(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023119945
(43)【公開日】2023-08-29
(54)【発明の名称】マイクロレンズアレイ、拡散板及び照明装置
(51)【国際特許分類】
G02B 3/00 20060101AFI20230822BHJP
G02B 5/02 20060101ALI20230822BHJP
【ＦＩ】
G02B3/00 A
G02B5/02 C
【審査請求】未請求
【請求項の数】11
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022023094
(22)【出願日】2022-02-17
(71)【出願人】
【識別番号】000002901
【氏名又は名称】株式会社ダイセル
(74)【代理人】
【識別番号】110002860
【氏名又は名称】弁理士法人秀和特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】安原 良
(72)【発明者】
【氏名】岸本 真紀
【テーマコード（参考）】
2H042
【Ｆターム（参考）】
2H042BA04
2H042BA13
2H042BA16
2H042BA18
(57)【要約】
【課題】より容易に、より均一な放射照度分布を得ることが可能な技術を提供する。
【解決手段】平面部材の少なくとも片面に複数のレンズ要素が配列されたマイクロレンズアレイであって、前記マイクロレンズアレイにおける各々の前記レンズ要素のピッチＤが、±ΔＤの範囲でランダムにばらつき、前記ΔＤは、λを入射光の波長、ｎ２をマイクロレンズアレイの屈折率、αを入射光のマイクロレンズアレイ内の伝搬角度としたときに、０≦ΔＤ≦λ／（ｎ１×ｓｉｎβ）を満たす。
【選択図】図６
【解決手段】平面部材の少なくとも片面に複数のレンズ要素が配列されたマイクロレンズアレイであって、前記マイクロレンズアレイにおける各々の前記レンズ要素のピッチＤが、±ΔＤの範囲でランダムにばらつき、前記ΔＤは、λを入射光の波長、ｎ２をマイクロレンズアレイの屈折率、αを入射光のマイクロレンズアレイ内の伝搬角度としたときに、０≦ΔＤ≦λ／（ｎ１×ｓｉｎβ）を満たす。
【選択図】図６
【特許請求の範囲】
【請求項1】
平面部材の少なくとも片面に複数のレンズ要素が配列されたマイクロレンズアレイであって、
前記マイクロレンズアレイにおける各々の前記レンズ要素のピッチＤが、±ΔＤの範囲でランダムにばらつき、
前記ΔＤは、λを入射光の波長、ｎ２をマイクロレンズアレイの屈折率、βを、マイクロレンズアレイを透過した光の出射角度（光軸に対する角度）としたときに、
０≦ΔＤ≦λ／（ｎ１×ｓｉｎβ）
を満たすことを特徴とする、マイクロレンズアレイ。
前記マイクロレンズアレイにおける各々の前記レンズ要素のピッチＤが、±ΔＤの範囲でランダムにばらつき、
前記ΔＤは、λを入射光の波長、ｎ２をマイクロレンズアレイの屈折率、βを、マイクロレンズアレイを透過した光の出射角度（光軸に対する角度）としたときに、
０≦ΔＤ≦λ／（ｎ１×ｓｉｎβ）
を満たすことを特徴とする、マイクロレンズアレイ。
【請求項2】
平面部材の少なくとも片面に複数のレンズ要素が配列されたマイクロレンズアレイであって、
前記マイクロレンズアレイにおける各々の前記レンズ要素のピッチＤが、±ΔＤの範囲でランダムにばらつき、
前記Ｄ及びΔＤは、
０≦ΔＤ／Ｄ≦２２％
を満たすことを特徴とする、マイクロレンズアレイ。
前記マイクロレンズアレイにおける各々の前記レンズ要素のピッチＤが、±ΔＤの範囲でランダムにばらつき、
前記Ｄ及びΔＤは、
０≦ΔＤ／Ｄ≦２２％
を満たすことを特徴とする、マイクロレンズアレイ。
【請求項3】
平面部材の少なくとも片面に複数のレンズ要素が配列されたマイクロレンズアレイであって、
前記マイクロレンズアレイにおける各々の前記レンズ要素のピッチＤが、±ΔＤの範囲でランダムにばらつくとともに、前記レンズ要素の高さＨが、ΔＨの範囲でランダムにばらつき、
前記ΔＤ及び前記ΔＨは、
を満たすことを特徴とする、マイクロレンズアレイ。
前記マイクロレンズアレイにおける各々の前記レンズ要素のピッチＤが、±ΔＤの範囲でランダムにばらつくとともに、前記レンズ要素の高さＨが、ΔＨの範囲でランダムにばらつき、
前記ΔＤ及び前記ΔＨは、
【数1】
を満たすことを特徴とする、マイクロレンズアレイ。
【請求項4】
同一の材料で一体的に形成された、請求項１から３のいずれか一項に記載のマイクロレンズアレイ。
【請求項5】
導電性物質を含む配線を有する、請求項１から４のいずれか一項に記載のマイクロレンズアレイ。
【請求項6】
前記配線は、前記レンズ要素の表面または前記レンズ要素の周囲に形成された、請求項５に記載のマイクロレンズアレイ。
【請求項7】
請求項１から６のいずれか一項に記載のマイクロレンズアレイを用いた、拡散板。
【請求項8】
請求項１から６のいずれか一項に記載の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入射する光源と、
を備えた照明装置。
前記マイクロレンズアレイに光を入射する光源と、
を備えた照明装置。
【請求項9】
前記マイクロレンズアレイにおける前記レンズ要素が前記光源側の面に配列された、請求項８に記載の照明装置。
【請求項10】
前記光源は、近赤外線光を発光するレーザー光源である請求項８または９に記載の照明装置。
【請求項11】
