JP2000324301A

JP2000324301A - レンズアレイアッセンブリおよびこれを用いた光学装置

Info

Publication number: JP2000324301A
Application number: JP11132227A
Authority: JP
Inventors: Hisayoshi Fujimoto; 久義藤本; Toshihiko Takakura; 敏彦高倉
Original assignee: Rohm Co Ltd
Current assignee: Rohm Co Ltd
Priority date: 1999-05-13
Filing date: 1999-05-13
Publication date: 2000-11-24

Abstract

(57)【要約】【課題】従来のセルフォックレンズアレイと同様の正
立等倍像を得ることができるとともに、従来のセルフォ
ックレンズアレイに比較して格段に安価に製造可能であ
り、しかも、共役長や焦点深度を自由に選択することが
できるレンズアレイアッセンブリを提供する。【解決手段】並列配置された複数のレンズ部１１と、
これらのレンズ部を一体的につなぐホルダ部１６とが樹
脂一体成形によって形成されたレンズアレイ１Ａ，１Ｂ
を複数備えるとともに、各レンズアレイは、それらの各
レンズ部１１の光軸Ｃが合うように積層され、かつ、正
立等倍像が得られるように組み合わされているレンズア
レイアッセンブリであって、複数のレンズアレイ１１
Ａ，１１Ｂのうち、少なくともいずれか１つのレンズア
レイには、各レンズ部どうしを光学的に分離させる手段
が設けられており、上記光学的に分離させる手段は、ホ
ルダ部における各隣接するレンズ部１１の間に、入射側
と出射側の双方から設けた凹溝１４，１４ａを含んでい
ることを特徴としている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本願発明は、レンズアレイア
ッセンブリおよびこれを用いた光学装置に関し、詳しく
は、たとえば、密着型イメージセンサなどの光学装置に
おいて、読み取りライン上の画像の正立等倍像をライン
状に配置された受光素子上に結像させるなどの目的に用
いられるレンズアレイアッセンブリおよびこれを用いた
光学装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】密着型イメージセンサにおいて、正立等
倍像を得る目的に使用されてきたレンズは、いわゆるセ
ルフォックレンズアレイと呼ばれ、図２３および図２４
に示すような構成を備えている。すなわち、このレンズ
アレイ９は、独特な光学的特性を持った複数のロッドレ
ンズ（セルフォックレンズ）９１を光軸を揃えてその光
軸と直交する方向に並列させた状態で樹脂製のホルダ９
０内に保持させてある。各ロッドレンズ９１は、その入
射面９１ａと出射面９１ｂとがいずれもホルダ９０の一
面９０ａおよび他面９０ｂと対応させた平坦面となって
いるが、屈折率を半径方向外方ほど大きくなるように異
ならせたものである。このロッドレンズ９１は、図２４
に示すように光路を蛇行させることができる結果、物体
ａ→ｂの正立等倍像ａ′→ｂ′を得ることができる。な
お、物体ａ→ｂから正立等倍像ａ′→ｂ′までのレンズ
の光軸方向の距離Ｈ₀を共役長と呼び、密着型イメージ
センサを構成する場合、この共役長Ｈ₀によって規定さ
れるセルフォックレンズアレイ９から入射側の一定距離
の位置および出射側の一定距離の位置に原稿読み取り面
３３およびイメージセンサチップの受光面３６をそれぞ
れ配置する必要がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記のセルフォックレ
ンズアレイは、まず第１に、これが備えるロッドレンズ
にその内部の各所で屈折率を異ならせるという独特な光
学的特性を持たせる必要があるために、特殊な製造技術
を持つ者のみに製造可能であり、それ故に高価に過ぎる
という大きな難点がある。このことは、密着型イメージ
センサ等を備えたファクシミリやイメージリーダなどの
光学機器のコストダウンの障害になる。

【０００４】第２に、セルフォックレンズアレイとして
の共役長や焦点深度を変更するには、セルフォックレン
ズそのものの光学的特性を変更するしかないために、共
役長や焦点深度の選択の幅が狭く、これによってこのセ
ルフォックレンズアレイを用いた光学機器の設計の自由
度が狭められるという問題がある。

【０００５】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、従来のセルフォックレンズアレ
イと同様の正立等倍像を得ることができるとともに、従
来のセルフォックレンズアレイに比較して格段に安価に
製造可能であり、しかも、共役長や焦点深度を自由に選
択することができるレンズアレイアッセンブリを提供す
ることをその課題としている。

【０００６】

【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。

【０００７】すなわち、本願発明の第１の側面によって
提供されるレンズアレイアッセンブリは、並列配置され
た複数のレンズ部と、これらのレンズ部を一体的につな
ぐホルダ部とが樹脂一体成形によって形成されたレンズ
アレイを複数備えるとともに、各レンズアレイは、それ
らの各レンズ部の光軸が合うように積層され、かつ、正
立等倍像が得られるように組み合わされているレンズア
レイアッセンブリであって、複数のレンズアレイのう
ち、少なくともいずれか１つのレンズアレイには、各レ
ンズ部どうしを光学的に分離させる手段が設けられてお
り、上記光学的に分離させる手段は、ホルダ部における
各隣接するレンズ部の間に、入射側と出射側の双方から
設けた凹溝を含んでいることを特徴としている。

