JP2000292739A - Lens array assembly and optical device using the same - Google Patents

Lens array assembly and optical device using the same

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JP2000292739A
JP2000292739A JP11096422A JP9642299A JP2000292739A JP 2000292739 A JP2000292739 A JP 2000292739A JP 11096422 A JP11096422 A JP 11096422A JP 9642299 A JP9642299 A JP 9642299A JP 2000292739 A JP2000292739 A JP 2000292739A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a bright erect unmagnified image and to enhance the degree of freedom in selecting conjugate length or the depth of focus by forming plural lens parts and holder parts by the integral molding of resin. SOLUTION: This lens array assembly 1 is constituted by combining a 1st lens array 10 and a 2nd lens array 20 in a laminated state. The respective lens arrays 10 and 20 are equipped with plural lens parts 11 and 21 arrayed at an equal interval at the same pitch in a longitudinal direction and the holder parts 12 and 22 connecting the lens parts 11 and 21. The lens parts 11 and 21 and the holder parts 12 and 22 connecting them are formed by the integral molding of resin, whereby they are obtained by simple metallic-mold molding using transparent resin. The characteristic of the lens parts 11 and 21 is freely changed to set the conjugate length and the depth of focus. Furthermore, the lens diameter of the lens part of the lens array on an emission side is set to be larger than that on an incident side, so that brightness is improved.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本願発明は、レンズアレイア
ッセンブリおよびこれを用いた光学装置に関し、詳しく
は、たとえば、密着型イメージセンサなどの光学装置に
おいて、読み取りライン上の画像の正立等倍像をライン
状に配置された受光素子上に結像させるなどの目的に用
いられるレンズアレイアッセンブリおよびこれを用いた
光学装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a lens array assembly and an optical device using the same. More specifically, for example, in an optical device such as a contact type image sensor, an erect equal-magnification image of an image on a reading line is formed. The present invention relates to a lens array assembly used for, for example, forming an image on a light receiving element arranged in a line, and an optical device using the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】密着型イメージセンサにおいて、正立等
倍像を得る目的に使用されてきたレンズは、いわゆるセ
ルフォックレンズアレイと呼ばれ、図9および図10に
示すような構成を備えている。すなわち、このレンズア
レイ9は、独特な光学的特性をもった複数のロッドレン
ズ(セルフォックレンズ)91を光軸を揃えてその光軸
と直交する方向に並列させた状態で黒色樹脂製のホルダ
90内に保持させてある。各ロッドレンズ91は、その
入射面91aと出射面91bとがいずれもホルダ90の
一面90aおよび他面90bと対応した平坦面となって
いるが、屈折率を半径方向外方ほど大きくなるように異
ならせたものである。このロッドレンズ91は、図10
に示すように光路を蛇行させることができる結果、物体
a→bの正立等倍像a’→b’を得ることができる。な
お、物体a→bから正立等倍像a’→b’までのレンズ
の光軸方向の距離H0 を共役長と呼び、密着型イメージ
センサを構成する場合、この共役長H0 によって規定さ
れるセルフォックレンズアレイ9から入射側の一定距離
の位置および出射側の一定距離の位置に原稿読み取り面
33およびイメージセンサチップの受光面36をそれぞ
れ配置する必要がある。
2. Description of the Related Art In a contact type image sensor, a lens used for obtaining an erect equal-magnification image is called a so-called selfoc lens array, and has a structure as shown in FIGS. . In other words, the lens array 9 has a black resin holder in which a plurality of rod lenses (Selfoc lenses) 91 having unique optical characteristics are arranged in parallel in a direction perpendicular to the optical axis with their optical axes aligned. 90. Each rod lens 91 has a flat surface corresponding to one surface 90a and the other surface 90b of the holder 90, both of the incident surface 91a and the outgoing surface 91b, so that the refractive index increases radially outward. It is different. This rod lens 91 is shown in FIG.
As a result, the optical path can be meandered, so that an erect equal-size image a ′ → b ′ of the object a → b can be obtained. Note that the distance H 0 in the optical axis direction of the lens from the object a → b to the erect equal-magnification image a ′ → b ′ is called a conjugate length, and is defined by the conjugate length H 0 when forming a contact image sensor. The original reading surface 33 and the light receiving surface 36 of the image sensor chip need to be disposed at a position at a fixed distance on the incident side and a position at a fixed distance on the emission side from the SELFOC lens array 9.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】上記のセルフォックレ
ンズアレイは、まず第1に、これが備えるロッドレンズ
にその内部の各所で屈折率を異ならせるという独特な光
学的特性をもたせる必要があるために、特殊な製造技術
を持つ者のみに製造可能であり、それ故に高価に過ぎる
という大きな難点がある。このことは、密着型イメージ
センサ等を備えたファクシミリやイメージリーダなどの
光学機器のコストダウンの障害になる。
The above-mentioned selfoc lens array must firstly have a unique optical characteristic that the rod lens provided therein has a different refractive index at various points inside the rod lens. However, it can be manufactured only by a person having a special manufacturing technique, and is therefore very expensive. This hinders the cost reduction of optical equipment such as a facsimile or an image reader having a contact image sensor or the like.

【0004】第2に、セルフォックレンズアレイとして
の共役長や焦点深度を変更するには、セルフォックレン
ズそのものの光学的特性を変更するしかないために、共
役長や焦点深度の選択の幅が狭く、これによってこのセ
ルフォックレンズアレイを用いた光学機器の設計の自由
度が狭められるという問題がある。
Secondly, the only way to change the conjugate length and depth of focus of the selfoc lens array is to change the optical characteristics of the selfoc lens itself. As a result, the degree of freedom in designing an optical device using the selfoc lens array is reduced.

【0005】第3に、セルフォックレンズアレイを構成
する各セルフォックレンズは、入射面から出射面に至る
まで一定径であり、とりわけその焦点深度を高めるため
にレンズ長を長くした場合、黒色樹脂製のホルダ部に吸
収されて無駄になる光が増え、結像される像が暗くなら
ざるをえないという問題がある。このことは、イメージ
センサの読み取り性能を悪化させる大きな原因となる。
Third, each SELFOC lens constituting the SELFOC lens array has a constant diameter from the entrance surface to the exit surface. In particular, when the lens length is increased to increase the depth of focus, a black resin is used. There is a problem in that more light is wasted as it is absorbed by the holder made of glass, and the image to be formed must be dark. This is a major cause of deteriorating the reading performance of the image sensor.

【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、従来のセルフォックレンズアレ
イに比較して格段に安価に製造可能であるとともに明る
い正立等倍像を得ることができ、しかも、共役長や焦点
深度の選択の自由度を高めることができるレンズアレイ
アッセンブリを提供することをその課題とする。
The present invention has been conceived under such circumstances, and can be manufactured at a significantly lower cost as compared with the conventional SELFOC lens array, and can provide a bright erect 1: 1 image. It is an object of the present invention to provide a lens array assembly that can be obtained and can increase the degree of freedom in selecting a conjugate length and a depth of focus.

【0007】[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。
DISCLOSURE OF THE INVENTION In order to solve the above problems, the present invention employs the following technical means.

【0008】すなわち、本願発明の第1の側面によって
提供されるレンズアレイアッセンブリは、並列配置され
た複数のレンズ部と、これらのレンズ部を一体的につな
ぐホルダ部とが樹脂一体成形によって形成されたレンズ
アレイを複数備えるとともに、各レンズアレイは、それ
らの各レンズ部の光軸が合うように積層され、かつ、正
立等倍像が得られるように組み合わされているレンズア
レイアッセンブリであって、出射側のレンズアレイのレ
ンズ部のレンズ径は、入射側のレンズアレイのレンズ部
のレンズ径よりも大に設定されていることを特徴として
いる。
That is, in the lens array assembly provided by the first aspect of the present invention, a plurality of lens units arranged in parallel and a holder unit for integrally connecting these lens units are formed by integral resin molding. A lens array assembly comprising a plurality of lens arrays, each lens array being stacked so that the optical axis of each lens portion thereof is aligned, and combined so as to obtain an erect equal-magnification image. The lens diameter of the lens section of the lens array on the exit side is set to be larger than the lens diameter of the lens section of the lens array on the entrance side.

