JP3728032B2

JP3728032B2 - 低色収差ロッドレンズアレイ及びそのユニット並びにこれらを用いたイメージスキャナ

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Publication number: JP3728032B2
Application number: JP28970596A
Authority: JP
Inventors: 康照田原; 輝太石丸; 吉弘魚津; 敏則隅
Original assignee: Mitsubishi Chemical Corp; Mitsubishi Rayon Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Chemical Corp; Mitsubishi Rayon Co Ltd
Priority date: 1996-10-31
Filing date: 1996-10-31
Publication date: 2005-12-21
Anticipated expiration: 2016-10-31
Also published as: US6449414B1; EP1010994A4; WO1998019185A1; EP1010994A1; DE69739481D1; TW364065B; JPH10133003A; EP1010994B1; KR20000052907A; KR100534500B1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、カラー画像読取技術に属するものであり、特に、画像読取光学系を構成する等倍結像素子としてのロッドレンズアレイ及びそのユニット並びにこれらを用いたイメージスキャナ（画像読取装置）に関する。本発明は、特に、ロッドレンズアレイを用いたカラー画像読取において、色収差を低減して高解像度を実現することに関連するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ロッドレンズアレイは、共役長が短く、明るく、低コストで製作することができる等の特長を持ち、原稿移動型のイメージスキャナ［ファクシミリやデジタル複写機等における画像読取部を含む］の画像読取光学系を構成する等倍結像素子として広く利用されている。
【０００３】
しかし、従来のロッドレンズアレイは、前記特長の一部を犠牲にし共役長が長く開口数が比較的小さい（いわゆる暗い）一部のものを除いて、一般に色収差が大きいという欠点がある。このため、従来前記ロッドレンズアレイはモノクロ画像読取に利用されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、最近では、カラー画像読取が要求されるようになり、このカラー画像読取においても前記特長点を活用するためにロッドレンズアレイの使用が望まれている。このためには、ロッドレンズアレイの色収差を低減することが必要である。
【０００５】
ロッドレンズのような２乗分布状媒質の集束パラメータｇは、次の（１）式で与えられる：
ｇ² ＝２［ｎ₀ −ｎ（ｒ）］／（ｎ₀ ｒ² ）・・・・・（１）
ここで、ｒはロッドレンズの光軸からの半径方向の距離であり、ｎ₀ はロッドレンズの光軸上の屈折率であり、ｎ（ｒ）はロッドレンズの光軸からの半径方向の距離ｒの位置の屈折率である。
【０００６】
また、等倍結像ロッドレンズの共役長ＴＣは、次の（２）式で与えられる：

ここで、Ｚ₀ はロッドレンズの長さである。
【０００７】
前記（１）式において、ｎ₀ とｎ（ｒ）とが共に波長依存性（波長分散）を持つため、ｇもまた波長依存性を示す。従って、前記（２）式で与えられるＴＣも波長依存性を持ち、異なる波長（異なる色）の光に対しては結像位置や倍率が異なり、従って、ロッドレンズを複数配列してなる従来のロッドレンズアレイを用いてカラー画像読取を行うと、色収差のために解像度が低下するという問題があった。
【０００８】
色収差の低減のためには、低波長分散の媒質を用いてロッドレンズを製造することが従来より行われている。たとえば、イオン交換法により製造されるガラス製のロッドレンズの場合には、イオンの種類と濃度とを適宜選択し色収差の低減を図ることが提案されている（Ｋ．ＦＵＪＩＩ，ＭＯＣ［ＭｉｃｒｏｏｐｔｉｃｓＣｏｎｆｅｒｅｎｃｅ：微小光学国際会議］／ＧＲＩＮ’９３ＫＡＷＡＳＡＫＩ：Ｇ１３参照）。また、プラスチック製のロッドレンズの場合には、プラスチックの中でも比較的波長分散が小さいＭＭＡ（メチルメタクリレート）系ポリマーを用いたロッドレンズが製作されている（特開平３−１７４１０５号公報参照）。
【０００９】
しかしながら、未だ共役長の短さと色収差の小ささ（高解像度）との双方を同時に満足し且つ低コストで製作できるロッドレンズアレイは提供されていない。
【００１０】
解像度は、たとえばＭＴＦ（モジュレーション・トランスファー・ファンクション）を測定することにより、評価することができる。
【００１１】
図３１に、ＭＴＦの測定方法を示す。所定の波長λｓにおいて共役長ＴＣｓであるロッドレンズアレイ（ロッドレンズの配列方向は紙面と垂直の方向である）１０１を測定機上に載せ、基準矩形格子１０２とＣＣＤイメージセンサアレイ（センサの受光素子の配列方向は紙面と垂直の方向である）１０３との間の距離ＴＣｘを前記共役長ＴＣｓと等しい値に調整して固定する。基準矩形格子１０２は例えば空間周波数が６［ｌｐ／ｍｍ］であり、不図示の光源からの光が分光器１０４を通って出た単色光は、拡散板１０６により拡散光に変換された上で、矩形格子１０２を照明する様にされている。矩形格子１０２の像はロッドレンズアレイ１０１によりイメージセンサアレイ１０３上に結像せしめられる。分光器１０４から出射される光の波長を変化させて、各波長におけるＭＴＦが測定される。
【００１２】
各波長におけるＭＴＦは、イメージセンサアレイ１０３により測定される最大光量値をＩ_MAX とし且つ最小光量値をＩ_MIN として、ＭＴＦ［％］＝［（Ｉ_MAX −Ｉ_MIN ）／（Ｉ_MAX ＋Ｉ_MIN ）］×１００、として得られる値である。
【００１３】
以上の様なＭＴＦの定義及び測定方法に関しては、前記特開平３−１７４１０５号公報を参照されたい。
【００１４】
一般に、ロッドレンズアレイ１０１の屈折率分布は理想的ではないので、ロッドレンズアレイ１０１によりイメージセンサアレイ１０３上に結像される矩形格子１０２の像のＭＴＦは１００％とはならない。
【００１５】
以上の様な方法で測定されたＭＴＦの具体例を、図３２及び図３３に示す。いずれも、前記所定の波長λｓを５７０ｎｍとし、ＴＣｘ＝ＴＣｓを９．１ｍｍとしたものである。図３２はガラス製のロッドレンズアレイ（日本板硝子（株）製：ＳＬＡ２０Ｄ）を測定したものであり、図３３はプラスチック製のロッドレンズアレイ（三菱レイヨン（株）製：ＲＡ８９Ｓ）を測定したものである。いずれも、所定の波長λｓのときＭＴＦは最大値を示すが、ＭＴＦ値は波長により大きく変化しており、色収差が大きい。
