JP2010286741A - Erecting unit magnification lens array plate, optical scanning unit and image reader - Google Patents
Erecting unit magnification lens array plate, optical scanning unit and image reader Download PDFInfo
- Publication number
- JP2010286741A JP2010286741A JP2009141664A JP2009141664A JP2010286741A JP 2010286741 A JP2010286741 A JP 2010286741A JP 2009141664 A JP2009141664 A JP 2009141664A JP 2009141664 A JP2009141664 A JP 2009141664A JP 2010286741 A JP2010286741 A JP 2010286741A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- lens
- array plate
- lens array
- light shielding
- light
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Optical Elements Other Than Lenses (AREA)
- Lenses (AREA)
- Facsimile Heads (AREA)
Abstract
Description
本発明は、画像読取装置や画像形成装置に用いられる正立等倍レンズアレイプレート並びに該正立等倍レンズアレイプレートを用いた光走査ユニットおよび画像読取装置に関する。 The present invention relates to an erecting equal-magnification lens array plate used in an image reading apparatus and an image forming apparatus, and an optical scanning unit and an image reading apparatus using the erecting equal-magnification lens array plate.
従来、スキャナ等の画像読取装置として、正立等倍結像光学系を用いた装置が知られている。正立等倍結像光学系を用いた場合、縮小結像光学系の場合よりも装置をコンパクトにすることができる。画像読取装置の場合、正立等倍結像光学系は、ライン状光源と、正立等倍レンズアレイと、ラインイメージセンサから構成される。 2. Description of the Related Art Conventionally, an apparatus using an erecting equal magnification imaging optical system is known as an image reading apparatus such as a scanner. When an erecting equal-magnification imaging optical system is used, the apparatus can be made more compact than in the case of a reduction imaging optical system. In the case of an image reading apparatus, the erecting equal-magnification imaging optical system includes a line light source, an erecting equal-magnification lens array, and a line image sensor.
正立等倍結像光学系における正立等倍レンズアレイとしては、正立等倍像を結像可能なロッドレンズアレイが用いられる。ロッドレンズアレイは、通常はレンズアレイの長手方向(画像読取装置の主走査方向)にロッドレンズが配列される。ロッドレンズの列数を増加することで、光量伝達率の向上、透過光量ムラの低減が図れるが、ロッドレンズアレイの場合、ロッドレンズの列数は、価格とのかねあいで1〜2列が一般的である。 As the erecting equal magnification lens array in the erecting equal magnification imaging optical system, a rod lens array capable of forming an erecting equal magnification image is used. In the rod lens array, rod lenses are usually arranged in the longitudinal direction of the lens array (main scanning direction of the image reading apparatus). Increasing the number of rows of rod lenses can improve the light transmission rate and reduce the amount of transmitted light, but in the case of a rod lens array, the number of rows of rod lenses is generally 1 to 2 depending on the price. Is.
一方、正立等倍レンズアレイとして、片面または両面に複数の微小凸レンズを規則的に配列した透明な平板状レンズアレイプレートを、個々の凸レンズの光軸が一致するように複数枚積層した正立等倍レンズアレイプレートも構成可能である。このような正立等倍レンズアレイプレートは、射出成型などの方法により形成できるため、複数列の正立等倍レンズアレイを比較的安価に製造することができる。 On the other hand, as an erecting equal-magnification lens array, an erecting structure in which a plurality of transparent flat lens array plates in which a plurality of minute convex lenses are regularly arranged on one side or both sides are laminated so that the optical axes of the individual convex lenses coincide with each other. A 1 × lens array plate can also be constructed. Since such an erecting equal-magnification lens array plate can be formed by a method such as injection molding, a plurality of rows of erecting equal-magnification lens arrays can be manufactured relatively inexpensively.
正立等倍レンズアレイプレートでは、隣接したレンズ間に光線を隔離するための壁が無いため、正立等倍レンズアレイプレートに斜めに入射した光線が、プレート内部を斜めに進んで隣接した凸レンズに入り込み、出射してノイズ(ゴーストともいう)を発生するという迷光の問題がある。 In the erecting equal-magnification lens array plate, there is no wall for isolating the light beam between the adjacent lenses, so that the light beam obliquely incident on the erecting equal-magnification lens array plate proceeds obliquely through the plate and is adjacent to the convex lens. There is a problem of stray light that enters and exits and generates noise (also called ghost).
そこで、正立等倍レンズアレイプレートの表面に、結像に寄与しない迷光を除去するための遮光壁を形成したものが知られている(例えば特許文献1参照)。 In view of this, there is known one in which a light-shielding wall for removing stray light that does not contribute to image formation is formed on the surface of an erecting equal-magnification lens array plate (see, for example, Patent Document 1).
しかしながら、正立等倍レンズアレイプレートの表面に遮光壁を設けた場合、遮光壁によって反射された光がフレアノイズとなる可能性がある。 However, when a light shielding wall is provided on the surface of the erecting equal-magnification lens array plate, light reflected by the light shielding wall may become flare noise.
本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、フレアノイズを低減することのできる正立等倍レンズアレイプレート、該正立等倍レンズアレイプレートを用いた光走査ユニットおよび画像読取装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to provide an erecting equal-magnification lens array plate capable of reducing flare noise, an optical scanning unit using the erecting equal-magnification lens array plate, and an image. To provide a reader.
