專利名稱：成像光學裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于傳真機，復印機，打印機，掃描儀等的光學儀器的圖象傳送部上的成像光學裝置，特別是涉及一種具備柱鏡的成像光學裝置，這些柱鏡呈點陣狀布置。
對于傳真機，復印機，打印機，掃描儀等的光學儀器，為了將原稿上的信息變換成電子信號后讀取，必須使用各種掃描裝置。有一種密著型掃描裝置，該密著型掃描裝置具有照明系統(tǒng)，為等倍成像裝置的柱鏡點陣，傳感器，遮蓋玻璃(透明基板)等，并將這些部件安裝在支架內(nèi)而構(gòu)成。原稿通常與遮蓋玻璃的表面密著，由系統(tǒng)對其進行照明。被照明的原稿因柱鏡點陣而在傳感器上成像，被變換成電信號。此處，柱鏡點陣是通過把在半徑方向存在折射率分布的多個柱鏡配置成1列或2列，作為等倍成像光學系統(tǒng)的部分(參照圖2)。
作為用于柱鏡點陣的透鏡材料，舉例來說是玻璃或合成樹脂。玻璃制的折射率分布透鏡是經(jīng)離子交換制得的。
單一柱鏡形成等倍像的范圍是半徑Xo(視野半徑)的圓形，光量在光軸上最大，并隨離開光軸的距離增加而減少。對于柱鏡點陣的縱向光量分布，會發(fā)生以透鏡間隔為周期的不勻稱。光量不勻稱的大小由{(光量的最大值)-(光量的最小值)}/(光量的最小值)/100％確定，由下述(數(shù)學式3)規(guī)定的重疊度m決定。m=Xo/2R上述(數(shù)學式3)中，2R是相鄰柱鏡的光軸間距離。


圖15示出使用后述的光量分布式子(參照下述(數(shù)學式9))計算的、把多個柱鏡配成2列的柱鏡點陣的場合下的重疊度m和光量不勻稱的關(guān)系。但是，圖15是利用像面中心軸(參照圖2)上的最狹范圍的光的所謂“線掃描方式”的情況。從圖15可知，具有這樣的一種傾向，即隨著重疊度m增大，光量不勻稱減少，但不是單調(diào)地減少，例如在m=0.91,1.13,1.37,1.61,1.85,…中光量不勻稱變得極小。由于傳感器上的光量不勻稱越小越好，因此，在要求使光量不勻稱為特別小的情況下，較為合理的是通過設計柱鏡點陣，使重疊度m接近于上述值。然而，圖15所示的光量不勻稱是傳感器被正確設置在像面中心軸上時的值，對于實際掃描裝置的批量產(chǎn)制品，由于部件的尺寸誤差和組裝誤差，不可避免在傳感器和柱鏡點陣整體的光軸間發(fā)生一定程度的軸錯位。傳感器位置的軸錯位量由圖9的ΔX定義。因而，提出了如下的一種方案(特開平11-14803號公報，特開平11-64606號公報)將重疊度m設計成稍微偏離上述極小值，以便在發(fā)生某種程度的軸錯位的情況下，將光量不勻稱控制在一定程度以下。
通常，即使是使用了具有相同光學特性的柱鏡點陣，而重疊度m越小，像面明亮度越大，分辨力也上升。圖16示出把多個柱鏡配成1列和2列的柱鏡點陣的場合下的重疊度m和平均明亮度(掃描線的場合)的關(guān)系。在圖16中，把重疊度m為1.5的呈2列配置的柱鏡點陣的明亮度作為100。
然而，由于當重疊度m變小時，光量不勻稱增大，因此，實用的柱鏡點陣的重疊度m在2列的場合下被定為1.3。例如，由日本板硝子株式會社生產(chǎn)的柱鏡點陣的重疊度m的下限是1.36，根據(jù)特開平公報11-14803號，理想的重疊度m范圍是1.46≤m≤1.64。
近年來，因為傳真機和掃描儀的高速化，要求更明亮的柱鏡點陣。
