正立等倍レンズアレイプレート、光走査ユニット、画像読取装置および画像書込装置
【課題】フレアノイズを低減する。
【解決手段】正立等倍レンズアレイプレート１１は、積層された第１レンズアレイプレート２４および第２レンズアレイプレート２６と、第２レンズアレイプレート２６上に設けられた第４面側遮光壁３２と、両レンズアレイプレート間に設けられた中間遮光壁３４とを備える。中間遮光壁３４に形成された中間貫通孔３４ａは、孔径が第１レンズアレイプレート２４側から第２レンズアレイプレート２６側に向けてテーパ状に小さくなるように形成されている。両レンズアレイプレート間のギャップをＧａｐとし、第２レンズアレイプレート２６の厚さをＬ２とし、第４面側遮光壁３２の高さをＨ４とし、第４面側遮光壁３２に形成された第４面側貫通孔３２ａの像面側開口径をＤ４としたときに、中間貫通孔３４ａの内壁面３２ｂの光軸に対する傾斜角度θは、θ≧ｔａｎ−１（Ｄ４／（Ｇａｐ＋Ｌ２＋Ｈ４））／２の範囲にある。
【解決手段】正立等倍レンズアレイプレート１１は、積層された第１レンズアレイプレート２４および第２レンズアレイプレート２６と、第２レンズアレイプレート２６上に設けられた第４面側遮光壁３２と、両レンズアレイプレート間に設けられた中間遮光壁３４とを備える。中間遮光壁３４に形成された中間貫通孔３４ａは、孔径が第１レンズアレイプレート２４側から第２レンズアレイプレート２６側に向けてテーパ状に小さくなるように形成されている。両レンズアレイプレート間のギャップをＧａｐとし、第２レンズアレイプレート２６の厚さをＬ２とし、第４面側遮光壁３２の高さをＨ４とし、第４面側遮光壁３２に形成された第４面側貫通孔３２ａの像面側開口径をＤ４としたときに、中間貫通孔３４ａの内壁面３２ｂの光軸に対する傾斜角度θは、θ≧ｔａｎ−１（Ｄ４／（Ｇａｐ＋Ｌ２＋Ｈ４））／２の範囲にある。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像読取装置や画像書込装置に用いられる正立等倍レンズアレイプレートに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、スキャナ等の画像読取装置として、正立等倍結像光学系を用いた装置が知られている。正立等倍結像光学系を用いた場合、縮小結像光学系の場合よりも装置をコンパクトにすることができる。画像読取装置の場合、正立等倍結像光学系は、ライン状光源と、正立等倍レンズアレイと、ラインイメージセンサから構成される。
【０００３】
正立等倍結像光学系における正立等倍レンズアレイとしては、正立等倍像を結像可能なロッドレンズアレイが用いられる。ロッドレンズアレイは、通常はレンズアレイの長手方向（画像読取装置の主走査方向）にロッドレンズが配列される。ロッドレンズの列数を増加することで、光量伝達率の向上、透過光量ムラの低減が図れるが、ロッドレンズアレイの場合、ロッドレンズの列数は、価格とのかねあいで１〜２列が一般的である。
【０００４】
一方、正立等倍レンズアレイとして、両面に複数の微小凸レンズを規則的に配列した透明な平板状レンズアレイプレートを、個々の凸レンズの光軸が一致するように２枚積層した正立等倍レンズアレイプレートも構成可能である。このような正立等倍レンズアレイプレートは、射出成型などの方法により形成できるため、正立等倍レンズアレイを比較的安価に製造することができる。
【０００５】
正立等倍レンズアレイプレートでは、隣接したレンズ間に光を隔離するための壁が無いため、正立等倍レンズアレイプレートに斜めに入射した光が、プレート内部を斜めに進んで隣接した凸レンズに入り込み、出射してノイズ（ゴーストノイズともいう）を発生するという問題がある。
【０００６】
そこで、ゴーストノイズを除去するために、２枚のレンズアレイプレート間に遮光壁を設けた正立等倍レンズアレイプレートが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００９−０６９８０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、２枚のレンズアレイプレート間に遮光壁を設けた場合、遮光壁で反射した光がフレアノイズとなる可能性がある。
【０００９】
本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、フレアノイズを低減できる正立等倍レンズアレイプレート、並びに該正立等倍レンズアレイプレートを用いた光走査ユニット、画像読取装置および画像書込装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明のある態様の正立等倍レンズアレイプレートは、第１面に規則的に配置された複数の第１レンズと、第１面に対向する第２面に規則的に配置された複数の第２レンズとを有する第１レンズアレイプレートと、第３面に規則的に配置された複数の第３レンズと、第３面に対向する第４面に規則的に配置された複数の第４レンズとを有する第２レンズアレイプレートとを備える。第１レンズアレイプレートと第２レンズアレイプレートは、対応するレンズの組が共軸のレンズ系を構成するように第２面と第３面とを対向させて積層され、第１面側に置かれた物体の正立等倍像を第４面側の像面に形成する。この正立等倍レンズアレイプレートは、第４レンズに対応する複数の第４面側貫通孔を有する第４面側遮光壁であって、各第４面側貫通孔が対応する第４レンズの正面に位置するように第４面上に設けられた第４面側遮光壁と、第２レンズおよび第３レンズに対応する複数の中間貫通孔を有する中間遮光壁であって、各中間貫通孔が対応する第２レンズおよび第３レンズの正面に位置するように第１レンズアレイプレートと第２レンズアレイプレートとの間に設けられた中間遮光壁とをさらに備える。中間貫通孔は、孔径が第２面側から第３面側に向けてテーパ状に小さくなるように形成されており、第１レンズアレイプレートと第２レンズアレイプレートとの間のギャップをＧａｐとし、第２レンズアレイプレートの厚さをＬ２とし、第４面側遮光壁の高さをＨ４とし、第４面側貫通孔の像面側開口径をＤ４としたときに、中間貫通孔の内壁面の光軸に対する傾斜角度θが、θ≧ｔａｎ−１（Ｄ４／（Ｇａｐ＋Ｌ２＋Ｈ４））／２の範囲にある。
【００１１】
第１〜第４レンズの配列周期をＰとしたとき、中間貫通孔の内壁面の光軸に対する傾斜角度θが、ｔａｎ−１（Ｄ４／（Ｇａｐ＋Ｌ２＋Ｈ４））／２≦θ≦ｔａｎ−１（（Ｐ＋Ｄ４）／２／（Ｇａｐ＋Ｌ２＋Ｈ４））の範囲にあってもよい。
【００１２】
第１レンズに対応する複数の第１面側貫通孔を有する第１面側遮光壁であって、各第１面側貫通孔が対応する第１レンズの正面に位置するように第１面上に設けられた第１面側遮光壁をさらに備えてもよい。
【００１３】
本発明の別の態様もまた、正立等倍レンズアレイプレートである。この正立等倍レンズアレイプレートは、第１面に規則的に配置された複数の第１レンズと、第１面に対向する第２面に規則的に配置された複数の第２レンズとを有する第１レンズアレイプレートと、第３面に規則的に配置された複数の第３レンズと、第３面に対向する第４面に規則的に配置された複数の第４レンズとを有する第２レンズアレイプレートとを備える。第１レンズアレイプレートと第２レンズアレイプレートは、対応するレンズの組が共軸のレンズ系を構成するように第２面と第３面とを対向させて積層され、第１面側に置かれた物体の正立等倍像を第４面側の像面に形成する。この正立等倍レンズアレイプレートは、第１レンズに対応する複数の第１面側貫通孔を有する第１面側遮光壁であって、各第１面側貫通孔が対応する第１レンズの正面に位置するように第１面上に設けられた第１面側遮光壁と、第２レンズおよび第３レンズに対応する複数の中間貫通孔を有する中間遮光壁であって、各中間貫通孔が対応する第２レンズおよび第３レンズの正面に位置するように第１レンズアレイプレートと第２レンズアレイプレートとの間に設けられた中間遮光壁とをさらに備える。中間貫通孔は、孔径が第２面側から第３面側に向けて逆テーパ状に大きくなるように形成されており、第１レンズアレイプレートと第２レンズアレイプレートとの間のギャップをＧａｐとし、第１レンズアレイプレートの厚さをＬ１とし、第１面側遮光壁の高さをＨ１とし、第１面側貫通孔の光源側開口径をＤ１としたときに、中間貫通孔の内壁面の光軸に対する傾斜角度θが、θ≧ｔａｎ−１（Ｄ１／（Ｇａｐ＋Ｌ１＋Ｈ１））／２の範囲にある。
【００１４】
第１〜第４レンズの配列周期をＰとしたとき、中間貫通孔の内壁面の光軸に対する傾斜角度θが、ｔａｎ−１（Ｄ１／（Ｇａｐ＋Ｌ１＋Ｈ１））／２≦θ≦ｔａｎ−１（（Ｐ＋Ｄ１）／２／（Ｇａｐ＋Ｌ１＋Ｈ１））の範囲にあってもよい。
【００１５】
第４レンズに対応する複数の第４面側貫通孔を有する第４面側遮光壁であって、各第４面側貫通孔が対応する第４レンズの正面に位置するように第４面上に設けられた第４面側遮光壁をさらに備えてもよい。
【００１６】
本発明のさらに別の態様は、光走査ユニットである。この光走査ユニットは、被読取画像に光を照射するライン状光源と、被読取画像から反射した光を集光する上述の正立等倍レンズアレイプレートと、正立等倍レンズアレイプレートを透過した光を受光するラインイメージセンサとを備える。
【００１７】
本発明のさらに別の態様は、画像読取装置である。この装置は、上述の光走査ユニットと、光走査ユニットによって検出された画像信号を処理する画像処理部とを備える。
【００１８】
本発明のさらに別の態様は、画像書込装置である。この装置は、複数のＬＥＤがアレイ状に配列されたＬＥＤアレイと、ＬＥＤアレイから出射された光を集光する上述の正立等倍レンズアレイプレートと、正立等倍レンズアレイプレートを透過した光を受光する感光体ドラムとを備える。
【００１９】
なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法、装置、システム、などの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、フレアノイズを低減できる正立等倍レンズアレイプレート、並びに該正立等倍レンズアレイプレートを用いた光走査ユニット、画像読取装置および画像書込装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施形態に係る画像読取装置を説明するための図である。
【図２】光走査ユニットの一部の主走査方向における断面図である。
【図３】比較例に係る正立等倍レンズアレイプレートの動作を説明するための図である。
【図４】本実施形態に係る正立等倍レンズアレイプレートの動作を説明するための図である。
【図５】フレアノイズの除去に必要な中間貫通孔の内壁面の傾斜角度の下限値を説明するための図である。
【図６】中間貫通孔の内壁面の傾斜角度の上限値を説明するための図である。
【図７】本発明の別の実施形態に係る正立等倍レンズアレイプレートを示す図である。
【図８】フレアノイズの除去に必要な中間貫通孔の内壁面の傾斜角度の下限値を説明するための図である。
【図９】中間貫通孔の内壁面の傾斜角度の上限値を説明するための図である。
【図１０】本発明の実施例に係る正立等倍レンズアレイプレートのシミュレーション結果を示す図である。
【図１１】本発明の別の実施例に係る正立等倍レンズアレイプレートのシミュレーション結果を示す図である。
【図１２】本発明のさらに別の実施例に係る正立等倍レンズアレイプレートのシミュレーション結果を示す図である。
【図１３】本発明のさらに別の実施例に係る正立等倍レンズアレイプレートのシミュレーション結果を示す図である。
【図１４】本発明のさらに別の実施例に係る正立等倍レンズアレイプレートのシミュレーション結果を示す図である。
【図１５】本発明のさらに別の実施例に係る正立等倍レンズアレイプレートのシミュレーション結果を示す図である。
【図１６】本発明のさらに別の実施例に係る正立等倍レンズアレイプレートのシミュレーション結果を示す図である。
【図１７】本発明のさらに別の実施例に係る正立等倍レンズアレイプレートのシミュレーション結果を示す図である。
【図１８】本発明のさらに別の実施例に係る正立等倍レンズアレイプレートのシミュレーション結果を示す図である。
【図１９】本発明のさらに別の実施例に係る正立等倍レンズアレイプレートのシミュレーション結果を示す図である。
【図２０】本発明のさらに別の実施例に係る正立等倍レンズアレイプレートのシミュレーション結果を示す図である。
【図２１】本発明のさらに別の実施例に係る正立等倍レンズアレイプレートのシミュレーション結果を示す図である。
【図２２】中間貫通孔の内壁面の傾斜角度の下限値とノイズ比の屈曲点（正側）の相関関係を示す図である。
【図２３】中間貫通孔の内壁面の傾斜角度の下限値とノイズ比の屈曲点（負側）の相関関係を示す図である。
【図２４】本発明のさらに別の実施例に係る正立等倍レンズアレイプレートのシミュレーション結果を示す図である。
【図２５】本発明の別の実施形態に係る画像書込装置を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
図１は、本発明の実施形態に係る画像読取装置１００を説明するための図である。図１に示すように、画像読取装置１００は、筐体１０２、原稿Ｇを載置する原稿台としてのガラス板１４、筐体１０２内に収容された光走査ユニット１０、光走査ユニット１０を走査する駆動機構（図示せず）、光走査ユニット１０によって読み取られたデータを処理する画像処理部（図示せず）等を備える。
【００２３】
光走査ユニット１０は、ガラス板１４上に載置された原稿Ｇに光を照射するライン状光源１６と、原稿Ｇからの反射光を集光する正立等倍レンズアレイプレート１１と、正立等倍レンズアレイプレート１１により集光された光を受けるラインイメージセンサ（光電変換素子）２０と、ライン状光源１６、正立等倍レンズアレイプレート１１およびラインイメージセンサ２０を固定するケース（図示せず）とを備える。
【００２４】
ライン状光源１６は、略直線状の光を出射する光源である。ライン状光源１６は、その光軸が、正立等倍レンズアレイプレート１１の光軸Ａｘとガラス板１４の上面との交点を通るように固定される。ライン状光源１６から出射された光は、ガラス板１４上に置かれた原稿Ｇに照射される。原稿Ｇに照射された光は、原稿Ｇにより正立等倍レンズアレイプレート１１に向けて反射される。
【００２５】
正立等倍レンズアレイプレート１１は、後述するように、複数の凸レンズを両面に形成した第１レンズアレイプレート２４、第２レンズアレイプレート２６が対応するレンズの組が共軸のレンズ系を構成するように積層されたものである。第１レンズアレイプレート２４、第２レンズアレイプレート２６は、ホルダ（図示せず）により積層状態で保持されている。正立等倍レンズアレイプレート１１は、その長手方向が主走査方向に、短手方向が副走査方向に一致するように画像読取装置１００に装着される。
【００２６】
正立等倍レンズアレイプレート１１は、上方に位置する原稿Ｇから反射されたライン状の光を受けて、下方に位置する像面、すなわちラインイメージセンサ２０の受光面に正立等倍像を形成する。画像読取装置１００は、光走査ユニット１０を副走査方向に走査することにより、原稿Ｇを読み取ることができる。
【００２７】
図２は、光走査ユニット１０の一部の主走査方向における断面図である。図２において、縦方向が正立等倍レンズアレイプレート１１の主走査方向（長手方向）であり、奥行き方向が副走査方向（短手方向）である。
【００２８】
上述したように、正立等倍レンズアレイプレート１１は、第１レンズアレイプレート２４と第２レンズアレイプレート２６とが積層されて構成されている。第１レンズアレイプレート２４および第２レンズアレイプレート２６は、長方形状のプレートであり、その両面には複数の凸レンズが配列形成されている。
【００２９】
第１レンズアレイプレート２４および第２レンズアレイプレート２６は、射出成形により形成される。第１レンズアレイプレート２４および第２レンズアレイプレート２６の材質は、射出成形に使用可能で、必要な波長帯域の光に対して光透過性が高く、吸水性の低いものが望ましい。望ましい材質としては、シクロオレフィン系樹脂や、オレフィン系樹脂、ノルボルネン系樹脂、ポリカーボネートなどを例示することができる。
【００３０】
第１レンズアレイプレート２４の一方の面である第１面２４ｃ上には、複数の第１レンズ２４ａが、第１レンズアレイプレート２４の長手方向に沿って一列に配列されている。また、第１レンズアレイプレート２４の第１面２４ｃに対向する第２面２４ｄ上には、複数の第２レンズ２４ｂが、第１レンズアレイプレート２４の長手方向に沿って一列に配列されている。
