ロッドレンズアレイ位置調整機構および密着イメージセンサ
【課題】ロッドレンズアレイ位置調整用ホルダによって、ロッドレンズアレイの位置調整を行うロッドレンズアレイ位置調整機構および密着イメージセンサを提供する。
【解決手段】実施形態のロッドレンズアレイ位置調整機構は、ハウジング内の収納凹部と、ロッドレンズアレイと、長手方向の隙間に前記ロッドレンズアレイを収納し、一定の物体像面間距離を確保するための厚さを有する選択されたロッドレンズアレイ位置調整用ホルダとを有している。前記ロッドレンズアレイを収納した前記ロッドレンズアレイ位置調整用ホルダを前記収納凹部に収納した状態で、それらを接着固定する。前記ロッドレンズアレイのレンズ長の値に応じて、前記レンズ長の中心からセンサチップまでの距離が一定になるような厚さを持つ前記ロッドレンズアレイ位置調整用ホルダを選んで組み立てることで、ロッドレンズアレイの位置調整が完了する。
【解決手段】実施形態のロッドレンズアレイ位置調整機構は、ハウジング内の収納凹部と、ロッドレンズアレイと、長手方向の隙間に前記ロッドレンズアレイを収納し、一定の物体像面間距離を確保するための厚さを有する選択されたロッドレンズアレイ位置調整用ホルダとを有している。前記ロッドレンズアレイを収納した前記ロッドレンズアレイ位置調整用ホルダを前記収納凹部に収納した状態で、それらを接着固定する。前記ロッドレンズアレイのレンズ長の値に応じて、前記レンズ長の中心からセンサチップまでの距離が一定になるような厚さを持つ前記ロッドレンズアレイ位置調整用ホルダを選んで組み立てることで、ロッドレンズアレイの位置調整が完了する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、画像入力装置や画像出力装置（例えば、密着イメージセンサ、ＬＥＤプリンタ）等に用いられているロッドレンズアレイの位置調整機構および密着イメージセンサに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ロッドレンズは、半径方向に放物線状の屈折率分布を有する円柱状のレンズで構成されている。そして、レンズ端面より入射した光は、一定の周期をもって蛇行しながら進むため、適切なレンズ長とすることで等倍正立像を得ることができる。このロッドレンズを直線上に多数配列したものがロッドレンズアレイである。このロッドレンズアレイは、画像入力装置や画像出力装置（例えば、密着イメージセンサ、ＬＥＤプリンタ）等の画像読み取り部や画像印字部に用いられている。
【０００３】
図１０および図１１には、一般的なロッドレンズアレイの構造を示している。図１０では、側板間に挟まれた１列タイプのロッドレンズアレイ形状を示している。図１１は、側板間に挟まれた２列タイプのロッドレンズアレイ形状を示している。いずれも、両側の側板とロッドレンズアレイは、樹脂によって接着固定されている。
【０００４】
このロッドレンズアレイは、図１２に示すように、画像を読み取る物体面とその像面との間には、物体像面間距離ＴＣが存在する。そして、ロッドレンズアレイは、物体像面間距離ＴＣの中心に位置決めしなければ、綺麗な画像を得ることができない。
【０００５】
このロッドレンズアレイのレンズ長Ｚは、製造ロット毎にばらつきが生じるため、全て同じ長さのロッドレンズアレイを製造することができない。このことから、密着イメージセンサ、ＬＥＤプリンタ等の画像入力装置・画像出力装置に実装する際には、ロッドレンズアレイの位置調整が必要である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第３６９３９２４公報
【特許文献２】特開２００５−３５１５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１では、密着イメージセンサでの位置調整機構が開示されている。また、特許文献２では、ＬＥＤプリンタ等の位置調整機構が開示されている。特許文献１および特許文献２では、Ｌ字プレートによるロッドレンズアレイとセンサチップ間の調整や、調整ネジや昇降螺子によって焦点位置を調整する機構を読み取り部などに設ける機構が開示されている。したがって、それらの位置調整機構のための製造コストが掛かるばかりか、ロッドレンズアレイ長の全体に亘り同じ精度で位置調整作業するためには熟練した作業人が必要となり、作業性も悪い欠点がある。
【０００８】
本発明が解決しようとする課題は、ロッドレンズアレイ位置調整用ホルダによって、ロッドレンズアレイの位置調整を行うロッドレンズアレイ位置調整機構および密着イメージセンサを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本実施形態のロッドレンズアレイ位置調整機構は、ハウジング内の収納凹部と、ロッドレンズアレイと、長手方向の隙間に前記ロッドレンズアレイを収納し、一定の物体像面間距離を確保するための厚さを有する選択されたロッドレンズアレイ位置調整用ホルダと、を有し、前記ロッドレンズアレイを収納した前記ロッドレンズアレイ位置調整用ホルダを前記収納凹部に収納した状態で、それらを接着固定することを特徴とする。
【００１０】
これにより、ロッドレンズアレイのレンズ長Ｚの値に合せて選択したある種類のロッドレンズアレイ位置調整用ホルダを収納凹部とロッドレンズアレイの間に挟みこみ、ロッドレンズアレイを位置調整用ホルダと共に収納凹部に固定するだけで、ロッドレンズアレイの位置調整が完了する。
【００１１】
