JP7430823B2 - 光学部材および画像読取装置 - Google Patents

Description

本開示は、光学部材および画像読取装置に関するものである。

画像読取装置には、読取対象物に光を照射し、読取対象物からの透過光または反射光をアレイ状に配置された複数のレンズ体で収束し、ライン状に配置された複数の光センサ素子で読み取るものがある。この種の画像読取装置の一例が特許文献１および２に開示されている。

画像読取装置のレンズアレイとして、正立等倍光学系のレンズアレイ、具体的には、円柱形状の複数のレンズ体を有するロッドレンズアレイまたはマイクロレンズアレイなどが用いられる。

上述のレンズアレイを用いる場合の被写界深度を拡大するため、特許文献１、２に開示される画像読取装置は、レンズ素子の間に設けられる重なり制限部材を備える。重なり制限部材によって複数のレンズ素子による像の重なりを制限することで、各レンズ素子の結像径を制御して被写界深度を拡大することが可能となる。

重なり制限部材の一例として、特許文献２に開示される画像読取装置は、複数の光透過円柱部を有する光透過円柱アレイを備える。光透過円柱部は、レンズ体の光軸ごとに、レンズアレイとセンサアレイとの間に配置され、レンズ体から一方の端面に入射した光を他方の端面からセンサ素子に向けて出射する。光透過円柱部の光軸の方向の長さを調整することで、レンズ体で結像された像の重なりを防ぐことが可能となる。

特開平６－３４２１３１号公報 国際公開第２０２０／１９６１６８号

特許文献２に開示される画像読取装置は、互いに当接しているレンズ体と、レンズ体ごとにそれぞれ設けられ互いに当接している光透過円柱部と、を備える。レンズ体の光軸と光透過円柱部の中心軸とがずれると、レンズ体から出射された光が、該レンズ体に対応する光透過円柱部に隣接する光透過円柱部に入射する。この結果、互いに隣接するレンズ体で結像された像の重なりが生じることがある。

本開示は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、レンズ体およびレンズ体で結像された像の重なりを制限する透過部材の少なくともいずれかの配列位置に誤差が生じてもレンズ体で結像された像の重なりが抑制される光学部材および画像読取装置を提供することを目的とする。

本開示に係る光学部材は、レンズアレイと、複数の透過部材と、を備える。レンズアレイは、主走査方向に一列に並べられ、読取対象物からの光を収束させる複数のレンズ体を有する。複数の透過部材は、屈折率が一様な部材で形成され、それぞれが対応するレンズ体より読取対象物に近い位置または該レンズ体より読取対象物から遠い位置に設けられ、レンズ体の光軸に沿って延びる柱状形状を有し、一方の端面から入射した光を他方の端面から出射させる。光軸に垂直な平面である光軸垂直平面でのレンズ体の断面形状は、光軸を通る位置での主走査方向の長さよりも、光軸を通る位置から主走査方向と交差する副走査方向にずれた位置での主走査方向の長さが短い形状である。光軸垂直平面での透過部材の断面形状は、透過部材の中心軸を通る位置での主走査方向の長さよりも、中心軸を通る位置から副走査方向にずれた位置での主走査方向の長さが短い形状である。レンズ体のそれぞれの光軸と該レンズ体に対応する透過部材の中心軸とが少なくとも副走査方向において透過部材の製造上の誤差または配列位置の誤差より大きくずれていることで、透過部材の端面が、複数のレンズ体の端面に対向することなく、対応する１つのレンズ体の端面とだけ対向する。

本開示に係る光学部材によれば、レンズ体および透過部材の少なくともいずれかの配列位置に誤差が生じても、隣り合うレンズ体で結像された像の重なりが抑制される光学部材が得られる。

実施の形態１に係る画像読取装置の断面図 実施の形態１に係る光学部材の斜視図 実施の形態１に係る光学部材の分解斜視図 実施の形態１に係る透過部材の斜視図 比較例となる光学部材におけるレンズ体と透過部材との位置関係を示す図 実施の形態１に係る光学部材とセンサアレイとの位置関係を示す図 実施の形態１に係る光学部材が備えるレンズ体と透過部材との位置関係を示す図 実施の形態２に係る光学部材とセンサアレイとの位置関係を示す図 実施の形態２に係る光学部材が備えるレンズ体と透過部材との位置関係を示す図 比較例となる光学部材におけるレンズ体と透過部材との位置関係を示す図 実施の形態に係る画像読取装置の第１変形例の断面図 実施の形態に係る画像読取装置の第２変形例の断面図 実施の形態に係る画像読取装置の第３変形例の断面図

