(57)【要約】【課題】小型化を図ることが可能な画像読取装置を提供すること。【解決手段】主走査方向に延びた線状光を読取対象物Ｐに向けて出射する線状光源６１と、読取対象物Ｐによって反射された光を受光する受光手段６６と、読取対象物Ｐから受光手段６６に至る光路上に配置されており、読取対象物Ｐからの反射光を受光手段６６に結像する結像手段６５と、読取対象物Ｐから結像手段６５に至る光路上に配置された光路調整手段と、を備えており、線状光源６１、受光手段６６、結像手段６５および上記光路調整手段が一体として副走査方向ｙに沿って移動可能に構成されている画像読取装置Ａであって、上記光路調整手段は、凸面鏡６４を備えている。【選択図】  図２
2010028290.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
主走査方向に延びた線状光を読取対象物に向けて出射する線状光源と、
上記読取対象物によって反射された光を受光する受光手段と、
上記読取対象物から上記受光手段に至る光路上に配置されており、上記読取対象物からの反射光を上記受光手段に結像する結像手段と、
上記読取対象物から上記結像手段に至る光路上に配置された光路調整手段と、
を備えており、
上記線状光源、上記受光手段、上記結像手段および上記光路調整手段が一体として副走査方向に沿って移動可能に構成されている画像読取装置であって、
上記光路調整手段は、凸面鏡を備えていることを特徴とする、画像読取装置。
【請求項２】
上記光路調整手段は、上記読取対象物から上記凸面鏡に至る光路上に凹面鏡を備えている、請求項１に記載の画像読取装置。
【請求項３】
上記光路調整手段は、上記副走査方向において上記凹面鏡と対向するように配置され、上記読取対象物によって反射された光を上記凹面鏡に向けて反射する反射鏡を備えており、
上記線状光源、上記凸面鏡、および上記反射鏡は、上記副走査方向における一方側に配置されており、
上記受光手段、上記結像手段、および上記凹面鏡は、上記副走査方向における他方側に配置されており、
上記凸面鏡は、上記主走査方向および上記副走査方向と直交する方向において、上記反射鏡および上記凹面鏡よりも上記読取対象物から離間している、請求項２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、フラットベッドスキャナなどの画像読取装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図５は、従来の画像読取装置の一例を示している（たとえば特許文献１参照）。同図に示された画像読取装置Ｘは、筐体９１、ガラスカバー９２、カバー９３、駆動ベルト９４、ガイドレール９５、および、キャリッジ９６を備えた縮小光学系のフラットベッドスキャナである。
【０００３】
この画像読取装置Ｘでは、駆動ベルト９４により、ガイドレール９５に支持されたキャリッジ９６を副走査方向ｙに沿って移動させて、ガラスカバー９２上に搭載された読取対象物の読み取りを行う。キャリッジ９６は、開口部９６ａを有し、内部に線状光源９６１、反射鏡９６２，９６３，９６４、結像手段９６５、および、受光手段９６６を収容している。
【０００４】
線状光源９６１は開口部９６ａを通して読取対象物に線状光を照射可能に構成されている。反射鏡９６２，９６３，９６４は、読取対象物で反射した線状光を結像手段９６５へ導くように配置された平面鏡である。結像手段９６５は、受光手段９６６に読取対象物の縮小された倒立像を形成するレンズ部材である。このレンズ部材は、たとえば、入射角が２５°以内の光に対して歪みの小さい好ましい像を形成可能となっている。受光手段９６６は、主走査方向に沿って配置されたセンサＩＣを備えた小型リニアセンサである。この小型リニアセンサは、たとえば、画素ピッチ３μｍで画素数が５１００のものであり、主走査方向における長さが１５．３ｍｍとなっている。反射鏡９６２，９６３，９６４、結像手段９６５、および、受光手段９６６は、読取対象物によって反射された上記線状光を上記結像手段９６５によって受光手段９６６に結像させる縮小光学系を成している。
【０００５】