本実施形態の密着イメージセンサは、ハウジング内の収納凹部と、光源と、前記光源の反射光が通過するロッドレンズアレイと、長手方向の隙間に前記ロッドレンズアレイを収納し、一定の物体像面間距離を確保するための厚さを有する選択されたロッドレンズアレイ位置調整用ホルダと、前記ロッドレンズアレイを収納した前記ロッドレンズアレイ位置調整用ホルダを前記収納凹部に収納した状態で、それらを接着固定する接着剤と、前記ロッドレンズアレイからの光信号を受光するセンサチップを実装したセンサ基板と、を具備することを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施形態に係るロッドレンズアレイ位置調整機構が組み込まれた密着イメージセンサの外観図。
【図２】図１の外観図から、ガラス、ガラスホルダ、および光源を取り除いた図。
【図３】実施形態に係る位置調整用ホルダを用いたロッドレンズアレイ位置調整機構の組立構造を示す図。
【図４】実施形態に係る位置調整用ホルダを用いたロッドレンズアレイ位置調整機構の組立後の断面図。
【図５】図４の一部を拡大した斜視図。
【図６】図５の側面からの断面図。
【図７】位置調整用ホルダを用いた、レンズ長Ｚの中心からセンサチップまでの距離が一定になる原理を説明する図。
【図８】第１乃至第５の位置調整用ホルダを用いたときの、レンズ長Ｚの中心からセンサチップまでの距離が一定になる原理を説明する図。
【図９】実施形態に係る位置調整用ホルダのコーナー部をＲ形状にした図。
【図１０】一般的な１列タイプのロッドレンズアレイの構造を示す図。
【図１１】一般的な２列タイプのロッドレンズアレイの構造を示す図。
【図１２】一般的な密着イメージセンサの画像読み取り位置を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照しながら実施形態に係るロッドレンズアレイ位置調整機構について説明する。
【００１４】
図１は、ロッドレンズアレイ位置調整用ホルダ（以下、位置調整用ホルダと称する）を用いたロッドレンズアレイ位置調整機構が組み込まれた密着イメージセンサ１０の外観図を示す。
【００１５】
密着イメージセンサ１０は、読み取り画像に対し主走査方向に長い矩形の形状を有し、内部にロッドレンズアレイの収納凹部２５（図４を参照）が形成されるハウジング２０と、このハウジング２０の前記収納凹部２５に収納される後述する位置調整用ホルダ３０内に収容されたロッドレンズアレイ４０と、このロッドレンズアレイ４０の両側に並行して設けられる光源５０，５０と、これらロッドレンズアレイ４０および光源５０，５０を上面から覆うガラス６０と、ハウジング２０内を密閉構造とするため、ガラス６０をハウジング２０の両端で取り付けるガラスホルダ７０と、ロッドレンズアレイ４０の直下面にセンサチップ（例えば、ＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサなどの光電変換素子）が実装される、主走査方向に長いセンサ基板などで構成されている。ただし、図１では、ガラスホルダ７０は右端側のみ図示している。また、センサチップおよびセンサ基板は、図示していない。また、光源５０は片側だけに設ける構造であってもよい。
【００１６】
図２は、図１の全体図から、前記ガラス６０、前記ガラスホルダ７０、および前記光源５０，５０を取り除いた図を示している。ハウジング２０の収納凹部２５と、ロッドレンズアレイ４０を収納した位置調整用ホルダ３０とは、両側の複数箇所で接着剤８０を用いて接着固定されている。
【００１７】
図３は、位置調整用ホルダ３０を用いたロッドレンズアレイ位置調整機構の組立構造を示している。本実施形態の位置調整用ホルダ３０は、主走査方向に長い立方形の入れ物ケースの形状を有しており、上面の開放部からロッドレンズアレイ４０が挿入され、位置調整用ホルダ３０内に収納される。位置調整用ホルダ３０の底面は、ロッドレンズアレイ４０の底面の外側を載置する片部を有し、長手方向の全域の中央部は、ロッドレンズアレイ４０からの光が通過するように開放されている。
【００１８】
そして、位置調整用ホルダ３０の上面中央部には外側に向けて位置決め用突部３５が形成されている。一方、ハウジング２０の収納凹部２５の上面中央部にも、位置決め用突起３５が挿入される位置決め凹部２８が形成されている。したがって、収納凹部２５に位置調整用ホルダ３０が収納されるとき、位置決め凹部２８に位置決め用突起３５が挿入されて長手方向の位置決めが行われる。これにより、位置決め凹部２８と位置決め用突起３５のかめ合いにより、長手方向のガタ付きが防止される。
【００１９】
図４は、位置調整用ホルダ３０を用いたロッドレンズアレイ位置調整機構の組立後の断面図を示し、図５はその一部を拡大した斜視図を示し、図６は側面からの断面図を示している。
【００２０】
図４乃至図６において、ハウジング２０の収納凹部２５の上面の長手方向全域は、位置調整用ホルダ３０が挿入しやすいように、上側に向けて開放するテーパー構造を有している。収納凹部２５は、位置調整用ホルダ３０が挿入される一定の幅の収納部を有し、その下面は、位置調整用ホルダ３０が載置される台座部２５ａ，２５ｂが形成されている。台座部２５ａ，２５ｂは、同じ高さで、互いに対向している。この台座部２５ａ，２５ｂの間は開放されており、ロッドレンズアレイ４０から出射された光が通過する。ハウジング２０の収納凹部２５の下面には、センサチップ９０が実装されたセンサ基板１００が取り付けられている。センサ基板１００のセンサチップ９０は、ロッドレンズアレイ４０の直下の焦点位置に実装されている。
【００２１】
