JPH10276297A

JPH10276297A - 密着型カラーイメージセンサおよびその動作方法

Info

Publication number: JPH10276297A
Application number: JP9079443A
Authority: JP
Inventors: Hiroaki Onishi; 弘朗大西
Original assignee: Rohm Co Ltd
Current assignee: Rohm Co Ltd
Priority date: 1997-03-31
Filing date: 1997-03-31
Publication date: 1998-10-13

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】読み取りカラー画像の品質低下なしに、小型
化可能で、文字認識処理にも好適に使用しうる高解像力
の画像データも採集できる密着型カラーイメージセンサ
を提供する。【解決手段】画像読み取り面と、多数個一列に配列さ
れた受光素子と、読み取り原稿の照明光源としてのＲ、
Ｇ、Ｂ光源と、画像読み取り面と受光素子との間に配置
され、読み取り原稿の画像を集束させるセルフォックレ
ンズとを備える密着型カラーイメージセンサであって、
ＲとＧの中間波長域についてのセルフォックレンズの共
役長TCに対応させて、セルフォックレンズの第一の焦点
位置に画像読み取り面を、第二の焦点位置に受光素子を
配置し、照明光源として、Ｒ、Ｇ、Ｂ光源に加え、中間
波長域光源を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本願発明は、密着型カラーイ
メージセンサに関する。

【０００２】

【従来の技術】カラー画像を読み取ることができるもの
にせよ、モノクロ画像を読み取ることができるものにせ
よ、密着型のイメージセンサは、大略次のような構成を
備える。すなわち、本願の図２４に示すように、表面側
に読み取り原稿Ｇが密着搬送される透明ガラス９１など
の表面からなる画像読み取り面９０にその裏側から光源
装置Ｂからの照明光を照射し、読み取り原稿からの反射
光をセルフォックレンズ５１ｅを介してイメージセンサ
チップ５２ｅ上の受光素子に集束させるようになってい
る。イメージセンサチップ５２ｅは、たとえば、８ドッ
ト／ｍｍの読み取り密度での画像読み取りを行う場合、
受光素子が０．１２５ｍｍ間隔で主面に一体形成された
半導体チップである。１個のイメージセンサチップ５２
ｅには、たとえば６４個の受光素子が造り込まれてお
り、たとえばＡ４幅の原稿を読み取るようにするには、
それに必要な１７２８ドット分の受光素子を、一連に従
列配置した２７個の上記のイメージセンサチップで形成
することになる。

【０００３】セルフォックレンズ５１ｅは、光軸方向に
延びる特殊なロッドレンズを多数個不透明なホルダ樹脂
中にインサートしたものであり、共役長（ＴＣ）と呼ば
れる特有の焦点距離をもっており、この共役長で規定さ
れる一方の焦点位置に存在する画像を正立等倍に他方の
焦点位置に結像させる機能をもつ。密着型イメージセン
サを構成する場合、このセルフォックレンズ５１ｅと上
記イメージセンサチップ５２ｅと画像読み取り面９０と
の関係は、上記セルフォックレンズ５１ｅを挟んで、一
方の焦点位置に上記画像読み取り面９０が、他方の焦点
位置に上記イメージセンサチップ５２ｅの主面が、それ
ぞれ位置するように設定される。ただし、画像読み取り
面は、前述のように透明ガラスなど、屈折率ｎが１．４
〜１．５程度の部材で形成されているため、上記一方の
焦点位置についての焦点距離は、透明ガラスの厚みに
（ｎ−１）を乗じた距離に相当する分延長される。本明
細書においては、共役長、焦点距離あるいは焦点位置
は、上記のように光がガラスなどを透過することによっ
て実質的に延長される距離分を含めたものを意味するこ
ととする。

【０００４】各イメージセンサチップ上の受光素子は直
線上に配列されているため、上記画像読み取り面には、
直線状の読み取りラインＬが設定されることになる。す
なわち、画像読み取り面９０上を搬送される原稿は、上
記読み取りラインにおいて、ラインごとに画像が読み取
られる。

【０００５】カラー画像を読み取るように構成する場
合、上記光源には、光の３原色であるＲ（赤）、Ｇ
（緑）、Ｂ（青）の３色の光源が配置される。この光の
３原色は、色の３原色であるＣ（シアン）、Ｍ（マゼン
タ）、Ｙ（イエロー）とそれぞれ補色の関係にある。す
なわち、Ｒ光はＣ色に、Ｇ光はＭ色に、Ｂ光はＹ色に吸
収される。カラーイメージセンサとしての動作におい
て、上記Ｒ、Ｇ、Ｂの光源が順次点灯され、Ｒ光を照射
した場合の上記読み取りラインＬ上での原稿からの反射
光の減少率によりＣ色成分が、Ｇ光を照射した場合の原
稿からの反射光の減少率によりＭ色成分が、Ｂ光を照射
した場合の原稿からの反射光の減少率によりＹ成分が、
順次読み取られる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記セルフ
ォックレンズの仕様に表される公称共役長（ＴＣ）は、
特定の波長域の光に対するものである。しかしながら、
カラーイメージセンサを構成する場合には、Ｒ、Ｇ、Ｂ
の３色の光源が使用されるのであり、このＲ、Ｇ、Ｂの
光に対する実際の共益長は、上記公称共益長とは異なっ
たものとなる。一般に、光の屈折特性により、波長が短
い光に対する場合と、波長が長い光に対する場合とで
は、前者の場合に対して後者の場合のほうが、セルフォ
ックレンズにおける実際の共益長は長くなる。したがっ
て、カラーイメージセンサを構成する場合において、配
慮なく、たとえば公称共役長にあわせてセルフォックレ
ンズと画像読み取り面とイメージセンサチップの主面と
の位置関係を規定してしまうと、この公称共役長を定め
るための特定の光に対して波長が異なる光源を点灯した
場合に収差が拡大し、読み取り画像がぼけてしまうこと
になる。このことは、読み取り画像品質の低下につなが
る。

【０００７】セルフォックレンズは、一般的に図２に
(a)で示すようなロッドレンズ長および共役長が短いも
のより、図２に(b)で示すようなロッドレンズ長が長い
もののほうが、光の波長域が異なる場合の共役長の差が
小さくなる。したがって、カラーイメージセンサを構成
する場合の上記したような問題を一応改善するための手
段として現状では、図２に(a)で示すようなロッドレン
ズ長が短いモノクロ画像読み取り用のセルフォックレン
ズに対して図２に(b)で示すようなロッドレンズ長が長
いセルフォックレンズをカラー画像読み取り用のセルフ
ォックレンズとして使用している。

【０００８】しかしながら、上記のようなロッドレンズ
長の長いセルフォックレンズを使用することは、図２４
に示した密着型イメージセンサの構造に鑑みて、この種
の密着型カラーイメージセンサの小型化の要請に応える
ことができないことは明らかである。また、セルフォッ
クレンズ自体のコスト上昇を招くとともに、原稿読み取
り面から受光素子に到達する光量が減少し、イメージセ
ンサとしての性能が低下するという問題も生じる。

【０００９】さらに、上記のようなロッドレンズ長の長
いカラー画像読み取り用のセルフォックレンズを使用し
たとしても、各色光についての共役長に差が全くなくな
るわけではないので、画像読み取り面と、セルフォック
レンズと、受光素子との位置関係の設定次第では、画像
読み取り品質が低下してしまう問題は依然として残る。

【００１０】さらに、将来的に、イメージセンサによっ
て採集された画像データから、ＣＰによって文字認識処
理（ＯＣＲ処理）を行うようにする場合、解像力の高い
画像データを採集することが文字認識処理の性能を高め
る上で望まれるが、従前の密着型カラーイメージセンサ
では、カラー画像の読み取り品質を高めることと、文字
認識処理用の高解像力を実現することとを、両立するこ
とができない。なぜなら、文字認識処理用の高解像力を
もった画像データを採集するには、たとえば、Ｒ、Ｇ、
Ｂのうち、いずれかの色についてのセルフォックレンズ
の共役長に対応させて画像読み取り面、セルフォックレ
ンズ、受光素子間の位置関係を設定し、設定共役長に対
応する色の光源を点灯させた場合の読み取り画像データ
を用いればよいが、そうすると、設定共役長に対応する
色以外の色の光源を点灯したときの読み取り画像に収差
によるぼけが増大し、各色の光源を点灯した場合に読み
取られる画像データを重ね合わせて再現されるカラー画
像の品質が低下してしまうからである。

【００１１】本願発明は、上記したような事情のもとで
考えだされたものであって、読み取りカラー画像の実質
的な品質低下を招くことなく、しかも、小型化の要請に
応えることができるとともに、文字認識処理にも好適に
使用しうる高解像力をもった画像データをも採集しうる
ように構成した密着型カラーイメージセンサを提供する
ことをその課題としている。

