JPH01110168A - Image formation optical device - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To enable a character of high quality to be printed by a method wherein transmitted light of a specific character pattern permeates a specific lens in a lens array corresponding to each light source and the character pattern, and forms a character pattern image on an image formation surface via a second lens. CONSTITUTION:A LED array 1 is so wired that each LED 1A can be addressed, and a specific LED can be turned ON by a control signal of a computer or the like. Thereby, a specific character pattern 2A in a character pattern array 2 is illuminated with the LED 1A, and this transmitted light permeates a specific lens 3A in a lens array 3 corresponding to the LED 1A and the character pattern 2A to form an image 6 of the character pattern on an image formation surface 5 via a projection lens 4. Since an arbitrary LED 1A can be turned ON by changing an addressing signal of the LED array 1, an optional character pattern can be imaged at the same position on the image formation surface 5.

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は結像光学装置に関し、特に空間的に多数個配列
した多数種の文字、数字等のパターンを切り換えて、同
一の像位置に結像させるようにした結像光学装置に関す
る。[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to an imaging optical device, and in particular to an imaging optical device that switches between a large number of spatially arranged patterns of characters, numbers, etc. and focuses them on the same image position. The present invention relates to an imaging optical device for imaging.

［従来の技術］ 従来より、プリンタやタイプライタ等の印字装置には、
サーマルプリンタやドツトマトリックスプリンタ等、マ
トリクス状に配列した印字点の集まりとして文字を表わ
す形式の印字装置（以下「ドツトマトリクスタイプ」と
呼ぶ）と、デイジ−ホイールプリンタ等、活字として１
文字ずつ用意された文字パターンを印字する形式の印字
装置（以下「デイジ−ホイールタイプ」と呼ぶ）がある
。[Conventional technology] Conventionally, printing devices such as printers and typewriters have
Printing devices such as thermal printers and dot matrix printers that represent characters as a collection of printing points arranged in a matrix (hereinafter referred to as "dot matrix type"), and daisy-wheel printers that represent characters as a set of printing points arranged in a matrix.
There is a printing device (hereinafter referred to as a "daisy wheel type") that prints a character pattern prepared for each character.

これらのうち、ドツトマトリクスタイプは、文字を決ま
ったピッチで配列した点列で表わすため、印字された文
字を拡大すると、斜めの線が段階状に見えてしまう等の
問題がある。Among these, the dot matrix type expresses characters as a series of dots arranged at a fixed pitch, so when the printed characters are enlarged, there are problems such as diagonal lines appearing stepped.

またデイジ−ホイールタイプは、１文字１文字が活字と
して用意されているため、ド、ットマトリ、ックスタイ
プの上記問題は生じないが、通常のデイジ−ホイールタ
イプのプリンタは、機械的にインクリボンをたたいて紙
に印字するため、印字する時に大きな音がしてうるさい
という問題がある。Daisy-wheel type printers do not have the above-mentioned problems with dot, matrix, and box types because each character is prepared as a type, but normal daisy-wheel type printers mechanically hold the ink ribbon. Since most of the printing is done on paper, there is a problem in that it makes a loud noise when printing.

また、近年レーザープリンタが開発され、静かでかなり
高品位な印字が可能になってきているが、ポリゴンミラ
ー等の可動部がある等装置が比較的大がかりで加工し調
整等の精度も要求度が高く、低価格化が難しいという問
題がある。In addition, laser printers have been developed in recent years and are now capable of quiet and fairly high-quality printing, but the equipment is relatively large-scale, with moving parts such as polygon mirrors, and requires high accuracy in processing and adjustment. The problem is that it is expensive and it is difficult to reduce the price.

また、液晶プリンタやＬＥＤプリンタ等も最近開発され
ているが、これらも基本的にドツトマトリクスタイプに
属するものであり、液晶シャッタアレイやＬＥＤアレイ
のピッチを細かくすることは難しく、ドツトマトリクス
タイプで先に述べたような問題を除去することは難しい
。In addition, liquid crystal printers and LED printers have been developed recently, but these basically belong to the dot matrix type, and it is difficult to make the pitch of the liquid crystal shutter array or LED array finer, so the dot matrix type is the first. It is difficult to eliminate problems such as those described in .

