JP2018207139A - スキャナーおよびスキャンデータの生産方法 - Google Patents

Abstract

【課題】より好ましい製品を実現すること。
【解決手段】原稿台上の原稿からの光を複数の光路によって複数のセンサーチップに導く第１光学系によって前記原稿からの光を複数の前記センサーチップに縮小結像させて読み取る第１読取部と、搬送されている原稿からの光を第２光学系によって結像させて読み取る第２読取部と、を備えたスキャナーであって、前記第１光学系が備える絞りの開口面積は、前記第２光学系が備える絞りの開口面積よりも小さいスキャナーを構成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、スキャナーおよびスキャンデータの生産方法
に関する。

従来、複数のラインセンサーを使って原稿をスキャンし、各ラインセンサーが検知した出力を合成してスキャンデータを生成する技術が知られている。例えば、特許文献１には、複数の光学系を主走査方向に並べ、副走査方向に２列に配列し、各光学系で異なるラインセンサーに結像させ、読み取り結果を合成することでスキャンデータを生成する構成が開示されている。

特開２０１３−１３１７９４号公報

上述した従来技術においては、製品を構成する部品の仕様が明らかではなかった。
本発明は、より好ましい製品を実現することを目的とする。

上記目的を達成するためのスキャナーは、原稿台上の原稿からの光を複数の光路によって複数のセンサーチップに導く第１光学系によって原稿からの光を複数のセンサーチップに縮小結像させて読み取る第１読取部と、搬送されている原稿からの光を第２光学系によって結像させて読み取る第２読取部と、を備えたスキャナーであって、第１光学系が備える絞りの開口面積は、第２光学系が備える絞りの開口面積よりも小さい。この構成によれば、複数の光路によって原稿からの光を縮小結像させる第１光学系においては、相対的に深い被写界深度を確保することができ、搬送されている原稿の読み取りに使用される第２光学系においては、相対的に明るい光量を確保して高速化することができる。

さらに、第１光学系が備える絞りの開口面積は、第２光学系が備える絞りの開口面積の１／２以下である構成であっても良い。この構成によれば、第１光学系では被写界深度が重視され、第２光学系では光量が重視されたスキャナーを提供することができる。
第１光学系が備える絞りの開口面積は、第２光学系が備える絞りの開口面積の１／３以下である構成であっても良い。この構成によれば、第１光学系では被写界深度がより重視され、第２光学系では光量が寄り重視されたスキャナーを提供することができる。

さらに、原稿台上の原稿からの光を第１光学系によってＣＭＯＳセンサーに結像させて読み取る第１読取部と、搬送されている原稿からの光を第２光学系によって結像させて読み取る第２読取部と、を備えたスキャナーであって、第１光学系が備える絞りの開口面積は、第２光学系が備える絞りの開口面積よりも小さい構成であっても良い。この構成によれば、この構成によれば、ＣＭＯＳセンサーに光を結像させる第１光学系においては、相対的に深い被写界深度を確保することができ、搬送されている原稿の読み取りに使用される第２光学系においては、相対的に明るい光量を確保することができる。

スキャナーのブロック図である。 スキャナーの搬送機構の周辺の構造を示す図である。 スキャナーの光学系の構成例を示す図である。 光学系による縮小を模式的に示す図である。 合成を説明する説明図である。 第１読取部の光学系を示す図である。 第２読取部の光学系を示す図である。 等価Ｆ値の算出例を示す図である。 スキャン処理を示すフローチャートである。

ここでは、下記の順序に従って本発明の実施の形態について説明する。
（１）スキャナーの構成：
（２）光学系の構成：
（３）スキャン処理：
（４）他の実施形態：

（１）スキャナーの構成：
図１は、本発明の一実施例にかかるスキャナー１のブロック図である。スキャナー１は、コントローラー１０と搬送装置４０と通信部７０と操作部８０と２系統の読取部（光源、センサー、光学系等）を備える。コントローラー１０は、図示しない記録媒体と、当該記録媒体からプログラムを読み出して実行するプロセッサー（特定の処理を実行するように回路が構成されたＡＳＩＣ等の専用回路であってもよいし、ＡＳＩＣ等とＣＰＵとが協働していてもよい）を備える。

コントローラー１０はスキャナー１の各部を制御し、読取部の出力に基づいてスキャンデータを生成する。操作部８０は、利用者に対して種々の情報を提供する出力部と、利用者による入力操作を受け付ける入力部とを備えている。コントローラー１０は、操作部８０を制御して読取条件の選択肢やスキャン指示等を行うための情報を出力部に表示させる。利用者は、当該出力部の出力に基づいて読取条件の選択や読取開始指示等を入力することができる。

読取開始指示が入力されると、コントローラー１０は、スキャナー１の各部を制御し、原稿を読み取るための動作（例えば、原稿の搬送等）を行わせる。この動作により、読取部からスキャンデータが出力されると、コントローラー１０がスキャンデータを生成する。通信部７０は、外部の装置（本実施形態においては、外部のコンピューター９０）と通信を行うための装置であり、コントローラー１０は、任意の情報をコンピューター９０に送信し、コンピューター９０から各種の指示等を受け取ることができる。

本実施形態において、コントローラー１０がスキャンデータを生成すると、コントローラー１０は通信部７０を介してスキャンデータをコンピューター９０に送信する。むろん、スキャンデータは、種々の態様で利用されてよく、スキャナー１が備える図示しない記録媒体に保存されてもよいし、可搬型の記録媒体に保存されてもよいし、通信部７０を介してコンピューター９０以外の装置に提供されてもよい。

