JP6664496B2 - イメージ走査装置 - Google Patents

Description

本発明は、コンタクトイメージセンサー分野に関し、特に、ライン拡大鏡による走査の解像度を向上させるコンタクトイメージセンサー及びイメージ走査装置に関する。

コンピューター化されたオフィスの普及に伴い、走査装置の適用が益々広くなっており、走査装置でピクチャ、ファイル等を走査した後に、コンピューターに入力し後期の編集又は記憶を行うことができる。走査の解像度は、走査装置の重要な指標である。解像度が低すぎれば、走査されたイメージは後続処理のニーズを満足することができない可能性がある。

しかしながら、従来の走査装置の走査精度は、主に光学素子・デバイスの精度に依存し、例えば、コンタクトイメージセンサー（ＣＩＳ）の解像度は、その感光チップ（ＩＣ）の解像度によって決定され、６００ＤＰＩのＩＣを例として、その感光窓口のサイズは約４０μｍ程度であり、つまり、走査した一つの画素のサイズは小さくとも４０μｍである。走査の解像度を向上させようとすると、感光チップの解像度を向上させる方法によって実現できるが、感光チップの解像度が高ければ高いほど、そのコストが高く、そして感光チップの解像度は制限なく向上させることもできない。

走査装置の走査の解像度を向上させるために、従来の技術には、例えば被走査体と走査モジュールとの間に拡大鏡を配置し、走査モジュールで全体拡大されたイメージを走査することによって、走査の解像度を増加する方法が既に公開されている。しかしながら、この方法の不足は、走査装置全体の体積が大きくなることにある。例として、もし拡大鏡の拡大倍数が５であれば、それでは、１００ｍｍと長い物体を走査するには、小さくとも５００ｍｍの像平面と小さくとも５００ｍｍと長い走査モジュールを必要とする。これは、走査装置の体積を大きくするだけでなく、コストを非常に増加することもある。

従来の技術に存在している問題を解決するために、本発明は、走査の解像度を向上させるように、コンタクトイメージセンサー及びイメージ走査装置を提出する。

上記目的を実現するために、本発明の一方面は、光源と、レンズと、レンズに集められる光を受光する感光部と、直線に配列される感光性集積回路を搭載したセンサー基板と、レンズとセンサー基板とを収納するフレームと、フレームの上部に設けられ、且つ原稿を搭載するための光透過板とを含み、前記光透過板とレンズとの間に設けられて、単一方向に物体をライン拡大する特性を有するライン拡大鏡を更に含むコンタクトイメージセンサーを提出する。

好ましくは、前記ライン拡大鏡はラインフレネル拡大鏡を用いる。

本発明の当該方案の有益な効果は、上記コンタクトイメージセンサーは単方向上における解像度の向上を実現することができることにある。

本発明の別の方面は、イメージ走査装置のＸ方向と平行して配置されて第１の牽引機構によって牽引される第１のコンタクトイメージセンサーと、イメージ走査装置のＹ方向と平行して配置されて第２の牽引機構によって牽引される第２のコンタクトイメージセンサーとを含み、第１のコンタクトイメージセンサーと第２のコンタクトイメージセンサーの通常稼働、及び第１の牽引機構と第２の牽引機構の動作を制御するための制御システムと、第１のコンタクトイメージセンサー及び第２のコンタクトイメージセンサーの送信した信号を処理するための後処理システムと、原稿を配置するための原稿テーブルとを更に含む上記コンタクトイメージセンサーを含むイメージ走査装置を提出する。

本発明の当該方案の有益な効果は、上記の本発明に係るコンタクトイメージセンサーを有するイメージ走査装置は解像度が高い走査を実現することができることにある。

本発明は、又、走査装置のＸ方向と平行して配置されて牽引機構によって牽引される前記コンタクトイメージセンサーを含み、前記コンタクトイメージセンサーを９０°回転するための回転装置と、コンタクトイメージセンサーの通常稼働及び牽引機構の動作を制御するための制御システムと、コンタクトイメージセンサーの送信した信号を処理するための後処理システムと、原稿を配置するための原稿テーブルとを更に含む上記コンタクトイメージセンサーを含むイメージ走査装置を提出する。

