JP2010130066A - 画像読取り装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な構成で、異なる高さの読取り位置に好ましい照度で光を照射することができ、ひいては異なる高さの読取り位置であっても良好な品質で画像を読み取ることのできるＣＩＳ方式の画像読取り装置を得る。
【解決手段】それぞれの入射側焦点位置（読取り位置）１７Ａ，１７Ｂが異なる高さに配置された結像レンズ１６Ａ，１６Ｂと、結像レンズ１６Ａ，１６Ｂのそれぞれの射出側焦点位置に配置された撮像素子２０Ａ，２０Ｂと、各撮像素子２０Ａ，２０Ｂに結像される光を放射する共通の光源５（ＬＥＤ５ｒ，５ｇ，５ｂ）と、光源５から放射された光を結像レンズ１６Ａ，１６Ｂのそれぞれの入射側焦点位置（読取り位置）１７Ａ，１７Ｂに最大照度となるように導く導光体１０と、を備えた画像読取り装置。
【選択図】図２

Description

本発明は、画像読取り装置、特に、密着センサ方式の画像読取り装置に関する。

従来より、原稿の画像を光学的に読み取る画像読取り装置としては、大別すると、ＣＣＤ方式（Charge Coupled Device 光学縮小方式）とＣＩＳ方式（Contact Image Sensor 密着センサ方式）とが知られている。ＣＣＤ方式は結像レンズの焦点深度が大きく、凹凸のある原稿であっても問題なく読み取ることができるが、大型であり、消費電力も大きいという問題点を有している。一方、ＣＩＳ方式は等倍型の結像レンズを使用するので小型化や省電力化が可能であるが、結像レンズの焦点深度が小さく、凹凸のある原稿の読取りや、アダプタを使用するフィルムの読取りに問題を生じている。

特許文献１に記載の画像読取り装置では、ＣＩＳ方式でフィルムスキャンにも対応できるように、通常の原稿を読み取る第１のレンズ及び受光素子に加えて、フィルムを読み取るために第２のレンズと第２の受光素子を備えている。

ところで、複数の読取り光学系を備えたＣＩＳ方式であって、異なる高さで画像を読み取る場合、それぞれの読取り位置に最大照度で光を照射することが好ましい。照度が低下すると解像力やコントラストが劣化する。これを解消するには、異なる読取り光学系ごとに光源や導光体を別々に配置することが考えられるが、これでは読取り光学系が大型化し、コストアップにもつながる。なお、特許文献１ではこのような課題の解決策までは言及されていない。
特開２００５−２６０６８０号公報

そこで、本発明の目的は、簡単な構成で、異なる高さの読取り位置に好ましい照度で光を照射することができ、ひいては異なる高さの読取り位置であっても良好な品質で画像を読み取ることのできるＣＩＳ方式の画像読取り装置を提供することにある。

前記目的を達成するため、本発明の一形態である画像読取り装置は、
光源から放射された光にて導光体を介して原稿を照射し、該原稿からの反射光を等倍型の結像レンズを介して撮像素子に結像させる画像読取り装置において、
それぞれの入射側焦点位置が異なる高さに配置された少なくとも二つの結像レンズと、
前記結像レンズのそれぞれの射出側焦点位置に配置された撮像素子と、
複数の撮像素子に結像される光を放射する共通の光源と、
前記共通の光源から放射された光を前記結像レンズのそれぞれの入射側焦点位置に最大照度となるように導く共通の導光体と、
を備えたことを特徴とする。

前記画像読取り装置にあっては、少なくとも二つの結像レンズのそれぞれの入射側焦点位置（読取り位置）に対して共通の光源及び共通の導光体を用いて光を照射するため、光源及び導光体の構成が簡略化され、かつ、高さの異なるそれぞれの読取り位置に最大照度となるように光を導くため、いずれの撮像素子においても良好な品質で画像を読み取ることができる。

そして、前記画像読取り装置にあっては、少なくとも二つの撮像素子で同時に画像を読み取り、いずれか一つの撮像素子で読み取った画像データを選択的に出力する。この場合、出力する画像データは取得した画像データのうちＭＴＦ値の高い画像データであることが好ましい。これにて、例えば、凹凸のある原稿であっても良好な解像力、コントラストで画像を読み取ることが可能になる。