本実施形態にかかるスキャナー１は、図示しないＡＤＦ（オートドキュメントフィーダー）と原稿台との双方を備えており、いずれかの方式から選択された方式によって原稿が読取位置で読み取られる。本実施形態にかかるスキャナー１は、第１の読取部と第２の読取部とを備えており、第１の読取部はＡＤＦで搬送される搬送原稿（のおもて面）と、原稿台に載置される載置原稿とのいずれも読み取ることができる。第２の読取部は、搬送原稿（の裏面。おもて面と逆の面）を読み取ることができ、載置原稿を読み取ることはできない。

第１の読取部は、図１に示す第１センサー２１，第１光源３１，副走査装置４１，第１光学系５１を備えている。副走査装置４１は、第１センサー２１、第１光源３１、第１光学系５１を副走査方向に往復移動させることが可能な装置である。第２の読取部は、図１に示す第２センサー２２，第２光源３２，第２光学系５２を備えており、副走査装置４１に類する装置は備えられていない。すなわち、第２センサー２２，第２光源３２，第２光学系５２は、スキャナー１内に固定的に配置される。そして、第２光源３２からの光が搬送原稿の搬送経路内の所定位置に照射され、搬送原稿からの光が第２光学系５２を経て第２センサー２２に検知されることで読み取りが行われる。

第１センサー２１および第２センサー２２は、複数のセンサーチップを備えている。従って、これらのセンサーはセンサー群である。各センサーチップは、１方向に延びるセンサーであり当該１方向に複数の光電変換素子が並べられてラインセンサーを構成している。本実施形態において、各センサーチップには３列の光電変換素子列が構成されており、各列の光電変換素子のそれぞれには赤（Ｒ），緑（Ｇ），青（Ｂ）の各色のフィルターが設けられている。本実施形態においては、当該光電変換素子列が延びる方向が副走査方向（搬送原稿の搬送方向）に垂直になるように配置される（当該光電変換素子列が延びる方向を主走査方向と呼ぶ）。

なお、第１センサー２１が備える複数のセンサーチップは主走査方向に既定の間隔で並べられている。第２センサー２２が備える複数のセンサーチップは主走査方向に隣接した状態で並べられており、異なるセンサーチップの間で隣り合う光電変換素子の間隔が、他の位置における光電変換素子の間隔と同一である。従って、第２センサー２２においては、複数のセンサーチップが隣接するように並べられて、実質的に主走査方向の１ライン分の読み取りを行うラインセンサーを形成している。

第１光源３１および第２光源３２は、搬送原稿の搬送経路に設けられた読取領域（照射位置）に照明光を照射するランプを備えている。なお、原稿が載置原稿として読み取られる場合、照射位置は副走査方向に移動し得る。照射位置に存在する物体（原稿や白基準板等）にて反射した光は第１センサー２１や第２センサー２２が備える各センサーチップで受光され、各センサーチップは各光電変換素子での光の受光量に応じた信号を生成する。

第１センサー２１および第２センサー２２は、図示しないアナログフロントエンドを備えている。アナログフロントエンドは、光の受光量に応じて光電変換素子が出力した信号にゲインを作用させて出力する回路やＡ／Ｄ変換する回路を含む。本実施形態においてアナログフロントエンドは、当該ゲインを示す情報を記録する記録媒体を備えており、アナログフロントエンドにおいては、当該ゲインを示す情報に基づいて、第１センサー２１および第２センサー２２の黒レベルを最小の出力値、白レベルを最大の出力値にするゲイン調整を行う。

なお、本実施形態において、第１光源３１および第２光源３２は白色光を出力する光源である。第１センサー２１および第２センサー２２が備える光電変換素子列は、ＲＧＢ各色のフィルターを備えているため、白色光が照射された原稿からの光に基づいてＲＧＢ各色のスキャンデータを生成することができる。

搬送装置４０は、原稿を搬送する機構である。搬送装置４０は、搬送原稿を第１光源３１からの光の照射位置および第２光源３２からの光の照射位置に搬送し、さらに、搬送原稿をスキャナー１の外部へ搬送する機構である。

図２は、搬送装置４０の搬送経路を模式的に示す図である。搬送経路は、図示しない樹脂製の部材によって搬送原稿の通路が形成されることによって構成され、経路の複数の位置で搬送原稿が搬送ローラー４０ａ，４０ｂで挟まれることによって搬送原稿が当該経路を搬送される。図２においては、太い実線の曲線によって搬送経路を示している。搬送経路内において光源による照射位置は破線で示されており、当該照射位置内において主走査方向（Ｘ軸，Ｚ軸に垂直な方向）の１ライン分が第１センサー２１および第２センサー２２によって読み取られる。

第１読取部を構成する第１センサー２１，第１光源３１，第１光学系５１は、図２に示す第１ユニットＵ₁内に形成されており、原稿台Ｔ上の照射位置を挟んで反対側には基準板６１が配置されている。すなわち、第１センサー２１において複数のセンサーチップは、主走査方向に既定の間隔だけ離れた位置に配置されており、原稿台上の原稿からの光を複数の光路によって複数のセンサーチップに導くことによって１列の読み取りを行うように構成されている。