本發(fā)明是為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題而提出的，目的在于提供一種既考慮軸錯位時的光量不勻稱，又盡可能地減小重疊度m，實現(xiàn)柱鏡點陣光量增大和分辨力提高的高性能成像光學裝置。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的成像光學裝置具有柱鏡點陣和配置在上述柱鏡點陣兩側(cè)的原稿面及像面，上述柱鏡點陣是將在半徑上具有折射率分布的柱鏡以其光軸相互平行地配成2列，每列有多個柱鏡，其特征在于當把相鄰的上述柱鏡的光軸間距離定為2R，把上述柱鏡投在上述像面上的圖象半徑定為XO時，由下式(數(shù)學式4)定義的重疊度m在0.91≤m≤1.01的范圍內(nèi)。m=XO/2R根據(jù)該成像光學裝置的構(gòu)成，能夠?qū)崿F(xiàn)柱鏡點陣的光量增大和分辨力提高，得到高性能成像光學裝置。
另外，對于上述本發(fā)明的的成像光學裝置的構(gòu)成，最好重疊度m是在0.93≤m≤0.97的范圍內(nèi)。
對于本發(fā)明的成像光學裝置，最好R是在0.05mm≤R≤0.60mm的范圍內(nèi)。之所以將R定為大于0.05mm，是因為半徑比該值還要小時，由于制造方面的原因(例如，操作極其困難)無法實現(xiàn)。若R.60mm時，柱鏡點陣2整體變大，難以使裝置小型化。
另外，對于上述本發(fā)明的成像光學裝置的構(gòu)成，理想的是柱鏡的起到透鏡作用的部分的半徑ro理想的范圍是0.50R≤rO≤1.0R。若rO不足0.50R，因像的明亮度大大減少而不合適。rO的最大值不言而喻是等于R。
對于上述本發(fā)明的成像光學裝置的構(gòu)成，最好在柱鏡點陣的至少單側(cè)鏡面上設遮光罩，該遮光罩應具有近似矩形狀的開口部，該開口部朝著上述柱鏡點陣的縱向開口。根據(jù)該優(yōu)選例，能夠減小光量不勻稱。另外，在此情況下，最好該遮光罩的開口部相對柱鏡點陣的鏡面的縱向中心軸對稱，當把起到柱鏡的透鏡作用的部分的半徑定義為ro時，最好遮光罩開口部的半輻值W在(√3/2)R+0.1r0≤W≤(√3/2)R+0.6r0的范圍內(nèi)。遮光罩開口部的半輻值W比(√3/2)R+0.1R0小時，光量大大降低。而遮光罩開口部的半輻值W比(√3/2)R+0.1R0大時，幾乎得不到光量不勻稱的改善效果。
對于上述本發(fā)明的成像光學裝置的構(gòu)成，把從柱鏡的光軸處測得的徑向距離設為r，把上述柱鏡的光軸上的折射率定為no，把折射率分布系數(shù)定為g,h4,h6,h8時，理想的是上述柱鏡的折射率分布由下式(數(shù)學式5)表達。n(r)2=no2·{1-(g·r)2+h4·(g·r)4+h6·(g·r)6+h8·(g·r)8+…}另外，在此情況下，理想的是柱鏡的光軸上的折射率no是1.4≤no≤1.8的范圍內(nèi)。而在此情況下，當把柱鏡的起到透鏡作用的部分的半徑定義為ro時，最好滿足0.05≤nog ro≤0.50關(guān)系。根據(jù)該最佳實施例，柱鏡的制作將會更為容易。而在此情況下，在把柱鏡的長度定為Zo，上述柱鏡的周期長定為P=2π/g時，最好Zo/P在大于0.5而小于1.0的范圍內(nèi)。根據(jù)該最佳實施例，能夠形成正像。
