CN104204893B - 棒状透镜阵列和使用棒状透镜阵列的图像传感器头 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的在于提供一种焦深较深、焦深斑较小的棒状透镜阵列等。根据本发明提供如下这样的棒状透镜阵列等，该棒状透镜阵列在两张基板之间具有至少1列棒状透镜列，该棒状透镜列是通过将多个折射率随着自中心朝向外周去而减小的圆柱状的棒状透镜以各棒状透镜的中心轴线彼此大致平行的方式排列而成的，该棒状透镜阵列的特征在于，焦深DOF的平均值DOFave为0.9mm以上，上述棒状透镜列的主扫描方向上的焦深斑DOFcv为12％以下。

Description

棒状透镜阵列和使用棒状透镜阵列的图像传感器头
技术领域
本发明涉及一种棒状透镜阵列和使用棒状透镜阵列的图像传感器头。更详细而言，本发明涉及一种搭载于用于复印机等所使用的平板式扫描器或人工扫描器等的图像传感器的棒状透镜阵列以及包括这样的棒状透镜阵列的图像传感器头。
背景技术
作为微小透镜之一，已知有对由玻璃或塑料材料形成的圆柱体的两端面实施了镜面研磨而成的棒状透镜。棒状透镜除了以单体的形态使用之外，还可以以将多个棒状透镜并列配置成一列或多列并进行粘接固定而成的棒状透镜阵列的形态进行使用。
这样的棒状透镜阵列被广泛用作被搭载于人工扫描器等各种扫描器、复印机、传真机等的图像传感器用的读取用光学器件。
由于复印机正在进行彩色化，因此作为内置于复印机的图像传感器用光学器件的棒状透镜阵列也被要求具有适合读取彩色图像的光学性能。
另外，近年来，人工扫描器、平板式扫描器等小型扫描器也被开发出应对彩色图像的机种，对于这样的扫描器，也要求作为内置于扫描器的图像传感器用光学器件的棒状透镜阵列具有适合读取彩色图像的光学性能。
为了应对这样的要求，例如开发出了一种能够得到色像差较小且模糊较少的彩色图像的彩色特性优良的棒状透镜(专利文献1)。
然而，对于人工扫描器、复印机等所使用的平板式扫描器等，与传真机、馈纸式扫描器等不同，原稿面未被固定，因此存在这样的情况：在图像读取时原稿浮动，导致棒状透镜的镜面与原稿面之间的距离发生变化，而无法结成清晰的像。
因此，为了人工扫描器、复印机等所使用的平板式扫描器等，寻求焦深较深的棒状透镜，以便即使在棒状透镜的镜面与原稿面之间的距离发生些许变化时也能够得到清晰的像。
此外，除了图像彩色化之外，还正在进行器件小型化，因此寻求能够实现紧凑的光学系统的棒状透镜。
通常，透镜的焦深与数值孔径成反比例的关系，因此能够通过减少数值孔径来得到焦深较深的棒状透镜。然而，数值孔径越小，共轭长度越长，因此难以谋求光学系统的小型化。
为了应对这样的状况，在专利文献2中公开了一种这样的棒状透镜：在透镜外周设置厚度为50μm以上的光吸收层而使透镜的有效直径减小，由此减少数值孔径，从而缩短共轭长度并加深焦深。
此外，在专利文献3中公开了一种这样的棒状透镜：使棒状透镜的折射率分布常数g为0.2mm-1≤g≤0.325mm-1，使g与棒状透镜半径r之积为0.04≤g·r＜0.065，由此加深焦深。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：WO2007/011013号小册子
专利文献2：日本特开2000-35519号公报
专利文献3：日本特开2003-139912号公报
发明内容
发明要解决的问题
然而，对于专利文献1所述的棒状透镜，由于焦深较浅，因此存在无法构成焦深较深的棒状透镜阵列这样的问题。
对于专利文献2所述的棒状透镜，光吸收层越厚，数值孔径越小，焦深越深，但光吸收层越厚，光吸收层的厚度占透镜直径的比例就越大。因此，在排列这样的透镜来制作棒状透镜阵列时，即使透镜彼此紧贴地排列，在阵列中发挥透镜作用的部分也彼此分开。结果，存在这样的问题：在透镜阵列中出现焦深的斑，在原稿处于浮动的状态下的所读取的图像上出现斑。
此外，对于专利文献2所公开的棒状透镜，存在这样的问题：透镜阵列的透光量不足，因此光量斑变大，或者出现条斑。
对于专利文献3所公开的棒状透镜，能够通过减小数值孔径来加深焦深，但由于光量过少，所以不实用，并且，共轭长度较长，因此难以组装于小型化的图像传感器。
专利文献3所公开的棒状透镜与专利文献2所公开的透镜同样地存在这样的问题：光吸收层较厚，在排列成棒状透镜阵列时，在透镜阵列中出现焦深的斑，在原稿处于浮动的状态下的所读取的图像上出现斑。而且，专利文献3所公开的棒状透镜存在这样的问题：透镜阵列的透光量不足，因此光量斑变大，或者出现条斑。
本发明是鉴于上述情况而做成的，其目的在于提供一种焦深较深且焦深斑较小的棒状透镜阵列。本发明的目的还在于提供一种共轭长度较短、透光量足够大且光量斑较少的棒状透镜阵列。本发明的目的还在于提供一种包括这样的棒状透镜阵列的、即使被读取的原稿的位置发生偏移也能够清晰地读取像的图像传感器。本发明的目的还在于提供一种所读取的图像均匀、能够抑制条斑的图像传感器。
用于解决问题的方案
根据本发明，提供一种棒状透镜阵列，该棒状透镜阵列在两张基板之间具有至少1列棒状透镜列，该棒状透镜列是通过将多个折射率随着自中心朝向外周去而减小的圆柱状的棒状透镜以各棒状透镜的中心轴线彼此大致平行的方式排列而成的，该棒状透镜阵列的特征在于，
焦深DOF的平均值DOFave为0.9mm以上，
上述棒状透镜列的主扫描方向上的焦深斑DOFcv为12％以下。
在此，在本说明书中，对于焦深长度，以在波长为525nm光的情况下MTF为最大的方式配置6Lp/mm的光栅图案(日文：格子パターン)、棒状透镜、光接收传感器，仅移动光栅图案，基于此情况，该焦深长度被规定为MTF为40％以上的光栅图案的移动范围的宽度的长度。另外，在本说明书中，对于光学性能的评价，只要未特别规定便是指波长为525nm的光的条件下的光学性能。
另外，DOFcv是指透镜阵列的主扫描方向上的焦深的标准偏差除以DOFave得到的值。
根据本发明的另一优选的技术方案，提供一种满足下述式(1)～(4)的要点的棒状透镜阵列。
(1)0.3mm-1≤g≤0.6mm-1
(2)0.10mm≤re≤0.30mm
(3)NA≤0.175
(4)0.85≤2re/P≤1
其中，g表示棒状透镜的折射率分布常数，
re表示棒状透镜的发挥透镜作用的有效部分的半径，
NA表示棒状透镜的数值孔径，
P表示棒状透镜阵列中的相邻的棒状透镜的中心之间的距离。
根据本发明的另一技术方案，提供一种包括上述棒状透镜阵列的图像传感器头。
发明的效果
采用本发明能够得到一种焦深较深且焦深斑较小的棒状透镜阵列。并且采用本发明能够得到一种共轭长度较短、透光量足够大且光量斑较少的棒状透镜阵列。
采用本发明还能够得到一种包括这样的棒状透镜阵列的、即使被读取的原稿的位置发生偏移也能够清晰地读取像的图像传感器。并且采用本发明能够提供一种所读取的图像均匀、能够抑制条斑的图像传感器。而且，本发明的棒状透镜阵列能够有效地传输光源的光，因此还能够期待抑制电力消耗。
附图说明
图1是概略地表示用于制造本发明的优选的实施方式的棒状透镜阵列所使用的棒状透镜的原纱的制造装置的结构的附图。
图2是概略地表示在制造本发明的优选的实施方式的棒状透镜阵列所使用的棒状透镜的原纱时所使用的拉伸/松弛处理装置的结构的附图。
图3是概略地表示本发明的优选的实施方式的棒状透镜阵列所使用的棒状透镜的结构的剖视图。
