JP2005234271A

JP2005234271A - 光学読取用レンズアレイ

Info

Publication number: JP2005234271A
Application number: JP2004044242A
Authority: JP
Inventors: Hisashi Murata; 久村田
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 2004-02-20
Filing date: 2004-02-20
Publication date: 2005-09-02

Abstract

【課題】一体成形が可能であり、かつ簡易な構成で迷光の影響を抑えることが可能な光学読取用レンズアレイを提供する。
【解決手段】一列に配列された複数のレンズ素子１０、１０と、該複数のレンズ素子１０、１０を囲む枠部２０とを一体的に形成してなる光学読取用レンズアレイ１において、
上記枠部２０の上面及び下面には複数の溝部２１、２１を形成し、該各溝部２１は上面及び下面に入射し又は出射する光の光路を上記レンズ素子１０の光学軸から遠ざける方向に屈折させる斜面２１ａを有する。
【選択図】図4

Description

本発明は複数のレンズ素子が一列に配列された光学読取用レンズに関し、より詳細には一列に配列されたレンズ素子とそれを囲む枠部とを一体的に形成した光学読取用レンズアレイに関する。

現在、ファクシミリ、スキャナ、複写機等においては、読取対象の像を形成するための光学部品としてレンズアレイが使用されている。このレンズアレイはレンズ素子を一列に配列し、全体として１次元の正立等倍実像が得られるようにした光学部品である。
このレンズアレイを製造する方法としては、例えば特許文献１、特許文献２に記載されているように、まず屈折率分布型ガラスロッドからなるレンズ素子を複数本形成し、このレンズ素子を保持枠たるフレーム板上に一列に配列し、反対側からもう一枚のフレーム板でレンズ素子を挟み込み、レンズ素子の間隙に樹脂を注入して結合、一体化させる方法がある。
特開平６−３４７６０８号公報特開平６−５９１０１号公報

ところで、このような従来の製造方法は、レンズ素子と保持枠を別々に形成し、後から一体化するので、レンズアレイの製造工程、及びレンズアレイの構成が複雑となり、製造コストの増加を招いていた。そこで、両面に凸レンズ面を有するレンズ素子と、これを保持する保持枠を透明な光学材料で一体成形することにより、レンズアレイを製造する方法が考えられている。この方法であれば、金型を用いて射出成形を行うことでレンズアレイを形成することができるので、製造工程及びレンズアレイの構成が簡易となり、製造コストの低下を図ることができる。

しかし、このようにレンズ素子と保持枠を一体成形すると、保持枠の部分もレンズ素子と同一の光学材料で成形されているため、保持枠の部分に入射した光もそのまま保持枠内を透過、あるいは反射し、レンズ素子で結像された光と共に受光部に入射する迷光の問題が生じていた。このように迷光が本来入射すべき光と共に受光部に入射すると、レンズ素子によって結像された像がぼやけてしまい、適切な像を得ることができない。
この迷光は、保持枠内の適正な位置に遮光部材を配置することによりその影響を抑えることは可能であるが、この場合、新たに遮光部材が必要となると共に、この遮光部材を保持枠内に配置するための特殊な加工が必要となる。

本発明は以上の問題点を鑑みてなされたものであり、一体成形が可能であり、かつ簡易な構成で迷光の影響を抑えることが可能な光学読取用レンズアレイを提供することを目的とする。

上記の課題を解決するため本発明に係る光学読取用レンズアレイは、一列に配列された複数のレンズ素子と、該複数のレンズ素子を囲む枠部とを一体的に形成してなる光学読取用レンズアレイにおいて、上記枠部の上面及び下面には複数の溝部を形成し、該各溝部は上面及び下面に入射し又は出射する光の光路を上記レンズ素子の光学軸から遠ざける方向に屈折させる斜面を有することを特徴として構成されている。

また本発明に係る光学読取用レンズアレイは、上記枠部の上面及び下面の各溝部の斜面は内向傾斜状に形成されることを特徴として構成されている。

また本発明に係る光学読取用レンズアレイは、上記枠部の側面に断面Ｖ字状の溝部をその長手方向が上記レンズ素子の光学軸と所定角度を有するように形成したことを特徴として構成されている。

