CN113614583A - 图像读取装置 - Google Patents
图像读取装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113614583A CN113614583A CN202080019325.8A CN202080019325A CN113614583A CN 113614583 A CN113614583 A CN 113614583A CN 202080019325 A CN202080019325 A CN 202080019325A CN 113614583 A CN113614583 A CN 113614583A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- reading apparatus
- image reading
- array
- lens
- scanning direction
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N1/00—Scanning, transmission or reproduction of documents or the like, e.g. facsimile transmission; Details thereof
- H04N1/04—Scanning arrangements, i.e. arrangements for the displacement of active reading or reproducing elements relative to the original or reproducing medium, or vice versa
- H04N1/19—Scanning arrangements, i.e. arrangements for the displacement of active reading or reproducing elements relative to the original or reproducing medium, or vice versa using multi-element arrays
- H04N1/191—Scanning arrangements, i.e. arrangements for the displacement of active reading or reproducing elements relative to the original or reproducing medium, or vice versa using multi-element arrays the array comprising a one-dimensional array, or a combination of one-dimensional arrays, or a substantially one-dimensional array, e.g. an array of staggered elements
- H04N1/1911—Simultaneously or substantially simultaneously scanning picture elements on more than one main scanning line, e.g. scanning in swaths
- H04N1/1912—Scanning main scanning lines which are spaced apart from one another in the sub-scanning direction
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
- G02B13/24—Optical objectives specially designed for the purposes specified below for reproducing or copying at short object distances
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B3/00—Simple or compound lenses
- G02B3/0006—Arrays
- G02B3/0037—Arrays characterized by the distribution or form of lenses
- G02B3/005—Arrays characterized by the distribution or form of lenses arranged along a single direction only, e.g. lenticular sheets
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/003—Light absorbing elements
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B7/00—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
- G02B7/02—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses
- G02B7/021—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses for more than one lens
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N1/00—Scanning, transmission or reproduction of documents or the like, e.g. facsimile transmission; Details thereof
- H04N1/024—Details of scanning heads ; Means for illuminating the original
- H04N1/028—Details of scanning heads ; Means for illuminating the original for picture information pick-up
- H04N1/03—Details of scanning heads ; Means for illuminating the original for picture information pick-up with photodetectors arranged in a substantially linear array
- H04N1/0306—Details of scanning heads ; Means for illuminating the original for picture information pick-up with photodetectors arranged in a substantially linear array using a plurality of optical elements arrayed in the main scan direction, e.g. an array of lenses
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N1/00—Scanning, transmission or reproduction of documents or the like, e.g. facsimile transmission; Details thereof
- H04N1/024—Details of scanning heads ; Means for illuminating the original
- H04N1/028—Details of scanning heads ; Means for illuminating the original for picture information pick-up
- H04N1/03—Details of scanning heads ; Means for illuminating the original for picture information pick-up with photodetectors arranged in a substantially linear array
- H04N1/031—Details of scanning heads ; Means for illuminating the original for picture information pick-up with photodetectors arranged in a substantially linear array the photodetectors having a one-to-one and optically positive correspondence with the scanned picture elements, e.g. linear contact sensors
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N1/00—Scanning, transmission or reproduction of documents or the like, e.g. facsimile transmission; Details thereof
