(57)【要約】光軸付近における金型の加工誤差の影響が生じにくい形状のフレネルレンズを提供する。光軸付近に配置される二つのレンズ面１１，１１を光軸方向に互いにずらして配置することにより、それらのレンズ面１１，１１の境界に位置する非レンズ面１２の光軸方向の高さＨａを、それらレンズ面１１，１１の下端１１ａ，１１ａが光軸ＯＡと直交する同一平面ＰＬ上に置かれたと仮定した場合における当該非レンズ面１２の本来の高さＨｔよりも増加させる。また、光軸付近に配置される少なくとも一つのレンズ面２１のレンズ角θａを、そのレンズ面２１に対する焦点演算に基づいて与えられるべき本来のレンズ角θｔよりも大きく設定する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
二つのレンズ面を光軸方向に互いにずらして配置することにより、それらのレンズ面の境界に位置する非レンズ面の光軸方向の高さを、それらレンズ面の一端が光軸と直交する同一平面上に置かれたと仮定した場合における当該非レンズ面の本来の高さよりも増加させたフレネルレンズ。
【請求項２】
光軸を中心とした特定範囲に含まれる複数のレンズ面を、一又は複数のレンズ面を単位としてその単位毎に光軸方向にずらして配置した請求項１のフレネルレンズ。
【請求項３】
前記単位間の前記レンズ面のずれ量が一定である請求項２のフレネルレンズ。
【請求項４】
前記単位間の前記レンズ面のずれ量が前記光軸からの半径方向の距離に応じて変化する請求項２のフレネルレンズ。
【請求項５】
前記光軸からの半径方向の距離が増加するに従って、前記単位間の前記レンズ面のずれ量が小さくなる請求項２のフレネルレンズ。
【請求項６】
少なくとも一つのレンズ面のレンズ角を、そのレンズ面に対する焦点演算に基づいて与えられるべき本来のレンズ角よりも大きく設定したフレネルレンズ。
【請求項７】
光軸を中心とした特定範囲に含まれる複数のレンズ面のレンズ角が、各レンズ面に対して与えられるべき前記本来のレンズ角よりも大きく設定された請求項６のフレネルレンズ。
【請求項８】
前記レンズ角と前記本来のレンズ角との差として与えられる補正角が前記光軸からの半径方向の距離に応じて変化する請求項７のフレネルレンズ。
【請求項９】
前記光軸からの半径方向の距離が増加するに従って、前記補正角が減少する請求項８のフレネルレンズ。
【請求項１０】
光軸を中心とした第１の特定範囲に含まれる複数のレンズ面を、一又は複数のレンズ面を単位としてその単位毎に光軸方向に互いにずらして配置することにより、各単位の境界に位置する非レンズ面の光軸方向の高さを、前記境界を挟んで隣接する二つのレンズ面の一端が光軸と直交する同一平面上に置かれたと仮定した場合における当該非レンズ面の高さよりも増加させるとともに、
前記光軸を中心とした第２の特定範囲に含まれる複数のレンズ面のレンズ角を、各レンズ面に対する焦点演算に基づいて与えられるべき各レンズ面の本来のレンズ角よりも大きく設定したフレネルレンズ。
【請求項１１】
前記第１の特定範囲が前記第２の特定範囲よりも狭い請求項１０のフレネルレンズ。
【請求項１２】
請求項１から１１のいずれか一項のフレネルレンズの各レンズ面が設けられたフレネル面と同形又は相補的な形状のフレネル成形面を有するフレネルレンズ用の金型。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フレネルレンズ及びこれを製造するための金型に関する。
【背景技術】
【０００２】
