JP2017017391A - イメージセンサユニット及び画像読取装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ラインイメージセンサや画像読取装置の分野において、レンズ表面及び／又は内部にクラックなどがある単レンズが、正立等倍レンズアレイに含まれていても、光学性能や読取画像の劣化を防止する。【解決手段】原稿に光を主走査方向に沿って照射するライン状光源と、複数の単レンズが主走査方向に配列され、前記原稿からの反射光を集光する正立等倍レンズアレイと、前記正立等倍レンズアレイにより集光された光を受光するラインイメージセンサと、を備えるイメージセンサユニットの製造方法であって、前記ライン状光源と前記正立等倍レンズアレイとは、それらの主走査方向について略平行に載置されており、前記正立等倍レンズアレイに、その表面及び／又は内部に光学的不連続部を有する単レンズが含まれており、前記正立等倍レンズアレイは、前記イメージセンサユニットの性能が、前記光学的不連続部による影響を受けない向きに配置されるようにする。【選択図】図１

Description

本発明は、イメージセンサユニット及び該イメージセンサユニットを用いた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イメージセンサユニットをコンパクトにすることができる。正立等倍結像光学系のイメージセンサユニットは、主だった部品としてライン状光源、正立等倍レンズアレイ、ラインイメージセンサ、およびこれらを所定の位置に固定する筐体とから構成される。

正立等倍等倍結像光学系を用いた場合、原稿と正立等倍レンズアレイ間の距離と、正立等倍レンズアレイとラインイメージセンサ間の距離とが略等しくなった場合に最良の光学性能が得られる。両者の差が大きくなると、像がぼけるため光学性能が悪くなる。従って、原稿が平面であることを考慮し、正立等倍レンズアレイおよびラインイメージセンサも原稿に対して平行になるように直線状に筐体に組み込まれる。

正立等倍結像光学系としては、中心部の屈折率が高くなるように屈折率分布を形成した円柱状のガラスロッドからなる単レンズが主走査方向に沿って多数配列されたセルフォック（登録商標）・レンズ・アレイ（以降ＳＬＡ）（特許文献１）をはじめとして、プラスチック製ロッドの内部に屈折率分布を形成させた単レンズを配列させたようなプラスチック製ロッドレンズアレイ（特許文献２）や、板状の誘電体基板の表面に多数の凸レンズを形成させたレンズアレイプレート（特許文献３）やその積層体などが知られている。

中でもＳＬＡは上記用途に広く使用され、ガラス材質ゆえに耐久性は勿論のこと、その光学性能も他の光学系に比して優れている。

特開２００２−１０７６６１公報 特開２００３−１３９９１２公報 特開２０１０−７４５４８公報

ところで、スキャナや画像読取用途で使用される光学系は非常に高い解像性能とコントラスト性能が要求される。従ってレンズの表面や内部の欠陥や不具合の有無についても、要求性能や品質に応じて高い水準が求められている。表面や内部に、キズ、カケ、クラック、脈理のような欠陥による光学的不連続部がある光学系においては、その界面や内部で透過光量が減衰したり、散乱や反射、屈折により発生したフレア光のような設計外の現象が起こり、光学系の性能が著しく低下する原因となるからである。またそのような光学系が装着されたイメージセンサユニットを用いて画像読取装置等を製造すると、フレア光の影響により、読取画像に白筋が生じたり、コントラストが低下するなどの悪影響が出る。

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、表面や内部にこうした光学的不連続部がある単レンズを含む正立等倍レンズアレイをイメージセンサユニットに用いた場合であっても、光学性能が劣化するのを防止できるイメージセンサユニットの製造方法と、それを用いた画像読取装置の製造方法を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のイメージセンサユニットは、原稿に光を主走査方向に沿って照射するライン状光源と、主走査方向に複数の単レンズが配列され、原稿からの反射光を集光する正立等倍レンズアレイと、正立等倍レンズアレイにより集光された光を受光するラインイメージセンサと、これらを固定する筐体と、を含むイメージセンサユニットであって、前記ライン状光源と前記正立等倍レンズアレイとは、それらの主走査方向について略平行に載置されており、前記正立等倍レンズアレイに、その表面及び／又は内部に光学的不連続部を有する単レンズが含まれており、 前記正立等倍レンズアレイは、前記イメージセンサユニットの光学性能が、前記光学的不連続部による影響を受けない向きに、配置されるようにしたものである。

