(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１および第２レンズ面をそれぞれ有する凸レンズとしての複数の第１レンズ、およびこれら複数の第１レンズを保持する第１ホルダ部を有しているとともに、これら第１ホルダ部および第１レンズが透光性を有する樹脂により一体成形されている第１レンズアレイと、
第３および第４レンズ面をそれぞれ有する凸レンズとしての複数の第２レンズ、およびこれら複数の第２レンズを保持する第２ホルダ部を有しているとともに、これら第２ホルダ部および第２レンズが透光性を有する樹脂により一体成形され、かつ上記第３レンズ面が上記第２レンズ面に対向するように上記第１レンズアレイに重ね合わされている第２レンズアレイと、
複数の貫通孔を有しており、かつこれら複数の貫通孔が上記各第１レンズ面の正面に配置されるようにして上記第１レンズアレイに重ね合わされている複数の遮光部材と、
を具備しており、
上記各第１レンズ面は、上記遮光部材の各貫通孔よりも大径とされている一方、
上記複数の遮光部材は、それらの繋ぎ目部分において、上記複数の遮光部材の少なくとも一部分どうしがこれらの厚み方向において互いにオーバラップする構造をとりながら、上記複数の第１レンズの列方向に繋がって並ぶようにして上記第１レンズアレイに取り付けられていることを特徴とする、レンズアレイユニット。
【請求項２】
上記複数の遮光部材のそれぞれは、同一の形状およびサイズとされている、請求項１に記載のレンズアレイユニット。
【請求項３】
上記各第１レンズ面は、凸状であり、かつこの第１レンズ面の少なくとも一部は、上記遮光部材の各貫通孔に嵌入している、請求項１または２に記載のレンズアレイユニット。
【請求項４】
物体から進行してくる光を集束させることにより、上記物体の像を所定の位置に結像させるための結像手段を備えている光学装置であって、
上記結像手段としては、請求項１ないし３のいずれかに記載のレンズアレイユニットが用いられていることを特徴とする、光学装置。
【請求項５】
原稿を照明するための光源と、光電変換機能を有する複数の受光素子と、をさらに備えており、かつ、
上記原稿によって反射された光を上記レンズアレイユニットによって集束させることにより、上記原稿の画像を上記複数の受光素子上に結像させる構成とされている、請求項４に記載の光学装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本願発明は、画像読み取り装置などの光学装置、および光学装置に組み込まれることによって所望の物体像を結像させる用途に用いられるレンズアレイユニットに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ファクシミリ装置やスキャナ装置に組み込まれる画像読み取り装置においては、ライン状に並べられた複数の受光素子を利用することにより、原稿の画像を正立等倍で読み取る場合が多い。この場合、結像用の複数のレンズを備えたレンズアレイを用いることにより、原稿の画像を上記複数の受光素子上に正立等倍で結像させる必要がある。そこで、従来においては、図１７および図１８に示すようなレンズアレイ９がある。
【０００３】
このレンズアレイ９は、複数のロッドレンズ９１を列状に配列させて樹脂製のホルダ部９０に保持させた構成を有している。各ロッドレンズ９１は、一対のレンズ面９１ａ，９１ｂがいずれも平面状とされた円柱状である。ただし、各ロッドレンズ９１は、独特な光学的特性を有するものであり、軸心からの距離に応じてその屈折率が異なるように構成されている。その結果、図１８に表われているように、各ロッドレンズ９１内を進行する光は、蛇行した経路をたどり、物体（ａ→ｂ）の正立等倍像（ａ’→ｂ’）が得られる。
【０００４】
レンズアレイ９を製造するには、まず複数のロッドレンズ９１を製造する。次いで、インサート成形の手法を用いることにより、それら複数のロッドレンズ９１を内部に埋め込むかたちでホルダ部９０を樹脂成形する
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ロッドレンズ９１は、上記したような独特な光学的特性をもつものであるために、その製造は容易でない。ロッドレンズ９１を製造するための特殊な設備をもたないメーカにおいては、そのレンズを製造することは困難であり、このことがレンズアレイ９の製造コストを上昇させていた。また、従来においては、複数のロッドレンズ９１の製造作業と、ホルダ部９０の成形作業とが別個に行われているために、レンズアレイ９の生産効率も悪い。その結果、レンズアレイ９の製造コストが、一層高くなっていた。
【０００６】
本願発明は、このような事情のもとで考え出されたものであって、従来のレンズアレイよりも生産効率良く、かつ安価に製造することが可能な光学的性能に優れたレンズアレイユニットを提供することをその課題としている。また、本願発明は、そのようなレンズアレイユニットが組み込まれた光学装置を提供することを他の課題としている。
【０００７】
【発明の開示】
上記の課題を解決するため、本願発明では、次の技術的手段を講じている。
【０００８】
