JP2003329808A - 接合レンズアレイ - Google Patents
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Abstract
とが可能な接合レンズアレイを作製する。 【解決手段】 接合レンズアレイは、複数の光学曲面を
有した複数のレンズアレイ1,2が対応した光学曲面の
光軸を一致させた状態で相互に重ねられて接合される。
重ねられたレンズアレイ1,2における光学曲面の間に
空隙8を形成するための介在部5,6が、レンズアレイ
1,2の間に設けられる。
Description
イが接合されることによって形成される接合レンズアレ
イに関する。
28号公報に記載されたレンズアレイの製造方法を工程
順に示している。
形材102にレンズアレイ106を成形するものであ
り、成形型101の表面には、レンズアレイ106を成
形するための窪み状の成形部104が所定間隔で形成さ
れている。また、成形型101及び被成形材102は、
ヒータ(図示省略)によって任意の温度に調整されるよ
うになっている。さらに、成形型101は図示を省略し
た型駆動手段によって任意の位置に調整可能となってお
り、成形型101は軟化状態にある被成形材102に接
近して押圧することが可能となっている。
材102とは共にヒータにより所定の温度にまで加熱さ
れており、被成形材2は軟化状態となっている。この状
態に対し、図18に示すように、型駆動手段が成形型1
01を被成形材102に近づけて、成形型101の下面
で被成形材102を押圧し、成形型101の表面形状を
被成形材102の表面に転写させる。
ヒータによって所定の温度にまで下げ、図19に示すよ
うに型駆動手段によって成形型101を被成形材102
より離隔させる。これにより、被成形材102には、成
形型101の成形部104に対応した複数のレンズ10
6を有するレンズアレイ107が形成される。そして、
このようにして製作されたレンズアレイ107の外周を
機械加工し、必要に応じて枠フレームや保護カバーなど
を付加し、液晶パネルディスプレイや表示素子に直接取
り付けて使用する。
は、液晶ディスプレイやCRT等の表示部分に配置する
ことにより表示精度を向上させるように使用されてい
る。しかしながら、従来技術によって製造されたレンズ
アレイは単レンズアレイであり、カメラレンズに代表さ
れるような撮像光学系に使用できるような高性能な光学
特性を有していない。
してなされたものであり、良好な生産効率を保ちながら
高性能な光学特性を有したレンズを製造することができ
る接合レンズアレイを提供することを目的とする。
め、請求項1の発明の接合レンズアレイは、複数の光学
曲面を有した複数のレンズアレイが対応した光学曲面の
光軸を一致させた状態で相互に重ねられて接合される接
合レンズアレイであって、重ねられたレンズアレイにお
ける光学曲面の間に空隙を形成するための介在部が、レ
ンズアレイの間に設けられていることを特徴とする。
一致した状態でレンズアレイが重ねられるため、複数の
レンズアレイを高精度に接合することができると共に、
生産効率が高いものとなる。また、レンズアレイの間に
介在部を設けて光学曲面の間に空隙を形成するため、光
学曲面の間に空気層を設けることができる。このため、
高性能な光学特性を付与することができ、撮像光学系等
の光学系に好適に使用することができる。
ンズアレイであって、重ねられるレンズアレイは、相互
の位置決めを行うための位置決め構造を有していること
を特徴とする。
り、レンズアレイを相互の位置決め状態で重ねることが
できるため、レンズアレイを高精度に接合することがで
きる。
ンズアレイであって、前記介在部は、相互に嵌合する凸
部及び凹部を有すると共に、重ねられるレンズアレイの
対向面に形成された複数組の突起部であることを特徴と
する。
部をレンズアレイの対向面に形成することにより、光学
曲面の間に簡単、且つ確実に空隙を形成することができ
る。また、対向した突起部には、相互に嵌合する凸部及
び凹部が形成されているため、突起部が位置ずれするこ
とがなく、空隙を高精度に形成することができる。
の接合レンズアレイであって、前記介在部は、光線有効
領域と光線非有効領域との間に設けられてこれらを封止
することを特徴とする。
とを封止することにより、光線有効領域に接着剤、ゴ
ミ、ケバ等の異物が侵入することがなく、良好な光学特
性を保持することができる。
記載の接合レンズアレイであって、前記介在部は、光線
有効領域との対応部分に貫通光路が形成されると共にレ
ンズアレイと独立した部材であることを特徴とする。
した部材とすることにより、介在部を種々のレンズアレ
