JP2010286741A - 正立等倍レンズアレイプレート、光走査ユニットおよび画像読取装置 - Google Patents

Abstract

【課題】フレアノイズを低減する。
【解決手段】正立等倍レンズアレイプレート１１においては、複数の第１レンズ２４ａと第２レンズ２４ｂを有する第１レンズアレイプレート２４と、複数の第３レンズ２６ａと第４レンズ２６ｂを有する第２レンズアレイプレート２６とが積層されている。正立等倍レンズアレイプレート１１は、第１レンズ２４ａを囲うように立設された第１遮光壁５０と、第４レンズを囲うように立設された第２遮光壁５２と、第１遮光壁５０により第１レンズ２４ａ上に形成された第１開口部５４と、第２遮光壁５２により第４レンズ２６ｂ上に形成された第２開口部５６とを備える。第１開口部５４および第２開口部５６の少なくとも一方は、レンズ側の開口径ＩＤが反対側の開口径ＯＤよりも大きくなるように形成されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、画像読取装置や画像形成装置に用いられる正立等倍レンズアレイプレート並びに該正立等倍レンズアレイプレートを用いた光走査ユニットおよび画像読取装置に関する。

従来、スキャナ等の画像読取装置として、正立等倍結像光学系を用いた装置が知られている。正立等倍結像光学系を用いた場合、縮小結像光学系の場合よりも装置をコンパクトにすることができる。画像読取装置の場合、正立等倍結像光学系は、ライン状光源と、正立等倍レンズアレイと、ラインイメージセンサから構成される。

正立等倍結像光学系における正立等倍レンズアレイとしては、正立等倍像を結像可能なロッドレンズアレイが用いられる。ロッドレンズアレイは、通常はレンズアレイの長手方向（画像読取装置の主走査方向）にロッドレンズが配列される。ロッドレンズの列数を増加することで、光量伝達率の向上、透過光量ムラの低減が図れるが、ロッドレンズアレイの場合、ロッドレンズの列数は、価格とのかねあいで１〜２列が一般的である。

一方、正立等倍レンズアレイとして、片面または両面に複数の微小凸レンズを規則的に配列した透明な平板状レンズアレイプレートを、個々の凸レンズの光軸が一致するように複数枚積層した正立等倍レンズアレイプレートも構成可能である。このような正立等倍レンズアレイプレートは、射出成型などの方法により形成できるため、複数列の正立等倍レンズアレイを比較的安価に製造することができる。

正立等倍レンズアレイプレートでは、隣接したレンズ間に光線を隔離するための壁が無いため、正立等倍レンズアレイプレートに斜めに入射した光線が、プレート内部を斜めに進んで隣接した凸レンズに入り込み、出射してノイズ（ゴーストともいう）を発生するという迷光の問題がある。

そこで、正立等倍レンズアレイプレートの表面に、結像に寄与しない迷光を除去するための遮光壁を形成したものが知られている（例えば特許文献１参照）。

特開２００９−０６９８０１号公報

しかしながら、正立等倍レンズアレイプレートの表面に遮光壁を設けた場合、遮光壁によって反射された光がフレアノイズとなる可能性がある。

本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、フレアノイズを低減することのできる正立等倍レンズアレイプレート、該正立等倍レンズアレイプレートを用いた光走査ユニットおよび画像読取装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある態様の正立等倍レンズアレイプレートは、第１面に規則的に配置された複数の第１レンズと、第１面に対向する第２面に規則的に配置された複数の第２レンズとを有する第１レンズアレイプレートと、第３面に規則的に配置された複数の第３レンズと、第３面に対向する第４面に規則的に配置された複数の第４レンズとを有する第２レンズアレイプレートとを備え、第１レンズアレイプレートと第２レンズアレイプレートが、対応するレンズの組が共軸のレンズ系を構成するように第２面と第３面とを対向させて積層され、第１面側のライン状光源からの光を受けて、第４面側の像面にライン状光源の正立等倍像を形成する正立等倍レンズアレイプレートである。第１レンズを囲うように立設された第１遮光壁と、第４レンズを囲うように立設された第２遮光壁と、第１遮光壁により第１レンズ上に形成された第１開口部と、第２遮光壁により第４レンズ上に形成された第２開口部とを備え、第１開口部および第２開口部の少なくとも一方は、レンズ側の開口径が反対側の開口径よりも大きくなるように形成されている。

