JP2000221445A - 光学ヘッド用光学系 - Google Patents
光学ヘッド用光学系Info
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- JP2000221445A JP2000221445A JP2745699A JP2745699A JP2000221445A JP 2000221445 A JP2000221445 A JP 2000221445A JP 2745699 A JP2745699 A JP 2745699A JP 2745699 A JP2745699 A JP 2745699A JP 2000221445 A JP2000221445 A JP 2000221445A
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Abstract
供する。 【解決手段】 光学系10の4n(n:正の整数)枚の
レンズ11は、光源側のレンズ11から当該レンズ11
の焦点距離Fの2倍の位置にあるLEDアレイ1の発光
部に対応する正立像を、出射側のレンズ11から焦点距
離Fの2倍の位置にある感光ドラム等の書き込み面5上
に結像させる。
Description
タの露光系として使用される光学ヘッド用光学系に関す
る。
上に静電潜像を形成し、この潜像をトナーによって現像
し、このトナーを紙に転写し、熱、圧力によってトナー
を紙に定着させることによって印刷を行なっている。
は、レーザ光線を感光ドラム上で走査させる方法と、多
数のLEDを配列して形成したLEDアレイからの光を
感光ドラム上に結像させる方法とがある。
では、光学ヘッドは、LEDアレイと、このLEDアレ
イを駆動するドライバーICと、LEDアレイからの光
を感光ドラム上に結像させる光学系とから構成される。
が多用されている。ロッドレンズは、ガラスファイバー
にイオンを含浸させ、中央部から周辺部に向かって屈折
率が低下するようにしたものである。
ズアレイはロッドレンズを並べたものであり、各ロッド
レンズは(感光ドラム上に)等倍率の正立像を結び、隣
接するロッドレンズとの像が重なる。
ドレンズを並べるだけで対応できるのでコンパクトな光
学系となる。
レンズアレイの解像度は、高解像度の光学ヘッドに使用
するには不十分である。
を示すMTF(Modulation of Transfer Function )が
24ライン/mm(609.6ライン/インチ)に対し
て約40%であり、1200DPI程度の光学ヘッドに
使用するには不十分な解像度である。
されたものであり、解像度を向上させた光学ヘッド用光
学系を提供することを目的とする。
用光学系は、各々の光軸に対して垂直方向に配列され、
複数のレンズを有する4n(n:正の整数)枚のレンズ
アレイを、光軸方向に、各レンズアレイのレンズの焦点
距離に応じた間隔で配置したことを特徴とする。
ド用光学系は、光軸を一致させたレンズを両端に有する
レンズ体を、光軸に対して垂直方向に配列した2n
(n:正の整数)枚のレンズアレイを、光軸方向に、各
レンズアレイのレンズの焦点距離に応じた間隔で配置し
たことを特徴とする。
係る光学系を用いた光学ヘッドの構成を示す図である。
配列されたLED素子からなるLEDアレイ1と、この
LEDアレイ1を駆動する駆動IC2と、LEDアレイ
1、駆動IC2とが実装された基板3と、この基板3が
取り付けられたホルダ4と、LEDアレイ1の発光部か
らの光を、例えば感光ドラム等の書き込み面5に集光さ
せる光学系10とを備えており、いわゆるLEDアレイ
ヘッドと呼ばれるものである。
離は所定の距離に固定されており、ホルダ4と書き込み
面5までの距離も所定の距離に固定されている。
成を示す図である。
は、各々2列に配列された単眼レンズ11を有する4枚
のレンズアレイ12A、12B、12C、12Dと、各
レンズアレイ12A〜12Dの間に設けられた仕切り板
(遮光手段)13A、13B、13Cと、各レンズアレ
イ12A〜12D、仕切り板13A〜13Cを保持する
レンズ筐体14とを備えている。
口径Dを有し、片側凸又は両側凸である。また、各レン
ズアレイ12A〜12D内のレンズ11の光軸は平行と
