特開 2023-34997 ロッドレンズアレイ、ロッドレンズアレイアセンブリ、センサユニット、読取装置、検査装置および記録システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023034997

(43)【公開日】2023-03-13

(54)【発明の名称】ロッドレンズアレイ、ロッドレンズアレイアセンブリ、センサユニット、読取装置、検査装置および記録システム

(51)【国際特許分類】

   G02B 3/00 20060101AFI20230306BHJP

   G06T 1/00 20060101ALI20230306BHJP

【ＦＩ】

G02B3/00

G06T1/00 420G

【審査請求】未請求

【請求項の数】20

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021141555

(22)【出願日】2021-08-31

(71)【出願人】

【識別番号】000104629

【氏名又は名称】キヤノン・コンポーネンツ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110003281

【氏名又は名称】弁理士法人大塚国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】黛 崇浩

(72)【発明者】

【氏名】加藤 裕介

(72)【発明者】

【氏名】加藤 幸雄

(72)【発明者】

【氏名】霜田 修一

(72)【発明者】

【氏名】小川 大輔

【テーマコード（参考）】

5B047

【Ｆターム（参考）】

5B047AA01

5B047BB02

5B047BC05

5B047BC11

(57)【要約】

【課題】ロッドレンズアレイを縮小光学系に適用するのに有利な技術を提供する。
【解決手段】光軸が互いに平行になるように、前記光軸と垂直な配列方向に沿って配列された複数のロッドレンズを備えるロッドレンズアレイであって、前記複数のロッドレンズのうち一部のロッドレンズの入射面および出射面の少なくとも１つの端面を覆うように遮光材が塗布されている。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

光軸が互いに平行になるように、前記光軸と垂直な配列方向に沿って配列された複数のロッドレンズを備えるロッドレンズアレイであって、
前記複数のロッドレンズのうち一部のロッドレンズの入射面および出射面の少なくとも１つの端面を覆うように遮光材が塗布されていることを特徴とするロッドレンズアレイ。

【請求項2】

前記複数のロッドレンズのうち前記遮光材が塗布されていないロッドレンズの端面から、前記光軸の方向に対して当該ロッドレンズの取込角の３倍以上の角度の位置に、前記遮光材が配されていることを特徴とする請求項１に記載のロッドレンズアレイ。

【請求項3】

前記複数のロッドレンズのうち前記遮光材が塗布されていないロッドレンズの端面から、前記光軸の方向に対して２７°以上の角度の位置に、前記遮光材が配されていることを特徴とする請求項１に記載のロッドレンズアレイ。

【請求項4】

前記ロッドレンズアレイは、前記複数のロッドレンズのうち前記遮光材が塗布されたロッドレンズが配された複数の第１部分と、前記複数のロッドレンズのうち前記遮光材が塗布されていないロッドレンズが配された複数の第２部分と、が交互に配されていることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載のロッドレンズアレイ。

【請求項5】

前記複数の第１部分のそれぞれは、前記配列方向に沿って配列され、前記遮光材が塗布された複数のロッドレンズを含んでいることを特徴とする請求項４に記載のロッドレンズアレイ。

【請求項6】

前記複数の第２部分のそれぞれは、ロッドレンズとしては前記遮光材が塗布されていない１つのロッドレンズのみを含んでいることを特徴とする請求項４または５に記載のロッドレンズアレイ。

【請求項7】

前記ロッドレンズアレイのうち前記遮光材が配される面において、前記第１部分のうち少なくとも前記配列方向の端部に前記第２部分よりも凹んでいる凹部が配されることを特徴とする請求項４乃至６の何れか１項に記載のロッドレンズアレイ。

【請求項8】

前記凹部において、前記遮光材の厚みが、前記第２部分と前記凹部との段差よりも小さいことを特徴とする請求項７に記載のロッドレンズアレイ。

【請求項9】

請求項１乃至８の何れか１項に記載のロッドレンズアレイと、
前記ロッドレンズアレイと前記ロッドレンズアレイから出射される光を受光するためのセンサとの位置関係を固定するためのフレームと、
を含むことを特徴とするロッドレンズアレイアセンブリ。

【請求項10】

請求項４乃至８の何れか１項に記載のロッドレンズアレイと、
前記ロッドレンズアレイと前記ロッドレンズアレイから出射される光を受光するためのセンサとの位置関係を固定するためのフレームと、
を含むロッドレンズアレイアセンブリであって、
前記フレームは、前記ロッドレンズアレイを収容する収容部を備え、
前記収容部のうち前記ロッドレンズアレイの前記配列方向に沿って延びる側面と対向する側壁は、前記ロッドレンズアレイの前記複数の第１部分に対向する複数の第３部分を備え、
前記複数の第３部分に、溝が形成されていることを特徴とするロッドレンズアレイアセンブリ。

【請求項11】

前記溝が、前記第３部分のうち少なくとも前記配列方向の端部に形成されていることを特徴とする請求項１０に記載のロッドレンズアレイアセンブリ。

【請求項12】

請求項７または８に記載のロッドレンズアレイと、
前記ロッドレンズアレイと前記ロッドレンズアレイから出射される光を受光するためのセンサとの位置関係を固定するためのフレームと、
を含むロッドレンズアレイアセンブリであって、
前記フレームは、前記ロッドレンズアレイを収容する収容部を備え、
前記収容部のうち前記ロッドレンズアレイの前記配列方向に沿って延びる側面と対向する側壁は、前記ロッドレンズアレイの前記複数の第１部分に対向する複数の第３部分を備え、
前記複数の第３部分に、溝が形成され、
前記溝が、前記溝が形成された前記複数の第３部分に対向する前記複数の第１部分のうち前記凹部と対向していることを特徴とするロッドレンズアレイアセンブリ。

