JP2001174606A - 結像光学装置 - Google Patents
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- H04N1/024—Details of scanning heads ; Means for illuminating the original
- H04N1/028—Details of scanning heads ; Means for illuminating the original for picture information pick-up
- H04N1/03—Details of scanning heads ; Means for illuminating the original for picture information pick-up with photodetectors arranged in a substantially linear array
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- H04N1/0311—Details of scanning heads ; Means for illuminating the original for picture information pick-up with photodetectors arranged in a substantially linear array the photodetectors having a one-to-one and optically positive correspondence with the scanned picture elements, e.g. linear contact sensors using an array of elements to project the scanned image elements onto the photodetectors
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 軸ズレ時の光量ムラを考慮しつつ、重なり度
ｍをできるだけ小さくして、ロッドレンズアレイの光量
の増大と解像力の向上を実現することにより、高性能な
結像光学装置を実現する。 【解決手段】 半径方向に屈折率分布を有するロッドレ
ンズ１を、その光軸が互いに平行となるように２列に複
数本配列したロッドレンズアレイ２と、ロッドレンズア
レイ２の両側に配置された原稿面３及び像面４とにより
結像光学装置を構成する。隣接するロッドレンズ１の光
軸間距離を２Ｒ、ロッドレンズ１が像面に張る画像半径
Ｘ0 としたとき、下記（数１０）によって定義される重
なり度ｍを、０．９１≦ｍ≦１．０１の範囲に設定す
る。 ［数１０］ ｍ＝Ｘ0 ／２Ｒ
ｍをできるだけ小さくして、ロッドレンズアレイの光量
の増大と解像力の向上を実現することにより、高性能な
結像光学装置を実現する。 【解決手段】 半径方向に屈折率分布を有するロッドレ
ンズ１を、その光軸が互いに平行となるように２列に複
数本配列したロッドレンズアレイ２と、ロッドレンズア
レイ２の両側に配置された原稿面３及び像面４とにより
結像光学装置を構成する。隣接するロッドレンズ１の光
軸間距離を２Ｒ、ロッドレンズ１が像面に張る画像半径
Ｘ0 としたとき、下記（数１０）によって定義される重
なり度ｍを、０．９１≦ｍ≦１．０１の範囲に設定す
る。 ［数１０］ ｍ＝Ｘ0 ／２Ｒ
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ファクシミリ装
置、複写機、プリンタ、スキャナなどの光学機器の画像
伝送部に用いられる結像光学装置に関し、特に、複数本
のロッドレンズがアレイ状に配列されたロッドレンズア
レイを備えた結像光学装置に関する。
置、複写機、プリンタ、スキャナなどの光学機器の画像
伝送部に用いられる結像光学装置に関し、特に、複数本
のロッドレンズがアレイ状に配列されたロッドレンズア
レイを備えた結像光学装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】ファクシミリ装置、複写機、プリンタ、
スキャナなどの光学機器においては、原稿面の情報を電
気信号に変換して読み取るために、各種の走査装置が用
いられている。走査装置の一形式として密着型があり、
この密着型の走査装置は、照明系、等倍結像装置である
ロッドレンズアレイ、センサ、カバーガラス（透明基
板）などの各部品をフレーム内に組み付けることによっ
て構成されている。原稿は通常カバーガラスの表面に密
着され、照明系によって照明される。照明された原稿画
像は、ロッドレンズアレイによってセンサ上に結像さ
れ、電気信号に変換される。ここで、ロッドレンズアレ
イは、半径方向に屈折率分布を有する複数本のロッドレ
ンズを、１列もしくは２列に配列することにより、等倍
結像光学系としたものである（図２参照）。
スキャナなどの光学機器においては、原稿面の情報を電
気信号に変換して読み取るために、各種の走査装置が用
いられている。走査装置の一形式として密着型があり、
この密着型の走査装置は、照明系、等倍結像装置である
ロッドレンズアレイ、センサ、カバーガラス（透明基
板）などの各部品をフレーム内に組み付けることによっ
て構成されている。原稿は通常カバーガラスの表面に密
着され、照明系によって照明される。照明された原稿画
像は、ロッドレンズアレイによってセンサ上に結像さ
れ、電気信号に変換される。ここで、ロッドレンズアレ
イは、半径方向に屈折率分布を有する複数本のロッドレ
ンズを、１列もしくは２列に配列することにより、等倍
結像光学系としたものである（図２参照）。
【０００３】ロッドレンズアレイに用いられるレンズ材
料としては、ガラスあるいは合成樹脂等が挙げられる。
ガラス製の屈折率分布レンズは、イオン交換法などによ
って製造される。
料としては、ガラスあるいは合成樹脂等が挙げられる。
ガラス製の屈折率分布レンズは、イオン交換法などによ
って製造される。
【０００４】単一のロッドレンズが等倍の像を結ぶ範囲
は、半径Ｘ0 （視野半径）の円形であり、光量は光軸上
で最も大きく、光軸から離れるにしたがって減少する。
従って、ロッドレンズアレイの長手方向の光量分布には
レンズ間隔を周期とするむらが発生する。光量むらの大
きさは、 ｛（光量の最大値）−（光量の最小値）｝／（光量の最
小値）×１００％ によって定義され、下記（数３）で規定される重なり度
ｍによって決定される。 ［数３］ ｍ＝Ｘ0 ／２Ｒ 但し、上記（数３）中、２Ｒは隣接するロッドレンズの
光軸間距離である。
は、半径Ｘ0 （視野半径）の円形であり、光量は光軸上
で最も大きく、光軸から離れるにしたがって減少する。
従って、ロッドレンズアレイの長手方向の光量分布には
レンズ間隔を周期とするむらが発生する。光量むらの大
きさは、 ｛（光量の最大値）−（光量の最小値）｝／（光量の最
小値）×１００％ によって定義され、下記（数３）で規定される重なり度
ｍによって決定される。 ［数３］ ｍ＝Ｘ0 ／２Ｒ 但し、上記（数３）中、２Ｒは隣接するロッドレンズの
光軸間距離である。
【０００５】図１５に、後述する光量分布式（下記（数
９）参照）を用いて計算した、複数本のロッドレンズを
２列に配列したロッドレンズアレイの場合における重な
り度ｍと光量ムラとの関係を示す。但し、図１５は、像
面の中心軸（図２参照）上のごく狭い範囲の光を利用す
るいわゆる『線走査方式』の場合である。図１５から分
かるように、重なり度ｍが大きくなるにしたがって光量
