JP7118329B1 - 画像読取装置 - Google Patents

Abstract

画像読取装置（１００）は、規則的に配列された複数の受光部（７０）と、複数の受光部（７０）にそれぞれ対応して配列された複数の第１の開口（３１）を含む第１の遮光部材（１１）と、複数の第１の開口（３１）にそれぞれ対応して配列された複数のマイクロレンズ（１４）とを有する。複数の受光部（７０）の各受光部（７０）は、主走査方向である第１の方向に配列された複数の受光画素（８０）を含む。複数のマイクロレンズ（１４）の各マイクロレンズ（１４）は、物体側テレセントリックである。物体（６）で反射し、マイクロレンズ（１４）及びマイクロレンズ（１４）に対応する第１の開口（３１）を通過した光が、第１の開口（３１）に対応する受光部（７０）に含まれる複数の受光画素（８０）に入射するように、複数のマイクロレンズ（１４）、第１の遮光部材（１１）、及び複数の受光部（７０）が配置されている。

Description

本開示は、画像読取装置に関する。

撮像対象である物体（以下、「被写体」ともいう）を光学的に読み取ることで、２次元画像情報を取得する画像読取装置が知られている。例えば、特許文献１を参照。

特許文献１の画像読取装置は、規則的に配列された複数の受光部と、複数の受光部にそれぞれ対応して配列された複数の開口を含む遮光部材と、複数の開口にそれぞれ対応して配列された複数のマイクロレンズとを有する。

特許文献１では、各受光部は、ＸＹ平面において、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に配列された複数の受光画素を含む。これにより、解像度が向上する。特許文献１では、１個の受光画素、当該受光画素に対応する開口、及び当該開口に対応するマイクロレンズによって、撮像光学系が構成されている。

特表２００９－５２４２６３号公報

しかしながら、特許文献１の画像読取装置では、各マイクロレンズの光軸が、上記ＸＹ平面に直交する方向に対して傾いている。そのため、受光部と被写体との間の距離が変化したときに、隣接する撮像光学系間で視野の重なりが変化し、画像処理の正確性が悪化するという課題があった。この場合、被写界深度が小さくなる。解像度を向上させつつ、被写界深度を大きくする技術が望まれている。

本開示は、解像度を向上させつつ、被写界深度を大きくすることを目的とする。

本開示の一態様に係る画像読取装置は、撮像対象である物体を光学的に読み取る画像読取装置であって、規則的に配列された複数の受光部と、前記複数の受光部にそれぞれ対応して配列された複数の第１の開口を含む、第１の遮光部材と、前記複数の第１の開口にそれぞれ対応して配列され、同一の部材に一体に形成された複数のマイクロレンズと、を有し、前記複数の受光部の各受光部は、主走査方向である第１の方向に配列された複数の受光画素を含み、前記複数のマイクロレンズの各マイクロレンズは、物体側テレセントリックであり、前記複数のマイクロレンズは千鳥状に配列され、前記物体で反射し、前記マイクロレンズ及び前記マイクロレンズに対応する前記第１の開口を通過した光が、前記第１の開口に対応する前記受光部に含まれる前記複数の受光画素に入射するように、前記複数のマイクロレンズ、前記第１の遮光部材、及び前記複数の受光部が配置され、前記複数のマイクロレンズのうち前記第１の方向に隣接する２つのマイクロレンズの中心位置の間隔は、前記マイクロレンズの視野範囲である前記マイクロレンズの前記第１の方向の幅と等しい。

本開示によれば、解像度を向上させつつ、被写界深度を大きくすることができる。

実施の形態１に係る画像読取装置の主要な構成を概略的に示す斜視図である。 図１に示される画像読取装置をＡ２－Ａ２線で切る断面図である。 図１に示される画像読取装置をＡ３－Ａ３線で切る断面図である。 図１～３に示される撮像素子ユニットの構成の一部を示す平面図である。 （Ａ）は、図４に示される複数の受光画素ユニットのうちセンサチップの＋Ｘ軸方向の端部に最も近い位置に配置された受光画素ユニットの構成を示す平面図である。（Ｂ）は、図４に示される複数の受光画素ユニットのうちセンサチップの－Ｘ軸方向の端部に最も近い位置に配置された受光画素ユニットの構成を示す平面図である。（Ｃ）は、図４に示される複数の受光画素ユニットのうち図５（Ａ）及び（Ｂ）に示される受光画素ユニット以外の受光画素ユニットの構成を示す平面図である。 図１に示される照明光学部の構成と照明光学部から照射される照明光とを概略的に示す図である。 （Ａ）は、同一の列に位置する２つの受光画素ユニットを示す平面図である。（Ｂ）は、図７（Ａ）に示される２つの受光画素ユニットのそれぞれに入射する反射光の結像光線を示す図である。 図３に示される画像読取装置の構成の一部と、当該画像読取装置における主光線を示す図である。 実施の形態１に係る画像読取装置において、第１の列に位置する受光画素ユニットに入射する主光線と、第２の列に位置する受光画素ユニットに入射する主光線とを示す図である。 図３に示される画像読取装置の構成の一部と、第１の開口及び第２の開口を通過する反射光を示す図である。 （Ａ）及び（Ｂ）は、実施の形態１に係る画像読取装置において、受光画素に対応する第２の開口及び第１の開口を通過した反射光が当該受光画素に入射する条件を説明するための図である。 図１に示される画像読取装置をＡ１２－Ａ１２線で切る断面図である。 実施の形態１に係る画像読取装置において、受光画素ユニットから＋Ｚ軸方向に向かう逆光線を示す図である。 実施の形態１に係る画像読取装置において、第１のガラス部材及び第２のガラス部材の位置ずれが生じたときのマイクロレンズの光軸の傾きを示す図である。 比較例に係る画像読取装置において、センサチップの実装のばらつきが生じたときのマイクロレンズの視野のＸ軸方向における位置を示す図である。 実施の形態２に係る画像読取装置の主要な構成を概略的に示す断面図である。 実施の形態２の変形例に係る画像読取装置の主要な構成を概略的に示す断面図である。 実施の形態３に係る画像読取装置の撮像素子ユニットの構成を示す平面図である。 実施の形態４に係る画像読取装置の撮像素子ユニットの構成を示す平面図である。 実施の形態５に係る画像読取装置の主要な構成を概略的に示す断面図である。 実施の形態５の変形例１に係る画像読取装置の主要な構成を概略的に示す断面図である。 実施の形態５の変形例２に係る画像読取装置の主要な構成を概略的に示す断面図である。 実施の形態６に係る画像読取装置の主要な構成を概略的に示す断面図である。

以下に、本開示の実施の形態に係る画像読取装置を、図面を参照しながら説明する。以下の実施の形態は、例にすぎず、本開示の範囲内で種々の変更が可能である。

〈画像読取装置の構成〉
図１は、実施の形態１に係る画像読取装置１００の主要な構成を概略的に示す斜視図である。図２は、図１に示される画像読取装置１００をＡ２－Ａ２線で切る断面図である。図３は、図１に示される画像読取装置１００をＡ３－Ａ３線で切る断面図である。図１～３に示されるように、画像読取装置１００は、撮像光学部１と、照明光学部２と、原稿載置台としての天板ガラス３とを備える。天板ガラス３上に配置された原稿６に照明光学部２から照明光２５が照射されたとき、照明光２５は原稿６で散乱反射する。その散乱反射光（以下、「反射光」ともいう）が撮像光学部１によって受光されることで、原稿６の画像情報が読み取られる。このように、画像読取装置１００は、原稿６を光学的に読み取る画像読取装置である。

実施の形態１では、撮像光学部１が原稿６の２次元の画像情報を取得するために、搬送部（図示せず）によって、原稿６が天板ガラス３に沿って、第１の方向としての主走査方向に直交する第２の方向としての副走査方向に搬送される。これにより、原稿６全体の走査が可能になる。実施の形態１では、主走査方向はＸ軸方向であり、副走査方向はＹ軸方向である。なお、原稿６は静止したままで、撮像光学部１がＹ軸方向に移動することで、原稿６全体の走査が行われてもよい。

原稿６は、撮像光学部１によって撮像される撮像対象物の一例である。原稿６は、例えば、文字又は画像等が印刷された印刷物である。原稿６は、予め定められた基準面Ｓに配置される。基準面Ｓは、原稿６が載置される平面、具体的には、天板ガラス３上の面である。天板ガラス３は、原稿６と撮像光学部１との間に位置している。天板ガラス３の厚みは、例えば、１．０ｍｍである。なお、原稿６を基準面Ｓに設置する構造は、天板ガラス３に限定されない。

〈撮像光学部の構成〉
撮像光学部１は、撮像部としての撮像素子ユニット１０と、複数の開口３１を含む第１の遮光部材１１と、複数の開口３２を含む第２の遮光部材１２と、複数の開口３３を含む第３の遮光部材１３と、複数のマイクロレンズ１４とを有する。

図４は、図１～３に示される撮像素子ユニット１０の構成の一部を示す平面図である。図１～４に示されるように、撮像素子ユニット１０は、複数のセンサチップ７ａ、７ｂ、７ｃと、センサ基板８と、画像処理装置９とを有する。複数のセンサチップ７ａ、７ｂ、７ｃは、Ｘ軸方向に配列されている。なお、以下の説明において、センサチップ７ａ、７ｂ、７ｃを区別する必要が無い場合には、センサチップ７ａ、７ｂ、７ｃをまとめて、「センサチップ７」と呼ぶ。

センサチップ７は、例えば、シリコン素材から形成されている。センサチップ７は、センサ基板８上に備えられている。センサチップ７は、例えば、ワイヤボンディングによってセンサ基板８に電気的に接続されている。センサ基板８は実装基板であり、例えば、ガラスエポキシ樹脂から形成されている。

画像処理装置９は、センサチップ７から出力された画像信号に基づいて画像処理を実行する。画像処理装置９は、例えば、センサ基板８上に実装されたＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉоｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）である。なお、画像処理装置９は、センサ基板８上に実装されていない演算処理装置であっても実現することができる。また、画像処理装置９が行う画像処理の詳細については、後述する。

１個のセンサチップ７には、規則的に配列された複数の受光部としての複数の受光画素ユニット７０が配置されている。複数の受光画素ユニット７０は、Ｘ軸方向に配列されている。１個のセンサチップ７は、例えば、６４個の受光画素ユニット７０を有している。各受光画素ユニット７０は、原稿６で反射した反射光を受光する。なお、１個のセンサチップ７は、実施の形態１で説明される構成に限られず、任意の個数の受光画素ユニット７０の集合によって実現することができる。

図４に示されるように、複数の受光画素ユニット７０は、Ｙ軸方向の異なる位置に配列された第１の列７０ｍの複数の受光画素ユニット７１と、第２の列７０ｎの複数の受光画素ユニット７２とを含む。Ｘ軸方向に隣接する２つの受光画素ユニット７１（又は、２つの受光画素ユニット７２）の中心位置の間隔（以下、「ピッチ」ともいう）Ｐは、例えば、３２０μｍである。Ｙ軸方向に隣接する受光画素ユニット７１と受光画素ユニット７２のそれぞれの中心位置の間隔ｑは、例えば、４００μｍである。

実施の形態１では、第２の列７０ｎの受光画素ユニット７２は、第１の列７０ｍの２つの受光画素ユニット７１の中間に位置している。具体的には、受光画素ユニット７２は、異なる列に属する受光画素ユニット７１に対して、ピッチＰの１／２の間隔Ｐ／２（以下、「ピッチＰ_０」ともいう）、Ｘ軸方向にずれて配列されている。これにより、実施の形態１では、複数の受光画素ユニット７０は千鳥状に配列されている。よって、実施の形態１では、複数の受光画素ユニットが１列に配列されている構成と比較して、ピッチＰを大きくすることができるため、画像読取装置１００は、迷光の影響を受けない画像を取得することができる。また、開口を大きくすることができるため、画像の輝度が明るくなる。