【００１６】
一方、カラーイメージスキャナにおいて使用される光源としては、カラーイメージセンサアレイと組合される白色光源の他に、モノクロイメージセンサアレイと組合される青色発光ＬＥＤ、緑色発光ＬＥＤ及び赤色発光ＬＥＤの様な３原色光源がある。これらのＬＥＤの発光スペクトルは、例えば図３４の様になり、青色発光ＬＥＤの発光ピークの波長は約４５０ｎｍ、緑色発光ＬＥＤの発光ピークの波長は約５２５ｎｍ、赤色発光ＬＥＤの発光ピークの波長は約６６０ｎｍである（青色発光ＬＥＤ及び緑色発光ＬＥＤについては、「応用物理」第６５巻、第７号、６７６（１９９６）参照）。この様に、３原色光源の波長範囲は可視光の全範囲よりは狭いが、それでも青色発光のピーク波長と赤色発光のピーク波長とは２１０ｎｍの差がある。これら３原色光源のピーク波長での前記図３２及び図３３に示される特性の従来のロッドレンズアレイのＭＴＦ値（６［ｌｐ／ｍｍ］）を示すと、以下の表１の様になる。
【００１７】
【表１】

表１から分かる様に、３原色光源を使用したとしても、従来のロッドレンズアレイでは、いずれも、波長４５０ｎｍでＭＴＦが５０％以下となり、イメージスキャナの高解像度化を図るには十分ではない。
【００１８】
そこで、本発明の目的は、前記状況に鑑み、小型化及び明るさの点で有利な比較的短い共役長（例えば９．１ｍｍ程度）のロッドレンズアレイを用いてカラー画像読取りを行うに際して、ロッドレンズアレイの色収差を十分に低減して高解像度の実現を可能ならしめることにある。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、以上の如き目的を達成するものとして、
複数種類の屈折率分布型ロッドレンズを含むロッドレンズアレイであって、
前記複数種類の屈折率分布型ロッドレンズはそれぞれの種類ごとに作動波長帯域及び所定波長が異なるように設定され、前記各所定波長は前記各作動波長帯域内に設定されたものであって、前記各所定波長における共役長が全ての種類の屈折率分布型ロッドレンズについて実質上等しく設定されてなるロッドレンズアレイ、
が提供される。
【００２０】
本発明の一態様においては、前記屈折率分布型ロッドレンズは互いに平行に配列され且つ光軸方向と直交する少なくとも１つの方向に列状に配列されて接合されている。
【００２１】
本発明の一態様においては、前記作動波長帯域は無色のロッドレンズに対する通過波長帯域制限処理により設定されている。
【００２２】
本発明の一態様においては、前記作動波長帯域は無色のロッドレンズを通る光の光路上に通過波長帯域制限部材を配置することにより設定されている。
【００２５】
本発明の一態様においては、少なくとも１つの前記所定波長は３原色光源の発光スペクトルのピーク波長である。
【００２６】
本発明の一態様においては、前記複数種類の屈折率分布型ロッドレンズは、全ての種類に対して等しい長さを持ち、種類ごとに異なる集束パラメータを持つ。
【００２７】
本発明の一態様においては、前記複数種類の屈折率分布型ロッドレンズは、全ての種類に対して等しい集束パラメータを持ち、種類ごとに異なる長さを持つ。
【００２８】
本発明の一態様においては、前記複数種類の屈折率分布型ロッドレンズは、同種類のものが光軸方向と直交する第１の方向に列状に配列されており且つ光軸方向と直交する第２の方向には同種類のものどうしが隣接しない様に配列されている。
【００２９】
本発明の一態様においては、前記複数種類の屈折率分布型ロッドレンズは、前記第２の方向に隔壁を介して配列されている。
【００３０】
本発明の一態様においては、前記複数種類の屈折率分布型ロッドレンズは、同種類のものどうしが隣接しない様に配列されている。
【００３２】
また、本発明によれば、以上の如き目的を達成するものとして、
互いに種類の異なる複数の屈折率分布型ロッドレンズを含んでなるロッドレンズアレイユニットであって、
前記複数種類の屈折率分布型ロッドレンズは、それぞれの種類ごとに、作動波長帯域及び所定波長が異なるように設定され、該種類ごとに異なる所定波長における共役長どうしが全ての種類の屈折率分布型ロッドレンズに対して実質上等しくなる様に設定されており、
前記複数の屈折率分布型ロッドレンズは互いに平行に配列されて接合されている、
ことを特徴とするロッドレンズアレイユニット、
が提供される。
【００３３】
本発明の一態様においては、前記複数の屈折率分布型ロッドレンズの配列は、前記ユニットの複数を光軸方向と直交する面内において繰り返し配列する際にロッドレンズどうしの接合を可能とする様な形状になされている。
【００３７】
本発明の一態様においては、前記複数種類の屈折率分布型ロッドレンズは、全ての種類に対して等しい長さを持ち、種類ごとに異なる集束パラメータを持つ。
本発明の一態様においては、前記複数種類の屈折率分布型ロッドレンズは、全ての種類に対して等しい集束パラメータを持ち、種類ごとに異なる長さを持つ。
【００３８】
更に、本発明によれば、以上の如き目的を達成するものとして、
読取り原稿を照明するための光源と、該読取り原稿からの光に基づき形成される前記読取り原稿の画像を検出する光検出器と、前記画像を形成するために前記取り原稿と前記光検出器との間に配列された前記ロッドレンズアレイとを備えていることを特徴とする、イメージスキャナ、
が提供される。
【００４５】
即ち、本発明においては、ロッドレンズの作動波長帯域を狭くすることにより、色収差の発生を低減し、要求される波長範囲が広い場合には、その範囲を複数の帯域に分割して、複数種類の比較的狭い作動波長帯域のロッドレンズにより分担させて結像させ、該複数種類のロッドレンズごとに結像特性を適正に設定し、実質上、全体として色収差を低減させることを特徴としている。
【００４６】
ここで、作動波長帯域とは、等倍結像状態でロッドレンズの光軸上の点から放射された光線がロッドレンズを経由して結像面に到達し、画像信号として検出される割合が、最大値の１％以上である波長範囲とする。
【００４７】
作動波長帯域の設定は、例えばロッドレンズの外部において光路中に色フィルタ等の着色体により構成される通過波長帯域制限部材を配置したり、ロッドレンズ自体を例えば着色により通過波長帯域制限処理したり、適当な分光感度特性の受光センサを使用したりすることにより、実施することができる。
【００４８】
ロッドレンズとしては、有機系のもの及び無機系のもののいずれをも使用することができる。
【００４９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態を説明する。
【００５０】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態によるロッドレンズアレイを用いたイメージスキャナの一実施形態の概略構成を示す断面斜視図であり、図２はそのロッドレンズアレイの部分拡大端面図である。本実施形態では、３種類のロッドレンズを用いてロッドレンズアレイを構成している。
【００５１】
