專利名稱：成像光學(xué)元件及圖像讀取裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于例如掃描裝置的成像光學(xué)元件，尤其涉及具有成像光學(xué)系統(tǒng)和遮 光部件的成像光學(xué)元件。
本申請(qǐng)基于2011年10月18日的日本專利申請(qǐng)2011-228708號(hào)，申請(qǐng)的全部公開 內(nèi)容在此作為參考被納入。
背景技術(shù)：
在圖像掃描儀、傳真機(jī)、復(fù)印機(jī)、金融終端裝置等中，接觸式圖像傳感器模塊 (Contact Image Sensor Module ;以下，簡(jiǎn)稱為“CISM”)作為圖像讀取裝置是眾所周知的。 在這種圖像讀取裝置中，通常使用的是，為了使讀取對(duì)象物的光學(xué)影像正確地入射到各個(gè) 呈列狀排列有多個(gè)微小的光學(xué)傳感器中，而在讀取對(duì)象物和光學(xué)傳感器之間通常配置例如 SLA(SELF0C(注冊(cè)商標(biāo))透鏡陣列)，使光學(xué)影像在光學(xué)傳感器上成像。另外，代替SLA配 置設(shè)有與透鏡陣列及各透鏡構(gòu)造對(duì)應(yīng)的貫通孔的光圈部件(遮光部件)(例如，參照專利文 獻(xiàn)I)。
專利文獻(xiàn)1:特開2009-246623號(hào)公報(bào)(例如圖1)
隨著圖像的高精細(xì)化的需求，這種遮光部件的貫通孔也變得微小。另一方面，以同 樣的截面形狀制造這種微小的貫通孔變得困難。例如在使用模具制造遮光部件的情況下， 為確保制品從模具的脫模性，需要在貫通孔的壁面設(shè)置錐度，這種錐形可能會(huì)對(duì)作為遮光 部件的性能，具體而言對(duì)所獲得的圖像的品質(zhì)造成影響。但是，對(duì)這點(diǎn)來(lái)說(shuō)，至今還沒有充 分研究。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于以上的課題而開發(fā)的，其提供一種成像光學(xué)元件，從而能夠使用具 有截面不一樣的貫通孔的遮光部件獲得良好的圖像品質(zhì)。
根據(jù)發(fā)明的一個(gè)形態(tài)提供的成像光學(xué)元件的特征在于，具備成像光學(xué)系統(tǒng)，其具 有將多個(gè)透鏡以彼此的光軸平行地方式呈列狀地排列而成的透鏡陣列，并使來(lái)自該透鏡陣 列的一端側(cè)的入射光學(xué)影像在另一端側(cè)成像而形成影像；第一遮光部件，其配置于所述成 像光學(xué)系統(tǒng)的所述一端側(cè)，在與所述成像光學(xué)系統(tǒng)的所述透鏡的排列方向相同的方向上呈 列狀地設(shè)有多個(gè)貫通孔，使通過了所述貫通孔的光向所述成像光學(xué)系統(tǒng)入射；第二遮光部 件，其配置于所述成像光學(xué)系統(tǒng)的所述另一端側(cè)，在與所述成像光學(xué)系統(tǒng)的所述透鏡的排 列方向相同的方向上呈列狀地設(shè)有多個(gè)貫通孔，使向所述成像光學(xué)系統(tǒng)的所述另一端側(cè)射 出的光通過所述貫通孔，在各個(gè)所述第一遮光部件及所述第二遮光部件中，縮小貫通孔和 擴(kuò)大貫通孔在與所述排列方向相同的方向上交替配置，所述縮小貫通孔在從所述成像光學(xué) 系統(tǒng)的所述一端側(cè)朝向所述另一端側(cè)的光的行進(jìn)方向的上游側(cè)的開口面的截面積比下游 側(cè)的開口面的截面積大，所述擴(kuò)大貫通孔在所述行進(jìn)方向的下游側(cè)的截面積比上游側(cè)的開 口面的截面積大，所述第二遮光部件的所述縮小貫通孔的中心軸位于所述第一遮光部件的所述縮小貫通孔的中心軸上，所述第二遮光部件的所述擴(kuò)大貫通孔的中心軸位于所述第一遮光部件的所述擴(kuò)大貫通孔的中心軸上。
在這種結(jié)構(gòu)的發(fā)明中，向成像光學(xué)元件的入射光通過第一遮光部件的貫通孔向成像光學(xué)系統(tǒng)入射，另外，來(lái)自成像光學(xué)系統(tǒng)的射出光通過第二遮光部件的貫通孔成像為等倍正立像。在此，在各遮光部件中，在光的行進(jìn)方向上比入射側(cè)更靠近出射側(cè)交替地排列有截面積變小的縮小貫通孔、在該方向上截面積變大的擴(kuò)大貫通孔。而且，以第一遮光部件的縮小貫通孔和第二遮光部件的縮小貫通孔的中心軸共用且第一遮光部件的擴(kuò)大貫通孔和第二遮光部件的擴(kuò)大貫通孔的中心軸共用的方式配置。