前記正立等倍レンズアレイは、主走査方向に一列に配列されていてもよい。

また、前記単レンズが、光軸を含み主走査方向に平行な面によって、前記ライン状光源に近い側と前記ライン状光源から遠い側とに区画され、かつ、該単レンズの中間近傍を通過し光軸に垂直な面によって原稿側とセンサ側に区画されたとき、前記光学的不連続部は、前記ライン状光源から遠い側かつ前記原稿側の部分に配置されないことを特徴としてもよい。

また、前記単レンズが、光軸を含み主走査方向に平行な面によって、前記ライン状光源に近い側と前記ライン状光源から遠い側とに区画したとき、前記光学的不連続部は、前記ライン状光源に近い側の部分に配置されることを特徴としてもよい。

また、前記単レンズが、該単レンズの中間近傍を通過し光軸に垂直な面によって原稿側とセンサ側とに区画されたとき、前記光学的不連続部は、前記センサ側の部分に配置されることを特徴とする請求項２記載のイメージセンサユニットの製造方法

このような態様によると、正立等倍レンズアレイに光学的不連続部があった場合であっても、その光学的不連続部に起因する光学性能の低下を防止でき、画像処理装置に用いた場合に良好な読取画像を得ることができるイメージセンサユニットを提供することができる。

さらに、前記光学的不連続部は、前記単レンズの表面近傍から内部に伸長するカケ、クラック、キズ、脈理のいずれか一つ以上を含むもの、または、前記単レンズの表面近傍から側面に伸長するカケ及び／又はクラックであってもよい。

これらの態様によれば、正立等倍レンズアレイ内外に光学的不連続部であるカケ、クラック、キズ、脈理等の品質上の欠陥に属する対象がある場合でも、光学性能を低下させずにイメージセンサユニットや画像読取装置を製造することができるため、従前は、それらの欠陥に属するために不良品として処分されていたレンズやイメージセンサユニットを再生させることができるので、正味歩留が向上し製造コストの低減を図ることができる。

また、本発明のイメージセンサユニットは、原稿に光を主走査方向に沿って照射するライン状光源と、主走査方向に複数の単レンズが配列され、原稿からの反射光を集光する正立等倍レンズアレイと、正立等倍レンズアレイにより集光された光を受光するラインイメージセンサと、これらを固定する筐体を含むイメージセンサユニットであって、前記ライン状光源と前記正立等倍レンズアレイとは、それらの主走査方向について略平行に載置されており、前記正立等倍レンズアレイに、その表面及び／又は内部に光学的不連続部を有する複数の単レンズが含まれており、前記正立等倍レンズアレイを装着したイメージセンサユニットを用いた画像読取装置により黒色原稿の画像を形成したときに、当該画像における前記光学的不連続部に起因した品質の低下を低減する向きに、前記正立等倍レンズアレイを配置させるようにしてもよい。

この態様によれば、正立等倍レンズアレイに複数の光学的不連続部があった場合であっても、それらが光学性能及び読取画像の品質に影響を及ぼすレベルを把握し、読取画像の品質が最も良好になるように、正立等倍レンズアレイとライン状光源とが配置されるように調整できる。

さらに、前記単レンズは、中心部の屈折率が高く半径方向に屈折率分布を有するロッドレンズであってもよい。

本発明の別の態様は、画像読取装置である。本装置は原稿を載置するための原稿台と、前記イメージセンサユニットと、該イメージセンサユニットを副走査方向に直線的に走査させることのできる駆動機構を備える。

この態様によると、正立等倍レンズアレイに光学的不連続部があった場合でも、光学性能に影響を及ぼしにくいイメージセンサユニットを用いることにより、良好な画像品質を得ることのできる画像形成装置を提供することができる。

なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現方法、装置などの間で変更等したものもまた、本発明の態様として有効である。

