(57)【要約】【課題】  光の利用効率を向上させることで、消費電力の低減を図ることのできる画像読取装置を提供する。【解決手段】  原稿１３の反射光を受光する光電変換素子１４をアレイ状に備えたセンサ基板１１と、前記センサ基板１１の受光面側に配置され、該原稿１３を照明すると共に、該原稿１３からの反射光を該センサ基板１１に導く照明装置１２を備える。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体を照射して得られる反射光を受光して該被写体の画像情報を読み取る画像読取装置において、
前記被写体の反射光を受光する光電変換素子をアレイ状に備えたセンサ基板と、
前記センサ基板の受光面側に配置され、該被写体を照明すると共に、該被写体からの反射光を該センサ基板に導く照明手段とを備えていることを特徴とする画像読取装置。
【請求項２】
前記照明手段は、発光面と非発光面を背合わせにして平面形状を成し、該非発光面が前記センサ基板の受光面側に対向するように配置されていることを特徴とする請求項１に記載の画像読取装置。
【請求項３】
前記照明手段の発光面と非発光面の消光比が、１０倍以上であることを特徴とする請求項２に記載の画像読取装置。
【請求項４】
前記照明手段は、前記センサ基板の受光面に並行な略平面形状の光透過性を有する導光板と、該導光板の端面から光を照射する光照射手段とを備え、
前記導光板の前記センサ基板の受光面側にプリズムパターンが形成されていることを特徴とする請求項１に記載の画像読取装置。
【請求項５】
前記光照射手段は、前記導光板の端面に沿って配置された導光ロッドと、該導光ロッドの端部に配置された光源とにより構成されていることを特徴とする請求項４に記載の画像読取装置。
【請求項６】
前記照明手段と前記センサ基板との間に、前記被写体からの反射光の前記センサ基板への入射角を一定の範囲内に制限する光学素子が配置されていることを特徴とする請求項１に記載の画像読取装置。
【請求項７】
前記光学素子は、正立等倍レンズアレイ、マイクロレンズアレイ、ピンホールアレイ、光ファイバ束のいずれかであることを特徴とする請求項６に記載の画像読み取り装置。
【請求項８】
前記被写体からの反射光の前記センサ基板への入射に寄与しない前記光学素子の非有効領域に、該非有効領域に照射される光を前記被写体側に反射する反射部材が形成されていることを特徴とする請求項６に記載の画像読取装置。
【請求項９】
前記光学素子と前記センサ基板の間に、更に、前記センサ基板に形成されている光電変換素子に光を集光するマイクロレンズアレイを備えたことを特徴とする請求項６に記載の画像読取装置。
【請求項１０】
前記照明手段が上記被写体を照明する光に指向性を有し、その指向性照明光の出射角θ1が、上記光学素子の開口角θ2よりも大きいことを特徴とする請求項６に記載の画像読取装置。
【請求項１１】
前記出射角θ1と、前記開口角θ2とが、θ1＞（θ2＋５°）の関係を満たすことを特徴とする請求項１０に記載の画像読取装置。
【請求項１２】
前記センサ基板の基材が、不透明、あるいは着色された基板からなることを特徴とする請求項１に記載の画像読取装置。
【請求項１３】
前記センサ基板の基材が、プラスチック基板からなることを特徴とする請求項１に記載の画像読取装置。
【請求項１４】
前記照明手段と前記被写体の間に、透明な保護部材を備えたことを特徴とする請求項１に記載の画像読取装置。
【請求項１５】
被写体を照射して得られる反射光を受光体の受光面に伝達する照明機構において、
前記受光体の受光面と前記被写体の光照射面との間に配置され、該被写体を照明すると共に、該被写体からの反射光を前記受光体の受光面に導く照明手段と、
前記照明手段と前記受光体との間に配置され、前記被写体からの反射光の前記受光体の受光面への入射角を一定の範囲内に制限する光学素子とを備えていることを特徴とする照明機構。
【請求項１６】
前記照明手段が上記被写体を照明する光に指向性を有し，その指向性照明光の出射角θ1が、上記光学素子の開口角θ2よりも大きいことを特徴とする請求項１５に記載の照明機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、原稿、写真、名刺などの被写体に光を照射し、その反射光から該被写体の画像情報を読み取るスキャナ等の画像読取装置、及び、このような画像読取装置や各種電気光学装置に応用できる照明機構に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、基板上に光電変換素子（フォトダイオード、フォトトランジスタなど）とスイッチング素子（薄膜トランジスタなど）を１次元（ライン状）、あるいは２次元（エリア状）に多数配列させた画像読取装置が知られている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、図９に示すようなアクティブマトリクス型の２次元画像読取装置である。
【０００４】
図９に示す２次元画像読取装置において、ＸＹマトリクス状に画素が配列されたアクティブマトリクスアレイの各画素には、光電変換素子２０４とスイッチング素子２０３とが備えられている。各画素の光電変換素子２０４は、原稿面などの被写体の反射光に含まれる画像情報（光情報）を電気情報に変換する仕組みになっている。
【０００５】
例えば、図９の場合、光電変換素子２０４として用いられているフォトダイオードで、光の入射量に応じた電荷（あるいは起電力）が発生する。そして、その電荷量分布（あるいは電圧分布）を、スイッチング素子２０３として用いる薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を順次ＯＮさせて読み出すことで、被写体の２次元情報を得ることができる。ここで、光電変換素子２０４としては、フォトダイオードの代わりにフォトトランジスタと画素容量を組み合わせて用いることも可能である。
【０００６】
図１０は、上記特許文献１に開示されている画像読取装置の概略断面構成図である。被写体（原稿など）１０５の上に、センサ部１０４としての光電変換素子とスイッチング素子が具備されたセンサ基板１０３が配置され、さらにその上に光源となるバックライト（平面光源）が配置される。バックライトは、光散乱板１０２とそのエッジに具備されたＬＥＤ１０１から構成されている。
【０００７】
図１０に示すように、バックライトの光散乱板１０２から発せられた光は、センサ基板１０３を通過して被写体（原稿）１０５に照射される。そして被写体１０５で反射された光がセンサ基板１０３のセンサ部１０４の光電変換素子に到達する仕組みになっている。
【特許文献１】特開２００１−２８６６３公報（２００１年０１月３０日公開）