イに適用することができ、設計の自由度が増大する。
本発明の実施の形態1を示す。この実施の形態では、2
枚のレンズアレイ1,2を用いて接合レンズアレイを製
造するものである。
或いは非球面からなる複数の光学曲面が対応するように
形成されている。また、下側のレンズアレイ1の下面
は、高精度な平面度の平面となっている。
アレイ1,2の相互の位置決めを行う位置決め構造が設
けられている。この実施の形態において、位置決め構造
は、レンズアレイ1の周囲から凸状となって起立するキ
ー突起3と、キー突起3と対向したレンズアレイ2の下
面に形成されてキー突起3が嵌合するキー溝4とによっ
て形成されている。これらのキー突起3及びキー溝4が
嵌合することにより、光学曲面が対向するようにレンズ
アレイ1,2が位置決めされる。また、複数の光学曲面
がなす複数の光軸の間隔は、キー突起3及びキー溝4に
よって高精度に決定されるようになっている。
は、介在部としての突起部5,6が設けられている。突
起部5,6はそれぞれのレンズアレイ1,2の対向面か
ら相手側に突出するように形成されている。突起部5は
レンズアレイ1の上面に設けられるものであり、その頂
部には、溝状の凹部5aが形成されている。突起部6は
突起部5と対向するようにレンズアレイ2の下面に設け
られており、その下端が突起部5の凹部5aに嵌合する
凸部6aとなっている。そして、突起部6と突起部5と
が嵌合することにより、レンズアレイ1,2の間に空隙
8が形成される。
のそれぞれに形成された複数の光学曲面がなす複数の光
軸と、突起部5,6と、キー突起3及びキー溝4との間
隔はそれぞれが高精度に形成されていて、キー突起3及
びキー溝4を嵌合させることにより、レンズアレイ1,
2が有している複数の光学曲面がなす複数の光軸がそれ
ぞれ一対一で対応しながら高精度に一致し、さらに対応
する光学曲面の間には空隙8が形成されるようになって
いる。
突起3及びキー溝4を嵌合させてレンズアレイ1、2を
重ね合わせた状態で、レンズアレイ1、2の間隙がキー
突起3及びキー溝4によって決定されるように、これら
の嵌合代よりも深く形成されている。
レンズアレイ1の突起部5の凹部5a内に接着剤9を適
量塗布する。また、図示を省略した接着剤硬化装置は、
突起部5,6の間に塗布された接着剤9を硬化させる。
さらに、レンズアレイ2の上面には、レンズアレイ1、
2を接合した後に切断しやすいように切断マーク7が形
成されている。この実施の形態において、切断マーク7
は溝状となっていると共に、レンズアレイ2の光学曲面
を区切るように格子状に形成されている(図3参照)。
水平な面の上にレンズアレイ1を固定し、接着剤塗布装
置を用いることにより、レンズアレイ1の突起部5の凹
部5aに接着剤9を適量塗布する。そして、キー突起3
及びキー溝4からなる位置決め構造によってレンズアレ
イ1に対するレンズアレイ2の位置決めをしながらレン
ズアレイ2をレンズアレイ1に重ね合わせる。
ズアレイ1、2の光軸との間隔はそれぞれ高精度に形成
されているため、レンズアレイ1の上面に形成された複
数の光学曲面がなす複数の光軸とレンズアレイ2の下面
に形成された複数の光学曲面がなす複数の光軸がそれぞ
れ同軸となって一致する。さらに、対応する光学曲面の
間には厚みの均一な空隙8が形成された状態となる。
キー溝4からなる位置決め構造の嵌合代よりも深く形成
されているため、対応する光学曲面の間に空隙8が形成
されたままの状態で、突起部6の凸部6aが突起部5の
凹部5aに塗布された接着剤9の内部に挿入された状態
となる。これにより、レンズアレイ1、2にそれぞれ形
成された複数の光学球面がなす複数の光軸がそれぞれ一
致して、心出しが完了する。
ることにより、図2に示すように、余分な接着剤と気泡
とを突起部5の凹部5aの周辺に押し出す。レンズアレ
イ1、2を重ねて押圧したまま、接着剤硬化装置により
接着剤9を硬化させてレンズアレイ1、2を接合して接
合レンズアレイを作製する。作製された接合レンズアレ
イでは、図2に示すように、突起部5,6の嵌合によっ
て光線有効領域と光線非有効領域とが封止される。これ
により、空隙8が密閉構造となるため、空隙8内に接着
剤やゴミ等の異物が侵入することがなく、良好な光学特
性を付与することができる。
に対し、図3に示すように切断装置10を用いて切断を
行う。切断は切断マーク7に沿って行う。切断装置10
はカッター刃10aを有しており、切断マーク7に沿っ
て走行させることにより、一致した光学曲面を単位とし
て接合レンズアレイを切断する。この切断では、切断マ
ーク7と突起部5,6との間隔が高精度に形成されてい
