JP2011205214A - 受光装置および画像読み取り装置 - Google Patents

Abstract

【課題】レンズ列と受光素子列との熱膨張の差異に起因する、受光素子列での受光量の変動を抑制する。
【解決手段】ＣＩＳは、主走査方向Ｘに沿って設けられたＣＭＯＳイメージセンサ３２２と、主走査方向Ｘに複数の柱状レンズ６２を配列してなる第１レンズ列６３と、主走査方向Ｘに複数の柱状レンズ６２を配列してなる第２レンズ列６４とを備え、第１レンズ列６３と第２レンズ列６４とが副走査方向Ｙに並べられた状態で、第１レンズ列６３の各柱状レンズ６２と第２レンズ列６４の各柱状レンズ６２とが主走査方向Ｘに互い違いとなるように、第１レンズ列６３および第２レンズ列６４が保持される。そして、ＣＭＯＳイメージセンサ３２２が第１レンズ列６３と第２レンズ列６４との境界部に沿って配置されるように、ＣＭＯＳイメージセンサ３２２を位置決めする。
【選択図】図７

Description

本発明は、受光装置および原稿の画像を読み取る画像読み取り装置に関する。

近年、原稿の画像を読み取る画像読み取り装置として、複数のレンズを並べて構成されたレンズ列および複数の受光素子を並べて構成された受光素子列とを備え、原稿からの反射光を、レンズ列を介して受光素子列で受光する、密着型イメージセンサと呼ばれるものが利用されるようになってきている。

公報記載の従来技術として、レンズ列と受光素子列とを対向して配置するとともに、複数のレンズの配列方向の中央部でレンズ列を位置決めする技術が存在する（特許文献１参照）。

特開２００３−１２５１８２号公報

本発明は、レンズ列と受光素子列との熱膨張の差異に起因する、受光素子列での受光量の変動を抑制することを目的とする。

請求項１記載の発明は、第１の方向に沿って配列された複数の受光素子を備えた受光素子列と、複数の第１のレンズを、それぞれの光軸が前記受光素子列に向かう第２の方向となるように前記第１の方向に配列してなる第１レンズ列と、複数の第２のレンズを、それぞれの光軸が前記第２の方向となるように前記第１の方向に配列してなる第２レンズ列と、前記第１レンズ列および前記第２レンズ列が前記第１の方向および前記第２の方向に交差する第３の方向に並べられた状態で、当該第１レンズ列を構成する複数の前記第１のレンズと当該第２レンズ列を構成する複数の前記第２のレンズとが当該第１の方向に互い違いとなるように、当該第１レンズ列および当該第２レンズ列を保持する保持部と、前記受光素子列が前記第１レンズ列と前記第２レンズ列との境界部に沿って配置されるように当該受光素子列を位置決めする位置決め手段とを含む受光装置である。

請求項２記載の発明は、前記位置決め手段は、前記受光素子列の前記第１の方向の両端部側がそれぞれ前記第１レンズ列と前記第２レンズ列との境界部に位置するように当該受光素子列を位置決めすることを特徴とする請求項１記載の受光装置である。
請求項３記載の発明は、前記第１レンズ列および前記第２レンズ列の前記第１の方向における中央部にて、前記保持部の当該第１の方向の位置決めが行われることを特徴とする請求項１または２記載の受光装置である。
請求項４記載の発明は、前記第１のレンズおよび前記第２のレンズが、屈折率分布を有するＧＲＩＮ（Gradient Index）レンズにて構成されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載の受光装置である。

請求項５記載の発明は、原稿が搬送される搬送路と、前記搬送路を搬送される原稿に光を照射する照射部と、前記原稿の搬送方向と交差する第１の方向に配列された複数の受光素子を備えた受光素子列と、複数の第１のレンズを、それぞれの光軸が前記搬送路および前記受光素子列に向かう第２の方向となるように前記第１の方向に配列してなる第１レンズ列と、複数の第２のレンズを、それぞれの光軸が前記第２の方向となるように前記第１の方向に配列してなる第２レンズ列と、前記第１レンズ列および前記第２レンズ列が前記原稿の搬送方向である第３の方向に並べられた状態で、当該第１レンズ列を構成する複数の前記第１のレンズと当該第２レンズ列を構成する複数の前記第２のレンズとが当該第１の方向に互い違いとなるように、当該第１レンズ列および当該第２レンズ列を保持する保持部と、前記受光素子列が前記第１レンズ列と前記第２レンズ列との境界部に沿って配置されるように当該受光素子列を位置決めする位置決め手段とを含む画像読み取り装置である。

請求項６記載の発明は、前記位置決め手段は、前記受光素子列の前記第１の方向の両端部側がそれぞれ前記第１レンズ列と前記第２レンズ列との境界部に位置するように、当該受光素子列を位置決めすることを特徴とする請求項５記載の画像読み取り装置である。
請求項７記載の発明は、前記搬送路を挟んで前記受光素子列に対向配置され、当該受光素子列による受光結果にシェーディング補正を行うのに使用されるシェーディング補正データを取得するために読み取られる白基準部材をさらに備え、前記受光素子列および前記白基準部材の相対的な位置が固定されていることを特徴とする請求項５または６記載の画像読み取り装置である。

請求項１記載の発明によれば、本構成を有していない場合と比較して、レンズ列と受光素子列との熱膨張の差異に起因する、受光素子列での受光量の変動を抑制することができる。
請求項２記載の発明によれば、本構成を有していない場合と比較して、より簡易に受光素子列の位置決めを行うことができる。
請求項３記載の発明によれば、本構成を有していない場合と比較して、熱膨張が生じた際のレンズ列の伸び量を少なくすることができる。
請求項４記載の発明によれば、本構成を有していない場合と比較して、受光装置を小型化することができる。
請求項５記載の発明によれば、本構成を有していない場合と比較して、レンズ列と受光素子列との熱膨張の差異に起因する、受光素子列での受光量の変動を抑制することができる。
請求項６記載の発明によれば、本構成を有していない場合と比較して、より簡易に受光素子列の位置決めを行うことができる。
請求項７記載の発明によれば、本構成を有していない場合と比較して、熱膨張が生じた際の光量変動を抑制した状態で、シェーディング補正を行うことが可能になる。

