JP2018050182A - 画像読取装置 - Google Patents

Abstract

【課題】光学系列内の光学系ごとに周辺光量の低下を被写体表面への照射光量の変化で相殺可能な画像読取装置を提供する。【解決手段】画像読取装置（１００）では光源（２１０）が主走査方向の線状空間（ＬＮＳ）に光を照射する。光学系列（３０１−３０３）は主走査方向に並ぶ縮小光学系の配列であり、線状空間に位置する被写体（ＤＯＣ）表面の反射光を、光学系ごとに異なる領域に結像させる。撮像素子（２５１、２５２）は各光学系の結像領域における光量分布を個別に検出する。画像処理部（１０７）は撮像素子の検出結果から、被写体表面の画像を表す電子データを合成する。光学系列は、被写体表面のうち、線状空間内の特定領域（ＬＤ１、ＬＤ２、ＬＤ３）に位置する部分からの反射光を、いずれかの光学系の結像領域の端部（ＩＭ１、ＩＭ２、ＩＭ３）に結像させる。光源は特定領域ごとに、主走査方向における照射光量分布のピークを形成する。【選択図】図３

Description

本発明は画像読取装置に関し、特にその光源に関する。

スキャナー、外観検査装置等の画像読取装置は、現時点では、ＣＣＤとＣＩＳとの２つの方式に大別される。電荷結合素子（ＣＣＤ）方式は、単一の縮小光学系で被写体表面の１ライン全体からの反射光に１つの像を結ばせる（たとえば特許文献１参照）。密着イメージセンサー（ＣＩＳ）方式は、複数の等倍光学系（屈折率分布レンズ）の配列で被写体表面の１ライン全体からの反射光をライン各部からの反射光に分割して個別に結像させ、得られた複数の像をつなぎ合わせて１ライン全体の像に合成する。ＣＩＳ方式はＣＣＤ方式よりも物体面−像面間距離、すなわち結像に必要な光路が短いので、小型化が容易である。特にフラットベッド型では、原稿台の厚み（プラテンガラスの法線方向のサイズ）の削減（以下、「低背化」という。）が可能である。しかし、ＣＩＳ方式はＣＣＤ方式よりも被写界深度が狭いので、波打っている原稿、本の見開き、付箋またはステープルによる凹凸等、被写体表面のうちプラテンガラスから浮いた部分の像がぼけやすい。このぼけは複数の像のつなぎ合わせを妨げるので、全体像の高画質化が難しい。

近年、オフィスおよび家庭へのスキャナーの普及に伴い、画像読取装置に対して更なる小型化、特に低背化への要求が強い。この要求に高画質を維持したままで応えるべく、ＣＣＤ方式とＣＩＳ方式との両方の利点を併せ持つ画像読取装置の開発が積極的に進められている。この開発において有望視されている技術の１つは、ＣＩＳ方式における等倍光学系の配列に代えて縮小光学系の配列を利用することである。光学系の配列（以下、「光学系列」という。）は、被写体表面の１ラインの画像を複数に分割することにより、物体面−像面間距離を単一の光学系よりも短縮可能である。また、縮小光学系は等倍光学系よりも被写界深度が広いので、分割画像間でのぼけの差を、それらのつなぎ合わせに影響しない程度にまで抑えることが可能である。

たとえば、特許文献２には、物体側テレセントリック光学系の配列が開示されている。「物体側テレセントリック光学系」とは、入射瞳を無限遠に位置させた光学系、すなわち被写体からの光が入射する曲面鏡またはレンズの後側焦点に絞りが配置された光学系をいう。この光学系では、被写体のいずれの表面からも光軸に平行な入射光が主光線（絞りの中心を通過する光線）となるので、被写体から光学系までの距離が変動してもその被写体の像は大きさが変わらない。この特徴により、光学系間でのぼけの差にかかわらず、複数の像を高精度につなぎ合わせて高画質を維持することが可能である。

特開２００８−１７５８８５号公報 特開２０１５−１９５６２５号公報

縮小光学系では、被写体表面への照射光量が均一であってもその被写体の像に、周辺部の光量が中央部よりも低下する現象が現れやすい。この現象はその原因に応じて、「ケラレ」、「口径食」、「ビネッティング」、または「コサイン４乗則」と呼ばれる。以下ではこれらを「周辺光量の低下」と総称する。
周辺光量の低下を防止する対策としては、光学的なものとデジタル的なものとが知られている。光学的な対策は、光源で被写体表面の１ラインを照らす際、そのライン方向（以下、「主走査方向」という。）の端部で中央部よりも照射光量を上昇させることにより、周辺光量の低下を相殺する（たとえば、特許文献１参照）。デジタル的な対策は、光源で被写体表面の１ライン全体を均一に照らしてそのラインの像を電子データ化し、得られた電子データにシェーディング補正を施すことにより、周辺光量の低下を補正する。

しかし、これらの対策はいずれも縮小光学系列には有効ではない。実際、光学系ごとに周辺光量の低下が生じうるので、光学的な対策では光源をどのように構成すればすべての光学系において周辺光量の低下が相殺可能であるかが、当業者にも自明ではない。一方、分割画像間でのシェーディング補正の相違がそれらの分割画像の高精度なつなぎ合わせを阻むので、デジタル的な対策では高画質化が困難である。

本発明の目的は、光学系列内の光学系ごとに周辺光量の低下を被写体表面への照射光量の変化で相殺可能な画像読取装置を提供することにある。

本発明の１つの観点における画像読取装置は、主走査方向に拡がる線状空間に光を照射する光源と、主走査方向に並ぶ複数の縮小光学系の配列であり、線状空間に位置する被写体表面から反射された光を、光学系ごとに異なる領域に結像させる光学系列と、各光学系の結像領域における反射光量分布を個別に検出する複数の撮像素子と、複数の撮像素子の検出結果から、被写体表面の画像を表す電子データを生成する画像処理部とを備える。光学系列は、被写体表面のうち、線状空間内の特定領域のそれぞれに位置する部分からの反射光を、いずれかの光学系の結像領域の端部に結像させる。光源は線状空間内の特定領域ごとに、主走査方向における照射光量分布のピークを形成する。

光源は、線状空間内の特定領域のそれぞれと主走査方向の座標が同じ範囲に発光素子を少なくとも１つ含んでいてもよい。線状空間のうち、主走査方向における各発光素子の指向角が定める照射範囲は、特定領域の間隔よりも狭くてもよい。光源は、線状空間内の特定領域のそれぞれと主走査方向の座標が同じ範囲に、複数の発光素子を配置していてもよい。それら複数の発光素子の配置は、主走査方向において対称的であっても、副走査方向において対称的であってもよい。それら複数の発光素子間では指向角が異なっていてもよい。光源は、それら複数の発光素子のうち少なくとも１つからの出射光を線状空間へ反射する反射板、またはその出射光を線状空間へ拡散する拡散板を更に含んでいてもよい。それら複数の発光素子間での指向角の違いは、反射板による反射の有無、または拡散板による拡散の有無に因っていてもよい。それら複数の発光素子間では、副走査方向における特定領域内の照射光量分布のピーク位置が異なっていてもよい。

光源は、線状空間に主走査方向において均一な光を照射する線光源を更に含んでいてもよい。光源は、各発光素子からの出射光を線状空間に拡散させる導光体を更に含んでいてもよい。光源は、発光素子ごとに線状空間からの距離を調節可能に各発光素子を保持する保持部を更に含んでいてもよい。線状空間内の特定領域のそれぞれと主走査方向の座標が同じ範囲に位置する発光素子は、光学系列内の少なくとも１つの光学系と、複数の撮像素子の少なくとも１つと、１つのユニットに一体化されていてもよい。光源は、主走査方向において均一な光を出射する線光源と、その線光源からの出射光を線状空間へ反射する反射板、またはその出射光を線状空間へ拡散する拡散板とを更に含んでいてもよい。反射板または拡散板は、線状空間内の特定領域のそれぞれと主走査方向の座標が同じ範囲に位置する部分において他の部分よりも出射光量が大きくてもよい。光源は、線状空間から逸れた光を吸収する光吸収部を更に含んでいてもよい。

