JP5183259B2 - 読取装置 - Google Patents

Description

本発明は、コピー機等に用いられる読取装置に関する。

一般に、コピー機、スキャナ及びファクシミリ等で用いられる読取装置は、撮像素子を一方向（主走査方向）に配列したラインセンサを用い、当該ラインセンサを、原稿面に対して副走査方向（主走査方向に直交する方向）に相対移動させることで原稿面の全体を読み取るよう構成されている（例えば、特許文献１参照）。

近年、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２参照）。例えば、特許文献２に開示された読取装置では、被写体側（原稿面側）の凹面鏡である第１ミラーが一列に配列されており、その撮像素子側に配置された第２ミラーと共に、非テレセントリック光学系を構成している。

特開平１０−００４４８８号公報（段落００１８、図１） 特開平１１−００８７４２号公報（段落００１０、図２）

しかしながら、このように凹面鏡を一列に配列する構成では、原稿面に対する光束の広がりを確保するため（特許文献２の図２参照）、非テレセントリック光学系を用いることが必要である。

一方、非テレセントリック光学系を用いた場合、結像光学系から原稿面までの距離によって倍率が変化するため、例えば原稿台に置かれた原稿に折り曲げ部があると、その折り曲げ部では、原稿面の他の部分よりも結像光学系からの距離が長いため結像倍率が小さくなり、その結果、画像が歪んで読み取られるという問題がある。

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、読取原稿の折り曲げや浮き上がり等があった場合でも、読取画像の歪みを防止することができる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、ラインセンサを構成する第１の撮像素子と、別のラインセンサを構成する第２の撮像素子とを実装した回路基板と、第１の撮像素子に被写体像を結像させる第１の光学系を有する第１のセルと、第２の撮像素子に被写体像を結像させる第２の光学系を有する第２のセルとを備えて構成される。第１の撮像素子と第２の撮像素子とは、同一の主走査方向を有し、なお且つ、被写体像の読取ラインを挟んで互いに反対の側に配置されている。第１のセルと第２のセルとは、主走査方向に隣接して配置されている。第１のセルと第２のセルとは、隣接するセルからの光を遮光する壁部を有している。第１のセルの第１の光学系における被写体側の第１光学素子と、第２のセルの第２の光学系における被写体側の第１光学素子とが、主走査方向のそれぞれの一部において、副走査方向に重なり合うように配置されている。

本発明によれば、第１及び第２のセルの各第１光学素子が、主走査方向のそれぞれの一部において副走査方向に重なり合うように配置されているため、少なくとも被写体側にテレセントリック光学系を採用することができる。そのため、読取原稿の折り曲げや浮き上がり等があった場合の読取画像の歪みを防止することができる。

以下、本発明に係る読取装置の実施の形態について、図面に基づいて説明する。

図１及び図２は、本発明の一実施の形態における読取装置のセル１０の構成を示す断面図及び斜視分解図である。まず、図１を参照して、セル１０の構成について説明する。なお、図１は、後述する図３の線分Ｉ−Ｉにおける断面図である。

図１に示すように、セル１０は、原稿台等（図９に示すカバーガラス８９）の上に置かれた原稿面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、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。ラインセンサにおける撮像素子７の配列方向（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、図中右方向を＋Ｙ方向、図中左方向を−Ｙ方向とする。

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、反射面２０ａからの反射光が入射する凹状の反射面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−Ｙ側（なお且つ−Ｚ側）には、曲面ミラー３ａからの反射光が入射する凹状の反射面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、反射ミラー３ｂからの反射光が入射する平面の反射面２０ｂを有する平面ミラー２ｂが配置されている。反射面２０ｂは、Ｚ方向に対して略４５度傾斜し、反射面３ｂ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。

また、曲面ミラー３ａから曲面ミラー３ｂに至る光路中には、開口４ａを有するアパーチャ４が配置されている。また、平面ミラー２ｂから撮像素子７に至る光路中には、スリット５ａを有する遮蔽板５が設けられている。

これにより、光源（図９に示すＬＥＤ素子８６）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、セル１０の各構成要素の取り付け構造について説明する。
図２に示すように、上述した平面ミラー２ａ、曲面ミラー３ａ、曲面ミラー３ｂ、平面ミラー２ｂ、アパーチャ４及び遮蔽板５は、枠体としてのホルダ１に取り付けられている。ホルダ１は、Ｙ方向において、第１枠部１１と、第２枠部１２と、第３枠部１３とを有している。

