JP2000244704A - 画像読み取り装置および結像用レンズユニット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】画像読み取り装置全体の大型化を極力回避しつ
つ、レンズアレイの各レンズの焦点深度を深めて解像度
の高い画像の読み取り処理が行えるようにする。 【解決手段】ライン状の読み取り対象領域Ｓから進行し
てくる光を集束させることにより、読み取り対象領域Ｓ
の画像を複数の受光素子５４上に結像させるためのレン
ズアレイ１，１Ａを具備しており、かつレンズアレイ
１，１Ａの各レンズ１２は、複数の受光素子５４よりも
読み取り対象領域Ｓに接近している第１の面１２ａと、
読み取り対象領域Ｓよりも複数の受光素子５４に接近し
ている第２の面１２ｂとを有している、画像読み取り装
置Ａであって、読み取り対象領域Ｓからの光を各レンズ
１２に対して第２の面１２ｂから入射させるように導く
第１の導光手段２Ａと、各レンズ１２を通過して第１の
面１２ａから出射した光を複数の受光素子５４に導く第
２の導光手段２Ｂと、を具備している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【技術分野】本願発明は、画像読み取り装置および画像
読み取り装置に組み込んで使用される結像用レンズユニ
ットに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の画像読み取り装置の一例を図１８
に示す。この画像読み取り装置は、透明板９０を上面部
に装着したケース９１の内部に、主走査方向（紙面と直
交する方向）に並べた複数の光源９２、複数のレンズ９
３を主走査方向に並べたレンズアレイ９３Ａ、および主
走査方向に並べた複数の受光素子９４を組み込んだ構成
を有している。レンズアレイ９３Ａとしては、たとえば
正立等倍の結像が可能なセルフォックレンズや光学繊維
製のレンズを利用したものが用いられており、透明板９
０の表面部分のうち、レンズアレイ９３Ａの直上部分
が、ライン状の読み取り対象領域Ｓａとなっている。こ
の画像読み取り装置では、光源９２から発せられた光が
透明板９０上に供給された原稿Ｄに照射されると、その
反射光がレンズアレイ９３Ａの各レンズ９３によって集
束され、複数の受光素子９４上には原稿Ｄの１ライン分
の画像が結像する。すると、複数の受光素子９４から
は、その受光量に対応した出力レベルの１ライン分の画
像信号が出力される。

【０００３】このような構成の画像読み取り装置におい
て、解像度の高い画像の読み取りを行うには、各レンズ
９３によって原稿画像をピンぼけのないように結像させ
る必要がある。このためには、各レンズ９３の上面９３
ａから原稿Ｄまでの距離Ｌａが、所定の寸法に正確に設
定される必要がある。ところが、実際の画像読み取り動
作においては、原稿Ｄが透明板９０から浮き上がりを生
じて、距離Ｌａに誤差を生じる場合がある。とくに、プ
ラテンローラ６を有しないハンディスキャナタイプの画
像読み取り装置では、その頻度が高い。

【０００４】そこで、従来では、距離Ｌａが多少変動し
ても、解像度の高い画像の読み取り処理を行えるように
するための手段として、各レンズ９３の焦点深度を深く
していた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の画像読み取り装置では、画像の読み取り対象領域Ｓ
ａから進行してくる原稿Ｄの反射光を各レンズ９３の上
面９３ａに直接入射させる構造とされている。また、各
レンズ９３の下面９３ｂを出射した光は、各受光素子９
４によって直接受光される構造とされている。その一
方、各レンズ９３の焦点深度を深くした場合には、各レ
ンズ９３の焦点距離が長くなる。このため、従来では、
各レンズ９３の焦点深度を深くしつつ、各レンズ９３に
よって原稿画像の適切な結像を行わせるには、透明板９
０の表面から各レンズ９３の上面９３ａまでの距離（図
１８のＬａに相当）と、各レンズ９３の下面９３ｂから
各受光素子９４までの距離Ｌｂとを長くする必要が生じ
る。その結果、従来では、透明板９０から各受光素子９
４までの全体の寸法が大きくなってしまい、画像読み取
り装置の大型化を招いていた。

【０００６】本願発明は、このような事情のもとで考え
出されたものであって、画像読み取り装置全体の大型化
を極力回避しつつ、レンズアレイの各レンズの焦点深度
を深めて解像度の高い画像の読み取り処理が行えるよう
にすることをその課題としている。

【０００７】

【発明の開示】上記の課題を解決するため、本願発明で
は、次の技術的手段を講じている。

【０００８】本願発明の第１の側面によれば、画像読み
取り装置が提供される。この画像読み取り装置は、ライ
ン状の読み取り対象領域から進行してくる光を集束させ
ることにより、上記読み取り対象領域の画像を複数の受
光素子上に結像させるための１または複数のレンズアレ
イを具備しており、かつ上記レンズアレイの各レンズ
は、上記複数の受光素子よりも上記読み取り対象領域に
接近している第１の面と、上記読み取り対象領域よりも
上記複数の受光素子に接近している第２の面とを有して
いる、画像読み取り装置であって、上記読み取り対象領
域からの光を上記各レンズに対して上記第２の面から入
射させるように導く第１の導光手段と、上記各レンズを
通過して上記第１の面から出射した光を上記複数の受光
素子に導く第２の導光手段と、を具備していることに特
徴づけられる。