るため、光学曲面に影響を与えることなく切断が可能と
なっている。以上の工程によって、複数個のレンズの製
作が完了する。なお、接合レンズアレイを切断する手段
としては、レーザ光、超音波打ち抜き、イオンビーム、
その他の手段を用いることができる。
曲面の光軸が一致した状態でレンズアレイ1,2が重な
るため、複数のレンズアレイを高精度に接合することが
でき、しかも高い生産効率とすることができる。また、
レンズアレイ1,2の光学曲面の間に空隙8を形成する
ことにより光学曲面の間に空気層を設けるため、高性能
な光学特性を付与することができ、撮像光学系のレンズ
として好適に使用することができる。
実施の形態2を示す。この実施の形態では、3枚のレン
ズアレイ11,12,13を接合することにより接合レ
ンズアレイとするものである。
ラス、樹脂その他の材料によって、複数の光学球面を有
するように成形されている。最下部のレンズアレイ11
の下面及び最上部のレンズアレイ13の上面は、高精度
な平面度の平面となっている。また、最上部のレンズア
レイ13の上面には、溝形状の切断マーク17が格子状
となって形成されている
の対向面には、相互の位置決めを行うための位置決め構
造が設けられている。この実施の形態における位置決め
構造は、いずれも下側に位置するレンズアレイ11,1
2に凸状となって起立するキー突起14と、下側のレン
ズアレイ11,12と対向して上側に位置するレンズア
レイ12,13に形成され、対向したキー突起14が嵌
合するキー溝15とによって形成されている。そして、
対向したキー突起14とキー溝15とが嵌合することに
より、レンズアレイ11,12,13にそれぞれ形成さ
れた複数の光学球面がなす複数の光軸は、それぞれ高精
度に一対一で対応するようになっている。
の対向面には、介在部としての突起部18,19,2
0,21が相手側に突出するように形成されている。
上面に形成されており、その頂部には、溝状の凹部18
aが形成されている。レンズアレイ11において、この
突起部18と、光学球面がなす複数の光軸と、キー突起
14との間隔はそれぞれ高精度に形成されている。
下面に形成されており、その下端が突起部18の凹部1
8aに嵌合する凸部19aとなっている。突起部20は
このレンズアレイ12の上面に設けられており、レンズ
アレイ11の突起部18と同様に、溝状の凹部20aが
その頂部に形成されている。レンズアレイ12におい
て、その上面に形成された複数の光学球面がなす複数の
光軸は、その下面に形成された複数の光学球面がなす複
数の光軸とそれぞれ一対一で高精度に対応しながら、突
起部19,20と、下面のキー溝15及び上面のキー突
起14との間隔が高精度となるように形成されている。
の下面に形成されており、その下端が突起部20の凹部
20aに嵌合する凸部21aとなっている。レンズアレ
イ13において、下面の光学球面がなす複数の光軸と、
突起部2と、キー溝15と、切断マーク17との間隔は
それぞれ高精度に形成されていて、切断マーク17と突
起部2とは高精度に平行となるように形成されている。
0における凹部18a、20a内には、接着剤23が注
入、塗布等によって充填されるようになっている。
突起部18,19,20,21は、図4に示すように、
対応したレンズアレイ11,12,13の光学球面の周
囲を区切るように格子状に形成されている。従って、対
応した突起部18,19,20,21を嵌合させると、
突起部18,19,20,21によって空隙25,26
が密閉空間となるように形成され、これにより、レンズ
アレイ11,12,13の光学球面が突起部18,1
9,20,21によって封止される。従って、接合レン
ズアレイにおける光線有効領域と光線非有効領域とが封
止されるようになっている。
れた突起部18,19の嵌合代は、そのキー突起14及
びキー溝15を嵌合させてレンズアレイ11,12を重
ね合わせることにより対応する光学球面の間に密閉空間
(空隙25)を形成し、且つ突起部18の凹部18aに
充填された接着剤23の内部に突起部19の凸部19a
が挿入されるようにキー突起14及びキー溝15の嵌合
代よりも深く形成されている。
れた突起部20,21の嵌合代は、そのキー突起14及
びキー溝15を嵌合させてレンズアレイ12,13を重
ね合わせることにより対応する光学球面の間に密閉空間
(空隙26)を形成し、且つ突起部20の凹部20aに
充填された接着剤23の内部に突起部21の凸部21a
が挿入されるようにキー突起14及びキー溝15の嵌合
代よりも深く形成されている。
水平な面の上にレンズアレイ11及び12を固定し、接
着剤塗布装置(図示省略)を用いてレンズアレイ11,