［問題点を解決するための手段］ １次元又は２次元に配列した光源アレイと、こ、の光源
アレイの各光源と１対１に対応させて配置した文字、数
字、記号等を表わす透過パターンアレイと、上記の各光
源及び各透過パターンと１対１に対応させて配置した微
小レンズアレイと、上記各光源から射出し、各透過パタ
ーン及び各微小レンズを通過した光束が同時に入射可能
な大きさの入射瞳を持った第２のレンズとを設け、各透
過パターンの像を、上記微小レンズアレイと上記第２の
レンズで構成した結像レンズ系の結像面に形成するよう
にした。[Means for solving the problem] A light source array arranged one-dimensionally or two-dimensionally, and a transmission pattern representing letters, numbers, symbols, etc. arranged in one-to-one correspondence with each light source of the light source array. an array, a microlens array arranged in one-to-one correspondence with each of the above light sources and each transmission pattern, and a lens array large enough to allow light beams emitted from each of the above light sources and passed through each transmission pattern and each microlens to simultaneously enter. A second lens having a large entrance pupil is provided, and an image of each transmission pattern is formed on an imaging surface of an imaging lens system constituted by the microlens array and the second lens.

［作　用］ 光源アレイ中の特定光源をＯＮさせると、文字パターン
アレイ中の特定文字パターンが照明され、このパターン
の透過光が、各光源及び文字パターンに対応するレンズ
アレイ中の特定レンズを透過し、第２のレンズを介して
結像面上に文字パターンの像を形成する。[Function] When a specific light source in the light source array is turned on, a specific character pattern in the character pattern array is illuminated, and the transmitted light of this pattern is transmitted through each light source and a specific lens in the lens array corresponding to the character pattern. Then, an image of the character pattern is formed on the imaging plane via the second lens.

［実　施　例コ 以下本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明する
。[Example 1] An example of the present invention will be described below in detail based on the drawings.

第１図、第２図において、１は光源アレイとしてのＬＥ
Ｄアレイ、２は文字パターンアレイ、３は微小レンズア
レイ、４は投影レンズ、５は結像面である。結像面５は
実際には第２図に５′で示すような感光ドラムである。In FIGS. 1 and 2, 1 is an LE as a light source array.
D array, 2 is a character pattern array, 3 is a microlens array, 4 is a projection lens, and 5 is an imaging plane. The imaging surface 5 is actually a photosensitive drum as shown at 5' in FIG.

ＬＥＤアレイ１、文字パターンアレイ２）レンズアレイ
３は、それぞれ単一のＬＥＤＩＡ、文字パターン２Ａ、
微小レンズ３Ａを平面的に多数個配列して構成されてい
る。LED array 1, character pattern array 2) Lens array 3 each has a single LEDIA, character pattern 2A,
It is constructed by arranging a large number of microlenses 3A in a plane.

そして各ＬＥＤＩＡに１対１で対応させて、各文字パタ
ーン２Ａと各微小レンズ３Ａとが配置されている。図示
例では、文字パターンアレイ２は微小レンズアレイ３の
前方焦点位置に、結像面５は、投影レンズ４の後方焦点
位置に置かれ、微小レンズアレイ３の各レンズ３Ａと、
投影レンズ４とによって構成される結像レンズ系におい
て、各文字パターンの像６が結像面５上の同一位置に得
られるように配されている。文字パターンアレイ２は、
例えば英数字又は記号等のネガパターンであり、文字の
部分のみ光を透過するようになっている。Each character pattern 2A and each microlens 3A are arranged in one-to-one correspondence with each LEDIA. In the illustrated example, the character pattern array 2 is placed at the front focal position of the microlens array 3, the imaging plane 5 is placed at the rear focal position of the projection lens 4, and each lens 3A of the microlens array 3,
In the imaging lens system constituted by the projection lens 4, the images 6 of each character pattern are arranged so as to be obtained at the same position on the imaging plane 5. Character pattern array 2 is
For example, it is a negative pattern of alphanumeric characters or symbols, and only the character portions are made to transmit light.

