CN103179312A - 图像读取装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种景深大并且小型的图像读取装置。一种图像读取装置，具备光源(2)、成像光学系统(1)、摄像元件部(41)、存储器(5)、以及处理装置(6)，在成像光学系统(1)中，在主扫描方向(211)上配置了作为分别独立的光学系统的多个单元(11)，在副扫描方向(212)上排列为2列，其中，在各单元中，从原稿(7)依次配置了第1反射型聚光光学元件(100)、第1平面镜(105)、光圈(101)、第2反射型聚光光学元件(102)，并且将光圈(101)配置于第1反射型聚光光学元件(100)的后侧焦点位置处而形成了在所述原稿侧远心的光学系统。

Description

图像读取装置

技术领域

本发明涉及复印机等中使用的图像读取装置。

背景技术

在复印机、扫描仪、传真机等中使用的、通过使用一维摄像元件来扫描读取位置处的图像而读取图像整体的图像读取装置大致分为2种方式。另外，一般情况下，将排列有一维摄像元件的方向称为主扫描方向，将进行扫描的方向称为副扫描方向。

2种方式中的一个方式是通过单眼的透镜将主扫描方向的图像整体缩小转印到摄像元件上的方式，在复印机中，主要用于正面的读取。在该方式中，通常，位于原稿侧的摄像元件、透镜被固定，只有镜子在副扫描方向上移动，由此原稿整体被扫描。在该方法中，原稿侧的焦深(称为景深)大到几mm左右，例如6mm等，所以具有如下优点：即使原稿没有紧贴到复印机的原稿读取面，也能够读取原稿。由于具有即使在例如书的装订线那样的无法紧贴到原稿面的情况下也不会失焦地能够读取这样的优点，所以在复印机的正面读取中，主要使用该方式。有从该方式派生的各种专利文献，例如可以举出专利文献1(称为以往法1)。

上述2种方式中的另一方式是将主扫描方向的图像分割为多个并通过复眼透镜读取图像的方式，通常被称为紧贴型影像传感器。该方式被用于复印机的背面读取、传真机的原稿读取、纸币的识别传感器、个人计算机用的扫描仪等，其特征在于小型。作为该紧贴型影像传感器的光学系统，当前成为主流的以往技术例如被公开于专利文献2。在此，公开了如下影像读取装置(称为以往法2)，作为复眼透镜(在文献中为柱透镜阵列)，使用在半径方向上排列多个具有用某函数规定的折射率的分布的柱透镜并阵列化而得到的器件，由此得到正立等倍像。

在紧贴型影像传感器的光学系统中作为代表性方式的另一个例子，有例如专利文献3中公开的方式。在该方式中，通过设置于在主扫描方向上被分割的每个单元的透镜，与单元对应的区域的图像被缩小转印，并成像于摄像元件。通过对设置于每个单元的摄像元件的输出信号进行图像合成，来复原原稿面的图像(称为以往法3)。

另外，在专利文献4中，公开了如下方式(称为以往法4)，该方式虽然与上述以往法2或者上述以往法3类似，但使用复眼的镜子透镜阵列来得到正立等倍像。

另外，在专利文献5中，公开了如下方式(称为以往法5)，将读取区域分为第奇数个区域和第偶数个区域，在该第奇数个、第偶数个处变更成像光学系统的光路，成像光学系统是远心的，在成像面中得到正立等倍像。

另外，本申请人在专利文献6中，提出了具有大的景深的图像读取装置。

先行技术文献：

【专利文献1】日本特开平10-308852号公报

【专利文献2】日本特开平8-204899号公报

【专利文献3】日本特开平5-14600号公报

【专利文献4】日本特开平11-8742号公报

【专利文献5】日本特开2005-37448号公报

【专利文献6】日本特开2009-246623号公报

发明内容

关于以往法1，虽然如上所述具有景深大这样的优点，但存在光学系统变得大型化这样的问题。另外，存在如下问题：为了在移动镜子时不使原稿面至透镜的光路变化，必需控制光路中途的多个镜子的移动速度，且为了这些而成本增加。

关于以往法2，虽然具有小型且低成本这样的优点，但存在景深小这样的问题、色像差大这样的问题。

关于以往法3，在增大景深的情况下，存在装置大型化这样的问题、色像差变大这样的问题、以及如下问题：由于景深而转印倍率变化，所以在对按照各成像光学系统单位拍摄的图像进行合成时，发生图像的重叠的不一致。因此，无法增大景深。

关于以往法4，由于作为成像光学元件，使用配置了多个凹面镜的镜子阵列，所以具有没有色像差这样的效果。但是，如果是这样一直线地排列了镜子阵列的结构，则无法构成如下远心的光学系统：即使从接触玻璃至原稿的距离变化，像的转印倍率也不变。这是因为，在远心的光学系统中，需要具有比一个摄像单位系统(称为单元)的视场范围大的开口区域的凹面镜，但由于凹面镜彼此邻接，所以无法使凹面镜的开口区域大于凹面镜的配置间距。

这样，在以往法4中，由于无法构成远心的光学系统，所以与接触玻璃至原稿的距离相应地，一个单元中的像的转印倍率会变化。其结果，从各单元得到的、邻接的图像彼此的重叠方式会不同。因此，阵列边界面中的图像劣化，无法得到大的景深。

在以往法5中，针对直线状的物体通过奇数区域成像系统和偶数区域成像系统从斜方向读取像。因此，存在如下问题：如果物体的焦点方向上的位置变化，则通过奇数区域成像系统和偶数区域成像系统读取的位置变化，在成像面即感光性介质上，两个像产生偏移。进而，在专利文献5的说明书中，没有记述远心的成像系统的具体的结构以及效果。因此，在物体的焦点方向上的位置变化的情况下，认为焦点位置处的转印倍率会变化，第整数m个与第m+1个成像系统之间的图像的重叠方式不同，图像会劣化。由于这样的两个问题，在以往法5中，难以得到大的景深。

另外，本申请人已提出了解决上述那样的问题并具有大的景深的图像读取装置(WO2009/122483)。即，如图30所示，在该图像读取装置510中，在光路的中途具有折回镜子111、113。通过折回镜子111，来自原稿7的光路在横向上被折回，所以具有容易确保设置照明2的空间这样的优点。即，在由于折回镜子111而光路被折回90度的情况下，能够将顶板3至折回镜子111的距离设为照明2用的设置空间。但是，由于设置折回镜子111、113，所以担心存在构件数增加并组装精度降低的可能性。另外，对于得到的图像还担心以下的2个问题。

由于存在折回镜子111、113而引起的第1问题依赖于折回镜子111的平面的面精度，如果面歪斜，则存在成像位置偏离设计位置而产生失真的可能性。

第2问题是，由于折回镜子111、113相对光线的姿势角度误差，得到的图像会旋转。

参照图31，说明该图像的旋转。光线从直线132上的点112a、112b、112c、...向-Z方向射出，通过折回镜子111A向90度的方向偏转并反射，而到达屏幕140。折回镜子111A、以及屏幕140上的光线的通过点以及到达点分别是113a、...；114a、...。将连接各个光线的通过点以及到达点的直线设为133、134。在此，折弯镜子111A具备具有□＝45度的倾斜角的斜面，在绕图31中的Z轴旋转了θ的情况下，得到的图像旋转θ’＝θ。即，如果折弯镜子111A旋转θ，而成为111B所示的姿势，则在镜子侧，光线的通过点113a、...变化为115a、...，光线到达屏幕140上的到达点114a、...变化为116a、...。因此，连接光线的到达点116a、...的直线136相对直线134形成角度θ。这样，折回镜子111的姿势角度误差在屏幕上成为图像的旋转。如图31所示，在通过具有45度的斜面的镜子，而光线以大致90度的角度偏转的情况下，发生大的像旋转。像的旋转成为图像看起来失真的现象。另外，由于光线向折回镜子的斜入射角大，所以产生这样的像旋转现象，在接近垂直入射的情况下其程度小。

