WO2022163157A1

WO2022163157A1 - 画像読取装置

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Publication number: WO2022163157A1
Application number: PCT/JP2021/045284
Authority: WO
Inventors: 秀樹松井; 大介福井; 裕之河野
Original assignee: 三菱電機株式会社
Priority date: 2021-01-29
Filing date: 2021-12-09
Publication date: 2022-08-04
Also published as: JP7297168B2; CN116830562A; US20230412748A1; DE112021006962T5; JPWO2022163157A1

Abstract

画像読取装置（１００）は、レンズアレイ（４）と、受光部（６）と、少なくとも１つの遮光部材と、を備える。レンズアレイ（４）は、決められた間隔を空けて主走査方向に一列に並んで設けられ、読取対象物からの光を収束させる複数の第１のレンズ体を有する。受光部（６）は、第１のレンズ体のそれぞれで収束された光を受光する。遮光部材は、主走査方向では上記間隔に対応する位置であって、レンズアレイ（４）の読取対象物側の端と受光部（６）との間である位置に配置され、第１のレンズ体の間を通る読取対象物からの光を遮り、互いに隣接する第１のレンズ体で収束された光の光路を分離する。

Description

画像読取装置

　本開示は、画像読取装置に関する。

　画像読取装置は、光が照射される被照射体である読取対象物からの光を収束させるレンズアレイと、レンズアレイで収束された光を受光するセンサＩＣ（Integrated Circuit：集積回路）と、を備える。レンズアレイは、読取対象物を透過した光である透過光または読取対象物で反射された光である反射光を収束させる。センサＩＣは、受光した光を電気信号に変換し、読取対象物上の情報、例えば、画像、文字、パターン等についてのデータを生成する。

　画像読取装置には、例えば迷光を抑制し、光学性能を向上させるため、レンズアレイを構成するアレイ状に配置された複数のレンズを通る光の一部を遮る遮光部材を備えるものがある。この種の画像読取装置が特許文献１に開示されている。特許文献１に開示される画像読取装置は、遮光部材として、各レンズの正面に位置する貫通孔が形成されている遮光部材を備える。

特開２０１３－０３７２９８号公報

　特許文献１に開示される画像読取装置のように、光学性能を向上させるために遮光部材が設けられる場合、例えばレンズの直径が小さく、レンズの間の距離が短いと、遮光部材の貫通孔間の距離を短くすることが必要となる。貫通孔間の距離を短くすると、遮光部材の製造が難しくなる。例えば、直径が０．６ミリメートルのレンズが当接した状態で直線状に配置されたレンズアレイに対応する遮光部材を設ける場合、遮光部材において、貫通孔間の距離を、例えば０．１ミリメートル以上、かつ、０．２ミリメートル以下の十分に短い距離にし、貫通孔を０．６ミリメートルごとに配置する必要がある。このため、遮光部材の許容公差範囲が狭くなり、遮光部材および遮光部材を備える画像読取装置の製造工程の難度が高くなる。

　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、製造が容易であって高い光学性能を有する画像読取装置を提供することを目的とする。

　本開示に係る画像読取装置は、レンズアレイと、受光部と、少なくとも１つの遮光部材と、を備える。レンズアレイは、決められた間隔を空けて主走査方向に一列に並んで設けられ、読取対象物からの光を収束させる複数の第１のレンズ体を有する。受光部は、複数の第１のレンズ体のそれぞれで収束された光を受光する。遮光部材は、主走査方向では上記間隔に対応する位置であって、レンズアレイの読取対象物側の端と受光部との間である位置に配置され、第１のレンズ体の間を通る読取対象物からの光を遮り、互いに隣接する第１のレンズ体で収束された光の光路を分離する。

　本開示に係る画像読取装置によれば、遮光部材の許容公差範囲が広くなり、製造が容易であって高い光学性能を有する画像読取装置が得られる。

実施の形態１に係る画像読取装置の主走査方向に沿った面での断面図実施の形態１に係る画像読取装置の図１におけるII－II線での矢視断面図実施の形態１に係る画像読取装置のレンズアレイと遮光部の主走査方向に沿った面での部分断面図実施の形態１に係る画像読取装置の遮光部の斜視図実施の形態１に係る画像読取装置の遮光部を副走査方向から見た図実施の形態１に係る画像読取装置の図１におけるVI－VI線での矢視断面図実施の形態１に係る画像読取装置のレンズアレイの共役長を説明する図であって、（ａ）は共役長が長いレンズアレイと遮光部の主走査方向に沿った面での部分断面図を示し、（ｂ）は共役長が短いレンズアレイと遮光部の主走査方向に沿った面での部分断面図を示す図実施の形態１に係る画像読取装置が備える遮光板の端部の形状を説明する図であって、（ａ）はレンズアレイと受光部に近い端部がテーパ形状である遮光板の主走査方向に沿った面での部分断面図を示し、（ｂ）はレンズアレイと受光部に近い端部がテーパ形状でない遮光板の主走査方向に沿った面での部分断面図を示す図実施の形態１に係る画像読取装置のレンズアレイと遮光部の主走査方向に沿った面での部分断面図実施の形態１に係る画像読取装置の遮光板の主走査方向に沿った面での拡大断面図実施の形態１に係る画像読取装置のレンズアレイと遮光部の主走査方向に沿った面での部分断面図実施の形態２に係る画像読取装置のレンズアレイと遮光部の主走査方向に沿った面での部分断面図実施の形態３に係る画像読取装置のレンズアレイと遮光部の主走査方向に沿った面での部分断面図実施の形態４に係る画像読取装置のレンズアレイと遮光部を受光部から見た図

