JP2010093670A - 読取装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ミラーアレイの位置決め精度及び姿勢精度を向上することができる読取装置を提供する。
【解決手段】読取装置１０１は、互いに対向するように平行に配列された２列のミラーアレイ１を備えている。これら２列のミラーアレイ１は、支持体であるベース８０に固定されている。各ミラーアレイ１は、対向するミラーアレイ１に向けて突出するリブ１２ａ，１２ｂを一体に有しており、当該リブ１２ａ，１２ｂは、支持体であるベース８０に固定されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、コピー機等に用いられる読取装置に関する。

近年、コピー機等において、原稿面を主走査方向に複数領域に分割し、複眼レンズを用いて領域毎に画像を読み取る密着型イメージセンサが開発されている。密着型イメージセンサでは、主走査方向に分割された領域（読取部分）毎にレンズ及び撮像素子が配置されており、ラインセンサの全撮像素子の出力信号を合成することにより、原稿の画像を復元する。

このような密着型イメージセンサに対し、小型化と焦点深度の改善を目的として、レンズの代わりに凹面鏡を用いることが提案されている（例えば、特許文献１参照）。例えば、特許文献１に開示された読取装置は、凹面鏡である第１ミラーを一列に配列した第１ミラーアレイと、第１ミラーに対向する第２ミラーを一列に配列した第２ミラーアレイとを有しており、第１ミラーと第２ミラーとで非テレセントリック光学系を構成している。

特開平１１−００８７４２号公報（段落００１０、図２）

ミラーアレイは、一般に、樹脂で成形されたミラー形状の部分に、アルミ等を蒸着することにより形成されるため、（互いに対向するミラー面を有する）上記第１、第２ミラーアレイを一体の樹脂成形品として構成すると、ミラー面の蒸着を行うことが難しい。そのため、第１、第２ミラーアレイを別部品として製造する必要がある。このとき、細長い第１、第２ミラーアレイを各々精度良く位置決めできなければ、読取位置のずれによる画像の歪みや、焦点位置のずれによる画像の解像度の劣化を招くことになる。

また、両ミラーアレイの互いに対向するミラー（各第１ミラー及び第２ミラー）を含む光学系に、隣接する光学系からの光（迷光）が侵入しないよう、各光学系の相互の遮光を確実に行うことも必要である。

本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、その目的は、ミラーアレイを精度良く位置決めすることができ、各光学系の相互の遮光が可能な読取装置を提供することにある。

本発明に係る読取装置は、互いに対向するように平行に配列された２列のミラーアレイと、２列のミラーアレイが固定された支持体とを備えている。各ミラーアレイは、対向するミラーアレイに向けて突出するリブを一体に有し、当該リブは支持体に固定されている。

本発明によれば、各ミラーアレイが、対向するミラーアレイに向けて突出するリブを有しているため、ミラーアレイの配列方向及びリブの突出方向に離間した少なくとも２箇所で、ミラーアレイの支持体に対する位置決めを行うことができ、これによりミラーアレイの位置精度が向上する。また、上記のようにリブの突出方向に離間した少なくとも２箇所で、ミラーアレイの支持体に対する位置決めを行うことができるため、ミラーアレイの配列方向を軸とする回転方向における位置精度（すなわち、ミラーのあおり精度）が向上する。すなわち、ミラーアレイの位置及び姿勢を精度良く決定することができる。

また、各ミラーアレイのリブが遮光板としても機能することにより、両ミラーアレイの互いに対応するミラーを含む各光学系への、隣接する光学系からの迷光の侵入を防止することができる。また、各ミラーアレイのリブが、対向するミラーアレイと反対の側に突出していると、読取装置の大きさがリブの突出量の分だけ大きくなるが、各ミラーアレイのリブが、対向するミラーアレイに向けて突出しているため、読取装置を小型に構成することができる。

以下、本発明に係る読取装置の各実施の形態について、図面に基づいて説明する。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１における読取装置の光学セルの構成を示す断面図である。図２は、本発明の実施の形態１における読取装置の光学ユニットの構成を示す分解斜視図である。なお、図１は、後述する図５の線分Ｉ−Ｉにおける断面図である。

まず、図１を参照して、読取装置の光学セルの構成について説明する。図１に示すように、光学系の単位である光学セル１０は、原稿台等（図１２に示すカバーガラス８９）の上に置かれた原稿の原稿面６の画像を、ラインセンサを構成する撮像素子７によって読み取るものである。

図１において、原稿面６に直交する方向をＺ方向とし、光学セル１０から原稿面６に近づく方向を＋Ｚ方向、その反対方向を−Ｚ方向とする。また、ラインセンサにおける撮像素子７の配列方向（光学セル１０の配列方向と同方向）、すなわち主走査方向をＸ方向とし、紙面手前側を＋Ｘ方向、紙面奥側を−Ｘ方向とする。また、Ｘ方向及びＺ方向に直交する方向、すなわち副走査方向をＹ方向とし、図１における右方向を＋Ｙ方向、左方向を−Ｙ方向とする。

光学セル１０は、原稿面６に対向するように配置された平面ミラー２ａを有している。平面ミラー２ａは、Ｚ方向に対して略４５度傾斜し、原稿面６からの光束を略９０度偏向して＋Ｙ方向に反射する平面のミラー面（反射面）２０ａを有している。また、平面ミラー２ａの＋Ｙ側に対向するように、ミラー面２０ａからの反射光が入射する凹状のミラー面３０ａを備えた曲面ミラー３ａが配置されている。

一方、平面ミラー２ａの下方（−Ｚ側）には、曲面ミラー３ａからの反射光が入射する凹状のミラー面３０ｂを備えた曲面ミラー３ｂが配置されている。さらに、曲面ミラー３ｂの＋Ｙ側（なお且つ−Ｚ側）には、曲面ミラー３ｂからの反射光が入射する平面のミラー面２０ｂを有する平面ミラー２ｂが配置されている。ミラー面２０ｂは、Ｚ方向に対して略４５度傾斜し、ミラー面３０ｂからの反射光を、撮像素子７の撮像面７ａに向けて−Ｚ方向に反射する。