这样，即使是具有大的景深的图像读取装置510，伴随使用具有大的入射角的镜子，起因于制造误差以及设置误差而有可能在得到的图像中产生失真。

本发明是为了解决上述那样的问题而完成的，其目的在于提供一种景深大且小型、并且能够抑制在得到的图像中产生失真的图像读取装置。

为了达成上述目的，本发明如以下那样构成。

即，本发明的一个方式中的图像读取装置，其特征在于，具备：光源，向原稿照射光；成像光学系统，对由原稿反射来自所述光源的光而得到的光进行聚光并成像为图像，该成像光学系统由多个单元构成，所述多个单元是分别独立的光学系统，该单元沿着主扫描方向配置多个，并在与主扫描方向正交的副扫描方向上排列为第1列以及第2列这2列，配置于同一列的各单元被配置为主光线之中从所述原稿朝向单元的光线相互平行，并且所述第1列以及所述第2列的各单元在所述主扫描方向上交错状地配置；多个摄像元件部，与各个所述单元对应地配置，接收通过了单元的光；存储器，对在所述副扫描方向上对应的所述摄像元件部彼此送出的所述原稿的图像信息进行存储；以及处理装置，以使所述存储器中存储的所述图像信息重叠的区域的图像一致的方式，合成邻接单元彼此的图像信息来制作原稿的图像，其中，所述单元具有对来自所述原稿的光进行反射并且聚光的第1以及第2反射型聚光光学元件、以及光圈，在单元内在从所述原稿朝向所述摄像元件部的光的行进方向上按照第1反射型聚光光学元件、光圈、第2反射型聚光光学元件的顺序配置它们并且将所述光圈配置到所述第1反射型聚光光学元件的后侧焦点位置处而形成在所述原稿侧远心的光学系统，并且作为使光路折弯的光学元件仅设置了所述第1反射型聚光光学元件以及所述第2反射型聚光光学元件。

根据本发明的一个方式中的图像读取装置，构成成像光学系统的独立的光学系统即单元具有第1反射型聚光光学元件、光圈、第2反射型聚光光学元件，它们的配置顺序在从原稿面朝向摄像元件部的光路中是该顺序，并且，在第1反射型聚光光学元件的后侧焦点位置处配置了光圈，单元形成了在原稿侧远心的光学系统。另外，在原稿与第1反射型聚光光学元件之间、或者第2反射型聚光光学元件与摄像元件部之间不存在使光路折弯的镜子，进而，第1反射型聚光光学元件以及第2反射型聚光光学元件构成为与使光路折弯的以往的镜子相比入射角更小，所以能够抑制起因于制造误差以及设置误差而在图像中产生失真的现象。

另外，根据本发明的一个方式中的图像读取装置，具备向原稿照射光的光源、形成在原稿侧远心的成像光学系统并且在副扫描方向上2列且在主扫描方向上配置了多个的单元、摄像元件部、临时存储图像信息的存储器、以及复原所存储的图像信息的处理装置。根据该结构，分割原稿的主扫描方向上的读取区域并通过多个单元读取图像，所以能够使图像读取装置小型化。进而，在副扫描方向上在2列中配置单元并从配置于各列的单元得到图像，所以不会引起从在主扫描方向上配置的单元彼此得到的图像的劣化就能够补充合成单元之间的图像。因此，能够得到良好的图像。进而，各单元是在原稿侧远心的光学系统，所以能够增大被摄体距离。

如果详细说明，则通过将各单元的原稿侧设为远心的光学系统，从而具有如下优点：即使原稿向焦点方向移动，图像的转印倍率也不变化。另一方面，由于各单元是在原稿侧远心的光学系统，从而在从单元读取的图像范围的端附近的点(设为点E)向单元的入射光瞳的光线束中，主光线与光轴平行。因此，对于来自点E的光线束，为了在不产生渐晕的情况下使其全部入射到单元的光学系统，需要比原稿的读取范围大的口径的透镜。如果将各单元在副扫描方向上配置为一列并在主扫描方向上邻接配置，则在各单元之间的边界部分中，在读取范围中产生空白。相反，如果使透镜的口径相配于1个单元的读取宽度，则存在来自点E的光线束中产生渐晕这样的问题。

因此，在本发明的一个方式的图像读取装置中，在副扫描方向上将单元配置为2列。在此，为了使得易于理解，对单元附加号码。在副扫描方向上排列的2列中，将第1列的单元设为n＝1、3、5、...，将第2列的单元设为n＝2、4、6、...。在上述一个方式的图像读取装置中，采用将单元的开口设为比单元的读取范围大的结构。根据该结构，即使在一方的第1列中邻接的单元之间、即第k个与第(k+2)个各单元之间的边界，产生了无法读取的空白范围，也能够通过另一方的第2列中的第(k+1)个单元读取该空白范围的图像，并对图像进行补充合成。

另一方面，通过采用上述2列的结构，在第1列和第2列中的各单元中，副扫描方向的读取位置不同。因此，在同一时刻摄像的第1列的单元和第2列的单元中的图像不同。为了修正该图像的不同，在本发明的一个方式的图像读取装置中，采用了使用对第1列和第2列的副扫描方向的距离进行扫描所需的时间来合成所摄影的图像的手法。即，在上述一个方式的图像读取装置中，具备存储器，临时保存所读取的图像。从该存储器，读出在稍微不同的时刻摄影的通过第1列以及第2列的各单元得到的两个图像，并通过图像处理装置进行图像复原。因此，根据本发明的一个方式的图像读取装置，能够根据读取图像形成正常的图像。

进而，如上所述，在本发明的一个方式的图像读取装置中，在第1列以及第2列中包含的所有单元中，各单元的主光线之中，从原稿朝向各单元的光线平行，所以即使在各单元至原稿的距离变动的情况下，图像相对摄像元件部的位置也不会变化。因此，合成之后的图像的第k个和第(k+1)个的边界部的图像也不会劣化。

因此，如上所述，根据本发明的一个方式的图像读取装置，景深大，并且能够达成小型化。

进而，根据本发明的一个方式的图像读取装置，由于交错状地配置了单元彼此，所以在邻接的单元之间形成充分的间隙，不遮挡所需的光路就能够设置遮光板。即，能够遮挡由于杂散光产生的反射光斑、重影这样的期望的像以外的光线，能够得到清晰的图像。

另外，在配置于上述第1列的单元和配置于上述第2列的单元中，能够将各单元配置成来自各个原稿的主光线的角度相对副扫描方向不同。根据这样的配置结构，能够缩小原稿面中的、通过第1列的单元读取的原稿面中的读取范围与通过第2列的单元读取的原稿面中的读取范围在副扫描方向上的间隙，能够减小存储读取图像的上述存储器的容量。

附图说明

图1是示出本发明的实施方式1的图像读取装置的概略结构的图。

图2是示出本发明的实施方式1的图像读取装置的概略结构的立体图。

图3是对图2所示的图像读取装置追加了遮光构件的立体图。

图4是用于说明图1所示的图像读取装置的结构的立体图。

图5是示出图4所示的图像读取装置中的主扫描方向的结构的剖面图。

图6是示出图4所示的图像读取装置中的副扫描方向的结构的透视图。

图7是示出顶板上的读取区域的配置状态、以及原稿图像文字信息的一个例子的图。

图8是示出摄像元件部的配置、以及所摄像的文字图像的一个例子的图。

图9是示出被摄像并反转处理的文字图像信息的一个例子的图。

图10(a)是示出通过图4所示的图像读取装置中具备的第1列的单元读取书状的原稿的样子的图，(b)是示出通过图4所示的图像读取装置中具备的第2列的单元读取书状的原稿的样子的图。

图11是示出通过图4所示的图像读取装置在副扫描方向上读取书那样的原稿的样子的图。

图12是示出实施方式1～3中具备的光源的结构的图。

图13是说明图12所示的光源的图。

图14是实施方式1～2中具备的摄像元件基板的俯视图。

图15是示出实施方式1～2中具备的摄像元件部的结构的俯视图。

图16是示出针对图4所示的图像读取装置设置了遮光构件的情况的立体图。

图17是用于说明在交错状地配置了各单元的结构中，设置了遮光构件的情况的效果的图。

图18是用于说明并非交错状而简单地邻接配置了各单元的结构中的问题的图。

图19是示出本发明的实施方式2的图像读取装置的结构的立体图。

图20是示出图19所示的图像读取装置的主扫描方向上的结构的剖面图。

图21是示出图19所示的图像读取装置的副扫描方向上的结构的透视图。

图22是示出图19所示的图像读取装置的结构的变形例的副扫描方向上的透视图。

图23是示出图19所示的图像读取装置的概略结构的图，是示出在副扫描方向上排列为2列并构成成像光学系统的单元的光路的图。

图24是示出图19所示的各单元中的光路的立体图。

图25是示出本发明的实施方式3的图像读取装置的结构的剖面图。

图26是示出图25所示的图像读取装置的概略结构的立体图。

图27是示出本发明的实施方式4的图像读取装置的结构的剖面图。

图28是示出本发明的实施方式5的图像读取装置的结构的剖面图。

图29是示出图25所示的图像读取装置中的第1透镜和第2透镜的结构例的立体图。

图30是示出以往的图像读取装置中的结构的一个例子的立体图。

图31是用于说明通过使光路折弯45度的镜子的旋转θ而直线地排列的点的转印位置旋转θ的图。

图32是示出图31所示的镜子中的光线的反射的图。

图33是说明如图31所示镜子旋转时的像的旋转的图。

图34是将光线的入射角□设为横轴，将像旋转角度θ’与图31所示的镜子的旋转角度θ之比即灵敏度设为纵轴的曲线。

(符号说明)

1：成像光学系统；2：照明光源；3：顶板；4：基板；5：存储器；6：处理装置；7：原稿；8、9：读取线；11、12、13、14、...：单元；31、32、33、34、...：被摄像部；41、42、43、44、...：摄像元件部；50：电子电路部件；100：第1透镜；101：光圈；102：第2透镜；105：第1平面镜；106：第2平面镜；107：第3平面镜；126：遮光构件；127：隔墙；202：遮光光线；203：虚线区域；211：主扫描方向；212：副扫描方向；215：第1列；216：第2列；501～505、510：图像读取装置。

具体实施方式

以下，参照附图，说明本发明的实施方式的图像读取装置。另外，在各图中，对相同或者同样的结构部分附加相同的符号。

实施方式1.

