JPH11205553A - ハンディスキャナ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 部品点数を削減でき、組立が容易でコストダ
ウンを可能とし、また小型化、薄型化を可能にしたハン
ディスキャナを提供することである。 【解決手段】 光源１０により照射された原稿面１１か
らの反射光は、光導波路アレイ１２により光センサ１３
へと導かれる。光導波路アレイ１２は、原稿読み取り幅
から光センサ幅へ縮小するように導波路パターンを形成
している。光導波路アレイの原稿面側には、反射光の集
光効率を良くするために導波路毎にマイクロレンズ１４
が形成されている。回転ローラ１５は、本体ケース１６
に固定され、回転ローラ１５と同軸で回転する光学的ス
リット１７は、光導波路アレイ１２を部分的に囲う位置
で、さらに、光学的スリット１７からの光が移動検出用
の導波路１８に入射するように配置される。導波路１８
は、光センサ１３に隣接して設けた光電変換素子１９ま
で光学的スリット１７からの反射光を導く。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、原稿面の情報を読
み取ることを目的とした、縮小光学系からなる小型のハ
ンディスキャナに関する。

【０００２】

【従来の技術】ハンディスキャナは、片手で保持して原
稿上を移動させ、手軽にイメージ情報を読み込むことが
できるため、ファクシミリ、あるいはワープロ、パソコ
ン等の周辺機器として広く用いられている。従来のハン
ディスキャナについて、図面に基づいて説明する。ここ
で、図１０（ａ）は従来のハンディスキャナの構成を示
す透視正面図であり、図１０（ｂ）は同様の透視下面図
である。

【０００３】ハンディスキャナの主な動作は、一次元イ
メージセンサでラインイメージを読み取る主走査と、イ
メージセンサと原稿を相対移動させる副走査との組合せ
である。ハンディスキャナの主走査方向については、光
源９０により照射された原稿面９１からの反射光が、レ
ンズ９２によりラインセンサ９３上に縮小され結像す
る。ハンディスキャナの副走査方向の移動量を検出して
得られる読み取りタイミングに従い、ラインセンサ９３
は順次、ラインイメージの読み取りを行う。

【０００４】なお、このようにレンズを用いた縮小光学
型のハンディスキャナの場合、例えば、Ｂ４サイズの原
稿に相当する原稿読み取り幅２５６ｍｍを実現するに
は、レンズ９２を介した原稿面９１からラインセンサ９
３までの光路長が約３３０ｍｍ必要となるため、図示し
ないミラー等を用いて、複数回、光路を折り返すこと
で、ハンディスキャナ全体のサイズの小型化を図る等の
方法が採用されている。しかしながら、ミラーを用いる
ことでハンディスキャナの重量が増加する。また、組立
時にレンズや、ミラー等の光学部品の位置調整を行う必
要がある。

【０００５】一方、特開平７−３０１７３０号公報に記
載されているように、小型化、薄型化を目的として、光
導波路アレイを用いた縮小光学型のイメージセンサが提
案されている。光源により照射された原稿面からの反射
光は、光導波路を用いてラインセンサへと導かれるた
め、短い距離で原稿幅からラインセンサ幅へと縮小する
ことができる。例えば、原稿読み取り幅２５６ｍｍは、
約２０ｍｍの導波路領域でラインセンサ幅２８．７ｍｍ
へと縮小され得る。そのため、薄型の導波路アレイから
なるイメージセンサを用いることで、主走査方向の読み
取りに関しては、非常に小型化、薄型化を図ることが可
能となる。

【０００６】次に副走査方向の移動量検出手段について
説明する。ハンディスキャナを移動させることで、本体
ケース９６に取り付けた回転ローラ９５が回転し、その
回転はシャフト９４、及び多段のギヤ９８を介してスリ
ット９７の回転へと伝達される。スリット９７は、発光
ダイオードとフォト・トランジスタが対向した構造であ
るフォトセンサ９９の検出部分を遮る位置に配置し、回
転する。スリット９７は光透過部と非透過部とを交互に
もつように構成された円板形状であり、フォトセンサ９
９は、スリット９７の回転に同期した、すなわち副走査
方向の移動量に同期した信号を出力する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ハンディスキャナに用いられている副走査方向の移動量
検出手段は、発光ダイオードとフォト・トランジスタか
らなるフォトセンサと回転スリットとを組み合わせた構
造であり、機構的に薄型化、小型化することが難しい。
そのため、例えば前述の光導波路を用いた縮小光学型イ
メージセンサと組み合わせてハンディスキャナを構成し
た場合でも、ハンディスキャナの薄型化、小型化を達成
することが困難であった。

【０００８】さらに、主走査方向の原稿読み取り用ライ
ンセンサと副走査方向の移動量検出用のフォトセンサと
を各々、別々の位置に取り付ける必要があるため、電子
部品への電気配線等が複雑になり、また、大型の回転ス
リットを原稿読み取り領域に干渉することなくハンディ
スキャナ内に配置するために複数のギヤを組み合わせる
等、部品点数が多く、組立工程が複雑であるという問題
があった。

