JP2003139912A - プラスチックロッドレンズ、レンズアレイ、並びにイメージセンサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 共役長が短いと共に、焦点深度が深く、かつ
カラー特性に優れたロッドレンズを提供する。 【解決手段】 本発明のロッドレンズは、断面視円形状
で、かつ、中心軸から外周面に向かって屈折率が連続的
に減少するように構成されており、断面の半径ｒが０．
０５ｍｍ以上０．２ｍｍ未満であり、５２５ｎｍの波長
の光についての屈折率分布定数ｇが、０．２ｍｍ^-1≦ｇ
≦１．０ｍｍ^-1、及び０．０４≦ｇ・ｒ＜０．１を満た
していると共に、少なくとも中心軸から０．８ｒ以内の
範囲に、脂環式基含有（メタ）アクリレート単位を有す
る重合体、及びメチルメタクリレート単位を有する重合
体を含有し、中心軸から０．８ｒ以内の範囲における、
最大アッベ数と最小アッベ数との差が０．５以下である
ことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、スキャナ、複写機
等に搭載されるイメージセンサ等に好適に用いられるレ
ンズアレイ用のロッドレンズ、該ロッドレンズを複数本
配列してなるレンズアレイ、並びに、該レンズアレイを
備えたイメージセンサに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】微小レンズの一つとして、両端面を鏡面
研磨した円柱状のプラスチックロッドレンズが知られて
いる。プラスチックロッドレンズは、単体で用いられる
他、複数のレンズを配列し一体化させたレンズアレイの
形態で用いられ、ハンドスキャナ等の各種スキャナや、
複写機、ファクシミリ等に搭載されるイメージセンサ用
の部品や、光源にＬＥＤ（発光ダイオード）を用いたＬ
ＥＤプリンタの書き込みデバイス等として広く利用され
ている。また、プラスチックロッドレンズは、製造コス
トが安価である等の理由から、今後益々用途が拡大して
いくものと思われる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、ファクシミ
リ、シートフィード型のスキャナ等と異なり、ハンドス
キャナ、フラットベット型スキャナ等では、原稿面が固
定されていないため、原稿が浮いて、レンズアレイの原
稿面からの距離が多少変化したとしても鮮明な画像の読
み取りを可能とするために、焦点深度の深いロッドレン
ズを用いてイメージセンサを構成する必要がある。その
ため、かかる用途においては、ロッドレンズの焦点深度
を深くするために、開口角の小さいロッドレンズが用い
られているが、開口角を小さくする程、共役長が長くな
るため、光学系の小型化を図ることが難しくなる。な
お、光学系の小型化を図るために、レンズ径を小さくし
て共役長を短くしたガラスロッドレンズが市販されてい
るが、かかるロッドレンズでは、焦点深度が浅いことに
加えて、機械的強度が不十分であるため、クラック等が
入りやすく、取り扱い性にも問題がある。また、近年、
ハンドスキャナやフラットベット型スキャナ等の小型の
スキャナにおいても、画像のカラー化が進められてお
り、色収差が小さく、にじみの少ないカラー画像を伝送
することが可能な、カラー特性に優れたロッドレンズが
必要になっている。

【０００４】特開２０００−３５５１９号公報には、断
面の半径を０．２ｍｍと以上と、比較的大きく確保しな
がら、中心軸から０．６ｒ以上外側の範囲に、伝送光の
少なくとも一部を吸収する光吸収剤を含有する５０μｍ
以上の厚みの光吸収層を設けることにより、光吸収剤の
吸収波長領域の光についての有効径を小さくし、これに
よって、共役長を比較的短くすると共に、焦点深度を深
くしたロッドレンズが開示されている。しかしながら、
特開２０００−３５５１９号公報に開示されたロッドレ
ンズでは、半径ｒが０．２〜０．４５ｍｍ、屈折率分布
定数ｇが０．３５〜０．５ｍｍ ^-1、及びｇ・ｒが０．１
０〜０．１６であるため、５２５ｎｍの波長の光につい
てのＭＴＦが最大になるように、６Ｌｐ／ｍｍの格子パ
ターン、ロッドレンズ、及び受光センサを順次配置させ
た後、格子パターンのみを移動させたときに、ＭＴＦが
４０％以上となる格子パターンの移動範囲の幅として規
定される焦点深度が１ｍｍ以下であり、複写機等に使用
する場合に焦点深度が十分に深いロッドレンズとはなら
ない場合があった。また、アッベ数分散の大きい材料で
ロッドレンズを構成した場合は、ＲＧＢの各波長におけ
る共役長の差が大きくなり、用途によってはカラー特性
が十分ではない場合があった。

【０００５】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
あり、共役長が短いと共に、焦点深度が深く、かつカラ
ー特性に優れたロッドレンズ及びレンズアレイ、該レン
ズアレイを備えたイメージセンサを提供することを目的
とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者は上記課題を解
決するべく検討を行った結果、以下のプラスチックロッ
ドレンズ、レンズアレイ、イメージセンサを発明するに
到った。なお、以下、単に、「ロッドレンズ」、若しく
は「レンズ」と略記することがあるが、ガラスロッドレ
ンズと明記している以外は、すべてプラスチックロッド
レンズを意味しているものとする。

【０００７】本発明のプラスチックロッドレンズは、断
面視円形状で、かつ、中心軸から外周面に向かって屈折
率が連続的に減少するプラスチックロッドレンズにおい
て、断面の半径ｒが０．０５ｍｍ以上０．２ｍｍ未満で
あり、少なくとも中心軸から０．３ｒ〜０．７ｒの範囲
における屈折率分布が下記式（１）で規定される２次曲
線で近似され、５２５ｎｍの波長の光についての屈折率
分布定数ｇが、０．２ｍｍ^-1≦ｇ≦１．０ｍｍ^-1、及び
０．０４≦ｇ・ｒ＜０．１を満たしていると共に、少な
くとも中心軸から０．８ｒ以内の範囲に、脂環式基含有
（メタ）アクリレート単位を有する重合体、及びメチル
メタクリレート単位を有する重合体を含有し、中心軸か
ら０．８ｒ以内の範囲における、最大アッベ数と最小ア
ッベ数との差が０．５以下であることを特徴とする。 ｎ（Ｌ）＝ｎ₀｛１−（ｇ²／２）Ｌ²｝・・・（１） （但し、式（１）中、ｎ₀はロッドレンズの中心軸の屈
折率、Ｌはロッドレンズの中心軸からの距離（０≦Ｌ≦
ｒ）、ｇはロッドレンズの屈折率分布定数、ｎ（Ｌ）は
ロッドレンズの中心軸からの距離Ｌの位置における屈折
率をそれぞれ表す。） また、本発明のロッドレンズにおいて、脂環式基含有
（メタ）アクリレート単位を構成する脂環式基として
は、トリシクロ［５．２．１．０^2,6］デカニル基が特
に好適である。

【０００８】本発明者は、以上の構成を採用することに
より、共役長が短いと共に、焦点深度が深く、かつカラ
ー特性に優れたロッドレンズを提供することができるこ
とを見出した。具体的には、本発明によれば、ロッドレ
ンズの５２５ｎｍの波長の光についてのＭＴＦが最大に
なるように、６Ｌｐ／ｍｍの格子パターン、本発明のロ
ッドレンズ、及び受光センサを順次配置させた後、格子
パターンのみを移動させたときに、ＭＴＦが４０％以上
となる格子パターンの移動範囲の幅として規定される焦
点深度が３ｍｍ以上の、焦点深度の深いロッドレンズを
提供することができることを見出した。また、本発明に
よれば、５２５ｎｍの波長の光についての共役長が２５
ｍｍ以下の、共役長の短いロッドレンズを提供すること
ができることを見出した。また、６３０ｎｍの波長の光
についての共役長と、４７０ｎｍの波長の光についての
共役長との差が１．８ｍｍ以下であり、色収差が小さ
く、カラー特性に優れたロッドレンズを提供することが
できることを見出した。

【０００９】また、本発明のロッドレンズが、中心軸か
ら０．６ｒ以上外側の範囲に、ロッドレンズの伝送光の
うち少なくとも一部の光を吸収する光吸収剤を含有する
光吸収層を有することが好ましく、かかる構成とするこ
とにより、本発明のロッドレンズを用いてレンズアレイ
を構成した際の、フレア光やクロストーク光の発生を抑
制することができ、レンズアレイの解像度を向上するこ
とができる。

【００１０】また、本発明のレンズアレイは、本発明の
ロッドレンズ複数本を、各ロッドレンズの中心軸方向が
互いに略平行方向となるように、ロッドレンズの中心軸
方向に対して垂直方向に向けて配列したロッドレンズ列
を少なくとも１段具備してなることを特徴とする。この
本発明のレンズアレイは、本発明のロッドレンズを用い
て構成されたものであるので、共役長が短いと共に、焦
点深度が深く、かつカラー特性に優れたものとなる。