図１及び図２において、１はロッドレンズアレイであり、２は読取り原稿であり、３はＣＣＤモノクロイメージセンサアレイであり、４は３原色ＬＥＤが順に配列された照明用のＬＥＤアレイである。
【００５２】
ロッドレンズアレイ１は、異なる作動波長帯域を持ち特性の異なる３種類のロッドレンズ１１，１２，１３を、いずれもＺ方向に向けた状態でそれぞれＹ方向に多数配列して各色のロッドレンズアレイを形成し、これら３種類のロッドレンズアレイをロッドレンズが最密充填される様にＸ方向に配列し（いわゆる俵積み）、そのＹ方向の両端に端部部材１５を当てがい、これらを２枚の側板１４により挟持し、ロッドレンズの外周面の周囲に接着剤１６を充填して、固定配置して、得られるものである。ロッドレンズ１１は赤色に着色されており、ロッドレンズ１２は緑色に着色されており、ロッドレンズ１３は青色に着色されている。
【００５３】
読取り原稿２は、不図示の搬送手段によりＸ方向に搬送される様になっている。
【００５４】
イメージセンサアレイ３は、多数の受光素子１７がＹ方向に配列されてなるものである。
【００５５】
ＬＥＤアレイ４は、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）及び青色（Ｂ）の３原色をそれぞれ発光する赤色（Ｒ）発光ＬＥＤ１８Ｒ、緑色（Ｇ）発光ＬＥＤ１８Ｇ及び青色（Ｂ）発光ＬＥＤ１８Ｂを多数この順に繰り返しＹ方向に配列してなるものである。
【００５６】
カラー画像読取動作時には、ＬＥＤアレイ４のＬＥＤ１８Ｒ，１８Ｇ，１８Ｂが順次切り替え点灯され、読取り原稿２の下面で反射されたＲ光は主としてロッドレンズ１１を通過してイメージセンサアレイ３に結像せしめられＲ画像情報信号が得られ、読取り原稿２の下面で反射されたＧ光は主としてロッドレンズ１２を通過してイメージセンサアレイ３に結像せしめられＧ画像情報信号が得られ、、読取り原稿２の下面で反射されたＢ光は主としてロッドレンズ１３を通過してイメージセンサアレイ３に結像せしめられＢ画像情報信号が得られる。
【００５７】
この様なロッドレンズとＬＥＤの発光スペクトルとの組み合わせに対して前記（２）式から計算される所定波長（後述の様にして各ロッドレンズに応じてそれぞれ定められる）における共役長ＴＣが、３種類のロッドレンズについて等しくなる様に、３種類のロッドレンズ１１，１２，１３の集束パラメータｇが互いに異なる値に設定されている。従って、３原色の照明光により照明された読取り原稿２の読取位置の物点１９からの反射光は、各原色に対応するロッドレンズを通過することにより、モノクロイメージセンサアレイ３上において、常に同一の結像点２０に良好に結像される。これにより色収差の影響が最小限に抑制され、解像度が著しく高められる。
【００５８】
次に、以上の様な各発光色に対応するロッドレンズの設計手法について説明する。
【００５９】
第１に、３種類のロッドレンズ１１，１２，１３に対する所定波長（λｓｉ：ｉ＝１，２，３）を設定する。該所定波長は、共役長ＴＣを決定する際の基準となる波長であり、基本的には作動波長帯域内に任意に設定することができる。一例として、各原色ＬＥＤの発光スペクトルのピーク波長（λｐｊ：ｊ＝１，２，３）に一致させることができる。即ち、ロッドレンズ１１の所定の波長（λｓ１）は６６０ｎｍであり、ロッドレンズ１２の所定の波長（λｓ２）は５２５ｎｍであり、ロッドレンズ１３の所定の波長（λｓ３）は４５０ｎｍである。
【００６０】
第２に、３種類のロッドレンズ１１，１２，１３のそれぞれに対する作動波長帯域（ＷＢｉ：ｉ＝１，２，３）を設定する。各ロッドレンズの作動波長帯域は、対応するＬＥＤの発光スペクトルを高い透過率で透過し、他の２つのＬＥＤの発光スペクトルの透過率が低くなる様に設定するのが好ましい。作動波長帯域は、種類ごとに上限または下限どうしの少なくとも一方が好ましくは２０ｎｍ以上異なり、更に好ましくは５０ｎｍ以上異なる。
【００６１】
一例として、ロッドレンズ１１の作動波長帯域ＷＢ１は、発光スペクトルのピーク波長λｐ１が６６０ｎｍの前記Ｒ発光ＬＥＤ１８Ｒの光を最も良く透過する様に、図３に示されるＲ−６２の分光透過率を持つ様に設定される。また、ロッドレンズ１２の作動波長帯域ＷＢ２は、発光スペクトルのピーク波長λｐ２が５２５ｎｍの前記Ｇ発光ＬＥＤ１８Ｇの光を最も良く透過する様に、図３に示されるＧ−５３３の分光透過率を持つ様に設定される。また、ロッドレンズ１３の作動波長帯域ＷＢ３は、発光スペクトルのピーク波長λｐ３が４５０ｎｍの前記Ｂ発光ＬＥＤ１８Ｂの光を最も良く透過する様に、図３に示されるＢ−４４０の分光透過率を持つ様に設定される。尚、以上の分光透過率曲線は、保谷ガラス（株）製の光学フィルタと同等のものであり、同様な分光透過率となる様にロッドレンズ自体を着色することにより各ロッドレンズを得ることができる。
【００６２】
尚、実際のＬＥＤでは発光スペクトルのピーク波長は個々のＬＥＤにより異なることがあり、また、発光スペクトルの分布も厳密には同等でない場合がある。従って、前記作動波長帯域の設定に際しては、各色の発光スペクトルのピーク波長として、個々のＬＥＤの特性やそのバラツキ等を考慮して決定される平均的なピーク波長付近の値に設定するのが好ましい。
【００６３】
各所定波長は各作動波長帯域内の波長に設定される。各所定波長の差は、２０〜３６０ｎｍであるのが好ましい。また、光源の発光スペクトル分布が当該ロッドレンズを通過した後のスペクトル分布の範囲のほぼ中央の領域の波長（スペクトル分布の重みを考慮して決定するのが望ましい）の近傍に設定するのが好ましい。
【００６４】
第３に、例えばＧ用ロッドレンズ１２について、所定波長５２５ｎｍにおける共役長ＴＣ及びレンズ長Ｚ₀ を定め、ｇ値（ｇ２）を前記式（２）から求める。他のＲ用及びＢ用のロッドレンズ１１，１３については、Ｇ用ロッドレンズ１２と同一のレンズ長のもとで、各所定波長６６０ｎｍ及び４５０ｎｍでの共役長をＧ用ロッドレンズ１２の所定波長５２５ｎｍでの共役長ＴＣと同一に設定し、この場合のｇ値（ｇ１，ｇ３）を前記式（２）からそれぞれ求める。その結果、波長５２５ｎｍにおけるＲ用ロッドレンズ１１のｇ値（ｇ１）はＧ用ロッドレンズ１２のｇ値（ｇ２）よりも高い値になり、波長５２５ｎｍにおけるＢ用ロッドレンズ１３のｇ値（ｇ３）はＧ用ロッドレンズ１２のｇ値（ｇ２）よりも低い値になる。各色に対する所定波長（λｓｉ）におけるｇ値（ｇｉ：ｉ＝１，２，３）は殆ど等しい値になる。
【００６５】
以上の様にして設計されたロッドレンズ１１，１２，１３の特性値を以下の表２に示す。
【００６６】
【表２】

以上の様にして得られた３種類のロッドレンズ１１，１２，１３を図１及び図２の様に３列に配列したロッドレンズアレイ１の可視光波長範囲（４００〜７６０ｎｍ）のＭＴＦの測定結果（測定方法は前記の通り）を、図４に示す。参考のために、図５に各ロッドレンズ１１，１２，１３をそれぞれ単独で配列したロッドレンズアレイの可視光波長範囲のＭＴＦの測定結果をＲ，Ｇ，Ｂとして示す。
【００６７】
