特開 2023-79864 読取装置、検査装置および読取システム

(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】P2023079864

(43)【公開日】2023-06-08

(54)【発明の名称】読取装置、検査装置および読取システム

(51)【国際特許分類】

   G02B 3/00 20060101AFI20230601BHJP

   G03B 15/00 20210101ALI20230601BHJP

   H04N 1/031 20060101ALI20230601BHJP

【ＦＩ】

G02B3/00 B

G02B3/00 A

G03B15/00 T

H04N1/031

【審査請求】未請求

【請求項の数】18

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021193541

(22)【出願日】2021-11-29

(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】加藤 裕介

(72)【発明者】

【氏名】霜田 修一

(72)【発明者】

【氏名】小川 大輔

(72)【発明者】

【氏名】加藤 幸雄

(72)【発明者】

【氏名】服部 好弘

【テーマコード（参考）】

5C051

【Ｆターム（参考）】

5C051AA01

5C051BA04

5C051DA03

5C051DB01

5C051DB22

5C051DB29

5C051DC04

5C051DC07

(57)【要約】

【課題】ロッドレンズアレイを縮小光学系に適用した読取装置に有利な技術を提供する。
【解決手段】センサと、光軸と交差する配列方向に沿って配列された複数のロッドレンズを含むロッドレンズアレイと、を備える読取装置であって、前記複数のロッドレンズは、読取領域を前記センサに縮小結像する複数の使用レンズと、前記読取領域を前記センサに結像しない複数の不使用レンズと、を含み、前記複数の使用レンズのうち互いに隣り合う使用レンズの間のそれぞれに、前記複数の不使用レンズのうち少なくとも１つの不使用レンズが配されている。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

センサと、
光軸と交差する配列方向に沿って配列された複数のロッドレンズを含むロッドレンズアレイと、を備える読取装置であって、
前記複数のロッドレンズは、読取領域を前記センサに縮小結像する複数の使用レンズと、前記読取領域を前記センサに結像しない複数の不使用レンズと、を含み、
前記複数の使用レンズのうち互いに隣り合う使用レンズの間のそれぞれに、前記複数の不使用レンズのうち少なくとも１つの不使用レンズが配されていることを特徴とする読取装置。

【請求項2】

センサと、
光軸と交差する配列方向に沿って配列された複数のロッドレンズを含むロッドレンズアレイと、を備える読取装置であって、
前記複数のロッドレンズは、読取領域のうち第１読取領域を前記センサに縮小結像する第１レンズと、前記第１レンズと互いに隣接するように配され、前記読取領域のうち第２読取領域を前記センサに縮小結像する第２レンズと、を含み、
前記第１読取領域と前記第２読取領域とが重なる領域の前記配列方向の長さをＲｏｖｅｒ、前記第１読取領域の前記配列方向の長さをＲ１としたときに、
０．０５≦（Ｒｏｖｅｒ／Ｒ１）＜０．９９
の関係を満たすことを特徴とする読取装置。

【請求項3】

前記第１レンズが前記センサに縮小結像する結像領域の前記配列方向の長さをＬ１、前記複数のロッドレンズの光軸方向の長さをＬｚとしたときに、
０．５０≦（Ｌｚ／Ｌ１）＜１００
の関係を満たすことを特徴とする請求項２に記載の読取装置。

【請求項4】

前記第１レンズと前記第２レンズとが、長さＬｂｗ離れて配され、
前記第１レンズが前記センサに縮小結像する結像領域の前記配列方向の長さをＬ１としたときに、
－３．００≦｛（Ｌ１－Ｌｂｗ）／Ｌ１｝≦０．１５
の関係を満たすことを特徴とする請求項２または３に記載の読取装置。

【請求項5】

前記センサは、前記配列方向に沿って配された複数のセンサチップによって構成され、
前記第１レンズおよび前記第２レンズのそれぞれが前記読取領域を縮小結像する結像領域が、前記複数のセンサチップのチップ間に配されていないことを特徴とする請求項２乃至４の何れか１項に記載の読取装置。

【請求項6】

さらに、
０．００＜｛（Ｌ１－Ｌｂｗ）／Ｌ１｝≦０．１５
の関係を満たし、
前記センサは、前記配列方向に沿って配された複数のセンサチップによって構成され、
前記第１レンズの前記結像領域と前記第２レンズの前記結像領域とが重なる領域が、前記複数のセンサチップのチップ間に配されていることを特徴とする請求項４に記載の読取装置。

【請求項7】

前記複数のセンサチップのそれぞれに、前記複数のロッドレンズのうち何れか２つ以上のレンズが前記読取領域を縮小結像する複数の前記結像領域が配されていることを特徴とする請求項５または６に記載の読取装置。