【特許文献２】特開２００１−２２３８４６公報（２００１年０８月１７日公開）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところが、上記特許文献１に開示されている画像読取装置の場合、以下のような問題が生じる。
（１）図１０に示すように、上記画像読取装置では、バックライトから発せられた光は、センサ基板１０３を介して被写体１０５に到達する仕組みになっているが、センサ基板１０３には、配線、光電変換素子、スイッチング素子などが形成されているために開口率（光の透過できる面積比率）が低く、光の利用効率が悪い。このため、バックライトを必要以上に明るくする必要があり、その分だけバックライトの消費電力が余分に必要になる。この結果、ハンディスキャナなどのモバイル用途で使用する場合には、電池の寿命が短くなるといった問題を発生する。
【０００９】
そこで、本願発明は、消費電力を低減すべく、センサ基板を光が通過することに起因する光利用効率の低下を解消できる画像読取装置を提供することを第１の目的としている。
（２）図１０に示すような上記画像読取装置では，バックライトから発せられた光は、センサ基板１０３を介して被写体１０５に到達する仕組みになっているので、センサ基板の基材は、透明なものを使用する必要がある。ガラスや石英基板であれば、基板自身が透明であるために問題ないが、着色されたプラスチック基板、プラスチックと金属によるハイブリッド基板、Ｓｉなどの不透明半導体基板、ステンレスシートなどの金属基板は、不透明あるいは極めて透明度が悪いことから、センサ基板１０３の基材として使用することができないといった問題があった。
【００１０】
特に、近年、軽量化や耐破損性を目的としてプラスチック基板上に、薄膜トランジスタや光電変換素子を形成する技術開発が盛んであるが、それらの半導体素子を形成するプロセスに耐えうる耐熱性の優れた基板を使用する必要がある。しかし、一般的には、耐熱性の優れたプラスチック基板は着色しているものが多いために、上記のセンサ基板１０３の基材としてプラスチック基板を使用することができなかった。
【００１１】
そこで、本願は、着色した基板であっても、センサ基板の基材として使用できる、即ちセンサ基板の基材の選択肢を広げることができる画像読取装置を提供することを第２の目的としている。
（３）被写体（原稿）１０５とセンサ基板１０３の間に光学素子が備えられていないために、被写体１０５が少しでもセンサ基板１０３から離れてしまえば、読み取り画像がボケてしまうため、被写体（原稿）１０５を完全にセンサ基板１０３に密着させる必要があり、実用性に乏しい。
【００１２】
そこで、この課題を解決しようとして、被写体（原稿）１０５とセンサ基板１０３との間に光学素子（レンズなど）を挿入することで、被写界深度を向上させる方法が考えられる。しかしながら、一般に、光学素子の受光角より大きな入射角を有する光は、その光学素子を通過することができないために、該光学素子を通過する際に光の利用効率が悪くなるといったトレードオフが発生する。
【００１３】
特に図１０に示す構成において、被写体（原稿）１０５とセンサ基板１０３との間に光学素子を挿入すると、バックライトから被写体（原稿）１０５に光が進入する往路と、被写体（原稿）１０５からの反射光がセンサ基板１０３に戻ってくる復路との両光路において光学素子を光が通過することになるので、光学素子における光の利用効率は、一層悪くなることになる。
【００１４】
そこで、本願発明は、被写界深度を向上させるために、被写体（原稿）１０５とセンサ基板１０３との間に光学素子を挿入する場合でも、光の利用効率の低下を最小限に抑えることが可能な画像読取装置を提供することを第３の目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の画像読取装置は、上記の課題を解決するために、被写体を照射して得られる反射光を受光して該被写体の画像情報を読み取る画像読取装置において、前記被写体の反射光を受光する光電変換素子をアレイ状に備えたセンサ基板と、前記センサ基板の受光面側に配置され、該被写体を照明すると共に、該被写体からの反射光を該センサ基板に導く照明手段とを備えていることを特徴としている。
【００１６】
前記照明手段は、発光面と非発光面を背合わせに有する平面形状を成し、該非発光面が前記センサ基板の受光面側に対向するように配置されていてもよい。
【００１７】
さらに、前記照明手段の発光面と非発光面の消光比が、１０倍以上であることが好ましい。
【００１８】
また、前記照明手段は、前記センサ基板の受光面に並行な略平面形状の光透過性を有する導光板と、該導光板の端面から光を照射する光照射手段とを備え、前記導光板の前記センサ基板の受光面側にプリズムパターンが形成されている構成であってもよい。
【００１９】
また、前記光照射手段は、前記導光板の端面に沿って配置された導光ロッドと、該導光ロッドの端部に配置された光源とにより構成してもよい。
【００２０】
さらに、前記照明手段と前記センサ基板との間に、前記被写体からの反射光の前記センサ基板への入射角を一定の範囲内に制限する光学素子が配置されていてもよい。
【００２１】
前記光学素子としては、正立等倍レンズアレイ、マイクロレンズアレイ、ピンホールアレイ、光ファイバ束のいずれを使用してもよい。このような光学素子は、被写体（原稿）の反射光を効果的に絞ることができ、被写界深度を向上させるための素子として最適である。
【００２２】
また、前記被写体からの反射光の前記センサ基板への入射に寄与しない前記光学素子の非有効領域に、該非有効領域に入射する光を前記被写体側に反射する反射部材が形成されていてもよい。
【００２３】
また、前記光学素子と前記センサ基板の間に、更に、前記センサ基板に形成されている光電変換素子に光を集光するマイクロレンズアレイを備えてもよい。
【００２４】
また、前記照明手段が上記被写体を照明する光に指向性を有し、その指向性照明光の出射角θ1が、上記光学素子の開口角θ2よりも大き設計されていてもよい。
【００２５】
前記出射角θ1と、前記開口角θ2との関係は、θ1＞（θ2＋５°）の関係を満たすことが好ましい。
【００２６】
また、前記センサ基板の基材が、不透明、あるいは着色された基板から形成されていてもよい。
【００２７】
また、前記センサ基板の基材が、プラスチック基板から形成されていてもよい。
【００２８】
また、前記照明手段と前記被写体の間に、透明な保護部材を備えていてもよい。
【００２９】
本発明の照明機構は、被写体を照射して得られる反射光を受光体の受光面に伝達する照明機構において、前記受光体の受光面と前記被写体の光照射面との間に配置され、該被写体を照明すると共に、該被写体からの反射光を前記受光体の受光面に導く照明手段と、前記照明手段と前記受光体との間に配置され、前記被写体からの反射光の前記受光体の受光面への入射角を一定の範囲内に制限する光学素子とを備えていることを特徴としている。
