WO2007011013A1 - プラスチックロッドレンズ、ロッドレンズアレイ、ロッドレンズプレート、イメージセンサ及びプリンタ - Google Patents

プラスチックロッドレンズ、ロッドレンズアレイ、ロッドレンズプレート、イメージセンサ及びプリンタ Download PDF

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WO2007011013A1
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plastic rod
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plastic
meth
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Hiroshi Abe
Takashi Saeki
Tsuyoshi Nakagawa
Norifumi Hirota
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Mitsubishi Rayon Co., Ltd.
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    • G02B6/3857—Crimping, i.e. involving plastic deformation

Definitions

  • Plastic rod lens plastic rod lens, rod lens array, rod lens plate, image sensor and printer
  • the present invention relates to a plastic rod lens and rod lens array, a rod lens plate, an image sensor, and a printer that can be used as an optical transmission path for a light converging rod lens, an optical sensor, and the like.
  • a plastic rod lens has a cylindrical shape, and its refractive index continuously decreases from the central axis toward the outer periphery, and forms an erect life-size image.
  • the material is plastic.
  • the plastic rod lens is mirror-polished so that both end faces are parallel planes perpendicular to the central axis, and many of them are closely arranged and bonded together. It is widely used as a part for image sensors in scanners, copiers, and devices, and for LED printer writing devices.
  • Plastic rod lenses are expanding their application fields because of their low cost and the ability to make optical systems compact.
  • plastic rod lenses with good color characteristics, that is, with low chromatic aberration.
  • plastic rod lenses have narrower choices of materials than glass rod lenses, and the reason is that chromatic aberration is small! / It is difficult to obtain plastic rod lenses.
  • Patent Document 1 discloses that a plastic rod lens having a small chromatic aberration and having an Abbe number difference of 2 or less in a plastic rod lens can be obtained by combining alicyclic metatalylate and MMA.
  • Patent Document 2 discloses that a plastic rod lens having small chromatic aberration can be obtained in a system using alicyclic metatalate, MMA, and fluorinated alkyl metatalylate.
  • the Abbe number at the center of the plastic rod lens is less than the Abbe number at the outer periphery of the plastic rod lens.
  • the chromatic aberration is smaller than that of the tic rod lens, the chromatic aberration is as small as that of the glass rod lens, and a plastic rod lens can be obtained.
  • Patent Document 3 discloses a refractive index distribution type optical element made of a synthetic resin having a copolymer power using three types of monomers.
  • bromine-containing monomers and crosslinking monomers that are corrosive to manufacturing equipment are used as high refractive index monomers, making it difficult to adapt to the plastic rod lens manufacturing process.
  • Non-Patent Document 1 describes the following mathematical expression representing chromatic aberration.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 7-35929
  • Patent Document 2 Japanese Patent Laid-Open No. 2000-35517
  • Patent Document 3 Japanese Patent Laid-Open No. 9-127310
  • Non-Patent Document 1 K. Nishizawa, Appl. Opt. 19, 1052 (1980)
  • An object of the present invention is to provide an image sensor and a printer that reduce the chromatic aberration of a plastic rod lens and have good color characteristics.
  • the present inventors have derived the following formula that improves the formula force chromatic aberration described in the non-patent document, and that the central axial force of the plastic rod lens is directed toward the outer peripheral portion to reduce the refractive index n.
  • the first gist of the present invention is a plastic rod lens having a cylindrical shape with a radius R and having a refractive index n that decreases toward the outer peripheral portion of the central axial force.
  • ⁇ , ⁇ , ⁇ , and ⁇ are the outer periphery, center, and center of the plastic rod lens, respectively.
  • the central refractive index means a refractive index in a range within 0.07 mm from the central axis in a cross section perpendicular to the central axis. Refractive index is measured at 25 ° C.
  • the polymer constituting the plastic rod lens may include the following structural units (A) to (C).
  • (meth) acrylate is a generic name for meta acrylate and ate.
  • metatalylate is a generic name for meta acrylate and ate.
  • the polymer may further contain (D) methyl (meth) acrylate units as constituent units.
  • the content of the structural unit (B) in the polymer continuously increases toward the outer periphery at least within a distance of 0.8R to R from the central axis. Caro is good.
  • At least a polymer containing the structural unit (A) is contained within a distance of 0 to 0.5R from the central axis, and contains the structural unit (D).
  • the polymer is contained in the range of distance 0 to R of the central axial force, and the polymer containing the structural unit (B) and the structural unit (C) is at least in the range of distance 0.5R to R from the central axis. It may be contained.
  • the plastic rod lens has a refractive index n after curing and an Abbe number V 1S n> n>
  • filamentous body an uncured laminated body concentrically arranged in such an arrangement that the refractive index and the Abbe number gradually decrease toward the outer periphery, and this filamentous body It is possible to obtain the refractive index distribution between the respective layers by performing the diffusion treatment of the material between adjacent layers so that the refractive index distribution is preferably continuous or by curing the filamentous body after the mutual diffusion treatment. Good.
  • a second aspect of the present invention is a rod lens array in which the plastic rod lenses are arranged in parallel in one or more rows.
  • the rod lens array has (4) Tc (630) -Tc (470) ⁇ 0.3 mm and Tc (525) ⁇ 12 mm, where Tc ( ⁇ ) is the conjugate length for light of wavelength ⁇ nm.
  • a third aspect of the present invention is a rod lens plate in which the plastic rod lenses are two-dimensionally arranged.
  • a fourth aspect of the present invention uses the rod lens array or the rod lens plate. Image sensor.
  • a fifth aspect of the present invention is a printer using the rod lens array or the rod lens plate.
  • the sixth aspect of the present invention is a composition comprising the following components (A) to (F).
  • the present invention it is possible to obtain a plastic rod lens, a mouth lens array, and a rod lens plate having small color aberration and excellent color characteristics. Further, by using such a rod lens array or rod lens plate, a high resolution color image sensor or a high resolution color printer can be obtained.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an apparatus for producing a raw yarn of a plastic rod lens.
  • FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing an apparatus for performing heat drawing and relaxation treatment of a plastic rod lens base yarn.
  • FIG. 3 is a view showing a refractive index distribution of a plastic rod lens raw yarn of Example 1.
  • FIG. 4 is a view showing a refractive index distribution of a plastic rod lens raw yarn of Example 4.
  • the central axial force is directed to the outer peripheral portion.
  • the refractive index distribution force in the range of 0.3R to 0.7R is given by the following formula (5 It is preferable to approximate the quadratic curve distribution defined by
  • n (L) n ⁇ l - (g 2/2) L 2 ⁇ (5)
  • n is the refractive index n (central refractive index) at the central axis of the plastic rod lens.
  • 0 D and L are distances from the central axis of the plastic rod lens (0 ⁇ L ⁇ R), g is the refractive index distribution constant of the plastic rod lens, and n (L) is the central axial force of the plastic rod lens. It is the refractive index at the position of distance L. )
  • the Abbe number V decreases with the refractive index n. Also crooked
  • the bending ratio n and Abbe number V can be continuously reduced as the central axial force is directed toward the outer periphery.
  • the plastic rod lens of the present invention needs to satisfy the conditions of the above formulas (1) to (3).
  • condition (1) the change in the refractive index with respect to the change in the wavelength becomes small, so that the yield is increased.
  • k is preferably 150 or more.
  • the left side of (2) is more preferably less than 2.
  • the condition (3) is satisfied, a bright plastic rod lens with a large opening angle can be obtained.
  • the plastic rod lens of the present invention is particularly characterized in that both the Abbe number and refractive index of the outer peripheral portion are low.
  • the outer peripheral portion can have a low refractive index and a low Abbe number.
  • the refractive index of the structural unit (B) is 1.55 to: L 65, the Abbe number is 20 to 40, the Abbe number is high and the refractive index is high.
  • the structural unit (C) has a refractive index of 1.39 to: L41 with a powerful Abbe number of 62 to 68, a low refractive index, and a high Abbe number.
  • L41 a polymer containing the structural unit (B) and the structural unit (C) provides a low refractive index and a low Abbe number necessary for the outer peripheral portion of the plastic rod lens.
  • the weight ratio of the structural unit (C) when the structural unit (B) is 1 is preferably 1 to 15.
  • the refractive index n and the Abbe number V are applied to the outer periphery of the central axial force.
  • the refractive index of the outer peripheral portion is 1.400 to 1.500, and the Abbe number power is 45.0 to 57.0. It is more preferable that the refractive power is 470 to 1.490, the Abbé number power is 52.0 to 55.0, and the refractive index power is S1. 490 to 1.510, and the Abbe number is 54.0 to 57.0.
  • the color characteristics are improved by shortening the conjugate length so as to satisfy the above formula (4) and reducing the difference between the coupling lengths at 470 nm and 630 nm.
  • the distance from the original to the image can be shortened.
  • the polymer further comprises (D) methyl. It is preferable to include a (meta) acrylate unit as a constituent unit.
  • the content of the structural unit (B) in the polymer continuously increases toward the outer periphery at least in the range of the distance 0.8R to R from the central axis.
  • at least the central axial force is preferably such that the content of the polymer of the sum of the structural unit (B) and the structural unit (C) in the distance 0.5R to R increases toward the outer peripheral portion.
  • the polymer containing the structural unit (A) is contained at least in the range of a distance of 0 to 0.5R having a central axial force
  • the polymer containing the structural unit (D) is contained in the range of 0 to R from the central axis
  • the polymer containing the structural unit (B) and the structural unit (C) is contained in the range of at least 0.5 R to R from the central axis.
  • U who prefers to be.
  • the polymer is in the region of distance 0.5R ⁇ R from the central axis
  • Aromatic ring-containing monomer unit 1 to 50% by mass
  • Aromatic ring-containing monomer unit 0 to 10% by mass
  • the polymer is in the region of distance 0.5R to R from the central axis.
  • Aromatic ring-containing monomer unit 1 to 30% by mass
  • the polymer is in the region of distance 0.8R ⁇ R from the central axis
  • Aromatic ring-containing monomer unit 1 to 30% by mass
  • alicyclic-containing (meth) acrylates examples include adamantyl methacrylate (refractive index of polymer: 1.53, Abbe number: 54), isobutyl methacrylate (refractive index of polymer: 1.50, Bbe number 54), tricyclo [5.2.2 1.0 2'6] decyl meth Tari rate (TDMA, a polymer of refractive index 1.53, Abbe number 55) can be mentioned.
  • TDMA decyl meth Tari rate
  • heterocyclic ring-containing (meth) acrylates those containing sulfur, which preferably contain oxygen, nitrogen or sulfur as the heterocyclic ring-containing element, are particularly preferred because of their high refractive index.
  • a metatarylate having a sulfole skeleton polymer refractive index 1.5 or more, Abbe number 55 or more
  • metatalylates having a sulfone skeleton include 3-methacryloyloxysulfolane (SFMA), 3,3 dioxide and 1 thiatricyclo [5. 2. 1.0 .0 2 ' 6 ] decyl-8 and 1-9-metatalylate. (DTTCMA), 1,1-dioxide tetrahydrochen 3-ylmetatalylate (DTHTMA) and the like.
  • either one of alicyclic ring-containing (meth) acrylate and heterocyclic ring-containing (meth) acrylate may be used. It is possible to use (meth) acrylate which contains both alicyclic and complex rings in the molecule, and (meth) acrylate containing alicyclic rings. It is also possible to use a mixture of a rate and a heterocycle-containing (meth) attalylate.
  • Examples of the component to be polymerized to give the structural unit (C) include 2, 2, 2—trifluoroe nore (meth) akujire, 2, 2, 3, 3—the elephant nore Petinore (meth) Akujirei, 2, 2, 3, 3, 4, 4, 5, 5—octafluoropentyl acrylate, 2, 2, 3, 3, 4, 4, 5, 5—tatafluoropentyl meta Tallate (8FM) can be mentioned, and among them, 8FM is preferred because it is excellent in copolymerizability with other monomers such as (meth) acrylate and in compatibility with the copolymer.
  • 8FM is preferred because it is excellent in copolymerizability with other monomers such as (meth) acrylate and in compatibility with the copolymer.
  • a component that is polymerized to give the structural unit (D) More preferred is methyl methacrylate (HMMA), which is preferred to methyl (meth) acrylate.
  • HMMA methyl methacrylate
  • the plastic rod lens of the present invention may contain a structural unit (E) other than the above (A) to (D).
  • the content of the structural unit (E) is preferably 0 to 20% by mass.
  • Monomers that polymerize to give structural units (E) include ethyl (meth) acrylate, hydroxyalkyl (meth) acrylate, alkylene glycol (meth) acrylate, trimethylolpropane di or tri (meth) acrylate.
  • Pentaerythritol di, tri or tetra (meth) acrylate, diglycerin tetra (meth) acrylate, dipentaerythritol hex (meth) acrylate, and other (meth) acrylates, vinyl acetate (n l. 47), diethylene glycol monobisvalyl carbonate, fluorinated alkylene glycol poly (meth) acrylate, and the like.
  • TDMA is selected as the component that gives the structural unit (A)
  • BzM A is given as the component that gives the structural unit (B)
  • 8FM is given as the component that gives the structural unit (C)
  • methyl methacrylate is selected as the component that gives the structural unit (D).
  • the center refractive index ⁇ of the plastic rod lens of the present invention is preferably 1.4 ⁇ n Q ⁇ l.6.
  • the radius R is preferably 0.08 mm or more and 0.4 mm or less. If the radius R is 0.4 mm or less, the conjugate length can be shortened and the light The university can be compact. In addition, by shortening the conjugate length, the difference in conjugate length between 470 nm and 630 nm is further reduced, so that the color characteristics are improved.