以下、本開示の実施の形態に係る光学部材および画像読取装置について図面を参照して詳細に説明する。なお図中、同一または同等の部分には同一の符号を付す。

（実施の形態１）
例えば、文書、紙幣、有価証券等を含むシート状の部材、基板、シート状の繊維であるウェブ等である読取対象物Ｄの表面上の画像、文字、パターン等の情報を読み取る画像読取装置を例にして、実施の形態１に係る画像読取装置２について、図面を用いて説明する。図１に示す画像読取装置２において、主走査方向をＸ軸と設定し、副走査方向をＹ軸と設定し、読取深度方向をＺ軸と設定する。主走査方向と副走査方向は交差し、好ましくは直交する。実施の形態１では、Ｘ軸、Ｙ軸、およびＺ軸は互いに直交している。後続の図においても同様である。

画像読取装置２の副走査方向に沿った断面の図である図１に示すように、画像読取装置２は、読取対象物Ｄに光を放射する光源９と、光源９から放射された光を透過させる透過板１０と、読取対象物Ｄで反射された光を収束させる複数のレンズ体を有する光学部材１と、を備える。画像読取装置２はさらに、光学部材１で収束された光を受光する複数のセンサ素子３を有するセンサアレイ４と、センサアレイ４が実装されるセンサ基板１１とを備える。画像読取装置２はさらに、透過板１０およびセンサ基板１１が取り付けられ、光源９、光学部材１、およびセンサアレイ４を内部に収容する筐体１２を備える。

光源９は、搬送される読取対象物Ｄが通過する位置である読取位置に対して、図１に破線の矢印で示すように、線状の光を照射する線状光源であって、例えばサイドライト光源で形成される。サイドライト光源とは、Ｘ軸方向に延在する導光体と、導光体のＸ軸方向の端部に配置された光源素子とを有する光源である。光源９から放射され、読取対象物Ｄの情報を読み取るために用いられる光は、例えば、可視光である。

透過板１０は、筐体１２の読取対象物Ｄに向く開口１２ａを塞いで筐体１２に取り付けられる。透過板１０は、光源９が放射する光を透過させる。詳細には、透過板１０は、図１に破線の矢印で示すように、光源９が放射する光が読取対象物Ｄを照射することが可能であって、かつ、読取対象物Ｄからの光がセンサ素子３で受光されることが可能となる程度に高い透過率を有する部材、例えば、透明ガラスまたは透明樹脂で形成されている。透過板１０は、主走査方向および副走査方向に延在する両面が平坦な平板状の形状を有する。透過板１０において、筐体１２の開口１２ａを塞ぐ面とは反対側の面は、読取対象物Ｄの読取面を形成する。読取面は、読取対象物Ｄの読取位置を規制する。

筐体１２は、読取対象物Ｄに向く開口１２ａと開口１２ａの反対側に向く開口１２ｂとが形成されている箱型の形状を有する。筐体１２は、外部からの光を遮る部材、例えば、アルミニウム、鉄等を含む金属、樹脂等で形成されている。筐体１２に収容される光源９、光学部材１、およびセンサアレイ４は、筐体１２に直接的または間接的に取り付けられ、保持される。筐体１２は、画像読取装置２の外部から受光部、具体的には、センサ素子３に光が入射することを抑制する。さらに筐体１２は、画像読取装置２の内部に異物、例えば、塵埃、水分等が浸入することを防止する。

センサ基板１１は、樹脂、例えば、ガラスエポキシで形成された基板である。センサ基板１１には、複数のセンサ素子３、図示しない他の構成要素、例えば駆動回路、信号処理回路が設けられる。センサ基板１１は、筐体１２の鉛直方向下部の開口１２ｂにセンサ素子３が位置する向きで開口１２ｂを塞いだ状態で筐体１２に取り付けられている。

複数のセンサ素子３は、主走査方向に配列され、固定部材、例えば接着剤によってセンサ基板１１に固定されている。各センサ素子３は、レンズ体５ごとに設けられ、対応するレンズ体５で収束された光を受光する。各センサ素子３は、対応するレンズ体５の光軸ＡＸ１が通る位置に設けられることが好ましい。例えば、各センサ素子３は、センサＩＣ（Integrated Circuit：集積回路）で形成される。センサ素子３は、対応するレンズ体５で収束された光を受光し、光電変換して電気信号に変換し、出力する。センサ素子３が出力する電気信号は、信号処理回路によって画像情報に変換される。レンズ体５の光軸ＡＸ１は、Ｚ軸に平行である。ＸＹ平面は、レンズ体５の光軸ＡＸ１に垂直である。ＸＹ平面を光軸垂直平面とも呼ぶ。

