(57)【要約】      （修正有）【課題】光学特性の優れ、安価に製造できるレンズアレイの提供。【解決手段】樹脂によって形成されたレンズアレイであって、凸状または凹状の光入出射用の面１１ａ，１１ｂを有する複数のレンズ１１が列状に並んで一体に繋がっているとともに、各光入出射用の面の周囲および隣り合う光出射用の面間には、平坦面が形成されており、かつ、各レンズ１１は、上記光入出射用の面１１ａ，１１ｂの外周につながり、かつ上記平坦面から起立する外周面１１ｃを有していることを特徴とする。【選択図】図２
2007256933.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂によって形成されたレンズアレイであって、
凸状または凹状の光入出射用の面を有する複数のレンズが列状に並んで一体に繋がっているとともに、各光入出射用の面の周囲および隣り合う光出射用の面間には、平坦面が形成されており、かつ、各レンズは、上記光入出射用の面の外周につながり、かつ上記平坦面から起立する外周面を有していることを特徴とする、レンズアレイ。
【請求項２】
隣接する上記レンズ間の上記平坦面には、凹部が形成されている、請求項１に記載のレンズアレイ。
【請求項３】
上記凹部を規定する壁面は、黒色系の遮光材で被覆されている、請求項２に記載のレンズアレイ。
【請求項４】
凸状または凹状の光入出射用の面を有する複数のレンズが列状に並んで一体に繋がっているとともに、各光入出射用の面の周囲および隣り合う光出射用の面間には、平坦面が形成されており、かつ、各レンズは、上記光入出射用の面の外周につながり、かつ上記平坦面から起立する外周面を有している樹脂成形品を、透光性を有する合成樹脂により成形する工程と、
上記樹脂成形品の全面に黒色系の塗料を塗布する工程と、
上記各レンズの光入出射面に塗布された塗料が乾燥硬化する前にこれを除去する工程と、
を含むことを特徴とする、レンズアレイの製造方法。
【請求項５】
上記樹脂成形品の全面に黒色系の塗料を塗布する工程の前に、
上記樹脂成形品における隣接するレンズ間の上記平坦面に、凹部を機械加工により形成する工程を設ける、請求項１に記載のレンアレイの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、レンズアレイおよびその製造方法に関し、さらに詳しくは、たとえば、密着型イメージセンサなどの光学装置において、原稿の画像をライン状に配置された受光素子上に結像させるなどの目的に用いられるレンズアレイおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
周知のとおり、たとえば特許文献１に開示されているような画像読み取り装置においては、ライン状に並べられた複数の受光素子を利用して、原稿の画像を主走査方向に１ライン分ずつ読み取っている。したがって、原稿の画像を上記複数の受光素子上に結像させるための光学レンズとしては、主走査方向に複数のレンズが並べられたレンズアレイを用いる必要がある。
【０００３】
そこで、図３２に特許文献１の画像読み取り装置に使用されているレンズアレイ９を示す。このレンズアレイ９は、一定方向に延びる細長なブロック状のホルダ部９０に、円柱状の複数のセルフォックレンズ（ロッドレンズ）９１を保持させたものであり、これら複数のセルフォックレンズ９１は、ホルダ部９０の長手方向に一定間隔で列状に配列されている。各セルフォックレンズ９１は、図３３に示すように、たとえば物体ａ→ｂの正立等倍像ａ’→ｂ’を得ることが可能である。
【０００４】
各セルフォックレンズ９１は、その内部において入射光を蛇行させるように、その内部の屈折率をその半径方向外方ほど大きくなるように異ならせたものである。このため、従来において、レンズアレイ９を製造するには、まず複数のセルフォックレンズ９１を個々に製作した後に、インサート成形の手法を用いることにより、それら複数のセルフォックレンズ９１をホルダ部９０内に埋設させるようにしてホルダ部９０を樹脂成形していた。
【０００５】
【特許文献１】特開平１０-３１３３８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記従来の製造方法においては、レンズの製造工程とホルダ部の樹脂成形工程とが個別に行われているために、それらの作業が非常に煩雑なものとなっていた。とくに、個々のレンズは微小なサイズとされるのが一般的であり、しかも１つのレンズアレイに用いられるレンズの総数も多いために、金型を用いてホルダ部を樹脂成形するときに、その金型内の所定箇所に多数のレンズを位置決め配置する作業は、甚だ面倒なものとなっていた。したがって、従来においては、レンズアレイの生産性が悪く、製造コストが高価となっていた。
