(57)【要約】【課題】原稿台の上面に平らに載置することができない画像を正確に読み取ることができる画像読取装置を提供する。【解決手段】画像読取装置１は、画像が形成された媒体を載置するための原稿台３と、この原稿台３に載置された媒体に向けて光を照射する光源７と、媒体からの反射光を検出するイメージセンサ９と、このイメージセンサ９と原稿台３との間に配置されたロッドレンズアレイ１１とを備える画像読取装置であって、ロッドレンズアレイ１１は、前記ロッドレンズの原稿側の端面から前記原稿台の上面までの間の距離がロッドレンズのイメージセンサ側の端面からイメージセンサのロッドレンズ側の端面までの距離よりも短くなる位置に位置決めされている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像が形成された媒体を載置するための原稿台と、
この原稿台に載置された媒体に向けて光を照射する光源と、
前記媒体からの反射光を検出するイメージセンサと、
このイメージセンサと原稿台との間に配置されたロッドレンズアレイとを備える画像読取装置であって、
前記ロッドレンズアレイは、前記ロッドレンズの原稿側の端面から前記原稿台の上面までの間の距離がロッドレンズのイメージセンサ側の端面からイメージセンサのロッドレンズ側の端面までの距離よりも短くなる位置に位置決めされている、画像読取装置。
【請求項２】
前記ロッドレンズアレイが、３００ｄｐｉでの原稿台の表面でのＭＴＦ(Modulation Transfer Function)の低下率が０．１％以上１０％未満となるような位置に位置決めされている、請求項１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、画像読取装置に関し、特に、等倍結像光学装置としてロッドレンズアレイを備える画像読取装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、透明な原稿台に載置した媒体の画像を光学走査して媒体の画像を読み取る画像読取装置が用いられている。画像読取装置は、画像を読み取るときに画像に光を照射し、等倍結像光学装置を通して反射光をイメージセンサに導く。
【０００３】
一般的に、画像読取装置による画像の読取精度は、等倍結像光学装置の性能や等倍結像光学装置の焦点深度と画像の位置との関係に左右され易い。とりわけ、等倍結像光学装置の焦点深度と画像の位置との関係に関しては、等倍結像光学装置としてのロッドレンズアレイの焦点を画像の位置に合わせるように、ロッドレンズアレイを位置決めする必要がある。そして通常は、ロッドレンズアレイの焦点位置が原稿台の上面と重なるように、ロッドレンズアレイを位置決めしている。
【０００４】
例えば、見開きの本の画像を読み取ろうとした場合、見開きの中央部が窪んで原稿台から離れているため、中央部を原稿台と接触させることができない。従って、ロッドレンズアレイの焦点位置を原稿台の上面に合わせると、本の中央部における解像度が低下してしまい、その部分の画像を正確に読み取ることができない。
【０００５】
このような課題を解決するための手段として、特許文献１に記載された画像読取装置が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第４１４５２７１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に記載された装置では、原稿からの反射光をラインイメージセンサーに向けて集光させる正立等倍結像系として、微小レンズが規則正しく２次元状に配列されたレンズシートを２枚又は３枚を上下に重ねたものを使用する。そのときに、上側レンズプレートの微小レンズ中心と下側のレンズプレートの微小レンズの中心を一致させる必要がある。
【０００８】
しかしながら、多数の微小レンズの中心同士を一致させるのに非常に高度な技術、大きな労力を要し、また、レンズシートを重ねた装置を用いれば、画像読取装置全体の小型化ができないという問題がある。
【０００９】
