JPH1098581A - 画像読取装置及び画像読取システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 光電変換素子群、少なくともＲ，Ｇ，Ｂの３
色の発光色の光源を有する照明装置、結像用のレンズ等
からなるイメージセンサーにおいて、原稿の読み取りス
ピードを上げるとともに、小型で安価なものにする。 【解決手段】 複数の光電変換素子をライン状に配列し
たセンサーアレー１と、このセンサーアレー１に原稿画
像を結像させるレンズアレー２と、Ｒ，Ｇ，Ｂの各発光
色を有するＬＥＤを用いた照明装置３と、カバーガラス
４をフレーム５に支持させて固定する。また、センサー
アレー１とレンズ中心までの光学距離をＧの発光波長よ
り短かい波長の光に合わせたレンズの共役長の１／２、
カバーガラス４の表面からレンズ中心までの光学距離を
上記共役長より短かい波長の光に合わせたレンズの共役
長の１／２にそれぞれ設定する。そしてカバーガラス４
に押し当てた原稿を照明装置３で照明し、その光をセン
サーアレー１で電気信号に変換して原稿画像を読み取
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、特にカラー原稿画
像を読み取る画像読取装置及びこれを用いた画像システ
ムに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図１３はイメージセンサーの一例を示す
断面図である。このセンサーは、センサー基板１０２に
センサーＩＣ１０１を実装したセンサーアレー１と、レ
ンズアレー２と、原稿を照明するための光源である３種
類のＬＥＤ素子３０１，３０２，３０３を有したＬＥＤ
アレー６と、カバーガラス４と、それらを位置決めして
保持するためのフレーム５から構成されている。

【０００３】上記ＬＥＤアレー６は、基板上にＲ
（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）の光を発光する３種類のＬ
ＥＤ素子３０１，３０２，３０３が複数個、例えば原稿
Ａ４サイズ読みでは原稿の照度分布を均一にする目的
で、それぞれライン上に２０個以上実装されて構成され
ている。

【０００４】また、３種類のＬＥＤ素子３０１，３０
２，３０３のそれぞれの発光ピーク波長は、青色に相当
する４３０（ｎｍ）と、緑色に相当する５７０（ｎｍ）
と、赤色に相当する６６０（ｎｍ）である。

【０００５】レンズアレー２は、周辺部と中央部とで屈
折率を徐々に異ならせることでレンズ機能を持たせるよ
うにした円柱形状のレンズ素子をライン上に複数個配列
して、形成されている。

【０００６】また、レンズアレー２は、カラー原稿にお
いて写真の切り貼り原稿など凹凸があるものが想定され
るため、０．５（ｍｍ）程度の焦点深度が要求されるの
で、開口角の小さなものが選択されている。さらにＲ，
Ｇ，Ｂの光がそれぞれセンサ上で同等の解像度を得られ
るようにするため、色収差の小さいものが選択されてい
る。

【０００７】一般的には、この開口角の値は１２（ｄｅ
ｇ．）程度のレンズアレーを使用していて、原稿とセン
サーまでの距離である共役長（ＴＣ）は１８．３（ｍ
ｍ）必要である。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来のイメージセンサーにあっては、開口角の小
さいレンズアレーを使用していたため、光量伝達率が小
さく、原稿の読み取りスピードアップに限界があった。

【０００９】また、開口角の小さいレンズアレーは原稿
面からセンサーまでの距離（ＴＣ）が長くなり、それを
用いたイメージセンサーが大型になってしまうという問
題点があった。

【００１０】さらに、上記のような従来のイメージセン
サーにあっては、レンズアレーがＲ，Ｇ，Ｂの光をそれ
ぞれ等しくセンサーアレーへ入射しているので、出力画
像において読み取り原稿中の極細直線がギザギザに出力
されるモアレ現象が現れ、特にカラー原稿出力画像で顕
著に目立つという問題点があった。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するためになされたものであり、請求項１に記載の画像
読取装置は、光電変換素子と、発光波長が順次長い第
１，第２，第３の色の光源を有する照明装置と、前記照
明装置により照明された原稿からの光を前記光電変換素
子上に結像させる結像部材と、前記原稿を支持する支持
部材とを有し、前記結像部材の中心から前記光電変換素
子までの光学距離を第３の色の光源の発光波長のピーク
値より短い波長を有する光の共役長の２分の１に設定す
るとともに、前記結像部材の中心から前記支持部材によ
り支持される原稿面までの光学距離を前記共役長よりも
短い共役長を有する発光波長の光の共役長の２分の１に
設定したことを特徴とする。

【００１２】請求項９に記載の画像読取装置は、光電変
換素子と、発光波長が順次長い第１，第２，第３の色の
光源を有する照明装置と、前記照明装置により照明され
た原稿からの光を前記光電変換素子上に結像させる結像
部材と、前記原稿を支持する支持部材とを有し、前記結
像部材の中心から前記光電変換素子までの光学距離を第
２の色の光源の発光波長における共役長の２分の１に設
定するとともに、前記結像部材の中心から前記支持部材
により支持される原稿面までの光学距離を第１の色の光
源の発光波長における共役長の２分の１に設定したこと
を特徴とする。