- H04N1/04—Scanning arrangements, i.e. arrangements for the displacement of active reading or reproducing elements relative to the original or reproducing medium, or vice versa
- H04N1/19—Scanning arrangements, i.e. arrangements for the displacement of active reading or reproducing elements relative to the original or reproducing medium, or vice versa using multi-element arrays
- H04N1/191—Scanning arrangements, i.e. arrangements for the displacement of active reading or reproducing elements relative to the original or reproducing medium, or vice versa using multi-element arrays the array comprising a one-dimensional array, or a combination of one-dimensional arrays, or a substantially one-dimensional array, e.g. an array of staggered elements
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Facsimile Heads (AREA)
- Facsimile Scanning Arrangements (AREA)
- Optical Elements Other Than Lenses (AREA)
Abstract
本发明获得一种图像读取装置,能容易地放大或改善景深。本发明的图像读取装置的特征在于,具有:透镜体阵列(1),该透镜体阵列(1)中透镜体(2)沿着主扫描方向以阵列状排列;传感器元件阵列(4),该传感器元件阵列(4)的分别接受透镜体(2)聚焦后的光的传感器元件(4)沿着主扫描方向以阵列状排列;以及防止重叠部,该防止重叠部配置在透镜体阵列(1)和传感器元件阵列(4)之间,防止透镜体(2)彼此的像重叠,且该图像读取装置包括作为防止重叠部的具有特定光阻隔构件的狭缝部(5)或作为防止重叠部的透光圆柱部(13)。
Description
技术领域
本公开涉及一种图像读取装置,该图像读取装置利用阵列状配置的透镜体阵列使来自读取对象物(被照射体)的透射光或反射光聚焦,由传感器元件阵列进行读取。
背景技术
在以往的图像读取装置(图像读取用线图像传感器以及使用了该线图像传感器的图像输入设备)中,存在下述结构:对读取对象物照射光,利用阵列状配置的棒状透镜使来自读取对象物的透射光和反射光聚焦,并由线状配置的光传感器阵列读取(例如,参照专利文献1)。这样的图像读取装置被用于将读取对象物上的图像、文字、图案等电子信息化的复印机或扫描仪等图像读取设备。
在图像读取装置的透镜体阵列中,可列举出正立等倍光学系统(an erect-unmagnified-image forming optical system)的棒状透镜阵列或微透镜阵列等。这样的透镜体阵列被用于在将印刷形成在纸介质等上的图像、文字、图案等信息电子化时所使用的复印机、扫描仪等设备。在专利文献1中,公开了图像读取装置(线图像传感器)使用根据读取宽度将棒状的透镜排列成阵列状的棒状透镜阵列,通过使包含由线光源照明的读取对象的信息的反射、透射光在以透镜阵列为中心配置在相反侧的光传感器阵列上成像来进行读取。
另外,专利文献1所公开的棒状透镜阵列由玻璃等无机材料或树脂等形成,以规定的孔径角、共轭长度且成为正立等倍系统的方式在其半径方向上分布折射率来形成,并通过将该棒状透镜排列成阵列状,从而能获得无切割的线状图像。
并且,棒状透镜阵列除了在传真等输入部使用以外,近年来还被用作内置在文件扫描仪或复印机的ADF(Automatic Doctoment Feeder:自动送纸机)中的背面读取用的线图像传感器,此外,在商业用印刷线上的印刷检查、胶片检查等制造线上的使用也得到了广泛的应用。其原因在于,虽然棒状透镜是固定焦点,但由于能够缩短透镜的共轭长度(焦点间的距离),所以能够形成比以往的缩小图像并成像于小的传感器面的光学系统更紧凑的图像输入系统。
由此,随着规格用途的扩大,已经讨论了改善对图像传感器产品的小型化做出贡献的共轭长度短的情况,并进一步扩大规格用途的尝试。为了进一步扩大规格用途,需要改善针对焦点位置和读取对象物的位置关系的容许度(景深)的低位(景深的浅、小)。特别是,在图像检查用的纸或胶片印刷的内部检查(in-line inspection)的情况下,有时读取对象物以200m/分钟以上的高速被传送,因此需要对对象物抖动、读取图像的分辨率发生变化进行改善。
在这样的背景下,关于线图像传感器中的景深放大进行了各种各样的研究。例如,存在下述情况,即:通过在透镜元件体的透镜元件之间形成重叠限制构件,来限制多个透镜元件的像的重叠,从而控制各透镜元件的成像直径进而放大景深(改善景深)(例如专利文献1)。
另外,存在下述情况,即:通过将棒状透镜的周边部分设为不透明光吸收层,来避免分辨率因图像在棒状透镜之间重叠而降低,并通过使棒状透镜阵列中的景深特性接近棒状透镜单体的景深特性,从而来放大作为棒状透镜阵列的整体的景深(改善景深)(例如专利文献2)。
进一步地,存在下述情况,即:通过将棒状透镜的周边部分设为不透明光吸收层,从而在排列棒状透镜时,通过在透镜间设置间隙,来确保棒状透镜阵列的特性均匀性,改善在专利文献2公开的结构中产生的透镜间的光量、分辨率偏差,进而放大景深(改善景深)(例如专利文献3)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利特开平6-342131号公报
专利文献2:日本专利特开2000-35519号公报
专利文献3:WO2013/146873
发明内容
发明所要解决的技术问题
使用了棒状透镜阵列的线图像传感器中在确保景深方面存在问题。到目前为止,为了将景深改善达到透镜单体性能的水平,已经做出了各种各样的努力。在专利文献1所示的技术中,存在无法限制以低入射角射入至限制构件的光的问题。
在专利文献2所示的棒状透镜单体的景深的改善中,残留如下的问题。即,如专利文献3中作为课题表示的那样,针对读取对象物的深度方向位置变化,存在难以确保分辨率、明亮度的均匀性的问题。进而,在专利文献2中,还存在下述问题,即:在形成有长条的线传感器的情况下,由于环境(特别是由于温度变动引起的热膨胀差导致的透镜和传感器阵列的相对位置)发生变化,明亮度分布发生变化,与事先进行的明暗校正无关地、照度、灵敏度的不均使图像质量降低。
另外,还存在下述问题,即:在棒状透镜单体的景深的改善中,不得不缩小作为透镜而发挥作用的部分的区域以确保透镜的独立性,从而导致有助于图像形成的光量下降,图像变暗,或需要准备所需以上的明亮的照明,因此难以构成更高速的读取系统。
在专利文献3所示的技术中,能够确保伴随专利文献2中的介质位置变化的分辨率、明亮度的均匀性。然而,在专利文献3所示的技术中,存在下述问题,即:与专利文献2相比较,不得不进一步缩小作为透镜而发挥作用的部分的区域,从而导致有助于图像形成的光量下降,图像变暗,或需要准备所需以上的明亮的照明,因此难以构成更高速的读取系统。
另外,在专利文献2以及专利文献3所示的技术中,还存在下述问题,即:由于需要使透镜的基本特性发生变化,因此难以应对检查用途等所要求的各种动作距离(从透镜端到读取介质的距离)。
本公开是为了消除上述那样的问题而完成的,涉及一种图像读取装置,即使不设为必须改变透镜体的基本特性,也容易放大景深(改善景深)。
解决技术问题所采用的技术方案
本公开所涉及的图像读取装置的特征在于,包括:透镜体阵列,该透镜体阵列中,透镜体沿着主扫描方向以阵列状排列;传感器元件阵列,该传感器元件阵列中,分别接受所述透镜体聚焦后的光的传感器元件沿着所述主扫描方向以阵列状排列;以及防止重叠部,该防止重叠部配置在所述透镜体阵列和所述传感器元件阵列之间,防止所述透镜体彼此的像重叠,且图像读取装置包括作为所述防止重叠部的具有特定光阻隔构件的狭缝部或作为防止重叠部的透光圆柱部。
发明效果
如上所述,根据本公开,能够获得一种图像读取装置,通过进行光路限制,防止以低入射角射入的光(特定光)直接射入至传感器元件4侧,从而能够抑制光量的下降,并能够放大景深(改善景深)。
附图说明
图1是实施方式1所涉及的图像读取装置的结构图。
图2是表示图像读取装置的图像重叠的图。
图3是表示图像读取装置的图像重叠的图。
图4是说明实施方式1所涉及的图像读取装置的防止重叠部(光路限制用的构件)的结构图。
图5是表示实施方式1所涉及的图像读取装置的透镜体阵列、防止重叠部、传感器元件阵列的结构图。
图6是表示实施方式1所涉及的图像读取装置的透镜体阵列、防止重叠部的结构图。
图7是表示实施方式1所涉及的图像读取装置的防止重叠部的结构图。
图8是表示实施方式1所涉及的图像读取装置的防止重叠部的结构图。
图9是表示实施方式1所涉及的图像读取装置和比较例的图像读取装置的景深特性的图。
图10是表示实施方式1所涉及的图像读取装置的防止重叠部的结构图。
图11是表示实施方式1所涉及的图像读取装置的防止重叠部的结构图。
图12是表示实施方式1所涉及的图像读取装置的防止重叠部(狭缝板以及特定光阻隔构件)的结构图。
图13是表示实施方式2所涉及的图像读取装置的防止重叠部(狭缝板以及特定光阻隔构件)的结构图。
图14是实施方式3所涉及的图像读取装置的结构图。
图15是表示实施方式3所涉及的图像读取装置的透镜体阵列、防止重叠部、传感器元件阵列的结构图。
具体实施方式
实施方式1.