フレネルレンズは、微細な幅を有するレンズ面をレンズ全体の光軸を中心として半径方向に繰り返し形成したものである。このようなフレネルレンズは金型を利用して製造される。金型には、各レンズ面とレンズ面間に位置する非レンズ面とを成形するための多数のフレネル成形溝を切削加工によって形成したマザーと、そのマザーから成形されるマスターと、そのマスターから成形されるスタンパとが存在する。マスターは多数のフレネル成形溝が形成されたマザーの表面のフレネル成形面を写し取るようにして形成され、スタンパはそのマスターの表面に写し取られたフレネル成形面を再び写し取るようにして形成される。従って、スタンパの表面のフレネル成形面は、フレネルレンズのレンズ面が設けられたフレネル面に対して相補的な形状である。スタンパのフレネル成形面上に溶融状態のＵＶ硬化型樹脂を所定の厚さで流し込み、そこに紫外線を照射して樹脂を硬化させ、その樹脂硬化物をスタンパから剥がすことによりフレネルレンズが形成される。
【０００３】
フレネルレンズのレンズ角はレンズの光軸に向かうほど小さくなり、その一方でレンズ面のピッチ（レンズの半径方向におけるレンズ面相互の間隔）は一定である。従って、レンズ面同士の段差（非レンズ面の高さ）は光軸付近に向かうほど小さくなる。一方、マザーを製造する工程では、フレネルレンズの各レンズ面及び非レンズ面にそれぞれ対応したフレネル成形溝を１本ずつバイトで削っているため、そのバイトの位置決め誤差や熱変形に起因する加工誤差の発生が不可避であるが、その加工誤差の大きさはレンズの半径方向の位置に関わりなくほぼ一定である。従って、マザーを切削する際の加工誤差の影響は光軸に向かうほど相対的に大きくなり、光軸付近においては無視できない重要な影響が生じることがある。例えば図９Ａに示したように、マザー１を加工する際に、金型中心線ＣＬの近傍に形成されるべき１本のフレネル成形溝２が加工誤差によって切削されず未加工部Ｙとして残った場合、そのマザー１に基づいて最終的に得られるフレネルレンズ３では、図９Ｂに示したように、その未加工部Ｙに対応した欠落部Ｙ′が発生し、本来は２つのレンズ面４，４に区分されるべき部分が一つのレンズ面４として繋がったように見える、いわゆるピッチ飛びと呼ばれる欠陥が生じる。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
そこで、本発明は光軸付近における金型の加工誤差の影響が生じにくい形状を有するフレネルレンズ及びその金型を提供することを目的とする。
【０００５】
本発明は、以下に述べるフレネルレンズ又は金型により上述した課題を解決するものである。
【０００６】
第１のフレネルレンズは、二つのレンズ面を光軸方向に互いにずらして配置することにより、それらのレンズ面の境界に位置する非レンズ面の光軸方向の高さを、それらレンズ面の一端が光軸と直交する同一平面上に置かれたと仮定した場合における当該非レンズ面の本来の高さよりも増加させたものである。
【０００７】
このフレネルレンズによれば、二つのレンズ面の境界に位置する非レンズ面の高さが本来の高さよりも増加するので、金型の加工時には、その非レンズ面に対応したフレネル成形溝を加工する際の工具の切込み量が増加し、加工誤差の影響が相対的に低くなる。従って、光軸付近に配置されるレンズ面に対してこのような光軸方向のずれを与えることにより、ピッチ飛び等の欠陥の発生率が低下し、金型加工時の歩留まりが改善される。
【０００８】
第１のフレネルレンズにおいて、光軸を中心とした特定範囲に含まれる複数のレンズ面が、一又は複数のレンズ面を単位としてその単位毎に光軸方向にずらして配置されてもよい。フレネルレンズの設計では、各レンズ面の一端（一般には外周端）が光軸と直交する同一平面に置かれていることを前提として焦点位置の演算等の光学的演算が行われて各レンズ面のレンズ角等の仕様が決定される。従って、レンズ面を上記のように光軸方向にずらした場合には焦点がずれる等の影響が生じる。しかし、光軸付近では十分な光量が得られるので各レンズ面の焦点が多少ずれてもその影響は小さく、観察者には判らない程度である。その一方、上述したように加工誤差の影響は光軸付近で大きいので、レンズ面をずらすことによって得られる利点は大きい。このように、光軸を中心とした特定範囲においてレンズ面をずらした場合には、それによる不都合と比較して遙かに大きな利点が得られて好ましいものである。
