JP4271841B2 - Lens array unit and optical apparatus having the same - Google Patents
Lens array unit and optical apparatus having the same Download PDFInfo
- Publication number
- JP4271841B2 JP4271841B2 JP2000312918A JP2000312918A JP4271841B2 JP 4271841 B2 JP4271841 B2 JP 4271841B2 JP 2000312918 A JP2000312918 A JP 2000312918A JP 2000312918 A JP2000312918 A JP 2000312918A JP 4271841 B2 JP4271841 B2 JP 4271841B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- lens
- lens array
- light
- light shielding
- lenses
- 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.)
- Expired - Lifetime
Links
Images
Landscapes
- Lenses (AREA)
- Facsimile Heads (AREA)
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本願発明は、画像読み取り装置などの光学装置、および光学装置に組み込まれることによって所望の物体像を結像させる用途に用いられるレンズアレイユニットに関する。
【0002】
【従来の技術】
ファクシミリ装置やスキャナ装置に組み込まれる画像読み取り装置においては、ライン状に並べられた複数の受光素子を利用することにより、原稿の画像を正立等倍で読み取る場合が多い。この場合、結像用の複数のレンズを備えたレンズアレイを用いることにより、原稿の画像を上記複数の受光素子上に正立等倍で結像させる必要がある。そこで、従来においては、図17および図18に示すようなレンズアレイ9がある。
【0003】
このレンズアレイ9は、複数のロッドレンズ91を列状に配列させて樹脂製のホルダ部90に保持させた構成を有している。各ロッドレンズ91は、一対のレンズ面91a,91bがいずれも平面状とされた円柱状である。ただし、各ロッドレンズ91は、独特な光学的特性を有するものであり、軸心からの距離に応じてその屈折率が異なるように構成されている。その結果、図18に表われているように、各ロッドレンズ91内を進行する光は、蛇行した経路をたどり、物体(a→b)の正立等倍像(a’→b’)が得られる。
【0004】
レンズアレイ9を製造するには、まず複数のロッドレンズ91を製造する。次いで、インサート成形の手法を用いることにより、それら複数のロッドレンズ91を内部に埋め込むかたちでホルダ部90を樹脂成形する
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ロッドレンズ91は、上記したような独特な光学的特性をもつものであるために、その製造は容易でない。ロッドレンズ91を製造するための特殊な設備をもたないメーカにおいては、そのレンズを製造することは困難であり、このことがレンズアレイ9の製造コストを上昇させていた。また、従来においては、複数のロッドレンズ91の製造作業と、ホルダ部90の成形作業とが別個に行われているために、レンズアレイ9の生産効率も悪い。その結果、レンズアレイ9の製造コストが、一層高くなっていた。
【0006】
本願発明は、このような事情のもとで考え出されたものであって、従来のレンズアレイよりも生産効率良く、かつ安価に製造することが可能な光学的性能に優れたレンズアレイユニットを提供することをその課題としている。また、本願発明は、そのようなレンズアレイユニットが組み込まれた光学装置を提供することを他の課題としている。
【0007】
【発明の開示】
上記の課題を解決するため、本願発明では、次の技術的手段を講じている。
【0008】
本願発明によって提供されるレンズアレイユニットは、第1および第2レンズ面をそれぞれ有する凸レンズとしての複数の第1レンズ、およびこれら複数の第1レンズを保持する第1ホルダ部を有しているとともに、これら第1ホルダ部および第1レンズが透光性を有する樹脂により一体成形されている第1レンズアレイと、第3および第4レンズ面をそれぞれ有する凸レンズとしての複数の第2レンズ、およびこれら複数の第2レンズを保持する第2ホルダ部を有しているとともに、これら第2ホルダ部および第2レンズが透光性を有する樹脂により一体成形され、かつ上記第3レンズ面が上記第2レンズ面に対向するように上記第1レンズアレイに重ね合わされている第2レンズアレイと、複数の貫通孔を有しており、かつこれら複数の貫通孔が上記各第1レンズ面の正面に配置されるようにして上記第1レンズアレイに重ね合わされている複数の遮光部材と、を具備しており、上記各第1レンズ面は、上記遮光部材の各貫通孔よりも大径とされている一方、上記複数の遮光部材は、それらの繋ぎ目部分において、上記複数の遮光部材の少なくとも一部分どうしがこれらの厚み方向において互いにオーバラップする構造をとりながら、上記複数の第1レンズの列方向に繋がって並ぶようにして上記第1レンズアレイに取り付けられていることを特徴としている。
【0009】
このような構成を有するレンズアレイユニットにおいては、次のような効果が得られる。
【0010】
第1に、上記第1および第2レンズのそれぞれは、凸レンズであり、従来のロッドレンズとは異なり、レンズ内部の屈折率を異ならせるように構成する必要はない。本願発明においては、上記第1および第2レンズアレイのそれぞれのレンズおよびこれを保持するホルダ部については、金型を用いた通常の樹脂成形の手法によって簡単に製作することができる。一方、上記遮光部材は、複数の貫通孔を備えた形態を有するものであり、この遮光部材も容易に製造することができる。したがって、本願発明に係るレンズアレイユニットは、生産効率がよく、その製造コストを従来のレンズアレイよりも廉価にすることができる。
【0011】
第2に、本願発明に係るレンズアレイユニットにおいては、凸レンズアレイとしての第1および第2レンズアレイを組み合わせているために、1つの凸レンズアレイを用いただけでは得ることができない光学的特性が得られることとなり、後述するように、たとえば正立等倍像を結像させることが可能となる。
【0012】
第3に、結像対象物の像を結像させる場合に、この結像対象物に上記遮光部材を対面させるようにして本願発明に係るレンズアレイユニットを使用すると、上記遮光部材の各貫通孔を通過した光のみを上記各第1レンズ面に入射させることができ、その後その光を上記第1および第2レンズ内に進行させることができる。すなわち、本願発明においては、結像対象物から上記第1および第2レンズに向けて進行してくる光を、上記遮光部材によって予め絞ることができる。このようにすると、上記結像対象物から進行してきた光が上記第1および第2レンズアレイのそれぞれのホルダ部を透過しないようにすることができ、画像の結像領域に無用な光が到達しないようにすることができる。また、上記遮光部材の各貫通孔に適度な深さをもたせれば、上記第1および第2レンズの軸に対して大きな傾き角度をもつ光を上記遮光部材によって遮ることができる結果、上記第1および第2レンズの軸に対して所定角度範囲内の小さな傾き角度をもつ光のみを上記第1レンズ面に入射させることが可能となる。したがって、上記第1レンズ面から上記第1レンズ内に進行した光が、その隣りの第1レンズ内に進行したり、あるいはその隣りの位置関係にある第2レンズ内に進行するような現象(光のクロストーク)についても、適切に防止または抑制することが可能となる。したがって、鮮明な結像画像が得られることとなる。第4に、この上記各第1レンズ面と上記各貫通孔との中心どうしが仮に位置ずれした場合であっても、その位置ずれ量が一定の寸法範囲内であれば、上記各第1レンズ面の正面に上記各貫通孔が配置されている状態を維持することができ、適正な結像を行わせることが可能となる。第5に、1つの遮光部材のみを用いる場合と比較すると、上記複数の遮光部材のそれぞれの長さを短くすることができるために、上記各遮光部材に反り変形などを生じにくくすることができる。したがって、たとえば上記各遮光部材に伸縮性をもたせてからこれを伸張させた状態に設定しなくても、上記各遮光部材を上記第1レンズアレイから浮き上がらないようにすることができる。この場合において、上記複数の遮光部材の繋ぎ目部分は、上記遮光部材の厚み方向に光を透過させない構造となる。したがって、結像に不必要な光が上記繋ぎ目部分を通過して上記第1レンズアレイ内に進行するといったことを適切に防止することができる。
