專利名稱：透鏡陣列及具有該透鏡陣列的led頭、曝光裝置、圖像形成裝置及讀取裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種透鏡陣列(lens array)及具有該透鏡陣列的LED頭、曝光裝置、圖像形成裝置及讀取裝置。
背景技術：
在以往的使用排列有多個LED(Light Emitting Diode)的LED頭的電子照片方式的打印機、傳真機、復印機等的圖像形成裝置、以及在排列有多個受光元件的受光部使讀取原稿的圖像成像的掃描儀、傳真機等的讀取裝置中，是使用排列有多個棒透鏡(rod lens)的棒透鏡陣列(參見專利文獻1)。該棒透鏡陣列是將物體的正立等倍像形成線狀的光學系統。
專利文獻1日本特許公開2003-341134號公報 但是，上述以往的棒透鏡陣列無法實現更高的圖像分辨率。
發明內容
為解決上述以往的問題點，本發明的目的在于，通過在將多個透鏡排列成列的透鏡集合構件上設定透鏡的間隔、列的間隔、透鏡的焦點距離等的數值，使其滿足預定的關系，從而可以提供分辨率較高的透鏡陣列及具有該透鏡陣列的LED頭、曝光裝置、圖像形成裝置及讀取裝置。
本發明提供一種透鏡陣列，其特征在于具有排列了多個透鏡的透鏡集合構件；以及排列了多個光圈的遮光構件，其中，所述透鏡集合構件為多個，被配設為與其各自具有的多個透鏡的各個光軸相互一致；所述遮光構件被排列為所述多個透鏡的各個光軸通過各光圈；各透鏡集合構件中的透鏡被排列為對于所述光軸以垂直方向延伸的多個列；當所述列內的透鏡的間隔為PY、所述列的間隔為PX、所述透鏡的焦點距離為F、所述透鏡的物體面與透鏡的距離為LO、所述光軸與所述光圈內壁的距離的最大值為RA時，這些參數之間滿足數學表達式1為 的關系。
本發明還提供一種透鏡陣列，其特征在于具有排列了多個透鏡的透鏡集合構件；以及排列了多個光圈的遮光構件，其中，所述透鏡集合構件為多個，被排列為與其各自具有的多個透鏡的各個光軸相互一致；所述遮光構件，被排列為所述多個透鏡的各個光軸通過各光圈；各透鏡集合構件中的透鏡被排列為對于所述光軸以垂直方向延伸的至少1個列；當所述列內的透鏡的間隔為P、所述透鏡的焦點距離為F、所述透鏡的物體面與透鏡的距離為LO、所述光軸與所述光圈內壁的距離的最大值為RY時，這些參數之間滿足數學表達式4為 的關系。
進一步，本發明提供一種LED頭，其特征在于具有透鏡陣列，其中，該透鏡陣列具有排列了多個透鏡的透鏡集合構件；以及排列了多個光圈的遮光構件，其中，所述透鏡集合構件為多個，被配設為與其各自具有的多個透鏡的各個光軸相互一致；所述遮光構件被排列為所述多個透鏡的各個光軸通過各光圈；各透鏡集合構件中的透鏡被排列為對于所述光軸以垂直方向延伸的多個列；當所述列內的透鏡的間隔為PY、所述列的間隔為PX、所述透鏡的焦點距離為F、所述透鏡的物體面與透鏡的距離為LO、所述光軸與所述光圈內壁的距離的最大值為RA時，這些參數之間滿足數學表達式1為 的關系。
本發明還提供一種LED頭，其特征在于，具有透鏡陣列，其中，該透鏡陣列具有排列了多個透鏡的透鏡集合構件；以及排列了多個光圈的遮光構件，其中，所述透鏡集合構件為多個，被排列為與其各自具有的多個透鏡的各個光軸相互一致；所述遮光構件，被排列為所述多個透鏡的各個光軸通過各光圈；各透鏡集合構件中的透鏡被排列為對于所述光軸以垂直方向延伸的至少1個列；當所述列內的透鏡的間隔為P、所述透鏡的焦點距離為F、所述透鏡的物體面與透鏡的距離為LO、所述光軸與所述光圈內壁的距離的最大值為RY時，這些參數之間滿足數學表達式4為 的關系。
進一步，本發明提供一種曝光裝置，其特征在于具有透鏡陣列，其中，該透鏡陣列具有排列了多個透鏡的透鏡集合構件；以及排列了多個光圈的遮光構件，其中，所述透鏡集合構件為多個，被配設為與其各自具有的多個透鏡的各個光軸相互一致；所述遮光構件被排列為所述多個透鏡的各個光軸通過各光圈；各透鏡集合構件中的透鏡被排列為對于所述光軸以垂直方向延伸的多個列；當所述列內的透鏡的間隔為PY、所述列的間隔為PX、所述透鏡的焦點距離為F、所述透鏡的物體面與透鏡的距離為LO、所述光軸與所述光圈內壁的距離的最大值為RA時，這些參數之間滿足數學表達式1為 的關系。
本發明還提供一種曝光裝置，其特征在于具有透鏡陣列，其中，該透鏡陣列具有排列了多個透鏡的透鏡集合構件；以及排列了多個光圈的遮光構件，其中，所述透鏡集合構件為多個，被排列為與其各自具有的多個透鏡的各個光軸相互一致；所述遮光構件，被排列為所述多個透鏡的各個光軸通過各光圈；各透鏡集合構件中的透鏡被排列為對于所述光軸以垂直方向延伸的至少1個列；當所述列內的透鏡的間隔為P、所述透鏡的焦點距離為F、所述透鏡的物體面與透鏡的距離為LO、所述光軸與所述光圈內壁的距離的最大值為RY時，這些參數之間滿足數學表達式4為 的關系。
進一步，本發明提供一種圖像形成裝置，其特征在于具有透鏡陣列，其中，該透鏡陣列具有排列了多個透鏡的透鏡集合構件；以及排列了多個光圈的遮光構件，其中，所述透鏡集合構件為多個，被配設為與其各自具有的多個透鏡的各個光軸相互一致；所述遮光構件被排列為所述多個透鏡的各個光軸通過各光圈；各透鏡集合構件中的透鏡被排列為對于所述光軸以垂直方向延伸的多個列；當所述列內的透鏡的間隔為PY、所述列的間隔為PX、所述透鏡的焦點距離為F、所述透鏡的物體面與透鏡的距離為LO、所述光軸與所述光圈內壁的距離的最大值為RA時，這些參數之間滿足數學表達式1為 的關系。
本發明還提供一種圖像形成裝置，其特征在于具有透鏡陣列，其中，該透鏡陣列具有排列了多個透鏡的透鏡集合構件；以及排列了多個光圈的遮光構件，其中，所述透鏡集合構件為多個，被排列為與其各自具有的多個透鏡的各個光軸相互一致；所述遮光構件，被排列為所述多個透鏡的各個光軸通過各光圈；各透鏡集合構件中的透鏡被排列為對于所述光軸以垂直方向延伸的至少1個列；當所述列內的透鏡的間隔為P、所述透鏡的焦點距離為F、所述透鏡的物體面與透鏡的距離為LO、所述光軸與所述光圈內壁的距離的最大值為RY時，這些參數之間滿足數學表達式4為 的關系。
進一步，本發明提供一種讀取裝置，其特征在于具有透鏡陣列，其中，該透鏡陣列具有排列了多個透鏡的透鏡集合構件；以及排列了多個光圈的遮光構件，其中，所述透鏡集合構件為多個，被配設為與其各自具有的多個透鏡的各個光軸相互一致；所述遮光構件被排列為所述多個透鏡的各個光軸通過各光圈；各透鏡集合構件中的透鏡被排列為對于所述光軸以垂直方向延伸的多個列；當所述列內的透鏡的間隔為PY、所述列的間隔為PX、所述透鏡的焦點距離為F、所述透鏡的物體面與透鏡的距離為LO、所述光軸與所述光圈內壁的距離的最大值為RA時，這些參數之間滿足數學表達式1為 的關系。
