正立等倍透鏡陣列單元、圖像讀取裝置和圖像形成裝置制造方法
【專利摘要】正立等倍透鏡陣列單元包括第一透鏡陣列和第二透鏡陣列。第一透鏡陣列包括多個第一透鏡。第二透鏡陣列包括多個第二透鏡。第二透鏡的光軸與第一透鏡的光軸重疊。具有重疊的光軸的各個第一透鏡和各個第二透鏡形成單位光學系統(tǒng)。各個單位光學系統(tǒng)為正立等倍光學系統(tǒng)。各個單位光學系統(tǒng)在至少在物體側上為實質性遠心。物體通過各個第一透鏡的成像位置被定位在第一透鏡陣列與第二透鏡陣列之間。
【專利說明】正立等倍透鏡陣列單元、圖像讀取裝置和圖像形成裝置
[0001]相關申請的交叉引用
[0002]本申請要求于2011年8月26日提交的第2011-185328號和第2011-185338號日本專利申請，于2011年11月28日提交的第2011-259596號日本專利申請，以及于2011年12月2日提交的第2011-265286號日本專利申請的權益和優(yōu)先權，這些專利申請的全部內容通過引用并入本文。
【技術領域】
[0003]本發(fā)明涉及用于圖像讀取裝置(諸如掃描儀、傳真機或類似裝置)中的正立等倍透鏡陣列單元，并且涉及圖像讀取裝置和圖像形成裝置。
【背景技術】
[0004]光學還原系統(tǒng)或正立等倍光學系統(tǒng)用于圖像讀取裝置(諸如掃描儀、傳真機或類似裝置)中，并且用于圖像形成裝置(LED打印機或類似裝置)中。尤其是，相比于使用光學還原系統(tǒng)時，正立等倍光學系統(tǒng)的特性便于使整個裝備變得緊湊。
[0005]已通過將如Selfoc Iens (注冊商標，日本板硝子(Nippon Sheet Glass))或棒透鏡的棒狀透鏡以陣列的形式插入至不透明的黑色樹脂而形成了正立等倍光學系統(tǒng)。因為各個透鏡具有正立等倍性質，所以即使是在透鏡排列為陣列之后也可以維持正立等倍性質。
[0006]通過改變從棒的中心朝向周邊的屈光力，上述的Selfoc Iens或棒透鏡具有捕光性質。相比于常規(guī)透鏡，因為需要通過特殊的方法制造這些透鏡，所以制造是困難且昂貴的。因此，已經提出了使用具有排列成陣列的凸面的透鏡陣列板的正立等倍光學系統(tǒng)(參見專利文獻I)。
[0007]此外，在使用Selfoc Iens的正立等倍光學系統(tǒng)中，景深是窄的。在如掃描儀的圖像讀取裝置中，通過將被讀取圖像的物體放置在與離光學系統(tǒng)維持恒定距離處的覆蓋玻璃上，將被讀取圖像的物體與光學系統(tǒng)之間的距離維持在期望的距離處。通過將物體與光學系統(tǒng)之間的距離維持在期望的距離處，即使通過窄景深也能夠讀取具有極少模糊的圖像。
[0008]然而，根據(jù)待被讀取的物體，讀取表面可能不與覆蓋玻璃緊密接觸，而是可能與覆蓋玻璃分離。在這種情況下，因窄景深而導致讀取圖像被極度模糊。因此，提出了具有擴展景深的正立等倍光學系統(tǒng)(參見專利文獻2)。
[0009]引用列表
[0010]專利文獻I JP2003-139911A
[0011]專利文獻2:JP2010-164974A

【發(fā)明內容】

[0012]然而，通過專利文獻I或專利文獻2中的正立等倍光學系統(tǒng)，圖像讀取裝置和圖像形成裝置所期望的正立等倍光學系統(tǒng)特性不充分。
