(57)【要約】【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は、複数の第１レンズ２４ａおよび第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および第４レンズ２６ｂを有する第２レンズアレイプレート２６と、複数の第１貫通孔４０ａを有する第１遮光壁４０と、複数の第２貫通孔４２ａを有する第２遮光壁４２とを備える。第１貫通孔４０ａおよび第２貫通孔４２ａは、側壁部４０ｂ、４２ｂと、側壁部のレンズ側の端部に突設された環状の内側突起部４０ｃ、４２ｃと、側壁部のレンズ側と反対側の端部に突設された環状の外側突起部４０ｄ、４２ｄとを備える。内側突起部４０ｃ、４２ｃおよび外側突起部４０ｄ、４２ｄには、光軸に対して平行な面が形成されていない。【選択図】図２
2011119970.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項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、
前記第１レンズに対応する複数の第１貫通孔を有し、各第１貫通孔が対応する前記第１レンズの正面に位置するように前記第１面上に設けられた第１遮光壁と、
前記第４レンズに対応する複数の第２貫通孔を有し、各第２貫通孔が対応する前記第４レンズの正面に位置するように前記第４面上に設けられた第２遮光壁と、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貫通孔および前記第２貫通孔の少なくとも一方は、
側壁部と、
前記側壁部のレンズ側の端部に突設された環状の内側突起部と、
前記側壁部のレンズ側と反対側の端部に突設された環状の外側突起部と、
を備え、
前記内側突起部および前記外側突起部には、光軸に対して平行な面が形成されていないことを特徴とする正立等倍レンズアレイプレート。
【請求項２】
前記外側突起部には、光軸に対して４５度以上傾斜した面が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。
【請求項３】
前記内側突起部には、光軸に対して実効視野角補正値の半値以上傾斜した面が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。
【請求項４】
前記内側突起部および前記外側突起部は、突起高さが同一となるように形成さ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。
【請求項５】
遮光壁視野角をＸと、実効視野角補正値をＹ’と、前記側壁部の内径をＭＤと、前記外側突起部の内側に形成される開口部の開口径をＯＤと、前記内側突起部の内側に形成される開口部の開口径をＩＤと、ＩＤとレンズ形状から定まるレンズ高さをｓａｇ（ＩＤ）としたときに、
ｔａｎＸ＝０．５×ＯＤ／（ｈ−ｓａｇ（ＩＤ））および
（ＭＤ−（ＯＤ＋ＩＤ）×０．５）／ｈ≧ｔａｎＹ’
を満たすよう構成された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。
【請求項６】
前記第２レンズおよび前記第３レンズに対応する複数の第３貫通孔を有する中間遮光部材をさらに備え、該中間遮光部材は、前記第３貫通孔が対応する前記第２レンズおよび前記第３レンズの正面に位置するように前記第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との間に設けられることを特徴とする請求項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。
【請求項７】
遮光壁視野角をＸと、実効視野角補正値をＹ’と、前記側壁部の内径をＭＤと、前記外側突起部の内側に形成される開口部の開口径をＯＤと、前記内側突起部の内側に形成される開口部の開口径をＩＤと、ＩＤとレンズ形状から定まるレンズ高さをｓａｇ（ＩＤ）としたときに、
ｔａｎＸ＝０．５×ＯＤ／（ｈ−ｓａｇ（ＩＤ））および
（ＭＤ−（ＯＤ＋ＩＤ）×０．５）／ｈ≧ｔａｎＹ’×０．７８
を満たすよう構成されたことを特徴とする請求項６に記載の正立等倍レンズアレイプレート。
【請求項８】
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、
前記第１レンズに対応する複数の第１貫通孔を有し、各第１貫通孔が対応する前記第１レンズの正面に位置するように前記第１面上に設けられた第１遮光壁と、
前記第４レンズに対応する複数の第２貫通孔を有し、各第２貫通孔が対応する前記第４レンズの正面に位置するように前記第４面上に設けられた第２遮光壁と、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貫通孔および前記第２貫通孔の少なくとも一方は、
側壁部と、
前記側壁部のレンズ側の端部に突設された環状の内側突起部または前記側壁部のレンズ側と反対側の端部に突設された環状の外側突起部と、
を備え、
前記内側突起部または前記外側突起部には、光軸に対して平行な面が形成されていないことを特徴とする正立等倍レンズアレイプレート。
【請求項９】
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８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。
【請求項１０】
請求項９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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【０００４】
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。
【０００５】
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。
【０００６】