曲面ミラー３ａのミラー面３０ａから曲面ミラー３ｂのミラー面３０ｂに至る光路中には、開口４ａを有するアパーチャ（絞り）４が配置されている。平面ミラー２ｂのミラー面２０ｂから撮像素子７に至る光路中には、スリット５が配置されている。このスリット５は、後述するベース８０（図１２）に形成されている。

これにより、光源（図１２に示すＬＥＤ素子８６ａ）から発せられて原稿面６で反射された光束Ａは、平面ミラー２ａにより略＋Ｙ方向に反射され、さらに曲面ミラー３ａにより略−Ｙ方向に反射される。曲面ミラー３ａで反射された光束は、アパーチャ４を通過したのち、曲面ミラー３ｂにより略＋Ｙ方向に反射され、さらに平面ミラー２ｂで−Ｚ方向に反射され、撮像素子７の撮像面７ａに入射する。これにより、原稿面６の画像が、撮像面７ａに結像する。

次に、Ｘ方向に隣接する光学セル１０，１１の各構成要素について説明する。
図２に示すように、光学セル１１は、光学セル１０と同一の構成を有しているが、Ｙ方向の向きが逆になるように組み合わされたものである。

Ｘ方向に隣接する光学セル１０，１１は、互いに一体的に形成されている。すなわち、光学セル１０の曲面ミラー３ａと光学セル１１の曲面ミラー３ｂとが一体となってミラーアレイ１を構成し、光学セル１０の曲面ミラー３ｂと光学セル１１の曲面ミラー３ａとが一体となってもう一つのミラーアレイ１を構成している。両ミラーアレイ１は、一方のミラーアレイ１の曲面ミラー３ａのミラー面３０ａと、他方のミラーアレイ１の曲面ミラー３ｂのミラー面３０ｂとがＹ方向に対向し合うように配置されている。さらに、各ミラーアレイ１には、平面ミラー２ａ，２ｂがそれぞれ位置決めされ、固定されている。

このように互いに対向して配置された２つのミラーアレイ１により、光学セル１０と光学セル１１とが組み合わせられた一つの光学ユニット１００が構成されている。読取装置は、この光学ユニット１００を主走査方向（Ｘ方向）に複数配列して構成される。

各ミラーアレイ１において、曲面ミラー３ａは、略矩形状の板状部分３００のＸ方向に平行な一辺に、上述した凹状のミラー面３０ａを形成したものである。また、曲面ミラー３ｂは、略矩形状の板状部分３１０のＸ方向に平行な辺（なお且つ、対向するミラーアレイ１から離れた側の端部）の下側すなわち−Ｚ側に、上記の凹状のミラー面３０ｂを含む延在部を形成したものであり、板状部分３１０のＸ方向両側（Ｙ方向に平行な二辺）には、側壁３１１が形成されている。曲面ミラー３ｂの板状部分３１０は、曲面ミラー３ａの板状部分３００に対してＸ方向に隣接し、且つ板状部分３００よりも高さ（Ｚ方向位置）が低くなるよう構成されている。

各ミラーアレイ１において、曲面ミラー３ａの板状部分３００のＸ方向両側で且つ下側（−Ｚ側）には、対向するミラーアレイ１に向けてＹ方向に突出するリブ１２ａ，１２ｂが形成されている。リブ１２ａは、各ミラーアレイ１のＸ方向の一端に位置しており、リブ１２ｂは、各ミラーアレイ１におけるＸ方向の略中央に位置している。リブ１２ａ，１２ｂは、各光学セル間の遮光板（遮光部材）としての機能を有する。

リブ１２ａ，１２ｂは、各光学セル１０，１１のＹ方向における略中央まで達する長さを有し、一方のミラーアレイ１のリブ１２ａと、対向するミラーアレイ１のリブ１２ａとが互いに当接するか又は近接し、上記一方のミラーアレイのリブ１２ｂと、対向するミラーアレイ１のリブ１２ｂとが互いに当接するか又は近接している。リブ１２ａ，１２ｂのＹ方向に突出した先端には、さらにＹ方向に突出する凸部１２ｃと、この凸部１２ｃに対してＸ方向に隣接する段差部である凹部１２ｄとが形成されている。上記のようにミラーアレイ１のリブ１２ａ（１２ｂ）と、対向するミラーアレイ１のリブ１２ａ（１２ｂ）とが組み合わせられると、各先端部の凸部１２ｃと凹部１２ｄとが係合する。これにより、対向するミラーアレイ１のリブ１２ａ（１２ｂ）の継ぎ目部分における遮光性が確保される。

図３は、ミラーアレイ１を下面側（−Ｚ側）から見た斜視図である。ミラーアレイ１の下面（−Ｚ側の面）には、ミラーアレイ１を後述するベース８０（図１２）に対して位置決めするピン１２１ａ，１２１ｂが立設されている。ピン１２１ａは、曲面ミラー３ｂの下面に設けられ、ピン１２１ｂはリブ１２ｂの下面に設けられている。これらのピン１２１ａ，１２１ｂは、ベース８０（図１２）の図示しない穴に係合する。

また、ミラーアレイ１の下面には、ベース８０に対するミラーアレイ１の姿勢を決定する基準面１２２ａ，１２２ｂ，１２２ｃが形成されている。基準面１２２ａ，１２２ｂは、ミラーアレイ１のＸ方向両端に設けられている。これにより、基準面１２２ａ，１２２ｂ間の距離Ｂ１を大きくとることができ、ミラー面３０ａ，３０ｂのＹ方向の軸を中心とする回転位置精度（すなわちミラーの傾き精度）を向上することができる。一方、基準面１２２ｃは、リブ１２ｂのＹ方向先端に設けられているため、基準面１２２ａ，１２２ｂからの距離Ｂ２を大きくとることができ、ミラー面３０ａ，３０ｂのＸ方向の軸を中心とする回転位置精度（すなわちミラーのあおり精度）を向上することができる。

