CN116830562A - 图像读取装置 - Google Patents
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Abstract
本发明的图像读取装置(100)具备透镜阵列(4)、受光部(6)以及至少一个遮光部件。透镜阵列(4)具有多个第一透镜体,该多个第一透镜体以隔开已决定的间隔的方式在主扫描方向上并排设置成一列,使来自读取对象物的光聚焦。受光部(6)接受由第一透镜体分别聚焦的光。遮光部件在主扫描方向上配置在与上述间隔对应的位置,且位于透镜阵列(4)的靠读取对象物的一侧的端部与受光部(6)之间的位置,对通过第一透镜体之间的来自读取对象物的光进行遮蔽,并分离由相互邻接的第一透镜体聚焦的光的光路。
Description
技术领域
本公开涉及图像读取装置。
背景技术
图像读取装置具备:使来自作为光照射的被照射体的读取对象物的光聚焦的透镜阵列、和接受由透镜阵列聚焦后的光的传感器IC(Integrated Circuit:集成电路)。透镜阵列使作为透过读取对象物的光的透过光或作为由读取对象物反射的光的反射光聚焦。传感器IC将所接受的光转换为电信号,并生成关于读取对象物上的信息、例如图像、文字、图案等的数据。
例如,为了抑制杂散光而提高光学性能,在图像读取装置具备遮光部件,该遮光部件遮蔽在以构成透镜阵列的阵列状配置的多个透镜中通过的光的一部分。在专利文献1中公开了这种图像读取装置。作为遮光部件,专利文献1所公开的图像读取装置具备形成有位于各透镜的正面的贯通孔的遮光部件。
专利文献1:日本特开2013-037298号公报
如专利文献1所公开的图像读取装置那样,在为了提高光学性能而设置遮光部件的情况下,例如,若透镜的直径小且透镜之间的距离短,则需要缩短遮光部件的贯通孔间的距离。若缩短贯通孔间的距离,则遮光部件的制造变得困难。例如,在设置与直径为0.6毫米的透镜在抵接的状态下以直线状配置而成的透镜阵列对应的遮光部件的情况下,在遮光部件中,需要使贯通孔间的距离例如为0.1毫米以上且0.2毫米以下的足够短的距离,并每隔0.6毫米配置贯通孔。因此,遮光部件的允许公差范围变窄,遮光部件以及具备遮光部件的图像读取装置的制造工序的难度变高。
发明内容
本公开是为了解决上述那样的课题所做出的,目的在于提供一种制造容易且具有高的光学性能的图像读取装置。
本公开所涉及的图像读取装置具备透镜阵列、受光部以及至少一个遮光部件。透镜阵列具有多个第一透镜体,该多个第一透镜体以隔开已决定的间隔的方式在主扫描方向上并排设置成一列,使来自读取对象物的光聚焦。受光部接受由多个第一透镜体分别聚焦的光。遮光部件在主扫描方向上配置在与上述间隔对应的位置,且位于透镜阵列的靠读取对象物的一侧的端部与受光部之间的位置,对通过第一透镜体之间的来自读取对象物的光进行遮蔽,并分离由相互邻接的第一透镜体聚焦的光的光路。
根据本公开所涉及的图像读取装置,遮光部件的允许公差范围变宽,可得到制造容易且具有高的光学性能的图像读取装置。
附图说明
图1是实施方式1所涉及的图像读取装置的以沿着主扫描方向的面进行剖视的剖视图。
图2是实施方式1所涉及的图像读取装置的图1中的II-II线处的箭头方向的剖视图。
图3是实施方式1所涉及的图像读取装置的透镜阵列和遮光部的以沿着主扫描方向的面进行剖视的局部剖视图。
图4是实施方式1所涉及的图像读取装置的遮光部的立体图。
图5是从副扫描方向观察实施方式1所涉及的图像读取装置的遮光部的图。
图6是实施方式1所涉及的图像读取装置的图1中的VI-VI线处的箭头方向的剖视图。
图7是说明实施方式1所涉及的图像读取装置的透镜阵列的共轭长度的图,(a)是表示共轭长度长的透镜阵列和遮光部的以沿着主扫描方向的面进行剖视的局部剖视图的图,(b)是表示共轭长度短的透镜阵列和遮光部的以沿着主扫描方向的面进行剖视的局部剖视图的图。
图8是说明实施方式1所涉及的图像读取装置所具备的遮光板的端部的形状的图,(a)是表示透镜阵列和靠近受光部的端部为锥形状的遮光板的以沿着主扫描方向的面进行剖视的局部剖视图的图,(b)是表示透镜阵列和靠近受光部的端部不是锥形状的遮光板的以沿着主扫描方向的面进行剖视的局部剖视图的图。
图9是实施方式1所涉及的图像读取装置的透镜阵列和遮光部的以沿着主扫描方向的面进行剖视的局部剖视图。
图10是实施方式1所涉及的图像读取装置的遮光板的以沿着主扫描方向的面进行剖视的放大剖视图。
图11是实施方式1所涉及的图像读取装置的透镜阵列和遮光部的以沿着主扫描方向的面进行剖视的局部剖视图。
图12是实施方式2所涉及的图像读取装置的透镜阵列和遮光部的以沿着主扫描方向的面进行剖视的局部剖视图。