【0013】
本願発明の好ましい実施の形態においては、上記第1および第2レンズアレイは、正立等倍像を結像可能とされている。
【0014】
このような構成によれば、本願発明に係るレンズアレイユニットを、従来の正立等倍像の結像が可能なロッドレンズアレイの代替品として好適に使用することができる。
【0015】
【0016】
【0017】
【0018】
【0019】
本願発明の他の好ましい実施の形態においては、上記遮光部材および上記第1レンズアレイには、少なくとも一対の凹部と凸部とが設けられており、これら凹部と凸部との嵌合により、上記遮光部材は上記第1レンズアレイに組み付けられている。
【0020】
このような構成によれば、上記遮光部材と上記第1レンズアレイとを互いに正確に位置決めして組み合わせる作業が容易化される。
【0021】
【0022】
【0023】
【0024】
【0025】
【0026】
【0027】
本願発明の他の好ましい実施の形態においては、上記複数の遮光部材のそれぞれは、同一の形状およびサイズとされている。
【0028】
このような構成によれば、上記複数の遮光部材としては、1種類のものを製作すればよいこととなり、その製作コストを廉価にするのに好適となる。
【0029】
本願発明の他の好ましい実施の形態においては、上記各第1レンズ面は、凸状であり、かつこの第1レンズ面の少なくとも一部は、上記遮光部材の各貫通孔に嵌入している。
【0030】
このような構成によれば、上記各第1レンズ面と上記各貫通孔との位置合わせが容易化される。また、それらの位置ずれを生じ難くすることもできる。
【0031】
【0032】
【0033】
【0034】
【0035】
本願発明によって提供される光学装置は、物体から進行してくる光を集束させることにより、上記物体の像を所定の位置に結像させるための結像手段を備えている光学装置であって、上記結像手段としては、本願発明に係る上記レンズアレイユニットが用いられていることを特徴としている。
【0036】
このような構成によれば、本願発明に係る上記レンズアレイユニットにみられるのと同様な効果が期待できる。
【0037】
本願発明の好ましい実施の形態においては、原稿を照明するための光源と、光電変換機能を有する複数の受光素子と、をさらに備えており、かつ上記原稿によって反射された光を上記レンズアレイユニットによって集束させることにより、上記原稿の画像を上記複数の受光素子上に結像させる構成とされている。
【0038】
このような構成によれば、上記複数の受光素子によって上記原稿の画像を適切に読み取ることができる。
【0039】
本願発明のその他の特徴および利点については、以下に行う発明の実施の形態の説明から、より明らかになるであろう。
【0040】
【発明の実施の形態】
以下、本願発明の好ましい実施の形態について、図面を参照しつつ具体的に説明する。
【0041】
図1〜図5は、本願発明に係るレンズアレイユニットの参考例を示している。図1および図2によく表われているように、このレンズアレイユニットU1は、第1レンズアレイ1と、第2レンズアレイ2と、遮光部材3とを具備して構成されている。
【0042】
第1レンズアレイ1は、一定間隔で直線状の1列に並んだ複数の第1レンズ11と、これら複数の第1レンズ11に繋がって一体に形成された第1ホルダ部10とを含むレンズアレイ本体1aを具備して構成されている。第2レンズアレイ2は、その基本的な構造が第1レンズアレイ1と共通するものであり、一定間隔で直線状の1列に並んだ複数の第2レンズ21と、これら複数の第2レンズ21に繋がって一体に形成された第2ホルダ部20とを含むレンズアレイ本体2aを具備して構成されている。レンズアレイ本体1a,2aは、いずれも一定方向に延びたブロック状であり、透光性を有する合成樹脂製である。透光性を有する合成樹脂としては、たとえばPMMA(ポリメタクリル酸メチル(メタクリル樹脂))、あるいはPC(ポリカーボネート)が用いられている。
【0043】
第1レンズ11は、軸Cの方向に間隔を隔てた凸状曲面としての第1および第2レンズ面11a,11bを有する両凸レンズとされている。第2レンズ21は、軸Cの方向に間隔を隔てた凸状曲面としての第3および第4レンズ面21a,21bを有する両凸レンズとされている。第1、第2、第3および第4レンズ面11a,11b,21a,21bは、後述するように、それらによって正立等倍像を結像可能な曲率とされている。上記した各レンズ面は、球面状または非球面状のいずれであってもかまわない。上記各レンズ面を球面にすれば、その製造が容易となる。これに対し、上記各レンズ面を非球面にすれば、収差を少なくすることができる。なお、第1および第2レンズ11,12は、必ずしも両凸レンズである必要はない。たとえば、第2レンズ面11bを平面状にした場合であっても、正立等倍像を結像可能である。第1および第2レンズ11のそれぞれの配列ピッチは、たとえば1mm程度である。上記したレンズ面11a,11b,21a,21bのそれぞれの直径は、たとえば0.6〜1.0mm程度である。ただし、本実施形態においては、第2レンズ面11bと第3レンズ面21aとが略同一径とされている点を除き、基本的には、第1レンズ面11aから第4レンズ面21bに向かうにしたがって上記レンズ面の直径が徐々に大きくなるように構成されており、第4レンズ面21bについては、互いに隣り合う第4レンズ面21bどうしが互いに接触するサイズとされている。
【0044】
第1および第2ホルダ部10,20の互いに対向する面10b,20aの長手方向両端部には、二対の凹部13と段部23aを備えた凸部23とが設けられている。これら凹部13と凸部23の先端部とが嵌合することにより、第1および第2レンズアレイ1,2は互いに重ね合わされて組み付けられているとともに、第1および第2レンズ11,12のそれぞれの軸Cどうしが合わされている。第1ホルダ部10の面10bには段部23aが当接しており、これにより第2レンズ面11bと第3レンズ面21aとの間隔が規定されている。面10b,20aの長手方向中間部には、第1および第2レンズ11,21を避けるようにして、少なくとも1組の凸部14と凹部24とが設けられている(図4参照)。第1および第2レンズアレイ1,2は、これら凸部14と凹部24との嵌合作用によっても互いに位置決めが図られているとともに、第2レンズ面11bと第3レンズ面21aとの間隔が規定されている。
【0045】
遮光部材3は、図2によく表われているように、第1および第2レンズアレイ1,2と同様に、一定方向に延びたブロック状またはシート状であり、適度な厚みを有している。ただし、この遮光部材3は、遮光性を有するたとえば黒色のABS樹脂製とされている。この遮光部材3には、第1および第2レンズ11,21に対応する複数の貫通孔30が直線状の列状に配列されて設けられている。各貫通孔30の内壁面30aも黒色である。
【0046】
遮光部材3の面(裏面)31bには、この遮光部材3の長手方向に間隔を隔てた複数の凹部35が設けられている。これに対し、第1レンズアレイ1の第1ホルダ部10の面10aには、複数の凸部15が設けられている。遮光部材3は、それら複数の凹部35と凸部15とが嵌合することにより(図3参照)、第1レンズアレイ1の第1ホルダ部10の面10aに接触または接近するようにして重ね合わされて取り付けられている。これにより、遮光部材3の各貫通孔30は、各第1レンズ面11aの正面に位置し、かつ開口している。
【0047】
ただし、遮光部材3は、ABS樹脂製であること、および比較的厚みが小さいことにより、その長手方向に伸縮性を有しており、この遮光部材3は、上記長手方向に適度に伸張した状態で第1レンズアレイ1に取り付けられている。上記した複数の凹部35と凸部15との嵌合は、遮光部材3の伸張状態を維持する役割も果たしている。遮光部材3が上記のように伸張されると、複数の貫通孔30の配列ピッチは、伸張前の状態と比べると長くなる。ただし、その変化量は実際上は無視し得る程度の僅かな寸法である。したがって、複数の貫通孔30の配列ピッチは、第1レンズ11の配列ピッチと同一にしておくことができる。むろん、予め複数の貫通孔30の配列ピッチを第1レンズ11の配列ピッチよりも幾分短くしておき、遮光部材3を伸張させたときには、それらの配列ピッチが一致するように構成することもできる。
【0048】
