TW202403351A - 光學裝置、影像感測器、及光學裝置之製造方法 - Google Patents
光學裝置、影像感測器、及光學裝置之製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- TW202403351A TW202403351A TW112102575A TW112102575A TW202403351A TW 202403351 A TW202403351 A TW 202403351A TW 112102575 A TW112102575 A TW 112102575A TW 112102575 A TW112102575 A TW 112102575A TW 202403351 A TW202403351 A TW 202403351A
- Authority
- TW
- Taiwan
- Prior art keywords
- transparent dielectric
- array
- lens
- rod lens
- lens array
- Prior art date
Links
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title claims abstract description 214
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 25
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 8
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 31
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims description 20
- 238000003280 down draw process Methods 0.000 claims description 4
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 abstract description 19
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 68
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 23
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 21
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 21
- 238000003491 array Methods 0.000 description 18
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 16
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 15
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 12
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 10
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 10
- 239000000463 material Substances 0.000 description 9
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 7
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 7
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 7
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 6
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 6
- 238000013041 optical simulation Methods 0.000 description 6
- 230000008859 change Effects 0.000 description 5
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 5
- HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N Chloroform Chemical compound ClC(Cl)Cl HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 4
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 4
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 3
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 3
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 3
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 3
- 238000011160 research Methods 0.000 description 3
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 3
- 229920002430 Fibre-reinforced plastic Polymers 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000012790 adhesive layer Substances 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000005253 cladding Methods 0.000 description 2
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 2
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 2
- 239000011151 fibre-reinforced plastic Substances 0.000 description 2
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 description 2
- 230000031700 light absorption Effects 0.000 description 2
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 2
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 2
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 2
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 2
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004925 Acrylic resin Substances 0.000 description 1
- 229920000178 Acrylic resin Polymers 0.000 description 1
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000877 Melamine resin Polymers 0.000 description 1
- 239000004640 Melamine resin Substances 0.000 description 1
- 239000004840 adhesive resin Substances 0.000 description 1
- 229920006223 adhesive resin Polymers 0.000 description 1
- 229920000180 alkyd Polymers 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- CXOWYMLTGOFURZ-UHFFFAOYSA-N azanylidynechromium Chemical class [Cr]#N CXOWYMLTGOFURZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 1
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 1
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 1
- 230000005669 field effect Effects 0.000 description 1
- 238000007496 glass forming Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N iron oxide Inorganic materials [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- ORUIBWPALBXDOA-UHFFFAOYSA-L magnesium fluoride Chemical compound [F-].[F-].[Mg+2] ORUIBWPALBXDOA-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910001635 magnesium fluoride Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000012634 optical imaging Methods 0.000 description 1
- NDLPOXTZKUMGOV-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoferriooxy)iron hydrate Chemical compound O.O=[Fe]O[Fe]=O NDLPOXTZKUMGOV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 1
- 239000005011 phenolic resin Substances 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 239000000049 pigment Substances 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 229920005749 polyurethane resin Polymers 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 229920002050 silicone resin Polymers 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 1
- 229920006337 unsaturated polyester resin Polymers 0.000 description 1
- 238000011179 visual inspection Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
- G02B27/18—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 for optical projection, e.g. combination of mirror and condenser and objective
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B3/00—Simple or compound lenses
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
- H01L27/144—Devices controlled by radiation
- H01L27/146—Imager structures
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N1/00—Scanning, transmission or reproduction of documents or the like, e.g. facsimile transmission; Details thereof