12の上面の突起部18,20の凹部18a、20aに
対し、熱硬化型接着剤23を適量充填する。その後、対
応しているキー突起14及びキー溝15を嵌合させるこ
とにより、レンズアレイ11に対する位置決めを行いな
がらレンズアレイ12をレンズアレイ11に重ね合わせ
る。
それぞれの光学球面の光軸までの間隔が高精度に形成さ
れているため、レンズアレイ11の上面に形成された複
数の光学球面がなす複数の光軸とレンズアレイ12の上
下面に形成された複数の光学球面がなす複数の光軸とが
それぞれ同軸となって一致する。
ー突起14及びキー溝15を嵌合させた状態で、突起部
19の凸部19aが突起部18の凹部18aに充填され
た接着剤23の内部に挿入されるように、キー突起14
及びキー溝15の嵌合代よりも深く形成されているた
め、レンズアレイ11の上面の光学球面とレンズアレイ
12の下面の光学球面の間隙はキー突起14及びキー溝
15によって決定され、対応する光学球面間には密閉さ
れた空隙25が形成される。
及びキー溝15によってレンズアレイ12に対する位置
決めを行いながらレンズアレイ12に重ね合わせる。
それぞれの光学球面の光軸までの間隔が高精度に形成さ
れているため、レンズアレイ12の上面に形成された複
数の光学球面がなす光軸とレンズアレイ13の下面に形
成された複数の光学球面がなす光軸とがそれぞれ同軸と
なって一致する。
ー突起14及びキー溝15を嵌合させた状態で、突起部
21の凸部21aが突起部20の凹部20aに充填され
た接着剤23の内部に挿入されるように、キー突起14
及びキー溝15の嵌合代よりも深く形成されているた
め、レンズアレイ12の上面の光学球面とレンズアレイ
13の下面の光学球面の間隙はキー突起14及びキー溝
15によって決定され、対応する光学球面間には密閉さ
れた空隙26が形成される。
3にそれぞれ形成された複数の光学球面がなす複数の光
軸がそれぞれ同軸となって一致して心出しが完了する。
また、心出しが完了した状態では切断マーク17と突起
部18,19,20,21との結合ライン27は高精度
に平行となっている。その後、3枚のレンズアレイ1
1,12,13を押圧して密着させ、余分な接着剤及び
気泡を突起部18,20の凹部18a、20aから、そ
の周辺に押し出す(図7参照)。
重ねて押圧したまま、ヒータ(図示省略)により熱を加
えて接着剤23を硬化させ、レンズアレイ11,12,
13を接合して接合レンズアレイとする。
1,12とレンズアレイ12,13の光学球面の間には
密閉された空気層25,26が形成されている。
に対し、切断装置10によって切断マーク17に沿った
切断を行う。このとき、切断マーク17と突起部18,
19,20,21は高精度に平行となっているため、切
断時に光学面に影響を与えることなく、且つ空気層2
5,26の密閉を破壊することなく切断することができ
る。
28を示し、レンズアレイ11に基づいたレンズ11
a、レンズアレイ12に基づいたレンズ12a及びレン
ズアレイ13に基づいたレンズ13aが上下方向に接合
されており、これらのレンズ11a、12a、13aの
間に密閉状の空隙25,26が形成されている。空隙2
5,26は光線有効領域に設けられ、この光線有効領域
が突起部18,19,20,21によって外側の光線非
有効領域から封止されている。
素子と組み合わせる際、レンズアレイ11(レンズ11
a)の下面が高精度な平面になっているため、接合レン
ズ28の焦点が発光素子の発光面或いは受光素子の受光
面に一致するようにレンズアレイ11の厚さを設定する
ことにより、発光素子或いは受光素子に接合レンズアレ
イを当てつけるだけで良く、高さ位置の調整が不要とな
る。
と同様に、複数のレンズアレイを高精度に接合すること
ができると共に、複数のレンズアレイ11,12,13
における光学球面の間に空隙25,26を設けるため、
高性能な光学特性を付与することができる。また、この
実施の形態では、光線有効領域内に設けられている空隙
25,26が密閉空間となって光線非有効領域と封止さ
れているため、空隙25,26に接着剤やゴミ、ケバ等
の異物が侵入することがなく、良好な光学特性を保持す
ることが可能となっている。
12の上面に凹部18a、20aを有した突起部18,
20が形成され、レンズアレイ12,13の下面に凸部
19a、21aを有した突起部19,21がそれぞれ形
成されているが、凹凸の対応がなされていれば、レンズ
アレイ11,12の上面に凸部19a、21aを有した
突起部19,21を形成し、レンズアレイ12,13の
下面に凹部18a、20aを有した突起部18,20を
形成しても良い。また、突起部18,19,220,2