【００１３】請求項１７に記載の画像読取装置は、光電
変換素子と、発光波長が順次長い第１，第２，第３の色
の光源を有する照明装置と、前記照明装置により照明さ
れた原稿からの光を前記光電変換素子上に結像させる結
像部材とを有し、前記結像部材の共役長ＴＣを前記第１
の色の光源の発光波長における共役長をＡとし、第２の
色の光源の発光波長における共役長をＢとした場合に、
Ａ≦ＴＣ≦Ｂとなるように設定したことを特徴とする。

【００１４】請求項２５に記載の画像読取システムは、
光電変換素子と、発光波長が順次長い第１，第２，第３
の色の光源を有する照明装置と、前記照明装置により照
明された原稿からの光を前記光電変換素子上に結像させ
る結像部材と、前記原稿を支持する支持部材と、前記光
電変換素子及び前記照明装置の制御を行なう制御手段を
有し、前記結像部材の中心から前記光電変換素子までの
光学距離を第３の色の光源の発光波長のピーク値より短
い波長を有する光の共役長の２分の１に設定するととも
に、前記結像部材の中心から前記支持部材により支持さ
れる原稿面までの光学距離を前記共役長よりも短い共役
長を有する発光波長の光の共役長の２分の１に設定した
ことを特徴とする。

【００１５】請求項３３に記載の画像読取システムは、
光電変換素子と、発光波長が順次長い第１，第２，第３
の色の光源を有する照明装置と、前記照明装置により照
明された原稿からの光を前記光電変換素子上に結像させ
る結像部材と、前記原稿を支持する支持部材と、前記光
電変換素子及び前記照明装置の制御を行なう制御手段を
有し、前記結像部材の中心から前記光電変換素子までの
光学距離を第２の色の光源の発光波長における共役長の
２分の１に設定するとともに、前記結像部材の中心から
前記支持部材により支持される原稿面までの光学距離を
第１の色の光源の発光波長における共役長の２分の１に
設定したことを特徴とする。

【００１６】請求項４１に記載の画像読取システムは、
光電変換素子と、発光波長が順次長い第１，第２，第３
の色の光源を有する照明装置と、前記照明装置により照
明された原稿からの光を前記光電変換素子上に結像させ
る結像部材と、前記光電変換素子及び前記照明装置の制
御を行なう制御手段を有し、前記結像部材の共役長ＴＣ
を前記第１の色の光源の発光波長における共役長をＡと
し、第２の色の光源の発光波長における共役長をＢとし
た場合に、Ａ≦ＴＣ≦Ｂとなるように設定したことを特
徴とする。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例を図面に
基づいて説明する。

【００１８】図１，図２は本発明に係るイメージセンサ
ーの構成を示す断面図及び上面図である。このセンサー
は、ライン状に複数の光電変換素子を配列してなる光電
変換素子群を具備したセンサーＩＣ１０１を、読み取り
原稿の長さに対応して複数個ライン状にガラスエポキシ
材等のセンサー基板１０２上に精度良く並べたセンサー
アレー１と、これに原稿からの光を結像させるレンズア
レー２と、原稿に光を照射させる照明装置３と、原稿支
持用の透明な光透過性部材からなるカバーガラス４と、
それらを位置決めして保持するためのアルミニューム等
の金属あるいはポリカーボネイト等の樹脂の材料からな
るフレーム５から構成されている。

【００１９】上記構成のセンサーは、カバーガラス４へ
押しつけられて支持された原稿に、照明装置３により斜
め約４５゜方向からＲ，Ｇ，Ｂ３色の光を順次切り換え
て照明し、原稿からのＲ，Ｇ，Ｂ３色の光情報をレンズ
アレー２によりセンサーＩＣ１０１へ結像させ、このセ
ンサーＩＣ１０１によりＲ，Ｇ，Ｂ３色の光情報を電気
信号に変換してシステムへ伝送し、そこでＲ，Ｇ，Ｂ３
色の電気信号を処理してカラー画像を再現する仕組みと
なっている。

【００２０】照明装置３は、図３及び図４の拡大図に示
すように、光源としてＲ，Ｇ，Ｂ３色のＬＥＤ素子３１
１，３１２，３１３が一つにパッケージングされたＲ，
Ｇ，Ｂ３色ＬＥＤチップ３１と、その光を導いて所望の
方向へ出射させるアクリル樹脂等の光透過性に優れた部
材からなる導光体３２とから構成されている。同図中、
３１４はリードピン、３２１は鋸歯部、３２２は凸部で
ある。

【００２１】Ｒ，Ｇ，Ｂの各ＬＥＤのピーク発光波長
は、色再現性を良くすることとレンズの色収差をできる
だけ小さくするため、それぞれ６２０（ｎｍ）、５３０
（ｎｍ）、４７０（ｎｍ）のものを選択している。な
お、これらのピーク発光波長は、それぞれ５９０〜６３
０（ｎｍ）、５１０〜５５０（ｎｍ）、４５０〜４９０
（ｎｍ）であれば良い。