本実施の形態が適用される読み取り装置の全体構成の一例を示す図である。 ＣＩＳの構成の一例を示す断面図である。 （ａ）はＣＩＳにおける発光部の構成の一例を示す上面図であり、（ｂ）はＣＩＳにおける受光部の構成の一例を示す上面図である。 （ａ）は受光側レンズユニットの構成の一例を示す斜視図であり、（ｂ）は受光側レンズユニットの構成の一例を示す上面図である。 制御・画像処理ユニットの構成の一例を説明するためのブロック図である。 第２画像処理部の構成の一例を説明するためのブロック図である。 （ａ）は本実施の形態で用いたＣＩＳにおける柱状レンズアレイとＣＭＯＳイメージセンサとの相対的な位置関係、および、このＣＩＳを用いて第２白基準部材を読み取った際のＣＭＯＳイメージセンサによる受光結果の一例を示す図であり、（ｂ）は比較の形態で用いたＣＩＳにおける柱状レンズアレイとＣＭＯＳイメージセンサとの相対的な位置関係、および、このＣＩＳを用いて第２白基準部材を読み取った際のＣＭＯＳイメージセンサによる受光結果の一例を示す図である。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１は本実施の形態が適用される読み取り装置の全体構成の一例を示す図である。
この読み取り装置は、積載された原稿束から原稿を順次搬送する原稿送り装置１０と、スキャンによって原稿の第１面（表面）の画像を読み取るスキャナ装置４０とを備えている。

原稿送り装置１０は、複数枚の原稿Ｍからなる原稿束を積載する原稿収容部１１、この原稿収容部１１の下方に設けられ、読み取りが終了した原稿Ｍを積載する排紙収容部１２を備える。また、原稿送り装置１０は原稿収容部１１の原稿Ｍを取り出して搬送する取り出しロール１３を備える。さらに、取り出しロール１３の原稿搬送方向下流側には、原稿Ｍを１枚ずつに捌く捌き機構１４が設けられる。原稿Ｍが搬送される搬送路１５には、原稿搬送方向上流側から順に、プレレジロール１６、レジロール１７、プラテンロール１８、アウトロール１９、および排出ロール２０が設けられる。プレレジロール１６は、１枚ずつに捌かれた原稿Ｍを下流側のロールに向けて搬送すると共に原稿Ｍのループ形成を行う。レジロール１７は、回転し一旦停止した後にタイミングを合わせて回転を再開し、原稿読み取り部に対してレジストレーション調整を施しながら原稿Ｍを供給する。プラテンロール１８は、スキャナ装置４０にて読み込み中の原稿Ｍの搬送を補助する。アウトロール１９は、スキャナ装置４０にて読み込まれた原稿Ｍをさらに下流に搬送する。そして、排出ロール２０は、読み込まれた原稿Ｍをさらに搬送すると共に排紙収容部１２に排出する。

また、原稿送り装置１０において、プラテンロール１８とアウトロール１９との間には、搬送される原稿Ｍの第２面（裏面）の画像を読み取るＣＩＳ（Contact Image Sensor：密着イメージセンサ）３０が設けられている。

一方、スキャナ装置４０は、上述した原稿送り装置１０を開閉可能に支持すると共に、この原稿送り装置１０を装置フレーム４１によって支え、また、原稿送り装置１０によって搬送される原稿Ｍの第１面（表面）の画像読み取りを行う。このスキャナ装置４０は、筐体を形成する装置フレーム４１、画像を読み込むべき原稿Ｍが静止させた状態で置かれる第１プラテンガラス４２Ａ、プラテンロール１８の下方に設けられ、原稿送り装置１０によって搬送される原稿Ｍを読み取るための光の開口部を構成する第２プラテンガラス４２Ｂを備えている。

また、スキャナ装置４０は、第２プラテンガラス４２Ｂの下に静止し、あるいは第１プラテンガラス４２Ａの全体にわたってスキャンして画像を読み込むフルレートキャリッジ４３、フルレートキャリッジ４３から得られた光を結像部へ供給するハーフレートキャリッジ４５を備えている。ここで、フルレートキャリッジ４３は、原稿Ｍに光を照射する光源装置４４Ａおよび光源装置４４Ａからの光を原稿Ｍに向けて反射する光源ミラー４４Ｂと、原稿Ｍから得られた反射光を受光する第１ミラー４６Ａとを備えている。さらに、ハーフレートキャリッジ４５は、第１ミラー４６Ａから得られた光を結像部へ提供する第２ミラー４６Ｂおよび第３ミラー４６Ｃを有している。

さらにまた、スキャナ装置４０は、結像用レンズ４７および受光部の一例としてのＣＣＤ（Charge Coupled Device）イメージセンサ４８を備えている。これらのうち、結像用レンズ４７は、第３ミラー４６Ｃから得られた光学像を光学的に縮小する。また、ＣＣＤイメージセンサ４８は、結像用レンズ４７によって結像された光学像を光電変換する。

そして、スキャナ装置４０は、制御・画像処理ユニット４９をさらに備える。この制御・画像処理ユニット４９は、ＣＣＤイメージセンサ４８や上述したＣＩＳ３０から入力される原稿の表裏面の画像データに各種画像処理を施す。また、制御・画像処理ユニット４９は、読み取り装置の読み取り動作における各部の動作を制御する。

一方、スキャナ装置４０は、第１プラテンガラス４２Ａの副走査方向一端部側に設けられ、プラテンロール１８からアウトロール１９に向かって搬送される原稿Ｍを、上方に向けて傾斜させながら案内するための案内部材５０を備えている。また、案内部材５０は、第１プラテンガラス４２Ａと対向する側において、主走査方向に伸びて設けられる第１白基準部材５１と、搬送路１５を挟んでＣＩＳ３０と対向する側において、主走査方向に伸びて設けられる第２白基準部材５２とを備えている。なお、第１白基準部材５１は、搬送あるいは固定される原稿Ｍの第１面を読み取った際のシェーディング補正に使用する第１シェーディング補正データを作成するために用いられる。また、第２白基準部材５２は、搬送される原稿Ｍの第２面を読み取った際のシェーディング補正に使用する第２シェーディング補正データを作成するために用いられる。