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）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００９−０６９８０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
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。
【０００９】
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。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
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、第１レンズに対応する複数の第１貫通孔を有し、各第１貫通孔が対応する第１レンズの正面に位置するように第１面上に設けられた第１遮光壁と、第４レンズに対応する複数の第２貫通孔を有し、各第２貫通孔が対応する第４レンズの正面に位置するように第４面上に設けられた第２遮光壁とを備える。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は、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。第１貫通孔および第２貫通孔の少なくとも一方は、側壁部と、側壁部のレンズ側の端部に突設された環状の内側突起部と、側壁部のレンズ側と反対側の端部に突設された環状の外側突起部と、を備え、内側突起部および外側突起部には、光軸に対して平行な面が形成されていない。
【００１１】
この態様によると、内側突起部および外側突起部により、フレアノイズを発生させる光が遮光されるので、フレアノイズを低減することができる。
【００１２】
外側突起部には、光軸に対して４５度以上傾斜した面が形成されていてもよい。また、内側突起部には、光軸に対して実効視野角補正値の半値以上傾斜した面が形成されていてもよい。これらの場合、内側突起部および外側突起部での反射光によるフレアノイズを好適に低減できる。
【００１３】
内側突起部および外側突起部は、突起高さが同一となるように形成されていてもよい。この場合、フレアノイズを好適に除去しつつ、レンズに入射する光を最も明るくすることができる。
【００１４】
正立等倍レンズアレイプレートは、遮光壁視野角をＸと、実効視野角補正値をＹ’と、側壁部の内径をＭＤと、外側突起部の内側に形成される開口部の開口径をＯＤと、内側突起部の内側に形成される開口部の開口径をＩＤと、ＩＤとレンズ形状から定まるレンズ高さをｓａｇ（ＩＤ）としたときに、
ｔａｎＸ＝０．５×ＯＤ／（ｈ−ｓａｇ（ＩＤ））および
（ＭＤ−（ＯＤ＋ＩＤ）×０．５）／ｈ≧ｔａｎＹ’
を満たすよう構成されてもよい。この場合、フレアノイズを好適に低減することができる。
【００１５】
第２レンズおよび第３レンズに対応する複数の第３貫通孔を有する中間遮光部材をさらに備え、該中間遮光部材は、第３貫通孔が対応する第２レンズおよび第３レンズの正面に位置するように第１レンズアレイプレートと第２レンズアレイプレートとの間に設けられてもよい。この場合、フレアノイズをさらに低減することができる。
【００１６】
正立等倍レンズアレイプレートは、遮光壁視野角をＸと、実効視野角補正値をＹ’と、側壁部の内径をＭＤと、外側突起部の内側に形成される開口部の開口径をＯＤと、内側突起部の内側に形成される開口部の開口径をＩＤと、ＩＤとレンズ形状から定まるレンズ高さをｓａｇ（ＩＤ）としたときに、
ｔａｎＸ＝０．５×ＯＤ／（ｈ−ｓａｇ（ＩＤ））および
（ＭＤ−（ＯＤ＋ＩＤ）×０．５）／ｈ≧ｔａｎＹ’×０．７８
を満たすよう構成されてもよい。この場合も、フレアノイズを好適に低減することができる。
【００１７】
本発明の別の態様もまた、正立等倍レンズアレイプレートである。こ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、第１レンズに対応する複数の第１貫通孔を有し、各第１貫通孔が対応する第１レンズの正面に位置するように第１面上に設けられた第１遮光壁と、第４レンズに対応する複数の第２貫通孔を有し、各第２貫通孔が対応する第４レンズの正面に位置するように第４面上に設けられた第２遮光壁とを備える。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は、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。第１貫通孔および第２貫通孔の少なくとも一方は、側壁部と、側壁部のレンズ側の端部に突設された環状の内側突起部または側壁部のレンズ側と反対側の端部に突設された環状の外側突起部とを備え、内側突起部または外側突起部には、光軸に対して平行な面が形成されていない。
【００１８】
この態様によっても、内側突起部または外側突起部により、フレアノイズを発生させる光が遮光されるので、フレアノイズを低減することができる。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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、上述の光走査ユニットと、該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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【発明の効果】
【００２４】
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。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】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。
【図２】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。
【図３】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。
