JPH0222361B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、光学結像装置、特にプリズムレン
ズアレイとして構成された光学結像装置に関す
る。

プリズムレンズアレイとは、球面レンズの後方
に三角プリズムを配置したプリズムレンズを、横
方向に一列に並べてアレイとしたものである。小
型で長焦点化可能な結像レンズとして、複写機等
の露光光学系に、その使用が検討されている。

プリズムレンズアレイは、プラスチツク材料等
によつて板状に一体成形が可能であるが、長尺ア
レイの場合には、その型加工上の困難さから、自
ずと限界がある。すなわち、各素子の配列ピツチ
や面精度等を長尺のアレイ内ですべて均質に保証
することは困難である。だからといつて、均質な
各素子を一つずつ並べてアレイとしたのでは、組
立てに工数がかかつて不利である。

この発明によれば、複数の素子を有する板状に
形成された複数のプリズムレンズアレイと、同様
に複数の素子を有する板状に形成された複数のレ
ンズアレイを、一列に互に重ねて長尺のプリズム
レンズアレイとした結像装置が提供される。各レ
ンズアレイとプリズムアレイとを互に列方向に千
鳥状に重ねると、特別な保持具を必要とせずに長
尺のアレイを制作することができる。また、各レ
ンズアレイとプリズムアレイとの間に各素子に対
応する開口を有する遮光部材を介在させることが
でき、またプリズムレンズアレイ全体を保持具で
保持することもできる。この発明によれば、均質
に製造が可能な比較的短いレンズアレイおよびプ
リズムアレイを用いて長尺のプリズムレンズアレ
イを構成したので、配列ピツチの累積誤差をとも
なうことも少なく、安価で一様な性質をもつ長尺
プリズムアレイを提供することができる。また、
簡単な保持具によつてプリズムレンズアレイを保
持することによつて、歪、曲がり、ほこり等に対
しても安定した、コンパクトな結像装置を提供す
ることができる。したがつて、この発明の目的
は、改良された板状のプリズムレンズアレイから
なる光学結像装置を提供することにある。

この発明のその上の目的は、複数の均質な比較
的短尺なプリズムレンズアレイおよびレンズアレ
イを用いて均質な長尺プリズムレンズアレイを構
成した光学結像装置を提供することにある。

この発明のその上の目的は、レンズアレイとプ
リズムアレイとの間にフレア光防止のための遮光
部材を介在させた上記光学結像装置を提供するこ
とにある。

この発明のその上の目的は、プリズムレンズア
レイを保持具によつて保持した上記装置を提供す
ることにある。

この発明のその他の目的および特徴は、図面を
参照した以下の説明から一層明らかになる。

第１図には、プリズムレンズ１０の上方からみ
た結像光路が示されており、第２図には、プリズ
ムレンズ１０の側方からみた結像光路が示されて
いる。プリズムレンズ１０は、球面レンズ１１の
後方に三角プリズム１２を配置したもので、第１
図に示す水平方向には、物体１３の像は正立等倍
像１４として同一点に結像され、第２図に示す垂
直方向には、倒立等倍像として同一点に結像され
る。例えばＦの文字ならばＥに結像される。すな
わち、レンズ１１のの後方に配置される三角プリ
ズムの直角反射面の稜線はレンズ１１の曲率中心
と一致している。プリズムレンズは、装置を大型
にすることなく、長焦点化が可能である。その理
由は、物体１３からレンズ１１までの距離L₁を
長くしても、レンズ１１からプリズム１２までの
距離L₂を極めて小さい値に維持することができ
るからである。後述するように、レンズ１１とプ
リズム１２とを一体化すれば、L₂の値は、ほぼ
ゼロとみなすこともできる。そして装置全体を小
型化するためには、小型のプリズムレンズを多
数、第１図に示す水平方向に一列に並べてアレイ
とすればよいことになる。このようにして形成さ
れたのがプリズムレンズアレイである。

プリズムレンズアレイは、プラスチツク材料等
によつて、板状に一体形成することができる。例
えば、第３図には、板状のプリズムアレイ２１と
板状のレンズアレイ２２とを、互に光軸を合わせ
て一体化した例が示されている。また、第４図に
は、開口部が曲面の、それ自身でプリズムレンズ
アレイとして機能するプリズムアレイ２３と、そ
の上に重ねられ、プリズム曲面に合致する曲面を
有する凹レンズアレイ２４と、さらにその上に重
ねられた凸レンズアレイ２５とによつて構成され
た別の型のプリズムレンズアレイが示されてい
る。また、第５図に示すように、プリズムアレイ
２３とレンズアレイ２５との間の僅かな空間に、
それぞれのプリズム素子およびレンズ素子に対応
する開口２６を有するフレア光防止のための遮光
部材２７を介在させることができる。さらにま
た、第６図に示すように、プリズムアレイ２３お
よびレンズアレイ２８からなるプリズムレンズア
レイを、そのプリズムアレイ側をアレイ支持部材
２９によつて保持して全体を構成することもでき
る。

