JPS6093412A - 集光性スラブ状レンズアレイ - Google Patents

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は電子複写機の作像用光学系等に使用する集光
性スラブ状レンズアレイに関するものである。

近年、電子複写機の小形化に伴なって屈折率がロンドの
中心から周辺に向って次第に低くなるような屈折率分布
を有するロッド状の集光性レンズをアレイ状に配列した
ロッドレンズアレイ（マイクロレンズアレイ）が作像用
光学系として使用されている。このロッドレンズアレイ
看、長さが当該レンズ中の光線の蛇行周期（ピッチ）の
％以上で％以下のロッドレンズを２段まだは３段に重ね
、さらにこの重ねたものの所要複数個を一方向に配列す
ることにより構成されている。

ところでこのようにロッドレンズの多数個を縦、横に配
列したロッドレンズアレイによる光学系の投影像の良否
は、そのロッドレンズの配列の良否により少なからず影
響を受ける。

しかしながら従来のレンズアレイにあっては、単位マイ
クロレンズとして用いているロッドレンズの外形形状が
円柱状であったため、その複数個を所要確度を以って組
付けることが極めて難しいという問題点があった。

この発明はこのような従来の問題点に着目してなされた
もので単位レンズ体として、厚さ方向または一方向にの
み所要の屈折率勾配を有する集光性のスラブ状レンズを
用いることにより上記問題点を解決することを目的とし
ている。

以下この発明を図面に基づいて説明する。第１図〜第７
図は、この発明の一実施例を示す図である。

ここで本件発明者は先に特願昭５８−１６１０９号で開
示したように第１図に示すような曜さａ方向にのみ屈折
率勾配（２）を有するスラブ状レンズ（１）の製造法を
発明した。このスラブ状レンズ（１）は、第２図および
第３図にも示すように、厚さａ方向には中心線から両性
側に向って屈折率が徐々に減少する所要の屈折率分布を
有し、幅す方向には平坦で一様な屈折率を有している。

第４図（３）（Ｂ）（Ｃ）は、このようなスラブ状レン
ズ（１）の光学特性を示している。即ちレンズ体（１）
の一端面（１ａ）から点光源（３）により発せられた発
散光（３ａ）は、出射光端面（１ｂ）において厚さａ方
向にはその屈折率分布（２）によって再び集光するが、
幅す方向には発散し続けるので、出射光端面（１ｂ）で
は、ある幅を持った直線状の光線（３ｂ）となる− この発明はこのようなスラブ状レンズを単位レンズ体と
して使用し、これを所要寸法としたもの複数個を所要態
様に組付けて構成するもので、第５図に示すようにまず
一方のスラブ状レンズとしては長さＣをにピッチ以下と
した前記第１図に示したような角柱形スラブ状レンズ（
１）の複数個が準備され、これに対応して第６図に示す
ように厚さ一方向にのみ前記と同様の屈折率勾配（２）
′を有し、幅ｅで長さＣが％ピッチ以下の長幅形スラブ
状レンズ（４）が準備されている。角柱形スラブ状レン
ズ（１）における幅すと、長幅形スラブ状レンズ（４）
における厚さｄとは同寸法とされている。そして複数個
の角柱形スラブ状レンズ（１）と、１個の長幅形スラブ
状レンズ（４）とが、その屈折率勾配（２）（２）’の
方向が互いに直交する方向で、且つ角柱形スラブ状レン
ズ（１）の出射光端面（１ｂ）と、長幅形スラブ状レン
ズ（４）の入射光端面（４ａ）とが対接するように、２
枚の支持板（５ｍ）　（５ｂ）の間に組付けられている
。支持板（５ｍ）（５ｂ）はガラスまたはプラスチック
製で、その長さｆは％ピッチ以下とされている。因みに
角柱形スラブ状レンズ（１）の周側面には迷光防止のた
めにそれぞれ光吸収剤が塗着されている。なお長幅形ス
ラブ状レンズ（４）は、角柱形スラブ状レンズ（１）と
対向している各部分で、この角柱形スラブ状レンズ（１
）のそれぞれと１対の組合わせレンズ体を構成するもの
であるが、この下段側のスラブ状レンズ（４）はその屈
折率が幅Ｃ方向に一様な値であるので、一体の長幅形の
ものとして構成されている。

第７図はこのようにして構成されたスラブ状レンズアレ
イＬ１を示すもので、幅がＣで長さｆかにピッチ以下に
形成されている。電子複写機の作像用光学系等に使用す
る集光性スラブ状レンズアレイＬｍとしては、第８図に
示すように上記のレンズアレイの２個ＬＩ　Ｌ、を積重
ね、全体として幅がＣで長さｇが％ピッチ以上で％ピッ
チ以下のものに構成する。なおこのように２個のレンズ
アレイＬＩ　Ｌ。

を積重ねて１個の集光性スラブ状レンズアレイＬａとし
た理由は、スラブ状レンズが一方向にのみ屈折率勾配を
有するレンズであるため、屈折率分布を持たない方向（
長幅形スラブ状レンズ（４）等におけるｅ方向）は光が
発散して明るさをロスするので、これを防止するため個
々のレンズアレイＬＩ　Ｌ２は長さを短かくシ、これを
積重ねて全体として所要の長さにしたものである。した
がって明るさのロスを考慮する必要がなければ第７図に
示すレンズアレイＬ、０１個で長さｆを％〜％ピッチと
しても作偉光学系を構成することができる。

次に作用を説明する。

角柱形スラブ状レンズ（１）のそれぞれと、これに対応
した長幅形スラブ状レンズ（４）における各部分とは、
屈折率勾配が互いに直交する方向に設定されているので
、この両者による組合わせレンズ体はロッドレンズと同
様の一レンズ作用を呈する。したがって集光性スラブ状
レンズアレイＬａは、従来のロッドレンズアレイとほぼ
同様の作像光学作用を有しており、この集光性スラブ状
レンズアレイＬａを第８図Ｘ矢印方向に移動させること
により、原稿紙面（図示せず）上の文字や図形を感光紙
紙面上に実像として結像させることができ、電子複写・
　機における作像用光学系として作用させることができ
る。そしてこのような作像光学系として使用するとき、
各スラブ状レンズ（１）・・・、（４）は外形形状が角
形でちるので、その光軸等は所要の確度を以って正確に
組付けられており、正確な作像光学作用を生じさせるこ
とができて、極めて良好な投影像を得ることができる。

次に第９図にはこの発明の他の実施例を示す。

この実施例は、前記第６図に示したような長幅形スラブ
状レンズ（４）の複数個を配列して２次元的な配列体を
形成し、これを４段に積重ねて全体として長さｇが％〜
％ピッチの２次元プレーナアレイとしたものである。上
下に位置する配列体相互においてその屈折率勾配（２）
′の方向は互いに直交する方向に配置されている。

作用については、静置した状態で、前記集光性スラブ状
レンズアレイｔ、ａをＸ方向に移動させた場合と同様の
２次元的な投影像を結像させることができる。

次いで製造例を説明する。

分相したガラスを酸処理することによって得られる多孔
質ガラス板厚さ４ｒｒａｎ幅６０叫長さ７０ｍｎを水１
０〇−当り１２（ｌのＣｓＮＯｘを溶解させた溶液に温
度１００℃で２４時間浸漬してＣｓ　Ｎｏ　３を多孔質
体の細孔中にスタッフィングし、次いで４０体積チのエ
タノールを含む水溶液中に温度７０℃で２０分間浸漬し
てアンスタッフインクを行った。その後このガラス板を
０℃のエタノール溶液に３時間浸漬してドーパントを細
孔内に析出させ、さらに室温で２４時間保持してエタノ
ールを揮発させた。さらにこのガラス板を９００℃の温
度で６時間熱処理して細孔をつぶすことによし厚さ３．
６ｍ幅５４■長さ６０Ｍ１ の透明なガラス板を得た。

次に上記ガラス板の幅方向に外側から２調幅の両側部を
切除し、さらに長さ方向に外側から２．５■幅の上下両
端部を切除して厚さ３．６ｍｍ幅５０ｍ長さ５５＋＋ｍ
の板状ガラス体を得た。このガラス体は厚さ方向にのみ
屈折率分布を有するスラブ状レンズであった。この板状
レンズ体を長さ２５■に切断し、幅５６＋＋ｍ４さ３．
６畑長さ２５■の長幅形スラブ状レンズとした。一方、
幅３．６ｍ厚さ３．６ｍ＋、長さ２５簡に切断して角柱
形スラブ状レンズを作り、これの複数個と前記長幅形ス
ラブ状レンズとを相互の屈折率分布の方向が直交する方
向に積重ねて第７図に示すようなスラブ状レンズアレイ
を作製した。

以上詳述したように仁の発明によれば、厚さ方向または
一方向にのみ所要の屈折率勾配を有するスラブ状レンズ
の１対を、屈折率勾配の方向が互いに直交する方向に一
方のスラブ状レンズの出射光端面と、他方のスラブ状レ
ンズの入射光端面とを対接させて、組合わせレンズ体を
措成し、この組合わせレンズ体の複数個を配列してスラ
ブ状レンズアレイとしたから、スラブ状レンズの複数個
を所要の確度を以って組付けることが容易正確となり、
極めて良好な投影像を得ることのできるレンズアレイと
することができるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第８図はこの発明に係る集光性スラブ状レンズ
アレイの実施例を示すもので、第１図は角柱形スラブ状
レンズの斜視図、第２図は同上スラブ状レンズの厚さ方
向における屈折率分布曲線、第３図は同上スラブ状レン
ズの幅方向における屈折率分布線、第４図（５）（Ｂ）
（Ｃ１は第１図のスラブ状レンズの集光特性を説明する
だめの図、第５図は組付は過程を説明するための斜視図
、第６図は長幅形スラブ状レンズの斜視図、第７図は集
光性スラブ状レンズアレイの斜視図、第８図は同上集光
性スラブ状レンズアレイの２個により構成した電子複写
機用の集光性スラブ状レンズアレイを示す斜視図、第９
図はこの発明の他の実施例を示す斜視図である。 １：角柱形スラブ状レンズ ｌａ、４ａ：入射光端面　１ｂ：出射光端面２．２′：
屈折率勾配 ４：長幅形スラブ状レンズ ５ａ、５ｂ：支持板 Ｌｌ、Ｌａ　：集光性スラブ状レンズアレイＬｂ　：　
２次元ブレーナ形の集光性スラブ状レンズアレイ 第１図 第４図 第５図 第８図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 厚さ方向または一方向にのみ所要の屈折率勾配を有する
   集光性のスラブ状レンズの１対を、前記屈折率勾配の方
   向が互いに直交する方向に一方のスラブ状レンズの出射
   光端面と、他方のスラブ状レンズの入射光端面とを対接
   させて組合わせレンズ体を構成し、該組合わせレンズ体
   の複数個を配列してなることを特徴とする集光性スラブ
   状レンズアレイ。