【図４】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。
【図５】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。
【図６】遮光壁視野角を説明するための図である。
【図７】正立等倍レンズアレイプレートの部分拡大図である。
【図８】主光線が非対称となった様子を示す図である。
【図９】実効視野角を説明するための図である。
【図１０】フレアノイズの発生原理を説明するための図である。
【図１１】内側突起部および外側突起部を設けなくとも遮光できる入射角を求め方を説明するための図である。
【図１２】外側開口径を規定する条件を説明するための図である。
【図１３】図１３（ａ）〜（ｄ）は、内側開口径≠外側開口径の場合における、外側開口径Ｏ規定する条件を説明するための図である。
【図１４】外側突起部に形成されたテーパ面の傾斜角について説明するための図である。
【図１５】内側突起部に形成されたテーパ面の傾斜角について説明するための図である。
【図１６】本発明の別の実施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。
【図１７】正立等倍レンズアレイプレートの構成を変化させた場合のノイズ比の変化を示す図である。
【図１８】（ＭＤ−ＯＤ）／ｈの変化に対するノイズ量の変化を示す図である。
【図１９】（ＭＤ−ＯＤ）／ｈとノイズ比の関係を示す図である。
【図２０】外側突起部の変形例を示す図である。
【図２１】内側突起部および外側突起部の変形例を説明するための図である。
【図２２】本発明のさらに別の実施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。
【図２３】第１遮光壁の逆テーパ面の光軸に対する傾斜角φを説明するための図である。
【図２４】本発明のさらに別の実施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。
【図２５】本発明のさらに別の実施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。
【図２６】本発明のさらに別の実施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。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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配列されている。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配列されている。
【００３５】
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配列されている。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配列されている。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
第１レンズアレイプレート２４の第１面２４ｃ上には、第１遮光壁４０が設けられている。この第１遮光壁４０は、遮光性材料によって形成されたプレート状の遮光部材であり、複数の第１貫通孔４０ａが形成されている。第１貫通孔４０ａは、第１遮光壁４０の長手方向に沿って一列に、第１レンズアレイプレート２４の第１レンズ２４ａと対応するように形成されている。第１遮光壁４０は、各第１貫通孔４０ａが対応する第１レンズ２４ａの正面に位置するように第１レンズアレイプレート２４の第１面２４ｃ上に設けられる。この第１遮光壁４０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。
【００３９】
図２および図３に示すように、第１遮光壁４０の各第１貫通孔４０ａは、第１レンズ２４ａの上方を囲うように立設された円柱状の側壁部４０ｂと、側壁部４０ｂの第１レンズ２４ａ側の端部に突設された環状の内側突起部４０ｃと、側壁部４０ｂの原稿Ｇ側の端部に突設された環状の外側突起部４０ｄとを備える。内側突起部４０ｃおよび外側突起部４０ｄは、それぞれ側壁部４０ｂの内周縁から孔中心に向かって突設されている。
【００４０】
図２および図３に示すように、内側突起部４０ｃの内側には開口径ＩＤ（以下、内側開口径ＩＤ）の開口部が形成され、外側突起部４０ｄの内側には開口径ＯＤ（以下、外側開口径ＯＤと称する）の開口部が形成されている。本実施の形態において、内側突起部４０ｃおよび外側突起部４０ｄは、突起高さが同一となるように形成されている。従って、側壁部４０ｂの内径をＭＤとすると、内側開口径ＩＤ＝外側開口径ＯＤ＜内径ＭＤという関係になっている。なお、図２においては、内側突起部４０ｃと第１レンズ２４ａが当接しているが、離間していてもよい。
【００４１】
内側突起部４０ｃおよび外側突起部４０ｄは、レンズ系の光軸Ａｘに対して平行な面が存在しないよう形成されている。本実施形態においては、図２に示すように、内側突起部４０ｃは、第１レンズ２４ａ側の端部から第１貫通孔４０ａの高さ方向内側に向かって内径が大きくなるテーパ面が形成されている。また、外側突起部４０ｄは、原稿Ｇ側の端部から第１貫通孔４０ａの高さ方向内側に向かって内径が大きくなるテーパ面が形成されている。
【００４２】
また、第２レンズアレイプレート２６の第４面２６ｄ上には、第２遮光壁４２が設けられている。この第２遮光壁４２も、遮光性材料によって形成されたプレート状の遮光部材であり、複数の第２貫通孔４２ａが形成されている。第２貫通孔４２ａは、第２遮光壁４２の長手方向に沿って一列に、第２レンズアレイプレート２６の第４レンズ２６ｂと対応するように形成されている。第２遮光壁４２は、各第２貫通孔４２ａが対応する第４レンズ２６ｂの正面に位置するように第２レンズアレイプレート２６の第４面２６ｄ上に設けられる。この第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。
【００４３】