図３に示されている様に３種類のロッドレンズの分光透過率曲線の裾野が重なっているため、例えば４８０ｎｍではロッドレンズ１２とロッドレンズ１３との作動波長帯域が重なり両方のロッドレンズを通過した光がイメージセンサアレイに到達し結像している。このため、図４に示されている様に、波長によってはＭＴＦが若干低下するが、それでもほぼ６０％以上はあり、実用上十分な解像度性能である。前記図３３で示される従来のロッドレンズアレイのＭＴＦと比較すれば、Ｒ及びＢの波長領域におけるＭＴＦ値が著しく改善されていることが分かる。
【００６８】
特に、設計に際して所定波長として選択した各ＬＥＤの発光ピーク波長におけるＭＴＦ値は、以下の表３の様になる。
【００６９】
【表３】

以上の様に、本実施形態は、発光スペクトルが鋭い分布を持つ３原色のＬＥＤアレイを光源として使用するカラーイメージスキャナに適用して特に有用であるが、白色光源とカラーイメージセンサアレイとの組合わせを使用する場合にも十分に適用することができる。
【００７０】
前記所定波長は作動波長帯域と対応する色のＬＥＤの発光スペクトルの半値幅波長範囲どうしの重なった波長範囲が好ましい。しかし、基本的には、本発明の色収差の小さいロッドレンズアレイでは、所定波長が発光波長範囲から外れても実用上十分なＭＴＦを持つことができるので、所定波長は発光波長範囲から外れていてもよい。所定の波長が発光波長範囲外にある場合には、ＭＴＦ値が低くなる傾向にはあるが実用上十分な高さとすることもできる。
【００７１】
以上の様に、前記所定波長は、発光スペクトルの波長範囲内にあることが好ましいが、これに限定されるものではない。
【００７２】
以上の様な３種のロッドレンズを製造する方法としては、たとえば、それぞれのロッドレンズにつき、有機重合体と単量体とからなる３種類以上の未硬化状混合物を同心円状に多層紡糸して、中心部から外周部に向かって屈折率が順次減少したファイバ状の未硬化物積層体を形成し、この積層体の各層間の屈折率分布が連続的に変化する様に隣接層間の成分の相互拡散を行いながら或は相互拡散を行った後に、積層体を硬化処理して屈折率分布型の光ファイバを得（前記特開平３−１７４１０５号公報参照）、これを前記の長さに切断する方法が挙げられる。ロッドレンズの作動波長帯域の設定のためには、前記未硬化状混合物中に適宜の染料などの着色剤を添加すればよい。また、ロッドレンズの集束パラメータｇの設定は、前記未硬化状混合物の材質を適宜選択して前記隣接層間の屈折率差を調節したりファイバを延伸して細径化したり或はこれらを併用したりすればよい。
【００７３】
以上の第１実施形態では、ロッドレンズ自体を着色することにより通過波長帯域制限を行い、これによって作動波長帯域の設定を行っている。これによれば、光の入出射時の反射損失を最小限にすることができる。一方、ロッドレンズ自体は通過波長範囲の広い無色のものを用い、このロッドレンズの入射端面側または出射端面側に通過波長帯域制限部材たる前記光学フィルタＲ−６２，Ｇ−５３３，Ｂ−４４０の様な着色体を配置した場合にも、同等の効果が得られる。これら着色体は、ロッドレンズを通過する光の経路に配置されておればよく、ロッドレンズの端面に接着してもよいし端面と適宜の距離隔てて非接触に配置してもよい。
【００７４】
（第２の実施形態）
図６は、本発明の第２の実施形態によるロッドレンズアレイの部分拡大端面図である。本実施形態のロッドレンズアレイは、前記図１に示されている様な構成のイメージスキャナに適用することができる。
【００７５】
図６において、ロッドレンズアレイ１は、異なる作動波長帯域を持ち特性の異なる同一長さの２種類のロッドレンズ２１，２２を、いずれもＺ方向に向けた状態でそれぞれＹ方向に多数配列して各色のロッドレンズアレイを形成し、これら２種類のロッドレンズアレイをロッドレンズが最密充填される様にＸ方向に配列し（いわゆる俵積み）、これらを２枚の側板２３により挟持し、ロッドレンズの外周面の周囲に接着剤２４を充填し、固定配置して、得られるものである。
【００７６】
ロッドレンズ２１の所定波長（λｓ１）はＲ用ＬＥＤの発光スペクトルのピーク波長（λｐ１）とＧ用ＬＥＤの発光スペクトルのピーク波長（λｐ２）とのほぼ中間の５９０ｎｍとされており、ロッドレンズ２２の所定波長（λｓ２）はＧ用ＬＥＤの発光スペクトルのピーク波長（λｐ２）とＢ用ＬＥＤの発光スペクトルのピーク波長（λｐ３）とのほぼ中間の４８０ｎｍとされている。
【００７７】
ロッドレンズ２１の作動波長帯域（ＷＢ１）は、Ｒ光とＧ光とを通過させるために図７に示されるＹ−５０の分光透過率を持つ様に設定される。また、ロッドレンズ２２の作動波長帯域ＷＢ２は、Ｇ光とＢ光とを通過させるために図７に示されるＢ−４６０の分光透過率を持つ様に設定される。即ち、２つのロッドレンズの作動波長帯域は一部が互いに重なり合っている。尚、以上の分光透過率曲線は、保谷ガラス（株）製の光学フィルタと同等のものであり、同様な分光透過率となる様に着色することにより各ロッドレンズを得ることができる。
【００７８】
ロッドレンズ２１，２２の集束パラメータｇは、前記第１の実施形態と同様にして、各々の所定波長における共役長ＴＣどうしが等しくなる様に、前記式（２）に基づき設定されている。
【００７９】
以上の様にして設計されたロッドレンズ２１，２２の特性値を以下の表４に示す。
【００８０】
【表４】

以上の様にして得られた２種類のロッドレンズ２１，２２を図６の様に２列に配列したロッドレンズアレイ１の可視光波長範囲のＭＴＦの測定結果（測定方法は前記の通り）を、図８に示す。参考のために、図９に各ロッドレンズ２１，２２をそれぞれ単独で配列したロッドレンズアレイの可視光波長範囲のＭＴＦの測定結果をＲＧ，ＧＢとして示す。
【００８１】
図８に示されている様に、波長によってはＭＴＦが５０％より若干低下するが、実用可能な解像度性能である。前記図３３で示される従来のロッドレンズアレイのＭＴＦと比較すれば、波長６００ｎｍ付近のＭＴＦ値が劣るものの、全体としてみれば、Ｒ及びＢの波長領域におけるＭＴＦ値が著しく改善されていることが分かる。
【００８２】
特に、各ＬＥＤの発光ピーク波長におけるＭＴＦ値は、以下の表５の様になる。
【００８３】
【表５】

以上の様に、本実施形態は、発光スペクトルが鋭い分布を持つ３原色のＬＥＤアレイを光源として使用するカラーイメージスキャナに適用して特に有用であるが、白色光源を使用する場合にも適用可能である。
【００８４】
（第３の実施形態）
図１０は、本発明の第３の実施形態によるロッドレンズアレイの断面図であり、図１１は、その部分拡大端面図である。本実施形態のロッドレンズアレイは、前記図１に示されている様な構成のイメージスキャナに適用することができる。
【００８５】