本発明に係る光学読取用レンズアレイによれば、一列に配列された複数のレンズ素子と枠部とを一体的に形成し、枠部の上面及び下面には複数の溝部を形成し、この各溝部は上面及び下面に入射し又は出射する光の光路をレンズ素子の光学軸から遠ざける方向に屈折させる斜面を有することから、レンズ素子と枠部を一体的に射出成形することができレンズアレイの製造工程を簡易にすることができると共に、枠部に入射あるいは出射する光は溝部の斜面においてレンズ素子の光学軸から遠ざかる方向に屈折するので、迷光の影響を大幅に低減させることができる。

また本発明に係る光学読取用レンズアレイによれば、枠部の上面及び下面の各溝部の斜面は内向傾斜状に形成されることから、上面及び下面に入射又は出射する光の光路が上面及び下面を平面状に形成した場合に比べ、確実にレンズ素子の光学軸から遠ざかるようになる。

また本発明に係る光学読取用レンズアレイによれば、枠部の側面に断面Ｖ字状の溝部をその長手方向がレンズ素子の光学軸と所定角度を有するように形成したことから、側面を平面状に形成した場合に比べ、枠部の内部を透過して側面に至った光に対して側面が角度を有するようになるので、光が側面において反射せずそのまま外部に透過しやすくなり、迷光の影響をより低減させることができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。図１は本発明の実施形態における光学読取用レンズアレイを用いた光学読取部の斜視図、図２は本発明の実施形態における光学読取用レンズアレイの正面図、図３は本発明の実施形態における光学読取用レンズアレイの上面図、図４は本発明の実施形態における光学読取用レンズアレイの拡大断面図である。
本実施形態における光学読取用レンズアレイ１は、ファクシミリ、スキャナ、複写機等の各種光学読取機器に使用されるものであり、図１に示すように、光学読取機器内においてラインセンサ２の上部に設けられ、上方の読取メディア３の像を下方のラインセンサ２に正立等倍実像として結像する役割を果たす。

この光学読取用レンズアレイ１は、一定間隔で一列に配列された複数のレンズ素子１０、１０と、これら複数のレンズ素子１０、１０を囲んで保持する枠部２０から構成され、全体として長尺のブロック状をなしている。このレンズ素子１０、１０及び枠部２０は、透光性を有する合成樹脂、具体的にはＰＭＭＡ（ポリメタクリル酸メチル）、ＰＣ（ポリカーボネート）、あるいはアモルファスポリオレフィン樹脂により一体成形される。

各レンズ素子１０は図２に示すように、枠部２０の上面または下面よりも上方または下方に膨出した屈曲面としてのレンズ面１１、１２を有するものであり、両凸レンズとして構成されている。レンズ面１１は、光入射面とされるのに対し、レンズ面１２は、光出射面とされる。各レンズ面１１、１２は、球面または非球面のいずれであってもよい。

一方、これら複数のレンズ素子１０、１０を囲んで保持する枠部２０には、図３に示すように、上面及び下面に複数の屈折溝部２１、２１が一定間隔で、枠部２０の長手方向に沿って形成されている。本実施形態においては、この各屈折溝部２１は図４に示すように、レンズ素子１０の光学軸に対して対称形状に形成され、またそれぞれ内向傾斜状の斜面２１ａを有し、隣接する各屈折溝部２１と連続して断面鋸歯状をなしている。
なおここでは屈折溝部２１を枠部２０の長手方向に沿って形成することとしたが、これに限らず図５に示すように、屈折溝部２１を枠部２０の長手方向に対して一定の角度を有するように形成してもよい。