【０００７】
また、従来においては、セルフォックレンズとは異なるレンズ、たとえばガラス製の複数の凸レンズや、一定寸法に切断された光学繊維からなるレンズを、樹脂製のホルダ部に埋設したレンズアレイもある。ところが、このようなレンズアレイにおいても、上記したセルフォックレンズと同様に、多数のレンズを個々に製作した後に、それら多数のレンズをインサート成形の手法を用いてホルダ部内に埋設するように製造されていたために、やはり上記したのと同様に、その製造コストが高価になるという問題があった。
【０００８】
本願発明は、このような事情のもとで考え出されたものであって、光学特性に優れ、かつ生産効率よく安価に製造できるレンズアレイおよびその製造方法を提供することをその課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するため、本願発明では、次の技術的手段を講じている。
【００１０】
本願発明の第１の側面によって提供されるレンズアレイは、樹脂によって形成されたレンズアレイであって、凸状または凹状の光入出射用の面を有する複数のレンズが列状に並んで一体につながっているとともに、各光入出射用の面の周囲および隣り合う光出射用の面間には、平坦面が形成されており、かつ、各レンズは、上記光入出射用の面の外周につながり、かつ上記平坦面から起立する外周面を有していることを特徴とする。
【００１１】
このような構成のレンズアレイは、金型を利用した通常の樹脂成形工程により、安価に製造することができる。また、各レンズは、樹脂成形品に設けた平坦面から起立する周部によって外周が規定されているので、各レンズ間の光の干渉を防止することができるし、後記するように、上記の平坦面に機械加工によって凹部を形成するのに好適となる。
【００１２】
好ましい実施の形態では、隣接する上記レンズ間の上記平坦面には、凹部が形成されている。このような構成によれば、隣接するレンズ間の光の干渉を防止することができる。
【００１３】
好ましい実施の形態ではまた、上記凹部を規定する壁面は、黒色系の遮光材で被覆されている。このような構成によれば、上記した隣接レンズ間の光の干渉をより効果的に防止することができる。
【００１４】
本願発明の第２の側面によって提供されるレンズアレイの製造方法は、凸状または凹状の光入出射用の面を有する複数のレンズが列状に並んで一体に繋がっているとともに、各光入出射用の面の周囲および隣り合う光出射用の面間には、平坦面が形成されており、かつ、各レンズは、上記光入出射用の面の外周につながり、かつ上記平坦面から起立する外周面を有している樹脂成形品を、透光性を有する合成樹脂により成形する工程と、上記樹脂成形品の全面に黒色系の塗料を塗布する工程と、上記各レンズの光入出射面に塗布された塗料が乾燥硬化する前にこれを除去する工程と、を含むことを特徴とする。
【００１５】
このような構成によれば、各レンズの光入出射用の面（曲面レンズ面）以外の樹脂成形品の表面を、黒色系の塗料で塗布した状態を簡易な手法で得ることができ、こうして製造されたレンズアレイとしての光学的特性を高めることができる。
【００１６】
好ましい実施の形態では、上記樹脂成形品の全面に黒色系の塗料を塗布する工程の前に、上記樹脂成形品における隣接するレンズ間の上記平坦面に、凹部を機械加工により形成する工程を設けている。
【００１７】
このような構成によれば、凹部にも黒色系の塗料が簡易に塗布されるので、レンズ間の光の干渉を効果的に防止するレンズアレイを、簡易に製造することができる。
【００１８】
本願発明のその他の特徴および利点については、以下に行う発明の実施の形態の説明から、より明らかとなろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本願発明の好ましい実施の形態について、図面を参照しつつ具体的に説明する。
【００２０】
図１は、レンズアレイの中間品としての樹脂成形品の一例を示す平面図である。図２は、図１のII−II拡大断面図である。図３は、図１および図２に示す樹脂成形品の要部断面斜視図である。
【００２１】
レンズアレイを製造するには、まず図１〜図３に示すような形態をもつ樹脂成形品１’を作製する。この樹脂成形品１’は、全体の概略形状が矩形のプレート状またはシート状とされており、透光性を有する合成樹脂により成形されたものである。その具体的な材質としては、透明度や機械強度にすぐれたＰＭＭＡ（ポリメタクリル酸メチル（メタクリル樹脂））、あるいはＰＣ（ポリカーボネート）が好適に採用される。樹脂成形品１’は、複数のレンズ１１、複数の凸部１２および複数の凹部１３を備えた構成を有している。