上記課題を解決するために、本発明のある態様の正立等倍レンズアレイプレートは、第1面に規則的に配置された複数の第1レンズと、第1面に対向する第2面に規則的に配置された複数の第2レンズとを有する第1レンズアレイプレートと、第3面に規則的に配置された複数の第3レンズと、第3面に対向する第4面に規則的に配置された複数の第4レンズとを有する第2レンズアレイプレートとを備え、第1レンズアレイプレートと第2レンズアレイプレートが、対応するレンズの組が共軸のレンズ系を構成するように第2面と第3面とを対向させて積層され、第1面側のライン状光源からの光を受けて、第4面側の像面にライン状光源の正立等倍像を形成する正立等倍レンズアレイプレートである。第1レンズを囲うように立設された第1遮光壁と、第4レンズを囲うように立設された第2遮光壁と、第1遮光壁により第1レンズ上に形成された第1開口部と、第2遮光壁により第4レンズ上に形成された第2開口部とを備え、第1開口部および第2開口部の少なくとも一方は、レンズ側の開口径が反対側の開口径よりも大きくなるように形成されている。 In order to solve the above problems, an erecting equal-magnification lens array plate according to an aspect of the present invention includes a plurality of first lenses regularly arranged on a first surface and a second surface facing the first surface. A first lens array plate having a plurality of regularly arranged second lenses, a plurality of third lenses regularly arranged on the third surface, and a fourth surface facing the third surface regularly A second lens array plate having a plurality of fourth lenses disposed in the first lens array plate and the second lens array plate so that a pair of corresponding lenses forms a coaxial lens system. The second surface and the third surface are stacked so as to face each other, receive light from the line-shaped light source on the first surface side, and form an erect life-size image of the line-shaped light source on the image surface on the fourth surface side. This is an erecting equal-magnification lens array plate. A first light-shielding wall standing up to surround the first lens, a second light-shielding wall standing up to surround the fourth lens, and a first opening formed on the first lens by the first light-shielding wall And a second opening formed on the fourth lens by the second light shielding wall, and at least one of the first opening and the second opening has an opening diameter on the lens side that is larger than the opening diameter on the opposite side. Is also formed to be large.
この態様によると、第1遮光壁または第4遮光壁で反射した後に像面に到達する光が低減されるため、フレアノイズを低減することができる。 According to this aspect, since the light reaching the image plane after being reflected by the first light shielding wall or the fourth light shielding wall is reduced, flare noise can be reduced.
第1開口部および第2開口部の少なくとも一方は、レンズ側の開口径がレンズ径よりも大きくなるように形成されていてもよい。 At least one of the first opening and the second opening may be formed such that the lens-side opening diameter is larger than the lens diameter.
第1開口部および第2開口部の少なくとも一方は、開口径がレンズ側から反対側に向けてテーパ状に小さくなるよう形成されていてもよい。 At least one of the first opening and the second opening may be formed so that the opening diameter decreases in a tapered shape from the lens side toward the opposite side.
第1面および第4面の少なくとも一方においては、隣接するレンズ間の領域を覆うように遮光部材が設けられていてもよい。 At least one of the first surface and the fourth surface may be provided with a light shielding member so as to cover a region between adjacent lenses.
第1面および第4面の少なくとも一方においては、隣接するレンズ間の領域に粗面化処理が施されていてもよい。 In at least one of the first surface and the fourth surface, a surface roughening treatment may be applied to a region between adjacent lenses.
本発明の別の態様は、光走査ユニットである。この光走査ユニットは、被読取画像に光を照射するライン状光源と、被読取画像から反射した光を集光する上述の正立等倍レンズアレイプレートと、正立等倍レンズアレイプレートを透過した光を受光するラインイメージセンサとを備える。 Another aspect of the present invention is an optical scanning unit. The optical scanning unit transmits the line-shaped light source that irradiates light to the read image, the above-described erecting equal-magnification lens array plate that collects the light reflected from the read image, and the erecting equal-magnification lens array plate. A line image sensor that receives the received light.
この態様によると、上述の正立等倍レンズアレイプレートを用いて光走査ユニットを構成しているので、ラインイメージセンサは、フレアノイズの低減された正立等倍像を受光することができる。 According to this aspect, since the optical scanning unit is configured using the above-described erecting equal-magnification lens array plate, the line image sensor can receive an erecting equal-magnification image with reduced flare noise.
本発明のさらに別の態様は、画像読取装置である。この装置は、光走査ユニットと、光走査ユニットによって検出された画像信号を処理する画像処理部と、を備える。 Yet another embodiment of the present invention is an image reading apparatus. This apparatus includes an optical scanning unit and an image processing unit that processes an image signal detected by the optical scanning unit.
この態様によると、上述の光走査ユニットを用いて画像読取装置を構成しているので、フレアノイズが好適に除去された良質の画像データを生成できる。 According to this aspect, since the image reading apparatus is configured using the above-described optical scanning unit, it is possible to generate high-quality image data from which flare noise is suitably removed.
なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法、装置、システム、などの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。 It should be noted that any combination of the above-described constituent elements and a representation of the present invention converted between a method, an apparatus, a system, etc. are also effective as an aspect of the present invention.
本発明によれば、フレアノイズを低減することのできる正立等倍レンズアレイプレート、該正立等倍レンズアレイプレートを用いた光走査ユニットおよび画像読取装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide an erecting equal-magnification lens array plate capable of reducing flare noise, and an optical scanning unit and an image reading apparatus using the erecting equal-magnification lens array plate.