このような画像読取装置Ｘでは、結像手段９６５の好ましく結像できる範囲が、たとえば５０°程度であるため、Ａ４の用紙（幅２１６ｍｍ）を読み取るのに必要な縮小光学系の経路長は２３２ｍｍにも達していた。画像読取装置Ｘでは、反射鏡９６２，９６３，９６４を組み合わせによって、キャリッジ６の小型化を図りつつ必要な経路長を維持している。しかしながら、反射鏡９６２，９６３，９６４を組み合わせて結像手段９６５に上記線状光を好ましく導くには、反射鏡９６２，９６３，９６４を精密に配置する必要がある上、小型化にも限度があった。
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−９７０８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記した事情のもとで考え出されたものであって、より容易に小型化を図ることが可能な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】
【０００８】
本発明によって提供される画像読取装置は、主走査方向に延びた線状光を読取対象物に向けて出射する線状光源と、上記読取対象物によって反射された光を受光する受光手段と、上記読取対象物から上記受光手段に至る光路上に配置されており、上記読取対象物からの反射光を上記受光手段に結像する結像手段と、上記読取対象物から上記結像手段に至る光路上に配置された光路調整手段と、を備えており、上記線状光源、上記受光手段、上記結像手段および上記光路調整手段が一体として副走査方向に沿って移動可能に構成されている画像読取装置であって、上記光路調整手段は、凸面鏡を備えていることを特徴とする。
【０００９】
このような構成によれば、上記読取対象物からの光を上記凸面鏡で反射してから上記結像手段に到達するため、上記線状光の上記読取対象物から上記結像手段に至る光路の長さを短縮することが可能となっている。このため、上記画像読取装置は、容易に小型化を図ることが可能となっている。
【００１０】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記光路調整手段は、上記読取対象物から上記凸面鏡に至る光路上に凹面鏡を備えている。このような構成によれば、上記読取対象物からの光は、上記凸面鏡と上記凹面鏡の双方で反射してから上記結像手段に到達するため、上記受光手段に形成される像の歪みを軽減しやすくなっている。さらにまた、上記読取対象物の上記主走査方向両端近辺の解像度劣化を防ぐことができる。このため、上記画像読取装置は、比較的に容易に小型化を図ることが可能であり、しかも歪みの小さい好ましい画像を得ることが可能となっている。
【００１１】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記光路調整手段は、上記副走査方向において上記凹面鏡と対向するように配置され、上記読取対象物によって反射された光を上記凹面鏡に向けて反射する反射鏡を備えており、上記線状光源、上記凸面鏡、および上記反射鏡は、上記副走査方向における一方側に配置されており、上記受光手段、上記結像手段、および上記凹面鏡は、上記副走査方向における他方側に配置されており、上記凸面鏡は、上記主走査方向および上記副走査方向と直交する方向において、上記反射鏡および上記凹面鏡よりも上記読取対象物から離間している。このような構成によれば、上記読取対象物の上記主走査方向全幅にわたる光情報は、上記凹面鏡で一旦急角度で縮小されて折り返されたのちに、上記凸面鏡により上記結像手段により結像可能な角度にもどされて上記結像手段に到達する。このため、上記光路を短くすることができ、上記副走査方向における長さを抑えることが可能となるため、上記画像読取装置の小型化を図りやすくなっている。
【００１２】
本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
