JPH0485062A - 画像装置 - 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】 ［発明の利用分野］ この発明は、光プリンタヘッド等の画像形成装置やイメ
ージセンサ等の画像読み取り装置等の、画像装置に関す
る。この発明は特に、画像素子アレイとレンズアレイと
の位置決めに関する。

［従来技術］ 第１２図に、従来技術での画像装置を示す。図において
、２はガラスやセラミック等の基板で、４は基板２上に
搭載した画像素子アレイである。

画像素子アレイ４は、例えば発光ダイオードや７オトダ
イオードを多数直線状に配置したものである。

６はレンズアレイで、例えば棒状のセル７７オーカシン
グレンズ８を、２列に直線状に多数配置したものである
。０２はハウジング、０４はレンズアレイ６の位置決め
用のねじである。

従来例では、ねじ０４でレンズアレイ６の高さ調整を行
う。このためレンズアレイ６の高さを、高精度で調整す
ることが難しい。またレンズアレイ６はねじ０４で例え
ば２カ所で局部的に支えられるので、レンズアレイ６の
反りが生じ易い。

基板２は底面をハウジングｏ２で支える。このため、基
板２の厚さの変動や反り等が、画像素子アレイ４とレン
ズアレイ６との距離を狂わせる。

画像素子アレイ４とレンズアレイ６とは光軸を一致させ
ねばならないが、従来例にはこれへの配慮がない。

［発明の課題］ 請求項１〜３の発明の課題は、画像素子アレイとレンズ
アレイとの間隔を高精度で一定にすることができ、かつ
両者の光軸合わせが容易な、画像装置を提供することに
ある。

請求項２の発明の課題は、上記に加えて、レンズアレイ
表面のコート層による形状精度の低下を防止することに
ある。

［発明の構成１ この発明の画像装置は、基板上に画像素子アレイを設け
、画像素子アレイの前方にレンズアレイを設け、基板と
レンズアレイとをハウジングに固定したものｌこおいて
、基板のレンズアレイ側の面を、ハウジングの内面に設
けた第１基準面ｌこ当接させ、レンズアレイの側面をハ
ウジング内面に設けた第２基準面に当接させたことを特
徴とする。

ここに、画像素子アレイには、例えば半導体基板上に多
数の発光ダイオードや）オドダイード、あるいは光電池
等を形成し、これらを直線状に配置したもの、等を用い
る。レンズアレイには、例えば七ルア７オーカシングレ
ンズを１列に、あるいは多数列に、多数直線状に配置し
たものを用いる。

画像装置の位置決めでは、レンズアレイの中心と画像素
子アレイとの間隔とを一定に保つこと、並びにレンズア
レイの中心線と画像素子アレイの中心線とを一致させる
ことが重要である。レンズアレイは一定の焦点距離を持
ち、この焦点距離に応じた位置に画像素子アレイを配置
し、レンズの作用を正しく発揮させる。またレンズアレ
イの中心線と画像素子アレイの中心線とを一致させ、光
軸を一致させる。ここに画像素子アレイの中心線とは、
直線状に配置した発光ダイオードやフォトダイード等の
中心線を意味する。

この発明では、基板のレンズアレイ側の面（基板上面）
を、ハウジング内面に設けた第１基準面と当接させ、基
板上面の位置を位置決めする。これに対するレンズアレ
イの高さは、例えばレンズアレイの固定時に用いるゲー
ジの高さを位置決めして定める。ゲージで位置決めする
代わりに、例えばレンズアレイの底面に当接する第３基
準面をハウジング内面に設け、第３基準面で位置決めし
ても良い。基板上面を位置決めに用いることは、第１２
図のように基板裏面全体を位置決めに用いる場合に比べ
、基準面の面積を小さくする。この結果、基準面の位置
出しが容易になる。また基板の厚さが変動しても、基板
上面とレンズアレイとの間隔を一定にできる。

レンズアレイと画像素子アレイとの光軸調整には、レン
ズアレイの側面をハウジング内面に設けたｆ１２基準面
に当接させ、第２基準面で位置決めする。

基板上面を第」基準面で位置決めし、レンズアレイ底面
をゲージや第３基準面で位置決めすれば、基板とレンズ
アレイとの間隔を調整できる。またレンズアレイの側面
を第２基準面で位置決めすれば、レンズアレイと画像素
子アレイとの光軸を一致させることができる。