【0009】各レンズアレイの各レンズ部は、通常、入
射面と出射面をともに凸曲面状とする凸レンズとして形
成される。2つのレンズアレイを組み合わせる場合、各
光軸上に2つの凸レンズ部が直列に並ぶことになる。光
は、第1のレンズアレイの凸レンズ部を通過した後、第
2のレンズアレイの凸レンズ部を通過する。ここで、第
1のレンズアレイの凸レンズ部の入射面を第1面、出射
面を第2面、第2のレンズアレイの凸レンズ部の入射面
を第3面、出射面を第4面ということとする。図5にお
いて、入射側のある始点Sを出発した光が第1面11a
での屈折によって第2面11b、第3面21a付近で一
次焦点を形成するようにする。第2面11bと第3面2
1aは対向する凸曲面であるから、第2面11bから出
射して第3面21aに入射するときの屈折により、光は
光軸方向からからみて始点方向に戻るように折れ曲が
る。そして、1次焦点からの光が第4面21bでの屈折
によって出射側のある点Rに2次焦点を結ぶようにす
る。このように光軸を合わせた複数の凸レンズ部によ
り、セルフォックレンズにみられる光の蛇行現象と同等
の現象が得られ、レンズアレイアッセンブリの入射側の
所定距離にある物体の正立等倍像が出射側の所定距離の
位置に形成されるのである。
Each lens portion of each lens array is usually formed as a convex lens having both an entrance surface and an exit surface in a convex curved shape. When two lens arrays are combined, two convex lens units are arranged in series on each optical axis. Light passes through the convex lens portion of the first lens array and then passes through the convex lens portion of the second lens array. Here, the entrance surface of the convex lens portion of the first lens array is referred to as a first surface, the exit surface is referred to as a second surface, the entrance surface of the convex lens portion of the second lens array is referred to as a third surface, and the exit surface is referred to as a fourth surface. And In FIG. 5, light that has departed from a certain starting point S on the incident side is a first surface 11a.
A primary focus is formed near the second surface 11b and the third surface 21a by the refraction at. Second surface 11b and third surface 2
Since 1a is an opposing convex curved surface, light is bent so as to return to the starting point direction as viewed from the optical axis direction due to refraction when emitted from the second surface 11b and incident on the third surface 21a. Then, the light from the primary focal point is focused at a point R on the exit side by refraction on the fourth surface 21b. By the plurality of convex lens portions having the optical axes aligned in this way, a phenomenon equivalent to the meandering phenomenon of light observed in the SELFOC lens is obtained, and an erect life-size image of an object at a predetermined distance on the incident side of the lens array assembly is obtained. Is formed at a position at a predetermined distance on the emission side.

【0010】本願発明に係るレンズアレイアッセンブリ
は、各レンズアレイが通常は凸レンズからなるレンズ部
と、これらをつなぐホルダ部とを樹脂一体形成して形成
されているのであり、従来のセルフォックレンズのよう
に、レンズの各所で屈折率を異ならせるといった困難な
構成は全く不要であり、透明樹脂を用いた単純な金型成
形によって得ることができる。また、各レンズ部の特性
を自由に変更して、共役長や焦点深度を設定することが
できる。
In the lens array assembly according to the present invention, each lens array is formed by integrally forming a lens portion, usually composed of a convex lens, and a holder portion connecting these lens portions with a resin. As described above, there is no need for a difficult configuration such as making the refractive index different in each part of the lens, and the lens can be obtained by simple molding using a transparent resin. The conjugate length and the depth of focus can be set by freely changing the characteristics of each lens unit.

【0011】本願発明の第1の側面に係るレンズアレイ
アッセンブリにおいてはまた、出射側のレンズアレイの
レンズ部のレンズ径が、入射側のレンズアレイのレンズ
部のレンズ径よりも大に設定されている。このような構
成は、上述のように、レンズ部とホルダ部とが樹脂一体
成形されることにより、簡単になしうることである。そ
して、このように構成することにより、第1のレンズア
レイのレンズ部に入射した光が出射側に位置する最終の
レンズアレイのレンズ部から出射するまでの導光路の断
面積が次第に拡大するため、この導光路を通過する光が
ホルダ部に逃げたり吸収されたりする割合が少なくな
り、その結果として、正立等倍像の明るさが高められ
る。このことは、このレンズアレイアッセンブリをたと
えば密着型イメージセンサに使用する場合に、受光素子
による画像の読み取りがより確実になされることにつな
がり、この種のイメージセンサの性能を高めることに大
きく寄与する。
In the lens array assembly according to the first aspect of the present invention, the lens diameter of the lens portion of the lens array on the emission side is set to be larger than the lens diameter of the lens portion of the lens array on the incidence side. I have. Such a configuration can be easily achieved by integrally molding the lens portion and the holder portion with the resin as described above. With such a configuration, the cross-sectional area of the light guide path until the light incident on the lens portion of the first lens array exits from the lens portion of the final lens array located on the exit side gradually increases. The rate at which light passing through the light guide path escapes or is absorbed by the holder decreases, and as a result, the brightness of the erecting equal-magnification image is increased. This leads to more reliable reading of an image by the light receiving element when this lens array assembly is used, for example, in a contact type image sensor, and greatly contributes to improving the performance of this type of image sensor. .

【0012】好ましい実施の形態においては、少なくと
も出射側の第1レンズアレイに、隣接するレンズ部間の
クロストークを防止するための手段が設けられている。
したがって、あるレンズ部に入射した光が隣のレンズ部
に混入することによる画像劣化を適正に防止することが
できる。なお、2つのレンズアレイを組み合わせる場合
において、入射側の第1のレンズアレイのみに上記のよ
うな各レンズ部を光学的に分離する手段を設け、第2の
レンズアレイにはこのような光学的な分離手段を設けな
くとも、クロストークによる画像劣化は十分に防止でき
ることが確認されている。
In a preferred embodiment, at least the first lens array on the emission side is provided with means for preventing crosstalk between adjacent lens units.
Therefore, it is possible to appropriately prevent image deterioration due to light entering a certain lens unit being mixed into an adjacent lens unit. When two lens arrays are combined, only the first lens array on the incident side is provided with a means for optically separating each lens unit as described above, and the second lens array is provided with such an optical unit. It has been confirmed that image degradation due to crosstalk can be sufficiently prevented without providing any separation means.

【0013】好ましい実施の形態においてはまた、上記
レンズ部どうしを光学的に分離させる手段は、ホルダ部
における各隣接するレンズ部の間に設けた溝を含んでい
る。溝は、レンズアレイの成形時に同時に形成すること
ができるので、そのために工程や部品が増えるというこ
とはない。
In a preferred embodiment, the means for optically separating the lens parts includes a groove provided between each adjacent lens part in the holder part. Since the grooves can be formed at the same time when the lens array is formed, the number of steps and components does not increase.

【0014】好ましい実施の形態においてはさらに、上
記溝は、入射側または出射側から所定深さ没入する有底
状に形成されている。このように構成すれば、レンズア
レイの一面がつながっているので、その強度が確保され
るし、樹脂成形の場合、貫通孔よりも有底孔のほうが成
形しやすい。
In a preferred embodiment, the groove is formed in a bottomed shape so as to be immersed at a predetermined depth from the entrance side or the exit side. With this configuration, since one surface of the lens array is connected, its strength is secured, and in the case of resin molding, the bottomed hole is easier to mold than the through hole.

【0015】好ましい実施の形態においてはまた、上記
溝の内面は、黒色またはそれに近い暗色系の遮光材で覆
われている。たとえば、溝の内面に暗色系の塗膜を形成
したり、溝内を暗色系の部材で埋めるということが考え
られる。このようにすれば、レンズ部から側方に漏れ出
ようとする光が遮光材で吸収され、隣のレンズ部にクロ
ストークとして入り込むことがより確実に防止される。
[0015] In a preferred embodiment, the inner surface of the groove is covered with a black-colored or light-colored light-shielding material close to black. For example, it is conceivable to form a dark-colored coating film on the inner surface of the groove or to fill the groove with a dark-colored member. In this way, the light leaking laterally from the lens portion is absorbed by the light shielding material, and the light is more reliably prevented from entering the adjacent lens portion as crosstalk.

