JP2004007547A - 画像読取装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】少なくとも読取原稿の主要部を前記不連続部分を避けて画像読取装置に配置するように、光電変換素子列(14)の不連続部分の位置を表示(401)するか、あるいは、不連続部分を避けて原稿を配置するための原稿ホルダー(102)を設ける。また、読取原稿を配置する位置は、主走査方向端部に近い位置とする。
【選択図】 図4
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、光電変換素子列を用いて画像を読み取る画像読取装置に係り、特に、光電変換素子列に不連続な部分が存在する画像読取センサを用いる画像読取装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、複数個の光電変換素子アレイを直線状に配置した画像読取ユニットを使用して、写真印画紙や雑誌などの画像を読み取る画像読取装置が存在していた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、画像読取装置は複数個の光電変換素子アレイを直線状に配置していることから、光電変換素子アレイと光電変換素子アレイとの間に繋ぎ目が存在するため、読み取った画像は繋ぎ目の部分で不連続になるという欠点がある。しかし、繋ぎ目の隙間が現在の製造技術では60μm程度であり、従来のような写真印画紙や雑誌などを通常用いられる等倍のレンズで読み取る場合には、原稿の大きさに比べて60μmの繋ぎ目は殆ど無視できるものであった。
【0004】
ところが、写真フィルムなどの透過原稿を読み取る機能を持たせる際には、繋ぎ目が問題点として浮かび上がってくる。写真フィルムの画像サイズが小さく、かつ緻密であるために、実際の画像読み込みと表示には、高解像度な光電変換素子アレイを用いて、かつ拡大表示することが多い。そのため、たとえば光電変換素子アレイが2400dpiの密度の場合、60μmの隙間には2400dpiに換算して6画素程度の不連続画像が発生し、特に拡大表示や拡大印刷した場合に不連続画像が目立ってしまう。
【0005】
また、光電変換素子を用いて透過原稿を読み取る画像読取装置では、その光学系の都合上、走査方向に対して端部の解像力が中央部に比べて悪い。そのため中央部近傍で透過原稿を読み取るのが一般的であった。
【0006】
しかしながら、近年、装置の薄型小型化を目的として、原稿台密着型読み取りセンサーを用いた画像読取装置がある。そのような装置に透過原稿照射ユニットを搭載して写真フィルムを読み取ろうとすると、フィルムホルダーでフィルムの上下を押さえ込むことができず、直接ガラスにフィルムを置くことが必要になる。その上に透過原稿照射ユニットを置くことになるが、被写界深度が浅いため、フィルムが少しでも焦点位置からずれると解像力が低下してしまう。
【0007】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、簡単かつ安価な構成で、光電変換素子列の不連続部分による読取画像に対する影響を低減することを目的とするものである。
【0008】
また、簡単かつ安価な構成で、部品精度のばらつきによる焦点ずれを最小に抑え、さらに、原稿の浮きによる焦点ずれを防ぐことを更なる目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の画像読取装置は、以下のような構成を有する。
【0010】
[1]原稿の画像を読み取る画像読取装置であって、直線状に配置された光電変換素子列に不連続部分を有する画像読取ユニットと、前記原稿と前記画像読取ユニットとを相対的に走査移動させる駆動部と、前記光電変換素子列の不連続部分による前記原稿の画像の主要部の読み取りを防止するように、前記原稿の戴置位置を決めるための位置決め部材とを有することを特徴とする画像読取装置。
【0011】
[2]前記位置決め部材は、透過原稿を保持する透過原稿ホルダーと、前記相対的な走査移動による走査時に、前記透過原稿の有効画像領域が前記光電変換素子列の不連続部分が走査する範囲外に配置されるように前記透過原稿ホルダーの位置を支持する支持部材とを有することを特徴とする[1]に記載の画像読取装置。
【0012】