  • the radius R is 0.08 mm or more in order to handle the force when manufacturing the rod lens array or the image sensor.
  • the refractive index distribution constant g is preferably 0.4 mm _1 ⁇ g ⁇ 2.
  • Omm _1 at a wavelength of 525 nm.
  • Refractive index distribution constant g is 2.
  • Omm _1 can lengthen one cycle length of the plastic rod lens by the following Chikara ⁇ E Ya-up handling in making the rod lens array, is facilitated.
  • the refractive index distribution constant g is larger than 0.4 mm_1 , one period length of the plastic rod lens is shortened, so that the conjugate length Tc is reduced and the optical system outside the comparator can be achieved.
  • the refractive index distribution constant g is set within the above range, both the compactness of the optical system and the handling and properties of the plastic rod lens can be achieved.
  • the product (g′R) of the refractive index distribution constant g and the radius R satisfies 0. I ⁇ g ⁇ R ⁇ 0.3.
  • the plastic rod lens of the present invention has an urging force of 80 ⁇ m from the outer peripheral surface of the plastic rod lens to the central axis in a cross section perpendicular to the central axis in order to improve the lens performance by removing flare light and crosstalk light.
  • the light absorber-containing layer is formed on the outer periphery of the plastic rod lens as described above, the refractive index distribution formed on the outer periphery of the plastic rod lens without significantly reducing the amount of emitted light. It is possible to prevent flare light caused by irregular parts of the lens and crosstalk when a rod lens array is used. If the light absorber is included in the center axis side of the center axis from 0.6R, or if the light absorber is included in the area exceeding 80 m from the outer peripheral surface of the plastic rod lens to the center axis, Decreases.
  • the light absorber in the present invention various dyes, pigments and pigments capable of absorbing light having a wavelength used in an optical system using a plastic rod lens can be used.
  • these A light absorber is a light absorber that absorbs only a specific wavelength range, and two or more types of light absorbers that absorb different wavelengths may be used in combination.
  • the light absorber in the present invention one that absorbs only a specific wavelength region of visible light (about 400 nm to 700 nm) and near infrared (about 700 nm to 1 OOOnm) as described above may be used.
  • a material that absorbs the entire wavelength range may be used.
  • a black light absorber such as carbon black or graphite carbon, or a mixture of multiple types of light absorber. Can do.
  • the light absorber is preferably present as uniformly as possible in the light absorber-containing layer. At that time, it is preferable that the light absorber molecules are uniformly dispersed in the polymer constituting the light absorber-containing layer.
  • the content of the light absorbing agent-containing layer of the light absorbing agent is from 0.001 to 10% by weight preferred signaling from 0.01 to 1 mass 0/0 is more preferable.
  • the method of forming the refractive index distribution of the plastic rod lens there are no restrictions on the method of forming the refractive index distribution of the plastic rod lens, and any method such as an addition reaction method, a copolymerization method, a gel polymerization method, a monomer volatilization method, and an interdiffusion method may be used.
  • the interdiffusion method is preferable in terms of productivity.
  • filamentous body an uncured laminated body concentrically arranged in such an arrangement that the refractive index and the Abbe number gradually decrease toward the outer periphery, and this filamentous body
  • the filamentous body While conducting the interdiffusion treatment of the material between adjacent layers so that the refractive index distribution between each layer is preferably continuous, or after carrying out the mutual diffusion treatment, the filamentous body is cured to obtain a plastic rod lens raw yarn. (Spinning process).
  • the interdiffusion treatment is to give a thermal history for several seconds to several minutes at 10 to 60 ° C, more preferably 20 to 50 ° C in a nitrogen atmosphere. Say.
  • Component (a) 1 to 30% by mass
  • Component (d) 20-80% by mass
  • Component (b) 0 to 10% by mass
  • Component (d) 0 to 10% by mass
  • Component (a) 0 to 15% by mass
  • the component (d) 50 to 80% by mass
  • the component (b) 1 to 10% by mass
  • Component (c) 1 to 20% by mass
  • the component (d) 50 to 80% by mass
  • Component (b) 1 to 15% by mass
  • Component (c) 10 to 30% by mass
  • Component (d) 30-50% by mass
  • Component (b) 5 to 30% by mass, and Said (c) component: 20-50 mass%
  • the plastic rod lens containing the component (d) is inexpensive and has the characteristics of high transparency and heat resistance.
  • the refractive index and Abbe number after curing of each of the first to fifth layers are as follows.
  • First layer Refractive index is 1.500--1.510, Abbe number is 55. 0- -59. 0,
  • Second layer Refractive index 1.490--1.500, Abbe number 54.0--58.5,
  • 3rd layer Refractive index 1.480--1.495, Abbe number 54.0--58.0,
  • 5th layer Refractive index 1.465--1.474, Abbe number 53.0--55.5
  • the components (a) to (d) also have monomer powers to give the structural units (A) to (D).
  • a plastic rod lens yarn having a refractive index distribution formed by the above method is manufactured, and after the obtained plastic rod lens yarn is heated and stretched as necessary, a relaxation treatment is performed as necessary.
  • the plastic rod lens of the present invention can be obtained by appropriately cutting to a predetermined size. In order to make the refractive index distribution of the obtained plastic rod lens close to the ideal distribution, it is desirable that the number N of uncured materials to be used is in the range of 4 to 6! /.
  • the viscosity of the uncured product is preferably 102 to 107 Pa's. If the viscosity is too small, thread breakage tends to occur during shaping, and it becomes difficult to form a filamentous body. On the other hand, if the viscosity is too large, the operability at the time of shaping may be poor, and the concentricity of each layer may be impaired, or the filament may have a large thickness.
  • Examples of the substance constituting the uncured material include a radical polymerizable vinyl monomer, or a composition comprising a radical polymerizable vinyl monomer and a polymer soluble in the monomer. Use It can be done.
  • the uncured product is composed of a composition of a monomer and a polymer soluble in the monomer (soluble polymer)! /.
  • polymer a polymer having good compatibility with the polymer formed from the structural units (A) to (E) is used.
  • polymethylmethacrylate which is a polymer of the structural unit (D) is used.
  • a plastic rod lens having a continuous refractive index distribution with a central axial force directed toward the outer periphery can be obtained. Since it is obtained, it is preferable.
  • polymethylmetatalate is excellent in transparency and has a high refractive index, and is therefore suitable as a soluble polymer used in producing the plastic rod lens of the present invention.
  • the polymerization initiator (F) In order to cure the filament formed from the uncured product, it is preferable to add 0.01 to 2% by mass of the polymerization initiator (F) to the uncured product.
  • the polymerization initiator (F) there are a thermosetting initiator and a photocuring initiator, both of which can be used.
  • thermosetting initiator a peroxide type or azo type initiator is usually used.
  • photocuring initiators include benzophenone, benzoin alkyl ether, 4 'isopropyl 2-hydroxy-2-methylpropiophenone, 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone, benzylmethyl ketal, 2,2-diethoxyacetophenone, Examples include black-and-white thixanthone, thixanthone compounds, benzophenone compounds, 4-dimethylaminobenzoate, ethyl dimethylaminobenzoate, isoamyl, N-methyljetanolamine, and triethylamine.
  • thermosetting initiator and Z or the photocuring initiator In order to cure the uncured product, heat treatment is performed on the filamentous material containing the thermosetting initiator and Z or the photocuring initiator, and a photocuring treatment is performed. If the uncured product contains both a thermosetting initiator and a photocuring initiator, both heat treatment and photocuring treatment can be performed.
  • ultraviolet rays are applied from the surroundings to an uncured product containing a photocuring initiator. This can be done by irradiation.
  • the light source used for the photocuring treatment include a carbon arc lamp that generates light having a wavelength of 150 to 600 nm, a high-pressure mercury lamp, a medium-pressure mercury lamp, a low-pressure mercury lamp, an ultrahigh-pressure mercury lamp, a chemical lamp, a xenon lamp, and a laser beam.
  • the thermosetting treatment can be performed by heat-treating an uncured material containing a thermosetting initiator for a predetermined time in a curing processing section such as a heating furnace controlled at a constant temperature.
  • a polymerization inhibitor in order to prevent polymerization until the curing treatment.
  • the polymerization inhibitor include quinone compounds such as hydroquinone and hydroquinone monomethyl ether, amine compounds such as phenothiazine, and N-oxyl compounds such as 4-hydroxy 2, 2, 6, 6-tetramethylpiperidine N-oxyl. Etc.
  • the plastic rod lens raw yarn obtained by curing the filamentous body may be continuously sent to the heating and drawing process as it is, or once wound on a bobbin or the like. You may send to a heat
  • the heat stretching may be performed in a batch manner or continuously. It is preferable to perform a relaxation process after the heating and stretching process.
  • the heating and stretching step and the relaxation step may be performed continuously, or may be performed separately for each step.
  • the heating and stretching step can be performed by a known method.
  • a plastic rod lens yarn obtained by curing is supplied to a heating furnace with a 1-up roller, and a plastic rod lens yarn passing through the heating furnace is faster than a 1-up roller with a 2-up roller.
  • a method of drawing at a speed and stretching is a force that is appropriately set according to the material of the plastic rod lens and the like.
  • the glass transition temperature (Tg) of the plastic lens is preferably + 20 ° C or higher.
  • the draw ratio is appropriately determined depending on the desired plastic rod lens diameter, and can be adjusted by the peripheral speed ratio of the first and second pup rollers.
  • the relaxation step can be performed by a known method. For example, a stretched plastic nozzle lens yarn is supplied to a heating furnace with a 3-p roller, and the plastic rod lens yarn that has passed through the heating furnace is taken up with a 4-p roller at a slower speed than the 3-p roller. The method of mitigating is given.
  • the temperature of the thermal atmosphere in the relaxation process is set as appropriate according to the plastic rod lens material, etc. It is preferable.
  • the relaxation rate (length after relaxation treatment Z length before relaxation treatment) is preferably set to a force of about 99ZlOO to 3Z5, which is appropriately determined depending on a desired plastic rod lens diameter.
  • the relaxation ratio can be adjusted by the ratio of the peripheral speeds of the 3rd and 4th roller.
  • the molecular weight of the plastic rod lens finally obtained is preferably 10,000 to 100,000.
  • FIGS. 1-10 An example of a plastic rod lens yarn production apparatus according to the present invention is shown in FIGS.
  • FIG. 1 is a schematic view of a plastic rod lens yarn manufacturing apparatus according to the present invention, and shows a part of a mutual diffusing section and a curing processing section in a longitudinal sectional view.
  • 13 is a concentric composite spinning nozzle
  • 5 is an uncured extruded filament
  • 6 is a monomer for each layer constituting the filament, and diffuses each other to give a continuous refractive index distribution.
  • 7 (A) and 7 (B) are curing processing units for curing the uncured material
  • 8 is a take-off roller
  • 9 is a plastic rod lens yarn
  • 11 is an inert gas inlet
  • 12 Is an inert gas outlet.
  • an inert gas such as nitrogen gas is introduced from the inert gas inlet 11 And discharged from the inert gas outlet 12.
  • the obtained plastic rod lens yarn 9 is supplied continuously from the above manufacturing apparatus or after being wound around a bobbin or the like to an apparatus for performing the heat stretching and relaxation treatment shown in FIG.
  • the heat stretching is performed in a heating furnace 17 between the first take-up roller 14 and the second take-up roller 15, and the relaxation treatment is performed between the second take-up roller 15 and the third take-up roller 16.
  • the heating furnaces 17 and 18 those having a known structure can be used.
  • the plastic rod lens raw yarn thus obtained may be continuously cut into a desired length as it is, wound on a bobbin or the like, and then cut. Next, the rod lens array of the present invention will be described.
  • the rod lens array of the present invention is configured by arranging a plurality of the plastic rod lenses of the present invention in parallel in one or more rows between two substrates.
  • An adhesive or the like is used to fix the plastic rod lens and the substrate.
  • Adjacent plastic rod lenses may be in close contact with each other, or may be arranged with a certain gap. In that case, the gap between the plastic rod lens and the plastic rod lens is preferably constant.
  • the rod lenses are preferably arranged in a stack so that the gap between the plastic rod lenses is minimized.
  • the rod lens array of the present invention has small chromatic aberration, it has excellent color characteristics with a small difference in coupling length for light of different wavelengths, and can form a high-resolution color image sensor.
  • the rod lens array of the present invention is manufactured by a known method. For example, first, plastic rod lenses cut to a certain length are arranged and fixed in parallel so that the plastic rod lenses are in close contact with each other between two substrates. In this state, it is injected into a gap formed with a light shielding agent such as carbon black and cured. Thereafter, if necessary, the rod lens array is cut to a desired length, and the end surface is mirrored, such as by cutting with a diamond blade.
  • a light shielding agent such as carbon black
  • the rod lens plate of the present invention is a two-dimensional array in which a plurality of the plastic rod lenses of the present invention are arranged so that the optical axis directions of the plastic rod lenses are parallel to each other, and are on a plane perpendicular to the optical axis of the plastic rod lens.
  • the plastic rod lenses are arranged in two different directions. Adhesives are used for fixing between plastic rod lenses. Adjacent plastic rod lenses may be arranged in close contact with each other, or arranged with a certain gap. In this case, it is preferable that the gap between the plastic rod lens and the plastic rod lens is constant.
  • the rod lens plate of the present invention is two-dimensionally arranged, it can be used for an image sensor or the like that reads information over a wide area.
  • the rod lens plate of the present invention is Since chromatic aberration is small, it can be used for a high-resolution color image sensor.