ムラは減少する傾向にあるが、単調減少ではなく、例え
ば、ｍ＝０．９１、１．１３、１．３７、１．６１、
１．８５、・・・において光量ムラは極小となる。セン
サ上の光量ムラは小さいほど良いので、光量ムラを特に
小さくすることが必要とされる場合には、重なり度ｍが
上記の値に近くなるようにロッドレンズアレイを設計す
ればよい。しかし、図１５に示す光量ムラは、センサー
が像面の中心軸上に正確に設置された場合の値であり、
実際の走査装置の量産製品においては、部品の寸法誤差
や組立誤差により、センサーとロッドレンズアレイ全体
の光軸との間にある程度の軸ズレが発生することは避け
られない。センサー位置の軸ズレ量は、図９のΔＸによ
って定義される。従って、ある程度の軸ズレが発生した
場合でも光量ムラが一定レベル以下となるように、重な
り度ｍを上記の極小値から多少ずらして設計することも
提案されている（特開平１１−１４８０３号公報、特開
平１１−６４６０５号公報）。
９）参照）を用いて計算した、複数本のロッドレンズを
２列に配列したロッドレンズアレイの場合における重な
り度ｍと光量ムラとの関係を示す。但し、図１５は、像
面の中心軸（図２参照）上のごく狭い範囲の光を利用す
るいわゆる『線走査方式』の場合である。図１５から分
かるように、重なり度ｍが大きくなるにしたがって光量
ムラは減少する傾向にあるが、単調減少ではなく、例え
ば、ｍ＝０．９１、１．１３、１．３７、１．６１、
１．８５、・・・において光量ムラは極小となる。セン
サ上の光量ムラは小さいほど良いので、光量ムラを特に
小さくすることが必要とされる場合には、重なり度ｍが
上記の値に近くなるようにロッドレンズアレイを設計す
ればよい。しかし、図１５に示す光量ムラは、センサー
が像面の中心軸上に正確に設置された場合の値であり、
実際の走査装置の量産製品においては、部品の寸法誤差
や組立誤差により、センサーとロッドレンズアレイ全体
の光軸との間にある程度の軸ズレが発生することは避け
られない。センサー位置の軸ズレ量は、図９のΔＸによ
って定義される。従って、ある程度の軸ズレが発生した
場合でも光量ムラが一定レベル以下となるように、重な
り度ｍを上記の極小値から多少ずらして設計することも
提案されている（特開平１１−１４８０３号公報、特開
平１１−６４６０５号公報）。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】一般に、同一の光学特
性を有するロッドレンズを用いたロッドレンズアレイで
あっても、重なり度ｍが小さいほど、像面の明るさは増
大し、解像力もアップする。図１６に、複数本の同一の
ロッドレンズを１列及び２列に配列したロッドレンズア
レイの場合における重なり度ｍと平均的明るさ（線走査
の場合）との関係を示す。但し、図１６においては、重
なり度ｍが１．５０の２列に配列したロッドレンズアレ
イの明るさを１００としている。
性を有するロッドレンズを用いたロッドレンズアレイで
あっても、重なり度ｍが小さいほど、像面の明るさは増
大し、解像力もアップする。図１６に、複数本の同一の
ロッドレンズを１列及び２列に配列したロッドレンズア
レイの場合における重なり度ｍと平均的明るさ（線走査
の場合）との関係を示す。但し、図１６においては、重
なり度ｍが１．５０の２列に配列したロッドレンズアレ
イの明るさを１００としている。
【０００７】しかし、重なり度ｍが小さくなると光量ム
ラが大きくなることから、実用的なロッドレンズアレイ
の重なり度ｍは、２列品の場合で１．３以上とされてい
る。例えば、日本板硝子株式会社から商品化されている
ロッドレンズアレイ（２列品）の重なり度ｍの下限は
１．３６であり、特開平１１−１４８０３号公報によれ
ば、望ましい重なり度ｍの範囲は、１．４６≦ｍ≦１．
６４である。
ラが大きくなることから、実用的なロッドレンズアレイ
の重なり度ｍは、２列品の場合で１．３以上とされてい
る。例えば、日本板硝子株式会社から商品化されている
ロッドレンズアレイ（２列品）の重なり度ｍの下限は
１．３６であり、特開平１１−１４８０３号公報によれ
ば、望ましい重なり度ｍの範囲は、１．４６≦ｍ≦１．
６４である。
【０００８】近年、ファクシミリ装置やスキャナの高速
化のために、より明るいロッドレンズアレイが求められ
ている。
化のために、より明るいロッドレンズアレイが求められ
ている。
【０００９】本発明は、従来技術における前記課題を解
決するためになされたものであり、軸ズレ時の光量ムラ
を考慮しつつ、重なり度ｍをできるだけ小さくして、ロ
ッドレンズアレイの光量の増大と解像力の向上を実現す
ることにより、高性能な結像光学装置を提供することを
目的とする。
決するためになされたものであり、軸ズレ時の光量ムラ
を考慮しつつ、重なり度ｍをできるだけ小さくして、ロ
ッドレンズアレイの光量の増大と解像力の向上を実現す
ることにより、高性能な結像光学装置を提供することを
目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明に係る結像光学装置の構成は、半径方向に屈
折率分布を有するロッドレンズを、その光軸が互いに平
行となるように２列に複数本配列したロッドレンズアレ
イと、前記ロッドレンズアレイの両側に配置された原稿
面及び像面とを備えた結像光学装置であって、隣接する
前記ロッドレンズの光軸間距離を２Ｒ、前記ロッドレン
ズが前記像面に張る画像半径をＸ0 としたとき、下記
（数４）によって定義される重なり度ｍが、０．９１≦
ｍ≦１．０１の範囲にあることを特徴とする。 ［数４］ ｍ＝Ｘ0 ／２Ｒ この結像光学装置の構成によれば、ロッドレンズアレイ
の光量の増大と解像力の向上を実現して、高性能な結像
光学装置を得ることができる。
め、本発明に係る結像光学装置の構成は、半径方向に屈
折率分布を有するロッドレンズを、その光軸が互いに平
行となるように２列に複数本配列したロッドレンズアレ
イと、前記ロッドレンズアレイの両側に配置された原稿
面及び像面とを備えた結像光学装置であって、隣接する
前記ロッドレンズの光軸間距離を２Ｒ、前記ロッドレン
ズが前記像面に張る画像半径をＸ0 としたとき、下記
（数４）によって定義される重なり度ｍが、０．９１≦
ｍ≦１．０１の範囲にあることを特徴とする。 ［数４］ ｍ＝Ｘ0 ／２Ｒ この結像光学装置の構成によれば、ロッドレンズアレイ
の光量の増大と解像力の向上を実現して、高性能な結像
光学装置を得ることができる。
【００１１】また、前記本発明の結像光学装置の構成に
おいては、重なり度ｍが、０．９３≦ｍ≦０．９７の範
囲にあるのが好ましい。
おいては、重なり度ｍが、０．９３≦ｍ≦０．９７の範
囲にあるのが好ましい。
【００１２】また、前記本発明の結像光学装置の構成に
おいては、Ｒが０．０５ｍｍ≦Ｒ≦０．６０ｍｍの範囲
にあるのが好ましい。Ｒを０．０５ｍｍ以上とするの
は、それよりもさらに細い径では、製造上の理由など
（例えば、ハンドリングが極めて困難）で実用的でない
からである。Ｒが０．６０ｍｍを超えると、レンズアレ
イ２全体が大きくなり、装置全体の小型化を図ることが
困難となる。
おいては、Ｒが０．０５ｍｍ≦Ｒ≦０．６０ｍｍの範囲
にあるのが好ましい。Ｒを０．０５ｍｍ以上とするの
は、それよりもさらに細い径では、製造上の理由など
（例えば、ハンドリングが極めて困難）で実用的でない
からである。Ｒが０．６０ｍｍを超えると、レンズアレ
イ２全体が大きくなり、装置全体の小型化を図ることが
困難となる。
【００１３】また、前記本発明の結像光学装置の構成に
おいては、ロッドレンズのレンズ作用をなす部分の半径
