JP2003084259A - 密着イメージセンサー用複合液晶マイクロレンズ - Google Patents
密着イメージセンサー用複合液晶マイクロレンズInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 密着イメージセンサーに使用する結像レンズ
の製造コストを低減するとともに、結像の共役長ＴＣを
短縮して装置の薄型化ができるようにすることを課題と
する。 【解決手段】 密着イメージセンサーに使用する液晶マ
イクロレンズ４０において、前記液晶マイクロレンズ４
０を、原稿の画像Qの倒立像Q‘を結像する第１の液晶マ
イクロレンズ２０と前記倒立像を更に倒立させて原稿の
画像の正立像Q“を結像する第２の液晶マイクロレンズ
３０を用いて構成し、原稿の等倍正立像が得られ、尚且
つ、原稿と最終的結像の距離である上記ＴＣが従来より
も短縮できるようにする。
の製造コストを低減するとともに、結像の共役長ＴＣを
短縮して装置の薄型化ができるようにすることを課題と
する。 【解決手段】 密着イメージセンサーに使用する液晶マ
イクロレンズ４０において、前記液晶マイクロレンズ４
０を、原稿の画像Qの倒立像Q‘を結像する第１の液晶マ
イクロレンズ２０と前記倒立像を更に倒立させて原稿の
画像の正立像Q“を結像する第２の液晶マイクロレンズ
３０を用いて構成し、原稿の等倍正立像が得られ、尚且
つ、原稿と最終的結像の距離である上記ＴＣが従来より
も短縮できるようにする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、イメージスキャ
ナ、ファクシミリ等の密着イメージセンサーにおいてレ
ンズアレイ等の結像手段として用いられる液晶マイクロ
レンズに関する。
ナ、ファクシミリ等の密着イメージセンサーにおいてレ
ンズアレイ等の結像手段として用いられる液晶マイクロ
レンズに関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、イメージスキャナ、ファクシミリ
等の密着イメージセンサーの構造として、例えば、図１
４に示すような構造のものが、一般的に知られている。
図１４において、密着イメージセンサー１１０は光電変
換画素を複数個配置したセンサーＩＣ１０１と、保護膜
１０２と、これが実装された基盤１０３とからなる受光
素子アレイ１０４と、原稿１０９を照射する線状光源で
あるＬＥＤアレイ１０５と、原稿１０９の像をセンサー
受光部に結像するロッドレンズアレイ１０６と、原稿１
０９を搭載する透明板１０７と、これらの部材を支持す
るフレーム１０８とによって構成されている。
等の密着イメージセンサーの構造として、例えば、図１
４に示すような構造のものが、一般的に知られている。
図１４において、密着イメージセンサー１１０は光電変
換画素を複数個配置したセンサーＩＣ１０１と、保護膜
１０２と、これが実装された基盤１０３とからなる受光
素子アレイ１０４と、原稿１０９を照射する線状光源で
あるＬＥＤアレイ１０５と、原稿１０９の像をセンサー
受光部に結像するロッドレンズアレイ１０６と、原稿１
０９を搭載する透明板１０７と、これらの部材を支持す
るフレーム１０８とによって構成されている。
【０００３】上記した構成の密着イメージセンサー１１
０の動作は、ＬＥＤアレイ１０５により原稿１０９を照
射し、前記原稿１０９の読み取りライン上の拡散反射光
をロッドレンズアレイ１０６によりセンサー画素列上に
結像し、前記反射光のもつ原稿１０９の濃淡情報、即ち
光の強弱を個々のセンサー画素により電気信号に変換
し、主走査方向に順次送り出す。そして、前記原稿１０
９とセンサー画素列との相対位置を副走査方向に移動さ
せて前記走査方向のデータ送出を繰り返すことにより、
２次元画像情報を時系列電気信号に変換するものであ
る。図１５は図１４に示す密着イメージセンサー１１０
のロッドレンズアレイ１０６の配列および後述する結像
作用を示す図である。
０の動作は、ＬＥＤアレイ１０５により原稿１０９を照
射し、前記原稿１０９の読み取りライン上の拡散反射光
をロッドレンズアレイ１０６によりセンサー画素列上に
結像し、前記反射光のもつ原稿１０９の濃淡情報、即ち
光の強弱を個々のセンサー画素により電気信号に変換
し、主走査方向に順次送り出す。そして、前記原稿１０
９とセンサー画素列との相対位置を副走査方向に移動さ
せて前記走査方向のデータ送出を繰り返すことにより、
２次元画像情報を時系列電気信号に変換するものであ
る。図１５は図１４に示す密着イメージセンサー１１０
のロッドレンズアレイ１０６の配列および後述する結像
作用を示す図である。
【０００４】ここで、上記したロッドレンズの原理と構
造について説明する。ロッドレンズはセルフォックレン
ズといわれるものであり、図１６（ａ）はこのロッドレ
ンズの屈折率分布を示す。図１６（ｂ）はロッドレンズ
内の光線の進み方を示す図である。図１６（ａ）におい
て、ｎ０は光軸上の屈折率、ｒは光軸から半径方向への
距離を示すものであり、屈折率ｎの分布は近似的に ｎ＝ｎ０（１ー（Ａ／２）ｒ２） ・・・・（１） で表される。光線は屈折率ｎが高い領域では遅く、低い
領域では早くなる傾向がある。
造について説明する。ロッドレンズはセルフォックレン
ズといわれるものであり、図１６（ａ）はこのロッドレ
ンズの屈折率分布を示す。図１６（ｂ）はロッドレンズ
内の光線の進み方を示す図である。図１６（ａ）におい
て、ｎ０は光軸上の屈折率、ｒは光軸から半径方向への
距離を示すものであり、屈折率ｎの分布は近似的に ｎ＝ｎ０（１ー（Ａ／２）ｒ２） ・・・・（１） で表される。光線は屈折率ｎが高い領域では遅く、低い
領域では早くなる傾向がある。
【０００５】このように両端面が平坦であるにもかかわ
らず、上記の屈折率の分布により、レンズ作用をなす。
すなわち、上記したロッドレンズは次の特徴を有する。
正立等倍結像をする。長さにより結像状態が変えら
れ、結像の幅をロッドレンズの径よりもかなり大とする
ことができる。よって、図１５に示すように多数のロッ
ドレンズ１０６を隣合わせて配置したとき、それぞれの
ロッドレンズによる正立等倍結像を重ね合わせ、原稿の
画像を広範囲にわたり、隙間のない正立等倍画像として
結像させることができる。
らず、上記の屈折率の分布により、レンズ作用をなす。
