JP2012163743A - 遮光部材、遮光部材の製造方法、当該遮光部材を有する結像光学素子および画像読取装置 - Google Patents

Abstract

【課題】高精度な非遮光部を有する遮光部材、その製造方法、ならびに遮光部材を用いる結像光学素子および画像読取装置を提供する。
【解決手段】透明基材１１の一方主面１１ａに感光材料を塗布して塗布膜１２を形成する第１工程と、集光光学系ＬＳの光路内に透明基材１１を位置決めする第２工程と、集光光学系ＬＳにより集光される光により塗布膜１２を露光して感光部１２ａと非感光部１２ｂとを形成する第３工程と、感光部１２ａが形成された位置に非遮光部１０ａを形成するとともに、非感光部１２ｂが形成された位置に光を遮光する遮光部１０ｂを形成する第４工程とを備えている。
【選択図】図１

Description

この発明は、集光光学系の光路内に配置されて当該集光光学系から出力される光を通過させる非遮光部を有する遮光部材および当該遮光部材の製造方法、ならび当該遮光部材を有する結像光学素子および画像読取装置に関するものである。

イメージスキャナー、ファクシミリ、複写機、金融端末装置等では、コンタクトイメージセンサー（Contact Image Sensor）モジュール（以下、「ＣＩＳモジュール」と略する）が画像読取装置として用いられている。このＣＩＳモジュールは、読取対象物に光を照射するとともに、このときの反射光を光学センサーで検出することで、読取対象物の画像を読み取る。また、読取対象物からの反射光を光学センサーに適切に導くために、正立等倍の結像倍率を有する結像光学素子を用いることが一般的である。つまり、この結像光学素子は、読取対象物で反射された光を正立等倍で結像して、読取対象物の正立等倍像を光学センサーに向けて結像するものである。そして、光学センサーは、結像光学素子によって結像された正立等倍像を検出することで、読取対象物の画像を読み取ることができる。

ところで、特許文献１では、ＣＩＳモジュール内でのレイアウトの自由度向上やＣＩＳモジュールの薄型化等を目的として、ルーフプリズムおよび反射平面のそれぞれで光を反射して、光軸の向きを変える（光軸を折り曲げる）結像光学素子が提案されている。この結像光学素子では、読取対象物に対向して配置された物体側レンズと、当該物体側レンズと協働して読取対象物の像を結像面に結ぶ結像側レンズとが設けられている。そして、物体側レンズから結像側レンズへ向かう光路中にルーフプリズムが配置されるとともに、各レンズに対応して絞り板などの遮光部材が配置されている。各遮光部材の略中央部には開口、つまり非遮光部が設けられており、非遮光部を介して光を透光させる一方、迷光を遮光する。さらに、結像側レンズから結像面（光学センサー）に向かう光路中に反射平面が配置されている。したがって、読取対象物で反射されて物体側レンズを透過した光はルーフプリズムレンズで反射されて、その進行方向を変えるとともに、結像側レンズを透過した光は反射平面で反射されて、その進行方向を変える。

特開２０００−０６６１３４号公報

このように構成された結像光学素子では、遮光部材に設けられる開口、つまり非遮光部が画像読取の解像度に大きな影響を与える。したがって、解像度の向上を図るためには、非遮光部の精度を高めることが非常に重要である。

この発明にかかるいくつかの態様は、高精度な非遮光部を有する遮光部材、その製造方法、ならびに遮光部材を用いる結像光学素子および画像読取装置を提供することを目的とする。

この発明の第１の態様は、光を集光する集光光学系の光路内に配置されて集光光学系から出力される光を通過させる非遮光部を有する遮光部材の製造方法であって、透明基材の表面に感光材料を塗布して塗布膜を形成する第１工程と、集光光学系の光路内に透明基材を位置決めする第２工程と、集光光学系により集光される光により塗布膜を露光して感光部と非感光部とを形成する第３工程と、感光部が形成された位置に非遮光部を形成するとともに、非感光部が形成された位置に光を遮光する遮光部を形成する第４工程とを備えることを特徴としている。

このように構成された発明（遮光部材の製造方法）では、集光光学系により集光される光により感光材料の塗布膜が露光されて感光部と非感光部とが形成される。そして、感光部の位置に非遮光部が形成されるとともに、非感光部の位置に光を遮光する遮光部が形成される。このように遮光部材では、集光光学系により集光される光を通過させるための非遮光部が、同集光光学系により集光される光を用いて形成される、いわゆるセルフアライメント（自己整合）により形成される。そのため、優れた位置精度で非遮光部を遮光部材に設けることができる。

ここで、感光材料として、例えば非感光状態で粘着性を有する一方、感光されることで粘着性が低下する材料を用いることができる。この場合、露光された塗布膜の表面全体に遮光性材料を供給した後、感光部に供給された遮光性材料を選択的に除去することで非遮光部が形成される。一方、除去されずに残った部分は遮光部として機能する。より具体的には、例えば遮光性材料の供給により塗布膜の表面全体に遮光膜を形成した後、感光部上に形成された遮光膜領域を剥ぎ取ることで非遮光部を形成することができる。また、別の具体例として、遮光性粒子の供給により遮光性材料の粒子層を形成した後、感光部上に形成された遮光性粒子を吹き飛ばすことで非遮光部を形成してもよい。さらに、別の具体例として、非感光部を除去して透明基材の表面に露出部を形成する工程と、透明基材の露出部および感光部に遮光膜を形成する工程と、感光部を透明基材の表面から除去することで感光部上に形成された遮光膜領域を取り除いて非遮光部を形成する工程とを実行してもよい。このように、いわゆるリフトオフ法により感光部が形成されていた透明基材の表面領域を露出させることで非遮光部を形成することができる。このようにセルフアライメントとリフトオフとを組み合わせているので、高精度な非遮光部を形成することができる。