图4是概略地表示本发明的优选的实施方式的棒状透镜阵列所使用的棒状透镜的其他结构的剖视图。
图5是概略地表示本发明的优选的实施方式的棒状透镜阵列的结构的剖视图。
图6是概略地表示用于评价本发明的优选的实施方式的棒状透镜阵列的性能的装置的结构的附图。
图7是用于说明焦深的确定方法的附图。
图8是概略地表示组装于图像读取装置的本发明的优选的实施方式的棒状透镜阵列的剖视图。
图9是说明组装于图像读取装置的棒状透镜阵列的焦点的浮动的附图。
图10是表示本发明的实施例1的透镜阵列的焦深测量结果的图表。
图11是表示本发明的实施例2的透镜阵列的焦深测量结果的图表。
图12是表示本发明的实施例3的透镜阵列的焦深测量结果的图表。
图13是表示本发明的实施例4的透镜阵列的焦深测量结果的图表。
图14是表示本发明的比较例1的透镜阵列的焦深测量结果的图表。
图15是表示本发明的比较例2的透镜阵列的焦深测量结果的图表。
图16是表示本发明的比较例3的透镜阵列的焦深测量结果的图表。
具体实施方式
以下，根据附图，说明本发明的优选的实施方式的棒状透镜阵列。
棒状透镜
首先，说明实施方式的棒状透镜阵列所使用的棒状透镜。
本实施方式所使用的棒状透镜的种类并不限定，能够根据使用目的等适当选择。例如，在本发明中，既能够使用玻璃制的棒状透镜，也能够使用塑料制的棒状透镜。从容易使用、廉价的角度而言，在本发明中优选使用塑料棒状透镜。
本实施方式所使用的棒状透镜具有圆柱形状，且折射率n随着自中心轴线朝向外周面去连续地减小。更详细而言，本实施方式所使用的棒状透镜为这样的透镜：在距中心轴线为0.2r～0.9r(其中，r为棒状透镜的横截面的半径)的范围内的折射率n的分布近似于由下述式(5)规定的二次曲线。
(5)n(L)＝n0{1-(g2/2)L2}
(n(L)表示距棒状透镜的中心轴线的径向距离为L的位置处的折射率，n0表示棒状透镜的径向中心轴线处的折射率，L表示距棒状透镜的径向中心的径向距离(0≤L≤r)，g表示棒状透镜的折射率分布常数。)
折射率分布常数g是与以上述式被近似的折射率分布曲线的位置L相关的二次项系数，是用于规定折射率分布曲线的倾斜的常数。即，上述式(1)意味着：g越大，折射率分布曲线为越陡峭的形状，在棒状透镜内折射率随着自中心轴线朝向外周面去而急剧减小。
其中，在本说明书中，棒状透镜的“横截面”是指将棒状透镜沿与中心轴线垂直的方向剖切时的截面。
在本实施方式所使用的棒状透镜中，径向中心的折射率n0的值并不特别限定，但优选满足下述式。
1.45≤n0≤1.65
在折射率n0位于该范围时，能够用于棒状透镜的材料的选择范围变宽，因此能够得到具有良好的折射率分布、透明性优良的棒状透镜，所以优选。
本实施方式所使用的棒状透镜的折射率分布常数g满足下述式(1)。
(1)0.3mm-1≤g≤0.6mm-1
根据近年来装置的小型化要求，组装有棒状透镜阵列的图像扫描器的平板玻璃的厚度为3mm以下程度。
考虑到因折射率为1.52、厚度为3mm的平板玻璃而产生的焦点的浮动(大约-1mm)以及平板玻璃与透镜端面之间的间隙(优选为1mm以上)，而需要使棒状透镜的工作距离L0至少为3mm以上，通过使折射率分布常数g为0.6mm-1以下，能够使棒状透镜的工作距离为3mm以上。
另外，通过使折射率分布常数g为0.6mm-1以下，能够如后述那样将n0×g×re之积所表示的数值孔径NA设计得较小，能够加深焦深。
此外，通过使折射率分布常数g为0.3mm-1以上，能够使工作距离L0不会过长，能够使装置整体小型化，并且能够如后述那样将n0×g×re之积所表示的数值孔径NA设计得较大，能够增大光量。
更优选折射率分布常数g的下限值为0.35mm-1以上，更优选折射率分布常数g的上限值为0.5mm-1以下。
优选本实施方式所使用的棒状透镜的半径r满足下述的式(6)。
(6)0.1mm≤r≤0.3mm
通过使半径r为0.3mm以下，能够将数值孔径NA设计得较小，能够加深焦深。
通过使半径r为0.1mm以上，制造本实施方式的棒状透镜阵列时的加工性良好、使用性良好。优选半径r的下限值为0.15mm以上。
此外，本实施方式所使用的棒状透镜的发挥透镜作用的有效部分的半径、即有效半径re满足下述式(2)。
(2)0.1mm≤re≤0.3mm
通过使有效半径re为0.3mm以下，能够将数值孔径NA设计得较小，能够加深焦深。
通过使有效半径re为0.1mm以上，在构成本实施方式的棒状透镜阵列以及组装有该棒状透镜阵列的图像传感器等光学系统时，棒状透镜的光轴不易相对于光源或者光接收传感器发生光轴偏移，能够减少伴随于此而产生的光学特性降低。
并且，通过使有效半径re为0.1mm以上，能够将数值孔径NA设计得较大，能够增大光量。有效半径re的优选的范围为0.15mm以上且0.25mm以下，更优选为0.16以上且0.245以下。半径r与有效半径re也可以为相同的值，但优选re≤r，更优选满足0.85r≤re≤r的关系。
本实施方式所使用的棒状透镜的数值孔径NA满足下述式(3)。
(3)NA≤0.175
通过使数值孔径NA在该范围内，能够加深与数值孔径NA成反比例关系的焦深DOF。从加深焦深的角度考虑，优选NA的上限值为0.15以下。另外，从增大光量的角度考虑，优选NA的下限值为0.06以上，更优选为0.1以上。
棒状透镜制造
接着，说明用于制造本实施方式的棒状透镜的制造方法。在本实施方式中使用的棒状透镜的种类并不限定，但在此以塑料制棒状透镜为代表进行说明。
对于本实施方式的塑料棒状透镜，折射率随着自中心朝向外周去而减小。作为用于制造这样的塑料棒状透镜的方法，例如已知有附加反应法、共聚法、凝胶聚合法、单体挥发法、相互扩散法等，从精度和生产率这一点而言，优选其中的相互扩散法。
以下，说明相互扩散法。
首先，利用例如复合纺丝喷头等将固化后的折射率n满足n1＞n2＞····＞nN(N≥3)的N种未固化状物赋形为以折射率随着自中心朝向外周去而逐渐减小的方式层叠成同心圆状的未固化状的层叠体(以下，称作“丝状体”)。
接着，为了使该丝状体的各层之间的折射率分布连续，而进行使邻接的层彼此之间的物质相互扩散的相互扩散处理，或者在进行相互扩散处理之后对丝状体进行固化处理，从而得到棒状透镜原纱(纺丝工序)。在此，相互扩散处理是指在氮气氛下以10℃～60℃、优选20℃～50℃的温度使丝状体经历数秒～数分的受热过程的处理。
接着，根据需要对通过上述纺丝工序得到的棒状透镜原纱实施加热拉伸处理之后，实施松弛处理，并适当地切割成规定长度，从而得到棒状透镜。
未固化状物能够使用含有自由基聚合性的单体和能溶于该单体的聚合物(可溶性聚合物)的组合物等。通过含有可溶性聚合物，从而使未固化状物具有适当的粘性，从而容易纺丝。
作为自由基聚合性乙烯基单体的具体例，可以列举出：甲基丙烯酸甲酯(n＝1.49)；苯乙烯(n＝1.59)；氯苯乙烯(n＝1.61)；醋酸乙烯酯(n＝1.47)；(甲基)丙烯酸2,2,3,3-四氟丙基酯，(甲基)丙烯酸2,2,3,3,4,4,5,5-八氟戊基酯，(甲基)丙烯酸2,2,3,4,4,4-六氟丁基酯，(甲基)丙烯酸2,2,2-三氟乙基酯等(甲基)丙烯酸氟化烷基酯(n＝1.37～1.44)；(甲基)丙烯酸乙酯，(甲基)丙烯酸苯酯，(甲基)丙烯酸苄酯，(甲基)丙烯酸羟烷基酯，亚烷基二醇(甲基)丙烯酸酯，三羟甲基丙烷二或三(甲基)丙烯酸酯，季戊四醇二、三或四(甲基)丙烯酸酯，二甘油四(甲基)丙烯酸酯，二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯等折射率1.43～1.62的(甲基)丙烯酸酯类；二乙二醇双烯丙基碳酸酯；氟化亚烷基二醇聚(甲基)丙烯酸酯；具有脂环式基团的各种(甲基)丙烯酸酯等。