本発明の当該方案の有益な効果は、上記の本発明に係るコンタクトイメージセンサーを有するイメージ走査装置は解像度が高い走査を実現することができることにある。

本発明の別の方面によれば、フレームと、フレームの上部に設けられる光透過板と、フレームに収納されるレンズと、レンズの下方に設けられる感光部品とを含み、光透過板とレンズとの間に設けられて物体の単一方向に物体をライン拡大する特性を有するライン拡大鏡を更に含むコンタクトイメージセンサーを提供する。

更に、感光部品は、レンズに集められる光線を受光するための感光部と、フレームに収納されて、直線に配列される感光性集積回路を搭載するためのセンサー基板とを含む。

更に、ライン拡大鏡は、ラインフレネル拡大鏡を用いる。

本発明の別の方面によれば、上記に提供されるコンタクトイメージセンサーであるコンタクトイメージセンサーと、コンタクトイメージセンサーを移動するように駆動するための牽引機構と、牽引機構とコンタクトイメージセンサーの動作をそれぞれ制御するための制御システムとを含むイメージ走査装置を提供する。

更に、イメージ走査装置は、コンタクトイメージセンサーの送信した信号を処理するための後処理システムを更に含む。

更に、イメージ走査装置は、原稿を配置するための原稿テーブルを更に含む。

更に、コンタクトイメージセンサーは、第１の方向に沿って平行して配置される第１のコンタクトイメージセンサーと、第２の方向に沿って平行して配置される第２のコンタクトイメージセンサーとを含み、第１の方向と第２の方向には夾角を有し、牽引機構は、第１のコンタクトイメージセンサーを移動するように駆動するための第１の牽引機構と、第２のコンタクトイメージセンサーを移動するように駆動するための第２の牽引機構とを含む。

更に、イメージ走査装置は、一つのコンタクトイメージセンサーを含み、コンタクトイメージセンサーを回転するための回転装置を更に含む。

従来の技術におけるコンタクトイメージセンサーを示す断面図である。 本発明に係るコンタクトイメージセンサーを示す断面図である。 本発明に係るコンタクトイメージセンサーを示す平面図である。 本発明に係るラインフレネル拡大鏡の拡大原理を示す模式図である。 本発明に係るコンタクトイメージセンサーが解像度を向上させる原理を示す模式図である。 実施例１に示されるイメージ走査装置を示す構造模式図である。 実施例２に示されるイメージ走査装置を示す構造模式図である。

本発明の一方面によれば、フレームと、フレームの上部に設けられる光透過板と、フレームに収納されるレンズと、レンズの下方に設けられる感光部品と、光透過板とレンズとの間に設けられ、物体の単一方向に物体をライン拡大する特性を有するライン拡大鏡とを含むコンタクトイメージセンサーを提供する。

更に、感光部品は、レンズに集められる光線を受光するための感光部と、フレームに収納され、直線に配列される感光性集積回路を搭載するためのセンサー基板とを含む。

更に、ライン拡大鏡は、ラインフレネル拡大鏡を用いる。

本発明の別の方面によれば、上記に提供されるコンタクトイメージセンサーであるコンタクトイメージセンサーと、コンタクトイメージセンサーを移動するように駆動するための牽引機構と、牽引機構とコンタクトイメージセンサーの動作をそれぞれ制御するための制御システムとを含むイメージ走査装置を提供する。

更に、イメージ走査装置は、コンタクトイメージセンサーの送信した信号を処理するための後処理システムを更に含む。

更に、イメージ走査装置は、原稿を配置するための原稿テーブルを更に含む。

更に、コンタクトイメージセンサーは、第１の方向に沿って平行して配置される第１のコンタクトイメージセンサーと、第２の方向に沿って平行して配置される第２のコンタクトイメージセンサーとを含み、第１の方向と第２の方向には夾角を有し、牽引機構は、第１のコンタクトイメージセンサーの移動を駆動するための第１の牽引機構と、第２のコンタクトイメージセンサーの移動を駆動するための第２の牽引機構とを含む。具体的には、本発明の一番目の具体的な実施例としては、図３に示されるように、第１の方向はＸ方向であり、第２の方向はＹ方向である。

更に、イメージ走査装置は、一つのコンタクトイメージセンサーを含み、コンタクトイメージセンサーを回転するための回転装置を更に含む。

以下、図面を組み合わせて本発明の具体的な実施の態様を更に説明する。

図１に示されるように、従来の技術におけるコンタクトイメージセンサーは、光源２と、レンズ５と、レンズ５に集められる光を受光する感光部４（即ち、感光性集積回路ＩＣ）と、直線に配列される感光性集積回路ICを搭載したセンサー基板３と、レンズ５とセンサー基板３とを収納するフレーム１と、フレーム１の上部に設けられ、且つ原稿７を搭載するための光透過板６とを含む。