また、この発明の第２の態様は、光を集光する集光光学系の光路内に配置されて集光光学系から出力される光を通過させる非遮光部を有する遮光部材の製造方法であって、未感光時には遮光性を有し、感光により透過性を発現する感光材料を透明基材の表面に塗布して塗布膜を形成する第１工程と、集光光学系の光路内に透明基材を位置決めする第２工程と、集光光学系により集光される光により塗布膜を露光して非遮光部を形成する第３工程とを備えることを特徴としている。

このように構成された（遮光部材の製造方法）では、未感光時には遮光性を有し、感光により透過性を発現する感光材料により塗布膜が形成されており、集光光学系により集光される光により露光された塗布膜の感光部がそのまま非遮光部となる。一方、露光されない塗布膜の感光部は遮光部となる。したがって、第１の態様と同様に、非遮光部がセルフアライメント（自己整合）により形成されるため、優れた位置精度で非遮光部を遮光部材に設けることができる。

また、本発明の第３の態様は、光を集光する集光光学系の光路内に配置されて集光光学系から出力される光を通過させる非遮光部を有する遮光部材であって、集光光学系の光路内に設けられる透明基材と、集光光学系により集光される光を通過させる非遮光部が中央部に形成されるとともに非遮光部の周辺で光を遮光する遮光膜とを備え、非遮光部は、集光光学系に対して透明基材を位置決めした状態で集光光学系により集光される光を用いたセルフアライメントにより形成されていることを特徴としている。

このように構成された第３の態様にかかる発明（遮光部材）では、集光光学系により集光される光を通過させるための非遮光部が、同集光光学系により集光される光を用いて形成される、いわゆるセルフアライメント（自己整合）により形成される。そのため、優れた位置精度で非遮光部を遮光部材に設けることができる。

また、本発明の第４の態様は、結像光学素子に関するものであって、第１透明基材と、第１透明基材の物体側端面に形成されて物体から出射される光線が入射される第１レンズ面と、第１透明基材の像側端面に形成されて第１レンズ面により集光される光を通過させる非遮光部を有する遮光部材とを含む第１構造体と、物体側端面が遮光部材に対向するように配置される第２透明基材と、第２透明基材の像側端面に形成されて非遮光部を通過した光を導光して物体の像を結像する第２レンズ面とを含む第２構造体とを備え、非遮光部は、第１レンズ面により集光される光を用いたセルフアライメントにより形成されていることを特徴としている。

また、本発明の第５の態様は、結像光学素子に関するものであって、物体から出射される光線が入射される第１レンズ面を有する入射部、光線を出射する第２レンズ面を有する出射部、ならびに入射部および出射部を連結する連結部が一体成形される透明基材と、連結部の外周面に対向して配置されて第１レンズ面に入射された入射光線を反射させて第２レンズ面に導光する反射部材と、連結部と反射部材との間に配置される遮光部材とを備え、第１レンズ面は入射光を集光させ、遮光部材は第１レンズ面により集光される光を反射部材に透光させるとともに反射部材により反射された光を第２レンズ面に透光させる非遮光部を有し、第２レンズ面は非遮光部を通過した光を導光して物体の像を結像し、非遮光部は、第１レンズ面により集光される光を用いたセルフアライメントにより形成されていることを特徴としている。

さらに、本発明の第６の態様は、画像読取装置に関するものであって、物体に光を照射する光源部と、請求項９または１０に記載の結像光学素子と、結像光学素子により結像される像を読み取る読取部とを備えることを特徴としている。

このように構成された第４の態様ないし第６の態様にかかる発明（遮光部材を用いる結像光学素子および画像読取装置）では、第１レンズ面により集光される光を通過させるための非遮光部が、同集光光学系により集光される光を用いて形成される、いわゆるセルフアライメント（自己整合）により形成される。そのため、優れた位置精度で非遮光部を遮光部材に設けることができる。

本発明にかかる遮光部材の製造方法の第１実施形態を示す図。 本発明にかかる遮光部材の製造方法の第２実施形態を示す図。 本発明にかかる遮光部材の製造方法の第３実施形態を示す図。 本発明にかかる遮光部材の製造方法の第４実施形態を示す図。 本発明にかかる画像読取装置の一実施形態を示す部分断面斜視図。 入射側アパーチャー部材、レンズアレイおよび射出側アパーチャー部材を示す斜視図。 図６の部分組立斜視図。 本発明にかかる画像読取装置の他の実施形態を示す部分断面斜視図。

本発明は、光を集光する集光光学系（レンズ面のみで構成される集光光学系も含む）の光路内に配置されて集光光学系から出力される光を通過させる非遮光部を有する遮光部材、その製造方法、ならびに遮光部材を有する結像光学素子、結像光学アレイおよび画像読取装置に関するものである。そこで、以下においては、遮光部材およびその製造方法について説明した後、当該遮光部材を用いる装置としてＣＩＳモジュールを例示して説明する。

Ａ．遮光部材およびその製造方法
図１は本発明にかかる遮光部材の製造方法の第１実施形態を示す図である。この第１実施形態にかかる遮光部材１０は集光光学系ＬＳの光路内、つまり像側の所定位置（本実施形態では集光光学系ＬＳから出力される光の集光点）に配置される光学部品であり、集光光学系ＬＳから出力される光を通過させる非遮光部１０ａと、非遮光部１０ａの周囲で遮光する遮光部１０ｂとを有しており、次のようにして製造される。

まず最初に、遮光部材１０の基台となる透明基材１１を準備するとともに、この透明基材１１の一方主面１１ａに感光材料を塗布して塗布膜１２を形成する（図１（ａ））。ここで、感光材料として光透過性を有するとともに、非感光状態で粘着性を有する一方、感光されることで粘着性が低下する材料を用いている。したがって、塗布膜１２を形成した時点では、塗布膜１２全体は粘着性を有している。このように透明基材１１の一方主面１１ａが本発明の「透明基材の表面」に相当する。

