JP2011017840A - 正立等倍レンズアレイプレート、光走査ユニット、画像読取装置、および正立等倍レンズアレイプレートの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】正立等倍レンズアレイプレートの組立作業性を向上する。
【解決手段】正立等倍レンズアレイプレート１１は、複数の凸レンズ２５が両面に設けられた第１レンズアレイプレート２４と、複数の凸レンズ２５が両面に設けられ、第１レンズアレイプレート２４と対向するように配置された第２レンズアレイプレート２６と、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との間に設けられた、結像に寄与しない光を遮断する遮光部材２７とを備える。遮光部材２７は、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よりも、主走査方向の長さが長く形成されている。
【選択図】図２

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、および正立等倍レンズアレイプレートの製造方法に関する。

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。

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、従来、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てきたが、近年では、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２枚積層した正立等倍レンズアレイプレートが提案されている。このような正立等倍レンズアレイプレートは、射出成形などの方法により形成できるレンズアレイプレートを積層した構造であるため、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。

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）を形成するという迷光の問題がある。

この迷光対策のため、たとえば特許文献１には、２枚のレンズアレイプレートの間に迷光を遮断するための遮光部材を設ける技術が開示されている。

特開２００９−０６９８０１号公報

ところで、特許文献１で用いられている遮光部材は、フィルム状の部材であるため非常に撓みやすい。従って、２枚のレンズアレイプレートの間に遮光部材を精度良く配置するのが困難であり、正立等倍レンズアレイプレートの組立作業性に改善の余地がある。

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、正立等倍レンズアレイプレートの組立作業性を向上することのできる技術を提供することにある。

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、複数のレンズが両面に設けられた第１レンズアレイプレートと、複数のレンズが両面に設けられ、第１レンズアレイプレートと対向するように配置された第２レンズアレイプレートと、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との間に設けられた、結像に寄与しない光を遮断する遮光部材とを備える。遮光部材は、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よりも、主走査方向および／または副走査方向の長さが長く形成されている。

この態様によると、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端部よりも突出した遮光部材の端部を例えば把持治具により把持しながら、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との間に遮光部材を配置することができる。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間の適切な位置に位置決めされるまで遮光部材を把持できるので、遮光部材の配置が容易となり、その結果、正立等倍レンズアレイプレートの組立作業性を向上できる。

また、この態様によると、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端部よりも突出した遮光部材の端部を把持治具により把持できるため、把持治具によりレンズアレイプレートを傷つけてしまう事態を回避できる。

遮光部材の主走査方向および／または副走査方向の両端部は、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端部よりも突出していてもよい。これにより、遮光部材の主走査方向および／または副走査方向の両端部を把持治具により把持できるようになるので、より遮光部材の位置決めが容易となる。また、遮光部材が反っているような場合でも、遮光部材にテンションを与えて反りを補正しながら配置することが可能となる。

遮光部材は、折り曲げ可能に形成されていてもよい。この場合、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端部よりも突出した遮光部材の端部の処理が容易となる。

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、ライン状光源、正立等倍レンズアレイプレートおよびラインイメージセンサを収容する筐体とを備える。筐体は、正立等倍レンズアレイプレートを固定するための凹部が設けられており、正立等倍レンズアレイプレートは、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端部よりも突出した遮光部材の端部が凹部の側面により折り曲げられた状態で凹部内に固定される。

この態様によると、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端部よりも突出した遮光部材の端部を切断することなく、正立等倍レンズアレイプレートを光走査ユニットの筐体に収容することができる。その結果、組立工数および製造コストを低減することが可能となる。

また、遮光部材の端部を切断した場合、切断に際して生じたゴミがレンズ部分に入り込んで光学性能を低下させるおそれがある。本態様によればこのような事態を回避することができる。

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、上述の光走査ユニットと、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。

この態様によると、組立工数および製造コストが低減された画像読取装置を実現できる。

本発明のさらに別の態様は、正立等倍レンズアレイプレートの製造方法である。この方法は、複数のレンズが両面に設けられた第１レンズアレイプレート上に、結像に寄与しない光を遮断する遮光部材を配置する工程と、遮光部材上に、複数のレンズが両面に設けられた第２レンズアレイプレートを配置する工程とを備える。遮光部材は、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よりも、主走査方向および／または副走査方向の長さが長く形成されている。遮光部材を配置する工程は、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端部よりも突出した遮光部材の端部を把持しながら行われる。