図２に示すように、平面ミラー２ａは、矩形状の平板部材２００のＸ方向に平行な一辺に、上記のミラー面２０ａを含む延在部を形成したものである。平面ミラー２ａは、曲面ミラー３ｂの板状部分３１０の上面（＋Ｚ側の面）に固定されている。平面ミラー２ａのミラーアレイ１に対する位置決めは、曲面ミラー３ｂの上面（＋Ｚ側）に立設されたピン１２１ｃ，１２１ｄと、平面ミラー２ａに設けられた穴１２３ｃ及び長穴１２３ｄとの係合により行われる。なお、ピン１２１ｃ，１２１ｄは、曲面ミラー３ｂの上面（Ｘ，Ｙ方向の辺を有する四角形）の対角をなす位置にそれぞれ配置されており、穴１２３ｃ及び長穴１２３ｄは、ピン１２１ｃ，１２１ｄに対応する位置に配置されている。

なお、平面ミラー２ａを曲面ミラー３ｂの上面に固定した状態で、平面ミラー２ａの上面と曲面ミラー３ａの上面とはほぼ同一高さの面をなす。平面ミラー２ａの板状部分２００の上面には、後述するスリット板８４（図１２）に当接する３か所の当接面２０１が形成されている。また、曲面ミラー３ａの板状部分３００の上面にも、後述するスリット板８４に当接する当接面３０１が形成されている。

平面ミラー２ａの姿勢、すなわちＸ方向を軸とする回転である「あおり」とＹ方向を軸とする回転である「傾き」は、曲面ミラー３ｂの板状部分３１０の上面に設けられた基準面１２２ｄ，１２２ｅ，１２２ｆにより決定される。基準面１２２ｄは、板状部分３１０のＹ方向一端部（対向するミラーアレイ１から離れた側の端部）のＸ方向の略中央に配置されており、基準面１２２ｅ，１２２ｆは、Ｙ方向他端部（対向するミラーアレイ１に近い側の端部）のＸ方向の略両端に配置されている。平面ミラー２ａは、鏡筒等の構造部品を介さず直接ミラーアレイ１に位置決めされ、固定されるため、平面ミラー２ａとミラーアレイ１との位置関係を精度良く決めることができる。

平面ミラー２ｂは、矩形状の板状部材２１０のＸ方向に平行な一辺に、上記のミラー面２０ｂを形成したものである。また、板状部材２１０におけるミラー面２０ｂの略＋Ｚ側には、上述したアパーチャ４が一体的に形成されており、板状部材２１０のＸ方向両側（Ｙ方向に平行な二辺）には側壁２１１が一体的に形成されている。

平面ミラー２ｂは、ミラーアレイ１の曲面ミラー３ａの下側（−Ｚ側）に固定されている。平面ミラー２ｂのミラーアレイ１に対する位置決めは、曲面ミラー３ａの下側に立設されたピン１２１ｅ，１２１ｆ（図３）と、平面ミラー２ｂに設けられた穴１２３ｅ及びＵ字形状の切欠き１２３ｆとの係合により行われる。図３に示すように、ピン１２１ｅは、曲面ミラー３ａの板状部分３００のＹ方向端部（対向するミラーアレイ１から離れた側の端部）に形成されたＸ方向の延在部におけるリブ１２ａに近い部分に配置されており、ピン１２１ｆは、リブ１２ｂの先端近傍に形成された切り欠き部に配置されている。図２に示すように、穴１２３ｅは、平面ミラー２ｂの板状部分２１０のＹ方向端部（対向するミラーアレイ１から離れた側の端部）で且つＸ方向一端部に設けられた突出片に形成されており、穴１２３ｆは、平面ミラー２ｂの板状部分２１０のＹ方向略中央部で且つＸ方向他端部に設けられた突出片に形成されている。

平面ミラー２ｂの姿勢、すなわちＸ方向を軸とする回転である「あおり」とＹ方向を軸とする回転である「傾き」は、曲面ミラー３ａの下面に設けられた基準面１２２ｇ，１２２ｈ，１２２ｉ（図３）により決定される。基準面１２２ｇは、ピン１２１ｅの周囲に設けられた平面であり、基準面１２２ｈは、ピン１２１ｆの周囲に設けられた平面である。基準面１２２ｉは、リブ１２ａの先端近傍の切り欠きに設けられた平面である。平面ミラー２ｂは、鏡筒等の構造部品を介さず直接ミラーアレイ１に位置決めされ、固定されるため、平面ミラー２ｂとミラーアレイ１との位置関係を精度良く決めることができる。

また、図２に示すように、平面ミラー２ｂの上面側（＋Ｚ側）にはアパーチャ４が一体的に形成されている。アパーチャ４が、鏡筒等の構造部品を介さず直接ミラーアレイ１に位置決めされるため、アパーチャ４とミラーアレイ１との位置関係を精度良く決めることができる。

両ミラーアレイ１を組み合わせると、光学セル１０，１１の各光学系は、各リブ１２ａ，１２ｂ、平面ミラー２ｂの両側壁２１１、並びに、曲面ミラー部３ｂの両側壁３１１によってＸ方向両側から囲まれ、他の光学系からの光（迷光）の侵入が防止される。

次に、読取装置１０１における複数の光学ユニット１００の配置構造について説明する。
図４及び図５は、２つの光学ユニット１００Ａ，１００Ｂを組み合わせた状態を示す斜視図及び平面図である。図６は、光学ユニット１００Ａ，１００Ｂから平面ミラー２ａを外した状態を示す斜視図である。ここでは、図４に示すように、光学ユニット１００Ａに含まれる光学セル１０，１１（図２）を、光学セル１０Ａ，１１Ａとし、光学ユニット１００Ｂに含まれる光学セル１０，１１を、光学セル１０Ｂ，１１Ｂとする。

図４に示すように、光学ユニット１００Ａ，１００Ｂは、各光学セル１０Ａ，１０ＢのＹ方向の向きが同じになり、各光学セル１１Ａ，１１ＢのＹ方向の向きが互いに同じになるように、Ｘ方向に隣接して配置されている。読取装置は、この光学ユニット１００（１００Ａ，１００Ｂ）をＸ方向に多数配列した構成を有している。