本発明によれば、正立等倍レンズアレイ内に光学的不連続部を有する単レンズが含まれている場合であっても、該光学的不連続部を適切に配置することにより光学性能の低下を防止できるイメージセンサユニットを提供することができ、そのようなイメージセンサユニットを用いることで、フレア光の影響による白筋の発生やコントラストの低下が抑制された画像を得ることのできる画像形成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イメージセンサユニットを用いた画像読取装置を説明するための図である。 （Ａ）（Ｂ）における正立等倍レンズアレイについて原稿側からみた上面図である。（Ｂ）シミュレーションに用いたラインイメージセンサの主要構成部品とレンズ表面上の光学不連続部が、ライン状光源と逆側／原稿側にあることを説明するための図であって主走査方向に垂直な断面図である。（Ｃ）レンズ表面近傍における光学不連続部が、ライン状光源と逆側／原稿側にあった場合の光線の軌跡を説明するための図である。 （Ａ）（Ｂ）における正立等倍レンズアレイについて原稿側からみた上面図である。（Ｂ）シミュレーションに用いたラインイメージセンサの主要構成部品とレンズ表面上の光学不連続部が、ライン状光源側／原稿側にあることを説明するための図であって主走査方向に垂直な断面図である。（Ｃ）レンズ表面近傍における光学不連続部が、ライン状光源側／原稿側にあった場合の光線の軌跡を説明するための図である。 （Ａ）（Ｂ）における正立等倍レンズアレイについて原稿側からみた上面図である。（Ｂ）シミュレーションに用いたラインイメージセンサの主要構成部品とレンズ表面上の光学不連続部が、ライン状光源側／センサ側にあることを説明するための図であって主走査方向に垂直な断面図である。（Ｃ）レンズ表面近傍における光学不連続部が、ライン状光源側／センサ側にあった場合の光線の軌跡を説明するための図である。 （Ａ）（Ｂ）における正立等倍レンズアレイについて原稿側からみた上面図である。（Ｂ）シミュレーションに用いたラインイメージセンサの主要構成部品とレンズ表面上の光学不連続部が、ライン状光源と逆側／センサ側にあることを説明するための図であって主走査方向に垂直な断面図である。（Ｃ）レンズ表面近傍における光学不連続部が、ライン状光源と逆側／センサ側にあった場合の光線の軌跡を説明するための図である。 シミュレーションに用いたロッドレンズに生じた光学不連続部を説明するための図である。 複数のロッドレンズが主走査方向に配列されたロッドレンズアレイを説明するための図である。 （Ａ）（Ｂ）における正立等倍レンズアレイについて原稿側からみた上面図である。（Ｂ）実施例に用いたレンズアレイとロッドレンズ表面近傍にあるクラックの配置を説明するための図であって主走査方向に垂直な断面図である。 （Ａ）（Ｂ）における正立等倍レンズアレイについて原稿側からみた上面図である。（Ｂ）実施例に用いたレンズアレイとロッドレンズ表面近傍にあるクラックの配置を説明するための図であって主走査方向に垂直な断面図である。 （Ａ）（Ｂ）における正立等倍レンズアレイについて原稿側からみた上面図である。（Ｂ）実施例に用いたレンズアレイとロッドレンズ表面近傍にあるクラックの配置を説明するための図であって主走査方向に垂直な断面図である。 （Ａ）（Ｂ）における正立等倍レンズアレイについて原稿側からみた上面図である。（Ｂ）実施例に用いたレンズアレイとロッドレンズ表面近傍にあるクラックの配置を説明するための図であって主走査方向に垂直な断面図である。 クラックが図８中の１２０Ａの位置にあるロッドレンズからなる正立等倍レンズアレイを用いてイメージセンサユニットと画像読取装置を製造した場合に、黒色原稿に対する読取画像について、レンズ位置との関係をグラフ上に定量化したものである。 クラックが図９中の１２０Ｂの位置にあるロッドレンズからなる正立等倍レンズアレイを用いてイメージセンサユニットと画像読取装置を製造した場合に、黒色原稿に対する読取画像について、レンズ位置との関係をグラフ上に定量化したものである。 クラックが図１０中の１２０Ｃの位置にあるロッドレンズからなる正立等倍レンズアレイを用いてイメージセンサユニットと画像読取装置を製造した場合に、黒色原稿に対する読取画像について、レンズ位置との関係をグラフ上に定量化したものである。 クラックが図１１中の１２０Ｄの位置にあるロッドレンズからなる正立等倍レンズアレイを用いてイメージセンサユニットと画像読取装置を製造した場合に、黒色原稿に対する読取画像について、レンズ位置との関係をグラフ上に定量化したものである。

図１は、本発明の実施の形態に係るイメージセンサユニット１０を用いた画像読取装置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、イメージセンサユニット１０、原稿Ｇを載置する原稿台としてのガラス板１４、イメージセンサユニット１０を走査する駆動機構（図示せず）、イメージセンサユニット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。