【０００９】このような構成を有する画像読み取り装置
では、読み取り対象領域からの光が、各レンズの第１の
面および第２の面のうち、読み取り対象領域から遠い側
の第２の面から入射するために、読み取り対象領域と各
レンズの第１の面との間の距離が短い場合であっても、
読み取り対象領域から各レンズに到るまでの光路長を長
くとることが可能となる。また、第２の面から各レンズ
内に進行した光は、複数の受光素子から遠い側の第１の
面から出射して複数の受光素子に導かれるために、複数
の受光素子と各レンズの第２の面との間の距離が短い場
合であっても、各レンズから複数の受光素子に到るまで
の光路長を長くとることが可能となる。したがって、本
願発明では、上記各レンズとして、焦点距離が長く、焦
点深度の深いものを用いた場合であっても、読み取り対
象領域とレンズアレイとの間の距離、およびレンズアレ
イと複数の受光素子との間の距離をさほど大きくするこ
となく、原稿画像の結像を適切に行うことが可能とな
る。その結果、画像読み取り装置の大型化を抑制しつ
つ、解像度の高い画像読み取り処理が行える。

【００１０】本願発明の好ましい実施の形態では、上記
読み取り対象領域からの光は、上記各レンズの一側方を
上記各レンズの光軸方向と略同方向に通過してからその
進行方向が上記第１の導光手段によって変更されること
により、上記第２の面に入射するとともに、上記第１の
面から出射した光は、その進行方向が上記第２の導光手
段によって変更されることにより、上記各レンズの他側
方を上記光軸方向と略同方向に通過してから上記複数の
受光素子に向かうように構成されている。

【００１１】このような構成によれば、各レンズの一側
方および他側方の領域において各レンズの光軸方向と略
同方向に光を進行させているために、読み取り対象領域
から複数の受光素子に到るまでの光路長をスペース効率
良く長くとることができる。

【００１２】本願発明の他の好ましい実施の形態では、
上記第１の導光手段および上記第２の導光手段のそれぞ
れは、受けた光を全反射させることによりその光の進行
方向を変更するプリズムである。

【００１３】このような構成によれば、読み取り対象領
域から進行してきた光をプリズムによって１００％の反
射率で反射させてその進行を変更させることにより複数
の受光素子に導くことができ、鮮明な結像画像を得るの
に最適となる。

【００１４】本願発明の他の好ましい実施の形態では、
上記第１の導光手段および上記第２の導光手段のそれぞ
れは、受けた光を順次反射してその光の進行方向を変更
する複数のミラーである。

【００１５】このような構成によっても、読み取り対象
領域からの光の進行方向を所定の方向に適切に変更し、
本願発明の目的を達成することができる。

【００１６】本願発明の他の好ましい実施の形態では、
上記レンズアレイ、上記第１の導光手段、および上記第
２の導光手段は、互いに共通した１つのホルダに組み込
まれている。

【００１７】このような構成によれば、レンズアレイ、
第１の導光手段、および第２の導光手段を１つに纏めた
ユニットとして構成することができ、その取り扱いに際
して便利となる。

【００１８】本願発明の他の好ましい実施の形態では、
上記ホルダは黒色であり、このホルダによって上記複数
の受光素子の周囲が覆われるように構成されている。

【００１９】このような構成によれば、複数の受光素子
の周囲が光吸収性を有するホルダによって覆われた構造
となるために、複数の受光素子に向けて進行してくる光
がその周囲において散乱しないよにうできる。また、ホ
ルダの外部の外乱光が複数の受光素子に入射するといっ
たことも阻止できることとなる。したがって、ノイズが
少ない読み取り画像を得るのに有利となる。

【００２０】本願発明の他の好ましい実施の形態では、
上記読み取り対象領域に光を照射するための少なくとも
１以上の光源と、この光源および上記複数の受光素子を
内部に組み込むためのケースと、をさらに具備してお
り、かつ上記レンズアレイ、上記第１の導光手段、およ
び上記第２の導光手段のそれぞれは、上記ケースに個々
に組み付けられている。

【００２１】このような構成によれば、光源や複数の受
光素子を組み込むのに利用されるケースを有効に利用し
て、レンズアレイ、第１の導光手段、および第２の導光
手段のそれぞれを所定の位置関係に適切に組み付けるこ
とができる。

【００２２】本願発明の他の好ましい実施の形態では、
上記レンズアレイは、凸レンズまたは凹レンズとされた
複数のレンズとこれら複数のレンズを繋ぐホルダ部とが
透光性を有する合成樹脂によって一体成形されていると
ともに、上記複数のレンズどうしの間には光吸収性を有
する遮光部が設けられたものである。