[3]前記位置決め部材は、前記光電変換素子列の不連続部分の位置を示す印を有する部材であることを特徴とする[1]に記載の画像読取装置。
【0013】
[4]前記位置決め部材は、前記原稿の副走査方向の位置決めをする部材を含むことを特徴とする[1]乃至[3]のいずれかに記載の画像読取装置。
【0014】
[5]前記光電変換素子列の不連続部分は、複数の光電変換素子を直線状に配置した光電変換素子アレイを複数個直線状に配置した画像読取ユニットにおける、前記光電変換素子アレイ間の繋ぎ目部分であることを特徴とする[1]乃至[3]のいずれかに記載の画像読取装置。
【0015】
[6]前記透過原稿ホルダーは凸部を有し、前記支持部材は前記凸部と係合して前記透過原稿ホルダーの位置を支持する凹部を有することを特徴とする[2]に記載の画像読取装置。
【0016】
[7]前記支持部材は、前記透明原稿ホルダーを前記画像読取ユニットの主走査方向端部に前記透過原稿ホルダーを位置決めすることを特徴とする[2]に記載の画像読取装置。
【0017】
[8]原稿を載置するための原稿台ガラスと、前記原稿台ガラスについて、前記画像読取ユニットの反対側から前記透過原稿を照明する面光源とを更に有し、前記面光源は前記透過原稿を前記原稿台ガラスに押圧することを特徴とする[2]に記載の画像読取装置。
【0018】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態を説明する。ただし、本実施の形態において例示される構成部品の寸法、材質、形状、それらの相対配置などは、本発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものであり、本発明がそれらの例示に限定されるものではない。
【0019】
<第1の実施形態>
図1は本発明の第1の実施形態にかかる画像読取装置を表す部分透過図であり、(a)は斜視図、(b)は側面図、(c)は上面図である。同図において、1は画像読取ユニット、2はステッピングモーター、3は駆動ベルト、4は原稿台ガラス、5は制御基板、6は35mm写真フィルム、7は白色基準板を兼ねた原稿規制板、8はフラットケーブル、9は外部コンピューター、101は画像読取ユニット1を取り付けるキャリッジ、102は35mm写真フィルム6を固定する、画像読取装置から着脱可能なフィルムホルダー、103は画像読取装置から着脱可能なフィルム用光源ユニット、104は103と制御基板5を接続するためのケーブル、105は原稿規制板である。
【0020】
図2は、画像読取ユニット1の構成を示す斜視図で、10、11、12は夫々赤色、緑色、青色のLED、13は導光体、14は光電変換素子で構成されるリニアイメージセンサ、15はロッドレンズアレイ、16は光電変換素子を取り付ける基板である。
【0021】
制御基板5によりステッピングモーター2が駆動される。この駆動力はベルト3によってキャリッジ101、すなわち画像読取ユニット1に伝達され、画像読取ユニット1は原稿台ガラス4に沿って連続的に移動しながら原稿台ガラス4上に置かれた被写体を走査する。
【0022】
画像読取ユニット1に取り付けられたリニアイメージセンサ14は図2に示すように画像読取ユニット1の長軸方向に沿って配置されている。本第1の実施形態の場合、A4原稿の短手方向に2400DPI相当の密度を持つ読み取りユニットであり、リニアイメージセンサ14は、14a〜14hの8個の光電変換素子アレイが直線状に配置されている。光電変換素子アレイ1個あたりの素子数は2576素子であり、合計で20608画素分の光電変換素子が基板16上に並んでいる。
【0023】
ここで、まず、原稿台ガラス4上に置かれた反射原稿(不図示)の画像を読み取る場合について説明する。なお、この場合にはフィルムホルダー102及びフィルム用光源ユニット103は画像読取装置から外されている。
【0024】
LED10,11,12からの光は導光体13で画像読取ユニット1の長軸方向に分散されながら、かつ、原稿台ガラス4上面に到達する。この光は原稿台ガラス4上面に置かれた原稿により拡散反射され、ロッドレンズアレイ15により集光されてリニアイメージセンサ14上に投射される。ロッドレンズアレイ15は原稿の画像を等倍でリニアイメージセンサ14上に投射する特性を持つ。原稿により反射されたLED10,11,12の光を受けてリニアイメージセンサ14には電荷が蓄積され、次の周期のライン読取開始パルス(Hsync)でリニアイメージセンサ14内の転送部に保存され、画像読取クロック(Clock)によって1画素毎の電気信号として出力される。
