CN1576896A - 透镜平板及其制造方法和图像传送装置 - Google Patents

Abstract

透镜平板及其制造方法和图像传送装置。透镜平板的相邻矩形槽之间，排列球面的微小凸透镜。微小凸透镜的平板平面方向外形为圆形，其排列透镜平板的短边方向，即矩形槽成平行。杂散光主要因在透镜平板1的长边方向排列的微小凸透镜出现，在透镜平板的短边方向以等间隔形成矩形槽，矩形槽内形成光吸收性膜，除去透镜平板长边方向发生的杂散光。或者，使微小凸透镜的排列方向，和透镜平板的长边方向不在同一方向，除去透镜平板的长边方向发生的杂散光。

Description

透镜平板及其制造方法和图像传送装置

技术邻域

本发明是关于一种能除去杂散光的透镜平板及其制造方法和利用组合透镜平板形成的正像透镜阵列把图像传送到线状成像区域的图像传送装置。

背景技术

在读出图像的装置的光学系统方面，有缩小系和等倍系。等倍系用的透镜阵列是正像等倍透镜阵列，通常是在透镜阵列的长边方向(读出图像装置的主扫描方向)棒状透镜是数列，排列的。通过增加透镜的列量，能谋求提高光量传输率，减少透光量不匀，然而使用了棒状透镜透镜阵列的场合，透镜的列数，和价格的兼顾，一般地说是1～2列。

另一方面，在表面用排列多个微小凸透镜的树脂透镜平板的正像等倍透镜阵列也是可能构成。用该树脂透镜平板的透镜阵列的场合，多列的透镜阵列有制作比较便宜这一特征。

但是，就用现有树脂透镜平板的正像等倍透镜阵列来说，邻接透镜间没有隔离光线的隔壁，倾斜入射透镜平板的光线，倾斜进到平板内部进入邻接的凸透镜，存在从透镜的出射侧出射形成重像这样的杂散光问题。

对这种杂散光的对策，在邻接的透镜之间形成遮光层的方法，对向配置的透镜平板间形成遮光层的方法等而闻名，在遮光层的形成方法方面，使用含有光吸收性剤的光刻胶之后光刻法形成的方法、把光吸收性涂料涂布在整个透镜面上，只除去透镜部的光吸收性涂料形成的方法、对形成遮光层的部位以喷墨方式涂布光吸收性涂料形成的方法、对形成遮光层的部位形成槽，对该槽填充光吸收性涂料形成的方法等提案。

但是，透镜四周与邻接的透镜间和对向配置的透镜平板间形成遮光层的场合，从透镜区域外入射的光的除去，因为对于透镜倾斜入射的光从透镜区域外出射光的除去是有效的，然而不可能除去对于透镜倾斜入射的光通过透镜阵列平板的厚度方向从邻接的透镜出射侧出射的杂散光。

而且，形成槽，并对该槽填充光吸收性涂料形成遮光层的方法的场合，以金属模的复制成形方法形成槽，通过对该槽的侧面和底面形成光吸收性膜而形成遮光层的构造的场合，从透镜形状的成形性，从金属模的脱开透镜平板的脱离性，可成形的槽深有限。因此，为了除去对于透镜倾斜入射的光，通过透镜平板的厚度方向，从邻接透镜平板的出射侧出射的杂散光而形成需要的遮光层，得到需要长宽比的槽是困难的。

所以，用现有树脂透镜平板的正像等倍透镜阵列，依然不能充分除去杂散光，存在产生重像，或图像分辨率不好的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够把杂散光充分除去的正像透镜阵列。

而且，本发明其他的目在于提供一种使用正像透镜阵列上，能够充分除去成为问题的杂散光的图像传送装置。

本发明第1方案是，具备与平板短边方向互相平行，以规定深度和间隔形成多条槽的长方形平板；在平板上，形成与平板短边方向互相平行，把上述槽夹在中间以规定间隔形成多条微小凸透镜的透镜列；以及上述槽内形成光吸收性膜的透镜平板。上述槽是以平板厚度3分之1以上深度形成的。

本发明第2的方案是，包括与平板短边方向互相平行，以规定深度和间隔，成形形成多条槽的长方形平板的工序；在平板上，形成与平板短边方向互相平行，把上述槽夹在中间以规定的间隔形成多条微小凸透镜的透镜列的工序；以及在上述槽内形成光吸收性膜的工序的透镜平板制造方法。微小凸透镜是在平板上以热轧压法形成。

本发明第3的方案是使用组合2枚以上上述的透镜平板形成的正像透镜阵列的图像传送装置。

本发明第4的方案是，把图像传送到线状成像区的图像传送装置，具备1个的光源；配置于光入射侧，至少在单面，具有以规定透镜节距有规则地排列微小凸透镜的透镜形成区域的长方形第1透镜平板；配置于光入射侧，至少具备与第1透镜平板同一形状的第2透镜平板；以及从上述光源出射光线的第1透镜平板的光线输入可能区域内，包括1个以上上述微小凸透镜全体的正像透镜阵列的图像传输装置。

微小凸透镜的排列方向和透镜形成区域的长边方向不在同一方向。至少1枚透镜平板的单面或是双面，作为透镜功能一部分以外的区域具有光吸收性，在至少1枚透镜平板上，微小凸透镜间，设有用于除去不需要的光线的光吸收性壁，在至少1枚透镜平板的单面或双面，微小凸透镜间，设有用于除去不需要的光线的槽。