　以下、本開示の実施の形態に係る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）
　読取対象物、例えば、紙幣、有価証券、その他の一般文書等の画像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１００について、図面を用いて説明する。図１および図１のII－II線における矢視断面図である図２に示す画像読取装置１００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。図１は、図２のI－I線における矢視断面図である。主走査方向と副走査方向とは交差し、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１００の主走査方向に沿った断面の図である図１および画像読取装置１００の副走査方向に沿った断面の図である図２に示すように、実施の形態１に係る画像読取装置１００は、画像読取装置１００の構成要素の一部を収容する筐体１と、図示しない読取対象物の画像情報を読み取るための読取面を形成し、光を透過させる透明板２と、読取対象物に光を照射する光源３と、を備える。画像読取装置１００はさらに、読取対象物からの光を収束させる複数の第１のレンズ体を有するレンズアレイ４と、複数の第１のレンズ体の内、互いに隣接する第１のレンズ体で収束された光の光路を分離する少なくとも１つの遮光部材を有する遮光部５と、レンズアレイ４で収束され、遮光部５を通過した光を受光する受光部６と、を備える。

　筐体１は、読取対象物に向く矩形の開口が形成されていて、主走査方向を長手方向とする方形のフレームである。筐体１の短手方向は、副走査方向、換言すれば、読取対象物の搬送方向に相当する。筐体１は、外部からの光を遮る材料で形成され、例えば、アルミニウムなどの金属または樹脂で形成されている。筐体１は、上述した画像読取装置１００の構成要素の内、光源３、レンズアレイ４、遮光部５、および受光部６を収容する。光源３、レンズアレイ４、遮光部５および受光部６は、筐体１に直接的または間接的に取り付けられ、保持される。筐体１は、画像読取装置１００の外部から受光部６に入射する光を遮る。さらに筐体１は、画像読取装置１００の内部に異物、例えば、塵埃、水分等が侵入することを防止する。

　透明板２は、筐体１の開口を塞ぐ向きに筐体１に取り付けられる。透明板２は、光源３から出射される光が読取対象物を照射することが可能であって、かつ、読取対象物からの光が受光部６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。透明板２は、主走査方向に沿って延在する両面が平坦な平板状の形状を有する。透明板２において、筐体１と対面する面とは反対側の面は、読取対象物の読取面である。読取面は、読取対象物の読取位置を規制する。

　光源３は、読取対象物へ光を出射する。実施の形態１では、光源３は、レンズアレイ４の副走査方向における両側に配置されている。光源３は、ＬＥＤ（Light Emitting Diode：発光ダイオード）３１と、主走査方向に延在するＬＥＤ基板３２と、を有する。ＬＥＤ３１は、主走査方向に沿ってアレイ状に配列されている。各ＬＥＤ３１は、ＬＥＤ基板３２に設けられている。

　レンズアレイ４は、読取対象物と受光部６との間に、決められた間隔を空けて主走査方向に一列に並んで設けられ、読取対象物からの光を収束させる複数の第１のレンズ体を有する。図３に示すように、実施の形態１では、レンズアレイ４は、決められた間隔を空けて主走査方向に一列に並んで設けられている複数の第１のレンズ体４３と、それぞれが第１のレンズ体４３の間に位置する複数の第２のレンズ体４２と、を有する。換言すれば、第１のレンズ体４３と第２のレンズ体４２とは、主走査方向に沿って交互に配列されている。

　各第１のレンズ体４３および各第２のレンズ体４２は、同様の構成のレンズ体であって、レンズ体の光軸方向は、主走査方向および副走査方向のそれぞれに直交している。第１のレンズ体４３および第２のレンズ体４２は、例えば、読取対象物からの光を収束させる正立等倍光学系のレンズ体である。複数の第１のレンズ体４３および複数の第２のレンズ体４２は、主走査方向に沿って一列に隙間なく交互に配置される。第１のレンズ体４３の間に第２のレンズ体４２が設けられ、第２のレンズ体４２が第２のレンズ体４２を挟んで隣接する第１のレンズ体４３のそれぞれに当接することで、第１のレンズ体４３の主走査方向における位置がずれることが抑制される。

　上述のように配置された複数の第１のレンズ体４３および複数の第２のレンズ体４２は、図示しない保持部に保持される。保持部は、主走査方向に延在し、第１のレンズ体４３および第２のレンズ体４２の副走査方向における両側に設けられる。例えば、保持部は、板状の形状を有する樹脂で形成され、第１のレンズ体４３と第２のレンズ体４２を副走査方向における両側から保持する。保持部は、筐体１に取り付けられる。

　図１および図２に示すレンズアレイ４は、読取対象物を受光部６に正立等倍で結像する正立等倍光学系である。レンズアレイ４は、例えば、ロッドレンズアレイである。レンズアレイ４は、光源３から出射され、読取対象物で反射され、透明板２を透過した光、または読取対象物を透過し、透明板２を通過した光を収束し、受光部６に結像させる。

　例えば、レンズアレイ４の読取対象物に向く面である光入射面と、レンズアレイ４を保持する保持部の読取対象物に向く面とは、表面研磨されており、同一平面上にあるとみなすことができる。同様に、レンズアレイ４の受光部６に向く面である光出射面と、保持部の受光部６に向く面である光出射面とは、表面研磨されており、同一平面上にあるとみなすことができる。レンズアレイ４の受光部６に向く面に遮光部５が取り付けられる。