作为可溶性聚合物，能够列举出聚甲基丙烯酸甲酯(n＝1.49，Tg＝114℃)、聚甲基丙烯酸甲酯共聚物(n＝1.47～1.5)等。其中，从透明性优良、自身的折射率较高的角度考虑，优选聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)。另外，括弧内的数值是物理属性值。
为了使由未固化状物形成的丝状体固化，只要向未固化状物中添加热固化催化剂和/或光固化催化剂来进行热固化处理和/或光固化处理即可。
热固化处理能够通过这样进行，即：使含有热固化催化剂的未固化状物在被控制为恒定温度的加热炉等固化处理部内进行规定时间加热处理。
光固化处理能够通过这样进行，即：从含有光固化催化剂的未固化状物的周围对该未固化状物照射紫外线。作为用于光固化处理的光源，能够列举出能产生波长为150nm～600nm的光的碳弧光灯、超高压水银灯、高压水银灯、中压水银灯、低压水银灯、化学灯、氙灯、发光二极管(LED)以及激光束等。
作为热固化催化剂，能够使用过氧化物系催化剂或偶氮系催化剂等。
作为光固化催化剂，例如可以列举出：二苯甲酮，苯偶姻烷基醚，4’-异丙基-2-羟基-2-甲基苯丙酮，1-羟基环已基苯基酮，苯偶酰甲基缩酮，2,2-二乙氧基苯乙酮，氯噻吨酮，噻吨酮系化合物，二苯甲酮系化合物，4-二甲基氨基苯甲酸乙酯，4-二甲基氨基苯甲酸异戊酯，N-甲基二乙醇胺，三乙基胺等。
上述热固化催化剂、光固化催化剂的添加量优选在未固化状物100质量％中为0.01质量％～2质量％。
另外，为了稳定地制造丝状体，优选在未固化状物中添加阻聚剂10ppm～1000ppm，以防止在固化处理之前发生聚合。
作为阻聚剂，例如可以列举出：氢醌，氢醌单甲基醚等醌化合物，吩噻嗪等胺系化合物，4-羟基-2,2,6,6-四甲基哌啶-N-氧等N-氧系化合物等。
对于本实施方式的棒状透镜阵列所使用的棒状透镜，也可以在自中心朝向外周去的0.90r～r的范围(外周部)形成有吸收层，该吸收层含有用于吸收在棒状透镜上传输的光的至少一部分的吸收剂。
通常地，在棒状透镜中，随着远离中心，容易形成折射率分布偏离理想分布的不规则部分，但若在棒状透镜的外周部形成光吸收层，则能够抑制起因于折射率分布不规则的部分的光学特性降低。
光吸收层的厚度优选为0～50μm。通过使光吸收层的厚度在该范围内，能够充分去除杂光(日文：フレア光)、串扰光，并且能够确保足够的透光量。
为了利用光聚合法进行聚合固化，需要使光聚合用的光透过未固化状物层。然而，光吸收剂的种类较多，光吸收的波长依赖性比较多样。即，也存在这样的光吸收剂，该光吸收剂吸收棒状透镜的传输光并且与吸收棒状透镜的传输光的程度相等的程度以上地吸收用于聚合的光。因而，期望的是，在采用光聚合法进行聚合固化处理的情况下，使用如下特性的光吸收剂，即：吸收棒状透镜的传输光，但尽可能不吸收聚合用的光而使聚合用的光透过。
实际上用作棒状透镜的传输光的光通常是波长为400nm～750nm的可见光～近红外光的范围内的光。另一方面，用于光聚合的光通常为发光波长为300nm～370nm的紫外线。因此，优选使用这样的光吸收剂：在波长为400nm～750nm的波长区域内的吸光度系数是在波长为300nm～370nm的波长区域内的吸光度系数的2倍以上。
作为这样的光吸收剂，能够列举出例如能够吸收波长为600nm～近红外线区域的光的日本化药株式会社制的“Kayasorb CY-10”、能够吸收波长为600nm～700nm的光的日本三菱化学株式会社制的“Diaresin Blue 4G”、能够吸收波长为550nm～650nm的光的日本化药株式会社制的Kayaset Blue ACR”、能够吸收波长为500nm～600nm的光的日本三井化学染料株式会社制的“MS Magenta HM-1450”、能够吸收波长为400nm～500nm的光的日本三井化学染料株式会社制的“MS Yellow HD-180”等。
另外，作为用于吸收波长为400nm～750nm的整个波长区域的光的光吸收剂，能够列举出黑色染料等。上述光吸收剂既可以单独使用，也能够通过使两种以上的光吸收剂组合来进行使用。
上述纺丝工序例如能够利用图1所示那样的棒状透镜原纱制造装置进行。
该棒状透镜原纱制造装置10基本上与公知的复合纺丝装置为同一构造，包括：同心圆状的复合纺丝喷头12；筒状的收纳体14，其用于将由复合纺丝喷头12喷出的丝状体E在内部输送；非活性气体导入管16，其连接在收纳体14的靠复合纺丝喷头12侧的部分，用于向收纳体14内供给非活性气体(例如氮气)；和非活性气体排出管17，其连接在收纳体14的靠出口14a侧的部分，用于自收纳体14排出非活性气体。
棒状透镜原纱制造装置10还包括：第1光照射装置18，其设在收纳体14的长度方向上的中央的外侧，用于对丝状体E照射紫外线；第2光照射装置20，其设在收纳体14上的位于第1光照射装置18的下游侧的位置，用于对丝状体E照射紫外线；和一对牵引辊22，其配置在收纳体14的下游侧。
在收纳体14中，将从复合纺丝喷头12到丝状体E即将被来自第1光照射装置18的紫外线照射的位置之间的区域称作相互扩散处理部14b，将来自第1光照射装置18的紫外线向丝状体E照射的区域称作第1固化处理部14c，将来自第2光照射装置20的紫外线向丝状体E照射的区域称作第2固化处理部14d。
对于使用制造装置10制造棒状透镜原纱，在棒状透镜原纱的制造中，自非活性气体导入管16向收纳体14内导入非活性气体(例如氮气)并自非活性气体排出管17将收纳体14内的非活性气体排出。
一边使非活性气体在收纳体14内流动，一边自复合纺丝喷头12将固化后的折射率n满足n1＞n2＞····＞nN(N≥3)的N个未固化状物以折射率随着自中心朝向外周去而逐渐降低的配置呈同心圆状喷出，将未固化状的层叠体、即丝状体E送入收纳体14内，并如箭头A所示那样使该丝状体E穿过收纳体14内。
在收纳体14内，首先，在相互扩散处理部14b处，在构成丝状体E的各层之间发生相互扩散。在第1固化处理部14c处，自第1光照射装置18对丝状体E照射紫外线，使各层之间相互扩散并进行固化。而且，在第2固化处理部14d处，自第2光照射装置20对丝状体E照射紫外线，进一步进行固化。
之后，利用牵引辊22牵引丝状体E，由此从收纳体14引出棒状透镜原纱F。如箭头B所示那样，进一步向下游输送棒状透镜原纱F。
将通过纺丝工序得到的棒状透镜原纱F连续地送入加热拉伸处理中。但是，也可以将通过纺丝工序得到的棒状透镜原纱F卷绕于线轴等之后送入加热拉伸处理中。
加热拉伸处理可以连续地进行，也可以以间歇方式进行。此外，加热拉伸处理和松弛处理可以连续地进行，也可以非连续地进行。
加热拉伸处理和松弛处理例如利用图2所示那样的拉伸/松弛处理装置30进行。
该拉伸/松弛处理装置30自棒状透镜原纱F的输送方向上游侧起依次设有第1夹持辊32、第2夹持辊34、第3夹持辊36。而且，拉伸/松弛处理装置30还包括配置在第1夹持辊32与第2夹持辊34之间的第1加热炉38和配置在第2夹持辊34与第3夹持辊36之间的第2加热炉40。