図６に示すように、光学ユニット１００Ａの光学セル１１Ａのリブ１２ａと、光学ユニット１００Ｂの光学セル１０Ｂのリブ１２ａとが当接すると共に、上述した凸部１２ｃと凹部１２ｄとで係合することにより、リブ１２ａの継ぎ目部分での遮光性能が確保される。また、図２を参照して説明したように、各光学ユニット１００Ａ（１００Ｂ）内において、光学セル１０Ａ（１０Ｂ）のリブ１２ｂと光学セル１１Ａ（１１Ｂ）のリブ１２ｂとが係合する。これにより、光学ユニット１００Ａ，１００Ｂの各光学セル１０Ａ，１１Ａ，１０Ｂ，１１Ｂに外部からの光（迷光）が侵入することが防止される。

図５に示すように、各光学ユニット１００Ａ（１００Ｂ）において、光学セル１０Ａ（１０ｂ）の平面ミラー２ａのミラー面２０ａ部分と、光学セル１１Ａ（１１Ｂ）の平面ミラー２ａのミラー面２０ａ部分とが、Ｘ方向の一部分においてＹ方向に重なり合う。より具体的には、光学セル１０Ａ，１１Ａ（１０Ｂ，１１Ｂ）の各平面ミラー２ａのミラー面２０ａにおける頂点部２１ａ同士が、Ｘ方向の一部分（図５に符号Ｂで示す）において、Ｙ方向に重なり合う。両頂点部２１ａは、互いに接していてもよいし、隙間を開けて近接配置されていてもよい。

さらに、光学ユニット１００Ａと光学ユニット１００Ｂとが隣接する部分では、光学ユニット１００Ａの光学セル１１Ａの平面ミラー２ａと、光学ユニット１００Ｂの光学セル１０Ｂの平面ミラー２ａとが、Ｘ方向の一部分においてＹ方向に重なり合う。

このように、２つの光学セル１０，１１（図２）を組み合わせた光学ユニット１００をＸ方向に複数組配置すると、各光学セル１０，１１の平面ミラー２ａがＸ方向に千鳥状に配列される。また、隣接する光学セル１０，１１の平面ミラー２ａ同士がＹ方向に重なり合う部分は、後述する読取画像の重複部分に対応している。

原稿面６における読取ラインは、主走査方向すなわちＸ方向に延在するラインであり、隣接する光学セル１０，１１の各平面ミラー２ａのミラー面２０ａのＹ方向の中間位置に規定されている。上述したように、隣接する光学セル１０，１１の各平面ミラー２ａの頂点部２１ａがＹ方向において近接して配置されているため、原稿面６の垂線に対する光軸の傾き角度を小さく（ここでは約５度）することができる。

互いに隣接する光学セル１０，１１で原稿面６上の同一ラインを読み取るために、各平面ミラー２ａから原稿面６に向かう光の光軸は、（図１では後述するように原稿面６に対して垂直であるが）原稿面６に対して傾きを有している。その結果、原稿面６が浮き上がった場合に、互いに隣接する光学セル１０，１１の読取ラインがＹ方向にずれることになる。原稿面６の垂線に対する上記光軸の傾きが大きいほど、互いに隣接する光学セル１０，１１の読取ラインのＹ方向のずれ量が大きくなり、両セル１０，１１による重複読取部分の位置がＹ方向にずれることになる。このような読取ラインのずれを最小限に抑えるためには、原稿面６から平面ミラー２ａまでの距離をできる限り大きくとること、及び、隣接する光学セル１０，１１の平面ミラー２ａの副走査方向の間隔を最小にすることが有効である。

図７は、本実施の形態の一構成例における、互いに隣接する２つの光学セル１０，１１の各平面ミラー２ａ（ここでは、平面ミラー２ａ１，２ａ２とする。）と原稿面６との関係を示す図である。図７に示す構成例では、平面ミラー２ａ１，２ａ２から原稿面６に向かう光の光軸Ａ１，Ａ２は、原稿面６に対して約５度傾斜しており、互いに隣接する光学セル１０，１１が原稿面６上の同一線上の読取ライン６１ａを読み取ることになる。なお、原稿面６が、例えば符号６１で示す原稿位置から符号６２で示す原稿位置まで浮き上がった場合には、両光学セル１０，１１がそれぞれ異なる読取ライン６２ａ，６２ｂ上で交互に読み取りを行うことになるが、この場合の画像処理については後述する（図１１）。

図８は、別の構成例における、互いに隣接する２つの光学セル１０，１１の各平面ミラー２ａ（平面ミラー２ａ１，２ａ２とする。）と原稿面６との関係を示す図である。図８に示す構成例では、平面ミラー２ａ１，２ａ２から原稿面６に向かう光の光軸Ａ１，Ａ２が、原稿面６に対して垂直であり、互いに隣接する光学セル１０，１１が原稿面６上の異なる読取ライン６１ａ，６１ｂを読み取るようになっている。この場合、原稿面６が、例えば符号６１で示す原稿位置から符号６２で示す原稿位置まで浮き上がったとしても、両光学セル１０，１１による読取ライン６２ａ，６２ｂは、読取ライン６１ａ，６１ｂと同じである。そのため、予め読取ライン６１ａ，６１ｂの距離（ずれ量）を測定しておき、当該距離に基づいて読み取り画像を復元することができる。

次に、光学セル１０の光学系について説明する。
図９は、光学セル１０の光学系を説明するための模式図である。図９では、原稿面６から撮像素子７に至る主光線の集合が符号Ｃで示されている。また、図９では、曲面ミラー３ａ，３ｂは、レンズ効果を有するため、レンズ形状で示されている。図９には、一つの光学セル１０に対応する原稿面６の読取範囲Ｄが示されている。ここでは、原稿面６の読取範囲Ｄに、読取対象画像９０ａ（画像要素１〜６）があるものとする。

曲面ミラー３ａは、ミラー面３０ａが曲面（凹面）であり、レンズ効果を有している。アパーチャ４は、曲面ミラー３ａの後側焦点に配置されており、これにより原稿面６側（被写体側：物体側）にテレセントリックな光学系が実現されている。曲面ミラー３ａのミラー面３０ａは凹面であり、曲面ミラー３ａでの反射光が平行光となるように構成されている。なお、曲面ミラー３ａを用いた場合には、レンズを用いた場合と異なり、色収差の発生がないという利点がある。

