JP2015108794A - 結像光学素子 - Google Patents
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Abstract
【課題】遮光部材の貫通孔を通過するときに同貫通孔において反射される光によって、結像した光学像が不鮮明になることを抑制することができる結像光学素子を提供する。
【解決手段】CISMは、複数のレンズを互いの光軸Lが平行となるように列状に配したレンズアレイを備え、該レンズアレイの光軸方向における一方端側からの入射光学像を他方端側で結像させて像を形成する。CISMは、光を通過させる複数の貫通孔20が配列方向Xに列状に設けられた遮光部材13,14をさらに備える。遮光部材13,14において、配列方向Xと交差する貫通孔20の内壁面21は、副走査方向Yと交差する反射面22〜24を有する。そして、反射面22〜24は、同反射面22〜24に入射する光を配列方向Xと交差する方向に反射する。
【選択図】図2
【解決手段】CISMは、複数のレンズを互いの光軸Lが平行となるように列状に配したレンズアレイを備え、該レンズアレイの光軸方向における一方端側からの入射光学像を他方端側で結像させて像を形成する。CISMは、光を通過させる複数の貫通孔20が配列方向Xに列状に設けられた遮光部材13,14をさらに備える。遮光部材13,14において、配列方向Xと交差する貫通孔20の内壁面21は、副走査方向Yと交差する反射面22〜24を有する。そして、反射面22〜24は、同反射面22〜24に入射する光を配列方向Xと交差する方向に反射する。
【選択図】図2
Description
本発明は、イメージスキャナーなどの画像読取装置に適用可能な結像光学素子に関する。
従来から、画像読取装置として、読取対象物に記録された文字や画像などの読み取りを行うイメージスキャナーが知られている。こうしたイメージスキャナーには、列状に配列された複数の撮像素子を有するイメージセンサーに読取対象物の光学像を正しく結像させるために、複数のレンズを列状に配列したレンズアレイと、複数のレンズに対応した貫通孔が形成された遮光部材とを有する結像光学素子を備えるものがある(例えば、特許文献1)。
そして、このような結像光学素子では、遮光部材が、結像に不要とされる光を遮光する一方で、貫通孔を介して結像に必要とされる光を通過させることで、イメージセンサーにおいて読取対象物の光学像が正しく結像されるようにしている。
ところで、上記のような結像光学素子において、遮光部材の貫通孔を通過する光には、貫通孔の内側面で反射されずにイメージセンサーに入射する光と、貫通孔の内側面で反射されてからイメージセンサーに入射する光とが含まれる。ここで、貫通孔の内側面で反射された光は、レンズの光軸から外れた方向に進むことで迷光となり、イメージセンサー上にて本来の結像位置と異なる位置で受光されやすい。この場合、そうした迷光がイメージセンサー上で光学像の結像に関与することで、結像した光学像が不鮮明になるという課題がある。
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものである。その目的は、遮光部材の貫通孔を通過するときに同貫通孔において反射される光によって、結像した光学像が不鮮明になることを抑制することができる結像光学素子を提供することにある。
以下、上記課題を解決するための手段及びその作用効果について記載する。
上記課題を解決する結像光学素子は、複数のレンズを互いの光軸が平行となるように列状に配したレンズアレイを備え、該レンズアレイの光軸方向における一方端側からの入射光学像を他方端側で結像させて像を形成する。また、同結像光学素子は、前記レンズアレイにおける前記一方端側及び前記他方端側の少なくとも一方に配置され、光を通過させる複数の貫通孔が前記レンズアレイにおける前記レンズの配列方向である主走査方向と同方向に列状に設けられた遮光部材をさらに備える。そして、同結像光学素子において、前記主走査方向と交差する前記貫通孔の内壁面は、前記光軸方向及び前記主走査方向と直交する副走査方向と交差する反射面を有し、前記反射面は、同反射面に入射する光を前記主走査方向と交差する方向に反射する。
上記課題を解決する結像光学素子は、複数のレンズを互いの光軸が平行となるように列状に配したレンズアレイを備え、該レンズアレイの光軸方向における一方端側からの入射光学像を他方端側で結像させて像を形成する。また、同結像光学素子は、前記レンズアレイにおける前記一方端側及び前記他方端側の少なくとも一方に配置され、光を通過させる複数の貫通孔が前記レンズアレイにおける前記レンズの配列方向である主走査方向と同方向に列状に設けられた遮光部材をさらに備える。そして、同結像光学素子において、前記主走査方向と交差する前記貫通孔の内壁面は、前記光軸方向及び前記主走査方向と直交する副走査方向と交差する反射面を有し、前記反射面は、同反射面に入射する光を前記主走査方向と交差する方向に反射する。
上記構成によれば、光軸方向において、一方端側から入射する光学像の光は、レンズアレイによって集光され他方端側に進む。また、光軸方向において、一方端側から入射する光学像のうち光軸から外れた光であって貫通孔に進入しない光は遮光部材で遮光され、同光学像のうち光軸に沿った光は遮光部材の貫通孔を通過して他方端側に進む。
そして、遮光部材において、光軸から外れた光が貫通孔に進入する場合、そうした光は、貫通孔の内壁面で反射され他方端側に進むことがある。ここで、上記構成では、配列方向(主走査方向)と交差する貫通孔の内壁面が、副走査方向と交差する反射面を有している。このため、反射面に入射する光は、配列方向と交差する方向に反射され、光軸に向かって反射されることが抑制される。例えば、光軸から配列方向に進む光が貫通孔の反射面に入射する場合、そうした光は配列方向と交差する方向に反射される。
したがって、光軸と直交する配列方向を長手方向とするライン上に入射光学像を結像する場合、遮光部材の貫通孔を通過するときに同貫通孔において反射される光(迷光)は、ライン上から副走査方向にずれた位置に入射し易くなる。こうして、遮光部材の貫通孔を通過するときに同貫通孔において反射される光(迷光)が、ライン上において結像に関与し難くなることで、結像した光学像が不鮮明になることを抑制することができる。
上記結像光学素子において、前記主走査方向と交差する前記貫通孔の内壁面は、複数の前記反射面を有することが好ましい。
上記構成によれば、貫通孔の内壁面の位置ごとに反射面の向きを変更することができる。このため、貫通孔の内壁面が単一の反射面を備える場合に比較して、内壁面の反射面において反射される光(迷光)を、上記ライン上から副走査方向にずれた位置に入射し易くすることができる。
上記構成によれば、貫通孔の内壁面の位置ごとに反射面の向きを変更することができる。このため、貫通孔の内壁面が単一の反射面を備える場合に比較して、内壁面の反射面において反射される光(迷光)を、上記ライン上から副走査方向にずれた位置に入射し易くすることができる。
上記結像光学素子において、前記主走査方向と交差する前記貫通孔の内壁面は、単一の前記反射面を有することが好ましい。
上記構成によれば、貫通孔の内壁面に複数の反射面を形成する場合に比較して、反射面を形成する手間やコストを低減することができる。
上記構成によれば、貫通孔の内壁面に複数の反射面を形成する場合に比較して、反射面を形成する手間やコストを低減することができる。
上記結像光学素子において、前記遮光部材は、少なくとも前記レンズアレイの前記一方端側に配置されることが好ましい。
上記構成によれば、結像光学素子の一方端側から他方端側に進む光のうち光軸から外れた光の多くがレンズアレイの一方端側に配置される遮光部材によって遮光されるため、結像に悪影響を与え得る光がレンズアレイに入射することが抑制される。このため、遮光部材をレンズアレイの一方端側に配置せず、遮光部材をレンズアレイの他方端側のみに配置する場合に比較して、結像した光学像が不鮮明になることを抑制することができる。
上記構成によれば、結像光学素子の一方端側から他方端側に進む光のうち光軸から外れた光の多くがレンズアレイの一方端側に配置される遮光部材によって遮光されるため、結像に悪影響を与え得る光がレンズアレイに入射することが抑制される。このため、遮光部材をレンズアレイの一方端側に配置せず、遮光部材をレンズアレイの他方端側のみに配置する場合に比較して、結像した光学像が不鮮明になることを抑制することができる。
上記結像光学素子において、前記反射面は、平滑面且つ低反射面であることが好ましい。
上記構成によれば、反射面が粗面である場合には、同反射面に入射する光は各方向に反射(散乱)することになるため、光軸に向かって光を反射するおそれがある。これに対し、上記構成では、反射面を平滑面とするため、同反射面で反射される光は主に配列方向と交差する方向に反射されることとなり、光軸に向かって光が反射されることを抑制することができる。また、反射面を低反射面とすることにより、同反射面で反射する光を低減することができる。一例として、遮光部材を光吸収性(例えば黒色など)として、反射面を低反射面とすればよい。
上記構成によれば、反射面が粗面である場合には、同反射面に入射する光は各方向に反射(散乱)することになるため、光軸に向かって光を反射するおそれがある。これに対し、上記構成では、反射面を平滑面とするため、同反射面で反射される光は主に配列方向と交差する方向に反射されることとなり、光軸に向かって光が反射されることを抑制することができる。また、反射面を低反射面とすることにより、同反射面で反射する光を低減することができる。一例として、遮光部材を光吸収性(例えば黒色など)として、反射面を低反射面とすればよい。
上記結像光学素子において、前記貫通孔の前記光軸方向と直交する断面の面積は、前記他方端側に向かうに連れ次第に大きくなることが好ましい。