第１遮光壁４０と同じように、第２遮光壁４２の各第２貫通孔４２ａは、第４レンズ２６ｂの上方を囲うように立設された円柱状の側壁部４２ｂと、側壁部４２ｂの第４レンズ２６ｂ側の端部に突設された環状の内側突起部４２ｃと、側壁部４２ｂのラインイメージセンサ２０側の端部に突設された環状の外側突起部４２ｄとを備える。内側突起部４２ｃおよび外側突起部４２ｄは、それぞれ側壁部４２ｂの内周縁から孔中心に向かって突設されている。第２貫通孔４２ａの側壁部４２ｂ、内側突起部４２ｃ、外側突起部４２ｄの形状は、第１貫通孔４０ａと同様であるため詳細な説明は省略する。なお、図２においては、内側突起部４２ｃと第４レンズ２６ｂが当接しているが、離間していてもよい。
【００４４】
第１遮光壁４０および第２遮光壁４２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４０および第２遮光壁４２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。
【００４５】
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。
【００４６】
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遮光壁４０の第１貫通孔４０ａおよび第２遮光壁４２の第２貫通孔４２ａは、単なる円柱形状に形成されており、内側突起部や外側突起部は形成されていない。すなわち、正立等倍レンズアレイプレート２１１においては、第１貫通孔４０ａおよび第２貫通孔４２ａの内径Ｄは、貫通孔の高さ方向において一定である。
【００４７】
まず、第１レンズ２４ａの光軸上に位置する原稿Ｇ上の点６０から出射された光線Ｌ１（実線）について考察する。通常、結像光よりも大きな入射角で第１レンズアレイプレート２４に入射しようとする光線Ｌ１は、第１遮光壁４０の第１貫通孔４０ａの側壁により吸収される。しかしながら、この光線Ｌ１は、光吸収性材料を用いた場合でも完全には吸収されず、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。これは、この光線Ｌ１は第１貫通孔４０ａの側壁に対して９０度に近い大きな入射角で入射しているが、フレネル反射は、９０度に近い入射角では大きな非常に大きな反射率を有するためである。
【００４８】
この反射した光線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。なお、以下においては、単に「入射角」と言った場合は、特に断らない限り、正立等倍レンズアレイプレート２１１に対する入射角を意味するものとする。
【００４９】
次に、第１レンズ２４ａの光軸から外れた原稿Ｇ上の点６２から出射された光線Ｌ２（破線）について考察する。この場合も、光線Ｌ２の一部は第１貫通孔４０ａの側壁でフレネル反射する。この反射した光線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、フレアノイズとなってしまう。
【００５０】
図４では第１遮光壁４０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４２での反射によってもフレアノイズは発生する。
【００５１】
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から出射された光線Ｌ１（実線）について考察する。本実施の形態においては、光線Ｌ１は、第１貫通孔４０ａの内側突起部４０ｃに入射する。内側突起部４０ｃの内表面は光軸に対して傾斜したテーパ面とされているため、内側突起部４０ｃで反射した光線Ｌ１は第１レンズ２４ａに入射することなく、第１貫通孔４０ａ内で多重反射する。また、内側突起部４０ｃのテーパ面に対する入射角は、比較例の場合と比較して小さくなるので、フレネル反射の反射率は低くなり、光線Ｌ１は大きく減衰する。従って、光線Ｌ１はラインイメージセンサ２０に到達せず、光線Ｌ１に帰因するフレアノイズは発生しない。光軸から外れた点６２から出射された光線Ｌ２（破線）についても同様である。
【００５２】
また、原稿Ｇ上の点６２から出射された後、第１貫通孔４０ａの側壁部４０ｂに入射した光線Ｌ２よりも入射角の大きい光線Ｌ３（一点鎖線）について考察すると、この光線Ｌ３は、入射角が大きいため内側突起部４０ｃには衝突せず、第１レンズ２４ａに入射する。しかしながら、光線Ｌ３は光軸に対して大きく傾斜してるため、第２遮光壁４２に衝突し、ラインイメージセンサ２０には到達しない。従って、光線Ｌ３に帰因するフレアノイズは発生しない。
【００５３】
なお、図５では第１貫通孔４０ａの内側突起部４０ｃ等によるフレアノイズの低減作用について説明したが、第２貫通孔４２ａの内側突起部４２ｃ等によってもフレアノイズは同様に低減される。
【００５４】
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１１は、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４０および第２遮光壁４２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。
【００５５】
次に、フレアノイズの発生を好適に防止するために必要な外側開口径ＯＤの大きさについて説明する。ここで、外側開口径ＯＤについて説明するために、「遮光壁視野角」と「実行視野角」という用語を定義する。
【００５６】
図６は、遮光壁視野角を説明するための図である。図６には、図２に示した正立等倍レンズアレイプレート１１が図示されている。また、図６には、第１遮光壁４０および第２遮光壁４２が無い場合に原稿Ｇ上のある点からラインイメージセンサ２０に到達する全光線を示している。第１面２４ｃおよび第４面２６ｄ上にそれぞれ、外側開口径ＯＤ、高さｈの第１遮光壁４０および第２遮光壁４２を配置することで、第１レンズ２４ａの中心を通る主光線Ｌ１（破線）のみがラインイメージセンサ２０に到達する状態を示している。この主光線Ｌ１と光軸Ａｘのなす角を「遮光壁視野角」と呼ぶ。遮光壁視野角をＸとしたとき、以下の（１）式の関係が成立している。