そこで、本発明は、簡便な方法で、小型化できる装置を用いて、原稿台の上面に平らに載置することができない画像を正確に読み取ることができる画像読取装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述した課題を解決するために、本発明は、画像が形成された媒体を載置するための原稿台と、この原稿台に載置された媒体に向けて光を照射する光源と、媒体からの反射光を検出するイメージセンサと、このイメージセンサと原稿台との間に配置されたロッドレンズアレイとを備える画像読取装置であって、ロッドレンズアレイは、ロッドレンズの原稿側の端面から原稿台の上面までの間の距離がロッドレンズのイメージセンサ側の端面からイメージセンサのロッドレンズ側の端面までの距離よりも短くなる位置に位置決めされている。
【００１１】
このように構成された本発明によれば、ロッドレンズアレイを、イメージセンサと原稿台との光学的な焦点距離の中間点よりも原稿台側に位置決めすることができ、ロッドレンズアレイの焦点位置を、原稿台よりも媒体側とすることができる。これにより、媒体の画像が原稿台から離れていても、正確に媒体を読み取ることができる。
【００１２】
また、本発明において好ましくは、ロッドレンズアレイが、３００ｄｐｉでの原稿台の表面でのＭＴＦ(Modulation Transfer Function)の低下率が０．１％以上１０％未満となるような位置に位置決めされている。
【００１３】
このように構成された本発明によれば、簡便な方法で原稿台の表面での解像度のＭＴＦの低下を防ぐことができ、画像全体を正確に読み取ることができる。
【発明の効果】
【００１４】
以上のように、本発明によれば、簡便な方法で原稿台の上面に平らに載置することができない画像を正確に読み取ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態による画像読取装置を示す側断面図である。
【図２】ロッドレンズのＭＴＦとロッドレンズの端面からの距離との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態による画像読取装置について説明する。図１は、画像読取装置を示す側断面図である。
【００１７】
まず、図１に示すように、画像読取装置１は、読み取り対象となる画像が形成された媒体Ｍとしての本を載置するための原稿台３と、原稿台３の下側に配置された画像読取部５とを備えている。原稿台３は、透明なガラス板等によって形成されている。そして画像読取部５は、主走査方向に沿ってスライドするように、画像読取装置１内部に設けられている。
【００１８】
画像読取部５は、原稿台３を通してその上に載置された媒体Ｍに向けて光を照射する光源７と、媒体Ｍからの反射光を検出するイメージセンサ９と、イメージセンサ９と原稿台３との間に配置されたロッドレンズアレイ１１とを備えている。
【００１９】
光源７は、一定の幅を有する光を媒体Ｍに向けて照射する。そして光源７からの光は、原稿台３を通過して媒体Ｍの表面に当たり、媒体Ｍで反射する。媒体Ｍで反射した光は、ロッドレンズアレイ１１で集光されイメージセンサ９に伝えられる。
【００２０】
本発明のロッドレンズアレイを構成するロッドレンズは円柱形状を有し、並列状態で（副走査方向に沿って）配置されている。本発明で使用するロッドレンズの種類は限定されず、ガラス製のロッドレンズを用いてもよいし、プラスチック製のロッドレンズを使用してもよい。ロッドレンズとしては、例えば、その円形断面の中心から外周部に向かって屈折率が連続的に低下する屈折率分布（ＧＩ）型のプラスチック製のロッドレンズを使用するのが好ましい。より詳細には、本発明で使用されるロッドレンズは、中心軸から０．２ｒ〜０．９ｒ（但し、ｒは断面の半径）の範囲における屈折率ｎの分布が、下記式（１）で規定される２次曲線で近似されるレンズである。
ｎ（Ｌ）＝ｎ0｛１−（ｇ2／２）Ｌ2 ｝    （１）
