(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
走査対象の物体からイメージ光を受光するように配置された光入力端と、光出力端とを備え、この光入力端と光出力端の広がり長さの比率によって規定される第１の縮小率を有する第１光導波路バンドルと、
前記走査対象の物体からイメージ光を受光するように配置された光入力端と、光出力端とを備え、この光入力端と光出力端の広がり長さの比率によって規定される、前記第１の縮小率とは異なる第２の縮小率を有する第２光導波路バンドルと、
前記第１および第２光導波路バンドルの前記光出力端に隣接して配置され、それらの光出力端からのイメージ光を受光して、それらの光出力端から受光したイメージ光に対応するイメージデータ信号を生成する検出器と、
前記各光導波路バンドルの1つを選択する光導波路バンドル選択装置と、を備え、
前記選択装置によって選択された光導波路バンドルからのイメージ光が前記検出器によって受光されて、前記イメージデータ信号が生成されることを特徴とする光学スキャナ装置。
【請求項２】
前記第１光導波路バンドルの光入力端は、前記第２光導波路バンドルの光入力端に隣接して配置されることを特徴とする請求項１記載の光学スキャナ装置。
【請求項３】
前記第１および第２光導波路バンドルの光入力端を前記走査対象の物体に対して移動させるキャリッジ装置を更に備えることを特徴とする請求項２記載の光学スキャナ装置。
【請求項４】
走査対象の物体からイメージ光を受光するように配置された光入力端と、光出力端とを備え、この光入力端と光出力端の広がり長さの比率によって規定される第１の縮小率を有する第１光導波路バンドルと、
前記走査対象の物体からイメージ光を受光するように配置された光入力端と、光出力端とを備え、この光入力端と光出力端の広がり長さの比率によって規定される、前記第１の縮小率とは異なる第２の縮小率を有する第２光導波路バンドルと、
前記第１光導波路バンドルの光出力端からイメージ光を受光するように配列されると共に、前記第１光導波路バンドルの光出力端から受光したイメージ光に関する第１イメージデータ信号を生成する感光性素子の第１アレイと、
前記第２光導波路バンドルの光出力端からイメージ光を受光するように配列されると共に、前記第２光導波路バンドルの光出力端から受光したイメージ光に関する第２イメージデータ信号を生成する感光性素子の第２アレイと、
後処理のために、前記第１および第２イメージデータ信号の一方を選択するイメージデータ信号選択装置と、
を備えることを特徴とする光学スキャナ装置。
【請求項５】
走査対象の物体からイメージ光を受光するように配置された光入力端と、光出力端とを備え、この光入力端と光出力端の広がり長さの比率によって規定される第１の縮小率を有する第１光導波路バンドルを設けるステップと、
前記走査対象の物体からイメージ光を受光するように配置された光入力端と、光出力端とを備え、この光入力端と光出力端の広がり長さの比率によって規定される、前記第１の縮小率とは異なる第２の縮小率を有する第２光導波路バンドルを設けるステップと、
前記物体からイメージ光を受光するように、前記第１および第２光導波路バンドルの光入力端を前記物体に隣接して配置するステップと、
前記第１および第２光導波路バンドルの光出力端の選択された一方からのイメージ光を検出するステップと、
前記検出したイメージ光に対応するイメージデータ信号を生成するステップと、
を含むことを特徴とする物体走査方法。
【請求項６】
走査対象の物体からイメージ光を受光するように配置された光入力端と、光出力端とを備え、この光入力端と光出力端の広がり長さの比率によって規定される第１の縮小率を有する第１光導波路バンドルを設けるステップと、
前記走査対象の物体からイメージ光を受光するように配置された光入力端と、光出力端とを備え、この光入力端と光出力端の広がり長さの比率によって規定される、前記第１の縮小率とは異なる第２の縮小率を有する第２光導波路バンドルを設けるステップと、
前記物体からイメージ光を受光するように、前記第１および第２光導波路バンドルの光入力端を前記物体に隣接して配置するステップと、
前記第１および第２光導波路バンドルの光出力端からのイメージ光を検出するステップと、
前記第１光導波路バンドルの光出力端から受光したイメージ光に対応する第１イメージデータ信号を生成するステップと、
前記第２光導波路バンドルの光出力端から受光したイメージ光に対応する第２イメージデータ信号を生成するステップと、
後処理のために、前記第１および第２イメージデータ信号の一方を選択するステップと、
を含むことを特徴とする物体走査方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、物体に対する光学スキャンニング（イメージ走査）に関し、特に、複数の走査解像度によるイメージ走査を行う複数の解像度を有する光学スキャナ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光学スキャナ装置は、当該技術分野において周知であり、ドキュメントのイメージ（原稿上の画像）を光電検出器（ｐｈｏｔｏｓｅｎｓｉｔｉｖｅ  ｄｅｔｅｃｔｏｒ）上に投射することによって、物体または原稿（ドキュメント）に対するイメージデータを生成して出力する。この場合、光電検出器によって生成される電気信号は、必要に応じてデジタル化および対応する処理行われる。例えば、パーソナルコンピュータのディスプレイなどの表示装置で走査した物体（適宜、走査物体ともいう。）のイメージを画面表示している。走査物体がテキストの場合のデータ信号は、適切な光学式文字読取認識（ＯＣＲ，ｏｐｔｉｃａｌ  ｃｈａｒａｃｔｅｒ  ｒｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎ）プログラムまたは装置によってテキストデータに変換される。
【０００３】
一般的な光学スキャナは、物体の走査を行うための照明系および光学系を備えている。照明系は、物体の一部（適宜、走査領域と記載する）に光を照射し、光学系は照射された走査領域からの反射光（適宜、イメージ光（  ｉｍａｇｅ  ｌｉｇｈｔ）と記載する）を集光して、光電検出器の表面に照射される走査領域の小エリア（適宜、走査線と記載する）を集束させる。例えば、書面のドキュメント（  ｗｒｉｔｔｅｎｄｏｃｕｍｅｎｔ  ）を走査する光学スキャナは、予測される最大のドキュメントの幅に対応する長さ（一般的には約９インチ（約２２８．６ｍｍ））を有する走査線を利用する。物体全体を表すイメージデータは、通常、物体に対して照明系および光学系を移動させることによって、物体全体に走査線を掃引して（  ｓｗｅｅｐｉｎｇ  ）得られる。なお、この逆（照明系および光学系が固定かつ物体が移動）の装置もある。
【０００４】
例えば、一般的なスキャナ照明系（  ｓｃａｎｎｅｒ  ｉｌｌｕｍｉｎａｔｉｏｎ  ｓｙｓｔｅｍ）は、光源（例えば、蛍光灯または白熱電球あるいは発光ダイオード（ＬＥＤ，  ｌｉｇｈｔ  ｅｍｉｔｔｉｎｇ  ｄｅｖｉｃｅ  ）を配列（アレイ型）している。一般的なスキャナ光学系には、照射した走査線のイメージを光電検出器の表面に集束させるためのスリット開口（ｓｌｉｔ  ａｐｅｒｔｕｒｅ）およびレンズアセンブリ（  ｌｅｎｓ  ａｓｓｅｍｂｌｙ）を備えている。また、スキャナ光学系には、特定の設計によって、イメージ光の光路を「折返す（ｆｏｌｄ  ）」複数のミラーを備えることがある。この場合、光学系を比較的小さい筐体（  ｅｎｃｌｏｓｕｒｅ）内に適切に取付けることが可能になる。より小型の光電検出器アレイを配置できるようにするために、一般的な光学系では、検出器の表面に集束させる走査線のイメージサイズを縮小するようにしている。例えば、多くの光学系では、レンズ縮小率が約８：１であり、この結果、走査線のイメージサイズが約１／８に縮小される。
【０００５】
光学スキャナにおいて使用される最も一般的な光電検出器は、ＣＣＤ（電荷結合素子）であるが、他の光電検出器を使用することもできる。ＣＣＤは、それぞれが、光への露出に対応して電荷を集めまたは蓄積するための多数の感光性セルまたは「ピクセル」を配置した構成である。所定のセルまたはピクセルに蓄積される電荷の大きさに、露光の強度および持続時間が対応しているためＣＣＤ上に集束されるイメージにおける明るいスポットおよび暗いスポットを検出する。ＣＣＤセルまたはピクセルのそれぞれにおいて蓄積される電荷は、この測定が行われた後に、サンプリング間隔による規則的な間隔で放電される。なお、このサンプリング間隔は、例えば、約５ミリ秒程度の時間や他の時間に設定される。
【０００６】