本發明還提供一種讀取裝置，其特征在于具有透鏡陣列，其中，該透鏡陣列具有排列了多個透鏡的透鏡集合構件；以及排列了多個光圈的遮光構件，其中，所述透鏡集合構件為多個，被排列為與其各自具有的多個透鏡的各個光軸相互一致；所述遮光構件，被排列為所述多個透鏡的各個光軸通過各光圈；各透鏡集合構件中的透鏡被排列為對于所述光軸以垂直方向延伸的至少1個列；當所述列內的透鏡的間隔為P、所述透鏡的焦點距離為F、所述透鏡的物體面與透鏡的距離為LO、所述光軸與所述光圈內壁的距離的最大值為RY時，這些參數之間滿足數學表達式4為 的關系。
另外，本發明還提供一種透鏡陣列，其特征在于具有被排列為至少2個列的多個透鏡，其中，當相互鄰接的透鏡的光軸間的距離為PN、從各透鏡的光軸至外周部的距離的最大值為RL時，PN＜2RL，相互鄰接的透鏡的曲面在光軸方向的高度與相互鄰接的透鏡在邊界線上的一致。
進一步，本發明還提供一種曝光裝置，其特征在于具有透鏡陣列，其中，該透鏡陣列具有被排列為至少2個列的多個透鏡，當相互鄰接的透鏡的光軸間的距離為PN、從各透鏡的光軸至外周部的距離的最大值為RL時，PN＜2RL，相互鄰接的透鏡的曲面在光軸方向的高度與相互鄰接的透鏡在邊界線上的一致。
進一步，本發明還提供一種圖像形成裝置，其特征在于具有曝光裝置，該曝光裝置具有透鏡陣列，其中，該透鏡陣列具有被排列為至少2個列的多個透鏡，當相互鄰接的透鏡的光軸間的距離為PN、從各透鏡的光軸至外周部的距離的最大值為RL時，PN＜2RL，相互鄰接的透鏡的曲面在光軸方向的高度與相互鄰接的透鏡在邊界線上的一致。
進一步，本發明還提供一種讀取裝置，其特征在于具有透鏡陣列，其中，該透鏡陣列具有被排列為至少2個列的多個透鏡，當相互鄰接的透鏡的光軸間的距離為PN、從各透鏡的光軸至外周部的距離的最大值為RL時，PN＜2RL，相互鄰接的透鏡的曲面在光軸方向的高度與相互鄰接的透鏡在邊界線上的一致。
發明效果 根據本發明，透鏡陣列具有將多個透鏡排列成列的透鏡集合構件，通過設定在該透鏡集合構件上的透鏡的間隔、列的間隔、透鏡的焦點距離等的數值，使其滿足預定的關系，從而可以提高圖像分辨率。
圖1是本發明的實施方式一的打印機示意圖； 圖2是本發明的實施方式一的LED頭的斷面示意圖； 圖3是本發明的實施方式一的透鏡陣列的示意圖； 圖4是將本發明的實施方式一的透鏡陣列沿微型透鏡的排列方向在水平的包括光軸的平面進行切斷的第1斷面圖，圖的左右方向是顯示微型透鏡的排列與平行的方向的示意圖； 圖5是將本發明的實施方式一的透鏡陣列沿微型透鏡的排列方向在水平的包括光軸的平面進行切斷的第2斷面圖，圖的左右方向是顯示微型透鏡的排列與平行的方向的示意圖； 圖6是將本發明的實施方式一的微型透鏡排列成2列的透鏡陣列的物體面上的LED陣列的LED元件與微型透鏡的光軸的位置關系顯示在物體面上的示意圖； 圖7是將本發明的實施方式一的微型透鏡排列成3列的透鏡陣列的物體面上的LED陣列的LED元件與微型透鏡的光軸的位置關系顯示在物體面上的示意圖； 圖8是在本發明的實施方式一中進行評價時使用的圖像的示意圖； 圖9是本發明的實施方式二的透鏡陣列的示意圖； 圖10是將本發明的實施方式二的微型透鏡排列成1列的透鏡陣列的物體面上的LED陣列的LED元件與微型透鏡的光軸的位置關系顯示在物體面上的示意圖； 圖11是本發明的實施方式三的讀取裝置的結構示意圖； 圖12是本發明的實施方式三的讀取頭的結構示意圖； 圖13是本發明的實施方式四的微型透鏡的詳細結構示意圖。
具體實施例方式 下面參照附圖對本發明的具體實施方式
進行詳細說明。
實施方式一 圖1是本發明的實施方式一的打印機的示意圖。
在圖1中，10是作為圖像形成裝置的打印機，例如可以是電子照片方式的彩色打印機，也可以是黑白打印機。另外，所述打印機10也可以是具有掃描儀、傳真機、復印機等的功能的多功能一體機。在本實施方式中，所述打印機10是通過電子照片方式形成圖像的，通過由包括顏料的樹脂構成的色粉作為色彩材料，以圖像數據為基礎在作為打印媒介物的紙張11上形成圖像的彩色打印機。
所述打印機10的內部安裝有存放紙張11的供紙托盤60，另外還設有將紙張11從供紙托盤60中取出的供紙輥61、輸送從供紙托盤中取出的紙張11的輸送輥62及63。
所述打印機10是所謂串聯式的彩色電子照片式打印機，具有形成各色色粉圖像的圖像形成部，以及將該圖像形成部形成的色粉圖像轉印至紙張11上的轉印部。
所述圖像形成部沿紙張11的輸送路徑以串聯式排列，具有分別形成黃色、紅色、藍色及黑色的各色圖像的4個流程組件。另外，各流程組件具有作為靜電潛像載體的感光鼓41；將該感光鼓41形成的靜電潛像通過色粉進行顯像，形成色粉圖像的顯像器50；為該顯像器50供給色粉的色粉盒51；向感光鼓41的表面供給電荷使其帶電的帶電輥42；除去感光鼓41表面殘留的色粉的清潔片43；以及根據圖像數據向帶電的感光鼓41的表面選擇性地照射光，作為形成靜電潛像的曝光裝置的LED頭30。所述色粉圖像是通過色粉使靜電潛像可視化的圖像。另外，為了在將色粉圖像轉印至紙張11之后刮掉殘留色粉，將清潔片43設置為與感光鼓41相接觸。
另外，所述轉印部具有輸送紙張11的轉印帶81、以及將所述感光鼓41上形成的色粉圖像轉印至紙張11上的轉印輥80。該轉印輥80夾持轉印帶81，與各流程組件的感光鼓41對向設置。另外，為刮取附著在轉印帶81上的殘留色粉，設置清潔片82與轉印帶81相接觸。
在紙張11的輸送方向的所述圖像形成部的下游側，設有通過熱量及壓力使被轉印至紙張11上的色粉圖像固定的定影器90。另外設有對通過該定影器90的紙張進行輸送的輸送輥64，以及將紙張11輸出至積存紙張11的輸出部70的輸出輥65。
所述帶電輥42及轉印輥80由圖中未標示的電源外加預定的電壓。另外，所述轉印帶81、感光鼓41以及各個輥，分別由圖中未標示的馬達及圖中未標示的傳動齒輪驅動旋轉。顯像器50、LED頭30、定影器90以及圖中未標示的各馬達，分別與圖中未標示的電源及控制裝置相連接。
所述打印機10與圖中未標示的網絡等相連接，具有與外部裝置進行通信、從上位裝置接收打印數據的圖中未標示的外部接口，以及從該外部接口接收打印數據、對打印機10整體進行控制的控制裝置。
下面對所述LED頭30的結構進行說明。
圖2是本發明的實施方式一中LED頭的斷面示意圖。
如圖所示，LED頭30中設有透鏡陣列20。該透鏡陣列20通過托架34被固定在LED頭30上。另外，31是作為發光部的LED元件。32是驅動IC，用以控制所述LED元件31的發光。此外，所述LED元件31及驅動IC32被設置在配線基板34上，通過電線33連接。從所述LED元件31射出的光通過透鏡陣列20，從而在感光鼓41的表面形成圖像。
在本實施方式中，LED頭30具有600〔dpi〕的分辨率，每1英寸(1英寸約為25.4〔mm〕)排列有600個LED元件31。即，以0.0423〔mm〕的間隔排列LED元件31，構成LED陣列。
下面對所述透鏡陣列20的結構進行說明。
