CN1621872A - 塑料制棒状透镜的制造方法和塑料制棒状透镜阵列的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种在高温环境下使用时，清晰度等光学特性不降低、耐热特性优异的透镜阵列的制造方法。该方法是具有折射率从中心向外周部连续减少的折射率分布的数个塑料制棒状透镜在2枚基片之间各棒状透镜的中心轴成为相互大致平行方向地排列固定的棒状透镜阵列的制造方法，在直到用粘合剂固定已排列的棒状透镜为止的期间，在比上述棒状透镜的热变形温度低大于等于20℃的温度、小于等于上述棒状透镜的热变形温度下的温度进行热处理的塑料制棒状透镜阵列的制造方法。

Description

塑料制棒状透镜的制造方法和塑料制棒状透镜阵列的制造方法

技术领域

本发明是关于作为扫描器、图像传感器、打印机等的光传输体使用的塑料制棒状透镜阵列的制造方法及在该塑料制棒状透镜阵列中使用的塑料制棒状透镜的制造方法，特别是适合于大于或等于600dpi的高清晰度的扫描器、图像传感器、打印机的塑料制棒状透镜阵列的制造方法及在该塑料制棒状透镜阵列中使用的塑料制棒状透镜的制造方法。

背景技术

塑料制棒状透镜(以下，仅称为“棒状透镜”)是具有折射率从中心向外周部连续减少的折射率分布的圆柱状的透镜，多条棒状透镜在2枚基片之间，各棒状透镜的中心轴成为相互大致平行地排列成1列或者大于等于2列粘合固定，作为塑料制棒状透镜阵列(以下，仅称为“透镜阵列”)，被广泛地用于人工扫描器等各种扫描器、复印机、传真机等的图像传感器用的部件、LED打印机等的写入装置等。

像这样的透镜列，如果在高温环境下使用，由于棒状透镜的变形等变得容易发生共轭长的变化，导致清晰度的降低等光学特性的降低。特别在大于等于600dpi的高清晰度的图像传感器或LED打印机中使用时，这个问题就变成深刻的问题。

因此，作为提供即使在高温环境下使用，也不易发生共轭长的变化、耐热性优异的棒状透镜阵列的方法，例如在特开2002-62441号公报(专利文献1)等中提出了，在棒状透镜阵列的制造过程中，对棒状透镜实施热处理。专利文献1提出了，在具有多条棒状透镜平行地排列在2枚基片之间的结构的透镜阵列的制造过程中，利用粘合剂使多条棒状透镜粘合固定在2枚基片之间后，以高于等于80℃的温度进行热处理，来提高棒状透镜的热变形温度。

但是，专利文献1中记载的方法，虽然能够抑制透镜阵列的共轭长的变化，但是在基片之间固定棒状透镜的状态下，由于加热至大于等于棒状透镜的热变形温度，因此，由热处理而产生的棒状透镜的膨胀、及由于施加与此相反作用的粘合剂的固化收缩，就有发生棒状透镜变形的可能性，在大于等于600dpi的高清晰度的用途中，不能赋予充分的耐热特性。

发明内容

本发明的目的在于提供，即使在大于等于600dpi的高清晰度的图像传感器或打印机等中，在高温环境下使用时清晰度等光学特性也不降低、耐热性优异的透镜阵列。

即，本发明的棒状透镜的制造方法，其特征在于，具有折射率从中心向外周部连续减少的折射率分布的塑料制棒状透镜，在比该棒状透镜的热变形温度低大于等于20℃的温度、小于等于该棒状透镜的热变形温度的温度下进行热处理。这里，热变形温度可以使用以各种标准规定的方法测定的值。例如，可举出ASTM D648规定的方法或日本工业标准规定(JIS)的方法等。

再有，本发明的棒状透镜的制造方法，其特征在于，在固化后得到的固化物的折射率是n1、n2、…、nN(N≥3)的N个未固化状物层叠成同心圆状，形成折射率从中心部向外周部逐渐减少的纤维状的未固化物层叠体，为了该层叠体的各层间的折射率分布连续地变化，一边进行邻接层间的成分的相互扩散处理，或者进行相互扩散处理后，一边对层叠体进行固化处理而制成的塑料制棒状透镜原丝进行加热延伸后，进行缓和处理，此后在比该棒状透镜的热变形温度低大于等于20℃的温度、小于等于该棒状透镜的热变形温度的温度下进行热处理。