他の光学セル１１も、図９に示した光学セル１０と同様の光学系を有しており、原稿面６側にテレセントリックな光学系を有している。そのため、各光学セル１０，１１の読取範囲Ｄから発せられる光束の結像に寄与する光線束の主光線は、全て、主走査方向すなわち原稿面６の読取ラインに対して垂直となる。これにより、原稿面６の浮き上がり等により、原稿面６と曲面ミラー３ａとの距離が変化しても、結像倍率は変化せず、従って撮像面７上での大きさ（撮像素子７により読み取られる画像の大きさ）は変化しない。

なお、本実施の形態の光学セル１０，１１では、平面ミラー２ａ，２ｂを互いに同一形状とし、曲面ミラー３ａ，３ｂを互いに同一形状とし、曲面ミラー３ｂの前側焦点にアパーチャ４を配置することにより、原稿面６側（物体側）及び撮像面７ａ側（像側）の両側にテレセントリックな光学系を構成している。そのため、例えば組立誤差等により撮像面７と曲面ミラー３ｂとの距離が変化したとしても、結像倍率が変化することはない。

原稿面６の読取対象画像９０ａは、光学セル１０，１１の上述した光学系により、Ｘ方向における逆向きの読取画像９１ａとして撮像素子７の撮像面７ａ上に結像する。

図１０に、隣接する２つの光学セル１０，１１により読み取られた画像の処理方法を示す。ここでは、原稿面６の読取対象画像９０ｂが画像要素１〜１０を含むものとし、一方の光学セル１０が、画像要素１〜６を読み取って読取画像９１ｂを得ると共に、隣接する光学セル１１が、画像要素５〜１０を読み取って読取画像９１ｃを得るものとする。すなわち、読取対象画像９０ｂの画像要素５，６は、読取画像９１ｂ，９１ｃの両方に重複して含まれることになる。そこで、一方の光学セル１０で読み取られた読取画像９１ｂと、隣接する光学セル１１で読み取られた読取画像９１ｃとを、重複部分が一致するように配列方向をそれぞれ逆にして合成することにより、元の読取対象画像９０ｂを復元した合成画像９３を得る。

図１１に、図７を参照して説明した、原稿面６に浮き上がり等があった場合の画像の処理方法を示す。ここでは、図１１（ａ）に示すように、原稿面６には、例えばＶ字状の模様（読取対象画像９０ｃ）が描かれているものとする。また、互いに隣り合うセル１０，１１の各第１ミラー２ａを、それぞれ第１ミラー２ａ１，２ａ２とする。

各光学セル１０，１１では、図１１（ｂ）に示すように、第１ミラー２ａ１，２ａ２を介して読取対象画像９０ｃを読み取り、読取対象画像９０ｃとＸ方向の向きが逆の読取画像９０ｃ１，９０ｃ２を得る。このとき、原稿面６に浮き上がり等があると、図７を参照して説明したように、各光学セル１０，１１が異なる読取ライン上で読み取りを行うことになるため、読取画像９０ｃ１と読取画像９０ｃ２とがＹ方向にずれ量ｂだけずれることになる。

そこで、図１１（ｃ）に示すように、読取画像９０ｃ１，９０ｃ２をそれぞれ反転させ（Ｘ方向の向きを逆にし）、反転された読取画像９０ｃ１，９０ｃ２の重なり部分ａを重ね合わせるように各読取画像９０ｃ１，９０ｃ２のＹ方向位置を調整することにより、図１１（ａ）に示した元の画像９０ｃを復元した合成画像を得る。

次に、光学ユニット１００が組み込まれた読取装置１０１の全体構成について説明する。
図１２は、読取装置１０１の全体構成を示す分解斜視図である。読取装置１０１は、Ｘ方向に配列された光学ユニット１００を保持するベース８０を有している。ここでは、ベース８０の中央に設けられた例えば矩形状の凹部８１内に、複数（ここでは５個）の光学ユニット１００の配置されている。光学ユニット１００の各ミラーアレイ１（図１〜５）は、ベース８０の凹部８１の底面に、上述した位置決めがなされたのち、接着剤（より好ましくは、硬化後も、ある程度の弾性を有する接着剤）により固定される。また、ベース８０の凹部８１の底には、光学ユニット１００の各光学系の光を通過させるスリット５（図１）が形成されている。

ベース８０の下面には、撮像素子７が実装された回路基板７１が取り付けられている。撮像素子７は、回路基板７１上において、Ｘ方向に多数配列された２列のラインセンサ（一次元撮像素子）を構成している。

ベース８０の上面側（＋Ｚ方向）には、原稿面６を照明する光源であるＬＥＤ素子８６ａが実装された２枚のＬＥＤ基板８６が取り付けられる。各ＬＥＤ基板８６には、それぞれ、多数のＬＥＤ素子８６ａが図中Ｘ方向に一列に配列されている。２つのＬＥＤ基板８６はＹ方向に互いに対向しており、各ＬＥＤ素子８６ａの出射方向はＹ方向内側である。

２つのＬＥＤ基板８６のＹ方向内側に位置するように、ＬＥＤ素子８６ａから出射された光束を伝播するための２つのプリズム８８が取り付けられている。各プリズム８８は、ＬＥＤ基板８６に対向する端面８８ａを有し、その端面８８ａに入射したＬＥＤ素子８６ａからの出射光を伝搬させ、略４５度の傾斜を有するプリズム面８８ｂで上方に反射し、上面８８ｃから上方に出射するよう構成されている。２つのプリズム８８の間には、所定の隙間が設けられている。また、２つのプリズム８８の隙間の下側に位置するように、Ｘ方向に長いスリット孔８４ａを有するスリット板８４が配置されている。スリット板８４は、両ミラーアレイ１の曲面ミラー３ａの当接面３０１（図２）及び平面ミラー２ａの当接面２０１（図２）に上方から当接している。プリズム８８の上方には、カバーガラス８９が配置されており、このカバーガラス８９の上面に原稿が載置される。