【００３０】
前記光学素子としては、正立等倍レンズアレイ、マイクロレンズアレイ、ピンホールアレイ、光ファイバ束のいずれを使用してもよい。このような光学素子は、被写体の反射光を効果的に絞ることができ、被写界深度を向上させるための素子として最適である。
【００３１】
また、前記被写体からの反射光の前記受光体の受光面への入射に寄与しない前記光学素子の非有効領域に、該非有効領域に入射する光を前記被写体側に反射する反射部材が形成されていてもよい。
【００３２】
また、前記照明手段が上記被写体を照明する光に指向性を有し、その指向性照明光の出射角θ1が、上記光学素子の開口角θ2よりも大きく設計されていてもよい。
【００３３】
前記出射角θ1と、前記開口角θ2との関係は、θ1＞（θ2＋５°）の関係を満たすことが好ましい。
【００３４】
なお、本発明として記載した上述した各構成を、必要に応じて任意に組み合わせてもよい。
【発明の効果】
【００３５】
本発明の画像読取装置によれば、前記被写体の反射光を受光する光電変換素子をアレイ状に備えたセンサ基板と、前記センサ基板の受光面側に配置され、該被写体を照明すると共に、該被写体からの反射光を該センサ基板に導く照明手段とを備えていることで、被写体の画像情報を読み取る際には、照明手段によって、被写体が直接照明される一方、被写体からの反射光がセンサ基板に導かれる。
【００３６】
これにより、被写体を照明する際には、従来のように、センサ基板を介さずに済むので、照明手段からの光の利用効率を向上させることができる。
【００３７】
従って、被写体を照明するのに充分な光を供給するために、光の照射強度を強める必要がなくなるので、画像読取装置の消費電力を低減させることができる。また、センサ基板が透明である必要が無いので、基材の選択肢を広げることができる。
【００３８】
前記照明手段は、発光面と非発光面を背合わせに有する平面形状を成し、該非発光面が前記センサ基板の受光面側に対向するように配置されていることで、照明手段の両面のうち、センサ基板の受光面側に面する面を非発光面とすることができる。
【００３９】
これにより、照明手段から発せられる光が直接的にセンサ基板に進入する確率を小さくし、迷光によるセンサ基板の誤動作を最小限に抑えることができる。
【００４０】
さらに、前記照明手段の発光面と非発光面の消光比が、１０倍以上であれば、照明手段から迷光となってセンサ基板の受光面に到達する光は、センサ基板を誤動作させる程度の強度にならないので、該センサ基板の誤動作を確実に防止することができる。
【００４１】
また、前記照明手段は、前記センサ基板の受光面に並行な略平面形状の光透過性を有する導光板と、該導光板の端面から光を照射する光照射手段とを備え、前記導光板の前記センサ基板の受光面側にプリズムパターンが形成されていることで、光照射手段によって導光板の端面から照射された光は、該導光板のセンサ基板の受光面側に形成されたプリズムパターンの作用によって、該導光板のセンサ基板の受光面側への漏れを抑えつつ、被写体側に導かれる。また、被写体からの反射光は、導光板の平面にほぼ直角に入射されるので、前記プリズムパターンによる影響をほとんど受けずにセンサ基板に導かれる。
【００４２】
これにより、被写体の照明時には、導光板からセンサ基板に漏れる光（迷光）を極力少なくすることができるので、迷光によるセンサ基板の誤動作を防止することができると共に、被写体を照明する光の利用効率を向上させることができる。
【００４３】
また、前記光照射手段は、前記導光板の端面に沿って配置された導光ロッドと、該導光ロッドの端部に配置された光源とにより構成することで、導光板の端面に沿って配置された導光ロッドによって光源からの光が導かれるので、該導光板の端面に沿って光源を配置しなくてもよく、この結果、少ない数の光源で効率よく均一に被写体を照明することができる。
【００４４】
さらに、前記照明手段と前記センサ基板との間に、前記被写体からの反射光の前記センサ基板への入射角を一定の範囲内に制限する光学素子が配置されていることで、センサ基板に対する光の入射角（即ち受光角）を一定の範囲内に制限する光学素子を備えているので、被写界深度を向上させることができる。
【００４５】
しかも、光学素子は、照明手段とセンサ基板との間に配置されているので、照明手段から被写体（原稿）に進入する往路では、該光学素子を通過せず、また、被写体（原稿）からの反射光がセンサ基板に戻ってくる復路のみにおいて、該光学素子を通過することになる。
【００４６】
したがって、従来構造の画像読取装置、例えば図１０に示すような画像読取装置に光学素子を挿入する場合に比べると、光が光学素子を通過する回数が往路＋復路の２回から、復路１回のみに減り、光学素子に起因する光利用効率の低下を最小限に抑えることが可能になる。
【００４７】
前記光学素子としては、正立等倍レンズアレイ、マイクロレンズアレイ、ピンホールアレイ、光ファイバ束のいずれを使用してもよい。このような光学素子は、被写体（原稿）の反射光を効果的に絞ることができ、被写界深度を向上させるための素子として最適である。
【００４８】
また、前記被写体からの反射光の前記センサ基板への入射に寄与しない前記光学素子の非有効領域に、該非有効領域に入射する光を前記被写体側に反射する反射部材が形成されていることで、被写体（原稿）の反射光のうち、光学素子の非有効領域（例えば、光学素子がレンズアレイの場合には、レンズとレンズの隙間など）に入射する光や、光学素子の表面で反射される光を、再度被写体（原稿）側に反射することができるので、光の利用効率を向上させることができ、これによって、光学素子に起因する光利用効率の低下を最小限に抑えることが可能となる。
【００４９】
また、前記光学素子と前記センサ基板の間に、更に、前記センサ基板に形成されている光電変換素子に光を集光するマイクロレンズアレイを備えていることで、光電変換素子の隙間領域に結像されていた無駄な光を、光学素子とセンサ基板との間に設けられたマイクロレンズアレイにより光電変換素子上に集光することができるので、光の利用効率をさらに向上させることが可能になる。
【００５０】
また、前記照明手段が上記被写体を照明する光に指向性を有し、その指向性照明光の出射角θ1が、上記光学素子の開口角θ2よりも大き設計されていることで、指向性の強い正反射光がセンサ基板に到達しないようになるので、読取画像のコントラスト低下や、照明手段のプリズムパターンの映り込みを回避することができる。
【００５１】
これにより、読取画像の読取品位を向上させることが可能となる。
【００５２】
前記出射角θ1と、前記開口角θ2との関係は、θ1＞（θ2＋５°）の関係を満たすことが好ましい。
【００５３】
また、前記センサ基板の基材が、不透明、あるいは着色された基板から形成されていることで、原稿の反射光をセンサ基板で受光する際、センサ基板内での迷光の発生を回避することが可能になる。
【００５４】
また、前記センサ基板の基材が、プラスチック基板から形成されていることで、センサ基板の軽量化や耐破損性を得ることが可能になる。
【００５５】
また、前記照明手段と前記被写体の間に、透明な保護部材を備えていることで、原稿との摩擦による照明装置のダメージを回避するたことができる。
【００５６】
本発明の照明機構は、受光体の受光面と前記被写体の光照射面との間に配置され、該被写体を照明すると共に、該被写体からの反射光を前記受光体の受光面に導く照明手段と、前記照明手段と前記受光体との間に配置され、前記被写体からの反射光の前記受光体の受光面への入射角を一定の範囲内に制限する光学素子とを備えていることで、照明手段と受光体との間に、被写体からの反射光の受光体の受光面への入射角（即ち受光角）を一定の範囲内に制限する光学素子を備えているので、被写界深度を向上させることができる。
【００５７】
従って、被写体の画像情報をボケの少ない状態で受光体の受光面に伝達することができる。
【００５８】
しかも、光学素子は、照明手段と受光体との間に配置されているので、照明手段から被写体に進入する往路では、該光学素子を通過せず、また、被写体からの反射光が受光体に戻ってくる復路のみにおいて、該光学素子を通過することになる。
【００５９】
従って、従来構造の画像読取装置に用いられた照明機構、例えば図１０に示すような画像読取装置に備えられた照明機構に光学素子を挿入する場合に比べると、光が光学素子を通過する回数が往路＋復路の２回から、復路１回のみに減り、光学素子に起因する光利用効率の低下を最小限に抑えることが可能になる。
【００６０】
前記光学素子としては、正立等倍レンズアレイ、マイクロレンズアレイ、ピンホールアレイ、光ファイバ束のいずれを使用してもよい。このような光学素子は、被写体の反射光を効果的に絞ることができ、被写界深度を向上させるための素子として最適である。
【００６１】
また、前記被写体からの反射光の前記受光体の受光面への入射に寄与しない前記光学素子の非有効領域に、該非有効領域に入射する光を前記被写体側に反射する反射部材が形成されていることで、被写体の反射光のうち、光学素子の非有効領域（例えば、光学素子がレンズアレイの場合には、レンズとレンズの隙間など）に入射する光や、光学素子の表面で反射される光を、再度被写体側に反射することができるので、光の利用効率を向上させることができ、これによって、光学素子に起因する光利用効率の低下を最小限に抑えることが可能となる。
【００６２】
また、前記照明手段が上記被写体を照明する光に指向性を有し、その指向性照明光の出射角θ1が、上記光学素子の開口角θ2よりも大きく設計されていることで、指向性の強い正反射光がセンサ基板に到達しないようになるので、反射光のコントラスト低下や、照明手段のプリズムパターンの映り込みを回避することができる。
【００６３】
前記出射角θ1と、前記開口角θ2との関係は、θ1＞（θ2＋５°）の関係を満たすことが好ましい。
【００６４】
上記の照明手段としては、受光体の受光面への反射光を効率よく導くためには、該受光面に略並行な面で光を照射できる平面照明手段を使用するのが好適であるが、他の照明手段であってもかまわない。
【００６５】
なお、本発明として記載した上述した各構成を、必要に応じて任意に組み合わせてもよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００６６】
〔実施の形態１〕
本発明の実施の一形態について説明すれば、以下の通りである。なお、本実施の形態では、本願の第１の目的、即ち、センサ基板を照射光が通過することに起因する光利用効率の低下を解消することを達成することができる画像読取装置について説明する。
【００６７】
本実施の形態にかかる画像読取装置は、図１に示すように、センサ基板１１、照明手段としての照明装置１２を備え、該照明装置１２のセンサ基板１１との対向面とは反対側に載置された被写体である原稿１３の画像情報を読み取るようになっている。すなわち、本実施の形態にかかる画像読取装置の構成は、センサ基板１１と照明装置１２とに大別できる。
【００６８】
前記センサ基板１１は、従来技術（図９）で説明したものと基本的に同じ構成のものを使用することができる。即ち、基板上には、ＸＹマトリクス状に画素が多数配列されており、各画素には光電変換素子とスイッチング素子が備えられている。また、光電変換素子１４上には、図示しない保護材が形成されている。なお、図１では、説明の便宜上、センサ基板１１上に設けられている部材のうち、光電変換素子１４のみを図示し、他の部材は省略している。
【００６９】
また、前記照明装置１２と原稿１３の間には、原稿との摩擦による照明装置１２のダメージを回避するための図示しない保護部材を設けることが好ましい。保護部材としては、照明装置１２と原稿１３の間に介在する透明保護基板（薄いガラス基板など）や、照明装置１２の原稿１３側表面にコート（塗布或あるいは蒸着）された保護膜（塗布ガラス、窒化膜、酸化膜、ダイヤモンドライクカーボン膜など）を用いることができる。
【００７０】
各画素の光電変換素子１４は、被写体（原稿１３）からの反射光を受けると、その光の強さに応じて電荷（又は起電力）を発生する仕組みになっている。光電変換素子１４は、ＸＹマトリクス状に２次元分布配置されているので、被写体からの反射光に明／暗のパターン情報が存在すると、各画素には、該明／暗パターンの分布に応じた電荷量（又は起電力）の分布が発生する。
【００７１】
そして、その画素分布（即ち、電荷量分布あるいは電圧分布）を、各画素に備えられたスイッチング素子で順次読み出すことで、被写体の２次元画像情報を得ることができる。
【００７２】
ここで、基板としては、通常、ガラス基板、セラミック基板、石英基板、プラスチック基板、金属基板、半導体基板などを用いることができる。
【００７３】
また、光電変換素子としては、シリコン材料をベースにしたフォトダイオード（pin型やMIS型）やフォトトランジスタが適している。他には、他の半導体材料やOPC（Organic Photo-conductor）材料用いることもできる。
【００７４】
スイッチング素子としては、シリコン材料をベースにしたトランジスタ（薄膜トランジスタ、MOSトランジスタなど）を好適に用いることができる。
【００７５】
前記照明装置１２は、発光面と非発光面が背合わせに有する平面形状の面状発光体が用いられている。図２は、ここで用いることができる照明装置１２の一例を示している。
【００７６】
すなわち、照明装置１２は、図２に示すように、略平面形状の導光板１６と、該導光板１６の端面から光を照射するため光照射手段としての、LEDからなる光源１５および導光ロッド１７とで構成されている。
【００７７】
光源１５のLEDとしては、モノクロで画像を読み取る場合には、白色、あるいは単色のLEDを用いる。一方、カラーで画像を読み取る場合には、赤（R）、緑（G）、青（B）の３種類のLEDを用いると良い。なお、図２では、カラーで画像を読み取る場合を想定しており、光源１５は、赤色LED１５Ｒ、緑色LED１５Ｂ、青色LED１５Ｇで構成されているものとする。
【００７８】
前記導光板１６は、非発光面１６ａと発光面１６ｂとが背合わせに形成され、該非発光面１６ａがセンサ基板１１に対向するように配置される。
【００７９】
導光ロッド１７は、前記導光板１６の端面に沿って略直方体形状を成したものであり、該導光ロッド１７の両端面に光源１５から発生される光が入射されるようになっている。
【００８０】
前記の構成の照明装置１２では、光源１５の各LEDから発せられた光は、先ず導光ロッド１７の端面から該導光ロッド１７内に入射し、導光ロッド１７の側面（長手方向で、導光板１６の端面に面した面）から出射される仕組みになっている。このとき、導光ロッド１７の側面（長手方向で、導光板１６に面した面）に沿ってライン状に発光される。
【００８１】
次に、導光ロッド１７から出射されたライン状の光は、導光板１６の端面から導光板１６内に入射され、導光板１６の一方面（表裏どちらか一方の面）から出射される仕組みになっている。図２では、導光板１６の下面の発光面１６ｂからの光を出射するようになっている。
【００８２】
導光板１６には、一方の面に効率良く光を出射できるように、導光板１６の一方面にはプリズムが、他方面には反射防止膜が設けられている。図２では、導光板１６の非発光面１６ａ側にプリズムパターンが形成され、発光面１６ｂ側に反射防止膜が設けられている。
【００８３】
前記プリズムパターンは、導光板１６の端面から入射された光を、被写体である原稿１３側に導くように、屈折させる。このとき、導光板１６の端面から入射された光は、非発光面１６ａからセンサ基板１１側にほとんど漏れない。
【００８４】
そして、前記プリズムパターンは、導光板１６の発光面１６ｂ側から入射された光を、ほとんど反射させることなく、非発光面１６ａからセンサ基板１１側に出射させる。
【００８５】
図２に示すような照明装置１２を用いれば、光源１５の各LEDから発生された光を面発光に変換して、平面形状を有する導光板１６の一方面（発光面１６ｂ）にのみ発光させることが可能になる。なお、上述の導光板１６は、アクリル樹脂などの透明な素材で形成することができる。
【００８６】
ここで、従来例を示す図１０に示す画像読取装置と本実施の形態の図１に示す画像読取装置との相違について以下に説明する。
【００８７】
図１０に示す画像読取装置の場合、センサ基板１０３と被写体１０５の各々とが面するように配置され、被写体１０５を照射する照射手段（ＬＥＤ１０１、光散乱板１０２）は、センサ基板１０３の背面側に配置されている。換言すれば、被写体１０５と照射手段との間にセンサ基板１０３が配置されている。
【００８８】
このため、照射手段から発せられた光は、センサ基板１０３を通過して被写体（原稿）１０５に照射される。そして、被写体１０５で反射された光が受光体としてのセンサ基板１０３の光電変換素子形成面（受光面）に到達する仕組みになっている。
【００８９】
このように、図１０に示す画像読取装置の場合、照射手段から発せられた光は、センサ基板１０３を介して被写体１０５に到達する仕組みになっているが、センサ基板１０３には、配線、光電変換素子、スイッチング素子などが形成されているために開口率（光の透過できる面積比率）が５０％以下と低く、光の利用効率が悪いという問題が生じている。
【００９０】
このため、図１０に示す画像読取装置の場合では、照射手段を必要以上に明るくする必要があり、その分だけ照射手段の消費電力が余分に必要になる。この結果、画像読取装置をハンディスキャナなどのモバイル用途で使用する場合には電池の寿命が短くなるといった問題を発生する。
【００９１】
これに対して、図１に示す画像読取装置の場合は、照明装置１２と被写体（原稿１３）の各々とが面するように配置され、センサ基板１１は照明装置１２の背面側に配置されている。換言すれば、原稿１３とセンサ基板１１との間に、照明装置１２が配置されている。
【００９２】
このため、照明装置１２から発せられた光は、従来のようにセンサ基板１１を介さずに、直接的に原稿１３に到達することができる。このため、従来に比べて光の利用効率を向上させることが可能になる。
【００９３】
前記構成の画像読取装置は、発光面１６ｂと非発光面１６ａとを背合わせに有する（即ち表裏の内、一方面のみが発光する）平面形状で、かつ透明な材質（光透過性を有する材料）からなる導光板１６を供えた照明装置１２を有しているので、被写体である原稿１３の画像面を効率良く照射するとともに、センサ基板１１側には光が漏れないようにすることができ、迷光によるセンサ基板１１の誤動作を回避することが可能となる。
【００９４】
また、導光板１６が透明なために、被写体（原稿１３）の反射光は、大きなロスを伴わずにセンサ基板１１に到達することができる。
【００９５】
なお、照明装置１２の導光板１６の非発光面１６ａ側からの漏れ光によるセンサ基板１１の誤動作を回避するためには、照明装置１２の導光板１６の発光面１６ｂと非発光面１６ａとの消光比が、最低でも１０倍以上ある必要がある。これは、被写体の代表例として考えられる新聞紙のコントラストが約５、上質紙が約１０であるためであり、これ以上の消光比が求められるためである。もちろん、被写体としてさらにコントラストが高いグラビア印刷物（コントラスト２０〜３０）を用いる場合には、前記の消光比は５０倍以上必要となる。
【００９６】
ちなみに、図２に示した照明装置１２の場合、導光板１６の非発光面１６ａ側に形成されたプリズムと、発光面１６ｂ側に形成された反射防止膜との光学特性を最適化することで、消光比５０倍以上を実現することが可能である。
【００９７】
さらに、上述のごとく、図１に示す画像読取装置の場合、照明装置１２から発せられた光は、従来のようにセンサ基板１１を介さずに、直接的に原稿１３に到達することができる。このため、センサ基板１１として、不透明な基板或いは着色された基板、例えば、着色されたプラスチック基板（茶褐色のポリイミドなど）、プラスチックと金属によるハイブリッド基板（プラスチックで金属シートを挟みこんだハイブリッド基板など）、不透明半導体基板（Ｓｉ基板など）、金属基板（ステンレスシートなど）を使用することが可能になる。特に、プラスチック基板をセンサ基板１１に使用することは、軽量化や耐破損性の観点から有用である。さらに、センサ基板１１として、不透明な基板或いは着色された基板を用いることで、原稿１３の反射光をセンサ基板１１で受光する際、センサ基板内での迷光の発生を回避することも可能になる。
【００９８】
このように、図１に示す画像読取装置の場合、本願の第１の目的（センサ基板を照射光が通過することに起因する光利用効率の低下を解消すること）を達成すると同時に、本願の第２の目的（センサ基板の基材の選択支を広げる）を達成することも可能となる。
【００９９】
〔実施の形態２〕
本発明の他の実施の形態について説明すれば、以下の通りである。なお、本実施の形態では、本願の第３の目的（被写界深度を向上させるために、被写体（原稿）とセンサ基板の間に光学素子を挿入する場合でも、光の利用効率の低下を最小限に抑えること）を達成することができる画像読取装置について説明する。
【０１００】
本実施の形態にかかる画像読取装置は、図３に示すように、前記実施の形態１とほぼ同じ構成であり、相違するのは、センサ基板１１と照明装置１２との間に光学素子２１が形成されている点である。
【０１０１】
前記センサ基板１１および照明装置１２は、前記実施の形態１で説明したものと同じものを使用することができるために、ここでは説明を割愛する。
【０１０２】
前記光学素子２１としては、ある所定の入射角（光学素子の開口角）以内の光のみを通過させ、それ以外の入射角が大きい光の通過を妨げる効果（いわゆる絞り効果）を有するものを用いる。つまり、光学素子２１としては、被写体からの反射光の前記センサ基板への入射角を一定の範囲内に制限するものであればよく、例えば、リニアセンサを用いた密着型スキャナや複写機などで実用化されている正立等倍レンズアレイ（図４にリニアセンサ用正立等倍レンズアレイの原理図を示す）を、図５のように、二次元に配列させたものを好適に用いることができる。
【０１０３】
正立等倍レンズアレイは、ガラスや樹脂からなり、屈折率が半径方向に放物線状に変化した屈折率分布型のロッドレンズ（又は光ファイバ）により構成される。例えば、レンズ素子径０．５６ｍｍ、開口角２３°、共役長９．１ｍｍ、焦点距離２．４ｍｍの正立等倍レンズが実現できる。このロッドレンズの１つ１つの外側面に光吸収層を形成した後、最密充填配列させるとで、目的とするレンズアレイが完成する。
【０１０４】
このような正立等倍レンズアレイは、レンズの開口角以内の角度に入射した光は伝搬するが、それ以外の光については光吸収層に吸収される仕組みになっている。また、開口角と被写界深度には相関があり、開口角を制限する程（即ち絞りを大きくする程）被写界深度を大きくすることができる。
【０１０５】
なお、正立等倍像を得る光学系としては、上述の屈折率分布型ロッドレンズを用いる方法以外に、複数枚のレンズを組み合わせる方法がある。例えば、２枚又は３枚の凸レンズ（又は凹レンズ）を組み合わせることで、正立等倍レンズを構成することができる。更に、単なる凸レンズ（又は凹レンズ）ではなく、バイナリレンズなどの平面レンズを用いれば、コンパクトな光学系を実現することができる。バイナリレンズを用いた正立等倍光学素子に関しては、OPTRONICS、No.8、p.127〜131（1996）等に詳しく記載されている。
【０１０６】
ここで、図３に示す画像読取装置の構成および効果について以下に説明する。
【０１０７】
前記画像読取装置は、図３に示すように、前記実施の形態１の図１に示す構成と同様に、照明装置１２と原稿１３との各々が面するように配置され、センサ基板１１は照明装置１２の背面側に配置されている。
【０１０８】
さらに、本実施の形態においては、新たな構成要素である光学素子２１が、照明装置１２とセンサ基板１１との間に挿入された構成になっている。換言すれば、被写体である原稿１３とセンサ基板１１との間、原稿１３から順に照明装置１２と光学素子２１とが配置されている。
【０１０９】
このため、照明装置１２から発せられた光は、直接的に原稿１３に到達することができる。また、原稿１３から反射された光は、照明装置１２と光学素子２１とを順に透過して受光体であるセンサ基板１１の受光面に到達する。原稿１３の反射光が照明装置１２を通過する際には、該照明装置１２が原稿１３の反射光に対して透明なために、大きなロスを伴うことが無い。一方、原稿１３からの反射光が光学素子２１を通過する際には、前述した光学素子２１の開口角の範囲内に収まる入射角を有する光のみが該光学素子２１を通過することができる。この結果、斜め方向から入射する光（入射角の大きい光）は光学素子２１を通過することが無く、被写界深度を確保することが容易にとなる。例えば、前述した、レンズ素子径０．５６ｍｍ、開口角２３°、共役長９．１ｍｍ、焦点距離２．４ｍｍの正立等倍レンズを用いた場合には、被写界深度±０．３ｍｍを確保することが可能になる。
【０１１０】
なお、開口角を制限できる光学素子２１としては、正立等倍レンズに限らず、マイクロレンズアレイ、ピンホール（ピンホールレンズとも呼ぶ）アレイ、光ファイバ束を用いることが可能である。正立等倍レンズの場合には、像の重ね合わせが可能なために、レンズ１個に対して複数の画素が対応するように設置することができる。このため、レンズとセンサ基板との位置合わせが不要であるといったメリットを有する。一方、レンズの像が正立像ではなく倒立像となるマイクロレンズアレイやピンホールアレイの場合は、像の重ね合わせができないために、隣接画素との情報のクロストークを防ぐ必要があるので、レンズと画素が１対１対応となるよう配置する必要がある。また、光ファイバ束の場合は、画素１個に対して複数の光ファイバが対応するように設置する必要がある。
【０１１１】
例えば、図６に、光学素子２１としてピンホールアレイ３１’を設置した例を示す。ピンホールは、１画素に１つの孔が合うように位置合わせされている。光電変換素子の受光角は、ピンホールの孔径Ｒを小さくし、距離Ｌを大きくすることで受光角を小さくすることが可能になり、隣接画素間の光の漏れが低減でき、実質的に被写界深度が向上する。なお。ピンホールアレイ３１’は、図６に示した構造では無く、図７に示すように、ピンホールの被写体側最表面からセンサ基板１１までの間（即ちＬの部分）での隣接画素間の光の漏れを完全に無くすために、画素単位に遮光壁を設けたピンホールアレイ３１を使用することが望ましい。また、ピンホール（或いは遮光壁によって囲まれた領域）一つ一つに対して、マイクロレンズを装着し、光の利用効率を向上させる方法も有効である。このように、画像読み取りシステムに適用可能な、マイクロレンズと遮光壁を組み合わせた光学系としては、特開２００１−２２３８４６号公報（２００１年８月１７日公開）を参考にすることができる。
【０１１２】
ところで、被写界深度を向上させるために、正立等倍レンズアレイなどの光学素子を使用する方法は、従来例（図１０）で説明した画像読取装置においても、被写体１０５とセンサ基板１０３との間に光学素子を挿入すすることで適用できる。ただし、この場合は、照射手段である光散乱板１０２から発せられた光は、センサ基板１０３に返ってくるまでに、（ｉ）センサ基板１０３の通過、（ｉｉ）光学素子の通過（往路）、（ｉｉｉ）光学素子の通過（復路）を伴うために、光のロスが（ｉ）〜（ｉｉｉ）の３回に渡って発生する。
【０１１３】
これに対して、本願（図３）の場合は、照明装置１２から発せられた光は、センサ基板１１に返ってくるまでに、（ｉｉｉ）光学素子２１の通過（復路）しか伴わない。
（ｉ）センサ基板１１を通過する際の光のロスは、センサ基板１１の開口率に依存するが、センサ基板１１には、配線、光電変換素子、スイッチング素子などが形成されているために、開口率は５０％以下と低いのが一般である。また、（ｉｉ）、（ｉｉｉ）の光学素子２１を通過する際の光のロスは、光学素子２１の開口角の設計値に依存するが、実用的な被写界深度を得るためには、開口角を絞る必要があるので、光の利用効率としては、１％〜１０％程度となる。
【０１１４】
このため、正立等倍レンズアレイなどの光学素子を使用して被写界深度を向上させる場合、従来例（図１０）で説明した画像読取装置に適用する場合は、（ｉ）、（ｉｉ）、（ｉｉｉ）全ての光のロスを伴うが、本願の図３に示すの画像読取装置の場合には、（ｉｉｉ）の光ロスしか伴わないために、光の利用効率が格段に向上するというメリットを有する。
【０１１５】
前記実施の形態２においては、上述のように、原稿１３からの反射光が光学素子２１を通過する際には、前述した光学素子２１の開口角の範囲内に収まる入射角を有する光のみが該光学素子２１を通過することができる。この結果、斜め方向から入射する光（入射角の大きい光）は光学素子２１を通過することが無ない。そして、光学素子２１を通過しない光は、該光学素子２１の有効領域（光が通過する領域）以外の領域において吸収される。したがって、この光学素子２１の有効領域以外の領域において吸収される光を少なくすれば、さらに、光の利用効率を向上させることが可能となる。
【０１１６】
以下の実施の形態では、光学素子２１において無駄に吸収される光を利用できるようにして、光の利用効率をさらに向上させる例について説明する。
【０１１７】
〔実施の形態３〕
本発明のさらに他の実施の形態について説明すれば、以下の通りである。なお、本実施の形態では、前記実施の形態２を前提して説明する。従って、本実施の形態で使用する光学素子２１についても、前記実施の形態２と基本的には同じである。すなわち、本実施の形態で使用する光学素子２１は、正立等倍レンズ（あるいは、マイクロレンズ、ピンホール、光ファイバ）が多数アレイ状に配列されたものである。これら個々のレンズの開口部は光を取り込むことが可能な有効エリアとして作用するが、レンズ同士の隙間の部分は非有効領域となる。
【０１１８】
図８は、図３で示した画像読取装置で使用した光学素子２１（正立等倍レンズアレイ）を、被写体である原稿１３側からみた図である。円形のレンズ開口部２１ａ（有効領域）が細密充填配列されているが、斜線で示した隙間部分は、非有効領域２１ｂとなる。通常、原稿１３から反射した光が光学素子２１に入射する際、この非有効領域２１ｂに入射する光は有効に利用されない。
【０１１９】
そこで、本実施の形態では、この非有効領域２１ｂに反射部材を形成した。反射部材としては、金属膜（AlやAgなど）からなるミラーや、誘電体ミラーを用いることができる。
【０１２０】
これによって、光学素子２１の非有効領域２１ｂに入射した光は、再度、被写体である原稿１３の方に反射され、原稿１３の照射光として再利用することができ、光の利用効率を向上させることが可能になる。特に、ピンホールレンズを用いる場合には、光電変換素子１４の受光角を制限するためにピンホールのサイズを極めて小さくする必要があるため、ピンホールマスクの非有効領域が大きくなる。このため、非有効領域に入射する光を再利用する方法は、極めて有効である。
【０１２１】
〔実施の形態４〕
本発明のさらに他の実施の形態について説明すれば、以下の通りである。なお、本実施の形態では、前記実施の形態２の図３に示す画像読取装置において、センサ基板１１と光学素子２１との間に、マイクロレンズアレイ４１（図１１）を備えたものとなっている。従って、本実施の形態では、マイクロレンズアレイ４１以外の構成は、前記実施の形態２と同じであるので、各部材についての説明は省略する。
【０１２２】
上述のように、前記実施の形態２において、原稿１３からの反射光が光学素子２１を通過する際には、この光学素子２１の開口角の範囲内に収まる入射角を有する光のみが該光学素子２１を通過することができる。
【０１２３】
ここで、光学素子２１として、正立等倍レンズを用いる場合には、原稿（被写体）１３の像がセンサ基板１１上の光電変換素子形成面（受光面）に正立像として結像する仕組みになっている。このとき、図３に示すように、光電変換素形成面に対して、光電変換素子１４だけでなく、光電変換素子が形成されていない隙間領域（光電変換素子同士の隙間領域）Ｘにも連続的に結像される。この隙間領域Ｘに結像された光は、光電変換作用に寄与せず、無駄な光となってしまう。
【０１２４】
そこで、本実施の形態では、図１１に示すように、光電変換素子形成面の直上に、１画素に１個の割合（すなわち光電変換素子１個に１個の割合）で集光用マイクロレンズ４１ａを有するマイクロレンズアレイ４１を配置した画像読取装置としている。このマイクロレンズアレイ４１は、センサ基板１１、光学素子２１とは別途、射出成型等により形成されたものである。
【０１２５】
これにより、隙間領域Ｘに結像されていた無駄な光を、センサ基板１１の光電変換素子形成面（受光面）と光学素子２１との間に設けられたマイクロレンズアレイ４１の各集光用マイクロレンズ４１ａにより各光電変換素子１４上に集光することができるので、光の利用効率をさらに向上させることが可能になる。
【０１２６】
集光用マイクロレンズ４１ａとしては、上記のように、射出成型等により他の部材とは別途設けられたマイクロレンズアレイ４１に形成する他、センサ基板１１上の光電変換素子１４部分に、ディスペンサなどで樹脂を滴下した後に硬化させた直接形成型のレンズでもよいし、２Ｐ法で転写形成したレンズでもよい。
【０１２７】
〔実施の形態５〕
本発明のさらに他の実施の形態について説明すれば、以下の通りである。
【０１２８】
本実施の形態では、上述した各実施の形態で用いる照明装置１２を更に最適化した例について、図１２および図１３を参照しながら説明する。
【０１２９】
図１２は、被写体となる原稿に広く使用される各種「紙」の反射特性を示す図である。図１３は、その反射特性を測定した際の測定系を簡単に示した図である。
【０１３０】
図１３に示すように、ハロゲンランプから出射された指向性を有する光を、測定対象である紙に照射し、その反射光強度の角度特性を、正反射方向を中心に±３０°の範囲で測定している。この結果、図１２に示すグラフから、上質紙や藁半紙では、正反射がなく、あらゆる角度に散乱する等方散乱特性を示すが、光沢紙の場合には、正反射方向の反射が極めて強く、正反射方向から±５°以上離れた角度では指向性のない散乱特性を示すことが分かった。なお、図１２のグラフ中、光沢紙Ｂは、光沢紙Ａより光沢性が高い。
【０１３１】
ところで、上記照明装置１２から出射される照明光は、導光板に形成されたプリズムによって屈折されて出射されるために指向性の強い光になるが、上記センサ基板１１の光電素子２１が、原稿からの反射光の中で、指向性の強い正反射光を検出すると、（ａ）読み取り画像コントラストが低下する、（ｂ）照明装置１２の導光板に形成されたプリズムの影が受光面に投影され、読み取り画像にその影が映りこんでしまうといった問題が発生する。
【０１３２】
そこで、図２に示すように、照明装置１２から原稿に向けて出射する光の角度を、出射面に対する法線方向では無く、斜め方向（出射角θ1）に出射するように導光板のプリズムを設計すると良い。そうすることで、原稿は入射角θ1で照射されるため、原稿の正反射成分は、出射角θ1の方向に反射する。この際、上記出射角θ1の値を使用する光学素子２１の開口角θ2より大きな値となるように設定しておけば、この正反射成分は、光学素子を通過することができない。ここで、光学素子２１の開口角とは、例えば、図４に示すレンズの開口角のことであり、受光角とも呼ぶ。
【０１３３】
一方、光電変換素子１４には、原稿の正反射成分ではなく、光学素子２１の開口角（θ2）以内の反射散乱光が到達する。従って、指向性の強い正反射光を検出する際に生じる、上記（ａ）（ｂ）の問題を回避することが可能になる。
【０１３４】
つまり、照明装置１２から原稿に向けて出射する光の角度を、出射面に対する法線方向では無く、斜め方向（出射角θ1）に出射するように導光板のプリズムを設計し、その出射角θ1の値を使用する光学素子２１の開口角θ2より大きくなるように設計することが好ましい。厳密には、図１２より、正反射角度の中心から約±５°の範囲の正反射成分が存在するので、光学素子２１の開口角をθ2とした時、θ1＞（θ2＋５°）を満たすように照明装置の出射角θ1を設計することが好ましい。
【０１３５】
上述の効果は、使用する光学素子２１が開口角を制限する機能を有する場合に有効であり、光学素子２１として、正立等倍レンズアレイ、マイクロレンズアレイ、ピンホールアレイ、光ファイバ束などを用いた場合に有効である。
【０１３６】
なお、上記各実施の形態において、画像読取装置に適用された照射機構、すなわち、被写体（原稿）を照射して得られる反射光を受光体であるセンサ基板１１の光電変換素子形成面（受光面）に伝達する照明機構であり、前記受光体の受光面と前記被写体の光照射面との間に配置され、該被写体を照明すると共に、該被写体からの反射光を前記受光体の受光面に導く平面照明手段としての照明装置１２と、前記平面照明手段と前記受光体との間に配置され、前記被写体からの反射光の前記受光体の受光面への入射角を一定の範囲内に制限する光学素子２１とを備えている照明機構は、上述してきた画像読取装置に限らず、被写体の反射光を受光する機構を有する各種電気光学装置（光画像演算装置、光書き込み型ライトバルブなど）に幅広く応用することができる。
【０１３７】
以上、各実施の形態においては、本願発明を、２次元の画像読取装置に適用した例について説明したが、同じ構成を１次元の画像読取装置にも適用できる。
【０１３８】
また、各実施の形態においては、本願発明を、表面側に表示機能、裏面側に画像読取機能を備えた入出力一体型の画像読取装置にも適用できる。
【０１３９】
また、本発明の画像読取装置は、被写体を照明する照明手段と、前記被写体の反射光を受光する光電変換素子をアレイ状に備えたセンサ基板とを備えた画像読み取り装置において、前記照明手段は、前記被写体と前記センサ基板の間に配置され、さらに、前記照明手段と前記センサ基板の間に、前記センサ基板に入射する光の入射角を制限する光学素子を備えていてもよい。
【０１４０】
また、前記照明手段は、発光面と非発光面を背合わせに有する平面形状を有し、かつ、前記発光面が前記被写体側に面するように、前記被写体と前記センサ基板の間に配置されるようにしてもよい。
【０１４１】
また、前記照明手段は、少なくとも一方面にプリズムパターンを備えた略平面形状を有する導光板と、該導光板の端辺に沿って配置された導光ロッドと、該導光ロッドの端部に配置された光源により構成されていてもよい。
【０１４２】
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【０１４３】
本発明の画像読取装置は、スキャナや複写機に適用できるが、光利用効率の向上と消費電力の低減が可能である点及び小型軽量化が可能な点からＰＤＡ（Personal Digital Assistants)、携帯電話、ノートパソコン等の携帯端末に画像読取機能を備えた機器にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【０１４４】
【図１】本発明の一実施の形態にかかる画像読取装置の概略構成図である。
【図２】図１に示す画像読取装置に備えられた照明装置の概略斜視図である。
【図３】本発明の他の実施の形態にかかる画像読取装置の概略構成図である。
【図４】図３に示す画像読取装置に備えられた光学素子を構成するレンズの原理を示す説明図である。
【図５】図４に示すレンズから光学素子を構成した場合を示す説明図である。
【図６】本発明のさらに他の実施の形態にかかる画像読取装置の概略構成図である。
【図７】本発明のさらに他の実施の形態にかかる画像読取装置の概略構成図である。
【図８】図３に示す光学素子の原稿側からみた平面図である。
【図９】一般的なセンサ基板の概略構成平面図である。
【図１０】従来の画像読取装置の概略構成図である。
【図１１】本発明のさらに他の実施の形態にかかる画像読取装置の概略構成図である。
【図１２】被写体としての紙の反射特性を示すグラフである。
【図１３】図１２に示す反射特性を測定するための測定系を簡略化した図である。
【符号の説明】
【０１４５】
１１    センサ基板（受光体）
１２    照明装置（照明手段）
１３    原稿（被写体）
１４    光電変換素子
１５    光源（光照射手段）
１６    導光板
１６ａ  非発光面
１６ｂ  発光面
１７    導光ロッド（光照射手段）
２１    光学素子
２１ａ  レンズ開口部
２１ｂ  非有効領域
３１    ピンホールアレイ（光学素子）
３１’  ピンホールアレイ（光学素子）
４１    マイクロレンズアレイ
４１ａ  集光用マイクロレンズ
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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