[发明专利]棒状透镜阵列和使用棒状透镜阵列的图像传感器头

说明书

技术领域

本发明涉及一种棒状透镜阵列和使用棒状透镜阵列的图像传感器头。更详细而言，本发明涉及一种搭载于用于复印机等所使用的平板式扫描器或人工扫描器等的图像传感器的棒状透镜阵列以及包括这样的棒状透镜阵列的图像传感器头。

背景技术

作为微小透镜之一，已知有对由玻璃或塑料材料形成的圆柱体的两端面实施了镜面研磨而成的棒状透镜。棒状透镜除了以单体的形态使用之外，还可以以将多个棒状透镜并列配置成一列或多列并进行粘接固定而成的棒状透镜阵列的形态进行使用。

这样的棒状透镜阵列被广泛用作被搭载于人工扫描器等各种扫描器、复印机、传真机等的图像传感器用的读取用光学器件。

由于复印机正在进行彩色化，因此作为内置于复印机的图像传感器用光学器件的棒状透镜阵列也被要求具有适合读取彩色图像的光学性能。

另外，近年来，人工扫描器、平板式扫描器等小型扫描器也被开发出应对彩色图像的机种，对于这样的扫描器，也要求作为内置于扫描器的图像传感器用光学器件的棒状透镜阵列具有适合读取彩色图像的光学性能。

为了应对这样的要求，例如开发出了一种能够得到色像差较小且模糊较少的彩色图像的彩色特性优良的棒状透镜(专利文献1)。

然而，对于人工扫描器、复印机等所使用的平板式扫描器等，与传真机、馈纸式扫描器等不同，原稿面未被固定，因此存在这样的情况：在图像读取时原稿浮动，导致棒状透镜的镜面与原稿面之间的距离发生变化，而无法结成清晰的像。

因此，为了人工扫描器、复印机等所使用的平板式扫描器等，寻求焦深较深的棒状透镜，以便即使在棒状透镜的镜面与原稿面之间的距离发生些许变化时也能够得到清晰的像。

此外，除了图像彩色化之外，还正在进行器件小型化，因此寻求能够实现紧凑的光学系统的棒状透镜。

通常，透镜的焦深与数值孔径成反比例的关系，因此能够通过减少数值孔径来得到焦深较深的棒状透镜。然而，数值孔径越小，共轭长度越长，因此难以谋求光学系统的小型化。

为了应对这样的状况，在专利文献2中公开了一种这样的棒状透镜：在透镜外周设置厚度为50μm以上的光吸收层而使透镜的有效直径减小，由此减少数值孔径，从而缩短共轭长度并加深焦深。

此外，在专利文献3中公开了一种这样的棒状透镜：使棒状透镜的折射率分布常数g为0.2mm^-1≤g≤0.325mm^-1，使g与棒状透镜半径r之积为0.04≤g·r＜0.065，由此加深焦深。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：WO2007/011013号小册子

专利文献2：日本特开2000-35519号公报

专利文献3：日本特开2003-139912号公报

发明内容

发明要解决的问题

然而，对于专利文献1所述的棒状透镜，由于焦深较浅，因此存在无法构成焦深较深的棒状透镜阵列这样的问题。

对于专利文献2所述的棒状透镜，光吸收层越厚，数值孔径越小，焦深越深，但光吸收层越厚，光吸收层的厚度占透镜直径的比例就越大。因此，在排列这样的透镜来制作棒状透镜阵列时，即使透镜彼此紧贴地排列，在阵列中发挥透镜作用的部分也彼此分开。结果，存在这样的问题：在透镜阵列中出现焦深的斑，在原稿处于浮动的状态下的所读取的图像上出现斑。

此外，对于专利文献2所公开的棒状透镜，存在这样的问题：透镜阵列的透光量不足，因此光量斑变大，或者出现条斑。

对于专利文献3所公开的棒状透镜，能够通过减小数值孔径来加深焦深，但由于光量过少，所以不实用，并且，共轭长度较长，因此难以组装于小型化的图像传感器。

专利文献3所公开的棒状透镜与专利文献2所公开的透镜同样地存在这样的问题：光吸收层较厚，在排列成棒状透镜阵列时，在透镜阵列中出现焦深的斑，在原稿处于浮动的状态下的所读取的图像上出现斑。而且，专利文献3所公开的棒状透镜存在这样的问题：透镜阵列的透光量不足，因此光量斑变大，或者出现条斑。