但是，本發(fā)明人等使用具有這種截面不一樣的貫通孔的各種各樣的遮光部件構(gòu)成成像光學(xué)元件，進(jìn)行了評(píng)價(jià)其性能的實(shí)驗(yàn)。其結(jié)果是，在將上述那樣的縮小貫通孔和擴(kuò)大貫通孔交替配置的一對(duì)遮光部件(第一遮光部件及第二遮光部件)設(shè)于成像光學(xué)系統(tǒng)的兩端，且將縮小貫通孔彼此、擴(kuò)大貫通孔彼此分別配置于同一軸上時(shí)，能夠最有效地抑制所形成的光學(xué)影像的光的濃度偏差，關(guān)于詳細(xì)內(nèi)容將如后述。
S卩，根據(jù)本發(fā)明，可使用具有截面不一樣的貫通孔的遮光部件構(gòu)成能夠獲得濃度偏差少的良好圖像品質(zhì)的成像光學(xué)元件。
在該發(fā)明中，例如，也可以是，在分別設(shè)于第一遮光部件及第二遮光部件的貫通孔中，行進(jìn)方向的上游側(cè)的開口面和下游側(cè)的開口面為相似形狀。另外，例如，也可以是，在分別設(shè)于第一遮光部件及第二遮光部件的縮小貫通孔中，與行進(jìn)方向正交的截面中的該縮小貫通孔的截面積從行進(jìn)方向的上游側(cè)朝向下游側(cè)連續(xù)減少，另一方面，在分別設(shè)于第一遮光部件及第二遮光部件的擴(kuò)大貫通孔中，與行進(jìn)方向正交的截面的該縮小貫通孔的截面積從行進(jìn)方向的上游側(cè)朝向下游側(cè)連續(xù)地增大。
貫通孔的截面形狀在光的行進(jìn)方向的上游側(cè)(即光的入射側(cè))和下游側(cè)(即光的射出方向)間不同，在貫通孔的截面積不連續(xù)變化的情況下妨礙光的行進(jìn)，因此，射出光量與入射光量的比變小，圖像變暗。通過所述的設(shè)定能夠減小這種光量的損失。
在該情況下，例如也可以將分別設(shè)于第一遮光部件及第二遮光部件的縮小貫通孔及擴(kuò)大貫通孔的壁面都設(shè)為錐狀，其錐角的大小比O度大且為2度以下。隨著錐角變大，通過的光量變少，伴隨于此，濃度偏差也變得顯著。根據(jù)本發(fā)明人等的見解，在光量和圖像品質(zhì)的平衡點(diǎn)，錐角的上限設(shè)為2度左右是現(xiàn)實(shí)的。
另外，例如，在各個(gè)第一遮光部件及第二遮光部件中，也可以將多個(gè)縮小貫通孔的形狀設(shè)定為彼此相同，另一方面，也可以將多個(gè)擴(kuò)大貫通孔的形狀設(shè)定為彼此相同。通過這樣設(shè)置，通過貫通孔的排列方向的遮光部件的光量的偏差變小，因此，在圖像品質(zhì)這一 點(diǎn)是有利的，另外在能夠容易制造第一及第二遮光部件這一點(diǎn)也是有利的。
另外，也可以將第一遮光部件和第二遮光部件設(shè)為同一形狀。由此，可以通過這種配置將同一形狀的部件作為第一遮光部件或第二遮光部件使用，從而能夠降低成像光學(xué)元件的制造成本。
在例如第一遮光部件及第二遮光部件為通過使用了同一形狀的模具的注射成型而形成的樹脂制品的情況下，通過使模具通用化而能夠以低成本制造這些部件，尤其適合進(jìn)行大量生產(chǎn)。另外，為了使部件從模具的脫模性良好，難以使貫通孔的截面設(shè)為一樣，但是通過上述的結(jié)構(gòu)，不一樣的截面形狀并非是缺點(diǎn)，其能夠構(gòu)成圖像品質(zhì)良好的成像光學(xué)元件。


圖1是表示可良好地應(yīng)用本發(fā)明的CISM的結(jié)構(gòu)例的圖2是表示光圈部件的截面結(jié)構(gòu)和透鏡陣列的位置關(guān)系的圖3是說(shuō)明模擬的內(nèi)容的圖4是表示錐角的大小和圖像品質(zhì)的關(guān)系的圖5是表示用于制造光圈部件的模具的結(jié)構(gòu)例的圖6是表示模具的更詳細(xì)的形狀的放大剖視圖。
符號(hào)說(shuō)明
1...接觸式圖像傳感器模塊(成像光學(xué)元件)、
10...透鏡陣列(成像光學(xué)系統(tǒng))、
11...光圈部件(第一遮光部件)、
12...光圈部件(第二遮光部件)、
13.. 受光部、
101...透鏡單元、
111> 121...貫通孔(縮小貫通孔)、
112、122...貫通孔(擴(kuò)大貫通孔)、
200. ·第二模具部件(模具)、
300. ·第一模具部件(模具)具體實(shí)施方式
