JPH01264864A - 結像光学装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ 本発明は結像光学装置、特に空間的に多数個配列した文
字、数字等のパターンを切り換えて、同一の像位置に結
像する事を目的とした結像光学装置に関するものである
。

［従来の技術］ 従来より、プリンタやタイプライタ等の印字装置には、
サーマルプリンタやドブトマトリフスプリンタ等、マト
リクス状に配列した印字点の集まりとして文字を表わす
タイプ（ドツトマトリクスタイプと呼ぶ）と、デイジ−
ホイールプリンタ等、活字として１文字ずつ用意された
文字パターンを印字するタイプ（デイジ−ホイールタイ
プと呼ぶ）がある。ドツトマトリクスタイプは、文字を
決まったピッチで配列した点列で表わすため、印字され
た文字を拡大すると、斜めの線が階段状に見えてしまう
等の問題がある。

デイジ−ホイールタイプは、１文字１文字が活字として
用意されているため、ドツトマトリクスタイプで示した
上記問題は生じないが、通常のデイジ−ホイールタイプ
のプリンタは、機械的にインクリボンをたたいて紙に印
字するため、印字時の騒音が問題になる。

また、近年レーザープリンタ、ＬＥＤプリンタ、液晶プ
リンタ等の開発が行なわれ、レーザープリンタではスキ
ャンビームの０Ｎ１０ＦＦ間隔を細かくする事により、
ＬＥＤプリンタ、液晶プリンタではＬＥＤアレイ、液晶
シャッタアレイのピッチを細かくする事により、基本的
にはドツトマトリクスタイプでありながら、１文字に対
応するドツトの数を増やし、高精細な文字を印字させる
アプローチがある。しかしこれらのプリンタでは、高精
度な光学系が必要であったり、ＬＥＤアレイ液晶シャッ
タアレイの作製歩留りが低い等、作製面、価格面で不利
な点が多い。

このような従来のプリンタ、タイプライタ等に係る問題
点を除去するために、レンズアレイと投影レンズを組合
せた例えば特願昭６２−２６７８４３のような構成が考
えられる。特願昭６２−２６７８４３に記載されている
一実施例を第２図に示す。これは、ＬＥＤアレイ１の中
の特定のＬＥＤを点灯する事によって、文字パターンア
レイ２のこれに対応した文字を照明し、この像を微小レ
ンズアレイ３のこれに対応した微小レンズと投影レンズ
４で感光面５上に結像するものである。

このような構成によって、従来のデイジ−ホイールタイ
プに匹敵する高品位な印字を低い騒音で簡単な構成で実
現可能である。

［発明が解決しようとする問題点コ しかしながら、第２図の構成では、周辺部にある微小レ
ンズによる結像における主光線が、投影レンズ４の光軸
に対して傾いているため、感光面５を光軸に垂直に置く
と、光束が感光面に傾いて当る事になる。一般に、ある
面を照明する場合、そ−の面の照度は光線の傾き角のｃ
ｏｓ　ｉｎｅに従って減少するため、各光源の発光強度
が一定である場合、投影レンズ４の光軸の近傍にある微
小レンズによる像と、離れた位置にある微小レンズによ
る像との単位面積あたりの明るさが等しくなく、感光の
条件が不均一になるという問題がある。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は、上記従来の問題点を解決するためになされた
もので、多種類の文字等の原画パターンを含むパターン
アレイと微小レンズのアレイを組み合せた結像光学系に
おいて、各微小レンズのレンズ径を各微小レンズごとに
異なった値に設定する事により、各々の微小レンズによ
る各原画パターンの感光面上での単位面積あたりの明る
さを等しくする事ができるものである。

［作　用コ 感光面上での像の明るさは、微小レンズの開口数の２乗
に比例するので、各微小レンズのレンズ径を個々に設定
する事によって、どの微小レンズによる像もすべて感光
面上で均一の明るさにする事ができる。

