JP4132055B2 - Image reading device - Google Patents

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JP4132055B2 JP2004111678A JP2004111678A JP4132055B2 JP 4132055 B2 JP4132055 B2 JP 4132055B2 JP 2004111678 A JP2004111678 A JP 2004111678A JP 2004111678 A JP2004111678 A JP 2004111678A JP 4132055 B2 JP4132055 B2 JP 4132055B2
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Description

本発明は、迷光を除去できる樹脂正立レンズアレイ、および樹脂正立レンズアレイを用いて画像を線状結像領域に転送する画像読み取り装置に関する。   The present invention relates to a resin erecting lens array capable of removing stray light, and an image reading apparatus that transfers an image to a linear imaging region using the resin erecting lens array.

画像を読み取る装置の光学系には、縮小系と等倍系がある。等倍系に使用されているレンズアレイは、正立等倍レンズアレイであり、通常はレンズアレイの長辺方向（画像読み取り装置の主走査方向）にレンズが数列、配列される。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、ロッドレンズを使用したレンズアレイの場合、レンズの列数は、価格との兼ね合いで１〜２列が一般的である。   There are a reduction system and an equal magnification system in an optical system of an apparatus for reading an image. The lens array used in the equal magnification system is an erecting equal-magnification lens array. Usually, several lenses are arranged in the long side direction of the lens array (main scanning direction of the image reading apparatus). Increasing the number of lens rows can improve the light transmission rate and reduce the transmitted light unevenness. However, in the case of a lens array using a rod lens, the number of lens rows is 1 to 2 in consideration of the price. Is common.

一方では、表面に複数の微小な凸レンズを配列した樹脂レンズプレートを用いた正立等倍レンズアレイも構成可能である。この樹脂レンズプレートを用いたレンズアレイの場合、複数列のレンズアレイが比較的安価にできるという特徴がある。   On the other hand, an erecting equal-magnification lens array using a resin lens plate having a plurality of minute convex lenses arranged on the surface can also be configured. A lens array using this resin lens plate has a feature that a plurality of rows of lens arrays can be made relatively inexpensive.

しかしながら、従来の樹脂レンズプレートを用いた正立等倍レンズアレイでは、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、レンズ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、出射してゴースト像を形成するという迷光の問題がある。この迷光対策のため、隣接するレンズの間に光吸収性の被膜を塗布して遮光層とする方法や、対向して配置させるレンズプレート間に遮光層を設ける方法などがあるが、迷光を除去するためには充分ではなく、ゴースト像が生じたり、解像度が悪いという問題があった。   However, in an erecting equal-magnification lens array using a conventional resin lens plate, there is no wall for isolating the light beam between adjacent lenses, so that the light beam incident on the lens plate obliquely travels inside the plate. There is a problem of stray light that enters and exits an adjacent convex lens to form a ghost image. To counter this stray light, there are a method of applying a light-absorbing film between adjacent lenses to make a light-shielding layer, and a method of providing a light-shielding layer between lens plates placed opposite to each other. However, this is not sufficient, and there is a problem that a ghost image is generated or the resolution is poor.

本発明の目的は、迷光を充分に除去することが可能な樹脂正立レンズアレイを提供することにある。   An object of the present invention is to provide a resin erecting lens array capable of sufficiently removing stray light.

また、本発明の他の目的は、樹脂正立レンズアレイを使用する上で問題となる迷光を充分に除去することが可能な画像読み取り装置を提供することにある。   Another object of the present invention is to provide an image reading apparatus capable of sufficiently removing stray light which becomes a problem when using a resin erecting lens array.

本発明は、少なくとも片面に球面または非球面の微小凸レンズが所定のレンズピッチで規則的に配列された樹脂レンズプレートを少なくとも２枚対向して配置した樹脂正立レンズアレイを用いて画像を線状結像領域に転送する画像読み取り装置であって、１つの光源から出射される光線の前記樹脂正立レンズアレイにおける光線取り込み可能領域内に、１つ以上の前記微小凸レンズの全体を含み、前記微小凸レンズの配列が、前記樹脂正立レンズアレイの外辺に対してレンズを互い違いに配列する六方配列であり、１つの微小凸レンズを中心としてレンズピッチの２倍の長さを半径とする円の領域内で、前記領域の中心とした微小凸レンズの中心と前記領域内の他の微小凸レンズの中心を結ぶ線の方向と、前記線状結像領域の長辺方向とが同一方向に無いことを特徴とする。   The present invention provides a linear image using a resin erecting lens array in which at least two resin lens plates regularly arranged with a predetermined lens pitch on a spherical or aspherical microconvex lens on at least one side are arranged opposite to each other. An image reading apparatus for transferring an image to an imaging region, wherein one or more of the micro convex lenses are included in a region in which the light emitted from one light source can be captured in the resin upright lens array, An array of convex lenses is a hexagonal array in which lenses are alternately arranged with respect to the outer side of the resin erecting lens array, and a circular region having a radius twice as long as the lens pitch centered on one minute convex lens The direction of the line connecting the center of the micro convex lens as the center of the region and the center of the other micro convex lens in the region is the same as the long side direction of the linear imaging region. Characterized in that there is no direction.

また、本発明は、少なくとも片面に球面または非球面の微小凸レンズが所定のレンズピッチで規則的に配列された樹脂レンズプレートを少なくとも２枚対向して配置した樹脂正立レンズアレイを用いて画像を線状結像領域に転送する画像読み取り装置であって、１つの光源から出射される光線の前記樹脂正立レンズアレイにおける光線取り込み可能領域内に、１つ以上の前記微小凸レンズの全体を含み、前記微小凸レンズの配列が、微小凸レンズをマトリックス状に配列した長方配列であり、１つの微小凸レンズを中心として（長ピッチ2 ＋短ピッチ2 ）1/2の長さを半径とする円の領域内で、前記領域の中心とした微小凸レンズの中心と前記領域内の他の微小凸レンズの中心を結ぶ線の方向と、前記線状結像領域の長辺方向とが同一方向に無いことを特徴とする。 Further, the present invention provides an image using a resin erecting lens array in which at least two resin lens plates on which one or more spherical or aspherical microconvex lenses are regularly arranged at a predetermined lens pitch are arranged to face each other. An image reading apparatus for transferring to a linear imaging region, including one or more whole microconvex lenses in a light beam capturing area of the resin erect lens array of light beams emitted from one light source, The arrangement of the micro-convex lenses is a rectangular array in which micro-convex lenses are arranged in a matrix, and a circle region having a radius of (long pitch 2 + short pitch 2 ) 1/2 around one micro-convex lens. The direction of the line connecting the center of the micro-convex lens as the center of the region and the center of the other micro-convex lens in the region and the long side direction of the linear imaging region are not in the same direction. It is characterized in.

前記微小凸レンズが所定のレンズピッチで規則的に配列されたレンズ形成領域の長辺方向の長さは、前記光源から出射される光線の光線取り込み可能領域の長辺方向の長さ以上であり、レンズ形成領域の短辺方向の長さは、前記光源から出射される光線の光線取り込み可能領域の短辺方向の長さ以上であることが好ましい。   The length in the long side direction of the lens forming region in which the micro-convex lenses are regularly arranged at a predetermined lens pitch is equal to or longer than the length in the long side direction of the light-capturing region of the light emitted from the light source, The length in the short side direction of the lens forming region is preferably equal to or longer than the length in the short side direction of the light ray capturing region of the light emitted from the light source.

少なくとも１枚の前記樹脂レンズプレートの片面または両面は、レンズとして機能する部分以外の領域が光吸収性を有することが好ましい。   It is preferable that at least one surface or both surfaces of the resin lens plate has a light absorbing property in a region other than a portion functioning as a lens.

少なくとも１枚の前記樹脂レンズプレート上には、１つのレンズと他のレンズとの間に、不必要な光線を除去するための光吸収性壁が設けられていることが好ましい。   It is preferable that a light-absorbing wall for removing unnecessary light is provided between at least one resin lens plate between one lens and another lens.

少なくとも１枚の前記樹脂レンズプレートの片面または両面は、１つのレンズと他のレンズとの間に、不必要な光線を除去するための溝が設けられていることが好ましい。   It is preferable that one or both surfaces of at least one resin lens plate is provided with a groove for removing unnecessary rays between one lens and another lens.

また、物点側作動距離内および／または像点側作動距離内に、不必要な光線を除去するためのスリット状開口部を備えることが好ましい。   In addition, it is preferable to provide a slit-like opening for removing unnecessary light rays within the object point side working distance and / or within the image point side working distance.