参照图1至图18，说明本发明的实施方式1的图像读取装置501的一个例子。

如参照图1至图3而逐次说明，本实施方式1的图像读取装置501由光反射系的成像光学系统构成，来自原稿的读取区域的光反复反射而到达摄像元件部。另一方面，为使得易于理解并且便于说明，在以下的图像读取装置501的系统结构的说明中，例如如图5所示，对于成像光学系统内的第1透镜100、第2透镜102等，按照折射系中的透镜形态进行图示以及说明。

首先，参照图4至图18，说明图像读取装置501的系统结构。

本实施方式的图像读取装置501大致具备成像光学系统1、光源2、摄像元件部41、42、...、存储器5、以及处理装置6。在这些结构部分中，在作为进行图像读取的被读取物的一个例子的原稿7的附近配置光源2，以能够入射由原稿7反射的光的方式配置成像光学系统1，适当配置摄像元件部41等。这样的图像读取装置501沿着主扫描方向(X方向)211读取原稿7的图像，进而在与主扫描方向211正交的副扫描方向(Y方向)212上扫描原稿7，读取原稿7中的全部图像。另外，原稿7是指，表示了文章、书画、照片等的被读取物、纸币等被读取物，所相当的物品是印刷基础物品、用于真伪判定的物品、被用作电子文件的物品。另外，在图4中，为了图示的明了化，省略了原稿7的图示。

原稿7被载置于作为原稿载置构件的顶板3。顶板3由透明体构成，一般是玻璃板。例如，荧光灯、LED等的照明光源2被配置于顶板3的下方且不会妨碍原稿7的读取的部位，向存在于原稿7上的读取位置处的被摄像部31、32、...照射照明光线201。另外，在图4中，光源2在副扫描方向212上仅配置于成像光学系统1的单侧，但不限于此，当然也可以配置于两侧。

在此说明光源2。图12示出光源2的构造。光源2大致具备具有射出部22以及光散射层25的导光体21、电极部26、和发光源27，在该光源2的分别配置于长度方向的两端部的电极部26以及发光源27之间配置了导光体21。

光散射层25遍及导光体21的大致全长而设置，用于从导光体21的射出部22使光从沿着主扫描方向211的光源2的整体均匀地照射。发光源27在本实施方式中，由分别发出红色(R)、绿色(G)以及蓝色(B)波长的LED芯片构成。因此，在电极部26中，如图13所示，设置R光源27R、B光源27B、以及G光源27G。

另外，为了使从射出部22放出的光变得均匀，在发光源27设置于导光体21的两端的情况下，光散射层25将主扫描方向211的中央宽幅地形成，在设置于单侧的情况下，光散射层25随着远离光源27而宽幅地形成。另外，在图13中，示出了将主扫描方向211的中央宽幅地形成的光散射层25。

另外，各RGB光源27的光学波长与设置于受光部402中的RGB滤色片的各RGB颜色的波长大致一致。

另外，这样的光源2的结构不仅限于本实施方式1，在后述实施方式2中的图像读取装置中也是同样的。

在图4中，为了便于说明以及使视觉上的理解容易，用长方形形状的框包围而图示了被摄像部31、32、...，但不特别存在构造物。另外，为便于说明，沿着主扫描方向211，将排列了被摄像部31、33、...的部分设为读取线8，将排列了被摄像部32、34、...的部分设为读取线9。

成像光学系统1是对由被摄像部31、32...反射的、光源2的照明光线201的散射光进行聚光并成像为图像的成像光学系统。这样的成像光学系统1具有多个单元11、12、...。各单元11、12、...具有作为分别独立的成像光学系统的在原稿7侧远心的光学系统，在主扫描方向211上被配置多个。进而，在副扫描方向212上，各单元11、12、...被排列为第1列215以及第2列216这2列。在此，单元11、13、15、...属于第1列215，单元12、14、...属于第2列216。另外，配置于同列的各单元被配置成在各单元的主光线之中从原稿7朝向各单元11、12、...的光线相互平行。另外，能够用光轴这样的单词来置换主光线中的从原稿7朝向各单元11、12、...的光线这样的语言。即，各单元11、13、...被设置成属于第1列的各单元11、13、...的光轴11a、13a、...相互平行，各单元12、14、...被设置成属于第2列的各单元12、14、...的光轴12a、14a、...相互平行。

进而，在主扫描方向211上交错状地配置了第1列215以及第2列216的各单元11、12、13、...，以能够在副扫描方向212上的各单元11、12之间、各单元12、13之间、各单元13、14之间、...补充成像图像。

说明构成各单元11、12、13、...的光学系统要素的配置和光路。

图5是示出主扫描方向211上的、第1列215中具备的单元11、13、15、...的成像光学系统要素和主要光路的图。图6是在将副扫描方向212上的单元11和单元12覆盖画出的状态下，示出成像光学系统要素和主要光路的图。

各单元11、12、13、...具有相同结构，在此作为代表以单元11为例子进行说明。单元11包括：作为第1光学元件发挥功能的一个例子即第1透镜100、作为光圈发挥功能的一个例子即光圈101、作为第2光学元件发挥功能的一个例子即第2透镜102、以及保持它们的保持器103。通过在单元11中在第1透镜100的后侧焦点位置处配置光圈101，单元11能够实现在原稿7侧远心的光学系统。

另外，在本实施方式1中，如图所示，各单元11、12、13、...被配置成各单元11、12、13、...中的第1透镜100、光圈101、以及第2透镜102的光轴相对顶板3成为垂直，在本实施方式中是与Z方向平行。因此，来自原稿7上的由各单元11、12、13、...分担的读取范围的反射光线中，对成像贡献的光线束中的主光线全部与顶板3垂直。

摄像元件部41、42、...与各单元11、12、13、...对应地配置于基板4上。即，与属于第1列215的单元11、13、...对应地配置摄像元件部41、43、...，与属于第2列216的单元12、14、...对应地配置摄像元件部42、44、...。

在此，说明摄像元件部41、42、...。图14是具备摄像元件部41、42、...的基板4的俯视图，2a是对照明光源2和摄像元件基板4的连接器400进行电连接的光源连接部。

各摄像元件部41、42、...是在主扫描方向211上排列了多个例如由CCD等构成的受光部而构成的，进而是在副扫描方向212上配置多列在主扫描方向211上排列了多个上述受光部的器件而构成的。

图15示出摄像元件部41、42、...的俯视图。摄像元件部41、42、...大致具有受光部402、光电变换/RGB移位寄存器驱动电路403、以及输入输出部404。受光部402是针对1个像素将由红色(R)、绿色(G)以及蓝色(B)构成且由明胶材料等构成的RGB滤色片402a配置在受光面的摄像元件。在该摄像元件部41等中，沿着主扫描方向211，配置了144像素量、即144个受光部402。光电变换/RGB移位寄存器驱动电路403按照RGB对入射到受光部402的光进行光电变换，保持其输出并驱动。输入输出部404是向摄像元件部41等输入输出信号、电源的引线接合焊盘部。

针对入射到各单元11、12、13、...的各个原稿图像，通过第1透镜100、光圈101、第2透镜102，在摄像元件部41、42、43...上形成反转像。例如，原稿7的读取线8上的被摄像部31的图像通过单元11，被成像并摄像到摄像元件部41，读取线9上的被摄像部32的图像通过单元12，被成像并摄像到摄像元件部42。

关于单元11、12、13、...的转印倍率，既可以大于1(即放大动作)，也可以小于1(即缩小动作)，但通过设为等倍，具有能够挪用市场销售的分辨率的传感器的优点。

在本实施方式1中，如上所述，来自原稿7上的由各单元11、12、13、...分担的读取范围的反射光线中，对成像贡献的光线束中的主光线全部与顶板3垂直。因此，由属于第1列215的单元11、13、...读取的原稿7中的包括被摄像部31、33、...的读取线8、与由属于第2列216的单元12、14、...读取的原稿7中的包括被摄像部32、34、...的读取线9在副扫描方向212上的宽度成为中心间宽218。另外，在本实施方式1中，与属于第1列215的单元11、13、...对应地配置的摄像元件部41、43、...、和与属于第2列216的单元12、14、...对应地配置的摄像元件部42、44、...在副扫描方向212上的宽度成为中心间宽219。

