(57)【要約】  画像読取装置は、光源２と、結像光学系１と、撮像素子部４１と、メモリ５と、処理装置６とを備える。上記結像光学系は、被撮像体で反射した散乱光を集光し画像として結像する光学系であって、主走査方向２１１に複数個配置されそれぞれが独立した結像光学系であり原稿側にテレセントリックな光学系を形成した複数のセル１１等を有し、副走査方向２１２には上記セルを２列に配列する。上記副走査方向における各セル間で結像画像が補完可能なように各列の各セルを上記主走査方向にて千鳥状に配置した。上記撮像素子部は、それぞれの上記セルに対応して配置される。上記処理装置は、上記メモリに記憶した画像情報を画像に復元し合成して原稿画像を作成する。
2009122483.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
原稿の被撮像部に光を照射する光源と、
上記被撮像部で反射した上記光の散乱光を集光し画像として結像する結像光学系であって、主走査方向に複数個配置されそれぞれが独立した光学系で上記原稿側にテレセントリックな光学系を形成した複数のセルを有し、上記副走査方向には上記セルを第１列及び第２列の２列に配列し同列に配置される各セルにおける主光線の内上記原稿から各セルへ向かう光線が互いに平行であるように各セルを配置し、上記副走査方向における各セル間で結像画像が補完可能なように上記第１列及び上記第２列の各セルを上記主走査方向にて千鳥状に配置した結像光学系と、
それぞれの上記セルに対応して配置される複数の撮像素子部と、
上記副走査方向において対応する上記撮像素子部同士が送出する画像情報を記憶するメモリと、
上記メモリに記憶した上記画像情報を画像に復元し合成して原稿画像を作成する処理装置と、
を備えたことを特徴とする画像読取装置。
【請求項２】
上記第１列に配置される各セルの主光線の内上記原稿から各セルへ向かう光線と上記第２列に配置される各セルの主光線の内上記原稿から各セルへ向かう光線とが上記第１列と上記第２列との隙間側へ傾斜した状態にて、上記第１列及び上記第２列に配置される各セルは配置されている、請求項１記載の画像読取装置。
【請求項３】
上記原稿と上記セルとの間に設けられ、上記セルへ入射する上記散乱光の光路を折り曲げる折曲げミラーをさらに備えた、請求項１又は２記載の画像読取装置。
【請求項４】
上記折曲げミラーは、上記副走査方向において別々の位置で上記主走査方向に沿って配置された、上記第１列の上記セルに対応した第１折曲げミラー及び上記第２列の上記セルに対応した第２折曲げミラーから構成される、請求項３記載の画像読取装置。
【請求項５】
上記折曲げミラーは、上記副走査方向における一箇所にて上記主走査方向に沿って配置され、上記第１列の上記セルに対応した第１反射面、及び上記第２列の上記セルに対応した第２反射面から構成される、請求項３記載の画像読取装置。
【請求項６】
上記セルは、上記原稿からの上記散乱光が入射する第１光学素子と、上記撮像素子部へ光を出射する第２光学素子とを有し、上記第１光学素子及び上記第２光学素子の少なくとも一つは反射型の集光素子である、請求項１から５のいずれか１項に記載の画像読取装置。
【請求項７】
上記セルは、上記第１光学素子の後側焦点位置に配置され当該セルを上記原稿側にテレセントリックな光学系とする絞りをさらに有し、上記絞りの光通過領域はミラーにてなる、請求項６記載の画像読取装置。
【請求項８】
各セルの転写倍率は１である、請求項１から７のいずれか１項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、コピー機等に用いられる画像読取装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
コピー機、スキャナ、ファクシミリ等にて使用されている、一次元撮像素子を用いて読み取り位置における画像をスキャンすることによって画像全体を読み取る画像読取装置には、大きく分けて２種類の方式がある。尚、一般的に、一次元撮像素子が配列されている方向を主走査方向と呼び、スキャンする方向を副走査方向と呼ぶ。【０００３】
２種類の方式のうちの一方は、単眼のレンズにて主走査方向の画像全体を撮像素子上に縮小転写する方式であり、コピー機にて、おもて面の読み取りに主に用いられている。この方式では、通常、原稿側に位置する撮像素子やレンズは固定され、ミラーのみが副走査方向に移動され、原稿全体がスキャンされる。この方法では、原稿側の焦点深度（被写界深度という）が数ｍｍ程度、例えば６ｍｍなど、と大きいので、コピー機の原稿読み取り面に対し、原稿が密着していなくても原稿を読み取れるという利点がある。例えば本の綴じ目のような、原稿面に密着させることができない場合でも、焦点ぼけなく読み取れるという利点があることから、コピー機のおもて面読み取りには、主にこの方式が用いられてきた。この方式に派生したさまざまな特許文献があるが、例えば特許文献１を挙げる（従来法１と呼ぶ）。【０００４】
上記２種類の方式の内の他方の方式は、主走査方向の画像を複数に分割して複眼レンズで画像を読み取る方式であり、密着型イメージセンサと通常呼ばれる。この方式は、コピー機の裏面読み取りや、ファクシミリの原稿読み取り、紙幣の認識センサ、パーソナルコンピュータ用のスキャナなどに用いられ、小型であることを特徴とする。この密着型イメージセンサの光学系として、現在主流となっている従来技術は、例えば特許文献２に開示されている。ここでは、複眼レンズ（文献中では、ロッドレンズアレイ）として、半径方向に、ある関数で規定される屈折率の分布をもつロッドレンズを複数本並べてアレイ化したものを用いて、正立等倍像を得るイメージ読取装置が開示されている（従来法２と呼ぶ）。【０００５】
密着型イメージセンサの光学系の中で代表的な方式のもう一つの例として、例えば特許文献３に開示されている方式がある。この方式では、主走査方向に分割されたセル毎に設置されているレンズにより、セルに対応する領域の画像が縮小転写されて、撮像素子に結像する。セル毎に設置されている撮像素子の出力信号を画像合成することにより、原稿面の画像が復元される（従来法３と呼ぶ）。【０００６】
また、特許文献４には、上記従来法２または上記従来法３と類似するが、複眼のミラーレンズアレイを用いて正立等倍像を得る方式が開示されている（従来法４と呼ぶ）。【０００７】
また、特許文献５には、読み取り領域を奇数番目の領域と偶数番目の領域に分け、その奇数番目、偶数番目で結像光学系の光路を変え、結像光学系はテレセントリックであり、結像面で正立等倍像を得る方式が開示されている（従来法５と呼ぶ）。【０００８】
【特許文献１】特開平１０−３０８８５２号公報
【特許文献２】特開平８−２０４８９９号公報
【特許文献３】特開平５−１４６００号公報
【特許文献４】特開平１１−８７４２号公報
【特許文献５】特開２００５−３７４４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
従来法１に関しては、上述したように被写界深度が大きいというメリットがあるが、光学系が大型化してしまうという問題がある。また、ミラーを移動する際に原稿面からレンズまでの光路が変化しないようにするために、光路途中の複数のミラーの移動速度を制御しなければならず、及び、これらのためにコストがかかる、という問題がある。【００１０】
従来法２に関しては、小型で低コストであるというメリットがあるものの、被写界深度が小さいという問題、色収差が大きいという問題がある。【００１１】
従来法３に関しては、被写界深度を大きくする場合、装置が大型化するという問題、色収差が大きくなるという問題、被写界深度によって転写倍率が変わってしまうため各結像光学系単位で撮影した画像を合成する際に画像の重ね合わせの不一致が起こるという問題がある。そのため、被写界深度を大きくすることは困難である。【００１２】
従来法４に関しては、結像光学素子として、凹面鏡を複数配置したミラーアレイを用いているので色収差がないという効果がある。しかしながら、絞り１７や第１ミラーアレイ１３、第１ミラーアレイ１４、に関する詳細な配置の記載が無いために、原稿１０がコンタクトガラス１２から大きく離れた場合に、像の転写倍率が変わることが考えられる。その結果、隣接する画像同士の重ね合わさり方が異なり、アレイ境界面での画像が劣化すると考えられ、大きな被写界深度を得ることは困難である。【００１３】
従来法５に関しては、直線状の物体１０に対して奇数領域結像系１１〜４１と偶数領域結像系１２〜４２とで斜め方向から像を読み取っている。そのため、物体１０の焦点方向の位置が変化すると、奇数領域と偶数領域とで読み取る位置が変わってしまい、結像面である感光性の媒体６０上において両者の像がずれてしまうという問題がある。さらに、明細書中には、テレセントリックな結像系の具体的な構成及び効果についての記述が無い。物体１０の焦点方向の位置が変化すると、焦点位置での転写倍率が変化することが考えられ、整数ｍ番目とｍ＋１番目の結像系間での画像の重ね合わさり方が異なり、画像が劣化してしまう。以上の二つの問題により、従来法５は、大きな被写界深度を得ることは困難である。【００１４】
本発明は、上述のような問題点を解決するためになされたものであり、被写界深度が大きく、かつ小型の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】
【００１５】
上記目的を達成するため、本発明は以下のように構成される。
即ち、本発明の一態様における画像読取装置は、原稿の被撮像部に光を照射する光源と、上記被撮像部で反射した上記光の散乱光を集光し画像として結像する結像光学系であって、上記主走査方向に複数個配置されそれぞれが独立した結像光学系であり上記原稿側にテレセントリックな光学系を形成した複数のセルを有し、上記副走査方向には上記セルを第１列及び第２列の２列に配列し同列に配置される各セルにおける主光線の内上記原稿から各セルへ向かう光線が互いに平行であるように各セルを配置し、上記副走査方向における各セル間で結像画像が補完可能なように上記第１列及び上記第２列の各セルを上記主走査方向にて千鳥状に配置した結像光学系と、それぞれの上記セルに対応して配置される複数の撮像素子部と、上記副走査方向において対応する上記撮像素子部同士が送出する画像情報を記憶するメモリと、上記メモリに記憶した上記画像情報を画像に復元し合成して原稿画像を作成する処理装置と、を備えたことを特徴とする。【００１６】
又、上記画像読取装置では、上記第１列に配置される各セルの主光線の内上記原稿から各セルへ向かう光線と上記第２列に配置される各セルの主光線の内上記原稿から各セルへ向かう光線とが上記第１列と上記第２列との隙間側へ傾斜した状態にて、上記第１列及び上記第２列に配置される各セルは配置されてもよい。【００１７】
又、上記画像読取装置では、上記原稿と上記セルとの間に設けられ、上記セルへ入射する上記散乱光の光路を折り曲げる折曲げミラーをさらに備えてもよい。【００１８】
又、上記画像読取装置では、上記折曲げミラーは、上記副走査方向において別々の位置で上記主走査方向に沿って配置された、上記第１列の上記セルに対応した第１折曲げミラー及び上記第２列の上記セルに対応した第２折曲げミラーから構成されてもよい。【００１９】