【請求項8】

前記センサは、前記配列方向に沿って配された複数のセンサチップによって構成され、
前記複数のセンサチップのそれぞれの前記配列方向の長さをＬｓｃ、前記複数のセンサチップのそれぞれに配される前記結像領域の数をＩＳ、前記第１レンズが前記センサに縮小結像する結像領域の前記配列方向の長さをＬ１としたときに、
０．２０≦｛（ＩＳ・Ｌ１）／Ｌｓｃ｝≦１．１０
を満たすことを特徴とする請求項５乃至７の何れか１項に記載の読取装置。

【請求項9】

前記センサは、前記配列方向に沿って配された複数のセンサチップによって構成され、
前記複数のセンサチップのそれぞれの前記配列方向の長さをＬｓｃ、前記第１レンズが前記センサに縮小結像する結像領域の前記配列方向の長さをＬ１としたときに、
１．５０≦（Ｌｓｃ／Ｌ１）≦５０．０
を満たすことを特徴とする請求項５乃至８の何れか１項に記載の読取装置。

【請求項10】

前記複数のロッドレンズは、前記第１レンズおよび前記第２レンズを含み、前記読取領域を前記センサに縮小結像する複数の使用レンズと、前記読取領域を前記センサに結像しない複数の不使用レンズと、を含み、
前記複数の使用レンズのうち互いに隣り合う使用レンズの間のそれぞれに、前記複数の不使用レンズのうち少なくとも１つの不使用レンズが配されていることを特徴とする請求項２乃至９の何れか１項に記載の読取装置。

【請求項11】

前記複数の使用レンズは、互いに隣り合う第３レンズおよび第４レンズと、互いに隣り合う第５レンズおよび第６レンズを含み、
前記複数の不使用レンズのうち前記第３レンズと前記第４レンズとの間に配される不使用レンズの数と、前記複数の不使用レンズのうち前記第５レンズと前記第６レンズとの間に配される不使用レンズの数と、が異なっていることを特徴とする請求項１または１０に記載の読取装置。

【請求項12】

前記読取領域から前記ロッドレンズアレイの光入射面までの距離をＬｏ、前記ロッドレンズアレイの光出射面から前記センサまでの距離をＬｉ、前記複数のロッドレンズの光軸方向の長さをＬｚとしたときに、
０．１０≦［Ｌｉ・Ｌｏ／｛（Ｌｉ＋Ｌｏ）・Ｌｚ｝］≦５．００
の関係を満たすことを特徴とする請求項１乃至１１の何れか１項に記載の読取装置。

【請求項13】

前記読取領域から前記ロッドレンズアレイの光入射面までの距離をＬｏ、前記ロッドレンズアレイの光出射面から前記センサまでの距離をＬｉ、前記複数のロッドレンズの光軸方向の長さをＬｚとしたときに、
０．３０≦｛（Ｌｉ・Ｌｏ）／（Ｌｚ^２）｝≦２００
の関係を満たすことを特徴とする請求項１乃至１２の何れか１項に記載の読取装置。

【請求項14】

前記複数のロッドレンズのレンズ径をＬｒ、前記複数のロッドレンズの光軸方向の長さをＬｚとしたときに、
３．００≦（Ｌｚ／Ｌｒ）≦２００
の関係を満たすことを特徴とする請求項１乃至１３の何れか１項に記載の読取装置。

【請求項15】

前記読取領域を前記センサに縮小結像する倍率をＭとしたとき、
０．０５≦Ｍ≦０．８０
の関係を満たすことを特徴とする請求項１乃至１４の何れか１項に記載の読取装置。

【請求項16】

前記読取領域を照明するための照明装置をさらに含むことを特徴とする請求項１乃至１５の何れか１項に記載の読取装置。

【請求項17】

請求項１乃至１６の何れか１項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被写体の状態を検査する検査部と、
を含むことを特徴とする検査装置。

【請求項18】

請求項１乃至１６の何れか１項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憶媒体に記憶する記憶装置と、
を含むことを特徴とする読取システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、読取装置、検査装置および読取システムに関する。

【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。このように正立等倍像を結ぶレンズアレイを用いた場合は、隣接する２つのレンズの像はセンサ上において互いに重畳するが、センサ上の同じ位置に同じ像を結ぶため重畳しても問題は生じない。

【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、隣接する２つのレンズによってセンサ上に結ばれる像の位置が互いにずれてしまう（被写体上の同じ位置の像がセンサ上の別の位置に結ばれる）。その結果、センサ上で異なる画像同士が重畳することとなり、センサ上に鮮明な被写体の像が結ばれなくなってしまう。