イメージセンサユニット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１１と、正立等倍レンズアレイ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、これらを固定する筐体１２を備える。

図１において主走査方向と副走査方向を示す。主走査方向は副走査方向と紙面に垂直な方向である。筐体１２は主走査方向に長尺な略直方体に形成されている。正立等倍レンズアレイ１１は主走査方向に長尺で、その方向に沿って一列又は二列以上の複数の単レンズが配列されている。ライン状光源１６は主走査方向に長尺で、その方向に沿って原稿をライン状に照明する。ラインイメージセンサ２０は、主走査方向に長尺な基板上に、その方向に沿って複数の光電変換素子が配列されている。

筐体１２は、正立等倍レンズアレイ１１、ライン状光源１６及びラインイメージセンサ（光電変換素子）２０を所定の位置関係を維持するように固定する。主走査方向に長尺なこれらの部品はその方向に略平行である。さらにライン状光源１６は、照射光の光軸が正立等倍レンズアレイ１１の光軸Ａｘとガラス板１４の上面との交点を通過するように固定される。またラインイメージセンサ２０は、その受光面の位置が前記交点と正立等倍レンズアレイ１１を介して正立等倍の関係となるように筐体１２に固定される。イメージセンサユニット１０は、イメージセンサユニット１０が副走査方向に走査するように画像読取装置１００に装着される。

画像読取装置１００においては、ライン状光源１６からの出射光がガラス板１４を通して原稿Ｇに当てられ、原稿Ｇからの反射光を正立等倍レンズアレイ１１を介してラインイメージセンサ２０にて検出することで原稿Ｇを読み取る。ガラス板１４に対してラインイメージセンサ２０を副走査方向に走査することにより、原稿Ｇの所望の領域の読み取りを行うことができる。

正立等倍レンズアレイ内のレンズの表面及び／内部にキズ、カケ、クラック、脈理等の光学的不連続部のある場合がある。光学系におけるこのような部位は設計外の散乱、屈折や反射光を生じさせる原因となる。上記にあげた光学的不連続部の一例としてクラックがあげられる。クラックはレンズの内部に生じた亀裂やヒビであり、それが内部だけに発生しているものや、レンズ面から側面や内部にかけて発生しているものや、レンズ側面から内部にかけて発生しているもの等が外観上例示される。クラックのような光学的不連続部がレンズの表面や内部にあると、その界面によって光線の一部が散乱や屈折、反射され、フレア光となって光学性能に悪影響を及ぼす。さらに光学的不連続部の一例としてカケがあげられる。カケは一般的にはピンカケ、ハマカケ（ハマグリ）と呼ばれるものを総括する名称である。上記のクラックの中でもレンズ面や側面から内部に至るクラックに起因して、その一部が脱落するとカケとして認識される場合もある。光学的不連続部とは上で例示した具体的な名称のものに限られず、光線の一部を設計上の光路以外への方向に散乱や屈折、反射させたりするような部位、又はその結果フレアやゴーストといった光学性能を低下させるような原因を生じさせるような部位のことをいう。

材質がガラスからなる正立等倍レンズアレイの場合では、主として切断や研削、研磨工程等をその製造工程に含むことがある。ガラス材質ではその脆性や工程上の特性から、上で例示したキズ、カケ、クラック、脈理等の光学的不連続面がレンズの内外に生じる可能性がある。脈理については上記工程の特性には関わり合いがないが、所定の組成をもつガラスを溶融法等で成形する場合など、相や組成の偏りによって生じる。

一方で、透明誘電体基板の主面に複数の凸レンズが形成されたレンズアレイプレート又はそれらの積層体からなる正立等倍レンズアレイは、主として金型により板状樹脂をプレスすることによって形成されることが多い。上にあげた研磨等の工程を含むケースは少ないが、金型の状態やそのプレス条件等で、上に例示したキズ、カケ、クラック、脈理等の光学的不連続部が生じる場合がある。またプレス時の条件によっては、レンズの内外にヒケが生じ光線の一部を設計上の光路外に屈折等を生じさせる特有の光学的不連続部ともいえる。
さらに、屈折率分布を形成させたプラスチック又は樹脂製のロッドレンズを複数配列されたロッドレンズアレイからなる正立等倍レンズアレイは、ガラス製正立等倍レンズアレイと同様に研磨等の工程を経て製造される場合もあるが、その軟材質のためレンズ表面にキズが生じやすい。さらに加工後のハンドリングや扱いの条件次第で、レンズ表面にキズが生じる場合もあり、この欠陥が光学的不連続部となりやすい。