對于上述本發(fā)明的成像光學裝置的構(gòu)成，最好使原稿面位于柱鏡點陣的前焦點位置上地配置平行平面的透明基板。若采用上述最佳實施例，只要把原稿壓在透明基板的表面上，就能夠?qū)⒃逶O定到前焦點位置上。另外，在此情況下，最好平行平面的透明基板與柱鏡點陣的鏡面接觸著。這通過調(diào)整透明基板的厚度就能夠容易地實現(xiàn)，若采用該實施例，則能夠簡化在成像光學裝置組裝過程中的柱鏡點陣和前焦點位置的間隔調(diào)整作業(yè)，因此可降低成本。
圖1示出本發(fā)明的成像光學裝置上所用的柱鏡的透視圖。
圖2示出本發(fā)明的成像光學裝置的透視圖。
圖3是本發(fā)明的成像光學裝置上所用的柱鏡折射率分布曲線。
圖4是本發(fā)明的成像光學裝置上所用的柱鏡所形成的像的狀態(tài)的模式圖。
圖5是本發(fā)明的成像光學裝置上所用的多柱鏡所形成的像的合成狀態(tài)的模式圖。
圖6是本發(fā)明的成像光學裝置的軸錯位時的光量不勻稱圖。
圖7示出本發(fā)明的具備平行平面的透明基板的成像光學裝置的斷面圖。
圖8示出本發(fā)明的實施例的軸錯位量和光量不勻稱的關(guān)系圖。
圖9是說明本發(fā)明的傳感器位置的軸錯位量ΔX的圖。
圖10是本發(fā)明第2實施形式的柱鏡點陣的平面圖。
圖11是本發(fā)明的第2實施形式的實施例6,7及比較例3的光量不勻稱圖(無軸錯位)。
圖12是本發(fā)明的第2實施形式的實施例6,7及比較例3的光量不勻稱圖(有軸錯位)。
圖13是本發(fā)明的第2實施形式的實施例6,7及比較例3的光量不勻稱圖(無軸錯位)。
圖14是本發(fā)明的第2實施形式的實施例6,7及比較例3的光量不勻稱圖(有軸錯位)。
圖15示出2列柱鏡點陣重疊度m和光量不勻稱的關(guān)系圖。
圖16示出柱鏡點陣的重疊度m和亮度的關(guān)系圖。
發(fā)明的實施例下面，采用實施例的方式更具體地說明本發(fā)明。(第一實施方式)對于本發(fā)明的實施例，如圖1，圖2所示，使用等倍成像的柱鏡點陣2，柱鏡點陣是將在半徑上具有折射率分布的柱鏡以其光軸相互平行地配成2列而成，并把原稿面3和像面4配置在該柱鏡點陣2的兩側(cè)后，制作成成像光學裝置。
如圖3所示，柱鏡1的折射率n沿半徑方向分布，該折射率分布由下式(數(shù)學式6)表述。[數(shù)學式6]n(r)2=no2·{1-(g·r)2+h4·(g·r)4+h6·(g·r)6+h8·(g·r)8+…}在上式(數(shù)學式6)中，r是測得的距柱鏡1的光軸1a的徑向距離，n(r)是從柱鏡1的光軸1a測得的徑向距離r的位置處的折射率，no是在柱鏡1的光軸1a上的折射率(中心折射率)，g,h4,h6,h8是折射率分布系數(shù)。
如圖4所示，為了正立成像，把柱鏡1的長度定為Zo，柱鏡1的周期長定為P=2π/g時，要求Zo/P在大于0.5小于1.0的范圍內(nèi)。
柱鏡點陣2的端面(鏡面)和原稿面3的間隔及柱鏡點陣2的端面(鏡面)和像面4的間隔Lo(參照圖2)由下式(數(shù)學式7)表示。Lo=-{1/(no·g)}·tan(Zoπ/P)相鄰的柱鏡1的光軸間距離為2R時，理想的R值是0.05mm≤R≤0.60mm的范圍內(nèi)。
另外，柱鏡1的有效透鏡部分的半徑，也就是說，起到透鏡作用的部分的半徑ro理想的是0.50R≤ro≤1.0R的范圍內(nèi)。
如果相鄰的柱鏡1彼此接觸，且起到透鏡作用的部分的半徑與透鏡半徑一致，則ro與R一致。而且，由于柱鏡點陣組裝過程中的理由，為了把柱鏡1彼此稍作隔離地配置，或者，為了將柱鏡1周邊的折射率分布會不好的部分的光線遮擋起來，也可使透鏡周邊不透明，在此情況下，ro與R不一致。