- H04N1/024—Details of scanning heads ; Means for illuminating the original
- H04N1/028—Details of scanning heads ; Means for illuminating the original for picture information pick-up
- H04N1/03—Details of scanning heads ; Means for illuminating the original for picture information pick-up with photodetectors arranged in a substantially linear array
- H04N1/031—Details of scanning heads ; Means for illuminating the original for picture information pick-up with photodetectors arranged in a substantially linear array the photodetectors having a one-to-one and optically positive correspondence with the scanned picture elements, e.g. linear contact sensors
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
- H04N23/50—Constructional details
- H04N23/55—Optical parts specially adapted for electronic image sensors; Mounting thereof
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Facsimile Heads (AREA)
- Studio Devices (AREA)
- Optical Elements Other Than Lenses (AREA)
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
- Lenses (AREA)
Abstract
本發明之光學裝置1a具備透鏡陣列10與透明介電體陣列20。透鏡陣列10包含複數透鏡11。於透鏡陣列10中，複數透鏡11以其等之光軸相互大致平行之方式排列。透明介電體陣列20包含複數透明介電體21。於透明介電體陣列20中，複數透明介電體21以其等之中心軸相互大致平行之方式排列。透鏡陣列10及透明介電體陣列20以透鏡11之光軸及透明介電體21之中心軸大致平行，且透鏡陣列10之端面與透明介電體陣列20之端面對向之方式配置。
Description
本發明係關於一種光學裝置、影像感測器、及光學裝置之製造方法。
以往，已知有將複數透鏡以其等之光軸或中心軸相互平行之方式排列於規定之方向且一體化而形成之透鏡陣列。於此種透鏡陣列中，藉由將由各個單透鏡獲得之影像重疊而形成影像，雖然獲得之物體面之圖像資訊為小型，但能夠獲得二維圖像資訊。有效利用此種特性及功能，而將透鏡陣列與照明裝置及光電二極體（PD）陣列等受光元件陣列一起用於影像感測器。作為使用透鏡陣列之影像感測器，例如有接觸式影像感測器（CIS）。
與具備電荷耦合器件（CCD，Charge-Coupled Device）及互補金氧半導體（CMOS，Complementary Metal-Oxide Semiconductor）等二維感測器、複數透鏡、及反射鏡之縮小光學成像方式之掃描器相比，具備透鏡陣列之影像感測器例如具有下述優點：物體與受光元件（攝像元件）之距離、物點與像點之距離、或物體面與像面之距離較短，容易實現省空間；零件件數較少，維護性良好；及容易組裝等。
接觸式影像感測器等裝置所使用之透鏡陣列具有其小型化、低成本、以及容易獲得高解析度且高對比度之圖像之優點。另一方面，透鏡陣列之景深容易變小。因此，例如，於獲取書之橫跨左右兩頁之部分、被透明殼體保護之照片等具有較大之凹凸之被攝體、或離開原稿台之被攝體之圖像之情形時，有畫質劣化之可能性。
例如，於專利文獻1中，作為用以改善該景深之方法，記載有於透鏡陣列中設置具有與複數透鏡元件對應之複數開口部之重疊限制構件。透鏡陣列之各透鏡元件之光軸與其開口部之中心一致。根據該方法，可認為若透鏡元件之光軸與重疊限制構件之開口部之中心不一致，則重疊限制構件無法縮窄透鏡之成像視野，從而無法減少影像與影像之重疊。另一方面，可認為於透鏡陣列之製造上難以將複數透鏡元件按理想之排列絲毫不差地進行排列。
於專利文獻2中，記載有於接觸式影像感測器中，位於原稿面與受光元件陣列之間，且在與透鏡陣列之光軸正交之面上配置具有繞射效果之遮光罩的方法。關於該方法，可認為就精細之解析度之觀點而言，可能產生難以將重要之高頻分量反映在圖像之問題。
先前技術文獻
專利文獻
專利文獻1：日本特開平6-342131號公報
專利文獻2：日本特開平10-173862號公報
[發明所欲解決之課題]
本發明鑒於上述問題點，提供一種就即便為存在凹凸及高低差之被攝體，亦可獲得具有高解析度之圖像之觀點而言有利之光學裝置。
[解決課題之技術手段]
本發明提供一種光學裝置，其具備：
透鏡陣列，其包含複數透鏡，且上述複數透鏡以上述複數透鏡之光軸相互大致平行之方式排列；及
透明介電體陣列，其包含複數透明介電體，且以上述複數透明介電體之中心軸相互大致平行之方式排列；且
上述透鏡陣列及上述透明介電體陣列以上述光軸及上述中心軸大致平行，且上述透鏡陣列之端面與上述透明介電體陣列之端面對向之方式配置。
又，本發明提供一種具備上述光學裝置之影像感測器。
[發明之效果]
上述光學裝置就即便為存在凹凸及高低差之被攝體，亦可獲得具有高解析度之圖像之觀點而言有利。又，上述光學裝置相較於僅使用透鏡陣列之情形，就具有相對較大之景深之方面而言亦有利。
以下，對本發明之實施方式進行說明。再者，以下說明係關於本發明之例示，本發明並不限定於以下實施方式。
圖1係表示本發明之光學裝置之一例之立體圖。如圖1所示，光學裝置1a具備透鏡陣列10與透明介電體陣列20。x、y、及z所表示之方向係指正交座標系統之各x、y及z軸之方向。透鏡陣列10包含複數透鏡11。於透鏡陣列10中，複數透鏡11以其等之光軸相互大致平行之方式，僅排列於x方向（單行排列）。例如，於沿著與特定之透鏡11之光軸垂直之方向觀察複數透鏡11時，特定之透鏡11之光軸與其他透鏡11之光軸大致平行。透明介電體陣列20包含複數透明介電體21。於透明介電體陣列20中，複數透明介電體21以其等之中心軸相互大致平行之方式排列於x方向及y方向。於透明介電體陣列20中，透明介電體21在y方向排列有兩行，且在x方向相對較多且較長地排列（二行排列）。又，透明介電體陣列20亦可以說，將透明介電體21在x方向排列成一行而形成之透鏡行於y方向重疊二層而構成。例如，於沿著與特定之透明介電體21之中心軸垂直之方向觀察複數透明介電體21時，特定之透明介電體21之中心軸與其他透明介電體21之中心軸大致平行。透鏡陣列10及透明介電體陣列20以透鏡11之光軸及透明介電體21之中心軸大致平行，且透鏡陣列10之端面與透明介電體陣列20之端面對向之方式配置。藉由以成為此種配置之方式將透鏡陣列10及透明介電體陣列20組合，可獲得光學裝置1a。例如，於沿著與透明介電體21之中心軸垂直之方向觀察透鏡陣列10及透明介電體陣列20時，透鏡11之光軸沿與透明介電體21之中心軸平行之方向延伸。此處，所謂複數軸或對象物相互大致平行，係指其等所成之角為1°以下。
於透鏡陣列中，具有聚光功能之複數透鏡於其等之中心軸或光軸大致平行之方式一維或二維地排列。透鏡陣列於傳真機、影印機、及印表機等裝置中，被廣泛地用於供獲取圖像之光學系統。作為透鏡陣列所使用之透鏡，已知有端面折射型透鏡。於端面折射型透鏡中，光入射端面及光出射端面之至少一個端面為曲面，藉由該端面之折射作用產生聚光。
而且，作為透鏡陣列所使用之透鏡，亦已知有折射率分佈型棒狀透鏡。折射率分佈型棒狀透鏡（以下，有時亦簡稱為「棒狀透鏡」）例如為由圓柱狀之樹脂或玻璃等構成之可使光透過之介電體，具有折射率自中心部朝向外周部減少之折射率分佈。棒狀透鏡即便未如端面折射型透鏡般使供光入射及出射之面之一部分或全部形成為曲面，亦可發揮聚光或發散光之功能。棒狀透鏡由於無需對端面進行會直接導致製造成本上升之曲面加工且易於進行小型化加工，故可用作光通信用聚光透鏡。而且，於以複數棒狀透鏡之中心軸相互大致平行之方式排列之透鏡陣列中，可使線狀或面狀之對象物成像於聚光面。因此，此種透鏡陣列發揮高解析度或高對比度等較高之光學性能，並且兼具小型化、低成本、及高處理性等格外良好之特性。特別是，具備玻璃製棒狀透鏡之透鏡陣列容易具有顯著較高之耐候性能，而容易具有長期可靠性。可應用此種透鏡陣列之技術領域涉及許多方面。
於透鏡陣列10中，透鏡11例如為於半徑方向具有折射率分佈之棒狀透鏡。於該情形時，透鏡11可為樹脂製，亦可為玻璃製。透鏡11理想的是亦可為玻璃製。透鏡11亦可為端面折射型透鏡。
透鏡陣列10中複數透鏡11之排列並不限定於特定之形態。於透鏡陣列10，透鏡11例如為具有聚光作用之單透鏡，複數透鏡11至少沿著1個方向排列。透鏡陣列10中複數透鏡11之排列可為1×n（n為2以上之整數）之一維排列，亦可為m×l（m及l為2以上之整數）之二維排列。有時亦將1×n之排列稱為單行排列，將2×l之排列稱為二行排列，將3×l之排列稱為三行排列等，此時，將m（m＝1、2、3···）稱為行數。透鏡陣列10中複數透鏡11之排列可為於沿著與光軸平行之方向觀察複數透鏡11時與複數透鏡11之光軸對應之點成為正方形或長方形之各頂點之排列，亦可為最密排列。於複數透鏡11呈單行排列之情形時，亦可將上述n所對應之方向規定為第一方向或主掃描方向。於複數透鏡11呈二維排列之情形時，亦可將上述m及l中更大者所對應之方向規定為第一方向或主掃描方向。亦可將與透鏡11之光軸或中心軸垂直且與第一方向（主掃描方向）垂直之方向規定為副掃描方向。
圖2係表示透鏡陣列10之一例之概略性立體圖。如圖2所示，於透鏡陣列10中，透鏡11例如為棒狀透鏡，複數透鏡11呈單行排列。於圖2中，x、y、及z表示正交座標系統之x、y、及z軸之方向。將x方向設為主掃描方向，將y方向設為副掃描方向，透鏡11之中心軸與z方向平行或大致平行。再者，關於具備複數棒狀透鏡之透鏡陣列之以下說明只要技術上不矛盾，則亦適用於其他透鏡陣列。
於透鏡陣列中排列有複數透鏡，由複數透鏡之各者形成之影像重疊，與排列有複數透鏡之區域對應地獲得1個合成像。例如，於透鏡陣列採用物體面與成像面之關係為正立等倍系統之配置之情形時，藉由透鏡陣列可獲得物體面或物點之正立等倍像。
圖3係表示透鏡陣列10之另一例之立體圖，且係表示透鏡陣列10之物體面OP及像面IP之關係之圖。於圖3中，x、y、及z所表示之方向係指正交座標系統之x、y、及z軸之方向。圖3所示之透鏡陣列10中複數透鏡11呈m＝2之二行排列。於圖3中，Z為透鏡11之中心軸方向（z方向）之長度，L
0係物體面OP與透鏡陣列10之間之距離（物體面OP與透鏡陣列10之靠近物體面OP之側之端面（光入射面）之間的透鏡11之光軸方向之距離），L
1係透鏡陣列10與像面IP之間之距離（像面IP與透鏡陣列10之靠近像面IP之側之端面（光出射面）之間的透鏡11之光軸方向之距離），TC係由TC＝L
0＋Z＋L
1之關係決定之共軛長度。當棒狀透鏡為圓柱狀時，透鏡11之光軸亦可設為透鏡11之中心軸或棒狀透鏡之旋轉對稱軸。當於光透過之範圍內物體面側與成像面側之介質相同（空氣等），且物體面與成像面之關係構成正立等倍系統時，物體面OP、棒狀透鏡陣列、及像面IP之位置關係可滿足L
0＝L
1之條件。亦可調整物體面OP或像面IP與透鏡陣列10之距離以維持L
0＝L
1之條件，並且使形成於像面IP之影像之解析度最高。又，亦可使此時之L
0、L
1、及根據其等算出之TC等數值或數值集與標準之共軛配置對應。
若物體面或像面與透鏡陣列之距離偏離標準之共軛配置（標準配置或正立等倍系統之配置），則由各透鏡形成之影像產生偏差，由相鄰之透鏡形成之影像難以匹配性良好地聚合，而解析度下降。該情況係於透鏡陣列中景深變小之因素之一。關於由透鏡陣列形成之合成像，考慮重疊度m值作為表示由單透鏡獲得之影像以何種程度重疊之指標。於圖3中，當將單透鏡之標準之共軛位置處之視野半徑設為X
0[mm]，將透鏡陣列中相鄰之透鏡之光軸或中心軸彼此之距離（排列間距）設為P
0[mm]時，重疊度m以m＝X
0/P
0表示。如圖3所示，視野半徑X
0表示物體面OP上可由單透鏡納入之區域之半徑。所謂重疊度m較大，係指透鏡陣列之有助於像面IP上之每單位面積之合成像之形成的透鏡之數量較多。因此，關於物體面OP或像面IP與透鏡陣列10之距離偏離正立等倍時之標準之共軛配置時所產生之影像之偏差之影響，重疊度m越大則越容易變大，藉由透鏡陣列獲得之合成像容易模糊，解析度容易下降。再者，圖3中表示為透鏡11排列成兩行之情形（m＝2），但將透鏡11配置成一行之情形及透鏡11以超過兩行之行數配置之情形時，此種情況亦相同。
圖4係對具有折射率分佈之棒狀透鏡之成像進行說明之圖。於棒狀透鏡11之像面IP，可設置例如影像感測器之受光元件，於物體位置或物體面，可設置例如原稿或工件等具有面之物體。如上所述，於透鏡陣列形成正立等倍光學系統之情形時，物體面及像面為滿足L
0＝L
1之條件之正立等倍系統（標準）之共軛關係。於該情形時，如圖4所示，可獲得等倍成像I
U。若物體或物體面自滿足L
0＝L
1之條件之共軛位置P
C位移，變為L
1＜L
0之關係，則於成像面IP（成像位置）形成縮小像I
R（正立縮小系統）。其原因在於，具有規定之開口角之單透鏡之視野隨著L
0之增加而擴大，物體與視野半徑之比改變。