また、位置調整用ホルダ３０と台座部２５ａ，２５ｂのコーナー部近傍には、ハウジング溝部１１０が設けられている。このハウジング溝部１１０を設けることにより、位置調整用ホルダ３０のコーナー部のバリ、微小変形によって、位置調整用ホルダ３０が台座部２５ａ，２５ｂから浮いてしまうのが防止でき、これによりフォーカスポイントが目標値からずれてしまうことを防止することができる。
【００２２】
このような構成の密着イメージセンサ１０は、位置調整用ホルダ３０内にロッドレンズアレイ４０が収納されている。そのロッドレンズアレイ４０を収納した位置調整用ホルダ３０がハウジング２０の収納凹部２５に収納されている。組み立て作業では、先に位置調整用ホルダ３０内にロッドレンズアレイ４０を挿入して収納した状態で、その位置調整用ホルダ３０をハウジング２０の収納凹部２５に挿入して収納する工程でもよいし、先に位置調整用ホルダ３０をハウジング２０の収納凹部２５に挿入して収納した状態で、ロッドレンズアレイ４０を位置調整用ホルダ３０内に挿入して収納する工程でもよい。
【００２３】
組み立て後、位置調整用ホルダ３０の上面、ハウジング２０の収納凹部２５のテーパー部側面、ロッドレンズアレイ４０の一部の側面に接着剤８０が塗布され、固定される。接着剤９０は、図２に示したように、位置調整用ホルダ３０の長手方向の左右数箇所の上面に塗布されている。なお、接着剤９０は、位置調整用ホルダ３０の長手方向の全長にわたって塗布してもよい。
【００２４】
図５では、１列タイプのロッドレンズアレイ４０を使用する例を示しているが、２列タイプにも適用可能であることは言うまでもない。２列タイプのロッドレンズアレイを使う場合は、２列タイプのロッドレンズアレイが入る位置調整用ホルダを用意すればよい。その他の構成は、全て１列タイプの場合と同じでよい。
【００２５】
また、収納凹部２５は、ハウジング２０に一体成形しているものとしたが、別成形したものを取り付ける構造であってもよい。
【００２６】
次に、本実施形態に用いられる位置調整用ホルダ３０について説明する。
【００２７】
本実施形態では、ロッドレンズアレイ４０のレンズ長Ｚが、Ｚ=Ｚ０±aという製造公差でばらつくとしたとき、レンズ長Ｚの値に合わせて、厚さｔの異なる複数種類の位置調整用ホルダ３０を予め用意する。ここで言う厚さｔとは、ロッドレンズアレイ４０を載置する位置調整用ホルダ３０の底部の厚さである。つまり、厚さｔは、原稿を読み取るフォーカスポイントＦＰから見た場合は、センサチップ９０の受光面までの長さを調整する値である。
【００２８】
具体的には、図７に示すように、レンズ長Ｚの中心からセンサチップ９０の受光面までの距離が一定になるように（つまり、レンズ長Ｚの中心が、物体像面間距離ＴＣの中心に位置するように）、レンズ長Ｚの値に合わせて厚さｔの値を設定する。このため、厚さｔの値が異なる複数種類の位置調整用ホルダ３０が予め用意されている。
【００２９】
つまり、（ｔ＋Ｚ／２）が一定になるように、製造公差を持つロッドレンズアレイ４０のレンズ長Ｚの値によって厚さｔの値を変える。その厚さｔの値に合せて位置調整用ホルダ３０を選んで組み立てることにより、ロッドレンズアレイの位置調整を簡単に処理できるようにした。
【００３０】
位置調整用ホルダ３０の種類の数は任意とするが、例えば５種類とした場合は、図８のように、レンズ長Ｚの値に合わせて厚さｔの値が設定できる。
【００３１】
図８（ａ）に示す位置調整用ホルダ３０ａは、ロッドレンズアレイ４０ａのレンズ長がＺ=Ｚ０のときに選択されるもので、厚さｔは、ｔ＝ｔ０である（標準タイプ）。寸法ｄは、バラツキを無視し、ｄ=ｄ０（一定）とする。なお、寸法ｄは、センサチップ９０の受光面と台座部２５ａ，２５ｂの上面までの距離である。この位置調整用ホルダ３０ａのレンズ長の中心からセンサチップ９０までの距離ｄは、ｄ＝ｄ０＋ｔ０＋Ｚ０／２である。
【００３２】
図８（ｂ）に示す位置調整用ホルダ３０ｂは、ロッドレンズアレイ４０ｂのレンズ長がＺ０−ａ／２のときに選択されるもので、厚さｔは、ｔ＝ｔ０＋ａ／４である。この位置調整用ホルダ３０ｂのレンズ長の中心からセンサチップまでの距離ｄは、ｄ＝ｄ０＋ｔ０＋Ｚ０／２（一定）である。なお、ａは所定の定数である。
【００３３】
図８（ｃ）に示す位置調整用ホルダ３０ｃは、ロッドレンズアレイ４０ｃのレンズ長がＺ０−ａのときに選択されるもので、厚さｔは、ｔ＝ｔ０＋ａ／２である。この位置調整用ホルダ３０ｃのレンズ長の中心からセンサチップまでの距離ｄは、ｄ＝ｄ０＋ｔ０＋Ｚ０／２（一定）である。
【００３４】
図８（ｄ）に示す位置調整用ホルダ３０ｄは、ロッドレンズアレイ４０ｄのレンズ長がＺ０＋ａ／２のときに選択されるもので、厚さｔは、ｔ＝ｔ０−ａ／４である。この位置調整用ホルダ３０ｄのレンズ長の中心からセンサチップまでの距離ｄは、ｄ＝ｄ０＋ｔ０＋Ｚ０／２（一定）である。
【００３５】
図８（ｅ）に示す位置調整用ホルダ３０ｅは、ロッドレンズアレイ４０ｅのレンズ長がＺ０＋ａのときに選択されるもので、厚さｔは、ｔ＝ｔ０−ａ／２である。この位置調整用ホルダ３０ｅのレンズ長の中心からセンサチップまでの距離ｄは、ｄ＝ｄ０＋ｔ０＋Ｚ０／２（一定）である。
【００３６】
上記した図８（ａ）乃至図８（ｅ）を纏めると、下表１のようになる。
【表１】
【００３７】
このように、製造公差を持つロッドレンズアレイ４０のレンズ長Ｚの値に応じて、レンズ長Ｚの中心からセンサチップ９０の受光面までの距離ｄが一定になるような厚さｔの値を持つ位置調整用ホルダ３０を選んで組み立てることにより、ロッドレンズアレイの位置調整を簡単に処理できるようになる。よって、作業者は、製造公差を持つロッドレンズアレイ４０のレンズ長Ｚを測定し、その測定値から表１に示す厚さを持つ位置調整ホルダを選択して組立作業を行うだけでよい。