そして、図１に示す読み取り装置において、原稿送り装置１０は、スキャナ装置４０に対して図中奥側を支点として開閉自在に取り付けられている。そして、スキャナ装置４０に対して原稿送り装置１０が閉じられた際に、スキャナ装置４０の案内部材５０に取り付けられた第２白基準部材５２が、原稿送り装置１０に設けられたＣＩＳ３０と対向するようになっている。

例えば第１プラテンガラス４２Ａに置かれた原稿Ｍの画像を読み取る固定読み取りモードでは、フルレートキャリッジ４３とハーフレートキャリッジ４５とが、２：１の割合で矢印方向に移動する。このとき、フルレートキャリッジ４３に設けられた光源装置４４Ａからの光が、原稿Ｍの被読み取り面（第１面）に照射される。そして、原稿Ｍからの反射光が第１ミラー４６Ａ、第２ミラー４６Ｂ、および第３ミラー４６Ｃの順に反射されて結像用レンズ４７に導かれる。結像用レンズ４７に導かれた光は、ＣＣＤイメージセンサ４８の受光面に結像される。ＣＣＤイメージセンサ４８を構成する各色用のセンサは１次元のセンサであり、１ライン分を一括に処理している。このライン方向（スキャンの主走査方向）と交差する方向（スキャンの副走査方向）にフルレートキャリッジ４３およびハーフレートキャリッジ４５を移動させ、原稿Ｍの次のラインを読み取る。これを原稿Ｍの全体に亘って実行することで、１ページの原稿読み取りを完了させる。

一方、原稿送り装置１０によって搬送される原稿Ｍの画像を読み取る搬送読み取りモードでは、副走査方向に搬送される原稿Ｍがこの第２プラテンガラス４２Ｂの上を通過する。このとき、フルレートキャリッジ４３およびハーフレートキャリッジ４５は、図１に示す実線の位置に停止した状態におかれる。そして、搬送されてくる原稿Ｍの１ライン目の反射光が、第１ミラー４６Ａ、第２ミラー４６Ｂ、および第３ミラー４６Ｃを経て結像用レンズ４７にて結像され、ＣＣＤイメージセンサ４８によって画像が読み込まれる。すなわち、ＣＣＤイメージセンサ４８によって主走査方向の１ライン分を一括に処理した後、原稿送り装置１０によって搬送される原稿Ｍの次の主走査方向の１ライン分が読み込まれる。そして、原稿Ｍの先端が第２プラテンガラス４２Ｂの読み取り位置に到達した後、この原稿Ｍの後端が第２プラテンガラス４２Ｂ上の読み取り位置を通過することによって、副走査方向に亘って１ページの原稿読み取りが完了する。

そして、本実施の形態では、このようにフルレートキャリッジ４３とハーフレートキャリッジ４５とを停止させ、第２プラテンガラス４２Ｂを介してＣＣＤイメージセンサ４８により原稿Ｍの第１面の読み取りを行う原稿Ｍの搬送時に、ＣＩＳ３０によって、この原稿Ｍの第２面の読み取りを行うことが可能となっている。すなわち、ＣＣＤイメージセンサ４８とＣＩＳ３０とを用いて、搬送路１５への原稿Ｍの一度の搬送で、この原稿Ｍにおける表裏両面の画像を読み取ることを可能としている。

次に、上述したＣＩＳ３０の構成について詳細に説明する。
図２は受光装置の一例としてのＣＩＳ３０の構成の一例を示す断面図である。ここで、図２は、原稿Ｍの搬送方向に沿ってＣＩＳ３０を切断した断面図を示している。なお、以下の説明においては、原稿Ｍの搬送方向を副走査方向Ｙと呼び、原稿Ｍの面に垂直な方向を光軸方向Ｚと呼び、副走査方向Ｙおよび光軸方向Ｚに直交する方向を主走査方向Ｘと呼ぶ。ここで、主走査方向Ｘは第１の方向に、光軸方向Ｚは第２の方向に、副走査方向Ｙは第３の方向に、それぞれ対応している。

ＣＩＳ３０は原稿Ｍ（図１参照）に向けて光を発する発光部３１と、発光部３１から発せられ、原稿Ｍにて反射される反射光を受光する受光部３２とを備える。
ここで、図３（ａ）は図２のＣＩＳ３０における発光部３１の構成の一例を示す上面図であり、図３（ｂ）は図２のＣＩＳ３０における受光部３２の構成の一例を示す上面図である。以下では、図２に加えて図３も参照しつつ、ＣＩＳ３０の構成についてさらに説明を行う。

発光部３１は、筐体部３１１と、主走査方向Ｘに沿って筐体部３１１に取り付けられ、それぞれが光を発する照射部の一例としての２つの導光管３１２と、筐体部３１１によって保持され、２つの導光管３１２から発せられた光を原稿Ｍに向けて集光する発光側レンズユニット３１３と、筐体部３１１に設けられた開口を覆うとともに、発光側レンズユニット３１３を介して出力される光および原稿Ｍからの反射光を透過させるカバーガラス３１４と、筐体部３１１にて保持され、原稿Ｍにて反射し且つカバーガラス３１４を透過してきた光を集光する受光側レンズユニット３１５とを備えている。なお、図３（ａ）においては、カバーガラス３１４の記載を省略しており、カバーガラス３１４の背面側に存在する発光側レンズユニット３１３および受光側レンズユニット３１５を露出させている。

また、発光部３１は、筐体部３１１に対するカバーガラス３１４の取り付け面側において光軸方向Ｚとは逆方向に突出形成される複数の突起３１６をさらに備える。本実施の形態では、４つの突起３１６が設けられており、主走査方向Ｘの両端部にそれぞれ２つずつ配置されている。なお、これらの突起３１６は、図１においてスキャナ装置４０に対して原稿送り装置１０を閉じた場合に、案内部材５０に突き当たることで、案内部材５０に対するＣＩＳ３０の位置決めを行うとともに、ＣＩＳ３０と案内部材５０との間に空間すなわち搬送路１５を形成するようになっている。

ここで、本実施の形態では、筐体部３１１が、第１筐体３１１ａと第２筐体３１１ｂとを備えており、第１筐体３１１ａに第２筐体３１１ｂをはめ込むことによって構成されている。また、２つの導光管３１２の主走査方向Ｘの端部側には、図示しない光源が設けられており、２つの導光管３１２に向けて光を照射するようになっている。