【００２３】このような構成によれば、画像読み取り装
置の製造コストの低減化が図れる。すなわち、レンズア
レイは、複数のレンズとホルダ部とが透光性を有する合
成樹脂によって一体成形されたものであるから、金型を
用いて簡単に樹脂成形することができる。したがって、
レンズアレイの製造コストをかなり安価にすることがで
き、その分だけ画像読み取り装置全体のコストを下げる
ことができる。その一方、レンズアレイの複数のレンズ
どうしの間には、光吸収性を有する遮光部が設けられて
いるために、これら複数のレンズどうしを光学的に分離
することが可能であり、たとえば互いに隣り合うレンズ
どうしの間において光が交錯するいわゆるクロストーク
の現象を生じないようにできる。

【００２４】本願発明の他の好ましい実施の形態では、
上記レンズアレイを複数具備しており、かつこれら複数
のレンズアレイは、それらのレンズどうしが同一光軸上
に並ぶように互いに重ね合わされている。

【００２５】このような構成によれば、１つのレンズア
レイのみでは得ることができない光学特性を得ることが
可能となり、たとえば原稿画像を正立等倍に結像させる
ことも可能となる。

【００２６】本願発明の他の好ましい実施の形態では、
上記レンズアレイは、セルフォックレンズのアレイ、ま
たは光学繊維製レンズのアレイである。

【００２７】このような構成によれば、原稿画像を正立
等倍に結像させるのに便利となる。

【００２８】本願発明の第２の側面によれば、結像用レ
ンズユニットが提供される。この結像用レンズユニット
は、複数の結像用のレンズが列状に並べられた１または
複数のレンズアレイを具備している結像用レンズユニッ
トであって、上記レンズアレイを内部に収容しているホ
ルダと、上記ホルダの複数の外面のうち、上記各レンズ
の第１の面に対面する第１の外面に設けられ、かつ上記
レンズアレイと同方向に延びている第１の開口部と、上
記ホルダの複数の外面のうち、上記各レンズの第２の面
に対面する第２の外面に設けられ、かつ上記レンズアレ
イと同方向に延びている第２の開口部と、上記第１の開
口部から上記ホルダ内に進行してきた光を上記各レンズ
に対して上記第２の面から入射させるように導く第１の
導光手段と、上記各レンズを通過して上記第１の面から
出射した光の進行方向を変えることによって、この光を
上記第２の開口部に向けて進行させる第２の導光手段
と、を具備していることに特徴づけられる。

【００２９】このような構成を有する結像用レンズユニ
ットは、ホルダの第１の開口部を画像読み取り装置の読
み取り対象領域に対面させるとともに、ホルダの第２の
開口部を画像読み取り装置の複数の受光素子に対面さ
せ、あるいは第２の開口部内に複数の受光素子を配置さ
せて用いる。このようにすれば、画像読み取り装置の読
み取り対象領域から進行してくる光をレンズアレイの各
レンズの第２の面から入射させることができるととも
に、各レンズを通過して第１の面から出射した光を複数
の受光素子に受光させることができる。したがって、本
願発明の第１の側面によって得られるのと同様な効果が
期待できる。

【００３０】本願発明のその他の特徴および利点につい
ては、次の発明の実施の形態の説明から、より明らかに
なるであろう。

【００３１】

【発明の実施の形態】以下、本願発明の好ましい実施の
形態について、図面を参照しつつ具体的に説明する。

【００３２】図１は、本願発明に係る結像用レンズユニ
ットの一例を示す断面図である。図２は、レンズアレイ
の一例を示す斜視図である。図３は、図２のIII −III
断面図である。図４は、図２のIV−IV断面図である。図
５は、図２に示すレンズアレイの底面図である。図６な
いし図９は、図２に示すレンズアレイの製造工程を示す
断面図である。図１０は、２つのレンズアレイを重ね合
わせた状態を示す斜視図である。図１１は、図１０のXI
−XI断面図である。図１２は、２つのレンズアレイのレ
ンズの作用を示す説明図である。

【００３３】図１において、本実施形態の結像用レンズ
ユニットＵは、ホルダ３内に、２つのレンズアレイ１，
１Ａおよび２つのプリズム２Ａ，２Ｂを組み込んだ構成
を有している。

【００３４】レンズアレイ１は、図２および図３によく
表れているように、透光性を有する合成樹脂を成形して
得られた樹脂成形部１０を主要部とするものであり、こ
の樹脂成形部１０が、複数のレンズ１２とこれら複数の
レンズ１２を繋ぐホルダ部１１とを構成している。上記
合成樹脂としては、たとえば透明度の高いＰＭＭＡ（ポ
リメタクリル酸メチル（メタクリル樹脂））、またはＰ
Ｃ（ポリカーボネート）が用いられている。樹脂成形部
１０の上面１０ａと下面１０ｂとには、平面視または底
面視円形状の凸状の面１２ａ，１２ｂが樹脂成形部１０
の長手方向に一定間隔を隔てて並べて形成されており、
これら凸状の面１２ａ，１２ｂによって上下挟まれた領
域が各レンズ１２となっている。したがって、各レンズ
１２は、凸状の面１２ａ，１２ｂを光の入出射面とする
両凸レンズである。