正立等倍レンズアレイ内のレンズの表面近傍に光学的不連続部がある場合、光学性能にどのような影響があるのかをシミュレーションによって検討する。シミュレーションの条件を以下のように設定した。正立等倍レンズアレイとして一列に屈折率分布ロッドレンズが配列されたロッドレンズアレイ（開口角１２°、有効系０．２８ｍｍ、配列ピッチ０．３ｍｍ、配列数２１）を用いた。ロッドレンズアレイは、図７に示すように、配列されたレンズが２枚の黒色の長尺板状部材の側板で挟まれ、隙間に黒色の樹脂が充填された構造をしているが、これら側板及び充填樹脂を光の完全吸収体とし、レンズの光学的不連続部以外に起因するフレア光を排除するモデルとした。ライン状光源１６は図１のように正立等倍レンズアレイ１１の一方の側面近傍に配置し、光源の光軸が正立等倍レンズアレイの光軸Ａｘと原稿台ガラス板１４の上面で交わるようにした。原稿台ガラス板１４は厚みを２．８ｍｍとし、ラインイメージセンサ２０と原稿台ガラス板１４上に載置された原稿Ｇとが、前記レンズアレイ１１を介して正立等倍の関係になるように光学系を配置した。

シミュレーションにおいては、光の逆進性を考慮し実際の光学経路とは逆にイメージセンサ２０から疑似的に光線を出射し、レンズ表面近傍の光学的不連続部に当たった場合に、その光線がその後どのような挙動を示すかについて調べることにした。擬発光点となるラインイメージセンサの画素を５ミクロン角のものと想定し、ロッドレンズの開口角に合わせてＬａｍｂｅｒｔｉａｎ１２°で発光させるモデルを考えた。

また単レンズにおける光学的不連続部は次のように規定した。レンズの表面上有効径の１／５の幅で深さがレンズ長の１／２０に達するようにカットした場合の切断面に対して、その面に１ミクロン程度の空気層が生じたと仮定したレンズの態様を考えた。用語の説明を補うために概略図を図６に示した。このような不連続部を有するレンズを１個だけＳＬＡ内の配列レンズ列の真ん中に含ませた。図７にその概略図を示す。

シミュレーションにおける光学的不連続部の配置について以下のモデルを採用した。ライン状光源１６や原稿Ｇとの位置関係において、光学的不連続面が図２（Ａ）（Ｂ）〜図５（Ａ）（Ｂ）中に特定された位置１１０Ａ、１１０Ｂ、１１０Ｃ、１１０Ｄ（１１０Ａ〜１１０Ｄ）にある場合を考える。１１０Ａ〜１１０Ｄの位置の区別の根拠として、レンズを以下のルールに従って区画することとした。まず主走査方向に配列されたレンズアレイ内の単レンズについて、レンズの光軸を含み主走査方向に平行な面によって、ライン状光源に近い側（ライン状光源側）の部位とライン状光源から遠い側（ライン状光源の逆側）の部位とに区画して特定し、さらに、レンズの中間近傍を通り、光軸に垂直な面によって原稿側の部位とセンサ側の部位とに区画して特定することとする。

１１０Ａは光学的不連続部がライン状光源の逆側／原稿側の部位、１１０Ｂは当該部位がライン状光源側／原稿側の部位、１１０Ｃは当該部位がライン状光源側／センサ側の部位、そして１１０Ｄは当該部位がライン状光源の逆側／センサ側の部位にそれぞれある場合を示す。

このような条件下でのシミュレーションの結果、光学的不連続部が図２（Ａ）（Ｂ）の１１０Ａで特定されるような位置（ライン状光源の逆側／原稿側）にある場合のみ、光学的不連続部の界面による反射光の一部がライン状光源１６に入射することがわかった。このことは、光学的不連続部が１１０Ａの位置にある場合、ライン状光源からの照明光の一部が、光学的不連続部からの反射よって、ラインイメージセンサに入射する確率があることを表している。一方、光学的不連続部が、図３（Ａ）（Ｂ）、図４（Ａ）（Ｂ）及び図５（Ａ）（Ｂ）の中で特定したような１１０Ｂ（ライン状光源側／原稿側）、１１０Ｃ（ライン状光源側／センサ側）及び１１０Ｄ（ライン状光源の逆側／センサ側）にある場合は、不連続部によって屈折や反射等するものの、ライン状光源１６に入射することがなかった。このことは光学的不連続部が１１０Ｂ、１１０Ｃ及び１１０Ｄにある場合、不連続部の屈折や反射に起因して、ライン状光源からの照明光の一部がラインイメージセンサに入射する確率は低く、光学的不連続部に起因するフレア光等によって光学系の性能の低下を生じさせる確率は比較的低いと考えられる。