図1は、本発明の実施の形態に係る画像読取装置100を説明するための図である。図1に示すように、画像読取装置100は、筐体102と、原稿Gを載置する原稿台としてのガラス板14と、筐体102内に収容された光走査ユニット10と、光走査ユニット10を走査する駆動機構(図示せず)、光走査ユニット10によって読み取られたデータを処理する画像処理部(図示せず)等を備える。
FIG. 1 is a diagram for explaining an
光走査ユニット10は、ガラス板14上に載置された原稿Gに光を照射するライン状光源16と、原稿Gからの反射光を集光する正立等倍レンズアレイプレート11と、正立等倍レンズアレイプレート11により集光された光を受けるラインイメージセンサ(光電変換素子)20と、ライン状光源16、正立等倍レンズアレイプレート11およびラインイメージセンサ20を固定する筐体(図示せず)とを備える。
The
ライン状光源16は、略直線状の光を出射する光源である。ライン状光源16は、照射光の光軸が、正立等倍レンズアレイプレート11の光軸Axとガラス板14の上面との交点を通るように固定される。ライン状光源16から出射された光は、ガラス板14上に置かれた原稿Gに照射される。原稿Gに照射された光は、原稿Gにより正立等倍レンズアレイプレート11に向けて反射される。
The
正立等倍レンズアレイプレート11は、後述するように、複数の凸レンズを両面に形成した第1レンズアレイプレート24、第2レンズアレイプレート26が対応するレンズの組が共軸のレンズ系を構成するように積層されたものである。第1レンズアレイプレート24、第2レンズアレイプレート26は、ホルダ(図示せず)により積層状態で保持されている。正立等倍レンズアレイプレート11は、その長手方向が主走査方向に、短手方向が副走査方向に一致するように画像読取装置100に装着される。
As will be described later, the erecting equal-magnification
正立等倍レンズアレイプレート11は、上方に位置する原稿Gから反射されたライン状の光を受けて、下方に位置する像面、すなわちラインイメージセンサ20の受光面に正立等倍像を形成する。画像読取装置100は、光走査ユニット10を副走査方向に走査することにより、原稿Gを読み取ることができる。
The erecting equal-magnification
次に、図2および図3を用いて本発明の実施形態に係る正立等倍レンズアレイプレート11を説明する。図2は、光走査ユニット10の一部の主走査方向における断面図である。図2において、縦方向が正立等倍レンズアレイプレート11の主走査方向(長手方向)であり、奥行き方向が副走査方向(短手方向)である。また、図3は、正立等倍レンズアレイプレート11の一部を原稿G側から見た平面図である。図3において、横方向が正立等倍レンズアレイプレート11の主走査方向(長手方向)であり、縦方向が副走査方向(短手方向)である。
Next, the erecting equal-magnification
上述したように、正立等倍レンズアレイプレート11は、第1レンズアレイプレート24と第2レンズアレイプレート26とが積層されて構成されている。第1レンズアレイプレート24および第2レンズアレイプレート26は、板厚tの長方形状のプレートであり、その両面には複数の凸レンズが配列形成されている。
As described above, the erecting equal-magnification
第1レンズアレイプレート24および第2レンズアレイプレート26は、射出成形により形成される。第1レンズアレイプレート24および第2レンズアレイプレート26の材質は、射出成形に使用可能で、必要な波長帯域の光に対して光透過性が高く、吸水性の低いものが望ましい。望ましい材質としては、シクロオレフィン系樹脂や、オレフィン系樹脂、ノルボルネン系樹脂、ポリカーボネートなどを例示することができる。
The first
第1レンズアレイプレート24の一方の面である第1面24c上には、複数の第1レンズ24aが、第1レンズアレイプレート24の長手方向に沿って一列に、所定のレンズピッチPで配列されている。第1レンズ24aのレンズ径Dは、レンズピッチPよりも小さく形成されている。従って、隣接する第1レンズ24aの間には、レンズが形成されていない領域である第1平坦部24eが形成されている。また、第1レンズアレイプレート24の第1面24cに対向する第2面24d上には、複数のレンズ径Dの第2レンズ24bが、第1レンズアレイプレート24の長手方向に沿って一列に、レンズピッチPで配列されており、隣接する第2レンズ24bの間には、第2平坦部24fが設けられている。なお、本実施の形態において、レンズ径Dとはレンズとして有効に機能する領域の直径である。すなわち、遮光部材で覆われていないレンズの部分の直径である。
On the
第2レンズアレイプレート26の一方の面である第3面26c上には、複数のレンズ径Dの第3レンズ26aが、第2レンズアレイプレート26の長手方向に沿って一列に、レンズピッチPで配列されており、隣接する第3レンズ26aの間には、第3平坦部26eが設けられている。また、第3面26cに対向する第4面26d上には、複数のレンズ径Dの第4レンズ26bが、第2レンズアレイプレート26の長手方向に沿って一列に、レンズピッチPで配列されており、隣接する第4レンズ26bの間には、第4平坦部26fが形成されている。
On the
なお、本実施の形態では、第1レンズ24a、第2レンズ24b、第3レンズ26aおよび第4レンズ26bの形状を球面としたが、非球面であってもよい。
In the present embodiment, the shape of the
また、本実施の形態においては、第1レンズアレイプレート24の第1面24c上に、第1遮光部材40が設けられている。この第1遮光部材40は、第1レンズ24aの有効領域以外の第1面24cの領域を覆うように設けられており、この第1遮光部材40により、第1平坦部24eの透光が遮断される。ここでレンズの有効領域とは、レンズとしての機能を有する部分のことである。
In the present embodiment, the first
同じように、第2面24d、第3面26c、第4面26d上には、それぞれ第2遮光部材42、第3遮光部材44、第4遮光部材46が設けられており、これらの第2遮光部材42、第3遮光部材44、第4遮光部材46は、第2平坦部24f、第3平坦部26e、第4平坦部26fの透光を遮断する。
Similarly, a second
第1遮光部材40、第2遮光部材42、第3遮光部材44、第4遮光部材46は、第1面24c、第2面24d、第3面26c、第4面26d上に、黒色インキなどの光吸収性材料を用いて遮光パターンを印刷することにより形成することができる。なお、第1遮光部材40、第2遮光部材42、第3遮光部材44、第4遮光部材46は、第1面24c、第2面24d、第3面26c、第4面26d上に直接形成せず、第1面24c、第2面24d、第3面26c、第4面26dから離間して配置されてもよい。また、第2遮光部材42と第3遮光部材44とを結合して一つの遮光部材としてもよい。この場合は、この結像した遮光部材を第1レンズアレイプレート24と第2レンズアレイプレート26の間に配置することができる。
The first
さらに、本実施の形態においては、第1面24cの第1遮光部材40上に、各第1レンズ24aの周囲を囲うように第1遮光壁50が立設されている。そして、この第1遮光壁50により、各第1レンズ24a上に第1開口部54が形成されている。第1遮光壁50は、第1レンズ24aへ迷光が入射するのを遮断する機能を有する。第1遮光壁50の高さは、所定の最大視野角までの光線を除去できる高さに設定される。なお、図2においては第1遮光壁50と第1遮光部材40は当接しているが、第1遮光壁50と第1遮光部材40の間に隙間があってもよい。
Further, in the present embodiment, the first