1をレンズアレイの位置決めを行う位置決め構造(すな
わち、キー突起及びキー溝)として使用してもよく、こ
の場合には、キー突起及びキー溝からなる位置決め構造
が不要となる。
直線状としているが、中間に切り欠き部を設けても良
い。この場合には、レンズアレイ11,12,13に形
成される空隙25,26は密閉空間ではなく、開放され
た空隙となる。このように開放された空隙では、急激な
温度変化等によって空隙内の空気が膨張・収縮しても、
レンズアレイ相互の接合面が剥離したり、亀裂を生じる
ことがなくなるメリットがある。
球面を有しているが、複数の非球面を有していても良
い、。さらに、レンズアレイ11,12,13として
は、複数の球面形状を有するものと、複数の非球面形状
を有するものとを組み合わせて使用しても良く、例え
ば、複数の非球面形状を有するレンズアレイ12と、複
数の球面形状を有するレンズアレイ11,13との組み
合わせでも良い。
ては、紫外線硬化型、熱硬化型であっても良く、瞬間接
着剤(反応性接着剤)のように空気中の水分と化学反応
を行うことによって硬化するタイプの接着剤であっても
良い。
接着剤に合わせて用いられるものであり、このため、紫
外線硬化型接着剤を使用する場合は、ヒータに代えて紫
外線照射装置が使用される。
れている切断マーク17は、接合レンズアレイを容易に
切断できるように形成するものであり、従って、印刷や
切り欠きのようなマークでも良い。
中で接合を行なっているが、高圧窒素ガスの雰囲気中で
接合を行っても良い。この場合には、レンズアレイの間
に形成される密閉空間の圧力を高めることができ、防水
性や剛性を高めることができる。さらに、接合レンズア
レイの切断は、ダイシングソーやダイヤモンドカッタな
どの機械加工やガスレーザ等を用いた切断であっても良
い。
明の実施の形態3を示す。この実施の形態では、いずれ
もガラス或いは樹脂からなる4枚のレンズアレイ31,
32,33,34を接合して接合レンズアレイとするも
のであり、レンズアレイ31,32,33,34には複
数の光学球面が形成されている。また、レンズアレイ3
1,32,33,34にそれぞれ形成された複数の光学
球面がなす複数の光軸は、それぞれの間隔が高精度とな
るように形成されている。なお、レンズアレイ32の光
学有効面は平面であるが、便宜上、曲率半径が無限大の
球面レンズが形成されていることとして説明を行う。
度な平面度の平面となっている。このレンズアレイ31
からは、円柱状の複数のアライメントキー35が起立し
ており、その他のレンズアレイ32,33,34には、
アライメントキー35が貫通する貫通孔が上下方向に形
成されている。これらのアライメントキー35及び貫通
孔がレンズアレイ31,32,33,34の相互の位置
決めを行う位置決め構造となっており、レンズアレイ3
1,32,33,34に形成されている光学球面がなす
複数の光軸がそれぞれ一対一で高精度に対応するように
なっている。
3,34の対向面には、介在部としての突起部41,4
2,43,44,45,46が相手側に突出するように
形成されている。
上面に形成されており、その頂部には、溝状の凹部41
aが形成されている。レンズアレイ31において、この
突起部41と、光学球面がなす複数の光軸と、アライメ
ントキー35との間隔はそれぞれ高精度に形成されてい
る。
下面に形成されており、その下端が突起部41の凹部4
1aに嵌合する凸部42aとなっている。突起部43は
このレンズアレイ32の上面に設けられており、レンズ
アレイ31の突起部41と同様に、溝状の凹部43aが
その頂部に形成されている。レンズアレイ32におい
て、複数の光軸と、突起部42,43と、アライメント
キー35が貫通する貫通孔との間隔はそれぞれ高精度に
形成されている。なお、レンズアレイ32の上下面にお
ける光線有効領域には、高精度な平面度の平面が形成さ
れている。
下面に形成されており、その下端が突起部43の凹部4
3aに嵌合する凸部44aとなっている。突起部45は
このレンズアレイ33の上面に設けられており、レンズ
アレイ31の突起部41と同様に、溝状の凹部45aが
その頂部に形成されている。レンズアレイ33におい
て、それぞれの光学球面がなす複数の光軸と、突起部4
4,45と、アライメントキー35が貫通する貫通孔と
の間隔はそれぞれ高精度に形成されている。これによ
り、レンズアレイ32,33を重ね合わせると、レンズ
アレイ32,33が有する複数の光学球面がなす複数の
光軸がそれぞれ一対一で高精度に対応するようになって
いる。
の下面に形成されており、その下端が突起部45の凹部