【００２２】ＬＥＤチップ３１は、導光体３２の長手方
向の端部片側から該導光体３２へ光が入射するように配
置されており、入射した光は導光体３２と空気の界面で
全反射を繰り返し、導光体３２中を伝搬していく。

【００２３】また、導光体３２には図３，図４に示す通
り、細かな鋸歯形状の鋸歯部３２１が導光体３２の長手
方向に連続的に形成されており、導光体中を伝搬してい
く光の内鋸歯部３２１へ入射した光だけは他の面での反
射とは異なり、原稿面へ向かって大きく方向を換え、次
の導光体３２と空気との界面で全反射角条件を満足しな
くなり、所望の方向に光を出射させるようになってい
る。

【００２４】この鋸歯部３２１は、アルミ蒸着や銀色、
白色インク等の印刷を施した反射面、または鋸歯の形状
だけで空気との界面での完全反射を利用したものであっ
ても良い。

【００２５】あるいは、鋸歯形状を形成しなくても、単
に白色インク等の印刷や粗面化することでも同様の効果
が得られる。

【００２６】また、原稿面の照度を均一にするには、光
源から距離が離れるほど鋸歯部３２１の幅を広げること
や、単に白色インク印刷の場合は印刷面積を徐々に広げ
ることで容易に可能である。

【００２７】また、導光体３２の原稿への光出射部以外
を光の反射効率の良い白色等の部材で覆うことで、原稿
面の照度アップを図ることが可能である。

【００２８】図５は照明装置３の各光源の分光特性を示
す図であり、Ｒ，Ｇ，Ｂの各波長（ｎｍ）と相対発光強
度の関係を表わしている。

【００２９】また、本実施例で用いているレンズアレー
２は、イオン交換等により周辺部から中央部へいくほど
屈折率を高めることでレンズ性能を持たせるようにした
径０．６（ｍｍ）程度の円柱状のレンズ素子を複数個ラ
イン状に精度良く配列することで形成されている。

【００３０】レンズアレー２の結像範囲を図６に示す
が、従来のカラーイメージセンサーでは色収差の少ない
ガラス材料を用いることで最大開口角θ＝１２（ｄｅ
ｇ．）程度が限界であったが、本実施例で使用している
レンズアレー２では適度な色収差を持たせたガラス材料
を選択したことで、開口角θ＝２０（ｄｅｇ．）以上と
することができる。

【００３１】そして、開口角θは大きいほどレンズが取
り込む光の量が多くなるため、光量伝達率が上がり、開
口角θ＝２０（ｄｅｇ．）のレンズアレー２は従来のθ
＝１２（ｄｅｇ．）のものの約４倍の明るさが得られ
る。

【００３２】また、共役長ＴＣ（原稿面からセンサー面
までの距離）は開口角θ＝１２（ｄｅｇ．）のレンズア
レーが１８．３（ｍｍ）であるのに対し、θ＝２０（ｄ
ｅｇ．）のものは９（ｍｍ）前後で約半分の長さであ
る。

【００３３】図７はレンズアレー２の色収差を示す図で
ある。図示のように、光源の各波長によって最高の解像
度を得るための共役長ＴＣ（原稿面からセンサー面まで
の距離）は異なっている。

【００３４】本実施例では、光源であるＬＥＤのＲはピ
ーク波長λ＝６２０（ｎｍ）、Ｇはピーク波長λ＝５３
０（ｎｍ）、Ｂはピーク波長λ＝４７０（ｎｍ）のもの
を選択しているため、それぞれ最高の解像度を得る共役
長は９．４（ｍｍ）、８．８（ｍｍ）、８．２（ｍｍ）
となる。

【００３５】本実施例では、センサーとレンズの中心ま
での光学距離ＴＣ／２を４．４（ｍｍ）のＧに設定し、
カバーガラス表面とレンズの中心までの光学距離ＴＣ／
２を４．１（ｍｍ）のＢに設定し、全長のＴＣはＧとＢ
のほぼ中間の共役長ＴＣ＝８．５（ｍｍ）になるよう
に、フレーム５及びカバーガラス４の寸法を合わせ込ん
でいる。

【００３６】ただし、ここでの寸法はレンズの光路長を
空気として仮定したものであるので、光路中に空気以外
の例えばガラス（屈折率ｎ＝１．５１）が介在する場合
は、光路長にガラスの屈折率を掛けてガラスの厚みを設
定する必要がある。

【００３７】図８に本実施例のレンズアレー特性とし
て、ＴＣがズレたときの２００ＤＰＩのＭＴＦ（％）の
変化を示す。また、図９にセンサーとレンズの中心まで
の光学距離ＴＣ／２と原稿面とレンズの中心までの光学
距離ＴＣ／２の距離の差による２００ＤＰＩのＭＴＦの
変化を示すが、それぞれの距離が等しいときが最も高い
ＭＴＦ値となる。