【０００８】各レンズアレイの各レンズ部は、通常、入
射側レンズ面と出射側レンズ面をともに凸曲面状とする
凸レンズとして形成される。２つのレンズアレイを組み
合わせる場合、各光軸上に２つの凸レンズ部が直列に並
ぶことになる。光は、第１のレンズアレイの凸レンズ部
を通過した後、第２のレンズアレイの凸レンズ部を通過
する。ここで、第１のレンズアレイの凸レンズ部の入射
側レンズ面を第１面、出射側レンズ面を第２面、第２の
レンズアレイの凸レンズ部の入射側レンズ面を第３面、
出射側レンズ面を第４面ということとすると、図５にお
いて、入射側のある始点Ｓを出発した光が第１面（第１
のレンズアレイ１Ａの入射側レンズ面１１ａ）での屈折
によって第２面（第１のレンズアレイ１Ａの出射側レン
ズ面１１ｂ）、第３面（第２のレンズアレイ１Ｂの入射
側レンズ面１１ａ）付近で一次焦点を形成するようにす
る。第２面と第３面は対向する凸曲面であるから、第２
面から出射して第３面に入射するときの屈折により、光
は光軸方向からみて始点方向に戻るように折れ曲がる。
そして、一次焦点からの光が第４面（第２のレンズアレ
イ１Ｂの出射側レンズ面１１ｂ）での屈折によって出射
側のある点Ｒに二次焦点を結ぶようにする。このように
光軸を合わせた複数の凸レンズ部により、セルフォック
レンズに見られる光の蛇行現象と同等の現象が得られ、
レンズアレイアッセンブリの入射側の所定距離にある物
体の正立等倍像が出射側の所定距離の位置に形成される
のである。

【０００９】本願発明に係るレンズアレイアッセンブリ
は、各レンズアレイが通常は凸レンズからなるレンズ部
と、これらをつなぐホルダ部とを樹脂一体成形して形成
されているのであり、従来のセルフォックレンズのよう
に、レンズの各所で屈折率を異ならせるといった困難な
構成はまったく不要であり、透明樹脂を用いた単純な金
型成形によって得ることができる。また、各レンズ部の
特性を自由に変更して、共役長や焦点深度を設定するこ
とができる。

【００１０】本願発明に係るレンズアレイアッセンブリ
においてはまた、複数のレンズアレイのうち、少なくと
もいずれか１つのレンズアレイに、各レンズ部どうしを
光学的に分離させる手段が設けられる。このような手段
が設けられたレンズアレイにおいては、あるレンズ部に
入射した光が隣のレンズ部に混入する、いわゆるクロス
トークによる画像劣化を有効に防止することができる。

【００１１】また、本願発明においては、このような各
レンズ部どうしを光学的に分離させる手段として、特
に、ホルダ部における各隣接するレンズ部の間に、入射
側と出射側の双方から設けた凹溝を含んで構成されてい
る。この凹溝は、隣接するレンズ部間を光が行き来する
のを防止する役割を果たすのであり、したがって、この
凹溝はその深さが深いほど上記のようなクロストーク防
止効果は大きい。しかしながら、このような深い凹溝を
ホルダ部の一側のみから形成するには、金型に丈の高い
突起を設けておくことになり、そうすると、成形時に樹
脂の巡りが悪くなり、適正な成形が困難となるばかり
か、レンズアレイの入射側と出射側の残留応力にアンバ
ランスが生じ、成形後のレンズアレイが湾曲変形する傾
向が生じるなどの不具合を招来する。

【００１２】本願発明では、上記のような凹溝をホルダ
部の入射側と出射側の双方から形成するようにしている
ので、金型側に設ける突起は比較的丈が低くてよく、し
たがって、成形時の樹脂の巡りが著しく悪化することな
く適正な成形を行うことができるほか、成形後の入射側
と出射側の応力のアンバランスもなくなり、レンズアレ
イに湾曲変形が生じるといったこともなくなる。また、
金型における強度上の問題を招来することなく、幅の狭
い凹溝を形成することが可能であり、このことにより、
レンズ部の配置ピッチを短縮して、正立等倍像の画像品
位をより向上させることができるようになる。

【００１３】好ましい実施の形態においては、ホルダ部
の入射側の面および出射側の面における各レンズ部を囲
む所定領域は各レンズ部のレンズ面に対して段落ちさせ
られた段落ち面とされており、この段落ち面にクロスト
ーク防止用の上記凹溝が形成されている。

【００１４】好ましい実施の形態においてはまた、レン
ズ部どうしを光学的に分離させる手段は、ホルダ部の入
射側の面および出射側の面におけるレンズ部を囲む領域
を覆う黒色またはそれに近い暗色系の遮光材をさらに含
んでいる。

【００１５】好ましい実施の形態においてはさらに、レ
ンズ部どうしを光学的に分離させる手段は、上記レンズ
アレイにおける少なくとも入射側の面および出射側の面
のそれぞれにおけるレンズ面を除く表面を覆う黒色また
はそれに近い暗色系の遮光材をさらに含んでいる。

