(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光素子アレイ、レンズ・アレイ、反射鏡および受光素子アレイを備え、原稿からの反射光を反射鏡によりほぼ９０゜曲げることにより受光素子アレイをレンズ・アレイの光軸からずらして配置した画像読み取り装置であって、
該画像読み取り装置の一端または両端の形状を長手方向に対し傾斜させ、
レンズ・アレイを画像読み取り装置の幅方向の中央部に配置し、
受光素子アレイを画像読み取り装置の幅方向の外側に寄せて配置し、
複数の画像読み取り装置の傾斜した端部を突き合わせて長手方向に並べた時、レンズ・アレイがほぼ一直線をなし、
隣合う画像読み取り装置の受光素子アレイは交互に幅方向の反対側に位置して、受光素子アレイの端部の受光素子間の副走査方向への投影距離が、受光素子アレイ内における受光素子間のピッチとほぼ同等になるように構成したことを特徴とする画像読み取り装置。
【請求項２】
請求項１に記載の画像読み取り装置の変形であって、
画像読み取り装置の端部を高さ方向に二分して一方を前記のごとく長手方向に対し傾斜した形状にするとともに、他方を長手方向に直角な形状とし、
端部が傾斜した高さ範囲に受光素子アレイを収容し、
端部が直角な高さ範囲にレンズ・アレイを収容したことを特徴とする画像読み取り装置。
【請求項３】
請求項１に記載の画像読み取り装置を複数個用い、それぞれの端部を突き合わせて構成したことを特徴とする画像処理装置。
【請求項４】
請求項１に記載の画像読み取り装置を個別に含む部分の複数個を相互に回動可能に連結することにより、折り畳めるように構成したことを特徴とする画像処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ファクシミリ、複写機、イメージ・スキャナ、バーコード・リーダー等の画像処理装置に用いられる画像読み取り装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
画像処理装置の一例として、図７に手動のイメージ・スキャナを示す。同図（Ａ）は概略の平面図で、画像読み取り装置１を筐体３に納めてゴム製などのローラー２を設けた構成である。画像を読み取るには同図の主走査方向と副走査方向の２方向に原稿を走査するのであり、主走査方向の走査は電気的に行われるが、副走査方向の走査はローラー面を原稿に載せて、イメージ・スキャナを手で動かして行うのである。図示してないが、ローラー２は読み取り用パルス信号の発生機構と連動している。
【０００３】
同図（Ａ）にてイメージ・スキャナを構成している画像読み取り装置１のＢ−Ｂ断面を、同図（Ｂ）に示す。プラスチックなどの枠体４に構成部品を組み付けてあり、基板７上にデータ読み取り用の光源であるＬＥＤ等の発光素子６を搭載してある。以下、簡単のために主走査方向を装置の長手方向、副走査方向を幅方向と呼ぶことにする。発光素子６は画像読み取り装置１の長手方向、すなわち図（Ｂ）の紙面垂直方向に列をなしていて、発光素子アレイを形成している。８はロッド・レンズで、これも同様に装置の長手方向にレンズ・アレイを形成している。フォト・トランジスタ等の受光素子９も、基板１０上で装置の長手方向に受光素子アレイを形成している。発光素子６から出た光は、ガラス窓５を通って原稿１１を照らして反射し、再びガラス窓から戻ってロッド・レンズ８を通り、受光素子に入射して検出され、ローラー２の回転に同期して画像情報を１行ずつ読み取るのである。
【０００４】
原稿の幅がイメージ・スキャナの長さを越えるものの画像を読み取ることはできないから、幅の広い原稿を扱うにはイメージ・スキャナの長さを増さねばならず、画像読み取り装置１の長手寸法もそれに応じて長いものが必要になる。単に技術的に見ればそのつど長さを増した画像読み取り装置を作ればいいのであるが、それでは装置の種類が増えて実際上不便である。そこで、既存の画像読み取り装置をいくつか使い、長手方向に端部を突き合わせて並べて画像処理装置を構成することが考えられる。
【０００５】
例えば図８（Ａ）は、２個の画像読み取り装置１を長手方向に並べて筐体３に納め、イメージ・スキャナの長さを２倍にしたものである。しかし同図（Ｂ）に見るように、２個の画像読み取り装置１が当接している中央部では、両側の画像読み取り装置１の端部の受光素子９同士の距離ｐ′が、それぞれの受光素子アレイ内部における受光素子９間のピッチｐに比し、枠体などの構造的な制約のためにどうしてもｐ′＞ｐとなる。すなわちこの部分で受光素子９の配置が不連続になって、画像を正確に読み取れなくなる。従って、単純に画像読み取り装置を並べただけでは、幅の広い画像処理装置を構成することはできないのである。