距離測定装置に用いられる、請求項８から１０のいずれか一項に記載の照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、マイクロレンズアレイ、拡散板及び照明装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来より、例えば照明もしくは計測、顔認証、空間認証等のための装置に用いられ、複数のレンズ要素を配置したマイクロレンズアレイが公知である（例えば、特許文献１等参照。）。このマイクロレンズアレイは、光源からの光を光学的に均一化する目的で用いられる場合があるが、レンズ要素のピッチが狭すぎると各レンズ要素の透過光の干渉に起因する干渉縞が顕在化し、光源光の均一化の妨げになる場合があった。一方、レンズ要素のピッチが広すぎると光源からの照射光がマイクロレンズアレイに偏って入射することによってモアレ縞が発生し、照射分布が不均一になる場合があった。その結果、マイクロレンズアレイを用いてスクリーン等に光源光を照射した場合に、放射照度分布が不均一になる場合があった。図１５（ａ）には干渉縞やモアレ縞が無い場合の放射照度分布、図１５（ｂ）には干渉縞が発生した場合の放射照度分布、図１５（ｃ）にはモアレ縞が発生した場合の放射照度分布の例を示す。
【0003】
上述した干渉縞による放射照度分布の不均一化を抑制するために、各レンズ要素の位置や形状等をランダムに分布させる対策が考えられた（例えば、特許文献２等参照）。しかしながら、過剰にランダム化を進めてしまうと、所望の配光特性が得られず、特に照射プロファイルのエッジをシャープにするのが困難になる場合があった。また、各レンズ要素の配列が複雑化してしまうために、作製時間や費用がかかるなどの不都合が生じる場合があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】国際公開第２００５／１０３７９５号
【特許文献2】国際公開第２０１５／１８２６１９号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本開示の技術は上記の事情に鑑みて発明されたもので、その目的は、マイクロレンズアレイによって、より容易に、より均一な放射照度分布を得ることが可能な技術を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上述した課題を解決するために、本開示に係るマイクロレンズアレイは、平面部材の少なくとも片面に複数のレンズ要素が配列されたマイクロレンズアレイであって、
前記マイクロレンズアレイにおける各々の前記レンズ要素のピッチＤが、±ΔＤの範囲でランダムにばらつき、
前記ΔＤは、λを入射光の波長、ｎ２をマイクロレンズアレイの屈折率、βを、マイクロレンズアレイを透過した光の出射角度（光軸に対する角度）としたときに、
０≦ΔＤ≦λ／（ｎ１×ｓｉｎβ）
を満たすように構成した。
前記マイクロレンズアレイにおける各々の前記レンズ要素のピッチＤが、±ΔＤの範囲でランダムにばらつき、
前記ΔＤは、λを入射光の波長、ｎ２をマイクロレンズアレイの屈折率、βを、マイクロレンズアレイを透過した光の出射角度（光軸に対する角度）としたときに、
０≦ΔＤ≦λ／（ｎ１×ｓｉｎβ）
を満たすように構成した。
【0007】
これによれば、マイクロレンズアレイの各レンズ要素に入射する光の光路差における波
数Ｋの差ΔＫを０～１の間でランダムに変化させることができ、マイクロレンズアレイを通過した後の光の放射照度分布において、干渉縞の顕在化を抑制することができる。なお、αを、マイクロレンズアレイ内の入射光の伝搬角度（光軸に対する角度）とすると、スネルの法則より、ｎ２×ｓｉｎα＝ｎ１×ｓｉｎβが成り立つことから、上記の式を、
０≦ΔＤ≦λ／（ｎ２×ｓｉｎα）
としてもよい。
数Ｋの差ΔＫを０～１の間でランダムに変化させることができ、マイクロレンズアレイを通過した後の光の放射照度分布において、干渉縞の顕在化を抑制することができる。なお、αを、マイクロレンズアレイ内の入射光の伝搬角度（光軸に対する角度）とすると、スネルの法則より、ｎ２×ｓｉｎα＝ｎ１×ｓｉｎβが成り立つことから、上記の式を、
０≦ΔＤ≦λ／（ｎ２×ｓｉｎα）
としてもよい。
【0008】
また、平面部材の少なくとも片面に複数のレンズ要素が配列されたマイクロレンズアレイであって、
前記マイクロレンズアレイにおける各々の前記レンズ要素のピッチＤが、±ΔＤの範囲でランダムにばらつき、
前記ΔＤは、
０≦ΔＤ／Ｄ≦２２％
を満たすように構成してもよい。
前記マイクロレンズアレイにおける各々の前記レンズ要素のピッチＤが、±ΔＤの範囲でランダムにばらつき、
前記ΔＤは、
０≦ΔＤ／Ｄ≦２２％
を満たすように構成してもよい。
【0009】
また、平面部材の少なくとも片面に複数のレンズ要素が配列されたマイクロレンズアレイであって、
前記マイクロレンズアレイにおける各々の前記レンズ要素のピッチＤが、±ΔＤの範囲でランダムにばらつくとともに、前記レンズ要素の高さＨが、ΔＨの範囲でランダムにばらつき、θをマイクロレンズアレイの各レンズ要素に入射する光の、光軸に対する角度としたときに、
前記ΔＤ及び前記ΔＨは、
を満たすように構成してもよい。
前記マイクロレンズアレイにおける各々の前記レンズ要素のピッチＤが、±ΔＤの範囲でランダムにばらつくとともに、前記レンズ要素の高さＨが、ΔＨの範囲でランダムにばらつき、θをマイクロレンズアレイの各レンズ要素に入射する光の、光軸に対する角度としたときに、
前記ΔＤ及び前記ΔＨは、
【数1】
を満たすように構成してもよい。
【0010】
これらによっても、マイクロレンズアレイの各レンズ要素に入射する光の光路差における波数Ｋの差ΔＫを０～１の間でランダムに変化させることができ、マイクロレンズアレイを通過した後の光の放射照度分布において、干渉縞の顕在化を抑制することができる。なお、αを、マイクロレンズアレイ内の入射光の伝搬角度（光軸に対する角度）とすると、スネルの法則より、ｎ２×ｓｉｎα＝ｎ１×ｓｉｎβが成り立つことから、上記の式を、
としてもよい。
【数2】
としてもよい。
【0011】
また、マイクロレンズアレイにおける平面部材とレンズ要素は、同一の材料で一体的に形成されるようにしてもよいし、異なる材質で形成されてもよい。