下面,使用图1至图12来对本发明的实施方式1进行说明。图中,相同标号表示相同或相当的部分,因此省略对它们的详细说明。图1(a)是沿图像读取装置的副扫描方向(传送方向)的面的剖视图。图1(b)是图像读取装置的部分立体图。图3(a)是表示图像读取装置的图像重叠的图中的透镜体(棒状透镜)单体的图。图3(b)是表示图像读取装置的图像重叠的图中的透镜体阵列(棒状透镜阵列)的图。
在图1到图12中,透镜体阵列1是透镜体2沿着图像读取装置的主扫描方向以阵列状排列而得的。主扫描方向与副扫描方向(传送方向)相交叉,优选正交。主扫描方向与副扫描方向(传送方向)与焦点深度方向(景深方向)正交。在本申请中,例示了透镜体阵列1(透镜体2)的光轴方向分别与主扫描方向和副扫描方向(传送方向)正交的情况。另外,在本申请中,例示了透镜体2是棒状透镜2的情况、即透镜体阵列1是棒状透镜阵列1的情况,但是透镜体阵列1也可以是微透镜阵列1等。透镜体2优选为棒状透镜2或微透镜2等正立等倍光学系统的透镜体。传感器元件阵列3是分别接受透镜体2聚焦后的光的传感器元件4(传感器IC4)沿主扫描方向以阵列状排列而得的。狭缝部5配置在透镜体阵列1和传感器元件阵列3之间,防止透镜体2彼此的像重叠。虽然图示出了狭缝部5的狭缝部分按照透镜体2的每个光轴配置,但是不需要排列与透镜体2的间距相同数量的狭缝部5的狭缝部分。例如,对于每1.5个透镜体2,狭缝部5的狭缝部分也可以是一个。狭缝部5具有侧壁板6、狭缝板7、特定光阻隔构件8。狭缝部5的狭缝部分是由侧壁板6和狭缝板7包围的部分。狭缝部5也称为光路限制用的构件即防止重叠部5。图8(a)和图12(a)是沿狭缝部5的副扫描方向(传送方向)的面的剖视图。图8(b)和图12(b)是沿狭缝部5的主扫描方向的面的剖视图。
在图1至图12中,读取对象物9(被照射体9、对象9)是主要在表面上存在图像、文字、图案等电子信息化的对象,例如包含文档、纸币、有价证券等的片状对象、或基板、网(织物、布料等)。读取对象物9在副扫描方向(传送方向)被传送。光源10对读取对象物9照射光。另外,透镜体阵列1(透镜体2)对来自读取对象物9的反射光或透射光进行聚焦。在本申请中,例示出了光源10是LED阵列,对来源为由光源10照射的光的被读取对象物9反射的反射光进行聚焦的情况。传感器基板11是形成有传感器元件阵列3(传感器元件4)的基板。壳体12是保持或收纳透镜体阵列1(透镜体2)、传感器基板11(传感器元件阵列3(传感器元件4))、狭缝部5、光源10的图像读取装置的壳体。光源10或传感器基板11也可以在图像读取装置(壳体12)的外部。读取对象物9向副扫描方向(传送方向)的传送可以传送读取对象物9本身,也可以传送图像读取装置(壳体12)。
即,实施方式1所涉及的图像读取装置也可以说是具有光源10和传感器元件阵列3的线图像传感器,其中,上述光源10以棒状透镜阵列1为中心对棒状透镜阵列1的读取中心上的读取对象物9进行照明,上述传感器元件阵列3将由棒状透镜阵列1成像而得的介质像转换为电信号。这里,详细说明实施方式1所涉及的图像读取装置(线图像传感器)中的狭缝部5的必要性和狭缝部5的基本功能。
首先,详细说明狭缝部5的必要性。如在问题中所说明的那样,使用了棒状透镜阵列1的线图像传感器的应改善的点是确保景深。由成像工学系统(透镜)成像而得的整体图像不是仅由单体棒状透镜2形成的。如图2和图3所示,多个棒状透镜2的图像重叠,从而形成整体图像。
如图2和图3所示,景深下降的主要原因在于,比起透镜单体性能,由于透镜的阵列化,由以重叠度m规定的数量的相邻的各个透镜形成的像不在正规位置重叠。重叠度m是将共轭点处一个棒状透镜2进行图像转印的区域直径除以棒状透镜2的直径后得到的值的1/2的值。不重叠在正规位置会造成图像模糊。另外,表示相邻的棒状透镜2的图像的重复度的参数用重叠度m表示,表示图像从所关注的棒状透镜2的光轴中心向透镜一侧方向重叠的透镜数量。
通过将棒状透镜2设置到阵列上,在共轭点处,如图1所示,对一个棒状透镜图像进行成像的区域如重叠度所示那样是从透镜中心起相当于m根单侧透镜的区域。这是由于使用经由2×m根棒状透镜2的光来形成一点的图像,并且为了确保共轭点处的分辨率,需要所有的透镜特性相同,透镜配置没有误差地在同一点形成图像。然而,实际上,由于棒状透镜2的光学特性各有差异,并且也存在组装误差,所以由棒状透镜2转印的图像略微包含位置偏差,共轭点处的分辨率的光学特性也比棒状透镜2单体时下降。