在拉伸/松弛处理装置30中，通过固化得到的棒状透镜原纱F被第1夹持辊32供给到第1加热炉38，经过了第1加热炉38的棒状透镜原纱F被第2夹持辊34以比第1夹持辊32快的速度牵引并拉伸，而成为拉伸了的棒状透镜原纱G。
在加热拉伸处理中的第1加热炉38内的气氛的温度能够根据棒状透镜的材质等适当设定，优选为棒状透镜的玻化温度(Tg)+20℃以上。另外，拉伸倍率能够根据所期望的棒状透镜直径适当决定，能够利用第1夹持辊32与第2夹持辊34之间的周向速度比进行调节。
在拉伸/松弛处理装置30中也进行松弛处理。拉伸的棒状透镜原纱G被第2夹持辊34供给到第2加热炉40，经过了第2加热炉40的棒状透镜原纱G被第3夹持辊36以比第2夹持辊34慢的速度牵引并被松弛，成为松弛的棒状透镜原纱L。
松弛处理用的第2加热炉40内的气氛的温度能够根据棒状透镜的材质等适当设定，优选为棒状透镜的Tg以上。另外，松弛率(松弛处理后的长度/松弛处理前的长度)能够根据所期望的棒状透镜直径适当决定，优选为99/100～1/2程度。
若以这样的松弛率实施松弛处理，则能够抑制棒状透镜的收缩。另外，若松弛率过小，则透镜直径的斑变大，因此不优选。松弛率能够利用第2夹持辊34与第3夹持辊36之间的周向速度比进行调节。
采用上述的方法，多个聚合物呈同心圆状重叠而成为聚合物混合物，能够得到折射率随着自中心朝向外周去而连续地减小的折射率分布的塑料棒状透镜。其中，该聚合物混合物的以在各层之间构成聚合物的单体相互扩散了的状态固化。
为了除去杂光、串扰光等，制造出的棒状透镜原纱L被制成在外周部设有染色部42的棒状透镜44(图3)。或者，也可以取代染色部42，制成形成有粗糙化处理部46的棒状透镜48(图4)。无论在哪种情况下，发挥透镜作用的有效部分44a、48a的半径re均小于透镜半径r。
因染色部42或者面粗糙化处理部46的存在，棒状透镜44、48中发挥透镜作用的有效部分的半径、即有效半径re满足下述式(2)。
(2)0.1mm≤re≤0.3mm
此外，棒状透镜44、48的数值孔径NA满足下述式(3)。
(3)NA≤0.175
其中，NA的下限值优选为0.06以上，更优选为0.1以上。
此外，在棒状透镜44、48中，折射率分布常数g满足下述式(1)。
(1)0.3mm-1≤g≤0.6mm-1
棒状透镜阵列
接着，说明本实施方式的棒状透镜阵列。
在本实施方式的棒状透镜阵列50中，多个上述棒状透镜44(48)在两张基板52之间以各棒状透镜44的中心轴线成为彼此沿大致平行方向的方式排列配置成一列或两列以上。
基板52的材质并不特别限定，优选为在制作棒状透镜阵列的工序中容易加工的材料。
作为该材料，能够使用热塑性树脂、热固化性树脂等。更详细而言，优选的是丙烯酸系树脂、ABS树脂、聚酰亚胺系树脂、液晶聚合物、环氧系树脂、酚醛树脂等。另外，作为基板52的基材、加强材，可以使用纤维、纸，也可以对基板添加脱模剂、染料、颜料、抗静电剂等。
构成棒状透镜阵列50的基板52既可以为平板状，也可以是形成有将棒状透镜44以恒定间隔配置并收纳的U字状或V字状等的槽的形状。
在棒状透镜44与基板52之间的空间填充有粘接剂54，而将棒状透镜44粘接并固定在基板52之间。只要粘接剂54具有能够将棒状透镜44与基板52固定、或者能够将棒状透镜44、44彼此固定的程度的粘合力，则粘接剂54的种类并不特别限定，能够使用能涂布成薄膜状的粘接剂、喷涂式粘合剂、热熔型粘合剂等。
作为向基板52、棒状透镜44涂布粘接剂54的涂布方法，能够根据粘接剂的种类使用丝网印刷法、喷涂法等公知的涂布法。
本实施方式所使用的棒状透镜阵列中的棒状透镜44的排列间距P满足下述式(4)。
(4)0.85≤2re/P≤1
在此，排列间距P是指棒状透镜阵列中的相邻的棒状透镜的中心之间的距离，2re是所使用的棒状透镜的发挥透镜作用的有效部分的直径。2re/P的优选的范围为0.9以上且1以下，更优选的范围为0.92以上且1以下。
在排列棒状透镜44来制作棒状透镜阵列50时，为了提高排列精度以及除去串扰光，通常以在棒状透镜44之间设有间隙56的方式排列棒状透镜44，排列间距P大于棒状透镜44的直径2r以及有效部分的直径2re(图6)。
结果，在透镜阵列中，发挥透镜作用的有效部分“分散开”。在利用多个棒状透镜成像的情况下，由于透镜像差，在棒状透镜阵列的成像面上，与各透镜的光轴上的位置相比，相邻的透镜的光轴之间的位置处的焦深具有变窄的倾向。因此，在透镜阵列中，若发挥透镜作用的有效部分“分散开”，则焦深的斑容易变大。
此外，使发挥透镜作用的有效部分的比例变小，从而光量容易变小，并且光量斑容易变大。
在本实施方式中，通过使棒状透镜44的有效部分的直径2re与棒状透镜阵列中相邻的棒状透镜44、44的中心之间的距离P之比2re/P为0.85≤2re/P≤1，能够得到焦深斑较小、光量较大且光量斑较小的棒状透镜阵列。
在棒状透镜阵列中，相邻的棒状透镜44、44可以彼此紧贴，也可以隔开恒定间隙地排列。
作为棒状透镜阵列50，除了可以为图5所示那样的结构、即：多个棒状透镜44在两张基板52、32之间层叠一层地排列配置而成的一层层叠结构，还可以为同类的棒状透镜层叠两层以上地排列配置而成的结构。对于棒状透镜层叠两层以上的结构，优选以棒状透镜之间的间隙变为最小的方式排列成金字塔形(日文：俵積み状)。
对于棒状透镜阵列，可以在棒状透镜端面设置为了防止杂物附着以及发生损伤的表面保护层。作为该表面保护层，能够列举出现有的利用UV固化型硬涂剂(ハードコート剤)形成的保护层、设置在透镜端面的玻璃盖片。
通常，透镜的焦深DOF与数值孔径NA成反比例的关系，但在棒状透镜中，下述式的关系也成立。即，数值孔径NA越小，焦深能够越深。
DOF＝0.156/NA(mm)
在此，利用波长为525nm的光使空间频率为6Lp/mm的光栅图案的像通过棒状透镜成像来测量焦深DOF(mm)。具体而言，如图6所示那样，在光源58与本实施方式的棒状透镜阵列50之间，自光源侧起依次配置波长滤光器60、扩散板62、光栅图案64，利用CCD线阵传感器66拍摄由棒状透镜阵列50结成的光栅图案64的像，从而测量焦深DOF。
首先，以使MTF(modulation transfer function)为最大的方式配置光栅图案64、棒状透镜阵列50、CCD线阵传感器66(图6)，自该状态开始，仅使光栅图案64在光轴上沿前后方向(沿着光轴的方向)移动，将MTF为40％以上的光栅图案的移动范围的宽度(mm)定义为焦深DOF(mm)(参照图7)。
其中，在本说明书中，“6Lp/mm的光栅图案”是指在1mm的宽度范围内设有6组由透明线和遮光(黑)线组成的组(线对：Lp)的光栅图案。
另外，MTF是指：根据利用棒状透镜使光栅图案成像于光接收传感器并进行读取时的测量光量的最大值(iMAX)和最小值(iMIN)利用下述式算出的值。
MTF[％]＝((iMAX-iMIN)/(iMAX+iMIN))×100
另外，透镜的光量与数值孔径NA的2次方成正比关系，因此数值孔径越小，光量越小。因而，为了加深棒状透镜的焦深需要减小数值孔径NA，但若过度减小数值孔径NA，则光量变小。
对于本实施方式的棒状透镜，通过使数值孔径NA为0.175以下，能够得到足够的焦深，并且通过使数值孔径NA为0.06以上，能够确保足够的光量。优选的是，NA的下限值为0.1以上，NA的上限值为0.15以下。