１個のセンサチップ７に含まれる複数の受光画素ユニット７０は、第１の受光部としての受光画素ユニット７０ｚ、７０ａと、受光画素ユニット７０ｚ、７０ａ以外の受光部である第２の受光部としての受光画素ユニット７０ｘとを有する。受光画素ユニット７０ｚは、センサチップ７の＋Ｘ軸方向の端部７ｅに最も近い位置に配置された受光画素ユニットである。受光画素ユニット７０ａは、センサチップ７の－Ｘ軸方向の端部７ｆに最も近い位置に配置された受光画素ユニットである。

図５（Ａ）は、受光画素ユニット７０ｚの構成を示す平面図である。図５（Ｂ）は、受光画素ユニット７０ａの構成を示す平面図である。図５（Ａ）及び（Ｂ）に示されるように、受光画素ユニット７０ｚ、７０ａはそれぞれ、複数の受光画素８０を含む。具体的には、受光画素ユニット７０ｚ、７０ａにおいては、Ｘ軸方向に５個、Ｙ軸方向に３個の受光画素８０が配列されている。実施の形態１では、１個の受光画素８０は、例えば、１０μｍ×１０μｍの正方形状である。そのため、１個の受光画素ユニット７０ｚ、７０ａはそれぞれ、例えば、５０μｍ×３０μｍの長方形状である。また、Ｘ軸方向に隣接する受光画素８０のＸ軸方向の中心位置の間隔をＰ_１としたとき、間隔Ｐ_１は１０μｍである。

図５（Ｃ）は、受光画素ユニット７０ｘの構成を示す平面図である。図５（Ｃ）に示されるように、受光画素ユニット７０ｘにおいては、Ｘ軸方向に４個、Ｙ軸方向に３個の受光画素８０が配列されている。そのため、１個の受光画素ユニット７０ｘは、例えば、４０μｍ×３０μｍの長方形状である。なお、受光画素ユニット７０ｚ、７０ａ、７０ｘに含まれる受光画素８０の個数は、図５（Ａ）～（Ｃ）に示される構成に限られない。また、受光画素ユニット７０ｚ、７０ｘ、７０ａにおける受光画素８０の配列方法は、マトリクス状に限られず、他の配列方法であってもよい。

このように、実施の形態１では、受光画素ユニット７０ｚ、７０ａに含まれる受光画素８０の個数は、受光画素ユニット７０ｘに含まれる受光画素８０の個数より多い。これによる効果については、後述する。なお、受光画素ユニット７０ｚ、７０ａに含まれる受光画素８０の個数は、受光画素ユニット７０ｘに含まれる受光画素８０の個数と同じであってもよい。すなわち、受光画素ユニット７０ｚ、７０ａに含まれる複数の受光画素８０の個数は、受光画素ユニット７０ｘに含まれる複数の受光画素８０の個数以上であればよい。

また、図５（Ａ）～（Ｃ）のそれぞれに示される点Ｃ_１、Ｃ_２、Ｃ_３は、マイクロレンズ１４の光軸４０（例えば、図２参照）と各受光画素ユニット７０ｚ、７０ａ、７０ｘとの交点である。図５（Ｃ）に示される点Ｃ_３は、受光画素ユニット７０ｘの中心位置と一致する。

複数の受光画素８０の各受光画素８０は、カラーフィルタ（図示せず）を有する。具体的には、受光画素ユニット７０は、赤色の光を透過する赤色フィルタを有する第１の受光画素８０Ｒと、緑色の光を透過する緑色フィルタを有する第２の受光画素８０Ｇと、青色の光を透過する青色フィルタを有する第３の受光画素８０Ｂとを有する。これにより、照明光（例えば、後述する図６に示される照明光２５）が白色光である場合、撮像素子ユニット１０は赤色、青色、緑色の３色によって表されるカラー画像を取得することができる。なお、受光画素ユニット７０は、カラーフィルタを有さない複数の受光画素８０によって構成されていても実現することができる。

次に、撮像光学部１の他の構成について説明する。図１～３に示されるように、第１の遮光部材１１は、受光画素ユニット７０より原稿６側に配置されている。第１の遮光部材１１は、複数の第１の開口としての複数の開口３１を含む。

複数の開口３１は、複数の受光画素ユニット７０にそれぞれ対応する位置に配列されている。Ｚ軸方向に見た場合に、複数の開口３１は、複数の受光画素ユニット７０にそれぞれ重なっている。具体的には、ＸＹ平面において、複数の開口３１の各開口３１の中心位置は、受光画素ユニット７０の中心位置と同じである。

複数の開口３１は、２列に配列されている。各列の開口３１は、Ｘ軸方向に配列されている。実施の形態１では、複数の開口３１は、千鳥状に配列されている。開口３１は、例えば、４０μｍ×４０μｍの正方形状である。開口３１には、原稿６で反射した反射光が通過する。第１の遮光部材１１において、開口３１を除く部分が反射光を遮光する第１の遮光部分４１である。

第２の遮光部材１２は、第１の遮光部材１１より原稿６側に配置されている。第２の遮光部材１２は、第１の遮光部材１１と複数のマイクロレンズ１４との間に配置されている。第２の遮光部材１２は、複数の第２の開口としての複数の開口３２を含む。

複数の開口３２は、複数のマイクロレンズ１４にそれぞれ対応する位置に配列されている。具体的には、ＸＹ平面において、複数の開口３２の各開口３２の中心位置は、マイクロレンズ１４の中心位置と同じである。Ｚ軸方向に見た場合に、複数の開口３２は、複数の受光画素ユニット７０にそれぞれ重なっている。

複数の開口３２は、２列に配列されている。各列の開口３２は、Ｘ軸方向に配列されている。そして、複数の開口３２は千鳥状に配列されている。また、複数の開口３２は、複数の開口３１にそれぞれ重なっており、且つ後述する複数の開口３３にそれぞれ重なっている。

開口３２は、例えば、円形状である。開口３２の開口面積は、開口３１の開口面積及び開口３３の開口面積より大きい。すなわち、開口３２の直径（後述する図１３に示される直径Φ）は、開口３１、３３の各辺より大きい。開口３２の直径は、例えば、２８０μｍである。開口３２には、原稿６で反射した反射光が通過する。第２の遮光部材１２において、開口３２を除く部分が反射光を遮光する第２の遮光部分４２である。

撮像光学部１は、第１の遮光部材１１と第２の遮光部材１２との間に配置された第１の透光性部材としてのガラス部材５１を更に有する。ガラス部材５１の－Ｚ軸側（すなわち、受光画素ユニット７０側）の面５１ａには第１の遮光部材１１が形成され、ガラス部材５１の＋Ｚ軸側（つまり、原稿６側）の面５１ｂには、第２の遮光部材１２が形成されている。

第１の遮光部材１１及び第２の遮光部材１２は、ガラス部材５１に蒸着された酸化クロム膜によって形成された薄膜の遮光層である。開口３１、３２は、当該酸化クロム膜がマスクパターンを用いてエッチングされることによって形成される。これにより、開口３１、３２の位置精度及び形状精度を良好にすることができる。例えば、複数の開口３１間（又は、複数の開口３２間）におけるＹ軸方向の位置の誤差は、約１μｍである。

第３の遮光部材１３は、第１の遮光部材１１より受光画素ユニット７０側に配置されている。第３の遮光部材１３は、複数の第３の開口としての複数の開口３３を含む。複数の開口３３は、複数の受光画素ユニット７０にそれぞれ対応する位置に配列されている。Ｚ軸方向に見た場合に、複数の開口３３は、複数の受光画素ユニット７０にそれぞれ重なっている。具体的には、ＸＹ平面において、複数の開口３３の各開口３３の中心位置は、受光画素ユニット７０の中心位置と同じである。

複数の開口３３は、２列に配列されている。各列の開口３３は、Ｘ軸方向に配列されている。実施の形態１では、複数の開口３３は、千鳥状に配列されている。開口３３は、例えば、６０μｍ×６０μｍの正方形状である。開口３３には、原稿６で反射した反射光が通過する。第３の遮光部材１３において、開口３３を除く部分が反射光を遮光する第３の遮光部材１３である。

撮像光学部１は、第１の遮光部材１１と第３の遮光部材１３との間に配置された第２の透光性部材としてのガラス部材５２を更に有する。言い換えれば、ガラス部材５２は、ガラス部材５１より受光画素ユニット７０側に配置されている。ガラス部材５２の－Ｚ軸側（すなわち、受光画素ユニット７０側）の面５２ａに、第３の遮光部材１３が形成されている。開口３３の形成方法は、上述した開口３１、３２の形成方法と同様であり、例えば、ガラス部材５２に蒸着された酸化クロム膜をエッチングすることによって形成される。なお、後述する図１６に示されるように、撮像光学部１は、第２の遮光部材１２、第３の遮光部材１３及びガラス部材５２を有していなくても実現することができる。

図３に示されるように、開口３３の中心位置が、開口３１の中心位置及び開口３２の中心位置に重なるように、ガラス部材５２は、ガラス部材５１に接着剤等によって接着されることで固定されている。なお、ガラス部材５２をガラス部材５１に接着するときの位置合わせの精度を向上させるために、ガラス部材５２の＋Ｚ軸側の面及びガラス部材５１の－Ｚ軸側の面５１ａは、位置合わせのためのアライメントマーク（図示せず）を備えていてもよい。

ガラス部材５１、５２は光を透過可能な部材であり、例えば、ガラス基板である。実施の形態１では、ガラス部材５１の屈折率は、ガラス部材５２の屈折率と同じである。ガラス部材５１、５２の屈折率ｎは、例えば、１．５２である。ガラス部材５１の厚みｔ_１（図２参照）は、例えば、ｔ_１＝２４００μｍである。ガラス部材５２の厚みｔ_２（図２参照）は、例えば、ｔ_２＝３００μｍである。なお、ガラス部材５１の屈折率は、ガラス部材５２の屈折率と異なっていてもよい。

ここで、センサチップ７とセンサ基板８とを電気的に接続する方法として、上述したワイヤボンディングが用いられる場合、センサチップ７の＋Ｚ軸側の面から＋Ｚ軸方向にワイヤが１００～２００μｍ程度、飛び出すことがある。実施の形態１では、受光画素ユニット７０とガラス部材５２との間の間隔ｔ_０（図２参照）が、ワイヤの長さより長い５００μｍであるため、センサチップ７から飛び出したワイヤとガラス部材５２とが干渉することを防止できる。実施の形態１では、５００μｍより大きい厚さ（具体的には、図２に示される間隔ｔ_０と間隔ｔ_７との合計値）を有するスペーサ部材（図示せず）が、センサ基板８とガラス部材５２との間に配置されている。これにより、５００μｍの間隔ｔ_０が正確に確保されている。なお、間隔ｔ_７は、センサ基板８の＋ｚ軸側の面から受光画素ユニット７０の＋ｚ軸側の面までの距離である。

複数のマイクロレンズ１４は、複数の開口３２より＋Ｚ軸側に配置されている。マイクロレンズ１４の光軸は、符号４０（図２及び３参照）で示されている。マイクロレンズ１４は、ガラス部材５１を介して、複数の開口３１と光軸方向（すなわち、Ｚ軸方向）に間隔をあけて配置されている。マイクロレンズ１４は、原稿６で反射した反射光を集光する集光レンズである。マイクロレンズ１４は、例えば、凸レンズである。

複数のマイクロレンズ１４は、複数の受光画素ユニット７０にそれぞれ対応する位置に配列されている。実施の形態１では、Ｚ軸方向に見た場合に、複数のマイクロレンズ１４は、複数の受光画素ユニット７０にそれぞれ重なっている。複数のマイクロレンズ１４は、２列に配列されている。各列のマイクロレンズ１４は、Ｘ軸方向に配列されている。実施の形態１では、複数のマイクロレンズ１４は、千鳥状に配列されている。千鳥状に配列されたマイクロレンズ１４は、マイクロレンズアレイ６０を構成する。