【０００６】
原稿の幅よりも短い画像読み取り装置を用いてイメージ・スキャナを構成するものの例に、特開平７−１８４０１１号がある。これは２個の画像読み取り装置を幅方向に配置して望遠鏡のように伸縮可能に構成したもので、不使用時には短く縮めて両方を横に並べ、使用時には両方を長手方向にずらして伸ばすのであるが、この時、長手方向に完全にずれるのでなく端部が若干重なっている。従って、副走査方向への投影に関し、受光素子アレイが不連続にならない構成である。
【０００７】
また、原稿の幅より短い画像読み取り装置を用いるイメージ・センサの別の例として、実開平７−３３０６５号のものがある。ここではミラーを用いて画像読み取り装置を構成してあり、発光素子から出てガラス窓を通り原稿面で反射して戻って来た光は、ロッド・レンズを出たところでミラーによって光路がほぼ９０゜曲げられる。従って受光素子アレイが画像読み取り装置の幅方向に関し中央から離れて位置するので、複数の画像読み取り装置を長手方向に並べる場合、隣合う装置において受光素子アレイを幅方向に関し互いに反対側に配置でき、装置の継ぎ目で受光素子が不連続にならないようにできる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上述の各従来例はそれぞれの意図の範囲内では有効ではあろうが、次のような問題を持っている。すなわち特開平７ー１８４０１１号のイメージ・スキャナは、２個の画像読み取り装置を横に並べるので、製品の幅が倍増して小型化が困難である。そして二つの画像読み取り装置内のイメージ・センサが互いに段違いになるから、画像読み取り装置の継ぎ目を境に長手の左右で段違いの映像を読み取る。従ってデータをそのまま用いることができず、回路的あるいはソフト的に補正する構造が必要で、コスト増となる。さらに、原稿を走査する時、イメージ・センサが一直線のものと違って段違い分だけ余分に動かさなければならないなどの問題がある。
【０００９】
一方、実開平７−３３０６５号は、ミラーを用いて光路を曲げるものであって特開平７ー１８４０１１号とは形態が異なるが、レンズ・アレイを段違いに配置しているため同様の問題を免れない。
本発明は、上記のような問題を生じることなく、複数個の画像読み取り装置を長手方向に並べて長い画像処理装置を構成することを実現するものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明では、発光素子アレイ、レンズ・アレイ、受光素子アレイを備えた画像読み取り装置において、まずレンズ・アレイを幅方向の中央部に配置する。そして画像読み取り装置に反射鏡を設け、原稿から反射してレンズ・アレイを通った光をほぼ９０゜曲げる。これによって受光素子アレイをレンズ・アレイの光軸すなわち装置の中央部からずらし、幅の外側方向に寄せて配置する。また、画像読み取り装置の端部の形状を長手方向に対し傾斜させる。すると複数の画像読み取り装置の傾斜した端部同士を突き合わせて長手方向に並べた時、レンズ・アレイはほぼ一直線をなし、隣合う画像読み取り装置の受光素子アレイは交互に幅方向の反対側に位置して、傾斜した端面の鋭角部分にある受光素子アレイが隣の方に伸びるので、副走査方向へ投影した受光素子のピッチを、継ぎ目においても各受光素子アレイにおけるピッチと同等にすることができる。こうして任意の数の画像読み取り装置を連結し、単一の画像読み取り装置を用いるのと同様の性能で長い画像処理装置を構成することができる。
【００１１】
なお、画像読み取り装置の端部形状は、受光素子アレイを収容する高さ範囲では上述のように長手方向に対し傾斜させるが、レンズ・アレイの収容部分では長手に対し直角であってもよく、傾斜した部分と直角な部分を組み合わせた形状にするのが好ましい場合がある。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明を説明するが、以上の記述を含め同種の部品や部分には同じ符号を用いる。
図１は本発明の実施形態の一つを用いたハンド・スキャナである。同図（Ａ）のように画像読み取り装置１を２個、端部を突き合わせて筐体３に納め、ローラー２を設けたもので、長さが画像読み取り装置１のほぼ２倍あるイメージ・スキャナになっている。画像読み取り装置１は図示のごとく長手方向に対し端部が傾斜しており、傾斜した端部同士を突き合わせてあるので、全体が一直線になり、幅としては単一のもののままである。左右の画像読み取り装置１の断面をＢ−Ｂ断面、Ｃ−Ｃ断面として、それぞれ同図（Ｂ）、（Ｃ）に示すが、枠体４に種々の構成要素が取り付けてある。すなわち原稿１１に接する面のガラス窓５、基板７上に長手方向、すなわち紙面に垂直な方向に設けた発光素子６のアレイ、同様に長手方向に設けたロッド・レンズ８のアレイ、基板１０上に同じく長手方向に設けた受光素子９のアレイ、そして長手方向に伸びる反射鏡２１等である。