【００３１】
第２レンズアレイプレート２６の一方の面である第３面２６ｃ上には、複数の第３レンズ２６ａが、第２レンズアレイプレート２６の長手方向に沿って一列に配列されている。また、第３面２６ｃに対向する第４面２６ｄ上には、複数の第４レンズ２６ｂが、第２レンズアレイプレート２６の長手方向に沿って一列に配列されている。
【００３２】
なお、本実施の形態では、第１レンズ２４ａ、第２レンズ２４ｂ、第３レンズ２６ａおよび第４レンズ２６ｂの形状を球面としたが、非球面であってもよい。
【００３３】
第１レンズアレイプレート２４と第２レンズアレイプレート２６は、対応する第１レンズ２４ａ、第２レンズ２４ｂ、第３レンズ２６ａ、第４レンズ２６ｂの組が共軸のレンズ系を構成するように第２面２４ｄと第３面２６ｃとを対向させて積層される。言い換えると、第１レンズアレイプレート２４と第２レンズアレイプレート２６は、対応する第１レンズ２４ａ、第２レンズ２４ｂ、第３レンズ２６ａ、第４レンズ２６ｂの光軸が一致するように積層される。
【００３４】
第１レンズアレイプレート２４の第１面２４ｃ上には、第１面側遮光壁３０が設けられている。この第１面側遮光壁３０は、遮光性材料によって形成された膜状の遮光部材であり、複数の第１面側貫通孔３０ａが形成されている。第１面側貫通孔３０ａは、第１面側遮光壁３０の長手方向に沿って一列に、第１レンズアレイプレート２４の第１レンズ２４ａと対応するように形成されている。各第１面側貫通孔３０ａの孔径は第１レンズ２４ａのレンズ有効径と等しい。第１面側遮光壁３０は、各第１面側貫通孔３０ａが対応する第１レンズ２４ａの正面に位置するように第１面２４ｃ上に設けられる。言い換えると、第１面側遮光壁３０は、各第１面側貫通孔３０ａの中心軸が対応する第１レンズ２４ａの光軸と一致するように第１面２４ｃ上に設けられる。図２に示すように、第１面側遮光壁３０により、第１レンズ２４ａの有効領域以外の第１面２４ｃの領域（以下、「第１面平坦領域」とも呼ぶ）が覆われている。レンズの有効領域とは、レンズとしての機能を有する部分のことである。第１面側遮光壁３０により、第１面平坦領域を透過する結像に寄与しない光が遮断される。第１面側遮光壁３０は、第１面２４ｃ上に、黒色インキなどの光吸収性材料を用いて遮光パターンを印刷することにより形成することができる。
【００３５】
第２レンズアレイプレート２６の第４面２６ｄ上には、第４面側遮光壁３２が設けられている。この第４面側遮光壁３２は、遮光性材料によって形成されたプレート状の遮光部材であり、複数の第４面側貫通孔３２ａが形成されている。第４面側貫通孔３２ａは、第４面側遮光壁３２の長手方向に沿って一列に、第２レンズアレイプレート２６の第４レンズ２６ｂと対応するように形成されている。各第４面側貫通孔３２ａは、円柱形状であり、その孔径は第４レンズ２６ｂのレンズ有効径と等しい。第４面側遮光壁３２は、各第４面側貫通孔３２ａが対応する第４レンズ２６ｂの正面に位置するように第４面２６ｄ上に設けられる。言い換えると、第４面側遮光壁３２は、各第４面側貫通孔３２ａの中心軸が対応する第４レンズ２６ｂの光軸と一致するように第４面２６ｄ上に設けられる。図２に示すように、第４面側遮光壁３２により、第４レンズ２６ｂの有効領域以外の第４面２６ｄの領域（以下、「第４面平坦領域」とも呼ぶ）が覆われている。
【００３６】
なお、本実施形態では、第１面側遮光壁３０を「膜状」とし、第４面側遮光壁３２を「プレート状」としているが、これは、第１面側遮光壁３０が第４面側遮光壁３２に比べて非常に薄いことを意味する。言い換えると、「膜状」とは、厚さが無視できる程度に薄いことを意味する。
【００３７】
図２に示すように、第１レンズアレイプレート２４と第２レンズアレイプレート２６との間には中間遮光壁３４が設けられている。この中間遮光壁３４は、遮光性材料によって形成されたプレート状の遮光部材であり、複数の中間貫通孔３４ａが形成されている。中間貫通孔３４ａは、中間遮光壁３４の長手方向に沿って一列に、第２レンズ２４ｂと第３レンズ２６ａと対応するように形成されている。本実施形態において、中間貫通孔３４ａは、孔径が第２面２４ｄ側から第３面２６ｃ側に向けてテーパ状に小さくなる円錐台形状に形成されている。中間遮光壁３４は、各中間貫通孔３４ａが対応する第２レンズ２４ｂおよび第３レンズ２６ａの正面に位置するように、第１レンズアレイプレート２４と第２レンズアレイプレート２６との間に設けられる。言い換えると、中間遮光壁３４は、各中間貫通孔３４ａの中心軸が対応する第２レンズ２４ｂおよび第３レンズ２６ａの光軸と一致するように第１レンズアレイプレート２４と第２レンズアレイプレート２６との間に設けられる。中間遮光壁３４は、結像に寄与しない迷光を遮断し、ゴーストノイズを低減する機能を有する。
【００３８】
第４面側遮光壁３２および中間遮光壁３４は、例えば黒色のＡＢＳ樹脂などの光吸収性材料を用いて、射出成形などの方法により形成することができる。また、第４面側遮光壁３２および中間遮光壁３４は、黒色樹脂塗料を積層させることににより形成されてもよい。
【００３９】
以上のように構成された正立等倍レンズアレイプレート１１は、第１レンズ２４ａから原稿Ｇまでの距離および第４レンズ２６ｂからラインイメージセンサ２０までの距離が所定の作動距離となるように、画像読取装置１００に組み込まれる。
【００４０】
次に、本実施の形態に係る正立等倍レンズアレイプレート１１の動作について説明する。正立等倍レンズアレイプレート１１の動作を説明する前に、まず比較例を示す。図３は、比較例に係る正立等倍レンズアレイプレート３１１の動作を説明するための図である。比較例に係る正立等倍レンズアレイプレート３１１は、中間遮光壁３３４における中間貫通孔３３４ａの形状が本実施形態に係る正立等倍レンズアレイプレート１１と異なる。比較例に係る正立等倍レンズアレイプレート３１１では、中間貫通孔３３４ａは、円柱形状に形成されている。すなわち、正立等倍レンズアレイプレート３１１においては、中間貫通孔３３４ａの内壁面３３４ｂは、レンズの光軸Ａｘと平行である。
【００４１】
図３には、原稿Ｇから出射された光Ｌ１（破線）と光Ｌ２（一点鎖線）の光路が図示されている。中間遮光壁３３４は、第１レンズアレイプレート２４を斜めに進んで第２レンズ２４ｂから出射した光Ｌ１やＬ２のような光が、隣接する第２レンズアレイプレート２６に入射するのを防ぐ機能を有する。しかしながら、中間貫通孔３３４ａの内壁面３３４ｂに入射した光は、光吸収性材料を用いた場合でも完全には吸収されず、一部が内壁面３３４ｂで反射（フレネル反射）して第３レンズ２６ａに入射してしまう。これは、光Ｌ１やＬ２は中間貫通孔３３４ａの内壁面３３４ｂに対して９０度に近い大きな入射角で入射しているが、フレネル反射は、９０度に近い入射角では非常に大きな反射率を有するためである。中間貫通孔３３４ａの内壁面３３４ｂで反射した光Ｌ１およびＬ２は、第３レンズ２６ａ、第４レンズ２６ｂを通った後、ラインイメージセンサ２０に入射し、所謂フレアノイズが発生してしまう。
【００４２】
図４は、本実施形態に係る正立等倍レンズアレイプレート１１の動作を説明するための図である。図４には、図３と同様に原稿Ｇから出射された光Ｌ１（破線）と光Ｌ２（一点鎖線）の光路が図示されている。本実施形態においては、中間貫通孔３４ａは、孔径が第２面２４ｄ側から第３面２６ｃ側に向けてテーパ状に小さくなる円錐台形状に形成されている。つまり、中間貫通孔３４ａの内壁面３４ｂは、レンズの光軸Ａｘに対して傾斜している。このように内壁面３４ｂが傾斜していることにより、中間貫通孔３４ａの内壁面３４ｂにおける光Ｌ１およびＬ２の反射角は、図３に示す比較例よりも小さくなる。ここでいう反射角とは、内壁面３４ｂの法線と反射光とのなす角である。光軸Ａｘに対する内壁面３４ｂの傾斜角度をθとすると、内壁面３４ｂを光軸Ａｘに対してθ傾斜させることにより、光Ｌ１およびＬ２の反射角は、図３の比較例の場合の反射角よりも２θ分だけ小さくなる。反射角が小さくなったことにより、光Ｌ１およびＬ２は、第４面側遮光壁３２に衝突し、減衰する。従って、本実施形態においては、光Ｌ１およびＬ２はラインイメージセンサ２０に実質的に到達せず、フレアノイズの発生を防止できる。
【００４３】
図５（ａ）（ｂ）は、フレアノイズの除去に必要な中間貫通孔３４ａの内壁面３４ｂの傾斜角度θの下限値θＬ１を説明するための図である。図５（ａ）は、比較例に係る正立等倍レンズアレイプレート３１１の一部を示し、図５（ｂ）は、本実施形態に係る正立等倍レンズアレイプレート１１の一部を示す。
【００４４】
図５（ａ）には、比較例に係る正立等倍レンズアレイプレート３１１において、中間貫通孔３３４ａの内壁面３３４ｂの第２面側端部付近で反射され、第４面側貫通孔３２ａの像面側開口端部３２ｃをぎりぎりで通過する光Ｌ３が図示されている。この光Ｌ３が本実施形態に係る正立等倍レンズアレイプレート１１に入射する場合を考える。中間貫通孔３４ａの内壁面３４ｂの傾斜角を大きくしていくと、光Ｌ３は第４面側貫通孔３２ａの像面側開口端部３２ｃから離れていき、第４面側貫通孔３２ａを挟んで対向する像面側開口端部３２ｄに近づいていく。従って、光Ｌ３が像面側開口端部３２ｄで内壁面３２ｂに衝突するように中間貫通孔３４ａの内壁面３４ｂを光軸Ａｘに対して傾斜させれば、光Ｌ３がラインイメージセンサ２０に到達するのを防止できる。このときの中間貫通孔３４ａの内壁面３４ｂの傾斜角度θＬ１が、フレアノイズの除去に必要な傾斜角度の下限値となる。傾斜角度θＬ１は、以下の（１）式のように表される。
θＬ１≒ｔａｎ−１（Ｄ４／（Ｇａｐ＋Ｌ２＋Ｈ４））／２ ・・・（１）
ここで、Ｇａｐは、第１レンズアレイプレート２４と第２レンズアレイプレート２６との間のギャップであり、Ｌ２は、第２レンズアレイプレート２６の厚さであり、Ｈ４は、第４面側遮光壁３２の高さであり、Ｄ４は、第４面側貫通孔３２ａの像面側開口径である。従って、中間貫通孔３４ａの内壁面３４ｂの傾斜角度θは、下記の（２）式を満たす必要がある。
θ≧ｔａｎ−１（Ｄ４／（Ｇａｐ＋Ｌ２＋Ｈ４））／２ ・・・（２）
【００４５】
図６は、中間貫通孔３４ａの内壁面３４ｂの傾斜角度θの上限値θＵ１を説明するための図である。中間貫通孔３４ａの内壁面３４ｂの傾斜角度θを大きく取ろうとし過ぎると、レンズ径に対して極端にレンズ配列周期を大きくするか、中間貫通孔３４ａの第３面側開口径をレンズ径に対して極端に小さくすることになる。しかしながら、これらの構成は何れも光量の大幅な低下を引き起こすおそれがあるので、中間貫通孔３４ａの内壁面３４ｂの傾斜角度θは必要以上に大きくすべきではない。そこで、フレアノイズを除去するのに十分な内壁面３４ｂの傾斜角度θを求めるために、図６に示すように中間貫通孔３４ａの内壁面３４ｂの延長線４０が、第４面側貫通孔３２ａの像面側開口端部３２ｄで内壁面３２ｂに当たる状態を想定する。この場合、中間貫通孔３４ａの内壁面３４ｂで反射した光は、全て第４面側遮光壁３２に当たって減衰することになる。よって、上記の状態を満たすときの内壁面３４ｂの傾斜角度θＵ１は、これ以上傾斜角度θを大きくしてもフレアノイズの更なる低減は期待できない上限角度と捉えることができる。ここで、上記の状態を満たす内壁面３４ｂの傾斜角度θは、中間貫通孔３４ａの第２面側開口径が大きいほど大きくなり、第２面側開口径の取り得る最大値は、レンズの配列周期に等しい。よって、上記の傾斜角度θＵ１は、以下の（３）式のように表される。
θＵ１≒ｔａｎ−１（（Ｐ＋Ｄ４）／２／（Ｇａｐ＋Ｌ２＋Ｈ４）） ・・・（３）
ここで、Ｐは第１〜第４レンズの配列周期である。
従って、中間貫通孔３４ａの内壁面３４ｂの傾斜角度θは、下記の（４）式を満たすことが好ましい。
θ≦ｔａｎ−１（（Ｐ＋Ｄ４）／２／（Ｇａｐ＋Ｌ２＋Ｈ４）） ・・・（４）
（２）式と（４）式をまとめると、中間貫通孔３４ａの内壁面３４ｂの傾斜角度θは、以下の（５）式を満たすことが望ましい。
ｔａｎ−１（Ｄ４／（Ｇａｐ＋Ｌ２＋Ｈ４））／２≦θ≦ｔａｎ−１（（Ｐ＋Ｄ４）／２／（Ｇａｐ＋Ｌ２＋Ｈ４）） ・・・（５）
【００４６】
以上説明したように、本実施形態に係る正立等倍レンズアレイプレート１１によれば、中間遮光壁３４の中間貫通孔３４ａを、孔径が第２面２４ｄ側から第３面２６ｃ側に向けてテーパ状に小さくなる円錐台形状に形成したことにより、中間遮光壁３４での反射に起因するフレアノイズを低減することができる。従って、正立等倍レンズアレイプレート１１を用いた画像読取装置１００は、フレアノイズの低減された良好な画像を読み取ることができる。
【００４７】
本実施形態では、第１面側遮光壁３０を膜状の遮光部材としたが、第１面側遮光壁３０は、プレート状の遮光部材であってもよい。この場合、ゴーストノイズの低減効果を高めることができる。
【００４８】
また、本実施形態では、第４面側貫通孔３２ａを円柱形状とした。しかしながら、第４面側貫通孔３２ａは、円錐台形状であってもよい。すなわち、第４面側貫通孔３２ａは、像面側開口径と第４面側開口径が異なっていてもよい。同様に、第１面側遮光壁３０がプレート状の遮光部材の場合、第１面側貫通孔３０ａは円柱形状であっても円錐台形状であってもよい。
【００４９】
図７は、本発明の別の実施形態に係る正立等倍レンズアレイプレート４１１を示す。本実施形態に係る正立等倍レンズアレイプレート４１１は、第１レンズアレイプレート２４の第１面２４ｃ上にプレート状の第１面側遮光壁３０が設けられ、第２レンズアレイプレート２６の第４面２６ｄ上に膜状の第４面側遮光壁３２が設けられている点が、図２に示す正立等倍レンズアレイプレート１１と異なる。また、本実施形態に係る正立等倍レンズアレイプレート４１１においては、中間貫通孔３４ａは、孔径が第２面２４ｄ側から第３面２６ｃ側に向けて逆テーパ状に大きくなる円錐台形状に形成されている。すなわち、中間貫通孔３４ａの内壁面３４ｂは、レンズの光軸に対して傾斜している。その他の構成については図２に示す正立等倍レンズアレイプレート１１と同様であるため、対応する構成要素については同一の符号を用い、説明を省略する。なお、図７においては、原稿Ｇやラインイメージセンサ２０等の位置が図２と比べて左右逆となっている点に注意されたい。
【００５０】
次に、正立等倍レンズアレイプレート４１１の動作について説明する。ここでは、説明の都合上、ラインイメージセンサ２０から出射された光Ｌ５（破線）と光Ｌ６（一点鎖線）について考える。図７に示すように、光Ｌ５およびＬ６は、第２レンズアレイプレート２６を斜めに進んだ後、中間遮光壁３４の内壁面３４ｂで反射し、第１レンズアレイプレート２４を斜めに進んで第１面側遮光壁３０に衝突している。これは、原稿Ｇから出射された後、ラインイメージセンサ２０に到達するパスが存在しないことを意味している。従って、本実施形態に係る正立等倍レンズアレイプレート４１１によれば、中間貫通孔３４ａの内壁面３４ｂでの反射に起因するフレアノイズを低減できる。
【００５１】
図８は、フレアノイズの除去に必要な中間貫通孔３４ａの内壁面３４ｂの傾斜角度θの下限値θＬ２を説明するための図である。この下限値θＬ２を求めるために、中間貫通孔３４ａの内壁面３４ｂの第３面側端部付近で反射した後、第１レンズアレイプレート２４を斜めに進む光Ｌ７について考える。この光Ｌ７が第１面側貫通孔３０ａの光源側開口端部３０ｄで内壁面３０ｂに衝突するように、中間貫通孔３４ａの内壁面３４ｂを光軸Ａｘに対して傾斜させる。このとき、中間貫通孔３４ａの内壁面３４ｂで反射してラインイメージセンサに到達するパスは存在しないことになる。上記の状態のときの中間貫通孔３４ａの内壁面３４ｂの傾斜角度θＬ２が、フレアノイズの除去に必要な傾斜角度の下限値となる。傾斜角度θＬ２は、以下の（６）式のように表される。
θＬ２≒ｔａｎ−１（Ｄ１／（Ｇａｐ＋Ｌ１＋Ｈ１））／２ ・・・（６）
ここで、Ｇａｐは、第１レンズアレイプレート２４と第２レンズアレイプレート２６との間のギャップであり、Ｌ１は、第１レンズアレイプレート２４の厚さであり、Ｈ１は、第１面側遮光壁３０の高さであり、Ｄ１は、第１面側貫通孔３０ａの光源側開口径である。従って、中間貫通孔３４ａの内壁面３４ｂの傾斜角度θは、下記の（７）式を満たす必要がある。
θ≧ｔａｎ−１（Ｄ１／（Ｇａｐ＋Ｌ１＋Ｈ１））／２ ・・・（７）
【００５２】