存储器5与摄像元件部41、42、...连接，存储各摄像元件部41、42、...送出的图像信息。

处理装置6读出存储器5中存储的图像信息，复原为图像并合成，制作原稿7中的整体的图像。另外，虽然在图4中分别独立地图示了存储器5以及处理装置6，但当然也能够设置于同一基板上。

通过以下的动作说明，详细说明这些存储器5以及处理装置6。

具备以上说明那样的系统结构的图像读取装置501中的成像光学系统1如开头所述，由光反射系的光学系统构成。以下，参照图1至图3，说明图像读取装置501中的实际的光学系统的结构。

在此，图1是示出图像读取装置501中的沿着副扫描方向212的剖面的图，示出上述一个单元11、12等中的从原稿7到达摄像元件部41、42等的符合实际的光路。另外，第1透镜100以及第2透镜102分别相当于发挥第1反射型聚光光学元件以及第2反射型聚光光学元件的功能的器件的一个例子，由凹面镜构成，反射光。

图2是在主扫描方向211上交错状地排列了属于第1列215的单元11、13、...、以及属于第2列216的单元12、14、...的状态下，以立体图示出了符合实际的光路的图。图3是明示了在图2所示的结构中，用于防止邻接单元之间的杂散光的遮光板的图。

如图1所示，图像读取装置501具有以下那样的结构。即，在Z方向上在顶板3的下方且与读取线8、9对应的各个位置，设置第1透镜100、100。各第1透镜100使通过读取线8、9反射的各个光在副扫描方向212在不同的方向上以角度□向斜上方反射。另外，角度□是从读取线8、9到达第1透镜100、100的光线的光轴591、与由第1透镜100、100反射的光线的光轴592所成的角度。

由第1透镜100、100向斜上方反射的各个光线通过光圈101、101，到达配置在顶板3之下的光源2、2的附近处所设置的第2透镜102、102。在此，光圈101、101被设置于第1透镜100、100的后侧焦点位置处。通过第2透镜102，102再次在Z方向上向下方反射的光线分别到达与单元11、13、...对应的摄像元件部41、43、...、以及与单元12、14、...对应的摄像元件部42、44、...。

在此，针对第2透镜102以及摄像元件部41、42，通过隔墙127、光圈101、以及基板4，从光源2遮光。另外，基板4被分离为具有摄像元件部41、43、...的基板4a、和具有摄像元件部42、44、...的基板4b。通过分离基板4来调整基板4a、4b的位置，从而能够与单元11、13、...和单元12、14、...对应地各自地调整原稿7的读取位置，具有能够校正由于组装误差产生的原稿7的读取位置、光轴的倾斜这样的优点。

如图1所示，在本实施方式的图像读取装置501中，在原稿7的厚度方向即Z方向上，基板4比由凹面镜构成的第1透镜100位于上方。另外，在基板4的下侧，安装了用于使摄像元件部41等驱动的各种电子电路部件。因此，图像读取装置501相比于基板4比第1透镜100位于下方的构造，具有如下优点：作为图像处理装置整体，能够削减基板4以及电子电路部件的厚度相当量。

在具有以上那样的结构的图像读取装置501中，参照图1以及图2，进一步说明由原稿7反射的光的成像光学系统1中的光路。

针对从原稿7朝向各单元11、12等的光线，通过作为凹面镜的第1透镜100，使光线的光路折弯并且对光线进行聚光。由于在第1透镜100的后侧焦点位置处设置了光圈101，所以入射到某一个单元的沿着主扫描方向211的来自原稿面的光线群在原稿面侧成为远心。

针对通过了光圈101的光线，利用作为凹面镜的第2透镜102使光路折弯并且对光线进行聚光，在摄像元件部41、42等上成像。

这样，在图像读取装置501中，其特征在于，在各单元11、12等中的结构中，在原稿7与第1透镜100之间、或者第2透镜102与摄像元件部41、42、43、...之间，不存在使光路折回的镜子。即，如参照图30上述那样，在本申请人已经申请的图像读取装置(WO2009/122483)中，伴随使用具有大的入射角的镜子，起因于制造误差以及设置误差，有可能在得到的图像中产生失真。

因此，在图1所示的本实施方式中的图像读取装置501中，将向由凹面镜构成的第1透镜100入射的光线的斜入射角度设为小于图31所示的情况，并且使各第1透镜100倾斜以使各第1透镜100中的反射光在副扫描方向212上向相互分离的方向行进，从而在顶板3的下部创造了用于设置光源2、2的空间。在本实施方式中，第1透镜100中的光线的斜入射角度是10度左右，与折回镜子111的45度相比非常小。同样地，第2透镜102中的光线的斜入射角度也是10度左右，比较小。因此，由第1透镜100以及第2透镜102的设置误差引起的像的旋转角度小。这样，根据本实施方式的图像读取装置501，通过设置光线的入射角比较小的第1透镜100、102，能够避免上述2个问题。

为了具体进行上述说明，上述图31和图32～图34示出计算出的模型及其计算结果。如图31所示，光线从与X轴平行的直线132上的点112a、112b、112c、...向-Z方向射出，以入射角□入射到折弯镜子111A。其反射光如图32所示，向从Z轴偏离角度2□的方向反射，到达屏幕140。在此，假设在折弯镜子111A绕Z轴旋转θ而成为111B所示的姿势时，如图31以及图33所示，像旋转θ’。将折弯镜子111A的斜面的倾斜角度□、即光线的入射角度□作为参数，将像旋转角θ’与折弯镜子111A的旋转角θ之比定义为像旋转现象的灵敏度，在图34中示出计算出该灵敏度的曲线。如从图34可知，在光线的入射角□＝45°时，灵敏度θ’/θ是1，如参照图31说明的以往技术中的图像的旋转那样，相吻合于在□＝45°时θ’＝θ。光线的入射角□越小，灵敏度越小，在□＝30°时，灵敏度为1/2。在本实施方式的例子中，光线的斜入斜角度被设为10度左右。如果这样将光线的斜入射角度设定为30度以下，则相比于以往技术中的45度的情况，能够减小像的旋转。即，能够充分得到起因于第1透镜100以及第2透镜102的设置误差的像的旋转变小的效果。

另一方面，如果向凹面镜的斜入射角度变大，则由于斜入射而产生大的像差。如果是球面镜、或者轴对称的非球面凹面镜，则其像差校正是困难的。对于所要求的分辨率，通过将凹面镜的曲面设为在面内的x、y方向上具有不同的曲率的自由曲面，从而像差被大幅去除，能够提高分辨率。该自由曲面的形状例如用下式表示。

【数1】

$z=\frac{c_x{x}^{\′2}+c_y{y}^2}{1+\sqrt{1-(1+k_x){c_x}^2{x}^{\′2}-(1+k_y){c_y}^2{y}^2}}+\underset{i=1}{\overset{7}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{\α}}_i{x}^{\′i}+\underset{i=1}{\overset{7}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{\β}}_i{y}^i+z_{\mathrm{offset}}$ ...(式1)

c_x＝1/R_x，c_y＝1/R_y    ...                            (式2)

x′＝x+x_offset                    ...(式3)

在该式中，将凹面镜的开口的中心设为原点，在此，将x方向设为副扫描方向、将y方向设为主扫描方向。另外，将开口的中心设为光轴通过的位置。z是凹面镜的凹陷值。曲面函数(式1)的原点从开口的中心偏移了x_offse。如果这样使函数的中心位置从光轴通过位置偏移，则能够对斜入射光线高效地进行像差校正。

(式1)中的第1项表示在x、y方向上曲率不同的双圆锥面。

在(式1)中的第3项

$\underset{i=1}{\overset{7}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{\β}}_i{y}^i$

中，假设了关于y的正负对称的光学系统，所以β₁、β₃、β₅、β₇等奇数次系数是零。在(式1)中的第2项

$\underset{i=1}{\overset{7}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{\α}}_i{x}^{\′i}$

中，如果将奇数次的系数α_i设为非零的值，则成为关于x’的正负非对称的曲面形状。通过导入该奇数次项，由于大的斜入射角引起的像差的去除变得容易。

通过这样由自由曲面构成第1透镜100以及第2透镜102的凹面，从而针对成为10度左右的大的入射角以及射出角的光线也能够将像差抑制得较小。

在本实施方式的图像读取装置501的结构中，为了将作为凹面镜的第2透镜102的位置配置于顶板3的下方，需要使L1＜(L2+L3)cos□成立。在此，

L1：原稿7面至第1透镜100面的距离、

L2：第1透镜100面至光圈101的距离、

L3：光圈101至第2透镜102面的距离、

L4：第2透镜102面至摄像元件部41等的受光面的距离、

□：如上所述，光轴591与光轴592所成的角度。

在本实施方式中，由于是在原稿侧远心的光学系统，所以距离L2等于第1透镜100的焦距f1。

以下，主要参照图4～图11，说明如上那样构成的本实施方式中的图像读取装置501的动作。

从照明光源2照射出的照明光线201照射到载置于顶板3上的原稿7。首先，通过单元11、13、15...、以及摄像元件部41、43、45...对位于原稿7的读取线8上的被摄像部31、33、35...进行摄像。即，由被摄像部31、33、35...反射并散射的光线入射到单元11、13、15...，成像于配置在基板4上的摄像元件部41、43、45...。此时，光线实际上如上所述反射并通过第1透镜100、光圈101、以及第2透镜102。从各个摄像元件部41、43、45...送出的图像信号被临时保存到存储器5，该图像信号通过处理装置6复原。