又、上記画像読取装置では、上記折曲げミラーは、上記副走査方向における一箇所にて上記主走査方向に沿って配置され、上記第１列の上記セルに対応した第１反射面、及び上記第２列の上記セルに対応した第２反射面から構成されてもよい。【００２０】
又、上記画像読取装置では、上記セルは、上記原稿からの上記散乱光が入射する第１光学素子と、上記撮像素子部へ光を出射する第２光学素子とを有し、上記第１光学素子及び上記第２光学素子の少なくとも一つは反射型の集光素子であってもよい。【００２１】
又、上記画像読取装置では、上記セルは、上記第１光学素子の後側焦点位置に配置され当該セルを上記原稿側にテレセントリックな光学系とする絞りをさらに有し、上記絞りの光通過領域はミラーにて構成されてもよい。【００２２】
又、上記画像読取装置では、各セルの転写倍率は１とすることができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の一態様における画像読取装置によれば、原稿に光を照射する光源と、原稿側にテレセントリックな結像光学系を形成しかつ副走査方向に２列にて主走査方向に複数個を配置したセルと、撮像素子と、画像情報を一時的に記憶するメモリと、記憶した画像情報を復元する処理装置とを備えた。該構成によれば、原稿の主走査方向における読み取り領域を分割して複数個のセルにて画像を読み取ることから、画像読取装置を小型化することができる。さらに、副走査方向に２列にセルを配置し各列に配置されるセルから画像を得ることから、主走査方向に配置されたセル同士から得られる画像の劣化を引き起こすことなくセル間の画像を補完し合うことができる。よって良好な画像を得ることができる。さらに、各セルは、原稿側にテレセントリックな光学系であることから、被写体距離を大きくすることができる。【００２４】
詳しく説明すると、各セルの原稿側をテレセントリックな光学系にしたことで、原稿が焦点方向に移動しても画像の転写倍率が変わらないという利点がある。一方、各セルが原稿側にテレセントリックな光学系であることで、セルが読み取る画像範囲の端近傍の点（点Ｅとする）からセルの入射瞳への光線束において、主光線が光軸に平行となる。よって、点Ｅからの光線束について、ケラレを発生させることなくその全てをセルの光学系に入射させるためには、原稿の読み取り範囲よりも大きい口径のレンズが必要となる。各セルを副走査方向に一列に配置し主走査方向に隣接して配置すると、各セル間の境界部分にて、読み取り範囲に空白が生じてしまう。逆に、レンズの口径を１セルの読み取り幅に合わせると、点Ｅからの光線束にケラレが生じてしまうという問題が生じる。【００２５】
そこで本発明の一態様の画像読取装置では、副走査方向にセルを２列に配置している。ここで、理解を容易にするため、セルに番号をつける。副走査方向に配列された２列のうち、第１列のセルを、ｎ＝１、３、５、．．．とし、第２列のセルをｎ＝２、４、６、．．．とする。上記一態様の画像読取装置では、セルの読み取り範囲よりもセルの開口を大きくした構成を採る。該構成によれば、一方の第１列において隣接するセル間、すなわち、ｋ番目と（ｋ＋２）番目の各セル間の境界で、読み取りのできない空白範囲が生じたとしても、その空白範囲の画像を、他方の第２列における（ｋ＋１）番目のセルで読み取り、画像を補完し合うことができる。【００２６】
一方、上述の２列の構成を採ることで、第１列と第２列とにおける各セルでは、副走査方向の読み取り位置が異なる。よって、同一時刻に撮像される第１列のセルと第２列のセルとにおける画像は異なる。この画像の相違を修正するため、本発明の一態様の画像読取装置では、第１列と第２列との副走査方向の距離をスキャンするのに要した時間を用いて、撮影された画像を合成する手法を採っている。即ち、上記一態様による画像読取装置では、メモリを備えており、読み取った画像を一時的に保存する。該メモリから、わずかに異なる時刻に撮影された第１列及び第２列の各セルによる二つの画像を読み出して、画像処理装置で画像復元する。したがって、本発明の一態様の画像読取装置によれば、読み取り画像から正常な画像を形成することができる。【００２７】
さらに、上述のように本発明の一態様の画像読取装置では、第１列及び第２列に含まれる全てのセルにおいて、各セルの主光線の内、原稿から各セルへ向かう光線が平行であるので、各セルから原稿までの距離が変動した場合でも、撮像素子部に対する画像の位置が変化することはない。よって、合成された後の画像のｋ番目と（ｋ＋１）番目の境界部の画像も劣化することがない。
したがって上述したように、本発明の一態様による画像読取装置によれば、被写界深度が大きく、かつ小型化を達成することができる。【００２８】
さらに、本発明の一態様による画像読取装置によれば、セル同士を千鳥状に配置しているため、隣接するセルの間に十分な隙間ができ、必要な光路を遮ることなく遮光板を設けることが可能となる。すなわち、迷光により発生するフレアやゴーストといった、所望の像以外の光線を遮光することができ、鮮明な画像を得ることができる。【００２９】
又、上記第１列に配置されるセルと、上記第２列に配置されるセルとにおいて、それぞれの原稿からの主光線の角度が副走査方向に対して異なるように各セルを配置することができる。このような配置構成によれば、原稿面における、第１列のセルによる原稿面における読み取り範囲と、第２列のセルによる原稿面における読み取り範囲との副走査方向における隙間を狭くすることができ、読み取り画像を記憶する上記メモリの容量を小さくすることができる。【００３０】
又、原稿とセルとの間に、光路を折り曲げる折曲げミラーを設けることにより、セル配置の自由度を増すことができ、画像読取装置の小型化に寄与することができる。【００３１】
さらに、上記折曲げミラーを副走査方向において一箇所に配置することで、合成された画像の位置変動を無くし、かつメモリの容量を小さくすることができる。【００３２】
又、セルに備わるレンズに相当するものを凹面鏡にて構成することで、省スペース化を図ることができ、かつ色収差を低減することができる。【００３３】
さらに、セルに備わる絞りの光通過領域をミラーで構成することで、画像読取装置の小型化にさらに寄与することができる。【００３４】
又、転写倍率を１とすることで、既存の解像度の撮像素子を使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の実施の形態１による画像読取装置の構成を示す斜視図である。
【図２】図１に示す画像読取装置における主走査方向の構成を示す断面図である。
【図３】図１に示す画像読取装置における副走査方向の構成を示す透視図である。
【図４】天板上での読み取り領域の配置状態、及び原稿画像文字情報の一例を示す図である。
【図５】撮像素子部の配置、及び撮像された文字画像の一例を表す図である。
【図６】撮像され、反転処理された文字画像情報の一例を示す図である。
【図７】（ａ）は、図１に示す画像読取装置に備わる第１列のセルにて、本状の原稿を読み取る様子を表す図であり、（ｂ）は、図１に示す画像読取装置に備わる第２列のセルにて、本状の原稿を読み取る様子を表す図である。
【図８】図１に示す画像読取装置により、本のような原稿を副走査方向において読み取る様子を表す図である。
【図９】本発明の実施の形態２による画像読取装置の構成を示す斜視図である。
【図１０】図９に示す画像読取装置の主走査方向における構成を示す断面図である。
【図１１】図９に示す画像読取装置の副走査方向における構成を示す透視図である。
【図１２】図９に示す画像読取装置の構成の変形例を示す副走査方向における透視図である。
【図１３】本発明の実施の形態３による画像読取装置の構成を示す副走査方向の透視図である。
【図１４】本発明の実施の形態４による画像読取装置の構成を示す斜視図である。
【図１５】図１４に示す画像読取装置における一つのセルの構成を示す斜視図である。
【図１６】図１４に示す画像読取装置の構成を示す副走査方向の透視図である。
【図１７】図１４に示す画像読取装置の構成を示す斜視図である。
【図１８】図１４に示す画像読取装置の構成を示す斜視図であり、図１７を裏側から見た図である。
【図１９】本発明の実施の形態５による画像読取装置の構成を示す斜視図である。
【図２０】図１９に示す画像読取装置の構成の副走査方向における透視図である。
【図２１】図１９に示す画像読取装置の構成を示す斜視図である。
【図２２】本発明の実施の形態６による画像読取装置の構成を示す斜視図である。
【図２３】図２２に示す画像読取装置の構成の副走査方向における透視図である。
【図２４】図２２に示す画像読取装置の一つのセルの視野範囲での撮像素子面上での光量分布を示す図である。
【図２５】本発明の実施の形態７による画像読取装置の構成を示す副走査方向の透視図である。
【図２６】実施の形態１〜７に備わる撮像素子基板の平面図である。
【図２７】実施の形態１〜７に備わる撮像素子部の構成を示す平面図である。
【図２８】実施の形態１〜７に備わる光源の構成を示す図である。
【図２９】図２８に示す光源を説明する図である。
【図３０】実施の形態１〜７の画像読取装置に備わる処理装置の構成を示すブロック図である。
【図３１】実施の形態１〜７の画像読取装置に備わる撮像素子部同士の結線図である。
【図３２】実施の形態１〜７の画像読取装置に備わる撮像素子部同士の他の実施例による結線図である。
【図３３】実施の形態１〜７の画像読取装置に備わる処理装置の動作を説明するタイミングチャートである。
【図３４】実施の形態１〜７の画像読取装置に備わる処理装置の動作を説明するための図である。
【図３５】実施の形態１〜７の画像読取装置に備わる処理装置の動作を説明するための図であって、逆像データの並べ替え及び信号処理を説明する図である。
【図３６】実施の形態１〜７の画像読取装置に備わる処理装置の動作を説明するための図であって、比較・照合・間引・修復回路を説明するブロック図である。
【図３７】図１に示す画像読取装置に対して遮光部材を設けた場合を示す斜視図である。
【図３８】各セルを千鳥状に配置した構成において、遮光部材を設けた場合の効果を説明するための図である。
【図３９】各セルを千鳥状ではなく単に隣接して配置した構成における問題点を説明するための図である。
【符号の説明】
【００３６】
１  結像光学系、２  照明光源、３  天板、４  基板、５  メモリ、
６  処理装置、７  原稿、８，９  読み取りライン、
１１、１２、１３、１４、…  セル、３１，３２，３３，３４，…  被撮像部、
４１、４２、４３、４４、…  撮像素子部、
１００  第１レンズ、１０１  アパーチャ、１０２  第２レンズ、
１１１  第１折曲げミラー、１１２  第２折曲げミラー、１１３  第３折曲げミラー、
１２６  遮光部材、
２０２  遮光光線、２０３  点線領域、２１１  主走査方向、
２１２  副走査方向、２１５  第１列、２１６  第２列、
５０１〜５０７  画像読取装置。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
本発明の実施形態である画像読取装置について、図を参照しながら以下に説明する。尚、各図において、同一又は同様の構成部分については同じ符号を付している。【００３８】
実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１に係る画像読取装置の一例について、図１〜図３を用いて説明する。