圖3是本發明的實施方式一的透鏡陣列示意圖。在圖3中，(a)為透鏡陣列的平面圖；(b)為遮光構件的平面圖；(c)為透鏡陣列的斷面圖，即在(a)中的A-A斷面圖；(d)為顯示遮光構件的詳細結構的主要部位放大圖。
如圖所示，透鏡陣列20具有作為透鏡集合構件的透鏡板21和遮光構件23。所述透鏡板21是包含作為多個透鏡的微型透鏡22的透鏡群，由可透過LED元件31發出的光線的透光性材料構成。如圖3(c)所示，2片透鏡板21被設置為將遮光構件23夾在中間，互相平行，且使各自具備的相對應微型透鏡22的光軸一致。各微型透鏡22的光軸對于透鏡板21的平面以垂直方向延伸。另外，如圖3(c)所示，透鏡板21的厚度在微型透鏡22的最厚部為LT。
在各透鏡板21上，微型透鏡22被排列成為2列，各列的微型透鏡22的間隔設為PY，即相鄰的微型透鏡22的中心的間隔設為PY，且各列的間隔為PX，即各列的中心軸的間隔被設為PX。另外，在圖3(a)中，微型透鏡22的列分別向上下方向延伸。
在相鄰的列之間，微型透鏡22的間隔均錯開了半個間距的距離，如圖3(a)所示，在透鏡板21的平面上，包含2個列的透鏡22的整體，被設置為“之”字狀或鋸齒狀。各微型透鏡22與在相鄰的列兩側的微型透鏡均緊密地重疊設置。
除與在相鄰的列兩側的微型透鏡22重疊的部分外，各微型透鏡22的平面形狀為圓形，其圓的半徑為RL。即，在各微型透鏡22上，從光軸到外周部的距離的最大值為RL。另外，各微型透鏡22的中心與在相鄰的列兩側的微型透鏡22的中心的間隔為PN。即，相鄰的列的微型透鏡22中，相互間鄰接的微型透鏡22的光軸間的距離為PN。由于各微型透鏡22與在相鄰的列兩側的微型透鏡22相重疊，所以2RL＞PN的關系成立。
另外，所述遮光構件23，在圖3(b)中是向上下方向延伸的細長的帶狀板部件，具有向一面的側緣開放、作為多個光圈形成開口部的2片梳狀部件23a，以及設置在該2片梳狀部件23a之間、在圖3(b)中向上下方向延伸的細長的隔板23b。這時，2片梳狀部件23a被設置為多個開口部開放的側緣相互對向，所述隔板23b的寬度為TB，其兩側緣被設置為與所述梳狀部件23a的相互對向的側緣相接。因此，遮光構件23的整體平面形狀，呈與透鏡板21幾乎相同的長方形，如圖3(c)所示，形成1片厚度為LS的板部件。另外，梳狀部件23a及隔板23b由可以遮斷LED元件31發出的光線的材料構成。
如圖3(b)及(d)所示，所述的各開口部，具有因圓形的一部分被梳狀部件23a的側緣相應的直線切斷的平面形狀，該圓的半徑為RA。另外，各梳狀部件23a的開口部在圖3(b)中被設置為向上下方向延伸的1個列，因此，遮光構件23的開口部共形成2個列。各列的開口部的間隔為PY，即，設置相鄰的開口部的圓的中心的間隔為PY；且各列的間隔為PX，即，設置各列的中心軸的間隔為PX。另外，各開口部在厚度方向貫通遮光構件23，對于該遮光構件23的平面，可以使光線在垂直方向通過。
另外，在開口部相鄰的列之間，與微型透鏡22相同，開口部的間隔被設置為相互錯開半個間隔的距離，如圖3(b)所示，遮光構件23的平面，包括2個列的開口部的整體呈“之”字狀或鋸齒狀排列。如圖3(c)所示，當透鏡板21與遮光構件23重疊設置時，各開口部與各微型透鏡22相對應。即，各微型透鏡22的光軸，即通過各微型透鏡22的平面形狀的圓心向厚度方向延伸的軸，與通過各開口部的平面形狀的圓心向厚度方向延伸的軸一致。因此，各開口部的圓心與相鄰的列的兩側的開口部的圓心之間的間隔為PN。
如圖3(d)所示，所述開口部的平面形狀，嚴格來說，是由半圓形的部分、以及半圓形的其中一部分由相當于梳狀部件23a的側緣的直線切斷的部分構成，該部分的寬度為(PX-TB)/2。即，從圓心至相當于梳狀部件23a的側緣的直線的距離為(PX-TB)/2。
下面對所述透鏡陣列20進行詳細說明。
圖4是將本發明的實施方式一的透鏡陣列沿微型透鏡的排列方向在水平的包括光軸的平面進行切斷的第1斷面圖，圖的左右方向是顯示微型透鏡的排列與平行的方向的示意圖。
在透鏡陣列20的物體面(LED元件31的發光面)起距離為LO的位置設置第1微型透鏡22-1。另外，第2微型透鏡22-2與第1微型透鏡22-1對向設置，其光軸與第1微型透鏡22-1的光軸一致，且隔開LS的距離。透鏡陣列20的成像面(感光鼓41的表面)位于從第2微型透鏡22-2起沿光軸方向隔開LI的距離的位置。
所述第1微型透鏡22-1的厚度為LT1，前側焦點距離為圖5中所示的FO，將位于光軸方向的距離LO1的位置的物體的像，形成在光軸方向的分隔距離為距離LI1的面上。另外，所述第2微型透鏡22-2的后側焦點距離為圖5中所示的FI，將位于距離LO2的位置的物體的像形成在光軸方向的分隔距離為LI2的位置。
透鏡陣列20的從物體面起至第1微型透鏡22-1的距離LO，被設定為與距離LO1相等，第1微型透鏡22-1與第2微型透鏡22-2的間隔LS，被設定為LS＝LI1+LO2，第2微型透鏡22-2至透鏡陣列20的成像面的距離LI被設定為與LI2相等。
第1微型透鏡22-1與第2微型透鏡22-2可以使用相同結構的透鏡。這時，所述第1微型透鏡22-1與第2微型透鏡22-2的厚度均為LT1，前側焦點距離為FO，在將位于光軸方向距離LO1的位置的物體的像形成在光軸方向分隔距離為距離LI1的面上時，透鏡陣列20的從物體面至第1微型透鏡22-1的距離LO，被設定為與距離LO1相等，第1微型透鏡22-1與第2微型透鏡22-2的間隔LS，被設定為LS＝2×LI1，第1微型透鏡22-1的物體面側的曲面與第2微型透鏡22-2的成像面側的曲面形狀相同，對向設置。從第2微型透鏡22-2至透鏡陣列20的成像面的距離LI被設定為與LO1相等，即LI＝LO。
在本實施方式中，形成透鏡陣列20中透鏡板21的材料，是環烯(cycloolefin)系的光學樹脂(日本ZEON公司生產，商品名ZEONEX E48R)。使用該光學樹脂，通過噴射成型，將多個微型透鏡22形成為一體。另外，遮光構件23的材料是聚碳酸酯(polycarbonate)。使用該聚碳酸酯，通過樹脂成型進行成型。
另外，微型透鏡22的各個曲面由下式(1)所示的旋轉對稱高次非球面構成，從而可以得到較高的分辨率。函數z(r)表示的是以與微型透鏡22的光軸平行的方向為軸、以半徑方向的座標為r的旋轉坐標系，以微型透鏡22的各曲面的頂點為原點，將透鏡陣列20的從物體面至成像面的方向以正數表示。另外，C為曲率半徑，A為非球面系數4次的系數，B為非球面系數6次的系數。
數式1 …式(1) 下面對具有上述結構的打印機10的動作進行說明。
如圖1所示，由圖中未標示的電源向帶電輥42附加電壓，從而使感光鼓41的表面帶電。隨后，通過感光鼓41的旋轉，帶電的感光鼓41表面到達LED頭30的附近，由該LED頭30進行曝光，在感光鼓41表面形成靜電潛像。該靜電潛像通過顯像器50而顯像，在感光鼓41的表面形成色粉圖像。