以下、本発明に係る画像読取り装置の実施例について添付図面を参照して説明する。

図１及び図２において、本発明の一実施例である画像読取り装置１は、カラー画像を読み取ることのできるＣＩＳ方式であって、概略、Ｒ，Ｇ，Ｂの光をそれぞれ放射する光源５（ＬＥＤ５ｒ，５ｇ，５ｂからなる）と、導光体１０と、複数のロッド状の結像レンズ１６Ａ，１６Ｂを並置したレンズアレイ１５Ａ，１５Ｂと、撮像素子２０Ａ，２０Ｂとで構成されている。光源５と撮像素子２０Ａ，２０Ｂは基板３０上に搭載され、前記各部材をハウジング３５で覆うことにより、イメージセンサモジュール２が構成されている。

イメージセンサモジュール２は、プラテンガラス４０の直下に配置され、かつ、図示しない駆動手段により矢印Ｘ方向に所定の速度で移動可能とされている。移動方向Ｘは、結像レンズ１６Ａ，１６Ｂが並置されている方向及び撮像素子２０Ａ，２０Ｂの１画素の受光素子（図示せず）が並置されている方向に対して直交している。

結像レンズ１６Ａはその入射側焦点位置１７Ａ（以下、読取り位置とも称する）がプラテンガラス４０の表面高さＡに一致するように配置され、結像レンズ１６Ｂはその入射側焦点位置１７Ｂ（以下、読取り位置とも称する）がプラテンガラス４０の表面から２ｍｍ上方の高さＢに一致するように配置されている。また、撮像素子２０Ａ，２０Ｂはそれぞれ結像レンズ１６Ａ，１６Ｂの射出側焦点位置に配置されている。

ロッド状の等倍型結像レンズ１６Ａ，１６Ｂの焦点深度はそれぞれ約±１ｍｍであり、結像レンズ１６Ａは高さＡから±１ｍｍの範囲の画像に焦点を合わせて原稿からの反射光を撮像素子２０Ａに結像させる。結像レンズ１６Ｂは高さＢから±１ｍｍの範囲の画像に焦点を合わせて原稿からの反射光を撮像素子２０Ｂに結像させる。即ち、このイメージセンサモジュール２では、プラテンガラス４０の表面から３ｍｍの高さまでの画像を読み取ることが可能である。

導光体１０は、図３に示すように、垂直部１０ａと水平部１０ｂとからなり、垂直部１０ａの底面に配置された光源５から放射された光は上方に導かれるとともに傾斜面１０ｃで水平方向に反射されて水平部１０ｂ内を進行しつつ上方に反射され、傾斜した射出面１０ｄ，１０ｅからそれぞれ読取り位置１７Ａ，１７Ｂを照射する。導光体１０の射出面１０ｄ，１０ｅは光源５からの光が読取り位置１７Ａ，１７Ｂに最大照度で集光するようにその傾斜角度が設計されている。

以上の構成からなる画像読取り装置１においては、原稿をプラテンガラス４０の表面に載置した状態で、ＬＥＤ５ｒ，５ｇ，５ｂを順次点滅させつつイメージセンサモジュール２を矢印Ｘ方向に移動させて１ラインずつ画像の読取りを行う。

順次点滅されるＬＥＤ５ｒ，５ｇ，５ｂから放射された光は導光体１０の射出面１０ｄ，１０ｅから読取り位置１７Ａ，１７Ｂを照射し、原稿面での反射光が撮像素子２０Ａ，２０Ｂで結像、受光される。即ち、読取り位置１７Ａでの反射光は結像レンズ１６Ａを介して撮像素子２０Ａで結像、受光され、読取り位置１７Ｂでの反射光は結像レンズ１６Ｂを介して撮像素子２０Ｂで結像、受光される。

以上のごとく、結像レンズ１６Ａ，１６Ｂそれぞれの入射側焦点位置（読取り位置）１７Ａ，１７Ｂに対して共通の光源５及び共通の導光体１０を用いて光を照射するため、光源５及び導光体１０の構成が簡略化され、かつ、高さの異なるそれぞれの読取り位置１７Ａ，１７Ｂにおいて最大照度となるように射出面１０ｄ，１０ｅの傾斜角度を設計された導光体１０で光を導くため、いずれの撮像素子２０Ａ，２０Ｂにおいても高い解像力、高いコントラストの良好な品質で画像を読み取ることができる。

ところで、原稿が平坦な状態でプラテンガラス４０上に載置された場合は、読取り位置１７Ａで読み取られた画像は焦点が合って好ましい画質で撮像素子２０Ａで読み取られるが、撮像素子２０Ｂで読み取られた画像は焦点が合っていないので画質は劣化している。また、凹凸のある原稿の凹部、本や冊子の中央部分（綴じ部分）、平坦な原稿でも浮き上がった部分は、読取り位置１７Ａに焦点を合わせた結像レンズ１６Ａを介して撮像素子２０Ａで読み取った画像よりも、読取り位置１７Ｂに焦点を合わせた結像レンズ１６Ｂを介して撮像素子２０Ｂで読み取った画像のほうが品質的に良好である。