本実施形態の画像読取装置５０１は、大きく分けて、結像光学系１と、光源２と、撮像素子部４１、４２、…と、メモリ５と、処理装置６とを備える。これらの構成部分は、画像の読み取りがなされる被読取物の一例である原稿７の近傍に光源２が配置され、原稿７にて反射した光が入射可能なように結像光学系１が配置され、撮像素子部４１等が適宜配置される。このような画像読取装置５０１は、主走査方向（Ｘ方向）２１１に沿って原稿７の画像を読み取り、さらに主走査方向２１１に直交する副走査方向（Ｙ方向）２１２に原稿７をスキャンして、原稿７における全画像の読み取りを行う。尚、原稿７とは、文章、書画、写真などを表示した被読取物や、紙幣等の被読取物であり、印刷するもとになったり、真贋の判定に使用されたり、電子ファイルとして使用されたりするものが相当する。又、図１では、図示の明瞭化のため、原稿７の図示を省略している。【００３９】
原稿７は、原稿載置部材としての天板３に載置される。天板３は透明体にてなり、一般にはガラス板である。例えば蛍光灯やＬＥＤ等である照明光源２は、天板３の下方であって原稿７の読み取りに支障が生じない箇所に配置され、原稿７上の読み取り位置に存在する被撮像部３１、３２、…に照明光線２０１を照射する。尚、図１では、光源２は、副走査方向２１２において結像光学系１の片側にのみ配置しているが、これに限定されず、もちろん両側に配置しても良い。【００４０】
図２８は、光源２の構造を示している。光源２は、大きく分けて、出射部２２及び光散乱層２５を有する導光体２１と、電極部２６と、発光源２７とを備え、当該光源２の長手方向の両端部にそれぞれ配置された電極部２６及び発光源２７の間に導光体２１が配置されている。【００４１】
光散乱層２５は、導光体２１の略全長に渡り設けられ、導光体２１の出射部２２から、主走査方向２１１に沿った光源２の全体から光を均一に照射させるためのものである。発光源２７は、本実施形態では、それぞれ、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）及び青色（Ｂ）波長を発するＬＥＤチップからなる。よって、電極部２６には、図２９に示すように、Ｒ光源２７Ｒ、Ｂ光源２７Ｂ、及びＧ光源２７Ｇが設置される。【００４２】
又、出射部２２からの光の放出を均一にするため、光散乱層２５は、発光源２７が導光体２１の両端に設置される場合には、主走査方向２１１の中央を幅広に形成され、片側設置する場合には、光源２７から遠ざかるに連れて幅広に形成される。尚、図２９では、主走査方向２１１の中央を幅広に形成した光散乱層２５が示されている。
尚、各ＲＧＢ光源２７の光学波長は、受光部４０２に設けられたＲＧＢフィルタの各ＲＧＢ色の波長と略一致している。
又、このような光源２の構成は、本実施の形態１のみならず、後述する実施の形態２〜７における画像読取装置においても同じである。【００４３】
図面では、被撮像部３１、３２、…は、説明上及び視覚上の理解を容易にするために、短冊状の枠で囲って図示しているが、特に構造物は存在しない。又、説明上、主走査方向２１１に沿って、被撮像部３１、３３、…が配列される部分を読み取りライン８とし、被撮像部３２、３４、…が配列される部分を読み取りライン９とする。【００４４】
結像光学系１は、被撮像部３１，３２…で反射した、光源２の照明光線２０１の散乱光を集光し画像として結像する結像光学系である。このような結像光学系１は、複数のセル１１、１２、…を有する。各セル１１、１２、…は、それぞれ独立した結像光学系であって原稿７側にテレセントリックな光学系を有し、主走査方向２１１に複数個配置される。さらに、副走査方向２１２には、各セル１１、１２、…は、第１列２１５及び第２列２１６の２列に配列される。ここでは、セル１１，１３，１５、…が第１列２１５に属し、セル１２，１４，…が第２列２１６に属する。又、同列に配置される各セルは、各セルの主光線の内、原稿７から各セル１１、１２、…へ向かう光線が互いに平行であるように配置されている。尚、本実施の形態の一例では、光軸は一直線であるので、主光線のうちの原稿７から各セル１１、１２、…へ向かう光線という文言は、光軸という言葉で置き換えることができる。即ち、第１列に属する各セル１１、１３、…の光軸１１ａ，１３ａ，…が互いに平行となるように、各セル１１、１３、…は設けられ、第２列に属する各セル１２、１４、…の光軸１２ａ，１４ａ，…が互いに平行となるように、各セル１２、１４、…は設けられる。
さらに、副走査方向２１２における各セル１１，１２間、各セル１２，１３間、各セル１３，１４間、…で結像画像が補完可能なように、第１列２１５及び第２列２１６の各セル１１，１２，１３，…は、主走査方向２１１にて千鳥状に配置されている。【００４５】
各セル１１，１２，１３，…を構成する光学系要素の配置と光路について説明する。
図２は、主走査方向２１１における、第１列２１５に備わるセル１１、１３、１５、…の結像光学系要素と、主要光路とを示した図である。図３は、副走査方向２１２におけるセル１１とセル１２とを重ね書きした状態にて、結像光学系要素と主要光路とを示した図である。【００４６】
各セル１１，１２，１３，…は、同一の構成を有し、ここでは代表してセル１１を例に説明する。セル１１は、第１光学素子として機能する一例である第１レンズ１００と、絞りとして機能する一例であるアパーチャ１０１と、第２光学素子として機能する一例である第２レンズ１０２と、これらを保持する保持具１０３とから構成される。セル１１において、第１レンズ１００の後側焦点位置にアパーチャ１０１を配置することで、セル１１は、原稿７側にテレセントリックな光学系を実現できる。【００４７】
又、本実施形態１では、図示するように、各セル１１，１２，１３，…における第１レンズ１００、アパーチャ１０１、及び第２レンズ１０２の光軸が天板３に対して垂直となるように、本実施形態ではＺ方向に平行となるように、各セル１１，１２，１３，…は、配置されている。よって、原稿７上の、各セル１１，１２，１３，…が分担する読み取り範囲からの反射光線で結像に寄与する光線束のうちの主光線は、全て天板３に垂直である。【００４８】
撮像素子部４１、４２，…は、各セル１１，１２，１３，…に対応して基板４上に配置される。つまり、第１列２１５に属するセル１１，１３，…に対応して撮像素子部４１，４３，…が配置され、第２列２１６に属するセル１２，１４，…に対応して撮像素子部４２，４４，…が配置される。
図２６は撮像素子部４１，４２，…を備えた基板４の平面図であり、２ａは，照明光源２と、撮像素子基板４のコネクタ４００とを電気接続する光源接続部である。【００４９】
各撮像素子部４１、４２，…は、例えばＣＣＤ等からなる受光部が主走査方向２１１に複数個配列されて構成されたもの、さらには、上記受光部を主走査方向２１１に複数個配列したものを副走査方向２１２に複数列にて配置して構成したものである。【００５０】
図２７に、撮像素子部４１，４２，…の平面図を示す。撮像素子部４１，４２，…は、大きく分けて受光部４０２と、光電変換・ＲＧＢシフトレジスタ駆動回路４０３と、入出力部４０４とを有する。受光部４０２は、１画素に対して赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）及び青色（Ｂ）からなりゼラチン材などで構成したＲＧＢフィルタ４０２ａを受光面に配置した撮像素子である。この撮像素子部４１等では、主走査方向２１１に沿って、１４４画素分、つまり１４４個の受光部４０２が配置されている。光電変換・ＲＧＢシフトレジスタ駆動回路４０３は、受光部４０２に入射した光をＲＧＢごとに光電変換し、その出力を保持し、駆動する。入出力部４０４は、撮像素子部４１等に信号や電源を入出力するワイヤボンディングパッド部である。【００５１】
各セル１１，１２，１３，…に入射したそれぞれの原稿画像は、第１レンズ１００、アパーチャ１０１、第２レンズ１０２によって撮像素子部４１、４２，４３…上に反転像が形成される。例えば、原稿７の読み取りライン８上の被撮像部３１の画像は、セル１１を通り、撮像素子部４１に結像され撮像され、読み取りライン９上の被撮像部３２の画像は、セル１２を通り、撮像素子部４２に結像され撮像される。【００５２】
セル１１，１２，１３，…の転写倍率は、１より大きく（つまり拡大動作）ても、１より小さく（つまり縮小動作）てもよいが、等倍にすることで、市販の解像度のセンサを流用可能となるメリットがある。【００５３】
本実施形態１では、上述のように、原稿７上の、各セル１１，１２，１３，…が分担する読み取り範囲からの反射光線で結像に寄与する光線束のうちの主光線は、全て天板３に垂直である。よって、第１列２１５に属するセル１１，１３、…により読み取られる、原稿７における被撮像部３１、３３、…を含む読み取りライン８と、第２列２１６に属するセル１２，１４、…により読み取られる、原稿７における被撮像部３２、３４、…を含む読み取りライン９との副走査方向２１２における中心間幅２１８は、第１列２１５と第２列２１６との副走査方向における中心間幅２１７に、本実施形態１では等しくなる。さらに、本実施形態１では、第１列２１５に属するセル１１，１３，…に対応して配置される撮像素子部４１，４３，…と、第２列２１６に属するセル１２，１４，…に対応して配置される撮像素子部４２，４４，…との副走査方向２１２における中心間幅２１９は、中心間幅２１７及び中心間幅２１８と等しくなる。【００５４】
メモリ５は、撮像素子部４１，４２，…と接続され、各撮像素子部４１，４２，…が送出する画像情報を記憶する。
処理装置６は、メモリ５に記憶した画像情報を読み出して、画像に復元して合成し、原稿７における全体の画像を作成する。尚、メモリ５及び処理装置６は、図１では別体にて図示しているが、もちろん同一基板上に設置可能である。
これらのメモリ５及び処理装置６については、以下の動作説明にて詳しく説明する。【００５５】
以上のように構成された本実施形態における画像読取装置５０１の動作について、以下に説明する。
照明光源２から照射された照明光線２０１は、天板３上に置かれた原稿７を照射する。まず、原稿７の読み取りライン８に位置する被撮像部３１、３３，３５…が、セル１１，１３，１５…、及び撮像素子部４１，４３，４５…にて撮像される。即ち、被撮像部３１、３３，３５…にて反射し散乱した光線がセル１１，１３，１５…に入射し、基板４上に配置された撮像素子部４１，４３，４５…に結像する。それぞれの撮像素子部４１，４３，４５…から送出される画像信号は、メモリ５に一時的に保存され、その画像信号は、処理装置６にて復元される。
次に、原稿７は副走査方向２１２にスキャンされて、読み取りライン９に位置する被撮像部３２、３４、…がセル１２，１４，…、及び撮像素子部４２，４４，…にて撮像される。それぞれの撮像素子部４２，４４，…から送出される画像信号は、メモリ５に一時的に保存され、その画像信号は、処理装置６にて復元される。【００５６】
各セル１１，１２，１３…に対応する撮像素子部４１、４２、４３…で得られた画像の復元動作について説明する。