【0025】
LED10,11,12の点灯はライン読取開始パルス(Hsync)毎に切り換えられ、画像読取ユニット1の移動に連れて、各LED10,11,12を順次点灯させる。各LED10,11,12によって色分解されて検出された画像信号はフラットケーブル8を通して制御基板5から外部コンピューター9に送られ、外部コンピューター9により画像処理が行われる。
【0026】
次に、本第1の実施形態における、透過原稿の35mm写真フィルム6を読み取る場合について説明する。この場合、フィルムホルダー102及びフィルム用光源ユニット103を用いて読み取りを行う。
【0027】
図3は、35mm写真フィルム6を読み取る場合に用いるフィルム用光源ユニット103の構成図で、面光源17、フィルム用赤色LED18、フィルム用緑色LED19、フィルム用青色LED20を内部にもつ。本第1の実施形態における面光源17には、例えば特開2001−34210号公報に記載されているような面光源を用いることができる。各LEDの光は面光源17の下面から均一な光として発せられる。本第1の実施形態の面光源17は有効発光面が50mm×25mmであり、35mm写真フィルム6の1コマ分の有効画像領域である約36mm×24mmを照射することができる。35mm写真フィルム6は、原稿台ガラス4上に置かれ、フィルム用光源ユニット103は35mm写真フィルム6の上面に設置する。フィルム用光源ユニット103から発せられたLEDの光は、35mm写真フィルムを透過し、ロッドレンズアレイ15によりリニアイメージセンサ14上に投射させられる。前述の反射光の読み取りと同様に、画像読取ユニット1の移動に連れて、各フィルム用LED18、19、20を順次点灯させる。なお、フィルム用光源ユニット103は移動せず、画像読取ユニット1だけが移動して35mm写真フィルム6を走査する。
【0028】
図4は、本第1の実施形態の特徴を説明する図で、リニアイメージセンサ14と35mm写真フィルム6の位置関係を表す。図2にも示したように、リニアイメージセンサ14は光電変換素子アレイ14a〜14hが8個直線状に並んでいるが、アレイとアレイの間には必ず繋ぎ目がある。この部分は画像を読み取る場合に不連続な読取画像を生成する。そこで本第1の実施形態では35mm写真フィルム6を読み取る際に、繋ぎ目の部分が35mm写真フィルム6の有効画像領域内に入らないように設置することで、不連続な画像が発生するのを防ぐ。本第1の実施形態の光電変換素子アレイ14a〜14hは長さが27.26mmであり、35mm写真フィルム6の短辺の有効画像幅は約24mmである。本第1の実施形態では、ロッドレンズアレイ15は等倍レンズなので、35mm写真フィルム6の短辺を、あるひとつの光電変換素子アレイ、たとえば14gの読取範囲内に収めることで繋ぎ目を避けて設置することができる。本第1の実施形態では、図4に示すように、35mm写真フィルム6を穴部102aに収めたフィルムガイド102を、原稿規制板7と原稿規制板105とに突き当てて設置している。このように設置することで、35mm写真フィルムの24mmの有効画像領域が1つの光電変換素子アレイ(例えば14g)の走査範囲内に収まるように、各部材の誤差も考慮して寸法を決める。
【0029】
<変形例>
図4の原稿規制板7に示すように、光電変換素子アレイ14a〜14hの端部を示すマーク401を原稿規制板7に印刷、刻印などにより提示してもよい。このマーク401を目印にして35mm写真フィルム6を設置することも可能であるし、フィルムガイド102とマーク401を併用して、別の位置にフィルムガイド102を設置して使用することも可能である。また、1つの光電変換素子アレイの幅に収まりきらない大きい写真フィルムを読み取る場合でも、原稿画像内の注目画像部分をこのマーク401から離れた位置に配置することで、読取画像の注目部分の画像劣化を抑えることができる。さらに、写真フィルムのような透過原稿に限らず、写真印画紙のような反射原稿でも同様に配置できる。
【0030】
<第2の実施形態>