圖1是表示可良好地適用該發(fā)明的CISM的結(jié)構(gòu)例的圖。更具體而言，是表示作為該發(fā)明的成像光學(xué)元件的一實(shí)施方式的接觸式圖像傳感器模塊(CISM)的結(jié)構(gòu)例的分解組裝圖。該接觸式圖像傳感器模塊I具有層疊透鏡陣列10、一對(duì)光圈部件11、12和受光部13 而成的結(jié)構(gòu)，該透鏡陣列10通過將以上下方向?yàn)楣廨S的透鏡單元101呈列狀地排列多個(gè)而形成，所述一對(duì)光圈部件11、12以?shī)A著透鏡陣列10的方式設(shè)置；受光部13具備例如C⑶線路傳感器131，并且，該接觸式圖像傳感器模塊I具有通過受光部13接受來(lái)自在圖1中配置于上方的未圖示的讀取對(duì)象物(例如原稿)的射出光L，將讀取對(duì)象物的光學(xué)影像變換為電信號(hào)輸出的功能。在以下的說(shuō)明中，如圖1所示，使用將受光部13的線路傳感器131的排列方向設(shè)為X方向、將與透鏡陣列10的光軸平行的方向設(shè)為Z方向的右手系坐標(biāo)。來(lái)自讀取對(duì)象物的射出光L向Z軸負(fù)方向(-Z方向)行進(jìn)并向受光部13入射。除此之外，CISM 具備對(duì)讀取對(duì)象物照射光的光源部(省略圖示)。
來(lái)自讀取對(duì)象物的射出光`L通過成為正立等倍成像光學(xué)系統(tǒng)的透鏡陣列10在受光部13成像，然而，為了防止向受光部13入射雜散光，在讀取對(duì)象物和透鏡陣列10之間配設(shè)有光圈部件11，該光圈部件11具有多個(gè)沿光軸方向穿設(shè)的貫通孔111、112，且通過該貫通孔限制射出光的射出方向。另外，在透鏡陣列10和受光部13之間配設(shè)有光圈部件12，該光圈部件13具有多個(gè)沿光軸方向穿設(shè)的貫通孔121、122且通過該貫通孔限制射出光的射出方向。
在光圈部件11中，如下面說(shuō)明的那樣，彼此形狀不同的兩類貫通孔111、112在X 方向上交替地排列。同樣，在光圈部件12中，彼此形狀不同的兩類貫通孔121、122在X方向上也交替地排列。
圖2是表示光圈部件的剖面構(gòu)造以及與所述透鏡陣列的位置關(guān)系的圖。如圖2(a) 所示，就設(shè)于光圈部件11的貫通孔111而言，來(lái)自讀取對(duì)象物(原稿面)的射出光L的行進(jìn)方向DL(_Z方向)的上游側(cè)的開口最大，隨著向下游側(cè)行進(jìn)而逐漸成為前端細(xì)的錐形。 即，如圖2(b)所示，在方向DL上的貫通孔111的上游側(cè)的開口 Illa的X方向長(zhǎng)度Lll和在該方向上的貫通孔111的下游側(cè)的開口 Illb的X方向長(zhǎng)度L12之間，存在Lll > L12的關(guān)系。對(duì)于Y方向的開口尺寸也是同樣。另外，光圈部件11的厚度(Z方向長(zhǎng)度)由符號(hào) Dz表示，彼此相鄰的貫通孔111、112的各個(gè)中心軸(圖2(b)中用各個(gè)單點(diǎn)劃線及雙點(diǎn)劃線表示)間的距離，即貫通孔的排列間距由符號(hào)Px表示。
另一方面，在X方向上與貫通孔111鄰接設(shè)置的貫通孔112在方向DL(_Z方向) 上的上游側(cè)的開口最小，隨著向下游側(cè)進(jìn)行成為逐漸前端大的錐形。即，在射出光L的行進(jìn)方向上在貫通孔112的上游側(cè)的開口 112a的X方向長(zhǎng)度L21和在該方向的貫通孔112的下游側(cè)的開口 112b的X方向長(zhǎng)度L22間具有L21 <L22的關(guān)系。Y方向的開口尺寸也是同樣。另外，雖然不是必須的要件，但是也可以成立Lll = L22、L12 = L21的關(guān)系。
貫通孔111、112的兩端的開口形狀及通過與Z軸正交的平面確定的貫通孔111、 112的截面形狀為將Y方向設(shè)為長(zhǎng)度方向的矩形，其I邊的長(zhǎng)度沿著Z方向線性變化。因此，以不同的任意兩個(gè)Z坐標(biāo)值切出的貫通孔111的截面形狀彼此相似。對(duì)于貫通孔112 也是同樣。另外，本發(fā)明的效果通過遮光部件的長(zhǎng)度方向(在該例中為X方向)上的錐度結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)，而在與此正交的Y方向上所定義的錐度的意義并不重大。因此，即使沒有Y軸截面的錐度也能夠得到同樣的效果。在該情況下，光圈截面形狀在Z方向上不是相似形狀。