［実　施　例コ 第１図は、本発明の一実施例を示す斜視図である。レン
ズアレイ３を構成する各微小レンズ３Ａのレンズ径が各
々異なっている事態外は第２図と同じである。一般に主
光線と感光面とがθ傾いている場合、感光面上での照度
はＣＯＳθを関数として垂直な場合に対して減少する。

従って、レンレイ３の中心付近にある微小レンズ３Ａの
レンズ径は外側の微小レンズのレンズ径に比べ小さく設
定しである。

また、多くの場合、感光面は円筒形のいわゆる感光ドラ
ムであるため、円筒の軸に平行の方向と垂直な方向とで
は感光面と主光線の傾き角が異なるため、これに応じた
設定をする必要がある。

各レンズ径の設定値は、感光ドラムのドラム径、主光線
の傾き角等、各部品のスペックによって決められるもの
であり、各像の照度が一定になるように設定すればよい
。

本発明で使用するレンズアレイ３としては、微小レンズ
３Ａを一次元又は二次元的に同一平面上に適宜間隔をお
いて配列固定したものであれば構造に特に制限はないが
、ガラス、プラスチック等の透明基板中に基板の屈折率
を増大させる物質を基板表面の多数点から拡散させるこ
とにより、中心から外側に向けて屈折率が漸減する略半
球状の微小レンズ部分を多数一体形成した平板マイクロ
レンズが最も好適である。

かかる平板マ、イク口レンズでは、上記拡散物質の拡散
領域を限定するために基板表面に設ける拡散防止マスク
膜の開口部分の径を、各レンズ部分毎に異ならせるだけ
で、本発明で用いるレンズアレイを簡単に製作すること
ができる。

［発明の効果コ 本発明によれば、従来問題であった各光源に対応する像
の感光量の不均一性が解消され、任意の文字が同一の感
光量で結像する事が可能となり、品質のそろった高品位
の印字が可能となる。

厳密に言えば、微小レンズのレンズ径を変化させた場合
、結像光学系のＭＴＦ特性が変化するが、明るさの不均
一性の補正のためのレンズ径の設定値の幅はさほど大き
なものではなく、解像度の変化は無視できる。

レンズ径の設定、即ち、レンズの外側の遮光は迷光の除
去のため必須であり、従って、各レンズ径を異なった値
に設定するのにも特に工程の追加は必要なく、本発明に
よる方法は極めて簡便な感光量均一化の方法である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す斜視図、第２図は従来
のレンズアレイを用いた結像光学装置を示す斜視図であ
る。 １・・・・・・ＬＥＤアレイ　２・・・・・・文字パタ
ーンアレイ　３・・・・・・微小レンズアレイ　４・・
・・・・投影レンズ　５・・・・・・感光面 ゛ロ′二１′！メｈシト１ 第　２　図（従来例） 第　１　図（実施例） 第　３　図（従来例） 手続補正書（方力 １．事件の表示 昭和６２年　特許部　第３２３４８４号２、発明の名称 結像光学装置 ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人　　　　　（住宕表示変更）
住所　大阪府大阪市中央区道修町３丁目５番１１号名称
　　（４００）日本板硝子株式会社代表者　中　島　達
　二 ４、代理人 住所　　東京都港区新橋５丁目１１番３号新橋住友ビル 日本板硝子株式会社　特許部内 ５、補正命令の日付 平成１年５月３０日（発送日） ６、補正の対象 ７゜補正の内容 図面中第３図を削除する。　。 以上

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 照明光源と１次元又は２次元に配列した文字、数字、記
   号等を表わす透過パターンアレイと、前記各透過パター
   ンと１対１に対応して配置した微小レンズアレイと、前
   記各微小レンズを通過した光束のうち、少なくとも２つ
   以上の微小レンズを通過した光束が同時に入射可能な大
   きさの入射瞳を持った第２のレンズを備え、各透過パタ
   ーンの像を、前記微小レンズアレイと前記第２のレンズ
   で構成した結像レンズ系の結像面に形成する結像光学系
   であって、各微小レンズのレンズ径が各微小レンズごと
   に異なった値に設定されている事を特徴とする結像光学
   装置。