(57)【要約】【課題】薄型の画像読取装置を提供する。【解決手段】画像読取装置１は、主走査方向および副走査方向に２次元に配列して複数の撮像素子８が設けられた撮像センサ５と、撮像センサ５と原稿Ｐを載置する原稿台２との間に移動可能に、且つ、撮像センサ５を主走査方向に横断するように等ピッチで複数列設けられ、原稿Ｐに投光可能な投光手段１１、および、投光手段１１と交互に、撮像センサ５を主走査方向に横断するように複数配列して設けられ、且つ、原稿Ｐの反射光を撮像素子に結像させる結像レンズ１０を備える光学ユニット４と、撮像センサ５および光学ユニット４の動作を制御し、光学ユニット４を副走査方向に移動させながら、結像レンズ１０に対向する撮像素子によって順番に原稿Ｐの反射光を読み取らせる制御装置６とを有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
主走査方向および副走査方向に２次元に配列して複数の撮像素子が設けられた撮像センサと、
前記撮像センサと原稿を載置する原稿台との間に移動可能に、且つ、前記撮像センサを前記主走査方向に横断するように等ピッチで複数列設けられ、前記原稿に投光可能な投光手段、および、前記投光手段と交互に、前記撮像センサを前記主走査方向に横断するように複数配列して設けられ、且つ、前記原稿の反射光を前記撮像素子に結像させる結像レンズを備える光学ユニットと、
前記撮像センサおよび前記光学ユニットの動作を制御し、前記光学ユニットを前記副走査方向に移動させながら、前記結像レンズに対向する前記撮像素子によって順番に前記原稿の反射光を読み取らせる制御装置とを有することを特徴とする画像読取装置。
【請求項２】
前記制御装置は、前記結像レンズについてそれぞれ１列の前記撮像素子によって、前記原稿の反射光を読み取らせることを特徴とする請求項１に記載の画像読取装置。
【請求項３】
前記結像レンズは、複数の異なる焦点位置を有することを特徴とする請求項１または２に記載の画像読取装置。
【請求項４】
前記撮像センサは、前記各撮像素子と並んで設けられた発光素子を有し、
前記投光手段は、前記発光素子の光を前記原稿に案内する導光部材からなり、
前記制御装置は、前記導光部材に対向する前記発光素子を順番に発光させることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の画像読取装置。
【請求項５】
前記発光素子を前記主走査方向に複数列ずつ有効とすることを特徴とする請求項４に記載の画像読取装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像読取装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
原稿台に載置した原稿の画像を読み取る画像読取装置のさらなる薄型化が期待されている。薄型の画像読取装置としては、密着センサ（ＣＩＳ）タイプのものが使用されているが、走査ヘッドを読取範囲全体に亘って正確に移動させるためのガイドなどが必要であり、さらなる薄型化には課題が多い。
【０００３】
また、密着センサタイプの画像読取装置では、ロッドレンズアレイと呼ばれる特殊なレンズを用いるため、焦点位置が少しでもずれると画像を読み取ることができない。このため、原稿が原稿台から少しでも浮き上がると読取ができないという問題があった。
【０００４】
医療用Ｘ線デジタル撮影装置等には、大型の２次元センサが実用化されており、画像読取装置にも大型の２次元センサを適用すればさらなる薄型化が可能となる可能性がある。しかしながら、画像読取装置では、原稿に十分な光を均等に投光する光源が必要であり、２次元センサとの干渉が問題となる。
【０００５】
また、焦点位置の異なる画像を読み取る画像入力装置として、特許文献１には、ピンホールカメラの原理を用いて画像を読み取る複数のＣＣＤを主走査方向に１列に配設したラインセンサ（ヘッド）を副走査方向に移動させる画像入力装置が記載されている。この画像入力装置でも、精密な走査駆動系を必要とするため、従来の密着センサタイプの画像読取装置に比べて薄型化をすることはできない。
【特許文献１】特開平０５−３０８４８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前記問題点に鑑みて、本発明は、薄型の画像読取装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決するために、本発明による画像読取装置は、主走査方向および副走査方向に２次元に配列して複数の撮像素子が設けられた撮像センサと、前記撮像センサと原稿を載置する原稿台との間に移動可能に、且つ、前記撮像センサを前記主走査方向に横断するように等ピッチで複数列設けられ、前記原稿に投光可能な投光手段、および、前記投光手段と交互に、前記撮像センサを前記主走査方向に横断するように複数配列して設けられ、且つ、前記原稿の反射光を前記撮像素子に結像させる結像レンズを備える光学ユニットと、前記撮像センサおよび前記光学ユニットの動作を制御し、前記光学ユニットを前記副走査方向に移動させながら、前記結像レンズに対向する前記撮像素子によって順番に前記原稿の反射光を読み取らせる制御装置とを有するものとする。
