[發明專利]棒形透鏡陣列及其制造方法

有效

• 申請號: 200910147534.6
• 申請日: 2006-04-29
• 公開（公告）號: CN101592745A
• 公開（公告）日: 2009-12-02
• 發明（設計）人: 佐佐木清隆
• 申請（專利權）人: 日本板硝子株式會社
• 主分類號: G02B3/00
• 分類號: G02B3/00;H04N1/04;B41J2/45;B29D11/00
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司
• 代理人: 王新華

本申請是分案申請，其母案申請的申請日為2006年4月29日、申請號為200610079449.7、發明名稱為“棒形透鏡陣列及其制造方法”。

技術領域

本發明涉及一種棒形透鏡陣列，在其中多個棒形透鏡元件被排列在兩個側板之間且在該棒形透鏡元件之間的空隙中填充和固化樹脂，以整體形成該棒形透鏡元件，以及一種制造該棒形透鏡元件的方法。具體地，本發明涉及一種棒形透鏡陣列，通過使用用作側板的玻璃纖維強化環氧樹脂和用作環氧樹脂固化劑的苯酚基固化劑，還有通過使用加成反應型有機硅樹脂，該有機硅樹脂包含單分散球形有機填料并且它的粘度被調整，作為用于填充該空隙的樹脂，該棒形透鏡陣列改善透鏡元件的排列、光學性能和耐氣候性。

背景技術

如本領域眾所周知的，棒形透鏡陣列具有一種結構，在該結構中多個分梯度指數(minute?gradient?index)棒形透鏡部件排列在兩個側板之間，并且在該透鏡部件中的間隙之間填充樹脂以彼此整體形成，該透鏡陣列為形成單個連續正立等大圖像的光元件的例子。由于這種棒形透鏡陣列具有短光程且不需要倒像鏡，因此可能實現使該器件更小。因尺寸減小的特點，棒形透鏡通常被用作光學元件，不僅用于形成圖像的圖像讀取系統，諸如傳真、圖像掃描儀、復印機等，還用于根據提供的圖像信號在光感受器上形成潛像(latent?image)的圖像書寫系統。近來，高分辨率已經被加速，以及提高了對潛像中較高精確度和關于形成圖像處的位置的精確度的較好質量的要求。

通常，通過如JP61-55610A中所述方法來制造這種類型棒形透鏡陣列。例如，在基板上提供用作排列參照的間隔物，并且排列預定數量的光纖透鏡元件，以通過使用該間隔物作為參照來形成沿基板表面的一個或多個線。在以陣列形式排列該透鏡元件后，設置臨時間隔物，以不干擾該排列，并且將另一基板用作蓋子以擠壓該透鏡元件。在這種情況中，將樹脂填充入透鏡元件的間隙，以保持形狀且使光性能令人滿意。此后，通過固化樹脂整體形成的透鏡塊被切割為預定透鏡長度，并且研磨兩個切割邊沿。

在這里，玻璃光纖強化塑料(FRP)被用作側板，具體地，玻璃纖維強化環氧樹脂板被廣泛地使用在下面的研磨上(參照JP-A-2001-318208)。

(a)必需的是側板的熱膨脹系數與透鏡材料的熱膨脹系數相同，以使在填充樹脂后在熱處理期間防止透鏡元件的不想要的結構。

(b)必需的是側板的易磨性與透鏡材料的易磨性相同，因為側板必須與透鏡元件同樣研磨。

(c)因透鏡的材料是玻璃的，所以可考慮使用面板玻璃，但是因為面板玻璃容易損壞，面板玻璃難于加工。

在這種情況中，由于在樹脂填充和固化之后棒形透鏡陣列被一個接一個地從透鏡塊切割，所以，側板必須油具有優良熱阻的材料制造。因此，在現有技術中，使用產生玻璃纖維強化樹脂板的固化劑被限制為酸酐類或耐熱性胺類，以使玻璃纖維強化環氧樹脂板經受大約200℃的處理。再者，如果上述固化劑被使用，則在樹脂固化后實施煅燒處理，以穩定玻璃纖維強化環氧樹脂板的質量。例如，以大約200℃持續幾十小時實施煅燒處理，同時在其中施加載荷。

然而，在其中使用玻璃纖維強化環氧樹脂板作為側板的棒形透鏡陣列具有的問題為：在耐氣候性測試(防潮測試)之后在透鏡元件的表面上形成水滴形狀的異物，且起到透鏡的作用，因此，明顯降低了光性能。

另外，存在的問題在于：玻璃纖維強化環氧樹脂板的玻璃布從該面板上脫離，從而增加了其表面的不平坦性，導致該透鏡元件排列精確度的變壞。

此外，存在的問題在于：在制造處理中在胺基固化劑被用作氧化劑時玻璃纖維強化環氧樹脂板的表面由使用的粘合劑(氰基丙烯酸酯)涂染，進而必須長時間的高溫加熱和清洗以去除該粘合劑，從而導致較低的生產率。

轉向設置在側板間的填料，為了互相支撐光纖透鏡元件而填充的樹脂包含環氧樹脂或有機硅樹脂。對于該樹脂，向那里添加理想數量的無機填料，以改善切割時的切割性能。另外，該樹脂的粘度是比較高的，例如，2500至3000mPa·s，并且通過負壓填充樹脂。

近年來，為了形成高分辨率和較少不規則的圖像，需要減少透鏡直徑(例如，0.6mm或更少)。然而，如果使用在現有技術中使用的透鏡，則存在的問題在于，在小直徑透鏡中，該透鏡的位置或方向可能是不規則的(也就是，排列性能被降低)。由于根據小透鏡直徑而間隙變小，難于將樹脂填充入該間隙，限制了在填充期間的可利用的時間、厚度，從而增加了粘性阻抗，所以可能出現上面問題。在使用環氧樹脂時，由于增加的固化中的收縮數量干擾了透鏡排列，從而光性能被降低且形成圖像的位置被偏移。