而且，微小凸透镜的排列方向和线状成像区域的长边方向不在同一方向。微小凸透镜的排列，在六方向排列透镜的六方向排列的场合，1个微小凸透镜作为中心而以透镜节距的2倍长度为半径的圆形区域内，联结透镜中心线方向和线状成像区域的长边方向不在同一方向。微小凸透镜的排列，在矩阵状排列透镜的长方形排列的场合下，以1个微小凸透镜为中心(长节距²+短节距²)^1/2的长度为半径的区域内，联结透镜中心线的方向和线状成像区域的长边方向不在同一方向。

而且，正像透镜阵列，物点一侧工作距离内和/或像点一侧工作距离内，具备用于除去不必要光线的狭缝状开口部。

附图说明

图1是表示有关本发明透镜平板的平面图。

图2是沿图1的A-A线剖面图。

图3是表示用挤压成形法制成树脂平板的平面图和侧面图。

图4是表示矩形槽内形成光吸收性膜的树脂平板平面图和侧面图。

图5是表示用热轧压法在两面形成微小凸透镜后的一大张透镜平板平面图和侧面图。

图6A是用热轧压法对树脂平板形成透镜列之前的树脂平板的局部放大剖面图。

图6B是用热轧压法对树脂平板形成透镜列之后的树脂平板的局部放大剖面图。

图7是表示涂布黑色抗蚀剂以后状态的一大张透镜平板的平面图和侧面图。

图8是表示切断状态的一大张透镜平板的平面图和侧面图。

图9A是表示用本发明透镜平板的图像传送装置例平面图。

图9B是沿图9A的B-B线剖面图。

图9C是图9A中所示图像传送装置的底面图。

图9D是沿图9A的C-C线剖面图。

图10A是表示用本发明透镜平板的图像传送装置另一例平面图。

图10B是沿图10A的D-D线剖面图。

图10C是图10A中所示图像传送装置的底面图。

图10D是沿图10A的E-E线剖面图。

图11A是表示用本发明透镜平板的图像传送装置还有一例平面图。

图11B是沿图11A的F-F线剖面图。

图11C是图11A中所示图像传送装置的底面图。

图11D是沿图11A的G-G线剖面图。

图12A是表示图像传送装置的变形例图。

图12B是表示图像传送装置的变形例图。

图13是表示构成本发明正像透镜阵列的透镜平板平面图。

图14是沿图13的H-H线剖面图。

图15A是表示用正像透镜阵列在像面成像点光源的状态图。

图15B是说明产生透过光量不匀的状态图。

图15C是说明不产生透过光量不匀的状态图。

图16是表示以透镜平板上1个微小凸透镜为中心，以透镜节距的2倍长度为半径的圆形区域内各个微小凸透镜的配置放大图。

图17是表示放大像面上成像的点光源像图。

图18是用正像透镜阵列把线状图像当作线状成像区域转送做的图像传送装置的表示一部分的例子的剖面图。

图19是表示图像传送装置另一例剖面图。

图20是表示图像传送装置又有一例剖面图。

图21是说明在线状固体摄像器件上成像图像的状态图。

图22是表示以透镜平板上1个微小凸透镜为中心，以透镜节距的2倍长度为半径的圆形区域内各个微小凸透镜的配置放大图。

图23是表示放大线状成像区域的线状固体摄像器件上成像的像图。

图24是透镜间的透镜平板上设置光吸收性膜时的说明图。

图25是六方向最紧密填充排列的透镜间设置光吸收性膜时的说明图。

图26是说明光吸收性膜的配置例图。

图27是透镜间的透镜平板上设置遮光壁时的说明图。

图28A是表示遮光壁的透镜平板平面方向形状的一例图。

图28B是表示遮光壁的透镜平板平面方向形状的一例图。

图28C是表示遮光壁的透镜平板平面方向形状的一例图。

图28D是表示遮光壁的透镜平板平面方向形状的一例图。

图28E是表示遮光壁的透镜平板平面方向形状的一例图。

图29是说明遮光壁的配置例图。

图30是说明遮光壁的配置例图。

图31是透镜平板上方设置遮光壁时的说明图。

图32是透镜间设置遮光槽时的说明图。

图33是说明遮光槽的配置例图。

图34是说明遮光槽的配置例图。

具体实施方式

其次，参照附图说明本发明的第1实施例。

图1是表示构成用于本发明立体图像和二维图像的空中显示装置、对屏幕的图像投影装置、在光电元件和感光体上成像图像的图像传送装置的正像透镜阵列的透镜平板平面图，图2是沿图1的A-A线剖面图。

在透镜平板1上，与其短边方向互相平行，以规定的间隔，形成多条矩形槽3。矩形槽3成了，对于开口部的宽度深度深，长宽比高的槽。这里，形成了开口部宽度大约4倍，对透镜平板1的厚度约60％深度的槽。矩形槽3是以透镜平板1厚度的三分之一以上深度形成是令人满意的。

透镜平板1的材质，最好是热可塑性、光透过性高，吸水性低的。

本实施例中，用环链烯烃系树脂制造透镜平板。

透镜平板1的材质，用丙烯系树脂也行。

而且，在透镜平板1方面，与短边方向互相平行，形成多个球面的微小凸透镜2的透镜列。微小凸透镜2的透镜列，把矩形槽3夹在中间以规定间隔形成。微小凸透镜2的平板平面方向的外形是圆形的。而且，微小凸透镜2，在透镜平板1的两面上形成，要使微小凸透镜2的光轴，配置在两面上一致。

还有，本实施例中，设定微小凸透镜的形状为球面，非球面的形状也可以考虑。而且，微小凸透镜，除透镜平板的两面形成以外，单面形成的形式也可以考虑。微小凸透镜的排列是在平板的单面上形成的场合，矩形槽，在形成微小凸透镜排列的平面或与其对向的平面上形成是令人满意的，微小凸透镜排列在平板的两面形成的场合，矩形槽，在形成微小凸透镜排列的平面的至少另一方平面上形成是令人满意的。