【００３８】
なお、レンズ長Ｚの値も、位置調整用ホルダ３０の種類数と同じ数の種類に設定されるが、レンズ長Ｚの値がある設定値と次の設定値の間の値（例えば、Ｚ０−aとＺ０−ａ／２の間の値）のときは、どちらか数値的に近い方の設定値として選択する。これにより、誤差を最小に押えることができる。
【００３９】
このように、本実施形態の密着イメージセンサ１０では、ロッドレンズアレイ４０のレンズ長Ｚの値に応じてレンズ長Ｚの中心からセンサチップ９０の受光面までの距離ｄが一定になるような厚さｔの値を持つ位置調整用ホルダ３０を選択し、位置調整用ホルダ３０を収納凹部２５とロッドレンズアレイ４０の間に挟みこみ、ロッドレンズアレイ４０を位置調整用ホルダ３０と共にハウジング２０の収納凹部２５に接着剤等で固定する。これによって、ロッドレンズアレイ４０の位置調整が完了する。
【００４０】
図９は、図６に示したハウジング溝部１１０に代えて、位置調整用ホルダ３０のコーナー部をＲ形状にしたものである。このように位置調整用ホルダ３０のコーナー部をＲ形状とすることにより、フォーカスポイントのずれを防止することができる。
【００４１】
また、作業者が表１に基づいて位置調整用ホルダを選択する場合、その作業性を良くするために（位置調整用ホルダの厚さｔの違いは微小であるため、複数種類の位置調整用ホルダの目視による識別は困難であるため）、識別用目印となる形状を追加すると良い。他には、識別用刻印を施すものでもよく、また複数種類毎の色分けによって簡単に識別できるようにしてもよい。
【００４２】
本実施形態によれば、密着イメージセンサ、ＬＥＤプリンタ等の画像入力装置・画像出力装置の製造工程において、シンプルかつ容易に高精度なロッドレンズアレイ位置調整を行うことができる。
【００４３】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００４４】
１０‥密着イメージセンサ、２０‥ハウジング、
２５‥収納凹部、２５ａ，２５ｂ‥台座部、２８‥位置決め凹部、
３０,３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄ，３０ｅ‥ロッドレンズアレイ位置調整用ホルダ（位置調整用ホルダ）、
３５‥位置決め用突部、
４０，４０ａ、４０ｂ，４０ｃ，４０ｃ，４０ｄ，４０ｄ‥ロッドレンズアレイ、
５０‥光源、 ６０‥ガラス、７０‥ガラスホルダ、
８０‥接着剤、９０‥センサチップ
１００‥センサ基板、１１０‥ハウジング溝部
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、画像入力装置や画像出力装置（例えば、密着イメージセンサ、ＬＥＤプリンタ）等に用いられているロッドレンズアレイの位置調整機構および密着イメージセンサに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ロッドレンズは、半径方向に放物線状の屈折率分布を有する円柱状のレンズで構成されている。そして、レンズ端面より入射した光は、一定の周期をもって蛇行しながら進むため、適切なレンズ長とすることで等倍正立像を得ることができる。このロッドレンズを直線上に多数配列したものがロッドレンズアレイである。このロッドレンズアレイは、画像入力装置や画像出力装置（例えば、密着イメージセンサ、ＬＥＤプリンタ）等の画像読み取り部や画像印字部に用いられている。
【０００３】
図１０および図１１には、一般的なロッドレンズアレイの構造を示している。図１０では、側板間に挟まれた１列タイプのロッドレンズアレイ形状を示している。図１１は、側板間に挟まれた２列タイプのロッドレンズアレイ形状を示している。いずれも、両側の側板とロッドレンズアレイは、樹脂によって接着固定されている。
【０００４】
このロッドレンズアレイは、図１２に示すように、画像を読み取る物体面とその像面との間には、物体像面間距離ＴＣが存在する。そして、ロッドレンズアレイは、物体像面間距離ＴＣの中心に位置決めしなければ、綺麗な画像を得ることができない。
【０００５】
このロッドレンズアレイのレンズ長Ｚは、製造ロット毎にばらつきが生じるため、全て同じ長さのロッドレンズアレイを製造することができない。このことから、密着イメージセンサ、ＬＥＤプリンタ等の画像入力装置・画像出力装置に実装する際には、ロッドレンズアレイの位置調整が必要である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第３６９３９２４公報
【特許文献２】特開２００５−３５１５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１では、密着イメージセンサでの位置調整機構が開示されている。また、特許文献２では、ＬＥＤプリンタ等の位置調整機構が開示されている。特許文献１および特許文献２では、Ｌ字プレートによるロッドレンズアレイとセンサチップ間の調整や、調整ネジや昇降螺子によって焦点位置を調整する機構を読み取り部などに設ける機構が開示されている。したがって、それらの位置調整機構のための製造コストが掛かるばかりか、ロッドレンズアレイ長の全体に亘り同じ精度で位置調整作業するためには熟練した作業人が必要となり、作業性も悪い欠点がある。
【０００８】