各貫通孔30の直径D2は、各第1レンズ面11aの直径D1よりも小さくされている。また、各第1レンズ面11aの一部は、各貫通孔30に嵌入した状態とされている。図2および図5によく表われているように、遮光部材3の面(表面)31aの一側縁部には、少なくとも1つの凹部36が設けられている。また、遮光部材3の長手方向両端部には、上向きの凸部37が設けられている。これらの凹部36や凸部37は、後述する光学装置Aにおいて遮光部材3の位置決めを図るのに利用される部分である。
【0049】
上記した構成の第1および第2レンズアレイ1,2および遮光部材3は、たとえば次のような製造方法により製造することができる。
【0050】
まず、第1レンズアレイ1を製造するには、図6に示すように、金型6の上型6aおよび下型6bによって形成されるキャビティ内に透明樹脂を充填して硬化させてから型抜きを行う。上型6aおよび下型6bには、第1および第2レンズ面11a,11bに対応する複数の凹部11a',11b'や、複数の凹部13に対応する凸部13’などが形成されている。上記した樹脂成形工程により、レンズアレイ本体1aを成形し、第1レンズアレイ1を簡単に得ることができる。第1レンズアレイ1を多数生産する場合には、たとえばレンズアレイ本体1aが集合したのと同様な形態をもつプレート状またはシート状の樹脂成形品を成形した後に、この樹脂成形品を切断して複数のレンズアレイ本体1aに分割する手法を採用することもできる。第2レンズアレイ2についても、上記と同様な方法で簡単に製造することができる。なお、2つのレンズアレイ本体1a,1bを並べて繋げたのと同様な形態を有する樹脂成形品を形成してから、この樹脂成形品を分割することにより、第1および第2レンズアレイ1,2を製造すれば、それらの樹脂成形の条件を同一にすることができ、第1および第2レンズ11,21のそれぞれの配列ピッチを同一に揃えるのに好適となる。
【0051】
遮光部材3については、第1および第2レンズアレイ1,2と同様に、金型を用いた樹脂成形工程により製造することができる。各貫通孔30については、上記樹脂成形工程によって形成することが可能であるが、遮光部材3の原型となる樹脂成形品に機械加工あるいはレーザ加工などを施すことによって形成することもできる。
【0052】
レンズアレイユニットU1は、第1および第2レンズアレイ1,2どうしを重ねて合わせて組み付けるとともに、第1レンズアレイ1に遮光部材3を重ね合わせて取り付けることにより組み立てることができる。第1および第2レンズアレイ1,2どうしの組み付けは、各凹部13および各凸部14を各凸部23および各凹部24にそれぞれ嵌合させることにより簡単に行うことができる。第1レンズアレイ1に対する遮光部材3の取り付けは、各凸部15と各凹部35とを嵌合させることにより簡単に行うことができる。したがって、本実施形態のレンズアレイユニットU1の製造コストについては、特殊な光学特性を有する多数のロッドレンズを製造した後にこれら多数のロッドレンズをホルダ部内に組み込むことにより製作されていた従来のロッドレンズアレイと比較して、かなり廉価にすることができる。
【0053】
次に、上記構成のレンズアレイユニットU1を用いて画像を結像させる場合の一例について、図7を参照して説明する。
【0054】
図7に示す光学系においては、遮光部材3の正面(図面上方)の始点Sから出発した光が、遮光部材3の各貫通孔30を通過すると、この光はその後第1レンズ11および第2レンズ21を順次通過してから、第2レンズアレイ2の背後の結像点Rに達する。この場合、共通の軸C上に並ぶ第1および第2レンズ11,21が光を屈折させる作用により、既述した従来のロッドレンズにみられる光の蛇行現象と同等の現象が得られる。その結果、始点Sにある物体(a→b→c)の正立等倍像(a'→b'→c')を結像点Rに形成することができる。換言すると、この光学系においては、各第1レンズ11の第1レンズ面11aが、物体(a→b→c)の倒立縮小像を形成するとともに、その倒立縮小像は、それよりも後段の第2、第3および第4レンズ面11b,21a,21bによって拡大され、かつ反転される結果、結像点Rには物体の正立等倍像が結ばれるのである。
【0055】
上記光学系においては、第1レンズアレイ1の正面に遮光部材3が設けられており、第1ホルダ部10の面10aが遮光部材3によって覆われているために、始点Sから進行してきた光が第1ホルダ部10内に進行しないようにすることができる。したがって、第1および第2ホルダ部10,20がともに透光性を有する合成樹脂製であるにも拘わらず、始点Sからの光がそれらを透過して結像点Rに到達しないようにすることができる。
【0056】
遮光部材3の各貫通孔30は、各第1レンズ面11aに入射しようとする光を絞る役割を果たす。各貫通孔30は適度な深さを有しているために、たとえば符号n1で示すように、始点Sから軸Cに対して大きな傾斜角度で進行する光線(始点Sからの広がり角度が大きい光線)については、仮に貫通孔30内に進行しても、この光線はその貫通孔30の内壁面30aに到達する。この内壁面30aは黒色であるため、上記光線は吸収され、第1レンズ面11aに向けて反射されることはない。したがって、各第1レンズ面11aには、始点Sからの広がり角度が小さい光線のみを入射させることが可能となる。
【0057】
その結果、各第1レンズ面11aから各第1レンズ11内に進行した光は、その後その第1レンズ11の軸Cから大きく離反する方向に進行しないこととなる。このため、1つの第1レンズ11内に進行した光がその隣りの第1レンズ11やその隣りの位置関係にある第2レンズ21内に進行すること、および1つの第2レンズ21内に進行した光がその隣りの第2レンズ21内に進行すること(複数のレンズ間における光のクロストーク)を適切に防止することができる。このように、上記光学系においては、1つの第1レンズ11内に進行した光については、その第1レンズ11と同軸上に並ぶ第2レンズ21の第4レンズ面21bから結像点Rに向けて適切に出射させることができる。したがって、結像点Rには鮮明な正立等倍像を結像させることができる。とくに、本実施形態においては、第1レンズ面11aから第4レンズ面21bに進むにしたがって各レンズ面が徐々に大径となる構成、あるいはそれに近い構成を有しているために、第1レンズ面11aを通過した光がその後軸Cから少々離れた個所を進行するとしても、この光は第2、第3および第4レンズ面11b,21a,21bのそれぞれを適切に通過し、それらの各所において屈折することとなる。したがって、結像点Rに結像する画像をより鮮明にすることができる。
【0058】
遮光部材3は、その長手方向に伸張した状態で第1レンズアレイ1に取り付けられている。したがって、この遮光部材3が第1レンズアレイ1から安易に浮き上がらないようにすることができる。また、遮光部材3は、第1レンズアレイ1に対して各凸部15と各凹部35との嵌合作用により位置決めされているために(図2,図3参照)、遮光部材3の各貫通孔30が各第1レンズ面11aに対して安易に位置ずれしないようにすることができる。各第1レンズ面11aの一部は、各貫通孔30の底部内に嵌入しているために、上記位置ずれはより防止される。
【0059】
ただし、このレンズアレイユニットU1においては、仮に、各貫通孔30と各第1レンズ面11aとの中心ずれが生じても、各貫通孔30よりも各第1レンズ面11aの方が大径であるために、上記ずれ量が所定量以下であれば、各貫通孔30の全域を各第1レンズ面11aの正面に配置させておくことができる。たとえば、貫通孔30と第1レンズ面11aとの直径が同一であると、それらの中心が僅かにずれただけで、貫通孔30と第1レンズ面11aとがずれてしまい、貫通孔30を通過した光のなかには、第1ホルダ部10を通過する光が発生してしまう。ところが、本実施形態においては、そのような現象を防止することが可能であり、各貫通孔30と各第1レンズ面11aとの僅かな位置ずれに起因して、レンズアレイユニットU1の光学的性能が極端に悪化するようなことはない。
【0060】
図8は、本願発明に係る光学装置の一例を示している。
【0061】
同図に示す光学装置Aは、透明板70と、この透明板70を上面部において支持する合成樹脂製のケース71と、このケース71の底面部に組み付けられた基板72とを有している。この基板72の表面上には、主走査方向(紙面と直交する方向)に間隔を隔てて列状に並べられた複数の光源73と、これら複数の光源73と同方向に並べられた複数の受光素子74とが配置されている。各光源73は、たとえば発光ダイオードを用いて構成されている。各受光素子74は、光電変換機能を有するものであり、光を受けると、その受光量に対応した出力レベルの信号(画像信号)を出力する。