第１列２１５と第２列２１６とは、副走査方向２１２において中心間隔２１７にて離れており、原稿７を副走査方向２１２にスキャンしていくので、第１列２１５に配置されるセル１１，１３…と、第２列２１６に配置されるセル１２，１４…とが副走査方向２１２において原稿７を読み取る位置は異なる。よって、同一時刻に、セル１１，１３…と、セル１２，１４…とが撮像する画像は異なる。言い換えると、副走査方向２１２において同一線上にある画像は、異なる時刻に撮像される。このように、異なる時刻にて撮像された画像から、元の原稿画像を復元するために、撮像素子部４１、４２、４３…で得られた画像は、メモリ５に一時的に保存する。そして、一時保存した各画像を、処理装置６によって元の原稿画像を復元する。図２、図３で示すように反転像が得られる場合において、上記復元を行うための画像処理動作について、図４〜図６を用いて以下に説明する。【００５７】
図４は、天板３上での読み取り領域である被撮像部３１，３２…の配置と、図示されていない原稿７上の文字画像「あ」とを示している。図４において、主走査方向２１１における範囲ＡＡ’は、被撮像部３１と被撮像部３２との重なり領域であり、範囲Ｂ’Ｂは、被撮像部３２と被撮像部３３との重なり領域である。副走査方向２１２に原稿７がスキャンされると、相対的な位置関係として、文字画像「あ」は、Ｙ方向にスキャンされる。ここで、「相対的な位置関係」と記したのは、静止している画像読取装置５０１に対して原稿７が副走査方向２１２にスキャンされても良いし、静止している原稿７に対して画像読取装置５０１が副走査方向２１２にスキャンされても良いことを意味する。ここで文字画像「あ」は、被撮像部３１と被撮像部３２にまたがる領域に存在するとする。【００５８】
図５は、撮像素子基板４上に配置された撮像素子部４１、４２、…を示している。図５において、主走査方向２１１における範囲ａａ’は、撮像素子部４１と撮像素子部４２との重なり領域であり、範囲ｂ’ｂは、撮像素子部４２と撮像素子部４３との重なり領域である。撮像素子部４１及び撮像素子部４２にて得られる文字画像「あ」の信号画像を、スキャンの時間を縦軸にとり、横軸を主走査方向２１１にとり模式的に表すと、図５に示す点線枠内の図示のようになる。撮像素子部４１で得られる画像は、文字画像「あ」の主走査方向２１１の被撮像部３１内の画像を反転したものになる。同様に、撮像素子部４２で得られる画像は、文字画像「あ」の主走査方向２１１の被撮像部３２内の画像を反転したものになる。ここで図中のＡＡ’に相当する部分、及びＡ’Ａに相当する部分で示されている画像が被撮像部の重なり領域である。この２つの撮像素子部４１、４２で得られた画像を、それぞれ反転させ、上記重なり領域を横に合わせて、縦に並べて二つの画像を描くと図６のようになる。この２つの画像の重なり領域の画像が一致するように、これら２つの画像を合成することで、元の文字画像「あ」を得ることができる。処理装置６は、このような合成動作を行う。【００５９】
ここで、上述のような画像の合成処理を行うことの優位な点について述べる。複数の結像光学系から得られる画像を正立等倍像にして、撮像素子部上で、隣接する結像光学系からの画像を合成する方法については、上述した従来法２，４，５で述べられている。しかしながら、隣接する結像光学系から得られる画像の合わせ目の領域を、ずれが生じないように、複数のレンズやミラー等の機械的要素からなる光学素子を組み立てるのは容易ではない。【００６０】
これに対し、本実施形態のように、セル１１，１２…毎から得られる独立した画像を、信号処理上の画像合成によって、つまりソフトウエアによって、元の画像を復元する方法を採ることで、たとえ、組み立てやレンズの製造誤差等により、隣接するｋ番目セルと、（ｋ＋１）番目のセルの画像の重ね合わせにわずかな誤差が発生した場合でも、ソフトウエア上で容易にその誤差を補正することができる。
このように、セル毎に独立した画像を取得して画像合成をすることは、製造誤差を緩和するという効果がある。【００６１】
次に、本のような原稿７を例に取り、本発明における大きな特徴の一つである、大きな被写界深度を得るための構成について、図７及び図８を用いて説明する。本のような原稿７では、本の綴じ目が天板３から浮き上がってしまうために大きな被写界深度を持つ画像読取装置が必要である。
図７に示すように、主走査方向２１１において、焦点方向（Ｚ方向）の位置が変化する原稿７があるとする。図７の（ａ）は、第１列２１５に属するセル１１，１３、…と、これらのセル１１，１３、…における光路を示したものであり、図７の（ｂ）は、第２列２１６に属するセル１２，１４，…と、これらのセル１２，１４，…における光路を示したものである。図８は、副走査方向２１２において、セル１３とセル１４とを重ね書きしたもので、各セル１３，１４の結像光学系要素と、主要光路とを示した図である。又、図８は、主走査方向２１１において、原稿面の焦点方向（Ｚ方向）の位置が変化した場合を図示しており、セル１３が読み取る被撮像部３３における原稿面の最大高さ位置を「７１」にて示し、セル１４が読み取る被撮像部３４における原稿面の最大高さ位置を「７２」にて示している。【００６２】
上述したように、本実施形態の画像読取装置５０１に備わる各セル１１，１２，１３，１４，…は、原稿７側にテレセントリックな光学系であり、かつ、第１列２１５、第２列２１６に含まれる全てのセル１１，１２，１３，１４，…内の全ての主光線が天板３に対して垂直である。よって、本実施形態の画像読取装置５０１では、原稿７までの焦点距離が変動しても、撮像素子部に対する画像の読み取り位置が変化することがない、という特徴がある。【００６３】
即ち、組み立て初期、あるいは動作初期に、画像合成のパラメータを決めてしまえば、天板３までの距離が面内で変化するような原稿７に対しても画像の重ね合わせのずれが生じることはないという効果がある。よって、本実施形態の画像読取装置５０１の被写界深度は、個々のセル１１，１２，１３，１４，…の被写界深度にて、ほぼ決定される。個々のセル１１，１２，１３，１４，…の被写界深度は、セル内の光学系の設計によって決まる。被写界深度は、光学系のＦ値でほぼ決定される。１セルの視野を大きくする場合には、セル内のレンズを非球面形状にしたり、複数のレンズを用いるなどにより、収差を十分補正する必要がある。６００ｄｐｉの分解能が必要な場合、あくまで目安ではあるが、Ｆ値Ｆ＝１０で、約±１ｍｍの被写界深度、Ｆ＝２０で、約±２ｍｍの被写界深度が得られる。【００６４】
尚、図２、図３、図７、図８では、天板３の上面に合焦するような図示になっているが、必ずしもこの限りではない。例えばＦ＝１０の光学系では、天板３の上面から１ｍｍ上の面に合焦されるように天板３の配置を行えば、±２ｍｍの被写界深度を十分に使うことができる。【００６５】
次に、図３７から図３９を用いて本発明における大きな特徴の一つである迷光対策のしやすさについて述べる。図３７は、図１に示す画像読取装置５０１に対して、各セル間に遮光部材１２６を挿入した画像読取装置５０１−１の斜視図である。図３８は、主走査方向２１１の第１列２１５のセル１１，１３，…について、迷光に対する遮光部材１２６の効果を説明するための図である。図３９は、原稿７側にテレセントリックな光学系でセルが隣接して並んでいる、つまり千鳥状の配置ではない画像読取装置について、遮光部材を追加した構成を示す図である。【００６６】
まず、図３９を用いて、セルが千鳥配置ではなく隣接して並んでいる構成における問題について述べる。図３９において、点線で囲った領域２０３は、遮光部材１２６を挿入していない領域である。その点線領域２０３の外側には、セル間に遮光部材１２６を挿入している。点線領域２０３内では、隣接するセル間をまたぐ迷光が発生する可能性がある。その一例を迷光光線２０２として示す。迷光光線２０２は、セル１１の視野範囲内において、高角度で散乱した光線であり、セル１１に隣接するセル１２に属する第１レンズ１００に入り込む。迷光光線２０２は、セル１２に属する第１レンズ１００内で多重反射した後、セル１２に属するアパーチャ１０１、セル１２に属する第２レンズ１０２を経て、セル１２に対応する撮像素子部４２に到達する。【００６７】
このように、セル間に遮光部材１２６を設けない場合には、隣接するセルの視野範囲からの光線が迷い込む可能性がある。このような迷光の存在により、隣接するセルの視野範囲における画像が写り込むゴーストと呼ばれる現象や、結像に至らなくても全体的に白っぽい画像となり画像のコントラストを低下させるフレアと呼ばれる現象が発生してしまう。
この迷光を遮断するためには、遮光部材１２６を各セル間に挿入すれば良い。その状態を図３９の右側の点線領域２０３の外側に示す。【００６８】
しかしながら、遮光部材１２６を設けることによって、結像に必要なセル境界付近の光線も遮ってしまうという問題が発生する。遮光部材１２６を設けない場合におけるセルの境界、例えば図中の点Ｐからの光線は、セル１２及びセル１３に分離し、撮像素子部４２及び撮像素子部４３に到達し、それぞれの撮像素子部で画像信号が得られる。
一方、遮光部材１２６を設けることで、例えば図中の点Ｑからの光線は、遮光部材１２６で遮られてしまう。尚、図３９に示す点線の光路は、遮光部材１２６がない場合の光路を示し、遮光部材１２６が存在する場合には、この光路は存在しない。
このように、セル１１，１２，…が千鳥配置ではなく、単に隣接して配置されている場合、遮光部材１２６をセル間に設けると、隣接セル間の画像信号が得られず、セル境界ごとに画像が欠落してしまうという問題があった。【００６９】
これに対し本実施形態における画像読取装置５０１のように、各セル１１，１２，…を千鳥配置にした場合には、図３７又は図３８から分かるように、セル間には隙間がある。この隙間に遮光部材１２６を設けると、画像信号を遮ることなく、セル間にまたがる迷光を遮断することができる。この点について、図３８を用いて詳しく説明する。【００７０】
図３８の点線で囲った領域２０３−１は、遮光部材１２６をセル間に配置していない状態を示す。この場合、図３９に示す点線領域２０３内の場合と同様に、隣接するセルへの迷光２０２が発生しうる。【００７１】
一方、点線領域２０３−１の外側である、図３８における右側には、迷光光路２０２を遮るために遮光部材１２６を設けた状態を図示している。各セル１１，１２，…を千鳥状に配置した場合、各セル間には、結像に寄与する光線が存在しない空間領域が存在する。また、被撮像部３１、３３、３５、…の隣接間や、被撮像部３２、３４、３６、…の隣接間には撮像に寄与しない領域が存在する。撮像素子部４１、４３、４５、…の隣接間や、撮像素子部４２、４４、４６、…の隣接間についても、同様に隙間が存在する。よって、これらの隙間に、遮光部材１２６を設けることが可能である。【００７２】
このように、本実施形態の画像読取装置５０１では、各セル１１，１２，…を千鳥状に配置にしたことより、原稿７側にテレセントリックな光学系であっても隣接セル間に遮光部材１２６を設けることができる。これにより、迷光により発生するフレアやゴーストといった所望の像以外の光線を遮光することができ、鮮明な画像を得ることができる。【００７３】
実施の形態２．
図９〜図１２を参照して、本発明の実施の形態２における画像読取装置５０２の一例について、説明する。