对于本实施方式的棒状透镜阵列50，阵列主扫描方向上的平均焦深DOFave为0.9mm≤DOFave。平均焦深DOFave的更优选的范围为0.9mm≤DOFave≤2.6mm，进一步优选为1.0mm≤DOFave≤2.3mm，更进一步优选为1.1mm≤DOFave≤2.0mm。
通过使DOFave为0.9mm以上，即使被读取的原稿的位置发生偏移也能够清晰地读取像。通过使DOFave为2.6mm以下，能够有效地传输光源的光，能够抑制电力消耗。
在此，焦深DOF是指：在依次配置6Lp/mm的光栅图案、棒状透镜和光接收传感器之后仅移动光栅图案时MTF为40％以上的光栅图案的移动范围的宽度(mm)；DOFave是指透镜阵列的主扫描方向上的焦深DOF的平均值。
另外，本实施方式的棒状透镜阵列50的阵列主扫描方向上的焦深的斑(焦深斑)DOFcv为DOFcv≤12％。优选为DOFcv≤10％，更优选为DOFcv≤5％。
在此，DOFcv是指透镜阵列的主扫描方向上的焦深的标准偏差除以DOFave得到的值。
在本实施方式中，棒状透镜满足式(1)～式(3)，并且，棒状透镜阵列满足式(4)，由此能够得到满足上述那样的平均焦深和焦深斑的棒状透镜阵列。
本实施方式的棒状透镜阵列50通过取上述那样的范围内的值，由此即使被读取的原稿的位置发生大幅偏移也能够清晰、无斑地读取像。
结果，即使被读取的原稿的位置发生大幅偏移，也能够清晰地读取像，并且能够使光源的光均匀地传输，因此能够提供一种所读取的图像均匀、无条斑(日文：スジ斑)且使光源的光有效地传输从而电力消耗较小的小型图像传感器。
图像传感器头
接着，根据图8说明本实施方式的图像传感器头。
本实施方式的图像传感器头70包括上述实施方式的棒状透镜阵列50，该图像传感器头70以能够自载置在原稿台72的原稿载置面72a上的原稿Q读取图像的方式组装于图像读取装置S。
图像传感器头70包括：线状光源74，其用于对载置在稿台72的原稿载置面72a上的原稿Q照射光；棒状透镜阵列50，其用于会聚来自原稿Q的反射光；线阵图像传感器76，其用于接收由棒状透镜阵列50会聚的光；和壳体78，其用于收纳线阵图像传感器76等。
壳体78为大致长方体形的箱体，在壳体78的上表面形成有第1凹部78a和第2凹部78b，在下表面形成有第3凹部78c。壳体78通过树脂的注塑成形形成。通过利用注塑成形形成壳体78，能够容易地形成壳体56，且能够比较廉价地形成壳体56。
线状光源74倾斜地固定在第1凹部78a内。线状光源74固定为：照射光的光轴经过棒状透镜阵列50的光轴Ax与原稿载置面72a之间的交点或者交点附近。
棒状透镜阵列50固定在第2凹部78b内。包括线阵图像传感器76的基板80安装在第3凹部78c内。基板80固定为：其上表面与设于第3凹部78c的台阶部78d抵接。
棒状透镜阵列50以棒状透镜的排列方向与图像读取装置S的主扫描方向一致的方式安装于图像传感器头70。棒状透镜阵列50用于接收自位于上方的原稿Q反射的线状光并在位于下方的像面、即线阵图像传感器76的光接收面76a上形成正立等倍像。
图像读取装置S为复印机等所使用的固定型的平板式扫描器的扫描器，通过利用驱动机构使图像传感器头70沿副扫描方向进行扫描，能够读取原稿Q。
其中，本实施方式的棒状透镜阵列和图像扫描器也能够用于其他类型的图像读取装置。
预测这样的原稿台72的玻璃的厚度72b为3mm以下。
考虑到因折射率为1.52、厚度为3mm的原稿台72而产生的焦点的浮动82(大约-1mm)以及原稿台72与透镜端面44a之间的间隙84(优选为1mm以上)，则需要使棒状透镜的工作距离L0为至少3mm以上(图9)。另外，通过使折射率分布常数g为0.6mm-1以内，能够使棒状透镜的工作距离L0为3mm以上。
实施例
在以下的例子中，针对棒状透镜阵列，如以下那样评价物理性能。
(共轭长度TC和分辨率(平均MTF)的测量)
使用具有空间频率为6线对/mm(Lp/mm)的光栅图案进行测量。
具体而言，使来自光源的光(波长525nm)穿过光栅图案入射到与光轴垂直的两端面被实施了研磨的棒状透镜阵列，利用设置于成像面的CCD线阵传感器读取光栅图像，测量该测量光量的最大值(imax)和最小值(imin)，利用下述式求出MTF(modulation transferfunction)。
MTF(％)＝{(imax-imin)/(imax+imin)}×100
此时，光栅图案与棒状透镜阵列的入射端之间的距离同棒状透镜阵列的射出端与CCD线阵传感器之间的距离相等。并且，使光栅图案和CCD线阵传感器相对于棒状透镜阵列对称地移动来测量MTF，将MTF为最佳时的光栅图案与CCD线阵传感器之间的距离作为共轭长度TC。
以共轭长度固定光栅图案与CCD线阵传感器之间的距离，对棒状透镜阵列的整个宽度进行扫描，测量50点处的MTF，求出它们的平均值(平均MTF)，并将该平均值(平均MTF)作为分辨率的指标。平均MTF的值越大，分辨率越佳。
在此，空间频率表示：将白线和黑线的组合作为一组线，在1mm的宽度范围内设有几组该线的组合。
(焦深DOF(mm)、平均焦深DOFave(mm)、焦深斑DOFcv(％)的测量)
使用具有空间频率为6线对/mm(Lp/mm)的光栅图案测量焦深。
具体而言，以使MTF为最大的方式依次配置光栅图案、棒状透镜阵列和光接收传感器之后(共轭长度TC)，使棒状透镜阵列和CCD线阵传感器固定，仅使光栅图案在光轴上沿前后方向移动来评价MTF，以MTF为40％以上的光栅图案的移动范围的宽度(mm)来评价焦深DOF(mm)。即使是在原稿偏离焦点位置的情况下，焦深的值越大，也越容易维持较高的分辨率。
关于平均焦深DOFave(mm)，沿棒状透镜阵列的主扫描方向以50μm间隔测量100点处的上述焦深DOF(mm)，通过以上述100点处的上述焦深DOF(mm)的平均值来求出平均焦深DOFave(mm)。
另外，关于焦深斑DOFcv(％)，在沿棒状透镜阵列的主扫描方向以50μm间隔测量100点处的焦深DOF后，通过以焦深DOF(mm)的标准偏差除以平均焦深DOFave(mm)所得到的值来求出焦深斑DOFcv(％)。
DOFcv(％)＝{DOF标准偏差(mm)/DOFave(mm)}×100
焦深斑DOFcv(％)的值越小，原稿偏离焦点位置时的分辨率斑越小，越能够得到均匀的图像。
(光量、光量斑的测量)
代替分辨率的测量所使用的光栅图案，利用乳白(日文：オパール)型扩散板测量光量。
具体而言，使来自光源的光(波长525nm)穿过扩散板而入射到棒状透镜阵列，利用设置于成像面的CCD线阵传感器测量光量输出，存储测量光量的最大值(imax)。此时的扩散板与棒状透镜阵列的入射端之间的距离同棒状透镜阵列的射出端与CCD线阵传感器之间的距离相等，扩散板与CCD线阵传感器之间的距离为共轭长度。
以共轭长度固定扩散板与CCD线阵传感器之间的距离，对棒状透镜阵列的整个宽度进行扫描，测量50点处的光量输出，求出它们的平均值(平均光量)。在此，将通常复印机所使用的棒状透镜、即自聚焦透镜SLA6A(日本板硝子社制)的平均光量为100％时的对象透镜的光量百分率(％)作为光量的指标。光量的值越大，越能够应对高速的印刷。