第1開口部54は、図3に示すように平面視において円形状の開口部であり、その中心が第1レンズ24aの光軸上に位置するように配置されている。さらに第1開口部54は、図2に示すように、開口径が第1レンズ24a側から反対側(原稿G側)に向けてテーパ状に小さくなるよう形成されている。従って、第1開口部54は、第1レンズ24a側の開口径IDが、原稿G側の開口径ODよりも大きくなるように形成されている。
As shown in FIG. 3, the
また、第1開口部54は、第1レンズ24a側の開口径IDが、第1レンズ24aのレンズ径Dよりも大きくなるように形成されている。従って、第1レンズ24aの周囲には、第1遮光壁50により覆われていない第1遮光部材40の領域40a(以下、第1遮光部材露出領域40aと呼ぶ)が形成されている。なお、図2および図3においては、第1レンズ24aのレンズ径Dが開口径ODよりも大きく図示されているが、レンズ径Dと開口径ODの関係はこれに限られず、例えばレンズ径が開口径OD以下であってもよい。
The
同じように、第4面26dの第4遮光部材46上にも、各第4レンズ26bの周囲を囲うように第2遮光壁52が立設されている。そして、この第2遮光壁52により、各第4レンズ26b上に第2開口部56が形成されている。第2遮光壁52は、第4レンズ26bから出射された迷光を除去する機能を有する。第2遮光壁52の高さは、第1遮光壁50と同一に設定される。なお、図2においては第2遮光壁52と第4遮光部材46は当接しているが、第2遮光壁52と第4遮光部材46の間に隙間があってもよい。
Similarly, the second
第2開口部56は、図2に示すように、開口径が第4レンズ26b側から反対側(ラインイメージセンサ20側)に向けてテーパ状に小さくなるよう形成されている。従って、第2開口部56は、第4レンズ26b側の開口径が、ラインイメージセンサ20側の開口径よりも大きくなるように形成されている。
As shown in FIG. 2, the
また、第2開口部56は、第4レンズ26b側の開口径が、第4レンズ26bのレンズ径Dよりも大きくなるように形成されている。従って、第4レンズ26bの周囲には、第2遮光壁52により覆われていない第4遮光部材46の領域46a(以下、第4遮光部材露出領域46aと呼ぶ)が形成されている。
The
第1遮光壁50、第2遮光壁52は、例えば黒色のABS樹脂などの光吸収性材料を用いて、射出成形などの方法により形成することができる。また、第1遮光壁50、第2遮光壁52は、第1面24cおよび第4面26d上に黒色樹脂塗料を積層させることにより形成されてもよい。
The first
このようにレンズ、遮光部材および遮光壁が形成された第1レンズアレイプレート24と第2レンズアレイプレート26は、対応する第1レンズ24a、第2レンズ24b、第3レンズ26a、第4レンズ26bの組が共軸のレンズ系を構成するように第2面24dと第3面26cとを対向させて積層される。なお、本実施の形態では、第2面24dの第2レンズ24bと第3面26cの第3レンズ26aとが当接しているが、第2レンズ24bと第3レンズ26aは離間していてもよい。
The first
以上のように構成された正立等倍レンズアレイプレート11は、第1レンズ24aから原稿Gまでの距離および第4レンズ26bからラインイメージセンサ20までの距離が所定の作動距離WDとなるように、画像読取装置100に組み込まれる。
In the erecting equal-magnification
次に、本実施の形態に係る正立等倍レンズアレイプレート11の動作について説明する。正立等倍レンズアレイプレート11の動作を説明する前に、まず比較例を示す。図4は、比較例に係る正立等倍レンズアレイプレート211の動作を説明するための図である。比較例に係る正立等倍レンズアレイプレート211では、第1開口部54、第2開口部56の形状が円柱状となるように、第1遮光壁50、第2遮光壁52が形成されている。
Next, the operation of the erecting equal-magnification
まず、第1レンズ24aの光軸上に位置する原稿G上の点60から出射された光L1(破線)について考察する。通常、結像光よりも大きな入射角θ1で第1レンズアレイプレート24に入射しようとする光L1は、第1遮光壁50により吸収される。しかしながら、この光L1は、光吸収性材料を用いた場合でも完全には第1遮光壁50で吸収されず、フレネル反射により一部が第1レンズ24aに入射してしまう。第1遮光壁50で反射した光L1は、図4に示すように第1レンズ24a、第2レンズ24b、第3レンズ26a、第4レンズ26bを通った後、ラインイメージセンサ20に入射し、所謂フレアノイズが発生してしまう。
First, consider the light L1 (broken line) emitted from the
次に、第1レンズ24aの光軸から外れた原稿G上の点62から出射された光L2(実線)について考察する。この場合、入射角θ1よりもさらに大きな入射角θ2で第1レンズアレイプレート24に入射しようとする光L2の一部は、第1遮光壁50でフレネル反射する。この光L2は、図4に示すように第1レンズ24a、第2レンズ24b、第3レンズ26a、第4レンズ26bを通った後、ラインイメージセンサ20に入射し、所謂フレアノイズとなってしまう。
Next, the light L2 (solid line) emitted from the
図4では第1遮光壁50での反射により生じるフレアノイズについて説明したが、第2遮光壁52での反射によってもフレアノイズは発生する。
Although the flare noise generated by the reflection on the first
図5は、本発明の実施の形態に係る正立等倍レンズアレイプレート11の動作を説明するための図である。まず、図4の比較例と同様に、第1レンズ24aの光軸上に位置する原稿G上の点60から出射され、入射角θ1で第1レンズアレイプレート24に入射しようとする光L1(破線)について考察する。本実施の形態においては、第1レンズ24a側の開口径IDが原稿G側の開口径ODよりも大きくなるよう第1開口部54が形成されているため、光L1は、第1遮光壁50に衝突せずに直接第1遮光部材露出領域40aに入射し、吸収される。従って、光L1に帰因するフレアノイズは発生しない。
FIG. 5 is a diagram for explaining the operation of the erecting equal-magnification
次に、第1レンズ24aの光軸から外れた原稿G上の点62から出射され、入射角θ2で第1レンズアレイプレート24に入射しようとする光L2(実線)について考察する。この光L2は、第1遮光壁50により反射される。本実施の形態では、開口径が第1レンズ24a側から反対側(原稿G側)に向けてテーパ状に小さくなるよう第1開口部54が形成されているため、反射した光L2の第1レンズアレイプレート24に対する入射角は、図4の場合よりも小さくなる。従って、第1遮光壁50で反射した光L2は、第1レンズ24aではなく第1遮光部材露出領域40aに入射し、吸収される。従って、光L2に帰因するフレアノイズは発生しない。
Next, consider the light L2 (solid line) emitted from the
なお、図5では第1遮光壁50での反射に帰因するフレアノイズの低減作用について説明したが、第2遮光壁52を上述のように形成したことにより、第2遮光壁52での反射に帰因するフレアノイズも同様に低減される。
Although the flare noise reducing action attributed to the reflection at the first
以上説明したように、正立等倍レンズアレイプレート11は、第1遮光壁50および第2遮光壁52での反射に帰因するフレアノイズを低減することができる。また、正立等倍レンズアレイプレート11は、正立等倍レンズアレイプレート11に斜めに入射してゴーストを生じさせる迷光を、第1遮光壁50または第2遮光壁52にて除去することができる。従って、本実施の形態に係る正立等倍レンズアレイプレート11によれば、ノイズの低減された良質の正立等倍像を形成することができる。