すなわち、上記したロッドレンズは次の特徴を有する。
正立等倍結像をする。長さにより結像状態が変えら
れ、結像の幅をロッドレンズの径よりもかなり大とする
ことができる。よって、図１５に示すように多数のロッ
ドレンズ１０６を隣合わせて配置したとき、それぞれの
ロッドレンズによる正立等倍結像を重ね合わせ、原稿の
画像を広範囲にわたり、隙間のない正立等倍画像として
結像させることができる。
【０００６】前記ガラスロッド（ロッドレンズ）１０６
に屈折率分布を形成する方法としては、イオン注入法、
モレキュラースタッフィング法、イオン交換法等がある
が、ロッドレンズの場合、屈折率分布が円滑に、且つ、
対称性良く形成されるイオン交換法を用いている。この
方法では、図１７に示すように塩浴炉１１２を使用し、
ガラスロッド１０６を高温の溶融塩１１３中に浸漬する
ことによって、ガラスロッド１０６中のアルカリイオン
Ａと溶融塩１１３中のアルカリイオンＢとのアルカリイ
オン同士を交換させ、その結果、ガラスロッド１０６中
にイオン濃度分布を形成させる。この分布は上記の屈折
率分布に比例したものである。
に屈折率分布を形成する方法としては、イオン注入法、
モレキュラースタッフィング法、イオン交換法等がある
が、ロッドレンズの場合、屈折率分布が円滑に、且つ、
対称性良く形成されるイオン交換法を用いている。この
方法では、図１７に示すように塩浴炉１１２を使用し、
ガラスロッド１０６を高温の溶融塩１１３中に浸漬する
ことによって、ガラスロッド１０６中のアルカリイオン
Ａと溶融塩１１３中のアルカリイオンＢとのアルカリイ
オン同士を交換させ、その結果、ガラスロッド１０６中
にイオン濃度分布を形成させる。この分布は上記の屈折
率分布に比例したものである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ロッドレンズには以下に述べる問題がある。ロッドレ
ンズ（又はロッドレンズアレイ）の製作にあたり、イオ
ン交換法等の処理を行うため、設備および製作コストが
高くなってしまう。ロッドレンズアレイでは製品のラ
インアップから、ＴＣ長（共役長）と言われる像面から
結像面までの距離を選ぶことしかできず、ＴＣ長を短く
して薄型の密着イメージセンサーを開発しようとしても
これができなかった。
ロッドレンズには以下に述べる問題がある。ロッドレ
ンズ（又はロッドレンズアレイ）の製作にあたり、イオ
ン交換法等の処理を行うため、設備および製作コストが
高くなってしまう。ロッドレンズアレイでは製品のラ
インアップから、ＴＣ長（共役長）と言われる像面から
結像面までの距離を選ぶことしかできず、ＴＣ長を短く
して薄型の密着イメージセンサーを開発しようとしても
これができなかった。
【０００８】本発明はロッドレンズアレイに起因する従
来の密着イメージセンサーにおける上記の問題を改善す
ることを課題とする。そして本発明はかかる課題を解決
し、低価格で薄型の密着イメージセンサーを実現するこ
とができるような密着イメージセンサー用レンズ手段を
提供することを目的とする。
来の密着イメージセンサーにおける上記の問題を改善す
ることを課題とする。そして本発明はかかる課題を解決
し、低価格で薄型の密着イメージセンサーを実現するこ
とができるような密着イメージセンサー用レンズ手段を
提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めにその第１の手段として本発明は、原稿を載置する透
明板と、該透明板上の原稿面を照射する光源と、該光源
による前記原稿面の反射光を結像する液晶マイクロレン
ズと前記結像された反射光を電気信号に変換する受光素
子を備えた密着イメージセンサーの液晶マイクロレンズ
において、前記液晶マイクロレンズは前記原稿の倒立像
を結像する第１の液晶マイクロレンズと前記倒立像から
の光を更に倒立させて原稿の正立像を結像する第２の液
晶マイクロレンズを備えた密着イメージセンサー用複合
液晶マイクロレンズであることを特徴とする。
めにその第１の手段として本発明は、原稿を載置する透
明板と、該透明板上の原稿面を照射する光源と、該光源
による前記原稿面の反射光を結像する液晶マイクロレン
ズと前記結像された反射光を電気信号に変換する受光素
子を備えた密着イメージセンサーの液晶マイクロレンズ
において、前記液晶マイクロレンズは前記原稿の倒立像
を結像する第１の液晶マイクロレンズと前記倒立像から
の光を更に倒立させて原稿の正立像を結像する第２の液
晶マイクロレンズを備えた密着イメージセンサー用複合
液晶マイクロレンズであることを特徴とする。
【００１０】上記の課題を解決するためにその第２手段
として本発明は、前記第１の手段において、前記密着イ
メージセンサー用複合液晶マイクロレンズはそれぞれ別
々の透明基板に液晶が挟持されてなる第１の液晶マイク
ロレンズと第２の液晶マイクロレンズと、これらの間に
介在する中間透明基板とよりなることを特徴とする。
として本発明は、前記第１の手段において、前記密着イ
メージセンサー用複合液晶マイクロレンズはそれぞれ別
々の透明基板に液晶が挟持されてなる第１の液晶マイク
ロレンズと第２の液晶マイクロレンズと、これらの間に
介在する中間透明基板とよりなることを特徴とする。
【００１１】上記の課題を解決するためにその第３手段
として本発明は、前記第１の手段において、前記密着イ
メージセンサー用複合液晶マイクロレンズは上透明基
板、下透明基板およびこれらの透明基板の間に配される
上下面の両面に円形パターン電極構造をもつ中間透明基
板を有し、上透明基板と中間透明基板が液晶を挟持して
なる第１の液晶マイクロレンズと下透明基板と中間透明
基板が液晶を挟持してなる第２の液晶マイクロレンズを
備えていることを特徴とする。
として本発明は、前記第１の手段において、前記密着イ
メージセンサー用複合液晶マイクロレンズは上透明基
板、下透明基板およびこれらの透明基板の間に配される
上下面の両面に円形パターン電極構造をもつ中間透明基
板を有し、上透明基板と中間透明基板が液晶を挟持して
なる第１の液晶マイクロレンズと下透明基板と中間透明
基板が液晶を挟持してなる第２の液晶マイクロレンズを
備えていることを特徴とする。
【００１２】上記の課題を解決するためにその第４手段
として本発明は、前記第１の手段乃至第３の手段のいず