ｒ0 が、０．５０Ｒ≦ｒ0 ≦１．０Ｒの範囲にあるのが
好ましい。ｒ0 が０．５０Ｒ未満であると、像の明るさ
が大きく減少してしまうため不適当である。ｒ0 の最大
値がＲに等しいことは言うまでもない。
おいては、ロッドレンズのレンズ作用をなす部分の半径
ｒ0 が、０．５０Ｒ≦ｒ0 ≦１．０Ｒの範囲にあるのが
好ましい。ｒ0 が０．５０Ｒ未満であると、像の明るさ
が大きく減少してしまうため不適当である。ｒ0 の最大
値がＲに等しいことは言うまでもない。
【００１４】また、前記本発明の結像光学装置の構成に
おいては、ロッドレンズアレイの少なくとも片側のレン
ズ面に、前記ロッドレンズアレイの長手方向に沿って開
口された略矩形状の開口部を有する遮光マスクが設けら
れているのが好ましい。この好ましい例によれば、光量
ムラを小さくすることができる。また、この場合には、
遮光マスクの開口部がロッドレンズアレイのレンズ面の
長手方向中心軸に対して対称であるのが好ましく、ロッ
ドレンズのレンズ作用をなす部分の半径をｒ0としたと
き、遮光マスクの開口部の半値幅Ｗが、（√３／２）Ｒ
＋０．１ｒ0 ≦Ｗ≦（√３／２）Ｒ＋０．６ｒ0 の範囲
にあるのが好ましい。遮光マスクの開口部の半値幅Ｗが
（√３／２）Ｒ＋０．１ｒ0 よりも小さい場合には、光
量が大きく低下してしまう。また、半値幅Ｗが（√３／
２）Ｒ＋０．６ｒ0 よりも大きい場合には、光量ムラの
改善の効果がほとんど得られなくなってしまう。
おいては、ロッドレンズアレイの少なくとも片側のレン
ズ面に、前記ロッドレンズアレイの長手方向に沿って開
口された略矩形状の開口部を有する遮光マスクが設けら
れているのが好ましい。この好ましい例によれば、光量
ムラを小さくすることができる。また、この場合には、
遮光マスクの開口部がロッドレンズアレイのレンズ面の
長手方向中心軸に対して対称であるのが好ましく、ロッ
ドレンズのレンズ作用をなす部分の半径をｒ0としたと
き、遮光マスクの開口部の半値幅Ｗが、（√３／２）Ｒ
＋０．１ｒ0 ≦Ｗ≦（√３／２）Ｒ＋０．６ｒ0 の範囲
にあるのが好ましい。遮光マスクの開口部の半値幅Ｗが
（√３／２）Ｒ＋０．１ｒ0 よりも小さい場合には、光
量が大きく低下してしまう。また、半値幅Ｗが（√３／
２）Ｒ＋０．６ｒ0 よりも大きい場合には、光量ムラの
改善の効果がほとんど得られなくなってしまう。
【００１５】また、前記本発明の結像光学装置の構成に
おいては、ロッドレンズの光軸から測った径方向の距離
をｒ、前記ロッドレンズの光軸上での屈折率をｎ0 、屈
折率分布係数をｇ、ｈ4 、ｈ6 、ｈ8 としたとき、前記
ロッドレンズの屈折率分布が下記（数５）によって表記
されるのが好ましい。 ［数５］ ｎ（r）2 ＝ｎ0 2・｛１−（ｇ・ｒ）2 ＋ｈ4 ・（ｇ・
ｒ）4＋ｈ6 ・（ｇ・ｒ）6 ＋ｈ8 ・（ｇ・ｒ）8 ＋・
・・｝ また、この場合には、ロッドレンズの光軸上での屈折率
をｎ0 が、１．４≦ｎ0≦１．８の範囲にあるのが好ま
しい。また、この場合には、ロッドレンズのレンズ作用
をなす部分の半径をｒ0 としたとき、０．０５≦ｎ0 ・
ｇ・ｒ0 ≦０．５０の関係を満たすのが好ましい。この
好ましい例によれば、ロッドレンズの作製が容易とな
る。また、この場合には、ロッドレンズの長さをＺ0 、
前記ロッドレンズの周期長をＰ＝２π／ｇとしたとき、
Ｚ0 ／Ｐが、０．５＜Ｚ0 ／Ｐ＜１．０の範囲にあるの
が好ましい。この好ましい例によれば、正立結像させる
ことができる。
おいては、ロッドレンズの光軸から測った径方向の距離
をｒ、前記ロッドレンズの光軸上での屈折率をｎ0 、屈
折率分布係数をｇ、ｈ4 、ｈ6 、ｈ8 としたとき、前記
ロッドレンズの屈折率分布が下記（数５）によって表記
されるのが好ましい。 ［数５］ ｎ（r）2 ＝ｎ0 2・｛１−（ｇ・ｒ）2 ＋ｈ4 ・（ｇ・
ｒ）4＋ｈ6 ・（ｇ・ｒ）6 ＋ｈ8 ・（ｇ・ｒ）8 ＋・
・・｝ また、この場合には、ロッドレンズの光軸上での屈折率
をｎ0 が、１．４≦ｎ0≦１．８の範囲にあるのが好ま
しい。また、この場合には、ロッドレンズのレンズ作用
をなす部分の半径をｒ0 としたとき、０．０５≦ｎ0 ・
ｇ・ｒ0 ≦０．５０の関係を満たすのが好ましい。この
好ましい例によれば、ロッドレンズの作製が容易とな
る。また、この場合には、ロッドレンズの長さをＺ0 、
前記ロッドレンズの周期長をＰ＝２π／ｇとしたとき、
Ｚ0 ／Ｐが、０．５＜Ｚ0 ／Ｐ＜１．０の範囲にあるの
が好ましい。この好ましい例によれば、正立結像させる
ことができる。
【００１６】また、前記本発明の結像光学装置の構成に
おいては、ロッドレンズアレイの前焦点位置に原稿面が
位置するように平行平面の透明基板が配置されているの
が好ましい。この好ましい例によれば、透明基板の表面
に原稿を押し当てるだけで原稿面を前焦点位置にセット
することができる。また、この場合には、平行平面の透
明基板がロッドレンズアレイのレンズ面に当接している
のが好ましい。これは、透明基板の厚さを調整すること
により、容易に実現することができ、この好ましい例に
よれば、結像光学装置の組立て工程時におけるロッドレ
ンズアレイと前焦点位置との間隔調整作業を簡略化する
ことができるので、コストダウンを図ることができる。
おいては、ロッドレンズアレイの前焦点位置に原稿面が
位置するように平行平面の透明基板が配置されているの
が好ましい。この好ましい例によれば、透明基板の表面
に原稿を押し当てるだけで原稿面を前焦点位置にセット
することができる。また、この場合には、平行平面の透
明基板がロッドレンズアレイのレンズ面に当接している
のが好ましい。これは、透明基板の厚さを調整すること
により、容易に実現することができ、この好ましい例に
よれば、結像光学装置の組立て工程時におけるロッドレ
ンズアレイと前焦点位置との間隔調整作業を簡略化する
ことができるので、コストダウンを図ることができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、実施の形態を用いて本発明
をさらに具体的に説明する。
をさらに具体的に説明する。
【００１８】〈第１の実施の形態〉本実施の形態におい
ては、図１、図２に示すように、半径方向に屈折率分布
を有する円柱状のロッドレンズ１を、その光軸１ａが互
いに平行となるように２列に複数本配列した等倍結像の
ロッドレンズアレイ２を用い、このロッドレンズアレイ
２の両側に原稿面３と像面４とを配置して、結像光学装
置を作製した。
ては、図１、図２に示すように、半径方向に屈折率分布
を有する円柱状のロッドレンズ１を、その光軸１ａが互
いに平行となるように２列に複数本配列した等倍結像の
ロッドレンズアレイ２を用い、このロッドレンズアレイ
２の両側に原稿面３と像面４とを配置して、結像光学装
置を作製した。
【００１９】図３に示すように、ロッドレンズ１の屈折
率ｎは、半径方向に分布しており、その屈折率分布は、
下記（数６）によって表記される。 ［数６］ ｎ（r）2 ＝ｎ0 2・｛１−（ｇ・ｒ）2 ＋ｈ4 ・（ｇ・
ｒ）4＋ｈ6 ・（ｇ・ｒ）6 ＋ｈ8 ・（ｇ・ｒ）8 ＋・
・・｝ 但し、上記（数６）において、ｒはロッドレンズ１の光
軸１ａから測った径方向の距離、ｎ（r）はロッドレン
ズ１の光軸１ａから測った径方向の距離ｒの位置での屈
折率、ｎ0 はロッドレンズ１の光軸１ａ上での屈折率
（中心屈折率）、ｇ、ｈ4 、ｈ6 、ｈ8 は屈折率分布係
数である。
率ｎは、半径方向に分布しており、その屈折率分布は、
下記（数６）によって表記される。 ［数６］ ｎ（r）2 ＝ｎ0 2・｛１−（ｇ・ｒ）2 ＋ｈ4 ・（ｇ・
ｒ）4＋ｈ6 ・（ｇ・ｒ）6 ＋ｈ8 ・（ｇ・ｒ）8 ＋・