另外,如图3(a)的左侧所示,在读取对象物9与传感器元件阵列3的位置关系都处于共轭点的情况下,棒状透镜2形成正立等倍的像。然而,如图3(a)中的右侧所示,当读取对象物9的位置离开(远离)共轭点(在该情况下为焦点位置(聚焦面))时,图像在传感器元件阵列3上缩小。在该情况下,各个棒状透镜2的图像在传感器元件阵列3上缩小,作为棒状透镜阵列1,成像在传感器元件阵列3上的像在各个棒状透镜2上一点点偏移。因此,如图3(b)的右侧所示,与图3(b)的左侧所示的情况相比,模糊量变大,分辨率下降。
如上所述,对于读取对象物9的位置远离共轭点(焦点位置)导致分辨率下降并由此所产生的景深的下降,棒状透镜2单体的性能并不是主要原因。主要原因在于,通过将棒状透镜2设为棒状透镜阵列1,从而因以上述重叠度m规定的相邻的棒状透镜2的特性差或组装误差而引起光轴偏移、因读取对象物9从焦点位置偏离而引起图像的放大缩小,由此会导致由各个棒状透镜2形成的像不在传感器元件阵列3上的正规位置重叠,而是在具有位置偏差的情况下成像,从而造成像的模糊。因此,如图4所示,需要使用狭缝部5来避免景深降低。
接着,使用图5至图9详细说明实施方式1所涉及的图像读取装置的狭缝部5的基本功能。作为图5以及图6中简单示出的棒状透镜2,使用了日本板硝子制的SLA(商品名)SLA9A-1列品“孔径角9°、共轭长度大约80mm、透镜直径Φ=大约1.0mm、重叠度m=4.2”。相对于棒状透镜阵列1配置了狭缝部5的状态是在图5和图6中所示的状态。图7和图8所示的狭缝部5将主扫描方向的长度设为L,将副扫描方向的长度设为W,将光轴方向的长度(高度)设为H。侧壁板6的主扫描方向的长度相当于L。狭缝板7的光轴方向的长度(高度)相当于H。狭缝板7的主扫描方向的间距e(Pitch e)大约为2.0mm,狭缝板7的厚度T为0.2mm,高度H为20mm。
图5到图9所示的狭缝部5的壁面设为黑色绒状面,尽可能降低光的反射,并设为能对包括反射光、散射光在内的射入至狭缝部5面的所有光遮光。即,狭缝板7以及特定光阻隔构件8优选表面为黑色的面。另外,侧壁板6优选为至少与狭缝板7连续的面为黑色的面。此外,黑色的面优选为黑色绒状面。黑色绒状面是黑色且包含纹理的面。
狭缝部5为了将各狭缝板7分别保持一定的距离,用侧壁板6固定。详细而言,用两张侧壁板6分别固定狭缝板7。因此,侧壁板6也可以称为间隔件6。即,侧壁板6(间隔件6)是在主扫描方向上延伸,在与主扫描方向交叉的副扫描方向上相对的两张板。而且,多个狭缝板7沿着副扫描方向配置在两张侧壁板6之间,划分两张侧壁板6的空间,是狭缝部5的狭缝部分。如图6~图9所示,侧壁板6也可以通过使其一部分的棒状透镜阵列1侧弯曲,并覆盖狭缝板7的副扫描方向的端部,从而限制射入至狭缝部5的光。在该情况下,形成为侧壁板6的沿着副扫描方向的截面成为L形的板材。
狭缝部5的机械尺寸优选由以下理由决定。当设棒状透镜2的重叠度(m:将一个棒状透镜2在共轭点处进行图像转印的区域直径除以透镜直径Φ后得到的值的1/2)以及孔径角(θ)时如下所示。所形成的多个狭缝板7的相邻的间距e为将0.6与重叠度m和透镜直径Φ相乘而得到的值以下。光路中的狭缝部5(狭缝板7)的长度为将间距e除以正切θ后得到的值以上,其中,θ为棒状透镜2的孔径角。即,根据狭缝板7的间距e“e≤0.6×m×Φ”、狭缝板6的高度H“H≥e/tan(θ)”的关系,将间距e设为0.5×m×1mm的大约2.0mm,将透镜孔径角的相对余量限制为到6°为止,将狭缝板6(狭缝部5)的高度设为2.0/tan(6°)≈20mm。另外,狭缝板6(狭缝部5)的高度是光轴方向(读取光轴方向)的高度。图9中的一条实线表示该条件下的景深特性。另一条实线是比较对象的图像读取装置的景深特性。
图9是表示图像读取装置的景深特性的图,是相对于分辨率5.681lp/mm(线对/mm)的值。在图9中,黑色菱形(with Silt:有狭缝)表示实施方式1所涉及的图像读取装置的图像读取装置的景深特性。同样,黑色圆圈(Normal:正常)表示比较例的图像读取装置的景深特性。详细而言,实施方式1所涉及的图像读取装置具有防止重叠部5即狭缝部5(withSilt)另一方面,比较例的图像读取装置是没有防止重叠部5的装置(Normal)。另外,图9的纵轴表示MTF(Modulation Transfer Function:调制传递函数),单位为%。图9的横轴表示与读取对象物9(对象9)的焦点位置(聚焦面、聚焦点)的距离,单位为mm。