第１枠部１１は、Ｘ方向に対向する一対の側壁１１ａ，１１ｂ、及び、これらを支える底板１１ｃを有しており、側壁１１ａ，１１ｂの上端面において曲面ミラー３ａを保持している。曲面ミラー３ａは、Ｘ方向に長い反射面３０ａと、当該反射面３０ａに沿って設けられた固定部３１とを有し、この固定部３１に形成された２つの穴部３１１，３１２に、側壁１１ａ，１１ｂに立設されたピン１１１，１１２が係合している。ピン１１１，１１２をＸ方向に配置することで、セル１０のＹ方向の寸法を最小限に抑えている。第１枠部１１の側壁１１ａ，１１ｂの間の空間は、曲面ミラー３ａの反射光が通過する空間となる。

第２枠部１２は、その上端面１２ａに平面ミラー２ａが取り付けられ、下端面１２ｂに平面ミラー２ｂが取り付けられるものである。平面ミラー２ａは、上面視でＴ字形状をなしており、Ｘ方向に長い反射面２０ａと、当該反射面２０ａから−Ｙ方向に延在する固定部２２とを有し、この固定部２２に形成された２つの穴部２２１，２２２に、第２枠部１２の上端面に立設されたピン１２１，１２２が係合している。なお、平面ミラー２ａの反射面２０ａ部分は、第２枠部１２から第１枠部１１の上側に突出している。

また、平面ミラー２ｂは、上面視でＴ字形状をなしており、Ｘ方向に長い反射面２０ｂと、当該反射面２０ｂから＋Ｙ方向に延在する固定部２３を有し、この固定部２３に形成された２つの穴部２３１，２３２に、第２枠部１２の底面に立接されたピン１２３，１２４（図１）が係合している。ピン１２１，１２２及びピン１２３，１２４をそれぞれＹ方向に配置することで、セル１０のＸ方向の寸法を最小限に抑えている。なお、平面ミラー２ｂの反射面２０ｂ部分は、第２枠部１２から第３枠部１３の下側に突出している。

また、図１に示すように、第２枠部１２の内部には、曲面ミラー３ａから曲面ミラー３ｂに向う光束を通過させる穴部４２がＹ方向に形成されている。穴４２の内径は−Ｙ方向に行くに従って徐々に狭くなっており、さらに内周面には迷光の発生を防止するための遮光線４３が設けられている。また、第２枠部１２の穴４２の終端（−Ｙ方向の端部）近傍には、図２に示すように、アパーチャ４が装着される装着部１２ｃが設けられている。

第３枠部１３は、Ｘ方向に対向する一対の側壁１３ａ，１３ｂ、及び、これらを支える底板１３ｃを有しており、底板１３ｃの上面において曲面ミラー３ｂを保持している。曲面ミラー３ｂは、Ｘ方向に長い反射面３０ｂと、当該反射面３０ｂに沿って設けられた固定部３２とを有し、この固定部３２に形成された２つの穴部３２１，３２２に、底板１３ｃに立設されたピン１３１，１３２が係合している。ピン１３１，１３２をＸ方向に配置することで、セル１０のＹ方向の寸法を最小限に抑えている。第３枠部１３の側壁１３ａ，１３ｂの間の空間は、曲面ミラー３ａから曲面ミラー３ｂに向う光束及び曲面ミラー３ｂからの反射光が通過する空間となる。

また、第３枠部１３の底板１３ｃの下面（−Ｚ側の面）には、上述したスリット５ａを有する遮光板５が取り付けられている。この遮光板５は、Ｘ方向に長いスリット５ａが、平面ミラー２ｂの直下に位置するように、底板１３ｃの底面に固定されている。

次に、読取装置における複数のセル１０の配置構造について説明する。
図３は、２つのセル１０を組み合わせた状態を示す平面図である。図３に示すように、各セル１０は、隣接するセル１０のＹ方向の向きが互いに逆になるように（従ってそれぞれの光学系のＹ方向の向きも互いに逆になるように）組み合され、Ｘ方向に配列されている。このようにセル１０がＸ方向に多数配列されたものが、読取装置のラインセンサ（一方向撮像素子）を構成している。なお、図１及び図２に示したセル１０は、図３に示した２つのセル１０のうち、図中右側のセル１０である。

各セル１０は、平面ミラー２ａから曲面ミラー３ａまでの光路を含む入光部１０Ａ（第１枠部１１に支持された部分）と、曲面ミラー３ａから曲面ミラー３ｂまでの光路上においてアパーチャ４の前後の所定範囲を含むアパーチャ部１０Ｂ（第２枠部１２に支持された部分）と、曲面ミラー３ｂから平面ミラー２ｂまでの光路を含む出光部１０Ｃ（第３枠部１３に支持された部分）とを有している。入光部１０Ａ及び出光部１０Ｃは、主走査方向すなわちＸ方向において、所定の読取幅と同じ幅を有している。

一方、アパーチャ部１０Ｂでは、アパーチャ４によって光束が絞られるため、入光部１０Ａ及び出光部１０ＣよりもＸ方向の幅が小さく設定されている。また、アパーチャ部１０Ｂは、アパーチャ４に隣接して穴部４２（図２）を設けることで、副走査方向すなわちＹ方向において、入光部１０Ａと同等の長さを確保している。

