JPS6275414A

JPS6275414A - 結像光学系

Info

Publication number: JPS6275414A
Application number: JP21537785A
Authority: JP
Inventors: Toshihide Doi; 土肥　寿秀; Makoto Kato; 誠加藤; Koichi Washida; 公一鷲田
Original assignee: Matsushita Graphic Communication Systems Inc; Minolta Co Ltd
Current assignee: Minolta Co Ltd; Panasonic System Solutions Japan Co Ltd
Priority date: 1985-09-28
Filing date: 1985-09-28
Publication date: 1987-04-07

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、ファクシミリ等の光学Ｍ’Ｓにおける結像光
学系に関する。

従来の技術最近、等倍結像型の光電変換手段として、密殖イメージ
センサと称されるタイプのリニアイメージセンサが開発
され、ファクシミリの読取部などで実用化されている。

その読取部の従来例の構成を第８図に示している。

第８図に示すように、原稿１、線状光源２、ロッドレン
ズアレイ３、リニアイメージセンサ４が、−配コされ、
ロッドレンズアレイ３によって、原稿１の矢印Ｘで示す
線状部分の正立等倍像がイメージセンサ４の開口列４１
に結像される。この矢印Ｘ方向が主走査方向で、これと
直交するシ１走査方向Ｙに原稿１が送給される。

ロッドレンズアレイ３は、３１．３２で例示している多
数のロッドレンズを規則的に精度よく配列したもので、
同じ正立等倍像を得るための球面レンズな用いた結像光
学系に比べ、光学系を大幅に小型化することができる。

この大幅な小型化が可能であるという点が、ロッドレン
ズアレイ３による結像光学装置の大きな特徴である。し
かし、ロッドレンズアレイ３は球面レンズを用いた結像
光学系に比べて非常に高価であるという欠点をもってい
る。

ロッドレンズアレイと同程度に小型で、かつ安価な結像
光学装置を実現するために、第９図に示す構成が提案さ
れている。これは、アクリルなどの合成樹脂で一体成形
された集合レンズ板３００゜３０１を用いたものである
。集合レンズ板３００゜−３０１には多数の微小球面レ
ンズ３３．３４が一直線上に配列されている。微小球面
レンズ３３と３４の光軸が揃っていて、この組み合わせ
で、原稿の線状部分Ｘがイメージセンサ開口部４１に正
立等倍結像される。

発明が解決しようとする問題点ところが第９図の構成では、微小球面レンズ群を形成す
るための金型を高精度に加工するのが容易でないこと、
および結像に寄与する光の利用効率を高めることが容易
でない、といった新たな問題な生じてしまう。また、隣
１妄レンズ間に遮光措置を施すための構造が複雑になり
、コスト高ともなる。

そこでこの発明の目的は、加工上の容易さ、経済性なら
びに結像に寄与する光岱の有効利用の息子・バランスの
とれた小型の結像光学系を提供することにある。

問題点を解決するための手段この発明は、球面レンズの結像作用が直交２軸方向に独
立に存在すること、リニアイメージセンサを用いた光電
変換系などへの適用においては実質的に線状部分の結像
性能を満たせばよいこと、円柱面の型成形は球面成形に
比べて容易であることに着眼した構成になっている。

つまり、この発明による結像光学系は、軸線を主走査方
向に直交する方向に平行な多数の円柱面を主走査方向に
連設した円柱面集合光学系と、少なくとも一方の面に軸
線を左走査方向に向けた単で折り返し光学系を構成した
ことを特徴とする。

作用物体からの光は、円柱面集合光学系および円柱面光学系
により集光され、反射面により反射された後、再び円柱
面光学系および円柱面集合光学系を通って、像面上に主
走査方向Ｘには正立し、副走査方向Ｙには倒立した等倍
像として結椴される。

本発明の一実施態様においては、円柱面光学系による集
光と反射面による反則とが同時に行なわれる。

実施例第６図は本発明の実施例に用いる結像系に共通な等両光
学系の吸略構成を示している。この光学系では、２枚の
円柱面果合レンズ板５と６でＸ方向結像レンズ系が偶成
され、２枚の円柱面レンズ５００と６００でＸ方向に直
交するＹ方向結璽レンズ系が構成されている。

円柱面集合レンズ板５は幅ｄｘの多数の同形状の円柱面
レンズ（符号５１．５２で例示している）が、軸線をＹ
方向に向けてＸ方向に平行に連設されている。円柱面レ
ンズ列とは反対側の面５ｏは平面になっており、もう一
方の円柱面集合レンズ板６もまったく同じ構成である。

２枚の円柱面集合レンズ板５と６は互の平面どうしを向
い合わせ、所定間隔をおいて平行に配設さ杭ており、両
レンズ板５．６の各円柱面レンズの光軸（５１と６１の
光軸、５２と６２の光軸といった組み合わせ）が揃って
いる。