【００１２】

【発明の開示】上記した課題を解決するため、本願発明
では、次の技術的手段を採用した。

【００１３】すなわち、本願発明の第１の側面によって
提供される密着型カラーイメージセンサは、読み取り原
稿が密着搬送される画像読み取り面と、多数個一列に配
列された受光素子と、上記画像読み取り面上の読み取り
原稿を照明する照明光源としてのＲ、Ｇ、Ｂ光源と、上
記画像読み取り面と上記受光素子との間に配置され、上
記画像読み取り面における読み取り原稿の画像を上記受
光素子に集束させるためのセルフォックレンズとを備え
る密着型カラーイメージセンサであって、ＲとＧの中間
波長域についての上記セルフォックレンズの共役長に対
応させて、上記セルフォックレンズと、上記画像読み取
り面と、上記受光素子との間の位置関係が規定さてお
り、さらに、上記照明光源として、Ｒ、Ｇ、Ｂ光源に加
え、上記中間波長域光源が設けられていることを特徴と
している。

【００１４】上記セルフォックレンズと上記画像読み取
り面と上記受光素子との関係について換言すれば、Ｒと
Ｇの中間波長域についての上記セルフォックレンズの第
１の焦点位置に上記画像読み取り面が、第２の焦点位置
に上記受光素子が、それぞれ配置されていることにな
る。

【００１５】好ましい実施形態において上記密着型カラ
ーイメージセンサは、ケーシングと、このケーシングの
一面側に取付けられた透明カバーガラスの表面によって
形成され、読み取り原稿が密着搬送される画像読み取り
面と、上記ケーシングの他面側に取付けられた基板上に
搭載された複数個のイメージセンサチップの主面上に多
数個一列に配列された受光素子と、上記ケーシング内に
設けられ、上記画像読み取り面上の読み取り原稿を照明
する照明光源としてのＲ、Ｇ、Ｂ光源と、上記画像読み
取り面と上記受光素子との間に配置され、上記画像読み
取り面における読み取り原稿の画像を上記受光素子に集
束させるためのセルフォックレンズとを備える密着型カ
ラーイメージセンサであって、上記セルフォックレンズ
と、上記画像読み取り面と、上記受光素子との間の位置
関係は、ＲとＧの中間波長域についての上記セルフォッ
クレンズの共役長と対応させて設定されており、かつ、
上記照明光源として、Ｒ、Ｇ、Ｂ光源に加え、上記中間
波長域光源が設けられている。

【００１６】図１は、公称共役長ＴＣ₀＝９．１ｍｍの
セルフォックレンズについて、Ｒ、Ｇ、Ｂ各色光に対す
るＴＣと解像力との関係を示すグラフである。Ｒ色光
は、波長λ＝６５０ｎｍ、Ｇ色光は、波長λ＝５２５ｎ
ｍ、Ｂ色光は、波長λ＝４７０ｎｍである。このグラフ
から判るように、Ｒ色光については、ＴＣ_RED＝９．６
ｍｍ付近で、Ｇ色光については、ＴＣ_GREEN＝８．８ｍ
ｍ付近で、Ｂ色光については、ＴＣ_BLUE＝８．５ｍｍ付
近で、それぞれ解像力が最大（６５％）となる。そし
て、各色について、ＴＣが上記のように解像力が最大と
する値からずれると、解像力は低下する。

【００１７】本願発明では、ＲとＧの中間波長域につい
ての上記セルフォックレンズの解像力が最大となる共役
長に対応させて、上記セルフォックレンズと、上記画像
読み取り面と、上記受光素子との間の位置関係が規定さ
れる。たとえば、図１のグラフにおいて、ＲとＧの中間
波長色である橙色光についてのＴＣ−解像力特性は、同
図に破線で示すように、ＴＣ＝９．２ｍｍ付近で解像力
が最大となる。本願発明においては、上記のセルフォッ
クレンズを使用して密着型カラーイメージセンサを構成
する場合において、画像読み取り面と受光素子との間の
距離を、上記ＴＣ＝９．２ｍｍに対応させて、設定する
とともに、照明光源として、Ｒ、Ｇ、Ｂ光源に加え、上
記のように設定される共役長に係る色（たとえば橙色）
の光源を設けるのである。

【００１８】図１から判るように、ＴＣ＝９．２ｍｍと
した場合、Ｒ色光についての解像力およびＧ色光につい
ての解像力は、最大値（６５％）からやや低下はする
が、高いレベルに維持される（５６％）一方、Ｂ色光に
ついての解像力は、３７％程度まで低下してしまう。こ
のことはしかしながら、以下に説明する理由により、カ
ラー画像の読み取り品質にはほとんど悪影響を与えな
い。

【００１９】すなわち、前述したように、Ｒ色光は読み
取り原稿上のＣ色成分を、Ｇ光はＭ色成分を、Ｂ光はＹ
色成分を読み取るための光源として使用される。こうし
て読み取られたＣ色成分の画像と、Ｍ色成分の画像と、
Ｙ色成分の画像とが重ねられてカラー画像が再現される
が、Ｙ色は弱色であるため、Ｙ色画像が多少解像力が低
下したものであっても、すなわち、多少ぼけた画像であ
ったとしても、Ｃ色画像とＭ色画像の解像力が所定以上
に維持されておれば、最終的なカラー画像の解像力が目
に見えて低下することはないのである。

【００２０】本願発明において、上記のようにセルフォ
ックレンズを配置すると、Ｂ色光についての解像力が低
下するが、これは、読み取り原稿におけるＹ色成分を読
み取るものであるため、このカラーイメージセンサによ
って読み取られる最終的なカラー画像の品質が必要以上
に低下することはないのである。

【００２１】したがって、本願発明によれば、まず、比
較的ロッドレンズ長の短いセルフォックレンズを使用し
て密着型カラーイメージセンサを構成する場合において
も、画像読み取り品質が低下することを実質的に回避す
ることができる。そして、このようにロッドレンズ長が
短いセルフォックレンズが使用可能であることは、各色
の照明用光源の出力を所定以上に上げる必要なく、簡便
に小型化された密着型カラーイメージセンサを構成する
ことができることをも意味する。そして、ロッドレンズ
長の長いカラー用のセルフォックレンズのように、セル
フォックレンズ自体のコスト上昇を招くといったことも
解消することができる。

【００２２】次に、本願発明にかかる密着型カラーイメ
ージセンサにおいては、照明光源として、Ｒ、Ｇ、Ｂ光
源に加え、上記のように設定される共役長に係る色（た
とえば橙色）の光源を設けるのである。たとえば橙色の
ようなＲ、Ｇの中間波長色の光源を点灯した場合には、
画像読み取り面と受光素子とが、正確にセルフォックレ
ンズの焦点位置に位置づけられるので、このときに得ら
れる画像データは、最大の解像力をもったものとなる。
したがって、こうして得られる画像データは、高解像力
のモロクロ画像データとして利用することができるほ
か、このような画像データをＣＰに伝送して適正に文字
認識処理を行うといったことが可能となる。

【００２３】好ましい実施形態においてはさらに、上記
Ｒ、Ｇ、Ｂ光源および上記中間波長域光源は、上記基板
上に搭載されており、上記ケーシング内には、上記照明
光源から出射した光を、上記画像読み取り面に導くため
の導光部材が設けられている。

【００２４】このように構成すれば、Ｒ、Ｇ、Ｂ光源お
よび中間波長域光源を受光素子としてのイメージセンサ
チップが搭載される基板と同じ基板に搭載することがで
きるので、イメージセンサとしての電気的構成が簡易と
なる。

【００２５】好ましい実施形態においてはまた、上記
Ｒ、Ｇ、Ｂ光源および上記中間波長域光源は、それぞれ
１個の点光源が上記基板の長手方向中央部に配置されて
おり、かつ、上記導光部材は、上記Ｒ、Ｇ、Ｂ光源およ
び中間波長域光源が発した光を、上記画像読み取り面に
おけるケーシングの長手方向に延びる領域に分散させて
照射するように構成されている。

【００２６】このように構成すれば、点光源からの光を
読み取りラインに沿って分散させるため、読み取りライ
ンの各所での光量が低下する傾向となるが、前述したよ
うに、本願発明においては、セルフォックレンズとし
て、そのロッドレンズ長の短い、光透過効率のよいセル
フォックレンズを使用することが可能であるので、イメ
ージセンサとしての画像読み取り性能が低下することが
ない。さらに、Ｒ、Ｇ、Ｂおよび中間波長域の各色につ
いてそれぞれ１個の光源を用いるので、光源コストも低
減される。また、基板長手方向中央部に配置した点光源
からの光を、ケーシングの長手方向に分散させているの
で、ケーシングの全長を読み取り長さに対応した最短寸
法とすることも可能であり、このことも、この種の密着
型カラーイメージセンサの小型化に寄与する。