従って、原稿上の１列の領域からの光は主走査方向の端部が重複する複数の領域からの光に分割され、分割された光のそれぞれが各センサーチップに結像する。このため、本実施形態においては、第１センサー２１が備える各センサーチップの出力を合成して１ライン分のスキャンデータを生成する必要がある。そこで、本実施形態においては、基準板６１に合成の目印となる合成マークが形成されている。合成マークは、隣接する領域の端部において各領域が重複する部位に形成されており、原稿台に原稿が存在しない状態で合成マークが読み取られることにより、各センサーチップの出力において同一の位置が読み取られた光電変換素子が特定される。

また、基準板６１にはゲイン調整のための白基準板および黒基準板が形成されており、白基準板の測定結果によって白レベルが決定され、黒基準板の測定結果によって黒レベルが決定される。なお、基準板６１においては、可動部が形成され、合成マーク、白基準板、黒基準板の中から選択された対象が可動部によって移動されて照射位置に配置されるように構成されていても良い。基準板６２には、基準板６１と同様に白基準板および黒基準板が形成されている。

図２において、副走査装置４１は、副走査方向（Ｘ軸方向）に第１ユニットＵ₁を往復動作させることが可能な装置である。搬送原稿を読み取る際には、副走査装置４１は、第１ユニットＵ₁を図２に示す既定の位置に配置する。そして、当該既定の位置に第１ユニットＵ₁が配置された状態で読取が行われる。原稿台Ｔに載置された載置原稿を読み取る場合（いわゆるフラットベッドでの読み取りが行われる場合）、副走査装置４１は、第１センサー２１、第１光源３１、第１光学系５１を副走査方向に移動させて載置原稿を読み取る。従って、載置原稿においては、図２に示す破線の直線と当該直線に接続された一点鎖線の直線の部分が照射位置（原稿の読取領域）となり、当該照射位置は副走査方向に移動し得る。

第２読取部を構成する第２センサー２２，第２光源３２，第２光学系５２は、図２に示す第２ユニットＵ₂内に形成されている。搬送原稿を読み取る際には、第１ユニットＵ₁によって一方の面（おもて面）の読取が行われ、裏面の読取を行う必要がある場合には第２ユニットＵ₂によって裏面の読取が行われる。本実施形態において、第２読取部（第２ユニットＵ₂）はいわゆるＣＩＳ（Contact Image Sensor）である。

第１光学系５１は、第１センサー２１に原稿の画像を縮小しつつ結像させる部材を備えている。すなわち、第１光学系５１は、第１光源３１の光が原稿に照射されることで生じる原稿からの光をセンサーチップに導く光路を形成する部材を備える。光路は種々の構造によって提供されて良く、種々の部材、例えば、絞り部材やレンズ、反射鏡等のいずれかまたは組み合わせによって構成可能である。

図３は、光路の一例を示す図であり、視線を主走査方向と平行にした状態で示している。図３においては、原稿Ｐに光を照射する第１光源３１と第１光学系５１と第１センサー２１とを示している。第１光学系５１は複数の凹面を備えた第１鏡５１ａと、複数の凹面を備えた第２鏡５１ｂと、絞りとして機能する複数の開口部を備えた絞り部材５１ｃを備えており、原稿Ｐの主走査方向（Ｘ軸、Ｚ軸に垂直な方向）の１ライン分の光を、主走査方向に一部で重複する複数の領域に分割し、各領域の像を縮小することによってセンサーチップ２１ａに導く構成等が採用されている。

図４は、主走査方向を横方向とした状態で光学系による作用を模式的に示している。図４においては、原稿Ｐからの光が第１光学系５１を経てセンサーチップ２１ａに導かれる様子が示されており、原稿Ｐからの光の光路を破線および一点鎖線で模式的に示している。すなわち、センサーチップ２１ａは、主走査方向（Ｙ軸方向）に並んでおり、原稿Ｐにおいて主走査方向において一部重複しながら隣接する各領域の像は、原稿Ｐの各領域に対応した第１光学系５１の各部材で縮小される。そして、原稿Ｐの各領域の像は、各領域に対応した各センサーチップ２１ａに結像する。すなわち、主走査方向の長さＬの領域の像は長さｄのセンサーチップ２１ａに結像する。

なお、第２光学系５２においては、等倍結像の光学系が採用されており、像が縮小されることなく第２センサー２２に結像される。従って、コントローラー１０は、第２センサー２２の出力に対して合成処理を行う必要はなく、他の画像処理（切り出し処理やエッジ強調等）を実施し、スキャンデータとして取得する。

一方、第１センサーにおいては、原稿Ｐの同一位置を重複して読み取るため、コントローラー１０が、隣接するセンサーチップが出力したデータを一部が重複する位置で合成してスキャンデータを生成する。具体的には、コントローラー１０は、基準板６１に形成された合成マークの読み取り結果に基づいて、センサーチップ２１ａの出力を重ねる。すなわち、第１センサー２１は、図４に示すように、複数個のセンサーチップ２１ａによって構成されており、各センサーチップ２１ａは異なる位置に配置される。

異なるセンサーチップ２１ａで同一位置が読み取られると、各センサーチップ２１ａの端部で当該同一位置が読み取られた状態になる。当該同一位置は、基準板６１の合成マークが配置される位置であるため、原稿が存在しない状態で合成マークが読み取られると、各センサーチップ２１ａは、合成マークを読み取ったデータを出力する。図５は、センサーチップ２１ａが備える光電変換素子を示す模式図であり、光電変換素子を丸で示している。図５において、合成マークは副走査方向に延びる線であり、合成マークの周囲の部分は白色である。