本発明の樹脂正立レンズアレイは、微小凸レンズの配列方向とレンズ形成領域の長辺方向とが同一方向とならないようにしているので、迷光を充分に除去できる。   In the resin erecting lens array of the present invention, the arrangement direction of the micro-convex lenses and the long side direction of the lens formation region are not the same direction, so that stray light can be sufficiently removed.

また、本発明の画像読み取り装置は、固体撮像素子の長辺方向と平行方向にレンズ配列方向が同一方向でなく、さらに固体撮像素子の領域内にゴーストの像を結ばないようにしているのでゴーストを充分に除去できる。   In the image reading apparatus of the present invention, the lens arrangement direction is not the same direction as the long side direction of the solid-state image sensor, and the ghost image is not formed in the area of the solid-state image sensor. Can be removed sufficiently.

次に、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照して説明する。   Next, the best mode for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.

図１は、本発明に係る、受光素子に画像を結像させる画像読み取り装置に用いられる樹脂正立レンズアレイを構成するレンズプレートの実施の形態を示す平面図であり、図２は、図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。   FIG. 1 is a plan view showing an embodiment of a lens plate constituting a resin erecting lens array used in an image reading apparatus for forming an image on a light receiving element according to the present invention, and FIG. It is sectional drawing which follows the AA line.

レンズプレート１の材質は、熱可塑性で光透過性が高く、吸水性の低いものが望ましい。この実施の形態では、シクロオレフィン系樹脂を用いて板厚２．２９ｍｍのレンズプレートを射出成形で作製している。レンズプレート１の材質は、アクリル系樹脂でもよい。   The material of the lens plate 1 is desirably a thermoplastic material with high light transmittance and low water absorption. In this embodiment, a lens plate having a thickness of 2.29 mm is produced by injection molding using a cycloolefin resin. The material of the lens plate 1 may be an acrylic resin.

微小凸レンズ２は、レンズ径０．３５ｍｍ、曲率半径０．６６ｍｍであり、レンズピッチ０．４５ｍｍ、六方配列で、レンズプレート１の両面に形成され、微小凸レンズ２の光軸、配置は両面で一致するようになっている。   The micro-convex lens 2 has a lens diameter of 0.35 mm, a radius of curvature of 0.66 mm, a lens pitch of 0.45 mm, and a hexagonal arrangement, and is formed on both surfaces of the lens plate 1. It is supposed to be.

なお、この実施の形態では、微小凸レンズの形状を球面としたが、非球面の形状も考えられる。また、微小凸レンズは、レンズプレートの両面に形成される形態以外に、片面に形成される形態も考えられる。   In this embodiment, the micro-convex lens has a spherical shape, but an aspherical shape is also conceivable. In addition to the form formed on both surfaces of the lens plate, the micro-convex lens may be formed on one side.

微小凸レンズの配列方向は、レンズ形成領域の長辺方向（主走査方向）に対して、１５°傾斜している。ゴーストが現れる方向は、レンズの配列方向であるので、微小凸レンズの配列方向とレンズ形成領域の長辺方向とが同一方向とならないようにしている。   The arrangement direction of the micro convex lenses is inclined by 15 ° with respect to the long side direction (main scanning direction) of the lens forming region. Since the direction in which the ghost appears is the lens arrangement direction, the arrangement direction of the micro-convex lenses and the long side direction of the lens formation region are not set to be the same direction.

このような樹脂製のレンズプレートを少なくとも２枚対向して配置して樹脂正立レンズアレイを構成する。   A resin upright lens array is configured by arranging at least two such resin lens plates facing each other.

図３は、レンズプレートを２枚対向して配置した樹脂正立レンズアレイを用いて画像を結像する状態を説明する図である。図３（ａ）は、１つの光源（読み取り対象）から出射される光線が、レンズプレート１０を少なくとも２枚対向して配置した樹脂正立レンズアレイ１２の光線取り込み可能領域Ａを通って線状固体撮像素子１８に入射する状態を示している。図３（ｂ）に示すように、樹脂正立レンズアレイ１２における光線取り込み可能領域Ａ内に、１つ以上の微小凸レンズ１１の全体を含んでいない場合は透過光量ムラを生じるが、図３（ｃ）に示すように、光線取り込み可能領域Ａ内に、１つ以上の微小凸レンズ１１の全体を含んでいる場合は透過光量ムラを生じない。したがって、図３（ａ）では、透過光量ムラを低減するために１つの光源から出射される光線の樹脂正立レンズアレイ１２における光線取り込み可能領域Ａ内に、１つ以上の微小凸レンズの全体を含んでいる。入射角（開口角）を±６°、作動距離を６．９ｍｍに設定し、１つの光源から出射された光線の樹脂正立レンズアレイ１２における光線取り込み可能領域Ａの半径を０．７３ｍｍとした。透過光量ムラを低減するためには、光線取り込み可能領域（レンズの入射角と作動距離の関係で決まる）の面積は、光線取り込み可能領域内の個々のレンズ面積以上であることが必要である。   FIG. 3 is a diagram for explaining a state in which an image is formed using a resin erecting lens array in which two lens plates are arranged to face each other. FIG. 3A shows a linear shape in which a light beam emitted from one light source (reading target) passes through a light beam capturing area A of a resin upright lens array 12 in which at least two lens plates 10 are arranged to face each other. A state of entering the solid-state imaging device 18 is shown. As shown in FIG. 3B, the transmitted light amount unevenness occurs when one or more minute convex lenses 11 are not included in the light beam capturing area A in the resin erecting lens array 12, but FIG. As shown in c), when the whole area of the one or more minute convex lenses 11 is included in the light beam capturing area A, the transmitted light amount unevenness does not occur. Therefore, in FIG. 3A, in order to reduce the unevenness of the transmitted light amount, one or more micro convex lenses are entirely placed in the light beam capturing area A in the resin erecting lens array 12 of the light emitted from one light source. Contains. The incident angle (aperture angle) is set to ± 6 °, the working distance is set to 6.9 mm, and the radius of the light-capturing region A in the resin erecting lens array 12 of the light emitted from one light source is set to 0.73 mm. . In order to reduce the transmitted light amount unevenness, the area of the light beam capturing area (determined by the relationship between the incident angle of the lens and the working distance) needs to be equal to or larger than the individual lens area in the light beam capturing area.

また、微小凸レンズが所定のレンズピッチで規則的に配列されたレンズ形成領域の長辺方向の長さ（主走査方向長）は、光源から出射された光線の光線取り込み可能領域の主走査方向長以上であり、レンズ形成領域の短辺方向の長さ（副走査方向長）は、光線取り込み可能領域の副走査方向長以上であることが好ましい。   In addition, the length in the long side direction (length in the main scanning direction) of the lens formation region in which the micro convex lenses are regularly arranged at a predetermined lens pitch is the length in the main scanning direction of the region in which light emitted from the light source can be captured. Thus, the length in the short side direction (length in the sub-scanning direction) of the lens forming region is preferably equal to or longer than the length in the sub-scanning direction of the light-capturing region.

図４は、レンズプレート上の１つの微小凸レンズを中心としてレンズピッチの２倍の長さを半径とする円の領域内の個々の微小凸レンズ２の配置を拡大して示す図であり、図５は、像面に結像する点光源像４を拡大して示す図である。   4 is an enlarged view showing the arrangement of the individual micro-convex lenses 2 in a circle area having a radius of twice the lens pitch as a center with respect to one micro-convex lens on the lens plate. These are the figures which expand and show the point light source image 4 imaged on an image surface.

レンズプレートを対向して配置した樹脂正立レンズアレイを用いて点光源を像面に結像する場合、ゴーストが現れる方向は、レンズの配列方向である。像面におけるゴーストが現れる点の点光源像からの距離は、レンズピッチおよび作動距離によって決まる。図４では、１つの微小凸レンズを中心としてレンズピッチの２倍の長さを半径とする円の領域内において、領域内の微小凸レンズ２の中心を結んで得られる直線の方向を、レンズアレイの長辺方向を示す直線の方向（主走査方向）から１５°ずらしている。   When a point light source is imaged on the image plane using a resin upright lens array in which lens plates are arranged to face each other, the direction in which a ghost appears is the lens arrangement direction. The distance from the point light source image where the ghost appears on the image plane is determined by the lens pitch and the working distance. In FIG. 4, the direction of the straight line obtained by connecting the centers of the micro-convex lenses 2 in the region in a circle region having a radius of twice the lens pitch as a center with one micro-convex lens as the center is shown in FIG. It is shifted by 15 ° from the direction of the straight line indicating the long side direction (main scanning direction).