【００２２】
複数のレンズ１１は、樹脂成形品１’の表面と裏面との多数箇所に互いに対向する凸状曲面１１ａ，１１ｂを形成することにより構成されたものであり、これら凸状曲面１１ａ，１１ｂを光入出射用の面（以下「レンズ面」と略称する）とする両凸レンズである。レンズ面１１ａ，１１ｂは、球面または非球面のいずれであってもよく、球面にすればその製作が容易となる。これに対し、レンズ面１１ａ，１１ｂを非球面にすれば、収差を少なくし、ピンボケの少ない像を結ばせることが可能となる。複数のレンズ１１は、樹脂成形品１’の長手方向（図１の横方向）に一定ピッチ間隔で列状に配列されており、そのレンズ列は、樹脂成形品１’の短手方向に適当な間隔を隔ててたとえば計１０列の複数列に並んでいる。各レンズ面１１ａ，１１ｂの直径は、たとえば０．６ｍｍ前後であり、レンズの列方向におけるレンズ１１のピッチは、たとえば１ｍｍ程度である。各レンズ列の全長は、たとえばＡ４サイズの原稿幅に対応できるように２１０ｍｍよりもやや長い寸法とされている。また、樹脂成形品１’におけるレンズ面１１ａ，１１ｂが形成された面の各レンズ面以外の領域は、平坦な面となっている。
【００２３】
図２および図３によく表れているように、各レンズ１１は、その周辺部の面から適当な寸法Ｌｂ（たとえば十分の数ｍｍ程度）だけ起立した外周面１１ｃ，１１ｄを有している。したがって、各レンズ面１１ａ，１１ｂの周縁部と、樹脂成形品１’の各レンズ１１の周囲を取り囲む領域の面とには上記寸法Ｌｂの段差がある。
【００２４】
複数の凸部１２および凹部１３は、後述するように、この樹脂成形品１’から製造された複数のレンズアレイどうしを組付けるのに利用するための部分である。複数の凸部１２は、樹脂成形品１’の表面のうち、各レンズ列の両側方に設けられている。複数の凹部１３は、樹脂成形品１’の裏面のうち、複数の凸部１２に対向する位置に設けられている。
【００２５】
図１において、樹脂成形品１’は、複数のレンズ１１が形成されている計１０列のレンズ列の領域以外の領域については、レンズ列の領域よりも厚みが大きな厚肉部とされている。より具体的には、複数の凸部１２や凹部１３が設けられている樹脂成形品１’の長手方向両端の側縁部１ａ，１ｂに加え、樹脂成形品１’の短手方向の側縁部１ｃ，１ｄ、および複数のレンズ列どうしの間に設けられている複数条の帯状領域１ｅの厚みは、複数のレンズ１１が並んで形成されている領域よりも厚肉に形成されている。
【００２６】
上記した構成の樹脂成形品１’の製造は、たとえば図４および図５に示すように、一組の金型６Ａ，６Ｂを用いて行う。金型６Ａ，６Ｂは、キャビティ６５を形成する壁面に、樹脂成形品１’の各レンズ面１１ａ，１１ｂに対応する多数の凹面１１a', １１b'や、各レンズ１１の外周面１１ｃ，１１ｄに対応する面１１c'，１１d'を設けたものであり、樹脂成形品１’の凸部１２や凹部１３を形成するための凹部１２’や凸部１３’も有している。金型６Ａ，６Ｂのキャビティ６５内に透光性を有する樹脂を充填し、その成形を行うと、上記した構成の樹脂成形品１’を得ることができる。樹脂成形品１’は、最終的に得られる個々のレンズアレイと比較すると全体のサイズが大きく、金型６Ａ，６Ｂのキャビティ６５の容積も大きい。したがって、キャビティ６５内に樹脂を流し込んだときには、キャビティ６５内における樹脂の流れを良好にすることができ、小径の各レンズ１１を適切に成形することができる。とくに、樹脂成形品１’は、既述したとおり、レンズ列の領域以外の領域が厚肉とされ、キャビティ６５のその部分に対応する箇所が大きくなっているために、成形用の樹脂をキャビティ６５内の全域に行きわたらせることがより的確に行えることとなる。
【００２７】
樹脂成形品１’の製造後には、図６〜図８に示すように、樹脂成形品１’に複数の凹部１４を形成する。各凹部１４は、レンズの列方向において互いに隣り合うレンズ１１どうしの間に位置し、かつレンズの列方向と交差する方向に延びた細長矩形状に開口した有底の凹溝状であり、本実施形態では、樹脂成形品１’の表裏両面に設けられている。
【００２８】