れかにおいて、前記密着イメージセンサー用複合液晶マ
イクロレンズは複数の前記第１の液晶マイクロレンズと
これらと対を成す同数の前記第２の液晶マイクロレンズ
を備えたマイクロレンズアレイであることを特徴とす
る。
として本発明は、前記第１の手段乃至第３の手段のいず
れかにおいて、前記密着イメージセンサー用複合液晶マ
イクロレンズは複数の前記第１の液晶マイクロレンズと
これらと対を成す同数の前記第２の液晶マイクロレンズ
を備えたマイクロレンズアレイであることを特徴とす
る。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下に、図面に基づいて本発明に
係る密着イメージセンサー用の複合液晶マイクロレンズ
の実施の形態を説明する。図１は本発明の第１実施形態
に係る密着イメージセンサー用の複合液晶マイクロレン
ズの構成を説明する断面図であり、図２は図１に示す複
合液晶マイクロレンズに用いられる電極の形状を示す斜
視図である。
係る密着イメージセンサー用の複合液晶マイクロレンズ
の実施の形態を説明する。図１は本発明の第１実施形態
に係る密着イメージセンサー用の複合液晶マイクロレン
ズの構成を説明する断面図であり、図２は図１に示す複
合液晶マイクロレンズに用いられる電極の形状を示す斜
視図である。
【００１４】ここで、本実施形態に係る密着イメージセ
ンサー用の複合液晶マイクロレンズの説明をするに先立
って、一般的な液晶マイクロレンズにつき説明する。液
晶マイクロレンズの構造とその特性は公知文献（発行
所：株・新技術コミュニケーション、ＯｐｌｕｓＥ．１
９９８年１０月ＶＯｌ．２０、Ｎｏ．１０掲載、特集液
晶光学素子とその応用、液晶マイクロレンズ）に開示さ
れており、その概要について説明する。
ンサー用の複合液晶マイクロレンズの説明をするに先立
って、一般的な液晶マイクロレンズにつき説明する。液
晶マイクロレンズの構造とその特性は公知文献（発行
所：株・新技術コミュニケーション、ＯｐｌｕｓＥ．１
９９８年１０月ＶＯｌ．２０、Ｎｏ．１０掲載、特集液
晶光学素子とその応用、液晶マイクロレンズ）に開示さ
れており、その概要について説明する。
【００１５】光学素子としてのレンズを液晶より構成す
る場合、通常のガラスレンズと同様に媒質となる液晶層
をレンズ状にする方法のほかに、光学物質に空間的な屈
折率分布を与える方法等が考えられる。ネマテイック液
晶セルにおいて、液晶分子は電界の方向に配向するとい
う性質を利用すると、軸対称的な不均一電界による液晶
分子配向効果により、空間的な屈折率分布特性を有する
液晶レンズを得ることができる。このようにして、平行
平板構造をとる光学媒質である液晶においても、屈折率
が空間的に分布しているような場合には入射光の集光や
発散の効果を生ずる。（特に屈折率分布が２乗特性をと
る場合には、レンズ効果が得られる。）本発明はこのよ
うな液晶における屈折率の空間的な分布を利用して構成
したレンズに関するものである。
る場合、通常のガラスレンズと同様に媒質となる液晶層
をレンズ状にする方法のほかに、光学物質に空間的な屈
折率分布を与える方法等が考えられる。ネマテイック液
晶セルにおいて、液晶分子は電界の方向に配向するとい
う性質を利用すると、軸対称的な不均一電界による液晶
分子配向効果により、空間的な屈折率分布特性を有する
液晶レンズを得ることができる。このようにして、平行
平板構造をとる光学媒質である液晶においても、屈折率
が空間的に分布しているような場合には入射光の集光や
発散の効果を生ずる。（特に屈折率分布が２乗特性をと
る場合には、レンズ効果が得られる。）本発明はこのよ
うな液晶における屈折率の空間的な分布を利用して構成
したレンズに関するものである。
【００１６】図１および図２に示すように第１上ガラス
基板２２、第１下ガラス基板２３の導電膜を円形の穴形
パターン状に除去し、円形穴２４ｂを有する円形穴形パ
ターン電極２４を形成する。円形穴形パターン電極２４
は必ずしも透明電極でなくとも良い。前記の上下のパタ
ーン電極２４に配向膜２５を塗布しラビング処理を行っ
て上下の配向がアンチパラレルのホモジニアス配向とな
るようにする。封止材２７により上下配向膜間が封止さ
れた中に液晶物質２８が注入されて、第１のネマッチッ
ク液晶セル（第１液晶レンズ）２０が形成される。
基板２２、第１下ガラス基板２３の導電膜を円形の穴形
パターン状に除去し、円形穴２４ｂを有する円形穴形パ
ターン電極２４を形成する。円形穴形パターン電極２４
は必ずしも透明電極でなくとも良い。前記の上下のパタ
ーン電極２４に配向膜２５を塗布しラビング処理を行っ
て上下の配向がアンチパラレルのホモジニアス配向とな
るようにする。封止材２７により上下配向膜間が封止さ
れた中に液晶物質２８が注入されて、第１のネマッチッ
ク液晶セル（第１液晶レンズ）２０が形成される。
【００１７】同様にして第２上ガラス基板３２、第２下
ガラス基板３３に、円形穴形パターン電極２４を形成
し、前記上下の電極２４の導電膜上に配向膜２５を塗布
しラビング処理を行って前記第１液晶レンズ２０と同様
の配向となるようにする。封止材２７により上下配向膜
２７間が封止された中に液晶物質２８が注入されて、第
２のネマッチック液晶セル（第２液晶レンズ）３０が形
成される。第１液晶レンズ２０の第１下ガラス基板２３
と第２液晶レンズ３０の第２上ガラス３２は中間ガラス
板４１を間に挟んで接合され、第１液晶レンズ２０と第
２液晶レンズが対となった密着イメージセンサー用の複
合液晶マイクロレンズ４０が構成される。
ガラス基板３３に、円形穴形パターン電極２４を形成
し、前記上下の電極２４の導電膜上に配向膜２５を塗布
しラビング処理を行って前記第１液晶レンズ２０と同様
の配向となるようにする。封止材２７により上下配向膜
２７間が封止された中に液晶物質２８が注入されて、第
２のネマッチック液晶セル（第２液晶レンズ）３０が形
成される。第１液晶レンズ２０の第１下ガラス基板２３
と第２液晶レンズ３０の第２上ガラス３２は中間ガラス
板４１を間に挟んで接合され、第１液晶レンズ２０と第
２液晶レンズが対となった密着イメージセンサー用の複
合液晶マイクロレンズ４０が構成される。
【００１８】前記の個別の液晶レンズ例えば第１液晶レ
ンズ２０に電圧を印加すると、図３（ａ）に示す電位分