另外，关于光量斑，以共轭长度固定扩散板与CCD线阵传感器之间的距离，对棒状透镜阵列的整个宽度进行扫描，测量50点处的光量输出，通过计算下述式所示的测量光量的最大值(imax)与最小值(imin)之差除以光量平均值(平均光量)所得到的值来作为光量斑dI(％)。
dI(％)＝{(imax-imin)/平均光量}×100
[实施例1]
将聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)43.5质量份、甲基丙烯酸甲酯(MMA)15.5质量份、甲基丙烯酸苯酯(PhMA)7.5质量份、甲基丙烯酸叔丁酯(TBMA)3.5质量份、甲基丙烯酸三环[5.2.1.02,6]癸基酯(TCDMA)30质量份、1-羟基环已基苯基酮(HCPK)0.25质量份以及氢醌(HQ)0.1质量份加热至70℃并进行混炼而得到第1层形成用原液(未固化状物)。
将PMMA44质量份、MMA17质量份、PhMA8质量份、TBMA5.5质量份、TCDMA25.5质量份、HCPK0.25质量份以及HQ0.1质量份加热至70℃并进行混炼而得到第2层形成用原液(未固化状物)。
将PMMA46质量份、MMA16.5质量份、PhMA11质量份、TBMA8.5质量份、TCDMA12.5质量份、甲基丙烯酸2,2,3,3-四氟丙基酯(4FM)5.5质量份、HCPK0.25质量份以及HQ0.1质量份加热至70℃并进行混炼而得到第3层形成用原液(未固化状物)。
将PMMA44.5质量份、MMA11.5质量份、PhMA15质量份、TCDMA9质量份、4FM20质量份、HCPK0.25质量份以及HQ0.1质量份加热至70℃并进行混炼而得到第4层形成用原液(未固化状物)。
将PMMA44.5质量份、MMA11.5质量份、PhMA15质量份、TCDMA9质量份、4FM20质量份、HCPK0.25质量份以及HQ0.1质量份加热至70℃并进行混炼而得到第5层形成用原液(未固化状物)。
其中，HCPK为光固化催化剂，HQ为阻聚剂。
各层的原液的成分表示在表1(实施例原液成分半径比)中。
[表1]
另外，为了抑制串扰光、杂光，在加热混炼前的第5层形成用原液中相对于原液整体添加了染料Blue ACR(日本化药株式会社制)0.58质量％、染料MS Yellow HD-180(日本三井化学染料株式会社制)和MS Magenta HM-1450(日本三井化学染料株式会社制)各0.15质量份、染料Diaresin Blue4G(日本三菱化学株式会社制)0.03质量份、Kayasorb CY-10(日本化药株式会社制)0.02质量份。
以固化后的折射率随着自中心朝向外周去而依次减小的方式排列该5种原液，并自同心圆状的5层复合纺丝喷头同时挤压出该5种原液，而得到丝状体。复合纺丝喷头的温度设定为50℃。
各层的喷出比换算成棒状透镜的径向上的各层的厚度(在第1层为半径)之比，从而设定为第1层/第2层/第3层/第4层/第5层＝35.0/35.5/24.5/4/3。
在此，第1层为最内侧，第5层为最外侧。
接着，利用图1所示的塑料制棒状透镜原纱的制造装置10，由所得到的原液制造了棒状透镜原纱。
具体而言，自非活性气体导入管向收纳体内导入氮气并且自非活性气体排出管将收纳体内的非活性气体排出。
并且，利用牵引辊(夹持辊)牵引(200cm/分)自同心圆状的复合纺丝喷头挤压出的丝状体A，使其经过长度为30cm的相互扩散处理部，而使各层之间发生相互扩散。
接着，使丝状体A经过由18个长度为120cm的40W的化学灯以等间隔的方式配置在中心轴线的周围而形成的第1固化处理部(光照射部)的中心，而使各层之间相互扩散并固化。接着，使丝状体A经过由3个2KW的高压水银灯以等间隔的方式配置在中心轴线的周围而形成的第2固化处理部(光照射部)的中心，而使其进一步固化。其中，相互扩散处理部内的氮流量设定为72L/分。
由此得到的棒状透镜原纱的半径为0.30mm。
接着，将得到的棒状透镜原纱切割成166mm的长度，而得到棒状透镜。
通过这样得到的棒状透镜的半径r为0.30mm，中心折射率n0在波长为525nm时为1.503，并且在自中心朝向外周去的0.2r～0.9r的范围内折射率分布近似于上述的与折射率分布相关的算式，在波长为525nm时折射率分布常数g为0.33mm-1。并且，自外周朝向中心形成有染料混入的层，有效半径re为0.286mm，透镜的数值孔径NA为0.142。
使用520个所得到的棒状透镜，制作了透镜长度为12.0mm、排列间距P为0.615mm(相邻透镜之间的间隙为0.015mm)的1列棒状透镜阵列。有效部分的直径2re与排列间距P之比2re/P为0.93。
这样得到的棒状透镜阵列在波长为470nm、525nm、630nm时的共轭长度Tc大致相同，为21.3mm，工作距离L0为4.6mm。
另外，得到的棒状透镜阵列的平均焦深DOFave为1.22mm，焦深斑DOFcv为5.9％，光量为268％，光量斑为15％。测量结果表示在图10、表2(实施例比较例结果)中。
表2
在使用该棒状透镜阵列制作成图像传感器头后，能够得到紧凑的图像传感器头。并且在使用该图像传感器头进行读取时，即使原稿发生些许浮动也能够得到分辨率较高的图像，起因于焦深斑的图像斑也较少。在原稿没有浮动的情况下，光量较大，光量斑也较少，因此能够得到清晰的图像。并且，在所读取的图像上未发现条斑。
[实施例2]
将固化处理后的丝状体在145℃的温度下拉伸至2.34倍，之后在127℃的温度下以松弛率成为0.71的方式实施松弛处理，除此以外其他条件与实施例1相同地制作了棒状透镜。
这样得到的棒状透镜的半径r为0.232mm，中心折射率n0在波长为525nm时为1.503，并且在自中心朝向外周去的0.2r～0.9r的范围内折射率分布近似于上述的与折射率分布相关的算式，在波长为525nm时折射率分布常数g为0.43mm-1。并且，自外周朝向中心形成有染料混入的层，有效半径re为0.220mm，透镜的数值孔径NA为0.142。
使用684个所得到的棒状透镜制作了透镜长度为8.8mm、排列间距P为0.468mm(相邻透镜之间的间隙为0.004mm)的1列棒状透镜阵列。有效部分的直径2re与排列间距P之比2re/P为0.94。
这样得到的棒状透镜阵列在波长为470nm、525nm、630nm时的共轭长度Tc大致相同，为18.1mm，工作距离L0为4.7mm。
另外，得到的棒状透镜阵列的平均焦深DOFave为1.19mm，焦深斑DOFcv为7.9％，光量为216％，光量斑为14％。测量结果表示在图11、表2中。
在使用该棒状透镜阵列制作成图像传感器头后，能够得到紧凑的图像传感器头。并且在使用该图像传感器头进行读取时，即使原稿发生些许浮动也能够得到分辨率较高的图像，起因于焦深斑的图像斑也较少。在原稿没有浮动的情况下，光量较大，光量斑也较少，因此能够得到清晰的图像。并且，在所读取的图像上未发现条斑。
[实施例3]
将固化处理后的丝状体在145℃的温度下拉伸至4.11倍，之后在127℃的温度下以松弛率成为0.71的方式实施松弛处理，除此以外其他条件与实施例1相同地制作了棒状透镜。
这样得到的棒状透镜的半径r为0.175mm，中心折射率n0在波长为525nm时为1.503，并且在自中心朝向外周去的0.2r～0.9r的范围内折射率分布近似于与折射率分布相关的上述算式，在波长为525nm时折射率分布常数g为0.57mm-1。并且，自外周朝向中心形成有染料混入的层，有效半径re为0.166mm，透镜的数值孔径NA为0.142。
