JPH0879447A - Optical device - Google Patents

Optical device

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JPH0879447A
JPH0879447A JP14476395A JP14476395A JPH0879447A JP H0879447 A JPH0879447 A JP H0879447A JP 14476395 A JP14476395 A JP 14476395A JP 14476395 A JP14476395 A JP 14476395A JP H0879447 A JPH0879447 A JP H0879447A
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light
lens
lens array
optical device
shielding film
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一平 佐脇
Michio Miura
道雄 三浦
Yoshiro Ishikawa
芳朗 石川
Fumitaka Abe
文隆 安部
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Abstract

PURPOSE: To prevent crosstalk, to miniaturize the device and to reduce the price by arranging two lens arrays and a light shielding film between them. CONSTITUTION: This device is provided with a first lens array 50 composed of plural lenses 51, 52... for forming a reduced real image inverting an object, second lens array 80 composed of plural lenses 81, 82... arranged at positions corresponding to the respective lenses 51, 52... of the first lens array 50 to enlarge the reduced real image with a prescribed magnification and to turn it to an erected image, and one or plural light shielding films 34 and 38 arranged between the first and second lens arrays 50 and 80 and forming holes 61, 71... at positions facing the respective lenses 51, 52... to pass emitted beams from the respective lenses 51, 52... of the first lens array 50.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、イメージスキャナやL
EDプリンタなどに用いられる画像読取りまたは画像形
成のための光学装置に関する。
The present invention relates to an image scanner and an L
The present invention relates to an optical device for image reading or image formation used in an ED printer or the like.

【0002】画像読取りのための光学装置として、通常
の凸レンズによって原稿の縮小像をCCDなどのイメー
ジセンサー上に形成する縮小光学系のものと、屈折率分
布型レンズアレイやロッドレンズアレイを用いて原稿の
等倍像を長尺のイメージセンサー上に形成する等倍光学
系のものとが存在する。後者は原稿面とイメージセンサ
ーとが極接近した状態となるため、通常、密着光学系と
も呼称される。
As an optical device for reading an image, a reduction optical system for forming a reduced image of an original on an image sensor such as a CCD by an ordinary convex lens, and a gradient index lens array or rod lens array are used. There is a unit of a unit size optical system that forms a unit size image of a document on a long image sensor. The latter is usually called a contact optical system because the document surface and the image sensor are in a state of being extremely close to each other.

【0003】装置を小型化する必要のある場合には密着
光学系が有利であるが、例えば携帯用のイメージスキャ
ナなどに利用する場合には、その密着光学系の装置にお
いてもさらに一層の小型化を図る必要がある。
A contact optical system is advantageous when it is necessary to downsize the device, but when it is used for a portable image scanner, for example, the contact optical system is further downsized. It is necessary to plan.

【0004】[0004]

【従来の技術】従来の密着光学系の光学装置において用
いられている屈折率分布型レンズアレイやロッドレンズ
アレイでは、焦点距離を数mm程度以下にすることは困
難であり、実際の光路長として、15〜20mm程度を
必要としている。
2. Description of the Related Art With a gradient index lens array or rod lens array used in an optical device of a conventional contact optical system, it is difficult to set the focal length to about several mm or less, and the actual optical path length is It requires about 15 to 20 mm.

【0005】また、基板上に多数の微小レンズを形成し
たマイクロレンズアレイは、作製プロセスなどの選択に
よって比較的容易に短距離焦点レンズの製作が可能であ
り、複数段のレンズアレイを用いることによって原稿の
正立等倍像の形成も可能である。そのため、液晶ディス
プレイの表示画像をその前面に配置した保護ガラスに投
影し、これによって見る角度の相違による視差をなくす
ことが提案されている(特開昭63−263520
号)。
A microlens array in which a large number of microlenses are formed on a substrate makes it possible to manufacture a short-distance focusing lens relatively easily by selecting a manufacturing process, and by using a plurality of lens arrays. It is also possible to form an erect image of the original size. Therefore, it has been proposed to project a display image of a liquid crystal display on a protective glass arranged in front of the liquid crystal display, thereby eliminating parallax due to a difference in viewing angle (Japanese Patent Laid-Open No. 63-263520).
issue).

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】以上のような光学装置
を小型化するには、光路長を短くすることが必要である
が、従来の密着光学系において用いられている屈折率分
布型レンズアレイやロッドレンズアレイでは、光路長が
10mm以下のものを製作することは実際上不可能であ
る。
In order to miniaturize the above optical device, it is necessary to shorten the optical path length, but the gradient index lens array used in the conventional contact optical system. With a rod lens array, it is practically impossible to fabricate an optical path length of 10 mm or less.

【0007】したがって、例えば名刺サイズの原稿を読
み取るための超小型のカード型イメージスキャナに適用
するには、従来のものでは小型化が不十分であり、ま
た、屈折率分布型レンズアレイやロッドレンズアレイは
高価であるため、個人向け用の装置として十分な低価格
を実現できない、といった問題がある。
Therefore, in order to apply to, for example, an ultra-compact card-type image scanner for reading a business card-sized original, miniaturization is insufficient with the conventional one, and a gradient index lens array or rod lens is used. Since the array is expensive, there is a problem that the price cannot be sufficiently low as a device for personal use.

【0008】また、従来のマイクロレンズアレイでは、
隣接するレンズからのクロストーク光の除去が困難であ
り、光の利用効率を高めるためには3段以上のレンズア
レイが必要で構造が複雑になるという問題がある。
Further, in the conventional microlens array,
It is difficult to remove the crosstalk light from the adjacent lenses, and there is a problem in that a lens array having three or more stages is required to increase the light utilization efficiency and the structure becomes complicated.

【0009】すなわち、図21(a)に示すように、中
間像の倍率を1とし、2段構成のレンズを用いた場合に
は、中間像の中央部以外の光のかなりの部分が下側のレ
ンズの開口部から外れてしまうため、結像した像の明る
さにむらが生じる。また、クロストークも避けられな
い。これを改良するため、図21(b)に示すように、
中間像の位置に3段目の中間レンズを挿入した場合(特
開昭63−263520号参照)には、像の明るさのむ
らは解決できるが、構造が複雑となり、しかも依然とし
て隣接レンズからのクロストークは避けられない。
That is, as shown in FIG. 21A, when the magnification of the intermediate image is set to 1 and a lens having a two-stage structure is used, a considerable part of the light other than the central portion of the intermediate image is on the lower side. Since it goes out of the aperture of the lens, the brightness of the formed image becomes uneven. Also, crosstalk is inevitable. In order to improve this, as shown in FIG.
When the third stage intermediate lens is inserted at the position of the intermediate image (see Japanese Patent Laid-Open No. 63-263520), the uneven brightness of the image can be solved, but the structure becomes complicated and the crossing from the adjacent lens is still present. Talk is inevitable.

【0010】また、従来のロッドレンズに代えて、通常
の凸レンズと、クロストークを防止するための遮光用の
筒状体とを組み合わせて用いることが考えられる。しか
し、そのようにした場合には、筒状体の内周面において
光を吸収する必要があるので、その製作が困難であり、
大量生産には不向きであるという問題がある。
Instead of the conventional rod lens, it is conceivable to use an ordinary convex lens in combination with a light-shielding tubular body for preventing crosstalk. However, in such a case, since it is necessary to absorb light on the inner peripheral surface of the cylindrical body, it is difficult to manufacture it,
There is a problem that it is not suitable for mass production.

【0011】本発明は、以上のような事情を考慮してな
されたものであり、2つのレンズアレイと、遮光膜をそ
の間に配置することにより、クロストークを可及的に防
止し、小型化及び低価格化を図ることのできる光学装置
を提供することを目的とする。
The present invention has been made in consideration of the above circumstances. By disposing two lens arrays and a light shielding film between them, crosstalk is prevented as much as possible, and the size is reduced. It is also an object of the present invention to provide an optical device that can be manufactured at low cost.

【0012】また、本発明は、一層又は複数層の遮光膜
を設けて、レンズアレイと遮光膜との相対位置関係を工
夫することにより、クロストークの低減及び像の明るさ
の均一化をすることを目的とする。また、レンズアレイ
の各レンズの配置及び形状等を工夫することにより、ク
ロストークの低減を図ると共に、コントラストの向上を
図ることを目的とする。
Further, according to the present invention, a single or a plurality of layers of light-shielding films are provided, and the relative positional relationship between the lens array and the light-shielding films is devised to reduce crosstalk and make the image brightness uniform. The purpose is to It is also an object of the present invention to reduce the crosstalk and improve the contrast by devising the arrangement and shape of each lens of the lens array.

【0013】また、この光学装置を、画像読取り装置等
に適用することにより、画像読取り装置等の小型化を図
ることを目的とする。さらに、この光学装置を大量生産
することにより、この光学装置を利用した画像読取り装
置等の低価格化を図ることを目的とする。
Another object of the present invention is to reduce the size of the image reading device and the like by applying this optical device to the image reading device and the like. Furthermore, it is an object of the present invention to reduce the cost of an image reading device or the like using the optical device by mass-producing the optical device.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】本発明は、対象物に対し
て倒立した縮小実像を形成する複数のレンズからなる第
1のレンズアレイと、前記縮小実像を所定の倍率で拡大
しかつ正立像にするように、前記第1のレンズアレイの
各レンズに対応した位置に配置された複数のレンズから
なる第2のレンズアレイと、前記第1のレンズアレイと
第2のレンズアレイとの間に配置され、前記第1のレン
ズアレイの各レンズからの射出光を通過させるように各
レンズに対向する位置に透孔が形成された一つ又は複数
の遮光膜を有してなることを特徴とする光学装置を提供
するものである。
SUMMARY OF THE INVENTION According to the present invention, there is provided a first lens array comprising a plurality of lenses forming a reduced real image that is inverted with respect to an object, and the reduced real image is magnified at a predetermined magnification and an erect image. And a second lens array formed of a plurality of lenses arranged at positions corresponding to the respective lenses of the first lens array, and between the first lens array and the second lens array. One or a plurality of light-shielding films that are arranged and have a through hole formed at a position facing each lens so that light emitted from each lens of the first lens array can pass therethrough. And an optical device for performing the same.

【0015】ここで、遮光膜が一つである場合には、こ
の遮光膜は前記第1のレンズアレイの各レンズにより形
成される縮小実像の像面の位置に配置されるようにして
もよく、また、前記第1のレンズアレイと第2のレンズ
アレイとのほぼ中間に配置されるようにしてもよい。
Here, when there is one light-shielding film, this light-shielding film may be arranged at the position of the image plane of the reduced real image formed by each lens of the first lens array. Also, the first lens array and the second lens array may be arranged substantially in the middle.

【0016】さらに、本発明は、前記遮光膜が、前記第
1のレンズアレイの各レンズから前記第2のレンズアレ
イの対応するレンズの光路を実質的に制限しないが、前
記第1のレンズアレイの各レンズから前記第2のレンズ
アレイの対応するレンズの隣接レンズへの光路を実質的
に遮蔽できるような開口幅の透孔を有するようにした光
学装置を提供する。
Further, in the present invention, the light-shielding film does not substantially limit the optical path of each lens of the first lens array to the corresponding lens of the second lens array, but the first lens array is used. And an optical device having an aperture width capable of substantially blocking the optical path from each lens to the adjacent lens of the corresponding lens of the second lens array.

【0017】また、遮光膜が一つである場合には、本発
明は、前記第1のレンズアレイと一つの前記遮光膜とが
第1の基板の2つの表面にそれぞれ形成され、前記第2
のレンズアレイが、第2の基板の一つの表面に形成さ
れ、第1の基板の遮光膜が形成された面と第2の基板の
第2レンズアレイが形成されない面とを対向させて固定
される光学装置を提供する。
Also, in the case where there is one light-shielding film, the present invention provides that the first lens array and one of the light-shielding films are formed on two surfaces of the first substrate, respectively.
Is formed on one surface of the second substrate, and is fixed with the surface of the first substrate on which the light shielding film is formed and the surface of the second substrate on which the second lens array is not formed facing each other. An optical device is provided.

【0018】前記遮光膜が第1の遮光膜と第2の遮光膜
からなる場合には、第2の遮光膜が、第1の遮光膜と第
1のレンズアレイとの間に配置される。また、このよう
に遮光膜が2つの遮光膜からなる場合には、前記第1の
遮光膜が、前記第1のレンズアレイの各レンズにより形
成される縮小実像の像面の位置に配置されるようにして
もよく、前記第1の遮光膜と前記第2のレンズアレイと
の間隔、前記第2の遮光膜と前記第1のレンズアレイと
の間隔、及び前記第1の遮光膜と前記第2の遮光膜との
間隔が、それぞれほぼ等しくなるようにしてもよい。
When the light shielding film is composed of the first light shielding film and the second light shielding film, the second light shielding film is arranged between the first light shielding film and the first lens array. When the light-shielding film is composed of two light-shielding films as described above, the first light-shielding film is arranged at the position of the image plane of the reduced real image formed by each lens of the first lens array. The distance between the first light-shielding film and the second lens array, the distance between the second light-shielding film and the first lens array, the first light-shielding film and the first light-shielding film, The intervals between the two light-shielding films may be substantially equal to each other.

【0019】さらに、2つの遮光膜からなる場合に、こ
の発明は、前記第1のレンズアレイと前記第2の遮光膜
とが基板の2つの表面にそれぞれ形成され、前記第2の
レンズアレイと前記第1の遮光膜とが基板の2つの表面
にそれぞれ形成され、それぞれの基板が、遮光膜が形成
された面で対向されて、透明なスペーサ板を挟んだ状態
で固定されてなる光学装置を提供する。
Further, in the case of comprising two light shielding films, according to the present invention, the first lens array and the second light shielding film are respectively formed on two surfaces of the substrate, and the second lens array is formed. An optical device in which the first light-shielding film is formed on each of two surfaces of a substrate, and the substrates are opposed to each other on the surface on which the light-shielding film is formed and fixed with a transparent spacer plate interposed therebetween. I will provide a.

【0020】また、この発明は、前記第1のレンズアレ
イと前記第2のレンズアレイとがそれぞれ基板上に形成
され、その基板表面であって第1及び第2のレンズアレ
イの各レンズが位置する部分を除いた表面が遮光性を有
する光学装置を提供する。
Further, according to the present invention, the first lens array and the second lens array are respectively formed on a substrate, and the respective lenses of the first and second lens arrays are located on the substrate surface. Provided is an optical device having a light-shielding property on the surface excluding the portion to be covered.

【0021】さらに、前記第1及び第2のレンズアレイ
の各レンズが等間隔に整列されており、第1及び第2レ
ンズアレイの少なくとも一方の各レンズの整列方向の幅
が、各レンズ間のピッチと、各レンズによって形成され
る縮小実像の縮小率との積の偶数倍であるように設定し
てもよく、また、前記第1及び第2のレンズアレイのレ
ンズは、矩形の形状からなるように構成してもよい。
Further, the lenses of the first and second lens arrays are aligned at equal intervals, and the width of at least one of the lenses of the first and second lens arrays in the alignment direction is between the lenses. It may be set to be an even multiple of the product of the pitch and the reduction ratio of the reduced real image formed by each lens, and the lenses of the first and second lens arrays have a rectangular shape. It may be configured as follows.

【0022】ここで、遮光膜の材料としては、Cr、T
iなどの金属を用いることができるが、さらに反射防止
作用を与えるためCr23などの誘電体とこれらのうち
いずれかを重ねて多層膜として構成してもよい。また、
黒色塗料などを用いることもできる。前記第1のレンズ
アレイ及び前記第2のレンズアレイを構成する各レンズ
としては、通常用いられる屈折型の光学レンズを用いて
もよいが、特に、小型化等の面でフレネルレンズを用い
ることが好ましい。また、表面に複数段の階段状の凸面
を備えてなるバイナリレンズを用いてもよい。レンズの
材料としては、石英を用いることが好ましいが、他に、
アクリル樹脂、ポリメチルメタクリレート樹脂(PMM
A樹脂)などの光学用合成樹脂を用いることができる。
また、前記第2のレンズアレイの各レンズが、その形状
の中心と光学的な中心とを偏心させて形成されるように
してもよく、さらに、光学的な中心が、レンズ形状の縁
部上又はその外部にあるようにしてもよい。
Here, as the material of the light-shielding film, Cr, T
A metal such as i can be used, but in order to further provide an antireflection effect, a dielectric such as Cr 2 O 3 and any one of these may be stacked to form a multilayer film. Also,
Black paint or the like can also be used. As each of the lenses forming the first lens array and the second lens array, a refraction type optical lens which is normally used may be used, but a Fresnel lens is particularly used in view of downsizing. preferable. Further, a binary lens having a plurality of stepped convex surfaces on its surface may be used. It is preferable to use quartz as the material of the lens, but in addition,
Acrylic resin, polymethylmethacrylate resin (PMM
An optical synthetic resin such as A resin) can be used.
Further, each lens of the second lens array may be formed by decentering the center of its shape and the optical center, and the optical center is located on the edge of the lens shape. Alternatively, it may be located outside thereof.