ＣＣＤ検出器の個々の感光性ピクセルは、エンドツーエンド（  ｅｎｄ−ｔｏ−ｅｎｄ  ）で配置されており、感光性ピクセルがリニアアレイ（  ｌｉｎｅｒ  ａｒｒａｙ）に形成される。このため、ＣＣＤのリニアアレイ（以下、ＣＣＤアレイという。）における各ピクセルは、細長い走査線の関連するピクセル部分に対応している。リニアアレイにおける個々のピクセルは、一般的に、「クロス（  ｖｒｏｓｓ）」方向、すなわち、照射された走査線が物体を横切る移動方向に対して垂直な方向をもって配列されている。照射された走査線が物体を横切る移動方向が「走査方向」である。このため、リニアアレイの各ピクセルは、クロス方向で測定される長さと、走査方向で測定される幅とを有している。一般的なＣＣＤアレイでは、ピクセルの長さおよび幅は等しく、一般的には、各寸法において、例えば、約８ミクロン程度である。
【０００７】
前記したように、ＣＣＤアレイの各ピクセルは、物体上の細長い走査線の関連するピクセル部分に対応している。細長い走査線上の対応するピクセル部分を、ここでは、「ネイティブ物体ピクセル（  ｎａｔｉｖｅ  ｏｂｊｅｃｔ  ｐｉｘｅｌ）」と称して説明する。ネイティブ物体ピクセルの寸法は、リニア光電検出器アレイにおける対応するピクセルに光学系のレンズ縮小率を乗じた値に等しい。例えば、８ミクロン×８ミクロンのＣＣＤピクセルサイズと、８：１のレンズ縮小率を有するスキャナの場合、ネイティブ物体ピクセルのサイズは、約６４ミクロン×６４ミクロンとなる。ＣＣＤピクセルのリニアアレイに対応するネイティブ物体ピクセルのリニアアレイを、「ネイティブ走査線（  ｎａｔｉｖｅ  ｓｃａｎ  ｌｉｎｅ  ）」と称して説明する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来例では、次の欠点がある。前記したタイプの光学スキャナは広く用いられているが、例えば、このようなスキャナにおいて用いられる光学系には、製造費用が嵩むと共に、所定位置への整合が困難ないくつかの光学要素（  ｏｐｔｉｃａｌ  ｅｌｅｍｅｎｔ）を有している。照射された走査線のイメージを光電検出器の表面に集束させるため配置するレンズアセンブリは、スキャナ装置の全体のコストの大部分を占める場合がある。なお、低コストのレンズアセンブリも使用可能であるが、通常、このコスト低減に対しては、非点収差（  ａｓｔｉｇｍａｔｉｓｍ）およびコマ（  ｃｏｍａ  ）等のような全体の品質が低下して、そのイメージ収差（  ｉｍａｇｅ  ａｂｅｒｒａｔｉｏｎ  ）が増大化する。また、多くの光学スキャナは、一つ以上のミラーを利用して、イメージ光の光路を折り返している。このようなミラーは、光学系が比較的小さい筐体内に配置可能になるという利点を有するが、精度よく位置合わせすることが困難である。すなわち、光学スキャナにおけるの個々の構成要素間の幾何学的（  ｇｅｏｍｅｔｒｉｃａｌ）な関係を厳密にする必要がある。
【０００９】
前記したタイプのイメージ走査装置に関連する他の欠点は、これらが一般的に一つのネイティブ解像度（  ｎａｔｉｖｅ  ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ）でのみ走査できることである。この制限は、走査を行う適用法に対して許容可能であるが、スキャナ装置を用いて、ネイティブ走査線の長さよりも実質的に小さい物体を走査する場合に、決定的な欠点となる可能性がある。例えば、前記したように、スキャナ装置におけるネイティブ走査線の長さは、約９インチ（約２２８．６ｍｍ）である。しかしながら、例えば、名刺、スライド、小さい写真等のようなより小さい物体を走査する場合、ネイティブ走査線を構成するピクセルの大半が、小さい物体のイメージ走査（イメージング）に有効でないため、スキャナの効率的な解像度が縮小されてしまう。
【００１０】
前記した問題を解決する一つの方法として、ネイティブ物体ピクセルのサイズを縮小してスキャナの全体の解像度を増大させる方法が知られている。このような高解像度のスキャナは、高価であり、極めて大きなイメージデータを処理するために必要な処理時間およびメモリ容量を、実質的に増大させる必要がある。前記した問題を解決する他の方法として、異なる走査解像度に対応する異なるレンズ縮小率を有する複数の光学系をスキャナに備える構成が知られている。代替構成としては、単一のズームレンズを用いることによって、異なるレンズ縮小率が得られる。すなわち、異なる解像度が得られる。このような複数解像度スキャナは存在するが、複数レンズおよびズームレンズによる光学系は、スキャナの全体のコストが極めて増大化する傾向にある。
【００１１】
結果として、二つ以上の異なる解像度で走査を行うことによって、より広範囲の物体サイズに適応させることができるが、現在入手可能な複数解像度スキャナに関連する問題がなく、かつ、費用が嵩まない光学スキャナが必要とされている。このような理想的なスキャナとして、好ましくは、複雑で位置合わせが困難なコストが嵩む複数レンズおよびミラー系が不要となる比較的簡単な光学アセンブリが希求される。
【００１２】
すなわち、本発明は、このような従来の技術における課題を解決するものであり、コストを抑えて構成可能であり、広範囲の物体サイズの走査を行うことができる複数の解像度を有する光学スキャナ装置の提供を目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記課題を達成するために、本発明において、物体を走査する複数解像度スキャナ装置は、光入力端、光出力端および関連する第１縮小率を有する第１光導波路バンドル（  ｏｐｔｉｃａｌ  ｗａｖｅ  ｇｕｉｄｅ  ｂｕｎｄｌｅ）を備える。第１光導波路バンドルの光入力端は、走査されている物体からイメージ光を受光するように配置されている。光入力端および光出力端を有する第２光導波路バンドルは、前記第１光導波路バンドルに関連する第１縮小率とは異なって関連する第２縮小率を有している。第２光導波路バンドルの光入力端は、走査している物体からのイメージ光を受光するように配置されている。第１および第２光導波路バンドルの光出力端に隣接して配置された検出器は、光出力端からイメージ光を受光し、その光出力端から受光したイメージ光に関連するイメージデータ信号（  ｉｍａｇｅ  ｄａｔａ  ｓｉｇｎａｌ）を生成して出力する。スキャンニング動作に関連する光導波路選択装置（  ｏｐｔｉｃａｌｗａｖｅ  ｇｕｉｄｅ  ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ  ａｐｐａｒａｔｕｓ  ）は、光導波路を選択し、検出器は、この光導波路からのイメージ光を用いてイメージデータ信号を生成して出力する。
【００１４】
また、異なる縮小率を有する第１および第２光導波路バンドルを提供するステップと、第１および第２光導波路バンドルを、走査する物体に隣接して配置することによって、物体からのイメージ光を受光するステップと、前記第１および第２光導波路バンドルの光出力端の選択された一方からのイメージ光を検出するステップと、検出されたイメージ光に関連するイメージデータ信号を生成して出力するステップとを有する物体走査方法を提示している。
【００１５】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の複数の解像度を有する光学スキャナ装置の好ましい実施形態を図面を参照して詳細に説明する。
図１は本発明の第１実施形態に係る複数の解像度を有する光学スキャナ装置１０の構成を示す斜視図であり、複数の走査解像度を有する光学スキャナ装置１０を示している。
【００１６】
この光学スキャナ装置１０は、ハウジング１２と、この上に設けられた透明プラテン１４とを備えた「平台型（  ｆｌａｔｂｅｄ）」タイプの構成である。透明プラテン１４の下部（すなわち、透明プラテン１４の後面１８の近傍）に配置された可動のキャリッジアセンブリ１６と共に照明系２０および光学系２２を設けることによって、透明プラテン１４の前面２４に配置される物体（図示せず）の走査を行う。また、ハウジング１２は、選択されたイメージデータ６８を生成するイメージデータ前処理システム６４（図８参照）を収納するように構成されている。この選択されたイメージデータ６８は、例えば、光学スキャナ装置１０に接続可能な汎用プログラマブルコンピュータシステム（  ｇｅｎｅｒａｌ  ｐｕｒｐｏｓｅ  ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  ｃｏｍｐｕｔｅｒ  ｓｙｓｔｅｍ  ）（例えば、図示しないＰＣ）による後処理（  ｓｕｂｓｅｑｕｅｎｔ  ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ）に適したデータである。
【００１７】