上記構成によれば、貫通孔の容積が等しいことを前提として、貫通孔の断面の面積を光軸方向において一定とする場合に比較して、一方端側の貫通孔の断面の面積が小さくなるため光軸から外れた光の多くを遮光することができる。また、貫通孔の断面の面積を光軸方向において一定とする場合に比較して、貫通孔を進む光が同貫通孔の内壁面で反射され難くすることができる。換言すれば、他方端側に向かうに連れ次第に大きくなる貫通孔の内壁面に沿って進む光は、貫通孔の断面の面積を光軸方向において一定とする場合には、同貫通孔の内壁面で反射されて他方端側に進み易くなる。こうして、上記構成の遮光部材によれば、一方端側から他方端側に進む光を貫通孔の内壁面で反射し難くすることができる。
上記構成によれば、貫通孔の容積が等しいことを前提として、貫通孔の断面の面積を光軸方向において一定とする場合に比較して、一方端側の貫通孔の断面の面積が小さくなるため光軸から外れた光の多くを遮光することができる。また、貫通孔の断面の面積を光軸方向において一定とする場合に比較して、貫通孔を進む光が同貫通孔の内壁面で反射され難くすることができる。換言すれば、他方端側に向かうに連れ次第に大きくなる貫通孔の内壁面に沿って進む光は、貫通孔の断面の面積を光軸方向において一定とする場合には、同貫通孔の内壁面で反射されて他方端側に進み易くなる。こうして、上記構成の遮光部材によれば、一方端側から他方端側に進む光を貫通孔の内壁面で反射し難くすることができる。
上記結像光学素子において、前記貫通孔における前記光軸方向と直交する断面の面積は、前記他方端側に向かうに連れ次第に小さくなることが好ましい。
上記構成によれば、貫通孔の断面の面積を光軸方向において一定とする場合に比較して、一方端側から貫通孔の内壁面に入射する光を同一方端側に反射し易くなる。このため、貫通孔の内壁面で反射された光がレンズアレイの他方端側において、結像に関与することをさらに抑制することができる。
上記構成によれば、貫通孔の断面の面積を光軸方向において一定とする場合に比較して、一方端側から貫通孔の内壁面に入射する光を同一方端側に反射し易くなる。このため、貫通孔の内壁面で反射された光がレンズアレイの他方端側において、結像に関与することをさらに抑制することができる。
(第1実施形態)
以下、結像光学素子をコンタクトイメージセンサーモジュール(以下、「CISM(Contact Image Sensor Module)」ともいう)に具体化した一実施形態について、図面を参照して説明する。
以下、結像光学素子をコンタクトイメージセンサーモジュール(以下、「CISM(Contact Image Sensor Module)」ともいう)に具体化した一実施形態について、図面を参照して説明する。
図1に示すように、CISM10は、複数のレンズ11を互いの光軸Lが平行となるように列状に配したレンズアレイ12と、光を通過可能な貫通孔20が設けられた第1遮光部材13及び第2遮光部材14と、リニア式のイメージセンサー15を有する受光部16とを備えている。また、第1遮光部材13がレンズアレイ12と対向する他方端側とは反対側となる一方端側には、読取対象物の一例としての原稿Pが載置される原稿台17が設けられている。
なお、以降の説明では、レンズアレイ12において複数のレンズ11が配列する方向を「配列方向X」若しくは「主走査方向X」ともいい、レンズ11の光軸Lの延びる方向(図1では上下方向)を「光軸方向Z」ともいう。また、光軸方向Zにおいて、原稿P側を「一方端側」ともいい、受光部16側を「他方端側」ともいう。そして、配列方向X(主走査方向X)及び光軸方向Zの両方向と直交する方向を「副走査方向Y」ともいう。因みに、副走査方向Yは、CISM10が、原稿Pの読取を行う際に同原稿Pに対して相対的に移動する方向である。
レンズアレイ12は、レンズ11に入射する光をイメージセンサー15に集光させるために設けられている。レンズアレイ12としては、本実施形態のように棒状をなす複数のレンズ11を配列したロッドレンズアレイを用いてもよいし、その他のレンズアレイを用いてもよい。また、イメージセンサー15は、副走査方向Yに「1個」の撮像素子を有するとともに、配列方向Xに複数個(例えば「2048個」)の撮像素子を有している。このため、イメージセンサー15は、配列方向Xの「1ライン」の像を撮像可能としている。
第1遮光部材13及び第2遮光部材14(以下、「遮光部材13,14」ともいう。)は、光軸方向Zにおいてレンズアレイ12の一方端側及び他方端側に設けられている。遮光部材13,14は、配列方向Xを長手方向とし副走査方向Yを短手方向とする板状をなし、本実施形態では同一形状とされている。光軸方向Zにおける遮光部材13,14の一方端側の面は、同一方端側から他方端側に向かって進む光を遮光する遮光面18となっている。また、遮光部材13,14において、隣り合う貫通孔20の中心間距離は、レンズアレイ12において隣り合うレンズ11の中心間距離と等しくなっている。このため、光軸方向Zにおける平面視において、各レンズ11の中心位置と各貫通孔20の中心位置は一致しており、各貫通孔20はレンズアレイ12の各レンズ11に対応して設けられている。
図2(a)に示すように、遮光部材13,14の貫通孔20は、配列方向Xにおける長さ寸法が副走査方向Yにおける長さ寸法よりも短くなっている。また、貫通孔20において、配列方向Xと交差する内壁面21は、複数の反射面22,23,24を有することで鋸歯状に形成され、副走査方向Yと交差する内壁面25は、複数の反射面26,27,28を有することで鋸歯状に形成されている。
図2(a),(b)に示すように、配列方向Xと交差する内壁面21は、副走査方向Yと45度の角度で交差する反射面22,23と、副走査方向Yと90度の角度で交差する(直交する)反射面24とを有している。なお、反射面22は配列方向+Xと副走査方向+Yの間をなす方向に沿う面とされ、反射面23は配列方向+Xと副走査方向−Yの間をなす方向に沿う面とされている。そして、内壁面21において、配列方向+X側且つ副走査方向+Y側及び配列方向−X側且つ副走査方向−Y側の内壁面は、反射面22と反射面24とが交互に連続することで鋸歯状になっている。また、内壁面21において、配列方向+X側且つ副走査方向−Y側及び配列方向−X側且つ副走査方向+Y側の内壁面は、反射面23と反射面24とが交互に連続することで鋸歯状になっている。また、内壁面21において、光軸Lから配列方向+X及び配列方向−Xに位置する内壁面は、反射面22と反射面23とで光軸Lに向かって凸状になっている。
図2(a),(c)に示すように、副走査方向Yと交差する内壁面25は、配列方向Xと45度の角度で交差する反射面26,27と、配列方向Xと90度の角度で交差する(直交する)反射面28とを有している。なお、反射面26は配列方向+Xと副走査方向+Yの間をなす方向に沿う面とされ、反射面27は配列方向+Xと副走査方向−Yの間をなす方向に沿う面とされている。そして、内壁面25において、配列方向+X側且つ副走査方向+Y側及び配列方向−X側且つ副走査方向−Y側の内壁面は、反射面26と反射面28とが交互に連続することで鋸歯状になっている。また、内壁面25において、配列方向+X側且つ副走査方向−Y側及び配列方向−X側且つ副走査方向+Y側の内壁面は、反射面27と反射面28とが交互に連続することで鋸歯状になっている。また、内壁面25において、光軸Lから副走査方向+Y及び副走査方向−Yに位置する内壁面は、反射面26と反射面27とで光軸Lに向かって凸状になっている。
こうして、貫通孔20の光軸方向Zにおける平面視形状は、光軸Lを通り配列方向Xと平行な直線を対称軸とする線対称であって、且つ光軸Lを通り副走査方向Yと平行な直線を対称軸とする線対称であって、且つ光軸Lを対称軸とする点対称な形状とされている。また、貫通孔20の光軸方向Zと直交する断面の面積は、光軸方向Zにおいて一定の面積となっている。また、貫通孔20の内壁面21,25(反射面22〜24,26〜28)は、平滑面であるとともに低反射面となっている。なお、ここでいう「平滑面」とは、意図的に表面を荒らした粗面ではないことを意味する。したがって、遮光部材13,14の材料として樹脂を選択し、同樹脂を射出成形した場合には、その射出成形によって形成された面は平滑面であるとする。すなわち、射出成形後に研磨工程などを経なくとも射出成形面は平滑面であるとする。また、「低反射面」とは、貫通孔20の内壁面21,25が光を反射し難い面であることを意味する。本実施形態では、遮光部材13,14が光吸収性を有する黒色の材料で構成することで、貫通孔20の内壁面21,25が光を吸収し易くなっている。
なお、遮光部材13,14における貫通孔20の各寸法については、任意に設定することが可能であるが、次にその一例について述べる。まず、配列方向Xにおけるレンズ11とレンズ11の中心間距離であるレンズピッチを「LP」とし、配列方向Xにおける貫通孔20の幅を「HW」とし、配列方向Xにおける反射面22〜24の長さ寸法を「RL」としたとする。この場合、貫通孔20の幅HWは0.4・LP程度とすればよく、反射面22〜24の長さ寸法RLは0.2・HW程度以下とすればよい。
図1に示すように、原稿台17は、光を透過するガラスなどで薄板状に形成されている。そして、原稿Pは、原稿台17に対し、読み取り対象となる文字や画像が記録された面(読取面)をCISM10に向けた状態で、原稿台17に載置されることになる。
こうして、CISM10は、原稿台17に載置された原稿Pの読取面からCISM10に向かって進む光のうち、結像に不要な光を遮光部材13,14で遮光するとともに、結像に必要とする光をレンズアレイ12で集光することで、原稿Pの読取面の画像等を受光部16に結像させる。なお、原稿Pの読取面からCISM10に向かって進む光とは、実際には、不図示の光源から原稿台17越しに原稿Pの読取面に照射された光の反射光であることが一般的である。
次に、本実施形態のCISM10の作用について説明する。