図９は、中間貫通孔３４ａの内壁面３４ｂの傾斜角度θの上限値θＵ２を説明するための図である。図６と同様に、中間貫通孔３４ａの内壁面３４ｂの延長線４０が、第１面側貫通孔３０ａの光源側開口端部３０ｄで内壁面３０ｂに当たる状態を想定する。この状態を満たすとき、第１面側遮光壁３０に当たらずに中間遮光壁３４に到達する光は存在しないことになる。上記の状態を満たすときの内壁面３４ｂの傾斜角度θＵ２は、これ以上傾斜角度θを大きくしてもフレアノイズの更なる低減は期待できない上限角度と捉えることができる。上記の傾斜角度θＵ２は、以下の（８）式のように表される。
θＵ２≒ｔａｎ−１（（Ｐ＋Ｄ１）／２／（Ｇａｐ＋Ｌ１＋Ｈ１）） ・・・（８）
ここで、Ｐは第１〜第４レンズの配列周期である。
従って、中間貫通孔３４ａの内壁面３４ｂの傾斜角度θは、下記の（９）式を満たすことが好ましい。
θ≦ｔａｎ−１（（Ｐ＋Ｄ１）／２／（Ｇａｐ＋Ｌ１＋Ｈ１）） ・・・（９）
（７）式と（９）式をまとめると、中間貫通孔３４ａの内壁面３４ｂの傾斜角度θは、以下の（１０）式を満たすことが望ましい。
ｔａｎ−１（Ｄ１／（Ｇａｐ＋Ｌ１＋Ｈ１））／２≦θ≦ｔａｎ−１（（Ｐ＋Ｄ１）／２／（Ｇａｐ＋Ｌ１＋Ｈ１）） ・・・（１０）
【００５３】
本実施形態では、第４面側遮光壁３２を膜状の遮光部材としたが、第４面側遮光壁３２は、プレート状の遮光部材であってもよい。この場合、ゴーストノイズの低減効果を高めることができる。
【００５４】
また、実施形態では、第１面側貫通孔３０ａを円柱形状とした。しかしながら、第１面側貫通孔３０ａは、円錐台形状であってもよい。すなわち、第１面側貫通孔３０ａは、光源側開口径と第１面側開口径が異なっていてもよい。同様に、第４面側遮光壁３２がプレート状の遮光部材の場合、第４面側貫通孔３２ａは円柱形状であっても円錐台形状であってもよい。
【００５５】
図２に示す正立等倍レンズアレイプレート１１および図７に示す正立等倍レンズアレイプレート４１１では、中間遮光壁３４が第１レンズアレイプレート２４の第２面２４ｄと第２レンズアレイプレート２６の第３面２６ｃに接触している。つまり、第１レンズアレイプレート２４と第２レンズアレイプレート２６との間のギャップが中間遮光壁３４で規定されている。しかしながら、レンズアレイプレート間のギャップを中間遮光壁３４で規定する必要はない。例えばギャップを別の部材で規定して、レンズアレイプレートと中間遮光壁３４との間には、第２面２４ｄ側および第３面２６ｃ側の一方または両方に隙間がある構造にしてもよい。この場合、レンズアレイプレート間のギャップが、中間遮光壁３４の高さの寸法精度の影響を受けないという利点がある。また、この場合、中間遮光壁３４の高さを隙間の分小さくできるので、中間貫通孔３４ａの内壁面３４ｂの傾斜角度を大きくできるという利点もある。
【００５６】
図１０は、本発明の実施例に係る正立等倍レンズアレイプレートのシミュレーション結果を示す。図１０は、第１〜第４レンズの配列周期（以下、レンズ配列周期）＝０．７ｍｍ、０．８ｍｍ、０．９ｍｍの３つの場合について、中間貫通孔の内壁面の傾斜角度θを変化させたときのノイズ比の変化を示している。図１０において、実線がレンズ配列周期＝０．７ｍｍ、破線がレンズ配列周期＝０．８ｍｍ、一点鎖線がレンズ配列周期＝０．９ｍｍのときのシミュレーション結果を表す。図１０においては、中間貫通孔の第３面側開口径よりも第２面側開口径が大きくなる場合の傾斜角度θを「正」とし、中間貫通孔の第２面側開口径よりも第３面側開口径が大きくなる場合の傾斜角度θを「負」としている。
【００５７】
その他のミュレーション条件は、共役長ＴＣ＝９．９ｍｍ、第１〜第４レンズのレンズ径（以下、レンズ径）＝０．６ｍｍ、第１レンズアレイプレートと第２レンズアレイプレート間のギャップ（以下、ギャップ）＝１．０ｍｍ、第１レンズアレイプレートおよび第２レンズアレイプレートの厚さ（以下、レンズ厚）＝１．１５ｍｍ、第１面側遮光壁の光源側開口径＝０．５ｍｍ、第１面側遮光壁の第１面側開口径＝０．５５ｍｍ、第１面側遮光壁の高さ＝０．５ｍｍ、第４面側遮光壁の像面側開口径＝０．５ｍｍ、第４面側遮光壁の第４面側開口径＝０．５５ｍｍ、第４面側遮光壁の高さ＝０．５ｍｍである。光線追跡シミュレーションにて、正立等倍レンズアレイプレートの主走査方向の領域にわたり、点状の光源からの光線をランバシャン９０度の条件で発し、像面の特定の点に到達した結像光の光量を結像光伝達光量とし、特定の点以外に到達した光量をノイズ伝達光量とした。これを主走査方向にわたるライン状で実施した。ノイズ伝達光量の総和を結像光伝達光量で割った値をノイズ比とした。
【００５８】
図１０に示すように、レンズ配列周期＝０．７ｍｍとした場合、傾斜角度θを０°から大きくしていくと、「正側」と「負側」の双方において傾斜角度θ＝約±５°を屈曲点としてノイズ比の変化率が変わっており、その屈曲点よりも大きな傾斜角度ではノイズ比が低く抑えられていることが分かる。また、レンズ配列周期＝０．８ｍｍとした場合も、傾斜角度θ＝約±５°を屈曲点として、その屈曲点よりも大きな傾斜角度ではノイズ比を低く抑えられていることが分かる。また、レンズ配列周期＝０．９ｍｍとした場合も、傾斜角度θ＝約±６°を屈曲点として、その屈曲点よりも大きな傾斜角度ではノイズ比を低く抑えられていることが分かる。本シミュレーションの条件を用いて（１）式および（６）式を計算すると、θＬ１＝θＬ２＝５．３°となる。θＬ１およびθＬ２は、フレアノイズの除去に必要な傾斜角度の下限値であるので、本シミュレーションの結果は、上記の実施形態で述べた理論とほぼ整合していると言える。このように、レンズ配列周期を変化させた場合でも、中間貫通孔の内壁面の傾斜角度を調整することにより、ノイズ比を低減できる。
【００５９】
図１１は、本発明の別の実施例に係る正立等倍レンズアレイプレートのシミュレーション結果を示す。図１１は、ギャップ＝０．６ｍｍ、１．０ｍｍ、１．４ｍｍの３つの場合について、中間貫通孔の内壁面の傾斜角度θを変化させたときのノイズ比の変化を示している。図１１において、一点鎖線がギャップ＝０．６ｍｍ、破線がギャップ＝１．０ｍｍ、実線がギャップ＝１．４ｍｍのシミュレーション結果を表す。その他のシミュレーション条件は、共役長ＴＣ＝９．９ｍｍ、レンズ配列周期＝０．８ｍｍ、レンズ径＝０．６ｍｍ、第１面側遮光壁の光源側開口径＝０．５ｍｍ、第１面側遮光壁の第１面側開口径＝０．５５ｍｍ、第１面側遮光壁の高さ＝０．５ｍｍ、第４面側遮光壁の像面側開口径＝０．５ｍｍ、第４面側遮光壁の第４面側開口径＝０．５５ｍｍ、第４面側遮光壁の高さ＝０．５ｍｍである。また、ギャップ＝０．６ｍｍのときのレンズ厚＝１．３５ｍｍ、ギャップ＝１．０ｍｍのときのレンズ厚＝１．１５ｍｍ、ギャップ＝１．４ｍｍのときのレンズ厚＝０．９５ｍｍである。
【００６０】
図１１に示すように、ギャップ＝０．６ｍｍとした場合、傾斜角度θを０°から大きくしていくと、傾斜角度θ＝約±６°を屈曲点として、その屈曲点よりも大きな傾斜角度ではノイズ比を低く抑えられていることが分かる。また、レンズ配列周期＝１．０ｍｍとした場合も、傾斜角度θ＝約±５°を屈曲点として、その屈曲点よりも大きな傾斜角度ではノイズ比を低く抑えられていることが分かる。また、レンズ配列周期＝１．４ｍｍとした場合も、傾斜角度θ＝約±４．５°を屈曲点として、その屈曲点よりも大きな傾斜角度ではノイズ比を低く抑えられていることが分かる。本シミュレーションの条件を用いて（１）式および（６）式を計算すると、ギャップ＝０．６ｍｍのときθＬ１＝θＬ２＝５．８°、ギャップ＝１．０ｍｍのときθＬ１＝θＬ２＝５．３°、ギャップ＝１．４ｍｍのときθＬ１＝θＬ２＝５．０°となる。従って、本シミュレーションの結果は、上記の実施形態で述べた理論とほぼ整合していると言える。このように、ギャップを変化させた場合でも、中間貫通孔の内壁面の傾斜角度を調整することにより、ノイズ比を低減できる。
【００６１】
図１２は、本発明のさらに別の実施例に係る正立等倍レンズアレイプレートのシミュレーション結果を示す。図１２は、第１面側遮光壁の高さ＝第４面側遮光壁の高さ＝０．１ｍｍの場合について、中間貫通孔の内壁面の傾斜角度θを変化させたときのノイズ比の変化を示している。その他のシミュレーション条件は、共役長ＴＣ＝９．９ｍｍ、レンズ配列周期＝０．８ｍｍ、レンズ径＝０．６ｍｍ、ギャップ＝１．０ｍｍ、レンズ厚＝１．１５ｍｍ、第１面側遮光壁の光源側開口径＝０．５ｍｍ、第１面側遮光壁の第１面側開口径＝０．５５ｍｍ、第４面側遮光壁の像面側開口径＝０．５ｍｍ、第４面側遮光壁の第４面側開口径＝０．５５ｍｍである。
【００６２】
図１２に示すように、傾斜角度θを０°から大きくしていくと、傾斜角度θ＝約±６．０°を屈曲点として、その屈曲点よりも大きな傾斜角度ではノイズ比を低く抑えられていることが分かる。本シミュレーションの条件を用いて（１）式および（６）式を計算すると、θＬ１＝θＬ２＝６．３°となるので、本シミュレーションの結果は、上記の実施形態で述べた理論とほぼ整合していると言える。このように、第１面側遮光壁および第４面側遮光壁の高さを変化させた場合でも、中間貫通孔の内壁面の傾斜角度を調整することにより、ノイズ比を低減できる。
【００６３】
図１３は、本発明のさらに別の実施例に係る正立等倍レンズアレイプレートのシミュレーション結果を示す。図１３は、第１面側遮光壁の光源側開口径＝第４面側遮光壁の像面側開口径＝０．５ｍｍ、第１面側遮光壁の光源側開口径＝第４面側遮光壁の像面側開口径＝０．５５ｍｍ、第１面側遮光壁の光源側開口径＝第４面側遮光壁の像面側開口径＝０．６ｍｍ、の３つの場合について、中間貫通孔の内壁面の傾斜角度θを変化させたときのノイズ比の変化を示している。図１３において、一点鎖線が第１面側遮光壁の光源側開口径＝第４面側遮光壁の像面側開口径＝０．５ｍｍ、破線が第１面側遮光壁の光源側開口径＝第４面側遮光壁の像面側開口径＝０．５５ｍｍ、実線が第１面側遮光壁の光源側開口径＝第４面側遮光壁の像面側開口径＝０．６ｍｍのシミュレーション結果を表す。その他のシミュレーション条件は、共役長ＴＣ＝９．９ｍｍ、レンズ配列周期＝０．８ｍｍ、レンズ径＝０．６ｍｍ、ギャップ＝１．０ｍｍ、レンズ厚＝１．１５ｍｍ、第１面側遮光壁の第１面側開口径＝０．５５ｍｍ、第１面側遮光壁の高さ＝０．５ｍｍ、第４面側遮光壁の第４面側開口径＝０．５５ｍｍ、第４面側遮光壁の高さ＝０．５ｍｍである。
【００６４】
図１３に示すように、第１面側遮光壁の光源側開口径＝第４面側遮光壁の像面側開口径＝０．５ｍｍとした場合、傾斜角度θを０°から大きくしていくと、傾斜角度θ＝約±５°を屈曲点として、その屈曲点よりも大きな傾斜角度ではノイズ比を低く抑えられていることが分かる。また、第１面側遮光壁の光源側開口径＝第４面側遮光壁の像面側開口径＝０．５５ｍｍとした場合も、傾斜角度θ＝約±６°を屈曲点として、その屈曲点よりも大きな傾斜角度ではノイズ比を低く抑えられていることが分かる。また、第１面側遮光壁の光源側開口径＝第４面側遮光壁の像面側開口径＝０．６ｍｍとした場合も、傾斜角度θ＝約±６°を屈曲点として、その屈曲点よりも大きな傾斜角度ではノイズ比を低く抑えられていることが分かる。本シミュレーションの条件を用いて（１）式および（６）式を計算すると、第１面側遮光壁の光源側開口径＝第４面側遮光壁の像面側開口径＝０．５ｍｍのときθＬ１＝θＬ２＝５．３°、第１面側遮光壁の光源側開口径＝第４面側遮光壁の像面側開口径＝０．５５ｍｍのときθＬ１＝θＬ２＝５．９°、第１面側遮光壁の光源側開口径＝第４面側遮光壁の像面側開口径＝０．６ｍｍのときθＬ１＝θＬ２＝６．４°となる。従って、本シミュレーションの結果は、上記の実施形態で述べた理論とほぼ整合していると言える。このように、第１面側遮光壁の光源側開口径および第４面側遮光壁の像面側開口径を変化させた場合でも、中間貫通孔の内壁面の傾斜角度を調整することにより、ノイズ比を低減できる。
【００６５】
図１４は、本発明のさらに別の実施例に係る正立等倍レンズアレイプレートのシミュレーション結果を示す。図１４は、第１面側遮光壁の高さ＝０．５ｍｍ、第４面側遮光壁の高さ＝０．１ｍｍの場合について、中間貫通孔の内壁面の傾斜角度θを変化させたときのノイズ比の変化を示している。その他のシミュレーション条件は、共役長ＴＣ＝９．９ｍｍ、レンズ配列周期＝０．８ｍｍ、レンズ径＝０．６ｍｍ、ギャップ＝１．０ｍｍ、レンズ厚＝１．１５ｍｍ、第１面側遮光壁の光源側開口径＝０．５ｍｍ、第１面側遮光壁の第１面側開口径＝０．５５ｍｍ、第４面側遮光壁の像面側開口径＝０．５ｍｍ、第４面側遮光壁の第４面側開口径＝０．５５ｍｍである。
【００６６】
図１４に示すように、傾斜角度θを０°から大きくしていくと、正側に関しては傾斜角度θ＝約＋７°を屈曲点として、その屈曲点よりも大きな傾斜角度ではノイズ比を低く抑えられていることが分かる。また、負側に関しては傾斜角度θ＝約−５°を屈曲点として、その屈曲点よりも大きな傾斜角度ではノイズ比を低く抑えられていることが分かる。本シミュレーションの条件を用いて（１）式を計算すると、θＬ１＝６．３°となり、（６）式を計算するとθＬ２＝５．３°となる。従って、本シミュレーションの結果は、上記の実施形態で述べた理論とほぼ整合していると言える。
【００６７】
図１５は、本発明のさらに別の実施例に係る正立等倍レンズアレイプレートのシミュレーション結果を示す。図１５は、第１面側遮光壁の高さ＝０．１ｍｍ、第４面側遮光壁の高さ＝０．５ｍｍの場合について、中間貫通孔の内壁面の傾斜角度θを変化させたときのノイズ比の変化を示している。その他のシミュレーション条件は、共役長ＴＣ＝９．９ｍｍ、レンズ配列周期＝０．８ｍｍ、レンズ径＝０．６ｍｍ、ギャップ＝１．０ｍｍ、レンズ厚＝１．１５ｍｍ、第１面側遮光壁の光源側開口径＝０．５ｍｍ、第１面側遮光壁の第１面側開口径＝０．５５ｍｍ、第４面側遮光壁の像面側開口径＝０．５ｍｍ、第４面側遮光壁の第４面側開口径＝０．５５ｍｍである。
【００６８】
図１５に示すように、傾斜角度θを０°から大きくしていくと、正側に関しては傾斜角度θ＝約＋５°を屈曲点として、その屈曲点よりも大きな傾斜角度ではノイズ比を低く抑えられていることが分かる。また、負側に関しては傾斜角度θ＝約−７°を屈曲点として、その屈曲点よりも大きな傾斜角度ではノイズ比を低く抑えられていることが分かる。本シミュレーションの条件を用いて（１）式を計算するとθＬ１＝５．３°となり、（６）式を計算するとθＬ２＝６．３°となる。従って、本シミュレーションの結果は、上記の実施形態で述べた理論とほぼ整合していると言える。
【００６９】
図１４および図１５に示すように、第１面側遮光壁の高さと第４面側遮光壁の高さとを異ならせた場合でも、中間貫通孔の内壁面の傾斜角度を調整することにより、ノイズ比を低減できる。
【００７０】
図１６は、本発明のさらに別の実施例に係る正立等倍レンズアレイプレートのシミュレーション結果を示す。図１６は、第１面側遮光壁の光源側開口径＝０．５ｍｍ、第１面側遮光壁の第１面側開口径＝０．５５ｍｍ、第４面側遮光壁の像面側開口径＝０．６ｍｍ、第４面側遮光壁の第４面側開口径＝０．５５ｍｍの場合について、中間貫通孔の内壁面の傾斜角度θを変化させたときのノイズ比の変化を示している。その他のシミュレーション条件は、共役長ＴＣ＝９．９ｍｍ、レンズ配列周期＝０．８ｍｍ、レンズ径＝０．６ｍｍ、ギャップ＝１．０ｍｍ、レンズ厚＝１．１５ｍｍ、第１面側遮光壁の高さ＝０．５ｍｍ、第４面側遮光壁の高さ＝０．５ｍｍである。
【００７１】
図１６に示すように、傾斜角度θを０°から大きくしていくと、正側に関しては傾斜角度θ＝約＋７°を屈曲点として、その屈曲点よりも大きな傾斜角度ではノイズ比を低く抑えられていることが分かる。また、負側に関しては傾斜角度θ＝約−５°を屈曲点として、その屈曲点よりも大きな傾斜角度ではノイズ比を低く抑えられていることが分かる。本シミュレーションの条件を用いて（１）式を計算するとθＬ１＝６．４°となり、（６）式を計算するとθＬ２＝５．３°となる。従って、本シミュレーションの結果は、上記の実施形態で述べた理論とほぼ整合していると言える。
【００７２】
図１７は、本発明のさらに別の実施例に係る正立等倍レンズアレイプレートのシミュレーション結果を示す。図１７は、第１面側遮光壁の光源側開口径＝０．６ｍｍ、第１面側遮光壁の第１面側開口径＝０．５５ｍｍ、第４面側遮光壁の像面側開口径＝０．５ｍｍ、第４面側遮光壁の第４面側開口径＝０．５５ｍｍの場合について、中間貫通孔の内壁面の傾斜角度θを変化させたときのノイズ比の変化を示している。その他のシミュレーション条件は、共役長ＴＣ＝９．９ｍｍ、レンズ配列周期＝０．８ｍｍ、レンズ径＝０．６ｍｍ、ギャップ＝１．０ｍｍ、レンズ厚＝１．１５ｍｍ、第１面側遮光壁の高さ＝０．５ｍｍ、第４面側遮光壁の高さ＝０．５ｍｍである。
【００７３】