【0016】好ましい実施の形態においてはさらに、レ
ンズ部どうしを光学的に分離させる手段は、ホルダ部の
入射側の面および/または出射側の面におけるレンズ部
を囲む領域を覆う黒色またはそれに近い暗色系の遮光材
をさらに含んでいる。このようにすれば、上記のように
各レンズ部間に溝を設けてレンズ部間を光が移行するこ
とが防止されることに加え、レンズ部の入射面以外の面
からレンズアレイ内に光が入射し、レンズ部の出射面以
外の面からレンズアレイ内の光が出射することが防止さ
れるので、上記のクロストーク防止効果がさらに高めら
れる。
Further, in a preferred embodiment, the means for optically separating the lens portions includes a black color or a dark color close to the black color which covers an area surrounding the lens portion on the incident side surface and / or the exit side surface of the holder portion. The system further includes a light shielding material. With this configuration, the grooves are provided between the lens portions as described above to prevent light from migrating between the lens portions, and light is introduced into the lens array from a surface other than the entrance surface of the lens portions. Is incident, and the light in the lens array is prevented from being emitted from a surface other than the emission surface of the lens portion, so that the above-described crosstalk prevention effect is further enhanced.

【0017】好ましい実施の形態においては、出射側の
レンズアレイのレンズ部の出射側のレンズ面は、隣接す
るレンズ面どうしが接触するか、またはつなげられてお
り、かつ、この出射側のレンズアレイのホルダ部の出射
側の面には、各レンズ部を光学的に分離する手段が設け
られていない。すなわち、この実施形態は、出射側のレ
ンズアレイのレンズ部の出射側のレンズ面の径を大きく
して隣接するレンズ面を近接して配置するか、または接
続している。したがって、この実施形態におていは、出
射側のレンズアレイのホルダ部の出射面を光の漏出を防
止する遮光材で覆う必要を実質的になくすことができ
る。
In a preferred embodiment, the exit-side lens surface of the lens section of the exit-side lens array is such that adjacent lens surfaces are in contact with or connected to each other, and the exit-side lens array is provided. No means for optically separating each lens unit is provided on the exit side surface of the holder unit. That is, in this embodiment, the diameter of the exit-side lens surface of the lens unit of the exit-side lens array is increased, and adjacent lens surfaces are arranged close to each other or connected. Therefore, in this embodiment, it is possible to substantially eliminate the need to cover the exit surface of the holder portion of the lens array on the exit side with a light shielding material for preventing light leakage.

【0018】他の好ましい実施の形態においては、出射
側のレンズアレイのレンズ部の出射側のレンズ面は、隣
接するレンズ面どうしが近接しており、かつ、このレン
ズアレイのホルダ部の出射側の面における隣接するレン
ズ面間の領域には、細幅の有底溝が形成されている。こ
の有底溝は、レンズ部間のクロストークを防止するもの
であるが、これが細幅であるが故に各レンズ部の出射側
の隣接するレンズ面どうしは近接しており、したがっ
て、この出射面から光効率的に出射して明るい像を結像
させることができる。加えて、この細幅の有底溝は、レ
ンズアレイアッセンブリにおいて光が最終的に出射する
局面において効果的に光が隣のレンズ部から出射させら
れること、あるいは、隣接するレンズ部間から出射させ
られることを防止することができる。
In another preferred embodiment, the exit lens surface of the lens unit of the exit lens array is such that adjacent lens surfaces are close to each other, and the exit lens surface of the holder unit of the lens array is close to the exit lens surface. A narrow groove with a bottom is formed in a region between the adjacent lens surfaces on the surface. The bottomed groove prevents crosstalk between the lens portions, but because of its narrow width, adjacent lens surfaces on the emission side of each lens portion are close to each other. And a light image can be efficiently emitted from the light source to form a bright image. In addition, this narrow bottomed groove allows light to be effectively emitted from an adjacent lens portion in a phase where light is finally emitted in a lens array assembly, or allows light to be emitted from between adjacent lens portions. Can be prevented.

【0019】好ましい実施の形態においては、各レンズ
アレイは、複数のレンズ部が所定間隔で直線状に並ぶよ
うに長尺ブロック状に形成されたものである。このよう
に形成されたレンズアレイアッセンブリは、画像をライ
ン状に読み取る光学装置において、原稿載置面上の読み
取りラインの画像を正立等倍に受光素子に結像させるの
に好適なものとなる。
In a preferred embodiment, each lens array is formed in a long block shape so that a plurality of lens portions are linearly arranged at predetermined intervals. The lens array assembly formed in this manner is suitable for forming an image of a reading line on an original mounting surface on a light receiving element at an equal magnification of an erect in an optical device that reads an image in a line. .

【0020】好ましい実施の形態においてはさらに、各
レンズアレイは、積層方向に隣接する一方に設けた凸部
と、他方に設けた凹部とを互いに嵌合させることにより
組み合わされている。このようにすれば、各レンズアレ
イを積層状に組み合わせる組み立て工程がきわめて簡単
なものとなる。
In a preferred embodiment, each lens array is further combined by fitting a convex portion provided on one side and a concave portion provided on the other side adjacent to each other in the laminating direction. In this case, the assembling process of combining the lens arrays in a stacked manner becomes extremely simple.

【0021】本願発明の第2の側面によれば、光学装置
が提供され、この光学装置は、原稿載置面と、受光素子
と、これらの間に配置された上記本願発明の第1の側面
に係るレンズアレイアッセンブリとを備え、原稿載置面
に載置された原稿の正立等倍像を受光素子上に結像させ
るように構成したことを特徴としている。光学装置のレ
ンズアレイとして本願発明の第1の側面に係るレンズア
レイアッセンブリを用いることにより、レンズアレイと
してのコストが著しく削減され、装置のコストダウンに
大きく寄与する。また、出射側のレンズアレイのレンズ
径が拡大されているので、このレンズアレイに入射した
光を無駄に吸収させることなく、明るい正立等倍像を結
像させることができる。さらには、レンズアレイアッセ
ンブリの共役長や焦点深度を自由に設定することができ
るので、この光学機器の設計の自由度が高められる。
According to a second aspect of the present invention, there is provided an optical device. The optical device includes a document placing surface, a light receiving element, and the first aspect of the present invention disposed between the document placing surface and the light receiving element. And a lens array assembly according to any one of (1) to (3), wherein an erect equal-magnification image of the original placed on the original placing surface is formed on the light receiving element. By using the lens array assembly according to the first aspect of the present invention as the lens array of the optical device, the cost of the lens array is significantly reduced, which greatly contributes to the cost reduction of the device. Further, since the lens diameter of the lens array on the emission side is enlarged, it is possible to form a bright erect equal-magnification image without wasting light incident on the lens array. Further, since the conjugate length and the depth of focus of the lens array assembly can be freely set, the degree of freedom in designing the optical device can be increased.

【0022】本願発明のその他の特徴および利点は、図
面を参照して以下に行う詳細な説明から、より明らかと
なろう。
Other features and advantages of the present invention will become more apparent from the detailed description given below with reference to the drawings.

【0023】[0023]

【好ましい実施の形態】以下、本願発明の好ましい実施
形態につき、図面を参照しつつ具体的に説明する。
Preferred embodiments of the present invention will be specifically described below with reference to the drawings.

【0024】図1は本願発明に係るレンズアレイアッセ
ンブリ1の第1の実施形態の中央縦断面図、図2は同部
分平面図、図3は図1のIII-III 線断面図、図4は図1
のIV-IV 線断面図、図5は作用説明図である。
FIG. 1 is a central longitudinal sectional view of a first embodiment of a lens array assembly 1 according to the present invention, FIG. 2 is a partial plan view thereof, FIG. 3 is a sectional view taken along line III-III of FIG. 1, and FIG. FIG.
5 is a sectional view taken along the line IV-IV of FIG.