【０００９】本発明の目的は、上述の課題を解決するも
のであり、小型化、薄型化を可能にしたハンディスキャ
ナを提供することである。また、他の目的は、副走査方
向の移動量検出手段の機構が簡単であるため、部品点数
を削減でき、組立が容易でコストダウンを可能としたハ
ンディスキャナを提供することである。さらに、他の目
的は、原稿上でハンディスキャナを曲線状に移動させる
読み取り動作や、読み取りのためのハンディスキャナの
移動方向を一方向に限定しない双方向の読み取りを可能
にする等の高機能化にも対応でき得るハンディスキャナ
を提供することである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、原稿
面への光源の照射により発生する反射光が入射されてそ
の入射光を導波する光導波路アレイと，該光導波路アレ
イからの出射光を検出する光センサと、原稿面に対する
移動量を検出する移動量検出手段とからなるハンディス
キャナである。そして、前記移動量検出手段は、原稿面
に対する移動とともに回転する回転ローラと、該回転ロ
ーラの回転と同期して回転することにより、光照射によ
り発生する透過光又は反射光の光強度が変化するように
設けられた光学的スリットと、該光学的スリットからの
透過光又は反射光を検出するために前記光センサに隣接
して設けられた光電変換素子と、該光電変換素子に光学
的スリットからの透過光又は反射光を導くために前記光
導波路アレイに設けられた移動検出用導波路と、を備え
たことを特徴とする。

【００１１】請求項２の発明は、請求項１記載のハンデ
ィスキャナにおいて、前記光学的スリットは、光透過率
又は光反射率が異なる複数の領域を設けた回転体からな
り、該光学的スリットの光透過率又は光反射率が異なる
領域に対向するように前記移動検出用導波路の光入射部
を配置することを特徴とする。

【００１２】請求項３の発明は、請求項２記載のハンデ
ィスキャナにおいて、前記光学的スリットは、光透過率
が異なる複数の領域を側面内に設けた円筒形状であり、
前記移動検出用導波路の光入射部を該側面に対向させて
配置することを特徴とする。

【００１３】請求項４の発明は、請求項２記載のハンデ
ィスキャナにおいて、前記光学的スリットは、光反射率
が異なる複数の領域を面内に設けた円板形状であり、前
記移動検出用導波路の光入射部を該面に対向させて配置
することを特徴とする。

【００１４】請求項５の発明は、請求項１、２、３又は
４記載のハンディスキャナにおいて、前記光導波路アレ
イの両側端部にそれぞれ前記光学的スリットと前記回転
ローラが配置され、前記光学的スリットは前記回転ロー
ラと同一回転軸上に取り付けられ、前記回転ローラは互
いに独立して回転し得ることを特徴とする。

【００１５】請求項６の発明は、請求項１、２、３又は
４記載のハンディスキャナにおいて、前記光導波路アレ
イの両側端部にそれぞれ前記光学的スリットが配置さ
れ、複数の回転ローラが前記光学的スリットの回転軸と
回転伝達部材を介して連結された回転軸上に取り付けら
れ、該複数の回転ローラのうち少なくとも２つが互いに
独立して回転し得ることを特徴とする。ここで、回転伝
達部材とは、ギア、プーリ、スプロケット等をいう。

【００１６】請求項７の発明は、請求項１ないし６のい
ずれかに記載のハンディスキャナにおいて、前記光電変
換素子の信号からハンディスキャナの移動軌跡を算出す
る演算回路を設けることを特徴をする。

【００１７】請求項８の発明は、請求項１、２、３又は
４記載のハンディスキャナにおいて、前記光導波路アレ
イの少なくとも一方の側端部に前記光学的スリットが配
置され、該光学的スリットと複数の回転ローラとを同一
回転軸上に取り付けることを特徴をする。

【００１８】請求項９の発明は、請求項１、２、３又は
４記載のハンディスキャナにおいて、前記光導波路アレ
イの少なくとも一方の側端部に前記光学的スリットが配
置され、該光学的スリットは複数の回転ローラの回転軸
と回転伝達部材を介して連結された回転軸上に取り付け
られることを特徴とする。

【００１９】請求項１０の発明は、請求項６又は９記載
のハンディスキャナにおいて、前記複数の回転ローラの
うち少なくとも２つの間隔が、前記光導波路アレイの両
側端部の幅よりも狭いことを特徴とする。

【００２０】請求項１１の発明は、請求項１ないし１０
のいずれかに記載のハンディスキャナにおいて、前記移
動検出用導波路と前記光電変換素子とをそれぞれ複数備
え、前記光学的スリット回転時に光学的スリットからの
透過光又は反射光の強度変化の位相がそれぞれの光電変
換素子で異なるような相対位置に、前記光学的スリット
と前記移動検出用導波路とが配置されていることを特徴
とする。

【００２１】請求項１２の発明は、請求項１ないし１１
のいずれかに記載のハンディスキャナにおいて、前記光
電変換素子と前記光センサとが、同一素子基板上にモノ
リシックに形成されていることを特徴とする。

【００２２】本発明においては、光学的スリットからの
反射光が光導波路により光電変換素子まで導かれるた
め、光導波路アレイを用いた縮小光学型のイメージセン
サと組み合わせてハンディスキャナを構成することによ
り、回転ローラ近傍に光学的スリットを、光センサ近傍
に光電変換素子を、各々配置することでき、ハンディス
キャナを小型化、薄型化することができる。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。図１は、本発明に係るハン
ディスキャナの一実施形態を示す構造図であり、（ａ）
は透視正面図、（ｂ）は透視下面図、（ｃ）は（ａ）図
中のＡ部の詳細を表す斜視図である。

【００２４】光源１０により照射された原稿面１１から
の反射光は、光導波路アレイ１２により光センサ１３へ
と導かれる。光導波路アレイ１２は、原稿読み取り幅か
ら光センサ幅へ縮小するように導波路パターンを形成し
ている。光導波路アレイの原稿面側には、反射光の集光
効率を良くするために導波路毎にマイクロレンズ１４が
形成されている。