【００３５】ホルダ部１１は、樹脂成形部１０のうち、
複数のレンズ１２以外の残余の部分であり、複数のレン
ズ１２の列方向に延びたブロック状である。ホルダ部１
１の長手方向両端部の上面および下面には、凸部１３ａ
および凹部１３ｂが設けられている。また、ホルダ部１
１の長手方向両端部の両側面のそれぞれには、水平方向
に突出した突起部１４が一体に設けられている。

【００３６】図３によく表れているように、複数のレン
ズ１２どうしの間には遮光部１５が設けられている。こ
の遮光部１５は、互いに隣り合うレンズ１２どうしの間
に空隙部１５ａを設けるとともに、この空隙部１５ａを
規定する壁面に黒色の塗膜１５ｂを設けることによって
構成されている。各空隙部１５ａは、たとえば樹脂成形
部１０の下面１０ｂに適当な深さの凹溝を形成すること
によって設けられており、図５によく表れているよう
に、ホルダ部１１の短手方向に適当な寸法Ｌだけ直線状
に延びた形状とされている。ホルダ部１１は、塗膜１５
ｂに加え、遮光部１５以外の外面の全面または略全面も
黒色の塗膜１６によって覆われており、ホルダ部１１に
は外部の光が透過しないように構成れている。ただし、
図２および図５においては、その図示を省略している。

【００３７】レンズアレイ１は、次のようにして製造す
ることができる。すなわち、まず図６および図７に示す
ように、所定の形態に製作された一対の金型４ａ，４ｂ
のキャビティ１０’内に透明樹脂を供給することによっ
て、複数のレンズ１２やホルダ部１１を有する樹脂成形
部１０を成形する。次いで、図８に示すように、たとえ
ばレンズ１２の面１２ａ，１２ｂをマスク４０によって
覆い隠してから、図９に示すように、たとえば樹脂成形
部１０の全体を塗装液４１内に浸漬させる。これによ
り、ホルダ部１１の外面の全面または略全面に塗膜１６
を設けることができ、さらには塗膜１５ｂを有する遮光
部１５を設けることができる。このような製造方法によ
れば、たとえば予め個別に製造された複数のレンズをホ
ルダ部内に組み込むことによってレンズアレイを製造す
る場合と比較すると、その製造作業は格段と容易とな
り、その製造コストをかなり廉価にすることができる。

【００３８】図１０に示すように、２つのレンズアレイ
１，１Ａは、上下に重ね合わされている。レンズアレイ
１Ａは、レンズアレイ１と同様な構成を有し、また同様
な製造方法を経て製造されたものである。したがって、
レンズアレイ１Ａの各部の符号については、それに対応
するレンズアレイ１の各部と同一の符号で示し、その説
明は省略する。図１１によく表れているように、レンズ
アレイ１の凹部１３ｂには、レンズアレイ１の凸部１３
ａが嵌入しており、これによって２つのレンズアレイ
１，１Ａどうしの位置決めが図られている。これら２つ
のレンズアレイ１，１Ａの位置決めは、それらのレンズ
１２どうしが同一の光軸Ｃ上に並ぶようになされてい
る。図１１では、塗膜１６を厚肉に図示しているため
に、光軸Ｃ上に並ぶ２つのレンズ１２の間に大きな隙間
が生じているが、実際には塗膜１６の厚みは薄く、それ
らの隙間は２つのレンズ１２どうしが互いに接近するほ
どに非常に小さい。同一の光軸Ｃ上に並ぶ２つのレンズ
１２は、図１２に示すように、物体表面の点Ｐ_1,Ｐ_2,Ｐ
₃ から進行してきた光を、所定の平面上において上記各
点と対称な位置関係にある点Ｐ₁', Ｐ₂', Ｐ₃'にそれぞ
れ集束させて、正立等倍の像を結像可能である。

【００３９】図１において、ホルダ３は、全体が黒色の
合成樹脂製であり、レンズアレイ１，１Ａやプリズム２
Ａ，２Ｂを収容するための空間部３０を内部に有するボ
ックス状に形成されている。ホルダ３は、上面部が開口
した本体部３１の上面部に補助体３２を固定して取付け
て構成されており、本体部３１に補助体３２を取付ける
以前の段階において、本体部３１内にその上面部の開口
から上述の部品を組み込むことができるようになってい
る。レンズアレイ１，１Ａは、それらの突起部１４をホ
ルダ３に接触させたり、あるいはホルダ３に設けた凹部
や凸部（図示略）に係合させるなどして、ホルダ３内に
おいてその位置決め固定が図られている。本実施形態で
は、レンズアレイ１の各レンズ１２の上側の面１２ａ
が、本願発明でいうレンズアレイの各レンズの第１の面
に相当する。また、レンズアレイ１Ａの各レンズ１２の
下側の面１２ｂが、本願発明でいうレンズアレイの各レ
ンズの第２の面に相当する。

【００４０】ホルダ３の上面部３ａおよび下面部３ｂに
は、レンズアレイ１，１Ａと同方向に延び、かつ空間部
３０に繋がっているスリット状の第１の開口部３３Ａお
よび第２の開口部３３Ｂがそれぞれ設けられている。こ
れら第１の開口部３３Ａおよび第２の開口部３３Ｂは、
レンズアレイ１，１Ａの各レンズ１２の光軸Ｃから適当
な距離だけ光軸Ｃと交差する方向に離れ、かつ光軸Ｃを
挟んで互いに反対方向に位置するように設けられてい
る。