於在透鏡陣列中物體位置自滿足L
0＝L
1之條件之共軛位置變化之情形時，進而可能產生下述不良情況。圖5A係說明當物體之位置處於共軛位置時相鄰之棒狀透鏡之成像狀態的圖，圖5B係說明物體之位置自共軛位置偏離時相鄰之棒狀透鏡之成像狀態的圖。於圖5A及圖5B中，藉由相鄰之2個單透鏡於像面成像字元「A」。
如圖5A所示，若L
0＝L
1之關係成立，則各單透鏡於其視野中捕捉字元A之一部分，且於像面形成與物體相同大小之影像，由2個單透鏡形成之合成像以不產生偏移之方式重疊。另一方面，如圖5B所示，當物體偏離L
0＝L
1之共軛關係成立之位置時，由2個單透鏡形成之影像成為縮小像。關於形成於像面之單透鏡之圓形之成像之位置及大小，由於L
1固定，故不發生變化。因此，物體「A」與由相鄰之2個單透鏡形成之影像之位置關係產生偏差，由2個單透鏡形成之合成像可能發生失配。因此，可能發生解析度下降。
如此，物體之位置越自構成正立等倍系統之共軛位置向L
0變大之方向位移，則由單透鏡形成之影像之倍率越下降，可認為伴隨於此而發生之解析度下降係導致透鏡陣列之景深較小之主要因素。於圖4、圖5A、及圖5B中，以透鏡陣列中單透鏡為棒狀透鏡之情形為例進行說明。於透鏡陣列中單透鏡為光之入射面及出射面由包含曲面之面構成之端面折射型透鏡之情形時，亦可能產生相同之問題。又，亦存在藉由兩個或兩個以上之透鏡以其等之光軸一致之方式排列於光軸方向而成的透鏡系統（級聯（cascade）排列）沿主掃描方向排列而構成的透鏡陣列，使物體面與像面之關係構成正立等倍系統之光學系統。即便於採用此種透鏡陣列之情形時，亦可將沿光軸方向排列而構成之透鏡系統替換為本說明書中所說明之單透鏡，且可採用相同之說明。
如上所述，於透鏡陣列中，重疊度m之值越大，則參與每單位面積之合成像之形成的透鏡之數量越容易變多。因此，物體位置之變化、偏移、及位移等所導致之解析度下降亦同樣，重疊度m之值越大，則越容易變得顯著。因此，於透鏡陣列中，景深容易與重疊度m之參數之大小成正比地變小。
棒狀透鏡例如可由圓柱狀之透明介電體形成。棒狀透鏡例如於半徑方向具有自中心軸朝向周邊下降之折射率。因此，由於光線在棒狀透鏡之內部彎曲，故例如即便供光入射之面或供光出射之面作為棒狀透鏡之端面形成為平面，亦可發揮聚光等功能。
於透鏡11為棒狀透鏡之情形時，該棒狀透鏡之折射率分佈例如藉由下述式（1）來近似。而且，棒狀透鏡之開口NA（numerical aperture，數值孔徑）係以式（2）表示。於式（1）中，r係半徑方向上之自棒狀透鏡之光軸之距離。n（r）係距離r處之棒狀透鏡之折射率。n
0係棒狀透鏡之光軸或中心之折射率。g係棒狀透鏡之折射率分佈常數。r
0係棒狀透鏡之有效半徑。所謂棒狀透鏡之有效半徑，係指有效徑（有效直徑）之1/2，所謂有效徑，係指光可透過之範圍，且為繞棒狀透鏡之中心軸的圓之直徑所表示之量。
n（r）
2＝n
0 2{1－（g·r）
2} 式（1）
NA＝n
0·g·r
0式（2）
圖6模式性地表示棒狀透鏡之供光入射之面上之中心隔開距離r之位置處可接收光之角度θ。此處，可接收光之角度係可經由棒狀透鏡而有助於成像之光線之角度，該角度以上之入射光藉由被棒狀透鏡側壁吸收等而不會自透鏡出射。圖6中利用以角度θ為頂角之圓錐（Acceptance Cone）表示隔開距離r之位置處之可接收光之範圍。將該圓錐之母線與圓錐之中心軸所成之角表示為受光角θ。
圖7係概略性地表示由式（2）中棒狀透鏡之開口之定義決定之角度θ與自中心軸之距離r之關係的曲線圖。如圖7所示，r＝0之棒狀透鏡之光入射面上之中心處之受光角θ表示最大值，於棒狀透鏡之外周端，角度θ變為零。將該角度θ之最大值定義為開口角θ
0。開口角θ
0及開口NA處於NA＝sinθ
0之關係。
製造棒狀透鏡之方法並不限定於特定之方法。棒狀透鏡例如可藉由包含下述（i）、（ii）、及（iii）之方法製造。
（i）藉由下拉法獲得具有規定之組成且剖面為大致圓形之棒狀玻璃。
（ii）於在（i）中獲得之棒狀玻璃之內部藉由離子交換法形成Li等元素之濃度梯度，於棒狀玻璃之半徑方向形成折射率分佈。
（iii）藉由將形成有折射率分佈之棒狀玻璃在與中心軸大致垂直之方向上切斷為規定之長度並進行研磨，而設置作為光入射面及光出射面之平面狀之端面。
例如，上述（iii）之步驟包含下述（iiia）及（iiib）。
（iiia）將複數棒狀玻璃以複數棒狀玻璃之中心軸相互大致平行之方式排列，且利用一對側板夾持複數棒狀玻璃。
（iiib）藉由與棒狀玻璃之中心軸大致垂直地將複數棒狀玻璃切斷為可發揮要求之光學性能之適宜之長度並進行研磨，而設置作為光入射面功能之平面狀之端面。與光入射面對應之兩個端面亦可平行。
於光學裝置1a中，透明介電體陣列20例如以在與透鏡陣列10之透鏡11之光軸垂直之方向上與透鏡陣列10重疊之方式配置。
圖8A係模式性地表示通過作為棒狀透鏡之透鏡11之光線之擴展的圖。圖8B、圖8C、及圖8D各者模式性地表示於棒狀透鏡11之光軸方向上配置有透明介電體之情形時之視野限制。於圖8A～圖8D之各圖式概略性地表示之光學系統中，自物體面OP至棒狀透鏡11之空間、自透明介電體21至成像面IP之空間之介質為空氣（折射率＝1），棒狀透鏡11與透明介電體21可於棒狀透鏡11之光軸方向上接觸，亦可於棒狀透鏡11之光軸方向上在棒狀透鏡11與透明介電體21之間存在由空氣構成之介質之空間。於圖8A中，x、y、及z所表示之方向係指正交座標系統之x、y、及z軸之方向，於圖8B～圖8D中亦相同。該等圖表示利用包含圓柱狀之棒狀透鏡11之中心軸及透明介電體21之中心軸之面所得的剖視圖。又，於該等模型中，表示使物體面OP之影像成像於成像面IP之系統，物體面OP上之物點藉由由棒狀透鏡11構成、或由棒狀透鏡11及透明介電體陣列20構成之光學裝置而於成像面IP成像為正立等倍像。圖中虛線表示光學系統將物體面上之被攝體納入之範圍、與藉由光學系統投影於成像面之範圍。
圖8B至圖8D中透明介電體21之內部為透明且不會產生光之吸收。或者，於該透明介電體21之內部吸收之光之量非常少。該透明介電體21具有1以上（或空氣之折射率以上）之一定之折射率。到達透明介電體21之側面之光之一部分或全部被吸收。藉此，能夠遮擋光。再者，亦可儘可能地減小吸收到達透明介電體21之側面之光的部位之厚度，且將該厚度視為零。又，於在透明介電體之側面存在用以吸收光之黑色塗層之情形時，其壁厚亦可為50 μm以下。排列此種透明介電體21，可構成透明介電體陣列20。換言之，透明介電體陣列係使將下述複數透明介電體以其中心軸相互大致平行之方式排列而成者一體化所得者，上述複數透明介電體構成為具有一定之折射率且側面（周面）吸收光之一部分。
透明介電體21之形狀並不限定於特定之形狀。透明介電體21例如為柱狀。透明介電體21亦可為圓柱狀，亦可為四角柱狀及六角柱狀等多角柱狀。透明介電體21亦可為橢圓柱狀，亦可為長圓柱狀。於該情形時，特定之方向上之視野容易被限制。
作為折射率為1之透明介電體，若將空氣視為一個介電體，則可為薄壁之圓筒形狀，亦可為使圓筒之中心軸平行且排列於至少一個方向之透明介電體陣列（準確而言為圓筒陣列）。
於圖8A中，物體面OP與棒狀透鏡11之光入射面的距離、和棒狀透鏡11之光出射面與成像面IP的距離相等。另一方面，於圖8B～圖8D中，由於透明介電體21具有一定之折射率，故要注意物體面OP與棒狀透鏡11之光入射面的距離、和棒狀透鏡11之光出射面與成像面IP的距離不同。又，棒狀透鏡11之光出射面（物體面OP之相反側之面）與透明介電體陣列20之光入射面（與成像面IP相反之側之面）可接觸，亦可分開。
於圖8A中，棒狀透鏡11構成為形成物點之正立等倍像，因此受光角之最大值即開口角θ
0係於棒狀透鏡11中供光出射之面之中心產生角度θ之最大值即開口角θ
0之光線之擴展。因此，關於透明介電體21所導致之視野限制，著眼於自棒狀透鏡11之中心出射之光線。
於圖8A中，如上所述，物體面OP、棒狀透鏡11及像面IP配置於正立等倍系統之共軛位置。於圖8A中，虛線模式性地表示與棒狀透鏡11之開口對應之光線之擴展。於圖8A中，由於不存在透明介電體21，故物體面OP之視野直徑與像面位置之成像直徑為共軛位置關係，因亦無遮擋物，故大小相同。
於圖8B中，首先，將直徑與棒狀透鏡之直徑大致相同之3個透明介電體21以彼此之中心軸平行，且各透明介電體21之中心軸垂直之端面成為同一面之方式排列而形成透明介電體陣列20。以一個透明介電體21之中心軸與棒狀透鏡11之中心軸之延長線一致之方式，且以棒狀透鏡11之光出射面（棒狀透鏡11之靠近成像面IP之側之端面）與透明介電體21之光入射面（透明介電體21之靠近棒狀透鏡11之側之端面）平行地對向之方式，將透明介電體21配置於棒狀透鏡11之成像面IP側。透鏡陣列10及透明介電體陣列20例如滿足下述式（3）所示之條件。於式（3）中，H係透明介電體21之中心軸方向上之長度[mm]。n
1係透明介電體21之折射率，為1≦n
1，或為1.2≦n
1≦2.0，亦可為1.4≦n
1≦1.8。於透明介電體之折射率n
1為1之情形時，透明介電體亦可為由薄壁之圓筒形狀構成者。又，藉由以包含二氧化矽（silica）或氟化鎂中空粒子之有機無機混合材料（例如，包含中空粒子且由烷氧基矽烷或其水解物、聚合物等黏合劑構成之材料）形成，可獲得折射率n
1接近1之折射率之透明介電體。P
1係透明介電體陣列20中相鄰之透明介電體21之中心軸彼此之距離[mm]（透明介電體排列間距）。左邊係於透明介電體21之端面（光入射面）之中心以θ
0之入射角度入射至透明介電體21時之、透明介電體21之對向之面（光出射面）上之光出射點與光出射面之中心的距離（使用sinθ
0≒tanθ
0之近似）。右邊係相鄰之透明介電體21無間隙地排列時之透明介電體21之（端面之）半徑。
tanθ
0·H/n
1＞P
1/2 式（3）
於圖8B中，當式（3）成立時，自棒狀透鏡11出射之光之一部分到達透明介電體21之側面後被吸收，由未到達側面而通過透明介電體21之光線形成影像。形成於像面之影像之直徑變得小於物體面OP上之視野直徑。例如，若將複數透明介電體21以複數透明介電體21之相鄰之中心軸彼此之距離與棒狀透鏡11之直徑相等之方式排列於第一方向（主掃描方向），則與各棒狀透鏡11之視野直徑對應之光線之擴展藉由透明介電體21之側面而變窄，能以實質上重疊度m較小之狀態獲得合成像。
於圖8C中，棒狀透鏡11及透明介電體陣列20設為與使用圖8B進行說明時相同者。與使用圖8B說明之情況不同之方面係透明介電體陣列20中透明介電體21之中心軸相對於棒狀透鏡11之光軸偏移透明介電體排列間距P
1之半值之程度。若產生此種透明介電體陣列20之位置之偏移，則棒狀透鏡之最外側之光線不易被透明介電體21之側面遮擋，容易到達像面IP。因此，棒狀透鏡之視野不易受透明介電體21限制。若使棒狀透鏡及透明介電體21以「於透明介電體21之中心軸與棒狀透鏡之光軸存在偏移之狀態時棒狀透鏡之光軸彼此之距離及透明介電體21之中心軸彼此之距離相同」的方式排列，則與各棒狀透鏡之視野直徑對應之光線之擴展不會因透明介電體陣列20之各透明介電體21之側面之遮光性而變窄。因此，此種狀態之重疊度m可與不存在透明介電體陣列20之狀態之重疊度m幾乎相同。因此，於透明介電體21之直徑與棒狀透鏡之直徑相等之情形時，透明介電體21之側面例如可於透鏡陣列中棒狀透鏡之排列方向上配置於自棒狀透鏡之光軸偏離之位置。
於圖8D中，透明介電體排列間距P
1小於棒狀透鏡11之直徑。例如，透明介電體21之直徑為棒狀透鏡11之直徑之1/2，透明介電體排列間距P
1亦被調整為棒狀透鏡之直徑之1/2。如此，若透明介電體排列間距P
1較小，則即便於透鏡陣列10中棒狀透鏡11之排列方向上在包含棒狀透鏡11之光軸的直線附近存在透明介電體21之側面，亦能限制棒狀透鏡11之開口。如此，以使透明介電體陣列20中透明介電體排列間距P
1小於相鄰之棒狀透鏡之光軸彼此之距離P
0，且透明介電體陣列20含有具有較棒狀透鏡之直徑小之尺寸之經細分化之透光部的方式，排列複數透明介電體21。藉此，即便將透明介電體21配置成「於透鏡陣列10中棒狀透鏡11之排列方向上在包含棒狀透鏡11之光軸的直線附近存在透明介電體21之側面」，重疊度m亦容易變小。
如圖8D所示，若透明介電體排列間距P
1小於棒狀透鏡11之直徑，則為了降低重疊度m而謀求將棒狀透鏡11之光軸與透明介電體21之中心軸精密地對準之必要性減少。因此，即便透鏡陣列10中可能產生之透鏡11之排列間隔存在誤差，景深亦不易變得不穩定。而且，亦不易發生各構件伴隨溫度之變化而產生之熱膨脹之差使棒狀透鏡11之光軸與透明介電體21之中心軸變得無法取得對準（共軸性）之問題。
透明介電體陣列20例如亦可具備以具有1行或2行以上之行之方式排列之複數透明介電體21。透明介電體21可作為開口限制元件之功能。於透明介電體陣列20中，複數透明介電體21以複數透明介電體21之中心軸相互大致平行之方式配置。
圖9係表示透明介電體陣列20之一例之立體圖。於圖9中，透明介電體陣列20由2行之排列構成，但關於1行或超過2行之行數之透明介電體陣列，以下之說明亦可適用。複數透明介電體21係於一對平板22彼此之間利用樹脂或接著劑23填充其間隙而一體化。平板22例如為纖維強化塑膠（FRP）製之板。樹脂23被著色成黑色。根據此種構成，例如，容易將複數透明介電體21配置成於透明介電體陣列20中複數透明介電體21形成複數行。
透明介電體21之材料並不限定於特定之材料。透明介電體21亦可由與棒狀透鏡種類相同之材料形成。於該情形時，透明介電體21與棒狀透鏡之間不易產生熱膨脹之差，易於相對於透鏡陣列10安裝透明介電體陣列20。再者，關於上述（ii）之藉由離子交換法形成折射率分佈前後之玻璃，雖然存在一部分金屬成分之增減，但亦可視為實質上為同種材料。進而，構成棒狀透鏡陣列之單透鏡之中心軸處之折射率n
0與透明介電體之折射率n
1亦可為大致相同之值。所謂複數折射率為大致相同之值，係指該等折射率之差之絕對值未達0.0005。