【０００９】
前記単位間の前記レンズ面のずれ量は一定でもよい。この場合には、レンズの設計時においてレンズ面のずれ量を決定する際のプロセスが単純化され、金型加工用のプログラミングも容易に行える。一方、ずれ量は前記光軸からの半径方向の距離に応じて変化してもよい。このようにすれば、光軸からの距離に応じた適正なずれ量を各レンズ面に与えることができる。さらに、前記光軸からの半径方向の距離が増加するに従って、前記単位間の前記レンズ面のずれ量を小さくしてもよい。レンズ面にずれを与えない場合であっても、光軸からの距離が増加するに従って加工誤差の影響は低下するから、本発明によるレンズ面のずれ量を光軸からの距離の増加に従って小さくしても加工誤差の影響は顕在化しない。しかも、光軸からの距離が増加する程光量が減少するため、それに合わせてレンズ面のずれ量を小さくすればレンズ面のずれがより一層目立たないようになる。
【００１０】
第２のフレネルレンズは、少なくとも一つのレンズ面のレンズ角を、そのレンズ面に対する焦点演算に基づいて与えられるべき本来のレンズ角よりも大きく設定したものである。
【００１１】
このようにレンズ角を増加させた場合にはレンズ面の頂点の高さが増加してその頂点を共有する非レンズ面の高さも増加する。そのため、金型の加工時には、その非レンズ面に対応したフレネル成形溝を加工する際の工具の切込み量が増加し、加工誤差の影響が相対的に低くなる。従って、光軸付近に配置されるレンズ面のレンズ角をこのように増加させることにより、ピッチ飛び等の欠陥の発生率が低下し、金型加工時の歩留まりが改善される。なお、レンズ角は光軸と直交する平面に対してレンズ面が傾く角度として与えられる。また、焦点演算に基づいて与えられるべき本来のレンズ角とは、各レンズ面に対応して特定される各焦点を、フレネルレンズ全体の焦点として予定している位置に合わせるために各レンズ面に与える必要があるレンズ角である。
【００１２】
第２のフレネルレンズにおいて、光軸を中心とした特定範囲に含まれる複数のレンズ面のレンズ角が、各レンズ面に対して与えられるべき前記本来のレンズ角よりも大きく設定されてもよい。フレネルレンズにおいて、レンズ角を本来のレンズ角から変化させた場合には焦点がずれる等の影響が生じる。しかし、光軸付近では十分な光量が得られるので各レンズ面の焦点が多少ずれてもその影響は小さく、観察者には判らない程度である。その一方、上述したように加工誤差の影響は光軸付近で大きいので、レンズ角を変化させることによって得られる利点は大きい。このように、光軸を中心とした特定範囲においてレンズ角を増加させた場合には、それによる不都合と比較して遙かに大きな利点が得られて好ましいものである。
【００１３】
上記のように複数のレンズ面のレンズ角を増加させる場合において、前記レンズ角と前記本来のレンズ角との差として与えられる補正角が前記光軸からの半径方向の距離に応じて変化してもよい。このようにすれば、光軸からの距離に応じた適正な補正角を各レンズ面に与えることができる。特に、光軸からの半径方向の距離が増加するに従って前記補正角を減少させた場合には、加工誤差の影響の顕在化を防止しつつ、光量の減少に合わせて補正角を減少させてレンズ角を変化させたことにより焦点ずれ等の影響を相対的に小さくすることができる。
【００１４】