【0023】本発明は、前記第1のレンズアレイおよび
第2のレンズアレイが、同一ピッチで整列した2列のレ
ンズ群からなり、それぞれのレンズ群から得られる実像
が合成されて、一つの実像を形成するように構成され光
学装置を提供する。
According to the present invention, the first lens array and the second lens array are composed of two rows of lens groups aligned at the same pitch, and real images obtained from the respective lens groups are combined to form one real image. And an optical device configured to form the optical device.

【0024】また、本発明は、上記に記載したような光
学装置と、光照射装置と、光照射装置から照射され光学
装置を通過した光によって結像された実像を光電交換す
るイメージセンサとを備えたことを特徴とする画像読み
取り装置を提供するものである。ここで、前記光照射装
置は、前記光照射装置が、光源と、読みとるべき画像と
前記光学装置との間に配置され、かつ前記光源からの光
を前記画像へ導き照射する導光装置とから構成してもよ
い。
The present invention also includes an optical device as described above, a light irradiation device, and an image sensor for photoelectrically exchanging a real image formed by light emitted from the light irradiation device and passing through the optical device. An image reading device characterized by being provided. Here, the light irradiation device comprises a light source, a light source, and a light guide device that is disposed between the image to be read and the optical device and guides and irradiates light from the light source to the image. You may comprise.

【0025】さらに、前記導光装置は、光透過性の物質
からなり、前記光源からの光を前記物質内へ受け入れる
ための受光口と、該受光口が受け入れた前記光源からの
光を前記物質内で反射する第1の反射体と、第1の反射
体が反射した光を前記物質内で反射する第2の反射体
と、第2の反射体が反射した光を透過させ前記画像へ照
射するための照射口と、前記画像から反射され前記照射
口を経た反射光を前記光学装置へ透過させるための透過
口とを備える導光板から構成してもよい。
Further, the light guide device is made of a light-transmissive substance, and has a light receiving port for receiving the light from the light source into the substance, and the light from the light source received by the light receiving port. A first reflector that reflects inside, a second reflector that reflects the light reflected by the first reflector inside the substance, and a light that is reflected by the second reflector are transmitted to irradiate the image. The light guide plate may be provided with an irradiation port for controlling the image and a transmission port for transmitting the reflected light reflected from the image and passing through the irradiation port to the optical device.

【0026】また、本発明は、前記請求項1に記載した
光学装置と、所望の発光パターンを照射する光照射装置
と、光照射装置から照射され光学装置を通過した光が形
成する発光パターン像により潜像が形成される感光体
と、感光体に形成された実像を用紙に転写させる印刷機
構とを備えた光プリンタを提供するものである。
The present invention also provides an optical device according to claim 1, a light emitting device for emitting a desired light emitting pattern, and a light emitting pattern image formed by light emitted from the light emitting device and passing through the optical device. The present invention provides an optical printer including a photoconductor on which a latent image is formed and a printing mechanism for transferring a real image formed on the photoconductor onto a sheet.

【0027】[0027]

【作用】本発明によれば、第1のレンズアレイによって
形成される倒立縮小実像を例えば正立等倍像にするよう
に、前記第1のレンズアレイの各レンズに対応した位置
に配置された複数のレンズからなる第2のレンズアレイ
と、前記第1のレンズアレイと第2のレンズアレイとの
間に配置され、前記第1のレンズアレイの各レンズから
の射出光を通過させるように各レンズに対向する位置に
透孔が形成された一つ又は複数の遮光膜を有しているの
で、クロストークを可及的に防止し、小型化及び低価格
化を図ることができる光学装置を提供することができ
る。
According to the present invention, the inverted reduced real image formed by the first lens array is arranged at a position corresponding to each lens of the first lens array so as to be an erecting equal-magnification image, for example. A second lens array composed of a plurality of lenses, arranged between the first lens array and the second lens array, and arranged to pass the light emitted from each lens of the first lens array. Since the optical device has one or a plurality of light-shielding films each having a through hole formed at a position facing the lens, it is possible to reduce the size and cost of the optical device by preventing crosstalk as much as possible. Can be provided.

【0028】また、一つの遮光膜のみを有する光学装置
を構成することにより、光学装置の製作の容易化及び低
価格化を図ることができる。遮光膜を2つにした場合に
は、第2の遮光膜を第1の遮光膜と第1のレンズアレイ
との間に配置されるようにしているので、さらにクロス
トークの低減を図ることができる。また、遮光膜が、第
1のレンズアレイの各レンズにより形成される縮小実像
の像面の位置に配置されるか、又は第1のレンズアレイ
と第2のレンズアレイとのほぼ中間に配置されるように
光学装置を構成しているので、さらにクロストークの低
減をはかることができる。
Further, by constructing the optical device having only one light-shielding film, the manufacture of the optical device can be facilitated and the cost can be reduced. When the number of the light-shielding films is two, the second light-shielding film is arranged between the first light-shielding film and the first lens array, so that the crosstalk can be further reduced. it can. Further, the light shielding film is arranged at the position of the image plane of the reduced real image formed by each lens of the first lens array, or is arranged substantially in the middle of the first lens array and the second lens array. Since the optical device is configured as described above, it is possible to further reduce crosstalk.

【0029】さらに、前記遮光膜が、前記第1のレンズ
アレイの各レンズから、前記第2のレンズアレイの対応
するレンズへの光路を実質的に制限しないが、前記第1
のレンズアレイの各レンズから前記第2のレンズアレイ
の対応するレンズの隣接レンズへの光路を実質的に遮蔽
できるような開口幅の透孔を有しているので、結像され
る像の明るさを均一化することができる。
Further, although the light-shielding film does not substantially limit the optical path from each lens of the first lens array to the corresponding lens of the second lens array,
Since each of the lenses of the lens array has a through hole having an opening width capable of substantially blocking the optical path from the corresponding lens of the second lens array to the adjacent lens, the brightness of the image formed is reduced. Can be made uniform.

【0030】また、遮光膜が2つからなる場合に、前記
第1のレンズアレイと遮光膜とがそれぞれ別の表面に形
成される基板と、遮光膜と前記第2のレンズアレイとが
それぞれ別の面に形成される基板とを、両基板の遮光膜
が形成された表面が対向するように、透明なスペーサ板
を挟んだ状態で固定されるようにしているので、光学装
置の製作を容易にし、かつ低価格化を図ることができ
る。
Further, when the light-shielding film is composed of two, the substrate on which the first lens array and the light-shielding film are formed on different surfaces, and the light-shielding film and the second lens array are different from each other. The substrate formed on the surface is fixed with the transparent spacer plate sandwiched so that the surfaces of the both substrates on which the light shielding film is formed face each other, facilitating the manufacture of the optical device. In addition, the price can be reduced.

【0031】また、本発明によれば、前記第1のレンズ
アレイと前記第2のレンズアレイとがそれぞれ基板上に
形成され、その基板表面であって第1及び第2のレンズ
アレイの各レンズが存在する位置を除いた表面が遮光性
を有するようにしているので、さらにクロストークを抑
えることができ、前記第1及び第2のレンズアレイの各
レンズが等間隔に整列しており、前記第1のレンズアレ
イの各レンズの整列方向の幅と、前記第2のレンズアレ
イの各レンズの整列方向の幅のうち少なくとも一方が、
そのレンズ間のピッチと、各レンズによって形成される
縮小実像の縮小率との積の偶数倍であるように調整して
いるので、結像される像の明るさをさらに均一化するこ
とができる。
Further, according to the present invention, the first lens array and the second lens array are respectively formed on a substrate, and the surface of the substrate is the respective lenses of the first and second lens arrays. Since the surface excluding the position where is present has a light-shielding property, it is possible to further suppress crosstalk, and the lenses of the first and second lens arrays are arranged at equal intervals. At least one of the width in the alignment direction of each lens of the first lens array and the width in the alignment direction of each lens of the second lens array is
Since the adjustment is made to be an even multiple of the product of the pitch between the lenses and the reduction ratio of the reduced real image formed by each lens, the brightness of the image formed can be made more uniform. .

【0032】上記のような光学装置において、第1のレ
ンズアレイ及び第2のレンズアレイとして、フレネルレ
ンズあるいはバイナリレンズを用いることによって、大
量生産が可能となり、従って、よりいっそうの低価格化
を図ることができる。また、バイナリレンズを用いる場
合に、前記第2のレンズアレイの各レンズが、それらの
形状の中心と光学的な中心とを偏心させて形成されるこ
と、さらに前記第2のレンズアレイの各レンズの光学的
な中心が、レンズの形状の縁部上又はその外部にあるよ
うにすることによって、光の利用効率を増し、像のコン
トラストを向上させることができる。
In the above optical device, by using the Fresnel lens or the binary lens as the first lens array and the second lens array, mass production becomes possible, and therefore the cost can be further reduced. be able to. When a binary lens is used, each lens of the second lens array is formed by decentering the shape center and the optical center, and each lens of the second lens array. By having the optical center of the light source be on or outside the edge of the lens shape, the light utilization efficiency can be increased and the image contrast can be improved.

【0033】さらに、前記第1のレンズアレイおよび第
2のレンズアレイが、同一ピッチで整列した2列のレン
ズ群からなり、それぞれのレンズ群から得られる実像が
合成されて、一つの実像を形成するように構成すれば、
コントラストを良好に保つとともに、像の明るさを増す
ことができる。また、本発明に係る光学装置を、画像読
み取り装置又は光プリンタに利用することにより、これ
らの装置の小型化及び低価格化を図ることができる。
Further, the first lens array and the second lens array are composed of two rows of lens groups aligned at the same pitch, and real images obtained from the respective lens groups are combined to form one real image. If you configure it to
The contrast can be kept good and the brightness of the image can be increased. Further, by using the optical device according to the present invention for an image reading device or an optical printer, it is possible to reduce the size and cost of these devices.

【0034】[0034]

【実施例】図1は本発明に係る光学装置22を用いた画
像読み取り装置1の一部を断面して示す図である。
1 is a cross-sectional view of a part of an image reading device 1 using an optical device 22 according to the present invention.

【0035】画像読み取り装置1は、CCDなどからな
る帯状のイメージセンサー12、光学装置22、及び、
図示しない駆動機構、ハウジング、制御回路、信号処理
回路などからなっている。
The image reading device 1 includes a band-shaped image sensor 12 including a CCD, an optical device 22, and
It comprises a drive mechanism (not shown), a housing, a control circuit, a signal processing circuit, and the like.

【0036】イメージセンサー12と光学装置22とは
互いに一体的に連結されており、それらに原稿DMを照
明するための図示しない光源が一体的に取り付けられ、
これによって、図1の左右方向に長く延びるスキャナが
構成されている。そのスキャナが、図1の紙面に対して
垂直方向に移動することによって、光学装置22の上方
に配置された原稿DMの表面をスキャンし、原稿DMに
描かれた画像を読み取って電気信号に変換する。そのと
きに、光学装置22は、原稿DMからの反射光をイメー
ジセンサー12に導き、原稿DMの画像の正立等倍像を
イメージセンサー12上に形成する。
The image sensor 12 and the optical device 22 are integrally connected to each other, and a light source (not shown) for illuminating the document DM is integrally attached to them.
This constitutes a scanner that extends in the left-right direction in FIG. The scanner moves in the direction perpendicular to the paper surface of FIG. 1 to scan the surface of the document DM arranged above the optical device 22, read the image drawn on the document DM, and convert it into an electric signal. To do. At that time, the optical device 22 guides the reflected light from the document DM to the image sensor 12, and forms an erecting equal-magnification image of the image of the document DM on the image sensor 12.

【0037】光学装置22の厚さL2は、例えば約1.
275mm、光学装置22と原稿DMとの間隔L1は例
えば約1.6mm、光学装置22とイメージセンサー1
2との間隔L3は例えば約1.8mmである。
The thickness L2 of the optical device 22 is, for example, about 1.
275 mm, the distance L1 between the optical device 22 and the document DM is, for example, about 1.6 mm, the optical device 22 and the image sensor 1
The distance L3 from 2 is, for example, about 1.8 mm.

【0038】実施例1:図2は本発明に係る光学装置2
2の一部を断面して示す図である。光学装置22は、第
1の基板31、スペーサ板35、及び第2の基板36
が、互いに一体的に取り付けられて構成されている。
Example 1 FIG. 2 shows an optical device 2 according to the present invention.
It is a figure which shows a part of 2 cross-section. The optical device 22 includes a first substrate 31, a spacer plate 35, and a second substrate 36.
Are integrally attached to each other.

【0039】第1の基板31の主部である基材32は、
アクリル樹脂又はPMMA樹脂などの透明な合成樹脂に
よって、厚さが300μm程度の薄い帯板状に形成され
ており、その表面には、図2の左右方向に一列に等ピッ
チで配列された複数のレンズ51,52,53…からな
る第1のレンズアレイ50が形成されている。ここで、
レンズとしては、通常用いられるような光学レンズ(op
tical lens)、フレネルレンズ(Fresnel lens)、表面
を階段状に作った薄型のレンズであるバイナリレンズを
用いることができる。
The base material 32, which is the main part of the first substrate 31, is
A transparent synthetic resin such as acrylic resin or PMMA resin is formed into a thin strip plate having a thickness of about 300 μm, and a plurality of thin strips arranged in a row in the left-right direction of FIG. A first lens array 50 including lenses 51, 52, 53, ... Is formed. here,
As a lens, an optical lens (op
tical lens), Fresnel lens (Fresnel lens), a binary lens which is a thin lens having a stepped surface can be used.

【0040】図10に各種レンズの形状を表した断面図
を示す。同図において、(a)は、通常用いられている
屈折型の光学レンズである。(b)は、回折光学素子の
一例である回折型フレネルレンズであり、屈折型レンズ
から波面変換機能に影響しない部分を取り除いて形成し
たレンズである。(c)は、後述する実施例で用いるバ
イナリレンズであり、(b)の回折型フレネルレンズの
表面球面部分を階段状のパターンで近似させて形成した
レンズである。 階段の数(レベル)によって回折の効
率が異なり、レベル数が多いほど効率がよい。この
(c)には、4レベルのバイナリレンズを示している。
第1のレンズアレイ50の各レンズ51,52,53…
は、形状が互いに同一であり、開口径は75μm、焦点
距離は基材32内(つまり合成樹脂内)において480
μmであり、レンズ間のピッチは350μmである。
FIG. 10 shows sectional views showing the shapes of various lenses. In the figure, (a) is a refraction type optical lens which is normally used. (B) is a diffractive Fresnel lens, which is an example of a diffractive optical element, and is formed by removing a portion that does not affect the wavefront conversion function from the refractive lens. (C) is a binary lens used in Examples described later, and is a lens formed by approximating the spherical surface portion of the diffractive Fresnel lens of (b) in a stepwise pattern. The efficiency of diffraction differs depending on the number of steps (levels), and the higher the number of levels, the better the efficiency. This (c) shows a 4-level binary lens.
Each lens 51, 52, 53 of the first lens array 50 ...
Have the same shape as each other, the opening diameter is 75 μm, and the focal length is 480 in the base material 32 (that is, in the synthetic resin).
μm, and the pitch between the lenses is 350 μm.

【0041】第1のレンズアレイ50を有した基材32
は、例えば、ガラス板にエッチングなどを施すことによ
って原型を作製し、それを基にして金型を製作し、その
金型に合成樹脂を流し込んで成形することによって製造
される。このように、基材32の材料として合成樹脂を
用いることによって、金型による大量生産が容易であ
る。しかし、基材32の材料としてガラスを用いること
も可能である。その場合には透明度において優れるが、
基材32の厚さが小さいので、透明度の優劣は余り問題
とならない。なお、合成樹脂としてアクリル樹脂やPM
MA樹脂を用いた場合には、その屈折率は約1.5であ
る。
Substrate 32 with first lens array 50
Is manufactured by, for example, manufacturing a prototype by etching a glass plate, manufacturing a mold based on the master, and pouring a synthetic resin into the mold to mold the mold. As described above, by using the synthetic resin as the material of the base material 32, mass production with a mold is easy. However, it is also possible to use glass as the material of the base material 32. In that case, it is excellent in transparency,
Since the thickness of the base material 32 is small, the superiority or inferiority of the transparency does not matter so much. In addition, acrylic resin and PM are used as synthetic resin.
When MA resin is used, its refractive index is about 1.5.