各凹部１４は、たとえば複数本のエンドミル８１を有する多軸式のフライス盤を使用し、機械加工により形成する。多軸式のフライス盤を使用すれば、複数の凹部１４の同時加工が行えるために、作業能率を高めることができる。各エンドミル８１の直径は、レンズ１１の列方向におけるレンズ１１どうしの間の寸法と同一寸法とすることができ、たとえば十分の数ｍｍ程度の細幅の凹部１４が形成される。各凹部１４を機械加工により形成すれば、たとえば一般のレーザ加工と比較すると、その加工部分の温度があまり高くならないようにすることができる。したがって、熱に起因して、各レンズ面１１ａ，１１ｂが変形するようなことを回避することができる。樹脂成形品１’に冷却水を浴びせながら、あるいは樹脂成形品１’を冷却水中に浸漬させた状態で加工を行えば、熱に起因するレンズ面１１ａ，１１ｂのダメージ防止をより徹底して図ることができる。もちろん、本願発明においては、エンドミルとは異なる工具を用いた機械加工により、凹部を形成してもかまわない。
【００２９】
各凹部１４の形成後には、樹脂成形品１’の塗装処理を行う。この塗装処理は、たとえば図９に示すように、黒色の塗料液１５’中に樹脂成形品１’を浸漬させることにより行う。このようにすると、樹脂成形品１’の各凹部１４を規定する壁面を始めとして、樹脂成形品１’の外面の全体が遮光材としての黒色塗膜によって覆われる。その後は、図１０に示すように、樹脂成形品１’を覆う遮光材１５のうち、各レンズ面１１ａ，１１ｂに付着している部分を除去する。この作業は、遮光材１５が乾燥硬化する以前の時期において、たとえば吸水性部材からなるローラ８０を用いて遮光材１５を拭い取ることにより行う。もちろん、ローラ８０に代えて、それ以外の形態のスポンジ状またはフェルト状などの部材を用いて遮光材１５を拭い取ることもできる。各レンズ面１１ａ，１１ｂの周縁部と各レンズ１１の周辺の面とには寸法Ｌｂの段差があるために、各レンズ面１１ａ，１１ｂの遮光材１５を各レンズ１１の周辺部の面とは区別して適切に除去することができる。このような一連の作業により、図１１に示すように、各レンズ面１１ａ，１１ｂを除く領域が黒色塗膜からなる遮光材１５によって覆われた樹脂成形品１’が得られる。なお、本願発明においては、上記した黒色塗料に代えて、それに近い暗色系の塗料を用いてもかまわない。
【００３０】
次いで、図１２に示すように、樹脂成形品１’の切断作業を行う。この切断作業は、レンズ列間の複数条の帯状領域１ｅに相当する同図の符号Ｎｂ−Ｎｂの仮想線に沿って、樹脂成形品１’を順次または同時に切断すればよい。これにより、細長なブロック形状のレンズアレイ１が複数得られることとなる。各レンズアレイ１は、図１３にもよく表れているように、複数のレンズ１１が複数の凹部１４を挟むようにして１列に並んだものであり、その長手方向の断面形状は図１１に示した断面形状と同様である。なお、切断面となった側面部１ｆ，１ｇは遮光材によって覆われていない。したがって、必要があれば、その後これらの側面部１ｆ，１ｇに黒色塗装を施せばよい。
【００３１】
上記した製造方法によれば、１つの樹脂成形品１’からレンズアレイ１を複数個取りできるために、レンズアレイ１の生産能率が高まる。とくに、樹脂成形品１’を複数のレンズアレイ１に分割するまでの中間処理（凹部１４の加工や塗装処理など）は、複数のレンズアレイ１に相当する処理を纏めて行うことができるために、その生産能率は一層高められることとなる。
【００３２】
次に、上記方法によって製造された複数のレンズアレイ１の一使用列について説明する。
【００３３】
上記した複数のレンズアレイ１は、図１４に示すように、それらのうちから選択された２つのレンズアレイ１Ａ（１），１Ｂ（１）を組み合わせることにより、レンズアレイアッセンブリＡを構成するのに利用される。このレンズアレイアッセンブリＡは、後述するように、正立等倍像を得ることができる。
【００３４】
レンズアレイアッセンブリＡは、レンズアレイ１Ａの各凹部１３にレンズアレイ１Ｂの各凸部１２を嵌合させるようにして、２つのレンズアレイ１Ａ，１Ｂを積層させたものであり、それら複数のレンズ１１の光軸Ｃどうしは合わせられている。２つのレンズアレイ１Ａ，１Ｂは、同一の樹脂成形品１’から製造されたものであって、その樹脂成形は同一金型を利用して同一または略条件の下になされたものであるから、互いに対応するレンズ１１どうしの位置ずれを無くすように製造することが可能であり、互いの光軸Ｃどうしを正確に合わせることができる。
【００３５】
上記したレンズアレイアッセンブリＡにおいては、図１５に示すように、始点Ｓから出発した光は、レンズアレイ１Ａのレンズ１１を通過した後、レンズアレイ１Ｂのレンズ１１を通過してから結像点Ｒに達する。この場合、共通の光軸Ｃ上に並ぶ凸レンズとしての２つのレンズ１１により、セルフォックレンズにみられる光の蛇行現象と同等の現象が得られ、始点Ｓにある物体（ａ→ｂ→ｃ）の正立等倍像（ａ’→ｂ’→ｃ’）を結像点Ｒに形成させることができるのである。換言すると、図１５に示す光学系においては、レンズアレイ１Ａのレンズ面１１ａは、レンズアレイ１Ａのレンズ面１１ｂとレンズアレイ１Ｂのレンズ面１１ａとの近くに物体（ａ→ｂ→ｃ）の倒立縮小像を形成する役割を果たし、その倒立縮小像は、それよりも後段に位置する複数の凸レンズ面によって拡大され、かつ反転される結果、結像点Ｒには物体の正立等倍像が結ばれるのである。