而且，本实施例中，微小凸透镜的透镜列和矩形槽是对透镜平板的短边方向(对透镜平板的长边垂直的方向)形成，然而微小凸透镜的透镜列和矩形槽互相平行排列，相对透镜平板的长边倾斜方向形成也可以。

在透镜平板1的表面，由硅化合物薄膜形成的低反射薄膜。低反射薄膜，是为了降低透镜平板的反射率的，可使用折射率比透镜平板低的材料。除了硅化合物薄膜以外也用氟系树脂膜。

而且，在透镜平板1的两面透镜形成区域外和微小凸透镜外周部，为了防止从透镜以外入射杂散光，由光吸收性膜形成掩蔽4和孔径光圈5。

还有，矩形槽3里，其底面和侧面也形成光吸收性膜。如上述那样，矩形槽3以透镜平板1的厚度三分之一以上深度来形成是令人满意的，因为有由光吸收性膜三分之一以上深度形成的遮光部分，倾斜入射的光当中，比透镜视角还宽广的角度入射的光，都能可靠地遮住。

接着，说明有关按照本发明的透镜平板制造方法。

首先，用挤压成形法或注入成形法制作成为透镜平板基板的树脂平板。图3是表示用挤压成形法，制成树脂平板的平面图和侧面图。

在用于挤压成形的金属模上，为了可与树脂平板成形同时成形矩形槽3，形成矩形槽3的相反构造。树脂平板6成形为多个并列成形透镜平板的大小。

其次，对矩形槽3形成用于防止杂散光的光吸收性膜。就光吸收膜来说例如，采用含有碳的黑颜色树脂涂料(抗蚀剂和油墨等)。光吸收性膜的形成，对矩形槽3的底面和侧面涂布黑色抗蚀剂。涂布到矩形槽3的黑色抗蚀剂，利用毛细管现象很容易实行。图4是表示矩形槽3里形成光吸收性膜后的树脂平板6平面图和侧面图。

其次，对于矩形槽3里涂布了黑色抗蚀剂的树脂平板6，用热轧压法一并对两面形成微小凸透镜的排列，形成透镜平板多个并列形成后的一大张透镜平板。热轧压法是，用金属模夹住加热后的树脂平板，把金属模的形状复制到树脂平板上的树脂成形法。图5是表示用热轧压法对两面形成微小凸透镜后的一大张透镜平板7的平面图侧面图。

而且，图6A是用热轧压法，在树脂平板上形成透镜列之前的树脂平板局部放大剖面，图6B用热轧压法，在树脂平板上形成透镜列之后的树脂平板局部放大剖面。

在矩形槽3里形成光吸收性膜之后，如以热轧压法形成微小凸透镜的排列，就用热和压力挤埋到槽内，如同透镜平板内部制成黑色遮光壁一样。即，就槽的空间而言，挤没了。因此，作为透镜平板的强度却增强了。

其次，对于多个并列成形透镜平板的一大张透镜平板7，在透镜平板表面上形成由硅化合物薄膜制作的低反射薄膜。低反射薄膜是为降低透镜平板反射率的薄膜，除了硅化合物薄膜以外，氟系树脂膜等也可以使用。

在透镜平板两面的透镜形成区域外和微小凸透镜外周部，形成用于防止透镜以外入射杂散光的光吸收性膜。在光吸收性膜方面，光反应性的材料，例如，使用含有碳的黑色抗蚀剂，通过光刻法，形成透镜形成区域外的掩蔽和微小凸透镜外周部的孔径光圈。图7表示涂布黑色抗蚀剂之后状态的一大张透镜平板7平面图和侧面图。

到这里的工序，在多个并列成形透镜平板的一大张透镜平板7的状态一并进行。

其次，切断一大张透镜平板7。图8是表示切断状态的一大张透镜平板7的平面图和侧面图。切断多个并列形成透镜平板的一大张透镜平板7，得到一个个透镜平板1。

其次，参照附图，说明采用组合本发明透镜平板形成的正像透镜阵列的图像传送装置。图9A～图9D是表示采用本发明透镜平板的图像传送装置的例图。图9A是平面图，图9B是沿图9A的B-B线剖面图，图9C是底面图，图9D是沿图9A的C-C线剖面图。

正像透镜阵列，叠合2块以上透镜平板构成，图9A～图9D中，将两面形成微小凸透镜的2块透镜平板1叠合构成正像透镜阵列8。正像透镜阵列8装入透镜平板1的长方形透镜形成区域长边具有平行的狭缝状开口部10的隔壁构造体9内。该隔壁构造体9用光吸收性材料制造是令人满意的。

隔壁构造体9带有狭缝状开口部10的开口宽度，设定为能够充分除去长方形透镜形成区域的短边方向发生杂散光的宽度。

还有，例如如图9A～图9D所示，构成正像透镜阵列的2块透镜平板(透镜面是4个面)之中，由图像传送装置的入射一侧看，对第1块的背面和2块的背面(出射面)，都施行矩形槽加工，该矩形槽内形成为了防止杂散光的遮光壁(光吸收性膜)是令人满意的。

该图像传送装置中，长方形透镜形成区域的长边方向发生的杂散光，借助于构成图像传送装置的透镜平板长方形透镜形成区域的短边方向所形成矩形槽更有效地予以除去。

图10A～图10D是表示用本发明透镜平板的图像传送装置的里一例图。图10A是平面图，图10B是沿图10A的D-D线剖面图，图10C是底面图，图10D是沿图10A的E-E线剖面图。如图10A～图10D所示，在正像透镜阵列的入射一侧设置狭缝状开口部10的话，就能更有效地防止杂散光。