図２および図３に示すように、光学部材１は、主走査方向に一列に並べられる複数のレンズ体５を有するレンズアレイ６と、一方の端面から入射した光を他方の端面から出射させる複数の透過部材７を有する透過部材アレイ８と、を備える。

レンズアレイ６は、複数のレンズ体５と、複数のレンズ体５を挟持する２つの側板５６と、を有する。実施の形態１では、複数のレンズ体５は、互いに当接した状態で主走査方向に並べられている。各レンズ体５は、読取対象物Ｄからの光を収束させる。レンズ体５の光軸ＡＸ１の延伸方向は、主走査方向および副走査方向のそれぞれに直交する。換言すれば、レンズ体５の光軸ＡＸ１は、Ｚ軸に平行に延伸する。レンズ体５は、光源９から放射され、読取対象物Ｄで反射された光を収束させる。レンズ体５は、円柱形状を有し、径方向において屈折率が異なり、正立等倍像を形成する屈折率分布型レンズであるロッドレンズで形成されることが好ましい。

２つの側板５６は、複数のレンズ体５をＹ軸方向に挟んで対向する。側板５６は、平板状の遮光性を有する部材、例えば、アルミニウム、鉄等を含む金属、樹脂等で形成される。２つの側板５６の間には、遮光性を有する接着剤が充填されることが好ましい。これにより各レンズ体５と各側板５６との互いの相対位置がずれることが抑制される。

透過部材アレイ８は、互いに隣接するレンズ体５で結像された像の重なりを防ぐ、換言すれば、互いに隣接するレンズ体５で収束された光の光路を分離する。透過部材アレイ８は、複数の透過部材７と、複数の透過部材７を挟持する２つの側板７８と、を有する。実施の形態１では、複数の透過部材７は、互いに当接した状態で主走査方向に並べられている。

各透過部材７は、レンズ体５ごとに設けられ、対応するレンズ体５より読取対象物Ｄに近い位置または対応するレンズ体５より読取対象物Ｄから遠い位置に設けられる。実施の形態１では、透過部材７は、レンズ体５より読取対象物Ｄから遠い位置、換言すれば、レンズ体５とセンサ素子３との間に位置する。各透過部材７は、レンズ体５の光軸ＡＸ１の方向における端部、具体的には、Ｚ軸負方向側の端部に当接した状態で設けられる。

透過部材７は、対応するレンズ体５から少なくとも副走査方向、換言すれば、少なくともＹ軸方向にずれて主走査方向に一列に並べられる。実施の形態１では、複数の透過部材７は、複数のレンズ体５からＹ軸方向にずれて、Ｘ軸方向に一列に並べられる。換言すれば、レンズ体５のそれぞれの光軸ＡＸ１と該レンズ体５に対応する透過部材７の中心軸Ｃ１とは、少なくとも副走査方向においてずれている。

透過部材７は屈折率が位置によらず一様な部材で形成され、レンズ体５の光軸ＡＸ１に沿って延びる柱状形状を有する。屈折率が一様な部材とは、部材の任意の位置での屈折率が製造上の誤差を許容する定められた範囲内にあることを意味する。例えば、透過部材７は、屈折率および透過率が位置によらず一様なガラスまたは樹脂で形成される円柱形状の部材である。透過部材７は、歪が十分に小さい部材、例えば、歪がない部材で形成されることが好ましい。実施の形態１では、透過部材７は、レンズ体５と直径が同じ円柱形状を有する。

透過部材７は、光源９から放射される光を透過させる。詳細には、透過部材７は、一方の端面から光を入射させ、他方の端面から光を出射させる。実施の形態１では、透過部材７は、レンズ体５からレンズ体５に向く端面、すなわち、Ｚ軸正方向に向く端面に入射した光を、センサ素子３に向く端面、すなわち、Ｚ軸負方向に向く端面から出射させる。

２つの側板７８は、複数の透過部材７をＹ軸方向に挟んで対向する。側板７８は、平板状の遮光性を有する部材、例えば、アルミニウム、鉄等を含む金属、樹脂等で形成される。２つの側板７８の間には、遮光性を有する接着剤が充填されることが好ましい。これにより各透過部材７と各側板７８との互いの相対位置がずれることが抑制される。

透過部材７の側面、換言すれば、透過部材７のＺ軸周りの外周面には、外部から側面に入射する光の拡散反射を抑制する処理および外部から側面に入射する光の正反射を抑制する処理の少なくともいずれかが施されている。実施の形態１では、図４に示すように、透過部材７は、円柱部材７１と、内周面が円柱部材７１の外周面に当接する筒状部材で形成される反射抑制部材７２と、を有する。詳細には、円柱部材７１の外周面に、黒色の樹脂で形成される反射抑制部材７２を塗布することで、透過部材７が形成される。反射抑制部材７２は、黒色の樹脂で形成され、光が透過部材７の側面で反射されることを抑制する。さらに、反射抑制部材７２は、透過部材７の内部から側面を通って外部に至る光を吸収する。２つの側板７８の間に充填される遮光性を有する接着剤を反射抑制部材７２として用いてもよい。