【0042】基材32の第1のレンズアレイ50が形成
される側の表面で、レンズ51,52,53…の形成さ
れていない部分には、遮光膜33が設けられている。こ
の遮光膜33は、外部からの光を遮断し且つ基材32の
内部での光の反射を防止するためのものであり、金属の
蒸着膜に酸化物の薄膜を重ねて反射率を数%程度に抑え
た無反射コーティング、黒色塗料の塗布又は印刷などに
よって形成されている。たとえば、金属としてはCr、
酸化物としてはCr23が用いられる。
A light-shielding film 33 is provided on the surface of the substrate 32 on the side where the first lens array 50 is formed, where the lenses 51, 52, 53 ... Are not formed. The light-shielding film 33 is for blocking the light from the outside and for preventing the light from being reflected inside the base material 32. It is formed by a non-reflective coating which is suppressed to a certain degree, application of black paint or printing. For example, the metal is Cr,
Cr 2 O 3 is used as the oxide.

【0043】また、基材32の他方の表面(図2の下側
の表面)には、第2の遮光膜34が、上述した遮光膜3
3と同様な材料及び方法で形成されている。第2の遮光
膜34には、レンズ51,52,53…からの射出光を
通過させるために、各レンズ51,52,53…に対向
する位置に開口径が85μmの円形のアパチャー61,
62,63…が形成されている。
On the other surface of the substrate 32 (the lower surface in FIG. 2), the second light-shielding film 34 is provided, and the above-mentioned light-shielding film 3 is formed.
The same material and method as those of No. 3 are used. The second light-shielding film 34 has a circular aperture 61 having an opening diameter of 85 μm at a position facing each of the lenses 51, 52, 53, ... In order to pass the light emitted from the lenses 51, 52, 53.
62, 63 ... Are formed.

【0044】第2の基板36の主部である基材37は、
基材32と同様な材料によって、厚さが675μm程度
の帯板状に形成されており、図2の下側の表面には、そ
の左右方向に一列に等ピッチで配列された複数のレンズ
81,82,83…からなる第2のレンズアレイ80が
形成されている。
The base material 37, which is the main part of the second substrate 36, is
The same material as that of the base material 32 is formed into a strip plate shape having a thickness of about 675 μm, and on the lower surface of FIG. 2, a plurality of lenses 81 arranged in a row in the left-right direction at equal pitches. , 82, 83 ... A second lens array 80 is formed.

【0045】第2のレンズアレイ80の各レンズ81,
82,83…は、形状が互いに同一であり、開口径は2
70μm、焦点距離は基材37内において540μmで
あり、レンズ間のピッチは上述のレンズ51,52,5
3…と同様に350μmである。第2のレンズアレイ8
0を有した基材37は、上述の基材32と同様な製法で
製造される。
Each lens 81 of the second lens array 80,
82, 83, ... Have the same shape and have an opening diameter of 2
70 μm, the focal length is 540 μm in the base material 37, and the pitch between the lenses is the above-mentioned lenses 51, 52, 5
Like 3 ... 350 μm. Second lens array 8
The base material 37 having 0 is manufactured by the same manufacturing method as the base material 32 described above.

【0046】基材37の第2のレンズアレイ80が形成
される下側の表面には、レンズ81,82,83…の形
成されていない部分に、第4の遮光膜39が設けられて
いる。この遮光膜39は、外部からの光を遮断し且つ基
材37の内部での光の反射を防止するためのものであ
り、第3の遮光膜33と同様に金属の蒸着膜、黒色塗料
の塗布又は印刷などによって形成されている。
On the lower surface of the base material 37 on which the second lens array 80 is formed, a fourth light shielding film 39 is provided in a portion where the lenses 81, 82, 83 ... Are not formed. . This light-shielding film 39 is for blocking the light from the outside and preventing the reflection of the light inside the base material 37. As with the third light-shielding film 33, a metal vapor deposition film or a black paint film is used. It is formed by coating or printing.

【0047】また、基材37の表面(図2の上側の表
面)には、第1の遮光膜38が、上述した遮光膜39と
同様な方法で形成されている。第1の遮光膜38には、
第2の遮光膜34のアパチャー61,62,63…から
の射出光を通過させるために、各レンズ51,52,5
3…に対向する位置に開口径が87.5μmの円形のア
パチャー71,72,73…が形成されている。
A first light-shielding film 38 is formed on the surface of the base material 37 (upper surface in FIG. 2) by the same method as the above-mentioned light-shielding film 39. The first light-shielding film 38 has
In order to allow the light emitted from the apertures 61, 62, 63, ... Of the second light shielding film 34 to pass therethrough, the lenses 51, 52, 5
Circular apertures 71, 72, 73 having an opening diameter of 87.5 μm are formed at positions facing 3 ...

【0048】スペーサ板35は、アクリル樹脂又はPM
MA樹脂などの透明な合成樹脂によって、厚さが300
μm程度の薄い帯板状に形成されている。このスペーサ
板35を介して、第1の基板31及び第2の基板36
が、接着剤により接着され、一体的に固定されている。
The spacer plate 35 is made of acrylic resin or PM.
Made of transparent synthetic resin such as MA resin, the thickness is 300
It is formed in the shape of a thin strip of about μm. The first substrate 31 and the second substrate 36 are interposed via the spacer plate 35.
However, they are adhered by an adhesive and fixed integrally.

【0049】上述のように構成された光学装置22を用
い、図1に示すように原稿DMを光学装置22から1.
6mmの距離のところに配置した場合に、レンズ51,
52,53…によって、原稿DMの画像が4分の1に縮
小された倒立実像が、第1の遮光膜38の位置、すなわ
ちアパチャー71,72,73…の位置に形成されるこ
ととなる。このとき、アパチャー71,72,73…の
開口径(87.5μm)はレンズピッチ(350μm)
の4分の1となっているので、各アパチャー71,7
2,73…によって、レンズ51,52,53…の前面
の350μm分の画像のみが切り出される。
Using the optical device 22 configured as described above, as shown in FIG.
When arranged at a distance of 6 mm, the lens 51,
The inverted real image in which the image of the document DM is reduced to 1/4 by 52, 53, is formed at the position of the first light shielding film 38, that is, the positions of the apertures 71, 72, 73. At this time, the aperture diameter (87.5 μm) of the apertures 71, 72, 73, ... Is the lens pitch (350 μm).
Since it is one-fourth of that, each aperture 71, 7
The images of 350 μm in front of the lenses 51, 52, 53, ... Are cut out by 2, 73 ,.

【0050】そして、このアパチャー71,72,73
…の位置に形成された倒立実像は、さらにレンズ81,
82,83…を通過することによって、イメージセンサ
ー12上に正立実像として結像する。このとき、レンズ
81,82,83…とイメージセンサー12との距離が
1.8mmであり、レンズ81,82,83…によって
像が4倍に拡大されるので、結局、イメージセンサー1
2上には原稿DMの等倍の正立画像が形成される。アパ
チャー71,72,73…によって、各レンズ51,5
2,53…による像が過不足なく切り出されているた
め、イメージセンサー12上には原稿DMの画像が忠実
に再現されることとなる。
Then, the apertures 71, 72, 73
The inverted real image formed at the position of ...
By passing through 82, 83, ..., an erect real image is formed on the image sensor 12. At this time, the distance between the lenses 81, 82, 83, ... And the image sensor 12 is 1.8 mm, and the images are magnified four times by the lenses 81, 82, 83 ,.
An erect image of the same size as that of the original document DM is formed on 2. By the apertures 71, 72, 73, ..., the respective lenses 51, 5
Since the images of 2, 53, ... Are cut out without excess or deficiency, the image of the document DM is faithfully reproduced on the image sensor 12.

【0051】このような光学装置22は、図1に示すよ
うに、原稿DMからイメージセンサー12までの全体の
距離(厚さ)が5mm以下(L1+L2+L3=約4.
675mm)となり、従来の光学装置では得られない短い
共役長となり、装置の大幅な小型化が図られている。
In such an optical device 22, as shown in FIG. 1, the total distance (thickness) from the document DM to the image sensor 12 is 5 mm or less (L1 + L2 + L3 = about 4.
675 mm), which is a short conjugate length that cannot be obtained by the conventional optical device, and the size of the device is greatly reduced.

【0052】次に、光学装置22においてクロストーク
が防止される様子について、図3を参照して説明する。
図3を光学装置22への入射光の状態を示す図である。
Next, how the optical device 22 prevents crosstalk will be described with reference to FIG.
It is a figure which shows the state of the incident light to the optical apparatus 22 in FIG.

【0053】原稿DMからレンズ51に入射した光RY
1は、アパチャー61及び71を通過してレンズ81か
ら出射し、イメージセンサー12上に達する。レンズ5
2,53,54から入射した光RY2,3,4は、第2
の遮光膜34によって遮光されるので、レンズ81へは
達しない。レンズ55から入射した光RY5は、アパチ
ャー64及び73を通過してレンズ81に達する可能性
があるが、その場合においても、レンズ81への入射角
θが臨界角θcを越えるため、レンズ81において全反
射し、レンズ81からは出射せず、したがってイメージ
センサー12上には到達しない。このように、レンズ5
1を例にとって見ると、レンズ51以外から入射した光
RY2,3,4…は、イメージセンサー12に全く到達
することがない。したがって、隣接レンズからのクロス
トークが零となり、イメージセンサー12上に結像する
画像のコントラストが低下することなく、原稿DMの画
像を鮮明に読み取ることができる。
Light RY incident on the lens 51 from the document DM
1 passes through the apertures 61 and 71, exits from the lens 81, and reaches the image sensor 12. Lens 5
The light RY2, 3, 4 incident from 2, 53, 54 is
Since it is shielded by the light shielding film 34, it does not reach the lens 81. The light RY5 incident from the lens 55 may reach the lens 81 through the apertures 64 and 73, but even in that case, the incident angle θ on the lens 81 exceeds the critical angle θc, so that the lens 81 It is totally reflected and does not exit from the lens 81, and therefore does not reach the image sensor 12. In this way, the lens 5
Taking 1 as an example, the light RY2, 3, 4, ... Entered from other than the lens 51 never reaches the image sensor 12. Therefore, crosstalk from the adjacent lenses becomes zero, and the image of the document DM can be clearly read without lowering the contrast of the image formed on the image sensor 12.

【0054】次に、光学装置22の光の利用効率につい
て説明する。図3において、例えば、原稿DM上の一つ
の点PT1(点PT1はレンズ53が作る像のエッジの
部分に相当する)から出射した光はレンズ53の点PT
2から点PT3の間に入射し、点PT4で縮小された中
間像を形成した後、レンズ83の点PT5から点PT6
の間を通過し、イメージセンサー12上において結像す
る。
Next, the light utilization efficiency of the optical device 22 will be described. In FIG. 3, for example, the light emitted from one point PT1 on the document DM (the point PT1 corresponds to the edge portion of the image formed by the lens 53) is the point PT of the lens 53.
After entering from 2 to the point PT3 and forming a reduced intermediate image at the point PT4, the point PT5 to the point PT6 of the lens 83 is formed.
Then, the image is formed on the image sensor 12.

【0055】このように、レンズ53に入射した光のう
ち結像に寄与する全ての部分がレンズ83に入射するた
め、光の利用効率が良好であり、イメージセンサー12
上に結像する像の明るさが均一となる。なお、このよう
な光学系が成立するためには、中間像の縮小率が2分の
1未満であることが必要であり、実用的には4分の1程
度以下であることが、光の利用効率の点から望ましい。
上述したように、本実施例では中間像の縮小率は4分の
1となっている。
As described above, since all the part of the light that has entered the lens 53 that contributes to image formation enters the lens 83, the light utilization efficiency is good and the image sensor 12
The brightness of the image formed above becomes uniform. In order to establish such an optical system, it is necessary that the reduction ratio of the intermediate image is less than 1/2, and practically it is about 1/4 or less. It is desirable in terms of utilization efficiency.
As described above, the reduction ratio of the intermediate image is 1/4 in this embodiment.

【0056】上述したように、レンズ51,52,53
…により形成される縮小された倒立実像の像面の位置
に、レンズピッチに対する縮小率倍の開口径のアパチャ
ー71,72,73…を有した第1の遮光膜38が設け
られているので、個々のレンズ51,52,53…によ
り形成される像間のオーバーラップを防止することがで
きる。ただし、厳密に倒立縮小実像の像面の位置に第1
の遮光膜38を設ける必要はなく、倒立縮小実像の像面
ができる近傍位置に設ければ、実質的に同様の効果を得
ることができる。ここで近傍位置としては、例えば倒立
縮小実像の像面の位置から±100μmの範囲であれば
よい。
As described above, the lenses 51, 52, 53
Since the first light-shielding film 38 having the apertures 71, 72, 73 with an aperture diameter that is a reduction ratio times the lens pitch is provided at the position of the image plane of the reduced inverted real image formed by. It is possible to prevent the overlap between the images formed by the individual lenses 51, 52, 53 .... However, strictly speaking, the first image is placed at the image plane position of the inverted reduced real image.
It is not necessary to provide the light-shielding film 38, and if the light-shielding film 38 is provided in the vicinity of the image plane of the inverted reduced real image, substantially the same effect can be obtained. Here, the vicinity position may be within a range of ± 100 μm from the position of the image plane of the inverted reduced real image, for example.

【0057】また、レンズ51,52,53…と第1の
遮光膜38との間に第2の遮光膜34が設けられている
ので、レンズ51,52,53…による像が第1の遮光
膜38のアパチャー71,72,73…の隣接開口部に
結像するのを防止することができ、クロストークのない
正立等倍像を得ることができる。
Further, since the second light-shielding film 34 is provided between the lenses 51, 52, 53, ... And the first light-shielding film 38, the images formed by the lenses 51, 52, 53 ,. It is possible to prevent the formation of an image in the adjacent openings of the apertures 71, 72, 73 ... Of the film 38, and to obtain an erecting equal-magnification image without crosstalk.

【0058】そして、アパチャー71,72,73…の
位置に中間レンズを設けていなくとも、アパチャー7
1,72,73…の位置に縮小された中間像を形成する
ので、第1のレンズアレイ50のレンズ51,52,5
3…に入射した光の有効部分の全てを第2のレンズアレ
イ80のレンズ81,82,83…に導くことができ、
光の利用効率の低下が生じない。
Even if the intermediate lens is not provided at the positions of the apertures 71, 72, 73, ...
Since the reduced intermediate images are formed at the positions 1, 72, 73, ..., The lenses 51, 52, 5 of the first lens array 50 are formed.
All of the effective portion of the light incident on 3 ... Can be guided to the lenses 81, 82, 83 ... Of the second lens array 80,
There is no reduction in light utilization efficiency.

【0059】実施例2:次に、レンズ51,52,53
…及びレンズ81,82,83…として、フレネルレン
ズの一形態であるバイナリレンズを用いた場合の実施例
である光学装置22aについて説明する。図4はバイナ
リレンズを用いた本発明の光学装置22aの一部を断面
して示す図である。
Example 2: Next, the lenses 51, 52, 53
, And lenses 81, 82, 83, ..., An optical device 22a will be described as an example in which a binary lens, which is one form of a Fresnel lens, is used. FIG. 4 is a cross-sectional view showing a part of an optical device 22a of the present invention using a binary lens.

【0060】図4において、遮光膜34a,38a、3
3aおよび39aは、外部からの光を遮断し且つ内部で
の光の反射を防止するためのものである。レンズ51a
(レンズ51a,52a,53a…)及びレンズ81a
(レンズ81a、82a,83a…)は、バイナリレン
ズである。フレネルレンズの中で回折型フレネルレンズ
は、通常の屈折型レンズから、レンズの集光効果に影響
を及ぼさない波長の整数倍の光路差を与える部分を除い
たものであるが、バイナリレンズは、この回折型フレネ
ルレンズの表面形状を階段状に近似したものである。バ
イナリレンズは、その形状の制御が容易であり、焦点距
離の再現性も良好である。しかし、バイナリレンズは回
折タイプのレンズであるため、直通する光である非回折
光によるコントラストの低下が、クロストークによるも
の以上に問題になる。
In FIG. 4, the light shielding films 34a, 38a, 3
3a and 39a are for blocking the light from the outside and preventing the reflection of the light inside. Lens 51a
(Lenses 51a, 52a, 53a ...) And lens 81a
(Lenses 81a, 82a, 83a ...) Are binary lenses. Of the Fresnel lenses, the diffractive Fresnel lens is an ordinary refraction type lens except that a portion that gives an optical path difference of an integral multiple of the wavelength that does not affect the focusing effect of the lens is removed. The surface shape of this diffractive Fresnel lens is approximated to a step shape. The shape of the binary lens is easy to control, and the reproducibility of the focal length is good. However, since the binary lens is a diffractive type lens, the reduction in contrast due to the non-diffracted light that is the direct light is more problematic than that due to the crosstalk.