【００２５】光導波路アレイ１２は、アクリル系樹脂の
射出成形基板に形成した８μｍ×８μｍ断面の溝に、ア
クリル系の紫外線硬化材料を充填後、硬化させるプロセ
スにより形成したコア部を有する導波路からなる。ま
た、光導波路アレイは、原稿読み取り側の１０８ｍｍ幅
から、光センサ側の１２．１ｍｍ幅へと縮小するように
形成される。すなわち、アレイ状に形成された８６４本
の導波路が原稿読み取り側の１２５μｍピッチ間隔から
光センサ側の１４μｍピッチ間隔へと縮小するように導
波路を形成している。

【００２６】マイクロレンズ１４は、原稿読み取り側の
１２５μｍの導波路ピッチにあわせた直線状レンズアレ
イとして形成され、主走査方向解像度で２００ｄｐｉ相
当の読み取りに対応する。また、光センサ１３には、光
センサ側の１４μｍの導波路ピッチにあわせ、同様の画
素ピッチをもつＣＣＤを用いた。

【００２７】回転ローラ１５は、本体ケース１６に固定
され、回転ローラ１５と同軸で回転する光学的スリット
１７は、光導波路アレイ１２を部分的に囲う位置で、さ
らに、光学的スリット１７からの光が移動検出用の導波
路１８に入射するように配置される。導波路１８は、光
センサ１３に隣接して設けた光電変換素子１９まで光学
的スリット１７からの反射光を導く。ここで、光センサ
１３、及び光電変換素子１９は、同一素子基板上にモノ
リシックに形成されていてもよい。それにより、ハンデ
ィスキャナで用いられる光検出系のデバイスを１部品に
まとめることができ、部品点数の削減、及び電気的配
線、光学的位置合せ等の組立工程の簡略化が可能とな
る。

【００２８】光学的スリット１７は、円筒部に１００μ
ｍ幅の光透過部、及び光非透過部を交互に設け、５０周
期／回転となるように構成した約３．２ｍｍ径の円筒形
状とし、回転ローラ１５には、約４ｍｍ径の円筒形状ゴ
ムローラを用いた。ハンディスキャナを移動させること
で回転ローラ１５が回転し、回転ローラ１５と同軸で回
転する光学的スリット１７からの反射光の強弱が導波路
１８を介して導かれた光電変換素子１９においてハンデ
ィスキャナの移動量として検出される。ここで、回転ロ
ーラ１５の回転量とハンディスキャナの移動量の関係は
約１２．５ｍｍ／回転であり、光学的スリット１７は５
０周期／回転の信号となることから、ハンディスキャナ
の１２５μｍ毎の移動量の検出が可能で、副走査方向解
像度で２００ｄｐｉ相当の読み取りに対応する。

【００２９】左右に設けられた回転ローラ１５は、左右
別々に回転し、左右の光学的スリット１７から、左右別
々に移動量を検出することができるため、原稿上のハン
ディスキャナの移動軌跡が検出され得る。上述の実施形
態において、簡単のため、光学的スリット１７からの反
射光が導波路１８に入射すると表現しているが、詳細に
説明すると，光学的スリット１７は、光源１０により照
射された原稿面１１からの反射光が、光学的スリット１
７に交互に設けられた光透過部、及び光非透過部により
遮られた後に導波路１８に入射するように構成されてお
り、導波路１８により導かれた光強度変化を光電変換素
子１９で検出する構成となっている。

【００３０】光学的スリットの他の例として、光学的ス
リット１７近傍の原稿面側に図示しない反射板を設け
て、光源１０の光が反射板に反射した後、光学的スリッ
ト１７を透過し、導波路１８へ入射するような構造とし
てもよい。反射板は、本体ケース１６の構成部品であ
り、マイクロレンズ１４面を保護するために原稿面側に
形成するガラス板等の透明基板を利用し、その透明基板
を部分的にミラー状に形成する。あるいは、本体ケース
１６が光学的スリット１７を覆う形状とし、光源１０か
らの光が効率的に光学的スリット１７へと反射する位置
にアルミテープ等を貼り付けるか、金属膜等の高反射材
料を形成する。これにより、原稿面の反射率にかかわら
ず、光源１０からの光が効率的に光学的スリット１７を
透過して導波路１８に入射するため、光電変換素子１９
での光強度変化の検出が容易となる。

【００３１】光学的スリットの他の例として、上述の例
の如く、反射光を透過させる透過型構造の光学的スリッ
ト以外に、反射率の異なる表面を交互に設けた反射型構
造の光学的スリットを用いることができる。光学的スリ
ット１７は、例えば白色と黒色とを、すなわち高反射表
面部と低反射表面部とを交互に形成した構造とする。こ
れにより、光源１０からの光が直接、光学的スリット１
７に反射し、その反射率の差に対応した光強度変化を導
波路１８を介した光電変換素子１９により検出すること
ができる。

【００３２】さらに、光学的スリットの他の例として、
反射部と透過部を交互に設けた構造の光学的スリット１
７を用いることができる。光源１０からの光が光学的ス
リットの反射部で反射して導波路１８に入射する光路
と、光源１０からの光が原稿面で反射して光学的スリッ
トの透過部を透過して導波路１８に入射する光路と、光
学的スリット１７の回転が２種類の光路からなる光強度
変化として検出され得る。このように、本発明のハンデ
ィスキャナは、種々の光学的スリットの構造を採用する
ことができるため、光学的スリットの材質、生産性、コ
スト等を考慮して選定すればよい。

