラーアレイ５０（以下、単に「アレイ」ということもある）は、透明材料からなる平板状の基板３（素子面Ｐ）の一面に、他面側まで貫通する略四角筒状の微小孔５１（単位光学素子、この例では、縦，横，深さの比が、ほぼ１：１：１）が、観察者に対して斜め４５°の碁盤目状に多数配列されて構成されており、各単位光学素子（微小孔５１）の４つの側面（内壁面）のうちの少なくとも２面が、鏡面（光反射性の壁面）に形成されている。

また、図１３に示す凸型マイクロミラーアレイ６０は、透明材料からなる基板４（素子面Ｐ）の一表面に、透明な略四角柱状の微小凸部６１（単位光学素子、この例では、幅，奥行き，高さの比が、ほぼ１：１：１の正立方体）が、観察者に対して斜め４５°の碁盤目状に多数配列されて構成されている。上記アレイ６０の場合、各単位光学素子（微小凸部６１）の４つの側面（壁面）のうちの少なくとも２面が、鏡面（光反射性の壁面）に形成されている。

そして、図１４のように、上記凹型または凸型等のマイクロミラーアレイＬの一方の面（表または裏）側から入射した光がアレイＬを通過する際、この光（二点鎖線）が、各単位光学素子の１つのコーナーＫを挟む２つの鏡面でそれぞれ１回（合計２回）反射し、その２回反射後の光（通過光）が、上記各アレイＬの他方の面側の空間位置（素子面Ｐに対して面対称の位置）に、被投影物Ｍの鏡映像（鎖線で示す反転像Ｍ’）を結像させるようになっている。

上記のような凹型マイクロミラーアレイを作製する方法としては、従来、予め平坦な土台上に各凹状単位光学素子の形状に対応する多数の微小凸部が形成された金型（成形型）を用いて、ナノインプリント工法または電鋳工法により、上記単位光学素子の形状を反転転写する方法が採用されている（特許文献１）。また、凸型マイクロミラーアレイを作製する方法として、各凸状単位光学素子の形状に対応する多数の微小キャビティ（凹部）を有する金型（スタンパ）を用いて、射出成形または熱プレス成形により、基板上に所定のピッチで多数の微小角柱を形成する方法が提案されている（特許文献２）。

国際公開第ＷＯ２００７／１１６６３９号 特開２０１１−１９１４０４号公報

しかしながら、上記成形型やスタンパを用いたマイクロミラーアレイの製法では、成形後に、離型（脱型）工程が必要となる。このような離型工程の存在は、製造過程が煩雑になるだけでなく、できあがった各単位光学素子が上記成形型等と癒着して、離型時に、その単位光学素子の一部が剥がれたり欠けたりしてアレイに欠陥が生じるため、鮮明な映像が得られないといった問題の原因ともなりやすい。よって、これらに代わるマイクロミラーアレイの構成と、成形型を使用しない新たな製法が模索されている。

本発明は、このような事情に鑑みなされたもので、明るく輝度の高い結像を結ぶことのできるマイクロミラーアレイおよびそれに用いる光学素子と、離型・脱型の過程を経ることなく、低コストでアレイを製造することのできるマイクロミラーアレイの製法の提供をその目的とする。

上記の目的を達成するため、本発明は、平板状の光学素子の一方の面側に配置された被投影物の鏡映像を、この光学素子の素子面に対して面対称となる他方の面側の空間位置に結像させるマイクロミラーアレイであって、透明な平板状基板の一面に、回転刃を用いたダイシング加工により、互いに平行な複数本の直線状溝が所定の間隔で形成された２枚の光学素子を、各光学素子の直線状溝の延びる方向が平面視互いに直交するように、下記（Ａ）〜（Ｃ）のいずれかの態様にて重ね合わせた状態で一組として構成されているマイクロミラーアレイを、第１の要旨とする。
（Ａ）一方の光学素子の直線状溝が形成されたおもて面と、他方の光学素子の溝が形成されていない裏面とが当接した態様。
（Ｂ）各光学素子における直線状溝が形成されたおもて面どうしが当接した態様。
（Ｃ）各光学素子における溝が形成されていない裏面どうしが当接した態様。

また、本発明は、平板状の光学素子の一方の面側に配置された被投影物の鏡映像を、この光学素子の素子面に対して面対称となる他方の面側の空間位置に結像させるマイクロミラーアレイであって、上記光学素子を構成する１枚の透明な平板状基板の一方の面と反対側の他方の面のそれぞれに、回転刃を用いたダイシング加工により、互いに平行な複数本の直線状溝が、おもて面側の直線状溝と裏面側の直線状溝とが平面視互いに直交するように、所定の間隔で形成されているマイクロミラーアレイを、第２の要旨とする。

また、同じ目的を達成するため、本発明は、上記第１の要旨に記載のマイクロミラーアレイを製造する方法であって、透明な平板状の基板を準備する工程と、この基板をダイシング加工機の加工ステージの所定位置に取り付ける工程と、上記基板の一面に、回転刃を用いて、互いに平行な複数本の直線状溝を所定の間隔で順次形成する工程と、上記直線状溝が形成された２枚の基板を、各基板における直線状溝の延びる方向が平面視互いに直交するように、下記（Ｄ）〜（Ｆ）のいずれかの重ね方で重ねて一組とする工程と、を備えるマイクロミラーアレイの製法を、第３の要旨とする。
（Ｄ）一方の基板の直線状溝が形成されたおもて面と、他方の基板の溝が形成されていない裏面とを合わせて積み重ねる、重ね方。
（Ｅ）各基板における直線状溝が形成されたおもて面どうしを合わせて積み重ねる、重ね方。
（Ｆ）各基板における溝が形成されていない裏面どうしを合わせて積み重ねる、重ね方。

さらに、本発明は、上記第２の要旨に記載のマイクロミラーアレイを製造する方法であって、透明な平板状の基板を準備する工程と、この基板をダイシング加工機の加工ステージの所定位置に取り付ける工程と、上記基板の一方の面に、回転刃を用いて、互いに平行な複数本の直線状溝を所定の間隔で順次形成する工程と、この基板を上記加工ステージから一旦取り外して表裏反転させ、この加工ステージの所定位置に再度取り付ける工程と、上記基板の他方の面に、回転刃を用いて、上記一方の面と同様の互いに平行な複数本の直線状溝を、一方の面側の直線状溝と平面視直交する方向に、所定の間隔で順次形成する工程と、を備えるマイクロミラーアレイの製法を、第４の要旨とする。

また、本発明は、透明な平板状基板の一表面に、互いに平行な複数本の直線状溝が、所定の間隔で形成されているマイクロミラーアレイ用の光学素子を第５の要旨とし、この光学素子を上下に２枚重ねて構成したマイクロミラーアレイを、第６の要旨とする。

すなわち、本発明者は、マイクロミラーアレイの製造の効率を高める加工方法として、上記従来の金型やスタンパ等を用いた型成形法を利用するという技術常識を打破し、精密な溝彫り込み加工のできるダイシング加工の利用を考え、実施した。その結果、明るく鮮明な結像を結ぶことのできるマイクロミラーアレイを、従来の製法より低コストかつ高収率で得ることに成功した。

以上のように、本発明の第１の要旨のマイクロミラーアレイは、基板上の直線状溝が、回転刃を用いたダイシング加工により形成されているため、これら各溝を構成する両側の壁面（側面）が、光反射性の垂直面（鏡面、すなわち、後記のコーナーリフレクタを構成する一方の鏡面）に形成されている。また、上記直線状溝は、１枚の基板上に、所定の間隔で平行に複数本形成されており、前記（Ａ）〜（Ｃ）のいずれかの態様で、基板の１枚を水平方向に９０°回転させた状態で他の１枚の基板に重ね合わせて１組として構成する。この構成により、一方の基板側の直線状溝のグループと他方の基板側の直線状溝のグループとが、基板表裏方向（上下方向）から見た平面視において、互いに直交する格子状になり、これら溝のグループどうしの交差箇所それぞれに、上下方向に離間した２つの鏡面からなる「コーナーリフレクタ」が多数形成される。また、これらのコーナーリフレクタは、上記基板（光学素子）の一方の面側から入射した光を、各コーナーリフレクタを構成する２つの鏡面でそれぞれ１回反射し、反射後の光を、他方の面側に透過させる。これにより、本発明の第１の要旨のマイクロミラーアレイは、上記基板の一方の面側に配置された被投影物の鏡映像を、この基板に対して面対称となる他方の面側の空間位置に、明るくしかも鮮明に結像させることができる。