【0025】このレンズアレイアッセンブリ1は、第1
のレンズアレイ10と、第2のレンズアレイ20とが積
層状態で組み合わせられている。各レンズアレイ10,
20は、長手方向に同じピッチで等間隔に配列された複
数のレンズ部11,21と、これらのレンズ部11,2
1間をつなぐホルダ部12,22とを備えており、全体
として、横幅がレンズ部の直径よりも大の横断面矩形状
をした長尺ブロック状を呈している。そして、各レンズ
アレイ10,20の長手方向両端部には、両レンズアレ
イを積層状態に保持するための連結手段13,23が設
けられている。そして、各レンズアレイ10,20は、
透明樹脂による成形物であり、その材質としては、透明
度、および機械強度ならびに耐熱強度にすぐれた、たと
えば、PMMA(ポリメタクリル酸メチル(メタクリル
樹脂))、あるいはPC(ポリカーボネート)が好適に
採用される。
This lens array assembly 1 has a first
The lens array 10 and the second lens array 20 are combined in a stacked state. Each lens array 10,
Reference numeral 20 denotes a plurality of lens units 11 and 21 arranged at regular intervals at the same pitch in the longitudinal direction;
Holders 12 and 22 are provided to connect the two, and as a whole, it has a long block shape having a rectangular cross section with a horizontal width larger than the diameter of the lens unit. At both ends in the longitudinal direction of each of the lens arrays 10 and 20, connecting means 13 and 23 for holding both lens arrays in a stacked state are provided. And each lens array 10, 20
It is a molded article made of a transparent resin, and as its material, for example, PMMA (polymethyl methacrylate (methacrylic resin)) or PC (polycarbonate), which is excellent in transparency, mechanical strength, and heat resistance, is suitably adopted. .

【0026】第1のレンズアレイ10は、光の入射側に
配置され、第2のレンズアレイ20は、光の出射側に配
置される。各レンズアレイ10,20のレンズ部11,
21は、入射面11a,21aおよび出射面11b,2
1bがともに凸曲面の凸レンズの形態を持っており、第
1のレンズアレイ10のレンズ部11と第2のレンズア
レイ20のレンズ部21は、それぞれ、光軸が合わせら
れている。なお、本実施形態では、第1のレンズアレイ
10におけるレンズ部11の入射面11aと出射面11
b間の距離L1 と、第2のレンズアレイ20におけるレ
ンズ部21の入射面21aと出射面21b間の距離L2
は、ほぼ等距離とされる。また、各レンズ部の入射面と
出射面は、各収差を最小限にするように、適宜、球面、
あるいは非球面が組み合わされる。
The first lens array 10 is arranged on the light incident side, and the second lens array 20 is arranged on the light emitting side. The lens unit 11 of each lens array 10, 20
21 is an entrance surface 11a, 21a and an exit surface 11b, 2
1b both have the form of a convex lens having a convex curved surface, and the optical axes of the lens section 11 of the first lens array 10 and the lens section 21 of the second lens array 20 are aligned. In this embodiment, the entrance surface 11a and the exit surface 11 of the lens unit 11 in the first lens array 10 are used.
the distance L 1 between b, the distance between the emission surface 21b and the incident surface 21a of the lens unit 21 in the second lens array 20 L 2
Are approximately equidistant. In addition, the entrance surface and the exit surface of each lens unit are appropriately spherical, so as to minimize each aberration.
Alternatively, aspheric surfaces are combined.

【0027】そして、第1のレンズアレイ10(入射
側)のレンズ部11のレンズ径と、第2 のレンズアレイ
20(出射側)のレンズ部21のレンズ径とを比較する
と、前者に対して後者のほうが大に設定されている。よ
り具体的には、第1のレンズアレイ10のレンズ部11
の入射側レンズ面11aに対して出射側のレンズ面11
bのほうがその径が大きく、また、第2のレンズアレイ
20のレンズ部21の入射側レンズ面21aに対して出
射側のレンズ面21bのほうがその径が大きく、また、
各レンズアレイ10,20間で対向する上記レンズ面1
1bと上記レンズ面21aはほぼ同一径となっているこ
とから、全体として、第1のレンズアレイ10のレンズ
部11の径よりも第2のレンズアレイ20のレンズ部2
1の径のほうが大に設定されている。この場合において
この実施形態ではさらに、第2のレンズアレイ20のレ
ンズ部21の出射側のレンズ面21bは、隣接するもの
どうしがほぼ接触するように近接させられている。
The lens diameter of the lens unit 11 of the first lens array 10 (incident side) is compared with the lens diameter of the lens unit 21 of the second lens array 20 (outgoing side). The latter is set larger. More specifically, the lens unit 11 of the first lens array 10
The outgoing side lens surface 11 with respect to the incoming side lens surface 11a
b has a larger diameter, and the exit-side lens surface 21b has a larger diameter than the entrance-side lens surface 21a of the lens unit 21 of the second lens array 20, and
The above-mentioned lens surface 1 facing between each lens array 10 and 20
1b and the lens surface 21a have substantially the same diameter, so that the lens portion 2 of the second lens array 20 as a whole is larger than the diameter of the lens portion 11 of the first lens array 10.
The diameter of 1 is set larger. In this case, in this embodiment, the exit-side lens surface 21b of the lens portion 21 of the second lens array 20 is further brought close so that adjacent ones substantially contact each other.

【0028】図に示される実施形態においては、第1の
レンズアレイ10のホルダ部12には、各レンズ部11
を光学的に分離するために、各レンズ部11の間の領域
において、入射側の面から没入する有底溝14が形成さ
れている。この有底溝14は、図2に表れているよう
に、レンズアレイの幅方向に好ましくはレンズ部11の
直径よりも長い寸法を有して延びており、金型による樹
脂成形によって形成しうる最小幅とされ、レンズ部11
の形態に悪影響を及ぼさない程度にできるだけ深く没入
形成されている。そして、この実施形態では、この溝1
4の内面14aおよび底面14bを、黒またはそれに近
い暗色系の遮光材15で覆っている。これには、たとえ
ば、暗色系の塗料を用いて塗膜を形成するほか、暗色系
の部材(図示略)で溝14を埋めるなどされる。
In the embodiment shown in the drawings, each lens portion 11 is provided in a holder portion 12 of a first lens array 10.
In order to optically separate from each other, a bottomed groove 14 that is immersed from the surface on the incident side is formed in a region between the lens portions 11. As shown in FIG. 2, the bottomed groove 14 preferably extends in the width direction of the lens array with a dimension longer than the diameter of the lens portion 11, and can be formed by resin molding using a mold. The lens unit 11 has a minimum width.
Is formed as deep as possible without adversely affecting the shape. In this embodiment, the groove 1
The inner surface 14a and the bottom surface 14b of the light-receiving member 4 are covered with a black or similar dark-colored light-shielding material 15. For example, in addition to forming a coating film using a dark color paint, the grooves 14 are filled with a dark color member (not shown).

【0029】加えて、この実施形態では、第1のレンズ
アレイ10の出射側の面において、レンズ部11を取り
囲む領域を黒またはそれに近い暗色系の遮光材16で覆
っている。この場合も、たとえば、暗色系の塗料を用い
た塗膜が形成される。
In addition, in this embodiment, the area surrounding the lens portion 11 on the emission side surface of the first lens array 10 is covered with a black or near dark type light shielding material 16. Also in this case, for example, a coating film using a dark color paint is formed.

【0030】なお、第2のレンズアレイ20について
は、第1のレンズアレイ10に形成したような各レンズ
部を光学的に分離する手段はとくに設けられていない。
In the second lens array 20, there is no particular means for optically separating each lens portion as formed in the first lens array 10.

【0031】上記の連結手段13,23は、この実施形
態では、第2のレンズアレイ20の端部の入射面側の突
起23aを、第1のレンズアレイ10の端部の出射面側
に凹部13aを設け、これら突起23aと凹部13aを
互いに嵌合して両レンズアレイ10,20を積層状態に
連結するように構成されている。
In the present embodiment, the connecting means 13 and 23 are provided with a projection 23a on the incident surface side of the end of the second lens array 20 and a concave portion on the exit surface side of the end of the first lens array 10. 13a, the projections 23a and the recesses 13a are fitted to each other to connect the two lens arrays 10 and 20 in a stacked state.

