JP2820748B2

JP2820748B2 - 結像素子

Info

Publication number: JP2820748B2
Application number: JP34147489A
Authority: JP
Inventors: 和弘藤田; 隆明宮下
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1989-12-27
Filing date: 1989-12-27
Publication date: 1998-11-05
Anticipated expiration: 2013-11-05
Also published as: JPH03198024A

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、複写機、ファクシミリ、イメージスキャナ
等の原稿読取り部の結像光学系に用いられる結像素子に
関する。

従来の技術従来の結像素子（ルーフミラーレンズアレイ）の一例
を第７図に基づいて説明する。物体面１からの光は、光
路分離ミラー２の上側に形成された反射面2aにより反射
され、レンズアレイ３中の一定の配列ピッチをもって形
成されたレンズ４を通過し、ルーフミラーアレイ５に入
射し、屋根型に形成された左右向い合う２枚のルーフミ
ラー６によりそれぞれ１回ずつ反射（合計２回反射）さ
れた後、再び、レンズアレイ３を通過して、今度は、光
路分離ミラー２の下側に形成された反射面2bにより反射
されることによって、物体面１と共役な位置関係にある
結像面（像面）７に結像され、これにより画像の読取り
が行われる。なお、レンズアレイ３とルーフミラーアレ
イ５との間には迷光を遮断する絞り板８（第８図参照）
が設けられており、レンズアレイ３とルーフミラーアレ
イ５と絞り板８との配列ピッチは一致した状態になって
いる。

発明が解決しようとする課題第８図は、上述した第７図における構成において、レ
ンズアレイ３と、ルーフミラーアレイ５と、遮光板８と
の位置関係を示したものであり、レンズアレイ３は１個
のみで単一のレンズ４を直線状に連ねて構成されてい
る。この場合、例えば、レンズ4aにおいて隣接するレン
ズ4bとの境界面Ａの近くに入射した光束Fb（Faは有効光
束とする）は、その境界面Ａを透過してその隣接するレ
ンズ4bに入射し、これによりそのレンズ4b内において結
像する場合が多かった。このように従来においては、隣
接するレンズ側から光が入射するいわゆる光のクロスト
ークが生じていたため、解像力が悪いものとなってい
た。一方、光利用効率を高めるために、レンズアレイ３
を形成する個々のレンズ４の矩形開口形状のものを用い
ることにより高密度な配列を行い、これにより光利用効
率を高めていた。しかし、このように高密度に配列する
ことは、レンズ４間の境界面Ａが多くなり、その結果、
レンズアレイ３内における光のクロストークが増加し、
解像力を低下させる結果となっていた。

そこで、そのような光のクロストークを防止するため
に、第９図に示すように、レンズアレイ３とルーフミラ
ーアレイ５との間に設けられている遮光板８の開口形状
を小さくすなわちその遮光板８の幅ｄを大きく設定する
ことによって、前述したような隣から入射する光束Fbの
カットがなされていた。しかしながら、この場合には、
幅ｄを大きく設定することにより個々のレンズ４の開口
が絞られることになるため、レンズ４を透過して得られ
る明るさが著しく低下してしまい、その結果、光の利用
効率を向上させることができないという問題がある。

また、このような遮光板８の形状加工の寸法精度を機
械加工や成形加工等で得ようとしても、せいぜい数10μ
ｍ程度が限界であり、従って、この寸法誤差によって隣
合ったルーフミラー６の重なり部の解像力の性能低下を
招くという問題がある。

課題を解決するための手段そこで、このような問題点を解決するために、本発明
は、光路分離ミラーと、ルーフミラーを一定の配列ピッ
チで多数個直線状に連続形成したルーフミラーアレイ
と、このルーフミラーアレイと前記光路分離ミラーとの
間に位置し前記ルーフミラーの配列ピッチに対応して形
成されたレンズを有するレンズアレイと、このレンズア
レイと前記ルーフミラーアレイとの間に位置し迷光を遮
断する絞り板とよりなる結像素子において、前記レンズ
アレイを少なくとも２個以上一体化して形成し、それら
一体化して形成された少なくとも一箇所以上の前記レン
ズアレイ間に透明基板上にフォトリソグラフィによりパ
ターンニングされて作成された前記レンズの境界面に入
射する光を吸収、散乱する遮光部材を設けた。