布を生ずる。電位分布は等電位線をもって示してある。
ここで、電界強度は前記の等電位線の間隔に逆比例す
る。第１液晶レンズ２０における電界強度Ｅは図４に示
すように、円形穴形電極２４の円形穴２４ｂの中心（ｒ
０）からの径方向の距離ｒに依存して増加するような空
間分布を有する。（ここでＥ０は円形穴２４ｂの中心に
おける電界強度を示す。）次に、液晶２８のダイレクタ
ーの方向については、印加電圧がゼロのときは、図３
（ｂ）に示すように液晶のダイレクターの方向はラビン
グの方向と平行な水平方向となるが、電圧が印加される
と、電界強度に依存してダイレクターの傾角が変化す
る。この様子を図３（ｃ）に示す。図３（ｃ）において
は、等電位線と垂直方向の分割線により、液晶２８断面
を複数の領域に分割し、各領域につき１個ずつ代表的な
ダイレクターを示してある。これによれば、等電位線の
間隔が小とり、電界強度が大となるに従ってダイレクタ
ーの傾角は増大し、垂直に近づいて行く。そして、この
傾角の増大に伴って垂直方向の屈折率ｎは低下する。こ
の結果として、前記屈折率ｎは、図４に示すように、円
形穴形電極２４の円形穴２４ｂの中心（ｒ０）からの径
方向の距離ｒに依存して２次的に減少する特性を有す
る。（ここでｎ０は円形穴２４ｂの中心における屈折率
を示す。）このような、屈折率ｎの分布特性により、第
１液晶レンズ２０は後述するようなレンズ特性を有す
る。第２液晶レンズ３０についても同様である。
ンズ２０に電圧を印加すると、図３（ａ）に示す電位分
布を生ずる。電位分布は等電位線をもって示してある。
ここで、電界強度は前記の等電位線の間隔に逆比例す
る。第１液晶レンズ２０における電界強度Ｅは図４に示
すように、円形穴形電極２４の円形穴２４ｂの中心（ｒ
０）からの径方向の距離ｒに依存して増加するような空
間分布を有する。（ここでＥ０は円形穴２４ｂの中心に
おける電界強度を示す。）次に、液晶２８のダイレクタ
ーの方向については、印加電圧がゼロのときは、図３
（ｂ）に示すように液晶のダイレクターの方向はラビン
グの方向と平行な水平方向となるが、電圧が印加される
と、電界強度に依存してダイレクターの傾角が変化す
る。この様子を図３（ｃ）に示す。図３（ｃ）において
は、等電位線と垂直方向の分割線により、液晶２８断面
を複数の領域に分割し、各領域につき１個ずつ代表的な
ダイレクターを示してある。これによれば、等電位線の
間隔が小とり、電界強度が大となるに従ってダイレクタ
ーの傾角は増大し、垂直に近づいて行く。そして、この
傾角の増大に伴って垂直方向の屈折率ｎは低下する。こ
の結果として、前記屈折率ｎは、図４に示すように、円
形穴形電極２４の円形穴２４ｂの中心（ｒ０）からの径
方向の距離ｒに依存して２次的に減少する特性を有す
る。（ここでｎ０は円形穴２４ｂの中心における屈折率
を示す。）このような、屈折率ｎの分布特性により、第
１液晶レンズ２０は後述するようなレンズ特性を有す
る。第２液晶レンズ３０についても同様である。
【００１９】次に本第１実施形態の具体例に係る複合液
晶マイクロレンズにつき図面を用いて説明する。図５は
その複合液晶マイクロレンズ４０の具体的な寸法を示す
図である。図５に示すように、第１上ガラス２２、第１
下ガラス２３、第２上ガラス３２、第２下ガラス３３の
厚味（電極、配向膜の厚さも含む。）は各１．１ｍｍ、
液晶物質２８よりなる液晶層の厚味は０．１１ｍｍ、中
間ガラス４１の厚味は３．３ｍｍである。円形穴形パタ
ーン電極２４の円形穴２４ｂは径Ｄが０．２２ｍであ
り、ピッチＰが０．２９３ｍｍであり、第１液晶レンズ
２０の円形穴２４ｂと第２液晶レンズの３０の円形穴２
４ｂは重なり合う位置にある。図示を省略した配向膜の
ラビングの方向は図の矢印で示す方向となっている。
晶マイクロレンズにつき図面を用いて説明する。図５は
その複合液晶マイクロレンズ４０の具体的な寸法を示す
図である。図５に示すように、第１上ガラス２２、第１
下ガラス２３、第２上ガラス３２、第２下ガラス３３の
厚味（電極、配向膜の厚さも含む。）は各１．１ｍｍ、
液晶物質２８よりなる液晶層の厚味は０．１１ｍｍ、中
間ガラス４１の厚味は３．３ｍｍである。円形穴形パタ
ーン電極２４の円形穴２４ｂは径Ｄが０．２２ｍであ
り、ピッチＰが０．２９３ｍｍであり、第１液晶レンズ
２０の円形穴２４ｂと第２液晶レンズの３０の円形穴２
４ｂは重なり合う位置にある。図示を省略した配向膜の
ラビングの方向は図の矢印で示す方向となっている。
【００２０】図５に示す複合液晶マイクロレンズ４０の
結像特性について説明するのに先立って、これに使用す
る単体の液晶レンズである第１液晶レンズ２０単体の結
像特性について説明する。すでに説明したように、液晶
レンズの屈折率の分布は電極（２４）に電圧を印加する
ことにより生ずるが、この屈折率の分布状態は印加電圧
に応じて変化し、これに伴って第１液晶レンズ２０の焦
点距離ｆが変化する。この様子を図６に示す。図６に示
すように、本具体例における第１液晶レンズ２０は印加
電圧４Ｖにおいて最小の焦点距離ｆとしてｆ＝１．４ｍ
ｍを安定して得ることができる。図７はこの第１液晶レ
ンズ２０の結像作用を示す図であり、その液晶レンズか
ら作動距離Ｌ１にある画像Qに対し、結像距離Ｌ２にお
いて、その倒立結像Q’を生じさせる。前記の焦点距離
ｆをｆ＝１．４ｍｍとした第１液晶レンズ２０を用い、
作動距離Ｌ１を変化させた場合の結像距離Ｌ２の変化を
図８に示す。これによれば、作動距離Ｌ１が焦点距離を
十分に超えた場合、作動距離Ｌ１の増加に伴い結像距離
Ｌ２が減少するという性質がある。一方、画像Qに対す
る倒立結像Q’の寸法比すなわち結像倍率ｍは、測定の
結果常に略 ｍ＝Ｌ２／Ｌ１ となることが認められ
た。よって、作動距離Ｌ１を適切に選択すれば、ある範
囲では所望の結像倍率ｍを得ることができる。
結像特性について説明するのに先立って、これに使用す
る単体の液晶レンズである第１液晶レンズ２０単体の結
像特性について説明する。すでに説明したように、液晶
レンズの屈折率の分布は電極（２４）に電圧を印加する
ことにより生ずるが、この屈折率の分布状態は印加電圧
に応じて変化し、これに伴って第１液晶レンズ２０の焦
点距離ｆが変化する。この様子を図６に示す。図６に示
すように、本具体例における第１液晶レンズ２０は印加
電圧４Ｖにおいて最小の焦点距離ｆとしてｆ＝１．４ｍ