另一方面，被設置于供紙托盤60中的紙張11被供紙輥61從供紙托盤60中取出，由輸送輥62及輸送輥63輸送至轉印輥80及轉印帶81的附近。
由于感光鼓41的旋轉，通過顯像獲得的感光鼓41表面上的色粉圖像到達轉印輥80及轉印帶81的附近，通過由圖中未標示的電源附加了電壓的轉印輥80及轉印帶81，感光鼓41表面上的色粉圖像被轉印到紙張11上。
隨后，隨著轉印帶81的旋轉，表面形成有色粉圖像的紙張11被輸送至定影器90。定影器90對紙張11上的色粉圖像進行加壓加熱，使之熔融并固定在紙張11上。
最后，該紙張11由輸送輥64及輸出輥65輸出至輸出部70，打印機10的動作結束。
下面對本實施方式中的LED頭30的動作進行說明。
根據接收到的打印數據，打印機10的控制裝置發出LED頭30的控制信號，如圖2所示，LED元件31根據驅動IC32的控制信號發出任意光量的光。該LED元件31發出的光線射入透鏡陣列20，在感光鼓41上形成圖像。
下面對具有上述結構的透鏡陣列20的動作進行說明。
如圖4所示，從LED元件31發出的光線射入第1微型透鏡22-1，通過該第1微型透鏡22-1在光軸方向間隔了距離LI1的位置形成中間像。隨后由第2微型透鏡22-2基于上述中間像的形成，在成像面上形成LED元件31的像。所述中間像為LED元件31的倒立縮小像，成像面上的LED元件31的像為所述中間像基于第2微型透鏡22-2的倒立擴大像。另外，在第1微型透鏡22-1與第2微型透鏡22-2之間，從物體面上的各點發出的光線的主光線為平行的，即所謂的遠心(telecentric)。
這樣，透鏡陣列20就形成了LED元件31的正立等倍像。另外，在LED元件31發出的光線中，對成像沒有幫助的光線由遮光構件23遮斷。
另外，當第1微型透鏡22-1與第2微型透鏡22-2為相同結構的透鏡時，透鏡陣列20也可形成LED元件31的正立等倍像。從LED元件31發出的光線射入第1微型透鏡22-1，通過該第1微型透鏡22-1在光軸方向的間隔為距離LS/2的位置形成中間像。隨后通過第2微型透鏡22-2形成中間像，在成像面上形成LED元件31的圖像。另外，在第1微型透鏡22-1與第2微型透鏡22-2之間為遠心。
下面對上述微型透鏡22的光學特性進行說明。
圖5是將本發明的實施方式一的透鏡陣列沿微型透鏡的排列方向在水平的包括光軸的平面進行切斷的第2斷面圖，圖的左右方向是顯示微型透鏡的排列與平行的方向的示意圖。
第1微型透鏡22-1的前側焦點距離為FO，從第1微型透鏡22-1的第1主平面至物體面的距離為SO。第2微型透鏡22-2的后側焦點距離為FI，從第2微型透鏡22-2的第2主平面至成像面的距離為SI。
在這里，SO與LO的差，與第1微型透鏡22-1在物體面側的曲面的曲率為反比例；SI與LI的差，與第2微型透鏡22-2在成像面側的曲面的曲率半徑為反比例。在本實施方式中的透鏡陣列20中，由于微型透鏡22的各曲面的曲率半徑均較大，SO與LO的差及SI與LI的差均可忽略，所以
且
。
另外，在第1微型透鏡22-1與第2微型透鏡22-2之間，從物體面上的各點發出的光線的主光線與光軸平行，特別是由于通過遮光構件23的開口部內壁附近的光線(圖5所示的光線)周邊的光線由遮光構件23遮斷，以及圖5所示的光線與物體面及第1微型透鏡22-1的第1主平面構成的相似關系，第1微型透鏡22-1的可見區半徑RV如下式(2)所示 數式2 …式(2) 下面對將微型透鏡22排列成2列的直線時，微型透鏡22的排列與可見區半徑RV的關系進行說明。
圖6是將本發明的實施方式一的微型透鏡排列成2列的透鏡陣列的物體面上的LED陣列的LED元件與微型透鏡的光軸的位置關系在物體面上顯示的示意圖。在圖6中，(a)是表示所有的LED元件至少包含在1個微型透鏡的可見區的條件的示意圖；(b)是所有的LED元件包含在2個微型透鏡的可見區的條件的示意圖；(c)是所有的LED元件包含在8個微型透鏡的可見區的條件的示意圖。
在圖6(a)中，所有的LED元件31至少被包含在1個微型透鏡22的可見區，所有的LED元件31的成像在感光鼓41形成的可見區半徑RV為最小。即，透鏡陣列20進行動作的微型透鏡22的可見區半徑RV為最小。這時，可見區半徑RV，可使用微型透鏡22的排列方向的間隔(即各列的微型透鏡22的間隔)PY和微型透鏡22的排列方向與垂直方向的間隔(即列的間隔)PX，用下式(3)表示 數式3 …式(3) 根據上述式(2)及式(3)，設微型透鏡22的焦點距離為F、透鏡陣列20與該透鏡陣列20的物體面的距離為LO、微型透鏡22的光軸與遮光構件23的開口部的內壁的距離的最大值為RA時，作為透鏡陣列20的動作條件可得到下式(4) 數式4 …式(4) 但是，通過1個微型透鏡22形成各LED元件31的成像時，靠近微型透鏡22的光軸的LED元件31與遠離微型透鏡22的光軸的LED元件31各自成像的形狀會出現不同。因此，通過設定至少由2個微型透鏡22形成各LED元件31的成像，就可以使所有的LED元件31的成像形成幾乎相同的形狀。
圖6(b)所示的是所有的LED元件31包含在2個微型透鏡22的可見區的條件。這時，可見區半徑RV，可以使用微型透鏡22的排列方向的間隔PY和微型透鏡22的排列方向與垂直方向的間隔PX，用下式(5)表示 數式5 …式(5) 另外，基于微型透鏡22的成像，由于物體與光軸分離會產生較大的歪斜。如果增大微型透鏡22的可見區半徑RV，微型透鏡22的可見區端部的物體則遠離光軸，對成像的歪斜造成較大影響。根據本實施方式的驗證證明，當LED元件31包含在8個以上的微型透鏡22的可見區形成成像時，由于物體與光軸分離導致成像的歪斜，會明顯降低分辨率。
圖6(c)所示的是所有LED元件31包含在8個微型透鏡22的可見區的條件。這時，可見區半徑RV，可使用微型透鏡22的排列方向的間隔PY和微型透鏡22的排列方向與垂直方向的間隔PX用下式(6)表示 數式6 …式(6) 根據上述式(2)、式(5)及式(6)，設微型透鏡22的焦點距離為F、透鏡陣列20與該透鏡陣列20的物體面的距離為LO、微型透鏡22的光軸與遮光構件23的開口部的內壁的距離的最大值為RA時，作為提高透鏡陣列20的分辨率的條件，可以或得下式(7) 數式7 …式(7) 下面對在將微型透鏡22排列為直線狀的3個列時，微型透鏡22的排列與可見區半徑RV的關系進行說明。
圖7是將本發明的實施方式一的微型透鏡排列成3列的透鏡陣列的物體面上的LED陣列的LED元件與微型透鏡的光軸的位置關系在物體面上顯示的示意圖。在圖7中，(a)所示的是所有LED元件包含在2個微型透鏡的可見區的條件的示意圖；(b)所示的是所有LED元件包含在8個以上的微型透鏡的可見區的條件的示意圖。