微小凸レンズを六方配列で配置した場合は、上記領域内のレンズの中心を結んで得られる直線の方向が、レンズアレイの長辺方向を示す直線の方向（主走査方向）に対して０°（平行）、３０°、６０°、９０°（直角）と一致しないことが好ましい。特に１５°の角度を成していることが好ましい。   When the micro-convex lenses are arranged in a hexagonal arrangement, the direction of the straight line obtained by connecting the centers of the lenses in the region is 0 ° with respect to the direction of the straight line (main scanning direction) indicating the long side direction of the lens array ( Parallel), 30 °, 60 ° and 90 ° (right angle). In particular, an angle of 15 ° is preferable.

なお、微小凸レンズをマトリックス状に配列する長方配列の場合は、長方配列されたレンズのレンズピッチの長い方を長ピッチ、短い方を短ピッチとし、１つの微小凸レンズを中心として（長ピッチ2 ＋短ピッチ2 ）1/2を半径とする円の領域内において、領域内のレンズの中心を結んで得られる直線の方向が、レンズアレイの長辺方向を示す直線の方向（主走査方向）とずれるようにする。 In the case of a rectangular array in which microconvex lenses are arranged in a matrix, the longer lens pitch of the lenses arranged in a rectangular pattern is the longer pitch, the shorter one is the shorter pitch, and one microconvex lens is the center (long pitch). 2 + short pitch 2 ) In a circular area having a radius of 1/2 , the direction of the straight line obtained by connecting the centers of the lenses in the area is the direction of the straight line indicating the long side direction of the lens array (main scanning direction) ).

図６は、上述した樹脂正立レンズアレイを用いて線状画像を線状結像領域に転送する画像読み取り装置の一部の例を示す断面図である。樹脂正立レンズアレイ１２は、両面に微小凸レンズが形成された２枚のレンズプレート１０を対向配置して構成されており、樹脂正立レンズアレイ１２の像点側に、樹脂正立レンズアレイ１２の長辺方向と平行方向にスリット状開口部１４ａを有する隔壁構造体１６ａに収められている。線上画像が転送される線状結像領域には、少なくとも１列のＣＣＤを並べた線状固体撮像素子１８が設けられている。線状固体撮像素子１８が占める領域の大きさは、線状結像領域以上であることが好ましい。スリット状開口部１４ａは、可能な限り固体撮像素子に近いほうが好ましい。   FIG. 6 is a cross-sectional view showing an example of a part of an image reading apparatus that transfers a linear image to a linear imaging region using the above-described resin erecting lens array. The resin erecting lens array 12 is configured by opposingly arranging two lens plates 10 having microconvex lenses formed on both sides. The resin erecting lens array 12 is disposed on the image point side of the resin erecting lens array 12. Are housed in a partition wall structure 16a having slit-like openings 14a in a direction parallel to the long side direction. A linear solid-state imaging element 18 in which at least one row of CCDs are arranged is provided in a linear imaging region to which a linear image is transferred. The size of the area occupied by the linear solid-state imaging element 18 is preferably equal to or larger than the linear imaging area. The slit-shaped opening 14a is preferably as close to the solid-state imaging device as possible.

図７は、画像読み取り装置の他の例を示す断面図であり、樹脂正立レンズアレイ１２は、物点側にスリット状開口部１４ｂを有する隔壁構造体１６ｂに収められている。物点側にスリット状開口部を有する以外は、図６と同様である。物点側作動距離内にスリット状開口部を配すると、より効果的にゴーストを軽減することができる。スリット状開口部１４ｂは、可能な限り光源に近いほうが好ましい。   FIG. 7 is a cross-sectional view showing another example of the image reading apparatus. The resin erecting lens array 12 is housed in a partition wall structure 16b having a slit-like opening 14b on the object point side. Except having a slit-like opening on the object point side, it is the same as FIG. If the slit-shaped opening is disposed within the object point side working distance, the ghost can be reduced more effectively. The slit-shaped opening 14b is preferably as close to the light source as possible.

図８は、画像読み取り装置の更に他の例を示す断面図であり、樹脂正立レンズアレイ１２は、像点側にスリット状開口部１４ａを有し、物点側にスリット状開口部１４ｂを有する隔壁構造体１６ｃに収められている。像点側および物点側にスリット状開口部を有する以外は、図６および図７と同様である。図８に示すように、物点側作動距離内および像点側作動距離内の両方にスリット状開口部を設けても良い。スリット状開口部１４ａ、１４ｂも、それぞれ樹脂正立レンズアレイ１２から固体撮像素子または光源に近いほうが好ましい。   FIG. 8 is a cross-sectional view showing still another example of the image reading device. The resin erecting lens array 12 has a slit-like opening 14a on the image point side and a slit-like opening 14b on the object point side. It is accommodated in the partition structure 16c which has. Except for having slit-like openings on the image point side and the object point side, this is the same as in FIGS. As shown in FIG. 8, slit-like openings may be provided both within the object point side working distance and within the image point side working distance. The slit-shaped openings 14a and 14b are also preferably closer to the solid-state imaging device or the light source from the resin erecting lens array 12, respectively.

すなわち、本発明は、物点側作動距離内および／または像点側作動距離内に、不必要な光線を除去するためのスリット状開口部を有する隔壁構造体を備えることが好ましい。   That is, the present invention preferably includes a partition wall structure having a slit-like opening for removing unnecessary light rays within the object point side working distance and / or within the image point side working distance.

スリット状開口部先端部分の断面形状は、図６、図７、図８に示すように、勾配を有している。図７に示すように、レンズ側が広くなるような構造でもよいが、レンズ側が狭くなるような構造でもよい。好ましくは、図８に示す隔壁構造体の像点側に設けられたスリット状開口部１４ａのように光の入射方向側が狭くなるようにする。スリット状開口部先端部分の勾配の角度は、結像に影響がない範囲で、散乱が起こらない角度とすればよいが、特に４５度以下とするのが好ましい。スリット状開口部は、隔壁構造体と一体としてもよいし、別に設けても良い。スリット状開口部の長辺方向は、線状結像領域の主走査方向と平行であることが好ましい。スリットの位置および幅は、線状画像のゴーストが線状結像領域に入らない範囲で適宜設計する。   As shown in FIGS. 6, 7 and 8, the cross-sectional shape of the slit opening end portion has a gradient. As shown in FIG. 7, the lens side may be widened, or the lens side may be narrowed. Preferably, the light incident direction side becomes narrow like the slit-shaped opening 14a provided on the image point side of the partition wall structure shown in FIG. The angle of the gradient at the tip of the slit-shaped opening may be an angle at which scattering does not occur within a range that does not affect image formation, but is preferably 45 degrees or less. The slit-shaped opening may be integrated with the partition wall structure or may be provided separately. The long side direction of the slit-shaped opening is preferably parallel to the main scanning direction of the linear imaging region. The position and width of the slit are appropriately designed within a range in which the ghost of the linear image does not enter the linear imaging region.

なお、ここでは読み取り対象とする画像を線状画像としたが、点状画像でも面状画像でも良い。スリットは、特に面状画像の場合に効果を有する。点状画像および線状画像の場合は、物点側・像点側にスリット状開口部を設けても設けなくてもよいが、設けることが好ましい。面状画像の場合は、物点側にスリット状開口部を設けることは必須である。像点側には、設けても設けなくてもよいが、設けることが好ましい。   Although the image to be read is a linear image here, it may be a dot image or a planar image. The slit is effective particularly in the case of a planar image. In the case of a dot image and a line image, a slit opening may or may not be provided on the object point side / image point side, but it is preferable to provide it. In the case of a planar image, it is essential to provide a slit-shaped opening on the object point side. Although it may or may not be provided on the image point side, it is preferably provided.

スリット状開口部を有する隔壁構造体は、光学系内で反射する光線を除去するために、内壁に光吸収性機能があることが好ましい。あるいは隔壁構造体自体を光吸収性材料で構成することが好ましい。また、隔壁構造体に黒色の隔壁材料を用い、隔壁材料の表面に微細凹凸加工を行って光吸収性を持たせることが好ましい。   The partition wall structure having a slit-like opening preferably has a light-absorbing function on the inner wall in order to remove light reflected from the optical system. Alternatively, the partition wall structure itself is preferably composed of a light absorbing material. Moreover, it is preferable to use a black partition wall material for the partition wall structure, and to make the surface of the partition wall material have a light absorption by performing fine unevenness processing.