第３のフレネルレンズは、光軸を中心とした第１の特定範囲において、複数のレンズ面を、一又は複数のレンズ面を単位としてその単位毎に光軸方向に互いにずらして配置することにより、各単位の境界に位置する非レンズ面の光軸方向の高さを、前記境界を挟んで隣接する二つのレンズ面の一端が光軸と直交する同一平面上に置かれたと仮定した場合における当該非レンズ面の高さよりも増加させるとともに、前記光軸を中心とした第２の特定範囲に含まれる複数のレンズ面のレンズ角を、各レンズ面に対する焦点演算に基づいて与えられるべき各レンズ面の本来のレンズ角よりも大きく設定したものである。
【００１５】
このフレネルレンズによれば、上述した第１及び第２のフレネルレンズと同様の理由により、光軸付近における金型の加工誤差の影響の顕在化を防止し、ピッチ飛び等の欠陥の発生率を低下させて金型加工時の歩留まりを改善できる。
【００１６】
第３のフレネルレンズにおいて、前記第１の特定範囲は前記第２の特定範囲より狭くしてもよい。この場合には、光軸から第１の特定範囲の境界まではレンズ面の光軸方向へのずれと、レンズ角の増加とによって、金型に各レンズ面や非レンズ面に対応した溝を加工する際の工具の切込み量を増加させて加工誤差によるピッチ飛び等の影響を最大限に防止しつつ、第１の特定範囲を超えてから一定の範囲ではレンズ角のみを増加させて加工誤差の影響を抑えることになる。一つのレンズ面を光軸方向にずらした場合、そのレンズ面よりも半径方向内側に位置するレンズ面も同様に光軸方向にずれるので、複数のレンズ面をそれぞれ光軸方向にずらした場合には、光軸付近に形成されるレンズ面が第１の特定範囲よりも外のレンズ面に対して各レンズ面のずれ量の累積値だけ光軸方向にずれる。このため、第１の特定範囲に関してはこれをあまり広げると中心部のレンズ面が外側のレンズ面よりも光軸方向に大きく後退し、それと相補的な金型を切削する際にはその累積的なずれ量に相当するだけ金型の外周側を掘り下げる必要が生じて加工効率が低下する。その一方、レンズ角を変化させるだけであればそのようなレンズ面のずれは生じないので、金型の掘り下げ量が累積的に増加することはない。そこで、レンズ面にずれを与える第１の特定範囲は、加工誤差の影響が相対的に大きい光軸の近傍に制限し、第２の特定範囲をそれよりも広く設定することにより、加工誤差の影響を確実に抑えることとしたものである。
【００１７】
本発明の金型は、上述したフレネルレンズの各レンズ面が設けられたフレネル面と同形又は相補的な形状のフレネル成形面を有するものである。
【００１８】
このような金型によれば、レンズ面や非レンズ面に対応した溝を加工する際の加工誤差の影響を抑えて高品質のフレネルレンズを製造することができる。なお、本発明の金型は、上述したマザーのように切削加工によってフレネル面と相補的なフレネル成形面が形成されたものを含むとともに、上述したマスターやスタンパのように、切削加工された金型のフレネル成形面を電鋳等の製造方法によって複写して得られた金型も含む。切削加工される金型のフレネル成形面はフレネルレンズのフレネル面と相補的なものに限らず、フレネル面と同一形状でもよい。この場合には、フレネル成形面を複写して相補的なフレネル成形面を有する金型を別に成形し、それを利用してフレネルレンズを成形すればよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
図１Ａ及び図１Ｂは本発明のフレネルレンズの実施形態を示す図であり、図１Ａは光軸ＯＡを中心とした特定範囲Ａに含まれる全てのレンズ面１１…１１を、それぞれ光軸方向に対してδずつずらしたフレネルレンズ１０を、図１Ｂは光軸ＯＡを中心とした特定範囲Ｂに含まれる全てのレンズ面２１…２１のレンズ角θａを本来のレンズ角よりも増加させたフレネルレンズ２０をそれぞれ示している。なお、図１Ａ及び図１Ｂはフレネルレンズ１０，２０の光軸ＯＡの周りの一部を示しており、各フレネルレンズ１０，２０の全体は図示の部分よりも十分に大きい。以下、これらのフレネルレンズ１０，２０の特徴部分について順に説明する。