実施の形態１の画像読取装置５０１では、第１列２１５に属するセル１１，１３、…内、及び、第２列２１６に属するセル１２，１４、…内での主光線の内、原稿７から各セル１１，１３、…、及びセル１２，１４、…へ向かう光線は、図２に示すように、互いに平行で、かつ、第１列２１５と第２列２１６とにおける、セル１１，１３、…と、セル１２，１４、…との間でも、図３に示すように、主光線の内、原稿７から各セルへ向かう光線は平行である。尚、本実施形態の一例では、光軸は一直線であるので、主光線の内、原稿７から各セルへ向かう光線という文言は、光軸という用語で置き換えることができる。【００７４】
これに対し実施の形態２における画像読取装置５０２では、第１列２１５に属するセル１１，１３、…内、及び、第２列２１６に属するセル１２，１４、…内での主光線の内、原稿７から各セル１１，１３、…、及びセル１２，１４、…へ向かう光線は、図１０に示すように、互いに平行であるが、第１列２１５と第２列２１６とにおける、セル１１，１３、…と、セル１２，１４、…との間では、図１１に示すように、主光線の内、原稿７から各セルへ向かう光線は平行ではない構成を有する。尚、画像読取装置５０２におけるその他の構成は、上述の画像読取装置５０１の構成と変わる部分はない。よって、以下には、相違する構成部分についてのみ説明を行う。又、図９では、図示の煩雑さを避けるため、照明光源２の図示を省略している。【００７５】
画像読取装置５０２では、図９及び図１１に示すように、第１列２１５に属するセル１１、１３、…における光軸１１ａ、１３ａ、…と、第２列２１６に属するセル１２、１４、…における光軸１２ａ，１４ａ、…とが第１列２１５と第２列２１６との隙間側へ傾斜した状態にて第１列２１５のセル１１、１３、…と、第２列２１６のセル１２、１４、…とが配置されている。具体的には、本実施形態では、第１列２１５に属するセル１１、１３、…がＸ軸（主走査方向２１１）周りに−１０°傾いており、第２列２１６に属するセル１２、１４、…がＸ軸周りに＋１０°傾いている。この結果、本実施形態２では、図１１に示すように、天板３の上方にある位置７６にて、両者の光軸１１ａ，１２ａ等が交差しており、天板３の上面では、光軸１１ａ，１２ａ等は、間隔２１８ａだけ離れている。【００７６】
尚、両者の光軸１１ａ，１２ａ等は、必ずしも天板３の上方に存在する位置７６にて交差する必要はなく、図１２に示すように、天板３の上面で交差しても良い。図９では、図１１に対応する場合を図示しており、読み取りライン８，９は、副走査方向において中心間幅２１８ａとなっている。これは、図１に示す画像読取装置５０１の場合における中心間幅２１８に比べて狭くなっている。【００７７】
上述のように、本実施の形態２における画像読取装置５０２の構成は、上述した実施の形態１の画像読取装置５０１の構成と基本的に変わる部分はなく、画像読取装置５０１が奏する上述した効果を、画像読取装置５０２も奏することができる。これに加えて、本実施の形態２の画像読取装置５０２は、以下の特別の効果を奏することができる。【００７８】
即ち、図１１及び図１２に示すように、第１列２１５と第２列２１６とにおける各セル１１，１２等の各光軸１１ａ，１２ａ等の方向を、天板３に対して斜めに配置して、原稿７上での読み取りライン８，９を接近させることで、画像信号を一時保存するメモリ５の容量を小さくすることができ、低コスト化がはかれるという効果がある。【００７９】
つまり、実施の形態１において説明したように、第１列２１５のセル１１等により結像される画像と、第２列２１６のセル１２等により結像される画像とは、副走査方向２１２におけるスキャンの時間差をおいて取得される。よって、上記時間差に相当する画像情報を保存しておくだけのメモリ容量が必要である。よって、読み取りライン８，９の副走査方向における中心間幅２１８が狭い程、メモリ容量は、少なくて済む。実施の形態２における画像読取装置５０２では、上述のように画像読取装置５０１の場合に比べて、読み取りライン８，９の副走査方向における中心間幅２１８ａが狭く、その結果、メモリ５の容量を画像読取装置５０１の場合に比べて小さくすることができる。【００８０】
一方、読み取りライン８，９の副走査方向における中心間幅２１８を狭くすることで、原稿７が天板３から浮いた場合に、その浮いた量に応じて画像が副走査方向２１２にずれるという現象が起こる。しかしながら、上述したように実施形態２における画像読取装置５０２でも、原稿７側にテレセントリックな光学系を構成しているため、転写倍率は、変化しない。よって、主走査方向２１１への画像のずれは起こらないので、その補正は、副走査方向２１２のシフトだけで良く、比較的容易に行える。この隣接セル間での画像の合成は、隣接セル間で同じ領域を撮影した画像が一致するように、副走査方向２１２に画像をシフトさせれば良い。【００８１】
実施の形態３．
図１３を参照して、本発明の実施の形態３における画像読取装置５０３の一例について、説明する。
上述した実施形態１及び実施形態２では、各セル１１，１２、…の主光線の内、原稿７から各セルへ向かう光線１１ａ，１２ａ…が天板３に対して垂直あるいはわずかに傾斜するように、各セル１１，１２、…は配置されている。これに対し、本実施の形態３における画像読取装置５０３では、各セル１１，１２、…の主光線の内、折曲げミラー１１１，１１２後の各光線が天板３に対して平行又はほぼ平行となるように、各セル１１，１２、…を配置している。【００８２】
即ち、本実施の形態３における画像読取装置５０３では、原稿７とセル１１，１２、…との間に、セル１１，１２、…へ入射する原稿７からの散乱光の光路を折り曲げる折曲げミラー１１１，１１２を設けた。本実施形態では、第１列２１５のセル１１，１３，…における光軸１１ａ，１３ａ，…に対応して第１折曲げミラー１１１が設けられ、第２列２１６のセル１２，１４，…における光軸１２ａ，１４ａ，…に対応して第２折曲げミラー１１２が設けられている。折曲げミラー１１１，１１２は、本実施形態では、光路を４５°折り曲げるミラーであり、図１３に示すように、原稿７からの光を、副走査方向２１２において、第１折曲げミラー１１１は、左側へ光路を折り曲げてセル１１，１３，…へ光を導き、第２折曲げミラー１１２は、右側へ光路を折り曲げてセル１２，１４，…へ光を導く。【００８３】
尚、その他の構成は、上述した実施形態１の画像読取装置５０１の構成と変わる部分はない。よって、本実施形態３の画像読取装置５０３も、実施形態１の画像読取装置５０１が奏することのできる上述した効果を奏することができる。【００８４】
折曲げミラー１１１，１１２を設けることで、本実施形態３の画像読取装置５０３は、さらに次の効果を奏することができる。即ち、画像読取装置５０３では、各セル１１，１２，１３，…を天板３に対して平行又はほぼ平行に配置していることから、Ｚ方向、つまり天板３の厚み方向における画像読取装置の厚みサイズを抑えることができ、小型の画像読取装置を得ることができる。【００８５】
実施の形態４．
図１４〜図１６を参照して、本発明の実施の形態４における画像読取装置５０４の一例について説明する。尚、図１４では、図示の煩雑さを避けるため、照明光源２、及び天板３等の図示を省略している。図１５は、図１４に図示した構成の内、一つのセルの光学要素のみを抜き出して記載した図である。図１６は、主走査方向２１１を紙面に垂直にして、副走査方向２１２に沿った画像読取装置５０４の断面における図である。【００８６】
上述した各実施形態１〜３では、各セル１１，１２，１３，１４，…を構成する、第１レンズ１００、アパーチャ１０１、第２レンズ１０２は、一直線に沿って配置され、第１レンズ１００、アパーチャ１０１、第２レンズ１０２間ではこれらを通過する光軸は折り曲げられることなく一直線に沿っている。
これに対し本実施形態４、及び以下に記述する各実施形態５、７では、画像読取装置の実際の構成に、より即したセル１１，１２，１３，１４，…の形態を示している。【００８７】
尚、実施の形態１にて説明した基本的構成、つまり第１列２１５及び第２列２１６に沿ってセル１１，１３，…、セル１２，１４，…が配置される点、各セル１１，１２，１３，１４，…が原稿側にテレセントリックな光学系を形成している点、第１列２１５及び第２列２１６に属する各セル１１，１３，…、セル１２，１４，…は、原稿７の読み取りライン８，９における被撮像部３１，３２，３３，３４…の結像を行う点、各セル１１，１２，１３，１４，…に対応して撮像素子部４１，４２，４３，４４，…が配置される点、及び、メモリ５と処理装置６とを備える点は、本実施形態４、及び以下に記述する各実施形態５〜７においても同じである。よって、本実施形態４、及び以下に記述する各実施形態５〜７の画像読取装置は、実施形態１の画像読取装置５０１が奏する上述の効果を奏することができる。【００８８】
本実施形態４と実施形態１との相違点を具体的に説明すると、実施の形態４における画像読取装置５０４では、第１レンズ１００及び第２レンズ１０２に相当する部材は、反射型の光学素子にて、その一例である凹面鏡にて、構成されている。さらに、これらの反射型の光学素子にて、光路を折り曲げている。さらに、各セル１１，１２，１３，…における各第２レンズ１０２に対応する凹面鏡と、撮像素子部４１，４２，４３，…との間に、折曲げミラー１１３を設けている。【００８９】
尚、実施の形態４、５、７では、第１レンズ１００及び第２レンズ１０２の両方を凹面鏡にて構成した形態であり、Ｚ方向及び副走査方向２１２において画像読取装置をコンパクト化することができる。しかしながら、この形態に限定されず、第１レンズ１００及び第２レンズ１０２の少なくとも一方を反射型の光学素子にて構成してもよい。【００９０】
上述のように、反射型の光学素子の一例である凹面鏡は、実施形態１〜３にて説明した第１レンズ１００及び第２レンズ１０２と同様の機能を果たす物であるが、形態が異なる。以下の説明では、第１レンズ１００に対応し、第１光学素子の機能を果たす例に相当するものを第１凹面鏡１００Ａとし、第２レンズ１０２に対応し、第２光学素子の機能を果たす例に相当するものを第２凹面鏡１０２Ａと読み替える。【００９１】
さらに画像読取装置５０４について詳しく説明する。
照明光源２により照射された原稿７を反射散乱した光線がセル１１等に入射する。ここで、まず一つのセルのみ、例えばセル１１の光路、構成について、数値も交えて詳細に説明する。一つのセル１１の主走査方向２１１における読み取り幅は１０ｍｍである。天板３に対する光軸の副走査方向２１２における倒れ角は５°である。つまり、原稿面から副走査方向５°の角度の光線を主光線とする光線束が結像に寄与する。この光線束は、第１折曲げミラー１１１によって光路を曲げられる。図１６では、Ｙ軸に対して８°の角度をなす方向に光線が偏向される。【００９２】
第１凹面鏡１００Ａは、焦点距離ｆ＝２０ｍｍである。原稿面から第１凹面鏡１００Ａまでの距離は、ほぼ２０ｍｍになるように設計されており、第１凹面鏡１００Ａによって反射された光線束は、コリメートされる。光軸光路に沿って第１凹面鏡１００Ａから２０ｍｍの位置にアパーチャ１０１が設定されている。これは、第１凹面鏡１００Ａの焦点距離と等しいので、このセルは、原稿側にテレセントリックな光学系となる。【００９３】
アパーチャ１０１の開口径が光学系の明るさと被写界深度を決定する。ここでは、アパーチャ１０１の開口直径をφ１ｍｍとした。つまり当該光学系のＦ値は、２０である。このとき、当該セル全体の光学部品の配置、及び、第１凹面鏡１００Ａ、第２凹面鏡１０２Ａを非球面形状などで最適化設計すれば、±２ｍｍ、すなわち４ｍｍの被写界深度は、十分に得ることができる。【００９４】
アパーチャ１０１を抜けた光線は、第２凹面鏡１０２Ａによって集光され、第３折曲げミラー１１３を経た後、撮像素子部４１上に結像する。ここで、第２凹面鏡１０２Ａもｆ＝２０ｍｍとしておけば、転写倍率１の反転像が得られる。この反転像を画像復元する方式については、実施の形態１で述べたとおりである。【００９５】
この例では、アパーチャ１０１から第２凹面鏡１０２Ａまでの光路長、及び、第２凹面鏡１０２Ａから撮像素子部４１までの距離を、ともに２０ｍｍに設定しているので、原稿側のみならず像側にもテレセントリックな光学系となっている。このように、像側にもテレセントリックな光学系を構成することで、撮像素子部４１等について、焦点方向の設置位置によらず結像倍率が一定になるという効果がある。【００９６】
上述のように本実施形態では、第１凹面鏡１００Ａ及び第２凹面鏡１０２Ａに凹面鏡を使用しているので、さらに、色収差が発生しないという利点もある。特に、各実施形態において特徴としている大きな被写界深度を持つ光学系では、色収差が問題になりやすいが、本実施形態のように反射光学系を形成することで、色収差を回避することができる。又、反射鏡故、光路を折りたたむことができ、Ｚ方向及び副走査方向２１２において光学系全体をコンパクト化できるという大きな利点もある。【００９７】
上述した例では、原稿７から撮像素子部４１までの光路長は、８０ｍｍになる。即ち、折曲げミラー１１１，１１３を設けず、かつ、第１凹面鏡１００Ａ及び第２凹面鏡１０２Ａのような凹面鏡にて構成しなければ、光学系全体のＺ方向における厚みは、約８０ｍｍにもなる。しかしながら、光路を折り返しているため、Ｚ方向の光学系の厚みを約２３ｍｍに縮めることができる。【００９８】
又、転写倍率が１であるので、既存の撮像素子部を流用でき、低コスト化を図れるという利点もある。即ち、光学系が仮に縮小系であった場合には、その縮小倍率に応じて撮像素子部の一画素単位を小さくしなければ、撮像素子部自体の解像度によって得られる像の解像度は劣化する。既存の正立等倍像を撮像する密着型イメージセンサの解像度を６００ｄｐｉとすると、この撮像素子部をそのまま流用することで６００ｄｐｉの解像度を達成することができる。【００９９】
又、転写倍率が１であることにより、第１凹面鏡１００Ａ及び第２凹面鏡１０２Ａに同一部材を使用可能となる。特に、本実施形態のように、原稿側及び像側の両方でテレセントリックな光学系であれば、レンズの最適化設計上で第１凹面鏡１００Ａ及び第２凹面鏡１０２Ａの形状を同一にしても、十分な解像度の結像条件を持った光学系を設計できる。同一部材を使用することで、低コスト化が図れるという効果がある。【０１００】
次に、複数のセル１１等を組み合わせた構成について説明する。
第１列２１５のセル１１，１３，…には、原稿面からＸ軸周りに＋５°傾いた光軸が作用し、第２列２１６のセル１２，１４，…には、原稿面からＸ軸周りに−５°傾いた光軸が作用する。ｋ番目とｋ＋１番目の各セルにおける副走査方向２１２の間隔、つまり上記読み取りライン８、９間の間隔は、９ｍｍである。又、同一列内でのセル間の距離、つまりｋ番目とｋ＋２番目の各セルの間隔は、１８ｍｍである。１セルの読み取り幅は、１０ｍｍであるので、隣接するセル、つまりｋ番目とｋ＋１番目とのセル間での読み取り領域の重なり幅は、１ｍｍである。主走査方向２１１に幅１ｍｍで６００ｄｐｉということは、約２４画素ということであり、実施の形態１および２で述べたような隣接セル間での画像の合成に十分な大きさである。【０１０１】
図１６に示すように、第１列２１５のセル１１，１３，…、及び、第２列２１６のセル１２，１４，…における前半の光路、つまり原稿面からアパーチャ１０１までの光路は、折り重なっている。３次元的には、それぞれの光路は、重なっていない。このように光路が折り重なるように構成したことで、光学系全体の大きさのコンパクト化を図っている。【０１０２】
又、原稿側の合焦位置を、本実施形態では、天板上面から１ｍｍの位置７３に設計し、さらに、第１列２１５のセル１１，１３，…の読み取りライン８と、第２列２１６のセル１２，１４，…の読み取りライン９とが、位置７３で交差するように設計している。上述したように、光学系自体は、±２ｍｍの被写界深度をもっているので、天板３の上面から３ｍｍの位置７５まで十分な解像度が取れることになる。言い換えると、この画像読取装置５０４の被写界深度は、天板の上面から３ｍｍまでである。被写界深度内とはいえ、合焦位置の方が解像度は良いので、このように設定した。しかしながら、より被写界深度を大きくとりたい場合には、天板３の上面から２ｍｍの位置に、合焦位置が位置するように天板３の位置を下げることで、被写界深度を、天板３の上面から４ｍｍと大きくすることができる。【０１０３】
原稿面の位置が位置７３から遠ざかるにつれて、第１列２１５のセル１１，１３，…の読み取りライン８と、第２列２１６のセル１２，１４，…の読み取りライン９とは離れていく。これは、実施の形態２で述べたように、光学系が原稿側にテレセントリックであり主走査方向２１１、副走査方向２１２とも転写倍率が変化しないこと、及び主走査方向２１１には光軸が垂直であることから、読み取りライン８，９のずれは、副走査方向２１２にシフトするだけとなる。よって、この読み取りライン８，９のずれは、メモリ５で保存した画像を処理装置６で処理することにより、原稿面の凸凹によらず補正可能である。【０１０４】
又、図１４では、光学要素の構成が理解容易であるように内部構造を示しているが、実際には、図１７に示すように、遮光部材１２３、１２４や遮光スリット１２２を設けるのが好ましい。この例では、被写界深度を大きくするためにＦ値＝２０で、結像光学系に取り込まれる光量が小さな光学系である。逆に言うと、照明光によって原稿７から散乱される光線の多くが結像しない光線であり、それらを有効に遮光する必要がある。【０１０５】
そのためには、開口領域１２２ａを有する遮光スリット１２２において、開口領域１２２ａも、千鳥状に配置するのが好ましい。又、遮光部材１２３、１２４にて、アパーチャ１０１以後の光路も外界から遮光することで、よりいっそう迷光に対する耐性が強くなる。さらに、第３折曲げミラー１１３以後の光路部分にも遮光スリット１２０を設置することで、より迷光に対する耐性を強くできる。遮光スリット１２０の構成を理解容易とするため、図１８は、図１７の図示の上下を反転させて遮光スリット１２０を示している。遮光スリット１２０では、撮像素子部４１，４２，４３，…に対応して光線通過用の開口部１２０ａが設けられている。【０１０６】
又、アパーチャ１０１を透過型とし、図１４に示すように、同一列内において隣接するセル間に遮光壁１２１を設け、アパーチャ１０１以後の光学系は、それぞれ独立した密室状態になっていることが、迷光対策として大きな効果を生んでいる。即ち、迷光は、アパーチャ１０１の小さな開口部を通してしか存在せず、遮光壁１２１、遮光部材１２３，１２４等の内壁面を黒色とすることで、大きな迷光対策効果が得られる。【０１０７】
このような結像光学系を実現する一つの方法として、一つの部材で同一列内の光学部材を兼ねる方法が考えられる。例えば、第１凹面鏡１００Ａ及び第２凹面鏡１０２Ａに相当する凹面鏡を１８ｍｍ間隔で並べたレンズアレイとし、アパーチャ１０１に相当して、一枚の板に１８ｍｍ間隔で開口穴を開けたアパーチャアレイを用いれば良い。第１折曲げミラー１１１、第２折曲げミラー１１２、及び第３折曲げミラー１１３は、一枚の細長い板にアルミなどの反射部材を蒸着すれば良い。第１折曲げミラー１１１及び第２折曲げミラー１１２は、隣接して配置されるので、例えば、断面形状が三角形の屋根型形状の両斜面に反射部材を蒸着して作製してもよい。【０１０８】
尚、本実施形態４では、実施の形態２の発展形として、第１列２１５のセル１１，１３，…と、第２列２１６のセル１２，１４，…との主光線の内の原稿７から各セルへ向かう光線が平行でない場合を例に採ったが、上述した実施形態４における折曲げミラー及び凹面鏡を用いた構成は、もちろん実施の形態１の画像読取装置５０１に対しても容易に展開可能である。【０１０９】
実施の形態５．
図１９〜図２１を参照して、本発明の実施の形態５における画像読取装置５０５の一例について説明する。図１９は、画像読取装置５０５の読み取り光学系部分の内部構造を示している。但し、図１９では、図示の煩雑さを避けるため、照明光源２、天板３、撮像素子基板４、メモリ５、処理装置６等の図示を省略している。図２０は、主走査方向２１１を紙面垂直にして、副走査方向２１２における光路を描いた透視図である。図２１は、図１９の図示に、遮光部材を取り付けた光学系部を示している。【０１１０】
本実施の形態５の画像読取装置５０５においても、以下に説明する相違点を除き、実施形態４の画像読取装置５０４と同様の構成を有する。よって、ここでの詳しい説明は省略する。又、画像読取装置５０５は、画像読取装置５０４と同様の構成を有することから、基本的に、画像読取装置５０５は、画像読取装置５０４が奏する上述した効果を奏することができる。【０１１１】
実施形態４の画像読取装置５０４と、本実施の形態５の画像読取装置５０５との相違点は、実施形態４では、アパーチャ１０１が透過型の開口部を有するのに対し、本実施形態では、上記開口部に対応して反射ミラーが形成されている点である。又、上記反射ミラーにおける反射領域の周囲は、光を遮光する黒色部材にて構成されている。このように本実施形態５における上記反射ミラーは、実施形態１〜４にて説明したアパーチャ１０１と同様の機能を果たす物であるが、形態が異なる。以下の説明では、アパーチャ１０１に対応し、絞りの機能を果たす例に相当するものを反射ミラー１０１Ａと読み替える。【０１１２】
光路について、図２０を参照して説明する。図２０において、点線で示す光路は、第１列２１５に属するセル１１，１３，…に関するもの、実線で示す光路は、第２列２１６に属するセル１２，１４，…に関するものを表す。第１列２１５に関する光路（点線）は、第１折曲げミラー１１１にて、図の右側に反射され、第１凹面鏡１００Ａでコリメートされて、図の左側に設置された反射ミラー１０１Ａに到達する。ここで反射ミラー１０１Ａにおける直径φ１ｍｍの反射領域の外側に到達する光は、黒色部材で吸収される。反射ミラー１０１Ａの反射領域で反射された光線は、図の右側に設置された第２凹面鏡１０２Ａで集光された後、図の左側に設置された第３折曲げミラー１１３にて撮像素子部４１，…上に結像する。光学系全体は、外部からの迷光を遮断するために、図２１に示すように、遮光スリット１２２や遮光部材１２５を設けている。【０１１３】
得られる画像は、実施の形態４の場合と同じであるので、その効果についての説明は、省略する。ここでは、実施の形態４と異なる点についてのみ述べる。
実施形態４にて、アパーチャ１０１の開口部に対応する部分が、本実施形態５では反射ミラーにて構成されていることから、副走査方向２１２において、光学系のサイズをコンパクト化することができる。具体的数値を挙げると、実施の形態４における副走査方向２１２における光学要素間の距離は、約６０ｍｍであったのに対し、実施の形態５における副走査方向２１２における光学要素間の距離は、約２０ｍｍであり、約３分の１に減じている。【０１１４】
