JP2013541722A - 複合ロッドレンズアレイ及び複合ロッドレンズアレイにより構成された画像読取り装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
本発明は、長い被写界深度を有し、高速な画像読取りにおける原稿位置が焦点位置からずれることによる画像の劣化を効果的に改善でき、画像読取りの品質を高めることができる複合ロッドレンズアレイ及び複合ロッドレンズアレイにより構成された画像読取り装置が開示されている。
【解決手段】
第１共役長さＴＣ１、第１高さＺ１及び第１直径Ф１を有する複数の第１のロッドレンズにより構成する少なくとも１列の第１のロッドレンズアレイと、第２共役長さＴＣ２、第２高さＺ２及び第２直径Ф２を有する複数の第２のロッドレンズにより構成する少なくとも１列の第２のロッドレンズアレイとを含み、少なくとも１列の第１のロッドレンズアレイと少なくとも１列の第２ロッドレンズアレイが、支持用の第１の側板と第２の側板との間に挟まれ、第１のレンズアレイ及び第２のレンズアレイが、第１の側板及び第２の側板との間に、樹脂により接着し固定される。
【選択図】図４

Description

本発明は、複合ロッドレンズアレイ及び画像読取り装置に関し、具体的には、性質が異なる２種類のレンズアレイを組合せて形成された被写体深度が長い複合ロッドレンズアレイ及び当該複合ロッドレンズアレイにより構成された画像読取り装置に関するものである。

通常、スキャナー、複合機などのような画像読取り装置には、原稿上の画像情報を電気情報に変換して装置のメモリに保存する、又はコンピュータに伝送して保存するような画像読取り装置を備える。このような画像読取り装置は、主に、光源、ロッドレンズアレイ及び光電変換センサーが含まれ、その中、ロッドレンズアレイは、フォーカスしてイメージングをするものであるため、画像読取り装置の性能を左右するものとも言える。

図１は既存画像読取り装置において用いられるロッドレンズアレイの部分構造を示す図である。図面において、２が既存のロッドレンズアレイであり、２１が支持用の側板であり、２２が支持用の他端の側板であり、２００が単体ロッドレンズであり、２０１が単体ロッドレンズ２００の直線に配列されて形成された単一アレイレンズであり、単一アレイレンズ２０１が側板２１と側板２２との間に挟まれ、接着剤２３により接着して固定される。

レンズの共役長さがＴＣで、高さがＺで、焦点位置の高さがＨであり、ロッドレンズアレイの上側と下側とが対称して、焦点の平面がそれぞれ対物面と画像面に対応している。利用する際に、原稿が対物面に置かれ、光電変換センサーが画像面に配置される。

図２は上記ロッドレンズアレイの変調伝達関数（ＭＴＦともいう）の特性である。ロッドレンズアレイ全体に対して、原稿が対物面即ち焦点位置平面内にある場合、レンズのＭＴＦ値が最も高く、即ち伝送される画像の品質が最もよいが、原稿が焦点位置から逸脱した場合、レンズのＭＴＦ値が下がり、且つ逸脱が遠くなることに伴い、ＭＴＦ値が低くなり、伝送される画像の品質もより悪くなる（即ち、よく言われる被写界深度が小さい）。ロッドレンズアレイに対して、通常の場合、原稿が焦点位置から０．２ｍｍぐらい逸脱すると、画像品質が明らかに低下することになる。開放角が小さいロッドレンズアレイにしても、０．５ｍｍの許容範囲しかなく、かつ焦点位置のレンズの変調伝達関数が最も高いため、逸脱したら次第に低下していく。こうして、原稿が焦点位置から逸脱すると、読み取った画像の品質が劣化することになる。

図３は上記ロッドレンズアレイ２により構成された画像読取り装置の断面図である。図面において、１が発光して原稿を均一に照らす線光源であり、２が上記原稿からの反射光を集中して画像化するロッドレンズアレイであり、３が直線に配列しロッドレンズアレイ２により集中された光を受け取り光信号を電気信号に変換する光電変換センサーであり、４が直線に配列された光電変換センサー３を搭載するセンサー基板であり、６が上記光源１とロッドレンズアレイ２とセンサー基板４を収容するフレームであり、５がフレーム６に設け、原稿を搭載する光透過ボードであり、１０が原稿である。