・・｝ 但し、上記（数６）において、ｒはロッドレンズ１の光
軸１ａから測った径方向の距離、ｎ（r）はロッドレン
ズ１の光軸１ａから測った径方向の距離ｒの位置での屈
折率、ｎ0 はロッドレンズ１の光軸１ａ上での屈折率
（中心屈折率）、ｇ、ｈ4 、ｈ6 、ｈ8 は屈折率分布係
数である。
【００２０】図４に示すように正立結像するためには、
ロッドレンズ１の長さをＺ0 、ロッドレンズ１の周期長
をＰ＝２π／ｇとしたとき、Ｚ0 ／Ｐが、０．５＜Ｚ0
／Ｐ＜１．０の範囲にあることが必要である。
ロッドレンズ１の長さをＺ0 、ロッドレンズ１の周期長
をＰ＝２π／ｇとしたとき、Ｚ0 ／Ｐが、０．５＜Ｚ0
／Ｐ＜１．０の範囲にあることが必要である。
【００２１】ロッドレンズアレイ２の端面（レンズ面）
と原稿面３との間隔、及びロッドレンズアレイ２の端面
（レンズ面）と像面４との間隔Ｌ0 （図２参照）は、下
記（数７）によって表記される。 ［数７］ Ｌ0 ＝−｛１／（ｎ0 ・ｇ）｝・ｔａｎ（Ｚ0 π／Ｐ） 隣接するロッドレンズ１の光軸間距離を２Ｒとしたと
き、Ｒは、０．０５ｍｍ≦Ｒ≦０．６０ｍｍの範囲にあ
るのが望ましい。
と原稿面３との間隔、及びロッドレンズアレイ２の端面
（レンズ面）と像面４との間隔Ｌ0 （図２参照）は、下
記（数７）によって表記される。 ［数７］ Ｌ0 ＝−｛１／（ｎ0 ・ｇ）｝・ｔａｎ（Ｚ0 π／Ｐ） 隣接するロッドレンズ１の光軸間距離を２Ｒとしたと
き、Ｒは、０．０５ｍｍ≦Ｒ≦０．６０ｍｍの範囲にあ
るのが望ましい。
【００２２】また、ロッドレンズ１の有効なレンズ部分
の半径、すなわち、レンズ作用をなす部分の半径ｒ
0 は、０．５０Ｒ≦ｒ0 ≦１．０Ｒの範囲にあるのが望
ましい。
の半径、すなわち、レンズ作用をなす部分の半径ｒ
0 は、０．５０Ｒ≦ｒ0 ≦１．０Ｒの範囲にあるのが望
ましい。
【００２３】隣接するロッドレンズ１が互いに当接し、
かつ、レンズ作用をなす部分の半径ｒ0 がレンズ半径と
一致していれば、ｒ0 とＲは一致する。しかし、ロッド
レンズアレイの組立工程上の理由により、ロッドレンズ
１同士を幾分離間して配列したり、あるいはロッドレン
ズ１の周辺の屈折率分布が不良となる部分の光線をカッ
トするために、レンズ周辺を不透明にする場合もあり、
この場合には、ｒ0 とＲは一致しない。
かつ、レンズ作用をなす部分の半径ｒ0 がレンズ半径と
一致していれば、ｒ0 とＲは一致する。しかし、ロッド
レンズアレイの組立工程上の理由により、ロッドレンズ
１同士を幾分離間して配列したり、あるいはロッドレン
ズ１の周辺の屈折率分布が不良となる部分の光線をカッ
トするために、レンズ周辺を不透明にする場合もあり、
この場合には、ｒ0 とＲは一致しない。
【００２４】Ｒを０．０５ｍｍ以上とするのは、それよ
りもさらに細い径では、製造上の理由など（例えば、ハ
ンドリングが極めて困難）で実用的でないからである。
Ｒが０．６０ｍｍを超えると、レンズアレイ２全体が大
きくなり、装置全体の小型化を図ることが困難となる。
りもさらに細い径では、製造上の理由など（例えば、ハ
ンドリングが極めて困難）で実用的でないからである。
Ｒが０．６０ｍｍを超えると、レンズアレイ２全体が大
きくなり、装置全体の小型化を図ることが困難となる。
【００２５】また、ｒ0 が０．５Ｒ未満であると、像の
明るさが大きく減少してしまうため不適当である。ｒ0
の最大値がＲに等しいことは言うまでもない。
明るさが大きく減少してしまうため不適当である。ｒ0
の最大値がＲに等しいことは言うまでもない。
【００２６】ロッドレンズ１の明るさは、レンズが光を
取り込むことのできる範囲を示す開口角θ＝ｎ0 ・ｇ・ｒ
0 （ｒａｄ）によって規定され、開口角θが大きいほど
明るい像が得られる。
取り込むことのできる範囲を示す開口角θ＝ｎ0 ・ｇ・ｒ
0 （ｒａｄ）によって規定され、開口角θが大きいほど
明るい像が得られる。
【００２７】ロッドレンズ１を等倍結像光学装置に用い
るためには、開口角θの値は０．０５以上であるのが望
ましい。また、開口角θの値が０．５０を超えるロッド
レンズ１は、屈折率分布を形成するための成分（例え
ば、ガラスレンズの場合には、Ｔｌ2 Ｏ、Ｌｉ2 Ｏな
ど）の含有量に限界があるので、作製が困難となる。従
って、開口角θ＝ｎ0 ・ｇ・ｒ0 は、０．０５≦ｎ0 ・ｇ・
ｒ0 ≦０．５０の範囲にあるのが望ましい。
るためには、開口角θの値は０．０５以上であるのが望
ましい。また、開口角θの値が０．５０を超えるロッド
レンズ１は、屈折率分布を形成するための成分（例え
ば、ガラスレンズの場合には、Ｔｌ2 Ｏ、Ｌｉ2 Ｏな
ど）の含有量に限界があるので、作製が困難となる。従
って、開口角θ＝ｎ0 ・ｇ・ｒ0 は、０．０５≦ｎ0 ・ｇ・
ｒ0 ≦０．５０の範囲にあるのが望ましい。
【００２８】ロッドレンズ１の光軸１ａ上での屈折率
（中心屈折率）ｎ0 は、それが大きいほど開口角θも大
きくなるので望ましい。例えば、ガラスレンズの場合に
は、一価陽イオン成分が多く含まれるので、ｎ0 の実現
可能な値は、１．４≦ｎ0 ≦１．８の範囲にある。
（中心屈折率）ｎ0 は、それが大きいほど開口角θも大
きくなるので望ましい。例えば、ガラスレンズの場合に
は、一価陽イオン成分が多く含まれるので、ｎ0 の実現
可能な値は、１．４≦ｎ0 ≦１．８の範囲にある。
【００２９】上記のようなロッドレンズアレイ２を備え
た結像光学装置においては、図５に示すように、像面４
に複数のロッドレンズ１による合成像が形成されるた
め、その重なり具合、つまり『重なり度』という無次元
量を用いると便利である。この重なり度ｍは、下記（数
８）によって表記される。 ［数８］ ｍ＝Ｘ0 ／２Ｒ 但し、上記（数８）中、Ｘ0 は単一のロッドレンズ１が
像面４に張る画像半径（視野半径）であり、Ｘ0 ＝−ｒ
0 ／ｃｏｓ（Ｚ0 π／Ｐ）で定義される。
た結像光学装置においては、図５に示すように、像面４
に複数のロッドレンズ１による合成像が形成されるた
め、その重なり具合、つまり『重なり度』という無次元
量を用いると便利である。この重なり度ｍは、下記（数
８）によって表記される。 ［数８］ ｍ＝Ｘ0 ／２Ｒ 但し、上記（数８）中、Ｘ0 は単一のロッドレンズ１が
像面４に張る画像半径（視野半径）であり、Ｘ0 ＝−ｒ
0 ／ｃｏｓ（Ｚ0 π／Ｐ）で定義される。
【００３０】図６に、重なり度ｍを０．９０〜１．２０
の範囲で変化させた場合の、重なり度ｍと光量ムラとの
関係を示す。
の範囲で変化させた場合の、重なり度ｍと光量ムラとの
関係を示す。
【００３１】軸ズレ時の光量むらは、視野半径Ｘ0 内の
光量分布を表す下記（数９）を用いて求めることができ
る。 ［数９］ Ｅ（Ｘ）＝Ｅ0 ・｛１−（Ｘ／Ｘ0 ）2 ｝0.5 但し、上記（数９）中、Ｅ0 は光軸上の光量、Ｘは光軸
からの距離、Ｅ（Ｘ）は光軸からの距離Ｘにおける光量
である。
光量分布を表す下記（数９）を用いて求めることができ
る。 ［数９］ Ｅ（Ｘ）＝Ｅ0 ・｛１−（Ｘ／Ｘ0 ）2 ｝0.5 但し、上記（数９）中、Ｅ0 は光軸上の光量、Ｘは光軸
からの距離、Ｅ（Ｘ）は光軸からの距離Ｘにおける光量
である。
【００３２】図６から分かるように、例えば、ｍ＝１．
１３の場合には中心軸（図９における『６』）上での光
量ムラが極小になるものの、軸ズレが起こると光量ムラ
は急速に大きくなる。一方、ｍ＝０．９４の場合には、
軸上の光量ムラはやや大きいものの、軸ズレが大きくな
っても光量ムラは比較的低い値に留まるので、軸ズレの
影響を受けにくいことが分かる。
１３の場合には中心軸（図９における『６』）上での光