圖7(a)所示的是所有LED元件31至少包含在2個微型透鏡22的可見區的條件。通過設定由至少2個微型透鏡22形成各LED元件31的成像，可以使所有LED元件31的成像形成幾乎相同的形狀。這時，可見區半徑RV，可以使用微型透鏡22的排列方向的間隔PY和微型透鏡22的排列方向與垂直方向的間隔PX，用下式(8)表示 數式8 …式(8) 另外，在LED元件31包含在8個以上的微型透鏡22的可見區形成成像時，由于物體遠離光軸而導致成像的歪斜，會明顯降低分辨率。
圖7(b)所示的是LED元件31包含在8個以上的微型透鏡22的可見區的條件。這時，可見區半徑RV，可以使用微型透鏡22的排列方向的間隔PY和微型透鏡22的排列方向與垂直方向的間隔PX，用下式(9)表示。
數式9 …式(9) 根據上述式(2)、式(8)及式(9)，設微型透鏡22的焦點距離為F、透鏡陣列20與該透鏡陣列20的物體面的距離為LO、微型透鏡22的光軸與遮光構件23的開口部的內壁的距離的最大值為RA時，作為提高透鏡陣列20的分辨率的條件，可以獲得下式(10) 數式10 …式(10) 下面對使用上述透鏡陣列20的打印機10形成的圖像的評價進行說明。
圖8是在本發明的實施方式一中進行評價時使用的圖像的示意圖。
另外，本發明的發明人還使用與所述打印機10相同結構的實際的彩色LED打印機，對使用在本實施方式中說明的透鏡陣列20時的圖像進行了評價。該圖像即圖8所示的圖像，在全部打印區域，每隔1個像素形成一個點。這樣形成圖像后，在評價圖像質量后，確定可以獲得沒有多余線條及濃淡斑的良好圖像。
但是，在本實施方式中，是以在透鏡板21上將多個微型透鏡22形成一體為例進行說明的，也可以單獨形成各微型透鏡22并以預定的間隔排列。
另外，在本實施方式中，是以將微型透鏡22排列成2個或3個直線狀的列的透鏡陣列20為例進行說明的，但微型透鏡22的列的排列并不以此為限，也可以排列成為4個以上的列。
另外，在本實施方式中，是以微型透鏡22的面為旋轉對稱高次非球面為例進行說明的，但微型透鏡22的面的形狀并不以此為限，也可是是球面、變形(anamorphic)非球面、拋物面(paraboloid)、橢圓面、雙曲面、圓錐面等的曲面。
在本實施方式中，是以通過模具成型形成的透鏡板21為例進行說明的，但透鏡板21的成型方法并不以此為限，也可以使用將樹脂用于模型中的成型方法、以及通過切削加工進行成型。另外，本實施方式中是以透鏡板21的材料為樹脂為例進行說明的，而透鏡板21的材料也可以使用玻璃。
在本實施方式中，作為發光部件，是以使用排列了多個LED元件31的LED陣列為例進行說明的，但發光部件并不以LED陣列為限，還可以將例如有機EL(有機電子發光器(electronicIuminescence))、半導體激光、熒光燈、鹵素燈(halogenlamp)等的發光部件與液晶元件構成的遮光器并用。
這樣，在本實施方式中，由于使用排列了多個微型透鏡22的透鏡陣列20，與排列多個棒透鏡的透鏡陣列相比，可以提高分辨率。
通過規定微型透鏡22的排列形態，可以進一步提高分辨率。
另外，通過使用上述透鏡陣列20，可以獲得對比度(contrast)較高、并具有充分的曝光量的LED頭30，在打印機10中，基于打印數據在紙張11上形成圖像，紙張11上的圖像沒有形成多余線條、濃度斑等，圖像品質可以得到良好的改善。
實施方式二 下面對本發明的實施方式二進行說明。在實施方式二的說明中，對于與實施方式一結構相同的則標記相同的符號，并省略其說明。另外，對于與實施方式一相同的動作及效果，也省略其說明。
圖9是表示本發明的實施方式二的透鏡陣列的示意圖。在圖9中，(a)為透鏡陣列的平面圖、(b)為遮光構件的平面圖、(c)為透鏡陣列的斷面圖，即在(a)中的B-B斷面圖。
如圖所示，在本實施方式的透鏡陣列20中，在各透鏡板21上，沿圖中的上下方向將多個微型透鏡22排列為1個延伸的列。而且，位于所述列中的微型透鏡22的間隔為P，即，相鄰的微型透鏡22的中心的間隔為P。另外，各微型透鏡22與位于同列的兩側的微型透鏡22被緊密地重疊設置。
各微型透鏡22的平面形狀，除去與兩側的微型透鏡22重疊的部分為圓形，其圓的半徑為RL。由于各微型透鏡22與兩側的微型透鏡22重疊，所以2RL＞P的關系可以成立。另外，如圖9(c)所示，透鏡板21的厚度，在微型透鏡22的最厚部為LT。
在圖9(b)中，所述遮光構件23是在上下方向延伸的細長帶狀、厚度為LS的板部件，多個開口部被排列為在圖中的上下方向延伸的1個列。位于所述列的開口部的間隔設置為P，即，相鄰的開口部的中心的間隔為P。另外，各開口部被設置為不與同列兩側的開口部相重疊。
各開口部的平面形狀略為長方形，但相當于長方形的短邊的部分是形成為圓弧狀的橢圓形。而且，相對的長邊間的距離的1/2，即從開口部中心至長邊的距離為RY。
如圖9(c)所示，當透鏡板21與遮光構件23重疊設置時，各開口部與各微型透鏡22相對應。即，各微型透鏡22的光軸，即通過各微型透鏡22的平面形狀的圓中心沿厚度方向延伸的軸，與通過各開口部的平面形狀的中心沿厚度方向延伸的軸一致。
在本實施方式中，透鏡陣列20的結構，是將圖3～圖5所示的上述實施方式一中的遮光構件23的開口部的大小RA替換為RY。
在本實施方式中，物體面側的微型透鏡22與成像面側的微型透鏡22可以為相同的結構。這時，物體面側的微型透鏡22在物體面側的曲面與成像面側的微型透鏡22在成像面側的曲面為對向設置的相同結構的曲面。
其它點的結構與上述實施方式一相同，因此省略其說明。
下面對將微型透鏡22排列為1列直線時的微型透鏡22的排列與可見區半徑RV的關系進行說明。
圖10是將本發明的實施方式二的微型透鏡排列成1列的透鏡陣列在物體面上的LED陣列的LED元件與微型透鏡的光軸的位置關系顯示在物體面上的示意圖。在圖10中，(a)是所有LED元件至少包含在1個微型透鏡的可見區的條件的示意圖；(b)是所有LED元件包含在2個微型透鏡的可見區的條件的示意圖；(c)是所有LED元件包含在8個微型透鏡的可見區的條件的示意圖。
在圖10(a)中，所有LED元件31包含在至少1個微型透鏡22的可見區，所有LED元件31的成像在感光鼓41形成的可見區半徑RV為最小。即，透鏡陣列20動作的微型透鏡22的可見區半徑RV為最小。這時，可見區半徑RV，可使用微型透鏡22的排列間隔P以下式(11)表示 數式11 …式(11) 可見區半徑RV、微型透鏡22的焦點距離F、透鏡陣列20與該透鏡陣列20的物體面的距離LO、以及在微型透鏡22的排列方向微型透鏡22的光軸與遮光構件23的開口部的內壁的距離RY的關系，與將上述實施方式一的式(2)的RA替換為RY相同，根據上述式(11)，作為透鏡陣列20的動作條件，可以得到下式(12) 數式12 …式(12) 但是，在通過1個微型透鏡22形成各LED元件31的成像時，靠近微型透鏡22的光軸的LED元件31與遠離微型透鏡22的光軸的LED元件31會分別形成不同的成像。因此，通過設定由2個微型透鏡22形成各LED元件31的成像，可以使所有LED元件31的成像形成為幾乎相同的形狀。