As described above, the erecting equal-magnification
図2に示す正立等倍レンズアレイプレート11では、第1開口部54、第2開口部56の両方をレンズ側の開口径が反対側の開口径よりも大きくなるように形成した。しかしながら、第1開口部54、第2開口部56の少なくとも一方が、レンズ側の開口径が反対側の開口径よりも大きくなるように形成されていれば、フレアノイズの低減に効果がある。
In the erecting equal-magnification
図6は、本発明の別の実施の形態に係る正立等倍レンズアレイプレート611を説明するための図である。本実施の形態に係る正立等倍レンズアレイプレート611は、第1遮光部材、第4遮光部材を設けずに、第1面24c、第4面26d上に直接第1遮光壁50、第2遮光壁52を設けている点が図2に示す正立等倍レンズアレイプレート11と異なっている。その他の構成については図2に示す正立等倍レンズアレイプレート11と同様であるため、対応する構成要素については同一の符号を用い、説明を省略する。
FIG. 6 is a view for explaining an erecting equal-magnification
このように形成された正立等倍レンズアレイプレート611の動作について説明する。まず、図4および図5と同様に、第1レンズ24aの光軸上に位置する原稿G上の点60から出射され、入射角θ1で第1レンズアレイプレート24に入射しようとする光L1(破線)について考察する。本実施の形態においても、第1レンズ24a側の開口径が原稿G側の開口径よりも大きくなるよう第1開口部54が形成されているため、光L1は、第1遮光壁50に衝突しない。しかしながら、本実施の形態においては、第1平坦部24e上に第1遮光部材が設けられていないため、光L1は第1平坦部24eから第1レンズアレイプレート24内に入射する。その後、光L1は、第2遮光部材42に入射し、吸収される。
The operation of the erecting equal-magnification
次に、第1レンズ24aの光軸から外れた原稿G上の点62から出射され、入射角θ2で第1レンズアレイプレート24に入射しようとする光L2(実線)について考察する。この光L2は、第1遮光壁50により反射される。本実施の形態においても、開口径が第1レンズ24a側から原稿G側に向けてテーパ状に小さくなるよう第1開口部54が形成されているため、反射した光L2の第1レンズアレイプレート24に対する入射角は、図4の場合よりも小さくなる。しかしながら、本実施の形態においては、第1平坦部24e上に第1遮光部材が設けられていないため、光L2は第1平坦部24eから第1レンズアレイプレート24内に入射する。その後、光L1は、第2遮光部材42に入射し、吸収される。
Next, consider the light L2 (solid line) emitted from the
以上説明したように、本実施の形態に係る正立等倍レンズアレイプレート611によっても、第1遮光壁50および第2遮光壁52での反射に帰因するフレアノイズを低減することができる。正立等倍レンズアレイプレート611は、第1面24c、第4面26d上に第1遮光部材、第4遮光部材を設けていないため、製造工程を削減することができる利点を有する。
As described above, the erecting equal-magnification
図7は、本発明のさらに別の実施の形態に係る正立等倍レンズアレイプレート711を説明するための図である。本実施の形態に係る正立等倍レンズアレイプレート711は、図6に示す正立等倍レンズアレイプレート611と同様に、第1面24c、第4面26d上に第1遮光部材、第4遮光部材が設けられていない。そしてさらに、正立等倍レンズアレイプレート711は、第1面24cの第1平坦部24e、第4面26dの第4平坦部26fに粗面化処理が施されている。その他の構成については図2に示す正立等倍レンズアレイプレート11と同様であるため、対応する構成要素については同一の符号を用い、説明を省略する。粗面化処理は、レンズアレイプレートを形成する射出成形の型に粗面化部分を形成することにより施してもよい。あるいは、射出成形後にブラスト処理、エッチング処理を行うことにより粗面化処理を施してもよい。
FIG. 7 is a view for explaining an erecting equal-magnification
このように形成された正立等倍レンズアレイプレート711の動作について説明する。ここでは、原稿G上の点70から出射され、大きな入射角で第1面24cの第1平坦部24eに入射する光L3(破線)について考察する。この光L3は、図7に示すように第2レンズ24b、第3レンズ26a、第4レンズ26bを通ってラインイメージセンサ20に入射し、ゴーストノイズが発生してしまう。第1平坦部24eに粗面化処理が施されていない場合、第1平坦部24eに入射した光L3のほとんどが、ゴーストノイズの発生に寄与することになる。
The operation of the erecting equal-magnification
しかしながら、本実施の形態に係る正立等倍レンズアレイプレート711では、第1平坦部24eに粗面化処理が施されているため、図7の矢印72に示すように、光L3は粗面化された第1平坦部24eで散乱する。従って、ラインイメージセンサ20に到達する光L3の光量が低減されるため、ゴーストノイズを低減することができる。フレアノイズの低減効果については、図2に示した正立等倍レンズアレイプレート11と同様である。
However, in the erecting equal-magnification
図7に示す正立等倍レンズアレイプレート711では、第1平坦部24e、第4平坦部26fの両方に粗面化処理を施したが、少なくとも一方に粗面化処理が施されていれば、ゴーストノイズの低減に効果がある。
In the erecting equal-magnification
図8は、本発明のさらに別の実施の形態に係る正立等倍レンズアレイプレート811を説明するための図である。図8は、1つの第1レンズ24aとその周辺の部位を拡大した図である。図8に示すように、本実施の形態に係る正立等倍レンズアレイプレート811は、第1開口部54の形状が図2に示す正立等倍レンズアレイプレート11と異なっている。
FIG. 8 is a view for explaining an erecting equal-magnification
本実施の形態においても、第1開口部54は、第1レンズ24a側の開口径IDが、反対側の開口径ODよりも大きくなるように形成されている。また、第1開口部54は、第1レンズ24a側の開口径IDが、第1レンズ24aのレンズ径Dよりも大きくなるように形成されている。ここで、本実施の形態においては、第1開口部54は、開口径が第1レンズ24a側から原稿側の端部に至るまで一定(ID)であり、原稿側の端部のみ開口径がIDよりも小さくなるように形成されている。このような形状に第1開口部54を形成した場合も、第1遮光壁50での反射光が第1遮光部材露出領域40aにより吸収されるので、フレアノイズを低減することができる。
Also in the present embodiment, the
図9は、本発明のさらに別の実施の形態に係る正立等倍レンズアレイプレート911を説明するための図である。図9は、1つの第1レンズ24aとその周辺の部位を拡大した図である。図9に示すように、本実施の形態に係る正立等倍レンズアレイプレート911は、第1開口部54の形状が図2に示す正立等倍レンズアレイプレート11と異なっている。
FIG. 9 is a view for explaining an erecting equal-magnification
