(57)【要約】【課題】装置に組み込んだ時にレイアウトの自由度が高い光源装置を提供すること。【解決手段】光源側から順に、発光光源、レンズ系の順に並んでおり、レンズ系は発光光源から出射される光に、収束作用を与えるように、発光光源の近傍に配置され、レンズ系のうち、少なくとも１枚のレンズの面は、片面あるいは両面が回転非対称な自由曲面とする。【選択図】図３
2008066325.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光光源と、少なくとも１枚のレンズからなるレンズ系を有する光源装置であって、
光源側から順に少なくとも、発光光源、レンズ系の順に並んでおり、
前記レンズ系は前記発光光源から出射される光に、収束作用を与えるように、前記発光光源の近傍に配置されており、
前記レンズ系のうち、少なくとも１枚のレンズの面は、片面あるいは両面が回転非対称な自由曲面であることを特徴とする光源装置。
【請求項２】
請求項１記載の光源装置であって、前記レンズ系のうち、少なくとも１枚のレンズは、前記発光光源側の面が球面あるいは非球面であり、
前記発光光源を、球面あるいは非球面の曲率中心と絞りの中心を結ぶ軸上に配置することを特徴とする光源装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の光源装置であって、
前記発光光源からレンズ系に入射する光であって前記発光光源が出射する光の強度が最も強い方向の方向ベクトルと、レンズ系から出射する光であって光の強度が最も強い方向の方向ベクトルのなす角をθ、
前記レンズ系の光源側の開口数をＮＡとしたときに、
以下の条件式を満足することを特徴とする光源装置。
｜ＮＡ・tanθ｜  ＞  ０．０２６
【請求項４】
請求項１乃至３に記載の光源装置であって、前記発光光源は、発光ダイオードであることを特徴とする光源装置。
【請求項５】
請求項１乃至３に記載の光源装置であって、前記発光光源は、レーザーダイオードであることを特徴とする光源装置。
【請求項６】
請求項１乃至３に記載の光源装置であって、レンズの材料は、プラスチックあるいは樹脂材料であることを特徴とする光源装置。
【請求項７】
請求項６記載の光源装置であって、前記発光光源は、前記プラスチックあるいは樹脂材料によって封止され、レンズと一体であることを特徴とする光源装置。
【請求項８】
被照明面と、被照明面に光束を照射する投光部と、被照明面からの反射光を検出する受光部とを有する検出装置であって、前記投光部は請求項１乃至７に記載の光源装置によって構成されることを特徴とする検出装置。
【請求項９】
反射率の相異なる２つの面状のマークの組み合わせによる光学マークと、該光学マークに光束を照射する投光部と、前記光学マークからの反射光を検出する受光部とを有する検出装置であって、該検出装置と前記光学マークとの相対位置を読み取る検出装置において、前記投光部は請求項１乃至７に記載の光源装置によって構成されることを特徴とする検出装置。
【請求項１０】
請求項９記載の検出装置において、前記光学マークは、複数の支持ローラに掛け渡された無端ベルトの一面の側縁近傍に設けられたエンコーダ用スケールであり、前記検出装置は該エンコーダ用スケールを検出する位置に固定的に配置され、前記相対移動は、前記無端ベルトの一方向への回転移動であることを特徴とする検出装置。
【請求項１１】
請求項８乃至１０に記載の検出装置であって、受光部は受光素子を有しており、受光素子はプラスチックあるいは樹脂材料によって封止されており、前記プラスチックあるいは封止樹脂は投光部からの入射光に対して平面あるいはレンズ面を形成することを特徴とする検出装置。
【請求項１２】
請求項８乃至１１に記載の検出装置であって、前記発光光源と受光素子はプラスチックあるいは樹脂材料によって封止されており、一体であることを特徴とする検出装置。
【請求項１３】
