【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像読取装置に係わり、特に、複数個もイメージセンサが千鳥状に配置されて成る画像読取装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
幅広の原稿を読み取るイメージセンサを備えた画像読取装置は、従来から様々なタイプのものが知られている。例えば、図３に示されるように、原稿Ｐの最大幅に対応する長さを有する１本の長尺なリニアイメージセンサ１０１および結像素子１０２を用いたタイプのものや、図４に示されるように（特許文献１参照）、複数のリニアイメージセンサ１０１および結像素子１０２を１つのラインＬ１上に結像させるように千鳥状に配列させたタイプのものがある。また、図５に示されるように（特許文献２参照）、複数のリニアイメージセンサ１０１および結像素子１０２を複数のラインＬ１，Ｌ２上に結像させるように千鳥状に配列させたタイプのものや、図６に示されるように、複数の縮小型イメージセンサ１０１Ａに複数の縮小レンズ１０２Ａで結像させるようにしたタイプのものも知られている。
【０００３】
【特許文献１】
特開平５−３３６３０１号公報
【特許文献２】
特開昭５９−１０５７６２号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、図３に示されるタイプのものは、簡単な構成で高画質が得られるが、イメージセンサ１０１が高精度部品となり、部品コストが高額になってしまう。
【０００５】
これに対し、図４および図５に示されるタイプのものは、図３に示されるタイプの欠点を補うために提案された方式で、量産性のある安価なＡ４、Ａ３サイズ等の幅の狭いリニアイメージセンサ１０１を複数用いることにより、部品コストを安く抑えられる長所がある。しかしながら、センサ１０１の機械的な配列調整を行なう必要があり、また、各センサ１０１で読み取った画像を合成する等、画像処理が複雑になってしまう。また、熱膨張等によりセンサ１０１の位置がずれて、画像ズレが発生し易いという問題もある。
【０００６】
ここで、図４に示されるタイプのものと、図５に示されるタイプのものとを比較すると、図４に示されるタイプのものは、１つのラインＬ１で読み込むため、画像処理が複雑とならず、図３に示されるタイプのものと同程度の画像処理レベルで済む。ただし、各センサ１０１を１ラインに機械的に配置調整する必要がある。これに対し、図５に示されるタイプのものは、複数のラインＬ１，Ｌ２で読み込むため、逆に１ラインの調整を画像合成で行なって、機械的な配置調整の問題を低減することができるが、画像処理が複雑になる。また、副走査方向にセンサ間の距離があるため、原稿を読み取る時の副走査の速度ムラにより、１ラインに合成した場合、センサ継ぎ目の副走査方向にズレを生じ、特に原稿移動型では、原稿の種類によって搬送ショックを低減させる必要があり、対応が非常に困難となる。
【０００７】
一方、図６に示されるタイプのものは、図４および図５のタイプのものと同様に、コストを安く抑えることができる。しかしながら、縮小光学系であるため、光路が長くなり、装置自体の大きさが他のタイプのものよりもかなり大きくなってしまう。
【０００８】
以上のことから、図４に示されるタイプのものが、総合的にコストが安くコンパクトな読取装置であると言えるが、複数のイメージセンサ１０１を千鳥状に配列させて、原稿画像を１ラインに読み込ませるために、イメージセンサ１０１および結像素子（ロッドレンズ）１０２を原稿Ｐに対して所定の角度だけ傾けて配置する必要がある（図４参照）。しかも、その傾き角度は、イメージセンサ１０１および結像素子１０２の副走査方向の大きさや、結像素子の焦点距離によって決まり、通常、図７に示されるように、互いの読取角度θが２０〜３０°となる。なお、図７中、１０３は原稿を照明するための照明ランプ、１０４はコンタクトガラス、１０５は圧板である。
【０００９】
ここで、原稿の平坦性は、原稿を矯正しない限り保たれないが、圧板１０５等で原稿の平坦性を矯正するのには限界があり、特に原稿移動型では、圧板（または、ローラ）１０５とコンタクトガラス１０４との間に隙間を確保しないと、原稿搬送中にジャム等の不具合が生じてしまう。したがって、原稿に波打ちや折り目がある場合、焦点位置が主走査の１ライン上で均一にならない（図中、Ｒは基準焦点位置）。図３および図５に示されるタイプのものは、原稿に対して直角に読み取るため、部分的にボケるだけであるが、図４に示されるタイプのものでは、図７に示されるように、原稿の焦点バラツキの量をｔとすると、副走査方向にｔ×ｔａｎ（θ／２）のズレ（θ＝３０°、ｔ＝０．５ｍｍとすると、ズレ量は約０．１３ｍｍ）が生じ、結果的に、波打ち原稿の主走査方向に直線画像があった場合、直線が波打った画像として読み取られる。また、センサの継ぎ目では、ズレ量が２倍となり、更に波打ち画像が顕著となる。
【００１０】
本発明は前記事情に着目してなされたものであり、その目的とするところは、複数のイメージセンサを１ラインに結像させるように千鳥状に配列させた画像読取装置であって、原稿平坦性のバラツキによる読取画像の劣化を低減できる、高画質で低コストな画像読取装置を提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、請求項１に記載された発明は、原稿を照明するための照明手段と、原稿の搬送方向を横切るその長手方向に沿って千鳥状に配列された複数のイメージセンサと、前記照明手段によって照明された原稿の像を前記各イメージセンサ上に結像させるための結像手段とから成る画像読取装置において、前記結像手段と原稿面との間には、前記イメージセンサおよび前記結像手段によって原稿面上の１つの主走査ラインを１つの直線上で読み取ることができるようにするとともに、原稿に対する読取角度を小さくする一対のミラーが設けられていることを特徴とする。