樹脂正立レンズアレイのレンズ形成領域の短辺方向の長さ（副走査方向長）は、スリット状開口部の短辺方向の長さ（副走査方向長）以上とし、スリット状開口部の短辺方向の長さ（副走査方向長）は、固体撮像素子の短辺方向の長さ（副走査方向長）以上とする。   The length in the short side direction (sub-scanning direction length) of the lens formation region of the resin erecting lens array is not less than the length in the short side direction (sub-scanning direction length) of the slit-shaped opening, and the short length of the slit-shaped opening is short. The length in the side direction (sub-scanning direction length) is equal to or longer than the length in the short side direction (sub-scanning direction length) of the solid-state imaging device.

実際には、スリット状開口部の短辺方向の長さ（副走査方向長）を０．５ｍｍとし、レンズ形成領域の短辺方向の長さ（副走査方向長）を、スリット状開口部、固体撮像素子の取り付け公差も考慮して２．０ｍｍとした。   Actually, the length in the short side direction (sub-scanning direction length) of the slit-shaped opening is 0.5 mm, and the length in the short side direction (sub-scanning direction length) of the lens forming region is set to the slit-shaped opening, Considering the mounting tolerance of the solid-state image sensor, the thickness is set to 2.0 mm.

さらに、樹脂正立レンズアレイのレンズ形成領域の長辺方向の長さ（主走査方向長）は、スリット状開口部の長辺方向の長さ（主走査方向長）以上とし、スリット状開口部の長辺方向の長さ（主走査方向長）は、固体撮像素子の長辺方向の長さ（主走査方向長）以上とする。   Furthermore, the length in the long side direction (main scanning direction length) of the lens formation region of the resin erecting lens array is not less than the length in the long side direction (length in the main scanning direction) of the slit opening, and the slit opening The length in the long side direction (the length in the main scanning direction) is equal to or longer than the length in the long side direction (the length in the main scanning direction) of the solid-state imaging device.

また、樹脂正立レンズアレイの作動距離の長さは、樹脂正立レンズアレイのレンズ面からスリット状開口部までの距離であるスリット深さ以上とする。   In addition, the length of the working distance of the resin erecting lens array is not less than the slit depth which is the distance from the lens surface of the resin erecting lens array to the slit-shaped opening.

線状固体撮像素子１８には、モノクロームの線状画像が転送される場合は、ＣＣＤを１列に並べたものを用いることができ、カラーの線状画像が転送される場合は、ＣＣＤを３列に並べたものを用いることができる。   The linear solid-state imaging device 18 can be one in which CCDs are arranged in a line when monochrome line images are transferred, and 3 CCDs when color line images are transferred. Those arranged in a row can be used.

図９は、線状固体撮像素子１８に画像を結像する状態を説明する図であり、図１０は、樹脂正立レンズアレイの１つの微小凸レンズを中心としてレンズピッチの２倍の長さを半径とする円の領域内の個々の微小凸レンズ２の配置を拡大して示す図であり、図１１は、線状結像領域の線状固体撮像素子１８に結像する像点とゴーストが現れる点を拡大して示す図である。   FIG. 9 is a diagram for explaining a state in which an image is formed on the linear solid-state imaging device 18, and FIG. 10 shows a length twice as large as the lens pitch centered on one minute convex lens of the resin erecting lens array. FIG. 11 is an enlarged view showing the arrangement of individual micro-convex lenses 2 in a circular area having a radius, and FIG. 11 shows image points and ghosts that are imaged on the linear solid-state imaging device 18 in the linear imaging area. It is a figure which expands and shows a point.

樹脂正立レンズアレイを介して、固体撮像素子へ画像を取り込む場合、固体撮像素子への迷光入射を低減するために、微小凸レンズは、微小凸レンズの配列方向と固体撮像素子の長辺方向とが、同一方向とならないように配置する。   When capturing an image into a solid-state image sensor via a resin erecting lens array, in order to reduce stray light incidence on the solid-state image sensor, the micro-convex lens has an arrangement direction of the micro-convex lens and a long side direction of the solid-state image sensor. , Arrange them not to be in the same direction.

微小凸レンズを六方配列で配置した場合は、１つの微小凸レンズを中心としてレンズピッチの２倍の長さを半径とする円の領域内で、微小凸レンズの中心を結んで得られる直線の方向が、固体撮像素子の長辺方向と同一方向とならないようにする。   When the microconvex lenses are arranged in a hexagonal arrangement, the direction of the straight line obtained by connecting the centers of the microconvex lenses within a circle area having a radius of twice the lens pitch as a center with one microconvex lens as the center, The direction is not the same as the long side direction of the solid-state imaging device.

長方配列の場合は、１つの微小凸レンズを中心として（長ピッチ2 ＋短ピッチ2 ）1/2の長さを半径とする円の領域内で、微小凸レンズの中心を結んで得られる直線の方向が、固体撮像素子の長辺方向と同一方向とならないようにする。 In the case of the rectangular array, a straight line obtained by connecting the centers of the micro-convex lenses within a circle region having a radius of 1/2 (long pitch 2 + short pitch 2 ) around one micro-convex lens. The direction should not be the same as the long side direction of the solid-state imaging device.

また、上述したように、物点より像点を見て、少なくとも固体撮像素子の長辺方向と平行方向にレンズ配列方向が無いこと必要であるが、さらに、結像する像点とゴーストが現われない像点の距離範囲内において、固体撮像素子の領域内にゴーストを結像しないようにすること、すなわち、結像する像点とゴーストが現われない像点の距離範囲内において、固体撮像素子の短辺方向の長さの１／２の長さが、固体撮像素子の長辺方向に沿う中心線からゴーストが現れる像点までの固体撮像素子短辺方向の距離の長さよりも短いことが必要である。   In addition, as described above, it is necessary that the image point is viewed from the object point and that there is no lens arrangement direction at least parallel to the long side direction of the solid-state imaging device. Do not form a ghost image within the area of the solid-state image sensor within the distance range of the image point where there is no image point, that is, within the distance range between the image point to be imaged and the image point where the ghost does not appear. The length of half of the length in the short side direction must be shorter than the distance in the short side direction of the solid-state image sensor from the center line along the long side direction of the solid-state image sensor to the image point where the ghost appears It is.

実際に作製した画像読み取り装置では、線状画像、正立等倍レンズアレイ、スリットおよび固体撮像素子の組み合わせで、固体撮像素子への取り込み結果を見ると、量子化ノイズと迷光の影響を区別するのは不可能なレベルであった。   In the actual image reader, a combination of a linear image, an erecting equal-magnification lens array, a slit, and a solid-state image sensor distinguishes the effects of quantization noise and stray light when viewing the results captured in the solid-state image sensor. It was an impossible level.

点光源の結像特性を調べたところ、固体撮像素子を設置すべき場所での迷光の光量は、２／１０００まで低減した。   When the imaging characteristics of the point light source were examined, the amount of stray light at the place where the solid-state image sensor was to be installed was reduced to 2/1000.

図１２は、レンズ径０．３５ｍｍ、レンズピッチ０．４５ｍｍでレンズ間のレンズプレート上に光吸収性膜（遮光膜）２０を設けたときの説明図であり、図１３は、レンズ径０．４５ｍｍ、レンズピッチ０．４５ｍｍ、六方最密充填で配列（互いに接しながら配列）して光吸収性膜（遮光膜）２０を設けたときの説明図である。   FIG. 12 is an explanatory diagram when a light-absorbing film (light-shielding film) 20 is provided on a lens plate between lenses with a lens diameter of 0.35 mm and a lens pitch of 0.45 mm, and FIG. It is explanatory drawing when providing the light absorptive film | membrane (light-shielding film | membrane) 20 by arranging by 45 mm, a lens pitch of 0.45 mm, and hexagonal close-packing (arrangement | contacting mutually).

樹脂レンズアレイを構成するレンズプレートのレンズ面をそれぞれ光源入射側から［１］面，［２］面，［３］面，・・・［Ｎ］面とした場合、偶数番号面に光吸収性膜２０を設けることが好ましく、奇数番号面には設けても設けなくてもよいが、好ましくは設ける。図１４は、［１］〜［４］面のレンズ面を有する場合の光吸収性膜の配置例を説明する図である。   When the lens surfaces of the lens plate constituting the resin lens array are the [1] surface, [2] surface, [3] surface,. The film 20 is preferably provided, and may or may not be provided on the odd-numbered surface, but is preferably provided. FIG. 14 is a diagram illustrating an arrangement example of the light-absorbing film in the case of having [1] to [4] lens surfaces.