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。
【0031】
図5は、本発明の第2の実施形態に係る画像読取装置の部分透過斜視図である。図5において、21は画像読取装置から着脱可能なフィルムホルダー、22は透過原稿照射ユニット、23はケーブル、200はスキャナ本体、201はベースフレーム、202は原稿台ガラス、203、204はガラスフレーム、210は画像読取ユニット、220は圧板、221は圧板のヒンジである。
【0032】
なお、画像読取ユニット210は、上記第1の実施形態で図2を参照して説明したものと同様の構成を有し、原稿台ガラス202上に置かれた被写体(不図示)の画像は、第1の実施形態で上述したようにして読み取ることができる。
【0033】
次に、本第2の実施形態における、透過原稿の35mm写真フィルムFを読み取る場合について説明する。
【0034】
図6は、スキャナ本体200にフィルムホルダー21を装着する時の様子を示す図である。フィルムホルダー21には爪21e、21fが構成され、ガラスフレーム203には、爪21e及び21fと係合する窪み203a、203bが構成されている。ユーザーは爪21e、21fを窪み203a、203bに嵌め込むことで、主走査方向及び副走査方向について位置決めすることができる。また、フィルムホルダー21は、原稿台ガラス202に自重で乗ることにより、上下方向に位置決めされる。このように、フィルムホルダー21の爪21e、21fをガラスフレーム203の窪み203a、203bに引っかけて固定しているため、容易に位置ズレを防止することができる。また、201aは透過原稿照射ユニット22のコネクタ用穴、201bは、不図示のパソコンなどの外部情報処理装置と接続するためのコネクタ用穴である。
【0035】
図7は、透過原稿照射ユニット22の一例を示す展開図である。24は、面光源体であり、RGBおよび赤外のLEDを内蔵している。LEDの端子24a、24b・・・は、基板25のパターンに半田付けされ、基板25上のコネクタ25aにつながっている。基板25は、面光源体24の爪24hにより、固定されている。
【0036】
面光源体24は、基台26に挿入され、固定される。ケーブル23のコネクタ部23aは、基板25上のコネクタ25aに嵌め込まれる。カバー27は、基台26に、ビス28で固定される。
【0037】
ユーザーは、フィルムホルダー21を前述のようにしてスキャナ本体200に装着して位置決めした後、図5に示すようにフィルムFをフィルムホルダー21の穴部21cに挿入し、位置決め指標21dにフィルムのコマをあわせて位置決めする。
【0038】
そして、透過原稿照射ユニット22のケーブル23を、図6に示す透過原稿照射ユニットのコネクタ用穴201aに挿入する。次に、図8に示すように、透過原稿照射ユニット22の基台26の凸出部26a、26b、26cをフィルムホルダー21の凹み部21a、21b、21cに嵌め込む。このとき、図9に示すように、透過原稿照射ユニット22を斜めに挿入しても、基台26の凸出部26cの幅が、フィルムホルダー21の凹み部21cの幅と略同じ幅なので、図10に示すように、面光源24がフィルムFに到達する前に、先ず面光源24をフィルムと平行にした後でないと、フィルム面まで下ろせない。これにより、面光源24の端部角がフィルムFに接触して傷をつけるのを防ぐことができる。
【0039】
図11は、フィルムホルダー21及び透過原稿照射ユニット22を画像読取装置に装着した場合の主操作方向の断面図を示している。図11に示すように面光源24は基台26の凸出部26a、26b、26cがフィルムホルダー21の凹み部21a、21b、21cの下面に接触するより先に原稿台ガラス202に接触するように構成されているため、フィルムが湾曲していても面光源24を介した透過原稿照射ユニット22全体の自重により平らに矯正され、ガラスに密着する。
【0040】
上記の通りフィルムホルダー21及び透過原稿照射ユニット22を設置した後、図12に示すように圧板220を閉める。なお、図12は、画像読取装置を横から見た図である。これにより圧板220の質量が透過原稿照射ユニット22を介してフィルムに伝わり、さらにフィルムの湾曲を矯正する効果が発揮される。
【0041】