【００１２】
この請求項１に記載された発明によれば、原稿平坦性のバラツキによる波打ち、直線曲がりを低減できる。すなわち、通常、イメージセンサおよび結像素子が原稿に対して所定の角度だけ傾けて配置されていると、原稿に対する読取角度θが２０〜３０°となるが、前記ミラーを設けると、読取角度θを２０〜３０°の１／３〜１／２まで小さくすることができ、原稿平坦性のバラツキによる波打ち、直線曲がりを低減できる。また、単にミラーを設けるだけで、原稿平坦性のバラツキによる読取画像の劣化を低減できるため、画質に優れるだけでなく、コストも安価である。
【００１３】
また、請求項２に記載された発明は、請求項１に記載された発明において、原稿面と前記一対のミラーとの間に遮光手段が設けられていることを特徴とする。
【００１４】
この請求項２に記載された発明によれば、請求項１に記載された発明と同様の作用効果が得られるとともに、照明手段のフレアー光がミラーに入ってゴースト画像が発生するといった事態を、遮光板によって防止でき、高画質が得られるようになる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら、本発明の一実施形態について説明する。
【００１６】
図１は、本発明の一実施形態に係る画像読取装置の要部の概略構成を示している。図示のように、本実施形態の画像読取装置は、原稿を搬送方向に沿ってコンタクトガラス４と圧板５との間に送り込む第１のローラ８と、像が読み取られた原稿を排出するための第２のローラ９と、コンタクトガラス４と圧板５との間に搬送された原稿を照明する照明ランプ（照明手段）３と、少なくとも読み取り幅と同じ長さをもってコンタクトガラス４の直下に配置された一対のミラー６と、原稿の搬送方向を横切るその長手方向に沿って千鳥状に配列された複数のイメージセンサ１と、照明ランプ３によって照明された原稿の像を各イメージセンサ１上に結像させる結像手段としての結像素子（イメージセンサ１と同様に千鳥状に配列される）２と、各イメージセンサ１によって分割されて読み取られた像を１ライン合成する図示しない画像処理部とを備えている。
【００１７】
したがって、このような構成の画像読取装置において、第１のローラ８によりコンタクトガラス４と圧板５との間に搬送された原稿は、照明ランプ３によって照明され、その像は、一対のミラー６によって結像素子２へと反射され、結像素子２によって各イメージセンサ１上に結像されて読み取られる。そして、像が読み取られた原稿は、第２のローラ９によって排出されるとともに、各イメージセンサ１によって分割されて読み取られた像は、図示しない画像処理部で１ライン合成される。
【００１８】
図２に拡大して示されるように、ミラー６は、長手方向に千鳥状に配列された複数のイメージセンサ１および結像素子２によって原稿面Ｘ上の１つの主走査ラインを１つの直線上で読み取ることができるようにするとともに、原稿に対する読取角度を小さくするために、原稿面Ｘの法線Ｏに対して所定の角度を成す対称な２つの反射面６ａ，６ａを有して、結像素子２と原稿面Ｘとの間に配置されている（図２には、反射光の光路が一点鎖線で示されている）。すなわち、ミラー６は、その長手方向に対して垂直な断面形状が二等辺三角形を成しており、この二等辺三角形の２つの等辺が反射面６ａ，６ａとして形成されているものである。
【００１９】
また、コンタクトガラス４とミラー６との間には、その長手方向に沿ってスリット状の穴３０を有する遮光板７が配置されている。
【００２０】
以上説明したように、本実施形態の画像読取装置では、イメージセンサ１および結像素子３によって原稿面Ｘ上の１つの主走査ラインを１つの直線上で読み取ることができるようにするとともに、原稿に対する読取角度を小さくする一対のミラー６が、結像素子３と原稿面Ｘとの間に設けられている。したがって、原稿平坦性のバラツキによる波打ち、直線曲がりを低減できる。すなわち、通常、イメージセンサおよび結像素子が原稿に対して所定の角度だけ傾けて配置されていると、図７で示したように、互いの読取角度θが２０〜３０°となる。しかしながら、本実施形態のようなミラー６を設けると、読取角度を図７の場合に比べて１／３〜１／２まで小さくすることができるため、原稿平坦性のバラツキによる波打ち、直線曲がりを低減できる。すなわち、本実施形態の画像読取装置は、特定形状のミラー６を単に設けるだけで、原稿平坦性のバラツキによる読取画像の劣化を低減できるため、画質に優れるだけでなく、コストも安価である。また、読取角度を小さくできることに伴って、結象素子２およびイメージセンサ１の配置角度を大きくとれるため、それらの大きさの自由度が得られるようになる。
【００２１】
また、本実施形態では、コンタクトガラス４とミラー６との間に、スリット状の穴３０を有する遮光板７が配置されている。したがって、照明ランプ３のフレアー光がミラー６に入ってゴースト画像が発生するといった事態を、遮光板７によって防止でき、高画質が得られるようになる。
【００２２】
【発明の効果】
請求項１に記載された発明によれば、複数のイメージセンサを１ラインに結像させるように千鳥状に配列させた場合に生じる問題、すなわち、原稿平坦性のバラツキによる読取画像の劣化を低減させ、高画質でコストが安価な画像読取装置を提供できる。
【００２３】