光学系２２は、図２および図３に示すように、それぞれ異なる縮小率が与えられている第１光導波路バンドル２６と第２光導波路バンドル２８とを備えている。ここで、図２は本発明の第１実施形態に係る第１および第２光導波路バンドル２６，２８と検出器３０との配置を示す光学系２２を表す概略側面図、図３は本発明の第１実施形態に係る光学系２２を表す斜視図である。各光導波路バンドル２６，２８は、物体上の照射された走査領域（図示せず）によって反射するイメージ光（図示せず）を、ＣＣＤ等の感光性の検出器３０の感光性セルまたはピクセルに入射させる。なお、検出器として他の種類のものを用いても良い。第１および第２光導波路バンドル２６，２８の縮小率が異なるため、各光導波路バンドル２６，２８では、異なる走査解像度が得られる。したがって、物体から検出器にイメージ光を向けるために利用される特定の光導波路バンドル２６，２８によって決定される解像度で物体を走査することができる。また、一つの好ましい実施形態では、光学系２２には、イメージ光（図示せず）を第１および第２光導波路バンドル２６，２８に入射するための円柱またはロッドレンズアセンブリ（  ｃｙｌｉｎｄｒｉｃａｌ  ｏｒ  ｒｏｄ  ｌｅｎｓ  ａｓｓｅｍｂｌｙ  ）９０（図２参照）を備えている。このロッドレンズアセンブリ９０によって、以降で詳しく説明するように、光導波路バンドル２６，２８の視野を「クロス」方向（すなわち、走査線の移動方向）に狭めることができる。
【００１８】
図４は本発明の第１実施形態に係る第１および第２光導波路バンドルの光入力端を表す概略図、図５は本発明の第１実施形態に係る第１および第２光導波路バンドルの光出力端を表す概略図である。第１光導波路バンドル２６は、それぞれが光入力端３４および光出力端３６を有する複数の導波路要素（  ｗａｖｅ  ｇｕｉｄｅ  ｅｌｅｍｅｎｔ  ）３２（図２では一つだけを図示）を備えて構成されている。導波路要素３２の光入力端３４は、略直線状（  ｇｅｎｅｒａｌｌｙ  ｌｉｎｅａｒ  ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ  ）かつ相互に隣接して配置されており、これによって、図３および図４に示すように、その光入力端３４によって線形の光入力端またはライン（以下、線形光入力端という。）（  ｌｉｎｅａｒ  ｌｉｇｈｔ  ｉｎｐｕｔ  ｅｎｄ  ｏｒ  ｌｉｎｅ  ）３８が規定される。導波路要素３２の光出力端３６も略直線状かつ相互に隣接して配置されている。このような光出力端３６によって、線形光出力端またはライン４０が規定される（図５参照）。
【００１９】
第２光導波路バンドル２８は、前記した第１光導波路バンドル２６と同様であり、それぞれが光入力端４４および光出力端４６を有する複数の導波路要素４２（図２では一つだけを図示）を備えて構成されている。導波路要素４２の光入力端４４は、略直線状かつ相互に隣接して配置されている。この配置によって、すなわち、図４に示すように、光入力端４４によって線形光入力端またはライン４８が規定される。導波路要素４２の光出力端４６も、略直線状かつ相互に隣接して配置されており、この配置によって、すなわち、図５に示すように、光出力端４６によって線形光出力端またはライン５０が規定される。
【００２０】
前記において、簡単に説明したように、第１および第２光導波路バンドル２６，２８は、異なる縮小率を有しており、異なる走査解像度（  ｓｃａｎｎｉｎｇ  ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ）が得られる。この縮小率の相違は、第１および第２光導波路バンドル２６，２８の「ファンアウト（  ｆａｎ−ｏｕｔ）」特性が異なるためである。例えば、第１光導波路バンドル２６を構成する導波路要素３２の光入力端３４は、相互に略一様な間隔が形成されている。この結果、図３および図４に示すように、線形光入力端３８が、長さ５２に沿って延在している。線形光入力端３８の長さ５２によって、第１光導波路バンドル２６に関連するネイティブ走査線（図示せず）の長さが規定される。第１光導波路バンドル２６を構成する導波路要素３２の光出力端３６は、光入力端３４よりも収束した状態にまとめられている。この結果、図５に示すように、線形光出力端４０が、長さ５４に沿って延在している。これら長さ５２，５４の比率によって第１光導波路バンドル２６の縮小率が規定される。
【００２１】
第２光導波路バンドル２８は、同様の構成であるが、ただし、その第２光導波路バンドル２８を構成する導波路要素４２の光入力端４４は、線形光入力端４８が長さ５６方向に延在するように間隔が形成されている（図３および図４参照）。線形光入力端４８の長さ５６によって第２光導波路バンドル２８に関連するネイティブ走査線（図示せず）の長さが規定される。図３および図５に示すように、第２光導波路バンドル２８を構成する導波路要素４２の光出力端４６は、線形光出力端５０が長さ５４に沿って延在するようにまとめられている。これらの長さ５６，５４の比率によって第２光導波路バンドル２８の縮小率が規定される。
【００２２】
第１および第２光導波路バンドル２６，２８に関連する二つの縮小率が異なることによって、二つの異なる解像度を得ているが、このような二つの異なる解像度で走査を行うために、光学スキャナ装置１０には、二つの光導波路バンドル２６，２８中の一つを選択する光導波路選択装置５８が設けられている。検出器３０は、その選択による光導波路バンドル２６，２８からのイメージ光を使用して、選択された解像度で走査された物体を表すイメージデータ信号６０（図８参照）を生成して出力する。
【００２３】
ここで、図３を参照すると、一つの好ましい実施形態では、光導波路選択装置５８は、第１および第２光導波路バンドル２６，２８の線形光出力端４０，５０に動作的に関連付けられた光出力端アクチュエータ（  ｌｉｇｈｔ  ｏｕｔｐｕｔ  ｅｎｄ  ａｃｔｕａｔｏｒ）６２を設けている。この光出力端アクチュエータ６２は、光出力端４０，５０を矢印６６方向に移動させて、選択された光出力端４０，５０を検出器３０に対して一致させる。すなわち、位置合わせを行う。そして、検出器３０によって生成されるイメージデータ信号６０は、選択された光出力端４０，５０に関連する光導波路バンドル２６，２８に対応する解像度で走査される物体（図示せず）を表すことになる。また、光学スキャナ装置１０には、図８に示すイメージデータ前処理システム（  ｉｍａｇｅ  ｄａｔａ  ｐｒｅ−ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ）６４を設けることも可能である。このイメージデータ前処理システム６４は、検出器３０に動作的に関連付けられており、検出器３０が生成するイメージデータ信号６０を処理して、後処理に適するように選択されたイメージデータ６８を生成して出力する。選択されたイメージデータ６８は、選択された解像度で走査された物体を表している。
【００２４】
第１および第２光導波路バンドル２６，２８は、検出器３０と共におよび任意にはイメージデータ前処理システム６４を、可動のキャリッジアセンブリ１６（図１参照）内に取付けることができる。これによって、各光導波路バンドル２６，２８の線形光入力端３８，４８が、透明プラテン１４の後面１８に隣接して配置される（図２参照）。そして、従来からの方法によりキャリッジを走査方向に移動させることによって、物体（図示せず）を完全に走査することができる。
【００２５】
光学スキャナ装置１０は、以下のように動作して、透明プラテン１４の前面２４に隣接して配置される物体（図示せず）を走査する。先ず、オペレータ（図示せず）が、特定のスキャナ動作系に必要な予備的事項を全て行う。その後、オペレータは、所望の走査解像度を選択する。ここで、本実施形態の場合、オペレータは、低解像度設定（第１光導波路バンドル２６を用いて得られる）と高解像度設定（第２光導波路バンドル２８を用いて得られる）とのいずれかを選択することができる。オペレータが所望の解像度を選択した後、光導波路選択装置５８は、必要に応じて光出力端アクチュエータ６２を動作させて、光導波路バンドル２６，２８の光出力端４０，５０を移動させる。それによって、選択された走査解像度に対応する光出力端４０，５０が、検出器３０に位置合わせされる。例えば、オペレータが低解像度設定を選択した場合、光出力端アクチュエータ６２は、光出力端４０が検出器３０に位置合わせされるように、光導波路バンドル２６，２８の光出力端４０，５０を位置決めする。一方、オペレータが高解像度設定を選択した場合、光出力端アクチュエータ６２は、光出力端５０が検出器３０に位置合わせされるように、光出力端４０，５０の位置を決定（位置決め）する。その後、照明系２０を駆動し、透明プラテン１４上に配置された物体（図示せず）を走査する走査方向にキャリッジアセンブリ１６を移動させることによって物体が走査される。検出器３０によって生成されるイメージデータ信号６０は、必要であればイメージデータ前処理システム６４（図８）によって処理され、この処理で選択されたイメージデータ６８が生成されて出力される。この選択されたイメージデータ６８は、スキャナ装置１０に接続可能な別個のコンピュータシステム（図示せず）に設けられているような適合するイメージデータ処理システムによる後処理に適したデータである。選択されたイメージデータ６８は、選択された解像度で走査された物体を表している。