【0005】

本発明は、ロッドレンズアレイを縮小光学系に適用した読取装置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読取装置は、センサと、光軸と交差する配列方向に沿って配列された複数のロッドレンズを含むロッドレンズアレイと、を備える読取装置であって、前記複数のロッドレンズは、読取領域を前記センサに縮小結像する複数の使用レンズと、前記読取領域を前記センサに結像しない複数の不使用レンズと、を含み、前記複数の使用レンズのうち互いに隣り合う使用レンズの間のそれぞれに、前記複数の不使用レンズのうち少なくとも１つの不使用レンズが配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した読取装置に有利な技術が提供される。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本実施形態に係る読取装置の構成例を示す図。

【図2】図１の読取装置の変形例を示す図。

【図3】図１の読取装置の実施例を説明する図。

【図4】図１の読取装置の実施例を説明する図。

【図5】図１の読取装置に組み込まれるロッドレンズアレイを示す図。

【図6】図１の読取装置が組み込まれた検査装置および読取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～図６（ａ）、６（ｂ）を参照して、本開示の実施形態による読取装置について説明する。図１は、本実施形態の読取装置１００の構成例を示す断面図である。読取装置１００は、センサ１０１と、光軸と交差する配列方向に沿って配列された複数のロッドレンズ１２０を含むロッドレンズアレイ１０２と、を備えている。図１において、光軸は、Ｙ方向に沿って配され、また、配列方向は、Ｘ方向に沿っている。Ｘ方向とＹ方向とは、垂直の関係であってもよい。

【0011】

ロッドレンズアレイ１０２は、図５（ａ）に示されるように、例えば、複数のロッドレンズ１２０の光軸が互いに平行になるように、複数のロッドレンズ１２０の光軸の法線方向の配列方向（Ｘ方向）に直線状に配列されることによって構成されている。また、例えば、図５（ｂ）に示されるように、ロッドレンズアレイ１０２において、ロッドレンズ１２０が、配列方向と交差する方向に複数の列を構成するように配されていてもよい。ロッドレンズ１２０の列数によらず、ロッドレンズアレイ１０２は、図５（ａ）、５（ｂ）に示される配列方向（Ｘ方向）に沿った方向が、長手方向の形状を有しうる。

【0012】

本実施形態において、図１に示されるように、複数のロッドレンズ１２０は、それぞれのロッドレンズ１２０の読取領域１３１をセンサ１０１に縮小結像する複数の使用レンズ１２１と、読取領域１３１をセンサ１０１に結像しない複数の不使用レンズ１２２と、を含む。このとき、複数の使用レンズ１２１のうち互いに隣り合う使用レンズの間のそれぞれに、複数の不使用レンズ１２２のうち少なくとも１つの不使用レンズが配されている。これによって、近接する複数のロッドレンズ１２０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１０２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。尚、ここでの互いに隣り合う使用レンズとは、読取領域からの光をセンサに導く使用レンズの中で、ある使用レンズと、当該使用レンズの＋Ｘ方向において最も近い使用レンズ、或いは－Ｘ方向において最も近い使用レンズ、の組合せのことである。また、不使用レンズとは、読取領域からの光をほとんどセンサ上に導かないレンズ（ロッドレンズ）のことであり、使用レンズがセンサに導く光量に比べて１割以下（好ましくは１％以下）の光量の光しかセンサに導かないレンズのことである。或いは不使用レンズは、使用レンズがセンサに結像する像のコントラストと比較して、１割以下（好ましくは１％以下）のコントラストの像をセンサ上に結ぶレンズのことと考えても良い。或いは、不使用レンズは、使用レンズがセンサに導く光量の２割以下（好ましくは３％以下）であり、且つ使用レンズが結ぶ像のコントラストの２割以下（好ましくは３％以下）であるようなレンズであっても良い。

【0013】

例えば、図１において、複数の使用レンズ１２１のうち使用レンズ１２１ａと使用レンズ１２１ｂとの間に、５本の不使用レンズ１２２が配されている。しかしながら、使用レンズ１２１の間に配される不使用レンズ１２２の数は、５本に限られることはなく、後述する条件に適合するように適当な本数が選択されればよい。また、ロッドレンズアレイ１０２の全体で、使用レンズ１２１の間に配される不使用レンズ１２２の数が同じであってもよいし、異なっていてもよい。