【００１１】また、本発明のレンズアレイを備えること
により、スキャナ等に搭載した場合に、装置全体の小型
化を図ることができると共に、原稿が浮いて、レンズア
レイと原稿面との距離が多少変化したとしても、鮮明な
画像を読み取ることができるイメージセンサを提供する
ことができる。また、鮮明なカラー画像を読み取ること
が可能なカラーイメージセンサを提供することができ
る。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明について詳細に説明
する。 ［プラスチックロッドレンズの構造］本発明のプラスチ
ックロッドレンズは、断面視円形状で、かつ、中心軸か
ら外周面に向かって屈折率が連続的に減少すると共に、
少なくとも中心軸から０．３ｒ〜０．７ｒ（但し、ｒは
断面の半径）の範囲における屈折率分布が下記式（１）
で規定される２次曲線で近似されるレンズである。 ｎ（Ｌ）＝ｎ₀｛１−（ｇ²／２）Ｌ²｝・・・（１） （但し、式（１）中、ｎ₀はロッドレンズの中心軸にお
ける屈折率、Ｌはロッドレンズの中心軸の距離（０≦Ｌ
≦ｒ）、ｇはロッドレンズの屈折率分布定数、ｎ（Ｌ）
はロッドレンズの中心軸からの距離Ｌの位置における屈
折率をそれぞれ表す。） なお、本明細書において、ロッドレンズの「断面」は、
中心軸に対して垂直方向に切断した時の断面を意味して
いるものとする。

【００１３】本発明のロッドレンズの中心軸の屈折率ｎ
₀は、１．４〜１．６であることが好ましい。中心軸の
屈折率ｎ₀がこの範囲にあると、本発明のロッドレンズ
に用いることができる材料の選択肢が広くなるため、良
好な屈折率分布を有し、透明性に優れたロッドレンズを
簡易に得ることができ、好適である。

【００１４】また、本発明のロッドレンズにおいて、断
面の半径ｒは０．０５ｍｍ以上０．２ｍｍ未満である。
このように、本発明では、半径ｒを０．２ｍｍ未満とし
ているので、共役長を短くすることができ、本発明のロ
ッドレンズを用いてイメージセンサ等の光学系を構成し
た場合に、光学系の小型化を図ることができる。また、
本発明によれば、共役長を短くすることができる結果、
波長の異なる伝送光についての共役長の差を小さくする
ことができるので、色収差を小さくすることができ、に
じみの少ないカラー画像を伝送することが可能な、カラ
ー特性に優れたロッドレンズを提供することができる。
また、このように、本発明のロッドレンズでは、半径ｒ
を小さく設定しているが、プラスチック製であるため、
ガラスロッドレンズと異なり、十分な機械的強度を有
し、クラック等が発生する恐れはない。

【００１５】なお、半径ｒが０．２ｍｍ以上の場合に
は、ロッドレンズの屈折率分布定数ｇが小さくなり、共
役長が大きくなるので、本発明のロッドレンズを用いて
イメージセンサ等の光学系を構成した場合に、光学系の
小型化を図ることが難しくなる。また、波長の異なる伝
送光についての共役長の差が大きくなるため、カラー特
性が低下する恐れもある。また、半径ｒを小さくする
程、共役長を短くすることができるが、半径ｒが０．０
５ｍｍ未満になると、本発明のロッドレンズを用いてレ
ンズアレイを製造する際の加工性や取り扱い性が低下す
ると共に、本発明のロッドレンズを用いて構成したレン
ズアレイにより、イメージセンサ等の光学系を構成する
際に、光源や受光センサとの光軸がずれやすくなり、光
学特性が低下する恐れもある。

【００１６】また、本発明のロッドレンズにおいて、５
２５ｎｍの波長の光についての屈折率分布定数ｇが、
０．２ｍｍ^-1≦ｇ≦１．０ｍｍ^-1を満たしていることが
好ましい。５２５ｎｍの波長の光についての屈折率分布
定数ｇが１．０ｍｍ^-1を超えた場合には、ロッドレンズ
の１周期長が短くなるため、レンズ長が短くなりすぎ、
本発明のロッドレンズの取り扱い性が低下すると共に、
本発明のロッドレンズを用いてレンズアレイを製造する
際の加工性や取り扱い性が低下する恐れがある。また、
５２５ｎｍの波長の光についての屈折率分布定数ｇが
０．２ｍｍ^-1未満の場合には、ロッドレンズの１周期長
が長くなるため、共役長が大きくなりすぎ、本発明のロ
ッドレンズを用いてイメージセンサ等の光学系を構成し
た場合に、光学系の小型化を図ることが困難になる。こ
れに対して、５２５ｎｍの波長の光についての屈折率分
布定数ｇを０．２〜１．０ｍｍ^-1とすることにより、ロ
ッドレンズの取り扱い性を低下させることなく、光学系
の小型化を図ることができ、好適である。

【００１７】また、本発明のロッドレンズにおいて、５
２５ｎｍの波長の光についての屈折率分布定数ｇと半径
ｒの積（ｇ・ｒ）が、０．０４≦ｇ・ｒ＜０．１を満た
していることが好ましい。このようにｇ・ｒを規定する
ことにより、十分な出射光量を確保しながら、共役長が
短いと共に、焦点深度が非常に深いロッドレンズを簡易
に提供することができる。なお、ｇ・ｒを小さくする
程、焦点深度の深いロッドレンズを得やすくなるが、ｇ
・ｒが０．０４未満になると、開口角が著しく小さくな
り、取り込める光量が著しく低下するため、好ましくな
い。また、ｇ・ｒを大きくする程、開口角を大きくする
ことができるので、共役長が短く、出射光量の大きいロ
ッドレンズを得やすくなるが、ｇ・ｒが０．１を超えた
場合には、焦点深度を十分に深くすることが難しくな
る。

【００１８】さらに、本発明のロッドレンズにおいて、
中心軸から０．８ｒ以内の範囲における、最大アッベ数
と最小アッベ数との差が０．５以下であることが好まし
い。かかる構成とすることにより、レンズの色収差を一
層小さくすることができ、にじみの少ないカラー画像を
伝送することが可能となる。

【００１９】なお、上述したような所望の屈折率分布定
数ｇを有すると共に、このようなアッベ数差を有するロ
ッドレンズは、少なくともロッドレンズの中心軸から
０．８ｒ以内の範囲を構成する重合体として、脂環式基
含有（メタ）アクリレート単位を有する重合体、及びメ
チルメタクリレート単位を有する重合体を用いることに
より、簡易に得ることができる。なお、これらの重合体
は、脂環式基含有（メタ）アクリレート、あるいはメチ
ルメタクリレートの単独重合体であっても良いし、所望
の透明性、屈折率分布定数ｇ、アッベ数差を得ることが
できる範囲内であれば、他の単量体単位を有する共重合
体であっても良い。また、脂環式基含有（メタ）アクリ
レート単位を構成する脂環式基としては、アダマンチル
基、イソボルニル基が好ましく、トリシクロ［５．２．
１．０^2,6］デカニル基が特に好ましい。

【００２０】ここで、脂環式基含有（メタ）アクリレー
トの単独重合体のアッベ数は５３〜５５程度、メチルメ
タクリレートの単独重合体のアッベ数は５５である。し
たがって、例えば、ロッドレンズの中心軸から０．８ｒ
以内の範囲を構成する重合体として、アッベ数５３の脂
環式基含有（メタ）アクリレート単位を有する重合体と
メチルメタクリレート単位を有する重合体とを主として
用い、脂環式基含有（メタ）アクリレート単位の含有率
の変化を２５質量％以下とすることにより、ロッドレン
ズの中心軸から０．８ｒ以内の範囲における、最大アッ
ベ数と最小アッベ数と差を０．５以下にすることができ
る。また、ロッドレンズの中心軸から０．８ｒ以内の範
囲において、脂環式基含有（メタ）アクリレート単位を
有する重合体、及びメチルメタクリレート単位を有する
重合体の合計含有量を１００質量％とした時、これら重
合体中に占める、脂環式基含有（メタ）アクリレート単
位とメチルメタクリレート単位の合計含有量は９０〜１
００質量％であることが好ましい。

【００２１】なお、中心軸から０．８ｒ以上外側の範囲
についても、ロッドレンズを構成する重合体として、脂
環式基含有（メタ）アクリレート単位を有する重合体、
及びメチルメタクリレート単位を有する重合体を用いて
も良いが、ロッドレンズの中心軸と外周部との屈折率差
を大きくし、ロッドレンズの外周部の屈折率分布をより
理想の分布に近づけるために、ロッドレンズの外周部側
には、透明性が高いと共に、屈折率が十分に低いフッ素
化アルキルメタクリレート単位を有する重合体を用いる
ことが好ましい。ここで、フッ素化アルキルメタクリレ
ート単位を有する重合体としては、オクタフルオロペン
チルメタクリレート単位を有する重合体等を例示するこ
とができる。

【００２２】以上説明したように、本発明によれば、半
径ｒを０．２ｍｍ未満と小さく設定すると共に、ｇ・ｒ
を０．０４以上０．１未満に規定しているので、共役長
の短いロッドレンズを提供することができる。また、共
役長を短くすることができる結果、波長の異なる伝送光
についての共役長の差を小さくすることができることに
加えて、少なくともロッドレンズの中心軸から０．８ｒ
以内の範囲において、ロッドレンズを構成する重合体と
して、脂環式基含有（メタ）アクリレート単位を有する
重合体、及びメチルメタクリレート単位を有する重合体
を用いる構成としているので、少なくともロッドレンズ
の中心軸から０．８ｒ以内の範囲における最大アッベ数
と最小アッベ数との差を０．５以下と小さくすることが
でき、カラー特性に優れたロッドレンズを提供すること
ができる。具体的には、本発明によれば、５２５ｎｍの
波長の光（緑色光）についての共役長が２５ｍｍ以下
の、共役長の短いロッドレンズを提供することができ
る。また、６３０ｎｍの波長の光（赤色光）についての
共役長と、４７０ｎｍの波長の光（青色光）についての
共役長との差が１．８ｍｍ以下であり、カラー特性に優
れたロッドレンズを提供することができる。