この態様によると、レンズアレイプレートの端部よりも突出した遮光部材の端部を把持しながら、第１レンズアレイプレート上に遮光部材を配置することができる。第１レンズアレイプレート上の適切な位置に位置決めされるまで遮光部材を把持できるので、遮光部材の配置が容易となり、その結果、正立等倍レンズアレイプレートの組立作業性を向上できる。

本発明によれば、正立等倍レンズアレイプレートの組立作業性を向上することができる。

本発明の実施の形態に係る画像読取装置を説明するための図である。 図２（ａ）（ｂ）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を示す図である。 図３（ａ）〜（ｅ）は、本実施の形態に係る光走査ユニットの製造方法を説明するための図である。 正立等倍レンズアレイプレートの側面図である。 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を示す平面図である。 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を示す平面図である。

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、光走査ユニット１０、原稿Ｇを載置する原稿台としてのガラス板１４、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。

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を収容する筐体１２とを備える。

筐体１２は、略直方体形状に形成されており、筐体１２の上面には第１凹部１２ａおよび第２凹部１２ｂが形成され、下面には第３凹部１２ｃが形成されている。筐体１２は、樹脂の射出成形により形成される。射出成形により筐体１２を形成することにより、筐体１２を容易に形成でき、安価とすることができる。第１凹部１２ａ内には、ライン状光源１６が斜めに固定されている。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。

第２凹部１２ｂには、正立等倍レンズアレイプレート１１が固定されている。第３凹部１２ｃには、ラインイメージセンサ２０を備えた基板２２が取り付けられている。基板２２は、その上面が第３凹部１２ｃに設けられた段差部１２ｄに当接するように固定されている。

正立等倍レンズアレイプレート１１は、複数の凸レンズ２５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および第２レンズアレイプレート２６の材質は、射出成型に使用可能で、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などを例示することができる。

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の間には、遮光部材２７が設けられている。遮光部材２７には、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の凸レンズ２５に対応する複数の貫通孔２７ａが形成されている。貫通孔２７ａには、対応する第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の凸レンズ２５が嵌入されている。この遮光部材２７は、結像に寄与しない光（以下、迷光とも称する）を遮断する機能を有する。遮光部材２７は、光学的透過率が小さいフィルム状の部材に貫通孔２７ａを設けることにより形成されている。遮光部材２７は、厚みが例えば０．１〜０．３ｍｍ程度と非常に薄く、従って折り曲げ可能に形成されている。遮光部材２７の望ましい材質としては、黒色の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などを例示することができる。

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および遮光部材２７は、ホルダ３０により保持されている。このホルダ３０は、たとえば黒色のＡＢＳ樹脂などの遮光性材料を用いて射出成形などの方法により形成された、断面コの字状の第１ホルダ部３０ａ、第２ホルダ部３０ｂから構成されている。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および遮光部材２７は、第１ホルダ部３０ａおよび第２ホルダ部３０ｂにより挟み込まれることにより、ホルダ３０内に保持されている。第１ホルダ部３０ａ、第２ホルダ部３０ｂには、複数の貫通孔２８が形成されている。貫通孔２８には、対応する第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の凸レンズ２５が嵌入されている。このように構成されたホルダ３０もまた、迷光を遮断する機能を有する。

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。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。

図２（ａ）（ｂ）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を示す図である。図２（ａ）は、正立等倍レンズアレイプレート１１の平面図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）に示す正立等倍レンズアレイプレート１１のＸ−Ｘ断面図である。なお、図２（ａ）（ｂ）においては、ホルダの図示を省略している。

上述したように、正立等倍レンズアレイプレート１１は、対向するように配置された第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の間に、遮光部材２７が設けられた構造となっている。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、平面視において長方形状であり、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配置されている。

また、遮光部材２７も平面視において長方形状であり、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配置されている。ここで、本実施の形態においては、遮光部材２７は、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よりも、主走査方向の長さが長く形成されている。このように遮光部材２７が形成されたことにより、遮光部材２７の主走査方向の両端部は、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の端部よりも突出している。以下においては、この突出している部分を「把持部２７ｂ」と称する。