レンズ体と透過部材とが副走査方向にずれていない比較例を図５に示す。図５に示す画像読取装置９０の構成は、画像読取装置２と同様であるが、複数のレンズ体９１と複数の透過部材９２とがＹ軸方向にずれていない点において、画像読取装置２と異なる。図５は、画像読取装置９０が備えるレンズアレイをＺ軸正方向に見た図である。図５において、レンズ体９１の外形を実線で示し、透過部材９２の外形を点線で示す。複数のレンズ体９１は、互いに当接した状態で主走査方向に並べられている。複数の透過部材９２は、互いに当接した状態で主走査方向に並べられている。

透過部材９２の製造上の誤差によって、透過部材９２の直径がレンズ体９１の直径より小さくなると、各透過部材９２の中心軸と各レンズ体９１との光軸がずれる。この結果、例えば、図５の左端の透過部材９２の端面は、左端に位置する２つのレンズ体９１の端面に対向し、当接する。このため、互いに隣接する２つのレンズ体９１から出射した光が１つの透過部材９２に入射し、互いに隣接する２つのレンズ体９１で結像された像の重なりが生じる。

図５に示すように１つの透過部材９２の端面が複数のレンズ体９１の端面に対向することを抑制するための構造について以下に説明する。

図６およびレンズアレイ６をＺ軸正方向に見た図である図７に示すように、透過部材７の製造上の誤差によって、透過部材７の直径がレンズ体５の直径より小さくなることがある。実施の形態１では、図１に示すように、レンズ体５のそれぞれの光軸ＡＸ１と該レンズ体５に対応する透過部材７の中心軸Ｃ１とは、副走査方向においてずれている。

詳細には、ＸＹ平面において、互いに当接している２つのレンズ体５の接点Ｌ１と該互いに当接している２つのレンズ体５に対応し、互いに当接している２つの透過部材７の接点Ｌ２とは、少なくとも副走査方向にずれている。

例えば、図７において、ＸＹ平面において、Ｘ軸方向の中央に位置し、互いに当接している２つのレンズ体５の接点Ｌ１とＸ軸方向の中央に位置し、互いに当接している２つの透過部材７の接点Ｌ２とは、Ｙ軸方向にずれている。また例えば、図７において、左端に位置し、互いに当接している２つのレンズ体５の接点Ｌ１と左端に位置し、互いに当接している２つの透過部材７の接点Ｌ２とは、Ｙ軸方向およびＺ軸方向のそれぞれにおいてずれている。

上述のようにレンズ体５のそれぞれの光軸ＡＸ１と該レンズ体５に対応する透過部材７の中心軸Ｃ１とが、少なくとも副走査方向においてずれていることで、図７に示すように、各透過部材７の端面は、複数のレンズ体５の端面に対向することなく、対応する１つのレンズ体５の端面にだけ対向する。

図６および７に示すように、レンズ体５の端面と対応する透過部材７の端面とがずれていることで、レンズ体５から出射された光の一部は、該レンズ体５に対応する透過部材７、すなわち、該レンズ体５に当接している透過部材７に入射せずに、隣接する透過部材７に向かって進む。各透過部材７の端面は、複数のレンズ体５の端面に対向していないため、上述のように隣接する透過部材７に向かった光は、該透過部材７に入射せずに、透過部材７の側面に向かう。

透過部材７の側面には、上述のように反射抑制部材７２が設けられているため、隣接する透過部材７の側面に到達した光は吸収される。透過部材７の中心軸Ｃ１とレンズ体５の光軸ＡＸ１とが少なくとも副走査方向にずれていて、透過部材７の側面に反射抑制部材７２が設けられていることで、隣接するレンズ体５で収束された光の光路は分離されている。この結果、互いに隣接する２つのレンズ体５で結像された像の重なりが抑制される。

図６に実線の矢印で示すように、レンズ体５から透過部材７の一方の端面に入射した光の一部は、透過部材７の内部を直進し、センサ素子３に到達する。レンズ体５から透過部材７の一方の端面に入射した光の他の一部は、透過部材７の側面に到達する。透過部材７の側面に到達したときの入射角が臨界角以上であれば、光は全反射し、透過部材７の中を直進し、センサ素子３に到達する。中心軸Ｃ１に対して大きく傾いた角度で透過部材７の一方の端面に入射した光が透過部材７の側面に到達すると、透過部材７の側面での入射角が小さいため、全反射せずに、屈折して透過部材７の側面に設けられている反射抑制部材７２に入射し、吸収される。

