JP2006189676A - Lens array and optical equipment - Google Patents

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JP2006189676A JP2005002218A JP2005002218A JP2006189676A JP 2006189676 A JP2006189676 A JP 2006189676A JP 2005002218 A JP2005002218 A JP 2005002218A JP 2005002218 A JP2005002218 A JP 2005002218A JP 2006189676 A JP2006189676 A JP 2006189676A
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Nozomi Kitagishi
望 北岸
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a lens array with less graininess, and also, which hardly generate a pattern having a sense of incongruity. <P>SOLUTION: The lens array 3 includes a plurality of 1st lens parts M<SB>2.4</SB>and M<SB>2.6</SB>which are irregularly arranged, and at least one 2nd lens part M<SB>N2.4</SB>. Each 1st lens part is formed in a position within a prescribed extent centering one of a plurality of regularly arranged virtual points (white circle), and also, around a 1st dot (black dot) having a one-to-one correspondence relation with the virtual point, and also, the 2nd lens part is formed around a 2nd dot (black dot) having no one-to-one correspondence relation with the virtual point. Alternatively, the 2nd lens part occasionally exists beyond the prescribed extent. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、カメラの焦点板等として用いられるレンズアレイに関するものである。   The present invention relates to a lens array used as a focusing screen of a camera.

カメラの焦点板として、マイクロレンズを平面上に規則的に並べて構成された拡散板が用いられることがある(特許文献1参照)。このような拡散板では、マイクロレンズで集光した後の発散によるマイクロレンズのFナンバーに相当する広がり、マイクロレンズ自身の回折による広がり、およびマイクロレンズの規則的配列に起因する回折による離散的な光量分布の総合で配光特性が決定される。
従って、このような拡散板では、撮影レンズのピントが焦点面である拡散板の表面からずれたときには像ボケとして判断でき、焦点板としての機能は十分に果たすが、ボケ像が回折パターンを伴うため、不自然な像が観察されてしまうという欠点がある。例えば、点状に光っている被写体を観察する場合は多点状の回折パターン状のボケ像が現れ、また一般の被写体を観察する場合には、回折パターンの影響で二線ボケ像が現れる。
As a focusing plate of a camera, a diffusing plate configured by regularly arranging microlenses on a plane may be used (see Patent Document 1). In such a diffuser plate, spread corresponding to the F-number of the microlens due to divergence after being condensed by the microlens, spread due to diffraction of the microlens itself, and discrete due to diffraction due to the regular arrangement of the microlenses. The light distribution characteristic is determined by the total light amount distribution.
Therefore, with such a diffuser plate, it can be determined as image blur when the focus of the photographic lens deviates from the surface of the diffuser plate, which is the focal plane, and the function as a focus plate is fully achieved, but the blur image has a diffraction pattern. Therefore, there is a drawback that an unnatural image is observed. For example, when observing a subject that shines in a dot shape, a multi-point diffraction pattern-like blurred image appears, and when a general subject is observed, a two-line blurred image appears due to the influence of the diffraction pattern.

マイクロレンズを平面上に規則的に並べた拡散板のボケ像をより自然なものにするための工夫として、マイクロレンズをランダム又は不規則的に配置した拡散板が提案されている(特許文献2参照)。具体的には、図7に示すように規則的に配置された仮想格子点On・mの各格子点を中心とした所定範囲内で、マイクロレンズの中心位置をランダムに決め、図8に示すようにランダム配置のマイクロレンズMn・m(図には中心位置のみ点で示す)を得る。
特開平5-53174号公報(段落0002、図23等) 特許第2503485号公報(特許請求の範囲、図1〜5等)
As a device for making a blurred image of a diffuser plate in which microlenses are regularly arranged on a plane more natural, a diffuser plate in which microlenses are randomly or irregularly arranged has been proposed (Patent Document 2). reference). Specifically, as shown in FIG. 7, the center position of the microlens is randomly determined within a predetermined range centered on each lattice point of the virtual lattice points On / m regularly arranged. As shown in the drawing, randomly arranged microlenses M n · m (only the center position is indicated by dots in the figure) are obtained.
JP-A-5-53174 (paragraph 0002, FIG. 23, etc.) Japanese Patent No. 2503485 (Claims, FIGS. 1 to 5 etc.)

しかしながら、マイクロレンズをランダムに配置する場合において、特許文献2にて提案されているようにその配置範囲を制限しても、隣接するマイクロレンズの中心間距離が大きくなる部分が発生する。この場合、像が粗い粒状性を持つように見えたり、何点かの像ムラ(翳り等)がマクロ的に繋がって模様のように見えたりしてしまう。   However, when the microlenses are randomly arranged, even if the arrangement range is limited as proposed in Patent Document 2, a portion where the distance between the centers of adjacent microlenses becomes large is generated. In this case, the image may appear to have coarse graininess, or some image unevenness (such as wrinkles) may be connected macroscopically and look like a pattern.

本発明は、粒状性が少なく、かつ違和感のある模様も発生しにくく、自然な像を観察できるようにしたレンズアレイを提供することを目的の1つとしている。   SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a lens array that has little graininess and is less likely to cause an uncomfortable pattern so that a natural image can be observed.