ここでは、遮光部材13,14の貫通孔20の内壁面21を鋸歯状とした本実施形態のCISM10と、遮光部材の貫通孔の内壁面を平面状とした比較例のCISM100(図4参照)とにおいて、貫通孔を通過しようとする光の進行態様の差異について説明する。さらに、本実施形態のCISM10と比較例のCISM100とにおいて、図3に示す原稿Pを読み取るときのイメージセンサー15の受光状態の差異について説明する。
ここでは、遮光部材13,14の貫通孔20の内壁面21を鋸歯状とした本実施形態のCISM10と、遮光部材の貫通孔の内壁面を平面状とした比較例のCISM100(図4参照)とにおいて、貫通孔を通過しようとする光の進行態様の差異について説明する。さらに、本実施形態のCISM10と比較例のCISM100とにおいて、図3に示す原稿Pを読み取るときのイメージセンサー15の受光状態の差異について説明する。
図3には、CISM10,100が読取り対象とする黒地に白い帯状の線が印刷された原稿Pを示している。この原稿Pは、原稿台17に載置された状態では、図3における左右方向(一点鎖線の延びる方向)がCISM10,100の配列方向Xとされ、図3における上下方向(一点鎖線と直交する方向)がCISM10,100の副走査方向Yとされる。そして、原稿Pにおいて、白い帯状の線は、その線幅Dを「1.0mm」とされ、副走査方向Yに対して「30度」の傾きを有している。また、図3において、白い帯状の線の中心位置を基準位置CPともいう。
次に、図4及び図5を参照して、本実施形態のCISM10と比較例のCISM100とにおいて、原稿Pの読取面から受光部16に向かう光L1,L2,L3について説明する。ここで、光L1〜L3のうち、光軸Lとの間をなす角度が最も小さいのは光L1とされ、光軸Lとの間をなす角度が最も大きいのは光L3とされ、光軸Lとの間をなす角度が光L1以上であって光L3未満であるのが光L2とされる。こうした点で、以降の説明では、光L1を「光軸Lに沿う光L1」ともいい、光L2を「光軸Lから外れた光L2」ともいい、光L3を「光軸Lから大きく外れた光L3」ともいう。また、説明理解の容易のために、光L1〜L3は原稿Pの読取面から配列方向Xに沿って進む光であるとする。また、図4に示すCISM100の遮光部材101,102は、貫通孔110の内壁面111が平面であることを除き、本実施形態のCISM10における遮光部材13,14と同一形状とされている。また、図4及び図5では説明理解の容易のために、一部構成の図示と、レンズ11及び原稿台17の断面ハッチングとを省略している。
図4(a),(b)に示すように、原稿Pの読取面から光軸方向Zにおける他方端側に出射される光のうち、光軸Lに沿う光L1は、原稿台17から空気中に入射する際に屈折され、第1遮光部材101の貫通孔110を通過してレンズ11に入射する。そして、こうした光L1は、レンズ11に入射する際及びレンズ11から出射する際に屈折され、第2遮光部材102の貫通孔110を通過して、受光部16のイメージセンサー15に入射する。ここで、イメージセンサー15上での光L1の受光位置は、同光L1が通過するレンズ11の光軸Lの延長線上となっている。したがって、光軸Lに沿う光L1は、配列方向X及び副走査方向Yにおいて位置ずれすることなく本来の結像位置PAで、受光部16のイメージセンサー15で受光される。
また、原稿Pの読取面から光軸方向Zにおける他方端側に出射される光のうち、光軸Lから大きく外れた光L3は、原稿台17から空気中に入射する際に屈折され、遮光部材101の遮光面18に入射する。そして、こうした光L3は、同遮光面18において光軸方向Zにおける一方端側に反射される。こうして、光軸Lから大きく外れた光L3は、遮光部材101(遮光面18)で遮光されることで、受光部16のイメージセンサー15で受光されない。
また、原稿Pの読取面から光軸方向Zにおける他方端側に出射される光のうち、光軸Lから外れた光L2は、原稿台17から空気中に入射する際に屈折され、第1遮光部材101の貫通孔110の内壁面111で反射された後にレンズ11に入射する。このとき、図4(c)に示す光軸方向Zにおける平面視において、配列方向+Xに進む光L2は、第1遮光部材101の貫通孔110の内壁面111で配列方向−Xに反射される。すなわち、光L2の進む経路は内壁面111への入射時と反射時とで等しく、光L2は光軸Lに向かって反射される。そして、反射された光L2は、レンズ11に入射する際及びレンズ11から出射する際に屈折され、第2遮光部材102の貫通孔110でさらに反射された後に、受光部16に入射する。なお、第2遮光部材102の貫通孔110においても、第1遮光部材101の貫通孔110と同様に、例えば、配列方向+Xに進む光L2は配列方向−Xに反射される。なお、読み取る原稿位置により、光L2は、第1遮光部材101の貫通孔110の内壁面111でのみ反射される場合もあれば、第2遮光部材102の貫通孔110の内壁面111でのみ反射される場合もある。そして、これら迷光が配列方向Xにレンズピッチの周期に沿って出現するため、これらを副走査方向Yに引きずったようなストライプ状のゴーストが発生することとなる。
ここで、図4(a)に示すように、配列方向Xにおいて、受光部16上で光L2が入射する位置は、同光L2が通過するレンズ11の光軸Lの延長線上からずれた位置PBとなっている。一方、図4(b)に示すように、副走査方向Yにおいて、受光部16上で光L2が入射する位置は、光軸Lの延長線上の位置PBとなっている。すなわち、光L2は、本来の結像位置である光軸Lとイメージセンサー15が交わる点から、配列方向−Xにずれた位置であって、副走査方向Yにずれていない位置に入射する。このため、光L2は、本来の結像位置におけるイメージセンサー15の撮像素子よりも配列方向−Xに位置する撮像素子に入射することとなる。したがって、このような光L2が本来の結像位置とは異なる位置において、イメージセンサー15上で受光されることで、比較例のCISM100では、結像した光学像が不鮮明となり光学像の読取精度の低下を招くことがある。
これに対し、図5(a),(b)に示すように、本実施形態のCISM10では、原稿Pの読取面から光軸方向Zにおける他方端側に出射される光は次のようにCISM10内を進む。
まず、原稿Pの読取面から光軸方向Zにおける他方端側に出射される光のうち、光軸Lに沿う光L1及び光軸Lから大きく外れた光L3は、比較例のCISM100と同様に進む。
また、原稿Pの読取面から光軸方向Zにおける他方端側に出射される光のうち、光軸Lから外れた光L2は、原稿台17から空気中に入射する際に屈折され、第1遮光部材13の貫通孔20の内壁面21で反射された後にレンズ11に入射する。このとき、図5(c)に示す光軸方向Zにおける平面視において、配列方向+Xに進む光L2は、第1遮光部材13の貫通孔20の内壁面21(反射面22,23)で副走査方向+Y及び副走査方向−Yに反射される。すなわち、光L2の進む経路は内壁面21への入射時と反射時とで異なり、光L2は配列方向Xと交差(直交)する方向に反射される。そして、反射された光L2は、レンズ11に入射する際及びレンズ11から出射する際に屈折され、第2遮光部材14の貫通孔20でさらに反射された後に、受光部16に入射する。なお、第2遮光部材14の貫通孔20においても、第1遮光部材13の貫通孔20と同様に、例えば、光軸Lから配列方向+Xに進む光がある場合、同光は副走査方向+Y及び副走査方向−Yに反射される。因みに、反射面22,23は低反射面とされるため、光L2は反射面22,23で反射される度にその光量が小さくなる。
ここで、図5(a)に示すように、配列方向Xにおいて、受光部16上で光L2が入射する位置は、同光L2が通過するレンズ11の光軸Lの延長線上からずれた位置PCとなっている。また、図5(b)に示すように、副走査方向Yにおいて、受光部16上で光L2が入射する位置は、光軸Lの延長線上からずれた位置PCとなっている。すなわち、光L2は、本来の結像位置である光軸Lとイメージセンサー15が交わる点から配列方向−Xにずれた位置であって、副走査方向+Y,−Yにずれた位置に入射する。このため、光L2は、本来の結像位置PAにおけるイメージセンサー15の撮像素子よりも配列方向−X及び副走査方向+Y,−Yにずれた位置PCに入射することとなる。したがって、こうした遮光部材13,14の貫通孔20で反射される光L2は、イメージセンサー15から配列方向−Xにずれた位置で受光部16に入射するため、同光L2が本来の結像位置とは異なる位置においてイメージセンサー15上で受光されることが抑制される。すなわち、本実施形態の遮光部材13,14では、同遮光部材13,14の貫通孔20で反射されるような光を、光軸Lを基準に副走査方向+Y,−Yに反射することで、光がイメージセンサー15から副走査方向+Y,−Yにずれた位置に入射し易くなる。したがって、本実施形態のCISM10によれば、結像した光学像が不鮮明となることが抑制され、さらには光学像の読取精度の低下が抑制される。
なお、以上の説明では、説明理解の容易のために、光L1〜L3は原稿Pの読取面から配列方向Xに進む光であるとしたが、その他の方向に進む光(例えば配列方向Xと副走査方向Yとの間をなす方向)についても、貫通孔20の内壁面21,25によって、光軸Lに向かって反射されることが抑制される。
次に、図6及び図7を参照して、本実施形態のCISM10と比較例のCISM100とにおいて、図4に示す原稿Pを読み取るときのイメージセンサー15の受光状態の差異について説明する。なお、図6及び図7は、図3に示す原稿Pの1点鎖線上における結像状態を示している。すなわち、図6及び図7において、横軸は原稿Pの基準位置CPを基準とする1点鎖線上における位置を示し、縦軸は原稿Pの受光像の明度を示している。すなわち、縦軸の値が大きく明度が高い場合は白色であることを示し、縦軸の値が小さく明度が小さい場合は黒色であることを示している。