另外，本发明的透镜阵列的制造方法，是使各棒状透镜的中心轴在2枚基片之间成为相互大致平行方向，排列固定具有折射率从中心向外周部连续地减少的折射率分布的多条塑料制棒状透镜的棒状透镜阵列的制造方法，其特征在于，在直到上述已排列的棒状透镜用粘合剂固定为止的期间，在比上述棒状透镜的热变形温度低大于等于20℃的温度、小于等于上述棒状透镜的热变形温度的温度下对上述棒状透镜进行热处理。

再有，本发明的透镜阵列的制造方法，是具有折射率从中心向外周部连续减少的折射率分布的多条塑料制棒状透镜在第1基片和第2基片的2枚基片之间平行地排列结构的棒状透镜列的制造方法，其特征在于，具有：各棒状透镜的中心轴成相互大致平行方向地并排配置多条棒状透镜在排列用夹具上而形成棒状透镜列的棒状透镜排列过程；在第1基片的一面和上述排列用夹具的棒状透镜列之间涂布粘合剂、重复上述棒状透镜列而粘合固定在第1基片上的第1基片固定过程；在固定在上述第1基片上的上述棒状透镜列和第2基片的一面之间涂布粘合剂、粘合固定上述棒状透镜列和上述第2基片的第2基片固定过程；在上述第1基片固定过程之前的过程，上述棒状透镜在比上述棒状透镜的热变形温度低大于等于20℃的温度、小于等于上述棒状透镜的热变形温度的温度下进行热处理。

再有，本发明的透镜阵列是在2枚基片之间各棒状透镜的中心轴成为相互大致平行地排列固定上述塑料制棒状透镜的棒状透镜阵列。

本发明通过在比棒状透镜的热变形温度低大于等于20℃的温度、小于等于棒状透镜的热变形温度下对棒状透镜进行热处理，由此能够提供在高温环境下使用时，清晰度等光学特性不降低、耐热性优异的透镜阵列。

另外，本发明通过直至用粘合剂固定棒状透镜的期间，在比棒状透镜的热变形温度低大于等于20℃的温度、小于等于棒状透镜的热变形温度下对棒状透镜进行热处理，由此能够提供在高温环境下使用时，清晰度等光学特性不降低、耐热性优异的透镜阵列。

本发明还能够提供，在大于等于600dpi的高清晰度的图像传感器或打印机等中，即使在高温环境下使用时，清晰度等光学特性也不降低、耐热性优异的透镜阵列。

以下，对本发明的适合实施方式进行详细地说明。

本发明的透镜阵列是使各棒状透镜的光轴方向成为相互平行地在2枚基片之间排列成1列或1列以上多条棒状透镜而构成的。在棒状透镜和基片的固定中使用粘合剂。邻接的棒状透镜可以相互粘合，也可以设置一定的间隙排列。另外，叠置2层或2层以上同种棒状透镜排列成透镜阵列的情况下，为了使棒状透镜间的间隙成为最小，优先选择排列成叠层状。

构成本发明的透镜阵列的基片可以是平板状，也可以是设有以一定的间隔配置容纳棒状透镜的U字状或者V字状等沟的物质。基片的材质没有特别的限制，但优先选择制作棒状透镜的过程中容易加工的材料。作为基片的材料，优先选择各种热塑性树脂、各种热固性树脂等，特别优先选择丙烯酸系树脂、ABS树脂、聚酰亚胺系树脂、液晶聚合物、环氧系树脂等。另外，作为基片的材料、增强材料，可以使用纤维或纸，在基片中也可以添加脱模剂、染料、颜料等。

接下来，说明本发明的透镜阵列的制造方法。

首先，切成一定长度的多条棒状透镜，各棒状透镜的中心轴成为相互平行地紧密接触或者以一定间距排列在具有吸引机构的排列夹具上，形成棒状透镜列(棒状透镜排列过程)。

作为具有吸引机构的排列夹具，具有：由具有与真空泵等吸引装置连接的穴部或者沟部的平板或者具有以一定间距容纳透镜的V字状、U字状等沟基片构成，利用来自与吸引装置连接的洞部或者沟部的吸引力，具有能使棒状透镜相互密接或者以一定间距平行地排列在平板上的结构。

接着，在已排列在排列夹具上的棒状透镜列(第1层)上，使其成为叠层状地同样排列多条棒状透镜，形成第2层的棒状透镜阵列。此时，第2层的棒状透镜由第1层的棒状透镜间的微细间隙吸引支持。

随后，准备已在一面涂布了粘合剂的第1基片，通过涂布在第1基片上的粘合剂贴着该第1基片和排列夹具上的第2层棒状透镜阵列，使第2层棒状透镜排列体粘合固定在第1基片上(第1基片固定过程)。