图11A～图11D表示用本发明透镜平板的图像传送装置的还有一例图。图11A是平面图，图11B是沿图11A的F-F线剖面图，图11C是底面图，图11D是沿图11A的G-G线剖面图。如图11A～图11D所示，在正像透镜阵列的入射一侧和出射一侧的两者都设置狭缝状开口部10也可以。

图9A～图9D，图10A～图10D，图11A～图11D中，为了除去杂散光，在隔壁构造体9，设置与透镜形成区域的长边平行的狭缝状开口部10，然而如图12A所示，要以玻璃等透光性部件11覆盖狭缝状开口部10也行，如图12B所示，在隔壁构造体9，沿与透镜形成区域的长边平行的方向设置开口部，以印制狭缝的玻璃等透光性部件12覆盖开口部也行。通过以透光性部件覆盖开口部，能够防止尘土等附着到正像透镜阵列上。

有关本发明第1实施例的透镜平板，在相邻微小凸透镜间形成的槽内形成光吸收性高的部位，因为这个部位构成除去杂散光的遮光壁，尤其能够有效地除去与该槽垂直方向产生的杂散光。

而且，本发明透镜平板的制造方法，在槽成形的树脂平板上成形微小凸透镜后，用热和压力挤埋到作为槽的空间里，如同透镜平板内部制成遮光壁，因而能增强透镜平板的强度。

还有，本发明的图像传送装置，借助于透镜平板上形成的槽，有效地除去长方形透镜形成区域的长边方向发生的杂散光，借助于隔壁构造体，有效地除去长方形透镜形成区域的短边方向发生的杂散光，因此能有效除去各个方向来的杂散光。

接着，参照附图，说明有关本发明第2实施例。

图13表示构成用于在光电元件或感光体上成像图像的图像传送装置的正像透镜阵列的透镜平板平面图，图14是沿图13的H-H线剖面图。

透镜平板21的材质，以热可塑性，光透过性高、吸水性低的材料是令人满意的。本实施例中，采用环链烯烃系树脂，用注入成形法，制作板厚2.29mm的透镜平板。透镜平板21的材质，用丙烯系树脂也行。

微小凸透镜22是透镜直径0.35mm，曲率半径0.66mm球面形状的透镜，透镜节距0.45mm，在六方向排列透镜的六方向排列中，要在透镜阵列21的两面上形成，使得微小凸透镜22的光轴、配置对两面一致。

还有，本实施例中，微小凸透镜的形状设为球面，然而也可以考虑非球面的形状。而且，微小凸透镜，除透镜平板的两面都形成的形式以外，也可以考虑单面形成的形式。

微小凸透镜的排列方向，对透镜形成区域的长边方向倾斜15°。重像出现的方向为透镜的排列方向，因而使微小凸透镜的排列方向和透镜形成区域的长边方向(主扫描方向)方向不能为同一方向。

至少2块对向配置这种树脂制作的透镜平板构成正像透镜。

图15A表示从一个光源(读出对象)出射的光线，通过至少的2块对向配置透镜平板30的正像透镜阵列32的光线可读出区A并入射线状固体摄像器件38的状态。如图15B所示，正像透镜阵列的光线可读出区A内，不包括1个以上微小凸透镜31的全体场合，发生透过光量不匀，如图15c所示，包括1个以上微小凸透镜31的全体场合，不发生透光量不匀。所以，图15A中，为了降低透过光量不匀，从1个光源出射的光线的，在正像透镜阵列32的光线可取得区A内，包括1个以上微小凸透镜的全体。入射角(孔径角)设为±6°，工作距离设为6.9mm，从1个光源出射光线的，在正像透镜阵列32的光线可取得区A的半径设为0.73mm。为了降低透过光量不匀，需要光线可取得区(由透镜的入射角与工作距离的关系决定)的面积是光线可取得区内各个透镜面积以上。

而且，微小凸透镜以规定透镜节距有规则排列的透镜形成区域长边方向的长度(主扫描方向长)是从光源出射光线的光线可取得区的主走查方向长度以上，透镜形成区域短边方向的长度(副扫描方向长)为光线可取得区的副扫描方向长度以上是令人满意的。

图16表示放大透镜平板上的1个微小凸透镜作为中心而有透镜节距的2倍长度为半径的圆形区域内各个微小凸透镜31的配置图，图17表示扩大像面上成像的点光源像33的图。

用对向透镜平板配置的正像透镜阵列，在像面上成像点光源的场合，重像出现的方向是透镜的排列方向。点光源像离像面上重像出现点的距离，由透镜节距和工作距离决定。图16中，1个的微小凸透镜作为中心而以透镜节距2倍长度为半径的圆形区域内，联结区域内微小凸透镜31的中心所得到的直线方向，偏离透镜阵列的长边方向(主扫描方向)15°。

把微小凸透镜以六方向排列配置的场合，联结上述区域内透镜中心所得到的直线方向，对于透镜阵列的长边方向(主扫描方向)和0°(平行)，30°，60°，90°(直角)不一致是令人满意的。尤其成15°角度是令人满意的。

还有，把微小凸透镜成矩阵式状排列的长度方向排列的场合，设长度方向排列透镜的透镜节距长的一方为长节距，设短的一方为短节距，把1个微小凸透镜作为中心而以(长节距²+矩节矩²)^1/2为半径的区域内，联结区域内透镜中心所得到的直线方向就是与透镜阵列长边方向(主扫描方向)偏离。