【００４１】２つのプリズム２Ａ，２Ｂは、いずれも光
の全反射を利用して光線の進行方向を変えるための反射
プリズムとして機能するものであり、レンズアレイ１，
１Ａと同方向に延びており、またその断面形状は直角二
等辺三角形またはそれに近い形状である。プリズム２Ａ
は、本体部３１に設けられた凹部３４ａに嵌入されてい
ることにより、レンズアレイ１Ａの下方に位置してお
り、その一側面はレンズアレイ１Ａの各レンズ１２の面
１２ｂと第１の開口部３３Ａとに対面している。このた
め、第１の開口部３３Ａからホルダ３内に進行してプリ
ズム２Ａに到達した光は、プリズム２Ａによって２回の
全反射がなされることによってその進行方向が変更さ
れ、レンズアレイ１Ａの各レンズ１２の面１２ｂに入射
するようになっている。

【００４２】プリズム２Ｂは、補助体３２に設けられた
凹部３４ｂに嵌入されていることにより、レンズアレイ
１の上方に位置しており、その一側面はレンズアレイ１
の各レンズ１２の面１２ａと第２の開口部３３Ｂとに対
面している。これにより、プリズム２Ｂは、レンズアレ
イ１，１Ａの各レンズ１２を上方に向けて通過してきた
光を受けると、２回の全反射を行ってから第２の開口部
３３Ｂに向けて進行させるように作用する。

【００４３】図１３は、本願発明に係る画像読み取り装
置の一例を示す断面図である。

【００４４】同図に示す画像読み取り装置Ａは、結像用
レンズユニットＵに加え、透明板５０、この透明板５０
を上面部に装着したケース５１、このケース５１の底面
部に組み付けられた基板５２、複数の光源５３、および
複数の受光素子５４を具備して構成されている。

【００４５】結像用レンズユニットＵは、透明板５０と
基板５２との間に配置されるようにしてケース５１内に
組み込まれており、レンズアレイ１，１Ａやプリズム２
Ａ，２Ｂは主走査方向（図１３の紙面と直交する方向）
に延びる姿勢に設定されている。透明板５０の表面部分
のうち、結像用レンズユニットＵの第１の開口部３３Ａ
の直上部分が、ライン状の読み取り対象領域Ｓである。
プラテンローラ６は、この読み取り対象領域Ｓに対向し
て設けられる。ただし、この画像読み取り装置Ａをハン
ディスキャナとして構成することも可能であり、この場
合にはプラテンローラ６が用いられないことは言うまで
もない。

【００４６】複数の光源５３は、たとえばＬＥＤチップ
を用いて構成されており、基板５２の表面上に搭載され
ていることにより、ケース５１に設けられている照明用
光路５１ａの底部に配置され、主走査方向に間隔を隔て
た列状に並んでいる。ただし、本願発明では、光源の種
類はとくに限定されるものではなく、たとえば主走査方
向に延びる冷陰極管を光源として用いることもできる。
ケース１は、たとえば白色の合成樹脂製であり、照明用
光路５１ａの壁面は全て白色とされている。このため、
各光源５３から発せられた光は、照明用光路５１ａの壁
面によって高い反射率で反射されながら読み取り対象領
域Ｓに向けて進行するようになっている。複数の受光素
子５４は、光電変換機能を有するものであり、基板５２
の表面上に搭載されて主走査方向に延びる列状に並べら
れている。ただし、これら複数の受光素子５４は、結像
用レンズユニットＵのホルダ３の第２の開口部３３Ｂ内
に配されていることにより、プリズム２Ｂと対面してお
り、その周囲がホルダ３によって囲まれている。

【００４７】次に、画像読み取り装置Ａの作用について
説明する。

【００４８】まず、複数の光源５３から発せられた光が
透明板５０上の原稿Ｄに照射されると、この原稿Ｄのう
ちのライン状の読み取り対象領域Ｓに相当する部分によ
って反射された光は、結像用レンズユニットＵの第１の
開口部３３Ａを通過してホルダ３内に進行する。上記光
は、ホルダ３内において２つのレンズアレイ１，１Ａの
各レンズ１２の一側方を通り越してからプリズム２Ａに
到達し、その後レンズアレイ１Ａの各レンズ１２に対し
てその下側の面１２ｂから入射する。したがって、読み
取り対象領域Ｓから各レンズ１２に到るまでの光路長に
ついては、読み取り対象領域Ｓからの光をレンズアレイ
１の各レンズ１２の上側の面１２ａに直接入射させる場
合よりも、上記光が各レンズ１２の一側方を通り越す分
とプリズム２Ａ内を進行する寸法分との総和量だけ長く
することができる。また、レンズアレイ１，１Ａの各レ
ンズ１２内を上向きに通過した光は、その後プリズム２
Ｂによって進行方向が変更され、各レンズ１２の他側方
を通り越してから複数の受光素子５４に到達する。した
がって、やはり各レンズ１２から複数の受光素子５４に
到るまでの光路長も長くすることができる。