この態様によると、第１遮光壁または第４遮光壁で反射した後に像面に到達する光が低減されるため、フレアノイズを低減することができる。

第１開口部および第２開口部の少なくとも一方は、レンズ側の開口径がレンズ径よりも大きくなるように形成されていてもよい。

第１開口部および第２開口部の少なくとも一方は、開口径がレンズ側から反対側に向けてテーパ状に小さくなるよう形成されていてもよい。

第１面および第４面の少なくとも一方においては、隣接するレンズ間の領域を覆うように遮光部材が設けられていてもよい。

第１面および第４面の少なくとも一方においては、隣接するレンズ間の領域に粗面化処理が施されていてもよい。

本発明の別の態様は、光走査ユニットである。この光走査ユニットは、被読取画像に光を照射するライン状光源と、被読取画像から反射した光を集光する上述の正立等倍レンズアレイプレートと、正立等倍レンズアレイプレートを透過した光を受光するラインイメージセンサとを備える。

この態様によると、上述の正立等倍レンズアレイプレートを用いて光走査ユニットを構成しているので、ラインイメージセンサは、フレアノイズの低減された正立等倍像を受光することができる。

本発明のさらに別の態様は、画像読取装置である。この装置は、光走査ユニットと、光走査ユニットによって検出された画像信号を処理する画像処理部と、を備える。

この態様によると、上述の光走査ユニットを用いて画像読取装置を構成しているので、フレアノイズが好適に除去された良質の画像データを生成できる。

なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法、装置、システム、などの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。

本発明によれば、フレアノイズを低減することのできる正立等倍レンズアレイプレート、該正立等倍レンズアレイプレートを用いた光走査ユニットおよび画像読取装置を提供することができる。

本発明の実施の形態に係る画像読取装置を説明するための図である。 光走査ユニットの一部の主走査方向における断面図である。 正立等倍レンズアレイプレートの一部を原稿側から見た平面図である。 比較例に係る正立等倍レンズアレイプレートの動作を説明するための図である。 本発明の実施の形態に係る正立等倍レンズアレイプレートの動作を説明するための図である。 本発明の別の実施の形態に係る正立等倍レンズアレイプレートを説明するための図である。 本発明のさらに別の実施の形態に係る正立等倍レンズアレイプレートを説明するための図である。 本発明のさらに別の実施の形態に係る正立等倍レンズアレイプレートを説明するための図である。 本発明のさらに別の実施の形態に係る正立等倍レンズアレイプレートを説明するための図である。 開口径ＩＤを変化させた場合のノイズ比の変化を示す図である。

図１は、本発明の実施の形態に係る画像読取装置１００を説明するための図である。図１に示すように、画像読取装置１００は、筐体１０２と、原稿Ｇを載置する原稿台としてのガラス板１４と、筐体１０２内に収容された光走査ユニット１０と、光走査ユニット１０を走査する駆動機構（図示せず）、光走査ユニット１０によって読み取られたデータを処理する画像処理部（図示せず）等を備える。

光走査ユニット１０は、ガラス板１４上に載置された原稿Ｇに光を照射するライン状光源１６と、原稿Ｇからの反射光を集光する正立等倍レンズアレイプレート１１と、正立等倍レンズアレイプレート１１により集光された光を受けるラインイメージセンサ（光電変換素子）２０と、ライン状光源１６、正立等倍レンズアレイプレート１１およびラインイメージセンサ２０を固定する筐体（図示せず）とを備える。

ライン状光源１６は、略直線状の光を出射する光源である。ライン状光源１６は、照射光の光軸が、正立等倍レンズアレイプレート１１の光軸Ａｘとガラス板１４の上面との交点を通るように固定される。ライン状光源１６から出射された光は、ガラス板１４上に置かれた原稿Ｇに照射される。原稿Ｇに照射された光は、原稿Ｇにより正立等倍レンズアレイプレート１１に向けて反射される。

正立等倍レンズアレイプレート１１は、後述するように、複数の凸レンズを両面に形成した第１レンズアレイプレート２４、第２レンズアレイプレート２６が対応するレンズの組が共軸のレンズ系を構成するように積層されたものである。第１レンズアレイプレート２４、第２レンズアレイプレート２６は、ホルダ（図示せず）により積層状態で保持されている。正立等倍レンズアレイプレート１１は、その長手方向が主走査方向に、短手方向が副走査方向に一致するように画像読取装置１００に装着される。

正立等倍レンズアレイプレート１１は、上方に位置する原稿Ｇから反射されたライン状の光を受けて、下方に位置する像面、すなわちラインイメージセンサ２０の受光面に正立等倍像を形成する。画像読取装置１００は、光走査ユニット１０を副走査方向に走査することにより、原稿Ｇを読み取ることができる。