請求項８乃至１２に記載の検出装置であって、投光部と受光部は、同一基盤上に設置されていることを特徴とする検出装置。
【請求項１４】
請求項８乃至１３に記載の検出装置を用いたことを特徴とする無端ベルト装置。
【請求項１５】
請求項１４記載の無端ベルト装置を、感光体ベルトとして用いたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１６】
請求項１４記載の無端ベルト装置を、中間転写ベルトとして用いたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１７】
請求項１６記載の画像形成装置において、前記中間転写ベルトに画像を転写する潜像担持体が複数あることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光ダイオード（ＬＥＤ）やレーザーダイオード（ＬＤ）といった小型の光源に、レンズをカップリングさせた光源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＬＥＤやＬＤのような小型光源にレンズをカップリングさせるときには、光源（例えばＬＥＤのチップ）を、レンズの光軸上に配置していた。これは、球面レンズ・非球面（特定の高次式で表現された曲線を回転して形成される曲面）レンズともに、共軸の光学系においては、レンズの収差は光軸上が最も小さく収めやすいし、レンズの光軸と光の出射方向が一致している方が光源とレンズの光源装置としては、使い勝手が良いためである。
【０００３】
このような光源装置を内部に有する装置としては、光学的指紋センサや光学式マウス、速度エンコーダや書込光学系ユニット、高度な収差補正が必要なものとしてはＣＤやＤＶＤのピックアップ光学系等がある。
【０００４】
光源装置の機能は、対応する機器によってそれぞれ異なるが、例えば、特許文献１に開示されているような速度エンコーダがある。
【０００５】
感光体ベルト、中間転写ベルト等の画像形成用の回転体を備えた画像形成装置において、回転移動部で搬送される転写材上の画像の位置合わせを高精度に行うために、回転体の回転移動部の移動量及び移動位置を正確に制御することが要求されるが、速度エンコーダはこれを制御するための装置である。
【０００６】
特許文献１の図１、図２を、本発明の図７、図８に引用し、速度エンコーダの構成について説明する。図７、８において、符号２２'は検出装置としてのフォトカプラ、２１は光学マーク、２３は投光部、２４は受光部であり、３はベルト、４・５・２０は支持ローラ、１８はモータ、１９は減速機である。図８はフォトカプラと光学マークとの位置関係を説明するための図である。図８(ａ)はベルト端面側から見た図、図８(ｂ)はベルトの走行方向から見た図である。
【０００７】
フォトカプラ２２'は投光部２３と受光部２４が一体に構成されている。投光部は内部に光源２３ａを有し、受光部は内部に受光素子２４ａを有している。投光部２３も受光部２４も集光のためのレンズ（２３ｂ、２４ｂ）を備えており、両レンズの光軸の並び方が、ベルト３の走行方向に直行する面内に存在するようになっている。投光部から受光部へ向かう方向をベルト幅方向と呼ぶ。
【０００８】
ベルト３の側縁部には光学マーク２１が設けられている。光学マークは反射率の相異なるマークの組み合わせであれば良く、例えば、白と黒など色の違う等間隔の印刷パターンでも良い。光学マークは同じ幅の反射部２１ａと非反射部２１ｂが１つの組となって、ベルト走行方向に配置されている。
【０００９】
図８(ａ)に示すように、ベルト３の側縁部から見た場合、フォトカプラの両レンズ２３ｂ、２４ｂの光軸はベルト３の面に垂直になっている。一方、図２(ｂ)に示すベルト３の幅方向で見た場合、両レンズ２３ｂ、２４ｂの光軸はベルト３の面の垂線に対し互いに逆方向に一定の角度傾けてある。このような構成にすると、受光部２４は投光部２３からの出射光の最大光量を受光することができる。
【００１０】