1つの観点としての本発明のレンズアレイは、不規則的に配置された複数の第1のレンズ部と少なくとも1つの第2のレンズ部とを有する。そして、各第1のレンズ部は、規則的に配置された複数の仮想点のうちいずれか1つを中心とする所定範囲内の位置であって、該仮想点と一対一の対応関係を有する第1の点を中心に形成され、かつ第2のレンズ部は、該対応関係を持たない第2の点を中心に形成されている。   The lens array of the present invention as one aspect includes a plurality of first lens portions and at least one second lens portion that are irregularly arranged. And each 1st lens part is a position within the predetermined range centering on any one among several virtual points arranged regularly, and has a one-to-one correspondence with this virtual point. The second lens portion is formed around the first point, and the second lens portion is formed around the second point having no corresponding relationship.

他の観点としての本発明のレンズアレイは、不規則的に配置された複数の第1のレンズ部と第2のレンズ部とを有する。そして、各第1のレンズ部は、規則的に配置された複数の仮想点のうち1つを中心とする所定範囲内に存在する第1の点を中心に形成され、かつ第2のレンズ部は、該所定範囲外に存在する第2の点を中心に形成されている。   The lens array of the present invention as another aspect includes a plurality of first lens portions and second lens portions that are irregularly arranged. Each first lens portion is formed around a first point existing within a predetermined range centered on one of a plurality of regularly arranged virtual points, and the second lens portion. Is formed around a second point existing outside the predetermined range.

さらに、他の観点としての本発明のレンズアレイは、不規則的に配置された複数の第1のレンズ部と第2のレンズ部とを有する。そして、各第1のレンズ部は、第1の多角形状に形成され、かつ第2のレンズ部は、該第1の多角形状とは異なる第2の多角形状を有する。   Furthermore, the lens array of the present invention as another aspect includes a plurality of first lens portions and second lens portions that are irregularly arranged. Each first lens portion is formed in a first polygonal shape, and the second lens portion has a second polygonal shape different from the first polygonal shape.

また、他の観点としての本発明の不規則的に配置された複数の第1のレンズ部と第2のレンズ部とを有するレンズアレイの製造方法は、規則的に配置された複数の仮想点に基づいて、各第1のレンズ部の中心位置を決定する第1のステップと、相互に隣接する2つの第1のレンズ部における中心間の距離又は各第1のレンズ部における中心から境界までの距離を求める第2のステップと、該距離に基づいて、第2のレンズ部の中心位置を決定する第3のステップとを有する。   As another aspect, the method of manufacturing a lens array having a plurality of irregularly arranged first lens portions and second lens portions according to the present invention includes a plurality of regularly arranged virtual points. A first step of determining the center position of each first lens unit based on the distance between the centers of two first lens units adjacent to each other or from the center to the boundary of each first lens unit And a third step of determining the center position of the second lens unit based on the distance.

本発明によれば、規則配置された仮想点に基づいて中心位置が決められた(すなわち仮想点と一対一の対応関係を有する、仮想点を中心とした所定範囲内に中心位置が存在する、若しくは共通の多角形状に形成された)複数の不規則配置された第1のレンズ部以外の第2のレンズ部を有するレンズアレイが形成されるので、第1のレンズ部のみで構成されるレンズアレイで生じた不都合を第2のレンズ部で解消したレンズアレイを実現することができる。   According to the present invention, the center position is determined based on the regularly arranged virtual points (i.e., the center position exists within a predetermined range centered on the virtual point having a one-to-one correspondence with the virtual point, A lens array having a second lens portion other than the first lens portions that are irregularly arranged (or formed in a common polygonal shape) is formed, so that the lens is composed only of the first lens portion. A lens array in which the inconvenience caused by the array is eliminated by the second lens unit can be realized.

具体的には、第1のレンズ部のみでは、粒状性が目立ったり、翳り等の像ムラが違和感のある模様となって見えたりするという欠点を解消することができる。   Specifically, with the first lens unit alone, it is possible to eliminate the drawbacks that the graininess is conspicuous and the image unevenness such as blurring appears as an uncomfortable pattern.

本発明の実施例について説明する前に、図5および図6を用いて、マイクロレンズアレイである焦点板をカメラのファインダー光学系を通して見たときの粒状性および違和感のある模様の発生原理について説明する。粒状性および違和感のある模様は、ファインダー光学系を通して見たときの焦点板の部分的な翳りが黒く粒状に或いは模様として観察されるものである。   Before describing the embodiment of the present invention, the principle of generating a grainy and uncomfortable pattern when the focusing screen, which is a microlens array, is viewed through the finder optical system of the camera will be described with reference to FIGS. To do. A pattern having graininess and a sense of incongruity is one in which the partial wrinkling of the focusing screen when viewed through the viewfinder optical system is observed in black grains or as a pattern.