次に、読取装置１０１の動作について説明する。
各ＬＥＤ素子８６ａから出射された光束は、各プリズム８８に端面８８ａから入射し、プリズム面８８ｂで反射されて上方（＋Ｚ方向）に出射され、カバーガラス８９を透過して原稿面６（図１２では省略）に入射する。原稿面６で反射された光束は、カバーガラス８９を透過し、２つのプリズム８８の隙間を通過し、さらにスリット板８４を通過して余分な光が遮られた後、ベース８０の凹部８１に保持された複数の光学ユニット１００の各平面ミラー２ａ（図１）に入射する。

光学ユニット１００に入射した光束は、図１を参照して説明したように、平面ミラー２ａにより反射されて曲面ミラー３ａに入射し、曲面ミラー３ａの屈折力によりコリメートされ、アパーチャ４を通過する。アパーチャ４を通過した光束は、曲面ミラー３ｂに入射し、曲面ミラー３ｂの屈折力により再び収束光となり、平面ミラー２ｂにより反射され、スリット５を通過して、撮像素子７の撮像面７ａで結像する。これにより、原稿面６の画像が撮像素子７に読み取られる。隣接する２つのセル１０，１１における画像の処理方法は、上述したとおりである。

ここでは、原稿面側６にテレセントリックな光学系を用いているため、薄型でありながら被写界深度の深い読取装置を実現することができる。また、原稿面６の浮き上がり等によって原稿面６と曲面ミラー３ａとの距離が変化した場合も、結像倍率が変化しないため、撮像素子７により読み取られる画像の大きさが変化せず、従って読取画像の歪みを防止することができる。

なお、図１２では撮像素子７が回路基板７１上の主走査方向（Ｘ方向）の全域に配置されているが、この場合、（セル１０，１１の平面ミラー２ａが上述した千鳥状に配置されているため）実際に使用されている撮像素子７と、使用されていない撮像素子７とが主走査方向に交互に配列されていることになる。そのため、撮像に必要な部分（セル１０，１１に対応した部分）にのみ撮像素子７を配置してもよい。

以上説明したように、本実施の形態によれば、各ミラーアレイ１に、Ｙ方向に突出するリブ１２ａ，１２ｂを設けることにより、Ｘ方向及びＹ方向（リブ１２ａ，１２ｂの突出方向）に離間した少なくとも２箇所で、ピン嵌合等により、各ミラーアレイ１のベース８０に対する位置決めを行うことができ、これによりミラーアレイ１の位置精度が向上する。

また、リブ１２ａ，１２ｂの突出方向に離間した少なくとも２箇所で、ミラーアレイ１のベース８０に対する位置決めを基準面等により行うことができるため、Ｘ方向を軸とする回転方向及びＹ方向を軸とする回転方向における位置精度（すなわち、あおり精度及び傾き精度）が向上する。また、リブ１２ａ，１２ｂの突出方向の少なくとも２箇所で、各平面ミラー２ａ，２ｂのミラーアレイ１に対する位置決めを行うことができるため、各平面ミラー２ａ，２ｂのＸ方向を軸とするあおり精度及びＹ方向を軸とする傾き精度を向上することができる。

また、各ミラーアレイ１のリブ１２ａ，１２ｂが遮光板としても機能することにより、光学セル１０，１１の各光学系への迷光の侵入を防止することができる。また、各ミラーアレイ１のリブ１２ａ，１２ｂが、対向するミラーアレイ１とは反対の側に突出していると、読取装置の大きさがリブ１２ａ，１２ｂの突出量の分だけ大きくなるが、各ミラーアレイ１のリブ１２ａ，１２ｂが、対向するミラーアレイ１に向けて突出しているため、読取装置を小型に構成することができる。

また、一方のミラーアレイ１のリブ１２ａ（１２ｂ）の先端と、対向するミラーアレイ１のリブ１２ａ（１２ｂ）の先端とが当接するか又は近接するように構成され、各先端に凸部１２ｃ及び凹部１２ｄ（継ぎ目遮光手段）が設けられているため、リブ１２ａ（１２ｂ）同士の継ぎ目部分からの光の侵入を防止することができる。

また、曲面ミラー３ａのＸ方向両端にリブ１２ａ，１２ｂが配置されているため、各リブ１２ａ，１２ｂを、曲面ミラー３ａの反射光の光路の両側において遮光機能を発揮することができる。

また、光学セル１０の曲面ミラー３ａと光学セル１１の曲面ミラー３ｂとで一体のミラーアレイ１を構成し、光学セル１０の曲面ミラー３ｂと光学セル１１の曲面ミラー３ａとで一体のミラーアレイ１を構成すると共に、各曲面ミラー３ａのＸ方向両側にリブ１２ａ，１２ｂを設けることにより、上述した各効果（位置決め精度の向上及び遮光性能の向上）を達成しつつ、被写体側にテレセントリックな光学系を用いることも可能になる。

また、同形状の光学セル１０，１１をＸ方向（主走査方向）に配列すると共に、Ｙ方向（副走査方向）における向きが逆方向となるように交互に配列し、互いに隣接する光学セル１０，１１のＸ方向の各一部分がＹ方向に重なり合うようにすることで、少なくとも被写体側にテレセントリックな光学系を用いることができる。このようなテレセントリック光学系を用いた場合、少なくとも被写体側が平行光となるため、読取範囲Ｄが第１ミラー２ａと同じ幅になるが、上述したセル１０，１１の配置により、互いに隣接するセル１０，１１による読取画像を一部重複させ、当該重複部分を利用して画像の復元を行うことができるためである。このように、少なくとも被写体側にテレセントリック光学系を用いることにより、原稿面６の浮き上がり等が生じた場合の読取画像の歪みを防止することができる。

本実施の形態では、光学セル２個を１つの光学ユニットとしているが、２個以上の光学セルを１つの光学ユニットとすることができる。また、読取装置１０１の主走査幅を１つの光学ユニットとすることもできる。一方、複数の光学ユニットを組み合わせて読取装置１０１の副走査幅を構成する場合は、光学ユニット１００の配列数を変化させる（セル１０，１１のＸ方向の間隔を変化させる）ことにより、読取幅の異なる読取装置を容易に製造することができるため、光学ユニット１００を、仕様の異なる機器に適用可能な共通の光学ユニットとして用いることができる。これは、少量多品種の機器の場合には、特に大きな利点となる。すなわち材料の利用効率を改善することができる。