【0061】そこで、レンズ81aにより得られる実像
と非回折光とを分離するために、レンズ81aの開口部
の中心と光学的な中心OLとを大きく偏心させ、光学的
な中心OLを開口部の縁部の外部に位置させている。こ
こで、レンズ51aの光学的な中心とレンズ81aの光
学的中心とは、実施例1と同様にほぼ対向するように配
置する。その結果、レンズ81aの開口部はレンズ51
aの開口部に対してずれた位置に配置される。これによ
って、レンズ81aによる実像は、2つのレンズの光学
的中心を結ぶ軸上のイメージセンサ12a上に結像され
るものの、非回折光はイメージセンサー12a上に到達
しないので、12a上に結像する実像のコントラストが
向上する。
Therefore, in order to separate the real image obtained by the lens 81a and the non-diffracted light, the center of the opening of the lens 81a and the optical center OL are largely decentered, and the optical center OL of the opening is set. It is located outside the edge. Here, the optical center of the lens 51a and the optical center of the lens 81a are arranged so as to substantially face each other as in the first embodiment. As a result, the opening of the lens 81a is
It is arranged at a position displaced from the opening of a. As a result, the real image formed by the lens 81a is formed on the image sensor 12a on the axis connecting the optical centers of the two lenses, but the non-diffracted light does not reach the image sensor 12a. The contrast of the real image is improved.

【0062】また、必要に応じて、レンズ51aの光学
的な中心を開口部の中心から偏心させることにより、さ
らにコントラストを改善することが可能である。このよ
うに、バイナリレンズを用いることにより、金型の製作
が容易となり、大量生産によって一層の低価格化を図る
ことができる。つまり、従来のロッドレンズアレイのよ
うに立体的なものは作製が難しいが、本発明の光学装置
22では平面素子を組み合わせて作製するので、製作が
比較的容易であり、大量生産が容易となる。本発明で用
いるバイナリレンズの製作工程の例については後述す
る。
If necessary, the optical center of the lens 51a may be decentered from the center of the opening to further improve the contrast. As described above, by using the binary lens, the mold can be easily manufactured, and the cost can be further reduced by mass production. That is, it is difficult to manufacture a three-dimensional object such as a conventional rod lens array, but since the optical device 22 of the present invention is manufactured by combining planar elements, it is relatively easy to manufacture and mass production is easy. . An example of the manufacturing process of the binary lens used in the present invention will be described later.

【0063】上述の実施例においては、第1の基板31
と第2の基板36とを作製し、これらをスペーサ板35
を挟んで接着剤により固定したので、第2の遮光膜3
4、第1の遮光膜38などの形成、配置、及び位置決め
などが容易であり、光学装置22の製造が容易である。
しかし、基板の構成は種々変更することができる。例え
ば、第1のレンズアレイ50及び遮光膜33を一方の表
面に形成した第1の基板と、第2のレンズアレイ80及
び遮光膜39を一方の表面に形成した第2の基板と、第
2の遮光膜34及び第1の遮光膜38を両面に形成した
別の基板とを、2種類のスペーサ板をそれぞれの間に挟
みながら接着剤で固定することによって構成してもよ
い。
In the above embodiment, the first substrate 31
And the second substrate 36 are produced, and these are used as the spacer plate 35.
The second light-shielding film 3 is fixed since it is fixed with an adhesive agent.
4, the first light-shielding film 38 and the like are easily formed, arranged, and positioned, and the optical device 22 is easily manufactured.
However, the structure of the substrate can be variously changed. For example, a first substrate having the first lens array 50 and the light shielding film 33 formed on one surface thereof, a second substrate having the second lens array 80 and the light shielding film 39 formed on one surface thereof, and a second substrate The light-shielding film 34 and the other substrate having the first light-shielding film 38 formed on both surfaces may be fixed by an adhesive while sandwiching two kinds of spacer plates between them.

【0064】上述の実施例において、第2の遮光膜34
は、図2に示すように第1のレンズアレイ50と第1の
遮光膜38との中間位置の近傍にあることが望ましい。
第2の遮光膜34が中間位置の近傍から離れるにしたが
って、クロストークの防止効果は減少する。また、各レ
ンズの開口径、レンズピッチなどの定数は、像の形成に
不都合がないように決定すればよい。
In the above embodiment, the second light shielding film 34 is used.
Is preferably near the intermediate position between the first lens array 50 and the first light shielding film 38 as shown in FIG.
As the second light shielding film 34 moves away from the vicinity of the intermediate position, the crosstalk preventing effect decreases. Further, the constants such as the aperture diameter and the lens pitch of each lens may be determined so that there is no problem in forming an image.

【0065】上述の実施例において、図2の第1の遮光
膜38の各アパチャー71,72,73…の位置にそれ
ぞれレンズを配置して第3のレンズアレイとしてもよ
い。この場合には、第1のレンズアレイ50による像の
縮小率を小さくして(1に近づけて)取り込む光量を増
加させ、像の明るさを増すことができる。また、そのよ
うな第3のレンズアレイを設けることによって、出射側
の光の広がりを抑えることができる。したがって、レン
ズ81,82,83…の開口径を小さくしてその製作を
容易とすることができ、また、光の利用効率をさらに向
上させることができ、像の明るさのむらを一層少なくす
ることができる。
In the above-described embodiment, lenses may be arranged at the positions of the apertures 71, 72, 73 ... Of the first light shielding film 38 of FIG. 2 to form a third lens array. In this case, the reduction rate of the image by the first lens array 50 can be reduced (close to 1) to increase the amount of light to be captured, and the brightness of the image can be increased. Further, by providing such a third lens array, it is possible to suppress the spread of light on the emission side. Therefore, the aperture diameters of the lenses 81, 82, 83, ... Can be reduced to facilitate their manufacture, the light utilization efficiency can be further improved, and the unevenness in image brightness can be further reduced. You can

【0066】実施例3:次に、第1の基板31、スペー
サ板35、及び第2の基板36の厚さを、ほぼ等しくし
た場合の実施例である光学装置22bについて説明す
る。図5は光学装置22bの一部を断面して示す図であ
る。
Third Embodiment Next, an optical device 22b, which is an embodiment in which the first substrate 31, the spacer plate 35, and the second substrate 36 have substantially the same thickness, will be described. FIG. 5 is a cross-sectional view showing a part of the optical device 22b.

【0067】第1の基板31b、スペーサ板35b、及
び第2の基板36bの厚さはすべて500μmである。
第1のレンズアレイ50bの各レンズ51b,52b,
53b…は、遮光膜33bの透光部がすべて同一形状の
矩形開口を持つバイナリレンズで、その開口幅はレンズ
アレイの列方向が135μm,直交方向が102μmで
ある。また焦点距離は基材32b内において607μm
であり、レンズ間のピッチは545μmである。
The thicknesses of the first substrate 31b, the spacer plate 35b, and the second substrate 36b are all 500 μm.
Each lens 51b, 52b of the first lens array 50b,
53b ... Binary lenses in which all the light-transmitting portions of the light-shielding film 33b have rectangular openings of the same shape, and the opening width is 135 μm in the column direction of the lens array and 102 μm in the orthogonal direction. The focal length is 607 μm in the base material 32b.
And the pitch between the lenses is 545 μm.

【0068】第2のレンズアレイ80bの各レンズ81
b,82b,83b…も、遮光膜39bの透光部がすべ
て同一形状の矩形開口を持つバイナリレンズで、その開
口幅はレンズアレイの列方向が256μm,直交方向が
192μmである。焦点距離とレンズ間のピッチは第1
のレンズアレイ50bの各レンズ51b,52b,53
b…と同一である。
Each lens 81 of the second lens array 80b
Also, b, 82b, 83b ... Are binary lenses in which the light-transmitting portions of the light-shielding film 39b all have rectangular openings of the same shape, and the opening width is 256 μm in the column direction of the lens array and 192 μm in the orthogonal direction. The focal length and the pitch between the lenses are the first
Lenses 51b, 52b, 53 of the lens array 50b of
It is the same as b ...

【0069】第2の遮光膜34bには、レンズ51b,
52b,53b…からの射出光を通過させるために、各
レンズ51b,52b,53b…に対向する位置に、列
方向が215μm,直交方向が500μmの矩形のアパ
チャー61b,62b,63b…が形成されている。ま
た第1の遮光膜38bには、第2の遮光膜34bのアパ
チャー61b,62b,63b…からの射出光を通過さ
せるために、各レンズ51b,52b,53b…に対向
する位置に、列方向が255μm,直交方向が500μ
mの矩形のアパチャー71b,72b,73b…が形成
されている。
The second light-shielding film 34b has lenses 51b,
In order to allow the light emitted from the lenses 52b, 53b, ... To pass through the lenses 51b, 52b, 53b, ..., Rectangular apertures 61b, 62b, 63b, ... 215 .mu.m in the column direction and 500 .mu.m in the orthogonal direction are formed. ing. Further, the first light-shielding film 38b is arranged in a column direction at a position facing each lens 51b, 52b, 53b ... In order to pass the light emitted from the apertures 61b, 62b, 63b ... Of the second light-shielding film 34b. Is 255 μm, orthogonal direction is 500 μm
m rectangular apertures 71b, 72b, 73b ... Are formed.

【0070】上述のように構成された光学装置22bを
用い、図1に示すように原稿DMを光学装置22bから
2.2mmの距離のところに配置した場合に、レンズ5
1b,52b,53b…によって、原稿DMの画像が
0.235倍に縮小された倒立実像が、第1の遮光膜3
8bと第2の遮光膜34bとの中間の近傍位置に形成さ
れることとなる。
When the original DM is placed at a distance of 2.2 mm from the optical device 22b as shown in FIG. 1 using the optical device 22b having the above-described structure, the lens 5
The inverted real image obtained by reducing the image of the original document DM by 0.235 times by 1b, 52b, 53b, ...
8b and the second light-shielding film 34b are formed in the vicinity of an intermediate position.

【0071】そして、この第1の遮光膜38bと第2の
遮光膜34bとの中間の近傍位置に形成された倒立実像
は、さらにレンズ81b,82b,83b…を通過する
ことによって、イメージセンサー12上に正立実像とし
て結像する。このとき、レンズ81b,82b,83b
…とイメージセンサー12との距離が2.2mmであ
り、レンズ81b,82b,83b…によって像が元の
大きさに拡大されるので、結局、イメージセンサー12
上には原稿の等倍の正立画像が形成される。
The inverted real image formed near the middle of the first light-shielding film 38b and the second light-shielding film 34b further passes through the lenses 81b, 82b, 83b ... The image is formed as an erect real image on the top. At this time, the lenses 81b, 82b, 83b
The distance between the image sensor 12 and the image sensor 12 is 2.2 mm, and the image is magnified to the original size by the lenses 81b, 82b, 83b.
An erect image of the same size as the original is formed on the top.

【0072】ただし、アパチャー61b,62b,63
b…およびアパチャー71b,72b,73b…は、各
レンズ51b,52b,53b…から対向するレンズ8
1b,82b,83b…への光路を全く遮らないため、
各レンズが作る像は第1のレンズの開口幅135μmと
第2のレンズの開口幅256μmの平均値(195.5
μm)を中間像の倍率(0.235)で割った832μ
mの幅を持つ。レンズのピッチが545μmであるか
ら、各レンズによる像は互いに列方向に重なり合うこと
になる。ここで各レンズによる像の照度は、像の周辺部
で徐々に暗くなるため、合成像の列方向の照度変化は少
なく、なめらかに像が重なり合うことになる。
However, the apertures 61b, 62b, 63
b and the apertures 71b, 72b, 73b, ..., The lens 8 facing each lens 51b, 52b, 53b.
Since the optical path to 1b, 82b, 83b ... is not blocked at all,
The image formed by each lens is the average value of the aperture width of the first lens 135 μm and the aperture width of the second lens 256 μm (195.5
832μ divided by the magnification of the intermediate image (0.235)
It has a width of m. Since the lens pitch is 545 μm, the images formed by the respective lenses will overlap each other in the column direction. Here, since the illuminance of the image by each lens gradually becomes darker in the peripheral portion of the image, there is little change in the illuminance in the column direction of the composite image, and the images smoothly overlap.

【0073】特に、上述の実施例においては、遮光膜3
9bによる、第2のレンズアレイ80bの各レンズ81
b,82b,83b…の列方向の開口幅(256μm)
が、レンズアレイのピッチ(545μm)と中間像の縮
小率(0.235)の積の2倍になっているため、重な
り合った像の明るさが均一になる。
In particular, in the above-mentioned embodiment, the light shielding film 3
9b, each lens 81 of the second lens array 80b
b, 82b, 83b ... Aperture width in the column direction (256 μm)
However, since it is twice the product of the pitch of the lens array (545 μm) and the reduction ratio of the intermediate image (0.235), the brightness of the overlapped images becomes uniform.

【0074】ここで、この重なり合った像の明るさが均
一になることを、図6を参照して説明する。図6は遮光
膜39bによる、第2のレンズアレイ80bの各レンズ
81b,82b,83b…の列方向の開口幅が、レンズ
アレイのピッチと中間像の縮小率の積の2倍のときの、
各レンズ81b,82b,83b…によって形成される
像の照度分布を計算したものである。各レンズにより形
成される像の照度は、中心で高く、周辺に行くに従い低
くなる。各レンズによる像の列方向の照度分布の形状
は、第1のレンズアレイ50bの各レンズ51b,52
b,53b…の列方向の開口幅と、第2のレンズアレイ
80bの各レンズ81b,82b,83b…の列方向の
開口幅との大小関係により、図示する3種類のパターン
に変化するものの、重なり合った像の照度は、いずれの
場合でも列方向の場所によらず一定の値になることがわ
かる。
Here, the fact that the brightness of the overlapped images becomes uniform will be described with reference to FIG. In FIG. 6, when the aperture width in the column direction of the lenses 81b, 82b, 83b of the second lens array 80b by the light shielding film 39b is twice the product of the pitch of the lens array and the reduction ratio of the intermediate image,
The illuminance distribution of the image formed by each lens 81b, 82b, 83b ... Is calculated. The illuminance of the image formed by each lens is high at the center and becomes lower toward the periphery. The shape of the illuminance distribution in the column direction of the image by each lens is the same as that of each lens 51b, 52 of the first lens array 50b.
Depending on the size relationship between the column-direction opening widths of b, 53b, ... And the column-direction opening widths of the lenses 81b, 82b, 83b, ... Of the second lens array 80b, there are three types of patterns shown in the drawing. It can be seen that the illuminance of the overlapping images has a constant value regardless of the position in the column direction in any case.

【0075】このように、合成された像の照度が列方向
に均一になるためには、どちらか一方のレンズアレイの
列方向の開口幅がレンズアレイのピッチと中間像の縮小
率の積の偶数倍であればよいことが、同様の計算から求
めることができる。
Thus, in order to make the illuminance of the combined image uniform in the column direction, the aperture width in the column direction of either one of the lens arrays is the product of the pitch of the lens array and the reduction ratio of the intermediate image. It can be found from the same calculation that even multiples are required.

【0076】上述の実施例においては、レンズアレイの
各レンズが矩形開口を持つため、レンズアレイの列方向
の照度分布と、直交方向の照度分布が独立に求められ
る。列の直交方向の照度分布に関しては、第1のレンズ
アレイ50bの各レンズ51b,52b,53b…の、
列に直交方向の開口幅(h1)と、第2のレンズアレイ
80bの各レンズ81b,82b,83b…の、列に直
交方向の開口幅(h2)、との差の1/2の絶対値を、
中間像の縮小率(r)で割った値、すなわち|h1−h
2|/(2r)の均一な幅を中心付近にもつ。従って、
上述の実施例においては、|102−192|/(2×
0.235)=191、すなわち中心付近191μmの
領域で均一で、その外側では徐々に低下する照度分布を
もつことになる。
In the above-mentioned embodiment, since each lens of the lens array has a rectangular aperture, the illuminance distribution in the column direction of the lens array and the illuminance distribution in the orthogonal direction are independently obtained. Regarding the illuminance distribution in the orthogonal direction of the columns, for each of the lenses 51b, 52b, 53b of the first lens array 50b,
The absolute value of 1/2 of the difference between the opening width (h1) in the column in the orthogonal direction and the opening width (h2) in the column in the orthogonal direction of the lenses 81b, 82b, 83b, ... Of the second lens array 80b. To
A value divided by the reduction ratio (r) of the intermediate image, that is, | h1-h
It has a uniform width of 2 | / (2r) near the center. Therefore,
In the above embodiment, | 102-192 | / (2 ×
0.235) = 191, that is, the illuminance distribution is uniform in the region of 191 μm near the center and gradually decreases outside the region.

【0077】以上のように、光学装置22bにより得ら
れる原稿DMの像は、幅が191μmで、レンズアレイ
の列方向に均一な照度分布をもつことになる。したがっ
て、輝度むらがなく、明るさが一定の像を得ることがで
きる。また、上述の実施例においては、遮光膜のアパチ
ャーの幅が各レンズ51b,52b,53b…から対向
するレンズ81b,82b,83b…への光路の幅より
40μm程度大きいため、レンズアレイと遮光膜との位
置合わせ精度の許容度として、±20μmが確保でき
る。
As described above, the image of the original document DM obtained by the optical device 22b has a width of 191 μm and a uniform illuminance distribution in the column direction of the lens array. Therefore, it is possible to obtain an image with uniform brightness without uneven brightness. Further, in the above-described embodiment, the aperture width of the light-shielding film is about 40 μm larger than the width of the optical path from each lens 51b, 52b, 53b ... To the opposing lenses 81b, 82b, 83b. A tolerance of ± 20 μm can be secured for the alignment accuracy of the and.