以贴着了第2层棒状透镜列的第1基片，在没有贴着该棒状透镜列的两侧端部(棒状透镜的中心轴方向的侧端)安装挡板。也可以在第1基片上固定位于第1基片上的棒状透镜列的侧端部的棒状透镜作为固定器代替挡板。

接着，在已贴着在第1基片上的棒状透镜列上涂布粘合剂，为了成为叠层状的排列，在已贴着在第1基片上的棒状透镜列上粘合固定排列夹具上的第1层棒状透镜列。

随后，准备已在一面涂布了粘合剂的第2基片，通过涂布在第2基片上的粘合剂贴着第2基片和已贴着在第1基片上的第2层的棒状透镜列(第二基片固定过程)。

此后，使被第1基片和第2基片夹持的棒状透镜列的一方的排列端接触含有碳黑、染料等的遮光剂的未固化液状粘合剂后，通过使另一方的排列端减压，在内部的间隙中填充粘合剂，使已填充的粘合剂固化，作为透镜阵列前体。

得到的透镜阵列前体切成规定长度后，使用金刚石刀刃等将棒状透镜的两端面加工成镜面状作为透镜阵列。作为所使用的棒状透镜，在使用与作为透镜阵列使用的长度大致相同的棒状透镜时，也可以不切断透镜阵列前体。

作为所使用的粘合剂，如果是具有棒状透镜列和基片或者棒状透镜阵列之间能够相互贴着程度的粘合力的粘合剂，就没有特别的限制，可以使用能够在薄膜状上涂布的粘合剂、或喷涂式粘合剂、热熔型粘合剂等。另外，作为向基片或棒状透镜列涂布粘合剂的方法，根据粘合剂的种类，可以使用网板印刷法、喷涂法等公知的涂布方法。再者，在上述说明中，粘合剂不限于涂布在基片等上的，也可以涂布在已贴着棒状透镜列的表面，也可以是片状的粘合剂配置在基片和棒状透镜列之间或者棒状透镜列的相互之间。

另外，在上述说明中，虽然说明了在2枚基片之间棒状透镜阵列排列成2列(2层)的情况，但在本发明中，排列在2枚基片之间的棒状透镜阵列可以是1列(一层)，也可以是3列(3层)或其以上。

在本发明中，像上述透镜阵列的制造过程中，在直至用粘合剂固定棒状透镜列的期间，即在第1基片固定过程前的过程中，优先选择在比棒状透镜的热变形温度低大于等于20℃的温度、小于等于棒状透镜的热变形温度下对棒状透镜进行热处理。

通过在这样的温度进行热处理，能够提高棒状透镜的热变形温度，即使在高温环境下也能抑制棒状透镜的变形，能够提高透镜阵列的耐热特性。如果热处理温度比棒状透镜的热变形温度低不到20℃的话，就存在有不能充分地提高棒状透镜的热变形温度的倾向，相反，如果比棒状透镜的热变形温度高，就有由于热处理棒状透镜发生变形的危险。

另外，将在固化后得到的固化物的折射率是n1、n2、…nN(N≥3)的N个未固化状物层叠成同心圆状，形成折射率从中心部向外周部逐渐减少的纤维状的未固化物层叠体，为了该层叠体的各层间的折射率分布连续地变化，优先选择一边进行邻接层间的成分的相互扩散处理，或者进行相互扩散处理后，一边对层叠体实施固化处理而制成的塑料制棒状透镜进行这样的热处理。另外，将像上述那样进行热处理制成的塑料制棒状透镜原丝加热延伸后，优先选择对进行缓和处理而制成的棒状透镜进行。加热延伸的优选温度条件和延伸倍率、变形速度，可以根据构成棒状透镜的材料选择适当地条件。另外，关于缓和处理也是同样的。

另外，通过在直到用粘合剂固定棒状透镜列为止的期间进行这样的热处理，就能够抑制由热处理产生的棒状透镜的膨胀及由实施与此相反作用的粘合剂的固化收缩引起的棒状透镜的变形，即使在大于等于600dpi的高清晰度的图像传感器或打印机中使用时，也不导致清晰度等光学特性的降低。

热处理进行大于等于6小时，因为能够进一步提高耐热特性，所以是优选的。另外，热处理时的湿度没有特别的限制，但只要不是对棒状透镜给予损害的条件就行，相对湿度优先选择0～90％左右。在相对湿度接近100％的条件下，因为从恒温恒湿机等取出棒状透镜时(由于冷却)发生结露，所以是不优选的。