図6には、規則的に配列した仮想格子点の各格子点を中心にマイクロレンズ(の中心)をランダム又は不規則的にばらつかせたマイクロレンズアレイ30の例を示している。ここで、図7に示す仮想格子点OのピッチをP、係数をKとするとき、各マイクロレンズの中心位置は、仮想格子点点On・mを中心とした半径r=K・Pで決まる円の範囲(所定範囲)内で、ランダム又は不規則的に配置されている。なお、係数Kは、0.2〜0.3を最大とする値である。すなわち、上記所定範囲は、仮想格子点を中心とした半径r≦0.3Pの範囲である。   FIG. 6 shows an example of a microlens array 30 in which microlenses (centers thereof) are randomly or irregularly distributed around each lattice point of regularly arranged virtual lattice points. Here, when the pitch of the virtual lattice point O shown in FIG. 7 is P and the coefficient is K, the center position of each microlens is a circle determined by a radius r = K · P centered on the virtual lattice point On · m. Are arranged randomly or irregularly within the range (predetermined range). The coefficient K is a value that maximizes 0.2 to 0.3. That is, the predetermined range is a range of radius r ≦ 0.3P with the virtual lattice point as the center.

このようにマイクロレンズの中心位置をランダム又は不規則的にばらつかせた場合、図6に示すように、マイクロレンズ間の距離(中心間距離)は種々の値をとる。例えば、半径r=0.3Pの場合、最大で1.6P、最小では0.4Pとなる。   When the center positions of the microlenses are varied randomly or irregularly in this way, the distance between the microlenses (center-to-center distance) takes various values as shown in FIG. For example, when the radius r = 0.3P, the maximum is 1.6P and the minimum is 0.4P.

図5には、マイクロレンズが不規則的に配置されたマイクロレンズアレイ30の断面形状を示す。マイクロレンズ31と32の中心間距離およびマイクロレンズ33と34の中心間距離はそれぞれ、標準的な距離(例えば、20μm)であるが、マイクロレンズ32と33の中心間距離は該標準的な距離に比べて大きい。この場合において、着目するマイクロレンズ(ここでは、マイクロレンズ33とする)の中心から隣接するマイクロレンズ32との境界までの距離をXとし、該マイクロレンズ33の曲率半径をRcとするとき、境界でのマイクロレンズ33の接線の傾きθは、
θ=sin-1(X/Rc)
で表される。従って、マイクロレンズ33の境界付近に下方から垂直に入射する光線43はマイクロレンズ33の表面で屈折し、該マイクロレンズアレイ30の材料の屈折率をNとするとき、
Δ =θ−sin-1(N・sinθ)
だけ偏向される。ここで、Δは偏向角を表わす。
FIG. 5 shows a cross-sectional shape of a microlens array 30 in which microlenses are irregularly arranged. The distance between the centers of the microlenses 31 and 32 and the distance between the centers of the microlenses 33 and 34 are standard distances (for example, 20 μm), but the distance between the centers of the microlenses 32 and 33 is the standard distance. Bigger than In this case, when the distance from the center of the microlens of interest (here, the microlens 33) to the boundary with the adjacent microlens 32 is X and the radius of curvature of the microlens 33 is Rc, the boundary The inclination θ of the tangent line of the microlens 33 at
θ = sin −1 (X / Rc)
It is represented by Accordingly, the light beam 43 that is vertically incident near the boundary of the microlens 33 is refracted on the surface of the microlens 33, and when the refractive index of the material of the microlens array 30 is N,
Δ = θ−sin −1 (N · sin θ)
Only deflected. Here, Δ represents the deflection angle.

偏向角Δ (例えば、feを接眼レンズの焦点距離とするとき、tan−1(2/fe)で表される角度) が大きいと、ファインダー光学系でけられてしまうので、観察者(カメラ使用者)の眼にはその部分が黒い翳りとなって見え、粒状性が目立ったり、何点かの像ムラがマクロ的に繋がってキズや欠陥のように見えたりする。 If the deflection angle Δ (for example, when fe is the focal length of the eyepiece lens, the angle represented by tan −1 (2 / fe)) is large, the finder optical system causes the image to be distracted. The part appears to be blackish, and the graininess is conspicuous, or some image irregularities are connected macroscopically and look like scratches or defects.

すなわち、着目するマイクロレンズの中心から隣接するマイクロレンズとの境界までの距離Xが大きいほど、該マイクロレンズに入射した光線の偏向角Δが大きくなり、ファインダー光学系によってけられて、観察者の眼に到達しない。   In other words, the greater the distance X from the center of the microlens of interest to the boundary with the adjacent microlens, the greater the deflection angle Δ of the light incident on the microlens, which is affected by the viewfinder optical system and Does not reach the eyes.

従って、着目するマイクロレンズの中心から該マイクロレンズの境界までの距離Xを評価すれば、けられ易さを評価できることになる。   Therefore, if the distance X from the center of the microlens of interest to the boundary of the microlens is evaluated, it is possible to evaluate the easiness of being cut.

図6において、着目するマイクロレンズをM2・4とした場合において、これに隣接するマイクロレンズ M2・6 、M2・5、M2・3、M2・2 、M1・3 、M1・5 との境界の形状は、これらのマイクロレンズが規則的に配置されている場合には正六角形となるが、上記のようにランダム又は不規則的に配置されている場合には変形した六角形となる。 In FIG. 6, when the target microlens is M 2 · 4 , the adjacent microlenses M 2 · 6 , M 2 · 5 , M 2 · 3 , M 2 · 2 , M 1 · 3 , M The shape of the boundary between 1 and 5 is a regular hexagon when these microlenses are regularly arranged, but deformed when they are randomly or irregularly arranged as described above. Hexagonal.