光圈部件12的貫通孔121的尺寸與光圈部件11的貫通孔111的尺寸相同。另外，光圈部件12的貫通孔122的尺寸與光圈部件11的貫通孔112的尺寸相同。而且，如圖2(b)所示，以光圈部件12的貫通孔121的中心軸與光圈部件11的貫通孔111的中心軸 (單點(diǎn)劃線)一致，光圈部件12的貫通孔122的中心軸與光圈部件11的貫通孔112的中心軸(雙點(diǎn)劃線)一致的方式，定義光圈部件11和光圈部 件12的位置關(guān)系。
S卩，光圈部件11和光圈部件12具有實(shí)質(zhì)上相同的形狀，在所光圈部件12向Z軸方向移動(dòng)時(shí)成為與光圈部件11緊密重合的形狀及配置。因此，從原稿面射出且向光圈部件11的貫通孔111的一側(cè)開口 Illa入射的光從光圈部件11的貫通孔111的另一側(cè)開口 Illb向透鏡陣列10的一端側(cè)(圖2(a)中左側(cè))入射。而且，從透鏡陣列10的另一端側(cè) (圖2(a)中為右側(cè))射出的光從光圈部件12的貫通孔121的一側(cè)開口 121a入射，并從另一側(cè)開口 121b射出。
同樣，向光圈部件11的貫通孔112的一側(cè)開口 112a入射的光經(jīng)由光圈部件11 的貫通孔112的另一側(cè)開口 112b、透鏡陣列10及光圈部件12的貫通孔122的另一側(cè)開口 122a，而從另一側(cè)開口 122b射出。對(duì)于這樣做的優(yōu)點(diǎn)，進(jìn)行如下說(shuō)明。
本發(fā)明人等對(duì)組合具有這種錐形的貫通孔的光圈部件而成的成像光學(xué)元件的性能進(jìn)行了各種各樣的研究。具體而言，來(lái)自具有均勻濃度的測(cè)試模式的光向?qū)⒃诠獾男羞M(jìn)方向上配置在透鏡陣列前后的貫通孔的形狀進(jìn)行各種不同組合的CISM入射，從而成像出其光學(xué)影像，進(jìn)而評(píng)價(jià)該光學(xué)影像的濃度的分布。通過使用了 Cybernet系統(tǒng)有限公司制的照明分析軟件“LightTools”進(jìn)行模擬來(lái)實(shí)施評(píng)價(jià)。
作為光圈部件11、12，厚度Dz設(shè)為O. 5_，貫通孔的開口在光圈厚度方向的中心部平面(距表面O. 25mm深的平面)設(shè)為O. 5mmX O. 2mm，在其中心部平面的開口部將錐角設(shè)為2度。另夕卜，貫通孔的間距Px設(shè)為O. 35mm。透鏡陣列10的透鏡間距也同樣為O. 35mm, 將透鏡101的尺寸設(shè)為長(zhǎng)軸直徑O. 8mm、短軸直徑O. 35mm。在圖2中，雖然簡(jiǎn)化且縮短來(lái)圖示，但是透鏡陣列10的X方向長(zhǎng)度與A4版尺寸對(duì)應(yīng)地設(shè)為225mm。另外，將從配置測(cè)試模式的原稿面到光圈部件11的距離設(shè)為2. 5mm，將從光圈部件11到入射側(cè)透鏡面的距離設(shè)為O. 52_，將從射出側(cè)透鏡面到光圈部件12的距離設(shè)為O. 84_，將從光圈部件12到成像面(受光部13表面)的距離設(shè)為2. 14mm。
圖3是說(shuō)明模擬的內(nèi)容的圖。在如上述結(jié)構(gòu)的CISM中，在透鏡的與軸上接近的位置和從其離開的位置上，光量存在差別，如圖3(a)所示，受光部13的受光量因位置不同而出現(xiàn)周期性變動(dòng)?？紤]將其變動(dòng)量Ifl與最大受光量Imax之比作為與濃度偏差的大小對(duì)應(yīng)的濃度變動(dòng)率而進(jìn)行了評(píng)價(jià)，在圖2所示的配置中其值約8. 4%。
另一方面，如圖3(b)中作為比較例I所示，使光圈部件12的入射側(cè)和射出側(cè)反轉(zhuǎn)，使尺寸小的開口面彼此(符號(hào)111b、121b)、尺寸大的開口面彼此(符號(hào)112b、122b)對(duì)置并進(jìn)行同樣的評(píng)價(jià)時(shí)，變動(dòng)率約為9.9%，因光圈部件12的朝向不同而存在這種較大的性能差別。
另外，如圖3(c)中作為比較例2所示，在沿光的行進(jìn)方向DL統(tǒng)一擴(kuò)大入射側(cè)的光圈部件51的各貫通孔510，而沿光的行進(jìn)方向DL統(tǒng)一縮小射出側(cè)的光圈部件52的各貫通孔520時(shí)，變動(dòng)率約9%。這樣可以而明顯知曉的是，在使用具有錐形的貫通孔的光圈部件構(gòu)成成像光學(xué)元件的情況下，因其錐度方向的組合而出現(xiàn)濃度偏差的情況存在較大的不同。在本實(shí)施方式中，采用濃度偏差最小的圖2的結(jié)構(gòu)。