レンズ体５の光軸ＡＸ１の延伸方向、換言すれば、Ｚ軸方向における透過部材７の長さを長くすることで、透過部材７の一方の端面から入射した光が透過部材７の側面に到達せずに直接的に他方の端面から出射することが抑制される。この結果、中心軸Ｃ１に対して大きく傾いた角度で透過部材７の一方の端面に入射した光は、透過部材７の他方の端面に至らず、透過部材７の他方の端面から出射されない。換言すれば、透過部材７から出射される光は、透過部材７の側面での入射角が臨界角以上となる光である。

透過部材７の中心軸Ｃ１とレンズ体５の光軸ＡＸ１とがずれているときのセンサ素子３での受光光量は、透過部材７の中心軸Ｃ１とレンズ体５の光軸ＡＸ１とが一致するときのセンサ素子３での受光光量より小さい。読取対象物Ｄを精度よく読み取るためには、透過部材７の中心軸Ｃ１とレンズ体５の光軸ＡＸ１とのずれは、センサ素子３での受光光量が読取対象物Ｄの情報を読み取るために必要な光量となる範囲にあることが好ましい。また、透過部材７の少なくともいずれかの中心軸Ｃ１は、対応するレンズ体５の光軸ＡＸ１に一致することが好ましい。

以上説明した通り、実施の形態１に係る画像読取装置２が備える光学部材１は、複数のレンズ体５と、レンズ体５にそれぞれ対応する複数の透過部材７と、を備える。レンズ体５の光軸ＡＸ１と該レンズ体５に対応する透過部材７の中心軸Ｃ１とが少なくとも副走査方向においてずれていることで、それぞれのレンズ体５の端面は、対応する１つの透過部材７の端面とだけ対向する。

レンズ体５の光軸垂直平面での断面形状は、光軸を通る位置での主走査方向の長さよりも、光軸を通る位置から副走査方向にずれた位置での主走査方向の長さが短い形状である。透過部材７の光軸垂直平面での断面形状は、中心軸を通る位置での主走査方向の長さよりも、中心軸を通る位置から副走査方向にずれた位置での主走査方向の長さが短い形状である。透過部材７が対応するレンズ体５に対して、少なくとも副走査方向にずれることで、レンズ体５の端面は２つ以上の透過部材７の端面と対向することがなく、レンズ体５の端面は対応する１つの透過部材７の端面とだけ対向する。

さらに、透過部材７は、側面に形成される反射抑制部材７２を有する。このため、レンズ体５および透過部材７の少なくともいずれかの配列位置に誤差が生じても、各透過部材７の端面が複数のレンズ体５の端面に対向することがなく、互いに隣接するレンズ体５から出射される光の光路は分離されている。この結果、レンズ体５で結像された像の重なりが抑制されている光学部材１および画像読取装置２が得られる。

（実施の形態２）
レンズ体５および透過部材７の配置方法は上述の例に限られない。実施の形態１と異なる方法で配列されるレンズ体５および透過部材７を備える光学部材１ならびに光学部材１を備える画像読取装置２について、実施の形態１と異なる点を中心に実施の形態２で説明する。

図８およびレンズアレイ６をＺ軸正方向に見た図である図９に示すように、実施の形態２に係る画像読取装置２が備える光学部材１が有する複数のレンズ体５は互いに間隔を空けて並べられ、複数の透過部材７は、互いに間隔を空けて並べられる。例えば、レンズ体５は等間隔で並べられていて、透過部材７は不等間隔で並べられている。このため、図８において、左端の透過部材７の中心軸Ｃ１は対応するレンズ体５の光軸ＡＸ１に一致するが、その他の透過部材７の中心軸Ｃ１は対応するレンズ体５の光軸ＡＸ１とずれている。

実施の形態２に係る画像読取装置２において、実施の形態１と同様に、レンズ体５のそれぞれの光軸ＡＸ１と該レンズ体５に対応する透過部材７の中心軸Ｃ１とは、少なくとも副走査方向においてずれている。

レンズ体と透過部材とが副走査方向にずれていない比較例を図１０に示す。図１０に示す画像読取装置９０の構成は、実施の形態２に係る画像読取装置２と同様であるが、複数のレンズ体９３と複数の透過部材９４がＹ軸方向にずれていない点において、画像読取装置２と異なる。図１０は、画像読取装置９０が備えるレンズアレイをＺ軸正方向に見た図である。図１０において、レンズ体９３の外形を実線で示し、透過部材９４の外形を点線で示す。複数のレンズ体９３は、互いに間隔を空けて主走査方向に並べられている。複数の透過部材９４は、互いに間隔を空けて主走査方向に並べられている。レンズ体９３の直径と透過部材９４の直径は同じで、それぞれ円柱形状を有する。