本発明が解決しようとする課題は、ロッドレンズアレイ位置調整用ホルダによって、ロッドレンズアレイの位置調整を行うロッドレンズアレイ位置調整機構および密着イメージセンサを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本実施形態のロッドレンズアレイ位置調整機構は、ハウジング内の収納凹部と、ロッドレンズアレイと、長手方向の隙間に前記ロッドレンズアレイを収納し、一定の物体像面間距離を確保するための厚さを有する選択されたロッドレンズアレイ位置調整用ホルダと、を有し、前記ロッドレンズアレイを収納した前記ロッドレンズアレイ位置調整用ホルダを前記収納凹部に収納した状態で、それらを接着固定することを特徴とする。
【００１０】
これにより、ロッドレンズアレイのレンズ長Ｚの値に合せて選択したある種類のロッドレンズアレイ位置調整用ホルダを収納凹部とロッドレンズアレイの間に挟みこみ、ロッドレンズアレイを位置調整用ホルダと共に収納凹部に固定するだけで、ロッドレンズアレイの位置調整が完了する。
【００１１】
本実施形態の密着イメージセンサは、ハウジング内の収納凹部と、光源と、前記光源の反射光が通過するロッドレンズアレイと、長手方向の隙間に前記ロッドレンズアレイを収納し、一定の物体像面間距離を確保するための厚さを有する選択されたロッドレンズアレイ位置調整用ホルダと、前記ロッドレンズアレイを収納した前記ロッドレンズアレイ位置調整用ホルダを前記収納凹部に収納した状態で、それらを接着固定する接着剤と、前記ロッドレンズアレイからの光信号を受光するセンサチップを実装したセンサ基板と、を具備することを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施形態に係るロッドレンズアレイ位置調整機構が組み込まれた密着イメージセンサの外観図。
【図２】図１の外観図から、ガラス、ガラスホルダ、および光源を取り除いた図。
【図３】実施形態に係る位置調整用ホルダを用いたロッドレンズアレイ位置調整機構の組立構造を示す図。
【図４】実施形態に係る位置調整用ホルダを用いたロッドレンズアレイ位置調整機構の組立後の断面図。
【図５】図４の一部を拡大した斜視図。
【図６】図５の側面からの断面図。
【図７】位置調整用ホルダを用いた、レンズ長Ｚの中心からセンサチップまでの距離が一定になる原理を説明する図。
【図８】第１乃至第５の位置調整用ホルダを用いたときの、レンズ長Ｚの中心からセンサチップまでの距離が一定になる原理を説明する図。
【図９】実施形態に係る位置調整用ホルダのコーナー部をＲ形状にした図。
【図１０】一般的な１列タイプのロッドレンズアレイの構造を示す図。
【図１１】一般的な２列タイプのロッドレンズアレイの構造を示す図。
【図１２】一般的な密着イメージセンサの画像読み取り位置を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照しながら実施形態に係るロッドレンズアレイ位置調整機構について説明する。
【００１４】
図１は、ロッドレンズアレイ位置調整用ホルダ（以下、位置調整用ホルダと称する）を用いたロッドレンズアレイ位置調整機構が組み込まれた密着イメージセンサ１０の外観図を示す。
【００１５】
密着イメージセンサ１０は、読み取り画像に対し主走査方向に長い矩形の形状を有し、内部にロッドレンズアレイの収納凹部２５（図４を参照）が形成されるハウジング２０と、このハウジング２０の前記収納凹部２５に収納される後述する位置調整用ホルダ３０内に収容されたロッドレンズアレイ４０と、このロッドレンズアレイ４０の両側に並行して設けられる光源５０，５０と、これらロッドレンズアレイ４０および光源５０，５０を上面から覆うガラス６０と、ハウジング２０内を密閉構造とするため、ガラス６０をハウジング２０の両端で取り付けるガラスホルダ７０と、ロッドレンズアレイ４０の直下面にセンサチップ（例えば、ＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサなどの光電変換素子）が実装される、主走査方向に長いセンサ基板などで構成されている。ただし、図１では、ガラスホルダ７０は右端側のみ図示している。また、センサチップおよびセンサ基板は、図示していない。また、光源５０は片側だけに設ける構造であってもよい。
【００１６】
図２は、図１の全体図から、前記ガラス６０、前記ガラスホルダ７０、および前記光源５０，５０を取り除いた図を示している。ハウジング２０の収納凹部２５と、ロッドレンズアレイ４０を収納した位置調整用ホルダ３０とは、両側の複数箇所で接着剤８０を用いて接着固定されている。
【００１７】
図３は、位置調整用ホルダ３０を用いたロッドレンズアレイ位置調整機構の組立構造を示している。本実施形態の位置調整用ホルダ３０は、主走査方向に長い立方形の入れ物ケースの形状を有しており、上面の開放部からロッドレンズアレイ４０が挿入され、位置調整用ホルダ３０内に収納される。位置調整用ホルダ３０の底面は、ロッドレンズアレイ４０の底面の外側を載置する片部を有し、長手方向の全域の中央部は、ロッドレンズアレイ４０からの光が通過するように開放されている。
【００１８】
そして、位置調整用ホルダ３０の上面中央部には外側に向けて位置決め用突部３５が形成されている。一方、ハウジング２０の収納凹部２５の上面中央部にも、位置決め用突起３５が挿入される位置決め凹部２８が形成されている。したがって、収納凹部２５に位置調整用ホルダ３０が収納されるとき、位置決め凹部２８に位置決め用突起３５が挿入されて長手方向の位置決めが行われる。これにより、位置決め凹部２８と位置決め用突起３５のかめ合いにより、長手方向のガタ付きが防止される。