そして、パソコン(不図示)上のスタートボタンまたは画像読取装置のスタートボタン(不図示)を押すと、面光源24はR、G、Bを順次切り替えて点灯し、スキャナ本体200に内蔵された画像読取ユニット210が図5の矢印Aの方向に走査しながら、フィルムの画像を読み取る。この時、画像読取ユニット210のランプは消灯されている。
【0042】
この画像読取ユニット210はロッドレンズアレイを用いて等倍率で読み取るもので、従来から広く用いられている縮小光学系レンズを用いてCCDセンサで読取る読取ユニットCCDセンサに比べて、その構造上、被写界深度が極端に浅い。そのためフィルムが原稿台ガラスから浮いていると良好な読み取り画像が得られなくなる。本第2の実施形態では上述したような方法でフィルムを押さえることにより原稿台ガラス202に対するフィルムの浮きを無くし、良好な画像が得られるようにしているが、一方で原稿台ガラス202に対する画像読取ユニット210の距離の保証も重要になってくる。
【0043】
図11に示すように、画像読取ユニット210と原稿台ガラス202の間には原稿台ガラス202の原稿載置面と画像読取ユニット210の受光面の間隔を保証するためのスペーサ31a、31bが画像読取ユニット210の両端部に置かれている。画像読取ユニット210と原稿台ガラス202はそれぞれ製造工程上の都合で反りがある(一般的には最悪0.2mm〜0.4mm)ため、中央部はスペーサ31a、31bによって間隔を保証された両端部に比べてリニアイメージセンサ14のピントの合い方が悪い。そのためフィルムを端部に置いたほうが鮮鋭度の高い画像が得られる。
【0044】
また図5に示すように画像読取ユニット210は原稿と主走査方向に同幅の読み取り素子を必要とするが、図2を参照して説明したように、製造の都合上これだけの長尺素子は実現不可能であるため、複数の光電変換素子アレイを並べて構成している。上述したように、光電変換素子アレイ14a〜14hの各光電変換素子アレイの長さは35mm写真フィルムの幅より若干長い程度である。したがってフィルムを読み取って得た画像上に光電変換素子アレイと光電変換素子アレイの繋ぎ目が現れるのを防ぐため、ひとつの光電変換素子アレイ内にフィルムの幅が収まるように配置するのが望ましい。本第2の実施形態ではフィルムホルダー21をフィルムホルダー21に設けた爪21e、21fでガラスフレーム203の窪み203a、103bに引っ掛けて主走査方向の位置決めをすることにより、フィルムの全幅を光電変換素子アレイ14a〜14hのいずれか1つの幅に収まるように配置する。
【0045】
上述したようにフィルムホルダーー21を原稿台上の主走査方向のいずれかの端部に、かつフィルムの幅が1つの光電変換素子アレイ内に配置されるようフィルムホルダー21を本体に位置決めするように、フィルムホルダーに爪を、ガラスフレームには爪に係合する窪みをつけることにより、複数の光電変換素子アレイをつなげて構成したリニアイメージセンサを有する画像読取ユニットを用いても、質が良く鮮鋭な、繋ぎ目の無い画像を、容易且つ確実に得ることができる。
【0046】
なお、上記第2の実施形態では、副走査方向(画像読取装置の長手方向)に沿ってガラスフレームに沿って窪みを付け、フィルムホルダー21の爪21e,21fを係合させるようにしたが、主走査方向(画像読取装置の短手方向)に沿って窪みと爪が係合するように構成したり、副走査方向、主走査方向の両方に構成してもよいことは言うまでもない。
【0047】
【発明の効果】
上記のように本発明によれば、複数の光電変換素子アレイをつなげて構成したリニアイメージセンサを有する画像読取ユニットを用いてフィルムを読み取る場合にも、簡単な構成で、質が良く鮮鋭な、また、光電変換素子アレイの繋ぎ目の影響が無い又は影響が軽減された画像を得ることが可能となる。さらに、ロッドレンズアレイのような被写界深度が浅いレンズを用いても、焦点の合った画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】
本発明の第1の実施形態に係る画像読取装置の基本的な構成を表す概略図であ
る。
【図2】
本発明の第1の実施形態に係る画像読取装置の画像読取ユニットの構成を示す
図である。
【図3】
本発明の第1の実施形態に係る画像読取装置のフィルム光源ユニットの構成を
示す図である。
【図4】
本発明の第1の実施形態に係る35mm写真フィルムと、画像読み取りユニッ
