JP2000134414A - 光学スキャナ装置 - Google Patents

光学スキャナ装置

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 複数の解像度を有し、広範囲の物体サイズの
走査を行うことができる、コストを抑えて構成可能な光
学スキャナ装置を提供する。 【解決手段】 第１および第２光導波路バンドル２６，
２８は、走査対象の物体からイメージ光を受光するよう
に配置された線形光入力端３８，４８および線形光出力
端４０，５０に動作的に関連する第１および第２縮小率
を有している。第１および第２光導波路バンドル２６，
２８の線形光出力端４０，５０に隣接して配置された検
出器３０が、線形光出力端４０，５０からのイメージ光
を受光し、この線形光出力端４０，５０から受光したイ
メージ光に対応するイメージデータ信号を生成して出力
する。光導波路選択装置５８は、検出器３０が受光する
イメージ光を用いてイメージデータ信号を生成する光導
波路バンドル２６，２８を選択する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、物体に対する光学
スキャンニング（イメージ走査）に関し、特に、複数の
走査解像度によるイメージ走査を行う複数の解像度を有
する光学スキャナ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】光学スキャナ装置は、当該技術分野にお
いて周知であり、ドキュメントのイメージ（原稿上の画
像）を光電検出器（photosensitive detector）上に投
射することによって、物体または原稿（ドキュメント）
に対するイメージデータを生成して出力する。この場
合、光電検出器によって生成される電気信号は、必要に
応じてデジタル化および対応する処理行われる。例え
ば、パーソナルコンピュータのディスプレイなどの表示
装置で走査した物体（適宜、走査物体ともいう。）のイ
メージを画面表示している。走査物体がテキストの場合
のデータ信号は、適切な光学式文字読取認識（ＯＣＲ,o
ptical character recognition）プログラムまたは装置
によってテキストデータに変換される。
【０００３】一般的な光学スキャナは、物体の走査を行
うための照明系および光学系を備えている。照明系は、
物体の一部（適宜、走査領域と記載する）に光を照射
し、光学系は照射された走査領域からの反射光（適宜、
イメージ光（ image light）と記載する）を集光して、
光電検出器の表面に照射される走査領域の小エリア（適
宜、走査線と記載する）を集束させる。例えば、書面の
ドキュメント（ writtendocument ）を走査する光学ス
キャナは、予測される最大のドキュメントの幅に対応す
る長さ（一般的には約９インチ（約２２８．６ｍｍ））
を有する走査線を利用する。物体全体を表すイメージデ
ータは、通常、物体に対して照明系および光学系を移動
させることによって、物体全体に走査線を掃引して（ s
weeping ）得られる。なお、この逆（照明系および光学
系が固定かつ物体が移動）の装置もある。
【０００４】例えば、一般的なスキャナ照明系（ scann
er illumination system）は、光源（例えば、蛍光灯ま
たは白熱電球あるいは発光ダイオード（ＬＥＤ, light
emitting device ）を配列（アレイ型）している。一般
的なスキャナ光学系には、照射した走査線のイメージを
光電検出器の表面に集束させるためのスリット開口（sl
it aperture）およびレンズアセンブリ（ lens assembl
y）を備えている。また、スキャナ光学系には、特定の
設計によって、イメージ光の光路を「折返す（fold
）」複数のミラーを備えることがある。この場合、光
学系を比較的小さい筐体（ enclosure）内に適切に取付
けることが可能になる。より小型の光電検出器アレイを
配置できるようにするために、一般的な光学系では、検
出器の表面に集束させる走査線のイメージサイズを縮小
するようにしている。例えば、多くの光学系では、レン
ズ縮小率が約８：１であり、この結果、走査線のイメー
ジサイズが約１／８に縮小される。
【０００５】光学スキャナにおいて使用される最も一般
的な光電検出器は、ＣＣＤ（電荷結合素子）であるが、
他の光電検出器を使用することもできる。ＣＣＤは、そ
れぞれが、光への露出に対応して電荷を集めまたは蓄積
するための多数の感光性セルまたは「ピクセル」を配置
した構成である。所定のセルまたはピクセルに蓄積され
る電荷の大きさに、露光の強度および持続時間が対応し
ているためＣＣＤ上に集束されるイメージにおける明る
いスポットおよび暗いスポットを検出する。ＣＣＤセル
またはピクセルのそれぞれにおいて蓄積される電荷は、
この測定が行われた後に、サンプリング間隔による規則
的な間隔で放電される。なお、このサンプリング間隔
は、例えば、約５ミリ秒程度の時間や他の時間に設定さ
れる。
【０００６】ＣＣＤ検出器の個々の感光性ピクセルは、
エンドツーエンド（ end-to-end ）で配置されており、
感光性ピクセルがリニアアレイ（ liner array）に形成
される。このため、ＣＣＤのリニアアレイ（以下、ＣＣ
Ｄアレイという。）における各ピクセルは、細長い走査
線の関連するピクセル部分に対応している。リニアアレ
イにおける個々のピクセルは、一般的に、「クロス（ v
ross）」方向、すなわち、照射された走査線が物体を横
切る移動方向に対して垂直な方向をもって配列されてい
る。照射された走査線が物体を横切る移動方向が「走査
方向」である。このため、リニアアレイの各ピクセル
は、クロス方向で測定される長さと、走査方向で測定さ
れる幅とを有している。一般的なＣＣＤアレイでは、ピ
クセルの長さおよび幅は等しく、一般的には、各寸法に
おいて、例えば、約８ミクロン程度である。
【０００７】前記したように、ＣＣＤアレイの各ピクセ
ルは、物体上の細長い走査線の関連するピクセル部分に
対応している。細長い走査線上の対応するピクセル部分
を、ここでは、「ネイティブ物体ピクセル（ native ob
ject pixel）」と称して説明する。ネイティブ物体ピク
セルの寸法は、リニア光電検出器アレイにおける対応す
るピクセルに光学系のレンズ縮小率を乗じた値に等し
い。例えば、８ミクロン×８ミクロンのＣＣＤピクセル
サイズと、８：１のレンズ縮小率を有するスキャナの場
合、ネイティブ物体ピクセルのサイズは、約６４ミクロ
ン×６４ミクロンとなる。ＣＣＤピクセルのリニアアレ
イに対応するネイティブ物体ピクセルのリニアアレイ
を、「ネイティブ走査線（ native scan line ）」と称
して説明する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例では、次の欠点がある。前記したタイプの光学スキ
ャナは広く用いられているが、例えば、このようなスキ
ャナにおいて用いられる光学系には、製造費用が嵩むと
共に、所定位置への整合が困難ないくつかの光学要素
（ optical element）を有している。照射された走査線
のイメージを光電検出器の表面に集束させるため配置す
るレンズアセンブリは、スキャナ装置の全体のコストの
大部分を占める場合がある。なお、低コストのレンズア
センブリも使用可能であるが、通常、このコスト低減に
対しては、非点収差（ astigmatism）およびコマ（ com
a ）等のような全体の品質が低下して、そのイメージ収
差（ image aberration ）が増大化する。また、多くの
光学スキャナは、一つ以上のミラーを利用して、イメー
ジ光の光路を折り返している。このようなミラーは、光
学系が比較的小さい筐体内に配置可能になるという利点
を有するが、精度よく位置合わせすることが困難であ
る。すなわち、光学スキャナにおけるの個々の構成要素
間の幾何学的（ geometrical）な関係を厳密にする必要
がある。
【０００９】前記したタイプのイメージ走査装置に関連
する他の欠点は、これらが一般的に一つのネイティブ解
像度（ native resolution）でのみ走査できることであ
る。この制限は、走査を行う適用法に対して許容可能で
あるが、スキャナ装置を用いて、ネイティブ走査線の長
さよりも実質的に小さい物体を走査する場合に、決定的
な欠点となる可能性がある。例えば、前記したように、
スキャナ装置におけるネイティブ走査線の長さは、約９
インチ（約２２８．６ｍｍ）である。しかしながら、例
えば、名刺、スライド、小さい写真等のようなより小さ