【００３６】
したがって、上記したレンズアレイアッセンブリＡは、たとえば密着型センサやその他のラインイメージセンサにおいて、原稿の正立等倍像をライン状の受光素子上に結像させる用途に好適となる。また、レンズアレイアッセンブリＡは、細幅なブロック状のレンズアレイ１Ａ，１Ｂを積層させた細長状のものであるから、スペース効率の面からしても好ましいものとなる。
【００３７】
また、レンズアレイアッセンブリＡにおいては、始点Ｓからレンズアレイ１Ａに向けて進行した光がレンズ面１１ａ以外の領域からそのレンズ１１内に入り込むことは、遮光材１５により、とくに凹部１４の遮光材１５により適切に防止される。さらに、レンズアレイ１Ａのレンズ１１内に入り込んだ光がその隣りのレンズ１１や、レンズアレイ１Ｂにおいて上記レンズ１１と隣りの位置関係にあるレンズ１１に向けて入り込むことも凹部１４の遮光材１５によって防止される。このように、凹部１４の遮光材１５は、互いに隣り合うレンズ１１どうしを光学的に分離させる機能を発揮する。したがって、複数のレンズ１１間における光のクロストークを効果的に防止することができ、鮮明な正立等倍像が得られることとなる。
【００３８】
レンズアレイ１Ａの複数の凹部１４は、レンズアレイ１Ａの表裏両面に形成されていることにより、各凹部１４の個々の深さを比較的浅くしても、充分なクロストーク防止効果が得られる。そして、このように各凹部１４の深さを浅くできるようにすれば、各凹部１４の機械加工が容易となる。すなわち、十分の数ｍｍ程度の細幅な凹部１４を深く形成することは技術的に難しい面があるものの、各凹部１４の深さを浅くできれば、それだけその加工が容易となり、各凹部１４を一層細幅に形成することも可能となる。凹部１４を細幅にできれば、それだけレンズ１１の列方向のピッチを小さくしてレンズ１１の密度を高めることが可能となるため、正立等倍像を明るくするのに有利となる。
【００３９】
図１６は、樹脂成形品に凹部を形成する工程の他の列を示す要部断面斜視図である。図１７は、図１６に示す工程を経て製造されたレンズアレイを示す要部斜視図である。なお、図１６以降の図においては、先の実施形態と同一または類似の要素には、先の実施形態と同一符号を付している。
【００４０】
図１６に示す構成においては、樹脂成形品１’の凹部１４を、レンズの列方向と交差する方向に一連に延びた形態に形成している。このようにすれば、樹脂成形品１’を分割して得られるレンズアレイ１Ｃは、図１７に示すように、凹部１４がレンズアレイ１Ｃの短手方向の全幅にわたって形成されたものとなるが、このような構成のレンズアレイ１Ｃであっても、レンズ１１どうしの間のクロストークを適切に防止することができる。このように、本願発明においては、凹部１４は、樹脂成形品１’の複数のレンズ列ごとに個々に設けるのではなく、複数のレンズ列に跨がるように形成してもかまわない。
【００４１】
図１８は、本願発明の製造方法により製造されたレンズアレイの他の例を示す断面図である。図１９は、図１８に示すレンズアレイの使用例を示す断面図である。図２０は、本願発明の製造方法により製造されたレンズアレイの他の例を示す断面図である。
【００４２】
図１８に示すレンズアレイ１Ｄは、その表面（状面）のみに複数の凹部１４を設けたものである。ただし、各凹部１４の深さｓ１は、図６〜図１７に示した先の実施形態の凹部１４よりも深くされている。また、レンズ面１１ｂどうしの間の領域は、黒色の遮光材１５によって覆われている。このレンズアレイ１Ｄは、たとえば図１９に示すように、他のレンズアレイ１Ｅと組み合わされて使用される。レンズアレイ１Ｅは、基本的には、先のレンズアレイ１やレンズアレイ１Ｄと同様な方法により製造されたものであるが、凹部１４や遮光材１５が一切設けられていない構成とされており、本願発明の範囲外のものである。レンズアレイ１Ｅの各レンズ１１のレンズ面１１ｅは、レンズアレイ１Ｄのレンズ面１１ｂと同等またはそれよりも大径とされているとともに、レンズ面１１ｆは、レンズ面１１ｅよりも大径であって、それらレンズ面１１ｆどうしはレンズアレイ１Ｅの長手方向において互いに繋がっている。
【００４３】