次に、同図（ｂ）に示すように、上記のように塗布膜１２が形成された透明基材１１を上記所定位置に位置決めする。より詳しくは、集光光学系ＬＳから出力される光Ｌが集光する集光点Ｐまたは近傍位置に塗布膜１２が位置するように透明基材１１を位置決めする。それに続いて、集光光学系ＬＳから出力される光Ｌを塗布膜１２に照射して塗布膜１２を部分的に露光する。こうして塗布膜１２の一部が露光されて感光部１２ａとなる。その結果、感光部１２ａでは粘着性が低下する。なお、塗布膜１２のうち感光部１２ａを除く領域、つまり非感光部１２ｂでは粘着性が維持されている。

こうした露光処理が完了すると、塗布膜１２の上に遮光性材料からなる遮光膜１３を形成する（同図（ｃ））。この遮光膜１３は、塗布膜１２の非感光部１２ｂと強固に粘着される一方、感光部１２ａとは非粘着状態となっている。そして、遮光膜１３のうち感光部１２ａ上に位置している膜領域１３ａを除去して非遮光部１０ａを形成する。例えば、表面に粘着物質が塗布された粘着ローラーＲＬを遮光膜１３上に転動させる。この粘着物質の遮光膜１３に対する粘着力は、非感光部１２ｂと遮光膜１３との粘着力よりも低く設定されている。このため、粘着ローラーＲＬの転動により、同図（ｄ）に示すように、遮光膜１３のうち非感光部１２ｂ上に位置する遮光膜領域は塗布膜１２に粘着されたまま残存しているのに対し、感光部１２ａ上に位置している膜領域１３ａのみが粘着ローラーＲＬの表面に粘着されて塗布膜１２から剥ぎ取られる。その結果、感光部１２ａが露出して光を透過可能となり、非遮光部１０ａとして機能する一方、この非遮光部１０ａの周囲では遮光膜１３が残存しており、集光光学系ＬＳ側（同図の上側）から進んでくる光を遮光する遮光部１０ｂとして機能する。

以上のように、本実施形態によれば、集光光学系ＬＳにより集光される光Ｌにより感光材料の塗布膜１２が露光されて感光部１２ａと非感光部１２ｂとが形成される。そして、感光部１２ａに非遮光部１０ａが形成されるとともに、非感光部１２ｂに遮光部１０ｂが形成される。このように、集光光学系ＬＳにより集光される光Ｌを通過させるための非遮光部１０ａが集光光学系ＬＳにより集光される光Ｌを用いて形成される、いわゆるセルフアライメント（自己整合）により形成されている。したがって、優れた位置精度で遮光部材１０に対して非遮光部１０ａを形成することが可能となっている。

この実施形態では、露光処理された塗布膜１２上に遮光膜１３を形成し、感光部１２ａと非感光部１２ｂとの粘着性の違いを利用して遮光膜１３をパターニングしているが、例えば図２に示すように、遮光膜１３の代わりに遮光性粒子を用いて非遮光部１０ａおよび遮光部１０ｂを形成してもよい。

図２は本発明にかかる遮光部材の製造方法の第２実施形態を示す図である。この第２実施形態では、第１実施形態と同様にして透明基材１１の一方主面１１ａに塗布膜１２を形成する（同図（ａ））とともに、塗布膜１２が形成された透明基材１１を集光光学系ＬＳに対して位置決めした後、集光光学系ＬＳから出力される光Ｌを塗布膜１２に照射して塗布膜１２を部分的に露光し、塗布膜１２に感光部１２ａと非感光部１２ｂとを形成する（同図（ｂ））。

こうした露光処理が完了すると、塗布膜１２の上に遮光性粒子１４ａを吹き付けて遮光性を有する粒子層１４を形成する（同図（ｃ））。この粒子層１４のうち塗布膜１２の非感光部１２ｂ上に付着した遮光性粒子１４ａは塗布膜１２と強固に粘着されるが、感光部１２ａ上の遮光性粒子１４ａの付着力は弱くなっている。これに続いて、同図（ｄ）に示すように、粒子層１４に向けてエアーなどの気体を吹き掛ける。これにより塗布膜１２の非感光部１２ｂから遮光性粒子１４ａが吹き飛ばされて感光部１２ａが露出して光を透過可能となり、非遮光部１０ａとして機能する一方、この非遮光部１０ａの周囲では遮光性粒子が残存しており、集光光学系ＬＳ側（同図の上側）から進んでくる光を遮光する遮光部１０ｂとして機能する。

以上のように、第２実施形態においても、第１実施形態と同様に、集光光学系ＬＳにより集光される光Ｌを通過させるための非遮光部１０ａが集光光学系ＬＳにより集光される光Ｌを用いて形成される、いわゆるセルフアライメント（自己整合）により形成されているため、優れた位置精度で遮光部材１０に対して非遮光部１０ａを形成することが可能となっている。

図３は本発明にかかる遮光部材の製造方法の第３実施形態を示す図である。この第３実施形態では、透明基材１１の一方主面１１ａ上にパターニングされた遮光膜１５を形成することで遮光部材１０を構成しており、以下に説明するようにセルフアライメントとリフトオフとを利用している。

この第３実施形態では、第１実施形態と同様にして透明基材１１の一方主面１１ａに塗布膜１２を形成する（同図（ａ））とともに、塗布膜１２が形成された透明基材１１を集光光学系ＬＳに対して位置決めした後、集光光学系ＬＳから出力される光Ｌを塗布膜１２に照射して塗布膜１２を部分的に露光し、塗布膜１２に感光部１２ａと非感光部１２ｂとを形成する（同図（ｂ））。なお、本実施形態では、塗布膜１２は次に説明するように遮光膜をパターニングするために用いられ、最終的に透明基材１１から除去されて遮光部材１０の構成要素とはならないため、第１実施形態や第２実施形態で要求される機能を有する必要がなく、半導体装置や液晶装置などの製造工程で使用される一般的な感光材料を使用することができる。