【請求項13】

前記側壁のうち前記第２部分に対向する第４部分に、溝が形成されていないことを特徴とする請求項１０乃至１２の何れか１項に記載のロッドレンズアレイアセンブリ。

【請求項14】

前記遮光材が、前記ロッドレンズアレイと前記フレームとを結合する結合部材として機能していることを特徴とする請求項９乃至１３の何れか１項に記載のロッドレンズアレイアセンブリ。

【請求項15】

請求項９乃至１４の何れか１項に記載のロッドレンズアレイアセンブリと、
前記ロッドレンズアレイから出射される光を受光するセンサと、
を含むことを特徴とするセンサユニット。

【請求項16】

前記ロッドレンズアレイが、前記センサ上に物体像を縮小結像することを特徴とする請求項１５に記載のセンサユニット。

【請求項17】

前記ロッドレンズアレイから前記センサまでの距離が、前記センサ上に結像される物体から前記ロッドレンズアレイまでの距離よりも短いことを特徴とする請求項１５または１６に記載のセンサユニット。

【請求項18】

照明装置と、
前記照明装置によって照明された被照明体の画像情報を取得するためのイメージセンサと、
を含む読取装置であって、
前記イメージセンサが、請求項１５乃至１７の何れか１項に記載のセンサユニットを含むことを特徴とする読取装置。

【請求項19】

請求項１８に記載の読取装置と、
前記読取装置で取得した画像情報を用いて前記被照明体の良否を判定する判定器と、
を含むことを特徴とする検査装置。

【請求項20】

請求項１８に記載の読取装置と、
前記読取装置で取得した画像情報を記録媒体に記録する記録装置と、
を含むことを特徴とする記録システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ロッドレンズアレイ、ロッドレンズアレイアセンブリ、センサユニット、読取装置、検査装置および記録システムに関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、光軸に直交する方向に屈折率分布を持った光ファイバを多数直線状に配列した、正立等倍像を形成するレンズアレイが示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開平６－３４２１３１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１に示されるようなレンズアレイを、被写界深度を深くするために縮小光学系に適用すると、近接する複数のレンズによって合成される像の重なりは、等倍光学系に適用する場合よりも発生しやすくなってしまう。

【0005】

本発明は、ロッドレンズアレイを縮小光学系に適用するのに有利な技術を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記課題に鑑みて、本発明の実施形態に係るロッドレンズアレイは、光軸が互いに平行になるように、前記光軸と垂直な配列方向に沿って配列された複数のロッドレンズを備えるロッドレンズアレイであって、前記複数のロッドレンズのうち一部のロッドレンズの入射面および出射面の少なくとも１つの端面を覆うように遮光材が塗布されていることを特徴とする。

【発明の効果】

【0007】

上記手段によって、ロッドレンズアレイを縮小光学系に適用するのに有利な技術が提供される。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本実施形態に係るロッドレンズアレイの構成例を示す斜視図。

【図2】図１のロッドレンズアレイを用いたセンサユニットの構成例を示す図。

【図3】図１のロッドレンズアレイを用いたロッドレンズアレイアセンブリを示す図。

【図4】図１のロッドレンズアレイを用いたロッドレンズアレイアセンブリを示す図。

【図5】図１のロッドレンズアレイを用いたロッドレンズアレイアセンブリを示す図。

【図6】図１のロッドレンズアレイが組み込まれた読取装置、検査装置および記録システムの構成例を示す図。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、添付図面を参照して実施形態を詳しく説明する。なお、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではなく、また実施形態で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明に必須のものとは限らない。実施形態で説明されている複数の特徴のうち二つ以上の特徴が任意に組み合わされてもよい。また、同一若しくは同様の構成には同一の参照番号を付し、重複した説明は省略する。

【0010】

図１（ａ）～図６（ｂ）を参照して、本開示の実施形態によるロッドレンズアレイについて説明する。図１（ａ）～１（ｃ）は、本実施形態のロッドレンズアレイ１００の構成例を示す斜視図である。複数のロッドレンズ１０１の光軸Ｌが互いに平行になるように、複数のロッドレンズ１０１の光軸Ｌの法線方向Ｎに直線状に（一列に）配列されることによって、ロッドレンズアレイ１００が構成されている。言い換えると、複数のロッドレンズ１０１がそれらの光軸Ｌが互いに平行になるように、光軸方向とは異なる配列方向（光軸と垂直な方向）に沿って配列されることによって、このロッドレンズアレイが構成されている。ロッドレンズ１０１は、後述するように遮光されていないロッドレンズ１０１ａと遮光されているロッドレンズ１０１ｂとを含むが、特に区別しない場合はロッドレンズ「１０１」と表記し、区別が必要な場合は、ロッドレンズ１０１「ａ」、ロッドレンズ１０１「ｂ」のように添え字する。また、上述のロッドレンズ１０１を配列する配列方向は光軸方向に対して垂直である必然性は無く、光軸方向と異なっていればよい。また、本実施形態のロッドレンズアレイ１００を構成するロッドレンズ１０１は、入射側の面も出射側の面もいずれも平面であり、ロッドレンズ内に屈折率分布を持つレンズである。さらに、このロッドレンズ１０１は、物体の正立像を像面上に結ぶ（中間像を結ぶ）レンズである。