透明介電體21例如可由具有大略一致之折射率n
1之玻璃或塑膠形成。例如，透明介電體21之折射率n
1滿足1≦n
1之條件，亦可滿足1.2≦n
1≦2.0之條件，還可滿足1.4≦n
1≦1.8之條件。透明介電體21之側面之表面粗糙度並不限定於特定之值。該表面粗糙度亦可以使通過透明介電體21之內部到達該側面之光之一部分或全部散射之方式來調整。例如，透明介電體21之側面之算術平均粗糙度Ra為0.1～5.0 μm。算術平均粗糙度Ra係按照日本產業標準JIS B0601:1994來決定。於透明介電體21之側面，為了吸收光之一部分或全部，亦可形成有塗膜。該塗膜可由著色成吸收黑色等光之顏色之樹脂形成。塗膜例如亦可為於通常之透鏡（例如，由凹狀面、凸狀面、平面、繞射光柵面等構成且用以使光於該等面折射或繞射而發散或聚焦之光學元件）中達成與藉由周緣部或側面之塗黑等而發揮之作用同等之作用者。供於塗佈之材料理想的是包含環氧樹脂、丙烯酸系樹脂、聚胺酯（polyurethane）樹脂、酚系樹脂、三聚氰胺樹脂、不飽和聚酯樹脂、醇酸樹脂、及矽酮樹脂等硬化性樹脂，亦可使用該等中一種或兩種以上之混合物。進而，供於塗佈之材料理想的是於硬化後具有無光澤之外觀。供於塗佈之材料除了包含上述樹脂以外，亦可進而包含碳黑、鈦黑（鈦系黑色顏料）、磁鐵礦型四氧化三鐵、含有銅及鉻之氧化物、及VALIFAST BLACK（偶氮鉻化合物）等黑色粒子。又，亦可將棒狀透鏡之原紗浸漬於包含VALIFAST BLACK（ORIENT CHEMICAL公司製造）之氯仿溶液中，使該溶液附著於原紗之側面，且使氯仿蒸發及乾燥而製造染色成黑色之玻璃棒或棒狀透鏡之原紗。又，於構成透鏡陣列10之各透鏡為折射率分佈型透鏡之情形時，亦可使用與用以將各透鏡之側面塗成黑色之樹脂相同之樹脂來進行透明介電體21之側面之塗佈。
透明介電體陣列20例如亦可藉由包括下述步驟之方法而製造，即：以藉由下拉法獲得之複數棒狀之玻璃之中心軸大致平行之方式排列上述複數棒狀之玻璃；及形成與該玻璃之中心軸大致垂直之一對面而獲得透明介電體21。透明介電體陣列20例如可藉由包含下述（I）及（II）之方法製造。
（I）將藉由下拉法等方法製造之複數棒狀玻璃不在其內部形成折射率分佈，而以複數棒狀玻璃之中心軸或旋轉對稱軸相互大致平行之方式排列，以一對板狀之側板夾持且利用接著劑或樹脂等進行一體化。
（II）藉由將複數棒狀玻璃沿著與其等之中心軸大致垂直之方向切斷為規定之長度並進行研磨，而成為光入射面，並設置中心軸垂直之端面。
根據此種方法，亦可使形成所製造之透明介電體陣列20之透明介電體21的玻璃之組成與在上述（i）中獲得之棒狀玻璃之玻璃組成大致相同。因此，關於透明介電體21及棒狀透鏡，熱膨脹係數及光之透過率等物理特性值之差容易變小。藉由複數零件間之熱膨脹係數之差較小，而即便於存在溫度變化之情形時，亦不易發生零件間之相對位置關係伴隨零件之伸縮而變動，複數零件彼此之位置精度及複數零件協作地發揮之光學性能之變動容易變小。
例如，亦可藉由一面對預先成形為多角柱狀等規定之形狀之玻璃製或樹脂製棒進行加熱，一面使其延伸，而製造具有所需尺寸之透明介電體21。
例如，亦可於透明介電體21彼此之間隙填充樹脂，使該樹脂硬化而使複數透明介電體21一體化。於該情形時，樹脂亦可為了提高光之吸收而著色成黑色。樹脂之填充亦可藉由下述方法進行，即，例如藉由一面朝向空隙之一端部供給液狀之樹脂，一面於空隙之另一端部進行真空抽吸，而使樹脂遍及複數透明介電體21之排列中間隙整體。或者，亦可於一對平板之表面預先塗佈著色成黑色之接著用樹脂，在一對平板彼此之間排列複數透明介電體21而夾持之後，將一對平板及複數透明介電體21進行加熱壓製，且以樹脂填充透明介電體21彼此之空隙。
透明介電體21亦可具有包含芯及包層之構造。於該情形時，包層可為吸收朝向其外周部前進或到達透明介電體21之側面附近之光之一部分的著色層。於透明介電體21之側面，理想的是亦可形成有促進光之散射及吸收之微細之凹凸部。
透明介電體陣列20中複數透明介電體21之排列圖案並不限定於特定之圖案。複數透明介電體21之排列圖案可為一維排列，亦可為二維排列。於二維排列中，複數透明介電體21例如形成複數行。於該情形時，各行中複數透明介電體21之中心軸可大致平行。
於光學裝置1a中，距離P
0及透明介電體排列間距P
1滿足之條件並不限定於特定之條件。光學裝置1a理想的是滿足P
1≦0.8×P
0之條件。藉此，於光學裝置1a中景深容易變大，於具備光學裝置1a之機器中，即便為存在凹凸及高低差之被攝體，亦可獲得劣化較少且具有高解析度之圖像。光學裝置1a例如進而滿足0.3×P
0≦P
1之條件。再者，P
0係透鏡陣列10中相鄰之棒狀透鏡11之光軸間之距離，有時亦定義為棒狀透鏡之排列間距或透鏡間間距。P
1係透明介電體陣列20中相鄰之透明介電體21之中心軸間之距離，有時亦定義為透明介電體之排列間距或介電體間間距。藉由使透明介電體之排列間距P
1為0.3×P
0以上，而不易覆蓋透鏡之有效直徑，從而易於防止光量減少，且不易分割透鏡之開口。因此，易於防止副掃描方向（y方向）之NA變小而點徑變大之情況，且易於防止在掃描方向（x方向）上因透明介電體陣列之週期構造而產生側峰（side peak）。又，P
0及P
1可滿足0.4×P
0≦P
1之條件，亦可滿足0.5×P
0≦P
1之條件。又，對於一行之透鏡陣列，可滿足0.45×P
0≦P
1≦0.65×P
0之條件，亦可滿足0.5×P
0≦P
1≦0.6×P
0之條件。
於光學裝置1a中，透明介電體21之中心軸方向之長度H[mm]、透明介電體21之折射率n
1、棒狀透鏡-物體面間距離L
01[mm]、透明介電體排列間距P
1、及棒狀透鏡之排列間距P
0所滿足之條件並不限定於特定之條件。棒狀透鏡-物體面間距離L
01係於使用光學裝置1a之光學系統中，將物體面上之物點之正立等倍像以最高之解析度形成於成像面時之、透鏡之靠近物體面之側之端面與物體面之間的距離。於光學裝置1a中，理想的是滿足H/（n
1·L
01）＞0.27×（P
1/P
0）＋0.023之條件。藉此，光學裝置1a更容易具有較大之景深，例如即便是存在厚度、凹凸及高低差之被攝體或工件，亦更容易獲得光學性能之下降較少且具有高解析度之圖像。
關於光學裝置1a，理想的是滿足H/（n
1·L
01）≦0.6之條件。於該情形時，在光學裝置1a中不易產生照度不均。
當使用透鏡陣列及透明介電體陣列以透鏡陣列之透鏡之光軸及透明介電體之中心軸大致平行之方式配置之光學裝置時，透鏡及透明介電體之排列所要求之精度於確保光學裝置之性能之方面為重要之研究事項。因此，研究透鏡陣列之透鏡及透明介電體陣列之透明介電體之x方向及y方向之相對位置自理想位置之偏離對光學裝置之性能產生之影響。
為了進行光線追蹤或影像評價，使用美國之Lambda Research Corporation之幾何光學計算軟體OSLO Premium rev 6，考慮適宜之光學系統之模型，研究改變棒狀透鏡陣列與透明介電體陣列之相對位置時給景深帶來之效果。
圖10A概略性地表示由物體面OP、棒狀透鏡陣列10p及成像面IP構成之光學系統。物體面OP設為與紙面垂直之面，將A所表示之位置之物體面OP上之點設為原點，將通過原點、與物體面OP垂直且朝向成像面IP之軸設為z軸，將通過原點、與z軸垂直且與紙面平行之軸設為x軸，將通過原點、與x軸、z軸及紙面垂直之軸設為y軸。棒狀透鏡10p以沿x方向排列成一行，且棒狀透鏡陣列10p中一個棒狀透鏡之中心軸與z軸之一部分一致之方式配置。於圓柱狀之棒狀透鏡或旋轉對稱性之透鏡之情形時，亦可將其中心軸或旋轉對稱軸設為透鏡之光軸。因此，亦可以z軸與棒狀透鏡之光軸一致之方式配置。於圖10A中，A所表示之位置之物體面OP上之物點之正立等倍像IQ藉由棒狀透鏡陣列10p以最高之解析度形成於成像面IP上。假設A所表示之物體面OP、棒狀透鏡陣列10p及成像面IP為標準配置。
圖10B係自物體面OP之側沿z方向觀察圖10A所示之光學系統時之概略圖。再者，假設物體面OP、棒狀透鏡陣列10p、及成像面IP設置於空氣中（折射率＝1）。
圖10C概略性地表示由物體面OP、棒狀透鏡陣列10p、透明介電體陣列20p及成像面IP構成之光學系統。將物體面OP設為與紙面垂直之面，於圖10C中，將A所表示之物體面OP上之點設為原點，將通過原點、與物體面OP垂直且朝向成像面IP之軸設為z軸，將通過原點、與z軸垂直且與紙面平行之軸設為x軸，將通過原點、與x軸、z軸、及紙面垂直之軸設為y軸。棒狀透鏡10p係以沿x方向排列為一行，且棒狀透鏡陣列10p中一個棒狀透鏡之中心軸與z軸之一部分大略一致之方式配置。於圓柱狀之棒狀透鏡或旋轉對稱性之透鏡之情形時，亦可將其中心軸或旋轉對稱軸設為透鏡之光軸。因此，亦可以z軸與棒狀透鏡之光軸大略一致之方式配置。於圖10C中，A所表示之位置之物體面OP上之物點之正立等倍像IQ利用由棒狀透鏡陣列10p及透明介電體陣列20p構成之光學系統而以最高之解析度形成於成像面IP上。A所表示之位置之物體面OP、由棒狀透鏡陣列10p與透明介電體陣列20p構成之光學裝置、及成像面IP為標準配置。
圖10D係自物體面OP之側沿z方向觀察圖10C所示之光學系統時之概略圖。再者，假設物體面OP、棒狀透鏡陣列10p、透明介電體陣列20p、及成像面IP設置於空氣中（折射率＝1）。如圖10D所示，透明介電體陣列20p係將沿x方向排列成一行之透明介電體陣列以於y方向上間隙變得最小之方式重疊而成之構成（二行排列）。以x-z面將透明介電體陣列20p之y方向之寬度二等分，且y-z面包含透明介電體陣列20p之一個透明介電體之中心軸與棒狀透鏡之中心軸之方式，配置透明介電體陣列20p。
如上所述，位於A所表示之物體面OP上之原點的物點及像點IQ處於正立等倍系統之共軛位置關係。於物體面OP位於A之位置之情形時，特定之棒狀透鏡之光軸之延長線與物體面OP之交點亦為由x軸、y軸、及z軸特定出之座標系統之原點。將點光源設置於該原點，對該光源於像面IP成像之影像進行評價。假定光源為理想之點光源。
於圖10A至圖10D所示之光學系統中，棒狀透鏡陣列10p具備表1所示之光學性能。再者，表中之L
0表示於圖10A及圖10B之由棒狀透鏡陣列10p構成之光學系統中，A所表示之位置之物體面OP之正立等倍像以最高之解析度形成於成像面IP時之，即標準配置中、棒狀透鏡陣列10p與物體面OP之間的距離。
[表1]
| 項目 | 符號 | 單位 | 規格值 |
| 棒狀透鏡陣列行數 | 1 | ||
| 中心折射率 | n 0 | 1.600 | |
| 折射率分佈常數 | g | [/mm] | 0.4400 |
| 透鏡週期長度 | PP＝2π/g | [mm] | 14.28 |
| 透鏡排列間距 | P 0 | [mm] | 0.600 |
| 棒狀透鏡直徑 | D 0 | [mm] | 0.600 |
| 棒狀透鏡有效半徑 | r 0 | [mm] | 0.285 |
| 開口數 | NA≈n 0·g·r 0 | 0.20 | |
| 開口角 | θ 0 | [deg.] | 11.5 |
| 透鏡長度 | Z | [mm] | 7.65 |
| 透鏡共軛長度 | TC | [mm] | 33.01 |
| 透鏡-物體面間距離 | L 0 | [mm] | 12.68 |
| 透鏡-物體面間距離相對於透鏡週期長度之比 | L 0/PP | 0.89 |
構成圖10C或圖10D所示之光學裝置所包含之透明介電體陣列20p的透明介電體係由具有均勻之折射率n
1之介質構成且非吸收之圓柱狀之透明介電體。看作於透明介電體之產生光入射及光出射之端面不發生散射等而是嚴格地按照斯奈爾定律者。而且，看作透明介電體之側面形成有吸收到達之光且厚度可忽略之光吸收層者。
於圖10C及圖10D所示之光學系統中，棒狀透鏡陣列10p設為與表1中記載之在圖10A及圖10B所示之光學系統中使用者相同之棒狀透鏡陣列。關於透明介電體陣列20p，準備具備表2所示之特性及物理量者。再者，於圖10C及圖10D所示之包含由棒狀透鏡陣列10p與透明介電體陣列20p構成之光學裝置的光學系統中，獲取物體面OP之正立等倍像以最高之解析度形成於成像面IP時之，即標準配置中、棒狀透鏡陣列10p之物體面OP側之端面與物體面OP的距離作為L
01。關於圖10C及圖10D所示之關係，由於可認為是於圖10A及圖10B所示之包含棒狀透鏡陣列10p之光學系統中，在棒狀透鏡陣列10p之正後方插入透明介電體陣列而成者，故圖10C及圖10D所示之標準配置中距離L
01係與圖10A及圖10B所示之標準配置中距離L
0大致相同之值。關於棒狀透鏡陣列之端面與物體面之距離，兩個數值為大致相同之值係指兩個數值之差之絕對值相對於成為基準之數值未達2%。表2中，（i）～（v）所表示之透明介電體陣列20p之P
1/P
0及H/（n
1·L
01）等值亦包含和在標準位置與其等組合而成之各光學裝置所包含之表1所示之棒狀透鏡陣列10p的關係。
[表2]
| 規格 | 符號 | 單位 | 透明介電體陣列 | ||||
| （i） | （ii） | （iii） | （iv） | （v） | |||
| 透明介電體陣列行數 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | ||
| 透明介電體之折射率 | n 1 | 1.600 | 1.600 | 1.600 | 1.600 | 1.600 | |
| 透明介電體之排列間距 | P 1 | mm | 0.600 | 0.540 | 0.480 | 0.360 | 0.240 |
| 透明介電體之直徑 | D 1 | mm | 0.600 | 0.540 | 0.480 | 0.360 | 0.240 |
| 透明介電體之有效半徑 | r 1 | mm | 0.285 | 0.257 | 0.228 | 0.171 | 0.114 |
| 透明介電體之排列間距相對於棒狀透鏡陣列之透鏡排列間距之比 | P 1/P 0 | 1.0 | 0.9 | 0.8 | 0.6 | 0.4 | |