【００２３】また、本発明によれば、ｇ・ｒを０．０４
以上０．１未満に規定しているので、焦点深度の非常に
深いロッドレンズを提供することができる。具体的に
は、本発明によれば、ロッドレンズの５２５ｎｍの波長
の光についてのＭＴＦが最大になるように、６Ｌｐ／ｍ
ｍの格子パターン、本発明のロッドレンズ、及び受光セ
ンサを順次配置させた後、格子パターンのみを移動させ
たときに、ＭＴＦが４０％以上となる格子パターンの移
動範囲の幅として規定される焦点深度が３ｍｍ以上の、
焦点深度の深いロッドレンズを提供することができる。
なお、本明細書において、「６Ｌｐ／ｍｍの格子パター
ン」とは、透明ラインと遮光（黒）ラインとの組（ライ
ンペア：Ｌｐ）を１ｍｍの幅の中に６組設けてある格子
パターンのことをいう。また、「ＭＴＦ」とは、格子パ
ターンを、ロッドレンズにより受光センサに結像させて
読み取ったときの、測定光量の最大値（ｉ_MAX）と最小
値（ｉ_MIN）とから、下記式により算出される値のこと
をいう。 ＭＴＦ［％］＝（（ｉ_MAX−ｉ_MIN）／（ｉ_MAX＋
ｉ_MIN））×１００

【００２４】さらに、本発明のロッドレンズの中心軸か
ら０．６ｒ以上外側の範囲に、ロッドレンズの伝送光の
うち少なくとも一部の光を吸収する光吸収剤を含有する
光吸収層を形成することが好ましい。ロッドレンズの外
周部には、屈折率分布の不整な部分が形成されやすいた
め、かかる構成とすることにより、屈折率分布の不整な
部分に入射した光の少なくとも一部を光吸収層により吸
収させることができるので、フレア光の発生を抑制する
ことができる。また、本発明のロッドレンズを用いてレ
ンズアレイを構成した際に、隣接するロッドレンズ間を
クロストークするクロストーク光についても、光吸収層
により吸収させることができる。したがって、本発明の
ロッドレンズを用いてレンズアレイを構成した際に、フ
レア光とクロストーク光の双方の発生を抑制することが
でき、レンズアレイの解像度を向上することができるの
で、好適である。なお、光吸収層を中心軸から０．６ｒ
未満の範囲に形成する場合には、出射光量が著しく低下
するため、好ましくない。なお、このように、本発明の
ロッドレンズでは、本発明のロッドレンズを用いてレン
ズアレイを構成した際に、フレア光やクロストーク光の
発生を抑制するために、外周部に光吸収層を設けている
が、特開２０００−３５５１９号公報では、有効径を小
さくするために、光吸収層を設けているため、５０μｍ
以上の厚みが必要であるのに対し、本発明では、有効径
を小さくしなくても、上述のように、短い共役長と深い
焦点深度とを実現することができるので、光吸収層の厚
みは５０μｍ未満であっても良い。

【００２５】ここで、光吸収層に含有させる光吸収剤と
しては、ロッドレンズが用いられる光学系で使用される
波長の光を吸収し得る種々の染料や顔料、色素を使用す
ることができる。具体的には、イメージセンサ等におい
ては、可視光（４００ｎｍ〜７００ｎｍ程度）、近赤外
光（７００ｎｍ〜１０００ｎｍ程度）を出射する光源が
広く用いられているため、可視光、近赤外光のうち、特
定波長域の光のみを吸収する光吸収剤、若しくは、可視
光、近赤外光のうち、全波長域の光を吸収する光吸収剤
を用いれば良い。なお、１種類の光吸収剤のみを単独で
用いても良いし、吸収する波長が異なる光吸収剤を２種
以上組み合わせて用いても良い。カラーイメージセンサ
用のレンズアレイ用として用いられるロッドレンズで
は、例えば、赤色光、緑色光、青色光をそれぞれ吸収す
る光吸収剤を組み合わせて用いることにより、本発明の
ロッドレンズを用いてレンズアレイを構成した際に、赤
色光、緑色光、青色光のすべての光に対して、フレア
光、クロストーク光の発生を抑制することができ、好適
である。また、可視光、近赤外光のうち、全波長域の光
を吸収する光吸収剤としては、複数種の光吸収剤を混合
して黒色としたものや、カーボンブラック、グラファイ
トカーボン等の黒色の光吸収剤を例示することができ
る。

【００２６】また、光吸収層内において、光吸収剤はで
きるだけ均一に分布していることが好ましい。すなわ
ち、光吸収剤は、光吸収層中に均一に分散されている
か、若しくは光吸収層を構成する高分子に均一に結合さ
れていることが好ましい。このように、光吸収剤を均一
に分布させることにより、本発明のロッドレンズを用い
てレンズアレイを構成した際に、フレア光、クロストー
ク光が局所的に発生することを防止することができる。
また、光吸収層中の光吸収剤の濃度は、０．００１〜１
０質量％であることが好ましく、０．０１〜１質量％で
あることがより好ましい。光吸収剤の濃度をこの範囲と
することにより、出射光量を十分に確保しつつ、本発明
のロッドレンズを用いてレンズアレイを構成した際の、
フレア光、クロストーク光の発生を抑制することがで
き、好適である。

【００２７】以上説明したように、本発明によれば、断
面の半径ｒ、屈折率分布定数ｇ、屈折率分布定数ｇと半
径ｒの積（ｇ・ｒ）を所定の範囲内に規定すると共に、
脂環式基含有（メタ）アクリレート単位を有する重合体
及びメチルメタクリレート単位を有する重合体を用いて
ロッドレンズを構成することにより、十分な出射光量を
確保しながら、共役長が短いと共に、焦点深度が深く、
かつカラー特性に優れたロッドレンズを提供することが
できる。

【００２８】［ロッドレンズの製造方法］次に、本発明
のロッドレンズの製造方法の一例について、説明する。
はじめに、硬化後の屈折率ｎがｎ₁＞ｎ₂＞・・・・＞ｎ
_N（但し、Ｎ≧３）となるＮ個の層形成用溶液（第１層
形成用溶液〜第Ｎ層形成用溶液）を調製し、これらＮ個
の層形成用溶液を用い、硬化後に中心軸から外周面に向
かって順次屈折率が低くなるような配置で、同心円状に
押し出し、第１層から第Ｎ層が同心円状に積層形成され
た、未硬化の糸状体を紡糸する。次に、紡糸後の糸状体
に、糸状体の屈折率分布が中心軸から外周面に向かって
連続的に変化するように、隣接する層中の物質を相互拡
散させる相互拡散処理を施した後、硬化処理を施す。な
お、相互拡散処理は、窒素等の不活性ガス雰囲気中で、
未硬化の糸状体を所定温度で所定時間保持し、隣接する
層中の物質を濃度差により拡散させることにより、行う
ことができる。また、相互拡散処理と硬化処理とを同時
に施すことも可能である。次に、硬化処理後に得られる
糸状体に対して、必要に応じて加熱延伸、緩和処理を行
った後、得られた糸状体を所定長さずつに切断すること
により、本発明のロッドレンズを製造することができ
る。なお、相互拡散処理、硬化処理、加熱延伸処理、緩
和処理については、連続的に行っても良いし、バッチ式
で行っても良い。

【００２９】以上、本発明のロッドレンズの製造方法の
概略について説明した。さらに、上記の製造方法につい
て詳述する。糸状体を紡糸する際に、積層する層の数Ｎ
は４〜６とすることが好ましい。層の数Ｎが４未満で
は、得られるロッドレンズの屈折率分布を理想的な分布
に近づけることが難しくなり、層の数Ｎが６を超えた場
合には、糸状体の紡糸が難しくなるため、好ましくな
い。

【００３０】また、糸状体を紡糸する際に調製する各層
形成用溶液の粘度を、１０²〜１０⁷Ｐａ・ｓとすること
が好ましい。層形成用溶液の粘度が１０²Ｐａ・ｓ未満
では、紡糸時に糸切れが生じやすくなり、紡糸が困難に
なる恐れがある。また、層形成用溶液の粘度が１０⁷Ｐ
ａ・ｓを超えた場合には、紡糸時の操作性が悪化し、各
層の同心円性が損なわれると共に、均一な径を有する糸
状体を得ることが困難になる恐れがある。