之所以使R高于0.05mm是因為如果是比該值還要細的直徑，因制造上的原因等(例如，操作極為困難)不實用。而若R超過0.60mm，則柱鏡點陣2整體變大，從而使裝置整體難以實現(xiàn)小型化。
另外，若ro不足0.5R時，因為像的明亮度大大下降而不合適。當然ro最大值等于R。
柱鏡1的明亮度由開口角θ=no·g·ro(rad)規(guī)定，該開口角表示透鏡能夠取入光的范圍，開口角θ越大，得到的像越明亮。
為了在等倍成像光學裝置上使用柱鏡1，開口角θ的值最好是在0.05以上。由于開口角θ的值超過0.50的柱鏡1中形成折射率分布的成分(例如，對于玻璃鏡時，Tl2O、Li2O等)的含有量受限制，因此制作變得困難。因而，較為理想的是開口角θ=no·g·ro在0.05≤no·g·ro≤0.50的范圍內(nèi)。
柱鏡1的光軸1a上的折射率(中心折射率)no，其值越大越好，因為，開口角也增大。例如，在玻璃鏡的情況下，由于一價陽離子成分含有量多，因此，no可實現(xiàn)的值是在1.4≤no≤1.8的范圍內(nèi)。
在上述的具有柱鏡點陣2的成像光學裝置中，如圖5所示，因為在像面4上形成由多個柱鏡1構(gòu)成的合成像，所以方便于使用其所謂的重合程度，也就是“重疊度”的無因次量。該重疊度m由下述(數(shù)學式8)表示。m=Xo/2R上式(數(shù)學式8)中，Xo是單一柱鏡1投在像面4上的圖象半徑(視野半徑)，Xo=-ro/cos(Zoπ/P)。
圖6示出重疊度m在0.90-1.20的范圍內(nèi)變化的情況時的重疊度m和光量不勻稱的關(guān)系。
軸錯位時的光量不勻稱能夠用表示視野半徑Xo內(nèi)的光量分布的下式(數(shù)學式9)求得。E(X)=Eo.{1-(X/Xo)2}0.5上式(數(shù)學式9)中，Eo是光軸上的光量，X是距光軸的距離，E(X)是距光軸的距離X時的光量。
從圖6可知，例如，m=1.13時，雖然中心軸(圖9中的[6])上的光量不勻稱變得極小，但當產(chǎn)生軸錯位時，光量的不勻稱急劇增加。另一方面，在m=0.94時，雖然軸上的光量不勻稱稍微大一些，但由于即使軸錯位量增大，光量不勻稱也保持在比較低的值上，因此不易受到軸錯位的影響。
掃描裝置所允許的光量不勻最大是20％，根據(jù)用途，要求最好在15％以下。另外，作為組裝過程中發(fā)生的軸錯位量的界限，最好確保±0.15mm的程度。與之相對應，例如在R=0.5mm的柱鏡點陣情況下，作為軸錯位量的允許范圍應確保在0.3R以上。
因而，可從圖6知道，為實現(xiàn)不妨礙實用的光不勻稱，其條件是“軸錯位量為0時，光量不勻稱為20％以下，軸錯位量在0.3R以下范圍，光量不勻稱為20％以下”而為大體滿足該條件，重疊度優(yōu)選范圍是0.91≤m≤1.01。此外，為使“軸錯位量0.3R以下的范圍，光量不勻稱基本為15％以下”，重疊度m的最佳范圍是0.93≤m≤0.97。
4次以上的高次折射率分布常數(shù)h4、h6、h8…的值會對球面象差和像面彎曲產(chǎn)生影響。因此，為了使平均分辨率成為最好，有必要選擇h4、h6、h8…的值以符合柱鏡點陣的條件。
上述構(gòu)成中，如圖(7a)所示，為了使原稿面3位于柱鏡點陣2的前焦點位置上，最好配置平行平面的透明基板(蓋玻璃)5。根據(jù)該構(gòu)成，只要把原稿壓放在透明基板5的表面上，就能夠把原稿面3設定在前焦點位置上。在此情況下，如圖7(b)所示，平行平面的透明基板(蓋玻璃)5最好與柱鏡點陣2的鏡面接觸。這是通過調(diào)整透明基板(蓋玻璃)5的厚度就能夠容易地實現(xiàn)的，采用這樣的構(gòu)成，由于能夠簡單化成像光學裝置在組裝過程中柱鏡點陣2和前焦點位置的間隔調(diào)整作業(yè)，因此，能夠?qū)崿F(xiàn)降低成本。