ベルト３が矢印で示した移動方向に移動すると、光学マーク２１のパターン２１ａ、２１ｂが順次交互に光束照射部を通過する。非反射部２１ｂが通過しているとき受光素子には出力が生ぜず、反射部２１ａが通過しているときは受光素子に出力が生ずる。このとき、受光部２４からの出力は、例えば図９に示すような波形となり、この波形を解析し、ベルトの速度が一定になるように、モータ１８、減速機１９を制御することで、ベルトの移動量及び移動位置を正確に制御することが可能となる。
【００１１】
他方、近年、レーザープリンターの書込光学系や、ヘッドマウントディスプレイ用光学系において、レンズやミラーの曲面を自由曲面に加工する技術が進歩し、自由曲面レンズやミラーが、光学素子として定着しつつある。
【００１２】
例えば、特許文献２には、自由曲面を用いた光学系の設計方法が提案されている。これらのことから、自由曲面を用いた光学系は、今後より一般化していくものと予想される。
【００１３】
また、転写紙搬送ベルト上のマークを検出するためのマークセンサとして、透過型の光学センサを用い、光源から照射された光はコリメートレンズにより平行光化された後、転写紙搬送ベルト上のマークを通過することでフォトダイオードによって受光され、このように平行光を照射するので、各マークの検出タイミングごとに転写紙搬送ベルトの表面法線方向位置が変位して検出距離が変動しても、各マークを通過する光がフォトダイオードによって受光される受光開始タイミング及び受光終了タイミングにほとんど変化はない技術が開示されている（例えば、特許文献３参照）。
【特許文献１】特開２００５−３３９６号公報
【特許文献２】特開２０００−０４７１１２号公報
【特許文献３】特開２００４−１９９０４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
速度エンコーダの例のように、レンズの光軸上に光源を配置した光源装置を用いると、図８(ｂ)に示すように、感知したい物体（被照明面）に斜め方向から光を当てる場合に、光源装置全体を、被照明面に対して斜めにしなくてはならない。
【００１５】
光源装置全体を斜めにしないで、レンズの光軸に対して斜めに光を出射する方法としては、回転対称の球面レンズ・非球面レンズの光軸外に光源を配置することで、光軸に対して斜め方向に光を出射させる方法があるが、角度を大きくすればするほど（さらに、ＮＡの大きな明るいレンズ系であればあるほど）収差補正が困難になり、レンズ枚数の増加を招き、大型化・高コスト化を招く。
【００１６】
光源装置と被照明面の位置関係、さらには光源装置と被照明面と受光部の位置関係を、量産時においても精度良く出そうとすると、図１０に示すように、光源装置や受光部を被照明面に対して斜めに保持する部品２５が必要になる。この部品の精度はもちろんのこと、部品に対して光源装置・受光部を組付けるときの組付け精度が、光源装置と被照明面と受光部の位置関係にそのまま影響してしまい、エンコーダのシステムとしては簡易な構成だが、それを保持する部品・組付け方法などが複雑になってしまう問題があった。
【００１７】
また、光源装置を斜めに設置しなくてはならないことと、それを保持する部品が必要になるということは、この光源装置を有する装置全体のレイアウトを制限するものである。
【００１８】
これらの問題の原因は、光源装置から出射される光の方向が、レンズの光軸方向であるという常識、あるいは、光軸外に光源を置いた場合には、レンズの収差補正が困難であるという常識から派生したものであると言える。
【００１９】
そこで、本発明では、自由曲面を用いることで、装置に組み込んだ時にレイアウトの自由度が高い光源装置を提供するとともに、組付けが簡易、あるいは組付け不要で、光源装置と受光装置を保持する部品が不要な、小型・簡易・低コストな検出装置、この検出装置を有する無端ベルト装置、この無端ベルト装置を有する画像形成装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