また、本発明の第２の要旨のマイクロミラーアレイは、１枚の基板の一方の面と反対側の他方の面（おもて面と裏面）のそれぞれに形成された直線状溝グループどうしが、基板表裏方向（上下方向）から見た平面視において、互いに直交する格子状になり、これら溝グループどうしの交差箇所それぞれに、上記第１の要旨のマイクロミラーアレイと同様の、上下方向に離間した２つの鏡面からなる「コーナーリフレクタ」が多数形成されるようになっている。したがって、このマイクロミラーアレイも、上記基板（光学素子）の一方の面側から入射した光が、各コーナーリフレクタを構成する２つの鏡面でそれぞれ１回反射し、反射後の光が、他方の面側に透過する。これにより、本発明の第２の要旨のマイクロミラーアレイは、上記基板の一方の面側に配置された被投影物の鏡映像を、この基板に対して面対称となる他方の面側の空間位置に、明るくしかも鮮明に結像させることができる。

つぎに、本発明の第３の要旨のマイクロミラーアレイの製法は、上記コーナーリフレクタを構成する基板上の直線状溝の形成を、回転刃を用いたダイシング加工により行った後、前記（Ｄ）〜（Ｆ）のいずれかの重ね方で、これら基板を重ねて一組とする工程を備えている。これにより、上記マイクロミラーアレイの製法は、上記直線状溝を有する光学素子およびマイクロミラーアレイを、精度良く効率的に形成することができるとともに、従来の製法に比べ、マイクロミラーアレイを容易にかつ低コストで製造することができる。さらに、上記マイクロミラーアレイの製法は、離型（脱型）等のアレイに損傷を与え易い工程がないため、アレイおよびそれを構成する光学素子の製造における良品率（収率）を向上させることができる。しかも、上記ダイシングによる溝加工は、溝の間隔（ピッチ）や深さを変えて、光反射面（鏡面）のアスペクト比〔高さ（基板厚さ方向の長さ）Ｈと幅（基板水平方向の幅）Ｗの比〕を高くする等、光学素子の光学性能の調整を比較的簡単に行うことができる。これにより、アレイ設計の自由度が向上するという利点もある。

また、本発明の第４の要旨のマイクロミラーアレイの製法も、上記コーナーリフレクタを構成する、基板の一方の面（おもて面）側および反対側の他方の面（裏面）側の直線状溝の形成を、回転刃を用いたダイシング加工により行っているため、この直線状溝を精度良く効率的に形成することができる。これにより、上記第３の要旨のマイクロミラーアレイの製法と同様、従来の製法に比べ、マイクロミラーアレイを容易にかつ低コストで製造することができる。しかも、離型（脱型）等のアレイに損傷を与え易い工程がないため、アレイおよびそれを構成する光学素子の製造における良品率（収率）を向上させることができるとともに、溝の間隔（ピッチ）や深さを変える等、光学素子の光学性能の調整を比較的簡単に行うことができるという点も同様である。

そして、上記マイクロミラーアレイに用いられる光学素子（光学素子単体）は、透明な平板状基板の一表面に、互いに平行な複数本の直線状溝が、所定の間隔で形成されており、そのなかでも、上記直線状溝とそれに隣接する直線状溝との間の基板表面部分の幅（Ｗ）と、この基板表面部分の溝底からの高さ（Ｈ）との比「高さＨ／幅Ｗ」（上記アスペクト比）が、３．０以上になっている光学素子を、好適に使用する。また、上記のような光学素子を上下に２枚重ねて構成したマイクロミラーアレイは、被投影物の鏡映像を、この基板に対して面対称となる他方の面側の空間位置に、より明るく、より鮮明に結像させることができる。

本発明の第１実施形態におけるマイクロミラーアレイの構造を示す斜視図である。 本発明の第１実施形態におけるマイクロミラーアレイの分解斜視図である。 本発明の第２実施形態におけるマイクロミラーアレイの構造を示す斜視図である。 本発明の第２実施形態におけるマイクロミラーアレイの分解斜視図である。 本発明の第３実施形態におけるマイクロミラーアレイの構造を示す斜視図である。 本発明の第３実施形態におけるマイクロミラーアレイの分解斜視図である。 本発明の第４実施形態におけるマイクロミラーアレイの構造を示す斜視図である。 （ａ）は本発明のマイクロミラーアレイ内部のコーナーリフレクタ部分を上下方向から見た平面図であり、（ｂ）はそのコーナーリフレクタの一つ（一対）の立体構造を示す模式図である。 本発明の実施形態のマイクロミラーアレイの製法に用いられるダイシング加工機の概略構成図である。 本発明の実施例における鏡映像の投影実験の方法を説明する模式図である。 本発明の実施例における空間像（文字）の見え方を、カメラで撮影した参考写真である。 従来の凹型マイクロミラーアレイの構造を拡大して示す模式図である。 従来の凸型マイクロミラーアレイの構造を拡大して示す拡大模式図である。 マイクロミラーアレイによる鏡映像の結像様式を説明する模式図である。

つぎに、本発明の実施の形態を、図面にもとづいて詳しく説明する。
図１は、本発明の第１実施形態におけるマイクロミラーアレイの構造を示す斜視図であり、図２は、このマイクロミラーアレイの分解斜視図である。なお、基板（１，１’）上に設けられている各直線状の溝（付加符号ｇ）は、その構造を分かり易くするために拡大して描いている（以降の図も同様。）。また、溝（ｇ）が形成されている面を「表（おもて）面」側（付加符号ａ）、溝（ｇ）が形成されていない面を「裏（うら）面」側（付加符号ｂ）、溝（ｇ）の彫り込みが到達していない基板の平板状部位を板状部（付加符号ｃ）として説明する。

図１に示す本発明の第１実施形態のマイクロミラーアレイ１０は、アレイ１０の一方の面側（おもて面１０ａ側または裏面１０ｂ側）に配置された被投影物の鏡映像を、このアレイ１０の素子面Ｐに対して面対称となる他方の面側（裏面１０ｂ側またはおもて面１０ａ側）の空間位置に結像させる「結像光学素子」として形成されている。このマイクロミラーアレイ１０を構成する各光学素子（基板１，１’）は、図２に示すように、透明な平板状の基板１，１’の上側のおもて面１ａ，１’ａに、後記する回転刃（Ｊ）を用いたダイシング加工により、互いに平行な直線状の溝１ｇまたは溝１’ｇが、所定の間隔で複数本形成されている。そして、上記マイクロミラーアレイ１０は、これら同じ形状の２枚の光学素子（基板１，１’）を用いて、各基板１，１’上に設けられた各溝１ｇと溝１’ｇの延びる連続方向が平面視互いに直交するように、上側の一方の基板１’を下側の他方の基板１に対して回転させた状態で、下側の基板１における溝１ｇが形成されたおもて面１ａに、上側の基板１’における溝１’ｇが形成されていない裏面１’ｂ（板状部１’ｃ）を当接させ、これら基板１，１’どうしを上下に重ね合わせることにより、一組のアレイとして構成されている。これが、本発明の第１実施形態のマイクロミラーアレイ１０の特徴である。

上記マイクロミラーアレイ１０の構成について、詳しく説明すると、各光学素子を構成する基板１，１’（溝１ｇ，１’ｇ形成前の基板）は、上記直線状の溝１ｇ，１’ｇを彫り込み加工するための基体であり、例えばガラスやアクリル樹脂等、可視光の透過率が８０％以上の材料から形成されている。この基板１，１’は、通常、一定の厚みを有する硬質な板状（厚さ０．５〜１０．０ｍｍ程度）で、その上面（おもて面１ａ，１’ａ）に、ダイシング加工により、上記直線状の各溝１ｇ，１’ｇが彫り込み形成される。なお、上記直線状の溝１ｇとそれに隣接する溝１ｇとの間の、溝が彫り込み形成されなかった基板表面部分が、隣接する溝の形成により、基板１の一面に向けて突出する凸部（凸条部または凸条部位）となっている。また、上記各溝１ｇ，１’ｇの彫り込みが到達していない平板状部位（板状部１ｃ，１’ｃ）が、各溝１ｇ，１’ｇの間に彫り残して形成される上記凸条部の支持基台となっている。