透過部材９４の配列位置に誤差が生じることによって、各透過部材９４の中心軸と各レンズ体９３との光軸がずれることがある。この結果、例えば、図１０において両端の透過部材９４の端面はそれぞれ、対応するレンズ体９３の端面に対向しているが、図１０においてＸ軸方向の中心に位置する２つの透過部材９４はそれぞれ、対応するレンズ体９３の端面および該レンズ体９３に隣接する他のレンズ体９３の端面に当接する。このため、互いに隣接する２つのレンズ体９３から出射した光が１つの透過部材９４に入射し、互いに隣接する２つのレンズ体９３で結像された像の重なりが生じる。

図１０に示すように１つの透過部材９４の端面が複数のレンズ体９３の端面に対向することを抑制するための構造について以下に説明する。

図８および図９に示すように、レンズ体５および透過部材７の少なくともいずれかの配列位置に誤差が生じることがある。実施の形態２では、図８および図９に示すように、レンズ体５の光軸ＡＸ１に垂直な平面であるＸＹ平面、すなわち、光軸垂直平面において、互いに隣接している２つのレンズ体５を最短距離で結ぶ線分の中点Ｌ３と該互いに隣接している２つのレンズ体５に対応し、互いに隣接している２つの透過部材７を最短距離で結ぶ線分の中点Ｌ４とは、少なくとも副走査方向にずれている。

上述のようにレンズ体５のそれぞれの光軸ＡＸ１と該レンズ体５に対応する透過部材７の中心軸Ｃ１とが、少なくとも副走査方向においてずれていることで、図９に示すように、各透過部材７の端面は、複数のレンズ体５の端面に対向することなく、対応する１つのレンズ体５の端面に対向する。

以上説明した通り、実施の形態２に係る画像読取装置２が備える光学部材１は、互いに間隔を空けて並べられる複数のレンズ体５と、レンズ体５にそれぞれ対応し、互いに間隔を空けて並べられる複数の透過部材７と、を備え、レンズ体５の光軸ＡＸ１と該レンズ体５に対応する透過部材７の中心軸Ｃ１とは、少なくとも副走査方向においてずれている。さらに、透過部材７は、側面に形成される反射抑制部材７２を有する。このため、レンズ体５および透過部材７の少なくともいずれかの配列位置に誤差が生じても、各透過部材７の端面が複数のレンズ体５の端面に対向することがなく、互いに隣接するレンズ体５から出射される光の光路は分離されている。この結果、レンズ体５で結像された像の重なりが抑制されている光学部材１および画像読取装置２が得られる。

本開示は、上述の実施の形態の例に限られない。光学部材１の構成要素の配置は、上述の例に限られない。図１１に示すように、レンズアレイ６と透過部材アレイ８は、Ｚ軸方向に間隔を空けて設けられ、筐体１２に保持されてもよい。

透過部材アレイ８は、レンズアレイ６より読取対象物Ｄに近い位置に設けられてもよい。詳細には、図１２に示すように、光学部材１は、読取対象物Ｄから一方の端面に入射した光を他方の端面から出射させる複数の透過部材７を有する透過部材アレイ８と、透過部材７の他方の端面から出射した光を収束し、各センサ素子３に結像させる複数のレンズ体５を有するレンズアレイ６と、を備えてもよい。

図１２の例では、透過部材アレイ８が有する透過部材７の他方の端面とレンズアレイ６が有するレンズ体５の端面が当接しているが、透過部材７とレンズ体５は、図１３に示すように、互いに間隔を空けて設けられてもよい。

センサ素子３の配置位置は、上述の例に限られない。一例として、センサ素子３のＸ軸方向の配置間隔は、レンズ体５のＸ軸方向の配置間隔と同じでもよいし、異なってもよい。

レンズ体５および透過部材７の配列方法は、上述の例に限られない。レンズ体５が不等間隔で並べられ、透過部材７が等間隔で並べられてもよい。

レンズ体５および透過部材７の形状は、上述の例に限られない。一例として、透過部材７は、レンズ体５より直径が大きい円柱形状を有してもよい。この場合、複数の透過部材７は互いに当接した状態で並べて設けられ、複数のレンズ体５は互いに間隔を空けて設けられればよい。