マイクロレンズアレイ６０は、例えば、ナノインプリント工法又は射出成型などの方法によって、製作される。この場合、マイクロレンズアレイ６０の製造に用いられる金型は、マイクロレンズアレイ６０の形状に対応する凹部を有している。このように、マイクロレンズアレイ６０がナノインプリント工法などによって製作されることで、当該マイクロレンズアレイ６０の形状精度を高めることができる。また、ナノインプリント工法であれば、マイクロレンズアレイ６０を第２の遮光部材１２上に直接形成することができる。

実施の形態１において、マイクロレンズ１４の直径は、数μｍ～数ｍｍの範囲内の予め決められた大きさに設定されている。マイクロレンズ１４の面の曲率半径は、例えば、約１．０ｍｍである。また、複数のマイクロレンズ１４は、複数の開口３１にそれぞれ対応する位置に配列されている。具体的には、ＸＹ平面において、マイクロレンズ１４の中心位置は、開口３１の中心位置と重なっている。これにより、マイクロレンズ１４の光軸４０は、ＸＹ平面に対して垂直なＺ軸方向に伸びている。

〈照明光学部の構成〉
図６は、図１に示される照明光学部２の構成と照明光学部２から照射される照明光２５とを概略的に示す図である。図２及び６に示されるように、照明光学部２は、光源２０と、導光体２１とを有する。光源２０は、導光体２１の端面２１ａに配置されている。光源２０は、導光体２１の内部に光２０ａを出射する。光源２０は、例えば、半導体光源である。半導体光源は、例えば、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉоｄｅ）などである。

図６に示されるように、導光体２１は、光源２０から出射された光２０ａを原稿６に向ける。導光体２１は、例えば、透光性の樹脂材料で形成された円柱状の部材である。光源２０から出射された光２０ａは、導光体２１の内部で全反射を繰り返しながら伝搬する。導光体２１の内側面の一部領域には散乱領域２２が形成されている。光２０ａは、散乱領域２２に当たると散乱し、光２０ａは散乱光となる。そして、散乱光の一部が原稿６を照明する照明光２５となる。

図２に示される原稿６に照射された照明光２５は、原稿６で反射されて反射光となる。反射光は、マイクロレンズ１４、開口３２、ガラス部材５１、開口３１、ガラス部材５２及び開口３３を順に通過して、受光画素ユニット７０に入射する。

〈マイクロレンズ１４による結像〉
次に、図７（Ａ）及び（Ｂ）を用いて、マイクロレンズ１４による結像について説明する。図７（Ａ）は、同一の列に位置する２つの受光画素ユニット７０を示す平面図である。図７（Ｂ）は、図７（Ａ）に示される２つの受光画素ユニット７０のそれぞれに入射する反射光の結像光線Ｌ１１～Ｌ１４を示す図である。結像光線Ｌ１１～Ｌ１４は、１個の受光画素ユニット７０に含まれる複数の受光画素８０のうち４個の第２の受光画素８０Ｇのそれぞれの中心位置から逆方向（すなわち、＋Ｚ軸方向）に向かう逆光線である。

図７（Ｂ）に示されるように、マイクロレンズ１４は、物体面上に位置する原稿６の像を、結像面上に位置する受光画素ユニット７０に結像する。実施の形態１では、物体面と結像面との間の縮小倍率（以下、「像転写倍率」ともいう）は１／４である。上述した通り、Ｘ軸方向に隣接する受光画素８０の中心位置の間隔Ｐ_１（図５（Ａ）参照）は１０μｍである。また、１個の受光画素ユニット７０において、Ｘ軸方向に配列された受光画素８０の個数は４個である。よって、画像読取装置１００の原稿６上におけるＸ軸方向の解像度（言い換えれば、原稿６上における受光画素８０の共役像のピッチ）をｒとしたとき、当該解像度ｒは４０μｍである。

実施の形態１では、１個のマイクロレンズ１４、１個の開口３２、１個の開口３１、１個の開口３３及び１個の受光画素ユニット７０によって、単位光学系である撮像ユニット１１０が構成される。ここで、上述した通り、１個のセンサチップ７に複数の受光画素ユニット７０が形成されている。そのため、複数の受光画素ユニット７０間の位置精度を高めることができる。よって、Ｘ軸方向に隣接する撮像ユニット１１０間で、マイクロレンズ１４の光軸４０の位置のばらつきが少ない。

また、図７（Ｂ）に示す例では、開口３１がマイクロレンズ１４の絞り面であるため、当該開口３１によって、結像側及び物体側のそれぞれの開口数が定められる。開口３１の開口幅が大きければ、物体側の開口数が大きくなるため、原稿６で反射した反射光の受光量を多くすることができる。しかし、この場合、被写界深度が小さくなる。また、複数の撮像ユニット１１０が配列された複眼光学系において、開口３１の開口幅を広げて物体側の開口数を大きくしたとき、隣接する２つの撮像ユニット１１０うち一方の撮像ユニット１１０に入射した光線が、他方の撮像ユニット１１０の受光画素ユニット７０に入射することで、迷光の影響を受けた画像が取得されるおそれがある。しかし、実施の形態１では、後述する条件１及び２が満たされることによって、迷光の影響を受けない画像が取得される。

実施の形態１では、マイクロレンズ１４は、物体側テレセントリックである。これにより、被写界深度を大きくすることができる。物体側テレセントリックを実現するために、マイクロレンズ１４の絞り面である開口３３は、マイクロレンズ１４の後側焦点の位置に配置されている。

図８は、実施の形態１に係る画像読取装置１００における主光線Ｌ２１～Ｌ２４を示す図である。主光線Ｌ２１～Ｌ２４は、図７（Ｂ）に示される結像光線Ｌ１１～Ｌ１４のうち開口３３の中心を通る光線である。実施の形態１では、Ｚ軸方向に見たときに、開口３１、３２、３３のそれぞれの中心が重なっているので、撮像ユニット１１０の光軸（ここでは、絞り面の中心とマイクロレンズ１４の中心を通る直線）がＺ軸方向に沿って平行である。また、各マイクロレンズ１４の主光線Ｌ２１～Ｌ２４は、光軸方向に沿って平行である。よって、物体（具体的には、原稿６）で反射され、撮像光学部１において結像される結像光線Ｌ１１～Ｌ１４のうち主光線Ｌ２１～Ｌ２４は、Ｚ軸方向に沿って互いに平行である。これにより、原稿６のＺ軸方向の位置が変化した場合であっても、物体側における主光線Ｌ２１～Ｌ２４のＸ軸方向の間隔は変化せず、縮小倍率は変化しない。

次に、具体的な数値を用いてマイクロレンズ１４による結像について説明する。図７（Ｂ）では、受光画素ユニット７０と第３の遮光部材１３との間の距離をｔ_０、第３の遮光部材１３と第１の遮光部材１１との間の距離（すなわち、ガラス部材５２の厚み）をｔ_２と表記する。また、第１の遮光部材１１と第２の遮光部材１２との間の距離（すなわち、ガラス部材５１の厚み）をｔ_１、ガラス部材５１、５２のそれぞれの屈折率をｎと表記する。

また、マイクロレンズ１４の焦点距離をｆ、マイクロレンズ１４の曲率半径をＲとしたとき、ｆ＝１．７８ｍｍであり、Ｒ＝０．９５ｍｍである。物体側テレセントリックを実現するためには、焦点距離ｆは、以下の式（１）を満たしている必要がある。
ｆ＝（ｔ_１＋ｔ_２）／ｎ （１）

実施の形態１の一例では、ｔ_１＝３００μｍ、ｔ_２＝２４００μｍ、ｎ＝１.５２であるので、これらの値を式（１）に代入すると、焦点距離ｆの値は１．７８ｍｍとなる。よって、マイクロレンズ１４は、物体側テレセントリックとなる。これにより、被写界深度が大きくなるため、物体側の結像位置である原稿６のＺ軸方向の位置とマイクロレンズ１４のＺ軸方向の位置との間の距離を大きくすることができる。言い換えれば、原稿６で反射し、マイクロレンズ１４及びマイクロレンズ１４に対応する開口３１を通過した反射光が、開口３１に対応する受光画素ユニット７０に含まれる複数の受光画素８０に入射するように、複数のマイクロレンズ１４、第１の遮光部材１１、及び複数の受光画素ユニット７０が配置されている。

実施の形態１では、原稿６のＺ軸方向の位置は、マイクロレンズ１４のＺ軸方向の位置から＋Ｚ軸側に約８ｍｍ離れている（図１参照）。すなわち、実施の形態１では、物体距離は約８ｍｍである。そのため、原稿６とマイクロレンズ１４との間に、照明光学部２及び天板ガラス３を配置することができる。

ここで、被写界深度は、マイクロレンズ１４の物体側の開口数で定められる。そして、当該物体側の開口数は、開口３１の開口幅及び間隔ｔ_０によって定められる。すなわち、開口３１の開口幅を変えることで、所望の被写界深度が得られる。画像のコントラスの許容範囲によって、被写界深度の定義は変わるが、実施の形態１では、被写界深度は約８ｍｍであるため、複写機に用いられる画像読取装置１００として、十分に大きい被写界深度を得ることができる。なお、実施の形態１では、開口３３がマイクロレンズ１４の絞り面であったが、開口３１が当該絞り面であってもよい。このとき、開口３１が、マイクロレンズ１４の後側焦点の位置に配置されれば、物体側テレセントリックを実現することができる。

〈画像情報の欠落を防ぐための受光画素の数〉
Ｘ軸方向に隣接する撮像ユニット１１０間で画像情報の欠落を防ぐために、１個の受光画素ユニット７０に含まれるＸ軸方向に配列された受光画素８０の個数Ｎは、あらかじめ決められた個数以上にする必要がある。上述した図４に示されるように、２列の千鳥状に配列されている複数の受光画素ユニット７０では、隣接する２つの受光画素ユニット７１、７２のピッチＰ_０は、Ｐ／２である。

ここで、複数のマイクロレンズ１４は、複数の受光画素ユニット７０にそれぞれ対応する位置に配列されているため、Ｘ軸方向に隣接する２つのマイクロレンズ１４の中心位置の間隔（つまり、光軸４０の間隔）も、Ｐ／２である。以下の式（２）を満たすとき、ピッチＰ_０は、１個のマイクロレンズ１４の視野範囲であるマイクロレンズ１４のＸ軸方向の幅と等しい。よって、当該２つのマイクロレンズ１４間で画像情報の欠落を防止することができる。また、式（２）を満たすとき、隣接するマイクロレンズ１４の視野の重複も防止することができる。
Ｐ_０＝Ｐ／２＝Ｎ・ｒ （２）
実施の形態１の一例では、Ｐ＝３２０μｍ、Ｎ＝４、ｒ＝４０μｍであるので、上記の式（２）を満たしている。

図９は、実施の形態１に係る画像読取装置１００において、図４に示される第１の列７０ｍに位置する受光画素ユニット７１に入射する主光線Ｌ２１～Ｌ２４と、第２の列７０ｎに位置する受光画素ユニット７２に入射する主光線Ｌ３１～Ｌ３４とを示す図である。図９及び後述する図１２では、受光画素ユニット７１と重なるマイクロレンズ１４をマイクロレンズ１４１、受光画素ユニット７２と重なるマイクロレンズ１４をマイクロレンズ１４２と呼ぶ。