【００２０】
図１Ａのフレネルレンズ１０において、特定範囲Ａよりも外側の領域では各レンズ面１１の下端（外周側の端）１１ａが光軸ＯＡと直交する同一平面ＰＬ上に揃っている。このように、各レンズ面１１の一端１１ａが同一平面ＰＬ上に置かれている状態をここではレンズ面１１がずれていない状態、言い換えればレンズ面１１が光軸方向に揃っている状態として定義する。これに対して、特定範囲Ａに含まれる各レンズ面１１は光軸方向に関して互いにずらして配置されている。具体的には、特定範囲Ａにおいて、半径方向に隣接した任意の二つのレンズ面１１に着目した場合に、外周側のレンズ面１１の下端１１ａに対して内周側のレンズ面１１の下端１１ａが下方にずれるように各レンズ面１１が光軸方向に関して互いにずらして配置されている。
【００２１】
図２は特定範囲Ａに含まれた二つのレンズ面１１，１１を示している。二つのレンズ面１１，１１のうち、内側のレンズ面１１を基準として両レンズ面１１を光軸方向に揃えたと仮定した場合の外側のレンズ面１１を二点鎖線で示し、両レンズ面１１，１１の間に光軸方向のずれ量δを与えた場合の外側のレンズ面１１を実線で示している。両レンズ面１１の間に位置する非レンズ面１２の高さは、レンズ面１１が揃っていると仮定した場合の本来の高さＨｔよりも、レンズ面１１，１１の間にずれ量δを与えた場合の高さＨａの方が大きい。このように非レンズ面１２の高さを大きくすれば、金型にレンズ面１１や非レンズ面１２に対応した溝を形成する場合に、非レンズ面１２の高さが増えた分だけその溝の深さが増し、その結果として、当該溝を切削する場合の加工誤差の影響が相対的に小さくなり、いわゆるピッチ飛び等の欠陥が出現する可能性が小さくなる。なお、図２に示した各レンズ面１１の半径方向に関するピッチＰは光軸ＯＡからフレネルレンズ１０の最外周まで一定である。また、レンズ面１１のレンズ角θは光軸ＯＡに向かうに従って漸次減少する。
【００２２】
上述したずれ量δは光軸ＯＡから各レンズ面１１までの距離Ｘ（ここでは便宜的にレンズ面１１の下端１１ａを基準として示した。）に拘わらず特定範囲Ａにおいて一定でもよいし、距離Ｘに応じて変化させてもよい。また、図１Ａの例では特定範囲Ａに含まれる全てのレンズ面１１を所定量δずつ光軸方向にずらしているが、複数のレンズ面１１を一つの単位とし、その単位毎にずれ量δを与えてもよい。
【００２３】
図３Ａから３Ｄは光軸からの距離Ｘとずれ量δとの関係に関する幾つかの設定例を示している。なお、ここでいうずれ量δは、隣接する二つのレンズ面１１，１１の間のずれ量である。また、図３Ｃ及び図３Ｄにおいては、レンズ面の外周端の位置を破線で示している。
【００２４】
図３Ａは距離Ｘに拘わらず特定範囲Ａにおいてずれ量δを一定とした例である。図３Ｂ及び図３Ｃは距離Ｘが増加するに従ってずれ量δを小さくする例であるが、図３Ｂは距離Ｘに比例してずれ量δを直線的に減少させているのに対して、図３Ｃは複数のレンズ面毎（図では３つのレンズ面毎）に段階的にずれ量δを減少させている。図３Ｃにおいては複数のレンズ面を一つのグループとして扱い、各グループ毎にずれ量を変えているので、一つ一つのレンズ面毎にずれ量を変化させる場合と比較して光軸ＯＡから特定範囲Ａの外周までの間のずれ量δの累積値が小さくなり、光軸ＯＡと特定範囲Ａの外周との間におけるレンズ面１１の高低差を圧縮できる。さらに、図３Ｄは複数のレンズ面毎（図では３つのレンズ面毎）にずれ量δを与えた例である。つまり、図３Ｄは複数のレンズ面１１を一つの単位とし、その単位毎にずれ量δを与えた例に相当し、一つの単位内では各レンズ面１１が光軸方向に関して揃っていることになる。