上記基板１，１’上の溝１ｇ，１’ｇは、ダイシング加工機の回転刃（図９のダイシングブレードＪ等を参照）により形成されるもので、基板１，１’の加工対象面（おもて面）に、一方向に所定の間隔（ピッチ）で、かつ、互いに平行になるように形成されている。なお、これらの溝１ｇ，１’ｇを構成する側面（壁面）は、上記回転刃を用いたダイシング加工により形成されるため、光反射性の垂直面（鏡面）に形成されている。ここで、この発明において垂直面とは、厳密に基板底面（または溝底面）に対して垂直な面である場合のほか、基板底面に対する起立角度が、多少（例えば２°程度以下）ずれている場合も含む趣旨であり、光反射性が略同程度であればよい。

また、ダイシングブレードＪを用いた彫り込み加工により得られる溝１ｇ，１’ｇは、上記ブレードＪの厚さ（端面間の全厚）にもよるが、通常、０．０１５ｍｍ（１５μｍ）〜０．３ｍｍ（３００μｍ）程度の厚さのブレードＪを使用した場合、溝幅（Ｇ）が約２０〜３５０μｍで、溝深さ（Ｈ）が約５０〜５００μｍ程度の溝１ｇ，１’ｇが形成され、これらの溝１ｇ，１’ｇが形成されていない残りの領域（凸条部）は、幅（Ｗ）が約５０〜３００μｍで、高さ（Ｈ）が約５０〜５００μｍ（溝の深さと同一）の平行なリブ状となっている。

そして、上記直線状の各溝１ｇ，１’ｇが形成された２枚の基板１、１’は、図２のように、上側の一方の基板１’を下側の他方の基板１に対して水平に９０°回転させた状態（すなわち、下側の基板１と上側の基板１’の位相が９０°異なる状態）で、下側の基板１のおもて面１ａ（上側面）に、上側の基板１’の裏面１’ｂ（板状部１’ｃの下側面）を当接させて重ね合わせることにより、図１のような一組（一体）のマイクロミラーアレイ１０とされる〔前記（Ａ）の態様〕。この際、上記のように下側の基板１と上側の基板１’の位相が９０°異なることから、同じ形状に形成された基板１と基板１’の各溝１ｇ，１’ｇは、その溝の延びる方向（連続方向）が平面視互いに直交する配置〔立体的には「ねじれの位置」，図８（ｂ）参照〕になる。

この状態において、上記マイクロミラーアレイ１０を基板表裏方向（上下方向）から見た場合〔図８（ａ）参照〕、上側の基板１’の各溝１’ｇと下側の基板１の各溝１ｇとが、平面視互いに直交する格子状になっており、これらの交差箇所それぞれに、上側の基板１’の各溝１’ｇの光反射性の垂直面（鏡面Ｋ２）と、下側の基板１の各溝１ｇの光反射性の垂直面（鏡面Ｋ１）とからなるコーナーリフレクタ〔上下方向に離間したコーナーリフレクタ，図８（ｂ）〕が形成される。

以上の構成により、上記マイクロミラーアレイ１０は、上記アレイ１０の一方の面側から入射した光が、基板１’の各溝１’ｇの光反射性の垂直面（鏡面）と基板１の各溝１ｇの光反射性の垂直面（鏡面）でそれぞれ１回反射し、反射後の光が他方の面側に透過する。これにより、本第１実施形態のマイクロミラーアレイ１０は、図１４のように、アレイ１０の一方の面側に配置された被投影物の鏡映像を、このアレイ１０に対して面対称となる他方の面側の空間位置に結像させることができる。

また、上記のように基板１，１’を重ねた際に形成される各コーナーリフレクタは、これを構成する光反射性の垂直面（垂直方向に離間した各鏡面Ｋ１，Ｋ２）の見かけ上の仮想アスペクト比〔高さ（基板厚さ方向の長さ）Ｈと幅（基板水平方向の凸条部の幅）Ｗの比＝Ｈ／Ｗ，図８（ｂ）参照〕が、従来品に比べて大きくなっていることから、これらの鏡面で多くの光が反射され、明るく鮮明な鏡映像を投影することができる（「図８」と「仮想アスペクト比」については、後記で詳しく説明する。）。

なお、上記マイクロミラーアレイを構成する光学素子（光学素子単体）は、先に述べた回転刃を用いたダイシング加工以外の方法でも作製することができる。しかしながら、高アスペクト比（高さＨ／幅Ｗが３．０以上）の光学素子の効率的な作製には、回転刃を用いたダイシング加工を用いることが望ましい。

また、上記マイクロミラーアレイを構成する上下２枚の光学素子は、同規格（同じスペック）のものを表−裏，裏−表等に重ねて使用するのが好ましいが、光反射効率の低下を考慮しなければ、溝幅やピッチ，凸条部の高さ等が異なる別規格（別形状）の光学素子を重ねて使用することも可能である。

つぎに、本発明の第２実施形態を説明する。
図３は、本発明の第２実施形態におけるマイクロミラーアレイの構造を示す斜視図であり、図４は、このマイクロミラーアレイの分解斜視図である。

図３に示す本発明の第２実施形態のマイクロミラーアレイ２０も、アレイ２０の一方の面側（おもて面２０ａ側または裏面２０ｂ側）に配置された被投影物の鏡映像を、このアレイ２０の素子面Ｐに対して面対称となる他方の面側（裏面２０ｂ側またはおもて面２０ａ側）の空間位置に結像させる「結像光学素子」として形成されている。このマイクロミラーアレイ２０を構成する各光学素子も、上記第１実施形態と同様、透明な平板状の基板１，１’のおもて面１ａ，１’ａに、後記する回転刃（Ｊ）を用いたダイシング加工により、互いに平行な直線状の溝１ｇまたは溝１’ｇが、所定の間隔で複数本形成されている。なお、各光学素子（基板１，１’）の構造は、第１実施形態で用いた基板１，１’と同様であるため、詳細な説明は省略する。

この第２実施形態におけるマイクロミラーアレイ２０が、第１実施形態のマイクロミラーアレイ１０と異なる点は、図４のように、上側の一方の基板１’が、表裏（天地）を反転させ、溝１’ｇが形成されたおもて面１’ａを下に向けて用いられている点である。すなわち、上記マイクロミラーアレイ２０は、同じ形状の２枚の光学素子（基板１，１’）を用いて、図４のように、上側の一方の基板１’を表裏反転させ、この基板１’を下側の他方の基板１に対して９０°回転させた状態で、上側の基板１’における溝１’ｇが形成されたおもて面１’ａを、下側の基板１における溝１ｇが形成されたおもて面１ａに当接させ、各基板１，１’上に設けられた各溝１ｇと溝１’ｇの延びる方向が平面視互いに直交するように、これら基板１，１’どうしを上下に重ね合わせることにより、図３のような一組のアレイ２０として構成されている〔前記（Ｂ）の態様〕。これが、本発明の第２実施形態のマイクロミラーアレイ２０の特徴である。

上記の構成によっても、下側の基板１と上側の基板１’の位相が９０°異なることから、同じ形状に形成された基板１と基板１’の各溝１ｇ，１’ｇは、図３のように、その溝の延びる方向が平面視互いに直交する配置〔立体的には「ねじれの位置」図８（ｂ）〕になる。そのため、上記マイクロミラーアレイ２０を基板表裏方向（上下方向）から見た場合、上側の基板１’の各溝１’ｇと下側の基板１の各溝１ｇとが、平面視互いに直交する格子状になり、これらの交差箇所それぞれに、上側の基板１’の各溝１’ｇの光反射性の垂直面（鏡面）と、下側の基板１の各溝１ｇの光反射性の垂直面（鏡面）とからなるコーナーリフレクタが形成される〔図８（ａ）〕。

したがって、第２実施形態のマイクロミラーアレイ２０においても、上記アレイ２０の一方の面側から入射した光が、基板１’の各溝１’ｇの光反射性の垂直面（鏡面）と基板１の各溝１ｇの光反射性の垂直面（鏡面）でそれぞれ１回反射し、反射後の光が他方の面側に透過する。これにより、本第２実施形態のマイクロミラーアレイ２０も、図１４のように、アレイ２０の一方の面側に配置された被投影物の鏡映像を、このアレイ２０に対して面対称となる他方の面側の空間位置に結像させることができる。また、上記コーナーリフレクタにおける各光反射性の垂直面（鏡面）は、そのアスペクト比〔見かけ上の仮想アスペクト比，Ｈ／Ｗ 図８（ｂ）〕が大きいことから、上記第１実施形態と同様、従来品に比べ、明るく鮮明な鏡映像を投影することが可能である。