【００３８】そして、本実施例のカバーガラス表面を０
としたときのＲ，Ｇ，Ｂ各焦点深度特性として、図８と
図９から図１０に示すＲ，Ｇ，Ｂの焦点深度特性が導き
出される。

【００３９】ＧとＢの焦点深度は原稿面位置０〜０．５
（ｍｍ）の広い範囲でＭＴＦを２０（％）以上確保で
き、Ｒについては原稿面位置０で２００ＤＰＩの解像度
がほとんど得られない。

【００４０】３色のＬＥＤでカラー原稿を読み取った
際、３色の平均で解像のコントラストが決定されるた
め、極細線のエッジ部はＲにより適度にぼかされ、モア
レのない最適なカラー出力画像を得ることができる。

【００４１】また、文字等の多いモノクローム原稿を読
み取る際は、ＧとＢ何れか一方、または両方のみ点灯
し、Ｒは点灯しないようにすれば、原稿がカバーガラス
４から多少浮いても要求される高解像の画像が得られ
る。

【００４２】また、本実施例では、Ｇにおける共役長と
Ｂにおける共役長の丁度中央に共役長ＴＣを合わせた
が、ＧとＢにおけるＴＣを含むその間、すなわちＧにお
けるＴＣ≧ＴＣ≧ＢにおけるＴＣに共役長ＴＣを合わせ
れば、同様の効果が得られる。

【００４３】次に上記のイメージセンサーの作製方法に
ついて説明する。

【００４４】図１に示すフレーム５の所定の位置に、レ
ンズアレー２と照明装置３をそれぞれ挿入する。また、
照明装置３はフレーム５の水平な面と垂直な面に、導光
体３２の三辺がそれぞれ突き当たるように挿入する。こ
れにより、光軸の回転方向の位置決めを精度良く行うこ
とができる。

【００４５】次に、フレーム５に挿入された照明装置３
の導光体３２上面の一部に設けられた凸部３２２及びレ
ンズアレー３の上面と近似的に同一平面上で、照明装置
３及びレンズアレー２を挟む形で設定されたフレーム５
の長手方向の二面に、カバーガラス４を接着剤等で接着
する。

【００４６】このフレーム５とカバーガラス４とを接着
することで、レンズアレー２と照明装置３のがたつきの
ない固定を一緒に兼ねることが可能となる。

【００４７】最後にＬＥＤ３１の４本のリードピン３１
４をセンサー基板と半田付け等の手段で電気的に接続す
る。これにより、上述のイメージセンサーが完成する。

【００４８】図１１は上記イメージセンサーを用いた情
報処理装置の概略構成を示す断面図であり、ここでは原
稿ＰＰの画像を記録媒体Ｐに記録するプリンタの場合を
示している。

【００４９】図１１中、２０はオペレーションパネル、
１００はセンサーユニット、１０２は給送ローラ、１０
６，１１２はプラテンローラ、１１０は記録ヘッド、１
３０はシステムコントロール回路基板、１４０は分離
片、１５０は電源である。

【００５０】本装置は、システムコントロール回路基板
上にあるマイコンにより全体の制御が行なわれるように
なっている。さらにマイコンは、上記したイメージセン
サの制御、すなわち照明装置３の点灯制御やセンサー１
の駆動制御を行う。センサーユニット１００により読み
取られた画像信号は、記録媒体Ｐに記録するための処
理、あるいは外部に出力するための画像処理が、マイコ
ンからの指令に応じてシステムコントロール回路基板１
３０上の信号処理回路により行われる。

【００５１】図１２は、上記各実施例で説明したイメー
ジセンサーを用いて構成した情報処理装置の一例とし
て、イメージセンサ２００を内蔵した画像読取装置１５
０をパーソナルコンピュータ１６０に接続してシステム
化し、読み取った画像情報をコンピュータあるいはネッ
トワーク上に送出するようにした構成例について説明す
る。

【００５２】図１２において、１７０は画像読取装置１
５０全体を制御する第１の制御手段としてのＣＰＵ、２
００は前述した光源及びＣＣＤラインセンサ等により構
成され、原稿の画像を画像信号に変換する読取ユニット
としてのカラーイメージセンサ、１１６はカラーイメー
ジセンサ２００から出力されるアナログ画像信号にゲイ
ン調整等のアナログ処理を施すアナログ信号処理回路で
ある。

【００５３】また、１１８はアナログ信号処理回路１１
６の出力をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器、１
８０はメモリ１２２を使用してＡ／Ｄ変換器１１８の出
力データにシェーディング補正処理、ガンマ変換処理及
び変倍処理等の画像処理を施す画像処理回路、１２４は
画像処理回路１８０により画像処理されたディジタル画
像データを外部に出力するインターフェースである。イ
ンターフェース１２４は、例えば、ＳＣＳＩ又はＢｉ−
Ｃｅｎｔｒｏｎｉｃｓ等のパーソナルコンピュータで標
準的に採用される規格に従っており、パーソナルコンピ
ュータ１６０に接続される。これらのアナログ信号処理
回路１１６、Ａ／Ｄ変換器１１８、画像処理回路１８
０、メモリ１２２により信号処理手段が構成される。