【００２５】
次に、図４及び図５Ａから５Ｄを参照して図１Ｂのフレネルレンズ２０を説明する。図１Ｂから明らかなように、フレネルレンズ２０においては各レンズ面２１は光軸方向に関して揃えられている。つまり、各レンズ面２１の下端（外周側の端）２１ａはすべて同一平面ＰＬ上に置かれている。また、図４に示したレンズ面２１の半径方向のピッチＰは光軸ＯＡからフレネルレンズ２０の最外周まで一定である。
【００２６】
図４は、図１Ｂのフレネルレンズ２０の特定範囲Ｂに含まれた一部のレンズ面２１を示しており、焦点演算に基づいて与えられるべき本来のレンズ角θｔを与えたときのそのレンズ面２１を二点鎖線で示し、補正角φを与えたときのレンズ面２１を実線で示している。図４から明らかなように、本来のレンズ角θｔに補正角φを与えて実際のレンズ角θａを本来のレンズ角θｔよりも増加させた場合、そのレンズ面２１と上端２１ｂを共有する非レンズ面２２の高さＨａは、本来のレンズ角θｔを与えたときの高さＨｔよりも大きい。このように非レンズ面１２の高さが大きくなれば、図１Ａの場合と同様に、金型にレンズ面２１や非レンズ面２２に対応した溝を形成する場合に、非レンズ面２２の高さが増えた分だけその溝の深さが増し、その結果として、当該溝を切削する場合の加工誤差の影響が相対的に小さくなり、いわゆるピッチ飛び等の欠陥が出現する可能性が小さくなる。
【００２７】
図５Ａは、図１Ｂのフレネルレンズ２０における光軸ＯＡからの距離Ｘと各レンズ面２１のレンズ角θａとの関係を示している。特定範囲Ｂよりも外側の領域において、レンズ角度θａは距離に比例して変化し、特定範囲Ｂにおいて補正角φが与えられない場合の本来のレンズ角度θｔはその特定範囲Ｂよりも外のレンズ角θａに従って距離Ｘに比例した値をとり、光軸ＯＡ上（つまり距離Ｘ＝０）ではレンズ角θｔが零になる。しかし、本実施形態では特定範囲Ｂにおいて補正角φを与えており、しかもその補正角φは図５Ｂに示すように距離Ｘが小さいほど大きくなるように距離Ｘに比例して直線的に増加する。従って、特定範囲Ｂでは光軸に近付くほど実際のレンズ角θａが本来のレンズ角θｔよりも大きくなっている。但し、実際のレンズ角θａの傾きは正であり、隣接する二つのレンズ面２１，２１同士のレンズ角θａを比較したとき、外側のレンズ面２１のレンズ角θａは内側のレンズ面２１のレンズ角θａよりも必ず大きい。
【００２８】
なお、距離Ｘと補正角φとの関係は図５Ｂの例に限らず、例えば図５Ｃに示したように距離Ｘに反比例して増加するものでもよいし、図５Ｄに示したように距離Ｘが減少するに従って段階的に増加するものでもよい。但し、図５Ｄの例では補正角φが等しい一つのグループに複数のレンズ面が含まれる。いずれにせよ、図５Ｂから５Ｄのように距離Ｘが小さいほど補正角φを大きくした場合には、非レンズ面２２の高さが減少する光軸付近において補正角φを与えた効果が顕著に発揮されるようになり好ましい。
【００２９】
図６Ａ及び図６Ｂは上述した図１Ａ及び１Ｂのフレネルレンズを製造するための金型を示している。図６Ａの金型３０は、図１Ａのフレネルレンズ１０のフレネル面１３に対して相補的な形状のフレネル成形面３１を有している。フレネル成形面３１には、多数のフレネル成形溝３２…３２が金型中心線ＣＬの周りに同軸的に切削される。フレネル成形溝３２はレンズ面１１を成形するための第１壁面３２ａと、非レンズ面１２を成形するための第２壁面３２ｂとを有している。第２壁面３２ｂの上端３２ｃは上述したレンズ面１１の下端１１ａと対応し、従って、中心線ＣＬを中心とした特定範囲Ａにおいてその上端３２ｃはレンズ面１１の下端１１ａと同様にずれ量δだけ中心線ＣＬの方向に互いにずらして形成される。これにより、特定範囲Ａにおいて、各フレネル成形溝３２の溝深さが増加し、加工誤差の影響が相対的に小さくなってピッチ欠陥等の出現率が低下する。特定範囲Ａの外側においては第２壁面３２ｂの上端３２ｃは同一平面ＰＬ上に揃っている。