【００１６】ホルダ部の各レンズ部を囲む所定領域が各
レンズ部のレンズ面に対して段落ちさせられていること
は、別言すると、各レンズ部のレンズ面は、ホルダ部か
ら所定高さ浮き出ていることを意味する。上記実施形態
では、少なくともレンズ部を囲む所定領域において、上
記のように浮き出たレンズ面を除く表面が遮光材で覆わ
れていることになる。このレンズ面を除く表面とは、ホ
ルダ部の表面および上記のような凹溝の内面を包含す
る。このような構成は、例えば、樹脂成形後の状態のレ
ンズアレイをいったん暗色系の液体塗料中に浸漬するな
どしてレンズアレイの表面のすべてを遮光材で覆った
後、レンズ面に付着した遮光材を払拭によって除去する
という手法により簡便に実現することができる。上述の
ように、レンズ面はホルダ部の表面から浮き上がってい
るので、レンズ面に付着する遮光材のみを払拭除去する
ことが容易にできるからである。

【００１７】複数のレンズ部は、これを一列直線状に並
列させるほか、このような直線状に並列させたレンズ部
列をレンズアレイの幅方向に複数列設けることもでき
る。レンズ部列の数を増加させると、それだけ正立等倍
像を明るくすることができる。なおこの場合、レンズ部
列間のクロストークを防止するために、レンズ部列間に
入射側と出射側の双方から設けた凹溝を設けることが望
ましい。

【００１８】好ましい実施の形態においてはさらに、各
レンズアレイは、積層方向に隣接する一方に設けた凸部
と、他方に設けた凹部とを互いに嵌合させることにより
組み合わされている。このようにすれば、各レンズアレ
イを積層状に組み合わせる組み立て工程が極めて簡単な
ものとなる。

【００１９】本願発明の第２の側面によれば、光学装置
が提供され、この光学装置は、原稿載置面、受光素子と
これらの間に配置された請求項１ないし８のいずれかに
記載のレンズアレイアッセンブリとを備え、原稿載置面
に載置された原稿の正立等倍像を受光素子上に結像され
るように構成したことを特徴としている。光学装置のレ
ンズアレイとして本願発明の第１の側面に係るレンズア
レイアッセンブリを用いることにより、レンズアレイと
してのコストが著しく削減され、装置のコストダウンに
大きく寄与する。またレンズアレイアッセンブリの共役
長や焦点深度を自由に設定することができるので、この
光学機器の設計の自由度が高められる。

【００２０】本願発明のその他の特徴および利点は、図
面を参照して以下に行う詳細な説明から、より明らかと
なろう。

【００２１】

【好ましい実施の形態】図１は、本願発明に係るレンズ
アレイアッセンブリの第１の実施形態の中央縦断面図、
図２は斜視図、図３は図１のIII-III 線に沿う断面図、
図４は図１のIV-IV 線に沿う断面図、図５は作用説明図
である。

【００２２】このレンズアレイアッセンブリＡは、第１
のレンズアレイ１Ａ（１）と、第２のレンズアレイ１Ｂ
（１）とが積層状態で組み合わされたものである。各レ
ンズアレイ１Ａ，１Ｂは、長手方向に同じピッチで等間
隔に直線状一列に配列された複数のレンズ部１１と、こ
れらのレンズ部１１間をつなぐホルダ部１６とを備えて
おり、全体として横幅がレンズ部の直径よりも大の横断
面矩形状をした長尺ブロック状を呈している。そして、
各レンズアレイ１Ａ，１Ｂの長手方向両端部には、両レ
ンズアレイを積層状態に保持するための連結手段１２，
１３が設けられている。各レンズアレイ１Ａ，１Ｂは、
透明樹脂による一体成形物であり、その材質としては、
透明度、および機械強度、ならびに耐熱強度にすぐれ
た、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）
が好適に採用される。

【００２３】第１のレンズアレイ１Ａは、光の入射側に
配置され、第２のレンズアレイ１Ｂは、光の出射側に配
置される。各レンズアレイ１Ａ，１Ｂのレンズ部１１
は、入射側レンズ面１１ａおよび出射側レンズ面１１ｂ
がともに凸曲面の凸レンズの形態を持っており、第１の
レンズアレイ１Ａの各レンズ部１１と第２のレンズアレ
イ１Ｂの各レンズ部１１は、それぞれ光軸Ｃが合わせら
れている。なお、この実施形態においては、第１のレン
ズアレイ１Ａと第２のレンズアレイ１Ｂとは、同一の形
態を持つものが使用されており、各レンズ部１１の入射
側レンズ面１１ａと出射側レンズ面１１ｂは、後述する
ような正立等倍像を形成するに際し、収差を最小限にす
るように、適宜、球面、あるいは非球面が組み合わされ
ている。

【００２４】図に示す実施形態においては、各レンズア
レイ１Ａ，１Ｂのホルダ部１６における入射側の面およ
び出射側の面は、各レンズ部１１の入射側レンズ面１１
ａおよび出射側レンズ面１１ｂを囲む領域が所定深さ段
落ちする段落ち面１６ａ，１６ｂとされている。すなわ
ち、各レンズ部１１の入射側レンズ面１１ａおよび出射
側レンズ面１１ｂは、円筒状の起立面１１ｃを介して上
記の段落ち面１６ａ，１６ｂから膨出した恰好とされて
いる。また、上記段落ち面１６ａ，１６ｂにおける各隣
接するレンズ部１１の間の領域には、隣り合うレンズ部
１１間を光学的に分離するために、入射側と出射側の双
方から没入する有底状の凹溝１４が形成されている。こ
の凹溝１４は、図２および図４に表れているように、レ
ンズアレイ１Ａ，１Ｂの幅方向に好ましくはレンズ部１
１の直径よりも長い寸法を有して延びたものである。