【００３３】図２は、本実施形態のハンディスキャナの
動作を概略的に示した図である。前述の如く、主走査方
向の読取りは、光源により照射された原稿１１上の原稿
読取り領域２１からの反射光が導波路２２により光セン
サ１３へと導かれ、データ処理演算回路２３からの読取
りタイミング２４の信号により、光センサは順次、ライ
ンイメージの読取りを行うとともにその読取りデータ２
５はデータ処理演算回路２３へと送られる。ここで、読
取りタイミング２４は、本発明の副走査方向の移動量検
出機構により検出される。

【００３４】次に、副走査方向の移動量検出機構につい
て説明する。図示しない左側の回転ローラと同軸で回転
する光学的スリットは、相互にスリットをおよそ１／４
ピッチ分程度ずらした光学的スリットＬ１、及び光学的
スリットＬ２から形成されており、それぞれの反射光が
導波路１８により光電変換素子１９−Ｌ１、及び光電変
換素子１９−Ｌ２へと導かれる。光電変換素子１９−Ｌ
１、及び光電変換素子１９−Ｌ２の出力は、データ処理
演算回路２３へと送られ、光学的スリットＬ１、及び光
学的スリットＬ２からの信号として、すなわち、左側回
転ローラの回転情報として認識、処理される。同様に、
図示しない右側の回転ローラと同軸で回転する光学的ス
リットは、光学的スリットＲ１、及び光学的スリットＲ
２から形成されており、それぞれの反射光が導波路１８
により光電変換素子１９−Ｒ１、及び光電変換素子１９
−Ｒ２へと導かれ、それぞれの出力がデータ処理演算回
路２３へと送られ、右側回転ローラの回転情報として認
識、処理される。

【００３５】図３は、光学的スリットと導波路の相対位
置と、データ処理演算回路で処理される回転情報の関係
を示す図である。ここでは、光学的スリット上であって
導波路にその反射光が入射する領域を、導波路による光
学的スリットの読取りスポットとして示している。図示
しない回転ローラと同軸で回転する光学的スリットの回
転により、光学的スリットと読取りスポットの相対移動
が図３（ａ）の図中矢印（スポット移動方向）の方向に
移動すると、読取りスポットＭＬ１、及び読取りスポッ
トＭＬ２による反射光の強度変化は、図３（ｂ）に示す
如く、光強度ＮＬ１、及び光強度ＮＬ２のように連続的
に変化し、それぞれの光情報は、導波路により光電変換
素子へと導かれる。光電変換素子からの出力信号は、そ
れぞれ、データ処理演算回路へと伝えられ、図３（ｃ）
に示す如く、信号波形ＳＬ１、及び信号波形ＳＬ２とし
て処理される。なお、図中では、読取りスポットＭＬ
１、及び読取りスポットＭＬ２を隣接させているが、回
転ローラ、光学的スリット、等の組付け精度にあわせて
間隔を設けて導波路を配置してもよい。

【００３６】図４は、原稿面上でのハンディスキャナの
移動を表す概略平面図である。図示する如く、原稿１１
面上でハンディスキャナ２６を曲線的に移動させた場合
にも、左右の回転ローラ１５の回転量、及び回転方向の
情報から、データ処理演算回路２３において、ハンディ
スキャナ２６の移動量、及び移動軌跡が算出、認識され
得るため、原稿上での正確な読取りライン２７の位置、
及び読取り軌跡２８が特定できる。すなわち、ハンディ
スキャナ２６の左端、あるいは右端が規定量移動する毎
に光センサの読取りを行い、算出した原稿上の位置と対
応させたデータとすることで、正確な原稿の読取りが可
能となる。また、回転ローラ１５の回転方向が検出され
るため、ハンディスキャナ２６の移動方向を認識するこ
とができ、移動方向が逆で読取った像が反転するという
不具合の発生がない。すなわち、ハンディスキャナ２６
の読取り移動方向を一方向に限定しない双方向の読取り
が可能となる。

【００３７】このように、回転ローラ近傍に小型の光学
的スリットを、光センサ近傍に光電変換素子を、各々配
置し、その間の光情報を導波路を介して導く構成とする
ことで、副走査方向の移動量検出機構が小型化、簡略化
され、ハンディスキャナの薄型化、小型化が可能とな
る。さらに、光導波路アレイ両側端部に、回転ローラと
同軸上に形成された光学的スリットを設け、左右の回転
ローラの回転量を導波路を介して別々に検出すること
で、原稿上でハンディスキャナを曲線的に移動させる読
み取り動作が可能となる。さらに、光学的スリットから
の位相をずらした光情報を２本の導波路を介して検出し
回転ローラの回転方向を特定することで、読み取りのた
めのハンディスキャナの移動方向を一方向に限定しない
双方向の読み取り動作が可能となる。

【００３８】図５は、他の光学的スリットと導波路の相
対位置を示す図であり、先述の例とは光学的スリットの
形状が異なる。先述の例と同様に、光学的スリット上で
あって導波路にその反射光が入射する領域を、導波路に
よる光学的スリットの読取りスポットとして示してい
る。図示しない回転ローラと同軸で回転する光学的スリ
ットの回転により、光学的スリットと読取りスポットの
相対移動が図５（ａ）の図中矢印（スポット移動方向）
の方向に移動すると、読取りスポットＭＬ１１、及び読
取りスポットＭＬ１２による反射光の強度変化（図５
（ｂ））は、それぞれ導波路により光電変換素子へと導
かれ、先述の例と同様に、回転情報としてデータ処理演
算回路へと伝えられ処理される（図５（ｃ））。本例の
光学的スリットは、読取りスポット列方向、すなわち、
光導波路アレイ方向に対して斜めにスリットが形成され
ている。そのため、読取りスポットＭＬ１１、及び読取
りスポットＭＬ１２を隣接して配置することができ、ハ
ンディスキャナ組立て時等に、光学的スリットの光導波
路アレイ方向の組付け位置精度を必要としない。