図１０及び図１１において、ロッドレンズアレイ１は、同等の集束パラメータｇを持つ長さの異なる２種類の無色のロッドレンズ３１，３２を、いずれもＺ方向に向けた状態でそれぞれＹ方向に多数配列して各色のロッドレンズアレイを形成し、これら２種類のロッドレンズアレイをロッドレンズが最密充填される様にＸ方向に配列し（いわゆる俵積み）、これらを２枚の側板３５により挟持し、ロッドレンズの外周面の周囲に接着剤３６を充填して接合し、ロッドレンズ３１の下端面に前記図７に示されるＹ−５０フィルタ３３を接着し、ロッドレンズ３２の下端面に前記図７に示されるＢ−４６０フィルタ３４を接着して、得られるものである。ここで、Ｚ方向長さに関するロッドレンズ３１の中心とロッドレンズ３２の中心とは同一平面上にある。
【００８６】
フィルタ３３，３４付きのロッドレンズ３１，３２の所定波長及び作動波長帯域は前記第２の実施形態にて説明したものと同様である。本実施形態では、ロッドレンズ３１，３２の長さＺ₀₁，Ｚ₀₂は、互いに異なり、各々の所定波長における共役長ＴＣどうしが等しくなる様に、設定されている。
【００８７】
以上の様にして設計されたロッドレンズ３１，３２の特性値を以下の表６に示す。
【００８８】
【表６】

以上の様に、前記第２の実施形態では、２種類のロッドレンズの長さを同一とし且つ集束パラメータｇを各々の所定波長における共役長ＴＣどうしが等しくなる様に前記式（２）に基づき設定しているが、本第３の実施形態では、２種類のロッドレンズの集束パラメータｇを同一とし且つ各々のレンズ長を所定波長における共役長ＴＣどうしが等しくなる様に前記式（２）に基づき設定しているものである。尚、２種類のロッドレンズの集束パラメータｇが同じでない場合にも、前記式（２）に基づきレンズ長Ｚ₀ を調整し、所定波長における共役長ＴＣを等しくすることが可能である。
【００８９】
（第４の実施形態）
図１２は、本発明の第４の実施形態によるロッドレンズアレイの部分拡大端面図である。本実施形態のロッドレンズアレイは、前記図１に示されている様な構成のイメージスキャナに適用することができる。
【００９０】
図１２において、ロッドレンズアレイ１は、異なる作動波長帯域を持ち特性の異なる同一長さの２種類のロッドレンズ４１，４２を、いずれもＺ方向に向けた状態でそれぞれＹ方向に多数配列して各色のロッドレンズアレイを形成し、これら２種類のロッドレンズアレイをロッドレンズが最密充填される様にＸ方向に配列し（いわゆる俵積み）、これらを２枚の側板４３により挟持し、ロッドレンズの外周面の周囲に接着剤４４を充填し、固定配置して、得られるものである。
【００９１】
ロッドレンズ４１の所定波長（λｓ１）はＲ用ＬＥＤの発光スペクトルのピーク波長（λｐ１）６６０ｎｍとされており、ロッドレンズ４２の所定波長（λｓ２）はＧ用ＬＥＤの発光スペクトルのピーク波長（λｐ２）とＢ用ＬＥＤの発光スペクトルのピーク波長（λｐ３）とのほぼ中間の４８０ｎｍとされている。
【００９２】
ロッドレンズ４１の作動波長帯域（ＷＢ１）は、Ｒ光を通過させるために図１３に示されるＲ−６２の分光透過率を持つ様に設定される。また、ロッドレンズ４２の作動波長帯域ＷＢ２は、Ｇ光とＢ光とを通過させるために図７に示されるＢ−４６０の分光透過率を持つ様に設定される。２つのロッドレンズの作動波長帯域は一部が互いに重なり合っているが、前記図７に示される作動波長帯域の重なりよりは十分に小さい。
【００９３】
ロッドレンズ４１，４２の集束パラメータｇは、前記第２の実施形態と同様にして、各々の所定波長における共役長ＴＣどうしが等しくなる様に、前記式（２）に基づき設定されている。
【００９４】
以上の様にして設計されたロッドレンズ４１，４２の特性値を以下の表７に示す。
【００９５】
【表７】

以上の様にして得られた２種類のロッドレンズ４１，４２を図１２の様に２列に配列したロッドレンズアレイ１の各ＬＥＤの発光ピーク波長におけるＭＴＦ値は、以下の表８の様になる。
【００９６】
【表８】

以上の様に、本実施形態では、ＬＥＤアレイの３原色の発光スペクトル分布のうちの中央のピーク波長（Ｇ光ピーク波長）とこれとの隔たりが少ない隣接ピーク波長（Ｂ光ピーク波長）との中間に第２の所定波長を設定し、他方、ＬＥＤアレイの３原色の発光スペクトル分布のうちの中央のピーク波長との隔たりが大きい隣接ピーク波長（Ｒ光ピーク波長）に第１の所定波長を設定している。これにより、他の２つとは比較的離れて分布するＲ光の存在に基づく色収差の発生を抑制している。
【００９７】
ピーク波長間の隔たりが同等の場合には、第１の所定波長を短波長側ピーク波長とするか長波長側ピーク波長とするかは、所望の仕様からみて好ましい方を選択するのがよい。
【００９８】
以上の様に、本実施形態は、発光スペクトルが鋭い分布を持つ３原色のＬＥＤアレイを光源として使用するカラーイメージスキャナに適用して特に有用である。
【００９９】
（第５の実施形態）
図１４は、本発明の第５の実施形態によるロッドレンズアレイの部分拡大端面図である。本実施形態のロッドレンズアレイは、前記図１に示されている様な構成のイメージスキャナに適用することができる。
【０１００】
図１４において、ロッドレンズアレイ１は、異なる作動波長帯域を持ち特性の異なる３種類のロッドレンズ５１，５２，５３（例えば前記第１の実施形態のロッドレンズ１１，１２，１３と同等のもの）を、いずれもＺ方向に向けた状態でＹ方向に多数この順に繰り返し配列したものをロッドレンズが最密充填される様にＸ方向に２列に配列し、これらを２枚の側板５４により挟持し、ロッドレンズの外周面の周囲に接着剤５５を充填し、固定配置して、得られるものである。但し、Ｘ方向に２列に配列する際に、同種のロッドレンズどうしが隣接しない様に位置決めされている。
【０１０１】
本実施形態では、３種類のロッドレンズを特定の配列としたことにより、Ｘ方向に２列の配列にて薄型化と光学的特性の均一化とを図ることができる。
【０１０２】
（第６の実施形態）
図１５は、本発明の第６の実施形態によるロッドレンズアレイの部分拡大端面図である。本実施形態のロッドレンズアレイは、Ｘ−Ｙ面内に広がりを持つプレート状をなしており、２次元イメージセンサや映像表示装置等を構成するのに使用することができる。
【０１０３】
図１５において、ロッドレンズアレイ１は、異なる作動波長帯域を持ち特性の異なる３種類のロッドレンズ６１，６２，６３（例えば前記第１の実施形態のロッドレンズ１１，１２，１３と同等のもの）を、いずれもＺ方向に向けた状態でＸ−Ｙ面内でロッドレンズが最密充填される様に配列し、ロッドレンズの外周面の周囲に接着剤６４を充填し、固定配置して、得られるものである。但し、同種のロッドレンズどうしが隣接しない様に位置決めされている（第５の実施形態と同様）。
【０１０４】
本実施形態においても、前記第５の実施形態と同様に、光学的特性の均一化を図ることができる。
【０１０５】
（第７の実施形態）
図１６は、本発明の第７の実施形態によるロッドレンズアレイの部分拡大端面図である。本実施形態のロッドレンズアレイは、前記図１に示されている様な構成のイメージスキャナに適用することができる。
【０１０６】
図１６において、ロッドレンズアレイ１は、異なる作動波長帯域を持ち特性の異なる３種類のロッドレンズ７１，７２，７３（例えば前記第１の実施形態のロッドレンズ１１，１２，１３と同等のもの）を、いずれもＺ方向に向けた状態でＹ方向に多数この順に繰り返し配列し、２枚の側板７４により挟持し、ロッドレンズの外周面の周囲に接着剤７５を充填し、固定配置して、得られるものである。