从图9内的实线可知,具有狭缝部5的图像读取装置中,虽然焦点位置处的峰值分辨率稍微降低,但对于读取对象部9向读取光轴方向(景深方向)的位置变动有很大改善(图9中,通过相对于左侧虚线所围的部分,参照右侧虚线所围的部分而可知)。景深可获得约3倍的区域。但是,在狭缝板6(狭缝部5)的黑色绒状面的反射率大的情况下,由于该反射的影响而折回,从而发生图像变薄,所以需要管理黑色绒状面(狭缝部5的表面)的状态。如上所述,黑色绒状面是黑色且包含纹理的面。
在实施方式1所涉及的图像读取装置中,为了获得更稳定的遮光状态,对于至此所说明的狭缝部5,优选将特定光阻隔构件8进一步形成在从图10到图12所示的狭缝部5上。特定光阻隔构件8在狭缝板7上沿主扫描方向突出地形成,用来防止以棒状透镜2的孔径角以下的角度射入来的特定光向传感器元件4的入射。详细而言,特定光阻隔构件8以机械的形状防止以低入射角射入至狭缝部5的表面(壁面)的光(特定光)直接射入至传感器元件4侧。特定光阻隔构件8是横跨在一个侧壁板6和另一个侧壁板6之间的梁状构件8。梁状构件8(特定光阻隔构件8)也可以与侧壁板6不连续。优选地,特定光阻隔构件8是在棒状透镜2侧的部分相对于传感器元件4侧的部分更突出的构件,在实施方式2中说明该详细情况。
例如,图10至图12所示的特定光阻隔构件8沿着棒状透镜2的光轴在狭缝板7上形成有多个。详细而言,是在对黑色进行了表面处理的狭缝板7的壁面上沿读取光轴方向(与读取光轴垂直的方向)以等间隔设置黑色梁(特定光阻隔构件8)的结构。通过该结构,射入至特定光阻隔构件8(梁的部分)的低入射角的光被反射在棒状透镜2的方向上,从而防止射入至传感器元件4的方向。通过设置一定数量的特定光阻隔构件8(梁状的构件),能够对从直径约1mm的棒状透镜2射出的透镜出射角9°以下的光进行遮光控制。
如图12所示,特定光阻隔构件8(梁状部件)的厚度d(光轴方向的长度d)为0.1mm,高度a(主扫描方向的长度a或向主扫描方向突出的高度a)为0.1mm,间距f(Pitch f,间隔f)为0.55mm。狭缝板7的厚度T为0.2mm。特定光阻隔构件8(梁状构件)的高度a(主扫描方向的长度a或向主扫描方向突出的高度a)和间距f取决于棒状透镜2的孔径角θ。即,优选高度a和间距f满足“a/f≥tan(θ)”的关系。
通过特定光阻隔构件8(梁状构件),不容易产生狭缝部5的表面(壁面)的状态的影响,能够得到稳定的特性。即使在设置了特定光阻隔构件8(梁状构件)的情况下,焦点位置处的峰值分辨率稍微降低,但是对于读取对象部9向读取光轴方向的位置变动也有较大改善。景深可获得约3倍的区域。
实施方式2.
利用图13,对实施方式2进行说明。有时省略与实施方式1共通的部分的说明。另外,图中,相同标号表示相同或相当的部分,因此省略对它们的详细说明。如图13所示,实施方式2所涉及的图像读取装置是下述情况,即:特定光阻隔构件8是棒状透镜2侧的部分相对于传感器元件4侧的部分更为突出的构件(梁状构件)。换言之,也可以说对于特定光阻隔构件8(梁状构件)的高度a(主扫描方向的长度a或向主扫描方向突出的高度a),传感器元件4侧的部分比棒状透镜2侧的部分要低。优选地,主扫描方向与光轴方向相交叉的假想截面中的特定光阻隔构件8的形状是直角三角形。该直角三角形的斜边可以不是严格意义上的直线,也可以是圆弧状。另外,实施方式1所涉及的图像读取装置的特定光阻隔构件8的主扫描方向和光轴方向交叉的假想截面中的特定光阻隔构件8的形状为矩形。
通过使用这样的实施方式2所涉及的图像读取装置的特定光阻隔构件8,特定光阻隔构件8的外形即直角三角形的斜边相对于光轴方向倾斜,因此能够利用特定光阻隔构件8进一步抑制向传感器元件4侧的光反射。因此,在实施方式2所涉及的图像读取装置中,在将特定光阻隔构件8(梁状构件)的厚度d(光轴方向的长度d)、间距f(Pitch f、间隔f)、包含特定光阻隔构件8的狭缝板7的整体的主扫描方向的长度t、特定光阻隔构件8(梁状构件)的高度a(主扫描方向的长度a或向主扫描方向突出的高度a)设为与实施方式1所涉及的图像读取装置相同的情况下,由于特定光阻隔构件8(梁状构件)的高度a的传感器元件4侧的部分较短,因此能获得景深改善更稳定的、图像质量稳定的图像读取装置。另外,在实施方式2所涉及的图像读取装置中也满足“a/f≥tan(θ)”的关系。
实施方式3.
