JPH01227122A - Image-focusing optical device - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To image-focus a character by means of the same photosensitive amount by inserting a filter changing the transmissivity of each luminous flux which has passed through each fine lens of a fine lens array and having the transmissivity spatially distributed into the light path of an image-formation optical system. CONSTITUTION:A 2nd lens 4 having an entrance pupil on which the fine lens array 3 arranged corresponding one to one to each transmitting pattern and the luminous flux which has passed at least more than one fine lens out of the luminous flux passing through each fine lens can be made incident at the same time, etc., are provided. The filter 6 determining the transmissivity with respect to the luminous flux which has passed through each fine lens of the fine lens array 3 and having the transmissivity spatially distributed is inserted into the light path of the image-formation optical system forming the image of each transmitting pattern on the image-focus surface of the image-formation lens system consisting of the fine lens array 3 and the 2nd lens 4. Thus, images are focused by any fine lens can be uniformly made bright on a photosensitive 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、特に、空間的に多数個配列した
文字、数字等のパターンを切換えて同一の像位置に結像
する事を目的とした結像光学装置に関するものである。[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to an imaging optical device, and more particularly, to an imaging optical device, which is capable of switching patterns of letters, numbers, etc. arranged in a large number of spaces to form images at the same image position. The present invention relates to an imaging optical device aimed at.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

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
すタイプ（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タイプ（デイジ−ホイールタイ
プと呼ぶ）がある。Conventionally, printing devices such as printers and typewriters have been divided into two types: thermal printers, dot matrix printers, etc., which express characters as a collection of print points arranged in a matrix (called dot matrix type), and daisy wheel printers. There is a type (referred to as a daisy-wheel type) that prints a character pattern prepared one character at a time as equal print characters.

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
めの線が階段状に見えてしまう等の問題がある。Since the dot matrix type represents characters as a series of dots arranged at a fixed pitch, there are problems such as diagonal lines appearing step-like when printed characters are enlarged.

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、ドツトマトリクスタイプで示した上
記問題は生じないが、通常のディジ−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、印字時の騒音が問題になる。Daisy-wheel type printers do not have the above-mentioned problems with dot matrix types because each character is prepared as a printed character, but normal daisy-wheel type printers do not mechanically strike the ink ribbon. Because it prints on paper, noise during printing becomes a problem.

また近年、レーザープリンタ、ＬＥＤプリンタ、液晶プ
リンタ等の開発が行なわれ、レーザープリンタではスキ
ャンビームの０Ｎ１０ＦＦ間隔を細かくする事により、
ＬＥＤプリンタ、液晶プリンタではＬＥＤアレイ、液晶
シャッタアレイのピッチを細かくする事により、基本的
にはビットマトリクスタイプでありながら、１文字に対
応するドツトの数を増やし、高精細な文字を印字させる
アプローチがある。しかし、これらのプリンタでは、高
精度な光学系が必要であったり、ＬＥＤアレイ、液晶シ
ャッタアレイの作製歩留りが低い等、作製面、価格面で
不利な点が多い。In addition, in recent years, laser printers, LED printers, liquid crystal printers, etc. have been developed.
Although LED printers and LCD printers are basically bit matrix type printers, by making the pitch of the LED array and LCD shutter array finer, the number of dots corresponding to one character is increased, and high-definition characters can be printed. There is. However, these printers have many disadvantages in terms of manufacturing and cost, such as the need for a highly accurate optical system and the low manufacturing yield of LED arrays and liquid crystal shutter arrays.

このような従来のプリンタ、タイプライタ等に係わる問
題点を除去するために、レンズアレイと投影レンズを組
合せた例えば特願昭６２−２６７８４３のような構成が
考えられる。特願昭６２−２６７８４３に記載されてい
る装置を第３図に示す。これはＬＥＤアレイ（１）の中
の特定のＬＥＤを点灯する事によって、文字パターンア
レイ（２）中のこれに対応した文字を照明し、この像を
微小レンズアレイ（３）のこれに対応した微小レンズと
、投影レンズ（４）で感光面（５）上に結像するもので
ある。In order to eliminate such problems associated with conventional printers, typewriters, etc., a structure such as that disclosed in Japanese Patent Application No. 62-267843, for example, can be considered in which a lens array and a projection lens are combined. The apparatus described in Japanese Patent Application No. 62-267843 is shown in FIG. By lighting a specific LED in the LED array (1), the corresponding character in the character pattern array (2) is illuminated, and this image is displayed in the microlens array (3). An image is formed on a photosensitive surface (5) using a microlens and a projection lens (4).