マイクロレンズ１４１の光軸とマイクロレンズ１４２の光軸との間のＸ軸方向の間隔は、１６０μｍである。よって、物体側の空間において、４本の主光線Ｌ２１～Ｌ２４は、Ｘ軸方向において４０μｍの間隔で配列される。また、４本の主光線Ｌ２１～Ｌ２４も、Ｘ軸方向において４０μｍの間隔で配列される。すなわち、物体側におけるＸ軸方向の空間解像度は４０μｍであり、Ｘ軸方向に隣接する撮像ユニット１１０間で空間解像度は４０μｍであり変わらない。このように、実施の形態１では、全ての主光線Ｌ２１～Ｌ２４、Ｌ３１～Ｌ３４がＺ軸方向に平行である。そのため、原稿６のＺ軸方向の位置によらず、縮小倍率は変化しない。そのため、異なる列に属する撮像ユニット１１０間において、画像情報の欠落を防止することができ、且つ、視野の重複も防止することができる。

〈迷光の影響を受けない画像を取得するための条件〉
次に、図１０、１１（Ａ）及び（Ｂ）を用いて画像読取装置１００が、迷光の影響を受けない画像を取得するための条件について説明する。図１０は、図３に示される画像読取装置１００の構成の一部と、開口３１及び開口３３を通過する反射光を示す図である。図１０では、Ｘ軸方向に進む迷光の影響を受けない画像を取得するための条件について説明する。なお、図１０では、Ｘ軸方向に配列された複数の受光画素ユニット７０を７０ａ、７０ｂ、７０ｃとも表記する。同様に、複数の開口３１を３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、複数の開口３３を３３ａ、３３ｂ、３３ｃとも表記する。また、以下の説明では、開口３２の中心、開口３１の中心及び受光画素ユニット７０を結ぶ直線を光軸４０ａ、４０ｂ、４０ｃと呼ぶ。

図１０では、開口３１及び開口３３を通過する原稿６（図１参照）からの反射光が光線Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３として示されている。光線Ｌ１は、開口３１ａ及び開口３３ａを通過した受光画素ユニット７０ａに入射する。

図１１（Ａ）及び（Ｂ）は、画像読取装置１００において、開口３１及び開口３３を通過した反射光が受光画素ユニット７０に入射する条件を説明するための図である。図１１（Ａ）及び（Ｂ）では、ガラス部材５２の厚みをｔ_２、ガラス部材５２の屈折率をｎ_２、ガラス部材５２と受光画素ユニット７０との間の距離をｔ_０と表記する。以下の条件１及び２が共に満たされるとき、同一の光軸上に位置する開口３１及び開口３３を通過した反射光のみが、その光軸上に位置する受光画素ユニット７０に入射する。
（条件１）
互いに異なる光軸を持つ開口３１及び開口３３を通過する光線のうち、受光画素ユニット７０に入射する光線は存在しない。
（条件２）
同一の光軸を有する開口３１及び開口３３を通過した光線は、前記同一の光軸上の受光画素ユニット７０以外には到達しない。

条件１は、互いに異なる光軸を持つ開口３１及び開口３３を通過する光線のうち開口３１での光線の最も小さな入射角θ_１が次の式（３）を満足することが十分条件である。
ｎ_２・ｓｉｎθ_１＞１ （３）

次に、式（３）の条件を、ガラス部材５２の厚み及び開口幅のパラメータを用いて表す。開口３１、開口３３における開口幅の１／２の幅である開口半幅をそれぞれ、Ｘ_１、Ｘ_３と表記する。また、受光画素ユニット７０のＸ軸方向における幅の１／２の幅をＸ_０と表記する。開口３１ｗ内の－Ｘ軸方向の端と開口３３ｖ内の＋Ｘ軸方向の端とのＸ軸方向における距離Ｄ_１は、以下の式（４）で求められる。
Ｄ_１＝（Ｐ／２）－Ｘ_１－Ｘ _３ （４）

図１１（Ａ）から明らかなように、光線Ｌ４の入射角θ_１について、以下の式（５）の関係が成り立つ。
ｔａｎθ_１＝Ｄ_１／ｔ_２＝（（Ｐ／２）－Ｘ_１－Ｘ _３ ）／ｔ_２ （５）

式（３）と式（５）から、上記条件１を満たすガラス部材５２の厚みｔ_２について、以下の式（６）が導き出される。

すなわち、ガラス部材５２の厚みｔ_２が、式（６）の右辺の値より薄ければ、光線Ｌ４が内部全反射条件を満たす。このとき、上記条件１が成立する。

次に、上記条件２について、図１１（Ｂ）を用いて説明する。以下では、複数の受光画素ユニット７０のうちの１個の受光画素ユニット７０ｂと当該受光画素ユニット７０ｂにＸ軸方向の両側で隣接する受光画素ユニット７０ａ、７０ｃを例にして説明する。受光画素ユニット７０ｂと重なる開口３１ｂ内の点Ｐ５と、受光画素ユニット７０ｂと重なる開口３３ｂ内の点Ｐ６とを通過する光線Ｌ６が、受光画素ユニット７０ａと受光画素ユニット７０ｃとの間の領域に到達し、受光画素ユニット７０ａ及び受光画素ユニット７０ｃのいずれにも入射しないとき、上記条件２は成立する。受光画素ユニット７０ａと受光画素ユニット７０ｃの間の領域は、図１１（Ｂ）に示す受光画素ユニット７０ａの右端と受光画素ユニット７０ｃの左端とで挟まれる領域である。

図１１（Ｂ）に示される光線Ｌ６は、開口３１ｂとそれに重なる開口３３ｂとを通過する光線である。図１１（Ｂ）では、光線Ｌ６は、開口３１ｂにおける開口３１ｃに最も近い端部を通過した後、開口３３ｂにおける開口３３ａに最も近い端部を通過する。開口３３ｂを通過した光線Ｌ６は、点Ｑ_０に到達する。ここで、点Ｑ_０は、受光画素ユニット７０ａと受光画素ユニット７０ｂとの間の領域で光線Ｌ６が到達した点を示している。図１１（Ｂ）では、点Ｑ_０は、受光画素ユニット７０ｂから－Ｘ軸方向に最も離れた点、すなわち、受光画素ユニット７０ａに最も近い点を示している。このように、光線Ｌ６が、受光画素ユニット７０ａにおける受光画素ユニット７０ｂに最も近い端部より受光画素ユニット７０ｂ側の点である点Ｑ_０に到達する場合には、開口３１ｂ及び開口３３ｂを通過した光線は、受光画素ユニット７０ｂ以外の開口（例えば、受光画素ユニット７０ａ及び受光画素ユニット７０ｃ）には到達しない。

ここで、光線Ｌ６の出射角をα_１、光線Ｌ６の入射角をα_２と表記すると、入射角α_２は、以下の式（７）で求められる。
ｔａｎα_２＝（Ｘ_１＋Ｘ _３ ）／ｔ_２ （７）
また、スネルの法則によれば、出射角α_１と入射角α_２との関係は、以下の式（８）で示される。
ｎ_２・ｓｉｎα_２＝ｓｉｎα_１ （８）

また、光軸４０ｂから点Ｑ_０までの距離Ｄ_２は、以下の式（９）で求められる。
Ｄ_２＝Ｘ _３ ＋ｔ_０・ｔａｎα_１ （９）
ここで、点Ｑ_０が受光画素ユニット７０ａにおける＋Ｘ軸方向の端部より受光画素ユニット７０ｂ側に位置する条件は、以下の式（１０）で示される。
Ｐ／２－Ｘ_０＞Ｘ _３ ＋ｔ_０・ｔａｎα_１ （１０）

式（７）～式（１０）より、上記条件２を満たすガラス部材５２の厚みｔ_２について、以下の式（１１）が導き出される。

すなわち、ガラス部材５２の厚みｔ_２が、式（１１）の右辺の値より厚い場合には、上記条件２が成立する。

実施の形態１の一例では、Ｘ_１＝２０μｍ、Ｘ_２＝３０μｍ、Ｘ_０＝２０μｍ、ｔ_０＝５００μｍ、Ｐ／２＝１６０μｍ、ｎ_２＝１．５２である。これらの値を式（６）と式（１１）の右辺に代入すると、それぞれの式の右辺の値は、１２６μｍ、３２２μｍとなる。よって、ｔ_２＝３００μｍは、式（６）と式（１１）の両方を満たしている。

次に、図４を用いて複数の受光画素ユニット７０の配列と上記条件１及び２との関係について説明する。複数の受光画素ユニット７０は、複数行複数列に配列されている。また、図４では、複数の受光画素ユニット７０は、千鳥状に配列されている。仮に、複数の受光画素ユニットが１列に配列されている画像読取装置において、実施の形態１に係る画像読取装置１００の解像度と同じ解像度を得る場合、主走査方向（すなわち、Ｘ軸方向）における受光画素ユニットの配列ピッチは、実施の形態１の受光画素ユニット７０の配列ピッチの半分の値（すなわち、１６０μｍ）にする必要がある。言い換えれば、実施の形態１に係る画像読取装置１００では、同一の列に配列された受光画素ユニット７０の配列ピッチを大きくすることができる。

一方、複数の受光画素ユニットが１列で配列されている画像読取装置では、各開口の開口半幅の値を大きくしたまま、上述した式（６）及び（１１）の両方を満たす厚みｔ_２を得ることは難しい。なお、複数の受光画素ユニットが１列で配列されている場合であっても、式（６）及び（１１）の両方を満たすパラメータである厚みｔ_２は存在する。そのため、複数の受光画素ユニット７０が２列に配列されている構成についての説明を除いた説明（例えば、上述した条件１及び条件２についての説明など）は、複数の受光画素ユニットが１列で配列されている場合にも適用される。

次に、画像読取装置１００において、２列に配列された複数の受光画素ユニット７０のうち一方の列に属する受光画素ユニット７０と重なる位置に配置された開口３１、開口３３を通過した光線が、他方の列に属する受光画素ユニット７０に入射しないための条件について説明する。

図１２は、図１に示される画像読取装置１００をＡ１２－Ａ１２線で切る断面図である。なお、図１２では、受光画素ユニット７１と重なる開口３１、３３を３１１、３３１と表記し、受光画素ユニット７２と重なる開口３１、３３を３１２、３３２と表記する。また、マイクロレンズ１４１の光軸は符号４０ａ、マイクロレンズ１４２の光軸は符号４０ｅで示されている。点Ｒ１は、受光画素ユニット７１における受光画素ユニット７２に最も近い端部である。点Ｒ２は、開口３３２における開口３３１に最も近い端部である。点Ｒ３は、開口３１２における開口３１１から最も遠い端部より外側に位置する点である。

また、図１２では、受光画素ユニット７１から開口３１２に向かう仮想的な光線である逆光線Ｌ８を用いる。逆光線Ｌ８は、点Ｒ１から点Ｒ２を通過し、点Ｒ３に到達する光線である。また、点Ｒ３と光軸４０ｅとの距離をＤ_３と表記し、正方形状である開口３１２の対角線の長さの１／２の長さをＸ_２０と表記する。

以下では、開口３１２及び開口３３２を通過した光線が受光画素ユニット７１に入射しない条件について説明する。逆光線Ｌ８が、第１の遮光部分４１又は第３の遮光部分４３に到達すれば、開口３１２、開口３３２を通過した光線が受光画素ユニット７１に入射しない。図１２では、逆光線Ｌ８が第１の遮光部分４１に到達する場合を例にして説明する。

距離Ｄ_３が長さＸ_２０より大きければ、逆光線Ｌ８が第１の遮光部分４１に到達する。これにより、開口３１２、開口３３２を通過した光線は、受光画素ユニット７１に入射しない。仮に、距離Ｄ_３が長さＸ_２０より小さく、逆光線Ｌ８が開口３１２を通過した場合であっても、図４に示される間隔ｑが大きければ、逆光線Ｌ８は第２の遮光部分４２に到達する。よって、距離Ｄ_３が長さＸ_２０より小さい場合でも、間隔ｑが大きく、且つ画像読取装置１００が第２の遮光部材１２を備えていることで、開口３１２、開口３３２を通過した光線は、受光画素ユニット７１に入射しない。