図6に示すように、比較例のCISM100の結像状態によると、基準位置CP(図4参照)を中心として、「−1.8mm」未満の位置及び「1.8mm」以上の位置では、明度は「略0(零)」とされ、同位置が黒色であるとされる。一方、基準位置CPを中心として、「−0.6mm」から「0.6mm」までの位置では、他の位置よりも明度が高く、同位置が白色であるとされる。そして、基準位置CPを中心として、「−1.8mm」以上「−0.6mm」未満の位置及び「0.6mm」以上「1.8mm」未満の位置では、明度は「0(零)」以上とされ、同位置が黒色よりは明るい色であるとされる。こうして、「−0.6mm」から「0.6mm」までの位置における明度の平均値を基準とする「−0.6mm」未満の位置及び「0.6mm」以上の位置における明度の最大値の割合を計算すると「8.9%」となる。そして、この明度の最大値(8.9%)を256階調に置き換えると、22階調分に相当する。このため、本来黒地であるはずの部分を黒よりも22階調分だけ白色寄りの色と読み取ることととなり、比較例のCISM100では結像した光学像が不鮮明となりやすい。
これに対し、図7に示すように、本実施形態のCISM10の結像状態によると、基準位置CPを中心として、「−1.6mm」未満の位置及び「1.6mm」以上の位置では、明度は「略0(零)」とされ、同位置が黒色であるとされる。一方、基準位置CPを中心として、「−0.6mm」から「0.6mm」までの位置では、他の位置よりも明度が高く、同位置が白色であるとされる。そして、基準位置CPを中心として、「−1.6mm」以上「−0.6mm」未満の位置及び「0.6mm」以上「1.6mm」未満の位置では、明度は「0(零)」以上とされ、同位置が黒色よりは明るい色であるとされる。こうして、「−0.6mm」から「0.6mm」までの位置における明度の平均値を基準とする「−0.6mm」未満の位置及び「0.6mm」以上の位置における明度の最大値の割合を計算すると「5.4%」となる。そして、この明度の最大値(5.4%)を256階調に置き換えると、13階調分に相当する。このため、第1実施形態のCISM10によれば、比較例に比べ、原稿Pの黒地部分を黒地として読み取ることが可能となり、結像した光学像において不鮮明な部分が生じにくい。
上記実施形態によれば、以下に示す効果を得ることができる。
(1)配列方向Xと交差する貫通孔20の内壁面21を副走査方向Yと交差する反射面22〜24とした。このため、反射面22〜24に入射する光は、光軸Lに向かって反射されることが抑制され、配列方向Xと交差する方向(例えば副走査方向+Y,−Y)に反射される。したがって、イメージセンサー15上に入射光学像を結像する場合、遮光部材13,14の貫通孔20を通過するときに同貫通孔20において反射される光(迷光)は、イメージセンサー15のライン上から副走査方向+Y,−Yにずれた位置に入射し易くなる。こうして、遮光部材13,14の貫通孔20を通過するときに同貫通孔20において反射される光(迷光)が、イメージセンサー15のライン上において結像に関与し難くなることで、結像した光学像が不鮮明になることを抑制することができる。
(1)配列方向Xと交差する貫通孔20の内壁面21を副走査方向Yと交差する反射面22〜24とした。このため、反射面22〜24に入射する光は、光軸Lに向かって反射されることが抑制され、配列方向Xと交差する方向(例えば副走査方向+Y,−Y)に反射される。したがって、イメージセンサー15上に入射光学像を結像する場合、遮光部材13,14の貫通孔20を通過するときに同貫通孔20において反射される光(迷光)は、イメージセンサー15のライン上から副走査方向+Y,−Yにずれた位置に入射し易くなる。こうして、遮光部材13,14の貫通孔20を通過するときに同貫通孔20において反射される光(迷光)が、イメージセンサー15のライン上において結像に関与し難くなることで、結像した光学像が不鮮明になることを抑制することができる。
(2)レンズアレイ12の一方端側に第1遮光部材13を配置したことで、CISM10の一方端側から他方端側に進む光のうち光軸Lから外れた光の多くが第1遮光部材13によって遮光される。このため、結像に悪影響を与え得る光がレンズアレイ12に入射することが抑制される。したがって、第1遮光部材13をレンズアレイ12の一方端側に配置しない場合に比較して、結像した光学像が不鮮明になることを抑制することができる。
(3)貫通孔20の内壁面21が有する反射面22〜24が粗面である場合には、そうした反射面に入射する光は各方向に反射(散乱)することになるため、光軸Lに向かって光を反射するおそれがある。この点、本実施形態では、反射面22〜24が平滑面であるため、同反射面22〜24で反射される光は主に配列方向Xと交差する方向に反射されることとなり、光軸Lに向かって反射されることを抑制することができる。こうして、内壁面21(反射面22〜24)で反射された光がイメージセンサー15で受光されることが抑制される。また、内壁面21(反射面22〜24)を低反射面としたことで、内壁面21における反射光量が低減され、内壁面21(反射面22〜24)で反射された光がイメージセンサー15で受光されることがさらに抑制される。
(第2実施形態)
次に、結像光学素子の第2実施形態について説明する。なお、第2の実施形態の結像光学素子(CISM)では、遮光部材の貫通孔の形状が第1実施形態と異なる。したがって、以下の説明においては、第1実施形態と相違する部分について主に説明するものとし、第1実施形態と同一の部材構成には同一符号を付して重複説明を省略するものとする。
次に、結像光学素子の第2実施形態について説明する。なお、第2の実施形態の結像光学素子(CISM)では、遮光部材の貫通孔の形状が第1実施形態と異なる。したがって、以下の説明においては、第1実施形態と相違する部分について主に説明するものとし、第1実施形態と同一の部材構成には同一符号を付して重複説明を省略するものとする。
図8に示すように、第2実施形態のCISMが備える第1遮光部材31及び第2遮光部材32(以下、「遮光部材31,32」ともいう。)には、光軸方向Zに貫通孔40が設けられている。遮光部材31,32の貫通孔40は、配列方向Xにおける長さ寸法が副走査方向Yにおける長さ寸法よりも短くなっている。また、貫通孔40において、配列方向Xと交差する内壁面41は、複数の反射面42,43,44を有することで鋸歯状に形成され、副走査方向Yと交差する内壁面45は、副走査方向Yと90度の角度で交差する(直交する)反射面46を有している。
配列方向Xと交差する内壁面41は、副走査方向Yと45度の角度で交差する反射面42,43と、副走査方向Yと90度の角度で交差する(直交する)反射面44とを有している。なお、反射面42は配列方向+Xと副走査方向+Yの間をなす方向に沿う面とされ、反射面43は配列方向+Xと副走査方向−Yの間をなす方向に沿う面とされている。そして、内壁面41において、配列方向+X側且つ副走査方向+Y側及び配列方向−X側且つ副走査方向−Y側の内壁面は、反射面43と反射面44とが交互に連続することで鋸歯状になっている。また、内壁面41において、配列方向+X側且つ副走査方向−Y側及び配列方向−X側且つ副走査方向+Y側の内壁面は、反射面42と反射面44とが交互に連続することで鋸歯状になっている。また、内壁面41において、光軸Lから配列方向+X及び配列方向−Xに位置する内壁面は、反射面42と反射面43とで光軸Lに向かって凹状になっている。
こうして、貫通孔40の光軸方向における平面視形状は、光軸Lを通り配列方向Xと平行な直線を対称軸とする線対称であって、且つ光軸Lを通り副走査方向Yと平行な直線を対称軸とする線対称であって、且つ光軸Lを対称軸とする点対称な形状とされている。また、貫通孔40の光軸方向Zと直交する断面の面積は、光軸方向Zにおいて一定の面積となっている。また、貫通孔40の内壁面41(反射面42〜44)及び内壁面45(反射面46)は、平滑面且つ低反射面となっている。
次に、本実施形態のCISMの作用について説明する。ここでは、本実施形態のCISMにおいて、図3に示す原稿Pを読み取ったときの光学像の結像状態について説明する。
図9に示すように、本実施形態のCISMの結像状態によると、基準位置CPを中心として、「−1.8mm」未満の位置と「1.8mm」以上の位置とでは、明度は「略0(零)」とされ、同位置が黒色であるとされる。一方、基準位置CPを中心として、「−0.6mm」から「0.6mm」までの位置では、他の位置よりも明度が高く、同位置が白色であるとされる。そして、基準位置CPを中心として、「−1.8mm」以上「−0.6mm」未満の位置及び「0.6mm」以上「1.8mm」未満の位置では、明度は「0(零)」以上とされ、同位置が黒色よりは明るい色であるとされる。こうして、「−0.6mm」から「0.6mm」までの位置における明度の平均値を基準とする「−0.6mm」未満の位置及び「0.6mm」以上の位置における明度の最大値の割合を計算すると「4.7%」となる。そして、この明度の最大値(4.7%)を256階調に置き換えると、12階調分に満たないため、第2実施形態によれば、比較例に比べ、原稿Pの黒地部分を黒地として読み取ることが可能となり、結像した光学像において不鮮明な部分が生じにくい。
図9に示すように、本実施形態のCISMの結像状態によると、基準位置CPを中心として、「−1.8mm」未満の位置と「1.8mm」以上の位置とでは、明度は「略0(零)」とされ、同位置が黒色であるとされる。一方、基準位置CPを中心として、「−0.6mm」から「0.6mm」までの位置では、他の位置よりも明度が高く、同位置が白色であるとされる。そして、基準位置CPを中心として、「−1.8mm」以上「−0.6mm」未満の位置及び「0.6mm」以上「1.8mm」未満の位置では、明度は「0(零)」以上とされ、同位置が黒色よりは明るい色であるとされる。こうして、「−0.6mm」から「0.6mm」までの位置における明度の平均値を基準とする「−0.6mm」未満の位置及び「0.6mm」以上の位置における明度の最大値の割合を計算すると「4.7%」となる。そして、この明度の最大値(4.7%)を256階調に置き換えると、12階調分に満たないため、第2実施形態によれば、比較例に比べ、原稿Pの黒地部分を黒地として読み取ることが可能となり、結像した光学像において不鮮明な部分が生じにくい。