ｍを安定して得ることができる。図７はこの第１液晶レ
ンズ２０の結像作用を示す図であり、その液晶レンズか
ら作動距離Ｌ１にある画像Qに対し、結像距離Ｌ２にお
いて、その倒立結像Q’を生じさせる。前記の焦点距離
ｆをｆ＝１．４ｍｍとした第１液晶レンズ２０を用い、
作動距離Ｌ１を変化させた場合の結像距離Ｌ２の変化を
図８に示す。これによれば、作動距離Ｌ１が焦点距離を
十分に超えた場合、作動距離Ｌ１の増加に伴い結像距離
Ｌ２が減少するという性質がある。一方、画像Qに対す
る倒立結像Q’の寸法比すなわち結像倍率ｍは、測定の
結果常に略 ｍ＝Ｌ２／Ｌ１ となることが認められ
た。よって、作動距離Ｌ１を適切に選択すれば、ある範
囲では所望の結像倍率ｍを得ることができる。
【００２１】この第１液晶レンズ２０と同一の寸法で同
一の焦点距離を有する液晶レンズを第２液晶レンズ３０
とし、これらを組み合わせて複合液晶マイクロレンズを
構成した場合は、個々の液晶レンズにつき、上記の原理
が成り立つ。すなわち、図９に示すように、作動距離Ｌ
１にある画像Qに対し第１液晶レンズ２０によりその倒
立結像Q’を結像させ、更に倒立結像Q’に対し第２液晶
レンズによりそれを更に倒立させた正立結像Q”を結像
距離Ｌ２において生じさせる。この場合、上記の原理に
より、Ｌ１を変えればこれに応じて倒立結像Q’の等倍
像位置が変わり、更にこれにより正立等倍結像Q”の結
像距離Ｌ２が変わることになる。また、この場合の画像
Qに対する正立結像Q”の寸法比すなわち最終的な結像倍
率Ｍは略Ｍ＝Ｌ２／Ｌ１となることが測定の結果認めら
れている。そこで、Ｌ１を適切に設定することにより、
Ｌ１＝Ｌ２＝Ｌ０ として、共役の関係とし、結像倍
率Mを１とし、画像Qに対しその正立等倍の結像Q”を得
ることができる。図５（ｃ）は図５（ａ），（ｂ）に示
す寸法の複合液晶マイクロレンズ４０において、画像Q
に対しその正立等倍の結像Q”を生ずる状態を示す。こ
の場合、作動距離Ｌ０は Ｌ０＝６．５ｍｍ となって
いる。このようにして、本実施形態における複合液晶マ
イクロレンズは、図１５に示したロッドレンズアレイ１
０６と同様に広い範囲における読み込み画像をその正立
等倍の像として連続して結像させることができる。
一の焦点距離を有する液晶レンズを第２液晶レンズ３０
とし、これらを組み合わせて複合液晶マイクロレンズを
構成した場合は、個々の液晶レンズにつき、上記の原理
が成り立つ。すなわち、図９に示すように、作動距離Ｌ
１にある画像Qに対し第１液晶レンズ２０によりその倒
立結像Q’を結像させ、更に倒立結像Q’に対し第２液晶
レンズによりそれを更に倒立させた正立結像Q”を結像
距離Ｌ２において生じさせる。この場合、上記の原理に
より、Ｌ１を変えればこれに応じて倒立結像Q’の等倍
像位置が変わり、更にこれにより正立等倍結像Q”の結
像距離Ｌ２が変わることになる。また、この場合の画像
Qに対する正立結像Q”の寸法比すなわち最終的な結像倍
率Ｍは略Ｍ＝Ｌ２／Ｌ１となることが測定の結果認めら
れている。そこで、Ｌ１を適切に設定することにより、
Ｌ１＝Ｌ２＝Ｌ０ として、共役の関係とし、結像倍
率Mを１とし、画像Qに対しその正立等倍の結像Q”を得
ることができる。図５（ｃ）は図５（ａ），（ｂ）に示
す寸法の複合液晶マイクロレンズ４０において、画像Q
に対しその正立等倍の結像Q”を生ずる状態を示す。こ
の場合、作動距離Ｌ０は Ｌ０＝６．５ｍｍ となって
いる。このようにして、本実施形態における複合液晶マ
イクロレンズは、図１５に示したロッドレンズアレイ１
０６と同様に広い範囲における読み込み画像をその正立
等倍の像として連続して結像させることができる。
【００２２】なお、作動距離Ｌ０は中間ガラス４１の厚
みを選択することにより変えることが出来るので、ＴＣ
長（共役長）を適切な長さに設定することにより、原稿
５９面の照明を容易にするとともに、原稿面における読
み込み範囲及び受光素子面における結像範囲を十分な幅
に広げることができる。すなわち、作動距離Ｌ０が短す
ぎると、密着イメージセンサーにおいて、原稿と複合液
晶マイクロレンズが近接し過ぎて、原稿の照明が困難と
なり、また仮に照明ができたとしても、焦点深度が浅く
なりすぎて、結像にぼけを生ずる。よって、本実施形態
のように適切な作動距離が必要となる。なお、作動距離
Ｌ０が変わればＴＣ長（共役長）（画像面から結像面ま
で距離）も変わるので上記のように、中間ガラス４１の
厚みによってＴＣ長も変えることができるが、個々の液
晶レンズ（２０）、（３０）の焦点距離によっても変え
ることができる。焦点距離を小さくすればＴＣ長も小さ
くなる傾向である。
みを選択することにより変えることが出来るので、ＴＣ
長（共役長）を適切な長さに設定することにより、原稿
５９面の照明を容易にするとともに、原稿面における読
み込み範囲及び受光素子面における結像範囲を十分な幅
に広げることができる。すなわち、作動距離Ｌ０が短す
ぎると、密着イメージセンサーにおいて、原稿と複合液
晶マイクロレンズが近接し過ぎて、原稿の照明が困難と
なり、また仮に照明ができたとしても、焦点深度が浅く
なりすぎて、結像にぼけを生ずる。よって、本実施形態
のように適切な作動距離が必要となる。なお、作動距離
Ｌ０が変わればＴＣ長（共役長）（画像面から結像面ま
で距離）も変わるので上記のように、中間ガラス４１の
厚みによってＴＣ長も変えることができるが、個々の液
晶レンズ（２０）、（３０）の焦点距離によっても変え
ることができる。焦点距離を小さくすればＴＣ長も小さ
くなる傾向である。
【００２３】上記した本実施形態に代表される本発明に
係る複合液晶マイクロレンズは、ロッドレンズアレイに
比較して、低コストで小型なレンズアレイを構成する
ことができる。これは、ロッドレンズアレイはすでに説
明した理由により高価なものとなるが、複合液晶マイク
ロレンズは通常の液晶セルと同様の工程により、１つの
液晶セル内に多数の液晶レンズよりなるレンズアレイを
同時作り込むことができるので製造コストが低減でき
る。又レンズ径については、ロッドレンズアレイの場合
はイオン交換法により屈折率分布を与えなければならな
いので、あまり細いものはできないが、本複合液晶マイ
クロレンズの場合は、電極パターンの円形の穴２４ｂは
数十μｍのものもエッチングにより容易に形成し、レン