圖4是表不維角的大小和圖像品質(zhì)的關(guān)系的圖。如圖4(a)所不,將X-Z平面及 Y-Z平面的截面的貫通孔111、112、121、122的內(nèi)壁分別與Z軸構(gòu)成的角都設(shè)為同一值Θ， 在將此作為錐角的大小時(shí)，通過模擬評(píng)價(jià)了錐角的大小Θ和圖像品質(zhì)的關(guān)系。
在圖4(b)中，“變動(dòng)率”為前述的Ifl和Imax的比。另外，“受光電力”表示將與具有O. 3mmX 2. 2mm的平面尺寸的長(zhǎng)方形平面光源25W相當(dāng)?shù)墓饬恳苑派浣恰?0度入射時(shí)到達(dá)受光部13的光量換算為電力的結(jié)果，圖4表明數(shù)值越大則能夠獲得入射光的損失越少的明亮的圖像。另外，“同形配置”表示圖2(b)所示的本實(shí)施方式的光圈部件11、12的位置關(guān)系，“對(duì)稱配置”表示圖3(b)所示的比較例I的光圈部件11、12的位置關(guān)系。
根據(jù)從圖4(b)可知，在本實(shí)施方式的同形配置中，錐角Θ變得越大則受光量的變動(dòng)率越大，受光電力也越變小。這表示錐角Θ越大，圖像越暗，而且濃度偏差越大。另一方面，在比較例I的對(duì)稱配置中，變動(dòng)率、受光電力也都比同形配置差。另外，在錐角Θ為4 度時(shí)可 發(fā)現(xiàn)在對(duì)稱配置中變動(dòng)率減少，但是，由于受光電力大幅低下，因此難說(shuō)是所謂的實(shí)用范圍。鑒于這些原因，為了兼顧圖像的明亮度和濃度偏差的平衡而獲得良好的圖像，可以優(yōu)選采用將錐角Θ設(shè)為2度以下的同形配置。
下面，對(duì)采用上述的構(gòu)造的光圈部件的技術(shù)意義從制造技術(shù)上的觀點(diǎn)考慮進(jìn)一步進(jìn)行說(shuō)明。光圈部件可以通過例如樹脂材料形成，但是考慮到采用排列有多個(gè)與貫通孔對(duì)應(yīng)的銷(模)的模具來(lái)制造該光圈部件的情況，為了確保從模具上取下制品時(shí)的脫模性，需 要在模的側(cè)面附加錐度。因此，在貫通孔的內(nèi)壁面不可避免的要附帶些許錐度。
換言之，從技術(shù)上或成本上的問題考慮，以沒有錐度的貫通孔為前提的光圈部件 作為現(xiàn)實(shí)問題而言是難以制造的。尤其是，為了提高圖像的解像度而對(duì)光圈部件的構(gòu)造也 要求進(jìn)一步細(xì)微化，所以確保脫模性成為更重要的課題，結(jié)果是無(wú)法避免錐度的影響。具體 而言，由于因貫通孔的錐度來(lái)遮光，從而產(chǎn)生向光學(xué)傳感器入射的光量低下及因位置不同 而光量不均等問題。
因此，若使用具有帶錐度的貫通孔的光圈部件可使以光量足夠且偏差小的光入射 到光學(xué)傳感器中的技術(shù)能夠確立，則就能夠以低的制造成本制造可獲得品質(zhì)良好的圖像的 成像光學(xué)元件。在這個(gè)意義上說(shuō)，本實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)為有益的。另外，對(duì)于本實(shí)施方式的 沿光的行進(jìn)方向DL交替地配置有截面積縮小的貫通孔和截面積增大的貫通孔的光圈部件11、12而言，能夠使用以下的模具進(jìn)行制造。
圖5是表示用于制造光圈部件的模具的結(jié)構(gòu)例的圖。如上述的光圈部件11、12為 同一形狀，可利用同一模具制造。在這一點(diǎn)上，本實(shí)施方式的光圈部件可以說(shuō)是適用于工業(yè) 生產(chǎn)的。
用于制造光圈部件11、12的模具具有第一模具部件300及第二模具部件200，如后 面所說(shuō)明，通過它們相互卡合而向兩者間所形成的間隙空間流入溶融的樹脂材料并使之固 化，由此能夠形成具有所希望形狀的光圈部件11、12。另外，在圖5中，通過用虛線圓包圍的 局部放大圖來(lái)表示模具部件300、200的表面的詳細(xì)結(jié)構(gòu)。
如圖5所示，在第一模具部件300的一個(gè)主面301上形成與光圈部件11、12的外 形對(duì)應(yīng)的凹部302，并且，在該凹部302的內(nèi)部，多個(gè)突起部303沿規(guī)定的第一方向以等間 隔突出設(shè)置為一列。各突起部303具有與光圈部件11、12的貫通孔Illa等的截面形狀對(duì) 應(yīng)的截面形狀。另外，其排列間距如后述那樣為光圈部件11、12的貫通孔的排列間距Px的 2倍。另一方面，在第二模具部件200的一個(gè)主面201上，具有與光圈部件11、12的貫通孔 112a等的截面形狀對(duì)應(yīng)的截面形狀的突起部203沿規(guī)定的第二方向突出設(shè)置成一列。各突 起部203的形狀及排列間距與第一模具部件300的突起部303相同或大致相同。