これは、第2実施形態の遮光部材31,32の貫通孔40においても、副走査方向Yと交差する反射面42〜44によって、貫通孔40の内壁面41で反射される光がイメージセンサー15よりも副走査方向+Y,−Yにずれた位置に入射するようになるためである。すなわち、遮光部材31,32の貫通孔40の内壁面41で反射される光が、本来の結像位置におけるイメージセンサー15の撮像素子よりも配列方向Xに位置する撮像素子に入射することが抑制される。
上記第2実施形態によれば、第1実施形態の効果(1)〜(3)と同等の効果を得ることができる。
(第3実施形態)
次に、結像光学素子の第3実施形態について説明する。なお、第3の実施形態の結像光学素子(CISM)では、遮光部材の貫通孔の形状が第1実施形態と異なる。したがって、以下の説明においては、第1実施形態と相違する部分について主に説明するものとし、第1実施形態と同一の部材構成には同一符号を付して重複説明を省略するものとする。
(第3実施形態)
次に、結像光学素子の第3実施形態について説明する。なお、第3の実施形態の結像光学素子(CISM)では、遮光部材の貫通孔の形状が第1実施形態と異なる。したがって、以下の説明においては、第1実施形態と相違する部分について主に説明するものとし、第1実施形態と同一の部材構成には同一符号を付して重複説明を省略するものとする。
図10に示すように、第3実施形態のCISMが備える第1遮光部材51及び第2遮光部材52(以下、「遮光部材51,52」ともいう。)には、光軸方向Zに貫通孔60が設けられている。遮光部材51,52の貫通孔60は、配列方向Xにおける長さ寸法が副走査方向Yにおける長さ寸法よりも短くなっている。また、貫通孔60において、配列方向Xと交差する内壁面61は、副走査方向と45度の角度で交差する複数の反射面62,63を有することで鋸歯状に形成され、副走査方向Yと交差する内壁面64は、副走査方向と90度の角度で交差する(直交する)反射面65を有している。
配列方向と交差する内壁面61において、反射面62は配列方向+Xと副走査方向+Yの間をなす方向に沿う面とされ、反射面63は配列方向+Xと副走査方向−Yの間をなす方向に沿う面とされている。こうして、内壁面61は、反射面62と反射面63とが交互に連続することで鋸歯状になっている。また、配列方向+X側の内壁面61における反射面62は、配列方向−X側の内壁面61における反射面62と配列方向Xに対向し、配列方向+X側の内壁面61における反射面63は、配列方向−X側の内壁面61における反射面63と配列方向Xに対向している。このため、図10に示すように、貫通孔60の光軸方向Zにおける平面視において、配列方向+X側及び配列方向−X側の両内壁面61間の距離が、副走査方向Yにおいて一定となっている。
こうして、貫通孔60の光軸方向Zにおける平面視形状は、光軸Lを通り配列方向Xと平行な直線を対称軸とする線対称な形状とされている。また、貫通孔60の光軸方向Zと直交する断面の面積は、光軸方向Zにおいて一定の面積となっている。また、貫通孔60の内壁面61(反射面62,63)及び内壁面64(反射面65)は、平滑面且つ低反射面となっている。
次に、本実施形態のCISM10の作用について説明する。ここでは、本実施形態のCISM10において、図3に示す原稿Pを読み取ったときの光学像の結像状態について説明する。
図11に示すように、本実施形態のCISMの結像状態によると、基準位置CPを中心として、「−1.8mm」未満の位置と「1.8mm」以上の位置とでは、明度は「略0(零)」とされ、同位置が黒色であるとされる。一方、基準位置CPを中心として、「−0.6mm」から「0.6mm」までの位置では、他の位置よりも明度が高く、同位置が白色であるとされる。そして、基準位置CPを中心として、「−1.8mm」以上「−0.6mm」未満の位置及び「0.6mm」以上「1.8mm」未満の位置では、明度は「0(零)」以上とされ、同位置が黒色よりは明るい色であるとされる。こうして、「−0.6mm」から「0.6mm」までの位置における明度の平均値を基準とする「−0.6mm」未満の位置及び「0.6mm」以上の位置における明度の最大値の割合を計算すると「5.3%」となる。そして、この明度の最大値(5.3%)を256階調に置き換えると、13階調分に満たないため、第3実施形態によれば、比較例に比べ、原稿Pの黒地部分を黒地として読み取ることが可能となり、結像した光学像において不鮮明な部分が生じにくい。
これは、第3実施形態の遮光部材51,52の貫通孔60においても、副走査方向Yと交差する反射面62,63によって、貫通孔60の内壁面61で反射される光がイメージセンサー15よりも副走査方向+Y,−Yにずれた位置に入射するようになるためである。すなわち、遮光部材51,52の貫通孔60の内壁面61で反射される光が、本来の結像位置におけるイメージセンサー15の撮像素子よりも配列方向Xに位置する撮像素子に入射することが抑制される。
上記第3実施形態によれば、第1実施形態の効果(1)〜(3)と同等の効果を得ることができる。
(第4実施形態)
次に、結像光学素子の第4実施形態について説明する。なお、第4の実施形態の結像光学素子(CISM)では、第1遮光部材を従来の遮光部材(比較例の第1遮光部材101)とする点が第1実施形態と異なる。したがって、以下の説明においては、第1実施形態と相違する部分について主に説明するものとし、第1実施形態と同一の部材構成には同一符号を付して重複説明を省略するものとする。
(第4実施形態)
次に、結像光学素子の第4実施形態について説明する。なお、第4の実施形態の結像光学素子(CISM)では、第1遮光部材を従来の遮光部材(比較例の第1遮光部材101)とする点が第1実施形態と異なる。したがって、以下の説明においては、第1実施形態と相違する部分について主に説明するものとし、第1実施形態と同一の部材構成には同一符号を付して重複説明を省略するものとする。
上述したように、第4実施形態のCISMは、第1遮光部材として比較例の第1遮光部材101を備え、第2遮光部材として第1実施形態の第2遮光部材14を備える。すなわち、レンズアレイ12の一方端側に第1遮光部材101を備え、同レンズアレイ12の他方端側に第2遮光部材14を備える。
次に、本実施形態のCISMの作用について説明する。ここでは、本実施形態のCISMにおいて、図3に示す原稿Pを読み取ったときの光学像の結像状態について説明する。
図12に示すように、本実施形態のCISMの結像状態によると、基準位置CPを中心として、「−1.7mm」未満の位置と「1.7mm」以上の位置とでは、明度は「略0(零)」とされ、同位置が黒色であるとされる。一方、基準位置CPを中心として、「−0.6mm」から「0.6mm」までの位置では、他の位置よりも明度が高く、同位置が白色であるとされる。そして、基準位置CPを中心として、「−1.7mm」以上「−0.6mm」未満の位置及び「0.6mm」以上「1.7mm」未満の位置では、明度は「0(零)」以上とされ、同位置が黒色よりは明るい色であるとされる。こうして、「−0.6mm」から「0.6mm」までの位置における明度の平均値を基準とする「−0.6mm」未満の位置及び「0.6mm」以上の位置における明度の最大値の割合を計算すると「6.3%」となる。そして、この明度の最大値(6.3%)を256階調に置き換えると、16階調分に満たないため、第4実施形態によれば、比較例に比べ、原稿Pの黒地部分を黒地として読み取ることが可能となり、結像した光学像において不鮮明な部分が生じにくい。
図12に示すように、本実施形態のCISMの結像状態によると、基準位置CPを中心として、「−1.7mm」未満の位置と「1.7mm」以上の位置とでは、明度は「略0(零)」とされ、同位置が黒色であるとされる。一方、基準位置CPを中心として、「−0.6mm」から「0.6mm」までの位置では、他の位置よりも明度が高く、同位置が白色であるとされる。そして、基準位置CPを中心として、「−1.7mm」以上「−0.6mm」未満の位置及び「0.6mm」以上「1.7mm」未満の位置では、明度は「0(零)」以上とされ、同位置が黒色よりは明るい色であるとされる。こうして、「−0.6mm」から「0.6mm」までの位置における明度の平均値を基準とする「−0.6mm」未満の位置及び「0.6mm」以上の位置における明度の最大値の割合を計算すると「6.3%」となる。そして、この明度の最大値(6.3%)を256階調に置き換えると、16階調分に満たないため、第4実施形態によれば、比較例に比べ、原稿Pの黒地部分を黒地として読み取ることが可能となり、結像した光学像において不鮮明な部分が生じにくい。
これは、第4実施形態の第2遮光部材14の貫通孔20においても、副走査方向Yと交差する反射面22〜24によって、貫通孔20の内壁面21で反射される光がイメージセンサー15よりも副走査方向+Y,−Yにずれた位置に入射するようになるためである。すなわち、第2遮光部材14の貫通孔20の内壁面21で反射される光が、本来の結像位置におけるイメージセンサー15の撮像素子よりも配列方向Xに位置する撮像素子に入射することが抑制される。
上記第4実施形態によれば、第1実施形態の効果(1)〜(3)と同等の効果を得ることができる。
(第5実施形態)