レンズプレートを少なくとも２枚対向して配置した樹脂正立レンズアレイを読み取り光学系にする場合、１つの固体撮像素子（ＣＣＤ）からレンズ面に張った垂線を光軸とすると、固体撮像素子には光軸上の物点から発せられた光線以外の光線（迷光）も入射する。   When a resin upright lens array in which at least two lens plates are arranged to face each other is used as a reading optical system, if a perpendicular extending from one solid-state image sensor (CCD) to the lens surface is an optical axis, the solid-state image sensor Light rays (stray light) other than light rays emitted from an object point on the optical axis also enter.

この迷光は、樹脂正立レンズアレイの配列（方向、ピッチ）、および開口角に依存しており、ピッチが狭い方向からは迷光がより多く入射し、開口角が小さくなると、光軸に近い部分から迷光が入射するようになる。光軸に近い部分からの迷光ほど像に与える影響が大きく、光軸から離れるにしたがって迷光が像に与える影響は小さくなる。   This stray light depends on the arrangement (direction and pitch) of the resin upright lens array and the aperture angle. When the pitch angle is narrower, more stray light is incident. Stray light enters from. The stray light from the portion closer to the optical axis has a larger influence on the image, and the influence of the stray light on the image decreases as the distance from the optical axis increases.

正立等倍光学系で良質の結像性能を得るには、何らかの方法で迷光を除去しなければならない。本発明の画像読み取り装置では、光軸に比較的近い部分からの迷光をスリット状開口部で除去し、遠い部分からの迷光をレンズ間のレンズプレート上に設けられた遮光壁で除去することとしている。   In order to obtain good imaging performance with an erecting equal-magnification optical system, stray light must be removed by some method. In the image reading apparatus of the present invention, stray light from a portion relatively close to the optical axis is removed by a slit-shaped opening, and stray light from a far portion is removed by a light shielding wall provided on a lens plate between lenses. Yes.

レンズの開口角が広い場合、ゴーストの出現角度が広角のみであり、広角範囲のゴーストのみを除去すればよいため、遮光壁のみでもゴーストを除去することが可能である。一方、レンズの開口角が狭い場合、ゴーストの出現角度が狭角から広角までとなり、広範囲の光が固体撮像素子に入るため、狭角範囲のゴーストをスリット状開口部で、広角範囲のゴーストを遮光壁で除去するとよい。従って、開口角が狭い場合は、スリット状開口部と遮光壁の両方を設けることが好ましい。例えば、開口角が１０°の場合は遮光壁のみでもよいが、開口角が６°の場合はスリット状開口部と遮光壁の両方を設けることが好ましい。装置のデザインなどの理由でスリット状開口部を設けられない場合は、遮光壁の高さを高くすることでスリットとほぼ同等の効果を得ることも可能である。   When the aperture angle of the lens is wide, the ghost appearance angle is only the wide angle, and only the ghost in the wide angle range needs to be removed. Therefore, the ghost can be removed only by the light shielding wall. On the other hand, when the aperture angle of the lens is narrow, the ghost appearance angle is from a narrow angle to a wide angle, and a wide range of light enters the solid-state image sensor. It is better to remove it with a light shielding wall. Therefore, when the opening angle is narrow, it is preferable to provide both the slit-shaped opening and the light shielding wall. For example, when the opening angle is 10 °, only the light shielding wall may be used, but when the opening angle is 6 °, it is preferable to provide both the slit-shaped opening and the light shielding wall. When the slit-shaped opening cannot be provided due to the design of the apparatus, it is possible to obtain substantially the same effect as the slit by increasing the height of the light shielding wall.

図１５は、レンズ間のレンズプレート上に遮光壁を設けたときの説明図である。少なくとも１枚のレンズプレート上に光吸収性の遮光壁３０を設けることが好ましい。   FIG. 15 is an explanatory diagram when a light shielding wall is provided on the lens plate between the lenses. It is preferable to provide a light-absorbing light shielding wall 30 on at least one lens plate.

レンズ径０．３５ｍｍ、レンズピッチ０．４２ｍｍのレンズに対し、個々のレンズ上に開口径０．３５ｍｍ、ピッチ０．４２ｍｍとし、高さ（レンズ頂部から遮光壁先端部までの高さ）が０．２ｍｍ以上となるように遮光壁３０が設けられている。このような遮光壁を設けると、レンズ頂点に入射する光線とレンズ光軸とのなす角度θが４５度以下となるため、レンズ光軸と４５度より大きい角度をなす光線、すなわち光軸から離れた部分からの迷光を除去することができる。レンズ開口角によって、迷光の入射角度が変化するため、遮光壁の高さは、レンズ開口角との関係で適宜設計すればよい。好ましくは０．１５〜２．０ｍｍ、より好ましくは０．２〜２．０ｍｍとする。   For a lens having a lens diameter of 0.35 mm and a lens pitch of 0.42 mm, the aperture diameter is 0.35 mm and the pitch is 0.42 mm on each lens, and the height (the height from the top of the lens to the tip of the light shielding wall) is 0. The light shielding wall 30 is provided so that it may become 2 mm or more. When such a light-shielding wall is provided, the angle θ formed between the light beam incident on the lens apex and the lens optical axis is 45 degrees or less. Therefore, the light beam that forms an angle larger than 45 degrees with the lens optical axis, that is, away from the optical axis. The stray light from the part can be removed. Since the incident angle of the stray light changes depending on the lens opening angle, the height of the light shielding wall may be appropriately designed in relation to the lens opening angle. Preferably it is 0.15-2.0 mm, More preferably, you may be 0.2-2.0 mm.

遮光壁のレンズプレート平面方向の形状は、図１６に示すように、矩形状（ａ）、六角形状（ハニカム形状）（ｂ）、円形状（ｃ）、レンズ以外を全て遮光壁とした形状（ｄ），（ｅ）等が考えられる。遮光壁３０は、レンズ面をそれぞれ光源入射側から［１］面，［２］面，［３］面，・・・［Ｎ］面とした場合、［１］面に設けることが好ましい。遮光壁３０と光吸収性膜２０を両方設ける場合には、最も光源入射側に近い［１］面には必ず遮光壁３０を設け、最も光源入射側から遠い［Ｎ］面には必ず光吸収性膜２０を設ける。［１］面と［Ｎ］面との間の面については、［２Ｍ（Ｍ＝１，２，３，・・・）］面と［２Ｍ＋１］面のどちらか一方に光吸収性膜２０を設ける。［Ｎ］面の光吸収性膜２０に代えて、遮光壁３０でもよい。図１７は、［１］〜［４］面のレンズ面を有する場合の遮光壁３０と光吸収性膜２０の配置例を説明する図であり、図１８は、［４］面の光吸収性膜２０を遮光壁３０に代えたときの配置例を説明する図である。なお、遮光壁は、光吸収性膜と同じ材料でもよい。   As shown in FIG. 16, the shape of the light shielding wall in the lens plate plane direction is a rectangular shape (a), a hexagonal shape (honeycomb shape) (b), a circular shape (c), and a shape in which all but the lens are light shielding walls ( d), (e), etc. are conceivable. The light shielding wall 30 is preferably provided on the [1] surface when the lens surfaces are the [1] surface, [2] surface, [3] surface,. When both the light shielding wall 30 and the light absorbing film 20 are provided, the light shielding wall 30 is always provided on the [1] surface closest to the light source incident side, and the light absorption is always performed on the [N] surface farthest from the light source incident side. A conductive film 20 is provided. For the plane between the [1] plane and the [N] plane, the light absorbing film 20 is provided on either the [2M (M = 1, 2, 3,...)] Plane or the [2M + 1] plane. Provide. Instead of the light absorbing film 20 on the [N] plane, the light shielding wall 30 may be used. FIG. 17 is a diagram for explaining an arrangement example of the light shielding wall 30 and the light absorbing film 20 when the lens surfaces of [1] to [4] are provided, and FIG. It is a figure explaining the example of arrangement when the film | membrane 20 is replaced with the light-shielding wall 30. FIG. The light shielding wall may be made of the same material as the light absorbing film.