このような構成によって、従来のデイジ−ホイールタイ
プに匹敵する高品位な印字を、低い騒音で簡単な構成で
実現可能である。With this configuration, high-quality printing comparable to the conventional daisy-wheel type can be achieved with low noise and a simple configuration.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

しかしながら、第３図の構成では、レンズアレイ（３）
の周辺部にある微小レンズによる結像における主光線が
、投影レンズ（４）の光軸に対して傾いているため、感
光面（５）を光軸に垂直に置くと、光束が感光面に傾い
て当る事になる。一般に、ある面を照明する場合、その
面の照度は、光線の傾き角のｃｏｓ　ｉ　ｎｅに従って
減少するため、各光源の発光強度が一定である場合、投
影レンズ（４）の光軸の近傍にある微小レンズによる像
と、離れた位置にある微小レンズによる像との単位面積
あたりの明るさが等しくな（、怒先の条件が不均一にな
るという問題がある。However, in the configuration of FIG. 3, the lens array (3)
Since the principal ray of the image formed by the microlenses in the peripheral area of the projection lens (4) is tilted with respect to the optical axis of the projection lens (4), if the photosensitive surface (5) is placed perpendicular to the optical axis, the light beam will fall onto the photosensitive surface. It will hit you tilted. Generally, when illuminating a certain surface, the illuminance of that surface decreases according to the cos i ne of the inclination angle of the light beam, so if the emission intensity of each light source is constant, There is a problem in that the brightness per unit area of the image produced by one microlens and the image produced by a microlens located at a distant position are not equal (the conditions at the edge of the image become non-uniform).

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

照明光源と、１次元又は２次元に配列した文字、数字、
記号等を表わす透過パターンアレイと、各透過パターン
と１対１に対応して配置した微小レンズアレイと、各微
小レンズを通過した光束のうち少くとも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のレンズとを備え、各透過パターンの像
を、微小レンズアレイと第２レンズとで構成した結像レ
ンズ系の結像面に形成する結像光学系において、前記結
像光学系の光路中に、微小レンズアレイの各微小レンズ
を通過した光束ごとにその透過率を変化せしめる、空間
的に透過率が分布しているフィルタを挿入した。An illumination light source, letters and numbers arranged in one or two dimensions,
A transmission pattern array representing symbols, etc., a microlens array arranged in one-to-one correspondence with each transmission pattern, and a luminous flux that has passed through at least two microlenses among the light fluxes that have passed through each microlens. a second lens having an entrance pupil large enough to allow the light to enter the image; In the optical system, a filter with spatially distributed transmittance was inserted into the optical path of the imaging optical system to change the transmittance of each light beam that passed through each microlens of the microlens array.

〔作　用〕[For production]

結像光学系の光路中に、微小レンズアレイの各微小レン
ズを通過した光束に対して各々その透過率が決められて
いる空間的に透過率に分布を持ったフィルタを挿入する
事によって、どの微小レンズによる像もすべて感光面上
で均一の明るさにする事ができる。By inserting into the optical path of the imaging optical system a filter with a spatially distributed transmittance, the transmittance of which is determined for the light flux that has passed through each microlens of the microlens array, is inserted. Images created by microlenses can also be made to have uniform brightness on the photosensitive surface.

〔実施例〕〔Example〕

第１図は本発明の一実施例を示す斜視図である。 FIG. 1 is a perspective view showing an embodiment of the present invention.

レンズアレイ（３）を構成する各微小レンズの表面に、
各微小レンズごとに透過率が異なるフィルタ（６）が設
けられている事以外は第３図と同じである。On the surface of each microlens constituting the lens array (3),
It is the same as FIG. 3 except that a filter (6) having a different transmittance is provided for each microlens.

一般に主光線と感光面とが角度θ傾いている場合、感光
面上での照度はｃｏｓθを関数として垂直な場合に対し
て減少する。従って、中心付近にある微小レンズに対し
ては、フィルタ（６）の透過率を外側の微小レンズに対
するフィルタ（６）の透過率より低く設定しである。Generally, when the principal ray and the photosensitive surface are inclined at an angle θ, the illuminance on the photosensitive surface decreases as a function of cos θ compared to the case where the principal ray is perpendicular. Therefore, the transmittance of the filter (6) for the microlenses located near the center is set lower than the transmittance of the filter (6) for the outer microlenses.

また多くの場合、感光面は円筒形のいわゆる感光ドラム
であるため、円筒の軸に平行な方向と垂直な方向とでは
感光面と主光線の傾き角が異なるため、これに応じてフ
ィルタの各微小レンズに対応する部分の透過率の設定を
する必要がある。設定値は、感光ドラムのドラム径、主
光線の傾°き角等、各部品のスペックによって決められ
るものであり、各像の照度が一定になるように設定すれ
ばよい。In addition, in many cases, the photosensitive surface is a cylindrical photosensitive drum, so the angle of inclination of the photosensitive surface and the principal ray is different in a direction parallel to the axis of the cylinder and in a direction perpendicular to it. It is necessary to set the transmittance of the part corresponding to the microlens. The set value is determined by the specifications of each component, such as the diameter of the photosensitive drum and the angle of inclination of the principal ray, and may be set so that the illuminance of each image is constant.