图13是实施方式3所涉及的图像读取装置的透镜阵列和遮光部的以沿着主扫描方向的面进行剖视的局部剖视图。
图14是从受光部观察实施方式4所涉及的图像读取装置的透镜阵列和遮光部的图。
具体实施方式
以下,参照附图对本公开的实施方式所涉及的图像读取装置详细地进行说明。此外,在图中,对相同或等同的部分标注相同的附图标记。
(实施方式1)
以读取例如纸币、有价证券、以及其他一般文件等读取对象物的图像信息的图像读取装置为例,使用附图对实施方式1所涉及的图像读取装置100进行说明。在作为图1以及图1的II-II线处的箭头方向的剖视图的图2所示的图像读取装置100中,将主扫描方向设定为X轴,将副扫描方向设定为Y轴,将读取深度方向设定为Z轴。图1是图2的I-I线处的箭头方向的剖视图。主扫描方向与副扫描方向交叉,优选为正交。在实施方式1中,X轴、Y轴以及Z轴相互正交。在后续的图中也同样。
如作为图像读取装置100的沿着主扫描方向的剖视图的图1、以及作为图像读取装置100的沿着副扫描方向的剖视图的图2所示,实施方式1所涉及的图像读取装置100具备:壳体1,其收容图像读取装置100的构成要素的一部分;透明板2,其形成用于读取未图示的读取对象物的图像信息的读取面并使光透过;以及光源3,其向读取对象物照射光。图像读取装置100还具备:透镜阵列4,其具有使来自读取对象物的光聚焦的多个第一透镜体;遮光部5,其具有对由多个第一透镜体中相互邻接的第一透镜体聚焦的光的光路进行分离的至少一个遮光部件;以及受光部6,其接受由透镜阵列4聚焦并通过遮光部5的光。
壳体1是形成有朝向读取对象物的矩形的开口、并且将主扫描方向设为长边方向的方形的框架。壳体1的短边方向相当于副扫描方向,换言之,相当于读取对象物的输送方向。壳体1由遮蔽来自外部的光的材料形成,例如由铝等金属或树脂形成。壳体1收容上述的图像读取装置100的构成要素中的光源3、透镜阵列4、遮光部5以及受光部6。光源3、透镜阵列4、遮光部5以及受光部6直接或间接地安装并保持于壳体1。壳体1遮蔽从图像读取装置100的外部入射到受光部6的光。并且,壳体1防止例如尘埃、水分等异物侵入图像读取装置100的内部。
透明板2以堵住壳体1的开口的朝向安装于壳体1。透明板2由具有高透过率的部件、例如透明玻璃或透明树脂形成,该透过率具有使从光源3出射的光能够照射读取对象物、且使来自读取对象物的光能够被受光部6接受的程度。透明板2具有沿着主扫描方向延伸的两个面成为平坦的平板状的形状。在透明板2中,与面向壳体1的面相反的一侧的面是读取对象物的读取面。读取面限制读取对象物的读取位置。
光源3向读取对象物射出光。在实施方式1中,光源3配置于透镜阵列4的副扫描方向上的两侧。光源3具有LED(Light Emitting Diode:发光二极管)31和沿主扫描方向延伸的LED基板32。LED31沿着主扫描方向以阵列状排列。各LED31设置于LED基板32。
透镜阵列4在读取对象物与受光部6之间具有多个第一透镜体,该多个第一透镜体以隔开已决定的间隔的方式在主扫描方向上并排设置成一列,使来自读取对象物的光聚焦。如图3所示,在实施方式1中,透镜阵列4具有:多个第一透镜体43,它们以隔开已决定的间隔的方式在主扫描方向上并排设置成一列;以及多个第二透镜体42,它们分别位于第一透镜体43之间。换言之,第一透镜体43和第二透镜体42沿着主扫描方向交替地排列。
各第一透镜体43以及各第二透镜体42是同样的结构的透镜体,且透镜体的光轴方向分别与主扫描方向以及副扫描方向正交。第一透镜体43以及第二透镜体42例如是使来自读取对象物的光聚焦的正立等倍光学系统的透镜体。多个第一透镜体43以及多个第二透镜体42沿着主扫描方向无间隙地交替配置成一列。在第一透镜体43之间设置有第二透镜体42,第二透镜体42与夹着第二透镜体42而邻接的第一透镜体43分别抵接,由此抑制第一透镜体43在主扫描方向上的位置偏移。
如上述那样配置的多个第一透镜体43以及多个第二透镜体42被保持于未图示的保持部。保持部沿主扫描方向延伸,并设置于第一透镜体43以及第二透镜体42的副扫描方向上的两侧。例如,保持部由具有板状的形状的树脂形成,从副扫描方向上的两侧保持第一透镜体43和第二透镜体42。保持部安装于壳体1。
图1以及图2所示的透镜阵列4是以正立等倍将读取对象物成像在受光部6的正立等倍光学系统。透镜阵列4例如为棒状透镜阵列。透镜阵列4对从光源3射出,由读取对象物反射,并透过透明板2的光、或透过读取对象物,并通过透明板2的光进行聚焦,从而成像于受光部6。
例如,对透镜阵列4的朝向读取对象物的面亦即光入射面、和保持透镜阵列4的保持部的朝向读取对象物的面进行了表面抛光,可视为处于同一平面上。同样地,对透镜阵列4的朝向受光部6的面亦即光出射面、和保持部的朝向受光部6的面亦即光出射面进行了表面抛光,可视为处于同一平面上。在透镜阵列4的朝向受光部6的面安装有遮光部5。
