[发明专利]成像光学装置

说明书

本发明涉及传真装置或复印机等的图像传输部分用的成像光学装置。

在传真装置或复印机等的图像传输部分广泛地使用着成像光学装置等，该成像光学装置备有折射率沿半径方向分布的多个棒形透镜排列成阵列状的棒形透镜阵列、或者备有在表面和背面有所希望的曲率的微小凸透镜呈规则排列的均匀透镜阵列。

作为棒形透镜阵列，多半使用各透镜的外径为0.6～1.1mm、分辨率对空间频率为4～6line-pair/mm(约200dpi～300dpi)的MTF(Modulation Transfer  Function)达60％以上的棒形透镜阵列。

棒形透镜的折射率分布例如用下面的(式2)表示。

[式2]

n(r)²＝n₀²·{1-(g·r)²+h₄·(g·r)⁴

       +h₆·(g·r)⁶}

在上面的(式2)中，r是从棒形透镜的光轴测得的径向距离，n(r)是从棒形透镜的光轴测得的径向距离为r的位置的折射率，n₀是棒形透镜光轴上的折射率(中心折射率)，g、h₄、h₆是折射率分布系数。

棒形透镜的亮度主要由孔径角决定，孔径角θ(°)用下面的(式3)表示。

[式3]

θ＝(n₀·g·r₀)/(π/180)孔径角θ越大，获得的像越明亮，能缩短扫描所需要的时间。现在市场上出售的棒形透镜的孔径角θ的最大值为23°。

在等倍成像用的棒形透镜的情况下，使分辨率劣化的像差主要是球面像差和像面弯曲。通过使折射率分布最佳化，能修正光轴上的球面像差。可是，由于棒形透镜基本上只用凸透镜构成，所以佩兹法尔(ペツツファ-ル)和变大，不能修正像面弯曲。而且，在棒形透镜阵列中，由于多个透镜的像重叠，所以如果有像面弯曲，则焦点不对的像重合，分辨率显著恶化。另外，由于像面弯曲大致与孔径角θ的二次方成正比，所以孔径角θ越大的透镜(即越亮的透镜)像面弯曲的影响越大。

最近，伴随打印机和扫描器的图像质量的提高，要求上述棒形透镜阵列具有12line-pair/mm(约600dpi)以上的分辨率，为了提高分辨率，要求将像面弯曲抑制到极小。

作为减少像面弯曲、提高分辨率的方法有两种。第一种方法是使用孔径角θ小的棒形透镜。例如，在外径为0.6mm的棒形透镜的情况下，孔径角θ如果在10°以下，则像面弯曲的影响将小到几乎能被忽视的程度．可是，如果减小孔径角θ，像会变暗，产生扫描时间长的问题。

减少像面弯曲、提高分辨率的第二种方法是减小棒形透镜的直径的方法。由于由像面弯曲引起的焦点的偏移量与棒形透镜的直径成正比地减小，所以即使使用孔径角θ大的明亮的棒形透镜，也能提高分辨率。可是，如果减小棒形透镜的直径，由于棒形透镜和像面的距离(WD)也变小，所以产生设置照明系统和传感装置用的空间变小的问题。另外，组装棒形透镜阵列时要求的精度也变得严格了，成为成本提高的原因。

作为棒形透镜以外的等倍成像用的光学元件，已知有将凸透镜和反射镜组合而成的顶部透镜阵列(ル-フしニス卩しイ)、或者将有规则地排列了微小凸透镜的两个透镜阵列片重合在由折射率均匀的材料构成的透明基片的表面和背面的均匀透镜阵列等。可是，这样的光学系统基本上也只由凸透镜构成，所以如上所述，佩兹法尔和增大，与折射率分布棒形透镜阵列一样，存在由像面弯曲引起的分辨率下降的问题。

另外，在使用均匀透镜阵列获得等倍正像的情况下，为了防止杂散光从沿着一个光轴排列的透镜面上相邻的透镜进入而产生的传输图象的劣化，将相邻的透镜之间隔离开。在此情况下，例如特开昭55-90908号公报等中所述，采用这样的方法：使沿光轴排列的透镜呈棒形，利用不同的材料将棒形透镜隔离开。

可是，使用棒形透镜的匀质正像等倍透镜阵列的结构复杂，另外，由于装配产生的性能离散、工序的复杂性，不可避免地提高成本。

本发明就是为了解决现有技术中的上述课题而完成的，其目的在于提供一种能将像面弯曲大的部分除去、使分辨率提高的成像光学装置。另外，本发明的目的还在于提供一种使用能容易地使透镜阵列成形的匀质材料，使杂散光不能进入相邻的透镜的正像等倍的成像光学装置。