(第一實施例)下面，舉例具體的實例，以更詳細地說明本發(fā)明。在以下所示的實施例和比較例中，都是使用等倍成像的柱鏡點陣，柱鏡點陣是將半徑方向有折射率分布的圓柱狀柱鏡以其光軸相互平行地配置成2列而成。
明亮度和光量不勻稱用單個柱鏡的光量分布式(參照上式(數(shù)學式9)來計算。另外，MTF(Modulation Transfer Function)值用美國Sinclair Optics公司制的光學設計軟件[Oslo Six]進行計算。
實施例1是相鄰的柱鏡的光軸間距離2R為1.085mm、重疊度m為0.930時的情況。下表1記載了具體的設計值，圖8示出軸錯位量為ΔX時的光量不勻稱。下表1所示的MTF是對應于12Line-pair/mm圖形及24Line-pair/mm圖形的值。是圖9所示的在A點處的Y軸方向和X軸方向的計算值。從圖8可知，在軸錯位量ΔX為0.28R(相當于0.15mm)以下的范圍，光量不勻稱變?yōu)?5％以下的實用值。
實施例2是相鄰的柱鏡的光軸間距離2R為0.300mm、重疊度m為0.960時的情況。下表1記載了具體的設計值，圖8示出軸錯位量為ΔX時的光量不勻稱。從圖8可知，在軸錯位量ΔX為0.35R(相當于0.053mm)以下的范圍，光量不勻稱變?yōu)?5％以下的實用值。由于軸錯位量的允許范圍與R成正比，因此，相比R大的實施例1，有必要提高組裝精度。
實施例3是相鄰的柱鏡的光軸間距離2R為0.900mm、重疊度m為0.910時的情況。計表2記載了具體的設計值，圖8示出軸錯位量為ΔX時的光量不勻稱。從圖8可知，在軸錯位量ΔX為0.20R(相當于0.09mm)以下的范圍，光量不勻稱變?yōu)?5％以下的實用值。
實施例4是相鄰的柱鏡的光軸間距離2R為0.100mm、重疊度m為0.970時的情況。下表2記載了具體的設計值，圖8示出軸錯位量為ΔX時的光量不勻稱。從圖8可知，在軸錯位量ΔX為0.40R(相當于0.02mm)以下的范圍，光量不勻稱變?yōu)?6％以下的實用值。
實施例5是相鄰的柱鏡的光軸間距離2R為0.600mm、重疊度m為1.010時的情況。下表3記載了具體的設計值，圖8示出軸錯位量為ΔX時的光量不勻稱。從圖8可知，即使軸錯位量是0，光量不勻稱仍超過15％，而在軸錯位量ΔX為0.50R(相當于0.15mm)以下的范圍，光量不勻稱變?yōu)?0％以下，根據(jù)不同的用途，也可以是實用的值。
表1
表2
表3
比較例1使用具有與實施例1相同光學特性的柱鏡，重疊度為1.43。而比較例2使用具有與實施例2相同光學特性的柱鏡，而重疊度為1.50。這些比較例的具體數(shù)值示于下表4中。
表4
上述(表4)中的[明亮度]意味著無軸錯位時Y軸方向上的平均光量，把分別對應的實施例的明亮度定為100。
比較例1、2的明亮度和MTF值分別較對應的實施例1、2差，可見根據(jù)本發(fā)明，提高了光量和分辨力。
(第2實施形式)在本實施例中，將重疊度m定在0.91≤m≤1.01的范圍內(nèi)，與現(xiàn)有的相比，增大了平均光量，且通過對柱鏡點陣的鏡面進行掩膜處理縮小光量不勻稱。