図１７に示すように、傾斜角度θを０°から大きくしていくと、正側に関しては傾斜角度θ＝約＋５°を屈曲点として、その屈曲点よりも大きな傾斜角度ではノイズ比を低く抑えられていることが分かる。また、負側に関しては傾斜角度θ＝約−６．５°を屈曲点として、その屈曲点よりも大きな傾斜角度ではノイズ比を低く抑えられていることが分かる。本シミュレーションの条件を用いて（１）式を計算するとθＬ１＝５．３°となり、（６）式を計算するとθＬ２＝６．４°となる。従って、本シミュレーションの結果は、上記の実施形態で述べた理論とほぼ整合していると言える。
【００７４】
図１６および図１７に示すように、第１面側遮光壁の形状と第４面側遮光壁の形状とを異ならせた場合でも、中間貫通孔の内壁面の傾斜角度を調整することにより、ノイズ比を低減できる。
【００７５】
図１８は、本発明のさらに別の実施例に係る正立等倍レンズアレイプレートのシミュレーション結果を示す。図１８は、共役長ＴＣ＝１４．０ｍｍ、レンズ配列周期＝０．９ｍｍ、レンズ径＝０．７ｍｍ、ギャップ＝０．６ｍｍ、レンズ厚＝０．８ｍｍ、第１面側遮光壁の光源側開口径＝０．６ｍｍ、第１面側遮光壁の第１面側開口径＝０．６５ｍｍ、第１面側遮光壁の高さ＝０．５ｍｍ、第４面側遮光壁の像面側開口径＝０．６ｍｍ、第４面側遮光壁の第４面側開口径＝０．６５ｍｍ、第４面側遮光壁の高さ＝０．５ｍｍの場合について、中間貫通孔の内壁面の傾斜角度θを変化させたときのノイズ比の変化を示している。
【００７６】
図１８に示すように、傾斜角度θを０°から大きくしていくと、傾斜角度θ＝約±８°を屈曲点として、その屈曲点よりも大きな傾斜角度ではノイズ比を低く抑えられていることが分かる。本シミュレーションの条件を用いて（１）式および（６）式を計算するとθＬ１＝θＬ２＝８．８°となる。従って、本シミュレーションの結果は、上記の実施形態で述べた理論とほぼ整合していると言える。
【００７７】
図１９は、本発明のさらに別の実施例に係る正立等倍レンズアレイプレートのシミュレーション結果を示す。図１９は、共役長ＴＣ＝１４．０ｍｍ、レンズ配列周期＝０．７５ｍｍ、レンズ径＝０．６ｍｍ、ギャップ＝０．６ｍｍ、レンズ厚＝０．８ｍｍ、第１面側遮光壁の光源側開口径＝０．５ｍｍ、第１面側遮光壁の第１面側開口径＝０．５５ｍｍ、第１面側遮光壁の高さ＝０．５ｍｍ、第４面側遮光壁の像面側開口径＝０．５ｍｍ、第４面側遮光壁の第４面側開口径＝０．５５ｍｍ、第４面側遮光壁の高さ＝０．５ｍｍの場合について、中間貫通孔の内壁面の傾斜角度θを変化させたときのノイズ比の変化を示している。
【００７８】
図１９に示すように、傾斜角度θを０°から大きくしていくと、傾斜角度θ＝約±７°を屈曲点として、その屈曲点よりも大きな傾斜角度ではノイズ比を低く抑えられていることが分かる。本シミュレーションの条件を用いて（１）式および（６）式を計算すると、θＬ１＝θＬ２＝７．４°となる。従って、本シミュレーションの結果は、上記の実施形態で述べた理論とほぼ整合していると言える。
【００７９】
図２０は、本発明のさらに別の実施例に係る正立等倍レンズアレイプレートのシミュレーション結果を示す。図２０は、共役長ＴＣ＝１４．０ｍｍ、レンズ配列周期＝０．５ｍｍ、レンズ径＝０．３５ｍｍ、ギャップ＝０．６ｍｍ、レンズ厚＝０．８ｍｍ、第１面側遮光壁の光源側開口径＝０．３ｍｍ、第１面側遮光壁の第１面側開口径＝０．３２ｍｍ、第１面側遮光壁の高さ＝０．５ｍｍ、第４面側遮光壁の像面側開口径＝０．３ｍｍ、第４面側遮光壁の第４面側開口径＝０．３２ｍｍ、第４面側遮光壁の高さ＝０．５ｍｍの場合について、中間貫通孔の内壁面の傾斜角度θを変化させたときのノイズ比の変化を示している。
【００８０】
図２０に示すように、傾斜角度θを０°から大きくしていくと、正側に関しては傾斜角度θ＝約＋４．５°、負側に関しては傾斜角度θ＝約−５°を屈曲点として、その屈曲点よりも大きな傾斜角度ではノイズ比を低く抑えられていることが分かる。本シミュレーションの条件を用いて（１）式および（６）式を計算すると、θＬ１＝θＬ２＝４．５°となる。従って、本シミュレーションの結果は、上記の実施形態で述べた理論とほぼ整合していると言える。
【００８１】
図１８〜図２０に示すように、レンズ光学系の設計を変化させた場合でも、中間貫通孔の内壁面の傾斜角度を調整することにより、ノイズ比を低減できる。
【００８２】
図２１は、本発明のさらに別の実施例に係る正立等倍レンズアレイプレートのシミュレーション結果を示す。図２１は、共役長ＴＣ＝１８．０ｍｍ、レンズ配列周期＝０．５ｍｍ、レンズ径＝０．３５ｍｍ、ギャップ＝０．５ｍｍ、レンズ厚＝２．１５ｍｍ、第１面側遮光壁の光源側開口径＝０．３ｍｍ、第１面側遮光壁の第１面側開口径＝０．３２ｍｍ、第１面側遮光壁の高さ＝１．０ｍｍ、第４面側遮光壁の像面側開口径＝０．３ｍｍ、第４面側遮光壁の第４面側開口径＝０．３２ｍｍ、第４面側遮光壁の高さ＝１．０ｍｍの場合について、中間貫通孔の内壁面の傾斜角度θを変化させたときのノイズ比の変化を示している。
【００８３】
図２１に示すように、傾斜角度θを０°から大きくしていくと、正側に関しては傾斜角度θ＝約＋２．５°、負側に関しては傾斜角度θ＝約−３°を屈曲点として、その屈曲点よりも大きな傾斜角度ではノイズ比を低く抑えられていることが分かる。本シミュレーションの条件を用いて（１）式および（６）式を計算すると、θＬ１＝θＬ２＝２．３°となる。従って、本シミュレーションの結果は、上記の実施形態で述べた理論とほぼ整合していると言える。このように、レンズ光学系の設計を変化させた場合でも、中間貫通孔の内壁面の傾斜角度を調整することにより、ノイズ比を低減できる。
【００８４】
図２２は、中間貫通孔の内壁面の傾斜角度の下限値θＬ１とノイズ比の屈曲点（正側）の相関関係を示す。また、図２３は、中間貫通孔の内壁面の傾斜角度の下限値θＬ２とノイズ比の屈曲点（負側）の相関関係を示す。図２２および図２３は、図１０〜図２１のシミュレーション結果をまとめたものである。図２２および図２３から、（１）式および（６）式から計算した傾斜角度の下限値θＬ１およびθＬ２と、シミュレーションから求めたノイズ比の屈曲点とは、高い相関関係を有していることが分かる。
【００８５】
図２４は、本発明のさらに別の実施例に係る正立等倍レンズアレイプレートのシミュレーション結果を示す。図２４は、図２に示す正立等倍レンズアレイプレート１１と、図７に示す正立等倍レンズアレイプレート４１１のシミュレーション結果を示す。具体的には、正立等倍レンズアレイプレート１１のシミュレーション条件を、共役長ＴＣ＝９．９ｍｍ、レンズ配列周期＝０．８．ｍｍ、レンズ径＝０．６ｍｍ、ギャップ＝１．０ｍｍ、レンズ厚＝１．１５ｍｍ、第１面側遮光壁の開口径＝０．６ｍｍ、第１面側遮光壁の高さ≒０．０ｍｍ、第４面側遮光壁の像面側開口径＝０．５ｍｍ、第４面側遮光壁の第４面側開口径＝０．５５ｍｍ、第４面側遮光壁の高さ＝０．５ｍｍとした。また、正立等倍レンズアレイプレート４１１のシミュレーション条件を、共役長ＴＣ＝９．９ｍｍ、レンズ配列周期＝０．８．ｍｍ、レンズ径＝０．６ｍｍ、ギャップ＝１．０ｍｍ、レンズ厚＝１．１５ｍｍ、第１面側遮光壁の光源側開口径＝０．５ｍｍ、第１面側遮光壁の第１面側開口径＝０．５５ｍｍ、第１面側遮光壁の高さ＝０．５ｍｍ、第４面側遮光壁の開口径＝０．６ｍｍ、第４面側遮光壁の高さ≒０．０ｍｍとした。図２４において、実線が正立等倍レンズアレイプレート１１のシミュレーション結果を表し、破線が正立等倍レンズアレイプレート４１１のシミュレーション結果を表す。
【００８６】
図２４の実線に示すように、正立等倍レンズアレイプレート１１に関しては、傾斜角度θを０°から正側に大きくしていくと傾斜角度θ＝約＋５°を屈曲点として、その屈曲点よりも大きな傾斜角度ではノイズ比を低く抑えられている。しかしながら、傾斜角度θを０°から負側に大きくしていっても、ノイズ比の屈曲点は存在せず、ノイズ比はほとんど低下しない。これは、図２に示す正立等倍レンズアレイプレート１１においては、孔径が第２面２４ｄ側から第３面２６ｃ側に向けてテーパ状に小さくなるよう中間貫通孔３４ａを形成する必要があることを示している。
【００８７】
また、図２４の破線に示すように、正立等倍レンズアレイプレート４１１に関しては、傾斜角度θを０°から負側に大きくしていくと傾斜角度θ＝約−５°を屈曲点として、その屈曲点よりも大きな傾斜角度ではノイズ比を低く抑えられている。しかしながら、傾斜角度θを０°から正側に大きくしていっても、ノイズ比の屈曲点は存在せず、ノイズ比はほとんど低下しない。これは、図７に示す正立等倍レンズアレイプレート４１１においては、孔径が第２面２４ｄ側から第３面２６ｃ側に向けてテーパ状に大きくなるよう中間貫通孔３４ａを形成する必要があることを示している。
【００８８】
図２５は、本発明の別の実施形態に係る画像書込装置２００を説明するための図である。図２５に示すように、画像書込装置２００は、複数のＬＥＤがアレイ状に配列されたＬＥＤアレイ２０６と、ＬＥＤアレイ２０６が搭載された基板２０４と、ＬＥＤアレイ２０６を制御する制御部２０２と、ＬＥＤアレイ２０６から出射された光を集光する上述の正立等倍レンズアレイプレート１１と、正立等倍レンズアレイプレート１１を透過した光を受光する感光体ドラム２０８と、上記構成要素を収容する筐体２１０とを備える。なお、図２５においては、感光体ドラム２０８の周辺に設けられる現像装置、転写装置などについては図示を省略している。
【００８９】
画像書込装置２００は、ＬＥＤを光源に用いた所謂ＬＥＤプリントヘッド方式の画像書込装置である。ＬＥＤプリントヘッド方式は、画素と発光源が１対１に対応しており、主走査方向の走査機構が不要である。従って、レーザ光源とポリゴンミラーを組み合わせたレーザＲＯＳ（Raster Output Scanner）方式と比べて、装置を小型且つ軽量化できる。
【００９０】
従来、ＬＥＤプリントヘッド方式の正立等倍レンズアレイとしては、ロッドレンズアレイが用いられていたが、本発明に係る正立等倍レンズアレイプレート１１を用いることにより、より安価な画像書込装置２００を実現できる。また、本発明に係る正立等倍レンズアレイプレート１１を用いることにより、フレアノイズの低減された良好な画像を感光体ドラム２０８上に形成できる。
【００９１】
以上、本発明を実施の形態をもとに説明した。この実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
【００９２】
例えば、上述の実施形態では、各レンズ面のレンズを主走査方向に一列に配列したが、レンズの配列パターンはこれに限定されず、たとえば、レンズを主走査方向に２列に配列した場合や、正方配列で配置した場合でも本発明を適用でき、フレアノイズの低減効果を得ることができる。
【符号の説明】
【００９３】
１０ 光走査ユニット、 １１、３１１、４１１ 正立等倍レンズアレイプレート、 １４ ガラス板、 ２０ ラインイメージセンサ、 ２４ 第１レンズアレイプレート、 ２６ 第２レンズアレイプレート、 ３０ 第１面側遮光壁、 ３２ 第４面側遮光壁、 ３４、３３４ 中間遮光壁、 １００ 画像読取装置、 １０２ 筐体、 ２００ 画像書込装置、 ２０６ ＬＥＤアレイ、 ２０８ 感光体ドラム。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像読取装置や画像書込装置に用いられる正立等倍レンズアレイプレートに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、スキャナ等の画像読取装置として、正立等倍結像光学系を用いた装置が知られている。正立等倍結像光学系を用いた場合、縮小結像光学系の場合よりも装置をコンパクトにすることができる。画像読取装置の場合、正立等倍結像光学系は、ライン状光源と、正立等倍レンズアレイと、ラインイメージセンサから構成される。
【０００３】
正立等倍結像光学系における正立等倍レンズアレイとしては、正立等倍像を結像可能なロッドレンズアレイが用いられる。ロッドレンズアレイは、通常はレンズアレイの長手方向（画像読取装置の主走査方向）にロッドレンズが配列される。ロッドレンズの列数を増加することで、光量伝達率の向上、透過光量ムラの低減が図れるが、ロッドレンズアレイの場合、ロッドレンズの列数は、価格とのかねあいで１〜２列が一般的である。
【０００４】
一方、正立等倍レンズアレイとして、両面に複数の微小凸レンズを規則的に配列した透明な平板状レンズアレイプレートを、個々の凸レンズの光軸が一致するように２枚積層した正立等倍レンズアレイプレートも構成可能である。このような正立等倍レンズアレイプレートは、射出成型などの方法により形成できるため、正立等倍レンズアレイを比較的安価に製造することができる。
【０００５】
正立等倍レンズアレイプレートでは、隣接したレンズ間に光を隔離するための壁が無いため、正立等倍レンズアレイプレートに斜めに入射した光が、プレート内部を斜めに進んで隣接した凸レンズに入り込み、出射してノイズ（ゴーストノイズともいう）を発生するという問題がある。
【０００６】
そこで、ゴーストノイズを除去するために、２枚のレンズアレイプレート間に遮光壁を設けた正立等倍レンズアレイプレートが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００９−０６９８０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、２枚のレンズアレイプレート間に遮光壁を設けた場合、遮光壁で反射した光がフレアノイズとなる可能性がある。
【０００９】
本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、フレアノイズを低減できる正立等倍レンズアレイプレート、並びに該正立等倍レンズアレイプレートを用いた光走査ユニット、画像読取装置および画像書込装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明のある態様の正立等倍レンズアレイプレートは、第１面に規則的に配置された複数の第１レンズと、第１面に対向する第２面に規則的に配置された複数の第２レンズとを有する第１レンズアレイプレートと、第３面に規則的に配置された複数の第３レンズと、第３面に対向する第４面に規則的に配置された複数の第４レンズとを有する第２レンズアレイプレートとを備える。第１レンズアレイプレートと第２レンズアレイプレートは、対応するレンズの組が共軸のレンズ系を構成するように第２面と第３面とを対向させて積層され、第１面側に置かれた物体の正立等倍像を第４面側の像面に形成する。この正立等倍レンズアレイプレートは、第４レンズに対応する複数の第４面側貫通孔を有する第４面側遮光壁であって、各第４面側貫通孔が対応する第４レンズの正面に位置するように第４面上に設けられた第４面側遮光壁と、第２レンズおよび第３レンズに対応する複数の中間貫通孔を有する中間遮光壁であって、各中間貫通孔が対応する第２レンズおよび第３レンズの正面に位置するように第１レンズアレイプレートと第２レンズアレイプレートとの間に設けられた中間遮光壁とをさらに備える。中間貫通孔は、孔径が第２面側から第３面側に向けてテーパ状に小さくなるように形成されており、第１レンズアレイプレートと第２レンズアレイプレートとの間のギャップをＧａｐとし、第２レンズアレイプレートの厚さをＬ２とし、第４面側遮光壁の高さをＨ４とし、第４面側貫通孔の像面側開口径をＤ４としたときに、中間貫通孔の内壁面の光軸に対する傾斜角度θが、θ≧ｔａｎ−１（Ｄ４／（Ｇａｐ＋Ｌ２＋Ｈ４））／２の範囲にある。
【００１１】
第１〜第４レンズの配列周期をＰとしたとき、中間貫通孔の内壁面の光軸に対する傾斜角度θが、ｔａｎ−１（Ｄ４／（Ｇａｐ＋Ｌ２＋Ｈ４））／２≦θ≦ｔａｎ−１（（Ｐ＋Ｄ４）／２／（Ｇａｐ＋Ｌ２＋Ｈ４））の範囲にあってもよい。
【００１２】
第１レンズに対応する複数の第１面側貫通孔を有する第１面側遮光壁であって、各第１面側貫通孔が対応する第１レンズの正面に位置するように第１面上に設けられた第１面側遮光壁をさらに備えてもよい。
【００１３】