在圖10(b)中，顯示的是所有LED元件31包含在2個微型透鏡22的可見區的條件。這時，可見區半徑RV，可以使用微型透鏡22的排列間隔P以下式(13)表示 RV＝P…式(13) 另一方面，基于微型透鏡22的成像，物體會與光軸分離，出現較大歪斜。如果增大微型透鏡22的可見區半徑RV，微型透鏡22的可見區端部的物體則與光軸分離，從而導致成像出現較大歪斜。根據本實施方式的驗證證明，當LED元件31包含在8個以上的微型透鏡22的可見區形成成像時，由于物體與光軸分離導致成像的歪斜，會明顯降低分辨率。
圖10(c)所示的是所有LED元件31包含在8個微型透鏡22的可見區的條件。這時，可見區半徑RV，可以使用微型透鏡22的排列間隔P用下式(14)表示 數式14 …式(14) 根據上述式(2)、式(13)及式(14)，設微型透鏡22的焦點距離為F、透鏡陣列20與該透鏡陣列20的物體面的距離為LO、位于微型透鏡22的排列方向的微型透鏡22的光軸與遮光構件23的開口部的內壁的距離為RY時，作為提高透鏡陣列20的分辨率的條件，可得到下式(15) 數式15 …式(15) 另外，本發明的發明人還使用與實施方式一中說明的所述打印機10相同結構的實際的彩色LED打印機，對使用在本實施方式中說明的透鏡陣列20時的圖像進行了評價。該圖像即實施方式一中圖8所示的圖像，在全部打印區域，每隔1個像素形成一個點。這樣形成圖像后，在評價圖像質量后，確定可以獲得沒有多余線條及濃淡斑的良好圖像。
在本實施方式中，是以將微型透鏡22排列成1個直線狀的列的透鏡陣列20為例進行說明的，但微型透鏡22的排列并不以此為限，也可以將其排列成為多個列。
這樣，本實施方式中的透鏡陣列20的結構可以比上述實施方式一中的透鏡陣列20的結構簡潔化。
通過比實施方式一結構簡潔的透鏡陣列20，可以提高分辨率。
另外，通過使用所述透鏡陣列20，可以獲得對比度較高、并具有充分的曝光量的LED頭30，在打印機10中，基于打印數據在紙張11上形成圖像，紙張11上的圖像沒有形成多余線條、濃度斑等，圖像品質可以得到良好的改善。
實施方式三 下面對本發明的實施方式三進行說明。在以下說明中，與實施方式一及實施方式二相同的結構則標記相同的符號，并省略其說明。另外，對于與上述實施方式一及實施方式二相同的動作及效果也省略其說明。
圖11是表示本發明的實施方式三的讀取裝置的結構的示意圖。
在圖11中，100是作為讀取裝置讀取原稿、并將原稿圖像生成電子數據的掃描儀。該掃描儀100的內部設有可動式的讀取頭110。該讀取頭110具有CCD(Charge Coupled Device電荷耦合元件)及CMOS(Complementary Metal OxideSemiconductor)等的傳感器、透鏡陣列20等的光學元件等，可以獲取原稿表面反射的光線并轉換為電子數據。所述讀取頭110被設置為可沿軌道103滑動。
需要生成電子數據的原稿放置于原稿臺102上。該原稿臺102由可以透過可視光線的材料構成。
101是作為照明裝置的照明燈，該照明燈101照射的光在原稿表面反射，由讀取頭110獲取。
另外，105是驅動皮帶，由多個滑輪104架設，驅動皮帶105的一部分與讀取頭110的一部分相連接。
106是作為驅動源的馬達，用于對驅動皮帶105進行驅動，使讀取頭110滑行。
下面對讀取頭110的結構進行說明。
圖12是表示本發明的實施方式三的讀取頭的結構的示意圖；在圖12中，(a)為讀取頭的斷面圖、(b)為讀取頭的光學系統概要圖。
在圖12中，112是變換原稿反射光線的光路的反射鏡(mirror)。透鏡陣列20將原稿圖像的成像形成在線傳感器111的受光面。所述線傳感器111具有排列在直線狀的多個受光元件，用于將原稿圖像的成像轉換為電子信號。
在這里，所述線傳感器111具有600〔dpi〕的分辨率，每1英寸(1英寸約為25.4〔mm〕)排列有600個所述受光元件。即，受光元件的間隔被排列為0.0423〔mm〕。
本實施方式的讀取頭110中的透鏡陣列20與物體面(原稿)及成像面(線傳感器111的受光面)的位置關系如圖12(b)所示。
本實施方式中的透鏡陣列20的結構與實施方式一及實施方式二中說明的相同，因此省略其說明。
下面對上述結構的掃描儀100的動作進行說明。
首先，如圖11所示，照明燈101發光，照射原稿表面，由讀取頭110獲取該原稿表面反射的光線。由馬達106對驅動皮帶105進行驅動，讀取頭110與照明燈101沿圖11中的橫向方向移動，讀取頭110即可獲取原稿整個表面反射的光線。
下面對上述結構的讀取頭110的動作進行說明。
首先，如圖12所示，原稿表面反射的光線透過原稿臺102，通過反射鏡112變換光路，射入透鏡陣列20。通過該透鏡陣列20，所述原稿圖像的成像形成在線傳感器111上。該線傳感器111將形成的原稿圖像的成像轉換為電子信號。
另外，本發明的發明人使用與本實施方式中說明的掃描儀100具有相同結構的實際的掃描儀，由原稿形成圖像數據后，獲得了與原稿相同的良好圖像數據。這時，所述原稿圖像即實施方式一中的圖8所示的圖像，在整個打印區域內每隔一個像素形成一個點。
另外，在本實施方式中，作為將原稿圖像轉換為電子數據的讀取裝置是以掃描儀100為例進行說明的，但所述讀取裝置并不以此為限，還可以是將光學信號轉換為電子信號的傳感器或開關(switch)，以及使用了這些的輸入輸出裝置、活體認證裝置、通信裝置、尺寸測定器等。
這樣，在本實施方式中，可以形成對比度較高、焦點深度較高、具有充分的亮度的原稿圖像的成像。還可獲得與原稿相同的圖像數據。
實施方式四 下面對本發明的實施方式四進行說明。對于與實施方式一～實施方式三相同的結構則標記相同的符號，并省略其說明。對于與實施方式一～實施方式三相同的動作及效果也省略其說明。
圖13是本發明的實施方式四的微型透鏡的詳細結構示意圖。在圖13中，(a)為微型透鏡的平面圖，(b)為微型透鏡的第1斷面圖，(c)為微型透鏡的第2斷面圖。
圖13(a)所示的，是在實施方式一中說明的透鏡陣列20中圖3(a)所示的微型透鏡22中，互相重疊的2個微型透鏡22。在這里，設一個微型透鏡為22i，另一個微型透鏡為22j。
i及j分別為微型透鏡22i及22j的曲面的頂點。另外，k是將線段ij2等分的點，直線pb是和線段ij位于同一平面、線段ij的垂直2等分線。在這里，設與微型透鏡22i及22j的光軸平行的包括直線pb的平面為平面f。另外，設包括微型透鏡22i及22j的光軸與線斷ij的平面為平面g。
圖13(b)所示的是在所述平面f切斷的微型透鏡22i及22j的斷面。在這里，微型透鏡22i的曲面及微型透鏡22j的曲面的邊界線上任意的點為n，從點n向直線pb引的垂線與直線pb的交點為m。另外，平面h是垂直于微型透鏡22i及22j的光軸的平面。