【0032】光は、第1のレンズアレイ10の各レンズ
部11の入射面11a(第1面)から入射し、出射面1
1b(第2面)から出射し、第2のレンズアレイ20の
各レンズ部21の入射面21a(第3面)から入射し、
出射面21b(第4面)から出射するという経路をとる
が、前述したように、第1面11aよりも第2面11b
が大径化されており、第3面21aよりも第4面21b
が大径化されている。なお、第2面11bと第3面21
aはほぼ同一径とされている。したがって、この実施形
態では、光の入射側から出射側に向かうにつれて、レン
ズ面が大径化されている。このことの技術的意義につい
ては、後述する。
Light enters from the entrance surface 11a (first surface) of each lens unit 11 of the first lens array 10 and exits from the exit surface 1a.
1b (second surface), and enters from an entrance surface 21a (third surface) of each lens unit 21 of the second lens array 20,
A path of exiting from the exit surface 21b (fourth surface) is taken, but as described above, the second surface 11b is more advanced than the first surface 11a.
Has a larger diameter, and the fourth surface 21b is larger than the third surface 21a.
Is increased in diameter. The second surface 11b and the third surface 21
“a” has substantially the same diameter. Therefore, in this embodiment, the diameter of the lens surface is increased from the light incident side to the light emitting side. The technical significance of this will be described later.

【0033】さて、第2のレンズアレイ20は、樹脂成
形を行うことのみによって得ることができる。第1のレ
ンズアレイ10は、樹脂成形によって外形を得た後、前
述の各塗膜15,16を形成することによって作製する
ことができる。塗膜15,16の形成は、たとえば、ス
タンプによる転写法、各レンズ面にマスクを施した状態
で塗料中に浸漬後、乾燥させ、マスクを除去するなどの
手法によって簡便に行うことができる。そして、レンズ
アレイアッセンブリ1の組み立ては、第1のレンズアレ
イ10の端部に設けた凹部13aに第2レンズアレイ2
0の端部に設けた突起23aを嵌合させるだけの、きわ
めて簡単な操作によって行うことができる。
The second lens array 20 can be obtained only by performing resin molding. The first lens array 10 can be manufactured by forming the above-described coating films 15 and 16 after obtaining the outer shape by resin molding. The coating films 15 and 16 can be easily formed by, for example, a transfer method using a stamp, a method in which a mask is applied to each lens surface, immersed in paint, dried, and then the mask is removed. Then, the lens array assembly 1 is assembled by inserting the second lens array 2 into the concave portion 13 a provided at the end of the first lens array 10.
It can be performed by an extremely simple operation of merely fitting the projection 23a provided at the end of the zero.

【0034】次に、上記実施形態に係るレンズアレイア
ッセンブリ1の作用を図5を参照して説明する。
Next, the operation of the lens array assembly 1 according to the above embodiment will be described with reference to FIG.

【0035】このレンズアレイアッセンブリ1は、光の
始点Sに置いた物体(a→b→c)の正立等倍像(a’
→b’→c’)を得る目的のものであるため、始点Sか
ら第1面11aまでの距離H1 と、第4面21bから結
像点Rまでの距離H2 とは、ほぼ等距離とされる。上記
各距離H1 ,H2 に第1、第4面間距離H3 を加えた距
離が、いわゆる共役長に相当する。この共役長が長いほ
ど、いわゆる焦点深度が深くなる。焦点深度を深くする
には、レンズ部11,21の各入・出射面、すなわち、
第1〜第4面11a,11b,21a,21bの曲率を
小さくすればよい。焦点深度が深くなると、始点Sに対
して物体が光の進行方向にずれていても、その正立等倍
像のピンボケが少なくなる。また、始点Sからあるレン
ズ部の第1面に入射する光の角度(画角)が小さくなる
ので、それだけ各レンズ部についての収差が小さくな
り、解像度が高まる。本願発明に係るレンズアレイアッ
センブリ1においては、各レンズアレイ10,20のレ
ンズ部11,21の曲率を樹脂成形金型を変更するだけ
で自由に設定し、上記の共役長、ないしは焦点深度を所
望のように設定することができる。
The lens array assembly 1 is an erect equal-magnification image (a ′) of an object (a → b → c) placed at the starting point S of light.
→ b ′ → c ′), the distance H 1 from the starting point S to the first surface 11a and the distance H 2 from the fourth surface 21b to the imaging point R are substantially equidistant. It is said. The first to the respective distances H 1, H 2, a distance obtained by adding a fourth surface distance H 3 corresponds to a so-called conjugate length. The longer the conjugate length, the deeper the so-called depth of focus. In order to deepen the depth of focus, each input / output surface of the lens units 11 and 21, that is,
The curvatures of the first to fourth surfaces 11a, 11b, 21a, 21b may be reduced. When the depth of focus becomes deep, even if the object is displaced from the starting point S in the light traveling direction, the out-of-focus image of the erect equal-magnification image decreases. Further, since the angle (angle of view) of light incident on the first surface of a certain lens unit from the starting point S is reduced, the aberration of each lens unit is reduced accordingly, and the resolution is improved. In the lens array assembly 1 according to the present invention, the curvatures of the lens portions 11 and 21 of each of the lens arrays 10 and 20 are freely set only by changing the resin molding die, and the above-described conjugate length or depth of focus is desired. It can be set as follows.

【0036】図5に表れているように、各レンズアレイ
10,20の各レンズ部11,21は、各光軸C上に直
列に並ぶことになる。光は、第1のレンズアレイ10の
凸レンズ部11を通過した後、第2のレンズアレイ20
の凸レンズ部21を通過する。すなわち、始点Sから出
発した光は、第1〜第4面11a,11b,21a,2
1bを通過する際に所定の屈折作用を受けて結像点Rに
到達する。より具体的には、第1面11aでの屈折によ
って第2面11b、第3面21a付近で一次焦点を形成
し、そうして、第2面11bと第3面21aは対向する
凸曲面であるから、第2面11bから出射して第3面2
1aに入射するときの屈折により、光は光軸方向からか
らみて始点方向に戻るように折れ曲がる。そして、1次
焦点からの光が第4面21bでの屈折によって出射側の
結像点Rに2次焦点を結ぶ。このように光軸Cを合わせ
た複数の凸レンズ部11,21により、セルフォックレ
ンズにみられる光の蛇行現象と同等の現象が得られ、レ
ンズアレイアッセンブリ1の入射側の所定距離にある物
体(a→b→c)の正立等倍像(a’→b’→c’)が
出射側の所定距離の位置に形成されるのである。
As shown in FIG. 5, the lens portions 11 and 21 of the lens arrays 10 and 20 are arranged in series on each optical axis C. The light passes through the convex lens portion 11 of the first lens array 10 and then passes through the second lens array 20.
Pass through the convex lens part 21 of. That is, the light starting from the starting point S is the first to fourth surfaces 11a, 11b, 21a, 2
When passing through 1b, it reaches a focus point R under a predetermined refraction action. More specifically, a primary focus is formed near the second surface 11b and the third surface 21a by refraction on the first surface 11a, so that the second surface 11b and the third surface 21a are opposed convex curved surfaces. Therefore, the light exits from the second surface 11b and
Due to refraction at the time of incidence on 1a, the light bends so as to return toward the starting point when viewed from the optical axis direction. Then, the light from the primary focal point forms a secondary focal point at the image forming point R on the exit side by refraction on the fourth surface 21b. By the plurality of convex lens portions 11 and 21 having the optical axis C aligned in this manner, a phenomenon equivalent to the meandering phenomenon of light observed in the SELFOC lens is obtained, and an object (a predetermined distance on the incident side of the lens array assembly 1) is obtained. An erect equal-size image (a ′ → b ′ → c ′) of a → b → c) is formed at a position at a predetermined distance on the emission side.