第７図以後には、この発明のいくつかの実施例
が示されている。第７図は、第３図に対応するも
ので、それぞれ４個の素子からなるプリズムアレ
イ３１と、レンズアレイ３２とを互に列方向に千
鳥状に重ねて長尺アレイとした例を示している。
「千鳥状」とは、「互違いに」という意味で、ここ
では、プリズムアレイ３１の継目とレンズアレイ
３２の継目が重ならないことを意味する。したが
つて、この条件を満たすならば、各アレイにおけ
る配列および素子の数は、任意である。各アレイ
を千鳥状に配列するのは、専らその強度を維持す
るためである。すなわち、各アレイの継目が同じ
位置にあり、その継目部分を接着して長尺アレイ
とした場合には、外力に対して弱くなるからであ
る。したがつて、このような場合には、保持具に
よつて、長尺アレイを保持する必要がある。これ
に対して、千鳥状に配列すれば外力に対しても強
く、何ら他の保持手段を必要とせずに、強固な長
尺アレイとすることができる。

第８図は、第４図に対応するもので、この実施
例においても、プリズムアレイ３３と凹レンズア
レイ３４、および凹レンズアレイ３４と凸レンズ
アレイ３５とのそれぞれのアレイの継目が重なら
ないことを条件に、その配列および素子の数は任
意である。

第９図は、第５図に対応するもので、図には、
遮光部材３７も複数の比較的短かい遮光部材に分
割されていて、その突き合わせ部は、プリズムア
レイ３３の突き合わせ部とレンズアレイ３５の突
き合わせ部に対して千鳥状に配置されている。

以上、この発明を図示のいくつかの実施例にも
とづいて説明してきたが、特許請求の範囲に記載
したこの発明の精神の範囲内において、種々の変
形実施例がさらに可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、プリズムレンズの上方からみた結像
光路図、第２図は、プリズムレンズの側方からみ
た結像光路図、第３図から第６図まではプリズム
レンズアレイの種々の形態を示す部分平面図、第
７図から第９図は、この発明の一実施例における
異なる側面図である。 ２１，２３…プリズムアレイ、２２，２４，２
５，２８…レンズアレイ、２６…開口、２７…遮
光部材、２９…アレイ支持部材。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 複数のレンズを列状に配置して一体成形され
   た比較的短かい複数の短尺レンズアレイをその列
   方向に互に突き合わせて構成される長尺レンズア
   レイと、複数の三角プリズムをその頂辺を互に平
   行させて列状に配置して一体成形された比較的短
   かい複数の短尺プリズムアレイをその列方向に互
   に突き合わせて構成される長尺プリズムアレイと
   からなり、各レンズと各プリズムとをそれぞれ対
   応させて、上記長尺レンズアレイの後方に上記長
   尺プリズムアレイを重ねて配置した光学結像装置
   であつて、各短尺レンズアレイの突き合わせ部と
   各短尺プリズムアレイの突き合わせ部とが列方向
   において千鳥状に位置を占めることを特徴とする
   光学結像装置。 ２ 複数のレンズを列状に配置して一体成形され
   た比較的短かい複数の短尺レンズアレイをその列
   方向に互に突き合わせて構成した長尺レンズアレ
   イと、複数の三角プリズムをその頂辺を互に平行
   させて列状に配置して一体成形された比較的短か
   い複数の短尺プリズムアレイをその列方向に互に
   突き合わせて構成される長尺プリズムアレイと、
   上記長尺レンズアレイの各レンズに対応する開口
   を有する比較的短かい複数の短尺遮光部材をその
   列方向に互に突き合わせて構成した長尺遮光部材
   とからなり、上記長尺遮光部材を挾んで、各レン
   ズと各プリズムとをそれぞれ対応させて、上記長
   尺レンズアレイの後方に上記長尺プリズムアレイ
   を配置した光学結像装置であつて、各短尺レンズ
   アレイの突き合わせ部と各短尺プリズムアレイの
   突き合わせ部に対し、上記長尺遮光部材の突き合
   わせ部が列方向において千鳥状に位置を占めるこ
   とを特徴とする光学結像装置。