【００３１】ここで、各層形成用溶液の主成分である硬
化性材料としては、ラジカル重合性ビニル単量体等を例
示することができる。ラジカル重合性ビニル単量体とし
ては、メチルメタクリレート（ｎ＝１．４９）、スチレ
ン（ｎ＝１．５９）、クロルスチレン（ｎ＝１．６
１）、酢酸ビニル（ｎ＝１．４７）、２，２，３，３−
テトラフルオロプロピル（メタ）アクリレート、２，
２，３，３，４，４，５，５−オクタフルオロペンチル
（メタ）アクリレート、２，２，３，４，４−ヘキサフ
ルオロブチル（メタ）アクリレート、２，２，２−トリ
フルオロエチル（メタ）アクリレート等のフッ素化アル
キル（メタ）アクリレート（ｎ＝１．３７〜１．４
４）、ｎ＝１．４３〜１．６２の（メタ）アクリレート
類、例えば、エチル（メタ）アクリレート、フェニル
（メタ）アクリレート、ベンジル（メタ）アクリレー
ト、脂環式（メタ）アクリレート、ヒドロキシアルキル
（メタ）アクリレート、アルキレングリコール（メタ）
アクリレート、トリメチロールプロパンジ（メタ）アク
リレート、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリ
レート、ペンタエリスリトールジ（メタ）アクリレー
ト、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、
ペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート、ジ
グリセリンテトラ（メタ）アクリレート、ジペンタエリ
スリトールヘキサ（メタ）アクリレート等を例示するこ
とができる。また、ジエチレングリコールビスアリルカ
ーボネート、フッ素化アルキレングリコールポリ（メ
タ）アクリレート等も用いることができる。

【００３２】本発明において、中心軸から０．８ｒ以内
の範囲を構成する層については、上述の単量体の中で、
少なくとも脂環式基含有（メタ）アクリレート及びメチ
ルメタクリレートを用いることが好ましい。上述したよ
うに、脂環式基含有（メタ）アクリレート、メチルメタ
クリレートを用いて、中心軸から０．８ｒ以内の範囲を
構成する層を形成することにより、所望のアッベ数差を
有する、カラー特性に優れたロッドレンズを提供するこ
とができる。ここで、脂環式基含有（メタ）アクリレー
トを構成する脂環式基としては、上述したように、アダ
マンチル基、イソボルニル基が好ましく、トリシクロ
［５．２．１．０^2,6］デカニル基が特に好ましい。ま
た、上述したように、ロッドレンズの中心軸と外周部と
の屈折率差を大きくし、ロッドレンズの外周部の屈折率
分布をより理想の分布に近づけるために、中心軸から
０．８ｒ以上外側の範囲を構成する層については、上述
の単量体の中で、少なくともフッ素化アルキルメタクリ
レートを用いることが好ましい。

【００３３】また、層形成用溶液の粘度調整や、中心軸
から外周面へ向かって連続的に屈折率を変化させること
等を目的として、層形成用溶液には、硬化性材料の他
に、硬化性材料に可溶な重合体（可溶性重合体）を含有
させることが好ましい。ここで、中心軸から外周面へ向
かって連続的に屈折率を変化させること等を目的として
配合する重合体としては、前述のラジカル重合性ビニル
単量体から生成される重合体と相溶性が良いものが用い
ることが好ましく、ポリメチルメタクリレート（ｎ＝
１．４９）、ポリメチルメタクリレート系共重合体（ｎ
＝１．４７〜１．５０）、ポリ４ーメチルペンテンー１
（ｎ＝１．４６）、エチレン／酢酸ビニル共重合体（ｎ
＝１．４６〜１．５０）、ポリカーボネート（ｎ＝１．
５０〜１．５７）、ポリフッ化ビニリデン（ｎ＝１．４
２）、フッ化ビニリデン／テトラフルオロエチレン共重
合体（ｎ＝１．４２〜１．４６）、フッ化ビニリデン／
テトラフルオロエチレン／ヘキサフルオロプロペン共重
合体（ｎ＝１．４０〜１．４６）、フッ化アルキル（メ
タ）アクリレート系重合体等が好適である。これらの中
でも特に、ポリメチルメタクリレートは透明性に優れ、
それ自体の屈折率も高いので、好適である。また、糸状
体を構成する各層に、略同一の屈折率を有する重合体を
含有させることが好ましく、かかる構成とした場合に
は、中心軸から外周面に向かって連続的に屈折率が変化
するロッドレンズを簡易に得ることができるので好まし
い。

【００３４】また、未硬化の糸状体を硬化するため、各
層形成用溶液には、熱硬化触媒あるいは光硬化触媒を添
加しておくことが好ましい。ここで、熱硬化触媒として
は、パーオキサイド系、アゾ系等の触媒を例示すること
ができる。また、光硬化触媒としては、ベンゾフェノ
ン、ベンゾインアルキルエーテル、４’−イソプロピル
−２−ヒドロキシ−２−メチルプロピオフェノン、１−
ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、ベンジルメ
チルケタール、２，２−ジエトキシアセトフェノン、ク
ロロチオキサントン、チオキサントン系化合物、ベンゾ
フェノン系化合物、４−ジメチルアミノ安息香酸エチ
ル、４−ジメチルアミノ安息香酸イソアミル、Ｎ−メチ
ルジエタノールアミン、トリエチルアミン等を例示する
ことができる。

【００３５】また、未硬化の糸状体の硬化処理は、用い
る重合触媒の種類に応じて、適宜行うことができる。す
なわち、重合触媒として熱硬化触媒を用いる場合には、
未硬化の糸状体を、所定温度で、所定時間加熱すること
により、硬化させることができる。また、重合触媒とし
て光硬化触媒を用いる場合には、未硬化の糸状体に対し
て、紫外線等の光を照射することにより、硬化させるこ
とができる。なお、このときに用いて好適な光源として
は、１５０〜６００ｎｍの波長の光を発生する炭素アー
ク灯、高圧水銀灯、中圧水銀灯、低圧水銀灯、超高圧水
銀灯、ケミカルランプ、キセノンランプ、レーザー光等
が挙げられる。また、重合触媒として熱硬化触媒と光硬
化触媒の双方を用いる場合には、これらの処理を組み合
わせて行えば良い。

【００３６】硬化処理後の糸状体の加熱延伸処理は、公
知の方法により行うことができる。例えば、硬化処理後
の糸状体を第１のニップローラーにより所定の速度で加
熱炉内に供給し、加熱炉を通過した糸状体を第２のニッ
プローラーにより、第１のニップローラーよりも速い速
度で引き取ることにより、加熱延伸処理を施すことがで
きる。この工程において、糸状体の加熱温度は、ロッド
レンズの材質等に応じて設定されるが、Ｔｇ−２０℃以
上（但し、Ｔｇはロッドレンズのガラス転移温度）とす
ることが好ましい。また、延伸倍率は、未硬化の糸状体
の径と、所望のロッドレンズ径とにより決定され、第１
及び第２のニップローラーの周速度比により調節するこ
とができる。

【００３７】加熱延伸処理後の糸状体の緩和処理は、公
知の方法により行うことができる。例えば、延伸処理後
の糸状体を第３のニップローラーにより所定の速度で加
熱炉内に供給し、加熱炉を通過した糸状体を第４のニッ
プローラーにより、第３のニップローラーよりも遅い速
度で引き取ることにより、緩和処理を施すことができ
る。この工程において、糸状体の加熱温度は、ロッドレ
ンズの材質等に応じて設定されるが、Ｔｇ以上とするこ
とが好ましい。また、緩和率（緩和処理後の長さ／緩和
処理前の長さ）は、延伸処理後の糸状体の径と、所望の
ロッドレンズ径とにより決定され、第３及び第４のニッ
プローラーの周速度比により調節することができるが、
緩和率が９９／１００〜４／５程度となるように、緩和
処理を施すことが好ましい。このように、緩和処理を施
すことにより、製造後のロッドレンズの熱による収縮を
抑制することができ、好適である。なお、緩和率が小さ
すぎると、ロッドレンズ径が不均一になる恐れがあるた
め好ましくない。

【００３８】以上説明した製造方法によれば、本発明の
ロッドレンズを簡易に製造することができ、好適であ
る。

【００３９】［レンズアレイの構造］本発明のレンズア
レイは、上記の本発明のロッドレンズ複数本を、各ロッ
ドレンズの中心軸方向が互いに略平行方向となるよう
に、ロッドレンズの中心軸方向に対して垂直方向に向け
て配列したロッドレンズ列を少なくとも１段具備して構
成されたものである。

【００４０】本発明のレンズアレイにおいて、隣接する
ロッドレンズを離間配置しても良いが、密接配置するこ
とが好ましい。また、ロッドレンズ列を２段以上具備す
る場合には、ロッドレンズを俵積み状に配列することが
好ましい。かかる構成を採用することにより、より多く
のロッドレンズを配列させることができるので、ロッド
レンズを透過する光量を大きくすることができ、好適で
ある。なお、隣接するロッドレンズを離間配置する場合
には、隣接するロッドレンズの中心軸間距離が均等にな
るように、ロッドレンズを配置することが好ましい。

【００４１】なお、例えば、一対の基板間に、１段若し
くは２段以上のロッドレンズ列を挟持させ、隣接するロ
ッドレンズ間、及び基板と基板に隣接するロッドレンズ
間の隙間に接着剤を充填するなどして、複数のロッドレ
ンズを固定することができる。ここで、隣接するロッド
レンズ間、及び基板と基板に隣接するロッドレンズ間の
隙間に充填する接着剤としては、本発明のレンズアレイ
からロッドレンズ内を透過した光のみを出射させるため
に、カーボンブラック、染料等の遮光剤を含有する接着
剤を用いることが好適である。