ズ径を小とできる。また、ロッドレンズアレイの場合は
レンズの長さは光の蛇行のピッチにより制約を受け、短
くすることに制限を受けるが、本複合液晶マイクロレン
ズの場合は液晶の厚みは数十μｍにでき、中間ガラス４
１の厚みも作動距離Ｌ０の許される範囲で自由に選択で
きるので、全体のレンズの長さをかなり自由に縮小する
ことができる。
係る複合液晶マイクロレンズは、ロッドレンズアレイに
比較して、低コストで小型なレンズアレイを構成する
ことができる。これは、ロッドレンズアレイはすでに説
明した理由により高価なものとなるが、複合液晶マイク
ロレンズは通常の液晶セルと同様の工程により、１つの
液晶セル内に多数の液晶レンズよりなるレンズアレイを
同時作り込むことができるので製造コストが低減でき
る。又レンズ径については、ロッドレンズアレイの場合
はイオン交換法により屈折率分布を与えなければならな
いので、あまり細いものはできないが、本複合液晶マイ
クロレンズの場合は、電極パターンの円形の穴２４ｂは
数十μｍのものもエッチングにより容易に形成し、レン
ズ径を小とできる。また、ロッドレンズアレイの場合は
レンズの長さは光の蛇行のピッチにより制約を受け、短
くすることに制限を受けるが、本複合液晶マイクロレン
ズの場合は液晶の厚みは数十μｍにでき、中間ガラス４
１の厚みも作動距離Ｌ０の許される範囲で自由に選択で
きるので、全体のレンズの長さをかなり自由に縮小する
ことができる。
【００２４】ロッドレンズアレイの場合は製品のライ
ンアップの中からしかＴＣ長（読み取り面から結像面ま
での距離）を選ぶことしかできず、ＴＣ長を短くして薄
型の密着イメージセンサーを構成することができなかっ
たが、本複合液晶マイクロレンズの場合はすでに説明し
たようにして、任意のＴＣ長のレンズを構成することが
でき、密着イメージセンサーの薄型化が可能となる。
本複合液晶マイクロレンズの場合はロッドレンズアレイ
に比較しレンズ径を小さくできるので、適切な作動距離
を確保した場合において、焦点深度を深め、解像度を上
げることが出来る。しかもこの場合、レンズの密度が上
がるので、結像の明るさの低下を防ぐことができる。
ンアップの中からしかＴＣ長（読み取り面から結像面ま
での距離）を選ぶことしかできず、ＴＣ長を短くして薄
型の密着イメージセンサーを構成することができなかっ
たが、本複合液晶マイクロレンズの場合はすでに説明し
たようにして、任意のＴＣ長のレンズを構成することが
でき、密着イメージセンサーの薄型化が可能となる。
本複合液晶マイクロレンズの場合はロッドレンズアレイ
に比較しレンズ径を小さくできるので、適切な作動距離
を確保した場合において、焦点深度を深め、解像度を上
げることが出来る。しかもこの場合、レンズの密度が上
がるので、結像の明るさの低下を防ぐことができる。
【００２５】以下図面に基づいて、本発明に関する第２
実施形態として、本発明に係る複合液晶マイクロレンズ
を用いた密着イメージセンサーにつき説明する。図１０
は本第２実施形態に係る密着イメージセンサーの断面図
である。図１０において、密着イメージセンサー５０は
従来のロッドレンズアレイの代わりに複合液晶マイクロ
レンズ４０を使用したものであり、光変換を行う画素が
複数個配置されたセンサーＩＣ５１とその保護膜５２
と、これが実装された基板５３とからなる受光素子アレ
イ５４と、原稿を照射する線状光源であるＬＥＤアレイ
５５と、原稿５９の像をセンサーＩＣ５１に結像する複
合液晶マイクロレンズ４０と原稿５９を搭載する透明板
５７と、これらの部材を支持するフレーム５８とによっ
て構成されている。
実施形態として、本発明に係る複合液晶マイクロレンズ
を用いた密着イメージセンサーにつき説明する。図１０
は本第２実施形態に係る密着イメージセンサーの断面図
である。図１０において、密着イメージセンサー５０は
従来のロッドレンズアレイの代わりに複合液晶マイクロ
レンズ４０を使用したものであり、光変換を行う画素が
複数個配置されたセンサーＩＣ５１とその保護膜５２
と、これが実装された基板５３とからなる受光素子アレ
イ５４と、原稿を照射する線状光源であるＬＥＤアレイ
５５と、原稿５９の像をセンサーＩＣ５１に結像する複
合液晶マイクロレンズ４０と原稿５９を搭載する透明板
５７と、これらの部材を支持するフレーム５８とによっ
て構成されている。
【００２６】図１１は前記の複合液晶マイクロレンズ４
０の結像動作を拡大して示す図である。同図においてガ
ラス基板その他は便宜上、図示を省略してある。図１１
に示すように液晶マイクロレンズ４０は円形穴形パター
ン電極２４の円形穴２４ｂを径とする複数の液晶のマイ
クロレンズから構成される。個々のマイクロレンズはロ
ッドレンズと同様に原稿５９面においてそのレンズ径よ
りもかなり大きな径の読み込み領域を有し、隣り合うマ
イクロレンズ同士で、読み込み領域は重なり合う部分を
有し、複数のマイクロレンズについて、読み込み領域は
重なり合いながら連続している。個別のマイクロレンズ
はその読み込み領域にある画像に対し、その等倍正立の
結像を受光素子アレイ５４の面上に結像させる。このと
き、結像領域も重なり合いながら連続し、原稿５９の画
像を広範囲にわたり、隙間のない正立等倍画像としてセ
ンサーＩＣ５１の受光面に重ね合わせて結像することが
できる。以後は図１４に示した従来の密着イメージセン
サー１１０と同様の原理により、原稿のイメージを電気
信号に変換する。本実施形態においては、すでに説明し
たように複合マクロレンズを用いたことにより、ＴＣ長
（読み取り面から結像面までの距離）を従来より短くで
き、装置の薄型化ができる。
０の結像動作を拡大して示す図である。同図においてガ
ラス基板その他は便宜上、図示を省略してある。図１１
に示すように液晶マイクロレンズ４０は円形穴形パター
ン電極２４の円形穴２４ｂを径とする複数の液晶のマイ
クロレンズから構成される。個々のマイクロレンズはロ
ッドレンズと同様に原稿５９面においてそのレンズ径よ
りもかなり大きな径の読み込み領域を有し、隣り合うマ
イクロレンズ同士で、読み込み領域は重なり合う部分を
有し、複数のマイクロレンズについて、読み込み領域は
重なり合いながら連続している。個別のマイクロレンズ
はその読み込み領域にある画像に対し、その等倍正立の
結像を受光素子アレイ５４の面上に結像させる。このと