【００３９】図６は、本発明に係るハンディスキャナの
他の実施形態を示す構造図であり、ハンディスキャナの
透視下面図である。原稿面を照射する光源３０、原稿面
からの反射光を光センサへと導く光導波路アレイ３２、
及び導波路毎に形成されたマイクロレンズ３４、等の主
走査方向読み取り機構は図１に示した前述の実施形態と
同様である。回転ローラ３５は、シャフト３６、及びギ
ヤ３８を介して光学的スリット３７へとその回転が伝達
されるように構成されていおり、シャフト３６の長さ、
及びシャフト上の回転ローラの固定位置により、左右に
配置した回転ローラ３５の間隔が設定され得る。そのた
め、ハンディスキャナの最大原稿読み取り幅に対して原
稿幅が小さい場合にも、つねに原稿面上を回転ローラ３
５が回転するような回転ローラ配置とすることができ、
回転ローラ３５の空転等による副走査方向の読み取りミ
スの少ない良好な読み取りが可能となる。なお、左右の
光学的スリット３７からの回転情報は、回転ローラ３５
の間隔の違いによる補正を加えただけで基本的には前述
の実施形態と同様である。

【００４０】図７は、本発明に係るハンディスキャナの
他の実施形態を示す図であり、ハンディスキャナの透視
下面図である。原稿面を照射する光源４０、原稿面から
の反射光を光センサへと導く光導波路アレイ４２、及び
導波路毎に形成されたマイクロレンズ４４、等の主走査
方向読み取り機構は図１に示した前述の実施形態と同様
である。回転ローラ４５は、シャフト４６、及びギヤ４
８を介して光学的スリット４７へとその回転が伝達され
るように構成されていおり、また、左右の回転ローラ４
５は同一のシャフト４６上に形成されている。そのた
め、ハンディスキャナの移動方向が簡易的に一方向に限
定される。この場合は、光学的スリット、及び光電変換
素子は、左側、あるいは右側に一組のみ設けられ、図示
しないデータ処理演算回路のハンディスキャナ移動軌跡
算出機能は省略される。このように、直線移動読取り専
用のハンディスキャナにおいて、本発明の副走査方向移
動量検出機構を用いることにより、小型化、薄型化する
ことができる。

【００４１】さらに、シャフト４６上の回転ローラ４５
の固定位置により、左右に配置した回転ローラ４５の間
隔が設定され得る。そのため、ハンディスキャナの最大
原稿読み取り幅に対して原稿幅が小さい場合にも、原稿
面上を回転ローラが回転するような回転ローラ配置とす
ることができ、回転ローラの空転等による副走査方向の
読み取りミスの少ない良好な読み取りが可能となる。な
お、上述の実施形態では、回転ローラの数を２つとして
いるが、これに限るものではなく、ハンディスキャナの
最大原稿読み取り幅や、読み取りが想定される原稿幅等
を考慮して、３つ以上の回転ローラを配置してもよい。
また、回転伝達部材としてギアを用いる例を記載した
が、これに限らず、プーリ、スプロケット等を用いても
構わない。

【００４２】図８は、本発明に係るハンディスキャナの
他の実施形態を示す構造図であり、（ａ）は透視正面
図、（ｂ）は透視下面図、（ｃ）は（ａ）図中のＢ部の
詳細を表す斜視図である。

【００４３】原稿面５１を照射する光源５０、原稿面５
１からの反射光を光センサ５３へと導く光導波路アレイ
５２、及び導波路毎に形成されたマイクロレンズ５４、
等の主走査方向読み取り機構は基本的に図１に示した前
述の実施形態と同様である。

【００４４】回転ローラ５５は、本体ケース５６に固定
され、回転ローラ５５と同軸で回転する光学的スリット
５７は、円板形状であり、光導波路アレイ５２側面部
で、さらに、光学的スリット５７からの光が導波路５８
に入射するように配置される。導波路５８は、光センサ
５３に隣接して設けた光電変換素子５９まで光学的スリ
ット５７からの反射光を導く。光学的スリット５７は、
半径方向に５０分割するように光透過部、及び光非透過
部を交互に設けた約３．２ｍｍ径の円板形状とし、回転
ローラ５５には、約４ｍｍ径の円筒形状ゴムローラを用
いた。

【００４５】ハンディスキャナを移動させることで回転
ローラ５５が回転し、回転ローラ５５と同軸で回転する
光学的スリット５７からの反射光の強弱が導波路５８を
介して導かれた光電変換素子５９においてハンディスキ
ャナの移動量として検出される。ここで、回転ローラ５
５の回転量とハンディスキャナの移動量の関係は約１
２．５ｍｍ／回転であり、光学的スリット５７は５０周
期／回転の信号となることから、ハンディスキャナの１
２５μｍ毎の移動量の検出が可能で、副走査方向解像度
で２００ｄｐｉ相当の読み取りに対応する。左右に設け
られた回転ローラ５５は、左右別々に回転し、左右別々
に移動量を検出することができるため、原稿上のハンデ
ィスキャナの移動軌跡が検出され得る。