图18是表示用上述的正像透镜阵列把线状图像传送给线状成像区域的图像传输装置的局部例子剖面图。正像透镜阵列32，由对向配置在两面形成微小凸透镜的2块透镜平板30而构成，并装入正像透镜阵列32的像点侧，在与正像透镜阵列32的长边方向平行方向有狭缝状开口部34的隔壁构造体36a内。在传送线上图像的线状成像区域，设置至少1列CCD的线状固体撮像器件38。线状固体摄像器件38占用区域的大小为线状成像区域以上是令人满意的。狭缝状开口部34a，尽可能限度靠近固体撮像器件是令人满意的。

图19是表示图像传送装置另一例剖面图，正像透镜阵列32装入物点侧有狭缝状开口部34b的隔壁构造体36b内。除物点侧有狭缝状开口部的以外，都和图18同样。物点侧工作距离内配置狭缝状开口部的话，就能更有效地减轻重像。狭缝状开口部34b尽可能限度靠近光源是令人满意的。

图20是表示图像传送装置的还有一例的剖面图，将正像透镜阵列32装入在像点侧有狭缝状开口部34a的同时，装入物点侧有狭缝状开口部34b的隔壁构造体36c内。除像点侧和物点侧有狭缝状开口部以外，都与图18和图19同样。如图20所示，物点侧工作距离内和像点侧工作距离内的双方都设置狭缝状开口部也行。狭缝状开口部34a尽可能限度靠近固体摄像器件是令人满意的，狭缝状开口部34b尽可能限度靠近光源是令人满意的。

即，本发明，物点侧工作距离内和/或像点工作距离内，不需要具备有为了除去光线的狭缝状开口部的间壁墙构造体是令人满意的。

狭缝状开口部顶端部分的剖面形状，如图18，图19，图20所示，具有斜坡。如图19所示，狭缝状开口部顶端一部分的剖面形状是透镜侧好像变宽了那样的构造就行。最好，对如图20所示的隔壁构造体的像点侧所设置的狭缝状开口部34a那样，要使光入射方向侧缩小。狭缝状开口部顶端部分斜坡角度，对成像没有影响的范围内，只要作成不发生散射的角度就行，尤其认为45度以下是令人满意的。狭缝状开口部，与隔壁构造体成为一体，或另外设置也可以。狭缝状开口部的长边方向，和线状成像区域的主扫描方向平行是令人满意的。狭缝的位置和宽度，在线状图像的重像不进入线状成像区域的范围内适当设计。

还有，在这里，作为读出对象的图像假定为线状图像，然而不管是点状图像还是面状图像也都行。狭缝，尤其面状图像的场合有效果。点状图像和线状图像的场合，在物点侧·像点侧设置不设置狭缝状开口部都行，但设置狭缝状开口部是令人满意的。面状图像的场合，需要在物点侧设置狭缝状开口部。对像点侧而言，不管设置还是不设置都行，但设置的是令人满意的。

有狭缝状开口部的隔壁构造体，为了除去光学系统内反射的光线，内壁上具有光吸收性功能是令人满意的。或者用光吸收性材料构成隔壁构造体本身是令人满意的。而且，用黑色的隔壁材料当作隔壁构造体，对隔壁材料表面进行微细凹凸加工，使之有光吸收性是令人满意的。

正像透镜阵列的透镜形成区域的短边方向长度(副扫描方向长)设为狭缝状开口部的短边方向长度(副扫描方向长)以上，狭缝状开口部短边方向的长度，设为固体摄像器件的短边方向长度(副扫描方向长)以上。

实际上，将狭缝状开口部的短边方向长度设为0.5mm，对狭缝状开口部、安装固体摄像器件公差也考虑之后，透镜形成区域的短边方向长度设为2.0mm。

还有，正像透镜阵列的透镜形成区域的长边方向长度(主扫描方向长)设为狭缝状开口部的长边方向长度(主扫描方向长)以上，狭缝状开口部的长边方向长度设为固体摄像器件的长边方向长度(主扫描方向长)以上。

而且，正像透镜阵列的工作距离长度，规定为从正像透镜阵列的透镜面到狭缝状开口部的距离的狭缝深度以上。

对线状固体摄像器件38而言，传输单色线状图像的场合，可用1列排列的CCD，传输彩色线状图像的场合，可用3列排列的CCD。

图21是说明在线状固体摄像器件38上成像图像的状态图，图22是表示正像透镜阵列的1个微小凸透镜作为中心而以透镜节距2倍长度为半径的圆形区域内各个微小凸透镜31的配置放大图，图23是表示在线状成像区域的线状固体摄像器件38上成像的像点和重像出现的点扩大图。

通过正像透镜阵列，向图像摄像器件取得图像的场合，为了减少入射固体摄像器件的杂散光，要这样配置微小凸透镜，使得微小凸透镜的排列方向和固体摄像器件的长边方向不是同一方向。

以六方向排列配置微小凸透镜的场合，在把1个微小凸透镜作为中心，以透镜节距2倍长度为半径的圆形区域内，使联结微小凸透镜中心得到的直线方向，和固体撮像器件的长边方向不是同一方向。

长方排列的场合，在把1个微小凸透镜作为中心而以(长节距²+短节距²)^1/2长度为半径圆形区域内，使联结微小凸透镜的中心得到的直线方向，和固体摄像器件的长边方向不是同一方向。

而且，如上述一样，以六方向排列配置微小凸透镜的场合，在把1个微小凸透镜作为中心而以透镜节距的2倍长度为半径的圆形区域内，或是长方排列的场合，把1个微小凸透镜作为中心而以(长节距²+短节距²)^1/2长度为半径圆形区域内，需要至少固体摄像器件的长边方向和透镜的排列方向不一致，还有，在上述的区域内，使固体摄像器件内没有成像重像，即，固体摄像器件的短边方向长度的1/2长度比从沿着固体摄像器件长边方向的中心线到重像出现的像点最短距离长度还短是需要的。