【0014】

不使用レンズ１２２は、ロッドレンズ１２０に適当な加工を行うことによって、センサ１０１に結像しない、または、結像し難くなるようにする。例えば、ロッドレンズ１２０の光出射面または光入射面の少なくとも一部を遮光することによって、不使用レンズ１２２とすることができる。例えば、不使用レンズ１２２となるロッドレンズ１２０の光出射面または光入射面に、遮光材が塗布されていてもよいし、遮光テープが貼られていてもよい。また、例えば、不使用レンズ１２２となるロッドレンズ１２０の光入射面が、研磨などによって凸凹状に粗くなっていてもよい。ロッドレンズ１２０に入射した光が、光入射面で散乱しロッドレンズ１２０の側壁などに向かうことによって、センサ１０１に結像し難くなる。また、ロッドレンズ１２０の光出射面または光入射面が、光軸の法線方向から傾いていてもよい。光出射面が傾いている場合、出射光がセンサ１０１に向かわないように、ロッドレンズ１２０の光出射面を傾ければよい。また、ロッドレンズ１２０の光入射面が傾いている場合、入射光は、ロッドレンズ１２０の側壁などで吸収され、センサ１０１に結像し難くなる。また、不使用レンズ１２２となるロッドレンズ１２０の光入射面と光出射面との間が連続していなくてもよい。

【0015】

読取装置１００において、ロッドレンズアレイ１０２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、本実施形態において、ロッドレンズアレイ１０２に配されたロッドレンズ１２０の一部に対して遮光などの加工を実施するだけで、複数のロッドレンズ１２０をそれぞれ使用レンズ１２１および不使用レンズ１２２として使用することができる。

【0016】

また、ロッドレンズ間を所定の間隔に保つために結合部材などを配した場合、温度などの環境変化があると、熱膨張率の違いなどによってロッドレンズが意図しない方向に傾くなどの影響が生じうる。本実施形態において、使用レンズ１２１と不使用レンズ１２２とは、同じ材質のロッドレンズ１２０である。したがって、本実施形態に示されるように、ロッドレンズアレイ１０２を用いた方が、環境変化に強い可能性がある。また、読取装置１００が長尺化した場合であっても、ロッドレンズアレイ１０２を用いた方が、ロッドレンズを所定の間隔で配する場合よりも容易に対応できる。

【0017】

次いで、使用レンズ１２１の配置について詳細を説明する。まず、複数の使用レンズ１２１のうち互いに隣接するように配された使用レンズ１２１ａと使用レンズ１２１ｂとに着目する。ここで、使用レンズ１２１ａと使用レンズ１２１ｂとの間には、上述したように５本の不使用レンズ１２２が配されているが、複数の使用レンズ１２１の中では、使用レンズ１２１ａと使用レンズ１２１ｂとは、互いに隣接している。

【0018】

複数のロッドレンズ１２０のうち使用レンズ１２１ａは、読取領域１３１ａをセンサ１０１に縮小結像する。複数のロッドレンズ１２０のうち使用レンズ１２１ｂは、読取領域１３１ｂをセンサ１０１に縮小結像する。ここで、読取領域１３１とは、ロッドレンズ１２０の焦点距離ｆと、読取装置１００におけるロッドレンズアレイ１０２（ロッドレンズ１２０）の光出射面からセンサ１０１までの距離Ｌｉと、の関係から導かれる被写体側の仮想面２０１において、ロッドレンズ１２０の開口角によって定義されるイメージサークルの領域である。開口角とは、屈折率分布型レンズであるロッドレンズ１２０の光軸の一端に入射可能な光線（入射してロッドレンズ内部を通って出射することが可能な光線）と光軸とがなす角度の最大値である。読取領域１３１（仮想面２０１）からロッドレンズアレイ１０２（ロッドレンズ１２０）の光入射面までの距離Ｌｏは、焦点距離ｆおよび距離Ｌｉに対して、例えば、
１／Ｌｉ＋１／Ｌｏ≒１／ｆ ・・・ （１）
の関係を有しうる。尚、距離Ｌｉは光出射面からセンサまでの距離であり（ロッドレンズのレンズ主面からの距離ではない）、距離Ｌｏはピントが合っている被写体位置から光入射面（レンズ主面ではない）までの距離であるため、焦点距離ｆは正確にはロッドレンズの焦点距離とは異なる。

【0019】

このような、それぞれの使用レンズ１２１が有する読取領域において、互いに隣接するように配された使用レンズ１２１ａと使用レンズ１２１ｂとの読取領域１３１ａと読取領域１３１ｂとが重なる領域の配列方向（Ｘ方向）の長さをＲｏｖｅｒとする。また、それぞれの使用レンズ１２１の読取領域１３１（例えば、読取領域１３１ａ）の配列方向の長さをＲ１とする。このとき、
０．０５≦（Ｒｏｖｅｒ／Ｒ１）＜０．９９ ・・・ （２）
の関係を満たしていてもよい。つまり、互いに隣接するように配された使用レンズ１２１の読取領域１３１は、互いに重なりあっている。式（２）は、物体側の読取領域１３１のオーバーラップ率を表しており、上限は、式（２）に示されるように９９％未満でありうる。しかしながら、上限の値が大きい場合、センサ１０１に結像される画像において、重複して結像される領域が大きくなる。したがって、上限の値は、０．７０（７０％）以下であってもよいし、さらに、０．５０（５０％）以下であってもよい。