【００４２】かかる構造の本発明のレンズアレイは、公
知の方法により製造することができる。例えば、一定の
長さに切断したロッドレンズを一対の基板間に配列した
後、隣接するロッドレンズ間、及び基板と基板に隣接す
るロッドレンズ間の隙間に、未硬化の接着剤を注入し、
硬化させる。次いで、必要に応じて、所望の長さに切断
した後、ダイヤモンド刃等を用いて各ロッドレンズの両
端面を鏡面研磨することにより、本発明のレンズアレイ
を製造することができる。

【００４３】本発明のレンズアレイは、本発明のロッド
レンズを用いて構成されたものであるので、共役長が短
く、本発明のレンズアレイを搭載する複写機等の光学系
の小型化を図ることができるものとなる。また、焦点深
度が深いため、原稿が浮いて、原稿面からの距離が多少
変化したとしても、優れた解像力を発揮するため、複写
機のフラットベッド側のイメージセンサ等として有用で
ある。また、色収差が小さく、カラー特性に優れるた
め、本発明のレンズアレイを搭載することにより、高解
像度のカラーイメージセンサを提供することができる。

【００４４】［イメージセンサの構造］次に、本発明の
イメージセンサについて説明する。本発明のイメージセ
ンサは、読み取り原稿の原稿面を照明するための照明装
置と、光を受光し電気信号に変換する光電変換素子（受
光センサ）と、読み取り原稿からの反射光を光電変換素
子に結像する上記の本発明のレンズアレイとを具備して
概略構成され、必要に応じて、原稿を安定に固定するた
めのカバーガラス等が備えられたものである。

【００４５】読み取り原稿を照明するための照明装置
は、白熱電球、冷陰極管、ＬＥＤ（発光ダイオード）等
からなる光源と、光源から出射された光を導光する導光
体とを具備して構成される。また、必要に応じて、光源
から出射された光のうち、特定波長の光を除去するため
に、導光体と読み取り原稿との間、あるいは読み取り原
稿と本発明のレンズアレイとの間等の特定波長の光を除
去するために適当な位置に、フィルタ素子を具備して構
成される。また、例示した光源の中でも特に、特定の波
長域の光のみを出射する（出射される光の波長分布の狭
い）ＬＥＤが好適である。また、波長（色）の異なる光
を出射する複数種類のＬＥＤを用いることにより、カラ
ー画像の読み取りが可能なカラーイメージセンサを提供
することができる。例えば、赤色光（Ｒ）、緑色光
（Ｇ）、青色光（Ｂ）を発光する３種類のＬＥＤを用い
ることにより、カラーイメージセンサを得ることができ
るが、色再現性を良くするためには、赤色光、緑色光、
青色光を発光する３種類のＬＥＤとして、各々、発光波
長のピークが、６００〜６６０ｎｍ、５１０〜５６０ｎ
ｍ、４５０〜４８０ｎｍのＬＥＤを用いることが好まし
い。

【００４６】また、光源から出射された光を導光する導
光体としては、例えば、アクリル樹脂等の透明樹脂から
なる導光板が好適である。このように、導光体として導
光板を用いる場合には、光源を導光板の少なくとも一側
方に配置し、導光板の光出射面側に原稿面が位置するよ
うに、読み取り原稿を配置すれば良い。すなわち、導光
板の側方に配置された光源から出射された光は、導光板
と空気との界面で全反射を繰り返して、導光板中を伝搬
した後、導光板の一方の面（光出射面）から出射される
ので、導光板の光出射面側に原稿面を配置することによ
り、原稿面に対して光を照射することができる。

【００４７】以下、光源として、赤色光、緑色光、青色
光を発光する３種類のＬＥＤを用いたカラーイメージセ
ンサを例として、本発明のイメージセンサの画像読み取
りの機構について簡単に説明する。赤、緑、青を発光す
る３種類のＬＥＤを時間順次に点灯し、各ＬＥＤから発
光された各色光を、照明装置から原稿面に対して斜め方
向に照射する。そして、原稿面により反射され、各色の
色情報を持った光を、本発明のレンズアレイにより光電
変換素子上に結像する。光電変換素子は、各色の色情報
を持った光を電気信号に変換する素子であるので、光電
変換素子により電気信号に変換された画像情報を、コン
ピュータ等を備えたシステム部に伝送し、システム部に
おいて、各色の電気信号を処理することにより、カラー
画像を再現することができる。以上のようにして、カラ
ー画像の読み取りを行うことができる。

【００４８】本発明のイメージセンサは、本発明のレン
ズアレイを備えたものであるので、光学系の小型化を図
ることができ、ハンドスキャナ等のスキャナや複写機等
に搭載した場合に、装置全体の小型化を図ることができ
るものとなる。また、原稿が浮いて、レンズアレイと原
稿面との距離が多少変化したとしても、強く鮮明な画像
を読み取ることができるものとなる。また、本発明のイ
メージセンサはカラー特性にも優れているため、鮮明な
カラー画像の読み取りが可能であり、高解像度のカラー
スキャナ等にも好適に用いることができる。

【００４９】

【実施例】次に、本発明に係る実施例及び比較例につい
て説明する。なお、各実施例、比較例において、屈折率
分布の測定は、カールツァイス社製インターファコ干渉
顕微鏡を用い、公知の方法に基づいて行った。また、以
下の実施例、比較例において、ポリメチルメタクリレー
トとしては、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）中で、２５
℃にて測定した相対粘度が０．４のものを用いた。

【００５０】（実施例１）ポリメチルメタクリレート４
８質量部、トリシクロ［５．２．１．０^2,6］デカニル
メタクリレート２４質量部、メチルメタクリレート２８
質量部、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン
０．５質量部、ハイドロキノン０．１質量部を、７０℃
で加熱混練して第１層形成用溶液を得た。ポリメチルメ
タクリレート４８質量部、トリシクロ［５．２．１．０
^2,6］デカニルメタクリレート２１質量部、メチルメタ
クリレート３１質量部、１−ヒドロキシシクロヘキシル
フェニルケトン０．５質量部、ハイドロキノン０．１質
量部を、７０℃で加熱混練して第２層形成用溶液を得
た。ポリメチルメタクリレート４８質量部、トリシクロ
［５．２．１．０^2,6］デカニルメタクリレート１８質
量部、メチルメタクリレート３４質量部、１−ヒドロキ
シシクロヘキシルフェニルケトン０．５質量部、ハイド
ロキノン０．１質量部を、７０℃で加熱混練して第３層
形成用溶液を得た。ポリメチルメタクリレート４８質量
部、トリシクロ［５．２．１．０^2,6］デカニルメタク
リレート１５質量部、メチルメタクリレート３７質量
部、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン０．
５質量部、ハイドロキノン０．１質量部を、７０℃で加
熱混練して第４層形成用溶液を得た。ポリメチルメタク
リレート５０質量部、トリシクロ［５．２．１．
０^2,6］デカニルメタクリレート１２質量部、メチルメ
タクリレート３８質量部、１−ヒドロキシシクロヘキシ
ルフェニルケトン０．５質量部、ハイドロキノン０．１
質量部を、７０℃で加熱混練して第５層形成用溶液を得
た。なお、レンズアレイを構成した際に、フレア光やク
ロストーク光を抑制するために、加熱混練前の第４層及
び第５層形成用溶液に、溶液全体に対して、染料Ｂｌｕ
ｅ ＡＣＲ（日本化薬（株）製）０．１２質量％、染料
ＭＳ ＹｅｌｌｏｗＨＤ−１８０（三井東圧染料（株）
製）０．１０質量％、染料ＭＳ Ｍａｇｅｎｔａ ＨＭ
−１４５０（三井東圧染料（株）製）０．０８質量％を
添加した。

【００５１】次に、中心軸側が第１層形成用溶液、外周
面側が第５層形成用溶液となるように、得られた５種類
の層形成用溶液を、同心円状５層複合ノズルを用いて押
し出し、第１層〜第５層が同心円状に積層された構造の
未硬化の糸状体を紡糸した。なお、複合紡糸ノズルの加
熱温度は５０℃とし、第１層〜第５層の半径方向の厚さ
の比が４０／２８／１２／１１／９となるように、紡糸
を行った。次に、長さ３０ｃｍの相互拡散処理部内を通
過させ、得られた糸状体に相互拡散処理を施した。な
お、相互拡散処理部における窒素流量は７２Ｌ／ｍｉｎ
とした。次いで、長さ１２０ｃｍ、４０Ｗのケミカルラ
ンプ１８本を円状に等間隔に配置した第１の光照射部の
中心を通過させ、さらに、２ｋＷ高圧水銀灯３本を円状
に等間隔に配置した第２の光照射部の中心を通過させ、
糸状体に光を照射することにより、各層を硬化した。な
お、これらの相互拡散処理と硬化処理とは、複合紡糸ノ
ズルから押し出された糸状体を、ニップローラーにより
１５０ｃｍ／ｍｉｎの速度で引き取りながら、連続的に
行った。また、硬化処理後に得られた糸状体の径は０．
３ｍｍであった。得られた糸状体を１３５℃で４．４倍
に延伸した後、１５５℃で緩和率が１０／１１になるよ
うに緩和処理を施し、本発明のロッドレンズを作製し
た。