量ムラが極小になるものの、軸ズレが起こると光量ムラ
は急速に大きくなる。一方、ｍ＝０．９４の場合には、
軸上の光量ムラはやや大きいものの、軸ズレが大きくな
っても光量ムラは比較的低い値に留まるので、軸ズレの
影響を受けにくいことが分かる。
【００３３】走査装置において許容される光量ムラは、
最大でも２０％、用途によっては１５％以下であること
が望まれる。また、組立工程上発生する軸ズレ量のマー
ジンとしては、±０．１５ｍｍ程度確保することが望ま
しい。これに対応するため、例えばＲ＝０．５ｍｍのロ
ッドレンズアレイの場合には、軸ズレ量の許容範囲とし
て０．３Ｒ以上確保しておくことが望ましい。
最大でも２０％、用途によっては１５％以下であること
が望まれる。また、組立工程上発生する軸ズレ量のマー
ジンとしては、±０．１５ｍｍ程度確保することが望ま
しい。これに対応するため、例えばＲ＝０．５ｍｍのロ
ッドレンズアレイの場合には、軸ズレ量の許容範囲とし
て０．３Ｒ以上確保しておくことが望ましい。
【００３４】従って、図６から分かるように、光量ムラ
が実用上差し支えないと言える 『軸ズレ量が０の場合、光量ムラが１５％以下軸ズレ量
が０．３Ｒ以下の範囲で、光量ムラが２０％以下』とい
う条件をおおよそ満たす重なり度ｍの好ましい範囲は、
０．９１≦ｍ≦１．０１である。さらに、『軸ズレ量が
０．３Ｒ以下の範囲で、光量ムラがほぼ１５％以下』と
なる重なり度ｍのより好ましい範囲は、０．９３≦ｍ≦
０．９７である。
が実用上差し支えないと言える 『軸ズレ量が０の場合、光量ムラが１５％以下軸ズレ量
が０．３Ｒ以下の範囲で、光量ムラが２０％以下』とい
う条件をおおよそ満たす重なり度ｍの好ましい範囲は、
０．９１≦ｍ≦１．０１である。さらに、『軸ズレ量が
０．３Ｒ以下の範囲で、光量ムラがほぼ１５％以下』と
なる重なり度ｍのより好ましい範囲は、０．９３≦ｍ≦
０．９７である。
【００３５】４次以上の高次屈折率分布定数ｈ4 、
ｈ6 、ｈ8 、・・・の値は、球面収差と像面湾曲に影響
を及ぼす。このため、平均的な解像力が最良となるよう
に、ロッドレンズアレイの条件に合わせてｈ4 、ｈ6 、
ｈ8 、・・・の値を選ぶ必要がある。
ｈ6 、ｈ8 、・・・の値は、球面収差と像面湾曲に影響
を及ぼす。このため、平均的な解像力が最良となるよう
に、ロッドレンズアレイの条件に合わせてｈ4 、ｈ6 、
ｈ8 、・・・の値を選ぶ必要がある。
【００３６】尚、上記構成においては、図７（ａ）に示
すように、ロッドレンズアレイ２の前焦点位置に原稿面
３が位置するように平行平面の透明基板（カバーガラ
ス）５を配置するのが望ましい。この構成によれば、透
明基板５の表面に原稿を押し当てるだけで原稿面３を前
焦点位置にセットすることができる。また、この場合に
は、図７（ｂ）に示すように、平行平面の透明基板（カ
バーガラス）５がロッドレンズアレイ２のレンズ面に当
接しているのが望ましい。これは、透明基板（カバーガ
ラス）５の厚さを調整することにより、容易に実現する
ことができ、この構成によれば、結像光学装置の組立て
工程時におけるロッドレンズアレイ２と前焦点位置との
間隔調整作業を簡略化することができるので、コストダ
ウンを図ることができる。
すように、ロッドレンズアレイ２の前焦点位置に原稿面
３が位置するように平行平面の透明基板（カバーガラ
ス）５を配置するのが望ましい。この構成によれば、透
明基板５の表面に原稿を押し当てるだけで原稿面３を前
焦点位置にセットすることができる。また、この場合に
は、図７（ｂ）に示すように、平行平面の透明基板（カ
バーガラス）５がロッドレンズアレイ２のレンズ面に当
接しているのが望ましい。これは、透明基板（カバーガ
ラス）５の厚さを調整することにより、容易に実現する
ことができ、この構成によれば、結像光学装置の組立て
工程時におけるロッドレンズアレイ２と前焦点位置との
間隔調整作業を簡略化することができるので、コストダ
ウンを図ることができる。
【００３７】（第１の実施例）以下、具体的実施例を挙
げて本発明をさらに詳細に説明する。以下に示す実施例
及び比較例においては、いずれも半径方向に屈折率分布
を有する円柱状のロッドレンズを、その光軸が互いに平
行となるように２列に複数本配列した等倍結像のロッド
レンズアレイが用いられている。
げて本発明をさらに詳細に説明する。以下に示す実施例
及び比較例においては、いずれも半径方向に屈折率分布
を有する円柱状のロッドレンズを、その光軸が互いに平
行となるように２列に複数本配列した等倍結像のロッド
レンズアレイが用いられている。
【００３８】明るさと光量ムラは、単独のロッドレンズ
の光量分布式（上記（数９）参照）を用いて計算した。
また、ＭＴＦ（Modulation Transfer Function）値は、
米国Sinclair Optics社製の光学設計ソフトウェア『Osl
o Six』を用いて計算した。
の光量分布式（上記（数９）参照）を用いて計算した。
また、ＭＴＦ（Modulation Transfer Function）値は、
米国Sinclair Optics社製の光学設計ソフトウェア『Osl
o Six』を用いて計算した。
【００３９】実施例１は、隣接するロッドレンズの光軸
間距離２Ｒが１．０８５ｍｍ、重なり度ｍが０．９３０
の場合であり、具体的な設計値を下記（表１）に、軸ズ
レ量がΔＸの場合の光量ムラを図８に示す。下記（表
１）に示すＭＴＦ値は、１２Line-pair/mmパターン及び
２４Line-pair/mmパターンに対するものであり、図９に
示すＡ点におけるＹ軸方向とＸ軸方向の計算値である。
図８から分かるように、軸ズレ量ΔＸが０．２８Ｒ
（０．１５ｍｍに相当）以下の範囲で光量ムラが１５％
以下の実用的な値となっている。
間距離２Ｒが１．０８５ｍｍ、重なり度ｍが０．９３０
の場合であり、具体的な設計値を下記（表１）に、軸ズ
レ量がΔＸの場合の光量ムラを図８に示す。下記（表
１）に示すＭＴＦ値は、１２Line-pair/mmパターン及び
２４Line-pair/mmパターンに対するものであり、図９に
示すＡ点におけるＹ軸方向とＸ軸方向の計算値である。
図８から分かるように、軸ズレ量ΔＸが０．２８Ｒ
（０．１５ｍｍに相当）以下の範囲で光量ムラが１５％
以下の実用的な値となっている。
【００４０】実施例２は、隣接するロッドレンズの光軸
間距離２Ｒが０．３００ｍｍ、重なり度ｍが０．９６０
の場合であり、具体的な設計値を下記（表１）に、軸ズ
レ量がΔＸの場合の光量ムラを図８に示す。図８から分
かるように、軸ズレ量ΔＸが０．３５Ｒ（０．０５３ｍ
ｍに相当）以下の範囲で光量ムラが１５％以下の実用的
な値となっている。軸ズレ量の許容範囲はＲに比例する
ので、Ｒの大きい実施例１よりも組立精度を上げる必要
がある。
間距離２Ｒが０．３００ｍｍ、重なり度ｍが０．９６０
の場合であり、具体的な設計値を下記（表１）に、軸ズ
レ量がΔＸの場合の光量ムラを図８に示す。図８から分
かるように、軸ズレ量ΔＸが０．３５Ｒ（０．０５３ｍ
ｍに相当）以下の範囲で光量ムラが１５％以下の実用的
な値となっている。軸ズレ量の許容範囲はＲに比例する
ので、Ｒの大きい実施例１よりも組立精度を上げる必要
がある。
【００４１】実施例３は、隣接するロッドレンズの光軸
間距離２Ｒが０．９００ｍｍ、重なり度ｍが０．９１０
の場合であり、具体的な設計値を下記（表２）に、軸ズ
レ量がΔＸの場合の光量ムラを図８に示す。図８から分
かるように、軸ズレ量ΔＸが０．２０Ｒ（０．０９ｍｍ
に相当）以下の範囲で光量ムラが１５％以下の実用的な
値となっている。
間距離２Ｒが０．９００ｍｍ、重なり度ｍが０．９１０
の場合であり、具体的な設計値を下記（表２）に、軸ズ
レ量がΔＸの場合の光量ムラを図８に示す。図８から分
かるように、軸ズレ量ΔＸが０．２０Ｒ（０．０９ｍｍ
に相当）以下の範囲で光量ムラが１５％以下の実用的な
値となっている。
【００４２】実施例４は、隣接するロッドレンズの光軸
間距離２Ｒが０．１００ｍｍ、重なり度ｍが０．９７０
の場合であり、具体的な設計値を下記（表２）に、軸ズ
レ量がΔＸの場合の光量ムラを図８に示す。図８から分
かるように、軸ズレ量ΔＸが０．４０Ｒ（０．０２ｍｍ
に相当）以下の範囲で光量ムラが１６％以下の実用的な
値となっている。
間距離２Ｒが０．１００ｍｍ、重なり度ｍが０．９７０
の場合であり、具体的な設計値を下記（表２）に、軸ズ
レ量がΔＸの場合の光量ムラを図８に示す。図８から分
かるように、軸ズレ量ΔＸが０．４０Ｒ（０．０２ｍｍ
に相当）以下の範囲で光量ムラが１６％以下の実用的な
値となっている。
【００４３】実施例５は、隣接するロッドレンズの光軸
間距離２Ｒが０．６００ｍｍ、重なり度ｍが１．０１０
の場合であり、具体的な設計値を下記（表３）に、軸ズ
レ量がΔＸの場合の光量ムラを図８に示す。図８から分
かるように、光量ムラは軸ズレ量が０であっても１５％
を超えるが、軸ズレ量ΔＸが０．５０Ｒ（０．１５ｍｍ
に相当）以下の広い範囲で光量ムラが２０％以下となっ
ており、用途によっては実用的な値である。
間距離２Ｒが０．６００ｍｍ、重なり度ｍが１．０１０
の場合であり、具体的な設計値を下記（表３）に、軸ズ
レ量がΔＸの場合の光量ムラを図８に示す。図８から分
かるように、光量ムラは軸ズレ量が０であっても１５％
を超えるが、軸ズレ量ΔＸが０．５０Ｒ（０．１５ｍｍ
に相当）以下の広い範囲で光量ムラが２０％以下となっ
ており、用途によっては実用的な値である。
【００４４】
【表１】
【００４５】
【表２】
【００４６】
【表３】
【００４７】比較例１は、実施例１と同一の光学特性を
有するロッドレンズを用い、重なり度ｍを１．４３とし
たものである。また、比較例２は、実施例２と同一の光
学特性を有するロッドレンズを用い、重なり度ｍを１．
５０としたものである。これら比較例の具体的な数値を
下記（表４）に示す。
有するロッドレンズを用い、重なり度ｍを１．４３とし
たものである。また、比較例２は、実施例２と同一の光
学特性を有するロッドレンズを用い、重なり度ｍを１．
５０としたものである。これら比較例の具体的な数値を
下記（表４）に示す。
【００４８】
【表４】
【００４９】上記（表４）中の『明るさ』は、軸ズレが
ない場合のＹ軸方向における平均的光量を意味してお
り、それぞれ対応する実施例の明るさを１００としてい
る。
ない場合のＹ軸方向における平均的光量を意味してお
り、それぞれ対応する実施例の明るさを１００としてい
る。
【００５０】比較例１、２は、それぞれ対応する実施例
１、２よりも明るさとＭＴＦ値が劣っていることから、
本発明によれば、光量と解像力が向上することが分か
る。
１、２よりも明るさとＭＴＦ値が劣っていることから、
本発明によれば、光量と解像力が向上することが分か
る。
【００５１】〈第２の実施の形態〉本実施の形態におい
ては、重なり度ｍを０．９１≦ｍ≦１．０１の範囲とし
て、従来よりも平均光量を大きくすると共に、ロッドレ
ンズアレイのレンズ面をマスキングすることによって光
量ムラを小さくしている。
ては、重なり度ｍを０．９１≦ｍ≦１．０１の範囲とし
て、従来よりも平均光量を大きくすると共に、ロッドレ
ンズアレイのレンズ面をマスキングすることによって光
量ムラを小さくしている。
【００５２】図１０に、本発明の第２の実施の形態にお
けるロッドレンズアレイの平面図を示す。図１０に示す
ように、ロッドレンズアレイ２の片側のレンズ面には、
ロッドレンズアレイ２の長手方向に沿って開口された略
矩形状の開口部７ａを有する遮光マスク７が設けられて
いる。このような構成の遮光マスク７は、単純で設置し
易い点で適している。
けるロッドレンズアレイの平面図を示す。図１０に示す
ように、ロッドレンズアレイ２の片側のレンズ面には、
ロッドレンズアレイ２の長手方向に沿って開口された略
矩形状の開口部７ａを有する遮光マスク７が設けられて
いる。このような構成の遮光マスク７は、単純で設置し
易い点で適している。
【００５３】遮光マスク７の設置方法としては、次のよ
うなものがある。すなわち、（１）細長い開口を有する
金属製あるいはプラスチック製等の薄板を、ロッドレン
ズアレイ２のレンズ面に貼り付ける、（２）ロッドレン
ズアレイ２のレンズ面の遮光部分に直接黒色インク等を
印刷する、（３）ロッドレンズアレイ２を部品として組
み込むフレームに、遮光マスクとしての機能を持たせ
る、などの方法がある。
うなものがある。すなわち、（１）細長い開口を有する
金属製あるいはプラスチック製等の薄板を、ロッドレン
ズアレイ２のレンズ面に貼り付ける、（２）ロッドレン
ズアレイ２のレンズ面の遮光部分に直接黒色インク等を
印刷する、（３）ロッドレンズアレイ２を部品として組
み込むフレームに、遮光マスクとしての機能を持たせ
る、などの方法がある。
【００５４】遮光マスク７の開口部７ａは、ロッドレン
ズアレイ２のレンズ面の長手方向中心軸に対して対称で
あるのが望ましい。そして、ロッドレンズ１のレンズ作
用をなす部分の半径をｒ0 としたとき、遮光マスク７の
開口部７ａの半値幅Ｗが、（√３／２）Ｒ＋０．１ｒ0
≦Ｗ≦（√３／２）Ｒ＋０．６ｒ0 の範囲にあるのが望
ましい。遮光マスク７の開口部７ａの半値幅Ｗが（√３
／２）Ｒ＋０．１ｒ0よりも小さい場合には、光量が大
きく低下してしまう。また、遮光マスク７の開口部７ａ
の半値幅Ｗが（√３／２）Ｒ＋０．６ｒ0 よりも大きい
場合には、光量ムラの改善の効果がほとんど得られなく
なってしまう。
ズアレイ２のレンズ面の長手方向中心軸に対して対称で
あるのが望ましい。そして、ロッドレンズ１のレンズ作
用をなす部分の半径をｒ0 としたとき、遮光マスク７の
開口部７ａの半値幅Ｗが、（√３／２）Ｒ＋０．１ｒ0
≦Ｗ≦（√３／２）Ｒ＋０．６ｒ0 の範囲にあるのが望
ましい。遮光マスク７の開口部７ａの半値幅Ｗが（√３
／２）Ｒ＋０．１ｒ0よりも小さい場合には、光量が大
きく低下してしまう。また、遮光マスク７の開口部７ａ
の半値幅Ｗが（√３／２）Ｒ＋０．６ｒ0 よりも大きい
場合には、光量ムラの改善の効果がほとんど得られなく
なってしまう。
【００５５】遮光マスク７の設置は、遮光マスク７を設
置しなくても光量ムラが比較的小さくなる場合、すなわ
ち、重なり度ｍが０．９１≦ｍ≦１．０１の範囲にある
場合（上記第１の実施の形態を参照）に、特に効果が大
きい。
置しなくても光量ムラが比較的小さくなる場合、すなわ
ち、重なり度ｍが０．９１≦ｍ≦１．０１の範囲にある
場合（上記第１の実施の形態を参照）に、特に効果が大
きい。
【００５６】（第２の実施例）以下、具体的実施例を挙
げて本発明をさらに詳細に説明する。以下に示す実施例
及び比較例においては、いずれも半径方向に屈折率分布
を有する円柱状のロッドレンズ１を、その光軸１ａが互
いに平行となるように２列に複数本配列した等倍結像の
ロッドレンズアレイ２が用いられている。
げて本発明をさらに詳細に説明する。以下に示す実施例
及び比較例においては、いずれも半径方向に屈折率分布
を有する円柱状のロッドレンズ１を、その光軸１ａが互
いに平行となるように２列に複数本配列した等倍結像の
ロッドレンズアレイ２が用いられている。
【００５７】実施例及び比較例は、隣接するロッドレン
ズ１の光軸間距離２Ｒが１．０００ｍｍ、重なり度ｍが
０．９４０の場合であり、具体的な設計値を下記（表