【0020】

また、読取領域１３１のオーバーラップ率の下限は、式（２）に示されるように５％以上である。オーバーラップ率が低い場合、センサ１０１に結像される画像の端部が暗くなり、互いに隣接するように配された使用レンズ１２１によって縮小結像された画像同士をつなぎ合わせる際に、つなぎ合わせの精度が低下してしまう可能性がある。したがって、互いに隣接するように配された使用レンズ１２１の読取領域１３１は、重なっている必要がある。つなぎ合わせの精度を向上させるために、式（２）における下限の値は、０．２０（２０％）以上であってもよいし、さらに、０．３２（３２％）以上であってもよい。

【0021】

図３、４は、図１に示されるような構成を有する読取装置１００の実施例におけるパラメータを示した一覧である。図３、４に示される実施例１～２０は、それぞれ適当な画質が得られたパラメータの組み合わせを示している。図３に示される「不使用」は、互いに隣接するように配された使用レンズ１２１の間に配されている不使用レンズ１２２の数を表している。他のパラメータについても、以下、順次説明する。

【0022】

次に、複数の使用レンズ１２１のそれぞれがセンサ１０１に縮小結像する結像領域１４１の配置について説明する。結像領域１４１は、センサ１０１に結像された、ロッドレンズ１２０の焦点距離ｆと、読取装置１００におけるロッドレンズアレイ１０２（ロッドレンズ１２０）の光出射面からセンサ１０１までの距離Ｌｉと、ロッドレンズ１２０の開口角と、によって定義されるイメージサークルの領域である。図１に示されるように、複数の使用レンズ１２１のうち配列方向（Ｘ方向）に互いに隣接する２つの使用レンズが、長さＬｂｗ離れて配されている。複数の使用レンズ１２１のそれぞれがセンサ１０１に縮小結像する結像領域１４１の配列方向の長さをＬ１としたときに、
－３．００≦｛（Ｌ１－Ｌｂｗ）／Ｌ１｝≦０．１５ ・・・ （３）
の関係を満たすように、それぞれの使用レンズ１２１が配される。

【0023】

式（３）がマイナスの値を有する場合、図１に示されるように、それぞれの使用レンズ１２１によって縮小結像される結像領域１４１は、互いに離れている。一方、式（３）がプラスの値を有する場合、図２に示されるように、互いに隣接するように配された使用レンズ１２１の結像領域１４１は、重なっている。このため、式（３）に対応する実施例の値は、図４の「像側Ｏｖｅｒｌａｐ率」として示されている。

【0024】

式（３）の下限を下回った場合、センサ１０１において、画像の生成に使用されない画素（受光素子）領域が増加し、センサ１０１の使用効率が低下してしまう。このため、式（３）の下限は、センサ１０１を有効に使用可能な－２．３０（－２３０％）以上であってもよい。また、式（３）の下限は、－１．９５（－１９５％）以上であってもよいし、さらに、－１．６３（－１６３％）以上であってもよい。

【0025】

式（３）の上限を上回った場合、互いに隣接するように配された使用レンズ１２１によって合成される像の重なりに起因する画質の低下が生じる場合がある。一方、結像領域１４１の端部は、画像が暗くなり、また、収差の影響なども発生しうる。したがって、互いに隣接するように配された使用レンズ１２１の結像領域１４１が重なってしまっても、重なった領域から出力される信号を使用せずに画像を生成することが考えられる。これらの要因から、式（３）の上限は、０．１０（１０％）以下であってもよい。また、式（３）の上限は、０．０８（８％）以下であってもよいし、さらに、０．０１（１％）以下であってもよい。

【0026】

読取装置１００を長尺化するために、センサ１０１は、図１、２に示されるように、配列方向（Ｘ方向）に沿って配された複数のセンサチップ１１１によって構成されうる。互いに隣り合うセンサチップ１１１のチップ間１１２には、画素（受光素子）が配されていない領域が配されうる。そこで、図１に示されるように、複数の使用レンズ１２１のそれぞれが読取領域１３１を縮小結像する結像領域１４１が、複数のセンサチップ１１１のチップ間１１２に配されないように、それぞれの使用レンズ１２１およびセンサチップ１１１が配されうる。

【0027】

また、図２に示されるように、互いに隣接するように配された使用レンズ１２１の結像領域１４１が重なる場合、つまり、長さＬｂｗ、Ｌ１が、
０．００＜｛（Ｌ１－Ｌｂｗ）／Ｌ１｝≦０．１０ ・・・ （３'）
の関係を満たす（像側Ｏｖｅｒｌａｐ率がプラスになる）場合を考える。この場合、複数の使用レンズ１２１のうち複数のセンサチップ１１１のチップ間１１２を跨いで配される２つの使用レンズの結像領域１４１が重なる領域が、複数のセンサチップ１１１のチップ間１１２に配されるように、それぞれの使用レンズ１２１およびセンサチップ１１１が配されうる。