【００５４】第２の制御手段であるパーソナルコンピュ
ータ１６０には、外部記憶装置又は補助記憶装置１３２
として、光磁気ディスクドライブやフロッピーディスク
ドライブなどが装備される。１３４はパーソナルコンピ
ュータ１６０上での作業を表示するディスプレイ、１３
３はパーソナルコンピュータにコマンド等を入力するた
めのマウス／キーボードである。また、１３５はパーソ
ナルコンピュータと画像読取装置との間でデータ、コマ
ンド、画像読取装置の状態情報の授受を行うインターフ
ェースである。

【００５５】パーソナルコンピュータ１６０は、マウス
／キーボード１３３より画像読取装置に対し読取りの指
示を入力出来るようになっている。マウス／キーボード
１３３により読取指示が入力されると、ＣＰＵ１３６は
インターフェース１３５を介して画像読取装置のＣＰＵ
１７０に対して読取コマンドを送信する。そして、パー
ソナルコンピュータ１６０のＣＰＵ１３６は、ＲＯＭ１
３７に格納されている制御プログラム情報に従って画像
読取装置のＣＰＵ１７０の制御を行なう。そしてＣＰＵ
１７０は、イメージセンサ２００に内蔵された光源やＣ
ＣＤラインセンサの駆動制御や、上記信号処理手段の制
御を行う。なお、この制御プログラムは、補助記憶装置
１３２に装填される光磁気ディスクやフロッピーディス
ク等の記憶媒体に記憶したものをパソコン１６０内に読
み込むことによりＣＰＵＹ１３６が実行するようにして
もよい。

【００５６】このように、上述のイメージセンサーを本
装置に用いることで、実用性の高い価値のあるものとな
る。

【００５７】以上説明したように、光を受光する光電変
換素子群と、波長の短かい方から第１，第２，第３の色
の３色の光を照射する照明装置と、原稿からの光を上記
光電変換素子群に結像するレンズ等からなるイメージセ
ンサーにおいて、上記レンズの共役長ＴＣを第１の色の
光源の発光波長における共役長をＡとし、第２の色の光
源の発光波長における共役長をＢとした場合にＡ≦ＴＣ
≦Ｂとなるように設定することで、例えばＲの光電変換
素子群に結像する結像光の解像度を他のＧ，Ｂより低下
させ、極細線を読み取ったときの出力画像において該極
細線のエッジ部に適度のボケが発生し、特にカラー出力
画像で目立つモアレを軽減することができ、最適なカラ
ーの高質画像を得ることができる。

【００５８】また、文字等で高解像が要求されるモノク
ローム原稿の読み取り時は、Ｇ，Ｂの何れか一方、また
は両方点灯し、Ｒは点灯しないようにすれば所望の画像
が得られ、Ｇ，Ｂ同時に点灯すれば読み取り時間の短縮
も図れる。

【００５９】また、Ｒを点灯しないことで、赤色の朱肉
がしっかり読め、処理できる書類の幅が広がる。

【００６０】また、色収差のあるレンズ材料を使用でき
ることで、開口角２０（ｄｅｇ．）以上の明るいレンズ
を選択でき、上記光電変換素子群上の照度がアップする
ことでＳ／Ｎ比の向上や読み取りスピードのアップが図
れ、高性能化が可能となる。

【００６１】また、上記照明装置は光源とこの光源の光
を導光して所望の方向へ出射させるようにした導光体か
ら構成することにより、少ない発光素子数で原稿面の照
度を均一にすることが可能でき、大幅なコストダウンが
可能となる。

【００６２】また、光を受光する光電変換素子群と、波
長の短かい方から第１，第２，第３の色の３色の光を照
射する照明装置と、原稿からの光を上記光電変換素子群
に結像するレンズ等からなるイメージセンサーにおい
て、光電変換素子群とレンズ中心までの光学距離を第３
の色の発光波長のピーク値より波長の短かい光の共役長
（ＴＣ）の２分の１とし、カバー部材の原稿支持面から
レンズ中心までの光学距離はそのＴＣより短かい共役長
を有する発光波長の光の共役長（ＴＣ’）の２分の１に
設定することで、レンズに開口角２０（ｄｅｇ．）以上
の焦点深度の短かい短焦点等倍型レンズアレーを使用し
た場合でも、各色において従来使用されていた開口角１
２（ｄｅｇ．）のレンズとほぼ同等の焦点深度が得ら
れ、カラーで想定される写真切り貼り原稿の読み取りに
おいても実用上問題ない出力画像が得られる。