マイクロレンズM2・4とM2・6 の境界(図の紙面に垂直な方向に曲率を有する曲線)を図の紙面に平行な平面に投影した線分L2・4−2・6は、マイクロレンズM2・4の中心とマイクロレンズM2・6の中心とを結ぶ線分M2・4−2・6の中点を通り、該線分M2・4−2・6に対して直交する線分であり、マイクロレンズの各点の座標が与えられていれば決まるものである。 A line segment L 2 · 4−2 · 6 obtained by projecting the boundary between the micro lenses M 2 · 4 and M 2 · 6 (curve having a curvature in a direction perpendicular to the paper surface of the drawing) onto a plane parallel to the paper surface of the drawing is It passes through the midpoint of the line segment M2 , 4-2, 6 that connects the center of the microlens M2 , 4 and the center of the microlens M2 , 6 to the line segment M2 , 4-2, 6 It is an orthogonal line segment and is determined if the coordinates of each point of the microlens are given.

変形した六角形の頂点がマイクロレンズM2・4の中心からその境界上で最も遠い位置に当たるが、その位置の座標は線分L2・4−2・6と、マイクロレンズM2・4とM1・5の境界を図の紙面に平行な平面に投影した線分L2・4−1・5との交点であり、計算で求められる。 Although the apex of the deformed hexagonal hits the farthest position on the boundary from the center of the microlens M 2 · 4, the coordinates of the position and the line segment L 2 · 4-2 · 6, the microlens M 2 · 4 This is the intersection of the line segment L 2 · 4 · 1 · 5 , which is obtained by projecting the boundary of M 1 · 5 onto a plane parallel to the paper surface of the figure, and is obtained by calculation.

従って、マイクロレンズM2・4の中心とその変形六角形の頂点位置との間の距離Xが、マイクロレンズの各点の座標が与えられていれば決まり、その部分で翳りが発生するかどうかを評価できることになる。図6においては、マイクロレンズM2・4の中心とマイクロレンズM2・6 、M1・5側の頂点との間の距離Xが所定の閾値(例えば、仮想格子点のピッチをP、マイクロレンズの曲率半径をRcとするとき、(0.5+0.2・(Rc/40))・Pで表される距離)に比べて大きく、ここに翳りが発生しやすいと判断できる。 Therefore, the distance X between the center of the microlenses M 2 and 4 and the apex position of the deformed hexagon is determined if the coordinates of each point of the microlens are given, and whether or not the distortion occurs at that portion. Can be evaluated. In FIG. 6, the distance X between the center of the micro lens M 2 · 4 and the apex on the side of the micro lens M 2 · 6 and M 1 · 5 is a predetermined threshold (for example, the pitch of the virtual lattice points is P, micro When the radius of curvature of the lens is Rc, it is larger than (a distance expressed by (0.5 + 0.2 · (Rc / 40) 4 ) · P), and it can be determined that the warp tends to occur here.

図1には、本発明の実施例1であるマイクロレンズアレイの平面図を示している。該マイクロレンズアレイ3は、図6に示したように、規則的に配置された仮想格子点の各格子点(図中に白丸で示す)を中心とする半径r=0.3Pの範囲において中心位置(図中に黒点で示す)をランダム又は不規則的に決定した変形六角形状を有する複数の第1のマイクロレンズ(第1のレンズ部) M2・4、M2・6 、M2・5、M2・2 、M1・3 、M1・5と、図中に点線で示した変形した五角形状を有する第2のマイクロレンズ(第2のレンズ部) MN2・4とを有する。 FIG. 1 shows a plan view of a microlens array that is Embodiment 1 of the present invention. As shown in FIG. 6, the microlens array 3 is centered in a range of radius r = 0.3P centering on each lattice point (indicated by a white circle in the figure) of regularly arranged virtual lattice points. A plurality of first microlenses (first lens portions) M 2 · 4 , M 2 · 6 , M 2 · having a deformed hexagonal shape whose positions (indicated by black dots in the figure) are determined randomly or irregularly 5 , M 2 · 2 , M 1 · 3 , M 1 · 5, and a second microlens (second lens portion) M N2 · 4 having a deformed pentagonal shape indicated by a dotted line in the figure .

ここで、各第1のマイクロレンズの中心位置である第1の点は、各仮想格子点に対して一対一の対応関係を有するものである。各第1の点がこのような対応関係を持っているか否かは、該各第1の点を含む半径r=0.3Pの範囲の中心が各仮想格子点に略一致するか否かを検証することによって判断できる。一方、第2のマイクロレンズの中心位置である第2の点は、そのような仮想格子点との対応関係を持たず、本実施例では、上記半径r=0.3Pの範囲にも含まれない点である。ただし、第2の点は、仮想格子点との対応関係を持たなければ、半径r=0.3Pの範囲に含まれてもよい。   Here, the first point, which is the center position of each first microlens, has a one-to-one correspondence with each virtual lattice point. Whether or not each first point has such a correspondence relationship is whether or not the center of the radius r = 0.3P including each first point substantially coincides with each virtual lattice point. This can be determined by verification. On the other hand, the second point, which is the center position of the second microlens, does not have a corresponding relationship with such a virtual lattice point, and is included in the range of the radius r = 0.3P in this embodiment. There is no point. However, the second point may be included in the range of radius r = 0.3P as long as it does not have a corresponding relationship with the virtual lattice point.