当該合成マークは、隣接するセンサーチップ２１ａの双方で読み取られる。図５においては、合成マークを読み取ったセンサーチップ２１ａの光電変換素子を黒に着色して模式的に示しており、合成マークをハッチングによって模式的に示し、合成マークを読み取った光電変換素子に重ねて示している。また、隣接するセンサーチップ２１ａの一方を上部左側に配置し、他方を下部右側に配置し、合成マークを読み取った光電変換素子が縦方向に並ぶようにセンサーチップ２１ａの模式図を配置している。ここでは、隣接するセンサーチップ２１ａの一方を第１センサーチップ２１ａ１、他方を第２センサーチップ２１ａ２と呼ぶ。

第１センサーチップ２１ａ１、第２センサーチップ２１ａ２は、主走査方向にならぶ各光電変換素子の受光量に対応した出力をシリアルデータとして出力する。そこで、コントローラー１０は、第１センサーチップ２１ａ１の出力を解析し、端部から５個目および６個目の光電変換素子Ｅ₅，Ｅ₆で合成マークを検出したことを特定する。また、コントローラー１０は、第２センサーチップ２１ａ２の出力を解析し、端部から４個目および５個目の光電変換素子Ｅ₄，Ｅ₅で合成マークを検出したことを特定する。この場合、コントローラー１０は、第１センサーチップ２１ａ１の５個目および６個目の光電変換素子Ｅ₅，Ｅ₆と、第２センサーチップ２１ａ２の４個目および５個目の光電変換素子Ｅ₄，Ｅ₅とが同一位置を読み取ったとみなし、各センサーチップ２１ａに対応づけて各素子の位置を図示しないメモリに記録する。

そして、コントローラー１０は、以上の処理を主走査方向の端に位置するセンサーチップ２１ａから順に実施し、各センサーチップ２１ａで同一位置を読み取った素子の位置を特定する。なお、第１センサー２１を構成する複数のセンサーチップ２１ａにおいて、端に位置するセンサーチップ以外は第１センサーチップ２１ａ１、第２センサーチップ２１ａ２のいずれにもなり得る。例えば、あるセンサーチップ２１ａが第１センサーチップ２１ａ１となり、隣接する第２センサーチップ２１ａ２となった場合において、当該第２センサーチップ２１ａ２を第１センサーチップ２１ａ１と見なすと、逆側に隣接する他のセンサーチップ２１ａが第２センサーチップ２１ａ２となる。以上のようにして同一位置を読み取る光電変換素子の位置が特定されると、原稿Ｐが読み取られた際に、コントローラー１０は、当該位置に基づいて各センサーチップ２１ａが出力を合成することにより、１ライン分のスキャンデータを生成する。

（２）光学系の構成：
以上の構成において、第１読取部では、原稿を複数の光路のそれぞれで縮小して複数のセンサーチップ２１ａに結像させる分割縮小光学系が採用されており、第２読取部は、等倍結像の光学系によって複数のセンサーチップで読み取りを行うＣＩＳである。このため、第１読取部と第２読取部とにおいては、異なる光学系が採用されている。

図６は、第１読取部が備える第１光学系５１の中から１個の光路に関連する部材を抜き出して示した図である。一方、図７は、第２読取部が備える第２光学系５２の中から１個の光路に関連する部材を抜き出して示して模式的に示す図である。第２光学系５２はＣＩＳであり、本実施形態においては、複数のレンズ５２ａが主走査方向に並ぶロッドレンズを備えており、各レンズ５２ａによって原稿Ｐが複数のセンサーチップ２２ａのそれぞれに等倍結像する。図７に示す構造においては、レンズ５２ａの内部に絞りを備えた絞り部材が設けられているが、他の位置に絞り部材が備えられていても良い。また、レンズ５２ａのレンズ面と異なる側面から光が入らないようにしておくことで、レンズ５２ａが絞り部材を兼ねていてもよい。

以上のように、各読取部においては異なる光学系が採用されているが、一般に、光路を形成する光学系においては、Ｆ値を定義することができる。また、複雑な光学系においては、当該光学系が形成する光路と同等の光路を形成するレンズを想定してＦ値をシミュレートすることができる。ここでは、シミュレートによって得られるＦ値を等価Ｆ値と呼ぶ。

図８は、図６に示す第１光学系５１の等価Ｆ値の算出を説明する説明図である。図８においては、原稿Ｐのある点からの光がセンサーチップ２１ａのある点に結像する光路（一点鎖線）を想定している。すなわち、図８においては、原稿Ｐのある点からの光の出力方向、範囲（角度）が図６と同等に設定してあり、センサーチップ２１ａのある点に入力する光の入力方向、範囲（角度）が図６と同等に設定してある。

このように光路を想定した状態において、原稿Ｐからの光を進行方向に延ばし、センサーチップ２１ａに入力する光を進行方向の逆方向に延ばして交差する点にレンズが存在し、レンズの径と同一の開口径を有する絞り部材５３が存在すると想定する。この想定において、原稿Ｐの位置（原稿台からの浮きが０である場合の原稿の位置（基準位置））から絞り部材５３までの距離をａ、絞り部材５３からセンサーチップ２１ａまでの距離をｂとする。

