[发明专利]圆棒形透镜阵列

说明书

本发明涉及一种圆棒形透镜阵列，其中许多个透镜元件在两个侧板之间至少排列成一排，并且侧板与透镜元件之间的空隙用树脂填充以形成单一的整体部件。尤其是，本发明涉及一种圆棒形透镜阵列，其中侧板使用的是玻璃板以利用玻璃板的平滑来提高透镜元件的阵列精度(对准)由此提高清晰度。

圆棒形透镜阵列是一种矩形的光束会聚透镜件，其中许多折射率圆棒形透镜元件在两个平行放置并间隔一段距离的侧板之间平行排列成至少一排，并且侧板与透镜元件之间的空隙用黑色硅酮橡胶填充满以形成单一的整体部件，其中每个透镜元件在径向方向上都具有各自的折射率分布。圆棒形透镜阵列是用于将毗邻透镜元件各自形成的重叠像总体上形成一个连续直立的具有相同放大率的像。由于光路较短，因此不需要反像镜，采用圆棒形透镜阵列还可以使设备的尺寸较小。为此，圆棒形透镜阵列广泛地用于传真机，打印机等设备的扫描光学系统中。

侧板是采用黑色材料制成的，其中该黑色材料不允许光束通过其中，这是基于以下原因：

(1)为了在注入树脂后的加热过程中防止透镜元件排列的紊乱，必需使热膨胀系数接近透镜材料的热膨胀系数；

(2)由于侧板和透镜元件是同时研磨，因此必需使磨削性接近透镜材料的磨削性：

(3)为了保持清晰度，需要消除不是通过透镜元件的光束。

通常采用的是玻璃纤维增强塑料(以下简称FRP)，尤其是采用一种基于玻璃布的环氧树脂层压板。

随着不断增加的小型化，精制化和功能的改进，及电子设备价格的降低，用于光学扫描系统中的圆棒形透镜阵列也需要小型化，由此要求透镜元件的直径减小并且对圆棒形透镜阵列光学性能的要求也提高了。

在这样渐增的小型化，精制化和功能的改进中，近来，透镜元件排列的轻微紊乱的发生已成为一个问题。透镜元件排列的轻微紊乱导致了清晰度沿着圆棒形透镜阵列周期性变化，相应地，当其在读取系统/书写系统中用于半色调处理时就会出现密度周期性变化的现象。

从对相关领域内圆棒形透镜阵列中透镜元件排列轻微紊乱原因的研究来看，发现在FRP的表面上存在周期性的皱纹并与纤维束的排列一致。在这种情况下，当具有较好平滑性的玻璃板作为试验用作侧板时，可以防止透镜元件排列的紊乱。例如，当透镜元件的位置是在轴向远离其4mm的位置上测量时，可得到140个透镜元件的位移量，当采用FRP板作为侧板时，在透镜元件排列的方向上位移的标准偏差为0.67μm，而当采用玻璃板作为侧板时该标准偏差为0.31μm。

然而，仍然存在的问题是由于光束通过玻璃板传播导致了清晰度的降低，因此无法投入实际应用。MTF(调制转换函数)是透镜阵列清晰度的一个指标，其可以用下面的方程表示：

MTF=(Imax-Imin)/(Imax+Imin)×100

其中Imax,Imin分别为读取单色图样时得到的强度I最大值和最小值。

因此，由于光束通过玻璃传播增加了Imin的值，所以清晰度相应地下降。

相应地，本发明的目的在于提供一种圆棒形透镜阵列，其适应于以低成本提高透镜元件排列的精度并能防止清晰度的降低。本发明的另一个目的在于提供一种圆棒形透镜阵列固定壳体，其中提供了透镜元件排列的精度并能防止清晰度的降低。