【００６３】また、レンズに開口角２０（ｄｅｇ．）以
上の短焦点等倍型レンズアレーを用いることが可能とな
るため、原稿からの光を光電変換素子群に導く光量伝達
効率も上がり、原稿の読み取りスピードを速くすること
が可能となり、さらに共役長（ＴＣ）が短くなること
で、イメージセンサー及びこれを用いた情報処理装置の
小型化に寄与することができる。

【００６４】また、上記照明装置は光源とこの光源の光
を導光して所望の方向へ出射させるようにした導光体か
ら構成することにより、少ない発光素子数で原稿面の照
度を均一にすることが可能となり、大幅なコストダウン
となる。

【００６５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
Ｓ／Ｎ比が向上し、しかも読取時間を短縮することがで
きる。また、モアレの発生を軽減して最適なカラーの画
像を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】イメージセンサーの構成を示す断面図

【図２】イメージセンサーの構成を示す上面図

【図３】図１の照明装置を拡大して示す断面図

【図４】図１の照明装置を拡大して示す側面図

【図５】照明装置の各光源の分光特性を示す図

【図６】図１のレンズアレーの結像範囲を示す説明図

【図７】レンズアレーの色収差を示す図

【図８】レンズアレーの共役長ズレとＭＴＦの関係を示
す説明図

【図９】レンズアレーの焦点深度特性を示す説明図

【図１０】Ｒ，Ｇ，Ｂの焦点深度特性を示す説明図

【図１１】イメージセンサーを用いた情報処理装置の概
略を示す断面図

【図１２】イメージセンサーを用いた情報処理システム
の構成ブロック図

【図１３】イメージセンサーの構成を示す断面図

【符号の説明】

１ センサーアレー（光電変換素子群） ２ レンズアレー ３ 照明装置 ４ カバーガラス ５ フレーム ３１ ３色ＬＥＤチップ（光源） ３１１ ＬＥＤ素子（光源） ３１２ ＬＥＤ素子（光源） ３１３ ＬＥＤ素子（光源）