【0012】
また、上記のマイクロレンズアレイを用いて拡散板を構成してもよい。
【0013】
また、上記の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入射する光源と、によって、照明装置を構成してもよい。その際、さらにマイクロレンズアレイを保持するホルダーが用いられてもよい。
【0014】
また、上記の照明装置は、前記マイクロレンズアレイにおける前記レンズ要素が前記光源側の面に配列されるようにしてもよい。
【0015】
また、前記光源は、近赤外線光を発光するレーザー光源としてもよい。
【0016】
また、上記の照明装置は、Ｔｉｍｅ Ｏｆ Ｆｌｉｇｈｔ方式の距離測定装置に用いられてもよい。
【0017】
なお、本発明においては、可能な限り、上記の課題を解決するための手段を組み合わせて使用することができる。
【発明の効果】
【0018】
本開示によれば、マイクロレンズアレイによって、より容易に、より均一な放射照度分布を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【0019】
【発明を実施するための形態】
【0020】
以下に、図面を参照して本開示の実施形態に係るマイクロレンズアレイについて説明する。なお、実施形態における各構成及びそれらの組み合わせ等は、一例であって、本開示の主旨から逸脱しない範囲内で、適宜、構成の付加、省略、置換、及びその他の変更が可能である。本開示は、実施形態によって限定されることはなく、特許請求の範囲によってのみ限定される。
【0021】
＜実施形態１＞
図１には、実施形態におけるマイクロレンズアレイの使用用途の一例としての、ＴＯＦ（Ｔｉｍｅ Ｏｆ Ｆｌｉｇｈｔ）方式の距離測定装置１００の概略図を示す。ＴＯＦ方式の距離測定装置１００は、照射光の飛行時間を測定することで、測定対象Ｏの表面の各部までの距離を測定する装置であり、光源制御部１０１、照射光源１０２、照射光学系１０３、測定対象Ｏからの反射光を集光する受光光学系１０４、受光素子１０５、信号処理回路１０６を有する。
図１には、実施形態におけるマイクロレンズアレイの使用用途の一例としての、ＴＯＦ（Ｔｉｍｅ Ｏｆ Ｆｌｉｇｈｔ）方式の距離測定装置１００の概略図を示す。ＴＯＦ方式の距離測定装置１００は、照射光の飛行時間を測定することで、測定対象Ｏの表面の各部までの距離を測定する装置であり、光源制御部１０１、照射光源１０２、照射光学系１０３、測定対象Ｏからの反射光を集光する受光光学系１０４、受光素子１０５、信号処理回路１０６を有する。
【0022】
光源制御部１０１からのドライブ信号に基づいて照射光源１０２がパルス状の光を発光すると、そのパルス状の光が照射光学系１０３を通過して測定対象Ｏに照射される。そして、測定対象Ｏの表面で反射した反射光は受光光学系１０４を通過して受光素子１０５で受光され、信号処理回路１０６で適切な電気信号に変換される。そして、演算部（不図示）において、照射光源１０２が照射光を発光してから受光素子１０５で反射光が受光されるまでの時間、つまり光の飛行時間を測定することにより、測定対象Ｏにおける各場所までの距離を測定する。
【0023】
このＴＯＦ方式の距離測定装置１００における照射光学系１０３、または受光光学系１０４として、マイクロレンズアレイが使用される場合がある。マイクロレンズアレイとは、直径が１０μｍ～数ｍｍ程度の微小なレンズ要素の群からなるレンズアレイである。マイクロレンズアレイは、レンズアレイを構成する各々のレンズ要素の形状（球面、非球面、シリンドリカル、六方等）、レンズ要素の大きさ、レンズ要素の配置、レンズ要素間のピッチ等によって、その機能や精度が変化する。
【0024】
そして、マイクロレンズアレイが、上述のＴＯＦ方式の距離測定装置１００に使用されるような場合には、測定対象Ｏに均一な強度分布の光を照射することが求められる。すなわち、マイクロレンズアレイを通過後の光の使用可能な広がり角である画角θＦＯＩ（ＦＯＩ：Ｆｉｅｌｄ Ｏｆ Ｉｌｌｕｍｉｎａｔｉｏｎ）は、測定対象Ｏの大きさや測定距離に応じて決定されるが、この画角θＦＯＩの範囲においては、マイクロレンズアレイを通過後の光の放射照度分布の均一性が求められる。
【0025】
次に、図２を示すような、光源２から発光された光にマイクロレンズアレイ１を通過させ、スクリーン３上に照射する評価系について考える。ここで、光源２は、例えば、ＶＣＳＥＬレーザ光源（Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ｃａｖｉｔｙ Ｓｕｒｆａｃｅ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ ＬＡＳＥＲ：垂直共振器面発光レーザ）であり、光源２の指向性としては、±５度、±１０度、±２０度程度のものを選択することが可能であるが特に制限はない。そして、マイクロレンズアレイ１は、平面部材である基材の片側または両側の表面に、レンズ要素１ａを２次元的に配列させたアレイが構成されたものであり、このマイクロレンズアレイ１を通過した光は、光軸に対して拡散する拡散光となり、測定対象Ｏに模したスクリーン３上に照射される。
【0026】
図３には、光源２側にレンズ要素１ａが形成された場合のマイクロレンズアレイ１の断面の拡大図を示す。図３に示すように、マイクロレンズアレイ１は、基本的に各レンズ要素１ａの曲面形状と、各レンズ要素１ａの幅（ピッチ）Ｄによって特徴づけられる。なお、マイクロレンズアレイ１の素材としては樹脂材料やガラス材料が用いられるが、特に限定されない。ここでは、空気中の屈折率ｎ１＝１、マイクロレンズアレイ１の材質の屈折率ｎ２＝１．５１とする。
【0027】