本発明の１つの観点における画像読取装置では上記のとおり、光学系列が、主走査方向に拡がる線状空間に位置する被写体表面のうち、その線状空間内の特定領域のそれぞれに位置する部分からの反射光を、いずれかの光学系の結像領域の端部に結像させる。このとき、光源はその線状空間内の特定領域ごとに、主走査方向における照射光量分布のピークを形成する。こうしてこの画像読取装置は、光学系列内の光学系ごとに周辺光量の低下を被写体表面への照射光量の変化で相殺可能である。

本発明の実施形態による画像読取装置の外観を示す斜視図である。 （ａ）は、図１の示すキャリッジの内部構造を示す斜視図である。（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は、（ａ）の示す光源の部分的な三面図である。 （ａ）は、図２の（ａ）が示す直線III−IIIに沿った模式的な縦断面図であり、（ｂ）は、（ａ）の示す直線ｂ−ｂに沿った模式的な横断面図である。 （ａ）は、原稿の１ラインから分割された複数のライン部分のうち奇数番目のものから第２撮像素子の受光面までの光学配置図である。（ｂ）は、（ａ）が示すライン部分を光源が均一に照らした場合におけるそのライン部分への照射光量の分布を表すグラフである。（ｃ）は、その場合に第２撮像素子が検出する光量分布を表すグラフである。 （ａ）は、光源のＬＥＤ素子と光学系との間の主走査方向における位置関係を示す光学配置図である。（ｂ）は、それらのＬＥＤ素子から原稿のライン部分への照射光量の分布を表すグラフであり、（ｃ）は、それらのライン部分からの反射光に応じて撮像素子が検出する光量分布を表すグラフである。 光学系間の各境界部にＬＥＤ素子が２つずつ、主走査方向に並置された光源を含むキャリッジの内部構造を、図３の（ｂ）と同様な視点から模式的に表す横断面図である。 （ａ）は、光学系間の各境界部にＬＥＤ素子が２つずつ、副走査方向に並置された光源を含むキャリッジの内部構造を、図３の（ａ）と同様な視点から模式的に表す縦断面図であり、（ｂ）は、（ａ）の示す直線ｂ−ｂに沿った模式的な横断面図である。 （ａ）は、光学系間の各境界部にＬＥＤ素子が２つずつ、副走査方向に並置された光源に加えて反射板を含むキャリッジの内部構造を、図３の（ａ）と同様な視点から模式的に表す縦断面図であり、（ｂ）は、（ａ）の示す直線ｂ−ｂに沿った模式的な横断面図である。 （ａ）は、副走査方向におけるキャリッジの中心面の両側にＬＥＤ素子が配置された光源を含むキャリッジの内部構造を、図３の（ａ）と同様な視点から模式的に表す縦断面図であり、（ｂ）は、（ａ）の示す直線ｂ−ｂに沿った模式的な横断面図である。（ｃ）、（ｄ）は、これらのＬＥＤ素子間における指向角の中心位置の違いを示す模式図である。 （ａ）は、ＬＥＤ素子に加えて線光源を含むキャリッジの内部構造を、図３の（ａ）と同様な視点から模式的に表す縦断面図であり、（ｂ）は、（ａ）の示す直線ｂ−ｂに沿った模式的な横断面図である。 （ａ）は、光源の各ＬＥＤ素子が光学系列内の少なくとも１つの光学系と撮像素子の少なくとも１つと一体化されたユニットの模式的な斜視図である。（ｂ）は、（ａ）の示すユニットを複数つなげた集合体の模式的な斜視図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
［画像読取装置の構造］
図１は、本発明の実施形態による画像読取装置の外観を示す斜視図である。この画像読取装置１００はフラットベッド型スキャナーである。その直方体形状の筐体１０１の上面には矩形板状のカバー１０２が開閉可能に装着され、その下に位置する同形状の原稿台（プラテンガラス）１０３を覆っている。筐体１０１の中には、キャリッジ２００、ベルト１０４、モーター１０５、従動滑車１０６、および制御部１０７が収容されている。

キャリッジ２００は細長い直方体形状であり、長手方向がプラテンガラス１０３の短辺方向（以下、「主走査方向」という。）と平行である姿勢のまま、プラテンガラス１０３の長辺方向（以下、「副走査方向」という。）に摺動可能であるように、長手方向の両端でスキャナーの筐体１０１内に支持されている。キャリッジ２００の下面はベルト１０４に固定されている。ベルト１０４はスキャナーの筐体１０１内を副走査方向に伸び、モーター１０５のシャフトと従動滑車１０６との間に張られている。モーター１０５はたとえば直流ブラシレス（ＢＬＤＣ）モーターまたはステッピングモーターであり、従動滑車１０６との間でベルト１０４を正逆両方向に回転させる。この回転によりキャリッジ２００は副走査方向で往復運動する。

キャリッジ２００は更に、プラテンガラス１０３の上に載せられた原稿ＤＯＣから画像を読み取る。具体的には、キャリッジ２００は、その上面の中央部を主走査方向に伸びるスリット２０１から、副走査方向における中心面（図１は示していない。）と交差するプラテンガラス１０３上の線状空間ＬＮＳに光を照射する。照射光の一部は、原稿ＤＯＣの表面のうち、この線状空間ＬＮＳの中を主走査方向に伸びる直線状の領域（以下、「１ライン」と呼ぶ。）で反射されてスリット２０１に戻る。主走査方向における反射光量の分布が原稿ＤＯＣの１ラインの画像を表す。キャリッジ２００は副走査方向に移動する間、原稿ＤＯＣの各ラインからの反射光量を検出し、その光量の分布に関する情報を制御部１０７へ出力する。

制御部１０７は、印刷回路基板の上に実装された電子回路群であり、特に演算回路として、マイクロプロセッサー（ＭＰＵ／ＣＰＵ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、またはプログラム可能な集積回路（ＦＰＧＡ）を含む。この演算回路で各種ファームウェアを実行することにより、制御部１０７はスキャナー１００内の他の要素に対する制御主体としての機能を実現する。制御部１０７は特に、キャリッジ２００による原稿ＤＯＣの各ラインからの画像の読み取り動作とモーター１０５による摺動とを同期させる。制御部１０７は更に画像処理部として機能する。すなわち、キャリッジ２００が検出した光量分布から、原稿ＤＯＣの表面のうち読み取り対象に設定された領域の画像を表す電子データを構成する。

［キャリッジの内部構造］
図２の（ａ）はキャリッジ２００の内部構造を示す斜視図であり、図３の（ａ）は、図２の（ａ）が示す直線III−IIIに沿った模式的な縦断面図であり、図３の（ｂ）は、図３の（ａ）が示す直線ｂ−ｂに沿った模式的な横断面図である。図２の（ａ）では、あたかもキャリッジ２００の一部の壁面が除去され、その構成要素が部分的に露出しているように描かれている。これらの図が示すようにキャリッジ２００は、光源２１０、複数枚の平面鏡２１１、２１２、２枚の曲面鏡板２２１、２２２、複数枚の絞り２４０、および２種類の撮像素子２５１、２５２を含む。