　受光部６は、レンズアレイ４が収束した光を受光する。受光部６は、筐体１に取り付けられるセンサ基板６２と、センサ基板６２に設けられたセンサＩＣ（Integrated Circuit：集積回路）６１と、図示しない他の構成要素、例えば駆動回路と、を有する。センサＩＣ６１は、レンズアレイ４の配列に対応して主走査方向に沿って配置される。センサＩＣ６１は、レンズアレイ４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。駆動回路は、センサＩＣ６１が出力する電気信号から読取対象物の画像情報を生成し、出力する。センサＩＣ６１は、センサ基板６２に、例えば接着剤で固定されている。

　センサ基板６２は、樹脂、例えば、ガラスエポキシで形成された基板であり、センサＩＣ６１が実装されている。このとき、レンズアレイ４が有する第１のレンズ体４３または第２のレンズ体４２の光軸は、センサＩＣ６１に搭載された受光部材、例えば半導体チップを通る。

　当接した状態で一列に並んでいる複数のレンズ体を有するレンズアレイを使用する光学系において、互いに隣接するレンズ体の視野が重なることで多重像が発生してしまうと、レンズアレイ全体としての開口角が大きくなり、被写界深度が浅くなる。このため、当接している複数のレンズ体を有するレンズアレイを使用する光学系において、被写界深度を深く確保することが難しい。画像読取装置１００は、被写界深度を深くするために、レンズアレイ４と受光部６との間に設けられる遮光部５を備える。

　遮光部５は、レンズアレイ４の受光部６に向く面である光出射面に取り付けられる。遮光部５とレンズアレイ４とは、弾性力の小さいテープまたは、接着剤、例えばシリコン接着剤で接着される。遮光部５は、樹脂または金属で形成される。遮光部５は、射出成形またはプレス成形によって成形される。遮光部５の斜視図である図４に示すように、遮光部５は、レンズアレイ４が有する第１のレンズ体４３で収束された光の光路を分離する複数の遮光部材、具体的には、複数の遮光板５１と、複数の遮光板５１が取り付けられる第１の側板５２と、を有する。

　遮光板５１は、主走査方向では第１のレンズ体４３の間隔に対応する位置であって、レンズアレイ４の読取対象物側の端と受光部６との間である位置に配置される。具体的には、遮光板５１は、主走査方向ではレンズアレイ４が有する複数のレンズ体の内、互いに隣接する第１のレンズ体４３の間であって、第１のレンズ体４３よりも受光部６の側に位置する。遮光板５１は、互いに隣接する第１のレンズ体４３で収束された光の光路を分離する。詳細には、図３に示すように、遮光板５１は、互いに隣接する第１のレンズ体４３の間に設けられる第２のレンズ体４２と受光部６との間に位置し、第２のレンズ体４２を挟んで互いに隣接する第１のレンズ体４３で収束された光の光路を分離する。互いに隣接する第１のレンズ体４３で収束された光の光路の分離とは、各第１のレンズ体４３から受光部６に至るまでに、各第１のレンズ体４３から出射された光の光路が交わることを抑制することを意味する。

　各遮光板５１は、第２のレンズ体４２の受光部６に向く面に対向する位置に設けられる。各遮光板５１の主走査方向の厚さＷ１は、第１のレンズ体４３の間の主走査方向における幅に相当する第２のレンズ体４２の主走査方向の厚さＷ２以上である。換言すれば、各遮光板５１の主走査方向の厚さＷ１は、第２のレンズ体４２の直径以上である。実施の形態１では、各遮光板５１の主走査方向の厚さＷ１は、第２のレンズ体４２の主走査方向の厚さＷ２と同じである。

　遮光板５１は第２のレンズ体４２の受光部６に向く面に対向する位置に設けられる。このため、遮光板５１が配置される間隔Ｄ１、換言すれば、互いに隣接している遮光板５１の主走査方向の中心間の距離は、第２のレンズ体４２に隣接する第１のレンズ体４３の主走査方向の厚さＷ３より大きい。第２のレンズ体４２の主走査方向の厚さＷ２と第１のレンズ体４３の主走査方向の厚さＷ３は同じである。遮光板５１の主走査方向の厚さＷ１が第２のレンズ体４２の主走査方向の厚さＷ２以上であって、遮光板５１が配置される間隔Ｄ１が第１のレンズ体４３の主走査方向の厚さＷ３より大きいため、遮光部５の許容公差範囲が広くなり、遮光部５を容易に製造することが可能となる。

　上述のように遮光板５１が設けられることで、第２のレンズ体４２の受光部６に向く面は、遮光板５１に覆われる。換言すれば、第２のレンズ体４２から出射された光は、遮光板５１により遮光され、受光部６に到達しない。このため、実施の形態１においては、受光部６に至るまでの光路が遮光板５１によって遮られている第２のレンズ体４２は、レンズとしては機能せず、第１のレンズ体４３の主走査方向における位置ずれを抑制するスペーサとしての役割を果たす。

　第１のレンズ体４３の受光部６に向く面に対向する位置には、遮光板５１は設けられていないため、第１のレンズ体４３から出射された光は受光部６に到達する。第１のレンズ体４３から受光部６に至る光路と、該第１のレンズ体４３に第２のレンズ体４２を挟んで隣接する第１のレンズ体４３から受光部６に至る光路とは、遮光板５１により分離されている。これにより、レンズ視野の重なりが低減され、被写界深度を深くすることが可能となり、光学性能が向上する。

　図４、遮光部５を副走査方向から見た図である図５、および図１におけるVI－VI線での矢視断面図である図６に示すように、各遮光板５１は、互いに一定の間隔を空けた位置で、第１の側板５２に取り付けられる。第１の側板５２は、遮光板５１に副走査方向に隣接する位置に設けられる。第１の側板５２は、主走査方向に延在する板状の部材である。実施の形態１では、複数の遮光板５１と第１の側板５２とは、一体に形成された部材である。これにより、遮光部５の部品数を少なくすることができ、遮光部５の製造コストを低下させることができる。