本発明の別の態様もまた、正立等倍レンズアレイプレートである。この正立等倍レンズアレイプレートは、第１面に規則的に配置された複数の第１レンズと、第１面に対向する第２面に規則的に配置された複数の第２レンズとを有する第１レンズアレイプレートと、第３面に規則的に配置された複数の第３レンズと、第３面に対向する第４面に規則的に配置された複数の第４レンズとを有する第２レンズアレイプレートとを備える。第１レンズアレイプレートと第２レンズアレイプレートは、対応するレンズの組が共軸のレンズ系を構成するように第２面と第３面とを対向させて積層され、第１面側に置かれた物体の正立等倍像を第４面側の像面に形成する。この正立等倍レンズアレイプレートは、第１レンズに対応する複数の第１面側貫通孔を有する第１面側遮光壁であって、各第１面側貫通孔が対応する第１レンズの正面に位置するように第１面上に設けられた第１面側遮光壁と、第２レンズおよび第３レンズに対応する複数の中間貫通孔を有する中間遮光壁であって、各中間貫通孔が対応する第２レンズおよび第３レンズの正面に位置するように第１レンズアレイプレートと第２レンズアレイプレートとの間に設けられた中間遮光壁とをさらに備える。中間貫通孔は、孔径が第２面側から第３面側に向けて逆テーパ状に大きくなるように形成されており、第１レンズアレイプレートと第２レンズアレイプレートとの間のギャップをＧａｐとし、第１レンズアレイプレートの厚さをＬ１とし、第１面側遮光壁の高さをＨ１とし、第１面側貫通孔の光源側開口径をＤ１としたときに、中間貫通孔の内壁面の光軸に対する傾斜角度θが、θ≧ｔａｎ−１（Ｄ１／（Ｇａｐ＋Ｌ１＋Ｈ１））／２の範囲にある。
【００１４】
第１〜第４レンズの配列周期をＰとしたとき、中間貫通孔の内壁面の光軸に対する傾斜角度θが、ｔａｎ−１（Ｄ１／（Ｇａｐ＋Ｌ１＋Ｈ１））／２≦θ≦ｔａｎ−１（（Ｐ＋Ｄ１）／２／（Ｇａｐ＋Ｌ１＋Ｈ１））の範囲にあってもよい。
【００１５】
第４レンズに対応する複数の第４面側貫通孔を有する第４面側遮光壁であって、各第４面側貫通孔が対応する第４レンズの正面に位置するように第４面上に設けられた第４面側遮光壁をさらに備えてもよい。
【００１６】
本発明のさらに別の態様は、光走査ユニットである。この光走査ユニットは、被読取画像に光を照射するライン状光源と、被読取画像から反射した光を集光する上述の正立等倍レンズアレイプレートと、正立等倍レンズアレイプレートを透過した光を受光するラインイメージセンサとを備える。
【００１７】
本発明のさらに別の態様は、画像読取装置である。この装置は、上述の光走査ユニットと、光走査ユニットによって検出された画像信号を処理する画像処理部とを備える。
【００１８】
本発明のさらに別の態様は、画像書込装置である。この装置は、複数のＬＥＤがアレイ状に配列されたＬＥＤアレイと、ＬＥＤアレイから出射された光を集光する上述の正立等倍レンズアレイプレートと、正立等倍レンズアレイプレートを透過した光を受光する感光体ドラムとを備える。
【００１９】
なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法、装置、システム、などの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、フレアノイズを低減できる正立等倍レンズアレイプレート、並びに該正立等倍レンズアレイプレートを用いた光走査ユニット、画像読取装置および画像書込装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施形態に係る画像読取装置を説明するための図である。
【図２】光走査ユニットの一部の主走査方向における断面図である。
【図３】比較例に係る正立等倍レンズアレイプレートの動作を説明するための図である。
【図４】本実施形態に係る正立等倍レンズアレイプレートの動作を説明するための図である。
【図５】フレアノイズの除去に必要な中間貫通孔の内壁面の傾斜角度の下限値を説明するための図である。
【図６】中間貫通孔の内壁面の傾斜角度の上限値を説明するための図である。
【図７】本発明の別の実施形態に係る正立等倍レンズアレイプレートを示す図である。
【図８】フレアノイズの除去に必要な中間貫通孔の内壁面の傾斜角度の下限値を説明するための図である。
【図９】中間貫通孔の内壁面の傾斜角度の上限値を説明するための図である。
【図１０】本発明の実施例に係る正立等倍レンズアレイプレートのシミュレーション結果を示す図である。
【図１１】本発明の別の実施例に係る正立等倍レンズアレイプレートのシミュレーション結果を示す図である。
【図１２】本発明のさらに別の実施例に係る正立等倍レンズアレイプレートのシミュレーション結果を示す図である。
【図１３】本発明のさらに別の実施例に係る正立等倍レンズアレイプレートのシミュレーション結果を示す図である。
【図１４】本発明のさらに別の実施例に係る正立等倍レンズアレイプレートのシミュレーション結果を示す図である。
【図１５】本発明のさらに別の実施例に係る正立等倍レンズアレイプレートのシミュレーション結果を示す図である。
【図１６】本発明のさらに別の実施例に係る正立等倍レンズアレイプレートのシミュレーション結果を示す図である。
【図１７】本発明のさらに別の実施例に係る正立等倍レンズアレイプレートのシミュレーション結果を示す図である。
【図１８】本発明のさらに別の実施例に係る正立等倍レンズアレイプレートのシミュレーション結果を示す図である。
【図１９】本発明のさらに別の実施例に係る正立等倍レンズアレイプレートのシミュレーション結果を示す図である。
【図２０】本発明のさらに別の実施例に係る正立等倍レンズアレイプレートのシミュレーション結果を示す図である。
【図２１】本発明のさらに別の実施例に係る正立等倍レンズアレイプレートのシミュレーション結果を示す図である。
【図２２】中間貫通孔の内壁面の傾斜角度の下限値とノイズ比の屈曲点（正側）の相関関係を示す図である。
【図２３】中間貫通孔の内壁面の傾斜角度の下限値とノイズ比の屈曲点（負側）の相関関係を示す図である。
【図２４】本発明のさらに別の実施例に係る正立等倍レンズアレイプレートのシミュレーション結果を示す図である。
【図２５】本発明の別の実施形態に係る画像書込装置を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
図１は、本発明の実施形態に係る画像読取装置１００を説明するための図である。図１に示すように、画像読取装置１００は、筐体１０２、原稿Ｇを載置する原稿台としてのガラス板１４、筐体１０２内に収容された光走査ユニット１０、光走査ユニット１０を走査する駆動機構（図示せず）、光走査ユニット１０によって読み取られたデータを処理する画像処理部（図示せず）等を備える。
【００２３】
光走査ユニット１０は、ガラス板１４上に載置された原稿Ｇに光を照射するライン状光源１６と、原稿Ｇからの反射光を集光する正立等倍レンズアレイプレート１１と、正立等倍レンズアレイプレート１１により集光された光を受けるラインイメージセンサ（光電変換素子）２０と、ライン状光源１６、正立等倍レンズアレイプレート１１およびラインイメージセンサ２０を固定するケース（図示せず）とを備える。
【００２４】
ライン状光源１６は、略直線状の光を出射する光源である。ライン状光源１６は、その光軸が、正立等倍レンズアレイプレート１１の光軸Ａｘとガラス板１４の上面との交点を通るように固定される。ライン状光源１６から出射された光は、ガラス板１４上に置かれた原稿Ｇに照射される。原稿Ｇに照射された光は、原稿Ｇにより正立等倍レンズアレイプレート１１に向けて反射される。
【００２５】
正立等倍レンズアレイプレート１１は、後述するように、複数の凸レンズを両面に形成した第１レンズアレイプレート２４、第２レンズアレイプレート２６が対応するレンズの組が共軸のレンズ系を構成するように積層されたものである。第１レンズアレイプレート２４、第２レンズアレイプレート２６は、ホルダ（図示せず）により積層状態で保持されている。正立等倍レンズアレイプレート１１は、その長手方向が主走査方向に、短手方向が副走査方向に一致するように画像読取装置１００に装着される。
【００２６】
正立等倍レンズアレイプレート１１は、上方に位置する原稿Ｇから反射されたライン状の光を受けて、下方に位置する像面、すなわちラインイメージセンサ２０の受光面に正立等倍像を形成する。画像読取装置１００は、光走査ユニット１０を副走査方向に走査することにより、原稿Ｇを読み取ることができる。
【００２７】
図２は、光走査ユニット１０の一部の主走査方向における断面図である。図２において、縦方向が正立等倍レンズアレイプレート１１の主走査方向（長手方向）であり、奥行き方向が副走査方向（短手方向）である。
【００２８】
上述したように、正立等倍レンズアレイプレート１１は、第１レンズアレイプレート２４と第２レンズアレイプレート２６とが積層されて構成されている。第１レンズアレイプレート２４および第２レンズアレイプレート２６は、長方形状のプレートであり、その両面には複数の凸レンズが配列形成されている。
【００２９】
第１レンズアレイプレート２４および第２レンズアレイプレート２６は、射出成形により形成される。第１レンズアレイプレート２４および第２レンズアレイプレート２６の材質は、射出成形に使用可能で、必要な波長帯域の光に対して光透過性が高く、吸水性の低いものが望ましい。望ましい材質としては、シクロオレフィン系樹脂や、オレフィン系樹脂、ノルボルネン系樹脂、ポリカーボネートなどを例示することができる。
【００３０】
第１レンズアレイプレート２４の一方の面である第１面２４ｃ上には、複数の第１レンズ２４ａが、第１レンズアレイプレート２４の長手方向に沿って一列に配列されている。また、第１レンズアレイプレート２４の第１面２４ｃに対向する第２面２４ｄ上には、複数の第２レンズ２４ｂが、第１レンズアレイプレート２４の長手方向に沿って一列に配列されている。
【００３１】
第２レンズアレイプレート２６の一方の面である第３面２６ｃ上には、複数の第３レンズ２６ａが、第２レンズアレイプレート２６の長手方向に沿って一列に配列されている。また、第３面２６ｃに対向する第４面２６ｄ上には、複数の第４レンズ２６ｂが、第２レンズアレイプレート２６の長手方向に沿って一列に配列されている。
【００３２】
なお、本実施の形態では、第１レンズ２４ａ、第２レンズ２４ｂ、第３レンズ２６ａおよび第４レンズ２６ｂの形状を球面としたが、非球面であってもよい。
【００３３】
第１レンズアレイプレート２４と第２レンズアレイプレート２６は、対応する第１レンズ２４ａ、第２レンズ２４ｂ、第３レンズ２６ａ、第４レンズ２６ｂの組が共軸のレンズ系を構成するように第２面２４ｄと第３面２６ｃとを対向させて積層される。言い換えると、第１レンズアレイプレート２４と第２レンズアレイプレート２６は、対応する第１レンズ２４ａ、第２レンズ２４ｂ、第３レンズ２６ａ、第４レンズ２６ｂの光軸が一致するように積層される。
【００３４】
第１レンズアレイプレート２４の第１面２４ｃ上には、第１面側遮光壁３０が設けられている。この第１面側遮光壁３０は、遮光性材料によって形成された膜状の遮光部材であり、複数の第１面側貫通孔３０ａが形成されている。第１面側貫通孔３０ａは、第１面側遮光壁３０の長手方向に沿って一列に、第１レンズアレイプレート２４の第１レンズ２４ａと対応するように形成されている。各第１面側貫通孔３０ａの孔径は第１レンズ２４ａのレンズ有効径と等しい。第１面側遮光壁３０は、各第１面側貫通孔３０ａが対応する第１レンズ２４ａの正面に位置するように第１面２４ｃ上に設けられる。言い換えると、第１面側遮光壁３０は、各第１面側貫通孔３０ａの中心軸が対応する第１レンズ２４ａの光軸と一致するように第１面２４ｃ上に設けられる。図２に示すように、第１面側遮光壁３０により、第１レンズ２４ａの有効領域以外の第１面２４ｃの領域（以下、「第１面平坦領域」とも呼ぶ）が覆われている。レンズの有効領域とは、レンズとしての機能を有する部分のことである。第１面側遮光壁３０により、第１面平坦領域を透過する結像に寄与しない光が遮断される。第１面側遮光壁３０は、第１面２４ｃ上に、黒色インキなどの光吸収性材料を用いて遮光パターンを印刷することにより形成することができる。
【００３５】
第２レンズアレイプレート２６の第４面２６ｄ上には、第４面側遮光壁３２が設けられている。この第４面側遮光壁３２は、遮光性材料によって形成されたプレート状の遮光部材であり、複数の第４面側貫通孔３２ａが形成されている。第４面側貫通孔３２ａは、第４面側遮光壁３２の長手方向に沿って一列に、第２レンズアレイプレート２６の第４レンズ２６ｂと対応するように形成されている。各第４面側貫通孔３２ａは、円柱形状であり、その孔径は第４レンズ２６ｂのレンズ有効径と等しい。第４面側遮光壁３２は、各第４面側貫通孔３２ａが対応する第４レンズ２６ｂの正面に位置するように第４面２６ｄ上に設けられる。言い換えると、第４面側遮光壁３２は、各第４面側貫通孔３２ａの中心軸が対応する第４レンズ２６ｂの光軸と一致するように第４面２６ｄ上に設けられる。図２に示すように、第４面側遮光壁３２により、第４レンズ２６ｂの有効領域以外の第４面２６ｄの領域（以下、「第４面平坦領域」とも呼ぶ）が覆われている。
【００３６】
なお、本実施形態では、第１面側遮光壁３０を「膜状」とし、第４面側遮光壁３２を「プレート状」としているが、これは、第１面側遮光壁３０が第４面側遮光壁３２に比べて非常に薄いことを意味する。言い換えると、「膜状」とは、厚さが無視できる程度に薄いことを意味する。
【００３７】
図２に示すように、第１レンズアレイプレート２４と第２レンズアレイプレート２６との間には中間遮光壁３４が設けられている。この中間遮光壁３４は、遮光性材料によって形成されたプレート状の遮光部材であり、複数の中間貫通孔３４ａが形成されている。中間貫通孔３４ａは、中間遮光壁３４の長手方向に沿って一列に、第２レンズ２４ｂと第３レンズ２６ａと対応するように形成されている。本実施形態において、中間貫通孔３４ａは、孔径が第２面２４ｄ側から第３面２６ｃ側に向けてテーパ状に小さくなる円錐台形状に形成されている。中間遮光壁３４は、各中間貫通孔３４ａが対応する第２レンズ２４ｂおよび第３レンズ２６ａの正面に位置するように、第１レンズアレイプレート２４と第２レンズアレイプレート２６との間に設けられる。言い換えると、中間遮光壁３４は、各中間貫通孔３４ａの中心軸が対応する第２レンズ２４ｂおよび第３レンズ２６ａの光軸と一致するように第１レンズアレイプレート２４と第２レンズアレイプレート２６との間に設けられる。中間遮光壁３４は、結像に寄与しない迷光を遮断し、ゴーストノイズを低減する機能を有する。
【００３８】
第４面側遮光壁３２および中間遮光壁３４は、例えば黒色のＡＢＳ樹脂などの光吸収性材料を用いて、射出成形などの方法により形成することができる。また、第４面側遮光壁３２および中間遮光壁３４は、黒色樹脂塗料を積層させることににより形成されてもよい。
【００３９】
以上のように構成された正立等倍レンズアレイプレート１１は、第１レンズ２４ａから原稿Ｇまでの距離および第４レンズ２６ｂからラインイメージセンサ２０までの距離が所定の作動距離となるように、画像読取装置１００に組み込まれる。
【００４０】
次に、本実施の形態に係る正立等倍レンズアレイプレート１１の動作について説明する。正立等倍レンズアレイプレート１１の動作を説明する前に、まず比較例を示す。図３は、比較例に係る正立等倍レンズアレイプレート３１１の動作を説明するための図である。比較例に係る正立等倍レンズアレイプレート３１１は、中間遮光壁３３４における中間貫通孔３３４ａの形状が本実施形態に係る正立等倍レンズアレイプレート１１と異なる。比較例に係る正立等倍レンズアレイプレート３１１では、中間貫通孔３３４ａは、円柱形状に形成されている。すなわち、正立等倍レンズアレイプレート３１１においては、中間貫通孔３３４ａの内壁面３３４ｂは、レンズの光軸Ａｘと平行である。
【００４１】
図３には、原稿Ｇから出射された光Ｌ１（破線）と光Ｌ２（一点鎖線）の光路が図示されている。中間遮光壁３３４は、第１レンズアレイプレート２４を斜めに進んで第２レンズ２４ｂから出射した光Ｌ１やＬ２のような光が、隣接する第２レンズアレイプレート２６に入射するのを防ぐ機能を有する。しかしながら、中間貫通孔３３４ａの内壁面３３４ｂに入射した光は、光吸収性材料を用いた場合でも完全には吸収されず、一部が内壁面３３４ｂで反射（フレネル反射）して第３レンズ２６ａに入射してしまう。これは、光Ｌ１やＬ２は中間貫通孔３３４ａの内壁面３３４ｂに対して９０度に近い大きな入射角で入射しているが、フレネル反射は、９０度に近い入射角では非常に大きな反射率を有するためである。中間貫通孔３３４ａの内壁面３３４ｂで反射した光Ｌ１およびＬ２は、第３レンズ２６ａ、第４レンズ２６ｂを通った後、ラインイメージセンサ２０に入射し、所謂フレアノイズが発生してしまう。
【００４２】