另外，在第一模具部件300的主面301上突出設(shè)置有具有大致圓筒形狀的2根定 位銷305、306，在與此對(duì)應(yīng)的第二模具部件200的主面201上設(shè)有分別與定位銷305、306緊 密地嵌合這種形狀的插通孔205、206。在第一模具部件300的主面301和第二模具部件200 的主面201相互對(duì)置的狀態(tài)下使兩者接近，使定位銷305穿過插通孔205，使定位銷306穿 過插通孔206，由此，第一模具部件300和第二模具部件200彼此卡合。
在第一及第二模具部件300、200彼此卡合的狀態(tài)下，第一模具部件300的主面301 和第二模具部件200的主面201彼此對(duì)置。另外，第一模具部件300的突起部303的排列方 向(第一方向)和第二模具部件200的突起部203的排列方向(第二方向)一致。此時(shí)， 第一模具部件300的突起部303朝向第二模具部件200的主面201側(cè)突出設(shè)置，另外，第二 模具部件200的突起部203朝向第一模具部件300的主面301側(cè)突出設(shè)置。
其結(jié)果是，在由第一模具部件300的主面301和第二模具部件200的主面201夾 持的空間內(nèi)，第一模具部件300的突起部303和第二模具部件200的突起部203交替地配 置成一列。向這樣形成的兩個(gè)模具部件的間隙空間流入溶融的樹脂材料，能夠制造具有與這些突起部303、203對(duì)應(yīng)的貫通孔的光圈部件。
圖6是表示模具的更詳細(xì)的形狀的放大剖視圖。如圖6所示，從第一模具部件300 的主面301突出設(shè)置的突起部303的側(cè)面303a相對(duì)于向主面301的垂線具有角度Θ 1( > O)的傾斜(錐角)。另一方面，從第二模具部件200的主面201突出設(shè)置的突起部203的側(cè)面203a相對(duì)于向主面201的垂線具有角度Θ 2 ( > O)的傾斜。
這樣，通過使突起部303、203帶錐度，使兩模具部件卡合并流入樹脂材料后，從模具拆下硬化后的樹脂時(shí)的脫模性得以提高，從而能夠容易地從模具取出已完成的樹脂制品。而且，在這樣完成的樹脂部件40中，如圖6的中段所示，在彼此相鄰的貫通孔401、402 間，錐度的方向不同。即，貫通孔401在圖6中具有向下的前端細(xì)的形狀，貫通孔402與此相反。這種形狀的樹脂部件40作為本實(shí)施方式的光圈部件11、12而言具有理想的構(gòu)造。
S卩，在該情況下，在制造方便考慮而優(yōu)選的形狀與從作為光圈部件的性能方面考慮優(yōu)選的形狀相一致，這樣，可獲得容易制造且性能優(yōu)異的光圈部件11、12。
另外，作為現(xiàn)有的注射成型用的模具，主要從尺寸精度方面考慮，使用僅在彼此卡合的模具部件的一方設(shè)有模(die)的結(jié)構(gòu)。但是，為了制作本實(shí)施方式的光圈部件那樣的O.1mm單位的模具，需要細(xì)小的切削工具，從而必然需要較多的加工時(shí)間。這成為導(dǎo)致部件的制造成本上升的理由。
但是，在圖5及圖6所示的模具中，豎立設(shè)置于各模具部件300、200的模具的間距為貫通孔的排列間距的2倍。因此，可加工更大徑的工具，因此也能夠抑制模具的制造成本。
另外，如光圈部件11那樣細(xì)長(zhǎng)且和具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)的制品中，在脫模時(shí)例如制品的一部分附隨于一個(gè)模具部件，另外的一部分附隨于另一個(gè)模具部件時(shí)，在分離模具部件時(shí)有時(shí)產(chǎn)生制品扭曲、變形及破損。另外，在連續(xù)地形成多個(gè)制品時(shí)，在制品附著側(cè)不固定時(shí)， 在從模具上拆下制品的作業(yè)中需要判斷制品附隨于哪一個(gè)模具。此時(shí)，尤其是在自動(dòng)化作業(yè)方面導(dǎo)致工序管理變得復(fù)雜。為了防止這種情況，更優(yōu)選將設(shè)于各模具部件300、200的模具的錐角Θ1、Θ 2設(shè)為稍有(不影響作為光圈部件的性能這種程度)不同的大小。例如，可以將一方設(shè)為2度，將另一方設(shè)為I度，或可以將一方設(shè)為I度，將另一方設(shè)為O. 5度等。由此，即使在這些模具部件的制品的脫模性上產(chǎn)生差異，也能夠使分離兩個(gè)模具部件時(shí)制品附隨于哪一個(gè)模具部件的情況統(tǒng)一。