式（１）中、ｎ（Ｌ）は、ロッドレンズの中心軸からの径方向距離Ｌの位置における屈折率、ｎ0はロッドレンズの径方向中心軸における屈折率、Ｌはロッドレンズの径方向中心からの径方向距離（０≦Ｌ≦ｒ）、ｇはロッドレンズの屈折率分布定数をそれぞれ表す。屈折率分布定数ｇは、上記式で近似される屈折率分布曲線の位置Ｌに関する２次の係数であり、屈折率分布曲線の傾斜を規定する定数である。すなわち、ｇが大きいほど、屈折率分布曲線はより急峻な形状となり、ロッドレンズ内で中心軸から外周面に向かっての屈折率の減少が急激であることを意味する。
【００２１】
ロッドレンズとして、プラスチック製ロッドレンズを使用する場合、プラスチック材料としては、ガラス転移温度Ｔｇが６０℃以上のものが好ましい。ガラス転移温度が低すぎると、ロッドレンズアレイの耐熱性が不十分となるおそれがあり、又、内部に充填する接着剤の選択が難しくなる。具体的には、ロッドレンズ９を構成するプラスチック材料としては、ポリメチルメタクリレート、メチルメタクリレートと他の単量体との共重合体等が使用される。他の単量体としては、２，２，３，３−テトラフルオロプロピル（メタ）アクリレート、２，２，３，３，４，４，５，５−オクタフルオロペンチル（メタ）アクリレート、２，２，３，４，４，４−ヘキサフルオロブチル（メタ）アクリレート、２，２，２−トリフルオロエチル（メタ）アクリレート等のフッ素化アルキル（メタ）アクリレート（屈折率ｎ＝１．３７〜１．４４）、屈折率１．４３〜１．６２の（メタ）アクリレート類例えばエチル（メタ）アクリレート、フェニル（メタ）アクリレート、ベンジル（メタ）アクリレート、ヒドロキシアルキル（メタ）アクリレート、アルキレングリコール（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパン−ジ又はトリ−（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトール−ジ、トリ又はテトラ−（メタ）アクリレート、ジグリセリンテトラ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート、その他、ジエチレングリコールビスアリルカーボネート、フッ素化アルキレングリコールポリ（メタ）アクリレート等が挙げられる。本発明で用いるプラスチックロッドレンズは、特許第４０８７５０３号、国際公開ＷＯ２００７／０１１０１３号公報等に記載されたように、公知の方法で製造することができる。
【００２２】
本発明で使用するロッドレンズアレイとしては、２枚の基板間にロッドレンズを１列又は複数列配列したものを使用することができる。ロッドレンズを１〜４列配列したロッドレンズアレイを使用するのが好ましい。
【００２３】
基板としては、カーボンブラック、染料等の遮光剤を含有させた、ベークライト（フェノール樹脂）、ＡＢＳ樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂等の板が用いられる。
【００２４】
本発明のレンズアレイを構成する基板は平板状でもよく、その表面に、ロッドレンズを一定の間隔で配置収納するＵ字状又はＶ字状等の溝を設けたものであってもよい。基板の材質は特に限定されないが、レンズアレイを作製する工程での加工が容易な材料であることが好ましい。基板の材料としては、各種熱可塑性樹脂、各種熱硬化性樹脂等が好ましく、アクリル系樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリイミド系樹脂、液晶ポリマー、エポキシ系樹脂等がより好ましい。また、基板の基材、補強材として、繊維や紙を用いてもよいし、基板に離型剤、染料、顔料等を添加してもよい。
【００２５】
本発明においては、ロッドレンズアレイ１１のロッドレンズは、その原稿側に面した端面が原稿台３と平行になるように配置されており、原稿台３の上面（原稿台３と媒体Ｍとの接点）からロッドレンズの原稿側の端面までの距離Ｌ1は、ロッドレンズのイメージセンサ側の端面からイメージセンサのロッドレンズ側の端面までの距離Ｌ0（焦点距離又は作動距離）よりも短くなるようにする。即ち、本発明の画像読取装置においては、従来用いられていた技術のように、ロッドレンズアレイ位置がＬ0＝Ｌ1となるように（焦点距離又は作動距離で）セットされた状態からは、原点よりも原稿側に距離Ｄ（＝Ｌ0−Ｌ1）だけずれている。