【0011】

複数のロッドレンズ１０１は、結合材１０２によって結合されている。ロッドレンズアレイ１００は、複数のロッドレンズ１０１の光軸方向（光軸Ｌ）に交差する面１５１および面１５２を備えている。面１５１および面１５２において、ロッドレンズ１０１の光軸方向の端面は、周囲の結合材１０２と略同一面になっている。また、図１（ａ）～１（ｃ）に示される構成において、複数のロッドレンズ１０１が１列に並ぶ例が示されているが、これに限られることはない。２列以上のロッドレンズ１０１が、法線方向Ｎ（光軸方向とは異なるロッドレンズ１０１の配列方向）に沿って直線状に並んでいてもよい。ロッドレンズ１０１の列数によらず、ロッドレンズアレイ１００は、図１（ａ）～１（ｃ）に示される法線方向Ｎ（配列方向）に沿った方向が、長手方向の形状を有しうる。以下、ロッドレンズ１０１が配列する配列方向を図１（ａ）～１（ｃ）に示されるように「法線方向Ｎ」と記載する場合があるが、上述のように配列方向は、ロッドレンズ１０１の光軸Ｌの方向に対して垂直である必然性は無く、光軸方向と異なっていればよい。

【0012】

複数のロッドレンズ１０１は、図１（ａ）～１（ｃ）に示されるように、ロッドレンズアレイ１００の面１５１の側の端面を覆うように遮光材１０３が塗布されたロッドレンズ１０１ｂを含む。また、複数のロッドレンズ１０１は、図１（ａ）～１（ｃ）に示されるように、面１５１の側の端面が遮光材１０３によって覆われていないロッドレンズ１０１ａを含む。ロッドレンズ１０１ａの面１５２の側の端面は、遮光材１０３によって覆われていない。一方、ロッドレンズ１０１ｂの面１５２の側の端面は、遮光材１０３によって覆われていなくてもよいし、遮光材１０３が塗布されていてもよい。つまり、複数のロッドレンズ１０１のうち一部のロッドレンズ１０１ｂの入射面および出射面の少なくとも１つの端面を覆うように遮光材１０３が塗布されている。

【0013】

ロッドレンズ１０１ａは、例えば、光軸Ｌの法線方向に同心円状に屈折率分布を有することによってレンズ作用を示す。つまり、ロッドレンズ１０１ａにおいて、一端の側から光が入射し、他端の側に結像する。ロッドレンズ１０１ｂは、基本的にはロッドレンズ１０１ａと同じロッドレンズである。しかしながら、ロッドレンズ１０１ｂは、面１５１の側の端面を覆うように遮光材１０３が塗布されている。結果として、ロッドレンズ１０１ｂは、ロッドレンズアレイ１００の面１５１の側から光が入射する場合、入射する光の少なくとも一部が遮光され、面１５２の側においてロッドレンズ１０１ａよりも結像し難くなっている。また、ロッドレンズ１０１ｂは、ロッドレンズアレイ１００の面１５２の側から光が入射する場合、出射する光の少なくとも一部が遮光され、面１５１の側においてロッドレンズ１０１ａよりも結像し難くなっている。遮光材１０３には、黒色などの着色された樹脂が用いられうる。遮光材１０３は、ロッドレンズ１０１ｂの端部全体を覆っていてもよいし、一部を覆っていてもよい。ロッドレンズ１０１ｂの少なくとも一部が遮光材１０３によって覆われることによって、ロッドレンズ１０１ｂは、ロッドレンズ１０１ａよりも結像し難くなる。

【0014】

図２（ａ）～２（ｄ）は、ロッドレンズアレイ１００を用いたロッドレンズアレイアセンブリ３００およびセンサユニット２００の構成例を示す図である。図２（ａ）は、ロッドレンズアレイアセンブリ３００の構成例を示す斜視図である。図２（ａ）に示されるように、ロッドレンズアレイアセンブリ３００は、図１（ａ）～１（ｃ）に示されるロッドレンズアレイ１００と、ロッドレンズアレイ１００とロッドレンズアレイ１００から出射される光を受光するためのセンサ２１２との位置関係を固定するためのフレーム３０１と、を含む。フレーム３０１は、ロッドレンズアレイ１００を収容する収容部３１０を備えている。

【0015】

図２（ｂ）は、センサユニット２００の構成例を示す斜視図であり、図２（ｃ）は、センサユニット２００の各構成の配置例を示す分解斜視図である。図２（ｂ）に示されるように、センサユニット２００は、ロッドレンズアレイアセンブリ３００と、ロッドレンズアレイ１００から出射される光を受光するセンサ２１２と、を含む。センサ２１２は、基板２１１の上に配されることによってセンサアセンブリ２１０を構成し、それぞれのセンサ２１２の位置が固定されうる。また、センサアセンブリ２１０には、センサ２１２を動作させるための駆動素子２１３などが配されていてもよい。

