(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
読み取りガラス上の被写体に発光部から光を照射し、前記被写体が反射する読み取り光線をレンズアレーが入光し、受光部上に結像して該受光部より入射光に応じた電気信号を出力するイメージスキャナーにおいて、
前記発光部及び受光部を同一面上かつ長手方向に線状に多数実装する基板と、
前記読み取りガラスが取り付けられる上面側開口部と、前記基板が取り付けられる下面側開口部とを有するケースと、
該ケース内の前記受光部上に設置されるレンズアレーと、
前記読み取りガラスと前記レンズアレーとの間にある前記ケース内の段部に取り付けられ、前記レンズアレーに対応する位置に凹レンズ部が形成された板状部材からなる凹レンズアレーと、を備え、
前記読み取り光線を前記レンズアレーの口径まで広げて入光させることを特徴とするイメージスキャナー。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ファクシミリ等に用いられている原稿等の被写体を読み取って電気信号に変換するイメージスキャナーに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種のイメージスキャナーは、図５に示すように、ケース２の上面に取り付けられた透明な読み取りガラス４の上に載置された原稿に、ケース２内に配置された発光ダイオード６から光を照射し、原稿にて反射された光をレンズアレー８で入光し、このレンズアレー８にて集光した光に応じてセンサーＩＣ１０が電気信号を出力するものであった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来のイメージスキャナーにおいては、原稿のシワや浮きにより原稿読み取りの解像度が低下し、鮮明に読み取れないことがあった。これは、レンズアレー８の読み取り側の焦点深度が浅い、即ちレンズのＦ値が小さいため、図６に示すように、原稿が反射する読み取り光線９を広い範囲でレンズアレー８が入光し、原稿の多少のゆがみでも読み取り光線９の範囲が大きく変わって解像度が著しく低下し、読み取ることができなくなるからである。このため、レンズアレー８の焦点深度をより深めるため、そのＦ値を高め、解像度を高めることが必要であったが、従来のイメージスキャナーにおいては以下に示すような課題があった。
【０００４】
即ち、上記従来のイメージスキャナーにおいて、レンズアレー８の物体距離と結像距離は、図６に示すように、レンズアレー８から読み取りガラス４の表面までの物体距離Ａ’と、レンズアレー８からセンサーＩＣ１０までの結像距離Ａにそれぞれ設定されており、この距離Ａ’，Ａは通常等しい値（１対１）に設定しなければならない。このため、光学長Ｌは、この物体距離Ａ’と結像距離Ａにレンズアレー８の上下長を加えた値になる。
【０００５】
このレンズアレー８において、そのＦ値を高めるには、その読み取り側のＦ値はＡ’／Ｄ（Ａ’：読み取り側の物体距離、Ｄ：レンズアレー８のレンズ口径）に比例することから、物体距離Ａ’を長くするか、又はレンズアレー８のレンズ口径Ｄを小さくすることが必要である。
【０００６】
レンズアレー８の物体距離Ａ’を長くすると結像距離Ａも長くなり、図７に示すように光学長Ｌが大きくなり、製品の外寸も増大するという課題があった。
【０００７】
また、図８に示すように、レンズアレー８のレンズ口径Ｄを小さくすると、レンズの製作が難しくなるばかりでなく、図９に示すように、レンズアレー８内のレンズの本数を大幅に増加しなければレンズアレー８の幅を従前通りに保つことができず、レンズコストが大幅に増大し、製品もコストアップしてしまうという課題があった。
【０００８】
本発明は、上記従来例の課題に鑑みなされたもので、その目的は、製品の大型化やコストの増大をまねくことなくレンズアレーの解像度を高めることにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明のイメージスキャナーは、読み取りガラス上の被写体に発光部から光を照射し、前記被写体が反射する読み取り光線をレンズアレーが入光し、受光部上に結像して該受光部より入射光に応じた電気信号を出力するイメージスキャナーにおいて、前記発光部及び受光部を同一面上かつ長手方向に線状に多数実装する基板と、前記読み取りガラスが取り付けられる上面側開口部と、前記基板が取り付けられる下面側開口部とを有するケースと、該ケース内の前記受光部上に設置されるレンズアレーと、前記読み取りガラスと前記レンズアレーとの間にある前記ケース内の段部に取り付けられ、前記レンズアレーに対応する位置に凹レンズ部が形成された板状部材からなる凹レンズアレーと、を備え、前記読み取り光線を前記レンズアレーの口径まで広げて入光させるものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明のイメージスキャナーにおいては、読み取りガラスとレンズアレーとの間に凹レンズアレーを設け、原稿等の被写体が反射する読み取り光線を凹レンズアレーを介することにより狭い範囲で入光しその後レンズアレーの口径まで広げて照射することができるので、読み取り光線の範囲を狭めることを可能にしている。このため、物体距離を長くした場合と同様に、読み取り光線をより狭い範囲で入光することができ、Ｆ値を高めることができる。