さらに、筐体部３１１の光軸方向Ｚ下流側の背面には、複数の丸穴３１１ｃが形成されている。本実施の形態では、４つの丸穴３１１ｃが設けられており、主走査方向Ｘの両端部に副走査方向Ｙに沿ってそれぞれ２つずつ配置されている。

一方、受光部３２は、内部に電気的な配線（図示せず）が形成された基板３２１と、基板３２１の一方の面に取り付けられ、基板３２１に設けられた配線と電気的に接続されるとともに、発光部３１に設けられた受光側レンズユニット３１５にて集光された光すなわち原稿Ｍからの反射光を受光するＣＭＯＳイメージセンサ３２２とを備えている。

ここで、基板３２１には、副走査方向Ｙに沿って伸びる複数の長穴３２１ａが形成されている。本実施の形態では、発光部３１の筐体部３１１に設けられた丸穴３１１ｃに対応して４つの長穴３２１ａが設けられており、主走査方向Ｘの両端部に副走査方向Ｙに沿ってそれぞれ２つずつ配置されている。

また、受光素子列の一例としてのＣＭＯＳイメージセンサ３２２は、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）構造を有する複数の受光素子（図示せず）を、主走査方向に沿って複数並べた構成を備えている。

そして、発光部３１と受光部３２とは、スペーサ３３を介して対向配置されており、複数のネジ３４によって発光部３１および受光部３２の相対的な位置決めがなされた状態で固定されている。このとき、各ネジ３４は、受光部３２の基板３２１に設けられた長穴３２１ａを介して、発光部３１の筐体部３１１に設けられた丸穴３１１ｃに保持されるようになっている。なお、複数のネジ３４を用いた、発光部３１と受光部３２との相対的な位置決めの設定手法については後述する。また、本実施の形態では、発光部３１の筐体部３１１に設けられた丸穴３１１ｃと、受光部３２の基板３２１に設けられた長穴３２１ａと、ネジ３４とによって、位置決め手段が構成されている。

次に、ＣＩＳ３０に設けられた受光側レンズユニット３１５の構成について説明する。
図４（ａ）は受光側レンズユニット３１５の構成の一例を示す斜視図であり、（ｂ）は受光側レンズユニット３１５の構成の一例を示す上面図である。

受光側レンズユニット３１５は、例えば円柱状の形状を有する複数の柱状レンズ６２と、複数の柱状レンズ６２を内部に収容する枠状のレンズフレーム６５とを備えている。そして、本実施の形態では、このレンズフレーム６５の内側に、複数の柱状レンズ６２が例えば主走査方向Ｘに沿って副走査方向Ｙに２列に互い違いに配列されている。そして、複数の柱状レンズ６２はそれぞれが光軸方向Ｚを向くように配列され、接着剤等を用いてレンズフレーム６５に固定されている。

以下の説明においては、複数の柱状レンズ６２で構成されたレンズ群全体を柱状レンズアレイ６１と呼ぶことにする。また、柱状レンズアレイ６１のうち、副走査方向Ｙの上流側において主走査方向Ｘに並ぶ１列のレンズ群を第１レンズ列６３と呼び、第１レンズ列６３よりも副走査方向Ｙの下流側において主走査方向Ｘに並ぶ１列のレンズ群を第２レンズ列６４と呼ぶ。そして、本実施の形態では、第１レンズ列６３を構成する複数の柱状レンズ６２が第１のレンズとなっており、第２レンズ列６４を構成する複数の柱状レンズ６２が第２のレンズとなっている。

本実施の形態において、ＧＲＩＮ（Gradient Index）レンズの一例としての柱状レンズ６２は、半径方向に屈折率分布を有するガラス材料にて構成されている。なお、柱状レンズ６２については、ガラス材料以外に、例えばプラスチック材料を用いて構成してもよい。
また、保持部の一例としてのレンズフレーム６５は、例えばガラスファイバ等を分散させたプラスチック材料で構成されている。

続いて、図１に示す制御・画像処理ユニット４９について説明する。
図５は、制御・画像処理ユニット４９の構成の一例を説明するためのブロック図である。この制御・画像処理ユニット４９は、センサ（ＣＣＤイメージセンサ４８およびＣＩＳ３０に設けられたＣＭＯＳイメージセンサ３２２）から入力される画像データに処理を施す信号処理部８０と、原稿送り装置１０およびスキャナ装置４０の動作を制御する制御部９０とを備えている。

信号処理部８０は、原稿Ｍの表面（第１面）を読み取るＣＣＤイメージセンサ４８からの入力信号に処理を施す第１画像処理部８１と、原稿Ｍの裏面（第２面）を読み取るＣＭＯＳイメージセンサ３２２からの入力信号に処理を施す第２画像処理部８２とを備えている。そして、第１画像処理部８１で処理が施されたデジタル画像データは第１面画像データとして、また、第２画像処理部８２で処理が施されたデジタル画像データは第２面画像データとして、それぞれ外部に出力されるようになっている。

一方、制御部９０は、メインコントローラ９１、センサコントローラ９２、光源コントローラ９３、スキャンコントローラ９４、および搬送コントローラ９５を備える。これらのうち、メインコントローラ９１は、原稿送り装置１０およびスキャナ装置４０の全体を制御する。センサコントローラ９２はＣＣＤイメージセンサ４８およびＣＭＯＳイメージセンサ３２２による画像データの取り込み動作を制御する。光源コントローラ９３は、読み取りタイミングに合わせてスキャナ装置４０に設けられた光源装置４４Ａ（図１参照）およびＣＩＳ３０に設けられた光源（図示せず）の点灯・消灯を制御する。スキャンコントローラ９４は、スキャナ装置４０におけるモータのオン/オフなどを行い、フルレートキャリッジ４３およびハーフレートキャリッジ４５によるスキャン動作を制御する。搬送コントローラ９５は、原稿送り装置１０におけるモータの制御、各種ロールの動作やフィードクラッチの動作、ゲートの切り替え動作等を制御する。

これらの各種コントローラからは、原稿送り装置１０およびスキャナ装置４０に対して制御信号が出力され、かかる制御信号に基づいて、これらの動作制御が行われる。そして、メインコントローラ９１は、ホストシステムからの制御信号や、例えば自動選択読み取り機能に際して検出されるセンサ出力、ユーザインタフェース（ＵＩ）等を介してユーザからの選択等に基づいて、読み取りモードを設定し、原稿送り装置１０およびスキャナ装置４０を制御している。この読み取りモードとしては、上述した固定読み取りモードや搬送読み取りモードが挙げられる。