き、結像領域も重なり合いながら連続し、原稿５９の画
像を広範囲にわたり、隙間のない正立等倍画像としてセ
ンサーＩＣ５１の受光面に重ね合わせて結像することが
できる。以後は図１４に示した従来の密着イメージセン
サー１１０と同様の原理により、原稿のイメージを電気
信号に変換する。本実施形態においては、すでに説明し
たように複合マクロレンズを用いたことにより、ＴＣ長
（読み取り面から結像面までの距離）を従来より短くで
き、装置の薄型化ができる。
【００２７】以下に本発明の第3実施形態に係る複合液
晶マイクロレンズにつき図面を用いて説明する。図１２
はその複合液晶マイクロレンズの構成を示す断面図であ
る。図に示すように液晶複合レンズ６０は第1上ガラス
基板２２、中間ガラス４１、及び第２下ガラス基板３３
を備えているが、図１の複合液晶マイクロレンズ４０に
示すような第１下ガラス基板２３および第２上ガラス基
板３１に相当するものがなく、これらの役割を中間ガラ
ス４１が代行する構成となっている。すなわち、中間ガ
ラス４１の上面および下面に円形穴形パターン電極２４
および配向膜２５が形成され、液晶物質２８が第１上ガ
ラス基板２２と中間ガラス４１の間に封入されて第１液
晶レンズ２０が形成され、第２下ガラス基板２３と中間
ガラス４１の間に封入されて第２液晶レンズ３０が形成
され、液晶複合レンズ６０が形成される。液晶複合レン
ズ６０の全体の厚さは例えば図５に示す複合液晶マイク
ロレンズ４０と同様であり、同様の光学的特性を有す
る。ここで、本形態の液晶複合レンズ６０は第1液晶レ
ンズ２０と第２液晶レンズが当初から一体として形成で
きるので、図５に示す液晶複合レンズ４０ように、中間
ガラスと別個の液晶レンズを接合する工程が省略できる
とともに、第１液晶レンズ２０と第２液晶レンズ３０の
光軸の合わせ込みも中間ガラス４１の上下の面に円形パ
ターン電極２４を形成の段階で、正確にできるという利
点を有する。
晶マイクロレンズにつき図面を用いて説明する。図１２
はその複合液晶マイクロレンズの構成を示す断面図であ
る。図に示すように液晶複合レンズ６０は第1上ガラス
基板２２、中間ガラス４１、及び第２下ガラス基板３３
を備えているが、図１の複合液晶マイクロレンズ４０に
示すような第１下ガラス基板２３および第２上ガラス基
板３１に相当するものがなく、これらの役割を中間ガラ
ス４１が代行する構成となっている。すなわち、中間ガ
ラス４１の上面および下面に円形穴形パターン電極２４
および配向膜２５が形成され、液晶物質２８が第１上ガ
ラス基板２２と中間ガラス４１の間に封入されて第１液
晶レンズ２０が形成され、第２下ガラス基板２３と中間
ガラス４１の間に封入されて第２液晶レンズ３０が形成
され、液晶複合レンズ６０が形成される。液晶複合レン
ズ６０の全体の厚さは例えば図５に示す複合液晶マイク
ロレンズ４０と同様であり、同様の光学的特性を有す
る。ここで、本形態の液晶複合レンズ６０は第1液晶レ
ンズ２０と第２液晶レンズが当初から一体として形成で
きるので、図５に示す液晶複合レンズ４０ように、中間
ガラスと別個の液晶レンズを接合する工程が省略できる
とともに、第１液晶レンズ２０と第２液晶レンズ３０の
光軸の合わせ込みも中間ガラス４１の上下の面に円形パ
ターン電極２４を形成の段階で、正確にできるという利
点を有する。
【００２８】以下に本発明の第４実施形態に係る複合液
晶マイクロレンズにつき図面を用いて説明する。本第４
実施形態は図３に示した第１実施形態の変形例である。
図１３は本第４実施形態の複合液晶マイクロレンズの１
部である単体の液晶レンズ７０を示す図であり、（ａ）
は構成を示す断面図、（ｂ）電位分布を示す図である。
図１３に示すように液晶レンズ７０において、上ガラス
基板２２の内面には穴があいていない透明電極よりなる
上面電極３４が設けられている。第１下ガラス基板２３
の内面には、図３に示した第１実施例の場合と同様の円
形穴形パターン電極２４が設けられている。前記上面電
極３４、円形穴形パターン電極２４の表面には配向膜２
５が形成され、矢印の方向に配向処理がなされている。
かかる処理がなされた上下のガラス基板２２，２３によ
り液晶２８が挟持されている。液晶レンズ７０の上下の
電極間に電圧が印加されると、図１３（ｂ）の等電位線
に示すような電位分布が発生し、円形穴形パターン電極
２４の円形穴２４ｂの径方向に関し中心より離れるほど
強い電界の分布を生じ、これに伴い図４に類似した屈折
率ｎの分布を生じ、図３に示す第１液晶レンズ２０と類
似の結像作用をなす液晶レンズが構成される。このよう
な個別の液晶レンズ７０を組み合わせて複合液晶マイク
ロレンズを構成すれば、かかる複合液晶マイクロレンズ
は第１実施例の複合液晶マイクロレンズ４０と基本的に
は同様の原理で原稿の等倍正立像を結像させ、また、Ｔ
Ｃ長等の小型化に関し、従来のロッドレンズアレイに対
し優位性を有する。
晶マイクロレンズにつき図面を用いて説明する。本第４
実施形態は図３に示した第１実施形態の変形例である。
図１３は本第４実施形態の複合液晶マイクロレンズの１
部である単体の液晶レンズ７０を示す図であり、（ａ）
は構成を示す断面図、（ｂ）電位分布を示す図である。
図１３に示すように液晶レンズ７０において、上ガラス
基板２２の内面には穴があいていない透明電極よりなる
上面電極３４が設けられている。第１下ガラス基板２３
の内面には、図３に示した第１実施例の場合と同様の円
形穴形パターン電極２４が設けられている。前記上面電
極３４、円形穴形パターン電極２４の表面には配向膜２
５が形成され、矢印の方向に配向処理がなされている。
かかる処理がなされた上下のガラス基板２２，２３によ
り液晶２８が挟持されている。液晶レンズ７０の上下の
電極間に電圧が印加されると、図１３（ｂ）の等電位線
に示すような電位分布が発生し、円形穴形パターン電極
２４の円形穴２４ｂの径方向に関し中心より離れるほど
強い電界の分布を生じ、これに伴い図４に類似した屈折
率ｎの分布を生じ、図３に示す第１液晶レンズ２０と類
似の結像作用をなす液晶レンズが構成される。このよう
な個別の液晶レンズ７０を組み合わせて複合液晶マイク
ロレンズを構成すれば、かかる複合液晶マイクロレンズ
は第１実施例の複合液晶マイクロレンズ４０と基本的に
は同様の原理で原稿の等倍正立像を結像させ、また、Ｔ