図４は、本実施形態に係る正立等倍レンズアレイプレート１１の動作を説明するための図である。図４には、図３と同様に原稿Ｇから出射された光Ｌ１（破線）と光Ｌ２（一点鎖線）の光路が図示されている。本実施形態においては、中間貫通孔３４ａは、孔径が第２面２４ｄ側から第３面２６ｃ側に向けてテーパ状に小さくなる円錐台形状に形成されている。つまり、中間貫通孔３４ａの内壁面３４ｂは、レンズの光軸Ａｘに対して傾斜している。このように内壁面３４ｂが傾斜していることにより、中間貫通孔３４ａの内壁面３４ｂにおける光Ｌ１およびＬ２の反射角は、図３に示す比較例よりも小さくなる。ここでいう反射角とは、内壁面３４ｂの法線と反射光とのなす角である。光軸Ａｘに対する内壁面３４ｂの傾斜角度をθとすると、内壁面３４ｂを光軸Ａｘに対してθ傾斜させることにより、光Ｌ１およびＬ２の反射角は、図３の比較例の場合の反射角よりも２θ分だけ小さくなる。反射角が小さくなったことにより、光Ｌ１およびＬ２は、第４面側遮光壁３２に衝突し、減衰する。従って、本実施形態においては、光Ｌ１およびＬ２はラインイメージセンサ２０に実質的に到達せず、フレアノイズの発生を防止できる。
【００４３】
図５（ａ）（ｂ）は、フレアノイズの除去に必要な中間貫通孔３４ａの内壁面３４ｂの傾斜角度θの下限値θＬ１を説明するための図である。図５（ａ）は、比較例に係る正立等倍レンズアレイプレート３１１の一部を示し、図５（ｂ）は、本実施形態に係る正立等倍レンズアレイプレート１１の一部を示す。
【００４４】
図５（ａ）には、比較例に係る正立等倍レンズアレイプレート３１１において、中間貫通孔３３４ａの内壁面３３４ｂの第２面側端部付近で反射され、第４面側貫通孔３２ａの像面側開口端部３２ｃをぎりぎりで通過する光Ｌ３が図示されている。この光Ｌ３が本実施形態に係る正立等倍レンズアレイプレート１１に入射する場合を考える。中間貫通孔３４ａの内壁面３４ｂの傾斜角を大きくしていくと、光Ｌ３は第４面側貫通孔３２ａの像面側開口端部３２ｃから離れていき、第４面側貫通孔３２ａを挟んで対向する像面側開口端部３２ｄに近づいていく。従って、光Ｌ３が像面側開口端部３２ｄで内壁面３２ｂに衝突するように中間貫通孔３４ａの内壁面３４ｂを光軸Ａｘに対して傾斜させれば、光Ｌ３がラインイメージセンサ２０に到達するのを防止できる。このときの中間貫通孔３４ａの内壁面３４ｂの傾斜角度θＬ１が、フレアノイズの除去に必要な傾斜角度の下限値となる。傾斜角度θＬ１は、以下の（１）式のように表される。
θＬ１≒ｔａｎ−１（Ｄ４／（Ｇａｐ＋Ｌ２＋Ｈ４））／２ ・・・（１）
ここで、Ｇａｐは、第１レンズアレイプレート２４と第２レンズアレイプレート２６との間のギャップであり、Ｌ２は、第２レンズアレイプレート２６の厚さであり、Ｈ４は、第４面側遮光壁３２の高さであり、Ｄ４は、第４面側貫通孔３２ａの像面側開口径である。従って、中間貫通孔３４ａの内壁面３４ｂの傾斜角度θは、下記の（２）式を満たす必要がある。
θ≧ｔａｎ−１（Ｄ４／（Ｇａｐ＋Ｌ２＋Ｈ４））／２ ・・・（２）
【００４５】
図６は、中間貫通孔３４ａの内壁面３４ｂの傾斜角度θの上限値θＵ１を説明するための図である。中間貫通孔３４ａの内壁面３４ｂの傾斜角度θを大きく取ろうとし過ぎると、レンズ径に対して極端にレンズ配列周期を大きくするか、中間貫通孔３４ａの第３面側開口径をレンズ径に対して極端に小さくすることになる。しかしながら、これらの構成は何れも光量の大幅な低下を引き起こすおそれがあるので、中間貫通孔３４ａの内壁面３４ｂの傾斜角度θは必要以上に大きくすべきではない。そこで、フレアノイズを除去するのに十分な内壁面３４ｂの傾斜角度θを求めるために、図６に示すように中間貫通孔３４ａの内壁面３４ｂの延長線４０が、第４面側貫通孔３２ａの像面側開口端部３２ｄで内壁面３２ｂに当たる状態を想定する。この場合、中間貫通孔３４ａの内壁面３４ｂで反射した光は、全て第４面側遮光壁３２に当たって減衰することになる。よって、上記の状態を満たすときの内壁面３４ｂの傾斜角度θＵ１は、これ以上傾斜角度θを大きくしてもフレアノイズの更なる低減は期待できない上限角度と捉えることができる。ここで、上記の状態を満たす内壁面３４ｂの傾斜角度θは、中間貫通孔３４ａの第２面側開口径が大きいほど大きくなり、第２面側開口径の取り得る最大値は、レンズの配列周期に等しい。よって、上記の傾斜角度θＵ１は、以下の（３）式のように表される。
θＵ１≒ｔａｎ−１（（Ｐ＋Ｄ４）／２／（Ｇａｐ＋Ｌ２＋Ｈ４）） ・・・（３）
ここで、Ｐは第１〜第４レンズの配列周期である。
従って、中間貫通孔３４ａの内壁面３４ｂの傾斜角度θは、下記の（４）式を満たすことが好ましい。
θ≦ｔａｎ−１（（Ｐ＋Ｄ４）／２／（Ｇａｐ＋Ｌ２＋Ｈ４）） ・・・（４）
（２）式と（４）式をまとめると、中間貫通孔３４ａの内壁面３４ｂの傾斜角度θは、以下の（５）式を満たすことが望ましい。
ｔａｎ−１（Ｄ４／（Ｇａｐ＋Ｌ２＋Ｈ４））／２≦θ≦ｔａｎ−１（（Ｐ＋Ｄ４）／２／（Ｇａｐ＋Ｌ２＋Ｈ４）） ・・・（５）
【００４６】
以上説明したように、本実施形態に係る正立等倍レンズアレイプレート１１によれば、中間遮光壁３４の中間貫通孔３４ａを、孔径が第２面２４ｄ側から第３面２６ｃ側に向けてテーパ状に小さくなる円錐台形状に形成したことにより、中間遮光壁３４での反射に起因するフレアノイズを低減することができる。従って、正立等倍レンズアレイプレート１１を用いた画像読取装置１００は、フレアノイズの低減された良好な画像を読み取ることができる。
【００４７】
本実施形態では、第１面側遮光壁３０を膜状の遮光部材としたが、第１面側遮光壁３０は、プレート状の遮光部材であってもよい。この場合、ゴーストノイズの低減効果を高めることができる。
【００４８】
また、本実施形態では、第４面側貫通孔３２ａを円柱形状とした。しかしながら、第４面側貫通孔３２ａは、円錐台形状であってもよい。すなわち、第４面側貫通孔３２ａは、像面側開口径と第４面側開口径が異なっていてもよい。同様に、第１面側遮光壁３０がプレート状の遮光部材の場合、第１面側貫通孔３０ａは円柱形状であっても円錐台形状であってもよい。
【００４９】
図７は、本発明の別の実施形態に係る正立等倍レンズアレイプレート４１１を示す。本実施形態に係る正立等倍レンズアレイプレート４１１は、第１レンズアレイプレート２４の第１面２４ｃ上にプレート状の第１面側遮光壁３０が設けられ、第２レンズアレイプレート２６の第４面２６ｄ上に膜状の第４面側遮光壁３２が設けられている点が、図２に示す正立等倍レンズアレイプレート１１と異なる。また、本実施形態に係る正立等倍レンズアレイプレート４１１においては、中間貫通孔３４ａは、孔径が第２面２４ｄ側から第３面２６ｃ側に向けて逆テーパ状に大きくなる円錐台形状に形成されている。すなわち、中間貫通孔３４ａの内壁面３４ｂは、レンズの光軸に対して傾斜している。その他の構成については図２に示す正立等倍レンズアレイプレート１１と同様であるため、対応する構成要素については同一の符号を用い、説明を省略する。なお、図７においては、原稿Ｇやラインイメージセンサ２０等の位置が図２と比べて左右逆となっている点に注意されたい。
【００５０】
次に、正立等倍レンズアレイプレート４１１の動作について説明する。ここでは、説明の都合上、ラインイメージセンサ２０から出射された光Ｌ５（破線）と光Ｌ６（一点鎖線）について考える。図７に示すように、光Ｌ５およびＬ６は、第２レンズアレイプレート２６を斜めに進んだ後、中間遮光壁３４の内壁面３４ｂで反射し、第１レンズアレイプレート２４を斜めに進んで第１面側遮光壁３０に衝突している。これは、原稿Ｇから出射された後、ラインイメージセンサ２０に到達するパスが存在しないことを意味している。従って、本実施形態に係る正立等倍レンズアレイプレート４１１によれば、中間貫通孔３４ａの内壁面３４ｂでの反射に起因するフレアノイズを低減できる。
【００５１】
図８は、フレアノイズの除去に必要な中間貫通孔３４ａの内壁面３４ｂの傾斜角度θの下限値θＬ２を説明するための図である。この下限値θＬ２を求めるために、中間貫通孔３４ａの内壁面３４ｂの第３面側端部付近で反射した後、第１レンズアレイプレート２４を斜めに進む光Ｌ７について考える。この光Ｌ７が第１面側貫通孔３０ａの光源側開口端部３０ｄで内壁面３０ｂに衝突するように、中間貫通孔３４ａの内壁面３４ｂを光軸Ａｘに対して傾斜させる。このとき、中間貫通孔３４ａの内壁面３４ｂで反射してラインイメージセンサに到達するパスは存在しないことになる。上記の状態のときの中間貫通孔３４ａの内壁面３４ｂの傾斜角度θＬ２が、フレアノイズの除去に必要な傾斜角度の下限値となる。傾斜角度θＬ２は、以下の（６）式のように表される。
θＬ２≒ｔａｎ−１（Ｄ１／（Ｇａｐ＋Ｌ１＋Ｈ１））／２ ・・・（６）
ここで、Ｇａｐは、第１レンズアレイプレート２４と第２レンズアレイプレート２６との間のギャップであり、Ｌ１は、第１レンズアレイプレート２４の厚さであり、Ｈ１は、第１面側遮光壁３０の高さであり、Ｄ１は、第１面側貫通孔３０ａの光源側開口径である。従って、中間貫通孔３４ａの内壁面３４ｂの傾斜角度θは、下記の（７）式を満たす必要がある。
θ≧ｔａｎ−１（Ｄ１／（Ｇａｐ＋Ｌ１＋Ｈ１））／２ ・・・（７）
【００５２】
図９は、中間貫通孔３４ａの内壁面３４ｂの傾斜角度θの上限値θＵ２を説明するための図である。図６と同様に、中間貫通孔３４ａの内壁面３４ｂの延長線４０が、第１面側貫通孔３０ａの光源側開口端部３０ｄで内壁面３０ｂに当たる状態を想定する。この状態を満たすとき、第１面側遮光壁３０に当たらずに中間遮光壁３４に到達する光は存在しないことになる。上記の状態を満たすときの内壁面３４ｂの傾斜角度θＵ２は、これ以上傾斜角度θを大きくしてもフレアノイズの更なる低減は期待できない上限角度と捉えることができる。上記の傾斜角度θＵ２は、以下の（８）式のように表される。
θＵ２≒ｔａｎ−１（（Ｐ＋Ｄ１）／２／（Ｇａｐ＋Ｌ１＋Ｈ１）） ・・・（８）
ここで、Ｐは第１〜第４レンズの配列周期である。
従って、中間貫通孔３４ａの内壁面３４ｂの傾斜角度θは、下記の（９）式を満たすことが好ましい。
θ≦ｔａｎ−１（（Ｐ＋Ｄ１）／２／（Ｇａｐ＋Ｌ１＋Ｈ１）） ・・・（９）
（７）式と（９）式をまとめると、中間貫通孔３４ａの内壁面３４ｂの傾斜角度θは、以下の（１０）式を満たすことが望ましい。
ｔａｎ−１（Ｄ１／（Ｇａｐ＋Ｌ１＋Ｈ１））／２≦θ≦ｔａｎ−１（（Ｐ＋Ｄ１）／２／（Ｇａｐ＋Ｌ１＋Ｈ１）） ・・・（１０）
【００５３】
本実施形態では、第４面側遮光壁３２を膜状の遮光部材としたが、第４面側遮光壁３２は、プレート状の遮光部材であってもよい。この場合、ゴーストノイズの低減効果を高めることができる。
【００５４】
また、実施形態では、第１面側貫通孔３０ａを円柱形状とした。しかしながら、第１面側貫通孔３０ａは、円錐台形状であってもよい。すなわち、第１面側貫通孔３０ａは、光源側開口径と第１面側開口径が異なっていてもよい。同様に、第４面側遮光壁３２がプレート状の遮光部材の場合、第４面側貫通孔３２ａは円柱形状であっても円錐台形状であってもよい。
【００５５】
図２に示す正立等倍レンズアレイプレート１１および図７に示す正立等倍レンズアレイプレート４１１では、中間遮光壁３４が第１レンズアレイプレート２４の第２面２４ｄと第２レンズアレイプレート２６の第３面２６ｃに接触している。つまり、第１レンズアレイプレート２４と第２レンズアレイプレート２６との間のギャップが中間遮光壁３４で規定されている。しかしながら、レンズアレイプレート間のギャップを中間遮光壁３４で規定する必要はない。例えばギャップを別の部材で規定して、レンズアレイプレートと中間遮光壁３４との間には、第２面２４ｄ側および第３面２６ｃ側の一方または両方に隙間がある構造にしてもよい。この場合、レンズアレイプレート間のギャップが、中間遮光壁３４の高さの寸法精度の影響を受けないという利点がある。また、この場合、中間遮光壁３４の高さを隙間の分小さくできるので、中間貫通孔３４ａの内壁面３４ｂの傾斜角度を大きくできるという利点もある。
【００５６】
図１０は、本発明の実施例に係る正立等倍レンズアレイプレートのシミュレーション結果を示す。図１０は、第１〜第４レンズの配列周期（以下、レンズ配列周期）＝０．７ｍｍ、０．８ｍｍ、０．９ｍｍの３つの場合について、中間貫通孔の内壁面の傾斜角度θを変化させたときのノイズ比の変化を示している。図１０において、実線がレンズ配列周期＝０．７ｍｍ、破線がレンズ配列周期＝０．８ｍｍ、一点鎖線がレンズ配列周期＝０．９ｍｍのときのシミュレーション結果を表す。図１０においては、中間貫通孔の第３面側開口径よりも第２面側開口径が大きくなる場合の傾斜角度θを「正」とし、中間貫通孔の第２面側開口径よりも第３面側開口径が大きくなる場合の傾斜角度θを「負」としている。
【００５７】
その他のミュレーション条件は、共役長ＴＣ＝９．９ｍｍ、第１〜第４レンズのレンズ径（以下、レンズ径）＝０．６ｍｍ、第１レンズアレイプレートと第２レンズアレイプレート間のギャップ（以下、ギャップ）＝１．０ｍｍ、第１レンズアレイプレートおよび第２レンズアレイプレートの厚さ（以下、レンズ厚）＝１．１５ｍｍ、第１面側遮光壁の光源側開口径＝０．５ｍｍ、第１面側遮光壁の第１面側開口径＝０．５５ｍｍ、第１面側遮光壁の高さ＝０．５ｍｍ、第４面側遮光壁の像面側開口径＝０．５ｍｍ、第４面側遮光壁の第４面側開口径＝０．５５ｍｍ、第４面側遮光壁の高さ＝０．５ｍｍである。光線追跡シミュレーションにて、正立等倍レンズアレイプレートの主走査方向の領域にわたり、点状の光源からの光線をランバシャン９０度の条件で発し、像面の特定の点に到達した結像光の光量を結像光伝達光量とし、特定の点以外に到達した光量をノイズ伝達光量とした。これを主走査方向にわたるライン状で実施した。ノイズ伝達光量の総和を結像光伝達光量で割った値をノイズ比とした。
【００５８】
図１０に示すように、レンズ配列周期＝０．７ｍｍとした場合、傾斜角度θを０°から大きくしていくと、「正側」と「負側」の双方において傾斜角度θ＝約±５°を屈曲点としてノイズ比の変化率が変わっており、その屈曲点よりも大きな傾斜角度ではノイズ比が低く抑えられていることが分かる。また、レンズ配列周期＝０．８ｍｍとした場合も、傾斜角度θ＝約±５°を屈曲点として、その屈曲点よりも大きな傾斜角度ではノイズ比を低く抑えられていることが分かる。また、レンズ配列周期＝０．９ｍｍとした場合も、傾斜角度θ＝約±６°を屈曲点として、その屈曲点よりも大きな傾斜角度ではノイズ比を低く抑えられていることが分かる。本シミュレーションの条件を用いて（１）式および（６）式を計算すると、θＬ１＝θＬ２＝５．３°となる。θＬ１およびθＬ２は、フレアノイズの除去に必要な傾斜角度の下限値であるので、本シミュレーションの結果は、上記の実施形態で述べた理論とほぼ整合していると言える。このように、レンズ配列周期を変化させた場合でも、中間貫通孔の内壁面の傾斜角度を調整することにより、ノイズ比を低減できる。
【００５９】
図１１は、本発明の別の実施例に係る正立等倍レンズアレイプレートのシミュレーション結果を示す。図１１は、ギャップ＝０．６ｍｍ、１．０ｍｍ、１．４ｍｍの３つの場合について、中間貫通孔の内壁面の傾斜角度θを変化させたときのノイズ比の変化を示している。図１１において、一点鎖線がギャップ＝０．６ｍｍ、破線がギャップ＝１．０ｍｍ、実線がギャップ＝１．４ｍｍのシミュレーション結果を表す。その他のシミュレーション条件は、共役長ＴＣ＝９．９ｍｍ、レンズ配列周期＝０．８ｍｍ、レンズ径＝０．６ｍｍ、第１面側遮光壁の光源側開口径＝０．５ｍｍ、第１面側遮光壁の第１面側開口径＝０．５５ｍｍ、第１面側遮光壁の高さ＝０．５ｍｍ、第４面側遮光壁の像面側開口径＝０．５ｍｍ、第４面側遮光壁の第４面側開口径＝０．５５ｍｍ、第４面側遮光壁の高さ＝０．５ｍｍである。また、ギャップ＝０．６ｍｍのときのレンズ厚＝１．３５ｍｍ、ギャップ＝１．０ｍｍのときのレンズ厚＝１．１５ｍｍ、ギャップ＝１．４ｍｍのときのレンズ厚＝０．９５ｍｍである。
【００６０】
図１１に示すように、ギャップ＝０．６ｍｍとした場合、傾斜角度θを０°から大きくしていくと、傾斜角度θ＝約±６°を屈曲点として、その屈曲点よりも大きな傾斜角度ではノイズ比を低く抑えられていることが分かる。また、レンズ配列周期＝１．０ｍｍとした場合も、傾斜角度θ＝約±５°を屈曲点として、その屈曲点よりも大きな傾斜角度ではノイズ比を低く抑えられていることが分かる。また、レンズ配列周期＝１．４ｍｍとした場合も、傾斜角度θ＝約±４．５°を屈曲点として、その屈曲点よりも大きな傾斜角度ではノイズ比を低く抑えられていることが分かる。本シミュレーションの条件を用いて（１）式および（６）式を計算すると、ギャップ＝０．６ｍｍのときθＬ１＝θＬ２＝５．８°、ギャップ＝１．０ｍｍのときθＬ１＝θＬ２＝５．３°、ギャップ＝１．４ｍｍのときθＬ１＝θＬ２＝５．０°となる。従って、本シミュレーションの結果は、上記の実施形態で述べた理論とほぼ整合していると言える。このように、ギャップを変化させた場合でも、中間貫通孔の内壁面の傾斜角度を調整することにより、ノイズ比を低減できる。