上記したレンズアレイ１Ｄ，１Ｅの組み合わせによっても、始点Ｓにある物体（ａ→ｂ→ｃ）の正立等倍像（ａ’→ｂ’→ｃ’）を結像点Ｒに形成することができる。凹部１４は、レンズアレイ１Ｄの光入射側にのみ設けられているものの、この凹部１４は、先の実施形態のレンズアレイ１（１Ａ）の凹部１４よりも深めに形成されていることにより、複数のレンズ１１間における光のクロストークを適切に防止することができる。レンズアレイ１Ｅには、凹部１４や遮光材１５が設けられていないが、このレンズアレイ１Ｅにおいてクロストークを生じる虞れがある光については、レンズアレイ１Ｄからレンズアレイ１Ｅに向けて進行しないようにすることができ、レンズアレイ１Ｅの複数のレンズ１１間においてはクロストークを生じないようにできることが確認されている。また、上記したレンズアレイ１Ｄ，１Ｅの組み合わせ構造においては、光が入射するレンズ面よりも光が出射するレンズ面の方が大径であるために、レンズ１１ａに入射した光を最終のレンズ面１１ｆから無駄なく結像点Ｒに導くことができ、結像画像を明るくするのに好ましいものとなる。
【００４４】
上記の構成から理解されるように、本願発明の製造方法によって製造されるレンズアレイは、その片側のみに凹部が形成されている構成としてもよい。もちろん、図２０に示すレンズアレイ１Ｆのように、光の出射側となる片面（下面）側にのみ凹部１４を設けた構成としてもよい。この場合においても、先に述べたレンズアレイ１Ｄと同様にレンズ１１間のクロストークを防止できる。また、レンズアレイの片面のみに凹部を設ければ、レンズアレイの表裏両面に凹部を設ける場合よりも凹部の総数を少なくし、その加工工数を少なくすることができる。
【００４５】
図２１は、レンズアレイの他の例を示す要部斜視図である。図２２は、図２１のＸＸII−ＸＸII断面図である。
【００４６】
図２１および図２２に示すレンズアレイ１Ｇは、複数のレンズ１１が２列に並べて設けられたものであり、レンズの列方向に隣り合うレンズ１１どうしの各間には第１の凹部１４ａが形成されている。また、レンズの列方向と交差する方向に隣り合うレンズ１１どうしの間、すなわち２つのレンズ列間には、第２の凹部１４ｂが形成されている。
【００４７】
上記構成のレンズアレイ１Ｇを製造するには、たとえば図２３および図２４に示すような樹脂成形品１G'を作製する。樹脂成形品１G'は、たとえば計１６列の複数列に設けられたレンズ１１の列のうち、２列のレンズの列どうしが互いに対をなして接近するように形成されたものである。また、レンズの列方向に隣り合うレンズ１１どうしの各間には、樹脂成形工程により形成された凹部１４ａが設けられている。この凹部１４ａは、樹脂成形品１G'の表裏両面に設けられており、その形状は、図６〜図１７に示した先の実施形態の凹部１４と同様な凹溝状である。
【００４８】
樹脂成形品１G'は、たとえば図２５および図２６に示すような構成の金型６ａ，６ｂを用いて製造することができる。金型６ａ，６ｂは、金型本体部６０ａ，６０ｂと補助金型６１ａ，６１ｂとを組合わせて構成されたものである。より具体的には、金型本体部６０ａ，６０ｂは、図４および図５において説明した金型６Ａ，６Ｂに近似した構造である。補助金型６１ａ，６１ｂは、図２７において補助金型６１ｂの構成を示しているように、多数の貫通孔６２が形成されている帯状部材６３の表面に複数の凸部６４を設けたものである。複数の凸部６４は、樹脂成形品１G'の凹部１４ａを形成するための部材である。これら補助金型６１ａ，６１ｂは、複数の貫通孔６２が複数の凹面１１a', １１b'に重なるようにして金型本体部６０ａ，６０ｂに取り付けられている。
【００４９】
上記構成の金型６ａ，６ｂによれば、樹脂成形品１G'を適切に製造することができる。補助金型６１ａ，６１ｂの各貫通孔６２の内周面は、図２４に示す各レンズ１１の外周面１１ｃ，１１ｄを都合良く形成する役割を果たす。金型６ａ，６ｂのキャビティ６５に対する樹脂の供給方向を、たとえば図２７の矢印Ｎａに示すように、凸部６４の長手方向に一致させれば、凸部６４によって樹脂の流れが大きく妨げられないようにすることができる。また、レンズアレイ１Ｇや樹脂成形品１G'の表裏両面に凹部１４ａを設けることによって、各凹部１４ａの深さを浅くできるようにすれば、各凹部１４ａを樹脂成形するのに利用される金型６ａ，６ｂの凸部６４の突出寸法をそれだけ小さくできることとなるために、金型の製作の容易化が図れる。また、キャビティ６５内にサイズが大きい凸部が偏った位置に存在しないようにできるために、成形樹脂の流れを良好にする上でも好ましいものとなる。
【００５０】