【００４９】このようにして、上記光路長を長くすれ
ば、２つのレンズアレイ１，１Ａの互いに組み合わされ
た複数のレンズ１２の焦点深度を深くして、その焦点距
離が長くなった場合であっても、画像読み取り装置Ａの
全体の高さ寸法をさほど大きくすることなく、読み取り
対象領域Ｓの原稿画像を複数の受光素子５４上において
適切に結像させることが可能となる。とくに、読み取り
対象領域Ｓから各レンズ１２に到るまでの光路、および
各レンズ１２から複数の受光素子５４に到るまでの光路
は、各レンズ１２を左右から挟むようにして各レンズ１
２の光軸方向と略同方向に延びているために、結像用レ
ンズユニットＵの横幅、ひいては画像読み取り装置Ａの
横幅が増大することも抑制することができる。レンズア
レイ１，１Ａの各レンズ１２に対しては読み取り対象領
域Ｓからの光が下方から上方に向けて入射しており、こ
れは図１２で示した光の進行方向とは反対である。ただ
し、このような光の進行方向であっても、光路逆進の原
理により原稿画像を正立等倍に結像させることができ、
何ら不具合は生じない。

【００５０】また、レンズアレイ１，１Ａのそれぞれ
は、図１１に示したとおり、それらの複数のレンズ１２
どうしの間には光吸収性を有する遮光部１５が設けられ
ているために、たとえば１つのレンズ１２内を進行する
光がその横隣りの他のレンズ１２内に入射することが防
止できる。したがって、複数のレンズ１２間においてい
わゆるクロストークを生じないようにできる。また、遮
光部１５は、受けた光を散乱反射することもない。さら
に、レンズアレイ１，１Ａの各ホルダ部１１の外面は、
黒色の塗膜１６によって覆われているために、読み取り
対象領域Ｓからの光がホルダ部１１を通過して複数の受
光素子５４に到達することもない。

【００５１】図１３において、各受光素子５４は、プリ
ズム２Ｂから進行してきた光を受けると、その受光量に
対応した出力レベルの画像信号を出力する。その一方、
各受光素子５４は、ホルダ３によって囲まれているた
め、ケース５１の外部の光が各受光素子５４に不当に入
射することが阻止される。また、ホルダ３は黒色である
ために、プリズム２Ｂから各受光素子５４に向けて進行
してきた光がホルダ３の壁面によって散乱反射されるこ
ともなく、散乱光の一部が各受光素子５４に入射するよ
うな事態も生じないようにできる。したがって、この画
像読み取り装置Ａによれば、ノイズを多く含まず、しか
もピンぼけの少ない原稿画像に忠実な読み取り画像を得
ることができる。

【００５２】図１４は、本願発明に係る画像読み取り装
置の他の例を示す断面図である。ただし、図１４以降の
各図においては、先の実施形態と同一部分は同一符号で
示し、その説明は省略する。

【００５３】同図に示す画像読み取り装置Ａａでは、レ
ンズアレイ１，１Ａやプリズム２Ａ，２Ｂのそれぞれ
を、ケース５１に個々に組み付けている。上記部品をケ
ース５１に組み付けるための手段としては、たとえばケ
ース５１に適当な凹部や孔部を複数設けて、これらの部
分に上記各部品または上記各部品を支持する部材を嵌入
させる手段が採用されている。また、好ましくは、ケー
ス５１の各部のうち、少なくともレンズアレイ１，１Ａ
やプリズム２Ａ，２Ｂが組み付けられている部分および
周辺部分は黒色の色彩とされており、読み取り対象領域
Ｓから複数の受光素子５４に到るまでの光路を規定する
壁面が光の吸収性を有するものとされている。このよう
に、本願発明では、レンズアレイやプリズムは、画像読
み取り装置のケースに直接組み付けられた構成とされて
いてもかまわない。

【００５４】図１５は、本願発明に係る結像用レンズユ
ニットの他の例を示す断面図である。図１６および図１
７は、本願発明に係る画像読み取り装置の他の例を示す
断面図である。

【００５５】図１５に示す結像用レンズユニットＵａ
は、複数のセルフォックレンズ１２Ａを有するレンズア
レイ１Ｂを用いたものである。各セルフォックレンズ１
２Ａは、半径方向における各部の屈折率が相違するよう
に構成されたものであり、原稿画像を正立等倍に結像さ
せることが可能なものである。レンズアレイ１Ｂは、各
セルフォックレンズ１２Ａを一定間隔の列状に並べるよ
うにして樹脂製のホルダ部１１Ａ内に埋設したものであ
り、ホルダ部１１Ａ内にはホルダ３Ａにおいて位置決め
を図るための突起部１４などが適宜設けられている。図
１６に示す画像読み取り装置Ａｂは、上記した結像用レ
ンズユニットＵａを利用して構成されたものである。も
ちろん、本願発明では、レンズアレイ１Ｂおよびプリズ
ム１Ａ，１Ｂのそれぞれを、ケース５１に個々に組み付
けた構成することもできる。なお、図１５および図１６
に示す構成では、各セルフォックレンズ１２Ａの上面が
本願発明でいう第１の面に相当し、各セルフォックレン
ズ１２Ａの下面が本願発明でい第２の面に相当する。