上記画像読取り装置には、原稿１０がロッドレンズアレイ２の対物面内（通常は光通過ボードの表面）に置かれ、光電変換センサー３がロッドレンズアレイ２の画像面内に配置される。その画像化のプロセスは、光源１からの光が、光通過ボード５を透過して、外の原稿１０に照らし、原稿１０の黒い文字領域の光が吸収され、他の白い背景領域の光がほぼ１００％反射されて、これらの反射光がガラス板５を通過してロッドレンズアレイ２に収集され、センサー基板４の光電変換センサー３に照らす。光電変換センサー３は、数多くの感光性画素及び各感光性画素に照らす光を光電変換して信号を出力する駆動回路からなる。受け取った光が電気信号に変換されてから、駆動回路を介して出力し、画像（文字）情報として外部に出力する。原稿の移動につれて、上述した画像情報（文字）が継続して読み取られていく。

上記ロッドレンズアレイ及び画像読取り装置は以下のような問題が存在している。原稿がロッドレンズアレイ２の焦点位置の平面内、即ち画像読取り装置の光透過ボードの表面にある場合、画像読取り装置により読取った画像信号が鮮明であるが、原稿が焦点位置から少しでも逸脱すると、読み取った画像の品質が顕著に低下することなる。従来の読取り速度が低い画像読取り装置において、原稿が光透過ボードの表面に固定されるフラットベッドスキャナ又は複合機、若しくは原稿が光透過ボードの表面に密着して回転するファックスにとっては問題がないが、技術の進歩につれて、画像読取り装置の読み取り速度が日増しに速くなっているため、原稿を焦点位置の平面内に制限することができなくなる。例えば、金融分野に用いられる偽札検出器又は紙幣計算機は、その操作速度が約１０００枚/分である。このような速度では、原稿（紙幣）は、光透過ボードの表面近くをほぼ飛んでいくように画像読取り装置を通過していく。高速な金融装置において、原稿（紙幣）を詰まらず順調に画像読取り装置を通過させるために、原稿（紙幣）の通路の高さが約２ｍｍである。つまり原稿（紙幣）が画像読取り装置を通過する場合、ロッドレンズアレイの焦点位置から２ｍｍ近くの範囲内で通過するのであり、このような広い範囲（被写界深度）では、既存のロッドレンズアレイ及び画像読取り装置が鮮明な画像を読み取ることができなくなるため、既存のロッドレンズアレイ及び画像読取り装置は、このような新たな要求を満たすことができなくなる。

本発明は、上記既存技術の不足を克服し、長い被写界深度を有する複合ロッドレンズアレイ及びそれによって構成された画像読取り装置を提供することを目的とする。

本発明は以下の方法により達成される。
上記目的を実現するために、本発明の一つの方面によると、支持用の第１の側板と支持用の第２の側板とを備える複合ロッドレンズアレイを提供する。前記第１の側板と第２の側板との間に、少なくとも２列のロッドレンズアレイを含み、当該少なくとも２列のロッドレンズアレイは、第１共役長さＴＣ１、第１高さＺ１及び第１直径Ф１を有する複数の第１のロッドレンズを少なくとも１つのアレイに配列するにより構成する第１のロッドレンズアレイと、第２共役長さＴＣ２、第２高さＺ２及び第２直径Ф２を有する複数の第２のロッドレンズを少なくとも１つのアレイに配列するにより構成する第２のロッドレンズアレイとを含み、前記少なくとも１列の第１のロッドレンズアレイと前記少なくとも１列の第２ロッドレンズアレイは、支持用の上記第１の側板と支持用の上記第２の側板との間に挟まれている。

さらに、第１のレンズアレイ及び第２のレンズアレイは、第１の側板及び第２の側板との間に、樹脂により接着し固定される。

さらに、第１のロッドレンズアレイの共役長さＴＣ１と、第２のロッドレンズアレイの共役長さＴＣ２とは同一ではない。

さらに、第１のロッドレンズアレイの高さＺ１と第２のロッドレンズアレイの高さＺ２とは一致しなくてもよく、第１のロッドレンズアレイの直径Ф１と第２のロッドレンズアレイの直径Ф２とは一致しなくてもよい。