図３（ａ）〜（ｅ）は、本実施の形態に係る光走査ユニットの製造方法を説明するための図である。

まず、図３（ａ）に示すように、遮光部材２７の主走査方向両端の把持部２７ｂをピンセット等の把持治具５０で把持しながら、第１レンズアレイプレート２４上に遮光部材２７を配置する。遮光部材２７は、遮光部材２７の貫通孔２７ａに対応する凸レンズ２５が嵌入されるよう位置合わせを行いながら配置する。

遮光部材２７に把持部２７ｂが設けられていない場合、すなわち遮光部材２７の主走査方向の長さが第１レンズアレイプレート２４と同程度に形成されている場合、把持治具５０で遮光部材２７の主走査方向の両端を把持しながら第１レンズアレイプレート２４上に配置しようとすると、把持治具５０と第１レンズアレイプレート２４が接触し、第１レンズアレイプレート２４を傷つけるおそれがある。また、第１レンズアレイプレート２４を傷つけないように、遮光部材２７が第１レンズアレイプレート２４に接触する寸前に把持治具５０から遮光部材２７を開放した場合、貫通孔２７ａと凸レンズ２５の位置ずれが発生するおそれがある。貫通孔２７ａと凸レンズ２５の位置ずれは、結像性能の低下を引き起こす可能性がある。

本実施の形態によれば、遮光部材２７に把持部２７ｂを設けたことにより、遮光部材２７が第１レンズアレイプレート２４上に載置されるまで把持治具５０が遮光部材２７を把持していたとしても、第１レンズアレイプレート２４を傷つけることはない。また、最終的な位置の微調整を行うまで把持治具５０が遮光部材２７を把持できるので、貫通孔２７ａと凸レンズ２５の位置合わせの精度を向上できる。

さらに、本実施の形態においては、遮光部材２７の主走査方向の両端部に把持部２７ｂが設けられているため、例えば遮光部材２７が反っているような場合でも、遮光部材２７にテンションを与えて反りを補正しながら配置することができる。また、このように遮光部材２７が反っている場合には、遮光部材２７を配置した後、後述する図３（ｂ）の工程によって遮光部材２７が固定されるまで両端の把持部２７ｂを把持し続けてもよい。

次に、図３（ｂ）に示すように、遮光部材２７上に、第２レンズアレイプレート２６を配置する。第２レンズアレイプレート２６は、遮光部材２７の貫通孔２７ａに対応する凸レンズ２５が嵌入されるよう位置合わせを行いながら配置する。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により挟み込まれることにより、遮光部材２７は位置が固定される。

次に、図３（ｃ）に示すように、第１レンズアレイプレート２４、遮光部材２７、および第２レンズアレイプレート２６を、第１ホルダ部３０ａおよび第２ホルダ部３０ｂにより挟み込む。第１ホルダ部３０ａおよび第２ホルダ部３０ｂは、貫通孔２８に対応する凸レンズ２５が嵌入されるよう位置合わせを行いながら取り付けられる。

図４は、正立等倍レンズアレイプレート１１の側面図である。図４に示すように、ホルダ３０は、主走査方向の端部から第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に入射する光を遮断するために、主走査方向の両端部に側壁３２を有している。そして、この側壁３２には、遮光部材２７の把持部２７ｂをホルダ３０の外部へ逃がす逃がし孔３１が設けられている。

このようにホルダ３０の側壁３２にに逃がし孔３１を設けたことにより、図３（ｄ）に示すようにホルダ３０の主走査方向の両端部から把持部２７ｂが突出している。正立等倍レンズアレイプレート１１は、このようにホルダ３０から把持部２７ｂが突出した状態で、筐体１２の第２凹部１２ｂ内に挿入される。

図３（ｅ）は、筐体１２の第２凹部１２ｂ内に正立等倍レンズアレイプレート１１が固定された状態を示している。図３（ｅ）に示すように、正立等倍レンズアレイプレート１１は、把持部２７ｂが第２凹部１２ｂの側面により折り曲げられた状態で第２凹部１２ｂ内に固定される。このように、本実施の形態によれば、遮光部材２７が折り曲げ可能に形成されていることにより、遮光部材２７の把持部２７ｂを切断することなく、正立等倍レンズアレイプレート１１を光走査ユニット１０の筐体１２に固定することができる。把持部２７ｂを切断する工程が不要となるので、組立工数および製造コストを低減することが可能となる。