受光部6接受通过透镜阵列4聚焦的光。受光部6具有:安装于壳体1的传感器基板62;设置于传感器基板62的传感器IC(Integrated Circuit:集成电路)61;以及未图示的其他构成要素,例如驱动电路。传感器IC61与透镜阵列4的排列对应地沿着主扫描方向配置。传感器IC61接受通过透镜阵列4聚焦的光,并进行光电转换,将其转换成电信号来输出。驱动电路根据传感器IC61所输出的电信号而生成并输出读取对象物的图像信息。传感器IC61例如通过粘合剂而固定于传感器基板62。
传感器基板62是由树脂、例如玻璃环氧树脂形成的基板,且安装有传感器IC61。此时,透镜阵列4所具有的第一透镜体43或第二透镜体42的光轴通过搭载于传感器IC6的受光部件,例如半导体晶片。
在使用具有在抵接的状态下并排成一列的多个透镜体的透镜阵列的光学系统中,当由于相互邻接的透镜体的视野重叠而产生多重图像时,透镜阵列整体上的开口角变大,景深变浅。因此,在使用具有抵接的多个透镜体的透镜阵列的光学系统中,难以确保使景深较深。图像读取装置100具备设置于透镜阵列4与受光部6之间的遮光部5,以加深景深。
遮光部5安装于光出射面,该光出射面是透镜阵列4的朝向受光部6的面。遮光部5和透镜阵列4由弹力小的胶带、或粘合剂,例如硅粘合剂粘合。遮光部5由树脂或金属形成。遮光部5通过注塑成形或冲压成形而成形。如作为遮光部5的立体图的图4所示,遮光部5具有对由透镜阵列4所具有的第一透镜体43聚焦的光的光路进行分离的多个遮光部件,具体而言具有多个遮光板51和安装多个遮光板51的第一侧板52。
遮光板51配置在主扫描方向上与第一透镜体43的间隔对应的位置,且位于透镜阵列4的读取对象物侧的端部与受光部6之间的位置。具体而言,遮光板51位于主扫描方向上透镜阵列4所具有的多个透镜体中相互邻接的第一透镜体43之间,且比第一透镜体43靠受光部6所在的一侧。遮光板51对由相互邻接的第一透镜体43聚焦的光的光路进行分离。详细而言,如图3所示,遮光板51位于设置于相互邻接的第一透镜体43之间的第二透镜体42与受光部6之间,对由夹着第二透镜体42而相互邻接的第一透镜体43聚焦的光的光路进行分离。对由相互邻接的第一透镜体43聚焦的光的光路进行分离意味着抑制从各第一透镜体43到受光部6为止从各第一透镜体43出射的光的光路相交的情况。
各遮光板51设置在与第二透镜体42的朝向受光部6的面对置的位置。各遮光板51的主扫描方向上的厚度W1大于或等于第二透镜体42的主扫描方向上的厚度W2,该第二透镜体42的主扫描方向上的厚度W2相当于第一透镜体43之间的主扫描方向上的宽度。换言之,各遮光板51的主扫描方向上的厚度W1大于或等于第二透镜体42的直径。在实施方式1中,各遮光板51的主扫描方向上的厚度W1与第二透镜体42的主扫描方向上的厚度W2相同。
遮光板51设置在与第二透镜体42的朝向受光部6的面对置的位置。因此,配置有遮光板51的间隔D1,换言之,相互邻接的遮光板51的主扫描方向上的中心间的距离大于与第二透镜体42邻接的第一透镜体43的主扫描方向上的厚度W3。第二透镜体42的主扫描方向上的厚度W2与第一透镜体43的主扫描方向上的厚度W3相同。遮光板51的主扫描方向上的厚度W1大于或等于第二透镜体42的主扫描方向的厚度W2,配置有遮光板51的间隔D1大于第一透镜体43的主扫描方向上的厚度W3,因此遮光部5的允许公差范围变宽,能够容易地制造遮光部5。
如上述那样,通过设置遮光板51,第二透镜体42的朝向受光部6的面被遮光板51覆盖。换言之,从第二透镜体42射出的光被遮光板51遮光,因而不会到达受光部6。因此,在实施方式1中,到受光部6为止的光路被遮光板51遮蔽的第二透镜体42不作为透镜发挥功能,从而起到作为抑制第一透镜体43在主扫描方向上的位置偏移的隔离件的作用。
由于与第一透镜体43的朝向受光部6的面对置的位置未设置有遮光板51,所以从第一透镜体43射出的光到达受光部6。从第一透镜体43到受光部6的光路、与从夹着第二透镜体42与该第一透镜体43邻接的第一透镜体43到受光部6的光路被遮光板51分离。由此,能够减少透镜视野的重叠并加深景深,从而提高光学性能。
如图4、作为从副扫描方向观察遮光部5的图的图5、以及作为图1中的VI-VI线处的箭头方向的剖视图的图6所示,各遮光板51在相互隔开恒定的间隔的位置安装于第一侧板52。第一侧板52设置在副扫描方向上与遮光板51邻接的位置。第一侧板52是沿主扫描方向延伸的板状的部件。在实施方式1中,多个遮光板51和第一侧板52是一体地形成的部件。由此,能够减少遮光部5的部件数量,能够降低遮光部5的制造成本。