Claims (48)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光電変換素子と、発光波長が順次長い第
   １，第２，第３の色の光源を有する照明装置と、前記照
   明装置により照明された原稿からの光を前記光電変換素
   子上に結像させる結像部材と、前記原稿を支持する支持
   部材とを有し、 前記結像部材の中心から前記光電変換素子までの光学距
   離を第３の色の光源の発光波長のピーク値より短い波長
   を有する光の共役長の２分の１に設定するとともに、前
   記結像部材の中心から前記支持部材により支持される原
   稿面までの光学距離を前記共役長よりも短い共役長を有
   する発光波長の光の共役長の２分の１に設定したことを
   特徴とする画像読取装置。
2. 【請求項２】 請求項１において、第１の色、第２の
   色、第３の色の３色の光を順次切り換えて点灯すること
   によりカラー原稿の読み取りを行なうことを特徴とする
   画像読取装置。
3. 【請求項３】 請求項１において、モノクローム原稿を
   読み取る際に第３の色の光あるいはその光による情報を
   用いないことを特徴とする画像読取装置。
4. 【請求項４】 請求項３において、モノクローム原稿を
   読み取る際に第１の色の発光波長の光源と第２の色の発
   光波長の光源の少なくとも何れかを点灯させることを特
   徴とする画像読取装置。
5. 【請求項５】 請求項１において、結像部材に開口角２
   ０°以上の短焦点等倍型ロッドレンズを用いたことを特
   徴とする画像読取装置。
6. 【請求項６】 請求項１において、前記照明装置は、光
   源からの光を導いて所望の方向に出射させる導光体を備
   えることを特徴とする画像読取装置。
7. 【請求項７】 請求項１において、前記光源に第１，第
   ２，第３の光を発光する３種類のＬＥＤを用いたことを
   特徴とする画像読取装置。
8. 【請求項８】 請求項１において、第１の色の発光ピー
   ク波長は青色に相当する４５０〜４９０ｎｍ、第２の色
   の発光ピーク波長は緑色に相当する５１０〜５５０ｎ
   ｍ、第３の色の発光ピーク波長は赤色に相当する５９０
   〜６３０ｎｍであることを特徴とする画像読取装置。
9. 【請求項９】 光電変換素子と、発光波長が順次長い第
   １，第２，第３の色の光源を有する照明装置と、前記照
   明装置により照明された原稿からの光を前記光電変換素
   子上に結像させる結像部材と、前記原稿を支持する支持
   部材とを有し、 前記結像部材の中心から前記光電変換素子までの光学距
   離を第２の色の光源の発光波長における共役長の２分の
   １に設定するとともに、前記結像部材の中心から前記支
   持部材により支持される原稿面までの光学距離を第１の
   色の光源の発光波長における共役長の２分の１に設定し
   たことを特徴とする画像読取装置。
10. 【請求項１０】 請求項９において、第１の色、第２の
    色、第３の色の３色の光を順次切り換えて点灯すること
    によりカラー原稿の読み取りを行なうことを特徴とする
    画像読取装置。
11. 【請求項１１】 請求項９において、モノクローム原稿
    を読み取る際に第３の色の光あるいはその光による情報
    を用いないことを特徴とする画像読取装置。
12. 【請求項１２】 請求項１１において、モノクローム原
    稿を読み取る際に第１の色の発光波長の光源と第２の色
    の発光波長の光源の少なくとも何れかを点灯させること
    を特徴とする画像読取装置。
13. 【請求項１３】 請求項９において、結像部材に開口角
    ２０°以上の短焦点等倍型ロッドレンズを用いたことを
    特徴とする画像読取装置。
14. 【請求項１４】 請求項９において、前記照明装置は、
    光源からの光を導いて所望の方向に出射させる導光体を
    備えることを特徴とする画像読取装置。
15. 【請求項１５】 請求項９において、前記光源に第１，
    第２，第３の光を発光する３種類のＬＥＤを用いたこと
    を特徴とする画像読取装置。
16. 【請求項１６】 請求項９において、第１の色の発光ピ
    ーク波長は青色に相当する４５０〜４９０ｎｍ、第２の
    色の発光ピーク波長は緑色に相当する５１０〜５５０ｎ
    ｍ、第３の色の発光ピーク波長は赤色に相当する５９０
    〜６３０ｎｍであることを特徴とする画像読取装置。
17. 【請求項１７】 光電変換素子と、発光波長が順次長い
    第１，第２，第３の色の光源を有する照明装置と、前記
    照明装置により照明された原稿からの光を前記光電変換
    素子上に結像させる結像部材とを有し、 前記結像部材の共役長ＴＣを前記第１の色の光源の発光
    波長における共役長をＡとし、第２の色の光源の発光波
    長における共役長をＢとした場合に、Ａ≦ＴＣ≦Ｂとな
    るように設定したことを特徴とする画像読取装置。
18. 【請求項１８】 請求項１７において、第１の色、第２
    の色、第３の色の３色の光を順次切り換えて点灯するこ
    とによりカラー原稿の読み取りを行なうことを特徴とす
    る画像読取装置。
19. 【請求項１９】 請求項１７において、モノクローム原
    稿を読み取る際に第３の色の光あるいはその光による情
    報を用いないことを特徴とする画像読取装置。
20. 【請求項２０】 請求項１９において、モノクローム原
    稿を読み取る際に第１の色の発光波長の光源と第２の色
    の発光波長の光源の少なくとも何れかを点灯させること
    を特徴とする画像読取装置。
21. 【請求項２１】 請求項１７において、結像部材に開口
    角２０°以上の短焦点等倍型ロッドレンズを用いたこと
    を特徴とする画像読取装置。
22. 【請求項２２】 請求項１７において、前記照明装置
    は、光源からの光を導いて所望の方向に出射させる導光
    体を備えることを特徴とする画像読取装置。
23. 【請求項２３】 請求項１７において、前記光源に第
    １，第２，第３の光を発光する３種類のＬＥＤを用いた
    ことを特徴とする画像読取装置。
24. 【請求項２４】 請求項１７において、第１の色の発光
    ピーク波長は青色に相当する４５０〜４９０ｎｍ、第２
    の色の発光ピーク波長は緑色に相当する５１０〜５５０
    ｎｍ、第３の色の発光ピーク波長は赤色に相当する５９
    ０〜６３０ｎｍであることを特徴とする画像読取装置。
25. 【請求項２５】 光電変換素子と、発光波長が順次長い
    第１，第２，第３の色の光源を有する照明装置と、前記
    照明装置により照明された原稿からの光を前記光電変換