そこで、撮像素子２０Ａ，２０Ｂのそれぞれで得られた画像データを図４に示す画像データ処理回路５０で以下のように処理し、適正な画像データを出力する。

画像データ処理回路５０は、撮像素子２０Ａ，２０Ｂから転送される画像データをＡＤ変換するＡＤ変換器５１Ａ，５１Ｂ、メモリ５２Ａ，５２Ｂ、画像データのコントラスト比を演算するＭＴＦ演算器５３Ａ，５３Ｂ、比較器５４、選択器５５にて構成されている。撮像素子２０Ａ，２０Ｂで読み取った画像データはＡＤ変換器５１Ａ，５１Ｂでデジタルデータに変換され、メモリ５２Ａ，５２Ｂにメモリされた後、所定エリアでの画像データがＭＴＦ演算器５３Ａ，５３Ｂでそのコントラスト比（ＭＴＦ値）が演算され、比較器５４でＭＴＦ値の高いほうの画像データが選択され、この画像データが選択器５５から出力される。

これにて、原稿が平坦な状態でプラテンガラス４０上に載置された場合は、撮像素子２０Ａで読み取られた画像データが出力される。また、凹凸のある原稿の凹部、本や冊子の中央部分（綴じ部分）、平坦な原稿でも浮き上がった部分は、撮像素子２０Ｂで読み取られた画像データが出力される。このように、出力する画像データは撮像素子２０Ａ，２０Ｂで取得した画像データのうちＭＴＦ値の高い画像データであるため、例えば、凹凸のある原稿であっても良好な解像力、コントラストで画像を読み取ることができる。

（他の実施例）
なお、本発明に係る画像読取り装置は、前記実施例に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で種々に変更することができる。

特に、導光体の細部の構造、形状や、画像データ処理回路の構成などは任意である。また、イメージセンサモジュールが静止し、プラテンガラスが移動する方式や、プラテンガラス上で原稿が搬送される方式であってもよい。

本発明の一実施例である画像読取り装置の要部を示す斜視図である。 前記画像読取り装置を構成するイメージセンサモジュールを示す断面図である。 前記イメージセンサモジュールを構成する導光体内での光の進行を示す説明図である。 前記画像読取り装置の画像データ処理回路を示すブロック図である。

符号の説明

１…画像読取り装置
２…イメージセンサモジュール
５…光源
５ｒ，５ｇ，５ｂ…ＬＥＤ
１０…導光体
１０ｄ，１０ｅ…射出面
１５Ａ，１５Ｂ…レンズアレイ
１６Ａ，１６Ｂ…ロッド状結像レンズ
２０Ａ，２０Ｂ…撮像素子
５０…画像データ処理回路
５３Ａ，５３Ｂ…ＭＴＦ演算器

Claims (5)

1. 光源から放射された光にて導光体を介して原稿を照射し、該原稿からの反射光を等倍型の結像レンズを介して撮像素子に結像させる画像読取り装置において、
   それぞれの入射側焦点位置が異なる高さに配置された少なくとも二つの結像レンズと、
   前記結像レンズのそれぞれの射出側焦点位置に配置された撮像素子と、
   複数の撮像素子に結像される光を放射する共通の光源と、
   前記共通の光源から放射された光を前記結像レンズのそれぞれの入射側焦点位置に最大照度となるように導く共通の導光体と、
   を備えたことを特徴とする画像読取り装置。
2. 前記結像レンズはロッド状レンズであることを特徴とする請求項１に記載の画像読取り装置。
3. 前記結像レンズ及び前記撮像素子は前記共通の導光体の両側に配置され、
   前記共通の導光体は前記光源から放射された光を分岐させて前記結像レンズのそれぞれの入射側焦点位置に最大照度となるように導くこと、
   を特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像読取り装置。
4. さらに、前記複数の撮像素子で読み取った画像データを取得し、いずれか一つの撮像素子で読み取った画像データを選択的に出力する画像データ処理手段を備えたことを特徴とする請求項１、請求項２又は請求項３に記載の画像読取り装置。
5. 前記画像データ処理手段は、取得した画像データのうち、ＭＴＦ値の高い画像データを出力すること、を特徴とする請求項４に記載の画像読取り装置。

Images