−発光素子−
図２の（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は光源２１０の部分的な三面図である。光源２１０は、スリット２０１の内側をキャリッジ２００の長手方向、すなわち主走査方向に細長い矩形板状部材である。この板状部材は、取付板２１Ａ、弾性部材２１Ｂ、および基板２１Ｃの３層構造を含む。取付板２１Ａは、図３の（ａ）が示すように副走査方向におけるスリット２０１の縁の一方の下に配置され、板面が副走査方向におけるスリット２０１の中心部を向くように、副走査方向におけるキャリッジ２００の中心面ＣＮＴに対して傾斜している。弾性部材２１Ｂはたとえば矩形板状のエラストマーであり、スリット２０１側に位置する取付板２１Ａの板面を覆っている。基板２１Ｃは印刷回路基板であり、弾性部材２１Ｂの上に設置され、複数本のネジ２１Ｄにより弾性部材２１Ｂを通して取付板２１Ａに固定される。

基板２１Ｃは複数個の白色発光ダイオード（ＬＥＤ）素子２１Ｅとそれらの駆動回路（図は示していない。）とを含む。ＬＥＤ素子２１Ｅは基板２１Ｃの長手方向、すなわち主走査方向に等間隔に並んでいる。各ＬＥＤ素子２１Ｅは指向角がたとえば１０〜２０度である。「指向角」とは、発光素子の指向性、すなわち、その素子からの出射光の広がりに対する指標をいう。指向角は一般に、出射光量の方向分布において出射光量がピーク値に対して所定の割合以上、たとえば半分以上である範囲の立体角で表される。ＬＥＤでは通常、出射光量の方向分布がピーク値の方向、すなわち光軸のまわりに対称であるので、ＬＥＤの指向角は、光軸を中心軸とする円錐の頂角の大きさで表現される。各ＬＥＤ素子２１Ｅは更に指向角の中心、すなわち光軸を、スリット２０１の上方に位置する線状空間ＬＮＳ内の異なる領域に向けている。これにより、各ＬＥＤ素子２１Ｅからの光が、原稿ＤＯＣの１ラインのうち、異なる部分に照射される。

ネジ２１Ｄは各ＬＥＤ素子２１Ｅの傍に１本ずつ固定されている。各ネジ２１Ｄの締め加減により弾性部材２１Ｂのうち、そのネジ２１Ｄの頭と取付板２１Ａとの間に挟まれた部分が伸縮するので、そのネジ２１Ｄに隣接するＬＥＤ素子２１Ｅから原稿ＤＯＣの１ラインまでの距離が増減する。こうして、そのＬＥＤ素子２１Ｅからその１ラインへの照射光量が調節可能である。すなわち、取付板２１Ａ、弾性部材２１Ｂ、および基板２１Ｃの３層は、ＬＥＤ素子２１Ｅごとに原稿ＤＯＣからの距離を調節可能に各ＬＥＤ素子２１Ｅを保持する保持部として機能する。

−光学系列−
平面鏡２１１、２１２、曲面鏡板２２１、２２２、および絞り２４０は、以下に述べるように、主走査方向に並ぶ複数の光学系の配列、すなわち光学系列を構成する。
光源２１０から線状空間ＬＮＳへ照射された光は原稿ＤＯＣの表面で反射される。反射光の一部はスリット２０１へ戻り、図３の（ａ）が示すように、副走査方向（図では左右方向）におけるキャリッジ２００の中心面ＣＮＴに沿ってその底面へ向かう。この底面はプラテンガラス１０３の表面と平行であり、副走査方向（図では左右方向）における中央部に第１平面鏡２１１と第２平面鏡２１２とが交互に、主走査方向（図では紙面の法線方向）に並んでいる。いずれの平面鏡２１１、２１２も、図３の（ｂ）が示すように、サイズの等しい矩形状であり、その長辺が主走査方向（図では上下方向）と平行であるように設置され、図３の（ａ）が示すように、鏡面がキャリッジ２００の底面の法線方向（図では上下方向）から副走査方向（図では左右方向）へ傾斜している。第１平面鏡２１１と第２平面鏡２１２とでは傾斜の角度は等しいが、その方向は反対である。原稿ＤＯＣからの反射光を第１平面鏡２１１は第１曲面鏡板２２１へ向けて反射し、第２平面鏡２１２は第２曲面鏡板２２２へ向けて反射する。これにより、図３の（ａ）、（ｂ）が示すように、線状空間ＬＮＳに位置する原稿ＤＯＣの１ライン全体からの反射光は、第１平面鏡２１１により反射される部分と、第２平面鏡２１２により反射される部分とに分割される。

第１曲面鏡板２２１と第２曲面鏡板２２２とはいずれも、たとえば細長い矩形板状の樹脂で形成されてサイズが等しく、図２の（ａ）が示すように、主走査方向に伸びている。これらの曲面鏡板２２１、２２２は、図３の（ａ）が示すように、キャリッジ２００の中心面ＣＮＴに対して対称的に配置され、鏡面がキャリッジ２００の底面の中心を向くように、キャリッジ２００の中心面ＣＮＴに対して傾斜している。その鏡面には、図２の（ａ）、図３の（ｂ）が示すように、２種類の凹部２３１、２３２が交互に、長手方向に沿って形成されている。いずれの凹部２３１、２３２も表面が、たとえばアルミニウム等の金属蒸着により、鏡面に加工されている。これにより、各凹部２３１、２３２は１枚の凹面鏡として機能する。これらの凹部２３１、２３２は、図２の（ａ）、図３の（ｂ）が示すように主走査方向のサイズが異なる。このサイズが大きい方２３１を「第１凹面鏡」と呼び、小さい方を「第２凹面鏡」と呼ぶ。第１凹面鏡２３１と第２凹面鏡２３２との間では更に、図３の（ａ）が示すように、キャリッジ２００の中心面ＣＮＴ（図では上下方向）に対する傾斜角が異なる。

主走査方向における第１凹面鏡２３１の中心位置は、図３の（ｂ）が示すように、第１曲面鏡板２２１では第１平面鏡２１１の中心位置と一致し、第２曲面鏡板２２２では第２平面鏡２１２の中心位置と一致する。これとは逆に、主走査方向における第２凹面鏡２３２の中心位置は、第１曲面鏡板２２１では第２平面鏡２１２の中心位置と一致し、第２曲面鏡板２２２では第１平面鏡２１１の中心位置と一致する。主走査方向において、第１凹面鏡２３１は各平面鏡２１１、２１２の長辺よりも長く、第２凹面鏡２３２は短い。ただし、第１凹面鏡２３１と第２凹面鏡２３２との１対全体は第１平面鏡２１１と第２平面鏡２１２との長辺全体と長さが等しい。したがって、曲面鏡板２２１、２２２の全体にわたり、各凹面鏡２３１、２３２は対向する平面鏡２１１、２１２と主走査方向における中心位置が一致する。

第１凹面鏡２３１は、図３の（ａ）、（ｂ）が示すように、副走査方向（図では左右方向）においてはキャリッジ２００の中心面ＣＮＴを挟んで、異なる曲面鏡板の第２凹面鏡２３２と対向する。これにより、第１凹面鏡２３１は第１平面鏡２１１または第２平面鏡２１２から入射する光を、対向する第２凹面鏡２３２へ向けて反射する。第１凹面鏡２３１から第２凹面鏡２３２までの光路には絞り２４０が設置されている。絞り２４０は、たとえば図２の（ａ）が示すような薄い矩形板状部材であり、中心部に円形の穴２４１が開いている。図３の（ａ）、（ｂ）が示すように、絞り２４０の板面はキャリッジ２００の中心面ＣＮＴと平行である。

キャリッジ２００の底面には更に、第１曲面鏡板２２１の含む各第２凹面鏡２３２の下方に第１撮像素子２５１が配置され、第２曲面鏡板２２２の含む各第２凹面鏡２３２の下方に第２撮像素子２５２が配置されている。いずれの撮像素子２５１、２５２も電荷結合素子（ＣＣＤ）型または相補型金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）型であり、画素マトリクスから成る受光面を上方の第２凹面鏡２３２に向けている。図３の（ａ）が示すように、第２凹面鏡２３２は対向する第１凹面鏡２３１からの入射光を下方の撮像素子２５１、２５２に向けて反射し、その受光面に結像させる。このとき、各撮像素子２５１、２５２は受光面上の光量分布を検出して制御部１０７へ送出する。