【００５２】得られたロッドレンズの断面の半径ｒは
０．１５ｍｍ、中心軸の屈折率は１．４９８であった。
また、中心軸から０．２ｒ〜０．８ｒの範囲における屈
折率分布を上記式（１）で近似することができ、５２５
ｎｍの波長の光についての屈折率分布定数ｇは０．３２
５ｍｍ^-1、ｇ・ｒは０．０４９であった。また、得られ
たロッドレンズには、外周面から中心軸に向けて、染料
をほぼ均一に含有する光吸収層が、約３０μｍの厚さで
形成されていた。また、ロッドレンズの中心軸から０．
８ｒ以内の範囲における最大アッベ数は５４．７、最小
アッベ数は５４．５、最大アッベ数と最小アッベ数との
差は０．２であり、得られたロッドレンズは、最大アッ
ベ数と最小アッベ数との差が小さく、色収差が小さいも
のであった。

【００５３】また、得られたロッドレンズを、両端面が
鏡面となるように、ダイヤモンド刃を用いて切削し、レ
ンズ長を１２．０ｍｍとした。このロッドレンズの５２
５ｎｍの波長の光についての共役長は２２．２ｍｍと短
く、良好であった。また、このロッドレンズの６３０ｎ
ｍの波長の光についての共役長は２３．１ｍｍ、４７０
ｎｍの波長の光についての共役長は２１．８ｍｍであ
り、６３０ｎｍの波長の光と４７０ｎｍの波長の光につ
いての共役長の差は１．３ｍｍと小さく、良好であっ
た。また、ＭＴＦが最大になるように、６Ｌｐ／ｍｍの
格子パターン、ロッドレンズ、受光センサを順次配置さ
せた後、格子パターンのみを移動させたときに、ＭＴＦ
が４０％以上となる格子パターンの移動範囲の幅として
規定される焦点深度は３．４ｍｍであり、焦点深度も深
く、良好であった。

【００５４】（実施例２）実施例１で得られた鏡面切削
前のロッドレンズ７５６本を、２枚のフェノール樹脂製
基板（厚さ０．５ｍｍ）の間に１列に密接配列した後、
隣接するロッドレンズ間、及び基板と基板に隣接するロ
ッドレンズ間の隙間に、接着剤（カーボンブラック（２
質量％）を添加したエピフォーム（ソマール社製））を
充填し、硬化させた。次いで、両端面を切断した後、ダ
イヤモンド刃を用いて鏡面研磨し、レンズ長が１２．０
ｍｍのＡ４サイズ（幅２２７ｍｍ）の本発明のレンズア
レイを作製した。得られたのレンズアレイの４７０ｎ
ｍ、５２５ｎｍ、６３０ｎｍの波長の光についての共役
長は、それぞれ２１．８ｍｍ、２２．２ｍｍ、２３．１
ｍｍであり、共役長が短いと共に、波長の異なる伝送光
についての共役長の差が小さく、良好なレンズアレイが
得られた。また、このレンズアレイと、発光波長のピー
クが４７０ｎｍ、５２５ｎｍ、６３０ｎｍの３種類のＬ
ＥＤと、受光センサとを備えたシートフィード型のカラ
ースキャナを作製した。このカラースキャナを用いてカ
ラー画像の読み取りを行ったところ、色収差によるにじ
みが抑えられた鮮明なカラー画像が得られた。

【００５５】（実施例３）実施例２と同様にして作製さ
れた本発明のレンズアレイと、発光波長のピークが４７
０ｎｍ、５２５ｎｍ、６３０ｎｍの３種類のＬＥＤと、
受光センサとを備えたカラーハンドスキャナを作製し
た。このカラーハンドスキャナを用いて雑誌のカラー画
像の読み取りを行ったところ、色収差によるにじみが抑
えられた鮮明なカラー画像が得られた。また、原稿が少
し浮いた部分においても、画像を鮮明に読み取ることが
できた。

【００５６】（実施例４）硬化処理後の糸状体を、１４
０℃で２７．５倍に延伸した後、１５５℃で緩和率が１
０／１１になるように緩和処理を施した以外は、実施例
１と同様にして、本発明のロッドレンズを作製した。得
られたロッドレンズの断面の半径ｒは０．０６ｍｍ、中
心軸の屈折率は１．４９８であった。また、中心軸から
０．２ｒ〜０．８ｒの範囲における屈折率分布を上記式
（１）で近似することができ、屈折率分布定数ｇは０．
８１２ｍｍ^-1、ｇ・ｒは０．０４９であった。また、得
られたロッドレンズには、外周面から中心軸に向けて、
染料をほぼ均一に含有する光吸収層が、約１２μｍの厚
さで形成されていた。また、ロッドレンズの中心軸から
０．８ｒ以内の範囲における最大アッベ数は５４．７、
最小アッベ数は５４．５、最大アッベ数と最小アッベ数
との差は０．２であり、得られたロッドレンズは、最大
アッベ数と最小アッベ数との差が小さく、色収差の小さ
いものであった。

【００５７】また、得られたロッドレンズを、実施例１
と同様に鏡面切削し、レンズ長を４．８ｍｍとした。こ
のロッドレンズの５２５ｎｍの波長の光についての共役
長は８．９ｍｍと短く、良好であった。また、このロッ
ドレンズの６３０ｎｍの波長の光についての共役長は
９．１ｍｍ、４７０ｎｍの波長の光についていの共役長
は８．８ｍｍであり、６３０ｎｍの波長の光と４７０ｎ
ｍの波長の光についての共役長の差は０．３ｍｍと小さ
く、良好であった。また、実施例１と同様にして求めた
焦点深度は３．４ｍｍであり、焦点深度も深く、良好で
あった。

【００５８】（実施例５）実施例４で得られた鏡面切削
前のロッドレンズ約１９００本を用い、レンズ長を４．
８ｍｍとした以外は、実施例２と同様にして、Ａ４サイ
ズの本発明のレンズアレイを作製した。得られたレンズ
アレイの４７０ｎｍ、５２５ｎｍ、６３０ｎｍの波長の
光についての共役長は、それぞれ８．８ｍｍ、８．９ｍ
ｍ、９．１ｍｍであり、共役長が短いと共に、波長の異
なる伝送光についての共役長の差が小さく、良好なレン
ズアレイが得られた。また、このレンズアレイを用い、
実施例２と同様にして、シートフィード型の小型のカラ
ースキャナを作製した。このカラースキャナを用いてカ
ラー画像の読み取りを行ったところ、色収差によるにじ
みが抑えられた鮮明なカラー画像が得られた。

【００５９】（実施例６）実施例５と同様にして作製さ
れた本発明のレンズアレイを用い、実施例３と同様にし
て、小型のカラーハンドスキャナを作製した。このカラ
ーハンドスキャナを用いて雑誌のカラー画像の読み取り
を行ったところ、色収差によるにじみが抑えられた鮮明
なカラー画像が得られた。また、原稿が少し浮いた部分
についても、画像を鮮明に読み取ることができた。

【００６０】（実施例７）ポリメチルメタクリレート４
８質量部、トリシクロ［５．２．１．０^2,6］デカニル
メタクリレート２８質量部、メチルメタクリレート２４
質量部、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン
０．５質量部、ハイドロキノン０．１質量部を、７０℃
で加熱混練して第１層形成用溶液を得た。ポリメチルメ
タクリレート４８質量部、トリシクロ［５．２．１．０
^2,6］デカニルメタクリレート２４質量部、メチルメタ
クリレート２８質量部、１−ヒドロキシシクロヘキシル
フェニルケトン０．５質量部、ハイドロキノン０．１質
量部を、７０℃で加熱混練して第２層形成用溶液を得
た。ポリメチルメタクリレート４８．４質量部、トリシ
クロ［５．２．１．０^2,6］デカニルメタクリレート２
０質量部、メチルメタクリレート３１．６質量部、１−
ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン０．５質量
部、ハイドロキノン０．１質量部を、７０℃で加熱混練
して第３層形成用溶液を得た。ポリメチルメタクリレー
ト４９質量部、トリシクロ［５．２．１．０^2,6］デカ
ニルメタクリレート１６質量部、メチルメタクリレート
３５質量部、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケ
トン０．５質量部、ハイドロキノン０．１質量部を、７
０℃で加熱混練して第４層形成用溶液を得た。ポリメチ
ルメタクリレート５０質量部、トリシクロ［５．２．
１．０^2,6］デカニルメタクリレート１２質量部、メチ
ルメタクリレート３８質量部、１−ヒドロキシシクロヘ
キシルフェニルケトン０．５質量部、ハイドロキノン
０．１質量部を、７０℃で加熱混練して第５層形成用溶
液を得た。なお、実施例１と同様に、レンズアレイを構
成した際に、フレア光やクロストーク光の発生を抑制す
るために、加熱混練前の第４層及び第５層形成用溶液
に、染料を添加した。