如上所述，在該實(shí)施方式中，在將多個(gè)貫通孔排列成列狀的一對(duì)光圈部件11、12 中，分別交替地配置開口截面積沿光的行進(jìn)方向逐漸減小的貫通孔111、121和開口截面積沿該方向逐漸增大的貫通孔112、122。另外，在兩個(gè)光圈部件11、12間，開口截面積逐漸減小的貫通孔111、121彼此共用中心軸，開口截面積逐漸增大的貫通孔112、122彼此共用中心軸。
在將這種一對(duì)光圈部件11、12配置于透鏡陣列10的兩側(cè)的本實(shí)施方式的接觸式圖像傳感器模塊(CISM)I中，能夠成像出光量充分且濃度偏差少的光學(xué)影像，從而能夠獲得良好的圖像品質(zhì)。
另外，具有上述的構(gòu)造的光圈部件11、12也適合于以低成本穩(wěn)定地制造光圈構(gòu)件這種制造上的要求。
如以上說(shuō)明的那樣，在該實(shí)施方式中，接觸式圖像傳感器模塊I與本發(fā)明的“成像光學(xué)元件”相當(dāng)。而且，透鏡單元101作為本發(fā)明的“透鏡”發(fā)揮作用，透鏡陣列10具有作 為本發(fā)明的“成像光學(xué)系統(tǒng)”而發(fā)揮的作用。另外，在本實(shí)施方式中，光圈部件11及12作 為本發(fā)明的“第一遮光部件”及“第二遮光部件”分別發(fā)揮作用。另外，在上述實(shí)施方式中， 貫通孔111、121相當(dāng)于本發(fā)明的“縮小貫通孔”，另一方面，貫通孔112、122均相當(dāng)于本發(fā)明 的“擴(kuò)大貫通孔”。
另外，本發(fā)明不限于上述的實(shí)施方式，在不脫離其主旨的范圍內(nèi)可進(jìn)行除上述之 外的各種各樣的變更。例如，上述實(shí)施方式的光圈部件11、12具有將用于通過入射光的貫 通孔111等在X方向上配置成一列的結(jié)構(gòu)，但是，貫通孔的排列也可以為兩列以上，另外，也 可以是將兩列以上的貫通孔的列在其排列方向位置稍有不同地進(jìn)行配置的所謂的鋸齒形配置。
另外，上述實(shí)施方式的光圈部件的貫通孔的截面積是沿光的行進(jìn)方向連續(xù)變化， 但是，截面積的變化也可以例如是階梯狀的。
另外，上述實(shí)施方式的光圈部件的貫通孔具有矩形形狀的截面，但是貫通孔的截 面形狀不限于此，可適用例如圓形、長(zhǎng)圓形、菱形、僅將角部設(shè)為曲面的大致矩形等各種各 樣的形狀。
另外，上述實(shí)施方式為利用一對(duì)光圈部件夾設(shè)一個(gè)透鏡陣列這種結(jié)構(gòu)的成像光學(xué) 元件，但是透鏡陣列及光圈部件對(duì)的至少一方也可以是多個(gè)。在本說(shuō)明書中作為透鏡例示 出了正立等倍的一個(gè)透鏡結(jié)構(gòu)，但是，從本發(fā)明的性質(zhì)考慮，也同樣地可適用例如正立等倍 的兩個(gè)透鏡系統(tǒng)。
另外，上述的模具的光圈部件的制造方法只不過表示了本發(fā)明的“遮光部件”的制 造方法的一個(gè)具體例，并不意味著本發(fā)明的適用范圍僅局限于具有通過這種制造方法制造 的遮光部件的成像光學(xué)元件。即，本發(fā)明的各結(jié)構(gòu)的材料及制造方法可以是任意的。另外， 將兩個(gè)遮光部件的形狀設(shè)為完全相同的也不是必須的要件。
工業(yè)實(shí)用性
本發(fā)明的成像光學(xué)元件特別適合應(yīng)用于圖像掃描儀、傳真機(jī)、復(fù)印機(jī)、金融終端裝 置等圖像讀取裝置。
權(quán)利要求