図３に示すように、マイクロレンズアレイ１の光軸に対して角度をもって入射した光は、より大きな角度でマイクロレンズアレイ１から出射する。よって、前述のように、マイクロレンズアレイ１によって、光源２からの光を光軸に対して拡散する拡散光とすることができる。一方で、ある条件下においてはマイクロレンズアレイ１から出射した拡散光において干渉縞が生じてしまう場合がある。以下、この干渉縞の発生について説明するために、隣り合うレンズ要素１ａに斜めに入射した２本の光線Ｂについて考える。これらの光線Ｂは、隣り合うレンズ要素１ａにおける同じ場所に入射すると仮定する。この場合、２つの光線Ｂは、レンズ要素１ａへの入射角度に応じてマイクロレンズアレイ１内を法線方向に対して角度α（以下、光線Ｂの伝搬角度αともいう。）の方向に進む。そして、レンズ要素１ａが設けられた入射面の反対面である出射面において、さらに屈折して法線方向に対して角度βの方向に進む。この場合、レンズ要素１ａの間のピッチＤによる光路差Ｌと、光路差Ｌにおける波数Ｋは、以下の式（１）で表される。
Ｌ＝ｎ２×Ｄ・ｓｉｎα ・・・・・・・・・（１）
Ｌ／λ＝Ｋ ・・・・・・・・・・・・・・・（２）
ここでλは入射光の波長である。
Ｌ＝ｎ２×Ｄ・ｓｉｎα ・・・・・・・・・（１）
Ｌ／λ＝Ｋ ・・・・・・・・・・・・・・・（２）
ここでλは入射光の波長である。
【0028】
そして、波数Ｋ＝Ｎ（整数）の場合に、２つの光線Ｂは強め合い、波数Ｋ＝０．５+Ｎ
の場合に、２つの光線Ｂは弱め合う。このことにより、スクリーン３上には干渉縞が生じることとなる。
の場合に、２つの光線Ｂは弱め合う。このことにより、スクリーン３上には干渉縞が生じることとなる。
【0029】
図４には、マイクロレンズアレイ１を通過した光の画角θＦＯＩが５２ｄｅｇ、ピッチＤが２８μｍの場合にスクリーン３上で確認される干渉縞の例を示す。また、図５には、出射角度βと、波数（位相差）Ｋの間の関係を示す。図５に示すとおり、出射角度βが大きくなると、波数Ｋは多くなる。図４の例では、マイクロレンズアレイ１の画角θＦＯＩが５２ｄｅｇ（＝２β）であるので、傾き角βの最大値は画角θＦＯＩの半分の２６ｄｅｇと考えられる。そして、ピッチＤ＝２８の場合には、グラフより波数（位相差）Ｋ＝１３と読めるので、画角５２ｄｅｇに対して縞が１３×２＝２６本程度、確認されることが予想できる。この数値は図４の写真で確認される結果と整合する。また、図５に示すとおり、ピッチＤが２８μｍの場合より、ピッチＤが３５μｍの場合の方が、確認される縞の数が多くなることが理解できる。
【0030】
次に、図６（ａ）には、図３における２つの光線Ｂの位相差と、２つの光線Ｂの干渉により得られる光強度の関係の例を示す。図６（ａ）では、例として、二つの光線Ｂの光路差における位相差が３．１４ｒａｄ（波数Ｋ＝０．５に相当）である場合について示す。この場合には、二つの光線Ｂは常に弱め合うため、スクリーン３上における出射角度βに対応する場所には縞の暗線が確認されることになる。
【0031】
これに対し、図６（ｂ）に示すように、マイクロレンズアレイ１における様々なレンズ要素１ａに入射する光線Ｂの組み合わせについて、位相差が、波数Ｋ＝０～１に相当する値の範囲でランダムに分布するようにすれば、スクリーン３上における出射角度βに対応する場所には、様々な位相差に係る光線Ｂが重なることにより、強度は平均化され干渉縞が目立たなくなる。
【0032】
ここで、ランダム化をピッチＤを用いて実行した場合、ピッチＤの変化ΔＤによる光路差Ｌの変化ΔＬは、以下の式（３）で表される。
ΔＬ＝ｎ２×ΔＤ・ｓｉｎα ・・・・・・・・・（３）
また、波数Ｋの変化ΔＫは以下の式（４）、（５）で表される。
ΔＬ／λ＝ΔＫ ・・・・・・・・・（４）
（ｎ２×ΔＤ・ｓｉｎα）／λ＝ΔＫ ・・・・・・・・・（５）
そうすると、波数Ｋの変化ΔＫの最大値と、ピッチＤの変化ΔＤの最大値との関係は以下の式（６）のように表される。
ΔＤｍａｘ＝（ΔＫｍａｘ×λ）／（ｎ２×ｓｉｎα）・・・（６）
ΔＬ＝ｎ２×ΔＤ・ｓｉｎα ・・・・・・・・・（３）
また、波数Ｋの変化ΔＫは以下の式（４）、（５）で表される。
ΔＬ／λ＝ΔＫ ・・・・・・・・・（４）
（ｎ２×ΔＤ・ｓｉｎα）／λ＝ΔＫ ・・・・・・・・・（５）
そうすると、波数Ｋの変化ΔＫの最大値と、ピッチＤの変化ΔＤの最大値との関係は以下の式（６）のように表される。
ΔＤｍａｘ＝（ΔＫｍａｘ×λ）／（ｎ２×ｓｉｎα）・・・（６）
【0033】
ここで、ΔＫｍａｘ＝１、マイクロレンズアレイ１中における光線Ｂの伝搬角度αを１７ｄｅｇ、光源光の波長を０．９４μｍとすると、ピッチＤの変化ΔＤの最大値ΔＤｍａｘは以下の（７）に示す値となる。
ΔＤｍａｘ＝（１×０．９４）／（１．５１×ｓｉｎ（１７ｄｅｇ））
≒２．１３μｍ ・・・・・・・・・（７）
ピッチの基準値をＤ＝２８μｍとすると、変化量の比率は、以下の（８）に示す値となる。
ΔＤｍａｘ／Ｄ≒２．１３／２８＝±３．８％ ・・・・・（８）
ΔＤｍａｘ＝（１×０．９４）／（１．５１×ｓｉｎ（１７ｄｅｇ））
≒２．１３μｍ ・・・・・・・・・（７）
ピッチの基準値をＤ＝２８μｍとすると、変化量の比率は、以下の（８）に示す値となる。
ΔＤｍａｘ／Ｄ≒２．１３／２８＝±３．８％ ・・・・・（８）
【0034】
ここで、後述するように、２つの光線Ｂの間の光路差における波数差ΔＫが０～１となるように、ピッチＤをランダムにばらつかせることで、干渉縞が抑えられることが想定される。
従って、式（６）より、ΔＤを、
０≦ΔＤ≦λ／（ｎ２×ｓｉｎα） ・・・・・（９）
の範囲でランダムにばらつかせることで、干渉縞を抑制することが可能となる。
なお、スネルの法則より、ｎ２×ｓｉｎα＝ｎ１×ｓｉｎβが成り立つことから、上記
の式を、
０≦ΔＤ≦λ／（ｎ１×ｓｉｎβ） ・・・・・（９Ｂ）
としてもよい。
従って、式（６）より、ΔＤを、
０≦ΔＤ≦λ／（ｎ２×ｓｉｎα） ・・・・・（９）