  • the rod lens plate of the present invention is manufactured by a known method. For example, first, plastic rod lenses cut to a certain length are arranged and fixed in parallel so that the plastic rod lenses are closely attached in a two-dimensional pattern. In this state, an adhesive containing a light shielding agent such as carbon black is injected into the gap formed between the plastic rod lenses to be hardened. Thereafter, if necessary, the rod lens plate is cut to a desired length, and the end surface is mirror-finished using means such as diamond cutting or optical polishing. An antireflection coating may be applied to reduce the loss of light quantity due to reflection at the end surface of the rod lens plate.
  • a light shielding agent such as carbon black
  • the image sensor of the present invention includes a photoelectric conversion element that receives light and converts it into an electrical signal, a light source for illuminating a read original, and a book that forms an image of reflected light from the read original on the photoelectric conversion element. It has the rod lens array or rod lens plate of the invention as a basic configuration. Equipped with a cover glass to stably fix the document.
  • the light source used in the image sensor of the present invention is for illuminating the document surface.
  • An incandescent light bulb, a cold cathode tube, an LED, etc. are used, and the point power that makes it easy to use light of a specific wavelength. Is preferably used.
  • These light sources may be used in combination with filter elements to cut off specific wavelengths.
  • the image sensor of the present invention may be a color image sensor using a plurality of types of LEDs having different emission wavelengths.
  • the light source is preferably composed of a plurality of LEDs having different emission wavelengths corresponding to three colors of blue, green and red.
  • the peak of the emission wavelength is preferably 450 to 480 nm (blue), 510 to 560 nm (green), and 600 to 660 nm (red), respectively, for the purpose of improving color reproducibility.
  • an illumination device including such a light source light is incident on the light guide from the light source, and the light emitted from the light guide illuminates the original surface.
  • the lighting device is an RGB3 in which three color LED elements, a red (R) LED element, a green (G) LED element, and a blue (B) LED element, which are light sources, are packaged together.
  • the color LED light source is composed of a light guide made of a member having excellent light transmission properties such as acrylic resin.
  • R GB3 color LED light source is arranged so that light enters the light guide from one side or both sides of the end of the light guide in the longitudinal direction. Repeats total reflection at the interface and propagates in the light guide.
  • the operation of the image sensor of the present invention will be described using a color image sensor as an example. Illuminate the original document that is pressed against the cover glass by switching the light of the three colors of scale, G, and B from an oblique direction with an illuminator. Light having color information of R, G, and B reflected from the original is imaged onto the photoelectric conversion element by the rod lens array. The photoelectric conversion element converts light with color information of R, G, and B into electrical signals. The image information converted into an electrical signal is transmitted to a system unit equipped with a computer or the like, and a color image is reproduced by processing the electrical signals of R, G, and B in the system unit.
  • the image sensor of the present invention has excellent color characteristics, it can read a clear color image and can be used for a high-resolution color scanner or the like.
  • the printer of the present invention is configured using the rod lens array or rod lens plate of the present invention.
  • the LED chip in which LEDs as light sources are arranged in an array and the rod lens of the present invention. It consists of an array or rod lens plate and a photoreceptor or photosensitive film (photographic paper).
  • the system uses a light source of three primary colors to write image information on a photoconductor or photosensitive film.
  • the printer according to the present invention uses the rod lens array or rod lens plate according to the present invention, and therefore the chromatic aberration is small.
  • the degree of blur in each color is small. It can be used as a color printer or a photo printing apparatus with a resolution.
  • the light source of the printer in the present invention is not limited to the LED array, and a light source such as a liquid crystal shutter or an EL array can also be used.
  • 1-hydroxycyclohexyl phenol ketone was used as the photocuring initiator, and hydroquinone (HQ) was used as the polymerization inhibitor.
  • the physical properties were measured as follows.
  • MTF (%) ⁇ (imax -imin) / (imax + imin) ⁇ X 100
  • the distance between the grating pattern and the entrance end of the rod lens array was made equal to the distance between the exit end of the rod lens array and the CCD line sensor. Then, the MTF was measured by driving the grating pattern and CCD line sensor symmetrically with respect to the rod lens array, and the distance between the grating pattern and the CCD line sensor when the MTF was the best was taken as the conjugate length.
  • Each layer contains 0.25% by mass and 110.1% by mass of photocuring catalyst.
  • K n-V / (n-1), Km a x. ⁇ Maximum value of K out of 5 layers, Km in. ⁇ Min of K out of 5 layers
  • the dye Blue ACR manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.
  • Dye Blue 4G Mitsubishi Chemical
  • Dye MS Yellow HD—180 Mitsubishi Dye
  • Dye MS Magenta HM—1450 Mitsubishi Dye
  • Dye KAYASORB CY-10 was added as shown in the following table.
  • each layer was heated and kneaded at 70 ° C, and the center force was sequentially arranged so that the refractive index after curing was lowered, and the concentric 5-layer composite spinning nozzle force was simultaneously extruded.
  • the temperature of the composite spinning nozzle was 50 ° C.
  • the ejection ratio of each layer is converted into the ratio of the thickness of each layer in the radial direction of the plastic rod lens (radius in the first layer).
  • First layer Z2 layer Z3 layer Z4 layer / 5th layer 2lZ25 / 33 / 19Z2.
  • the filament extruded from the composite spinning nozzle is taken up by an ep roller (20 OcmZ), passed through a 30 cm long interdiffusion treatment section, and then 18 60 cm long, 20 W chemical lamps are inserted.
  • the filamentous material is passed through the center of the first hardening processing unit (first light irradiation unit) arranged at equal intervals around the central axis that is continuous in two steps, and then cured.
  • Three high-pressure mercury lamps were completely cured by passing the filaments over the center of the second curing treatment section (second light irradiation section) arranged at equal intervals around the central axis.
  • the nitrogen flow rate in the interdiffusion treatment section was 80LZ.
  • the resulting plastic rod lens yarn has a radius of 0.295 mm and 7 pieces.
  • FIG. 3 shows the measured refractive index distribution of the yarn.
  • the refractive index at the center was 1.497
  • the refractive index at the outer peripheral portion was 1.478
  • the refractive index distribution is considered to be similar when a dye is included.
  • This plastic rod lens yarn was stretched 3.57 times in an atmosphere of 135 ° C and subjected to relaxation treatment so that the relaxation rate was 510Z714 in an atmosphere of 115 ° C.
  • the radius R of the obtained plastic rod lens is 0.185 mm
  • the central refractive index is 1.497
  • the refractive index distribution is in the range from 0.2R to 0.8R from the central axis toward the outer periphery. is approximated to the refractive index distribution constant g in the 525nm wavelength was 0. 84 mm _1.
  • the obtained plastic rod lenses were arranged in parallel in a row between two phenolic resin substrates in a row (0.37 mm spacing), and an adhesive (manufactured by Bantico) was placed in the gap.
  • the adhesive between the plastic rod lens and between the plastic rod lens and the substrate was cured.
  • both ends were mirror-cut with a diamond blade on a plane perpendicular to the central axis of the plastic rod lens to produce a rod lens array with a plastic rod lens length of 4.4 mm.
  • the conjugate length Tc of this rod lens array at 525 nm was 9.8 mm, and the MTF at this time was 72.6%.
  • Tc of this rod lens array was measured at wavelengths of 470 nm, 525 nm, and 630 nm (Table 8).
  • Tc that maximizes the minimum MTF was 9.8 mm.
  • the MTF of each wavelength was measured at Tc 9.8 mm, which has the best color characteristics (Table 8).
  • a plastic rod lens raw yarn was obtained.
  • the resulting plastic rod lens yarn had a radius of 0.24 mm.
  • This raw plastic rod lens yarn was stretched 2.2 times in an atmosphere of 135 ° C and subjected to relaxation treatment so that the relaxation rate was ⁇ 1 in an atmosphere of 150 ° C.
  • the obtained plastic rod lens has a radius R of 0.17mm, a center refractive index of 1.497, a central axial force, and a refractive index distribution in the range of 0.2R to 0.8R on the outer periphery, approximating equation (5), refractive index distribution constant g in wavelength was 0.84 mm _1.
  • the rod lens array having a plastic rod lens length of 4.4 mm was obtained in the same manner as in Example 1 except that the distance between the plastic rod lenses was changed to 0.37 mm force 0.34 mm. Was made.
  • the conjugate length Tc of this rod lens array at 525 ⁇ m was 10.0 mm, and the MTF at this time was 65.0%.
  • Tc of this rod lens array at 470nm, 525nm and 630nm was measured. Table 8 below shows. In addition, when comparing MTFs of three wavelengths at a certain Tc, the Tc that maximizes the minimum MTF was 10.1 mm. Table 8 shows the MTF of each wavelength measured with TclO.
  • a plastic rod lens was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the draw ratio was changed to 3.50 times and the relaxation rate was changed to 500Z700.
  • the radius R of the obtained plastic rod lens is 0.187 mm
  • the center refractive index is 1.497
  • the refractive index distribution is similar to equation (5) in the range of 0.2R to 0.8R from the central axis toward the outer periphery.
  • is the refractive index distribution constant g in the 525nm wavelength was 0. 84 mm _1.
  • the rod lens array was changed in the same manner as in Example 1 except that the distance between the plastic rod lenses was changed to 0.37 mm force 0.39 mm, and the adhesive was changed to Sarusui Fuller's “Sdyne 9607KJ” from Alral Dye Rapid. Manufactured.
  • the conjugate length Tc of this rod lens array at 525 nm was 10. Omm, and the MTF at this time was 72.6%.
  • the Tc that maximizes the minimum MTF was 10. Omm.
  • the MTF of each wavelength was measured with this TclO. Omm, which has the best color characteristics (Table 8).
  • a plastic rod lens and a rod lens array were produced in the same manner as in Example 2 except that the addition amount of the dye in the fourth layer was changed as shown in Table 5 below.
  • the radius R of the obtained plastic rod lens is 0.187mm
  • the central refractive index is 1.497
  • the central axial force is in the range of 0.2R to 0.8R facing the outer periphery
  • the refractive index distribution is similar to equation (5)
  • the refractive index distribution constant g was 0.84 mm- 1 .
  • the conjugate length Tc of the rod lens array at 525 nm was 10. Omm, and the MTF at this time was 62.4%.
  • the Tc that maximizes the minimum MTF was 10. Omm.
  • the MTF of each wavelength was measured at Tc 10. Omm, which has the best color characteristics (Table 8).
  • a rod lens array was manufactured in the same manner as in Comparative Example 1 except that the distance between the plastic rod lens arrays was changed from 0.34 mm to 0.36 mm, and the adhesive was changed to Sdyne 9607K.
  • each layer was heated and kneaded at 70 ° C, and the central force was sequentially arranged from the concentric five-layer composite spinning nozzle so that the refractive index after curing was lowered.
  • the temperature of the compound spinning nozzle is 55. C.
  • the ejection ratio of each layer is converted into the ratio of the thickness of each layer in the radial direction of the plastic rod lens (radius in the first layer).
  • First layer Second layer Z3 layer Z4 layer Z 5th layer 6Z40Z35 5/17/1.
  • the filaments that have also been extruded with the composite spinning nozzle force are taken up with a -proller (20 OcmZ), passed through a 30 cm long interdiffusion treatment section, and then 18 chemical lamps of 60 cm in length and 20 W in length.
  • the filamentous material is passed through the center of the first hardening processing unit (first light irradiation unit) arranged at equal intervals around the central axis in two steps, upper and lower, and cured.
  • Three filaments of OKW high-pressure mercury lamp were passed through the center of the second curing treatment part (second light irradiation part) arranged at equal intervals around the central axis and completely cured.
  • the nitrogen flow rate in the interdiffusion treatment section was 84LZ.
  • the resulting plastic rod lens yarn has a radius of 0.298mm and 7 pieces.
  • the refractive index distribution of the obtained plastic rod lens yarn is measured and shown in FIG.
  • the refractive index at the center was 1.498
  • the refractive index at the outer periphery was 1.48
  • the refractive index decreased continuously toward the outer periphery.
  • This plastic rod lens yarn was stretched 2.69 times in an atmosphere of 135 ° C and subjected to relaxation treatment so that the relaxation rate power was 30Z538 in an atmosphere of 118 ° C.
  • the radius R of the obtained plastic rod lens is 0.205 mm
  • the central refractive index is 1.498
  • the refractive index distribution is in the range of 0.2R to 0.8R from the central axis toward the outer periphery (5) is approximated to the refractive index distribution constant g in the 525nm wavelength was 0. 84 mm _1.
  • the obtained plastic rod lenses were arranged in parallel in a row between two phenolic resin substrates in a single row (0.43 mm spacing), and an adhesive (ESDINE 9607 K) was placed in the gap.
  • the adhesive between the plastic rod lenses and between the plastic rod lenses and the substrate was cured.
  • both ends of the plastic rod lens perpendicular to the central axis were mirror-cut with a diamond blade to produce a rod lens array with a plastic rod lens length of 4.4 mm.
  • the conjugate length Tc of this rod lens array at 525 nm was 9.9 mm, and the MTF at this time was 57.2%.
  • Tc at each wavelength of 470 nm, 525 nm, and 630 nm was measured for this rod lens array (Table 8).
  • Tc that maximizes the minimum MTF was 9.9 mm.
  • the MTF of each wavelength was measured at Tc 9.9 mm, which has the best color characteristics (Table 8).
  • the amount of light of this rod lens array was measured and compared with the amount of light of wavelengths 470, 525, and 630 nm of the rod lens array of Example 2 as 100 (Table 8).
  • the chromatic aberration ⁇ Tc difference between Tc (470) and Tc (630) of the rod lens arrays of Examples 1 to 4 was as small as 0.1 to 0.3 mm.
  • the variation in MTF at each wavelength was small.
  • the chromatic aberration ATc of the rod lens array of Comparative Example 1 was as large as 0.6 mm. Also, due to the large chromatic aberration, the variation in MTF at each wavelength was large.