請求項１記載の発明は、発光光源と、少なくとも１枚のレンズからなるレンズ系を有する光源装置であって、光源側から順に少なくとも、発光光源、レンズ系の順に並んでおり、レンズ系は発光光源から出射される光に、収束作用を与えるように、発光光源の近傍に配置されており、レンズ系のうち、少なくとも１枚のレンズの面は、片面あるいは両面が回転非対称な自由曲面であることを特徴とする光源装置である。
【００２１】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の光源装置であって、レンズ系のうち、少なくとも１枚のレンズは、発光光源側の面が球面あるいは非球面であり、発光光源を、球面あるいは非球面の曲率中心と絞りの中心を結ぶ軸上に配置することを特徴とする。
【００２２】
請求項３記載の発明は、請求項１または２に記載の光源装置であって、発光光源からレンズ系に入射する光であって発光光源が出射する光の強度が最も強い方向の方向ベクトルと、レンズ系から出射する光であって光の強度が最も強い方向の方向ベクトルのなす角をθ、レンズ系の光源側の開口数をＮＡとしたときに、以下の条件式を満足することを特徴とする光源装置。
｜ＮＡ・tanθ｜  ＞  ０．０２６
【００２３】
請求項４記載の発明は、請求項１乃至３に記載の光源装置であって、発光光源は、発光ダイオードであることを特徴とする。
【００２４】
請求項５記載の発明は、請求項１乃至３に記載の光源装置であって、発光光源は、レーザーダイオードであることを特徴とする。
【００２５】
請求項６記載の発明は、請求項１乃至３に記載の光源装置であって、レンズの材料は、プラスチックあるいは樹脂材料であることを特徴とする。
【００２６】
請求項７記載の発明は、請求項６記載の光源装置であって、発光光源は、プラスチックあるいは樹脂材料によって封止され、レンズと一体であることを特徴とする。
【００２７】
請求項８記載の発明は、被照明面と、被照明面に光束を照射する投光部と、被照明面からの反射光を検出する受光部とを有する検出装置であって、投光部は請求項１乃至７に記載の光源装置によって構成されることを特徴とする。
【００２８】
請求項９記載の発明は、反射率の相異なる２つの面状のマークの組み合わせによる光学マークと、該光学マークに光束を照射する投光部と、光学マークからの反射光を検出する受光部とを有する検出装置であって、該検出装置と光学マークとの相対位置を読み取る検出装置において、投光部は請求項１乃至７に記載の光源装置によって構成されることを特徴とする。
【００２９】
請求項１０記載の発明は、請求項９記載の検出装置において、光学マークは、複数の支持ローラに掛け渡された無端ベルトの一面の側縁近傍に設けられたエンコーダ用スケールであり、検出装置は該エンコーダ用スケールを検出する位置に固定的に配置され、相対移動は、無端ベルトの一方向への回転移動であることを特徴とする。
【００３０】
請求項１１記載の発明は、請求項８乃至１０に記載の検出装置であって、受光部は受光素子を有しており、受光素子はプラスチックあるいは樹脂材料によって封止されており、プラスチックあるいは封止樹脂は投光部からの入射光に対して平面あるいはレンズ面を形成することを特徴とする。
【００３１】
請求項１２記載の発明は、請求項８乃至１１に記載の検出装置であって、発光光源と受光素子はプラスチックあるいは樹脂材料によって封止されており、一体であることを特徴とする。
【００３２】
請求項１３記載の発明は、請求項８乃至１２に記載の検出装置であって、投光部と受光部は、同一基盤上に設置されていることを特徴とする。
【００３３】
請求項１４記載の発明は、請求項８乃至１３に記載の検出装置を用いたことを特徴とする無端ベルト装置である。
【００３４】
請求項１５記載の発明は、請求項１４記載の無端ベルト装置を、感光体ベルトとして用いたことを特徴とする画像形成装置である。