なっている。好ましくは、各単眼レンズ11の光軸は、
レンズアレイ12A(12B〜12D)の平面と垂直に
する。
ては、透明なプラスチック、透明なポリカーボネイドあ
るいはアクリル等の樹脂を用いることができる。
Dは、各々複数の単眼レンズ11と一体に形成されてお
り、同一の型により成形される。このため、各レンズア
レイ12A〜12Dは、同一の形状、同一の光学特性を
有している。
定の配置とすることにより、各単眼レンズ11の光軸を
一致させることができる。
〜13Cは、レンズ位置に対応して貫通孔が設けられた
黒色のプラスチック等で構成されており、光軸が一致す
るレンズアレイ12A〜12Dの単眼レンズ11に、他
の単眼レンズ11からの光が入射するのを防止するため
に設けられている。この仕切り板13A〜13Cも、レ
ンズアレイ12A〜12Dと同様に同一の型から形成す
ることができる。
〜12D間の間隔が単眼レンズ11の焦点距離Fと一致
するように、各レンズアレイ12A〜12Dを保持して
いる。このような配置とすることにより、単眼レンズ1
1の主点の位置が隣接する単眼レンズ11の焦点位置に
一致する。このような構成とすることにより、この光学
系10は正立像を形成する。
の動作について説明する。
た光学系10は、光源端のレンズアレイ12AとLED
アレイ1の発光部との距離、及び結像端のレンズアレイ
12Dと感光ドラム等の書き込み面5との距離を単眼レ
ンズ11の焦点距離Fの2倍として使用する。
12Dの単眼レンズ11から焦点距離Fの2倍の位置に
なる。
D間の間隔は単眼レンズ11の焦点距離Fとなってお
り、各単眼レンズ11の光軸は一致しているため、この
ような配置とすることにより、書き込み面5上にLED
アレイ1の発光部の正立像を結像させることができる。
のレンズアレイ12Aと焦点距離Fの2倍の位置にあ
り、LEDアレイ1の発光部から発光された光は、レン
ズアレイ12A上の複数の単眼レンズ11に入射する。
各単眼レンズ11に入射した光は、各単眼レンズ11と
光軸を共有するレンズアレイ12B〜12D上の単眼レ
ンズ11によって集光され、レンズアレイ12Dから焦
点距離Fの2倍の位置に結像される。図5に示すよう
に、このように結像された像は、正立像となっている。
アレイを4n(n:正の整数)枚使用すればよいが、枚
数が多くても暗くなったり、コストが増加するだけであ
るため、この実施形態では、レンズアレイを4枚として
いる。
光学系は、レンズアレイを組み合わせた光学系であるた
め、従来のロッドレンズアレイに比較して解像度を高く
することができ、例えば1200DPI、2400DP
I程度の高解像度の光ヘッドにも使用することができ
る。
12A〜12Dは、同一の型(樹脂成形型)により成形
しているため、製造が容易でコストの低減に寄与するこ
とができる。仕切り板13A〜13Cも同様に同一の型
により成形することができ、コストの低減に寄与するこ
とができる。
12A〜12Dの単眼レンズ11が同一の焦点距離を有
する場合について説明したが、全てが同一でなくともよ
く、各レンズアレイ12A〜12Dの単眼レンズ11の
焦点距離に応じて、各レンズアレイ12A〜12D間の
距離を適宜変更すればよい。
系の構成を示す図である。
ド等に用いられる光学形であり、同図6中に示すよう
に、2つのレンズアレイ22A、22Bと、レンズアレ
イ22A、22Bの間に設けられた仕切り板23と、レ
ンズアレイ22A、22B、仕切り板23を保持するレ
ンズ筐体24とを備えている。レンズ筐体24は、図1
中の光学系10と同様に、光学ヘッドのホルダに取り付
けられる。
2A、22Bは、両端部に単眼レンズ21A、21Bを
形成した複数の円柱状のレンズ体21を一列に配列して
形成されている。これらのレンズ体21の間隔は、でき
るだけ細かくすることが望ましい。このレンズ体21
は、樹脂で充填された俵型状の形状であるが、円柱部分
の長さがあるため、上端、下端部がそれぞれ独立した単
眼レンズ21A、21Bとして動作する。
の焦点距離Fを有し、互いの焦点位置に主点を一致させ
ている。これらの単眼レンズ21A、21Bは、レンズ
体21乃至レンズアレイ22A(22B)と共に一体に
成形するのが好ましいが、円柱部分の上下にレンズを張
り合わせて形成してもよい。