上記現象の根拠は以下のように考えられる。光学的不連続部が１１０Ａ（ライン状光源の逆側／原稿側）の位置にある場合、図２（Ｃ）のように、センサから擬発光した光線の一部は、レンズ内の正規の光路に沿って進み、１１０Ａの部位にある不連続部に入射する。不連続部によって反射された光線の一部は、レンズから出射し原稿台（ガラス板）の上面又は下面に反射した後、ライン状光源１６に入射することがシミュレーションによって確認された。逆に考えるとライン状光源から出射した光線の一部はガラス板の上下面で反射し、１１０Ａの位置にある光学的不連続部に入射した後反射され、レンズの正規の光路を経て、フレア光となってラインイメージセンサに受光され、光学性能を低下させる確率が生じると考えられる。ここで正規の光路とは、所定の光線が正立等倍レンズアレイを透過して、ラインイメージセンサに正立等倍の関係を維持して結像に至るような光線の光路の全部又は一部、または所定の光線が正立等倍レンズアレイを透過して、正立等倍レンズアレイの光軸Ａｘと原稿台上面との交点に正立等倍の関係を維持して結像に至るような光線の光路の全部又は一部をいう。

光学的不連続部が１１０Ｂ（ライン状光源側／原稿側）の位置にある場合、図３（Ｃ）に示すように、センサから擬発光した光線は、レンズ内の正規の光路に沿って進み、不連続部に入射する。しかしながら１１０Ｂにある光学的不連続部からの反射光は光源とは逆側の方向に向かって進み、屈折光は空気層の分だけわずかなずれはあるものの正規の光路に沿って進むために、反射光、屈折光ともに、ライン状光源に入射することはない。逆に考えると、光学的不連続部が１１０Ｂの位置にある場合、ライン状光源から出射した光線が、該不連続部に入射後、反射又は屈折した光線がラインイメージセンサにフレア光として受光されることはなく、光学性能を劣化させる確率は低いと考えられる。

光学的不連続部が１１０Ｃ（ライン状光源側／センサ側）の位置にある場合、図４（Ｃ）に示すように、センサから擬発光した光線の一部は、レンズ外の正規の光路に沿って進み、不連続部に入射する。しかしながら１１０Ｃにある光学的不連続部からの反射光はレンズの側面方向に向かい、レンズ周囲の充填樹脂によって吸収され、屈折光は空気層の分だけわずかなずれはあるものの正規の光路に沿って進むために、いずれの光線の場合もライン状光源に入射することはなかった。逆に考えると、光学的不連続部が１１０Ｃの位置にある場合、ライン状光源から出射した光線が、該不連続部に入射後、反射又は屈折した光線がラインイメージセンサにフレア光として受光されることはなく、光学性能を劣化させる確率は低いと考えられる。

光学的不連続部が１１０Ｄ（ライン状光源の逆側／センサ側）の位置にある場合、図５（Ｃ）のように、センサから擬発光した光線の一部は、レンズ外の正規の光路に沿って進み、不連続部に入射する。しかしながら１１０Ｄにある光学的不連続部からの反射光はレンズの側面方向に向かい、レンズ周囲の充填樹脂によって吸収され、屈折光は空気層の分だけわずかなずれはあるものの正規の光路に沿って進むために、いずれの光線の場合もライン状光源に入射することはなかった。逆に考えると、光学的不連続部が１１０Ｄの位置にある場合、ライン状光源から出射した光線が、該不連続部に入射後、反射又は屈折した光線がラインイメージセンサにフレア光として受光されることはなく、光学性能を劣化させる確率は低いと考えられる。