【００２５】なお、レンズ部１１の直径は、たとえば
０．６ｍｍ程度、レンズ部１１の配列ピッチは、たとえ
ば０．７５ｍｍ程度である。この場合、上記凹溝１４の
幅は、たかだか０．１５ｍｍ程度の細幅状のものとな
る。また、入射側の段落ち面１６ａと出射側の段落ち面
１６ｂとの間の距離（ホルダ部の厚み）は、１．５ｍｍ
程度、両段落ち面１６ａ，１６ｂに形成される凹溝１４
の深さは、０．６ｍｍ程度、段落ち面１６ａ，１６ｂか
らレンズ面１１ａ，１１ｂまで立ち上がる起立面１１ｃ
の高さは、０．３ｍｍ程度である。

【００２６】図に示す実施形態においてはまた、各レン
ズアレイ１Ａ，１Ｂのホルダ部１６における入射側の面
および出射側の面が、各レンズ部１１の入射側レンズ面
１１ａおよび出射側レンズ面１１ｂを除き、黒色または
それに近い暗色系の遮光材１５で覆われている。すなわ
ち、上記段落ち面１６ａ，１６ｂの表面、段落ち面１６
ａ，１６ｂに形成された凹溝１４の内面、段落ち面１６
ａ，１６ｂから立ち上がる円筒状の起立面１１ｃが遮光
材１５で覆われ、レンズ部１１の入射側レンズ面１１ａ
および出射側レンズ面１１ｂが露出させられている。こ
のような遮光材１５としては、暗色系の塗料が用いら
れ、上記のようにして遮光材でレンズ面１１ａ，１１ｂ
以外の表面を覆うための手法については後述する。

【００２７】各レンズアレイ１Ａの長手方向両端部にお
ける入射側の面には突起１２が、出射側の面には凹部１
３がそれぞれ形成されており、第１のレンズアレイ１Ａ
の出射側の凹部１３に、第２のレンズアレイ１Ｂの入射
側のの凸部１２を相互に嵌合させることにより、両レン
ズアレイ１Ａ，１Ｂが、積層状態において連結保持され
ている。

【００２８】次に、上記実施形態に係るレンズアレイア
ッセンブリＡの作用を図５を参照して説明する。

【００２９】このレンズアレイアッセンブリＡは、光の
始点Ｓに置いた物体（ａ→ｂ→ｃ）の正立等倍像（ａ′
→ｂ′→ｃ′）を得る目的のものである。ここで、第１
のレンズアレイ１Ａのレンズ部１１の入射側のレンズ面
１１ａを第１面、出射側のレンズ面を第２面、第２のレ
ンズアレイ１Ｂのレンズ部１１の入射側のレンズ面１１
ａを第３面、出射側のレンズ面１１ｂを第４面というこ
とにすると、始点Ｓから第１面までの距離Ｈ₁と、第４
面から結像点Ｒまでの距離Ｈ₂とは、ほぼ同距離とされ
る。上記各距離Ｈ₁，Ｈ₂に第１，第４面間距離Ｈ₃を
加えた距離がいわゆる共役長に相当する。この共役長が
長い程、いわゆる焦点深度が深くなる。焦点深度を深く
するには、レンズ部１１の各入・出射面、すなわち、第
１〜第４面の曲率を小さくすればよい。焦点深度が深く
なると、始点Ｓに対して物体が光の進行方向にずれてい
ても、その正立等倍像のピンぼけが少なくなる。また、
始点Ｓからあるレンズ部の第１面に入射する光の角度
（画角）が小さくなるので、それだけ各レンズ部につい
ての収差が小さくなり、解像度が高まる。本願発明に係
るレンズアレイアッセンブリＡにおいては、各レンズア
レイ１Ａ，１Ｂのレンズ部１１の曲率を樹脂成形金型を
変更するだけで自由に設定し、上記の共役長、ないしは
焦点深度を所望のように設定することができる。

【００３０】図５に表れているように、各レンズアレイ
１Ａ，１Ｂの各レンズ部１１は、各光軸Ｃ上に直列に並
ぶことになる。光は、第１のレンズアレイ１Ａの凸レン
ズ部１１を通過した後、第２のレンズアレイ１Ｂの凸レ
ンズ部１１を通過する。すなわち、始点Ｓから出発した
光は、第１〜第４面を通過する際に所定の屈折作用を受
けて結像点Ｒに到達する。より具体的には、第１面（１
Ａの１１ａ）での屈折によって第２面（１Ａの１１
ｂ）、第３面（１Ｂの１１ａ）付近で一次焦点を形成
し、そうして、第２面と第３面は対向する凸曲面である
から、第２面から出射して第３面に入射するときの屈折
により、光は光軸方向から見て始点方向に戻るように折
れ曲がる。そして、一次焦点からの光が第４面（１Ｂの
１１ｂ）での屈折によって出射側の結像点Ｒに二次焦点
を結ぶ。このように光軸Ｃを合わせた複数の凸レンズ部
１１，１１により、セルフォックレンズに見られる光の
蛇行現象と同等の現象が得られ、レンズアレイアッセン
ブリＡの入射側の所定距離にある物体（ａ→ｂ→ｃ）の
正立等倍像（ａ′→ｂ′→ｃ′）が出射側の所定距離の
位置に形成されるのである。