図１は、本発明に係る画像読取装置の一例を平面図で示している。図２には、図１のII-II線に沿う断面図を示している。図１および図２に示す画像読取装置Ａは、筐体１、ガラスカバー２、カバー３、駆動手段４、ガイドレール５、および、キャリッジ６を備えた縮小光学系のフラットベッドスキャナである。図３には図２におけるキャリッジ６の拡大断面図を示しており、図４にはキャリッジ６の内部を平面図で示している。また、図１および図４では、画像読取装置Ａの主走査方向ｘおよび副走査方向ｙを示しており、図２および図３では、副走査方向ｙおよび画像読取装置Ａの厚み方向ｚを示している。なお図１では、筐体１の内部を示すために、ガラスカバー２およびカバー３を省略している。
【００１４】
図１および図２に示すように、筐体１は、主走査方向ｘに一定幅を有し、副走査方向ｙに長く延びる箱状に形成されている。筐体１の厚み方向ｚにおける上部には透明なガラスカバー２が嵌め込まれている。このガラスカバー２の表面に、読取対象物Ｐが搭載される。さらに、筐体１の上部には、開閉可能なカバー３が取り付けられている。カバー３は、読取時にガラスカバー２を覆い、外部からの光を遮断することが可能である。この筐体１の内部には、駆動手段４、ガイドレール５、および、キャリッジ６が収容されている。
【００１５】
駆動手段４は、図１に示すように筐体１内部の主走査方向ｘにおける中央部に副走査方向ｙの全長に渡って設置されており、キャリッジ６を副走査方向ｙに沿って移動させるように構成されている。この駆動手段４は、駆動ベルト４１、回転部４２，４３、駆動モータ４４、および、シャフト４５，４６を備えている。シャフト４５，４６は、それぞれ厚み方向ｚにおける下端が筐体１の底部に固定されている。
【００１６】
回転部４２，４３は、シャフト４５，４６の厚み方向ｚにおける上端に、回転可能に支持されている。回転部４２は、厚み方向ｚにおける下端に、上部に比べて大きな半径を有する円盤部４２ａを備えている。この円盤部４２ａは、駆動モータ４４の回転部４４ａと接しており、回転部４４ａの回転に従って回転する。
【００１７】
駆動ベルト４１は、副走査方向ｙに沿って延びる無端ベルトであり、連結具４１ａを介してキャリッジ６の底部に連結されている。この駆動ベルト４１の副走査方向ｙにおける両端部は回転部４２，４３に引っ掛けられている。この駆動ベルト４１は、駆動モータ４４の回転部４４ａの回転に従って回転部４２が回転することにより、副走査方向ｙに沿って移動する。このとき、キャリッジ６も駆動ベルト４１とともに副走査方向ｙに沿って移動する。
【００１８】
ガイドレール５は、筐体１内部の主走査方向ｘにおける両端部に、副走査方向ｙの全長に渡って設けられている。このガイドレール５は、キャリッジ６の主走査方向ｘ両端部を移動可能に支持している。
【００１９】
キャリッジ６は、副走査方向ｙに一定幅を有し、主走査方向ｘに長く延びる箱状に形成されており、厚み方向ｚにおける上部に開口部６ａが形成されている。開口部６ａは、副走査方向ｙにおける一方の端部付近に形成されている。図３および図４に示すように、キャリッジ６の内部には、線状光源６１、反射鏡６２、凹面鏡６３、凸面鏡６４、および、カメラ６７が収容されている。線状光源６１、反射鏡６２、および凸面鏡６４は、キャリッジ６内の副走査方向ｙにおける一方側に配置されており、カメラ６７および凹面鏡６３は、他方側に配置されている。カメラ６７は、結像手段６５および受光手段６６を備えている。反射鏡６２、凹面鏡６３、および凸面鏡６４は、本発明に係る光路調整手段である。
【００２０】
線状光源６１は、図３に示すように、開口部６ａに隣接するように配置されている。さらに、図４に示すように、線状光源６１は、主走査方向ｘにおけるキャリッジ６の略全長に渡って延びており、開口部１ａを通して読取対象物Ｐに主走査方向ｘに沿って延びる線状光を出射するように構成されている。この線状光源６１は、たとえば、主走査方向ｘに沿って配列された複数のＬＥＤモジュールと、これらの複数のＬＥＤモジュールを収容する白色の円筒ケースとを備えたＬＥＤランプである。
【００２１】
反射鏡６２は、図３に示すように、開口部６ａに臨むように配置されている。この反射鏡６２は、厚み方向ｚに対して４５°傾斜する平面状の反射面を有しており、読取対象物Ｐで反射して厚み方向ｚに沿って進行する線状光を凹面鏡６３に向けて反射する。図４に示すように、反射鏡６２は、主走査方向ｘに沿って線状光源６１の略全長に渡って線状光源６１と並列するように形成されている。