レンズアレイは通常、その表面をエポキシ樹脂等でコー
ド口、表面を保護しである。レンズアレイのレンズ部自
体の形状精度は通常±１０μｍ程度であるが、コート層
の形状精度は通常±４０〜５０μｍ程度と低い。そこで
レンズアレイのコート層を、基準面との当接部で除去す
れば、レンズアレイ自体に起因する形状精度の低下を、
±４０〜５０μｍ程度から、±ＩＯμｍ程度まで減少さ
せることができる。また基準面との当接部では、レンズ
アレイ表面はハウジングによって保護され、コート層を
除去しても問題は生じない。

［実施例１ ｔＥ１図〜＄１０図に、実施例を示す。第１図において
、２はガラスやセラミック、ガラスエポキシ等の基板、
４は基板２Ｊこ多数直線状に搭載したＧａ−Ａｓ等の画
像素子アレイ、５は画像素子アレイ４上に多数直線状に
設けた発光ダイオードである。６はレンズアレイで、棒
状のセルフフォーカシングレンズ８を多数、例えば２列
に直線状に並べたものである。ｌＯは金属やエンジニア
リングプラスチック等のハウジングである。

ハウジング１０には、基板２の上面と当接する位置に、
第１基準面１２を設ける。まｔ；レンズアレイ６の側面
と当接する位置に、第２基準面１４を設ける。基板２や
レンズアレイ６は、例えば図示しない接着剤で、ハウジ
ング１０に固定する。

実施例では、レンズアレイ６の右側に、第２基準面１４
を設けた。レンズアレイ６の左側には、図示しない緩衝
体をハウジング１０との間に設けても良い。この場合、
緩衝体をねじ等で押圧して、レンズアレイ６の全面に均
一な圧力を加え、この圧力でレンズアレイ６を第２基準
面１４に当接させる。１６は、基板２の下部の押さえ板
である。

押え板１６はなくても良い。

０６は、光プリンタの感光性ドラムである。ドラム０６
に変えて原稿を配置し、発光ダイオード５に変えて７オ
トダイオード等を用いれば、イメージセンサとなる。

第２図に、ハウジングｌＯの裏面を示す。斜線で示した
部分が第１基準面１２であり、基板２の全面を当接させ
る場合に比べ、基準面の面積を小さくできる。この結果
、より正確な位置出しが可能となる。

ｆ；！ｃ３図に、第１基準面の面積をより小さくしたハ
ウジングＩＩを示す。図の斜線で示した、円形突起１３
が第１基準面である。

第４図に、レンズアレイ６の高さ方向、（図での上下方
向を高さ方向とする）、の位置決め用のゲージ２０を示
す。ゲージ２０の第１基準面１２と当接する部分をゲー
ジ基準面２２とし、レンズアレイ６の底面と当接する部
分をゲージ基準面２４とする。基準面２２．２４を位置
出しし、画像装置に必要な位置精度を持たせる。

第５図〜第１０図に、実施例の組み立て工程を示す。位
置決めでは、第１図に示すように、レンズアレイ６の中
心と感光性ドラム０６との間隔ｆと、画像素子アレイ４
との間隔ｆ′とを一致させる必要がある。またｆとｆ″
とを、焦点距離に応じた一定の値とする必要がある。更
にレンズアレイ６の中心線と、直線状に配置した発光ダ
イオード５からなる線とを、一致させる必要がある。

レンズアレイ６の焦点距離は一定であるが、高さ（図で
の上下の高さ）は一定ではない。そこでレンズアレイ６
を高さ毎に選別し、高さに応じたゲージ２０を用いる。

この場合、ゲージ２０の基準面２４．２２の間隔をレン
ズアレイ６の高さ毎に変え、レンズアレイ６の高さの変
化を補償する。

最初に、定盤２にゲージ２０を配置する（第５図）。次
にハウジングｌＯを取り付け、基準面１２．２２を当接
させ、基準面２４の位置出しを行う（第６図）。レンズ
アレイ６を取り付け、基準面２４で高さをセットし、基
準面１４で横方向（図での左右方向）の位置を定める。

次いで適宜の接着剤等で、レンズアレイ６をハウジング
１０に固定する（第７図）。この後、ゲージ２０を取り
除く（第８図）。

基板２を取り付け、基準面１２で基板上面を位置決めし
、接着剤等で、基板２を固定する（第９図）。この後押
さえ板１６をセットし、接着剤等で固定すれば、画像装
置が完成する（第１Ｏ図）。