ここで、本実施例は、図6にて説明した翳りが発生すると判断された変形六角形のマイクロレンズM2・4 におけるマイクロレンズM2・6 、M1・5側の頂点位置に、第2のマイクロレンズMN2・4を追加したものに相当する。該第2のマイクロレンズMN2・4を追加したことにより、これがない場合に翳りが発生しやすかった部分が埋められ、該翳りの発生が防止される。 Here, in this embodiment, the deformation hexagonal microlenses M 2 · 4, which are determined to generate the distortion described in FIG. 6, are positioned at the apex positions on the microlenses M 2 · 6 and M 1 · 5 side. This corresponds to the addition of two microlenses M N2 · 4 . By adding the second microlens M N2 · 4 , a portion where the warp was likely to occur without this is filled, and the occurrence of the warp is prevented.

このように、各第1のマイクロレンズの中心とそのマイクロレンズの変形六角形の頂点との間の距離を評価して、翳りが発生しやすい、すなわち該距離が上記閾値より大きいと判断された場合に、該頂点位置に又はその頂点位置を含むように第2のマイクロレンズを追加していけば、マイクロレンズアレイ3の全面で翳りの発生を防止できる。   As described above, the distance between the center of each first microlens and the apex of the deformed hexagon of the microlens is evaluated, and it is determined that the tilt is likely to occur, that is, the distance is larger than the threshold value. In this case, if a second microlens is added so as to include or include the vertex position, the occurrence of warpage can be prevented over the entire surface of the microlens array 3.

このように、規則的に配列された仮想格子点を中心として第1のマイクロレンズを1個ずつランダムな位置に配置した構成では、各第1のマイクロレンズに対してデータ上の番号が2次元的に割り振られているため、上記評価のための演算を第1のマイクロレンズごとに順番に行っていけば、第1のマイクロレンズの数が多くてもコンピュータプログラムによる処理が可能である。   As described above, in the configuration in which the first microlenses are arranged at random positions around the regularly arranged virtual lattice points, the number on the data is two-dimensional for each first microlens. Therefore, if the calculation for the evaluation is sequentially performed for each first microlens, processing by a computer program is possible even if the number of the first microlenses is large.

図2には、該評価演算を含むの本実施例のマイクロレンズの設計方法(製造方法)の流れを示している。   FIG. 2 shows a flow of a microlens design method (manufacturing method) of this embodiment including the evaluation calculation.

ステップ(図ではSと略す)1では、図7に示したような規則的に配置された複数の仮想格子点を設定する。   In step (abbreviated as S in the figure) 1, a plurality of regularly arranged virtual lattice points as shown in FIG. 7 are set.

次に、ステップ2では、各仮想格子点に対して、各仮想格子点を中心とする半径r=0.3Pの範囲を設定し、マイクロレンズアレイ全体として偏りが少なくなるように、すなわちいわゆる確率分布的に各第1のマイクロレンズの中心位置となる第1の点をランダム又は不規則的に決める。そして、該第1の点を中心とする各第1のマイクロレンズの境界形状(変形した六角形状)を決定する。   Next, in step 2, a range of radius r = 0.3P centering on each virtual lattice point is set for each virtual lattice point so that the bias is reduced as a whole of the microlens array, that is, a so-called probability. A first point which is the center position of each first microlens is distributed randomly or irregularly. Then, the boundary shape (deformed hexagonal shape) of each first microlens centered on the first point is determined.

次に、ステップ3では、上述したように、各第1のマイクロレンズの中心とそのマイクロレンズの境界上の頂点との距離を算出し、該距離が閾値より大きいか否かを判別(評価)していく。   Next, in step 3, as described above, the distance between the center of each first microlens and the apex on the boundary of the microlens is calculated, and it is determined (evaluation) whether the distance is greater than a threshold value. I will do it.

そして、ステップ4では、上記距離が閾値より大きいと判別された頂点位置を含むように第2のマイクロレンズを追加するための該第2のマイクロレンズの中心位置を決定する。該第2のマイクロレンズの中心位置は、上記距離が閾値より大きいと判別された頂点位置であってもよいし、該頂点位置を基準とした適当な位置であってもよい。   In step 4, the center position of the second microlens for adding the second microlens is determined so as to include the vertex position determined that the distance is greater than the threshold value. The center position of the second microlens may be a vertex position where the distance is determined to be greater than a threshold value, or may be an appropriate position based on the vertex position.

さらに、ステップ5では、以上の計算データに基づいて、各マイクロレンズの形状を転写するための型を製作する。先端が球状のバイトを用いて各マイクロレンズを刻印することによって型を製作する場合には、このデータを使用して2次元的にバイトの位置を制御し、原版の全面に刻印を行うことにより型を容易に製作できるる。また、金属板の上にレジストで多数のピンホールをパターニングにより設け、これをメッキ槽に浸して各ピンホールを中心とした球状のメッキ層を成長させることで型を製作する場合には、各ピンホールを第1および第2のマイクロレンズの中心位置に設けるようにレジスト露光用のマスクを製作すればよい。   Further, in step 5, a mold for transferring the shape of each microlens is manufactured based on the above calculation data. When manufacturing a mold by engraving each microlens using a bite with a spherical tip, the position of the bite is controlled two-dimensionally using this data, and the entire surface of the original plate is engraved. The mold can be easily manufactured. In addition, when a mold is manufactured by providing a large number of pinholes by patterning with a resist on a metal plate and immersing this in a plating tank to grow a spherical plating layer centered on each pinhole, A resist exposure mask may be manufactured so that a pinhole is provided at the center position of the first and second microlenses.