接下来，针对原稿7，在副扫描方向212上进行扫描，针对位于读取线9的被摄像部32、34、...通过单元12、14、...、以及摄像元件部42、44、...进行摄像。在该情况下，光线也实际上如上所述反射并通过第1透镜100、光圈101、以及第2透镜102。从各个摄像元件部42、44、...送出的图像信号被临时保存到存储器5，该图像信号通过处理装置6复原。

说明通过与各单元11、12、13...对应的摄像元件部41、42、43...得到的图像的复原动作。

第1列215和第2列216在副扫描方向212上分离中心间隔217，针对原稿7在副扫描方向212上进行扫描，所以第1列215中配置的单元11、13...、和第2列216中配置的单元12、14...在副扫描方向212上读取原稿7的位置不同。因此，在同一时刻，单元11、13...和单元12、14...摄像的图像不同。换言之，在副扫描方向212上处于同一线上的图像在不同的时刻被摄像。这样，为了从在不同的时刻摄像的图像复原原来的原稿图像，将由摄像元件部41、42、43...得到的图像临时保存到存储器5。然后，针对临时保存的各图像，通过处理装置6复原原来的原稿图像。以下，使用图7～图9，说明在如图5、图6所示得到反转像的情况下，用于进行上述复原的图像处理动作。

图7示出顶板3上的读取区域即被摄像部31、32...的配置、和未图示的原稿7上的文字图像“ぁ”。在图7中，主扫描方向211上的范围AA’是被摄像部31与被摄像部32的重叠区域，范围B’B是被摄像部32与被摄像部33的重叠区域。如果原稿7在副扫描方向212上被扫描，则作为相对的位置关系，文字图像“ぁ”在Y方向上被扫描。在此，“相对的位置关系”这样的记载意味着既可以是原稿7相对于静止的图像读取装置501在副扫描方向212上被扫描，也可以是图像读取装置501相对于静止的原稿7在副扫描方向212上被扫描。在此，假设文字图像“ぁ”存在于横跨被摄像部31和被摄像部32的区域。

图8示出在摄像元件基板4上配置的摄像元件部41、42、...。在图8中，主扫描方向211上的范围aa’是摄像元件部41与摄像元件部42的重叠区域，范围b’b是摄像元件部42与摄像元件部43的重叠区域。如果将扫描的时间设为纵轴，将主扫描方向211设为横轴来示意地表示由摄像元件部41以及摄像元件部42得到的文字图像“ぁ”的信号图像，则成为图8所示的虚线框内的图示。由摄像元件部41得到的图像是使文字图像“ぁ”的主扫描方向211的被摄像部31内的图像反转而得到的图像。同样地，由摄像元件部42得到的图像是使文字图像“ぁ”的主扫描方向211的被摄像部32内的图像反转而得到的图像。在此，图中的与AA’相当的部分、以及与A’A相当的部分所示的图像是被摄像部的重叠区域。如果使由该2个摄像元件部41、42得到的图像分别反转，并将上述重叠区域横向对齐，并纵向排列而描绘两个图像，则如图9所示。通过以该2个图像的重叠区域的图像一致的方式合成这些2个图像，来能够得到原来的文字图像“ぁ”。处理装置6进行这样的合成动作。

在此，叙述进行上述那样的图像的合成处理的优点。关于将从多个成像光学系统得到的图像设为正立等倍像，并在摄像元件部上合成来自邻接的成像光学系统的图像的方法，在上述以往法2、4、5中叙述。但是，难以将由多个透镜、镜子等机械性要素构成的光学元件组装成从邻接的成像光学系统得到的图像的接缝区域不产生偏移。

相对于此，如本实施方式那样，通过采用针对从每个单元11、12...得到的独立的图像利用信号处理上的图像合成即软件来复原原来的图像的方法，即使在由于组装、透镜的制造误差等在邻接的第k个单元与第(k+1)个单元的图像的重叠中产生了微少的误差的情况下，也能够在软件上容易地校正该误差。

在这样按照每个单元获取独立的图像来进行图像合成时，具有缓和制造误差这样的效果。

接下来，以书那样的原稿7为例子，使用图10以及图11，说明本发明中的特征之一即用于得到大的景深的结构。在书那样的原稿7中，由于书的装订线从顶板3浮起，所以需要具有大的景深的图像读取装置。

如图10所示，假设存在如下原稿7：在主扫描方向211上，焦点方向(Z方向)的位置变化。图10的(a)示出属于第1列215的单元11、13、...、和这些单元11、13、...中的光路，图10的(b)示出属于第2列216的单元12、14、...、和这些单元12、14、...中的光路。图11是在副扫描方向212上覆盖画出单元13和单元14的图，是示出各单元13、14的成像光学系统要素和主要光路的图。另外，图11图示了在主扫描方向211上原稿面的焦点方向(Z方向)的位置变化的情况，用“71”来表示单元13读取的被摄像部33中的原稿面的最大高度位置，用“72”来表示单元14读取的被摄像部34中的原稿面的最大高度位置。

如上所述，本实施方式的图像读取装置501中具备的各单元11、12、13、14、...是在原稿7侧远心的光学系统，并且第1列215、第2列216中包含的所有单元11、12、13、14、...内的所有主光线相对顶板3垂直。因此，在本实施方式的图像读取装置501中，具有如下特征：即使到原稿7的焦距变动，针对摄像元件部的图像的读取位置也不会变化。

即，具有如下效果：如果在组装初期或者动作初期决定完图像合成的参数，则对于到顶板3的距离在面内变化那样的原稿7也不会产生图像的重叠偏移。因此，本实施方式的图像读取装置501的景深大致由各个单元11、12、13、14、...的景深决定。各个单元11、12、13、14、...的景深通过单元内的光学系统的设计而决定。景深大致由光学系统的F值决定。在增大1个单元的视场的情况下，需要通过将单元内的透镜设为非球面形状、或者使用多个透镜等，来充分校正像差。在需要600dpi的分辨率的情况下，最终是目标，但在F值F＝10时得到约±1mm的景深、在F＝20时得到约±2mm的景深。

另外，在图5、图6、图10、图11中，成为对焦到顶板3的上表面那样的图示，但不限于此。例如在F＝10的光学系统中，如果以对焦到从顶板3的上表面起1mm上的面的方式进行顶板3的配置，则能够充分地使用±2mm的景深。

接下来，使用图16至图18，叙述本发明中的特征之一即杂散光对策的难易度。图16是针对图4所示的图像读取装置501，在各单元之间插入了板状的遮光构件126的图像读取装置501-1的立体图。图17是用于对于主扫描方向211的第1列215的单元11、13、...，说明针对杂散光的遮光构件126的效果的图。图18是示出针对在原稿7侧远心的光学系统中邻接地排列了单元、即并非交错状配置的图像读取装置，追加了遮光构件的结构的图。

首先，使用图18，说明并非交错配置而邻接地排列了单元的结构中的问题。在图18中，用虚线包围的区域203是没有插入遮光构件126的区域。在该虚线区域203的外侧，在单元之间插入了遮光构件126。在虚线区域203内，有可能产生横跨邻接的单元之间的杂散光。作为其一个例子，示出杂散光光线202。杂散光光线202是在单元11的视场范围内以高角度散射的光线，进入到属于与单元11邻接的单元12中的第1透镜100。杂散光光线202在属于单元12的第1透镜100内多重反射之后，经由属于单元12的光圈101、属于单元12的第2透镜102，到达与单元12对应的摄像元件部42。

这样，在单元之间没有设置遮光构件126的情况下，有可能闯进来自邻接的单元的视场范围的光线。由于存在这样的杂散光，所以产生邻接的单元的视场范围中的图像映入的被称为重影的现象、即使不会成像也整体上成为发白的图像而使图像的对比度降低的被称为反射光斑的现象。

为了遮挡该杂散光，将遮光构件126插入到各单元之间即可。将其状态示出在如图18的右侧的虚线区域203的外侧。

但是，由于设置遮光构件126，产生成像中所需的单元边界附近的光线也被遮挡这样的问题。来自没有设置遮光构件126时的单元的边界、例如图中的点P的光线分离到单元12以及单元13，到达摄像元件部42以及摄像元件部43，通过各个摄像元件部得到图像信号。