透明なプラスチック、透明なポリカーボネイドあるいは
アクリル等の樹脂により一体に形成されている。また、
レンズアレイ22A、22Bは、同一の型により成形さ
れている。この型によって単眼レンズ21A、21Bも
一体に成形することにより、同一の光学特性を有するレ
ンズアレイ22A、22Bを容易に製造することができ
る。
するレンズ体21の光軸が一致するように配置されてい
る。また、レンズアレイ22Aの単眼レンズ21Bと、
レンズアレイ22Bの単眼レンズ21Aは、互いの焦点
位置に主点が一致するように配置されている。このよう
な構成とすることにより、この光学系は正立像を形成す
る。
は、黒色のプラスチック等で構成されており、光軸を共
有する単眼レンズに他の単眼レンズからの光が入射する
のを防止する。
作について説明する。
た光学系は、光源端のレンズアレイ22AとLEDアレ
イ1の発光部bとの距離、及び結像端のレンズアレイ2
2Bと感光ドラム等の書き込み面aとの距離を単眼レン
ズ21A、21Bの焦点距離Fの2倍として使用する。
Bの単眼レンズ21Bから焦点距離Fの2倍の位置にな
る。
はレンズアレイ22Aの複数の単眼レンズ21Aに入射
する。
眼レンズ21Aと光軸を共有するレンズアレイ22Aの
単眼レンズ21B、レンズアレイ22Bの単眼レンズ2
1A、21Bによって、レンズアレイ22Bの単眼レン
ズ21Bから焦点距離Fの2倍の位置に結像される。図
9に示すように、このように結像された像は、正立像と
なっている。
のレンズアレイを2n(n:正の整数)枚使用すればよ
いが、枚数が多くても暗くなったり、コストが増加する
だけであるため、この実施形態では、レンズアレイを2
枚としている。
光学系は、レンズアレイを組み合わせた光学系であるた
め、従来のロッドレンズアレイに比較して解像度を高く
することができ、例えば1200DPI、2400DP
I程度の高解像度の光ヘッドにも使用することができ
る。
と同様に、レンズアレイを同一の型から成形しているた
め、コストの低減に寄与することができる。
成したレンズアレイを2枚組み合わせることで光学系を
形成することができるので第1の実施形態より位置合わ
せが容易になる。
形態の説明ではレンズ体21を一列に配置した例を説明
したが、図2に示す第1の実施形態のレンズアレイのよ
うに2列あるいはそれ以上隣接させて1組として各段の
レンズアレイを構成してもよく、さらに、レンズ21、
22の側面を黒色にしてもよい。
A、21Bが同一の焦点距離Fを有する場合について説
明したが、全ての単眼レンズの焦点距離が同一でなくと
もよく、例えば図10に示すように、両端の単眼レンズ
31A、31Bが各々異なる焦点距離F1、F2を有す
るレンズアレイ32A、32Bを用いてもよい。
の各単眼レンズ31A、31B間の距離は、単眼レンズ
31Aの主点が、単眼レンズ31Bの焦点位置に一致す
るように設定する。
アレイ22Aとレンズアレイ22Bの形状は対象とな
り、同一の型で成形することができるようになる。
32Bは、各々の単眼レンズ31Aが向かい合うように
配置され、対向する単眼レンズ31Aの焦点位置に主点
が一致する位置となるように、これらの間の間隔を設定
する。
の単眼レンズ31Bから焦点距離F1の2倍の位置とな
り、発光部をレンズアレイ32Aの単眼レンズ31Bか
ら焦点距離F1の2倍の位置とすると、結像面に発光部
の正立像が形成される。
レイヘッドに限定されるものではなく、EL(エレクト
ロ・ルミネッセンス)、PDP(プラズマ・ディスプレ
イ・パネル)、液晶等の他の発光体を用いた光学ヘッド
にも適用することができる。さらに、スキャナーの読み
取りヘッド等の光学系にも本発明を適用することができ
る。
用いた場合について説明したが、フレネルレンズ等の他
のレンズを用いることもでき、その他、本発明の技術的
思想の範囲内で適宜変更を加えることができる。
各レンズアレイ内に配置された対応するレンズによっ
て、光源からの光を結像させることにより、従来のロッ
ドレンズアレイを用いた光学系に比較して解像度を向上
させることができる。
た光学ヘッドの構成を示す断面図である。
レイの構成を示す斜視図である。
である。
す図である。
す図である。
面図である。