さらに、上記複数の第１のロッドレンズアレイが第１側板寄りに互いに近く配列され、複数の第２ロッドレンズアレイが第２の側板寄りに互いに近く配列される。

さらに、第１のロッドレンズアレイと複数の第２のロッドレンズアレイとは交差に配列すること、或いは、複数の第１のロッドレンズアレイが互いに近く配列し、複数の第２のロッドレンズアレイが、第１のロッドレンズアレイの両側にて、第１の側板及び第２の側板にそれぞれ近く配列することである。

上記目的を実現するために、本発明のもう一つの方面によると、発光して、走査範囲内に原稿を均一に照らす光源と、原稿から反射されてきた反射光を電気信号に変換し外部に出力する線形アレイ画像センサーと、上記反射光をフォーカスして、上記線形アレイ画像センサーの表面にイメージングする複合ロッドレンズアレイと、を含む画像読取り装置を提供する。上記複合ロッドレンズアレイは、第１共役長さＴＣ１、第１高さＺ１及び第１直径Ф１を有する複数の第１のロッドレンズを少なくとも１つのアレイに配列するにより構成する第１のロッドレンズアレイと、第２共役長さＴＣ２、第２高さＺ２及び第２直径Ф２を有する複数の第２のロッドレンズを少なくとも１つのアレイに配列するにより構成する第２のロッドレンズアレイと、支持用の第１の側板、及び支持用の第２の側板を含み、その中、上記少なくとも１列の第１のロッドレンズアレイと上記少なくとも１列の第２ロッドレンズアレイが支持用の上記第１の側板と支持用の上記第２の側板との間に挟まれている。

さらに、第１のレンズアレイ及び第２のレンズアレイは、第１の側板及び第２の側板との間に、樹脂により接着し固定する。

さらに、複合ロッドレンズアレイの表面には、ロッドレンズの高さを調節するための焦点位置調節装置が取り付けられている。

さらに、焦点位置調節装置は、ロッドレンズアレイの表面に設けられ、光透過性の調節体であり、具体的には、調節体は、光透過性を有する透明体又は半透明体であり、ロッドレンズアレイの表面に貼り付けてもよいし、印刷又は描きによりロッドレンズアレイの表面に塗りつけて固化してもよい。

さらに、焦点位置調節装置はロッドレンズアレイの長手方向に全領域をカバーし、ロッドレンズアレイの幅方向にＴＣ値の何れか一つのみをカバーする。且つ隣り合って配列する同一レンズアレイ（例、直径がФ１である第１レンズアレイ）の列数がＮ１である場合、焦点位置調節装置の厚さがＮ１＊Ф１より小さい。

さらに、焦点位置調節装置は、ロッドレンズアレイの線形アレイ画像センサーに近い側の、焦点位置が線形アレイ画像センサーの表面に達していないレンズアレイの端面に配置される。又は、焦点位置調節装置がロッドレンズアレイの原稿に近い側のレンズアレイの表面に配置される。２種類のレンズアレイの焦点位置を原稿のフローティング範囲の両側近くに位置させるようにする。又はこの２つの形態を共に採用してもよい。

本発明の効果は、複合ロッドレンズアレイには、ＴＣ値の異なる２種類のロッドレンズを採用し、複合ロッドレンズアレイの被写界深度を長くしている。このようなレンズを用いた画像読取り装置は、長い被写界深度の範囲内に原稿の画像を鮮明に読み取ることができるとともに、焦点位置調節装置が用いられたため、ロッドレンズアレイにより読み取った原稿の情報が正確に集中され、線形アレイ画像センサーの表面にイメージングされることができ、レンズが被写界深度の増加による調節伝達関数の低下を克服して、画像の解像度を高め、画像読取り装置が長い被写界深度領域においてさらなる発展及び応用を促進している。

ここで説明する図面は、本発明を更に理解するためのものであり、明細書の一部を構成し、本発明の実施例と共に本発明を解釈するものであるが、本発明を限定するものではない。