【００２７】本願発明の第２の側面によれば、上記構成
の密着型カラーイメージセンサの動作方法が提供され
る。この動作方法の第１の態様は、カラー画像読み取り
時には、１ラインごとに上記Ｒ、Ｇ、Ｂ光源を順次点灯
してＣ色成分、Ｍ色成分およびＹ色成分の読み取りを行
う一方、高解像度モノクロ画像としての読み取りを行う
場合には、上記中間波長域光源を点灯して読み取りを行
うというものである。そして、この動作方法の第２の態
様は、１ラインごとに上記Ｒ、Ｇ、Ｂ光源および上記中
間波長域光源を順次点灯してＣ色成分、Ｍ色成分、Ｙ色
成分および高解像度モノクロ画像の読み取りを行うとい
うものである。

【００２８】いずれにしても、本願発明に係る密着型カ
ラーイメージセンサによれば、読み取りカラー画像品質
が実質的に低下することがない上に、必要に応じて、Ｃ
Ｐに伝送して文字認識処理を行うに適した高解像度の画
像データ（モノクロ画像データ）を採集することも可能
であり、多彩な画像処理に用いる種々の画像データの採
集を一つのイメージセンサで対応することが可能とな
る。

【００２９】本願発明のその他の特徴および利点は、添
付図面を参照して以下に行う詳細な説明から、より明ら
かとなろう。

【００３０】

【発明の実施の形態】以下、本願発明の好ましい実施形
態を、図面を参照して具体的に説明する。

【００３１】図３は、本願発明に係る密着型カラーイメ
ージセンサＡの一実施形態を示す要部断面図である。図
４は、図３のＸ１−Ｘ１線に沿う断面図である。図５
は、図３のＸ２−Ｘ２線に沿う断面図である。図６は、
図３に示す画像読み取り装置Ａを組み立てる状態を示す
断面図である。図７は、図３に示す画像読み取り装置Ａ
の分解斜視図である。

【００３２】この画像読み取り装置Ａは、図７によく表
れているように、ケーシング４、カバーガラス４Ａ、画
像読み取り用の多数の受光素子（イメージセンサチッ
プ）５２を搭載した回路基板６、この回路基板６上に搭
載された４個のＬＥＤ３（３Ａ〜３Ｄ）、上記回路基板
６をケーシング４の底部に取付けるための複数個のアタ
ッチメント６９、セルフォックレンズアレイ５１、上記
ＬＥＤ３Ａ〜３Ｄから発せられた光を所定位置へ導く第
１導光部材１、および第２導光部材２を備えている。さ
らに、上記密着型カラーイメージセンサＡは、上記第１
導光部材１あるいは第２導光部材２からの光の漏れを防
止するための第１光反射板８Ａ、第２反射板８Ｂ、第１
固定部材７Ａ、および第２固定部材７Ｂをも備えてい
る。上記第１固定部材７Ａには、複数の遮光板部７２が
設けられている。

【００３３】上記ケーシング４は、たとえば合成樹脂製
であり、上面が開口した長細な箱状に形成されている。
上記カバーガラス４Ａは、上記ケーシング４の上面開口
部を塞ぐように装着されており、その表面が、読み取り
原稿が密着搬送される画像読み取り面を形成している。
図４および図５に示すように、上記カバーガラス４Ａの
画像読み取り面５３上に、プラテンローラ９によってバ
ックアップされながら原稿Ｇが密着搬送される。

【００３４】図８は、上記第１導光部材１の正面図であ
る。図９は、上記第１導光部材１の平面図である。図１
０は、図８のＸ３−Ｘ３線に沿う断面図である。図１１
は、図８のＸ４−Ｘ４線に沿う断面図である。図１２
は、図８のＸ５−Ｘ５線に沿う断面図である。

【００３５】上記第１導光部材１は、たとえばＰＭＭＡ
などのアクリル系透明樹脂を成形して得られる第１の透
明部材１０がその主要部を占めている。この第１導光部
材１は、長手方向に一定寸法を有する細長な棒状であ
り、長手方向に延びる第１側面１０Ａ、第２側面１０
Ｂ、第３側面１０Ｃ、第４側面１０Ｄ、および長手方向
両端部の端面１０Ｅ，１０Ｆを有している。上記第１側
面１０Ａと第２側面１０Ｂとは、上下厚み方向に対向し
ており、好ましくは、上記第１側面１０Ａの幅が第２側
面１０Ｂの幅よりも小寸法に形成されている。上記第３
側面１０Ｃと第４側面１０Ｄとは、第１導光部材１の幅
方向に対向している。

【００３６】上記第１側面１０Ａは、後述するように第
１導光部材１の光出射面とされる部分であり、好ましく
は、鏡面状の平面とされている。また、上記第３側面１
０Ｃおよび第４側面１０Ｄも鏡面状の平面とされてい
る。なお、上記鏡面状の平面とは、必ずしも表面が積極
的に研磨加工されている面である必要はなく、たとえ
ば、金型を用いて第１導光部材１を樹脂成形する際し
て、その樹脂成形によって得られた比較的滑らかな表面
も、鏡面状の平面の概念に含まれる。透明部材の表面を
鏡面状の平面とすれば、この面に対して透明部材の材質
によって特定される全反射臨界角よりも大きな角度で入
射する光の全てを反射させることができるとともに、上
記全反射臨界角よりも小さな角度で入射する光について
は透過させることができる。

【００３７】上記第１側面１０Ａの長手方向中央部に
は、正面視略Ｖ字状の凹入部１１が設けられている。こ
の凹入部１１は、２つの傾斜面１１ａ，１１ａを形成す
るものであり、これら２つの傾斜面１１ａ，１１ａも鏡
面状とされている。本実施形態においては、上記２つの
傾斜面１１ａ，１１ａは、凸状の曲面とされており、こ
れら傾斜面１１ａ，１１ａの各上部と第１側面１０Ａの
他の領域との境界部分が鋭利なエッジ状にならないよう
に形成されている。上記傾斜面１１ａ，１１ａは、図１
３に示すように、ＬＥＤ３から発せられて第１導光部材
１の内部に入射した光をこの第１導光部材１の長手方向
両端部方向に進行させるように反射する役割を果たす部
位であり、点状光源としての上記ＬＥＤ３から発せられ
た光を全反射する面を一連に繋げた曲面となっている。

【００３８】上記第２側面１０Ｂの長手方向中央部に
は、凹部１６が形成されており、この凹部１６の形成箇
所が光入射部１５とされている。上記凹部１６は、ＬＥ
Ｄ３をその内部に配置可能とするサイズをもっており、
ＬＥＤ３の挿入位置決めが容易となるように奥部に進む
にしたがって幅狭となる断面略台形状とされている。上
記凹部１６は、上記凹入部１１の中心位置に対向してい
る。

【００３９】上記第２側面１０Ｂの上記光入射部１５以
外の領域には、複数の凹状部１４が適当な間隔で設けら
れている。これら複数の凹状部１４の相互間領域は、鏡
面状の平面部１３とされている。上記複数の凹状部１４
は、第１導光部材１の内部を進行する光の進行角度を急
激に変化させて第１側面１０Ａから出射させる役割を果
たす部分であり、たとえば断面円弧状とされ、曲面状の
傾斜面１４ａを有している。また、上記第２側面１０Ｂ
は、その長手方向中央部から長手方向両端部へ向かうに
つれてこの第１導光部材１の厚みを漸次小さくする傾斜
面として形成されている。第２側面１０Ｂをこのような
傾斜面とすれば、第１導光部材１の長手方向の中央部か
ら長手方向両端部に進む光を、上記傾斜面１４ａに対し
て効率よく入射させることが可能となり、好ましい。

【００４０】上記第３側面１０Ｃには、その長手方向に
適当な間隔を隔てて複数の孔部１８が設けられている。
これら複数の孔部１８は、第１導光部材１の長手方向に
長い長孔状に形成されている。後述するように、上記複
数の孔部１８は、第２固定部材７Ｂを第１導光部材１に
取付けるのに利用される。一方、上記第１側面１０Ａの
長手方向両端部のそれぞれには、凹部１９が設けられて
いる。この凹部１９は、後述するように、第１導光部材
１と第２導光部材２とを互いに連結するのに利用され
る。

【００４１】上記第１導光部材１は、ＬＥＤ３から発せ
られた光を画像読み取り面５３の読み取りラインＬ長手
方向に延びる帯状に分散させて第１側面１０Ａから出射
する役割を果たす。具体的には、図１３に示すように、
上記凹部１６内にＬＥＤ３が配置された状態において、
上記ＬＥＤ３が発光すると、その光は、光入射部１５か
ら第１導光部材１内に適当な広がり角度をもって入射す
る。上記光の多くは光入射部１５に対向している２つの
傾斜面１１ａ，１１ａに到達する。ところが、これらの
傾斜面１１ａ，１１ａは、第１導光部材１の長手方向に
対して傾斜しているために、ＬＥＤ３から傾斜面１１
ａ，１１ａに直接到達する光の入射角を大きくすること
ができ、その入射角を、第１の透明部材１０の材質によ
って特定される所定の全反射臨界角よりも大きくするこ
とができる。したがって、ＬＥＤ３から第１導光部材１
内に入射した光の多くが、上記傾斜面１１ａ，１１ａを
透過してそのまま外部に出射することを防止することが
できる。