基準面１２，２２．２４で、基板上面とレンズアレイ６
の底面との間隔は一定となり、レンズアレイ６の高さの
バラつきはゲージ２０を変えることで調整する。この結
果、レンズアレイ６の中心と、発光ダイオード５との間
隔は一定となる。またレンズアレイ６の側面の位置を基
準面１４で定め、発光ダイオード５とレンズアレイ６の
中心線とを一致させる。基板２やレンズアレイ６の反り
は、これらを基準面１２，１４．２４に当接させる過程
で修正されて除かれる。

第１１図に、ゲージ２０を用いない変形例を示す。変形
例のハウジング３０では、ハウジング内面のレンズアレ
イ６の底面と当接する位置に突起を設ける。突起の上面
３０を位置出しし、第３基準面３２とする。

この変形例を、第１図の実施例と比較する。変形例では
、ハウジング３０の内部に突起状の第３基準面３２を設
けるので、ハウジング３０は実施例でのハウジングｌＯ
に比べ複雑となる。またレンズアレイ６の高さのバラつ
きに応じ、ハウジング３０を多種順設けねばならない。

第１３図１１４図に、レンズアレイの表面コート層を除
去した実施例を示す。この実施例は、第１図〜第１１ｒ
ｇＪの各実施例と組み合わせて用い、先の実施例に関す
る記載は、特に断らない限り、この実施例にも当てはま
る。第１．第２．第３の各基準面の形状は、レンズアレ
イからコート層を除去した位置と当接するようにすれば
良い。

レンズアレイ６は、通常法のように製造する。

ファイバレンズを製造し、束ね接着剤で結合する。

次いで束ねたファイバレンズを適宜の長さに切断し、表
面に透明エポキシ樹脂等でコート層を形成する。ファイ
バレンズを成型した際の形状精度は±１０μｍ程度であ
るが、エポキシ樹脂等のコート層を設けると、形状精度
は±４０〜５０μｍ程度に低下する。

そこで各基準面と当接する部分のコート層を除去し、コ
ート層による形状精度の低下を防止する。

コート層の除去には、例えば製造時に必要な部分に剥離
剤を塗布しておく、あるいは剥離剤付きのテープを貼り
付けておきテープ毎コート層を除去する、エポキシ樹脂
を剥離させる溶剤を用いて、必要な部分のエポキシ樹脂
を除去する、等がある。

笥１３図において、７はコート層の一部を除去したレン
ズアレイで、９はそのコート層である。

また第１４図に、コート層９の側面を示す。レンズアレ
イ７では、各基準面と当接する位置のコート層９を除去
しておき、コート層９による形状精度の低下を防止する
。コート層９は、両端部の他に、好ましくは中央部でも
除去し、３点で各基準面に当接させ、中央部での反り防
ぐようにする。

［発明の効果］ 請求項１〜３の発明では、画像素子アレイとレンズアレ
イとの高さ合わせや光軸合わせが容易かつ高精度となる
。また基準面を用いることにより、レンズアレイや画像
素子アレイの反りを自動的に修正でさる。これらの結果
、高品位の画像装置が得られる。

請求項２の発明では、これらに加えて、レンズアレイの
コート層による形状精度の低下を防止する。

【図面の簡単な説明】

嬉１図は実施例の断面図、第２図、！３図はそれぞれ実
施例の底面図、第４図は実施例に用いるゲージの正面図
、第５図〜第１Ｏ図は実施例の組み立て工程を示す断面
図である。 第１１図は、変形例の断面図である。 第１２図は、従来例の断面図である。 第４３図は、実施例に用いるレンズアレイの断面図、第
１４図はその側面図である。 図において、　　　　　２　基板、 ４　画像素子アレイ、　　６，７　レンズアレイ、８　
セル７７オーカシングレンズ、 ９　コート層、 １０．１１．３０　　ハウジング、 １２、 ２２゜ １３　第１基準面、 第２基準面、 ２４　ゲージの基準面、 第３基準面。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）基板上に画像素子アレイを設け、画像素子アレイ
   の前方にレンズアレイを設け、基板とレンズアレイとを
   ハウジングに固定した画像装置において、 基板のレンズアレイ側の面を、ハウジングの内面に設け
   た第１基準面に当接させ、 レンズアレイの側面をハウジング内面に設けた第２基準
   面に当接させたことを特徴とする、画像装置。
2. （２）第２基準面との当接部の、レンズアレイの表面の
   コート層を除去したことを特徴とする、請求項１に記載
   の画像装置。
3. （３）レンズアレイの画像素子アレイ側の底面に当接す
   る、第３基準面をハウジング内面に設けたことを特徴と
   する、請求項１または２に記載の画像装置。