【0028】

さらに、複数のセンサチップ１１１のそれぞれに、複数の結像領域１４１が配されていてもよい。それぞれのセンサチップ１１１に複数の結像領域１４１が配されることによって、センサ１０１に用いられるセンサチップ１１１の数や、センサチップのうち画像を得るために使用される画素（受光素子）の数を適当な数にすることができる。例えば、１つのセンサチップ１１１に２個以上かつ５個以下の結像領域１４１が配されるように、使用レンズ１２１およびセンサチップ１１１の位置が決定されてもよい。

【0029】

例えば、複数のセンサチップ１１１のそれぞれの配列方向（Ｘ方向）の長さをＬｓｃ、複数のセンサチップ１１１のそれぞれに配される結像領域１４１の数をＩＳ（図３において「ＩＳ数」と示されている。）、使用レンズ１２１のそれぞれがセンサチップ１１１に縮小結像する結像領域１４１の配列方向の長さをＬ１としたときに、
０．２０≦｛（ＩＳ・Ｌ１）／Ｌｓｃ｝≦１．１０ ・・・ （４）
を満たしていてもよい。

【0030】

式（４）の下限を下回った場合、センサ１０１において、画像の生成に使用されない画素（受光素子）領域が増加し、センサ１０１の使用効率が低下してしまう。このため、式（４）の下限は、センサ１０１を有効に使用可能な０．２６以上であってもよい。また、式（４）の下限は、０．３２以上であってもよいし、さらに、０．３４以上であってもよい。一方、式（４）の上限は、互いに隣接するように配された使用レンズ１２１によって合成される像の重なりに起因する画質の低下が生じ難い０．９４以下であってもよい。また、式（４）の上限は、さらなる画質の向上のために、０．５１以下であってもよいし、さらに、０．４５以下であってもよい。尚、本実施例の読取装置に用いる複数のセンサチップ１１１の配列方向（Ｘ方向）の長さＬｓｃはセンサチップの感度を持つ部分（受光部）の長さのことであり、この長さは全てのセンサチップで同じである必要は無い。ただし、センサチップごとに上記の式（４）が成立していることが望ましい。

【0031】

また、センサチップ１１１の配列方向の長さＬｓｃと、結像領域１４１の配列方向の長さＬ１と、が、
１．５０≦（Ｌｓｃ／Ｌ１）≦５０．０ ・・・ （５）
を満たしていてもよい。

【0032】

式（５）の下限を下回った場合、センサチップ１１１が結像領域１４１に対して小さくなり、より多くのセンサチップ１１１が必要になる。このため、式（５）の下限は、１．５０以上であってもよい。また、式（５）の下限は、２．３０以上であってもよいし、さらに、３．９０以上であってもよい。一方、式（５）の上限は、結像領域１４１の大きさが小さくなることによる画質の低下によって決定される。式（５）の上限は、画質の低下が生じ難い９．８０以下であってもよい。また、式（５）の上限は、さらなる画質の向上のために、６．２以下であってもよいし、さらに、５．８以下であってもよい。

【0033】

上述したが、互いに隣接するように配された２つの使用レンズ１２１の間に配される不使用レンズ１２２の数が、２つの使用レンズ１２１の組み合わせによって異なっていてもよい。例えば、複数の使用レンズ１２１のうち複数のセンサチップ１１１のチップ間１１２を跨いで配される２つの使用レンズの間に配される不使用レンズ１２２の数と、複数の使用レンズ１２１のうち複数のセンサチップ１１１のチップ間１１２を跨がずに配される２つの使用レンズの間に配される不使用レンズ１２２の数と、が互いに異なっていてもよい。

【0034】

次に、ロッドレンズ１２０の光軸方向（Ｙ方向）の長さＬｚの他のパラメータに対する関係について説明する。読取領域１３１からロッドレンズアレイ１０２（ロッドレンズ１２０）の光入射面までの距離Ｌｏ、ロッドレンズアレイ１０２（ロッドレンズ１２０）の光出射面からセンサ１０１までの距離Ｌｉ、および、ロッドレンズ１２０の光軸方向の長さＬｚは、
０．１０≦［Ｌｉ・Ｌｏ／｛（Ｌｉ＋Ｌｏ）・Ｌｚ｝］≦５．００ ・・・ （６）
の関係を満たしていてもよい。

