JPS5821702A - 微小幅両面反射帯を用いた結像素子 - Google Patents

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は両面反射帯を用いた結像素子に関する。

従来の結像素子は通常、集光性を持たせるために球面あ
るいは非球面をもった、扁豆形のいわゆるレンズを備え
ている。球面又は非球面（回転面）を持つ結像素子には
光軸が存在し、収差、偏心、組付時の光軸合せ等わずら
れしい問題が多い。又、レンズには固有の焦点距離があ
り物像距離を自由に選ぶことができない０又、画角等の
関係で物像距離が長くなり、装置が大型化する欠点があ
る。

なお、球面、あるい′は非球面をもたない結像素子とし
ては中心から周辺に行くにしたがって屈折率を順次変え
たガラス又はプラスチックで円形断面の線状に形成した
集束性光伝送体がある。

この発明は、従来の結像素子の上述の問題点にかんがみ
、上記の集束性光伝送体とは別の構成で、光軸が存在せ
ず、従って収差、偏心等の問題がなく、物像距離が自由
になり、装置の小型化に寄与する結像素子を提供するこ
とを目的とする。

以下に、本発明を、その実施例を示す図面にもとすいて
詳細に説明する。

第１図に示す本発明の第１実施例の結像素子ｌは、複数
本の幅数μないし数十′μの両面反射帯２が、隣接する
反射面が互いに向い合うような微小なピッチで互いに平
行に配設されて構成されている。

この素子を用いて物点から出た光を結像させる場合の作
用を第２図により説明する。物点８から８の距離に第１
図に示す結像素子を物点２と結像させようとする点４を
結ぶ直線が反射帯２の反射面と平行になり反射帯２の長
い方の縁が物点８の方を向くように配置する。反射帯２
の幅を２Δとすると、反射された光線は、物点から２８
の距離にある像面５と、物点８を通り反射帯２に平行な
ＩＭ６との交線４を中心に前後夫々２Δ、都合４Δの間
、で平面６を通過する。

結像素子ｌの反射面２の中央ｍの位置で反射された光線
は、物点から２８の距離にある直線４に集まり、像面５
上に結像する。ｍから外れた位置で反射した光線ｉ像面
５上で直線４の上下ある範囲に分布し、像のボケとして
とらえられる。

そこで、Δを極めて小さくすれば、反射面２による反射
光の平面６を通過する幅４Δも極めて小さくなり、反射
光ははソー直線４上に集まり結像する。

物点３が均等拡散面であると仮定すれば、像面５での明
るさは、物点２からの光路長の２乗に反比例する。反射
面に対して角度θで物点２から出た光線の像面５迄の光
路長は反射帯２で反射したものも、反射せずに直進した
場合も２８／ｃｏｓθであるから、この光線の像面５で
の明るさは房θ ｋ（−）”（こ＼にｋは定数） Ｓ となり、ｃｘｓ２θに比例する。結像点４での明るさは
、これに反射光線数を乗じたものとなるげ一方、反射帯
２の間を反射することなく通過した光、あるいは反射帯
で２回ないし偶数回反射した光（第２図中に梨地ハツチ
ングで示した光）は結像に無関係なフレアとなるが、こ
れらの光線は集光性がないから、像面５での明るさは上
記の式そのま＼となり、結像光に比してほとんど無視で
きるほど微小なものとなる。

第８図に、本発明の第１実施例の光線図を詳細に示す。

図中に鏡面２に平行な線でノ〜ツチングを施した光線は
フレアとなる光線で、像面５で２つ以上の光線が重なる
ことはない。

之に対して鏡面２に対して斜方向の線でノ・ツチングを
施した光線は結像光線で、像面５上で平面６との交線４
付近に集まる。

この図から像面５上の明るさの分布を求めると第４図の
如くなる。この図は横軸に像面上の結像点からの距離２
８　ｔａｎθを縦軸に明るさをとって示している。図中
、中央の塔状の部分が像でありその最大幅Ｂは像のボケ
幅を表わす。又その両側のに■２θの曲線で変化する明
るさの少い部分はフレアを示す・ こ＼で、反射面２の幅２Δを狭くすればする程像のボケ
幅が小さくなること社前述の通りであるが、反射帯２の
ピッチを狭くすればする程倫点への到達光線数が増えて
、フレア光に対する物点の明るさの比が増加し儂はコン
トラストが強く鮮明になる。

との結像素子は第５図に示す如く反射帯２を透明材料７
の内部に組込み、特にシート状にすれば取扱いに便利で
ある。

又第６図及び第７因に示す第２実施例の結像素子は透明
材料７中に反射帯２を平行に配設して構成した結像素子
８をシリンドリカルレンズ９で、該シリンドリカルレン
ズの母線方向と反射面２とが直交する如くサンドウィッ
チ状に挾んで構成されている。この結像素子の一方に物
点８を置けば、反射帯に直交する面内では前述の理論に
より物点より結像素子点の距離Ｓの２倍の位置にある像
面６に結像し、又これと直角方向の面内では第７図に示
す如くシリンドリカルレンズ９により同じ像面に結像す
るようにしておけば物点がら出た光は像面５上で一点に
結像するので、線走査用の結像素子として利用できる。

なおシリン、トリカルレンズは反射帯による結像素子を
サンドウィッチ状に挾む配置以外に種々の配置が可能で
ある。

父、第８図に示す第８実施例では、第１図に示した両面
反射帯２を平行に配設して成る結像素子ｌの２組を夫々
の反射帯が互いに直交するように組合せて、基盤目状の
格子に構成されている。この結像素子の面の一方にＳだ
け離れた位置に物点を置けば物点から出た光は直交する
２組の反射帯群により互いに直交する２つの方向に集束
して２ｓの距離にある像面上の１点に結像するので、全
くレンズは不要となる。この構成の場合も両面反射帯の
格子を透明材料、特に薄いシート状の材料に組込めば取
扱いが容易になる。

以上の如く、本発明による結像素子は、光軸を持たない
ので、偏心、収差がなく、（物体各点とも平等な影響を
受けるので全体として収差はあられれない）明るさムラ
等の心配がない。

又０、物偉距離が自由になるから装置への組付けが容易
であシ、素子自体が小型で、あることと相俟って装置に
組込んだ場合、装置を小型にすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例の構成を示す斜視図、第２
図はその作用を説明する図式図、第８図はその光線図、
第４図はその像面における明るさの分布を示す図、第５
図はこの実施例の結像素子を透明シートに組込んだ状態
を示す斜視図、第６図は本発明の第２実施例の平面図、
第７図はその断面図、第８図は本発明の第８実施例を示
す斜視図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）　　複数本の幅数μないし数十μの両面反射帯を
   隣接する反射面が互いに向い合うように微少なピッチで
   互いに平行に並べて成ることを特徴とする結像素子。 （２）上記の結像素子を透明材料の内部に構成したこと
   を特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の結像素子。 （８）上記の透明材料を薄いシート状にしたことを特徴
   とする特許請求の範囲第２項に記載の結像素子。 （４）上記の結像素子とシリンドリカルレンズとを、該
   結像素子の鋺面の方向とシリンドリカルレンズの母線の
   方向とが直交する如く組合せて成ることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項乃至第８項のいずれか１項に記載の
   結像素子。 （５）複数本の微小幅両面反射帯を互いに平行に配設し
   て成る結像素子２組を夫々の反射帯が互いに直交する如
   く組合せて基盤目状の格子に構成したことを特徴とする
   特許請求の範囲第１項乃至第８項に記載の結像素子。