实际制造的图像传送装置中，线状图像、正像等倍透镜阵列、狭缝和固体摄像器件的组合，观察向固体摄像器件的取得结果的话，区别量子化噪声与杂散光的影响就是不可能同一水准。

研究点光源成像特性，然而应设置固体摄像器件地点的杂散光量，减少到2/1000。

图24是透镜直径0.35mm、透镜节距0.45mm，、透镜间的透镜平板上设置光吸收性膜(遮光膜)40时的说明图，图25是透镜直径0.45mm、透镜节距0.45mm，六方向最紧密填充排列(互相靠近的排列)之后设置光吸收性膜(遮光膜)40时的说明图。

构成正像透镜阵列的透镜平板的透镜面各自从光源入射侧设为[1]面、[2]面、[3]面、…[N]面的场合，对偶数号码面设置光吸收膜40是令人满意的，对奇数号面不管设立还是不设立都行，最好是设置的。图26是说明透镜面具有[1]～[4]面的透镜面时的配置光吸收性膜的例图。

读出至少2块对向透镜平板配置的正像透镜阵列光学系统的场合，从1个固体摄像器件(CCD)对透镜面引垂直线为光轴的话，除从光轴上物点发出光线以外的光线(杂散光)也入射到固体摄像器件。

该杂散光，对正像透镜阵列的排列(方向、节距)，和孔径角有依赖关系，从节距狭小方向会入射更多杂散光，孔径角缩小的话，就从靠近光轴部分入射杂散光。靠近光轴部分来的杂散光越多给予像的影响越大，随着离开光轴而杂散光给予像的影响减少。

为了在正像等倍光学系统得到良好的成像性能，需要以某些方法除去杂散光。本发明的图像传送装置中，都用狭缝状开口部除去比较地靠近光轴部分来的杂散光，以在透镜间的透镜平板上设置的遮光膜除去来自较远部分的杂散光。

透镜的孔径角宽广的场合，重像的出现角度只是广角，只要除去广角范围的重像就行，即使只有遮光膜，也能除去重像。另一方面，透镜的孔径角狭小的场合，重像的出现角度从狭角变成到广角，因广大范围的光进入固体撮像器件，以狭缝状开口部除去窄角范围的重像，以遮光膜除去广角范围的重像，就好。所以，孔径角狭小的场合，设置狭缝状开口部和遮光膜的两者是令人满意的。例如，孔径角是10°的场合即使只有遮光膜也行，孔径角是6°的场合设置狭缝状开口部和遮光膜的两者是令人满意的。

装置的设计等理由，没有设置狭缝状开口部的场合，由于提高遮光膜高度，也能得到和狭缝大致同等的效果。

图27是透镜间的透镜平板上设置遮光壁时的说明图。至少1块透镜平板上设置光吸收性的遮光壁50是令人满意的。

对透镜直径0.35mm、透镜节距0.42mm的透镜，各自的透镜上设为孔径直径0.35mm、节距0.42mm，设置遮光壁50，其高度(从透镜顶部到遮光壁顶端部的高度)为0.2mm以上。如设置这样的遮光壁，透镜顶点入射的光线与透镜光轴的交角为45度以下，因此可以比与透镜光轴比交角45度大的光线，即除去离开光轴部分来的杂散光。根据透镜孔径角，因为杂散光的入射角度变化，遮光壁的高度应按与透镜孔径角的关系适当设计就行。较好是0.15～2.0mm，最好是0.2～2.0mm。

遮光壁的透镜平板平面方向形状，除图28A所示的矩形状、图28B所示的六角形状(蜂窝状)、图28C所示的圆形、图28D和图28E所示的透镜以外全部作为遮光壁形状等。从光源入射侧设定透镜面各自为[1]面、[2]面、[3]面、…[N]面的场合，在[1]面设置遮光壁50是令人满意的。在设置遮光壁50和光吸收性膜40两者的场合，距光源入射侧最近[1]面一定设置遮光壁50，距光源入射侧最远的[N]面一定设置光吸收性膜40。关于[I]和[N]面之间的面，可在[2M(M＝1、2、3、…)]面和[2M+1]面的哪面一方设置光吸收性膜40。代替[N]面的光吸收性膜40而设置遮光壁50也行。图29是[1]～[4]面有透镜面的场合的遮光壁50和光吸收性膜40的配置例说明图，图30是把[4]面的光吸收性膜40替换为遮光壁50时的配置例说明图。还有，遮光壁是和光吸收性膜相同的材料也行。

图31是透镜平板上方设置遮光壁时的说明图。遮光壁50不与透镜平板接触，即使在透镜平板的上方也能得到同样的效果。遮光壁不与透镜平板接触的场合，透镜的节距和遮光壁的节距也可以不同。遮光壁不与透镜平板接触的场合，从更广范围角度入射光，就需要比接触的场合还要高的遮光壁(需要至少2倍以上的高度)。而且，不接触的场合，由于造成干涉条纹发生的问题，所以最好是接触的场合为好。

正像等倍光学系统的光量透射率，和透镜的孔径角也有依赖关系，然而遮光壁的高度为数百微米以上的话，除去距光轴远的杂散光外，也能除去距光轴近的杂散光，即使在上述隔壁构造体没有设置狭缝开口部，也能得到良好的图像。

其次，说明有关遮光壁的制作方法。制作遮光壁的第1实施例是，用厚膜印制形成遮光壁的。首先，在树脂基体材料上涂布规定厚度(20～100μm)的光感光性黑色树脂涂料(油墨或光刻胶)，使之干燥直至表面无粘性。干燥是在树脂基体材料软化温度以下进行的。