【0078】実施例4:次に、第1のレンズアレイ5
0、および第2のレンズアレイ80が、いずれも2列の
レンズ列から構成される場合の実施例である光学装置2
2cについて説明する。図7は光学装置22cを構成す
るレンズアレイ50cと80c,および遮光膜34c,
38cの形状と配置を示す図である。図9は、レンズア
レイ50c、80cの一部分を拡大した配置図である。
Example 4: Next, the first lens array 5
The optical device 2 which is an example in which the 0 and the second lens array 80 are each composed of two lens rows.
2c will be described. FIG. 7 shows the lens arrays 50c and 80c that form the optical device 22c, the light shielding film 34c,
It is a figure which shows the shape and arrangement of 38c. FIG. 9 is an enlarged layout view of a part of the lens arrays 50c and 80c.

【0079】第1の基板31c、スペーサ板35c、及
び第2の基板36cの厚さは、先の実施例と同様にすべ
て500μmである。第1のレンズアレイ50cは、2
列のレンズ51c−1,52c−1,53c−1…,お
よび51c−2,52c−2,53c−2…で構成され
る。各レンズ51c−1,52c−1,53c−1…,
および51c−2,52c−2,53c−2…は、すべ
て遮光膜33cにより、同一形状の矩形開口を持つバイ
ナリレンズで、その開口幅はレンズアレイの列方向が2
62μm,直交方向が183μmである。また焦点距離
は基材32b内において607μmであり、レンズ間の
ピッチb1は558μmである。レンズ51c−1,5
2c−1,53c−1…、および51c−2,52c−
2,53c−2…の光学的な中心は矩形開口の中心と一
致しており、2列のレンズの中心間距離a1もピッチb
1と同じ558μmとなっている。
The thicknesses of the first substrate 31c, the spacer plate 35c, and the second substrate 36c are all 500 μm, as in the previous embodiment. The first lens array 50c has 2
.. and 51c-2, 52c-2, 53c-2 .. Each lens 51c-1, 52c-1, 53c-1, ...,
And 51c-2, 52c-2, 53c-2 ... Are binary lenses having rectangular openings of the same shape due to the light shielding film 33c, and the opening width is 2 in the column direction of the lens array.
62 μm and 183 μm in the orthogonal direction. The focal length is 607 μm in the base material 32b, and the pitch b1 between the lenses is 558 μm. Lens 51c-1,5
2c-1, 53c-1, ... And 51c-2, 52c-
The optical centers of 2, 53c-2, ... Align with the center of the rectangular aperture, and the center-to-center distance a1 of the two rows of lenses is also the pitch b.
It is 558 μm, which is the same as No. 1.

【0080】第2のレンズアレイ80cの各レンズも、
2列のレンズ81c−1,82c−1,83c−1…,
および81c−2,82c−2,83c−2…からな
り、すべてレンズ遮光膜39cにより、同一形状の矩形
開口を持つバイナリレンズで、その開口幅はレンズアレ
イの列方向が183μm,直交方向が131μmであ
る。焦点距離とレンズ間のピッチは第1のレンズアレイ
と同一である。ただし、第2のレンズアレイのレンズ
は、開口部の中心と光学的な中心とを偏心させるため、
2列の矩形開口の内側の縁の中央に、レンズの光学的な
中心を位置させている。2列のレンズの中心間距離a2
はやはりピッチb2と同じ558μmである。
Each lens of the second lens array 80c is also
Two rows of lenses 81c-1, 82c-1, 83c-1, ...,
And 81c-2, 82c-2, 83c-2, ..., All of which are lens-shading films 39c and have a rectangular aperture of the same shape. The aperture width is 183 μm in the column direction of the lens array and 131 μm in the orthogonal direction. Is. The focal length and the pitch between the lenses are the same as in the first lens array. However, since the lenses of the second lens array decenter the center of the opening and the optical center,
The optical center of the lens is located at the center of the inner edge of the two rows of rectangular openings. Center-to-center distance a2 of two rows of lenses
Is 558 μm, which is the same as the pitch b2.

【0081】第2の遮光膜34cには、レンズ51c−
1,52c−1,53c−1…,および51c−2,5
2c−2,53c−2…からの射出光を通過させるため
に、2列のレンズの対向する2個のレンズを一組とし
て、各レンズ組:51c−1と51c−2,52c−1
と52c−2,53c−1と53c−2,…に対向する
位置に、列方向が275μm,直交方向が1000μm
の矩形アパチャー61c,62c,63c…が形成され
ている。
The second light-shielding film 34c has a lens 51c-
1, 52c-1, 53c-1, ..., And 51c-2, 5
2c-2, 53c-2, ... To pass the light emitted from 2c-2, 53c-2.
And 52c-2, 53c-1 and 53c-2, ... at a position of 275 μm in the column direction and 1000 μm in the orthogonal direction.
Rectangular apertures 61c, 62c, 63c ... Are formed.

【0082】また第1の遮光膜38cには、第2の遮光
膜34cのアパチャー61c,62c,63c…からの
射出光を通過させるために、各レンズ組:51c−1と
51c−2,52c−1と52c−2,53c−1と5
3c−2,…に対向する位置に、列方向が249μm,
直交方向が1000μmの矩形のアパチャー71c,7
2c,73c…が形成されている。
Further, in order to pass the light emitted from the apertures 61c, 62c, 63c of the second light-shielding film 34c through the first light-shielding film 38c, each lens group: 51c-1 and 51c-2, 52c. -1 and 52c-2, 53c-1 and 5
3c-2, ... at a position facing the 3c-2, ...
Rectangular apertures 71c, 7 having an orthogonal direction of 1000 μm
2c, 73c ... Are formed.

【0083】図8は上述した光学装置22cの一部を断
面して示す図である。レンズ81c−1,81c−2の
開口部の内側の縁部に、レンズの光学的な中心があるた
め、非回折光は外側に外れ、実像がレンズ81c−1と
81c−2とから等間隔にあるイメージセンサ12c上
に結像する。それぞれのレンズ81c−1,81c−2
により形成される像の照度は、レンズから離れるに従い
低下するが、イメージセンサ12c上でレンズ81c−
1,81c−2による2つの像が合成されることによ
り、中間位置での照度低下を防ぐとともに、一様な照度
分布の領域を確保することができる。
FIG. 8 is a cross-sectional view showing a part of the above-mentioned optical device 22c. Since the optical centers of the lenses are located at the inner edges of the openings of the lenses 81c-1 and 81c-2, the non-diffracted light deviates to the outside, and the real images are equidistant from the lenses 81c-1 and 81c-2. An image is formed on the image sensor 12c at. Each lens 81c-1, 81c-2
Although the illuminance of the image formed by the lens decreases as the distance from the lens increases, the lens 81c-
By combining the two images of 1 and 81c-2, it is possible to prevent a decrease in illuminance at the intermediate position and to secure a region of uniform illuminance distribution.

【0084】なお、アパチャーの形状がスリット状のた
め、レンズ51c−1(51c−2)からの光がレンズ
81c−2(81c−1)に入射して、不要な像を形成
するが、これはイメージセンサ12cから十分に離れた
位置に結像するため、コントラストへの影響はない。
Since the aperture has a slit shape, the light from the lens 51c-1 (51c-2) enters the lens 81c-2 (81c-1) to form an unnecessary image. Forms an image at a position sufficiently distant from the image sensor 12c, so that it does not affect the contrast.

【0085】上述の実施例において、第1のレンズアレ
イ50、第1の遮光膜38、第2の遮光膜34、第2の
レンズアレイ80などの形状、寸法、位置、材料、個
数、その他、第1の基板31、第2の基板36、スペー
サ板35、又は光学装置22や画像読み取り装置1の全
体の構成、形状、寸法などは、本発明の趣旨に沿って種
々変更することができる。
In the above-described embodiment, the shapes, dimensions, positions, materials, numbers, etc. of the first lens array 50, the first light-shielding film 38, the second light-shielding film 34, the second lens array 80, etc. The overall configuration, shape, size, etc. of the first substrate 31, the second substrate 36, the spacer plate 35, or the optical device 22 or the image reading device 1 can be variously changed in accordance with the spirit of the present invention.

【0086】実施例5:また、遮光膜は第1の遮光膜3
8と第2の遮光膜34の2層で構成されていたが、これ
を一つの遮光膜で代用することも可能である。図11及
び図12に、遮光膜が一つの場合の光学装置の実施例を
示す。図11は、第1の基板31、及び第2の基板36
の厚さを、ほぼ等しくした場合の実施例であり、光学装
置22bの一部を断面して示したものである。図11に
おいて、第1の基板31b及び第2の基板36bの厚さ
はすべて500μmである。
Embodiment 5: Further, the light shielding film is the first light shielding film 3
8 and the second light-shielding film 34, the single layer of light-shielding film can be used instead. 11 and 12 show an example of an optical device having one light-shielding film. FIG. 11 shows a first substrate 31 and a second substrate 36.
Is an example in which the thicknesses of the optical devices 22a and 22b are made substantially equal, and a part of the optical device 22b is shown in cross section. In FIG. 11, the thicknesses of the first substrate 31b and the second substrate 36b are all 500 μm.

【0087】第1のレンズレイ50bの各レンズ51
b,52b,53b…は、遮光膜33bの透光部がすべ
て同一形状の矩形開口を持つバイナリレンズで、その開
口幅はレンズアレイの列方向が100μm,直交方向が
75μmである。また焦点距離は基材32b内において
429μmであり、レンズ間のピッチは550μmであ
る。
Each lens 51 of the first lens ray 50b
b, 52b, 53b ... Are binary lenses in which the light-transmitting portions of the light-shielding film 33b all have rectangular openings of the same shape, and the opening width is 100 μm in the column direction of the lens array and 75 μm in the orthogonal direction. The focal length is 429 μm in the base material 32b, and the pitch between the lenses is 550 μm.

【0088】第2のレンズアレイ80bの各レンズ81
b,82b,83b…も、遮光膜39bの透光部がすべ
て同一形状の矩形開口を持つバイナリレンズで、その開
口幅はレンズアレイの列方向が181μm,直交方向が
138μmである。焦点距離とレンズ間のピッチは第1
のレンズアレイ50bの各レンズ51b,52b,53
b…と同一である。
Each lens 81 of the second lens array 80b
Also, b, 82b, 83b ... Are binary lenses in which the light transmitting portions of the light shielding film 39b all have rectangular openings of the same shape, and the opening width is 181 μm in the column direction of the lens array and 138 μm in the orthogonal direction. The focal length and the pitch between the lenses are the first
Lenses 51b, 52b, 53 of the lens array 50b of
It is the same as b ...

【0089】第1の遮光膜38bには、レンズ51b,
52b,53b…からの射出光を通過させるために、各
レンズ51b,52b,53b…に対向する位置に、列
方向が180μm,直交方向が500μmの矩形のアパ
チャー71b,72b,73b…が形成れている。
The first light-shielding film 38b has lenses 51b,
In order to pass the light emitted from the light emitting elements 52b, 53b, ..., Rectangular apertures 71b, 72b, 73b ... Which are 180 .mu.m in the column direction and 500 .mu.m in the orthogonal direction are formed at positions facing the lenses 51b, 52b, 53b. ing.

【0090】上述のように構成された光学装置22bを
用い、図1に示すように原稿DMを光学装置22bから
2.1mmの距離のところに配置した場合に、レンズ5
1b,52b,53b…によって、原稿DMの画像が
0.165倍に縮小された倒立実像が、第1のレンズア
レイ50bと第2のレンズアレイ80bとの中間の近傍
位置に形成されることとなる。
When the original DM is placed at a distance of 2.1 mm from the optical device 22b as shown in FIG.
By 1b, 52b, 53b ..., an inverted real image obtained by reducing the image of the original document DM by 0.165 times is formed at a position near the middle of the first lens array 50b and the second lens array 80b. Become.

【0091】そして、この第1のレンズアレイ50bと
第2のレンズアレイ80bとの中間の近傍位置に形成さ
れた倒立縮小実像は、さらにレンズ81b,82b,8
3b…を通過することによって、イメージセンサー12
上に正立実像として結像する。このとき、レンズ81
b,82b,83b…とイメージセンサー12との距離
が2.1mmであり、レンズ81b,82b,83b…
によって像が元の大きさに拡大されるので、結局、イメ
ージセンサー12上には原稿DMの等倍の正立画像が形
成される。
The inverted reduced real image formed in the vicinity of the middle of the first lens array 50b and the second lens array 80b is further reflected by the lenses 81b, 82b, 8b.
By passing through 3b ...
The image is formed as an erect real image on the top. At this time, the lens 81
The distance between b, 82b, 83b ... And the image sensor 12 is 2.1 mm, and the lenses 81b, 82b, 83b.
Since the image is enlarged to the original size by the above, an erect image of the same size as the original DM is eventually formed on the image sensor 12.

【0092】ただし、アパチャー71b,72b,73
b…は、各レンズ51b,52b,53b…から対向す
るレンズ81b,82b,83b…への光路を全く遮ら
ないため、各レンズが作る像は第1のレンズの開口幅1
00μmと第2のレンズの開口幅181μmの平均値
(140.5μm)を中間像の倍率(0.165)で割
った852μmの幅を持つ。レンズのピッチが550μ
mであるから、各レンズによる像は互いに列方向に重な
り合うことになる。ここで各レンズによる像の照度は、
像の周辺部で徐々に暗くなるため、合成像の列方向の照
度変化は少なく、なめらかに像が重なり合うことにな
る。
However, the apertures 71b, 72b, 73
b does not block the optical paths from the lenses 51b, 52b, 53b, ... To the opposing lenses 81b, 82b, 83b .., the image formed by each lens has an aperture width of 1 for the first lens.
It has a width of 852 μm obtained by dividing the average value (140.5 μm) of 00 μm and the aperture width 181 μm of the second lens by the magnification (0.165) of the intermediate image. Lens pitch is 550μ
Therefore, the images formed by the respective lenses overlap each other in the column direction. Here, the illuminance of the image by each lens is
Since it gradually becomes darker in the peripheral portion of the image, the illuminance change in the column direction of the combined image is small, and the images smoothly overlap.

【0093】特に、この実施例においても、遮光膜39
bによる、第2のレンズアレイ80bの各レンズ81
b,82b,83b…の列方向の開口幅が、レンズアレ
イのピッチと中間像の縮小率の積の2倍になっているた
め、重なり合った像の明るさが均一になる。
In particular, also in this embodiment, the light shielding film 39
b, each lens 81 of the second lens array 80b
Since the aperture widths in the column direction of b, 82b, 83b ... Are twice the product of the pitch of the lens array and the reduction ratio of the intermediate image, the brightness of the overlapped images becomes uniform.

【0094】図12は、図2に説明した光学装置から第
2の遮光膜を取り除いた構成を持つ光学装置を示したも
のである。この実施例では、第1の基板32の上面に第
1のレンズアレイ50が形成され、第2の基板37の下
面に第2のレンズアレイ80が形成されると共に、上面
に第1の遮光膜38が形成されている。第1の基板31
と第2の基板32とを含めた光学装置全体の厚さは、約
1.35mmとすることができる。したがって本発明の
光学装置のより小型化が可能である。
FIG. 12 shows an optical device having a configuration in which the second light shielding film is removed from the optical device described in FIG. In this embodiment, the first lens array 50 is formed on the upper surface of the first substrate 32, the second lens array 80 is formed on the lower surface of the second substrate 37, and the first light shielding film is formed on the upper surface. 38 is formed. First substrate 31
The total thickness of the optical device including the second substrate 32 and the second substrate 32 can be about 1.35 mm. Therefore, the optical device of the present invention can be further downsized.

【0095】ここで、第1のレンズアレイ50の各レン
ズ51,52,53…の開口径は100μm、焦点距離
は360μmであり、第2のレンズアレイ80の各レン
ズ81,82,83…の開口径は325μm、焦点距離
は720μmであり、各レンズ間のピッチはすべて50
0μmである。また、第1の遮光膜38のアパチャー7
1,72,73…は各レンズ51,52,53…と対向
する位置にあり、開口径は125μmである。
Here, the lenses 51, 52, 53, ... Of the first lens array 50 have an aperture diameter of 100 μm and a focal length of 360 μm, and the lenses 81, 82, 83, ... The aperture diameter is 325 μm, the focal length is 720 μm, and the pitch between each lens is 50.
It is 0 μm. In addition, the aperture 7 of the first light shielding film 38
Are located at positions facing the respective lenses 51, 52, 53, and have an opening diameter of 125 μm.

【0096】このように構成された光学装置を用いて、
原稿DMを光学装置から1.2mmの距離のところに配
置した場合には、原稿DMの画像の4分の1に縮小され
た倒立実像が、第1の遮光膜38の近傍位置、すなわち
アパチャー71,72,73…の近傍位置に形成される
こととなる。この実施例の場合には、さらに第2のレン
ズアレイの各レンズによって、第2の基板の下面から
2.4mm離れた位置にあるイメージセンサ12上に原
稿DMの等倍の正立画像が形成される。
By using the optical device constructed as described above,
When the original document DM is arranged at a distance of 1.2 mm from the optical device, the inverted real image reduced to a quarter of the image of the original document DM is located near the first light shielding film 38, that is, the aperture 71. , 72, 73, ... In the case of this embodiment, each lens of the second lens array further forms an erect image of the same size as the original DM on the image sensor 12 at a position 2.4 mm away from the lower surface of the second substrate. To be done.

【0097】以上のように光学装置が一つの遮光膜から
なる場合は、クロストーク防止効果、あるいは光の利用
効率のいずれかが犠牲になるが、2枚の基板のみで構成
できるため、低価格化には有利となる。
When the optical device is composed of one light-shielding film as described above, either the crosstalk prevention effect or the light utilization efficiency is sacrificed, but it can be constructed with only two substrates, so that the cost is low. It is advantageous for the conversion.

【0098】なお、上述の実施例は、レンズのない表面
に形成される遮光膜が一つ又は二つの場合を示したが、
これに限る必要はなく、三つ又はそれ以上の数の遮光膜
を用いて光学装置を構成してもよい。この場合は、小型
化の面では不利となるが、クロストークの防止、光の利
用効率の向上の面では有利である。
Although the above-mentioned embodiment shows the case where one or two light-shielding films are formed on the surface having no lens,
The present invention is not limited to this, and the optical device may be configured using three or more light shielding films. In this case, it is disadvantageous in terms of downsizing, but it is advantageous in terms of preventing crosstalk and improving light utilization efficiency.

【0099】実施例6:(バイナリレンズ、遮光膜の作
成工程) 次に、図13、図14、図15及び図16を用いて、こ
の発明で用いるバイナリレンズを作成する工程について
説明する。1)から16)が、レンズを作成する工程で
あり、17)から27)が遮光膜を作成する工程であ
る。
Sixth Embodiment: (Binary Lens and Light Shielding Film Making Step) Next, the step of making a binary lens used in the present invention will be described with reference to FIGS. 13, 14, 15 and 16. Steps 1) to 16) are steps for forming a lens, and steps 17) to 27) are steps for forming a light shielding film.

【0100】1)まず、レンズ及び遮光膜を形成するた
めの基板を、通常用いられている洗浄液で洗浄する。こ
こで、図は基板の断面図を示したものであるが、基板と
しては、直径76mmの円板状の石英基板が用いられ
る。この石英基板からは、一列に並んだ複数個のバイナ
リレンズが所定列数分だけ作成される。
1) First, the substrate for forming the lens and the light-shielding film is washed with a commonly used washing liquid. Here, although the drawing shows a cross-sectional view of the substrate, a disk-shaped quartz substrate having a diameter of 76 mm is used as the substrate. From this quartz substrate, a plurality of binary lenses arranged in a row are formed by a predetermined number of rows.

【0101】2)石英基板は透明であるため、基板の表
面の位置を認識する金属としてチタン(Ti)を、一方
の表面に500Åの厚さだけ蒸着させる。 3)基板の端の一部分に、これから形成するレンズ及び
遮光膜の位置を決めるための基準点、すなわちマーカを
エッチングによって形成する。以下の工程の説明に用い
る図は、一つのバイナリレンズの一部分のみを示した拡
大図である。
2) Since the quartz substrate is transparent, titanium (Ti) as a metal for recognizing the position of the surface of the substrate is vapor-deposited on one surface to a thickness of 500Å. 3) A reference point, that is, a marker for determining the positions of the lens and the light shielding film to be formed is formed on a part of the edge of the substrate by etching. The drawings used to describe the following steps are enlarged views showing only a part of one binary lens.

【0102】4)石英基板にレンズパターンを形成する
ために、レジスト塗布、プリベーク及び露光の各工程
を、この順序で行う。レジストは、たとえば東京応化製
のTHMR−ip3000−15CPを用いることがで
きる。レジスト塗布工程は、基板を4000rpmの速
度で回転させて行う。プリベーク工程は、基板を90℃
の状態に90秒間保つものであり、これによってレジス
トを乾燥させる。次の露光工程では、所望のレンズパタ
ーンを有するマスク板を用いて、400m秒間、縮小投
影露光を行う。
4) In order to form a lens pattern on the quartz substrate, resist coating, pre-baking and exposure are performed in this order. As the resist, for example, THMR-ip3000-15CP manufactured by Tokyo Ohka can be used. The resist coating step is performed by rotating the substrate at a speed of 4000 rpm. Pre-baking process, the substrate at 90 ℃
Is maintained for 90 seconds, and the resist is dried by this. In the next exposure step, reduction projection exposure is performed for 400 msec using a mask plate having a desired lens pattern.

【0103】5)露光された位置のレジストを取り除く
ために、ペブ、現像及びポストベークの各工程を、この
順序で行う。ペブ工程では、基板を110℃に90秒間
保つ。現像工程では、たとえば東京応化製の現像液であ
るNMD−Wを用いて60秒間基板を現像し、レジスト
を取り除く。ポストベーク工程では、基板を120℃に
20分間保ち、残ったレジストの固定化を行う。
5) In order to remove the resist at the exposed position, the steps of peb, developing and post-baking are performed in this order. In the peb process, the substrate is kept at 110 ° C. for 90 seconds. In the developing step, the substrate is developed for 60 seconds using, for example, NMD-W, which is a developer manufactured by Tokyo Ohka, and the resist is removed. In the post-baking step, the substrate is kept at 120 ° C. for 20 minutes to fix the remaining resist.

【0104】6)RIE(Reactive Ion Eching)によ
ってレジストを取り除いた位置の石英表面の除去を行
う。このRIE工程は、100sccmのCF4ガスを
真空槽内に流入しながら150wのプラズマ放電を12
分間行うものである。 7)石英除去部分以外に残ったレジストを除去するため
に、基板の洗浄を行う。 8)次工程にもマーカを利用するため、マーカの保護用
のレジストを形成する。すなわち、保護レジスト塗布工
程とベーク工程(90℃、20分)を行う。
6) The quartz surface at the position where the resist is removed is removed by RIE (Reactive Ion Eching). In this RIE step, while supplying 100 sccm of CF 4 gas into the vacuum chamber, a plasma discharge of 150 w was performed for 12 hours.
It is done for a minute. 7) The substrate is washed to remove the resist remaining except the quartz removal portion. 8) Since the marker is used also in the next step, a resist for protecting the marker is formed. That is, a protective resist coating step and a baking step (90 ° C., 20 minutes) are performed.

【0105】9)マーカ部分以外のチタン(Ti)を、
マーカ形成工程と同様にエッチング(5分)によって除
去する。以上の1)〜9)が1回目のレンズ形成工程で
あり、次の10)から16)を実行することによって、さら
に2回目のレンズの表面形状が形成される。 10)上記した2)と同様に、基板表面にTi蒸着を行
い、マーカ部の保護レジストを除去するための洗浄を行
う。 11)上記した4)と同様の工程を、別のマスク板を用い
て行う。この別のマスク板は、より深く石英を除去した
い位置が露光されるようなパターンを有するものが使わ
れる。各工程の条件は4)と同様でよい。
9) Titanium (Ti) other than the marker portion is
It is removed by etching (5 minutes) as in the marker forming step. The above 1) to 9) are the first lens forming step, and by performing the following 10) to 16), the surface shape of the lens for the second time is further formed. 10) In the same manner as 2) described above, Ti vapor deposition is performed on the substrate surface, and cleaning is performed to remove the protective resist on the marker portion. 11) The same step as 4) above is performed using another mask plate. As this other mask plate, one having a pattern in which a position where quartz is desired to be removed deeper is exposed is used. The conditions of each step may be the same as in 4).

【0106】12)上記した5)と同様の工程(ペブ、現
象、ポストベーク)を行う。 13)上記6)と同様にしてRIE工程を20分間行う。 14)上記7)と同様にして、レジストを除去する洗浄を
行う。 15)上記8)と同様に、マーカを保護する工程(保護レ
ジスト塗布/ベーク)を行う。
12) The same step (peb, phenomenon, post-baking) as 5) above is performed. 13) Perform the RIE process for 20 minutes in the same manner as 6) above. 14) In the same manner as 7) above, cleaning for removing the resist is performed. 15) Similar to the above 8), the step of protecting the marker (application of protective resist / baking) is performed.

【0107】16)上記9)と同様にチタン(Ti)を除
去する工程を行う。これにより図に示すように、表面が
階段状になったバイナリレンズが形成される。ここで、
画像読み取り装置の光源に緑色発光のLEDを用いる場
合には、このバイナリレンズの高さ、すなわち石英基板
表面を削る深さは0.8μmとされ、最も外周のバイナ
リレンズの山の段階の幅は0.4μm程度とされる。な
お、16)の工程に示した図は、バイナリレンズの最も外
周の2つの山だけを示した拡大図であり、一つのバイナ
リレンズは、図10に示したようにこのような複数個の
山によって形成される。したがって、図示しないが、
1)から16)までの工程によって一つの石英基板上に
は、複数個のバイナリレンズが形成されたことになる。
16) The step of removing titanium (Ti) is performed in the same manner as 9) above. As a result, a binary lens having a stepped surface is formed as shown in the figure. here,
When a green light emitting LED is used as the light source of the image reading device, the height of this binary lens, that is, the depth of scraping the surface of the quartz substrate is 0.8 μm, and the width of the peak of the outermost binary lens is It is set to about 0.4 μm. The drawing shown in the step 16) is an enlarged view showing only the two outermost peaks of the binary lens, and one binary lens has a plurality of such peaks as shown in FIG. Formed by. Therefore, although not shown,
By the steps 1) to 16), a plurality of binary lenses are formed on one quartz substrate.

【0108】また、1)から16)までの工程では、2回
のレンズ形成工程によって4段の階段を有する4レベル
のバイナリレンズの表面を形成する例を示したが、さら
に段数の多いバイナリレンズを形成する場合には、レン
ズ形成工程の回数を増やせばよい。
In the steps 1) to 16), an example of forming the surface of a 4-level binary lens having 4 steps by two lens forming steps is shown. When forming, the number of lens forming steps may be increased.

【0109】次に、図15、図16に、遮光膜の形成工
程17)〜28)を示す。ここで、17)から21)が、さきほ
どバイナリレンズを形成した表面側に遮光膜(たとえば
図7の33c,39c)を形成する工程であり、22)か
ら27)が、バイナリレンズを形成しない反対側の表面に
遮光膜(たとえば図7の34c、38c)を形成する工
程である。また、図15に示した石英基板の断面図は、
3つのバイナリレンズを示した基板の図である。
Next, FIGS. 15 and 16 show steps 17) to 28) of forming a light shielding film. Here, 17) to 21) is a step of forming a light-shielding film (for example, 33c and 39c in FIG. 7) on the surface side on which the binary lens has been formed, and 22) to 27) does not form a binary lens. This is a step of forming a light shielding film (for example, 34c and 38c in FIG. 7) on the side surface. Further, the cross-sectional view of the quartz substrate shown in FIG.
FIG. 6 is a diagram of a substrate showing three binary lenses.

【0110】17)まず、レンズを形成した側の基板表面
に対して、遮光膜の蒸着と表面の洗浄を行う。ここで、
遮光膜は、500ÅのCr23層とその上に形成される
1500ÅのTiとの2層からなる。Cr23層は、石
英基板内部において生じる反射光の吸収に寄与するもの
であり、Ti層は基板への入射光の遮光用の層である。
また、蒸着は、前記2)と同様に行い、洗浄は、前記
1)と同様の方法で行う。
17) First, vapor deposition of a light shielding film and cleaning of the surface are performed on the surface of the substrate on which the lens is formed. here,
The light-shielding film is composed of two layers of a 500 Å Cr 2 O 3 layer and a 1500 Å Ti formed thereon. The Cr 2 O 3 layer contributes to absorption of reflected light generated inside the quartz substrate, and the Ti layer is a layer for shielding incident light on the substrate.
The vapor deposition is performed in the same manner as in 2) above, and the cleaning is performed in the same manner as in 1) above.

【0111】18)次に、前記4)と同様に、レジスト塗
布工程及びプリベーク工程をこの順序で行いレジストを
表面に塗る。 19)さらに前記4)及び5)と同様に、露光、ペブ、現
像及びポストベークの各工程を同じ条件で行い、レンズ
部分のレジストを取り除く。 20)ガラス表面上に露出した遮光膜、すなわち、Cr2
3層とTi層をウェットエッチングによって除去す
る。ウェットエッチングは、Tiエッチャントに15分
間、Cr23エッチャントに1分間基板を浸すことによ
り行う。
18) Next, similar to the above 4), the resist coating step and the pre-baking step are performed in this order to coat the surface with the resist. 19) Further, similarly to the above 4) and 5), each process of exposure, peb, development and post-baking is performed under the same conditions, and the resist in the lens portion is removed. 20) Light-shielding film exposed on the glass surface, that is, Cr 2
The O 3 layer and the Ti layer are removed by wet etching. Wet etching is performed by immersing the substrate in a Ti etchant for 15 minutes and in a Cr 2 O 3 etchant for 1 minute.

【0112】21)この後、残存したレジストをアセトン
を利用して除去する。以上の工程により、パイナリレン
ズが形成された側の表面に遮光膜(図7の33c、39
c)が形成される。 22)これ以後、27)までの工程により、パイナリレンズ
の形成されていない他の表面(アパチャー面)へ、遮光
膜(図7の34c,38c)とアパチャー(61c〜6
6c,71c〜76c)が形成される。まず、ここで
は、前記3)で形成したマーカを基板を通して確認する
ための窓を作るために、マーカの上方部の一部分のみレ
ジストを塗布する。すなわち、保護レジスト塗布及びベ
ーク工程を行う。
21) Thereafter, the remaining resist is removed by using acetone. Through the above steps, the light shielding film (33c, 39c in FIG. 7) is formed on the surface on the side where the piny lens is formed.
c) is formed. 22) Thereafter, by the steps up to 27), the light-shielding film (34c, 38c in FIG. 7) and the apertures (61c-6) are formed on the other surface (aperture surface) where the piny lens is not formed.
6c, 71c to 76c) are formed. First, here, in order to form a window for confirming the marker formed in 3) above through the substrate, resist is applied only to a part of the upper portion of the marker. That is, the protective resist coating and baking steps are performed.

【0113】23)前記17)と同様にアパーチャー面への
遮光膜の蒸着及び洗浄を行う。ここで、遮光膜は、50
0ÅのCr23層と、1500ÅのCr層と、500Å
のCr23層の3層から形成される。 24)前記18)と同様に、レジスト塗布及びプリベークの
工程を行う。ここで、レジストとしては、東京応化製の
ONPR830−10CPを用い、塗布は基板の回転速
度を5000rpmとして行う。プリベークは90℃、
30分間放置の条件で行う。
23) In the same manner as in 17) above, a light-shielding film is deposited and washed on the aperture surface. Here, the light shielding film is 50
0Å Cr 2 O 3 layer, 1500Å Cr layer, 500Å
Is formed from three layers of Cr 2 O 3 layer. 24) As in the above 18), the steps of resist coating and pre-baking are performed. Here, ONPR830-10CP manufactured by Tokyo Ohka Co., Ltd. is used as the resist, and the coating is performed at a rotation speed of the substrate of 5000 rpm. Prebaked at 90 ° C
It is performed under the condition of leaving for 30 minutes.

【0114】25)前記19)と同様に、露光、現像及びポ
ストベークの工程をこの順序で行う。ここで、露光は1
9)と異なり、密着露光により行うことが望ましい。露
光条件は、3.0秒、現像条件は80秒、ポストベーク
の条件は、120℃、30分である。 26)上記現像によって、露出した部分の遮光膜を除去す
るためCrエッチャントに5分間浸すことによりウェッ
トエッチングを行う。
25) Similar to the above 19), the steps of exposure, development and post-baking are performed in this order. Where the exposure is 1
Unlike 9), contact exposure is preferable. The exposure conditions are 3.0 seconds, the development conditions are 80 seconds, and the post-baking conditions are 120 ° C. and 30 minutes. 26) By the above development, wet etching is performed by immersing in a Cr etchant for 5 minutes to remove the light-shielding film in the exposed portion.

【0115】27)最後に、前記21)と同様にして残存し
たレジストを除去する。以上により、アパチャー面の遮
光膜(図7の34c,38c)が形成される。 28)前記1)〜27)によって完成された石英基板は、図
2に示した31,36あるいは図7に示した第1、第2
の基板31c,36cとして用いられる。さらに、2枚
の完成基板とスペーサを接着剤で貼り合わせることによ
って、図2又は図7に示したこの発明で用いられる光学
装置が作成される。
27) Finally, the remaining resist is removed in the same manner as 21) above. As described above, the light shielding film (34c, 38c in FIG. 7) on the aperture surface is formed. 28) The quartz substrate completed by the above 1) to 27) is the first and second quartz substrates 31 and 36 shown in FIG.
Used as the substrates 31c and 36c. Further, the two completed substrates and the spacer are bonded together with an adhesive, whereby the optical device used in the present invention shown in FIG. 2 or FIG. 7 is produced.

【0116】以上のようにして、バイナリレンズを用い
た光学装置が作成されるが、LSIを作成する場合の半
導体プロセスと同様の工程により作成できるので、大量
生産が可能となり製造の容易化、低価格化を図ることが
できる。また、レンズ及び遮光膜を一体成形しているの
で、別々に作成されたレンズと遮光膜をそれぞれ貼り合
わせるよりも、位置精度を上げることができ、したがっ
て、不良品の発生率をおさえることができる。
As described above, an optical device using a binary lens is manufactured. However, since it can be manufactured by the same steps as the semiconductor process when manufacturing an LSI, mass production is possible, facilitating manufacturing, and reducing manufacturing cost. The price can be increased. Further, since the lens and the light-shielding film are integrally formed, it is possible to improve the positional accuracy as compared with the case where the separately prepared lens and the light-shielding film are bonded together, and therefore, the occurrence rate of defective products can be suppressed. .

【0117】実施例7:次に、この発明の光学装置を応
用した実施例について説明する。図17に、画像読み取
り装置としての一応用例であるイメージスキャナを示
す。
Embodiment 7: Next, an embodiment to which the optical device of the present invention is applied will be described. FIG. 17 shows an image scanner which is an application example of the image reading apparatus.

【0118】図18は、図17の主要部を拡大した側面
断面図である。この画像読み取り装置101は、読み取
るべき原稿108へ光を照射するために原稿108の上
方に設けられた光源104と、原稿108の上方に設け
られており、重ねられた2つのレンズアレイ109を有
し、原稿108からの反射光を集光する光学装置107
と、光学装置107の上方に設けられており、光学装置
107により受光面106上に得られた実像の明暗を光
電変換する1次元のイメージセンサ105と、原稿10
8と光源104及び光学装置107との間に配置され、
光源104からの光を原稿108へ導き照射する導光板
103とを備えている。
FIG. 18 is an enlarged side sectional view of the main part of FIG. The image reading apparatus 101 includes a light source 104 provided above the original 108 for irradiating the original 108 to be read with light, and two lens arrays 109 which are provided above the original 108 and overlap each other. The optical device 107 that collects the reflected light from the original 108
The one-dimensional image sensor 105, which is provided above the optical device 107 and photoelectrically converts the brightness of a real image obtained on the light receiving surface 106 by the optical device 107, and the original document 10.
8 between the light source 104 and the optical device 107,
A light guide plate 103 for guiding and irradiating the light from the light source 104 to the original 108 is provided.

【0119】この光学装置107に、たとえば図2、図
7に示すこの発明の光学装置を利用することができる。
レンズアレイ109は、前記したバイナリレンズを1列
にアレイ状に並べたものである。上述の光源104、レ
ンズアレイ109、イメージセンサの受光面106及び
導光板103は、それぞれ、レンズアレイ109のアレ
イ方向(紙面の奥行き方向)に、所要の原稿の読み取り
幅と同程度の奥行きを有している。
As the optical device 107, for example, the optical device of the present invention shown in FIGS. 2 and 7 can be used.
The lens array 109 is an array of the above-mentioned binary lenses arranged in a line. The light source 104, the lens array 109, the light receiving surface 106 of the image sensor, and the light guide plate 103 described above each have a depth in the array direction of the lens array 109 (a depth direction of the paper surface), which is approximately the same as the required document reading width. are doing.

【0120】この画像読み取り装置101を、レンズア
レイ109のアレイ方向と直角方向へ移動させることに
より、画像を走査する。このとき、制御部(図示せず)
から与えられるクロックに合わせて、イメージセンサ1
05が、原稿108からの反射光を光電変換し、光電変
換された電気信号を記憶部(図示せず)に記憶すること
により、読み取りを行う。
An image is scanned by moving the image reading device 101 in the direction perpendicular to the array direction of the lens array 109. At this time, a control unit (not shown)
Image sensor 1 according to the clock given from
Reference numeral 05 photoelectrically converts the reflected light from the original 108 and stores the photoelectrically converted electric signal in a storage unit (not shown) to perform reading.

【0121】図19は、導光板の構造を説明するための
拡大側面断面図である。導光板103は、側視断面が平
行4辺形であり、紙面の奥方向に長く平たい(厚さ1.
8mm)平行6面体形状の透明のプラスティック材又は
ガラスからなり、各面に反射体が内向きに設けられた構
造になっている。
FIG. 19 is an enlarged side sectional view for explaining the structure of the light guide plate. The light guide plate 103 has a parallelogram shape in a side view, and is long and flat in the depth direction of the paper (thickness 1.
It is made of transparent parallelepiped-shaped transparent plastic material or glass and has a structure in which a reflector is provided inward on each surface.

【0122】この導光板103は、上面には、光源10
4の直下部分及び光学装置107の直下部分に、それぞ
れ光源104からの光を受け入れるための受光口115
と、原稿108からの反射光を光学装置107へ透過さ
せるための透過口117とを備えている。受光口115
に隣接する側面には、光源104からの光を反射する第
1の反射体111を備え、第1の反射体111の平行側
面には、第1の反射体111が反射した光を反射して原
稿108へ照射する第2の反射体112を備えている。
This light guide plate 103 has a light source 10 on its upper surface.
A light receiving port 115 for receiving light from the light source 104 is provided at a portion immediately below the light source 104 and a portion directly below the optical device 107, respectively.
And a transmission opening 117 for transmitting the reflected light from the document 108 to the optical device 107. Light receiving port 115
The first reflector 111 that reflects the light from the light source 104 is provided on the side surface adjacent to, and the light reflected by the first reflector 111 is reflected on the parallel side surface of the first reflector 111. A second reflector 112 that irradiates the original 108 is provided.

【0123】導光板103の下面には、透過口117の
直下部分に第2の反射体112が反射した光を透過させ
原稿108へ照射するための照射口116を備えてい
る。また、上面の受光口115及び透過口117以外の
部分には、第1の反射体111が反射した光が外部へ洩
れないように第3の反射体113を備え、下面の照射口
116以外の部分には、第1の反射体111が反射した
光が外部へ洩れないように第4の反射体114を備えて
いる。また、第1の反射体111及び第2の反射体11
2を備えていない側面にも、第1の反射体111が反射
した光が外部へ洩れないように反射体を備えている。
On the lower surface of the light guide plate 103, an irradiation opening 116 for transmitting the light reflected by the second reflector 112 and irradiating the original 108 is provided directly below the transmission opening 117. A portion other than the light receiving port 115 and the transmitting port 117 on the upper surface is provided with a third reflecting body 113 so that the light reflected by the first reflecting body 111 does not leak to the outside. The portion is provided with a fourth reflector 114 so that the light reflected by the first reflector 111 does not leak to the outside. In addition, the first reflector 111 and the second reflector 11
The side surface not provided with 2 is also provided with a reflector so that the light reflected by the first reflector 111 does not leak to the outside.

【0124】光源104からの光は、導光板103の上
面に設けられた受光口115で受け入れられ、第1、第
2の反射体111,112で反射されて進路が横方向に
変位され、導光板103の下面に設けられた照射口11
6から原稿108の表面に照射される。原稿108の表
面で反射された光は、照射口116と、照射口116の
上側(導光板103の上面)に設けられた透過口117
とを透過して、透過口117の上側に設けられた光学装
置107へ入射する。
The light from the light source 104 is received by the light receiving port 115 provided on the upper surface of the light guide plate 103, reflected by the first and second reflectors 111 and 112, and the path thereof is laterally displaced and guided. Irradiation port 11 provided on the lower surface of light plate 103
The surface of the manuscript 108 is irradiated with light from 6. The light reflected on the surface of the original document 108 has an irradiation opening 116 and a transmission opening 117 provided above the irradiation opening 116 (the upper surface of the light guide plate 103).
And is incident on the optical device 107 provided above the transmission opening 117.

【0125】このような構成の画像読み取り装置の光学
系では、前記したようなこの発明の光学装置を使用して
いるので、厚さを大幅に薄くすることができ、結像距離
(原稿108−イメージセンサ受光面106間距離)を
7.1mm以下にすることが可能である。具体的には、
原稿108から光学装置107までの距離が3.1mm
(原稿読取り面の保護ガラスの厚み1.0mm、導光板
103の厚み1.8mmを含む)、光学装置107の厚
みが1.5mm、光学装置107からイメージセンサ1
05までの距離が2.5mm(イメージセンサの保護ガ
ラスの厚み1.0mmを含む)である。また、一般に結
像距離を短くした場合には、原稿へ光を直接照射できる
光源の位置を確保することが困難であるが、図に示すよ
うな導光板103を光学装置107と原稿108との間
に設けて、光源104からの照射光の進路を横方向に変
位させるようにしているので、短い結像距離を保ったま
ま、照明光を原稿108の上に導くことができる。
In the optical system of the image reading apparatus having such a structure, since the optical apparatus of the present invention as described above is used, the thickness can be greatly reduced and the image forming distance (original 108- The distance between the image sensor light receiving surfaces 106) can be set to 7.1 mm or less. In particular,
The distance from the document 108 to the optical device 107 is 3.1 mm
(The thickness of the protective glass on the original reading surface is 1.0 mm and the thickness of the light guide plate 103 is 1.8 mm), the thickness of the optical device 107 is 1.5 mm, the optical device 107 to the image sensor 1
The distance to 05 is 2.5 mm (including the thickness of the protective glass of the image sensor of 1.0 mm). Further, in general, when the image forming distance is shortened, it is difficult to secure the position of the light source capable of directly irradiating the original with light, but the light guide plate 103 as shown in FIG. Since the path of the irradiation light from the light source 104 is laterally displaced by being provided between them, it is possible to guide the illumination light onto the original 108 while maintaining a short imaging distance.

【0126】上述の実施例では、本発明の光学装置を画
像読み取り装置に適用する場合を示したが、この光学装
置をLEDプリンタの結像系などの画像形成装置に適用
することも可能である。この場合は、原稿DMの位置に
LEDアレイを配置し、イメージセンサー12の位置に
感光ドラムを配置することにより、LEDアレイの点燈
パターンに対応した像を感光ドラム上に形成することが
できる。このように、光学装置22を画像形成装置に適
用した場合も、低クロストークで小型・低価格の装置の
実現が可能となる。
In the above-described embodiments, the case where the optical device of the present invention is applied to the image reading device is shown, but it is also possible to apply the optical device to an image forming device such as an image forming system of an LED printer. . In this case, by disposing the LED array at the position of the document DM and disposing the photosensitive drum at the position of the image sensor 12, an image corresponding to the lighting pattern of the LED array can be formed on the photosensitive drum. As described above, even when the optical device 22 is applied to an image forming apparatus, it is possible to realize a small-sized and low-priced device with low crosstalk.

【0127】図20に、LED光プリンタの画像形成装
置にこの発明の光学装置を利用した例を示す。同図に示
すように、LED光プリンタは、用紙を入れておくカセ
ット、転写器、定着器、スタッカ、感光ドラム、現像
器、帯電器、清掃器及び消去ランプと、印刷したい発光
パターン像を感光ドラム上に形成するための光プリント
ヘッド(LEDアレイと結像用レンズを含む)とから構
成される。この光プリントヘッドの結像用レンズに、こ
の発明の光学装置を用いることによって、光プリントヘ
ッドを薄型化することができ、プリンタの小型化をはか
ることができる。なお、LEDアレイに代えて液晶シャ
ッタを用いることも可能である。上述の実施例では、対
象物に対して正立した等倍画像を得る場合を示したが、
第2のレンズアレイの倍率を代えて等倍画像よりも小さ
い正立縮小画像、または大きい正立拡大画像を得るよう
に構成することも可能である。
FIG. 20 shows an example in which the optical device of the present invention is used in an image forming apparatus of an LED optical printer. As shown in the figure, the LED optical printer exposes a cassette for storing paper, a transfer device, a fixing device, a stacker, a photosensitive drum, a developing device, a charger, a cleaning device and an erasing lamp, and a light emission pattern image to be printed. It is composed of an optical print head (including an LED array and an imaging lens) for forming on a drum. By using the optical device of the present invention for the image forming lens of the optical print head, the optical print head can be thinned and the printer can be downsized. A liquid crystal shutter may be used instead of the LED array. In the above-described embodiment, the case has been described in which an erect image of the object upright is obtained.
It is also possible to change the magnification of the second lens array so as to obtain an erect reduced image smaller than the equi-magnified image or a large erect enlarged image larger than the equal magnification image.

【0128】[0128]

【発明の効果】この発明によれば、対象物に対して倒立
した縮小実像を形成する複数のレンズからなる第1のレ
ンズアレイと、前記縮小実像を所定の倍率で拡大しかつ
正立像にするように配置された複数のレンズからなる第
2のレンズアレイと、そのレンズアレイ間に前記第1の
レンズアレイの各レンズからの射出光を通過させる透孔
が形成された遮光膜を有しているので、クロストークを
可及的に防止し、小型化及び低価格化を図ることができ
る光学装置を提供することができる。
According to the present invention, the first lens array including a plurality of lenses forming a reduced real image inverted from the object and the reduced real image are magnified at a predetermined magnification to form an erect image. A second lens array having a plurality of lenses arranged in such a manner, and a light-shielding film having a through hole formed between the lens arrays for allowing light emitted from each lens of the first lens array to pass therethrough. Therefore, it is possible to provide an optical device which can prevent crosstalk as much as possible, and can be reduced in size and price.

【0129】また、一つの遮光膜のみを備えた光学装置
を構成することにより、光学装置の製作の容易化及び低
価格化を図ることができる。遮光膜を2つにした場合に
は、第2の遮光膜を第1の遮光膜と第1のレンズアレイ
との間に配置されるようにしているので、さらにクロス
トークの低減を図ることができる。
Further, by constructing the optical device provided with only one light-shielding film, the manufacturing of the optical device can be facilitated and the cost can be reduced. When the number of the light-shielding films is two, the second light-shielding film is arranged between the first light-shielding film and the first lens array, so that the crosstalk can be further reduced. it can.

【0130】また、遮光膜が2つからなる場合に、第1
のレンズアレイと第2の遮光膜とがそれぞれ別の表面に
形成される基板と、第1の遮光膜と第2のレンズアレイ
とがそれぞれ別の表面に形成される基板とを、両基板の
遮光膜が形成された表面が対向するように、透明なスペ
ーサ板を挟んだ状態で固定されるようにしているので、
光学装置の製作を容易にし、かつ低価格化を図ることが
できる。
When the light-shielding film is composed of two, the first
And a substrate on which the first light-shielding film and the second lens array are formed on different surfaces, and a substrate on which the lens array and the second light-shielding film are formed on different surfaces, respectively. Since the transparent spacer plates are sandwiched so that the surfaces on which the light-shielding film is formed face each other, they are fixed.
The manufacture of the optical device can be facilitated and the cost can be reduced.

【0131】また、この発明に係る光学装置を、画像読
み取り装置又は画像形成装置に利用することにより、こ
れらの装置の小型化及び低価格化を図ることができる。
Further, by using the optical device according to the present invention in an image reading device or an image forming device, it is possible to reduce the size and cost of these devices.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明に係る光学装置を用いた画像読み取り装
置の一部を断面して示す図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a part of an image reading apparatus using an optical device according to the present invention.

【図2】本発明に係る光学装置の一部を断面して示す図
である。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a part of an optical device according to the present invention.

【図3】本発明に係る光学装置への入射光の状態を示す
図である。
FIG. 3 is a diagram showing a state of incident light on an optical device according to the present invention.

【図4】バイナリレンズを用いた本発明の光学装置の一
部を断面して示す図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a part of an optical device of the present invention using a binary lens.

【図5】本発明に係る別の構成例の光学装置の一部を断
面して示す図である。
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a part of an optical device of another configuration example according to the present invention.

【図6】図5の光学装置により形成された像の照度分布
を示す図である。
6 is a diagram showing an illuminance distribution of an image formed by the optical device of FIG.

【図7】本発明に係るさらに別の光学装置の構成例を示
す図である。
FIG. 7 is a diagram showing a configuration example of still another optical device according to the present invention.

【図8】図7の光学装置の一部を断面して示す図であ
る。
8 is a cross-sectional view showing a part of the optical device of FIG.

【図9】図7に示したレンズアレイ(50c,80c)
の一部分の拡大配置図である。
FIG. 9 is a lens array (50c, 80c) shown in FIG.
It is an enlarged layout drawing of a part of.