請求項２に記載された発明によれば、請求項１に記載された発明と同様の作用効果が得られるとともに、照明手段のフレアー光がミラーに入ってゴースト画像が発生するといった事態を、遮光板によって防止でき、高画質が得られるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る画像読取装置の概略構成図である。
【図２】図１の画像読取装置の要部の拡大図である。
【図３】従来の画像読取装置の要部構成の第１の例を示す斜視図である。
【図４】従来の画像読取装置の要部構成の第２の例を示す斜視図である。
【図５】従来の画像読取装置の要部構成の第３の例を示す斜視図である。
【図６】従来の画像読取装置の要部構成の第４の例を示す斜視図である。
【図７】図４の画像読取装置の読み取り角度を説明するための図である。
【符号の説明】
１ イメージセンサ
２ 結像素子（結像手段）
３ 照明ランプ（照明手段）
６ ミラー[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an image reading apparatus, and more particularly to an image reading apparatus in which a plurality of image sensors are arranged in a staggered manner.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Various types of image reading apparatuses provided with an image sensor for reading a wide original have been known. For example, as shown in FIG. 3, a type using one long linear image sensor 101 and an imaging element 102 having a length corresponding to the maximum width of the document P, and FIG. As described above (see Patent Document 1), there is a type in which a plurality of linear image sensors 101 and imaging elements 102 are arranged in a staggered manner so as to form an image on one line L1. In addition, as shown in FIG. 5 (see Patent Document 2), a type in which a plurality of linear image sensors 101 and imaging elements 102 are arranged in a staggered manner so as to form an image on a plurality of lines L1 and L2. In addition, as shown in FIG. 6, a type in which an image is formed on a plurality of reduction-type image sensors 101A by a plurality of reduction lenses 102A is also known.
[0003]
[Patent Document 1]
JP-A-5-336301 [Patent Document 2]
JP-A-59-105762
[Problems to be solved by the invention]
By the way, the type shown in FIG. 3 can provide high image quality with a simple configuration, but the image sensor 101 becomes a high-precision component, and the component cost increases.
[0005]
On the other hand, the type shown in FIGS. 4 and 5 is a method proposed to compensate for the disadvantage of the type shown in FIG. By using a plurality of linear image sensors 101, there is an advantage that the cost of parts can be reduced. However, it is necessary to mechanically adjust the arrangement of the sensors 101, and image processing becomes complicated, for example, combining images read by the sensors 101. In addition, there is a problem that the position of the sensor 101 is shifted due to thermal expansion or the like, and an image shift is likely to occur.