【００３０】
一方、図６Ｂの金型４０は、図１Ｂのフレネルレンズ２０のフレネル面２３に対して相補的な形状のフレネル成形面４１を有している。フレネル成形面４１には、多数のフレネル成形溝４２…４２が金型中心線ＣＬの周りに同軸的に切削される。フレネル成形溝４２はレンズ面２１を成形するための第１壁面４２ａと、非レンズ面２２を成形するための第２壁面４２ｂとを有している。第２壁面４２ｂの上端４２ｃは上述したレンズ面２１の下端２１ａと対応し、従って、各第２壁面４２ｂの上端４２ｃは中心線ＣＬと直交する同一平面ＰＬ上に揃っている。その平面ＰＬに対する第１壁面４２ａの傾く角θａは図１Ｂのフレネルレンズ２０におけるレンズ角θａと同一であり、中心線ＣＬを中心とした特定範囲Ｂにおいてレンズ角θａは本来のレンズ角θｔに対して補正角φを加えた値に設定されている。これにより、特定範囲Ｂにおいて、各フレネル成形溝４２の溝深さが増加し、加工誤差の影響が相対的に小さくなってピッチ欠陥等の出現率が低下する。
【００３１】
上述した実施形態では、レンズ面を光軸方向にずらす手段と、レンズ角を本来のレンズ角よりも増加させる手段とはそれぞれ別々に適用したが、これらの手段は重複して適用できる。すなわち、図７に示すように、レンズ面５１，５１に対して、図２の例と同様の光軸方向のずれ量δと、図４の例と同様の補正角φとを同時に与えることにより、非レンズ面５２の実際の高さＨａを増加させてもよい。なお、図７の例においては、図８に示したようにレンズ面５１に対してずれ量δを与える第１の特定範囲Ａと、補正角φを与えてレンズ角θａを増加させる第２の特定範囲Ｂとは、範囲Ａが範囲Ｂよりも狭くなるように設定することが望ましい。この場合、範囲Ａと範囲Ｂとの重複部分においてはずれ量δと補正角φとが同時に与えられ、範囲Ａよりも外でかつ範囲Ｂに含まれる部分では補正角φのみが与えられることになる。図７のフレネルレンズ５０を成形するための金型はフレネル面５３と相補的又は同一形状のフレネル成形面を有するものであるが、その具体的形状は例えば図６Ａ，６Ｂに示した金型３０，４０のいずれか一方のフレネル成形面３１又は４１を基準として、他方のフレネル成形面４１又は３１を重ね合わせたものとすればよい。その図示は省略する。
【００３２】
なお、以上の実施形態で参照した図面では、レンズ面のずれ量やレンズ角、その補正角等を誇張して描いており、本発明の範囲はそれらの図面に示された程度に限定されるものではない。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
以上に説明したように、本発明のフレネルレンズによれば、レンズ面の境界に位置する非レンズ面の高さが従来のフレネルレンズよりも増加するため、金型の加工時には、その非レンズ面に対応したフレネル成形溝を加工する際の工具の切込み量が増加し、加工誤差の影響が相対的に低くなる。これによりピッチ飛び等の欠陥の発生率が低下し、金型加工時の歩留まりが改善される。
【００３４】
また、本発明の金型によれば、レンズ面や非レンズ面に対応した溝を加工する際の加工誤差の影響を抑えて高品質のフレネルレンズを製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１Ａ】本発明の一実施形態に係るフレネルレンズの光軸方向に沿った断面図。
【図１Ｂ】本発明の一実施形態に係るフレネルレンズの光軸方向に沿った断面図。
【図２】図１Ａのフレネルレンズの光軸付近に設けられた一部のレンズ面を拡大して示す図。
【図３Ａ】図２のフレネルレンズにおける光軸からの距離とレンズ面の光軸方向のずれ量との関係を示す図。