他の一例として、レンズ体５および透過部材７は、円柱形状を有さなくてもよい。具体的には、レンズ体５および透過部材７の少なくとも一方は、ＸＹ平面、すなわち光軸垂直平面での断面形状が楕円、多角形、曲線と直線が組み合わさった外形を有する形状等である柱体で形成されてもよい。詳細には、光軸垂直平面でのレンズ体５の断面形状は、光軸を通る位置での主走査方向の長さよりも、光軸を通る位置から副走査方向にずれた位置での主走査方向の長さが短い形状であればよい。光軸垂直平面での透過部材７の断面形状は、中心軸を通る位置での主走査方向の長さよりも、中心軸を通る位置から副走査方向にずれた位置での主走査方向の長さが短い形状であればよい。レンズ体５および透過部材７の断面形状は、副走査方向の端に近づくにつれて主走査方向の長さが小さくなる形状でもよい。レンズ体５および透過部材７の断面形状は、副走査方向の位置が異なっても、主走査方向の長さが同じである部分を有してもよい。

透過部材７の材質は、上述の例に限られない。透過部材７は、光源９から放射され、読取対象物Ｄを読み取るために用いられる光を透過させる任意の部材で形成されればよい。例えば、光源９が赤外光、紫外光などの可視光とは異なる光を放射する場合、透過部材７は、例えば、ゲルマニウム、アクリル樹脂、ガラス等で形成されればよい。

反射抑制部材７２の材質は、上述の例に限られない。反射抑制部材７２は、光源９から放射され、読取対象物Ｄを読み取るために用いられる光の反射を抑制する任意の部材で形成されればよい。

実施の形態では、固定されている画像読取装置２に対して、読取対象物Ｄが相対的に移動しているが、固定された読取対象物Ｄに対して画像読取装置２を相対的に動かして、読取対象物Ｄの情報を読み取ってもよい。読取対象物Ｄの副走査方向、すなわち、搬送方向への搬送は、読取対象物Ｄ自体を搬送させることで実現されてもよいし、画像読取装置２を動かすことで実現されてもよい。

光源９の位置は、上述の例に限られない。例えば、画像読取装置２は、透過板１０よりＺ軸正方向側に位置する光源９を備えてもよい。この場合、読取対象物Ｄは、光源９と透過板１０の間を搬送されればよい。

光源９は、画像読取装置２の外部に設けられてもよい。具体的には、読取対象物Ｄで反射した反射光を光学部材１によって収束させる場合、および、読取対象物Ｄを透過した透過光を光学部材１によって収束させる場合のいずれにおいても、光源９が筐体１２の外部に設けられてもよい。

透過板１０は、光源９が放射する光を透過させるものであって、透過させる光は可視光に限られない。透過板１０は、例えば、赤外線、紫外線等を透過させる部材で形成されてもよい。可視光を透過させない部材で形成されていても、光源９が放射する光を透過させるものであれば、透過板１０として用いることが可能である。透過板１０は、読取対象物Ｄの搬送面を形成する必要がなければ、画像読取装置２、具体的には、筐体１２に取り付けられなくてもよい。

光源９の構成は上述の例に限られず、一例として、複数のＬＥＤ（Light Emitting Diode：発光ダイオード）と、主走査方向に延在し、各ＬＥＤが形成されるＬＥＤ基板と、を有してもよい。この場合、複数のＬＥＤは、主走査方向に沿ってアレイ状に配列されればよい。図１では光学部材１を挟む二つの光源９が配置されているが、一つの光源９が配置されてもよい。

センサ基板１１が設けられる位置は、上述の例に限られず、センサ基板１１に設けられるセンサアレイ４がレンズアレイ６で収束された光を受光できる位置であれば任意である。

実施の形態では、レンズ体５として、円柱形状の屈折率分布型レンズが用いられているが、レンズ体５は、正立等倍光学系のレンズ体であれば任意である。一例として、レンズ体５として、マイクロレンズが用いられてもよい。

透過部材７の構造は、上述の例に限られず、一方の端面から入射した光を他方の端面から出射させることができれば、任意である。一例として、透過部材７は、中心軸Ｃ１の延伸方向に貫通する貫通孔が形成されている円柱形状を有してもよい。換言すれば、透過部材７は、円筒形状を有してもよい。

本開示は、本開示の広義の精神と範囲を逸脱することなく、様々な実施の形態及び変形が可能とされるものである。また、上述した実施の形態は、この開示を説明するためのものであり、本開示の範囲を限定するものではない。すなわち、本開示の範囲は、実施の形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。そして、特許請求の範囲内及びそれと同等の開示の意義の範囲内で施される様々な変形が、この開示の範囲内とみなされる。

本出願は、２０２１年６月９日に出願された、日本国特許出願特願２０２１－９６２７６号に基づく。本明細書中に日本国特許出願特願２０２１－９６２７６号の明細書、特許請求の範囲、図面全体を参照として取り込むものとする。