こうして型を製作した後、ステップ6では、該型を用いて樹脂にマイクロレンズの形状を転写し、マイクロレンズアレイを製作する。   After the mold is manufactured in this way, in step 6, the shape of the microlens is transferred to the resin using the mold to manufacture a microlens array.

図3には、本発明の実施例2であるマイクロレンズアレイ3’の平面図を示している。本実施例では、図6において、着目するマイクロレンズM2・4に隣接し、翳りが発生しやすいと判断された変形六角形の頂点に関与する2つのマイクロレンズM2・6 、M1・5 のうち、マイクロレンズM2・4との中心間距離がより大きなマイクロレンズM2・6の中心とマイクロレンズM2・4の中心とを結ぶ線分の中点位置を中心とする第2のマイクロレンズMM2・4を追加したものに相当する。 FIG. 3 is a plan view of a microlens array 3 ′ that is Embodiment 2 of the present invention. In this embodiment, in FIG. 6, two microlenses M 2 · 6 , M 1 · , which are adjacent to the target microlenses M 2 · 4 and which are related to the apex of the deformed hexagon that is determined to be prone to bend. 5 , the second centered on the midpoint of the line segment connecting the center of the microlens M 2 · 6 and the center of the microlens M 2 · 4 with a larger center-to-center distance with the microlens M 2 · 4 . This corresponds to the addition of the micro lens M M2 · 4 .

なお、本実施例では、第1のマイクロレンズは六角形状を有するのに対して、第2のマイクロレンズは四角形状を有する。   In the present embodiment, the first microlens has a hexagonal shape, while the second microlens has a quadrangular shape.

また、実施例1と同様に、第1のマイクロレンズ(第1のレンズ部) M2・4 、M2・6 、M2・5、M2・2、M1・3 、M1・5の中心である第1の点(図中に黒点で示す)は、規則的に配置された各仮想格子点(図中に白丸で示す)に対して一対一の対応関係を有し、かつ該各格子点を中心とする半径r=0.3Pの範囲においてランダム又は不規則的に決定された点である。一方、第2のマイクロレンズ(第2のレンズ部) MM2・4の中心である第2の点(図中に黒点で示す)は該対応関係を有さず、かつ該範囲に含まれない点である。ただし、第2の点は、仮想格子点との対応関係を持たなければ、半径r=0.3Pの範囲に含まれてもよい。 Similarly to the first embodiment, the first microlens (first lens portion) M 2 · 4 , M 2 · 6 , M 2 · 5 , M 2 · 2 , M 1 · 3 , M 1 · 5 The first point (indicated by a black dot in the figure) having a one-to-one correspondence with each regularly arranged virtual grid point (indicated by a white circle in the figure) This is a point determined randomly or irregularly within a radius r = 0.3P centering on each lattice point. On the other hand, the second point (indicated by a black dot in the figure) which is the center of the second microlens (second lens portion) M M2 · 4 does not have the correspondence and is not included in the range. Is a point. However, the second point may be included in the range of radius r = 0.3P as long as it does not have a corresponding relationship with the virtual lattice point.

このように、実施例1にて説明した距離Xの評価に代えて、図6に示す状態で隣接する2つの第1のマイクロレンズにおける中心間距離が所定の閾値(例えば、上述した(0.5+0.2・(Rc/40))・Pで表される距離)より大きいか否かを評価し、該閾値より大きい場合には、それら第1のマイクロレンズの間に第2のマイクロレンズを追加するよう、該中心間の中点位置若しくは該中点位置を基準とした適当な位置に該第2のマイクロレンズの中心を設定してもよい。 Thus, instead of the evaluation of the distance X described in the first embodiment, the distance between the centers of the two first microlenses adjacent in the state shown in FIG. 6 is a predetermined threshold (for example, (0. 5 + 0.2 · (Rc / 40) 4 ) · Distance greater than (P), and if greater than the threshold, a second microlens between the first microlenses The center of the second microlens may be set at a midpoint position between the centers or an appropriate position based on the midpoint position.

本実施例においても、第2のマイクロレンズMM2・4を追加したことにより、これがない場合に翳りが発生しやすかった頂点部分が埋められ、その部分の翳りの発生を防止できる。そして、このような評価および第2のマイクロレンズの追加をマイクロレンズアレイの全体に対して行うことにより、マイクロレンズアレイの全面で翳りの発生を防止できる。 Also in the present embodiment, by adding the second microlens M M2 · 4 , the apex portion where the warpage was likely to occur without this is filled, and the occurrence of the warpage of the portion can be prevented. Then, by performing such evaluation and addition of the second microlens on the entire microlens array, it is possible to prevent the occurrence of warpage on the entire surface of the microlens array.