使用图14和图15对实施方式3进行说明。有时省略与实施方式1和2共通的部分的说明。另外,图中,相同标号表示相同或相当的部分,因此省略对它们的详细说明。图14(a)是沿图像读取装置的副扫描方向(传送方向)的面的剖视图。图14(b)是图像读取装置的部分立体图。在图14和图15中,透光圆柱部13(防止重叠部13)和透光圆柱阵列14相当于实施方式1和2中的狭缝部5(防止重叠部5),是光路限制用的构件。
在实施方式1及2所涉及的图像读取装置中具有狭缝部5作为防止重叠部5,但实施方式3所涉及的图像读取装置具有透光圆柱部13(防止重叠部13)以代替狭缝部5(防止重叠部5)。透光圆柱部13(防止重叠部13)配置在透镜体阵列1和传感器元件阵列3之间,按透镜体2的每个光轴配置,防止透镜体2彼此的像重叠。实施方式1至3所涉及的图像读取装置的其他结构相同。省略透光圆柱部13(防止重叠部13)的图示。
透光圆柱部13沿着主扫描方向以阵列状排列有多个,透光圆柱部13和透镜体2一一对应地配置成使彼此的底面相对。即,透光圆柱部13的底面中与传感器元件4相反侧的底面和透镜体2的底面中的传感器元件4侧的底面相对。
如果是棒状透镜2,则透镜体2的底面为圆柱的底面。透镜体2的底面是指,如果是微透镜2,则支承共用光轴的透镜组的构件变成假想的筒状,所以是筒状部分的底面。也就是说,透镜体2的底面也可以说包含传感器元件4侧的透镜体2的表面。另外,透光圆柱部13的光轴与透镜体2的光轴相一致,通过调整透光圆柱部13的光轴方向的长度,从而防止透镜体2彼此的像重叠。
更具体地,与透镜体阵列1(棒状透镜阵列1)的透镜体2(棒状透镜2)沿着主扫描方向以阵列状排列相同,透光圆柱部13沿着主扫描方向以阵列状排列。也可以将其称为透光圆柱阵列14。透光圆柱部13利用与棒状透镜2相同直径的圆柱来透光。另外,透光圆柱部13的折射率和透射率是均匀的。优选对透光圆柱部13的圆柱侧面实施了防止扩散处理及防止反射处理中的至少一方的玻璃制或树脂制。透光圆柱部13优选没有失真的构件。
透光圆柱部13和棒状透镜2一对一对应地配置成使彼此的底面相对。另外,透光圆柱部13的光轴与棒状透镜2的光轴一致。由此,能够通过透光圆柱部13限制从棒状透镜2出来的光。即,透光圆柱部13(防止重叠部13)也可以说是光路限制用的构件。棒状透镜2之间的分离(图像重叠)可以用透光圆柱部13的长度调整。
以上,实施方式1至3所涉及的图像读取装置通过由透光圆柱部5或透光圆柱部13限制光路,从而能够防止以低入射角射入的光(特定光)直接射入到传感器元件4侧。因此,即使不设为必须改变透镜体的基本特性,也能够得到景深改善稳定的、图像质量稳定的图像读取装置。
标号说明
1 透镜体阵列(棒状透镜阵列)
2 透镜体(棒状透镜)
3 传感器元件阵列
4 传感器元件(传感器IC)
5 狭缝部(防止重叠部)
6 侧壁板(间隔件)
7 狭缝板
8 特定光阻隔构件(梁状构件)
9 读取对象物(被照射体、对象)
10 光源
11 传感器基板
12 壳体
13 透光圆柱部(防止重叠部)
14 透光圆柱阵列。
Claims (13)
1.一种图像读取装置,其特征在于,包括:
透镜体阵列,该透镜体阵列中透镜体沿着主扫描方向以阵列状排列;传感器元件阵列,该传感器元件阵列中分别接受所述透镜体聚焦后的光的传感器元件沿着所述主扫描方向以阵列状排列;以及防止重叠部,该防止重叠部配置在所述透镜体阵列和所述传感器元件阵列之间,防止所述透镜体彼此的像重叠,作为所述防止重叠部的狭缝部包括:
两张侧壁板,两张所述侧壁板在所述主扫描方向延伸,并在与所述主扫描方向交叉的副扫描方向上相对;多个狭缝板,多个所述狭缝板沿着所述副扫描方向配置在两张所述侧壁板之间,来对两张所述侧壁板的空间进行划分;以及特定光阻隔构件,该特定光阻隔构件在所述狭缝板上向所述主扫描方向突出地形成,防止以所述透镜体的孔径角以下的角度射入来的特定光向所述传感器元件入射。
2.如权利要求1所述的图像读取装置,其特征在于,
所述特定光阻隔构件是横跨在一个所述侧壁板和另一个侧壁板之间的梁状构件。
3.如权利要求2所述的图像读取装置,其特征在于,
所述特定光阻隔构件是所述透镜体侧的部分相对于所述传感器元件侧的部分更突出的构件。
4.如权利要求2或3所述的图像读取装置,其特征在于,
所述梁状构件与所述侧壁板不连续。
5.如权利要求1至4中任一项所述的图像读取装置,其特征在于,
所述特定光阻隔构件沿所述光轴在所述狭缝板上形成有多个。
6.如权利要求5所述的图像读取装置,其特征在于,
所形成的多个所述狭缝板的相邻的间隔P为将0.6与重叠度m相乘后得到的值以下。
7.如权利要求6所述的图像读取装置,其特征在于,
光路中的所述狭缝部的长度为将所述间隔P除以将所述孔径角设为θ时的正切θ后得到的值以上。
8.如权利要求1至7中任一项所述的图像读取装置,其特征在于,
所述狭缝板及所述特定光阻隔构件的表面是黑色的面。
9.如权利要求1至8中任一项所述的图像读取装置,其特征在于,
所述侧壁板的至少与所述狭缝板连续的面是黑色的面。
10.如权利要求8或9所述的图像读取装置,其特征在于,
所述黑色的面是黑色绒状面。
11.一种图像读取装置,其特征在于,包括:
透镜体阵列,该透镜体阵列中透镜体沿着主扫描方向以阵列状排列;传感器元件阵列,该传感器元件阵列中分别接受所述透镜体聚焦后的光的传感器元件沿着所述主扫描方向以阵列状排列;以及防止重叠部,该防止重叠部配置在所述透镜体阵列和所述传感器元件阵列之间,并按照所述透镜体的每个光轴配置,防止所述透镜体彼此的像重叠,
作为所述防止重叠部的透光圆柱部沿着所述主扫描方向以阵列状排列有多个,所述透光圆柱部和所述透镜体一一对应地配置成使彼此的底面相对,
所述透光圆柱部的光轴与所述透镜体的光轴一致,通过调整所述透光圆柱部的光轴方向的长度,来防止所述透镜体彼此的像重叠。
12.如权利要求11所述的图像读取装置,其特征在于,
所述透光圆柱部是与所述透镜体相同直径的圆柱。
13.如权利要求11或12所述的图像读取装置,其特征在于,
对所述透光圆柱部的侧面实施了防止扩散处理和防止反射处理中的至少一个。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019055995 | 2019-03-25 | ||
JP2019-055995 | 2019-03-25 | ||
PCT/JP2020/012020 WO2020196168A1 (ja) | 2019-03-25 | 2020-03-18 | 画像読取装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN113614583A true CN113614583A (zh) | 2021-11-05 |
CN113614583B CN113614583B (zh) | 2023-02-17 |
Family
ID=72609813
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202080019325.8A Active CN113614583B (zh) | 2019-03-25 | 2020-03-18 | 图像读取装置 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20220014641A1 (zh) |
JP (1) | JP7076634B2 (zh) |
CN (1) | CN113614583B (zh) |
DE (1) | DE112020001554T5 (zh) |
WO (1) | WO2020196168A1 (zh) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE112021006962T5 (de) * | 2021-01-29 | 2023-11-23 | Mitsubishi Electric Corporation | Bildlesevorrichtung |