ト内の光電変換素子アレイとの位置関係を示す図である。
【図5】
本発明の第2の実施形態に係る画像読取装置の構成を表す部分透過斜視図であ
る。
【図6】
本発明の第2の実施形態に係るスキャナ本体にフィルムホルダーを装着する様
子を示す図である。
【図7】
本発明の第2の実施形態に係る透過原稿照射ユニットの展開図である。
【図8】
本発明の第2の実施形態に係るフィルムホルダーに透過原稿照射ユニットを嵌
め込む様子を示す図である。
【図9】
本発明の第2の実施形態に係る透過原稿照射ユニットをフィルムホルダーに斜
めに挿入する動作を示す図である。
【図10】
本発明の第2の実施形態に係る透過原稿照射ユニットの面光源が、フィルムに面接触した状態を示す図である。
【図11】本発明の第2の実施形態に係るスペーサ、撮像素子アレイ、透過原稿照射ユニットの関係を表す断面図である。
【図12】本発明の第2の実施形態に係る透明原稿の読み取り時に画像読取装置の圧板を閉めた状態を示す図である。
【符号の説明】
1…画像読取ユニット 2…ステッピングモーター 3…駆動ベルト 4…原稿台ガラス 5…制御基板 6…35mm写真フィルム 7…原稿規制板 8…フラットケーブル 9…外部コンピューター 10…赤色LED 11…緑色LED 12…青色LED 13…導光体 14…光電変換素子アレイ 15…ロッドレンズアレイ 16…基板 17…面光源 18…フィルム用赤色LED 19…フィルム用緑色LED 20…フィルム用青色LED 101…キャリッジ 102…ガイド 103…フィルム用光源ユニット 104…ケーブル 105…原稿規制板 401…マーク 21…フィルムホルダー 21a、21b、21c…凹み部 21e、21g…爪 22…透過原稿照射ユニット 23…ケーブル 24…面光源体 25…基板 26…基台 26a、26b、26c…凸出部 200…スキャナ本体 201…ベースフレーム 202…原稿台ガラス 203、204…ガラスフレーム 203a、203b…窪み 210…画像読取ユニット 220…圧板 221…ヒンジ
Claims (8)
- 原稿の画像を読み取る画像読取装置であって、
直線状に配置された光電変換素子列に不連続部分を有する画像読取ユニットと、
前記原稿と前記画像読取ユニットとを相対的に走査移動させる駆動部と、
前記光電変換素子列の不連続部分による前記原稿の画像の主要部の読み取りを防止するように、前記原稿の戴置位置を決めるための位置決め部材と
を有することを特徴とする画像読取装置。 - 前記位置決め部材は、
透過原稿を保持する透過原稿ホルダーと、
前記相対的な走査移動による走査時に、前記透過原稿の有効画像領域が前記光電変換素子列の不連続部分が走査する範囲外に配置されるように前記透過原稿ホルダーの位置を支持する支持部材と
を有することを特徴とする請求項1に記載の画像読取装置。 - 前記位置決め部材は、前記光電変換素子列の不連続部分の位置を示す印を有する部材であることを特徴とする請求項1に記載の画像読取装置。
- 前記位置決め部材は、前記原稿の副走査方向の位置決めをする部材を含むことを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の画像読取装置。
- 前記光電変換素子列の不連続部分は、複数の光電変換素子を直線状に配置した光電変換素子アレイを複数個直線状に配置した画像読取ユニットにおける、前記光電変換素子アレイ間の繋ぎ目部分であることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の画像読取装置。
- 前記透過原稿ホルダーは凸部を有し、前記支持部材は前記凸部と係合して前記透過原稿ホルダーの位置を支持する凹部を有することを特徴とする請求項2に記載の画像読取装置。
- 前記支持部材は、前記透明原稿ホルダーを前記画像読取ユニットの主走査方向端部に前記透過原稿ホルダーを位置決めすることを特徴とする請求項2に記載の画像読取装置。
- 原稿を載置するための原稿台ガラスと、
前記原稿台ガラスについて、前記画像読取ユニットの反対側から前記透過原稿を照明する面光源とを更に有し、
前記面光源は前記透過原稿を前記原稿台ガラスに押圧することを特徴とする請求項2に記載の画像読取装置。
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