【0016】

図２（ｄ）は、センサユニット２００の断面図であり、ロッドレンズアレイ１００は、フレーム３０１の収容部３１０に収容されている。例えば、フレーム３０１には突き当て部３０３が設けられ、突き当て部３０３によって、ロッドレンズ１０１のフレーム３０１の収容部３１０における光軸方向の高さが決定されうる。また、フレーム３０１によって、ロッドレンズアレイ１００とセンサアセンブリ２１０を構成するセンサ２１２との間の位置関係が決定される。光は、図２（ｂ）～２（ｄ）において、下側から入射し、ロッドレンズアレイ１００を通りセンサ２１２上に結像する。図２（ａ）において、図の簡単化のために描かれていないが、ロッドレンズ１０１ｂのセンサ２１２が配される側に、上述の遮光材１０３が塗布される構成が示されている。しかしながら、これに限られることはなく、ロッドレンズ１０１ｂのセンサ２１２とは反対の側の面に遮光材１０３が塗布されていてもよい。また、図２（ｄ）に示される構成において、ロッドレンズ１０１のフレーム３０１の収容部３１０における光軸方向の高さを決定する突き当て部３０３が、ロッドレンズ１０１の光が入射する側に配される場合が示されている。しかしながら、これに限られることはない。突き当て部３０３が、ロッドレンズ１０１の光が出射するセンサ２１２の側に配され、ロッドレンズ１０１のフレーム３０１の収容部３１０における光軸方向の高さが決まってもよい。

【0017】

センサユニット２００において、例えば、凸凹がある被写体の撮像など、ロッドレンズアレイ１００の被写界深度を深くする必要性が生じる場合がある。被写界深度を深くするために複数のロッドレンズ１０１が並ぶロッドレンズアレイ１００を縮小光学系に適用した場合、近接する複数のロッドレンズ１０１によって合成される像の重なりの影響が大きくなってしまう。そこで、本実施形態において、複数のロッドレンズ１０１のうち一部のロッドレンズ１０１ｂが像を形成しない、または、ロッドレンズ１０１ｂが像を形成することを抑制することによって、複数のロッドレンズ１０１が形成する像の重なりの影響を抑制する。これによって、ロッドレンズアレイ１００が、センサ上に物体像を縮小結像する。このとき、ロッドレンズアレイ１００からセンサ２１２までの距離が、センサ上に結像される物体からロッドレンズアレイ１００までの距離よりも短くなりうる。例えば、被写体に対して像を取り込める範囲は、隣り合うロッドレンズ１０１ａにおいて互いに一部が重なっていてもよい。一方、１つのロッドレンズ１０１ａがセンサ２１２上に結像する範囲において、他のロッドレンズ１０１ａが結像しないように、ロッドレンズ１０１ａおよびロッドレンズ１０１ｂを配する。ロッドレンズアレイ１００がこのような構成を備えることによって、像の重なりの影響を抑制しつつ、被写体の全体を撮像することができる。ここで、本実施形態の縮小光学系の結像倍率は０．３倍程度であるがその限りではなく、この結像倍率は０．０５倍以上０．９倍以下（より好ましくは０．１５倍以上０．３５倍以下）であることが望ましい。

【0018】

例えば、図１（ａ）～１（ｃ）に示されるように、ロッドレンズアレイ１００は、結合材１０２中に遮光材１０３が塗布されたロッドレンズ１０１ｂがそれぞれ配された複数の部分１１２と、結合材１０２中に複数のロッドレンズ１０１のうち遮光材１０３が塗布されていないロッドレンズ１０１ａがそれぞれ配された複数の部分１１１と、が交互に配されていてもよい。このとき、複数の部分１１１のそれぞれは、ロッドレンズ１０１としては遮光材１０３が塗布されていない１つのロッドレンズ１０１ａのみを含んでいてもよい。換言すると、部分１１１に、法線方向Ｎ（配列方向）に沿って１つの遮光材１０３が塗布されていないロッドレンズ１０１ａが配されていてもよい。また、複数の部分１１２のそれぞれは、法線方向Ｎ（配列方向）に沿って配列され、遮光材１０３が塗布された複数のロッドレンズ１０１ｂを含んでいてもよい。換言すると、部分１１２に、法線方向Ｎ（配列方向）に沿って複数の遮光材１０３が塗布されたロッドレンズ１０１ｂが配されていてもよい。

【0019】

部分１１２に法線方向Ｎ（ロッドレンズ１０１の配列方向）に沿って配されるロッドレンズ１０１ｂの数は、ロッドレンズ１０１の取込角（開口角）やセンサ２１２に配される光電変換素子などの配置ピッチなどに応じて適宜設計されればよい。部分１１２に法線方向Ｎ（配列方向）に沿って配されるロッドレンズ１０１ｂの数は、何れの部分１１２において同じであってもよいし、センサ２１２の配置などに応じて一部で異なっていてもよい。例えば、図２（ｂ）に示されるように、センサユニット２００を長尺化するために、複数のセンサ２１２が、センサアセンブリ２１０の基板２１１上に配される場合がある。部分１１２に対応する位置にセンサ２１２の継ぎ目がある場合など、部分１１２に対応する位置にセンサ２１２の継ぎ目がない場合よりも部分１１２に配されるロッドレンズ１０１ｂの数が多くなりうる。ここで、取込角とは、ロッドレンズ１０１の光入射面と光軸とが交わる位置に入射する光束のうちロッドレンズで結像可能な光束（光線の集まり）と光軸とがなす角度のうち、最大の角度のことである。また取込角は開口角と称する場合もある。この取込角（開口角）は、本実施形態では９度だが１２度でも良く、好ましくは３度以上２１度以下（４．８度以上１２．３度以下）であることが望ましい。