【００１９】
図４は、位置調整用ホルダ３０を用いたロッドレンズアレイ位置調整機構の組立後の断面図を示し、図５はその一部を拡大した斜視図を示し、図６は側面からの断面図を示している。
【００２０】
図４乃至図６において、ハウジング２０の収納凹部２５の上面の長手方向全域は、位置調整用ホルダ３０が挿入しやすいように、上側に向けて開放するテーパー構造を有している。収納凹部２５は、位置調整用ホルダ３０が挿入される一定の幅の収納部を有し、その下面は、位置調整用ホルダ３０が載置される台座部２５ａ，２５ｂが形成されている。台座部２５ａ，２５ｂは、同じ高さで、互いに対向している。この台座部２５ａ，２５ｂの間は開放されており、ロッドレンズアレイ４０から出射された光が通過する。ハウジング２０の収納凹部２５の下面には、センサチップ９０が実装されたセンサ基板１００が取り付けられている。センサ基板１００のセンサチップ９０は、ロッドレンズアレイ４０の直下の焦点位置に実装されている。
【００２１】
また、位置調整用ホルダ３０と台座部２５ａ，２５ｂのコーナー部近傍には、ハウジング溝部１１０が設けられている。このハウジング溝部１１０を設けることにより、位置調整用ホルダ３０のコーナー部のバリ、微小変形によって、位置調整用ホルダ３０が台座部２５ａ，２５ｂから浮いてしまうのが防止でき、これによりフォーカスポイントが目標値からずれてしまうことを防止することができる。
【００２２】
このような構成の密着イメージセンサ１０は、位置調整用ホルダ３０内にロッドレンズアレイ４０が収納されている。そのロッドレンズアレイ４０を収納した位置調整用ホルダ３０がハウジング２０の収納凹部２５に収納されている。組み立て作業では、先に位置調整用ホルダ３０内にロッドレンズアレイ４０を挿入して収納した状態で、その位置調整用ホルダ３０をハウジング２０の収納凹部２５に挿入して収納する工程でもよいし、先に位置調整用ホルダ３０をハウジング２０の収納凹部２５に挿入して収納した状態で、ロッドレンズアレイ４０を位置調整用ホルダ３０内に挿入して収納する工程でもよい。
【００２３】
組み立て後、位置調整用ホルダ３０の上面、ハウジング２０の収納凹部２５のテーパー部側面、ロッドレンズアレイ４０の一部の側面に接着剤８０が塗布され、固定される。接着剤９０は、図２に示したように、位置調整用ホルダ３０の長手方向の左右数箇所の上面に塗布されている。なお、接着剤９０は、位置調整用ホルダ３０の長手方向の全長にわたって塗布してもよい。
【００２４】
図５では、１列タイプのロッドレンズアレイ４０を使用する例を示しているが、２列タイプにも適用可能であることは言うまでもない。２列タイプのロッドレンズアレイを使う場合は、２列タイプのロッドレンズアレイが入る位置調整用ホルダを用意すればよい。その他の構成は、全て１列タイプの場合と同じでよい。
【００２５】
また、収納凹部２５は、ハウジング２０に一体成形しているものとしたが、別成形したものを取り付ける構造であってもよい。
【００２６】
次に、本実施形態に用いられる位置調整用ホルダ３０について説明する。
【００２７】
本実施形態では、ロッドレンズアレイ４０のレンズ長Ｚが、Ｚ=Ｚ０±aという製造公差でばらつくとしたとき、レンズ長Ｚの値に合わせて、厚さｔの異なる複数種類の位置調整用ホルダ３０を予め用意する。ここで言う厚さｔとは、ロッドレンズアレイ４０を載置する位置調整用ホルダ３０の底部の厚さである。つまり、厚さｔは、原稿を読み取るフォーカスポイントＦＰから見た場合は、センサチップ９０の受光面までの長さを調整する値である。
【００２８】
具体的には、図７に示すように、レンズ長Ｚの中心からセンサチップ９０の受光面までの距離が一定になるように（つまり、レンズ長Ｚの中心が、物体像面間距離ＴＣの中心に位置するように）、レンズ長Ｚの値に合わせて厚さｔの値を設定する。このため、厚さｔの値が異なる複数種類の位置調整用ホルダ３０が予め用意されている。
【００２９】
つまり、（ｔ＋Ｚ／２）が一定になるように、製造公差を持つロッドレンズアレイ４０のレンズ長Ｚの値によって厚さｔの値を変える。その厚さｔの値に合せて位置調整用ホルダ３０を選んで組み立てることにより、ロッドレンズアレイの位置調整を簡単に処理できるようにした。
【００３０】
位置調整用ホルダ３０の種類の数は任意とするが、例えば５種類とした場合は、図８のように、レンズ長Ｚの値に合わせて厚さｔの値が設定できる。
【００３１】
図８（ａ）に示す位置調整用ホルダ３０ａは、ロッドレンズアレイ４０ａのレンズ長がＺ=Ｚ０のときに選択されるもので、厚さｔは、ｔ＝ｔ０である（標準タイプ）。寸法ｄは、バラツキを無視し、ｄ=ｄ０（一定）とする。なお、寸法ｄは、センサチップ９０の受光面と台座部２５ａ，２５ｂの上面までの距離である。この位置調整用ホルダ３０ａのレンズ長の中心からセンサチップ９０までの距離ｄは、ｄ＝ｄ０＋ｔ０＋Ｚ０／２である。
【００３２】
図８（ｂ）に示す位置調整用ホルダ３０ｂは、ロッドレンズアレイ４０ｂのレンズ長がＺ０−ａ／２のときに選択されるもので、厚さｔは、ｔ＝ｔ０＋ａ／４である。この位置調整用ホルダ３０ｂのレンズ長の中心からセンサチップまでの距離ｄは、ｄ＝ｄ０＋ｔ０＋Ｚ０／２（一定）である。なお、ａは所定の定数である。
【００３３】
図８（ｃ）に示す位置調整用ホルダ３０ｃは、ロッドレンズアレイ４０ｃのレンズ長がＺ０−ａのときに選択されるもので、厚さｔは、ｔ＝ｔ０＋ａ／２である。この位置調整用ホルダ３０ｃのレンズ長の中心からセンサチップまでの距離ｄは、ｄ＝ｄ０＋ｔ０＋Ｚ０／２（一定）である。