【００３５】
請求項１６記載の発明は、請求項１４記載の無端ベルト装置を、中間転写ベルトとして用いたことを特徴とする画像形成装置である。
【００３６】
請求項１７記載の発明は、請求項１６記載の画像形成装置において、中間転写ベルトに画像を転写する潜像担持体が複数あることを特徴とする。
【発明の効果】
【００３７】
本発明によれば、装置に組み込んだ時にレイアウトの自由度が高い光源装置を提供するとともに、組付けが簡易、あるいは組付け不要で、光源装置と受光装置を保持する部品が不要な、小型・簡易・低コストな検出装置、この検出装置を有する無端ベルト装置、この無端ベルト装置を有する画像形成装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
次に、本発明の第１の実施の形態の構成について図面を参照して説明する。以下の各実施の形態において、レンズ面形状の表現について、以下に示す。
【００３９】
まず、図１を参照しながら、光学系の座標（Ｘ、Ｙ、Ｚ）について定義する。絞り１中心を通り、絞り１に垂直で像面６中心に到る光線（軸上主光線）を光軸２と定義し、光軸２と絞り１の交差する点をこの光学系１０の座標系の原点Ｏ(０、０、０)とする。光軸２に平行でかつ原点Ｏを通る軸をＺ軸とし、物体側から絞り１側に向かう方向をＺ軸正方向とする。
【００４０】
軸上主光線が折り曲げられる図１の紙面をＹＺ面とし、ＹＺ面に平行でかつＺ軸と垂直で原点Ｏを通る軸をＹ軸とし、図１で像面６に向かう方向をＹ軸負方向とする。上記Ｙ軸、Ｚ軸の両方に垂直で原点Ｏを通る軸をＸ軸とし、Ｙ軸、Ｚ軸と右手座標系を構成する方向（紙面の裏面に向かう方向）をＸ軸正方向とする。
【００４１】
この光学系とは別に、面形状の定義に用いる面固有の座標系（ｘｉ、ｙｉ、ｚｉ）（以下、面座標系とする）が、面の数（ｉ＝１、２、３、・・・）だけ存在し、その面形状を定義する式の原点を面座標系の原点ｏｉと定義する。この面座標系(ｘｉ、ｙｉ、ｚｉ)は、光学系座標（Ｘ、Ｙ、Ｚ）と次のような関係にある。
【００４２】
図２に示すように、面座標系の原点ｏｉを、光学系座標での位置がＯ＝（０、ｓ、ｔ）、かつ、Ｘ軸を中心として、紙面上反時計回り方向を正とし、Ｚ軸とｚ軸のなす角がα(°)であるとき、光学系座標（Ｘ、Ｙ、Ｚ）は、光学系座標をＸ軸を中心にα回転させた後、座標系をＹ方向にｓ、Ｚ方向にｔ平行移動させる操作によって、面座標系(ｘｉ、ｙｉ、ｚｉ)に移すことができる。
【００４３】
そして、１０の各面の面形状は、少なくとも１面が回転非対称な自由曲面を有しており、以下の各実施の形態において、自由曲面形状の表現は以下の式による。（文字サイズ８で記載の添え字は、"〜乗"を示す）
【００４４】
「ｘｚ断面内における非円弧形状」ｘｚ断面内の近軸曲率半径：Ｒs、円錐定数：Ｋ、高次の係数：Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４、Ａ５、Ａ６、・・、を用いて次の多項式（６）で表す。
Ｚ＝（ｘ２／Ｒs）／［１＋√｛１−（１＋Ｋ）(ｘ／Ｒs)２｝］
＋Ａ１ｘ＋Ａ２ｘ２＋Ａ３ｘ３＋Ａ４ｘ４＋Ａ５ｘ５＋Ａ６ｘ６・・ （６）
式（６）において、奇数次のＡ１、Ａ３、Ａ５、・・が０以外の値を持つと非円弧形状は「ｘ方向に非対称形状」となる。
【００４５】
「ｙｚ断面内における曲率」ｙｚ断面内で曲率がＸ方向に変化する場合、次の式（７）で表す。
Ｃm(ｘ)＝[１／Ｒm(０)]
＋Ｂ１ｘ＋Ｂ２ｘ２＋Ｂ３ｘ３＋Ｂ４ｘ４＋Ｂ５ｘ５＋Ｂ６ｘ６＋・・（７）
Ｒm(０)は、「ｙｚ断面内におけるｚ軸上（ｘ＝０）」おける曲率半径を表す。式（７）において、ｙの奇数次係数：Ｂ１、Ｂ３、Ｂ５、・・が０以外の値を持つと、副走査断面内の曲率の、主走査方向の変化は非対称である。
【００４６】
「ｙｚ断面内における非円弧形状」（８）で表す。
ｚ＝（ｘ２／Ｒs）／［１＋√｛１−（１＋Ｋ）(ｘ／Ｒs)２｝］