45aに嵌合する凸部46aとなっている。レンズアレ
イ34の上面には、格子状の切断マーク17が形成され
ている。レンズアレイ34において、それぞれの光学球
面がなす複数の光軸と、突起部46と、アライメントキ
ー35が貫通する貫通孔と、切断マーク17との間隔は
それぞれ高精度に形成されている。従って、レンズアレ
イ33,34を重ね合わせることにより、切断マーク1
7と突起部46とが高精度に平行となるようになってい
る。
2,43,44,45,46は、光学球面の周囲を囲む
ように形成されており、従って、突起部41,42,4
3,44,45,46は、対応した光学球面と同心円状
となっている。また、突起部41,43,45において
は、その凹部41a、43a、45aの内部に接着剤3
6が充填される。
とレンズアレイ32に形成された突起部42の嵌合代
は、レンズアレイ31,32を重ね合わせた状態で、対
応する光学球面の間に密閉空間(空隙38)を形成しな
がら突起部41の凹部41aに充填された接着剤36の
内部に突起部42の凸部42aが挿入されるように、突
起部41,42の高さと嵌合代とが形成されている。
とレンズアレイ33に形成された突起部44の嵌合代
は、レンズアレイ32,33を重ね合わせた状態で、対
応する光学球面の間に密閉空間(空隙39)を形成しな
がら突起部43の凹部43aに充填れた接着剤36の内
部に突起部44の凸部44aが挿入されるように、突起
部43,44の高さと嵌合代とが形成されている。
とレンズアレイ34に形成された突起部46の嵌合代
は、レンズアレイ33,34を重ね合わせた状態で、対
応する光学球面の間に密閉空間(空隙40)を形成しな
がら突起部45の凹部45aに充填された接着剤36の
内部に突起部46の凸部46aが挿入されるように、突
起部45,46の高さと嵌合代とが形成されている。
3,44,45,46が嵌合することにより、レンズア
レイ31,32,33,34の光学球面の間に空隙3
8,39,40が形成されるが、突起部41,42,4
3,44,45,46が光学球面を囲む同心円状に形成
されているため、空隙38,39,40は密閉空間とな
り、接合レンズアレイにおける光線有効領域と光線非有
効領域とが封止される。
に、水平な面の上にレンズアレイ31、32及び、33
を固定し、レンズアレイ31,32,33の上面に形成
された突起部41,43,45の凹部41a、43a、
45a内に接着剤塗布装置(図示省略)により、紫外線
硬化型接着剤36を適量充填する。
によってレンズアレイ31に対する位置決めをしながら
レンズアレイ31に重ね合わせる。アライメントキー3
5とそれぞれの光軸までの間隔が高精度に形成されてい
るため、レンズアレイ31の上面に形成された複数の光
学球面がなす複数の光軸と、レンズアレイ32の上下面
に形成された複数の光学球面がなす複数の光軸がそれぞ
れ同軸となって一致する。
た状態で、突起部42の凸部42aが突起部41の凹部
41aに充填された接着剤36の内部に挿入されるよう
に、突起部41,42の高さと嵌合代が形成されてい
る。このため、レンズアレイ31の上面の光学球面とレ
ンズアレイ32の下面の光学球面は接触することはな
く、対応する光学球面の間に密閉された空隙38が形成
される。
キー35によってレンズアレイ32に対する位置決めを
しながらレンズアレイ32に重ね合わせる。アライメン
トキー35とそれぞれの光軸までの間隔が高精度に形成
されているため、レンズアレイ32の上面に形成された
複数の光学球面がなす光軸とレンズアレイ33の下面に
形成された複数の光学球面がなす光軸がそれぞれ同軸と
なって一致する。
状態では、突起部44の凸部44aが突起部43の凹部
43aに充填された接着剤36の内部に挿入されるよう
に、突起部43,44の高さと嵌合代とが形成されてい
るため、レンズアレイ32の上面の光学球面とレンズア
レイ33の下面の光学球面は接触することなく、対応す
る光学球面の間には密閉された空隙39が形成される。
キー35によってレンズアレイ33に対する位置決めを
しながらレンズアレイ33に重ね合わせる。アライメン
トキー35とそれぞれの光軸までの間隔が高精度に形成
されているため、レンズアレイ33の上面に形成された
複数の光学球面がなす光軸と、レンズアレイ34の下面
に形成された複数の光学球面がなす光軸がそれぞれ同軸
となって一致する。
た状態で、突起部46の凸部46aが突起部45の凹部
45aに充填れた接着剤36の内部に挿入されるよう
に、突起部45,46の高さと嵌合代とが形成されてい
る。このため、レンズアレイ33の上面の光学球面とレ
ンズアレイ34の下面の光学球面は接触することなく、