〈第２の遮光部材１２の他の構成〉
次に、図１３を用いて、第２の遮光部材１２の他の構成について説明する。図１３は、画像読取装置１００において、受光画素ユニット７０ｂから＋Ｚ軸方向に向かう逆光線６１ｂ、６２ｂ、６３ｂ、６６ｂを表す図である。図１３では、屈折率ｎ、厚みｔ_１であるガラス部材５１が、屈折率１、厚みｔ_１／ｎであるガラス部材５１、すなわち、空気中に置き換えられたガラス部材として図示されている。また、屈折率ｎ、厚みｔ_２であるガラス部材５２が、屈折率１、厚みｔ_２／ｎであるガラス部材５２として図示されている。マイクロレンズ１４は、第２の遮光部材１２の開口３２ｂから距離ｔ_２／ｎの間隔をあけて配置されている。

逆光線６１ｂ、６２ｂ、６３ｂ、６６ｂは、受光画素ユニット７０ｂの受光面を物体面とした場合に、当該物体面から＋Ｚ軸方向に向かう逆光線である。逆光線６１ｂは、物体面上の物体高ｈ＝０の点から＋Ｚ軸方向に向かう逆光線である。逆光線６２ｂは、物体面上の物体高ｈ＝Ｘ_０／２の点から＋Ｚ軸方向に向かう逆光線である。逆光線６３ｂは、物体面上の物体高ｈ＝Ｘ_０の点から＋Ｚ軸方向に向かう逆光線である。逆光線６６ｂは、逆光線６３ｂと同様に、物体高ｈ＝Ｘ_０の点から＋Ｚ軸方向に向かう逆光線であるが、第２の遮光部材１２によって遮光されている。

第２の遮光部材１２の開口３２の開口幅（図１３では、直径Φ）は、マイクロレンズ１４の外径より小さい。そのため、図１３に示される逆光線６６ｂは、第２の遮光部分４２に到達する。逆光線６６ｂは、受光画素ユニット７０ｂの－Ｘ軸方向の端部から＋Ｚ軸方向に向かう逆光線であるため、受光画素ユニット７０ｂに入射する光線の全ては、開口３２ｂを通過している。すなわち、原稿６で反射した散乱反射光がマイクロレンズ１４よりＸ軸方向の外側に到達する場合、当該散乱反射光は第２の遮光部分４２によって遮光されるため、受光画素ユニット７０ｂに到達しない。これにより、画像読取装置１００では、画像のコントラストの悪化又はゴースト画像の発生が防止される。そのため、画像読取装置１００は、良好な画質を有する画像を読み取ることができる。

〈読取幅とセンサチップの個数との関係〉
次に、画像読取装置１００の読取幅（以下、「読取長」ともいう）とセンサチップ７の個数との関係について説明する。読取長が２００ｍｍである画像読取装置１００を製造する場合、Ｘ軸方向の長さが２００ｍｍである１個のセンサチップが、撮像素子ユニットに備えられる構成は現実的ではないといえる。そのため、図４に示されるように、撮像素子ユニット１０は、Ｘ軸方向に配列された複数のセンサチップ７を有することで、読取長が２００ｍｍである画像読取装置１００を実現している。以下では、センサチップ７の具体的な個数について、説明する。

上述した受光画素ユニット７０のピッチＰは、１個の受光画素ユニット７０におけるＸ軸方向に配列された受光画素８０の個数Ｎ、及び解像度ｒを用いて、以下の式（１２）で示される。
Ｐ＝２・Ｎ・ｒ （１２）
実施の形態１の一例では、Ｎ＝４、ｒ＝４０μｍであるため、これらの値を式（１２）に代入すると、Ｐ＝３２０μｍである。

また、実施の形態１では、１個のセンサチップ７は６４個の受光画素ユニット７０を有している。そのため、１個のセンサチップ７におけるＸ軸方向に配列された受光画素８０の個数をＭとしたとき、個数Ｍは、６４×４＝２５６である。

１個のセンサチップ７によって撮像可能なＸ軸方向の撮像範囲をＡとしたとき、撮像範囲Ａは、上記の個数Ｍと解像度ｒによって、以下の式（１３）で示される。
Ａ＝Ｍ・ｒ （１３）
式（１３）に、Ｍ＝２５６、ｒ＝４０μｍを代入すると、Ａ＝１０．２４ｍｍが導き出される。よって、読取長が２００ｍｍである画像読取装置１００を実現するためには、撮像素子ユニット１０は、２０個のセンサチップ７を有していればよい。

ここで、センサ基板８上において、複数のセンサチップ７を配列するにあたって、隣接するセンサチップ７の境界領域における画素の欠陥を防止する必要がある。当該欠陥を防止するためには、例えば、図４に示されるセンサチップ７ａの＋Ｘ軸方向の端部に位置する受光画素ユニット７０ｚとセンサチップ７ｂの－Ｘ軸方向の端部に位置する受光画素ユニット７０ａとの間の間隔をＰ／２（実施の形態１では、１６０μｍ）にする必要がある。

図５（Ａ）及び（Ｂ）に示されるように、受光画素ユニット７０ｚ上の点Ｃ_１から受光画素ユニット７０ｚの＋Ｘ軸方向の端部７０ｅまでの距離、及び受光画素ユニット７０ａ上の点Ｃ_２から受光画素ユニット７０ａの－Ｘ軸方向の端部７０ｆまでの距離をそれぞれ距離Ｐ_２と呼ぶ。また、図４に示される受光画素ユニット７０ｚと受光画素ユニット７０ａとの間の間隔をＸｇとしたとき、間隔Ｘｇは、以下の式（１４）で示される。
Ｘｇ＝Ｐ／２－２・Ｐ_２ （１４）
実施の形態１では、Ｐ／２＝１６０μｍ、Ｐ_２＝２０μｍであるため、これらの値を式（１４）に代入すると、Ｘｇ＝１２０μｍが導き出される。

１個のセンサチップ７は、ダイシング装置によって、シリコンウエハから切り出されることで形成されている。よって、削り代又は切断誤差などを考慮して、シリコンウエハを切断する際にはマージンが必要である。実施の形態１では、受光画素ユニット７０ｚの＋Ｘ軸方向の端部７０ｅとセンサチップ７ａの＋Ｘ軸方向の端部７ｅとの間の間隔、及び受光画素ユニット７０ａの－Ｘ軸方向の端部７０ｆとセンサチップ７ａの－Ｘ軸方向の端部との間の間隔は、上記間隔Ｘｇの１／２である６０μｍより小さい値に設定されている。これにより、隣り合うセンサチップ７の境界領域において、画素の欠陥を防止することができる。なお、マイクロレンズ１４の像転写倍率が１／４であり、１より小さいため、シリコンウエハを切断する際に必要となるマージンを設けることができる。

〈組立誤差と取得される画像との関係〉
上述した通り、実施の形態１では、複数の開口は、同じガラス部材上に形成され、複数のマイクロレンズ１４も、同じガラス部材５１上に形成されている。これにより、同一の平面に位置する複数の開口又は複数のマイクロレンズ１４間の位置精度を良好にすることができる。実施の形態１では、複数の開口３１を含む第１の遮光部材１１、複数の開口３２を含む第２の遮光部材１２及び複数のマイクロレンズ１４を含むマイクロレンズアレイ６０は、ガラス部材５１上に形成されている。また、複数の開口３３を含む第３の遮光部材１３は、ガラス部材５２上に形成されている。

ここで、ガラス部材５１、５２に位置合わせのためのアライメントマークを形成することで、マイクロレンズ１４の中心位置と各開口３１、３２、３３の中心位置との位置決め精度、及びＺ軸方向の位置が異なる各開口３１、３２、３３の中心位置の位置決めの精度を高めることが考えられる。しかしながら、Ｚ軸方向の位置が互いに異なる部材の位置合わせは、同一の平面内に位置する部材の位置合わせに比べて、誤差が大きくなり易い傾向にある。また、アライメントマークを用いて、ガラス部材５１とガラス部材５２とを貼り合わせる工程が必要な場合、当該誤差を０にすることは難しい。

以下では、図１４を用いて、ガラス部材５１とガラス部材５２との貼り合わせの際に、位置ずれが生じた場合の画像処理における影響について説明する。図１４は、実施の形態１に係る画像読取装置において、第１のガラス部材及び第２のガラス部材の位置ずれが生じたときのマイクロレンズの光軸の傾きを示す図である。図１４では、ガラス部材５１、５２のそれぞれの中心位置が、撮像素子ユニット１０の中心位置に対して＋Ｘ軸側にずれている。また、ガラス部材５１のＸ軸方向の中心位置が、ガラス部材５２のＸ軸方向の中心位置に対して＋Ｘ軸側にずれて配置されている。

図１４では、このような位置ずれが生じたときのマイクロレンズ１４の光軸が、符号４５と表記されている。マイクロレンズ１４の光軸４５は、光軸４０に対して＋Ｘ軸側に傾斜している。そのため、光軸４５と受光画素ユニット７０とが交わる交点（例えば、図５（Ｃ）に示される点Ｃ_３）が－Ｘ軸方向にずれる。このとき、当該交点が受光画素ユニット７０のＸ軸方向の中心位置と一致するように、撮像素子ユニット１０のＸ軸方向の中心位置をガラス部材５１、５２のＸ軸方向の中心位置と一致するように調整するアライメント作業が必要である。

ただし、実施の形態１では、撮像素子ユニット１０に対してガラス部材５１、５２がＸ軸方向にずれて位置しているにも関わらず、Ｘ軸方向に隣接する光軸４５は互いに平行である。これにより、隣接する撮像ユニット１１０（図７（Ｂ）参照）間でマイクロレンズ１４の視野が重なること又は離れることが防止される。よって、画像読取装置１００は、撮像素子ユニット１０に対するガラス部材５１、５２の位置ずれが生じた場合でも、画像情報の重複又は欠損が生じない良好な画質を有する画像を読み取ることができる。

仮に、複数のマイクロレンズ１４（又は、複数の開口）が同一の平面内に一体に形成されない場合、１個の撮像ユニット１１０において、マイクロレンズ１４、開口３１、３２、３３の各中心位置にばらつきが生じる。この場合、実施の形態１のように、隣接する光軸４５が互いに平行とはならない。そのため、隣接する撮像ユニット１１０間でマイクロレンズ１４の視野の重なり又は離間が生じるため、画像情報の重複又は欠損が生じる。よって、複数のマイクロレンズ１４が同一の平面内に一体に形成されること、及び複数の開口が同一の平面内に一体に形成されることが、複数の撮像ユニット１１０を有する画像読取装置１００では、良好な画質を有する画像を読み取るために必要な構成である。

〈センサチップの実装のばらつきの緩和〉
次に、図１５を用いてセンサチップ７の実装のばらつきを緩和するための方法について、比較例と対比しながら説明する。上述した図４に示されるように、実施の形態１では、センサ基板８には、複数のセンサチップ７が実装されている。そのため、隣接するセンサチップ７間で、位置ずれが生じる場合がある。

図１５は、比較例に係る画像読取装置１０１において、センサチップ７ａ、７ｂの実装のばらつきが生じたときのマイクロレンズ１４の視野のＸ軸方向における位置を示す図である。画像読取装置１０１は、センサチップ７ａ、７ｂのＸ軸方向の端部に最も近い位置に配置された受光画素ユニット７０ａａ、７０ｚａにおけるＸ軸方向に配列された受光画素８０の個数が４個である点で、実施の形態１に係る画像読取装置１００と相違する。

図１５では、センサチップ７ａに結像される視野を符号９１、センサチップ７ｂに結像される視野を符号９２によって表記する。更に、図１５では、視野９１が分割されることでＸ軸方向に配列された領域を符号９１ａ、９１ｂ、９１ｃと表記し、視野９２が分割されることでＸ軸方向に配列された領域を符号９２ａ、９２ｂ、９２ｃと表記する。