【００２６】
本発明による光学スキャナ１０に関連した重要な利点は、複数の走査解像度に対応し、かつ、同時に複数解像度で走査を行うために必要な複数の縮小率を得る高価で取扱い難いレンズおよびミラーアセンブリを用いる必要がないことである。また、光導波路バンドルによって検出器３０を、光学スキャナ１０内の略全ての位置に配置可能となり、この配置によって、レンズおよびミラー光学系を利用してイメージ光を検出器に向けるスキャナ装置に関連する極めて多くの幾何学的な拘束を取除くことができるようになる。また、光導波路バンドルは、極めて頑丈（  ｒｏｂｕｓｔ  ）であり、スキャナの物理的衝撃または手荒な操作による光学系のアラインメント乱れ（  ｕｐｓｅｔ  ｔｈｅ  ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）の可能性を低減できるようになる。
【００２７】
本発明による光学スキャナ装置１０について、その重要な特徴および利点と共に簡単に説明してきたが、ここで、本発明のいくつかの例示的な実施形態について詳細に説明する。しかしながら、その説明の前に次の点を留意すべきである。すなわち、光学スキャナ装置１０が、「平台型」タイプのスキャナ構成を有するように図示および説明しているが、走査されるドキュメントが固定の光学系に対して移動するような「シートフィード（  ｓｈｅｅｔ−ｆｅｅｄ  ）」タイプの構成のような、他の種類の構成を適用することもできる。また、他の構成として、光学スキャナ装置は、ハンドヘルドタイプのスキャナ構成としても良い。したがって、本発明は、ここで図示および説明する特定の構成および適用法に限定すべきではない。
【００２８】
前記した点を考慮した上での、本発明による光学スキャナ装置１０の一つの実施形態は、上部に透明プラテン１４が設けられた略矩形のハウジング１２を有する「平台型」タイプの構成からなる。また、平台型構成により、ハウジング１２には、走査動作中に透明プラテン１４の全体を覆うために使用できるカバー（図示せず）を設けても良い。また、ハウジング１２には、あらゆる種類の表示装置およびスイッチング装置（図示せず）を設けて、オペレータ（図示せず）によって光学スキャナ装置１０の機能および動作を制御できるようにしても良い。しかしながら、プラテンカバー、スイッチおよび表示装置などの補助的な装置は、当該技術分野において周知であり、本発明を理解または実施するために必要ではないため、特定の適用法のため、或いは、特定のスキャナ装置を使用するために必要なあらゆる補助的な装置について、ここでは、その詳細な説明を行わないことにする。
【００２９】
光学スキャナ装置１０には、ハウジング１２内にスライド可能に取付けることによって、所望の物体の走査を行うキャリッジアセンブリ１６を設けることができる。このキャリッジアセンブリ１６は、平台型タイプのスキャナのキャリッジを移動させるための当該技術分野において周知である多くのアクチュエータのいずれかにより、透明プラテン１４の下を前後に移動できるものである。また、ここでのキャリッジアセンブリおよびキャリッジアクチュエータ系は、当該技術分野において周知であり、本発明を理解または実行するために必要な構成要素ではないため、本発明の一つの好ましい実施形態で利用される特定のキャリッジアセンブリ１６およびキャリッジアクチュエータ系（図示せず）について、ここでは、その詳細な説明を行わないことにする。
【００３０】
キャリッジアセンブリ１６には、走査している物体上の走査領域（図示せず）に照射する照明系２０を設けることができる。照明系２０は、蛍光灯または白熱電球、あるいは発光ダイオード（ＬＥＤ）のアレイといった、容易に購入が可能であり、かつ、このような適用法に対して当該技術分野において周知であるあらゆる光源中のいずれかで構成される。例えば、一つの実施形態では、照明系２０は、ＬＥＤのアレイによって構成することができる。
【００３１】
また、キャリッジアセンブリ１６には、照射された走査領域（図示せず）によって反射されるイメージ光（図示せず）を集光し、それを適当な検出器３０に指向させるための光学系２２を設けることもできる。図２から図５を同時に参照すると、光学系２２の一つの実施形態には、第１光導波路バンドル２６および第２光導波路バンドル２８を設けることができる。第１光導波路バンドル２６は、複数の導波路要素３２（図２では一つだけを図示）を備えて構成することができる。各導波路要素３２は、光入力端３４および光出力端３６を有し、全内部反射によって光入力端３４から光出力端３６に光を伝達する。導波路要素３２の光入力端３４は、本質的に光入力面（  ｌｉｇｈｔ  ｉｎｐｕｔ  ｐｌａｎｅ）７０と同一平面上に位置しており、略直線状かつ相互に隣接して配置されている。この配置から光入力端３４によって線形光入力端３８が規定されることになる。導波路要素３２の光出力端３６は、本質的に、光出力面７２と同一平面上に設けられてあり、略直線状かつ相互に隣接して配置されている。この配置から光出力端３６によって線形光出力端４０（図５参照）が規定される。
【００３２】
第２光導波路バンドル２８は、第１光導波路バンドル２６と同様であり、それぞれが光入力端４４および光出力端４６を有する複数の導波路要素４２（図２では一つだけを図示）を備えて構成されている。導波路要素４２の光入力端４４は、本質的に光入力面７０と同一平面上にあり、略直線状かつ相互に隣接して配置されている。この配置から光入力端４４によって、線形光入力端４８が規定される。導波路要素４２の光出力端４６は、本質的に光出力面７２と同一平面上に位置しており、同様に略直線状かつ相互に隣接して配置されている。この配置から光出力端４６によって線形光出力端５０が規定される。
【００３３】
第１および第２光導波路バンドル２６，２８は、異なる縮小率を有することによって、異なる走査解像度を得るようにしている。この縮小率が異なるのは、第１および第２光導波路バンドル２６，２８の「ファンアウト」特性が異なることによるものである。例えば、図３および図４に示すように、第１光導波路バンドル２６を構成する導波路要素３２の光入力端３４は、線形光入力端３８が長さ５２に沿って延在するように間隔が形成されている。線形光入力端３８の長さ５２によって、第１光導波路バンドル２６に関連するネイティブ走査線（図示せず）の長さが規定される。光入力端３４は、あらゆる長さ５２中のいずれかを有する線形光入力端３８を規定するように配置することができる。例えば、一つの好ましい実施形態では、線形光入力端３８の長さ５２は、約８．５インチ（２１５．９ｍｍ）から約１２インチ（３０４．８ｍｍ）の範囲（好ましくは９インチ（２２８．６ｍｍ））である。なお、他の長さを用いても良い。
【００３４】
第１光導波路バンドル２６を構成する導波路要素３２の光出力端３６は、線形光出力端４０を規定するようにまとめられている。線形光出力端４０は、検出器３０に設けられた感光性素子のリニアアレイ７４と略同一の幅の長さ５４に沿って延在している。このため、線形光出力端４０の長さ５４は、利用される検出器３０の特定の種類に応じて、あらゆる長さ中のいずれかによって構成することができる。したがって、本発明は、特定の長さ５４を有する線形光出力端４０に限定されされるものではない。例えば、一つの好ましい実施形態では、線形光出力端４０の長さ５４は、約０．８インチ（約２０．３２ｍｍ）から約２．７５インチ（約６９．８５ｍｍ）（好ましくは１．７インチ（約４３．１８ｍｍ））の範囲とすることができる。
【００３５】
長さ５２，５４の比率によって第１光導波路バンドル２６の縮小率が規定される。第１光導波路バンドル２６の縮小率は、特定の適用法、所望の解像度および利用される特定の検出器３０に応じて、あらゆる率のいずれかとなるよう選択することができる。したがって、本発明は、特定の縮小率を有する第１光導波路バンドル２６に限定されるものではない。例えば、一つの好ましい実施形態では、第１光導波路バンドル２６の縮小率は、約５．３：１から約１２：１（好ましくは５．３：１）の範囲である。
【００３６】
第１光導波路バンドル２６に必要な導波路要素３２の数は、線形光入力端３８の所望の長さ５２、線形光出力端４０の所望の長さ５４および個々の導波路要素３２のサイズの範囲である（なお、これに限定されない）多数の要素によって変化する。例えば、一つの好ましい実施形態では、第１光導波路バンドル２６は、約５，４００個の導波路要素３２を備えて構成することができる。
【００３７】