この場合、焦点距離ｆは（１／ｆ）＝（１／ａ）＋（１／ｂ）と表現できる。また、絞り部材５３の開口径（直径）Ｄは、Ｄ＝２ａ×ｔａｎ（θ／２）と表現できる。なお、θは原稿Ｐからの光の出力範囲を示す角度である。そして、等価Ｆ値は、焦点距離ｆと開口径Ｄに基づいてＦ＝ｆ／Ｄで算出することができる。

以上のようにして、第１光学系５１および第２光学系の等価Ｆ値（またはＦ値）を算出すると、第１光学系５１は等価Ｆ値が６以上であるように設計することが可能である。一方、第２光学系５２は等価Ｆ値がおおむね２〜３程度である。このため、第１光学系５１においては、第２光学系５２よりも被写界深度が深く、原稿Ｐが基準位置から変動したとしてもぼけが生じる可能性が少ない。このため、原稿台に載置された原稿Ｐの読み取りにおいては、原稿の位置の変位による画質低下を抑制することができる。

さらに、第１光学系５１の現実的な設計例としてａ＝６０ｍｍ，ｂ＝３０ｍｍを想定すると焦点距離ｆ＝２０ｍｍが得られる。この場合において、図８に示すθ＝２．２°の光学系を想定すると、開口径Ｄ＝２．３０ｍｍ、等価Ｆ値＝８．６８が得られる。また、θ＝１．２°の光学系を想定すると、開口径Ｄ＝１．２６ｍｍ、等価Ｆ値＝１５．９１が得られ、θ＝０．４°の光学系を想定すると、開口径Ｄ＝０．４２ｍｍ、等価Ｆ値＝４７．７５が得られる。従って、等価Ｆ値は８以上であってもよい。

なお、典型的な解像度である６００ｄｐｉで読み取りを行う場合、等倍の光学系であれば、１ピクセルが４２．３μｍ（＝２５．４／６００）の範囲に結像される。本実施形態に係る第１光学系５１は縮小光学系であるため、センサーチップ２１ａにおける光電変換素子の主走査方向（光電変換素子列の列方向）の長さは４２．３μｍより短い。従って、例えば、第１光学系５１においては、光電変換素子の主走査方向の長さを４０μｍ以下にすれば、４０／４２．３以下の縮小が行われる場合のセンサーチップ２１ａを提供することができる。

さらに、典型的な縮小率である１／２を実現するのであれば、２１．１μｍ程度またはそれ以下の長さの光電変換素子が好ましく、１／１０の縮小率であれば４．２３μｍ程度またはそれ以下の長さの光電変換素子が好ましい。従って、６００ｄｐｉの読み取りを行うのであれば、光電変換素子の列方向の長さが４μｍ以上４０μｍ以下であるセンサーチップ２１ａが好ましい。

本実施形態において、第１光学系５１の等価Ｆ値は６以上であり、第２光学系５２の等価Ｆ値は２〜３程度である。このようなＦ値を反映して、第１光学系５１が備える絞り部材５１ｃの開口面積は、第２光学系５２の絞り部材（本実施形態においてはレンズ５２ａに内蔵）の開口面積よりも小さい。

具体的には、第１光学系５１の等価Ｆ値が６程度であり、第２光学系５２の等価Ｆ値が２〜３程度であれば、第１光学系５１が備える絞り部材５１ｃの開口面積は、第２光学系５２が備える絞り部材の開口面積の１／２以下である。さらに、第１光学系５１の等価Ｆ値が８程度であり、第２光学系５２の等価Ｆ値が２程度であれば、第１光学系５１が備える絞り部材５１ｃの開口面積は、第２光学系５２が備える絞り部材の開口面積の１／３以下であり、１／４以下でもある。

（３）スキャン処理：
次に、スキャン処理の手順を図９に示すフローチャートに沿って説明する。利用者が操作部８０によって原稿の読取解像度や給紙方法（ＡＤＦ、原稿台のいずれか）を直接的または間接的に指定してスキャン指示を行うと、コントローラー１０は、当該スキャン指示を受け付け、図４に示すスキャン処理を開始する。スキャン処理が開始されると、コントローラー１０は、原稿の読取解像度、給紙方法を含むスキャン設定を取得する（ステップＳ１００）。なお、ここで利用者は、搬送原稿からの光を読み取る場合に設定可能な複数の原稿の読取解像度からいずれかを選択して解像度を設定することができる。

次に、コントローラー１０は、シェーディング測定を行う。すなわち、センサーチップにおいて検知可能な光量の下限は黒レベル、検知可能な光量の上限は白レベルであるが、黒レベルと白レベルはセンサーや光源等の特性に依存して変動し得る。例えば、暗電流等のノイズやセンサー毎の製造誤差、経時変化等によってセンサーの特性が変動し、この変動に応じて黒レベルと白レベルとが変動し得る。そこで、高品質のスキャンを行うためには、原稿の読み取りの前にシェーディング測定が行われ、黒レベルと白レベルの少なくとも一方が特定されていることが好ましい。

本実施形態においてコントローラー１０は、まず、白レベルを測定する（ステップＳ１０５）。すなわち、原稿の読み取りを行う前に、コントローラー１０は、第１読取部（両面スキャンの場合は第２読取部も対象となる）を制御し、基準板６１の白基準板を読み取る。この結果、第１センサー２１（両面スキャンの場合は第２センサー２２も）からは白基準板の測定結果を示す出力が取得されるため、コントローラー１０は、当該出力を白レベルとして取得する。