こうした露光処理が完了すると、現像処理により非感光部１２ｂを除去して透明基材１１の一方主面１１ａ上に感光部１２ａのみを残し、その他の表面領域１１ｂを露出させる。この表面領域１１ｂは本発明の「露出部」に相当する（同図（ｃ））。その後、露出部１１ｂおよび感光部１２ａに対して蒸着処理やスパッタリング処理などにより遮光膜１５を成膜する（同図（ｄ））。そして、感光部１２ａをエッチング除去することで感光部１２ａに積層されていた膜部分１５ａを感光部１２ａとともに除去する（同図（ｅ））。これにより、透明基材１１の一方主面１１ａのうち感光部１２ａを形成していた領域が露出して光を透過可能となり、非遮光部１０ａとして機能する一方、この非遮光部１０ａの周囲では遮光膜１５が残存しており、遮光部１０ｂとして機能する。

以上のように、第３実施形態では、第１実施形態および第２実施形態と同様に、集光光学系ＬＳにより集光される光Ｌを用いて感光部１２ａを形成するとともに、いわゆるリフトオフ法により感光部１２ａが形成されていた透明基材１１の表面領域を露出させて非遮光部１０ａを形成している。このようにセルフアライメントとリフトオフとを組み合わせて遮光部材１０を製造しているので、優れた位置精度で遮光部材１０に対して非遮光部１０ａを形成することが可能となっている。

図４は本発明にかかる遮光部材の製造方法の第４実施形態を示す図である。この第４実施形態は、未感光時には遮光性を有し、感光により透過性を発現する感光材料を用いて遮光部材１０を製造するものであり、次のようにして製造される。

この第４実施形態では、遮光部材１０の基台となる透明基材１１を準備するとともに、この透明基材１１の一方主面１１ａに、上記特性を有する感光材料を塗布して塗布膜１２を形成する（同図（ａ））。したがって、塗布膜１２を形成した時点では、塗布膜１２全体は遮光性を有している。

次に、同図（ｂ）に示すように、上記のようにして塗布膜１２が形成された透明基材１１を上記所定位置に位置決めした後、集光光学系ＬＳから出力される光Ｌを塗布膜１２に照射して塗布膜１２を部分的に露光する。こうして塗布膜１２の一部が露光されて感光部１２ａとなり、当該感光部１２ａでは透過性が発現されて非遮光部１０ａとして機能する。一方、非感光部１２ｂでは遮光性がそのまま残存しており、遮光部１０ｂとして機能する。

以上のように、第４実施形態では、第１実施形態ないし第３実施形態に比べて少ない製造工程で遮光部材１０を製造することができる。もちろん、集光光学系ＬＳにより集光される光Ｌを通過させるための非遮光部１０ａが集光光学系ＬＳにより集光される光Ｌを用いて形成される、いわゆるセルフアライメント（自己整合）により形成されているため、上記実施形態と同様に、優れた位置精度で遮光部材１０に対して非遮光部１０ａを形成することが可能となっている。

なお、上記第１実施形態ないし第４実施形態では、集光光学系ＬＳと遮光部材１０とは互いに分離しているが、次に説明するＣＩＳモジュールを採用されているように集光光学系ＬＳと遮光部材１０と一体化した構造体として設けてもよく、次に詳述するように、上記実施形態と同様にして非遮光部を形成することで同様の作用効果が得られる。

Ｂ．遮光部材を有するＣＩＳモジュール
図５は本発明にかかる画像読取装置の一実施形態であるＣＩＳモジュールの概略構成を示す部分断面斜視図である。図６は入射側アパーチャー部材、レンズアレイおよび射出側アパーチャー部材を示す斜視図である。図７は図６の部分組立斜視図である。これら図５、図６、図７および以下で説明する図では、各部材の位置関係を示すために、ＸＹＺ直交座標を適宜示すものとする。また、座標軸の矢印側を正側とするとともに座標軸の矢印反対側を負側とする。さらに、以下の説明では、Ｚ方向の負側を上側と、Ｚ方向の正側を下側と、Ｙ方向の負側を左側と、Ｙ方向の正側を右側と、Ｘ方向の負側を前側と、Ｘ方向の正側を後側として適宜取り扱う。

このＣＩＳモジュール１は、原稿ガラスＧＬ上に載置された原稿ＯＢを読取対象物として原稿ＯＢに印刷された画像を読み取る装置であり、原稿ガラスＧＬの直下に配置されている。ＣＩＳモジュール１は、Ｘ方向における最大読取範囲より長く延びる略直方体状のフレーム２を有しており、同フレーム２内に光源部３、入射側アパーチャー部材４、レンズアレイ５、射出側アパーチャー部材６、光センサー７およびプリント回路基板８が配置されている。

このフレーム２内には、原稿ＯＢに照明を照らす光源部３を収容する第１収容空間ＳＰ１と、原稿ＯＢの画像を読み取るための各機能部４、５、６，７、８を収容する第２収容空間ＳＰ2とがセパレーター２１によって区分けされている。第１収容空間ＳＰ1は、フレーム２内の上方の位置に設けられている。一方、第２収容空間ＳＰ2は、ＹＺ平面を含む断面(以下「副走査断面」という)において、第１収容空間ＳＰ1に対して、左側から下方に潜り込むようにして設けられている。より具体的には、第２収容空間ＳＰ2は、第１収容空間ＳＰ1の左側でＺ方向（上下方向）に延びる上部垂直空間ＳＰ2aと、第１収容空間ＳＰ2の下側でＺ方向（上下方向）に延びる下部垂直空間ＳＰ2bと、上部垂直空間ＳＰ2aの下端と下部垂直空間の上端ＳＰ2bとを連結するようにＹ方向（左右方向）に延びる左右空間ＳＰ2cとで構成されている。こうして、上部垂直空間ＳＰ2aから直角に湾曲して左右空間ＳＰ2cに到るとともに、さらに左右空間ＳＰ2cから直角に湾曲して下部垂直空間ＳＰ2bに到る第２収容空間ＳＰ2が形成される。