　上記構成を有する画像読取装置１００において、読取対象物が位置する焦点位置と、受光部６の位置である受光位置との距離であるレンズアレイ４の共役長ＴＣは、画像読取装置１００に求められる被写界深度に応じて決定されることが好ましい。図７（ａ），（ｂ）は、画像読取装置１００のレンズアレイ４と遮光部５の主走査方向に沿った面での部分断面図を示す。図７（ａ）に示すレンズアレイ４の共役長ＴＣは、図７（ｂ）に示すレンズアレイ４の共役長ＴＣより長い。図７（ａ），（ｂ）において、レンズアレイ４に入射した光の光路を点線と一点鎖線とで示している。画像読取装置１００に求められる被写界深度が深くなるにつれて、図７（ｂ）から図７（ａ）のようにレンズアレイ４の共役長ＴＣを長くすることが好ましい。

　図３に示すように、遮光板５１の受光部６に近い端部は、テーパ形状を有することが好ましい。詳しくは、遮光板５１の受光部６に近い端部は、受光部６に近づくにつれて主走査方向の厚さが小さくなる形状を有することが好ましい。図８（ａ），（ｂ）は、レンズアレイ４と遮光部５の主走査方向に沿った面での部分断面図を示す。図８（ａ）に示す遮光部５が有する遮光板５１は、受光部６に近い端部がテーパ形状に形成されている。図８（ｂ）に示す遮光部５が有する遮光板５１は、受光部６に近い端部がテーパ形状に形成されていない図８（ａ），（ｂ）において、レンズアレイ４に入射した光の光路を点線で示している。

　図８（ａ）の場合は、図８（ｂ）の場合と比較して、遮光板５１の受光部６に近い端部により遮られる光が少ないため、レンズアレイ４からの光がより多く受光部６に到達する。遮光板５１に形成するテーパの角度を大きくする程、レンズアレイ４から受光部６に到達する光の量が多くなる。遮光板５１の長さを短くする程、レンズアレイ４から受光部６に到達する光の量が多くなる。しかし、レンズアレイ４から受光部６に到達する光の量が多くなる程、被写界深度が小さくなる。よって、遮光板５１に形成するテーパの角度と遮光板５１の長さは、受光部６で必要な光量と画像読取装置１００に求められる被写界深度とに応じて決定されることが好ましい。

　上述のように、遮光板５１が設けられることで、遮光板５１によって第２のレンズ体４２から出射される光が遮られ、第２のレンズ体４２を挟んで互いに隣接する第１のレンズ体４３から出射される光の光路が分離される。これにより、画像読取装置１００の光学性能が向上する。より光学性能を向上させるための構造について以下に説明する。

　一例として、遮光板５１に入射した光が、受光部６に向かって反射されることを低減するため、遮光板５１は、レンズアレイ４から出射され、遮光板５１のレンズアレイ４に向く面に連続し、副走査方向に沿った面に入射した光をレンズアレイ４に向かって反射する反射部を有することが好ましい。詳細には、遮光板５１は、ＸＺ平面に平行な断面において鋸歯形状を有することが好ましい。図９および図９の点線で囲まれた対象範囲１０を拡大した図である図１０に示すように、遮光板５１に、主走査方向に突出し、レンズアレイ４に向かって光を反射する歯５４が、Ｚ軸方向に亘って複数個形成されることが好ましい。歯５４は、受光部６に近い部分よりも、レンズアレイ４に近い部分が、遮光板５１から、より遠くに突出している形状を有する。

　歯５４は、例えば、ＸＺ平面に平行な面が底面であり、副走査方向に沿って延びる柱状の形状を有する。詳細には、歯５４は、ＸＺ平面に平行な断面において三角形または四角形の形状を有する。歯５４の１つの側面、具体的には、レンズアレイ４に向く面に、レンズアレイ４から出射される光を反射する反射部５５が形成される。例えば、反射部５５は、ＸＹ平面に平行な面である。

　上述のように遮光板５１が鋸歯形状を有することで、レンズアレイ４から出射された光は、図１０に実線の矢印で示すように、歯５４の反射部５５で反射されレンズアレイ４に向かって進む。よって、歯５４を設けない場合と比較して、遮光板５１の主走査方向に交差する面に入射した光が、受光部６に向かって反射されることを低減することができる。

　他の一例として、遮光部５の表面、換言すれば、遮光部５の外面は黒色の面であることが好ましい。遮光部５の表面を黒色の面とすることで、遮光部５の表面での反射を低減することができる。

　画像読取装置１００の製造をより容易にするための構造を以下に説明する。図１１に示すように、各遮光板５１の主走査方向の厚さＷ１’は、第２のレンズ体４２の主走査方向の厚さＷ２より大きくてもよい。詳細には、各遮光板５１の主走査方向の厚さＷ１’は、第２のレンズ体４２の主走査方向の厚さより大きく、かつ、第２のレンズ体４２の主走査方向の厚さＷ２の２倍より小さければよい。このようにすることで、第２のレンズ体４２に対する遮光板５１の主走査方向の位置が、遮光板５１の主走査方向の厚さＷ１’と第２のレンズ体４２の主走査方向の厚さＷ２との差の１／２の範囲以内でずれた場合であっても、第２のレンズ体４２からの光を遮光することができる。つまり、上記の範囲以内で第２のレンズ体４２に対して遮光板５１の主走査方向の位置がずれたとしても、第２のレンズ体４２の受光部６に向く面を、遮光板５１で覆うことができる。そのため、レンズアレイ４と、遮光板５１との組み立てのばらつきに対する制約を小さくすることができ、さらに画像読取装置１００の製造が容易になる。