図１５に示す例では、センサチップ７ａは、＋Ｘ軸方向に受光画素８０の１ピクセル分に相当する１０μｍずれている。センサチップ７ｂは、－Ｘ軸方向に１０μｍずれている。このとき、視野９１は－Ｘ軸方向に１ピクセル分に相当する４０μｍずれ、視野欠損領域９３を生じる。また、視野９２は＋Ｘ軸方向に４０μｍずれ、視野欠損領域９４を生じる。そのため、視野９１と視野９２との間には、２ピクセル分に相当する８０μｍの視野の欠損が生じる。この場合、当該欠損部分における画像情報は取得されないため、画像の復元を行うことができない。視野欠損領域９３は、受光画素ユニット７０ｚａと－Ｘ軸方向に隣接する領域９５に像を結ぶ。また、視野欠損領域９４は、受光画素ユニット７０ａａと＋Ｘ軸方向に隣接する領域９６に像を結ぶ。

実施の形態１では、図５（Ａ）～（Ｃ）に示されるように、受光画素ユニット７０ｚ、７０ａにおけるＸ軸方向に配列された受光画素８０の数は、受光画素ユニット７０ｘにおけるＸ軸方向に配列された受光画素８０の数より１個多い。言い換えれば、実施の形態１では、視野欠損領域９３、９４に受光画素８０が配置されている。これにより、センサチップ７ａ、７ｂの実装のばらつきが生じた場合であっても、視野の欠損の発生を防止することができる。なお、センサチップ７ａとセンサチップ７ｂとの間の距離が離れる場合、又はセンサチップ７ａのＹ軸方向の位置とセンサチップ７ｂのＹ軸方向の位置が互いにずれる場合については、画像処理によって補正することができる。この補正方法については、後述する。

〈画像の復元〉
次に、画像処理装置９が画像処理を行うことによって、原稿６の画像を復元する方法について説明する。画像処理装置９は、センサチップ７から出力されたアナログ画像信号をデジタル画像データに変換し、以下に示す画像処理を実行する。実施の形態１では、図４に示されるように、複数の受光画素ユニット７０が千鳥状に配列されているため、第１の列７０ｍに属する受光画素ユニット７１の中心位置と第２の列７０ｎに属する受光画素ユニット７２の中心位置とは、Ｙ軸方向に距離ｑずれている。そのため、原稿６がＹ軸方向に走査された場合に、位置ずれがない画像に復元する必要がある。具体的には、画像処理装置９が、第１の列７０ｍの受光画素ユニット７１からの画像情報と第２の列７０ｎの受光画素ユニット７２からの画像情報とを取得した後に、Ｙ軸方向に距離ｑに相当する画素数、画像情報をシフトさせる処理（以下、「画像結合処理」という）を行う。

図４では、第２の列７０ｎの受光画素ユニット７０は、第１の列７０ｍの受光画素ユニット７０に対して、Ｘ軸方向にピッチＰの１／２のピッチＰ／２ずれて配列されている。Ｘ軸方向の解像度とＹ軸方向の解像度とを同じ値にするためには、原稿６をＹ軸方向に原稿面での解像度ｒだけ搬送する時間間隔で、画像処理装置９が受光画素ユニット７０から出力される信号を取得すればよい。また、画像情報の位置ずれ量を示す距離ｑは、原稿面での解像度ｒの整数倍であることが好ましいが、これに限らない。また、画像処理装置９は、画素補完処理を用いてサブピクセル位置の輝度値を推定し、推定された輝度値を用いて画像情報を合成してもよい。また、画像処理装置９は、第１の列７０ｍに属する受光画素ユニット７１が画像情報を取得するタイミングと第２の列７０ｎに属する受光画素ユニット７２が画像情報を取得するタイミングとをずらし、取得された画像情報を合成してもよい。

ここで、センサチップ７を実装した場合のばらつきによって発生する視野９１の重複又はずれを、画像処理装置９によって補正する方法について説明する。上述したように、センサチップ７のＸ軸方向の端部に最も近い位置に配置された受光画素ユニット７０ｚ、７０ａには、Ｘ軸方向に１個の受光画素８０が追加されて配置されている。そのため、当該１個の受光画素８０の範囲でセンサチップ７の実装がＸ軸方向にばらついた場合に、原稿６における受光画素の欠損は発生しない。

また、図１５において、センサチップ７ａが－Ｘ軸方向にずれ、且つセンサチップ７ｂが＋Ｘ軸方向にずれた場合、視野９１ｃと視野９２ａとが重複する。この場合、画像処理装置９において、センサチップ７ａによって取得された画像情報とセンサチップ７ｂによって取得された画像情報とを合成する際に、重複した受光画素を取り除く処理が行わればよい。また、１画素単位以下のサブピクセルの重複が発生している場合には、重複している視野９１ｃ、９２ａの間で矛盾が生じないようにサブピクセル位置での画像補完処理を行い、画像を復元すればよい。

また、センサチップ７の実装がＹ軸方向にばらついた場合、Ｘ軸方向に隣接するセンサチップ７間において、原稿６における読取位置の間隔がＹ軸方向の距離ｑからずれる。しかし、このずれは、画像処理装置９がＹ軸方向に画像情報をシフトさせる距離であるシフト量に基づいて補正される。また、Ｙ軸方向におけるサブピクセルのずれも、サブピクセル位置での画像補完処理を行えばよい。

〈実施の形態１の効果〉
以上に説明した実施の形態１によれば、画像読取装置１００は、規則的に配列された複数の受光画素ユニット７０を有する。また、各受光画素ユニット７０は、主走査方向に配列された複数の受光画素８０を含む。これにより、画像読取装置１００において、解像度を向上させることができる。また、隣接する撮像ユニット１１０間における光軸の向きのばらつきの発生を防止できる。

また、実施の形態１によれば、マイクロレンズ１４は、物体側テレセントリックである。また、原稿６で反射し、マイクロレンズ１４及びマイクロレンズ１４に対応する開口３１を通過した反射光が、開口３１に対応する受光画素ユニット７０に含まれる複数の受光画素８０に入射するように、複数のマイクロレンズ１４、第１の遮光部材１１、及び複数の受光画素ユニット７０が配置されている。そのため、マイクロレンズ１４の視野は、隣接する他のマイクロレンズ１４の視野との間で重複せず、且つ隙間も生じていない。これにより、被写界深度が大きくなるため、物体側の結像位置である原稿６のＺ軸方向の位置とマイクロレンズ１４のＺ軸方向の位置との間の距離を大きくすることができる。

また、実施の形態１によれば、複数の受光画素ユニット７０は千鳥状に配列され、複数の開口３１は、複数の受光画素ユニット７０にそれぞれ対応するように千鳥状に配列されている。また、複数のマイクロレンズ１４が、複数の開口３１にそれぞれ対応するように千鳥状に配列されている。複数の受光画素ユニット７０のうち異なる列に属する受光画素ユニット７１と受光画素ユニット７２との間のピッチＰ_０が、上述した式（２）を満たしている。これにより、受光画素ユニット７０から原稿６までの距離に関わらず、マイクロレンズ１４の視野は、隣接する他のマイクロレンズ１４の視野との間で重複せず、且つ欠損も生じない。よって、画像読取装置１００において、被写界深度を大きくすることができる。

また、実施の形態１によれば、画像読取装置１００は、複数の開口３１を含む第１の遮光部材１１が備えられた面５１ａとマイクロレンズアレイ６０（すなわち、複数のマイクロレンズ１４）が備えられた面５１ｂとを含むガラス部材５１を更に有する。これにより、第１の遮光部材１１及びマイクロレンズアレイ６０を同一の部材に一体に形成することができる。また、複数の開口３１と複数のマイクロレンズ１４との位置精度を高めることができる。よって、隣接する撮像ユニット１１０間における光軸の向きのばらつきの発生を防止できる。言い換えれば、隣接するマイクロレンズ１４間で視野の重複及び欠損の発生を防止することができる。

また、実施の形態１によれば、１個のセンサチップ７に含まれる複数の受光画素ユニット７０は、センサチップ７の＋Ｘ軸方向の端部７ｅ、－Ｘ軸方向の端部７ｆに最も近い位置に配置された受光画素ユニット７０ｚ、７０ａと、受光画素ユニット７０ｚ、７０ａ以外の受光画素ユニット７０ｘとを含む。受光画素ユニット７０ｚ、７０ａにおけるＸ軸方向に配列された受光画素８０の個数は、受光画素ユニット７０ｘにおける受光画素８０の個数より多い。これにより、センサチップ７の実装のばらつきが生じた場合であっても、視野の欠損の発生を防止することができる。

また、実施の形態１によれば、ガラス部材５２の厚みｔ_２が、上述した式（６）を満たすことにより、受光画素ユニット７０と同一の光軸上に位置する開口３２及び開口３１を通過した反射光が当該受光画素ユニット７０に入射するため、迷光の影響を受けない画像を取得することができる。

また、実施の形態１によれば、ガラス部材５２の厚みｔ_２が、上述した式（１１）を満たすことにより、被写界深度を更に大きくすることができる。

また、実施の形態１によれば、画像読取装置１００は、ガラス部材５１の＋Ｚ軸側の面に備えられ、複数のマイクロレンズ１４にそれぞれ対応する複数の開口３２を含む第２の遮光部材１２を有する。複数の開口３２の各開口３２の開口幅Φは、マイクロレンズ１４の外径より小さい。これにより、原稿６で反射した反射光のうちマイクロレンズ１４を通過しない反射光は、第２の遮光部材１２によって遮光される。よって、画像読取装置１００は、良好な画質を有する画像を読み取ることができる。

また、実施の形態１によれば、複数の受光画素ユニット７０は、副走査方向の異なる位置に配列された第１の列７０ｍの複数の受光画素ユニット７１と第２の列７０ｎの複数の受光画素ユニット７２とを含む。複数の受光画素ユニット７２の各受光画素ユニット７２は、主走査方向に隣接する２つの受光画素ユニット７１の間に配置されている。つまり、複数の受光画素ユニット７０は、千鳥状に配列されている。これにより、複数の受光画素ユニットが１列に配列されている構成と比較して、ピッチＰを大きくすることができるため、画像読取装置１００は、迷光の影響を受けない画像を取得することができる。また、画像の輝度を明るくすることができる。

《実施の形態２》
図１６は、実施の形態２に係る画像読取装置２００の主要な構成を概略的に示す断面図である。図１６において、図３に示される構成要素と同一又は対応する構成要素には、図３に示される符号と同じ符号が付される。実施の形態２に係る画像読取装置２００は、第２の遮光部材１２、第３の遮光部材１３及びガラス部材５２を有していない点で、実施の形態１に係る画像読取装置１００と相違する。これ以外の点については、実施の形態２に係る画像読取装置２００は、実施の形態１に係る画像読取装置１００と同じである。

図１６に示されるように、画像読取装置２００は、撮像光学部２０１を有する。撮像光学部２０１は、撮像素子ユニット１０と、複数の開口３１を含む第１の遮光部材１１と、複数のマイクロレンズ１４を含むマイクロレンズアレイ６０と、ガラス部材２５１とを含む。第１の遮光部材１１は、ガラス部材２５１の－Ｚ軸側の面２５１ｃに備えられ、マイクロレンズアレイ６０は、ガラス部材２５１の＋Ｚ軸側の面２５１ｄに備えられている。

〈実施の形態２の効果〉
以上に説明した実施の形態２によれば、画像読取装置２００は、実施の形態１に係る画像読取装置１００と異なり、第２の遮光部材１２（図３参照）を有していないため、ガラス部材２５１に第２の遮光部材１２を形成する工程が不要となる。よって、画像読取装置２００の製造工程を簡素化することができる。

また、実施の形態２によれば、画像読取装置２００は、実施の形態１に係る画像読取装置１００と異なり、第３の遮光部材１３が備えられたガラス部材５２（図３参照）を有していないため、ガラス部材２５１とガラス部材５２とを貼り合わせる工程が不要となる。よって、画像読取装置２００の製造工程を一層簡素化することができる。