作用これにより、レンズアレイの所定のレンズに目的とす
る入射光以外の迷光が隣接するレンズ側から侵入して
も、その迷光はレンズアレイ間のレンズ境界面に新たに
設けられた遮光部材により吸収、散乱等されて遮断され
るため、従来のように解像力の低下を招くようなことが
なく、これにより光の利用効率を一段と向上させ、か
つ、解像力を高めることができ、しかも、遮光部材は透
明基板上にフォトリソ技術によりパターンニングして作
成されているため、従来、機械による形状加工によって
得られる加工精度よりも一段と精度良く加工することが
できる。

実施例本発明の第一の実施例を第１図ないし第４図に基づい
て説明する。なお、結像素子の全体構成については、第
７図の従来技術において述べたのでここでの説明は省略
し、同一部分については同一符号を用いる。

第１図は本実施例の主要部をなす構成を示すものであ
る。レンズアレイ９には、焦点距離f₁をもつ矩形開口の
複数のレンズ9a〜9nが直線状に形成されている。また、
レンズアレイ10には、焦点距離f₂をもつ矩形開口の複数
のレンズ10a〜10nが直線状に形成されている。これらレ
ンズアレイ９のレンズ9a〜9nとレンズアレイ10のレンズ
10a〜10nとは、同一の配列ピッチＰに設定されており、
例えば、レンズ9aとレンズ10a、レンズ9bとレンズ10bと
が光軸が一致するように光軸方向に組み合わされて合成
レンズとして構成されている。

この時、合成レンズとしての焦点距離f₀は、となり、従来技術で述べた結像素子を構成する１つのレ
ンズアレイ３のもつ焦点距離に相当する。この場合、レ
ンズアレイ９、レンズアレイ10は、それぞれf₁、f₂の焦
点距離をもつように、所定の屈折率、厚み、屈折率等を
設定すればよい。例として、レンズアレイ９、レンズア
レイ10が同じプラスチック材料等で形成され、各々のレ
ンズが所定の屈折率、厚さを有しているとすると、第４
図に示すように、レンズ9a〜9nの曲率半径r₁,r₂、レン
ズ10a〜10nの曲率半径r₃,r₄によってそれぞれ定められ
る。

また、それらレンズアレイ9,10間には、本実施例の主
要部をなす遮光部材11が設けられている。この遮光部材
11は、透明基板12上にフォトソリグラフィによりパター
ンニングされて作成されており（後述する第３図参
照）、レンズアレイ９のレンズ9a〜9nの境界面Ａに入射
する光を吸収、又は、散乱する働きがある。

このような構成において、遮光部材11の作成方法を第
３図の工程ａ〜ｅに基づいて順次説明する。まず、透明
基板12上に遮光部材11、例えば、Crなどをスパッタリン
グや蒸着法等の方法により均一に塗布する（ａ〜ｂ）。
次に、その遮光部材11の表面にフォトレジスト13を塗布
した後、さらに、この上部に目的とする開口形状のパタ
ーンを有するマスク14を置き、露光を行う（ｃ）。この
場合、露光は、マスク14を密着させた状態で行ってもよ
いし、又は、目的とする開口形状となるように透明基板
12上に縮小或いは拡大投影した状態で行ってもよい。次
に、その露光後に、現像、定着を行い、開口部に相当す
る部分の不必要な遮光部材11をエッチング等により除去
した後、残った余分なフォトレジスト13を除去し、これ
により透明基板12上に目的とする開口パターンを有する
遮光部材11を作成することができる（ｄ〜ｅ）。