ｔａｎＸ＝０．５×ＯＤ／ｈ  ・・・（１）
この遮光壁視野角は、外側突起部４０ｄによって決まる視野角ということができる。
【００５７】
図７は、正立等倍レンズアレイプレート１１の部分拡大図である。図７に示すように、第１遮光壁４０は、内側突起部４０ｃの下端面がレンズトップよりも第１面側に位置しているため、第１レンズ２４ａのトップからの第１遮光壁４０の高さは、正確にはｈ−ｓａｇとなる。従って、（１）式のｈは、正しくはｈ−ｓａｇとなるため、（１）式は、正確には次の（２）式と表される。
ｔａｎＸ＝０．５×ＯＤ／（ｈ−ｓａｇ）  ・・・（２）
ｓａｇは、レンズ形状と内側開口径ＩＤにより決まるレンズ高さである。レンズ形状は、光学設計により別途定まっているので、ｓａｇは、内側開口径ＩＤが決まれば定まる。従って、ｓａｇは、内側開口径ＩＤを変数とした関数であり、（２）式は、下記の（３）式のように表すことができる。
ｔａｎＸ＝０．５×ＯＤ／（ｈ−ｓａｇ（ＩＤ））  ・・・（３）
（３）式は、外側開口径ＯＤ、第１遮光壁４０の高さｈ、内側開口径ＩＤ、および遮光壁視野角Ｘの関係を表している。
【００５８】
図８は、主光線Ｌ１が非対称となった様子を示す図である。図６では、主光線Ｌ１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の間の中間面に対して対称であったが、実際のレンズは歪みなどが生じている場合がある。このような場合、主光線Ｌ１は図８に示すように非対称となる。図８に示すように、原稿Ｇから出射された主光線Ｌ１は、第２遮光壁４２により吸収されるため、ラインイメージセンサ２０に到達する光線は存在しない。従って、遮光壁視野角Ｘは実際の視野角ではなくなっている。そこで、レンズの実際の構成によって決まる視野角として、「実効視野角」を定義する。
【００５９】
図９は、実効視野角を説明するための図である。実効視野角Ｙは、単レンズの光量分布の光量がゼロとなる大きさである視野半径Ｘ０を実測することで、下記の（４）式のように求めることができる。
ｔａｎＹ＝Ｘ０／ＷＤ  ・・・（４）
図９には、視野半径Ｘ０のときに原稿Ｇからラインイメージセンサ２０に到達する光線Ｌ２を一点鎖線で示している。図９に示した例の場合には、実効視野角Ｙは遮光壁視野角Ｘよりも小さくなっている。
【００６０】
上述した遮光壁視野角Ｘ、実効視野角Ｙ、側壁部４０ｂの内径ＭＤを前提としたときにフレアノイズを防止するのに必要な外側開口径ＯＤを説明する。なお、正確には、実効視野角Ｙではなく、実効視野角Ｙより導かれる実効視野角補正値Ｙ’が外側開口径ＯＤを規定するのに用いられる。実効視野角補正値Ｙ’については後述する。
【００６１】
フレアノイズを防止するのに必要な外側開口径ＯＤを定めるためには、第１貫通孔４０ａに側壁部４０ｂ、内側突起部４０ｃ、外側突起部４０ｄを設けた構造を採用しなくてもフレアノイズを発生させる光線を遮光できる入射角を求め、光線の最大入射角θｍａｘがこの入射角以上となる条件を見つければよい。
【００６２】
そこで、まず第１貫通孔４０ａに側壁部４０ｂ、内側突起部４０ｃ、外側突起部４０ｄが形成されていない正立等倍レンズアレイプレートを用いてフレアノイズの発生原理について説明する。
【００６３】
図１０は、フレアノイズの発生原理を説明するための図である。図１０に示す正立等倍レンズアレイプレート２１１は、図４において示した比較例に係る正立等倍レンズアレイプレートと同じものである。すなわち、第１遮光壁４０の第１貫通孔４０ａおよび第２遮光壁４２の第２貫通孔４２ａが、単なる円柱形状に形成された正立等倍レンズアレイプレートである。
【００６４】
図４において説明したように、第１レンズ２４ａの光軸上に位置する原稿Ｇ上の点６０から出射された光線Ｌ１（実線）は、第１貫通孔４０ａの側壁でのフレネル反射により一部がラインイメージセンサ２０に入射し、フレアノイズを発生させる。また、第１レンズ２４ａの光軸から外れた原稿Ｇ上の点６２から出射された光線Ｌ２（破線）も、第１貫通孔４０ａの側壁でのフレネル反射により一部がラインイメージセンサ２０に入射し、フレアノイズを発生させる。
【００６５】
しかしながら、点６４よりもさらに光軸から外れた点６４、点６６から出射された光線Ｌ３（一点鎖線）、光線Ｌ４（二点鎖線）は、その一部が第１貫通孔４０ａの側壁でフレネル反射するものの、反射光は光軸に対して角度を有しているため第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を通過した後、第２遮光壁４２により吸収される。従って、光線Ｌ３、光線Ｌ４はフレアノイズを発生させない。
【００６６】
このように、正立等倍レンズアレイプレート２１１においては、ある入射角以上の光線は、第１貫通孔４０ａに内側突起部４０ｃおよび外側突起部４０ｄを設けなくとも第２遮光壁４２により遮光される。
【００６７】
図１１は、内側突起部４０ｃおよび外側突起部４０ｄを設けなくとも遮光できる入射角を求め方を説明するための図である。この入射角は、実効視野角Ｙより容易に求めることができる。すなわち、破線で表す光線Ｌ１の入射角Ｙ’以上の入射角は遮光されることになり、フレアノイズを生じさせる光線としては第１貫通孔４０ａの側壁で反射する一点鎖線で表す光線Ｌ２が存在する。すなわち、実効視野角Ｙに近い入射角までが遮光されることになる。実際の角度は、レンズ中心ではなく、第１貫通孔４０ａの開口端に到達する角度Ｙ’である。この角度Ｙ’を、実効視野角の補正値という意味で、「実効視野角補正値」と呼ぶ。この実効視野角補正値Ｙ’が、外側突起部４０ｄ等を設けた構造を採用しなくてもフレアノイズを発生させる光線を遮光できる入射角となる。図１１から、実効視野角補正値Ｙ’は、以下の（５）式の関係を有する。
ｔａｎＹ’＝（Ｘ０−０．５×ＩＤ）／ＷＤ  ・・・（５）
【００６８】
以上より、ｔａｎＹ’以上の光線は、内側突起部および外側突起部のない貫通孔を有する第１遮光壁４０、第２遮光壁４２で遮光できるので、内側突起部４０ｃおよび外側突起部４０ｄを設けることにより、ｔａｎＹ’以下の光線を遮光できればよいことになる。
【００６９】