【００５６】このように、本願発明では、レンズアレイ
としては、セルフォックレンズのアレイを用いてもかま
わない。また、本願発明では、他の種類のレンズアレイ
として、複数の光学繊維製レンズを並べたレンズアレイ
を用いてもかまわない。この光学繊維製レンズのレンズ
アレイを用いた場合においても、原稿画像を正立等倍に
結像させることが可能である。ただし、セルフォックレ
ンズおよび光学繊維製レンズのアレイは、いずれも複数
のレンズを列状に並べてホルダ部内に埋設する手法とし
て、インサート成形の手法を用いており、複数のレンズ
の取り扱いが非常に煩雑であることに起因してその部品
コストが高価となる。このため、コスト低減化の観点か
らすれば、先に述べたレンズとホルダ部とを透光性を有
する樹脂によって一体成形したタイプのレンズアレイを
用いることが好ましい。このタイプのレンズアレイの各
レンズは、凸レンズまたは凹レンズとして形成されるた
めに、このレンズアレイを１つのみ用いた場合には原稿
画像を正立等倍に結像させることは困難であるものの、
原稿画像を正立等倍に結像させないタイプの画像読み取
り装置を構成する場合には、このレンズアレイを１つの
み用いればよいこととなる。また、複数のレンズアレイ
を組み合わせて正立等倍の結像を行わせる場合には、凹
レンズのレンズアレイを加えることによってレンズの色
収差をなくすこともでき、カラー画像の読み取りに最適
となる。このように、本願発明では、種々のレンズアレ
イを用いることができる。

【００５７】図１７に示す画像読み取り装置Ａｃでは、
レンズアレイ１，１Ａの下方に２つのミラー２ａ，２ｂ
が設けられており、読み取り対象領域Ｓからミラー２ａ
に向けて下向きに進行してきた光がミラー２ａ，２ｂに
よって順次反射されてその進行方向が変更されることに
より、レンズアレイ１，１Ａの各レンズ１２に対して下
方の面１２ｂから入射するように構成されている。ま
た、レンズアレイ１，１Ａの上方には２つのミラー２
ｃ，２ｄが設けられており、レンズアレイ１，１Ａの各
レンズ１２を上向きに通過した光がミラー２ｃ，２ｄに
よって順次反射されてその進行方向が変更されることに
より、複数の受光素子５４に向けて進行するように構成
されている。

【００５８】このように、本願発明では、プリズムに代
えて、複数のミラーを用いることによって、読み取り対
象領域から進行してくる光を所定の位置に導くようにし
てもかまわない。もちろん、本願発明では、プリズムと
ミラーとを複合的に組み合わせて用いてもかまわない。
本願発明でいう第１の導光手段は、要は、読み取り対象
領域から進行してくる光を、レンズアレイの各レンズの
うち、読み取り対象領域よりも複数の受光素子に近い面
（第２の面）に導く役割を果たすものであればよい。ま
た同様に、本願発明でいう第２の導光手段は、要は、各
レンズを通過して、複数の受光素子よりも読み取り対象
領域に近い面（第１の面）から出射した光を複数の受光
素子に導く役割を果たすものであればよい。

【００５９】本願発明に係る画像読み取り装置および結
像用レンズユニットの各部の具体的な構成は、上述した
実施形態に限定されず、種々に設計変更自在である。本
願発明に係る画像読み取り装置は、たとえば原稿載置板
の下方において光源や複数の受光素子などが組み込まれ
ているケースを副走査方向に移動させる、いわゆるフラ
ットベッド型の画像読み取り装置として構成することも
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願発明に係る結像用レンズユニットの一例を
示す断面図である。

【図２】レンズアレイの一例を示す斜視図である。

【図３】図２のIII −III 断面図である。

【図４】図２のIV−IV断面図である。

【図５】図２に示すレンズアレイの底面図である。

【図６】図２に示すレンズアレイの製造工程を示す断面
図である。

【図７】図２に示すレンズアレイの製造工程を示す断面
図である。

【図８】図２に示すレンズアレイの製造工程を示す断面
図である。

【図９】図２に示すレンズアレイの製造工程を示す断面
図である。

【図１０】２つのレンズアレイを重ね合わせた状態を示
す斜視図である。

【図１１】図１０のXI−XI断面図である。

【図１２】２つのレンズアレイのレンズの作用を示す説
明図である。

【図１３】本願発明に係る画像読み取り装置の一例を示
す断面図である。

【図１４】本願発明に係る画像読み取り装置の他の例を
示す断面図である。

【図１５】本願発明に係る結像用レンズユニットの他の
例を示す断面図である。

【図１６】本願発明に係る画像読み取り装置の他の例を
示す断面図である。

【図１７】本願発明に係る画像読み取り装置の他の例を
示す断面図である。

【図１８】従来の画像読み取り装置の一例を示す断面図
である。

【符号の説明】

Ａ，Ａａ〜Ａｃ 画像読み取り装置 Ｕ，Ｕａ 結像用レンズユニット Ｓ 読み取り対象領域 Ｄ 原稿 １，１Ａ，１Ｂ レンズアレイ ２Ａ，２Ｂ プリズム ２ａ〜２ｄ ミラー ３ ホルダ １２ レンズ １２ａ，１２ｂ 面（レンズの） ３３Ａ 第１の開口部 ３３Ｂ 第２の開口部 ５１ ケース ５３ 光源 ５４ 受光素子