い物体を走査する場合、ネイティブ走査線を構成するピ
クセルの大半が、小さい物体のイメージ走査（イメージ
ング）に有効でないため、スキャナの効率的な解像度が
縮小されてしまう。
【００１０】前記した問題を解決する一つの方法とし
て、ネイティブ物体ピクセルのサイズを縮小してスキャ
ナの全体の解像度を増大させる方法が知られている。こ
のような高解像度のスキャナは、高価であり、極めて大
きなイメージデータを処理するために必要な処理時間お
よびメモリ容量を、実質的に増大させる必要がある。前
記した問題を解決する他の方法として、異なる走査解像
度に対応する異なるレンズ縮小率を有する複数の光学系
をスキャナに備える構成が知られている。代替構成とし
ては、単一のズームレンズを用いることによって、異な
るレンズ縮小率が得られる。すなわち、異なる解像度が
得られる。このような複数解像度スキャナは存在する
が、複数レンズおよびズームレンズによる光学系は、ス
キャナの全体のコストが極めて増大化する傾向にある。
【００１１】結果として、二つ以上の異なる解像度で走
査を行うことによって、より広範囲の物体サイズに適応
させることができるが、現在入手可能な複数解像度スキ
ャナに関連する問題がなく、かつ、費用が嵩まない光学
スキャナが必要とされている。このような理想的なスキ
ャナとして、好ましくは、複雑で位置合わせが困難なコ
ストが嵩む複数レンズおよびミラー系が不要となる比較
的簡単な光学アセンブリが希求される。
【００１２】すなわち、本発明は、このような従来の技
術における課題を解決するものであり、コストを抑えて
構成可能であり、広範囲の物体サイズの走査を行うこと
ができる複数の解像度を有する光学スキャナ装置の提供
を目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】上記課題を達成するため
に、本発明において、物体を走査する複数解像度スキャ
ナ装置は、光入力端、光出力端および関連する第１縮小
率を有する第１光導波路バンドル（ optical wave guid
e bundle）を備える。第１光導波路バンドルの光入力端
は、走査されている物体からイメージ光を受光するよう
に配置されている。光入力端および光出力端を有する第
２光導波路バンドルは、前記第１光導波路バンドルに関
連する第１縮小率とは異なって関連する第２縮小率を有
している。第２光導波路バンドルの光入力端は、走査し
ている物体からのイメージ光を受光するように配置され
ている。第１および第２光導波路バンドルの光出力端に
隣接して配置された検出器は、光出力端からイメージ光
を受光し、その光出力端から受光したイメージ光に関連
するイメージデータ信号（ image data signal）を生成
して出力する。スキャンニング動作に関連する光導波路
選択装置（ opticalwave guide selection apparatus
）は、光導波路を選択し、検出器は、この光導波路か
らのイメージ光を用いてイメージデータ信号を生成して
出力する。
【００１４】また、異なる縮小率を有する第１および第
２光導波路バンドルを提供するステップと、第１および
第２光導波路バンドルを、走査する物体に隣接して配置
することによって、物体からのイメージ光を受光するス
テップと、前記第１および第２光導波路バンドルの光出
力端の選択された一方からのイメージ光を検出するステ
ップと、検出されたイメージ光に関連するイメージデー
タ信号を生成して出力するステップとを有する物体走査
方法を提示している。
【００１５】
【発明の実施の形態】次に、本発明の複数の解像度を有
する光学スキャナ装置の好ましい実施形態を図面を参照
して詳細に説明する。図１は本発明の第１実施形態に係
る複数の解像度を有する光学スキャナ装置１０の構成を
示す斜視図であり、複数の走査解像度を有する光学スキ
ャナ装置１０を示している。
【００１６】この光学スキャナ装置１０は、ハウジング
１２と、この上に設けられた透明プラテン１４とを備え
た「平台型（ flatbed）」タイプの構成である。透明プ
ラテン１４の下部（すなわち、透明プラテン１４の後面
１８の近傍）に配置された可動のキャリッジアセンブリ
１６と共に照明系２０および光学系２２を設けることに
よって、透明プラテン１４の前面２４に配置される物体
（図示せず）の走査を行う。また、ハウジング１２は、
選択されたイメージデータ６８を生成するイメージデー
タ前処理システム６４（図８参照）を収納するように構
成されている。この選択されたイメージデータ６８は、
例えば、光学スキャナ装置１０に接続可能な汎用プログ
ラマブルコンピュータシステム（ general purpose pro
grammable computer system ）（例えば、図示しないＰ
Ｃ）による後処理（ subsequentprocessing）に適した
データである。
【００１７】光学系２２は、図２および図３に示すよう
に、それぞれ異なる縮小率が与えられている第１光導波
路バンドル２６と第２光導波路バンドル２８とを備えて
いる。ここで、図２は本発明の第１実施形態に係る第１
および第２光導波路バンドル２６，２８と検出器３０と
の配置を示す光学系２２を表す概略側面図、図３は本発
明の第１実施形態に係る光学系２２を表す斜視図であ
る。各光導波路バンドル２６，２８は、物体上の照射さ
れた走査領域（図示せず）によって反射するイメージ光
（図示せず）を、ＣＣＤ等の感光性の検出器３０の感光
性セルまたはピクセルに入射させる。なお、検出器とし
て他の種類のものを用いても良い。第１および第２光導
波路バンドル２６，２８の縮小率が異なるため、各光導
波路バンドル２６，２８では、異なる走査解像度が得ら
れる。したがって、物体から検出器にイメージ光を向け
るために利用される特定の光導波路バンドル２６，２８
によって決定される解像度で物体を走査することができ
る。また、一つの好ましい実施形態では、光学系２２に
は、イメージ光（図示せず）を第１および第２光導波路
バンドル２６，２８に入射するための円柱またはロッド
レンズアセンブリ（ cylindrical or rod lens assembl
y ）９０（図２参照）を備えている。このロッドレンズ
アセンブリ９０によって、以降で詳しく説明するよう
に、光導波路バンドル２６，２８の視野を「クロス」方
向（すなわち、走査線の移動方向）に狭めることができ
る。
【００１８】図４は本発明の第１実施形態に係る第１お
よび第２光導波路バンドルの光入力端を表す概略図、図
５は本発明の第１実施形態に係る第１および第２光導波
路バンドルの光出力端を表す概略図である。第１光導波
路バンドル２６は、それぞれが光入力端３４および光出
力端３６を有する複数の導波路要素（ wave guide elem
ent ）３２（図２では一つだけを図示）を備えて構成さ
れている。導波路要素３２の光入力端３４は、略直線状
（ generally linear configuration ）かつ相互に隣接
して配置されており、これによって、図３および図４に
示すように、その光入力端３４によって線形の光入力端
またはライン（以下、線形光入力端という。）（ linea
r light input end or line ）３８が規定される。導波
路要素３２の光出力端３６も略直線状かつ相互に隣接し
て配置されている。このような光出力端３６によって、
線形光出力端またはライン４０が規定される（図５参
照）。
【００１９】第２光導波路バンドル２８は、前記した第
１光導波路バンドル２６と同様であり、それぞれが光入
力端４４および光出力端４６を有する複数の導波路要素
４２（図２では一つだけを図示）を備えて構成されてい
る。導波路要素４２の光入力端４４は、略直線状かつ相
互に隣接して配置されている。この配置によって、すな
わち、図４に示すように、光入力端４４によって線形光
入力端またはライン４８が規定される。導波路要素４２
の光出力端４６も、略直線状かつ相互に隣接して配置さ
れており、この配置によって、すなわち、図５に示すよ
うに、光出力端４６によって線形光出力端またはライン
５０が規定される。
【００２０】前記において、簡単に説明したように、第
１および第２光導波路バンドル２６，２８は、異なる縮
小率を有しており、異なる走査解像度（ scanning reso
lution）が得られる。この縮小率の相違は、第１および
第２光導波路バンドル２６，２８の「ファンアウト（ f
an-out）」特性が異なるためである。例えば、第１光導
波路バンドル２６を構成する導波路要素３２の光入力端
３４は、相互に略一様な間隔が形成されている。この結