の範囲でランダムにばらつかせることで、干渉縞を抑制することが可能となる。
なお、スネルの法則より、ｎ２×ｓｉｎα＝ｎ１×ｓｉｎβが成り立つことから、上記
の式を、
０≦ΔＤ≦λ／（ｎ１×ｓｉｎβ） ・・・・・（９Ｂ）
としてもよい。
【0035】
図７には、様々なΔＫにおける、出射光角度β（ｄｅｇ）と、ピッチ変化ΔＤ（μｍ）の関係を示す。図７に示す関係によれば、例えば出射光角度βを２５ｄｅｇとすると、ΔＫ＝１とするためのピッチ変化ΔＤは、２．２μｍとなる。また、図８には、出射光角度βを２５ｄｅｇの場合の各ΔＫの値における、ピッチＤと、ピッチ変化率ΔＤ／Ｄとの関係を示す。ピッチＤ＝２８μｍとすると、ΔＫ＝１とするためのピッチ変化率ΔＤ／Ｄは約７．５％に相当する。また、図８-のグラフより、ΔＫ≦１となるピッチ変化率ΔＤ／
Ｄの範囲は、一般的なピッチＤの範囲においてΔＤ／Ｄ≦１１％であることが分かる。また、図９には、出射光角度βを１５ｄｅｇの場合の各ΔＫの値における、ピッチＤと、ピッチ変化率ΔＤ／Ｄとの関係を示す。ピッチＤ＝２５μｍ以上の範囲で考慮すると、ΔＫ≦１となるピッチ変化率ΔＤ／Ｄの範囲はΔＤ／Ｄ≦１５％であることが分かる。
Ｄの範囲は、一般的なピッチＤの範囲においてΔＤ／Ｄ≦１１％であることが分かる。また、図９には、出射光角度βを１５ｄｅｇの場合の各ΔＫの値における、ピッチＤと、ピッチ変化率ΔＤ／Ｄとの関係を示す。ピッチＤ＝２５μｍ以上の範囲で考慮すると、ΔＫ≦１となるピッチ変化率ΔＤ／Ｄの範囲はΔＤ／Ｄ≦１５％であることが分かる。
【0036】
すなわち、ピッチΔＤを、
０≦ΔＤ／Ｄ≦１５％ ・・・・・・・・・（１０）
の変化率の範囲でランダムにばらつかせることで、干渉縞を抑制することが可能と想定できる。
さらに、出射光角度βを１０ｄｅｇまで考慮し、ピッチＤ＝２５μｍ以上の範囲で考慮すると、同様の検討により、ΔＫ≦１となるピッチ変化率ΔＤ／Ｄの範囲はΔＤ／Ｄ≦２２％となる。このように、ピッチＤ、出射光角度β、波長λの様々なパターンに対応可能とするには、ピッチΔＤを、
０≦ΔＤ／Ｄ≦２２％ ・・・・・・・・・（１０Ｂ）
の変化率の範囲でランダムにばらつかせることが望ましいと言える。また、干渉対策としてΔＤ／Ｄの範囲を広げることと、マイクロレンズアレイ１を透過した照射画像のエッジのシャープネスとはトレードオフの関係となることから、例えば、干渉対策重視の場合には、０≦ΔＤ／Ｄ≦２２％の範囲、照射画像の画質重視の場合には０≦ΔＤ／Ｄ≦１１％の範囲、両者のバランスを考慮する場合には０≦ΔＤ／Ｄ≦１５％といった使い分けをしても構わない。
０≦ΔＤ／Ｄ≦１５％ ・・・・・・・・・（１０）
の変化率の範囲でランダムにばらつかせることで、干渉縞を抑制することが可能と想定できる。
さらに、出射光角度βを１０ｄｅｇまで考慮し、ピッチＤ＝２５μｍ以上の範囲で考慮すると、同様の検討により、ΔＫ≦１となるピッチ変化率ΔＤ／Ｄの範囲はΔＤ／Ｄ≦２２％となる。このように、ピッチＤ、出射光角度β、波長λの様々なパターンに対応可能とするには、ピッチΔＤを、
０≦ΔＤ／Ｄ≦２２％ ・・・・・・・・・（１０Ｂ）
の変化率の範囲でランダムにばらつかせることが望ましいと言える。また、干渉対策としてΔＤ／Ｄの範囲を広げることと、マイクロレンズアレイ１を透過した照射画像のエッジのシャープネスとはトレードオフの関係となることから、例えば、干渉対策重視の場合には、０≦ΔＤ／Ｄ≦２２％の範囲、照射画像の画質重視の場合には０≦ΔＤ／Ｄ≦１１％の範囲、両者のバランスを考慮する場合には０≦ΔＤ／Ｄ≦１５％といった使い分けをしても構わない。
【0037】
次に、本実施例において、ΔＫ＝０～１の範囲内で光線Ｂの光路差（位相差）をランダムに配置することで、干渉縞を抑制できる理由について説明する。ここで、光は以下のように複素振幅Ｅとして表すことが出来る。
Ｅ＝Ａ・ｅｘｐ（－ｉ（Ｋｘ－ωｔ）） ・・・・・・・（１１）
ここでＡは振幅、Ｋは波数、ｘは位置、ωは角振動数、ｔは時間であり、Ｋｘが空間による位相の進み、ωｔは時間による位相の進みを表す。
また、光の強度ＩはＥとＥの複素共役Ｅ＊の積に比例し
Ｉ＝|Ｅ|２＝Ｅ・Ｅ＊＝Ａ・ｅｘｐ（－ｉ（Ｋｘ－ωｔ））
×Ａ・ｅｘｐ（ｉ（Ｋｘ－ωｔ））＝Ａ２ ・・（１２）
となる。
Ｅ＝Ａ・ｅｘｐ（－ｉ（Ｋｘ－ωｔ）） ・・・・・・・（１１）
ここでＡは振幅、Ｋは波数、ｘは位置、ωは角振動数、ｔは時間であり、Ｋｘが空間による位相の進み、ωｔは時間による位相の進みを表す。
また、光の強度ＩはＥとＥの複素共役Ｅ＊の積に比例し
Ｉ＝|Ｅ|２＝Ｅ・Ｅ＊＝Ａ・ｅｘｐ（－ｉ（Ｋｘ－ωｔ））
×Ａ・ｅｘｐ（ｉ（Ｋｘ－ωｔ））＝Ａ２ ・・（１２）
となる。
【0038】
そして、複数の光の重ね合わせを考える場合は
Ｅ１＝Ａ１・ｅｘｐ（－ｉ（Ｋ１ｘ－ωｔ））
Ｅ２＝Ａ２・ｅｘｐ（－ｉ（Ｋ２ｘ－ωｔ））
＝Ａ２・ｅｘｐ（－ｉ（Ｋ１ｘ－ωｔ＋φ２））
Ｅ３＝Ａ３・ｅｘｐ（－ｉ（Ｋ３ｘ－ωｔ））
＝Ａ３・ｅｘｐ（－ｉ（Ｋ１ｘ－ωｔ＋φ３））
．．．．．．． ・・・・・・・・・・・・・・・・（１３）
となり、これらを重ね合わせた場合の強度Ｉｔｏｔａｌは、以下の式（１４）のようになる。
Ｉｔｏｔａｌ＝|Ｅ１＋Ｅ２＋Ｅ３＋・・・・|２ ・・・・・（１４）
Ｅ１＝Ａ１・ｅｘｐ（－ｉ（Ｋ１ｘ－ωｔ））
Ｅ２＝Ａ２・ｅｘｐ（－ｉ（Ｋ２ｘ－ωｔ））
＝Ａ２・ｅｘｐ（－ｉ（Ｋ１ｘ－ωｔ＋φ２））
Ｅ３＝Ａ３・ｅｘｐ（－ｉ（Ｋ３ｘ－ωｔ））
＝Ａ３・ｅｘｐ（－ｉ（Ｋ１ｘ－ωｔ＋φ３））
．．．．．．． ・・・・・・・・・・・・・・・・（１３）
となり、これらを重ね合わせた場合の強度Ｉｔｏｔａｌは、以下の式（１４）のようになる。
Ｉｔｏｔａｌ＝|Ｅ１＋Ｅ２＋Ｅ３＋・・・・|２ ・・・・・（１４）
【0039】
そして、全ての光の振幅がＡで等しく、便宜的にＥ１の初期位相をφ１とすると、上記の光の重ね合わせは、