このように、光学素子群２１１、２１２、２２１、２２２、２４０は線状空間ＬＮＳから入射する光を、主走査方向における出射位置が異なる複数の部分に分割し、各部分を異なる撮像素子２５１、２５２の受光面に結像させる。特に、主走査方向（図３の（ｂ）では上下方向）の同じ位置において副走査方向（図３の（ａ）、（ｂ）では左右方向）に１列に並ぶ、第１平面鏡２１１、第１凹面鏡２３１、絞り２４０、第２凹面鏡２３２、および第２撮像素子２５２の組み合わせ３０１、３０３、並びに、第２平面鏡２１２、第１凹面鏡２３１、絞り２４０、第２凹面鏡２３２、および第１撮像素子２５１の組み合わせ３０２がそれぞれ独立の光学系として機能する。こうして、光学素子２１１、…の全体は主走査方向に並ぶ複数の光学系３０１、３０２、３０３の配列、すなわち光学系列を構成する。

この光学系列３０１−３０３により、線状空間ＬＮＳに位置する原稿ＤＯＣの１ラインの全体像は、主走査方向の位置が異なる複数の部分像に分割される。具体的には、１ラインの画像は、図３の（ｂ）が示すように、第１平面鏡２１１の上方に位置するライン部分ＳＧ１、ＳＧ３の画像と、第２平面鏡２１２の上方に位置するライン部分ＳＧ２の画像とに分割される。これらのライン部分ＳＧ１、ＳＧ２、ＳＧ３の間の境目は、原稿ＤＯＣの１ラインのうち、線状空間ＬＮＳ内の特定領域に位置する部分に生じる。光学系列３０１−３０３は、線状空間ＬＮＳに位置する被写体表面のうち、特定領域のそれぞれに位置する部分からの反射光を、光学系３０１、…のいずれかの結像領域の端部に結像させる。図２、図３の示す光学系列３０１−３０３では、以下に述べるように、各光学系が物体側テレセントリックである。したがって、各特定領域の主走査方向の座標（以下、「主走査座標」と略す。）がいずれかの平面鏡２１１、２１２の端部と同じ範囲である。特に、各ライン部分ＳＧ１、…の長さは各平面鏡２１１、２１２の主走査方向の長さと等しい。

−テレセントリック光学系−
図４の（ａ）は、奇数番目のライン部分ＳＧ１から第２撮像素子２５２の受光面までの光学配置図である。ライン部分ＳＧ１からの反射光は、第１凹面鏡２３１、絞り２４０、第２凹面鏡２３２を順番に経由して第２撮像素子２５２の受光面に到達する。第１凹面鏡２３１から絞り２４０までの光路長は第１凹面鏡２３１の後側焦点距離Ｆｂに等しく、絞り２４０の穴２４１は第１凹面鏡２３１の後側焦点Ｐｆを中心とする。したがって、第１凹面鏡２３１と絞り２４０との組み合わせは物体側テレセントリック光学系を構成する。すなわち、ライン部分ＳＧ１のいずれの点からも、第１凹面鏡２３１の光軸ＬＧＸに平行な入射光ＭＢＭが主光線（絞り２４０の穴２４１の中心Ｐｆを通過する光線）となる。これにより、原稿がプラテンガラス１０３上で波打つ等によってライン部分ＳＧ１から第１凹面鏡２３１までの光路長が変動しても、ライン部分ＳＧ１の像は大きさが変わらない。また、ライン部分ＳＧ１の端部が位置する特定領域ＢＮＤは主走査座標ＬＤ１、ＬＤ２が第１平面鏡２１１の端部と同じ範囲である。

図４の（ａ）では更に、絞り２４０から第２凹面鏡２３２までの光路長が第２凹面鏡２３２の前側焦点距離Ｆｆに等しく、第２凹面鏡２３２の前側焦点が絞り２４０の穴２４１の中心Ｐｆと一致する。したがって、絞り２４０と第２凹面鏡２３２との組み合わせは像側テレセントリック光学系を構成する。すなわち、第２撮像素子２５２の受光面のいずれの画素においても、第２凹面鏡２３２の光軸ＬＧＸに平行な入射光ＭＢＭが主光線（絞り２４０の穴２４１の中心Ｐｆを通過する光線）となる。これにより、複数の第２凹面鏡２３２間で第２撮像素子２５２の受光面までの光路長にばらつきがあっても、ライン部分ＳＧ１の像の大きさにはばらつきが生じない。

第１凹面鏡２３１は第１平面鏡２１１よりも主走査方向のサイズが長いので、読み取り対象のライン部分ＳＧ１よりも長い。したがって、第１平面鏡２１１の主走査方向の端からの反射光のうち、主光線ＭＢＭよりも主走査方向において外側へ拡散した反射光の一部を、逃さずに第２凹面鏡２３２へ反射する。これによりライン部分ＳＧ１の像は中央部の明るさに対する端部の明るさが補われる。

第２凹面鏡２３２は第１平面鏡２１１よりも主走査方向のサイズが短いので、読み取り対象のライン部分ＳＧ１よりも短い。したがって、ライン部分ＳＧ１の像は実物よりも縮小される。このときの倍率がたとえば１／２倍であるように、第２凹面鏡２３２の焦点距離、および第２凹面鏡２３２と第２撮像素子２５２との間の距離が設計されている。
読み取り対象のライン部分のうち偶数番目のものＳＧ２から第１撮像素子２５１の受光面までの光学配置は、図４の（ａ）が示す光学配置と共通である。したがって、図３の（ｂ）が示すように副走査方向（図では左右方向）に並ぶ、第１凹面鏡２３１、第２凹面鏡２３２、絞り２４０、および第１平面鏡２１１または第２平面鏡２１２の各組３０１、３０２、３０３は両側テレセントリック光学系を構成する。各光学系３０１、…は特に倍率１／２の縮小光学系である。

−光学系列に対するＬＥＤ素子の配置−
図４の（ｂ）は、図４の（ａ）が示すライン部分ＳＧ１を光源２１０が均一に照らした場合におけるそのライン部分ＳＧ１への照射光量の分布を表すグラフである。図４の（ｃ）は、その場合に第２撮像素子２５２が検出する光量分布を表すグラフである。図４の（ｂ）の横軸は、ライン部分ＳＧ１に設定された主走査座標Ｘｍを表し、図４の（ｃ）の横軸は、第２撮像素子２５２の受光面に設定された主走査座標Ｘｉを表す。

図３の（ａ）、（ｂ）が示すように、ライン部分ＳＧ１からの反射光のうち、第１平面鏡２１１から第１凹面鏡２３１へ反射された部分のみが第２撮像素子２５２により検出され、第１平面鏡２１１または第１凹面鏡２３１から逸れた部分は検出されることなく失われる。したがって、仮に光源２１０が主走査方向において出射光量の均一な線光源であれば、ライン部分ＳＧ１の画像には周辺光量の低下が現れる。具体的には、図４の（ｂ）が示すように、各ライン部分ＳＧ１への照射光量の分布が均一であり、特に主走査方向の中心ＬＤ０と両端ＬＤ１、ＬＤ２とで照射光量が等しい場合を想定する。この中心ＬＤ０からの反射光は、主光線ＭＢＭを中心に主走査方向に拡がっても、それらのほぼすべてが第２撮像素子２５２の受光面、すなわち結像領域の中心ＩＭ０に結像する。これに対し、ライン部分ＳＧ１の各端ＬＤ１、ＬＤ２からの反射光は、主走査方向において主光線ＭＢＭよりも外側に拡がり過ぎた部分が、第１平面鏡２１１、第１凹面鏡２３１、もしくは第２凹面鏡２３２から逸れ、または絞り２４０に遮られた結果、結像領域の端部ＩＭ１、ＩＭ２にまでは到達しない。その結果、第２撮像素子２５２が検出する光量分布は、図４の（ｃ）が示すように、中心ＩＭ０から各端部ＩＭ１、ＩＭ２へ向かうにつれて低下する。