[0013]因此，本發(fā)明已經鑒于上述問題并且提供正立等倍透鏡陣列單元，該正立等倍透鏡陣列單元可以擴展景深并且具有滿足預期用途的要求的圖像讀取裝置和圖像形成裝置所期望的正立等倍光學系統(tǒng)特性。
[0014]為了解決上述問題，根據(jù)第一方面的正立等倍透鏡陣列單元包括:包括多個第一透鏡的第一透鏡陣列，其中沿著與第一透鏡的光軸垂直的第一方向布置第一透鏡；以及包括多個第二透鏡的第二透鏡陣列，其中第二透鏡的光軸與第一透鏡的光軸重疊，并且沿著第一方向布置第二透鏡，以便由具有重疊的光軸的各個第一透鏡和各個第二透鏡形成的各個光學系統(tǒng)是正立等倍光學系統(tǒng)，各個光學系統(tǒng)至少在物體側上實質性遠心，并且第一透鏡陣列和第二透鏡陣列被連接成使位于離各個光學系統(tǒng)預定的理想距離處的物體通過各個第一透鏡的成像位置被定位在第一透鏡陣列與第二透鏡陣列之間。
[0015]在根據(jù)第二方面的正立等倍透鏡陣列單元中，優(yōu)選為滿足表達式0.lXF〈g〈2X P iXFX Cj5，其中g是第一透鏡與第二透鏡之間的間隔，F(xiàn)是光學系統(tǒng)的F值，小是第二透鏡的直徑。
[0016]根據(jù)第三方面的正立等倍透鏡陣列單元，優(yōu)選為還包括:具有光圈的遮光部，遮光部位于具有重疊的光軸的各個第一透鏡與各個第二透鏡之間，光圈在與第一透鏡面對側的直徑小于光圈在與第二透鏡面對側的直徑，以便光圈的內表面是被處理成防止光反射的表面。
[0017]包括多個第一透鏡的第一透鏡陣列，其中沿著與第一透鏡的光軸垂直的第一方向布置第一透鏡；包括多個第二透鏡的第二透鏡陣列，其中第二透鏡的光軸與第一透鏡的光軸重疊，并且沿著第一方向布置第二透鏡；以及具有光圈的遮光部，遮光部位于具有重疊的光軸的各個第一透鏡與各個第二透鏡之間，以便由具有重疊的光軸的各個第一透鏡與各個第二透鏡形成的各 個光學系統(tǒng)是正立等倍光學系統(tǒng)，并且滿足以下表達式:
【權利要求】
1.一種正立等倍透鏡陣列單元，包括: 包括多個第一透鏡的第一透鏡陣列，其中沿著與所述第一透鏡的光軸垂直的第一方向來布置所述第一透鏡；以及 包括多個第二透鏡的第二透鏡陣列，其中所述第二透鏡的光軸與所述第一透鏡的光軸重疊，并且沿著所述第一方向來布置所述第二透鏡， 其中，由具有重疊的光軸的各個第一透鏡和各個第二透鏡形成的各個光學系統(tǒng)是正立等倍光學系統(tǒng)， 各個光學系統(tǒng)至少在物體側上實質性遠心，以及 所述第一透鏡陣列和所述第二透鏡陣列被連接成使得位于離各個光學系統(tǒng)預定的理想距離處的物體通過各個第一透鏡的成像位置被定位在所述第一透鏡陣列與所述第二透鏡陣列之間。
2.根據(jù)權利要求1所述的正立等倍透鏡陣列單元，其中 滿足表達式0.lXF〈g〈2X P1XFX (K其中g是所述第一透鏡與所述第二透鏡之間的間隔，F(xiàn)是所述光學系統(tǒng) 的F值，0是所述第二透鏡的直徑。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的正立等倍透鏡陣列單元，還包括: 具有光圈的遮光部，所述遮光部位于具有重疊的光軸的各個第一透鏡與各個第二透鏡之間，所述光圈在與所述第一透鏡面對側的直徑小于所述光圈在與所述第二透鏡面對側的直徑， 其中，所述光圈的內表面是被處理成防止光反射的表面。