次に、結像光学素子の第5実施形態について説明する。なお、第5の実施形態の結像光学素子(CISM)では、第2遮光部材14を従来の遮光部材(比較例の第2遮光部材102)とする点が第1実施形態と異なる。したがって、以下の説明においては、第1実施形態と相違する部分について主に説明するものとし、第1実施形態と同一の部材構成には同一符号を付して重複説明を省略するものとする。
(第5実施形態)
次に、結像光学素子の第5実施形態について説明する。なお、第5の実施形態の結像光学素子(CISM)では、第2遮光部材14を従来の遮光部材(比較例の第2遮光部材102)とする点が第1実施形態と異なる。したがって、以下の説明においては、第1実施形態と相違する部分について主に説明するものとし、第1実施形態と同一の部材構成には同一符号を付して重複説明を省略するものとする。
上述したように、第5実施形態のCISMは、第1遮光部材として第1実施形態の第1遮光部材13を備え、第2遮光部材として比較例の第2遮光部材102を備える。すなわち、レンズアレイ12の一方端側に第1遮光部材13を備え、同レンズアレイ12の他方端側に第2遮光部材102を備える。
次に、本実施形態のCISM10の作用について説明する。ここでは、本実施形態のCISM10において、図3に示す原稿Pを読み取ったときの光学像の結像状態について説明する。
図13に示すように、本実施形態のCISMの結像状態によると、基準位置CPを中心として、「−1.7mm」未満の位置と「1.7mm」以上の位置とでは、明度は「略0(零)」とされ、同位置が黒色であるとされる。一方、基準位置CPを中心として、「−0.6mm」から「0.6mm」までの位置では、他の位置よりも明度が高く、同位置が白色であるとされる。そして、基準位置CPを中心として、「−1.7mm」以上「−0.6mm」未満の位置及び「0.6mm」以上「1.7mm」未満の位置では、明度は「0(零)」以上とされ、同位置が黒色よりは明るい色であるとされる。こうして、「−0.6mm」から「0.6mm」までの位置における明度の平均値を基準とする「−0.6mm」未満の位置及び「0.6mm」以上の位置における明度の最大値の割合を計算すると「7.3%」となる。そして、この明度の最大値(7.3%)を256階調に置き換えると、18階調分に満たないため、第5実施形態によれば、比較例に比べ、原稿Pの黒地部分を黒地として読み取ることが可能となり、結像した光学像において不鮮明な部分が生じにくい。
これは、第5実施形態の第1遮光部材13の貫通孔20においても、副走査方向Yと交差する反射面22〜24によって、貫通孔20の内壁面21で反射される光がイメージセンサー15よりも副走査方向+Y,−Yにずれた位置に入射するようになるためである。すなわち、第1遮光部材13の貫通孔20の内壁面21で反射される光が、本来の結像位置におけるイメージセンサー15の撮像素子よりも配列方向Xに位置する撮像素子に入射することが抑制される。
上記第5実施形態によれば、第1実施形態の効果(1)〜(3)と同等の効果を得ることができる。
(第6実施形態)
次に、結像光学素子の第6実施形態について説明する。第6の実施形態の結像光学素子(CISM)は、第1遮光部材及び第2遮光部材における貫通孔の形状が第1実施形態と異なる。したがって、以下の説明においては、第1実施形態と相違する部分について主に説明するものとし、第1実施形態と同一の部材構成には同一符号を付して重複説明を省略するものとする。
(第6実施形態)
次に、結像光学素子の第6実施形態について説明する。第6の実施形態の結像光学素子(CISM)は、第1遮光部材及び第2遮光部材における貫通孔の形状が第1実施形態と異なる。したがって、以下の説明においては、第1実施形態と相違する部分について主に説明するものとし、第1実施形態と同一の部材構成には同一符号を付して重複説明を省略するものとする。
図14及び図15に示すように、第6実施形態のCISMは、光軸方向Zに進む光を透過可能な第1貫通孔211が形成された第1遮光部材210と、光軸方向Zに進む光を透過可能な第2貫通孔221が形成された第2遮光部材220とを備えている。なお、図14(a)及び図15(a)は、光軸方向Zにおける一方端側から見た、すなわち原稿台17側から見た第1遮光部材210及び第2遮光部材220を図示している。
第1遮光部材210は、光軸方向Zにおいてレンズアレイ12の一方端側に設けられ、第2遮光部材220は、光軸方向Zにおいてレンズアレイ12の他方端側に設けられている。第1遮光部材210及び第2遮光部材220(以下、「遮光部材210,220」ともいう。)は、配列方向Xを長手方向とし副走査方向Yを短手方向とする板状をなしている。光軸方向Zにおける遮光部材210,220の一方端側の面は、同一方端側から他方端側に向かって進む光を遮光する遮光面18となっている。また、遮光部材210,220において、隣り合う貫通孔211,221の中心間距離は、レンズアレイ12において隣り合うレンズ11の中心間距離(レンズピッチ)と等しくなっている。すなわち、第1貫通孔211及び第2貫通孔221はレンズアレイ12のレンズ11に対応して設けられており、光軸方向Zにおいて、各レンズ11の中心位置と各貫通孔211,221の中心位置は一致していることが好ましい。
図14(a),(b)に示すように、第1遮光部材210の第1貫通孔211は、その平面視において略平行四辺形状をなしている。また、第1貫通孔211は、その平面視における短手方向が配列方向Xに沿う方向とされる一方、同平面視における長手方向が副走査方向Yと交差している。ここで、副走査方向Yに対する上記長手方向の傾きを第1貫通孔211の回転角θ1とすると、同回転角θ1は「10度」となっている。
また、第1貫通孔211において、配列方向Xと交差する内壁面212は、副走査方向Yと交差する単一の反射面213を有し、副走査方向Yに対して回転角θ1の傾きをなす方向と交差する内壁面214は、配列方向Xに沿う単一の反射面215を有している。ここで、貫通孔211の内壁面212,214(反射面213,215)は、平滑面且つ低反射面であることが好ましい。
また、図14(b)に示すように、第1貫通孔211の光軸方向Zと直交する断面積は、他方端側に向かうに連れ次第に小さくなっており、反射面213,215は光軸方向Zと交差している。なお、第1貫通孔211の反射面213,215は、光軸方向Zに沿って他方端側に向かうに連れて、向かい合う反射面213,215同士が次第に接近するように、例えば光軸方向Zに対して「4度」の傾きを有していることが好ましい。これは、第1遮光部材210を樹脂材料で金型に射出成形する場合の離型性を考慮してのことである。
図15(a),(b)に示すように、第2遮光部材220の第2貫通孔221は、その平面視において略平行四辺形状をなしている。また、第2貫通孔221は、その平面視における短手方向が配列方向Xに沿う方向とされる一方、同平面視における長手方向が副走査方向Yと交差している。ここで、副走査方向Yに対する上記長手方向の傾きを第2貫通孔221の回転角θ2とすると、同回転角θ2は「10度」となっている。すなわち、本実施形態では、第1貫通孔211の回転角θ1は、第2貫通孔221の回転角θ2と等しい。
また、第2貫通孔221において、配列方向Xと交差する内壁面222は、副走査方向Yと交差する単一の反射面223を有し、副走査方向Yに対して回転角θ2の傾きをなす方向と交差する内壁面224は、配列方向Xに沿う単一の反射面225を有している。ここで、貫通孔221の内壁面222,224(反射面223,225)は、平滑面且つ低反射面であることが好ましい。
また、図15(b)に示すように、第2貫通孔221の光軸方向Zと直交する断面積は、他方端側に向かうに連れ次第に大きくなっており、反射面223,225は光軸方向Zと交差している。なお、第2貫通孔221の反射面223は、光軸方向Zに沿って他方端側に向かうに連れて、向かい合う反射面223同士が次第に離れるように、例えば光軸方向Zに対して「10度」の傾きを有していることが好ましい。また、第2貫通孔221の反射面225は、光軸方向Zに沿って他方端側に向かうに連れて、向かい合う反射面225同士が次第に離れるように、例えば光軸方向Zに対して「35度」の傾きを有していることが好ましい。これは、第1遮光部材210と同様に、第2遮光部材220を樹脂材料で金型に射出成形する場合の離型性を考慮してのことである。
ところで、一般的なCISMにおいて、高画素の画像を読み取り可能とするためには、配列方向Xに並ぶように設けられるイメージセンサー15の撮像素子を小型化し、配列方向Xにおける単位長さ当たりに配置される撮像素子数を増加させる必要がある。また、それに伴い、レンズ11の大きさ及び貫通孔211,221の大きさを小型化したり、配列方向Xにおける単位長さ当たりに配置されるレンズ11の数及び貫通孔211,221の数を増大させたりする必要がある。
こうした場合には、遮光部材とレンズアレイ12とイメージセンサー15とにおける加工精度や組み付け精度の問題から、CISMにおいて、対応関係にある貫通孔211,221の中心とレンズ11の中心と撮像素子の中心とが光軸方向Zに必ずしも全て一致しない場合がある。そして、この場合には、遮光部材の貫通孔の内壁面(反射面)で反射される光が、本来の結像位置に位置するイメージセンサー15の撮像素子よりも配列方向X(+X,−X)に位置する撮像素子に入射しやすくなる。このため、以降の説明では、上記の場合を想定し、レンズピッチの「10%」に相当する距離だけ、遮光部材210,220とレンズアレイ12とが配列方向Xにずれるように組み付けられる場合について説明する。
次に、本実施形態と比較例のCISMにおいて、図3に示す原稿Pを読み取ったときの光学像の結像状態について説明する。なお、比較例のCISMとは、図14及び図15に示す遮光部材210,220における貫通孔211,221の回転角θ1,θ2をともに「0度」としたものである。また、以降の説明では、光軸方向Zに貫通孔211,221の中心とレンズ11の中心とが一致するように遮光部材210,220とレンズアレイ12とが組み付けられる場合と、そうでない場合を区別するために、前者の場合を光軸方向Zに中心が一致する場合ともいい、後者の場合を光軸方向Zに中心が一致しない場合ともいう。