    素子上に結像させる結像部材と、前記原稿を支持する支
    持部材と、前記光電変換素子及び前記照明装置の制御を
    行なう制御手段を有し、 前記結像部材の中心から前記光電変換素子までの光学距
    離を第３の色の光源の発光波長のピーク値より短い波長
    を有する光の共役長の２分の１に設定するとともに、前
    記結像部材の中心から前記支持部材により支持される原
    稿面までの光学距離を前記共役長よりも短い共役長を有
    する発光波長の光の共役長の２分の１に設定したことを
    特徴とする画像読取システム。
26. 【請求項２６】 請求項２５において、第１の色、第２
    の色、第３の色の３色の光を順次切り換えて点灯するこ
    とによりカラー原稿の読み取りを行なうことを特徴とす
    る画像読取システム。
27. 【請求項２７】 請求項２５において、モノクローム原
    稿を読み取る際に第３の色の光あるいはその光による情
    報を用いないことを特徴とする画像読取システム。
28. 【請求項２８】 請求項２７において、モノクローム原
    稿を読み取る際に第１の色の発光波長の光源と第２の色
    の発光波長の光源の少なくとも何れかを点灯させること
    を特徴とする画像読取システム。
29. 【請求項２９】 請求項２５において、結像部材に開口
    角２０°以上の短焦点等倍型ロッドレンズを用いたこと
    を特徴とする画像読取システム。
30. 【請求項３０】 請求項２５において、前記照明装置
    は、光源からの光を導いて所望の方向に出射させる導光
    体を備えることを特徴とする画像読取システム。
31. 【請求項３１】 請求項２５において、前記光源に第
    １，第２，第３の光を発光する３種類のＬＥＤを用いた
    ことを特徴とする画像読取システム。
32. 【請求項３２】 請求項２５において、第１の色の発光
    ピーク波長は青色に相当する４５０〜４９０ｎｍ、第２
    の色の発光ピーク波長は緑色に相当する５１０〜５５０
    ｎｍ、第３の色の発光ピーク波長は赤色に相当する５９
    ０〜６３０ｎｍであることを特徴とする画像読取システ
    ム。
33. 【請求項３３】 光電変換素子と、発光波長が順次長い
    第１，第２，第３の色の光源を有する照明装置と、前記
    照明装置により照明された原稿からの光を前記光電変換
    素子上に結像させる結像部材と、前記原稿を支持する支
    持部材と、前記光電変換素子及び前記照明装置の制御を
    行なう制御手段を有し、 前記結像部材の中心から前記光電変換素子までの光学距
    離を第２の色の光源の発光波長における共役長の２分の
    １に設定するとともに、前記結像部材の中心から前記支
    持部材により支持される原稿面までの光学距離を第１の
    色の光源の発光波長における共役長の２分の１に設定し
    たことを特徴とする画像読取システム。
34. 【請求項３４】 請求項３３において、第１の色、第２
    の色、第３の色の３色の光を順次切り換えて点灯するこ
    とによりカラー原稿の読み取りを行なうことを特徴とす
    る画像読取システム。
35. 【請求項３５】 請求項３３において、モノクローム原
    稿を読み取る際に第３の色の光あるいはその光による情
    報を用いないことを特徴とする画像読取システム。
36. 【請求項３６】 請求項３５において、モノクローム原
    稿を読み取る際に第１の色の発光波長の光源と第２の色
    の発光波長の光源の少なくとも何れかを点灯させること
    を特徴とする画像読取システム。
37. 【請求項３７】 請求項３３において、結像部材に開口
    角２０°以上の短焦点等倍型ロッドレンズを用いたこと
    を特徴とする画像読取システム。
38. 【請求項３８】 請求項３３において、前記照明装置
    は、光源からの光を導いて所望の方向に出射させる導光
    体を備えることを特徴とする画像読取システム。
39. 【請求項３９】 請求項３３において、前記光源に第
    １，第２，第３の光を発光する３種類のＬＥＤを用いた
    ことを特徴とする画像読取システム。
40. 【請求項４０】 請求項３３において、第１の色の発光
    ピーク波長は青色に相当する４５０〜４９０ｎｍ、第２
    の色の発光ピーク波長は緑色に相当する５１０〜５５０
    ｎｍ、第３の色の発光ピーク波長は赤色に相当する５９
    ０〜６３０ｎｍであることを特徴とする画像読取システ
    ム。
41. 【請求項４１】 光電変換素子と、発光波長が順次長い
    第１，第２，第３の色の光源を有する照明装置と、前記
    照明装置により照明された原稿からの光を前記光電変換
    素子上に結像させる結像部材と、前記光電変換素子及び
    前記照明装置の制御を行なう制御手段を有し、 前記結像部材の共役長ＴＣを前記第１の色の光源の発光
    波長における共役長をＡとし、第２の色の光源の発光波
    長における共役長をＢとした場合に、Ａ≦ＴＣ≦Ｂとな
    るように設定したことを特徴とする画像読取システム。
42. 【請求項４２】 請求項４１において、第１の色、第２
    の色、第３の色の３色の光を順次切り換えて点灯するこ
    とによりカラー原稿の読み取りを行なうことを特徴とす
    る画像読取システム。
43. 【請求項４３】 請求項４１において、モノクローム原
    稿を読み取る際に第３の色の光あるいはその光による情
    報を用いないことを特徴とする画像読取システム。
44. 【請求項４４】 請求項４３において、モノクローム原
    稿を読み取る際に第１の色の発光波長の光源と第２の色
    の発光波長の光源の少なくとも何れかを点灯させること
    を特徴とする画像読取システム。
45. 【請求項４５】 請求項４１において、結像部材に開口
    角２０°以上の短焦点等倍型ロッドレンズを用いたこと
    を特徴とする画像読取システム。
46. 【請求項４６】 請求項４１において、前記照明装置
    は、光源からの光を導いて所望の方向に出射させる導光
    体を備えることを特徴とする画像読取システム。
47. 【請求項４７】 請求項４１において、前記光源に第
    １，第２，第３の光を発光する３種類のＬＥＤを用いた
    ことを特徴とする画像読取システム。
48. 【請求項４８】 請求項４１において、第１の色の発光
    ピーク波長は青色に相当する４５０〜４９０ｎｍ、第２
    の色の発光ピーク波長は緑色に相当する５１０〜５５０
    ｎｍ、第３の色の発光ピーク波長は赤色に相当する５９
    ０〜６３０ｎｍであることを特徴とする画像読取システ
    ム。