【００３１】上記レンズアレイアッセンブリＡにおいて
はまた、各レンズアレイ１Ａ，１Ｂの各隣接するレンズ
部１１間のクロストークを防止するための手段として、
ホルダ部１６の入射側および出射側の双方から形成した
凹溝１６ａ，１６ｂを設けるとともに、ホルダ部１６の
入射側の面および出射側の面におけるレンズ面１１ａ，
１１ｂ以外の表面を暗色系の塗膜１５で覆っている。し
たがって、入射光は、各レンズ部１１のレンズ面（第１
面（１Ａの１１ａ），第３面（１Ｂの１１ａ））のみか
らレンズアレイに入射する。そして、隣のレンズ部から
入射した光が混入することは、凹溝１４およびこの凹溝
の内面を覆う塗膜１５によって防止される。そして、レ
ンズアレイ内部を通過する光は、各レンズ部１１の出射
側レンズ面（第２面（１Ａの１１ｂ），第４面（１Ｂの
１１ｂ））のみから外部に出射される。このようなこと
から、レンズ部１１間の光のクロストークが効果的に防
止される。

【００３２】次に、上記構成のレンズアレイアッセンブ
リの製造方法の一例について説明する。前述したよう
に、上記レンズアレイアッセンブリＡを構成する第１の
レンズアレイ１Ａおよび第２のレンズアレイ１Ｂは、同
一の構成を持つものが光軸方向に積層状に組み合わされ
たものであるが、これらレンズアレイ１Ａ，１Ｂは、た
とえば、図６ないし図８に示した樹脂成形品１′に所定
の塗装処理を施した後、各レンズ列ごとに分割すること
により得られる。すなわち、この樹脂成形品１′は、前
述した各レンズアレイ１Ａ，１Ｂをその幅方向に複数連
続させたような形態を持っており、図に示す実施形態で
は、１０列のレンズアレイが一体的に成形されたもので
ある。なお、図６および図７に表れているように、この
樹脂成形品１′におけるレンズアレイとしての領域以外
の領域についてはレンズ部の両レンズ面間距離よりわず
かに大きな距離に相当する厚みを持った厚肉部とされて
いる。より具体的には、樹脂成形品１′の長手方向両端
部の側縁部１ａ，１ｂに加え、短手方向の側縁部１ｃ，
１ｄおよび各レンズアレイ領域間の複数条の帯状領域１
ｅは、厚肉状に形成されている。

【００３３】このような構成の樹脂成形品１′の製造
は、たとえば、図９および図１０に示したような一組の
金型６ａ，６ｂを用いて行われる。金型６ａ，６ｂは、
金型本体部６０ａ，６０ｂと補助金型６１ａ，６１ｂと
を組み合わせて構成されたものである。より具体的に
は、金型本体部６０ａ，６０ｂは、キャビティ６５を形
成するための面に樹脂成形品１′の各レンズ面１１ａ，
１１ｂに対応する多数の凹部１１ａ′，１１ｂ′を複数
列設けたものであり、各レンズアレイに分断した際の両
端部に形成するべき連結手段としての凸部１２や凹部１
３を形成するための凹部１２′や凸部１３′をも有して
いる。補助金型６１ａ，６１ｂは、図１１においてその
構成を示したように、多数の貫通孔６２が形成されてい
る帯状部材６３の表面に複数の凸部６４を設けたもので
ある。この複数の凸部６４は、クロストーク防止用の凹
溝１４を形成するための部材である。これらの補助金型
６１ａ，６１ｂは、複数の貫通孔６２が複数の凹部１１
ａ′，１１ｂ′に重なるようにして金型本体部６１ａ，
６１ｂに取付けられている。

【００３４】上記構成の金型６ａ，６ｂのキャビティ６
５内に透光性を有する樹脂を充填し、その成形を行う
と、上記した構成の樹脂成形品１′を得ることができ
る。補助金型６１ａ，６１ｂの各貫通孔６２は、レンズ
アレイにおける各レンズ部１１の円筒状起立面１１ｃを
形成する役割を果たす。樹脂成形品１′は、最終的に得
られる個々のレンズアレイと比較すると全体のサイズが
大きく、金型６ａ，６ｂのキャビティ６５の容積も大き
い。したがって、キャビティ６５内に樹脂を流し込んだ
ときには、キャビティ６５内における樹脂の流れが良好
となり、各レンズ面１１ａ，１１ｂや、凹溝１４を規定
する壁面等の微細な部分を適切に成形することができ
る。特に、樹脂成形品１′は、前述したように、レンズ
アレイとしての領域以外の領域が厚肉とされているため
に、キャビティ６５内に供給された樹脂をキャビティ６
５内の全域に行き渡らせることができる。

【００３５】キャビティ６５に対する樹脂の供給方法
は、たとえば図１１の矢印Ｎａに示すように、金型６
ａ，６ｂの凸部６４が延びる方向、すなわち、各レンズ
アレイの短手方向とすることが望ましい。このようにす
れば、凸部６４によって樹脂の流れが大きく妨げられな
いようにすることができる。さらには、図に示す実施形
態においては、レンズアレイ１Ａ，１Ｂの構成について
すでに述べたように、クロストーク防止用の凹溝１４が
レンズアレイのホルダ部１６の入射側と出射側の双方か
ら押入するように形成されている。それ故に、このよう
な凹溝１４を形成するための凸部６４は、両金型６ａ，
６ｂから向かい合うように延出している。したがって、
このような凸部を一方の金型から延出させる場合に比較
して、キャビティ内のすみずみまで、樹脂を適正に行き
渡らせることができる。