[0006]
Here, when the type shown in FIG. 4 is compared with the type shown in FIG. 5, the type shown in FIG. 4 is read by one line L1, and if the image processing is complicated, Instead, an image processing level comparable to that of the type shown in FIG. However, each sensor 101 needs to be mechanically arranged and adjusted on one line. On the other hand, the type shown in FIG. 5 reads in a plurality of lines L1 and L2, so that one line can be adjusted by image synthesis, and the problem of mechanical arrangement adjustment can be reduced. However, image processing becomes complicated. Further, since there is a distance between the sensors in the sub-scanning direction, when the originals are combined into one line due to unevenness in the speed of the sub-scanning when reading the original, a shift occurs in the sub-scanning direction of the sensor joint. It is necessary to reduce the transport shock depending on the type of the original, which makes it very difficult to respond.
[0007]
On the other hand, the type shown in FIG. 6 can reduce the cost similarly to the types shown in FIGS. However, because of the reduction optical system, the optical path becomes longer, and the size of the device itself becomes considerably larger than that of other types.
[0008]
From the above, it can be said that the type shown in FIG. 4 is an inexpensive and compact reading device as a whole. However, by arranging a plurality of image sensors 101 in a staggered manner, the original image can be arranged in one line. In order to read the document, the image sensor 101 and the imaging element (rod lens) 102 need to be arranged at a predetermined angle with respect to the document P (see FIG. 4). Moreover, the inclination angle is determined by the size of the image sensor 101 and the imaging element 102 in the sub-scanning direction and the focal length of the imaging element, and usually, as shown in FIG. 30 °. In FIG. 7, reference numeral 103 denotes an illumination lamp for illuminating a document, 104 denotes a contact glass, and 105 denotes a pressure plate.
[0009]
Here, the flatness of the document is not maintained unless the document is corrected. However, there is a limit in correcting the flatness of the document using the pressure plate 105 or the like. Unless a gap is provided between the document and the contact glass 104, a problem such as a jam occurs during document conveyance. Therefore, when the original has wavy lines or folds, the focal position is not uniform on one line in the main scanning (R is a reference focal position in the figure). The type shown in FIGS. 3 and 5 is only partially blurred because it is read at right angles to the original, whereas the type shown in FIG. Assuming that the amount of focus variation of the document is t, a shift of t × tan (θ / 2) in the sub-scanning direction (θ = 30 °, t = 0.5 mm, the shift amount is about 0.13 mm), As a result, if there is a straight line image in the main scanning direction of the wavy document, the straight line is read as a wavy image. Further, at the joint of the sensors, the displacement amount is doubled, and the wavy image becomes more remarkable.
[0010]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide an image reading apparatus in which a plurality of image sensors are arranged in a staggered manner so as to form an image on one line. It is an object of the present invention to provide a high-quality and low-cost image reading apparatus capable of reducing the deterioration of a read image due to the variation in characteristics.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problem, an invention according to claim 1 includes an illuminating unit for illuminating a document, and a plurality of image sensors arranged in a zigzag pattern along a longitudinal direction of the document in a conveying direction. And an image forming means for forming an image of the document illuminated by the illuminating means on each of the image sensors, wherein the image is provided between the image forming means and the document surface. One main scanning line on the document surface can be read on one straight line by the sensor and the image forming means, and a pair of mirrors for reducing a reading angle with respect to the document are provided. I do.
[0012]
According to the first aspect of the present invention, it is possible to reduce waving and linear bending due to unevenness of original document flatness. That is, when the image sensor and the imaging element are arranged at a predetermined angle with respect to the document, the reading angle θ with respect to the document is usually 20 to 30 °. Can be reduced to 1/3 to 1/2 of 20 to 30 [deg.], And it is possible to reduce waving and linear bending due to variations in document flatness. Further, simply providing a mirror can reduce the deterioration of the read image due to the unevenness of the document flatness, so that not only the image quality is excellent, but also the cost is low.
[0013]
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, a light shielding unit is provided between the document surface and the pair of mirrors.
[0014]
According to the second aspect of the invention, the same operation and effect as those of the first aspect of the invention can be obtained, and at the same time, a situation in which flare light of the illumination means enters the mirror and a ghost image is generated can be obtained. This can be prevented by the light shielding plate, and high image quality can be obtained.