次に、コントローラー１０は、黒レベルを測定する（ステップＳ１１０）。すなわち、原稿の読み取りを行う前に、コントローラー１０は、第１読取部（両面スキャンの場合は第２読取部も対象となる）を制御し、基準板６１の黒基準板を読み取る。この結果、第１センサー２１（両面スキャンの場合は第２センサー２２も）からは黒基準板の測定結果を示す出力が取得されるため、コントローラー１０は、当該出力を黒レベルとして取得する。

次にコントローラー１０は、合成マークを測定する（ステップＳ１１５）。すなわち、原稿の読み取りを行う前に、コントローラー１０は、第１読取部を制御し、基準板６１の合成マークを読み取る。この結果、第１センサー２１が備える複数のセンサーチップから合成マークを読み取った結果が出力される。なお、本実施形態において第２センサー２２の出力は合成する必要がないため、合成マークの読み取りは行われない。

次に、コントローラー１０は、同一位置を読み取る光電変換素子を特定する（ステップＳ１２０）。例えば、図５に示す例であれば、コントローラー１０は、第１センサーチップ２１ａ１の光電変換素子Ｅ₅，Ｅ₆と、第２センサーチップ２１ａ２の光電変換素子Ｅ₄，Ｅ₅とが同一位置を読み取る光電変換素子であると特定する。コントローラー１０は、同様の処理を各センサーチップ２１ａについて実施し、同一位置を読み取る光電変換素子を各センサーチップについて特定する。

次に、コントローラー１０は、白レベルおよび黒レベルを設定する（ステップＳ１２５）。すなわち、コントローラー１０は、ステップＳ１０５において測定された白レベルとステップＳ１１０において測定された黒レベルとに基づいて、各光電変換素子の白レベルおよび黒レベルを設定する。具体的には、コントローラー１０は、ステップＳ１０５において測定された白レベルとステップＳ１１０において測定された黒レベルから、実効検出領域における白レベルと黒レベルの間の強度を測定できるようにゲインを設定する。

次に、コントローラー１０は、給紙方法がＡＤＦであるか否かを判定する（ステップＳ１３０）。すなわち、コントローラー１０は、ステップＳ１００で取得されたスキャン設定を参照し、給紙方法がＡＤＦ、原稿台のいずれであるのかを判定する。ステップＳ１３０において、給紙方法がＡＤＦであると判定されない場合、すなわち原稿台で読み取りを行う場合、コントローラー１０は、副走査を開始する（ステップＳ１３５）。すなわち、コントローラー１０は、副走査装置４１に対して制御信号を出力し、第１センサー２１、第１光源３１、第１光学系５１を副走査方向に移動させる。

副走査が行われている間に、コントローラー１０は原稿の読み取りを行う（ステップＳ１４０）。すなわち、第１センサー２１を制御して読み取りを行わせ、第１センサー２１から各センサーチップ２１ａでの読み取り結果を取得する。次に、コントローラー１０は、各センサーチップ２１ａの出力に対して信号処理を行う（ステップＳ１４５）。すなわち、コントローラー１０は、各センサーチップ２１ａの出力をデジタル化し、ステップＳ１２５で設定した白レベル及び黒レベルに従ったゲイン調整や、ステップＳ１２０において特定された光電変換素子が１画素の出力となるように合成を行う合成処理や、明度や色の変換処理や、原稿の切り出し処理や、エッジ強調処理、等の処理を行う。このような処理は、ステップＳ１４０においてライン順次に読み取られた結果のそれぞれについて実施されたり、全ての読取結果がそろったところで実施されたりする。

次に、コントローラー１０は、スキャンデータを出力する（ステップＳ１５０）。すなわち、コントローラー１０は、ステップＳ１４５において合成されたデータが１ページ分蓄積されると、切り出し処理やエッジ強調等の画像処理を行って１ページ分のスキャンデータを生成し、通信部７０を介してスキャンデータをコンピューター９０に出力する。

ステップＳ１３０において、給紙方法がＡＤＦであると判定された場合、コントローラー１０は、原稿の搬送を開始する（ステップＳ１５５）。すなわち、コントローラー１０は、副走査装置４１に対して制御信号を出力し、第１読取部を既定の読取位置に配置する。そして、コントローラー１０は、搬送装置４０に制御信号を出力し、原稿を搬送経路内で搬送する。

原稿が搬送されている間に、コントローラー１０は原稿の読み取りを行う（ステップＳ１６０）。すなわち、第１センサー２１を制御して読み取りを行わせ、第１センサー２１から各センサーチップ２１ａでの読み取り結果を取得する。なお、ステップＳ１００において両面読み取りが設定されている場合、コントローラー１０は、第２センサー２２を制御して読み取りを行わせ、第２センサー２２から読み取り結果を取得する。次に、コントローラー１０は、出力に対して信号処理を行う（ステップＳ１６５）。すなわち、コントローラー１０は、各センサーチップ２１ａの出力（両面の場合は第２センサー２２の出力も）をデジタル化し、ステップＳ１２５で設定した白レベル及び黒レベルに従ったゲイン調整や、ステップＳ１２０において特定された光電変換素子が１画素の出力となるように合成を行う合成処理や、明度や色の変換処理や、原稿の切り出し処理や、エッジ強調処理、等の処理を行う。このような処理は、ステップＳ１６０においてライン順次に読み取られた結果のそれぞれについて実施されたり、全ての読取結果がそろったところで実施されたりする。なお、第２センサー２２から読み取り結果は合成の必要がないため合成対象とはなっていない。