热处理的方法，如果是能够均匀地热处理棒状透镜的方法，就没有特别的限制，可以在加热烘箱或热风干燥机中进行，另外，也可以在控制相对湿度的恒温恒湿机中进行。另外，也可以在对棒状透镜不产生损害的液体石蜡等液体中进行。

进行热处理的棒状透镜，可以是切成规定长度的状态，也可以是卷绕在圆筒等上的状态。在任何情况下，如果以棒状透镜彼此交叉的状态进行热处理，就会引起棒状透镜的变形，因为存在降低透镜阵列的排列精度的倾向，优先选择以棒状透镜彼此不交叉的状态进行热处理。特别优先选择在棒状透镜上不施加张力的状态实施热处理。例如，如果是切成规定长度的状态，为了棒状透镜彼此不重叠在顶板上，可以形成平面展开的状态，使棒状透镜也可以放入コ字形的容器或U字形的容器中，通过外加振动，棒状透镜彼此成为平行地排列。另外，如果是卷绕在圆筒等上的状态，则有通过以一定的间距进行横切，平行地卷绕棒状透镜等方法。

另外，在本发明中，如果是在用粘合剂进行固定前，就可以在棒状透镜制造中连续地进行热处理，也可以在透镜阵列的制造过程前作为预备处理对棒状透镜进行热处理。在透镜阵列的制造过程中，如果是用粘合剂固定棒状透镜前，也可以在2枚基片之间以夹持棒状透镜列的状态进行热处理。在这种情况下，如果由于热处理在基片上产生弯曲，由于有棒状透镜排列发生混乱的情况，优先选择在用载荷等压住基片的状态进行热处理。另外，在这种情况下，可以压住每1枚夹持在基片之间的棒状透镜列的原板，但也可以在层叠多张该原板的状态进行压住。

在像上述的本发明中使用的棒状透镜，是具有折射率从中心向外周部连续减少的折射率分布的圆柱状透镜。作为该折射率分布，在垂直于棒状透镜中心轴的截面中，作为棒状透镜的半径r时，至少从中心轴向外周部的0.3r～0.7r的范围中的折射率分布，优选以近似于以下述式(1)规定的2次曲线分布。

      n(L)＝n₀{1-(g²/2)L²}               (1)

(式中，n₀是棒状透镜中心轴的折射率(中心折射率)，L是从棒状透镜中心轴起的距离(0≤L≤r)，g是棒状透镜折射率分布常数，n(L)是从棒状透镜中心轴起距离L的位置上的折射率)。

在本发明中，使用的棒状透镜的半径r没有特别的限制，但从光学系统的小型化的观点出发，优选半径r小，从棒状透镜加工时的操作性的观点出发，优选半径r大。因此，棒状透镜的半径r优选是0.05～1mm的范围，更优选是0.1～0.5mm的范围。

另外，棒状透镜中心轴的折射率n₀是1.4～1.6，但是从构成棒状透镜的材料选择度变宽，容易形成良好的折射率分布等观点出发，是优选的。

再有，棒状透镜的折射率分布常数g也没有特别的限制，从光学系统的小型化或光学系统的作用距离的确保或加工性的观点出发，优选是0.2～3mm^-1的范围，更优选是0.5～2mm^-1的范围。

在本发明中使用的棒状透镜中，在自中心轴大于等于0.6r的外周部，优先选择设置含有吸收传输棒状透镜光中的至少一部分光的光吸收剂的光吸收层。这是因为，一般地，棒状透镜随着离中心轴越远，折射率分布容易形成大大脱离理想分布的不规则部分，通过在棒状透镜的外周部设置光吸收层，就能够抑制由此引起的光学特性的降低。优先选择光吸收层的厚度大于等于50μm、小于等于100μm。通过使光吸收层的厚度在该范围内，就能够在充分地除去闪烁光或交调失真光的同时，确保足够的透射光量。

一般说来，在图像传感器或LED打印机等中，作为光源，由于能使用射出400～900nm波长光的光源，因此作为所使用的光吸收剂，优先使用吸收400～900nm中的至少一部分波长区域光的光吸收剂。作为这样的光吸收剂，例如可例示出在600nm～近红外线区域有吸收的日本化药制Kayasorb CY-10等、在600～700nm有吸收的三菱化学制Diaresin Blue 4G等、在550～650nm有吸收的日本化药制Kayaset Blue ACR等、在500～600nm有吸收的三井东压染料MS Magenta HM-1450等、在400～500nm有吸收的三井东压染料MS Yellow HD-180等。另外，作为吸收400～900nm中的全波长区域光的光吸收剂，可举出黑色染料等。这些光吸收剂可以单独使用，也可以2种或2种以上组合使用。