本実施の形態においても、第1開口部54は、第1レンズ24a側の開口径IDが、反対側の開口径ODよりも大きくなるように形成されている。また、第1開口部54は、第1レンズ24a側の開口径IDが、第1レンズ24aのレンズ径Dよりも大きくなるように形成されている。ここで、本実施の形態においては、第1開口部54は、開口径が第1レンズ24a側から原稿側に向けて曲線的に小さくなるように形成されている。このような形状に第1開口部54を形成した場合も、第1遮光壁50での反射光が第1遮光部材露出領域40aにより吸収されるので、フレアノイズを低減することができる。
Also in the present embodiment, the
図10は、開口径IDを変化させた場合のノイズ比の変化を示す図である。ここでは、光線追跡シミュレーションにて、正立等倍レンズアレイプレートの主走査方向の領域にわたり、点状の光線をランバシャン90度の条件で発し、像面の特定の点に到達した結像光の光量を結像光伝達光量とし、特定の点以外に到達した光量をノイズ伝達光量とした。これを主走査方向にわたるライン状で実施した。ノイズ伝達光量の総和を結像光伝達光量で割った値をノイズ比とした。 FIG. 10 is a diagram illustrating a change in the noise ratio when the opening diameter ID is changed. Here, in the ray tracing simulation, a point-like ray is emitted under the condition of 90 degrees Lambertian over the region in the main scanning direction of the erecting equal-magnification lens array plate, and the imaged light that has reached a specific point on the image plane The light amount was defined as the imaging light transmission light amount, and the light amount reaching other than a specific point was defined as the noise transmission light amount. This was carried out in a line extending in the main scanning direction. The value obtained by dividing the total noise transmission light amount by the imaging light transmission light amount was taken as the noise ratio.
シミュレーションを行った条件は、レンズ配列は一列配列、レンズ作動距離WD=3.3mm、第1レンズアレイプレートおよび第2レンズアレイプレートの板厚t=1.6mm、レンズピッチ=0.65mm、レンズ径=0.5mm、屈折率n=1.53、第1遮光壁および第2遮光壁の高さ=0.7mm、開口径OD=0.5mmである。この条件において、遮光部材のある場合と無い場合についてそれぞれ開口径IDを0.6mm、0.63mm、0.65mmと変化させ、ノイズ比を計算した。また、比較例として開口径IDが開口径ODと等しい(ID=OD=0.5mm)とした場合のシミュレーションを行い、この比較例からどれだけノイズ比が低減されたかを示した。具体的には、図10の「遮光部材あり」の場合のシミュレーションは、図2に示す正立等倍レンズアレイプレート11をモデルとしており、「遮光部材なし」の場合のシミュレーションは、図6に示す正立等倍レンズアレイプレート611をモデルとしている。また、図10の「比較例」のシミュレーションは、図4に示す正立等倍レンズアレイプレート211をモデルとしている。
The conditions for the simulation were as follows: the lens arrangement is a single line arrangement, the lens working distance WD = 3.3 mm, the thickness t = 1.6 mm of the first lens array plate and the second lens array plate, the lens pitch = 0.65 mm, and the lens The diameter = 0.5 mm, the refractive index n = 1.53, the height of the first light shielding wall and the second light shielding wall = 0.7 mm, and the opening diameter OD = 0.5 mm. Under these conditions, the aperture ratio ID was changed to 0.6 mm, 0.63 mm, and 0.65 mm with and without the light shielding member, respectively, and the noise ratio was calculated. Further, as a comparative example, a simulation was performed when the opening diameter ID was equal to the opening diameter OD (ID = OD = 0.5 mm), and how much the noise ratio was reduced from this comparative example was shown. Specifically, the simulation in the case of “with light shielding member” in FIG. 10 uses the erecting equal-magnification
図10に示すように、開口径IDを0.5mmとした比較例においては、ノイズ比は47%であった。一方、開口径IDを開口径ODよりも大きくした場合、遮光部材の有無にかかわらず、ノイズ比が比較例よりも小さくなっている。特に、遮光部材ありで且つ開口径ID=0.65mmの場合には、ノイズ比は11%となり、比較例の23%にまで低減されている。本シミュレーションにより、本実施の形態に係る正立等倍レンズアレイプレートがノイズの低減に有効であることが示された。 As shown in FIG. 10, in the comparative example in which the opening diameter ID is 0.5 mm, the noise ratio is 47%. On the other hand, when the opening diameter ID is larger than the opening diameter OD, the noise ratio is smaller than that of the comparative example regardless of the presence or absence of the light shielding member. In particular, when there is a light shielding member and the aperture diameter ID = 0.65 mm, the noise ratio is 11%, which is reduced to 23% of the comparative example. This simulation shows that the erecting equal-magnification lens array plate according to the present embodiment is effective in reducing noise.