  • the MTFs at wavelengths of 630 nm and 47 Onm were inferior by 15% or more compared to the MTFs of the respective wavelengths in Example 1.
  • the plastic rod lenses of Examples 3 and 4 were excellent in brightness while suppressing variations in chromatic aberration ATc and MTF at each wavelength.
  • the plastic lens of Example 4 has a large difference in refractive index between the central axis and the outer periphery, the radius R can be increased.
  • the light transmitting region (effective diameter) is large and the amount of light can be increased.
  • the present invention it is possible to obtain a plastic rod lens, a mouth lens array, and a rod lens plate having small color aberration and excellent color characteristics. Further, by using such a rod lens array or rod lens plate, a high resolution color image sensor or a high resolution color printer can be obtained.

Landscapes

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Abstract

　このプラスチックロッドレンズは、半径Ｒの円柱形状を有し、中心軸から外周部に向かって屈折率ｎＤが減少してなるプラスチックロッドレンズであって、以下の条件（１）～（３）を満たす。 （１）４３≦ν１≦６０ （２）│｛ｎＡ×νＡ／（ｎＡ－１）｝－｛ｎＢ×νＢ／（ｎＢ－１）｝│＜５ （３）ｎ０－ｎ１≧０．０１ （式中、ｎ１、ｎ０、ｎＡ及びｎＢはそれぞれ、プラスチックロッドレンズの外周部、中心、任意の点Ａ及び任意の点Ｂの屈折率ｎＤを表し、ν１、νＡ及びνＢはそれぞれ、外周部、任意の点Ａ及び任意の点Ｂのアッベ数νを表す。）

Description

明 細 書
プラスチックロッドレンズ、ロッドレンズアレイ、ロッドレンズプレート、ィメー ジセンサ及びプリンタ
技術分野
[0001] 本発明は、光集束性棒状レンズ、光センサー等の光伝送路として利用できるプラス チックロッドレンズ及びロッドレンズアレイ、ロッドレンズプレート、イメージセンサ、並び にプリンタに関する。
背景技術
[0002] プラスチックロッドレンズは一般的に、円柱形状を有し、中心軸から外周部に向かつ て屈折率が連続的に減少しており、正立等倍像を結像する、材質がプラスチックで構 成されているレンズ素子である。プラスチックロッドレンズは、その両端面が、中心軸 に垂直な平行平面になるように鏡面研磨され、その多数を密接配列して接着一体ィ匕 し、ロッドレンズアレイの形態で、ハンドスキャナ等の各種スキャナや、複写機、ファタ シミリ等におけるイメージセンサ用の部品として、また LEDプリンタの書き込みデバイ ス等に広く用いられている。プラスチックロッドレンズは低コストおよび光学系をコンパ タトに出来る等の理由力 用途分野を拡大している。
[0003] 特に近年の 600dpi以上の高解像度のカラースキャナ機能付きのプリンタ複合機の 急速な普及により、カラー特性の良い、即ち色収差の小さいプラスチックロッドレンズ に対する要求が強くなつている。しかし、プラスチックロッドレンズはガラス製ロッドレン ズに比べて材料の選択肢が狭 、などの理由力も色収差の小さ!/、プラスチックロッドレ ンズを得ることが困難であった。
[0004] 特許文献 1は、脂環式メタタリレートと MMAを組み合わせることにより、プラスチッ クロッドレンズ内でのアッベ数差が 2以下の色収差の小さいプラスチックロッドレンズ が得られることを開示している。また、特許文献 2は、脂環式メタタリレートと MMA、フ ッ素化アルキルメタタリレートを用いた系で色収差の小さ 、プラスチックロッドレンズが 得られることを開示している。これらの技術においては、プラスチックロッドレンズ中心 部のアッベ数がプラスチックロッドレンズ外周部のアッベ数以下であり、以前のプラス チックロッドレンズに比べて色収差は小さくはなるものの、ガラス製ロッドレンズ並みの 色収差の小さ 、プラスチックロッドレンズは得られて Lヽな 、。
[0005] また、特許文献 3には、 3種類のモノマーを用いた共重合体力もなる合成樹脂製 の屈折率分布型光学素子が開示されている。この系では屈折率が高いところほどァ ッべ数が大き 、と!/、う特性を有するメガネレンズやコンタクトレンズが得られる。しかし ながら、高屈折率のモノマーとして製造設備に対し腐食性のある臭素含有モノマー や架橋性のモノマーを使用しており、プラスチックロッドレンズの製造プロセスへ適応 するには困難であった。
また、非特許文献 1には色収差を表した以下の数式が記載されている。
[0006] [数 1]
Δ 丄^^ 1 N0»ANr0-Nr0^N0
P 2 A 2 (N0-Nr0).N0
(式中、 Pは周期長を表し、 Δは波長による変化を表し、 Aは正の定数を表し、 N0は中心軸上の屈折率を表し、 Nr。は中心軸上からの距離 r 0における屈折率 を表す。 なお、 P、 A、 および N。とは以下の関係がある。）
[0007] [数 2]
Figure imgf000004_0001
= (1 - ）
(N:中心軸からの距離 rにおける屈折率）
[0008] し力しながら、色収差の小さなプラスチックロッドレンズに関する具体的な記載は なかった。
特許文献 1:特開平 7— 35929号公報
特許文献 2：特開 2000— 35517号公報
特許文献 3：特開平 9 - 127310号公報
非特許文献 1:K. Nishizawa, Appl. Opt.19, 1052(1980)
発明の開示 発明が解決しょうとする課題
[0009] 本発明の課題は、プラスチックロッドレンズの色収差を低減ィ匕し、カラー特性の良好 たイメージセンサ、プリンタを提供することにある。
課題を解決するための手段
[0010] 本発明者らは、前記非特許文献に記載された式力 色収差を改善する下記式を導 き、プラスチックロッドレンズの中心軸力も外周部に向力つて屈折率 nを減少させるこ
D
とによって下記式の関係を満足させると、色収差が劇的に小さくなることを見出した。
[0011] [数 3] n0 -1 ηΓ -1
( ν i： 位置 iでのァッべ数、 n：位置 rでの屈折率）
[0012] すなわち、本発明の第 1の要旨は、半径 Rの円柱形状を有し、中心軸力 外周部に 向かって屈折率 nが減少してなるプラスチックロッドレンズであって、以下の条件（1)
D
〜（3)を満たすプラスチックロッドレンズである。
(1) 43≤ V ≤60
(2) I {n X V / (n 1) } {n X v / (n 1) } | < 5
A A A B B B
(3) n— η≥0· 01
Ο 1
(式中、 η、 η、 η及び ηはそれぞれ、プラスチックロッドレンズの外周部、中心、任
1 0 A B
意の点 A及び任意の点 Bの屈折率 nを表し、 V 、 V 及び V はそれぞれ、外周部、
D 1 A B
任意の点 A及び任意の点 Bのアッベ数 V を表す。）
D
[0013] 本発明において、中心の屈折率とは、中心軸に垂直な断面において、中心軸から 0. 07mm以内の範囲の屈折率をいう。屈折率は 25°Cにて測定したものである。
[0014] 前記プラスチックロッドレンズにおいて、プラスチックロッドレンズを構成する重合体 は、以下の構成単位 (A)〜（C)を含んでもょ 、。
(A)脂環及び Zまたは複素環含有の (メタ)アタリレート単位、
(B)芳香環含有単量体単位、及び
(C)フッ素化アルキル (メタ）アタリレート単位 [0015] 本発明において、（メタ)アタリレートとはメタタリレートおよびアタリレートを表す総称 である。プラスチックロッドレンズの耐熱性をより向上させるには、メタタリレートを用い ることが好ましい。
[0016] 前記重合体は、さらに（D)メチル (メタ)アタリレート単位を構成単位として含んでい てもよい。
[0017] 前記プラスチックロッドレンズでは、少なくとも中心軸からの距離 0. 8R〜Rの範囲に お 、て、重合体中に占める構成単位 (B)の含有率が外周部に向かって連続的に増 カロしてちょい。
[0018] 前記プラスチックロッドレンズにぉ 、て、構成単位 (A)を含有する重合体が少なくと も中心軸からの距離 0〜0. 5Rの範囲に含有され、構成単位 (D)を含有する重合体 が中心軸力ゝらの距離 0〜Rの範囲に含有され、構成単位 (B)および構成単位 (C)を 含有する重合体が少なくとも中心軸からの距離 0. 5R〜Rの範囲に含有されて ヽても よい。
[0019] 前記プラスチックロッドレンズは、硬化後の屈折率 nおよびアッベ数 V 1S n >n >
1 2
••••>n 、かつ v > v > · · · · > v (N≥ 3)となる N個の未硬化状物を、中心軸
N 1 2 N
力 外周部に向かって順次屈折率およびアッベ数が低くなるような配置で、同心円 状に積層した未硬化状の積層体 (以下、「糸状体」という。）に賦形し、この糸状体の 各層間の屈折率分布が、好ましくは連続的になるように隣接層間の物質の相互拡散 処理を行いながら、または相互拡散処理を行った後、糸状体を硬化処理することによ り得てもよい。
[0020] 本発明の第 2の要旨は、前記プラスチックロッドレンズを 1列以上に平行配列してな るロッドレンズアレイである。
前記ロッドレンズアレイは、波長 λ nmの光に対する共役長を Tc ( λ )とした時、 (4) Tc (630) -Tc (470)≤ 0. 3mm、および Tc (525)≤ 12mm
を満たすことが好ましい。
[0021] 本発明の第 3の要旨は、前記プラスチックロッドレンズを 2次元配列してなるロッド レンズプレートである。
[0022] 本発明の第 4の要旨は、前記ロッドレンズアレイまたはロッドレンズプレートを用い たイメージセンサである。
[0023] 本発明の第 5の要旨は、前記ロッドレンズアレイまたはロッドレンズプレートを用い たプリンタである。
[0024] 本発明の第 6の要旨は、以下の成分 (A)ないし (F)を含む組成物である。
(A)脂環及び Zまたは複素環含有の (メタ)アタリレート： 0〜 15質量％
(B)芳香環含有単量体： 1〜 30質量％
(C)フッ素化アルキル (メタ)アタリレート： 10〜50質量0 /0
(D)メチル (メタ）アタリレート： 30〜80質量0 /0、及び
(F)重合開始剤： 0. 01〜2質量％
発明の効果
[0025] 本発明によれば、色収差が小さぐカラー特性に優れたプラスチックロッドレンズ、口 ッドレンズアレイ、ロッドレンズプレートを得ることができる。また、このようなロッドレンズ アレイまたはロッドレンズプレートを用いることで、高解像度のカラーイメージセンサや 高解像度のカラープリンタを得ることができる。
図面の簡単な説明
[0026] [図 1]プラスチックロッドレンズの原糸を製造するための装置を示す概略構成図である
[図 2]プラスチックロッドレンズの原糸の加熱延伸および緩和処理を行う装置を示す 概略構成図である。
[図 3]実施例 1のプラスチックロッドレンズ原糸の屈折率分布を示す図である。
[図 4]実施例 4のプラスチックロッドレンズ原糸の屈折率分布を示す図である。
符号の説明
[0027] 5 糸状体
6 相互拡散部
7 (A) 第 1硬化処理部 (第 1光照射部）
7 (B) 第 2硬化処理部 (第 2光照射部）
8 引き取りローラー
9 プラスチックロッドレンズ原糸 11 不活性ガス導入口
12 不活性ガス排出口
13 同心円状複合紡糸ノズル
14 第 1引き取りローラー
15 第 2引き取りローラー
16 第 3引き取りローラー
17 加熱炉 (延伸）
18 加熱炉 (緩和）
19 プラスチックロッドレンズ
発明を実施するための最良の形態
[0028] 以下、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。
本発明のプラスチックロッドレンズは、中心軸に垂直な断面において、半径 Rとした とき、少なくとも中心軸力も外周部に向力 0. 3R〜0. 7Rの範囲における屈折率分 布力 下記式（5)で規定される 2次曲線分布に近似されることが好ましい。
n (L) =n { l - (g2/2) L2} (5)
0
(式中、 nはプラスチックロッドレンズの中心軸における屈折率 n (中心屈折率)であ
0 D り、 Lはプラスチックロッドレンズの中心軸からの距離（0≤L≤R)であり、 gはプラスチ ックロッドレンズの屈折率分布定数であり、 n(L)はプラスチックロッドレンズの中心軸 力 の距離 Lの位置における屈折率である。 )
[0029] 本発明において、屈折率 nとともにアッベ数 Vも減少することが好ましい。また、屈
D
折率 nおよびアッベ数 Vは中心軸力も外周部に向力つて連続的に減少することが
