JPS63142318A - イメ−ジ・デイバイス - Google Patents

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】 発明の背景 この発明は、結像光学系として用いられるイメージ・デ
ィバイスに関する。

等倍結像素子としてロッド・レンズ−アレイがあり、こ
れは複写機、ファクシミリ、レーザ・プリンタなどの光
学電気機械において広く用いられている。出願人は、ロ
ッド・レンズ・アレイに代わるものとしてより小型、軽
量の多数のマイクロ・フレネル・レンズをもつイメージ
・ディバイスを案出した（たとえば特願昭６１−１８９
６０８号参照）。

このイメージ−ディバイスは、第６図にその一部を示す
ように、多数のマイクロ・フレネル・レンズ１を表裏両
面に含んでおり１表裏に対応するレンズ１同志の光軸を
一致させて配列したものである。このイメージ・ディバ
イスの一方側に物体ＯＲを配置すると、その反対側に等
倍の正立像Ｏ１が結像する。

しかしながら、このイメージ・ディバイスでは結像に関
与しないフレア（ｆ’１ａｒｅ）光Ｆが生じやすく、こ
のために結像特性が必ずしも良好ではないという問題が
あった。たとえばフレア光Ｆによって１または複数のゴ
ースト像が発生する。倒立像が結像され正立像と重なり
合う、ゴースト像や倒立像の発生によって正立像のコン
トラストが低下する。像面で光量のむらが生じるという
問題が発生する。

発明の＃！要 発明の目的 この発明は、結像に関与しないフレア光をできるだけ除
くことによって鮮明な像が得られるイメージ・ディバイ
スを提供することを目的とする。

発明の構成と効果 この発明によるイメージ・ディバイスは２表裏両面に複
数個のマイクロ・フレネル・レンズが番の表裏に対応す
るもの同志の光軸を一致させて配列して設けられ２表裏
に対応するレンズ間の光路の周囲に視野絞りが設けられ
ていることを特徴とする。

視野絞りは光をできるだけ吸収する材料で構成すること
が好ましい。この視野絞りは、最も好ましくは表裏のマ
イクロ・フレネルψレンズ間にわたって設けるが、実用
上支障が生じなければ表裏のマイクロ・フレネル・レン
ズ間の一部に設けてもよい。

この発明によると、正立像の結像に関与しないフレア光
の多くが視野絞りによって吸収されるために結像面側に
出射するフレア光の量を少なくまたは殆んど無くするこ
とができる。これによって、ゴースト像の発生を防止で
きるとともに像面における光量の均一性を保つことがで
きるようになる。そして、物体に１対工に対応する鮮明
な正立像のみが得られるようになる。

この発明によるイメージ中ディバイスまたはイメージ・
ディバイスを構成する多数のマイクロ・フレネル・レン
ズは透明プラスチック成形によって作製することが可能
なので、この発明は、量産性に富み、安価に提供でき、
軽量化でき２等質のディバイス、レンズを作製できると
いった効果もまた奏する。

実施例の説明 第１図はこの発明の実施例におけるイメージ・ディバイ
スを示している。また、このイメージ・ディバイスの断
面が結像の様子とともに第４図に示されている。

これらの図を参照して、透明なガラス、プラスチックそ
の他の光学物質からなる基板１０の表面に多数のマイク
ロ◆フレネル・レンズ１が形成され、かつ２列に配列さ
れている。この基板１０の裏面にも同じようにマイクロ
・フレネル・レンズ１が形成されかつ２列に配列されて
いる。基板ＩＯの表面のフレネル・レンズ１とそれに対
応して設けられた裏面のフレネル・レンズ１とはそれら
の光軸が一致している。これらのマイクロ・フレネル・
レンズ１は同心円状の多数の凹凸パターンを有している
。透明基板ｌＯに形成するマイクロ・フレネル・レンズ
１は２列にする必要はなく、何列でもよい。好ましくは
第１列目のレンズ１と第２列目のレンズ１とを互い違い
に配置する（図示のものは互い違いではない）。

このような多数のマイクロ・フレネル・レンズ１の隣接
するものの間に視野絞り２が表裏にわたって設けられて
いる。この視野絞り２は、この実施例では第２図に示さ
れているように、外枠とその内部に設けられた多数の仕
切りとからなる枠体である。そして、仕切りによって囲
まれた直方体状の空１ｕ１が表裏に対応するレンズ１間
の光路となっている。

視野絞り２は、光をよく吸収する材料（たとえば黒色樹
脂）でつくることが好ましい。場合によっては光を散乱
させる表面処理を施こしてもよい。光を正反射させる表
面とすることはできるだけ避けることが好ましいが１反
射率が低くゴースト等が多少発生しても実用上支障のな
い程度であればよい。視野絞り２の幅Ｗはこの実施例で
は。

表のフレネル・レンズ１から裏のフレネル・レンズ１に
までわたっているが、これよりも狭くてもよい。狭い場
合にはフレア光は完全には除去できないが実用上支障が
なければ構わない。

第４図によく示されているように９表裏のフレネル・レ
ンズ１によって等倍結像が得られる。

すなわち９表側に置かれた物体ＯＲの正立等倍像ｏ１が
裏側に得られる。このさい、フレア光Ｆは視野絞り２に
よって吸収されるが、場合によっては散乱されるので、
ゴーストの発生は抑制され。

鮮明な像０！が得られるようになる。

物体ＯＲから一方のフレネルｅレンズ１までの距離を変
えることによって任意の倍率の像ＯＩを得ることもでき
る。

第５図はこの発明の他の実施例を示している。

第１図に示すイメージ・ディバイスでは基板１０の表裏
にフレネル・レンズ１が形成されているが。

第５図の実施例では２枚の基板１０Ａが用いられ。

各基板１０Ａの一面にのみフレネル中レンズ１が形成さ
れている。そして、これら２枚の基板１０Ａが視野絞り
２となる枠体を介して相互に固定されている。視野絞り
２は表裏のフレネル・レンズ１間の距離を一定に保つス
ペーサとしての働きもなしている。