【００４２】図１３において、上記光入射部１５から第
１導光部材１内に入射した光の大部分は、結局、上記傾
斜面１１ａ，１１ａによって全反射され、第１導光部材
１の長手方向に進むこととなる。そして、第１側面１０
Ａ、第２側面１０Ｂ、第３側面１０Ｃ、および第４側面
１０Ｄの各所において全反射を繰り返しながら、第１導
光部材１の長手方向両端部まで到達する。第２側面１０
Ｂに光が入射する場合、各平面部１３においては、光の
全反射がなされる。これに対し、凹状部１４の傾斜面１
４ａに入射した光の多くは、散乱反射に近いかたちで反
射され、急激にその光の進路が変えられる。そして、第
１側面１０Ａに対してその全反射臨界角よりも小さな入
射角で入射する可能性が高められる。そのため、上記傾
斜面１４ａによって反射されて第１側面１０Ａの方向に
進む光の多くは、第１側面１０Ａを透過し、第１導光部
材１の外部へ出射することとなる。したがって、光入射
部１５を第１導光部材１の長手方向中央部に設けている
にもかかわらず、第１側面１０Ａの長手方向全長域から
光をほぼ均等に出射させることが可能となる。

【００４３】図１５は、上記第２導光部材２を示し、同
図（ａ）はその平面図、同図（ｂ）はその正面図であ
る。図１６は、図１５（ｂ）のＸ６−Ｘ６線に沿う断面
図である。図１７は、図１５（ｂ）のＸ７−Ｘ７線に沿
う断面図である。

【００４４】上記第２導光部材２は、上記第１導光部材
１と同材質のたとえばＰＭＭＡなどのアクリル系透明樹
脂を成形して得られる第２の透明部材２０がその主要部
を占めている。この第２導光部材２の長手方向の寸法
は、上記第１導光部材１と略同一寸法に形成されてお
り、図１６および図１７によく表れているように、この
第２導光部材２の長手方向に延びる第１側面２０Ａ、第
２側面２０Ｂ、第３側面２０Ｃ、および第４側面２０Ｄ
を備えている。これら計４つの側面２０Ａ〜２０Ｄのそ
れぞれは、いずれも鏡面状とされている。上記第１側面
２０Ａと第２側面２０Ｂとは、この第２導光部材２の厚
み方向に対向しており、上記第２側面２０Ｂの一部の領
域は、図４および図５に示すように、第１導光部材１の
第１側面１０Ａからこの第２導光部材２内への光の入射
を行わせる光入射部２５とされている。これに対し、上
記第１側面２０Ａの一部の領域は、画像読み取り面５３
に向けて光を出射する光出射面とされている。なお、図
１６によく表れているように、上記第１側面２０Ａと第
２側面２０Ｂとには、適当な段差Ｈ１，Ｈ２が設けられ
ている。上記段差Ｈ１は、図４に示すように第２導光部
材２の第１側面２０Ａに第１光反射板８Ａの一部を密着
させるのに便宜を図るためのものである。また、上記段
差Ｈ２は、この第２導光部材２とセルフォックレンズア
レイ５１との干渉を回避するのに役立つ。したがって、
上記段差Ｈ１，Ｈ２は、必ずしも上記第２導光部材２に
形成する必要はない。

【００４５】上記第３側面２０Ｃと第４側面２０Ｄと
は、第２導光部材２の幅方向に対向しており、所定の角
度で傾斜した傾斜面とされている。図４に示すように、
上記第３側面２０Ｃは、光入射部２５から第２導光部材
２内に入射した光を第４側面２０Ｄの方向へ反射させる
光反射面である。これに対し、上記第４側面２０Ｄは、
上記第３側面２０Ｃから反射されてきた光を、この第２
導光部材２の上方の画像読み取り面５３の方向に反射さ
せて上記第１側面２０Ａの一部領域から出射させる光反
射面である。上記第３側面２０Ｃには、その長手方向に
沿って適当な間隔で複数の孔部２７が設けられている。
これら複数の孔部２７は、第２導光部材２の長手方向に
長い長孔状であり、後述するように、その内部には第１
固定部材７Ａの突起部７１Ａが嵌入される。

【００４６】上記第２側面２０Ｂの長手方向両端部のそ
れぞれには、下向き状の凸部２３が設けられている。こ
の凸部２３は、第１導光部材１の凹部１９に嵌入（圧
入）可能であり、この嵌合作用により上記第２導光部材
２の光入射部２５と第１導光部材１の第１側面１０Ａと
を互いに対向させるように、上記第２導光部材２と第１
導光部材１とを互いに連結させることが可能である。

【００４７】また、上記第２側面２０Ｂの長手方向略中
央部には、２つの凸状部２４，２４が所定間隔を隔てて
下向きに突設されている。したがって、上記第２導光部
材２と第１導光部材１とを互いに連結した場合には、図
３によく表れているように、上記凸状部２４，２４の各
先端部分のみが第１導光部材１の第１側面１０Ａに当接
することとなり、第１側面１０Ａと光入射部２５とが広
い面積で互いに対面接触することが回避される。すなわ
ち、上記第１側面１０Ａと光入射部２５との間には、隙
間Ｓａとしての空気の層が形成されることとなる。上記
第１側面１０Ａと光入射部２５とを密接させた場合に
は、第１導光部材１内を進行する光が上記第１側面１０
Ａに入射した際に、その入射角には関係なく、その光が
第２導光部材２の内部へそのまま進入してしまう虞れが
あるが、上記のように空気の層を形成すれば、上記第１
側面１０Ａに対して所定の全反射臨界角よりも大きな角
度で入射した光を確実に上記第１側面１０Ａによって全
反射させることが可能となる。

【００４８】上記第２導光部材２の長手方向両端部の端
面には、突起部２９，２９が設けられている。これに対
し、図３および図７によく表れているように、上記ケー
シング４の長手方向両端部の各上面部には、上記突起部
２９，２９を嵌入（圧入）可能な凹部４０，４０が設け
られている。すなわち、上記第２導光部材２は、上記各
突起部２９をケーシング４の各凹部４０に嵌入させるこ
とにより、上記ケーシング４に対する位置決め固定が図
られている。また、図１５ないし図１７に示すように、
上記第２導光部材２の第２側面２０Ｂの長手方向中央部
には、他の突起部２８が下向きに突設されている。この
突起部２８は、第２導光部材２をケーシング４内に収容
配置させたときに、図４および図５によく表れているよ
うに、上記ケーシング４内に設けられた凹部４１内に嵌
入することにより、上記第２導光部材２の長手方向の位
置決めを図るためのものである。

【００４９】上記第１導光部材１および第２導光部材２
は、カバーガラス４Ａの下方におけるケーシング４の内
部に収容配置されている。上記第１導光部材１は、セル
フォックレンズアレイ５１やイメージセンサチップ５２
の配置スペースの一側方に配されており、この光入射部
１５は、回路基板６に搭載されたＬＥＤ３（３Ａ〜３
Ｄ）に対向するように下向きとされる。これに対し、上
記第２導光部材２は、上記第１導光部材１の第１側面１
０Ａのほぼ全長域から出射する光を第３側面２０Ｃと第
４側面２０Ｄとによって順次反射させることによって画
像読み取り面５３に導くように画像読み取り面５３の下
方に配置されている。

【００５０】図１８は、上記第１光反射板８Ａの展開状
態を示し、同図（ａ）は平面図である。同図（ｂ）は、
同図（ａ）のＸ８−Ｘ８線に沿う断面図であり、同図
（ｃ）は、同図（ａ）のＸ９−Ｘ９線に沿う断面図であ
る。図１９は、上記第１光反射板８Ａを立体状に組み立
てる状態を示す斜視図である。

【００５１】上記第１光反射板８Ａは、第１導光部材１
および第２導光部材２の内部を通過する光の漏れを防止
するための部材である。この第１光反射板８Ａは、光の
反射効率が高まるように、その表面が白色とされてい
る。また、この第１光反射板８Ａは、図１８に示すよう
な所定の形状に裁断された薄手の合成樹脂製のシート体
８０によって形成することができる。このシート体８０
の長手方向の寸法は、上記第１導光部材１や第２導光部
材２の長手方向寸法とほぼ同一であり、このシート体８
０を立体的に組み立てるための複数条の折り曲げ線Ｎが
設けられている。