図６は、図５に示す第２画像処理部８２の構成の一例を示すブロック図である。
第２画像処理部８２は、ＣＭＯＳイメージセンサ３２２で読み取られた生の画像データに対してシェーディング補正を施すシェーディング補正部８２ａと、シェーディング補正がなされた画像データに対し各種画像処理を含む後処理を施す後処理部８２ｂとを備えている。なお、後処理部８２ｂが実行する画像処理としては、例えば、主走査方向および副走査方向に対する拡大／縮小処理、フィルタを用いたＭＴＦ補正あるいは平滑化処理、画像データに対するコントラスト調整、さらには原稿Ｍの下地除去等が挙げられる。また、ＣＭＯＳイメージセンサ３２２がＲＧＢ各色の画像データを読み取る機能を備えている場合には、ＲＧＢ３色の読み取り位置補正や色変換等を実行するようにしてもよい。

また、第２画像処理部８２は、ＣＩＳ３０を用いて第２白基準部材５２（図１参照）を読み取って得られたデータに基づいて、ＣＩＳ３０に対応する第２シェーディング補正データを作成するシェーディングデータ作成部８２ｃと、シェーディングデータ作成部８２ｃで作成された第２シェーディング補正データを記憶するとともに、シェーディング補正部８２ａからの要求に応じて第２シェーディング補正データを出力するシェーディングデータ記憶部８２ｄとをさらに備えている。
なお、ここでは詳細な説明を省略するが、図５に示す第１画像処理部８１も、第２画像処理部８２と同じ機能を備えている。

では、図１〜図６を参照して、上述した搬送読み取りモードにおける第２シェーディング補正データの取得手順について説明する。
図１に示す読み取り装置において、スキャナ装置４０に対して原稿送り装置１０を閉じた状態で、ＣＩＳ３０に設けられた図示しない光源を点灯させると、光源から出力される光が２つの導光管３１２を介してその周面から外側に出射される。そして、２つの導光管３１２から出射された光は、発光側レンズユニット３１３を通過することによって集光された状態でカバーガラス３１４を通過し、案内部材５０に設けられた第２白基準部材５２に照射される。そして、第２白基準部材５２で反射した光は、カバーガラス３１４を通過し、受光側レンズユニット３１５にてＣＭＯＳイメージセンサ３２２の複数の受光素子に集光される。

ＣＭＯＳイメージセンサ３２２では各受光素子が光電変換を行い、その結果、ＣＭＯＳイメージセンサ３２２はそれぞれの光量に応じた画像データを出力する。ＣＭＯＳイメージセンサ３２２から出力された第２白基準部材５２の画像データは、第２画像処理部８２のシェーディングデータ作成部８２ｃに入力される。そして、シェーディングデータ作成部８２ｃは、入力される画像データに基づいて第２白基準部材５２に対応する第２シェーディング補正データを作成し、作成した第２シェーディング補正データをシェーディングデータ記憶部８２ｄに記憶させる。

ここで、本実施の形態では、スキャナ装置４０に対して原稿送り装置１０を閉じた状態において、ＣＩＳ３０と案内部材５０との相対的な位置関係が固定されるようになっている。したがって、第２シェーディング補正データを取得する際の、ＣＩＳ３０による第２白基準部材５２の読み取り位置も、固定されるようになっている。

本実施の形態では、搬送路１５に第２白基準部材５２が露出した状態で配置されているため、原稿Ｍの搬送に伴って、第２白基準部材５２の表面にゴミや汚れが付着しやすくなっている。第２白基準部材５２の表面にゴミや汚れが付着した状態で第２シェーディング補正データを取得した場合には、ゴミや汚れに起因して局所的に受光量の変動が生じ、第２シェーディング補正データに局所的に大きな誤差が含まれることになる。特に、本実施の形態では、上述したようにＣＩＳ３０と第２白基準部材５２との相対的な位置関係が固定されているため、第２白基準部材５２に局所的に汚れが付着している場合に、ＣＩＳ３０による第２白基準部材５２の読み取り位置を副走査方向Ｙにずらすことが困難である。そして、局所的に大きな誤差を含む第２シェーディング補正データを用いて、原稿Ｍの画像データをシェーディング補正すると、得られる第２画像データが副走査方向Ｙに伸びる筋状のむらを局所的に含むものとなってしまう。

一方、本実施の形態では、ＣＩＳ３０において、受光側レンズユニット３１５として柱状レンズアレイ６１を用いている。このため、仮に、２本の導光管３１２から出射される光の主走査方向Ｘの光量分布が平坦であり、且つ、第２白基準部材５２にゴミや汚れが付着していない状態であったとしても、ＣＭＯＳイメージセンサ３２２による第２白基準部材５２の受光結果は、柱状レンズ６２の配列ピッチに応じた波打ちを有するものとなる。

本実施の形態では、読み取り装置の使用時間の長期間化に伴って読み取り装置の各構成要素が徐々に加熱されていく。このとき、ＣＩＳ３０も加熱されることになり、ＣＩＳ３０を構成する受光側レンズユニット３１５が熱膨張する。このとき、受光側レンズユニット３１５の熱膨張に伴って複数の柱状レンズ６２の配列ピッチが主走査方向Ｘに伸びる。また、ＣＩＳ３０が加熱されることにより、ＣＩＳ３０を構成するＣＭＯＳイメージセンサ３２２も熱膨張する。このとき、ＣＭＯＳイメージセンサ３２２の熱膨張に伴って複数の受光素子の配列ピッチも主走査方向Ｘに伸びる。ただし、受光側レンズユニット３１５とＣＭＯＳイメージセンサ３２２とでは熱膨張の度合いが異なることから、受光側レンズユニット３１５の主走査方向Ｘへの伸び量とＣＭＯＳイメージセンサ３２２の主走査方向Ｘへの伸び量とに違いが生じる。すると、温度上昇に伴って、受光側レンズユニット３１５を構成する複数の柱状レンズ６２とＣＭＯＳイメージセンサ３２２を構成する各受光素子との相対的な位置関係が変化する。その結果、第２白基準部材５２をＣＭＯＳイメージセンサ３２２で読み取った受光結果において、波打ちのピーク値（最大点および最小点）が、温度上昇前に比べて主走査方向Ｘにずれる。また、受光側レンズユニット３１５とＣＭＯＳイメージセンサ３２２との相対的な位置関係によって、第２白基準部材５２をＣＭＯＳイメージセンサ３２２で読み取った受光結果において、波打ちの最大点および最小点の差分が大きくなってしまうことがある。