樹脂成形品１G'の作製後には、樹脂成形品１G'に複数条の凹部１４ｂを機械加工により形成する。この凹部１４ｂは、たとえば図２８に示すように、互いに対をなす２列のレンズ列どうしの間の領域に対し、各レンズ１１を傷つけないように、同図のクロスハッチングで示す領域Ｎｃに沿ってエンドミルを移動させることにより行う。これにより、図２９および図３０に示すように、レンズ１１の列方向にやや蛇行しながら一連に延びた凹部１４ｂを形成することができる。もちろん、凹部１４ｂの加工時には高熱が発生しないようにできるために、各レンズ１１の保護が図れる。なお、凹部１４ｂの深さは、たとえば各凹部１４ａよりも浅くする。このことの技術的な意義については後述する。各凹部１４ｂの形成作業についても、たとえば複数本のエンドミルを有する多軸式のフライス盤を用いることにより、樹脂成形品１G'の所定の複数箇所に対して能率良く行うことができる。
【００５１】
上記した凹部１４ｂの形成後には、樹脂成形品１G'のレンズ面１１ａ，１１ｂ以外の箇所を遮光材１５によって覆うための塗装処理やその一部の塗膜の除去処理を行ってから、樹脂成形品１G'を切断する。これにより、図２１および図２２に示したレンズアレイ１Ｇが得られる。
【００５２】
レンズアレイ１Ｇにおいては、レンズの列方向と交差する方向に並ぶ２つのレンズ１１のそれぞれによって画像を結像させることができる。したがって、レンズ１１を１列のみに設けた場合よりも結像画像を明るくすることができる。もちろん、２列のレンズ列間には遮光材１５を有する凹部１４ｂが設けられているために、２列のレンズ列間において光のクロストークが発生しないようにすることできる。凹部１４ｂの深さを浅くする一方、各凹部１４ａの深さを深くすれば、複数のレンズ１１を介して結像される画像の幅は、レンズの列方向の幅よりもそれに交差する方向の幅の方を大きくすることができる。すると、レンズの列方向においては、ピンボケの少ない結像が可能となるとともに、それと交差する方向においては、各レンズ１１に対する入射光量を大きくして像を明るくすることができ、結像画像のピンボケ防止と明るさの確保との両立を図ることが可能となるのである。
【００５３】
このように、本願発明においては、最終的に得られるレンズアレイのレンズの列数は複数であってもかまわない。もちろん、レンズの列数を多くするほど、結像画像を明るくすることが可能であり、本願発明においては、レンズの列数を３列、あるいはそれ以上の列数にしてもかまわない。
【００５４】
また、上述の実施形態においては、レンズアレイ１Ｇの各凹部１４ａについては樹脂成形工程により形成しているために、その分だけ機械加工の手間を省ける利点が得られるものの、本願発明においては、各凹部１４ａについても凹部１４ｂと同様に、機械加工により形成してもかまわない。ただし、凹部１４ａは多数であり、これを機械加工により形成するのは煩雑である反面、凹部１４ａと凹部１４ｂとのそれぞれを金型を用いて同時に樹脂成形することは金型内における樹脂の流れの悪化などを誘発する可能性が高まる。したがって、凹部１４ａについては樹脂成形により形成するとともに、凹部１４ｂについては機械加工により形成することが種々の観点から好ましい。本願発明においては、レンズアレイに複数種類の凹部を設ける場合には、それらのうちの少なくともいずれかの凹部が機械加工により形成されていればよく、全ての凹部を機械加工により形成する必要はない。
【００５５】
図３１（ａ），（ｂ）は、レンズアレイの製造方法の参考例を示す斜視図である。この製造方法は、同図（ａ）に示すように、複数のレンズ１１を１列（または複数列）に設けた樹脂成形品１H'を樹脂成形した後に、同図（ｂ）に示すように、樹脂成形品１H'のレンズ１１どうしの間に機械加工により凹部１４を形成し、その樹脂成形品１H'をそのまま１個のレンズアレイ１Ｈとする方法である。このように、本願発明でいう樹脂成形品は、必ずしもレンズアレイを複数個取りするための略プレート状または略シート状の樹脂成形品とする必要もない。
【００５６】
本願発明の範囲は、上述した実施形態に限定されるものではない。
【００５７】
本願発明によって得られたレンズアレイは、たとえば従来の凸レンズアレイと同様に、それ単独で用いることによって、物体の倒立縮小像を結像させる用途に用いることもできる。また、本願発明においては、レンズアレイの各レンズを両凸レンズとするのに代えて、片凸レンズとして形成してもよいことは勿論のこと、両凹レンズまたは片凹レンズとして形成してもかまわない。凹レンズアレイは、凸レンズアレイと組み合わせて用いることにより、色収差を無くすのに好適に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】レンズアレイの中間品としての樹脂成形品の一例を示す平面図である。