図１９は、レンズプレート上方に遮光壁を設けたときの説明図である。遮光壁３０がレンズプレートに接触せず、レンズプレートの上方にあっても同様の効果が得られる。レンズプレートに遮光壁が接触しない場合は、レンズのピッチと遮光壁のピッチは異なっていてもよい。レンズプレートに遮光壁が接触しない場合は、より広範囲の角度から光が入射するので、接触する場合よりも高い遮光壁が必要となる（少なくとも２倍以上の高さが必要である）。また、接触しない場合は、モアレ発生の問題が生じるので、好ましくは接触するほうがよい。   FIG. 19 is an explanatory diagram when a light shielding wall is provided above the lens plate. The same effect can be obtained even when the light shielding wall 30 is not in contact with the lens plate but above the lens plate. When the light shielding wall does not contact the lens plate, the pitch of the lens and the pitch of the light shielding wall may be different. When the light-shielding wall does not contact the lens plate, light enters from a wider range of angles, so a higher light-shielding wall is required (at least twice as high as that required). Moreover, since the problem of a moire generation | occurrence | production arises when it does not contact, it is better to contact.

正立等倍光学系の光量透過率、および開口角にも依存するが、遮光壁の高さを数百ミクロン以上とすると、光軸から遠い迷光に加えて、光軸から近い迷光をも除去することができるため、上述した隔壁構造体にスリット開口部を設けなくても良好な像を得ることが可能となる。   Although it depends on the light transmittance and the aperture angle of the erecting equal-magnification optical system, if the height of the light-shielding wall is several hundred microns or more, stray light close to the optical axis is removed in addition to stray light far from the optical axis. Therefore, a good image can be obtained without providing a slit opening in the above-described partition wall structure.

次に、遮光壁の作り方について説明する。遮光壁を作る第１の実施例は、厚膜印刷により遮光壁を形成するものである。まず、光感光性の黒色樹脂塗料（インキまたはレジスト）を樹脂基材に所定の厚み（２０〜１００μｍ）塗布し、表面のべたつきが無くなるまで乾燥させた。乾燥は、樹脂基材の軟化温度以下で行った。   Next, how to make the light shielding wall will be described. In the first embodiment for creating a light shielding wall, the light shielding wall is formed by thick film printing. First, a photosensitive black resin paint (ink or resist) was applied to a resin substrate at a predetermined thickness (20 to 100 μm) and dried until the surface was not sticky. Drying was performed below the softening temperature of the resin base material.

次に、印刷パターニング領域外にマーカーを設置してから、マスクを使用して露光した。これらの工程を繰り返して、黒色樹脂塗料を積層させて所望の厚みとした。次いで、現像およびポストキュア（加熱により硬化させること）を行った。本実施例では、１回分の厚みを７０μｍとし、３回繰り返すことで２１０μｍの壁を形成した。黒色樹脂は、表面反射を低減するために、表面は梨地状態（凹凸状態）のものが好ましい。特に内壁部分は梨地状態であることが好ましい。   Next, a marker was placed outside the print patterning area, and then exposed using a mask. By repeating these steps, the black resin paint was laminated to obtain a desired thickness. Next, development and post-cure (curing by heating) were performed. In this example, the thickness of one time was 70 μm, and the wall of 210 μm was formed by repeating three times. In order to reduce surface reflection, the black resin preferably has a satin finish (irregularity). In particular, the inner wall portion is preferably in a satin state.

遮光壁を作る第２の実施例は、黒色樹脂リブを形成して遮光壁を形成するものである。まず、黒色の樹脂リブを射出成型により、以下の手順で作製した。金型として、剣山状板、それに対応した多穴板、および平板から構成される金型を用いた。まず、剣山状板に多穴板を差し込み、剣山状板の上に平板を置いた。   In the second embodiment for creating a light shielding wall, a black resin rib is formed to form the light shielding wall. First, a black resin rib was produced by injection molding according to the following procedure. As the mold, a mold composed of a sword mountain plate, a multi-hole plate corresponding to the plate, and a flat plate was used. First, a multi-hole plate was inserted into the sword mountain plate, and a flat plate was placed on the sword mountain plate.

次に、平板に多数設けられたピンゲートから、樹脂を流し込み、多穴板と平板間に樹脂を充填し、冷却した。冷却後に平板を取り外し、次いで、剣山状板から成型品を剥離した。内壁を梨地状態にした場合は、成型後の離型を容易にするために１０度以下の抜き勾配を設けるとよい。得られた成型品をレンズに載置して、遮光壁付きのレンズアレイとした。   Next, a resin was poured from a large number of pin gates provided on the flat plate, the resin was filled between the multi-hole plate and the flat plate, and cooled. After cooling, the flat plate was removed, and then the molded product was peeled from the sword mountain-shaped plate. When the inner wall is in a satin state, it is preferable to provide a draft of 10 degrees or less in order to facilitate release after molding. The obtained molded product was placed on a lens to obtain a lens array with a light shielding wall.

抜き勾配を設けた場合は、リブの薄い方をレンズ側にすると、効率良く迷光を除去できる。また、リブの厚いほうをレンズ側にすると、透過光量が上がる。リブの穴形状は、六角形状（ハニカム形状）でも矩形状でも円形状でもどのような形状でもよい。   When the draft angle is provided, stray light can be efficiently removed by placing the thin rib on the lens side. Also, if the thicker rib is on the lens side, the amount of transmitted light increases. The hole shape of the rib may be any shape such as a hexagonal shape (honeycomb shape), a rectangular shape, or a circular shape.

第１の実施例および第２の実施例とも、使用する樹脂の熱膨張係数は、レンズに使用されている樹脂の熱膨張係数と近いほうが望ましい。また、１０-5（１／℃）オーダーの熱膨張係数が望ましい。 In both the first and second embodiments, it is desirable that the thermal expansion coefficient of the resin used is close to the thermal expansion coefficient of the resin used in the lens. A thermal expansion coefficient of the order of 10 −5 (1 / ° C.) is desirable.

また、第１および第２の実施例の他に、所定の厚みの黒色フィルム等に紫外線レーザで穴を加工してリブを作ることもできる。   In addition to the first and second embodiments, ribs can be formed by processing holes in a black film having a predetermined thickness with an ultraviolet laser.

図２０は、レンズ径０．３５ｍｍ、レンズピッチ０．４５ｍｍでレンズ間に遮光溝を設けたときの説明図である。少なくとも１枚のレンズプレートの片面または両面には、１つのレンズと他のレンズとの間に、不必要な光線を除去するために光吸収性の遮光溝４０を設けることが好ましい。遮光溝の深さは、深いほうが好ましく、好ましくは、レンズプレート厚さの３０％以上、より好ましくは５０％以上、最も好ましくは６０％以上とする。   FIG. 20 is an explanatory diagram when a light shielding groove is provided between lenses with a lens diameter of 0.35 mm and a lens pitch of 0.45 mm. It is preferable to provide a light-absorbing light-shielding groove 40 between one lens and the other lens in order to remove unnecessary light rays on one or both surfaces of at least one lens plate. The depth of the light shielding groove is preferably deeper, preferably 30% or more of the lens plate thickness, more preferably 50% or more, and most preferably 60% or more.

遮光溝は、レンズ面をそれぞれ光源入射側から［１］面，［２］面，［３］面，・・・［Ｎ］面とした場合、奇数番号面または偶数番号面に設ける。奇数番号面に遮光溝を設けるときは、最も光源入射側から遠い［Ｎ］面には必ず光吸収性膜を設け、［Ｎ］面以外の偶数番号面には、光吸収性膜を設けても設けなくてもよい。図２１は、［１］〜［４］面のうち奇数番号面に遮光溝４０を設けるときの光吸収性膜２０の配置例を説明する図である。偶数番号面に遮光溝を設けるときは、［１］面に必ず光吸収性膜を設け、［１］面以外の奇数番号面には、光吸収性膜を設けても設けなくてもよい。図２２は、［１］〜［４］面のうち偶数番号面に遮光溝４０を設けるときの光吸収性膜２０の配置例を説明する図である。遮光膜２０の代わりに遮光溝４０としてもよく、また全ての面に遮光溝４０を設けてもよい。   The light shielding grooves are provided on the odd-numbered surface or even-numbered surface when the lens surfaces are the [1] surface, [2] surface, [3] surface,. When the light shielding grooves are provided on the odd numbered surfaces, a light absorbing film is always provided on the [N] surface farthest from the light source incident side, and a light absorbing film is provided on the even numbered surfaces other than the [N] surface. Need not be provided. FIG. 21 is a diagram illustrating an arrangement example of the light-absorbing film 20 when the light shielding grooves 40 are provided on the odd-numbered surfaces among the [1] to [4] surfaces. When the light-shielding groove is provided on the even-numbered surface, the light-absorbing film is always provided on the [1] surface, and the light-absorbing film may or may not be provided on the odd-numbered surface other than the [1] surface. FIG. 22 is a diagram illustrating an arrangement example of the light-absorbing film 20 when the light-shielding grooves 40 are provided on even-numbered surfaces among the [1] to [4] surfaces. The light shielding groove 40 may be used instead of the light shielding film 20, and the light shielding groove 40 may be provided on all surfaces.