上記のような文字パターンアレイは、例えばクロ−ム等
をコーティングし、周知のフォトリソグラフィの技術を
用いてパターニングすれば作製できる。図示の微小レン
ズ３Ａは、ガラス、プラスチック等の透明板から成る基
板７中に、この基板の屈折率を増大させる物質を拡散さ
せることにより得られる屈折率分布型レンズである。The character pattern array as described above can be produced by coating it with, for example, chrome, and patterning it using well-known photolithography techniques. The illustrated microlens 3A is a gradient index lens obtained by diffusing a substance that increases the refractive index of the substrate into a substrate 7 made of a transparent plate such as glass or plastic.

次に上記装置の動作について説明する。Next, the operation of the above device will be explained.

ＬＥＤアレイ１は、Ｘｙ軸で各ＬＥＤＩＡをアドレッシ
ングできるように配線されており、コンピュータ等の制
御信号によって特定のＬＥＤをＯＮできるようになって
いる。これにより、文字パターンアレイ２中の特定の文
字パターン２ＡがＬＥＤＩＡによって照明され、この文
字パターン２Ａの透過光が、上記ＬＥＤＩＡ及び文字パ
ターン２Ａに対応するレンズアレイ３中の特定レンズ３
Ａを透過し、投影レンズ４を介して結像面５上に文字パ
ターンの像６を形成する。ＬＥＤアレイ１のアドレッシ
ング信号を変えることによって、任意のＬＥＤＩＡをＯ
Ｎにする事ができるため、結像面５上の同一位置に、文
字パターンアレイ２の中の任意の文字パターンを結像す
ることができる。従って、結像面５を感光ドラム５′上
に設定しておけば、通常のコピー、ファクシミリ機等で
広く行なわれているプロセスと同様のプロセスで紙面に
文字パターンを印字できる。The LED array 1 is wired so that each LEDIA can be addressed on the X and y axes, and specific LEDs can be turned on by control signals from a computer or the like. As a result, a specific character pattern 2A in the character pattern array 2 is illuminated by the LEDIA, and the transmitted light of this character pattern 2A is transmitted to the LEDIA and the specific lens 3 in the lens array 3 corresponding to the character pattern 2A.
A is transmitted through the projection lens 4 to form an image 6 of a character pattern on the imaging plane 5 . By changing the addressing signal of LED array 1, you can turn any LED
Since the character pattern array 2 can be set to N, any character pattern in the character pattern array 2 can be imaged at the same position on the imaging plane 5. Therefore, by setting the image forming surface 5 on the photosensitive drum 5', a character pattern can be printed on the paper using a process similar to that widely used in ordinary copying and facsimile machines.

以上に説明した実施例以外に、本発明は種々の変形が可
能である。In addition to the embodiments described above, the present invention can be modified in various ways.

例えば、前述実施例では微小レンズ３Ａ１投影レンズ４
共に無限系になるように設定したが、文字パターンアレ
イ２の面と結像面５との結像関係が保たれていれば、第
３図に示すように、双方のレンズ系は必ずしも無限系に
なっている必要はない。また微小レンズアレイ３を構成
する各レンズ３Ａは、屈折率分布型レンズ以外に、微小
な球面レンズであってもよい。For example, in the above embodiment, the microlens 3A1 and the projection lens 4
Both lens systems are set to be an infinite system, but if the imaging relationship between the surface of the character pattern array 2 and the imaging plane 5 is maintained, then both lens systems are not necessarily an infinite system, as shown in Figure 3. It doesn't have to be. Moreover, each lens 3A constituting the microlens array 3 may be a microscopic spherical lens other than a gradient index lens.

また光源アレイ１は、ＬＥＤ以外に半導体レーザアレイ
等地の光源アレイでもよい。さらに、光源アレイ１は、
蛍光灯、ハロゲンランプ等の光源と液晶等のシャッタア
レイを組み合せた光源アレイでもよい。Further, the light source array 1 may be a light source array such as a semiconductor laser array other than LEDs. Furthermore, the light source array 1 is
The light source array may be a combination of a light source such as a fluorescent lamp or a halogen lamp and a shutter array such as a liquid crystal.

また、ＬＥＤ１文字パターン、微小レンズの配列は千鳥
杖、あるいは１次元の列状等任意の配列であってよい。Further, the LED single character pattern and the arrangement of the microlenses may be any arrangement such as a staggered arrangement or a one-dimensional row.