果、図３および図４に示すように、線形光入力端３８
が、長さ５２に沿って延在している。線形光入力端３８
の長さ５２によって、第１光導波路バンドル２６に関連
するネイティブ走査線（図示せず）の長さが規定され
る。第１光導波路バンドル２６を構成する導波路要素３
２の光出力端３６は、光入力端３４よりも収束した状態
にまとめられている。この結果、図５に示すように、線
形光出力端４０が、長さ５４に沿って延在している。こ
れら長さ５２，５４の比率によって第１光導波路バンド
ル２６の縮小率が規定される。
【００２１】第２光導波路バンドル２８は、同様の構成
であるが、ただし、その第２光導波路バンドル２８を構
成する導波路要素４２の光入力端４４は、線形光入力端
４８が長さ５６方向に延在するように間隔が形成されて
いる（図３および図４参照）。線形光入力端４８の長さ
５６によって第２光導波路バンドル２８に関連するネイ
ティブ走査線（図示せず）の長さが規定される。図３お
よび図５に示すように、第２光導波路バンドル２８を構
成する導波路要素４２の光出力端４６は、線形光出力端
５０が長さ５４に沿って延在するようにまとめられてい
る。これらの長さ５６，５４の比率によって第２光導波
路バンドル２８の縮小率が規定される。
【００２２】第１および第２光導波路バンドル２６，２
８に関連する二つの縮小率が異なることによって、二つ
の異なる解像度を得ているが、このような二つの異なる
解像度で走査を行うために、光学スキャナ装置１０に
は、二つの光導波路バンドル２６，２８中の一つを選択
する光導波路選択装置５８が設けられている。検出器３
０は、その選択による光導波路バンドル２６，２８から
のイメージ光を使用して、選択された解像度で走査され
た物体を表すイメージデータ信号６０（図８参照）を生
成して出力する。
【００２３】ここで、図３を参照すると、一つの好まし
い実施形態では、光導波路選択装置５８は、第１および
第２光導波路バンドル２６，２８の線形光出力端４０，
５０に動作的に関連付けられた光出力端アクチュエータ
（ light output end actuator）６２を設けている。こ
の光出力端アクチュエータ６２は、光出力端４０，５０
を矢印６６方向に移動させて、選択された光出力端４
０，５０を検出器３０に対して一致させる。すなわち、
位置合わせを行う。そして、検出器３０によって生成さ
れるイメージデータ信号６０は、選択された光出力端４
０，５０に関連する光導波路バンドル２６，２８に対応
する解像度で走査される物体（図示せず）を表すことに
なる。また、光学スキャナ装置１０には、図８に示すイ
メージデータ前処理システム（ image data pre-proces
sing）６４を設けることも可能である。このイメージデ
ータ前処理システム６４は、検出器３０に動作的に関連
付けられており、検出器３０が生成するイメージデータ
信号６０を処理して、後処理に適するように選択された
イメージデータ６８を生成して出力する。選択されたイ
メージデータ６８は、選択された解像度で走査された物
体を表している。
【００２４】第１および第２光導波路バンドル２６，２
８は、検出器３０と共におよび任意にはイメージデータ
前処理システム６４を、可動のキャリッジアセンブリ１
６（図１参照）内に取付けることができる。これによっ
て、各光導波路バンドル２６，２８の線形光入力端３
８，４８が、透明プラテン１４の後面１８に隣接して配
置される（図２参照）。そして、従来からの方法により
キャリッジを走査方向に移動させることによって、物体
（図示せず）を完全に走査することができる。
【００２５】光学スキャナ装置１０は、以下のように動
作して、透明プラテン１４の前面２４に隣接して配置さ
れる物体（図示せず）を走査する。先ず、オペレータ
（図示せず）が、特定のスキャナ動作系に必要な予備的
事項を全て行う。その後、オペレータは、所望の走査解
像度を選択する。ここで、本実施形態の場合、オペレー
タは、低解像度設定（第１光導波路バンドル２６を用い
て得られる）と高解像度設定（第２光導波路バンドル２
８を用いて得られる）とのいずれかを選択することがで
きる。オペレータが所望の解像度を選択した後、光導波
路選択装置５８は、必要に応じて光出力端アクチュエー
タ６２を動作させて、光導波路バンドル２６，２８の光
出力端４０，５０を移動させる。それによって、選択さ
れた走査解像度に対応する光出力端４０，５０が、検出
器３０に位置合わせされる。例えば、オペレータが低解
像度設定を選択した場合、光出力端アクチュエータ６２
は、光出力端４０が検出器３０に位置合わせされるよう
に、光導波路バンドル２６，２８の光出力端４０，５０
を位置決めする。一方、オペレータが高解像度設定を選
択した場合、光出力端アクチュエータ６２は、光出力端
５０が検出器３０に位置合わせされるように、光出力端
４０，５０の位置を決定（位置決め）する。その後、照
明系２０を駆動し、透明プラテン１４上に配置された物
体（図示せず）を走査する走査方向にキャリッジアセン
ブリ１６を移動させることによって物体が走査される。
検出器３０によって生成されるイメージデータ信号６０
は、必要であればイメージデータ前処理システム６４
（図８）によって処理され、この処理で選択されたイメ
ージデータ６８が生成されて出力される。この選択され
たイメージデータ６８は、スキャナ装置１０に接続可能
な別個のコンピュータシステム（図示せず）に設けられ
ているような適合するイメージデータ処理システムによ
る後処理に適したデータである。選択されたイメージデ
ータ６８は、選択された解像度で走査された物体を表し
ている。
【００２６】本発明による光学スキャナ１０に関連した
重要な利点は、複数の走査解像度に対応し、かつ、同時
に複数解像度で走査を行うために必要な複数の縮小率を
得る高価で取扱い難いレンズおよびミラーアセンブリを
用いる必要がないことである。また、光導波路バンドル
によって検出器３０を、光学スキャナ１０内の略全ての
位置に配置可能となり、この配置によって、レンズおよ
びミラー光学系を利用してイメージ光を検出器に向ける
スキャナ装置に関連する極めて多くの幾何学的な拘束を
取除くことができるようになる。また、光導波路バンド
ルは、極めて頑丈（ robust ）であり、スキャナの物理
的衝撃または手荒な操作による光学系のアラインメント
乱れ（ upset the alignment）の可能性を低減できるよ
うになる。
【００２７】本発明による光学スキャナ装置１０につい
て、その重要な特徴および利点と共に簡単に説明してき
たが、ここで、本発明のいくつかの例示的な実施形態に
ついて詳細に説明する。しかしながら、その説明の前に
次の点を留意すべきである。すなわち、光学スキャナ装
置１０が、「平台型」タイプのスキャナ構成を有するよ
うに図示および説明しているが、走査されるドキュメン
トが固定の光学系に対して移動するような「シートフィ
ード（ sheet-feed ）」タイプの構成のような、他の種
類の構成を適用することもできる。また、他の構成とし
て、光学スキャナ装置は、ハンドヘルドタイプのスキャ
ナ構成としても良い。したがって、本発明は、ここで図
示および説明する特定の構成および適用法に限定すべき
ではない。
【００２８】前記した点を考慮した上での、本発明によ
る光学スキャナ装置１０の一つの実施形態は、上部に透
明プラテン１４が設けられた略矩形のハウジング１２を
有する「平台型」タイプの構成からなる。また、平台型
構成により、ハウジング１２には、走査動作中に透明プ
ラテン１４の全体を覆うために使用できるカバー（図示
せず）を設けても良い。また、ハウジング１２には、あ
らゆる種類の表示装置およびスイッチング装置（図示せ
ず）を設けて、オペレータ（図示せず）によって光学ス
キャナ装置１０の機能および動作を制御できるようにし
ても良い。しかしながら、プラテンカバー、スイッチお
よび表示装置などの補助的な装置は、当該技術分野にお
いて周知であり、本発明を理解または実施するために必
要ではないため、特定の適用法のため、或いは、特定の
スキャナ装置を使用するために必要なあらゆる補助的な
装置について、ここでは、その詳細な説明を行わないこ
とにする。
【００２９】光学スキャナ装置１０には、ハウジング１
２内にスライド可能に取付けることによって、所望の物
体の走査を行うキャリッジアセンブリ１６を設けること
ができる。このキャリッジアセンブリ１６は、平台型タ
イプのスキャナのキャリッジを移動させるための当該技
術分野において周知である多くのアクチュエータのいず
れかにより、透明プラテン１４の下を前後に移動できる