【0062】
透明板70と各受光素子74との間には、上述のレンズアレイユニットU1が配置されている。レンズアレイユニットU1は、第1および第2レンズアレイ1,2がケース71に設けられた凹溝75に嵌入されていることにより、第1および第2レンズ11,21の列が上記主走査方向に延びるようにして組み込まれている。ケース71には、遮光部材3の各凹部36に対応する突起71aが設けられており、この突起71aが各凹部36に係入されていることにより、ケース71に対する遮光部材3の位置決め、および遮光部材3の上方への浮き上がり防止が図られている。また、遮光部材3の長手方向両端部の凸部37は、透明板70の裏面(下面)に当接しており、この透明板70によっても遮光部材3の上方への浮き上がり防止が図られている。透明板70の表面部のうち、各貫通孔30および各第1レンズ11に対向する部分がライン状の画像読み取り領域Laである。
【0063】
各光源73から発せられた光は、ケース71に収容された導光部材76を介して画像読み取り領域Laに照射されるようになっている。導光部材76は、たとえば透明なPMMA製またはPC製であり、各光源73から一定の広がり角度をもって発せられた光を平行光線に近づけるための凸状面76a,76bを有している。これら2つの凸状面76a,76bを通過してきた光は、導光部材76の傾斜面76cによって全反射されることにより、画像読み取り領域Laに向けて効率良く集中的に導くことができるようになっている。ただし、本願発明はこれに限定されず、導光部材76を用いることなく、あるいは導光部材76とは異なる形態の導光部材を用いることにより、各光源73から発せられた光を画像読み取り領域Laに導くようにしてもかまわない。画像読み取り領域La上には、原稿Gを搬送するためのプラテンローラ77が設けられている。
【0064】
この光学装置Aにおいては、各光源73から発せられた光が画像読み取り領域Laまで導かれ、原稿Gを照明する。原稿Gによって反射された光は、レンズアレイユニットU1に向けて進行する。すると、図7において説明した作用により、複数の受光素子74上には、画像読み取り領域Laにおける原稿Gの1ライン分の画像が正立等倍で結像する。このため、複数の受光素子74からは、原稿Gの画像に対応する1ライン分の画像信号が出力される。このような読み取り処理は、原稿Gがプラテンローラ77によって副走査方向に搬送される過程において複数回にわたって繰り返し実行される。この光学装置Aにおいては、原稿画像の結像手段として、従来技術のロッドレンズアレイが用いられておらず、それよりも製造コストを廉価にすることができるレンズアレイユニットU1が用いられている。したがって、光学装置Aの製造コストも廉価となる。
【0065】
図9〜図15は、本願発明に係るレンズアレイユニットの一例を示している。なお、図9以降の図においては、上記参考例と同一または類似の要素には、同一の符号を付している。
【0066】
図9および図10に示すレンズアレイユニットU2は、第1レンズアレイ1の正面に、複数の遮光部材3Aが取り付けられた構成を有している。各遮光部材3Aは、図1〜図5に示した参考例における遮光部材3をその長手方向において複数に分割したのに略等しい形態を有するものであり、遮光部材3よりも全長が短いものとして形成されている。各遮光部材3Aの材質は、たとえばシンジオタクチックポリスチレンを含むポリスチレン系の合成樹脂とされている。各遮光部材3Aは、その長手方向に並ぶ複数の貫通孔30を有するのに加え、その長手方向両端部には、段部39a,39bが形成されている。段部39aは、各遮光部材3Aの厚み方向上部に偏って位置するのに対し、段部39bは、各遮光部材3Aの厚み方向下部に偏って位置している。複数の遮光部材3Aのそれぞれは、同一の形状およびサイズに形成されている。
【0067】
複数の遮光部材3Aは、それらの裏面31bの凹部35を第1レンズアレイ1の凸部15に嵌合することにより(図10参照)、これら複数の遮光部材3Aが第1レンズアレイ1の長手方向に繋がって並ぶように第1レンズアレイ1に取り付けられている。図9によく表われているように、複数の遮光部材3Aどうしの繋ぎ目部分Naは、1つの遮光部材3Aの段部39aと他の1つの遮光部材3Aの段部39bとがこれら遮光部材3Aの厚み方向(図面上下方向)において互いにオーバラップした構造とされている。
【0068】
このレンズアレイユニットU2においては、複数の遮光部材3Aによって結像に不必要な光を遮り、かつ吸収することができるため、先の参考例に係るレンズアレイユニットU1と同様に、鮮明な正立等倍像を結像させることができる。各遮光部材3Aどうしの繋ぎ目部分Naにおいては、段部39a,39bどうしがオーバラップしているために、この繋ぎ目部分Naに仮に隙間が存在し、かつこの隙間内にその正面から光が進行してきても、この光がそのまま第1レンズアレイ1に向けて進行しないようにすることができる。したがって、複数の遮光部材3Aの繋ぎ目部分Naを介して第1レンズアレイ1に光の不当な入射がなされることも確実に防止することができる。
【0069】
既述したとおり、複数の遮光部材3Aは、それぞれの全長が先の実施形態の遮光部材3の全長よりも短いために、遮光部材3と比較すると、反り変形を生じ難いものとなる。したがって、各遮光部材3Aについては、これを伸張させた状態で第1レンズアレイ1に組み付けなくても、第1レンズアレイ1から不当に浮き上がらないようにすることができる。このため、各遮光部材3Aについては、伸縮性をもたせる必要はなく、各遮光部材3Aの成形材料としては、金型成形時において流動性の良い樹脂を用いることができる。すなわち、伸縮性の大きい樹脂は、金型成形時において流動性が悪いのが一般的であるが、各遮光部材3Aには伸縮性をもたせる必要がないために、各遮光部材3Aの材料としては、たとえば既述したシンジオタクチックポリスチレンを含むポリスチレン系の合成樹脂などの流動性が良い樹脂を用いることができ、各遮光部材3Aの成形が容易化される。また、複数の遮光部材3Aのそれぞれは、同一の形状およびサイズであるから、これらを成形するための金型は1種類でよく、それらの製造も容易である。
【0070】
上記実施形態のように、本願発明においては、遮光部材を複数用いた構成とすることができる。この場合、遮光部材の具体的な個数はとくに限定されるものではない。
【0071】
図11に示す構成においては、複数の遮光部材3Aのそれぞれの長手方向両端部のそれぞれの端面38a,38bが傾斜している。これら複数の遮光部材3Aの繋ぎ目部分Nbにおいては、これらの端面38a,38aどうしが互いに対面することにより、これらが各遮光部材3Aの厚み方向において互いにオーバラップしている。このような構成においても、繋ぎ目部分Nbに対してその正面から光が進行してきた場合に、その隙間を光が通過しないようにすることができる。このように、本願発明においては、複数の遮光部材3Aの繋ぎ目部分において光の透過を防止するための手段としては、各遮光部材3Aの端面の少なくとも一部を傾斜状に形成する手段を用いることもできる。
【0072】
図12に示す構成においては、複数の遮光部材3Aのそれぞれの長手方向両端部には、半円状の凹部30Aが形成されている。2つの遮光部材3Aを互いに繋ぎ合わせた場合には、一対の凹部30Aによって1つの貫通孔30が形成されるようになっている。このような構成は、貫通孔30の配列ピッチが小さく、かつ貫通孔30どうしの間隔寸法s2を小さくせざるを得ない場合に好適となる。すなわち、先の図10に示した構成の遮光部材3Aにおいては、貫通孔30の配列ピッチが小さい場合には、その長手方向の最も端部寄りに位置する貫通孔30(30’)の縁部から遮光部材3Aの端面までの寸法s1が非常に小さくなり、このような薄肉部分の成形が難しくなる場合がある。これに対し、図12に示した構成によれば、そのような薄肉部分が生じないようにすることができ、遮光部材3Aの成形の容易化が図れるのである。むろん、各遮光部材3Aの端部に凹部30Aを形成する場合であっても、その端部にたとえば段部39a,39bを形成し、それら遮光部材3Aどうしの繋ぎ目部分を光が透過しないようにすることができる。
【0073】
図13は、他の参考例としてのレンズアレイユニットU3を示す。このレンズアレイユニットU3は、第1および第2レンズ11,21のそれぞれが、一定方向に延びる細幅な複数列に配列された構成を有している。遮光部材3の複数の貫通孔30も、第1および第2レンズ11,21に対応した複数列に配列されている。
【0074】