本発明に係るコンタクトイメージセンサーの断面図は、図２ａに示されるとおりであり、その平面図は、図２ｂに示されるとおりである。図から、本発明に係るコンタクトイメージセンサーは、光源２と、レンズ５と、レンズ５に集められる光を受光する感光部４（即ち、感光性集積回路ＩＣ）と、直線に配列される感光性集積回路ICを搭載したセンサー基板３と、レンズ５とセンサー基板３とを収納するフレーム１と、フレーム１の上部に設けられ、且つ原稿７を搭載するための光透過板６とを含むことが見える。以上の各組成部分の構造及び動作原理は従来の技術と同様であるため、ここで繰り返して説明することがなく、本発明に係るコンタクトイメージセンサーは、前記光透過板６と受光レンズ５との間に設けられるラインフレネル拡大鏡８を更に含む。

前記ラインフレネル拡大鏡８は、単一方向に物体をライン拡大することができるレンズであり、従来のラインフレネル拡大鏡８の拡大倍数は、５倍程度に到達できる。図３は、本発明に係るラインフレネル拡大鏡の拡大原理を示す模式図である。一つの画素点１１を例として、画素点１１はＸ方向とＹ方向における長さは共にａの画素点であり、ラインフレネル拡大鏡８の拡大倍数はＮ倍であり、ラインフレネル拡大鏡８の原理によれば、ラインフレネル拡大鏡８によって拡大された後のイメージ１２は、そのＸ方向における長さａがそのまま保持するが、Ｙ方向における長さが元のＮ倍になり、即ち、画素点１１がラインフレネル拡大鏡８によって拡大された後に形成されたイメージ１２は、そのＸ方向における長さがａであるが、Ｙ方向における長さがＮａであることがわかる。このように、光源２の発する光が原稿７に当たり、原稿７によって反射された光線は、まずラインフレネル拡大鏡８に入り、ラインフレネル拡大鏡８によってＹ方向にＮ倍拡大された後にレンズ５に入り、感光部４上に集められる。その他の後続処理は従来の技術と基本的に同様であるため、ここで繰り返して説明することがない。

図４は、本発明に係るコンタクトイメージセンサーが解像度を向上させる原理を示す模式図である。ラインフレネル拡大鏡８をコンタクトイメージセンサーのレンズ５の上方に配置し、前記ラインフレネル拡大鏡８から画素点１１までの距離は物体距離ｕであり、前記ラインフレネル拡大鏡８からイメージ１２までの距離は像距離ｖであり、ラインフレネル拡大鏡８によって拡大された後のイメージ１２がレンズ５の焦点位置にあるように、ラインフレネル拡大鏡８の位置を適切に調整することにより、イメージ１２はレンズ５によって感光部４上に集められることになる。勿論、前記レンズ５は毎回長さがａのイメージ１２しか集めなく、原稿７がＹ方向に沿って毎回ａ/Ｎの距離でＮ回移動した後に、長さがａの画素点１１は、ラインフレネル拡大鏡８によって拡大された後に、Ｙ方向にＮ分の走査に分けられることができ、従って、Ｙ方向における解像度はＮ倍向上できる。従って、上記の新規なコンタクトイメージセンサーで単方向にける解像度の向上を実現することができる。

上記の新規なコンタクトイメージセンサーを有するイメージ走査装置は、Ｘ／Ｙ方向における解像度の向上を実現することができ、即ち、走査イメージ全体の解像度を向上させることができ、以下、具体的な実施例を組み合わせて説明する。