ものである。また、ここでのキャリッジアセンブリおよ
びキャリッジアクチュエータ系は、当該技術分野におい
て周知であり、本発明を理解または実行するために必要
な構成要素ではないため、本発明の一つの好ましい実施
形態で利用される特定のキャリッジアセンブリ１６およ
びキャリッジアクチュエータ系（図示せず）について、
ここでは、その詳細な説明を行わないことにする。
【００３０】キャリッジアセンブリ１６には、走査して
いる物体上の走査領域（図示せず）に照射する照明系２
０を設けることができる。照明系２０は、蛍光灯または
白熱電球、あるいは発光ダイオード（ＬＥＤ）のアレイ
といった、容易に購入が可能であり、かつ、このような
適用法に対して当該技術分野において周知であるあらゆ
る光源中のいずれかで構成される。例えば、一つの実施
形態では、照明系２０は、ＬＥＤのアレイによって構成
することができる。
【００３１】また、キャリッジアセンブリ１６には、照
射された走査領域（図示せず）によって反射されるイメ
ージ光（図示せず）を集光し、それを適当な検出器３０
に指向させるための光学系２２を設けることもできる。
図２から図５を同時に参照すると、光学系２２の一つの
実施形態には、第１光導波路バンドル２６および第２光
導波路バンドル２８を設けることができる。第１光導波
路バンドル２６は、複数の導波路要素３２（図２では一
つだけを図示）を備えて構成することができる。各導波
路要素３２は、光入力端３４および光出力端３６を有
し、全内部反射によって光入力端３４から光出力端３６
に光を伝達する。導波路要素３２の光入力端３４は、本
質的に光入力面（ light input plane）７０と同一平面
上に位置しており、略直線状かつ相互に隣接して配置さ
れている。この配置から光入力端３４によって線形光入
力端３８が規定されることになる。導波路要素３２の光
出力端３６は、本質的に、光出力面７２と同一平面上に
設けられてあり、略直線状かつ相互に隣接して配置され
ている。この配置から光出力端３６によって線形光出力
端４０（図５参照）が規定される。
【００３２】第２光導波路バンドル２８は、第１光導波
路バンドル２６と同様であり、それぞれが光入力端４４
および光出力端４６を有する複数の導波路要素４２（図
２では一つだけを図示）を備えて構成されている。導波
路要素４２の光入力端４４は、本質的に光入力面７０と
同一平面上にあり、略直線状かつ相互に隣接して配置さ
れている。この配置から光入力端４４によって、線形光
入力端４８が規定される。導波路要素４２の光出力端４
６は、本質的に光出力面７２と同一平面上に位置してお
り、同様に略直線状かつ相互に隣接して配置されてい
る。この配置から光出力端４６によって線形光出力端５
０が規定される。
【００３３】第１および第２光導波路バンドル２６，２
８は、異なる縮小率を有することによって、異なる走査
解像度を得るようにしている。この縮小率が異なるの
は、第１および第２光導波路バンドル２６，２８の「フ
ァンアウト」特性が異なることによるものである。例え
ば、図３および図４に示すように、第１光導波路バンド
ル２６を構成する導波路要素３２の光入力端３４は、線
形光入力端３８が長さ５２に沿って延在するように間隔
が形成されている。線形光入力端３８の長さ５２によっ
て、第１光導波路バンドル２６に関連するネイティブ走
査線（図示せず）の長さが規定される。光入力端３４
は、あらゆる長さ５２中のいずれかを有する線形光入力
端３８を規定するように配置することができる。例え
ば、一つの好ましい実施形態では、線形光入力端３８の
長さ５２は、約８．５インチ（２１５．９ｍｍ）から約
１２インチ（３０４．８ｍｍ）の範囲（好ましくは９イ
ンチ（２２８．６ｍｍ））である。なお、他の長さを用
いても良い。
【００３４】第１光導波路バンドル２６を構成する導波
路要素３２の光出力端３６は、線形光出力端４０を規定
するようにまとめられている。線形光出力端４０は、検
出器３０に設けられた感光性素子のリニアアレイ７４と
略同一の幅の長さ５４に沿って延在している。このた
め、線形光出力端４０の長さ５４は、利用される検出器
３０の特定の種類に応じて、あらゆる長さ中のいずれか
によって構成することができる。したがって、本発明
は、特定の長さ５４を有する線形光出力端４０に限定さ
れされるものではない。例えば、一つの好ましい実施形
態では、線形光出力端４０の長さ５４は、約０．８イン
チ（約２０．３２ｍｍ）から約２．７５インチ（約６
９．８５ｍｍ）（好ましくは１．７インチ（約４３．１
８ｍｍ））の範囲とすることができる。
【００３５】長さ５２，５４の比率によって第１光導波
路バンドル２６の縮小率が規定される。第１光導波路バ
ンドル２６の縮小率は、特定の適用法、所望の解像度お
よび利用される特定の検出器３０に応じて、あらゆる率
のいずれかとなるよう選択することができる。したがっ
て、本発明は、特定の縮小率を有する第１光導波路バン
ドル２６に限定されるものではない。例えば、一つの好
ましい実施形態では、第１光導波路バンドル２６の縮小
率は、約５．３：１から約１２：１（好ましくは５．
３：１）の範囲である。
【００３６】第１光導波路バンドル２６に必要な導波路
要素３２の数は、線形光入力端３８の所望の長さ５２、
線形光出力端４０の所望の長さ５４および個々の導波路
要素３２のサイズの範囲である（なお、これに限定され
ない）多数の要素によって変化する。例えば、一つの好
ましい実施形態では、第１光導波路バンドル２６は、約
５，４００個の導波路要素３２を備えて構成することが
できる。
【００３７】個々の導波路要素３２は、全内部反射によ
って光を伝達するあらゆる光導波路要素中のいずれかに
よって構成される。ここで、図６および図７を参照する
と、各導波路要素３２の光入力端３４は、走査線方向Ｌ
に（すなわち、走査線の長さに沿って）導波路要素の有
効な開口、すなわち「視野（ field of view）」を縮小
するために、フレア型（ flared ）をもって構成可能で
ある。ここで、図６は本発明の第１実施形態に係る第１
光導波路バンドルを構成する二つの光導波路要素３２の
光入力端３４を示す斜視図、図７は本発明の第１実施形
態に係る光導波路要素２３のフレア型に構成された光入
力端３４を説明するための概略立面図である。光入力端
３４をフレア型に構成することによって、広い視野８４
から狭い視野８６まで走査線方向Ｌに導波路要素３２の
有効な開口、すなわち視野が縮小される。本質的に、基
準Ｎに対して広い角度（例えば、広い視野８４と一致す
る）で光入力端３４に入射する光線は、概して、フレア
型にされた光入力端３４において何回も反射する。この
反射ごとに、このような広い角度の光線の入射角度が大
きくなり、この入射角度が全内部反射に必要な臨界角を
超えることになる。したがって、このような広い角度の
光線は、結果的に光導波路要素３２から外れることにな
る。一つの実施形態では、フレア型に構成された光入力
端３４に、光導波路要素３２から外れるような広い角度
の光線を吸収する光吸収コーティング（ light-absorbi
ng coating）（図示せず）を設けることができる。
【００３８】光導波路要素３２の光入力端３４は、一方
向（例えば、走査線方向Ｌ）のみにフレア型をもって構
成されているため、走査線方向Ｌのみに光導波路要素３
２の視野を制限してしまう（図６参照）。また、垂直方
向（例えば、「クロス」方向Ｃ）に光導波路要素の視野
を制限する必要がある場合は、光学系２２に、ロッドレ
ンズアセンブリ９０を設ける。本質的に、ロッドレンズ
アセンブリ９０は、走査線方向Ｌに沿って延在し、光導
波路要素３２の光入力端３４の視野をクロス方向Ｃに対
して狭くなるように機能する。ロッドレンズアセンブリ
９０には、特定の光学系２２に必要なあらゆる視野縮小
率のいずれかを得るために適した「機構動力（ powe
r）」を供給可能である。しかしながら、ロッドレンズ
アセンブリは、当該技術分野において周知であり、本発
明の教示内容をよく理解できる当業者によって容易に実
現できるため、一つの好ましい実施形態において利用さ
れる特定のロッドレンズアセンブリ９０について、ここ
では、その詳細な説明を行わないことにする。
【００３９】また、必ずしも必要ではないが、各導波路
要素３２の光出力端３６をフレア型に構成することがで
きる。各導波路要素３２の光出力端３６がフレア型であ
ると、その結果、光出力端３６から現れる光が集光さ
れ、光が検出器３０の隣接するセルまたはピクセルを照
射しなくなる。フレア型に構成された光入力端３４、ロ
ッドレンズアセンブリ９０およびフレア型に構成された
