JPH04186201A

JPH04186201A - レンズアレイ光学系の製造方法

Info

Publication number: JPH04186201A
Application number: JP2317246A
Authority: JP
Inventors: Koji Funemi; 浩司船見; Yuji Uesugi; 雄二植杉; Yukio Nishikawa; 幸男西川
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1990-11-20
Filing date: 1990-11-20
Publication date: 1992-07-03
Anticipated expiration: 2014-03-08
Also published as: US5200010A; JP2867690B2; KR940004208B1

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、２個以上のレンズからなるレンズアレイ光学
系の製造方法に関するものである。

従来の技術以下、図面を参照しながら、上述した従来のレンズアレ
イ光学系の製造方法の一例について説明する。

レンズアレイ光学系の一例として、同一形状をした３個
のレンズ１（本体では、平凸レンズ）とガラス平板２か
らなるレンズアレイ光学系を考える。第５図ａはそのレ
ンズアレイ光学系の斜視図、ｂは正面図、Ｃは断面図で
ある。また、レンズ１とガラス平板２とは、ＢＫ７．合
成石英等の一般的な光学材料が用いられており、低歪み
・耐熱性のある紫外線硬化接着剤等で接着されている。

次に、第５図で示したレンズアレイ光学系の、従来の製
造方法について、第６図を参照しながら説明する。

まず始めに、ガラス平板ホルダー３に、ガラス平板２を
挿入する（第６図ａ）。次に、そのガラス平板ホルダー
３上に、レンズホルダー４を挿入する（第６図ｂ）。そ
して、レンズ１の平面部１ａに、未硬化の紫外線硬化接
着剤を塗布した後、レンズ１をレンズホルダー４内の貫
通穴４ａに挿入し加圧する（第６図Ｃ）。このレンズホ
ルダー４は、第７図で示すように、レンズ１の挿入・位
置決め用の貫通穴４ａを有している。つまり、レンズア
レイ光学系における各レンズ１の位置決めは、レンズホ
ルダー４の貫通穴４ａの内形部とレンズ１の外形部とで
規制して行っている。最後に、レンズ１の上方により、
紫外線を照射し、接着剤を硬化させた後で、ガラス平板
ホルダー３とレンズホルダー４を取り外すと、レンズア
レイ光学系が完成する（第６図ｄ〉。

発明が解決しようとする課題ところが、第６図ａ−ｄで示した従来の方法で、レンズ
アレイ光学系を組立・調整すると、各レンズ１は、ガラ
ス平板２上のレンズホルダー４の貫通穴４ａの内形部と
レンズ１の外形部とで規制して位置決めされ、平面部１
ａで接着される。

そのため、各レンズ１に偏心が存在すると、その光軸５
は、ガラス平板２に対して、垂直とならない。第８図に
、レンズ１に偏心が存在しない場合ａと、存在する場合
すのレンズ１の光軸５のガラス平板２に対する傾きの違
いを示す。

例えば、レンズホルダー４の貫通穴４ａのピッチ間隔を
設計値のＰ、、　Ｐ、、とする（第９図ａ）。

理想的に、各レンズ１に偏心が全く存在しないとすると
、その光軸５は、ガラス平板２に対して垂直となり、そ
の焦点６のピッチ間隔Ｑ、１．Ｑ２は、レンズホルダー
４の貫通穴４ａのピッチ間隔Ｐ１゜Ｐ２（設計値）と等
しくなる（第９図ｂ）。ところが、現実には、必ず各レ
ンズ１には偏心が存在するため、その光軸５は、ガラス
平板２に対して垂直とならず、その焦点６のピッチ間隔
ｒ、、　ｒ２は、レンズホルダー４の貫通穴４ａのピッ
チ間隔Ｐ、、Ｐ２（設計値）とは、等しくならない（第
９図Ｃ）。

また、−レンズアレイ光学系を構成している各レンズ１
の肉厚が、理想的に、全く等しければ、その焦点距離（
バックフォーカス、ｄ）は、すべて全く等しくなる（第
１０図ａ）。ところが、現実には、必ず各レンズ１の肉
厚には誤差が存在するため、各レンズ１の焦点距離（バ
ックフォーカス二ｄ＋Δｄ）は、各レンズ１によって異
なってしまう（第１０図ｂ）。

つまり、レンズアレイ光学系の従来の製造方法では、レ
ンズアレイ光学系の光学的精度（光軸の傾き、焦点位置
精度等）は、レンズホルダー４の加工精度（特に、貫通
穴４ａの加工精度）、及び、各レンズ１の加工精度（光
軸の傾き、外形・肉厚等の形状精度）に依存している。

そのため、高精度のレンズアレイ光学系を製造する場合
、レンズホルダー４、及び、各レンズ１の両方の加工精
度を高めなければならないという課題があった。一方、
レンズアレイ光学系が小型・薄型化になるにつれて、レ
ンズ１を小型・薄型にする必要があり、これにつれて、
レンズ１を高精度に加工するのが困難になり、又、たと
え加工できたとしても非常に高価なものとなってしまう
という課題があった。