そして、ＣＩＳ３０の温度上昇前に取得された第２シェーディング補正データを用いて、温度上昇後に取得された原稿Ｍの画像データをシェーディング補正すると、温度上昇の前後で受光光量の分布形状が変わってしまっているために、受光量のむらの影響が無視できなくなり、得られる第２面画像データがノイズを含むものとなってしまう。特に、波打ちの最大点と最小点との差分が大きくなっている場合には、差分の大きさに応じて副走査方向Ｙに伸びる周期的な筋状のむらの濃度差が大きくなってしまう。

図７（ａ）は、本実施の形態で用いたＣＩＳ３０における柱状レンズアレイ６１とＣＭＯＳイメージセンサ３２２との相対的な位置関係、および、このＣＩＳ３０を用いて第２白基準部材５２を読み取った際のＣＭＯＳイメージセンサ３２２による受光結果の一例を示す図である。一方、図７（ｂ）は、比較の形態で用いたＣＩＳ３０における柱状レンズアレイ６１とＣＭＯＳイメージセンサ３２２との相対的な位置関係、および、このＣＩＳ３０を用いて第２白基準部材５２を読み取った際のＣＭＯＳイメージセンサ３２２による受光結果の一例を示す図である。なお、図７（ａ）、（ｂ）に示すグラフ図において、横軸はＣＭＯＳイメージセンサ３２２を構成する複数の受光素子の主走査方向Ｘでの位置を、縦軸は各受光素子による受光強度を、それぞれ示している。また、図７（ａ）、（ｂ）に示すグラフ図を取得するに際して、ＣＩＳ３０の光源の発光強度は同じ大きさとしており、また、読み取り対象となる第２白基準部材５２も同じものを用いている。

図７（ａ）に示す例では、柱状レンズアレイ６１を構成する第１レンズ列６３と第２レンズ列６４との境界部であり、第１レンズ列６３および第２レンズ列６４のそれぞれと重なる領域に、ＣＭＯＳイメージセンサ３２２を配置している。このため、ＣＭＯＳイメージセンサ３２２を構成する各受光素子には、第１レンズ列６３を構成する柱状レンズ６２を通過した光および第２レンズ列６４を構成する柱状レンズ６２を通過した光が入射するようになっている。したがって、第２白基準部材５２をＣＭＯＳイメージセンサ３２２で読み取った受光結果において、受光強度の波打ちのピッチは、第１レンズ列６３および第２レンズ列６４をそれぞれ構成する柱状レンズ６２の配列ピッチの半分に対応している。

一方、図７（ｂ）に示す例では、柱状レンズアレイ６１を構成する第１レンズ列６３と重なり且つ第２レンズ列６４とは重ならない領域に、ＣＭＯＳイメージセンサ３２２を配置している。このため、ＣＭＯＳイメージセンサ３２２を構成する各受光素子には、第１レンズ列６３を構成する柱状レンズ６２を通過した光は入射しやすいが、第２レンズ列６４を構成する柱状レンズ６２を通過した光は入射し難くなっている。したがって、第２白基準部材５２をＣＭＯＳイメージセンサ３２２で読み取った受光結果において、受光強度の波打ちのピッチは、第１レンズ列６３を構成する柱状レンズ６２の配列ピッチに対応している。

なお、この例では、柱状レンズ６２としてφ０．６ｍｍのセルフォックレンズ（日本板硝子株式会社の登録商標）を用い、且つ、ＣＭＯＳイメージセンサ３２２を構成する複数の受光素子を６００ｄｐｉ（dot per inch）の主走査方向解像度に対応して配置している。このため、例えば図７（ａ）に示す例では受光強度の波打ちのピッチが受光素子７個分（７画素分）となっており、例えば図７（ｂ）に示す例では受光強度の波打ちのピッチが受光素子１４個分（１４画素分）となっている。

また、図７（ａ）に示すグラフ図と図７（ｂ）に示すグラフ図とを比較すると、図７（ｂ）に比べて、図７（ａ）では受光結果の波打ちの最大点と最小点との差分が小さくなっていることが分かる。これは、図７（ｂ）に示す例では、ＣＭＯＳイメージセンサ３２２に対し、主として第１レンズ列６３を構成する複数の柱状レンズ６２を通過した光が照射されるのに対し、図７（ａ）に示す例では、ＣＭＯＳイメージセンサ３２２に対し、第１レンズ列６３を構成する複数の柱状レンズ６２を通過した光および第２レンズ列６４を構成する複数の柱状レンズ６２を通過した光の両者が照射されることに起因する。本実施の形態では、ＣＭＯＳイメージセンサ３２２を構成する各受光素子に対し、副走査方向Ｙに互い違いに並べられた複数の柱状レンズ６２を介して光が照射されている。このため、例えば第１レンズ列６３を介して照射される光の受光強度が小さくなる部位では、第２レンズ列６４を介して照射される光の受光強度が大きくなる。一方、例えば第１レンズ列６３を介して照射される光の受光強度が大きくなる部位では、第２レンズ列６４を介して照射される光の受光強度が小さくなる。したがって、本実施の形態の構成を採用することで、主走査方向Ｘに対する受光強度の変動を小さくすることができる。

本実施の形態では、発光部３１に設けられた受光側レンズユニット３１５と受光部３２に設けられたＣＭＯＳイメージセンサ３２２とを、図７（ａ）に示す位置関係を満足するようにＣＩＳ３０の組み立てを行っている。このため、初期の状態で、第２白基準部材５２をＣＭＯＳイメージセンサ３２２で読み取った受光結果において、波打ちの最大点および最小点の差分を、図７（ｂ）に示すような位置関係に設定した場合よりも小さくしている。