本願発明によって提供されるレンズアレイユニットは、第１および第２レンズ面をそれぞれ有する凸レンズとしての複数の第１レンズ、およびこれら複数の第１レンズを保持する第１ホルダ部を有しているとともに、これら第１ホルダ部および第１レンズが透光性を有する樹脂により一体成形されている第１レンズアレイと、第３および第４レンズ面をそれぞれ有する凸レンズとしての複数の第２レンズ、およびこれら複数の第２レンズを保持する第２ホルダ部を有しているとともに、これら第２ホルダ部および第２レンズが透光性を有する樹脂により一体成形され、かつ上記第３レンズ面が上記第２レンズ面に対向するように上記第１レンズアレイに重ね合わされている第２レンズアレイと、複数の貫通孔を有しており、かつこれら複数の貫通孔が上記各第１レンズ面の正面に配置されるようにして上記第１レンズアレイに重ね合わされている複数の遮光部材と、を具備しており、上記各第１レンズ面は、上記遮光部材の各貫通孔よりも大径とされている一方、上記複数の遮光部材は、それらの繋ぎ目部分において、上記複数の遮光部材の少なくとも一部分どうしがこれらの厚み方向において互いにオーバラップする構造をとりながら、上記複数の第１レンズの列方向に繋がって並ぶようにして上記第１レンズアレイに取り付けられていることを特徴としている。
【０００９】
このような構成を有するレンズアレイユニットにおいては、次のような効果が得られる。
【００１０】
第１に、上記第１および第２レンズのそれぞれは、凸レンズであり、従来のロッドレンズとは異なり、レンズ内部の屈折率を異ならせるように構成する必要はない。本願発明においては、上記第１および第２レンズアレイのそれぞれのレンズおよびこれを保持するホルダ部については、金型を用いた通常の樹脂成形の手法によって簡単に製作することができる。一方、上記遮光部材は、複数の貫通孔を備えた形態を有するものであり、この遮光部材も容易に製造することができる。したがって、本願発明に係るレンズアレイユニットは、生産効率がよく、その製造コストを従来のレンズアレイよりも廉価にすることができる。
【００１１】
第２に、本願発明に係るレンズアレイユニットにおいては、凸レンズアレイとしての第１および第２レンズアレイを組み合わせているために、１つの凸レンズアレイを用いただけでは得ることができない光学的特性が得られることとなり、後述するように、たとえば正立等倍像を結像させることが可能となる。
【００１２】
第３に、結像対象物の像を結像させる場合に、この結像対象物に上記遮光部材を対面させるようにして本願発明に係るレンズアレイユニットを使用すると、上記遮光部材の各貫通孔を通過した光のみを上記各第１レンズ面に入射させることができ、その後その光を上記第１および第２レンズ内に進行させることができる。すなわち、本願発明においては、結像対象物から上記第１および第２レンズに向けて進行してくる光を、上記遮光部材によって予め絞ることができる。このようにすると、上記結像対象物から進行してきた光が上記第１および第２レンズアレイのそれぞれのホルダ部を透過しないようにすることができ、画像の結像領域に無用な光が到達しないようにすることができる。また、上記遮光部材の各貫通孔に適度な深さをもたせれば、上記第１および第２レンズの軸に対して大きな傾き角度をもつ光を上記遮光部材によって遮ることができる結果、上記第１および第２レンズの軸に対して所定角度範囲内の小さな傾き角度をもつ光のみを上記第１レンズ面に入射させることが可能となる。したがって、上記第１レンズ面から上記第１レンズ内に進行した光が、その隣りの第１レンズ内に進行したり、あるいはその隣りの位置関係にある第２レンズ内に進行するような現象（光のクロストーク）についても、適切に防止または抑制することが可能となる。したがって、鮮明な結像画像が得られることとなる。第４に、この上記各第１レンズ面と上記各貫通孔との中心どうしが仮に位置ずれした場合であっても、その位置ずれ量が一定の寸法範囲内であれば、上記各第１レンズ面の正面に上記各貫通孔が配置されている状態を維持することができ、適正な結像を行わせることが可能となる。第５に、１つの遮光部材のみを用いる場合と比較すると、上記複数の遮光部材のそれぞれの長さを短くすることができるために、上記各遮光部材に反り変形などを生じにくくすることができる。したがって、たとえば上記各遮光部材に伸縮性をもたせてからこれを伸張させた状態に設定しなくても、上記各遮光部材を上記第１レンズアレイから浮き上がらないようにすることができる。この場合において、上記複数の遮光部材の繋ぎ目部分は、上記遮光部材の厚み方向に光を透過させない構造となる。したがって、結像に不必要な光が上記繋ぎ目部分を通過して上記第１レンズアレイ内に進行するといったことを適切に防止することができる。
【００１３】
本願発明の好ましい実施の形態においては、上記第１および第２レンズアレイは、正立等倍像を結像可能とされている。
【００１４】
このような構成によれば、本願発明に係るレンズアレイユニットを、従来の正立等倍像の結像が可能なロッドレンズアレイの代替品として好適に使用することができる。
【００１５】
【００１６】
【００１７】
【００１８】
【００１９】
本願発明の他の好ましい実施の形態においては、上記遮光部材および上記第１レンズアレイには、少なくとも一対の凹部と凸部とが設けられており、これら凹部と凸部との嵌合により、上記遮光部材は上記第１レンズアレイに組み付けられている。
【００２０】
このような構成によれば、上記遮光部材と上記第１レンズアレイとを互いに正確に位置決めして組み合わせる作業が容易化される。
【００２１】
【００２２】
【００２３】
【００２４】
【００２５】
【００２６】
【００２７】
本願発明の他の好ましい実施の形態においては、上記複数の遮光部材のそれぞれは、同一の形状およびサイズとされている。
【００２８】