另一方面，由于设置遮光构件126，例如来自图中的点Q的光线被遮光构件126遮挡。另外，图18所示的虚线的光路表示没有遮光构件126时的光路，在存在遮光构件126的情况下，不存在该光路。

这样，在单元11、12、...并非交错配置而仅仅邻接配置的情况下，如果将遮光构件126设置于单元之间，则得不到邻接单元之间的图像信号，存在在每个单元边界中图像缺失这样的问题。

相对于此，在如本实施方式中的图像读取装置501那样，交错配置了各单元11、12、...的情况下，如从图16或者图17可知，在单元之间存在间隙。如果在该间隙中设置遮光构件126，则不会遮挡图像信号，而能够遮挡横跨单元之间的杂散光。对于这一点，使用图17来详细说明。

图17的用虚线包围的区域203-1示出在单元之间没有配置遮光构件126的状态。在该情况下，与图18所示的虚线区域203内的情况同样地，有可能产生向邻接的单元的杂散光202。

另一方面，在虚线区域203-1的外侧即图17中的右侧，图示了为了遮挡杂散光光路202而设置了遮光构件126的状态。在交错状地配置了各单元11、12、...的情况下，在各单元之间，存在如下空间区域，即，不存在对成像贡献的光线的空间区域。另外，在被摄像部31、33、35、...的邻接之间、被摄像部32、34、36、...的邻接之间存在不对摄像贡献的区域。对于摄像元件部41、43、45、...的邻接之间、摄像元件部42、44、46、...的邻接之间，也同样地存在间隙。因此，能够在这些间隙中设置遮光构件126。

这样，在本实施方式的图像读取装置501中，通过交错状地配置各单元11、12、...，即使是在原稿7侧远心的光学系统，也能够在邻接单元之间设置遮光构件126。由此，能够遮挡由于杂散光产生的反射光斑、重影这样的期望的像以外的光线，能够得到清晰的图像。

实施方式2.

参照图19至图22，说明本发明的实施方式2中的图像读取装置502的一个例子。另外，在图19至图22中，关于成像光学系统1以折射系的透镜形态进行了图示，但与上述实施方式1中的图像读取装置501同样地，对于本实施方式2中的图像读取装置502，也由光反射系的成像光学系统构成。

在实施方式1的图像读取装置501中，属于第1列215的单元11、13、...内、以及属于第2列216的单元12、14、...内的主光线之中从原稿7朝向各单元11、13、...、以及单元12、14、...的光线如图5所示相互平行，并且在第1列215和第2列216中的、单元11、13、...与单元12、14、...之间，也如图6所示，主光线之中从原稿7朝向各单元的光线是平行的。另外，能够用光轴这样的用语置换主光线之中从原稿7朝向各单元的光线这样的语言。

相对于此，在实施方式2中的图像读取装置502中，具有如下结构：属于第1列215的单元11、13、...内、以及属于第2列216的单元12、14、...内的主光线之中从原稿7朝向各单元11、13、...、以及单元12、14、...的光线如图20所示相互平行，但在第1列215和第2列216中的、单元11、13、...与单元12、14、...之间，如图21所示，主光线之中从原稿7朝向各单元的光线不平行。另外，图像读取装置502中的其他结构和上述图像读取装置501的结构相同。因此，以下，仅说明不同的结构部分。另外，在图19中，为了避免图示的繁杂，省略了照明光源2的图示。

在图像读取装置502中，如图19以及图21所示，以属于第1列215的单元11、13、...中的光轴11a、13a、...、和属于第2列216的单元12、14、...中的光轴12a、14a、...向第1列215和第2列216的间隙侧倾斜的状态，配置了第1列215的单元11、13、...、和第2列216的单元12、14、...。具体而言，在本实施方式中，属于第1列215的单元11、13、...绕X轴(主扫描方向211)倾斜-10°，属于第2列216的单元12、14、...绕X轴倾斜+10°。其结果，在本实施方式2中，如图21所示，在位于顶板3的上方的位置76处，两者的光轴11a、12a等交叉，在顶板3的上表面，光轴11a、12a等离开间隔218a。

另外，两者的光轴11a、12a等无需一定要在存在于顶板3的上方的位置76处交叉，也可以如图22所示，在顶板3的上表面交叉。在图19中，图示了与图21对应的情况，读取线8、9在副扫描方向212上成为中心间宽218a。这相比于图4所示的图像读取装置501的情况下的中心间宽218变窄。

如上所述，本实施方式2中的图像读取装置502的结构与上述实施方式1的图像读取装置501的结构基本上相同，图像读取装置502也能够起到图像读取装置501起到的上述效果。除此以外，本实施方式2的图像读取装置502还能够起到以下的特别效果。

即，通过如图21以及图22所示，相对顶板3倾斜地配置第1列215和第2列216中的各单元11、12等的各光轴11a、12a等的方向，使原稿7上的读取线8、9接近，从而能够减小临时保存图像信号的存储器5的容量，具有实现低成本化这样的效果。

即，如实施方式1中的说明，隔着副扫描方向212上的扫描的时间差，获取由第1列215的单元11等成像的图像、和由第2列216的单元12等成像的图像。因此，需要存储与上述时间差相当的图像信息的存储器容量。因此，读取线8、9的副扫描方向212上的中心间宽218越窄，存储器容量越少也可以。在实施方式2中的图像读取装置502中，如上所述，相比于图像读取装置501的情况，读取线8、9的副扫描方向212上的中心间宽218a更窄，其结果，相比于图像读取装置501的情况，能够减小存储器5的容量。

另一方面，通过将读取线8、9的副扫描方向212上的中心间宽218设为较窄，在原稿7从顶板3悬浮的情况下，发生图像与该悬浮的量相应地在副扫描方向212上偏移这样的现象。但是，如上所述，在实施方式2中的图像读取装置502中也由于构成了在原稿7侧远心的光学系统，所以转印倍率不会变化。因此，不会发生向主扫描方向211的图像偏移，所以其校正只是副扫描方向212的移位即可，比较容易进行。在该邻接单元之间的图像的合成中，以在邻接单元之间对相同的区域进行摄影而得到的图像一致的方式，使图像在副扫描方向212上移位即可。

如本实施方式2的开头所述，实施方式2中的图像读取装置502也实际上由光反射系的成像光学系统构成。以下，参照图23至图24，说明实际的结构例。

图23示出在实施方式2中的图像读取装置502的副扫描方向212上配置于左右的2个、例如单元12和单元13的结构。图24是结合实际以立体图示出了图19所示的结构的图。

在本实施方式2中，如上所述，相比于实施方式1的图像读取装置501的情况，读取线8、9的副扫描方向212上的中心间宽218a更窄。因此，在图23以及图24中，以重叠的状态即一个部位的状态，图示了位于副扫描方向212上的各单元所读取的原稿7面中的读取线8、9。

虽然有这样的与读取线8、9相关的不同，但是本实施方式2中的图像读取装置502的结构与如图23所示上述的实施方式1中的图像读取装置501的结构相同。

参照图23至图24，说明图像读取装置502的成像光学系统1中的光路。

针对从在原稿7散射之后朝向各单元11、12等的光线，通过作为凹面镜的第1透镜100，将光路折弯并且对光线进行聚光。在第1透镜100的后侧焦点位置设置了光圈101。将通过该光圈101的中心的光线称为主光线，但从原稿7至第1透镜100的主光线向副扫描方向212倾斜。

由于与上述实施方式1的结构同样地，在第1透镜100的后侧焦点位置设置了光圈101，所以入射到某一个单元的沿着主扫描方向211的来自原稿面的光线群在原稿面侧成为远心。

针对通过了光圈101的光线，利用作为凹面镜的第2透镜102对光路折弯并且对光线进行聚光，并在摄像元件部41、42等上成像。

与上述实施方式1的情况同样地，基板4与单元的第一列以及第二列分别对应地被分离为基板4a、4b。因此，具有如下优点：通过调整基板4a、4b的位置，就能够在单元的第一列以及第二列中各自地调整原稿7的读取位置。在必须使第一列和第二列中的原稿的读取位置高精度地对准的用途中，该优点大。

实施方式3.