なお、本実施の形態では、隣接する２つのセル１０，１１の各平面ミラー２ａが、そのＸ方向の一部分においてＹ方向に重なり合うことを説明したが、平面ミラー２ａに限らず、光学系の最も被写体側に位置する光学素子（ミラー、レンズ等）であればよい。

また、本実施の形態では、原稿の浮き上がり（折り目等）があっても倍率変化を生じさせずに読み取りを行うことができることを説明したが、本実施の形態の読取装置は、被写体側にテレセントリックな光学系を有しているため、立体物の読み取りに利用することもできる。

実施の形態２．
次に、本発明の実施の形態２について説明する。上述した実施の形態１では、各ミラーアレイ１のリブ１２ａ，１２ｂは、光学セル１０，１１のＹ方向の略中央に達する長さを有していた。これに対し、この実施の形態２では、各ミラーアレイ１のリブ１２ａ，１２ｂのうち、一方のリブ１２ｂが、対向するミラーアレイ１に達している。また、各ミラーアレイ１は、弾性体によりベース８０に対して付勢されている。

実施の形態１で説明したように、光学ユニット１００はベース８０（図１２）に位置決めされ、固定されている。固定方法としては、接着剤やねじ等による固定が可能である。

ベース８０は、光学ユニット１００の位置及び姿勢を決定するものであるため、高い剛性を有することが求められ、例えば金属やセラミック等で作製される。一方、ミラーアレイ１は、一般に樹脂成形品により構成されている。そのため、ミラーアレイ１とベース８０とが、硬化後の硬度の高い接着剤やねじにより固定されていると、ベース８０とミラーアレイ１との線膨張係数の差により、温度変化によってミラー面３０ａ，３０ｂに歪が発生する可能性がある。

温度変化によって生じるミラー面３０ａ，３０ｂの歪を抑える方法としては、硬化後もある程度弾性を有する接着剤により固定する方法と、ミラーアレイ１をゴム等の弾性体でベース８０に付勢して位置決めする方法とが考えられる。

本実施の形態では、ゴム等の弾性体を用いてミラーアレイ１をベース８０に押し当てて位置決めする方法について説明する。

図１３は、本実施の形態における読取装置１０１の断面図である。図１３に示すように、光学ユニット１００は、ベース８０の凹部８１に保持されており、その上面側（＋Ｚ方向）にはスリット板８４、プリズム８８、ＬＥＤ基板８６及びカバーガラス８９が配置されている。カバーガラス８９とスリット板８４との間には、弾性体８３（ここではゴム）が配置されている。弾性体８３は、スリット板８４、曲面ミラー３ａの当接面３０１及び平面ミラー２ａの当接面２０１を介して、両ミラーアレイ１をベース８０に対して押圧する。

ここで、読取装置１０１のＹ方向（副走査方向）の中央付近には、上述したプリズム８８及びＬＥＤ基板８６が配置されるため、弾性体８３は、読取装置１０１のＹ方向の端部側に配置される。

そのため、ミラーアレイ１の基準面１２２ａ，１２２ｂ（図３）は、弾性体８３によって十分な付勢力でベース８０に押し当てられるが、ミラーアレイ１のリブ１２ａの先端の基準面１２２ｃは、比較的小さい付勢力でベース８０に押し当てられる。ミラーアレイ１をベース８０から浮き上がらないように保持するためには、リブ１２ａの先端の基準面１２２ｃをより大きな付勢力でベース８０に押し当てることが望まれる。

図１４は、本実施の形態におけるミラーアレイ１の斜視図であり、図１５は、本実施の形態における光学ユニット１００の斜視図である。図１４に示すように、各ミラーアレイ１の一対のリブ１２ａ，１２ｂのうち、ミラーアレイ１のＸ方向中央に配置されたリブ１２ｂは、もう一方のリブ１２ａよりも長く、対向するミラーアレイ１００の弾性体８３（図１３）の下方位置まで延在している。リブ１２ｂは、その先端部において、対向するミラーアレイ１の曲面ミラー３ａのリブ１２ｂの側方に形成された溝部１２４（図５）に係合する。

図１５に示すように、曲面ミラー３ａには、溝部１２４に連通して、曲面ミラー３ａの上方（＋Ｚ方向）に開放された溝部３０３が形成されている。この溝部３０３には、略Ｔ字状断面を有する付勢部材１０２の鉛直部１０２ａが上方から挿入されている。曲面ミラー３ａには、付勢部材１０２の上端の板状部分１０２ｂを受ける受け部３０２が形成されている。付勢部材１０２の延直部１０２ａは、リブ１２ｂに上方から当接する。また、付勢部材１０２の板状部分１０２ａの上端面１０２ｃは、曲面ミラー３ａの上方に突出している。これにより、上述した弾性体８３（図１３）は、付勢部材１０２の上面１０２ｃを、スリット板８４を介して下方に（−Ｚ方向に）付勢する。付勢部材１０２は、リブ１２ｂの先端に上方から当接しているため、リブ１２ｂの先端は弾性体８３の付勢力を受ける。

この弾性体８３の付勢力により、ミラーアレイ１のリブ１２ｂの先端に形成された基準面１２２ｃ（図３）はベース８０に付勢される。これにより、衝撃荷重等を受けた場合においても、ミラーアレイ１がベース８０から浮くことはなく、確実にベース８０上で保持される。

実施の形態１において図３を参照して説明したように、ベース８０に対するミラーアレイ１の位置決めは、ミラーアレイ１の下面（−Ｚ側の面）に設けたピン１２１ａ，１２１ｂと、ベース８０に設けた図示しない穴との係合により行われる。ここでは、例えば、ピン１２１ａに係合する穴を円形とし、ピン１２１ｂに係合する穴を、ピン１２１ａを中心とする半径方向に長さを有する長穴としている。これにより、ベース８０とミラーアレイ１との熱膨張・収縮に差があったとしても、その差がピン１２１ｂとの長穴との係合により吸収され、ミラーアレイ１には応力が加わらない。従って、ミラー面３０ａ，３０ｂの歪の発生を防止することができる。なお、上述した実施の形態１において、硬化後もある程度の弾性を有する接着剤を用いてミラーアレイ１をベース８０に固定した場合も、同様の効果が得られる。