另外，圖13(c)所示的是在所述平面g切斷的微型透鏡22i及22j的斷面。
如圖13(a)所示，在三角形ikm與三角形jkm中，線斷km是共用的，直線pb是線段ij的垂直2等分線，點k是將線段ij2等分的點，線段ik與線段jk的長度相等，線段km與線段ik相互垂直，線斷km與jk相互垂直。因此，三角形ikm及三角形jkm的3個邊的長度相等，線段im與線段jm的長度相等。
設線段im的長度為Ri、線段jm的長度為Rj，位于微型透鏡22i上的與微型透鏡22j的分界線上的點n與點m之間的距離Di可以用下式(16)表示 數式16 …式(16) 位于微型透鏡22j上的與微型透鏡22i的邊界線上的點n與點m之間的距離Dj可以用下式(17)表示 數式17 …式(17) Ri＝Rj，Di＝Dj。即，2上微型透鏡22i及22j的曲面在光軸方向的高度在邊界線上一致，相鄰且重疊的2個微型透鏡22i及22j的曲面在光軸方向的高度在所述微型透鏡22i及22j的邊界線上一致。相鄰且重疊的微型透鏡22i及22j的曲面在光軸方向呈無高低差異的形狀。
這樣，微型透鏡22由垂直于光軸的平面(平面h)、在包括連接與光軸平行且相鄰的2個微型透鏡22的曲面的頂點的直線的垂直2等分線(直線pb)的平面(平面f)切斷的曲面構成，因此相鄰的微型透鏡22的曲面在光軸方向的高度在相鄰的微型透鏡22的邊界線上一致，形成在光軸方向無高低差異的形狀。
隨之，通過使基于樹脂成型形成的透鏡陣列20構成本實施方式的結構，可以構成在與微型透鏡22的光軸的平行方向上無高低差異的形狀，提高成型模內部的樹脂的流動性，在成型過程中抑制樹脂的內部應力，其結果是提高在成型過程中形狀的謄寫性，提高微型透鏡22的形狀精度。
因此，本實施方式中的透鏡陣列20，在相鄰的微型透鏡22的邊界部分沒有與微型透鏡22的光軸平行方向上的高低差異，可以抑制因射入相鄰的微型透鏡22的邊界部分的光線亂反射而造成的曝光像的分辨率下降。
其它的點的結構及動作與實施方式一相同，因此省略其說明。
這樣，在本實施方式中，相鄰的微型透鏡22的邊界部分可以構成在微型透鏡22的光軸的平行方向上不產生高低差異的結構，可以抑制因射入相鄰的微型透鏡22的邊界部分的光線亂反射而造成的曝光像的分辨率下降。
通過使基于樹脂成型形成的透鏡陣列20構成本實施方式的結構，可以構成在與微型透鏡22的光軸的平行方向上無高低差異的形狀，提高成型模內部的樹脂的流動性，在成型過程中抑制樹脂的內部應力的產生，其結果是提高在成型過程中形狀的謄寫性，提高微型透鏡22的形狀精度，提高透鏡陣列20的分辨率。
另外，通過使用本實施方式中的透鏡陣列20，可以構成對比度較高、曝光量充足的LED頭30。本實施方式中的打印機10，基于圖像數據在紙張11上形成圖像，紙張11上的圖像不會形成多余線條、濃度斑等，可以改善圖像質量。
本發明并不以上述實施方式為限，基于本發明的宗旨還可進行各種變形，這些均不應從本發明的范圍中排除。
權利要求
1.一種透鏡陣列，其特征在于，具有
排列了多個透鏡的透鏡集合構件；以及
排列了多個光圈的遮光構件，
其中，所述透鏡集合構件為多個，被配設為與其各自具有的多個透鏡的各個光軸相互一致；
所述遮光構件被排列為所述多個透鏡的各個光軸通過各光圈；
各透鏡集合構件中的透鏡被排列為對于所述光軸以垂直方向延伸的多個列；
當所述列內的透鏡的間隔為PY、所述列的間隔為PX、所述透鏡的焦點距離為F、所述透鏡的物體面與透鏡的距離為LO、所述光軸與所述光圈內壁的距離的最大值為RA時，這些參數之間滿足數學表達式1為
的關系。
2.根據權利要求1所述的透鏡陣列，其特征在于
其中，各透鏡集合構件中的透鏡被排列為2個列，這時這些參數之間滿足數學表達式2為
的關系。
3.根據權利要求1所述的透鏡陣列，其特征在于
其中，各透鏡集合構件中的透鏡被排列為3個列，這時這些參數之間滿足數學表達式3為
的關系。
4.根據權利要求1至權利要求3任一項所述的透鏡陣列，其特征在于
其中，相鄰的列內的透鏡，當相互鄰接的透鏡的光軸間的距離為PN、從各透鏡的光軸至外周部的距離的最大值為RL時，PN＜2RL。
5.一種透鏡陣列，其特征在于，具有
排列了多個透鏡的透鏡集合構件；以及
排列了多個光圈的遮光構件，
其中，所述透鏡集合構件為多個，被排列為與其各自具有的多個透鏡的各個光軸相互一致；
所述遮光構件，被排列為所述多個透鏡的各個光軸通過各光圈；
各透鏡集合構件中的透鏡被排列為對于所述光軸以垂直方向延伸的至少1個列；
當所述列內的透鏡的間隔為P、所述透鏡的焦點距離為F、所述透鏡的物體面與透鏡的距離為LO、所述光軸與所述光圈內壁的距離的最大值為RY時，這些參數之間滿足數學表達式4為
的關系。
6.根據權利要求5所述的透鏡陣列，其特征在于
其中，各透鏡集合構件中的透鏡被排列為1個列，這時這些參數之間滿足數學表達式5為
的關系。
7.據權利要求5或者6所述的透鏡陣列，其特征在于
其中，從各透鏡中的光軸至外周部的距離的最大值為RL時，P＜2RL。
8.根據權利要求1或者5所述的透鏡陣列，其特征在于
其中，所述透鏡的成像面與物體面的中間的面對稱，所述透鏡在所述中間的面形成所述物體面的像。
9.根據權利要求8所述的透鏡陣列，其特征在于
其中，所述透鏡集合構件為2個，當一個透鏡集合構件的面與另一個透鏡集合構件的面的距離為LS時，各透鏡集合構件的透鏡在光軸方向間隔LS/2的面形成所述物體面的像。
10.一種LED頭，其特征在于，具有透鏡陣列，
其中，該透鏡陣列具有
排列了多個透鏡的透鏡集合構件；以及
排列了多個光圈的遮光構件，
其中，所述透鏡集合構件為多個，被配設為與其各自具有的多個透鏡的各個光軸相互一致；
所述遮光構件被排列為所述多個透鏡的各個光軸通過各光圈；
各透鏡集合構件中的透鏡被排列為對于所述光軸以垂直方向延伸的多個列；
當所述列內的透鏡的間隔為PY、所述列的間隔為PX、所述透鏡的焦點距離為F、所述透鏡的物體面與透鏡的距離為LO、所述光軸與所述光圈內壁的距離的最大值為RA時，這些參數之間滿足數學表達式1為
的關系。
11.一種LED頭，其特征在于，具有透鏡陣列，
其中，該透鏡陣列具有
排列了多個透鏡的透鏡集合構件；以及
排列了多個光圈的遮光構件，
其中，所述透鏡集合構件為多個，被排列為與其各自具有的多個透鏡的各個光軸相互一致；
所述遮光構件，被排列為所述多個透鏡的各個光軸通過各光圈；
各透鏡集合構件中的透鏡被排列為對于所述光軸以垂直方向延伸的至少1個列；
當所述列內的透鏡的間隔為P、所述透鏡的焦點距離為F、所述透鏡的物體面與透鏡的距離為LO、所述光軸與所述光圈內壁的距離的最大值為RY時，這些參數之間滿足數學表達式4為
的關系。
12.一種曝光裝置，其特征在于具有透鏡陣列，
其中，該透鏡陣列具有
排列了多個透鏡的透鏡集合構件；以及
排列了多個光圈的遮光構件，