このような構成によれば、上記複数の遮光部材としては、１種類のものを製作すればよいこととなり、その製作コストを廉価にするのに好適となる。
【００２９】
本願発明の他の好ましい実施の形態においては、上記各第１レンズ面は、凸状であり、かつこの第１レンズ面の少なくとも一部は、上記遮光部材の各貫通孔に嵌入している。
【００３０】
このような構成によれば、上記各第１レンズ面と上記各貫通孔との位置合わせが容易化される。また、それらの位置ずれを生じ難くすることもできる。
【００３１】
【００３２】
【００３３】
【００３４】
【００３５】
本願発明によって提供される光学装置は、物体から進行してくる光を集束させることにより、上記物体の像を所定の位置に結像させるための結像手段を備えている光学装置であって、上記結像手段としては、本願発明に係る上記レンズアレイユニットが用いられていることを特徴としている。
【００３６】
このような構成によれば、本願発明に係る上記レンズアレイユニットにみられるのと同様な効果が期待できる。
【００３７】
本願発明の好ましい実施の形態においては、原稿を照明するための光源と、光電変換機能を有する複数の受光素子と、をさらに備えており、かつ上記原稿によって反射された光を上記レンズアレイユニットによって集束させることにより、上記原稿の画像を上記複数の受光素子上に結像させる構成とされている。
【００３８】
このような構成によれば、上記複数の受光素子によって上記原稿の画像を適切に読み取ることができる。
【００３９】
本願発明のその他の特徴および利点については、以下に行う発明の実施の形態の説明から、より明らかになるであろう。
【００４０】
【発明の実施の形態】
以下、本願発明の好ましい実施の形態について、図面を参照しつつ具体的に説明する。
【００４１】
図１〜図５は、本願発明に係るレンズアレイユニットの参考例を示している。図１および図２によく表われているように、このレンズアレイユニットＵ１は、第１レンズアレイ１と、第２レンズアレイ２と、遮光部材３とを具備して構成されている。
【００４２】
第１レンズアレイ１は、一定間隔で直線状の１列に並んだ複数の第１レンズ１１と、これら複数の第１レンズ１１に繋がって一体に形成された第１ホルダ部１０とを含むレンズアレイ本体１ａを具備して構成されている。第２レンズアレイ２は、その基本的な構造が第１レンズアレイ１と共通するものであり、一定間隔で直線状の１列に並んだ複数の第２レンズ２１と、これら複数の第２レンズ２１に繋がって一体に形成された第２ホルダ部２０とを含むレンズアレイ本体２ａを具備して構成されている。レンズアレイ本体１ａ，２ａは、いずれも一定方向に延びたブロック状であり、透光性を有する合成樹脂製である。透光性を有する合成樹脂としては、たとえばＰＭＭＡ（ポリメタクリル酸メチル（メタクリル樹脂））、あるいはＰＣ（ポリカーボネート）が用いられている。
【００４３】
第１レンズ１１は、軸Ｃの方向に間隔を隔てた凸状曲面としての第１および第２レンズ面１１ａ，１１ｂを有する両凸レンズとされている。第２レンズ２１は、軸Ｃの方向に間隔を隔てた凸状曲面としての第３および第４レンズ面２１ａ，２１ｂを有する両凸レンズとされている。第１、第２、第３および第４レンズ面１１ａ，１１ｂ，２１ａ，２１ｂは、後述するように、それらによって正立等倍像を結像可能な曲率とされている。上記した各レンズ面は、球面状または非球面状のいずれであってもかまわない。上記各レンズ面を球面にすれば、その製造が容易となる。これに対し、上記各レンズ面を非球面にすれば、収差を少なくすることができる。なお、第１および第２レンズ１１，１２は、必ずしも両凸レンズである必要はない。たとえば、第２レンズ面１１ｂを平面状にした場合であっても、正立等倍像を結像可能である。第１および第２レンズ１１のそれぞれの配列ピッチは、たとえば１ｍｍ程度である。上記したレンズ面１１ａ，１１ｂ，２１ａ，２１ｂのそれぞれの直径は、たとえば０．６〜１．０ｍｍ程度である。ただし、本実施形態においては、第２レンズ面１１ｂと第３レンズ面２１ａとが略同一径とされている点を除き、基本的には、第１レンズ面１１ａから第４レンズ面２１ｂに向かうにしたがって上記レンズ面の直径が徐々に大きくなるように構成されており、第４レンズ面２１ｂについては、互いに隣り合う第４レンズ面２１ｂどうしが互いに接触するサイズとされている。
【００４４】
第１および第２ホルダ部１０，２０の互いに対向する面１０ｂ，２０ａの長手方向両端部には、二対の凹部１３と段部２３ａを備えた凸部２３とが設けられている。これら凹部１３と凸部２３の先端部とが嵌合することにより、第１および第２レンズアレイ１，２は互いに重ね合わされて組み付けられているとともに、第１および第２レンズ１１，１２のそれぞれの軸Ｃどうしが合わされている。第１ホルダ部１０の面１０ｂには段部２３ａが当接しており、これにより第２レンズ面１１ｂと第３レンズ面２１ａとの間隔が規定されている。面１０ｂ，２０ａの長手方向中間部には、第１および第２レンズ１１，２１を避けるようにして、少なくとも１組の凸部１４と凹部２４とが設けられている（図４参照）。第１および第２レンズアレイ１，２は、これら凸部１４と凹部２４との嵌合作用によっても互いに位置決めが図られているとともに、第２レンズ面１１ｂと第３レンズ面２１ａとの間隔が規定されている。
【００４５】
遮光部材３は、図２によく表われているように、第１および第２レンズアレイ１，２と同様に、一定方向に延びたブロック状またはシート状であり、適度な厚みを有している。ただし、この遮光部材３は、遮光性を有するたとえば黒色のＡＢＳ樹脂製とされている。この遮光部材３には、第１および第２レンズ１１，２１に対応する複数の貫通孔３０が直線状の列状に配列されて設けられている。各貫通孔３０の内壁面３０ａも黒色である。