【0037】上記レンズアレイアッセンブリ1において
はまた、出射側の第1レンズアレイ10に、隣接するレ
ンズ部間のクロストークを防止するための手段としての
溝14、この溝14の内面に形成された暗色系の塗膜1
5、および、出射側においてレンズ部11を囲む領域に
形成された暗色系の塗膜16が設けられている。したが
って、レンズ部11以外の領域から第1のレンズアレイ
10内に光が入り込むことが溝14によってある程度防
止され、かつ、あるレンズ部11に入射した光が隣のレ
ンズ部に混入することが溝14ないしその内面に付着さ
せた塗膜15によって防止される。さらに、レンズ部1
1の出射面11b以外の領域から光が漏れ出ることが、
出射面側の塗膜16によって防止される。これにより、
レンズ部11間の光のクロストークが効果的に防止され
る。また、この実施形態では、第2のレンズアレイ20
のレンズ部21の第3面21aおよび第4面21bを大
径化し、かつ第4面21bを第3面21aよりも大径化
しているので、第3面21aから入射した光を無駄にす
ることなく第4面21bから出射させられる。そして、
図に示される実施形態では、第4面21bは、隣接する
ものどうしが互いに接する程度に近接させられているの
で、隣接する第4面21b間の領域から光が漏出してこ
れが画像品質を悪化させることが実質的になくなる。し
たがって、第2のレンズアレイ20には、その少なくと
も出射面側に暗色系の塗膜や溝といったクロストーク防
止のための手段をとくに設ける必要がなくなる。そして
この場合、第2のレンズアレイ20の各レンズ部21か
ら出射する光量を増大させ、効率的な画像を得ることに
大きく寄与する。したがって、この実施形に係るレンズ
アレイアッセンブリ1は、これによって得られる正立等
倍画像の明るさを確保しつつも、クロストークによる画
像劣化を適正に防止できることになる。
In the lens array assembly 1, a groove 14 is formed in the first lens array 10 on the emission side as a means for preventing crosstalk between adjacent lens portions, and is formed on an inner surface of the groove 14. Dark color coating 1
5 and a dark-colored coating film 16 formed in a region surrounding the lens unit 11 on the emission side. Therefore, light can be prevented from entering the first lens array 10 from a region other than the lens portion 11 to some extent by the groove 14, and light entering one lens portion 11 can be mixed into the adjacent lens portion. 14 or a coating 15 deposited on its inner surface. Further, the lens unit 1
The light leaks out of the area other than the emission surface 11b of
It is prevented by the coating film 16 on the emission surface side. This allows
Light crosstalk between the lens units 11 is effectively prevented. In this embodiment, the second lens array 20
Since the third surface 21a and the fourth surface 21b of the lens portion 21 have a larger diameter and the fourth surface 21b has a larger diameter than the third surface 21a, light incident from the third surface 21a is wasted. The light can be emitted from the fourth surface 21b without any change. And
In the embodiment shown in the figures, the fourth surfaces 21b are so close that the adjacent ones are in contact with each other, so that light leaks out from the region between the adjacent fourth surfaces 21b, which deteriorates the image quality. Is virtually eliminated. Therefore, the second lens array 20 does not need to be provided with a means for preventing crosstalk, such as a dark-colored coating film or a groove, at least on the exit surface side. In this case, the amount of light emitted from each lens unit 21 of the second lens array 20 is increased, which greatly contributes to obtaining an efficient image. Therefore, the lens array assembly 1 according to this embodiment can appropriately prevent image deterioration due to crosstalk while securing the brightness of the erect equal-size image obtained thereby.

【0038】図6は、本願発明の第1の側面に係るレン
ズアレイアッセンブリ1の第2の実施形態を示してい
る。この実施形態における第1のレンズアレイ10にお
いては、各レンズ部11間のクロストークを防止するた
めの溝14が、出射側から凹入する有底状に形成されて
いる。この溝14の内面14aには、暗色系の塗膜15
が形成されており、また、第1のレンズアレイ10の入
射側のレンズ面11a(第1面)を囲む領域にも、暗色
系の塗膜17が形成されている。なお、この実施形態で
は、第1のレンズアレイ10の各レンズ部11の入射面
11a(第1面)と出射面11b(第2面)とは、ほぼ
同一径としてある。一方、第2のレンズアレイ20にお
いては、第1の実施形態と同様、各レンズ部21の出射
面21b(第4面)は、入射面21a(第3面)よりも
大径となっているが、隣り合う出射面21bは第1の実
施形態のように接触しているのではなく、わずかな間隔
が開けられており、この間隔部には、細幅の有底溝18
が形成されている。この細幅の有底溝18は、たとえば
0.2mm以下の幅とされ、金型による成形は困難であ
るが、たえとえば、エキシマレーザやパルスCO2 レー
ザを所定のマスクを介して照射することによって形成す
ることが可能である。この細幅の溝18には、好ましく
は塗膜が形成されるが、塗膜を形成しなくてもよい。そ
の余の構成は、第1の実施形態と同様である。
FIG. 6 shows a second embodiment of the lens array assembly 1 according to the first aspect of the present invention. In the first lens array 10 according to this embodiment, a groove 14 for preventing crosstalk between the lens units 11 is formed in a bottomed shape recessed from the emission side. On the inner surface 14a of the groove 14, a dark-colored coating film 15 is formed.
Is formed, and a dark-colored coating film 17 is also formed in a region surrounding the lens surface 11a (first surface) on the incident side of the first lens array 10. In this embodiment, the entrance surface 11a (first surface) and the exit surface 11b (second surface) of each lens unit 11 of the first lens array 10 have substantially the same diameter. On the other hand, in the second lens array 20, as in the first embodiment, the exit surface 21b (fourth surface) of each lens unit 21 has a larger diameter than the entrance surface 21a (third surface). However, the adjacent exit surfaces 21b are not in contact with each other as in the first embodiment, but are provided with a small interval, and a narrow bottomed groove 18 is provided in this interval.
Are formed. The narrow bottomed groove 18 has a width of, for example, 0.2 mm or less, and is difficult to mold with a mold. For example, an excimer laser or a pulsed CO 2 laser is irradiated through a predetermined mask. It can be formed by the following. A coating film is preferably formed in the narrow groove 18, but the coating film may not be formed. Other configurations are the same as those of the first embodiment.

【0039】図7に示すように、この実施形態において
も、第1の実施形態と同様、始点Sに配置した物体(a
→b→c)の正立等倍像(a’→b’→c’)が結像位
置Rに形成される。この実施形態においては、第1のレ
ンズアレイ10において、光がレンズ部11の入射面1
1a以外の領域からレンズアレイ10内に入り込むこと
が入射面側の塗膜17によって防止される。また、ある
レンズ部11に入射した光が隣のレンズ部に混入するこ
とが溝14ないしその内面に付着させた塗膜15によっ
て防止される。さらに、レンズ部11の出射面11b以
外の領域から光が漏れ出ることが、出射面側から没入さ
せた溝14ないしその内面に付着させた塗膜15によっ
て防止される。これにより、レンズ部間の光のクロスト
ークが効果的に防止される。
As shown in FIG. 7, in this embodiment, as in the first embodiment, the object (a
→ b → c), an erect equal-magnification image (a ′ → b ′ → c ′) is formed at the image forming position R. In this embodiment, in the first lens array 10, the light is
The coating film 17 on the incident surface side prevents entry into the lens array 10 from a region other than 1a. Further, the light incident on a certain lens portion 11 is prevented from being mixed into an adjacent lens portion by the groove 14 or the coating film 15 attached to the inner surface thereof. Further, the leakage of light from a region other than the emission surface 11b of the lens portion 11 is prevented by the groove 14 immersed from the emission surface side or the coating film 15 attached to the inner surface thereof. Thereby, crosstalk of light between the lens units is effectively prevented.

【0040】また、第2のレンズアレイ20において、
各レンズ部21の各出射面21b間に各レンズ部21間
のクロストークを防止するための有底溝18が形成され
ているが、これが細幅であるが故に各レンズ部の出射側
の隣接するレンズ面どうしは近接しており、したがっ
て、この出射面21bから光が効率的に出射して明るい
像を結像させることができる。加えて、この細幅の有底
溝18は、レンズアレイアッセンブリにおいて光が最終
的に出射する局面において効果的に光が隣のレンズ部か
ら出射させられること、あるいは、隣接するレンズ部間
から出射させられることを防止することができる。ま
た、第1面11aから第4面21bに向かうほどレンズ
径が拡大されていることにより、第2レンズアレイ20
に適正に入射した光を無駄にすることなく、十分な明る
さの正立等倍像(a’→b’→c’)を得ることができ
る。
In the second lens array 20,
A bottomed groove 18 is formed between each emission surface 21b of each lens portion 21 to prevent crosstalk between the lens portions 21. Since the groove 18 has a small width, it is adjacent to the emission side of each lens portion. The light-emitting surfaces 21b are close to each other, so that light can be efficiently emitted from the emission surface 21b to form a bright image. In addition, the narrow bottomed groove 18 can be used to effectively emit light from the adjacent lens portion in the phase where light is finally emitted in the lens array assembly, or to emit light from between adjacent lens portions. It can be prevented from being caused. In addition, since the lens diameter is increased from the first surface 11a to the fourth surface 21b, the second lens array 20
An erect equal-magnification image (a ′ → b ′ → c ′) with sufficient brightness can be obtained without wasting light that has been appropriately incident on the image.