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ライン状の読み取り対象領域から進行し
   てくる光を集束させることにより、上記読み取り対象領
   域の画像を複数の受光素子上に結像させるための１また
   は複数のレンズアレイを具備しており、かつ上記レンズ
   アレイの各レンズは、上記複数の受光素子よりも上記読
   み取り対象領域に接近している第１の面と、上記読み取
   り対象領域よりも上記複数の受光素子に接近している第
   ２の面とを有している、画像読み取り装置であって、 上記読み取り対象領域からの光を上記各レンズに対して
   上記第２の面から入射させるように導く第１の導光手段
   と、上記各レンズを通過して上記第１の面から出射した
   光を上記複数の受光素子に導く第２の導光手段と、を具
   備していることを特徴とする、画像読み取り装置。
2. 【請求項２】 上記読み取り対象領域からの光は、上記
   各レンズの一側方を上記各レンズの光軸方向と略同方向
   に通過してからその進行方向が上記第１の導光手段によ
   って変更されることにより、上記第２の面に入射すると
   ともに、上記第１の面から出射した光は、その進行方向
   が上記第２の導光手段によって変更されることにより、
   上記各レンズの他側方を上記光軸方向と略同方向に通過
   してから上記複数の受光素子に向かうように構成されて
   いる、請求項１に記載の画像読み取り装置。
3. 【請求項３】 上記第１の導光手段および上記第２の導
   光手段のそれぞれは、受けた光を全反射させることによ
   りその光の進行方向を変更するプリズムである、請求項
   １または２に記載の画像読み取り装置。
4. 【請求項４】 上記第１の導光手段および上記第２の導
   光手段のそれぞれは、受けた光を順次反射してその光の
   進行方向を変更する複数のミラーである、請求項１また
   は２に記載の画像読み取り装置。
5. 【請求項５】 上記レンズアレイ、上記第１の導光手
   段、および上記第２の導光手段は、互いに共通した１つ
   のホルダに組み込まれている、請求項１ないし４のいず
   れかに記載の画像読み取り装置。
6. 【請求項６】 上記ホルダは黒色であり、このホルダに
   よって上記複数の受光素子の周囲が覆われるように構成
   されている、請求項５に記載の画像読み取り装置。
7. 【請求項７】 上記読み取り対象領域に光を照射するた
   めの少なくとも１以上の光源と、この光源および上記複
   数の受光素子を内部に組み込むためのケースと、をさら
   に具備しており、かつ、 上記レンズアレイ、上記第１の導光手段、および上記第
   ２の導光手段のそれぞれは、上記ケースに個々に組み付
   けられている、請求項１ないし４のいずれかに記載の画
   像読み取り装置。
8. 【請求項８】 上記レンズアレイは、凸レンズまたは凹
   レンズとされた複数のレンズとこれら複数のレンズを繋
   ぐホルダ部とが透光性を有する合成樹脂によって一体成
   形されているとともに、上記複数のレンズどうしの間に
   は光吸収性を有する遮光部が設けられたものである、請
   求項１ないし７のいずれかに記載の画像読み取り装置。
9. 【請求項９】 上記レンズアレイを複数具備しており、
   かつこれら複数のレンズアレイは、それらのレンズどう
   しが同一光軸上に並ぶように互いに重ね合わされてい
   る、請求項８に記載の画像読み取り装置。
10. 【請求項１０】 上記レンズアレイは、セルフォックレ
    ンズのアレイ、または光学繊維製レンズのアレイであ
    る、請求項１ないし７のいずれかに記載の画像読み取り
    装置。
11. 【請求項１１】 複数のレンズが列状に並べられた１ま
    たは複数のレンズアレイを具備している結像用レンズユ
    ニットであって、 上記レンズアレイを内部に収容しているホルダと、 上記ホルダの複数の外面のうち、上記各レンズの第１の
    面に対面する第１の外面に設けられ、かつ上記レンズア
    レイと同方向に延びている第１の開口部と、 上記ホルダの複数の外面のうち、上記各レンズの第２の
    面に対面する第２の外面に設けられ、かつ上記レンズア
    レイと同方向に延びている第２の開口部と、 上記第１の開口部から上記ホルダ内に進行してきた光を
    上記各レンズに対して上記第２の面から入射させるよう
    に導く第１の導光手段と、 上記各レンズを通過して上記第１の面から出射した光の
    進行方向を変えることによって、この光を上記第２の開
    口部に向けて進行させる第２の導光手段と、 を具備していることを特徴とする、結像用レンズユニッ
    ト。