【０１０７】
本実施形態では、３種類のロッドレンズを特定の配列としたことにより、Ｘ方向に１列の配列にて薄型化と光学的特性の均一化とを図ることができる。
【０１０８】
（第８の実施形態）
図１７は、本発明の第８の実施形態によるロッドレンズアレイの部分拡大端面図である。本実施形態のロッドレンズアレイは、前記図１に示されている様な構成のイメージスキャナに適用することができる。
【０１０９】
図１７において、ロッドレンズアレイ１は、異なる作動波長帯域を持ち特性の異なる２種類のロッドレンズ８１，８２（例えば前記第２の実施形態のロッドレンズ２１，２２と同等のもの）を、いずれもＺ方向に向けた状態でＹ方向に多数交互に配列し、２枚の側板８４により挟持し、ロッドレンズの外周面の周囲に接着剤８５を充填し、固定配置して、得られるものである。
【０１１０】
本実施形態では、２種類のロッドレンズをＹ方向に交互に配列したことにより、Ｘ方向に１列の配列にて薄型化と光学的特性の均一化とを図ることができる。
【０１１１】
（第９の実施形態）
図１８は、本発明の第９の実施形態によるロッドレンズアレイのユニットの端面図である。本実施形態のロッドレンズアレイユニットは、前記図１に示されている様な構成のイメージスキャナのロッドレンズアレイを構成するのに利用することができる。
【０１１２】
図１８において、ロッドレンズアレイユニット１Ａは、異なる作動波長帯域を持ち特性の異なる３つのロッドレンズ９１，９２，９３（例えば前記第１の実施形態のロッドレンズ１１，１２，１３と同等のもの）を、いずれもＺ方向に向けた状態で互いに隣接配置し、これら３つのロッドレンズの外周面により囲まれた領域に接着剤９５を充填し接合して、得られるものである。
【０１１３】
図１９は、以上の様なロッドレンズアレイユニット１ＡをＸ−Ｙ面内において複数繰り返し配列し接合して得られるロッドレンズアレイの端面図である。図１９において、９６はロッドレンズアレイユニット１Ａどうしの接合の際に使用される接着剤であり、この接着剤９６は接着剤９５と同一でも良いし異なるものでも良い。ロッドレンズアレイユニット１Ａどうしの接合に際しては、同種のロッドレンズどうしが隣接しない様に位置決めするのが好ましい。これにより、前記図１４に示す第５の実施形態と同様なロッドレンズアレイが得られる。
【０１１４】
複数のロッドレンズアレイユニット１Ａの配列を適宜設定することにより、前記図１５に示す第６の実施形態と同様なロッドレンズアレイを得ることもできる。
【０１１５】
尚、ロッドレンズアレイユニット１Ａを単独で低色収差の単レンズとして使用することもできる。
【０１１６】
（第１０の実施形態）
図２０は、本発明の第１０の実施形態によるロッドレンズアレイのユニットの側面図であり、図２１は、その端面図である。本実施形態のロッドレンズアレイユニットは、前記図１に示されている様な構成のイメージスキャナのロッドレンズアレイを構成するのに利用することができる。
【０１１７】
図２０及び図２１において、ロッドレンズアレイユニット１Ａは、同等の集束パラメータｇを持つ長さの異なる３種類の無色のロッドレンズ１０１，１０２，１０３を、いずれもＺ方向に向けた状態で互いに隣接配置し、これら３つのロッドレンズの外周面により囲まれた領域に接着剤１０７を充填し接合し、ロッドレンズ１０１，１０２，１０３の下端面にそれぞれ第１、第２及び第３のフィルタ１０４，１０５，１０６を接着して、得られるものである。ここで、Ｚ方向長さに関する３つのロッドレンズ１０１，１０２，１０３の中心は同一平面上にある。
【０１１８】
フィルタ１０４，１０５，１０６付きのロッドレンズ１０１，１０２，１０３の所定波長、作動波長帯域は例えば前記第１の実施形態にて説明したものと同様である。但し、本実施形態では、ロッドレンズ１０１，１０２，１０３の長さＺ₀ は、互いに異なり、各々の所定波長における共役長ＴＣどうしが等しくなる様に、設定されている。
【０１１９】
本実施形態のロッドレンズアレイユニット１Ａも、前記図１８及び図１９にて説明した第９の実施形態と同様な形態にて使用することができる。
【０１２０】
（第１１の実施形態）
図２２は、本発明の第１１の実施形態によるロッドレンズアレイのユニットの端面図である。本実施形態のロッドレンズアレイユニットは、プレート状レンズや低色収差の小型等倍結像素子等を構成するのに使用することができる。
【０１２１】
図２２において、ロッドレンズアレイユニット１Ａは、異なる作動波長帯域を持ち特性の異なる７つのロッドレンズ１１１〜１１７を、いずれもＺ方向に向けた状態で六角形状に俵積み配置し、これらロッドレンズの外周面により囲まれた領域に接着剤１１８を充填し接合して、得られるものである。ロッドレンズ１１１〜１１７の特性は、例えば、全てのロッドレンズの長さＺ₀ を同一にし且つ各々の所定波長における共役長ＴＣどうしが等しくなる様に各ロッドレンズの集束パラメータｇの値を設定したものとすることができる。
【０１２２】
所定波長及び作動波長領域の設定は、前記第１の実施形態及び第２の実施形態で説明したものと類似の手法により適宜設定することができる。本実施形態では、７つの作動波長帯域を設定しているので、色収差の低減のための設計が一層容易になる。
【０１２３】
この様なロッドレンズアレイユニット１ＡをＸ−Ｙ面内において複数繰り返し配列し接合することにより、前記第９の実施形態と同様にしてロッドレンズアレイを得ることができる。
【０１２４】
尚、ロッドレンズアレイユニット１Ａを単独で低色収差の単レンズとして使用することもできる。
【０１２５】
（第１２の実施形態）
図２３は、本発明の第１２の実施形態によるロッドレンズアレイの部分拡大端面図である。本実施形態のロッドレンズアレイは、Ｘ−Ｙ面内に広がりを持つプレート状をなしており、２次元イメージセンサや映像表示装置等を構成するのに使用することができる。
【０１２６】
図２３において、前記図１５におけると同様の部材には同一の符号が付されている。但し、本実施形態では、ロッドレンズ６１，６２，６３がそれぞれＹ方向に一列に配列されてなる３つのアレイをＸ方向にこの順に繰り返し俵積み配列し、Ｘ方向に関して同種のロッドレンズどうしが隣接しない様に位置決めしている。
【０１２７】
（第１３の実施形態）
図２４は、本発明の第１３の実施形態によるロッドレンズアレイのユニットの端面図である。本実施形態のロッドレンズアレイユニットは、前記図１に示されている様な構成のイメージスキャナのロッドレンズアレイを構成するのに利用することができる。
【０１２８】
図２４において、ロッドレンズアレイユニット１Ａは、異なる作動波長帯域を持ち特性の異なる４つのロッドレンズ１３１，１３２，１３３，１３４（例えば前記図２２に関し説明した第１１の実施形態と類似の手法にて特性が設定されたもの）を、いずれもＺ方向に向けた状態でＸ方向にこの順に配列し、隣接ロッドレンズどうしを接着剤１３５により接合して、得られるものである。