　以上説明した通り、実施の形態１に係る画像読取装置１００において、第１のレンズ体４３と第２のレンズ体４２とが当接した状態で交互に配列されており、遮光部５が有する遮光板５１は第２のレンズ体４２からの光を遮光し、第２のレンズ体４２を挟んで互いに隣接する第１のレンズ体４３が収束した光の光路を分離する。これにより、レンズ視野の重なりが低減される。また、当接している複数のレンズ体の直径に一致する間隔で遮光部材が設けられる画像読取装置と比べて、ある焦点位置から受光部６に至るまでに光が通るレンズ体、具体的には、第１のレンズ体４３の個数が少ないため、受光部６で得られる画像情報の重複が低減される。これにより、レンズ視野の重なりおよび得られる画像の重複が低減されることで、当接している第１のレンズ体４３と第２のレンズ体４２とを有するレンズアレイ４を備える画像読取装置１００においても、被写界深度を深くすることが可能となり、光学性能が向上する。

　遮光部５が有する各遮光板５１の主走査方向の厚さＷ１は、第２のレンズ体４２の主走査方向の厚さＷ２以上である。さらに、遮光板５１が配置される間隔Ｄ１は、第１のレンズ体４３の主走査方向の厚さＷ３、換言すれば、第１のレンズ体４３の直径よりも大きい。このため、遮光部５の許容公差範囲が広くなり、遮光部５を容易に製造することが可能である。この結果、製造が容易であって高い光学性能を有する画像読取装置１００が得られる。

　遮光板５１は、第１のレンズ体４３の直径よりも大きい間隔Ｄ１で配置される。このため、遮光部５にメッキまたは塗装を行う場合に、遮光板５１の間にメッキまたは塗装をするための液体が詰まることが低減される。よって、当接している複数のレンズ体の直径に一致する間隔で遮光部材が設けられる画像読取装置と比べて、遮光板５１に薄く、均一にメッキまたは塗装を行うことができる。

　遮光板５１の受光部６に近い端部をテーパ形状とする場合は、レンズアレイ４からの光がより多く受光部６に到達する。遮光板５１の主走査方向に交差する面に複数の歯５４がＺ軸方向に亘って形成される場合は、遮光板５１の主走査方向に交差する面に入射した光が、受光部６に向かって反射されることを低減することができる。

　（実施の形態２）
　実施の形態２に係る画像読取装置２００は、レンズアレイ４と遮光部５の構成が画像読取装置１００と異なる。以下、上述の実施の形態で説明した構成と同一又は対応する構成については同一符号を付し、それらの構成の説明を繰り返し行わない。

　図１２に示すように、画像読取装置２００が備えるレンズアレイ４は、決められた間隔を空けて主走査方向に一列に並んで設けられ、読取対象物からの光を収束させる複数の第１のレンズ体４３を有する。画像読取装置２００は、主走査方向では第１のレンズ体４３の間隔に対応する位置であって、レンズアレイ４の読取対象物側の端と受光部６との間である位置に配置される遮光部材を備える。詳細には、画像読取装置２００は、遮光部材として、複数の遮光板５１と、第１のレンズ体４３の間に位置し、読取対象物からの光を遮る中間部材４４と、を有する。第１のレンズ体４３と中間部材４４は、当接した状態で主走査方向に沿って一列に隙間なく交互に配置されている。第１のレンズ体４３の読取対象物側の端の位置および中間部材４４の読取対象物側の端の位置は同じである。

　第１のレンズ体４３の光軸方向は、主走査方向および副走査方向のそれぞれに直交している。第１のレンズ体４３は、例えば、読取対象物からの光を収束させる正立等倍光学系のレンズ体である。複数の第１のレンズ体４３および複数の中間部材４４は、主走査方向に沿って一列に隙間なく交互に配置され、保持部に保持されている。

　遮光板５１は、レンズアレイ４の読取対象物側の端と受光部６との間、具体的には、主走査方向ではレンズアレイ４が有する複数の第１のレンズ体４３の内、互いに隣接する第１のレンズ体４３の間であって、第１のレンズ体４３よりも受光部６の側に位置する。遮光板５１は、互いに隣接する第１のレンズ体４３で収束された光の光路を分離する。詳細には、遮光板５１は、互いに隣接する第１のレンズ体４３の間に設けられる中間部材４４と受光部６との間に位置し、中間部材４４を挟んで互いに隣接する第１のレンズ体４３で収束された光の光路を分離する。

　各遮光板５１は、中間部材４４の受光部６に向く面に対向する位置に設けられる。各遮光板５１の主走査方向の厚さＷ４は、第１のレンズ体４３の間の主走査方向における幅に相当する中間部材４４の主走査方向の厚さＷ５以下であることが好ましい。例えば、遮光板５１の主走査方向の厚さＷ４と中間部材４４の主走査方向の厚さＷ５は同じである。これにより、第１のレンズ体４３の受光部６に向く面は、遮光板５１により覆われない。

　遮光板５１は中間部材４４の受光部６に向く面に対向する位置に設けられる。このため、遮光板５１が配置される間隔Ｄ２、換言すれば、互いに隣接している遮光板５１の主走査方向の中心間の距離は、中間部材４４に隣接する第１のレンズ体４３の主走査方向の厚さＷ６より大きい。中間部材４４の主走査方向の厚さＷ５と第１のレンズ体４３の主走査方向の厚さＷ６は同じである。遮光板５１の主走査方向の厚さＷ４が中間部材４４の主走査方向の厚さＷ５と同じであって、遮光板５１が配置される間隔Ｄ２が第１のレンズ体４３の主走査方向の厚さＷ６より大きいため、遮光部５の許容公差範囲が広くなり、遮光部５を容易に製造することが可能となる。遮光板５１および中間部材４４は、第１のレンズ体４３の間を通る読取対象物からの光を遮り、互いに隣接する第１のレンズ体４３で収束された光の光路を分離する遮光部材を構成する。