Ｅ１＝Ａ・ｅｘｐ（－ｉ（Ｋ１ｘ－ωｔ＋φ１））
Ｅ２＝Ａ・ｅｘｐ（－ｉ（Ｋ２ｘ－ωｔ））
＝Ａ・ｅｘｐ（－ｉ（Ｋ１ｘ－ωｔ＋φ２））
Ｅ３＝Ａ・ｅｘｐ（－ｉ（Ｋ３ｘ－ωｔ））
＝Ａ・ｅｘｐ（－ｉ（Ｋ１ｘ－ωｔ＋φ３））
．．．．．．． ・・・・・・・・・・・・・・・・（１５）
となる。
Ｅ１＝Ａ・ｅｘｐ（－ｉ（Ｋ１ｘ－ωｔ＋φ１））
Ｅ２＝Ａ・ｅｘｐ（－ｉ（Ｋ２ｘ－ωｔ））
＝Ａ・ｅｘｐ（－ｉ（Ｋ１ｘ－ωｔ＋φ２））
Ｅ３＝Ａ・ｅｘｐ（－ｉ（Ｋ３ｘ－ωｔ））
＝Ａ・ｅｘｐ（－ｉ（Ｋ１ｘ－ωｔ＋φ３））
．．．．．．． ・・・・・・・・・・・・・・・・（１５）
となる。
【0040】
これらを重ね合わせた場合の強度Ｉｔｏｔａｌは、
Ｉｔｏｔａｌ＝（Ｅ１＋Ｅ２＋Ｅ３＋・・Ｅｎ）・（Ｅ１＋Ｅ２＋Ｅ３＋・・Ｅｎ）＊
＝（Ａ・ｅｘｐ（－ｉ（Ｋ１ｘ－ωｔ＋φ１））＋Ａ・ｅｘｐ（－ｉ（Ｋ１ｘ－ωｔ＋φ２））＋・・・・）・（Ａ・ｅｘｐ（ｉ（Ｋ１ｘ－ωｔ＋φ１））＋Ａ・ｅｘｐ（ｉ（Ｋ１ｘ－ωｔ＋φ２））＋・・・・） ・・・・・（１６）
となり、最終的に次の式（１７）のように定義できる。
式（１７）において、全てのφｎ－φｍが２ｎπの時、光は最も強め合いＩｔｏｔａｌは（Ｎ・Ａ）２となる。また、φｎ－φｍがランダムとなり、弱め合う時にゼロとなる。
Ｉｔｏｔａｌ＝（Ｅ１＋Ｅ２＋Ｅ３＋・・Ｅｎ）・（Ｅ１＋Ｅ２＋Ｅ３＋・・Ｅｎ）＊
＝（Ａ・ｅｘｐ（－ｉ（Ｋ１ｘ－ωｔ＋φ１））＋Ａ・ｅｘｐ（－ｉ（Ｋ１ｘ－ωｔ＋φ２））＋・・・・）・（Ａ・ｅｘｐ（ｉ（Ｋ１ｘ－ωｔ＋φ１））＋Ａ・ｅｘｐ（ｉ（Ｋ１ｘ－ωｔ＋φ２））＋・・・・） ・・・・・（１６）
となり、最終的に次の式（１７）のように定義できる。
【数3】
式（１７）において、全てのφｎ－φｍが２ｎπの時、光は最も強め合いＩｔｏｔａｌは（Ｎ・Ａ）２となる。また、φｎ－φｍがランダムとなり、弱め合う時にゼロとなる。
【0041】
図１０には、重ね合わせの数Ｎ＝１０の場合の光強度の予測値を示す。上述のように多重干渉することで、スクリーン３上の特定の位置で光線Ｂの顕著な強め合いが特定の位置
で生じており、光線Ｂの強度のピークから位置がずれることで、光線Ｂの強度が急峻に低下していることが理解できる。図１１は、図１０において強め合いが生じているピーク部分の強度が、ΔＫ＝０～１の範囲内で光線Ｂの光路差（位相差）をランダムに配置することで低減することを示すグラフである。
で生じており、光線Ｂの強度のピークから位置がずれることで、光線Ｂの強度が急峻に低下していることが理解できる。図１１は、図１０において強め合いが生じているピーク部分の強度が、ΔＫ＝０～１の範囲内で光線Ｂの光路差（位相差）をランダムに配置することで低減することを示すグラフである。
【0042】
重ね合わせの数Ｎ＝１０の場合に、ΔＫ＝０～１の範囲内で光線Ｂの光路差（位相差）をランダムに配置することでピーク強度は１／１０程度に低減していることが分かる。すなわち、ΔＫ＝０～１の範囲内で光線Ｂの光路差（位相差）をランダムに配置することで、干渉縞による強度ムラを略解消することが可能である。
【0043】
＜実施形態２＞
次に、マイクロレンズアレイにおける各レンズ要素のピッチＤの他に、レンズ要素の高さについてもランダムに配置させることで干渉縞を抑制する例について説明する。図１２には、マイクロレンズアレイ１１の断面の拡大図を示す。図１２に示すように、マイクロレンズアレイ１１は、各レンズ要素１１ａ、１１ｂの曲面形状と、各レンズ要素１１ａ、１１ｂの幅（ピッチ）Ｄの他、各レンズ要素１１ａ、１１ｂの高さによって特徴づけられる。ここでは、レンズ要素１１ａと、レンズ要素１１ｂとは、曲面形状とピッチＤは同じで、高さのみが異なるとする。
次に、マイクロレンズアレイにおける各レンズ要素のピッチＤの他に、レンズ要素の高さについてもランダムに配置させることで干渉縞を抑制する例について説明する。図１２には、マイクロレンズアレイ１１の断面の拡大図を示す。図１２に示すように、マイクロレンズアレイ１１は、各レンズ要素１１ａ、１１ｂの曲面形状と、各レンズ要素１１ａ、１１ｂの幅（ピッチ）Ｄの他、各レンズ要素１１ａ、１１ｂの高さによって特徴づけられる。ここでは、レンズ要素１１ａと、レンズ要素１１ｂとは、曲面形状とピッチＤは同じで、高さのみが異なるとする。
【0044】
図１２に示すように、隣り合うレンズ要素１１ａ、１１ｂに斜めに入射した２本の光線Ｂ１、Ｂ２について考える。これらの光線Ｂ１、Ｂ２は、隣り合い高さの異なるレンズ要素１１ａ、１１ｂにおける同じ場所に入射するとする。この場合、２つの光線Ｂ１、Ｂ２は、レンズ要素１１ａ、１１ｂへの入射角度に応じてマイクロレンズアレイ１１内を光軸に対して伝搬角度αの方向に進む。そして、レンズ要素１１ａ、１１ｂが設けられた入射面の反対面である出射面において、さらに屈折して光軸に対して出射角度βの方向に進む。この場合、レンズ要素１１ａとレンズ要素１１ｂの間のピッチＤ及び高さＨによる光路差Ｌ´は、以下の式（１８）で表される。
Ｌ´＝ｎ２×Ｄ・ｓｉｎα＋Ｈ・（ｎ２／ｃｏｓα－ｎ１／ｃｏｓθ）・・・（１８）
Ｌ´＝ｎ２×Ｄ・ｓｉｎα＋Ｈ・（ｎ２／ｃｏｓα－ｎ１／ｃｏｓθ）・・・（１８）
【0045】
ここで、θは、レンズ要素１１ａ及びレンズ要素１１ｂへ入射する光線Ｂ１と光線Ｂ２の入射角度（入射する光の法線に対する角度）である。そして、以下の式（１９）において、波数Ｋ＝Ｎ（整数）の場合に、光線Ｂ１と光線Ｂ２は強め合い、波数Ｋ＝０．５+Ｎ
の場合に、光線Ｂ１と光線Ｂ２は弱め合うことになる。このことにより、スクリーン３上には干渉縞が生じることとなる。
Ｌ´＝ｎ２×Ｄ・ｓｉｎα＋Ｈ・（ｎ２／ｃｏｓα－ｎ１／ｃｏｓθ）
＝Ｋ・λ ・・・・・・・（１９）
ここでｎ２はマイクロレンズアレイ１１の屈折率、λは入射光の波長である。
の場合に、光線Ｂ１と光線Ｂ２は弱め合うことになる。このことにより、スクリーン３上には干渉縞が生じることとなる。