【００４６】また、ハンディスキャナの移動方向、すな
わち回転ローラ５５の回転方向を検出するために、光学
的スリット５７からの反射光を、光強度変化の位相をず
らした反射光として２本の導波路を用いて光電変換素子
へ導く。そのためには、光導波路アレイ５２の基板面と
光学的スリット５７の回転軸をオフセットさせ、光学的
スリット５７からの反射光を導く２本の導波路に対して
スリットの位置をずらした配置とすればよい。この場
合、導波路列に対して斜めにスリットが横切るため、図
５に示したような、導波路による読取りスポットと光学
的スリットパターンの相対位置関係のような構成とする
ことができる。

【００４７】本構成のハンディスキャナは、円板形状の
光学的スリット５７が光導波路アレイ５２の側面の光入
射部に配置されるため、ハンディスキャナ本体ケース５
６への回転ローラ５５と光学的スリット５４の組み付け
が容易となるとともに、円板形状であるため光学的スリ
ット５７の製造が容易となる。

【００４８】上述の実施形態において、簡単のため、光
学的スリットからの反射光が導波路に入射すると表現し
ている。詳細を説明すると、光学的スリット５７は、光
源５０により照射された原稿面５１からの反射光が、光
学的スリット５７に交互に設けられた光透過部及び光非
透過部により遮られた後に導波路５８に入射するように
構成されており、導波路５８により導かれた光強度変化
を光電変換素子５９で検出する構成となっている。

【００４９】光学的スリットの他の例として、光学的ス
リット１７と回転ローラ５５の間に図示しない反射板を
設けて、光源５０の光が反射板に反射した後、光学的ス
リット５７を透過し、導波路５８へ入射するような構造
としてもよい。反射板は、本体ケース５６の構成部分と
して光学的スリット５７と回転ローラ５５の間に構成す
る。あるいは、回転ローラ５５の光学的スリット５７に
面した側面にアルミテープ等を貼り付ける等の高反射材
料を形成する。これにより、原稿面の反射率にかかわら
ず、光源５０からの光が効率的に光学的スリット５７を
透過して導波路５８に入射するため、光電変換素子５９
での光強度変化の検出が容易となる。

【００５０】光学的スリットの他の例として、上述の例
の如く、反射光を透過させる透過型構造の光学的スリッ
ト以外に、反射率の異なる表面を交互に設けた反射型構
造の光学的スリットを用いることができる。光学的スリ
ット５７は、例えば白色と黒色とを、すなわち高反射表
面部と低反射表面部とを交互に形成した構造とする。こ
れにより、光源５０からの光が直接、光学的スリット５
７に反射し、その反射率の差に対応した光強度変化を導
波路５８を介した光電変換素子５９により検出すること
ができる。

【００５１】さらに、光学的スリットの他の例として、
反射部と透過部を交互に設けた構造の光学的スリット５
７を用いることができる。光源５０からの光が光学的ス
リット５７の反射部で反射して導波路５８に入射する光
路と、光源５０からの光が原稿面５１で反射して光学的
スリット５７の透過部を透過して導波路５８に入射する
光路と、光学的スリット５７の回転が２種類の光路から
なる光強度変化として検出され得る。このように、本発
明のハンディスキャナは、種々の光学的スリットの構造
を採用することができるため、光学的スリットの材質、
生産性、コスト等を考慮して選定すればよい。

【００５２】図９は、本発明に係るハンディスキャナの
他の実施形態を示す図であり、ハンディスキャナの透視
下面図である。原稿面を照射する光源６０、原稿面から
の反射光を光センサへと導く光導波路アレイ６２、及び
導波路毎に形成されたマイクロレンズ６４、等の主走査
方向読み取り機構は図８に示した前述の実施形態と同様
である。

【００５３】回転ローラ６５と光学的スリット６７とは
同軸上であり、さらに、左右の回転ローラ６５は同一の
シャフト６６上に形成されている。そのため、ハンディ
スキャナの移動方向が簡易的に一方向に限定される。こ
の場合は、光学的スリット６７、及び光電変換素子は、
左側、あるいは右側に一組のみ設けられ、図示しないデ
ータ処理演算回路のハンディスキャナ移動軌跡算出機能
は省略される。このように、直線移動読取り専用のハン
ディスキャナにおいて、本発明の副走査方向移動量検出
機構を用いることにより、小型化、薄型化することがで
きる。

【００５４】さらに、本構成のハンディスキャナは、円
板形状の光学的スリットが光導波路アレイの側面の光入
射部に配置されるため、ハンディスキャナ本体ケースへ
の回転ローラと光学的スリットの組み付けが容易となる
とともに、円板形状であるため光学的スリットの製造が
容易となる。

【００５５】上述の実施形態において、光センサとして
ＣＣＤリニアセンサを用いたが、これに限るものではな
く、ＭＯＳ型センサ、バイポーラ型センサを用いてもよ
い。ハンディスキャナの構造として、複数の読み取りラ
インを持つ光センサと複数の光導波路アレイを組み合わ
せた構造としてもよく、例えば導波路アレイ毎に異なる
色を検出するように構成したカラーハンディスキャナと
してもよい。また、光センサにエリア型センサを用いて
構成してもよい。