【図３Ｂ】図２のフレネルレンズにおける光軸からの距離とレンズ面の光軸方向のずれ量との関係を示す図。
【図３Ｃ】図２のフレネルレンズにおける光軸からの距離とレンズ面の光軸方向のずれ量との関係を示す図。
【図３Ｄ】図２のフレネルレンズにおける光軸からの距離とレンズ面の光軸方向のずれ量との関係を示す図。
【図４】図１Ｂのフレネルレンズの光軸付近に設けられた一部のレンズ面を拡大して示す図。
【図５Ａ】図４のフレネルレンズにおける光軸からの距離とレンズ面の補正角との関係を示す図。
【図５Ｂ】図４のフレネルレンズにおける光軸からの距離とレンズ面の補正角との関係を示す図。
【図５Ｃ】図４のフレネルレンズにおける光軸からの距離とレンズ面の補正角との関係を示す図。
【図５Ｄ】図４のフレネルレンズにおける光軸からの距離とレンズ面の補正角との関係を示す図。
【図６Ａ】図１Ａのフレネルレンズを製造するための金型を示す図。
【図６Ｂ】図１Ｂのフレネルレンズを製造するための金型を示す図。
【図７】レンズ面同士の間にずれ量を設定し、かつレンズ角に補正角を与えた実施形態を示す図。
【図８】図７のフレネルレンズにおけるずれ量の設定範囲と、補正角を与える範囲との関係を示す図。
【図９Ａ】本発明の課題を説明するための図。
【図９Ｂ】本発明の課題を説明するための図。
【符号の説明】
【００３６】
１０，２０，５０  フレネルレンズ
１１，２１，５１  レンズ面
１１ａ，２１ａ，５１ａ  レンズ面の下端
１１ｂ，２１ｂ，５１ｂ  レンズ面の上端
１２，２２，５２  非レンズ面
１３，２３，５３  フレネル面
３０，４０  金型
３１，４１  フレネル成形面
３２，４２  フレネル成形溝
Ａ  第１の特定範囲
Ｂ  第２の特定範囲
ＣＬ  金型の中心線
ＯＡ  光軸
θａ  レンズ角
θｔ  本来のレンズ角
φ  補正角
δ  レンズ面のずれ量
【図１Ａ】
2004522988.tif 000003
【図１Ｂ】
2004522988.tif 000004
【図２】
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【図３Ａ】
2004522988.tif 000006
【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
2004522988.tif 000008
【図３Ｄ】
2004522988.tif 000009
【図４】
2004522988.tif 000010
【図５Ａ】
2004522988.tif 000011
【図５Ｂ】
2004522988.tif 000012
【図５Ｃ】
2004522988.tif 000013
【図５Ｄ】
2004522988.tif 000014
【図６Ａ】
2004522988.tif 000015
【図６Ｂ】
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【図７】
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【図８】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【国際公開パンフレット】
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【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
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【国際調査報告】
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