D
好ましい。
本発明のプラスチックロッドレンズは前記式（1)〜（3)の条件を満足する必要がある 。 （1)の条件が満たされることで、波長の変化に対する屈折率の変化が小さくなるた め、歩留まりが高くなる効果を奏する。波長の変化に対する屈折率の変化を小さくす る点で、 kは 150以上が好ましい。
(2)の条件が満たされることで色収差が劇的に低減する。 (2)の左辺は 2未満がより 好ましい。 また、（3)の条件が満たされることで、開口角の大きい明るいプラスチックロッドレン ズとすることができる。
[0030] 本発明のプラスチックロッドレンズは、特に外周部のアッベ数及び屈折率が共に 低 、ことに特徴がある。構成単位 (B)および構成単位 (C)を含む重合体をプラスチッ クロッドレンズの外周部に用いることにより、外周部を低屈折率かつ低アッベ数にする ことができる。構成単位（B)の屈折率は 1. 55〜： L 65力つアッベ数 20〜40であり、 屈折率が高ぐアッベ数が低い。
[0031] また、構成単位（C)は屈折率が 1. 39〜： L 41力つアッベ数 62〜68であり、低屈 折率、高アッベ数である。このような構成単位 (B)および構成単位 (C)を含む重合体 は、プラスチックロッドレンズの外周部に必要な低屈折率及び低アッベ数を与える。
中でも、構成単位 (B)を 1とした時の構成単位 (C)の重量比は 1〜15になるのが 好ましい。このようにすることで、屈折率 nおよびアッベ数 Vを中心軸力 外周部に
D
向かって連続的に減少させることが容易になる。
[0032] 本発明のプラスチックロッドレンズは、外周部の屈折率が 1. 400〜1. 500、アッベ 数力 45. 0〜57. 0であること力 S好ましく、外周咅の屈折率力 S1. 470〜1. 490、アツ ベ数力 52. 0〜55. 0、中 、の屈折率力 S1. 490〜1. 510、アッベ数 54. 0〜57. 0 であることがより好ましい。この様に設定することで、紡糸が容易なメチル (メタ)アタリ レートを構成単位に含めやすくなる。
[0033] また、前記式 (4)を満たすように共役長を短ぐかつ、 470nmと 630nmにおける共 役長の差を小さくすることでカラー特性が向上し、また、光学系をコンパ外ィ匕し、原 稿から画像までの距離 (光路長）を短縮することができる。
[0034] 前記式（ 1)〜（3)を満たすよう設計がしゃす!/、点で、プラスチックロッドレンズを構 成する重合体が、
(A)脂環及び Zまたは複素環含有の (メタ)アタリレート単位、
(B)芳香環含有単量体単位、及び
(C)フッ素化アルキル (メタ）アタリレート単位
を構成単位として含むことが好まし 、。
プラスチックロッドレンズの紡糸が容易になる点で、前記重合体はさらに (D)メチル (メタ)アタリレート単位を構成単位として含むことが好ま 、。
[0035] 本発明においては、少なくとも中心軸からの距離 0. 8R〜Rの範囲において、重合 体中に占める構成単位 (B)の含有率が外周部に向かって連続的に増加することが 好ましい。また、少なくとも中心軸力も距離 0. 5R〜Rにおいて構成単位 (B)および 構成単位 (C)の和の重合体に占める含有率が外周部に向力つて増加することが好 ましい。こうすることにより、外周部に向力つて屈折率の過度の上昇を抑えながらアツ ベ数を低下させることができる。
[0036] 本発明にお 、ては、構成単位 (A)を含有する重合体が少なくとも中心軸力もの距 離 0〜0. 5Rの範囲に含有され、構成単位 (D)を含有する重合体が中心軸からの距 離 0〜Rの範囲に含有され、構成単位 (B)および構成単位 (C)を含有する重合体が 少なくとも中心軸からの距離 0. 5R〜Rの範囲に含有されて 、ることが好ま U、。
[0037] 中でも前記重合体は、中心軸からの距離 0. 5R〜Rの領域に、
(A)脂環および Zまたは複素環含有 (メタ)アタリレート単位： 0〜40質量％、
(B)芳香環含有単量体単位： 1〜50質量％、
(C)フッ素化アルキル (メタ）アタリレート単位： 5〜50質量0 /0、及び
(D)メチル (メタ）アタリレート単位： 10〜80質量0 /0
を構成単位として含み、
中心軸からの距離 0〜0. 5Rの領域に、
(A)脂環および Zまたは複素環含有 (メタ)アタリレート単位： 5〜60質量％、
(B)芳香環含有単量体単位： 0〜 10質量％、
(C)フッ素化アルキル (メタ）アタリレート単位： 0〜50質量0 /0、及び
(D)メチル (メタ）アタリレート単位： 60〜90質量％
を含むことがより好ましい。
[0038] 中でも前記重合体は、中心軸からの距離 0. 5R〜Rの領域に
(A)脂環および Zまたは複素環含有 (メタ)アタリレート単位： 0〜30質量％、
(B)芳香環含有単量体単位： 1〜30質量％、
(C)フッ素化アルキル (メタ）アタリレート単位： 5〜50質量0 /0、及び
(D)メチル (メタ）アタリレート単位： 30〜80質量0 /0 を構成単位として含み、
中心軸からの距離 0〜0. 5Rの領域に、
(A)脂環および Zまたは複素環含有 (メタ)アタリレート単位： 5〜50質量％、
(B)芳香環含有単量体単位： 0〜5質量％、
(C)フッ素化アルキル (メタ）アタリレート単位： 0〜20質量0 /0、及び
(D)メチル (メタ）アタリレート単位： 60〜90質量％
を含むことがさらに好ましい。
[0039] 前記重合体は、中心軸からの距離 0. 8R〜Rの領域に、
(A)脂環および Zまたは複素環含有 (メタ)アタリレート単位： 0〜 10質量％、
(B)芳香環含有単量体単位： 1〜30質量％、
(C)フッ素化アルキル (メタ）アタリレート単位： 10〜50質量0 /0、及び
(D)メチル (メタ）アタリレート単位： 30〜80質量0 /0
を構成単位として含むことが特に好まし 、。
[0040] 重合して構成単位 (A)を与える成分につ!、て説明する。
脂環含有 (メタ）アタリレートとしては、例えば、ァダマンチルメタタリレート（重合体の 屈折率 1. 53、アッベ数 54)、イソボル-ルメタタリレート（重合体の屈折率 1. 50、ァ ッべ数 54)、トリシクロ [5. 2. 1. 02' 6]デシルメタタリレート（TDMA,重合体の屈折率 1. 53、アッベ数 55)が挙げられる。
[0041] 複素環含有 (メタ)アタリレートとしては、複素環の含有元素として、酸素、窒素また は硫黄を含むことが好ましぐ硫黄を含むものは屈折率が高いため特に好ましい。例 えば、スルフォ-ル骨格を有するメタタリレート（重合体の屈折率 1. 5以上、アッベ数 55以上）が好ましい。スルフォ-ル骨格を有するメタタリレートの例としては、 3—メタク リロイルォキシスルフォラン（SFMA)、 3, 3 ジォキシド一 3 チアトリシクロ [5. 2. 1 . 02' 6]デシルー 8 および一 9—メタタリレート（DTTCMA)、 1, 1—ジォキシドテトラ ヒドロチェン 3—ィルメタタリレート（DTHTMA)などが挙げられる。
[0042] 重合して構成単位 (A)を与える成分としては、脂環含有の (メタ)アタリレートと複素 環含有の (メタ)アタリレートの 、ずれか一方を用いても良 、し、 1分子中に脂環と複 素環の両方を含有する (メタ)アタリレートを用いても良 、し、脂環含有の (メタ)アタリ レートと複素環含有の (メタ)アタリレートの混合物を用いても良 、。
[0043] 重合して構成単位 (B)を与える成分としては、例えば、フエニル (メタ)アタリレート 、ベンジルアタリレート、ベンジルメタタリレート（BzMA)、フエネチル（メタ）アタリレー ト、ナフチル (メタ）アタリレート、スチレン（n= l. 59)、クロルスチレン（n= l. 61)、ビ 二ルナフタレン等が挙げられる。
[0044] 重合して構成単位 (C)を与える成分としては、例えば、 2, 2, 2—トリフルォロェチ ノレ (メタ）ァクジレー卜、 2, 2, 3, 3—テ卜ラフノレ才 Pェチノレ (メタ）ァクジレー卜、 2, 2, 3, 3, 4, 4, 5, 5—ォクタフルォロペンチルアタリレート、 2, 2, 3, 3, 4, 4, 5, 5—オタ タフルォロペンチルメタタリレート（8FM)を挙げることができ、中でも他の（メタ）アタリ レートなどのモノマーとの共重合性、共重合体の相溶性に優れている点で、 8FMが 好ましい。
[0045] 本発明にお 、ては、透明性、相溶性、紡糸の容易性の観点から、重合して構成単 位 (D)を与える成分を含むことが好ましぐそのような成分として特に、メチル (メタ）ァ タリレートが好ましぐメチルメタクリレー HMMA)がより好ましい。
[0046] 本発明のプラスチックロッドレンズは、上記の (A)〜（D)以外の構成単位 (E)を含 んでいてもよい。構成単位 (E)の含有量は 0〜20質量％が好ましい。重合して構成 単位 (E)を与える単量体として、ェチル (メタ)アタリレート、ヒドロキシアルキル (メタ） アタリレート、アルキレングリコール (メタ）アタリレート、トリメチロールプロパンジ又はト リ（メタ)アタリレート、ペンタエリスリトールジ、トリ又はテトラ (メタ)アタリレート、ジグリセ リンテトラ (メタ）アタリレート、ジペンタエリスリトールへキサ (メタ）アタリレート等の（メタ )アタリレート類が挙げられ、その他にも、酢酸ビニル (n= l. 47)、ジエチレングリコ 一ルビスァリルカーボネート、フッ素化アルキレングリコールポリ（メタ）アタリレートなど が挙げられる。
[0047] 構成単位 (A)を与える成分として TDMA、構成単位 (B)を与える成分として BzM A、構成単位 (C)を与える成分として 8FM、構成単位 (D)を与える成分としてメチル メタタリレートを選択してプラスチックロッドレンズを 5層で構成する場合の第 1層〜第 5層の原液組成の例を以下に示す。
[0048] [表 1] 原液組成 (質量％) 硬化後の物
匪 TDMA Bz A 8FM 屈折率 η ァッベ数 第 1層 0.15 0.35 0.5 - 1.538 45.2 129.4 第 2層 0.15 0.28 0.52 0.05 1.534 44.9 129.0 系 1 第 3層 0.1 0.14 0.56 0.2 1.523 44.2 128.7
第 4層 0.1 0.1 0.57 0.23 1.520 44.0 128.6 第 5層 - ― 0.6 0.4 1.506 43.4 129.0 第 1層 0.3 0.25 0.45 ― 1.531 46.0 132.6 第 2層 0.28 0.18 0.47 0.07 1.526 45.7 132.6 系 2 第 3層 0.26 0.1 0.49 0.15 1.520 45.4 132.6
第 4層 0.2 0.06 0.51 0.23 1.514 45.0 132.6 第 5層 0.2 0.01 0.52 0.27 1.510 44.8 132.6 第 1層 0.4 0.2 0.4 - 1.526 46.9 136.0 第 2層 0.38 0.13 0.42 0.07 1.521 46.6 136.0 系 3 第 3層 0.37 0.05 0.44 0.14 1.515 46.2 136.0
第 4層 0.16 0.04 0.48 0.32 1.505 45.6 136.0 第 5層 0.1 - 0.5 0.4 1.499 45.3 136.1 第 1層 0.5 0.35 0.15 ― 1.514 52.0 153.1 第 2層 0.5 0.28 0.17 0.05 1.510 51.7 153.1 系 4 第 3層 0.5 0.14 0.21 0.15 1.501 51.1 153.2
第 4層 0.5 0.07 0.23 0.2 1.496 50.8 153.3 第 5層 0.5 - 0.25 0.25 1.491 50.5 153.3 第 1層 0.6 0.17 0.02 0.21 1.484 56.5 173.1 第 2層 0.74 - 0.04 0.22 1.478 56.1 173.5 系 5 第 3層 0.67 - 0.06 0.27 1.476 55.8 173.1
第 4層 0.59 - 0.08 0.33 1.472 55.5 173.2 第 5層 0.5 - 0.1 0.4 1.468 55.3 173.6 第 1層 0.3 0.28 ― 0.42 1.471 58.4 182.5 第 2層 0.3 0.25 0.01 0.44 1.468 58.2 182.6 系 6 第 3層 0.3 0.2 0.03 0.47 1.465 57.9 182.3
第 4層 0.3 0.08 0.07 0.55 1.456 57.2 182.9 第 5層 0.3 - 0.1 0.6 1.450 56.6 182.6 本発明のプラスチックロッドレンズの中心屈折率 ηは、 1.4≤nQ≤l.6であること^ 好ましい。
本発明のプラスチックロッドレンズにおいて半径 Rは 0.08mm以上 0.4mm以下で あることが好ましい。半径 Rが 0.4mm以下であると、共役長を短くすることができ、光 学系をコンパクトィ匕できる。また、共役長を短くすることにより、 470nmと 630nmにお ける共役長の差が一段と小さくなるため、カラー特性が向上する。
一方、ロッドレンズアレイまたはイメージセンサを作製する際に力卩ェゃ取り扱 、を容 易にするためには半径 Rが 0. 08mm以上であることが好まし!/、。
[0050] また、本発明のプラスチックロッドレンズにおいて屈折率分布定数 gは、 525nmの 波長において、 0. 4mm_1≤g≤2. Omm_1であることが好ましい。屈折率分布定数 gが 2. Omm_1以下にすることでプラスチックロッドレンズの 1周期長を長くでき、ロッド レンズアレイを作製する際に力卩ェゃ取り扱 、が容易になる。
屈折率分布定数 gが 0. 4mm_1より大きいとプラスチックロッドレンズの 1周期長が 短くなるため、共役長 Tcが小さくなり光学系のコンパ外ィ匕が達成できる。屈折率分 布定数 gを上記の値の範囲とすることにより光学系のコンパクトィ匕とプラスチックロッド レンズの取り扱 、性を両立できる。
[0051] また本発明のプラスチックロッドレンズは、屈折率分布定数 gと半径 Rの積 (g'R)が 、 0. I≤g-R≤0. 3を満たしていることが好ましい。これにより、焦点深度が深ぐ共 役長が短ぐ出射光量の大きいプラスチックロッドレンズを得ることができる。
[0052] 本発明のプラスチックロッドレンズは、フレア光やクロストーク光を除去してレンズ性 能を高めるために、中心軸に垂直な断面においてプラスチックロッドレンズ外周面か ら中心軸に向力 80 μ m以内の範囲であって中心軸力 0. 6R以上外側の範囲内 に、可視光および近赤外光の領域のうち少なくとも一部の波長域の光を吸収する光 吸収剤を含有する光吸収剤含有層が形成されていることが好ましい。
[0053] 光吸収剤含有層が上記のようにプラスチックロッドレンズの外周部に形成されて!ヽ ることにより、出射光量を大幅に低減することなぐプラスチックロッドレンズ外周部に 形成された屈折率分布の不整部分に起因するフレア光やロッドレンズアレイとしたと きのクロストークを防止することができる。光吸収剤を中心軸力も 0. 6Rよりも中心軸 側に含有させたり、プラスチックロッドレンズ外周面から中心軸に向力 、80 mを超 える領域に光吸収剤を含有させたりすると、出射光量が低下する。
[0054] 本発明における光吸収剤としては、プラスチックロッドレンズが用いられる光学系で 使用される波長の光を吸収し得る種々の染料や顔料、色素が使用できる。これらの 光吸収剤は、特定波長域のみを吸収する光吸収剤であって、吸収する波長がそれ ぞれ異なる光吸収剤を 2種以上組み合わせて用いてもょ 、。例えばロッドレンズァレ ィとしてカラースキャナに用いる場合には、 RGB各波長の光を吸収する染料を組み 合わせて用いることができる。また、本発明における光吸収剤としては、上記のように 可視光（400nm〜 700nm程度）および近赤外（ 700nm〜 1 OOOnm程度）のうち特 定波長域のみを吸収するものを用いてもょ 、し、全波長域を吸収するものを用いても よい。可視光領域の全ての光を吸収する層を形成する場合は、複数種の光吸収剤を 混合して黒色としたものや、カーボンブラックやグラフアイトカーボン等の黒色の光吸 収剤を用いることができる。
[0055] また、光吸収剤は、光吸収剤含有層において、できるだけ均一に存在していること が好ましい。その際、光吸収剤含有層を構成する高分子中に光吸収剤分子が均一 に分散ある 、は結合されて 、ることが好ま 、。
[0056] また、光吸収剤の光吸収剤含有層における含有量は、 0. 001〜10質量％が好ま しぐ 0. 01〜1質量0 /0がより好ましい。
[0057] 本発明のプラスチックロッドレンズを製造するために好適に用いられる製造方法に ついて説明する。
[0058] プラスチックロッドレンズの屈折率分布の形成方法には制限はなぐ付加反応法、 共重合法、ゲル重合法、単量体揮発法、相互拡散法等のいずれの方法でもよいが、 精度および生産性の点で相互拡散法が好ましい。
[0059] 相互拡散法について説明する。
まず、硬化後の屈折率 nおよびアッベ数 V力 η >η > · · · · >n、かつ v > v
1 2 N 1 2
> · · · · > v (N≥3)となる N個の未硬化状物を、複合紡糸ノズル等を用いて中心軸
N
力 外周部に向かって順次屈折率およびアッベ数が低くなるような配置で、同心円 状に積層した未硬化状の積層体 (以下、「糸状体」という。）に賦形し、この糸状体の 各層間の屈折率分布が、好ましくは連続的になるように隣接層間の物質の相互拡散 処理を行いながら、または相互拡散処理を行った後、糸状体を硬化処理し、プラスチ ックロッドレンズ原糸を得る（紡糸工程)。なお、相互拡散処理とは、糸状体に窒素雰 囲気下、 10〜60°C、より好ましくは 20〜50°Cで数秒〜数分間の熱履歴を与えること をいう。
中でも、未硬化状物として、第 1〜5層の各層の組成が、
(a)硬化後の屈折率が 1. 50〜： L . 54かつ硬化後のアッベ数 53〜63の単量体： 20 〜45質量％、
(d)硬化後の屈折率が 1. 48〜： L 50かつ硬化後のアッベ数 55〜58の単量体： 55 〜80質量％、
(b)硬化後の屈折率が 1. 55〜： L 65かつ硬化後のアッベ数 20〜40の単量体： 0 〜5質量％、及び
(c)硬化後の屈折率が 1. 39〜： L . 41かつ硬化後のアッベ数 62〜68の単量体： 0 〜5質量％、
を含む第 1層、
前記 (a)成分： 1〜30質量％、
前記 (d)成分： 20〜80質量％、
前記 (b)成分: 0〜10質量％、及び
前記 (d)成分： 0〜 10質量％、
を含む第 2層、
前記 (a)成分： 0〜 15質量％、
前記 (d)成分： 50〜80質量％、
前記 (b)成分： 1〜10質量％、及び
前記 (c)成分：1〜20質量％、
を含む第 3層、
前記 (a)成分： 0〜： L0質量％、
前記 (d)成分： 50〜80質量％、
前記 (b)成分： 1〜15質量％、及び
前記 (c)成分： 10〜30質量％、
を含む第 4層、
前記 (d)成分： 30〜50質量％、
前記 (b)成分： 5〜30質量％、及び 前記 (c)成分： 20〜50質量％
を含む第 5層、
である 5層を用いることが好まし!/、。
[0061] (d)成分を含有するプラスチックロッドレンズは安価であり、透明性および耐熱性が 高い特長を有する。
[0062] また、未硬化状物として、第 1〜5層の各層の硬化後の屈折率およびアッベ数が、 第 1層：屈折率が 1. 500- -1. 510、アッベ数が 55. 0- -59. 0、
第 2層：屈折率が 1. 490- -1. 500、アッベ数が 54. 0- -58. 5、
第 3層：屈折率が 1. 480- -1. 495、アッベ数が 54. 0- -58. 0、
第 4層：屈折率が 1. 475- -1. 485、アッベ数が 53. 5- -57. 5、及び
第 5層：屈折率が 1. 465- -1. 474、アッベ数が 53. 0- -55. 5
となる 5層を用いることが好まし 、。
前記 (a)〜 (d)成分はそれぞれ、前記構成単位 (A)〜 (D)を与える単量体力もなる ことが好ましい。
[0063] 上記方法により屈折率分布を形成したプラスチックロッドレンズ原糸を製造し、次!、 で、必要に応じて、得られたプラスチックロッドレンズ原糸を加熱延伸した後、緩和処 理を行い、適宜、所定のサイズに切断して、本発明のプラスチックロッドレンズを得る ことができる。得られるプラスチックロッドレンズの屈折率分布を理想的な分布に近づ けるために、用いる未硬化状物の個数 Nは 4〜6の範囲であることが望まし!/、。
N = 5の場合、各層の厚さの比は第 1層から第 5層にかけて、
5〜30Z15〜50Z15〜40Z10〜25Z0. 5〜10
とすることが好ましい。
[0064] 未硬化状物の粘度は、 102〜107Pa' sであることが好ましい。粘度が小さすぎると 、賦形に際し糸切れが生じやすくなり糸状体の形成が困難となる。また粘度が大きす ぎると、賦形時の操作性が不良となり各層の同心円性が損なわれたり、太さ斑の大き な糸状体となったりする場合がある。
[0065] この未硬化状物を構成する物質としては、ラジカル重合性ビニル単量体、またはラ ジカル重合性ビニル単量体と該単量体に可溶な重合体とよりなる組成物などを用い ることがでさる。
[0066] これら未硬化状物から糸状体を形成する際の未硬化状物の粘度調整を容易にす るため、及び糸状体の中心軸力 外周部へ向かい連続的な屈折率分布を持たせる ため、未硬化状物は単量体とこれに可溶な重合体 (可溶性重合体）との組成物で構 成されて!/、ることが好まし!/、。
[0067] 重合体としては、前記の構成単位 (A)〜 (E)から生成する重合体と相溶性が良!、 ものが用いられ、例えば構成単位 (D)の重合体であるポリメチルメタタリレート (n = 1 . 49)、ポリメチルメタタリレート系共重合体（n= l. 47〜： L 50)が好ましい。
[0068] 未硬化状物の粘度を調整するため、各層に同一の屈折率を有する可溶性重合体 を用いると、中心軸力 外周部に向力つて連続的な屈折率分布を有するプラスチック ロッドレンズが得られるので好ましい。特に、ポリメチルメタタリレートは透明性に優れ 、それ自体の屈折率も高 、ので本発明のプラスチックロッドレンズを製造するに際し て用いる可溶性重合体としては好適である。
[0069] 未硬化状物より形成された糸状体を硬化するには、重合開始剤 (F)を未硬化物中 に 0. 01〜2質量％添加しておくことが好ましい。重合開始剤 (F)としては熱硬化開 始剤と光硬化開始剤があるが、いずれも使用可能である。
熱硬化開始剤としては、通常、パーオキサイド系又はァゾ系の開始剤が用いられる 。光硬化開始剤としては、ベンゾフエノン、ベンゾインアルキルエーテル、 4' イソプ 口ピル 2—ヒドロキシ 2—メチルプロピオフエノン、 1ーヒドロキシシクロへキシルフ ェニルケトン、ベンジルメチルケタール、 2, 2—ジエトキシァセトフエノン、クロ口チォキ サントン、チォキサントン系化合物、ベンゾフエノン系化合物、 4ージメチルァミノ安息 香酸ェチル、 4ージメチルァミノ安息香酸イソァミル、 N—メチルジェタノールァミン、ト リエチルァミンなどが挙げられる。
[0070] 未硬化状物を硬化させるには、熱硬化開始剤及び Z又は光硬化開始剤を含有す る糸状物を熱処理な!/、し光硬化処理を行う。未硬化状物が熱硬化開始剤と光硬化 開始剤の両方を含有している場合は、熱処理と光硬化処理の両方を行うことができる
[0071] 光硬化処理としては、光硬化開始剤を含有させた未硬化状物に周囲から紫外線を 照射することにより行うことができる。光硬化処理に用いる光源としては、 150〜600n mの波長の光を発生する炭素アーク灯、高圧水銀灯、中圧水銀灯、低圧水銀灯、超 高圧水銀灯、ケミカルランプ、キセノンランプ、レーザー光等が挙げられる。
[0072] 熱硬化処理としては、熱硬化開始剤を含有させた未硬化状物を、一定の温度に制 御された加熱炉等の硬化処理部で所定時間熱処理することにより行うことができる。 糸状体を安定的に製造するには、硬化処理までの重合を防ぐために重合禁止剤を 添加するのが好ましい。重合禁止剤としては、例えば、ハイドロキノン、ハイドロキノン モノメチルエーテル等のキノン化合物、フエノチアジン等のアミン系化合物、 4ーヒドロ キシ 2, 2, 6, 6—テトラメチルピペリジン N—ォキシル等の N—ォキシル系化合 物等が挙げられる。
[0073] 糸状体を硬化して得られたプラスチックロッドレンズ原糸は、必要に応じて、そのま ま連続的に加熱延伸工程へと送ってもよいし、いったんボビン等に巻き取ってからカロ 熱延伸工程へ送ってもよい。加熱延伸はバッチ方式で行ってもよいし、連続的に行 つてもよい。加熱延伸工程後には緩和工程を行うことが好ましい。加熱延伸工程およ び緩和工程は連続的に行ってもよいし、工程毎に分離して行ってもよい。
[0074] 加熱延伸工程は、公知の方法により行うことができる。例えば、硬化して得られたプ ラスチックロッドレンズ原糸を第 1-ップローラーで加熱炉に供給し、加熱炉を通過し たプラスチックロッドレンズ原糸を第 2-ップローラーで第 1-ップローラーよりも速い 速度で引き取って延伸する方法等があげられる。加熱延伸工程における熱雰囲気の 温度はプラスチックロッドレンズの材質等に応じて適宜設定される力 プラスチック口 ッドレンズのガラス転移温度 (Tg) + 20°C以上とすることが好ましい。また延伸倍率は 、所望のプラスチックロッドレンズ径により適宜決定され、第 1及び第 2-ップローラー の周速度比により調節することができる。
[0075] 緩和工程は、公知の方法により行うことができる。例えば、延伸されたプラスチック口 ッドレンズ原糸を第 3-ップローラーで加熱炉に供給し、加熱炉を通過したプラスチッ クロッドレンズ原糸を第 4-ップローラーで第 3-ップローラーよりも遅い速度で引き取 つて緩和する方法等があげられる。緩和工程の熱雰囲気の温度はプラスチックロッド レンズの材質等に応じて適宜設定される力 プラスチックロッドレンズの Tg以上とする ことが好ましい。また緩和率 (緩和処理後の長さ Z緩和処理前の長さ）は、所望のプ ラスチックロッドレンズ径により適宜決定される力 99ZlOO〜3Z5程度となるように することが好ましい。緩和工程を行うことにより、プラスチックロッドレンズの収縮を抑 制することができる。また、緩和率が小さすぎるとレンズ径の斑が大きくなるため好まし くない。緩和倍率は、第 3及び第 4-ップローラーの周速度比で調節することができる 最終的に得られるプラスチックロッドレンズの分子量は 10000〜100000が好まし い。
[0076] 本発明におけるプラスチックロッドレンズ原糸の製造装置の一例を図 1及び図 2に 示す。
[0077] 図 1は本発明のプラスチックロッドレンズ原糸の製造装置の概略図であり、相互拡 散部および硬化処理部の部分を縦断面図で示している。図 1において、 13は同心円 状複合紡糸ノズル、 5は押し出された未硬化の糸状体、 6は糸状体を構成する各層 の単量体を相互に拡散させて連続的な屈折率分布を与えるための相互拡散部、 7 ( A) , 7 (B)は未硬化状物を硬化させるための硬化処理部、 8は引き取りローラー、 9 はプラスチックロッドレンズ原糸、 11は不活性ガス導入口、 12は不活性ガス排出口で ある。
[0078] 糸状体 5から遊離する単量体などの揮発性物質を相互拡散部 6及び硬化処理部 7 カゝら除去するため、不活性ガス導入口 11から不活性ガス、例えば窒素ガスが導入さ れ、不活性ガス排出口 12から排出される。
[0079] 得られたプラスチックロッドレンズ原糸 9は、上記製造装置から連続的に、あるいは ー且ボビン等に巻き取った後、図 2に示す加熱延伸及び緩和処理を行う装置に供給 される。図 2に示す装置において、加熱延伸は第 1引き取りローラー 14と第 2引き取り ローラー 15の間の加熱炉 17で行われ、緩和処理は第 2引き取りローラー 15と第 3引 き取りローラー 16の間の加熱炉 18で行われる。加熱炉 17、 18としては公知の構造 のものが使用できる。
[0080] このようにして得られたプラスチックロッドレンズ原糸はそのまま連続的に所望の長 さに切断してもよぐボビン等に巻き取った後、切断を行ってもよい。 [0081] 次に、本発明のロッドレンズアレイについて説明する。
[0082] 本発明のロッドレンズアレイは、本発明のプラスチックロッドレンズの複数本が 2枚の 基板間に平行に 1列以上に配列されて構成される。プラスチックロッドレンズと基板と の固定には接着剤等が用いられる。隣接するプラスチックロッドレンズは互いに密着 していてもよいし、一定の隙間をおいて配列していてもよぐその場合プラスチックロッ ドレンズとプラスチックロッドレンズの間の隙間は一定であることが好ましい。また、プ ラスチックロッドレンズを 2段以上に積み重ねて配列されてなるロッドレンズアレイの場 合は、プラスチックロッドレンズ間の隙間が最小になるように俵積み状に配列されてい ることが好ましい。
[0083] 本発明のロッドレンズアレイは、色収差が小さいため、異なる波長の光に対する共 役長の差が小さぐカラー特性に優れ、高解像度のカラーイメージセンサを形成する ことができる。
[0084] 本発明のロッドレンズアレイは公知の方法で製造される。例えば、まず、一定の長さ に切断したプラスチックロッドレンズを 2枚の基板間にプラスチックロッドレンズ同士が 密着するように平行に配列して固定する。この状態でカーボンブラック等の遮光剤の 成される隙間に注入して、硬化させる。その後、必要に応じてこのロッドレンズアレイ を所望の長さに切断し、ダイヤモンド刃による切削等の端面の鏡面化処理を施す。
[0085] 次に、本発明のロッドレンズプレートについて説明する。
本発明のロッドレンズプレートは、本発明のプラスチックロッドレンズの複数本がプ ラスチックロッドレンズの光軸方向が互いに平行になるように 2次元配列され、プラス チックロッドレンズの光軸に垂直な平面上においてプラスチックロッドレンズが互いに 異なる二つの方向に配列されて構成される。プラスチックロッドレンズ間の固定には 接着剤等が用いられる。隣接するプラスチックロッドレンズは互いに密着させ俵積み 状に配列してもよいし、一定の隙間をおいて配列してもよい。この場合、プラスチック ロッドレンズとプラスチックロッドレンズの間の隙間は一定とすることが好ましい。
[0086] 本発明のロッドレンズプレートは、 2次元配列されているため広い面積の情報を読 み取るイメージセンサ等に用いることができる。また、本発明のロッドレンズプレートは 色収差が小さいため、高解像度のカラーイメージセンサに用いることができる。
[0087] 本発明のロッドレンズプレートは公知の方法で製造される。例えば、まず、一定の 長さに切断したプラスチックロッドレンズを俵積み状に 2次元にプラスチックロッドレン ズ同士が密着するように平行に配列して固定する。この状態でカーボンブラック等の 遮光剤の入った接着剤をプラスチックロッドレンズ間に形成される隙間に注入して硬 化させる。その後、必要に応じてこのロッドレンズプレートを所望の長さに切断し、ダイ ャモンド切削や光学研磨等の手段を用いて端面に鏡面化処理を施す。また、ロッド レンズプレート端面での反射による光量の損失を小さくするために反射防止コーティ ングを施してもよい。
[0088] 次に、本発明のイメージセンサについて説明する。
本発明のイメージセンサは、光を受光し電気信号に変換する光電変換素子と、読 み取り原稿を照明するための光源と、読み取り原稿からの反射光を前記光電変換素 子に結像する本発明のロッドレンズアレイまたはロッドレンズプレートを基本構成とし て有する。原稿を安定に固定するためのカバーガラス等を備えて 、てもよ 、。
[0089] 本発明のイメージセンサで用いる光源は、原稿面を照明するためのものであり、白 熱電球、冷陰極管、 LEDなどが用いられ、特定波長の光を利用しやすい点力 LE Dが好ましく用いられる。これらの光源は、特定波長をカットする目的でフィルタ素子 と組み合わせて用いてもょ 、。
[0090] 本発明のイメージセンサは、発光波長の異なる複数種の LEDを用いてカラーィメー ジセンサとすることもできる。この場合、光源が、青色、緑色および赤色の 3色にそれ ぞれ相当する発光波長の異なる複数の LEDから構成されて ヽることが好ま ヽ。カラ 一イメージセンサとして用いる場合、発光波長のピークは、色再現性を良くする目的 力ら、それぞれ 450〜480nm (青）、 510〜560nm (緑）、 600〜660nm (赤）とする ことが好ましい。このような光源を備えた照明装置においては、光源から導光体に光 が入射し、導光体力もの出射光が原稿面を照明するように構成されている。
[0091] 例えば、照明装置は、光源である赤 (R)の LED素子、緑 (G)の LED素子、青 (B) の LED素子の 3色の LED素子が一つにパッケージングされた RGB3色 LED光源と 、アクリル榭脂等の光透過性に優れた部材カゝらなる導光体とから構成されている。 R GB3色 LED光源は、導光体の長手方向の端部の片側あるいは端部の両側から、導 光体へ光が入射するように配置されており、入射した光は、導光体と空気との界面で 全反射を繰り返し、導光体中を伝搬していく。
[0092] 本発明のイメージセンサの動作について、カラーイメージセンサを例に挙げて説明 する。カバーガラスへ押しつけられて支持された原稿に、照明装置により斜め方向か ら尺、 G、 Bの 3色の光を切り替えて順次照明する。原稿から反射した R、 G、 Bの 3色 の色情報を持った光は、ロッドレンズアレイにより光電変換素子上へ結像される。光 電変換素子は、 R、 G、 Bの 3色の色情報を持った光を電気信号に変換する。電気信 号に変換された画像情報は、コンピュータ等を備えたシステム部へ伝送され、システ ム部において、 R、 G、 Bの 3色の電気信号を処理してカラー画像が再現される。
[0093] 本発明のイメージセンサは、カラー特性に優れているため、鮮明なカラー画像の読 み取りが可能であり、高解像度のカラースキャナ等に用いることができる。
[0094] 次に、本発明のプリンタについて説明する。
[0095] 本発明のプリンタは、本発明のロッドレンズアレイまたはロッドレンズプレートを用 いて構成されたものであり、例えば、光源である LEDをアレイ状に配列した LEDチッ プ、本発明のロッドレンズアレイまたはロッドレンズプレート及び感光体または感光フ イルム (写真印画紙)からなる。カラーの 3原色の光源を用いて画像情報を感光体ま たは感光フィルム上に書き込む方式のものである。
[0096] 本発明のプリンタは、本発明のロッドレンズアレイまたはロッドレンズプレートを用 V、て 、るため色収差が小さぐ 3原色で書き込む時の各色でのぼけ具合が小さ 、た めに、高解像度のカラープリンタ、写真印刷装置として用いることができる。
[0097] また、本発明におけるプリンタの光源としは、 LEDアレイに限られるものではなぐ 液晶シャッター、 ELアレイ等の光源を使用することもできる。
実施例
[0098] 以下、実施例により本発明を具体的に説明する。実施例において、ポリメチルメタク リレートは粘度 [ η ] =0. 40 [Ρ] (ΜΕΚ中、 25°Cにて測定)のものを使用した。光硬 ィ匕開始剤としては 1—ヒドロキシシクロへキシルフエ-ルケトンを、重合禁止剤としてハ イドロキノン (HQ)を使用した。 また、物性測定は以下のように行った。
<屈折率分布 >
カールツァイス社製インターフアコ干渉顕微鏡を用いて測定した。
<共役長 (Tc)および解像度 (MTF) >
空間周波数 12 (ラインペア Zmm、 LpZmm)を有する格子パターンを用い、光軸 に垂直な両端面を研磨したロッドレンズアレイに光源力ゝらの光を格子パターンを通し て入射させ、結像面に設置した CCDラインセンサにより格子画像を読み取り、その測 定光量の最大値 (imax)と最小値 (imin)を測定し、次式により MTF (モデレーシヨン 'トランスファ一'ファンクション）を求めた。
MTF (%) = { (imax -imin) / (imax + imin) } X 100
その際、格子パターンとロッドレンズアレイの入射端との距離と、ロッドレンズアレイ の出射端と CCDラインセンサとの距離を等しくした。そして、格子パターンと CCDライ ンセンサをロッドレンズアレイに対し対称的に動力して MTFを測定し、 MTFが最良 になるときの、格子パターンと CCDラインセンサとの距離を共役長とした。
[0099] (実施例 1)
以下の表 2に示すように各層の原液を調製した。
[0100] [表 2]
Figure imgf000025_0001
*各層には光硬化触媒 0. 25質量％、 1100. 1質量％が含まれる。
*K=n- V / (n- 1), Km a x. =第：！〜 5層のうち Kの最大値、 Km i n . =第:！〜 5層のうち Kの最小値
[0101] なお、クロストーク光やフレア光を抑制する目的で、加熱混練前の第 4層及び第 5層 用の各原液中に原液全体に対して染料 Blue ACR(日本化薬 (株)製）、染料 Blue 4G (三菱化学製）、染料 MS Yellow HD— 180 (三井東圧染料 (株)製）、染料 MS Magenta HM— 1450 (三井東圧染料 (株)製)、染料 KAYASORB CY - 10 (日本化薬 (株)製)を下記の表のように添加した。
[0102] [表 3]
Figure imgf000026_0001
[0103] それから各層を 70°Cに加熱混練し、中心力 順次、硬化後の屈折率が低くなるよう に配列して同心円状 5層複合紡糸ノズル力ら同時に押し出した。複合紡糸ノズルの 温度は 50°Cであった。各層の吐出比は、プラスチックロッドレンズの半径方向の各層 の厚さ（1層目においては半径)の比に換算して、 1層目 Z2層目 Z3層目 Z4層目 / 5層目 = 2lZ25/33/19Z2とした。
[0104] 次いで、複合紡糸ノズルから押し出された糸状体を、エップローラーで引き取り (20 OcmZ分）、長さ 30cmの相互拡散処理部を通し、続いて長さ 60cm、 20Wのケミカ ルランプ 18本を上下 2段に連続している中心軸の周囲に等間隔に配設された第 1硬 化処理部（第 1光照射部）の中心上に糸状体を通過させて硬化させ、更に 2. 0KW 高圧水銀灯 3本を中心軸の周囲に等間隔に配設された第 2硬化処理部（第 2光照射 部）の中心上に糸状体を通過させて完全硬化させた。相互拡散処理部における窒素 流量は 80LZ分であった。得られたプラスチックロッドレンズ原糸の半径は 0. 295m mであつ 7こ。
[0105] 外周部に染料を含まな!、以外は同一の方法で作製したプラスチックロッドレンズ原 糸の屈折率分布を測定して図 3に示す。中心の屈折率が 1. 497、外周部の屈折率 が 1. 478であり、外周部に向力つて屈折率が連続的に減少していた。染料を含む場 合も屈折率分布は同様であると考えられる。
[0106] このプラスチックロッドレンズ原糸を、 135°Cの雰囲気下で 3. 57倍に延伸し、 115 °Cの雰囲気下で緩和率が 510Z714になるように緩和処理を行った。
[0107] 得られたプラスチックロッドレンズの半径 Rは 0. 185mm,中心屈折率は 1. 497、 中心軸から外周部に向かう 0. 2R〜0. 8Rの範囲において屈折率分布が式（5)に近 似され、 525nmの波長において屈折率分布定数 gは 0. 84mm_1であった。
[0108] また、プラスチックロッドレンズの外周面から中心部に向かって約 40 μ mの厚さの、 染料がほぼ均一に混在する層が形成されていた。
[0109] 得られたプラスチックロッドレンズを、多数本を 2枚のフエノール榭脂製基板の間に 1 列に密着させて平行配列し (0. 37mm間隔)、その隙間に接着剤 (バンティコ社製「 ァラルダイトラピッド」）を充填し、プラスチックロッドレンズ間及びプラスチックロッドレン ズと基板間の接着剤を硬化した。その後、プラスチックロッドレンズの中心軸に垂直な 面で両端面をダイヤモンド刃で鏡面切削し、プラスチックロッドレンズ長が 4. 4mmの ロッドレンズアレイを製造した。このロッドレンズアレイの 525nmにおける共役長 Tcは 9. 8mmで、この時の MTFは 72. 6%であった。
[0110] このロッドレンズアレイの 470nm、 525nm、 630nmの各波長における Tcを測定し た（表 8)。また、ある Tcにおける 3波長の MTFを比較した場合に、最小の MTFが最 大になるような Tcは 9. 8mmであった。この、カラー特性が最も優れる Tc9. 8mmに て各波長の MTFを測定した (表 8)。
[0111] (比較例 1)
前記表 2の通りに各層の原液を調製した。第 4層と第 5層には染料を下記の表 4の ように添加した。
[0112] [表 4] 第 4層
染料 第5層
(質量％)
B l u e ACR 0. 571 0. 57 1
B l u e 4 G 0. 023 0. 023
MS Ma g e n t a HM— 1450 0. 143 0. 143
MS Ye l l ow HD— 180 0. 143 0. 143
KAYAS ORB C Y- 10 0. 023 0. 023
[0113] この 5種類の原液を、 70°Cに加熱混練し、中心力 順次、硬化後の屈折率が低くな るように配列して同心円状 5層複合紡糸ノズルから同時に押し出した。複合紡糸ノズ ルの温度は 40。Cであった。各層の吐出比は、プラスチックロッドレンズの半径方向の 各層の厚さ（1層目にお 、ては半径)の比に換算して、 1層目 Z2層目 Z3層目 Z4層 目 Z5層目 = 18Z50Z29Z2Z1とした。
次いで、実施例 1と同様にして、ニップローラーで引き取りながら、相互拡散処理お よび硬化処理を行い、プラスチックロッドレンズ原糸を得た。得られたプラスチックロッ ドレンズ原糸の半径は 0.24mmであった。
[0114] このプラスチックロッドレンズ原糸を、 135°Cの雰囲気下で 2.2倍に延伸し、 150°C の雰囲気下で緩和率が ΙΟΖΙ 1になるように緩和処理を行った。
得られたプラスチックロッドレンズの半径 Rは 0.17mm,中心屈折率は 1.497、中 心軸力 外周部に向力 0.2R〜0.8Rの範囲において屈折率分布が式（5)に近似 され、 525nmの波長において屈折率分布定数 gは 0.84mm_1であった。
また、プラスチックロッドレンズ外周面から中心部に向かって約 5 /zmの厚さの、染 料がほぼ均一に混在する層が形成されて ヽた。
[0115] 得られたプラスチックロッドレンズの複数本を用いて、プラスチックロッドレンズの間 隔を 0.37mm力 0.34mmに変更した以外は実施例 1と同様にしてプラスチック口 ッドレンズ長 4.4mmのロッドレンズアレイを作製した。このロッドレンズアレイの 525η mにおける共役長 Tcは 10.0mmで、このときの MTFは 65.0%であった。
[0116] このロッドレンズアレイの 470nm、 525nm、 630nmの各波長における Tcを測定し て以下の表 8に示す。また、ある Tcにおける 3波長の MTFを比較した場合に、最小 の MTFが最大になるような Tcは 10. 1mmであった。 TclO. 1mmで測定した各波 長の MTFを表 8に示す。
[0117] (実施例 2)
延伸倍率を 3. 50倍、緩和率を 500Z700に変更した以外は実施例 1と同様にして プラスチックロッドレンズを製造した。
得られたプラスチックロッドレンズの半径 Rは 0. 187mm,中心屈折率は 1. 497、 中心軸から外周部に向かう 0. 2R〜0. 8Rの範囲において屈折率分布が式（5)に近 似され、 525nmの波長において屈折率分布定数 gは 0. 84mm_1であった。
次に、プラスチックロッドレンズの間隔を 0. 37mm力 0. 39mmに変更し、接着剤 をァラルダイトラピッドから積水フーラー社製「エスダイン 9607KJとした以外は実施 例 1と同様にしてロッドレンズアレイを製造した。
このロッドレンズアレイの 525nmにおける共役長 Tcは 10. Ommで、この時の MTF は 72. 6%であった。
このロッドレンズアレイの 470nm、 525nm、 630nmの各波長における Tcを測定し た（表 8)。また、ある Tcにおける 3波長の MTFを比較した場合に、最小の MTFが最 大になるような Tcは 10. Ommであった。この、カラー特性が最も優れる TclO. Omm にて各波長の MTFを測定した (表 8)
[0118] (実施例 3)
第 4層の染料の添加量を下記表 5のように変更した以外は実施例 2と同様にしてプ ラスチックロッドレンズおよびロッドレンズアレイを製造した。
[0119] [表 5] 染料
(質量％)
B l u e ACR 0. 003
B l u e 4 G 0. 003
MS Ma g e n t a HM- 1450 0. 003
MS Y e 1 l ow HD- 1 80 0. 006
KAYASO B CY— 10 0. 003
[0120] 得られたプラスチックロッドレンズの半径 Rは 0.187mm,中心屈折率は 1.497、 中心軸力 外周部に向力う 0.2R〜0.8Rの範囲において屈折率分布が式（5)に近 似され、 525nmの波長において屈折率分布定数 gは 0.84mm— 1であった。
ロッドレンズアレイの 525nmにおける共役長 Tcは 10. Ommで、この時の MTFは 6 2.4%であった。
このロッドレンズアレイの 470nm、 525nm、 630nmの各波長における Tcを測定し た (表 8)。また、ある Tcにおける 3波長の MTFを比較した場合に、最小の MTFが最 大になるような Tcは 10. Ommであった。この、カラー特性が最も優れる Tc 10. Omm にて各波長の MTFを測定した (表 8)。
[0121] (比較例 2)
プラスチックロッドレンズアレイの間隔を 0.34mmカゝら 0.36mmに変更し、接着剤 をエスダイン 9607Kに変更した以外は、比較例 1と同様にしてロッドレンズアレイを製 ;mした。
[0122] (光量の測定）
白色光源とイメージセンサをロッドレンズアレイの配列方向 (長手方向)に走査しなが ら、光軸上の光量を測定し、各点での平均値を光量とした。白色光源とロッドレンズァ レイの間にはフィルタと拡散板を配した。実施例 2のロッドレンズアレイの 470, 525, 630nmの波長の光量をそれぞれ 100として実施例 2, 3および比較例 2について測 定して比較し、表 8に示す。
[0123] (実施例 4) 以下の表 6に示すように各層の原液を調製した。 6]
Figure imgf000032_0001
[0125] なお、染料を下記の表 7のように添加した。
[0126] [表 7]
Figure imgf000033_0001
[0127] それから各層を 70°Cに加熱混練し、中心力も順次、硬化後の屈折率が低くなるよう に配列して同心円状 5層複合紡糸ノズルから同時に押し出した。複合紡糸ノズルの 温度は 55。Cであった。各層の吐出比は、プラスチックロッドレンズの半径方向の各層 の厚さ（1層目においては半径)の比に換算して、 1層目 2層目 Z3層目 Z4層目 Z 5層目 =6Z40Z35. 5/17/1. 5とした。
[0128] 次いで、複合紡糸ノズル力も押し出された糸状体を、 -ップローラーで引き取り（20 OcmZ分）、長さ 30cmの相互拡散処理部を通し、続いて長さ 60cm、 20Wのケミカ ルランプ 18本を上下 2段に連続して 、る中心軸の周囲に等間隔に配設された第 1硬 化処理部（第 1光照射部）の中心上に糸状体を通過させて硬化させ、更に 2. OKW 高圧水銀灯 3本を中心軸の周囲に等間隔に配設された第 2硬化処理部 (第 2光照射 部）の中心上に糸状体を通過させて完全硬化させた。相互拡散処理部における窒素 流量は 84LZ分であった。得られたプラスチックロッドレンズ原糸の半径は 0. 298m mであつ 7こ。
得られたプラスチックロッドレンズ原糸の屈折率分布を測定して図 4に示す。中心の 屈折率が 1. 498、外周部の屈折率が 1. 48であり、外周部に向かって屈折率が連続 的に減少していた。
[0129] このプラスチックロッドレンズ原糸を、 135°Cの雰囲気下で 2. 69倍に延伸し、 118 °Cの雰囲気下で緩和率力 30Z538になるように緩和処理を行った。 [0130] 得られたプラスチックロッドレンズの半径 Rは 0. 205mm,中心屈折率は 1. 498、 中心軸から外周部に向かう 0. 2R〜0. 8Rの範囲において屈折率分布が式（5)に近 似され、 525nmの波長において屈折率分布定数 gは 0. 84mm_1であった。
[0131] また、プラスチックロッドレンズの外周面から中心部に向かって約 3 μ mの厚さの、 染料がほぼ均一に混在する層が形成されていた。
[0132] 得られたプラスチックロッドレンズを、多数本を 2枚のフエノール榭脂製基板の間に 1 列に密着させて平行配列し (0. 43mm間隔）、その隙間に接着剤（エスダイン 9607 K)を充填し、プラスチックロッドレンズ間及びプラスチックロッドレンズと基板間の接着 剤を硬化した。その後、プラスチックロッドレンズの中心軸に垂直な面で両端面をダイ ャモンド刃で鏡面切削し、プラスチックロッドレンズ長が 4. 4mmのロッドレンズアレイ を製造した。このロッドレンズアレイの 525nmにおける共役長 Tcは 9. 9mmで、この 時の MTFは 57. 2%であった。
[0133] このロッドレンズアレイの 470nm、 525nm、 630nmの各波長における Tcを測定し た（表 8)。また、ある Tcにおける 3波長の MTFを比較した場合に、最小の MTFが最 大になるような Tcは 9. 9mmであった。この、カラー特性が最も優れる Tc9. 9mmに て各波長の MTFを測定した (表 8)。
[0134] このロッドレンズアレイの光量を測定し、実施例 2のロッドレンズアレイの 470、 525 、 630nmの波長の光量をそれぞれ 100として比較した（表 8)。
[0135] [表 8]
Figure imgf000035_0001
[0136] 実施例 1〜4のロッドレンズアレイの色収差 Δ Tc (Tc (470)と Tc (630)の差）は 0. 1〜0. 3mmと小さかった。また、各波長における MTFのばらつきは小さかった。 比較例 1のロッドレンズアレイの色収差 ATcは 0. 6mmと大きかった。また、色収差 が大きいために各波長における MTFのばらつきは大きかった。そして、 630nm、 47 Onmの波長の MTFは、実施例 1のそれぞれの波長の MTFと比較して 15%以上劣 つていた。
実施例 3、 4のプラスチックロッドレンズは色収差 ATcおよび各波長における MTF のばらつきを抑えながら、かつ明るさに優れていた。特に、実施例 4のプラスチック口 ッドレンズは、中心軸と外周部の屈折率差が大きいため、半径 Rを大きくすることが出 来た。さらに、染料の存在する層を薄くすることにより、光線を透過する領域 (有効径) が大きく光量を高くすることができた。
産業上の利用可能性
[0137] 本発明によれば、色収差が小さぐカラー特性に優れたプラスチックロッドレンズ、口 ッドレンズアレイ、ロッドレンズプレートを得ることができる。また、このようなロッドレンズ アレイまたはロッドレンズプレートを用いることで、高解像度のカラーイメージセンサや 高解像度のカラープリンタを得ることができる。

Claims

請求の範囲
[1] 半径 Rの円柱形状を有し、中心軸から外周部に向かって屈折率 n が減少してなる
D
プラスチックロッドレンズであって、以下の条件（1)〜（3)を満たすプラスチックロッド レンズ。
(1) 43≤ V ≤60
(2) I {n X V / (n 1) } {n X v / (n 1) } | < 5
A A A B B B
(3) n — η ≥0· 01
0 1
(式中、 η、 η、 η及び ηはそれぞれ、プラスチックロッドレンズの外周部、中心、任
1 0 A B
意の点 A及び任意の点 Bの屈折率 nを表し、 V 、 V 及び V はそれぞれ、外周部、
D 1 A B
任意の点 A及び任意の点 Bのアッベ数 Vを表す。 )
[2] プラスチックロッドレンズを構成する重合体力 以下の構成単位 (A)〜（C)を含む 請求項 1記載のプラスチックロッドレンズ。
(A)脂環及び Zまたは複素環含有の (メタ)アタリレート単位、
(B)芳香環含有単量体単位、
(C)フッ素化アルキル (メタ）アタリレート単位
[3] 前記重合体が、さらに (D)メチル (メタ)アタリレート単位を構成単位として含む請求 項 2記載のプラスチックロッドレンズ。
[4] 少なくとも中心軸からの距離 0. 8R〜Rの範囲において、重合体中に占める構成単 位 (B)の含有率が外周部に向力つて連続的に増加する請求項 2または 3記載のブラ スチックロッドレンズ。
[5] 構成単位 (A)を含有する重合体が少なくとも中心軸力もの距離 0〜0. 5Rの範囲に 含有され、構成単位 (D)を含有する重合体が中心軸からの距離 0〜Rの範囲に含有 され、構成単位 (B)および構成単位 (C)を含有する重合体が少なくとも中心軸力ゝらの 距離 0. 5R〜Rの範囲に含有されて 、る請求項 3記載のプラスチックロッドレンズ。
[6] 請求項 1記載のプラスチックロッドレンズを 1列以上に平行配列してなるロッドレンズ アレイ。
[7] 波長 λ nmの光に対するロッドレンズアレイの共役長を Tc ( λ )とした時、
Tc (630) -Tc (470)≤0. 3mm、および Tc (525)≤ 12mm
を満たす請求項 6記載のロッドレンズアレイ。
[9] 請求項 6記載のロッドレンズアレイまたは請求項 8記載のロッドレンズプレートを用い たイメージセンサ。
[10] 請求項 6記載のロッドレンズアレイまたは請求項 8記載のロッドレンズプレートを用い たプリンタ。
[11] 以下の成分 (A)ないし (F)を含む組成物。
(A)脂環及び Zまたは複素環含有の (メタ)アタリレート： 0〜 15質量％
(B)芳香環含有単量体： 1〜 30質量％
(C)フッ素化アルキル (メタ)アタリレート： 10〜50質量0 /0
(D)メチル (メタ）アタリレート： 30〜80質量0 /0、及び
(F)重合開始剤： 0. 01〜2質量％
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