圖10示出本發(fā)明的第2實施例的柱鏡點陣平面圖。如圖10所示，在柱鏡點陣2的單側(cè)鏡面上，設置了遮光膜7，該遮光膜7具有近似矩形的開口部7a，該開口部7a沿柱鏡點陣2的縱向開口。這樣構(gòu)成的遮光膜7簡單而又容易設置。
遮光膜7的設置有以下幾種方法(1)將具有細長開口的金屬制或塑料制等的薄板貼在柱鏡點陣2的鏡面上，(2)在柱鏡點陣2的鏡面的遮光部分上直接印刷黑墨等，(3)使組裝作為部件的柱鏡點陣2的支架具有遮光膜的功能；等。
遮光膜7的開口部7a最好相對于柱鏡點陣2的鏡面縱向中心軸對稱。當把起到柱鏡1的透鏡作用的部分的半徑定義為ro時，最好遮光膜7的開口部7a的半輻值W在(√3/2)R+0.1r0≤W≤(√3/2)R+0.6r0的范圍內(nèi)。遮光膜7的開口部7a的半輻值W比(√3/2)R+0.1r0小時，光量大大降低。而遮光膜7的開口部7a的半輻值W比(√3/2)R+0.1r0大時，幾乎得不到光量不勻稱的改善效果。
遮光膜7的設置，在即使不設置遮光膜7光量不勻稱也比較小時，也就是說，重疊度m在0.91≤m≤1.01的范圍內(nèi)時，效果特別大。
(第2實施例)下面，舉出具體的實施例，更詳細地說明本發(fā)明。在以下所示的實施例和比較例中，都是使用等倍成像的柱鏡點陣2，柱鏡點陣2是將半徑方向有折射率分布的圓柱狀柱鏡1以其光軸相互平行地配置成2列而成。
實施例及比較例是相鄰柱鏡1的光軸間距離2R為1.000mm、重疊度m為0.940時的情況。具體設計值示于下表5中。
表5
實施例6，遮光膜7的開口部7a的半輻值W=1.3R=(√3/2)R+0.434r0，實施例7，W=1.1R=(√3/2)R+0.234r0，實施例8，W=1.466R=(√3/2)R+0.600r0，實施例9,W=0.966R=(√3/2)R+0.100r0，比較例3是不設遮光膜7的情況，分別就無軸錯位的情況和軸錯位量ΔX=0.3R的情況計算光量不勻稱。將計算結(jié)果示于下表6，表7及圖11，圖12，圖13，圖14。
表6
表7
另外，光量的評價用美國Sinclair Optics公司制的光學設計軟件“Oslo Six”進行，從光源放射后到達像面的光線的根數(shù)表示“明亮度”。以比較例3的無軸錯位時的平均光量(=100)作為光量的基準。
如上表6，上表7，圖11，圖12，圖13，圖14所示，在比較例3中，軸錯位量ΔX=0.3R時光量不勻稱達到13.95％，而實施例6-9，分別被改善為12.18％,11.11％,13.80％,9.61％。另一方面，無軸錯位時的光量不勻稱即使設遮光膜也幾乎不變化。
相對于不設遮光膜7時(比較例3)的平均光量的降低，在實施例6中為2％，實施例7,13％，實施例8,0％，實施例9,22％(均無軸錯位)，對于與重視光量平均值相比更加重視使光量不勻稱變小的用途很有效。
另外，對于本發(fā)明的第2實施方式，R,m的值不限于實施例所示的數(shù)值，最佳值是在與上述第1實施方式相同的范圍內(nèi)。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明，由于分辨力和明亮度比現(xiàn)有柱鏡點陣高，因此，能夠?qū)崿F(xiàn)在傳真裝置，復印機，打印機，掃描儀等的光學儀器上使用的掃描裝置的分辨力提高和掃描時間的縮短。
權(quán)利要求
1．一種成像光學裝置，具有柱鏡點陣和配置在上述柱鏡點陣兩側(cè)的原稿面及像面，上述柱鏡點陣是將在半徑上具有折射率分布的柱鏡以其光軸相互平行地配成2列，每列有多個柱鏡，其特征在于當把相鄰的上述柱鏡的光軸間距離定為2R，把上述柱鏡投在上述像面上的圖象半徑定為XO時，由下式(數(shù)學式1)定義的重疊度m在0.91≤m≤1.01的范圍內(nèi)，[數(shù)學式1]m=XO/2R