なお、上記第２実施形態のマイクロミラーアレイ２０は、各光学素子（基板１，１’）を、位置を入れ換えて（逆に）積み重ねることもできる。図５は、そのようにして形成した第３実施形態のマイクロミラーアレイ３０の構造を示す斜視図であり、図６は、上記マイクロミラーアレイ３０の分解斜視図である。

この図のように、第３実施形態のマイクロミラーアレイ３０は、同じ形状の２枚の光学素子を用いて、下側の一方の基板１’を表裏反転させ、この基板１’を上側の他方の基板１に対して９０°回転させた状態で、上側の基板１の裏面１ｂ（板状部１ｃの下側面）と下側の基板１’の裏面１’ｂ（板状部１’ｃの上側面）とを突き合わせ、各基板１，１’上に設けられた各溝１ｇと溝１’ｇの延びる方向が平面視互いに直交するように、これら基板１，１’どうしを上下に重ねることにより、一組のアレイ３０として構成されている〔前記（Ｃ）の態様〕。

上記第３実施形態のマイクロミラーアレイ３０の構成によっても、基板１と基板１’の各溝１ｇ，１’ｇは、その溝の延びる方向が平面視互いに直交する格子状の配置になるため、これらの交差箇所それぞれに、上側の基板１の各溝１ｇの光反射性の垂直面（鏡面）と、下側の基板１’の各溝１’ｇの光反射性の垂直面（鏡面）とからなるコーナーリフレクタ〔図８（ａ）〕が形成され、前記マイクロミラーアレイ２０と同様の効果を奏することができる。なお、上記コーナーリフレクタにおける各光反射性の垂直面（鏡面）のアスペクト比〔見かけ上の仮想アスペクト比，Ｈ／Ｗ 図８（ｂ）〕を大きくすることが可能な点も、上記第１，第２実施形態と同様である。

つぎに、本発明の第４実施形態を説明する。
図７は、本発明の第４実施形態におけるマイクロミラーアレイの構造を示す斜視図である。

図７に示す本発明の第４実施形態のマイクロミラーアレイ４０も、アレイ４０の一方の面側（おもて面４０ａ側または裏面４０ｂ側）に配置された被投影物の鏡映像を、このアレイ４０の素子面Ｐに対して面対称となる他方の面側（裏面４０ｂ側またはおもて面４０ａ側）の空間位置に結像させる「結像光学素子」として形成されている。前記第１〜第３実施形態のマイクロミラーアレイ１０，２０が、直線状の溝（ｇ）が一面に施された２枚の基板１，１’を用いて構成されていたのに対し、この第４実施形態におけるマイクロミラーアレイ４０は、１枚の基板２（光学素子）で構成されている。

すなわち、上記マイクロミラーアレイ４０（光学素子）は、図７に示すように、透明な平板状の基板２の上側のおもて面２ａおよび下側の裏面２ｂに、それぞれ、後記する回転刃（Ｊ）を用いたダイシング加工により、互いに平行な直線状の溝２ｇおよび溝２ｇ’が、所定の間隔で複数本形成されており、これらおもて面２ａ側の各溝２ｇと裏面２ｂ側の各溝２ｇ’とは、その形成方向（連続方向）が平面視互いに直交するように配置されている。これが、本発明の第４実施形態のマイクロミラーアレイ４０の特徴である。

上記マイクロミラーアレイ４０（光学素子）を構成する基板２（溝２ｇ，２ｇ’形成前の基板）は、前記基板１と同様、直線状の溝（ｇ）を彫り込み加工するための基体であり、例えばガラスやアクリル樹脂等、可視光の透過率が８０％以上の材料（光学素子材料）から形成されている。この基板２は、通常、一定の厚みを有する硬質な板状（厚さ０．５〜１０．０ｍｍ程度）で、その上面（おもて面２ａ）に、ダイシング加工により、上記直線状の各溝２ｇ，２ｇ’が彫り込み形成される。なお、上記各溝２ｇ，２ｇ’の彫り込みが到達していない平板状部位（板状部２ｃ）が、各溝２ｇ，２ｇ’の間に彫り残して形成される凸条部位の支持基台となっている。

また、基板２の溝２ｇ，２ｇ’は、ダイシング加工機の回転刃（図９のダイシングブレードＪを参照）により形成され、基板２の加工対象面（おもて面２ａ，裏面２ｂ）に、それぞれ、一方向に所定の間隔（ピッチ）で、かつ、互いに平行になるように形成されている。このような両面加工は、一方の面（例えばおもて面２ａ）に溝２ｇを形成した後、ダイシング加工機から一旦上記基板２を取り外し、基板２を表裏（上下）反転させた状態で取り付け、基板２の他方の面（裏面２ｂ）に、上記一方の面（おもて面２ａ）と同様の互いに平行な複数本の直線状溝２ｇ’を、上記一方の面（おもて面２ａ）側と９０°位相を変えて（おもて面２ａ側の溝２ｇと平面視直交する方向に）形成することにより、実施することができる。

なお、前記第１〜第３実施形態と同様、各溝２ｇ，２ｇ’を構成する側面（壁面）は、上記回転刃を用いたダイシング加工により形成されるため、光反射性の垂直面（鏡面）になっている。また、ダイシングブレードＪを用いた彫り込み加工により得られる溝２ｇ，２ｇ’の溝幅は、上記ブレードＪの厚さ（端面間の全厚）にもよるが、通常、０．０１５ｍｍ（１５μｍ）〜０．３ｍｍ（３００μｍ）程度の厚さのブレードＪを使用した場合、溝幅（Ｇ）が約２０〜３５０μｍの幅で、溝深さ（Ｈ）が約５０〜５００μｍ程度の溝２ｇ，２ｇ’が形成され、これらの溝２ｇ，２ｇ’が形成されていない残りの領域（凸条部位）は、幅（Ｗ）が約５０〜３００μｍで、高さ（Ｈ）が約５０〜５００μｍ（溝の深さと同一）の平行なリブ状となっている。

以上の構成によっても、上記マイクロミラーアレイ４０を基板表裏方向（上下方向）から見た場合、上側（おもて面４０ａ側）の各溝２ｇと下側（裏面４０ｂ側）の各溝２ｇ’とは、平面視互いに直交する格子状になり、これらの交差箇所それぞれに、おもて面４０ａ側の各溝２ｇの光反射性の垂直面（鏡面）と、裏面４０ｂ側の各溝２ｇ’の光反射性の垂直面（鏡面）とからなるコーナーリフレクタ〔図８（ａ）〕が形成される。したがって、第４実施形態のマイクロミラーアレイ４０においても、上記アレイ４０の一方の面側から入射した光が、おもて面４０ａ側の鏡面と裏面４０ｂ側の鏡面でそれぞれ１回反射し、反射後の光が他方の面側に透過する〔図８（ｂ）〕。これにより、本第４実施形態のマイクロミラーアレイ４０も、図１４のように、アレイ４０の一方の面側に配置された被投影物の鏡映像を、このアレイ４０に対して面対称となる他方の面側の空間位置に結像させることができる。

また、上記マイクロミラーアレイ４０においても、上記コーナーリフレクタにおける各光反射性の垂直面（鏡面）のアスペクト比（見かけ上の仮想アスペクト比，Ｈ／Ｗ 図８（ｂ）〕）が大きくなっていることから、従来品に比べ、明るく鮮明な鏡映像を投影することが可能である。

さらに、上記マイクロミラーアレイ４０は、１枚の基板２の表裏面に上記溝２ｇ，２ｇ’が形成されることから、上側（おもて面４０ａ側）の鏡面と下側（裏面４０ｂ側）の鏡面の垂直方向の距離が近く、比較的明るい鏡映像を得やすいという特徴がある。また、他の例のマイクロミラーアレイに比べ、アレイ自体（全厚）を薄く構成できるという利点もある。

