JP3575515B2 - scanner - Google Patents

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好司 金子
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明はスキャナーに係り、特に、必要とされる共役長を確保すべく原稿とレンズとの間に光路形成用の反射光学部材を備えた小型のスキャナーに関する。
【0002】
【従来の技術】
照明用の光源で原稿を照明しつつ、該原稿に沿って移動しながら画像情報を取り込むハンディースキャナーでは、読取口(スリット)から入射する原稿面からの光をレンズを介してラインセンサ(CCD)に導いている。かかる共役長を確保すべく、従来は、スキャナーのケーシング内に折り返し用のミラーが複数枚設けられている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のスキャナーでは、必要な共役長を確保するために配設されるミラーの角度の調整が微妙であり、複数のミラーについて適正な角度に組付けることは極めて困難である。
また、折り返し回数が増えるとミラーの枚数が増え、更なる小型化も難しいという問題がある。
【0004】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、組付けが容易で一層の小型化を図ることができるスキャナーを提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本発明は前記目的を達成する為に、照明用光源で原稿面を照明しながら前記原稿面に沿って移動され、前記原稿面からの光をレンズを介してラインセンサに導き、前記原稿面の画像情報を読み取るスキャナーにおいて、2組の長さの異なる平行平面を有し、前記2組の平行平面で包囲される媒質領域内に入射した前記原稿面からの光を前記平行平面の各面で少なくとも1回反射して前記レンズに向けて出射する光路形成用の反射光学部材と、当該スキャナーと前記原稿面との相対的な移動量を検出するための移動位置検出手段と、を備え、前記反射光学部材は、前記原稿面からの光の入射光軸方向に対して傾斜して配置され、該反射光学部材の下面と原稿面との間に形成される空間に、前記照明用光源と前記移動位置検出手段とが前記原稿面からの光の入射光軸を挟んで左右にそれぞれ配置されていることを特徴としている。
【0006】
本発明によれば、2組の長さの異なる平行平面を反射面とする反射光学部材に入射した光は、前記平行平面の各面で少なくとも1回反射され、該反射光学部材から出射される。このように、反射光学部材の内側の4つの反射面で光の経路を折り返すことで、比較的長い光路長を形成することができる。かかる反射光学部材を用いれば、反射面の微妙な角度調整が不要或いは容易となり、一層の小型化を図ることができる。
【0007】
また、この反射光学部材は、短辺側の一組の平行な反射面と、長辺側の一組の平行な反射面とから成るが、原稿面からの光の入射光軸に対して傾けて配置することにより、反射光学部材の下側に該反射光学部材の下面と原稿面とで画される空間が形成される。この空間に照明用光源と移動位置検出手段とを入射光軸を挟んで左右にそれぞれ配置したことにより、光源と移動位置検出手段との距離を比較的近づけて配置することができスキャナーの薄型化、小型化を図ることができる。
【0008】
例えば、2組の長さの異なる平行平面が互いに90度を成す矩形状の光学部材においては、原稿面からの光の入射光軸方向に対して略30度又は略45度傾斜して配置する。
また、一般に、照明用光源よりも移動位置検出手段の方が大きい空間を占めるので、前記反射光学部材の下側の反射面のうち、短辺側の反射面の下方に照明用光源を配置し、長辺側の反射面の下方に移動位置検出手段を配置することにより、一層の小型化を達成することができる。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下添付図面に従って本発明に係るスキャナーの実施の形態について詳説する。
図1は、本発明が適用されたハンディースキャナーの側面透視図であり、図2は、正面透視図である。
【0010】
同図に示すスキャナー10は、ケーシング12内に照明用の光源14、プリズムブロック(反射光学部材に相当)16、レンズ18、ラインセンサ(CCD)20、スキャナー回路22及び位置検出用のローラ24等が配置されて成る。尚、図中符号26はCCD基板である。