【0041】図8は、本願発明の第2の側面に係る光学
装置としての密着型イメージセンサ30を示している。
このイメージセンサ30は、断面略矩形状をするととも
に上下方向に貫通する内部空間を有するケース31を備
え、このケース31の上面開口32には透明カバー33
が、下面開口34には基板35が装着されている。基板
35の上面適所には、受光素子としてのイメージセンサ
チップ36と、発光素子としてのLED37が搭載され
ている。イメージセンサチップ36は、紙面と直交する
方向に多数の受光部が一列に配置されたもので、読み取
り幅に応じて、適当数が長手方向に密接して配置され
る。
FIG. 8 shows a contact type image sensor 30 as an optical device according to the second aspect of the present invention.
The image sensor 30 includes a case 31 having a substantially rectangular cross section and having an internal space penetrating in the up-down direction.
However, a substrate 35 is mounted on the lower surface opening 34. An image sensor chip 36 as a light receiving element and an LED 37 as a light emitting element are mounted at appropriate places on the upper surface of the substrate 35. The image sensor chips 36 have a large number of light receiving portions arranged in a line in a direction perpendicular to the paper surface. An appropriate number of the light receiving portions are closely arranged in the longitudinal direction according to the reading width.

【0042】イメージセンサチップ36を通って上下方
向に延び、透明カバー33に至る光軸Cが設定され、こ
の光軸Cの中間部に、本願発明の第1の側面に係るレン
ズアレイアッセンブリ1がケース31内に形成されたホ
ルダ38に保持されて配置されている。このホルダ38
は、ケース31の側壁内面と、基板35上のイメージセ
ンサチップ36とLED37とを遮るように形成した中
間壁39とによって形成されている。この場合におい
て、透明カバー33の表面における上記光軸Cと交差す
るラインが読み取りラインLaとなる。そして、この読
み取りラインLaから上記イメージセンサチップ36ま
での光軸C上の距離Haが、いわゆる共役長となる。中
間壁39は、上端が途中で途切れており、したがって、
LED37が配置された空間は、その上部において、上
記光軸Cを含むレンズアレイアッセンブリ1の上部空間
とつながっている。また、実施形態では、LED37が
搭載された空間40は、ケースの内面31aおよび中間
壁39の一側面39aを変曲させることにより、読み取
りラインLaに向かって曲がりながら、かつ次第に狭め
られている。この空間40を形成する壁31aは、たと
えば白色に着色され、高反射率をもつようになされてい
る。
An optical axis C extending vertically through the image sensor chip 36 and reaching the transparent cover 33 is set. The lens array assembly 1 according to the first aspect of the present invention is provided at an intermediate portion of the optical axis C. It is arranged while being held by a holder 38 formed in the case 31. This holder 38
Is formed by the inner surface of the side wall of the case 31 and the intermediate wall 39 formed so as to block the image sensor chip 36 and the LED 37 on the substrate 35. In this case, a line that intersects with the optical axis C on the surface of the transparent cover 33 is a reading line La. The distance Ha on the optical axis C from the reading line La to the image sensor chip 36 is a so-called conjugate length. The upper end of the intermediate wall 39 is interrupted on the way, and therefore,
The space in which the LEDs 37 are arranged is connected to the upper space of the lens array assembly 1 including the optical axis C at the upper part. Further, in the embodiment, the space 40 in which the LED 37 is mounted is gradually narrowed while bending toward the reading line La by bending the inner surface 31a of the case and the one side surface 39a of the intermediate wall 39. The wall 31a forming the space 40 is colored white, for example, and has a high reflectance.

【0043】上記透明カバー33の表面における読み取
りラインLaに原稿Dが接触するようにして、この原稿
Dは、プラテンPにバックアップされながら所定方向に
送られる。
The original D is sent in a predetermined direction while being backed up by the platen P so that the original D comes into contact with the reading line La on the surface of the transparent cover 33.

【0044】以上の構成において、LEDから発した光
は読み取りラインLa付近まで導かれ、原稿Dを照明す
る。原稿における読み取りラインLaに沿う画像は、レ
ンズアレイアッセンブリ1によってイメージセンサチッ
プ36上に成立等倍の像として結像させられ、イメージ
センサチップ36は、ライン方向にならぶ受光部の強弱
信号として画情報を読み取る。原稿Dが副走査方向に送
られるごとに上記した読み取りラインLa上の画情報が
読み取られ、これらの画情報が総合してイメージ情報と
なる。
In the above configuration, the light emitted from the LED is guided to the vicinity of the reading line La, and illuminates the document D. An image of the original along the reading line La is formed as an image of the same size on the image sensor chip 36 by the lens array assembly 1, and the image sensor chip 36 outputs image information as a signal of a light receiving unit arranged in the line direction. Read. Each time the document D is sent in the sub-scanning direction, the image information on the above-described reading line La is read, and the image information is combined to form image information.

【0045】本願発明の第1の側面に係るレンズアレイ
アッセンブリ1は、焦点深度や共役長を所望のように設
定しうるので、このようなイメージセンサ30の構成の
自由度が高まる。焦点深度が深いと、透明カバー33に
対して多少浮いた格好の原稿Dをもピンボケの程度を少
なくして適正に読み取ることができるので、このような
イメージセンサ30をハンディスキャナとして構成する
のに都合がよくなる。
In the lens array assembly 1 according to the first aspect of the present invention, since the depth of focus and the conjugate length can be set as desired, the degree of freedom in the configuration of the image sensor 30 is increased. When the depth of focus is deep, even a cool original D slightly floating with respect to the transparent cover 33 can be properly read with a reduced degree of out-of-focus, so that such an image sensor 30 can be configured as a handy scanner. It becomes convenient.

【0046】もちろん、この発明の範囲は上述した各実
施形態に限定されるものではない。実施形態では、2つ
のレンズアレイを積層してレンズアレイアッセンブリを
構成したが、3つまたはそれ以上のレンズアッセンブリ
を積層してレンズアレイアッセンブリを構成することも
可能である。
Of course, the scope of the present invention is not limited to the above embodiments. In the embodiment, the lens array assembly is configured by laminating two lens arrays. However, it is also possible to configure the lens array assembly by laminating three or more lens assemblies.

【0047】実施形態では、各レンズ部を光学的に分離
するための手段として、ホルダ部112に溝14を形成
すること、この溝14の内面を暗色系の遮光材15で覆
うこと、溝14が形成されない側のホルダ部12におけ
るレンズ部11を除く領域を暗色系の遮光材16,17
で覆うこと、を挙げたが、溝を設けずに、ホルダ部にお
けるレンズ部を除く領域を暗色系の遮光材で覆うこと
も、本願発明の範囲に含まれる。
In the embodiment, as means for optically separating the lens portions, a groove 14 is formed in the holder portion 112, the inner surface of the groove 14 is covered with a dark-colored light-shielding material 15, and the groove 14 is formed. Areas other than the lens section 11 in the holder section 12 on the side where no is formed are dark-colored light shielding members 16 and 17.
However, it is also within the scope of the present invention to cover a region other than the lens portion of the holder portion with a dark light shielding material without providing a groove.

【0048】さらに、実施形態のレンズアレイは、レン
ズ部を等間隔で1列に配置しているが、2列またはそれ
以上の列をもって複数のレンズ部を配列してもよいし、
相互に積層されるレンズアレイのレンズ部をたとえば格
子状、あるいはハニカム状に配列して、面的な画像の成
立等倍像を形成できるようにすることも、もちろん本願
発明の範囲に含まれる。
Further, in the lens array of the embodiment, the lens units are arranged in one line at equal intervals. However, a plurality of lens units may be arranged in two or more lines.
It is of course included in the scope of the present invention to arrange the lens portions of the lens array that are stacked on each other, for example, in a lattice shape or a honeycomb shape so as to form a real-sized image with a planar image.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本願発明の第1の側面に係るレンズアレイアッ
センブリの第1の実施形態を示す中央縦断面図である。
FIG. 1 is a central longitudinal sectional view showing a first embodiment of a lens array assembly according to a first aspect of the present invention.

【図2】上記レンズアレイアッセンブリの部分平面図で
ある。
FIG. 2 is a partial plan view of the lens array assembly.