次に、図２および図３を用いて本発明の実施形態に係る正立等倍レンズアレイプレート１１を説明する。図２は、光走査ユニット１０の一部の主走査方向における断面図である。図２において、縦方向が正立等倍レンズアレイプレート１１の主走査方向（長手方向）であり、奥行き方向が副走査方向（短手方向）である。また、図３は、正立等倍レンズアレイプレート１１の一部を原稿Ｇ側から見た平面図である。図３において、横方向が正立等倍レンズアレイプレート１１の主走査方向（長手方向）であり、縦方向が副走査方向（短手方向）である。

上述したように、正立等倍レンズアレイプレート１１は、第１レンズアレイプレート２４と第２レンズアレイプレート２６とが積層されて構成されている。第１レンズアレイプレート２４および第２レンズアレイプレート２６は、板厚ｔの長方形状のプレートであり、その両面には複数の凸レンズが配列形成されている。

第１レンズアレイプレート２４および第２レンズアレイプレート２６は、射出成形により形成される。第１レンズアレイプレート２４および第２レンズアレイプレート２６の材質は、射出成形に使用可能で、必要な波長帯域の光に対して光透過性が高く、吸水性の低いものが望ましい。望ましい材質としては、シクロオレフィン系樹脂や、オレフィン系樹脂、ノルボルネン系樹脂、ポリカーボネートなどを例示することができる。

第１レンズアレイプレート２４の一方の面である第１面２４ｃ上には、複数の第１レンズ２４ａが、第１レンズアレイプレート２４の長手方向に沿って一列に、所定のレンズピッチＰで配列されている。第１レンズ２４ａのレンズ径Ｄは、レンズピッチＰよりも小さく形成されている。従って、隣接する第１レンズ２４ａの間には、レンズが形成されていない領域である第１平坦部２４ｅが形成されている。また、第１レンズアレイプレート２４の第１面２４ｃに対向する第２面２４ｄ上には、複数のレンズ径Ｄの第２レンズ２４ｂが、第１レンズアレイプレート２４の長手方向に沿って一列に、レンズピッチＰで配列されており、隣接する第２レンズ２４ｂの間には、第２平坦部２４ｆが設けられている。なお、本実施の形態において、レンズ径Ｄとはレンズとして有効に機能する領域の直径である。すなわち、遮光部材で覆われていないレンズの部分の直径である。

第２レンズアレイプレート２６の一方の面である第３面２６ｃ上には、複数のレンズ径Ｄの第３レンズ２６ａが、第２レンズアレイプレート２６の長手方向に沿って一列に、レンズピッチＰで配列されており、隣接する第３レンズ２６ａの間には、第３平坦部２６ｅが設けられている。また、第３面２６ｃに対向する第４面２６ｄ上には、複数のレンズ径Ｄの第４レンズ２６ｂが、第２レンズアレイプレート２６の長手方向に沿って一列に、レンズピッチＰで配列されており、隣接する第４レンズ２６ｂの間には、第４平坦部２６ｆが形成されている。

なお、本実施の形態では、第１レンズ２４ａ、第２レンズ２４ｂ、第３レンズ２６ａおよび第４レンズ２６ｂの形状を球面としたが、非球面であってもよい。

また、本実施の形態においては、第１レンズアレイプレート２４の第１面２４ｃ上に、第１遮光部材４０が設けられている。この第１遮光部材４０は、第１レンズ２４ａの有効領域以外の第１面２４ｃの領域を覆うように設けられており、この第１遮光部材４０により、第１平坦部２４ｅの透光が遮断される。ここでレンズの有効領域とは、レンズとしての機能を有する部分のことである。

同じように、第２面２４ｄ、第３面２６ｃ、第４面２６ｄ上には、それぞれ第２遮光部材４２、第３遮光部材４４、第４遮光部材４６が設けられており、これらの第２遮光部材４２、第３遮光部材４４、第４遮光部材４６は、第２平坦部２４ｆ、第３平坦部２６ｅ、第４平坦部２６ｆの透光を遮断する。