既存複合ロッドレンズアレイの部分構造を示す図である。 既存複合ロッドレンズアレイの被写界深度と変調伝達関数との関係。 既存画像読取り装置の断面構造を示す図である。 本発明の実施例１に係わる複合ロッドレンズアレイの部分構造を示す図である。 本発明の実施例１に係わる複合ロッドレンズアレイの断面構造を示す図である。 本発明の実施例１に係わる複合ロッドレンズアレイの被写界深度と変調伝達関数との関係。 本発明の実施例２に係わる複合ロッドレンズアレイの断面構造を示す図である。 本発明の実施例２に係わる複合ロッドレンズアレイの断面構造を示す図である。 本発明の実施例３に係わる複合ロッドレンズアレイの断面構造を示す図である。 本発明の実施例３に係わる複合ロッドレンズアレイの断面構造を示す図である。 本発明の実施例４に係わる複合ロッドレンズアレイの端面構造を示す図である。 本発明の実施例５に係わる複合ロッドレンズアレイの局部上面図である。 本発明の実施例６に係わる画像読取り装置の断面図である。 本発明の実施例６に係わる画像読取り装置に用いられる複合ロッドレンズアレイの部分構造を示す図である。 本発明の実施例８に係わる画像読取り装置の調整伝達関数を示す図である。 本発明の実施例８に係わる画像読取り装置の調整伝達関数を示す図である。 本発明の実施例８に係わる画像読取り装置の調整伝達関数を示す図である。 本発明の実施例９に係わる画像読取り装置の断面を示す図である。

本願の実施例および実施例の特徴は、衝突がない場合には、互いに組み合わせることが可能である。以下、図面を参照しながら、実施例により本発明を詳細に説明する。

実施例１
図４は本発明の実施例１に係わる複合ロッドレンズアレイの部分構造を示す図である。図面において、２０が複合ロッドレンズアレイであり、２１と２２が支持用の側板であり、２００が単体ロッドレンズである。単体ロッドレンズ２００は、第１の共役長さＴＣ１と第１の高さＺ１と第１の直径Ф１とを有する複数の第１ロッドレンズが直線に配列して構成される第１のロッドレンズアレイ２０１と、第２の共役長さＴＣ２と第２の高さＺ２と第２の直径Ф２とを有する複数の第２のロッドレンズが直線に配列して構成される第２のロッドレンズアレイ２０２との２種類の構造を備え、上記第１のロッドレンズアレイ２０１と上記第２のロッドレンズアレイ２０２が、支持用の上記第１側板２１と支持用の上記第２の側板２２との間に挟まれて、第１のレンズアレイ２０１と第２のレンズアレイ２０２が、第１側板２１と第２の側板２２の間に樹脂２３により接着して固定される。

第１のロッドレンズアレイ２０１の焦点位置がＨ１であり、その対象物側に対応する平面が対物面２４であり、画像側に対応する平面が画像面２５であり、第２のロッドレンズアレイ２０２の焦点位置がＨ２であり、その対象物側に対応する平面が対物面２６であり、画像側に対応する平面が画像面２７である。

本実施例において、第１のロッドレンズアレイ２０１が１列しか採用せず、第２のロッドレンズアレイ２０２も１列のみを採用している。ロッドレンズアレイ全体が２列のレンズアレイから構成し、その断面構造が図５に示すとおりである。

本実施例において、２種類のレンズのパラメータは、レンズの直径Ф１とФ２とは同様で、いずれも０．３５ｍｍであり、高さＺ１とＺ２も同様で、いずれも４．３ｍｍで、共役長さＴＣ１が９．１ｍｍで、ＴＣ２が１０．１ｍｍである。２種類のレンズに対応する焦点位置はそれぞれＨ１が２．４ｍｍで、Ｈ２が２．９ｍｍであり、即ち、２種類のレンズの対物面又は画像面の高さが０．５ｍｍの差がある。実際の応用場面に応じて、様々な焦点位置の差を設定することができるが、焦点位置の差があまり大きいと、変調伝達関数の低下になるため、焦点位置の差が通常１ｍｍ以内であるように設定するのは適切である。

図６は本実施例のロッドレンズアレイの被写界深度と変調伝達関数との関係を示す図である。図６に示すように、本実施例において、ＴＣの値が異なるレンズアレイによって構成されるロッドレンズアレイは、変調伝達関数が低下しているが、レンズ全体の被写界深度が大きく増加した。±１ｍｍ範囲内において、レンズの変調伝達関数がほぼ変わりがない。

