图像读取装置制造方法及图纸

图像读取装置(1)具备：微透镜阵列(33)，包括多个微聚光透镜(34)，该多个微聚光透镜(34)配置于形成多个正立等倍像的成像光学系统的焦点位置；以及摄像部(31)，包括受光像素(32x)，该受光像素(32x)设置于与微聚光透镜(34)对应的位置。微聚光透镜(34)具有使从成像光学系统入射的光线中的以预先决定的限制角度范围内的入射角入射的光线聚光到与以该限制角度范围外的入射角入射的光线不同的位置的折射力。受光像素(32x)的有效受光区域仅接收入射到微聚光透镜(32)的光线中的以所述限制角度范围内的入射角入射的光线。

Image reading device

An image reading device (1) is provided with a microlens array (33) including a plurality of microfocusing lenses (34) disposed at a focal position of an imaging optical system forming a plurality of orthogonal equal magnification images, and an imaging unit (31), including a light receiving pixel (32x), which is disposed corresponding to a microfocusing lens (34). Position. A microfocusing lens (34) has a refractive force that causes the light incident at a predetermined angle within a limited range of angles of incidence from the light incident to the light incident at a different position from the angle outside the limited range. The effective receiving region of the receiving pixel (32x) receives only light incident at the incident angle within the limited angle range in the light incident to the microfocusing lens (32).