図１２は、外側開口径を規定する条件を説明するための図である。ここでは、内側開口径ＩＤ＝外側開口径ＯＤの場合を説明する。この場合、図１２に示すように側壁部４０ｂの中間地点で反射する光線の入射角が最大入射角θｍａｘになり、この最大入射角θｍａｘ以下の入射角の光線は遮光される。この場合、ｔａｎθｍａｘは、以下の（６）式のように表すことができる。
ｔａｎθｍａｘ＝（ＭＤ−ＯＤ）×０．５／（ｈ×０．５）
＝（ＭＤ−ＯＤ）／ｈ  ・・・（６）
【００７０】
この最大入射角θｍａｘが外側突起部４０ｄ等を設けた構造を採用しなくてもフレアノイズを発生させる光線を遮光できる入射角よりも大きければよいので、以下の（７）式の関係が成り立つ。
（ＭＤ−ＯＤ）／ｈ≧ｔａｎＹ’  ・・・（７）
ここで、レンズの視野角を一定に保つため、上述の（３）式の関係が成り立っている。この（７）式と（３）式の２つの式を満たす条件が、フレアの除去条件である。なお、ここでは、内側開口径ＩＤ＝外側開口径ＯＤのため、（３）式も変数は１つ減り、下記の（８）式で表される。
ｔａｎＸ＝０．５×ＯＤ／（ｈ−ｓａｇ（ＯＤ））  ・・・（８）
なお、（８）式には、ｓａｇ（ＯＤ）という関数があるため、（７）式と（８）式を解析的に解くことはできず、数値計算により解くことになる。具体的には、（８）式を満たす各種のＯＤとｈを計算し、このＯＤとｈを（７）式に代入することで、（７）式の条件を満たすＯＤとｈを探せばよい。
【００７１】
図１３（ａ）〜（ｄ）は、内側開口径ＩＤ≠外側開口径ＯＤの場合における、外側開口径ＯＤを規定する条件を説明するための図である。ここで、内側開口径ＩＤ＝外側開口径ＯＤの場合について再度説明すると、図１３（ａ）に示すように、外側突起部４０ｄが内径ＭＤの側壁部４０ｂより突出している大きさは、０．５×（ＭＤ−ＯＤ）であり、内側突起部４０ｃが側壁部４０ｂより突出している大きさも同様に０．５×（ＭＤ−ＯＤ）である。従って、最大入射角θｍａｘとなる光線の反射位置は、遮光壁高さｈの半分の大きさのところになる。
【００７２】
続いて、内側開口径ＩＤ≠外側開口径ＯＤの場合に、最大入射角θｍａｘが図１３（ａ）と同じとなる条件を考えてみる。図１３（ｂ）は、外側突起部４０ｄの側壁部４０ｂに対する突出量が、図１３（ａ）に対して半分となった場合を示す。この場合、最大入射角θｍａｘが図１３（ａ）と同じとなるには、光線が反射する位置が、０．２５×ｈの位置とならなければならない。この場合、反射した光が、内側開口径ＩＤ側に到達するときまでの遮光壁高さが０．７５×ｈとなり、図１３（ａ）の場合の１．５倍となる。よって、内側突起部４０ｃの側壁部４０ｂからの突出量も１．５倍必要となる。このように、外側突起部４０ｄの側壁部４０ｂに対する突出量が半分となった場合、内側突起部４０ｃ側でその分加算されていれば、最大入射角θｍａｘは保たれることになる。
【００７３】
図１３（ａ）、図１３（ｂ）とも、外側突起部４０ｄの側壁部４０ｂからの突出量と、内側突起部４０ｃの側壁部４０ｂからの突出量の和はＭＤ−ＯＤである。よって、図１３（ｃ）や図１３（ｄ）のように、外側突起部４０ｄのみ、または内側突起部４０ｃのみにＭＤ−ＯＤの大きさの突起を設定しても、最大入射角θｍａｘは保たれることになる。以上より、内側開口径ＩＤ≠外側開口径ＯＤの場合は、側壁部４０ｂに対する突出量の総和が決まれば、最大入射角が決まることになる。
【００７４】
内側開口径ＩＤ≠外側開口径ＯＤの場合の（６）式は、下記の（９）式となる。
ｔａｎθｍａｘ＝（（ＭＤ−ＯＤ）×０．５+（ＭＤ-ＩＤ）×０．５）／ｈ
＝（ＭＤ−（ＯＤ+ＩＤ）×０．５）／ｈ  ・・・（９）
よって、上述の（７）式に相当する式は、下記の（１０）式となり、これは（７）式のＯＤを（ＯＤ＋ＩＤ）×０．５に置き換えたものである。
（ＭＤ−（ＯＤ＋ＩＤ）×０．５）／ｈ≧ｔａｎＹ’  ・・・（１０）
【００７５】
図１４は、外側突起部４０ｄに形成されたテーパ面の傾斜角φｏについて説明するための図である。このテーパ面が形成されておらず、例えば外側突起部４０ｄに光軸Ａｘに平行な面が形成されていたとすると、この光軸Ａｘに平行な面で反射した光がフレアノイズとなる虞がある。
【００７６】
本実施の形態に係る正立等倍レンズアレイプレート１１では、外側突起部４０ｄに光軸Ａｘに対して傾斜したテーパ面を形成しているので、光軸Ａｘに平行な面が存在する場合と比較してフレアノイズを低減することができる。ここでは、テーパ面の最適な傾斜角φｏについて説明する。このテーパ面の傾斜角φｏは、４５度以上とすることが好ましい。テーパ面の傾斜角φｏが４５度の場合、１回の反射でラインイメージセンサ２０に到達するためには、図１４の光線Ｌ１（破線）のように光軸Ａｘに対して略垂直な光線でなければならない。このような光線Ｌ１は殆ど存在しないと考えてよいので、外側突起部４０ｄのテーパ面で反射した光がフレアノイズを発生させることは実質的にない。また、実際にはラインイメージセンサ２０の大きさは有限であり、数度（３度）程度の入射角の光は影響がないと考えると、テーパ面の入射角φｏは４０度〜４２度程度で実質的にフレアノイズ低減の効果はある。一方、理論的には、テーパ面の傾斜角φｏは４０度や４５度以上であればよいのであるが、製造上の誤差の影響を考慮すると、４５度に対して１０度程度余裕をもたせた５５度程度とするのが更に好ましい。
【００７７】
図１５は、内側突起部４０ｃに形成されたテーパ面の傾斜角φｉについて説明するための図である。このテーパ面が形成されておらず、例えば内側突起部４０ｃに光軸Ａｘに平行な面が形成されていたとすると、この光軸Ａｘに平行な面で反射した光がフレアノイズとなる虞がある。
【００７８】
図１１において、第１貫通孔４０ａに内側突起部４０ｃおよび外側突起部４０ｄを設けなくともフレアノイズを防止できる入射角（実効視野角補正値Ｙ’）を説明したが、この入射角Ｙ’の光線Ｌ１（破線）が内側突起部４０ｃで反射した後、光軸Ａｘに対して略垂直に進むようテーパ面の傾斜角φｉを設定すればよい。従って、内側突起部４０ｃのテーパ面の傾斜角φｉは、光軸Ａｘに対して実効視野角補正値Ｙ’の半値以上傾斜していることが好ましい。この場合、内側突起部４０ｃのテーパ面で反射した光線Ｌ１は光軸Ａｘに対して略垂直な方向に進むので、フレアノイズの発生を防止できる。