実施例２
本実施例において、ロッドレンズアレイが３列のレンズアレイにより構成し、図７、図８に示すように、その中、単列レンズアレイ２０１と２０２の特性は実施例１と同様である。本実施例において、図７に示しているのは２０２レンズアレイ１列と２０１レンズアレイ２列により構成し、且つＴＣ値が長い２０２レンズアレイを真中に配置し、ＴＣ値が小さい２０１レンズアレイを２０２の両側に配置するものである。このような３列のレンズにより構成されるロッドレンズアレイに対して、図８に示す形態を採用してもよい、即ち、２０１レンズアレイ１列と２０２レンズアレイ２列により構成し、ＴＣ値が小さい２０１レンズアレイを真中に、ＴＣ値が長い２０２レンズを２０１の両側に配置するようにしてもよい。

レンズの列数が異なると、利用中において、レンズアレイ全体を通過する光の量が違ってくる。即ち、レンズの列数が多いほど、通過する光の量も多くなり、レンズの集中可能な光信号も強くなるため、光信号が弱い場合に適用する。レンズの変調伝達関数の変化は２種類のレンズのＴＣ値の差としか関係がなく、その効果は実施例１と同様である。

実施例３
本実施例において、ロッドレンズアレイは５列のレンズアレイにより構成する。図９、図１０に示すように、単列のレンズアレイ２０１と２０２の特性は実施例１と同様である。本実施例において、図９に示されているのは２０１レンズアレイ２列と２０２レンズアレイ３列により構成され、且つＴＣ値が長い３列の２０２レンズアレイを真中にて配置し、ＴＣ値が小さい２列の２０１レンズを２０２の両側に配置するものである。このような５列のレンズアレイにより構成されたロッドレンズアレイに対して、図１０が示す方式を採用してもよいが、即ち、ＴＣ値が小さい３列の２０１レンズアレイを真中に、ＴＣ値が長い２列のレンズアレイ２０２を２０１の両側に配置するようにしてもよい。

本実施例において、異なるＴＣ値のレンズアレイによってロッドレンズアレイを構成されてから、焦点位置のずれにより、変調伝達関数がほぼ同様である領域が形成されている。よって、上記実施例に含まれない他の列数の組合せ及び他のレンズアレイの配列形態も本発明の保護範囲内に含まれる。

実施例４
上記実施例において、特性が異なっている２種類のレンズアレイ２０１と２０２は、高さＺ１とＺ２が同様で、直径Ф１とФ２も同様である。本実施例において、特徴が異なる２種類のレンズアレイ２０１と２０２は、高さＺ１とＺ２とは異なっている。図１１に示すように、レンズの高さの違いが必然としてレンズの焦点位置の異なりに伴うため、実施例１と同様な効果がある。本実施例において、用いたのが２列のレンズにより構成されたロッドレンズアレイであり、他の列数の組合せを採用しても、本実施例と同様な効果を達成し得る。

実施例５
本実施例において、特徴が異なっている２種類のレンズアレイ２０１と２０１の直径Ф１とФ２とは異なり、第１レンズアレイの直径Ф１が０．６ｍｍで、１列により構成し、第２レンズアレイの直径がФ２は０．３５ｍｍであり、２列から構成される。図１２に示すように、ロッドレンズの直径が異なる場合、通常それに対応する開放角も異なって、ＴＣ値又は焦点位置の異なりにも伴うため、実施例１とは同様な効果を有する。本実施例において、用いられるのは３列のレンズによりロッドレンズアレイを構成されるものであるが、他の列数の組合せを採用しても同様な効果がある。

実施例６
本実施例は、前記ロッドレンズアレイにより構成された画像読取り装置の実施例である。図１３は、本実施例に係わる画像読取り装置の断面図である。図面において、１が発光でき、原稿を均一に照らす線光源であり、２０が上記原稿により反射された光を集中しイメージングする複合ロッドレンズアレイであり、３が直線に配列してロッドレンズアレイ２０により集中された光を受け光信号を電気信号に変換する光電変換センサーであり、４が直線に配列する光電変換センサー３を搭載するセンサー基板であり、６が上記光源１とロッドレンズアレイ２０とセンサー基板４とを収容するフレームであり、５がフレーム６に配置し、原稿を搭載する光透過ボードであり、１０が原稿である。