個々の導波路要素３２は、全内部反射によって光を伝達するあらゆる光導波路要素中のいずれかによって構成される。ここで、図６および図７を参照すると、各導波路要素３２の光入力端３４は、走査線方向Ｌに（すなわち、走査線の長さに沿って）導波路要素の有効な開口、すなわち「視野（  ｆｉｅｌｄ  ｏｆ  ｖｉｅｗ）」を縮小するために、フレア型（  ｆｌａｒｅｄ  ）をもって構成可能である。ここで、図６は本発明の第１実施形態に係る第１光導波路バンドルを構成する二つの光導波路要素３２の光入力端３４を示す斜視図、図７は本発明の第１実施形態に係る光導波路要素２３のフレア型に構成された光入力端３４を説明するための概略立面図である。光入力端３４をフレア型に構成することによって、広い視野８４から狭い視野８６まで走査線方向Ｌに導波路要素３２の有効な開口、すなわち視野が縮小される。本質的に、基準Ｎに対して広い角度（例えば、広い視野８４と一致する）で光入力端３４に入射する光線は、概して、フレア型にされた光入力端３４において何回も反射する。この反射ごとに、このような広い角度の光線の入射角度が大きくなり、この入射角度が全内部反射に必要な臨界角を超えることになる。したがって、このような広い角度の光線は、結果的に光導波路要素３２から外れることになる。一つの実施形態では、フレア型に構成された光入力端３４に、光導波路要素３２から外れるような広い角度の光線を吸収する光吸収コーティング（  ｌｉｇｈｔ−ａｂｓｏｒｂｉｎｇ  ｃｏａｔｉｎｇ）（図示せず）を設けることができる。
【００３８】
光導波路要素３２の光入力端３４は、一方向（例えば、走査線方向Ｌ）のみにフレア型をもって構成されているため、走査線方向Ｌのみに光導波路要素３２の視野を制限してしまう（図６参照）。また、垂直方向（例えば、「クロス」方向Ｃ）に光導波路要素の視野を制限する必要がある場合は、光学系２２に、ロッドレンズアセンブリ９０を設ける。本質的に、ロッドレンズアセンブリ９０は、走査線方向Ｌに沿って延在し、光導波路要素３２の光入力端３４の視野をクロス方向Ｃに対して狭くなるように機能する。ロッドレンズアセンブリ９０には、特定の光学系２２に必要なあらゆる視野縮小率のいずれかを得るために適した「機構動力（  ｐｏｗｅｒ）」を供給可能である。しかしながら、ロッドレンズアセンブリは、当該技術分野において周知であり、本発明の教示内容をよく理解できる当業者によって容易に実現できるため、一つの好ましい実施形態において利用される特定のロッドレンズアセンブリ９０について、ここでは、その詳細な説明を行わないことにする。
【００３９】
また、必ずしも必要ではないが、各導波路要素３２の光出力端３６をフレア型に構成することができる。各導波路要素３２の光出力端３６がフレア型であると、その結果、光出力端３６から現れる光が集光され、光が検出器３０の隣接するセルまたはピクセルを照射しなくなる。フレア型に構成された光入力端３４、ロッドレンズアセンブリ９０およびフレア型に構成された光出力端３６によって与えられるコリメーションによって視野が縮小する。これによって、隣接する導波路要素３２間のイメージの「クロストーク（  ｃｒｏｓｓ  ｔａｌｋ  ）」の量が大幅に縮減して、実質的にイメージの品質が向上する。
【００４０】
他の実施形態では、導波路要素３２は、米国特許第５，５９４，８２８号公報に図示および説明されているタイプの光ファイバをもって構成可能である。なお、ここでは、上記出願を、その開示している全てについて引用する。前記米国特許第５，５９４，８２８公報には、光ファイバの光入力端に配置された光吸収シース（  ｌｉｇｈｔ  ａｂｓｏｒｂｉｎｇ  ｓｈｅａｔｈ  ）を有する光ファイバについて開示している。光吸収シースにより、ファイバの有効な開口または視野が縮小し、それによって、隣接するファイバ間のイメージクロストークの量が大幅に減少する。イメージクロストークが減少することによって解像度が実質的に増大する。
【００４１】
第１光導波路バンドル２６を構成する個々の導波路要素３２は、光入力端３４を共に保持することができる広範な装置中のいずれかによって共に固定される。このため、これらは光入力面７０と略同一平面上に位置することになり、これによって、線形光入力端３８が画定される。例えば、一つの実施形態では、導波路要素３２の光入力端３４を、主本体部８８内にカプセル状（  ｅｎｃａｐｓｕｌａｔｅｄ  ）に形成しても良く、これによって、機械的安定性が得られると共に、導波路要素３２を共に固定できるようになる。この結果、光入力端３４および光出力端３６によって、ここで図示および説明するジオメトリが画定される。例えば、一つの好ましい実施形態において、広範な部材中のいずれかを用いて、個々の導波路要素３２をカプセル状に形成できるが、主本体部８８は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などのポリマー材によって構成することができる。なお、エポキシ剤等の他の材料の使用も可能である。
【００４２】
第２光導波路バンドル２８は、前記した第１光導波路バンドル２６と同様な構成を有するが、第２光導波路バンドル２８を構成する導波路要素４２の光入力端４４は、線形光入力端４８が、第１光導波路バンドル２６の線形光入力端３８の長さ５２とは異なる長さ５６に沿って延在するように、間隔が形成されている。線形光入力端４８の長さ５６によって、第２光導波路バンドル２８に関連するネイティブ走査線（図示せず）の長さが規定される。線形光入力端４８の長さ５６は、特定の適用法、所望の解像度および使用される検出器３０の種類に応じて、広範な長さ中のいずれかとすることができる。したがって、本発明は、線形光入力端４８の特定の長さ５６に限定されないものである。しかしながら、例えば、一つの好ましい実施形態では、線形光入力端４８の長さ５６は、約４．２５インチ（約１０７．９５ｍｍ）から約６インチ（約１５２．４ｍｍ）の範囲（好ましくは４．５インチ（約１１４．３ｍｍ））にできるが、他の長さでも良い。
【００４３】
第２光導波路バンドル２８を構成する導波路要素４２の光出力端４６は、線形光出力端５０が長さ５４に沿って延在するように、まとめられている。前記したように、長さ５４は、略検出器３０に関連するリニアアレイ７４の長さと略同一の広がりを有することが好ましい。したがって、線形光出力端５０の長さ５４は、利用される検出器３０の特定の種類に応じて、前記した広範な長さ中のいずれかとする。
【００４４】
長さ５６，５４の比率によって、第２光導波路バンドル２８の縮小率が規定される。第１光導波路バンドル２６の場合と同様に、第２光導波路バンドル２８の縮小率は、特定の適用法、所望の解像度および検出器３０の種類を含む（なお、これに限定しない）様々な要素に応じて、広範な縮小率中のいずれかとなるように選択することができる。したがって、本発明は、特定の縮小率を有する第２光導波路バンドル２８に限定されないものである。例えば、一つの好ましい実施形態では、第２光導波路バンドル２８の縮小率は、約２．６４：１から約６：１の範囲（好ましくは、２．６４：１）とする。
【００４５】
第２光導波路バンドル２８に必要な導波路要素４２の数は、線形光入力端４８の所望の長さ５６、線形光出力端５０の所望の長さ５４、並びに、個々の導波路要素４２の光入力端４４および光出力端４６のサイズを含む（なお、これに限定されない）広範な要素に対応して変化する。例えば、一つの好ましい実施形態では、第２光導波路バンドル２８は、約５，４００の導波路要素４２を備えて構成することができる。導波路要素４２は、前記した導波路要素３２と全く同一とすることができ、前記した材料および方法を利用して結合することができる。
【００４６】
検出器３０は、第１および第２光導波路バンドル２６，２８の光出力端４０，５０から導出されるイメージ光を検出するために使用されるが、図３に示すように、感光性素子またはピクセルの単一のリニアアレイ７４を有して構成することができる。説明を明瞭かつ容易にするため、リニアアレイ７４は、図３において、光出力端４０，５０の範囲を越えて延在するように表している。しかしながら、前記したように、一般的には、出力端４０，５０の長さ５４が検出器３０のリニアアレイ７４の長さと略等しいことが好ましい。検出器３０は、広範囲かつ容易に購入可能な光電検出器をもって構成できる。例えば、好ましい一つの実施形態において、検出器３０は容易に購入できる種類である５，４００数の感光性ピクセルを有するＣＣＤ検出器もって構成できるものであり、あるいは、アクティブピクセルＣＭＯＳデバイスなどの他の種類の検出器の使用も可能である。
【００４７】