（実施例１）
図５は、実施例１に示されるイメージ走査装置を示す構造模式図である。当該イメージ走査装置と従来のイメージ走査装置との主な区別は、当該イメージ走査装置は、二つの本発明に係る新規なコンタクトイメージセンサー、即ち、第１のコンタクトイメージセンサーＸ１及び第２のコンタクトイメージセンサーＹ１を含むことにある。第１のコンタクトイメージセンサーＸ１は、イメージ走査装置のＸ方向と平行して配置され、第２のコンタクトイメージセンサーＹ１は、イメージ走査装置のＹ方向と平行して配置され、第１のコンタクトイメージセンサー１は、第１の牽引機構２１によって牽引され、第２のコンタクトイメージセンサーＹ１は、第２の牽引機構２２によって牽引され、前記イメージ走査装置は、制御システム２３と、後処理システム２４と、原稿テーブル２５とを更に含む。前記制御システム２３は主に、第１のコンタクトイメージセンサー１と第２のコンタクトイメージセンサーＹ１の通常稼働、及び第１の牽引機構２１と第２の牽引機構２２の動作を制御するために用いられる。前記後処理システム２４は、前記第１のコンタクトイメージセンサー１及び第２のコンタクトイメージセンサーＹ１の送信した信号を後続処理するために用いられる。

前記イメージ走査装置の稼働原理は、まず、走査待ち物（原稿７）を原稿テーブル２５上に置き、光源２の発する光が原稿テーブル２５によって原稿７上に当たり、原稿７によって反射された光線が原稿テーブル２５によってラインフレネル拡大鏡８に入り、拡大された後にレンズ５に入り、レンズ５によって感光部４上に集められ、これらの光信号は電気信号に転換され後処理システム２４に出力され、後続処理される。第１の牽引機構２１は制御システム２３の制御下で、ａ／Ｎのステップで第１のコンタクトイメージセンサー１をＹ方向に沿って進むように牽引し、Ｎステップ毎に移動すると、原稿７の一行の画素点を走査することができるが、感光部４が収集するのはＮ行の画素点であり、従って、元のイメージ走査装置と比べると、Ｙ方向に、走査の解像度はＮ倍向上する。走査が終了下後に、Ｙ方向におけるデータを一組得ることができる。同様に、第２の牽引機構２２で第２のコンタクトイメージセンサーＹ１をＸ方向に沿って走査するように牽引し、Ｘ方向におけるデータを一組得ることができる。後処理システム２４によって二組のデータを一つの完全なイメージに合成することにより、解像度をＮ倍向上させたイメージ全体を得て、解像度が高い走査を実現することができる。

（実施例２）
図６は、実施例２に示されるイメージ走査装置の構造を示す模式図である。本実施例と実施例１との区別は、当該イメージ走査装置は一つの本発明に係る新規なコンタクトイメージセンサー、例えば第１のコンタクトイメージセンサー１を用いて、一つの回転装置２６を増加することにある。その稼働原理は、第１の牽引機構２１が制御システム２３の制御下で、ａ／Ｎのステップで第１のコンタクトイメージセンサー１をＹ方向に沿って進むように牽引することにより、Ｙ方向におけるデータを一組得ることができる。第１のコンタクトイメージセンサー１がＹ方向に沿って走査を完成した後に、回転装置２６の作用下で、第１のコンタクトイメージセンサー１が9０度回転しＹ方向に平行しているが、第１の牽引機構２１は制御システム２３の制御下で第１のコンタクトイメージセンサー１をＸ方向に沿って走査するように牽引することにより、Ｘ方向におけるデータを得ることもでき、実施例１と同様に、後処理システム２４の後続処理を経て、解像度をＮ倍向上させたイメージ全体を得て、解像度が高い走査を実現することもできる。

本発明に係るコンタクトイメージセンサーは、単方向にける解像度の向上を実現することができ、本発明に係るコンタクトイメージセンサーを有するイメージ走査装置は、解像度が高い走査を実現することができる。

２ 光源
５ レンズ
４ 感光部
３ センサー基板
１ フレーム
６ 光透過板
５ 受光レンズ
８ ラインフレネル拡大鏡

Claims (9)