光出力端３６によって与えられるコリメーションによっ
て視野が縮小する。これによって、隣接する導波路要素
３２間のイメージの「クロストーク（ cross talk ）」
の量が大幅に縮減して、実質的にイメージの品質が向上
する。
【００４０】他の実施形態では、導波路要素３２は、米
国特許第５，５９４，８２８号公報に図示および説明さ
れているタイプの光ファイバをもって構成可能である。
なお、ここでは、上記出願を、その開示している全てに
ついて引用する。前記米国特許第５，５９４，８２８公
報には、光ファイバの光入力端に配置された光吸収シー
ス（ light absorbing sheath ）を有する光ファイバに
ついて開示している。光吸収シースにより、ファイバの
有効な開口または視野が縮小し、それによって、隣接す
るファイバ間のイメージクロストークの量が大幅に減少
する。イメージクロストークが減少することによって解
像度が実質的に増大する。
【００４１】第１光導波路バンドル２６を構成する個々
の導波路要素３２は、光入力端３４を共に保持すること
ができる広範な装置中のいずれかによって共に固定され
る。このため、これらは光入力面７０と略同一平面上に
位置することになり、これによって、線形光入力端３８
が画定される。例えば、一つの実施形態では、導波路要
素３２の光入力端３４を、主本体部８８内にカプセル状
（ encapsulated ）に形成しても良く、これによって、
機械的安定性が得られると共に、導波路要素３２を共に
固定できるようになる。この結果、光入力端３４および
光出力端３６によって、ここで図示および説明するジオ
メトリが画定される。例えば、一つの好ましい実施形態
において、広範な部材中のいずれかを用いて、個々の導
波路要素３２をカプセル状に形成できるが、主本体部８
８は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などのポ
リマー材によって構成することができる。なお、エポキ
シ剤等の他の材料の使用も可能である。
【００４２】第２光導波路バンドル２８は、前記した第
１光導波路バンドル２６と同様な構成を有するが、第２
光導波路バンドル２８を構成する導波路要素４２の光入
力端４４は、線形光入力端４８が、第１光導波路バンド
ル２６の線形光入力端３８の長さ５２とは異なる長さ５
６に沿って延在するように、間隔が形成されている。線
形光入力端４８の長さ５６によって、第２光導波路バン
ドル２８に関連するネイティブ走査線（図示せず）の長
さが規定される。線形光入力端４８の長さ５６は、特定
の適用法、所望の解像度および使用される検出器３０の
種類に応じて、広範な長さ中のいずれかとすることがで
きる。したがって、本発明は、線形光入力端４８の特定
の長さ５６に限定されないものである。しかしながら、
例えば、一つの好ましい実施形態では、線形光入力端４
８の長さ５６は、約４．２５インチ（約１０７．９５ｍ
ｍ）から約６インチ（約１５２．４ｍｍ）の範囲（好ま
しくは４．５インチ（約１１４．３ｍｍ））にできる
が、他の長さでも良い。
【００４３】第２光導波路バンドル２８を構成する導波
路要素４２の光出力端４６は、線形光出力端５０が長さ
５４に沿って延在するように、まとめられている。前記
したように、長さ５４は、略検出器３０に関連するリニ
アアレイ７４の長さと略同一の広がりを有することが好
ましい。したがって、線形光出力端５０の長さ５４は、
利用される検出器３０の特定の種類に応じて、前記した
広範な長さ中のいずれかとする。
【００４４】長さ５６，５４の比率によって、第２光導
波路バンドル２８の縮小率が規定される。第１光導波路
バンドル２６の場合と同様に、第２光導波路バンドル２
８の縮小率は、特定の適用法、所望の解像度および検出
器３０の種類を含む（なお、これに限定しない）様々な
要素に応じて、広範な縮小率中のいずれかとなるように
選択することができる。したがって、本発明は、特定の
縮小率を有する第２光導波路バンドル２８に限定されな
いものである。例えば、一つの好ましい実施形態では、
第２光導波路バンドル２８の縮小率は、約２．６４：１
から約６：１の範囲（好ましくは、２．６４：１）とす
る。
【００４５】第２光導波路バンドル２８に必要な導波路
要素４２の数は、線形光入力端４８の所望の長さ５６、
線形光出力端５０の所望の長さ５４、並びに、個々の導
波路要素４２の光入力端４４および光出力端４６のサイ
ズを含む（なお、これに限定されない）広範な要素に対
応して変化する。例えば、一つの好ましい実施形態で
は、第２光導波路バンドル２８は、約５，４００の導波
路要素４２を備えて構成することができる。導波路要素
４２は、前記した導波路要素３２と全く同一とすること
ができ、前記した材料および方法を利用して結合するこ
とができる。
【００４６】検出器３０は、第１および第２光導波路バ
ンドル２６，２８の光出力端４０，５０から導出される
イメージ光を検出するために使用されるが、図３に示す
ように、感光性素子またはピクセルの単一のリニアアレ
イ７４を有して構成することができる。説明を明瞭かつ
容易にするため、リニアアレイ７４は、図３において、
光出力端４０，５０の範囲を越えて延在するように表し
ている。しかしながら、前記したように、一般的には、
出力端４０，５０の長さ５４が検出器３０のリニアアレ
イ７４の長さと略等しいことが好ましい。検出器３０
は、広範囲かつ容易に購入可能な光電検出器をもって構
成できる。例えば、好ましい一つの実施形態において、
検出器３０は容易に購入できる種類である５，４００数
の感光性ピクセルを有するＣＣＤ検出器もって構成でき
るものであり、あるいは、アクティブピクセルＣＭＯＳ
デバイスなどの他の種類の検出器の使用も可能である。
【００４７】図８を参照すると、光学スキャナ装置１０
には、検出器、すなわち、ＣＣＤ３０が生成するイメー
ジデータ信号６０を処理するイメージデータ前処理シス
テム６４を設けることができる。ここで、図８は、本発
明の第１実施形態に係るイメージデータ前処理システム
６４を示すブロック図である。イメージデータ前処理シ
ステム６４は、後処理に適合するように選択されたイメ
ージデータ６８を生成して出力する。この選択されたイ
メージデータ６８は、ユーザが選択した特定の解像度に
対応するものである。例えば、一つの好ましい実施形態
において、イメージデータ前処理システム６４は、検出
器（ＣＣＤ）３０に接続されており、検出器３０が生成
するイメージデータ信号６０に応答するアナログ／デジ
タル（Ａ／Ｄ）変換器７６を設ける。このＡ／Ｄ変換器
７６は、周知の動作を行い、検出器３０が生成するアナ
ログ信号を一般的なデジタルデータ処理回路が記憶およ
び処理可能なデジタル信号に変換する。また、イメージ
データ前処理システム６４には、バッファ７８と、選択
されたイメージデータ６８を後のイメージ処理システム
が使用するのに適合した形式にする入力／出力（Ｉ／
Ｏ）回路とを設けることができる。イメージデータ前処
理システム６４の個々の構成要素（すなわち、Ａ／Ｄ変
換器７６、バッファ７８およびＩ／Ｏ回路８０）は、当
該技術分野において周知であり容易に構成することがで
きる。したがって、本発明の一つの好ましい実施形態で
利用する構成要素（例えば、Ａ／Ｄ変換器７６、バッフ
ァ７８およびＩ／Ｏ回路８０）について、ここでは、そ
の詳細な説明を行わないことにする。
【００４８】前記したように、光学スキャナ装置１０
は、第１および第２光導波路バンドル２６，２８の動作
に関連付けられた二つの異なる縮小率によって提供され
る二つの異なる解像度での走査を実現するために、光導
波路選択装置５８を備えている。光導波路選択装置５８
は、二つの光導波路バンドル２６，２８中の一方を選択
する。検出器３０は、この選択される光導波路バンドル
からのイメージ光を用いて、走査された物体を表すイメ
ージデータ信号６０（図８参照）を生成して出力する。
【００４９】ここで図３を参照すると、光導波路選択装
置５８の一つの実施形態は、支持部材８２に接続された
光出力端アクチュエータ６２を備えて構成することがで
きる。支持部材８２は、第１光導波路バンドル２６の線
形光出力端４０に取付けることができるが、他の構成も
可能である。光出力端アクチュエータ６２は、線形光出
力端４０，５０を共に矢印６６方向に移動させることに
よって、線形光出力端４０，５０の一方を検出器３０の
感光性素子のリニアアレイ７４に位置合わせする。例え
ば、光出力端アクチュエータ６２が光出力端４０，５０
を下方の位置に移動させた場合、第２光導波路バンドル
２８の光入力端５０が、リニアアレイ７４に対し位置合
わせが行われる。したがって、リニアアレイ７４は、第