使用914个所得到的棒状透镜，制作了透镜长度为6.7mm、排列间距P为0.350mm(相邻透镜之间的间隙为0mm)的1列棒状透镜阵列。有效部分的直径2re与排列间距P之比2re/P为0.95。
这样得到的棒状透镜阵列在波长为470nm、525nm、630nm时的共轭长度Tc大致相同，为13.6mm，工作距离L0为3.5mm。
另外，得到的棒状透镜阵列的平均焦深DOFave为1.27mm，焦深斑DOFcv为4.8％，光量为220％，光量斑为12％。测量结果表示在图12、表2中。
在使用该棒状透镜阵列制作成图像传感器头后，能够得到非常紧凑的图像传感器头。并且在使用该图像传感器头进行读取时，即使原稿发生些许浮动也能够得到分辨率较高的图像，起因于焦深斑的图像斑也非常少。在原稿没有浮动的情况下，光量较大，光量斑也较少，因此能够得到清晰的图像。并且，在所读取的图像上未发现条斑。
[实施例4]
使各层的喷出比为第1层/第2层/第3层/第4层/第5层＝11.0/34.0/38.0/10.0/7，使牵引辊(夹持辊)17的牵引速度为300cm/分，将固化处理后的丝状体在145℃的温度下拉伸至5.83倍，之后在127℃的温度下以松弛率成为0.71的方式实施松弛处理，除此以外，其他条件与实施例1相同地制作了棒状透镜。
这样得到的棒状透镜的半径r为0.120mm，中心折射率n0在波长为525nm时为1.502，并且在自中心朝向外周去的0.2r～0.9r的范围内折射率分布近似于与折射率分布相关的上述算式，在波长为525nm时折射率分布常数g为0.43mm-1。并且，自外周朝向中心形成有染料混入的层，有效半径re为0.110mm，透镜的数值孔径NA为0.071。
使用1280个所得到的棒状透镜，制作了透镜长度为8.8mm、排列间距P为0.250mm(相邻透镜之间的间隙为0.01mm)的1列棒状透镜阵列。有效部分的直径2re与排列间距P之比2re/P为0.88。
这样得到的棒状透镜阵列在波长为470nm、525nm、630nm时的共轭长度Tc大致相同，为18.1mm，工作距离L0为4.7mm。
另外，得到的棒状透镜阵列的平均焦深DOFave为2.20mm，焦深斑DOFcv为9.0％，光量为50％，光量斑为19％。测量结果表示在图13、表2中。
在使用该棒状透镜阵列制作成图像传感器头后，能够得到紧凑的图像传感器头。并且在使用该图像传感器头进行读取时，即使原稿大幅浮动也能够得到分辨率较高的图像，起因于焦深斑的图像斑也比较少。在原稿没有浮动的情况下，光量比较大，光量斑也比较少，因此能够得到清晰的图像。并且在所读取的图像上未发现条斑。
[比较例1]
将PMMA46质量份、MMA24质量份、TCDMA30质量份、HCPK0.25质量份以及HQ0.1质量份加热至70℃并进行混炼而得到第1层形成用原液(未固化状物)。
将PMMA46质量份、MMA29质量份、甲基丙烯酸苄酯(BzMA)5质量份、TCDMA15质量份、甲基丙烯酸2,2,3,3,4,4,5,5-八氟戊基酯(8FM)5质量份、HCPK0.25质量份以及HQ0.1质量份加热至70℃并进行混炼而得到第2层形成用原液(未固化状物)。
将PMMA49质量份、MMA37质量份、BzMA6质量份、8FM8质量份、HCPK0.25质量份以及HQ0.1质量份加热至70℃并进行混炼而得到第3层形成用原液(未固化状物)。
将PMMA47质量份、MMA23质量份、BzMA10质量份、8FM20质量份、HCPK0.25质量份以及HQ0.1质量份加热至70℃并进行混炼而得到第4层形成用原液(未固化状物)。
将PMMA39质量份、MMA3质量份、BzMA17质量份、8FM41质量份、HCPK0.25质量份以及HQ0.1质量份加热至70℃并进行混炼而得到第5层形成用原液(未固化状物)。
各层的原液的成分表示在表3(比较例原液成分半径比)中。
[表2]
其中，为了抑制串扰光、杂光，在加热混炼前的第4层形成用原液中相对于原液整体添加了染料Blue ACR(日本化药株式会社制)、染料MS Yellow HD-180(日本三井化学染料株式会社制)、MS Magenta HM-1450(日本三井化学染料株式会社制)、染料DiaresinBlue 4G(日本三菱化学株式会社制)和Kayasorb CY-10(日本化药株式会社制)各0.01质量份。并且在加热混炼前的第5层形成用原液中相对于原液整体添加了染料Blue ACR(日本化药株式会社制)0.57质量％、染料MS Yellow HD-180(日本三井化学染料株式会社制)和MSMagenta HM-1450(日本三井化学染料株式会社制)各0.14质量份、染料Diaresin Blue 4G(日本三菱化学株式会社制)0.03质量份、Kayasorb CY-10(日本化药株式会社制)0.01质量份。
以固化后的折射率随着自中心朝向外周去而逐渐减小的方式排列该5种原液，自同心圆状的5层复合纺丝喷头同时挤压出该5种原液，而得到丝状体。复合纺丝喷头的温度设定为50℃。
各层的喷出比换算成棒状透镜的径向上的各层的厚度(在第1层为半径)之比，从而设定为第1层/第2层/第3层/第4层/第5层＝21.0/25.0/33.0/19/2。
在此，第1层为最内侧，第5层为最外侧。
接着，利用图1所示的塑料制棒状透镜原纱的制造装置，由得到的原液制造了棒状透镜原纱。
具体而言，自非活性气体导入管向收纳体内导入氮气并且自非活性气体排出管将收纳体内的非活性气体排出。
并且，利用牵引辊(夹持辊)牵引(200cm/分)自同心圆状的复合纺丝喷头挤压出的丝状体A，使该丝状体A经过长度为30cm的相互扩散处理部，而使各层之间发生相互扩散。
接着，使丝状体A经过由18个长度为120cm的40W的化学灯以等间隔的方式配置在中心轴线的周围而形成的第1固化处理部(光照射部)的中心，而使各层之间相互扩散并固化。接着，使丝状体A经过由3个2KW的高压水银灯以等间隔的方式配置在中心轴线的周围而形成的第2固化处理部(光照射部)的中心，而使该丝状体A进一步固化。其中，相互扩散处理部内的氮流量为72L/分。
通过这样得到的棒状透镜原纱的半径为0.30mm。
接着，将得到的棒状透镜原纱切割成166mm的长度，从而得到棒状透镜。
这样得到的棒状透镜的半径r为0.30mm，中心折射率n0在波长为525nm时为1.497，并且在自中心朝向外周去的0.2r～0.9r的范围内折射率分布近似于与折射率分布相关的上述算式，在波长为525nm时折射率分布常数g为0.48mm-1。并且，自外周朝向中心形成有染料混入的层，有效半径re为0.283mm，透镜的数值孔径NA为0.203。
使用520个所得到的棒状透镜，制作了透镜长度为8mm、排列间距P为0.615mm(相邻透镜之间的间隙为0.015mm)的1列棒状透镜阵列。有效部分的直径2re与排列间距P之比2re/P为0.92。
这样得到的棒状透镜阵列在波长为470nm、525nm、630nm时的共轭长度Tc大致相同，为15.6mm，工作距离L0为3.8mm。
并且，得到的棒状透镜阵列的平均焦深DOFave为0.77mm，焦深斑DOFcv为5.4％，光量为469％，光量斑为15％。测量结果表示在图14、表2中。