第１遮光部材４０、第２遮光部材４２、第３遮光部材４４、第４遮光部材４６は、第１面２４ｃ、第２面２４ｄ、第３面２６ｃ、第４面２６ｄ上に、黒色インキなどの光吸収性材料を用いて遮光パターンを印刷することにより形成することができる。なお、第１遮光部材４０、第２遮光部材４２、第３遮光部材４４、第４遮光部材４６は、第１面２４ｃ、第２面２４ｄ、第３面２６ｃ、第４面２６ｄ上に直接形成せず、第１面２４ｃ、第２面２４ｄ、第３面２６ｃ、第４面２６ｄから離間して配置されてもよい。また、第２遮光部材４２と第３遮光部材４４とを結合して一つの遮光部材としてもよい。この場合は、この結像した遮光部材を第１レンズアレイプレート２４と第２レンズアレイプレート２６の間に配置することができる。

さらに、本実施の形態においては、第１面２４ｃの第１遮光部材４０上に、各第１レンズ２４ａの周囲を囲うように第１遮光壁５０が立設されている。そして、この第１遮光壁５０により、各第１レンズ２４ａ上に第１開口部５４が形成されている。第１遮光壁５０は、第１レンズ２４ａへ迷光が入射するのを遮断する機能を有する。第１遮光壁５０の高さは、所定の最大視野角までの光線を除去できる高さに設定される。なお、図２においては第１遮光壁５０と第１遮光部材４０は当接しているが、第１遮光壁５０と第１遮光部材４０の間に隙間があってもよい。

第１開口部５４は、図３に示すように平面視において円形状の開口部であり、その中心が第１レンズ２４ａの光軸上に位置するように配置されている。さらに第１開口部５４は、図２に示すように、開口径が第１レンズ２４ａ側から反対側（原稿Ｇ側）に向けてテーパ状に小さくなるよう形成されている。従って、第１開口部５４は、第１レンズ２４ａ側の開口径ＩＤが、原稿Ｇ側の開口径ＯＤよりも大きくなるように形成されている。

また、第１開口部５４は、第１レンズ２４ａ側の開口径ＩＤが、第１レンズ２４ａのレンズ径Ｄよりも大きくなるように形成されている。従って、第１レンズ２４ａの周囲には、第１遮光壁５０により覆われていない第１遮光部材４０の領域４０ａ（以下、第１遮光部材露出領域４０ａと呼ぶ）が形成されている。なお、図２および図３においては、第１レンズ２４ａのレンズ径Ｄが開口径ＯＤよりも大きく図示されているが、レンズ径Ｄと開口径ＯＤの関係はこれに限られず、例えばレンズ径が開口径ＯＤ以下であってもよい。

同じように、第４面２６ｄの第４遮光部材４６上にも、各第４レンズ２６ｂの周囲を囲うように第２遮光壁５２が立設されている。そして、この第２遮光壁５２により、各第４レンズ２６ｂ上に第２開口部５６が形成されている。第２遮光壁５２は、第４レンズ２６ｂから出射された迷光を除去する機能を有する。第２遮光壁５２の高さは、第１遮光壁５０と同一に設定される。なお、図２においては第２遮光壁５２と第４遮光部材４６は当接しているが、第２遮光壁５２と第４遮光部材４６の間に隙間があってもよい。

第２開口部５６は、図２に示すように、開口径が第４レンズ２６ｂ側から反対側（ラインイメージセンサ２０側）に向けてテーパ状に小さくなるよう形成されている。従って、第２開口部５６は、第４レンズ２６ｂ側の開口径が、ラインイメージセンサ２０側の開口径よりも大きくなるように形成されている。

また、第２開口部５６は、第４レンズ２６ｂ側の開口径が、第４レンズ２６ｂのレンズ径Ｄよりも大きくなるように形成されている。従って、第４レンズ２６ｂの周囲には、第２遮光壁５２により覆われていない第４遮光部材４６の領域４６ａ（以下、第４遮光部材露出領域４６ａと呼ぶ）が形成されている。

第１遮光壁５０、第２遮光壁５２は、例えば黒色のＡＢＳ樹脂などの光吸収性材料を用いて、射出成形などの方法により形成することができる。また、第１遮光壁５０、第２遮光壁５２は、第１面２４ｃおよび第４面２６ｄ上に黒色樹脂塗料を積層させることにより形成されてもよい。

このようにレンズ、遮光部材および遮光壁が形成された第１レンズアレイプレート２４と第２レンズアレイプレート２６は、対応する第１レンズ２４ａ、第２レンズ２４ｂ、第３レンズ２６ａ、第４レンズ２６ｂの組が共軸のレンズ系を構成するように第２面２４ｄと第３面２６ｃとを対向させて積層される。なお、本実施の形態では、第２面２４ｄの第２レンズ２４ｂと第３面２６ｃの第３レンズ２６ａとが当接しているが、第２レンズ２４ｂと第３レンズ２６ａは離間していてもよい。