下面，作为像上述的棒状透镜的制造方法，对通过单体相互扩散法进行制造的方法加以说明。

首先，以顺次折射率从中心向外周部逐渐变低的配置，将固化后的折射率n成为n₁＞n₂＞…＞n_N(N≥3)的N个未固化状物，赋形在同心圆状中层叠的未固化状的层叠体(以下称为“丝状体”)，为了使该丝状体各层间的折射率分布成为连续，一边进行邻接层间物质的相互扩散处理，或者进行相互扩散处理后，一边对丝状体进行固化处理，得到棒状透镜原丝。所谓相互扩散处理，是丝状体在氮气围氛下，以10～60℃、更优选在20～50℃给予数秒～数分钟的热历程。根据需要，得到的棒状透镜原丝进行加热延伸后，可以进行缓和处理。这样制成的棒状透镜原丝，切成合适的、规定的尺寸，作为棒状透镜。

作为构成该未固化状物的物质，可以使用自由基聚合性乙烯基单体、或者由自由基聚合性乙烯基单体和可溶于该单体的聚合物构成的组合物等。

作为自由基聚合性乙烯基单体的具体例子，可举出甲基丙烯酸甲酯(n＝1.49)，苯乙烯(n＝1.59)，氯苯乙烯(n＝1.61)，乙酸乙烯酯(n＝1.47)，(甲基)丙烯酸2，2，3，3-四氟丙酯、(甲基)丙烯酸2，2，3，3，4，4，5，5-八氟戊酯、(甲基)丙烯酸2，2，3，4，4，4-六氟丁酯、(甲基)丙烯酸2，2，2-三氟乙酯等(甲基)丙烯酸氟化烷基酯(n＝1.37～1.44)，折射率1.43～1.62的(甲基)丙烯酸酯类，例如(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸苯酯、(甲基)丙烯酸苄酯、(甲基)丙烯酸羟烷基酯、(甲基)丙烯酸烷撑二醇酯、三羟甲基丙烷二或三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇二、三或四(甲基)丙烯酸酯、双甘油四(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯等，其他的二甘醇双烯丙基碳酸酯，氟化亚烷基二醇聚(甲基)丙烯酸酯等。

为了容易进行从这些未固化状物形成丝状体时的未固化状物粘度的调整，以及为了保持从丝状体的中心向外周部连续的折射率分布，优先选择上述的未固化状物以乙烯类单体和可溶性聚合物构成。

作为在此使用的聚合物，和从上述自由基聚合性乙烯基单体生成的聚合物的相溶性良好是必要的，例如可举出聚甲基丙烯酸甲酯(n＝1.49)、聚甲基丙烯酸甲酯系共聚物(n＝1.47～1.50)、聚4-甲基戊烯-1(n＝1.46)、乙烯/乙酸乙烯共聚物(n＝1.46～1.50)、聚碳酸酯(n＝1.50～1.57)、聚偏二氟乙烯(n＝1.42)、偏二氟乙烯/四氟乙烯共聚物(n＝1.42～1.46)、偏二氟乙烯/四氟乙烯/六氟丙烯共聚物(n＝1.40～1.46)、聚甲基丙烯酸氟烷基酯聚合物等。

为了调整粘度，在各层使用具有同一折射率的聚合物时，因为得到具有从中心向外周连续的折射率分布的塑料光传输体，因此是优选的。特别是聚甲基丙烯酸甲酯透明性优良及其自身的折射率也高，因此作为制成本发明的折射率分布型光传输体时使用的聚合物是合适的。

为了使从上述未固化状物形成的丝状体固化，在未固化状物中添加热固化催化剂或者光固化催化剂，进行热处理和/或光固化处理。作为热固化催化剂，可以使用过氧化物系或者偶氮系的催化剂等。作为光固化催化剂，可举出二苯甲酮、苯偶姻烷基醚、4′-异丙基-2-羟基-2-甲基丙基苯酮、1-羟基环己基苯酮、苄甲基缩酮、2，2-二乙氧基苯乙酮、氯噻吨酮、噻吨酮系化合物、二苯甲酮系化合物、4-二甲氨基苯甲酸乙酯、4-二甲氨基苯甲酸异戊酯、N-甲基二乙醇胺、三乙胺等。

作为光固化处理，可以通过从周围在含有光催化剂的未固化状物上照射紫外线进行。作为光固化处理中使用的光源，可举出产生150～600nm波长光的碳弧灯、高压水银灯、中压水银灯、低压水银灯、超高压水银灯、荧光灯、氙灯、激光等。另外，为了提高聚合率，也可以适当组合这些光源而使用。