このレンズアレイユニットU3においては、レンズアレイユニットU1,U2と同様に、ライン状の画像を正立等倍に結像させることができる。また、このレンズアレイユニットU3においては、第1および第2レンズ11,21が1列のみ設けられているものと比較すると、各レンズ11,21を通過してから結像点に進行する光の量を多くすることができる。したがって、結像画像を明るくするのに好ましいものとなる。遮光部材3は、レンズアレイユニットU3の長手方向において隣り合うレンズ11間、あるいはレンズ21間の光のクロストークを防止するのに加え、レンズアレイユニットU3の短手方向において隣り合うレンズ間の光のクロストークをも防止する。
【0075】
図14は、さらの他の参考例としてのレンズアレイユニットU4を示す。このレンズアレイユニットU4は、第1および第2レンズアレイ1,2のそれぞれが略プレート状に形成されており、かつ第1および第2レンズ11,21のそれぞれが、マトリクス状に配列された構成を有している。遮光部材3の複数の貫通孔30も、第1および第2レンズ11,21に対応したマトリクス状の配列とされている。
【0076】
このレンズアレイユニットU4においては、一定面積を有する面状領域の画像を正立等倍に結像させることができる。したがって、たとえば液晶表示器やその他のディスプレイ機器の画面に表示された画像を所定の位置に結像させる用途に好適となる。遮光部材3は、レンズ11,21の配列方向である縦方向または横方向において隣り合うレンズ間の光のクロストークを防止するのに加え、斜め方向において隣り合うレンズ間の光のクロストークをも防止する役割を果たす。
【0077】
【0078】
図15は、さらに他の参考例としてのレンズアレイユニットU5を示す。このレンズアレイユニットU5は、第2ホルダ部20の面20aに黒色の塗装膜からなる遮光膜29aが設けられた構成を有している。また、第2ホルダ部20の面20bには、第2レンズ21どうしの間を仕切る凹部29bが設けられている。
【0079】
このレンズアレイユニットU5においては、複数のレンズ11,21間における光のクロストークをより確実に防止することができる。すなわち、軸Cに対する傾き角度が一定範囲内の小さい角度の光のみを各第1レンズ面11aに入射させるためには、遮光部材3の各貫通孔30を適度な深さを有するものとして形成する必要があり、各貫通孔30の深さが不足していると、軸Cに対して大きな角度で傾斜している光が各第1レンズ面11aに入射することとなる。しかしながら、このレンズアレイユニットU5においては、仮にそのような事態が生じ、符号n2に示すように、第2レンズ面11bから出射した光の一部が第2ホルダ部20の面20aに向けて進行しても、この光は遮光膜29aによって遮断される。また、凹部29bを規定する面は、符号n3で示すように、受けた光を全反射可能であり、複数の第2レンズ21間における光のクロストークを防止する役割を果たす。したがって、仮に、遮光部材3の各貫通孔30の深さが不足気味とされていても、このレンズアレイユニットU5においては、各レンズ間における光のクロストークを有効に防止することができ、鮮明な結像画像を得ることができるのである。
【0080】
本願発明においては、遮光部材3の各貫通孔30を深くするほど、軸Cに対する傾き角度が小さい光が第1レンズ面11a入射する割合を多くすることが可能であり、各貫通孔30を適度な深さに設定することにより、複数のレンズ間における光のクロストークを防止することが可能である。遮光部材3のみによって光のクロストークを防止できるようにすれば、レンズアレイ自体に光のクロストークを防止するための遮光膜や凹部などを設ける必要を無くすことができ、レンズアレイユニットの製造をより容易にすることが可能である。ただし、上記から理解されるように、光のクロストークをより確実に防止するための補助手段として、第2レンズアレイ2に光を遮断するための遮光膜や凹部などを設けた構成としてもかまわない。もちろん、第1レンズアレイ1にも遮光膜や凹部などを設けた構成とすることができる。
【0081】
図16に示すレンズアレイユニットU6は、本願発明の参考例であり、遮光部材3と1つのレンズアレイ1とが組み合わされた構成を有している。レンズアレイ1は、凸レンズとしての複数のレンズ11と、これら複数のレンズ11に繋がって一体に形成されたホルダ部10とを有している。
【0082】
このレンズアレイユニットU6においては、レンズアレイ1が凸レンズアレイであるために、所望の物体の倒立縮小像を結像させる用途に利用することが可能である。このように、本願発明に係るレンズアレイユニットは、必ずしも上述したレンズアレイユニットU1〜U5のように2つのレンズアレイが具備されている必要はなく、レンズアレイの数は1つであってもかまわない。本願発明においては、凹レンズアレイとして構成されたレンズアレイと遮光部材とを組み合わせた構成にすることも可能である。
【0083】
本願発明の具体的な構成は、上述の実施形態に限定されるものではなく、種々に設計変更自在である。
【0084】
たとえば、本願発明でいう遮光部材は、黒色の合成樹脂製でなくてもかまわず、黒色に近い暗色、あるいはそれらとは異なる色彩に構成することもできる。ただし、少なくとも各貫通孔の内壁面については、光の無用な反射を防止する観点からすると、黒色またはそれに近い暗色にすることが好ましい。遮光部材は、樹脂成形工程によって製造される必要もなく、その具体的な製造方法も問わない。複数の遮光部材を用いることができる点については前述したとおりである。
【0085】
本願発明に係るレンズアレイユニットは、第1および第2レンズアレイが直接重ね合わされていなくてもかまわない。たとえば、これら第1および第2レンズアレイの間に、凹レンズアレイとしての第3のレンズアレイを挟み込むことにより、色収差を無くすことができるいわゆる色消しタンプのレンズアレイユニットとして構成することも可能である。このような構成をもつレンズアレイユニットは、カラー画像を結像させる用途に好適である。
【0086】
【0087】
本願発明に係る光学装置は、原稿画像を読み取るための画像読み取り装置に限定されるものではない。図14を参照して既に説明したように、本願発明に係るレンズアレイユニットを利用することにより、液晶表示器やその他のディスプレイ機器の画面に表示された画像を所定の個所に結像させて表示させるようにした光学装置として構成することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本願発明に係るレンズアレイユニットの参考例を示す断面図である。
【図2】 図1に示すレンズアレイユニットの分解斜視図である。
【図3】 図1のIII−III断面図である。
【図4】 図1のIV−IV断面図である。
【図5】 図1のV−V断面図である。
【図6】 第1レンズアレイのレンズアレイ本体を樹脂成形する工程を示す要部断面図である。
【図7】 図1に示すレンズアレイユニットの作用説明図である。
【図8】 本願発明に係る光学装置の一例を示す断面図である。
【図9】 本願発明に係るレンズアレイユニットの一例を示す断面図である。
【図10】 図9に示すレンズアレイユニットの分解斜視図である。
【図11】 遮光部材の他の例を示す断面図である。
【図12】 (a)は、遮光部材の他の例を示す平面図であり、(b)は、(a)のXII−XII断面図である。
【図13】 本願発明に係るレンズアレイユニットの他の参考例を示す分解斜視図である。
【図14】 本願発明に係るレンズアレイユニットの他の参考例を示す分解斜視図である。
【図15】 本願発明に係るレンズアレイユニットの他の参考例を示す断面図である。
【図16】 本願発明に係るレンズアレイユニットの他の参考例を示す断面図である。
【図17】 従来技術を示す斜視図である。
【図18】 従来技術の作用説明図である。
【符号の説明】
U1〜U6 レンズアレイユニット
A 光学装置
1 第1レンズアレイ
2 第2レンズアレイ
3,3A 遮光部材
10 第1ホルダ部
11 第1レンズ
11a 第1レンズ面
11b 第2レンズ面
20 第2ホルダ部
21 第2レンズ
21a 第3レンズ面
21b 第4レンズ面
30 貫通孔
30a 内壁面(貫通孔の)
71 ケース
73 光源
74 受光素子[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an optical apparatus such as an image reading apparatus, and a lens array unit used for forming a desired object image by being incorporated in the optical apparatus.
[0002]
[Prior art]
An image reading apparatus incorporated in a facsimile apparatus or a scanner apparatus often reads an image of an original at an equal magnification by using a plurality of light receiving elements arranged in a line. In this case, it is necessary to form an image of the original on the plurality of light receiving elements at an equal magnification by using a lens array including a plurality of imaging lenses. Therefore, conventionally, there is a
[0003]
The
[0004]
In order to manufacture the
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, since the
[0006]
The present invention has been conceived under such circumstances, and a lens array unit excellent in optical performance that can be manufactured more efficiently and inexpensively than a conventional lens array. The issue is to provide. Another object of the present invention is to provide an optical device incorporating such a lens array unit.
[0007]
DISCLOSURE OF THE INVENTION
In order to solve the above problems, the present invention takes the following technical means.
[0008]
The lens array unit provided by the present invention has a plurality of first lenses as convex lenses each having a first lens surface and a second lens surface, and a first holder portion that holds the plurality of first lenses. A first lens array in which the first holder part and the first lens are integrally formed of a translucent resin, a plurality of second lenses as convex lenses each having a third and a fourth lens surface, and these A second holder portion for holding a plurality of second lenses is included, the second holder portion and the second lens are integrally formed of a light-transmitting resin, and the third lens surface is the second lens portion. A second lens array superimposed on the first lens array so as to face the lens surface;, DoubleThe first lens array has a plurality of through holes, and the plurality of through holes are arranged in front of the first lens surfaces.HeavyA plurality of light shielding members that are joined together, and each of the first lens surfaces has a diameter larger than that of each through hole of the light shielding member.On the other hand, the plurality of light shielding members have a structure in which at least a part of the plurality of light shielding members overlap with each other in the thickness direction at the joint portion thereof, in the row direction of the plurality of first lenses. It is attached to the first lens array so as to be connected and aligned.It is characterized by that.
[0009]
In the lens array unit having such a configuration, the following effects can be obtained.
[0010]
First, each of the first and second lenses is a convex lens, and unlike a conventional rod lens, it is not necessary to be configured to have a different refractive index inside the lens. In the present invention, the lenses of the first and second lens arrays and the holder portion for holding the lenses can be easily manufactured by a normal resin molding method using a mold. On the other hand, the said light shielding member has a form provided with the several through-hole, This light shielding member can also be manufactured easily. Therefore, the lens array unit according to the present invention has high production efficiency and can be manufactured at a lower cost than the conventional lens array.
[0011]
Second, since the lens array unit according to the present invention combines the first and second lens arrays as the convex lens array, optical characteristics that cannot be obtained by using only one convex lens array can be obtained. Thus, as will be described later, for example, an erecting equal-magnification image can be formed.
[0012]
Third, when forming an image of the imaging object, if the lens array unit according to the present invention is used so that the light shielding member faces the imaging object, each through hole of the light shielding member is used. Only the light that has passed through the first lens surface can be incident on the first lens surfaces, and then the light can travel into the first and second lenses. That is, in the present invention, the light traveling from the imaging target toward the first and second lenses can be narrowed down in advance by the light shielding member. In this way, the light traveling from the imaging object can be prevented from passing through the holder portions of the first and second lens arrays, and unnecessary light reaches the imaging area of the image. You can avoid it. Further, if each through hole of the light shielding member has an appropriate depth, light having a large inclination angle with respect to the axes of the first and second lenses can be shielded by the light shielding member. Only light having a small tilt angle within a predetermined angle range with respect to the axes of the first and second lenses can be incident on the first lens surface. Therefore, a phenomenon in which light that has traveled from the first lens surface into the first lens travels into the first lens adjacent to the first lens or travels into the second lens in the positional relationship next to the first lens ( It is possible to appropriately prevent or suppress (crosstalk of light). Therefore, a clear image is obtained. Fourth, even if the centers of the first lens surfaces and the through holes are misaligned, the first lenses can be used as long as the amount of misalignment is within a certain size range. It is possible to maintain the state in which each of the through holes is arranged in front of the surface, and to perform proper image formation. Fifth,Compared with the case where only one light shielding member is used, the length of each of the plurality of light shielding members can be shortened, so that it is possible to make warpage deformation and the like less likely to occur in each of the light shielding members. Therefore, for example, each light shielding member can be prevented from being lifted from the first lens array without setting each of the light shielding members to be stretchable and then setting it to the extended state. In this case, the joint portion of the plurality of light shielding members has a structure that does not transmit light in the thickness direction of the light shielding member. Therefore, it is possible to appropriately prevent light unnecessary for image formation from passing through the joint portion and traveling into the first lens array.
[0013]
In a preferred embodiment of the present invention, the first and second lens arrays can form an erecting equal-magnification image.
[0014]
According to such a configuration, the lens array unit according to the present invention can be suitably used as an alternative to a conventional rod lens array capable of forming an erecting equal-magnification image.
[0015]
[0016]
[0017]
[0018]
[0019]
In another preferred embodiment of the present invention, the light shielding member and the first lens array are provided with at least a pair of concave portions and convex portions, and the fitting of the concave portions and the convex portions results in the above-mentioned The light shielding member is assembled to the first lens array.
[0020]
According to such a configuration, the operation of accurately positioning and combining the light shielding member and the first lens array with each other is facilitated.
[0021]
[0022]
[0023]
[0024]
[0025]
[0026]
[0027]
In another preferred embodiment of the present invention, each of the plurality of light shielding members has the same shape and size.
[0028]
According to such a configuration, it is only necessary to manufacture one type of the plurality of light shielding members, which is suitable for reducing the manufacturing cost.
[0029]
In another preferred embodiment of the present invention, each of the first lens surfaces is convex, and at least a part of the first lens surface is fitted into each through hole of the light shielding member.
[0030]
According to such a configuration, alignment between the first lens surfaces and the through holes is facilitated. In addition, it is possible to make it difficult for these positional shifts to occur.
[0031]
[0032]
[0033]
[0034]
[0035]
An optical device provided by the present invention is an optical device provided with an imaging means for focusing the light traveling from the object to form an image of the object at a predetermined position, As the imaging means, the lens array unit according to the present invention is used.
[0036]
According to such a configuration, the same effect as that seen in the lens array unit according to the present invention can be expected.
[0037]
In a preferred embodiment of the present invention, a light source for illuminating the document and a plurality of light receiving elements having a photoelectric conversion function are further provided, and light reflected by the document is transmitted by the lens array unit. By focusing, the image of the original is formed on the plurality of light receiving elements.
[0038]
According to such a configuration, the image of the original can be appropriately read by the plurality of light receiving elements.
[0039]
Other features and advantages of the present invention will become more apparent from the following description of embodiments of the invention.
[0040]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be specifically described with reference to the drawings.
[0041]
1 to 5 show the lens array unit according to the present invention.referenceAn example is shown. As best seen in FIGS. 1 and 2,ThisThe lens array unit U1 includes a
[0042]
The
[0043]
The
[0044]
Two pairs of
[0045]
As shown in FIG. 2, the light-shielding
[0046]
On the surface (back surface) 31 b of the
[0047]
However, since the
[0048]
The diameter D2 of each through
[0049]
The first and
[0050]
First, in order to manufacture the
[0051]
The
[0052]
The lens array unit U1 can be assembled by stacking and assembling the first and
[0053]
Next, an example of forming an image using the lens array unit U1 having the above configuration will be described with reference to FIG.
[0054]
In the optical system shown in FIG. 7, when light starting from the start point S on the front surface (upper side of the drawing) of the
[0055]
In the optical system, since the
[0056]
Each through
[0057]
As a result, the light traveling from each
[0058]
The
[0059]
However, in this lens array unit U1, even if the center deviation between each through
[0060]
FIG. 8 shows an example of an optical device according to the present invention.
[0061]
The optical device A shown in FIG. 1 includes a
[0062]
Between the
[0063]
The light emitted from each
[0064]
In this optical apparatus A, the light emitted from each
[0065]
9 to 15 show the lens array unit according to the present invention.oneAn example is shown. In FIG. 9 and subsequent figures, the aboveReference exampleElements that are the same or similar to,same1 is attached.
[0066]
The lens array unit U2 shown in FIGS. 9 and 10 has a configuration in which a plurality of
[0067]
The plurality of
[0068]
In this lens array unit U2, light unnecessary for image formation can be blocked and absorbed by the plurality of light blocking members 3A.According to reference examplesAs with the lens array unit U1, a clear erecting equal-magnification image can be formed. Since the
[0069]
As described above, each of the plurality of
[0070]
Like the said embodiment, in this invention, it can be set as the structure which used multiple light-shielding members. In this case, the specific number of light shielding members is not particularly limited.
[0071]
In the configuration shown in FIG. 11, the end faces 38a and 38b at the both ends in the longitudinal direction of the plurality of
[0072]
In the configuration shown in FIG. 12, a
[0073]
FIG.Shows a lens array unit U3 as another reference example. thisThe lens array unit U3 has a configuration in which the first and
[0074]
In the lens array unit U3, a line-shaped image can be formed at an equal magnification, as in the lens array units U1 and U2. Further, in this lens array unit U3, the light that travels to the imaging point after passing through each of the
[0075]
FIG.Shows a lens array unit U4 as still another reference example. thisThe lens array unit U4 has a configuration in which each of the first and
[0076]
In the lens array unit U4, it is possible to form an image of a planar region having a certain area at an erecting equal magnification. Therefore, for example, it is suitable for an application in which an image displayed on the screen of a liquid crystal display or other display device is formed at a predetermined position. The
[0077]
[0078]
FIG.Shows a lens array unit U5 as still another reference example. thisThe lens array unit U5 has a configuration in which a
[0079]
In the lens array unit U5, light crosstalk between the plurality of
[0080]
In the present invention, as each through
[0081]
A lens array unit U6 shown in FIG. 16 is a reference example of the present invention, and has a configuration in which the
[0082]
In this lens array unit U6, since the
[0083]
The specific configuration of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various design changes can be made.
[0084]
For example, the light shielding member referred to in the present invention does not have to be made of black synthetic resin, and can be configured in a dark color close to black or a color different from them. However, at least the inner wall surface of each through-hole is preferably black or a dark color close to it from the viewpoint of preventing unnecessary reflection of light. The light shielding member does not need to be manufactured by a resin molding process, and a specific manufacturing method thereof does not matter. The point that a plurality of light shielding members can be used is as described above.
[0085]
In the lens array unit according to the present invention, the first and second lens arrays may not be directly superimposed. For example, a third lens array as a concave lens array is sandwiched between the first and second lens arrays, so that a so-called achromatic tamp lens array unit that can eliminate chromatic aberration can also be configured. . The lens array unit having such a configuration is suitable for an application for forming a color image.
[0086]
[0087]
The optical apparatus according to the present invention is not limited to an image reading apparatus for reading a document image. As already described with reference to FIG. 14, by using the lens array unit according to the present invention, an image displayed on the screen of a liquid crystal display or other display device is formed and displayed at a predetermined location. It can also be configured as an optical device that is configured to be made to operate.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 shows a lens array unit according to the present invention.referenceIt is sectional drawing which shows an example.
FIG. 2 is an exploded perspective view of the lens array unit shown in FIG.
3 is a cross-sectional view taken along the line III-III in FIG.
4 is a cross-sectional view taken along the line IV-IV in FIG.
FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line VV of FIG.
FIG. 6 is a cross-sectional view of a principal part showing a step of resin-molding a lens array body of the first lens array.
7 is an operation explanatory diagram of the lens array unit shown in FIG. 1. FIG.
FIG. 8 is a cross-sectional view showing an example of an optical device according to the present invention.
FIG. 9 shows a lens array unit according to the present invention.oneIt is sectional drawing which shows an example.
10 is an exploded perspective view of the lens array unit shown in FIG.
FIG. 11 is a cross-sectional view showing another example of a light shielding member.
12A is a plan view showing another example of the light shielding member, and FIG. 12B is a cross-sectional view taken along line XII-XII in FIG.
FIG. 13 shows another lens array unit according to the present invention.referenceIt is a disassembled perspective view which shows an example.
FIG. 14 shows another lens array unit according to the present invention.referenceIt is a disassembled perspective view which shows an example.
FIG. 15 shows another lens array unit according to the present invention.referenceIt is sectional drawing which shows an example.
FIG. 16 shows a lens array unit according to the present invention.otherIt is sectional drawing which shows a reference example.
FIG. 17 is a perspective view showing a conventional technique.
FIG. 18 is a diagram for explaining the operation of the prior art.
[Explanation of symbols]
U1-U6 lens array unit
A Optical device
1 First lens array
2 Second lens array
3,3A Shading member
10 First holder part
11 First lens
11a First lens surface
11b Second lens surface
20 Second holder part
21 Second lens
21a Third lens surface
21b Fourth lens surface
30 Through hole
30a Inner wall surface (through hole)
71 cases
73 Light source
74 Light receiving element
Claims (5)
第3および第4レンズ面をそれぞれ有する凸レンズとしての複数の第2レンズ、およびこれら複数の第2レンズを保持する第2ホルダ部を有しているとともに、これら第2ホルダ部および第2レンズが透光性を有する樹脂により一体成形され、かつ上記第3レンズ面が上記第2レンズ面に対向するように上記第1レンズアレイに重ね合わされている第2レンズアレイと、
複数の貫通孔を有しており、かつこれら複数の貫通孔が上記各第1レンズ面の正面に配置されるようにして上記第1レンズアレイに重ね合わされている複数の遮光部材と、
を具備しており、
上記各第1レンズ面は、上記遮光部材の各貫通孔よりも大径とされている一方、
上記複数の遮光部材は、それらの繋ぎ目部分において、上記複数の遮光部材の少なくとも一部分どうしがこれらの厚み方向において互いにオーバラップする構造をとりながら、上記複数の第1レンズの列方向に繋がって並ぶようにして上記第1レンズアレイに取り付けられていることを特徴とする、レンズアレイユニット。A plurality of first lenses as convex lenses each having a first lens surface and a second lens surface, and a first holder portion for holding the plurality of first lenses, and the first holder portion and the first lens are A first lens array integrally formed of a resin having translucency;
A plurality of second lenses as convex lenses each having a third and a fourth lens surface, and a second holder portion for holding the plurality of second lenses, and the second holder portion and the second lens are A second lens array that is integrally formed of a light-transmitting resin and is superimposed on the first lens array so that the third lens surface faces the second lens surface;
A plurality of light shielding members that have a plurality of through holes and are superimposed on the first lens array such that the plurality of through holes are arranged in front of the first lens surfaces;
It has
While each said 1st lens surface is made larger diameter than each through-hole of the said light-shielding member,
The plurality of light shielding members are connected in the row direction of the plurality of first lenses while adopting a structure in which at least a part of the plurality of light shielding members overlap each other in the thickness direction at the joint portion. A lens array unit, wherein the lens array unit is attached to the first lens array in a line.
上記結像手段としては、請求項1ないし3のいずれかに記載のレンズアレイユニットが用いられていることを特徴とする、光学装置。An optical device comprising an imaging means for focusing light traveling from an object to form an image of the object at a predetermined position,
As the imaging means, characterized in that the lens array unit is used according to any one of claims 1 to 3, the optical device.