つぎに、上記各実施形態における鏡映像の結像様式について説明する。
図８（ａ）は、本発明のマイクロミラーアレイ内部のコーナーリフレクタ部分を上下方向から見た平面図であり、図８（ｂ）は、そのコーナーリフレクタの一つ（一対）の立体構造を示す模式図である。なお、図８（ｂ）は、上記各実施形態の代表として、溝（付加符号ｇ）が形成されたおもて面（付加符号ａ）どうしを当接させて形成した第２実施形態（図３，図４）のマイクロミラーアレイ（２０）の構成を元に、基板（１，１’）の板状部（１ｃ，１’ｃ）および溝（１ｇ，１’ｇ）部の図示を省略するとともに、要部構成（上下に離間するコーナーリフレクタの鏡面Ｋ１，Ｋ２）を見易くするために、多数ある凸条部位（各溝の間の未加工部分１ａ，１’ａ）のうち、溝（凸条）の延びる方向が平面視互いに直交する配置（立体的には「ねじれの位置」）にある上下各一条（上側の基板１’側および下側の基板１側の各１本）の交差部分のみを、模式的に表したものである。

なお、上記他の実施形態（第１，第３，第４）では、これらの凸条部位（上側の１’ａ，下側の１ａ）の間に、基板の板状部（１ｃ，１’ｃ，２ｃ）等が挟持され、上記各鏡面Ｋ１，Ｋ２間の上下距離がさらに離れる場合もあるが、原理上は同じ構成のコーナーリフレクタとみなすことができるものであり、平面視も、上記と同様の図８（ａ）のようになる。

上記のマイクロミラーアレイ（２０）の場合も、図１４に示す従来例と同様、マイクロミラーアレイの一方の面（おもてまたは裏）側から入射した光がアレイを通過する際は、アレイを上下方向から見た場合、図８（ａ）のように、入射した光（二点鎖線）が、１つのコーナー（仮想角部）を挟む２つの鏡面（Ｋ１，Ｋ２）でそれぞれ１回（合計２回）反射し、その２回反射後の光（通過光）が、上記アレイの他方の面側の空間位置（素子面に対して面対称の位置）に、被投影物Ｍの鏡映像（反転像Ｍ’）を結像させるようになっている。

これを立体（三次元）的に見ると、図８（ｂ）のように、本発明のマイクロミラーアレイ（２０）では、各単位光学素子の一方の光反射面〔下側の凸条（１ａ）の内壁面（鏡面）に形成された仮想領域：Ｋ１〕と、他方の光反射面〔上側の凸条（１’ａ）の内壁面（鏡面）に形成された仮想領域：Ｋ２〕とが、上下方向に距離を空けて（ねじれ位置関係に）配置されていることから、上記アレイの一面（図では被投影物Ｍ寄りの下面）から下側の凸条（１ａ）内に入射した光（二点鎖線）は、上記下側の鏡面（領域）Ｋ１で一度反射し、続いて進入した上側の凸条（１’ａ）内の鏡面（領域）Ｋ２で二度目の反射をした後、素子面（上記各凸条１ａ，１’ａどうしの当接面Ｔ）に対して面対称の方向に向かって、上記アレイの他面（反転像Ｍ’寄りの上面）から出射して行くようになっている〔図８（ａ）および図１４を参照〕。

上記のような鏡映像の結像様式をとるマイクロミラーアレイの場合、その鏡映像（反転像Ｍ’）の明るさ・鮮明さは、上記素子面（各凸条１ａ，１’ａどうしの当接面Ｔ）を通過（透過）する光量に比例すると考えられる。すなわち、上記アレイ内を２回反射で通過する光の量（通過光量）は、上記素子面（Ｔ）にそれぞれ隣接する各鏡面（領域）Ｋ１，Ｋ２の大きさ（有効面積）や光反射率に左右されるものと考えられ、特に、反射面（鏡面と空気層の界面）における光反射が全反射である場合、その通過光量は、上記各鏡面（領域）Ｋ１，Ｋ２の面積（＝前記鏡面の見かけ上の「仮想アスペクト比」）に比例すると考えられる。

ここで、後記の本発明のマイクロミラーアレイの製法によれば、上記マイクロミラーアレイは、設計の自由度が高く、ダイシングブレードＪによる、所望の形状〔溝幅Ｇとそのピッチ（溝の間隔＝凸条部の幅Ｗ）および溝深さ（凸条部の高さＨ）〕の単位光学素子を形成することができる。したがって、本発明のマイクロミラーアレイおよびそれを構成する光学素子は、各コーナーリフレクタを構成する光反射性の垂直面（垂直方向に離間した各鏡面Ｋ１，Ｋ２）の見かけ上の有効面積およびその仮想アスペクト比〔仮想領域における高さ（基板厚さ方向の長さ）Ｈと幅（基板水平方向の凸条部の幅）Ｗの比＝Ｈ／Ｗ，図８（ｂ）参照〕を、従来品に比べて大きくすることが可能で、これにより、明るく輝度の高い、鮮明な鏡映像を投影することができるようになる。

なお、上記ダイシングブレードＪを用いた彫り込み加工により得られる溝（１ｇ，１’ｇ，２ｇ，２ｇ’等）の好適な形状は、先にも述べたように、溝幅Ｇが約２０〜３５０μｍで、溝深さ（Ｈ）が約５０〜５００μｍ程度である。これにより得られる、上記溝が形成されていない残りの領域（凸条部）の好適な形状は、基板水平方向の幅Ｗが約５０〜３００μｍ、基板厚さ方向の高さＨが約５０〜５００μｍ（溝の深さと同一）である。そして、上記アレイ（基板）を平面視した場合、「凸条部の幅Ｗと溝幅Ｇとの比（Ｗ／Ｇ）」は、好ましくは１．０以上、より好ましくは３．０以上になっていることが望ましい（光学素子単体でも同様）。この場合、溝のピッチ（リピートピッチ）は「Ｇ＋Ｗ」で表される。

また、上記基板（凸条部）の積み重ねにより生じる、各単位光学素子（コーナーリフレクタ）の光反射面（鏡面上の仮想領域Ｋ１，Ｋ２）の理想的形状は、その「仮想アスペクト比（Ｈ／Ｗ）」が、好ましくは１．０以上、より好ましくは３．０以上であることが望ましい〔図８（ｂ）参照〕。

つぎに、上記各実施形態のマイクロミラーアレイおよびそれに用いられる光学素子を製造する方法について説明する。
図９は、本発明の実施形態のマイクロミラーアレイの製法に用いられるダイシング加工機の概略構成図である。なお、図中の符号Ｊはダイシングブレード（回転刃）を、符号Ｓは加工用の移動ステージを、符号Ｗは加工対象の基板（ワーク）を示す。

前記第１実施形態のマイクロミラーアレイ１０の製造は、透明な平板状の基板（１）を準備し、この基板をダイシング加工機（図９参照）の加工ステージ（移動ステージＳ）の所定位置にワークＷとして取り付け、上記基板の表面（一方の面）に、回転刃（ダイシングブレードＪ）を用いて、互いに平行な複数本の直線状溝（１ｇ，１’ｇ）を所定の間隔で順次形成する。ついで、上記直線状溝が形成された基板（光学素子）を２枚を用いて、図２のように、一方の基板１のおもて面１ａと他方の基板１’の裏面１’ｂとを合わせ、各基板１，１’における直線状溝１ｇ，１’ｇの延びる連続方向が平面視互いに直交するように重ねて一組とすることにより行われる。以下に、これを工程順に説明する。

上記ダイシング加工機（ダイシング・ソー）を用いたマイクロミラーアレイ１０の作製は、まず、アレイ１０に加工する基板（ワークＷ）として、例えばアクリル樹脂等、可視光の透過率が８０％以上の材料からなる平板状の基板を準備する。〔基板準備工程〕

ついで、この基板を、粘着テープまたは粘着剤等を用いて、図９のように、上記移動ステージＳ上の所定位置に、加工対象面が上（ブレードＪ側）になるように貼り付け、ワークＷとして取り付けて固定（仮固定）する。なお、粘着剤等を用いず、チャックやバイス等でワークＷを把持してもよい。〔ワーク取付工程〕

つぎに、上記移動ステージＳを加工開始位置まで移動させ、上記ブレードＪを高速で回転させながら、上記ワークＷを彫り込みできる位置までこのブレードＪを下降させ、予めプログラムされた手順にしたがって、上記ワークＷ（移動ステージＳ）を水平（ｘ軸方向）にスライド移動させ、ワークＷの加工対象面（おもて面）に所望の深さ（５０〜５００μｍ）の直線状溝を彫り込み加工する。