隣接する２つのセル１０は、図中右側のセル１０（第１のセル）の入光部１０Ａと、図中左側のセル１０（第２のセル）のアパーチャ部１０ＢとがＸ方向に隣接し、なお且つ、図中右側のセル１０のアパーチャ部１０Ｂと、図中左側のセル１０の入光部１０ＡとがＸ方向に隣接するようにそれぞれ配置されている。両セル１０のＸ方向に隣接する入光部１０Ａとアパーチャ部１０Ｂとは、互いに接していても良いし、隙間を開けて配置されていてもよい。この状態で、隣接する２つのセル１０のそれぞれの入光部１０Ａが、Ｘ方向の一部分（図３に符号Ｂで示す）において、Ｙ方向に重なり合っている。

このように、一のセル１０の入光部１０Ａと、隣接するセル１０のアパーチャ部１０ＢとをＸ方向に隣接させて配置することにより、効率よくセル１０を最密に配置することができる。

また、より好ましくは、一のセル１０の入光部１０Ａが、隣接するセル１０の出光部１０Ｃの一部（具体的には、第３枠部１３の底板１３ｃ）の上側すなわち＋Ｚ側に部分的に重なり合っている。

上記のように配置されているため、隣接する２つのセル１０のそれぞれの平面ミラー２ａ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、隣接する２つのセル１０の各平面ミラー２ａの反射面２０ａにおける頂点部２１ａ同士が、Ｘ方向の一部分（図３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。

この２つのセル１０の組み合わせをＸ方向に複数組配置すると、各セル１０の平面ミラー２ａがＸ方向に千鳥状に配列される。また、隣接するセル１０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。

また、上述したように、各セル１０のアパーチャ部１０Ｂは、隣接するセル１０の入光部１０ＡとＸ方向に隣接しているが、アパーチャ部１０Ｂでは光束が穴部４２（図１）内を通過するため、隣接するセル１０からの不要光が光路内に侵入することはない。また、各セル１０の出光部４２は、光路の両側に側壁１３ａ，１３ｂを有しているため、他のセル１０から不要光が光路内に侵入することはない。このように構成されているため、図３に示したように各セル１０を隣接配置しても、迷光による問題は発生しない。

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、隣接するセル１０の各反射面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、隣接するセル１０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。

互いに隣接するセル１０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、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、互いに隣接するセル１０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、互いに隣接するセル１０の読取ラインのＹ方向のずれ量が大きくなり、両セル１０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、隣接するセル１０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４は、一構成例における、互いに隣接する２つのセル１０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４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、互いに隣接するセル１０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、両セル１０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８）。

図５は、別の構成例における、互いに隣接する２つのセル１０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５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、互いに隣接するセル１０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、両セル１０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、セル１０の光学系について説明する。
図６は、各セル１０の光学系を説明するための模式図である。図６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６では、曲面ミラー３ａ，３ｂは、後述するレンズ効果を有するため、レンズ形状で示されている。図６には、一つのセル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、反射面３０ａが曲面（凹面）であり、上述したようにレンズ効果を有している。上述したアパーチャ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の反射面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。

他のセル１０も、図６に示したセル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、各セル１０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、本実施の形態のセル１０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、セル１０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７に、隣接する２つのセル１０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、隣接するセル１０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、一方のセル１０で読み取られた読取画像９１ｂと、隣接するセル１０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８に、図４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８（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の各第１ミラー２ａを、それぞれ第１ミラー２ａ１，２ａ２とする。

各セル１０では、図８（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４を参照して説明したように、各セル１０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８（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８（ａ）に示した元の画像９０ｃを復元した合成画像を得る。

次に、セル１０が組み込まれた読取装置１００の全体構成について説明する。
図９は、読取装置１００の全体構成を示す分解斜視図である。読取装置１００は、Ｘ方向に配列されたセル１０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１４個）のセル１０が配置されている。これらのセル１０は、上述したように、隣接するセル１０がＹ方向において互いに逆方向を向くように配列されている。

ベース８０の下面には、撮像素子７を実装した回路基板７１が取り付けられている。撮像素子７は、回路基板８１上にＸ方向に多数配列されてラインセンサ（一次元撮像素子）７０を構成しており、回路基板８１には２列のラインセンサ７０が配設されている。

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を保持する光源ホルダ８３が取り付けられる。光源ホルダ８３は、例えば板状部材であり、上述したベース８０の凹部８１に対応する位置に矩形状の開口８３ａを有している。光源ホルダ８３の開口８３ａのＸ方向の２辺に沿って、２つのＬＥＤ基板８６が取り付けられている。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。