【００５２】上記第１光反射板８Ａは、上記折り曲げ線
Ｎの各所に沿って上記シート体８０を折り曲げることに
より、図１９に示すように、第１導光部材１や第２導光
部材２の所定の外面を覆うことが可能な形状に形成され
る。また、上記第１光反射板８Ａの長手方向両端部に
は、側片部８０ａ，８０ａが設けられており、この側片
部８０ａ，８０ａをそれぞれ折り曲げることにより、図
３に示すように、第１導光部材１の端面１０Ｆ（１０
Ｅ）をカバーできるように構成されている。図１８およ
び図１９において、上記第１光反射板８Ａの長手方向中
央部の所定位置には、長細状の貫通孔８２が設けられて
いる。この貫通孔８２は、第１固定部材７Ａの遮光板部
７２を貫通挿させるための孔である。なお、上記遮光板
部７２が、薄肉である場合には、上記貫通孔８２を切り
目線のような細幅な貫通孔としてもよく、さらには遮光
板部７２が偏平な突起状であって複数設けられている場
合には、それら複数の遮光板部７２のそれぞれを個々に
貫通挿可能とするミシン目状の貫通孔としてもよい。上
記第１光反射板８Ａの上記領域８０ｃ，８０ｆに相当す
る部分には、その長手方向に適当な間隔を隔てて複数の
他の貫通孔８３ａ，８３ｂが設けられている。これら複
数の貫通孔８３ａ，８３ｂは、第１固定部材７Ａや第２
固定部材７Ｂの突起部７１Ａ，７１Ｂを貫通挿させるた
めの孔である。

【００５３】図７において、上記第２光反射板８Ｂは、
上記第１光反射板８Ａと同様な白色のシート部材によっ
て形成されたものであり、光が第２導光部材２の第４側
面２０Ｄを透過することを防止するための部材である。
したがって、その形状およびサイズは、第２導光部材２
の第４側面２０Ｄと同様である。この第２光反射板８Ｂ
は、図４および図５によく表れているように、第２導光
部材２の第４側面２０Ｄと、これに対向するケーシング
４の内壁面との間に挟み込まれており、上記第４側面２
０Ｄに密着している。図２０（ａ）は、上記第１固定部
材７Ａの平面図であり、図２０（ｂ）は、その正面図で
ある。図２１は、図２０（ｂ）のＸ１０−Ｘ１０線に沿
う断面図である。図２２は、図２０（ｂ）のＸ１１−Ｘ
１１線に沿う断面図である。

【００５４】上記第１固定部材７Ａは、上記第１導光部
材１や第２導光部材２と同一の材質であり、たとえばＰ
ＭＭＡなどのアクリル系合成樹脂製である。ただし、そ
の全体の色彩は、光の反射効率が高い白色とされてい
る。この第１固定部材７Ａは、第１導光部材１や第２導
光部材２の長手方向全長寸法とほぼ同様な寸法の略板状
に形成された固定部材本体７０Ａの一側面部７３Ａに、
偏平突起状の複数の遮光板部７２を突設したものであ
る。

【００５５】上記複数の遮光板部７２は、それらの相互
間に隙間を形成するように互いに間隔を隔てた平面視ス
トライプ状に設けられている。上記遮光板部７２は、第
１固定部材７Ａの他の部分と同様にその表面は白色とし
てあり、受けた光を散乱反射する表面とされている。

【００５６】図５によく表れているように、上記第１固
定部材７Ａは、上記各突起部７１Ａを、上記第１光反射
板８Ａの各貫通孔８３ａに貫通挿するとともに、その先
端部を第２導光部材２の各孔部２７内へさらに嵌入させ
ることによって、上記第２導光部材２に対して取付けら
れている。この第１固定部材７Ａの取付けにより、第１
光反射板８Ａの所定領域は、固定部材本体７０Ａの一側
面部７３Ａによって押圧され、第１導光部材１の第４側
面１０Ｄおよび第２導光部材２の第３側面２０Ｃに密着
している。このような第１固定部材７Ａの取付け状態に
おいては、上記複数の遮光板部７２は、第１光反射板８
Ａの貫通孔８２に挿通し、第１導光部材１の第１側面１
０Ａと第２導光部材２の光入射部２５との間に配されて
いる。そして、図３によく表れているように、上記複数
の遮光板部７２は、第１導光部材１の凹入部１１に対向
させられている。

【００５７】また、図５によく表れているように、上記
固定部材本体７０Ａは、第１光反射板８Ａによって覆わ
れた第１導光部材１と第２導光部材２とをケーシング４
の内部に収容したときに生じ得る第１光反射板８Ａの一
側方の空隙部Ｓ１に嵌合可能な形状ならびにサイズに形
成されている。したがって、この第１固定部材７Ａを上
記ケーシング４内の所定位置へ配置させた状態において
は、上記第１光反射板８Ａの一側方において第１導光部
材１や第２導光部材２のガタツキの原因となる隙間（空
隙部Ｓ１）を上記第１固定部材７Ａによって埋めること
ができる。

【００５８】図２３は、上記第２固定部材７Ｂを示し、
同図（ａ）は、正面図である。同図（ｂ）は、同図
（ａ）のＸ１２−Ｘ１２線に沿う断面図である。同図
（ｃ）は、同図（ａ）のＸ１３−Ｘ１３線に沿う断面図
である。

【００５９】上記第２固定部材７Ｂは、上記第１固定部
材７Ａと同様に、上記第１導光部材１や第２導光部材２
と同一材質であり、その全体の色彩は、光の反射効率が
高い白色とされている。この第２固定部材７Ｂは、第１
導光部材１や第２導光部材２の長手方向全長寸法と略同
様な全長寸法の板状に形成された固定部材本体７０Ｂの
一側面部７３Ｂに、その長手方向に適当な間隔を隔てて
複数本の突起部７１Ｂを設けたものである。

【００６０】図５によく表れているように、上記第２固
定部材７Ｂは、上記各突起部７１Ｂを、上記第１光反射
板８Ａの各貫通孔８３ｂに貫通挿するとともに、その先
端部を第１導光部材１の各孔部１８内へさらに嵌入させ
ることによって、上記第１導光部材１に取付けられてい
る。この第２固定部材７Ｂの取付けにより、第１光反射
板８Ａの所定領域は、固定部材本体７０Ｂの一側面部７
３Ｂによって押圧され、第１導光部材１の第３側面１０
Ｃに密着させられている。また、この場合、上記固定部
材本体７０Ｂの上面部７３Ｃによって第１光反射板８Ａ
の一部を第２導光部材２の第２側面２０Ｂの一部領域に
密着させることも可能である。上記固定部材本体７０Ｂ
は、第１光反射板８Ａによって覆われた第１導光部材１
と第２導光部材２とをケーシング４の内部に収容したと
きに生じ得る第１光反射板８Ａの他側方の空隙部Ｓ２に
嵌合可能な形状ならびにサイズに形成されている。した
がって、この第２固定部材７Ｂを上記ケーシング４内の
所定位置へ配置させた状態においては、第１導光部材１
や第２導光部材２のガタツキの原因となる隙間（空隙部
Ｓ２）を上記第２固定部材７Ｂによって埋めることがで
きる。

【００６１】図４ないし図７において、上記セルフォッ
クレンズアレイ５１は、画像読み取り面５３上に載置さ
れた原稿Ｇにおける読み取りラインＬに沿う領域から反
射した光を集束させ、上記読み取りラインＬに沿う画像
を正立等倍に回路基板６上のイメージセンサチップ５２
に結像させるためのものである。イメージセンサチップ
５２の主面には、複数の受光素子が一体に造り込まれて
おり、複数個の密着状に縦列配置されたイメージセンサ
チップ５２によって、所定の読み取り密度で画像を読み
取るために必要な個数の受光素子が一列状に形成され
る。

【００６２】本願発明に係る密着型カラーイメージセン
サＡの特徴点の第１は、このセルフォックレンズアレイ
５１と、カバーガラス４Ａ上の画像読み取り面５３と、
イメージセンサチップ５２の主面との位置関係である
が、これについてはさらに後述する。

【００６３】上記ＬＥＤ３は、カラー画像読み取り用の
照明光源と、高解像度画像読み取り用の照明光源を構成
するものであり、４個のＬＥＤ（３Ａ〜３Ｄ）からなっ
ている。すなわち、としては、光の３原色であるＲ
（赤）光ＬＥＤ３Ａと、Ｇ（緑）光ＬＥＤ３Ｂと、Ｂ
（青）光ＬＥＤ３Ｃと、Ｇ光とＢ光の中間波長色である
たとえば橙光、黄緑光、あるいは黄光発光のＬＥＤ３Ｄ
である。上記各ＬＥＤ３は、第１導光部材１の凹部１６
内に位置するように、上記回路基板６の表面に搭載され
ている。また、その配列は、第１導光部材１の幅方向に
一列状態となるようにしてある。