図５の（ａ）は、光源２１０のＬＥＤ素子２１Ｅと光学系３０１、３０２、３０３との間の主走査方向における位置関係を示す光学配置図である。図５の（ｂ）は、それらのＬＥＤ素子２１Ｅから原稿ＤＯＣのライン部分ＳＧ１、ＳＧ２、ＳＧ３への照射光量の分布を表すグラフであり、図５の（ｃ）は、それらのライン部分ＳＧ１−ＳＧ３からの反射光に応じて撮像素子２５１、２５２が検出する光量分布を表すグラフである。図５の（ｂ）の横軸は、ライン部分ＳＧ１、…の全体にわたる主走査座標Ｘｍを表し、図５の（ｃ）の横軸は、それらのライン部分ＳＧ１、…の画像全体にわたる主走査座標Ｘｉを表す。

実際の光源２１０ではＬＥＤ素子２１Ｅが、図３の（ｂ）が示すように光学系３０１、３０２、３０３間の境界部２１Ｆに配置され、図５の（ａ）が示すように指向角θの中心を線状空間ＬＮＳ内の特定領域ＢＮＤに向けている。ＬＥＤ素子２１Ｅの指向角θが定める照射範囲は特定領域ＢＮＤの間隔よりも狭い。その結果、線状空間ＬＮＳでは主走査方向における照射光量分布が均一ではなく、特に各ＬＥＤ素子２１Ｅの指向角θの中心、すなわち各特定領域ＢＮＤにピークを持つ。したがって、線状空間ＬＮＳ内に位置する原稿ＤＯＣのライン部分ＳＧ１、ＳＧ２、ＳＧ３への照射光量の分布には、図５の（ｂ）が実線で示すように、特定領域ＢＮＤの主走査座標ＬＤ１、ＬＤ２、ＬＤ３、ＬＤ４にピークが現れる。各特定領域ＢＮＤから出射する光はいずれかの光学系３０１、…の結像領域の端部ＩＭ１、ＩＭ２、ＩＭ３、ＩＭ４に結像するので、図５の（ｃ）が破線で示す各光学系３０１、…における周辺光量の低下が、ライン部分ＳＧ１、ＳＧ２、ＳＧ３への照射光量の分布のピークによって相殺される。こうして、撮像素子２５１、２５２が検出する光量分布は、図５の（ｃ）が実線で示すように、均一化する。

［ＣＩＳの画像処理］
線状空間ＬＮＳに位置する原稿ＤＯＣの１ラインは、主走査方向の位置の異なる部分ＳＧ１、ＳＧ２、ＳＧ３が異なる撮像素子２５１、２５２によって撮像される。いずれのライン部分ＳＧ１、…の像も、図４の（ａ）が示すように、倒立像である。したがって、制御部１０７は、各撮像素子２５１、２５２が検出した光量分布の表す像の上下を反転させて、それらの反転像を光学系３０１、３０２、３０３と同じ順序でつなぎ合わせる。いずれの光学系３０１、…も物体側テレセントリック光学系であるので、ライン部分ＳＧ１、…とプラテンガラス１０３との間の距離にばらつきがあったとしても、それらの像が同じ大きさに揃う。それ故、制御部１０７は、主走査方向の位置が隣接する第１撮像素子２５１と第２撮像素子２５２とのそれぞれが検出した光量分布の中から、隣接する２つのライン部分ＳＧ１、ＳＧ２間の境界を容易に検出可能である。制御部１０７は更に、境界近傍の光量分布を比較することにより、両ライン部分ＳＧ１、ＳＧ２の画像間でぼけの程度が揃うように各画像を修正可能である。特に光源２１０のＬＥＤ素子２１Ｅが光学系３０１−３０３間の境界部２１Ｆに配置されることにより、原稿ＤＯＣの１ラインへの照射光量の分布が特定領域ＢＮＤの主走査座標ＬＤ１、…にピークを持つ。これにより周辺光量の低下が相殺されるので、ライン部分ＳＧ１、…の画像間の境界部分ＩＭ１、…のコントラストが十分に高く維持される。こうして、画像間のつなぎ合わせの精度が高く維持されるので、元の１ライン全体の画像が高画質で再現される。

［実施形態の利点］
本発明の実施形態によるスキャナー１００では上記のとおり、複数の光学系３０１、…が主走査方向に並んで光学系列を構成している。この光学系列は原稿ＤＯＣの１ラインからの反射光を、光学系３０１、…と同数のライン部分ＳＧ１、…からの反射光に分割して異なる撮像素子２５１、２５２の受光面に結像させる。これら複数のライン部分ＳＧ１、…の画像を制御部１０７が１ライン全体の画像につなぎ合わせる。

光源２１０はＬＥＤ素子２１Ｅを光学系３０１、…間の境界部２１Ｆごとに配置している。これにより、主走査方向における線状空間ＬＮＳ内の照射光量分布には、特定領域ＬＤ１、…ごとにピークが形成される。光学系列３０１−３０３は、線状空間ＬＮＳに位置する被写体表面のうち、特定領域のそれぞれに位置する部分からの反射光を、いずれかの光学系３０１、…の結像領域の端部ＩＭ１、…に結像させる。したがって、これらの特定領域ＬＤ１、…に原稿ＤＯＣのライン部分ＳＧ１、…間の境目が生じるので、いずれの境目もライン部分ＳＧ１、…の他の部分よりも照射光量が高い。その結果、いずれの光学系３０１、…においても周辺光量の低下が相殺され、ライン部分ＳＧ１、…の画像間の境界ＩＭ１、…におけるコントラストが十分に高い。したがって、ライン部分ＳＧ１、…の画像間のつなぎ合わせが高精度に達成されるので、元の１ライン全体の画像は画質が高い。

［変形例］
（A）図１の示すスキャナー１００はフラットベッド型の単機能機である。本発明の実施形態による画像読取装置はその他に、自動原稿送り装置（auto document feeder：ＡＤＦ）を利用するシートフィード型の単機能機、ハンディ型の単機能機、コピー機または複合機（ＭＦＰ）に組み込まれたフラットベッド型のスキャナー、またはワンパス型のＡＤＦに組み込まれた裏面スキャナーであってもよい。本発明の実施形態による画像読取装置はまた、スキャナーとしてではなく、プリンターの利用する通紙センサー等の光センサー、または、製品の外観を検査する機器に利用されるカメラとして利用されてもよい。

（B）本発明によるスキャナーは、図２、図３の示す光学系３０１、３０２、３０３以外にも、様々な配置の光学系が利用可能である。
たとえば、図２の示す複数枚の平面鏡２１１、２１２が、キャリッジ２００のほぼ全体にわたって伸びる２枚の平面鏡に統合されてもよい。これら２枚の平面鏡板の一方では、偶数番目の光学系３０２を通過する鏡面部分が遮光膜で覆われ、他方では逆に、奇数番目の光学系３０１、３０３を通過する鏡面部分が遮光膜で覆われる。これにより各平面鏡の鏡面の露出部分が、図２の示す平面鏡２１１、２１２と同等に機能する。

図２、図３の示す光学系３０１、３０２、３０３は凹面鏡２３１、２３２を利用する。これらの凹面鏡に代えて凸レンズが利用されてもよい。これらの光学系３０１、…は線状空間ＬＮＳからの反射光を、平面鏡２１１、２１２で折り返して第１凹面鏡２３１へ入射させる。光学系はその他に、たとえば平面鏡２１１、２１２の位置に第１凹面鏡２３１を配置することにより、線状空間ＬＮＳからの反射光を直に第１凹面鏡２３１へ入射させてもよい。