1. コンタクトイメージセンサーを含むイメージ走査装置であって、前記コンタクトイメージセンサーは、光源と、レンズと、レンズに集められる光を受光する感光部と、直線に配列される感光性集積回路を搭載したセンサー基板と、レンズとセンサー基板とを収納するフレームと、フレームの上部に設けられ、且つ原稿を搭載するための光透過板とを含み、前記コンタクトイメージセンサーは、前記光透過板とレンズとの間に設けられ、副走査方向に物体をライン拡大する特性を有するライン拡大鏡を更に含み、前記イメージ走査装置は、イメージ走査装置のＸ方向と平行して配置されて第１の牽引機構によって牽引される第１のコンタクトイメージセンサーと、イメージ走査装置のＹ方向と平行して配置されて第２の牽引機構によって牽引される第２のコンタクトイメージセンサーとを含み、前記イメージ走査装置は、第１のコンタクトイメージセンサーと第２のコンタクトイメージセンサーの通常稼働、及び第１の牽引機構と第２の牽引機構の動作とを制御するための制御システムと、第１のコンタクトイメージセンサー及び第２のコンタクトイメージセンサーの送信した信号を処理するための後処理システムと、原稿を配置するための原稿テーブルとを更に含み、前記Ｘ方向は、主走査方向及び前記副走査方向のうちの一方であり、前記Ｙ方向は、前記主走査方向及び前記副走査方向のうちの他方であることを特徴とする、コンタクトイメージセンサーを含むイメージ走査装置。
2. コンタクトイメージセンサーを含むイメージ走査装置であって、前記コンタクトイメージセンサーは、光源と、レンズと、レンズに集められる光を受光する感光部と、直線に配列される感光性集積回路を搭載したセンサー基板と、レンズとセンサー基板とを収納するフレームと、フレームの上部に設けられ、且つ原稿を搭載するための光透過板とを含み、前記コンタクトイメージセンサーは、前記光透過板とレンズとの間に設けられ、副走査方向に物体をライン拡大する特性を有するライン拡大鏡を更に含み、前記イメージ走査装置は、イメージ走査装置のＸ方向と平行して配置されて牽引機構によって牽引される一つの前記コンタクトイメージセンサーを含み、前記イメージ走査装置は、前記コンタクトイメージセンサーを９０°回転するための回転装置と、コンタクトイメージセンサーの通常稼働、及び牽引機構の動作を制御するための制御システムと、コンタクトイメージセンサーの送信した信号を処理するための後処理システムと、原稿を配置するための原稿テーブルとを更に含み、前記Ｘ方向は、主走査方向及び前記副走査方向のうちの一方であることを特徴とする、コンタクトイメージセンサーを含むイメージ走査装置。
3. コンタクトイメージセンサーと、
   前記コンタクトイメージセンサーを移動するように駆動するための牽引機構と、
   前記牽引機構と前記コンタクトイメージセンサーの動作をそれぞれ制御するための制御システムと、
   を含み、
   前記コンタクトイメージセンサーは、
   フレームと、
   前記フレームの上部に設けられる光透過板と、
   前記フレームに収納されるレンズと、
   前記レンズの下方に設けられる感光部品と、
   前記光透過板と前記レンズとの間に設けられ、物体の副走査方向に物体をライン拡大する特性を有するライン拡大鏡と、
   を含むことを特徴とする、イメージ走査装置。
4. 前記イメージ走査装置は、
   前記コンタクトイメージセンサーの送信した信号を処理するための後処理システムを更に含むことを特徴とする、請求項３に記載のイメージ走査装置。
5. 前記イメージ走査装置は、
   原稿を配置するための原稿テーブルを更に含むことを特徴とする、請求項４に記載のイメージ走査装置。
6. 前記コンタクトイメージセンサーは、第１の方向に沿って平行して配置される第１のコンタクトイメージセンサーと、第２の方向に沿って平行して配置される第２のコンタクトイメージセンサーとを含み、前記第１の方向と前記第２の方向との間には夾角を有し、前記牽引機構は、前記第１のコンタクトイメージセンサーを移動するように駆動するための第１の牽引機構と、前記第２のコンタクトイメージセンサーを移動するように駆動するための第２の牽引機構とを含み、前記第１の方向は、主走査方向及び前記副走査方向のうちの一方であり、前記第２の方向は、前記主走査方向及び前記副走査方向のうちの他方であることを特徴とする、請求項３に記載のイメージ走査装置。
7. 前記イメージ走査装置は、一つの前記コンタクトイメージセンサーを含み、前記コンタクトイメージセンサーを回転するように駆動するための回転装置を更に含むことを特徴とする、請求項３から５のいずれか一項に記載のイメージ走査装置。
8. 前記感光部品は、
   前記レンズに集められる光線を受光するための感光部と、
   前記フレームに収納され、直線に配列される感光性集積回路を搭載するためのセンサー基板と、
   を含むことを特徴とする、請求項３に記載のイメージ走査装置。
9. 前記ライン拡大鏡はラインフレネル拡大鏡を用いることを特徴とする、請求項３又は８に記載のイメージ走査装置。

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