【０１２９】
このロッドレンズアレイユニット１Ａは、単独で低色収差の単レンズとして使用することもできるし、Ｙ方向及び／またはＸ方向に複数配列し接合してロッドレンズアレイを構成することもできる。Ｙ方向配列の際には、俵積みにより斜め方向に配列することで配列密度を高めることができる。
【０１３０】
（第１４の実施形態）
図２５は、本発明の第１４の実施形態によるロッドレンズアレイのユニットの端面図である。本実施形態のロッドレンズアレイユニットは、前記図１に示されている様な構成のイメージスキャナのロッドレンズアレイを構成するのに利用することができる。
【０１３１】
図２５において、ロッドレンズアレイユニット１Ａは、異なる作動波長帯域を持ち特性の異なる４つのロッドレンズ１４１，１４２，１４３，１４４（例えば前記第１３の実施形態と同様のもの）を、いずれもＺ方向に向けた状態で図の様に俵積み配置し、隣接ロッドレンズどうしを接着剤１４５により接合して、得られるものである。
【０１３２】
このロッドレンズアレイユニット１Ａは、単独で低色収差の単レンズとして使用することもできるし、Ｙ方向及び／またはＸ方向に複数俵積み配列し接合してロッドレンズアレイを構成することもできる。
【０１３３】
（第１５の実施形態）
図２６は、本発明の第１５の実施形態によるロッドレンズアレイのユニットの端面図である。本実施形態のロッドレンズアレイユニットは、前記図１に示されている様な構成のイメージスキャナのロッドレンズアレイを構成するのに利用することができる。
【０１３４】
図２６において、ロッドレンズアレイユニット１Ａは、異なる作動波長帯域を持ち特性の異なる４つのロッドレンズ１５１，１５２，１５３，１５４（例えば前記第１３の実施形態と同様のもの）を、いずれもＺ方向に向けた状態でＸ方向及びＹ方向に２×２のマトリックス状に配置し、これらロッドレンズの外周面により囲まれた領域に接着剤１５５を充填し接合して、得られるものである。
【０１３５】
このロッドレンズアレイユニット１Ａは、単独で低色収差の単レンズとして使用することもできるし、Ｙ方向及び／またはＸ方向に複数配列し接合してロッドレンズアレイを構成することもできる。Ｘ方向及びＹ方向配列の際には、俵積みにより斜め方向に配列することで、配列密度を高めることもできる。
【０１３６】
（第１６の実施形態）
図２７は、本発明の第１６の実施形態によるロッドレンズアレイの部分拡大端面図であり、図２８は、図２７の断面図を示すものである。本実施形態のロッドレンズアレイは、前記図１に示されている様な構成のイメージスキャナに適用することができる。
【０１３７】
図２７及び図２８において、ロッドレンズアレイ１は、異なる集束パラメータｇを持つ同一の長さの２種類のロッドレンズ１２１，１２２を、いずれもＺ方向に向けた状態でそれぞれＹ方向に多数配列して２種類のロッドレンズアレイを形成し、これら２種類のロッドレンズアレイ間に隔壁たる仕切り板１２４を介在させてＸ方向に配列し、これらを２枚の側板１２３により挟持し、ロッドレンズの外周面の周囲に接着剤１２６を充填し、固定配置し、ロッドレンズ１２１のアレイの下端面に例えば前記図７に示されるＹ−５０の様なフィルタ１２７を接着し、ロッドレンズ１２２のアレイの下端面に例えば前記図７に示されるＢ−４６０の様なフィルタ１２８を接着して、得られるものである。尚、１２５は端部部材である。
【０１３８】
フィルタ１２７，１２８付きのロッドレンズ１２１，１２２の所定波長、作動波長帯域及び集束パラメータは前記第２の実施形態のロッドレンズ２１，２２のものと同様である。
【０１３９】
本実施形態では、仕切り板１２４によりロッドレンズ１２１のアレイとロッドレンズ１２２のアレイとをＸ方向に関して区分けして配置しているので、フィルタ１２７，１２８としてロッドレンズ１２１，１２２の各アレイに付き１つの細長い短冊状の単純な形状のものを使用することができる。
【０１４０】
（第１７の実施形態）
図２９は、本発明の第１７の実施形態によるロッドレンズアレイの部分拡大端面図であり、図３０は、図２９の断面図を示すものである。本実施形態のロッドレンズアレイは、前記図１に示されている様な構成のイメージスキャナに適用することができる。
【０１４１】
図２９及び図３０において、前記図１０及び図１１におけると同様の部材には同一の符号が付されている。尚、３７は端部部材である。本実施形態では、ロッドレンズ３１のアレイとロッドレンズ３２のアレイとをそれぞれ側板３５により挟持し、これらのアレイの側板どうしを接合している。この様に、ロッドレンズ３１のアレイとロッドレンズ３２のアレイとを隔壁（２つの側板３５の接合体）によりＸ方向に関して区分け配置しているので、フィルタ３３，３４としてロッドレンズ３１，３２の各アレイに付き１つの細長い短冊状の単純な形状のものを使用することができ、更に、それぞれ独立に作製したロッドレンズ３１のアレイとロッドレンズ３２のアレイとを接合することで容易に構成することができる。以上説明した実施形態では３原色光源として３原色ＬＥＤアレイが用いられているが、本発明においては３原色光源として半導体レーザ（ＬＤ）や白色光源と光学フィルタなどの分光素子との組合せなどを使用することもできる。白色光源としては、白熱電灯、蛍光灯、プラズマ発光素子、蛍光表示管、各種放電灯等を用いることができる。
【０１４２】
以上説明した実施形態では３原色光源とモノクロイメージセンサアレイとの組合せが用いられているが、本発明においては白色光源とカラーイメージセンサアレイ（３原色フィルタを有するもの等）との組合せを用いることもできる。この場合には、前記実施形態の３原色光源の発光スペクトルのパワーをカラーイメージセンサアレイの３原色受光素子の分光感度特性に置き換えて適用することにより、類似の作用効果をもつ実施形態が得られる。例えば、カラーイメージセンサアレイの３原色受光素子のピーク感度の１％以上の感度がある波長領域内の波長を３種類のロッドレンズの所定波長として選択することができる。
【０１４３】
【発明の効果】
以上説明した様に、本発明によれば、小型化及び明るさの点で有利な比較的短い共役長のロッドレンズアレイを用いて、低コスト且つ十分に低減された色収差にて高解像度の画像読取を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態によるロッドレンズアレイを用いたイメージスキャナの一実施形態の概略構成を示す断面斜視図である。
【図２】図１の実施形態のロッドレンズアレイの部分拡大端面図である。
【図３】図１の実施形態のロッドレンズアレイの３種類のロッドレンズの分光透過率特性を示す図である。
【図４】図１の実施形態のロッドレンズアレイのＭＴＦの測定結果を示す図である。
【図５】図１の実施形態のロッドレンズアレイの３種類のロッドレンズのそれぞれにより形成されたロッドレンズアレイのＭＴＦの測定結果を示す図である。
【図６】本発明の第２の実施形態によるロッドレンズアレイの部分拡大端面図である。