光学系は物体側と像側との一方、または両方が非テレセントリックであってもよい。特に物体側が非テレセントリックの光学系である場合、図４の（ａ）が示す物体側テレセントリック光学系とは異なり、主走査方向のサイズが線状空間ＬＮＳ内の特定領域ＢＮＤの間隔よりも狭い。したがって、結像領域の端部に結像する光束（特に主光線）がその光学系へ入射する際、光軸に対して傾斜している。この場合、コサイン４乗則または口径食に起因する周辺光量の低下が顕著である。この低下も、本発明の上記の実施形態による光源２１０は、線状空間ＬＮＳ内の照射光量分布にピークを持たせることで相殺可能である。

各光学系の主走査方向のサイズが線状空間ＬＮＳ内の特定領域ＢＮＤの間隔よりも狭い場合、光学系間の境界部は、図３の（ｂ）が示す境界部２１Ｆよりも主走査方向のサイズが大きい。この場合でも光源２１０のＬＥＤ素子２１Ｅは、指向角θの中心を線状空間ＬＮＳ内の特定領域ＢＮＤ、すなわち、各光学系が結像領域の端部に結像させる光が出射する領域に向けて配置されればよい。

（C）図３の（ｂ）が示す光源２１０では、ＬＥＤ素子２１Ｅが光学系３０１、３０２、３０３の間の各境界部２１Ｆに１つずつ配置されている。その他に、各境界部２１ＦにＬＥＤ素子が２つ以上ずつ配置されてもよい。
図６は、各境界部２１ＦにＬＥＤ素子が２つずつ、主走査方向に並置された光源２１０を含むキャリッジ２００の内部構造を、図３の（ｂ）と同様な視点から模式的に表す横断面図である。各境界部２１Ｆでは１対のＬＥＤ素子６１５、６１６が線状空間ＬＮＳ内の特定領域、すなわち原稿ＤＯＣのライン部分ＳＧ１、ＳＧ２間の境界に対し、主走査方向（図では上下方向）において対称的に配置されている。さらに、それらのＬＥＤ素子６１５、６１６は指向角の中心が線状空間ＬＮＳ内の特定領域ＢＮＤへ、またはその特定領域に対して主走査方向において対称な位置へ向けられている。

図７の（ａ）は、各境界部２１ＦにＬＥＤ素子が２つずつ、副走査方向に並置された光源２１０を含むキャリッジ２００の内部構造を、図３の（ａ）と同様な視点から模式的に表す縦断面図であり、図７の（ｂ）は、図７の（ａ）の示す直線ｂ−ｂに沿った模式的な横断面図である。各境界部２１Ｆでは１対のＬＥＤ素子７１５、７１６が、主走査方向（図では上下方向）においては線状空間ＬＮＳ内の特定領域、すなわち原稿ＤＯＣのライン部分ＳＧ１、ＳＧ２間の境界と同じ位置であり、副走査方向（図では左右方向）においてはその境界とは異なる位置に配置されている。さらに、それらのＬＥＤ素子７１５、７１６は指向角の中心がその境界へ、またはその境界に対して副走査方向において対称な位置へ向けられている。

これらのように、各境界部２１ＦにＬＥＤ素子を２つ以上ずつ配置することにより、ＬＥＤ素子１つ当たりの照射光量と指向角とが限られていても、線状空間ＬＮＳ内の各特定領域における照射光量のピークの高さと幅とをいずれも十分に増大可能である。
（D）光学系３０１、３０２、３０３間の各境界部２１ＦにＬＥＤ素子が２つ以上ずつ配置される場合、それらのＬＥＤ素子間では指向角が異なっていてもよい。特に指向角の違いは、反射板による反射の有無、または拡散板による拡散の有無に因ってもよい。

図８の（ａ）は、各境界部２１ＦにＬＥＤ素子が２つずつ、副走査方向に並置された光源２１０に加えて反射板８２０を含むキャリッジ２００の内部構造を、図３の（ａ）と同様な視点から模式的に表す縦断面図であり、図８の（ｂ）は、図８の（ａ）の示す直線ｂ−ｂに沿った模式的な横断面図である。反射板８２０は平面鏡であり、副走査方向におけるキャリッジ２００の中心面ＣＮＴに対して光源２１０と対称的に配置されている。各境界部２１ＦではＬＥＤ素子８１５、８１６の位置が、主走査方向（図８の（ａ）では紙面の法線方向、図８の（ｂ）では上下方向）においては線状空間ＬＮＳ内の特定領域、すなわち原稿ＤＯＣのライン部分ＳＧ１、ＳＧ２間の境界と同じであるが、副走査方向（図８では左右方向）においてはその境界とは異なる。それらのＬＥＤ素子の一方８１５は指向角の中心がその境界へ向けられ、他方８１６は反射板８２０へ向けられている。その他方８１６からの出射光が同じ境界へ向けて反射されるように、反射板８２０の鏡面はキャリッジ２００の中心面ＣＮＴに対して傾斜している。こうして、その他方８１６は一方８１５よりも線状空間ＬＮＳ内の特定領域までの光路が長いので、照射光の拡散範囲が広い。

図８とは異なり、反射板８２０に代えて拡散板が、ＬＥＤ素子の他方８１６からの光路のみを遮るように設置されてもよい。この場合、他方８１６からの照射光のみが拡散板によって拡散されるので、その他方８１６は一方８１５よりも照射光の拡散範囲が広い。
このように各対のＬＥＤ素子間で照射光の拡散範囲を変えることにより、主走査方向と副走査方向との両方について照射範囲を調整可能である。主走査方向における照射範囲の調整によれば、線状空間ＬＮＳ内の照射光量分布が整形可能である。副走査方向における照射範囲の調整によれば、高さ方向（図８の（ａ）では上下方向）において照射光量の均一な範囲を拡張可能である。これにより、原稿ＤＯＣの表面がプラテンガラス１０３から多少離れたとしても、照射光量の不足に起因する影がその画像に生じることを防ぐことができる。

（E）図２、図３の示す光源２１０は、副走査方向におけるキャリッジ２００の中心面ＣＮＴの片側にのみＬＥＤ素子を含む。その他に、その中心面ＣＮＴの両側にＬＥＤ素子が配置されてもよい。
図９の（ａ）は、そのような光源９１０を含むキャリッジ２００の内部構造を、図３の（ａ）と同様な視点から模式的に表す縦断面図であり、図９の（ｂ）は、（ａ）の示す直線ｂ−ｂに沿った模式的な横断面図である。

光源９１０は、図３の（ａ）が示すように、副走査方向におけるスリット２０１の縁の一方の下に配置された基板２１Ｃに加え、キャリッジ２００の中心面ＣＮＴに対してそれと対称的な位置に別の基板９１Ｃを含む。いずれの基板２１Ｃ、９１Ｃも、板面が副走査方向におけるスリット２０１の中心部を向くように、キャリッジ２００の中心面ＣＮＴに対して傾斜している。