在使用该棒状透镜阵列制作成图像传感器头后，能够得到非常紧凑的图像传感器头。并且在使用该图像传感器头进行读取时，只要原稿稍有浮动，就只能得到分辨率较低的模糊的图像，未能够确认到图像的斑。在原稿没有浮动的情况下，光量非常大，能够得到清晰的图像，起因于光量斑的图像的斑较少。并且，在所读取的图像上未发现条斑。
[比较例2]
将固化处理后的丝状体在145℃的温度下拉伸至4倍，之后在127℃的温度下以松弛率成为0.71的方式实施松弛处理，除此以外，其他条件与比较例1相同地制作了棒状透镜。
这样得到的棒状透镜的半径r为0.178mm，中心折射率n0在波长为525nm时为1.497，并且在自中心朝向外周去的0.2r～0.9r的范围内折射率分布近似于与折射率分布相关的上述算式，在波长为525nm时折射率分布常数g为0.84mm-1。并且，自外周朝向中心形成有染料混入的层，有效半径re为0.166mm，透镜的数值孔径NA为0.209。
使用865个所得到的棒状透镜，制作了透镜长度为4.4mm、排列间距P为0.370mm(相邻透镜之间的间隙为0.015m)的1列棒状透镜阵列。有效部分的直径2re与排列间距P之比2re/P为0.9。
这样得到的棒状透镜阵列在波长为470nm、525nm、630nm时的共轭长度Tc大致相同，为10mm，工作距离L0为2.8mm。
并且，所得到的棒状透镜阵列的平均焦深DOFave为0.87mm，焦深斑DOFcv为3.8％。光量为385％，光量斑为12％。测量结果表示在图15、表2中。
在使用该棒状透镜阵列制作成图像传感器头之后，能够得到非常紧凑的图像传感器头，但在使用该图像传感器头进行读取时，工作距离L0缩短到2.8mm，就与平板玻璃之间发生干涉，因此无法顺利地进行读取。
[比较例3]
将PMMA52质量份、MMA13质量份、BzMA35质量份、HCPK0.25质量份以及HQ0.1质量份加热至70℃并进行混炼而得到第1层形成用原液(未固化状物)。将PMMA51质量份、MMA16质量份、BzMA33质量份、HCPK0.25质量份以及HQ0.1质量份加热至70℃并进行混炼而得到第2层形成用原液(未固化状物)。将PMMA50质量份、MMA20质量份、BzMA30质量份、HCPK0.25质量份以及HQ0.1质量份加热至70℃并进行混炼而得到第3层形成用原液(未固化状物)。将PMMA50质量份、MMA35质量份、BzMA15质量份、HCPK0.25质量份以及HQ0.1质量份加热至70℃并进行混炼而得到第4层形成用原液(未固化状物)。将PMMA42质量份、MMA18质量份、8FM40质量份、HCPK0.25质量份以及HQ0.1质量份加热至70℃并进行混炼而得到第5层形成用原液(未固化状物)。
各层的原液的成分表示在表3中。
其中，为了抑制串扰光、杂光，而在加热混炼前的第4层形成用原液中相对于原液整体添加了染料Blue ACR(日本化药株式会社制)、染料MS Yellow HD-180(日本三井化学染料株式会社制)、MS Magenta HM-1450(日本三井化学染料株式会社制)以及染料Diaresin Blue 4G(日本三菱化学株式会社制)各0.01质量份。
以固化后的折射率随着自中心朝向外周去而依次减小的方式排列该5种原液，并自同心圆状的5层复合纺丝喷头同时挤压出该5种原液，从而得到丝状体。复合纺丝喷头的温度设定为50℃。
各层的喷出比换算成棒状透镜的径向上的各层的厚度(在第1层为半径)之比，从而设定为第1层/第2层/第3层/第4层/第5层＝48/14/16/21/1。
在此，第1层为最内侧，第5层为最外侧。
接着，利用图1所示的塑料制棒状透镜原纱的制造装置，由所得到的原液制造了棒状透镜原纱。
具体而言，自非活性气体导入管向收纳体内导入氮气并且自非活性气体排出管将收纳体内的非活性气体排出。
并且，利用牵引辊(夹持辊)牵引(200cm/分)自同心圆状的复合纺丝喷头挤压出的丝状体A，使该丝状体A经过长度为30cm的相互扩散处理部，从而使各层之间发生相互扩散。
接着，使丝状体A经过由18个长度为120cm的40W的化学灯以等间隔的方式配置在中心轴线的周围而形成的第1固化处理部(光照射部)的中心，而使各层之间相互扩散并固化。接着，使丝状体A经过由3个2KW的高压水银灯以等间隔的方式配置在中心轴线的周围而形成的第2固化处理部(光照射部)的中心，而使该丝状体A进一步固化。其中，相互扩散处理部内的氮流量为72L/分。
通过这样得到的棒状透镜原纱的半径为0.30mm。
接着，将得到的棒状透镜原纱在145℃的温度下拉伸至2.34倍，之后在127℃的温度下以松弛率成为0.71的方式实施松弛处理，之后切割成166mm的长度，从而制作成棒状透镜。
这样得到的棒状透镜的半径r为0.232mm，中心折射率n0在波长为525nm时为1.503，并且在自中心朝向外周去的0.2r～0.8r的范围内折射率分布近似于与折射率分布相关的上述算式，在波长为525nm时折射率分布常数g为0.40mm-1。并且，自外周朝向中心形成有染料混入的层，有效半径re为0.18mm，透镜的数值孔径NA为0.108。
使用690个所得到的棒状透镜，制作了透镜长度为9.5mm、排列间距P为0.464mm(相邻透镜之间的间隙为0m)的1列棒状透镜阵列。有效部分的直径2re与排列间距P之比2re/P为0.78。
这样得到的棒状透镜阵列在波长为470nm、525nm、630nm时的共轭长度Tc大致相同，为19.2mm，工作距离L0为4.9mm。
并且，得到的棒状透镜阵列的平均焦深DOFave为1.51mm，焦深斑为12.8％，光量为106％，光量斑为35％。测量结果表示在图15、表2中。
在使用该棒状透镜阵列制作成图像传感器头后，能够得到紧凑的图像传感器头。并且在使用该图像传感器头进行读取时，即使原稿大幅浮动也能够得到分辨率较高的图像，但由于焦深的斑较大，因此起因于该焦深的斑的图像的斑也非常大。在原稿没有浮动的情况下，光量较大，能够得到清晰的图像，但光量斑较大。并且，在所读取的图像上能够清晰地看到条斑。
附图标记说明
50、棒状透镜阵列；44、棒状透镜；52、基板；54、粘接剂。

Claims (2)

1.一种棒状透镜阵列，该棒状透镜阵列在两张基板之间具有至少1列棒状透镜列，该棒状透镜列是通过将多个折射率随着自中心朝向外周去而减小的圆柱状的棒状透镜以各棒状透镜的中心轴线彼此大致平行的方式排列而成的，该棒状透镜阵列的特征在于，
平均焦深DOFave为0.9mm以上，
上述棒状透镜列的主扫描方向上的焦深斑DOFcv为12％以下，
其中，焦深DOF是指：在依次配置6Lp/mm的光栅图案、棒状透镜和光接收传感器之后仅移动光栅图案时MTF为40％以上的光栅图案的移动范围的宽度；
该棒状透镜阵列满足下述(1)～(4)的要点，
(1)0.3mm-1≤g≤0.6mm-1
(2)0.1mm≤re≤0.3mm
(3)NA≤0.175
(4)0.85≤2re/P≤1
其中，g表示棒状透镜的折射率分布常数，
re表示棒状透镜的发挥透镜作用的有效部分的半径，
NA表示棒状透镜的数值孔径，
P表示棒状透镜阵列中的相邻的棒状透镜的中心之间的距离。
2.一种图像传感器头，其中，
该图像传感器头包括权利要求1所述的棒状透镜阵列。
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