図16に示すように、比較例のCISMの結像状態によると、基準位置CPを中心として、「−0.6mm」から「0.6mm」までの範囲の位置では、他の位置よりも明度が高く、同位置が白色であるとされる。一方、基準位置CPを中心として、「−0.6mm」未満の範囲の位置及び「0.6mm」よりも大きい範囲の位置では、明度は「0(零)」又は「0(零)」以上となり、同位置では黒色又は黒色よりも明るい色であるとされる。すなわち、図16に実線矢印で示す位置のように、本来、明度が「0(零)」であるはずの範囲において、明度が「0(零)」以上となる場合がある。ここで、基準位置CPを中心として、本来白地部分であるはずの範囲における明度の平均値を基準とする、本来黒地部分であるはずの範囲における明度の最大値(図16に実線矢印で示す位置の明度)の割合を計算すると「1.65%」となる。なお、本来白地部分であるはずの範囲とは、図3に示す原稿Pにおいて、一点鎖線の延びる方向における白い帯状の線の幅に相当する。
これに対し、図17に示すように、本実施形態のCISMの結像状態によると、基準位置CPを中心として、「−0.6mm」から「0.6mm」までの範囲の位置では、他の位置よりも明度が高く、同位置が白色であるとされる。一方、基準位置CPを中心として、「−0.6mm」未満の範囲の位置及び「0.6mm」よりも大きい範囲の位置では、明度は「0(零)」又は「0(零)」以上となり、同位置では黒色又は黒色よりも明るい色であるとされる。そして、基準位置CPを中心として、本来白地部分であるはずの範囲における明度の平均値を基準とする、本来黒地部分であるはずの範囲における明度の最大値(図17に実線矢印で示す位置の明度)の割合を計算すると「1.39%」となる。
したがって、本実施形態のCISMによれば、比較例のCISMに比較して、上記割合が小さくなるため、原稿Pの黒地部分を黒地として読み取ることが可能となり、結像した光学像において不鮮明な部分が生じにくい。これは、遮光部材210,220の貫通孔211,221の回転角θ1,θ2をともに「10度」としたことで、遮光部材210,220の貫通孔211,221の副走査方向Yと交差する反射面213,223によって反射される光がイメージセンサー15よりも副走査方向Y(+Y,−Y)にずれた位置に入射するようになるためである。すなわち、遮光部材210,220の貫通孔211,221の反射面213,223で反射される光が、本来の結像位置におけるイメージセンサー15の撮像素子よりも配列方向X(+X,−X)に位置する撮像素子に入射することが抑制される。
次に、図18を参照して、遮光部材210、220の貫通孔211、221の回転角θ1,θ2と、図3に示す原稿Pを読み取ったときの光学像の結像状態との関係について説明する。
図18は、第1遮光部材210における第1貫通孔211の回転角θ1及び第2遮光部材220における第2貫通孔221の回転角θ2をともに「0度」から「30度」まで変更した場合の強度比を示している。ここで、強度比とは、本来白地部分であるはずの範囲における明度の平均値を基準とする、本来黒地部分であるはずの範囲における明度の最大値の割合である。すなわち、強度比が小さいほど、結像面に原稿の光学像を正しく結像できているといえる。
また、図18には、光軸方向Zに中心が一致する場合D0と、光軸方向Zに中心が一致しない場合D10とにおける強度比を示している。なお、光軸方向Zに中心が一致しない場合D10とは、貫通孔211,221の中心とレンズ11の中心がレンズピッチの「10%」に相当する距離だけ配列方向Xにずれている場合である。
図18に示すように、光軸方向Zに中心が一致する場合D0には、光軸方向Zに中心が一致しない場合D10に比較して、強度比が小さくなっている。すなわち、貫通孔211,221の中心とレンズ11の中心とが一致するように遮光部材210,220とレンズアレイ12とが組み付けられるほど、強度比が小さくなり、CISMの受光精度を高めることができるといえる。
また、光軸方向Zに中心が一致する場合D0において、回転角θ1,θ2が「3度」以上「10度」未満である場合には、回転角θ1,θ2が「0度」である場合と強度比が略等しくなっている。また、回転角θ1,θ2が「10度」以上「25度」以下である場合には、回転角θ1,θ2が「0度」である場合よりも強度比が小さくなっている。また、回転角θ1,θ2が「30度」である場合には、回転角θ1,θ2が「0度」である場合よりも強度比が大きくなっている。したがって、光軸方向Zに中心が一致する場合D0には、回転角θ1,θ2が大きいほど一律に強度比が小さくなるわけではないが、特定の回転角θ1,θ2の範囲においては強度比が小さくなる。
一方、光軸方向Zに中心が一致しない場合D10において、回転角θ1,θ2が「3度」以上「25度」以下である場合には、回転角θ1,θ2が「0度」である場合よりも強度比が小さくなっている。また、図18には図示していないが、回転角θ1,θ2が「30度」である場合には、回転角θ1,θ2が「0度」である場合よりも強度比が大きくなっている。なお、回転角θ1,θ2が「30度」である場合の強度比は「4.28%」である。したがって、光軸方向Zに中心が一致しない場合D10には、回転角θ1,θ2を「0度」よりも大きくすることで、上限値があるものの強度比が小さくなる。
こうして、光軸方向Zに中心が一致する場合D0であっても、光軸方向Zに中心が一致しない場合D10であっても、遮光部材210,220における貫通孔211,221の回転角θ1,θ2を設けることで、強度比を小さくすることができる。詳しくは、遮光部材210,220における貫通孔211,221の回転角θ1,θ2は、「3度」以上「25度」以下であることが好ましく、「5度」以上「20度」以下であることがより好ましい。
次に、図19を参照して、第1遮光部材210の第1貫通孔211の回転角θ1から第2遮光部材220の第2貫通孔221の回転角θ2を差し引いた値である角度差Δθ(θ1―θ2)と、図3に示す原稿Pを読み取ったときの光学像の結像状態との関係について説明する。なお、図19は、第1遮光部材210の第1貫通孔211の回転角θ1を「5度」、「10度」、「15度」、「20度」とした場合の角度差Δθに対する強度比を示している。また、図19に示す強度比は、光軸方向Zに中心が一致しない場合、すなわち、貫通孔211,221の中心とレンズ11の中心がレンズピッチの「10%」に相当する距離だけ配列方向Xにずれている場合における強度比である。
図19に示すように、第1貫通孔211の回転角θ1が何れの角度の場合においても、角度差Δθの絶対値が小さい場合のほうが、同角度差Δθの絶対値が大きい場合よりも強度比が小さい。言い換えれば、第1貫通孔211の回転角θ1が何れの角度の場合においても、角度差Δθが「0度」よりも大きくなるほど、すなわち第1貫通孔211の回転角θ1が第2貫通孔221の回転角θ2よりも大きくなるほど、強度差が大きくなる。一方、角度差Δθが「0度」よりも小さくなるほど、すなわち第2貫通孔221の回転角θ2が第1貫通孔211の回転角θ1よりも大きくなるほど、強度差が大きくなる。
このため、第1貫通孔211の回転角θ1が「5度」である場合には、第2貫通孔221の回転角θ2が「5度」である場合が最も強度比が小さく、第1貫通孔211の回転角θ1が「10度」である場合には、第2貫通孔221の回転角θ2が「10度」である場合が最も強度比が小さい。また、第1貫通孔211の回転角θ1が「15度」である場合及び第1貫通孔211の回転角θ1が「20度」である場合についても同様である。
こうして、第1貫通孔211の回転角θ1を何れの角度にした場合においても、角度差Δθは「0度」に近い値とすることが好ましい。すなわち、第1遮光部材210の第1貫通孔211の回転角θ1は、第2遮光部材220の第2貫通孔221の回転角θ2と乖離していないことが好ましい。具体的には、遮光部材210,220の貫通孔211,221の回転角θ1,θ2をともに「0度」とした場合の強度比が「1.65%」であることから、回転角の角度差Δθは、「−10度」以上「10度」以下であることが好ましい。
なお、貫通孔211,221の回転角θ1,θ2の適正範囲及び同回転角θ1,θ2の角度差Δθの適正範囲は、貫通孔211,221の大きさや形状などによって異なるものである。
上記第6実施形態によれば、第1実施形態の効果(1)〜(3)に加え、以下に示す効果を得ることができる。
(4)貫通孔211,221の内壁面212,222に複数の反射面を形成する場合に比較して、反射面を形成する手間やコストを低減することができる。例えば、遮光部材210,220を樹脂材料で金型に射出成形する場合に、貫通孔211,221の成形性を良くしたり、金型からの離型性を良くしたりすることができる。
(4)貫通孔211,221の内壁面212,222に複数の反射面を形成する場合に比較して、反射面を形成する手間やコストを低減することができる。例えば、遮光部材210,220を樹脂材料で金型に射出成形する場合に、貫通孔211,221の成形性を良くしたり、金型からの離型性を良くしたりすることができる。
なお、上記実施形態は以下に示すように変更してもよい。