【００２２】
凹面鏡６３は、図３に示すように、厚み方向ｚにおいて反射鏡６２と同じ高さに、反射鏡６２と対向するように設置されている。この凹面鏡６３は、副走査方向ｙに対して５°傾斜するように配置されており、副走査方向ｙに沿って進行してきた光を凸面鏡６４に向けて反射する。さらに、図４に示すように、凹面鏡６３は、主走査方向ｘにおいてキャリッジ６の略全長に渡って延びている。凹面鏡６３の反射面は、主走査方向ｘにおける中央が副走査方向ｙにおいて反射鏡６２から遠ざかるように凹む連続した曲面からなる。
【００２３】
凸面鏡６４は、図３および図４に示すように、凹面鏡６３と対向するように、反射鏡６２の主走査方向ｘにおける中央部の厚み方向ｚにおける下端に取り付けられている。この凸面鏡６４は、副走査方向ｙに対して５°傾斜するように配置されており、凹面鏡６３から進行してきた光を結像手段６５に向けて反射する。さらに、凸面鏡６４は、主走査方向ｘにおける長さが凹面鏡６３よりも短くなるように形成されている。凸面鏡６４の反射面は、主走査方向ｘの中央ほど副走査方向ｙの他方の端部に向かって突き出す連続した曲面からなっている。なお、この凸面鏡６４の副走査方向ｙにおいて最も突き出した部分と、凹面鏡６３の副走査方向ｙにおいて最も凹んだ部分との距離は、５０ｍｍ程度となっている。
【００２４】
反射鏡６２、凹面鏡６３、および凸面鏡６４は、ガラス加工品または透明樹脂成型品の表面に、アルミ等の反射膜とＳｉＯ2等の保護膜を成膜することにより作成される。上記保護膜の成膜は、たとえば蒸着またはスパッタリングによって行われる。
【００２５】
結像手段６５は、たとえば、入射角が２５°以内の光に対して歪みの小さい好ましい像を形成なレンズである。この結像手段６５は、凸面鏡６４から進行してきた光を受光手段６６に集光し、受光手段６６に読取対象物Ｐの縮小された倒立像を結像する。この結像手段６５は、カメラ６７の副走査方向ｙにおける一方の端部に固定されている。この結像手段６５と、凸面鏡６４の副走査方向ｙにおいて最も突き出した部分との距離は３０ｍｍ程度となっている。
【００２６】
受光手段６６は、カメラ６７の副走査方向ｙにおける他方の端部に固定されており、受光した光を電気信号に変換する、主走査方向ｘに沿って配置されたセンサＩＣを備えた小型リニアセンサである。この小型リニアセンサは、たとえば、画素ピッチ３μｍで画素数が５１００のものであり、主走査方向における長さが１５．３ｍｍとなっている。線状光源６１として白色光源を使用する場合には、受光手段６６は、それぞれＲ，Ｇ，Ｂのフィルターを備えた３列の受光ラインを備えているのが好ましい。また、線状光源６１としてＲ，Ｇ，Ｂ切り替え可能な光源を使用する場合には、受光手段６６は、フィルターなしの１列の受光ラインを備えていればよい。
【００２７】
カメラ６７は、図３に示すように、キャリッジ６の厚み方向ｚにおける下端に設置されており、凸面鏡６４からの光が結像手段６５に入射しやすいように、副走査方向ｙに対して５°傾斜している。
【００２８】
反射鏡６２、凹面鏡６３、凸面鏡６４、および、カメラ６７は、画像読取装置Ａにおける縮小光学系を成している。
【００２９】
次に、上記構成の画像読取装置Ａの作用について説明する。
【００３０】
本実施形態によれば、読取対象物Ｐで反射された線状光は、図３に示すように、反射鏡６２、凹面鏡６３、および凸面鏡６４で折り返されて結像手段６５へ到達する。このため、比較的小さいキャリッジ６内で画像読取装置Ａにおける縮小光学系の光路長を確保することが可能となっている。
【００３１】
図４には、読取対象物Ｐの主走査方向ｘにおける両端で反射した光の経路Ｌ１，Ｌ２を例として示している。図４によると、読取対象物Ｐの主走査方向ｘにおける両端で反射した光は、結像手段６５に２５°の入射角で入射し、受光手段６６の主走査方向ｘにおける両端に到達している。反射鏡６２、凹面鏡６３、および凸面鏡６４はいずれも主走査方向ｘに連続な面であるため、受光手段６６は、読取対象物Ｐの主走査方向ｘの全長からの光を受光可能となっている。