【０００８】
この構成によれば、光学ユニットが各列の結像レンズの両側に投光手段を備えるので、有効となった複数列の撮像素子がそれぞれ読み取る原稿の画素領域を均等に照明することができる。また、複数列の撮像素子によって原稿を読み取るので、光学ユニットを結像レンズの１列分だけ移動させるだけで、原稿全面の画像を読み取る。このため、光学部材の移動距離が短かくてすみ、光学ユニットを案内する機構を簡素化して、画像読取装置の厚みを小さくできる。
【０００９】
また、本発明の画像読取装置において、前記制御装置は、前記制御装置は、前記結像レンズについてそれぞれ１列の前記撮像素子によって、前記原稿の反射光を読み取らせてもよい。
【００１０】
この構成によれば、結像レンズの中心に対向する撮像素子だけを有効とすることで、原稿の反射光が最大となる原稿の画素を読み取ることができる。
【００１１】
また、本発明の画像読取装置において、前記結像レンズは、複数の異なる焦点位置を有してもよい。
【００１２】
この構成によれば、焦点位置の一致する結像レンズのピッチだけ光学ユニットを移動させることで、複数の焦点位置における画像を読み取ることができる。これらの画像の中でよりピントが合っている部分を繋ぎ合わせることで、焦点深度の深い画像を読み取ることができる。
【００１３】
また、本発明の画像読取装置において、前記撮像センサは、前記各撮像素子と並んで設けられた発光素子を有し、前記投光手段は、前記発光素子の光を前記原稿に案内する導光部材からなり、前記制御装置は、前記導光部材に対向する前記発光素子を順番に発光させてもよい。
【００１４】
この構成によれば、撮像センサに光源を設けたことで、光学ユニットに電気的構成要素を設ける必要がないので、光学ユニットの寸法および駆動量の機械的精度を高くしながら薄型化できる。また、撮像素子と発光素子とは製造プロセスに共通点が多いので、同時に形成することで製造コストを上昇させない。
【００１５】
また、本発明の画像読取装置において、前記制御装置は、前記発光素子を前記主走査方向に複数列ずつ有効としてもよい。
【００１６】
この構成によれば、１列の読取画素を複数列の発光素子で照明するので、十分な光量が得られる。また、撮像素子の近傍の列の発光素子を無効とすることで、光学部材の下面等における反射光によるノイズを防止できる。
【発明の効果】
【００１７】
大型の読取素子を用い、投光手段の列と結像レンズの列とを互い違いに配設した光学ユニットを、結像レンズの１ピッチ分だけ移動させることで原稿全体の画像を読み取るので、光学ユニットの駆動機構が簡素化でき、画像読取装置を容易に薄型化できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
これより、本発明の画像読取装置の実施形態について、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の第１実施形態の画像読取装置１の構成を示す。
【００１９】
画像読取装置１は、原稿Ｐを載置するコンタクトガラス（原稿台）２の直下に、駆動装置３によって副走査方向に移動可能な光学ユニット４が設けられ、光学ユニット４の直下に、コンタクトガラス２の全面に対向する大判の撮像センサ５が設けられている。そして、画像読取装置１は、マイコンからななり、駆動装置３による光学ユニット４の移動および撮像センサ５の動作を制御する制御装置６を有する。
【００２０】
図２に示すように、撮像センサ５は、原稿の読み取り画素に対向して、主走査方向および副走査方向に２次元に配列されたセンサセル７を有する。各センサセル７は、受光した光線の強度を電気信号に変換する撮像素子８と、Ｒ色，Ｇ色，Ｂ色の各波長の光線を発する３つのレーザダイオード（発光素子）９Ｒ，９Ｇ，９Ｂとそれぞれ有する。
【００２１】
さらに、図３に示すように、光学ユニット４は、コンタクトガラス２の上面に密着する原稿Ｐの画像を撮像素子８に結像させるロッドレンズアレイ１０と、レーザダイオード９Ｒ，９Ｇ，９Ｂの発した光線を案内し、コンタクトガラス２に載置した原稿Ｐ、特にロッドレンズアレイ１０に対向する部分に投光する導光部材１１とが、それぞれ、主走査方向に延伸するように副走査方向に交互に配設されている。
【００２２】