CN112798608B (zh) * | 2021-04-14 | 2021-07-23 | 常州微亿智造科技有限公司 | 手机摄像头支架内腔侧壁的光学检测装置及光学检测方法 |
WO2022260102A1 (ja) * | 2021-06-09 | 2022-12-15 | 三菱電機株式会社 | 光学部材および画像読取装置 |
CN117413510A (zh) * | 2021-06-09 | 2024-01-16 | 三菱电机株式会社 | 光学部件以及图像读取装置 |
JP7216240B1 (ja) | 2022-07-04 | 2023-01-31 | 日本板硝子株式会社 | 光学装置及びイメージセンサ |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS56161772A (en) * | 1980-05-15 | 1981-12-12 | Canon Inc | Original reader |
JPH06342131A (ja) * | 1992-11-04 | 1994-12-13 | Canon Inc | レンズアレイ及びそれを用いた密着型イメージセンサー |
US20090128866A1 (en) * | 2005-09-08 | 2009-05-21 | Mitsubishi Electric Corporation | Image reading apparatus |
US20120300308A1 (en) * | 2011-05-26 | 2012-11-29 | Oki Data Corporation | Lens unit, led head, exposure device, image forming device, and scanning device |
US20150109676A1 (en) * | 2013-10-21 | 2015-04-23 | Seiko Epson Corporation | Imaging optical element |
US20180152581A1 (en) * | 2016-11-30 | 2018-05-31 | Kyocera Document Solutions Inc. | Reading module and image reading device and image forming apparatus therewith |
Family Cites Families (26)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4432022A (en) * | 1980-04-14 | 1984-02-14 | Canon Kabushiki Kaisha | Original reading apparatus |
US5768023A (en) * | 1994-06-29 | 1998-06-16 | Fujitsu Limited | Optical apparatus |
US6268600B1 (en) * | 1994-08-01 | 2001-07-31 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Linear illumination device |
US5712700A (en) * | 1994-12-26 | 1998-01-27 | Konica Corporatioin | Imaging apparatus including a pixel shifting means |
JP2000035519A (ja) * | 1998-07-17 | 2000-02-02 | Mitsubishi Rayon Co Ltd | 光伝送体、光伝送体アレイ及びイメージセンサー |
JP3169906B2 (ja) | 1998-08-27 | 2001-05-28 | 日本用品株式会社 | シュラフ構成材 |
JP4161518B2 (ja) * | 2000-06-15 | 2008-10-08 | 日本電気株式会社 | 密着型イメージセンサ |
JPWO2007040246A1 (ja) * | 2005-10-06 | 2009-04-16 | 日本板硝子株式会社 | イメージ結像光学系、イメージ結像光学系を用いた画像読取り装置および画像書込み装置 |
US20080245981A1 (en) * | 2007-04-05 | 2008-10-09 | Hebert Thomas K | Apparatus and method for edge detection |
JP2010219571A (ja) * | 2007-07-12 | 2010-09-30 | Panasonic Corp | カメラモジュール |
US8014072B2 (en) * | 2007-08-20 | 2011-09-06 | Nippon Sheet Glass Co., Ltd. | Erecting equal-magnification lens array plate, image sensor unit, and image reading device |
JP2009180976A (ja) * | 2008-01-31 | 2009-08-13 | Panasonic Corp | 複眼カメラモジュール |
JP2010072557A (ja) * | 2008-09-22 | 2010-04-02 | Oki Data Corp | レンズアレイユニット、光学ヘッドおよび情報装置 |
JP5726629B2 (ja) | 2010-08-23 | 2015-06-03 | 倉敷紡績株式会社 | 詰め物用交絡糸 |
JP5802408B2 (ja) * | 2011-03-07 | 2015-10-28 | 日本板硝子株式会社 | 正立等倍レンズアレイプレート、光走査ユニット、画像読取装置および画像書込装置 |
WO2013146873A1 (ja) | 2012-03-30 | 2013-10-03 | 三菱レイヨン株式会社 | ロッドレンズアレイおよびそれを用いたイメージセンサヘッド |
JP2014226336A (ja) | 2013-05-23 | 2014-12-08 | 株式会社イスカ | 寝袋 |
DE102016200287A1 (de) * | 2016-01-13 | 2017-07-13 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Multiaperturabbildungsvorrichtungen, Verfahren zum Herstellen derselben und Abbildungssystem |
DE112017001126T5 (de) * | 2016-03-01 | 2018-11-15 | Mitsubishi Electric Corporation | Bilderfassungs-Einrichtung |
JP6346929B2 (ja) | 2016-11-17 | 2018-06-20 | 株式会社デサント | 断熱部材 |
DE112017006201T5 (de) * | 2016-12-08 | 2019-08-29 | AGC Inc. | Transparentes Substrat mit lichtblockierendem Bereich und Anzeigevorrichtung |