【００６４】上記回路基板６は、たとえばガラスエポキ
シあるいはセラミクス製であり、その表面には、上記多
数のイメージセンサチップ５２と１組のＬＥＤ３とを実
装すりための配線パターン（図示略）が設けられてい
る。図５によく表れているように、上記回路基板６は、
ケーシング４の底部に設けられた凹部４６内に、上記ケ
ーシング４の下方から嵌合されている。２つのアタッチ
メント６９，６９のそれぞれは、上記回路基板６をケー
シング４に対して取付けるためのものであり、ケーシン
グ４に対してその下方から外嵌し、ケーシング４の左右
外側面に設けられている係合用突起４８，４８に掛止さ
れることにより、上記回路基板６が下方へ脱落すること
を防止する。各アタッチメント６９は、たとえば薄肉金
属板をプレス加工するなどして形成されており、適度な
弾力性を発揮するものである。

【００６５】上記の密着型カラーイメージセンサＡにお
いては、図６に示すように、第１導光部材１、第２導光
部材２、第１光反射板８Ａ、第１固定部材７Ａ、および
第２固定部材７Ｂの各部品を一体的に組み立てることが
できる。すなわち、第１導光部材１と第２導光部材２と
は、凸部２３と凹部１９との嵌合作用により互いに連結
することができる。また、これら第１導光部材１や第２
導光部材２の所定の外面領域を第１光反射板８Ａによっ
て覆った後に、第１固定部材７Ａや第２固定部材７Ｂの
突起部７１Ａ，７１Ｂを、第１光反射板８Ａの貫通孔８
３ａ，８３ｂに貫通挿したのち第２導光部材２の孔部２
７や第１導光部材１の孔部１８に嵌入すれば、上記各部
材を一体的に組み立てることができる。

【００６６】上記のように光源装置に係る部品類を一体
的に組み立てたものはケーシング４内へ一括挿入される
ことにより、上記密着型カラーイメージセンサＡの組み
立てが完了する。そして、第２導光部材２の突起部２９
とケーシング４の凹部４０の嵌合作用によってそれらの
位置決め固定が図られるが、これに加え第１固定部材７
Ａや第２固定部材７Ｂが、ケーシング４内の所定空隙部
Ｓ１，Ｓ２を埋めることになるため、第１導光部材１あ
るいは第２導光部材２の位置決め固定がより確実とな
る。

【００６７】上記貫通孔８３ａ，８３ｂ、および孔部２
７，１８は、いずれも所定方向に長い長孔状であるか
ら、それらの形成位置に多少の寸法誤差を生じていて
も、突起部７１Ａ，７１Ｂをそれらに適切に嵌合するこ
とが可能である。なお、第２固定部材７Ｂを第１導光部
材１に組み付ける際に、第２導光部材２の突起部２８と
第２固定部材７Ｂとが干渉する虞れがある場合には、上
記第２固定部材７Ｂに凹状部７５を予め設けて第２固定
部材７Ｂの一部を薄肉にしておくことにより、上記第２
固定部材７Ｂを手際良く組み付けることが可能である。

【００６８】したがって、上記密着型カラーイメージセ
ンサＡの組み立て製造時においては、上記のようにして
光源装置の所定の部品類を一体的に組み立てものを、ケ
ーシング４内へ一括して挿入すればよいこととなる。こ
の場合、上記図６に示すように、第１固定部材７Ａの下
端のエッジ部７４ａや、第２固定部材７Ｂの下端のエッ
ジ部７４ｂに、テーパ面状に面取りされた面取り部７６
ａ，７６ｂを設けておけば、上記部品をケーシング４内
へ挿入する作業を円滑に行うことができる。また、ケー
シング４について、たとえば上記第２固定部材７Ｂのエ
ッジ部７４ｂに対応する部分に面取り部７６ｃを設けて
おくことによっても、そのような効果が期待できる。

【００６９】上記光源装置の部品類をケーシング４内に
挿入した状態においては、第２導光部材２の突起部２９
とケーシング４の凹部４０との嵌合作用によってそれら
の位置決め固定が図れるが、これに加え、第１固定部材
７Ａや第２固定部材７Ｂが、ケーシング４内の所定の空
隙部Ｓ１，Ｓ２を埋めることとなるために、これによっ
て第１導光部材１や第２導光部材２の位置決め固定がよ
り確実となる。したがって、必ずしも接着剤などを用い
て各部品を固定しなくても、ケーシング４内において上
記光源装置の各部品の位置決め保持が的確に行えること
となり、上記各部品をＬＥＤ３や画像読み取り面５３と
の関係において適正な位置に配置させておくことが可能
となる。

【００７０】以上の構成において、カラー画像の読み取
りを行う場合には、画像読み取り面５３に密着搬送され
る原稿Ｇの読み取りラインＬ上に位置するカラー画像
が、Ｃ色成分、Ｍ色成分、Ｙ色成分に分けて、Ｒ、Ｇ、
Ｂの３色のＬＥＤ３Ａ，３Ｂ，３Ｃを順次点灯しつつ、
イメージセンサチップ５２によって読み取られる。すな
わち、Ｒ色のＬＥＤ３Ａを点灯しているとき、Ｃ色成分
の画像が、Ｇ色のＬＥＤ３Ｂを点灯しているとき、Ｍ色
成分の画像が、Ｂ色のＬＥＤ３Ｃを点灯しているとき、
Ｙ色成分の画像が、それぞれ読み取られる。このような
読み取り動作が、原稿Ｇを副走査方向に搬送しつつ、主
走査方向のラインごとに繰り返される。

【００７１】ところで、本願発明に係る密着型カラーイ
メージセンサＡにおいては、セルフォックレンズ５１と
カバーガラス４Ａ上の画像読み取り面５３と、回路基板
６上の各イメージセンサチップ５１の主面（受光素子が
形成される面）との間の、セルフォックレンズ５１の光
軸方向の位置関係が、次のように設定される。すなわ
ち、上述のように、本願発明は、カラーイメージセンサ
であるため、光源装置内には、光の３原色であるＲ、
Ｇ、Ｂ発光のＬＥＤ３Ａ，３Ｂ，３Ｃが各１個ずつ使用
されているが、ＲとＧの中間波長域、すなわち、たとえ
ば橙色の光についての上記セルフォックレンズ５１の共
役長に対応させて、画像読み取り面５３、セルフォック
レンズ５１およびイメージセンサチップ５２の相互関係
位置が設定される。すなわち、図４において、共役長Ｔ
Ｃは、橙色の光についてのＴＣであり、同図から判るよ
うに、このＴＣによって規定される第１の焦点位置Ｆ₁
に画像読み取り面５３が、第２の焦点位置Ｆ₂にイメー
ジセンサチップ５２の主面が、それぞれ位置づけられ
る。

【００７２】すでに述べたように、光の屈折特性は、波
長域によって異なる。セルフォックレンズ５１について
いえば、波長が短い光（たとえば青、紫）ほど、共役長
ＴＣが短くなり、波長が長い光（たとえば赤）ほど、共
役長ＴＣが長くなる。この共役長ＴＣによって焦点位置
が決まるので、画像読み取り面５３とイメージセンサチ
ップ５２の主面とが各焦点位置からずれるほど、イメー
ジセンサチップ５２によって読み取られる画像の解像度
が低くなる。

【００７３】図１を参照してすでに説明したように、公
称共役長ＴＣ₀が９．１ｍｍのある種のセルフォックレ
ンズの場合、Ｒ色光、Ｇ色光およびＢ色光についての共
役長ＴＣは、それぞれ９．６ｍｍ、８．８ｍｍ、８．５
ｍｍとなり、これらの空中距離で最大１ｍｍ以上の差が
存在する。本願発明では、画像読み取り面５３とセルフ
ォックレンズ５１とイメージセンサチップ５２との位置
関係を、これらＲ，Ｇ，Ｂの光源のいずれかについての
共役長に対応させて設定するのではなく、Ｒ色とＧ色の
中間色についての共役長に対応させて設定する。たとえ
ば、上記セルフォックレンズの橙色光についての共役長
ＴＣは、ほぼ９．２ｍｍとなる。もちろん、このＴＣは
空中での距離であるので、図４に示される実施形態のよ
うに、セルフォックレンズ５１の第１の焦点位置Ｆ₁が
所定厚みのガラスカバー４Ａの表面によって形成され、
かつ、セルフォックレンズ５１と上記ガラスカバー４Ａ
との間に第２の導光部材２が存在するような場合には、
これらの部材の屈折率を勘案して、セルフォックレンズ
から画像読み取り面５３までの距離が決定されること
は、いうまでもない。

【００７４】図１を参照して、ＴＣ＝９．２ｍｍとした
場合、Ｒ色光についての解像力およびＧ色光についての
解像力は、最大値（６５％）からやや低下はするが、高
いレベルに維持される（５６％）一方、Ｂ色光について
の解像力は、３７％程度まで低下してしまう。このこと
はしかしながら、カラー画像の読み取り品質にはほとん
ど悪影響を与えない。