光源ホルダ８３の開口８３ａ内には、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。光源ホルダ８３には、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８４が、スリット固定具８７により固定されている。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。ベース８０の凹部８１には、セル１０の配設部分を囲むように遮光部材８２が設けられており、外部からの不要光がセル１０内に侵入しないよう構成されている。

次に、読取装置１００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９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セル１０の各平面ミラー２ａ（図１）に入射する。

各セル１０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９では撮像素子７ａが回路基板８１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７ａと、使用されていない撮像素子７ａ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に対応した部分）にのみ撮像素子７ａを配置してもよい。

以上説明したように、本実施の形態の読取装置１００では、同形状のセル１０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することで、互いに隣接するセル１０のＸ方向の各一部分がＹ方向に重なり合うよう構成されているため、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可能になる。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の配置により、互いに隣接するセル１０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。

また、セル１０をＸ方向に効率よく密に配列することができるため、小型で設計の自由度の高い読取装置を実現することができ、また、高精細化への対応も可能になる。また、セル１０の配列数を変化させる（セル１０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、セル１０を、仕様の異なる機器に適用可能な共通の光学セル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。

なお、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。

本発明の実施の形態における読取装置のセルの構成を示す断面図である。 本発明の実施の形態における読取装置のセルの構成を示す分解斜視図である。 本発明の実施の形態における２つのセル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における読取装置の全体構成を示す分解斜視図である。

符号の説明

１ ホルダ、 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、 １０ セル、 １０Ａ 入光部、 １０Ｂ アパーチャ部、 １０Ｃ 出光部、 １１ 第１枠部、 １２ 第２枠部、 １３ 第３枠部、 ８０ ベース、 ８１ 回路基板、 ８２ 遮光部材、 ８３ 光源ホルダ、 ８４ スリット、 ８６ ＬＥＤ基板、 ８６ａ ＬＥＤ素子、 ８７ スリット固定具、 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 読取装置、 Ａ 主光線、 Ａ１，Ａ２ 光軸。

Claims (11)

1. ラインセンサを構成する第１の撮像素子と、別のラインセンサを構成する第２の撮像素子とを実装した回路基板と、
   前記第１の撮像素子に被写体像を結像させる第１の光学系を有する第１のセルと、
   前記第２の撮像素子に被写体像を結像させる第２の光学系を有する第２のセルと
   を備え、
   前記第１の撮像素子と前記第２の撮像素子とは、同一の主走査方向を有し、なお且つ、前記被写体像の読取ラインを挟んで互いに反対の側に配置され、
   前記第１のセルと前記第２のセルとは、前記主走査方向に隣接して配置され、
   前記第１のセルと前記第２のセルとは、隣接するセルからの光を遮光する壁部を有し、
   前記第１のセルの第１の光学系における被写体側の第１光学素子と、前記第２のセルの第２の光学系における被写体側の第１光学素子とが、主走査方向のそれぞれの一部において、副走査方向に重なり合うように配置されていること
   を特徴とする読取装置。
2. 前記第１のセル及び前記第２のセルの各第１光学素子が、前記主走査方向に対して千鳥状に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の読取装置。
3. 前記第１のセル及び前記第２のセルの各第１光学素子が、ミラーであることを特徴とする請求項１又は２に記載の読取装置。
4. 前記第１の光学系及び前記第２の光学系が、被写体側にテレセントリックな光学系であ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. 前記第１の光学系及び前記第２の光学系が、像側にもテレセントリックな光学系であることを特徴とする請求項４に記載の読取装置。
6. 前記第１のセルおよび前記第２のセルは、いずれも、被写体から入射した光を通過させる光路を含む入光部と、前記入光部からの光を通過させる光路および開口を含むアパーチャ部とを有し、
   前記第１のセルの前記入光部と、前記第２のセルの前記アパーチャ部とが、主走査方向において隣接して配置されていること
   を特徴とする請求項１から５までのいずれか１項に記載の読取装置。
7. 前記アパーチャ部の前記主走査方向の寸法が、前記入光部の前記主走査方向の寸法よりも小さいことを特徴とする請求項６に記載の読取装置。
8. 前記第１のセル及び前記第２のセルが、同一の構成を有す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. 前記第１のセルが、前記第１の光学系を収容する枠体を有し、前記第２のセルが、前記第２の光学系を収容する枠体を有し、
   各枠体が前記主走査方向に配置されている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。
10. 前記第１のセルを介して前記第１の撮像素子に読み取られる読取画像と、前記第２のセルを介して前記第２の撮像素子に読み取られる読取画像とが一部重複することを特徴とする請求項１から９までのいずれか１項に記載の読取装置。
11. 原稿を照明する光源をさらに備え、
    前記光源は、前記第１のセル及び前記第２のセルに対応する２列のＬＥＤアレイであることを特徴とする請求項１から１０までのいずれか１項に記載の読取装置。
    

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