【００１１】
【実施例】
図１は本発明の一実施例に係るイメージスキャナーを示す断面図であり、図２はその要部のみを取り出した説明図である。１２はプラスチックからなるケースであり、原稿等の被写体の幅方向に伸びた細長い直方体の外形を有し、その上面と下面にそれぞれ開口部１２ａ、１２ｂが設けられている。
【００１２】
１４は透明な読み取りガラスであり、ケース１２の上面側の開口部１２ａに嵌め込まれており、この読み取りガラス１４の上面に接する状態で原稿が位置付けられる。
【００１３】
１６は発光ダイオードからなる発光部、２０はセンサーＩＣからなる受光部であり、共に基板２２上に実装されて外部回路等に電気的に接続される。この基板２２は、ケース１２の下面側の開口部１２ｂに嵌め込まれて固定されている。このときにケース１２内に収納される発光部１６は所定の方向から読み取りガラス１４を介して原稿等の被写体を照射するように位置付けられる。また、受光部２０は発光部１６からの光を直接受光しないように隔壁部１２ｃで遮蔽されると共に後述するレンズアレー等を介して原稿等の被写体が反射する読み取り光線を受光するように位置付けられる。尚、この発光部１６と受光部２０は、ケース１２の長手方向に線状に多数並べられて基板２２に実装されている。
【００１４】
１８は読み取り光線１９を集光して受光部２０上に結像するレンズアレーであり、ケース１２内の受光部２０の真上に設置されている。このレンズアレー１８も各発光部１６と受光部２０に対応するようにケース１２の長手方向にレンズが多数並べられて一体化されているものである。
【００１５】
２４は凹レンズ部２５が形成されている凹レンズアレーであり、読み取りガラス１４とレンズアレー１８との間の段部１２ｄに固定されている。この凹レンズアレー２４は、ケース１２の長手方向に伸びる細長い矩形状をなす板状部材２７にレンズアレー１８に対応する位置に凹レンズ部２５が位置するように形成されたものである。
【００１６】
次に、上記構成からなるイメージスキャナーにおける原稿等の被写体の読み取りを説明する。はじめに、発光部１６が点灯して読み取りガラス１４上の原稿にケース１２内から光を照射する。凹レンズアレー２４は、被写体が反射する読み取り光線１９を狭い範囲で入光してレンズアレー１８の口径にまで広げてレンズアレー１８に照射する。レンズアレー１８は、凹レンズアレー２４によりその照射角が広げられた読み取り光線を入光し、受光部２０上に結像する。これにより受光部２０は入光した読み取り光線に応じた電気信号を出力する。
【００１７】
上記イメージスキャナーにおいては、図２に示すように、凹レンズアレー２４を設けることにより、レンズアレー１８の読み取りガラス側の物体距離Ｂが伸びることになる。しかし、その光学長Ｌは、前記従来例の課題として述べたような物体距離Ａ’を長くすると結像距離Ａも長くなってしまう場合に比べると、本実施例においては結像距離Ａは変わらないため前記従来例よりも光学長Ｌを短くすることが可能であり、光学長Ｌを大きく変えることなく、より長い物体距離に設定することを可能にしている。
【００１８】
図３及び図４は図２に示す実施例における凹レンズアレー２４の他の実施例を示す説明図である。図３及び図４に示すように、狭い範囲の読み取り光線をレンズアレー１８の口径に広げることができるような特性を有するように凹レンズ部を形成しているものであり、その形状は上下面を共に凹面としたもの、また上面を凹面とし下面を凸状にしたもの等を使用することもできる。
【００１９】
【発明の効果】
本発明によれば、レンズアレーの口径や光学長を大きく変えることなく、焦点深度をより深いものにすることができるので、外形を大きくすることなく解像度の高い読み取りが可能なイメージスキャナーを提供することができる。
【００２０】
また、レンズアレーの口径を小さくして多数設置する必要もないため、より安価で解像度を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例に係るイメージスキャナーを示す断面図である。
【図２】図１に示す要部のみを取り出した説明図である。
【図３】図２に示す実施例における凹レンズアレーの他の実施例を示す説明図である。
【図４】図２に示す実施例における凹レンズアレーの他の実施例を示す説明図である。
【図５】従来のイメージスキャナーを示す断面図である。
【図６】図５に示すレンズアレーの焦点深度を示す説明図である。
【図７】図６に示すレンズアレーの物体距離と結像距離を変更した状態を示す説明図である。
【図８】図６に示すレンズアレーの口径を変更した状態を示す説明図である。
【図９】図８に示すレンズアレーの斜視図である。
【符号の説明】
１２      ケース
１４      読み取りガラス
１６      発光部
１８      レンズアレー
２０      受光部
２２      基板
２４      凹レンズアレー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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