【００５６】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、光学的スリッ
トからの透過光又は反射光が移動検出用導波路により光
電変換素子まで導かれるため、光導波路アレイを用いた
縮小光学型のイメージセンサと組み合わせて構成するこ
とにより、小型化、薄型化することができる。特に、光
学的スリットは、回転ローラの回転と同期して回転する
ことにより、光照射により発生する透過光又は反射光の
光強度が変化するようにして、その光が移動検出用導波
路により光センサに隣接する光電変換素子に導かれて、
移動量を検出する構成なので、従来のように、フォトセ
ンサからなる検出手段を別途設ける構造ではなく、小型
化、薄型化することができる。

【００５７】上記効果に加えて各請求項の発明は以下の
効果を奏する。請求項２の発明によれば、光透過率又は
光反射率が異なる複数の領域を設けた回転体からなり、
該光学的スリットの光透過率又は光反射率が異なる領域
に対向するように前記移動検出用導波路の光入射部を配
置するので、回転ローラの回転によって透過光又は反射
光の光強度が変化し、確実に移動検出用導波路の入射部
に光を入射させて、移動量を検出可能となる。

【００５８】さらに、請求項３の発明によれば、円筒形
状の光学的スリットが光導波路アレイを部分的に囲う位
置に配置されるため、光導波路アレイを用いた縮小光学
型のイメージセンサの原稿面からの反射光を導く導波路
の光入射部と、光学的スリットからの反射光を導く導波
路の光入射部とを同一面にすることができ、光導波路ア
レイを用いた縮小光学型のイメージセンサの導波路アレ
イの一部をそのまま光学的スリットからの反射光を導く
導波路に用いることができる等、導波路アレイ作製工程
上の変更を必要としない。

【００５９】さらに、請求項４の発明によれば、円板形
状の光学的スリットが光導波路アレイの側面の光入射部
に配置されるため、回転ローラと光学的スリットの組み
付けが容易となるとともに、円板形状であるため光学的
スリットの製造が容易となる。

【００６０】また、請求項５の発明によれば、光学的ス
リットの回転軸と同軸上の回転ローラを光導波路アレイ
の両側端部に配置するため、回転ローラの直径と同程度
までハンディスキャナを薄型化することができる。

【００６１】また、請求項６の発明によれば、光学的ス
リットの回転軸に対して回転伝達部材を介して連結され
た回転軸上に回転ローラを形成するため、ハンディスキ
ャナ幅に対して狭い間隔で複数の回転ローラを配置で
き、ハンディスキャナ幅より小さいサイズの原稿の読み
取りを容易とすることができる。

【００６２】請求項７の発明によれば、複数の回転ロー
ラに同期して回転する光学的スリットからの光が導波路
を介して入射する各々の光電変換素子の信号から、ハン
ディスキャナの移動軌跡を算出する演算回路をもつた
め、ハンディスキャナをハンディスキャナの移動方向を
一方向に限定せず、例えば曲線状に移動させた場合など
も正確に移動量を読み取ることができる。

【００６３】請求項８及び９の発明によれば、光導波路
アレイの少なくとも一方の側端部に光学的スリットが配
置されているので、ハンディスキャナの移動を直線移動
にのみ固定して、一方の光学的スリットで移動量を検出
して、従来のハンディスキャナのような直線移動読み取
り専用のハンディスキャナを容易に構成することができ
る。さらに、請求項８の発明によれば、光学的スリット
の回転軸と同軸上の回転ローラを光導波路アレイの両側
端部に配置するため、回転ローラの直径と同程度までハ
ンディスキャナを薄型化することができる。さらに、請
求項９の発明によれば、光学的スリットの回転軸に対し
て回転伝達部材を介して連結された回転軸上に回転ロー
ラを形成するため、ハンディスキャナ幅に対して狭い間
隔で複数の回転ローラを配置でき、ハンディスキャナ幅
より小さいサイズの原稿の読み取りを容易とすることが
できる。

【００６４】請求項１０の発明によれば、複数の回転ロ
ーラのうち少なくとも２つの間隔が、前記光導波路アレ
イの両側端部の幅よりも狭いので、ハンディスキャナ幅
より小さいサイズの原稿に対して、回転ローラを確実に
当接させることができ、読み取りを容易とすることがで
きる。

【００６５】請求項１１の発明によれば、光学的スリッ
ト回転時に光学的スリットからの透過光又は反射光の強
度変化の位相がそれぞれの光電変換素子で異なるような
相対位置に、光学的スリットと移動検出用導波路とが配
置されているので、光学的スリットからの位相をずらし
た光情報を２本の導波路を介して検出し、回転ローラの
回転方向を特定することで、読み取りのためのハンディ
スキャナの移動方向を一方向に限定しない双方向の読み
取り動作が可能となる。

【００６６】請求項１２の発明によれば、光電変換素子
と光センサとが、同一素子基板上にモノリシックに形成
されていてもよい。それにより、ハンディスキャナで用
いられる光検出系のデバイスを１部品にまとめることが
でき、部品点数の削減、及び電気的配線、光学的位置合
せ等の組立工程の簡略化が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）〜（ｃ）は、本発明に係るハンディスキ
ャナの一実施形態を示す構造図である。