1.一種成像光學(xué)元件，其特征在于，具備成像光學(xué)系統(tǒng)，其具有將多個(gè)透鏡以彼此的光軸平行的方式呈列狀地排列而成的透鏡陣列，并使來(lái)自該透鏡陣列的一端側(cè)的入射光學(xué)影像在另一端側(cè)成像而形成影像；第一遮光部件，其配置于所述成像光學(xué)系統(tǒng)的所述一端側(cè)，在與所述成像光學(xué)系統(tǒng)的所述透鏡的排列方向相同的方向上呈列狀地設(shè)有多個(gè)貫通孔，使通過了所述貫通孔的光向所述成像光學(xué)系統(tǒng)入射；第二遮光部件，其配置于所述成像光學(xué)系統(tǒng)的所述另一端側(cè)，在與所述成像光學(xué)系統(tǒng)的所述透鏡的排列方向相同的方向上呈列狀地設(shè)有多個(gè)貫通孔，使向所述成像光學(xué)系統(tǒng)的所述另一端側(cè)射出的光通過所述貫通孔，在各個(gè)所述第一遮光部件及所述第二遮光部件中，在與所述排列方向相同的方向上交替地配置有縮小貫通孔和擴(kuò)大貫通孔，所述縮小貫通孔在所述成像光學(xué)系統(tǒng)的所述一端側(cè)朝向所述另一端側(cè)的光的行進(jìn)方向的上游側(cè)的開口面的截面積比在所述行進(jìn)方向的下游側(cè)的開口面的截面積大，所述擴(kuò)大貫通孔在所述行進(jìn)方向的下游側(cè)的開口面的截面積比在所述行進(jìn)方向的上游側(cè)的開口面的截面積大，所述第二遮光部件的所述縮小貫通孔的中心軸位于所述第一遮光部件的所述縮小貫通孔的中心軸上，所述第二遮光部件的所述擴(kuò)大貫通孔的中心軸位于所述第一遮光部件的所述擴(kuò)大貫通孔的中心軸上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的成像光學(xué)元件，其特征在于，分別設(shè)于所述第一遮光部件及所述第二遮光部件上的所述貫通孔在所述行進(jìn)方向的上游側(cè)的開口面和在所述行進(jìn)方向的下游側(cè)的開口面為相似形狀。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的成像光學(xué)元件，其特征在于，分別設(shè)于所述第一遮光部件及所述第二遮光部件的所述縮小貫通孔的與所述行進(jìn)方向正交的截面中的該縮小貫通孔的截面積從所述行進(jìn)方向的上游側(cè)朝向下游側(cè)連續(xù)減少， 而分別設(shè)于所述第一遮光部件及所述第二遮光部件的所述擴(kuò)大貫通孔的與所述行進(jìn)方向正交的截面中的該擴(kuò)大貫通孔的截面積從所述行進(jìn)方向的上游側(cè)朝向下游側(cè)連續(xù)增大。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的成像光學(xué)元件，其特征在于，分別設(shè)于所述第一遮光部件及所述第二遮光部件的所述縮小貫通孔及所述擴(kuò)大貫通孔的壁面均為錐形狀，其錐角的大小比O度大且為2度以下。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的成像光學(xué)元件，其特征在于，各個(gè)所述第一遮光部件及所述第二遮光部件的多個(gè)所述縮小貫通孔的形狀彼此相同， 各個(gè)所述第一遮光部件及所述第二遮光部件的多個(gè)所述擴(kuò)大貫通孔的形狀彼此相同。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的成像光學(xué)元件，其特征在于，所述第一遮光部件和所述第二遮光部件為同一形狀。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的成像光學(xué)元件，其特征在于，所述第一遮光部件及所述第二遮光部件為通過使用了同一形狀的模具進(jìn)行注射成型而形成的樹脂制品。
8.一種圖像讀取裝置，其特征在于，具備光源部，其向物體照射光；權(quán)利要求1所述的成像光學(xué)元件；讀 取部，其讀取由所述成像光學(xué)元件成像的所述物體的正立等倍影像。
全文摘要
本發(fā)明提供一種使用具有截面不同的貫通孔的遮光部件而能夠獲得良好的圖像品質(zhì)的成像光學(xué)元件。隔著透鏡陣列(10)配置兩個(gè)光圈部件(11)、(12)。在光圈部件(11)上交替呈列狀地配置沿光的入射方向DL截面積逐漸減小的縮小貫通孔(111)和沿該方向截面積逐漸增大的擴(kuò)大貫通孔(112)。相對(duì)側(cè)的光圈部件(12)也為同一形狀，且以中心軸共用的方式配置縮小貫通孔彼此、擴(kuò)大貫通孔彼此。由此，能夠構(gòu)成光量大且光量偏差少的成像光學(xué)元件。
文檔編號(hào)G02B13/00GK103064135SQ20121039731
公開日2013年4月24日 申請(qǐng)日期2012年10月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月18日
發(fā)明者小林英和, 橫田啟, 北川翔一 申請(qǐng)人:精工愛普生株式會(huì)社