【００３６】樹脂成形品１′の製造後には、各レンズ部
１１のレンズ面１１ａ，１１ｂを除く全表面を黒色また
は暗色系の遮光材１５で覆うための塗装処理を行う。こ
の塗装処理は、たとえば図１２に示すように、塗料液１
５′中に樹脂成形品１′を浸積させ、いったん樹脂成形
品の全表面を塗装した後に、各レンズ面１１ａ，１１ｂ
に付着した塗料を払拭除去することにより行うことがで
きる。このような処理は、図１３に示すように、塗膜１
５が乾燥固化する以前において、たとえば給水性部材か
らなるローラ８０を用いて塗料１５を払拭することによ
り行うことができる。前述したように、この実施形態に
おいては、レンズ面１１ａ，１１ｂを囲むホルダ部領域
が段落ち面１６ａ，１６ｂとなっているために、上記の
ような払拭操作により、レンズ面１１ａ，１１ｂの塗料
を選択的に除去することが可能となる。

【００３７】このような一連の操作により、図１４に示
すように、各レンズ面１１ａ，１１ｂを除く全領域が黒
色または暗色系の塗料によって覆われた樹脂成形品１′
が得られる。

【００３８】次いで、図１５に示すように、樹脂成形品
１′の切断作業を行う。この切断作業は、図１５の符号
Ｎｂ−Ｎｂの仮想線に沿って、樹脂成形品１′を順次的
にあるいは同時に切断すればよい。このような切断作業
により、前述した長尺ブロック状のレンズアレイ１Ａ，
１Ｂが複数得られる。このような製造方法によれば、１
つの樹脂成形品１′からレンズアレイ１Ａ，１Ｂを複数
個得ることができるため、レンズアレイの生産能率が高
まる。特に、樹脂成形品１′を複数のレンズアレイに分
割するまでの処理は、複数のレンズアレイに対する処理
を一括して行うことができるために、その生産能率は一
層高められることになる。また、同一の樹脂成形品１′
から取り出される特に樹脂成形品において隣接していた
レンズアレイは、互いに特に長手方向の寸法誤差がほと
んどなく、このようにして隣接するレンズアレイを組み
合わせて図１ないし図４に示したようなレンズアレイア
ッセンブリＡを構成すると、レンズアレイアッセンブリ
Ａの長手方向の各所において両レンズアレイのレンズ部
間に位置ずれがない、品位の高いレンズアレイアッセン
ブリＡを得ることができる。

【００３９】図１６ないし図１９は、本願発明に係るレ
ンズアレイアッセンブリの第２の実施形態を示してい
る。この実施形態に係るレンズアレイアッセンブリＡａ
においては、各レンズアレイ１Ｃ，１Ｄは、複数列のレ
ンズ部１１を備えている。この場合、各レンズ部１１の
構成、レンズ部１１を囲むホルダ領域が段落ち面１６
ａ，１６ｂとなっている点、この段落ち面において、隣
接するレンズ部間のクロストークを防止するための凹溝
１４ａが入射側と出射側の双方からが設けられている点
は、前述した実施形態と同様である。この実施形態にお
いてはさらに、各レンズ部列間のクロストークを防止す
るためのアレイ長手方向に延びる凹溝１４ｂが形成され
ている。そして、この実施形態においても、第１のレン
ズアレイ１Ｃと第２のレンズアレイ１Ｄとは、同一の構
成を持つものが用いられており、各両端部に形成した連
結手段としての凸部１２および凹部１３を互いに嵌合さ
せることにより、積層方向に一体化されている。

【００４０】このようなレンズアレイアッセンブリＡａ
もまた、図２０および図２１に示したような樹脂成形品
１Ｃ′から得られたレンズアレイを組み合わせることに
より作製することができる。図２０に示すように、この
樹脂成形品１Ｃ′もまた、単一のレンズアレイが短手方
向に複数一体化されたような形態を持っており、金型成
形によって得ることができる。この場合も同様に、前述
した第１の実施形態について述べたのと同様の塗装工程
を施すことにより、レンズ面以外の領域を暗色系の塗料
で覆うことができるなど、すでに第１の実施形態につい
て説明したのと同様の利点を得ることができる。

【００４１】図２２は、本願発明の第２の側面に係る光
学装置としての密着型イメージセンサ３０を示してい
る。このイメージセンサ３０は、断面略矩形状を呈する
とともに、上下方向に貫通する内部空間を有するケース
３１を備え、このケース３１の上面開口３２には透明カ
バー３３が、下面開口３４には基板３５がそれぞれ装着
されている。基板３５の上面適所には、受光素子として
のイメージセンサチップ３６と、発光素子としてのＬＥ
Ｄ３７が搭載されている。イメージセンサチップ３６
は、紙面と直交する方向に多数の受光部が一列に配置さ
れたものであって、読み取り幅に応じて適当数が長手方
向に隣接して配置される。また、発光素子としてのＬＥ
Ｄ３７は、読み取り幅に応じて、適当数のものが所定間
隔を隔てて配置される。