【００７５】すなわち、前述したように、Ｒ色光は読み
取り原稿上のＣ色成分を、Ｇ光はＭ色成分を、Ｂ光はＹ
色成分を読み取るための光源として使用される。こうし
て読み取られたＣ色成分の画像と、Ｍ色成分の画像と、
Ｙ色成分の画像とが重ねられてカラー画像が再現される
が、Ｙ色は弱色であるため、Ｙ色画像が多少解像力が低
下したものであっても、すなわち、多少ぼけた画像であ
ったとしても、Ｃ色画像とＭ色画像の解像力が所定以上
に維持されておれば、最終的なカラー画像の解像力が目
に見えて低下することはないのである。

【００７６】さらに、本願発明に係る密着型カラーイメ
ージセンサＡにおいては、照明光源として、上記のよう
にカラー画像読み取り用の光の３原色にかかるＲ、Ｇ、
Ｂの光源に加えて、ＲとＧの中間波長域に係る発光色を
もつ光源（３Ｄ）を配置している。図に示す実施形態に
おいては、上記セルフォックレンズと画像読み取り面と
受光素子との位置関係を決定するに用いた共役長ＴＣに
係る発光色（たとえば橙色）をもつＬＥＤ（３Ｄ）を、
上記光の３原色に係る３個のＬＥＤ（３Ａ〜３Ｃ）に加
えて設ける。

【００７７】この中間色波長に係るＬＥＤ３Ｄを点灯し
つつ、モノクロ画像を読み取るのと同様にこの密着型カ
ラーイメージセンサを動作させると、高解像度の画像デ
ータ（モノクロ画像データ）を採集することが可能であ
る。なぜなら、このＬＥＤ３Ｄの発光時には、セルフォ
ックレンズ５１の第１の焦点位置Ｆ₁に正確に画像読み
取り面５３が位置し、第２の焦点位置Ｆ₂に正確にイメ
ージセンサチップ５２の主面が位置することになるから
である。このような高解像度のモノクロ画像データは、
そのままモノクロ画像の処理に用いられるほか、ＣＰ内
で文字認識処理を行うなどに使用される。

【００７８】上記高解像度のモノクロ画像データを採集
するための手法としては、必要に応じて、この密着型カ
ラーイメージセンサを高解像度画像データ採集モードに
切り換えるようにするほか、カラー画像読み取り時に常
時採集するようにすることもできる。この場合、１ライ
ンごとに、Ｒ、Ｇ、Ｂ、および中間波長色光源を順次切
り換え点灯しながら、各照明色に係る画像データを採集
する。カラー画像のみを再現するには、Ｒ、Ｇ、Ｂの照
明色に係る画像データを重ね合わせる。高解像度画像デ
ータが必要な場合には、中間波長色の照明色に係る画像
データを選択して用いる。

【００７９】このように、本願発明に係る密着型カラー
イメージセンサにおいては、上記のように、比較的短い
ロッドレンズ長を有するセルフォックレンズを用いて、
実質的に、読み取り画像品質を低下させることはない密
着型カラーイメージセンサが実現されるとともに、この
密着型カラーイメージセンサは、必要に応じて、高解像
力をもった画像データ（モノクロ画像データ）採集する
ことができる、非常に利便性を備えたものとなる。

【００８０】また、ロッドレンズ長が短いセルフォック
レンズは、光透過効率が良いため、光源の出力を所定以
上に高めることなく、所定の読み取り性能を達成するこ
とができるほか、図に示す実施形態においては、光源装
置として上記のような構成を採用していることから、次
に説明するように、ケーシング４の長手方向中間部に各
色１個のＬＥＤ３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄを配置している
にもかかわらず、十分な光量の光を、画像読み取り面５
３の長手方向各所に平均させながら、効率よく照射する
ことを可能としている。

【００８１】すなわち、３色のＬＥＤ３Ａ，３Ｂ，３
Ｃ，３Ｄのうち、いずれか１つを発光させると、先の図
１３において説明したとおり、光入射部１５から第１導
光部材１内に適当な広がり角度をもって入射した光は、
全反射を繰り返しながら、第１導光部材１の長手方向両
端部側へ進行し、分散していく。そして、このような光
の進行途中において、第２側面１０Ｂの凹状部１４の傾
斜面１４ａに到達した光は、急激にその光の進路が変え
られ、第１側面１０Ａに対して所定の全反射臨界角より
も小さな角度で入射することにより、上記第１側面１０
Ａからその外部へ出射することとなる。上記第１導光部
材１内を光が進行する場合において、第１導光部材１の
各側面１０Ａ〜１０Ｄに対して所定の全反射臨界角より
も小さな角度で光が入射した場合には、本来ならば、そ
の光がそのまま第１導光部材１の外部へ透過することと
なる。ところが、上記第１導光部材１の第１側面１０Ａ
以外の側面１０Ｂ〜１０Ｄ、および端面１０Ｅ，１０Ｆ
は、第１光反射板８Ａによってカバーされているため
に、そのような光の透過は適切に防止される。したがっ
て、上記第１導光部材１は、その長手方向の全長域に光
を効率良く導くこととなり、第１側面１０Ａの全長域の
各所から多くの量の光を帯状に出射することとなる。

【００８２】次いで、上記第１側面１０Ａから出射した
光は、光入射部２５から第２導光部材２の内部に入射
し、その後第３側面２０Ｃ、第４側面２０Ｄによって反
射されることにより、第１側面２０Ａの一部の領域から
出射して画像読み取り面５３に導かれることとなる。こ
の場合、第２導光部材２の外面の一部も第１光反射板８
Ａによってカバーされているために、やはり第２導光部
材２の内部に入射した光がケーシング４内の他の部分へ
不当に漏れてしまうことが極力防止できる。したがっ
て、上記第１導光部材１の第１側面１０Ａから出射した
光のほとんどが、画像読み取り面５３に効率よく導かれ
ることとなり、画像読み取り面５３の照度を高めること
とが可能となる。第１光反射板７Ａの外側に位置する第
１固定部材７Ａおよび第２固定部材７Ｂは、光を透過さ
せ難い白色であるために、仮に第１光反射板８Ａを光が
透過するような事態を生じても、この光を上記第１固定
部材７Ａや第２固定部材７Ｂによって第１導光部材１や
第２導光部材２の内部へ反射させることができ、光の漏
れ防止をより徹底することが可能である。とくに、上記
第１固定部材７Ａや第２固定部材７Ｂの突起部７１Ａ，
７１Ｂが不透明な白色であるために、たとえば第１導光
部材１や第２導光部材２の内部を進行する光が、これら
突起部７１Ａ，７１Ｂを透過して外部に漏れることも適
切に防止することができることとなる。

【００８３】一方、上記第１導光部材１はＬＥＤ３から
発せられた光をその長手方向に進行させてゆくものの、
ＬＥＤ３と対向する第１側面１０Ａの凹状部１１の形成
領域Ｓからの出射光量が、第１側面１０Ａの他の領域か
らの出射光量よりも多くなる傾向が見られる。ところ
が、上記凹状部１１から出射する光の多くは、その上方
に位置する遮光板部７２によって遮られて散乱反射され
るため、光入射部２５のうち、上記凹状部１１に対向す
る部分から第２導光部材２内へ入射する光の量を少なく
することができる。したがって、光入射部２５の特定箇
所に光が集中的に入射することを抑制し、画像読み取り
面５３の読み取りラインの長手方向における光量分布の
均一化を適切に図ることができる。上記遮光板部７２
は、第１側面１０Ａから出射する光を散乱反射させるこ
とにより、たとえば第１導光部材１の長手方向端部側へ
光を分散させるといった作用も発揮する。したがって、
光入射部２５の特定箇所に光が集中的に入射することを
より確実に防止することが可能となる。上記複数の遮光
板部７２は、適当な間隔を隔てて複数設けられているた
めに、それらの間隔寸法や数を変更することによって、
光量分布の均一化を最適な状態に設定することもでき
る。

【００８４】また、上記第２導光部材２内に入射した光
は、一定距離を隔てて位置する第３側面２０Ｃと第４側
面２０Ｄとによってそれぞれ反射されてから画像読み取
り面５３に導かれるために、第１側面１０Ａから画像読
み取り面５３に至るまでの光学距離を長くとることが可
能となる。すなわち、第１導光部材１を画像読み取り面
５３に対して比較的接近させたかたちに設けた場合であ
っても、画像読み取り面５３に照射される光の光学距離
を長くとることが可能となる。そして、上記光学距離を
長くとれば、第１側面１０Ａの長手方向における出射光
量のバラツキを、その光学経路途中で少なくすることが
可能となる。したがって、このようなことによっても、
画像読み取り面５３の読み取りライン長手方向における
照度のバラツキを少なくすることが可能となる。さら
に、本実施形態では、第４側面２０Ｄを光の散乱反射を
行う乱反射面としているために、第２導光部材２の長手
方向の光量のバラツキをその散乱反射によって一層少な
くし、画像読み取り面５３の読み取りライン長手方向の
照度のバラツキを、より徹底して少なくすることが可能
である。