１本の直線状溝の彫り込み作業が終了すれば、上記移動ステージＳを次の溝の加工開始位置まで移動させ、再度、上記ワークＷを所定の送り速度で水平方向（ｘ軸方向）にスライド移動させて、上記次の溝を加工する。そして、この直線状溝の彫り込み加工を、一方向（ｙ軸方向）に所定の間隔（ピッチ）で繰り返すことにより、所定の方向（この時点におけるｙ方向）に、互いに平行な複数本の直線状溝（ｇ）が形成される。〔溝形成工程〕

上記ダイシング加工機について、より詳しく説明すると、この製法に用いられる加工機（図９参照）は、ダイシングマシンまたはダイシングソー等と呼ばれるもので、高速回転するスピンドル（図示省略）の先端に取り付けられた回転刃（ダイシングブレードＪ等のダイヤモンドブレード）と、加工後マイクロミラーアレイとなる基板（ワークＷ）を載置して仮固定するための加工ステージ（移動ステージＳ）と、この移動ステージＳを、上記ブレードＪの回転および上下に対応して三軸（ｘ，ｙ，ｚ）方向に移動させるとともにｚ軸周り（θ）に回転させるステージ駆動手段等と、を備える。

上記ダイシングブレードＪは、略リング状の極薄外周刃で、その外周面に設けられた刃部（場合によっては、左右の側端面にも）に、小径の工業用ダイヤモンドからなる砥粒が付与されている。なお、ブレードＪの厚さ（端面方向の全厚）は、約０．０１５ｍｍ（１５μｍ）〜０．３ｍｍ（３００μｍ）程度のものが使用され、このブレードＪを用いた彫り込み加工により得られる溝（ｇ）の幅は、約０．０２ｍｍ〜０．３５ｍｍ程度である。また、この例では、外周面（切刃面）がフラットなブレードＪを用いているが、上記切刃面の断面形状が三角形状，円形状，楕円状等のブレードを用いてもよい。

上記ワークＷを仮固定するための移動ステージＳは、図９のように、少なくともｘ，ｙの二軸方向に自在に位置を移動（位置決め）できるスライダ（直動軸受）の上に設置されており、この例ではさらに、ｚ軸方向の昇降（図示せず）と、このｚ軸周り（θ）の回転が可能なように構成されている。なお、各軸方向（軸周り）のステージ駆動手段は、汎用の工作機械等と同様の機構のため説明しないが、ステッピングモータやアクチュエータ等を用いて、移動ステージＳの間欠動作と正確な位置制御、および、プログラムされた定速走行ができるようになっている。また、ダイシングマシンによっては、上記スピンドルおよびブレードＪが、互いに離れた位置または近傍に、複数セット配設されており、複数の平行溝を、一度に彫り込み加工できるようになっているものもある。

なお、上記移動ステージＳの位置を固定し、スピンドルとブレードＪの位置を水平方向に移動・回転させて、上記と同様の直線状溝を彫り込むようにしてもよい。また、ダイシングブレードＪに用いられているダイヤモンド砥粒は、通常、粒径＃２４０〜＃５０００程度のものであるが、ダイシング後の光反射面（溝の両側壁）の表面荒れ（鏡面が望ましい）を考慮すると、砥粒の粒径＃１０００以上のものが、好ましい。

つぎに、上記ワークＷの加工対象面への溝の彫り込み作業が予定本数完了した後、これを移動ステージＳ上から取り外し、新たなワークＷをセットして、溝の彫り込み加工を繰り返し、複数枚のワークＷ（基板）に、同じ形状で同じパターンの直線状溝を加工する。

ついで、上記直線状溝が形成された基板（光学素子）を２枚を用いて、図２のように、一方の基板１のおもて面１ａと他方の基板１’の裏面１’ｂとを合わせ、各基板１，１’における直線状溝１ｇと溝１’ｇの延びる方向が平面視互いに直交するように、重ね合わせる〔前記（Ｄ）の重ね方〕。そして、これら基板１，１’を、接着剤や両面粘着テープ等を用いて、重ねたまま固定して一体（一組）とすることにより、第１実施形態のマイクロミラーアレイ１０が得られる。〔基板重ね工程〕

なお、上記基板１，１’を固定する方法としては、上記接着剤や両面粘着テープ等のように、基板と基板の間に介在してこれらを固定する部材や剤の他、バイスやケース（ハウジング）等で上記アレイ１０を周囲から挟み込んだり囲ったりすることにより固定してもよい。上記マイクロミラーアレイ１０は、これを構成する各基板１，１’の重ね位置（水平方向の位置）に多少のずれがあっても、上側の溝１ｇと下側の溝１’ｇの交差部位に現れる各コーナーリフレクタの光学性能は変わらないことから、これらの位置が外れない程度の緩やかな固定でも事足りる。

上記第１実施形態のマイクロミラーアレイの製法によれば、上記直線状の溝１ｇ，１’ｇを精度良く効率的に形成することができる。また、上記マイクロミラーアレイの製法は、型成形法等のようにアレイに損傷を与える工程がなく、アレイ製造の効率（収率）を向上させることができる。したがって、本発明のマイクロミラーアレイの製法は、従来の製法に比べ、マイクロミラーアレイを容易にかつ低コストで製造することができる。

つぎに、前記第２実施形態のマイクロミラーアレイ２０を製造する方法について説明する。なお、第２実施形態のマイクロミラーアレイ２０の製法が、上記第１実施形態のマイクロミラーアレイ１０の製法と異なるのは、基板１，１’を重ね合わせる工程（重ね方）であるため、この工程を主に説明する。

前記第２実施形態のマイクロミラーアレイ２０の製造は、上記第１実施形態の製法同様、透明な平板状の基板（光学素子）を準備し、この基板をダイシング加工機（図９参照）の加工ステージ（移動ステージＳ）の所定位置にワークＷとして取り付け、上記基板の一方の表面に、回転刃（ダイシングブレードＪ）を用いて、互いに平行な複数本の直線状溝（１ｇ，１’ｇ）を所定の間隔で順次形成する。

ついで、上記直線状溝が形成された基板（１，１’）を２枚を用いて、図４のように、上側の一方の基板１’を表裏（天地）反転させ、この基板１’を下側の他方の基板１に対して水平に９０°回転させた状態で、上側の基板１’における溝１’ｇが形成されたおもて面１’ａ（板状部１’ｃの下側面）を、下側の基板１における溝１ｇが形成されたおもて面１ａに当接させ、各基板１，１’上に設けられた各溝１ｇと溝１’ｇの延びる方向が平面視互いに直交するように、重ね合わせる〔前記（Ｅ）の重ね方〕。そして、これら基板１，１’を、接着剤や両面粘着テープ等を用いて、重ねたまま固定して一体（一組）とすることにより、第２実施形態のマイクロミラーアレイ２０が得られる。

上記基板１，１’を固定する方法としては、上記第１実施形態と同様、接着剤や両面粘着テープ等、基板と基板の間に介在してこれらを固定する部材や剤の他、バイスやケース（ハウジング）等で上記アレイ２０を周囲から挟み込んだり囲ったりすることにより固定してもよい。なお、前記（Ｂ）の態様および（Ｅ）の重ね方で重ねられる第２実施形態のマイクロミラーアレイ２０は、その重ね後に各基板基板１，１’の溝１ｇ，１’ｇどうしが内側を向くことから、アレイ作製後に、これら溝１ｇ，１’ｇ内に、光反射を妨害する塵や埃等の異物が入り込む可能性が低く、光反射性能の経時低下が少ないという利点がある。

つぎに、上記第３実施形態のマイクロミラーアレイ３０を製造する場合も、上記と同様にしてアレイ３０を作製することができる。ただし、最後に基板１，１’どうしを重ね合わせる際、表裏反転させた基板１’を基板１の下側に配置し、基板１’を上側の他方の基板１に対して９０°回転させた状態で、上側の基板１の裏面１ｂ（板状部１ｃの下側面）と下側の基板１’の裏面１’ｂ（板状部１’ｃの上側面）とを当接させ、各基板１，１’上に設けられた各溝１ｇと溝１’ｇの延びる方向が平面視互いに直交するように、重ね合わせる方法をとる〔前記（Ｆ）の重ね方〕。