【図10】各種レンズの形状を表した断面図を示す。FIG. 10 is a cross-sectional view showing the shapes of various lenses.

【図11】本発明に係る光学装置において、遮光膜が一
つの場合の実施例の構成を示す図である。
FIG. 11 is a diagram showing a configuration of an example in which the optical device according to the present invention has one light shielding film.

【図12】本発明に係る光学装置において、遮光膜が一
つの場合の実施例の構成を示す図である。
FIG. 12 is a diagram showing a configuration of an example in which the optical device according to the present invention has one light-shielding film.

【図13】本発明の光学装置に用いるバイナリレンズの
作成工程を示す図である。
FIG. 13 is a diagram showing a production process of a binary lens used in the optical device of the present invention.

【図14】本発明の光学装置に用いるバイナリレンズの
作成工程を示す図である。
FIG. 14 is a diagram showing a manufacturing process of a binary lens used in the optical device of the present invention.

【図15】本発明の光学装置の遮光膜の作成工程を示す
図である。
FIG. 15 is a diagram showing a process of forming a light shielding film of the optical device of the present invention.

【図16】本発明の光学装置の遮光膜の作成工程を示す
図である。
FIG. 16 is a diagram showing a step of forming a light shielding film of the optical device of the present invention.

【図17】本発明の一応用例であるイメージスキャナの
構成を示す図である。
FIG. 17 is a diagram showing a configuration of an image scanner which is an application example of the present invention.

【図18】図17の主要部を拡大した図である。FIG. 18 is an enlarged view of a main part of FIG.

【図19】図18の導光板の拡大側面断面図である。FIG. 19 is an enlarged side sectional view of the light guide plate of FIG.

【図20】本発明を利用した光プリンタの構成を示す図
である。
FIG. 20 is a diagram showing a configuration of an optical printer using the present invention.

【図21】従来のマイクロレンズアレイによる光学装置
の構成を示す図である。
FIG. 21 is a diagram showing a configuration of an optical device using a conventional microlens array.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

22 光学装置 31 第1の基板 33 遮光膜 34 第2の遮光膜 35 スペーサ板 36 第2の基板 38 第1の遮光膜 39 遮光膜 50 第1のレンズアレイ 51,52,53… レンズ 61,62.63… アパチャー(透孔) 71,72,73… アパチャー(透孔) 80 第2のレンズアレイ 81,82,83… レンズ 22 Optical Device 31 First Substrate 33 Light-shielding Film 34 Second Light-shielding Film 35 Spacer Plate 36 Second Substrate 38 First Light-shielding Film 39 Light-shielding Film 50 First Lens Array 51, 52, 53 ... Lenses 61, 62 .63 ... Aperture (through hole) 71, 72, 73 ... Aperture (through hole) 80 Second lens array 81, 82, 83 ... Lens

フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 B41J 2/455 G06T 1/00 H04N 1/036 A (72)発明者 安部 文隆 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内Continuation of front page (51) Int.Cl. 6 Identification number Office reference number FI Technical display location B41J 2/455 G06T 1/00 H04N 1/036 A (72) Inventor Fumitaka Abe Kamitadanaka, Nakahara-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Address 1015 within Fujitsu Limited

Claims (22)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 対象物に対して倒立した縮小実像を形成
する複数のレンズからなる第1のレンズアレイと、 前記縮小実像を所定の倍率で拡大しかつ正立像にするよ
うに、前記第1のレンズアレイの各レンズに対応した位
置に配置された複数のレンズからなる第2のレンズアレ
イと、 前記第1のレンズアレイと第2のレンズアレイとの間に
配置され、前記第1のレンズアレイの各レンズからの射
出光を通過させるように各レンズに対向する位置に透孔
が形成された一つ又は複数の遮光膜を有してなることを
特徴とする光学装置。
1. A first lens array including a plurality of lenses forming a reduced real image that is inverted with respect to an object; and the first lens array for enlarging the reduced real image at a predetermined magnification to form an erect image. A second lens array composed of a plurality of lenses arranged at positions corresponding to the respective lenses of the first lens array; and the first lens array arranged between the first lens array and the second lens array. An optical device comprising one or a plurality of light-shielding films each having a through hole formed at a position facing each lens so as to allow light emitted from each lens of the array to pass therethrough.
【請求項2】 前記遮光膜が、一つの遮光膜からなり、
かつ前記第1のレンズアレイの各レンズにより形成され
る縮小実像の像面の位置に配置されることを特徴とする
請求項1記載の光学装置。
2. The light shielding film is composed of one light shielding film,
The optical device according to claim 1, wherein the optical device is arranged at a position of an image plane of a reduced real image formed by each lens of the first lens array.
【請求項3】 前記遮光膜が、一つの遮光膜からなり、
かつ前記第1のレンズアレイと第2のレンズアレイとの
ほぼ中間位置に配置されることを特徴とする請求項1記
載の光学装置。
3. The light-shielding film comprises one light-shielding film,
The optical device according to claim 1, wherein the optical device is arranged substantially at an intermediate position between the first lens array and the second lens array.
【請求項4】 前記遮光膜が、前記第1のレンズアレイ
の各レンズから前記第2のレンズアレイの対応するレン
ズへの光路を実質的に制限しないが、前記第1のレンズ
アレイの各レンズから前記第2のレンズアレイの対応す
るレンズの隣接レンズへの光路を実質的に遮蔽できるよ
うな開口幅の透孔を有することを特徴とする請求項3に
記載した光学装置。
4. The light-shielding film does not substantially limit the optical path from each lens of the first lens array to the corresponding lens of the second lens array, but each lens of the first lens array. 4. The optical device according to claim 3, wherein the optical device has a through hole having an opening width capable of substantially blocking an optical path from a corresponding lens of the second lens array to an adjacent lens of the second lens array.
【請求項5】 前記第1のレンズアレイと一つの前記遮
光膜とが第1の基板の2つの表面にそれぞれ形成され、 前記第2のレンズアレイが、第2の基板の一つの表面に
形成され、 第1の基板の遮光膜が形成された面と第2の基板の第2
レンズアレイが形成されない面とを対向させて固定され
てなることを特徴とする請求項2、3又は4に記載の光
学装置。
5. The first lens array and one light-shielding film are formed on two surfaces of a first substrate respectively, and the second lens array is formed on one surface of a second substrate. The surface of the first substrate on which the light shielding film is formed and the second substrate of the second substrate.
The optical device according to claim 2, 3 or 4, wherein the optical device is fixed so as to face a surface on which the lens array is not formed.
【請求項6】 前記遮光膜が、第1の遮光膜と第2の遮
光膜からなり、 前記第2の遮光膜が、前記第1の遮光膜と前記第1のレ
ンズアレイとの間に配置されることを特徴とする請求項
1記載の光学装置。
6. The light shielding film comprises a first light shielding film and a second light shielding film, and the second light shielding film is arranged between the first light shielding film and the first lens array. The optical device according to claim 1, wherein
【請求項7】 前記第1の遮光膜が、前記第1のレンズ
アレイの各レンズにより形成される縮小実像の像面の位
置に配置されることを特徴とする請求項6記載の光学装
置。
7. The optical device according to claim 6, wherein the first light-shielding film is arranged at a position of an image plane of a reduced real image formed by each lens of the first lens array.
【請求項8】 前記第1の遮光膜と前記第2のレンズア
レイとの間隔、前記第2の遮光膜と前記第1のレンズア
レイとの間隔、および前記第1の遮光膜と前記第2の遮
光膜との間隔が、それぞれほぼ等しくなるように構成さ
れることを特徴とする請求項6記載の光学装置。
8. A distance between the first light shielding film and the second lens array, a distance between the second light shielding film and the first lens array, and the first light shielding film and the second lens array. 7. The optical device according to claim 6, wherein the light-shielding film and the light-shielding film have a substantially equal interval.
【請求項9】 前記第1の遮光膜と前記第2の遮光膜と
が、前記第1のレンズアレイの各レンズから、前記第2
のレンズアレイの対応するレンズへの光路を実質的に制
限しないが、前記第1のレンズアレイの各レンズから前
記第2のレンズアレイの対応するレンズの隣接レンズへ
の光路を実質的に遮蔽するような開口幅の透孔をそれぞ
れ有することを特徴とする請求項8記載の光学装置。
9. The first light-shielding film and the second light-shielding film are formed from each lens of the first lens array to the second light-shielding film.
Does not substantially limit the optical path to the corresponding lens of the second lens array, but substantially blocks the optical path from each lens of the first lens array to an adjacent lens of the corresponding lens of the second lens array. 9. The optical device according to claim 8, wherein each of the through holes has such an opening width.
【請求項10】 前記第1のレンズアレイと前記第2の
遮光膜とが第1の基板の2つの表面にそれぞれ形成さ
れ、 前記第2のレンズアレイと前記第1の遮光膜とが第2の
基板の2つの表面にそれぞれ形成され、 第1の基板と第2の基板が、それぞれ遮光膜が形成され
た面で対向され、透明なスペーサ板を挟んだ状態で固定
されてなることを特徴とする請求項6、7、8又は9に
記載の光学装置。
10. The first lens array and the second light-shielding film are respectively formed on two surfaces of a first substrate, and the second lens array and the first light-shielding film are second layers. Formed on each of two surfaces of the substrate, the first substrate and the second substrate are opposed to each other on the surface on which the light shielding film is formed, and are fixed with a transparent spacer plate sandwiched therebetween. The optical device according to claim 6, 7, 8 or 9.
【請求項11】 前記第1のレンズアレイと前記第2の
レンズアレイとがそれぞれ基板の表面に形成され、第1
及び第2のレンズアレイの各レンズが存在しない基板表
面部分が遮光性を有することを特徴とする請求項1記載
の光学装置。
11. The first lens array and the second lens array are formed on a surface of a substrate, respectively.
The optical device according to claim 1, wherein the substrate surface portion where each lens of the second lens array does not exist has a light shielding property.
【請求項12】 前記第1及び第2のレンズアレイの各
レンズが等間隔に整列されており、第1レンズアレイと
第2レンズアレイの少なくとも一方のレンズアレイの各
レンズの整列方向の幅が、各レンズ間のピッチと、各レ
ンズによって形成される縮小実像の縮小率との積の偶数
倍であるように設定されたことと特徴とする請求項11
記載の光学装置。
12. The lenses of the first and second lens arrays are aligned at equal intervals, and the width of each lens of at least one of the first lens array and the second lens array in the alignment direction is , The pitch between each lens and the reduction ratio of the reduced real image formed by each lens are set to be even multiples.
The optical device described.
【請求項13】 前記第1及び第2のレンズアレイの各
レンズが、いずれも矩形の形状からなることを特徴とす
る請求項12記載の光学装置。
13. The optical device according to claim 12, wherein each of the lenses of the first and second lens arrays has a rectangular shape.
【請求項14】 前記第1のレンズアレイ及び前記第2
のレンズアレイの各レンズが、フレネルレンズであるこ
とを特徴とする請求項1から13のいずれかに記載の光
学装置。
14. The first lens array and the second lens array.
14. The optical device according to claim 1, wherein each lens of the lens array is a Fresnel lens.
【請求項15】 前記フレネルレンズが、表面に複数段
の階段状の凸面を備えてなるバイナリレンズによって構
成されることを特徴とする請求項14記載の光学装置。
15. The optical device according to claim 14, wherein the Fresnel lens is constituted by a binary lens having a plurality of stepped convex surfaces on the surface.
【請求項16】 前記第2のレンズアレイの各レンズ
が、その形状の中心と光学的な中心とを偏心させて形成
されてなることを特徴とする請求項15に記載の光学装
置。
16. The optical device according to claim 15, wherein each lens of the second lens array is formed by decentering the center of its shape and the optical center.
【請求項17】 前記第2のレンズアレイの各レンズの
光学的な中心が、レンズの形状の縁部上又はその外部に
あることを特徴とする請求項16記載の光学装置。
17. The optical device of claim 16, wherein the optical center of each lens of the second lens array is on or outside the edge of the lens shape.
【請求項18】 前記第1のレンズアレイおよび第2の
レンズアレイが、同一ピッチで整列した2列のレンズ群
からなり、 それぞれのレンズ群から得られる実像が合成されて、一
つの実像を形成するように構成されたことを特徴とする
請求項17記載の光学装置。
18. The first lens array and the second lens array are composed of two rows of lens groups aligned at the same pitch, and real images obtained from the respective lens groups are combined to form one real image. The optical device according to claim 17, wherein the optical device is configured to:
【請求項19】 前記請求項1から18の何れか一つに
記載した光学装置と、光照射装置と、光照射装置から照
射され光学装置を通過した光によって結像された実像を
光電交換するイメージセンサとを備えたことを特徴とす
る画像読み取り装置。
19. An optical device according to any one of claims 1 to 18, a light irradiation device, and a real image formed by light emitted from the light irradiation device and passing through the optical device is photoelectrically exchanged. An image reading device comprising an image sensor.
【請求項20】 前記光照射装置が、光源と、読みとる
べき画像と前記光学装置との間に配置され、かつ前記光
源からの光を前記画像へ導き照射する導光装置とから構
成されることを特徴とする請求項19記載の画像読み取
り装置。
20. The light irradiation device comprises a light source and a light guide device which is disposed between the image to be read and the optical device and guides and irradiates the light from the light source to the image. 20. The image reading device according to claim 19, wherein
【請求項21】 前記導光装置は、光透過性の物質から
なり、前記光源からの光を前記物質内へ受け入れるため
の受光口と、該受光口が受け入れた前記光源からの光を
前記物質内で反射する第1の反射体と、第1の反射体が
反射した光を前記物質内で反射する第2の反射体と、第
2の反射体が反射した光を透過させ前記画像へ照射する
ための照射口と、前記画像から反射され前記照射口を経
た反射光を前記光学装置へ透過させるための透過口とを
備える導光板からなることを特徴とする請求項20記載
の画像読み取り装置。
21. The light guide device is made of a light-transmitting substance, and has a light receiving port for receiving the light from the light source into the substance, and the light from the light source received by the light receiving port. A first reflector that reflects inside, a second reflector that reflects the light reflected by the first reflector inside the substance, and a light that is reflected by the second reflector are transmitted to irradiate the image. 21. The image reading apparatus according to claim 20, further comprising: a light guide plate having an irradiation opening for transmitting light, and a transmission opening for transmitting reflected light reflected from the image and passing through the irradiation opening to the optical device. .
【請求項22】 前記請求項1から18の何れか一つに
記載した光学装置と、所望の発光パターンを照射する光
照射装置と、光照射装置から照射され光学装置を通過し
た光が形成する発光パターン像により潜像が形成される
感光体とを備えたことを特徴とする画像形成装置。
22. The optical device according to any one of claims 1 to 18, a light irradiation device for irradiating a desired light emission pattern, and light emitted from the light irradiation device and passing through the optical device are formed. An image forming apparatus comprising: a photoconductor on which a latent image is formed by a light emission pattern image.
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Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000141745A (en) * 1998-11-05 2000-05-23 Ricoh Co Ltd Optical apparatus
JP2000284217A (en) * 1999-03-31 2000-10-13 Nippon Sheet Glass Co Ltd Erect variable power array lens device
JP2005250178A (en) * 2004-03-04 2005-09-15 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Integrated type light receiving circuit, its manufacturing method and array light receiving part
JP2008307885A (en) * 2007-05-14 2008-12-25 Seiko Epson Corp Shading member, line head, and image forming apparatus using them
JP2009186544A (en) * 2008-02-04 2009-08-20 Toppan Printing Co Ltd Display body and article with label
JP2009223186A (en) * 2008-03-18 2009-10-01 Oki Data Corp Lens array, led head having the same, exposure device, image forming apparatus and image reading apparatus
JP2021090052A (en) * 2019-12-05 2021-06-10 オプティツ インコーポレイテッド Monolithic multi-focus light source device
JP2021514492A (en) * 2018-02-09 2021-06-10 ニーサー,ポール Filtration equipment and methods

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000141745A (en) * 1998-11-05 2000-05-23 Ricoh Co Ltd Optical apparatus
JP2000284217A (en) * 1999-03-31 2000-10-13 Nippon Sheet Glass Co Ltd Erect variable power array lens device
JP2005250178A (en) * 2004-03-04 2005-09-15 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Integrated type light receiving circuit, its manufacturing method and array light receiving part
JP2008307885A (en) * 2007-05-14 2008-12-25 Seiko Epson Corp Shading member, line head, and image forming apparatus using them
JP2009186544A (en) * 2008-02-04 2009-08-20 Toppan Printing Co Ltd Display body and article with label
JP2009223186A (en) * 2008-03-18 2009-10-01 Oki Data Corp Lens array, led head having the same, exposure device, image forming apparatus and image reading apparatus
JP2021514492A (en) * 2018-02-09 2021-06-10 ニーサー,ポール Filtration equipment and methods
JP2021090052A (en) * 2019-12-05 2021-06-10 オプティツ インコーポレイテッド Monolithic multi-focus light source device

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