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公開番号2025064305
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-17
出願番号2023173943
出願日2023-10-06
発明の名称マイクロレンズアレイを用いた光学ユニット
出願人株式会社ワークス
代理人個人
主分類G02B 3/00 20060101AFI20250410BHJP(光学)
要約【課題】両面にレンズ部を備えるマイクロレンズアレイを用いた光学ユニットを提供する。
【解決手段】本発明のマイクロレンズアレイを用いた光学ユニットは、マイクロレンズアレイと、前記マイクロレンズアレイに光を照射する光源と、前記マイクロレンズアレイと前記光源を収容する筐体と、を備え、前記マイクロレンズアレイは、ガラス製であり、前記マイクロレンズアレイは、一枚のガラス基材の表面および裏面のそれぞれに、複数のレンズ部を有し、前記表面の前記レンズ部と前記裏面の前記レンズ部とは、光軸が略一致しており、前記レンズ部の直径は、0.1mm以下である。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
マイクロレンズアレイと、
前記マイクロレンズアレイに光を照射する光源と、
前記マイクロレンズアレイと前記光源を収容する筐体と、を備え、
前記マイクロレンズアレイは、ガラス製であり、
前記マイクロレンズアレイは、
一枚のガラス基材の表面および裏面のそれぞれに、複数のレンズ部を有し、
前記表面の前記レンズ部と前記裏面の前記レンズ部とは、光軸が略一致しており、
前記レンズ部の直径は、０．１ｍｍ以下である、
マイクロレンズアレイを用いた光学ユニット。
続きを表示（約 800 文字）【請求項２】
前記レンズ部の表面粗さは、１０ｎｍＲａ以下であり、
前記レンズ部の形状精度ＰＶは、０．２μｍ以下である、請求項１記載のマイクロレンズアレイを用いた光学ユニット。
【請求項３】
前記レンズ部は、前記表面および裏面のそれぞれに、１０００個以上備わる、請求項１記載のマイクロレンズアレイを用いた光学ユニット。
【請求項４】
前記複数のレンズ部は、相互に直交配列している、請求項１記載のマイクロレンズアレイを用いた光学ユニット。
【請求項５】
前記複数のレンズ部は、六方配列である、請求項１記載のマイクロレンズアレイを用いた光学ユニット。
【請求項６】
前記マイクロレンズアレイは、マイクロレンズアレイ用金型により製造され、
前記マイクロレンズアレイ用金型は、
基体と、
前記基体表面に配列された複数のレンズ用凹部と、を備え、
前記基体は、タングステンを主原料とする超硬合金で形成される、請求項１記載のマイクロレンズアレイを用いた光学ユニット。
【請求項７】
前記レンズ用凹部は、機械加工により形成されて得られる、請求項６記載のマイクロレンズアレイを用いた光学ユニット。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか記載の光学ユニットと、
前記光学ユニットへの電力を供給する電力供給部と、
前記光学ユニットへ電気信号を出力する信号出力部と、
前記光学ユニット、前記電力供給部および前記信号出力部を制御する制御部と、を備える光学機器。
【請求項９】
前記光学機器は、映写機、映像プロジェクター、照明機器、車載照明機器、撮像機器、ヘッドアップディスプレイ、医療用機器の少なくとも一つである、請求項７記載の光学機器。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、輸送機器の照明装置の光源、プロジェクターなどの表示機器の光源などに使用される微細なレンズの平面的な集合体であるマイクロレンズアレイを用いた光学ユニットに関する。
続きを表示（約 1,400 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、輸送機器、電子機器、精密機器、日常機器、電気機器、各種設備などの機器や設備の性能向上が更に求められている。特に、自動化、半自動化といった機能の追加や改良が求められており、様々なセンサー類の開発や、センサー類の機器や設備への搭載なども進展している。
【０００３】
このようなセンサー類は光学機能を用いる必要があり、レーザー光などの光を照射する。この照射において、拡散、集光、直進性の延伸などのより高度な照射能力を生み出すことが求められる。
【０００４】
一例として、自動車などの輸送機器に、周辺状況を監視したり事故を未然防止したりするためのセンサー類が装着されることがある。このようなセンサー類は、レーザー光などを照射する。このような光の照射のために、照度、拡散、集光、直進性などの幅広い照射能力が求められている。このような光照射のために、高機能で高精度なレンズが求められている。このような高機能で高精度な光照射のためのレンズは、レンズ単体ではなく複数のレンズが配列されたレンズアレイを必要とすることがある。
【０００５】
また、センサー類だけでなく、自動車のヘッドライトを始めとした輸送機器の照明装置（航空機などでも同様である）などにおいても、より高い照度、拡散、集光、直進性（これらは必要や仕様に応じる）などが求められている。このような高機能で高精度な光照射を実現するために、やはりレンズアレイが求められるようになってきている。
【０００６】
また、映写用プロジェクターなどの投影機器においても、より高い照度、拡散能力などが求められており、レンズアレイが求められるようになってきている。
【０００７】
従来の単一レンズの場合には、このような高機能で高精度あるいは照度の高い光照射のためには、光源そのものを大きくするあるいは高能力とする必要があった。光源に要するコストやランニングコストを高くする必要があったり、高能力であるがゆえに、故障などがしやすい問題にも繋がっていた。また、単一レンズを光源と組み合わせる場合には、レンズ単体の能力に依存するので、照射光の照度、必要な集光や拡散、あるいは直進性などの制御に限界があった。
【０００８】
これは、照明装置だけでなく、上述するセンサー類で必要となる光照射でも同様である。例えば、センサー類の種類によっては、長距離の直進性での光照射が必要であったり、別の種類によっては均一性の高い拡散性が必要であったりする。単一レンズでは、やはり光源そのものへの負担が大きくなってしまったり、集光や拡散などの必要な照射機能を実現できなかったりする問題がある。こうなると、センサー類の機能を十分に発揮できず、輸送機器の安全性確保に不十分さが残る懸念がある。
【０００９】
もちろん、光源のコスト増や負荷増加などの問題もある。
【００１０】
また、このような輸送機器だけでなく、光照射を利用する製造機械、工作機械、検査機器、精密機器、測定機器などにおいても、光源からの光を照射するために光源とレンズが使用される。この場合でも、単一レンズでは上述のような問題が生じる。
（【００１１】以降は省略されています）

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