《実施の形態２の変形例》
図１７は、実施の形態２に係る画像読取装置２００ａの主要な構成を示す断面図である。図１７において、図１６に示される構成要素と同一又は対応する構成要素には、図１６に示される符号と同じ符号が付される。実施の形態２の変形例に係る画像読取装置２００ａは、第２の遮光部材１２を更に有する点で、実施の形態２に係る画像読取装置２００と相違する。これ以外の点については、実施の形態２の変形例に係る画像読取装置２００ａは、実施の形態２に係る画像読取装置２００と同じである。

図１７に示されるように、画像読取装置２００ａは、撮像光学部２０１ａを有する。撮像光学部２０１ａは、撮像素子ユニット１０と、複数の開口３１を含む第１の遮光部材１１と、複数の開口３２を含む第２の遮光部材１２と、複数のマイクロレンズ１４を含むマイクロレンズアレイ６０と、ガラス部材２５１ａとを含む。第２の遮光部材１２は、ガラス部材２５１ａの＋Ｚ軸側の面２５１ｄに備えられている。第２の遮光部材１２は、ガラス部材２５１ａの＋Ｚ軸側の面２５１ｄとマイクロレンズアレイ６０との間に配置されている。

〈実施の形態２の変形例の効果〉
以上に説明した実施の形態２の変形例によれば、画像読取装置２００ａは、ガラス部材２５１ａの＋Ｚ軸側の面２５１ｄとマイクロレンズアレイ６０との間に配置された第２の遮光部材１２を有する。これにより、原稿６で反射した散乱反射光がマイクロレンズ１４よりＸ軸方向の外側に到達する場合、当該散乱反射光は第２の遮光部材１２の第２の遮光部分４２によって遮光されるため、受光画素ユニット７０に到達しない。よって、画像読取装置２００ａは、迷光の影響を受けない画像を読み取ることができる。

《実施の形態３》
図１８は、実施の形態３に係る画像読取装置の撮像素子ユニット３１０の構成を示す平面図である。図１８において、図４に示される構成要素と同一又は対応する構成要素には、図４に示される符号と同じ符号が付される。実施の形態３に係る撮像素子ユニット３１０は、複数の受光画素ユニット３７０が１列に配列されている点で、実施の形態１に係る画像読取装置１００の撮像素子ユニット１０と相違する。これ以外の点については、実施の形態３に係る画像読取装置は、実施の形態１に係る画像読取装置１００と同じである。そのため、以下の説明では、図３を参照する。

撮像素子ユニット３１０は、複数のセンサチップ３０７と、センサ基板８と、画像処理装置９とを有する。センサチップ３０７は、複数の受光画素ユニット３７０を有する。実施の形態３では、複数の受光画素ユニット３７０は、Ｘ軸方向に１列に配列されている。これにより、複数の受光画素ユニット７０（図４参照）が千鳥状に配列されている構成と比較して、画像処理装置９における画像処理を簡素化することができる。具体的には、実施の形態３では、実施の形態１で行われていた上述の画像結合処理が不要となる。

図示は省略するが、複数のマイクロレンズ１４、複数の開口３２、複数の開口３１及び複数の開口３３は、複数の受光画素ユニット３７０にそれぞれ対応する位置に配置されている。すなわち、複数のマイクロレンズ１４、複数の開口３２、複数の開口３１及び複数の開口３３はそれぞれ、Ｘ軸方向に１列に配列されている。１個の受光画素ユニット３７０と、当該受光画素ユニット３７０と同一の光軸上に位置する１個のマイクロレンズ１４、１個の開口３２、１個の開口３１及び１個の開口３３によって、単位光学系である撮像ユニットが構成される。このように、複数の受光画素ユニット３７０が１列に配列されている場合、Ｘ軸方向に隣接する撮像ユニット間の間隔が狭くなるため、迷光が生じるおそれがある。しかし、開口３１の開口幅を小さくすることで、実施の形態3に係る画像読取装置は、迷光の影響を受けない画像を取得することができる。

〈実施の形態３の効果〉
以上に説明した実施の形態３によれば、複数の受光画素ユニット３７０は、１列に配列されている。これにより、実施の形態３では、複数の受光画素ユニット７０（図４参照）が千鳥状に配列されている構成と比較して、画像結合処理が不要となるため、画像処理装置９における画像処理を簡素化することができる。

《実施の形態４》
図１９は、実施の形態４に係る画像読取装置の撮像素子ユニット４１０の構成を示す断面図である。図１９において、図４に示される構成要素と同一又は対応する構成要素には、図４に示される符号と同じ符号が付される。実施の形態４に係る画像読取装置は、センサチップ４０７の構成の点で、実施の形態１に係る画像読取装置１００と相違する。これ以外の点については、実施の形態４に係る画像読取装置は、実施の形態１に係る画像読取装置１００と同じである。

図１９に示されるように、撮像素子ユニット４１０は、受光部としてのセンサチップ４０７と、センサ基板８と、画像処理装置９とを有する。センサチップ４０７は、２次元マトリクス状に配列された複数の受光画素４８０を有する。言い換えれば、実施の形態４では、Ｘ軸方向に隣接する受光画素４８０は互いに接しており、且つＹ軸方向に隣接する受光画素４８０は互いに接している。一般的に、センサチップは、図１９に示される２次元マトリクス状に配列された複数の受光画素を有する。

画像処理装置９には、複数の受光画素４８０のうち図４に示される受光画素ユニット７０の領域と重なる複数の受光画素４８０から出力される画像信号が出力される。

〈実施の形態４の効果〉
以上に説明した実施の形態４によれば、センサチップ４０７は、２次元マトリクス状に配列された複数の受光画素４８０を有する。これにより、図４に示されるセンサチップ７と比較して、千鳥状に配列された複数の受光画素ユニット７０を含む特殊なセンサチップ７を製造する必要がない。よって、実施の形態４に係る画像読取装置のコストを低減することができる。

《実施の形態５》
図２０は、実施の形態５に係る画像読取装置５００の主要な構成を概略的に示す断面図である。図２０において、図３に示される構成要素と同一又は対応する構成要素には、図３に示される符号と同じ符号が付される。実施の形態５に係る画像読取装置５００は、撮像光学部５０１の構成の点で、実施の形態１に係る画像読取装置１００と相違する。これ以外の点については、実施の形態５に係る画像読取装置５００は、実施の形態１に係る画像読取装置１００と同じである。

図２０に示されるように、画像読取装置５００は、撮像光学部５０１を有する。撮像光学部５０１は、撮像素子ユニット１０と、第１の遮光部材５１１と、第２の遮光部材５１２と、複数のマイクロレンズ１４を含むマイクロレンズアレイ６０と、スペーサ部材５１５とを有する。

第１の遮光部材５１１は、複数の受光画素ユニット７０にそれぞれ対応する複数の第１の開口としての複数の開口５３１を含む。第１の遮光部材５１１の厚みは、図３に示される第１の遮光部材１１の厚みより厚い。また、図２０に示す例では、開口５３１の開口幅は、＋Ｚ軸側から－Ｚ軸側に向かうにつれて狭くなっている。

第２の遮光部材５１２は、複数のマイクロレンズ１４にそれぞれ対応する複数の第２の開口としての複数の開口５３２を含む。第２の遮光部材５１２の厚みは、図３に示される第２の遮光部材１２の厚みより厚い。

第１の遮光部材５１１と第２の遮光部材５１２のそれぞれは、例えば、金属板から形成されている。第１の遮光部材５１１及び第２の遮光部材５１２は、例えば、高い加工精度が得られる電鋳加工によって形成されている。

マイクロレンズアレイ６０は、第２の遮光部材５１２の＋Ｚ軸側の面に形成されている。上述した通り、実施の形態５では、第２の遮光部材５１２の厚みは、実施の形態１の第２の遮光部材１２の厚みより厚い。そのため、第２の遮光部材５１２がガラス部材（例えば、図３に示されるガラス部材５１）によって支持されていなくても、複数の開口３２及びマイクロレンズアレイ６０を形成することができる。

スペーサ部材５１５は、第１の遮光部材５１１と第２の遮光部材５１２とを繋いでいる。これにより、第１の遮光部材５１１と第２の遮光部材５１２との間のＺ軸方向の間隔が予め決められた大きさに設定されている。このように、実施の形態５の画像読取装置５００は、図３に示されるガラス部材５１を有していない。スペーサ部材５１５は、第１の遮光部材５１１のＸ軸方向の両側の端部に備えられている。－Ｘ軸側のスペーサ部材５１５のＹ軸方向における位置と、＋Ｘ軸側のスペーサ部材（図示せず）のＹ軸方向における位置とは、互いに異なっていてもよい。なお、図示は省略するが、画像読取装置５００を図２０のＺ－Ｘ断面とは異なるＺ－Ｘ断面で見たとき、第１の遮光部材５１１と第２の遮光部材５１２との間にスペーサ部材が配置されていてもよい。

〈実施の形態５の効果〉
以上に説明した実施の形態５によれば、第１の遮光部材５１１と第２の遮光部材５１２のそれぞれは、金属板から形成されている。これにより、第１の遮光部材５１１及び第２の遮光部材５１２は、Ｚ軸方向に予め決められた大きさ以上の厚みを有している。よって、互いに異なる光軸を持つ開口５３２及び開口５３１を通過する光線が存在しない。したがって、画像読取装置１００は、迷光の影響を受けない画像を取得することができる。

また、実施の形態５によれば、画像読取装置５００は、第１の遮光部材５１１と第２の遮光部材５１２とを繋ぐスペーサ部材５１５を有し、第１の遮光部材５１１と第２の遮光部材５１２との間の間隔が、予め決められた大きさに設定されている。これにより、隣接する撮像ユニット間で、視野の重複及び欠損の発生を防止できるため、被写界深度を大きくすることができる。

《実施の形態５の変形例１》
図２１は、実施の形態５の変化例１に係る画像読取装置５００ａの主要な構成を概略的に示す断面図である。図２１において、図２０に示される構成要素と同一又は対応する構成要素には、図２０に示される符号と同じ符号が付される。実施の形態５の変形例１に係る画像読取装置５００ａは、撮像光学部５０１ａの構成の点で、実施の形態５に係る画像読取装置５００と相違する。これ以外の点については、実施の形態５の変形例１に係る画像読取装置５００ａは、実施の形態５に係る画像読取装置５００と同じである。

図２１に示されるように、画像読取装置５００ａは、撮像光学部５０１ａを有する。撮像光学部５０１ａは、撮像素子ユニット１０と、複数の開口５３１を含む第１の遮光部材５１１と、複数の開口５３２を含む第２の遮光部材５１２と、複数のマイクロレンズ１４を含むマイクロレンズアレイ６０と、第１のガラス部材としてのガラス部材５５１とを有する。

ガラス部材５５１は、第１の遮光部材５１１と第２の遮光部材５１２との間に配置されている。この場合、第１の遮光部材５１１及び第２の遮光部材５１２はそれぞれ、高い加工精度が得られる電鋳加工により製作することができる。ガラス部材５５１は、第１の遮光部材５１１及び第２の遮光部材５１２に貼り付けられている。

〈実施の形態５の変形例１の効果〉
以上に説明した実施の形態５の変形例１によれば、画像読取装置５００ａは、第１の遮光部材５１１と第２の遮光部材５１２との間に配置されたガラス部材５５１を有し、第１の遮光部材５１１と第２の遮光部材５１２との間の間隔が、予め決められた大きさに設定されている。これにより、隣接する撮像ユニット間で、視野の重複及び欠損の発生を防止できるため、被写界深度を大きくすることができる。

《実施の形態５の変形例２》
図２２は、実施の形態５の変化例２に係る画像読取装置５００ｂの主要な構成を概略的に示す断面図である。図２２において、図２０に示される構成要素と同一又は対応する構成要素には、図２０に示される符号と同じ符号が付される。実施の形態５の変化例２に係る画像読取装置５００ｂは、遮光壁５１６を更に有している点で、実施の形態５に係る画像読取装置５００と相違する。これ以外の点については、実施の形態５の変化例２に係る画像読取装置５００ｂは、実施の形態５に係る画像読取装置５００と同じである。