上記第２，第３実施形態のマイクロミラーアレイの製法によっても、第１実施形態と同様、上記直線状の溝１ｇ，１’ｇを精度良く効率的に形成することができる。また、上記マイクロミラーアレイの製法も、型成形法等のようにアレイに損傷を与える工程がなく、アレイ製造の効率（収率）を向上させることができる。

つぎに、前記第４実施形態のマイクロミラーアレイ４０を製造する方法について説明する。なお、第４実施形態のマイクロミラーアレイ４０の製法で使用するダイシング加工機も、先に述べた加工機と同様の構造であるため、その詳細な説明は省略する。

前記第４実施形態のマイクロミラーアレイ４０の製造は、透明な平板状の基板（２）を準備し、この基板をダイシング加工機（図９参照）の加工ステージ（移動ステージＳ）の所定位置にワークＷとして取り付け、上記基板の一表面（加工対象面）に、回転刃（ダイシングブレードＪ）を用いて、互いに平行な複数本の直線状溝（２ｇ，２ｇ’）を所定の間隔で順次形成する。

ついで、この基板（ワークＷ）を上記加工ステージＳから一旦取り外して表裏反転させ、この加工ステージＳの所定位置に、上記基板の裏面（加工対象面）を上にした状態で再びワークＷとして取り付け、上記ダイシングブレードＪを用いて、上記おもて面側に形成された各直線状溝に直交する方向に、互いに平行な複数本の直線状溝（２ｇ，２ｇ’）を、この裏面上に所定の間隔で順次形成する。これにより、図７に示すような、おもて面４０ａ側に形成された各溝２ｇと裏面４０ｂ側に形成された各溝２ｇ’とが、基板表裏方向（上下方向）から見た場合に、平面視互いに直交する格子状になっているマイクロミラーアレイ４０を作製することができる。

上記第４実施形態のマイクロミラーアレイの製法によっても、第１〜第３実施形態と同様、上記直線状の溝２ｇ，２ｇ’を精度良く効率的に形成することができる。また、従来の型成形法等のようにアレイに損傷を与える工程がなく、アレイ製造の効率（収率）を向上させることができる。

つぎに、上記第１〜第４実施形態のマイクロミラーアレイを作製した実施例について説明する。ただし、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。

［実施例１］
まず、基板となるアクリル板を準備して、ダイシングにより、第１実施形態のマイクロミラーアレイを作製した。
〈アクリル板〉
アクリル樹脂製基板（平板）：５０ｍｍ×５０ｍｍ×厚さ２ｍｍ
〈ダイシング加工機〉
ディスコ社製 オートマチックダイシングソー ＤＡＤ３３５０
〈ダイシング条件〉
・ダイシングブレード〈ディスコ社製，ＮＢＣ−Ｚ２０５０〉ブレード厚さ２５μｍ
・スピンドル回転数：３００００ｒｐｍ
・テーブル送り速度：３．０ｍｍ／ｓｅｃ
・冷却：シャワークーラー（水）１Ｌ／ｍｉｎ，シャワーノズル（水）０．５Ｌ／ｍｉｎ

〈光学素子の作製〉
上記アクリル板を粘着テープ〈ダイシングテープ：日東電工社製，エレップテープ〉に貼り付けて固定し、その状態で、上記アクリル板固定体をダイシング装置〈ディスコ社製〉のチャックテーブル（加工ステージ）にセットした。そして、上記〈ダイシング条件〉に示す条件で、上記アクリル板の加工対象面（上面）に、幅３０μｍ，深さ３００μｍの溝を、１００μｍの間隔（ピッチ）を空けて、それぞれの溝が平行になるように、所定の本数彫り込み（掘り込み）加工し、図２，図４，図６に示すような、製作単位となる光学素子を作製した。なお、光学素子は複数枚製作している。

上記得られた光学素子を２枚用いて、図２のように、上側の一方の光学素子（基板）を下側の他方の光学素子（基板）に対して水平に９０°回転させた状態で、下側の光学素子のおもて面（上側面）に、上側の光学素子の裏面（下側面）を当接させて重ね合わせ〔前記（Ａ），（Ｄ）の構成〕、少量の接着剤〈アクリルサンデー社製，アクリルサンデー接着剤〉でアレイの四隅を接着固定して、実施例１のマイクロミラーアレイを作製した（図１参照）。

［実施例２］
上記得られた光学素子を２枚用いて、図４のように、上側の一方の光学素子（基板）を表裏反転させ、この光学素子を下側の他方の光学素子（基板）に対して水平に９０°回転させた状態で、下側の光学素子のおもて面（上側面）に、上側の光学素子のおもて面（下側面）を当接させて重ね合わせ〔前記（Ｂ），（Ｅ）の構成〕、少量の接着剤〈アクリルサンデー社製，アクリルサンデー接着剤〉でアレイの四隅を接着固定して、実施例２のマイクロミラーアレイを作製した（図３参照）。

［実施例３］
上記得られた光学素子を２枚用いて、図６のように、下側の一方の光学素子（基板）を表裏反転させ、この光学素子を上側の他方の光学素子（基板）に対して水平に９０°回転させた状態で、下側の光学素子の裏面（上側面）に、上側の光学素子の裏面（下側面）を当接させて重ね合わせ〔前記（Ｃ），（Ｆ）の構成〕、少量の接着剤〈アクリルサンデー社製，アクリルサンデー接着剤〉でアレイの四隅を接着固定して、実施例３のマイクロミラーアレイを作製した（図５参照）。

［実施例４］
基板となるアクリル板を準備して、ダイシングにより、上記実施例１〜３で用いたものと同様の光学素子〔一方の表面（おもて面）に、平行な複数の溝が彫り込み形成されたアクリル板〕を作製した。ついで、このアクリル板を加工ステージから一旦取り外して表裏反転させ、９０°回転させた後、上記粘着テープを用いて、この加工ステージ上に、上記アクリル板の裏面（第２の加工対象面）を上にした状態で再び取り付けた。そして、上記〈ダイシング条件〉に示す条件で、上記アクリル板の第２の加工対象面（上面）に、上記おもて面側に形成された溝（幅３０μｍ，深さ３００μｍ，間隔１００μｍ）と同様の形状の直線状溝を、おもて面側に形成された各直線状溝に直交する方向に、所定の本数彫り込み（掘り込み）加工し、図７に示すような、実施例４のマイクロミラーアレイを作製した。

得られた実施例１〜４のマイクロミラーアレイ（Ｌ）を水平にセットし、その下側の位置に、図１０のように、液晶表示パネル（ＬＣＤ）を４５°傾けた状態で配置した。そして、上記ＬＣＤに所定の輝度の評価用画像（１ｃｍ×１ｃｍ角の白色）を表示させると、上記実施例１〜４のマイクロミラーアレイのいずれを用いた場合でも、素子面Ｐで面対称となる空間位置に、上記評価用画像の鏡映像（図中に点線で表示）が結像した。このことにより、上記各実施例のマイクロミラーアレイは、いずれも結像光学素子として機能していることが分かる。

つぎに、本発明のマイクロミラーアレイを構成する各光学素子（基板）の溝深さおよび凸条部の高さＨを変更して、マイクロミラーアレイの光反射面〔仮想領域Ｋ１，Ｋ２−図８（ｂ）参照〕の「高さ（基板厚さ方向の長さ）Ｈと幅（基板水平方向の凸条部の幅）Ｗの比」〔アスペクト比（Ｈ／Ｗ）〕と、有効光反射面積とが異なるマイクロミラーアレイ（実施例５〜１０）を作製し、これらを用いて、前記「実施例１」と同様の方法（図１０）で、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）に表示された所定の画像を投影した場合の鏡映像（空間画像）の「明るさ（輝度）」と、画像の「鮮明さ（視認性）」を比較した。

なお、アクリル板に対する〈ダイシング条件〉は、前記「実施例１」と同じ方法を用いた。また、作製されたマイクロミラーアレイの寸法は、マイクロスコープ〈キーエンス社製，ＶＨＸ−２００〉およびレーザー顕微鏡〈キーエンス社製，ＶＫ−９７００〉を用いて観察・測定した。上記実施例５〜１０においては、使用するダイシングブレードが同一であるため、上記溝深さ（凸条部の高さＨ）を除く、溝幅Ｇ（３０μｍ）および凸条部の幅Ｗ（７０μｍ）およびそのリピート（Ｇ＋Ｗ）は、全ての実施例で同じである。