・遮光部材13,14の貫通孔20における光軸方向Zと直交する面積は、同光軸方向Zにおいて一定でなくてもよい。例えば、図20(a),(b)に示すように、遮光部材70の貫通孔71における光軸方向Zと直交する断面の面積は、他方端側に向かうに連れ次第に大きくなるようにしてもよい。すなわち、遮光部材70の貫通孔71は、光軸方向Zにおける他方端側に広がるテーパー状をなす貫通孔としてもよい。これによれば、貫通孔71の容積が等しいことを前提として、貫通孔71の断面の面積を光軸方向Zにおいて一定とする場合や、貫通孔71の断面の面積を他方端側に向かうに連れ次第に小さくする場合に比較して、一方端側の貫通孔71の断面の面積が小さくなるため光軸Lから外れた光L4の多くを遮光することができる。また、貫通孔71の断面の面積を光軸方向Zにおいて一定とする場合に比較して、貫通孔71を進む光が同貫通孔71の内壁面72で反射され難くなる。換言すれば、図20(b)に示す貫通孔71の内壁面72に沿って進む光L5は、貫通孔71の断面の面積を光軸方向Zにおいて一定とする場合には、その内壁面で反射され迷光となりやすい。したがって、図20に示す遮光部材70によれば、貫通孔71の内壁面72で反射する光の量を低減することができる。
・遮光部材13,14の貫通孔20における光軸方向Zと直交する面積は、同光軸方向Zにおいて一定でなくてもよい。例えば、図20(a),(b)に示すように、遮光部材70の貫通孔71における光軸方向Zと直交する断面の面積は、他方端側に向かうに連れ次第に大きくなるようにしてもよい。すなわち、遮光部材70の貫通孔71は、光軸方向Zにおける他方端側に広がるテーパー状をなす貫通孔としてもよい。これによれば、貫通孔71の容積が等しいことを前提として、貫通孔71の断面の面積を光軸方向Zにおいて一定とする場合や、貫通孔71の断面の面積を他方端側に向かうに連れ次第に小さくする場合に比較して、一方端側の貫通孔71の断面の面積が小さくなるため光軸Lから外れた光L4の多くを遮光することができる。また、貫通孔71の断面の面積を光軸方向Zにおいて一定とする場合に比較して、貫通孔71を進む光が同貫通孔71の内壁面72で反射され難くなる。換言すれば、図20(b)に示す貫通孔71の内壁面72に沿って進む光L5は、貫通孔71の断面の面積を光軸方向Zにおいて一定とする場合には、その内壁面で反射され迷光となりやすい。したがって、図20に示す遮光部材70によれば、貫通孔71の内壁面72で反射する光の量を低減することができる。
・また、図21(a),(b)に示すように、遮光部材80の貫通孔81における光軸方向Zと直交する断面の面積は、他方端側に向かうに連れ次第に小さくなるようにしてもよい。すなわち、遮光部材80の貫通孔81は、光軸方向Zにおける他方端側に狭まるテーパー状をなす貫通孔としてもよい。これによれば、図21(b)に示すように、貫通孔81の断面の面積を光軸方向Zにおいて一定とする場合に比較して、一方端側から貫通孔81の内壁面82に入射する光L6を同一方端側に反射し易くなる。このため、貫通孔81の内壁面82で反射された光がレンズアレイ12の他方端側において、結像に関与することを抑制することができる。
また、図20及び図21に示す遮光部材70,80によれば、同遮光部材70,80を金型で樹脂成形する際に、貫通孔71,81の断面の面積を光軸方向Zにおいて一定とする場合に比較して、遮光部材70,80を金型から円滑に離型させることができる。
・図20及び図21に示す遮光部材80,90の貫通孔71,81において、配列方向Xと交差する内壁面がテーパー状をなしていれば、副走査方向Yと交差する内壁面はテーパー状をなしていなくてもよい。また、副走査方向Yと交差する内壁面がテーパー状をなしていれば、配列方向Xと交差する内壁面はテーパー状をなしていなくてもよい。
・図20及び図21に示す遮光部材80,90の貫通孔71,81において、光軸方向Zにおける他方端側に向かうに連れ、階段状に貫通孔71,81の面積を変化するようにしてもよい。
・遮光部材13,14の貫通孔20における光軸Lから配列方向Xに位置する内壁面21を副走査方向Yと交差する反射面としてもよい。すなわち、図22に示すように、遮光部材90の貫通孔91における光軸Lから配列方向Xに位置する内壁面92は、遮光部材13,14の貫通孔20の内壁面21のように反射面22と反射面23とで形成される凸状の内壁面でなくてもよい。この場合、内壁面92の反射面93の副走査方向Yにおける長さ寸法D1は、イメージセンサー15の副走査方向Yにおける長さ寸法D2、すなわち、イメージセンサー15の撮像素子1つ分の長さよりも長いことが好ましい。これによれば、光軸Lから配列方向Xに進む光を光軸Lに向けて反射することを抑制し、その反射した光がイメージセンサー15で受光されることを抑制することができる。
・貫通孔20,40,60,211,221の内壁面21,41,61,212,222は、粗面であってもよい。
・内壁面21,41,61が有する反射面22〜24,42〜44,62,63の数、大きさ、及び副走査方向Yに対する角度は任意に変更してもよい。
・内壁面21,41,61が有する反射面22〜24,42〜44,62,63の数、大きさ、及び副走査方向Yに対する角度は任意に変更してもよい。
・第1遮光部材13,31,51,210及び第2遮光部材14,32,52,220の一方の遮光部材を備えなくてもよい。
・第2実施形態のCISM及び第3実施形態のCISMにおいて、レンズアレイ12の一方端側に配置される第1遮光部材31,51を比較例の第1遮光部材101としてもよい。又は、レンズアレイ12の一方端側に配置される第2遮光部材32,52を比較例の第2遮光部材102としてもよい。
・第2実施形態のCISM及び第3実施形態のCISMにおいて、レンズアレイ12の一方端側に配置される第1遮光部材31,51を比較例の第1遮光部材101としてもよい。又は、レンズアレイ12の一方端側に配置される第2遮光部材32,52を比較例の第2遮光部材102としてもよい。
・遮光部材13,14,31,32,51,52の貫通孔20は、光軸Lと交差する断面形状が矩形を除く他の多角形形状であってもよいし、真円形状若しくは楕円形状であってもよい。
・第2遮光部材14と受光部16との間に、さらにレンズアレイ12と遮光部材を備えてもよい。この場合、そうした遮光部材を光軸方向Zにおいてレンズアレイ12で挟持してもよい。
・第6実施形態において、遮光部材210,220の貫通孔211,221の平面視形状は平行四辺形でなくてもよい。例えば、矩形形状であってもよいし、楕円形状であってもよい。
・第6実施形態において、配列方向Xと交差する内壁面212,222における副走査方向Yと交差する反射面213,223は、内側に向かって湾曲する湾曲面であってもよいし、外側に向かって湾曲する湾曲面であってもよい。副走査方向Yに対して回転角θ1,θ2をなす方向と交差する内壁面214,224における配列方向Xに沿う反射面215,225は、内側に向かって湾曲する湾曲面であってもよいし、外側に向かって湾曲する湾曲面であってもよい。
・第6実施形態において、第1遮光部材210の第1貫通孔211の光軸方向Zと直交する断面積は、他方端側に向かうに連れ次第に大きくしてもよいし、他方端側に向かうに連れ一様であってもよい。また、第2遮光部材220の第2貫通孔221の光軸方向Zと直交する断面積は、他方端側に向かうに連れ次第に小さくしてもよいし、他方端側に向かうに連れ一様であってもよい。また、第1貫通孔211と第2貫通孔221は同一形状であってもよい。
・第6実施形態において、第1遮光部材210における貫通孔211の回転角θ1及び第2遮光部材220における貫通孔221の回転角θ2の少なくとも一方は、負の値であってもよい。
・各CISMを構成する原稿台17、第1遮光部材13、レンズアレイ12、第2遮光部材14、及び受光部16において、光軸方向Zにおける間隔などは適宜変更してもよい。
・各CISM(結像光学素子)は、イメージスキャナーの他に、複合プリンター、転写機、カードリーダー、及び認証装置などに適用してもよい。
10…CISM(結像光学素子の一例)、11…レンズ、12…レンズアレイ、13,31,51,210…第1遮光部材(遮光部材の一例)、14,32,52,220…第2遮光部材(遮光部材の一例)、20,40,60,211,221…貫通孔、21,41,61,212,222…内壁面、22〜24,42〜44,62,63,213,223…反射面、70,80,90…遮光部材、71,81,91…貫通孔、72,82,92…内壁面、L…光軸、X…配列方向(主走査方向)、Y…副走査方向、Z…光軸方向。
Claims (7)
- 複数のレンズを互いの光軸が平行となるように列状に配したレンズアレイを備え、該レンズアレイの光軸方向における一方端側からの入射光学像を他方端側で結像させて像を形成する結像光学素子であって、
前記レンズアレイにおける前記一方端側及び前記他方端側の少なくとも一方に配置され、光を通過させる複数の貫通孔が前記レンズアレイにおける前記レンズの配列方向である主走査方向と同方向に列状に設けられた遮光部材をさらに備え、
前記主走査方向と交差する前記貫通孔の内壁面は、前記光軸方向及び前記主走査方向と直交する副走査方向と交差する反射面を有し、
前記反射面は、同反射面に入射する光を前記主走査方向と交差する方向に反射することを特徴とする結像光学素子。 - 前記主走査方向と交差する前記貫通孔の内壁面は、複数の前記反射面を有することを特徴とする請求項1に記載の結像光学素子。
- 前記主走査方向と交差する前記貫通孔の内壁面は、単一の前記反射面を有することを特徴とする請求項1に記載の結像光学素子。
- 前記遮光部材は、少なくとも前記レンズアレイの前記一方端側に配置されることを特徴とする請求項1〜請求項3の何れか一項に記載の結像光学素子。
- 前記反射面は、平滑面且つ低反射面であることを特徴とする請求項1〜請求項4のうち何れか一項に記載の結像光学素子。
- 前記貫通孔の前記光軸方向と直交する断面の面積は、前記他方端側に向かうに連れ次第に大きくなることを特徴とする請求項1〜請求項5のうち何れか一項に記載の結像光学素子。
- 前記貫通孔における前記光軸方向と直交する断面の面積は、前記他方端側に向かうに連れ次第に小さくなることを特徴とする請求項1〜請求項5のうち何れか一項に記載の結像光学素子。
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