光源14は、ケーシング12の底面部、図1中左下隅部に配設され、該光源14の右側にプリズムブロック16が隣接して配置されている。ケーシング12の底面、前記プリズムブロック16の真下の部分にはスリット28が形成され、該スリット28を介して光源14の照明光が原稿30に照射されるとともに、その原稿30からの光をケーシング12内に取り込むようになっている。
【0011】
プリズムブロック16は、透明の光学プラスチック又はガラスで成形され、断面が略長方形状に形成されている。即ち、このプリズムブロック16は、長さAの一組の平行な反射面32、34と、長さB(>A)の一組の平行な反射面36、38とを有し、下側の反射面32、38が入出射光線の光軸に対してθ=45度の角度となるように図示しない支持部材により支持されている。
【0012】
このプリズムブロック16の下側の反射面32、38と、ケーシング12の底面とで画成される空間に前記光源14及びローラ24が前記原稿30からの光の入射光軸を挟んで左右に配置されている。かかる配置を採用することにより、光源14とローラ24の距離を近づけて配置することができスキャナーの厚さ方向(図1中左右方向)の薄型化を図ることができる。
【0013】
一般に、照明用の光源14の直径よりもローラ24の直径の方が大きいので、短辺側の反射面32の下方に光源14を配置し、長辺側の反射面38の下方にローラ24を配置するのが好ましい。
プリズムブロック16の下側の反射面32、38が交わる交線陵付近には、原稿30面に略平行な平面部(入射面)40が形成され、同様に、上側の反射面34、36が交わる交線陵付近にも、原稿30面に平行な平面部(出射面)42が形成されている。前記入射面40及び出射面42は、各反射面32、38、34、36の反射の妨げとならない程度の大きさに形成される。
【0014】
このように、入出射光線に対して垂直な入射面40及び出射面42を設けたことにより、交線陵の頂点部分による光の反射、散乱を防止することができる。また、出射面42の幅が小さいとサジタル方向の光量が小さくなり解像度が低下するので、サジタル方向の光量を十分に得られる程度に出射面42の幅を定める必要がある。
【0015】
前記スリット28を介してケーシング12内に進入した原稿30からの光は、入射面40から当該プリズムブロック16に入射した後、反射面36で図中90度右方向に反射され、以後、反射面34、38、32、…の順に反射されて、最終的に出射面42からプリズムブロック16外へ出射される。
プリズムブロック16の上方にはレンズ18、CCD20が配設され、プリズムブロック16から出射された光はレンズ18を介して前記CCD20に導かれる。CCD20の受光面に入射した光は、光の強さに応じた電気信号に変換され、その電気信号はスキャナ回路22に導かれる。そして、スキャナー回路22の画像信号処理手段によって原稿画像の情報が取得される。
【0016】
また、ローラ24には、エンコーダ等の回転数を検出する手段(不図示)が設けられ、スキャナー10が移動した位置や移動量を検出できるようになっている。
次に、上記の如く構成されたハンディースキャナーの作用について説明する。図3乃至図6は、プリズムブロック16を幾何光学的にモデル化した説明図である。長さAの一組の平行な反射面32、34と、長さB(>A)の一組の平行な反射面36、38とを有し、これら二組の長さの異なる平行平面が互いに直交して成る反射光学系において、図中白丸で示す最下の頂点(入射点)から光が入射する場合の反射光路について長さの比率(A:B)との関係で説明する。
【0017】
図3には、A:B=3:4の様子が示されている。図中白丸で示す入射点から上向きにプリズムブロック16内に進入した光は、反射面36(以下、第1反射面という)で図中90度右方向に反射され、以後、反射面34(以下、第2反射面という)、反射面38(以下、第3反射面という)、反射面32(以下、第4反射面という)の順に、それぞれ1回づつ反射され、最後に再び第1反射面36で反射され、図中黒丸で示す右端の頂点(出射点)からプリズムブロック16外に出射される。この場合、総反射回数5回、光路長は4×21/2 ×Aとなる。
【0018】
図4には、A:B=3:5の様子が示されている。図中白丸で示す入射点から上向きにプリズムブロック16内に進入した光は、第1反射面36で図中90度右方向に反射され、以後、第2反射面34、第3反射面38、第1反射面36、第4反射面32、第3反射面38の順に反射され、図中黒丸で示す上側の頂点(出射点)からプリズムブロック16外に出射される。この場合、総反射回数6回、光路長は5×21/2 ×Aとなる。