また、図７（ａ）に示す位置関係を満足するように組み立てられたＣＩＳ３０であっても、温度上昇が生じた場合には、上述した理由により、第２白基準部材５２をＣＭＯＳイメージセンサ３２２で読み取った受光結果において、受光強度の波打ちのピーク値（最大点および最小点）が、温度上昇前に比べて主走査方向Ｘにずれる。ただし、温度上昇が生じた場合であっても、第２白基準部材５２をＣＭＯＳイメージセンサ３２２で読み取った受光結果において、受光強度の波打ちの最大点および最小点の差分が大きくなりにくい。

ここで、図７（ａ）に示す構成を備えたＣＩＳを用い、ＣＩＳ３０の温度上昇前に取得された第２シェーディング補正データを用いて、温度上昇後に取得された原稿Ｍの画像データをシェーディング補正する場合を考えてみる。この場合において、温度上昇の前後で受光光量の分布形状が変わることになるが、初期状態での受光強度の波打ちの最大点と最小点との差分が抑えられていることから、受光量のむらの影響が無視できる程度となり、得られる第２面画像データがノイズを含みにくいものとなる。また、図７（ａ）に示す構成を採用した場合、ＣＭＯＳイメージセンサ３２２は、柱状レンズアレイ６１の下方において第１レンズ列６３と第２レンズ列６４との境界部に沿って位置することとなるため、受光強度の波打ちの最大点および最小点の差分が大きくなりにくい。その結果、得られる第２面画像データにおいて、副走査方向Ｙに伸びる筋状のむらが生じにくくなり、且つ、濃度差も抑えることが可能になる。

続いて、本実施の形態におけるＣＩＳ３０の製造方法について説明する。なお、ここでは、最初に、発光部３１および受光部３２の製造方法についてそれぞれ説明を行い、次いで、発光部３１、受光部３２、スペーサ３３およびネジ３４を用いたＣＩＳ３０の製造方法について説明を行う。

発光部３１の製造にあたっては、まず、第１筐体３１１ａに受光側レンズユニット３１５の取り付けを行う。このとき、受光側レンズユニット３１５の主走査方向Ｘの中央部に、紫外線硬化型接着剤を塗布し、第１筐体３１１ａの中央に設けられた貫通孔の側壁に受光側レンズユニット３１５をはめ込み、紫外線を照射することによって接着剤を固化させ、両者を接着させる。次に、第１筐体３１１ａと受光側レンズユニット３１５とを、エポキシ樹脂系接着剤で接着させる。本実施の形態で使用している紫外線硬化型接着剤はエポキシ樹脂系接着剤よりも接着強度が高い。このため、受光側レンズユニット３１５は、紫外線硬化型接着剤で接着されたその主走査方向Ｘの中央部を中心として熱による膨張／収縮が許容されるように、第１筐体３１１ａに取り付けられる。

次に、受光側レンズユニット３１５が取り付けられた第１筐体３１１ａに、２本の導光管３１２および光源（図示せず）を取り付け、さらに２本の導光管３１２を覆うように発光側レンズユニット３１３を取り付ける。そして、第１筐体３１１ａに対し第２筐体３１１ｂをはめ込むことで、第１筐体３１１ａと第２筐体３１１ｂとの間に発光側レンズユニット３１３の一部を挟み込むことで、発光側レンズユニット３１３を固定する。

続いて、発光側レンズユニット３１３および受光側レンズユニット３１５を覆うように、第１筐体３１１ａにカバーガラス３１４を取り付け、カバーガラス３１４の端部側と第１筐体３１１ａとの間を封止剤（図示せず）にて封止する。また、このとき、第１筐体３１１ａに対する第２筐体３１１ｂのはめ込み部を封止剤にて封止してもよい。その後、第１筐体３１１ａに４つの突起３１６を接着等によって取り付け、発光部３１を得る。ただし、第１筐体３１１ａに予め４つの突起３１６を取り付けておいてもよいし、また、第１筐体３１１ａと４つの突起３１６とを一体成型したものを用いてもよい。

次に、受光部３２の製造にあたっては、まず、基板３２１にＣＭＯＳイメージセンサ３２２を接着等によって取り付ける。次に、基板３２１に設けられた電極とＣＭＯＳイメージセンサ３２２に設けられた電極とを、はんだ等によって電気的に接続し、発光部３１を得る。

そして、ＣＩＳ３０の製造にあたっては、上述した手順によって得られた発光部３１を、図示しない治具に取り付ける。なお、治具には、第２白基準部材５２と同じ構造を有する白基準部材が設けられている。
次に、図示しない治具に取り付けられた発光部３１に対し、スペーサ３３を介して受光部３２を配置する。このとき、受光部３２に設けられたＣＭＯＳイメージセンサ３２２を、発光部３１に設けられた受光側レンズユニット３１５に対向させるようにする。また、受光側レンズユニット３１５を構成する柱状レンズアレイ６１（第１レンズ列６３および第２レンズ列６４）とＣＭＯＳイメージセンサ３２２とを、図７（ａ）に示した位置関係となるように調整する。

続いて、受光部３２の基板３２１に設けられた４つの長穴３２１ａを介して、発光部３１の筐体部３１１に設けられた４つの丸穴３１１ｃに、それぞれネジ３４を取り付ける。ただし、このとき４つのネジ３４によって締め付けを行わないようにする。すると、４つの長穴３２１ａを有する基板３２１およびＣＭＯＳイメージセンサ３２２を有する受光部３２は、発光部３１に対して主走査方向Ｘに対する移動が制限される一方、副走査方向Ｙに対する移動が許容された状態となる。
それから、発光部３１に設けられた光源および受光部３２に設けられたＣＭＯＳイメージセンサ３２２を電源に接続するとともに、受光部３２に設けられたＣＭＯＳイメージセンサ３２２の信号線を、図示しない測定装置に接続する。

次いで、発光部３１に設けられた光源を点灯させると、光源から出力される光が２つの導光管３１２を介してその周面から外側に出射される。そして、２つの導光管３１２から出射された光は、発光側レンズユニット３１３を通過することによって集光された状態でカバーガラス３１４を通過し、案内部材５０に設けられた第２白基準部材５２に照射される。そして、第２白基準部材５２で反射した光は、カバーガラス３１４を通過し、受光側レンズユニット３１５にてＣＭＯＳイメージセンサ３２２の複数の受光素子に集光される。ＣＭＯＳイメージセンサ３２２では各受光素子が光電変換を行い、その結果、ＣＭＯＳイメージセンサ３２２はそれぞれの光量に応じた画像データを、信号線を介して出力する。その結果、図７（ａ）および図７（ｂ）のグラフ図に示したような、主走査方向位置と受光強度との関係を示す観測波形が得られる。