＋Ａ１ｘ＋Ａ２ｘ２＋Ａ３ｘ３＋Ａ４ｘ４＋Ａ５ｘ５＋Ａ６ｘ６・・
＋（Ｃm・ｙ２）／［１＋√｛１−（１＋Ｋm）(Ｃm・ｙ)２｝］
＋（Ｆ０＋Ｆ１ｘ＋Ｆ２ｘ２＋Ｆ３ｘ３＋Ｆ４ｘ４＋・・）ｙ
＋（Ｇ０＋Ｇ１ｘ＋Ｇ２ｘ２＋Ｇ３ｘ３＋Ｇ４ｘ４＋・・）ｙ２
＋（Ｈ０＋Ｈ１ｘ＋Ｈ２ｘ２＋Ｈ３ｘ３＋Ｈ４ｘ４＋・・）ｙ３
＋（Ｉ０＋Ｉ１ｘ＋Ｉ２ｘ２＋Ｉ３ｘ３＋Ｉ４ｘ４＋・・）ｙ４
＋・・（８）
式（８）における「Ｃm」は、式（７）で定義されたＣm (Ｘ)である。また、「Ｋm」は、次の式（９）で定義される。
Ｋm(ｘ)＝Ｋm (０)＋Ｃ１ｘ＋Ｃ２ｘ２＋Ｃ３ｘ３＋Ｃ４ｘ４＋Ｃ５ｘ５＋・・（９）
式（８）において、Ｆ１、Ｆ３、Ｆ５、…、Ｇ１、Ｇ３、Ｇ５、…等が０以外の値を持つとｙｚ断面内の非円弧量がｘ方向に非対称となる。すなわち、ｙｚ非円弧面は「ｙｚ断面内の形状が非円弧形状で、この非円弧形状が、ｘ方向におけるｙｚ断面の位置に応じて変化する面」であるが、上記の式（８）において、右辺の第１〜２行は、ｘのみの関数で「ｘｚ断面内の形状」を表す。右辺の第３行以下は、ｙｚ断面のｘ座標が決まると、ｘの各次数の項の係数が一義的に決まり、座標：ｘにおける「ｙｚ断面内の非円弧形状」が定まる。なお、自由曲面の解析的表現は、上に挙げたものに限らず種々のものが可能であり、この発明における自由曲面の形状が上記式による表現に限定されるものではない。
【００４７】
図３は、本実施の形態の光源装置の一例を示す図である。
図３の光源装置は、ＬＥＤ７、ケース８、基板９、レンズ１１から構成される。
【００４８】
ＬＥＤ７は、基板９に実装されており、出射する光の強度が最も強い方向は、基板９に対して略垂直方向である（一般にＬＥＤは、チップを樹脂で封止した状態では、ランバート分布という配光分布を取る。ランバート分布とは図４に示すような分布で、出射する光の強度が最も強い方向に対して、角度ψつくにしたがって、光強度がcosψに比例して弱まる分布である）、図３においては、基板９に対する垂直方向とは、Ｚ軸の負の方向である。
【００４９】
したがって、図３から明らかなように、発光光源が出射する光の強度が最も強い方向の方向ベクトルと、レンズから出射する光で光の強度が最も強い方向の方向ベクトルのなす角θは２０°である。θを求めるには、一般には、発光光源近傍で発光光源の配光分布（出射光の出射角度ごとの強度分布）と、レンズ系の最終面（光出射面）近傍での配光分布を測定し、それぞれ最も強い光強度を示す方向を求め、それぞれのなす角を算出する方法が望ましい。
【００５０】
レンズ１１は、光出射側の面（Ｒ：１面）が自由曲面で、光源側の面（Ｒ：２面）が球面であり、絞りはＲ：２面の光学的有効径自体を絞りと定義する。ＬＥＤ７は、Ｒ：２面の曲率中心と絞りの中心を結んだ線上に設置されており、この線がすなわち光軸である。レンズ１１は、Ｒ：１面に２０°の平行光束（波長５４６。０７nm）が入ってきたときに、このＬＥＤ７を設置する位置で収差が小さくスポットを結ぶように設計されている。
【００５１】
レンズ１１の光源側の開口数（ＮＡ）は、絞りとレンズのバックフォーカス（光軸上で、Ｒ：２面と前記スポットを結ぶ点の間隔）によって決定される。
【００５２】
以下にレンズ１１のレンズデータを示す。
曲率半径            肉厚（光軸上）            屈折率
Ｒ：１面    ３．００mm          ２．６０mm                １．５８９４９
Ｒ：２面    −４０．００mm
【００５３】
【表１】
2008066325.tif 000003
【００５４】
上のレンズデータより、
ＮＡ＝０．３７、θ＝２０°
よって、
｜ＮＡ・tａnθ｜＝０．３７×０．３６≒０．１３  (>０．０２６)
請求項３に記載の条件式は、片面非球面の単レンズによって、斜め入射の平行光を集光した場合に、収差補正が困難になる値の経験値である。許容できる収差の度合いは、対象とする光学機器によって異なるが、照明光学系に片面非球面の単レンズを用いた場合に必要な収差補正量を用いた。