【0035】

式（６）の下限を下回った場合、距離Ｌｏや距離Ｌｉが短くなる。換言すると、ロッドレンズ１２０のパワーが強くなる（焦点距離ｆが短くなる）。ロッドレンズ１２０のような屈折率分散レンズにおいて、焦点距離ｆが短いレンズを精度良く製造することは難しく、ロッドレンズの精度が低下してしまうおそれがある。また、通常のレンズであっても、焦点距離ｆが短いレンズは収差が大きくなりやすい。このため、式（６）の下限は、０．２５以上であってもよい。また、式（６）の下限は、０．３０以上であってもよいし、さらに、０．３５以上であってもよい。一方、式（６）の上限を上回った場合、ロッドレンズ１２０の長さＬｚが短くなりすぎてしまう。つまり、ロッドレンズ１２０内の屈折率分布をより正確に制御しなくてはならなくなるため、ロッドレンズ１２０の製造時の誤差が出やすくなる。また、不使用レンズ１２２として入射光をロッドレンズ１２０の側壁に当たるように制御して遮光をしようとした場合、ロッドレンズ１２０の長さＬｚが短くなると、遮光の機能が低下してしまう。したがって、式（６）の上限は、ロッドレンズ１２０の製造誤差などを考慮し、３．００以下であってもよい。また、式（６）の上限は、１．００以下であってもよいし、さらに、０．６０以下であってもよい。

【0036】

さらに、読取領域１３１からロッドレンズアレイ１０２（ロッドレンズ１２０）の光入射面までの距離Ｌｏ、ロッドレンズアレイ１０２（ロッドレンズ１２０）の光出射面からセンサ１０１までの距離Ｌｉ、および、ロッドレンズ１２０の光軸方向の長さＬｚは、
０．３０≦｛（Ｌｉ・Ｌｏ）／（Ｌｚ^２）｝≦２００ ・・・ （７）
の関係を満たしていてもよい。

【0037】

式（７）の下限を下回った場合、式（６）と同様に距離Ｌｏや距離Ｌｉが短くなる。このため、式（７）の下限は、０．５０以上であってもよい。また、式（７）の下限は、０．９０以上であってもよいし、さらに、１．００以上であってもよい。一方、式（７）の上限を上回った場合、式（６）と同様にロッドレンズ１２０の長さＬｚが短くなりすぎてしまう。したがって、式（７）の上限は、７０．０以下であってもよい。また、式（７）の上限は、２０．０以下であってもよいし、さらに、９．９０以下であってもよい。

【0038】

次に、ロッドレンズ１２０のレンズ径をＬｒと、ロッドレンズ１２０の光軸方向の長さＬｚと、は、
３．００≦（Ｌｚ／Ｌｒ）≦２００ ・・・ （８）
の関係を満たしていてもよい。

【0039】

式（８）の下限を下回った場合、ロッドレンズ１２０の長さＬｚが短くなりすぎてしまう。このため、式（８）の下限は、ロッドレンズ１２０の長さＬｚを適当な長さにするために、５．００以上であってもよい。また、式（８）の下限は、１０．０以上であってもよいし、さらに、１５．０以上であってもよい。一方、式（８）の上限を上回った場合、ロッドレンズ１２０のレンズ径Ｌｒが小さくなり、ロッドレンズ１２０内の屈折率分布をより正確に制御しなくてはならなくなるため、ロッドレンズ１２０の製造時の誤差が出やすくなる。したがって、ロッドレンズ１２０の製造時の誤差を考慮し、式（８）の上限は、７０．０以下であてもよい。また、式（８）の上限は、５０．０以下であってもよいし、さらに、２８．０以下であってもよい。

【0040】

さらに、結像領域１４１の配列方向（Ｘ方向）の長さＬ１と、複数のロッドレンズ１２０の光軸方向（Ｙ方向）の長さＬｚと、は、
０．５０≦（Ｌｚ／Ｌ１）＜１００ ・・・ （９）
の関係を満たしていてもよい。

【0041】

式（９）の下限を下回った場合、ロッドレンズ１２０の長さＬｚが短くなりすぎてしまう。このため、式（９）の下限は、２．００以上であってもよい。また、式（９）の下限は、４．００以上であってもよいし、さらに、４．５５以上であってもよい。一方、式（９）の上限を上回った場合、結像領域１４１の大きさが小さくなり、画質が低下してしまう可能性がある。したがって、式（９）の上限は、画質の低下が生じ難い６０．０未満であってもよい。また、式（９）の上限は、４０．０以下であってもよいし、さらに、６．００以下であってもよい。

【0042】

読取領域１３１をセンサ１０１に縮小結像する倍率をＭとしたとき、
０．０５≦Ｍ≦０．８０ ・・・ （１０）
の関係を満たしていてもよい。

【0043】

式（１０）の下限は、センサ１０１（センサチップ１１１）の解像度によって決定されうる。式（１０）の下限は、０．１０以上であってもよいし、さらに、０．１８以上であってもよい。一方、式（１０）の上限を上回った場合、被写界深度が浅くなってしまう。したがって、式（１０）の上限は、被写界深度の深さを考慮し、０．７０以下であってもよい。また、式（１０）の上限は、０．４０以下であってもよいし、さらに、０．３４以下であってもよい。