其次，在印制图案区域外设置标记之后，使用掩模进行曝光。

重复这些工序，层叠黑色树脂涂料形成所希望的厚度。随后，进行显影和后烘焙(通过加热使其硬化)。本实施例中，1次部分的厚度设为70μm，通过3次重复形成了210μm的壁。黑色树脂是为减少表面反射，因而表面为皱纹状态(凹凸状态)是令人满意的。尤其内壁部分为皱纹状态是令人满意的。

制作遮光壁的第2实施例是，形成黑色的树脂加强筋形成遮光壁。

首先，用注入成形法，按以下顺序制作黑颜色的树脂加强筋。在成型中，采用由有剑山状突起的剑山状板、有与突起对应的洞孔的多孔板、和平板构成的金属模。首先，一边对多孔板的孔插入剑山状板的突起一边在剑山状板上安置多孔板，进而其上安置了平板。

其次，从对平板设置的多个针状栅注入树脂，把树脂填充到多孔板与平板间，加以冷却。冷却后卸下平板，随后，从剑山状板剥离成型品。内壁为皱纹状态的场合，成型后为了容易脱模，在突起设置10度以下的拔模斜度就行。透镜上安置得到的成型品，成为带有遮光壁的透镜阵列。

突起上设置拔模斜度的场合，如把树脂加强筋薄的一方作为透镜侧的话，就能很有效地除去杂散光。而且，如把树脂加强筋厚的一方作为透镜侧，就能提高透光量。树脂加强筋的孔形，不管六角形(蜂窝状)或是矩形什么样的形状也都行。

第1实施例子和第2的实施使用的树脂热膨胀系数，也都和用于透镜的树脂热膨胀系数接近是所希望的。而且，10^-5(1/℃)数量级的热膨胀系数是令人满意的。

而且，除了第1和第2实施例以外，规定厚的黑色软片等也可以用紫外线激光加工制作加强筋。

图32是透镜直径0.35mm、透镜节距0.45mm，透镜间设置遮光槽时的说明图。在至少1块透镜平板的单面或两面，为了除去不需要的光线，透镜间设置光吸收性的遮光槽60是令人满意的。遮光槽的深度，也深的为好，较好的是透镜平板厚度的30％以上，更好的是50％以上，最好是60％以上。

在从光源入射侧设定透镜面各自为[1]面、[2]面、[3]面、…[N]面的场合，对奇数号面或偶数号码面设置遮光槽。图33是说明[1]～[4]面之中对奇数号面设遮光槽时的光吸收性膜配置例图。对奇数号面设遮光槽60时距光源入射侧在最远的[N]面上一定设置光吸收性40，除[N]面以外的奇数号面上，不管设或是不设光吸收性膜也都行。图34是说明[1]～[4]面内之中对偶数号面设遮光槽时的光吸收性膜配置例图。对偶数号面设遮光槽60时，[1]面上一定设光吸收性膜40，除[1]面以外的奇数号面上，不管设或是不设光吸收性膜也都行。

在图33和图34中，代替遮光膜40而形成遮光槽60也行，而且全部的面都设置遮光槽60也行。

而且，在上述的实施例中，为了除去不需要给固体摄像器件的波长光线，要使透镜平板内具有紫外线截止功能或红外线截止功能，或是光路中具有紫外线截止滤波器或红外线截止滤波器也可以。

而且，关于狭缝状开口部、遮光膜、遮光壁和遮光槽的组合，在用于读出面状图像的图像传送装置中，一种最佳组合是狭缝状开口部、遮光膜、最近光源入射侧的[1]面上设了遮光壁(或遮光槽)的组合(以下，称作组合(1))。除[1]面以外全部面都设遮光膜的场合，可对全部透镜孔径角除去重像。代替遮光膜而制作遮光壁或遮光槽也行。再一种最佳组合是，遮光膜、最近光源入射侧的[1]面上设了遮光壁(或遮光槽)的组合(以下，称作组合(2))。这个组合，孔径角宽广的场合是令人满意的。代替遮光膜而制作遮光壁或遮光槽也行。无论组合(1)和组合(2)，具备隔壁构造体并把正像透镜阵列装入隔壁构造体内是令人满意的。

本发明第2实施例的正像透镜阵列，要使微小凸透镜的排列方向和透镜形成区域的长边方向不是同一方向，能够充分除去杂散光。

而且，第2实施例的图像传送装置，固体摄像器件的长边方向和透镜的排列方向不是同一方向，还有固体撮像器件的区域内不会结成重像，因而能够充分除去重像。

Claims (30)

1.一种透镜平板，包括：

与平板短边方向互相平行，以规定的深度和间隔形成多条槽的长方形平板；

在上述平板上，与平板短边方向互相平行，所述槽夹在中间以规定的间隔形成的多列微小凸透镜的透镜列；以及

所述槽内形成的光吸收性膜。

2.按照权利要求1所述的透镜平板，其特征是所述微小凸透镜的透镜列在所述平板的单面上排列的场合，所述槽在形成微小凸透镜的透镜列的面或与其对向的面上形成，所述微小凸透镜的透镜列在所述平板的两面上形成的场合，上述槽在形成微小凸透镜列的面的至少-个面上形成。