なお、上記実施例1,2において説明したマイクロレンズアレイを見ると、第2のマイクロレンズを間に挟んだ2つの第1のマイクロレンズ間(例えば、M2・4−M2・6 間やM2・5−M1・5 間)の中心間距離が、第2のマイクロレンズを間に挟まずに隣接する2つの第1のマイクロレンズ間(例えば、M2・4−M2・2間やM1・3−M2・2 間)の中心間距離よりも大きいことが分かる。 When the microlens arrays described in the first and second embodiments are viewed, between the two first microlenses with the second microlens in between (for example, between M 2 · 4 and M 2 · 6 , The distance between the centers of M 2 · 5 and M 1 · 5 is between the two adjacent first microlenses (for example, M 2 · 4 -M 2 · 2) without interposing the second microlens between them. it can be seen larger than the center distance between between and M 1 · 3 -M 2 · 2 ).

図4には、上記各実施例にて説明したマイクロレンズアレイ3(3’)を焦点板(拡散板)として用いた一眼レフデジタルカメラを示している。   FIG. 4 shows a single-lens reflex digital camera using the microlens array 3 (3 ') described in the above embodiments as a focusing screen (diffuser plate).

交換レンズ1はマウントを介してカメラ本体2に装着可能である。交換レンズ1を透過した光はファインダー観察時には、クイックリターンミラー21で反射して焦点板3上に結像する。焦点板3にて結像した光は該焦点板3の拡散作用によって広がりながら、ファインダー光学系を構成するペンタダハプリズム22および接眼レンズ23を介して観察者の眼Eに導かれる。また、撮影時には、クイックリターンミラー21は撮影光路から退避し、交換レンズ1からの光はローパスフィルタ24を介してCCDセンサ又はCMOSセンサ等の撮像素子25上に結像し、光電変換される。撮像素子25からの信号は不図示の信号処理回路によって各種処理が施され、画像信号が生成される。この画像信号は、カメラ本体2に設けられたディスプレイ(図示せず)に表示されたり、半導体メモリ等の記録媒体(図示せず)に記録されたりする。   The interchangeable lens 1 can be attached to the camera body 2 via a mount. The light transmitted through the interchangeable lens 1 is reflected by the quick return mirror 21 and forms an image on the focusing screen 3 during viewfinder observation. The light imaged on the focusing screen 3 is guided to the observer's eye E through the penta roof prism 22 and the eyepiece 23 constituting the finder optical system while spreading by the diffusing action of the focusing screen 3. At the time of photographing, the quick return mirror 21 is retracted from the photographing optical path, and the light from the interchangeable lens 1 forms an image on the image sensor 25 such as a CCD sensor or a CMOS sensor via a low-pass filter 24 and is photoelectrically converted. The signal from the image sensor 25 is subjected to various processes by a signal processing circuit (not shown) to generate an image signal. This image signal is displayed on a display (not shown) provided in the camera body 2 or recorded on a recording medium (not shown) such as a semiconductor memory.

本実施例によれば、ファインダー観察において、焦点板3の粒状性が目立ったり、翳り等の違和感のある模様が見えたりすることなく、高品位のファインダー像を観察することができる。特に、Fナンバーの暗い小口径の交換レンズをカメラ本体に装着したときに目立つことが多い粒状性を少なくすることができる。   According to the present embodiment, it is possible to observe a high-quality finder image without observing the graininess of the focusing screen 3 or showing a pattern with a sense of incongruity such as squinting in finder observation. In particular, it is possible to reduce graininess, which is often noticeable when an interchangeable lens having a small F-number and a small diameter is attached to the camera body.

なお、本実施例では、マイクロレンズアレイを焦点板として用いたカメラについて説明したが、本発明は、カメラ以外の光学機器であって、焦点板以外の用途でレンズアレイを用いるものにも適用することができる。   In the present embodiment, a camera using a microlens array as a focusing screen has been described. However, the present invention is also applicable to an optical device other than a camera that uses a lens array for purposes other than the focusing screen. be able to.

本発明の実施例1であるマイクロレンズアレイの平面図。1 is a plan view of a microlens array that is Embodiment 1 of the present invention. FIG. 実施例1のマイクロレンズアレイの製造工程を示すフローチャート。3 is a flowchart showing a manufacturing process of the microlens array of the first embodiment. 本発明の実施例1であるマイクロレンズアレイの平面図。1 is a plan view of a microlens array that is Embodiment 1 of the present invention. FIG. 本発明の実施例3である一眼レフデジタルカメラの概略図。Schematic of the single-lens reflex digital camera which is Example 3 of this invention. マイクロレンズアレイにおける粒状性の発生原理を示す説明図。Explanatory drawing which shows the generation principle of the graininess in a microlens array. マイクロレンズアレイにおける翳りの発生場所の評価原理を示す説明図。Explanatory drawing which shows the evaluation principle of the generation | occurrence | production place of the distortion in a micro lens array. 規則的に配置した仮想格子点を示す図。The figure which shows the virtual lattice point arrange | positioned regularly. 不規則的に配置したマイクロレンズ(の中心位置)を示す図。The figure which shows the micro lens (center position) irregularly arrange | positioned.