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】图像读取装置
本专利技术涉及读取形成于原稿等物体的表面的图像的图像读取装置。
技术介绍
作为使用具有排列成线状的多个受光像素的一维摄像元件来对物体的表面进行扫描而读取图像的图像读取装置，已知被称为接触式图像传感器(ContactImageSensor，CIS)的摄像传感器。接触式图像传感器例如在复印机、图像扫描仪或者传真设备等图像读取功能中被广泛使用。这种接触式图像传感器使用形成正立等倍像的被称为棒状透镜阵列的光学元件，所以存在景深小这样的课题。因而，例如在专利文献1(日本特开平6-342131号公报)中公开了提高景深的技术。专利文献1所公开的接触式图像传感器具备多个透镜元件作为形成正立等倍像的光学元件。为了提高景深，在各透镜元件的出射面或者其附近设置有限制由该多个透镜元件形成的光学像的重叠的重叠限制部件。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开平6-342131号公报(例如，图2以及图5、第0015～0018段)
技术实现思路
在专利文献1的现有技术中，在各透镜元件的出射面或者其附近设置有重叠限制部件，所以不仅各透镜元件的视野被限制，而且各透镜元件的出射光的遮蔽量大。由此，存在一维摄像元件的受光量下降这样的课题。即，在透镜元件的出射面及其附近，来自该透镜元件的视野内的各种物体高度的点的多个光线重合。因此，重叠限制部件当对来自透镜元件的视野的周边的大的物体高度的点的不需要的光线进行遮光时，必然也会对来自该视野的中心附近的小的物体高度的点的光线进行遮光。由此，一维摄像元件的受光量有可能会显著下降。鉴于上述问题，本专利技术的目的在于提供能够抑制摄像元件的受光量下降的同时扩大景深的图像读取装置。本专利技术的一个方案提供一种图像读取装置，其特征在于，具备：成像光学系统，包括N个成像光学构件，该N个成像光学构件沿着预先决定的主扫描方向排列，且分别根据由读取对象物散射的光来形成正立等倍像，其中，N为2以上的整数；微透镜阵列，包括P个微聚光透镜，该P个微聚光透镜沿着所述主扫描方向配置于所述N个成像光学构件的焦点位置，其中，P为比N大的整数；以及摄像部，包括P个受光像素或者P组受光像素群，该P个受光像素或者P组受光像素群配置于由所述微透镜阵列对光线进行聚光的位置，与所述P个微聚光透镜分别对应地设置，所述各微聚光透镜具有使从所述成像光学系统入射的光线中的以预先决定的限制角度范围内的入射角入射的光线聚光到与以所述限制角度范围外的入射角入射的光线不同的位置的折射力，所述P个受光像素或者所述P组受光像素群具有仅接收通过了所述N个成像光学构件的主光线中的以所述限制角度范围内的入射角入射到所述各微聚光透镜的光线的有效受光区域。根据本专利技术，能够抑制摄像元件的受光量下降的同时扩大景深。附图说明图1是示出本专利技术的实施方式1的图像读取装置的概略结构的立体图。图2是用于说明实施方式1中的棒状透镜的成像性能的概略图。图3是概略地示出多个棒状透镜的视野和成像范围的图。图4是用于说明散焦时的棒状透镜的成像性能的概略图。图5是用于说明散焦时的棒状透镜的成像性能的概略图。图6是示出实施方式1中的微透镜阵列以及遮光图案的概略结构的立体图。图7是示出实施方式1中的摄像部的主要结构的一个例子的概略图。图8的图8A是概略地示出实施方式1的棒状透镜阵列的图，图8B是示出朝向棒状透镜阵列传播的光线群的图，图8C是概略地示出光线群到达的成像面附近的结构的图。图9是概略地示出入射到实施方式1中的微透镜的光束的光路的图。图10是示出入射到微透镜的平行光线的入射角与该平行光线的聚光位置之间的关系的曲线图。图11是概略地示出多个棒状透镜的视野和成像范围的图。图12的图12A以及图12B是概略地示出不存在微透镜阵列以及遮光图案的情况下的通过棒状透镜阵列的光束的光路的图。图13的图13A以及图13B是概略地示出存在微透镜阵列以及遮光图案的情况下的通过棒状透镜阵列的光束的光路的图。图14是表示通过仿真计算得到的成像面处的光量分布的一个例子的曲线图。图15是表示通过仿真计算得到的成像面处的光量分布的其它例子的曲线图。图16是概略地示出入射到实施方式1中的微透镜的光束的光路的图。图17是示出本专利技术的实施方式2中的微透镜阵列的概略结构例的立体图。图18的图18A是示出构成本专利技术的实施方式3的成像光学系统的1个成像光学构件的例子的图，图18B是示出实施方式3的成像光学系统的一个例子的图。图19是示出本专利技术的实施方式4的摄像部的概略结构的剖视图。图20是示出实施方式4中的摄像部的主要结构的一个例子的概略图。图21是概略地示出本专利技术的实施方式5中的遮光图案的构造的一个例子的剖视图。图22是示出本专利技术的实施方式6的图像读取装置的概略结构的立体图。图23是概略地示出实施方式6的棒状透镜阵列、微透镜阵列、摄像部以及传感器基板之间的位置关系的图。图24是示出实施方式6中的微透镜以及受光像素的图。图25是示出实施方式6的棒状透镜的焦点面处的聚光位置的图。图26是示出光线向微透镜的入射角与聚光位置的关系的曲线图。图27是示出实施方式6中的微透镜以及受光像素的排列的图。图28的图28A～图28D是示出向微透镜的入射光的例子的图。图29是示出光线向微透镜的入射角与聚光位置的关系的例子的曲线图。图30是用于说明实施方式6的有效受光区域的概略图。图31是示出实施方式6中的图像信号处理部的概略结构的框图。图32是示出实施方式6的图像处理的步骤的一个例子的流程图。图33是示出被读取图像的一个例子的图。图34的图34A～图34I是用于说明图像处理的仿真结果的图。图35的图35A～图35D是用于说明图像匹配处理(步骤ST3)的例子的图。图36是示出构成本专利技术的实施方式7的图像读取装置的图像信号处理部的概略结构的框图。图37是示出实施方式7的图像处理的步骤的一个例子的流程图。