正立等倍透镜阵列单元、图像读取装置和图像形成装置制造方法
【专利摘要】正立等倍透镜阵列单元包括第一透镜阵列和第二透镜阵列。第一透镜阵列包括多个第一透镜。第二透镜阵列包括多个第二透镜。第二透镜的光轴与第一透镜的光轴重叠。具有重叠的光轴的各个第一透镜和各个第二透镜形成单位光学系统。各个单位光学系统为正立等倍光学系统。各个单位光学系统在至少在物体侧上为实质性远心。物体通过各个第一透镜的成像位置被定位在第一透镜阵列与第二透镜阵列之间。
【专利说明】正立等倍透镜阵列单元、图像读取装置和图像形成装置
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2011年8月26日提交的第2011-185328号和第2011-185338号日本专利申请，于2011年11月28日提交的第2011-259596号日本专利申请，以及于2011年12月2日提交的第2011-265286号日本专利申请的权益和优先权，这些专利申请的全部内容通过引用并入本文。
【技术领域】
[0003]本发明涉及用于图像读取装置(诸如扫描仪、传真机或类似装置)中的正立等倍透镜阵列单元，并且涉及图像读取装置和图像形成装置。
【背景技术】
[0004]光学还原系统或正立等倍光学系统用于图像读取装置(诸如扫描仪、传真机或类似装置)中，并且用于图像形成装置(LED打印机或类似装置)中。尤其是，相比于使用光学还原系统时，正立等倍光学系统的特性便于使整个装备变得紧凑。
[0005]已通过将如Selfoc Iens (注册商标，日本板硝子(Nippon Sheet Glass))或棒透镜的棒状透镜以阵列的形式插入至不透明的黑色树脂而形成了正立等倍光学系统。因为各个透镜具有正立等倍性质，所以即使是在透镜排列为阵列之后也可以维持正立等倍性质。
[0006]通过改变从棒的中心朝向周边的屈光力，上述的Selfoc Iens或棒透镜具有捕光性质。相比于常规透镜，因为需要通过特殊的方法制造这些透镜，所以制造是困难且昂贵的。因此，已经提出了使用具有排列成阵列的凸面的透镜阵列板的正立等倍光学系统(参见专利文献I)。
[0007]此外，在使用Selfoc Iens的正立等倍光学系统中，景深是窄的。在如扫描仪的图像读取装置中，通过将被读取图像的物体放置在与离光学系统维持恒定距离处的覆盖玻璃上，将被读取图像的物体与光学系统之间的距离维持在期望的距离处。通过将物体与光学系统之间的距离维持在期望的距离处，即使通过窄景深也能够读取具有极少模糊的图像。
[0008]然而，根据待被读取的物体，读取表面可能不与覆盖玻璃紧密接触，而是可能与覆盖玻璃分离。在这种情况下，因窄景深而导致读取图像被极度模糊。因此，提出了具有扩展景深的正立等倍光学系统(参见专利文献2)。
[0009]引用列表
[0010]专利文献I JP2003-139911A
[0011]专利文献2:JP2010-164974A
【发明内容】
[0012]然而，通过专利文献I或专利文献2中的正立等倍光学系统，图像读取装置和图像形成装置所期望的正立等倍光学系统特性不充分。
[0013]因此，本发明已经鉴于上述问题并且提供正立等倍透镜阵列单元，该正立等倍透镜阵列单元可以扩展景深并且具有满足预期用途的要求的图像读取装置和图像形成装置所期望的正立等倍光学系统特性。
[0014]为了解决上述问题，根据第一方面的正立等倍透镜阵列单元包括:包括多个第一透镜的第一透镜阵列，其中沿着与第一透镜的光轴垂直的第一方向布置第一透镜；以及包括多个第二透镜的第二透镜阵列，其中第二透镜的光轴与第一透镜的光轴重叠，并且沿着第一方向布置第二透镜，以便由具有重叠的光轴的各个第一透镜和各个第二透镜形成的各个光学系统是正立等倍光学系统，各个光学系统至少在物体侧上实质性远心，并且第一透镜阵列和第二透镜阵列被连接成使位于离各个光学系统预定的理想距离处的物体通过各个第一透镜的成像位置被定位在第一透镜阵列与第二透镜阵列之间。
[0015]在根据第二方面的正立等倍透镜阵列单元中，优选为满足表达式0.lXF〈g〈2X P iXFX Cj5，其中g是第一透镜与第二透镜之间的间隔，F是光学系统的F值，小是第二透镜的直径。
[0016]根据第三方面的正立等倍透镜阵列单元，优选为还包括:具有光圈的遮光部，遮光部位于具有重叠的光轴的各个第一透镜与各个第二透镜之间，光圈在与第一透镜面对侧的直径小于光圈在与第二透镜面对侧的直径，以便光圈的内表面是被处理成防止光反射的表面。
[0017]包括多个第一透镜的第一透镜阵列，其中沿着与第一透镜的光轴垂直的第一方向布置第一透镜；包括多个第二透镜的第二透镜阵列，其中第二透镜的光轴与第一透镜的光轴重叠，并且沿着第一方向布置第二透镜；以及具有光圈的遮光部，遮光部位于具有重叠的光轴的各个第一透镜与各个第二透镜之间，以便由具有重叠的光轴的各个第一透镜与各个第二透镜形成的各 个光学系统是正立等倍光学系统，并且满足以下表达式:
【权利要求】
1.一种正立等倍透镜阵列单元，包括: 包括多个第一透镜的第一透镜阵列，其中沿着与所述第一透镜的光轴垂直的第一方向来布置所述第一透镜；以及 包括多个第二透镜的第二透镜阵列，其中所述第二透镜的光轴与所述第一透镜的光轴重叠，并且沿着所述第一方向来布置所述第二透镜， 其中，由具有重叠的光轴的各个第一透镜和各个第二透镜形成的各个光学系统是正立等倍光学系统， 各个光学系统至少在物体侧上实质性远心，以及 所述第一透镜阵列和所述第二透镜阵列被连接成使得位于离各个光学系统预定的理想距离处的物体通过各个第一透镜的成像位置被定位在所述第一透镜阵列与所述第二透镜阵列之间。
2.根据权利要求1所述的正立等倍透镜阵列单元，其中 满足表达式0.lXF〈g〈2X P1XFX (K其中g是所述第一透镜与所述第二透镜之间的间隔，F是所述光学系统 的F值，0是所述第二透镜的直径。
3.根据权利要求1或2所述的正立等倍透镜阵列单元，还包括: 具有光圈的遮光部，所述遮光部位于具有重叠的光轴的各个第一透镜与各个第二透镜之间，所述光圈在与所述第一透镜面对侧的直径小于所述光圈在与所述第二透镜面对侧的直径， 其中，所述光圈的内表面是被处理成防止光反射的表面。
4.一种正立等倍透镜阵列单元，包括: 包括多个第一透镜的第一透镜阵列，其中沿着与所述第一透镜的光轴垂直的第一方向来布置所述第一透镜； 包括多个第二透镜的第二透镜阵列，其中所述第二透镜的光轴与所述第一透镜的光轴重叠，并且沿着所述第一方向来布置所述第二透镜；以及 具有光圈的遮光部，所述遮光部位于具有重叠的光轴的各个第一透镜与各个第二透镜之间， 其中，由具有重叠的光轴的各个第一透镜与各个第二透镜形成的各个光学系统是正立等倍光学系统，以及 满足以下表达式:
r0 + (-- - l)p < f ?丄 +11/? < sp -1；
V4.? J 其中r。是所述光圈在所述第一透镜侧的半径，p是相邻的第一透镜之间的间距，Ltl是从所述第一透镜至物面的预定的物距，L1是所述第一透镜的厚度，n是所述第一透镜的折射率，s是任意整数。
5.根据权利要求4所述的正立等倍透镜阵列单元，其中 所述光圈在与所述第一透镜面对侧处的直径小于所述光圈在与所述第二透镜面对侧处的直径。
6.根据权利要求4或5所述的正立等倍透镜阵列单元，其中所述光圈的内表面是被处理成防止光反射的表面。
7.一种正立等倍透镜阵列单元，包括: 包括多个第一透镜的第一透镜阵列，其中沿着与所述第一透镜的光轴垂直的第一方向来布置所述第一透镜； 包括多个第二透镜的第二透镜阵列，其中所述第二透镜的光轴与所述第一透镜的光轴重叠，并且沿着所述第一方向来布置所述第二透镜；以及 具有光圈的遮光部，所述遮光部位于具有重叠的光轴的各个第一透镜与各个第二透镜之间，所述遮光部位于所述第一透镜的第二表面附近， 其中，由具有重叠的光轴的各个第一透镜、所述光圈和各个第二透镜形成的各个光学系统是正立等倍光学系统，以及满足以下表达式:
8.一种正立等倍透镜阵列单元，包括: 包括多个第一透镜的第一透镜阵列，其中沿着与所述第一透镜的光轴垂直的第一方向来布置所述第一透镜； 包括多个第二透镜的第二透镜阵列，其中所述第二透镜的光轴与所述第一透镜的光轴重叠，并且沿着所述第一方向来布置所述第二透镜；以及 具有光圈的遮光部，位于具有重叠的光轴的各个第一透镜与各个第二透镜之间， 其中，由具有重叠的光轴的各个第一透镜与各个第二透镜形成的各个光学系统是正立等倍光学系统， 各个光学系统至少在物体侧上实质性远心，以及 满足以下表达式:
9.根据权利要求8所述的正立等倍透镜阵列单元，其中 满足以下表达式:
10.根据权利要求8或9所述的正立等倍透镜阵列单元，其中所述第一透镜是光学还原系统，所述第二透镜是光学扩展系统。
11.一种图像读取装置，包括:根据权利要求书1至10中任一项所述的正立等倍透镜阵列单元。
12.—种图像形成装置，包括:根据权利要求书1至10中任一项所述的正立等倍透镜阵列单元。
【文档编号】H04N1/028GK103782216SQ201280041430
【公开日】2014年5月7日 申请日期:2012年8月24日 优先权日:2011年8月26日
【发明者】杉田丈也 申请人:京瓷株式会社