Ｌ´＝ｎ２×Ｄ・ｓｉｎα＋Ｈ・（ｎ２／ｃｏｓα－ｎ１／ｃｏｓθ）
＝Ｋ・λ ・・・・・・・（１９）
ここでｎ２はマイクロレンズアレイ１１の屈折率、λは入射光の波長である。
【0046】
そして、レンズ要素１１ａ、１１ｂのピッチＤをランダムに配置させた場合のピッチ変化量ΔＤに加え、レンズ要素１１ａとレンズ要素１１ｂの間に高さの差ΔＨを設けた場合の、光路差Ｌ´の変化量ΔＬと波数差ΔＫは、以下の式（２０）及び式（２１）のように表される。
ΔＬ＝ｎ２×ΔＤ・ｓｉｎα
＋ΔＨ・（ｎ２／ｃｏｓα－ｎ１／ｃｏｓθ） ・・・・（２０）
ΔＬ／λ＝ΔＫ ・・・・・・・・・・・・・・・・・（２１）
この場合においても、隣り合うレンズ要素１１ａ、１１ｂのΔＫを０～１の範囲で変化するように、ピッチＤと高さＨとをランダムにばらつかせることで、各光線Ｂ１、Ｂ２の強め合い及び、弱め合いは低減される。
ΔＬ＝ｎ２×ΔＤ・ｓｉｎα
＋ΔＨ・（ｎ２／ｃｏｓα－ｎ１／ｃｏｓθ） ・・・・（２０）
ΔＬ／λ＝ΔＫ ・・・・・・・・・・・・・・・・・（２１）
この場合においても、隣り合うレンズ要素１１ａ、１１ｂのΔＫを０～１の範囲で変化するように、ピッチＤと高さＨとをランダムにばらつかせることで、各光線Ｂ１、Ｂ２の強め合い及び、弱め合いは低減される。
【0047】
よって、式（２０）及び式（２１）より、ピッチＤの変化ΔＤと高さＨの変化ΔＨが、式（２２）を満たすようにすることで、干渉縞を抑制することが可能である。
なお、スネルの法則より、ｎ２×ｓｉｎα＝ｎ１×ｓｉｎβが成り立つことから、上記の式を、
としてもよい。
【数4】
なお、スネルの法則より、ｎ２×ｓｉｎα＝ｎ１×ｓｉｎβが成り立つことから、上記の式を、
【数5】
としてもよい。
【0048】
ここで、上記の実施形態では、光源２から発光された光に、マイクロレンズアレイ１、１１を通過させて、スクリーン３上に投影する用い方を前提とした場合について説明したが、マイクロレンズアレイ１、１１は、光源２から発光された光を、マイクロレンズアレイ１上で反射させて、スクリーン３上に投影するような用い方をすることも可能である。
【0049】
また、本実施形態ではマイクロレンズアレイ１、１１における各レンズ要素１ａ、１１ａが、光源２側の片面に配列された例について説明したが、各レンズ要素１ａ、１１ａが、光源２と反対側の片面に配列されるようにしても構わない。さらに、両面に配列されるようにしても構わない。
【0050】
また、各レンズ要素１ａ、１１ａの断面は、曲面形状が非連続的に並ぶ形状としたが、曲面形状を滑らかな曲線で連続的に繋げるような形状とすることも可能である。
【0051】
また、本実施形態におけるマイクロレンズアレイ１、１１の材質については、基材と各レンズ要素１ａ、１１ａとを別材料で形成してもよいし、同じ材料で一体的に形成してもよい。基材とレンズ要素１ａ、１１ａとを別材料で形成する場合には、基材またはレンズ
要素１ａ、１１ａの一方を樹脂材料、他方をガラス材料で形成しても構わない。基材とレンズ要素１ａ、１１ａとを同じ材料で一体的に形成する場合には、屈折率界面を有さないため、透過効率を高めることが可能となる。また、基材と各レンズ要素１ａ、１１ａとの剥離が生じることもなく信頼性を向上させることが可能である。この場合には、マイクロレンズアレイ１、１１は樹脂単体で形成されてもよいし、ガラス単体で形成されてもよい。
要素１ａ、１１ａの一方を樹脂材料、他方をガラス材料で形成しても構わない。基材とレンズ要素１ａ、１１ａとを同じ材料で一体的に形成する場合には、屈折率界面を有さないため、透過効率を高めることが可能となる。また、基材と各レンズ要素１ａ、１１ａとの剥離が生じることもなく信頼性を向上させることが可能である。この場合には、マイクロレンズアレイ１、１１は樹脂単体で形成されてもよいし、ガラス単体で形成されてもよい。
【0052】
また、図１３に示すように、本実施形態において説明したマイクロレンズアレイ１、１１と同等の機能を有するマイクロレンズアレイ２１を、可撓性のシート２２上に形成することによって、入射する光を拡散して均一化する拡散板２０を構成することとしてもよい。マイクロレンズアレイ２１を強固な平板上に形成して拡散板としてもよいことは当然である。
【0053】
また、図１４に示すように、本実施形態において説明したマイクロレンズアレイ１と同等の機能を有するマイクロレンズアレイ３１と、光源３２と、光源制御部３３とを組み合わせて、照明装置３０を構成することとしてもよい。この照明装置３０は、単体で照明用に使用されてもよいし、ＴＯＦ方式の距離測定装置等の計測装置や他の装置に組み込まれて使用されてもよい。また、照明装置３０において、マイクロレンズアレイ３１のレンズ要素は、光源３２側の片面に配置してもよいし、光源３２の反対側の片面に配置してもよい。両面に配置してもよい。さらに、光源３２として、指向性について特に制限はないが、例えば指向性が±２０°以下のものを用いてもよい。より好ましくは、指向性が±１０°以下のものを用いてもよい。光源３２として、より指向性の高い光源を用いることで、画角θＦＯＩの両端における放射照度分布を、よりエッジの立った形状とすることが可能である。
【0054】
また、本実施形態において説明したマイクロレンズアレイ１と同等の機能を有するマイクロレンズアレイを、画像撮影用、セキュリティ機器における顔認証用、車両やロボットにおける空間認証用の光学系として使用しても構わない。また、本実施形態において説明したマイクロレンズアレイ１を、回折光学素子や屈折光学素子を含む、他の光学素子と組み合わせて使用しても構わない。また、マイクロレンズアレイ１の表面には如何なるコーティングを施しても構わない。
【0055】
＜導電性物質の配線について＞