以上、本発明を実施の形態をもとに説明した。この実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。 The present invention has been described based on the embodiments. This embodiment is an exemplification, and it will be understood by those skilled in the art that various modifications can be made to combinations of the respective constituent elements and processing processes, and such modifications are also within the scope of the present invention. is there.
上述の実施の形態では、各レンズ面のレンズを主走査方向に一列に配列したが、レンズの配列パターンはこれに限定されず、たとえば、レンズを主走査方向に2列に配列した場合や、正方配列で配置した場合でも、本発明を適用することができる。 In the above-described embodiment, the lenses on each lens surface are arranged in a line in the main scanning direction, but the arrangement pattern of the lenses is not limited to this. For example, when the lenses are arranged in two lines in the main scanning direction, The present invention can be applied even when arranged in a square arrangement.
また、上述の実施の形態では、遮光壁と遮光部材を別体としたが、遮光壁と遮光部材は一体に形成されてもよい。 In the above-described embodiment, the light shielding wall and the light shielding member are separated from each other. However, the light shielding wall and the light shielding member may be integrally formed.
10 光走査ユニット、 11、611、711、811、911 正立等倍レンズアレイプレート、 20 ラインイメージセンサ、 24 第1レンズアレイプレート、 24a 第1レンズ、 24b 第2レンズ、 26 第2レンズアレイプレート、 26a 第3レンズ、 26b 第4レンズ、 50 第1遮光壁、 52 第2遮光壁、 54 第1開口部、 56 第2開口部、 100 画像読取装置。
10
Claims (7)
第3面に規則的に配置された複数の第3レンズと、前記第3面に対向する第4面に規則的に配置された複数の第4レンズとを有する第2レンズアレイプレートと、を備え、
前記第1レンズアレイプレートと前記第2レンズアレイプレートが、対応するレンズの組が共軸のレンズ系を構成するように前記第2面と前記第3面とを対向させて積層され、第1面側のライン状光源からの光を受けて、前記第4面側の像面にライン状光源の正立等倍像を形成する正立等倍レンズアレイプレートであって、
前記第1レンズを囲うように立設された第1遮光壁と、
前記第4レンズを囲うように立設された第2遮光壁と、
前記第1遮光壁により前記第1レンズ上に形成された第1開口部と、
前記第2遮光壁により前記第4レンズ上に形成された第2開口部と、
を備え、
前記第1開口部および前記第2開口部の少なくとも一方は、レンズ側の開口径が反対側の開口径よりも大きくなるように形成されていることを特徴とする正立等倍レンズアレイプレート。 A first lens array plate having a plurality of first lenses regularly arranged on a first surface and a plurality of second lenses regularly arranged on a second surface facing the first surface;
A second lens array plate having a plurality of third lenses regularly arranged on a third surface and a plurality of fourth lenses regularly arranged on a fourth surface opposite to the third surface; Prepared,
The first lens array plate and the second lens array plate are laminated with the second surface and the third surface facing each other so that a pair of corresponding lenses constitutes a coaxial lens system. An erecting equal-magnification lens array plate that receives light from a line-shaped light source on the surface side and forms an erecting equal-magnification image of the line-shaped light source on the image surface on the fourth surface side,
A first light shielding wall erected so as to surround the first lens;
A second light shielding wall erected so as to surround the fourth lens;
A first opening formed on the first lens by the first light shielding wall;
A second opening formed on the fourth lens by the second light shielding wall;
With
An erecting equal-magnification lens array plate, wherein at least one of the first opening and the second opening is formed such that an opening diameter on the lens side is larger than an opening diameter on the opposite side.