光源部３は、図示を省略するＬＥＤ(Light Emitting Diode)を光源としている。このＬＥＤはライトガイド３１のＸ方向の一方端から、ライトガイド３１の内部に向けて照明光を射出する。このライトガイド３１は、図５に示すように、セパレーター２１の上面で最大読取範囲とほぼ同じ長さだけＸ方向に延設されている。そして、照明光はライトガイド３１の一方端に入射すると、ライトガイド３１の他方端に向けてライトガイド３１中を伝播しながらライトガイド３１の各部で部分的に先端部３２（光出射面）を介して原稿ガラスＧＬに向けて射出して、原稿ガラスＧＬ上の原稿ＯＢに照射される。こうして、Ｘ方向に延びる帯状の照明光が原稿ＯＢに照射され、原稿ＯＢで反射される。

照明光の照射位置の直下には、上記した上部垂直空間ＳＰ2aが設けられており、その上端部に入射側アパーチャー部材４が配置されている。この入射側アパーチャー部材４は最大読取範囲とほぼ同じ長さだけＸ方向に延設されている。この入射側アパーチャー部材４には、複数の貫通孔４１がＸ方向に所定ピッチで一列に並べられており、それぞれレンズアレイ５に設けられる複数の第１レンズＬＳ1に対する入射側アパーチャーとして機能する。

レンズアレイ５は、最大読取範囲とほぼ同じ長さだけＸ方向に延設された２つの構造体５Ａ、５Ｂを有しており、これら２つの構造体５Ａ、５Ｂを一体化させた状態で、レンズアレイ５全体がすっぽりと第２収容空間ＳＰ2に挿入可能となっている。これら２つの構造体５Ａ、５Ｂのうち原稿ガラスＧＬ側の構造体５Ａは次のように構成されている。

構造体５Ａは、図７に示すように、副走査断面で略Ｌ字形状を有する透明基材５１Ａと、レンズ面ＬＳ1と、反射膜ＲＦ1と、遮光部材５２とを備えている。この透明基材５１Ａは、副走査断面において、Ｚ方向に伸びる垂直部５１aと、垂直部５１aの下端から直角に湾曲して右側に延びる左右部５１bとで構成されている。このように透明基材５１Ａは、垂直部５１aから左右部５１bに到る第１曲部ＣＶ1で直角に湾曲した形状を有している。なお、本実施形態では、透明基材５１Ａの左右部５１bの右面が、レンズ面ＬＳ1により光が集光される集光点、つまり原稿ＯＢの中間像を形成する位置となるように構成されている。

透明基材５１Ａの垂直部５１aの上面には、入射側アパーチャー部材４の複数の貫通孔４１に一対一で対応して、複数の第１レンズ面ＬＳ1がＸ方向に所定ピッチで一列に並んで設けられている。そして、各レンズ面ＬＳ1を介して入射された光は垂直部５１a内を伝播して反射膜ＲＦ1に反射されて透明基材５１Ａの左右部５１bの右面に進む。この第１反射膜ＲＦ1は、透明基材５１の垂直部５１aから左右部５１bにかけて曲がる第１曲部ＣＶ1の外周面に蒸着された金属膜であり、第１レンズ面ＬＳ1から入射した光を左右部５１bの右面に向けて反射する。

この左右部５１bの右面（像側端面）には、遮光部材５２が設けられている。この遮光部材５２には、複数の第１レンズ面ＬＳ1に一対一で対応して、複数の非遮光部５２１がＸ方向に所定ピッチで一列に並んで設けられており、それぞれ対応する第１レンズ面ＬＳ1により集光される光のみを構造体５Ｂに出力させるように構成されている。このように構成された遮光部材５２は、構造体５Ａ、５Ｂを第２収容空間ＳＰ2に挿入する前に、例えば上記した製造方法の第１実施形態により製造される。すなわち、透明基材５１Ａの左右部５１bの右面に感光材料を塗布して塗布膜を形成する。したがって、塗布膜はレンズ面ＬＳ1により光が集光される集光点（原稿ＯＢの中間像の形成位置）に位置しており、塗布膜の形成と同時に塗布膜は本発明の「集光光学系」に相当するレンズ面ＬＳ1に対して位置決めされる。なお、感光材料として光透過性を有するとともに、非感光状態で粘着性を有する一方、感光されることで粘着性が低下する材料を用いる。

そして、各レンズ面ＬＳ1から出力される光を塗布膜に照射して塗布膜を部分的に露光する。こうして塗布膜には、複数の第１レンズ面ＬＳ1に一対一で対応して、複数の感光部がＸ方向に所定ピッチで一列に並んで形成される。こうした露光処理が完了すると、塗布膜の上に遮光性材料からなる遮光膜５２２を形成する。その後、粘着ローラーを遮光膜５２２上に転動させて遮光膜５２２のうち非感光部上に位置する遮光膜領域を塗布膜に残存させつつ感光部上に位置している膜領域のみを塗布膜から剥ぎ取って非遮光部５２１を形成する。そして、こうして形成された構造体５Ａの遮光部材５２に対して構造体５Ｂを接合して一体化する。

構造体５Ｂは、副走査断面で略Ｌ字形状を有する透明基材５１Ｂと、レンズ面ＬＳ2と、反射膜ＲＦ2とを備えている。この透明基材５１Ｂは、副走査断面において、Ｚ方向に伸びる垂直部５１cと、垂直部５１cの上端から直角に湾曲して左側に延びる左右部５１dとで構成されている。このように構成された透明基材５１Ｂの左右部５１dの左面（物体側端面）が構造体５Ａの遮光部材５２に対向するように配置されて接合され、これによって構造体５Ａ、５Ｂが一体化される。また、垂直部５１cの下面には、複数の第１レンズ面ＬＳ1に一対一で対応して、複数の第２レンズ面ＬＳ2がＸ方向に所定ピッチで一列に並んでいる。このため、レンズ面ＬＳ1に入射された光はレンズ面ＬＳ1および反射膜ＲＦ1を介して非遮光部５２１で集光され、さらに非遮光部５２１を通過した後、反射膜ＲＦ2を介してレンズ面ＬＳ2に導光される。