また、基準面１２２ａ，１２２ｂ（図３）から基準面１２２ｃまでのＹ方向距離Ｂ２が長いため、ミラーアレイ１のあおり精度（Ｘ方向を軸とする回転方向の位置精度）が、さらに向上する。

以上説明したように、本実施の形態によれば、各ミラーアレイ１に設けられたリブ１２ｂが、対向するミラーアレイ１の弾性体８３にまで達し、当該弾性体８３によりベース８０側に付勢されるため、温度変化によるミラーアレイ１とベース８０との熱膨張・収縮の差があっても、ミラー面３０ａ，３０ｂの歪の発生を防止でき、安定してミラーアレイ１をベース８０に位置決めすることができる。また、基準面１２２ａ，１２２ｂから基準面１２２ｃまでのＹ方向距離Ｂ２が長いため、ミラーアレイ１のあおり精度（Ｘ方向を軸とする回転方向の位置精度）がさらに向上する。

本発明の実施の形態１における読取装置の光学セルの構成を示す断面図である。 本発明の実施の形態１における読取装置の光学ユニットの構成を示す分解斜視図である。 本発明の実施の形態１におけるミラーアレイの形状を示す斜視図である。 本発明の実施の形態１における２つの光学ユニットを組み合わせた状態を示す斜視図である。 本発明の実施の形態１における２つの光学ユニットを組み合わせた状態を示す平面図である。 本発明の実施の形態１における２つの光学ユニットを、平面ミラーを取り外して示す斜視図である。 本発明の実施の形態１の一構成例におけるセルと原稿面との関係を示す図である。 本発明の実施の形態１の別の構成例におけるセルと原稿面との関係を示す図である。 本発明の実施の形態１における各セルの光学系を示す図である。 本発明の実施の形態１における画像の処理方法を説明するための図である。 本発明の実施の形体１における画像の処理方法を説明するための図である。 本発明の実施の形態１における読取装置の全体構成を示す分解斜視図である。 本発明の実施の形態２における読取装置の構成を示す断面図である。 本発明の実施の形態２におけるミラーアレイの形状を示す斜視図である。 本発明の実施の形態２における光学ユニットの形状を示す斜視図である。

符号の説明

１ ミラーアレイ、 ２ａ，２ｂ，２ａ１，２ａ２ 平面ミラー、 ３ａ，３ｂ 曲面ミラー、 ４ アパーチャ、 ５ スリット、 ６ 原稿面、 ６１，６２ 原稿位置、 ６１ａ，６１ｂ，６２ａ，６２ｂ 読取ライン、 ７ 撮像素子、 ７ａ 撮像面、 ７１ 回路基板、 １０，１０Ａ，１０Ｂ，１１，１１Ａ，１１Ｂ 光学セル、 １２ａ，１２ｂ リブ、 １２ｃ 凸部、 １２ｄ 凹部、 ８０ ベース、 ８１ 凹部、 ８３ 弾性体、 ８４ スリット板、 ８６ ＬＥＤ基板、 ８６ａ ＬＥＤ素子、 ８８ プリズム、 ８９ カバーガラス、 ９０ａ，９０ｂ 読取対象画像、 ９１ａ，９１ｂ，９１ｃ 読取画像、 ９３ 合成画像、 １００，１００Ａ，１００Ｂ 光学ユニット、 １０１ 読取装置、 １０２ 付勢部材、 １２１ａ，１２１ｂ，１２１ｃ，１２１ｄ，１２１ｅ，１２１ｆ ピン、 １２２ａ，１２２ｂ，１２２ｃ，１２２ｄ，１２２ｅ，１２２ｆ，１２２ｇ，１２２ｈ，１２２ｉ 基準面、 １２３ｃ，１２３ｅ 穴、 １２３ｄ 長穴、 １２３ｆ 切欠き、 １２４ 溝部、 Ａ 主光線、 Ａ１，Ａ２ 光軸。

Claims (9)

1. 互いに対向するように平行に配列された２列のミラーアレイと、
   前記２列のミラーアレイが固定された支持体と
   を備え、
   各ミラーアレイが、対向するミラーアレイに向けて突出するリブを一体に有し、前記リブが前記支持体に固定されていることを特徴とする読取装置。
2. 各ミラーアレイの前記リブが、当該リブの先端部において、対向するミラーアレイの前記リブと当接し、又は近接していることを特徴とする請求項１に記載の読取装置。
3. 前記リブの前記先端部に、凸部又は凹部が形成されていることを特徴とする請求項２に記載の読取装置。
4. 前記リブは、前記配列の方向において、各ミラーアレイの所定のミラーの両側に配置されていることを特徴とする請求項１から３までのいずれか１項に記載の読取装置。
5. 各ミラーアレイは、第１のミラーと第２のミラーとが交互に配列されたものであり、
   一方のミラーアレイの第１のミラーと、対向するミラーアレイの第２のミラーとが、所定の光路を規定するように組み合わせられ、光学セルを構成していることを特徴とする請求項１から４までのいずれか１項に記載の読取装置。
6. 前記第１のミラーは、読取対象からの光を、前記第２のミラーに向けて反射するミラーであり、
   前記リブは、前記配列の方向において、前記第２のミラーの両側に配置されていることを特徴とする請求項５に記載の読取装置。
7. 各ミラーアレイの前記リブの少なくとも一つが、対向するミラーアレイまで延在していることを特徴とする請求項１から６までのいずれか１項に記載の読取装置。
8. 各ミラーアレイを前記支持体に対して付勢する弾性部材を更に備え、
   前記弾性部材の付勢力により、各ミラーアレイの前記リブも前記支持体に対して付勢されることを特徴とする請求項１から７までのいずれか１項に記載の読取装置。
9. 各ミラーアレイと平行に配置されたラインセンサを更に備えたことを特徴とする請求項１から８までのいずれか１項に記載の読取装置。
   

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