【００５５】
ＬＥＤ７から出射された光束は、基板９に対して２０°傾いた平行光束になって、出射される。このような光源装置は、例えば足元灯や街灯、自転車や自動車のヘッドライトとして使用できる。従来型の光源装置では、ケース８全体を斜めに２０°傾けなければならなかった。しかし、この光源装置であれば、光束を傾けたい角度に合わせたレンズを用いることによって、ケース８全体を傾ける必要がなくなっている。
【００５６】
図５は、第２の実施の形態の検出装置の一例を示す図である。図５の検出装置は、図７の無端ベルト装置に用いられる検出装置（図８）と同じく、図７の無端ベルト装置に用いられる検出装置であり、光学マーク２１の反射光によって、ベルト３の速度を検出する。
【００５７】
図５の検出装置は、レンズ３１、ＬＥＤ３２、受光素子３３、レンズを保持するケース３８、基板３９から構成される。
【００５８】
図８の検出装置と比較して、受光素子のレンズ２４ｂを省略したが、レンズを使用して受光素子への集光効率を高める場合には、勿論レンズの設置は可能である。
【００５９】
ＬＥＤ３２から出射された光は、レンズ３１によって、基板３９に対して、垂直から所定角度傾いた平行光束となり、光学マーク２１に向かう。光学マーク２１の反射率によって、所定量反射された光は、受光素子３３へ向かい、ベルトの速度を検出する。
検出結果より、図７のモータ１８、減速機１９を制御することで、ベルトの移動量及び移動位置を正確に制御することが可能となる。この結果、この検出装置を備えた画像形成装置は、色ずれの少ない画像を得ることができる。
【００６０】
本発明のレンズを用いることで、図８（ｂ）と比較して、一基板上にＬＥＤ３２と受光素子３３を実装できるので、レンズやそれを保持するケースを傾ける必要がなく、構成が簡単で、必要な部品が少なくなり、組付けも容易になる。基板３９とベルト３を平行に配置できるので、検出装置と無端ベルト装置の組付けも容易になる。
【００６１】
さらに、図６に示すように、基板上にＬＥＤ３２と受光素子３３を実装した後に、ＬＥＤ３２と受光素子３３を一体的にそのまま樹脂４１で封止し、その封止する形状をレンズにしてしまう方法もある。図６の場合、受光素子側の封止樹脂は入射光に対して平面形状であるが、より光利用効率を高めることを目的として、この面形状を球面・非球面あるいは自由曲面に成形しても問題ない。封止用の樹脂は、エポキシ樹脂等の周囲の温度湿度変化に対する形状や屈折率の変動が小さい樹脂が望ましい。あるいは、プラスチックを使用しても問題ない。このような方法を採れば、組付けそのものが不要となり、組付け工程が不要になり、検出装置の低コスト化に寄与する。
【００６２】
以下に、各請求項ごとの発明の作用効果について述べる。請求項１に記載の発明を用いることで、小型で、内部のレイアウトの自由度が高く、簡易な構成（部品点数が少なく・低コストで・公差に強い）の光源装置あるいは、この光源装置を有する機械を構成することが可能となる。
【００６３】
請求項２に記載の発明を用いることで、請求項１に記載の光源装置の光利用効率を高めることが可能となる。
【００６４】
請求項３に記載の発明を用いることで、様々な機械に光源装置を用いるにあたって、通常の共軸球面あるいは非球面を有する光源装置を使うか、本発明の（請求項１に記載の）光源装置を用いるかの判断が容易となる。請求項３の条件式は、本発明の効果を最大利用できる範囲である。
【００６５】
請求項４に記載の発明を用いることで、消費電力の少ない光源装置を構成できる。
【００６６】
請求項５に記載の発明を用いることで、消費電力の少ない光源装置を構成できる。
【００６７】
請求項６に記載の発明を用いることで、低コストな光源装置を構成できる。
【００６８】
請求項７に記載の発明を用いることで、公差に強く、作業工程の少ない光源装置を構成できる。
【００６９】
請求項８に記載の発明を用いることで、公差に強い光源装置を構成できる。