　第１のレンズ体４３から受光部６に至る光路と、該第１のレンズ体４３に中間部材４４を挟んで隣接する第１のレンズ体４３から受光部６に至る光路とは、遮光板５１により分離されている。これにより、レンズ視野の重なりが低減され、被写界深度を深くすることが可能となり、光学性能が向上する。

　実施の形態１と同様に、画像読取装置２００に求められる被写界深度に応じて、レンズアレイ４の共役長ＴＣが決定されることが好ましい。

　より多くの光を受光部６に到達させるため、実施の形態１と同様に、遮光板５１の受光部６に近い端部は、テーパ形状を有することが好ましい。

　遮光板５１に入射した光が、受光部６に向かって反射されることを低減するため、遮光板５１は、ＸＺ平面に平行な断面において鋸歯形状を有することが好ましい。実施の形態１と同様に、遮光板５１に、主走査方向に突出する歯５４が、Ｚ軸方向に亘って複数個形成されることが好ましい。

　以上説明した通り、実施の形態２に係る画像読取装置２００において、レンズアレイ４と受光部６との間に設けられた遮光部５は、中間部材４４を挟んで互いに隣接する第１のレンズ体４３が収束した光の光路を分離する。これにより、レンズ視野の重なりが低減される。また、当接している複数のレンズ体の直径に一致する間隔で遮光部材が設けられる画像読取装置と比べて、ある焦点位置から受光部６に至るまでに光が通る第１のレンズ体４３の個数が少ないため、受光部６で得られる画像情報の重複が低減される。これにより、レンズ視野の重なりおよび得られる画像の重複が低減されることで、被写界深度を深くすることが可能となり、光学性能が向上する。

　遮光板５１が配置される間隔Ｄ２は、第１のレンズ体４３の主走査方向の厚さＷ６、換言すれば、第１のレンズ体４３の直径よりも大きい。このため、遮光部５の許容公差範囲が広くなり、遮光部５を容易に製造することが可能である。この結果、製造が容易であって高い光学性能を有する画像読取装置２００が得られる。

　遮光板５１は、第１のレンズ体４３の直径よりも大きい間隔Ｄ２で配置されるため、遮光部５にメッキまたは塗装を行う場合に、遮光板５１の間にメッキまたは塗装をするための液体が目詰まりすることが低減される。よって、当接している複数のレンズ体の直径に一致する間隔で遮光部材が配置される画像読取装置と比べて、遮光板５１に薄く、均一にメッキまたは塗装を行うことができる。

　遮光板５１の受光部６に近い端部をテーパ形状とする場合は、レンズアレイ４からの光がより多く受光部６に到達する。遮光板５１の主走査方向に交差する面に複数の歯５４がＺ軸方向に亘って形成される場合は、遮光板５１に入射した光が、受光部６に向かって反射されることを低減することができる。

　（実施の形態３）
　実施の形態３に係る画像読取装置３００は、レンズアレイ４と遮光部５の構成が画像読取装置１００と異なる。以下、上述の実施の形態で説明した構成と同一又は対応する構成については同一符号を付し、それらの構成の説明を繰り返し行わない。

　図１３に示すように、画像読取装置３００が備えるレンズアレイ４は、決められた間隔を空けて主走査方向に一列に並んで設けられ、読取対象物からの光を収束させる複数の第１のレンズ体４３を有する。複数の第１のレンズ体４３は、空隙７を挟んで一列に並んで設けられる。

　第１のレンズ体４３の光軸方向は、主走査方向と副走査方向とのそれぞれに直交している。第１のレンズ体４３は、読取対象物からの光を収束させる正立等倍光学系のレンズ体である。複数の第１のレンズ体４３は、主走査方向に沿って一列に空隙７を挟んで配置され、保持部に保持される。

　遮光板５１は、レンズアレイ４が有する複数の第１のレンズ体４３の内、互いに隣接する第１のレンズ体４３の間の空隙７と受光部６との間に位置し、互いに隣接する第１のレンズ体４３で収束された光の光路を分離する。遮光板５１のＺ軸方向の端部は、第１のレンズ体４３のＺ軸方向の端部に当接している。

　各遮光板５１の主走査方向の厚さＷ７は、空隙７の主走査方向の幅Ｗ８以上であることが好ましい。これにより、レンズアレイ４の受光部６に向く面において、第１のレンズ体４３の間の空隙７が遮光板５１により覆われる。空隙７を通る光は遮光板５１によって遮られ、受光部６の側には出ない。

　遮光板５１は、空隙７ごとにレンズアレイ４の読取対象物側の端と受光部６との間、具体的には、空隙７と受光部６の間に位置する。このため、遮光板５１が配置される間隔Ｄ３、換言すれば、互いに隣接している遮光板５１の主走査方向の中心間の距離は、空隙７に隣接する第１のレンズ体４３の主走査方向の厚さＷ９より大きい。遮光板５１の主走査方向の厚さＷ７が空隙７の主走査方向の幅Ｗ８より大きく、遮光板５１が配置される間隔Ｄ３が第１のレンズ体４３の主走査方向の厚さＷ９より大きいため、遮光部５の許容公差範囲が広くなり、遮光部５を容易に製造することが可能となる。

　第１のレンズ体４３から受光部６に至る光路と、該第１のレンズ体４３に空隙７を挟んで隣接する第１のレンズ体４３から受光部６に至る光路とは、遮光板５１により分離されている。これにより、レンズ視野の重なりが低減され、被写界深度を深くすることが可能となり、光学性能が向上する