[0015]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0016]
FIG. 1 shows a schematic configuration of a main part of an image reading apparatus according to an embodiment of the present invention. As shown in the drawing, the image reading apparatus of the present embodiment includes a first roller 8 for feeding a document between a contact glass 4 and a pressure plate 5 along a transport direction, and a discharge roller for discharging the document from which an image has been read. A second roller 9, an illumination lamp (illuminating means) 3 for illuminating the original conveyed between the contact glass 4 and the pressure plate 5, and a lens at least as long as the reading width and arranged immediately below the contact glass 4. A pair of mirrors 6, a plurality of image sensors 1 arranged in a zigzag pattern along the longitudinal direction of the document in the conveying direction, and images of the document illuminated by the illumination lamps 3 are formed on each image sensor 1 An image forming element (arranged in a staggered manner like the image sensor 1) 2 as an image forming means to be formed, and one line of an image divided and read by each image sensor 1 are combined. And an image processing unit.
[0017]
Therefore, in the image reading apparatus having such a configuration, the document conveyed between the contact glass 4 and the pressure plate 5 by the first roller 8 is illuminated by the illumination lamp 3, and the image thereof is formed by the pair of mirrors 6. The light is reflected to the image forming element 2, is formed on each image sensor 1 by the image forming element 2, and is read. Then, the document from which the image has been read is discharged by the second roller 9, and the image read by being divided by each image sensor 1 is combined by one line in an image processing unit (not shown).
[0018]
As shown in an enlarged manner in FIG. 2, the mirror 6 is configured such that a plurality of image sensors 1 and imaging elements 2 arranged in a staggered manner in the longitudinal direction divide one main scanning line on the document surface X into one straight line. In order to reduce the reading angle with respect to the original, and to reduce the reading angle with respect to the original, there are provided two symmetrical reflecting surfaces 6a, 6a forming a predetermined angle with respect to the normal O of the original surface X. It is arranged between the image element 2 and the document surface X (the optical path of the reflected light is shown by a dashed line in FIG. 2). That is, the mirror 6 has a cross section perpendicular to the longitudinal direction of the mirror 6 forming an isosceles triangle, and two equal sides of the isosceles triangle are formed as the reflecting surfaces 6a, 6a.
[0019]
Further, between the contact glass 4 and the mirror 6, a light shielding plate 7 having a slit-shaped hole 30 is arranged along the longitudinal direction.
[0020]
As described above, in the image reading apparatus according to the present embodiment, one main scanning line on the document surface X can be read on one straight line by the image sensor 1 and the imaging element 3, and the document Are provided between the imaging element 3 and the document surface X. Therefore, it is possible to reduce waving and linear bending due to variations in the flatness of the document. That is, when the image sensor and the image forming element are arranged at a predetermined angle with respect to the original, the reading angle θ of each other is usually 20 to 30 ° as shown in FIG. However, when the mirror 6 is provided as in the present embodiment, the reading angle can be reduced to 1/3 to 1/2 as compared with the case of FIG. Can be reduced. That is, the image reading apparatus of the present embodiment can reduce the deterioration of the read image due to the variation in the flatness of the original document by simply providing the mirror 6 having the specific shape, so that not only the image quality is excellent but also the cost is low. Further, as the reading angle can be reduced, the arrangement angle of the imaging element 2 and the image sensor 1 can be increased, so that the degree of freedom in their size can be obtained.
[0021]
Further, in the present embodiment, a light shielding plate 7 having a slit-shaped hole 30 is disposed between the contact glass 4 and the mirror 6. Therefore, a situation in which the flare light of the illumination lamp 3 enters the mirror 6 and a ghost image is generated can be prevented by the light shielding plate 7, and high image quality can be obtained.
[0022]
【The invention's effect】
According to the first aspect of the present invention, a problem that occurs when a plurality of image sensors are arranged in a staggered manner so as to form an image on one line, that is, degradation of a read image due to unevenness in document flatness is reduced. Thus, an image reading apparatus with high image quality and low cost can be provided.
[0023]
According to the second aspect of the invention, the same operation and effect as those of the first aspect of the invention can be obtained, and a situation in which flare light of the illumination means enters the mirror to generate a ghost image can be shielded. This can be prevented by the plate, and high image quality can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an image reading apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an enlarged view of a main part of the image reading apparatus of FIG.
FIG. 3 is a perspective view showing a first example of a main part configuration of a conventional image reading apparatus.
FIG. 4 is a perspective view illustrating a second example of a main part configuration of a conventional image reading apparatus.
FIG. 5 is a perspective view showing a third example of a main part configuration of a conventional image reading apparatus.
FIG. 6 is a perspective view illustrating a fourth example of a main part configuration of a conventional image reading apparatus.
FIG. 7 is a diagram for explaining a reading angle of the image reading device of FIG. 4;
[Explanation of symbols]
1 image sensor 2 imaging element (imaging means)
3 Lighting lamp (lighting means)
6 mirror