前記被読取画像から反射した光を集光する請求項1から5のいずれかに記載の正立等倍レンズアレイプレートと、
前記正立等倍レンズアレイプレートを透過した光を受光するラインイメージセンサと、
を備えることを特徴とする光走査ユニット。 A line-shaped light source for irradiating light on the read image;
The erecting equal-magnification lens array plate according to any one of claims 1 to 5, which collects light reflected from the read image;
A line image sensor that receives light transmitted through the erecting equal-magnification lens array plate;
An optical scanning unit comprising:
前記光走査ユニットによって検出された画像信号を処理する画像処理部と、
を備えることを特徴とする画像読取装置。 An optical scanning unit according to claim 6;
An image processing unit for processing an image signal detected by the optical scanning unit;
An image reading apparatus comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009141664A JP2010286741A (en) | 2009-06-12 | 2009-06-12 | Erecting unit magnification lens array plate, optical scanning unit and image reader |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009141664A JP2010286741A (en) | 2009-06-12 | 2009-06-12 | Erecting unit magnification lens array plate, optical scanning unit and image reader |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2010286741A true JP2010286741A (en) | 2010-12-24 |
Family
ID=43542469
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2009141664A Pending JP2010286741A (en) | 2009-06-12 | 2009-06-12 | Erecting unit magnification lens array plate, optical scanning unit and image reader |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2010286741A (en) |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012185390A (en) * | 2011-03-07 | 2012-09-27 | Nippon Sheet Glass Co Ltd | Erect life-size lens array plate, optical scanning unit, image reading device, and image writing device |
JP2013088661A (en) * | 2011-10-19 | 2013-05-13 | Toshiba Tec Corp | Lens array and image forming device using the same |
JP2013088603A (en) * | 2011-10-18 | 2013-05-13 | Seiko Epson Corp | Imaging optical element |
WO2014132644A1 (en) * | 2013-02-26 | 2014-09-04 | 京セラ株式会社 | Upright equal magnification lens array unit, image reading device, and image forming device |
JP2014164180A (en) * | 2013-02-26 | 2014-09-08 | Kyocera Corp | Erecting equal-magnification lens array unit, image reading apparatus, and image forming apparatus |
JP2014164179A (en) * | 2013-02-26 | 2014-09-08 | Kyocera Corp | Erecting equal-magnification lens array unit, image reading apparatus, and image forming apparatus |
JP2015118357A (en) * | 2013-11-14 | 2015-06-25 | キヤノン株式会社 | Lens array optical system, image forming device having the same, and image reading device |
JP2017037139A (en) * | 2015-08-07 | 2017-02-16 | シチズン電子株式会社 | Lens sheet and manufacturing method therefor |
JPWO2022163157A1 (en) * | 2021-01-29 | 2022-08-04 |
-
2009
- 2009-06-12 JP JP2009141664A patent/JP2010286741A/en active Pending
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012185390A (en) * | 2011-03-07 | 2012-09-27 | Nippon Sheet Glass Co Ltd | Erect life-size lens array plate, optical scanning unit, image reading device, and image writing device |
JP2013088603A (en) * | 2011-10-18 | 2013-05-13 | Seiko Epson Corp | Imaging optical element |
JP2013088661A (en) * | 2011-10-19 | 2013-05-13 | Toshiba Tec Corp | Lens array and image forming device using the same |
WO2014132644A1 (en) * | 2013-02-26 | 2014-09-04 | 京セラ株式会社 | Upright equal magnification lens array unit, image reading device, and image forming device |
JP2014164180A (en) * | 2013-02-26 | 2014-09-08 | Kyocera Corp | Erecting equal-magnification lens array unit, image reading apparatus, and image forming apparatus |
JP2014164179A (en) * | 2013-02-26 | 2014-09-08 | Kyocera Corp | Erecting equal-magnification lens array unit, image reading apparatus, and image forming apparatus |
US9759897B2 (en) | 2013-02-26 | 2017-09-12 | Kyocera Corporation | Erecting equal-magnification lens array unit, image reading device and image forming device |
JP2015118357A (en) * | 2013-11-14 | 2015-06-25 | キヤノン株式会社 | Lens array optical system, image forming device having the same, and image reading device |
JP2017037139A (en) * | 2015-08-07 | 2017-02-16 | シチズン電子株式会社 | Lens sheet and manufacturing method therefor |
JPWO2022163157A1 (en) * | 2021-01-29 | 2022-08-04 | ||
JP7297168B2 (en) | 2021-01-29 | 2023-06-23 | 三菱電機株式会社 | Image reader |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5466456B2 (en) | Erecting equal-magnification lens array plate, optical scanning unit, and image reading apparatus | |
JP2010286741A (en) | Erecting unit magnification lens array plate, optical scanning unit and image reader | |
US11126305B2 (en) | Compact optical sensor for fingerprint detection | |
JP5802408B2 (en) | Erecting equal-magnification lens array plate, optical scanning unit, image reading device, and image writing device | |
US20100315718A1 (en) | Erecting equal-magnification lens array plate, optical scanning unit, and image reading device | |
JP2012103553A (en) | Erection equal-magnification lens array plate, optical scanner unit and image reading device | |
JP2010224164A (en) | Erect equal magnification lens array plate, optical scanning unit, and image reading device | |
US8947747B2 (en) | Erecting equal-magnification lens array plate and image reading device | |
JP2009139487A (en) | Erecting equal-magnification lens array plate | |
JP2012163850A (en) | Erecting equal-magnification lens array plate, optical scanning unit, image reading device, and image writing system | |
US8446647B2 (en) | Image reading device | |
JP4101297B2 (en) | Electrical device comprising a pixel array | |
JP2011203792A (en) | Imaging device | |
JPWO2005107243A1 (en) | Imaging device and method for manufacturing microlens array | |
JP5802405B2 (en) | Erecting equal-magnification lens array plate, optical scanning unit, image reading device, and image writing device | |
JP5918938B2 (en) | Lens array plate and erecting equal-magnification lens array plate manufacturing method | |
JP2015108794A (en) | Imaging optical element | |
JP2023168388A (en) | Lens array, imaging module, and imaging apparatus | |
JP2012185230A (en) | Erect life-size lens array plate, optical scanning unit, image reading device, and image writing device | |
JP2011119970A (en) | Erecting equal-magnification lens array plate, optical scanning unit, and image reader | |
JP2011118122A (en) | Erecting equal magnification lens array plate, optical scanning unit and image reading apparatus | |
JP6102091B2 (en) | Image reading device | |
JP2010128361A (en) | Erecting unmagnified lens array plate, image sensor unit, and image reading apparatus | |
JP2005010442A (en) | Resin optical components and its manufacturing method | |
JP2005072631A (en) | Lens array for image sensor and image reading apparatus incorporating the same |