この反射膜ＲＦ2は、透明基材５１Ｂの左右部５１dから垂直部５１cにかけて曲がる第２曲部ＣＶ2の外周面に蒸着された金属膜であり、非遮光部５２１を通過した光を第２レンズ面ＬＳ2に向けて反射する。こうして、第１レンズ面ＬＳ1から入射した光は、第１反射膜ＲＦ1で反射され、遮光部材５２の非遮光部５２１を通過し、さらに第２反射膜ＲＦ2で反射されて第２レンズ面ＬＳ2に導かれる。

そして、このように構成されたレンズアレイ５を透過した光は、第２レンズＬＳ2から射出された後に、正立等倍の倍率で結像される。なお、構造体５Ａについては、レンズ面ＬＳ1および透明基材５１Ａをそれぞれ別体で形成した後にこれらを接着して一体化し、それに対して遮光部材５２を形成してもよい。また、レンズ面ＬＳ1および透明基材５１Ａを別体で形成することなく一体的に形成しても良い。なお、これらの点については、構造体５Ｂについても同様である。

このように構成されたレンズアレイ５が、第２収容空間ＳＰ2の上部垂直空間ＳＰ2aの途中から左右空間ＳＰ2cを経由して下部垂直空間ＳＰ2bにまで配置されている。一方、下部垂直空間ＳＰ2bでは、レンズアレイ５と光センサー７とに挟まれるように射出側アパーチャー部材６が配置されている。この射出側アパーチャー部材６も、入射側アパーチャー部材４と同様に、最大読取範囲とほぼ同じ長さだけＸ方向に延設されるとともに、複数の貫通孔６１がＸ方向に一列で並んでいる。これら複数の貫通孔６１は、複数の第２レンズＬＳ2に対して一対一で対応して設けられており、各貫通孔６１は対応する第２レンズＬＳ2の射出側アパーチャーとして機能する。

また、下部垂直空間ＳＰ2cの下面には、光センサー７およびこれを搭載するプリント回路基板８が配置されている。そして、光センサー７は、レンズアレイ５が結像して正立等倍像を検出して原稿ＯＢの画像を読み取る。こうして、原稿ＯＢの画像に関連する信号が、光センサー７より出力されることとなる。

以上のように、本実施形態では、第１実施形態と同様に、第１レンズ面ＬＳ1により集光される光を通過させるための非遮光部５２１が第１レンズ面ＬＳ1により集光される光を用いて形成される、いわゆるセルフアライメント（自己整合）により形成されているため、上記第１実施形態と同様に、優れた位置精度で遮光部材５２に対して非遮光部５２１を形成することが可能となっている。その結果、迷光が第２レンズ面ＬＳ2に達するのを効果的に防止して画像読取の解像度を高めることができる。

なお、本実施形態では、構造体５Ａ、５Ｂを一体化しているが、構造体５Ａの遮光部材５２に対して構造体５Ｂの左右部５１dの左面が対向するように構造体５Ａ、５Ｂを配置するのみでもよい。

また、本実施形態では、第１実施形態にかかる遮光部材の製造方法を用いて遮光部材５２を形成しているが、遮光部材の形成方法はこれに限定されるものではなく、第２実施形態ないし第４実施形態にかかる遮光部材の製造方法を用いてもよい。

このように本実施形態では、レンズアレイ５が本発明の「結像光学素子」に相当している。また、構造体５Ａ、５Ｂがそれぞれ本発明の「第１構造体」および「第２構造体」に相当し、透明基材５１Ａ、５１Ｂがそれぞれ本発明の「第１透明基材」および「第２透明基材」に相当している。

図８は本発明にかかる画像読取装置の他の実施形態であるＣＩＳモジュールの概略構成を示す部分断面斜視図である。この実施形態が図５ないし図７に示す実施形態と大きく相違する点は、レンズアレイ５の構成である。つまり、本実施形態では、レンズアレイ５は１つの透明基材５１の両端面にレンズ面ＬＳ1、ＬＳ2が形成されており、第１反射面ＲＦ1と透明基材５１との間に遮光部材５２が設けられている。なお、その他の構成は基本的に同一であるため、相違点を中心に説明する一方、同一構成については同一符号を付して説明を省略する。

この実施形態では、レンズアレイ５は、最大読取範囲とほぼ同じ長さだけＸ方向に延設されており、レンズアレイ５全体がすっぽりと第２収容空間ＳＰ2に挿入可能となっている。このレンズアレイ５は、透明基材５３と、透明基材５３の物体側端面に形成された第１レンズ面ＬＳ1（入射側レンズ面）と、透明基材５３の像側端面に形成された第２レンズ面ＬＳ2とを有している。

副走査断面において、透明基材５３は、Ｚ方向に伸びる上部垂直部５３aと、上部垂直部５３aの下端から直角に湾曲して右側に延びる左右部５３cと、左右部の右端から直角に湾曲して下側に延びる下部垂直部５３bとで構成されている。このように、透明基材５３は、上部垂直部５３aから左右部５３cに到る第１曲部ＣＶ1で直角に湾曲するとともに、左右部５３cから下部垂直部５３bに到る第２曲部ＣＶ2で直角に湾曲した形状を有している。透明基材５３の上部垂直部５３aの上面には、入射側アパーチャー部材４の複数の貫通孔４１に一対一で対応して、複数の第１レンズ面ＬＳ1がＸ方向に所定ピッチで一列に並んでいる。また、透明基材５３の下部垂直部５３bの下面には、複数の第１レンズ面ＬＳ1に一対一で対応して、複数の第２レンズ面ＬＳ2がＸ方向に所定ピッチで一列に並んでいる。そして、第１レンズ面ＬＳ1に入射した光は、透明基材５３により第２レンズ面ＬＳ2にまで導かれる。このように、本実施形態では、上部垂直部５３a、左右部５３cおよび下部垂直部５３bがそれぞれ本発明の「入射部」、「連結部」および「出射部」に相当している。