在具有上述结构的图像读取装置100中,优选为根据图像读取装置100所要求的景深来决定透镜阵列4的共轭长度TC,该透镜阵列4的共轭长度TC是读取对象物所在的焦点位置与受光部6的位置亦即受光位置的距离。图7的(a)、(b)表示图像读取装置100的透镜阵列4和遮光部5的以沿着主扫描方向的面进行剖视的局部剖视图。图7的(a)所示的透镜阵列4的共轭长度TC比图7的(b)所示的透镜阵列4的共轭长度TC长。在图7的(a)、(b)中,用虚线和点划线表示入射到透镜阵列4的光的光路。优选为随着图像读取装置100所要求的景深变深,如图7的(b)至图7的(a)那样使透镜阵列4的共轭长度TC变长。
如图3所示,优选为遮光板51的靠近受光部6的端部具有锥形状。详细而言,优选为遮光板51的靠近受光部6的端部具有随着靠近受光部6而主扫描方向上的厚度变小的形状。图8的(a)、(b)表示透镜阵列4和遮光部5的以沿着主扫描方向的面进行剖视的局部剖视图。在图8的(a)所示的遮光部5所具有的遮光板51中,靠近受光部6的端部形成为锥形状。图8的(b)所示的遮光部5所具有的遮光板51在靠近受光部6的端部未形成为锥形状,在图8的(a)、(b)中,用虚线表示入射到透镜阵列4的光的光路。
在图8的(a)的情况下,与图8的(b)的情况相比,被遮光板51的靠近受光部6的端部遮挡的光较少,因此更多的来自透镜阵列4的光到达受光部6。越增大形成于遮光板51的锥角,从透镜阵列4到达受光部6的光的量越多。越缩短遮光板51的长度,从透镜阵列4到达受光部6的光的量越多。但是,从透镜阵列4到达受光部6的光的量越多,景深越小。因此,优选为根据受光部6所需的光量和图像读取装置100所要求的景深来决定形成于遮光板51的锥角和遮光板51的长度。
如上述那样,通过设置遮光板51,由遮光板51遮蔽从第二透镜体42射出的光,并分离从夹着第二透镜体42而相互邻接的第一透镜体43射出的光的光路。由此,图像读取装置100的光学性能提高。以下对用于进一步提高光学性能的构造进行说明。
作为一个例子,为了减少入射到遮光板51的光朝向受光部6反射的情况,而优选为遮光板51具有反射部,该反射部朝向透镜阵列4反射从透镜阵列4射出并入射到在遮光板51的与朝向透镜阵列4的面连续且沿着副扫描方向的面的光。详细而言,优选为遮光板51在与XZ平面平行的截面上具有锯齿形状。如图9以及作为扩大由图9的虚线包围的对象范围10的图的图10所示,优选为在遮光板51遍及Z轴方向形成有多个齿54,该齿54向主扫描方向突出并朝向透镜阵列4反射光。齿54具有与靠近受光部6的部分相比靠近透镜阵列4的部分从遮光板51更加突出的形状。
齿54例如具有与XZ平面平行的面为底面且沿着副扫描方向延伸的柱状的形状。详细而言,齿54在与XZ平面平行的截面上具有三角形或四边形的形状。在齿54的一个侧面、具体而言在朝向透镜阵列4的面形成有反射从透镜阵列4射出的光的反射部55。例如,反射部55是与XY平面平行的面。
如上述那样遮光板51具有锯齿形状,由此,如图10中实线的箭头所示,从透镜阵列4射出的光由齿54的反射部55反射并朝向透镜阵列4前进。因此,与不设置齿54的情况相比,能够减少入射到与遮光板51的主扫描方向交叉的面的光朝向受光部6反射的情况。
作为另一个例子,遮光部5的表面、换言之遮光部5的外表面优选为黑色的面。通过将遮光部5的表面设为黑色的面,能够减少遮光部5的表面处的反射。
以下,对用于使图像读取装置100的制造更容易的构造进行说明。如图11所示,各遮光板51的主扫描方向上的厚度W1’也可以大于第二透镜体42的主扫描方向上的厚度W2。详细而言,各遮光板51的主扫描方向上的厚度W1’大于第二透镜体42的主扫描方向上的厚度,且小于第二透镜体42的主扫描方向上的厚度W2的二倍即可。通过这样,即使在遮光板51在主扫描方向上相对于第二透镜体42的位置在遮光板51的主扫描方向的厚度W1’与第二透镜体42的主扫描方向的厚度W2之差的1/2的范围以内偏移的情况下,也能够对来自第二透镜体42的光进行遮光。即,即使遮光板51在主扫描方向上的位置相对于第二透镜体42在上述的范围以内偏移,也能够通过遮光板51覆盖第二透镜体42的朝向受光部6的面。因此,能够减小针对透镜阵列4与遮光板51的组装的偏差的制约,图像读取装置100的制造进一步变得容易。
如以上说明的那样,在实施方式1所涉及的图像读取装置100中,第一透镜体43和第二透镜体42在抵接的状态下交替地排列,遮光部5所具有的遮光板51对来自第二透镜体42的光进行遮光,并对由夹着第二透镜体42而相互邻接的第一透镜体43聚焦的光的光路进行分离。由此,减少透镜视野的重叠。另外,同以与抵接的多个透镜体的直径一致的间隔设置遮光部件的图像读取装置相比,从某一焦点位置到受光部6为止光通过的透镜体、具体而言是第一透镜体43的个数少,因此由受光部6得到的图像信息的重复减少。由此,通过使透镜视野的重叠以及得到的图像的重复减少,从而在具备具有抵接的第一透镜体43和第二透镜体42的透镜阵列4的图像读取装置100中,也能够加深景深,提高光学性能。
