JP2823899B2 - 等倍結像素子 - Google Patents

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等倍結像素
子に関する。

従来の技術 従来における等倍結像素子をいくつか具体例を上げて
説明する。まず、第一の従来例として、第６図に示すよ
うなルーフミラーレンズアレイ１がある。これは、物体
面２からの光は光路分離ミラー３の上側反射面3aにより
反射された後、レンズアレイ４中の個々のレンズ５を通
過し、ルーフミラーアレイ６の互いに向い合う左右それ
ぞれの屋根型反射面７で１回ずつ（計２回）反射された
後、再び、レンズアレイ４の同一レンズ５を通過し、今
度は光路分離ミラー３の下側反射面3bにより反射される
ことによって、物体面２と共役な像面８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
４とルーフミラーアレイ６との間には、第７図に示すよ
うな絞り板９が配設されている。

この場合、レンズアレイ４、ルーフミラーアレイ６の
配列方向（Ｙ方向）、直交方向（Ｘ方向）共に正立実像
を形成し、特に、Ｙ方向に正立等倍像を形成することか
ら、単一のレンズアレイ４、ルーフミラーアレイ６によ
り得られる像をＹ方向に重複されることで必要な幅をカ
バーしている。また、レンズアレイ４、絞り板９、ルー
フミラーアレイの配列ピッチはほぼ一致しているため、
各レンズ５の光量分布はほぼ等しいものとなっている。

次に、第二の技術例として、実開昭58−40757号公報
に多色複写装置として開示されているものがある。これ
は、第10図に示すように、原稿10の載置されるコンタク
トガラス11の下方に、くの字形をした２つの反射面12a,
12bを有する光路分離ミラー12が配設されており、その
上側の反射面12aにより反射された光の前方の光路上に
は、レンズアレイ13とダハミラーアレイ14とが配設され
ている。また、そのレンズアレイ13と下側の反射面12b
との間の光路上には、ミラー15,16が配設されている。
この場合、原稿10からの光は、反射面12aにより反射さ
れた後、レンズアレイ13を通過して、ダハミラーアレイ
14により反射され、再び、レンズアレイ13を通過し、色
分離用のダイクロイックミラーとして用いられる２枚の
ミラー15,16により色分離を行い３光束にして光の検出
を行うことができる。なお、第11図はミラー15,16及び
反射面12bの波長領域と反射率との関係を示したもので
ある。

発明が解決しようとする課題 まず、第一の従来例についてみてみる。第９図はレン
ズアレイ４を構成する個々のレンズ５材料の分散（屈折
率の波長依存性）の様子を示したものである。これによ
り、短波長になるほど屈折率が高くなり焦点距離が短く
なることを表わしている。従って、このようなレンズ特
性をもつ装置においては、第７図に示すように、例え
ば、短波長（λａ＝481.13nm）の光線Ａ（図中、点線）
と、長波長（λｂ＝656.27nm）の光線Ｂ（図中、実線）
とでは、波長が異なるため焦点距離に差が生じ、その結
像面の位置が異なったもの、すなわち、光線Ａの像面位
置が光線Ｂの像面位置よりも短くなる。このように最適
結像面が異なるため、同一像面とした場合、波長毎に結
像性能が異なったものとなる。

このような現象をなくすために、第８図に示すよう
に、レンズアレイ４を複数枚（ここでは、２枚）重ねて
用いることによりその補正を行っているが、しかし、こ
の場合には構成が複雑となりコスト高になってしまうと
いう問題がある。

また、第二の従来例の場合、色分離用のダイクロイッ
クミラー（15,16）が空間的に離散して配設されている
ため、位置調製の難易度が上がったり、又は、色分離さ
れた後の各色の結像位置が大きな差を生じてしまうとい
う問題がある。

課題を解決するための手段 レンズが複数個連続して形成されたレンズアレイと、
このレンズアレイの配列ピッチで屋根型反射面が複数個
連続して形成され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レンズアレイとの間に配設された絞
り板と、光路分離ミラーとよりなる等倍結像素子におい
て、前記光路分離ミラーの物体面側の反射面及び像面側
の反射面にそれぞれ、互いに色分離特性の異なる色分離
層を透明部材を介して複数層形成した。

作用 光路分離ミラーの物体面側の反射面及び像面側の反射
面に互いに色分離特性の異なる色分離層を形成すること
によって色収差により発生する各波長型の像面の位置ず
れを補正して全て同一面上に結像されることが可能とな
る。

実施例 本発明の第一の実施例を第１図及び第２図に基づいて
説明する。なお、従来例（第６図参照）と同一部分につ
いては同一符号を用いる。

ルーフミラーレンズアレイにおいて、光路分離ミラー
３の像面８側に位置する反射面3b上には、色分離層とし
てのダイクロイックミラー面P,Q,Rが３層に積層された
多層構造となっている。第２図はその拡大図を示したも
のであり、ダイクロイックミラー面P,Q,Rは、互いに透
明部材としての薄板ガラス17a,17bを介して形成された
形となっている。