なお、本実施形態に係るマイクロレンズアレイ１、１１の表面または内部には、導電性物質を含む配線を施し、当該配線の通電状態をモニターすることにより、各レンズ要素１ａ、１１ａの損傷を検出できるようにしてもよい。そうすることで、各レンズ要素１ａ、１１ａのクラック、剥離などの損傷を簡便に検出することができるので、マイクロレンズアレイ１、１１の損傷に起因する照明装置や距離測定装置の不具合、誤作動による被害を未然に防止することができる。例えば、各レンズ要素１ａ、１１ａのクラックの発生を、導電性物質の断線により検出し、光源の発光を禁止することで、当該クラックを介して光源からの０次光が直接マイクロレンズアレイ１、１１を透過し、外部に照射されることを回避できる。その結果、装置のアイセーフティー性能を向上させることが可能である。
なお、本実施形態に係るマイクロレンズアレイ１、１１の表面または内部には、導電性物質を含む配線を施し、当該配線の通電状態をモニターすることにより、各レンズ要素１ａ、１１ａの損傷を検出できるようにしてもよい。そうすることで、各レンズ要素１ａ、１１ａのクラック、剥離などの損傷を簡便に検出することができるので、マイクロレンズアレイ１、１１の損傷に起因する照明装置や距離測定装置の不具合、誤作動による被害を未然に防止することができる。例えば、各レンズ要素１ａ、１１ａのクラックの発生を、導電性物質の断線により検出し、光源の発光を禁止することで、当該クラックを介して光源からの０次光が直接マイクロレンズアレイ１、１１を透過し、外部に照射されることを回避できる。その結果、装置のアイセーフティー性能を向上させることが可能である。
【0056】
上記の導電性物質の配線は、マイクロレンズアレイ１、１１の周囲や、各レンズ要素１ａ、１１ａ上に施しても良い。また、レンズ要素１ａ、１１ａが形成された方の面、反対側の面、両側の何れの面に施してもよい。導電性物質としては、導電性を有するものである限り特に限定されず、例えば、金属、金属酸化物、導電性ポリマー、導電性炭素系物質などを使用することができる。
【0057】
より具体的には、金属としては、金、銀、銅、クロム、ニッケル、パラジウム、アルミ
ニウム、鉄、白金、モリブデン、タングステン、亜鉛、鉛、コバルト、チタン、ジルコニウム、インジウム、ロジウム、ルテニウム、及びこれらの合金等が挙げられる。金属酸化物としては、酸化クロム、酸化ニッケル、酸化銅、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化インジウム、酸化アルミニウム、酸化亜鉛、酸化スズ、又は、これらの複合酸化物、例えば、酸化インジウムと酸化スズとの複合酸化物（ＩＴＯ）、酸化スズと酸化リンとの複合酸化物子（ＰＴＯ）等が挙げられる。導電性ポリマーとしては、ポリアセチレン、ポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェン等が挙げられる。導電性炭素系物質としては、カーボンブラック、ＳＡＦ、ＩＳＡＦ、ＨＡＦ、ＦＥＦ、ＧＰＦ、ＳＲＦ、ＦＴ、ＭＴ、熱分解カーボン、天然グラファイト、人造グラファイト等が挙げられる。これら導電性物質は、単独または２種以上組み合わせて使用することができる。
ニウム、鉄、白金、モリブデン、タングステン、亜鉛、鉛、コバルト、チタン、ジルコニウム、インジウム、ロジウム、ルテニウム、及びこれらの合金等が挙げられる。金属酸化物としては、酸化クロム、酸化ニッケル、酸化銅、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化インジウム、酸化アルミニウム、酸化亜鉛、酸化スズ、又は、これらの複合酸化物、例えば、酸化インジウムと酸化スズとの複合酸化物（ＩＴＯ）、酸化スズと酸化リンとの複合酸化物子（ＰＴＯ）等が挙げられる。導電性ポリマーとしては、ポリアセチレン、ポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェン等が挙げられる。導電性炭素系物質としては、カーボンブラック、ＳＡＦ、ＩＳＡＦ、ＨＡＦ、ＦＥＦ、ＧＰＦ、ＳＲＦ、ＦＴ、ＭＴ、熱分解カーボン、天然グラファイト、人造グラファイト等が挙げられる。これら導電性物質は、単独または２種以上組み合わせて使用することができる。
【0058】
導電性物質としては、導電性に優れ、配線を形成しやすい、金属又は金属酸化物が好ましく、金属がより好ましく、金、銀、銅、インジウム等が好ましく、１００℃程度の温度で相互に融着し、樹脂製のマイクロレンズアレイ１、１１上でも導電性に優れた配線を形成することができる点で銀が好ましい。また、導電性物質による配線のパターン形状については特に限定されない。マイクロレンズアレイ１の周囲を囲うパターンでも良いし、よりクラック等の検出性を高めるためにパターンを複雑な形状としてもよい。さらに、透過性の導電性物質によってマイクロレンズアレイ１の少なくとも一部を覆うパターンでも良い。
【符号の説明】
【0059】
１、１１、２１、３１・・・マイクロレンズアレイ
１ａ、１１ａ、１１ｂ・・・レンズ要素
２・・・光源
３・・・スクリーン
２０・・・拡散板
２２・・・可撓性のシート
３０・・・照明装置
３２・・・光源
３３・・・光源制御部
１００・・・ＴＯＦ距離測定装置
１０１・・・光源制御部
１０２・・・光源
１０３・・・照射光学系
１０４・・・反射光学系
１０５・・・受光素子
１０６・・・信号処理回路
１ａ、１１ａ、１１ｂ・・・レンズ要素
２・・・光源
３・・・スクリーン
２０・・・拡散板
２２・・・可撓性のシート
３０・・・照明装置
３２・・・光源
３３・・・光源制御部
１００・・・ＴＯＦ距離測定装置
１０１・・・光源制御部
１０２・・・光源
１０３・・・照射光学系
１０４・・・反射光学系
１０５・・・受光素子
１０６・・・信号処理回路
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】