作为热固化处理，除了可以通过在控制在一定温度的加热炉等的固化处理部内进行规定时间的热处理来热固化处理含有热固化催化剂的未固化状物，也可以以间歇方式进行加热延伸，也可以连续地进行。另外，加热延伸过程和缓和过程可以连续地进行，也可以分离成每个过程进行。

这样制作得到的棒状透镜原丝，可以连续地切成所要求的长度，也可以卷绕在绕线管上后再切断。像以上那样得到的棒状透镜的热变形温度，一般为75～95℃左右。

本发明的棒状透镜的制造方法，如上述那样得到的棒状透镜，再在比棒状透镜的热变形温度低大于等于20℃的温度、小于等于棒状透镜的热变形温度下进行热处理。

通过在这样的温度下进行热处理，和上述所述的同样地能够提高棒状透镜的热变形温度，即使在高温环境下也可以抑制棒状透镜的变形、能够提高透镜阵列的耐热特性。热处理进行6小时或其以上，能进一步提高耐热特性，因此是优选的。

另外，热处理时的湿度没有特别的限制，只要是不损害棒状透镜的条件就可以，相对湿度优先选择0～90％左右。在相对湿度接近100％的条件下，从恒温恒湿机等取出棒状透镜时(由于冷却)而发生结露，因此是不优选的。

热处理的方法，如果是能够均匀地加热棒状透镜的方法，就没有特别的限制，可以在加热烘箱或热风干燥机中进行，另外，也可以在相对湿度被控制的恒温恒湿机中进行。另外，还可以在不损害棒状透镜的液体石蜡等液体中进行。

具体实施方式

以下，根据实施例具体地说明本发明。

另外，在实施例中的折射率分布的测定，使用カ—ルツアイス公司制インタフアコ干涉显微镜，按照公知的方法实施。

另外，清晰度的测定，使来自光源的光通过格栅图案入射到具有空间频率4(线对/mm、Lp/mm)的格栅、研磨垂直于光轴的两端面的棒状透镜和透镜阵列上，利用设置在结像面上的CCD线传感器读出格栅图像，测定其测定光量的最大值(imax)和最小值(imin)，按照下式(2)求出MTF(modulationtransfer function-调制传递函数)。这里，所谓空间频率以白线和黑线的组合作为1条线，该线的组合表示在1mm的宽度中设置了几组。

   MTF(％)＝(imax-imin)/(imax+imin)×100    (2)

另外，热变形温度的测定，按照ASTM D648中规定的方法进行。

实施例1

利用上述的单体相互扩散法，得到半径r为0.30mm、中心轴的折射率为1.506、用上述式(1)能够近似表示自中心轴0.22r～0.78r的范围中的折射率分布、740nm波长光的折射率分布常数g是0.87mm^-1、热变形温度是78℃的棒状透镜。该棒状透镜，在中心至0.73r～0.99r的范围，以约78μm的厚度形成大致均匀地含有染料的光吸收层。

得到的棒状透镜在设定在70℃的干燥机中(相对湿度小于等于30％)热处理24小时。处理后的棒状透镜的热变形温度是89℃。

使用多条这种棒状透镜，以和上述相同的方法，使用厚度1.0mm的酚醛树脂制的第1基片和第2基片，使在2枚基片之间邻接的棒状透镜相互紧连，排列透镜阵列成2层层叠状，得到用粘合剂(添加2质量％碳黑的ソマ一ル公司制エピフオ一ム)粘合固定的棒状透镜长为4.2mm的透镜阵列。

所得到的透镜阵列的740nm波长光中的共轭长是9.15mm，12Lp/mm的MTF平均值是70％。该透镜阵列在设定于70℃的干燥机中进行100小时热处理。处理过的透镜列的740nm波长的光中的共轭长是9.15mm，12Lp/mm的MTF平均值是70％，在热处理前后光学特性没有变化，耐热特性优异。

对比例1

除了不进行棒状透镜的热处理以外，和实施例1同样地制作，得到透镜阵列。所得到的透镜阵列的740nm波长光中的共轭长是9.10mm，12Lp/mm的MTF平均值是70％。该透镜阵列在设定于70℃的干燥机中进行100小时热处理。处理过的透镜阵列的740nm波长光中的共轭长是8.90mm，用热处理前的共轭长测定的12Lp/mm的MTF的平均值是65％，看到由于热处理而光学特性降低。

实施例2

在70℃加热混炼47质量份数聚甲基丙烯酸甲酯([η]＝0.40，在MEK中，25℃测定，在以下的实施例和对比例中作为聚甲基丙烯酸甲酯，使用和此相同的)、30质量份数以下述式表示的三环[5.2.1.0^2，6]甲基丙烯酸癸酯、