US10908342B2 (en) * | 2017-12-14 | 2021-02-02 | Schott Ag | Linear light source |
US10574852B2 (en) * | 2018-01-12 | 2020-02-25 | Seiko Epson Corporation | Imaging optical mechanism, reading module, and image reading apparatus |
DE112021001888T5 (de) * | 2020-03-27 | 2023-02-02 | Mitsubishi Electric Corporation | Bildlesevorrichtung |
WO2022064777A1 (ja) * | 2020-09-25 | 2022-03-31 | 三菱電機株式会社 | 画像読取装置 |
DE112021006962T5 (de) * | 2021-01-29 | 2023-11-23 | Mitsubishi Electric Corporation | Bildlesevorrichtung |
-
2020
- 2020-03-18 WO PCT/JP2020/012020 patent/WO2020196168A1/ja active Application Filing
- 2020-03-18 JP JP2021509261A patent/JP7076634B2/ja active Active
- 2020-03-18 CN CN202080019325.8A patent/CN113614583B/zh active Active
- 2020-03-18 US US17/428,980 patent/US20220014641A1/en active Pending
- 2020-03-18 DE DE112020001554.8T patent/DE112020001554T5/de active Pending
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS56161772A (en) * | 1980-05-15 | 1981-12-12 | Canon Inc | Original reader |
JPH06342131A (ja) * | 1992-11-04 | 1994-12-13 | Canon Inc | レンズアレイ及びそれを用いた密着型イメージセンサー |
US20090128866A1 (en) * | 2005-09-08 | 2009-05-21 | Mitsubishi Electric Corporation | Image reading apparatus |
US20120300308A1 (en) * | 2011-05-26 | 2012-11-29 | Oki Data Corporation | Lens unit, led head, exposure device, image forming device, and scanning device |
US20150109676A1 (en) * | 2013-10-21 | 2015-04-23 | Seiko Epson Corporation | Imaging optical element |
US20180152581A1 (en) * | 2016-11-30 | 2018-05-31 | Kyocera Document Solutions Inc. | Reading module and image reading device and image forming apparatus therewith |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
BYOUNGHO LEE等: "基于液晶偏振开关与液晶屏的三维集成成像", 《现代显示》 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2020196168A1 (ja) | 2020-10-01 |
US20220014641A1 (en) | 2022-01-13 |
JPWO2020196168A1 (ja) | 2021-11-25 |
DE112020001554T5 (de) | 2021-12-16 |
CN113614583B (zh) | 2023-02-17 |
JP7076634B2 (ja) | 2022-05-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN113614583B (zh) | 图像读取装置 | |
US8482813B2 (en) | Image-scanning device | |
CN108156347B (zh) | 读取模块、图像读取装置和图像形成装置 | |
CN101867676A (zh) | 照明装置以及图像读取装置 | |
US20070035785A1 (en) | Contact image sensor module | |
JP5584262B2 (ja) | レンズユニット、ledヘッド、露光装置、画像形成装置および読取装置 | |
CN101373225A (zh) | 正立等倍透镜阵列板、图像传感单元以及图像读取装置 | |
JP2018088667A (ja) | 読取モジュール及びそれを備えた画像読取装置並びに画像形成装置 | |
JP2010164658A (ja) | レンズアレイ、レンズユニット、ledヘッド、露光装置、画像形成装置および読取装置 | |
JP2018019179A (ja) | 読取モジュール及びそれを備えた画像読取装置並びに画像形成装置 | |
JP2018019251A (ja) | 読取モジュール及びそれを備えた画像読取装置並びに画像形成装置 | |
JP2019033336A (ja) | 読取モジュール及びそれを備えた画像読取装置並びに画像形成装置 | |
US20080231915A1 (en) | Scanning device with multifocus and multiresolution | |
JP2010128361A (ja) | 正立等倍レンズアレイプレート、イメージセンサユニットおよび画像読取装置 | |
JP7350191B2 (ja) | 画像読取装置 | |
JP4125910B2 (ja) | レンズアレイユニットおよびこれを備えた光学装置 | |
JP5222161B2 (ja) | レンズユニット、ledヘッド、露光装置、画像形成装置および読取装置 | |
JP7211316B2 (ja) | 画像読取装置及びその製造方法 | |
TW200526011A (en) | Image sensor, and image reader | |
JP2015022163A (ja) | レンズアレイユニット、画像読取装置、および画像形成装置 | |
JP2019033335A (ja) | 読取モジュール及びそれを備えた画像読取装置並びに画像形成装置 | |
JP2018050182A (ja) | 画像読取装置 | |
JP2009206842A (ja) | 画像読取装置 | |
JP2019126019A (ja) | 結像光学機構、読取モジュールおよび画像読取装置 | |
JP2018019334A (ja) | 画像読取装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |