(57)【要約】【課題】原稿が原稿台から浮き上がった場合であっても、解像度の低下を抑制する。【解決手段】画像読取装置１００は、原稿Ｇを載置するための原稿台１４と、原稿Ｇに光を照射するライン状光源１６と、原稿Ｇから反射した光を集光するロッドレンズアレイ１１と、ロッドレンズアレイ１１を透過した光を受光するラインイメージセンサ２０とを備える。原稿台１４の原稿載置面１４ａからラインイメージセンサ２０の受光面２０ａまで距離は、ロッドレンズアレイ１１の最適共役長よりも短い。【選択図】図１
2011176524.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
原稿を載置するための原稿台と、
前記原稿に光を照射するライン状光源と、
前記原稿から反射した光を集光するロッドレンズアレイと、
前記ロッドレンズアレイを透過した光を受光するラインイメージセンサと、
を備える画像読取装置であって、
前記原稿台の原稿載置面から前記ラインイメージセンサの受光面まで距離がロッドレンズアレイの最適共役長よりも短いことを特徴とする画像読取装置。
【請求項２】
前記原稿台の原稿載置面と前記ロッドレンズアレイとの間の距離と、前記ロッドレンズアレイと前記ラインイメージセンサの受光面との間の距離が等しいことを特徴とする請求項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、ロッドレンズアレイを用いた画像読取装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、スキャナ等の画像読取装置として、正立等倍結像光学系を用いた装置が知られている。正立等倍結像光学系を用いた場合、縮小結像光学系の場合よりも装置をコンパクトにすることができる。画像読取装置において、正立等倍結像光学系は、ライン状光源と、正立等倍レンズアレイと、ラインイメージセンサから構成される。正立等倍結像光学系における正立等倍レンズアレイとしては、従来、複数のロッドレンズを配列して構成されたロッドレンズアレイが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−１７８５１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、画像読取装置が読み取る原稿には、うねりやしわ等がある場合がある。このような原稿を原稿台に置いた場合、原稿の一部が原稿台から浮いた状態となり、焦点ずれが生じる可能性がある。その結果、原稿台から浮いた箇所については解像度の低下が生じ、均一な解像度の画像を取得することが難しくなる。
【０００５】
本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、原稿が原稿台から浮き上がった場合であっても、解像度の低下を抑制することのできる画像読取装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明のある態様の画像読取装置は、原稿を載置するための原稿台と、原稿に光を照射するライン状光源と、原稿から反射した光を集光するロッドレンズアレイと、ロッドレンズアレイを透過した光を受光するラインイメージセンサと、を備える画像読取装置であって、原稿台の原稿載置面からラインイメージセンサの受光面まで距離がロッドレンズアレイの最適共役長よりも短い。また、原稿台の原稿載置面とロッドレンズアレイとの間の距離と、ロッドレンズアレイとラインイメージセンサの受光面との間の距離が等しくてもよい。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、原稿が原稿台から浮いた場合の解像度の低下を抑制することができ、その結果、解像度の変動の少ない、均一な画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施形態に係る画像読取装置を説明するための図である。
【図２】本実施形態に係る画像読取装置の正立等倍結像光学系を説明するための図である。
【図３】物体側作動距離および像側作動距離と、ＭＴＦとの関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図１は、本発明の実施形態に係る画像読取装置１００を説明するための図である。図１に示すように、画像読取装置１００は、光走査ユニット１０、ガラス板で形成された原稿Ｇを載置するための原稿台１４、光走査ユニット１０を走査する駆動機構（図示せず）、光走査ユニット１０によって読み取られたデータを処理する画像処理部（図示せず）等を備える。
【００１０】
光走査ユニット１０は、原稿台１４の原稿載置面１４ａ上に載置された原稿Ｇに光を照射するライン状光源１６と、原稿Ｇからの反射光を集光するロッドレンズアレイ１１と、ロッドレンズアレイ１１により集光された光を受けるラインイメージセンサ（光電変換素子）２０と、ライン状光源１６、ロッドレンズアレイ１１およびラインイメージセンサ２０を収容する筐体１２とを備える。
【００１１】
筐体１２は、略直方体形状に形成されており、筐体１２の上面には第１凹部１２ａおよび第２凹部１２ｂが形成され、下面には第３凹部１２ｃが形成されている。筐体１２は、樹脂の射出成形により形成される。射出成形により筐体１２を形成することにより、筐体１２を容易に形成でき、安価とすることができる。第１凹部１２ａ内には、ライン状光源１６が斜めに固定されている。ライン状光源１６は、照射光の光軸が、ロッドレンズアレイ１１の光軸Ａｘと原稿載置面１４ａとの交点または交点近傍を通るように固定される。
【００１２】
第２凹部１２ｂには、ロッドレンズアレイ１１が固定されている。第３凹部１２ｃには、ラインイメージセンサ２０を備えた基板２２が取り付けられている。基板２２は、その上面が第３凹部１２ｃに設けられた段差部１２ｄに当接するように固定されている。
【００１３】
ロッドレンズアレイ１１は、２枚の保持部材１５の間に、複数のロッドレンズ１３を一列または二列に配列したものである。ロッドレンズアレイ１１は、そのレンズ配列方向が主走査方向に一致するように画像読取装置１００に装着される。ロッドレンズアレイ１１は、上方に位置する原稿Ｇから反射されたライン状の光を受けて、下方に位置する像面、すなわちラインイメージセンサ２０の受光面２０ａに正立等倍像を形成する。画像読取装置１００は、駆動機構を用いて光走査ユニット１０を副走査方向に走査することにより、原稿Ｇを読み取ることができるようになっている。
【００１４】
図２は、画像読取装置１００の正立等倍結像光学系を説明するための図である。図２は、原稿台１４、ロッドレンズアレイ１１およびラインイメージセンサ２０の位置関係を表している。
【００１５】
なお、本実施形態においては、ロッドレンズアレイ１１と受光面２０ａの間には空気しか存在しないが、ロッドレンズアレイ１１と原稿載置面１４ａとの間には、原稿台１４としてのガラス板が存在する。ガラス板は、空気よりも屈折率が高いため、ロッドレンズアレイ１１の原稿台１４側の焦点距離は、ラインイメージセンサ２０側よりも長くなる。例えば、空気の屈折率を１、ガラス板の屈折率を１．５２とすれば、ロッドレンズアレイ１１の原稿台１４側の焦点距離は、ガラス板の厚みの０．５２倍分だけラインイメージセンサ２０側よりも長くなる。従って、以下の記載において「距離」について述べる場合、その距離は、空気中での距離に換算したものであることに留意されたい。
【００１６】
本実施形態において、原稿台１４、ロッドレンズアレイ１１およびラインイメージセンサ２０は、原稿台１４の原稿載置面１４ａからラインイメージセンサ２０の受光面２０ａまでの距離（使用共役長Ｔｃと称する）が、ロッドレンズアレイ１１の最適共役長Ｔｃ’よりも短くなるように配置される。
【００１７】
原稿台１４の原稿載置面１４ａとロッドレンズアレイ１１との間の距離（物体側作動距離と称する）をＬｏ、ロッドレンズアレイ１１とラインイメージセンサ２０の受光面２０ａとの間の距離（像側作動距離と称する）をＬｉ、ロッドレンズアレイ１１を構成するロッドレンズのレンズ長をＺとしたとき、使用共役長Ｔｃは、
Ｔｃ＝Ｚ＋Ｌｏ＋Ｌｉ
となる。また、原稿台１４、ロッドレンズアレイ１１およびラインイメージセンサ２０は、物体側作動距離Ｌｏと像側作動距離Ｌｉが等しくなるように配置される。
【００１８】
また、ロッドレンズアレイ１１の最適共役長Ｔｃ’は、ＭＴＦ（Modulation Transfer Function）が最大となるときの原稿載置面と受光面の間の距離として規定される。最適共役長Ｔｃ’は、ロッドレンズアレイ１１を構成するロッドレンズの光学特性によって定まる。図２には、最適共役長Ｔｃ’のときの原稿載置面が符号１４ａ’として、また受光面が符号２０ａ’として図示されている。最適共役長Ｔｃ’のときの原稿載置面１４ａ’とロッドレンズアレイ１１との間の距離（最適物体側作動距離と称する）をＬｏ’と、ロッドレンズアレイ１１と最適共役長Ｔｃ’のときの受光面２０ａ’との間の距離（最適像側作動距離と称する）をＬｉ’としたとき、最適共役長Ｔｃ’は、
Ｔｃ’＝Ｚ＋Ｌｏ’＋Ｌｉ’
となる。最適物体側作動距離Ｌｏ’と最適像側作動距離Ｌｉ’は共役関係にあるため、Ｌｏ’＝Ｌｉ’である。
【００１９】
図３は、物体側作動距離Ｌｏおよび像側作動距離Ｌｉと、ＭＴＦとの関係を示す図である。図３は、最適共役長Ｔｃ’＝９．７４ｍｍ、最適物体側作動距離Ｌｏ’＝最適像側作動距離Ｌｉ’＝２．７１ｍｍのロッドレンズアレイ１１について、物体側作動距離Ｌｏおよび像側作動距離Ｌｉを様々な値に変化させたときのＭＴＦをシミュレーションした結果を示す。
【００２０】
図３に示すように、物体側作動距離Ｌｏ＝像側作動距離Ｌｉ＝２．７１ｍｍとしたとき（図３の点Ａ）、使用共役長Ｔｃは最適共役長Ｔｃ’と等しくなり、ＭＴＦは最大の８４％となる。通常の画像読取装置は、最大のＭＴＦを達成するために、使用共役長Ｔｃ＝最適共役長Ｔｃ’となるように設計される。以下においては、使用共役長Ｔｃ＝最適共役長Ｔｃ’と設計された画像読取装置を比較例として、本実施形態に係る画像読取装置１００を説明する。
【００２１】
比較例に係る画像読取装置において、原稿Ｇが原稿載置面１４ａから０．１ｍｍ浮いた場合（点Ｋ）、ＭＴＦは７４％となり、点Ａよりも１０％低下する。点ＡのＭＴＦとの比は０．８８である。また、原稿Ｇが原稿載置面１４ａから０．２ｍｍ浮いた場合（点Ｄ）、ＭＴＦは３８％となり、点Ａよりも４６％低下する。点ＡのＭＴＦとの比は、０．４５である。
【００２２】
図３に示すように、物体側作動距離Ｌｏおよび像側作動距離Ｌｉを最適物体側作動距離Ｌｏ’および最適像側作動距離Ｌｉ’（点Ａ）からそれぞれ０．２ｍｍ短くし、物体側作動距離Ｌｏ＝像側作動距離Ｌｉ＝２．５１ｍｍとした場合（点Ｂ）、ＭＴＦは７４％となった。ここで、原稿Ｇが原稿載置面１４ａから０．１ｍｍ浮いた場合（点Ｌ）、ＭＴＦは７１％となり、点Ｂよりも３％低下する。点ＢのＭＴＦとの比は、０．９６である。また、原稿Ｇが原稿載置面１４ａから０．２ｍｍ浮いた場合（点Ｃ）、ＭＴＦは４１％となり、点Ｂよりも３３％低下する。点ＢのＭＴＦとの比は、０．５５である。
【００２３】
また、図３に示すように、物体側作動距離Ｌｏおよび像側作動距離Ｌｉを最適物体側作動距離Ｌｏ’および最適像側作動距離Ｌｉ’（点Ａ）からそれぞれ０．１ｍｍ短くし、物体側作動距離Ｌｏ＝像側作動距離Ｌｉ＝２．６１ｍｍとした場合（点Ｉ）、ＭＴＦは７９％となった。ここで、原稿Ｇが原稿載置面１４ａから０．１ｍｍ浮いた場合（点Ｊ）、ＭＴＦは７５％となり、点Ｉよりも４％低下する。点ＩのＭＴＦとの比は、０．９５である。また、原稿Ｇが原稿載置面１４ａから０．２ｍｍ浮いた場合（点Ｍ）、ＭＴＦは４１％となり、点Ｉよりも３８％低下する。点ＩのＭＴＦとの比は、０．５２である。
【００２４】
このように、物体側作動距離Ｌｏおよび像側作動距離Ｌｉをそれぞれ最適物体側作動距離Ｌｏ’および最適像側作動距離Ｌｉ’よりも短くした場合、原稿Ｇに浮きが生じたときのＭＴＦの低下量は、比較例よりも小さくなる。
【００２５】
次に、物体側作動距離Ｌｏおよび像側作動距離Ｌｉをそれぞれ最適物体側作動距離Ｌｏ’および最適像側作動距離Ｌｉ’よりも長くした場合について考察する。図３に示すように、物体側作動距離Ｌｏおよび像側作動距離Ｌｉを最適物体側作動距離Ｌｏ’および最適像側作動距離Ｌｉ’（点Ａ）からそれぞれ０．１ｍｍ長くし、物体側作動距離Ｌｏ＝像側作動距離Ｌｉ＝２．８１ｍｍとした場合（点Ｎ）、ＭＴＦは７９％となった。ここで、原稿Ｇが原稿載置面１４ａから０．１ｍｍ浮いた場合（点Ｈ）、ＭＴＦは７０％となり、点Ｂよりも９％低下する。点ＮのＭＴＦとの比は、０．８８である。また、原稿Ｇが原稿載置面１４ａから０．２ｍｍ浮いた場合（点Ｐ）、ＭＴＦは３０％となり、点Ｎよりも４９％低下する。点ＮのＭＴＦとの比は、０．３８である。
【００２６】
また、図３に示すように、物体側作動距離Ｌｏおよび像側作動距離Ｌｉを最適物体側作動距離Ｌｏ’および最適像側作動距離Ｌｉ’（点Ａ）からそれぞれ０．２ｍｍ長くし、物体側作動距離Ｌｏ＝像側作動距離Ｌｉ＝２．９１ｍｍとした場合（点Ｏ）、ＭＴＦは７４％となった。ここで、原稿Ｇが原稿載置面１４ａから０．１ｍｍ浮いた場合（点Ｑ）、ＭＴＦは６０％となり、点Ｏよりも１４％低下する。点ＯのＭＴＦとの比は、０．８１である。
【００２７】
このように、物体側作動距離Ｌｏおよび像側作動距離Ｌｉをそれぞれ最適物体側作動距離Ｌｏ’および最適像側作動距離Ｌｉ’よりも長くした場合、原稿Ｇに浮きが生じたときのＭＴＦの低下量は、比較例と殆ど変わらないか、または比較例よりも大きくなる。
【００２８】
以上から分かるように、物体側作動距離Ｌｏおよび像側作動距離Ｌｉをそれぞれ最適物体側作動距離Ｌｏ’および最適像側作動距離Ｌｉ’よりも短くすることにより、言い換えると使用共役長Ｔｃをロッドレンズアレイ１１の最適共役長Ｔｃ’よりも短くすることにより、ＭＴＦは比較例よりも若干低下するものの、原稿Ｇに浮きが生じたときのＭＴＦの低下量を比較例よりも小さくすることができる。
【００２９】
例えば原稿にうねりやしわがあった場合、原稿Ｇの一部が原稿載置面１４ａから浮いてしまう可能性がある。比較例に係る原稿読取装置は、使用共役長Ｔｃ＝最適共役長Ｔｃ’であるため、原稿Ｇに浮きが生じていない場合には高い解像度で原稿Ｇを読み取ることができるが、原稿Ｇの一部に浮きが生じた場合、その浮いた箇所はＭＴＦが大きく低下し、解像度が大幅に低下する。画像中において解像度の低下が大きい箇所がある場合、その箇所は非常に目立ち、画像の品質が低下してしまうおそれがある。一方、本実施形態に係る画像読取装置１００によれば、原稿Ｇの一部が浮いていた場合でも、その箇所の解像度は浮きが生じていない部分と比較してそれほど大きくは低下しない。従って、画像中において解像度が大幅に低下する箇所は生じにくくなり、解像度の均一な良好な画像を得ることができる。
【００３０】
但し、物体側作動距離Ｌｏおよび像側作動距離Ｌｉを最適物体側作動距離Ｌｏ’および最適像側作動距離Ｌｉ’から短くしすぎると、原稿Ｇの浮きが生じていない部分の解像度が低下しすぎるおそれがある。従って、物体側作動距離Ｌｏおよび像側作動距離Ｌｉは、原稿Ｇの浮きが生じていない部分の解像度の低下が許容できる範囲内において、最適物体側作動距離Ｌｏ’および最適像側作動距離Ｌｉ’よりも短く設定することが好ましい。この原稿Ｇの浮きが生じていない部分の解像度の低下が許容できる範囲は、用いるロッドレンズアレイに応じて実験やシミュレーションを行うことにより求めることができる。
【００３１】
以上、本発明を実施の形態をもとに説明した。この実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
【符号の説明】
【００３２】
１１  ロッドレンズアレイ、  １４  原稿台、  １４ａ  原稿載置面、  ２０  ラインイメージセンサ、  ２０ａ  受光面、  １００  画像読取装置。
【図１】
2011176524.tif 000003
【図２】
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【図３】
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