また、透明基材５３に対しては、第１レンズ面ＬＳ1からの入射光を第２レンズ面ＬＳ2に導くために、第１反射膜ＲＦ1および第２反射膜ＲＦ2が形成されている。第１反射膜ＲＦ1は、透明基材５３の上部垂直部５３aから左右部５３cにかけて曲がる第１曲部ＣＶ1の外周面に蒸着された金属膜であり、第１レンズ面ＬＳ1から入射した光を第２曲部ＣＶ2に向けて反射する。また、第２反射膜ＲＦ2は、透明基材５３の左右部から下部垂直部５３bにかけて曲がる第２曲部ＣＶ2の外周面に蒸着された金属膜であり、第１反射膜ＲＦ1で反射された光を第２レンズ面ＬＳ2に向けて反射する。こうして、第１レンズ面ＬＳ1から入射した光は、第１・第２反射膜ＲＦ1、ＲＦ2それぞれで反射されて第２レンズ面ＬＳ2に導かれる。

ここで、第１反射膜ＲＦ1に迷光が入射されると、当該迷光がそのまま第２反射膜ＲＦ2を介して第２レンズ面ＬＳ2に導光されてしまう。そこで、本実施形態では、レンズアレイ５を第２収容空間ＳＰ2に挿入する前に、第１実施形態ないし第４実施形態にかかる遮光部材の製造方法のいずれかを用いて遮光部材５２を透明基材５３第１曲部ＣＶ1に形成するとともに、当該遮光部材５２を覆うように金属膜を第１曲部ＣＶ1に蒸着して第１反射膜ＲＦ1を形成している。ここで、例えば第１実施形態により遮光部材５２を設ける場合には、次の製造工程が実行される。すなわち、透明基材５３の第１曲部ＣＶ1に感光材料を塗布して塗布膜を形成する。したがって、塗布膜はレンズ面ＬＳ1により光が集光される集光点（原稿ＯＢの中間像の形成位置）よりも物体側に位置しており、塗布膜の形成と同時に塗布膜は本発明の「集光光学系」に相当するレンズ面ＬＳ1に対して位置決めされる。なお、感光材料として光透過性を有するとともに、非感光状態で粘着性を有する一方、感光されることで粘着性が低下する材料を用いる。

そして、各レンズ面ＬＳ1から出力される光を塗布膜に照射して塗布膜を部分的に露光する。こうして塗布膜には、複数の第１レンズ面ＬＳ1に一対一で対応して、複数の感光部がＸ方向に所定ピッチで一列に並んで形成される。こうした露光処理が完了すると、塗布膜の上に遮光性材料からなる遮光膜５２２を形成する。その後、粘着ローラーを遮光膜５２２上に転動させて遮光膜５２２のうち非感光部上に位置する遮光膜領域を塗布膜に残存させつつ感光部上に位置している膜領域のみを塗布膜から剥ぎ取って非遮光部５２１を形成する。そして、こうして形成された遮光部材５２上に金属膜を蒸着して第１反射膜ＲＦ1を形成する。したがって、第１反射膜ＲＦ1は遮光部材５２によりマスクされており、第１レンズ面ＬＳ1に入射して集光される光のうち遮光部材５２の非遮光部５２１を通過する光のみが第１反射膜ＲＦ1により反射されて第２反射膜ＲＦ2に導光され、さらに第２反射膜ＲＦ2で反射されて第２レンズ面ＬＳ2に到る。こうしてレンズアレイ５を透過した光は、第２レンズ面ＬＳ2から射出された後に、正立等倍の倍率で結像される。なお、レンズアレイ５を一体的に形成するにあたっては、各部毎（例えば、第１レンズ面ＬＳ1、透明基材５３、第２レンズ面ＬＳ2）をそれぞれ別体で形成した後にこれらを接着して一体化しても良いし、各部を別体で形成することなくレンズアレイ５全体を一体的に形成しても良い。

以上のように、本実施形態によれば、第１実施形態と同様に、第１レンズ面ＬＳ1により集光される光を通過させるための非遮光部５２１が第１レンズ面ＬＳ1により集光される光を用いて形成される、いわゆるセルフアライメント（自己整合）により形成されているため、上記第１実施形態と同様に、優れた位置精度で遮光部材５２に対して非遮光部５２１を形成することが可能となっている。その結果、迷光が第２レンズ面ＬＳ2に達するのを効果的に防止して画像読取の解像度を高めることができる。この実施形態では、第１反射膜ＲＦ1側にのみ遮光部材５２を設けているが、第２反射膜ＲＦ2側にも遮光部材を設けてもよい。

なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば、上記実施形態では、単一のレンズやレンズ面で集光光学系が形成される場合について説明したが、本発明の適用範囲はこれに限定されるものではなく、複数のレンズやレンズ面などの光学部品により集光光学系を構成してもよい。

また、図５ないし図８に示す実施形態では、レンズアレイ５を第２収容空間ＳＰ2に挿入する前に、遮光部材５２を製造しており、遮光部材５２の塗布膜を露光する際に使用する光の波長は任意であるが、ＣＩＳモジュールで光源として使用するＬＥＤの発光波長と同じまたは近似した波長の光を用いるのが望ましい。

また、図５ないし図８に示す実施形態では、上記第１実施形態ないし第４実施形態にかかる遮光部材の製造方法により製造される遮光部材を画像読取装置に適用しているが、この適用範囲はこれに限定されるものではなく、集光光学系により集光される光を制限するために遮光部材を設ける装置全般に適用することができる。

また、図５ないし図８に示す実施形態では、透明基材５１Ａの物体側端面に複数のレンズ面ＬＳ1が形成されるレンズアレイ５に対して遮光部材５２を設けているが、透明基材５１Ａの物体側端面に単一のレンズ面ＬＳ1が形成される結像光学素子に対しても上記実施形態と同様にして遮光部材５２を設けることができ、同様の作用効果が得られる。

さらに、上記第１実施形態ないし第４実施形態にかかる遮光部材の製造方法では、集光光学系ＬＳにより光が集光される位置またはその近傍に塗布膜１２が位置するように遮光部材１０を位置決めしているが、遮光部材の位置はこれに限定されるものではなく、集光位置から離れた位置に塗布膜が位置決めされるように構成してもよい。ただし、集光位置から離れるにしたがって塗布膜に照射される単位面積当たりの露光量が少なくなるため、感光材料の感度や集光光学系ＬＳの集光性などを考慮すれば、集光光学系の主点と集光点との中間位置よりも集光点側に遮光部材を配置するのが望ましい。