　実施の形態１と同様に、画像読取装置３００に求められる被写界深度の範囲に応じて、レンズアレイ４の共役長ＴＣが決定されることが好ましい。

　以上説明した通り、実施の形態３に係る画像読取装置３００において、レンズアレイ４と受光部６との間に設けられた遮光部５は、空隙７を挟んで互いに隣接する第１のレンズ体４３が収束した光の光路を分離する。これにより、レンズ視野の重なりが低減される。また、当接している複数のレンズ体の直径に一致する間隔で遮光部材が設けられる画像読取装置と比べて、ある焦点位置から受光部６に至るまでに光が通る第１のレンズ体４３の個数が少ないため、受光部６で得られる画像情報の重複が低減される。これにより、レンズ視野の重なりおよび得られる画像の重複が低減されることで、被写界深度を深くすることが可能となり、光学性能が向上する。

　遮光板５１が配置される間隔Ｄ３は、第１のレンズ体４３の主走査方向の厚さＷ９、換言すれば、第１のレンズ体４３の直径よりも大きい。このため、遮光部５の許容公差が広くなり、遮光部５を容易に製造することが可能である。この結果、製造が容易であって高い光学性能を有する画像読取装置３００が得られる。

　遮光板５１は、第１のレンズ体４３の直径よりも大きい間隔Ｄ３で配置されるため、遮光部５にメッキまたは塗装を行う場合に、遮光板５１の間にメッキまたは塗装をするための液体が目詰まりすることが低減される。よって、当接している複数のレンズ体の直径に一致する間隔で遮光部材が配置される画像読取装置と比べて、遮光板５１に薄く、均一にメッキまたは塗装を行うことができる。

　（実施の形態４）
　実施の形態４に係る画像読取装置４００は、遮光部５の構成が画像読取装置１００，２００，３００と異なる。以下、上述の実施の形態で説明した構成と同一又は対応する構成については同一符号を付し、それらの構成の説明を繰り返し行わない。

　図１４に示すように、画像読取装置４００が備える遮光部５は、第２のレンズ体４２を挟んで互いに隣接する第１のレンズ体４３で収束された光の光路を分離する複数の遮光板５１と、一部の遮光板５１が取り付けられる第１の側板５２と、他の一部の遮光板５１が取り付けられる第２の側板５３と、を有する。

　各遮光板５１は、互いに一定の間隔を空けた位置に設けられ、第１の側板５２または第２の側板５３に取り付けられる。詳細には、互いに隣接する遮光板５１の一方は第１の側板５２に取り付けられ、互いに隣接する遮光板５１の他方は第２の側板５３に取り付けられる。

　第１の側板５２は、主走査方向に延在する板状の部材である。第１の側板５２は、遮光板５１に副走査方向に隣接する位置に設けられる。

　第２の側板５３は、主走査方向に延在する板状の部材である。第２の側板５３は、第１の側板５２との間に遮光板５１を副走査方向に挟む位置に設けられる。

　実施の形態４では、第１の側板５２に取り付けられた複数の遮光板５１と第１の側板５２とは、一体に形成された部材である。同様に、第２の側板５３に取り付けられた複数の遮光板５１と第２の側板５３とは、一体に形成された部材である。この２つの部材を、遮光板５１が互い違いとなる位置に配置することで、第１の側板５２に取り付けられた遮光板５１と、第２の側板５３に取り付けられた遮光板５１とが主走査方向に沿って交互に配列される。

　上述のように、互いに隣接する遮光板５１の一方が第１の側板５２に取り付けられ、互いに隣接する遮光板５１の他方が第２の側板５３に取り付けられる。このため、全ての遮光板５１が第１の側板５２に取り付けられる場合の遮光板５１の間隔と比較して、画像読取装置４００において、第１の側板５２に取り付けられる遮光板５１の間隔および第２の側板５３に取り付けられる遮光板５１の間隔は大きい。よって、実施の形態１から実施の形態３の遮光部５と比較して、一体の部材として形成された遮光板５１の間隔が大きいため、遮光部５をより容易に製造することが可能である。

　以上説明した通り、実施の形態４に係る画像読取装置４００において、レンズアレイ４と受光部６との間に設けられた遮光部５は、第２のレンズ体４２を挟んで互いに隣接する第１のレンズ体４３が収束した光の光路を分離する。これにより、レンズ視野の重なりが低減される。また、当接している複数のレンズ体の直径に一致する間隔で遮光部材が設けられる画像読取装置と比べて、ある焦点位置から受光部６に至るまでに光が通るレンズ体、具体的には、第１のレンズ体４３の個数が少ないため、受光部６で得られる画像情報の重複が低減される。これにより、レンズ視野の重なりおよび得られる画像の重複が低減されることで、被写界深度を深くすることが可能となり、光学性能が向上する。

　第１の側板５２に取り付けられる遮光板５１の間隔および第２の側板５３に取り付けられる遮光板５１の間隔は、実施の形態１のように全ての遮光板５１が第１の側板５２に取り付けられる場合と比べて大きい。このため、遮光部５を容易に製造することが可能である。この結果、製造が容易であって高い光学性能を有する画像読取装置４００が得られる。

　さらに、遮光板５１の間隔が実施の形態１の場合よりも大きいため、遮光部５にメッキまたは塗装を行う場合にそれぞれの遮光板５１の間にメッキまたは塗装をするための液体が目詰まりすることが低減される。よって、実施の形態１よりも、遮光板５１に薄く、均一にメッキまたは塗装を行うことができる。