円柱面レンズ５００は、軸線をＸ方向に向けた単一の円
柱面レンズで、その長さはレンズ板５゜６のＸ方向の長
さと同じ長さで、幅ｄｙは前記ｄｘより大きく、片面は
平面になっている。もう一方の円柱面レンズ６００もま
ったく同じ構成である。

円柱面レンズ５００はその平面側を円柱面集合レンズ板
５の平面側に合わせて平行に配設され、同様に円柱面レ
ンズ６００は円柱面果合レンズ板６に祖み合わされてい
る。

原稿面上の主走査方向Ｘ上のある点１０から出た光は、
円柱面集合レンズ板５のある円柱面レンズ５１によって
集光された後、円柱面集合レンズ板６の円柱面レンズ６
コで再び集光され、Ｘ方向には王立等倍像として像点４
１０に対応する像（前述のイメージセンサ開口部４１の
１点）を形成する。このとき、他の円柱面レンズの対（
５２と５２）を経由して点１０の像点４１０が形成され
るのは、従来のロッドレンズアレイなどによる正立等倍
結像光学装置と同等であるが、Ｙ方向では王立等倍でな
く、倒立等倍になる。異なる円柱面レンズ対間での結像
防止（５１と６２の組み合わせなど）については、第９
図の集合レンズ板による構成と同様に遮光マスクなどの
工夫を要するが、この点については実施例にもとづきＩ
ｆｉ述する。

以上の結像作用を主走査方向×および副走蛋方向Ｙの各
方向で整理すると、それぞれ第７図のようになる。第７
図において、ＨＸ、１−１ｘ’　はＸ方向での円柱面レ
ンズ５１．６１の前側および後側主平面な示す（ただし
、平板ガラスの効果を有する円柱面レンズ５００．６０
０の屈折効果も考慮している）。同様に、Ｈｙ、＋−＋
ｙ’　はＹ方向での円柱面レンズ５００，６００の前側
およびＩ　ｍ、ｌＩ主平面を示す（ただし、平板ガラス
の効果を有する円柱面レンズ５１．６１の屈折効果も考
圧している）。

図においては、円柱面レンズ５００　（平板ガラス効果
を与えるレンズ５１の断面を含む）の前側焦点面に物点
１０がある場合を示している。この場合、レンズ５００
を透過してＹ方向には平行光束として出射し、線状の９
２０が形成される。直交する円柱面レンズ系相互の設計
パラメータの間通は、まずＸ方向結像レンズ系の設計を
主体に進め、次いで決定されたレンズ肉厚とレンズ素材
の屈折串をもとに、Ｙ方向結像レンズ系の円柱面レンズ
を設計すればよく、第７図のような；ユ計例の場合、レ
ンズ５００と６００の間の距朗は倍率に無関係となる。

第１図は、本発明による結像光学系の第］実施例の構成
な示している。この実施ｔ？Ｉにおいては、後面７０が
反則面となっている円柱レンズ列７の前面に単一の円柱
レンズ８８が配置され、さらにその前方に光路分割用の
直角な反射面９１．９２を有する２枚鏡９が耐雪されて
いる。この実施例における光学系と第６図に示す光学系
とを比較すると、第６図のＸ方向の結像作用を有する円
柱面集合レンズ板５，６が第１図の円柱レンズ列７に対
応し、Ｙ方向に結像性能を有する円柱面レンズ５００．
６００が円柱レンズ８８に対応する。ただしこの場合の
Ｙ方向は、２枚鏡９により光路が変更されているため、
縦方向になっている。この実施例は、反射面７０を介在
させて折り返し光学系を構成することにより、結像性能
を劣化させることなく、第６図と等価でコンパクトな光
学系を実現している。

主走査方向Ｘに治って配置された線状光源２に照明され
た原稿１の点１０がらの反射光は、２枚鎮９の一方の反
射面９１に反射されて、円柱レンズ８８および円柱レン
ズ列７により集光され、反則面７０により反則された後
、再び円柱レンズ列７および円柱レンズ８８を通り、２
枚鏡９の他方の反射面９２に反則されて、リニアイメー
ジセンサ４の画素開口列４１に等倍像４１０として結像
される。

光１２としては、蛍光灯またはしＥＤアレイなどが用い
られ、イメージセンサ４から十分な出力が得られるよう
に、必要な照明を原稿１の画像面に対し一様に与える。

また、円柱レンズ列７にあける各円柱レンズ７１．７２
．７３・・・間の遮光（ま、各円柱レンズ境界面に黒色
光吸収性の遮光マスク７１０．７２０，７３０・・・を
設けてこれを行なっている。