上記画像読取り装置において、複合ロッドレンズアレイ２０が用いたのは、２列の２０２レンズアレイと３列の２０１レンズアレイにより構成し、ＴＣ値が短い３列の２０１レンズアレイを真ん中に、ＴＣ値が長い２列の２０２レンズを２０１の両側に配置する図１０に示したロッドレンズアレイであり、その局部拡大図は図１４に示す通りである。

上記画像読取り装置において、原稿１０が複合ロッドレンズアレイ２０の２つの対物面の間に位置し、光電変換センサー３が複合ロッドレンズアレイ２０より離れる画像面に設けられている。その画像化のプロセスは、光源１により発光された光は、光透過ボード５を通過して、外部の原稿１０に照らし、原稿１０の黒い文字領域にて光が吸収され、原稿の他の白いベース色領域にて光がほぼ１００％反射され、これらの反射光がガラス板５を通過して、複合ロッドレンズアレイ２０により集中され、センサー基板４の光電変換センサー３に照らし、光電変換センサー３が数多くの感光画素及び各感光画素に照らす光を光電変換して信号を出力する駆動回路により構成され、受けた光が電気信号に変換されてから駆動回路を介して出力され、画像（文字）情報として外部に出力される。原稿が絶えず移動するとともに、上述した画像情報（文字）が継続して読み取られていく。

上記画像読取り装置において、複合ロッドレンズアレイ２０が、焦点の高さが異なる２つの対物面を有し、且つ原稿が２つの対物面（又は焦点位置）の間に配置される。従って、画像が読み取られるとき、原稿の位置がすこしずれても、ロッドレンズアレイの２つの対物面の間にあり、この領域において、レンズの変調伝達関数がほぼ常数であるため、読み取った画像が同様な鮮明度を有し、画像の品質は原稿の位置のわずかの変化により劣化することがない。

実施例７
上記実施例６に用いた複合ロッドレンズアレイ２０は、３列の２０１と２列２０２から構成された５列構造であり、前述した実施例１〜実施例５に提示した何れか一種の構成形態を採用しても同様な効果がある。

実施例８
本実施例は前述した実施例６に基づき、焦点位置調節装置が配置された画像読取り装置の実施例である。図１５は本実施例に係わる画像読取り装置の断面図である。その中、８が本実施例に用いた焦点位置調節装置で、他の符号が実施例６と同様で、その機能も実施例６と同様又は相当である。

本実施例に用いられたロッドレンズアレイも、ＴＣ値が長い２０２レンズアレイ２列とＴＣ値が短い２０１レンズアレイ３列という５列のレンズアレイにより構成されたものである。ＴＣ値が短い３列の２０１レンズアレイが真ん中に配置され、ＴＣ値が長い２列の２０２レンズアレイが２０１の両側に配置されている。光電変換センサー３はレンズアレイ２０２に対応する画像面に設けられている。

本実施例に用いられた焦点位置調節装置８はロッドレンズアレイの光電変換センサー３に近い側に配置され、ロッドレンズアレイの長手方向に全領域をカバーして、ロッドレンズアレイの幅方向にロッドレンズアレイの中心に位置するＴＣちが短い３列の２０１レンズアレイのみをカバーする。

本実施例において、焦点位置調節装置８は屈折率が１．４９であるプロピレンの透明板を採用しているが、ガラス、ポリカーボネート、透明ＡＢＳなどのような透明材料や、屈折率が高い他の材料などを採用してもよい。透明板の厚さはロッドレンズアレイの２種類のレンズアレイ２０１と２０２との焦点位置の差及び透明板の屈折率により決められる。

光は屈折率が異なる２種類の媒体の間で伝播するとき、その伝播方向は変化がある。光学的薄い媒体（屈折率が小さい媒体）から光学的密度が高い媒体（屈折率が大きい媒体）へ照射する場合、光の伝播方向が法線に対してその角度が小さくなり、光が密度が高い媒体（屈折率が大きい媒体）から光学的薄い媒体（屈折率が小さい媒体）へ照射する場合、光の伝播方向が法線に対してその角度が大きくなる。図１６は、ロッドレンズアレイからの光が焦点位置調節装置としての透明板を通過する（周りは屈折率が１．０である空気である）場合の光の伝播方向の変化状況である。図面から明らかなように、光が光学的密度が高い媒体を通過する時の屈折角θ２が光の入射角（又は出射角）θ１より小さいため、図示する方向に光の伝播方向が下方へずらしている。