【0020】

図１（ａ）に示されるように、ロッドレンズアレイ１００の面１５１は、平坦であってもよい。しかしながら、ロッドレンズアレイ１００の面１５１が平坦である場合、ロッドレンズ１０１ａとして機能させるロッドレンズ１０１まで、遮光材１０３が流れ込んでしまう可能性がある。そこで、ロッドレンズアレイ１００の面１５１において、遮光材１０３が塗布されているロッドレンズ１０１ｂが配された部分１１２のうち少なくとも一部が、遮光材１０３が塗布されていないロッドレンズ１０１ａが配された部分１１１よりも凹んでいてもよい。例えば、図１（ｂ）に凹部１０４として示されるように、ロッドレンズアレイ１００の遮光材１０３が配される面１５１において、部分１１２の全体が部分１１１よりも凹んでいてもよい。また、例えば、図１（ｃ）に示されるように、ロッドレンズアレイ１００の遮光材１０３が配される面１５１において、部分１１２のうち少なくとも法線方向Ｎ（配列方向）の端部に部分１１１よりも凹んでいる凹部１０４が配されていてもよい。凹部１０４は、例えば、切削工具などを用いてロッドレンズアレイ１００の面１５１の一部を切削することによって形成できる。

【0021】

図１（ｂ）、１（ｃ）に示されるように、ロッドレンズアレイ１００のうち遮光材１０３が配される面１５１において、凹部１０４が配される。これによって、ロッドレンズ１０１ａに遮光材１０３が流れ込んでしまうことを抑制でき、図１（ａ）に示される構成よりも、ロッドレンズアレイ１００を作製する際の歩留まりが高くなりうる。また、凹部１０４を設けけることによって、遮光材１０３を塗布する際の塗布量を、図１（ａ）に示される構成よりも厳密に制御しなくてもよくなりうる。また、遮光材１０３を塗布する際の塗布量を多めにすることによって、より確実にロッドレンズ１０１ｂの端面に遮光材１０３を形成することが可能になりうる。また、部分１１２のうち部分１１１よりも凹んでいる部分（凹部１０４）が、ブラスト処理などによって粗面化されたブラスト処理面であってもよい。凹部１０４が、ブラスト処理面であることによって、遮光材１０３を塗布する際に、遮光材１０３が凹部１０４の全体に濡れ広がりやすくなりうる。結果として、より確実にロッドレンズ１０１ｂの端面に遮光材１０３を形成することが可能になりうる。

【0022】

次に、ロッドレンズ１０１ｂの上に塗布される遮光材１０３のロッドレンズ１０１ａに対する影響について考える。遮光材１０３は、ロッドレンズアレイ１００の面１５１上で厚みを有する。例えば、ロッドレンズ１０１ａの取込角の内側に遮光材１０３が存在した場合、ロッドレンズ１０１ａによって得られた像の周縁部が、ぼけてしまう可能性がある。このため、遮光材１０３が塗布されていないロッドレンズ１０１ａの面１５１の側の端面から、光軸方向に対してロッドレンズ１０１ａの取込角以上の角度の位置に（取込角の外側に）、遮光材１０３が配（塗布）されていることが望ましい。別の言い方をすれば、遮光材１０３が塗布されていないロッドレンズ１０１ａの面１５１の光軸上の点と遮光材１０３を結ぶ直線と、ロッドレンズ１０１ａの光軸Ｌとがなすいずれの角度も、取込角（開口角）よりも大きいことが望ましい。より好ましくは取込角の２倍（さらには３倍）よりも大きいと尚よい。ここにおける遮光材１０３は、ロッドレンズ１０１ａの面１５１よりも物体側（光入射側）に位置する遮光材である。

【0023】

図１（ａ）～１（ｃ）において示されている角度θをロッドレンズ１０１ａの取込角とした場合、ロッドレンズ１０１ａの面１５１の側の端面から光軸方向に対して角度θ傾いた仮想線１３１によって構成される錐形状の面と面１５１との間に、遮光材１０３が配されうる。別の言い方をすれば、前述の角度θをロッドレンズ１０１ａの取込角とした場合、遮光材１０３は、下記の円錐（錐体）の側面と面１５１との間に配されうる。この円錐（錐体）は、ロッドレンズ１０１ａの面１５１側の中心（光軸上の点）を頂点とし、ロッドレンズ１０１ａの光軸に対して取り込み角θ傾いた仮想線１３１をロッドレンズ１０１ａの光軸を回転中心として回転させた軌跡を側面とした円錐（錐体）である。この円錐（錐体）は、ロッドレンズ１０１ａの光軸を回転中心としており、面１５１の物体側（ロッドレンズ１０１ａの反対側）に位置している。ロッドレンズアレイ１００の面１５１において、ロッドレンズ１０１ａの取込角内に遮光材１０３が配されていないことによって、ロッドレンズ１０１ａに対する遮光材１０３の影響が抑制できる。さらに、マージンを考慮し、遮光材１０３が塗布されていないロッドレンズ１０１ａの面１５１の側の端面から、光軸方向に対してロッドレンズ１０１ａの取込角の３倍以上の角度の位置に（取込角の３倍よりも外側の位置に）、遮光材１０３が配されていてもよい。例えば、ロッドレンズアレイ１００の面１５１の部分１１２のうち部分１１１よりも凹んでいる部分（凹部１０４）において、遮光材１０３の表面が、部分１１１の表面（面１５１）よりもロッドレンズアレイ１００の面１５２に近くてもよい。図１（ｂ）、１（ｃ）に示されるように、凹部１０４は、ロッドレンズ１０１ａに隣接して配されうる。したがって、凹部１０４において、遮光材１０３の厚みを、部分１１１と凹部１０４との段差よりも小さくする。凹部１０４に配された遮光材１０３の表面が、ロッドレンズアレイ１００の部分１１１の面１５１よりも凹んだ位置にあることによって、遮光材１０３のロッドレンズ１０１ａに対する影響が抑制できる。ここで、ロッドレンズ１０１ａの取込角の内側（外側）とは、ロッドレンズ１０１ａの光入射面と光軸との交点を頂点とし、光軸となす角度が取込角となる曲面を側面とした円錐（光入射面の光入射側の円錐）の内側（外側）を意味している。別の言い方をすれば、ロッドレンズ１０１ａの取込角の内側（外側）とは、ロッドレンズ１０１ａの光入射面と光軸との交点を頂点、取込角の２倍を頂角とし、光入射面の光入射側（物体側、被写体側）に存在する円錐の内側（外側）を意味している。尚、これらの円錐（円錐形状）の回転中心（回転中心軸）は、ロッドレンズの光軸と一致している。

【0024】

ロッドレンズアレイ１００に用いられるロッドレンズ１０１は、上述のように９°程度の取込角を有しうる。したがって、遮光材１０３が塗布されていないロッドレンズ１０１ａの面１５１の側の端面から、光軸方向に対して９°以上の角度の位置に、遮光材１０３が配されていてもよい。さらに、マージンを考慮し、遮光材１０３が塗布されていないロッドレンズ１０１ａの面１５１の側の端面から、光軸方向に対して２７°以上の角度の位置に、遮光材１０３が配されていてもよい。

【0025】

次いで、ロッドレンズアレイアセンブリ３００を構成するロッドレンズアレイ１００およびフレーム３０１の構造、また、ロッドレンズアレイアセンブリ３００を作製する際に、ロッドレンズアレイ１００をフレーム３０１に固定するプロセスについて説明する。図３（ａ）～５は、フレーム３０１の収容部３１０にロッドレンズアレイ１００を収容した際の種々の構成例を示す図である。

【0026】

図３（ａ）、３（ｂ）は、図１（ａ）に示されるような、凹部１０４が配されていないロッドレンズアレイ１００をフレーム３０１の収容部３１０に収容した際の上面図および側面からの正射影図である。上述したように、ロッドレンズアレイ１００の面１５１が平坦な場合、遮光材１０３を塗布した際に、ロッドレンズ１０１ａとして機能させるロッドレンズ１０１まで、遮光材１０３が流れ込んでしまう可能性がある。遮光材１０３のロッドレンズ１０１ａへの流れ込みを抑制するために、収容部３１０のうちロッドレンズアレイ１００の面１５１と面１５２との間の法線方向Ｎ（ロッドレンズ１０１の配列方向）に沿って延びる側面と対向する側壁は、ロッドレンズアレイ１００の部分１１２に対向する部分３１２を備え、部分３１２に、溝３０２が形成されていてもよい。図３（ａ）は、部分３１２のうち法線方向Ｎ（配列方向）の中央部に、溝３０２が形成されている場合を示している。図３（ｂ）は、部分３１２のうち法線方向Ｎ（配列方向）の端部に、溝３０２が形成されている場合を示している。溝３０２が配されることによって、必要量以上の遮光材１０３の少なくとも一部が溝３０２に流れ込み、ロッドレンズ１０１ａまで遮光材１０３が流れ込んでしまうことを抑制できる。溝３０２は、遮光材１０３がロッドレンズ１０１ａに流れ込むことを抑制するために配されるため、収容部３１０のロッドレンズアレイ１００の側面に対向する側壁のうち部分１１１に対向する部分には、溝が形成されていなくてもよい。

【0027】

図３（ａ）に示される構成において、溝３０２の数が少なく、また、法線方向Ｎ（配列方向）における溝３０２の位置の精度も高い精度を必要としない。また、図３（ｂ）に示される構成において、図３（ａ）に示される構成よりも遮光材１０３がロッドレンズ１０１ａまで流れ込んでしまうことを抑制できる。また、法線方向Ｎ（配列方向）における溝３０２の位置の精度も高い精度を必要としない。

【0028】

図３（ｃ）は、図１（ｃ）に示されるような、ロッドレンズアレイ１００の部分１１２の端部に凹部１０４が配されている場合のロッドレンズアレイ１００をフレーム３０１の収容部３１０に収容した際の上面図および側面からの正射影図である。図３（ｃ）に示されるように、溝３０２が、溝３０２が形成された部分３１２に対向する部分１１２のうち部分１１１よりも凹んでいる部分（凹部１０４）と対向して配されていてもよい。この場合、凹部１０４の深さと溝３０２の深さとは、同じであってもよいし、一方が他方に比べて深くてもよい。図３（ｃ）では、凹部１０４よりも溝３０２の方が深い場合が示されている。凹部１０４と溝３０２とを対向させるため、ロッドレンズアレイ１００における凹部１０４の形成およびフレーム３０１における溝３０２の形成に高い精度を必要とする。しかしながら、遮光材１０３を塗布する際に、遮光材１０３がロッドレンズ１０１ａに流れ込んでしまうことを抑制する効果は、図３（ａ）、３（ｂ）に示される構成よりも大きくなる。

【0029】

図４（ａ）は、凹部１０４がロッドレンズアレイ１００の部分１１２の端部に形成され、フレーム３０１のロッドレンズアレイ１００の部分１１２に対向する部分３１２のうち法線方向Ｎ（配列方向）の中央部に、溝３０２形が成されている場合を示している。図４（ｂ）は、凹部１０４がロッドレンズアレイ１００の部分１１２の全体に形成され、フレーム３０１のロッドレンズアレイ１００の部分１１２に対向する部分３１２のうち法線方向Ｎ（配列方向）の中央部に、溝３０２形が成されている場合を示している。図４（ｃ）は、凹部１０４がロッドレンズアレイ１００の部分１１２の全体に形成され、フレーム３０１のロッドレンズアレイ１００の部分１１２に対向する部分３１２のうち法線方向Ｎ（配列方向）の端部に、溝３０２形が成されている場合を示している。凹部１０４と溝３０２とを組み合わせることによって、遮光材１０３がロッドレンズ１０１ａに流れ込んでしまうことを抑制する効果は大きい。

【0030】

凹部１０４は、面１５１に対する正射影において、直線状に形成されるものに限られることはない。例えば、図５に示されるように、面１５１に対する正射影において、凹部１０４の周縁部が、曲線であってもよい。例えば、切削工具などの形状に応じて、凹部１０４の周縁部は、種々の形状を有しうる。

【0031】

図３（ａ）～５に示されるように、溝３０２を設けた場合、上述のように、遮光材１０３が溝３０２に流れ込む。この場合、溝３０２を介してロッドレンズアレイ１００の側面とフレーム３０１の側面との間に、遮光材１０３が毛細管現象などによって入り込みやすくなる。したがって、遮光材１０３が、ロッドレンズアレイ１００とフレーム３０１とを結合する結合部材として機能してもよい。つまり、遮光材１０３が、黒色などに色付けされた接着剤であってもよい。この場合、フレーム３０１の収容部３１０にロッドレンズアレイ１００を収容し、結合部材として機能する遮光材１０３を塗布することによって、ロッドレンズアレイアセンブリ３００が作製される。遮光材１０３が、結合部材として機能することによって、ロッドレンズアレイアセンブリ３００を製造する際の工程数の増大が抑制される。

【0032】

遮光材１０３を結合部材として機能させる場合など、使用時の温度などの環境変化によってロッドレンズアレイ１００およびフレーム３０１との間で応力が発生する可能性がある。図３（ｂ）、３（ｃ）、４（ｃ）に示されるように、溝３０２がロッドレンズ１０１ａの近くに配された場合、ロッドレンズ１０１ａに、この応力が影響を与える可能性がある。この場合、図３（ａ）、４（ａ）、４（ｂ）に示されるように、溝３０２をフレーム３０１の側壁の中央部に配した方が、ロッドレンズアレイ１００およびフレーム３０１との間で発生する応力の影響を抑制できる。一方、図３（ｂ）、３（ｃ）、４（ｃ）に示される構成は、より確実にロッドレンズ１０１ａに遮光材１０３が流れ込むことを抑制できる。

【0033】

また、遮光材１０３を結合部材として機能させる場合に、ロッドレンズアレイ１００およびフレーム３０１の法線方向Ｎ（配列方向）の長尺化などによって、応力の影響が顕著になる可能性もある。そのため、溝３０２は、フレーム３０１の法線方向Ｎ（配列方向）に中央部から端部に向かって、連続的または段階的に浅くなるようにしてもよい。つまり、ロッドレンズアレイアセンブリ３００の法線方向Ｎ（配列方向）の中央部において、ロッドレンズアレイ１００とフレーム３０１とを強固に固定し、端部に向かうにしたがって、ロッドレンズアレイ１００とフレーム３０１との結合強度を弱くしてもよい。

【0034】

このように、複数のロッドレンズ１０１のうち一部のロッドレンズ（ロッドレンズ１０１ｂ）が結像し難くなるように遮光材１０３を塗布する。これによって、近接する複数のロッドレンズによって合成される像の重なりに起因する画質の低下を抑制しつつ、ロッドレンズアレイ１００を縮小光学系に適用し、被写界深度を深くすることが可能になる。

【0035】

センサユニット２００において、ロッドレンズ１０１ａ、１０１ｂを備えるロッドレンズアレイ１００を用いずに、複数のロッドレンズを所定の間隔を開けて配置することが考えられる。しかしながら、φ１．０ｍｍ程度のロッドレンズをセンサ２１２に配される光電変換素子などの位置に応じて、所定の間隔で光軸を揃えて配置するためには高い精度が求められ、コストアップの原因にもなりうる。一方、本実施形態では、センサユニット２００などに一般的に用いられるロッドレンズアレイを加工するため、センサユニット２００などにロッドレンズアレイ１００を組み付ける際の精度は、通常のセンサユニット２００を作製する際と同等でありうる。また、ロッドレンズアレイ１００は、汎用的なロッドレンズアレイに遮光材１０３を塗布するだけで作製できる。また、遮光材１０３は、ロッドレンズアレイ１００とフレーム３０１との結合部材としても使用できるため、コストに対する影響も抑制できる。

【0036】

また、一部のロッドレンズ１０１を遮光するために、汎用的なロッドレンズアレイに配された複数のロッドレンズ１０１のうち一部のロッドレンズの上に、ロッドレンズアレイとは別部材の遮光用部材を配置することが考えられる。例えば、遮光用部材として、ロッドレンズアレイを覆うように、一部が開口した金属板や樹脂板などを配することが考えられる。しかしながら、遮光用部材は、構造や材料の違いなどから、ロッドレンズアレイとは異なる線膨張率を有する可能性が高い。そのため、温度などの環境変化やセンサユニット２００の長尺化に対して、汎用的なロッドレンズアレイのそれぞれのロッドレンズ１０１に対する遮光用部材の位置合わせは困難である。一方、本実施形態において、ロッドレンズアレイ１００の面１５１に直接、遮光材１０３が塗布されるため、環境変化やセンサユニット２００の長尺化に対応できる。

【0037】

次いで、本実施形態のロッドレンズアレイ１００の応用例として、ロッドレンズアレイ１００が組み込まれたセンサユニット２００を含む読取装置、検査装置、記録システムについて説明する。図６（ａ）は、ロッドレンズアレイ１００が組み込まれたセンサユニット２００を含む読取装置４００、および、読取装置４００を含む検査装置５００について説明する図である。図６（ｂ）は、ロッドレンズアレイ１００が組み込まれたセンサユニット２００を含む読取装置４００、および、読取装置４００を含む記録システム５１０について説明する図である。

【0038】

読取装置４００は、図６（ａ）、６（ｂ）に示されるように、照明装置４０１と、照明装置４０１によって照明された被照明体４１１（被写体）の画像情報を取得するためのイメージセンサ４０２と、を含む。イメージセンサ４０２には、上述のロッドレンズアレイ１００が組み込まれたセンサユニット２００が配されている。

【0039】

被照明体４１１が、図６（ａ）、６（ｂ）に示されるように大きさ（高さ）に差がある場合、撮像に際して深い被写界深度が求められる。したがって、ロッドレンズアレイ１００が上述の構成を備えることによって、ロッドレンズアレイ１００が組み込まれたセンサユニット２００を含む読取装置４００は、高さが異なる被照明体４１１に対してピントを合わせることが可能になる。

【0040】

大きさが異なる被照明体４１１に対してピントを合わせられる読取装置４００は、例えば、図６（ａ）に示されるような、検査装置５００に適用することができる。検査装置５００は、読取装置４００と、読取装置４００で取得した画像情報を用いて被照明体４１１の良否を判定する判定器５０１と、を含みうる。また、検査装置５００は、図６（ａ）に示されるような、被照明体４１１を搬送するための搬送装置５０２を備えていてもよい。検査装置５００は、例えば、ライン状のロッドレンズアレイ１００およびセンサアセンブリ２１０を備えるセンサユニット２００（ラインセンサユニット）を含み、搬送装置５０２上を移動する被照明体４１１を検査する検査装置であってもよい。大きさが異なる被照明体４１１に対してピントを合わせられる読取装置４００によって、検査装置５００での検査の精度を高めることが可能になる。

【0041】

また、大きさが異なる被照明体４１１に対してピントを合わせられる読取装置４００は、例えば、図６（ｂ）に示されるような、記録システム５１０に適用することができる。記録システム５１０は、読取装置４００と、読取装置４００によって取得された画像情報に基づいて記録媒体に記録を行う記録装置５１１と、を含む。記録システム５１０は、複写機やプリンタ、ハードディスクやメモリにデータを記録するデータ記録装置などを含む。図６（ｂ）は、記録システム５１０のうち複写機やプリンタなどの紙媒体などに記録をする例を示している。記録システム５１０は、上述の検査装置５００のように被照明体４１１を移動させながら撮像を行ってもよいし、読取装置４００が移動することによって被照明体４１１を撮像してもよい。被照明体４１１が、図６（ｂ）に示されるように、凸凹している場合であっても、ロッドレンズアレイ１００が組み込まれたセンサユニット２００を含む読取装置４００を備える記録システム５１０は、被照明体４１１の表面にピントが合った像を記録することができる。

【0042】

記録装置５１１は、例えば、インクジェット方式や電子写真方式などの任意の方法で、記録媒体５１３（例えば紙）に文字を含む画像などを記録することができる。この場合、記録システム５１０は、搬送装置５１２を含みうる。搬送装置５１２として、記録媒体を上流から下流へと搬送する搬送ローラを用いることができる。ひとつの実施形態において、記録システム５１０はコピー処理を行うことができ、この場合、記録装置５１１は、読取装置４００が読み取った画像情報を、画像として記録媒体に記録する。また、ひとつの実施形態において、記録システム５１０はフィードバック制御を行うことができる。例えば、読取装置４００が、記録装置５１１によって記録が行われた後の記録媒体５１３に対する画像情報の読取を行い、読取データとして記録装置５１１に送信することができる。この読取データに基づき、記録装置５１１は記録媒体への記録状態を確認することができ、次回の記録時における記録パラメータを制御することができる。

【0043】

また、記録システム５１０は、上述のように、紙などの記録媒体５１３に記録する装置に限られるものではない。記録装置５１１が、読取装置４００が読み取った画像情報などを、電子データとしてハードディスクやメモリなどの記録媒体に記録してもよい。この場合、記録装置５１１が、ハードディスクやメモリなどの記録媒体を内包していてもよい。この場合、記録システム５１０に、搬送装置５１２は配されていなくてもよい。

【0044】

発明は上記の実施形態に制限されるものではなく、発明の要旨の範囲内で、種々の変形・変更が可能である。

【符号の説明】

【0045】

１００：ロッドレンズアレイ、１０１ａ，１０１ｂ：ロッドレンズ、１０２：結合材、１０３：遮光材、１５１，１５２：面

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】