图25以及图26图示了本发明的实施方式3中的图像读取装置503的一个例子。图像读取装置503的基本构造与上述实施方式1、2中的图像读取装置501、502的构造相同，但在以下的方面上不同。即，在图像读取装置501、502中，在相当于发挥第1反射型聚光光学元件的功能的器件的一个例子的第1透镜100、与光圈101之间的光路中没有设置光学元件，但在本实施方式3中的图像读取装置503中，在第1透镜100与光圈101之间的光路中设置了第1平面镜105。另外，在以下说明的实施方式4、5中也采用了该结构。

另外，在图像读取装置503中，与图像读取装置502同样地，如图19所示，从原稿7朝向各单元11、12、13...的光轴11a、12a、13a、...向副扫描方向212稍微倾斜，在图27中的配置于右半部分的第1列215和配置于左半部分的第2列216中，光轴11a、12a、13a、...交叉。当然，与实施方式1中说明的结构同样地，在第1列215和第2列216中光轴11a、12a、13a、...不交叉而平行的结构中，也能够采用本实施方式3的结构。但是，在此省略该平行的情况的记述。

以下详细说明上述不同点。

图25是示出图像读取装置503中的沿着副扫描方向212的剖面的图，示出了在图5中说明的各单元11、12等中的从原稿7到达摄像元件部41、42等的符合实际的光路。在此，第1透镜100以及第2透镜102分别相当于起到第1反射型聚光光学元件以及第2反射型聚光光学元件的功能的器件的一个例子，由凹面镜构成，对光进行反射。另外，与实施方式1、2中的结构同样地，在第1透镜100至第2透镜102的光路中，配置了光圈101，在本图像读取装置503中，进而，在第1透镜100与光圈101之间的光路中，配置了作为光学元件的第1平面镜105。因此，如以下的说明，由第1透镜100反射的光，在第1平面镜105反射，并通过光圈101，到达第2透镜102。

图26是在主扫描方向211上交错状地排列了属于第1列215的单元11、13、...、以及属于第2列216的单元12、14、...的状态下，以立体图示出了符合实际的光路的图。另外，在图26中，为了避免图示的繁杂，省略了光源2以及隔墙127、顶板3的图示。

在本实施方式3的图像读取装置503中，如图25所示，载置原稿7的顶板3、和图像读取装置503的入射窗131被分离。这设想了如下装置：例如顶板3处于静止状态，图像读取装置503在副扫描方向212上被扫描而读取原稿信息。在扫描时，为了避免顶板3与图像读取装置503接触，在顶板3与入射窗131之间设置了间隔d1。

说明如上所述构成的图像读取装置503中的原稿7的读取动作。

在图25中，通过照明光源2对顶板3上载置的原稿7进行照明，原稿7中的反射散射光入射到图像读取装置503的光学系统。在Z方向上配置在顶板3的下方的、与第1列215以及第2列216对应的各个第1透镜100、100使由读取线8、9反射的各个光在副扫描方向212上在不同的方向上，以角度□向斜上方分别反射。另外，角度□是从读取线8、9到达第1透镜100、100的光线的光轴591、与由第1透镜100、100反射的光线的光轴592所成的角度。

由第1透镜100、100向斜上方反射的各个光线，通过第1平面镜105在Z方向上向下方反射，通过光圈101、101，到达第2透镜102、102。在此，光圈101、101被设置于第1透镜100、100的后侧焦点位置。通过第2透镜102，102再次在Z方向上向上方反射的光线分别到达与单元11、13、...对应的摄像元件部41、43、...、以及与单元12、14、...对应的摄像元件部42、44、...。

在此，针对第1列215以及第2列216中的各个的、第2透镜102、102以及摄像元件部41、42...，通过隔墙127、光圈101，从光源2被遮光。基板4的结构及其功能与实施方式1中叙述的部分相同，所以省略此处的说明。

另外，在图像读取装置503中，向由凹面镜构成的第1透镜100入射的光线的斜入射角度、向由平面镜构成的第1平面镜105入射的光线的斜入射角度、以及向由凹面镜构成的第2透镜102入射的光线的斜入射角度分别是10度左右以下，相比于作为以往技术在图30示出的折回镜子111、113中的斜入射角度的45度，非常小。因此，起因于第1透镜100、第1平面镜105、以及第2透镜102的像的旋转角度小。

因此，在本实施方式3的图像读取装置503中，也通过设置光线的入射角比较小的第1透镜100、第1平面镜105、以及第2透镜102，与上述实施方式1、2的图像读取装置501、502同样地，能够避免起因于镜子的制造误差以及设置误差而在图像中产生失真这样的问题。

进而，在本实施方式3中的图像读取装置503中，通过利用第1平面镜105使光路折弯，来能够得到以下的2个优点。

即，(1)能够增大顶板3与入射窗131之间的间隔d1，能够使图像读取装置503的光学系统部分物理地扫描；(2)能够减小图像读取装置503的沿着Z方向的高度H(图25)。

说明上述(1)。图像读取装置中的光学系统的原稿侧的焦点位置位于原稿7的读取线8、9，在实施方式1、2的图像读取装置501、502中，根据与焦距的关系，例如如图1所示，在载置原稿7的顶板3的正下方配置了第2透镜102。因此，在图像读取装置501、502中，难以设计为在图像读取装置的光学系统部分(相当于图25的H部分)的上方离开而设置原稿侧的焦点位置，换言之，难以设计为将光学系统部分和顶板3隔开某种程度的间隙来配置。

相对于此，在本实施方式3的图像读取装置503中，采用了在第1透镜100与第2透镜102之间设置第1平面镜105使光路折弯的结构，所以能够在原稿侧的焦点位置与第1平面镜105之间空出大的空间。由此，通过将照明光源2以及入射窗131配置于第1平面镜105的上方，能够隔开入射窗131与原稿侧的焦点位置的距离。即，能够较大地空出顶板3与入射窗131之间的间隔d1，不会使顶板3和图像读取装置503的光学系统部分接触，能够对图像读取装置503的光学系统部分物理地进行扫描。

接下来，说明上述(2)。大致用下式来表示图25所示的图像读取装置503的高度H。

(式4)

在此，

d2：照明(光源2)系统所需的空间、

b1：第1透镜100至第1平面镜105的距离。

另外，为了后面的说明，预先定义接下来的变量。

b2：第1平面镜105至光圈101的距离、

L3：光圈101至第2透镜102的距离。

另一方面，用下式来表示图1所示的图像读取装置501中的高度(设为H’)。

(式5)

在此，L1～L3如在实施方式1中已经说明，是指，L1：原稿7面至第1透镜100面的距离、L2：第1透镜100面至光圈101的距离、L3：光圈101至第2透镜102面的距离。另外，d2是在图像读取装置501中光源2系统所需的空间。

在各实施方式中的图像读取装置中，由于在原稿侧是远心，所以使用第1透镜100的焦距f1，存在以下的关系。

f1＝b1+b2           (式6)

f1＝L2               (式7)

因此，式4以及式5改写为如以下那样。

H＝f1+d2-b2               (式8)

H’＝f1+d2+L3             (式9)

如从式8、式9可知，高度H比高度H’小(L3+b2)。即，通过利用第1平面镜105使光路折回，具有如下大优点：能够将高度缩短光圈101至第2透镜102的距离L3和第1平面镜105至光圈101的距离b2的量。

如图25所示，在本实施方式3中的图像读取装置503中，第1透镜100以及第2透镜102的Z方向上的设置位置是大致相同的水平，所以能够用式4来表示图像读取装置503的高度H。另一方面，在第2透镜102比第1透镜100位于下方的情况下，用下式来表示高度H。

(式10)

在该情况下，虽然要看设计，但一般情况下，通过插入第1平面镜105，相比于图1所示的图像读取装置501的情况，能够减小高度H。进而，如果缩小单元11等的转印倍率，则能够减小光圈101至第2透镜102的距离L3，能够减小产品的高度H。即，在实施方式1中，叙述了单元的转印倍率是等倍时的优点，但在本实施方式3中具有通过设为缩小的转印倍率而得到的优点。

另外，在本实施方式3中的图像读取装置503中，如图25所示，在副扫描方向212上第1透镜100和第2透镜102的位置相接近，所以还能够如在图29的立体图中用构件108所示那样使用树脂来一体成型第1透镜100和第2透镜102。通过进行一体树脂成型，能够削减构件数，得到组装变得容易这样的大优点。

实施方式4.

图27示出本实施方式4中的图像读取装置504。该图像读取装置504相当于上述实施方式3中的图像读取装置503的变形例，与图像读取装置503同样地，具有在第1透镜100与光圈101之间设置了第1平面镜105的结构，并且还具备以下的结构。以下，仅说明与实施方式3的图像读取装置503的不同点。

即，图像读取装置504具有如下结构：除了第1平面镜105以外，进一步在光圈101与第2透镜102之间的光路中设置第2平面镜106，通过该第2平面镜106进而使光路折弯。另外，如图27所示的c1表示光圈101至第2平面镜106的距离，c2表示第2平面镜106至第2透镜102的距离。

这样构成的实施方式4中的图像读取装置504起到以下的效果。即，在实施方式3中上述那样，在Z方向上第2透镜102比第1透镜100位于下方的情况下，用式10来表示高度H，其缩小幅度小。另一方面，通过如本实施方式4那样设置第2平面镜106并进而使光路折弯，装置的高度H成为如式4所示，具有能够进一步缩小化这样的大优点。

实施方式5.