【００１３】
発光素子６から出た光は、矢印のようにガラス窓５から出て原稿１１の面を照射し、反射してガラス窓５から戻ってロッド・レンズ８を通り、反射鏡２１で光路をほぼ９０゜曲げられて受光素子９に達する。ロッド・レンズ８は画像読み取り装置の幅方向（図（Ｂ）、（Ｃ）では上下方向）のほぼ中央に置く。そして受光素子９は、反射鏡２１で光路が曲げられるので、従来の図７（Ｂ）のもののようにロッド・レンズ８の光軸上に置く必要がなく、幅方向で一方に片寄らせることができ、図１（Ｂ）、（Ｃ）では画像読み取り装置の一方の側面近くに配置してある。
【００１４】
図１（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）に見るように左右の画像読み取り装置１は平面的にも断面的にも互いに１８０゜回転した関係にあり、従って両者は同一物であることが分かる。
【００１５】
図２（Ａ）は、２個の画像読み取り装置１の継ぎ目近傍を拡大して、各素子の関係を示すものである。ロッド・レンズ８は幅方向の中央部に配置してあるので、画像読み取り装置１の端部を突き合わせた時ほぼ一直線をなす。従ってロッド・レンズ・アレイによる集光は、従来例のもののように左右でずれるということがなく一直線のデータであり、そのまま使用できて補正のための回路等は不要である。また、受光素子９は前述のように画像読み取り装置１の側面寄りに位置し、端部が鋭角になっている部分に入り込むような形で配置してあるので、受光素子９を装置の幅方向、つまり副走査方向に投影した時、隣合う画像読み取り装置１の受光素子アレイの一番端のもの同士の距離ｐ（図の上側）を、各画像読み取り装置１の内部の本来の受光素子アレイのピッチｐ（図の下側）に等しく設定することができる。これにより本発明の画像読み取り装置１を複数個並べて構成した画像処理装置では、受光素子アレイが画像処理装置の全長を通じて一様なピッチを持つことになり、正確な画像データの読み取りができる。
【００１６】
ロッド・レンズ８は、画像読み取り装置１の内部では密に配置されたアレイであるが、継ぎ目の部分では図２（Ａ）のｄのように多少離れてしまう。しかしこれが直ちに動作上支障となることはない。図２（Ｂ）は同図（Ａ）のＢ−Ｂ線に沿った模式的な断面図で、ロッド・レンズ８のアレイと受光素子９のアレイを示すが、反射鏡で９０゜曲げられる光路を真っ直ぐに伸ばした場合の等価的な受光素子の位置を９′で示す。この図のように、ロッド・レンズ８が原稿１１の面から集光する範囲ａ、あるいは受光素子９に結像する範囲ｂはロッド・レンズ８の断面積よりも広がるので、同図（Ａ）のように継ぎ目でロッド・レンズがｄだけ離れても、必要な領域を覆うことができる。
【００１７】
本実施形態では、発光素子アレイ２４も装置の端部形状が鋭角な方の側に片寄っているから、継ぎ目の両側の発光素子アレイ２４の端部の投影を十分に接近させることができる。図２（Ａ）では発光素子アレイ２４の端部の投影はむしろ若干重なっているが、発光素子についてはこのように重なっても格別問題でない。
【００１８】
上述のように画像読み取り装置１の端部を長手に対して傾斜した形状にすることで、受光素子アレイの連続性が保たれるのであるが、画像読み取り装置１の幅方向の中央部にあって一直線となるロッド・レンズ８については、図２（Ａ）からも分かるように、傾斜した端部形状は必ずしも有利でない。このように一直線に配置する素子については、端部はむしろ長手に直角であるのが好ましい。そこで画像読み取り装置１を高さ方向に区分し、受光素子アレイを含む高さ範囲では端部を傾斜させ、レンズ・アレイを含む高さでは直角にする構造にすることができる。
【００１９】
図３はそのような構造の斜視図で、二つの画像読み取り装置１の端部を若干離した状態を示し、下側の受光素子アレイの基板１０を含む部分では、端面を２２のように長手に対して傾斜させ、上側のガラス窓５やレンズ・アレイを含む部分では、端面を２３のように直角にしてある。二つの画像読み取り装置１を図中の矢印のように近づけて突き合わせた状態を図４に示し、同図（Ａ）が上面図、（Ｂ）が下面図で、傾斜した端面２２同士と直角の端面２３同士がそれぞれぴったり合って、ロッド・レンズ８は継ぎ目での離れ方が最小限になるとともに、受光素子９は継ぎ目を含めて一様なピッチｐを保つ。