【図２】本実施形態のハンディスキャナの動作を概略的
に示した図である。

【図３】（ａ）〜（ｃ）は、光学的スリットと導波路の
相対位置と、データ処理演算回路で処理される回転情報
の関係を示す図である。

【図４】原稿面上でのハンディスキャナの移動を表す概
略平面図である。

【図５】（ａ）〜（ｃ）は、他の光学的スリットと導波
路の相対位置と、データ処理演算回路で処理される回転
情報の関係を示す図である。

【図６】本発明に係るハンディスキャナの他の実施形態
を説明するための構造図である。

【図７】本発明に係るハンディスキャナの他の実施形態
を説明するための構造図である。

【図８】（ａ）〜（ｃ）は、本発明に係るハンディスキ
ャナの他の実施形態を説明するための構造図である。

【図９】本発明に係るハンディスキャナの他の実施形態
を説明するための構造図である。

【図１０】（ａ）及び（ｂ）は、従来のハンディスキャ
ナを説明するための構造図である。

【符号の説明】

１０，３０，４０，５０，６０ 光源 １２，３２，４２，５２，６２ 光導波路アレイ １３，５３ 光センサ １４，３４，４４，５４，６４ マイクロレンズ １５，３５，４５，５５，６５ 回転ローラ １６，５６ 本体ケース １７，３７，４７，５７，６７ 光学的スリット １８，５８ 導波路 １９，５９ 光電変換素子

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 原稿面への光源の照射により発生する反
   射光が入射されてその入射光を導波する光導波路アレイ
   と，該光導波路アレイからの出射光を検出する光センサ
   と、原稿面に対する移動量を検出する移動量検出手段と
   からなるハンディスキャナにおいて、 前記移動量検出手段は、 原稿面に対する移動とともに回転する回転ローラと、 該回転ローラの回転と同期して回転することにより、光
   照射により発生する透過光又は反射光の光強度が変化す
   るように設けられた光学的スリットと、 該光学的スリットからの透過光又は反射光を検出するた
   めに前記光センサに隣接して設けられた光電変換素子
   と、 該光電変換素子に光学的スリットからの透過光又は反射
   光を導くために前記光導波路アレイに設けられた移動検
   出用導波路と、 を備えたことを特徴とするハンディスキャナ。
2. 【請求項２】 請求項１記載のハンディスキャナにおい
   て、 前記光学的スリットは、光透過率又は光反射率が異なる
   複数の領域を設けた回転体からなり、該光学的スリット
   の光透過率又は光反射率が異なる領域に対向するように
   前記移動検出用導波路の光入射部を配置することを特徴
   とするハンディスキャナ。
3. 【請求項３】 請求項２記載のハンディスキャナにおい
   て、 前記光学的スリットは、光透過率が異なる複数の領域を
   側面内に設けた円筒形状であり、前記移動検出用導波路
   の光入射部を該側面に対向させて配置することを特徴と
   するハンディスキャナ。
4. 【請求項４】 請求項２記載のハンディスキャナにおい
   て、 前記光学的スリットは、光反射率が異なる複数の領域を
   面内に設けた円板形状であり、前記移動検出用導波路の
   光入射部を該面に対向させて配置することを特徴とする
   ハンディスキャナ。
5. 【請求項５】 請求項１、２、３又は４記載のハンディ
   スキャナにおいて、 前記光導波路アレイの両側端部にそれぞれ前記光学的ス
   リットと前記回転ローラが配置され、前記光学的スリッ
   トは前記回転ローラと同一回転軸上に取り付けられ、前
   記回転ローラは互いに独立して回転し得ることを特徴と
   するハンディスキャナ。
6. 【請求項６】 請求項１、２、３又は４記載のハンディ
   スキャナにおいて、 前記光導波路アレイの両側端部にそれぞれ前記光学的ス
   リットが配置され、複数の回転ローラが前記光学的スリ
   ットの回転軸と回転伝達部材を介して連結された回転軸
   上に取り付けられ、該複数の回転ローラのうち少なくと
   も２つが互いに独立して回転し得ることを特徴とするハ
   ンディスキャナ。
7. 【請求項７】 請求項１ないし６のいずれかに記載のハ
   ンディスキャナにおいて、 前記光電変換素子の信号からハンディスキャナの移動軌
   跡を算出する演算回路を設けることを特徴をするハンデ
   ィスキャナ。
8. 【請求項８】 請求項１、２、３又は４記載のハンディ
   スキャナにおいて、 前記光導波路アレイの少なくとも一方の側端部に前記光
   学的スリットが配置され、該光学的スリットと複数の回
   転ローラとを同一回転軸上に取り付けることを特徴をす
   るハンディスキャナ。
9. 【請求項９】 請求項１、２、３又は４記載のハンディ
   スキャナにおいて、 前記光導波路アレイの少なくとも一方の側端部に前記光
   学的スリットが配置され、該光学的スリットは複数の回
   転ローラの回転軸と回転伝達部材を介して連結された回
   転軸上に取り付けられることを特徴とするハンディスキ
   ャナ。
10. 【請求項１０】 請求項６又は９記載のハンディスキャ
    ナにおいて、 前記複数の回転ローラのうち少なくとも２つの間隔が、
    前記光導波路アレイの両側端部の幅よりも狭いことを特
    徴とするハンディスキャナ。
11. 【請求項１１】 請求項１ないし１０のいずれかに記載
    のハンディスキャナにおいて、 前記移動検出用導波路と前記光電変換素子とをそれぞれ
    複数備え、前記光学的スリット回転時に光学的スリット
    からの透過光又は反射光の強度変化の位相がそれぞれの
    光電変換素子で異なるような相対位置に、前記光学的ス
    リットと前記移動検出用導波路とが配置されていること
    を特徴とするハンディスキャナ。
12. 【請求項１２】 請求項１ないし１１のいずれかに記載
    のハンディスキャナにおいて、 前記光電変換素子と前記光センサとが、同一素子基板上
    にモノリシックに形成されていることを特徴とするハン
    ディスキャナ。