基板２１Ｃ、９１Ｃは印刷回路基板であり、図２の（ｂ）が示すように、複数本のネジ２１Ｄで弾性部材２１Ｂを通して取付板２１Ａに固定され、その上に複数個の白色ＬＥＤ素子２１Ｅ、９１Ｅとそれらの駆動回路（図は示していない。）とを含む。ＬＥＤ素子２１Ｅ、９１Ｅは、各基板２１Ｃ、９１Ｃの長手方向、すなわち主走査方向においては等間隔に並び、副走査方向においてはキャリッジ２００の中心面ＣＮＴに対して互いに対称的に配置されている。特に図９の（ｂ）が示すように、各ＬＥＤ素子２１Ｅ、９１Ｅは主走査方向に隣接する２つの光学系３０１、３０２、３０３の間の境界部２１Ｆ、９１Ｆに配置されている。各ＬＥＤ素子２１Ｅ、９１Ｅは指向角がたとえば１０〜２０度であり、線状空間ＬＮＳ内の特定領域の間隔、すなわち原稿ＤＯＣの各ライン部分ＳＧ１、ＳＧ２、ＳＧ３よりも狭い。キャリッジ２００の中心面ＣＮＴに対して対称的に配置されたＬＥＤ素子の対２１Ｅ、９１Ｅは指向角の中に線状空間ＬＮＳ内の同じ特定領域を含む。これらのＬＥＤ素子２１Ｅ、９１Ｅは特に、図９の（ａ）が示すように、指向角の中心を副走査方向において同じ位置、すなわち線状空間ＬＮＳとキャリッジ２００の中心面ＣＮＴとの間の交点ＣＰＴに向けている。これにより、線状空間ＬＮＳ内の照射光量分布は特定領域ごとに高いピークを示す。

キャリッジ２００の中心面ＣＮＴに対して対称的に配置されたＬＥＤ素子の対２１Ｅ、９１Ｅの間では指向角の中心位置、すなわち照射光量分布のピーク位置が副走査方向において異なっていてもよい。
図９の（ｃ）、（ｄ）は、これらのＬＥＤ素子２１Ｅ、９１Ｅ間における指向角の中心位置の違いを示す模式図である。図９の（ｃ）では、これらのＬＥＤ素子の一方２１Ｅが指向角の中心を、線状空間ＬＮＳとキャリッジ２００の中心面ＣＮＴとの間の交点ＣＰＴに向け、他方９１Ｅが、その交点ＣＰＴよりも手前（図では左方）に向けている。図９の（ｄ）では、いずれのＬＥＤ素子２１Ｅ、９１Ｅも指向角の中心を、交点ＣＰＴよりも手前（図では右方または左方）に向けている。いずれの場合でも高さ方向（図９の（ａ）、（ｃ）、（ｄ）では上下方向）においては、照射光量の均一な範囲が拡張する。これにより、原稿ＤＯＣの表面がプラテンガラス１０３から多少離れたとしても、照射光量の不足に起因する影がその画像に生じることを防ぐことができる。

（F）図２、図３の示す光源２１０は、ＬＥＤ素子２１Ｅのように指向性の高い光源のみを含む。キャリッジ２００は、この光源２１０に加え、線光源を備えていてもよい。線光源はＬＥＤ素子２１Ｅよりも指向性が低く、特に主走査方向における出射光の均一性が高い。
図１０の（ａ）は、そのような線光源を含むキャリッジ２００の内部構造を、図３の（ａ）と同様な視点から模式的に表す縦断面図であり、図１０の（ｂ）は、図１０の（ａ）の示す直線ｂ−ｂに沿った模式的な横断面図である。

線光源Ａ１０は、副走査方向におけるスリット２０１の縁の一方の下に配置された光源２１０と、キャリッジ２００の中心面ＣＮＴに対して対称的な位置に配置されている。光源２１０は、図３の（ａ）が示すものと同様、複数個のＬＥＤ素子２１Ｅを主走査方向において等間隔に含む。線光源Ａ１０は１対のＬＥＤ素子Ａ１１と導光体Ａ１２とを含む。各ＬＥＤ素子Ａ１１は、光源２１０の含むもの２１Ｅと同様な白色ＬＥＤであり、指向角がたとえば１０〜２０度である。ＬＥＤ素子Ａ１１は導光体Ａ１２の両端に１つずつ設置され、導光体Ａ１２の内部に光を照射する。導光体Ａ１２は、主走査方向に伸びる棒状または板状の導光部材であり、両端から内部に入射した光を自身の側面のうちスリット２０１に面した部分（図１０の（ａ）では上部）の全体から一様に出射させる。こうして線光源Ａ１０は線状空間ＬＮＳの全体に均一な光を照射する。

このように線光源Ａ１０を光源２１０と併用することにより、光源２１０のＬＥＤ素子１つ当たりの照射光量と指向角とが限られていても、線状空間ＬＮＳ内の各特定領域における照射光量分布のピークと、隣接する２つの特定領域の中間に位置する照射光量分布の谷とのいずれも、十分に高くすることが可能である。
（G）図２、図３の示す光源２１０は各ＬＥＤ素子２１Ｅからの出射光を直にスリット２０１へ出射する。光源２１０はその他に、その出射光を線状空間ＬＮＳ内に拡散させる導光体を更に含んでもよい。この導光体に光を拡散させることにより、各ＬＥＤ素子の指向角が限られていても、線状空間ＬＮＳの照射光量分布の谷を十分に高くすることが可能であり、高さ方向において照射光量の均一な範囲を十分に拡張可能である。これにより、照射光量の不足に起因する影が原稿の画像に生じることを防ぐことができる。

（H）図２の（ａ）が示す曲面鏡板２２１、２２２には２種類の凹面鏡２３１、２３２が一体に成形されている。その他に、主走査方向に細長いフレームに、主走査方向のサイズが異なる２種類の凹面鏡が交互に並んで支持されていてもよい。
図３の（ｂ）が破線で示す光学系３０１、３０２、３０３の間の境界は遮光壁で仕切られていてもよい。これらの遮光壁により隣接する光学系間での光漏れが防止されるので、撮像素子２５１、２５２の検出精度が向上する。

光源２１０の各境界部２１Ｆに位置するＬＥＤ素子２１Ｅは、光学系列内の少なくとも１つの光学系３０１、…と、撮像素子２５１、２５２の少なくとも１つと、同じユニットの中に一体化されていてもよい。図３の（ｂ）が示すように、光学系列３０１−３０３は同一構造の繰り返しであるので、単位構造をユニット化することにより、ユニットの総数を変えるだけで光学系列の全長を変更可能である。

図１１の（ａ）はそのようなユニットＢ１０の模式的な斜視図である。この図では、ユニットＢ１０の上面と側面との一部が除去されて内部の要素が露出したように描かれている。ユニットＢ１０は、等脚台形を底面とする柱状筐体であり、その台形の脚方向における上面の中央部に窪みを含む。その窪みの中央には、台形の底と平行なスリットＢ１１が開いている。ユニットＢ１０の内部には、図９の（ｂ）が示す１組の両側テレセントリック光学系３０１の構成要素、すなわち副走査方向に並ぶ第１凹面鏡２３１、第２凹面鏡２３２、絞り２４０、および第１平面鏡２１１（または第２平面鏡２１２）の１組が、１個の第２撮像素子２５２（または第１撮像素子２５１）と共に収納されている。第１平面鏡２１１はスリットＢ１１の真下に位置する。

図１１の（ｂ）は、図１１の（ａ）の示すユニットＢ１０を複数つなげた集合体の模式的な斜視図である。各ユニットＢ１０の横断面を成す台形の片側の脚に相当する側面Ｂ１２は、隣のユニットＢ１０の横断面を成す台形の反対側の脚に相当する側面Ｂ１３と重ね合わせるように接続可能である。この接続により所望数のユニットＢ１０が直方体形状の集合体を構成する。この集合体に収納された光学系の全体が、図９の（ｂ）の示す光学系列３０１、３０２、３０３を構成する。各ユニットＢ１０の側面Ｂ１２、Ｂ１３は光学系３０１、３０２、３０３間の境界を仕切り、それらの間の遮光壁として機能する。