【0044】

このように、本実施形態の読取装置１００において、ロッドレンズアレイ１０２に配されるロッドレンズ１２０は、使用レンズ１２１と不使用レンズ１２２とに分かれる。さらに、使用レンズ１２１および不使用レンズ１２２を上述の関係になるように配置することによって、ロッドレンズアレイ１０２を縮小光学系に適用しつつ、近接する複数のロッドレンズによって合成される像のボケを抑制する。結果として、被写界深度が深い読取装置１００を得ることができる。

【0045】

次いで、本実施形態の読取装置１００の応用例として、読取装置１００が組み込まれた検査装置および読取システムについて説明する。図６（ａ）は、読取装置１００が組み込まれた検査装置６００について説明する図である。図６（ｂ）は、読取装置１００が組み込まれた読取システム６１０について説明する図である。

【0046】

読取装置１００は、図６（ａ）、６（ｂ）に示されるように、照明装置１５１によって照明された被写体２００（被照明体）の画像情報を取得してもよい。つまり、読取装置１００は、読取領域１３１を照明するための照明装置１５１をさらに含んでいてもよい。センサ１０１およびロッドレンズアレイ１０２は、図６（ａ）、６（ｂ）に示されるように、１つの筐体に収められていてもよい。また、１つの筐体に収められたセンサ１０１およびロッドレンズアレイ１０２と、照明装置１５１と、が図６（ａ）、６（ｂ）に示されるように、１つの筐体に収められていてもよい。しかしながら、読取装置１００の各構成の配置は、これに限られることはなく、被写体の画像情報が取得できればよい。

【0047】

被写体２００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、使用レンズ１２１と不使用レンズ１２２とが上述の関係を有するロッドレンズアレイ１０２を含む読取装置１００は、高さが異なる被写体２００に対してピントを合わせることが可能になる。

【0048】

大きさが異なる被写体２００に対してピントを合わせられる読取装置１００は、例えば、図６（ａ）に示されるような、検査装置６００に適用することができる。検査装置６００は、読取装置１００と、読取装置１００で取得した画像情報を用いて被写体２００の状態を検査する検査部６０１と、を含みうる。例えば、検査部６０１は、被写体２００が所定の状態にあるか否かの良否を検査してもよいし、被写体２００の大きさや色などに応じて類別する検査を行ってもよい。ここで状態とは、特定の項目（例えば、サイズや色味など）に対してあらかじめ設けた判定基準に対しての被写体２００についての良否状態でもよいし、印刷物の画像品位の状態でもよいし、印刷物の発色状態でもよい。また、検査装置６００は、図６（ａ）に示されるような、被写体２００を搬送するための搬送装置６０２を備えていてもよい。検査装置６００は、例えば、ライン状のロッドレンズアレイ１０２およびセンサ１０１（例えば、図６（ａ）の紙面と交差する方向に延びるラインセンサ）を備え、搬送装置６０２上を移動する被写体２００を検査する検査装置であってもよい。大きさが異なる被写体２００に対してピントを合わせられる読取装置１００によって、検査装置６００での検査の精度を高めることが可能になる。

【0049】

また、大きさが異なる被写体２００に対してピントを合わせられる読取装置１００は、例えば、図６（ｂ）に示されるような、読取システム６１０に適用することができる。読取システム６１０は、読取装置１００と、読取装置１００によって取得された画像情報に基づいて記憶媒体に記憶を行う記憶装置６１１と、を含む。読取システム６１０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憶するデータ記憶装置などを含む。読取システム６１０は、上述の検査装置６００のように被写体２００を移動させながら撮像を行ってもよいし、読取装置１００が移動することによって被写体２００を撮像してもよい。被写体２００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、使用レンズ１２１と不使用レンズ１２２とが上述の関係を有するロッドレンズアレイ１０２を含む読取装置１００を備える読取システム６１０は、被写体２００の表面にピントが合った像を記憶することができる。

【0050】

記憶装置６１１が、読取装置１００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憶媒体に記憶してもよい。この場合、記憶装置６１１が、ハードディスクやメモリなどの記憶媒体を内包していてもよい。また、記憶装置６１１が、記憶装置６１１の外部に配されたクラウド上にあるストレージデバイスなどの記憶媒体に読取装置１００が読み取った画像情報などを転送する通信装置を備えていてもよい。

【0051】

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】

【0052】

１００：読取装置、１０１：センサ、１０２：ロッドレンズアレイ、１２０：ロッドレンズ、１２１：使用レンズ、１２２：不使用レンズ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】