また、把持部２７ｂを切断した場合、切断に際して生じたゴミがレンズ部分に入り込んで光学性能を低下させるおそれがある。本実施の形態に係る正立等倍レンズアレイプレート１１によれば、このような事態を回避することができる。

図５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１１１を示す平面図である。図５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１１１においては、遮光部材２７の副走査方向の長さが、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の副走査方向の長さよりも長く形成されている。このように遮光部材２７が形成されたことにより、遮光部材２７の副走査方向の両端部は、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の端部よりも突出しており、把持治具によって遮光部材２７を把持するための把持部２７ｂが形成されている。このように、把持部２７ｂは遮光部材２７の副走査方向の両端に設けられてもよい。

図６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２１１を示す平面図である。図６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２１１においては、遮光部材２７の主走査方向および副走査方向の長さが、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の主走査方向および副走査方向の長さよりもそれぞれ長く形成されている。このように遮光部材２７が形成されたことにより、遮光部材２７の主走査方向および副走査方向の両端部は、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の端部よりも突出しており、把持治具によって遮光部材２７を把持するための把持部２７ｂが形成されている。このように、把持部２７ｂは遮光部材２７の主走査方向および副走査方向の両端に設けられてもよい。

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。

１０ 光走査ユニット、 １１、１１１、２１１ 正立等倍レンズアレイプレート、 １２ 筐体、 ２０ ラインイメージセンサ、 ２４ 第１レンズアレイプレート、 ２５ 凸レンズ、 ２６ 第２レンズアレイプレート、 ２７ 遮光部材、 ２７ｂ 把持部、 １００ 画像読取装置。

Claims (6)

1. 複数のレンズが両面に設けられた第１レンズアレイプレートと、
   複数のレンズが両面に設けられ、前記第１レンズアレイプレートと対向するように配置された第２レンズアレイプレートと、
   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との間に設けられた、結像に寄与しない光を遮断する遮光部材と、
   を備える正立等倍レンズアレイプレートであって、
   前記遮光部材は、前記第１レンズアレイプレートおよび前記第２レンズアレイプレートよりも、主走査方向および／または副走査方向の長さが長く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。
2. 前記遮光部材の主走査方向および／または副走査方向の両端部は、前記第１レンズアレイプレートおよび前記第２レンズアレイプレートの端部よりも突出していることを特徴とする請求項１に記載の正立等倍レンズアレイプレート。
3. 前記遮光部材は、折り曲げ可能に形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の正立等倍レンズアレイプレート。
4. 被読取画像に光を照射するライン状光源と、
   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３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、
   前記ライン状光源、前記正立等倍レンズアレイプレートおよび前記ラインイメージセンサを収容する筐体と、
   を備える光走査ユニットであって、
   前記筐体は、前記正立等倍レンズアレイプレートを固定するための凹部が設けられており、
   前記正立等倍レンズアレイプレートは、前記第１レンズアレイプレートおよび前記第２レンズアレイプレートの端部よりも突出した前記遮光部材の端部が前記凹部の側面により折り曲げられた状態で前記凹部内に固定されることを特徴とする光走査ユニット。
5. 請求項４に記載の光走査ユニットと、
   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。
6. 複数のレンズが両面に設けられた第１レンズアレイプレート上に、結像に寄与しない光を遮断する遮光部材を配置する工程と、
   前記遮光部材上に、複数のレンズが両面に設けられた第２レンズアレイプレートを配置する工程と、
   を備える正立等倍レンズアレイプレートの製造方法であって、
   前記遮光部材は、前記第１レンズアレイプレートおよび前記第２レンズアレイプレートよりも、主走査方向および／または副走査方向の長さが長く形成されており、
   前記遮光部材を配置する工程は、前記第１レンズアレイプレートおよび前記第２レンズアレイプレートの端部よりも突出した前記遮光部材の端部を把持しながら行われることを特徴とする正立等倍レンズアレイプレートの製造方法。

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