以上のように構成された正立等倍レンズアレイプレート１１は、第１レンズ２４ａから原稿Ｇまでの距離および第４レンズ２６ｂからラインイメージセンサ２０までの距離が所定の作動距離ＷＤとなるように、画像読取装置１００に組み込まれる。

次に、本実施の形態に係る正立等倍レンズアレイプレート１１の動作について説明する。正立等倍レンズアレイプレート１１の動作を説明する前に、まず比較例を示す。図４は、比較例に係る正立等倍レンズアレイプレート２１１の動作を説明するための図である。比較例に係る正立等倍レンズアレイプレート２１１では、第１開口部５４、第２開口部５６の形状が円柱状となるように、第１遮光壁５０、第２遮光壁５２が形成されている。

まず、第１レンズ２４ａの光軸上に位置する原稿Ｇ上の点６０から出射された光Ｌ１（破線）について考察する。通常、結像光よりも大きな入射角θ１で第１レンズアレイプレート２４に入射しようとする光Ｌ１は、第１遮光壁５０により吸収される。しかしながら、この光Ｌ１は、光吸収性材料を用いた場合でも完全には第１遮光壁５０で吸収されず、フレネル反射により一部が第１レンズ２４ａに入射してしまう。第１遮光壁５０で反射した光Ｌ１は、図４に示すように第１レンズ２４ａ、第２レンズ２４ｂ、第３レンズ２６ａ、第４レンズ２６ｂを通った後、ラインイメージセンサ２０に入射し、所謂フレアノイズが発生してしまう。

次に、第１レンズ２４ａの光軸から外れた原稿Ｇ上の点６２から出射された光Ｌ２（実線）について考察する。この場合、入射角θ１よりもさらに大きな入射角θ２で第１レンズアレイプレート２４に入射しようとする光Ｌ２の一部は、第１遮光壁５０でフレネル反射する。この光Ｌ２は、図４に示すように第１レンズ２４ａ、第２レンズ２４ｂ、第３レンズ２６ａ、第４レンズ２６ｂを通った後、ラインイメージセンサ２０に入射し、所謂フレアノイズとなってしまう。

図４では第１遮光壁５０での反射により生じるフレアノイズについて説明したが、第２遮光壁５２での反射によってもフレアノイズは発生する。

図５は、本発明の実施の形態に係る正立等倍レンズアレイプレート１１の動作を説明するための図である。まず、図４の比較例と同様に、第１レンズ２４ａの光軸上に位置する原稿Ｇ上の点６０から出射され、入射角θ１で第１レンズアレイプレート２４に入射しようとする光Ｌ１（破線）について考察する。本実施の形態においては、第１レンズ２４ａ側の開口径ＩＤが原稿Ｇ側の開口径ＯＤよりも大きくなるよう第１開口部５４が形成されているため、光Ｌ１は、第１遮光壁５０に衝突せずに直接第１遮光部材露出領域４０ａに入射し、吸収される。従って、光Ｌ１に帰因するフレアノイズは発生しない。

次に、第１レンズ２４ａの光軸から外れた原稿Ｇ上の点６２から出射され、入射角θ２で第１レンズアレイプレート２４に入射しようとする光Ｌ２（実線）について考察する。この光Ｌ２は、第１遮光壁５０により反射される。本実施の形態では、開口径が第１レンズ２４ａ側から反対側（原稿Ｇ側）に向けてテーパ状に小さくなるよう第１開口部５４が形成されているため、反射した光Ｌ２の第１レンズアレイプレート２４に対する入射角は、図４の場合よりも小さくなる。従って、第１遮光壁５０で反射した光Ｌ２は、第１レンズ２４ａではなく第１遮光部材露出領域４０ａに入射し、吸収される。従って、光Ｌ２に帰因するフレアノイズは発生しない。

なお、図５では第１遮光壁５０での反射に帰因するフレアノイズの低減作用について説明したが、第２遮光壁５２を上述のように形成したことにより、第２遮光壁５２での反射に帰因するフレアノイズも同様に低減される。

以上説明したように、正立等倍レンズアレイプレート１１は、第１遮光壁５０および第２遮光壁５２での反射に帰因するフレアノイズを低減することができる。また、正立等倍レンズアレイプレート１１は、正立等倍レンズアレイプレート１１に斜めに入射してゴーストを生じさせる迷光を、第１遮光壁５０または第２遮光壁５２にて除去することができる。従って、本実施の形態に係る正立等倍レンズアレイプレート１１によれば、ノイズの低減された良質の正立等倍像を形成することができる。