正立等倍レンズアレイとして、個々のレンズ径が０．３ｍｍ、開口角が１２°である１列ＳＬＡ（品名：ＳＬＡ１２ＥＧ）であって、配列レンズ中３個の単レンズ表面のエッジからレンズ径のほぼ１／４の位置からレンズ側面に向かってクラックが生じているものを用意した。このＳＬＡを、市販されているブラザー工業株式会社製マルチファンクションプリンタ（型番：ＭＦＣ-Ｊ８５０ＤＮ）のイメージセンサユニットに、上記クラックが図８（Ａ）（Ｂ）の１２０Ａの位置に配置されるようにセッティングし、画像読取装置とした。原稿は光学上の欠陥等を把握しやすいように全体が黒一色のものを用い、該原稿を走査し画像を読み取った。

結果、クラックが生じているレンズの位置に相当する部分に白筋が生じていた。得られた画像について定量化したグラフをレンズ位置に対する階調を再現したものとして図１２に示す。横軸はレンズアレイの主走査方向の位置、縦軸は黒〜灰〜白を０〜２５５の階調に分けたときの値を示す。クラックが生じているレンズの位置に相当する箇所（○印で囲った部分；レンズ位置＝約１３２ｍｍ、約１４４ｍｍ及び約１４７ｍｍ）の階調の値が他の部分より突出したピークを有しており、当該箇所は他の部分より白くなるという現象を裏付けるものとなっている。本来黒い画像を形成することが期待される光学性能であるが、白筋を生じさせることは、予定しない光線がセンサに受光されたということに他ならないことから、１２０Ａで特定される位置におけるレンズのクラックは光学性能に影響を与えるということがいえる。

また、図２（Ａ）（Ｂ）における１１０Ａの部位はライン状光源の真逆側であったが、真逆方向から４５°分だけ斜になった図８（Ａ）（Ｂ）における１２０Ａの部位にあるような配置でも、結像性能に影響を及ぼすことがわかった。このような配置にある光学的不連続部であっても、図２（Ｃ）に相当する反射光が副走査方向の成分を持ち、ライン状光源１６に到達するからである。

次に当該正立等倍レンズアレイを外し、該クラックが図９（Ａ）（Ｂ）中の１２０Ｂの位置にくるようにセッティングした。正立等倍レンズアレイを光軸に平行な軸を中心に１８０°回転させて取り付ければ容易である。上記と同様の画像読取を行ったところ白筋は発生しなかった。レンズ位置に対する階調再現のグラフを図１３に示す。階調に突出した箇所はなく、光学的不連続部による光学性能への影響は現れていない。

次に当該正立等倍レンズアレイを外し、該クラックが図１０（Ａ）（Ｂ）中の１２０Ｃの位置にくるようにセッティングした。正立等倍レンズアレイを光軸に垂直かつ主走査方向に平行な軸を中心に１８０°回転させれば容易である。上記と同様の画像読取を行ったところ白筋は発生しなかった。レンズ位置に対する階調再現のグラフを図１４に示す。階調に突出した箇所はなく、光学的不連続部による光学性能への影響は現れていない。

次に当該正立等倍レンズアレイを外し、該クラックが図１１（Ａ）（Ｂ）中の１２０Ｄの位置にくるようにセッティングした。正立等倍レンズアレイを光軸に平行な軸を中心に１８０°回転させれば容易である。上記と同様の画像読取を行ったところ白筋は発生しなかった。レンズ位置に対する階調再現のグラフを図１５に示す。階調に突出した箇所はなく、光学的不連続部による光学性能への影響は現れていない。

以上から、クラックなどが表面近傍にある単レンズを有する正立等倍レンズアレイであっても、ある特定の配置をしないようにイメージセンサユニットにセッティングすることで、該クラックに起因した光学性能の低下を防止することができる。

以上、本発明を実施の形態と実施例をもとに説明した。これらの実施の形態と実施例は例示であり、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。

実施形態及び実施例には正立等倍レンズアレイとして、内部に屈折率分布が形成された複数のロッドレンズが主走査方向に配列されたレンズアレイであるＳＬＡを用いた場合に基づいて発明を開示した。しかしながら発明の趣旨は、正立等倍レンズアレイとして、内部に屈折率分布が形成されたプラスチック製のロッドレンズが多数配列されたプラスチック製ロッドレンズアレイを用いた場合でも変わるものではない。また正立等倍レンズアレイとして、樹脂などの透明誘電体基板の両面及び／または一方の面に凸レンズが、主走査方向に沿って多数配列されたレンズアレイプレート（又はその積層体）を用いた場合でも同様である。