ロッドレンズアレイ１０および導光部材１１は、それぞれ、副走査方向に９列のセンサセル７に対向する幅を有し、主走査方向にコンタクトガラス２の全幅に亘って横断して延伸する。制御装置８は、光学ユニット３を副走査方向に移動させながら、光学ユニット３が読取画素の副走査方向に１ドット分だけ移動する間に、各導光部材１１に対向するそれぞれ９列のセンサセル７に形成されたレーザダイオード９Ｒ，９Ｇ，９Ｂを色毎に順番に発光させる。そして、制御装置８は、各色レーザダイオード９Ｒ，９Ｇ，９Ｂがそれぞれ発光する間に、ロッドレンズアレイ１０の中央に対向する各１列のセンサセル７に形成された撮像素子８に、結像している原稿Ｐの反射光の光量を読み取らせる。
【００２３】
画像読取装置１において、ロッドレンズアレイ１０のピッチは、センサセル７の１８列分に相当するため、光学ユニット３を副走査方向にセンサセル７の１８列分だけ移動し、各列について３色の反射光を読み取ることで、原稿Ｐの全体の画像データを読み取ることができる。
【００２４】
画像読取装置１では、光学ユニット４を、センサセル７の１８列分だけ副走査方向に移動させればよいので、駆動装置３および光学ユニット４の移動を案内するガイド等の構成を簡単にできる。このため、画像読取装置１は薄型化が容易である。
【００２５】
さらに、図４に、本発明の第２実施形態の画像読取装置１の詳細な構成を示す。尚、本実施形態は、以下に説明する構成を除いては、第１実施形態と同一の構成からなるため、図において同じ符号は同じ構成要素を示し、重複する説明は省略する。
【００２６】
本実施形態の画像読取装置１において、光学ユニット４は、コンンタクトガラス２に密着する原稿Ｐの画像を各撮像素子８に結像させるロッドレンズアレイ１０と１列おきに、コンンタクトガラス２よりも上方の所定位置にある原稿Ｐ（二点鎖線で図示）の画像を各撮像素子８に結像させるロッドレンズアレイ１０ａが設けられている。
【００２７】
本実施形態では、光学ユニット４を、副走査方向にセンサセル７の３６列分だけ移動することで、ロッドレンズアレイ１０の焦点位置における原稿Ｐの画像と、ロッドレンズアレイ１０ａの焦点位置における原稿Ｐの画像とを読み取る。制御装置６は、これらの画像を解析し、２つの画像の中で、より焦点が合っている部分を繋ぎ合わせることで、１つの読取画像を生成する。
【００２８】
例えば、中綴じ原稿などをコンタクトガラス２の上に載置したとき、中綴じ部分周辺がコンタクトガラス２から浮き上がるが、この部分では、ロッドレンズアレイ１０ａによって結像した画像の方がより焦点があっており、中綴じ部分の黒抜けを小さくして判読可能な領域を広くすることができる。
【００２９】
焦点が合っているかどうかは、例えば、コントラストを算出することで判定できる。つまり、各画像の対応する部分のコントラストを比較し、コントラストが高い方の部分画像を繋ぎ合わせればよい。
【００３０】
尚、本実施形態では、２種類の焦点位置の異なるロッドレンズアレイ（結像レンズ）１０，１０ａを用いているが、３種類以上の焦点位置の異なる結像レンズを用いてもよい。
【００３１】
また、以上の実施形態では、ロッドレンズアレイ１０，１０ａと導光部材１１とが、副走査方向に同じ幅を有するが、いずれかが副走査方向に細くても良い。
【００３２】
また、光量が十分であれば、導光部材１１に対向する全てのセンサセル７のレーザダイオード９Ｒ，９Ｇ，９Ｂを駆動する必要はない。また、駆動される撮像素子８に原稿Ｐの反射以外の経路で入射しなければ、ロッドレンズアレイ１０，１０ａの外側部分に対向するレーザダイオード９Ｒ，９Ｇ，９Ｂを点灯させてもよい。
【００３３】
また、本発明では、レーザダイオード９Ｒ，９Ｇ，９Ｂを撮像センサ５に形成せず、光学ユニット４に設けてもよい。レーザダイオード９Ｒ，９Ｇ，９Ｂを光学ユニット４に設ければ、光学ユニット４の底面で反射した光線が撮像素子８に入射することがない。
【００３４】
また、本発明によれば、各センサセル７に、白色の光線を発する光源（または３色同時に点灯する光源）と、カラーフィルタによってＲ，Ｇ，Ｂ各色の波長の光線の強度のみを検出する３つの撮像素子とを設け、各画素の３色の明度を同時に読み取ってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の第１実施形態の画像読取装置の構成を示す斜視図。
【図２】図１の画像読取装置の撮像センサの部分拡大斜視図。
【図３】図１の画像読取装置の部分拡大断面図。
【図４】本発明の第１実施形態の像読取装置の部分拡大断面図。
【符号の説明】
【００３６】
１…画像読取装置
２…コンタクトガラス
３…駆動装置
４…光学ユニット
５…撮像センサ
６…制御装置
７…センサセル
８…撮像素子
９Ｒ，９Ｇ，９Ｂ…レーザダイオード（発光素子）
１０，１０ａ…ロッドレンズアレイ（結像レンズ）
１１…導光部材
Ｐ…原稿
【図１】
2010154026.tif 000003
【図２】
2010154026.tif 000004
【図３】
2010154026.tif 000005
【図４】
2010154026.tif 000006