図８を参照すると、光学スキャナ装置１０には、検出器、すなわち、ＣＣＤ３０が生成するイメージデータ信号６０を処理するイメージデータ前処理システム６４を設けることができる。ここで、図８は、本発明の第１実施形態に係るイメージデータ前処理システム６４を示すブロック図である。イメージデータ前処理システム６４は、後処理に適合するように選択されたイメージデータ６８を生成して出力する。この選択されたイメージデータ６８は、ユーザが選択した特定の解像度に対応するものである。例えば、一つの好ましい実施形態において、イメージデータ前処理システム６４は、検出器（ＣＣＤ）３０に接続されており、検出器３０が生成するイメージデータ信号６０に応答するアナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換器７６を設ける。このＡ／Ｄ変換器７６は、周知の動作を行い、検出器３０が生成するアナログ信号を一般的なデジタルデータ処理回路が記憶および処理可能なデジタル信号に変換する。また、イメージデータ前処理システム６４には、バッファ７８と、選択されたイメージデータ６８を後のイメージ処理システムが使用するのに適合した形式にする入力／出力（Ｉ／Ｏ）回路とを設けることができる。イメージデータ前処理システム６４の個々の構成要素（すなわち、Ａ／Ｄ変換器７６、バッファ７８およびＩ／Ｏ回路８０）は、当該技術分野において周知であり容易に構成することができる。したがって、本発明の一つの好ましい実施形態で利用する構成要素（例えば、Ａ／Ｄ変換器７６、バッファ７８およびＩ／Ｏ回路８０）について、ここでは、その詳細な説明を行わないことにする。
【００４８】
前記したように、光学スキャナ装置１０は、第１および第２光導波路バンドル２６，２８の動作に関連付けられた二つの異なる縮小率によって提供される二つの異なる解像度での走査を実現するために、光導波路選択装置５８を備えている。光導波路選択装置５８は、二つの光導波路バンドル２６，２８中の一方を選択する。検出器３０は、この選択される光導波路バンドルからのイメージ光を用いて、走査された物体を表すイメージデータ信号６０（図８参照）を生成して出力する。
【００４９】
ここで図３を参照すると、光導波路選択装置５８の一つの実施形態は、支持部材８２に接続された光出力端アクチュエータ６２を備えて構成することができる。支持部材８２は、第１光導波路バンドル２６の線形光出力端４０に取付けることができるが、他の構成も可能である。光出力端アクチュエータ６２は、線形光出力端４０，５０を共に矢印６６方向に移動させることによって、線形光出力端４０，５０の一方を検出器３０の感光性素子のリニアアレイ７４に位置合わせする。例えば、光出力端アクチュエータ６２が光出力端４０，５０を下方の位置に移動させた場合、第２光導波路バンドル２８の光入力端５０が、リニアアレイ７４に対し位置合わせが行われる。したがって、リニアアレイ７４は、第２光導波路バンドル２８からのみイメージ光を受光することになる。図３では、この場合、この構成は高解像度設定に対応している。一方、光出力端アクチュエータ６２が光出力端４０，５０を上方の位置に移動させた場合、第１光導波路バンドル２６の光出力端４０が、リニアアレイ７４に位置合わせされる。この構成では、リニアアレイ７４は第１光導波路バンドル２６からのみイメージ光を受光することになる。この場合、この構成は、低解像度設定に対応している。
【００５０】
光学スキャナ装置１０は、以下のように動作して、透明プラテン１４の前面２４に隣接して配置されている物体（図示せず）を走査する。先ず、オペレータ（図示せず）が、特定のスキャナ動作系に必要な予備的事項を全て行う。その後、オペレータは、続けて所望の走査解像度を選択することができる。ここで、本実施形態の場合、オペレータは、低解像度設定（例えば、第１光導波路バンドル２６を用いて得られる）と高解像度設定（例えば、第２光導波路バンドル２８を用いて得られる）とのいずれかを選択することができる。オペレータが所望の解像度を選択すると、光導波路選択装置５８は、必要に応じて光出力端アクチュエータ６２を作動させ、光導波路バンドル２６，２８の光出力端４０，５０を移動させる。これによって、選択された走査解像度に対応する光出力端４０，５０が、検出器３０の感光性のリニアアレイ７４に位置合わせされる。
【００５１】
例えば、オペレータが低解像度を選択した場合、光出力端アクチュエータ６２は、光出力端４０が検出器３０のリニアアレイ７４に位置合わせするように、光出力端４０，５０の位置決めを行う。あるいは、オペレータが高解像度設定を選択した場合は、光出力端アクチュエータ６２は、光出力端５０が検出器３０のリニアアレイ７４に位置合せされるように、光出力端４０，５０を位置決めする。その後、照明系２０を駆動し、透明プラテン１４上に配置された物体を走査する走査方向にキャリッジアセンブリ１６を移動させることによって、物体を走査することができる。検出器３０によって生成されるイメージデータ信号６０は、必要であれば、イメージデータ前処理システム６４（図８参照）によって処理され、コンピュータ（図示せず）などの適当なイメージデータ処理システムによる後処理に適するように選択されたイメージデータ６８が生成される。この選択されたイメージデータ６８は、オペレータが選択した特定の走査解像度に対応している。
【００５２】
第２実施形態の光学系１２２を図９に示す。ここで、図９は本発明の第２実施形態に係る可動スリット開口アセンブリ１６２を有する光学系１２２を示す斜視図である。図９は第２実施形態の光学系１２２は、前記した第１実施形態の光学系２２と次の点で異なる。すなわち、光導波路選択装置１５８は、第１および第２光導波路バンドル１２６，１２８の線形光入力端１３８，１４８に隣接して配置された可動スリット開口アセンブリ（  ｍｏｖｅａｂｌｅ  ｓｌｉｔ  ａｐｅｒｔｕｒｅ  ａｓｓｅｍｂｌｙ）１６２を備えている。また、第２実施形態の光学系１２２は、感光性素子の二つの別々のリニアアレイ１７４，１７４’を有する検出器１３０を備えている。可動スリット開口アセンブリ１６２は、第１光導波路バンドル１２６の線形光入力端１３８と第２光導波路バンドル１２８の線形光入力端１４８とのいずれかを、照射された走査線に選択的に露出させ、同時に、選択されていない光入力端を遮蔽する。その結果、検出器１３０の光電素子の二つのリニアアレイ１７４，１７４’の一方のみが、出力信号を生成して出力することになる。その後、その出力信号は、イメージデータ前処理システム（例えば、イメージデータ前処理システム６４）によって第１実施形態で既に説明した方法で処理することができる。
【００５３】
第２実施形態の光学系１２２で利用される第１および第２光導波路バンドル１２６，１２８は、本質的に、前記した第１および第２光導波路バンドル２６，２８と同一である。しかしながら、第２実施形態の光学系１２２で利用される検出器１３０は、第１実施形態で利用される検出器３０と次の点で異なっている。すなわち、検出器１３０には、感光性素子の第１リニアアレイ１７４および感光性素子の第２リニアアレイ１７４’が設けられている。この構成では、感光性素子の各リニアアレイ１７４，１７４’が、第１および第２光導波路バンドル１２６，１２８の線形光出力端１４０，１５０に位置合せされている。例えば、図９に示す実施形態では、第１リニアアレイ１７４が、第２光導波路バンドル１２８の線形光出力端１５０に位置合せされている。第２リニアアレイ１７４’は、第１光導波路バンドル１２６の線形光出力端１４０に位置合せされている。
【００５４】
一つの好ましい実施形態では、第１および第２リニアアレイ１７４，１７４’は両方とも、同一の感光性素子を備えて構成することができる。この場合、解像度の違いが、二つの光導波路バンドル１２６，１２８の縮小率が異なることによって決定される。しかしながら、代替の実施形態では、二つのリニアアレイ１７４，１７４’には、ピッチまたは間隔の異なる数の感光性素子を設けるようにしても良い。その場合、解像度の違いは、一部が二つの光導波路バンドル１２６，１２８の縮小率の相違によって、一部が第１および第２リニアアレイ１７４，１７４’を構成する個々の感光性素子の数およびピッチの違いで決定される。
【００５５】
可動スリット開口アセンブリ１６２は、図９に示すように、対応する第１および第２光導波路バンドル１２６，１２８の線形光入力端１３８，１４８に隣接して配置されている。可動スリット開口アセンブリ１６２に、細長スロット（または細長スリット）１６３を設けることができる。この細長スロット１６３のサイズは、二つの線形光入力端１３８，１４８の一方のみが、走査されている物体上の照射された走査領域からのイメージ光（図示せず）に露出するサイズに決定されている。可動スリット開口アセンブリ１６２は、イメージ光を受光しないように、他方の選択されていない線形光入力端１３８，１４８を実質的に遮蔽する。
【００５６】