ロッドレンズアレイから光が焦点位置調節装置を通過してから、光の伝播方向が変わったため、レンズの焦点位置も変化が生じて、また、光が焦点位置調節装置としての透明板を通過する時の屈折角が入射角θ１より小さいため、ロッドレンズアレイの焦点が遠い方へドリフトするようになる。焦点位置のドリフト量が下記算式により算出する。
Δt=［（n-1）/n］*t。

ここでは、ｔが透明板の厚さで、ｎが透明板の屈折率で、Δtが焦点位置のドリフト量である。例えば、本実施例において、屈折率が１．４９で、厚さが１ｍｍであるプロピレン透明板を採用し、レンズの焦点位置を０．３３ｍｍドリフトさせたが、屈折率がより大きく、又はより厚い透明材料を使えば、焦点位置のドリフト量をさらに大きくして、焦点が短いレンズの画像面のドリフト量により、レンズアレイ２０１とレンズアレイ２０２の焦点位置（画像面）を重合させることができることが最終である。

光電変換センサー３がレンズアレイ２０２のある画像面に配置される場合、レンズアレイ２０１の画像面が光電変換センサー３の表面より約０．５ｍｍ上の位置にある。光電変換センサー３とレンズアレイ２０１との間に焦点位置調節装置が取り付けられたため、レンズアレイ２０１の焦点位置が遠い方へドリフトさせ、レンズアレイ２０１の焦点位置（画像面）もほとんど光電変換センサー３の表面に移していた。ロッドレンズアレイの２種類のレンズアレイ２０１と２０２の画像面の焦点を光電変換センサー３の表面にて重合させることで、光電変換センサー３の受信した画像信号の鮮明度が大いに高められている。焦点位置調節装置が取り付けられた画像読取り装置の変調伝達関数が図１７に示すとおりである。

実施例９
本実施例は、実施例８に基づき、ロッドレンズアレイの対物面側の表面にも焦点位置調節装置を取り付けた画像読取り装置である。図１８は本実施例に係わる画像読取り装置の断面図である。図１８に示すように、レンズの画像面の焦点位置調節装置８の上に、さらにレンズの対物面側の表面にも焦点位置調節装置８を取り付けていた。この２つの焦点位置調節装置は同様な材料により製造されたものである。対物面側の表面に取り付けられた焦点位置調節装置が焦点位置が遠いレンズアレイ２０２の表面に設けられ、レンズアレイ２０２の焦点位置をより遠い方へドリフトさせ、即ち、画像読取り品質を確保するとともに、原稿がより広い範囲でフローティングできるように、２種類のレンズの対物面側の焦点位置の差を大きくするのである。本実施例は原稿の通過通路がより広い場合に適用する。

実施例１０、上記実施例８と実施例９において、ロッドレンズアレイは、２０１レンズアレイ３列と２０２レンズアレイ２列により構成された５列のレンズアレイを採用しているが、他の列数又は他の配列形態を採用したレンズも同様な効果を達成し得る。

実施例１１、上記実施例８乃至実施例１０において、焦点位置調節装置がレンズの表面に貼り付ける透明板を採用しているが、光透過性を有するゴム状の透明又は半透明体を採用して、印刷又は描きによりロッドレンズアレイの表面に塗りつけ、固化してもよい。

以上は、本発明の好適な実施例に過ぎず、本発明を限定するものではない。当業者であれば、本発明の様々な変更や変形が可能である。本発明の精神や原則を逸脱しないいずれの変更、置換、改良なども本発明の保護範囲内に含まれる。

Claims (10)