上記原稿によって反射された光を上記レンズアレイユニットによって集束させることにより、上記原稿の画像を上記複数の受光素子上に結像させる構成とされている、請求項4に記載の光学装置。A light source for illuminating the document; and a plurality of light receiving elements having a photoelectric conversion function; and
The optical apparatus according to claim 4 , wherein the light reflected by the original is focused by the lens array unit to form an image of the original on the plurality of light receiving elements.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000312918A JP4271841B2 (en) | 2000-04-05 | 2000-10-13 | Lens array unit and optical apparatus having the same |
US09/823,762 US6707613B2 (en) | 2000-04-05 | 2001-04-03 | Lens array unit and method of forming image |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000-103717 | 2000-04-05 | ||
JP2000103717 | 2000-04-05 | ||
JP2000312918A JP4271841B2 (en) | 2000-04-05 | 2000-10-13 | Lens array unit and optical apparatus having the same |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001352429A JP2001352429A (en) | 2001-12-21 |
JP4271841B2 true JP4271841B2 (en) | 2009-06-03 |
Family
ID=26589521
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000312918A Expired - Lifetime JP4271841B2 (en) | 2000-04-05 | 2000-10-13 | Lens array unit and optical apparatus having the same |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4271841B2 (en) |
Families Citing this family (35)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6646807B2 (en) | 2001-06-19 | 2003-11-11 | Rohm Co., Ltd. | Lens array unit and process for making lens array |
JP2004151363A (en) * | 2002-10-30 | 2004-05-27 | Olympus Corp | Lens array and method for manufacturing cemented lens array |
DE10317736A1 (en) * | 2003-04-11 | 2004-10-28 | Dr. Johannes Heidenhain Gmbh | Scanning unit for a position measuring device for optically scanning a material measure |
DE10323088A1 (en) | 2003-05-16 | 2004-12-02 | Dr. Johannes Heidenhain Gmbh | Position measuring device |
EP1905602A3 (en) | 2006-09-28 | 2008-05-14 | Oki Data Corporation | Lens-array, exposure device, image forming apparatus and reading apparatus |
JP5466411B2 (en) * | 2008-07-25 | 2014-04-09 | 日本板硝子株式会社 | Lens array unit and image reading apparatus |
JP2010032729A (en) | 2008-07-28 | 2010-02-12 | Nippon Sheet Glass Co Ltd | Lens array unit mounting structure |
JP5243161B2 (en) | 2008-09-18 | 2013-07-24 | 日本板硝子株式会社 | Image reading device |
JP2010145821A (en) * | 2008-12-19 | 2010-07-01 | Oki Data Corp | Lens array, led head, exposure device, image forming apparatus and reader |
WO2010073801A1 (en) * | 2008-12-25 | 2010-07-01 | 株式会社 ニコン | Illumination optical system, exposure apparatus, and device manufacturing method |
EP2226683A1 (en) * | 2009-03-06 | 2010-09-08 | Nederlandse Organisatie voor toegepast -natuurwetenschappelijk onderzoek TNO | Illumination system for use in a stereolithography apparatus |
KR101119061B1 (en) * | 2009-08-27 | 2012-03-16 | 경남정보대학산학협력단 | Manufacturing method diffusion lens for LED |
DE102009047361B4 (en) * | 2009-12-01 | 2013-02-07 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Device for optical imaging |
US9042021B2 (en) | 2011-04-14 | 2015-05-26 | Pioneer Corporation | Optical element, head-up display and light source unit |
JP5149446B2 (en) * | 2011-04-14 | 2013-02-20 | パイオニア株式会社 | Light source unit and head-up display |
JP5767907B2 (en) * | 2011-08-26 | 2015-08-26 | 京セラ株式会社 | Erecting equal-magnification lens array unit and image reading apparatus |
JP5767908B2 (en) * | 2011-08-26 | 2015-08-26 | 京セラ株式会社 | Erecting equal-magnification lens array unit and image reading apparatus |
JP5767950B2 (en) * | 2011-11-28 | 2015-08-26 | 京セラ株式会社 | Erecting equal-magnification lens array unit, image reading apparatus, and image forming apparatus |
CN103782216B (en) * | 2011-08-26 | 2016-03-30 | 京瓷株式会社 | Erecting equal-magnification lens array unit, image read-out and image processing system |
JP5048154B1 (en) * | 2011-12-21 | 2012-10-17 | パイオニア株式会社 | Image display device |
JP2012226302A (en) * | 2011-12-21 | 2012-11-15 | Pioneer Electronic Corp | Light source unit and headup display |
JP2012226301A (en) * | 2011-12-21 | 2012-11-15 | Pioneer Electronic Corp | Light source unit and headup display |
JP5112556B2 (en) * | 2011-12-21 | 2013-01-09 | パイオニア株式会社 | Light source unit and head-up display |
JP6102080B2 (en) * | 2012-04-12 | 2017-03-29 | セイコーエプソン株式会社 | Image reading device |
US9759897B2 (en) | 2013-02-26 | 2017-09-12 | Kyocera Corporation | Erecting equal-magnification lens array unit, image reading device and image forming device |
JP5988386B2 (en) * | 2013-02-26 | 2016-09-07 | 京セラ株式会社 | Erecting equal-magnification lens array unit, image reading apparatus, and image forming apparatus |
JP5988387B2 (en) * | 2013-02-26 | 2016-09-07 | 京セラ株式会社 | Erecting equal-magnification lens array unit, image reading apparatus, and image forming apparatus |
JP6481381B2 (en) * | 2015-01-21 | 2019-03-13 | 富士通株式会社 | Lens adjustment method and photoelectric mixed substrate |
JP2018025631A (en) * | 2016-08-09 | 2018-02-15 | 日本電気硝子株式会社 | Optical lens and manufacturing method thereof |
JP7346970B2 (en) * | 2019-07-23 | 2023-09-20 | 富士フイルムビジネスイノベーション株式会社 | Optical devices, image reading devices, and image forming devices |
JP7427974B2 (en) | 2020-01-27 | 2024-02-06 | 富士フイルムビジネスイノベーション株式会社 | Optical devices, image reading devices and image forming devices |
JP7490992B2 (en) | 2020-03-12 | 2024-05-28 | 富士フイルムビジネスイノベーション株式会社 | Reading device, image forming device |
JP7490991B2 (en) | 2020-03-12 | 2024-05-28 | 富士フイルムビジネスイノベーション株式会社 | Light shielding member, reading device, image forming apparatus |
JP7439582B2 (en) | 2020-03-12 | 2024-02-28 | 富士フイルムビジネスイノベーション株式会社 | Manufacturing method of reading device |
DE112021001888T5 (en) * | 2020-03-27 | 2023-02-02 | Mitsubishi Electric Corporation | image reading device |
-
2000
- 2000-10-13 JP JP2000312918A patent/JP4271841B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2001352429A (en) | 2001-12-21 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4271841B2 (en) | Lens array unit and optical apparatus having the same | |
US6717734B2 (en) | Image forming lens unit and image reading apparatus using the same | |
US20010028506A1 (en) | Lens array unit and method of forming image | |
US9069112B2 (en) | Lens array unit, erecting equal-magnification lens array, optical scanning unit, image reading device, and image writing device | |
JP4116224B2 (en) | Manufacturing method of lens array | |
US8576459B2 (en) | Erecting equal-magnification lens array plate, optical scanning unit, and image reading device | |
JP2010224164A (en) | Erect equal magnification lens array plate, optical scanning unit, and image reading device | |
JP2013037298A (en) | Erecting life-size lens array plate | |
JP4077101B2 (en) | Lens array and lens array assembly including a plurality of lens arrays | |
JP2001238048A (en) | Image reader and light guiding member used for the same | |
US9088684B2 (en) | Image reading device | |
JP4116182B2 (en) | Lens array assembly and optical apparatus using the same | |
US8810912B2 (en) | Erecting equal-magnification lens array plate, optical scanning unit, image reading device, and image writing device | |
JP2011118122A (en) | Erecting equal magnification lens array plate, optical scanning unit and image reading apparatus | |
JP3910758B2 (en) | Lens array assembly and optical apparatus using the same | |
JP3983206B2 (en) | Image reading device | |
JP2003302504A (en) | Lens array unit and optical device equipped with the same | |
JP2015022291A (en) | Image sensor unit and image reader | |
JP3996296B2 (en) | Optical system and optical apparatus | |
JP2001290104A (en) | Image forming method, lens array assembly, lens array and optical device | |
JP2003139911A (en) | Lens array, lens array unit, optical device and convex lens | |
JP3910754B2 (en) | Lens array assembly and optical apparatus using the same | |
JP2000358130A (en) | Image reader and light guide unit used for it | |
JP2000244704A (en) | Image reader and lens unit for image formation | |
JP2000284158A (en) | Lens array assembly and optical device using the same |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20070604 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20080514 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080527 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20080724 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080819 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20081016 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20081202 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20090126 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20090224 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20090226 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120306 Year of fee payment: 3 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130306 Year of fee payment: 4 |