【００８５】もちろん、本願発明の範囲は上述した実施
形態に限定されることはない、とくに、上記実施形態で
は、Ｒ、Ｇ、ＢおよびＲとＧの中間波長域の光源を各１
個使用し、これをケーシングの長手方向中央部に配置し
ながら、読み取りラインＬの長手方向に平均した照明を
達成するべく、第１の導光部材および第２の導光部材を
含む光源装置を構成しているが、このような光源装置の
構成は、本願発明の要部ではない。あくまでも、本願発
明の要部は、Ｒ、Ｇ、ＢないしはＲとＧの中間波長域の
の３色の光源が用いられる密着型カラーイメージセンサ
において、画像読み取り面と、セルフォックレンズと、
受光素子との位置関係を、セルフォックレンズの共役長
との関係で前述のように設定することである。また、図
に示す実施形態では、画像読み取り面とセルフォックレ
ンズとの間に導光部材が介在しているが、本願の図２４
に示す従来一般的な構造のもののほか、画像読み取り面
からセルフォックレンズに至る光路にたとえばミラーを
配置する場合にも、本願発明の思想を適用することが可
能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願発明の作用を説明するためのグラフであ
る。

【図２】セルフォックレンズの例を示す断面図であり、
(a)は従来モノクロ用として一般的に使用されているも
の、(b)はカラー用として一般的に使用されてきたもの
である。

【図３】本願発明に係る密着型カラーイメージセンサの
一例を示す要部断面図である。

【図４】図３のＸ１−Ｘ１線に沿う断面図である。

【図５】図３のＸ２−Ｘ２線に沿う断面図である。

【図６】図３に示す密着型カラーイメージセンサを組み
立てる状態を示す断面図である。

【図７】図３に示す密着型カラーイメージセンサの分解
斜視図である。

【図８】第１導光部材の一例を示す正面図である。

【図９】第１導光部材の一例を示す平面図である。

【図１０】図８のＸ３−Ｘ３線に沿う断面図である。

【図１１】図８のＸ４−Ｘ４線に沿う断面図である。

【図１２】図８のＸ５−Ｘ５線に沿う断面図である。

【図１３】第１導光部材の作用を示す説明図である。

【図１４】第１導光部材の他の例を示す要部説明図であ
る。

【図１５】(a) は、第２導光部材の一例を示す平面図、
(b)は、その正面図である。

【図１６】図１５(b) のＸ６−Ｘ６線に沿う断面図であ
る。

【図１７】図１５(b) のＸ７−Ｘ７線に沿う断面図であ
る。

【図１８】(a) は、第１光反射板の展開状態を示す平面
図、同図(b) は、同図(a) のＸ８−Ｘ８線に沿う断面
図、同図(c) は、同図(a) のＸ９−Ｘ９線に沿う断面図
である。

【図１９】第１光反射板を立体状に組み立てる状態を示
す斜視図である。

【図２０】(a) は、第１固定部材の一例を示す平面図、
(b) は、その正面図である。

【図２１】図２０(b) のＸ１０−Ｘ１０線に沿う断面図
である。

【図２２】図２０(b) のＸ１１−Ｘ１１線に沿う断面図
である。

【図２３】(a) は、第２固定部材の一例を示す正面図、
(b) は、(a) のＸ１２−Ｘ１２線に沿う断面図、(c)
は、(a) のＸ１３−Ｘ１３線に沿う断面図である。

【図２４】従来の密着型イメージセンサの一例を示す断
面図である。

【符号の説明】

Ａ密着型カラーイメージセンサ３光源３ＡＲ色発光ＬＥＤ３ＢＧ色発光ＬＥＤ３ＣＢ色発光ＬＥＤ３ＤＲ−Ｇ中間波長色発光ＬＥＤ４ケーシング４Ａカバーガラス６回路基板５１セルフォックレンズアレイ５２イメージセンサチップ（受光素子）５３画像読み取り面ＴＣ共役長Ｇ読み取り原稿Ｌ読み取りライン

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】読み取り原稿が密着搬送される画像読み
取り面と、多数個一列に配列された受光素子と、上記画
像読み取り面上の読み取り原稿を照明する照明光源とし
てのＲ、Ｇ、Ｂ光源と、上記画像読み取り面と上記受光
素子との間に配置され、上記画像読み取り面における読
み取り原稿の画像を上記受光素子に集束させるためのセ
ルフォックレンズとを備える密着型カラーイメージセン
サであって、ＲとＧの中間波長域についての上記セルフォックレンズ
の共役長に対応させて、上記セルフォックレンズと、上
記画像読み取り面と、上記受光素子との間の位置関係が
規定さており、さらに、上記照明光源として、Ｒ、Ｇ、Ｂ光源に加え、上記中間
波長域光源が設けられていることを特徴とする、密着型
カラーイメージセンサ。
【請求項２】読み取り原稿が密着搬送される画像読み
取り面と、多数個一列に配列された受光素子と、上記画
像読み取り面上の読み取り原稿を照明する照明光源とし
てのＲ、Ｇ、Ｂ光源と、上記画像読み取り面と上記受光
素子との間に配置され、上記画像読み取り面における読
み取り原稿の画像を上記受光素子に集束させるためのセ
ルフォックレンズとを備える密着型カラーイメージセン
サであって、ＲとＧの中間波長域についての上記セルフォックレンズ
の第１の焦点位置に上記画像読み取り面が、第２の焦点
位置に上記受光素子が、それぞれ配置されているととも
に、上記照明光源として、Ｒ、Ｇ、Ｂ光源に加え、上記中間
波長域光源が設けられていることを特徴とする、密着型
カラーイメージセンサ。
【請求項３】ケーシングと、このケーシングの一面側
に取付けられた透明カバーガラスの表面によって形成さ
れ、読み取り原稿が密着搬送される画像読み取り面と、
上記ケーシングの他面側に取付けられた基板上に搭載さ
れた複数個のイメージセンサチップの主面上に多数個一
列に配列された受光素子と、上記ケーシング内に設けら
れ、上記画像読み取り面上の読み取り原稿を照明する照
明光源としてのＲ、Ｇ、Ｂ光源と、上記画像読み取り面
と上記受光素子との間に配置され、上記画像読み取り面
における読み取り原稿の画像を上記受光素子に集束させ
るためのセルフォックレンズとを備える密着型カラーイ
メージセンサであって、上記セルフォックレンズと、上記画像読み取り面と、上
記受光素子との間の位置関係は、ＲとＧの中間波長域に
ついての上記セルフォックレンズの共役長と対応させて
設定されており、かつ、上記照明光源として、Ｒ、Ｇ、
Ｂ光源に加え、上記中間波長域光源が設けられているこ
とを特徴とする、密着型カラーイメージセンサ。
【請求項４】上記Ｒ、Ｇ、Ｂ光源および上記中間波長
域光源は、上記基板上に搭載されており、上記ケーシン
グ内には、上記光源から出射した光を、上記画像読み取
り面に導くための導光部材が設けられている、請求項３
に記載の密着型カラーイメージセンサ。
【請求項５】上記Ｒ、Ｇ、Ｂ光源および上記中間波長
域光源は、それぞれ１個の点光源が上記基板の長手方向
中央部に配置されており、かつ、上記導光部材は、上記
Ｒ、Ｇ、Ｂ光源および上記中間波長域光源が発した光
を、上記画像読み取り面におけるケーシングの長手方向
に延びる領域に分散させて照射するように構成されてい
る、請求項４に記載の密着型カラーイメージセンサ。
【請求項６】請求項１ないし５のいずれかに記載の密
着型カラーイメージセンサの動作方法であって、カラー
画像読み取り時には、１ラインごとに上記Ｒ、Ｇ、Ｂ光
源を順次点灯してＣ色成分、Ｍ色成分およびＹ色成分の
読み取りを行う一方、高解像度モノクロ画像としての読
み取りを行う場合には、上記中間波長域光源を点灯して
読み取りを行うことを特徴とする、密着型カラーイメー
ジセンサの動作方法。
【請求項７】請求項１ないし５のいずれかに記載の密
着型カラーイメージセンサの動作方法であって、１ライ
ンごとに上記Ｒ、Ｇ、Ｂ光源および上記中間波長域光源
を順次点灯してＣ色成分、Ｍ色成分、Ｙ色成分および高
解像度モノクロ画像の読み取りを行うことを特徴とす
る、密着型カラーイメージセンサの動作方法。