課題を解決するための手段上記課題を解決するための本発明は、片面が平面である
レンズの曲面側に、例えば、熱可塑性接着剤を用いて、
レンズの曲面に対応した凹凸部を有するレンズホルダー
に仮固定し、レンズの平面部とレンズホルダーの平面部
とを、同時に平面研磨し、仮固定・研磨された各レンズ
の平面部に、例えば、未硬化の紫外線硬化接着剤を塗布
し、カラス平板に押圧し、前記未硬化の接着剤を硬化さ
せてレンズを本固定した後、仮固定したレンズホルダー
を取り外して得られることを特徴とするレンズアレイ光
学系の製造方法である。

作　　　用本発明は上記した製造方法によれば、レンズアレイ光学
系における各レンズの位置決めは、レンズの曲面部をレ
ンズホルダーの凹凸部で規制して行っているため、各レ
ンズの光軸は、レンズホルダーの凹凸部の中心軸と一致
し、また、ガラス平板に対して垂直となる。そのため、
各レンズの光軸のピッチ間隔は、レンズホルダーの凹凸
部のピッチ間隔となる。

また、各レンズホルダーに仮固定した後、各レンズの平
面部とレンズホルダーの平面部が、同一平面となるよう
に研磨してガラス平板に接着しているため、各レンズの
肉厚はすべて等しくなる。

そのため、各レンズの焦点距離（バックフォーカス：ｄ
）は、すべて全く等しくなる。

つまり、レンズアレイ光学系の光学的精度（光軸の傾き
、焦点位置精度等）は、レンズホルダーの加工精度（特
に凹凸部の加工精度）に依存し、各レンズ単体の加工精
度（光軸の傾き、外形・肉厚等の形状精度）には依存し
ない。そのため、高精度のレンズアレイ光学系を製造す
るには、レンズホルダーの加工精度だけを高めればよく
、各レンズ単体の加工精度を高める必要はない。一方、
小型・薄型のレンズアレイ光学系に対しても、小型・薄
型の各レンズ加工精度を高める必要はなく、レンズホル
ダーの加工精度だけを高めればよいため、安価で高精度
なレンズアレイ光学系を製造することができる。

実施例本発明の実施例について以下図面を参照しながら説明す
る。

第１図は本発明の一実施例におけるレンズアレイ光学系
の製造方法である。

まず始めに、未硬化の熱可塑性接着剤を凸面部１ｂに塗
布したレンズ１を、平面部１ａを上にして、レンズホル
ダー４ｂ内に挿入し加圧・接着（仮固定）する（第１図
ａ）。このレンズホルダー４ｂは、第２図で示すように
、レンズ１の凸面部１ｂに対応した凹凸部４Ｃを有して
いる。そのため、レンズアレイ光学系における各レンズ
１の位置決めは、レンズ１の外形部ではな（、レンズ１
の凸面部１ｂをレンズホルダー４ｂの凹凸部４ｃで規制
して行っている（第３図）。

仮固定された各レンズ１の平面部１ａとレンズホルダー
４ｂの平面部４ｄとは、各レンズ１の偏心、肉厚誤差、
及び、レンズホルダー４ｂの凹凸ｆＨ４ｃの加工深さの
誤差の分だけ、凹凸がある。

そのため、各レンズ１の平面部１ａとレンズホルダー４
ｂの平面部４ｄが、同一平面となるように研磨する（第
１図ｂ）。

一方で、ガラス平板ホルダー３８に、ガラス平板２を挿
入する（第１図Ｃ）。ただし、このガラス平板ホルダー
３ａは、裏側に、紫外線照射用の窓３ｂを有している。

次に、仮固定・研磨されたレンズ１とレンズホルダー４
ｂ（第１図ｂ）のレンズ１の平面部１ａに未硬化の紫外
線硬化接着剤を塗布し、ガラス平板２を挿入したガラス
平板ホルダー３ａに挿入し加圧する。さらに、図面下方
より紫外線を照射し、未硬化の紫外線硬化接着剤を硬化
させてレンズ１を本固定する（第１図ｄ）。

最後に、まず、ガラス平板ホルダー３ａを取り外す。次
に、残り治具全体（レンズ１．ガラス平板２．レンズホ
ルダー４ｂ）を暖めて、レンズ１とガラス平板２とが外
れないようにしながら、レンズ１とレンズホルダー４ｂ
とを仮固定している熱可塑性接着剤だけを溶かして、レ
ンズホルダー４ｂをレンズｌから取り外すと、レンズア
レイ光学系が完成する（第１図ｅ）。

つまり、レンズアレイ光学系における各レンズ１の位置
決めは、レンズｌの外形部ではなく、レンズ１の凸面部
１ｂをレンズホルダー４ｂの凹凸部４ｃで規制して行っ
ているため、各レンズ１の光軸５は、レンズホルダー４
ｂの凹凸部４ｃの中心軸と一致し、また、ガラス平板２
に対して垂直となる。そのため、各レンズ１の光軸５の
ピッチ間隔ｑ、、ｑ２は、レンズホルダー４ｂの凹凸部
４ｃのピッチ間隔Ｐ、、Ｐ２と等しくなる。