【図２】図１のII−II拡大断面図である。
【図３】図１および図２に示す樹脂成形品の要部断面斜視図である。
【図４】樹脂成形品の成形工程の一例を示す断面図である。
【図５】樹脂成形品の成形工程の一例を示す断面図である。
【図６】樹脂成形品に凹部を形成した状態を示す平面図である。
【図７】図６のＶII−ＶII拡大断面図である。
【図８】図６および図７に示す樹脂成形品の要部断面斜視図である。
【図９】樹脂成形品に塗装処理を施す工程を示す断面図である。
【図１０】樹脂成形品の塗装の一部を剥離させる工程を示す断面図である。
【図１１】樹脂成形品の塗装の一部を剥離させる工程が終了した状態を示す断面図である。
【図１２】樹脂成形品を複数のレンズアレイに分割する工程を示す平面図である。
【図１３】製造されたレンズアレイの一例を示す要部斜視図である。
【図１４】製造されたレンズアレイの一使用例を示す断面図である。
【図１５】作用説明図である。
【図１６】樹脂成形品に凹部を形成する工程の他の列を示す要部断面斜視図である。
【図１７】図１６に示す工程を経て製造されたレンズアレイを示す要部斜視図である。
【図１８】レンズアレイの他の例を示す断面図である。
【図１９】図１８に示すレンズアレイの使用例を示す断面図である。
【図２０】レンズアレイの他の例を示す断面図である。
【図２１】レンズアレイの他の例を示す要部斜視図である。
【図２２】図２１のＸＸII−ＸＸII断面図である。
【図２３】レンズアレイの中間品としての樹脂成形品の他の例を示す平面図である。
【図２４】図２３のＸＸIV−ＸＸIV拡大断面図である。
【図２５】樹脂成形品の成形工程の他の例を示す断面図である。
【図２６】樹脂成形品の成形工程の他の例を示す断面図である。
【図２７】金型の一例を示す要部断面斜視図である。
【図２８】樹脂成形品に凹部を形成する工程を示す平面説明図である。
【図２９】樹脂成形品に凹部を形成した状態を示す要部平面図である。
【図３０】図２９のＸＸＸ−ＸＸＸ断面図である。
【図３１】（ａ），（ｂ）は、レンズアレイの製造方法の参考例を示す斜視図である。
【図３２】従来のレンズアレイの一例を示す斜視図である。
【図３３】図３２に示すレンズアレイの要部断面図である。
【符号の説明】
【００５９】
１，１Ａ〜１Ｈ  レンズアレイ
１’，１G'  樹脂成形品
１１  レンズ
１１ａ，１１ｂ  レンズ面（光入出射用の面）
１１ｃ，１１ｄ  外周面
１４，１４ａ，１４ｂ  凹部
１５  遮光材
【図１】
2007256933.tif 000003
【図２】
2007256933.tif 000004
【図３】
2007256933.tif 000005
【図４】
2007256933.tif 000006
【図５】
2007256933.tif 000007
【図６】
2007256933.tif 000008
【図７】
2007256933.tif 000009
【図８】
2007256933.tif 000010
【図９】
2007256933.tif 000011
【図１０】
2007256933.tif 000012
【図１１】
2007256933.tif 000013
【図１２】
2007256933.tif 000014
【図１３】
2007256933.tif 000015
【図１４】
2007256933.tif 000016
【図１５】
2007256933.tif 000017
【図１６】
2007256933.tif 000018
【図１７】
2007256933.tif 000019
【図１８】
2007256933.tif 000020
【図１９】
2007256933.tif 000021
【図２０】
2007256933.tif 000022
【図２１】
2007256933.tif 000023
【図２２】
2007256933.tif 000024
【図２３】
2007256933.tif 000025
【図２４】
2007256933.tif 000026
【図２５】
2007256933.tif 000027
【図２６】
2007256933.tif 000028
【図２７】
2007256933.tif 000029
【図２８】
2007256933.tif 000030
【図２９】
2007256933.tif 000031
【図３０】
2007256933.tif 000032
【図３１】
2007256933.tif 000033
【図３２】
2007256933.tif 000034
【図３３】
2007256933.tif 000035