| 透明介電體之長度 | H | mm | 9.60 | 8.64 | 7.68 | 5.76 | 3.84 |
| 透明介電體陣列之長度相對於L 01之比除以折射率所得之值 | H/（n 1·L 01） | 0.473 | 0.426 | 0.379 | 0.284 | 0.189 |
於光學模擬中，當針對圖10A及圖10B所示之由棒狀透鏡陣列10p構成之光學系統進行其光學計算時，將點光源配置於圖中之A所表示之位置之物體面上之原點。點光源設為配置於原點O且出射無因角度所致之強度差之波長570 nm之光者，進行7380條光線之追蹤計算。該方面於使用點光源之以後之光學計算中亦相同。於調整與物體面OP及成像面IP之距離之過程中，求出棒狀透鏡陣列之正立等倍系統之以式（4）所示之L
0及L
1後，配置物體面OP、棒狀透鏡陣列、及成像面IP。
L
0＝L
1＝－（1/n
0）·tan（π·Z/PP） 式（4）
以此方式，在獲取L
0及L
1的同時，獲取標準配置，將此時之物體面OP上之原點在成像面IP上之共軛點設為像點IQ。關於模擬中計算上之像面之解析度之調整及設為最高解析度之條件之設定，以下述方式進行。首先，提供利用式（4）算出之L
0及L
1之同時，提供物體面OP及成像面IP、以及表1之參數所表示之棒狀透鏡陣列10p，結果獲得成像面IP上之影像之點狀圖（spot diagram）。繼而，於成像面IP上，針對各光線求出與自像點IQ之距離，即橫向之光線像差。然後，作為影像之評價指標，求出光線像差之均方根（rms）值作為rms
A，以該rms
A值變得最小之方式將棒狀透鏡陣列10p之高次係數最佳化。其與對軸上之球面像差進行修正同義。所謂棒狀透鏡陣列10p之高次係數，係指以下述式（5）表示棒狀透鏡之折射率分佈n（r）時之係數h
4、h
6。
n
2（r）＝n
0 2·｛1－（g·r）
2＋h
4（g·r）
4＋h
6（g·r）
6｝ 式（5）
其次，圖中之B所表示之位置之物體面OP形成圖中之A所表示之位置之物體面OP隨著點光源沿z方向位移-1[mm]時之物體面。此時，棒狀透鏡-物體面間距離為L
0＋1[mm]。於此種使物體面OP偏移而成之光學系統之配置之情形時，同樣地獲取成像面IP上之影像之點狀圖，於成像面IP上，針對各光線求出與自像點IQ之距離，即橫向之光線像差，作為影像之評價指標，求出光線像差之均方根（rms）值作為rms
B。位置B例如相當於原本應位於位置A之原稿或工件向遠離棒狀透鏡陣列或包含該棒狀透鏡陣列之影像感測器之方向產生所謂「浮起」之狀態。再者，於包含自屬於標準配置之A所表示之位置位移後之位置B所表示之物體面OP的光學系統中，為了降低所增加之rms值（改善成像性能或聚光性）、不進行所謂的成像面IP之散焦性位移。
於利用如上所述之條件進行之模擬中，於位置A，rms
A為0.0041[mm]，相對於此，位置B處之rms
B為0.1014[mm]，於物體面OP自標準配置，即A之位置位移至位置B之情形時，光線像差之rms值變大，發生成像性能下降。再者，伴隨向位置B之位移，未進行以提高成像面IP上之影像之rms值為目的之補償或散焦（成像面IP之位置調整）。位置A處之rms
A相對於位置B處之rms
B之比rms
r為0.040。於包含棒狀透鏡陣列之光學系統中，當工件或原稿發生「隆起」（-z方向之位移）之情形時，可認為成像性以該程度下降。
於圖10C及圖10D所示之光學系統之影像評價中，首先，針對由表1所示之棒狀透鏡陣列10p構成之光學系統，求出標準之位置，與基於上述之圖10A及圖10B所說明之計算方式同樣地求出成像面IP相對於自標準位置沿z方向位移-1[mm]後之物體面OP之rms
B。實際算出之值為相同之值，為rms
B＝0.1014[mm]。其次，將棒狀透鏡陣列10p與表2所示之各透明介電體陣列20p組合而構成光學裝置，求出於A所表示之位置之物體面OP、由棒狀透鏡陣列10p與透明介電體陣列20p構成之光學裝置、及成像面IP之系統中標準之配置。此時之棒狀透鏡陣列10p之物體面OP側之端面與物體面OP之距離L
01係與L
0大致相同之值。圖中之B所表示之位置之物體面OP係使圖中之A所表示之位置之物體面OP與點光源一起沿z方向位移-1[mm]後之面。此時，棒狀透鏡-物體面間距離為L
01＋1[mm]。於以後之計算或評價中，在使物體面OP沿-z方向位移所得之光學系統之配置之情形時，進而使點光源在與x軸平行之方向（x方向）進行各透明介電體之直徑之0倍、0.25倍、0.50倍、及0.75倍之量之各位移（0 mm、0.25×D
1mm、0.5×D
1mm、及0.75×D
1mm，D
1為透明介電體之直徑），且沿與y軸平行之方向（y方向）進行0 mm、0.1 mm、及0.2 mm之各位移。相對於（i）～（v）各者之透明介電體陣列20p，進行12個x軸方向及y軸方向之點光源之位移，而獲取成像面IP上之各影像之點狀圖。獲得之點狀圖達到5×12＝60個。對獲得之點狀圖，於成像面IP上，針對各光線求出與像點IQ之距離即橫向之光線像差，作為影像之評價指標，求出光線像差之均方根（rms）值作為位置B處之rms
（ k ） （ m×p ）。關於rms
（ k ） （ m×p ），k為0.4、0.6、0.8、0.9、及1.0，且為與表2所示之（i）～（v）之透明介電體陣列之P
1/P
0對應之後標，m為0、0.25、0.50、及0.75，且為特定出x方向之位移之係數之後標，p為0、0.1、及0.2，且為特定出y方向之位移量之後標。而且，最終，求出rms
（ k ） （ m×p ）相對於剛才的rms
B之比即rms
r （ k ） （ m×p ）（後標k、m、及p之屬性同上）。此種計算之情況係在原稿從原本原稿應在的高度向遠離光學系統或包含光學系統之影像感測器之方向（-z方向）移動之所謂之「隆起」的狀態，將與z方向垂直之面內發生了原稿上之物點偏移之狀態納入考量所得者。再者，於包含使物體面自標準之位置A位移後之位置B之光學系統之研究中，同樣不進行成像面IP之散焦性位移。
圖11係表示由棒狀透鏡陣列10p及透明介電體陣列20p構成之光學系統中、光線像差之rms之比rms
r （ k ） （ m×p ）與P
1/P
0之關係的曲線圖。於圖11中，與各P
1/P
0對應之白圈標記（plot）所表示之值係針對一個P
1/P
0，利用12個位移圖案算出之rms
r （ k ） （ m×p ）之平均值。而且，各P
1/P
0相關之誤差線表示同一P
1/P
0對應之12個位移圖案中比rms
r （ k ） （ m×p ）之最大值及最小值。誤差線之大小表示各P
1/P
0相關之rms
r （ k ） （ m×p ）之範圍。關於圖10C及圖10D所示之光學系統中比rms
r （ k ） （ m×p ），於各P
1/P
0處之平均值處於0.4～0.45之範圍內。該值與具備棒狀透鏡陣列10p且不包含透明介電體陣列20p之光學系統中rms
r之值（0.040）相比為10倍左右。因此，可認為，即便在自屬於標準配置之位置A所表示之物體面OP向-z方向位移的基礎上，向x方向及y方向位移，於包含棒狀透鏡陣列10p及透明介電體陣列20p之光學系統中，光學性能之劣化亦較小。
更詳細而言，若著眼於誤差線之最大值，則P
1/P
0為0.9及1時之比rms
r （ k ） （ m×p ）（k＝0.9～1.0）之最大值大於P
1/P
0為0.8以下時之比rms
rr （ k ） （ m×p ）（k＝0.4～0.8）之最大值。藉此，包含透明介電體陣列之光學系統雖然總的來說可認為發揮增大景深之效果，但於以P
1/P
0為0.9以上之方式排列之、棒狀透鏡陣列與透明介電體陣列之組合之光學系統中，藉由x方向及y方向之位移，無法充分地補償解析力之下降，結果存在景深下降之可能性。因此，即便於產生了x方向及y方向之位移之情形時，為了實現較大之景深，亦理想為透明介電體陣列中透明介電體之排列間距P
1為棒狀透鏡陣列之排列間距P
0之0.8倍以下（P
1/P
0≦0.8）。又，理想的是透明介電體陣列中透明介電體之排列間距P
1為棒狀透鏡陣列之排列間距P
0之0.3倍以上（0.3≦P
1/P
0）。於P
1為0.3×P
0以上之情形時，易於防止光量減少、或透鏡之開口被分割，可防止副掃描方向（y方向）之NA變小而點徑變大、或於掃描方向（x方向）上因透明介電體陣列之週期構造而產生側峰。
進而對由棒狀透鏡陣列10p與透明介電體陣列20p構成之光學裝置進行評價。使用具備表3所示之光學性能之棒狀透鏡陣列α、β、或γ代替具有表1所示之光學性能之棒狀透鏡陣列10p，且使用由具備表4～表12所示之性能、規格之a組、b組、及c組所構成之透明介電體陣列。表4表示關於以棒狀透鏡陣列α與透明介電體陣列a組之組合構成之光學裝置的規格及條件，表5表示關於以棒狀透鏡陣列α與透明介電體陣列b組之組合構成之光學裝置的規格及條件，表6表示關於以棒狀透鏡陣列α與透明介電體陣列c組之組合構成之光學裝置的規格及條件，表7表示關於以棒狀透鏡陣列β與透明介電體陣列a組之組合構成之光學裝置的規格及條件，表8表示關於以棒狀透鏡陣列β與透明介電體陣列b組之組合構成之光學裝置的規格及條件，表9表示關於以棒狀透鏡陣列β與透明介電體陣列c組之組合構成之光學裝置的規格及條件，表10表示關於以棒狀透鏡陣列γ與透明介電體陣列a組之組合構成之光學裝置的規格及條件，表11表示關於以棒狀透鏡陣列γ與透明介電體陣列b組之組合構成之光學裝置的規格及條件，表12表示關於以棒狀透鏡陣列γ與透明介電體陣列c組之組合構成之光學裝置的規格及條件。
首先，針對表3所示之α、β、及γ之棒狀透鏡陣列，利用圖10A及圖10B，進而利用與使用該等圖式所說明之方法相同之方法，求出標準配置、標準配置中棒狀透鏡陣列-物體面OP間之距離L
0、物體面OP與點光源沿-z方向位移1[mm]時之成像面IP上之點狀圖、及根據點狀圖算出之
（ h ）rms
B值。於
（ h ）rms
B中，h為α、β、或γ，且為特定出表3所示之棒狀透鏡陣列之後標。所謂標準配置，係指以物體面OP上之物點之正立等倍像以最高之解析度形成於成像面IP之方式，調整物體面OP與棒狀透鏡陣列之間之距離、棒狀透鏡陣列與成像面IP之間之距離所得之配置。
其次，於表4中，考慮以棒狀透鏡陣列α與透明介電體陣列a組之組合構成之光學裝置。於透明介電體陣列a組中，準備P
1/P
0＝0.4且H為1.920～38.400 mm之6種透明介電體陣列。將棒狀透鏡陣列α與透明介電體陣列a組內之一個透明介電體陣列（H＝0.192 mm，H/（n
1·L
01）＝0.032）組合而構成由棒狀透鏡陣列與透明介電體陣列構成之光學裝置。
利用圖10C及圖10D，進而利用與使用該等圖式所說明之方法相同之方法，求出標準配置、標準配置中棒狀透鏡陣列-物體面OP間之距離
（ h ）L
01 （ k ） （ s ）、物體面OP與點光源沿-z方向位移1[mm]時之成像面IP上之點狀圖、及根據點狀圖算出之
（ h ）rms
B （ k ） （ s ）值。然後，求出
（ h ）rms
B （ k ） （ s ）相對於剛才之
（ h ）rms
B之比
（ h ）rms
r （ k ） （ s ）。於
（ h ）L
01 （ k ） （ s ）、
（ h ）rms
B （ k ） （ s ）、及
（ h ）rms
r （ k ） （ s ）中，各後標之含義如下所述。h為α、β、或γ，且為特定出表3所示之棒狀透鏡陣列之後標，於表4中為α。k為0.4、0.6、或0.8，且為特定出P
1/P
0之後標，於表4中為0.4。s為0.032～0.637之範圍內之數值，且為特定出H/（n
1·L
01）之後標，此處為0.032。
同樣地，參照表4，構成由棒狀透鏡陣列α與屬於透明介電體陣列a組之另一透明介電體陣列構成之光學裝置，求出各光學裝置中
（ h ）rms
r （ k ） （ s ）。h為α，k為0.4，s為0.064～0.637之範圍內之數值，且為特定出H/（n
1·L
01）之後標。
進而，參照表5，構成由棒狀透鏡陣列α與屬於透明介電體陣列b組之透明介電體陣列構成之光學裝置，求出各光學裝置中
（ h ）rms
r （ k ） （ s ）。h為α，k為0.6，s為0.095～0.764之範圍內之數值，且為特定出6種水準之H/（n
1·L
01）之後標。
進而，參照表6，構成由棒狀透鏡陣列α與屬於透明介電體陣列c組之透明介電體陣列構成之光學裝置，求出各光學裝置中
（ h ）rms
r （ k ） （ s ）。h為α，k為0.8，且s為0.127～0.764之範圍內之數值，且為特定出5種水準之H/（n
1·L
01）之後標。
基於上述內容，算出rms指標，該rms指標表示關於以棒狀透鏡陣列α與屬於透明介電體陣列a～c之組之透明介電體陣列之組合構成之光學裝置之、對物體面施加-z方向之位移時之成像狀態。
同樣地，參照表7～表9，求出rms指標
（ h ）rms
r （ k ） （ s ），該rms指標
（ h ）rms
r （ k ） （ s ）表示關於以棒狀透鏡陣列β與屬於透明介電體陣列a～c之組之透明介電體陣列之組合構成之光學裝置之、對物體面施加-z方向之位移時之成像狀態。h為α、β、或γ，且為特定出表3所示之棒狀透鏡陣列之後標，此處為β。k為0.4、0.6、及0.8，且為特定出P
1/P
0之後標，s為特定出H/（n
1·L
01）之後標。
同樣地，參照表10～表12，求出rms指標
（ h ）rms
r （ k ） （ s ），該rms指標
（ h ）rms
r （ k ） （ s ）表示關於以棒狀透鏡陣列γ與屬於透明介電體陣列a～c之組之透明介電體陣列之組合構成之光學裝置之、對物體面施加-z方向之位移時之成像狀態。h為α、β、或γ，且為特定出表3所示之棒狀透鏡陣列之後標，此處為γ。k為0.4、0.6、或0.8，且為特定出P
1/P
0之後標，s為特定出H/（n
1·L
01）之後標。
[表3]