【図７】図６の実施形態のロッドレンズアレイの２種類のロッドレンズの分光透過率特性を示す図である。
【図８】図６の実施形態のロッドレンズアレイのＭＴＦの測定結果を示す図である。
【図９】図６の実施形態のロッドレンズアレイの２種類のロッドレンズのそれぞれにより形成されたロッドレンズアレイのＭＴＦの測定結果を示す図である。
【図１０】本発明の第３の実施形態によるロッドレンズアレイの断面図である。
【図１１】図１０の実施形態のロッドレンズアレイの部分拡大端面図である。
【図１２】本発明の第４の実施形態によるロッドレンズアレイの部分拡大端面図である。
【図１３】図１２の実施形態のロッドレンズアレイの２種類のロッドレンズの分光透過率特性を示す図である。
【図１４】本発明の第５の実施形態によるロッドレンズアレイの部分拡大端面図である。
【図１５】本発明の第６の実施形態によるロッドレンズアレイの部分拡大端面図である。
【図１６】本発明の第７の実施形態によるロッドレンズアレイの部分拡大端面図である。
【図１７】本発明の第８の実施形態によるロッドレンズアレイの部分拡大端面図である。
【図１８】本発明の第９の実施形態によるロッドレンズアレイユニットの端面図である。
【図１９】図１８の実施形態のロッドレンズアレイユニットをＸ−Ｙ面内において複数繰り返し配列し接合して得られるロッドレンズアレイの端面図である。
【図２０】本発明の第１０の実施形態によるロッドレンズアレイユニットの側面図である。
【図２１】図２０の実施形態のロッドレンズアレイユニットの端面図である。
【図２２】本発明の第１１の実施形態によるロッドレンズアレイのユニットの端面図である。
【図２３】本発明の第１２の実施形態によるロッドレンズアレイの部分拡大端面図である。
【図２４】本発明の第１３の実施形態によるロッドレンズアレイのユニットの端面図である。
【図２５】本発明の第１４の実施形態によるロッドレンズアレイユニットの端面図である。
【図２６】本発明の第１５の実施形態によるロッドレンズアレイのユニットの端面図である。
【図２７】本発明の第１６の実施形態によるロッドレンズアレイの部分拡大端面図である。
【図２８】図２７の実施形態のロッドレンズアレイの断面図である。
【図２９】本発明の第１７の実施形態によるロッドレンズアレイの部分拡大端面図である。
【図３０】図２９の実施形態のロッドレンズアレイの断面図である。
【図３１】ＭＴＦの測定方法を示す図である。
【図３２】従来のガラス製ロッドレンズアレイのＭＴＦの測定結果を示す図である。
【図３３】従来のプラスチック製ロッドレンズアレイのＭＴＦの測定結果を示す図である。
【図３４】３原色発光ＬＥＤの発光スペクトル特性を示す図である。
【符号の説明】
１ロッドレンズアレイ
２読取り原稿
３モノクロイメージセンサアレイ
４３原色ＬＥＤアレイ
１１，１２，１３ロッドレンズ
１４側板
１５端部部材
１６接着剤
１７受光素子
１８Ｒ赤色発光ＬＥＤ
１８Ｇ緑色発光ＬＥＤ
１８Ｂ青色発光ＬＥＤ
１９物点
２０結像点

Claims

複数種類の屈折率分布型ロッドレンズを含むロッドレンズアレイであって、
前記複数種類の屈折率分布型ロッドレンズはそれぞれの種類ごとに作動波長帯域及び所定波長が異なるように設定され、前記各所定波長は前記各作動波長帯域内に設定されたものであって、前記各所定波長における共役長が全ての種類の屈折率分布型ロッドレンズについて実質上等しく設定されてなるロッドレンズアレイ。
前記屈折率分布型ロッドレンズは互いに平行に配列され且つ光軸方向と直交する少なくとも１つの方向に列状に配列されて接合されていることを特徴とする、請求項１に記載のロッドレンズアレイ。
前記作動波長帯域は無色のロッドレンズに対する通過波長帯域制限処理により設定されていることを特徴とする、請求項１〜２のいずれかに記載のロッドレンズアレイ。
前記作動波長帯域は無色のロッドレンズを通る光の光路上に通過波長帯域制限部材を配置することにより設定されていることを特徴とする、請求項１〜２のいずれかに記載のロッドレンズアレイ。
少なくとも１つの前記所定波長は３原色光源の発光スペクトルのピーク波長であることを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載のロッドレンズアレイ。
前記複数種類の屈折率分布型ロッドレンズは、全ての種類に対して等しい長さを持ち、種類ごとに異なる集束パラメータを持つことを特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載のロッドレンズアレイ。
前記複数種類の屈折率分布型ロッドレンズは、全ての種類に対して等しい集束パラメータを持ち、種類ごとに異なる長さを持つことを特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載のロッドレンズアレイ。
前記複数種類の屈折率分布型ロッドレンズは、同種類のものが光軸方向と直交する第１の方向に列状に配列されており且つ光軸方向と直交する第２の方向には同種類のものどうしが隣接しない様に配列されていることを特徴とする、請求項１〜７のいずれかに記載のロッドレンズアレイ。
前記複数種類の屈折率分布型ロッドレンズは、前記第２の方向に隔壁を介して配列されていることを特徴とする、請求項８に記載のロッドレンズアレイ。
前記複数種類の屈折率分布型ロッドレンズは、同種類のものどうしが隣接しない様に配列されていることを特徴とする、請求項１〜７のいずれかに記載のロッドレンズアレイ。
互いに種類の異なる複数の屈折率分布型ロッドレンズを含んでなるロッドレンズアレイユニットであって、
前記複数種類の屈折率分布型ロッドレンズは、それぞれの種類ごとに、作動波長帯域及び所定波長が異なるように設定され、該種類ごとに異なる所定波長における共役長どうしが全ての種類の屈折率分布型ロッドレンズに対して実質上等しくなる様に設定されており、
前記複数の屈折率分布型ロッドレンズは互いに平行に配列されて接合されている、
ことを特徴とするロッドレンズアレイユニット。
前記複数の屈折率分布型ロッドレンズの配列は、前記ユニットの複数を光軸方向と直交する面内において繰り返し配列する際にロッドレンズどうしの接合を可能とする様な形状になされていることを特徴とする、請求項１１に記載のロッドレンズアレイユニット。
前記複数種類の屈折率分布型ロッドレンズは、全ての種類に対して等しい長さを持ち、種類ごとに異なる集束パラメータを持つことを特徴とする、請求項１１〜１２のいずれかに記載のロッドレンズアレイユニット。
前記複数種類の屈折率分布型ロッドレンズは、全ての種類に対して等しい集束パラメータを持ち、種類ごとに異なる長さを持つことを特徴とする、請求項１１〜１２のいずれかに記載のロッドレンズアレイユニット。
読取り原稿を照明するための光源と、該読取り原稿からの光に基づき形成される前記読取り原稿の画像を検出する光検出器と、前記画像を形成するために前記読取り原稿と前記光検出器との間に配列された前記請求項１〜１０のいずれかに記載のロッドレンズアレイとを備えていることを特徴とする、イメージスキャナ。