【００３２】
凸面鏡６４は、平面鏡に比べて広い範囲の光を集めることが可能であるため、凹面鏡６３から凸面鏡６４へ入射する光の経路Ｌ１，Ｌ２が成す角はたとえば１５８°となっている。一方、凸面鏡６４で反射し、結像手段６５に入射する時点での経路Ｌ１，Ｌ２が成す角は５０°となっている。このように、凸面鏡６４を光路上に配置することにより、経路Ｌ１，Ｌ２の副走査方向ｙに対する傾斜角を一部の区間で大きくすることが可能であり、経路Ｌ１，Ｌ２の副走査方向ｙにおける長さを１３０ｍｍ程度にまで短縮することができる。このように、縮小光学系の経路長を従来に比べて大幅に短くすることができるため、画像読取装置Ａでは、容易にキャリッジ６の小型化を図ることが可能となっている。
【００３３】
さらに本実施形態では、凸面鏡６４と対向する凹面鏡６３が設けられているため、受光手段６６に形成される像に歪みが生じにくくなっており、さらに読み取り幅両端近辺において解像度が劣化しにくくなっている。このため、画像読取装置Ａは、より歪みが少なく、主走査方向ｘの両端まで鮮明な画像を得ることができる。
【００３４】
また、凸面鏡６４と凹面鏡６３の組み合わせ次第で受光手段６６に形成される像の歪みを無くすことも可能である。主走査方向ｘの画像密度を均一化するためには、凹面鏡６３および凸面鏡６４の曲率を中央部から周辺部に徐々に変化させていくことが望ましい。例えば、凸面鏡６４を周辺よりも中央の曲率が大きくなるように形成するのが好ましい。
【００３５】
さらにまた、曲率調整による修正で不十分な場合は、主走査方向ｘに沿って等間隔に並ぶ目盛パターンを用いたキャリブレーションにより、補正すればよい。また、凹面鏡６３による反射光のｚ方向光路ズレによる主走査方向ｘ中央部と端部の副走査方向ｙの位置ズレは凸面鏡６４の傾斜により補正できるが、不十分ならこれも主走査方向ｘ全長にわたる直線パターンにてキャリブレーションできる。両方の補正を同時に行う場合、上記直線パターンに等間隔の目盛をつけたパターンなどを用いるのが妥当である。
【００３６】
本発明に係る画像読取装置は、上述した実施形態に限定されるものではない。本発明に係る画像読取装置の各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。上記実施形態においては、反射鏡６２と凸面鏡６４とが連結されているが、両者が分離した状態でキャリッジ６に収容されていても構わない。また、線状光源６１として、ＬＥＤランプのかわりに蛍光灯を用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明に係る画像読取装置の一例を示す平面図である。
【図２】図１のII-II線に沿う断面図である。
【図３】図２におけるキャリッジの拡大図である。
【図４】図１におけるキャリッジの内部拡大図である。
【図５】従来の画像読取装置の一例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００３８】
Ａ      画像読取装置
Ｐ      読取対象物
ｘ      主走査方向
ｙ      副走査方向
ｚ      厚み方向
１      筐体
２      ガラスカバー
３      カバー
４      駆動手段
４１    駆動ベルト
４２    回転部
４２ａ  円盤部
４３    回転部
４４    駆動モータ
４４ａ  回転部
５      ガイドレール
６      キャリッジ
６ａ    開口部
６１    線状光源
６２    反射鏡
６３    凹面鏡
６４    凸面鏡
６５    結像手段
６６    受光手段
６７    カメラ
【図１】
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【図２】
2010028290.tif 000004
【図３】
2010028290.tif 000005
【図４】
2010028290.tif 000006
【図５】
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