遮光部5所具有的各遮光板51的主扫描方向上的厚度W1大于或等于第二透镜体42的主扫描方向上的厚度W2。并且,配置有遮光板51的间隔D1大于第一透镜体43的主扫描方向上的厚度W3,换言之,大于第一透镜体43的直径。因此,遮光部5的允许公差范围变宽,能够容易地制造遮光部5。其结果是,可得到制造容易且具有高的光学性能的图像读取装置100。
遮光板51以大于第一透镜体43的直径的间隔D1配置。因此,在对遮光部5进行电镀或涂装的情况下,减少了用于进行电镀或涂装的液体淤堵在遮光板51之间的情况。因此,同以与抵接的多个透镜体的直径一致的间隔设置遮光部件的图像读取装置相比,能够以薄且均匀的方式对遮光板51进行电镀或涂装。
在将遮光板51的靠近受光部6的端部设为锥形状的情况下,更多的来自透镜阵列4的光到达受光部6。在遮光板51的与主扫描方向交叉的面遍及Z轴方向而形成有多个齿54的情况下,能够减少入射到遮光板51的与主扫描方向交叉的面的光朝向受光部6反射的情况。
(实施方式2)
在实施方式2所涉及的图像读取装置200中,透镜阵列4和遮光部5的结构与图像读取装置100不同。以下,对与上述的实施方式中说明的结构相同或对应的结构标注相同的附图标记,不反复进行这些结构的说明。
如图12所示,图像读取装置200所具备的透镜阵列4具有以隔开已决定的间隔的方式在主扫描方向上并排设置成一列而使来自读取对象物的光聚焦的多个第一透镜体43。图像读取装置200具备遮光部件,该遮光部件配置于在主扫描方向上与第一透镜体43的间隔对应的位置,且位于透镜阵列4的靠读取对象物的一侧的端部与受光部6之间的位置。详细而言,图像读取装置200具有多个遮光板51、和位于第一透镜体43之间并遮蔽来自读取对象物的光的中间部件44而作为遮光部件。第一透镜体43和中间部件44在抵接的状态下沿着主扫描方向以无间隙的方式交替地配置成一列。第一透镜体43的靠读取对象物的一侧的端部的位置以及中间部件44的靠读取对象物的一侧的端部的位置相同。
第一透镜体43的光轴方向与主扫描方向以及副扫描方向分别正交。第一透镜体43例如是使来自读取对象物的光聚焦的正立等倍光学系统的透镜体。多个第一透镜体43以及多个中间部件44沿着主扫描方向以无间隙的方式交替地配置成一列,被保持于保持部。
遮光板51位于透镜阵列4的靠读取对象物的一侧的端部与受光部6之间,具体而言,位于在主扫描方向上透镜阵列4所具有的多个第一透镜体43中相互邻接的第一透镜体43之间,且比第一透镜体43靠受光部6所在的一侧。遮光板51对由相互邻接的第一透镜体43聚焦的光的光路进行分离。详细而言,遮光板51位于设置于相互邻接的第一透镜体43之间的中间部件44与受光部6之间,对由夹着中间部件44而相互邻接的第一透镜体43聚焦的光的光路进行分离。
各遮光板51设置在与中间部件44的朝向受光部6的面对置的位置。各遮光板51的主扫描方向上的厚度W4优选为小于或等于中间部件44的主扫描方向上的厚度W5,该中间部件44的主扫描方向上的厚度W5相当于第一透镜体43之间的主扫描方向上的宽度。例如,遮光板51的主扫描方向上的厚度W4与中间部件44的主扫描方向上的厚度W5相同。由此,第一透镜体43的朝向受光部6的面不会被遮光板51覆盖。
遮光板51设置在与中间部件44的朝向受光部6的面对置的位置。因此,配置遮光板51的间隔D2,换言之,相互邻接的遮光板51的主扫描方向上的中心间的距离大于与中间部件44邻接的第一透镜体43的主扫描方向上的厚度W6。中间部件44的主扫描方向上的厚度W5与第一透镜体43的主扫描方向上的厚度W6相同。遮光板51的主扫描方向上的厚度W4与中间部件44的主扫描方向上的厚度W5相同,配置遮光板51的间隔D2大于第一透镜体43的主扫描方向上的厚度W6,因此遮光部5的允许公差范围变宽,能够容易地制造遮光部5。遮光板51以及中间部件44构成遮光部件,该遮光部件遮蔽在第一透镜体43之间通过的来自读取对象物的光,并对由相互邻接的第一透镜体43聚焦的光的光路进行分离。
从第一透镜体43到受光部6的光路、和从夹着中间部件44与该第一透镜体43邻接的第一透镜体43到受光部6的光路被遮光板51分离。由此,能够减少透镜视野的重叠并加深景深,从而提高光学性能。
与实施方式1同样地,优选为根据图像读取装置200所要求的景深来决定透镜阵列4的共轭长度TC。
为了使更多的光到达受光部6,与实施方式1同样地,优选为遮光板51的靠近受光部6的端部具有锥形状。
为了减少入射到遮光板51的光朝向受光部6反射的情况,而优选为遮光板51在与XZ平面平行的截面上具有锯齿形状。与实施方式1同样地,优选为在遮光板51遍及Z轴方向形成有多个向主扫描方向突出的齿54。
如以上说明那样,在实施方式2所涉及的图像读取装置200中,设置于透镜阵列4与受光部6之间的遮光部5分离由夹着中间部件44而相互邻接的第一透镜体43聚焦的光的光路。由此,减少透镜视野的重叠。另外,同以与抵接的多个透镜体的直径一致的间隔设置遮光部件的图像读取装置相比,从某一焦点位置到受光部6为止,光通过的第一透镜体43的个数少,因此由受光部6得到的图像信息的重复减少。由此,通过减少透镜视野的重叠以及得到的图像的重复,从而能够加深景深,并提高光学性能。
配置有遮光板51的间隔D2大于第一透镜体43的主扫描方向上的厚度W6,换言之,大于第一透镜体43的直径。因此,遮光部5的允许公差范围变宽,能够容易地制造遮光部5。其结果是,可得到制造容易且具有高的光学性能的图像读取装置200。
遮光板51以大于第一透镜体43的直径的间隔D2配置,因此在对遮光部5进行电镀或涂装的情况下,减少了用于进行电镀或涂装的液体淤堵在遮光板51之间的情况。因此,同以与抵接的多个透镜体的直径一致的间隔配置遮光部件的图像读取装置相比,能够以薄且均匀的方式对遮光板51进行电镀或涂装。
在将遮光板51的靠近受光部6的端部设为锥形状的情况下,更多的来自透镜阵列4的光到达受光部6。在遮光板51的与主扫描方向交叉的面遍及Z轴方向形成多个齿54的情况下,能够减少入射到遮光板51的光朝向受光部6反射的情况。
(实施方式3)
在实施方式3所涉及的图像读取装置300中,透镜阵列4和遮光部5的结构与图像读取装置100不同。以下,对与上述的实施方式中说明的结构相同或对应的结构标注相同的附图标记,不反复进行这些结构的说明。
如图13所示,图像读取装置300所具备的透镜阵列4具有以隔开已决定的间隔的方式在主扫描方向上并排设置成一列而使来自读取对象物的光聚焦的多个第一透镜体43。多个第一透镜体43隔着空隙7并排设置成一列。
第一透镜体43的光轴方向与主扫描方向和副扫描方向分别正交。第一透镜体43是使来自读取对象物的光聚焦的正立等倍光学系统的透镜体。多个第一透镜体43沿着主扫描方向隔着空隙7配置成一列,被保持于保持部。
遮光板51位于透镜阵列4所具有的多个第一透镜体43中相互邻接的第一透镜体43之间的空隙7与受光部6之间,对由相互邻接的第一透镜体43聚焦的光的光路进行分离。遮光板51的Z轴方向的端部与第一透镜体43的Z轴方向的端部抵接。
各遮光板51的主扫描方向上的厚度W7优选为空隙7的主扫描方向上的宽度W8以上。由此,在透镜阵列4的朝向受光部6的面上,第一透镜体43之间的空隙7被遮光板51覆盖。通过空隙7的光被遮光板51遮蔽,从而不到达受光部6所在的一侧。
遮光板51相对于每个空隙7而位于透镜阵列4的靠读取对象物的一侧的端部与受光部6之间,具体而言,位于空隙7与受光部6之间。因此,配置有遮光板51的间隔D3,换言之,相互邻接的遮光板51的主扫描方向上的中心间的距离大于与空隙7邻接的第一透镜体43的主扫描方向上的厚度W9。遮光板51的主扫描方向上的厚度W7大于空隙7的主扫描方向上的宽度W8,配置有遮光板51的间隔D3大于第一透镜体43的主扫描方向上的厚度W9,因此遮光部5的允许公差范围变宽,能够容易地制造遮光部5。
从第一透镜体43到受光部6的光路、和从隔着空隙7与该第一透镜体43邻接的第一透镜体43到受光部6的光路被遮光板51分离。由此,能够减少透镜视野的重叠并加深景深,而提高光学性能
与实施方式1同样地,优选为根据图像读取装置300所要求的景深的范围来决定透镜阵列4的共轭长度TC。
为了使更多的光到达受光部6,与实施方式1同样地,优选为遮光板51的靠近受光部6的端部具有锥形状。
为了减少入射到遮光板51的光朝向受光部6反射的情况,而优选为遮光板51在与XZ平面平行的截面上具有锯齿形状。与实施方式1同样地,优选为在遮光板51遍及Z轴方向形成有多个向主扫描方向突出的齿54。
如以上说明的那样,在实施方式3所涉及的图像读取装置300中,设置于透镜阵列4与受光部6之间的遮光部5对由隔着空隙7而相互邻接的第一透镜体43聚焦的光的光路进行分离。由此,减少透镜视野的重叠。另外,同以与抵接的多个透镜体的直径一致的间隔设置遮光部件的图像读取装置相比,从某一焦点位置到受光部6为止,光通过的第一透镜体43的个数少,因此由受光部6得到的图像信息的重复减少。由此,通过减少透镜视野的重叠以及得到的图像的重复,从而能够加深景深,并提高光学性能。
配置有遮光板51的间隔D3大于第一透镜体43的主扫描方向上的厚度W9,换言之,大于第一透镜体43的直径。因此,遮光部5的允许公差变宽,能够容易地制造遮光部5。其结果是,可得到制造容易且具有高的光学性能的图像读取装置300。
遮光板51以大于第一透镜体43的直径的间隔D3配置,因此在对遮光部5进行电镀或涂装的情况下,减少了用于进行电镀或涂装的液体淤堵在遮光板51之间的情况。因此,同以与抵接的多个透镜体的直径一致的间隔配置遮光部件的图像读取装置相比,能够以薄且均匀的方式对遮光板51进行电镀或涂装。
在将遮光板51的靠近受光部6的端部设为锥形状的情况下,更多的来自透镜阵列4的光到达受光部6。在遮光板51的与主扫描方向交叉的面遍及Z轴方向形成有多个齿54的情况下,能够减少入射到遮光板51的与主扫描方向交叉的面的光朝向受光部6反射的情况。
(实施方式4)
在实施方式4所涉及的图像读取装置400中,遮光部5的结构与图像读取装置100、200、300不同。以下,对与上述的实施方式中说明的结构相同或对应的结构标注相同的附图标记,不反复进行这些结构的说明。
如图14所示,图像读取装置400所具备的遮光部5具有:多个遮光板51,它们对由夹着第二透镜体42而相互邻接的第一透镜体43聚焦的光的光路进行分离;第一侧板52,器安装有一部分的遮光板51;以及第二侧板53,其安装另一部分的遮光板51。
各遮光板51设置在相互隔开恒定的间隔的位置,且安装于第一侧板52或第二侧板53。详细而言,在相互邻接的遮光板51的一方安装第一侧板52,在相互邻接的遮光板51的另一方安装第二侧板53。
第一侧板52是沿主扫描方向延伸的板状的部件。第一侧板52设置于在副扫描方向上与遮光板51邻接的位置。
第二侧板53是沿主扫描方向延伸的板状的部件。第二侧板53设置在与第一侧板52之间在副扫描方向上夹着遮光板51的位置。
在实施方式4中,安装于第一侧板52的多个遮光板51与第一侧板52是一体地形成的部件。同样地,安装于第二侧板53的多个遮光板51与第二侧板53是一体地形成的部件。通过将这两个部件配置在使遮光板51成为交错的位置,从而安装于第一侧板52的遮光板51与安装于第二侧板53的遮光板51沿着主扫描方向交替地排列。
如上述那样,相互邻接的遮光板51的一方安装于第一侧板52,相互邻接的遮光板51的另一方安装于第二侧板53。因此,与所有的遮光板51安装于第一侧板52的情况下的遮光板51的间隔相比,在图像读取装置400中,安装于第一侧板52的遮光板51的间隔以及安装于第二侧板53的遮光板51的间隔大。因此,与实施方式1至实施方式3的遮光部5相比,形成为一体的部件的遮光板51的间隔较大,因此能够更容易地制造遮光部5。
如以上说明的那样,在实施方式4所涉及的图像读取装置400中,设置于透镜阵列4与受光部6之间的遮光部5对由夹着第二透镜体42而相互邻接的第一透镜体43聚焦的光的光路进行分离。由此,减少透镜视野的重叠。另外,同以与抵接的多个透镜体的直径一致的间隔设置遮光部件的图像读取装置相比,从某一焦点位置到受光部6为止,光通过的透镜体,具体而言,光通过的第一透镜体43的个数少,因此由受光部6得到的图像信息的重复减少。由此,通过减少透镜视野的重叠以及得到的图像的重复,从而能够加深景深,并提高光学性能。
安装于第一侧板52的遮光板51的间隔以及安装于第二侧板53的遮光板51的间隔比实施方式1那样所有的遮光板51安装于第一侧板52的情况下大。因此,能够容易地制造遮光部5。其结果是,可得到制造容易且具有高的光学性能的图像读取装置400。
并且,由于遮光板51的间隔比实施方式1的情况下大,所以在对遮光部5进行电镀或涂装的情况下减少了用于进行电镀或涂装的液体淤堵在各个遮光板51之间的情况。因此,与实施方式1相比,能够以薄且均匀的方式对遮光板51进行电镀或涂装。
本公开并不局限于上述的实施方式的例子。也可以在上述的实施方式中组合多个实施方式。作为一个例子,图像读取装置200、300也可以具备与图像读取装置400同样的结构的遮光部5。作为另一个例子,也可以在图像读取装置300所具备的透镜阵列4具有的多个第一透镜体43之间的空隙7中,在一部分的空隙7设置中间部件44,在其他的空隙7不设置中间部件44。
透镜阵列4并不局限于上述的例子,只要能够使来自读取对象物的光聚焦,则是任意的。作为一个例子,透镜阵列4也可以是微透镜阵列。
透镜阵列4所具有的遮光部件并不局限于上述的例子,也可以为柱状的遮光部件。
作为遮光部件的一个例子的遮光板51的形状并不局限于上述的例子。如图8的(b)所示,遮光板51的靠近受光部6的端部也可以是不具有锥形状的形状。各遮光板51的主扫描方向上的厚度可以相同,也可以不同。
为了减少入射到遮光板51的光朝向受光部6反射的情况,也可以在遮光部5的外表面形成凹凸。作为一个例子,遮光部5的表面也可以由包含粒状或纤维状的填充剂的涂料覆盖。填充剂例如为碳纳米管。通过在遮光部5的表面涂敷包含粒状或纤维状的填充剂的涂料,从而在遮光部5的表面形成凹凸。通过该凹凸,能够减少入射到遮光板51的光朝向受光部6反射的情况。