Ｄ 読取対象物、１ 光学部材、２，９０ 画像読取装置、３ センサ素子、４ センサアレイ、５，９１，９３ レンズ体、６ レンズアレイ、５６ 側板、７，９２，９４ 透過部材、７１ 円柱部材、７２ 反射抑制部材、８ 透過部材アレイ、７８ 側板、９ 光源、１０ 透過板、１１ センサ基板、１２ 筐体、１２ａ，１２ｂ 開口、ＡＸ１ 光軸、Ｃ１ 中心軸、Ｌ１，Ｌ２ 接点、Ｌ３，Ｌ４ 中点。

Claims (10)

1. 主走査方向に一列に並べられ、読取対象物からの光を収束させる複数のレンズ体を有するレンズアレイと、
   屈折率が一様な部材で形成され、それぞれが対応する前記レンズ体より前記読取対象物に近い位置または該レンズ体より前記読取対象物から遠い位置に設けられ、前記レンズ体の光軸に沿って延びる柱状形状を有し、一方の端面から入射した光を他方の端面から出射させる複数の透過部材とを備え、
   前記光軸に垂直な平面である光軸垂直平面での前記レンズ体の断面形状は、前記光軸を通る位置での前記主走査方向の長さよりも、前記光軸を通る位置から前記主走査方向と交差する副走査方向にずれた位置での前記主走査方向の長さが短い形状であり、
   前記光軸垂直平面での前記透過部材の断面形状は、前記透過部材の中心軸を通る位置での前記主走査方向の長さよりも、前記中心軸を通る位置から前記副走査方向にずれた位置での前記主走査方向の長さが短い形状であり、
   前記レンズ体のそれぞれの前記光軸と該レンズ体に対応する前記透過部材の前記中心軸とが少なくとも前記副走査方向において前記透過部材の製造上の誤差または配列位置の誤差より大きくずれていることで、前記透過部材の端面が、複数の前記レンズ体の端面に対向することなく、対応する１つの前記レンズ体の端面とだけ対向する、
   光学部材。
2. 前記複数の透過部材は、前記透過部材のそれぞれの中心軸が該透過部材に対応する前記レンズ体の光軸から前記副走査方向において前記透過部材の製造上の誤差または配列位置の誤差より大きくずれて前記主走査方向に一列に並べられる、
   請求項１に記載の光学部材。
3. 前記レンズ体の直径と前記透過部材の直径は同じで、それぞれ円柱形状を有する、
   請求項１または請求項２に記載の光学部材。
4. 前記レンズ体の前記透過部材に向く面の少なくとも一部は、前記光軸の延伸方向に、前記透過部材の前記レンズ体に向く面に対向する、
   請求項１または請求項２に記載の光学部材。
5. 前記複数のレンズ体および前記複数の透過部材の少なくとも一方は、互いに当接した状態で並べられる、
   請求項１または請求項２に記載の光学部材。
6. 前記複数のレンズ体は、互いに当接した状態で並べられ、
   前記複数の透過部材は、互いに当接した状態で並べられ、
   前記光軸垂直平面において、互いに当接している２つの前記レンズ体の接点と、該互いに当接している２つのレンズ体に対応し、互いに当接している２つの前記透過部材の接点とは少なくとも前記副走査方向において前記透過部材の製造上の誤差または配列位置の誤差より大きくずれている、
   請求項１または請求項２に記載の光学部材。
7. 前記光軸垂直平面において、互いに当接している２つの前記レンズ体の接点と、該互いに当接している２つのレンズ体に対応し、互いに当接している２つの前記透過部材の接点とは前記副走査方向および前記主走査方向において前記透過部材の製造上の誤差または配列位置の誤差より大きくずれている、
   請求項６に記載の光学部材。
8. 前記複数のレンズ体は、互いに間隔を空けて並べられ、
   前記複数の透過部材は、互いに間隔を空けて並べられ、
   前記光軸垂直平面において、互いに隣接している２つの前記レンズ体を最短距離で結ぶ線分の中点と該互いに隣接している２つの前記レンズ体に対応し、互いに隣接している２つの前記透過部材を最短距離で結ぶ線分の中点とは少なくとも前記副走査方向において前記透過部材の製造上の誤差または配列位置の誤差より大きくずれている、
   請求項１または請求項２に記載の光学部材。
9. 前記透過部材は、前記中心軸の延伸方向に貫通する貫通孔が形成されている円柱形状を有する、
   請求項１または請求項２に記載の光学部材。
10. 請求項１または請求項２に記載の光学部材と、
    前記光学部材が備える前記レンズアレイが有する前記レンズ体ごとに設けられ、前記レンズ体で収束された光を受光する複数のセンサ素子を有するセンサアレイと、
    を備える画像読取装置。

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