さらに、この実施形態５においても１対１の転写倍率を有するので、図２０に示すように、第１列２１５における光学系に含まれる第１凹面鏡１００Ａ及び第２凹面鏡１０２Ａと、第２列２１６における光学系に含まれる反射ミラー１０１Ａとを、主走査方向２１１に沿った同一平面上に設置可能である。同様に、第２列２１６における光学系に含まれる第１凹面鏡１００Ａ、第２凹面鏡１０２Ａ、反射ミラー１０１Ａを同一平面上に設置可能である。【０１１５】
このような構成によれば、第１凹面鏡１００Ａ及び第２凹面鏡１０２Ａを含めて、樹脂成型による２次元のレンズアレイを形成することで、光学系の組み立てを、精度良く簡単に行えるという効果が得られる。さらには、アパーチャ１０１を使用して、開口部には鏡面仕上げした反射部材を取り付け、開口部以外の部分を黒色部材にて作製することで、アレイ状に開口部の空いたプレートを置くだけで反射ミラーアレイを作製できるという効果もある。又、この場合には、実施形態１〜４にて使用するアパーチャ１０１を利用できるという効果もある。【０１１６】
実施の形態６．
図２２及び図２３を参照して、本発明の実施の形態６における画像読取装置５０６について説明する。尚、図２２では、図示の煩雑さを避けるため、照明光源２及び原稿７の図示を省略している。【０１１７】
本実施の形態６における画像読取装置５０６は、実施の形態３における画像読取装置５０３の変形型に相当する。即ち、実施形態３の画像読取装置５０３では、図１３に示すように、副走査方向２１２において別設された２つの第１折曲げミラー１１１及び第２折曲げミラー１１２を備えている。よって原稿面には、２つの読み取りライン８，９が存在している。これに対し、本実施形態６の画像読取装置５０６では、一つの折曲げミラー１１４を有する。よって、原稿面には、被撮像部３１，３２，３３，…が主走査方向２１１に配列され、一つの読み取りラインのみが存在する。【０１１８】
この折曲げミラー１１４は、主走査方向２１１に沿って延在し、かつ第１列２１５に属するセル１１，１３，…へ原稿７からの光を折り曲げる第１反射面１１４ａと、第２列２１６に属するセル１２，１４，…へ原稿７からの光を折り曲げる第２反射面１１４ｂとがセル１１，１３，…と、セル１２，１４，…との配置に対応して形成されている。即ち、第１反射面１１４ａ及び第２反射面１１４ｂの向きは、隣接するセル毎に交互に異なる。【０１１９】
又、実施形態３の画像読取装置５０３では、図１３に示すように、セル１１，１３，…及びセル１２，１４，…は、ともに、天板３に対して平行に配置されている。これに対し、本実施形態６の画像読取装置５０６では、セル１１，１３，…及びセル１２，１４，…は、ともに、天板３に対して僅かに傾斜して配置されている。
上述した２点の相違点を除き、実施形態３の画像読取装置５０３と、本実施形態６の画像読取装置５０６とにおいて、構成に変わりはない。したがって、画像読取装置５０６の構成について、ここでの詳しい説明は省略する。又、実施形態３の画像読取装置５０３が奏する上述した効果は、本実施形態６の画像読取装置５０６においても奏することができる。【０１２０】
上記折曲げミラー１１４の作用について、図２４を参照して説明する。
隣接するセル間のピッチをＣと置く。折曲げミラー１１４は、主走査方向２１１に隙間なく配列されており、第１反射面１１４ａと第２反射面１１４ｂとのピッチもＣである。ある一つのセルに着目したとき、その視野範囲は、Ｃよりも大きいが、その光量は、図２４に示すように、視野端に行くに従い減少する。セル同士の境界付近では、隣接するセル同士で光強度を分割しながら、各々のセルで結像がなされる。分割して結像された像の光強度を加えると１になる。例えば、ちょうどセルの境界位置では、隣接するセル同士で光量が２分されるので、セルの中心領域と比較すると０．５の強度である。画像合成の際には、隣接するセル同士で視野が重複する領域の画像を用いれば良い。画像合成の方法は、実施の形態１の説明で述べた方法と同様である。
実施の形態１〜５では、隣接セル間で重複する画像は光強度が低下することはなかったという点が、本実施形態６の場合と異なる。【０１２１】
本実施の形態６によれば、原稿側にテレセントリックな光学系で、かつ主光線の内、原稿７から各セルへ向かう光線が全て天板３に垂直であるので、原稿７の位置が焦点方向にずれたとしても、第１列２１５のセル１１，１３，…と、第２列２１６のセル１２，１４，…とで読み取り位置がずれることが無く転写倍率も変わらないので焦点深度が大きく取れるという効果がある。
さらに、一つの読み取りライン上の被撮像部３１，３２，…の画像を合成するので、メモリ５の容量が小さくて済むという効果もある。【０１２２】
実施の形態７．
図２５を参照して、本発明の実施の形態７における画像読取装置５０７について説明する。
画像読取装置５０７は、実施の形態５における画像読取装置５０５の構造を基本的に採用し、画像読取装置５０５における第１折曲げミラー１１１及び第２折曲げミラー１１２を、実施の形態６にて採用した一つの折曲げミラー１１４に変更した構成を備える。【０１２３】
このような画像読取装置５０７は、実施の形態５における画像読取装置５０５が奏する上述の効果と、実施の形態６における画像読取装置５０６が奏する効果とを奏することができる。【０１２４】
尚、上述した各実施形態１〜７を適宜、組み合わせた構成を採ることも可能である。【０１２５】
次に、実施の形態７の画像読取装置５０７を例にとり、処理装置６における実際の信号処理について説明する。尚、この信号処理動作は、上述した全ての実施の形態１〜７の画像読取装置について当てはまる。以下の説明では、一つのセル、例えばセル１１、で読み取る原稿の主走査方向２１１における長さを６ｍｍとしている。６００ｄｐｉの解像度を有する撮像素子部４１、４２，…では、図２７に示すように、１セル当たり主走査方向２１１に１４４画素、つまり１４４個の受光部４０２が並ぶことになる。【０１２６】
図３０では、実施形態７の画像読取装置５０７に備わる光源２、撮像素子部４１…、光源駆動回路１００６、及び処理装置６の各構成部分間における信号の流れを示している。処理装置６には、撮像素子部４１…からの画像信号が供給される。処理装置６は、撮像素子部４１…及び光源駆動回路１００６の動作制御を行い、かつ当該画像読取装置５０７を備えたシステム本体との信号の入出力を行う。【０１２７】
処理装置６には、撮像素子部４１…で光電変換された信号を増幅する増幅器１０００、増幅された光電変換出力をアナログ・デジタル変換するアナログデジタル変換器（Ａ／Ｄ変換器）１００１、ＲＧＢ各色のデジタル出力を信号処理する信号処理部１００２、当該処理装置６とシステム本体との信号のやりとりを行うシステムインターフェース１００３、各色のイメージ情報を収納するＲＡＭ１００４、及び、ＣＰＵ１００５が備わる。【０１２８】
次に、処理装置６の動作について説明する。
図３０に示すように、システム本体から供給される、システムコントロール信号（ＳＹＣ）及びシステムクロック信号（ＳＣＬＫ）信号に基づいて、処理装置６は、システムインターフェース１００３を経由して、当該処理装置６のクロック信号（ＣＬＫ）と、該クロック信号に同期したスタート信号（ＳＩ）を撮像素子部４１…に出力する。上記クロック信号及びスタート信号によるタイミングにて、各画素（ｎ）の連続したアナログ信号が読み取りライン（ｍ）毎に撮像素子部４１…から処理回路６へ出力される。上記アナログ信号について、図３１に示す例では７２００画素分が順次出力され、図３２に示す分割出力とした例では、１４４画素が一つの単位として出力される。【０１２９】
撮像素子部４１…から供給され、増幅器１０００で増幅された、画素の上記アナログ信号は、Ａ／Ｄ変換器１００１にてＡ／Ｄ変換されてデジタル信号に変換される。Ａ／Ｄ変換後、各画素（ビット）の信号出力は、信号処理部１００２に含まれるシェーディング補正や全ビット補正を行う補正回路にて処理される。【０１３０】
この補正処理は、ＲＡＭ１００４から補正データを読み出し、Ａ／Ｄ変換された、イメージ情報に相当するデジタル信号を、上記補正データにて演算加工することにより行われる。尚、上記補正データとは、予め白原稿などの基準テストチャートを用いて読み込まれたデータを均一化処理したデータであり、補正データは、撮像素子部４１…の各素子部間の感度のばらつきや、各発光源２７の不均一さを補正するためのものである。
このような一連の動作は、ＣＰＵ１００５の制御により行われる。【０１３１】
次に、信号処理のタイミングについて、図２７、図３０、及び図３３を用いて説明する。
図３０及び図３３において、ＣＰＵ１００５に連動して、処理装置６は、光源点灯信号（ＬＣ）をＯＮする。該光源点灯信号が供給されることで、光源駆動回路１００６は、各発光源２７に所定時間電源を供給して、ＲＧＢ発光源２７は、白色光を発する。【０１３２】
連続的なＣＬＫ信号に同期して、スタート信号（ＳＩ）は、撮像素子部４１…における光電変換・ＲＧＢシフトレジスタ駆動回路４０３に含まれる、各素子（画素）のシフトレジスタの出力を順次ＯＮする。対応するスイッチ群がＳＩＧ（ＳＯ）ラインを順次開閉することで、ＣＬＫ信号に同期して、ＲＧＢのイメージ情報（画像出力）が得られる。この画像出力は、前ラインで読み込み蓄積した各イメージの出力である。尚、ＣＮＴは、カラー／モノクロ切替信号であり、通常、カラーモードの場合はハイレベルとする。１ラインの各色読取り区間には、ＢＬＫ（ブランキング）時間を設定し、露光時間の設定可変を行う。従ってＢＬＫ区間では、すべてのＳＩＧ（ＳＯ）は開放される。【０１３３】
順次出力される画像信号ＳＩＧ（ＳＯ）について図３４に示す。ＳＩＧ（ＳＯ）信号は、撮像素子部４１…における光電変換・ＲＧＢシフトレジスタ駆動回路４０３に含まれるシフトレジスタにて、順次、スイッチング信号によりＲＧＢごとに３系列でアナログ信号として同時に出力される。【０１３４】
図３５は、Ａ／Ｄ変換されたＲＧＢ信号の逆像データの並べ替えと信号処理を説明する図であり、１４４ビット毎にデータを並べ替え、その後、信号処理を行う場合を示す。
図３５において、Ａ／Ｄ変換された各々のＲＧＢ（ＳＯ）信号は、信号処理部１００２に含まれるシフトレジスタ回路にて左シフトされ、シフトレジスタ回路で構成された各格納部に収納され、ラッチ（ＬＡ）される。ラッチされたデータは、ライト信号（ＷＲ）にて、順次、撮像素子部４１…の１番目の格納部からＳＩＧ（ＳＯ）として並べ替えられ、ＲＡＭ１００４に収納される。そして上述したように、ＲＡＭ１００４に格納された画像データは、信号処理部１００２にて補正演算処理が行われる。本実施の形態７の画像読取装置５０７では、２列の撮像素子部４１、４３、…と、撮像素子部４２、４４、…とが出力する両方の信号を処理することから、上記補正演算処理では、信号処理部１００２に含まれ図３５に示される、次段の、比較・照合・間引・修復回路１００２ａにて、それぞれの画像データがさらに信号処理される。【０１３５】
図３６は、比較・照合・間引・修復回路１００２ａの構成を示すブロック図である。