このような各微小レンズに対応する部分ごとにその透過
率が特定の値に設定されているようなフィルタは、例え
ば第２図に示すようなものである。An example of a filter in which the transmittance is set to a specific value for each portion corresponding to each microlens is as shown in FIG. 2, for example.

第２図は、ガラス基板上に格子状のマスクを介してクロ
ーム等を蒸着して作製した透過率分布フィルタである。FIG. 2 shows a transmittance distribution filter manufactured by depositing chromium or the like on a glass substrate through a grid-like mask.

格子状マスクを数種類用意し、段階的に蒸着を行えば図
のようなモザイク状の透過率分布フィルタに作製できる
。勿論、クローム等による反射が迷光としてノイズにな
るような場合は、吸収率の高い樹脂等を段階的にコーテ
ィングする事により、反射率の低い、透過率分布フィル
タが得られる。By preparing several types of lattice masks and performing stepwise deposition, it is possible to create a mosaic-like transmittance distribution filter as shown in the figure. Of course, if reflection from chrome or the like causes noise as stray light, a transmittance distribution filter with low reflectance can be obtained by coating with a resin or the like having high absorption in stages.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明によれば、従来問題であった各光源に対応する像
の感光量の不均一性が解消され、任意の文字が同一の感
光量で結像する事が可能となり、品質のそろった高品位
な印字が可能となる。According to the present invention, the non-uniformity of the exposure amount of images corresponding to each light source, which was a problem in the past, has been solved, and it is now possible to form an image of any character with the same exposure amount, resulting in a high quality image with uniform quality. High-quality printing is possible.

第１図或いは第３図のような光学系では、レンズの外側
の遮光は迷光ノイズの除去のため必須であり、この遮光
のためクローム等を蒸着して遮光層をつくる事が考えら
れるが、本発明の透過率分布フィルタは、前述のように
、例えば、クローム等のマスクを介した段階的蒸着で行
えるため、遮光マスク作製の工程を若干変えるだけで容
易に対応でき、簡単な作製工程で前述のような効果が得
られる。In an optical system like the one shown in FIG. 1 or 3, it is essential to shield the outside of the lens in order to remove stray light noise, and it is conceivable to create a light shielding layer by vapor depositing chromium or the like for this purpose. As mentioned above, the transmittance distribution filter of the present invention can be produced by stepwise deposition using a mask such as chrome, so it can be easily produced by just slightly changing the process of producing a light-shielding mask. The effects described above can be obtained.

勿論このような場合、微小レンズアレイ（３）を例えば
ガラス基板にイオン交換技術を用いて屈折率分布型レン
ズとして作製するような事とすれば、このガラス基板表
面に直接クローム等を蒸着する事によって部品点数が増
加する事なしに透過率分布フィルタを作製する事が出来
る。Of course, in such a case, if the microlens array (3) is fabricated as a gradient index lens using ion exchange technology on a glass substrate, it is possible to directly deposit chromium or the like on the surface of the glass substrate. Accordingly, a transmittance distribution filter can be manufactured without increasing the number of parts.

【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図は本発
明で使用する透過率分布フィルタの一例を示す斜視図、
第３図は従来装置を示す斜視図である。 １・・・ＬＥＤ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・
・・感光面、６・・・透過率分布フィルタ。 第１図 第３図FIG. 1 is a perspective view showing an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a perspective view showing an example of a transmittance distribution filter used in the present invention,
FIG. 3 is a perspective view showing a conventional device. 1...LED array, 2...Character pattern array,
3... Microlens array, 4... Projection lens, 5...
...Photosensitive surface, 6...Transmittance distribution filter. Figure 1 Figure 3

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 照明光源と、１次元又は２次元に配列した文字、数字、
記号等を表わす透過パターンアレイと、前記各透過パタ
ーンと１対１に対応して配置した微小レンズアレイと、
前記各微小レンズを通過した光束のうち少くとも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結像光学系であ
って、前記結像光学系の光路中に、前記微小レンズアレ
イの各微小レンズを通過した光束ごとにその透過率を変
化せしめる、空間的に透過率が分布しているフィルタが
挿入されている事を特徴とする結像光学装置。An illumination light source, letters and numbers arranged in one or two dimensions,
a transmission pattern array representing symbols, etc.; a microlens array arranged in one-to-one correspondence with each of the transmission patterns;
A second lens is provided with an entrance pupil large enough to allow the light beams that have passed through at least two of the microlenses to enter at the same time among the light fluxes that have passed through each of the microlenses. An imaging optical system formed on an imaging surface of an imaging lens system composed of a lens array and the second lens, wherein the optical path of the imaging optical system passes through each microlens of the microlens array. An imaging optical device characterized in that a filter having a spatially distributed transmittance is inserted to change the transmittance for each light beam.