【図3】図1のIII-III 線断面図である。FIG. 3 is a sectional view taken along line III-III of FIG. 1;

【図4】図1のIV-IV 線断面図である。FIG. 4 is a sectional view taken along line IV-IV of FIG. 1;

【図5】作用説明図である。FIG. 5 is an operation explanatory view.

【図6】本願発明の第1の側面に係るレンズアレイアッ
センブリの第2の実施形態を示す中央縦断面図である。
FIG. 6 is a central longitudinal sectional view showing a second embodiment of the lens array assembly according to the first aspect of the present invention.

【図7】作用説明図である。FIG. 7 is an operation explanatory view.

【図8】本願発明の第2の側面に係る光学装置の一実施
形態に係る密着型イメージセンサを示す断面図である。
FIG. 8 is a cross-sectional view illustrating a contact image sensor according to an embodiment of the optical device according to the second aspect of the present invention.

【図9】従来のレンズアレイの一例を示す斜視図であ
る。
FIG. 9 is a perspective view showing an example of a conventional lens array.

【図10】図9に示すレンズアレイの要部断面図であ
る。
FIG. 10 is a sectional view of a main part of the lens array shown in FIG. 9;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 レンズアレイアッセンブリ 10 第1のレンズアレイ 11 レンズ部 11a(レンズ部の)入射面(第1面) 11b(レンズ部の)出射面(第2面) 12 ホルダ部 13 連結手段 14 溝 15 遮光材 16 遮光材 17 遮光材 18 溝 20 第2のレンズアレイ 21 レンズ部 21a(レンズ部の)入射面(第3面) 21b(レンズ部の)出射面(第4面) 22 ホルダ部 23 連結手段 30 密着型イメージセンサ 31 ケース 33 透明カバー 35 基板 36 イメージセンサチップ 37 LED REFERENCE SIGNS LIST 1 lens array assembly 10 first lens array 11 lens portion 11a (of lens portion) incidence surface (first surface) 11b (of lens portion) emission surface (second surface) 12 holder portion 13 connecting means 14 groove 15 light shielding material Reference Signs List 16 light shielding material 17 light shielding material 18 groove 20 second lens array 21 lens portion 21a (of lens portion) incident surface (third surface) 21b (of lens portion) emission surface (fourth surface) 22 holder portion 23 connecting means 30 Contact type image sensor 31 Case 33 Transparent cover 35 Substrate 36 Image sensor chip 37 LED

Claims (12)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 並列配置された複数のレンズ部と、これ
らのレンズ部を一体的につなぐホルダ部とが樹脂一体成
形によって形成されたレンズアレイを複数備えるととも
に、各レンズアレイは、それらの各レンズ部の光軸が合
うように積層され、かつ、正立等倍像が得られるように
組み合わされているレンズアレイアッセンブリであっ
て、 出射側のレンズアレイのレンズ部のレンズ径は、入射側
のレンズアレイのレンズ部のレンズ径よりも大に設定さ
れていることを特徴とする、レンズアレイアッセンブ
リ。
1. A lens array comprising a plurality of lens units arranged in parallel and a holder unit for integrally connecting the lens units, the plurality of lens arrays being formed by resin integral molding. A lens array assembly that is laminated so that the optical axes of the lens portions are aligned and combined so as to obtain an erecting equal-magnification image, wherein the lens diameter of the lens portion of the lens array on the exit side is the incident side. A lens array assembly, wherein the lens diameter is set to be larger than the lens diameter of the lens portion of the lens array.
【請求項2】 複数のレンズアレイのうち、少なくとも
入射側の第1レンズアレイには、各レンズ部どうしを光
学的に分離させる手段が設けられている、請求項1に記
載のレンズアレイアッセンブリ。
2. The lens array assembly according to claim 1, wherein at least the first lens array on the incident side of the plurality of lens arrays is provided with a unit for optically separating the lens units.
【請求項3】 上記レンズ部どうしを光学的に分離させ
る手段は、ホルダ部における各隣接するレンズ部の間に
設けた溝を含んでいる、請求項2に記載のレンズアレイ
アッセンブリ。
3. The lens array assembly according to claim 2, wherein the means for optically separating the lens portions includes a groove provided between each adjacent lens portion in the holder portion.
【請求項4】 上記溝は、入射側または出射側から所定
深さ没入する有底状に形成されている、請求項3に記載
のレンズアレイアッセンブリ。
4. The lens array assembly according to claim 3, wherein said groove is formed in a bottomed shape so as to enter a predetermined depth from an incident side or an emission side.
【請求項5】 上記溝の内面は、黒色またはそれに近い
暗色系の遮光材で覆われている、請求項3または4に記
載のレンズアレイアッセンブリ。
5. The lens array assembly according to claim 3, wherein an inner surface of the groove is covered with a black or near-dark light shielding material.
【請求項6】 レンズ部どうしを光学的に分離させる手
段は、ホルダ部の入射側の面および/または出射側の面
におけるレンズ部を囲む領域を覆う黒色またはそれに近
い暗色系の遮光材をさらに含む、請求項3に記載のレン
ズアレイアッセンブリ。
6. The means for optically separating the lens portions from each other may further include a black or near-dark light-blocking material covering a region surrounding the lens portion on the incident side surface and / or the outgoing side surface of the holder portion. The lens array assembly according to claim 3, comprising:
【請求項7】 複数のレンズアレイのうち、出射側のレ
ンズアレイのレンズ部の出射側のレンズ面は、隣接する
レンズ面どうしがきわめて近接するか、接触するか、ま
たはつなげられている、請求項2に記載のレンズアレイ
アッセンブリ。
7. An outgoing lens surface of a lens portion of an outgoing lens array of a plurality of lens arrays, wherein adjacent lens surfaces are extremely close to, in contact with, or connected to each other. Item 3. A lens array assembly according to item 2.
【請求項8】 出射側のレンズアレイのレンズ部の出射
側のレンズ面は、隣接するレンズ面どうしが接触する
か、またはつなげられており、かつ、この出射側のレン
ズアレイのホルダ部の出射側の面には、各レンズ部を光
学的に分離する手段が設けられていない、請求項7に記
載のレンズアレイアッセンブリ。
8. The exit-side lens surface of the lens unit of the exit-side lens array is in contact with or connected to adjacent lens surfaces, and the exit-side lens array of the exit-side lens array has a lens unit. The lens array assembly according to claim 7, wherein the side surface is not provided with a unit for optically separating each lens unit.
【請求項9】 出射側のレンズアレイのレンズ部の出射
側のレンズ面は、隣接するレンズ面どうしが近接してお
り、かつ、このレンズアレイのホルダ部の出射側の面に
おける隣接するレンズ面間の領域には、細幅の有底溝が
形成されている、請求項7に記載のレンズアレイアッセ
ンブリ。
9. The exit-side lens surface of the lens portion of the exit-side lens array has adjacent lens surfaces close to each other, and an adjacent lens surface of the exit-side surface of the holder portion of the lens array. The lens array assembly according to claim 7, wherein a narrow bottomed groove is formed in a region between the lens arrays.
【請求項10】 各レンズアレイは、複数のレンズ部が
所定間隔で直線状に並ぶように長尺ブロック状に形成さ
れている、請求項1に記載のレンズアレイアッセンブ
リ。
10. The lens array assembly according to claim 1, wherein each lens array is formed in a long block shape such that a plurality of lens portions are linearly arranged at predetermined intervals.
【請求項11】 各レンズアレイは、積層方向に隣接す
る一方に設けた凸部と、他方に設けた凹部とを互いに嵌
合させることにより組み合わされている、請求項10に
記載のレンズアレイアッセンブリ。
11. The lens array assembly according to claim 10, wherein each lens array is combined by fitting a convex portion provided on one side and a concave portion provided on the other side adjacent to each other in the stacking direction. .
【請求項12】 原稿載置面と、受光素子と、これらの
間に配置された請求項1ないし11のいずれかに記載の
レンズアレイアッセンブリとを備え、原稿載置面に載置
された原稿の正立等倍像を受光素子上に結像させるよう
に構成したことを特徴とする、光学装置。
12. A document placed on a document placing surface, comprising a document placing surface, a light receiving element, and the lens array assembly according to claim 1 disposed therebetween. An optical device characterized in that an erecting equal-magnification image is formed on a light receiving element.
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