可動スリット開口アセンブリ１６２は、適切な配置に基づいて可動スリット開口アセンブリ１６２に接続可能な適切なアクチュエータ１６１によって矢印１６６の方向に移動する。したがって、所望の走査解像度（例えば、高解像度または低解像度のいずれか）が選択されることによって、アクチュエータ１６１は、可動スリット開口アセンブリ１６２を矢印１６６方向に移動させ、選択された走査解像度に対応する光導波路バンドル１２６，１２８の線形光入力端１３８，１４８を露出させる。例えば、オペレータが低解像度走査を選択した場合、アクチュエータ１６１は、可動スリット開口アセンブリ１６２を下方の位置に移動させる。これにより、細長スロット１６３は、第１光導波路バンドル１２６の線形光入力端１３８に実質的に位置合せされる。したがって、可動スリット開口アセンブリ１６２は、線形光入力端１３８をイメージ光に露出させると共に、第２光導波路バンドル１２８の線形光入力端１４８を実質的に遮蔽することによって、イメージ光を受光しないようになる。これによって、検出器１３０の感光性素子の第２リニアアレイ１７４’は、第１光導波路バンドル１２６の線形光入力端１３８が受光するイメージ光に関連するイメージデータ信号を生成する。第２光導波路バンドル１２８の線形光入力端１４８が、可動スリット開口アセンブリ１６２によって実質的に遮蔽されているため、検出器１３０の第１リニアアレイ１７４は、実質的にイメージ光を受光しないことになる。
【００５７】
一方、オペレータが高解像度走査を選択した場合、アクチュエータ１６１は、可動スリット開口アセンブリ１６２を上方の位置に移動させる。これによって、細長スロット１６３が、第２光導波路バンドル１２８の線形光入力端１４８に実質的に位置合せされる。このような構成において、可動スリット開口アセンブリ１６２は、第２光導波路バンドル１２８の線形光入力端１４８をイメージ光に露出させる一方で、第１光導波路バンドル１２６の線形光入力端１３８を実質的に遮蔽する。したがって、検出器１３０の第１リニアアレイ１７４により、イメージデータ信号が生成されるが、第２リニアアレイ１７４’によっては生成されなくなる。
【００５８】
第３実施形態の光学系２２２を図１０に示す。ここで、図１０は本発明の第３実施形態に係る第１および第２光導波路バンドルを有する光学系２２２を示す斜視図である。これは、第１および第２光導波路バンドル２２６，２２８を備えて構成される。第１光導波路バンドル２２６は、前記した第１光導波路バンドル２６，１２６と本質的に同一であり、線形光入力端２３８および線形光出力端２４０を有している。また、第２光導波路バンドル２２８も、前記した第２光導波路バンドル２８，１２８と本質的に同一であり、線形光入力端２４８および線形光出力端２５０を有している。また、第３実施形態の光学系２２２は、感光性素子の第２リニアアレイ２７４および感光性素子の第２リニアアレイ２７４’を有した検出器２３０を備えることができる。二つのリニアアレイ２７４，２７４’は、それぞれ二つの線形光出力端２５０、２４０に位置合わせが可能である。
【００５９】
第３実施形態の光学系２２２で利用する光導波路選択装置２５４を図１１に示す。ここで、図１１は本発明の第２実施形態に係るイメージデータ前処理システム２６４を示すブロック図である。光導波路選択装置２５４は、他の実施形態で前記したような機械的構成（ｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ）とは異なり、選択プロセスを実行する電子回路構成を備えることができる。より具体的には、光導波路選択装置２５４は、イメージデータ前処理回路２６４部分を有し、検出器２３０の二つのリニアアレイ２７４，２７４’によって生成される第１イメージデータ信号に該当するイメージデータ信号２６０のいずれかを選択するためのイメージデータ信号選択回路２６２を備えることができる。イメージデータ前処理回路２６４は、検出器２３０に関連付けられたリニアアレイ２７４，２７４’それぞれに接続された１組のＡ／Ｄ変換器２７６，２７６’を備えることができる（図１０参照）。１組のバッファ２７８，２７８’は、Ａ／Ｄ変換器２７６，２７６’とイメージデータ信号選択回路２６２との間に接続する。イメージデータ信号選択回路２６２に接続された入力／出力（Ｉ／Ｏ）回路は、選択された解像度で走査された物体を表す選択されたイメージデータ２６８を生成して出力する。
【００６０】
イメージデータ信号選択回路２６２の動作は、比較的簡単である。特に、イメージデータ信号選択回路２６２は、選択された光導波路バンドル２２６，２２８、すなわち、選択された走査解像度に対応するリニアアレイ２７４，２７４’によって生成されたイメージデータのみをＩ／Ｏ回路２８０に送出する。
【００６１】
代替的な実施としては、図１０の光学系２２２と連動して、図１２に示すイメージデータ前処理回路３６４を用いて、所望の解像度で走査された物体を表す選択されたイメージデータ３６８を生成して出力する。ここで、図１２は本発明の第３実施形態に係るイメージデータ前処理システム３６４を示すブロック図である。図１２に示す代替的な実施では、光導波路選択装置３５４は、選択された解像度についての光導波路バンドルに対応する検出器３３０のリニアアレイ３７４，３７４’をイネーブルにする感光性アレイイネーブル装置に該当する検出器イネーブル回路３６２を備えることができる。検出器イネーブル回路３６２は、選択されたリニアアレイのみから発生する第１イメージデータ信号に該当するイメージデータ信号３６０を、Ａ／Ｄ変換器３７６、バッファ３７８およびＩ／Ｏ回路３８０に送出する。したがって、Ｉ／Ｏ回路３８０は、選択された解像度で走査された物体を表す選択されたイメージデータ３６８を生成して出力する。
【００６２】
本明細書で説明した発明の概念は、様々な他の形態で具体化することができるよう意図されるものであり、特許請求の範囲は、従来技術によって限定される範囲を除いて、本発明の代替的な実施形態を含むよう解釈できるものである。
【００６３】
以下に本発明の実施の形態を要約する。
１．走査対象の物体からイメージ光を受光するように配置された光入力端（３８）と光出力端（４０）とを備え、また、関連する第１縮小率を有する第１光導波路バンドル（２６）と、
前記走査対象の物体からイメージ光を受光するように配置された光入力端（４８）と光出力端（５０）とを備え、また、関連する前記第１縮小率と異なる第２縮小率を有する第２光導波路バンドル（２８）と、
前記第１および第２光導波路バンドル（２６，２８）の前記光出力端（４０，５０）に隣接して配置され、前記光出力端（４０，５０）からのイメージ光を受光し、この光出力端（４０，５０）から受光したイメージ光に対応するイメージデータ信号（６０）を生成して出力する検出器（３０）と、
前記イメージデータ信号（６０）を生成するために、前記検出器（３０）により用いられるイメージ光を用いて光導波路バンドル（２６，２８）を選択するための当該光スキャナ装置（１０）と動作的に関連した光導波路選択装置（５８）と、
を備える光学スキャナ装置（１０）。
【００６４】
２．前記第１光導波路バンドル（２６）の光入力端（３８）は、前記第２光導波路バンドル（２８）の光入力端（４８）に隣接して配置される上記１記載の光学スキャナ装置（１０）。
【００６５】
３．前記第１および第２光導波路バンドル（２６，２８）の光入力端（３８，４８）に関連し、前記第１および第２光導波路バンドル（２６，２８）の光入力端（３８，４８）を、前記走査対象の物体に対して移動させるキャリッジ装置（１６）を更に備える上記１又は２記載の光学スキャナ装置（１０）。
【００６６】
４．前記第１光導波路バンドル（２６）は、それぞれが光入力端（３４）および光出力端（３６）を有する複数の導波路要素（３２）を備え、前記複数の導波路要素（３２）の光入力端（３４）が、第１光入力面（７０）と実質的に同一平面上に形成され、かつ、前記光入力端（３４）が前記第１光入力面（７０）内に含まれる第１光入力ラインを規定するように、略直線状かつ相互に隣接して配置され、
前記複数の導波路要素（３２）の光出力端（３６）は、第１光出力面（７２）と実質的に同一平面上に形成され、かつ、前記光出力端（３６）が前記第１光出力面（７２）内に含まれる第１光出力ラインを規定するように、略直線状かつ相互に隣接して配置される上記１，２又は３記載の光学スキャナ装置（１０）。
【００６７】
５．前記第２光導波路バンドル（２８）は、それぞれが光入力端（４４）および光出力端（４６）を有する複数の導波路要素（４２）を備え、前記複数の導波路要素（４２）の光入力端（４４）が、第２光入力面と実質的に同一平面上に形成され、かつ、前記光入力端（４４）が前記第２光入力面内に含まれる第２光入力ラインを規定するように、略直線状かつ相互に隣接して配置され、
前記複数の導波路要素（４２）の光出力端（４６）は、第２光出力面と実質的に同一平面上に形成され、かつ、前記光出力端（４６）が前記第２出力面内に含まれる第２光出力ラインを規定するように、略直線状かつ相互に隣接して配置される上記１，２，３又は４記載の光学スキャナ装置（１０）。
【００６８】
６．前記検出器（３０）は、前記第１および第２光導波路バンドル（２６，２８）の光出力端（４０，５０）の一方からイメージ光を受光する感光性素子のアレイ（７４）を備え、
前記光導波路選択装置（５８）は、前記第１および第２光導波路バンドル（２６，２８）の光出力端（４０，５０）に接続される出力端アクチュエータ（６２）を備え、