レイの構成を示す斜視図である。
す図である。
す図である。
ある。
B 単眼レンズ、 12A、12B、12C、12D、
22A、22B、32A,32B レンズアレイ、 1
3A、13B、13C、23 仕切り板
Claims (13)
- 【請求項1】 各々の光軸に対して垂直方向に配列さ
れ、複数のレンズを有する4n(n:正の整数)枚のレ
ンズアレイを、前記光軸方向に、各レンズアレイのレン
ズの焦点距離に応じた間隔で配置したことを特徴とする
光学ヘッド用光学系。 - 【請求項2】 前記4n枚のレンズアレイは、同一の焦
点距離のレンズを有することを特徴とする請求項1記載
の光学ヘッド用光学系。 - 【請求項3】 前記4n枚のレンズアレイは、各々前記
レンズの焦点距離が異なるn種類のレンズアレイからな
ることを特徴とする請求項1記載の光学ヘッド用光学
系。 - 【請求項4】 前記各レンズアレイ間の対向するレンズ
の光軸を一致させたことを特徴とする請求項1記載の光
学ヘッド用光学系。 - 【請求項5】 前記レンズアレイを樹脂成形によって形
成したことを特徴とする請求項1記載の光学ヘッド用光
学系。 - 【請求項6】 前記各レンズアレイ間に、対向するレン
ズ以外からの光を遮断する遮断手段を設けたことを特徴
とする請求項1記載の光学ヘッド用光学系。 - 【請求項7】 光軸を一致させたレンズを両端に有する
レンズ体を、光軸に対して垂直方向に配列した2n
(n:正の整数)枚のレンズアレイを、前記光軸方向
に、各レンズアレイのレンズの焦点距離に応じた間隔で
配置したことを特徴とする光学ヘッド用光学系。 - 【請求項8】 前記レンズアレイ体が有するレンズが、
同一の焦点距離を有することを特徴とする請求項7記載
の光学ヘッド用光学系。 - 【請求項9】 前記レンズアレイ体が有するレンズが、
各々異なる焦点距離を有することを特徴とする請求項7
記載の光学ヘッド用光学系。 - 【請求項10】 前記各レンズアレイ間の対向するレン
ズの光軸を一致させたことを特徴とする請求項7記載の
光学ヘッド用光学系。 - 【請求項11】 対向するレンズの焦点位置に対向する
他のレンズの主点が一致するように前記レンズアレイを
配置したことを特徴とする請求項7記載の光学ヘッド用
光学系。 - 【請求項12】 前記レンズアレイを樹脂成形によって
形成したことを特徴とする請求項7記載の光学ヘッド用
光学系。 - 【請求項13】 前記各レンズアレイ間に、対向するレ
ンズ以外からの光を遮断する遮断手段を設けたことを特
徴とする請求項7記載の光学ヘッド用光学系。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2745699A JP2000221445A (ja) | 1999-02-04 | 1999-02-04 | 光学ヘッド用光学系 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2745699A JP2000221445A (ja) | 1999-02-04 | 1999-02-04 | 光学ヘッド用光学系 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000221445A true JP2000221445A (ja) | 2000-08-11 |
Family
ID=12221629
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2745699A Pending JP2000221445A (ja) | 1999-02-04 | 1999-02-04 | 光学ヘッド用光学系 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2000221445A (ja) |
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
1999
- 1999-02-04 JP JP2745699A patent/JP2000221445A/ja active Pending
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