［発明の効果］ 以上のように本発明によれば、光源アレイの中の任意の
光源素子をＯＮにすることによって、文字パターンアレ
イ中の任意の文字を選択的に感光ドラム上に結像できる
ため、デイジ−ホイールタイプと同様に拡大しても斜め
線が階段状にならない高品位な文字を印字する事ができ
る。その上、各文字の切り換えは光源アレイのＯＮ・Ｏ
ＦＦで行なっているため、デイジ−ホイールタイプのよ
うな印字時の機械音が生じる事なしに、静かな印字装置
が実現できる。またレーザープリンタの様にレーザー、
ポリゴンミラー等高精度なレーザー走査系が不要なため
、構成が簡単で、安価な印字装置が実現できる。また、
いわゆる「重ね字」の印字も、光源アレイ中の複数の光
源素子をＯＮにすることにより、簡単に高速に実現でき
る。またこのような複数の部分をＯＮにする事を応用す
れば、文字マスクを、例えば「偏」、「つくり」、「冠
」等の漢字部首毎に作製し、これらを組み合せることに
より、比較的小さな数の文字配列で多数の漢字を表示で
きる印字装置が実現できる。[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, by turning on any light source element in the light source array, any character in the character pattern array can be selectively imaged on the photosensitive drum. Therefore, like the daisy-wheel type, it is possible to print high-quality characters that do not have diagonal lines that become stair-like even when enlarged. Furthermore, each character can be switched by turning the light source array ON/O.
Since the printing is performed using FF, a quiet printing device can be realized without producing mechanical noise during printing unlike the daisy-wheel type. Also, lasers like laser printers,
Since a highly accurate laser scanning system such as a polygon mirror is not required, a printing device with a simple configuration and low cost can be realized. Also,
Printing of so-called "overlapping characters" can also be easily achieved at high speed by turning on a plurality of light source elements in the light source array. Also, if you apply turning on multiple parts like this, you can create a character mask for each kanji radical such as ``bias'', ``tsukuri'', ``kan'', etc., and by combining these, A printing device that can display a large number of kanji characters with a relatively small number of character arrays can be realized.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第１図は本発明の一実施例を示す斜視図、第２図は同側
断面図、第３図は本発明の他の実施例を示す側断面図で
ある。 １・・・・・・光源アレイ　２・・・・・・文字パター
ンアレイ３・・・・・・微小レンズアレイ　４・・・・
・・投影レンズ５・・・・・・結像面　５′・・・・・
・感光ドラム６・・・・・・結像 第１図 第３図FIG. 1 is a perspective view showing one embodiment of the invention, FIG. 2 is a sectional side view of the same, and FIG. 3 is a side sectional view showing another embodiment of the invention. 1...Light source array 2...Character pattern array 3...Minute lens array 4...
...Projection lens 5...Image surface 5'...
・Photosensitive drum 6...Image formation Fig. 1 Fig. 3

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] （１）多数の光源を１次元又は２次元に配列した光源ア
レイと、前記各光源と１対１に対応して配置した文字、
数字、記号等を表わす透過パターンのアレイと、前記各
光源及び各透過パターンと１対１に対応させて配置した
微小レンズのアレイと、前記各光源から射出し、前記各
透過パターンと前記各微小レンズを通過した光束のうち
、少なくとも２つ以上の微小レンズを通過した光束が同
時に入射可能な大きさの入射瞳を持った第２のレンズを
備え、各透過パターンの像を、前記微小レンズアレイと
前記第２のレンズで構成した結像レンズ系の結像面に形
成することを特徴とする結像光学装置。(1) A light source array in which a large number of light sources are arranged in one or two dimensions, and characters arranged in one-to-one correspondence with each of the light sources;
an array of transmission patterns representing numbers, symbols, etc.; an array of microlenses arranged in one-to-one correspondence with each of the light sources and each transmission pattern; A second lens is provided with an entrance pupil large enough to allow light fluxes that have passed through at least two microlenses to enter at the same time among the light fluxes that have passed through the lens, and the image of each transmission pattern is transferred to the microlens array. and the second lens, the imaging optical device is formed on an imaging surface of an imaging lens system. （２）特許請求の範囲第１項において、前記微小レンズ
アレイは、透明板中に一体形成した屈折率分布型レンズ
から成る結像光学装置。(2) The imaging optical device according to claim 1, wherein the microlens array comprises a gradient index lens integrally formed in a transparent plate.