4.一種正立等倍透鏡陣列單元，包括: 包括多個第一透鏡的第一透鏡陣列，其中沿著與所述第一透鏡的光軸垂直的第一方向來布置所述第一透鏡； 包括多個第二透鏡的第二透鏡陣列，其中所述第二透鏡的光軸與所述第一透鏡的光軸重疊，并且沿著所述第一方向來布置所述第二透鏡；以及 具有光圈的遮光部，所述遮光部位于具有重疊的光軸的各個第一透鏡與各個第二透鏡之間， 其中，由具有重疊的光軸的各個第一透鏡與各個第二透鏡形成的各個光學系統(tǒng)是正立等倍光學系統(tǒng)，以及 滿足以下表達式:
r0 + (-- - l)p < f ?丄 +11/? < sp -1；
V4.? J 其中r。是所述光圈在所述第一透鏡側的半徑，p是相鄰的第一透鏡之間的間距，Ltl是從所述第一透鏡至物面的預定的物距，L1是所述第一透鏡的厚度，n是所述第一透鏡的折射率，s是任意整數(shù)。
5.根據(jù)權利要求4所述的正立等倍透鏡陣列單元，其中 所述光圈在與所述第一透鏡面對側處的直徑小于所述光圈在與所述第二透鏡面對側處的直徑。
6.根據(jù)權利要求4或5所述的正立等倍透鏡陣列單元，其中所述光圈的內表面是被處理成防止光反射的表面。
7.一種正立等倍透鏡陣列單元，包括: 包括多個第一透鏡的第一透鏡陣列，其中沿著與所述第一透鏡的光軸垂直的第一方向來布置所述第一透鏡； 包括多個第二透鏡的第二透鏡陣列，其中所述第二透鏡的光軸與所述第一透鏡的光軸重疊，并且沿著所述第一方向來布置所述第二透鏡；以及 具有光圈的遮光部，所述遮光部位于具有重疊的光軸的各個第一透鏡與各個第二透鏡之間，所述遮光部位于所述第一透鏡的第二表面附近， 其中，由具有重疊的光軸的各個第一透鏡、所述光圈和各個第二透鏡形成的各個光學系統(tǒng)是正立等倍光學系統(tǒng)，以及滿足以下表達式:
8.一種正立等倍透鏡陣列單元，包括: 包括多個第一透鏡的第一透鏡陣列，其中沿著與所述第一透鏡的光軸垂直的第一方向來布置所述第一透鏡； 包括多個第二透鏡的第二透鏡陣列，其中所述第二透鏡的光軸與所述第一透鏡的光軸重疊，并且沿著所述第一方向來布置所述第二透鏡；以及 具有光圈的遮光部，位于具有重疊的光軸的各個第一透鏡與各個第二透鏡之間， 其中，由具有重疊的光軸的各個第一透鏡與各個第二透鏡形成的各個光學系統(tǒng)是正立等倍光學系統(tǒng)， 各個光學系統(tǒng)至少在物體側上實質性遠心，以及 滿足以下表達式:
9.根據(jù)權利要求8所述的正立等倍透鏡陣列單元，其中 滿足以下表達式:
10.根據(jù)權利要求8或9所述的正立等倍透鏡陣列單元，其中所述第一透鏡是光學還原系統(tǒng)，所述第二透鏡是光學擴展系統(tǒng)。
11.一種圖像讀取裝置，包括:根據(jù)權利要求書1至10中任一項所述的正立等倍透鏡陣列單元。
12.—種圖像形成裝置，包括:根據(jù)權利要求書1至10中任一項所述的正立等倍透鏡陣列單元。
【文檔編號】H04N1/028GK103782216SQ201280041430
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2012年8月24日 優(yōu)先權日:2011年8月26日
【發(fā)明者】杉田丈也 申請人:京瓷株式會社