５）に示す。
ズ１の光軸間距離２Ｒが１．０００ｍｍ、重なり度ｍが
０．９４０の場合であり、具体的な設計値を下記（表
５）に示す。
【００５８】
【表５】
【００５９】実施例６は、遮光マスク７の開口部７ａの
半値幅Ｗが、Ｗ＝１．３Ｒ＝（√３／２）Ｒ＋０．４３
４ｒ0 の場合、実施例７は、Ｗ＝１．１Ｒ＝（√３／
２）Ｒ＋０．２３４ｒ0 の場合、実施例８は、Ｗ＝１．
４６６Ｒ＝（√３／２）Ｒ＋０．６００ｒ0 の場合、実
施例９は、Ｗ＝０．９６６Ｒ＝（√３／２）Ｒ＋０．１
００ｒ0 の場合、比較例３は、遮光マスク７を設置しな
い場合であり、それぞれ光量ムラを、軸ズレがない場合
と軸ズレ量がΔＸ＝０．３Ｒの場合について計算した。
計算結果を下記（表６）、（表７）及び図１１、図１
２、図１３、図１４に示す。
半値幅Ｗが、Ｗ＝１．３Ｒ＝（√３／２）Ｒ＋０．４３
４ｒ0 の場合、実施例７は、Ｗ＝１．１Ｒ＝（√３／
２）Ｒ＋０．２３４ｒ0 の場合、実施例８は、Ｗ＝１．
４６６Ｒ＝（√３／２）Ｒ＋０．６００ｒ0 の場合、実
施例９は、Ｗ＝０．９６６Ｒ＝（√３／２）Ｒ＋０．１
００ｒ0 の場合、比較例３は、遮光マスク７を設置しな
い場合であり、それぞれ光量ムラを、軸ズレがない場合
と軸ズレ量がΔＸ＝０．３Ｒの場合について計算した。
計算結果を下記（表６）、（表７）及び図１１、図１
２、図１３、図１４に示す。
【００６０】
【表６】
【００６１】
【表７】
【００６２】尚、光量の評価は、米国Sinclair Optics
社製の光学設計ソフトウェア『OsloSix』を用いて行
い、光源から放射されて像面に到達する光線の本数が
『明るさ』を表すものとした。また、光量の基準は、比
較例３の軸ズレがない場合の平均光量（＝１００）とし
た。
社製の光学設計ソフトウェア『OsloSix』を用いて行
い、光源から放射されて像面に到達する光線の本数が
『明るさ』を表すものとした。また、光量の基準は、比
較例３の軸ズレがない場合の平均光量（＝１００）とし
た。
【００６３】上記（表６）、（表７）、図１１、図１
２、図１３、図１４に示すように、比較例３において
は、軸ズレ量がΔＸ＝０．３Ｒの場合の光量ムラが１
３．９５％に達しているが、実施例６〜９においては、
それぞれ１２．１８％、１１．１１％、１３．８０％、
９．６１％と改善されている。一方、軸ズレがない場合
の光量ムラは、遮光マスク７を設けてもほとんど変化し
ない。
２、図１３、図１４に示すように、比較例３において
は、軸ズレ量がΔＸ＝０．３Ｒの場合の光量ムラが１
３．９５％に達しているが、実施例６〜９においては、
それぞれ１２．１８％、１１．１１％、１３．８０％、
９．６１％と改善されている。一方、軸ズレがない場合
の光量ムラは、遮光マスク７を設けてもほとんど変化し
ない。
【００６４】遮光マスク７を設置しない場合（比較例
３）に対する平均光量の低下は、実施例６で２％、実施
例７で１３％、実施例８で０％、実施例９で２２％（い
ずれも軸ズレがない場合）となるが、光量平均値よりも
光量ムラが小さいことを重視する用途には有効である。
３）に対する平均光量の低下は、実施例６で２％、実施
例７で１３％、実施例８で０％、実施例９で２２％（い
ずれも軸ズレがない場合）となるが、光量平均値よりも
光量ムラが小さいことを重視する用途には有効である。
【００６５】尚、本発明の第２の実施の形態において、
Ｒ、ｍの値は実施例に示した数値に限定されるものでは
なく、上記第１の実施の形態と同様の範囲が望ましい値
である。
Ｒ、ｍの値は実施例に示した数値に限定されるものでは
なく、上記第１の実施の形態と同様の範囲が望ましい値
である。
【００６６】
【発明の効果】以上説明しように、本発明によれば、従
来のロッドレンズアレイよりも解像力と明るさが向上す
るので、ファクシミリ装置、複写機、プリンタ、スキャ
ナなどの光学機器に用いる走査装置の解像力アップと走
査時間の短縮を図ることができる。
来のロッドレンズアレイよりも解像力と明るさが向上す
るので、ファクシミリ装置、複写機、プリンタ、スキャ
ナなどの光学機器に用いる走査装置の解像力アップと走
査時間の短縮を図ることができる。
【図１】本発明の結像光学装置に用いられるロッドレン
ズを示す斜視図
ズを示す斜視図
【図２】本発明の結像光学装置を示す斜視図
【図３】本発明の結像光学装置に用いられるロッドレン
ズの屈折率分布曲線
ズの屈折率分布曲線
【図４】本発明の結像光学装置に用いられるロッドレン
ズによる結像状態を示す模式図
ズによる結像状態を示す模式図
【図５】本発明の結像光学装置に用いられる複数本のロ
ッドレンズによる像の合成状態を示す模式図
ッドレンズによる像の合成状態を示す模式図
【図６】本発明の結像光学装置の軸ズレ時の光量ムラを
示す図
示す図
【図７】本発明の平行平面の透明基板を備えた結像光学
装置を示す断面図
装置を示す断面図
【図８】本発明の実施例での軸ズレ量と光量ムラとの関
係を示す図
係を示す図
【図９】本発明のセンサー位置の軸ズレ量ΔＸを説明す
るための図
るための図
【図１０】本発明の第２の実施の形態におけるロッドレ
ンズアレイを示す平面図
ンズアレイを示す平面図
【図１１】本発明の第２の実施の形態における実施例
６、７及び比較例３での光量ムラを示す図（軸ズレがな
い場合）
６、７及び比較例３での光量ムラを示す図（軸ズレがな
い場合）
【図１２】本発明の第２の実施の形態における実施例
６、７及び比較例３での光量ムラを示す図（軸ズレがあ
る場合）
６、７及び比較例３での光量ムラを示す図（軸ズレがあ
る場合）
【図１３】本発明の第２の実施の形態における実施例
８、９及び比較例３での光量ムラを示す図（軸ズレがな
い場合）
８、９及び比較例３での光量ムラを示す図（軸ズレがな
い場合）
【図１４】本発明の第２の実施の形態における実施例
８、９及び比較例３での光量ムラを示す図（軸ズレがあ
る場合）
８、９及び比較例３での光量ムラを示す図（軸ズレがあ
る場合）
【図１５】２列ロッドレンズアレイの重なり度ｍと光量
ムラとの関係を示す図
ムラとの関係を示す図
【図１６】ロッドレンズアレイの重なり度ｍと明るさと
の関係を示す図
の関係を示す図
１ ロッドレンズ ２ ロッドレンズアレイ ３ 原稿面 ４ 像面 ５ 透明基板 ６ 像面の中心軸 ７ 遮光マスク ７ａ 開口部
Claims (13)
- 【請求項１】 半径方向に屈折率分布を有するロッドレ
ンズを、その光軸が互いに平行となるように２列に複数
本配列したロッドレンズアレイと、前記ロッドレンズア
レイの両側に配置された原稿面及び像面とを備えた結像
光学装置であって、隣接する前記ロッドレンズの光軸間
距離を２Ｒ、前記ロッドレンズが前記像面に張る画像半
径をＸ0 としたとき、下記（数１）によって定義される
重なり度ｍが、０．９１≦ｍ≦１．０１の範囲にあるこ
とを特徴とする結像光学装置。 ［数１］ ｍ＝Ｘ0 ／２Ｒ - 【請求項２】 重なり度ｍが、０．９３≦ｍ≦０．９７
の範囲にある請求項１に記載の結像光学装置。 - 【請求項３】 Ｒが０．０５ｍｍ≦Ｒ≦０．６０ｍｍの
範囲にある請求項１に記載の結像光学装置。 - 【請求項４】 ロッドレンズのレンズ作用をなす部分の
半径ｒ0 が、０．５０Ｒ≦ｒ0 ≦１．０Ｒの範囲にある
請求項１に記載の結像光学装置。 - 【請求項５】 ロッドレンズアレイの少なくとも片側の
レンズ面に、前記ロッドレンズアレイの長手方向に沿っ
て開口された略矩形状の開口部を有する遮光マスクが設
けられた請求項１に記載の結像光学装置。 - 【請求項６】 遮光マスクの開口部がロッドレンズアレ
イのレンズ面の長手方向中心軸に対して対称である請求