【００７９】
図１６は、本発明の別の実施形態に係る正立等倍レンズアレイプレート３１１を説明するための図である。図１６に示す正立等倍レンズアレイプレート３１１は、第１レンズアレイプレート２４の第２面２４ｄと第２レンズアレイプレート２６の第３面２６ｃの間に、中間遮光部材７０が設けられている点が、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。
【００８０】
中間遮光部材７０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されたプレート状の遮光部材である。中間遮光部材７０は、第１レンズアレイプレート２４の第２レンズ２４ｂおよび第２レンズアレイプレート２６の第３レンズ２６ａに対応するように形成された複数の第３貫通孔７０ａを有する。中間遮光部材７０は、各第３貫通孔７０ａが対応する第２レンズ２４ｂおよび第３レンズ２６ａの正面に位置するように、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との間に設けられる。
【００８１】
図２に示す正立等倍レンズアレイプレート１１においては、基本的には第１遮光壁４０の第１貫通孔４０ａの内壁で反射した光はラインイメージセンサ２０に到達せず、フレアノイズは発生しない。しかしながら、レンズの歪みやレンズアレイプレートと遮光部材との組立誤差などにより、第１貫通孔４０ａの内壁での反射光がラインイメージセンサ２０に漏れてくる場合がある。中間遮光部材７０を設けることにより、このようにラインイメージセンサ２０に漏れてくる光を遮光できるので、より好適にフレアノイズを低減できる。第３貫通孔７０ａの内径は、結像光が遮光されないよう外側開口径ＯＤ以上に形成することが好ましい。
【００８２】
図１７は、正立等倍レンズアレイプレートの構成を変化させた場合のノイズ比の変化を示す。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。
【００８３】
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＝０．６５ｍｍ、屈折率ｎ＝１．５３、第１遮光壁および第２遮光壁の高さｈ＝０．６６ｍｍ、内側開口径ＩＤ＝０．４７ｍｍ、外側開口径ＯＤ＝０．４７ｍｍ、比較例における貫通孔の内径Ｄ＝０．４７ｍｍ、実施例における側壁部の内径ＭＤ＝０．６、内側突起部のテーパ面の傾斜角φｉ＝４５度、外側突起部のテーパ面の傾斜角φｏ＝４５度、中間遮光部材における第３貫通孔の内径＝０．５ｍｍである。また、ｓａｇは内側開口径ＩＤ＝０．４７ｍｍのとき、０．０７ｍｍである。この光角系では、視野半径Ｘ０をシミュレーションで求めたところ、０．９１ｍｍであった。（５）式から、ｔａｎＹ’は０．２０２となった。一方、（７）式の左辺である（ＭＤ−ＯＤ）／ｈは０．２０３であり、０．２０３≧０．２０２なので、本レンズは（７）式を満たしている光学系である。
【００８４】
この条件において、比較例１〜３および実施例１、２についてノイズ比を計算した。比較例１は、図４に示す正立等倍レンズアレイプレート２１１の第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の間に中間遮光部材を追加した構成をモデルとしている。また、比較例２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。また、比較例３は、図２に示す正立等倍レンズアレイプレート１１において、内側突起部４０ｃおよび外側突起部４０ｄのテーパ面を無くし、光軸に平行な面を形成した構成をモデルとしている。実施例１は、図１６に示す正立等倍レンズアレイプレート３１１をモデルとしている。また、実施例２は、図２に示す正立等倍レンズアレイプレート１１をモデルとしている。
【００８５】
図１７に示すように、比較例１、２においては、それぞれ４５％、５７％と高いノイズ比であった。比較例３は貫通孔に内側突起部および外側突起部を形成したことにより、１４％までノイズ比が低下した。しかしながら、内側突起部および外側突起部に光軸と平行な面が形成されているため、若干のノイズが発生している。
【００８６】
一方、本発明の実施例１、２においては、それぞれ０％、１％と非常に低いノイズ比を実現できている。中間遮光部材の有無が異なる実施例１と２のノイズ比にそれ程差が無いことから、中間遮光部材を設けない実施例２の構成でも十分な実用性を備えていることが分かる。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。
【００８７】
次に、（７）式の左辺である（ＭＤ−ＯＤ）／ｈの変化に対するノイズ量の変化を調べた。図１８は、（３）式のｔａｎＸが一定となる条件のまま、外側開口径ＯＤと第１遮光壁および第２遮光壁の高さｈを変化させ、各条件でのノイズ比を中間遮光部材の有りと無しの条件でシミュレーションした結果を示す。図１９は、（７）式の左辺（ＭＤ−ＯＤ）／ｈとノイズ比の関係を示す図である。図１９において、実線は中間遮光部材を設けた場合の（ＭＤ−ＯＤ）／ｈとノイズ比の関係を示し、破線は中間遮光部材を設けなかった場合の（ＭＤ−ＯＤ）／ｈとノイズ比の関係を示す。
【００８８】
図１８および図１９に示すように、中間遮光部材無しの条件では、（ＭＤ−ＯＤ）／ｈがｔａｎＹ’を下回ると、順当にノイズが増加しているが、中間遮光部材有りの条件では、（ＭＤ−ＯＤ）／ｈ＝０．１５８まではノイズの発生が見られない。従って、ｔａｎＹ’＝０．２０２なので、（７）式および（１０）式の右辺ｔａｎＹ’は、ｔａｎＹ’×０．７８まで低下させても、フレアノイズの抑制に有効である（０．１５８／０．２０２＝０．７８）。（７）式、（１０）式の右辺をｔａｎＹ’×０．７８に置き換えた（１１）式、（１２）式を以下に示す。
（ＭＤ−ＯＤ）／ｈ≧ｔａｎＹ’×０．７８  ・・・（１１）
（ＭＤ−（ＯＤ＋ＩＤ）×０．５）／ｈ≧ｔａｎＹ’×０．７８  ・・・（１２）
【００８９】
図２０は、外側突起部４０ｄの変形例を示す図である。上述の実施の形態では、外側突起部４０ｄにテーパ状の傾斜面を形成したが、この傾斜面は、傾斜角が一定である必要はない。例えば図２０に示すように、接線の最小角度が４５度となるような曲面であってもよい。
【００９０】
図２１は、内側突起部４０ｃおよび外側突起部４０ｄの変形例を説明するための図である。図２１に示すように、内側突起部４０ｃおよび／または外側突起部４０ｄには、光軸に垂直な面４０ｅ、４０ｆが形成されていてもよい。
【００９１】
図２２は、本発明のさらに別の実施形態に係る正立等倍レンズアレイプレート４１１を説明するための図である。図２２に示す正立等倍レンズアレイプレート４１１は、第１遮光壁４０および第２遮光壁４２における内側突起部および外側突起部の形状が図１６に示す正立等倍レンズアレイプレート３１１と異なる。第１遮光壁４０と第２遮光壁４２は同一の形状なので、以下においては第１遮光壁４０を例として説明する。
【００９２】
上述の実施形態においては、第１遮光壁４０および第２遮光壁４２のテーパ面は、第１遮光壁４０の高さｈ内に位置していた。これに対し、本実施形態において、第１遮光壁４０および第２遮光壁４２のテーパ面は高さｈの外に位置している。そして、本実施形態のテーパ面は、第１貫通孔４０ａの高さ方向外側に向かって内径が大きくなるように形成されている。このようなテーパ面を本明細書では「逆テーパ面」と称する。逆テーパ面を形成することによっても、光軸に対して平行な面が形成されないので、フレアノイズを低減できる。
【００９３】
図２３は、第１遮光壁４０の逆テーパ面の光軸に対する傾斜角φｏを説明するための図である。図２３に示すように、傾斜角φｏは、最大入射角θｍａｘ以上に設定することが好ましい。このように逆テーパ面の傾斜角φｏを最大入射角θｍａｘ以上にすることにより、外側突起部４０ｄ側においては、逆テーパ面での反射光が第１レンズ２４ａに入射することはない。また、内側突起部４０ｃ側においては光がテーパ面に到達することはない。従って、好適にフレアノイズを低減できる。
【００９４】
図２４は、本発明のさらに別の実施形態に係る正立等倍レンズアレイプレート５５０を説明するための図である。図２４は、正立等倍レンズアレイプレート５５０の一部を示している。図２４に示すように、本実施形態において、内側突起部４０ｃおよび外側突起部４０ｄには、第１遮光壁４０の高さｈ内に位置するテーパ面４０ｇに加えて、第１遮光壁４０の高さｈ外に位置する逆テーパ面４０ｈが形成されている。本実施形態に係る正立等倍レンズアレイプレート５５０もまた、好適にフレアノイズを低減することが可能である。
【００９５】
図２５は、本発明のさらに別の実施形態に係る正立等倍レンズアレイプレート５１１を説明するための図である。図２５は、図３と同様に、正立等倍レンズアレイプレート５１１の一部を原稿Ｇ側から見た平面図である。本実施形態に係る正立等倍レンズアレイプレート５１１は、第１貫通孔４０ａの側壁部４０ｂの形状が図３に示す正立等倍レンズアレイプレート１１と異なる。本実施形態に係る正立等倍レンズアレイプレート５１１においては、側壁部４０ｂが四角柱状に形成されている。外側突起部４０ｄおよび内側突起部４０ｃにより形成される開口部は円形状である。
【００９６】
フレアノイズを好適に除去するために、外側突起部４０ｄと内側突起部４０ｃはスペースが許す限り大きくすることが好ましい。従って、このように側壁部４０ｂを四角柱状に形成することにより、図３に示すような円柱形状の場合と比較して外側突起部４０ｄと内側突起部４０ｃを大きく形成できる。これにより、フレアノイズをより低減することができる。
【００９７】
図２６は、本発明のさらに別の実施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。図２６も、正立等倍レンズアレイプレート６１１の一部を原稿Ｇ側から見た平面図である。本実施形態に係る正立等倍レンズアレイプレート５１１は、第１貫通孔４０ａの側壁部４０ｂが平面図において小判状に形成されている。外側突起部４０ｄおよび内側突起部４０ｃにより形成される開口部は円形状である。この場合も、図３に示すような円柱形状の場合と比較して外側突起部４０ｄと内側突起部４０ｃを大きく形成できるので、フレアノイズをより低減することができる。
【００９８】
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。
【００９９】
上述の実施形態では、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。
【０１００】
上述の正立等倍レンズアレイプレートにおいては、第１貫通孔および第２貫通孔の内径ＭＤは、貫通孔の高さ方向において一定としたが、内径ＭＤは一定ではなく、線形または非線型に内径ＭＤが変化するように設定されてもよい。また、レンズから遠ざかるにつれて内径ＭＤが大きくなるよう形成されてもよい。
【０１０１】
上述の実施形態では、第１遮光壁と第２遮光壁の両方において、貫通光に内側突起部と外側突起部を設けた。しかしながら、第１遮光壁と第２遮光壁のいずれか一方において貫通光に内側突起部と外側突起部が設けられていれば、フレアノイズの低減に効果がある。また、貫通孔に内側突起部と外側突起部の少なくとも一方が設けられていれば、フレアノイズの低減に有効である。
【符号の説明】
【０１０２】
１０  光走査ユニット、  １１、２１１、３１１、４１１、５１１、５５０、６１１  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、  ４０  第１遮光壁、  ４０ａ  第１貫通孔、  ４０ｂ  側壁部、  ４０ｃ  内側突起部、  ４０ｄ  外側突起部、  ４２  第２遮光壁、  ４２ａ  第２貫通孔、  ４２ｂ  側壁部、  ４２ｃ  内側突起部、  ４２ｄ  外側突起部、  ７０  中間遮光部材、  ７０ａ  第３貫通孔、  １００  画像読取装置。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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