次に、コントローラー１０は、スキャンデータを出力する（ステップＳ１７０）。すなわち、コントローラー１０は、ステップＳ１６５において合成されたデータが１ページ分蓄積されると、切り出し処理やエッジ強調等の画像処理を行って１ページ分のスキャンデータを生成し、通信部７０を介してスキャンデータをコンピューター９０に出力する。両面読み取りの場合、コントローラー１０は、１６５において合成された１ページ分のデータとステップＳ１６０において読み取られた裏面１ページ分のデータとによってスキャンデータを生成し、コンピューター９０に出力する。

（４）他の実施形態：
以上の実施形態は本発明を実施するための一例であり、他にも種々の実施形態を採用可能である。例えば、本発明の一実施形態にかかるスキャナーは、他の目的にも使用される電子機器である複合機等に備えられていても良い。

さらに、合成マークの態様は各種の態様を採用可能であり、２本の線や他の形状の図形であっても良い。さらに、合成の際には、副走査方向におけるセンサーチップのずれ（傾き等）を解消するように合成されても良い。さらに、原稿の同一位置を読み取った光電変換素子の出力を重ねる場合、一方のスキャンデータと他方のスキャンデータとの統計値（平均値等）が取得されても良いし、両画像のいずれか一方が採用されてもよい。

さらに、読み取りを行って生成したスキャンデータは、コンピューター９０に対して出力するほかに、自装置に装着されたＵＳＢメモリ等の記憶媒体に出力してスキャンデータを記憶させたり、印刷機構に出力してスキャンデータを印刷（すなわちコピー）をさせたり、自装置のモニタに表示出力してもよい。あるいは、エリア検出画像をコンピューター９０に対して出力し、コンピューター９０のドライバプログラム又はアプリケーションプログラムに画像解析を行わせ、合成を行わせることで最終的なスキャンデータを生成させてもよい。この場合、コンピューター９０をスキャナーの一部とみなすことができる。

第１鏡は、原稿からの光を反射する複数の凹面を備えていればよい。すなわち、第１鏡は、原稿からの光の進行方向を反射によって変化させ、センサー群に誘導する光路を形成することができればよい。原稿からの光は、光源から光が原稿に照射されることによって原稿から出力される光であれば良く、多くの場合は反射光であるが蛍光等であっても良い。第１鏡は、複数の凹面を備えている。すなわち、各凹面で異なる光路を形成することが可能であり、原稿からの光を複数の光路を通して各光路に対応した複数のセンサーチップに誘導することができればよい。また、凹面は、例えば、平行入射光を焦点に集光させるように反射する面で構成可能であり、原稿からの光が示す像の大きさを変化させる光学系（例えば、像の大きさを縮小する縮小光学系）として構成可能な面であれば良い。

凹面の数は任意であり、少なくとも主走査方向の複数の領域からの光を複数のセンサーチップに導く構成であれば良い。例えば、センサー群が備えるセンサーチップの数に対応した数である構成等が採用可能である。また、同一光路内において複数の鏡が設けられていても良い。例えば、２個の凹面による２回の反射を経て光が結像する構成が採用されていてもよい。また、凹面の焦点距離や曲率等は限定されず、スキャナーの大きさや光学系の構成等に応じて変化しても良い。

センサー群は、凹面で反射された光を検知する光電変換素子列を有するセンサーチップを複数個備えていれば良い。すなわち、センサー群は、複数の凹面で反射した光を複数のセンサーチップで読み取ることができればよい。複数のセンサーチップのそれぞれには複数の光電変換素子を備える光電変換素子列が形成されており、光電変換素子が並ぶ列方向が主走査方向である。

なお、センサーチップにおいては、少なくとも主走査方向に光電変換素子列が並んでいれば良く、副走査方向の複数の位置に光電変換素子が存在しても良い。後者の場合、センサーチップ内で副走査方向の複数の位置に光電変換素子が存在しても良いし、センサーチップが副走査方向に並ぶことによって副走査方向の複数の位置に光電変換素子が存在しても良い。なお、副走査方向の複数の位置に光電変換素子が存在する構成において、副走査方向の複数の位置に存在する光電変換素子は、異なる色の像の形成に利用されても良いし、結合されることによって主走査方向の１ライン分の像を形成するために利用されても良い。

絞り部材は、凹面で反射された光の光路における第１鏡とセンサー群との間に位置し、凹面と一対一で対応する絞りを複数備えていればよい。すなわち、各凹面で反射される各光が形成する各光路に絞りが設けられ、当該光路の光が絞りによって絞られた後にセンサーチップに結像する構成であれば良い。絞りは、凹面と一対一に対応していれば良い。従って、各凹面に対応する絞りが必ず存在するが、各絞りには複数個の凹面が対応していても良い。例えば、光路内に複数個の凹面が存在し、１個の絞りによってセンサーチップに光が結像する構成であっても良い。

絞りの等価Ｆ値は、凹面によって形成される原稿からセンサーチップまでの光路と同等の光路を単一のレンズで形成した場合におけるＦ値として計算可能な値であり、センサーチップで読み取られる像の被写界深度を評価する指標であれば良い。従って、等価Ｆ値以外にも、絞りの開口面積等で絞りの特性が特定されても良い。