前記光出力端アクチュエータ（６２）は、前記第１および第２光導波路バンドル（２６，２８）の光出力端（４０，５０）を，前記検出器（３０）に対して移動させて、前記第１および第２光導波路バンドル（２６，２８）における選択した光出力端（４０，５０）が、前記検出器（３０）の感光性素子のアレイ（７４）に位置合わせされる上記１記載の光学スキャナ装置（１０）。
【００６９】
７．前記検出器（１３０）は、
前記第１光導波路バンドル（１２６）の光出力端（１４０）からイメージ光を受光するように整合して配置されると共に、前記第１光導波路バンドル（１２６）の光出力端（１４０）から受光したイメージ光に対する第１イメージデータ信号を生成する感光性素子の第１アレイ（１７４）と、
前記第２光導波路バンドル（１２８）の光出力端（１５０）からイメージ光を受光するように整合して配置されると共に、前記第２光導波路バンドル（１２８）の光出力端（１５０）から受光したイメージ光に対する第２イメージデータ信号を生成する感光性素子の第２アレイ（１７４’）とを備え、
前記光導波路選択装置（１５８）は、前記第１および第２光導波路バンドル（１２６，１２８）の光入力端（１３８，１４８）に隣接して配置された細長スリット（１６３）を有する可動スリット開口アセンブリ（１６２）を備え、
前記可動スリット開口アセンブリ（１６２）は、第１位置にあるときに、前記第１光導波路バンドル（１２６）の光入力端（１３８）を、前記走査している物体に対して実質的に露出させると共に、前記第２光導波路バンドル（１２８）の光入力端（１４８）を実質的に遮蔽し、かつ、第２位置にあるときには、前記第２光導波路バンドル（１２８）の光入力端（１４８）を、走査している前記物体に対して実質的に露出させると共に、前記第１光導波路バンドル（１２６）の光入力端（１３８）を実質的に遮蔽する上記１記載の光学スキャナ装置（１１０）。
【００７０】
８．前記検出器（３３０）は、
前記第１導波路バンドル（３２６）の光出力端（３４０）からイメージ光を受光するように整合して配置され、前記第１光導波路バンドル（３２６）の光出力端（３４０）から受光するイメージ光に対する第１イメージデータ信号（３６０）を生成して出力する感光性素子の第１アレイ（３７４）と、
前記第２光導波路バンドル（３２８）の光出力端（３５０）からイメージ光を受光するように整合して配置され、前記第２光導波路バンドル（３２８）の光出力端（３５０）から受光するイメージ光に対する第２イメージデータ信号（３６０’）を生成して出力する感光性素子の第２アレイ（３７４’）とを備え、
前記光導波路選択装置（３５４）は、前記検出器（３３０）に動作が関連し、前記第１および第２アレイ（３７４，３７４’）中の選択した一方が、対応するイメージデータ信号を生成するように、前記第１および第２アレイ（３７４，３７４’）における選択した一方をイネーブルとする感光性アレイイネーブル装置（３６２）を備える上記１記載の複数の解像度を有する光学スキャナ装置（３１０）。
【００７１】
９．前記検出器（２３０）は、
前記第１光導波路バンドル（２２６）の光出力端（２４０）からイメージ光を受光するように整合して配置され、前記第１光導波路バンドル（２２６）の光出力端（２４０）から受光するイメージ光に対する第１イメージデータ信号（２６０）を生成して出力する感光性素子の第１アレイ（２７４）と、
前記第２光導波路バンドル（２２８）の光出力端（２５０）からイメージ光を受光するように整合して配置され、前記第２光導波路バンドル（２２８）の光出力端（２５０）から受光するイメージ光に対して第２イメージデータ信号（２６０’）を生成して出力する感光性素子の第２アレイ（２７４’）とを備え、
前記光導波路選択装置（２５４）は、前記検出器（２３０）に動作的に関連して、後処理のために前記第１および第２イメージデータ信号（２６０、２６０’）の一方を選択するイメージデータ信号選択装置（２６２）を備える上記１記載の光学スキャナ装置（２１０）。
【００７２】
１０．走査している物体からイメージ光を受光するように整合して配置された光入力端（３８）と、光出力端（４０）とを有し、また、関連した第１縮小率を有する第１光導波路バンドル（２６）を得るステップと、
前記走査している物体からのイメージ光を受光する位置に整合して配置された光入力端（４８）と光出力端（５０）とを有し、また、これに関連した前記第１縮小率とは異なる第２縮小率を有する第２光導波路バンドル（２８）を得るステップと、
前記物体からイメージ光を受光するように、前記第１および第２光導波路バンドル（２６，２８）の光入力端（３８，４８）を前記物体に隣接して配置するステップと、
前記第１および第２光導波路バンドル（２６，２８）の光出力端（４０，５０）における選択した一方からのイメージ光を検出するステップと、
前記検出したイメージ光に対応するイメージデータ信号（６０）を生成するステップと、
を有する物体走査方法。
【００７３】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、複数の解像度を有し、広範囲の物体サイズの走査を行うことができる、コストを抑えて構成可能な光学スキャナ装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る複数の解像度を有する光学スキャナ装置の構成を示す斜視図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る第１および第２光導波路バンドルと検出器との配置を示す光学系を表す概略側面図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る光学系を表す斜視図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係る第１および第２光導波路バンドルの光入力端を表す概略図である。
【図５】本発明の第１実施形態に係る第１および第２光導波路バンドルの光出力端を表す概略図である。
【図６】本発明の第１実施形態に係る第１光導波路バンドルを構成する二つの光導波路要素の入力端を示す斜視図である。
【図７】本発明の第１実施形態に係る光導波路要素のフレア型に構成された光入力端を説明するための概略立面図である。
【図８】本発明の第１実施形態に係るイメージデータ前処理システムを示すブロック図である。
【図９】本発明の第２実施形態に係る可動スリット開口アセンブリを有する光学系を示す斜視図である。
【図１０】本発明の第３実施形態に係る第１および第２光導波路バンドルを有する光学系を示す斜視図である。
【図１１】本発明の第２実施形態に係るイメージデータ前処理システムを示すブロック図である。
【図１２】本発明の第３実施形態に係るイメージデータ前処理システムを示すブロック図である。
【符号の説明】
１０，１１０，２１０，３１０  光学スキャナ装置
１４  透明プラテン
１６  キャリッジアセンブリ
２０  照明系
２２，１２２，２２２  光学系
２６，１２６，２２６，３２６  第１光導波路バンドル
２８，１２８，２２８，３２８  第２光導波路バンドル
３０，１３０，２３０，３３０  検出器
３２，４２  導波路要素
３４，４４  光入力端
３６，４６  光出力端
３８，４８，１３８，１４８，２３８，２４８  線形光入力端
４０，５０，１４０，１５０，２４０，２５０，３４０，３５０  線形光出力端
５８，１５８，２５４，３５４  光導波路選択装置
６０，２６０，２６０’，３６０，３６０’  メージデータ信号
６２  光出力端アクチュエータ
６４            イメージデータ前処理システム
６８，２６８，３６８  イメージデータ
７０  光入力面
７２  光出力面
７４，１７４，１７４，，２７４，２７４’，３７４，３７４’  リニアアレイ
７６，２７６，２７６’，３７６  Ａ／Ｄ変換器
７８，２７８，２７８’  バッファ
８０，２８０，３８０  Ｉ／Ｏ回路
８２  支持部材
８８  主体部
９０  ロッドレンズアセンブリ
１６１  アクチュエータ
１６２  可動スリット開口アセンブリ
１６３  細長スリット
２６２  イメージデータ信号選択回路
２６４，３６４  イメージデータ前処理回路
３６２  検出器イネーブル回路
【図１】
0003563306.tif 000002
【図２】
0003563306.tif 000003
【図３】
0003563306.tif 000004
【図４】
0003563306.tif 000005
【図５】
0003563306.tif 000006
【図６】
0003563306.tif 000007
【図７】
0003563306.tif 000008
【図８】
0003563306.tif 000009
【図９】
0003563306.tif 000010
【図１０】
0003563306.tif 000011
【図１１】
0003563306.tif 000012
【図１２】
0003563306.tif 000013