　本開示は、上述の実施の形態の例に限られない。上述の実施の形態の内、複数の実施の形態を組み合わせてもよい。一例として、画像読取装置２００，３００は、画像読取装置４００と同様の構成の遮光部５を備えてもよい。他の一例として、画像読取装置３００が備えるレンズアレイ４が有する複数の第１のレンズ体４３の間の空隙７の内、一部の空隙７に中間部材４４が設けられ、他の空隙７には中間部材４４が設けられなくてもよい。

　レンズアレイ４は、上述の例に限られず、読取対象物からの光を収束させるものであれば任意である。一例として、レンズアレイ４は、マイクロレンズアレイでもよい。

　レンズアレイ４が有する遮光部材は、上述の例に限られず、柱状の遮光部材でもよい。
　遮光部材の一例である遮光板５１の形状は、上述の例に限られない。遮光板５１の受光部６に近い端部は、図８（ｂ）に示すように、テーパ形状を有さない形状でもよい。各遮光板５１の主走査方向の厚さは同じでもよいし、異なってもよい。

　遮光板５１に入射した光が受光部６に向かって反射されることを低減するため、遮光部５の外面に凹凸が形成されていてもよい。一例として、遮光部５の表面は、粒状または繊維状の充填剤が含まれた塗料で覆われてもよい。充填剤は、例えばカーボンナノチューブである。遮光部５の表面に粒状または繊維状の充填剤が含まれた塗料が塗布されることで、遮光部５の表面に凹凸が形成される。この凹凸により、遮光板５１に入射した光が受光部６に向かって反射されることを低減することができる。

　他の一例として、エッチング処理により遮光板５１の表面に凹凸が形成されてもよい。十分な凹凸を形成するために、遮光部５は、カーボンフィラーが含まれた樹脂により形成されることが好ましい。エッチング処理は、例えば、アルカリ性の溶液で遮光部５の表面を溶かすことで、カーボンフィラーを遮光部５の表面に露出させる処理である。これにより、遮光部５の表面に凹凸を形成することができる。この凹凸により、遮光板５１に入射した光が受光部６に向かって反射されることを低減することができる。

　画像読取装置２００が備えるレンズアレイ４が有する遮光板５１の主走査方向の厚さＷ４は、中間部材４４の主走査方向の厚さＷ５より大きくてもよい。

　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１月２９日に出願された、日本国特許出願特願２０２１－１３１５９号に基づく。本明細書中に日本国特許出願特願２０２１－１３１５９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。

　１　筐体、２　透明板、３　光源、３１　ＬＥＤ、３２　ＬＥＤ基板、４　レンズアレイ、４２　第２のレンズ体、４３　第１のレンズ体、４４　中間部材（遮光部材）、５　遮光部、５１　遮光板（遮光部材）、５２　第１の側板、５３　第２の側板、５４　歯、５５　反射部、６　受光部、６１　センサＩＣ、６２　センサ基板、７　空隙、１０　対象範囲、１００，２００，３００，４００　画像読取装置、Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３　間隔、ＴＣ　共役長、Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３，Ｗ４，Ｗ５，Ｗ６，Ｗ７，Ｗ９　厚さ、Ｗ８　幅。

Claims

　決められた間隔を空けて主走査方向に一列に並んで設けられ、読取対象物からの光を収束させる複数の第１のレンズ体を有するレンズアレイと、
　前記複数の第１のレンズ体のそれぞれで収束された光を受光する受光部と、
　前記主走査方向では前記間隔に対応する位置であって、前記レンズアレイの前記読取対象物側の端と前記受光部との間である位置に配置され、前記第１のレンズ体の間を通る前記読取対象物からの光を遮り、互いに隣接する前記第１のレンズ体で収束された光の光路を分離する少なくとも１つの遮光部材と、を備える、
　画像読取装置。
　前記レンズアレイは、それぞれが前記第１のレンズ体の間に位置する複数の第２のレンズ体をさらに有し、
　前記遮光部材は、前記第２のレンズ体と前記受光部との間に位置し、前記第２のレンズ体からの光を遮り、前記第２のレンズ体を挟んで互いに隣接する前記第１のレンズ体で収束された光の光路を分離し、
　前記遮光部材の前記主走査方向の厚さは、前記第２のレンズ体の前記主走査方向の厚さ以上である、
　請求項１に記載の画像読取装置。
　前記遮光部材は、それぞれが前記第１のレンズ体の間に位置し、前記読取対象物からの光を遮る中間部材を有し、前記中間部材を挟んで互いに隣接する前記第１のレンズ体で収束された光の光路を分離する、
　請求項１に記載の画像読取装置。
　前記主走査方向と交差する副走査方向に前記複数の遮光部材が取り付けられる第１の側板をさらに備える、
　請求項１から３のいずれか１項に記載の画像読取装置。
　前記副走査方向に前記第１の側板との間に前記複数の遮光部材を挟み、前記複数の遮光部材が取り付けられる第２の側板をさらに備える、
　請求項４に記載の画像読取装置。
　前記遮光部材は、前記レンズアレイから出射され、前記レンズアレイに向く面に連続し、前記主走査方向と交差する副走査方向に沿った面に入射した光を前記レンズアレイに向かって反射する反射部を有する、
　請求項１から５のいずれか１項に記載の画像読取装置。
　前記遮光部材は、前記レンズアレイに向く面に前記反射部が形成される鋸歯形状を有する、
　請求項６に記載の画像読取装置。
　前記遮光部材の前記受光部に近い端部の前記主走査方向の厚さは、前記遮光部材の前記レンズアレイに近い端部の前記主走査方向の厚さより小さい、
　請求項１から７のいずれか１項に記載の画像読取装置。