１…ＣＩＳモジュール（画像読取装置）、 ５…レンズアレイ（結像光学素子）、 ５Ａ…（第１）構造体、 ５Ｂ…（第２）構造体、 ７…光センサー（読取部）、 １０…遮光部材、 １０ａ…非遮光部、 １０ｂ…遮光部、 １１…透明基材、 １２…塗布膜、 １２ａ…感光部、 １２ｂ…非感光部、 １３、１５…遮光膜、 １４…粒子層、 ５１、５３…透明基材、 ５２…遮光部材、 ５３a…上部垂直部（入射部）、 ５３b…下部垂直部（出射部）、 ５３c…左右部（連結部）、 ＬＳ1…（第１）レンズ面（集光光学系）、 ＬＳ2…（第２）レンズ面、 ＬＳ…集光光学系、 Ｐ…集光点、 ＲＦ1、ＲＦ2…反射膜（反射部材）

Claims (11)

1. 光を集光する集光光学系の光路内に配置されて前記集光光学系から出力される光を通過させる非遮光部を有する遮光部材の製造方法であって、
   透明基材の表面に感光材料を塗布して塗布膜を形成する第１工程と、
   前記集光光学系の光路内に前記透明基材を位置決めする第２工程と、
   前記集光光学系により集光される光により前記塗布膜を露光して感光部と非感光部とを形成する第３工程と、
   前記感光部が形成された位置に前記非遮光部を形成するとともに、前記非感光部が形成された位置に光を遮光する遮光部を形成する第４工程と
   を備えることを特徴とする遮光部材の製造方法。
2. 前記感光材料は非感光状態で粘着性を有する一方、感光することで粘着性が低下する材料であり、
   前記第４工程は、露光された前記塗布膜の表面全体に遮光性材料を供給する供給工程と、前記感光部に供給された前記遮光性材料を除去する除去工程とを有する請求項１に記載の遮光部材の製造方法。
3. 前記供給工程は前記遮光性材料の遮光膜を形成する工程であり、
   前記除去工程は前記感光部上に形成された遮光膜領域を剥ぎ取る工程である請求項２に記載の遮光部材の製造方法。
4. 前記供給工程は前記遮光性材料の粒子により粒子層を形成する工程であり、
   前記除去工程は前記感光部上に形成された前記遮光性材料の粒子を吹き飛ばす工程である請求項２に記載の遮光部材の製造方法。
5. 前記第４工程は、
   前記非感光部を除去して前記透明基材の表面に露出部を形成する工程と、
   前記透明基材の露光部および前記感光部上に遮光膜を形成する工程と、
   前記感光部を前記透明基材の表面から除去することで前記感光部上に形成された遮光膜領域を取り除く工程とを有する請求項１に記載の遮光部材の製造方法。
6. 光を集光する集光光学系の光路内に配置されて前記集光光学系から出力される光を通過させる非遮光部を有する遮光部材の製造方法であって、
   未感光時には遮光性を有し、感光により透過性を発現する感光材料を透明基材の表面に塗布して塗布膜を形成する第１工程と、
   前記集光光学系の光路内に前記透明基材を位置決めする第２工程と、
   前記集光光学系により集光される光により前記塗布膜を露光して非遮光部を形成する第３工程と
   を備えることを特徴とする遮光部材の製造方法。
7. 前記第２工程は、光が集光する集光点または前記集光点の近傍に前記塗布膜が位置するように前記透明基材を位置決めする工程である請求項１ないし６のいずれか一項に記載の遮光部材の製造方法。
8. 光を集光する集光光学系の光路内に配置されて前記集光光学系から出力される光を通過させる非遮光部を有する遮光部材であって、
   前記集光光学系の光路内に設けられる透明基材と、
   前記集光光学系により集光される光を通過させる非遮光部が中央部に形成されるとともに前記非遮光部の周辺で光を遮光する遮光膜とを備え、
   前記非遮光部は、前記集光光学系に対して前記透明基材を位置決めした状態で前記集光光学系により集光される光を用いたセルフアライメントにより形成されていることを特徴とする遮光部材。
9. 第１透明基材と、前記第１透明基材の物体側端面に形成されて物体から出射される光線が入射される第１レンズ面と、前記第１透明基材の像側端面に形成された前記第１レンズ面により集光される光を通過させる非遮光部を有する遮光部材とを含む第１構造体と、
   物体側端面が前記遮光部材に対向するように配置される第２透明基材と、前記第２透明基材の像側端面に形成されて前記非遮光部を通過した光を導光して前記物体の像を結像する第２レンズ面とを含む第２構造体とを備え、
   前記非遮光部は、前記第１レンズ面により集光される光を用いたセルフアライメントにより形成されていることを特徴とする結像光学素子。
10. 物体から出射される光線が入射される第１レンズ面を有する入射部、光線を出射する第２レンズ面を有する出射部、ならびに前記入射部および前記出射部を連結する連結部が一体成形される透明基材と、
    前記連結部の外周面に対向して配置されて前記第１レンズ面に入射された入射光線を反射させて前記第２レンズ面に導光する反射部材と、
    前記連結部と前記反射部材との間に配置される遮光部材とを備え、
    前記第１レンズ面は入射光を集光させ、
    前記遮光部材は前記第１レンズ面により集光される光を前記反射部材に透光させるとともに前記反射部材により反射された光を前記第２レンズ面に透光させる非遮光部を有し、
    前記第２レンズ面は前記非遮光部を通過した光を導光して前記物体の像を結像し、
    前記非遮光部は、前記第１レンズ面により集光される光を用いたセルフアライメントにより形成されていることを特徴とする結像光学素子。
11. 物体に光を照射する光源部と、
    請求項９または１０に記載の結像光学素子と、
    前記結像光学素子により結像される像を読み取る読取部と
    を備えることを特徴とする画像読取装置。

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