対応する光学球面の間には密閉された空隙40が形成さ
れる。
3,34にそれぞれ形成された複数の光学球面がなす複
数の光軸がそれぞれ同軸となって一致して心出しが完了
する。心出しが完了した状態では、切断マーク17と突
起部41,42,43,444,45,46とは高精度
に平行となっている。
33,34を押圧して密着させ、余分な接着剤及び気泡
を突起部41、43、45の凹部41a、43a、45
aの周辺に押し出す(図13参照)。その後、レンズア
レイ31,32,33,34を重ねて押圧したまま、紫
外線照射装置(図示省略)により接着剤36を硬化させ
てレンズアレイ31,32,33,34を接合して接合
レンズアレイとする。
イ31,32と、レンズアレイ32,33と、レンズア
レイ33,34との光学球面の間には密閉された空気層
38,39,40がそれぞれ形成されている。
によって接合レンズアレイを切断マーク17に沿って切
断する。切断マーク17と突起部41,42,43,4
4,45,46は高精度に平行となっているため、切断
時に光学面に影響を与えることなく、且つ空隙38,3
9,40の密閉を破壊することなく切断することができ
る。なお、切断は、ダイシングソーやダイヤモンドカッ
タなどの機械加工やガスレーザ等を用いた切断によって
行うことができる。
ンズ48を示し、レンズアレイ31に基づいたレンズ3
1a、レンズアレイ32に基づいたレンズ32a、レン
ズアレイ33に基づいたレンズ33a及びレンズアレイ
34に基づいたレンズ34aが上下方向に接合されてい
る。そして、これらのレンズ31a、32a、33a、
34aの間に密閉状の空隙38,39,40が形成され
ている。空隙38,39,40は光線有効領域に設けら
れ、この光線有効領域が突起部41,42,43,4
4,45,46によって外側の光線非有効領域から封止
されている。
アレイを高精度に接合することができると共に、複数の
レンズアレイ31,32,33,34における光学球面
の間に空隙38,39,40を設けるため、高性能な光
学特性を付与することができる。
隙38,39,40が密閉空間となって光線非有効領域
と封止されているため、空隙38,39,40内に接着
剤やゴミ、ケバ等の異物が侵入することがなく、良好な
光学特性を保持することが可能となる。
34に形成されている突起部41,42,43,44,
45,46が光学球面に対して同心円状に形成されてお
り、しかも、アライメントキー35が円柱状であると共
に貫通孔を貫通する構造であるため、レンズアレイの形
状が比較的単純となる。このため、レンズアレイを安価
に供給することができる。
31,32,33の上面に、凹部41a、43a、45
aを有した突起部41,43,45を形成し、レンズア
レイ32,33,34の下面に凸部42a、44a、4
6aを有した突起部42,44,46を形成している
が、凹凸の対応がなされていれば、これらの逆であって
も良い。
5,46をアライメントキー35として使用してもよ
く、この場合には、アライメントキー35が不要とな
る。
複数の球面を形成したレンズアレイを用いているが、複
数の非球面を形成したレンズアレイを使用しても良い。
さらに、レンズアレイ31,32,33,34として
は、複数の球面形状を有するものと、複数の非球面形状
を有するものとを組み合わせて使用しても良い。例え
ば、複数の非球面形状を有するレンズアレイ32,34
と、複数の球面形状を有するレンズアレイ31,33と
の組み合わせでも良い。
ては、熱硬化型であっても良く、瞬間接着剤(反応性接
着剤)のように空気中の水分と化学反応を行うことによ
って硬化するタイプの接着剤であっても良い。同様に、
使用する接着剤に合わせて紫外線照射装置を用いている
が、熱硬化型接着剤を使用する場合は、ヒータ等の加熱
装置が使用される。
ている切断マーク17は、接合レンズアレイを容易に切
断できるものであれば、印刷や切り欠きのようなマーク
でも良い。
中で接合を行なっているが、高圧窒素ガスの雰囲気中で
接合を行っても良い。この場合には、レンズアレイの間
に形成される密閉空間の圧力を高めることができ、防水
性や剛性を高めることができる。
す。この実施の形態では、介在部として中間プレート5
4を用いるものである。
光学曲面を有している。また、最下部のレンズアレイ5
1の下面及び最上部のレンズアレイ53の上面には、高
精度な平面度の平面となっている。
向面には、実施の形態1及び2と同様に相互の位置決め
を行う位置決め構造が設けられている。この位置決め構
造は、レンズアレイ51の上面から凸状となって起立す
るキー突起55と、キー突起55と対向したレンズアレ