【００７０】
請求項９に記載の発明を用いることで、小型で、低消費電力で、簡易な構成（部品点数が少なく・低コストで・公差に強い）の検出装置あるいは、この検出装置を有する機械を構成することが可能となる。
【００７１】
請求項１０に記載の発明を用いることで、小型で、低消費電力で、簡易な構成（部品点数が少なく・低コストで・公差に強い）の検出装置あるいは、この検出装置を有する機械を構成することが可能となる。
【００７２】
請求項１１に記載の発明を用いることで、低コストな光源装置を構成できる。
【００７３】
請求項１２に記載の発明を用いることで、公差に強く、作業工程の少ない光源装置を構成できる。
【００７４】
請求項１３に記載の発明を用いることで、公差に強い光源装置を構成できる。
【００７５】
請求項１４に記載の発明を用いることで、小型で、低消費電力で、簡易な構成（部品点数が少なく・低コストで・公差に強い）の無端ベルト装置あるいは、この無端ベルト装置を有する機械を構成することが可能となる。
【００７６】
請求項１５に記載の発明を用いることで、小型で、低消費電力で、簡易な構成（部品点数が少なく・低コストで・公差に強い）の画像形成装置あるいは、この画像形成装置を有する機械を構成することが可能となる。
【００７７】
請求項１６に記載の発明を用いることで、小型で、低消費電力で、簡易な構成（部品点数が少なく・低コストで・公差に強い）の画像形成装置あるいは、この画像形成装置を有する機械を構成することが可能となる。
【００７８】
請求項１７に記載の発明を用いることで、小型で、低消費電力で、簡易な構成（部品点数が少なく・低コストで・公差に強い）の画像形成装置あるいは、この画像形成装置を有する機械を構成することが可能となる。
【００７９】
なお、上述する各実施の形態は、本発明の好適な実施の形態であり、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更実施が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】本発明の第１の実施形態の光学系の座標（Ｘ、Ｙ、Ｚ）について定義する図である。
【図２】本発明の第１の実施形態の面座標系(ｘｉ、ｙｉ、ｚｉ)と光学系座標（Ｘ、Ｙ、Ｚ）の関係を示す図である。
【図３】本発明の第１の実施形態の光源装置の一例を示す図である。
【図４】本発明の第１の実施形態のランバート分布を示す図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態の検出装置の一例を示す図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態の検出装置の一例を示す図である。
【図７】従来の無端ベルト装置を示す図である。
【図８】従来のフォトカプラと光学マークとの位置関係を説明する図である。
【図９】従来の受光部からの出力を示す図である。
【図１０】従来の光源装置や受光部を被照明面に対して斜めに保持する部品である。
【符号の説明】
【００８１】
７    ＬＥＤ
８    ケース
９    基板
１１    レンズ
【図１】
2008066325.tif 000004
【図２】
2008066325.tif 000005
【図３】
2008066325.tif 000006
【図４】
2008066325.tif 000007
【図５】
2008066325.tif 000008
【図６】
2008066325.tif 000009
【図７】
2008066325.tif 000010
【図８】
2008066325.tif 000011
【図９】
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【図１０】
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