【００３４】
図８（ｄ）に示す位置調整用ホルダ３０ｄは、ロッドレンズアレイ４０ｄのレンズ長がＺ０＋ａ／２のときに選択されるもので、厚さｔは、ｔ＝ｔ０−ａ／４である。この位置調整用ホルダ３０ｄのレンズ長の中心からセンサチップまでの距離ｄは、ｄ＝ｄ０＋ｔ０＋Ｚ０／２（一定）である。
【００３５】
図８（ｅ）に示す位置調整用ホルダ３０ｅは、ロッドレンズアレイ４０ｅのレンズ長がＺ０＋ａのときに選択されるもので、厚さｔは、ｔ＝ｔ０−ａ／２である。この位置調整用ホルダ３０ｅのレンズ長の中心からセンサチップまでの距離ｄは、ｄ＝ｄ０＋ｔ０＋Ｚ０／２（一定）である。
【００３６】
上記した図８（ａ）乃至図８（ｅ）を纏めると、下表１のようになる。
【表１】
【００３７】
このように、製造公差を持つロッドレンズアレイ４０のレンズ長Ｚの値に応じて、レンズ長Ｚの中心からセンサチップ９０の受光面までの距離ｄが一定になるような厚さｔの値を持つ位置調整用ホルダ３０を選んで組み立てることにより、ロッドレンズアレイの位置調整を簡単に処理できるようになる。よって、作業者は、製造公差を持つロッドレンズアレイ４０のレンズ長Ｚを測定し、その測定値から表１に示す厚さを持つ位置調整ホルダを選択して組立作業を行うだけでよい。
【００３８】
なお、レンズ長Ｚの値も、位置調整用ホルダ３０の種類数と同じ数の種類に設定されるが、レンズ長Ｚの値がある設定値と次の設定値の間の値（例えば、Ｚ０−aとＺ０−ａ／２の間の値）のときは、どちらか数値的に近い方の設定値として選択する。これにより、誤差を最小に押えることができる。
【００３９】
このように、本実施形態の密着イメージセンサ１０では、ロッドレンズアレイ４０のレンズ長Ｚの値に応じてレンズ長Ｚの中心からセンサチップ９０の受光面までの距離ｄが一定になるような厚さｔの値を持つ位置調整用ホルダ３０を選択し、位置調整用ホルダ３０を収納凹部２５とロッドレンズアレイ４０の間に挟みこみ、ロッドレンズアレイ４０を位置調整用ホルダ３０と共にハウジング２０の収納凹部２５に接着剤等で固定する。これによって、ロッドレンズアレイ４０の位置調整が完了する。
【００４０】
図９は、図６に示したハウジング溝部１１０に代えて、位置調整用ホルダ３０のコーナー部をＲ形状にしたものである。このように位置調整用ホルダ３０のコーナー部をＲ形状とすることにより、フォーカスポイントのずれを防止することができる。
【００４１】
また、作業者が表１に基づいて位置調整用ホルダを選択する場合、その作業性を良くするために（位置調整用ホルダの厚さｔの違いは微小であるため、複数種類の位置調整用ホルダの目視による識別は困難であるため）、識別用目印となる形状を追加すると良い。他には、識別用刻印を施すものでもよく、また複数種類毎の色分けによって簡単に識別できるようにしてもよい。
【００４２】
本実施形態によれば、密着イメージセンサ、ＬＥＤプリンタ等の画像入力装置・画像出力装置の製造工程において、シンプルかつ容易に高精度なロッドレンズアレイ位置調整を行うことができる。
【００４３】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００４４】
１０‥密着イメージセンサ、２０‥ハウジング、
２５‥収納凹部、２５ａ，２５ｂ‥台座部、２８‥位置決め凹部、
３０,３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄ，３０ｅ‥ロッドレンズアレイ位置調整用ホルダ（位置調整用ホルダ）、
３５‥位置決め用突部、
４０，４０ａ、４０ｂ，４０ｃ，４０ｃ，４０ｄ，４０ｄ‥ロッドレンズアレイ、
５０‥光源、 ６０‥ガラス、７０‥ガラスホルダ、
８０‥接着剤、９０‥センサチップ
１００‥センサ基板、１１０‥ハウジング溝部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジング内の収納凹部と、
ロッドレンズアレイと、
長手方向の隙間に前記ロッドレンズアレイを収納し、一定の物体像面間距離を確保するための厚さを有する選択されたロッドレンズアレイ位置調整用ホルダと、
を有し、
前記ロッドレンズアレイを収納した前記ロッドレンズアレイ位置調整用ホルダを前記収納凹部に収納した状態で、それらを接着固定することを特徴とするロッドレンズアレイ位置調整機構。
【請求項２】
前記ロッドレンズアレイのレンズ長Ｚの値に応じた厚さの異なる複数のロッドレンズアレイ位置調整用ホルダを用意し、
前記レンズ長の値に応じて、前記レンズ長の中心からセンサチップまでの距離が一定になるような厚さを持つ前記ロッドレンズアレイ位置調整用ホルダを選んで組み立てることで、ロッドレンズアレイの位置調整が完了することを特徴とする請求項１に記載のロッドレンズアレイ位置調整機構。
【請求項３】
前記ロッドレンズアレイのレンズ長Ｚの値に応じた厚さの異なる複数のロッドレンズアレイ位置調整用ホルダを用意し、
前記レンズ長の値に応じて、前記レンズ長Ｚの中心が物体像面間距離の中心に位置するような厚さを持つ前記ロッドレンズアレイ位置調整用ホルダを選んで組み立てることで、ロッドレンズアレイの位置調整が完了することを特徴とする請求項１に記載のロッドレンズアレイ位置調整機構。
【請求項４】
前記ロッドレンズアレイ、前記ロッドレンズアレイ位置調整用ホルダ、および収納凹部の接着固定は、ロッドレンズアレイの長手方向の全域又は数箇所に分散していることを特徴とする請求項１に記載のロッドレンズアレイ位置調整機構。
【請求項５】