本発明に係るイメージセンサユニットは、マルチファンクションプリンタの画像読取装置をはじめとして、紙幣等の真贋判定装置に使用される画像読取装置にも使用可能である。

１０ イメージセンサユニット
１１ 正立等倍レンズアレイ
１２ 筐体
１３ ロッドレンズ
１４ 原稿台（ガラス板）
１５ 側板
１６ ライン状光源
２０ ラインイメージセンサ
１００ 画像読取装置
１１０ 光学的不連続部（クラック）
１１０Ａ、１１０Ｂ、１１０Ｃ、１１０Ｄ 単レンズにおける区画された部位
１２０Ａ、１２０Ｂ、１２０Ｃ、１２０Ｄ 単レンズにおける区画された部位
Ｇ 原稿

Claims (10)

1. 原稿に光を主走査方向に沿って照射するライン状光源と、
   複数の単レンズが主走査方向に配列され、前記原稿からの反射光を集光する正立等倍レンズアレイと、
   前記正立等倍レンズアレイにより集光された光を受光するラインイメージセンサと、
   を備えるイメージセンサユニットの製造方法であって、
   前記ライン状光源と前記正立等倍レンズアレイとは、それらの主走査方向について略平行に載置されており、
   前記正立等倍レンズアレイに、その表面及び／又は内部に光学的不連続部を有する単レンズが含まれており、
   前記正立等倍レンズアレイは、前記イメージセンサユニットの性能が、前記光学的不連続部による影響を受けない向きに、配置されていることを特徴とするイメージセンサユニットの製造方法。
2. 前記正立等倍レンズアレイは、主走査方向に一列に配列されていることを特徴とする請求項１に記載のイメージセンサユニットの製造方法。
3. 前記単レンズが、光軸を含み主走査方向に平行な面によって、前記ライン状光源に近い側と前記ライン状光源から遠い側とに区画され、かつ、該単レンズの中間近傍を通過し光軸に垂直な面によって原稿側とセンサ側とに区画されたとき、前記光学的不連続部は、前記ライン状光源から遠い側かつ前記原稿側の部分にないことを特徴とする請求項２記載のイメージセンサユニットの製造方法。
4. 前記単レンズが、光軸を含み主走査方向に平行な面によって、前記ライン状光源に近い側と前記ライン状光源から遠い側とに区画したとき、前記光学的不連続部は、前記ライン状光源に近い側の部分に配置されることを特徴とする請求項２に記載のイメージセンサユニットの製造方法。
5. 前記単レンズが、該単レンズの中間近傍を通過し光軸に垂直な面によって原稿側とセンサ側とに区画されたとき、前記光学的不連続部は、前記センサ側の部分に配置されることを特徴とする請求項２記載のイメージセンサユニットの製造方法。
6. 前記光学的不連続部は、前記単レンズの表面近傍から内部に伸長するカケ、クラック、キズ、脈理のいずれか一つ以上のものを含むことを特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載のイメージセンサユニットの製造方法。
7. 前記光学的不連続部は、前記単レンズの表面近傍から側面に伸長するカケ及び／又はクラックであることを特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載のイメージセンサユニットの製造方法。
8. 原稿に光を主走査方向に沿って照射するライン状光源と、
   複数の単レンズが主走査方向に配列され、前記原稿からの反射光を集光する正立等倍レンズアレイと、
   前記正立等倍レンズアレイにより集光された光を受光するラインイメージセンサと、
   を備えるイメージセンサユニットの製造方法であって、
   前記ライン状光源と前記正立等倍レンズアレイとは、それらの主走査方向について略平行に載置されており、
   前記正立等倍レンズアレイに、その表面及び／又は内部に光学的不連続部を有する複数の単レンズが含まれており、
   前記正立等倍レンズアレイを装着したイメージセンサユニットを用いた画像読取装置により黒色原稿の画像を形成したときに、当該画像における前記光学的不連続部に起因した光学性能の低下を低減する向きに、前記正立等倍レンズアレイを配置させることを特徴とするイメージセンサユニットの製造方法。
9. 前記単レンズは、中心部の屈折率が高く、半径方向に屈折率分布を有するロッドレンズであることを特徴とする、請求項１〜８のいずれかに記載のイメージセンサユニットの製造方法。
10. 請求項１〜９のいずれかに記載のイメージセンサユニットを用いた画像読取装置の製造方法。

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