そして、例えば、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の３
色光に分離するような場合には、色収差により焦点距離
の短くなる短波長領域を反射するダイクロイックミラー
から順に積層するような構成とし、最上層のダイクロイ
ックミラー面ＲをＢ反射に、中間層のダイクロイックミ
ラー面ＱをＧ反射に、最下層のダイクロイックミラー面
ＰをＲ反射（又は、Al、Ag等の全反射ミラー）にそれぞ
れなるように設定する。

このように各層を形成することによって、従来技術で
も説明した第９図の屈折率の波長依存性の関係から、Ｂ
光、Ｇ光、Ｒ光の順に焦点距離が長くなり結像光路長の
調整を行うことができ、これにより色収差により発生す
る各波長毎の最適像面の位置ずれを補正し、すべて同一
面内に結像させることが可能となり結像性能の向上をよ
り一段と図ることができる。

なお、各ダイクロイックミラー面P,Q,Rの形成方法と
しては、まず、光路分離ミラー３の反射面3b上に、Ｒ光
用のダイクロイックミラー面Ｐを真空蒸着法等により形
成した後、薄板ガラス17aを接着しＧ光用のダイクロイ
ックミラー面Ｑを真空蒸着法等により形成し、さらに、
薄板ガラス17bを接着し今度はＢ光用のダイクロイック
ミラー面Ｒを真空蒸着法等により形成することにより作
成することができる。

次に、本発明の第二の実施例を第３図に基づいて説明
する。前述した第一の実施例では、くの字形をした光路
分離ミラー３の像面側の反射面3bに色分離層としてのダ
イクロイックミラー面P,Q,Rを形成したものであった
が、ここでは平板状の光路分離ミラー３の反射面3aにも
同様な構成のダイクロイックミラー面P,Q,Rを形成した
ものであり、従ってこの場合にも同様な効果を得ること
ができる。

次に、本発明の第三の実施例を第４図に基づいて説明
する。ここでは、くの字形をした光路分離ミラー３の物
体面２側及び像面８側の両方の反射面3a,3bにそれぞれ
色分離層としてのダイクロイックミラー面P,Q,Rを形成
したものである。

第５図は、横軸（Ｘ）の物体面のデフォーカス量、縦
軸（Ｙ）の像面のデフォーカス量とした時のルーフミラ
ーレンズアレイの結像性能（MTF）を示したものであ
る。この場合、図中のＹ＝Ｘの線上が等倍関係を保持で
き性能の低下が小さい。そこで、光路分離ミラー３の物
体面２及び像面８までの距離を等しくすることにより結
像性能の向上を図ることができ、さらに、物体面２側、
像面８側にそれぞれ形成するダイクロイックミラーP,Q,
Rを対称に形成することにより一段と結像性能を図るこ
とができる。

発明の効果 本発明は上述のように、レンズが複数個連続して形成
されたレンズアレイと、このレンズアレイの配列ピッチ
で屋根型反射面が複数個連続して形成されたルーフミラ
ーアレイと、このルーフミラーアレイと前記レンズアレ
イとの間に配設された絞り板と、光路分離ミラーとより
なる等倍結像素子において、前記光路分離ミラーの物体
面側の反射面及び像面側の反射面にそれぞれ、互いに色
分離特性の異なる色分離層を透明部材を介して複数層形
成したので、色収差により発生する各波長毎の像面の位
置ずれを補正して全て同一面上に結像させることが可能
となり、これにより、色収差の影響を除去して結像性能
の向上を図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構成図、第２図は
その光路分離ミラー上に形成された色分離層の様子を拡
大して示す側面図、第３図は本発明の第二の実施例を示
す構成図、第４図は本発明の第三の実施例を示す構成
図、第５図はルーフミラーレンズアレイの結像性能を示
す特性図、第６図は第一の従来例を示す斜視図、第７図
はその概側面図、第８図はレンズアレイを２個用いた場
合の様子を示す側面図、第９図は屈折率の波長依存性を
示す特性図、第10図は第二の従来例を示す側面図、第11
図はそのダイクロイックミラーの分光性能を示す特性図
である。 ２……物体面、3a,3b……反射面、４……レンズアレ
イ、５……レンズ、６……ルーフミラーアレイ、７……
屋根型反射面、８……像面、９……絞り板、17a,17b…
…透明部材、P,Q,R……色分離層

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】レンズが複数個連続して形成されたレンズ
   アレイと、このレンズアレイの配列ピッチで屋根型反射
   面が複数個連続して形成され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レンズアレイとの間に配
   設された絞り板と、光路分離ミラーとよりなる等倍結像
   素子において、前記光路分離ミラーの物体面側の反射面
   及び像面側の反射面にそれぞれ、互いに色分離特性の異
   なる色分離層を透明部材を介して複数層形成したことを
   特徴とする等倍結像素子。