イ52の下面に形成されてキー突起55が嵌合するキー
溝56と、レンズアレイ52の上面から凸状となって起
立するキー突起57と、キー突起57と対向したレンズ
アレイ53の下面に形成されてキー突起57が嵌合する
キー溝58とによって形成されている。そして、対応し
ているキー突起55,57及びキー溝56,58が嵌合
することにより、光学曲面が対向するようにレンズアレ
イ51,52,53が位置決めされる。また、複数の光
学曲面がなす複数の光軸の間隔は、これらのキー突起及
びキー溝によって高精度に決定されるようになってい
る。
ズアレイ51,52,53と独立した部材となってい
る。また、中間プレート54には、複数の貫通光路54
aが厚さ方向に形成されている。貫通光路54aはレン
ズアレイ51,52,53における光学曲面(光線有効
領域)との対応部分に形成されており、これにより光学
曲面を透過する光線を遮ることが防止されている。
る接着剤溜まり54bが上下面に形成されている。接着
剤溜まり54bは光学曲面以外の部分(光線非有効領
域)に形成されており、レンズアレイ51,52,53
を接合したとき、光学曲面に接着剤が付着しないように
なっている。
接着剤溜まり54bに接着剤を充填し、貫通光路54a
がレンズアレイ51の光学曲面に対応するように中間プ
レート54をレンズアレイ51に載置する。そして、キ
ー溝56がキー突起55に嵌合するように位置決めしな
がらレンズアレイ52をレンズアレイ51に重ね合わせ
る。このとき、貫通光路54aを有した中間プレート5
4がレンズアレイ51及び52に挟まれるため、レンズ
アレイ51及び52における対応した光学曲面の間に空
隙(図示省略)が形成される。
アレイ52,53の間に中間プレート54を挿入し、レ
ンズアレイ53のキー溝58がレンズアレイ52のキー
突起57に嵌合するように位置決めしながらレンズアレ
イ53をレンズアレイ52に重ね合わせる。これにより
接合レンズアレイを作製する。
プレート54がレンズアレイとは独立した部材となって
いるため、中間プレート54を種々のレンズアレイに適
用することができる。このため、接合レンズアレイの設
計の自由度が増大する。
アレイを高精度に接合した接合レンズを効率良く製造す
ることができる。また、レンズアレイの間に介在部を設
けて光学曲面の間に空隙を形成するため、光学曲面の間
に空気層を設けることができ、高性能な光学特性を付与
することができる。従って、撮像光学系に好適に使用す
ることができる。
の効果を有するのに加えて、レンズアレイを相互の位置
決め状態で重ねることができるため、レンズアレイを高
精度に接合することができる。
の効果を有するのに加えて、光学曲面の間に簡単、且つ
確実に空隙を形成することができ、しかも突起部が位置
ずれすることがなく、空隙を高精度に形成することがで
きる。
の発明の効果に加えて、光線有効領域に接着剤、ゴミ、
ケバ等の異物が侵入することがなく、良好な光学特性を
保持することができる。
び4の発明の効果に加えて、介在部を種々のレンズアレ
イに適用することができるため、設計の自由度が増大す
る。
る。
る。
る。
図、(b)は断面図である。
図である。
レイ 3,14,55,57 キー突起 4,15,56,58 キー溝 5,18,41,43,45 突起部 6,19,21,42,44,46 突起部 8,25,26,38,39,40 空隙
Claims (5)
- 【請求項1】 複数の光学曲面を有した複数のレンズア
レイが対応した光学曲面の光軸を一致させた状態で相互
に重ねられて接合される接合レンズアレイであって、 重ねられたレンズアレイにおける光学曲面の間に空隙を
形成するための介在部が、レンズアレイの間に設けられ
ていることを特徴とする接合レンズアレイ。 - 【請求項2】 重ねられるレンズアレイは、相互の位置
決めを行うための位置決め構造を有していることを特徴
とする請求項1記載の接合レンズアレイ。 - 【請求項3】 前記介在部は、相互に嵌合する凸部及び
凹部を有すると共に、重ねられるレンズアレイの対向面
に形成された複数組の突起部であることを特徴とする請
求項1記載の接合レンズアレイ。 - 【請求項4】 前記介在部は、光線有効領域と光線非有
効領域との間に設けられてこれらを封止することを特徴
とする請求項1または3記載の接合レンズアレイ。 - 【請求項5】 前記介在部は、光線有効領域との対応部
分に貫通光路が形成されると共にレンズアレイと独立し
た部材であることを特徴とする請求項1,3または4記
載の接合レンズアレイ。
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