項５に記載の結像光学装置。 - 【請求項７】 ロッドレンズのレンズ作用をなす部分の
半径をｒ0 としたとき、遮光マスクの開口部の半値幅Ｗ
が、（√３／２）Ｒ＋０．１ｒ0 ≦Ｗ≦（√３／２）Ｒ
＋０．６ｒ0 の範囲にある請求項６に記載の結像光学装
置。 - 【請求項８】 ロッドレンズの光軸から測った径方向の
距離をｒ、前記ロッドレンズの光軸上での屈折率を
ｎ0 、屈折率分布係数をｇ、ｈ4 、ｈ6 、ｈ8 としたと
き、前記ロッドレンズの屈折率分布が下記（数２）によ
って表記される請求項１に記載の結像光学装置。 ［数２］ ｎ（r）2 ＝ｎ0 2・｛１−（ｇ・ｒ）2 ＋ｈ4 ・（ｇ・
ｒ）4＋ｈ6 ・（ｇ・ｒ）6 ＋ｈ8 ・（ｇ・ｒ）8 ＋・
・・｝ - 【請求項９】 ロッドレンズの光軸上での屈折率をｎ0
が、１．４≦ｎ0 ≦１．８の範囲にある請求項８に記載
の結像光学装置。 - 【請求項１０】 ロッドレンズのレンズ作用をなす部分
の半径をｒ0 としたとき、０．０５≦ｎ0 ・ｇ・ｒ0 ≦
０．５０の関係を満たす請求項８に記載の結像光学装
置。 - 【請求項１１】 ロッドレンズの長さをＺ0 、前記ロッ
ドレンズの周期長をＰ＝２π／ｇとしたとき、Ｚ0 ／Ｐ
が、０．５＜Ｚ0 ／Ｐ＜１．０の範囲にある請求項８に
記載の結像光学装置。 - 【請求項１２】 ロッドレンズアレイの前焦点位置に原
稿面が位置するように平行平面の透明基板が配置された
請求項１に記載の結像光学装置。 - 【請求項１３】 平行平面の透明基板がロッドレンズア
レイのレンズ面に当接している請求項１２に記載の結像
光学装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP36181399A JP2001174606A (ja) | 1999-12-20 | 1999-12-20 | 結像光学装置 |
| TW089127175A TW460712B (en) | 1999-12-20 | 2000-12-19 | Optical imaging system |
| EP00127790A EP1111902A3 (en) | 1999-12-20 | 2000-12-19 | Optical imaging system |
| US09/745,079 US6429977B2 (en) | 1999-12-20 | 2000-12-20 | Optical imaging system |
| CNB001206982A CN1192271C (zh) | 1999-12-20 | 2000-12-20 | 成像光学装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP36181399A JP2001174606A (ja) | 1999-12-20 | 1999-12-20 | 結像光学装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001174606A true JP2001174606A (ja) | 2001-06-29 |
Family
ID=18474953
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP36181399A Pending JP2001174606A (ja) | 1999-12-20 | 1999-12-20 | 結像光学装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6429977B2 (ja) |
| EP (1) | EP1111902A3 (ja) |
| JP (1) | JP2001174606A (ja) |
| CN (1) | CN1192271C (ja) |
| TW (1) | TW460712B (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006181849A (ja) * | 2004-12-27 | 2006-07-13 | Oki Data Corp | レンズアレイ、露光装置及び画像形成装置 |
| JP2013541722A (ja) * | 2010-08-24 | 2013-11-14 | ウエイハイ ホアリン オプト−エレクトロニクス カンパニー リミテッド | 複合ロッドレンズアレイ及び複合ロッドレンズアレイにより構成された画像読取り装置 |
| JP2014139669A (ja) * | 2012-12-20 | 2014-07-31 | Mitsubishi Rayon Co Ltd | ロッドレンズアレイ及びロッドレンズアレイを用いた等倍結像光学装置 |
| WO2020158043A1 (ja) * | 2019-01-29 | 2020-08-06 | 日本板硝子株式会社 | 屈折率分布型レンズ、光学製品、光学機器、及び屈折率分布型レンズ用ガラス組成物、及び屈折率分布型レンズの製造方法 |
| JP2020121922A (ja) * | 2019-01-29 | 2020-08-13 | 日本板硝子株式会社 | 屈折率分布型レンズ、光学製品、光学機器、及び屈折率分布型レンズ用ガラス組成物、及び屈折率分布型レンズの製造方法 |
| WO2021261319A1 (ja) * | 2020-06-25 | 2021-12-30 | 日本板硝子株式会社 | ロッドレンズアレイ、光学機器、イメージセンサ、プリンタ、検査装置、屈折率分布型ロッドレンズ用母材ガラス組成物、及び屈折率分布型ロッドレンズの製造方法 |
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| US5555330A (en) | 1994-12-21 | 1996-09-10 | E-Tek Dynamics, Inc. | Wavelength division multiplexed coupler with low crosstalk between channels and integrated coupler/isolator device |
| JPH09230169A (ja) | 1996-02-20 | 1997-09-05 | Fujitsu Ltd | ２芯ファイバ・コリメータ構造、光回路モジュール及び光増幅器 |
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-
1999
- 1999-12-20 JP JP36181399A patent/JP2001174606A/ja active Pending
-
2000
- 2000-12-19 TW TW089127175A patent/TW460712B/zh not_active IP Right Cessation
- 2000-12-19 EP EP00127790A patent/EP1111902A3/en not_active Withdrawn
- 2000-12-20 CN CNB001206982A patent/CN1192271C/zh not_active Expired - Fee Related
- 2000-12-20 US US09/745,079 patent/US6429977B2/en not_active Expired - Lifetime
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| CN1192271C (zh) | 2005-03-09 |
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