【００６１】
図１２は、本発明のさらに別の実施例に係る正立等倍レンズアレイプレートのシミュレーション結果を示す。図１２は、第１面側遮光壁の高さ＝第４面側遮光壁の高さ＝０．１ｍｍの場合について、中間貫通孔の内壁面の傾斜角度θを変化させたときのノイズ比の変化を示している。その他のシミュレーション条件は、共役長ＴＣ＝９．９ｍｍ、レンズ配列周期＝０．８ｍｍ、レンズ径＝０．６ｍｍ、ギャップ＝１．０ｍｍ、レンズ厚＝１．１５ｍｍ、第１面側遮光壁の光源側開口径＝０．５ｍｍ、第１面側遮光壁の第１面側開口径＝０．５５ｍｍ、第４面側遮光壁の像面側開口径＝０．５ｍｍ、第４面側遮光壁の第４面側開口径＝０．５５ｍｍである。
【００６２】
図１２に示すように、傾斜角度θを０°から大きくしていくと、傾斜角度θ＝約±６．０°を屈曲点として、その屈曲点よりも大きな傾斜角度ではノイズ比を低く抑えられていることが分かる。本シミュレーションの条件を用いて（１）式および（６）式を計算すると、θＬ１＝θＬ２＝６．３°となるので、本シミュレーションの結果は、上記の実施形態で述べた理論とほぼ整合していると言える。このように、第１面側遮光壁および第４面側遮光壁の高さを変化させた場合でも、中間貫通孔の内壁面の傾斜角度を調整することにより、ノイズ比を低減できる。
【００６３】
図１３は、本発明のさらに別の実施例に係る正立等倍レンズアレイプレートのシミュレーション結果を示す。図１３は、第１面側遮光壁の光源側開口径＝第４面側遮光壁の像面側開口径＝０．５ｍｍ、第１面側遮光壁の光源側開口径＝第４面側遮光壁の像面側開口径＝０．５５ｍｍ、第１面側遮光壁の光源側開口径＝第４面側遮光壁の像面側開口径＝０．６ｍｍ、の３つの場合について、中間貫通孔の内壁面の傾斜角度θを変化させたときのノイズ比の変化を示している。図１３において、一点鎖線が第１面側遮光壁の光源側開口径＝第４面側遮光壁の像面側開口径＝０．５ｍｍ、破線が第１面側遮光壁の光源側開口径＝第４面側遮光壁の像面側開口径＝０．５５ｍｍ、実線が第１面側遮光壁の光源側開口径＝第４面側遮光壁の像面側開口径＝０．６ｍｍのシミュレーション結果を表す。その他のシミュレーション条件は、共役長ＴＣ＝９．９ｍｍ、レンズ配列周期＝０．８ｍｍ、レンズ径＝０．６ｍｍ、ギャップ＝１．０ｍｍ、レンズ厚＝１．１５ｍｍ、第１面側遮光壁の第１面側開口径＝０．５５ｍｍ、第１面側遮光壁の高さ＝０．５ｍｍ、第４面側遮光壁の第４面側開口径＝０．５５ｍｍ、第４面側遮光壁の高さ＝０．５ｍｍである。
【００６４】
図１３に示すように、第１面側遮光壁の光源側開口径＝第４面側遮光壁の像面側開口径＝０．５ｍｍとした場合、傾斜角度θを０°から大きくしていくと、傾斜角度θ＝約±５°を屈曲点として、その屈曲点よりも大きな傾斜角度ではノイズ比を低く抑えられていることが分かる。また、第１面側遮光壁の光源側開口径＝第４面側遮光壁の像面側開口径＝０．５５ｍｍとした場合も、傾斜角度θ＝約±６°を屈曲点として、その屈曲点よりも大きな傾斜角度ではノイズ比を低く抑えられていることが分かる。また、第１面側遮光壁の光源側開口径＝第４面側遮光壁の像面側開口径＝０．６ｍｍとした場合も、傾斜角度θ＝約±６°を屈曲点として、その屈曲点よりも大きな傾斜角度ではノイズ比を低く抑えられていることが分かる。本シミュレーションの条件を用いて（１）式および（６）式を計算すると、第１面側遮光壁の光源側開口径＝第４面側遮光壁の像面側開口径＝０．５ｍｍのときθＬ１＝θＬ２＝５．３°、第１面側遮光壁の光源側開口径＝第４面側遮光壁の像面側開口径＝０．５５ｍｍのときθＬ１＝θＬ２＝５．９°、第１面側遮光壁の光源側開口径＝第４面側遮光壁の像面側開口径＝０．６ｍｍのときθＬ１＝θＬ２＝６．４°となる。従って、本シミュレーションの結果は、上記の実施形態で述べた理論とほぼ整合していると言える。このように、第１面側遮光壁の光源側開口径および第４面側遮光壁の像面側開口径を変化させた場合でも、中間貫通孔の内壁面の傾斜角度を調整することにより、ノイズ比を低減できる。
【００６５】
図１４は、本発明のさらに別の実施例に係る正立等倍レンズアレイプレートのシミュレーション結果を示す。図１４は、第１面側遮光壁の高さ＝０．５ｍｍ、第４面側遮光壁の高さ＝０．１ｍｍの場合について、中間貫通孔の内壁面の傾斜角度θを変化させたときのノイズ比の変化を示している。その他のシミュレーション条件は、共役長ＴＣ＝９．９ｍｍ、レンズ配列周期＝０．８ｍｍ、レンズ径＝０．６ｍｍ、ギャップ＝１．０ｍｍ、レンズ厚＝１．１５ｍｍ、第１面側遮光壁の光源側開口径＝０．５ｍｍ、第１面側遮光壁の第１面側開口径＝０．５５ｍｍ、第４面側遮光壁の像面側開口径＝０．５ｍｍ、第４面側遮光壁の第４面側開口径＝０．５５ｍｍである。
【００６６】
図１４に示すように、傾斜角度θを０°から大きくしていくと、正側に関しては傾斜角度θ＝約＋７°を屈曲点として、その屈曲点よりも大きな傾斜角度ではノイズ比を低く抑えられていることが分かる。また、負側に関しては傾斜角度θ＝約−５°を屈曲点として、その屈曲点よりも大きな傾斜角度ではノイズ比を低く抑えられていることが分かる。本シミュレーションの条件を用いて（１）式を計算すると、θＬ１＝６．３°となり、（６）式を計算するとθＬ２＝５．３°となる。従って、本シミュレーションの結果は、上記の実施形態で述べた理論とほぼ整合していると言える。
【００６７】
図１５は、本発明のさらに別の実施例に係る正立等倍レンズアレイプレートのシミュレーション結果を示す。図１５は、第１面側遮光壁の高さ＝０．１ｍｍ、第４面側遮光壁の高さ＝０．５ｍｍの場合について、中間貫通孔の内壁面の傾斜角度θを変化させたときのノイズ比の変化を示している。その他のシミュレーション条件は、共役長ＴＣ＝９．９ｍｍ、レンズ配列周期＝０．８ｍｍ、レンズ径＝０．６ｍｍ、ギャップ＝１．０ｍｍ、レンズ厚＝１．１５ｍｍ、第１面側遮光壁の光源側開口径＝０．５ｍｍ、第１面側遮光壁の第１面側開口径＝０．５５ｍｍ、第４面側遮光壁の像面側開口径＝０．５ｍｍ、第４面側遮光壁の第４面側開口径＝０．５５ｍｍである。
【００６８】
図１５に示すように、傾斜角度θを０°から大きくしていくと、正側に関しては傾斜角度θ＝約＋５°を屈曲点として、その屈曲点よりも大きな傾斜角度ではノイズ比を低く抑えられていることが分かる。また、負側に関しては傾斜角度θ＝約−７°を屈曲点として、その屈曲点よりも大きな傾斜角度ではノイズ比を低く抑えられていることが分かる。本シミュレーションの条件を用いて（１）式を計算するとθＬ１＝５．３°となり、（６）式を計算するとθＬ２＝６．３°となる。従って、本シミュレーションの結果は、上記の実施形態で述べた理論とほぼ整合していると言える。
【００６９】
図１４および図１５に示すように、第１面側遮光壁の高さと第４面側遮光壁の高さとを異ならせた場合でも、中間貫通孔の内壁面の傾斜角度を調整することにより、ノイズ比を低減できる。
【００７０】
図１６は、本発明のさらに別の実施例に係る正立等倍レンズアレイプレートのシミュレーション結果を示す。図１６は、第１面側遮光壁の光源側開口径＝０．５ｍｍ、第１面側遮光壁の第１面側開口径＝０．５５ｍｍ、第４面側遮光壁の像面側開口径＝０．６ｍｍ、第４面側遮光壁の第４面側開口径＝０．５５ｍｍの場合について、中間貫通孔の内壁面の傾斜角度θを変化させたときのノイズ比の変化を示している。その他のシミュレーション条件は、共役長ＴＣ＝９．９ｍｍ、レンズ配列周期＝０．８ｍｍ、レンズ径＝０．６ｍｍ、ギャップ＝１．０ｍｍ、レンズ厚＝１．１５ｍｍ、第１面側遮光壁の高さ＝０．５ｍｍ、第４面側遮光壁の高さ＝０．５ｍｍである。
【００７１】
図１６に示すように、傾斜角度θを０°から大きくしていくと、正側に関しては傾斜角度θ＝約＋７°を屈曲点として、その屈曲点よりも大きな傾斜角度ではノイズ比を低く抑えられていることが分かる。また、負側に関しては傾斜角度θ＝約−５°を屈曲点として、その屈曲点よりも大きな傾斜角度ではノイズ比を低く抑えられていることが分かる。本シミュレーションの条件を用いて（１）式を計算するとθＬ１＝６．４°となり、（６）式を計算するとθＬ２＝５．３°となる。従って、本シミュレーションの結果は、上記の実施形態で述べた理論とほぼ整合していると言える。
【００７２】
図１７は、本発明のさらに別の実施例に係る正立等倍レンズアレイプレートのシミュレーション結果を示す。図１７は、第１面側遮光壁の光源側開口径＝０．６ｍｍ、第１面側遮光壁の第１面側開口径＝０．５５ｍｍ、第４面側遮光壁の像面側開口径＝０．５ｍｍ、第４面側遮光壁の第４面側開口径＝０．５５ｍｍの場合について、中間貫通孔の内壁面の傾斜角度θを変化させたときのノイズ比の変化を示している。その他のシミュレーション条件は、共役長ＴＣ＝９．９ｍｍ、レンズ配列周期＝０．８ｍｍ、レンズ径＝０．６ｍｍ、ギャップ＝１．０ｍｍ、レンズ厚＝１．１５ｍｍ、第１面側遮光壁の高さ＝０．５ｍｍ、第４面側遮光壁の高さ＝０．５ｍｍである。
【００７３】
図１７に示すように、傾斜角度θを０°から大きくしていくと、正側に関しては傾斜角度θ＝約＋５°を屈曲点として、その屈曲点よりも大きな傾斜角度ではノイズ比を低く抑えられていることが分かる。また、負側に関しては傾斜角度θ＝約−６．５°を屈曲点として、その屈曲点よりも大きな傾斜角度ではノイズ比を低く抑えられていることが分かる。本シミュレーションの条件を用いて（１）式を計算するとθＬ１＝５．３°となり、（６）式を計算するとθＬ２＝６．４°となる。従って、本シミュレーションの結果は、上記の実施形態で述べた理論とほぼ整合していると言える。
【００７４】
図１６および図１７に示すように、第１面側遮光壁の形状と第４面側遮光壁の形状とを異ならせた場合でも、中間貫通孔の内壁面の傾斜角度を調整することにより、ノイズ比を低減できる。
【００７５】
図１８は、本発明のさらに別の実施例に係る正立等倍レンズアレイプレートのシミュレーション結果を示す。図１８は、共役長ＴＣ＝１４．０ｍｍ、レンズ配列周期＝０．９ｍｍ、レンズ径＝０．７ｍｍ、ギャップ＝０．６ｍｍ、レンズ厚＝０．８ｍｍ、第１面側遮光壁の光源側開口径＝０．６ｍｍ、第１面側遮光壁の第１面側開口径＝０．６５ｍｍ、第１面側遮光壁の高さ＝０．５ｍｍ、第４面側遮光壁の像面側開口径＝０．６ｍｍ、第４面側遮光壁の第４面側開口径＝０．６５ｍｍ、第４面側遮光壁の高さ＝０．５ｍｍの場合について、中間貫通孔の内壁面の傾斜角度θを変化させたときのノイズ比の変化を示している。
【００７６】
図１８に示すように、傾斜角度θを０°から大きくしていくと、傾斜角度θ＝約±８°を屈曲点として、その屈曲点よりも大きな傾斜角度ではノイズ比を低く抑えられていることが分かる。本シミュレーションの条件を用いて（１）式および（６）式を計算するとθＬ１＝θＬ２＝８．８°となる。従って、本シミュレーションの結果は、上記の実施形態で述べた理論とほぼ整合していると言える。
【００７７】
図１９は、本発明のさらに別の実施例に係る正立等倍レンズアレイプレートのシミュレーション結果を示す。図１９は、共役長ＴＣ＝１４．０ｍｍ、レンズ配列周期＝０．７５ｍｍ、レンズ径＝０．６ｍｍ、ギャップ＝０．６ｍｍ、レンズ厚＝０．８ｍｍ、第１面側遮光壁の光源側開口径＝０．５ｍｍ、第１面側遮光壁の第１面側開口径＝０．５５ｍｍ、第１面側遮光壁の高さ＝０．５ｍｍ、第４面側遮光壁の像面側開口径＝０．５ｍｍ、第４面側遮光壁の第４面側開口径＝０．５５ｍｍ、第４面側遮光壁の高さ＝０．５ｍｍの場合について、中間貫通孔の内壁面の傾斜角度θを変化させたときのノイズ比の変化を示している。
【００７８】
図１９に示すように、傾斜角度θを０°から大きくしていくと、傾斜角度θ＝約±７°を屈曲点として、その屈曲点よりも大きな傾斜角度ではノイズ比を低く抑えられていることが分かる。本シミュレーションの条件を用いて（１）式および（６）式を計算すると、θＬ１＝θＬ２＝７．４°となる。従って、本シミュレーションの結果は、上記の実施形態で述べた理論とほぼ整合していると言える。
【００７９】
図２０は、本発明のさらに別の実施例に係る正立等倍レンズアレイプレートのシミュレーション結果を示す。図２０は、共役長ＴＣ＝１４．０ｍｍ、レンズ配列周期＝０．５ｍｍ、レンズ径＝０．３５ｍｍ、ギャップ＝０．６ｍｍ、レンズ厚＝０．８ｍｍ、第１面側遮光壁の光源側開口径＝０．３ｍｍ、第１面側遮光壁の第１面側開口径＝０．３２ｍｍ、第１面側遮光壁の高さ＝０．５ｍｍ、第４面側遮光壁の像面側開口径＝０．３ｍｍ、第４面側遮光壁の第４面側開口径＝０．３２ｍｍ、第４面側遮光壁の高さ＝０．５ｍｍの場合について、中間貫通孔の内壁面の傾斜角度θを変化させたときのノイズ比の変化を示している。
【００８０】
図２０に示すように、傾斜角度θを０°から大きくしていくと、正側に関しては傾斜角度θ＝約＋４．５°、負側に関しては傾斜角度θ＝約−５°を屈曲点として、その屈曲点よりも大きな傾斜角度ではノイズ比を低く抑えられていることが分かる。本シミュレーションの条件を用いて（１）式および（６）式を計算すると、θＬ１＝θＬ２＝４．５°となる。従って、本シミュレーションの結果は、上記の実施形態で述べた理論とほぼ整合していると言える。
【００８１】
図１８〜図２０に示すように、レンズ光学系の設計を変化させた場合でも、中間貫通孔の内壁面の傾斜角度を調整することにより、ノイズ比を低減できる。
【００８２】
図２１は、本発明のさらに別の実施例に係る正立等倍レンズアレイプレートのシミュレーション結果を示す。図２１は、共役長ＴＣ＝１８．０ｍｍ、レンズ配列周期＝０．５ｍｍ、レンズ径＝０．３５ｍｍ、ギャップ＝０．５ｍｍ、レンズ厚＝２．１５ｍｍ、第１面側遮光壁の光源側開口径＝０．３ｍｍ、第１面側遮光壁の第１面側開口径＝０．３２ｍｍ、第１面側遮光壁の高さ＝１．０ｍｍ、第４面側遮光壁の像面側開口径＝０．３ｍｍ、第４面側遮光壁の第４面側開口径＝０．３２ｍｍ、第４面側遮光壁の高さ＝１．０ｍｍの場合について、中間貫通孔の内壁面の傾斜角度θを変化させたときのノイズ比の変化を示している。
【００８３】
図２１に示すように、傾斜角度θを０°から大きくしていくと、正側に関しては傾斜角度θ＝約＋２．５°、負側に関しては傾斜角度θ＝約−３°を屈曲点として、その屈曲点よりも大きな傾斜角度ではノイズ比を低く抑えられていることが分かる。本シミュレーションの条件を用いて（１）式および（６）式を計算すると、θＬ１＝θＬ２＝２．３°となる。従って、本シミュレーションの結果は、上記の実施形態で述べた理論とほぼ整合していると言える。このように、レンズ光学系の設計を変化させた場合でも、中間貫通孔の内壁面の傾斜角度を調整することにより、ノイズ比を低減できる。
【００８４】
図２２は、中間貫通孔の内壁面の傾斜角度の下限値θＬ１とノイズ比の屈曲点（正側）の相関関係を示す。また、図２３は、中間貫通孔の内壁面の傾斜角度の下限値θＬ２とノイズ比の屈曲点（負側）の相関関係を示す。図２２および図２３は、図１０〜図２１のシミュレーション結果をまとめたものである。図２２および図２３から、（１）式および（６）式から計算した傾斜角度の下限値θＬ１およびθＬ２と、シミュレーションから求めたノイズ比の屈曲点とは、高い相関関係を有していることが分かる。
【００８５】
図２４は、本発明のさらに別の実施例に係る正立等倍レンズアレイプレートのシミュレーション結果を示す。図２４は、図２に示す正立等倍レンズアレイプレート１１と、図７に示す正立等倍レンズアレイプレート４１１のシミュレーション結果を示す。具体的には、正立等倍レンズアレイプレート１１のシミュレーション条件を、共役長ＴＣ＝９．９ｍｍ、レンズ配列周期＝０．８．ｍｍ、レンズ径＝０．６ｍｍ、ギャップ＝１．０ｍｍ、レンズ厚＝１．１５ｍｍ、第１面側遮光壁の開口径＝０．６ｍｍ、第１面側遮光壁の高さ≒０．０ｍｍ、第４面側遮光壁の像面側開口径＝０．５ｍｍ、第４面側遮光壁の第４面側開口径＝０．５５ｍｍ、第４面側遮光壁の高さ＝０．５ｍｍとした。また、正立等倍レンズアレイプレート４１１のシミュレーション条件を、共役長ＴＣ＝９．９ｍｍ、レンズ配列周期＝０．８．ｍｍ、レンズ径＝０．６ｍｍ、ギャップ＝１．０ｍｍ、レンズ厚＝１．１５ｍｍ、第１面側遮光壁の光源側開口径＝０．５ｍｍ、第１面側遮光壁の第１面側開口径＝０．５５ｍｍ、第１面側遮光壁の高さ＝０．５ｍｍ、第４面側遮光壁の開口径＝０．６ｍｍ、第４面側遮光壁の高さ≒０．０ｍｍとした。図２４において、実線が正立等倍レンズアレイプレート１１のシミュレーション結果を表し、破線が正立等倍レンズアレイプレート４１１のシミュレーション結果を表す。