【００６１】次に、実施例１と同様に、得られた５種類
の層形成用溶液を同心円状５層複合防止ノズルから同時
に押し出し、未硬化の糸状体を紡糸した。なお、第１層
〜第５層の半径方向の厚さの比が、４２／２４／１８／
７／９となるように、紡糸を行った。次いで、糸状体の
引き取り速度を１００ｃｍ／ｍｉｎとした以外は、実施
例１と同様にして、相互拡散処理と硬化処理とを施し
た。硬化処理後に得られた糸状体の径は０．３ｍｍであ
った。次に、得られた糸状体を１３５℃で３．０６倍に
延伸した後、１５５℃で緩和率が１０／１１になるよう
に緩和処理を施し、本発明のロッドレンズを作製した。

【００６２】得られたロッドレンズの断面の半径ｒは
０．１８ｍｍ、中心軸の屈折率は１．４９９であった。
また、中心軸から０．２ｒ〜０．８ｒの範囲における屈
折率分布を上記式（１）で近似することができ、５２５
ｎｍの波長の光についての屈折率分布定数ｇは０．３１
８ｍｍ^-1、ｇ・ｒは０．０５７であった。また、得られ
たロッドレンズには、外周面から中心軸に向けて、染料
をほぼ均一に含有する光吸収層が、約２９μｍの厚さで
形成されていた。また、ロッドレンズの中心軸から０．
８ｒ以内の範囲における最大アッベ数は５４．７、最小
アッベ数は５４．４、最大アッベ数と最小アッベ数との
差は０．３であり、得られたロッドレンズは、最大アッ
ベ数と最小アッベ数との差が小さく、色収差の小さいも
のであった。

【００６３】また、得られたロッドレンズを実施例１と
同様に鏡面切削し、レンズ長を１２．０ｍｍとした。こ
のロッドレンズの５２５ｎｍの波長の光についての共役
長は２４．０ｍｍと短く、良好であった。また、このロ
ッドレンズの６３０ｎｍの波長の光についての共役長は
２５．１ｍｍ、４７０ｎｍの波長の光についての共役長
は２３．５ｍｍであり、６３０ｎｍの波長の光と４７０
ｎｍの波長の光についての共役長の差は１．６ｍｍと小
さく、良好であった。また、実施例１と同様にして求め
た焦点深度は３．１ｍｍであり、焦点深度も深く、良好
であった。

【００６４】（実施例８）実施例７で得られた鏡面切削
前のロッドレンズ６３０本を用い、レンズ長を１２．０
ｍｍとした以外は、実施例２と同様にして、Ａ４サイズ
の本発明のレンズアレイを作製した。得られたレンズア
レイの４７０ｎｍ、５２５ｎｍ、６３０ｎｍの波長の光
についての共役長は、それぞれ２３．６ｍｍ、２４．０
ｍｍ、２５．１ｍｍであり、共役長が短いと共に、波長
の異なる伝送光についての共役長の差が小さく、良好な
レンズアレイが得られた。また、このレンズアレイを用
い、実施例１と同様にして、シートフィード型のカラー
スキャナを作製した。このカラースキャナを用いてカラ
ー画像の読み取りを行ったところ、色収差によるにじみ
が抑えられた鮮明なカラー画像が得られた。

【００６５】（実施例９）実施例８と同様にして作製さ
れた本発明のレンズアレイを用い、実施例３と同様にし
て、カラーハンドスキャナを作製した。このカラーハン
ドスキャナを用いて雑誌のカラー画像の読み取りを行っ
たところ、色収差によるにじみが抑えられた鮮明なカラ
ー画像が得られた。また、原稿が少し浮いた部分につい
ても、画像を鮮明に読み取ることができた。

【００６６】（比較例１）ポリメチルメタクリレート５
２質量部、ベンジルメタクリレート３５質量部、メチル
メタクリレート１３質量部、１−ヒドロキシシクロヘキ
シルフェニルケトン０．２５質量部、ハイドロキノン
０．１質量部を、７０℃で加熱混練して第１層形成用溶
液を得た。ポリメチルメタクリレート４８質量部、ベン
ジルメタクリレート１０質量部、メチルメタクリレート
３５質量部、２，２，３，３，４，４，５，５−オクタ
フルオロペンチルメタクリレート７質量部、１−ヒドロ
キシシクロヘキシルフェニルケトン０．２５質量部、ハ
イドロキノン０．１質量部を、７０℃で加熱混練して第
２層形成用溶液を得た。ポリメチルメタクリレート４７
質量部、メチルメタクリレート３０質量部、２，２，
３，３，４，４，５，５−オクタフルオロペンチルメタ
クリレート２３質量部、１−ヒドロキシシクロヘキシル
フェニルケトン０．２５質量部、ハイドロキノン０．１
質量部を、７０℃で加熱混練して第３層形成用溶液を得
た。ポリメチルメタクリレート４０質量部、メチルメタ
クリレート１８質量部、２，２，３，３，４，４，５，
５−オクタフルオロペンチルメタクリレート４２質量
部、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン０．
２５質量部、ハイドロキノン０．１質量部を、７０℃で
加熱混練して第４層形成用溶液を得た。ポリメチルメタ
クリレート３７質量部、メチルメタクリレート４質量
部、２，２，３，３，４，４，５，５−オクタフルオロ
ペンチルメタクリレート５９質量部、１−ヒドロキシシ
クロヘキシルフェニルケトン０．２５質量部、ハイドロ
キノン０．１質量部を、７０℃で加熱混練して第５層形
成用溶液を得た。なお、実施例１と同様に、レンズアレ
イを構成した際に、フレア光やクロストーク光の発生を
抑制するために、加熱混練前の第４層及び第５層形成用
溶液に、染料を添加した。このように、比較例１では、
実施例１、４、７と異なり、脂環式基含有メタクリレー
トを用いずに、各層形成用溶液を得た。

【００６７】次に、実施例１と同様に、得られた５種類
の層形成用溶液を同心円状５層複合防止ノズルから同時
に押し出し、未硬化の糸状体を紡糸した。なお、第１層
〜第５層の半径方向の厚さの比が、３５／３８／２０／
６／１となるように、紡糸を行った。次に、得られた糸
状体に対して、実施例１と同様に、相互拡散処理と硬化
処理とを施した。硬化処理後に得られた糸状体の径は
０．２４ｍｍであった。次に、１２５℃で２．２倍に延
伸した後、１４０℃で緩和率が１０／１１になるように
緩和処理を施し、ロッドレンズを作製した。

【００６８】得られたロッドレンズの断面の半径ｒは
０．１７ｍｍ、中心軸の屈折率は１．５１３であった。
また、中心軸から０．２ｒ〜０．８ｒの範囲における屈
折率分布を上記式（１）で近似することができたが、５
２５ｎｍの波長の光についての屈折率分布定数ｇは１．
５１ｍｍ^-1、ｇ・ｒは０．２６であり、ｇ及びｇ・ｒは
いずれも実施例１、４、７に比較して大きいものであっ
た。また、得られたロッドレンズには、外周面から中心
軸に向けて、染料をほぼ均一に含有する光吸収層が、約
１２μｍの厚さで形成されていた。また、ロッドレンズ
の中心軸から０．８ｒ以内の範囲における最大アッベ数
は５７、最小アッベ数は５０、最大アッベ数と最小アッ
ベ数との差は７であり、得られたロッドレンズは、実施
例１、４、７に比較して最大アッベ数と最小アッベ数と
の差が大きく、色収差の大きいものであった。

【００６９】また、得られたロッドレンズを実施例１と
同様に鏡面切削し、レンズ長を２．４ｍｍとした。この
ロッドレンズの５２５ｎｍの波長の光についての共役長
は５．９ｍｍと短く、良好であった。また、このロッド
レンズの６３０ｎｍの波長の光についての共役長は６．
４ｍｍ、４７０ｎｍの波長の光についての共役長は５．
５ｍｍであり、６３０ｎｍの波長の光と４７０ｎｍの波
長の光についての共役長の差は０．９ｍｍと小さく、良
好であった。しかしながら、実施例１と同様にして求め
た焦点深度は０．２５ｍｍと、実施例１、４、７に比較
して浅かった。

【００７０】（比較例２）比較例１で得られた鏡面切削
前のロッドレンズ６６７本を用い、実施例２と同様にし
て、レンズ長が２．４ｍｍのＡ４サイズのレンズアレイ
を作製した。得られたレンズアレイの４７０ｎｍ、５２
５ｎｍ、６３０ｎｍについての共役長は、それぞれ５．
５ｍｍ、５．９ｍｍ、６．４ｍｍであった。このレンズ
アレイを用い、実施例２と同様にして、シートフィード
型の小型のカラースキャナを作製した。このカラースキ
ャナを用いてカラー画像の読み取りを行ったところ、得
られたカラー画像には色収差によるにじみが見られた。

【００７１】（比較例３）比較例２と同様にして作製さ
れたレンズアレイを用い、実施例３と同様にして、カラ
ーハンドスキャナを作製した。このカラーハンドスキャ
ナを用いて雑誌のカラー画像の読み取りを行ったとこ
ろ、得られたカラー画像には色収差によるにじみが見ら
れた。また、原稿が少し浮いた部分については、ほとん
ど画像を鮮明に読み取ることができなかった。