また、上述した実施の形態において、固体撮像素子への不要な波長の光線を除去するためにレンズプレート内に紫外線カット機能または赤外線カット機能を有し、または光路内に紫外線カットフィルタまたは赤外線カットフィルタを有するようにしてもよい。   In the above-described embodiment, the lens plate has an ultraviolet cut function or an infrared cut function in order to remove a light beam having an unnecessary wavelength to the solid-state imaging device, or an ultraviolet cut filter or an infrared cut filter in the optical path. You may make it have.

また、スリット状開口部と遮光膜と遮光壁と遮光溝の組み合わせに関して、面状画像を読み取るための画像読み取り装置における、最も好ましい組み合わせの１つは、スリット状開口部と、遮光膜と、最も光源入射側の［１］面に遮光壁（または遮光溝）の組み合わせ（以下、組み合わせ（１）という）である。遮光膜を［１］面以外の全ての面に設けた場合は、全てのレンズ開口角においてゴースト除去が可能である。遮光膜の代わりに遮光壁または遮光溝としても良い。もう１つの最も好ましい組み合わせは、遮光膜と、最も光源入射側の［１］面に遮光壁（または遮光溝）の組み合わせ（以下、組み合わせ（２）という）である。この組み合わせは、開口角が広い場合に好ましい。遮光膜の代わりに遮光壁または遮光溝としても良い。組み合わせ（１）および組み合わせ（２）とも、隔壁構造体を備えて隔壁構造体に樹脂正立レンズアレイを収めることが好ましい。   Regarding the combination of the slit-shaped opening, the light-shielding film, the light-shielding wall, and the light-shielding groove, one of the most preferable combinations in the image reading apparatus for reading a planar image is the slit-shaped opening, the light-shielding film, This is a combination of light shielding walls (or light shielding grooves) on the [1] surface on the light source incident side (hereinafter referred to as combination (1)). When the light shielding film is provided on all surfaces other than the [1] surface, ghost removal is possible at all lens opening angles. A light shielding wall or a light shielding groove may be used instead of the light shielding film. Another most preferable combination is a combination of a light shielding film and a light shielding wall (or a light shielding groove) on the [1] surface closest to the light source (hereinafter referred to as a combination (2)). This combination is preferable when the opening angle is wide. A light shielding wall or a light shielding groove may be used instead of the light shielding film. It is preferable that both the combination (1) and the combination (2) include a partition wall structure and the resin upright lens array is accommodated in the partition wall structure.

本発明に係る画像読み取り装置に用いられる樹脂正立レンズアレイを構成するレンズプレートの実施の形態を示す平面図である。It is a top view which shows embodiment of the lens plate which comprises the resin erecting lens array used for the image reading apparatus which concerns on this invention. 図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。It is sectional drawing which follows the AA line of FIG. 樹脂正立レンズアレイを用いて像面に点光源を結像する状態を示す図である。It is a figure which shows the state which images a point light source on an image surface using a resin erecting lens array. レンズプレート上の１つの微小凸レンズを中心としてレンズピッチの２倍の長さを半径とする円の領域内の個々の微小凸レンズの配置を拡大して示す図である。It is a figure which expands and shows arrangement | positioning of each micro convex lens in the area | region of the circle | round | yen which makes the length twice the lens pitch a radius centering on one micro convex lens on a lens plate. 像面に結像する点光源像を拡大して示す図である。It is a figure which expands and shows the point light source image imaged on an image surface. 樹脂正立レンズアレイを用いて線状画像を線状結像領域に転送する画像読み取り装置の一部の例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows a part of example of the image reading apparatus which transfers a linear image to a linear imaging area | region using a resin erect lens array. 画像読み取り装置の他の例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the other example of an image reading apparatus. 画像読み取り装置の更に他の例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the further another example of an image reading apparatus. 線状固体撮像素子に画像を結像する状態を説明する図である。It is a figure explaining the state which forms an image on a linear solid-state image sensor. レンズプレート上の１つの微小凸レンズを中心としてレンズピッチの２倍の長さを半径とする円の領域内の個々の微小凸レンズの配置を拡大して示す図である。It is a figure which expands and shows arrangement | positioning of each micro convex lens in the area | region of the circle | round | yen which makes the length twice the lens pitch a radius centering on one micro convex lens on a lens plate. 線状結像領域の線状固体撮像素子に結像する像を拡大して示す図である。It is a figure which expands and shows the image imaged on the linear solid-state image sensor of a linear imaging area | region. レンズ間のレンズプレート上に光吸収性膜を設けたときの説明図である。It is explanatory drawing when the light absorptive film | membrane is provided on the lens plate between lenses. 六方最密充填配列のレンズ間に光吸収性膜を設けたときの説明図である。It is explanatory drawing when a light absorptive film | membrane is provided between the lenses of a hexagonal close-packed arrangement. 光吸収性膜の配置例を説明する図である。It is a figure explaining the example of arrangement | positioning of a light absorptive film | membrane. レンズ間のレンズプレート上に遮光壁を設けたときの説明図である。It is explanatory drawing when the light-shielding wall is provided on the lens plate between lenses. 遮光壁のレンズプレート平面方向の形状の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the shape of the lens plate plane direction of a light-shielding wall. 遮光壁の配置例を説明する図である。It is a figure explaining the example of arrangement | positioning of a light-shielding wall. 遮光壁の配置例を説明する図である。It is a figure explaining the example of arrangement | positioning of a light-shielding wall. レンズプレート上方に遮光壁を設けたときの説明図である。It is explanatory drawing when the light-shielding wall is provided above the lens plate. レンズ間に遮光溝を設けたときの説明図である。It is explanatory drawing when the light-shielding groove | channel is provided between lenses. 遮光溝の配置例を説明する図である。It is a figure explaining the example of arrangement | positioning of a light-shielding groove. 遮光溝の配置例を説明する図である。It is a figure explaining the example of arrangement | positioning of a light-shielding groove.

符号の説明Explanation of symbols

１，１０ レンズプレート
２，１１ 微小凸レンズ
３，１２ 樹脂正立レンズアレイ
１４ａ，１４ｂ スリット状開口部
１６ａ，１６ｂ，１６ｃ 隔壁構造体
１８ 線状固体撮像素子
２０ 光吸収性膜
３０ 遮光壁
４０ 遮光溝 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,10 Lens plate 2,11 Micro convex lens 3,12 Resin erecting lens array 14a, 14b Slit-like opening part 16a, 16b, 16c Partition structure 18 Linear solid-state image sensor 20 Light-absorbing film 30 Light-shielding wall 40 Light-shielding groove

Claims (16)