【００８６】
図２４の実線に示すように、正立等倍レンズアレイプレート１１に関しては、傾斜角度θを０°から正側に大きくしていくと傾斜角度θ＝約＋５°を屈曲点として、その屈曲点よりも大きな傾斜角度ではノイズ比を低く抑えられている。しかしながら、傾斜角度θを０°から負側に大きくしていっても、ノイズ比の屈曲点は存在せず、ノイズ比はほとんど低下しない。これは、図２に示す正立等倍レンズアレイプレート１１においては、孔径が第２面２４ｄ側から第３面２６ｃ側に向けてテーパ状に小さくなるよう中間貫通孔３４ａを形成する必要があることを示している。
【００８７】
また、図２４の破線に示すように、正立等倍レンズアレイプレート４１１に関しては、傾斜角度θを０°から負側に大きくしていくと傾斜角度θ＝約−５°を屈曲点として、その屈曲点よりも大きな傾斜角度ではノイズ比を低く抑えられている。しかしながら、傾斜角度θを０°から正側に大きくしていっても、ノイズ比の屈曲点は存在せず、ノイズ比はほとんど低下しない。これは、図７に示す正立等倍レンズアレイプレート４１１においては、孔径が第２面２４ｄ側から第３面２６ｃ側に向けてテーパ状に大きくなるよう中間貫通孔３４ａを形成する必要があることを示している。
【００８８】
図２５は、本発明の別の実施形態に係る画像書込装置２００を説明するための図である。図２５に示すように、画像書込装置２００は、複数のＬＥＤがアレイ状に配列されたＬＥＤアレイ２０６と、ＬＥＤアレイ２０６が搭載された基板２０４と、ＬＥＤアレイ２０６を制御する制御部２０２と、ＬＥＤアレイ２０６から出射された光を集光する上述の正立等倍レンズアレイプレート１１と、正立等倍レンズアレイプレート１１を透過した光を受光する感光体ドラム２０８と、上記構成要素を収容する筐体２１０とを備える。なお、図２５においては、感光体ドラム２０８の周辺に設けられる現像装置、転写装置などについては図示を省略している。
【００８９】
画像書込装置２００は、ＬＥＤを光源に用いた所謂ＬＥＤプリントヘッド方式の画像書込装置である。ＬＥＤプリントヘッド方式は、画素と発光源が１対１に対応しており、主走査方向の走査機構が不要である。従って、レーザ光源とポリゴンミラーを組み合わせたレーザＲＯＳ（Raster Output Scanner）方式と比べて、装置を小型且つ軽量化できる。
【００９０】
従来、ＬＥＤプリントヘッド方式の正立等倍レンズアレイとしては、ロッドレンズアレイが用いられていたが、本発明に係る正立等倍レンズアレイプレート１１を用いることにより、より安価な画像書込装置２００を実現できる。また、本発明に係る正立等倍レンズアレイプレート１１を用いることにより、フレアノイズの低減された良好な画像を感光体ドラム２０８上に形成できる。
【００９１】
以上、本発明を実施の形態をもとに説明した。この実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
【００９２】
例えば、上述の実施形態では、各レンズ面のレンズを主走査方向に一列に配列したが、レンズの配列パターンはこれに限定されず、たとえば、レンズを主走査方向に２列に配列した場合や、正方配列で配置した場合でも本発明を適用でき、フレアノイズの低減効果を得ることができる。
【符号の説明】
【００９３】
１０ 光走査ユニット、 １１、３１１、４１１ 正立等倍レンズアレイプレート、 １４ ガラス板、 ２０ ラインイメージセンサ、 ２４ 第１レンズアレイプレート、 ２６ 第２レンズアレイプレート、 ３０ 第１面側遮光壁、 ３２ 第４面側遮光壁、 ３４、３３４ 中間遮光壁、 １００ 画像読取装置、 １０２ 筐体、 ２００ 画像書込装置、 ２０６ ＬＥＤアレイ、 ２０８ 感光体ドラム。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１面に規則的に配置された複数の第１レンズと、前記第１面に対向する第２面に規則的に配置された複数の第２レンズとを有する第１レンズアレイプレートと、
第３面に規則的に配置された複数の第３レンズと、前記第３面に対向する第４面に規則的に配置された複数の第４レンズとを有する第２レンズアレイプレートと、を備え、
前記第１レンズアレイプレートと前記第２レンズアレイプレートが、対応するレンズの組が共軸のレンズ系を構成するように前記第２面と前記第３面とを対向させて積層され、第１面側に置かれた物体の正立等倍像を第４面側の像面に形成する正立等倍レンズアレイプレートであって、
前記第４レンズに対応する複数の第４面側貫通孔を有する第４面側遮光壁であって、各第４面側貫通孔が対応する前記第４レンズの正面に位置するように前記第４面上に設けられた第４面側遮光壁と、
前記第２レンズおよび前記第３レンズに対応する複数の中間貫通孔を有する中間遮光壁であって、各中間貫通孔が対応する前記第２レンズおよび前記第３レンズの正面に位置するように前記第１レンズアレイプレートと前記第２レンズアレイプレートとの間に設けられた中間遮光壁と、をさらに備え、
前記中間貫通孔は、孔径が前記第２面側から第３面側に向けてテーパ状に小さくなるように形成されており、
前記第１レンズアレイプレートと前記第２レンズアレイプレートとの間のギャップをＧａｐとし、前記第２レンズアレイプレートの厚さをＬ２とし、前記第４面側遮光壁の高さをＨ４とし、前記第４面側貫通孔の像面側開口径をＤ４としたときに、前記中間貫通孔の内壁面の光軸に対する傾斜角度θが、
θ≧ｔａｎ−１（Ｄ４／（Ｇａｐ＋Ｌ２＋Ｈ４））／２
の範囲にあることを特徴とする正立等倍レンズアレイプレート。
【請求項２】
前記第１〜第４レンズの配列周期をＰとしたとき、前記中間貫通孔の内壁面の光軸に対する傾斜角度θが、
ｔａｎ−１（Ｄ４／（Ｇａｐ＋Ｌ２＋Ｈ４））／２≦θ≦ｔａｎ−１（（Ｐ＋Ｄ４）／２／（Ｇａｐ＋Ｌ２＋Ｈ４））
の範囲にあることを特徴とする請求項１に記載の正立等倍レンズアレイプレート。
【請求項３】
前記第１レンズに対応する複数の第１面側貫通孔を有する第１面側遮光壁であって、各第１面側貫通孔が対応する前記第１レンズの正面に位置するように前記第１面上に設けられた第１面側遮光壁をさらに備えることを特徴とする請求項１または２に記載の正立等倍レンズアレイプレート。
【請求項４】
第１面に規則的に配置された複数の第１レンズと、前記第１面に対向する第２面に規則的に配置された複数の第２レンズとを有する第１レンズアレイプレートと、
第３面に規則的に配置された複数の第３レンズと、前記第３面に対向する第４面に規則的に配置された複数の第４レンズとを有する第２レンズアレイプレートと、を備え、
前記第１レンズアレイプレートと前記第２レンズアレイプレートが、対応するレンズの組が共軸のレンズ系を構成するように前記第２面と前記第３面とを対向させて積層され、第１面側に置かれた物体の正立等倍像を第４面側の像面に形成する正立等倍レンズアレイプレートであって、
前記第１レンズに対応する複数の第１面側貫通孔を有する第１面側遮光壁であって、各第１面側貫通孔が対応する前記第１レンズの正面に位置するように前記第１面上に設けられた第１面側遮光壁と、
前記第２レンズおよび前記第３レンズに対応する複数の中間貫通孔を有する中間遮光壁であって、各中間貫通孔が対応する前記第２レンズおよび前記第３レンズの正面に位置するように前記第１レンズアレイプレートと前記第２レンズアレイプレートとの間に設けられた中間遮光壁と、をさらに備え、
前記中間貫通孔は、孔径が前記第２面側から第３面側に向けて逆テーパ状に大きくなるように形成されており、
前記第１レンズアレイプレートと前記第２レンズアレイプレートとの間のギャップをＧａｐとし、前記第１レンズアレイプレートの厚さをＬ１とし、前記第１面側遮光壁の高さをＨ１とし、前記第１面側貫通孔の光源側開口径をＤ１としたときに、前記中間貫通孔の内壁面の光軸に対する傾斜角度θが、
θ≧ｔａｎ−１（Ｄ１／（Ｇａｐ＋Ｌ１＋Ｈ１））／２
の範囲にあることを特徴とする正立等倍レンズアレイプレート。
【請求項５】
前記第１〜第４レンズの配列周期をＰとしたとき、前記中間貫通孔の内壁面の光軸に対する傾斜角度θが、
ｔａｎ−１（Ｄ１／（Ｇａｐ＋Ｌ１＋Ｈ１））／２≦θ≦ｔａｎ−１（（Ｐ＋Ｄ１）／２／（Ｇａｐ＋Ｌ１＋Ｈ１））
の範囲にあることを特徴とする請求項４に記載の正立等倍レンズアレイプレート。
【請求項６】
前記第４レンズに対応する複数の第４面側貫通孔を有する第４面側遮光壁であって、各第４面側貫通孔が対応する前記第４レンズの正面に位置するように前記第４面上に設けられた第４面側遮光壁をさらに備えることを特徴とする請求項４または５に記載の正立等倍レンズアレイプレート。
【請求項７】
被読取画像に光を照射するライン状光源と、
前記被読取画像から反射した光を集光する請求項１から６のいずれかに記載の正立等倍レンズアレイプレートと、
前記正立等倍レンズアレイプレートを透過した光を受光するラインイメージセンサと、
を備えることを特徴とする光走査ユニット。
【請求項８】
請求項７に記載の光走査ユニットと、
前記光走査ユニットによって検出された画像信号を処理する画像処理部と、
を備えることを特徴とする画像読取装置。
【請求項９】
複数のＬＥＤがアレイ状に配列されたＬＥＤアレイと、
前記ＬＥＤアレイから出射された光を集光する請求項１から６のいずれかに記載の正立等倍レンズアレイプレートと、
前記正立等倍レンズアレイプレートを透過した光を受光する感光体ドラムと、
を備えることを特徴とする画像書込装置。
【請求項１】
第１面に規則的に配置された複数の第１レンズと、前記第１面に対向する第２面に規則的に配置された複数の第２レンズとを有する第１レンズアレイプレートと、
第３面に規則的に配置された複数の第３レンズと、前記第３面に対向する第４面に規則的に配置された複数の第４レンズとを有する第２レンズアレイプレートと、を備え、
前記第１レンズアレイプレートと前記第２レンズアレイプレートが、対応するレンズの組が共軸のレンズ系を構成するように前記第２面と前記第３面とを対向させて積層され、第１面側に置かれた物体の正立等倍像を第４面側の像面に形成する正立等倍レンズアレイプレートであって、
前記第４レンズに対応する複数の第４面側貫通孔を有する第４面側遮光壁であって、各第４面側貫通孔が対応する前記第４レンズの正面に位置するように前記第４面上に設けられた第４面側遮光壁と、
前記第２レンズおよび前記第３レンズに対応する複数の中間貫通孔を有する中間遮光壁であって、各中間貫通孔が対応する前記第２レンズおよび前記第３レンズの正面に位置するように前記第１レンズアレイプレートと前記第２レンズアレイプレートとの間に設けられた中間遮光壁と、をさらに備え、
前記中間貫通孔は、孔径が前記第２面側から第３面側に向けてテーパ状に小さくなるように形成されており、
前記第１レンズアレイプレートと前記第２レンズアレイプレートとの間のギャップをＧａｐとし、前記第２レンズアレイプレートの厚さをＬ２とし、前記第４面側遮光壁の高さをＨ４とし、前記第４面側貫通孔の像面側開口径をＤ４としたときに、前記中間貫通孔の内壁面の光軸に対する傾斜角度θが、
θ≧ｔａｎ−１（Ｄ４／（Ｇａｐ＋Ｌ２＋Ｈ４））／２
の範囲にあることを特徴とする正立等倍レンズアレイプレート。
【請求項２】
前記第１〜第４レンズの配列周期をＰとしたとき、前記中間貫通孔の内壁面の光軸に対する傾斜角度θが、
ｔａｎ−１（Ｄ４／（Ｇａｐ＋Ｌ２＋Ｈ４））／２≦θ≦ｔａｎ−１（（Ｐ＋Ｄ４）／２／（Ｇａｐ＋Ｌ２＋Ｈ４））
の範囲にあることを特徴とする請求項１に記載の正立等倍レンズアレイプレート。
【請求項３】
前記第１レンズに対応する複数の第１面側貫通孔を有する第１面側遮光壁であって、各第１面側貫通孔が対応する前記第１レンズの正面に位置するように前記第１面上に設けられた第１面側遮光壁をさらに備えることを特徴とする請求項１または２に記載の正立等倍レンズアレイプレート。
【請求項４】
第１面に規則的に配置された複数の第１レンズと、前記第１面に対向する第２面に規則的に配置された複数の第２レンズとを有する第１レンズアレイプレートと、
第３面に規則的に配置された複数の第３レンズと、前記第３面に対向する第４面に規則的に配置された複数の第４レンズとを有する第２レンズアレイプレートと、を備え、
前記第１レンズアレイプレートと前記第２レンズアレイプレートが、対応するレンズの組が共軸のレンズ系を構成するように前記第２面と前記第３面とを対向させて積層され、第１面側に置かれた物体の正立等倍像を第４面側の像面に形成する正立等倍レンズアレイプレートであって、
前記第１レンズに対応する複数の第１面側貫通孔を有する第１面側遮光壁であって、各第１面側貫通孔が対応する前記第１レンズの正面に位置するように前記第１面上に設けられた第１面側遮光壁と、
前記第２レンズおよび前記第３レンズに対応する複数の中間貫通孔を有する中間遮光壁であって、各中間貫通孔が対応する前記第２レンズおよび前記第３レンズの正面に位置するように前記第１レンズアレイプレートと前記第２レンズアレイプレートとの間に設けられた中間遮光壁と、をさらに備え、
前記中間貫通孔は、孔径が前記第２面側から第３面側に向けて逆テーパ状に大きくなるように形成されており、
前記第１レンズアレイプレートと前記第２レンズアレイプレートとの間のギャップをＧａｐとし、前記第１レンズアレイプレートの厚さをＬ１とし、前記第１面側遮光壁の高さをＨ１とし、前記第１面側貫通孔の光源側開口径をＤ１としたときに、前記中間貫通孔の内壁面の光軸に対する傾斜角度θが、
θ≧ｔａｎ−１（Ｄ１／（Ｇａｐ＋Ｌ１＋Ｈ１））／２
の範囲にあることを特徴とする正立等倍レンズアレイプレート。
【請求項５】
前記第１〜第４レンズの配列周期をＰとしたとき、前記中間貫通孔の内壁面の光軸に対する傾斜角度θが、
ｔａｎ−１（Ｄ１／（Ｇａｐ＋Ｌ１＋Ｈ１））／２≦θ≦ｔａｎ−１（（Ｐ＋Ｄ１）／２／（Ｇａｐ＋Ｌ１＋Ｈ１））
の範囲にあることを特徴とする請求項４に記載の正立等倍レンズアレイプレート。
【請求項６】
前記第４レンズに対応する複数の第４面側貫通孔を有する第４面側遮光壁であって、各第４面側貫通孔が対応する前記第４レンズの正面に位置するように前記第４面上に設けられた第４面側遮光壁をさらに備えることを特徴とする請求項４または５に記載の正立等倍レンズアレイプレート。
【請求項７】
被読取画像に光を照射するライン状光源と、
前記被読取画像から反射した光を集光する請求項１から６のいずれかに記載の正立等倍レンズアレイプレートと、
前記正立等倍レンズアレイプレートを透過した光を受光するラインイメージセンサと、
を備えることを特徴とする光走査ユニット。
【請求項８】
請求項７に記載の光走査ユニットと、
前記光走査ユニットによって検出された画像信号を処理する画像処理部と、
を備えることを特徴とする画像読取装置。
【請求項９】
複数のＬＥＤがアレイ状に配列されたＬＥＤアレイと、
前記ＬＥＤアレイから出射された光を集光する請求項１から６のいずれかに記載の正立等倍レンズアレイプレートと、
前記正立等倍レンズアレイプレートを透過した光を受光する感光体ドラムと、
を備えることを特徴とする画像書込装置。
【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１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【公開番号】特開２０１２−１６３８５０（Ｐ２０１２−１６３８５０Ａ）
【公開日】平成２４年８月３０日（２０１２．８．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２５３０３（Ｐ２０１１−２５３０３）
【出願日】平成２３年２月８日（２０１１．２．８）
【出願人】（０００００４００８）日本板硝子株式会社 (853)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年８月３０日（２０１２．８．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月８日（２０１１．２．８）
【出願人】（０００００４００８）日本板硝子株式会社 (853)
【Ｆターム（参考）】
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