【００２６】
図２は、ロッドレンズのＭＴＦ（Modulation Transfer Function）とロッドレンズの端面からの距離との関係を示すグラフである。図２に示すように、ロッドレンズのＭＴＦは、Ｌ0＝Ｌ1となる場合に最大となり、Ｌ0又はＬ1のどちらかがずれた場合でも、そのずれた距離の一定の範囲内においてはそのピーク範囲（例えば、Ｌ0＝Ｌ1の場合のＭＴＦを１００とした場合、９０％以上のＭＴＦの範囲）を保ち、それ以上離れる（ずれる）と低下する。なお、ＭＴＦの低下率とは、Ｌ0＝Ｌ1となる位置におけるＭＴＦに対して、任意の位置におけるＭＴＦがどれだけ低下したかを示す割合である。従って、本発明においては、Ｌ0＝Ｌ1の場合のＭＴＦを１００とした場合において、ＭＴＦの低下率が０．１％以上１０％未満、好ましくは０．２〜９％以下、より好ましくは０．３〜８．５％程度となるように、Ｌ1をＬ0より小さくなるようにセットする。ＭＴＦの低下率を０．１％以上１０％未満とすることにより、十分にＭＴＦの低下を防ぐことができる。
【００２７】
ここで、ＭＴＦの測定方法は特には限定されないが、例えば、以下に記載のように測定することができる。空間周波数６ラインペア／ｍｍ（Ｌｐ／ｍｍ）を有するチャートを用いることができる。空間周波数とは、白ラインと黒ラインとの組み合わせを１ラインとし、このラインの組み合わせが１ｍｍの幅の中に何組設けてあるかを示すものである。光軸に垂直な両端面を研磨したロッドレンズアレイに光源からの光（波長５２５ｎｍ）を、チャートを通して入射させ、結像面に設置したＣＣＤラインセンサにより画像を読み取り、その測定光量の最大値（ｉmax）と最小値（ｉmin）を測定し、下記式（２）によりＭＴＦを求めた。
ＭＴＦ（％）＝｛（ｉmax−ｉmin）／（ｉmax＋ｉmin）｝×１００    （２）
【００２８】
本実施形態による画像読取装置１では、ロッドレンズアレイ１１は、原稿台３上での３００ｄｐｉでのＭＴＦの低下率が、焦点でのＭＴＦに比べて１０％未満となるような位置に位置決めされている。このときの距離Ｄは、ロッドレンズの性能によって種々選択することができる。例えば、レンズ長さＺ0が４．４００ｍｍ、開口角θが０．２００rad、Ｌ0が０．２８ｍｍのロッドレンズを用いた場合、距離Ｄを０．０１〜０．１４ｍｍ、好ましくは０．０２〜０．０１３ｍｍ、より好ましくは０．０３〜０．１２ｍｍ、特に好ましくは０．１ｍｍ程度とする。距離Ｄを０．０１ｍｍ以上とすることにより、大きなＭＴＦ値を保つことができる。距離Ｄを０．１４ｍｍ以下とすることにより、ＭＴＦ値の低下を抑制することができる。
【００２９】
以上のように本発明によれば、ロッドレンズの位置を従来用いられていたものよりも距離Ｄだけ原稿側にずらし、ロッドレンズの焦点を原稿台３の上面よりも媒体側にすることによって、本の見開きのように、原稿台３上に平らに載置できない媒体Ｍを読み取る場合にも、読取画像の解像度が低下するのを防止することができる。
【００３０】
次に、本発明の実施例及び比較例について詳述する。
実施例及び比較例では、上述したロッドレンズアレイ（三菱レイヨン社製ロッドレンズアレイＲＡ８４Ｔ-Ｐ１１）を準備し、距離Ｄを変化させて原稿面でのＭＴＦを測定した。
【００３１】
上記条件で試験を行った結果を表１に示す。
【表１】
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【符号の説明】
【００３２】
１    画像読取装置
３    原稿台
５    画像読取部
７    光源
９    イメージセンサ
１１    ロッドレンズアレイ
【図１】
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【図２】
2014123907.tif 000005