前記ロッドレンズアレイ位置調整用ホルダと前記収納凹部のコーナー部近傍にハウジング溝を設けることを特徴とする請求項１に記載のロッドレンズアレイ位置調整機構。
【請求項６】
前記ロッドレンズアレイ位置調整用ホルダのコーナー部をＲ形状にすることを特徴とする請求項１に記載のロッドレンズアレイ位置調整機構。
【請求項７】
前記ロッドレンズアレイ位置調整用ホルダに識別用目印となる形状、又は識別用刻印又は識別用色分けが施されていることを特徴とする請求項１に記載のロッドレンズアレイ位置調整機構。
【請求項８】
前記ロッドレンズアレイ位置調整用ホルダの長手方向の中央部に設けられた突起が、前記収納凹部の長手方向の中央部に設けられた位置決め凹部に挿入されることによって、前記収納凹部の長手方向の位置が決められることを特徴とする請求項１に記載のロッドレンズアレイ位置調整機構。
【請求項９】
ハウジング内の収納凹部と、
光源と、
前記光源の反射光が通過するロッドレンズアレイと、
長手方向の隙間に前記ロッドレンズアレイを収納し、一定の物体像面間距離を確保するための厚さを有する選択されたロッドレンズアレイ位置調整用ホルダと、
前記ロッドレンズアレイを収納した前記ロッドレンズアレイ位置調整用ホルダを前記収納凹部に収納した状態で、それらを接着固定する接着剤と、
前記ロッドレンズアレイからの光信号を受光するセンサチップを実装したセンサ基板と、
を具備することを特徴とする密着イメージセンサ。
【請求項１】
ハウジング内の収納凹部と、
ロッドレンズアレイと、
長手方向の隙間に前記ロッドレンズアレイを収納し、一定の物体像面間距離を確保するための厚さを有する選択されたロッドレンズアレイ位置調整用ホルダと、
を有し、
前記ロッドレンズアレイを収納した前記ロッドレンズアレイ位置調整用ホルダを前記収納凹部に収納した状態で、それらを接着固定することを特徴とするロッドレンズアレイ位置調整機構。
【請求項２】
前記ロッドレンズアレイのレンズ長Ｚの値に応じた厚さの異なる複数のロッドレンズアレイ位置調整用ホルダを用意し、
前記レンズ長の値に応じて、前記レンズ長の中心からセンサチップまでの距離が一定になるような厚さを持つ前記ロッドレンズアレイ位置調整用ホルダを選んで組み立てることで、ロッドレンズアレイの位置調整が完了することを特徴とする請求項１に記載のロッドレンズアレイ位置調整機構。
【請求項３】
前記ロッドレンズアレイのレンズ長Ｚの値に応じた厚さの異なる複数のロッドレンズアレイ位置調整用ホルダを用意し、
前記レンズ長の値に応じて、前記レンズ長Ｚの中心が物体像面間距離の中心に位置するような厚さを持つ前記ロッドレンズアレイ位置調整用ホルダを選んで組み立てることで、ロッドレンズアレイの位置調整が完了することを特徴とする請求項１に記載のロッドレンズアレイ位置調整機構。
【請求項４】
前記ロッドレンズアレイ、前記ロッドレンズアレイ位置調整用ホルダ、および収納凹部の接着固定は、ロッドレンズアレイの長手方向の全域又は数箇所に分散していることを特徴とする請求項１に記載のロッドレンズアレイ位置調整機構。
【請求項５】
前記ロッドレンズアレイ位置調整用ホルダと前記収納凹部のコーナー部近傍にハウジング溝を設けることを特徴とする請求項１に記載のロッドレンズアレイ位置調整機構。
【請求項６】
前記ロッドレンズアレイ位置調整用ホルダのコーナー部をＲ形状にすることを特徴とする請求項１に記載のロッドレンズアレイ位置調整機構。
【請求項７】
前記ロッドレンズアレイ位置調整用ホルダに識別用目印となる形状、又は識別用刻印又は識別用色分けが施されていることを特徴とする請求項１に記載のロッドレンズアレイ位置調整機構。
【請求項８】
前記ロッドレンズアレイ位置調整用ホルダの長手方向の中央部に設けられた突起が、前記収納凹部の長手方向の中央部に設けられた位置決め凹部に挿入されることによって、前記収納凹部の長手方向の位置が決められることを特徴とする請求項１に記載のロッドレンズアレイ位置調整機構。
【請求項９】
ハウジング内の収納凹部と、
光源と、
前記光源の反射光が通過するロッドレンズアレイと、
長手方向の隙間に前記ロッドレンズアレイを収納し、一定の物体像面間距離を確保するための厚さを有する選択されたロッドレンズアレイ位置調整用ホルダと、
前記ロッドレンズアレイを収納した前記ロッドレンズアレイ位置調整用ホルダを前記収納凹部に収納した状態で、それらを接着固定する接着剤と、
前記ロッドレンズアレイからの光信号を受光するセンサチップを実装したセンサ基板と、
を具備することを特徴とする密着イメージセンサ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１２−１７７７１９（Ｐ２０１２−１７７７１９Ａ）
【公開日】平成２４年９月１３日（２０１２．９．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−３９１５６（Ｐ２０１１−３９１５６）
【出願日】平成２３年２月２５日（２０１１．２．２５）
【出願人】（５０４４２６１２６）東芝ディーエムエス株式会社 (21)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年９月１３日（２０１２．９．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月２５日（２０１１．２．２５）
【出願人】（５０４４２６１２６）東芝ディーエムエス株式会社 (21)
【Ｆターム（参考）】
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