【００４６】
遮光部材３の面（裏面）３１ｂには、この遮光部材３の長手方向に間隔を隔てた複数の凹部３５が設けられている。これに対し、第１レンズアレイ１の第１ホルダ部１０の面１０ａには、複数の凸部１５が設けられている。遮光部材３は、それら複数の凹部３５と凸部１５とが嵌合することにより（図３参照）、第１レンズアレイ１の第１ホルダ部１０の面１０ａに接触または接近するようにして重ね合わされて取り付けられている。これにより、遮光部材３の各貫通孔３０は、各第１レンズ面１１ａの正面に位置し、かつ開口している。
【００４７】
ただし、遮光部材３は、ＡＢＳ樹脂製であること、および比較的厚みが小さいことにより、その長手方向に伸縮性を有しており、この遮光部材３は、上記長手方向に適度に伸張した状態で第１レンズアレイ１に取り付けられている。上記した複数の凹部３５と凸部１５との嵌合は、遮光部材３の伸張状態を維持する役割も果たしている。遮光部材３が上記のように伸張されると、複数の貫通孔３０の配列ピッチは、伸張前の状態と比べると長くなる。ただし、その変化量は実際上は無視し得る程度の僅かな寸法である。したがって、複数の貫通孔３０の配列ピッチは、第１レンズ１１の配列ピッチと同一にしておくことができる。むろん、予め複数の貫通孔３０の配列ピッチを第１レンズ１１の配列ピッチよりも幾分短くしておき、遮光部材３を伸張させたときには、それらの配列ピッチが一致するように構成することもできる。
【００４８】
各貫通孔３０の直径Ｄ２は、各第１レンズ面１１ａの直径Ｄ１よりも小さくされている。また、各第１レンズ面１１ａの一部は、各貫通孔３０に嵌入した状態とされている。図２および図５によく表われているように、遮光部材３の面（表面）３１ａの一側縁部には、少なくとも１つの凹部３６が設けられている。また、遮光部材３の長手方向両端部には、上向きの凸部３７が設けられている。これらの凹部３６や凸部３７は、後述する光学装置Ａにおいて遮光部材３の位置決めを図るのに利用される部分である。
【００４９】
上記した構成の第１および第２レンズアレイ１，２および遮光部材３は、たとえば次のような製造方法により製造することができる。
【００５０】
まず、第１レンズアレイ１を製造するには、図６に示すように、金型６の上型６ａおよび下型６ｂによって形成されるキャビティ内に透明樹脂を充填して硬化させてから型抜きを行う。上型６ａおよび下型６ｂには、第１および第２レンズ面１１ａ，１１ｂに対応する複数の凹部１１a'，１１b'や、複数の凹部１３に対応する凸部１３’などが形成されている。上記した樹脂成形工程により、レンズアレイ本体１ａを成形し、第１レンズアレイ１を簡単に得ることができる。第１レンズアレイ１を多数生産する場合には、たとえばレンズアレイ本体１ａが集合したのと同様な形態をもつプレート状またはシート状の樹脂成形品を成形した後に、この樹脂成形品を切断して複数のレンズアレイ本体１ａに分割する手法を採用することもできる。第２レンズアレイ２についても、上記と同様な方法で簡単に製造することができる。なお、２つのレンズアレイ本体１ａ，１ｂを並べて繋げたのと同様な形態を有する樹脂成形品を形成してから、この樹脂成形品を分割することにより、第１および第２レンズアレイ１，２を製造すれば、それらの樹脂成形の条件を同一にすることができ、第１および第２レンズ１１，２１のそれぞれの配列ピッチを同一に揃えるのに好適となる。
【００５１】
遮光部材３については、第１および第２レンズアレイ１，２と同様に、金型を用いた樹脂成形工程により製造することができる。各貫通孔３０については、上記樹脂成形工程によって形成することが可能であるが、遮光部材３の原型となる樹脂成形品に機械加工あるいはレーザ加工などを施すことによって形成することもできる。
【００５２】
レンズアレイユニットＵ１は、第１および第２レンズアレイ１，２どうしを重ねて合わせて組み付けるとともに、第１レンズアレイ１に遮光部材３を重ね合わせて取り付けることにより組み立てることができる。第１および第２レンズアレイ１，２どうしの組み付けは、各凹部１３および各凸部１４を各凸部２３および各凹部２４にそれぞれ嵌合させることにより簡単に行うことができる。第１レンズアレイ１に対する遮光部材３の取り付けは、各凸部１５と各凹部３５とを嵌合させることにより簡単に行うことができる。したがって、本実施形態のレンズアレイユニットＵ１の製造コストについては、特殊な光学特性を有する多数のロッドレンズを製造した後にこれら多数のロッドレンズをホルダ部内に組み込むことにより製作されていた従来のロッドレンズアレイと比較して、かなり廉価にすることができる。
【００５３】
次に、上記構成のレンズアレイユニットＵ１を用いて画像を結像させる場合の一例について、図７を参照して説明する。
【００５４】
図７に示す光学系においては、遮光部材３の正面（図面上方）の始点Ｓから出発した光が、遮光部材３の各貫通孔３０を通過すると、この光はその後第１レンズ１１および第２レンズ２１を順次通過してから、第２レンズアレイ２の背後の結像点Ｒに達する。この場合、共通の軸Ｃ上に並ぶ第１および第２レンズ１１，２１が光を屈折させる作用により、既述した従来のロッドレンズにみられる光の蛇行現象と同等の現象が得られる。その結果、始点Ｓにある物体（ａ→ｂ→ｃ）の正立等倍像（a'→b'→c'）を結像点Ｒに形成することができる。換言すると、この光学系においては、各第１レンズ１１の第１レンズ面１１ａが、物体（ａ→ｂ→ｃ）の倒立縮小像を形成するとともに、その倒立縮小像は、それよりも後段の第２、第３および第４レンズ面１１ｂ，２１ａ，２１ｂによって拡大され、かつ反転される結果、結像点Ｒには物体の正立等倍像が結ばれるのである。