其中，所述透鏡集合構件為多個，被配設為與其各自具有的多個透鏡的各個光軸相互一致；
所述遮光構件被排列為所述多個透鏡的各個光軸通過各光圈；
各透鏡集合構件中的透鏡被排列為對于所述光軸以垂直方向延伸的多個列；
當所述列內的透鏡的間隔為PY、所述列的間隔為PX、所述透鏡的焦點距離為F、所述透鏡的物體面與透鏡的距離為LO、所述光軸與所述光圈內壁的距離的最大值為RA時，這些參數之間滿足數學表達式1為
的關系。
13.一種曝光裝置，其特征在于具有透鏡陣列，
其中，該透鏡陣列具有
排列了多個透鏡的透鏡集合構件；以及
排列了多個光圈的遮光構件，
其中，所述透鏡集合構件為多個，被排列為與其各自具有的多個透鏡的各個光軸相互一致；
所述遮光構件，被排列為所述多個透鏡的各個光軸通過各光圈；
各透鏡集合構件中的透鏡被排列為對于所述光軸以垂直方向延伸的至少1個列；
當所述列內的透鏡的間隔為P、所述透鏡的焦點距離為F、所述透鏡的物體面與透鏡的距離為LO、所述光軸與所述光圈內壁的距離的最大值為RY時，這些參數之間滿足數學表達式4為
的關系。
14.一種圖像形成裝置，其特征在于具有透鏡陣列，
其中，該透鏡陣列具有
排列了多個透鏡的透鏡集合構件；以及
排列了多個光圈的遮光構件，
其中，所述透鏡集合構件為多個，被配設為與其各自具有的多個透鏡的各個光軸相互一致；
所述遮光構件被排列為所述多個透鏡的各個光軸通過各光圈；
各透鏡集合構件中的透鏡被排列為對于所述光軸以垂直方向延伸的多個列；
當所述列內的透鏡的間隔為PY、所述列的間隔為PX、所述透鏡的焦點距離為F、所述透鏡的物體面與透鏡的距離為LO、所述光軸與所述光圈內壁的距離的最大值為RA時，這些參數之間滿足數學表達式1為
的關系。
15.一種圖像形成裝置，其特征在于具有透鏡陣列，
其中，該透鏡陣列具有
排列了多個透鏡的透鏡集合構件；以及
排列了多個光圈的遮光構件，
其中，所述透鏡集合構件為多個，被排列為與其各自具有的多個透鏡的各個光軸相互一致；
所述遮光構件，被排列為所述多個透鏡的各個光軸通過各光圈；
各透鏡集合構件中的透鏡被排列為對于所述光軸以垂直方向延伸的至少1個列；
當所述列內的透鏡的間隔為P、所述透鏡的焦點距離為F、所述透鏡的物體面與透鏡的距離為LO、所述光軸與所述光圈內壁的距離的最大值為RY時，這些參數之間滿足數學表達式4為
的關系。
16.一種讀取裝置，其特征在于具有透鏡陣列，
其中，該透鏡陣列具有
排列了多個透鏡的透鏡集合構件；以及
排列了多個光圈的遮光構件，
其中，所述透鏡集合構件為多個，被配設為與其各自具有的多個透鏡的各個光軸相互一致；
所述遮光構件被排列為所述多個透鏡的各個光軸通過各光圈；
各透鏡集合構件中的透鏡被排列為對于所述光軸以垂直方向延伸的多個列；
當所述列內的透鏡的間隔為PY、所述列的間隔為PX、所述透鏡的焦點距離為F、所述透鏡的物體面與透鏡的距離為LO、所述光軸與所述光圈內壁的距離的最大值為RA時，這些參數之間滿足數學表達式1為
的關系。
17.一種讀取裝置，其特征在于具有透鏡陣列，
其中，該透鏡陣列具有
排列了多個透鏡的透鏡集合構件；以及
排列了多個光圈的遮光構件，
其中，所述透鏡集合構件為多個，被排列為與其各自具有的多個透鏡的各個光軸相互一致；
所述遮光構件，被排列為所述多個透鏡的各個光軸通過各光圈；
各透鏡集合構件中的透鏡被排列為對于所述光軸以垂直方向延伸的至少1個列；
當所述列內的透鏡的間隔為P、所述透鏡的焦點距離為F、所述透鏡的物體面與透鏡的距離為LO、所述光軸與所述光圈內壁的距離的最大值為RY時，這些參數之間滿足數學表達式4為
的關系。
18.一種透鏡陣列，其特征在于
具有被排列為至少2個列的多個透鏡，
其中，當相互鄰接的透鏡的光軸間的距離為PN、從各透鏡的光軸至外周部的距離的最大值為RL時，PN＜2RL，
相互鄰接的透鏡的曲面在光軸方向的高度與相互鄰接的透鏡在邊界線上的一致。
19.根據權利要求18所述的透鏡陣列，其特征在于
其中，所述透鏡具有曲面，該曲面被垂直于所述光軸的平面，以及被包含連接相互鄰接的透鏡的曲面頂點的直線的垂直2等分線、并且與所述光軸平行的平面，所切斷。
20.根據權利要求18或者19所述的透鏡陣列，其特征在于，更具有
排列了所述透鏡的多個透鏡集合構件；以及
排列了多個光圈的遮光構件，
其中，所述透鏡集合構件被排列為與其各自具有的透鏡的各個光軸相互一致，
所述遮光構件被排列為所述透鏡的各個光軸通過各光圈。
21.根據權利要求20所述的透鏡陣列，其特征在于
其中，所述透鏡形成倒立縮小像，所述透鏡集合構件形成正立等倍像。
22.根據權利要求18或者19所述的透鏡陣列，其特征在于
其中，所述透鏡的曲面為旋轉對稱面。
23.根據權利要求18或者19所述的透鏡陣列，其特征在于
其中，所述多個透鏡被形成為一體。
24.根據權利要求18或者19所述的透鏡陣列，其特征在于
其中，所述透鏡是通過樹脂成型形成的。
25.一種曝光裝置，其特征在于具有透鏡陣列，
其中，該透鏡陣列具有被排列為至少2個列的多個透鏡，
當相互鄰接的透鏡的光軸間的距離為PN、從各透鏡的光軸至外周部的距離的最大值為RL時，PN＜2RL，
相互鄰接的透鏡的曲面在光軸方向的高度與相互鄰接的透鏡在邊界線上的一致。
26.一種圖像形成裝置，其特征在于具有曝光裝置，該曝光裝置具有透鏡陣列，
其中，該透鏡陣列具有被排列為至少2個列的多個透鏡，
當相互鄰接的透鏡的光軸間的距離為PN、從各透鏡的光軸至外周部的距離的最大值為RL時，PN＜2RL，
相互鄰接的透鏡的曲面在光軸方向的高度與相互鄰接的透鏡在邊界線上的一致。
27.一種讀取裝置，其特征在于具有透鏡陣列，
其中，該透鏡陣列具有被排列為至少2個列的多個透鏡，
當相互鄰接的透鏡的光軸間的距離為PN、從各透鏡的光軸至外周部的距離的最大值為RL時，PN＜2RL，
相互鄰接的透鏡的曲面在光軸方向的高度與相互鄰接的透鏡在邊界線上的一致。
全文摘要
本發明提供一種透鏡陣列，設定其中由多個透鏡排列成列的透鏡集合構件中的透鏡的間隔、列的間隔以及透鏡的焦點距離等的數值，使其滿足預定的關系。該透鏡陣列具有排列了多個透鏡的透鏡集合構件；以及排列了多個光圈的遮光構件，其中，所述透鏡集合構件為多個，被配設為與其各自具有的多個透鏡的各個光軸相互一致；所述遮光構件被排列為所述多個透鏡的各個光軸通過各光圈；各透鏡集合構件中的透鏡被排列為對于所述光軸以垂直方向延伸的多個列；當所述列內的透鏡的間隔為PY、所述列的間隔為PX、所述透鏡的焦點距離為F、所述透鏡的物體面與透鏡的距離為LO、所述光軸與所述光圈內壁的距離的最大值為RA時，這些參數之間滿足數學表達式1為上述公式。
文檔編號G02B3/02GK101539638SQ20091000686
公開日2009年9月23日 申請日期2009年2月26日 優先權日2008年3月18日
發明者山村明宏 申請人:日本沖信息株式會社