【００７２】（比較例４）ポリメチルメタクリレート４
７質量部、トリシクロ［５・２・１・０^2,6］デカニル
メタクリレート３０質量部、メチルメタクリレート２３
質量部、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン
０．２５質量部及びハイドロキノン０．１質量部を、７
０℃で加熱混練して第１層形成用溶液を得た。ポリメチ
ルメタクリレート５０質量部、トリシクロ［５・２・１
・０^2,6］デカニルメタクリレート１０質量部、メチル
メタクリレート４０質量部、１−ヒドロキシシクロヘキ
シルフェニルケトン０．２５質量部及びハイドロキノン
０．１質量部を、７０℃で加熱混練して第２層形成用溶
液を得た。ポリメチルメタクリレート５０質量部、メチ
ルメタクリレート４０質量部、２，２，３，３，４，
４，５，５−オクタフルオロペンチルメタクリレート１
０質量部、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケト
ン０．２５質量部、ハイドロキノン０．１質量部を、７
０℃で加熱混練して第３層形成用溶液を得た。ポリメチ
ルメタクリレート５０質量部、メチルメタクリレート４
０質量部、２，２，３，３，４，４，５，５−オクタフ
ルオロペンチルメタクリレート１０質量部、１−ヒドロ
キシシクロヘキシルフェニルケトン０．２５質量部ハイ
ドロキノン０．１質量部を、７０℃で加熱混練して第４
層形成用溶液を得た。ポリメチルメタクリレート４２質
量部、メチルメタクリレート１８質量部、２，２，３，
３，４，４，５，５−オクタフルオロペンチルメタクリ
レート４０質量部、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェ
ニルケトン０．２５質量部、ハイドロキノン０．１質量
部を、７０℃で加熱混練して第５層形成用溶液を得た。
なお、実施例１と同様に、レンズアレイを構成した際
に、フレア光やクロストーク光の発生を抑制するため
に、加熱混練前の第４層及び第５層形成用溶液に、染料
を添加した。得られた５種類の層形成用溶液を用い、第
１層〜第５層の半径方向の厚さの比が、１８／５０／２
６／５／１となるように、紡糸を行った以外は、実施例
１と同様にして、ロッドレンズを得た。

【００７３】得られたロッドレンズの断面の半径ｒは
０．２９ｍｍと、実施例１、４、７に比較して大きく、
中心軸の屈折率は１．４９７であった。また、中心軸か
ら０．２ｒ〜０．８ｒの範囲における屈折率分布を上記
式（１）で近似することができたが、屈折率分布定数ｇ
は０．４８ｍｍ^-1、ｇ・ｒは０．１４であり、ｇ・ｒは
実施例１、４、７に比較して大きいものであった。ま
た、得られたロッドレンズには、外周面から中心軸に向
けて、染料をほぼ均一に含有する光吸収層が、約１７μ
ｍの厚さで形成されていた。また、ロッドレンズの中心
軸から０．８ｒ以内の範囲における最大アッベ数は５
６．１、最小アッベ数は５４．６、最大アッベ数と最小
アッベ数との差は１．５であり、得られたロッドレンズ
は、実施例１、４、７に比較して最大アッベ数と最小ア
ッベ数との差が大きく、色収差の大きいものであった。

【００７４】また、得られたレンズを実施例１と同様に
鏡面切削し、レンズ長を７．６ｍｍとした。このロッド
レンズの５２５ｎｍの波長の光についての共役長は１
７．６ｍｍと短く、良好であった。また、６３０ｎｍの
波長の光についての共役長は１８．２ｍｍ、４７０ｎｍ
の波長の光についての共役長は１７．２ｍｍであり、６
３０ｎｍの波長の光と４７０ｎｍの波長の光についての
共役長の差は１．０ｍｍと小さく、良好であった。しか
しながら、実施例１と同様にして求めた焦点深度は０．
８ｍｍと、実施例１、４、７に比較して浅かった。

【００７５】（比較例５）比較例４で得られた鏡面切削
前のロッドレンズ３９１本を用い、実施例２と同様にし
て、レンズ長が７．６ｍｍのＡ４サイズのレンズアレイ
を作製した。得られたレンズアレイの４７０ｎｍ、５２
５ｎｍ、６３０ｎｍの波長の光についての共役長は、そ
れぞれ１７．２ｍｍ、１７．６ｍｍ、１８．２ｍｍであ
った。このレンズアレイを用い、実施例２と同様にし
て、シートフィード型の小型のカラースキャナを作製し
た。このカラースキャナを用いてカラー画像の読み取り
を行ったところ、得られたカラー画像には色収差による
にじみが見られた。

【００７６】以上の実施例１〜９、比較例１〜５の結果
から、断面の半径ｒ、屈折率分布定数ｇ、屈折率分布定
数ｇと半径ｒの積（ｇ・ｒ）を規定すると共に、脂環式
基含有メタクリレート及びメチルメタクリレートを用い
てロッドレンズを作製することにより、共役長が短いと
共に、焦点深度が深く、かつカラー特性に優れたロッド
レンズ及びレンズアレイを提供することができることが
判明した。また、かかる特性を有するレンズアレイを用
いることにより、原稿が浮いて、レンズアレイと原稿面
との距離が多少変化したとしても、画像を鮮明に読み取
ることが可能な、小型のカラーイメージセンサを提供す
ることができることが判明した。

【００７７】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
共役長が短いと共に、焦点深度が深く、かつカラー特性
に優れたプラスチックロッドレンズ及びレンズアレイを
提供することができる。また、本発明のレンズアレイを
用いることにより、原稿が多少浮いて、レンズアレイと
原稿面との距離が多少変化したとしても、画像を鮮明に
読み取ることが可能な、スキャナ、複写機等に適した小
型のイメージセンサを提供することができる。また、本
発明のレンズアレイを用いることにより、鮮明なカラー
画像を読み取ることが可能なカラーイメージセンサを提
供することができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐伯 敬 広島県大竹市御幸町20番１号 三菱レイヨ ン株式会社中央技術研究所内

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 断面視円形状で、かつ、中心軸から外周
   面に向かって屈折率が連続的に減少するプラスチックロ
   ッドレンズにおいて、 断面の半径ｒが０．０５ｍｍ以上０．２ｍｍ未満であ
   り、 少なくとも中心軸から０．３ｒ〜０．７ｒの範囲におけ
   る屈折率分布が下記式（１）で規定される２次曲線で近
   似され、 ５２５ｎｍの波長の光についての屈折率分布定数ｇが、
   ０．２ｍｍ^-1≦ｇ≦１．０ｍｍ^-1、及び０．０４≦ｇ・
   ｒ＜０．１を満たしていると共に、 少なくとも中心軸から０．８ｒ以内の範囲に、脂環式基
   含有（メタ）アクリレート単位を有する重合体、及びメ
   チルメタクリレート単位を有する重合体を含有し、 中心軸から０．８ｒ以内の範囲における、最大アッベ数
   と最小アッベ数との差が０．５以下であることを特徴と
   するプラスチックロッドレンズ。 ｎ（Ｌ）＝ｎ₀｛１−（ｇ²／２）Ｌ²｝・・・（１） （但し、式（１）中、ｎ₀はロッドレンズの中心軸の屈
   折率、Ｌはロッドレンズの中心軸からの距離（０≦Ｌ≦
   ｒ）、ｇはロッドレンズの屈折率分布定数、ｎ（Ｌ）は
   ロッドレンズの中心軸からの距離Ｌの位置における屈折
   率をそれぞれ表す。）
2. 【請求項２】 脂環式基がトリシクロ［５．２．１．０
   ^2,6］デカニル基であることを特徴とする請求項１に記
   載のプラスチックロッドレンズ。
3. 【請求項３】 前記ロッドレンズの５２５ｎｍの波長の
   光についてのＭＴＦが最大になるように、６Ｌｐ／ｍｍ
   の格子パターン、前記ロッドレンズ、及び受光センサを
   順次配置させた後、前記格子パターンのみを移動させた
   ときに、ＭＴＦが４０％以上となる格子パターンの移動
   範囲の幅として規定される焦点深度が３ｍｍ以上である
   ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のプラス
   チックロッドレンズ。
4. 【請求項４】 ５２５ｎｍの波長の光についての共役長
   が２５ｍｍ以下であると共に、６３０ｎｍの波長の光に
   ついての共役長と、４７０ｎｍの波長の光についての共
   役長との差が１．８ｍｍ以下であることを特徴とする請
   求項１から請求項３までのいずれか１項に記載のプラス
   チックロッドレンズ。
5. 【請求項５】 中心軸から０．６ｒ以上外側の範囲に、
   前記ロッドレンズの伝送光のうち少なくとも一部の光を
   吸収する光吸収剤を含有する光吸収層を有することを特
   徴とする請求項１から請求項４までのいずれか１項に記
   載のプラスチックロッドレンズ。
6. 【請求項６】 請求項１から請求項５までのいずれか１
   項に記載のロッドレンズ複数本を、各ロッドレンズの中
   心軸方向が互いに略平行方向となるように、前記ロッド
   レンズの中心軸方向に対して垂直方向に向けて配列した
   ロッドレンズ列を少なくとも１段具備してなることを特
   徴とするレンズアレイ。
7. 【請求項７】 請求項６に記載のレンズアレイを備えた
   ことを特徴とするイメージセンサ。