少なくとも片面に球面または非球面の微小凸レンズが所定のレンズピッチで規則的に配列された樹脂レンズプレートを少なくとも２枚対向して配置した樹脂正立レンズアレイを用いて画像を線状結像領域に転送する画像読み取り装置であって、
１つの光源から出射される光線の前記樹脂正立レンズアレイにおける光線取り込み可能領域内に、１つ以上の前記微小凸レンズの全体を含み、
前記微小凸レンズの配列が、前記樹脂正立レンズアレイの外辺に対してレンズを互い違いに配列する六方配列であり、１つの微小凸レンズを中心としてレンズピッチの２倍の長さを半径とする円の領域内で、前記領域の中心とした微小凸レンズの中心と前記領域内の他の微小凸レンズの中心を結ぶ線の方向と、前記線状結像領域の長辺方向とが同一方向に無いことを特徴とする画像読み取り装置。 An image is formed into a linear imaging region using a resin erecting lens array in which at least two resin lens plates on which at least one spherical or aspherical micro convex lens is regularly arranged at a predetermined lens pitch are arranged to face each other. An image reading device to transfer,
One or more of the micro-convex lenses are included in a light-capturing region of the resin erecting lens array of light emitted from one light source;
The array of the micro-convex lenses is a hexagonal array in which lenses are alternately arranged with respect to the outer side of the resin erect lens array, and a circle having a radius that is twice the lens pitch with one micro-convex lens as the center. In the region, the direction of the line connecting the center of the minute convex lens as the center of the region and the center of the other minute convex lens in the region and the long side direction of the linear imaging region are not in the same direction. An image reading apparatus characterized by the above. 少なくとも片面に球面または非球面の微小凸レンズが所定のレンズピッチで規則的に配列された樹脂レンズプレートを少なくとも２枚対向して配置した樹脂正立レンズアレイを用いて画像を線状結像領域に転送する画像読み取り装置であって、
１つの光源から出射される光線の前記樹脂正立レンズアレイにおける光線取り込み可能領域内に、１つ以上の前記微小凸レンズの全体を含み、
前記微小凸レンズの配列が、微小凸レンズをマトリックス状に配列した長方配列であり、１つの微小凸レンズを中心として（長ピッチ2 ＋短ピッチ2 ）1/2の長さを半径とする円の領域内で、前記領域の中心とした微小凸レンズの中心と前記領域内の他の微小凸レンズの中心を結ぶ線の方向と、前記線状結像領域の長辺方向とが同一方向に無いことを特徴とする画像読み取り装置。 An image is formed into a linear imaging region using a resin erecting lens array in which at least two resin lens plates on which at least one spherical or aspherical micro convex lens is regularly arranged at a predetermined lens pitch are arranged to face each other. An image reading device to transfer,
One or more of the micro-convex lenses are included in a light-capturing region of the resin erecting lens array of light emitted from one light source;
Sequence of the lenticules is the lenticule a rectangular array arranged in a matrix form, one area of a circle the length and radius around the lenticules (long pitch 2 + short pitch 2) 1/2 The direction of the line connecting the center of the micro convex lens as the center of the region and the center of the other micro convex lens in the region and the long side direction of the linear imaging region are not in the same direction. An image reading apparatus. 前記微小凸レンズが所定のレンズピッチで規則的に配列されたレンズ形成領域の長辺方向の長さは、前記光源から出射される光線の光線取り込み可能領域の長辺方向の長さ以上であり、レンズ形成領域の短辺方向の長さは、前記光源から出射される光線の光線取り込み可能領域の短辺方向の長さ以上であることを特徴とする請求項１または２に記載の画像読み取り装置。   The length in the long side direction of the lens forming region in which the micro-convex lenses are regularly arranged at a predetermined lens pitch is equal to or longer than the length in the long side direction of the light-capturing region of the light emitted from the light source, 3. The image reading apparatus according to claim 1, wherein a length in a short side direction of the lens forming region is equal to or longer than a length in a short side direction of a light ray capturing region of the light emitted from the light source. . 少なくとも１枚の前記樹脂レンズプレートの片面または両面は、レンズとして機能する部分以外の領域が光吸収性を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の画像読み取り装置。   The image reading apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein a region other than a portion functioning as a lens has light absorptivity on one side or both sides of at least one of the resin lens plates. 少なくとも１枚の前記樹脂レンズプレート上には、１つのレンズと他のレンズとの間に、不必要な光線を除去するための光吸収性壁が設けられていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の画像読み取り装置。   2. A light-absorbing wall for removing unnecessary rays is provided between at least one resin lens plate between one lens and another lens. The image reading apparatus in any one of -4. 少なくとも１枚の前記樹脂レンズプレートの片面または両面は、１つのレンズと他のレンズとの間に、不必要な光線を除去するための溝が設けられていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の画像読み取り装置。   The groove | channel for removing the unnecessary light beam is provided in the one or both surfaces of the said at least 1 resin lens plate between one lens and the other lens, The 1st characterized by the above-mentioned. The image reading apparatus according to any one of 5. 物点側作動距離内および／または像点側作動距離内に、不必要な光線を除去するためのスリット状開口部を備えることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の画像読み取り装置。   The image reading according to any one of claims 1 to 6, further comprising a slit-shaped opening for removing unnecessary rays within the object point side working distance and / or within the image point side working distance. apparatus. 前記スリット状開口部の長辺方向と前記線状結像領域の長辺方向とを同一方向としたことを特徴とする請求項７に記載の画像読み取り装置。   The image reading apparatus according to claim 7, wherein a long side direction of the slit-shaped opening and a long side direction of the linear imaging region are set in the same direction. 前記樹脂正立レンズアレイのレンズ形成領域の短辺方向の長さは、前記スリット状開口部の短辺方向の長さ以上であり、前記スリット状開口部の短辺方向の長さは、前記線状結像領域の短辺方向の長さ以上であることを特徴とする請求項７または８に記載の画像読み取り装置。   The length in the short side direction of the lens forming region of the resin erecting lens array is not less than the length in the short side direction of the slit-like opening, and the length in the short side direction of the slit-like opening is The image reading apparatus according to claim 7 or 8, wherein the image reading apparatus has a length equal to or longer than a length in a short side direction of the linear imaging region. 前記樹脂正立レンズアレイのレンズ形成領域の長辺方向の長さは、前記スリット状開口部の長辺方向の長さ以上であり、前記スリット状開口部の長辺方向の長さは、前記線状結像領域の長辺方向の長さ以上であることを特徴とする請求項７〜９のいずれかに記載の画像読み取り装置。   The length in the long side direction of the lens forming region of the resin erecting lens array is equal to or longer than the length in the long side direction of the slit-like opening, and the length in the long side direction of the slit-like opening is The image reading apparatus according to claim 7, wherein the image reading apparatus has a length equal to or longer than a length of the linear imaging region in a long side direction. 前記線状結像領域内に固体撮像素子を設け、前記スリット状開口部の長辺方向と前記固体撮像素子の長辺方向とを同一方向としたことを特徴とする請求項７〜１０のいずれかに記載の画像読み取り装置。   The solid-state imaging device is provided in the linear imaging region, and the long side direction of the slit-shaped opening and the long-side direction of the solid-state imaging device are set in the same direction. An image reading apparatus according to claim 1. 前記樹脂正立レンズアレイのレンズ形成領域の短辺方向の長さは、前記スリット状開口部の短辺方向の長さ以上であり、前記スリット状開口部の短辺方向の長さは、前記固体撮像素子の短辺方向の長さ以上であることを特徴とする請求項１１に記載の画像読み取り装置。   The length in the short side direction of the lens forming region of the resin erecting lens array is not less than the length in the short side direction of the slit-like opening, and the length in the short side direction of the slit-like opening is The image reading apparatus according to claim 11, wherein the image reading apparatus is equal to or longer than a length in a short side direction of the solid-state imaging device. 前記樹脂正立レンズアレイのレンズ形成領域の長辺方向の長さは、前記スリット状開口部の長辺方向の長さ以上であり、前記スリット状開口部の長辺方向の長さは、前記固体撮像素子の長辺方向の長さ以上であることを特徴とする請求項１１または１２に記載の画像読み取り装置。   The length in the long side direction of the lens forming region of the resin erecting lens array is equal to or longer than the length in the long side direction of the slit-like opening, and the length in the long side direction of the slit-like opening is The image reading apparatus according to claim 11, wherein the image reading apparatus is equal to or longer than a length in a long side direction of the solid-state imaging device. 前記線状結像領域に固体撮像素子を設けることを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載の画像読み取り装置。   The image reading apparatus according to claim 1, wherein a solid-state imaging device is provided in the linear imaging region. 前記固体撮像素子への不要な波長の光線を除去するために樹脂レンズプレート内に紫外線カット機能または赤外線カット機能を有し、または光路内に紫外線カットフィルタまたは赤外線カットフィルタを有することを特徴とする請求項１１〜１４のいずれかに記載の画像読み取り装置。   The resin lens plate has an ultraviolet cut function or an infrared cut function in order to remove light having an unnecessary wavelength to the solid-state imaging device, or has an ultraviolet cut filter or an infrared cut filter in the optical path. The image reading apparatus according to claim 11. 前記樹脂正立レンズアレイを収める隔壁構造体を有し、前記隔壁構造体の少なくとも内側部分は光吸収性を有することを特徴とする請求項１〜１５のいずれかに記載の画像読み取り装置。   The image reading apparatus according to claim 1, further comprising a partition wall structure that accommodates the resin erecting lens array, wherein at least an inner portion of the partition wall structure has light absorption.
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