２光導波路バンドル２８からのみイメージ光を受光する
ことになる。図３では、この場合、この構成は高解像度
設定に対応している。一方、光出力端アクチュエータ６
２が光出力端４０，５０を上方の位置に移動させた場
合、第１光導波路バンドル２６の光出力端４０が、リニ
アアレイ７４に位置合わせされる。この構成では、リニ
アアレイ７４は第１光導波路バンドル２６からのみイメ
ージ光を受光することになる。この場合、この構成は、
低解像度設定に対応している。
【００５０】光学スキャナ装置１０は、以下のように動
作して、透明プラテン１４の前面２４に隣接して配置さ
れている物体（図示せず）を走査する。先ず、オペレー
タ（図示せず）が、特定のスキャナ動作系に必要な予備
的事項を全て行う。その後、オペレータは、続けて所望
の走査解像度を選択することができる。ここで、本実施
形態の場合、オペレータは、低解像度設定（例えば、第
１光導波路バンドル２６を用いて得られる）と高解像度
設定（例えば、第２光導波路バンドル２８を用いて得ら
れる）とのいずれかを選択することができる。オペレー
タが所望の解像度を選択すると、光導波路選択装置５８
は、必要に応じて光出力端アクチュエータ６２を作動さ
せ、光導波路バンドル２６，２８の光出力端４０，５０
を移動させる。これによって、選択された走査解像度に
対応する光出力端４０，５０が、検出器３０の感光性の
リニアアレイ７４に位置合わせされる。
【００５１】例えば、オペレータが低解像度を選択した
場合、光出力端アクチュエータ６２は、光出力端４０が
検出器３０のリニアアレイ７４に位置合わせするよう
に、光出力端４０，５０の位置決めを行う。あるいは、
オペレータが高解像度設定を選択した場合は、光出力端
アクチュエータ６２は、光出力端５０が検出器３０のリ
ニアアレイ７４に位置合せされるように、光出力端４
０，５０を位置決めする。その後、照明系２０を駆動
し、透明プラテン１４上に配置された物体を走査する走
査方向にキャリッジアセンブリ１６を移動させることに
よって、物体を走査することができる。検出器３０によ
って生成されるイメージデータ信号６０は、必要であれ
ば、イメージデータ前処理システム６４（図８参照）に
よって処理され、コンピュータ（図示せず）などの適当
なイメージデータ処理システムによる後処理に適するよ
うに選択されたイメージデータ６８が生成される。この
選択されたイメージデータ６８は、オペレータが選択し
た特定の走査解像度に対応している。
【００５２】第２実施形態の光学系１２２を図９に示
す。ここで、図９は本発明の第２実施形態に係る可動ス
リット開口アセンブリ１６２を有する光学系１２２を示
す斜視図である。図９は第２実施形態の光学系１２２
は、前記した第１実施形態の光学系２２と次の点で異な
る。すなわち、光導波路選択装置１５８は、第１および
第２光導波路バンドル１２６，１２８の線形光入力端１
３８，１４８に隣接して配置された可動スリット開口ア
センブリ（ moveable slit aperture assembly）１６２
を備えている。また、第２実施形態の光学系１２２は、
感光性素子の二つの別々のリニアアレイ１７４，１７
４’を有する検出器１３０を備えている。可動スリット
開口アセンブリ１６２は、第１光導波路バンドル１２６
の線形光入力端１３８と第２光導波路バンドル１２８の
線形光入力端１４８とのいずれかを、照射された走査線
に選択的に露出させ、同時に、選択されていない光入力
端を遮蔽する。その結果、検出器１３０の光電素子の二
つのリニアアレイ１７４，１７４’の一方のみが、出力
信号を生成して出力することになる。その後、その出力
信号は、イメージデータ前処理システム（例えば、イメ
ージデータ前処理システム６４）によって第１実施形態
で既に説明した方法で処理することができる。
【００５３】第２実施形態の光学系１２２で利用される
第１および第２光導波路バンドル１２６，１２８は、本
質的に、前記した第１および第２光導波路バンドル２
６，２８と同一である。しかしながら、第２実施形態の
光学系１２２で利用される検出器１３０は、第１実施形
態で利用される検出器３０と次の点で異なっている。す
なわち、検出器１３０には、感光性素子の第１リニアア
レイ１７４および感光性素子の第２リニアアレイ１７
４’が設けられている。この構成では、感光性素子の各
リニアアレイ１７４，１７４’が、第１および第２光導
波路バンドル１２６，１２８の線形光出力端１４０，１
５０に位置合せされている。例えば、図９に示す実施形
態では、第１リニアアレイ１７４が、第２光導波路バン
ドル１２８の線形光出力端１５０に位置合せされてい
る。第２リニアアレイ１７４’は、第１光導波路バンド
ル１２６の線形光出力端１４０に位置合せされている。
【００５４】一つの好ましい実施形態では、第１および
第２リニアアレイ１７４，１７４’は両方とも、同一の
感光性素子を備えて構成することができる。この場合、
解像度の違いが、二つの光導波路バンドル１２６，１２
８の縮小率が異なることによって決定される。しかしな
がら、代替の実施形態では、二つのリニアアレイ１７
４，１７４’には、ピッチまたは間隔の異なる数の感光
性素子を設けるようにしても良い。その場合、解像度の
違いは、一部が二つの光導波路バンドル１２６，１２８
の縮小率の相違によって、一部が第１および第２リニア
アレイ１７４，１７４’を構成する個々の感光性素子の
数およびピッチの違いで決定される。
【００５５】可動スリット開口アセンブリ１６２は、図
９に示すように、対応する第１および第２光導波路バン
ドル１２６，１２８の線形光入力端１３８，１４８に隣
接して配置されている。可動スリット開口アセンブリ１
６２に、細長スロット（または細長スリット）１６３を
設けることができる。この細長スロット１６３のサイズ
は、二つの線形光入力端１３８，１４８の一方のみが、
走査されている物体上の照射された走査領域からのイメ
ージ光（図示せず）に露出するサイズに決定されてい
る。可動スリット開口アセンブリ１６２は、イメージ光
を受光しないように、他方の選択されていない線形光入
力端１３８，１４８を実質的に遮蔽する。
【００５６】可動スリット開口アセンブリ１６２は、適
切な配置に基づいて可動スリット開口アセンブリ１６２
に接続可能な適切なアクチュエータ１６１によって矢印
１６６の方向に移動する。したがって、所望の走査解像
度（例えば、高解像度または低解像度のいずれか）が選
択されることによって、アクチュエータ１６１は、可動
スリット開口アセンブリ１６２を矢印１６６方向に移動
させ、選択された走査解像度に対応する光導波路バンド
ル１２６，１２８の線形光入力端１３８，１４８を露出
させる。例えば、オペレータが低解像度走査を選択した
場合、アクチュエータ１６１は、可動スリット開口アセ
ンブリ１６２を下方の位置に移動させる。これにより、
細長スロット１６３は、第１光導波路バンドル１２６の
線形光入力端１３８に実質的に位置合せされる。したが
って、可動スリット開口アセンブリ１６２は、線形光入
力端１３８をイメージ光に露出させると共に、第２光導
波路バンドル１２８の線形光入力端１４８を実質的に遮
蔽することによって、イメージ光を受光しないようにな
る。これによって、検出器１３０の感光性素子の第２リ
ニアアレイ１７４’は、第１光導波路バンドル１２６の
線形光入力端１３８が受光するイメージ光に関連するイ
メージデータ信号を生成する。第２光導波路バンドル１
２８の線形光入力端１４８が、可動スリット開口アセン
ブリ１６２によって実質的に遮蔽されているため、検出
器１３０の第１リニアアレイ１７４は、実質的にイメー
ジ光を受光しないことになる。
【００５７】一方、オペレータが高解像度走査を選択し
た場合、アクチュエータ１６１は、可動スリット開口ア
センブリ１６２を上方の位置に移動させる。これによっ
て、細長スロット１６３が、第２光導波路バンドル１２
８の線形光入力端１４８に実質的に位置合せされる。こ
のような構成において、可動スリット開口アセンブリ１
６２は、第２光導波路バンドル１２８の線形光入力端１
４８をイメージ光に露出させる一方で、第１光導波路バ
ンドル１２６の線形光入力端１３８を実質的に遮蔽す
る。したがって、検出器１３０の第１リニアアレイ１７
４により、イメージデータ信号が生成されるが、第２リ
ニアアレイ１７４’によっては生成されなくなる。
【００５８】第３実施形態の光学系２２２を図１０に示
す。ここで、図１０は本発明の第３実施形態に係る第１
および第２光導波路バンドルを有する光学系２２２を示
す斜視図である。これは、第１および第２光導波路バン