| 項目 | 符號 | 單位 | 棒狀透鏡陣列 | ||
| α | β | γ | |||
| 行數 | 1 | 1 | 1 | ||
| 中心折射率 | n 0 | 1.600 | 1.600 | 1.600 | |
| 折射率分佈常數 | g | /mm | 0.1667 | 0.4000 | 0.8333 |
| 透鏡週期長度 | PP＝2π/g | mm | 37.70 | 15.71 | 7.54 |
| 透鏡排列間距 | P 0 | mm | 0.600 | 0.600 | 0.600 |
| 棒狀透鏡直徑 | D 0 | mm | 0.600 | 0.600 | 0.600 |
| 棒狀透鏡有效半徑 | r 0 | mm | 0.285 | 0.285 | 0.285 |
| 開口數 | NA≈n 0·g·r 0 | 0.0760 | 0.1824 | 0.3800 | |
| 開口角 | θ 0 | 4.4 | 10.5 | 21.8 | |
| 透鏡長度 | Z | mm | 20.039 | 8.350 | 4.008 |
| 透鏡共軛長度 | TC | mm | 95.4 | 39.8 | 19.1 |
| 棒狀透鏡陣列-物體面間距離 | L 0 | mm | 37.7 | 15.7 | 7.5 |
[表4]
| 項目 | 符號 | 單位 | α-a-1 | α-a-2 | α-a-3 | α-a-4 | α-a-5 | α-a-6 |
| 組合之棒狀透鏡陣列 | 棒狀透鏡陣列α | |||||||
| 透明介電體之排列間距 | P 1 | mm | 0.4×P 0 | |||||
| 透明介電體陣列行數 | m | 2 | ||||||
| 透明介電體之折射率 | n 1 | mm | 1.600 | |||||
| 透明介電體之直徑 | D 1 | mm | 0.240 | |||||
| 透明介電體之有效半徑 | r 1 | mm | 0.114 | |||||
| 透明介電體之長度 | H | mm | 1.920 | 3.840 | 7.680 | 15.360 | 23.040 | 38.400 |
| 透明介電體陣列之長度相對於L 01之比除以折射率所得之值 | H/（n 1·L 01） | 0.032 | 0.064 | 0.127 | 0.255 | 0.382 | 0.637 |
[表5]
| 項目 | 符號 | 單位 | α-b-1 | α-b-2 | α-b-3 | α-b-4 | α-b-5 | α-b-6 |
| 組合之棒狀透鏡陣列 | 棒狀透鏡陣列α | |||||||
| 透明介電體之排列間距 | P 1 | mm | 0.6×P 0 | |||||
| 透明介電體陣列行數 | m | 2 | ||||||
| 透明介電體之折射率 | n 1 | mm | 1.600 | |||||
| 透明介電體之直徑 | D 1 | mm | 0.360 | |||||
| 透明介電體之有效半徑 | r 1 | mm | 0.171 | |||||
| 透明介電體之長度 | H | mm | 5.760 | 11.520 | 17.280 | 23.040 | 34.560 | 46.080 |
| 透明介電體陣列之長度相對於L 01之比除以折射率所得之值 | H/（n 1·L 01 ） | 0.095 | 0.191 | 0.286 | 0.382 | 0.573 | 0.764 |
[表6]
| 項目 | 符號 | 單位 | α-c-1 | α-c-2 | α-c-3 | α-c-4 | α-c-5 |
| 組合之棒狀透鏡陣列 | 棒狀透鏡陣列α | ||||||
| 透明介電體之排列間距 | P 1 | mm | 0.8×P 0 | ||||
| 透明介電體陣列行數 | m | 2 | |||||
| 透明介電體之折射率 | n 1 | mm | 1.600 | ||||
| 透明介電體之直徑 | D 1 | mm | 0.480 | ||||
| 透明介電體之有效半徑 | r 1 | mm | 0.228 | ||||
| 透明介電體之長度 | H | mm | 7.680 | 15.360 | 23.040 | 30.720 | 46.080 |
| 透明介電體陣列之長度相對於L 01之比除以折射率所得之值 | H/（n 1·L 01） | 0.127 | 0.255 | 0.382 | 0.509 | 0.764 |
[表7]
| 項目 | 符號 | 單位 | β-a-1 | β-a-2 | β-a-3 | β-a-4 | β-a-5 | β-a-6 |
| 組合之棒狀透鏡陣列 | 棒狀透鏡陣列β | |||||||
| 透明介電體之排列間距 | P 1 | mm | 0.4×P 0 | |||||
| 透明介電體陣列行數 | m | 2 | ||||||
| 透明介電體之折射率 | n 1 | mm | 1.600 | |||||
| 透明介電體之直徑 | D 1 | mm | 0.240 | |||||
| 透明介電體之有效半徑 | r 1 | mm | 0.114 | |||||
| 透明介電體之長度 | H | mm | 1.920 | 3.840 | 7.680 | 11.520 | 15.360 | 19.200 |
| 透明介電體陣列之長度相對於L 01之比除以折射率所得之值 | H/（n 1·L 01） | 0.076 | 0.153 | 0.306 | 0.458 | 0.611 | 0.764 |
[表8]
| 項目 | 符號 | 單位 | β-b-1 | β-b-2 | β-b-3 | β-b-4 | β-b-5 |
| 組合之棒狀透鏡陣列 | 棒狀透鏡陣列β | ||||||
| 透明介電體之排列間距 | P 1 | mm | 0.6×P 0 | ||||
| 透明介電體陣列行數 | m | 2 | |||||
| 透明介電體之折射率 | n 1 | mm | 1.600 | ||||
| 透明介電體之直徑 | D 1 | mm | 0.360 | ||||
| 透明介電體之有效半徑 | r 1 | mm | 0.171 | ||||
| 透明介電體之長度 | H | mm | 2.880 | 5.760 | 8.641 | 11.521 | 17.281 |
| 透明介電體陣列之長度相對於L 01之比除以折射率所得之值 | H/（n 1·L 01） | 0.115 | 0.229 | 0.344 | 0.458 | 0.688 |
[表9]
| 項目 | 符號 | 單位 | β-c-1 | β-c-2 | β-c-3 | β-c-4 |
| 組合之棒狀透鏡陣列 | 棒狀透鏡陣列β | |||||
| 透明介電體之排列間距 | P 1 | mm | 0.8×P 0 | |||
| 透明介電體陣列行數 | m | 2 | ||||
| 透明介電體之折射率 | n 1 | mm | 1.600 | |||
| 透明介電體之直徑 | D 1 | mm | 0.480 | |||
| 透明介電體之有效半徑 | r 1 | mm | 0.228 | |||
| 透明介電體之長度 | H | mm | 3.841 | 7.681 | 11.522 | 19.203 |
| 透明介電體陣列之長度相對於L 01之比除以折射率所得之值 | H/（n 1·L 01） | 0.153 | 0.306 | 0.458 | 0.764 |
[表10]
| 項目 | 符號 | 單位 | γ-a-1 | γ-a-2 | γ-a-3 | γ-a-4 | γ-a-5 | γ-a-6 | γ-a-7 | γ-a-8 |
| 組合之棒狀透鏡陣列 | 棒狀透鏡陣列γ | |||||||||
| 透明介電體之排列間距 | P 1 | mm | 0.4×P 0 | |||||||
| 透明介電體陣列行數 | m | 2 | ||||||||
| 透明介電體之折射率 | n 1 | mm | 1.600 | |||||||
| 透明介電體之直徑 | D 1 | mm | 0.240 | |||||||
| 透明介電體之有效半徑 | r 1 | mm | 0.114 | |||||||
| 透明介電體之長度 | H | mm | 0.768 | 1.152 | 1.536 | 3.072 | 3.839 | 4.607 | 6.143 | 9.215 |
| 透明介電體陣列之長度相對於L 01之比除以折射率所得之值 | H/（n 1·L 01） | 0.064 | 0.095 | 0.127 | 0.255 | 0.318 | 0.382 | 0.509 | 0.764 |
[表11]
| 項目 | 符號 | 單位 | γ-b-1 | γ-b-2 | γ-b-3 | γ-b-4 | γ-b-5 | γ-b-6 | γ-b-7 |
| 組合之棒狀透鏡陣列 | 棒狀透鏡陣列γ | ||||||||
| 透明介電體之排列間距 | P 1 | mm | 0.6×P 0 | ||||||
| 透明介電體陣列行數 | m | 2 | |||||||
| 透明介電體之折射率 | n 1 | mm | 1.600 | ||||||
| 透明介電體之直徑 | D 1 | mm | 0.360 | ||||||
| 透明介電體之有效半徑 | r 1 | mm | 0.171 | ||||||
| 透明介電體之長度 | H | mm | 1.152 | 2.304 | 3.457 | 4.609 | 5.761 | 7.489 | 9.218 |
| 透明介電體陣列之長度相對於L 01之比除以折射率所得之值 | H/（n 1·L 01） | 0.096 | 0.191 | 0.287 | 0.382 | 0.478 | 0.621 | 0.764 |
[表12]
| 項目 | 符號 | 單位 | γ-c-1 | γ-c-2 | γ-c-3 | γ-c-4 | γ-c-5 | γ-c-6 | γ-c-7 |
| 組合之棒狀透鏡陣列 | 棒狀透鏡陣列γ | ||||||||
| 透明介電體之排列間距 | P 1 | mm | 0.8×P 0 | ||||||
| 透明介電體陣列行數 | m | 2 | |||||||
| 透明介電體之折射率 | n 1 | mm | 1.600 | ||||||
| 透明介電體之直徑 | D 1 | mm | 0.480 | ||||||
| 透明介電體之有效半徑 | r 1 | mm | 0.228 | ||||||
| 透明介電體之長度 | H | mm | 1.536 | 2.304 | 3.072 | 4.607 | 6.143 | 7.679 | 9.215 |
| 透明介電體陣列之長度相對於L 01之比除以折射率所得之值 | H/（n 1·L 01） | 0.127 | 0.191 | 0.255 | 0.382 | 0.509 | 0.637 | 0.764 |
圖12A係表示由棒狀透鏡陣列α及屬於上述透明介電體陣列a～c之組之透明介電體陣列構成之光學系統中、光線像差之rms之比
（ h ）rms
r （ k ） （ s ）（後標h、k、及s之含義同上；以後省略）與H/（n
1·L
01）之關係的曲線圖。圖12B係表示由棒狀透鏡陣列β及屬於上述透明介電體陣列a～c之組之透明介電體陣列構成之光學系統中、光線像差之rms之比
（ h ）rms
r （ k ） （ s ）與H/（n
1·L
01）之關係的曲線圖。圖12C係表示由棒狀透鏡陣列γ及屬於上述透明介電體陣列a～c之組之透明介電體陣列構成之光學系統中、光線像差之rms之比
（ h ）rms
r （ k ） （ s ）與H/（n
1·L
01）之關係的曲線圖。如圖10C所示，L
01係位置A時之物體面OP與成像面IP為正立等倍系統時之、棒狀透鏡陣列與物體面OP之z方向之距離。表13中示出自圖12A～圖12C看出之比
（ h ）rms
r （ k ） （ s ）為0.5以下之H/（n
1·L
01）之值H/（n
1·L
01）
th。而且，同時在圖13中示出以虛線描繪各光學系統之P
1/P
0之值與比
（ h ）rms
r （ k ） （ s ）為0.5以下之H/（n
1·L
01）
th之值之關係所得之近似直線。該關聯性表示不論透鏡之種類如何，均相對於P
1/P
0大致成正比地增加。即，根據圖11所示之P
1/P
0之值與比
（ h ）rms
r （ k ） （ s ）為0.5以下之H/（n
1·L
01）
th之值之關係，可認為於具備透鏡陣列及透明介電體陣列之光學裝置中，為了進而謀求景深之提高，有利的是下述式（6）之條件成立。
H/（n
1·L
01）＞0.27（P
1/P
0）＋0.023 式（6）
[表13]
| P 1/P 0 | H/（n 1·L 01） th | |
| 棒狀透鏡α | 0.4 | 0.127 |
| 0.6 | 0.191 | |
| 0.8 | 0.243 | |
| 棒狀透鏡β | 0.4 | 0.124 |
| 0.6 | 0.199 | |
| 0.8 | 0.203 | |
| 棒狀透鏡γ | 0.4 | 0.124 |
| 0.6 | 0.195 | |
| 0.8 | 0.250 |
如上所述，藉由利用包含於透鏡陣列中相鄰之單透鏡在內之附近之單透鏡所進行之影像之重疊，將合成像形成於成像面。利用單透鏡進行之成像分別具有餘弦四次方定律（Cosine Fourth Law）等光量分佈，故於合成像中亦可能產生週期性之照度不均。照度不均亦可藉由對來自影像感測器之圖像信號進行增益修正等來進行修正。但是，若該照度不均為較大之值、例如超過作為平均照度之0.5，則作為實用上之問題，存在受檢體之讀出影像之對比度顯著下降而導致產生條紋等故障之可能性。