作为另一个例子,也可以通过蚀刻处理在遮光板51的表面形成凹凸。为了形成充分的凹凸,而优选为遮光部5由包含碳填料的树脂形成。蚀刻处理例如是通过用碱性溶液溶解遮光部5的表面,而使碳填料露出于遮光部5的表面的处理。由此,能够在遮光部5的表面形成凹凸。通过该凹凸,能够减少入射到遮光板51的光朝向受光部6反射的情况。
图像读取装置200所具备的透镜阵列4所具有的遮光板51的主扫描方向上的厚度W4也可以大于中间部件44的主扫描方向上的厚度W5。
本公开能够在不脱离本公开的广义精神和范围的情况下实施各种实施方式以及变形。另外,上述实施方式用于说明该公开而非限定本公开的范围。即,本公开的范围由权利要求书表示,而不是由实施方式表示。而且,在权利要求书内以及与其同等的公开的意义的范围内实施的各种变形被视为本公开的范围内。
本申请基于2021年1月29日申请的日本专利申请特愿2021-13159号。将日本专利申请特愿2021-13159号的说明书、权利要求书、附图整体作为参照引入到本说明书中。
附图标记说明
1...壳体;2...透明板;3...光源;31...LED;32...LED基板;4...透镜阵列;42...第二透镜体;43...第一透镜体;44...中间部件(遮光部件);5...遮光部;51...遮光板(遮光部件);52...第一侧板;53...第二侧板;54...齿;55...反射部;6...受光部;61...传感器IC;62...传感器基板;7...空隙;10...对象范围;100、200、300、400...图像读取装置;D1、D2、D3...间隔;TC...共轭长度;W1、W2、W3、W4、W5、W6、W7、W9...厚度;W8...宽度。
Claims (8)
1.一种图像读取装置,其特征在于,具备:
透镜阵列,其具有多个第一透镜体,该多个第一透镜体以隔开被决定的间隔的方式在主扫描方向上并排设置成一列,使来自读取对象物的光聚焦;
受光部,其接受由多个所述第一透镜体分别聚焦的光;以及
至少一个遮光部件,其在所述主扫描方向上配置在与所述间隔对应的位置,且位于所述透镜阵列的靠所述读取对象物的一侧的端部与所述受光部之间的位置,对通过所述第一透镜体之间的来自所述读取对象物的光进行遮蔽,并分离由相互邻接的所述第一透镜体聚焦的光的光路。
2.根据权利要求1所述的图像读取装置,其特征在于,
所述透镜阵列还具有多个第二透镜体,该多个第二透镜体分别位于所述第一透镜体之间,
所述遮光部件位于所述第二透镜体与所述受光部之间,对来自所述第二透镜体的光进行遮蔽,并分离由夹着所述第二透镜体而相互邻接的所述第一透镜体聚焦的光的光路,
所述遮光部件的所述主扫描方向上的厚度大于或等于所述第二透镜体的所述主扫描方向上的厚度。
3.根据权利要求1所述的图像读取装置,其特征在于,
所述遮光部件具有分别位于所述第一透镜体之间并对来自所述读取对象物的光进行遮蔽的中间部件,所述遮光部件分离由夹着所述中间部件而相互邻接的所述第一透镜体聚焦的光的光路。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的图像读取装置,其特征在于,
所述图像读取装置还具备第一侧板,该第一侧板在与所述主扫描方向交叉的副扫描方向上安装有多个所述遮光部件。
5.根据权利要求4所述的图像读取装置,其特征在于,
所述图像读取装置还具备第二侧板,在所述副扫描方向上,在所述第二侧板与所述第一侧板之间夹有多个所述遮光部件,在所述第二侧板安装有多个所述遮光部件。
6.根据权利要求1~5中任一项所述的图像读取装置,其特征在于,
所述遮光部件具有反射部,该反射部朝向所述透镜阵列反射从所述透镜阵列射出并入射到与朝向所述透镜阵列的面连续且沿着与所述主扫描方向交叉的副扫描方向的面的光。
7.根据权利要求6所述的图像读取装置,其特征在于,
所述遮光部件具有在朝向所述透镜阵列的面形成有所述反射部而成的锯齿形状。
8.根据权利要求1~7中任一项所述的图像读取装置,其特征在于,
所述遮光部件的靠近所述受光部的端部的所述主扫描方向上的厚度小于所述遮光部件的靠近所述透镜阵列的端部的所述主扫描方向上的厚度。
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Legal Events
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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