2．根據(jù)權(quán)利要求1所述的成像光學裝置，其特征在于重疊度m是在0.93≤m≤0.97的范圍內(nèi)。
3．根據(jù)權(quán)利要求1所述的成像光學裝置，其特征在于R是在0.05 mm≤R≤0.60mm的范圍內(nèi)。
4．根據(jù)權(quán)利要求1所述的成像光學裝置，其特征在于是柱鏡的起到透鏡作用的部分的半徑ro理想的范圍是0.50R≤rO≤1.0R。
5．根據(jù)權(quán)利要求1所述的成像光學裝置，其特征在于在柱鏡點陣的至少單側(cè)鏡面上設遮光罩，該遮光罩應具有近似矩形狀的開口部，該開口部朝著上述柱鏡點陣的縱向開口。
6．根據(jù)權(quán)利要求5所述的成像光學裝置，其特征在于上述遮光罩的開口部相對柱鏡點陣的鏡面的縱向中心軸對稱。
7．根據(jù)權(quán)利要求6所述的成像光學裝置，其特征在于當把柱鏡的起到透鏡作用的部分的半徑定義為ro時，遮光罩開口部的半輻值W在(√3/2)R+0.1r0≤W≤(√3/2)R+0.6r0的范圍內(nèi)。
8．根據(jù)權(quán)利要求1所述的成像光學裝置，其特征在于把從柱鏡的光軸處測得的徑向距離設為r，把上述柱鏡的光軸上的折射率定為no，把折射率分布系數(shù)定為g、h4、h6、h8時，則上述柱鏡的折射率分布由下式(數(shù)學式2)表達，[數(shù)學式2]n(r)2=no2·{1-(g·r)2+h4·(g·r)4+h6·(g·r)6+h8·(g·r)8+…)
9．根據(jù)權(quán)利要求8所述的成像光學裝置，其特征在于柱鏡的光軸上的折射率no是1.4≤no≤1.8的范圍內(nèi)。
10．根據(jù)權(quán)利要求8所述的成像光學裝置，其特征在于當把柱鏡的起到透鏡作用的部分的半徑定義為ro時，則滿足0.05≤no·g·ro≤0.50的關(guān)系。
11．根據(jù)權(quán)利要求8所述的成像光學裝置，其特征在于把柱鏡的長度定為Zo，上述柱鏡的周期長定為P=2π/g時，則Zo/P在大于0.5而小于1.0的范圍內(nèi)。
12．根據(jù)權(quán)利要求1所述的成像光學裝置，其特征在于使原稿面位于柱鏡點陣的前焦點位置上地配置平行平面的透明基板。
13．根據(jù)權(quán)利要求12所述的成像光學裝置，其特征在于平行平面的透明基板與柱鏡點陣的鏡面接觸著。
全文摘要
既考慮軸錯位時的光量不勻稱,又盡可能地減小重疊度m,實現(xiàn)柱鏡點陣的光量增大和分辨力提高的高性能成像光學裝置。本發(fā)明的成像光學裝置具有柱鏡點陣2和配置在上述柱鏡點陣2兩側(cè)的原稿面3及像面4,上述柱鏡點陣是將在半徑上具有折射率分布的柱鏡1以其光軸相互平行地配成2列,每列有多個柱鏡,其特征在于當把相鄰的上述柱鏡的光軸間距離定為2R,把上述柱鏡投在上述像面上的圖象半徑定為Xo時,由下式(數(shù)學式10)定義的重疊度m在0.91≤m≤1.01的范圍內(nèi)。[數(shù)學式10]m=Xo/2R。
文檔編號H04N1/04GK1308241SQ00120698
公開日2001年8月15日 申請日期2000年12月20日 優(yōu)先權(quán)日1999年12月20日
發(fā)明者橘高重雄 申請人:日本板硝子株式會社