因此，於具備棒狀透鏡陣列及透明介電體陣列之光學裝置或光學系統中，進行用以求出成像面上之放射照度（Irradiance）之光學模擬。於放射照度之計算中，使用美國之Lambda Research Corporation之照明解析軟體Trace Pro Standard 7。作為光學模擬之條件，使用圖10C及圖10D所示之光學系統。作為棒狀透鏡陣列，使用表3所示之棒狀透鏡陣列α、β、及γ，且作為透明介電體陣列，使用表14～22所示之a'、b'、及c'之3種組之透明介電體陣列。將其等組合而構成光學系統。而且，於光學模擬中，以作為正立等倍系統且影像之解析度變為最高之方式，規定物體面、棒狀透鏡陣列、透明介電體陣列、及成像面之配置。將此時之物體面之位置設為A。位置A為標準配置。
[表14]
| 項目 | 符號 | 單位 | α-a'-1 | α-a'-2 | α-a'-3 |
| 組合之棒狀透鏡陣列 | 棒狀透鏡陣列α | ||||
| 透明介電體之排列間距 | P 1 | mm | 0.4×P 0 | ||
| 透明介電體陣列行數 | m | 2 | |||
| 透明介電體之折射率 | n 1 | mm | 1.600 | ||
| 透明介電體之直徑 | D 1 | mm | 0.240 | ||
| 透明介電體之有效半徑 | r 1 | mm | 0.114 | ||
| 透明介電體之長度 | H | mm | 23.040 | 30.720 | 46.080 |
| 透明介電體陣列之長度相對於L 01之比除以折射率所得之值 | H/（n 1·L 01） | 0.382 | 0.509 | 0.764 |
[表15]
| 項目 | 符號 | 單位 | α-b'-1 | α-b'-2 |
| 組合之棒狀透鏡陣列 | 棒狀透鏡陣列α | |||
| 透明介電體之排列間距 | P 1 | mm | 0.6×P 0 | |
| 透明介電體陣列行數 | m | 2 | ||
| 透明介電體之折射率 | n 1 | mm | 1.600 | |
| 透明介電體之直徑 | D 1 | mm | 0.360 | |
| 透明介電體之有效半徑 | r 1 | mm | 0.171 | |
| 透明介電體之長度 | H | mm | 34.560 | 46.080 |
| 透明介電體陣列之長度相對於L 01之比除以折射率所得之值 | H/（n 1·L 01） | 0.573 | 0.764 |
[表16]
| 項目 | 符號 | 單位 | α-c'-1 | α-c'-2 | α-c'-3 |
| 組合之棒狀透鏡陣列 | 棒狀透鏡陣列α | ||||
| 透明介電體之排列間距 | P 1 | mm | 0.8×P 0 | ||
| 透明介電體陣列行數 | m | 2 | |||
| 透明介電體之折射率 | n 1 | mm | 1.600 | ||
| 透明介電體之直徑 | D 1 | mm | 0.480 | ||
| 透明介電體之有效半徑 | r 1 | mm | 0.228 | ||
| 透明介電體之長度 | H | mm | 23.040 | 38.400 | 46.080 |
| 透明介電體陣列之長度相對於L 01之比除以折射率所得之值 | H/（n 1·L 01） | 0.382 | 0.637 | 0.764 |
[表17]
| 項目 | 符號 | 單位 | β-a'-1 | β-a'-2 | β-a'-3 |
| 組合之棒狀透鏡陣列 | 棒狀透鏡陣列β | ||||
| 透明介電體之排列間距 | P 1 | mm | 0.4×P 0 | ||
| 透明介電體陣列行數 | m | 2 | |||
| 透明介電體之折射率 | n 1 | mm | 1.600 | ||
| 透明介電體之直徑 | D 1 | mm | 0.240 | ||
| 透明介電體之有效半徑 | r 1 | mm | 0.114 | ||
| 透明介電體之長度 | H | mm | 11.520 | 15.360 | 19.200 |
| 透明介電體陣列之長度相對於L 01之比除以折射率所得之值 | H/（n 1·L 01） | 0.458 | 0.611 | 0.764 |
[表18]
| 項目 | 符號 | 單位 | β-b'-1 | β-b'-2 | β-b'-3 |
| 組合之棒狀透鏡陣列 | 棒狀透鏡陣列β | ||||
| 透明介電體之排列間距 | P 1 | mm | 0.6×P 0 | ||
| 透明介電體陣列行數 | m | 2 | |||
| 透明介電體之折射率 | n 1 | mm | 1.600 | ||
| 透明介電體之直徑 | D 1 | mm | 0.360 | ||
| 透明介電體之有效半徑 | r 1 | mm | 0.171 | ||
| 透明介電體之長度 | H | mm | 11.520 | 17.280 | 20.160 |
| 透明介電體陣列之長度相對於L 01之比除以折射率所得之值 | H/（n 1·L 01） | 0.458 | 0.688 | 0.802 |
[表19]
| 項目 | 符號 | 單位 | β-c'-1 | β-c'-2 | β-c'-3 | β-c'-4 |
| 組合之棒狀透鏡陣列 | 棒狀透鏡陣列β | |||||
| 透明介電體之排列間距 | P 1 | mm | 0.8×P 0 | |||
| 透明介電體陣列行數 | m | 2 | ||||
| 透明介電體之折射率 | n 1 | mm | 1.600 | |||
| 透明介電體之直徑 | D 1 | mm | 0.480 | |||
| 透明介電體之有效半徑 | r 1 | mm | 0.228 | |||
| 透明介電體之長度 | H | mm | 11.520 | 15.360 | 19.200 | 21.504 |
| 透明介電體陣列之長度相對於L 01之比除以折射率所得之值 | H/（n 1·L 01） | 0.458 | 0.611 | 0.764 | 0.856 |
[表20]
| 項目 | 符號 | 單位 | γ-a'-1 | γ-a'-2 | γ-a'-3 |
| 組合之棒狀透鏡陣列 | 棒狀透鏡陣列γ | ||||
| 透明介電體之排列間距 | P 1 | mm | 0.4×P 0 | ||
| 透明介電體陣列行數 | m | 2 | |||
| 透明介電體之折射率 | n 1 | mm | 1.600 | ||
| 透明介電體之直徑 | D 1 | mm | 0.240 | ||
| 透明介電體之有效半徑 | r 1 | mm | 0.114 | ||
| 透明介電體之長度 | H | mm | 3.840 | 5.760 | 7.680 |
| 透明介電體陣列之長度相對於L 01之比除以折射率所得之值 | H/（n 1·L 01） | 0.318 | 0.477 | 0.637 |
[表21]
| 項目 | 符號 | 單位 | γ-b'-1 | γ-b'-2 |
| 組合之棒狀透鏡陣列 | 棒狀透鏡陣列γ | |||
| 透明介電體之排列間距 | P 1 | mm | 0.6×P 0 | |
| 透明介電體陣列行數 | m | 2 | ||
| 透明介電體之折射率 | n 1 | mm | 1.600 | |
| 透明介電體之直徑 | D 1 | mm | 0.360 | |
| 透明介電體之有效半徑 | r 1 | mm | 0.171 | |
| 透明介電體之長度 | H | mm | 5.760 | 8.640 |
| 透明介電體陣列之長度相對於L 01之比除以折射率所得之值 | H/（n 1·L 01） | 0.477 | 0.716 |
[表22]
| 項目 | 符號 | 單位 | γ-c'-1 | γ-c'-2 | γ-c'-3 |
| 組合之棒狀透鏡陣列 | 棒狀透鏡陣列γ | ||||
| 透明介電體之排列間距 | P 1 | mm | 0.8×P 0 | ||
| 透明介電體陣列行數 | m | 2 | |||
| 透明介電體之折射率 | n 1 | mm | 1.600 | ||
| 透明介電體之直徑 | D 1 | mm | 0.480 | ||
| 透明介電體之有效半徑 | r 1 | mm | 0.228 | ||
| 透明介電體之長度 | H | mm | 6.144 | 7.680 | 9.216 |
| 透明介電體陣列之長度相對於L 01之比除以折射率所得之值 | H/（n 1·L 01） | 0.509 | 0.637 | 0.764 |
於光學模擬中，配置自位置A之物體面出射均勻之光之面光源，並求出各光學系統之成像面上之照度不均。用於光學模擬之面光源設為出射朗伯（lambert）配光之波長570 nm之光之條件，進行1000萬條光線追蹤。根據棒狀透鏡陣列及透明介電體陣列之週期性，放射照度亦有於主掃描方向（x方向）上具有週期性之傾向。於影像感測器等用途中，受光元件陣列檢測出之放射照度於主掃描方向上較佳為固定。於放射照度在主掃描方向上存在偏差或週期性變動之情形時，影像感測器獲取的是濃淡或明暗存在偏差或變動之圖像，不能說合適。因此，於各光學系統中，實施模擬，求出主掃描方向之放射照度分佈，評價放射照度之不均。
圖14表示於將棒狀透鏡陣列α、β、及γ之3種棒狀透鏡陣列與表4所表示之a'組之透明介電體陣列（P
1＝0.4×P
0）、b'組之透明介電體陣列（P
1＝0.6×P
0）、及c'組之透明介電體陣列（P
1＝0.8×P
0）組合而成之光學系統各者中，在求出標準配置之後，於x＝0[mm]～x＝100[mm]之範圍內求出之放射照度不均ΔI。圖14中橫軸為H/（n
1·L
01D），縱軸為放射照度不均ΔI。放射照度不均ΔI係求出主掃描方向（x方向）之上述範圍內之、放射照度之最大值I
max及放射照度之最小值I
min並利用下述式（7）算出。
ΔI＝2×（I
max－I
min）/（I
max＋I
min） 式（7）
圖14表示放射照度不均ΔI與參數H/（n
1·L
01）之關係。如圖14所示，放射照度不均ΔI之值理想為較小，但就放射照度不均ΔI與H/（n
1·L
01）之關聯性而言，ΔI不論透鏡為何種類型，均顯示具有帶狀之寬度，並且隨著H/（n
1·L
01）變大而增大之傾向。若H/（n
1·L
01）較大，則限制棒狀透鏡之開口之效果增強，並且自透明介電體陣列朝向成像面放射之光線之角度亦變小，可推測透明介電體陣列之各透明介電體之放射照度分佈之重疊不足。
而且，根據圖14所示之關聯性，若H/（n
1·L
01）大於0.6，則可推測將棒狀透鏡陣列與透明介電體陣列組合而成之光學系統中放射照度不均ΔI根據棒狀透鏡與透明介電體陣列之組合會超過0.5。根據本研究之結果，可認為為了於具備棒狀透鏡陣列及透明介電體陣列之光學裝置或光學系統中降低照度不均，理想的是滿足H/（n
1·L
01）≦0.6以下之條件。進而，當H/（n
1·L
01）之值為0.46以下時，放射照度不均ΔI變為0.3以下，更為理想。
於光學裝置1a中，放射照度不均ΔI例如為0.5以下。放射照度不均ΔI理想為0.4以下，更理想為0.3以下。
於光學裝置1a中，在透鏡陣列10與透明介電體陣列20之間亦可存在空氣或真空層。於透鏡陣列10與透明介電體陣列20之間可填充有透明之接著劑，亦可存在光學膠（OCA，Optical Clear Adhesive）等透明之黏著層或接著層等樹脂。於在透鏡陣列10與透明介電體陣列20之間存在樹脂之情形時，理想的是該樹脂之折射率接近透鏡陣列10之透鏡11之折射率及透明介電體陣列20之透明介電體21之折射率。其原因在於，能夠降低界面反射所導致之光損耗。
光學裝置1a之用途並不限定於特定之用途。光學裝置1a例如可用於影像感測器、掃描器、印表機、線感測器相機（line sensor camera）、影印機、傳真機、複合機（例如包含影印機、印表機等功能之裝置）、外觀檢查裝置、及內視鏡等光學製品或光學機器。
圖15A係表示影像感測器之一例之圖。如圖15A所示，影像感測器3a具備光學裝置1a。影像感測器3a例如為CIS。於影像感測器3a中，光學裝置1a之透鏡陣列10之透鏡11之光軸及透明介電體陣列20之透明介電體21之中心軸於z軸方向延伸。透鏡陣列10中複數透鏡11沿x軸方向（主掃描方向）排列。再者，影像感測器3a或影像感測器3a所包含之零件之x軸方向上之尺寸亦可大於其等在與x軸及z軸正交之y軸方向上之尺寸。
如圖15A所示，影像感測器3a具備殼體30、線狀照明裝置31、原稿台32、受光元件陣列33及電路基板34。光學裝置1a、線狀照明裝置31、受光元件陣列33及電路基板34配置於殼體30之內部。原稿台32由玻璃板構成，以覆蓋殼體30之開口之方式配置。線狀照明裝置31例如沿x軸方向出射大致均勻之照明光而對原稿等對象物S進行照明。經對象物S之表面反射之照明光之一部分依序通過透鏡陣列10及透明介電體陣列20後，到達受光元件陣列33之PD或雪崩光電二極體（APD）等各受光元件，對象物S之表面之資訊成像於受光元件之受光面。於影像感測器3a中，以對象物之表面與物體面OP對應且受光元件之受光面與像面IP對應之方式製造光學裝置1a，光學裝置1a呈正立等倍系統之配置。影像感測器3a藉由其本身沿y軸方向掃描而獲取對象物S之二維資訊。
於影像感測器3a中，透明介電體陣列20配置於透鏡陣列10之光出射面側。可將透鏡陣列10及透明介電體陣列20分別組裝至殼體30之內部之構造，亦可預先將透鏡陣列10與透明介電體陣列20藉由接著等方式一體化後組裝至殼體30。因此，光學裝置1a可構成為將透鏡陣列10與透明介電體陣列20分別組裝，亦可為將透鏡陣列10與透明介電體陣列20一體化而成之構成。
圖15B表示影像感測器之另一例，圖15C表示影像感測器之又一例。圖15B所示之影像感測器3b及圖15C所示之影像感測器3c之各者除了特別說明之部分以外與影像感測器3a同樣地構成。對與影像感測器3a之構成要素相同或對應之影像感測器3b及3c之構成要素標註相同之符號，並省略詳細之說明。與影像感測器3a相關之說明只要技術上不矛盾，則亦適用於影像感測器3b及3c。