第５図ではフレネル中レンズ１の凹凸面が外側を向いて
いるが、内側を向くようにしてもよいし、その方が好ま
しい（特願昭８１−２５４８８３号参照）。このように
することによって、塵埃や汚れがフレネル・レンズ１の
凹凸パターン加工面に付着することが防止され、損傷を
受けることも未然に防ぐことができる。基板１０Ａの外
側面は平坦であるから、塵埃や汚れが付着しても容易に
除去することができる。これによって、イメージ・ディ
バイスの光学特性をほぼ一定に保持することが可能とな
る。

さらに、３枚以上の基板１０Ａを一定間隔で配置するよ
うにしてもよい。この場合にも、対応するフレネル・レ
ンズ１の光軸を一致させ、かつ対応するフレネル・レン
ズ１の光路の周囲に視野絞りを設ける。

視野絞り２は第２図に示すものに限られない。

たとえば円筒状の視野絞りを表裏のレンズ対のそれぞれ
に対して設けるようにしてもよい。

上述のイメージ・ディバイスにおけるフレネル中レンズ
をもつ基板１０．　ＩＯＡは種々のやり方で作製するこ
とができる。

たとえば、透明基板上に電子線レジストを塗布し、電子
線描画法によりレジスト上にマイクロ・フレネル・レン
ズ・パターンを描画し、その後。

このレジストを現像する。基板上に残った残膜レジスト
がフレネル・レンズ１となる。

上記基板上の残膜レジスト・パターンをドライφエツチ
ングによって基板に転写して、これをフレネル・レンズ
としてもよい。

基板の一面に対して上述の処理を施こせば一面にレンズ
１をもつ基板１０Ａが１両面に対して同じ処理を行なえ
ば表裏両面にレンズ１をもつ基板１０ができあがる。

さらに１両面または一面にフレネル・レンズが形成され
た透明基板ＩＯまたはＩＯＡを、あらかじめ作製した雌
型を用いて透明な合成樹脂によって一体成形することに
よりつくることもできる。

この雌型は種々のやり方でこれをつくることができるが
、たとえば次のようにして作製すればよい。

所定の基板上に電子線レジストを塗布し、電子線描画法
によりレジスト上に多数のマイクロ・フ。

レネル・レンズ会パターンを描画し、その後、このレジ
ストを現像する。そして、基板上の残膜レジスト・パタ
ーンをドライ・エツチングによって基板に転写する。こ
の基板が雌型となる（特願昭０１−３４１９号参照）。

または、上記の残膜レジスト・パターンを雄型として電
鋳法によって雌型を形成する。すなわち、残膜レジスト
◆パターンに金属をめっきし。

ソノ後、残膜パターンおよび基板を有機溶剤等で溶解す
ることにより、金属めっき部分のみを残す（特願昭８１
−３４２０号参照）。

このような雌型を用いて、視野絞り２とともに第１図に
示すイメージ・ディバイスを作製する様子が第３図に示
されている。

イメージ・ディバイス作製のための樹脂充填孔２１ａと
樹脂が充填される凹所とをもちかつ底面にフレネル・レ
ンズ雌型パターンが形成された金型２１と、この金型２
１の上記凹所にはめ合わされかつ内面にフレネル・レン
ズ雌型パターンが形成された金型２２とが用いられる。

金型２１の上記凹所内に視野絞り２が収められかつ金型
２２をはめ合わせたのち、孔２１ａから透明樹脂を上記
凹所内に充填していく。そして、金型２２に外から圧力
を加え、余分な樹脂を金型２２の孔２２ａからはみ出さ
せながら所定位置まで金型２２を押圧する。樹脂が硬化
したのち金型２１．２２内から取出せばイメージ・ディ
バイスが完成する。

１つのマイクロ・フレネル・レンズの雌型をつくり、こ
の雌型を用いて多数の同形のマイクロ・フレネル・レン
ズをプラスチック形成し、これらのフレネル・レンズを
、ガラスまたはプラスチック基板上の一面に、または視
野絞りが内部に埋込まれた基板の両面に接着することに
よってフレネル・レンズを存する」二記の基板１０Ａ、
１０をつくることもできる。

このようにして、多数のフレネル赤レンズを備えた基板
、したがってイメージ・ディバイスは。

大二生産が可能となるので、安価に提供できることにな
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例を示す斜視図、第２図は第１
図のイメージ・ディバイスで用いられる視野絞りを示す
斜視図、第３図は第１図のイメージ・ディバイスを金型
成形する様子を示す断面図、第４図は第１図のイメージ
・ディバイスによる結像の様子を示す拡大断面図、ｍ５
図はこの発明の他の実施例を示すもので、イメージ・デ
ィバイスの一部の断面図である。 第６図は先願の明細書に記載されたイメージ・ディバイ
スの一部および結像の様子を示す断面図である。 １・・・マイクロ・フレネル・レンズ。 ２・・・視野絞り、　　　　１０．　ＩＯＡ・・・透明
基板。 以　　上 特許出願人　　立石電機株式会社 代　理　人　　弁理士　牛久健司 （外１名） 第１図 第２図 第３図 第４図 第５１１ 第６図 Ｆ、７／ ゝ）／ １　ゝ・、

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 表裏両面に複数個のマイクロ・フレネル・レンズがその
   表裏に対応するもの同志の光軸を一致させて配列して設
   けられ、表裏に対応するレンズ間の光路の周囲に視野絞
   りが設けられているイメージ・ディバイス。