【００５５】
上記光学系においては、第１レンズアレイ１の正面に遮光部材３が設けられており、第１ホルダ部１０の面１０ａが遮光部材３によって覆われているために、始点Ｓから進行してきた光が第１ホルダ部１０内に進行しないようにすることができる。したがって、第１および第２ホルダ部１０，２０がともに透光性を有する合成樹脂製であるにも拘わらず、始点Ｓからの光がそれらを透過して結像点Ｒに到達しないようにすることができる。
【００５６】
遮光部材３の各貫通孔３０は、各第１レンズ面１１ａに入射しようとする光を絞る役割を果たす。各貫通孔３０は適度な深さを有しているために、たとえば符号ｎ１で示すように、始点Ｓから軸Ｃに対して大きな傾斜角度で進行する光線（始点Ｓからの広がり角度が大きい光線）については、仮に貫通孔３０内に進行しても、この光線はその貫通孔３０の内壁面３０ａに到達する。この内壁面３０ａは黒色であるため、上記光線は吸収され、第１レンズ面１１ａに向けて反射されることはない。したがって、各第１レンズ面１１ａには、始点Ｓからの広がり角度が小さい光線のみを入射させることが可能となる。
【００５７】
その結果、各第１レンズ面１１ａから各第１レンズ１１内に進行した光は、その後その第１レンズ１１の軸Ｃから大きく離反する方向に進行しないこととなる。このため、１つの第１レンズ１１内に進行した光がその隣りの第１レンズ１１やその隣りの位置関係にある第２レンズ２１内に進行すること、および１つの第２レンズ２１内に進行した光がその隣りの第２レンズ２１内に進行すること（複数のレンズ間における光のクロストーク）を適切に防止することができる。このように、上記光学系においては、１つの第１レンズ１１内に進行した光については、その第１レンズ１１と同軸上に並ぶ第２レンズ２１の第４レンズ面２１ｂから結像点Ｒに向けて適切に出射させることができる。したがって、結像点Ｒには鮮明な正立等倍像を結像させることができる。とくに、本実施形態においては、第１レンズ面１１ａから第４レンズ面２１ｂに進むにしたがって各レンズ面が徐々に大径となる構成、あるいはそれに近い構成を有しているために、第１レンズ面１１ａを通過した光がその後軸Ｃから少々離れた個所を進行するとしても、この光は第２、第３および第４レンズ面１１ｂ，２１ａ，２１ｂのそれぞれを適切に通過し、それらの各所において屈折することとなる。したがって、結像点Ｒに結像する画像をより鮮明にすることができる。
【００５８】
遮光部材３は、その長手方向に伸張した状態で第１レンズアレイ１に取り付けられている。したがって、この遮光部材３が第１レンズアレイ１から安易に浮き上がらないようにすることができる。また、遮光部材３は、第１レンズアレイ１に対して各凸部１５と各凹部３５との嵌合作用により位置決めされているために（図２，図３参照）、遮光部材３の各貫通孔３０が各第１レンズ面１１ａに対して安易に位置ずれしないようにすることができる。各第１レンズ面１１ａの一部は、各貫通孔３０の底部内に嵌入しているために、上記位置ずれはより防止される。
【００５９】
ただし、このレンズアレイユニットＵ１においては、仮に、各貫通孔３０と各第１レンズ面１１ａとの中心ずれが生じても、各貫通孔３０よりも各第１レンズ面１１ａの方が大径であるために、上記ずれ量が所定量以下であれば、各貫通孔３０の全域を各第１レンズ面１１ａの正面に配置させておくことができる。たとえば、貫通孔３０と第１レンズ面１１ａとの直径が同一であると、それらの中心が僅かにずれただけで、貫通孔３０と第１レンズ面１１ａとがずれてしまい、貫通孔３０を通過した光のなかには、第１ホルダ部１０を通過する光が発生してしまう。ところが、本実施形態においては、そのような現象を防止することが可能であり、各貫通孔３０と各第１レンズ面１１ａとの僅かな位置ずれに起因して、レンズアレイユニットＵ１の光学的性能が極端に悪化するようなことはない。
【００６０】
図８は、本願発明に係る光学装置の一例を示している。
【００６１】
同図に示す光学装置Ａは、透明板７０と、この透明板７０を上面部において支持する合成樹脂製のケース７１と、このケース７１の底面部に組み付けられた基板７２とを有している。この基板７２の表面上には、主走査方向（紙面と直交する方向）に間隔を隔てて列状に並べられた複数の光源７３と、これら複数の光源７３と同方向に並べられた複数の受光素子７４とが配置されている。各光源７３は、たとえば発光ダイオードを用いて構成されている。各受光素子７４は、光電変換機能を有するものであり、光を受けると、その受光量に対応した出力レベルの信号（画像信号）を出力する。
【００６２】
透明板７０と各受光素子７４との間には、上述のレンズアレイユニットＵ１が配置されている。レンズアレイユニットＵ１は、第１および第２レンズアレイ１，２がケース７１に設けられた凹溝７５に嵌入されていることにより、第１および第２レンズ１１，２１の列が上記主走査方向に延びるようにして組み込まれている。ケース７１には、遮光部材３の各凹部３６に対応する突起７１ａが設けられており、この突起７１ａが各凹部３６に係入されていることにより、ケース７１に対する遮光部材３の位置決め、および遮光部材３の上方への浮き上がり防止が図られている。また、遮光部材３の長手方向両端部の凸部３７は、透明板７０の裏面（下面）に当接しており、この透明板７０によっても遮光部材３の上方への浮き上がり防止が図られている。透明板７０の表面部のうち、各貫通孔３０および各第１レンズ１１に対向する部分がライン状の画像読み取り領域Ｌａである。
【００６３】
各光源７３から発せられた光は、ケース７１に収容された導光部材７６を介して画像読み取り領域Ｌａに照射されるようになっている。導光部材７６は、たとえば透明なＰＭＭＡ製またはＰＣ製であり、各光源７３から一定の広がり角度をもって発せられた光を平行光線に近づけるための凸状面７６ａ，７６ｂを有している。これら２つの凸状面７６ａ，７６ｂを通過してきた光は、導光部材７６の傾斜面７６ｃによって全反射されることにより、画像読み取り領域Ｌａに向けて効率良く集中的に導くことができるようになっている。ただし、本願発明はこれに限定されず、導光部材７６を用いることなく、あるいは導光部材７６とは異なる形態の導光部材を用いることにより、各光源７３から発せられた光を画像読み取り領域Ｌａに導くようにしてもかまわない。画像読み取り領域Ｌａ上には、原稿Ｇを搬送するためのプラテンローラ７７が設けられている。
【００６４】
この光学装置Ａにおいては、各光源７３から発せられた光が画像読み取り領域Ｌａまで導かれ、原稿Ｇを照明する。原稿Ｇによって反射された光は、レンズアレイユニットＵ１に向けて進行する。すると、図７において説明した作用により、複数の受光素子７４上には、画像読み取り領域Ｌａにおける原稿Ｇの１ライン分の画像が正立等倍で結像する。このため、複数の受光素子７４からは、原稿Ｇの画像に対応する１ライン分の画像信号が出力される。このような読み取り処理は、原稿Ｇがプラテンローラ７７によって副走査方向に搬送される過程において複数回にわたって繰り返し実行される。この光学装置Ａにおいては、原稿画像の結像手段として、従来技術のロッドレンズアレイが用いられておらず、それよりも製造コストを廉価にすることができるレンズアレイユニットＵ１が用いられている。したがって、光学装置Ａの製造コストも廉価となる。
【００６５】
図９〜図１５は、本願発明に係るレンズアレイユニットの一例を示している。なお、図９以降の図においては、上記参考例と同一または類似の要素には、同一の符号を付している。
【００６６】
図９および図１０に示すレンズアレイユニットＵ２は、第１レンズアレイ１の正面に、複数の遮光部材３Ａが取り付けられた構成を有している。各遮光部材３Ａは、図１〜図５に示した参考例における遮光部材３をその長手方向において複数に分割したのに略等しい形態を有するものであり、遮光部材３よりも全長が短いものとして形成されている。各遮光部材３Ａの材質は、たとえばシンジオタクチックポリスチレンを含むポリスチレン系の合成樹脂とされている。各遮光部材３Ａは、その長手方向に並ぶ複数の貫通孔３０を有するのに加え、その長手方向両端部には、段部３９ａ，３９ｂが形成されている。段部３９ａは、各遮光部材３Ａの厚み方向上部に偏って位置するのに対し、段部３９ｂは、各遮光部材３Ａの厚み方向下部に偏って位置している。複数の遮光部材３Ａのそれぞれは、同一の形状およびサイズに形成されている。
【００６７】
複数の遮光部材３Ａは、それらの裏面３１ｂの凹部３５を第１レンズアレイ１の凸部１５に嵌合することにより（図１０参照）、これら複数の遮光部材３Ａが第１レンズアレイ１の長手方向に繋がって並ぶように第１レンズアレイ１に取り付けられている。図９によく表われているように、複数の遮光部材３Ａどうしの繋ぎ目部分Ｎａは、１つの遮光部材３Ａの段部３９ａと他の１つの遮光部材３Ａの段部３９ｂとがこれら遮光部材３Ａの厚み方向（図面上下方向）において互いにオーバラップした構造とされている。
【００６８】
このレンズアレイユニットＵ２においては、複数の遮光部材３Ａによって結像に不必要な光を遮り、かつ吸収することができるため、先の参考例に係るレンズアレイユニットＵ１と同様に、鮮明な正立等倍像を結像させることができる。各遮光部材３Ａどうしの繋ぎ目部分Ｎａにおいては、段部３９ａ，３９ｂどうしがオーバラップしているために、この繋ぎ目部分Ｎａに仮に隙間が存在し、かつこの隙間内にその正面から光が進行してきても、この光がそのまま第１レンズアレイ１に向けて進行しないようにすることができる。したがって、複数の遮光部材３Ａの繋ぎ目部分Ｎａを介して第１レンズアレイ１に光の不当な入射がなされることも確実に防止することができる。
【００６９】
既述したとおり、複数の遮光部材３Ａは、それぞれの全長が先の実施形態の遮光部材３の全長よりも短いために、遮光部材３と比較すると、反り変形を生じ難いものとなる。したがって、各遮光部材３Ａについては、これを伸張させた状態で第１レンズアレイ１に組み付けなくても、第１レンズアレイ１から不当に浮き上がらないようにすることができる。このため、各遮光部材３Ａについては、伸縮性をもたせる必要はなく、各遮光部材３Ａの成形材料としては、金型成形時において流動性の良い樹脂を用いることができる。すなわち、伸縮性の大きい樹脂は、金型成形時において流動性が悪いのが一般的であるが、各遮光部材３Ａには伸縮性をもたせる必要がないために、各遮光部材３Ａの材料としては、たとえば既述したシンジオタクチックポリスチレンを含むポリスチレン系の合成樹脂などの流動性が良い樹脂を用いることができ、各遮光部材３Ａの成形が容易化される。また、複数の遮光部材３Ａのそれぞれは、同一の形状およびサイズであるから、これらを成形するための金型は１種類でよく、それらの製造も容易である。
【００７０】
上記実施形態のように、本願発明においては、遮光部材を複数用いた構成とすることができる。この場合、遮光部材の具体的な個数はとくに限定されるものではない。
【００７１】
図１１に示す構成においては、複数の遮光部材３Ａのそれぞれの長手方向両端部のそれぞれの端面３８ａ，３８ｂが傾斜している。これら複数の遮光部材３Ａの繋ぎ目部分Ｎｂにおいては、これらの端面３８ａ，３８ａどうしが互いに対面することにより、これらが各遮光部材３Ａの厚み方向において互いにオーバラップしている。このような構成においても、繋ぎ目部分Ｎｂに対してその正面から光が進行してきた場合に、その隙間を光が通過しないようにすることができる。このように、本願発明においては、複数の遮光部材３Ａの繋ぎ目部分において光の透過を防止するための手段としては、各遮光部材３Ａの端面の少なくとも一部を傾斜状に形成する手段を用いることもできる。
【００７２】
図１２に示す構成においては、複数の遮光部材３Ａのそれぞれの長手方向両端部には、半円状の凹部３０Ａが形成されている。２つの遮光部材３Ａを互いに繋ぎ合わせた場合には、一対の凹部３０Ａによって１つの貫通孔３０が形成されるようになっている。このような構成は、貫通孔３０の配列ピッチが小さく、かつ貫通孔３０どうしの間隔寸法ｓ２を小さくせざるを得ない場合に好適となる。すなわち、先の図１０に示した構成の遮光部材３Ａにおいては、貫通孔３０の配列ピッチが小さい場合には、その長手方向の最も端部寄りに位置する貫通孔３０（３０’）の縁部から遮光部材３Ａの端面までの寸法ｓ１が非常に小さくなり、このような薄肉部分の成形が難しくなる場合がある。これに対し、図１２に示した構成によれば、そのような薄肉部分が生じないようにすることができ、遮光部材３Ａの成形の容易化が図れるのである。むろん、各遮光部材３Ａの端部に凹部３０Ａを形成する場合であっても、その端部にたとえば段部３９ａ，３９ｂを形成し、それら遮光部材３Ａどうしの繋ぎ目部分を光が透過しないようにすることができる。
【００７３】
図１３は、他の参考例としてのレンズアレイユニットＵ３を示す。このレンズアレイユニットＵ３は、第１および第２レンズ１１，２１のそれぞれが、一定方向に延びる細幅な複数列に配列された構成を有している。遮光部材３の複数の貫通孔３０も、第１および第２レンズ１１，２１に対応した複数列に配列されている。
【００７４】
このレンズアレイユニットＵ３においては、レンズアレイユニットＵ１，Ｕ２と同様に、ライン状の画像を正立等倍に結像させることができる。また、このレンズアレイユニットＵ３においては、第１および第２レンズ１１，２１が１列のみ設けられているものと比較すると、各レンズ１１，２１を通過してから結像点に進行する光の量を多くすることができる。したがって、結像画像を明るくするのに好ましいものとなる。遮光部材３は、レンズアレイユニットＵ３の長手方向において隣り合うレンズ１１間、あるいはレンズ２１間の光のクロストークを防止するのに加え、レンズアレイユニットＵ３の短手方向において隣り合うレンズ間の光のクロストークをも防止する。
【００７５】
図１４は、さらの他の参考例としてのレンズアレイユニットＵ４を示す。このレンズアレイユニットＵ４は、第１および第２レンズアレイ１，２のそれぞれが略プレート状に形成されており、かつ第１および第２レンズ１１，２１のそれぞれが、マトリクス状に配列された構成を有している。遮光部材３の複数の貫通孔３０も、第１および第２レンズ１１，２１に対応したマトリクス状の配列とされている。
【００７６】
このレンズアレイユニットＵ４においては、一定面積を有する面状領域の画像を正立等倍に結像させることができる。したがって、たとえば液晶表示器やその他のディスプレイ機器の画面に表示された画像を所定の位置に結像させる用途に好適となる。遮光部材３は、レンズ１１，２１の配列方向である縦方向または横方向において隣り合うレンズ間の光のクロストークを防止するのに加え、斜め方向において隣り合うレンズ間の光のクロストークをも防止する役割を果たす。
【００７７】
【００７８】
図１５は、さらに他の参考例としてのレンズアレイユニットＵ５を示す。このレンズアレイユニットＵ５は、第２ホルダ部２０の面２０ａに黒色の塗装膜からなる遮光膜２９ａが設けられた構成を有している。また、第２ホルダ部２０の面２０ｂには、第２レンズ２１どうしの間を仕切る凹部２９ｂが設けられている。
【００７９】
このレンズアレイユニットＵ５においては、複数のレンズ１１，２１間における光のクロストークをより確実に防止することができる。すなわち、軸Ｃに対する傾き角度が一定範囲内の小さい角度の光のみを各第１レンズ面１１ａに入射させるためには、遮光部材３の各貫通孔３０を適度な深さを有するものとして形成する必要があり、各貫通孔３０の深さが不足していると、軸Ｃに対して大きな角度で傾斜している光が各第１レンズ面１１ａに入射することとなる。しかしながら、このレンズアレイユニットＵ５においては、仮にそのような事態が生じ、符号ｎ２に示すように、第２レンズ面１１ｂから出射した光の一部が第２ホルダ部２０の面２０ａに向けて進行しても、この光は遮光膜２９ａによって遮断される。また、凹部２９ｂを規定する面は、符号ｎ３で示すように、受けた光を全反射可能であり、複数の第２レンズ２１間における光のクロストークを防止する役割を果たす。したがって、仮に、遮光部材３の各貫通孔３０の深さが不足気味とされていても、このレンズアレイユニットＵ５においては、各レンズ間における光のクロストークを有効に防止することができ、鮮明な結像画像を得ることができるのである。
【００８０】
本願発明においては、遮光部材３の各貫通孔３０を深くするほど、軸Ｃに対する傾き角度が小さい光が第１レンズ面１１ａ入射する割合を多くすることが可能であり、各貫通孔３０を適度な深さに設定することにより、複数のレンズ間における光のクロストークを防止することが可能である。遮光部材３のみによって光のクロストークを防止できるようにすれば、レンズアレイ自体に光のクロストークを防止するための遮光膜や凹部などを設ける必要を無くすことができ、レンズアレイユニットの製造をより容易にすることが可能である。ただし、上記から理解されるように、光のクロストークをより確実に防止するための補助手段として、第２レンズアレイ２に光を遮断するための遮光膜や凹部などを設けた構成としてもかまわない。もちろん、第１レンズアレイ１にも遮光膜や凹部などを設けた構成とすることができる。
【００８１】
図１６に示すレンズアレイユニットＵ６は、本願発明の参考例であり、遮光部材３と１つのレンズアレイ１とが組み合わされた構成を有している。レンズアレイ１は、凸レンズとしての複数のレンズ１１と、これら複数のレンズ１１に繋がって一体に形成されたホルダ部１０とを有している。
【００８２】
このレンズアレイユニットＵ６においては、レンズアレイ１が凸レンズアレイであるために、所望の物体の倒立縮小像を結像させる用途に利用することが可能である。このように、本願発明に係るレンズアレイユニットは、必ずしも上述したレンズアレイユニットＵ１〜Ｕ５のように２つのレンズアレイが具備されている必要はなく、レンズアレイの数は１つであってもかまわない。本願発明においては、凹レンズアレイとして構成されたレンズアレイと遮光部材とを組み合わせた構成にすることも可能である。
【００８３】
本願発明の具体的な構成は、上述の実施形態に限定されるものではなく、種々に設計変更自在である。
【００８４】
たとえば、本願発明でいう遮光部材は、黒色の合成樹脂製でなくてもかまわず、黒色に近い暗色、あるいはそれらとは異なる色彩に構成することもできる。ただし、少なくとも各貫通孔の内壁面については、光の無用な反射を防止する観点からすると、黒色またはそれに近い暗色にすることが好ましい。遮光部材は、樹脂成形工程によって製造される必要もなく、その具体的な製造方法も問わない。複数の遮光部材を用いることができる点については前述したとおりである。
【００８５】
本願発明に係るレンズアレイユニットは、第１および第２レンズアレイが直接重ね合わされていなくてもかまわない。たとえば、これら第１および第２レンズアレイの間に、凹レンズアレイとしての第３のレンズアレイを挟み込むことにより、色収差を無くすことができるいわゆる色消しタンプのレンズアレイユニットとして構成することも可能である。このような構成をもつレンズアレイユニットは、カラー画像を結像させる用途に好適である。
【００８６】
【００８７】
本願発明に係る光学装置は、原稿画像を読み取るための画像読み取り装置に限定されるものではない。図１４を参照して既に説明したように、本願発明に係るレンズアレイユニットを利用することにより、液晶表示器やその他のディスプレイ機器の画面に表示された画像を所定の個所に結像させて表示させるようにした光学装置として構成することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本願発明に係るレンズアレイユニットの参考例を示す断面図である。
【図２】  図１に示すレンズアレイユニットの分解斜視図である。
【図３】  図１のＩＩＩ−ＩＩＩ断面図である。
【図４】  図１のＩＶ−ＩＶ断面図である。
【図５】  図１のＶ−Ｖ断面図である。
【図６】  第１レンズアレイのレンズアレイ本体を樹脂成形する工程を示す要部断面図である。
【図７】  図１に示すレンズアレイユニットの作用説明図である。
【図８】  本願発明に係る光学装置の一例を示す断面図である。
【図９】  本願発明に係るレンズアレイユニットの一例を示す断面図である。
【図１０】  図９に示すレンズアレイユニットの分解斜視図である。
【図１１】  遮光部材の他の例を示す断面図である。
【図１２】  （ａ）は、遮光部材の他の例を示す平面図であり、（ｂ）は、（ａ）のＸII−ＸII断面図である。
【図１３】  本願発明に係るレンズアレイユニットの他の参考例を示す分解斜視図である。
【図１４】  本願発明に係るレンズアレイユニットの他の参考例を示す分解斜視図である。
【図１５】  本願発明に係るレンズアレイユニットの他の参考例を示す断面図である。
【図１６】  本願発明に係るレンズアレイユニットの他の参考例を示す断面図である。
【図１７】  従来技術を示す斜視図である。
【図１８】  従来技術の作用説明図である。
【符号の説明】
Ｕ１〜Ｕ６  レンズアレイユニット
Ａ  光学装置
１  第１レンズアレイ
２  第２レンズアレイ
３，３Ａ  遮光部材
１０  第１ホルダ部
１１  第１レンズ
１１ａ  第１レンズ面
１１ｂ  第２レンズ面
２０  第２ホルダ部
２１  第２レンズ
２１ａ  第３レンズ面
２１ｂ  第４レンズ面
３０  貫通孔
３０ａ  内壁面（貫通孔の）
７１  ケース
７３  光源
７４  受光素子
【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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