また、各レンズ１はレンズホルダー４ｂに仮固定した後
、各レンズ１の平面ｎ　１　ａとレンズホルダー４ｂの
上面部４ｄが、同一平面となるように研磨してガラス平
板２に接着しているため、各レンズ１の肉厚はすべて等
しくなる。そのため、各レンズ１の焦点距離（バックフ
ォーカスニｄ）は、すべて全く等しくなる（第４図ａ、
ｂ）。

つまり、レンズアレイ光学系の光学的精度（光軸の傾き
、焦点位置精度等）は、レンズホルダー４ｂの加工精度
（特に、凹凸部４ｃの加工精度）に依存し、各レンズｌ
の加工精度（光軸の傾き、外形・肉厚等の形状精度）に
は依存しない。

そのため、高精度のレンズアレイ光学系を製造するには
、レンズホルダー４ｂの加工精度だけを高めればよく、
各レンズ１の加工精度を高める必要はない。一方、小型
・薄型のレンズアレイ光学系に対しても、小型・薄型の
各レンズ１の加工精度を高める必要はなく、レンズホル
ダー４ｂの加工精度だけを高めればよいため、安価で高
精度なレンズアレイ光学系を製造することができる。

発明の効果本発明はレンズアレイ光学系の製造方法によれば、レン
ズアレイ光学系における各レンズの位置決めは、レンズ
の曲面部をレンズホルダーの凹凸部で規正して行ってい
るため、各レンズの光軸はガラス平板に対して垂直とな
る。そのため、各レンズの光軸のピッチ間隔は、レンズ
ホルダーの凹凸部のピッチ間隔と等しくなる。

また、各レンズはレンズホルダーに仮固定後、平面研磨
してガラス平板に接着しているため、各レンズの肉厚は
すべて等しくなる。そのため、各レンズの焦点距離は、
すべて全く等しくなる。

つまり、レンズアレイ光学系の光学的精度（光軸の傾き
、焦点位置精度等）は、レンズホルダーの加工精度（特
に、凹凸部の加工精度）に依存し、各レンズの加工精度
（光軸の傾き、外形・肉厚等の形状精度）には依存しな
い。そのため、高精度のレンズアレイ光学を製造するに
は、レンズホルダーの加工精度だけを高めればよく、各
レンズの加工精度を高める必要はない。一方、小型・薄
型のレンズアレイ光学系に対しても、小型・薄型のレン
ズの加工精度を高める必要はなく、レンズホルダーの加
工精度だけを高めればよいため、安価で高精度なレンズ
アレイ光学系を製造することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）〜（ｅ）は本発明の一実施例におけるレン
ズアレイ光学系の製造方法を示す工程図、第２図（ａ）
　、　（ｂ）は本発明の一実施例におけるレンズホルダ
ーの平面図及び断面図、第３図はレンズホルダーにレン
ズを挿入したときの断面図、第４図（ａ）（ａ）、（ｂ
）は本発明の一実施例における各レンズの焦点のピッチ
間隔を示す説明図、第５図（ａ）〜（Ｃ）はレンズアレ
イ光学系の斜視図、平面図及び断面図、（Ｌン第６図（ａ）〜（転）は従来のレンズアレイ光学系の製
造方法を示す工程図、第７図（ａ）　、　（ｂ）は従来
のレンズホルダーの平面図及び断面図、第８図（ａ）　
、　（ｂ）は従来のレンズアレイ光学系におけるレンズ
の光軸の傾きの違いを示す説明図、第９図（ａ）〜（Ｃ
）は従来のレンズアレイ光学系における各レンズの焦点
ピッチ間隔を示す説明図、第１０図（ａ）　、　（ｂ）
は従来のレンズアレイ光学系における各レンズの焦点距
離を示す説明図である。１・・・・・・レンズ、２・・・・・・ガラス平板、３
ａ・旧・・ガラス平板ホルダー、４ｂ・・・・・・レン
ズホルダー。代理人の氏名　弁理士小蝦治明はが２名トーυノス“ 第２図第３図第４図Ｃ第５図、。、　ｆ玉拍ＱＱ第６図第７図第９図第１０図「（ｂ）「［ −［ぽ ■

Claims

【特許請求の範囲】

　片面が平面である２個以上のレンズとガラス平板から
なるレンズアレイ光学系の製造方法において、各レンズ
をレンズの曲面に対応した凹凸部を有するレンズホルダ
ーに仮固定した後、レンズとレンズホルダーとを同時に
平面研磨し、更に、レンズの平面部に未硬化の接着剤を
塗布して、ガラス平板に押圧しながら、前記未硬化の接
着剤を硬化させてレンズを本固定した後、仮固定したレ
ンズホルダーを取り外して得られることを特徴とするレ
ンズアレイ光学系の製造方法。