ドル２２６，２２８を備えて構成される。第１光導波路
バンドル２２６は、前記した第１光導波路バンドル２
６，１２６と本質的に同一であり、線形光入力端２３８
および線形光出力端２４０を有している。また、第２光
導波路バンドル２２８も、前記した第２光導波路バンド
ル２８，１２８と本質的に同一であり、線形光入力端２
４８および線形光出力端２５０を有している。また、第
３実施形態の光学系２２２は、感光性素子の第２リニア
アレイ２７４および感光性素子の第２リニアアレイ２７
４’を有した検出器２３０を備えることができる。二つ
のリニアアレイ２７４，２７４’は、それぞれ二つの線
形光出力端２５０、２４０に位置合わせが可能である。
【００５９】第３実施形態の光学系２２２で利用する光
導波路選択装置２５４を図１１に示す。ここで、図１１
は本発明の第２実施形態に係るイメージデータ前処理シ
ステム２６４を示すブロック図である。光導波路選択装
置２５４は、他の実施形態で前記したような機械的構成
（implementation)とは異なり、選択プロセスを実行す
る電子回路構成を備えることができる。より具体的に
は、光導波路選択装置２５４は、イメージデータ前処理
回路２６４部分を有し、検出器２３０の二つのリニアア
レイ２７４，２７４’によって生成される第１イメージ
データ信号に該当するイメージデータ信号２６０のいず
れかを選択するためのイメージデータ信号選択回路２６
２を備えることができる。イメージデータ前処理回路２
６４は、検出器２３０に関連付けられたリニアアレイ２
７４，２７４’それぞれに接続された１組のＡ／D変換
器２７６，２７６’を備えることができる（図１０参
照）。１組のバッファ２７８，２７８’は、Ａ／Ｄ変換
器２７６，２７６’とイメージデータ信号選択回路２６
２との間に接続する。イメージデータ信号選択回路２６
２に接続された入力／出力（Ｉ／Ｏ）回路は、選択され
た解像度で走査された物体を表す選択されたイメージデ
ータ２６８を生成して出力する。
【００６０】イメージデータ信号選択回路２６２の動作
は、比較的簡単である。特に、イメージデータ信号選択
回路２６２は、選択された光導波路バンドル２２６，２
２８、すなわち、選択された走査解像度に対応するリニ
アアレイ２７４，２７４’によって生成されたイメージ
データのみをＩ／Ｏ回路２８０に送出する。
【００６１】代替的な実施としては、図１０の光学系２
２２と連動して、図１２に示すイメージデータ前処理回
路３６４を用いて、所望の解像度で走査された物体を表
す選択されたイメージデータ３６８を生成して出力す
る。ここで、図１２は本発明の第３実施形態に係るイメ
ージデータ前処理システム３６４を示すブロック図であ
る。図１２に示す代替的な実施では、光導波路選択装置
３５４は、選択された解像度についての光導波路バンド
ルに対応する検出器３３０のリニアアレイ３７４，３７
４’をイネーブルにする感光性アレイイネーブル装置に
該当する検出器イネーブル回路３６２を備えることがで
きる。検出器イネーブル回路３６２は、選択されたリニ
アアレイのみから発生する第１イメージデータ信号に該
当するイメージデータ信号３６０を、Ａ／Ｄ変換器３７
６、バッファ３７８およびＩ／Ｏ回路３８０に送出す
る。したがって、Ｉ／Ｏ回路３８０は、選択された解像
度で走査された物体を表す選択されたイメージデータ３
６８を生成して出力する。
【００６２】本明細書で説明した発明の概念は、様々な
他の形態で具体化することができるよう意図されるもの
であり、特許請求の範囲は、従来技術によって限定され
る範囲を除いて、本発明の代替的な実施形態を含むよう
解釈できるものである。
【００６３】以下に本発明の実施の形態を要約する。 １．走査対象の物体からイメージ光を受光するように配
置された光入力端（３８）と光出力端（４０）とを備
え、また、関連する第１縮小率を有する第１光導波路バ
ンドル（２６）と、前記走査対象の物体からイメージ光
を受光するように配置された光入力端（４８）と光出力
端（５０）とを備え、また、関連する前記第１縮小率と
異なる第２縮小率を有する第２光導波路バンドル（２
８）と、前記第１および第２光導波路バンドル（２６，
２８）の前記光出力端（４０，５０）に隣接して配置さ
れ、前記光出力端（４０，５０）からのイメージ光を受
光し、この光出力端（４０，５０）から受光したイメー
ジ光に対応するイメージデータ信号（６０）を生成して
出力する検出器（３０）と、前記イメージデータ信号
（６０）を生成するために、前記検出器（３０）により
用いられるイメージ光を用いて光導波路バンドル（２
６，２８）を選択するための当該光スキャナ装置（１
０）と動作的に関連した光導波路選択装置（５８）と、
を備える光学スキャナ装置（１０）。
【００６４】２．前記第１光導波路バンドル（２６）の
光入力端（３８）は、前記第２光導波路バンドル（２
８）の光入力端（４８）に隣接して配置される上記１記
載の光学スキャナ装置（１０）。
【００６５】３．前記第１および第２光導波路バンドル
（２６，２８）の光入力端（３８，４８）に関連し、前
記第１および第２光導波路バンドル（２６，２８）の光
入力端（３８，４８）を、前記走査対象の物体に対して
移動させるキャリッジ装置（１６）を更に備える上記１
又は２記載の光学スキャナ装置（１０）。
【００６６】４．前記第１光導波路バンドル（２６）
は、それぞれが光入力端（３４）および光出力端（３
６）を有する複数の導波路要素（３２）を備え、前記複
数の導波路要素（３２）の光入力端（３４）が、第１光
入力面（７０）と実質的に同一平面上に形成され、か
つ、前記光入力端（３４）が前記第１光入力面（７０）
内に含まれる第１光入力ラインを規定するように、略直
線状かつ相互に隣接して配置され、前記複数の導波路要
素（３２）の光出力端（３６）は、第１光出力面（７
２）と実質的に同一平面上に形成され、かつ、前記光出
力端（３６）が前記第１光出力面（７２）内に含まれる
第１光出力ラインを規定するように、略直線状かつ相互
に隣接して配置される上記１，２又は３記載の光学スキ
ャナ装置（１０）。
【００６７】５．前記第２光導波路バンドル（２８）
は、それぞれが光入力端（４４）および光出力端（４
６）を有する複数の導波路要素（４２）を備え、前記複
数の導波路要素（４２）の光入力端（４４）が、第２光
入力面と実質的に同一平面上に形成され、かつ、前記光
入力端（４４）が前記第２光入力面内に含まれる第２光
入力ラインを規定するように、略直線状かつ相互に隣接
して配置され、前記複数の導波路要素（４２）の光出力
端（４６）は、第２光出力面と実質的に同一平面上に形
成され、かつ、前記光出力端（４６）が前記第２出力面
内に含まれる第２光出力ラインを規定するように、略直
線状かつ相互に隣接して配置される上記１，２，３又は
４記載の光学スキャナ装置（１０）。
【００６８】６．前記検出器（３０）は、前記第１およ
び第２光導波路バンドル（２６，２８）の光出力端（４
０，５０）の一方からイメージ光を受光する感光性素子
のアレイ（７４）を備え、前記光導波路選択装置（５
８）は、前記第１および第２光導波路バンドル（２６，
２８）の光出力端（４０，５０）に接続される出力端ア
クチュエータ（６２）を備え、前記光出力端アクチュエ
ータ（６２）は、前記第１および第２光導波路バンドル
（２６，２８）の光出力端（４０，５０）を，前記検出
器（３０）に対して移動させて、前記第１および第２光
導波路バンドル（２６，２８）における選択した光出力
端（４０，５０）が、前記検出器（３０）の感光性素子
のアレイ（７４）に位置合わせされる上記１記載の光学
スキャナ装置（１０）。
【００６９】７．前記検出器（１３０）は、前記第１光
導波路バンドル（１２６）の光出力端（１４０）からイ
メージ光を受光するように整合して配置されると共に、
前記第１光導波路バンドル（１２６）の光出力端（１４
０）から受光したイメージ光に対する第１イメージデー
タ信号を生成する感光性素子の第１アレイ（１７４）
と、前記第２光導波路バンドル（１２８）の光出力端
（１５０）からイメージ光を受光するように整合して配
置されると共に、前記第２光導波路バンドル（１２８）
の光出力端（１５０）から受光したイメージ光に対する
第２イメージデータ信号を生成する感光性素子の第２ア
レイ（１７４’）とを備え、前記光導波路選択装置（１
５８）は、前記第１および第２光導波路バンドル（１２
６，１２８）の光入力端（１３８，１４８）に隣接して
配置された細長スリット（１６３）を有する可動スリッ
ト開口アセンブリ（１６２）を備え、前記可動スリット
開口アセンブリ（１６２）は、第１位置にあるときに、
前記第１光導波路バンドル（１２６）の光入力端（１３