Ｃ長等の小型化に関し、従来のロッドレンズアレイに対
し優位性を有する。
【００２９】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明に係る密
着イメージセンサー用複合液晶マイクロレンズによれ
ば、従来、密着イメージセンサーに原稿のイメージを結
像するためのレンズ手段として使用されていたロッドレ
ンズアレイに比較し、これよりも低コストで小型でか
つ必要な結像作用を行うことができる。任意のＴＣ長
のレンズが製作可能になるので、密着イメージセンサー
の薄型化が可能になる。
着イメージセンサー用複合液晶マイクロレンズによれ
ば、従来、密着イメージセンサーに原稿のイメージを結
像するためのレンズ手段として使用されていたロッドレ
ンズアレイに比較し、これよりも低コストで小型でか
つ必要な結像作用を行うことができる。任意のＴＣ長
のレンズが製作可能になるので、密着イメージセンサー
の薄型化が可能になる。
【図１】本発明の第１実施形態に係る密着イメージセン
サー用の複合液晶マイクロレンズの構成を示す断面図で
ある。
サー用の複合液晶マイクロレンズの構成を示す断面図で
ある。
【図２】図１に示す複合液晶マイクロレンズの断面図で
ある。
ある。
【図３】図２に示す複合液晶マイクロレンズに使用する
単体の液晶レンズにおける電位分布等を示す図である。
単体の液晶レンズにおける電位分布等を示す図である。
【図４】図３に示す単体の液晶レンズにおける屈折率等
の分布状態を示す図である。
の分布状態を示す図である。
【図５】図１に示す複合液晶マイクロレンズの具体的な
寸法を示す図である。
寸法を示す図である。
【図６】図５に示す複合液晶マイクロレンズに使用する
個別の液晶レンズにおける印加電圧と焦点距離の関係を
示す図である。
個別の液晶レンズにおける印加電圧と焦点距離の関係を
示す図である。
【図７】図５に示す複合液晶マイクロレンズに使用する
単体の液晶レンズの結像作用を示す図である。
単体の液晶レンズの結像作用を示す図である。
【図８】図７に示す単体の液晶レンズの作動距離と結像
距離の関係を示す図である。
距離の関係を示す図である。
【図９】図７に示す単体の液晶レンズを２個組み合わせ
た場合の結像作用を示す図である。
た場合の結像作用を示す図である。
【図１０】図２に示す複合液晶マイクロレンズを使用し
た密着イメージセンサーの構成を示す図である。
た密着イメージセンサーの構成を示す図である。
【図１１】図１０に示す密着イメージセンサーにおける
複合液晶マイクロレンズの結像作用を示す図である。
複合液晶マイクロレンズの結像作用を示す図である。
【図１２】本発明の第３実施形態に係る複合液晶マイク
ロレンズの構成を図である。
ロレンズの構成を図である。
【図１３】本発明の第４実施形態に係る複合液晶マイク
ロレンズに使用する個別の液晶レンズの構成等を示す図
である。
ロレンズに使用する個別の液晶レンズの構成等を示す図
である。
【図１４】従来の密着イメージセンサーの構成を示す図
である。
である。
【図１５】図１４に示す密着イメージセンサーにおける
ロッドレンズの結像作用を示す図である。
ロッドレンズの結像作用を示す図である。
【図１６】ロッドレンズの結像作用の原理を示す図であ
る。
る。
【図１７】ロッドレンズに屈折率分布を与えるための処
理方法を示す図である。
理方法を示す図である。
２０ 第１液晶レンズ
２２ 第１上ガラス基板
２３ 第１下ガラス基板
２４ 円形穴形パターン電極
２４ｂ 円形穴
２５ 配向膜
２７ 封止材
２８ 液晶物質
３０ 第２液晶レンズ
３２ 第２上ガラス基板
３３ 第２下ガラス基板
４０、６０ 複合液晶マイクロレンズ
４１ 中間ガラス
５０ 密着イメージセンサー
５１ センサーＩＣ
５４ 受光素子アレイ
５５ ＬＥＤアレイ
５７ 透明板
５８ フレーム
５９ 原稿
７０ 液晶
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 佐藤 進
秋田県秋田市八橋本町四丁目７番26号
Ｆターム(参考） 2H088 HA03 HA24 HA28 MA20
2H091 FA26X FA41Z FA45Z LA11
5B047 AA01 BA01 BB02 BC05
5C051 AA01 BA04 DA03 DB01 DB04
DB06 DB07 DB22 DB28 DC04
DC07 DE26 EA00
Claims (4)
- 【請求項１】 原稿を載置する透明板と、該透明板上の
原稿面を照射する光源と、該光源による前記原稿面の反
射光を結像する液晶マイクロレンズと前記結像された反
射光を電気信号に変換する受光素子を備えた密着イメー
ジセンサーの液晶マイクロレンズにおいて、前記液晶マ
イクロレンズは前記原稿の倒立像を結像する第１の液晶
マイクロレンズと前記倒立像からの光を更に倒立させて
原稿の正立像を結像する第２の液晶マイクロレンズを備
えた複合液晶マイクロレンズであることを特徴とする密
着イメージセンサー用複合液晶マイクロレンズ。 - 【請求項２】 前記密着イメージセンサー用複合液晶マ
イクロレンズはそれぞれ別々の透明基板に液晶が挟持さ
れてなる第１の液晶マイクロレンズと第２の液晶マイク
ロレンズと、これらの間に介在する中間透明基板とより
なることを特徴とする請求項１に記載の密着イメージセ
ンサー用複合液晶マイクロレンズ。 - 【請求項３】 前記密着イメージセンサー用複合液晶マ
イクロレンズは上透明基板、下透明基板およびこれらの
透明基板の間に配される上下面の両面に円形パターン電
極構造をもつ中間透明基板を有し、上透明基板と中間透
明基板が液晶を挟持してなる第１の液晶マイクロレンズ
と下透明基板と中間透明基板が液晶を挟持してなる第２
の液晶マイクロレンズを備えていることを特徴とする請
求項１に記載の密着イメージセンサー用複合液晶マイク
ロレンズ。 - 【請求項４】 前記複合液晶マイクロレンズは複数の前
記第１の液晶マイクロレンズとこれらと対を成す同数の
前記第２の液晶マイクロレンズを備えたマイクロレンズ
アレイであることを特徴とする請求項１乃至請求項３の
いずれかに記載の密着イメージセンサー用複合液晶マイ
クロレンズ。
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