23质量份数甲基丙烯酸甲酯、0.25质量份数1-羟基环己基苯甲酮和0.1质量份数氢醌，作为第1层形成用原液。在70℃加热混炼50重量份数聚甲基丙烯酸甲酯、10重量份数三环[5.2.1.0^2，6]甲基丙烯酸癸酯、40质量份数甲基丙烯酸甲酯、0.25质量份数1-羟基环己基苯甲酮和0.1质量份数氢醌，作为第2层形成用原液。在70℃加热混炼50质量份数聚甲基丙烯酸甲酯、10质量份数甲基丙烯酸2，2，3，3，4，4，5，5-八氟戊酯、40质量份数甲基丙烯酸甲酯、0.25质量份数1-羟基环己基苯甲酮和0.1质量份数氢醌，作为第3层形成用原液。在70℃加热混炼50质量份数聚甲基丙烯酸甲酯、10质量份数甲基丙烯酸2，2，3，3，4，4，5，5-八氟戊酯、40质量份数甲基丙烯酸甲酯、0.25质量份数1-羟基环己基苯甲酮和0.1质量份数氢醌，作为第4层形成用原液。在70℃加热混炼42质量份数聚甲基丙烯酸甲酯、18质量份数甲基丙烯酸甲酯、40质量份数甲基丙烯酸2，2，3，3，4，4，5，5-八氟戊酯、0.25质量份数1-羟基环己基苯甲酮和0.1质量份数氢醌，作为第5层形成用原液。

再者，以抑制交调失真光或闪烁光为目的，相对原液全体，在加热混炼前的第4层和第5层用的各原液中添加0.12质量％染料Blue ACR(日本化药株式会社制)、0.10质量％染料MS yellow HD-180(三井东压染料株式会社制)、0.08质量％染料MS Magenta HM-1450(三井东压染料株式会社制)。

排列这5种原液使从中心顺序地，固化后的折射率逐渐变低，从同心圆状5层复合纺丝喷嘴同时挤出。复合纺丝喷嘴的温度是54℃。各层的吐出比，换算成透镜半径方向的各层厚度(在第1层中是半径)的比，是第1层/第2层/第3层/第4层/第5层＝18/50/26/5/1。

接着，用夹持辊牵引(300cm/min)从复合纺丝喷嘴挤出的丝状体，通过长30cm的相互扩散处理部，接着丝状体通过在中心轴的周围等间隔地配设18根长120cm、40W的荧光灯的第1固化处理部(光照射部)和在中心轴的周围等间隔地配设3根2KW的高压水银灯的第2固化处理部(光照射部)的中心，进行固化。相互扩散处理部中的氮气流量是72L/min。得到的透镜原丝的半径是0.24mm。

该透镜原丝在135℃的氛围下从纺丝过程连续地延伸2.2倍(延伸辊的速度660cm/min)，在160℃的氛围下进行缓和处理(缓和辊的速度600cm/min)，以便缓和率成为10/11，在切断过程中，切成166mm的长度，就得到多条166mm长的棒状透镜。

所得到的棒状透镜的半径是0.17mm，中心折射率是1.497，在从中心轴向外周部的0.2r～0.8r范围中，折射率分布近似于式(1)，在525nm波长中折射率分布常数g是0.84mm^-1。形成从棒状透镜的外周面向中心部的约10μm厚、染料大致均匀地混合的层。另外，热变形温度是75℃。

所得到的棒状透镜在设定于70℃的干燥机中(相对湿度小于等于30％)，在无张力下进行24小时热处理。处理后的棒状透镜的热变形温度是84℃。

使用多条这种棒状透镜，制成棒状透镜的排列间距为0.35mm(邻接透镜间的间隙为10μm)的1列棒状透镜阵列(透镜长是4.4mm)。制成的棒状透镜阵列的525nm中的共轭长是10.0mm，12Lp/mm的MTF的平均值是75％。该棒状透镜阵列在设定于60℃、相对湿度90％的恒温恒湿机中静置1000小时后，进行耐热性试验。处理后的透镜阵列的525nm波长光中的共轭长是10.0mm，12Lp/mm的MTF的平均值是75％，热处理前后的光学特性没有变化，耐热特性优异。

对比例2

除了不进行棒状透镜的热处理以外，和实施例2同样地制作，得到透镜阵列。所得到的透镜阵列的525nm中的共轭长是10.0mm，12Lp/mm的MTF的平均值是75％。该棒状透镜阵列在设定在60℃、相对湿度90％的恒温恒湿机中进行1000小时热处理。处理后的透镜阵列的525nm波长光中的共轭长是9.60mm，用处理前的共轭长测定的12Lp/mm的MTF的平均值是45％，可见光学特性降低。