图28示出本实施方式5中的图像读取装置505。该图像读取装置505相当于上述实施方式3中的图像读取装置503的变形例，与图像读取装置503同样地，在第1透镜100与光圈101之间的光路中设置第1平面镜105，进而具有以下的结构。以下，仅说明与实施方式3的图像读取装置503的不同点。

在上述实施方式3、4中的图像读取装置503、504中，设置了第1平面镜105，但如图25以及图27所示，来自原稿7的反射光直接被第1透镜100反射。相对于此，在本实施方式5中的图像读取装置505中，如图28所示，具有如下结构：在原稿7与第1透镜100之间的光路中设置第3平面镜107，使从原稿7到达第1透镜100的反射光的光路折弯。另外，图28所示的a1表示原稿侧的焦点位置至第3平面镜107的距离，a2表示第3平面镜107至第1透镜100的距离。

用下式来表示图像读取装置505中的装置的高度H。

(式11)

在此，MAX()表示从在括弧内列举的数字之中取最大值的函数。

在这样构成的本实施方式5中的图像读取装置505中，具有如下优点：通过设置第3平面镜107来能够缩短图1所示的L1，并且通过设置上述第1平面镜105，能够将用式11表示的高度H设为小于用式5表示的图1的图像读取装置501的高度H’。

在本实施方式5中的图像读取装置505中，如上所述，在原稿7与第1透镜100之间设置了第3平面镜107。但是，如实施方式3中也说明那样，向由平面镜构成的第3平面镜107入射的光线的斜入射角度、以及向由凹面镜构成的第1透镜100入射的光线的斜入射角度分别是10度左右以下，相比于以往的45度非常小。因此，能够避免起因于第3平面镜107以及第1透镜100的像的旋转角度小、且起因于镜子的制造误差以及设置误差而在图像中产生失真这样的问题。

另外，在图像读取装置505中，如从图28可知，第1透镜100和第2透镜102被邻接地设置。因此，能够将第1透镜100和第2透镜102一体地树脂成型。通过一体树脂成型，能够削减构件数，能够得到组装变得容易这样的大优点。

另外，同样地，第1平面镜105和第3平面镜107也被邻接地设置，所以能够用一体构件形成它们。另外，在图28中，图示为第1平面镜105和第3平面镜107的反射部为相互倾斜的平面，但设计中，也容易将第1平面镜105和第3平面镜107的反射部设为同一平面。在该情况下，第1平面镜105和第3平面镜107能够由一块平面镜构成，由此能够削减构件数，能够得到组装变得容易这样的大优点。另外，这些平面镜的构件既可以通过树脂成型制作，也可以通过玻璃板等制作。

Claims (17)

1.一种图像读取装置，其特征在于，具备：

光源，向原稿照射光；

成像光学系统，对由原稿反射来自所述光源的光而得到的光进行聚光并成像为图像，该成像光学系统由多个单元构成，所述多个单元是分别独立的光学系统，该单元沿着主扫描方向配置多个，并在与主扫描方向正交的副扫描方向上排列为第1列以及第2列这2列，配置于同一列的各单元被配置为主光线之中从所述原稿朝向单元的光线相互平行，并且所述第1列以及所述第2列的各单元在所述主扫描方向上交错状地配置；

多个摄像元件部，与各个所述单元对应地配置，接收通过了单元的光；

存储器，对在所述副扫描方向上对应的所述摄像元件部彼此送出的所述原稿的图像信息进行存储；以及

处理装置，以使所述存储器中存储的所述图像信息重叠的区域的图像一致的方式，合成邻接单元彼此的图像信息来制作原稿的图像，

其中，

所述单元具有对来自所述原稿的光进行反射并且聚光的第1以及第2反射型聚光光学元件、第1平面镜、以及光圈，在单元内在从所述原稿朝向所述摄像元件部的光的行进方向上按照第1反射型聚光光学元件、第1平面镜、光圈、第2反射型聚光光学元件的顺序配置它们并且将所述光圈配置到所述第1反射型聚光光学元件的后侧焦点位置处而形成在所述原稿侧远心的光学系统。

2.根据权利要求1所述的图像读取装置，其特征在于，

所述单元还具有第3平面镜，在单元内在从所述原稿朝向所述摄像元件部的光的行进方向上按照第3平面镜、第1反射型聚光光学元件、第1平面镜、光圈、第2反射型聚光光学元件的顺序配置了它们。

3.根据权利要求1所述的图像读取装置，其特征在于，

第1反射型聚光光学元件的反射面以及第2反射型聚光光学元件的反射面朝向大致相同方向。

4.根据权利要求1所述的图像读取装置，其特征在于，

第1反射型聚光光学元件以及第2反射型聚光光学元件接近配置。

5.根据权利要求4所述的图像读取装置，其特征在于，

第1反射型聚光光学元件以及第2反射型聚光光学元件一体成型。

6.根据权利要求2所述的图像读取装置，其特征在于，

第1平面镜以及第3平面镜是一块平面镜。

7.根据权利要求1所述的图像读取装置，其特征在于，

所述单元还具有第2平面镜，在单元内在从所述原稿朝向所述摄像元件部的光的行进方向上按照第1反射型聚光光学元件、第1平面镜、光圈、第2平面镜、第2反射型聚光光学元件的顺序配置了它们。

8.根据权利要求7所述的图像读取装置，其特征在于，

所述第1反射型聚光光学元件的反射面以及所述第2平面镜的反射面朝向大致相同方向。

9.根据权利要求1所述的图像读取装置，其特征在于，

向所述第1反射型聚光光学元件、所述第2反射型聚光光学元件、以及所述第1平面镜入射的主光线的入射角是30度以下。

10.一种图像读取装置，其特征在于，具备：

光源，向原稿照射光；

成像光学系统，对由原稿反射来自所述光源的光而得到的光进行聚光并成像为图像，该成像光学系统由多个单元构成，所述多个单元是分别独立的光学系统，该单元沿着主扫描方向配置多个、且在与主扫描方向正交的副扫描方向上排列为第1列以及第2列这2列，配置于同一列的各单元被配置为主光线之中从所述原稿朝向单元的光线相互平行，并且所述第1列以及所述第2列的各单元在所述主扫描方向上交错状地配置；

多个摄像元件部，与各个所述单元对应地配置，接收通过了单元的光；

存储器，对在所述副扫描方向上对应的所述摄像元件部彼此送出的所述原稿的图像信息进行存储；以及

处理装置，以使所述存储器中存储的所述图像信息重叠的区域的图像一致的方式，合成邻接单元彼此的图像信息来制作原稿的图像，

其中，

所述单元具有对来自所述原稿的光进行反射并且聚光的第1以及第2反射型聚光光学元件、和光圈，在单元内在从所述原稿朝向所述摄像元件部的光的行进方向上按照第1反射型聚光光学元件、光圈、第2反射型聚光光学元件的顺序配置它们并且将所述光圈配置于所述第1反射型聚光光学元件的后侧焦点位置处而形成在所述原稿侧远心的光学系统，并且作为使光路反射的光学元件仅设置了所述第1反射型聚光光学元件以及所述第2反射型聚光光学元件。

11.根据权利要求10所述的图像读取装置，其特征在于，

向所述第1反射型聚光光学元件以及所述第2反射型聚光光学元件入射的主光线的入射角是30度以下。

12.根据权利要求1所述的图像读取装置，其特征在于，

以配置于所述第1列的各单元的主光线之中从所述原稿朝向各单元的光线和配置于所述第2列的各单元的主光线之中从所述原稿朝向各单元的光线向所述第1列与所述第2列的间隙侧倾斜的状态，配置了在所述第1列以及所述第2列配置的各单元。

13.根据权利要求1所述的图像读取装置，其特征在于，

在所述第1列以及所述第2列的各个中，还具备在邻接的单元之间配置的板状的遮光构件。

14.根据权利要求1所述的图像读取装置，其特征在于，

所述第1反射型聚光光学元件或者所述第2反射型聚光光学元件的光反射面是在所述主扫描方向以及所述副扫描方向上具有不同的曲率的自由曲面。

15.根据权利要求10所述的图像读取装置，其特征在于，

以配置于所述第1列的各单元的主光线之中从所述原稿朝向各单元的光线和配置于所述第2列的各单元的主光线之中从所述原稿朝向各单元的光线向所述第1列与所述第2列的间隙侧倾斜的状态，配置了在所述第1列以及所述第2列配置的各单元。

16.根据权利要求10所述的图像读取装置，其特征在于，

在所述第1列以及所述第2列的各个中，还具备在邻接的单元之间配置的板状的遮光构件。

17.根据权利要求10所述的图像读取装置，其特征在于，

所述第1反射型聚光光学元件或者所述第2反射型聚光光学元件的光反射面是在所述主扫描方向以及所述副扫描方向上具有不同的曲率的自由曲面。

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