各ユニットＢ１０の上面には１対の基板Ｂ１４がスリットＢ１１の中心点、すなわちユニットＢ１０の横断面を成す台形の中心点に対して対称的に設置されている。各基板Ｂ１４の一端は、台形の各脚に相当するユニットＢ１０の側面Ｂ１２から外側へはみ出している。このはみ出した部分は、図１１の（ｂ）が示すようにユニットＢ１０が接続されたとき、隣のユニットＢ１０の上面に載せられる。各基板Ｂ１４は印刷回路基板であり、図２の（ｂ）が示す基板２１Ｃと同様、１本のネジ２１Ｄで弾性部材を通して取付板に固定され（図は示していない。）、それらと共にユニットＢ１０の上面に固定されている。各ユニットＢ１０の上面の窪みにより両基板Ｂ１４は、板面がスリットＢ１１の真上の空間を向くように、ユニットＢ１０の高さ方向に対して傾斜している。各基板Ｂ１４の上には１個の白色ＬＥＤ素子２１Ｅ、９１Ｅとその駆動回路（図は示していない。）とが実装されている。そのＬＥＤ素子２１Ｅ、９１ＥはユニットＢ１０の側面Ｂ１２の真上に配置されている。これにより、図１１の（ｂ）が示すようにユニットＢ１０が接続されたとき、各ユニットＢ１０のＬＥＤ素子２１Ｅ、９１Ｅは、図９の（ｂ）が示すように、光学系３０１、３０２、３０３間の境界部２１Ｆ、９１Ｆに位置する。

図１１の（ｂ）の示す複数個のユニットＢ１０の集合体Ｂ２０がキャリッジ２００の筐体内に設置される。このとき、集合体Ｂ２０の両端に位置するユニットＢ２１の上方からキャリッジ２００の外へ漏れる光は、画像にノイズを与える原因になりやすい。したがって、これらのユニットＢ２１の上面が光吸収部材Ｂ２２で覆われてもよい。光吸収部材Ｂ２２はたとえば、表面粗さが所定値に設計された樹脂フィルム、金属膜、または金属酸化物膜であり、集合体Ｂ２０上のＬＥＤ素子２１Ｅ、９１Ｅからの出射光のうち、集合体Ｂ２０の両端のユニットＢ２１の上方へ逸れたものを吸収する。これにより、これらの漏れ光に起因する画像ノイズが防止される。

（I）図２、図３の示す光源２１０は、複数個のＬＥＤ素子２１Ｅを主走査方向において離散的に配置することにより、線状空間ＬＮＳ内の特定領域ごとに照射光量分布のピークを形成する。光源はその他に、線光源に反射板または拡散板を組み合わせることにより、同様なピークを形成してもよい。具体的には、まず線光源が主走査方向において均一な光を出射する。その線光源からの出射光を線状空間ＬＮＳへ向けて反射板が反射し、または拡散板が拡散する。この反射板または拡散板は特に、線状空間ＬＮＳ内の各特定領域と主走査方向の座標が同じ範囲である部分において他の部分よりも出射光量が大きい。たとえば、反射板はその部分の反射率が他の部分よりも高く、拡散板はその部分の拡散度が他の部分よりも低い。こうして、特定領域ごとに照射光量分布のピークを形成することも可能である。

本発明は画像読取装置の光源に関し、上記のとおり、特定領域と主走査方向の座標が同じ範囲に発光素子を配置する。このように、本発明は明らかに産業上利用可能である。

１００ 画像読取装置
２００ キャリッジ
２０１ スリット
２１０ 光源
２１Ａ 取付板
２１Ｂ 弾性部材
２１Ｃ 基板
２１Ｄ ネジ
２１Ｅ ＬＥＤ素子
２１Ｆ 光学系間の境界部
２１１ 第１平面鏡
２１２ 第２平面鏡
２２１ 第１曲面鏡板
２２２ 第２曲面鏡板
２３１ 第１凹面鏡
２３２ 第２凹面鏡
２４０ 絞り
２４１ 絞りの穴
２５１ 第１撮像素子
２５２ 第２撮像素子
３０１、３０２、３０３ テレセントリック光学系
ＣＮＴ キャリッジの中心面
ＬＮＳ 線状空間
ＢＮＤ 線状空間内の特定領域
ＤＯＣ 原稿
ＳＧ１、ＳＧ２、ＳＧ３ 原稿のライン部分

Claims (14)

1. 主走査方向に拡がる線状空間に光を照射する光源と、
   主走査方向に並ぶ複数の縮小光学系の配列であり、前記線状空間に位置する被写体表面から反射された光を、光学系ごとに異なる領域に結像させる光学系列と、
   各光学系の結像領域における反射光量分布を個別に検出する複数の撮像素子と、
   前記複数の撮像素子の検出結果から、前記被写体表面の画像を表す電子データを生成する画像処理部と、
   を備えた画像読取装置であって、
   前記光学系列は、前記被写体表面のうち、前記線状空間内の特定領域のそれぞれに位置する部分からの反射光を、いずれかの光学系の結像領域の端部に結像させ、
   前記光源は前記線状空間内の特定領域ごとに、主走査方向における照射光量分布のピークを形成する
   ことを特徴とする画像読取装置。
2. 前記光源は、前記線状空間内の特定領域のそれぞれと主走査方向の座標が同じ範囲に発光素子を少なくとも１つ含み、
   前記線状空間のうち、主走査方向における各発光素子の指向角が定める照射範囲は、特定領域の間隔よりも狭い
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像読取装置。
3. 前記光源は、前記線状空間内の特定領域のそれぞれと主走査方向の座標が同じ範囲に、複数の発光素子を配置していることを特徴とする請求項２に記載の画像読取装置。
4. 前記複数の発光素子の配置は、主走査方向において対称的であることを特徴とする請求項３に記載の画像読取装置。
5. 前記複数の発光素子の配置は、副走査方向において対称的であることを特徴とする請求項３に記載の画像読取装置。
6. 前記複数の発光素子間では指向角が異なることを特徴とする請求項３に記載の画像読取装置。
7. 前記光源は、
   前記複数の発光素子のうち少なくとも１つからの出射光を前記線状空間へ反射する反射板、または当該出射光を前記線状空間へ拡散する拡散板
   を更に含み、
   前記複数の発光素子間での指向角の違いは、前記反射板による反射の有無、または前記拡散板による拡散の有無に因る
   ことを特徴とする請求項６に記載の画像読取装置。
8. 前記複数の発光素子間では、副走査方向における特定領域内の照射光量分布のピーク位置が異なることを特徴とする請求項３に記載の画像読取装置。
9. 前記光源は、前記線状空間に主走査方向において均一な光を照射する線光源を更に含む請求項２から請求項８までのいずれかに記載の画像読取装置。
10. 前記光源は、各発光素子からの出射光を前記線状空間に拡散させる導光体を更に含む請求項２から請求項８までのいずれかに記載の画像読取装置。
11. 前記光源は、発光素子ごとに前記線状空間からの距離を調節可能に各発光素子を保持する保持部を更に含む請求項２から請求項１０までのいずれかに記載の画像読取装置。
12. 前記線状空間内の特定領域のそれぞれと主走査方向の座標が同じ範囲に位置する発光素子は、前記光学系列内の少なくとも１つの光学系と、前記複数の撮像素子の少なくとも１つと、１つのユニットに一体化されていることを特徴とする請求項２から請求項１１までのいずれかに記載の画像読取装置。
13. 前記光源は、
    主走査方向において均一な光を出射する線光源と、
    前記線光源からの出射光を前記線状空間へ反射する反射板、または当該出射光を前記線状空間へ拡散する拡散板と、
    を更に含み、
    前記反射板または前記拡散板は、前記線状空間内の特定領域のそれぞれと主走査方向の座標が同じ範囲に位置する部分において他の部分よりも出射光量が大きい
    ことを特徴とする請求項１に記載の画像読取装置。
14. 前記光源は、前記線状空間から逸れた光を吸収する光吸収部を更に含む請求項１から請求項１２までのいずれかに記載の画像読取装置。

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