【００２０】
以上説明した第一の実施形態では、画像読み取り装置１は一端だけが傾斜した端面で、他端は直角であり、図１のように左右に２個並べることだけを意図したものであるが、両端を長手に対し傾斜した形状や、あるいは図３のごとく傾斜面と直角な面を組み合わせた形状にすることができる。図５はそのような画像読み取り装置１を３個並べて構成したイメージ・スキャナであり、これ以外にも任意の数の画像読み取り装置１を連結して本発明の効果を現すことができる。
【００２１】
図６は先に本発明の出願人らが提案した折り畳み式ハンド・スキャナの斜視図である。これはハンド・スキャナを２分割して、画像読み取り装置を筐体３ａ、３ｂに納めた構成であり、二つの筐体３ａ、３Ｂを蝶番２５で連結してある。図で筐体３ｂを実線で示したのは非使用時に折り畳んだ状態であり、２点鎖線で示したのが、使用のために蝶番２５の回りで図中の矢印の方向に回転して伸ばした状態である。筐体３ａと筐体３ｂの端部に凹部２９と凸部２８を形成してあり、両者が係合して使用時の形状を保持する。図の下面（ハンド・スキャナとしては上面）から出したコード２７で、二つの筐体３ａ、３ｂを電気的に接続してある。もっとも蝶番２５の内部にコード２７を通す構造を取れば、コード２７を外部に露出させずにすむ。
【００２２】
レンズ・アレイを二つに分割して筐体３ａ、３ｂにそれぞれ収容してあるのを、ガラス窓５ａ、５ｂの部分に２６ａ、２６ｂとして示したが、使用状態に伸ばした時、レンズ・アレイ２６ａ、２６ｂは一直線になっている。従って読み取った画像データにはずれがなく、補正せずにそのまま使えるものである。このような折り畳み式のハンド・スキャナを構成する上で、本発明の画像読み取り装置が極めて有用であることが容易に理解されよう。
【００２３】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明の画像読み取り装置は同種のものを長手方向に並べるだけで、任意に長くした画像処理装置を構成できるから、製品を多様化する一方で構成部品の種類の増加を押さえることができ、生産管理や在庫管理上大いに有利である。画像読み取り装置の並べ方は端部同士を突き合わせるものであるから、装置の幅が増えることがなく製品を小型化できる。そしてレンズ・アレイが一直線に整列するので画像データが段違いにならず、データの補正回路などが不要で、コスト増が避けられる。また、使用時に段違い量だけ余分に走査するなどの気を使うことがないから、使い勝手のいいものが得られる。このように本発明の画像読み取り装置は、各種の画像処理装置を構成する上で大いに有用である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の一つを用いたハンド・スキャナを示し、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ断面図、（Ｃ）は（Ａ）のＣ−Ｃ断面図である。
【図２】図１のハンド・スキャナの画像読み取り装置１の継ぎ目の部分を示し、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ断面図である。
【図３】本発明の画像読み取り装置１の端部形状の別の実施形態の斜視図である。
【図４】図３の端部形状の画像読み取り装置１の継ぎ目の状態を示し、（Ａ）は上面図、（Ｂ）は下面図である。
【図５】本発明の別の実施形態を用いたハンド・スキャナを示す平面図である。
【図６】折り畳み式ハンド・スキャナの一例を示す斜視図で、本発明を好適に用いるものである。
【図７】従来のハンド・スキャナの一例を示し、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ断面図である。
【図８】従来の画像読み取り装置１を２個、筐体３に納めたハンド・スキャナを示し、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は画像読み取り装置１の継ぎ目部分の平面図である。
【符号の説明】
１  画像読み取り装置
２  ローラー
３、３ａ、３ｂ  筐体
４  枠体
５、５ａ、５ｂ  ガラス窓
６  発光素子
７、１０  基板
８  ロッド・レンズ
９  受光素子
２１  反射鏡
２２、２３  端面
２４  発光素子アレイ
２６ａ、２６ｂ  レンズ・アレイ
【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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