図２に示す正立等倍レンズアレイプレート１１では、第１開口部５４、第２開口部５６の両方をレンズ側の開口径が反対側の開口径よりも大きくなるように形成した。しかしながら、第１開口部５４、第２開口部５６の少なくとも一方が、レンズ側の開口径が反対側の開口径よりも大きくなるように形成されていれば、フレアノイズの低減に効果がある。

図６は、本発明の別の実施の形態に係る正立等倍レンズアレイプレート６１１を説明するための図である。本実施の形態に係る正立等倍レンズアレイプレート６１１は、第１遮光部材、第４遮光部材を設けずに、第１面２４ｃ、第４面２６ｄ上に直接第１遮光壁５０、第２遮光壁５２を設けている点が図２に示す正立等倍レンズアレイプレート１１と異なっている。その他の構成については図２に示す正立等倍レンズアレイプレート１１と同様であるため、対応する構成要素については同一の符号を用い、説明を省略する。

このように形成された正立等倍レンズアレイプレート６１１の動作について説明する。まず、図４および図５と同様に、第１レンズ２４ａの光軸上に位置する原稿Ｇ上の点６０から出射され、入射角θ１で第１レンズアレイプレート２４に入射しようとする光Ｌ１（破線）について考察する。本実施の形態においても、第１レンズ２４ａ側の開口径が原稿Ｇ側の開口径よりも大きくなるよう第１開口部５４が形成されているため、光Ｌ１は、第１遮光壁５０に衝突しない。しかしながら、本実施の形態においては、第１平坦部２４ｅ上に第１遮光部材が設けられていないため、光Ｌ１は第１平坦部２４ｅから第１レンズアレイプレート２４内に入射する。その後、光Ｌ１は、第２遮光部材４２に入射し、吸収される。

次に、第１レンズ２４ａの光軸から外れた原稿Ｇ上の点６２から出射され、入射角θ２で第１レンズアレイプレート２４に入射しようとする光Ｌ２（実線）について考察する。この光Ｌ２は、第１遮光壁５０により反射される。本実施の形態においても、開口径が第１レンズ２４ａ側から原稿Ｇ側に向けてテーパ状に小さくなるよう第１開口部５４が形成されているため、反射した光Ｌ２の第１レンズアレイプレート２４に対する入射角は、図４の場合よりも小さくなる。しかしながら、本実施の形態においては、第１平坦部２４ｅ上に第１遮光部材が設けられていないため、光Ｌ２は第１平坦部２４ｅから第１レンズアレイプレート２４内に入射する。その後、光Ｌ１は、第２遮光部材４２に入射し、吸収される。

以上説明したように、本実施の形態に係る正立等倍レンズアレイプレート６１１によっても、第１遮光壁５０および第２遮光壁５２での反射に帰因するフレアノイズを低減することができる。正立等倍レンズアレイプレート６１１は、第１面２４ｃ、第４面２６ｄ上に第１遮光部材、第４遮光部材を設けていないため、製造工程を削減することができる利点を有する。

図７は、本発明のさらに別の実施の形態に係る正立等倍レンズアレイプレート７１１を説明するための図である。本実施の形態に係る正立等倍レンズアレイプレート７１１は、図６に示す正立等倍レンズアレイプレート６１１と同様に、第１面２４ｃ、第４面２６ｄ上に第１遮光部材、第４遮光部材が設けられていない。そしてさらに、正立等倍レンズアレイプレート７１１は、第１面２４ｃの第１平坦部２４ｅ、第４面２６ｄの第４平坦部２６ｆに粗面化処理が施されている。その他の構成については図２に示す正立等倍レンズアレイプレート１１と同様であるため、対応する構成要素については同一の符号を用い、説明を省略する。粗面化処理は、レンズアレイプレートを形成する射出成形の型に粗面化部分を形成することにより施してもよい。あるいは、射出成形後にブラスト処理、エッチング処理を行うことにより粗面化処理を施してもよい。

このように形成された正立等倍レンズアレイプレート７１１の動作について説明する。ここでは、原稿Ｇ上の点７０から出射され、大きな入射角で第１面２４ｃの第１平坦部２４ｅに入射する光Ｌ３（破線）について考察する。この光Ｌ３は、図７に示すように第２レンズ２４ｂ、第３レンズ２６ａ、第４レンズ２６ｂを通ってラインイメージセンサ２０に入射し、ゴーストノイズが発生してしまう。第１平坦部２４ｅに粗面化処理が施されていない場合、第１平坦部２４ｅに入射した光Ｌ３のほとんどが、ゴーストノイズの発生に寄与することになる。