3.按照权利要求1所述的透镜平板，其特征是所述槽以所述平板厚度三分之一以上深度来形成。

4.按照权利要求1～3任一项所述的透镜平板，其特征是所述平板是用树脂制作的。

5.一种透镜平板的制造方法，包括：

与平板短边方向互相平行，以规定的深度和间隔形成多条槽的长方形平板的步骤；

在所述平板上，与平板短边方向互相平行，所述槽夹在中间以规定的间隔形成的多列微小凸透镜的透镜列的步骤；以及

所述槽内形成光吸收性膜的步骤。

6.按照权利要求5所述的透镜平板的制造方法，其特征是用挤压成形法成形所述平板。

7.按照权利要求5所述的透镜平板的制造方法，其特征是用注入成形法，成形所述平板。

8.按照权利要求5～7任一项所述的透镜平板的制造方法，其特征是对所述平板，按照金属模复制成形，形成所述微小凸透镜。

9.按照权利要求5～7任一项所述的透镜平板的制造方法，其特征是对上述平板，用热轧压法，形成所述微小凸透镜。

10.一种使用组合2块以上按照权利要求4所述透镜平板形成的正像透镜阵列的图像传送装置。

11.按照权利要求10所述的图像传送装置，其特征是所述正像透镜阵列，在入射侧和/或是出射侧设置狭缝状开口部，并装入由光吸收性体构成的构造体。

12.一种对线状成像区域传送图像的图像传送装置，其特征是包括：

一个光源；以及

至少具备配置在光入射侧，至少在单面上，具有以规定的透镜节距规则地排列微小凸透镜的透镜形成区域的长方形第1透镜平板和配置在光出射侧，与所述第1透镜平板同一形状的第2透镜平板，从所述光源出射的光线的所述第1透镜平板的光线可取得区域内，包括一个以上所述微小凸透镜全体的正像透镜阵列。

13.按照权利要求12所述的图像传送装置，其特征是所述透镜形成区域的主扫描方向长度是所述光线可取得区域的主扫描方向长度以上，所述透镜形成区域的副扫描方向长度是所述光线可取得区域的副扫描方向长度以上。

14.按照权利要求12所述的图像传送装置，其特征是所述微小凸透镜的排列方向和所述透镜形成区域的长边方向不在同一方向。

15.按照权利要求12所述的图像传送装置，其特征是至少1块所述透镜平板的单面或两面的，起透镜功能的部分以外的区域具有光吸收性。

16.按照权利要求12所述的图像传送装置，其特征是在至少1块所述透镜平板上，在所述微小凸透镜间，设置用于除去不需要光线的光吸收性壁。

17.按照权利要求12所述的图像传送装置，其特征是在至少1块所述透镜平板的单面或两面上，在所述微小凸透镜间，设置用于除去不需要光线的槽。

18.按照权利要求12～17任一项所述的图像传送装置，其特征是所述微小凸透镜的排列方向和所述线状成像区域的长边方向不在同一方向。

19.按照权利要求18所述的图像传送装置，其特征是所述微小凸透镜的排列，在六方向排列透镜的六方排列的场合，把1个微小凸透镜作为中心而以透镜节距2倍长度为半径的圆形区域内，联结中心的线的方向和所述线状成像区域的长边方向不在同一方向。

20.按照权利要求18所述的图像传送装置，其特征是所述微小凸透镜的排列，在矩阵状排列透镜的长度方向排列的场合，把1个微小凸透镜作为中心，以(长节距2+短节距2)1/2的长度为半径的区域内，联结透镜中心的线的方向和所述线状成像区域的长边方向不在同一方向。

21.按照权利要求18所述的图像传送装置，其特征是所述正像透镜阵列，在物点侧工作距离内和/或像点侧工作距离内，具备用于除去不需要的光线的狭缝状开口部。

22.按照权利要求21所述的图像传送装置，其特征是所述狭缝状开口部的长边方向和所述线状成像区域的长边方向为同一方向。

23.按照权利要求21所述的图像传送装置，其特征是所述正像透镜阵列的透镜形成区域的副扫描方向长度是所述狭缝状开口部的副扫描方向长度以上，所述狭缝状开口部的副扫描方向长度是所述线状成像区域的副扫描方向长度以上。

24.按照权利要求21所述的图像传送装置，其特征是所述正像透镜阵列的透镜形成区域的主扫描方向长度是所述狭缝状开以口部的主扫描方向长度以上，所述狭缝状开口部的主扫描方向长度是所述线状成像区域的主扫描方向的长度以上。

25.按照权利要求21所述的图像传送装置，其特征是所述线状成像区域内具备固体摄像器件，所述狭缝状开口部的长边方向和所述固体摄像器件的长边方向为同一方向，把所述微小凸透镜的排列方向与所述狭缝状开口部和所述固体摄像器件的长边方向成为不同的方向。

26.按照权利要求25所述的图像传送装置，其特征是所述正像透镜阵列的透镜形成区域副扫描方向长度是所述狭缝状开口部的副扫描方向长度以上，所述狭缝状开口部的副扫描方向长度是所述固体摄像器件的副扫描方向长度以上。

27.按照权利要求25所述的图像传送装置，其特征是所述正像透镜阵列的透镜形成区域主扫描方向长度是所述狭缝状开口部的主扫描方向长度以上，所述狭缝状开口部的主扫描方向长度是所述固体摄像器件的主扫描方向长度以上。

28.按照权利要求25所述的图像传送装置，其特征是用于除去向所述固体摄像器件的不需要波长的光线，所述透镜平板内具有紫外线截止功能或红外线截止功能，或者光路中具有紫外线截止滤波器或红外线截止滤波器。

29.按照权利要求18所述的图像传送装置，其特征是所述线状成像区域内具备固体摄像器件。

30.按照权利要求18所述的图像传送装置，其特征是具有收容所述正像透镜阵列的隔壁构造体，所述隔壁构造体的至少内侧部分具有光吸收性。

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