第２図（は本発明の第２実施例を示している。この例で
は、第１図の円柱レンズ８８の代りに、円柱面あるいは
楕円柱面を反射面８１とした円柱面鏡８が円柱レンズ列
７の後方に配置されてＹ方向結像レンズ系が（？ｉ成さ
れている。この構成によれば、第１図の円柱レンズ８８
の両面と反射面７０とが、単一の円柱面鏡８におきかえ
られ、構成がより画素化されている。一般に円柱面鏡の
結象性能は、等倍軸上結像の場合には無収差系が実現で
きるので、ライン像形成に対しては、近軸像面を用いる
本実施例は有利な構成である。

第３図は本発明の第３実施例を示している。第２図で、
円柱面鏡８は円柱レンズ列７とは独立の要素として構成
されたが、本実施例では円柱レンズ列７の後面が円柱面
鏡面８１０として一体化されている。

第４図は、本発明の第４実施例を示す。この実施例にお
いては、上記第３実施例までに用いられていた光路分割
用の２枚鏡９が用いられず、原稿１は、ガラスのような
透明基板１１の裏面に、ゴムローラコ２により押圧、駆
動されてＰ走査送り、を受ける。イメージセンサ４は、
光ｉｔ！２による原稿照明部から離れた透明基板１１の
入面に配置され、光源２とは遮光板２２により仕切られ
ている。

第５図は、本発明の第５実施例として、半透明鏡９９を
介して原稿１上の汲１０をイメージセンサ４上に導いて
いる。光路分割用の２枚鏡を用いる場合に比べ、先回の
点で１／４に減るが、厳密に光軸上にインライン設定で
きるので結像性能の面から本構成はより有利である。

上記各実施例は、本発明をファクシミリ等の原ｖＡｉ取
装置に通用した例であるが、本発明は、画像記録装置や
複写機の結像光学系に適用できることは勿論である。

発明の効果以上詳細に説明したように、この発明による結像光学系
は、円柱面集合光学系とこれに直交する円柱面光学系と
で構成されるので、従来のロッドレンズアレイによるも
のと同様に小型化が可能であり、しかもその設計、加工
も容易となり、したがって開口数（Ｘ方向とＹ方向で独
立に設定でき−る）および解像性能の点で有利である。

またプラスチックレンズの成形金型の加工が容易になる
ことから、経済性に優れた結像光学系が実現される。

とくにＸ方向に長い長尺のイメージセンサの対応する結
像光学系を本発明により容易かつ安価に実現することが
できる。

ざらに、本発明による結像光学系では、Ｙ方向のＦ８　
Ｑ作用が単一光軸の円柱面光学系によって得られるため
、この方向の結像については、球面レンズ列あるいは集
束型ロッドレンズ列の場合のように各光軸毎に形成され
る多重像効果で焦点深度が制限されるということがなく
、深い焦点深度が得られる。

また、両光学系の間の反射面で折り返し光学系を形成し
ているので、結像性能上と小型化の点から有利な結像光
学系であり、とくに遮光マスクが１次元方向のみの簡単
な構造でよいことが実用上重要な効果を有している。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）、（ｂ）は、本発明の第１実施例を示す概
略構成図、第２図は、本発明の第２実施例を示ｆＷ略構
成図、第３図は、本発明の第３実施例を示す概略構成図
、第４図は、本発明の第４実施例を示す概略構成図、第
５図は、本発明の第５実旅例を示すＮ！８構成図、第６
図および第７図は、本発明の基本となる結像光学系を示
す概略構成図、第８図および第９図は、従来の結像光学
系を示す概略構成図である。１・・・原稿、２・・・光源、７・・・円柱面集合光学
系、７０・・・反射面、８８・・・円柱面光学系、９・
・・２枚鏡。料理人　弁理士　縣　浩介第１図第４図第５図第６図５．６：円柱面寮合しンス゛販第７図第８図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）一方の面に軸線を主走査方向に直交する方向に向
けた複数の円柱面を主走査方向に連設した円柱面集合光
学系と、少なくとも一方の面に軸線を主走査方向に向け
た単一の円柱面を有する円柱面光学系とを光軸方向に重
ねるとともに、重ねられた両光学系の間に反射面を配設
して折り返し光学系を構成したことを特徴とする結像光
学系。
（２）円柱レンズ列の背面を平面鏡とした前記円柱面集
合光学系に単一の円柱レンズを組合せたことを特徴とす
る特許請求の範囲（１）に記載の結像光学系。
（３）円柱レンズ列にほぼ接して円柱面鏡もしくは楕円
柱面鏡を配設したことを特徴とする特許請求の範囲（１
）に記載の結像光学系。
（４）円柱レンズ列の後面に円柱面鏡もしくは楕円柱面
鏡を一体に形成したことを特徴とする特許請求の範囲（
１）に記載の結像光学系。