附图标记说明1、1A：图像读取装置；2：读取对象物；10、10A：接触式图像传感器(CIS)部；11：光源；12、12A：框体；20：棒状透镜阵列；211～21N：棒状透镜；30：传感器基板；31、31K、61：摄像部；31R：红色线传感器；31G：绿色线传感器；31B：蓝色线传感器；31A、31P：周边电路；32r、32g、32b、32x、32xa、62：受光像素；33、33A：微透镜阵列；34、34A：微聚光透镜；35、35A：遮光图案；35s：开口部；40、40：图像信号处理部；50：成像光学构件；51～54：折射透镜；70、70A：图像信号处理部；71：图像构成部；72：图像匹配部；73：图像校正部；74：合成图像生成部；75：距离计算部；76：状态判定部；X：主扫描方向；Y：副扫描方向。具体实施方式以下，参照附图，详细地说明本专利技术的各种实施方式。实施方式1.图1是概略地示出作为本专利技术的实施方式1的图像读取装置1的结构的主要部分的立体图。如图1所示，该图像读取装置1构成为具备作为图像读取部的接触式图像传感器部10(以下，称为“CIS部10”。)以及对CIS部10的输出信号进行图像处理而生成读取图像信号的图像信号处理部40。读取对象物2例如为纸介质等薄片状的物体。CIS部10具备：光源11，将沿着主扫描方向X(图1的横向)的线状的照明光LT照本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种图像读取装置，其特征在于，具备：成像光学系统，包括N个成像光学构件，该N个成像光学构件沿着预先决定的主扫描方向排列，且分别根据由读取对象物散射的光来形成正立等倍像，其中，N为2以上的整数；微透镜阵列，包括P个微聚光透镜，该P个微聚光透镜沿着所述主扫描方向配置于所述N个成像光学构件的焦点位置，其中，P为比N大的整数；以及摄像部，包括P个受光像素或者P组受光像素群，该P个受光像素或者P组受光像素群配置于由所述微透镜阵列对光线进行聚光的位置，与所述P个微聚光透镜分别对应地设置，各所述微聚光透镜具有使从所述成像光学系统入射的光线中的以预先决定的限制角度范围内的入射角入射的光线聚光到与以所述限制角度范围外的入射角入射的光线不同的位置的折射力，所述P个受光像素或者所述P组受光像素群具有仅接收通过了所述N个成像光学构件的主光线中的以所述限制角度范围内的入射角入射到各所述微聚光透镜的光线的有效受光区域。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.03.01 JP 2016-0390521.一种图像读取装置，其特征在于，具备：成像光学系统，包括N个成像光学构件，该N个成像光学构件沿着预先决定的主扫描方向排列，且分别根据由读取对象物散射的光来形成正立等倍像，其中，N为2以上的整数；微透镜阵列，包括P个微聚光透镜，该P个微聚光透镜沿着所述主扫描方向配置于所述N个成像光学构件的焦点位置，其中，P为比N大的整数；以及摄像部，包括P个受光像素或者P组受光像素群，该P个受光像素或者P组受光像素群配置于由所述微透镜阵列对光线进行聚光的位置，与所述P个微聚光透镜分别对应地设置，各所述微聚光透镜具有使从所述成像光学系统入射的光线中的以预先决定的限制角度范围内的入射角入射的光线聚光到与以所述限制角度范围外的入射角入射的光线不同的位置的折射力，所述P个受光像素或者所述P组受光像素群具有仅接收通过了所述N个成像光学构件的主光线中的以所述限制角度范围内的入射角入射到各所述微聚光透镜的光线的有效受光区域。2.根据权利要求1所述的图像读取装置，其特征在于，在各所述微聚光透镜的焦点距离被表示为fM、所述有效受光区域的所述主扫描方向上的受光宽度被表示为ha、各所述成像光学构件的所述主扫描方向上的视野半角被表示为β、决定所述限制角度范围的限制角度被表示为αL时，满足以下的关系式：αL＝Arctan[ha/(2×fM)]<β。3.根据权利要求1或者2所述的图像读取装置，其特征在于，所述图像读取装置还具备遮光图案，该遮光图案形成于所述微透镜阵列与所述摄像部之间，所述遮光图案对入射到各所述微聚光透镜的光线中的以所述限制角度范围外的入射角入射且由各所述微聚光透镜聚光后的光线进行遮光。4.根据权利要求1至3中的任意一项所述的图像读取装置，其特征在于，在各所述微聚光透镜的焦点距离被表示为fM、各所述成像光学构件的所述主扫描方向上的视野半角被表示为β、所述有效受光区域的所述主扫描方向上的受光宽度被表示为ha、各所述微聚光透镜的所述主扫描方向上的排列间距被表示为Pt时，满足以下关系式：fM×tanβ<Pt－ha/2。5.根据权利要求1至3中的任意一项所述的图像读取装置，其特征在于，在各所述微聚光透镜的焦点距离被表示为fM、各所述成像光学构件的所述主扫描方向上的视野半角被表示为β、所述P个微聚光透镜的所述主扫描方向上的排列间距被表示为Pt时，满足以下关系式：fM×tanβ<Pt/2。6.根据权利要求3所述的图像读取装置，其特征在于，所述遮光图案具有多个开口部，该多个开口部与所述多个受光像素分别对置地形成，所述多个开口部仅使入射到各所述微聚光透镜的光线中的以所述限制角度范围内的入射角入射的光线通过。7.根据权利要求6所述的图像读取装置，其特征在于，所述P个微聚光透镜分别具有在所述主扫描方向上具有曲率的柱形状的透镜面，所述开口部形成有沿着所述透镜面的顶部延伸的狭缝。8.根据权利要求6或者7所述的图像读取装置，其特征在于，在各所述开口部的中心与所述P个微聚光透镜中的使光线聚光到各该开口部的微聚光透镜的光轴之间形成有所述主扫描方向上的位置偏离量，各所述开口部越远离所...

【专利技术属性】
技术研发人员：河野裕之，山县浩作，美浓部正，国枝达也，儿玉雅俊，
申请(专利权)人：三菱电机株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP