(57)【要約】【課題】原稿の高さの変動に伴う読取り光量の変動を抑制しつつ、照り返し光の影響を低減できるイメージセンサユニット、及び、画像読取装置を提供する。【解決手段】原稿をライン状に照射する第１の照明装置２００、及び、第２の照明装置２０１と、原稿からの反射光を結像するロッドレンズアレイ１２と、反射光を電気信号に変換する光電変換素子１３ｋが複数実装されるセンサ基板１４とを有するイメージセンサユニット４であって、第１の照明装置２００、及び、第２の照明装置２０１は、ロッドレンズアレイ１２の両側近傍に互いに対向して配置されると共に、副走査方向における照射光の照射範囲を非対称とする。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被照明体をライン状に照射する第１の照明装置、及び、第２の照明装置と、
被照明体からの反射光を結像する結像素子と、
前記反射光を電気信号に変換する光電変換素子が複数実装されるセンサ基板と
を有するイメージセンサユニットであって、
前記第１の照明装置、及び、前記第２の照明装置は、前記結像素子の両側近傍に互いに対向して配置されると共に、
副走査方向における照射光の照射範囲を非対称とする
ことを特徴とするイメージセンサユニット。
【請求項２】
前記第１の照明装置、及び、前記第２の照明装置は、いずれか一方に照射光の一部を遮光する遮光手段を備える
ことを特徴とする請求項１記載のイメージセンサユニット。
【請求項３】
前記第１の照明装置、及び、前記第２の照明装置は、互いに異なるスリット幅を形成する遮光手段を備える
ことを特徴とする請求項１記載のイメージセンサユニット。
【請求項４】
被照明体をライン状に照射する第１の照明装置、及び、第２の照明装置と、
被照明体からの反射光を結像する結像素子と、
前記反射光を電気信号に変換する光電変換素子が複数実装されるセンサ基板と
を有するイメージセンサユニットを用いた画像読取装置であって、
前記第１の照明装置、及び、前記第２の照明装置は、前記結像素子の両側近傍に互いに対向して配置されると共に、
副走査方向における照射光の照射範囲を非対称とする
ことを特徴とする画像読取装置。
【請求項５】
前記第１の照明装置、及び、前記第２の照明装置は、いずれか一方に照射光の一部を遮光する遮光手段を備える
ことを特徴とする請求項４記載の画像読取装置。
【請求項６】
前記第１の照明装置、及び、前記第２の照明装置は、互いに異なるスリット幅を形成する遮光手段を備える
ことを特徴とする請求項４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、複写機、イメージスキャナー、或いは、ファクシミリ等の画像読取装置で使用されるイメージセンサユニットに係り、特に２組の照明装置を備え、原稿の読み取り面に２方向から光を照射してその反射光を読み取るイメージセンサユニットに用いられるイメージセンサユニット、及び、画像読取装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
照明装置を２組内蔵することにより、時間当たりの読み取り枚数を増やした画像読取装置が、本出願人により提案されている。（特許文献１参照）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２００５／０５３３０７号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１記載の構成は、読み取り画像のエッジ（縁）等にコントラストの低下、及び、滲み等が発生し、原稿の読み取り精度が低下する問題があった。  
これは、自己、及び、相対する照明装置からの照射光の一部が夫々の導光体に再入射し、後述する照り返し光として再出射されることにより読み取り画像に照度変動が生じるためである。
【０００５】
本発明はかかる実情に鑑みてなされたものであり、照明装置が２組内蔵されたイメージセンサユニットにおいても、照射光の照射範囲（配光分布）を非対称とすることで、原稿の高さの変動に伴う読取り光量の変動を抑制しつつ、照り返し光の影響を低減できるイメージセンサユニット、及び、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】
【０００６】
請求項１記載のイメージセンサユニットは、被照明体をライン状に照射する第１の照明装置、及び、第２の照明装置と、被照明体からの反射光を結像する結像素子と、前記反射光を電気信号に変換する光電変換素子が複数実装されるセンサ基板とを有するイメージセンサユニットであって、前記第１の照明装置、及び、前記第２の照明装置は、前記結像素子の両側近傍に互いに対向して配置されると共に、副走査方向における照射光の照射範囲を非対称とすることを特徴とする。
【０００７】
請求項４記載の画像読取装置は、被照明体をライン状に照射する第１の照明装置、及び、第２の照明装置と、被照明体からの反射光を結像する結像素子と、前記反射光を電気信号に変換する光電変換素子が複数実装されるセンサ基板とを有するイメージセンサユニットを用いた画像読取装置であって、前記第１の照明装置、及び、前記第２の照明装置は、前記結像素子の両側近傍に互いに対向して配置されると共に、副走査方向における照射光の照射範囲を非対称とすることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
以上のように、第１の照明装置、及び、第２の照明装置の照射範囲を非対称とすることにより、互いに、導光体への迷光の再入射を低減させることで照り返し光を低減できることから、読み取り画像への影響は小さくなるものである。  
このため、原稿の高さの変動に伴う読取り光量の変動を抑制しつつ、照り返し光の影響による照度変動を低減でき、原稿の読み取り精度を向上できるものである。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、本発明を適用できる画像読取装置の構造を示す斜視図である。
【図２】図２は、イメージセンサユニット４の構造を示す概略図である。
【図３】図３は、導光体１１の構造を示す側面図である。
【図４】図４は、本発明を適用できるイメージセンサユニット４における照明装置の構成を示す模式図である。
【図５】図５は、従来のイメージセンサユニット４における第１の照明装置２００、及び、第２の照明装置２０１からの照射光の照射範囲を示す模式図である。
【図６ａ】図６ａは、第１の照明装置２００から第１の照明装置２００へ再入射する迷光を示す模式図である。
【図６ｂ】図６ｂは、第１の照明装置２００から第２の照明装置２０１へ再入射する迷光を示す模式図である。
【図７】図７は、原稿の反射率の違いにより生じる滲みの状態を示す図である。
【図８】図８は、原稿表面における正反射光、及び、拡散反射光の状態を示す模式図である。
【図９】図９は、本発明を適用できる第１の照明装置２００、及び、第２の照明装置２０１からの照射光の照射範囲を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態について図面に基づき詳細に説明する。図１は本発明を適用できるフラットベッド方式のスキャナ（画像読取装置）の構造を示す斜視図である。  
１は筐体であり、この筐体１には原稿載置部としてのガラス製の透明板からなるプラテンガラス２と、このプラテンガラス２上に載置された被照明体としての図示しない原稿を覆うように開閉自在設けられたプラテンカバー３とが設けられている。  
また、筐体１の内部には、イメージセンサユニット４が格納されており、イメージセンサユニット４は、例えば、密着型イメージセンサ（ＣＩＳ；Ｃｏｎｔａｃｔ Ｉｍａｇｅ Ｓｅｎｓｏｒ）ユニットである。５はイメージセンサユニット４を囲むように保持する保持部材であり、６は保持部材５をプラテンガラス２に沿って移動可能に設けられたスライドシャフト、７は駆動モータ、８はワイヤ、９は信号処理部である。
【００１１】
この構成により、駆動モータ７を駆動して保持部材５に取り付けられたワイヤ８を機械的に動かすことにより、イメージセンサユニット４をスライドシャフト６に沿って読み取り方向（副走査方向）に移動するものである。
【００１２】
尚、動作説明として、照明装置１組の場合を説明する。
図２は、イメージセンサユニット４の構造を示す概略図である。
１０は原稿照明用の光源であり、この光源１０には、例えば、赤緑青３色（以下、ＲＧＢと略す）の発光波長を持つＬＥＤからなる発光素子１０ｒ、１０ｇ、１０ｂが備えられており、これらの発光素子１０ｒ、１０ｇ、１０ｂを順次点灯駆動することにより光を照射する構成である。
【００１３】
１１は光源１０から照射された光を原稿へと導く導光体であり、この導光体１１の長手方向の一方の側端面の近傍に光源１０が配置されている。これら光源１０、及び、導光体１１の組み合わせにより後述する第１の照明装置２００、及び、第２の照明装置２０１として作用するものである。
【００１４】
１２は結像素子としてのロッドレンズアレイであり、このロッドレンズアレイ１２は、正立等倍結像型レンズ素子が複数配列されたものであり、原稿側焦点は、例えば、プラテンガラス２の２ｍｍ上方に位置している。  
また、ロッドレンズアレイ１２の両側近傍に第１の照明装置２００、及び、第２の照明装置２０１が互いに対向して配置されている。  
１３はロッドレンズアレイ１２にて結像された反射光（原稿画像）を電気信号に変換する光電変換素子であり、１４は光電変換素子１３ｋ（ｋは１から１１の自然数）が実装されたセンサ基板である。  
尚、本実施形態では、光電変換素子１３ｋの数は１１個であるが、光電変換素子１３ｋの数は特に限定されない。
【００１５】
以上の構成により、イメージセンサユニット４はプラテンガラス２の直下の読み取り位置において、光源１０に設けられた発光素子１０ｒ、１０ｇ、１０ｂを順次点灯駆動することにより光を照射する。照射された光は導光体１１を通して、ロッドレンズアレイ１２を挟んだ２方向より原稿の表面に主走査方向においてライン状に略均一に照射される。  
この照射光は原稿によって反射されることで、ロッドレンズアレイ１２によりセンサ基板１４上に設けられた光電変換素子１３ｋ上に集束結像される。集束結像された反射光は光電変換素子１３ｋにより電気信号に変換された後、信号処理部９にて処理されるものである。
【００１６】
このようにＲＧＢ全ての反射光を１走査ライン分読み取ることで、原稿の主走査方向における１走査ラインの読取動作を終了するものである。
【００１７】
１走査ラインの読み取り終了後、イメージセンサユニット４はさらに１走査ライン分副走査方向へ移動しつつ、原稿を照射しながら同様に１走査ラインの読み取り動作を行うものである。  
そして、これらの読み取り動作を夫々繰り返すことで原稿の全面を順次走査するものである。
【００１８】
図３は、導光体１１の構造を示す側面図である。
導光体１１は、例えば、アクリル等の透明な合成樹脂素材から成形されるものである。  １０１は長手方向（主走査方向）の一方の側端面に設けられた入光面であり、この入光面１０１の近傍に光源１０が配置されることにより、光源１０からの光が入光するものである。  
１０２は導光体１１の長手方向に沿って設けられた出射面であり、導光体１１内で反射・拡散された光源１０からの光を被照明体としての原稿の方向へ照射するものである。出射面１０２は集光効果のため凸状に形成されている。  
また、他の面は夫々図示しない反射面である。
【００１９】
この構成により、導光体１１内に入光した光は、導光体１１内にて反射面により全反射しながら導光体内を伝搬しつつ、出射面１０２より出射することで、原稿に対し主走査方向においてライン状に略均一に照射されるものである。
【００２０】
図４は、本発明を適用できるイメージセンサユニット４における照明装置の構成を示す模式図である。  
２００は、第１の照明装置であり、遮光手段としての第１の遮光板２０２によって出射面１０２の一部を覆い隠すことにより、第１のスリット幅ａを形成している。即ち、第１の照明装置２００は、第１のスリット幅ａを開口部として原稿を照射する構成である。  
２０１は、第２の照明装置であり、遮光手段としての第２の遮光板２０３によって出射面１０２の一部を覆い隠すことにより、第２のスリット幅ｂを形成している。即ち、第２の照明装置２０１は、第２のスリット幅ｂを開口部として原稿を照射する構成である。  
この時、第１のスリット幅ａ、及び、第２のスリット幅ｂは、第１のスリット幅ａ＞第２のスリット幅ｂとするものである。
【００２１】
この構成により、夫々のスリット幅が異なることから、照射光の照射範囲（配光分布）は非対称となるため、第１の照明装置２００の副走査方向における照射光は、第２の照明装置２０１の副走査方向における照射光と比較して広範囲に照射されるものである。
【００２２】
尚、第１の遮光板２０２は必要に応じて設ければ良く、第１の照明装置２００、及び、第２の照明装置２０１のいずれか一方に遮光板が設けられてあれば構わない。  
また、第１の照明装置２００、及び、第２の照明装置２０１における、第１のスリット幅ａ、及び、第２のスリット幅ｂのスリット幅は逆であっても構わない。
【００２３】
ここで、照明装置と、照り返し光との関係について詳細に説明する。  
図５は、従来のイメージセンサユニット４における第１の照明装置２００、及び、第２の照明装置２０１からの照射光の照射範囲を示す模式図である。  
また、図６ａは、第１の照明装置２００（自己）から第１の照明装置２００（自己）へ再入射する迷光を示す模式図であり、図６ｂは、第１の照明装置２００（自己）から第２の照明装置２０１（相対する照明装置）へ再入射する迷光を示す模式図である。
【００２４】
即ち、３００は、第１の照明装置２００からの照射光の照射範囲を示す曲線であり、３０１は、第２の照明装置２０１からの照射光の照射範囲を示す曲線である。曲線３００、及び、曲線３０１は、図５に示すようにロッドレンズアレイ１２の光軸に対して略対称を成すものである。
【００２５】
以下、照り返し光について説明する。  
照り返し光とは、原稿から反射された光の内、ロッドレンズアレイ１２に入射されない角度で反射・拡散された迷光が、自己、又は、相対する照明装置に再入射することにより、夫々の導光体１１内で再反射されて原稿に再出射される光のことをいう。  
また、この照り返し光は、導光体１１へ入射する迷光の入射角と、光源１０から照射されて導光体１１へ入射する光の入射角とが異なる角度であることから、照射方向が本来の角度と異なる角度（設計時に意図しない角度）となり再出射されるものである。  
このため、原稿表面に照り返し光による拡散反射光が生じるものである。この拡散反射光の一部がロッドレンズアレイ１２を通して結像することにより、近隣画素への照度変動が生じ、読み取り画像のエッジ（縁）等にコントラストの低下、及び、滲み等の発生の原因となるものである。  
【００２６】
この時、原稿の反射率の違いにより、滲みの度合いが異なるものである。例えば、反射率の違いの大きい黒領域と白領域が並んだ場合、白領域からの拡散反射光が多くなるため、（白領域の滲みより）黒領域の滲みが多くなるものである。（図７参照）
図８は原稿表面における正反射光、及び、拡散反射光の状態を示す模式図であり、原稿表面に対して上下方向を逆に示したものである。  
図中に示すように、原稿表面に照射光を照射することによって、この照射角度と逆方向の同じ角度に反射した正反射光と、それ以外の全方位に反射した拡散反射光が生じるものである。  
これは、原稿表面は完全な平滑面ではなく微細な凹凸を有することから、正反射によって生じる正反射光に加え、凹凸によって光の反射する方向が拡散することによる拡散反射光が生じるためである。
【００２７】
この時、主として、拡散反射光が自己の照明装置に再入射する迷光となり、正反射光が相対する照明装置に再入射する迷光となるものである。
【００２８】
また、原稿表面の反射率（光沢度）が上がるに従い、原稿表面が平滑になることから凹凸が小さくなるものである。これにより、拡散反射光が減少することから、自己の照明装置に再入射する迷光は減少するが、反射率が上がることから正反射光が大きくなり、それに応じて、相対する照明装置に再入射する迷光が増加するものである。  
以上のように、原稿の反射率の違いにより、近隣画素への照度変動の影響が異なるものである。
【００２９】
図９は、本発明を適用できる第１の照明装置２００、及び、第２の照明装置２０１からの照射光の照射範囲を示す模式図である。  
即ち、３０２は、第１の照明装置２００からの照射光の照射範囲を示す曲線であり、３０３は、第２の照明装置２０１からの照射光の照射範囲を示す曲線である。曲線３０２、及び、曲線３０３は、図９に示すように非対称を成すものである。
【００３０】
以上の構成により、第１の照明装置２００は、第２のスリット幅ｂと比較して第１のスリット幅ａが広く照射範囲が広いため、正反射光、及び、拡散反射光の発生量が多いと共に、（自己、又は、相対する照明装置を原因とする）迷光が再入射し易い構造になっている。  
しかしながら、第２の照明装置２０１は、第１のスリット幅ａと比較して第２のスリット幅ｂが狭い構成である。このため、第２の照明装置２０１に再入射する逆光の一部を第２の遮光板２０３によって遮断できることから第１の照明装置２００から発生し、且つ、第２の照明装置２０１へ再入射する迷光を低減できるものである。
【００３１】
これにより、第２の照明装置２０１は、相対する照明装置を原因とする照り返し光の除去を効率的に行えるものである。
【００３２】
また、第２の照明装置２０１は、第１のスリット幅ａと比較して第２のスリット幅ｂが狭く照射範囲が狭いため、正反射光、及び、拡散反射光の発生量が少ないと共に、（自己、又は、相対する照明装置を原因とする）迷光が再入射し難い構造になっている。  
このため、第２の照明装置２０１は、第２の照明装置２０１に再入射する迷光の一部を第２の遮光板２０３によって遮断する構成から、第２の照明装置２０１から発生し、自己（第２の照明装置２０１）へ再入射する迷光を低減できるものである。
【００３３】
これにより、第２の照明装置２０１は、自己の照明装置を原因とする照り返し光の除去を効率的に行えるものである。  
同時に、第２の照明装置２０１の照射範囲が狭く正反射光、及び、拡散反射光の発生量が少ないことから、第２の照明装置２０１から発生し、第１の照明装置２００に再入射する迷光は少なくなる。
【００３４】
これにより、第１の照明装置２００は、相対する照明装置を原因とする照り返し光の除去を効率的に行えるものである。
【００３５】
また、一方（第２の照明装置２０１）の照射範囲のみを狭くするため、原稿に対する高さ方向への照射範囲の影響度合いを軽減することができるため、原稿に発生した皺、及び、原稿の浮き上がり等により原稿の高さに変動が生じた場合においても、読み取り光量の変動を抑制することが可能となる。
【００３６】
以上のように、第１の照明装置２００、及び、第２の照明装置２０１の照射範囲を非対称とすることにより、互いに、導光体１１への迷光の再入射を低減させることで照り返し光を低減できることから、読み取り画像への影響は小さくなるものである。  
このため、原稿の高さの変動に伴う読取り光量の変動を抑制しつつ、照り返し光の影響による照度変動を低減でき、原稿の読み取り精度を向上できるものである。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明のイメージセンサユニットはイメージスキャナー、ファクシミリ、複写機等の画像読取装置として有効な技術である。
【符号の説明】
【００３８】
４      イメージセンサユニット
１０    光源
１２    ロッドレンズアレイ
１３    光電変換素子
１４    センサ基板
２００  第１の照明装置
２０１  第２の照明装置
２０２  第１の遮光板
２０３  第２の遮光板
ａ      第１のスリット
ｂ      第２のスリット
【図１】
2012142686.tif 000003
【図２】
2012142686.tif 000004
【図３】
2012142686.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６ａ】
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【図６ｂ】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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