如圖15B所示，於影像感測器3b中，透明介電體陣列20配置於透鏡陣列10之光入射面側。
如圖15C所示，於影像感測器3c中，透明介電體陣列20配置於透鏡陣列10之光出射面側，而且亦配置於光入射面側。
1a:光學裝置
3a,3b,3c:影像感測器
10:透鏡陣列
11:透鏡
20:透明介電體陣列
21:透明介電體
[圖1]係表示本發明之光學裝置之一例之立體圖。
[圖2]係表示與本發明相關之透鏡陣列之一例之概略性立體圖。
[圖3]係表示透鏡陣列與物體面及像面之關係之圖。
[圖4]係對具有折射率分佈之棒狀透鏡之成像進行說明之圖。
[圖5A]係說明當物體之位置處於共軛位置時相鄰之兩個棒狀透鏡之成像狀態的圖。
[圖5B]係說明當物體之位置自共軛位置偏離時相鄰之兩個棒狀透鏡之成像狀態的圖。
[圖6]係模式性地表示棒狀透鏡之光入射面上與自中心軸隔開距離r之位置處能夠接收之光線之擴展的圖。
[圖7]係概略性地表示由棒狀透鏡之開口之定義決定之角度θ與自中心軸起之距離r之關係的曲線圖。
[圖8A]係模式性地表示無透明介電體陣列之情形時之光線之擴展的圖。
[圖8B]係模式性地表示於棒狀透鏡之光軸方向上配置有透明介電體之情形時之視野限制的圖。
[圖8C]係模式性地表示於棒狀透鏡之光軸方向上配置有透明介電體之情形時之視野限制的圖。
[圖8D]係模式性地表示於棒狀透鏡之光軸方向上配置有透明介電體之情形時之視野限制的圖。
[圖9]係表示本發明之透明介電體陣列之一例之立體圖。
[圖10A]係表示由棒狀透鏡陣列構成之光學系統之圖。
[圖10B]係表示由棒狀透鏡陣列構成之光學系統之圖。
[圖10C]係表示由棒狀透鏡陣列及透明介電體陣列構成之光學系統之圖。
[圖10D]係表示由棒狀透鏡陣列及透明介電體陣列構成之光學系統之圖。
[圖11]係表示由棒狀透鏡陣列及透明介電體陣列構成之光學系統中、光線像差之均方根之比rms
r與P
1/P
0之關係的曲線圖。
[圖12A]係表示由棒狀透鏡陣列α及透明介電體陣列構成之光學系統中、光線像差之rms之比rms
r與H/（n
1·L
01）之關係的曲線圖。
[圖12B]係表示由棒狀透鏡陣列β及透明介電體陣列構成之光學系統中、光線像差之rms之比rms
r與H/（n
1·L
01）之關係的曲線圖。
[圖12C]係表示由棒狀透鏡陣列γ及透明介電體陣列構成之光學系統中、光線像差之rms之比rms
r與H/（n
1·L
01）之關係的曲線圖。
[圖13]係表示由透鏡α、β、或γ與透明介電體陣列構成之光學系統中H/（n
1·L
01）
th與P
1/P
0之關係的曲線圖。
[圖14]係表示由透鏡α、β、或γ與透明介電體陣列構成之光學系統中照度不均ΔI與H/（n
1·L
01）之關係的曲線圖。
[圖15A]係表示本發明之影像感測器之一例之圖。
[圖15B]係表示本發明之影像感測器之另一例之圖。
[圖15C]係表示本發明之影像感測器之又一例之圖。
1a:光學裝置
10:透鏡陣列
11:透鏡
20:透明介電體陣列
21:透明介電體
Claims (10)
- 一種光學裝置，其具備： 透鏡陣列，其包含複數透鏡，且上述複數透鏡以上述複數透鏡之光軸相互大致平行之方式排列；及 透明介電體陣列，其包含複數透明介電體，且以上述複數透明介電體之中心軸相互大致平行之方式排列；且 上述透鏡陣列及上述透明介電體陣列以上述光軸及上述中心軸大致平行，且上述透鏡陣列之端面與上述透明介電體陣列之端面對向之方式配置。
- 如請求項1之光學裝置，其中， 上述透鏡係於半徑方向具有折射率分佈之棒狀透鏡。
- 如請求項1或2之光學裝置，其中， 上述透鏡陣列之排列間距P 0及上述透明介電體陣列之排列間距P 1滿足0.3×P 0≦P 1≦0.8×P 0之第一條件。
- 如請求項3之光學裝置，其中， 上述透明介電體陣列之折射率n 1及上述透明介電體陣列之長度H[mm]滿足 H/（n 1·L 01）＞0.27×（P 1/P 0）＋0.023之第二條件， 於上述第二條件中，L 01係物體面之正立等倍像以最高之解析度成像時之上述透鏡陣列與上述物體面之距離[mm]。
- 如請求項1至4中任一項之光學裝置，其中， 放射照度不均ΔI為0.5以下， 上述放射照度不均ΔI具有ΔI＝2×（I max－I min）/（I max＋I min）之關係， 於上述關係中，I max係上述光學裝置之主掃描方向之放射照度之最大值，I min係上述光學裝置之主掃描方向之放射照度之最小值。
- 如請求項1至5中任一項之光學裝置，其中， 上述透明介電體陣列之折射率n 1及上述透明介電體陣列之長度H[mm]滿足H/（n 1·L 01）≦0.6之第三條件， 於上述第三條件中，L 01係物體面之正立等倍像以最高之解析度成像時之上述透鏡陣列與上述物體面之距離[mm]。
- 如請求項2之光學裝置，其中， 上述透鏡陣列之透鏡之光軸與上述透明介電體陣列之透明介電體之中心軸大略一致， 滿足tanθ 0·H/n 1＞P 1/2之第四條件， n 1係上述透明介電體之折射率， H係於上述中心軸平行之方向之上述透明介電體之長度[mm]， P 1係於上述透明介電體陣列中相鄰之上述透明介電體之上述中心軸彼此之距離[mm]， θ 0係上述棒狀透鏡之開口角， 以n（r） 2＝n 0 2·｛1－（g·r） 2｝表示上述棒狀透鏡之上述折射率分佈時，θ 0具有sinθ 0＝n 0·g·r 0之關係， r係半徑方向上之自上述棒狀透鏡之光軸之距離[mm]， n（r）係距離r處之上述棒狀透鏡之折射率， n 0係上述棒狀透鏡之光軸處之折射率， g係上述棒狀透鏡之折射率分佈常數， r 0係上述棒狀透鏡之有效半徑[mm]。
- 一種影像感測器，其具備請求項1至7中任一項之光學裝置。
- 一種光學裝置之製造方法，其係請求項1之光學裝置之製造方法，且 包括下述步驟：以上述透明介電體之上述中心軸與上述透鏡之光軸大致平行，且上述透明介電體陣列之端面與上述透鏡陣列之端面大致平行地對向之方式，將上述透明介電體陣列與上述透鏡陣列組合。
- 如請求項9之光學裝置之製造方法，其包括下述步驟： 以藉由下拉法獲得之複數棒狀之玻璃之中心軸大致平行之方式，排列上述複數棒狀之玻璃；及 形成與上述玻璃之中心軸大致垂直之一對面而獲得上述透明介電體。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2022-107966 | 2022-07-04 | ||
| JP2022107966A JP7216240B1 (ja) | 2022-07-04 | 2022-07-04 | 光学装置及びイメージセンサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| TW202403351A true TW202403351A (zh) | 2024-01-16 |
Family
ID=85111693
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| TW112102575A TW202403351A (zh) | 2022-07-04 | 2023-01-19 | 光學裝置、影像感測器、及光學裝置之製造方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP7216240B1 (zh) |
| TW (1) | TW202403351A (zh) |
| WO (1) | WO2024009538A1 (zh) |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2815130B2 (ja) * | 1992-11-04 | 1998-10-27 | キヤノン株式会社 | レンズアレイ及びそれを用いた密着型イメージセンサー |
| DE69628876T2 (de) * | 1995-04-19 | 2004-04-22 | Corning Inc. | Vorrichtung und Verfahren zum Formen von geschmolzenem glasartigen Material in Stäben |
| JP2001296406A (ja) * | 2000-04-11 | 2001-10-26 | Nippon Sheet Glass Co Ltd | 結像光学素子 |
| JP6342131B2 (ja) | 2013-09-13 | 2018-06-13 | 株式会社東芝 | 受給エネルギー削減情報算出装置、受給エネルギー削減情報算出方法およびプログラム |
| DE112020001554T5 (de) * | 2019-03-25 | 2021-12-16 | Mitsubishi Electric Corporation | Bildlesevorrichtung |
| JP7211316B2 (ja) * | 2019-09-26 | 2023-01-24 | 三菱電機株式会社 | 画像読取装置及びその製造方法 |
| DE112022002971T5 (de) * | 2021-06-09 | 2024-06-06 | Mitsubishi Electric Corporation | Optisches Element und Bildlesevorrichtung |
| US20240251049A1 (en) * | 2021-06-09 | 2024-07-25 | Mitsubishi Electric Corporation | Optical member and image reading device |
-
2022
- 2022-07-04 JP JP2022107966A patent/JP7216240B1/ja active Active
-
2023
- 2023-01-18 WO PCT/JP2023/001412 patent/WO2024009538A1/ja unknown
- 2023-01-19 TW TW112102575A patent/TW202403351A/zh unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2024009538A1 (ja) | 2024-01-11 |
| JP2024006772A (ja) | 2024-01-17 |
| JP7216240B1 (ja) | 2023-01-31 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6366408B1 (en) | Optical imaging system | |
| CN102566019B (zh) | 用于透镜单元的调整方法、透镜单元和图像读取装置 | |
| US20220014641A1 (en) | Image reading device | |
| TW460712B (en) | Optical imaging system | |
| US5978146A (en) | Rod lens array and life-size imaging optical apparatus using the same | |
| CN110349985A (zh) | 图像传感器和制造图像传感器的方法 | |
| CN1317701A (zh) | 圆棒形透镜阵列 | |
| US5959783A (en) | Rod lens array and life-size imaging optical apparatus using the same | |
| US8085455B2 (en) | Optical scanning device, method of adjusting the same, and image forming apparatus | |
| JP7211316B2 (ja) | 画像読取装置及びその製造方法 | |
| TW202403351A (zh) | 光學裝置、影像感測器、及光學裝置之製造方法 | |
| JP7470028B2 (ja) | 光学ラインセンサ | |
| WO2022064777A1 (ja) | 画像読取装置 | |
| JP2001119530A (ja) | 一次元イメージセンサ装置 | |
| JP4944325B2 (ja) | 結像システム | |
| JP2008058338A (ja) | 正立等倍レンズアレイ、正立等倍レンズアレイを用いた画像読取装置及び画像書込装置、並びに、正立等倍レンズアレイの製造方法 | |
| US8018627B2 (en) | Shared image scanning method and picture scanner thereof | |
| Wippermann et al. | Applications of chirped microlens arrays for aberration compensation and improved system integration | |
| JP2014182325A (ja) | 結像光学装置、接触型イメージセンサーモジュールおよび画像読み取り装置 | |
| WO2023238536A1 (ja) | 光学ラインセンサ | |
| WO2023238480A1 (ja) | 光学ラインセンサ | |
| JP4191275B2 (ja) | 結像光学装置及びその製造方法 | |
| JP3569298B2 (ja) | ロッドレンズアレイを用いた画像入力装置 | |
| WO2018190368A1 (ja) | 画像読取装置 | |
| JPH06250119A (ja) | 結像素子 |