８）を、前記走査している物体に対して実質的に露出さ
せると共に、前記第２光導波路バンドル（１２８）の光
入力端（１４８）を実質的に遮蔽し、かつ、第２位置に
あるときには、前記第２光導波路バンドル（１２８）の
光入力端（１４８）を、走査している前記物体に対して
実質的に露出させると共に、前記第１光導波路バンドル
（１２６）の光入力端（１３８）を実質的に遮蔽する上
記１記載の光学スキャナ装置（１１０）。
【００７０】８．前記検出器（３３０）は、前記第１導
波路バンドル（３２６）の光出力端（３４０）からイメ
ージ光を受光するように整合して配置され、前記第１光
導波路バンドル（３２６）の光出力端（３４０）から受
光するイメージ光に対する第１イメージデータ信号（３
６０）を生成して出力する感光性素子の第１アレイ（３
７４）と、前記第２光導波路バンドル（３２８）の光出
力端（３５０）からイメージ光を受光するように整合し
て配置され、前記第２光導波路バンドル（３２８）の光
出力端（３５０）から受光するイメージ光に対する第２
イメージデータ信号（３６０’）を生成して出力する感
光性素子の第２アレイ（３７４’）とを備え、前記光導
波路選択装置（３５４）は、前記検出器（３３０）に動
作が関連し、前記第１および第２アレイ（３７４，３７
４’）中の選択した一方が、対応するイメージデータ信
号を生成するように、前記第１および第２アレイ（３７
４，３７４’）における選択した一方をイネーブルとす
る感光性アレイイネーブル装置（３６２）を備える上記
１記載の複数の解像度を有する光学スキャナ装置（３１
０）。
【００７１】９．前記検出器（２３０）は、前記第１光
導波路バンドル（２２６）の光出力端（２４０）からイ
メージ光を受光するように整合して配置され、前記第１
光導波路バンドル（２２６）の光出力端（２４０）から
受光するイメージ光に対する第１イメージデータ信号
（２６０）を生成して出力する感光性素子の第１アレイ
（２７４）と、前記第２光導波路バンドル（２２８）の
光出力端（２５０）からイメージ光を受光するように整
合して配置され、前記第２光導波路バンドル（２２８）
の光出力端（２５０）から受光するイメージ光に対して
第２イメージデータ信号（２６０’）を生成して出力す
る感光性素子の第２アレイ（２７４’）とを備え、前記
光導波路選択装置（２５４）は、前記検出器（２３０）
に動作的に関連して、後処理のために前記第１および第
２イメージデータ信号（２６０、２６０’）の一方を選
択するイメージデータ信号選択装置（２６２）を備える
上記１記載の光学スキャナ装置（２１０）。
【００７２】１０．走査している物体からイメージ光を
受光するように整合して配置された光入力端（３８）
と、光出力端（４０）とを有し、また、関連した第１縮
小率を有する第１光導波路バンドル（２６）を得るステ
ップと、前記走査している物体からのイメージ光を受光
する位置に整合して配置された光入力端（４８）と光出
力端（５０）とを有し、また、これに関連した前記第１
縮小率とは異なる第２縮小率を有する第２光導波路バン
ドル（２８）を得るステップと、前記物体からイメージ
光を受光するように、前記第１および第２光導波路バン
ドル（２６，２８）の光入力端（３８，４８）を前記物
体に隣接して配置するステップと、前記第１および第２
光導波路バンドル（２６，２８）の光出力端（４０，５
０）における選択した一方からのイメージ光を検出する
ステップと、前記検出したイメージ光に対応するイメー
ジデータ信号（６０）を生成するステップと、を有する
物体走査方法。
【００７３】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、複数の解像度を有し、広範囲の物体サイズの
走査を行うことができる、コストを抑えて構成可能な光
学スキャナ装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る複数の解像度を有
する光学スキャナ装置の構成を示す斜視図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る第１および第２光
導波路バンドルと検出器との配置を示す光学系を表す概
略側面図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る光学系を表す斜視
図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係る第１および第２光
導波路バンドルの光入力端を表す概略図である。
【図５】本発明の第１実施形態に係る第１および第２光
導波路バンドルの光出力端を表す概略図である。
【図６】本発明の第１実施形態に係る第１光導波路バン
ドルを構成する二つの光導波路要素の入力端を示す斜視
図である。
【図７】本発明の第１実施形態に係る光導波路要素のフ
レア型に構成された光入力端を説明するための概略立面
図である。
【図８】本発明の第１実施形態に係るイメージデータ前
処理システムを示すブロック図である。
【図９】本発明の第２実施形態に係る可動スリット開口
アセンブリを有する光学系を示す斜視図である。
【図１０】本発明の第３実施形態に係る第１および第２
光導波路バンドルを有する光学系を示す斜視図である。
【図１１】本発明の第２実施形態に係るイメージデータ
前処理システムを示すブロック図である。
【図１２】本発明の第３実施形態に係るイメージデータ
前処理システムを示すブロック図である。
【符号の説明】
１０，１１０，２１０，３１０ 光学スキャナ装置 １４ 透明プラテン １６ キャリッジアセンブリ ２０ 照明系 ２２，１２２，２２２ 光学系 ２６，１２６，２２６，３２６ 第１光導波路バンドル ２８，１２８，２２８，３２８ 第２光導波路バンドル ３０，１３０，２３０，３３０ 検出器 ３２，４２ 導波路要素 ３４，４４ 光入力端 ３６，４６ 光出力端 ３８，４８，１３８，１４８，２３８，２４８ 線形光
入力端 ４０，５０，１４０，１５０，２４０，２５０，３４
０，３５０ 線形光出力端 ５８，１５８，２５４，３５４ 光導波路選択装置 ６０，２６０，２６０’，３６０，３６０’ メージデ
ータ信号 ６２ 光出力端アクチュエータ ６４ イメージデータ前処理システム ６８，２６８，３６８ イメージデータ ７０ 光入力面 ７２ 光出力面 ７４，１７４，１７４，，２７４，２７４’，３７４，
３７４’ リニアアレイ ７６，２７６，２７６’，３７６ Ａ／Ｄ変換器 ７８，２７８，２７８’ バッファ ８０，２８０，３８０ Ｉ／Ｏ回路 ８２ 支持部材 ８８ 主体部 ９０ ロッドレンズアセンブリ １６１ アクチュエータ １６２ 可動スリット開口アセンブリ １６３ 細長スリット ２６２ イメージデータ信号選択回路 ２６４，３６４ イメージデータ前処理回路 ３６２ 検出器イネーブル回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジエネー・ピーン アメリカ合衆国 コロラド，フォートコリ ンス，ギャレット・ドライブ 2942 (72)発明者 デーヴィド・ダブリュー・ボイド アメリカ合衆国 コロラド，グリーリー, エヌ・ブリスベーン 458

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 走査対象の物体からイメージ光を受光す
    るように配置された光入力端（３８）と光出力端（４
    ０）とを備え、また、関連する第１縮小率を有する第１
    光導波路バンドル（２６）と、 前記走査対象の物体からイメージ光を受光するように配
    置された光入力端（４８）と光出力端（５０）とを備
    え、また、関連する前記第１縮小率と異なる第２縮小率
    を有する第２光導波路バンドル（２８）と、 前記第１および第２光導波路バンドル（２６，２８）の
    前記光出力端（４０，５０）に隣接して配置され、前記
    光出力端（４０，５０）からのイメージ光を受光し、こ
    の光出力端（４０，５０）から受光したイメージ光に対
    応するイメージデータ信号（６０）を生成して出力する
    検出器（３０）と、 前記イメージデータ信号（６０）を生成するために、前
    記検出器（３０）により用いられるイメージ光を用いて
    光導波路バンドル（２６，２８）を選択するための当該
    光スキャナ装置（１０）と動作的に関連した光導波路選
    択装置（５８）と、 を備えることを特徴とする光学スキャナ装置（１０）。
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