实施例3

实施例2的多条棒状透镜在设定于60℃、相对湿度90％的恒温恒湿机中处理24小时。处理后的棒状透镜的热变形温度是84℃。

使用这些棒状透镜，和实施例2同样地制作，制成1列的棒状透镜列(透镜长4.4mm)。制成的棒状透镜阵列的525nm中的共轭长是10.0mm，12Lp/mm的MTF的平均值是75％。该棒状透镜列在设定于60℃、相对湿度90％的恒温恒湿机中进行1000小时热处理。处理后的透镜阵列的525nm波长光中的共轭长是10.0mm，12Lp/mm的MTF的平均值是75％，热处理前后光学特性没有变化，耐热特性是优异的。

Claims (12)

1.塑料制棒状透镜的制造方法，其特征在于，具有折射率从中心向外周部连续减少的折射率分布的塑料制棒状透镜，在比该棒状透镜的热变形温度低大于等于20℃的温度、小于等于该棒状透镜的热变形温度的温度下进行热处理。

2.塑料制棒状透镜的制造方法，其特征在于，具有折射率从中心向外周部连续减少的折射率分布的塑料制棒状透镜进行加热延伸后，进行缓和处理，此后，在比该棒状透镜的热变形温度低大于等于20℃的温度、小于等于该棒状透镜的热变形温度的温度下进行热处理。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述棒状透镜是，以固化后得到的固化物的折射率是n1、n2、…nN(N≥3)的N个未固化状物从中心部向外周部的折射率逐渐减少地方式，形成层叠在同心圆状的纤维状未固化物层叠体，该层叠体的各层间的折射率分布连续地变化，边进行邻接层间的成分的相互扩散处理或进行相互扩散处理后，边对层叠体进行固化处理而制造得到的棒状透镜。

4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，进行6小时或其以上的所述热处理。

5.根据权利要求1～4中的任一权利要求所述的方法，其特征在于，在不施加张力的情况下，对所述棒状透镜进行所述热处理。

6.塑料制棒状透镜阵列的制造方法，是在2枚基片之间各棒状透镜的中心轴成为相互大致平行方向地排列固定具有折射率从中心向外周部连续减少的折射率分布的多条塑料制棒状透镜的棒状透镜阵列的制造方法，其特征在于，在直到用粘合剂固定已排列的所述棒状透镜为止的期间，所述棒状透镜在比所述棒状透镜的热变形温度低大于等于20℃的温度、小于等于所述棒状透镜的热变形温度下进行热处理。

7.塑料制棒状透镜阵列的制造方法，是在第1基片和第2基片的2张基片之间，具有折射率从中心向外周部连续减少的折射率分布的多条塑料制棒状透镜平行地排列结构的棒状透镜阵列的制造方法，其特征在于，具有：各棒状透镜的中心轴成为相互大致平行方向地并列配置在排列用夹具上的数个棒状透镜形成棒状透镜列的棒状透镜排列过程；在第1基片的一个面和所述排列用夹具上的棒状透镜列之间配置粘合剂、在第1基片上复制所述棒状透镜列而粘合固定的第1基片固定过程；在已固定在所述第1基片上的所述棒状透镜列和第2基片的一个面之间配置粘合剂、粘合固定所述棒状透镜列和所述第2基片的第2基片固定过程；在所述第1基片固定过程前的过程，所述棒状透镜在比所述棒状透镜的热变形温度低大于等于20℃的温度、小于等于所述棒状透镜的热变形温度下进行热处理。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，在所述第1基片固定过程之后，在已固定在所述第1基片上的棒状透镜列的表面和以排列在所述排列用夹具上的另外的棒状透镜列之间配置粘合剂，在已固定在所述第1基片的棒状透镜列上复制所述排列用夹具上的棒状透镜列，使粘合固定过程反复进行1次或1次以上。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，在所述棒状透镜排列过程中，叠置数个棒状透镜列。

10.根据权利要求6～9中的任一权利要求所述的方法，其特征在于，进行大于等于6小时的所述热处理。

11.根据权利要求6～10中的任一权利要求所述的方法，其特征在于，在对所述棒状透镜不施加张力的情况下进行所述热处理。

12.用权利要求1～5中的任一权利要求所述的方法制成的塑料制棒状透镜在2张基片之间各棒状透镜的中心轴成为相互大致平行地排列固定的棒状透镜阵列。