しかしながら、本実施の形態に係る正立等倍レンズアレイプレート７１１では、第１平坦部２４ｅに粗面化処理が施されているため、図７の矢印７２に示すように、光Ｌ３は粗面化された第１平坦部２４ｅで散乱する。従って、ラインイメージセンサ２０に到達する光Ｌ３の光量が低減されるため、ゴーストノイズを低減することができる。フレアノイズの低減効果については、図２に示した正立等倍レンズアレイプレート１１と同様である。

図７に示す正立等倍レンズアレイプレート７１１では、第１平坦部２４ｅ、第４平坦部２６ｆの両方に粗面化処理を施したが、少なくとも一方に粗面化処理が施されていれば、ゴーストノイズの低減に効果がある。

図８は、本発明のさらに別の実施の形態に係る正立等倍レンズアレイプレート８１１を説明するための図である。図８は、１つの第１レンズ２４ａとその周辺の部位を拡大した図である。図８に示すように、本実施の形態に係る正立等倍レンズアレイプレート８１１は、第１開口部５４の形状が図２に示す正立等倍レンズアレイプレート１１と異なっている。

本実施の形態においても、第１開口部５４は、第１レンズ２４ａ側の開口径ＩＤが、反対側の開口径ＯＤよりも大きくなるように形成されている。また、第１開口部５４は、第１レンズ２４ａ側の開口径ＩＤが、第１レンズ２４ａのレンズ径Ｄよりも大きくなるように形成されている。ここで、本実施の形態においては、第１開口部５４は、開口径が第１レンズ２４ａ側から原稿側の端部に至るまで一定（ＩＤ）であり、原稿側の端部のみ開口径がＩＤよりも小さくなるように形成されている。このような形状に第１開口部５４を形成した場合も、第１遮光壁５０での反射光が第１遮光部材露出領域４０ａにより吸収されるので、フレアノイズを低減することができる。

図９は、本発明のさらに別の実施の形態に係る正立等倍レンズアレイプレート９１１を説明するための図である。図９は、１つの第１レンズ２４ａとその周辺の部位を拡大した図である。図９に示すように、本実施の形態に係る正立等倍レンズアレイプレート９１１は、第１開口部５４の形状が図２に示す正立等倍レンズアレイプレート１１と異なっている。

本実施の形態においても、第１開口部５４は、第１レンズ２４ａ側の開口径ＩＤが、反対側の開口径ＯＤよりも大きくなるように形成されている。また、第１開口部５４は、第１レンズ２４ａ側の開口径ＩＤが、第１レンズ２４ａのレンズ径Ｄよりも大きくなるように形成されている。ここで、本実施の形態においては、第１開口部５４は、開口径が第１レンズ２４ａ側から原稿側に向けて曲線的に小さくなるように形成されている。このような形状に第１開口部５４を形成した場合も、第１遮光壁５０での反射光が第１遮光部材露出領域４０ａにより吸収されるので、フレアノイズを低減することができる。

図１０は、開口径ＩＤを変化させた場合のノイズ比の変化を示す図である。ここでは、光線追跡シミュレーションにて、正立等倍レンズアレイプレートの主走査方向の領域にわたり、点状の光線をランバシャン９０度の条件で発し、像面の特定の点に到達した結像光の光量を結像光伝達光量とし、特定の点以外に到達した光量をノイズ伝達光量とした。これを主走査方向にわたるライン状で実施した。ノイズ伝達光量の総和を結像光伝達光量で割った値をノイズ比とした。

シミュレーションを行った条件は、レンズ配列は一列配列、レンズ作動距離ＷＤ＝３．３ｍｍ、第１レンズアレイプレートおよび第２レンズアレイプレートの板厚ｔ＝１．６ｍｍ、レンズピッチ＝０．６５ｍｍ、レンズ径＝０．５ｍｍ、屈折率ｎ＝１．５３、第１遮光壁および第２遮光壁の高さ＝０．７ｍｍ、開口径ＯＤ＝０．５ｍｍである。この条件において、遮光部材のある場合と無い場合についてそれぞれ開口径ＩＤを０．６ｍｍ、０．６３ｍｍ、０．６５ｍｍと変化させ、ノイズ比を計算した。また、比較例として開口径ＩＤが開口径ＯＤと等しい（ＩＤ＝ＯＤ＝０．５ｍｍ）とした場合のシミュレーションを行い、この比較例からどれだけノイズ比が低減されたかを示した。具体的には、図１０の「遮光部材あり」の場合のシミュレーションは、図２に示す正立等倍レンズアレイプレート１１をモデルとしており、「遮光部材なし」の場合のシミュレーションは、図６に示す正立等倍レンズアレイプレート６１１をモデルとしている。また、図１０の「比較例」のシミュレーションは、図４に示す正立等倍レンズアレイプレート２１１をモデルとしている。

図１０に示すように、開口径ＩＤを０．５ｍｍとした比較例においては、ノイズ比は４７％であった。一方、開口径ＩＤを開口径ＯＤよりも大きくした場合、遮光部材の有無にかかわらず、ノイズ比が比較例よりも小さくなっている。特に、遮光部材ありで且つ開口径ＩＤ＝０．６５ｍｍの場合には、ノイズ比は１１％となり、比較例の２３％にまで低減されている。本シミュレーションにより、本実施の形態に係る正立等倍レンズアレイプレートがノイズの低減に有効であることが示された。

以上、本発明を実施の形態をもとに説明した。この実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。

上述の実施の形態では、各レンズ面のレンズを主走査方向に一列に配列したが、レンズの配列パターンはこれに限定されず、たとえば、レンズを主走査方向に２列に配列した場合や、正方配列で配置した場合でも、本発明を適用することができる。

また、上述の実施の形態では、遮光壁と遮光部材を別体としたが、遮光壁と遮光部材は一体に形成されてもよい。

１０ 光走査ユニット、 １１、６１１、７１１、８１１、９１１ 正立等倍レンズアレイプレート、 ２０ ラインイメージセンサ、 ２４ 第１レンズアレイプレート、 ２４ａ 第１レンズ、 ２４ｂ 第２レンズ、 ２６ 第２レンズアレイプレート、 ２６ａ 第３レンズ、 ２６ｂ 第４レンズ、 ５０ 第１遮光壁、 ５２ 第２遮光壁、 ５４ 第１開口部、 ５６ 第２開口部、 １００ 画像読取装置。

Claims (7)

1. 第１面に規則的に配置された複数の第１レンズと、前記第１面に対向する第２面に規則的に配置された複数の第２レンズとを有する第１レンズアレイプレートと、
   第３面に規則的に配置された複数の第３レンズと、前記第３面に対向する第４面に規則的に配置された複数の第４レンズとを有する第２レンズアレイプレートと、を備え、
   前記第１レンズアレイプレートと前記第２レンズアレイプレートが、対応するレンズの組が共軸のレンズ系を構成するように前記第２面と前記第３面とを対向させて積層され、第１面側のライン状光源からの光を受けて、前記第４面側の像面にライン状光源の正立等倍像を形成する正立等倍レンズアレイプレートであって、
   前記第１レンズを囲うように立設された第１遮光壁と、
   前記第４レンズを囲うように立設された第２遮光壁と、
   前記第１遮光壁により前記第１レンズ上に形成された第１開口部と、
   前記第２遮光壁により前記第４レンズ上に形成された第２開口部と、
   を備え、
   前記第１開口部および前記第２開口部の少なくとも一方は、レンズ側の開口径が反対側の開口径よりも大きくなるように形成されていることを特徴とする正立等倍レンズアレイプレート。
2. 前記第１開口部および前記第２開口部の少なくとも一方は、レンズ側の開口径がレンズ径よりも大きくなるように形成されていることを特徴とする請求項１に記載の正立等倍レンズアレイプレート。
3. 前記第１開口部および前記第２開口部の少なくとも一方は、開口径がレンズ側から反対側に向けてテーパ状に小さくなるよう形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の正立等倍レンズアレイプレート。
4. 前記第１面および前記第４面の少なくとも一方においては、隣接するレンズ間の領域を覆うように遮光部材が設けられていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の正立等倍レンズアレイプレート。
5. 前記第１面および前記第４面の少なくとも一方においては、隣接するレンズ間の領域に粗面化処理が施されていることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の正立等倍レンズアレイプレート。
6. 被読取画像に光を照射するライン状光源と、
   前記被読取画像から反射した光を集光する請求項１から５のいずれかに記載の正立等倍レンズアレイプレートと、
   前記正立等倍レンズアレイプレートを透過した光を受光するラインイメージセンサと、
   を備えることを特徴とする光走査ユニット。
7. 請求項６に記載の光走査ユニットと、
   前記光走査ユニットによって検出された画像信号を処理する画像処理部と、
   を備えることを特徴とする画像読取装置。

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