また、上記各マイクロミラーアレイは、図４のように、同じ規格（同スペック）の光学素子を２枚用いて、一方の基板１’における溝１’ｇが形成されたおもて面１’ａを、他方の基板１における溝１ｇが形成されたおもて面１ａに当接させ、各基板１，１’上に設けられた各溝１ｇと溝１’ｇの延びる方向が平面視互いに直交するように、これら基板１，１’どうしを上下に重ね合わせることにより、図３のような一組のマイクロミラーアレイとして構成されている〔前記（Ｂ），（Ｅ）の構成〕。

［鏡映像（空間像）の明るさ測定］
得られた実施例５〜１０のマイクロミラーアレイ（Ｌ）を、図１０のように水平にセットし、その下側の所定位置に、ＬＣＤを４５°傾けた状態で配置した。そして、上記ＬＣＤに所定の輝度の評価用画像（１ｃｍ×１ｃｍ角の白色）を表示させ、素子面Ｐで面対称となる空間位置に投影される鏡映像（図中に点線で表示）の明るさ（輝度）を、鏡映像から５０ｃｍ離れた上方から、鏡映像に正対する下向き４５°で計測した。なお、上記鏡映像の明るさの測定は、暗室中で行った。また、鏡映像の明るさの測定には、輝度計Ｑ〈トプコン社製，ＢＭ−９〉を用いた。

［鏡映像（文字）の視認性評価］
上記「鏡映像の明るさ測定」に続いて、同様の配置（図１０参照）で、上記ＬＣＤに所定の輝度の評価用画像（白色の背景に、１文字２ｍｍ×２ｍｍ角の黒色の文字「日東電工」明朝体）を表示させ、素子面Ｐで面対称となる空間位置に投影される鏡映像（図中に点線で表示）を、鏡映像から５０ｃｍ離れた上方から、鏡映像に正対する下向き４５°で目視により観察した。なお、上記鏡映像の視認性評価は、室内蛍光灯下（３００ルクス以上）で行った。また、評価は、文字の細部まで明瞭に視認できるものを「Ｓ」、文字として視認できるが明瞭でないものを「Ａ」、文字として視認できないものを「Ｆ」として評価した。

上記測定の結果を以下の「表１」に示す。

上記「表１」の「明るさ（輝度）」の結果より、光反射面の仮想アスペクト比（Ｈ／Ｗ）が大きくなるほど（実施例５→実施例９）、上記鏡映像の明るさ（輝度）が向上することが確認できた。また、上記輝度が０．４ｃｄ／ｍ²未満の実施例５，６は、画像中の文字の認識がやや難しく、上記輝度が０．４ｃｄ／ｍ²以上の実施例７〜１０は、文字が明確に判読できる状態であった。

上記「鏡映像（文字）の視認性」の結果が良かった実施例７〜１０における、実際の文字（鏡映像）の見え方の例を、図１１に参考写真として示す。文字画像の視認性は、周囲の環境（明るさ）や解像度により左右されるため、一概には言えないが、上記参考写真の結果から、鏡映像（投影像）の輝度（絶対値）としては０．４ｃｄ／ｍ²以上であることが好ましく、さらには０．５ｃｄ／ｍ²以上であることが望ましいということが判った。

なお、上記実施例においては、同じ規格（同スペック）の２枚の光学素子を、溝１’ｇが形成されたおもて面（１ａ，１’ａ）どうしを当接させて構成されたマイクロミラーアレイ〔図３参照。前記（Ｂ）の構成〕を用いて試験を行ったが、溝１’ｇが形成されていない裏面（１ｂ，１’ｂ）どうしを当接させて構成されたマイクロミラーアレイ〔図５参照。前記（Ｃ）の構成〕を用いて試験を行ってみても、ほぼ同様の結果を得ることができた。

本発明のマイクロミラーアレイおよびその製法並びにそれに用いる光学素子は、明るく輝度の高い結像を結ぶことのできるマイクロミラーアレイを、高効率で製造することができる。また、本発明のマイクロミラーアレイの製法は、そのコストダウンに寄与する。

１，１’ 基板
１ａ，１’ａ おもて面
１ｂ，１’ｂ 裏面
１ｇ，１’ｇ 溝

Claims (7)

1. 平板状の光学素子の一方の面側に配置された被投影物の鏡映像を、この光学素子の素子面に対して面対称となる他方の面側の空間位置に結像させるマイクロミラーアレイであって、透明な平板状基板の一面に、回転刃を用いたダイシング加工により、互いに平行な複数本の直線状溝が所定の間隔で形成された２枚の光学素子を、各光学素子の直線状溝の延びる方向が平面視互いに直交するように、下記（Ａ）〜（Ｃ）のいずれかの態様にて重ね合わせた状態で一組として構成されていることを特徴とするマイクロミラーアレイ。
   （Ａ）一方の光学素子の直線状溝が形成されたおもて面と、他方の光学素子の溝が形成されていない裏面とが当接した態様。
   （Ｂ）各光学素子における直線状溝が形成されたおもて面どうしが当接した態様。
   （Ｃ）各光学素子における溝が形成されていない裏面どうしが当接した態様。
2. 平板状の光学素子の一方の面側に配置された被投影物の鏡映像を、この光学素子の素子面に対して面対称となる他方の面側の空間位置に結像させるマイクロミラーアレイであって、上記光学素子を構成する１枚の透明な平板状基板の一方の面と反対側の他方の面のそれぞれに、回転刃を用いたダイシング加工により、互いに平行な複数本の直線状溝が、おもて面側の直線状溝と裏面側の直線状溝とが平面視互いに直交するように、所定の間隔で形成されていることを特徴とするマイクロミラーアレイ。
3. 上記請求項１に記載のマイクロミラーアレイを製造する方法であって、透明な平板状の基板を準備する工程と、この基板をダイシング加工機の加工ステージの所定位置に取り付ける工程と、上記基板の一面に、回転刃を用いて、互いに平行な複数本の直線状溝を所定の間隔で順次形成する工程と、上記直線状溝が形成された２枚の基板を、各基板における直線状溝の延びる方向が平面視互いに直交するように、下記（Ｄ）〜（Ｆ）のいずれかの重ね方で重ねて一組とする工程と、を備えることを特徴とするマイクロミラーアレイの製法。
   （Ｄ）一方の基板の直線状溝が形成されたおもて面と、他方の基板の溝が形成されていない裏面とを合わせて積み重ねる、重ね方。
   （Ｅ）各基板における直線状溝が形成されたおもて面どうしを合わせて積み重ねる、重ね方。
   （Ｆ）各基板における溝が形成されていない裏面どうしを合わせて積み重ねる、重ね方。
4. 上記請求項２に記載のマイクロミラーアレイを製造する方法であって、透明な平板状の基板を準備する工程と、この基板をダイシング加工機の加工ステージの所定位置に取り付ける工程と、上記基板の一方の面に、回転刃を用いて、互いに平行な複数本の直線状溝を所定の間隔で順次形成する工程と、この基板を上記加工ステージから一旦取り外して表裏反転させ、この加工ステージの所定位置に再度取り付ける工程と、上記基板の他方の面に、回転刃を用いて、上記一方の面と同様の互いに平行な複数本の直線状溝を、一方の面側の直線状溝と平面視直交する方向に、所定の間隔で順次形成する工程と、を備えることを特徴とするマイクロミラーアレイの製法。
5. 透明な平板状基板の一表面に、互いに平行な複数本の直線状溝が、所定の間隔で形成されていることを特徴とするマイクロミラーアレイ用光学素子。
6. 上記直線状溝とそれに隣接する直線状溝との間の基板表面部分の幅と、この基板表面部分の溝底からの高さとの比「高さ／幅」が、３．０以上になっている請求項５記載のマイクロミラーアレイ用光学素子。
7. 平板状の光学素子の一方の面側に配置された被投影物の鏡映像を、この光学素子の素子面に対して面対称となる他方の面側の空間位置に結像させるマイクロミラーアレイであって、上記マイクロミラーアレイが、上記請求項６に記載の光学素子を上下に２枚重ねて構成されていることを特徴とする。