次に、本実施例の構成である第４図と、従来の構成で
ある第５図とを比較してみる。まず、従来における第５
図では、レンズアレイ３のレンズ4bを通過し、その境界
面Ａを通過した有効光束Faとはならない迷光Fbが存在し
たものとする。このような現象が、今、第４図に示すよ
うな構成において行われたものとすると、その迷光Fa
は、レンズアレイ9,10間の遮光部材11により吸収、散乱
等されて遮断されることになる。これにより、従来のよ
うに解像力の低下を招くようなことがなくなるため、光
の利用効率を低下させずに解像力を一段と向上させるこ
とが可能となる。

次に、本発明の第二の実施例を第６図に基づいて説明
する。これは、レンズアレイ9,10を形成する個々のレン
ズ9a〜9n,10a〜10nの肉厚Ｄを従来よりも厚く形成した
ものである。このようにレンズの肉厚Ｄを厚くとること
によって、レンズアレイ9,10とルーフミラーアレイ５と
の間の距離を従来よりも遠くすることができる。従っ
て、レンズ9a〜9nの境界面Ａより入射した迷光Fbが遮光
部材11により遮断されずルーフミラー５の面にまで到達
するようなことがあっても、距離を遠く設定したことに
より遮光板８により遮断され、最終到達面である結像面
７にまで達するようなことがないため、これにより第一
の実施例と同様に高解像力を得ることが可能となる。

発明の効果本発明は、光路分離ミラーと、ルーフミラーを一定の
配列ピッチで多数個直線状に連続形成したルーフミラー
アレイと、このルーフミラーアレイと前記光路分離ミラ
ーとの間に位置し前記ルーフミラーの配列ピッチに対応
して形成されたレンズを有するレンズアレイと、このレ
ンズアレイと前記ルーフミラーアレイとの間に位置し迷
光を遮断する絞り板とよりなる結像素子において、前記
レンズアレイを少なくとも２個以上一体化して形成し、
それら一体化して形成された少なくとも一箇所以上のレ
ンズアレイ間に透明基板上にフォトリソグラフィにより
パターンニングされて作成されたレンズの境界面に入射
する光を吸収、散乱する遮光部材を設けたので、レンズ
アレイの所定のレンズに目的とする入射光以外の迷光が
隣接するレンズ側から侵入しても、その迷光はレンズア
レイ間のレンズ境界面に新たに設けられた遮光部材によ
り吸収、散乱等されて遮断されるため、従来のように解
像力の低下を招くようなことがなく、これにより光の利
用効率を低下させずに解像力を一段と向上させることが
できるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第一の実施例を示す斜視図、第２図は
その分解斜視図、第３図は遮光部材をフォトリソ技術に
より透明基板上に作成する場合におけるプロセス図、第
４図は第１図の構成において迷光を遮断する様子を示す
説明図、第５図は従来の構成において迷光が入射する様
子を示す説明図、第６図は本発明の第二の実施例を示す
説明図、第７図は従来の構成例を示す斜視図、第８図は
その第７図の構成において迷光が入射する様子を示す説
明図、第９図はその迷光を取り除くための従来の構成を
示す説明図である。２……光路分離ミラー、３……レンズアレイ、４……レ
ンズ、５……ルーフミラーアレイ、６……ルーフミラ
ー、9,10……レンズアレイ、9a〜9n,10a〜10n……レン
ズ、11……遮光部材、Ａ……境界面、Ｐ……配列ピッ
チ、Fb……迷光

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】光路分離ミラーと、ルーフミラーを一定の
配列ピッチで多数個直線状に連続形成したルーフミラー
アレイと、このルーフミラーアレイと前記光路分離ミラ
ーとの間に位置し前記ルーフミラーの配列ピッチに対応
して形成されたレンズを有するレンズアレイと、このレ
ンズアレイと前記ルーフミラーアレイとの間に位置し迷
光を遮断する絞り板とよりなる結像素子において、前記
レンズアレイを少なくとも２個以上一体化して形成し、
それら一体化して形成された少なくとも一箇所以上の前
記レンズアレイ間に透明基板上にフォトリソグラフィに
よりパターンニングされて作成された前記レンズの境界
面に入射する光を吸収、散乱する遮光部材を設けたこと
を特徴とする結像素子。