逆像データを並べ替えた後、ＲＡＭ１００４の一部であるＲＡＭ１に収納された、撮像素子部４１、４３、…からの画像データと、ＲＡＭ１００４の一部であるＲＡＭ２領域に収納された、撮像素子部４２、４４、…からの画像データとは、順次出力としてそれぞれシフトレジスタに入力される。これにより、図３６に示すように、撮像素子部同士の境界領域に対応したＲＡＭ１とＲＡＭ２との各データが比較、照合される。即ち、隣接する撮像素子部では、副走査方向２１２において光の経路を反転させているので、一方の列にある撮像素子部のアレイと、他方の列にある撮像素子部のアレイとの隙間や、僅かな不要光の遮光板による反射等による、主走査方向２１１におけるゴーストを改善するために、比較・照合動作が実行される。【０１３６】
それぞれのシフトレジスタに対応する位置にある両画素の情報を比較した後、差分して、画像データ出力の重み付けを行う。最外側に位置する画素ほどデータの重み付けを大きくし、内部に位置する画素になるほどデータの重み付けを小さくする。又、内部に位置する画素領域では、一方の列における、正規反射された光の領域は正規データとし、正規反射されない他方の列における光の領域は無効データとする。これらのデータは、マルチプレクサ回路でアドレス変換してから出力される。【０１３７】
このように補正演算処理された画像データは、データ解析、データ修復などを含むカラーマネジメントシステムにて、色変換及び色管理エンジン等を用いることで、システムインターフェース１００３を介してＳＩＧ（ＲＧＢ）カラーデータとして出力される。【０１３８】
なお、上述した様々な実施形態のうちの任意の実施形態を適宜組み合わせることにより、それぞれの有する効果を奏するようにすることができる。
本発明は、添付図面を参照しながら好ましい実施形態に関連して充分に記載されているが、この技術の熟練した人々にとっては種々の変形や修正は明白である。そのような変形や修正は、添付した請求の範囲による本発明の範囲から外れない限りにおいて、その中に含まれると理解されるべきである。
【産業上の利用可能性】
【０１３９】
本発明は、コピー機等に用いられる画像読取装置や紙幣読み取り装置に適用可能である。
【図１】
2009122483.tif 000003
【図２】
2009122483.tif 000004
【図３】
2009122483.tif 000005
【図４】
2009122483.tif 000006
【図５】
2009122483.tif 000007
【図６】
2009122483.tif 000008
【図７】
2009122483.tif 000009
【図８】
2009122483.tif 000010
【図９】
2009122483.tif 000011
【図１０】
2009122483.tif 000012
【図１１】
2009122483.tif 000013
【図１２】
2009122483.tif 000014
【図１３】
2009122483.tif 000015
【図１４】
2009122483.tif 000016
【図１５】
2009122483.tif 000017
【図１６】
2009122483.tif 000018
【図１７】
2009122483.tif 000019
【図１８】
2009122483.tif 000020
【図１９】
2009122483.tif 000021
【図２０】
2009122483.tif 000022
【図２１】
2009122483.tif 000023
【図２２】
2009122483.tif 000024
【図２３】
2009122483.tif 000025
【図２４】
2009122483.tif 000026
【図２５】
2009122483.tif 000027
【図２６】
2009122483.tif 000028
【図２７】
2009122483.tif 000029
【図２８】
2009122483.tif 000030
【図２９】
2009122483.tif 000031
【図３０】
2009122483.tif 000032
【図３１】
2009122483.tif 000033
【図３２】
2009122483.tif 000034
【図３３】
2009122483.tif 000035
【図３４】
2009122483.tif 000036
【図３５】
2009122483.tif 000037
【図３６】
2009122483.tif 000038
【図３７】
2009122483.tif 000039
【図３８】
2009122483.tif 000040
【図３９】
2009122483.tif 000041
【手続補正書】
【提出日】平成22年8月18日(2010.8.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８８】
本実施形態４と実施形態１との相違点を具体的に説明すると、実施の形態４における画像読取装置５０４では、第１レンズ１００及び第２レンズ１０２に相当する部材は、反射型の光学素子にて、その一例である凹面鏡にて、構成されている。さらに、これらの反射型の光学素子にて、光路を折り曲げている。さらに、各セル１１，１２，１３，…における各第２レンズ１０２に対応する凹面鏡と、撮像素子部４１，４２，４３，…との間に、第３折曲げミラー１１３を設けている。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
原稿の被撮像部に光を照射する光源と、
上記被撮像部で反射した上記光の散乱光を集光し画像として結像する結像光学系であって、主走査方向に複数個配置されそれぞれが独立した光学系で上記原稿側にテレセントリックな光学系を形成した複数のセルを有し、上記副走査方向には上記セルを第１列及び第２列の２列に配列し同列に配置される各セルにおける主光線の内上記原稿から各セルへ向かう光線が互いに平行であるように各セルを配置し、上記副走査方向における各セル間で結像画像が補完可能なように上記第１列及び上記第２列の各セルを上記主走査方向にて千鳥状に配置した結像光学系と、
それぞれの上記セルに対応して配置される複数の撮像素子部と、
上記副走査方向において対応する上記撮像素子部同士が送出する画像情報を記憶するメモリと、
上記メモリに記憶した上記画像情報を、上記副走査方向において対応する上記撮像素子部同士における重なり領域の画像が一致するように上記副走査方向において隣接する上記撮像素子部同士の画像を合成して原稿画像を作成する処理装置と、
を備えたことを特徴とする画像読取装置。
【請求項２】
上記主走査方向に隣接するセルの間には遮光部材が配置されている、請求項１記載の画像読取装置。
【請求項３】
上記第１列に配置される各セルの主光線の内上記原稿から各セルへ向かう光線と上記第２列に配置される各セルの主光線の内上記原稿から各セルへ向かう光線とが上記第１列と上記第２列との隙間側へ傾斜した状態にて、上記第１列及び上記第２列に配置される各セルは配置されている、請求項１又は２記載の画像読取装置。
【請求項４】
上記原稿と上記セルとの間に設けられ、上記セルへ入射する上記散乱光の光路を折り曲げる折曲げミラーをさらに備えた、請求項１から３のいずれか１項に記載の画像読取装置。
【請求項５】
上記折曲げミラーは、上記副走査方向において別々の位置で上記主走査方向に沿って配置された、上記第１列の上記セルに対応した第１折曲げミラー及び上記第２列の上記セルに対応した第２折曲げミラーから構成される、請求項４記載の画像読取装置。
【請求項６】
上記折曲げミラーは、上記副走査方向における一箇所にて上記主走査方向に沿って配置され、上記第１列の上記セルに対応した第１反射面、及び上記第２列の上記セルに対応した第２反射面から構成される、請求項４記載の画像読取装置。
【請求項７】
上記セルは、上記原稿からの上記散乱光が入射する第１光学素子と、上記撮像素子部へ光を出射する第２光学素子とを有し、上記第１光学素子及び上記第２光学素子の少なくとも一つは反射型の集光素子である、請求項１から６のいずれか１項に記載の画像読取装置。
【請求項８】
上記セルは、上記第１光学素子の後側焦点位置に配置され当該セルを上記原稿側にテレセントリックな光学系とする絞りをさらに有し、上記絞りの光通過領域はミラーにてなる、請求項７記載の画像読取装置。
【請求項９】
各セルの転写倍率は１である、請求項１から８のいずれか１項に記載の画像読取装置。
【手続補正書】
【提出日】平成23年2月10日(2011.2.10)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
原稿の被撮像部に光を照射する光源と、
上記被撮像部で反射した上記光の散乱光を集光し画像として結像する結像光学系であって、主走査方向に複数個配置されそれぞれが独立した光学系で上記原稿側にテレセントリックな光学系を形成した複数のセルを有し、上記副走査方向には上記セルを第１列及び第２列の２列に配列し、上記原稿から各セルへ向かう主光線群は、それぞれの列内の各セル間で互いに平行であって、上記第１列及び上記第２列の各セルを上記主走査方向にて千鳥状に配置し、第１列と第２列とのセル間での画像取得領域が一部重複している結像光学系と、
それぞれの上記セルに対応して配置される複数の撮像素子部と、
上記副走査方向において対応する上記撮像素子部同士が送出する画像情報を記憶するメモリと、
上記各セルの取得画像を個々に上記副走査方向に移動させることにより、第１列及び第２列のセル間での重複した画像取得領域の画像を一致させる画像合成処理を行う処理装置と、
を備えたことを特徴とする画像読取装置。
【請求項２】
上記第１列及び上記第２列のそれぞれの列内において上記主走査方向に隣接するセル間には遮光部材が配置されている、請求項１記載の画像読取装置。
【請求項３】
上記原稿から上記第１列に配置される各セルへ向かう主光線群と上記原稿から上記第２列に配置される各セルへ向かう主光線群とが、上記第１列と上記第２列との隙間側へ傾斜した、請求項１記載の画像読取装置。
【請求項４】
上記原稿と上記セルとの間に設けられ、上記セルへ入射する上記散乱光の光路を折り曲げる折曲げミラーをさらに備えた、請求項１から３のいずれか１項に記載の画像読取装置。
【請求項５】
上記折曲げミラーは、上記副走査方向において別々の位置で上記主走査方向に沿って配置された、上記第１列の上記セルに対応した第１折曲げミラー及び上記第２列の上記セルに対応した第２折曲げミラーから構成される、請求項４記載の画像読取装置。
【請求項６】
上記折曲げミラーは、上記副走査方向における一箇所にて上記主走査方向に沿って配置され、上記第１列の上記セルに対応した第１反射面、及び上記第２列の上記セルに対応した第２反射面から構成される、請求項４記載の画像読取装置。
【請求項７】
上記セルは、上記原稿からの上記散乱光が入射する第１光学素子と、上記撮像素子部へ光を出射する第２光学素子とを有し、上記第１光学素子及び上記第２光学素子の少なくとも一つは光を反射させて集光させる作用を持つ集光素子である、請求項１から６のいずれか１項に記載の画像読取装置。
【請求項８】
上記セルは、上記第１光学素子の後側焦点位置に配置され当該セルを上記原稿側にテレセントリックな光学系とする絞りをさらに有し、上記絞りの光通過領域はミラーにてなる、請求項７記載の画像読取装置。
【請求項９】
上記セルの転写倍率は１である、請求項１から８のいずれか１項に記載の画像読取装置。
【国際調査報告】
2009122483.tif 000042
2009122483.tif 000043
2009122483.tif 000044
2009122483.tif 000045