符号の説明Explanation of symbols

1 交換レンズ
2 カメラ本体
3、3’ マイクロレンズアレイ(焦点板)
25 ・・・撮像素子
31、32、33、34、Mn.m マイクロレンズ
1 Interchangeable lens 2 Camera body 3, 3 'Micro lens array (focus plate)
25... Image sensor 31, 32, 33, 34, M n. m micro lens

Claims (11)

不規則的に配置された複数の第1のレンズ部と、少なくとも1つの第2のレンズ部とを有し、
前記各第1のレンズ部は、規則的に配置された複数の仮想点のうちいずれか1つを中心とする所定範囲内の位置であって、該仮想点と一対一の対応関係を有する第1の点を中心に形成され、
前記第2のレンズ部は、前記対応関係を持たない第2の点を中心に形成されていることを特徴とするレンズアレイ。
A plurality of irregularly arranged first lens portions and at least one second lens portion;
Each of the first lens portions is a position within a predetermined range centered on any one of a plurality of regularly arranged virtual points, and has a one-to-one correspondence relationship with the virtual points. Formed around the point of 1,
The lens array, wherein the second lens portion is formed around a second point having no correspondence.
不規則的に配置された複数の第1のレンズ部と、第2のレンズ部とを有し、
前記各第1のレンズ部は、規則的に配置された複数の仮想点のうち1つを中心とする所定範囲内に存在する第1の点を中心に形成され、
前記第2のレンズ部は、前記所定範囲外に存在する第2の点を中心に形成されていることを特徴とするレンズアレイ。
A plurality of irregularly arranged first lens portions and second lens portions;
Each of the first lens portions is formed around a first point existing within a predetermined range centered on one of a plurality of regularly arranged virtual points,
The lens array, wherein the second lens portion is formed around a second point existing outside the predetermined range.
前記所定範囲は、前記第1の点を中心とする以下の半径rの範囲であることを特徴とする請求項1又は2に記載のレンズアレイ。
r≦0.3P
但し、Pは前記仮想点の配置ピッチである。
3. The lens array according to claim 1, wherein the predetermined range is a range of the following radius r centered on the first point. 4.
r≤0.3P
Here, P is the arrangement pitch of the virtual points.
不規則的に配置された複数の第1のレンズ部と、第2のレンズ部とを有し、
前記各第1のレンズ部は、第1の多角形状に形成され、
前記第2のレンズ部は、前記第1の多角形状とは異なる第2の多角形状を有することを特徴とするレンズアレイ。
A plurality of irregularly arranged first lens portions and second lens portions;
Each of the first lens portions is formed in a first polygonal shape,
The lens array, wherein the second lens portion has a second polygonal shape different from the first polygonal shape.
前記第2のレンズ部を間に挟む2つの前記第1のレンズ部における中心間距離が、相互に隣接する2つの前記第1のレンズ部における中心間距離よりも大きいことを特徴とする請求項1から4のいずれか1つに記載のレンズアレイ。   The center-to-center distance between the two first lens parts sandwiching the second lens part is larger than the center-to-center distance between the two first lens parts adjacent to each other. The lens array according to any one of 1 to 4. 入射した光を拡散して射出する作用を有することを特徴とする請求項1から5のいずれか1つに記載のレンズアレイ。   6. The lens array according to claim 1, wherein the lens array has an action of diffusing and emitting incident light. 請求項1から6のいずれか1つに記載のレンズアレイを有することを特徴とする光学機器。   An optical apparatus comprising the lens array according to claim 1. 請求項1から6のいずれか1つに記載のレンズアレイである焦点板と、
該焦点板からの射出光を観察者の眼に導く光学系とを有することを特徴とするカメラ。
A focusing screen which is the lens array according to any one of claims 1 to 6,
An optical system for guiding light emitted from the focusing screen to the eyes of an observer.
不規則的に配置された複数の第1のレンズ部と、第2のレンズ部とを有するレンズアレイの製造方法であって、
規則的に配置された複数の仮想点に基づいて、前記各第1のレンズ部の中心位置を決定する第1のステップと、
相互に隣接する2つの前記第1のレンズ部における中心間の距離又は前記各第1のレンズ部における中心から境界までの距離を求める第2のステップと、
前記距離に基づいて、前記第2のレンズ部の中心位置を決定する第3のステップとを有することを特徴とするレンズアレイの製造方法。
A method of manufacturing a lens array having a plurality of irregularly arranged first lens portions and second lens portions,
A first step of determining a center position of each of the first lens units based on a plurality of regularly arranged virtual points;
A second step of obtaining a distance between the centers of the two first lens portions adjacent to each other or a distance from the center to the boundary in each of the first lens portions;
And a third step of determining a center position of the second lens portion based on the distance.
前記第3のステップにおいて、前記2つの第1のレンズ部における中心間距離が所定値より大きい場合に、該2つの第1のレンズ部間に配置する前記第2のレンズ部の中心位置を決定することを特徴とする請求項9に記載のレンズアレイの製造方法。   In the third step, when the center-to-center distance between the two first lens parts is larger than a predetermined value, the center position of the second lens part arranged between the two first lens parts is determined. The method of manufacturing a lens array according to claim 9. 前記第3のステップにおいて、前記中心から境界までの距離が所定値より大きい前記第1のレンズ部とこれに隣接する前記第1のレンズ部との間に配置する前記第2のレンズ部の中心位置を決定することを特徴とする請求項9に記載のレンズアレイの製造方法。
In the third step, the center of the second lens unit disposed between the first lens unit having a distance from the center to the boundary larger than a predetermined value and the first lens unit adjacent to the first lens unit. The lens array manufacturing method according to claim 9, wherein the position is determined.
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