このように枠部２０の上面に、内向傾斜状の斜面２１ａを有する屈折溝部２１を形成することにより、枠部２０の上面に入射する光がレンズ素子１０の光学軸から遠ざかる方向に屈折するようになる。つまり、外部から枠部２０の上面に入射する光の方向がレンズ素子１０の光学軸に近づく方向である場合（図４中、Ｌ１の場合）、上面の内向傾斜状の斜面２１ａに入射することで、光の入射角は上面を平面状に形成した場合に比べて大きくなるので、上面における光の屈折角は平面状の場合に比べて大きくなる。つまり、上面を平面状とした場合に比べて、光の光路はレンズ素子１０の光学軸から離れる方向に屈折するようになる。
また外部から枠部２０の上面に入射する光の方向がレンズ素子１０の光学軸から遠ざかる方向である場合（図４中、Ｌ２の場合）、光の入射角は上面を平面状に形成した場合に比べて小さくなるので、上面における光の屈折角は平面状の場合に比べて小さくなる。つまりこの場合も、上面を平面状とした場合に比べて、光の光路はレンズ素子１０の光学軸から離れる方向に屈折するようになる。
枠部２０の下面について同様のことが言え、枠部２０の下面から出射する光が、斜面２１ａにおいてレンズ素子１０の光学軸から遠ざかる方向に屈折するようになる。

このように、枠部２０に入射した光が上面及び下面においてレンズ素子１０の光学軸から離れる方向に光路を変更されて出射する結果、ラインセンサ２にはレンズ素子１０の上面側のレンズ面１１に入射し、下面側のレンズ面１２から出射した光のみが集光されるようになり、迷光の影響を大幅に低減させることができる。

また、この枠部２０の幅広の側面には図２に示すように、複数の透過溝部２２、２２が一定間隔で、枠部２０の長手方向に沿って形成されている。本実施形態においては、この各透過溝部２２は図４に示すように、開き角略９０度の断面Ｖ字状に形成されている。
このように枠部２０の側面に断面Ｖ字状の透過溝部２２を形成することにより、より迷光の影響を低減させることができる。すなわち図４に示すように、枠部２０の上面から入射した光が内部を透過して側面に到達した際（図４中、Ｌ３の場合）、側面に断面Ｖ字状の透過溝部２２を形成しておくことにより、側面を平面状に形成した場合に比べて光の側面に対する入射角が小さくなり、その結果、側面に到達した光は側面において反射せずそのまま外部に出射しやすくなる。これにより、枠部２０の側面で反射される迷光を減少させることができる。

なお、この側面の透過溝部２２についても、枠部２０の長手方向に沿って形成するのではなく、図６に示すように、枠部２０の長手方向に対して一定の角度を有するように形成してもよい。また、側面の外部にカーボンブラックを含む光吸収部材を配置し、戻り光を防ぐようにすることで、枠部２０の側面における迷光の影響を確実に低減することができる。

本発明の実施形態における光学読取用レンズアレイを用いた光学読取部の斜視図である。本発明の実施形態における光学読取用レンズアレイの正面図である。本発明の実施形態における光学読取用レンズアレイの上面図である。本発明の実施形態における光学読取用レンズアレイの拡大断面図である。上面及び下面の屈折溝部の形成位置を変更した光学読取用レンズアレイの上面図である。側面の透過溝部の形成位置を変更した光学読取用レンズアレイの正面図である。

符号の説明

１光学読取用レンズアレイ
２ラインセンサ
３読取メディア
１０レンズ素子
１１、１２レンズ面
２０枠部
２１屈折溝部
２１ａ斜面
２２透過溝部

Claims

一列に配列された複数のレンズ素子と、該複数のレンズ素子を囲む枠部とを一体的に形成してなる光学読取用レンズアレイにおいて、
上記枠部の上面及び下面には複数の溝部を形成し、該各溝部は上面及び下面に入射し又は出射する光の光路を上記レンズ素子の光学軸から遠ざける方向に屈折させる斜面を有することを特徴とする光学読取用レンズアレイ。
上記枠部の上面及び下面の各溝部の斜面は内向傾斜状に形成されることを特徴とする請求項１記載の光学読取用レンズアレイ。
上記枠部の側面に断面Ｖ字状の溝部をその長手方向が上記レンズ素子の光学軸と所定角度を有するように形成したことを特徴とする請求項１又は２記載の光学読取用レンズアレイ。