【００４２】イメージセンサチップ３６を通って上下方
向に延び、透明カバー３３に至る光軸Ｃが設定され、こ
の光軸Ｃの中間部に、本願発明の第１の側面に係るレン
ズアレイアッセンブリＡがケース３１内に形成されたホ
ルダ３８に保持されて配置されている。このホルダ３８
は、ケース３１の側壁内面と、基板３５上のイメージセ
ンサチップ３６とＬＥＤ３７とを遮るように形成した中
間壁３９とによって形成されている。この場合におい
て、透明カバー３３の表面における上記光軸Ｃと交差す
るラインが読み取りラインＬｃとなる。そして、この読
み取りラインＬｃから上記イメージセンサチップ３６ま
での光軸Ｌｃ上の距離Ｈａがいわゆる共役長となる。中
間壁３９は、上端の途中で途切れており、したがって、
ＬＥＤ３７が配置された空間は、その上部において、上
記光軸Ｌｃを含むレンズアレイアッセンブリＡの上部空
間と繋がっている。また、実施形態では、ＬＥＤ３７が
搭載された空間４０は、ケースの内面３１ａおよび中間
壁３９の一側面３９ａを変曲させることにより、読み取
りラインＬｃに向かって曲がりながらかつ次第に狭めら
れている。この空間４０を形成する壁３１ａ，３９ａ
は、たとえば白色に着色され、高反射率をもつようにな
されている。

【００４３】透明カバー３３の表面における読み取りラ
インＬｃに原稿Ｄが接触するようにして、この原稿Ｄ
は、プラテンＰにバックアップされながら所定方向に送
られる。

【００４４】以上の構成において、ＬＥＤから発した光
は読み取りラインＬｃ付近まで導かれ、原稿Ｄを照明す
る。原稿における読み取りラインＬｃに沿う画像は、レ
ンズアレイアッセンブリＡによってイメージセンサチッ
プ３６上に正立等倍の像として結像させられ、イメージ
センサチップ３６は、ライン方向に並ぶ受光部の強弱信
号として画情報を読み取る。原稿Ｄが副走査方向に送ら
れるごとに上記した読み取りラインＬｃ上の画情報が読
み取られ、これらの画情報が総合してイメージ情報とな
る。

【００４５】本願発明の第１の側面に係るレンズアレイ
アッセンブリＡ，Ａａは、焦点深度や共役長を所望のよ
うに設定し得るので、このようなイメージセンサ３０の
構成の自由度が高まる。焦点深度が高いと、透明カバー
３３に対して多少浮いた恰好の原稿Ｄをもピンぼけの程
度を少なくして適正に読み取ることができるので、この
ようなイメージセンサ３０をハンディスキャナとして構
成するのに都合がよくなる。

【００４６】もちろん、この発明の範囲は、上述した各
実施形態に限定されるものではない。実施形態では、２
つのレンズアレイを光軸方向に組み合わせてレンズアレ
イアッセンブリを構成したが、それ以上の個数のレンズ
アレイを組み合わせてレンズアレイアッセンブリを構成
する場合も本願発明に包摂される。

【００４７】実施形態ではまた、２つのレンズアレイと
して、全く同一の構成を持つものを組み合わせるように
したが、各レンズアレイを異なる構成を持つものとして
もよい。要は、このような複数組み合わされるレンズア
レイのうち、少なくとも１つにおいて、各レンズ部間の
クロストークを防止するための凹溝１４，１４ａ，１４
ｂが、ホルダ部１６における入射側と出射側の双方から
形成されているという点が、本願発明の最も重要なポイ
ントである。

【００４８】そして、クロストークを防止するための凹
溝１４，１４ａ，１４ｂの形成については、上述した実
施形態のように、樹脂成形品を形成する際に金型によっ
て形成することが最も効率がよく、適正なものとなる
が、このような凹溝１４，１４ａ，１４ｂの形成方法も
問われない。樹脂成形品１′を形成した段階において、
パルス炭酸ガスレーザやエンドミルなどの機械加工によ
ってこの凹溝１４，１４ａ，１４ｂを形成することも、
あるいは、金型による形成と機械加工やレーザ加工とを
組み合わせてこの凹溝１４，１４ａ，１４ｂを形成する
ことも、もちろん本願発明の範囲内である。

【００４９】さらに、実施形態に係るレンズアレイは、
ライン状の画像の正立等倍像を得る目的のために、長尺
ブロック状のレンズアレイに１列または複数列のレンズ
部を形成したものであるが、面的な画像の正立等倍像を
得る目的のために、積層状に組み合わされる各レンズア
レイとして、そのそれぞれのレンズ部がたとえば格子
状、あるいはハニカム状に配列されたものを用いるよう
にする場合も、もちろん本願発明の範囲に含まれる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願発明に係るレンズアレイアッセンブリの第
１の実施形態の中央縦断面図。

【図２】図１に示されるレンズアレイアッセンブリの斜
視図。

【図３】図１のIII-III 線に沿う断面図。

【図４】図１のIV-IV 線に沿う断面図。

【図５】作用説明図。

【図６】図１〜図４に示されるレンズアレイアッセンブ
リの製造方向の説明図であり、(a) はレンズアレイアッ
センブリを構成するレンズアレイを形成するための樹脂
成形品の平面図、(b) は(a) のVI-VI 線に沿う断面図。

【図７】図６に示される樹脂成形品の部分斜視図。

【図８】図６(a) のVI-VI 線に沿う拡大断面図。

【図９】図６に示される樹脂成形品を成形に用いられる
金型の構成例を示す断面図。

【図１０】図９に示す金型を用いて樹脂成形品を形成
し、型開きした状態を示す断面図。

【図１１】図９に示す金型の構成部品を分解して示す斜
視図。

【図１２】図６に示される樹脂成形品の全面に暗色系塗
装を施すための方法例の説明図。

【図１３】図１２に示す工程で樹脂成形品の全面に施さ
れた塗装のうち、レンズ面に付着した塗装を払拭除去し
ている様子を示す説明図。

【図１４】レンズ面以外の表面に暗色系の塗装が施され
た状態の樹脂成形品を示す断面図。

【図１５】図１４に示される状態の樹脂成形品を各レン
ズアレイに分割している様子を示す平面的説明図。

【図１６】本願発明に係るレンズアレイアッセンブリの
第２の実施形態の部分斜視図。

【図１７】図１６のXVII-XVII 線に沿う断面図。

【図１８】図１６のXVIII-XVIII 線に沿う断面図。

【図１９】図１６のXIX-XIX 線に沿う断面図。

【図２０】図１６〜図１９に示されるレンズアレイアッ
センブリを構成するレンズアレイを形成するための樹脂
成形品を示す平面図。

【図２１】図２０のXXI-XXI 線に沿う断面図。

【図２２】本願発明に第２の側面に係る光学装置として
のイメージセンサの一例の構造を示す断面図。

【図２３】従来例としてのセルフォックレンズアレイの
全体斜視図。

【図２４】従来例としてのセルフォックレンズアレイの
作用説明図。

【符号の説明】

Ａ，Ａａレンズアレイアッセンブリ１レンズアレイ１Ａ，１Ｃ第１のレンズアレイ１Ｂ，１Ｄ第２のレンズアレイ１１レンズ部１１ａ入射側レンズ面１１ｂ出射側レンズ面１２連結手段（凸部）１３連結手段（凹部）１４，１４ａ凹溝（レンズ部間のクロストーク防止）１４ｂ凹溝（レンズ部列間のクロストーク防
止）１５遮光膜（暗色系塗装）１６ホルダ部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】並列配置された複数のレンズ部と、これ
らのレンズ部を一体的につなぐホルダ部とが樹脂一体成
形によって形成されたレンズアレイを複数備えるととも
に、各レンズアレイは、それらの各レンズ部の光軸が合
うように積層され、かつ、正立等倍像が得られるように
組み合わされているレンズアレイアッセンブリであっ
て、複数のレンズアレイのうち、少なくともいずれか１つの
レンズアレイには、各レンズ部どうしを光学的に分離さ
せる手段が設けられており、上記光学的に分離させる手段は、ホルダ部における各隣
接するレンズ部の間に、入射側と出射側の双方から設け
た凹溝を含んでいることを特徴とする、レンズアレイア
ッセンブリ。
【請求項２】ホルダ部の入射側の面および出射側の面
における各レンズ部を囲む所定領域は、各レンズ部のレ
ンズ面に対して段落ちさせられた段落ち面とされてお
り、この段落ち面に上記凹溝が形成されている、請求項
１に記載のレンズアレイアッセンブリ。
【請求項３】レンズ部どうしを光学的に分離させる手
段は、ホルダ部の入射側の面および出射側の面における
レンズ部を囲む領域を覆う黒色またはそれに近い暗色系
の遮光材をさらに含む、請求項２に記載のレンズアレイ
アッセンブリ。
【請求項４】レンズ部どうしを光学的に分離させる手
段は、上記レンズアレイにおける少なくとも入射側の面
および出射側の面のそれぞれにおけるレンズ面を除く表
面を覆う黒色またはそれに近い暗色系の遮光材をさらに
含む、請求項２に記載のレンズアレイアッセンブリ。
【請求項５】各レンズアレイは、複数のレンズ部が所
定間隔で直線状に並ぶように長尺ブロック状に形成され
ている、請求項１に記載のレンズアレイアッセンブリ。
【請求項６】各レンズアレイは、複数のレンズ部を所
定間隔で直線状に並べたレンズ部列をアレイ幅方向に複
数列配置した長尺ブロック状に形成されている、請求項
１に記載のレンズアレイアッセンブリ。
【請求項７】上記光学的に分離させる手段は、ホルダ
部におけるレンズ部列の間に、入射側と出射側の双方か
ら設けた凹溝をさらに含んでいる、請求項７に記載のレ
ンズアレイアッセンブリ。
【請求項８】各レンズアレイは、積層方向に隣接する
一方に設けた凸部と、他方に設けた凹部とを互いに嵌合
させることにより組み合わされている、請求項５または
６に記載のレンズアレイアッセンブリ。
【請求項９】原稿載置面と、受光素子と、これらの間
に配置された請求項１ないし８のいずれかに記載のレン
ズアレイアッセンブリとを備え、原稿載置面に載置され
た原稿の正立等倍像を受光素子上に結像させるように構
成したことを特徴とする、光学装置。