第１読取部は、原稿台上の原稿からの光を複数の光路によって複数のセンサーチップに導く第１光学系によって前記原稿からの光を複数の前記センサーチップに縮小結像させて読み取ることができればよい。すなわち、第１読取部は、いわゆるフラットベッドによる形態で原稿を読み取ることができればよい。また、第１光学系は、原稿からの光を複数の光路によって複数のセンサーチップのそれぞれに導くことができる。従って、原稿の複数の領域からの光が各光路を通じて異なるセンサーチップに結像される。

原稿の各領域は、種々の配置であってよいが、主走査方向のラインの読み取りが繰り返される構成において、原稿台上の原稿の主走査方向において隣接する領域同士では一部が重複しており、各領域からの光をそれぞれの光路で異なるセンサーチップに結像させる構成が例としてあげられる。さらに、第１光学系は、光路を通じて像を縮小する縮小光学系である。従って、複数のセンサーチップが備える光電変換素子列の主走査方向の長さの和は原稿の主走査方向の読み取り範囲の長さよりも短い。光路に配置される部材は、種々の部材を想定可能であり、凹面を有する鏡やレンズ、絞り部材等が挙げられる。凹面鏡に代わって、凹面鏡と等価な特性を備えたレンズを用いてもよい。

第２読取部は、搬送されている原稿からの光を第２光学系によって結像させて読み取ることができればよい。すなわち、第２読取部は、いわゆるＡＤＦ（Ａｕｔｏ Ｄｏｃｕｍｅｎｔ Ｆｅｅｄｅｒ）による形態で原稿を読み取ることができればよい。また、第２光学系は、搬送されている原稿からの光を第２読取部に結像させることができればよく、像の倍率は限定されず、等倍であってもよいし縮小されても良い。また、光路は１個であってもよいし、複数個であってもよい。さらに、第２読取部が備えるセンサーチップは１個であってもよいし、複数個であっても良い。例えば、第２読取部も等価Ｆ値は異なるが、原理としては第１読取部と同様の縮小光学系を採用していてもよい。この第２読取部での読取は、第１読取部での読取に比べて光量が多いため、同じサイズの原稿を同じ画質で読み取る場合であっても、第１読取部での読取より高速で読取を行うことが望ましい。

また、第１光学系、第２光学系のいずれも絞り部材を備えており、絞りによって光量等が調整される。絞りの開口面積は、絞りを通過する光量を規定する面積であれば良く、例えば、当該開口面積で開口している部分の全域を光が通過する構成等が挙げられる。開口面積は、被写界深度や光量を評価する指標であれば良く、開口面積以外にも等価Ｆ値等で絞りの特性が特定されても良い。
さらに、説明を簡単にするために、光軸が直線になるような例で説明をしてきたが、実際には第１光学系、第２光学系のいずれも鏡を追加して光路を適宜折り曲げることで光学系全体の寸法を小さくしてもよい。

１…スキャナー、１０…コントローラー、２１…第１センサー、２１ａ…センサーチップ、２１ａ１…第１センサーチップ、２１ａ２…第２センサーチップ、２２…第２センサー、２２ａ…センサーチップ、３１…第１光源、３２…第２光源、４０…搬送装置、４０ａ…搬送ローラー、４０ｂ…搬送ローラー、４１…副走査装置、５１…第１光学系、５１ａ…第１鏡、５１ｂ…第２鏡、５１ｃ…絞り部材、５２…第２光学系、５２ａ…レンズ、５３…絞り部材、６１…基準板、６２…基準板、７０…通信部、８０…操作部、９０…コンピューター

Claims (5)

1. 原稿台上の原稿からの光を複数の光路によって複数のセンサーチップに導く第１光学系によって前記原稿からの光を複数の前記センサーチップに縮小結像させて読み取る第１読取部と、
   搬送されている原稿からの光を第２光学系によって結像させて読み取る第２読取部と、
   を備えたスキャナーであって、
   前記第１光学系が備える絞りの開口面積は、前記第２光学系が備える絞りの開口面積よりも小さいスキャナー。
2. 前記第１光学系が備える絞りの開口面積は、前記第２光学系が備える絞りの開口面積の１／２以下である、
   請求項１に記載のスキャナー。
3. 前記第１光学系が備える絞りの開口面積は、前記第２光学系が備える絞りの開口面積の１／３以下である、
   請求項１または請求項２のいずれかに記載のスキャナー。
4. 原稿台上の原稿の主走査方向において一部が重複する複数の領域からの光のそれぞれを縮小する第１光学系によって複数のセンサーチップに結像させて読み取る第１読取部と、原稿からの光を前記第１光学系が備える絞りの開口面積よりも大きい開口面積の絞りを備える第２光学系によって結像させて読み取る第２読取部と、を備えたスキャナーを用いてスキャンデータを生産する方法であって、
   前記原稿台上の前記原稿からの光を前記第１読取部で読み取って前記原稿のスキャンデータを生産し、
   搬送されている前記原稿からの光を前記第２読取部で読み取って前記原稿のスキャンデータを生産する、
   スキャンデータの生産方法。
5. 原稿台上の原稿からの光を第１光学系によってＣＭＯＳセンサーに結像させて読み取る第１読取部と、
   搬送されている原稿からの光を第２光学系によって結像させて読み取る第２読取部と、
   を備えたスキャナーであって、
   前記第１光学系が備える絞りの開口面積は、前記第２光学系が備える絞りの開口面積よりも小さいスキャナー。

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