そして、観測波形の分布形状が図７（ａ）のグラフ図に示す波形に近づくように、換言すれば、受光側レンズユニット３１５を構成する柱状レンズアレイ６１（第１レンズ列６３および第２レンズ列６４）とＣＭＯＳイメージセンサ３２２とが図７（ａ）に示した位置関係に近づくように、受光部３２を副走査方向Ｙあるいはその反対方向に移動させる。より具体的には、受光強度の波打ちのピッチが、第１レンズ列６３および第２レンズ列６４をそれぞれ構成する柱状レンズ６２の配列ピッチの半分となる位置を探し、その位置でネジ３４を増し締めし、発光部３１に対して受光部３２を固定することで、ＣＩＳ３０を得る。

ここで、本実施の形態では、第１筐体３１１ａに対し、受光側レンズユニット３１５の主走査方向Ｘの中央部で受光側レンズユニット３１５を固定している。このため、受光側レンズユニット３１５が熱膨張する際には、この主走査方向Ｘの中央部を中心として、一端側は主走査方向Ｘ側に、他端側は主走査方向Ｘとは逆側に、それぞれ伸びることになる。その結果、例えば第１筐体３１１ａに対し、受光側レンズユニット３１５の主走査方向Ｘの一端側で受光側レンズユニット３１５を固定した場合と比較して、各部位における伸び量の大きさを小さくすることができる。このため、例えば温度上昇の前後で第２白基準部材５２をＣＭＯＳイメージセンサ３２２で読み取った受光結果において、波打ちのピーク値（最大点および最小点）の主走査方向Ｘへのずれを抑制することが可能になる。

なお、実際には、柱状レンズアレイ６１が主走査方向Ｘに対し湾曲していたり、あるいは、ＣＭＯＳイメージセンサ３２２が主走査方向Ｘに対して湾曲していたりすることが生じ得る。この場合には、少なくともＣＭＯＳイメージセンサ３２２の主走査方向Ｘの両端部が、それぞれ第１レンズ列６３と第２レンズ列６４との境界部に位置するように、発光部３１に対する受光部３２の位置決めを行うとよい。

１０…原稿送り装置、３０…ＣＩＳ(Contact Image Sensor)、３１…発光部、３１１…筐体部、３１１ｃ…丸穴、３１２…導光管、３１３…発光側レンズユニット、３１４…カバーガラス、３１５…受光側レンズユニット、３１６…突起、３２…受光部、３２１…基板、３２１ａ…長穴、３２２…ＣＭＯＳイメージセンサ、３４…ネジ、４０…スキャナ装置、５０…案内部材、５１…第１白基準部材、５２…第２白基準部材、６１…柱状レンズアレイ、６２…柱状レンズ、６３…第１レンズ列、６４…第２レンズ列、６５…レンズフレーム、Ｍ…原稿

Claims (7)

1. 第１の方向に沿って配列された複数の受光素子を備えた受光素子列と、
   複数の第１のレンズを、それぞれの光軸が前記受光素子列に向かう第２の方向となるように前記第１の方向に配列してなる第１レンズ列と、
   複数の第２のレンズを、それぞれの光軸が前記第２の方向となるように前記第１の方向に配列してなる第２レンズ列と、
   前記第１レンズ列および前記第２レンズ列が前記第１の方向および前記第２の方向に交差する第３の方向に並べられた状態で、当該第１レンズ列を構成する複数の前記第１のレンズと当該第２レンズ列を構成する複数の前記第２のレンズとが当該第１の方向に互い違いとなるように、当該第１レンズ列および当該第２レンズ列を保持する保持部と、
   前記受光素子列が前記第１レンズ列と前記第２レンズ列との境界部に沿って配置されるように当該受光素子列を位置決めする位置決め手段と
   を含む受光装置。
2. 前記位置決め手段は、前記受光素子列の前記第１の方向の両端部側がそれぞれ前記第１レンズ列と前記第２レンズ列との境界部に位置するように当該受光素子列を位置決めすることを特徴とする請求項１記載の受光装置。
3. 前記第１レンズ列および前記第２レンズ列の前記第１の方向における中央部にて、前記保持部の当該第１の方向の位置決めが行われることを特徴とする請求項１または２記載の受光装置。
4. 前記第１のレンズおよび前記第２のレンズが、屈折率分布を有するＧＲＩＮ（Gradient Index）レンズにて構成されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載の受光装置。
5. 原稿が搬送される搬送路と、
   前記搬送路を搬送される原稿に光を照射する照射部と、
   前記原稿の搬送方向と交差する第１の方向に配列された複数の受光素子を備えた受光素子列と、
   複数の第１のレンズを、それぞれの光軸が前記搬送路および前記受光素子列に向かう第２の方向となるように前記第１の方向に配列してなる第１レンズ列と、
   複数の第２のレンズを、それぞれの光軸が前記第２の方向となるように前記第１の方向に配列してなる第２レンズ列と、
   前記第１レンズ列および前記第２レンズ列が前記原稿の搬送方向である第３の方向に並べられた状態で、当該第１レンズ列を構成する複数の前記第１のレンズと当該第２レンズ列を構成する複数の前記第２のレンズとが当該第１の方向に互い違いとなるように、当該第１レンズ列および当該第２レンズ列を保持する保持部と、
   前記受光素子列が前記第１レンズ列と前記第２レンズ列との境界部に沿って配置されるように当該受光素子列を位置決めする位置決め手段と
   を含む画像読み取り装置。
6. 前記位置決め手段は、前記受光素子列の前記第１の方向の両端部側がそれぞれ前記第１レンズ列と前記第２レンズ列との境界部に位置するように、当該受光素子列を位置決めすることを特徴とする請求項５記載の画像読み取り装置。
7. 前記搬送路を挟んで前記受光素子列に対向配置され、当該受光素子列による受光結果にシェーディング補正を行うのに使用されるシェーディング補正データを取得するために読み取られる白基準部材をさらに備え、
   前記受光素子列および前記白基準部材の相対的な位置が固定されていることを特徴とする請求項５または６記載の画像読み取り装置。

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