1. 支持用の第１の側板と支持用の第２の側板とを備え、前記第１の側板と第２の側板との間に、少なくとも２列のロッドレンズアレイを含む複合ロッドレンズアレイであって、
   前記少なくとも２列のロッドレンズアレイは、
   第１共役長さＴＣ１、第１高さＺ１及び第１直径Ф１を有する複数の第１のロッドレンズを少なくとも１つのアレイに配列するにより構成する第１のロッドレンズアレイと、
   第２共役長さＴＣ２、第２高さＺ２及び第２直径Ф２を有する複数の第２のロッドレンズを少なくとも１つのアレイに配列するにより構成する第２のロッドレンズアレイとを含み、
   前記少なくとも１列の第１のロッドレンズアレイと前記少なくとも１列の第２ロッドレンズアレイは、支持用の上記第１の側板と支持用の上記第２の側板との間に挟まれていることを特徴とする複合ロッドレンズアレイ。
2. 前記第１のロッドレンズアレイの共役長さＴＣ１と、第２のロッドレンズアレイの共役長さＴＣ２とは一致しなく、
   前記第１のロッドレンズアレイの高さＺ１と前記第２のロッドレンズアレイの高さＺ２とは一致しなく、第１のロッドレンズアレイの直径Ф１と第２のロッドレンズアレイの直径Ф２とは一致しないことを特徴とする請求項１に記載の複合ロッドレンズアレイ。
3. 前記複数の第１のロッドレンズアレイが第１側板寄りに互いに近く配列され、前記複数の第２ロッドレンズアレイが第２の側板寄りに互いに近く配列されることを特徴とする請求項１又は２に記載の複合ロッドレンズアレイ。
4. 前記複数の第１のロッドレンズアレイと前記複数の第２のロッドレンズアレイとは交差して配列することを特徴とする請求項１又は２に記載の複合ロッドレンズアレイ。
5. 前記複数の第１のロッドレンズアレイが互いに近く配列し、前記複数の第２のロッドレンズアレイが、第１のロッドレンズアレイの両側にて、前記第１の側板及び第２の側板にそれぞれ近く配列することを特徴とする請求項１又は２に記載の複合ロッドレンズアレイ。
6. 発光して、走査範囲内に原稿を均一に照らす光源と、原稿から反射されてきた反射光を電気信号に変換し外部に出力する線形アレイ画像センサーと、上記反射光をフォーカスして、上記線形アレイ画像センサーの表面にイメージングする複合ロッドレンズアレイと、を含む画像読取り装置であって、
   第１共役長さＴＣ１、第１高さＺ１及び第１直径Ф１を有する複数の第１のロッドレンズを少なくとも１つのアレイに配列するにより構成する第１のロッドレンズアレイと、
   第２共役長さＴＣ２、第２高さＺ２及び第２直径Ф２を有する複数の第２のロッドレンズを少なくとも１つのアレイに配列するにより構成する第２のロッドレンズアレイと、
   支持用の第１の側板及び支持用の第２の側板を含み、
   前記少なくとも１列の第１のロッドレンズアレイと前記少なくとも１列の第２ロッドレンズアレイが、支持用の上記第１の側板と支持用の上記第２の側板との間に挟まれていることを特徴とする画像読取り装置。
7. 前記ロッドレンズアレイの表面に焦点位置調節装置が配置され、前記焦点位置調節装置が、ロッドレンズアレイの表面に配置された光透過性の調節体であることを特徴とする請求項６に記載の画像読取り装置。
8. 前記焦点位置調節装置は、前記ロッドレンズアレイの長手方向に全領域をカバーし、前記ロッドレンズアレイの幅方向にＴＣ値の何れか一つのみをカバーして、前記光透過性調節体の厚さがＮ１（Ｎ１は隣り合って配列する同一レンズアレイの列数が）＊Ф１より小さいことを特徴とする請求項７に記載の画像読取り装置。
9. 前記焦点位置調節装置は、前記ロッドレンズアレイの線形アレイ画像センサーに近い側の、焦点位置が前記線形アレイ画像センサーの表面に達していないレンズアレイの端面に配置されることを特徴とする請求項７に記載の画像読取り装置。
10. 前記焦点位置調節装置が前記ロッドレンズアレイの原稿に近い側のレンズアレイの表面に配置され、２種類のレンズアレイの焦点位置を原稿のフローティング範囲の両側近くに位置させるようにすることを特徴とする請求項７又は９に記載の画像読取り装置。

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