図２２に示されるように、画像読取装置５００ｂは、撮像光学部５０１ｂを有する。撮像光学部５０１ｂは、撮像素子ユニット１０と、第１の遮光部材５１１と、第２の遮光部材５１２と、複数のマイクロレンズ１４を含むマイクロレンズアレイ６０と、スペーサ部材５１５と、第４の遮光部材としての複数の遮光壁５１６とを有する。

第１の遮光部材５１１において、複数の開口５３１を除く部分が反射光を遮光する第１の遮光部分５４１である。第２の遮光部材５１２において、複数の開口５３２を除く部分が反射光を遮光する第２の遮光部分５４２である。

複数の遮光壁５１６の各遮光壁５１６は、マイクロレンズ１４の光軸４０に沿って伸びている。遮光壁５１６は、第１の遮光部分５４１と第２の遮光部分５４２とを繋いでいる。これにより、互いに異なる光軸を持つ開口５３２及び開口５３１を通過する光線が存在しなくなる。よって、画像読取装置５００ｂは、迷光の影響を受けない画像を取得することができる。

〈実施の形態５の変形例２の効果〉
以上に説明した実施の形態５の変形例２によれば、画像読取装置５００ｂは、第１の遮光部分５４１と第２の遮光部分５４２とを繋ぐ遮光壁５１６を有している。これにより、互いに異なる光軸を持つ開口５３２及び開口５３１を通過する光線が存在しなくなる。よって、画像読取装置５００ｂは、迷光の影響を受けない画像を取得することができる。

《実施の形態６》
図２３は、実施の形態６に係る画像読取装置６００の主要な構成を概略的に示す断面図である。図２３において、図３に示される構成要素と同一又は対応する構成要素には、図３に示される符号と同じ符号が付される。実施の形態６に係る画像読取装置６００は、撮像素子ユニット６１０の構成の点で、実施の形態１に係る画像読取装置１００と相違する。これ以外の点については、実施の形態６に係る画像読取装置６００は、実施の形態１に係る画像読取装置１００と同じである。そのため、以下の説明では、図４を参照する。

図２３に示されるように、撮像素子ユニット６１０は、第１の基板としてのセンサチップ７と、センサ基板８と、画像処理装置９（図４参照）と、第２の基板としてのセンサ補助基板６０５とを有する。

センサ補助基板６０５は、センサチップ７のうち複数の受光画素ユニット７０が備えられている面７ｇとは反対側の面７ｈに接着されている。センサ補助基板６０５は、ガラス部材５１、５２と同様に、ガラス材料から形成されている。センサ補助基板６０５の線膨張係数は、ガラス部材５１、５２の線膨張係数と同じである。

センサ補助基板６０５には、電気回路（図しない）が印刷されている。当該電気回路は、例えば、ワイヤボンディングによってセンサチップ７と電気的に接続されている。また、センサ補助基板６０５は、例えば、ワイヤボンディングによってセンサ基板８に備えられた電気回路と電気的に接続されている。画像処理装置９は、センサチップ７から出力されたアナログ画像信号をデジタル画像データに変換する。

一般的に、センサ基板８の原料であるガラスエポキシ樹脂の線膨張係数は、例えば、３×１０^－５／℃である。一方、ガラス部材５１、５２の線膨張係数は、例えば、７．０×１０^－６／℃である。よって、センサ基板８の線膨張係数とガラス部材５１、５２の線膨張係数との間には、大きな差異がある。そのため、実施の形態１に係る画像読取装置１００では、温度変化が生じたときに、マイクロレンズ１４の光軸４０に対する受光画素ユニット７０の位置ずれが発生する場合がある。当該位置ずれによって、受光画素ユニット７０における受光量が減少するため、画像読取装置１００によって取得される画像が暗くなる、又は画像を取得できないという課題が生じるおそれがある。

実施の形態６では、ガラス部材であるセンサ補助基板６０５が、センサチップ７のうち複数の受光画素ユニット７０が備えられている面７ｇとは反対側の面７ｈに接着されている。これにより、温度変化が生じた場合でも、受光画素ユニット７０はマイクロレンズ１４の光軸上に位置するため、受光画素ユニット７０における受光量の減少を防止することができる。よって、画像読取装置６００は、温度変化によらずに良好な画質を有する画像を取得することができる。

〈実施の形態６の効果〉
以上に説明した実施の形態６によれば、画像読取装置６００は、センサチップ７のうち複数の受光画素ユニット７０が備えられている面７ｇとは反対側の面７ｈに接着されたセンサ補助基板６０５を更に有する。これにより、温度変化が生じた場合でも、受光画素ユニット７０はマイクロレンズ１４の光軸上に位置するため、受光画素ユニット７０における受光量の減少を防止することができる。よって、画像読取装置６００は、温度変化によらずに良好な画質を有する画像を取得することができる。

６ 原稿、 ７、３０７、４０７ センサチップ、 ７ｅ、７ｆ 端部、 ７ｇ、７ｈ、５１ａ、５１ｂ、５２ａ、５５１ａ、５５１ｂ 面、 １１、５１１ 第１の遮光部材、 １２、５１２ 第２の遮光部材、 １３ 第３の遮光部材、 １４ マイクロレンズ、 ３１、３２、３３、５３１、５３２ 開口、 ７０、７０ａ、７０ｘ、７０ｚ、７１、７２ 受光画素ユニット、 ７０ｍ 第１の列、 ７０ｎ 第２の列、 ８０、８０Ｒ、８０Ｇ、８０Ｂ 受光画素、 ５１、２５１、２５１ａ、５５１ 第１のガラス部材、 ５２ 第２のガラス部材、 １００、２００、２００ａ、５００、５００ａ、５００ｂ、６００ 画像読取装置、 ５１５ スペーサ部材、 ５１６ 遮光壁、 ６０５ センサ補助基板、 Ｎ 個数、 Ｐ_０ 間隔、 ｒ 解像度、 Φ 直径。

Claims (15)

1. 撮像対象である物体を光学的に読み取る画像読取装置であって、
   規則的に配列された複数の受光部と、
   前記複数の受光部にそれぞれ対応して配列された複数の第１の開口を含む、第１の遮光部材と、
   前記複数の第１の開口にそれぞれ対応して配列され、同一の部材に一体に形成された複数のマイクロレンズと、
   を有し、
   前記複数の受光部の各受光部は、主走査方向である第１の方向に配列された複数の受光画素を含み、
   前記複数のマイクロレンズの各マイクロレンズは、物体側テレセントリックであり、
   前記複数のマイクロレンズは千鳥状に配列され、
   前記物体で反射し、前記マイクロレンズ及び前記マイクロレンズに対応する前記第１の開口を通過した光が、前記第１の開口に対応する前記受光部に含まれる前記複数の受光画素に入射するように、前記複数のマイクロレンズ、前記第１の遮光部材、及び前記複数の受光部が配置され、
   前記複数のマイクロレンズのうち前記第１の方向に隣接する２つのマイクロレンズの中心位置の間隔は、前記マイクロレンズの視野範囲である前記マイクロレンズの前記第１の方向の幅と等しい
   画像読取装置。
2. 前記隣接する２つのマイクロレンズの中心位置の前記間隔をＰ_０、前記各受光部に含まれる前記第１の方向における前記複数の受光画素の個数をＮ、前記画像読取装置の前記第１の方向の解像度をｒとしたとき、
   Ｐ_０＝Ｎ・ｒ
   を満たす、請求項１に記載の画像読取装置。
3. 前記第１の遮光部材が備えられている面と前記複数のマイクロレンズが備えられている面とを含む第１のガラス部材を更に有する
   請求項１または２に記載の画像読取装置。
4. 前記第１のガラス部材の前記物体側の面に備えられ、前記複数のマイクロレンズにそれぞれ対応する複数の第２の開口を含む第２の遮光部材を更に有し、
   前記複数の第２の開口の各第２の開口の前記第１の方向の開口幅は、前記マイクロレンズの外径より小さい
   請求項３に記載の画像読取装置。
5. 前記第１の遮光部材より前記複数の受光部側に備えられて、前記複数の受光部にそれぞれ対応する複数の第３の開口を含む第３の遮光部材を更に有する
   請求項１から４のいずれか１項に記載の画像読取装置。
6. 前記第３の遮光部材が備えられている面を含む第２のガラス部材を更に有する
   請求項５に記載の画像読取装置。
7. 撮像対象である物体を光学的に読み取る画像読取装置であって、
   規則的に配列された複数の受光部と、
   前記複数の受光部にそれぞれ対応して配列された複数の第１の開口を含む、第１の遮光部材と、
   前記複数の第１の開口にそれぞれ対応して配列された複数のマイクロレンズと、
   を有し、
   前記複数の受光部の各受光部は、主走査方向である第１の方向に配列された複数の受光画素を含み、
   前記複数のマイクロレンズの各マイクロレンズは、物体側テレセントリックであり、
   前記物体で反射し、前記マイクロレンズ及び前記マイクロレンズに対応する前記第１の開口を通過した光が、前記第１の開口に対応する前記受光部に含まれる前記複数の受光画素に入射するように、前記複数のマイクロレンズ、前記第１の遮光部材、及び前記複数の受光部が配置され、
   前記複数の受光部が配置された第１の基板を更に有し、
   前記複数の受光部は、
   前記第１の基板の前記第１の方向の端部に最も近い位置に配置された前記受光部である第１の受光部と、
   前記第１の受光部以外の前記受光部である第２の受光部と、
   を有し、
   前記第１の受光部に含まれる前記複数の受光画素の個数は、前記第２の受光部に含まれる前記複数の受光画素の個数より多い
   画像読取装置。
8. 前記第１の遮光部材が備えられている面と前記複数のマイクロレンズが備えられている面とを含む第１のガラス部材と、
   ガラス材料から形成されていて、前記第１の基板のうち前記複数の受光部が備えられている面とは反対側の面に接着された第２の基板と、
   を更に有し、
   前記第２の基板の線膨張係数は、前記第１のガラス部材の線膨張係数と同じである
   請求項７に記載の画像読取装置。
9. 前記複数の受光部は、１列に配列されている
   請求項１から６のいずれか１項に記載の画像読取装置。
10. 前記複数の受光部は、前記第１の方向に直交する方向の異なる位置に配列された第１の列の複数の受光部と第２の列の複数の受光部とを含み、
    前記第２の列の複数の受光部の各受光部は、前記第１の列の複数の受光部のうち前記第１の方向に隣接する２つの受光部の間に配置されている
    請求項１から８のいずれか１項に記載の画像読取装置。
11. 前記複数の受光画素は、マトリクス状に配列されている
    請求項１から８のいずれか１項に記載の画像読取装置。
12. 前記第１の遮光部材と前記複数のマイクロレンズとの間に設けられ、前記複数のマイクロレンズにそれぞれ対応する複数の第２の開口を含む第２の遮光部材を更に有し、
    前記第１の遮光部材と前記第２の遮光部材のそれぞれは、金属板から形成されている
    請求項１または２に記載の画像読取装置。
13. 前記第１の遮光部材と前記第２の遮光部材とを繋ぐスペーサ部材を更に有する
    請求項１２に記載の画像読取装置。
14. 前記第１の遮光部材のうち前記複数の第１の開口を除く部分である第１の遮光部分と前記第２の遮光部材のうち前記複数の第２の開口を除く部分である第２の遮光部分とを繋ぐ第４の遮光部材を更に有する
    請求項１２又は１３に記載の画像読取装置。
15. 前記第１の遮光部材に接する面と前記第２の遮光部材に接する面とを含むガラス部材を更に有する
    請求項１２に記載の画像読取装置。

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