【0019】
図5には、A:B=4:5の様子が示されている。図中白丸で示す入射点から上向きにプリズムブロック16内に進入した光は、第1反射面36で図中90度右方向に反射され、以後、順に第2反射面34、第3反射面38、第4反射面32、第1反射面36、第2反射面34、第3反射面38の順に反射され、図中黒丸で示す左側の頂点(出射点)からプリズムブロック16外に出射される。この場合、総反射回数7回、光路長は5×21/2 ×Aとなる。
【0020】
図6には、A:B=3:7の様子が示されている。図中白丸で示す入射点から上向きにプリズムブロック16内に進入した光は、各反射面で少なくとも1回反射し、合計8回の反射を経て図中黒丸で示す上側の出射点からプリズムブロック16外に出射される。この場合、光路長は7×21/2 ×Aとなる。
上述したように、A:Bの比率を変更することにより反射経路、反射回数が変更され、出射方向を右方向、左方向、上方向と適宜変更することができるとともに、光路長も適宜変更できる。どのような比率を採用するかは、レンズ18によって規定される共役長に基づいて必要とされる光路長や、スリット28、レンズ18及びCCD20の配置関係に応じて決定される。
【0021】
図1に示すようにスリット28、レンズ18及びCCD20が縦方向に略直線的に並ぶ縦型のスキャナーにおいては、図7(a)(b)に示すように入射光線と出射光線が平行になるものを採用する。尚、図1に示すスキャナー10では、A:B=9:11(総反射回数=18回、光路長=11×21/2 ×A)のプリズムブロック16が採用されている。
【0022】
かかる構成により、2組の平行な反射面の長さの比率(A:B)に応じて反射回数を増減でき、従来の折り返し用のミラーを増設することなく、比較的長い光路長を形成することができる。これにより、ミラーの微妙な角度調整が不要になるとともに、一層の小型化を図ることができるという利点がある。
図1に示すスキャナー10を原稿30面に沿って一方向(図中右方向又は左方向)に移動させると、ローラ24が原稿30に接触しながら回転し、該スキャナー10と原稿30面との距離が一定に保たれ、スキャナー10は滑らかに移動する。そして、ローラ24の回転に基づいてスキャナー10の位置を検出しながら、原稿30面からの光を上述のプリズムブロック16、及びレンズ20を介して順次CCD20に導くことにより、原稿30の画像情報を取得することができる。
【0023】
図8には、本発明の他の実施の形態が示されている。同図中、図1に示した実施の形態と同一又は類似の部材には同一の符号を付し、その説明は省略する。同図に示すスキャナー10は、レンズ18、CCD20を結ぶ光軸が原稿30面と略平行に配置され、スリット28から入射した光をプリズムブロック16で反射し、図中右方向に出射するようになっている。尚、符号25は、補助ローラである。前記プリズムブロック16下側の反射面32、38が入出射光線の光軸に対してθ=45度の角度となるように図示しない支持部材により支持されており、前記反射面32、38と、ケーシング12の底面で画成される左右の空間に前記光源14及びローラ24が入射光線の光軸を隔てて左右にそれぞれ配置されている。
【0024】
かかる配置を採用することにより、光源14とローラ24の距離を近づけて配置することができスキャナーの横方向(図8中左右方向)の小型化を図ることができる。
このように、2組の平行平面の長さの比率に応じて、出射光線の出射方向を変えることができるので、スリット28及びレンズ18の位置関係に応じて種々の形態に容易に設計することが可能である。
【0025】
上記実施の形態では、前記プリズムブロック16下側の反射面32、38が入出射光線の光軸に対してθ=45度の角度を成す場合について説明したが30度、60度傾けて配置することも可能である。
上記実施の形態では、プリズムブロック16を例に説明したが、これに限らず、光学ミラーを組み合わせてもよい。即ち、反射面を構成する部材を問わず、2組の平行な反射面で包囲される媒質(プラスチック、ガラス、空気等)が占める領域内に導かれた光が前記反射面の各面(4面)で少なくとも1回以上反射して該媒質領域から出射するように構成されていればよい。
【0026】
例えば、図9(a)(b)に示したプリズムブロック16と同等の反射光学系を図10に示す如く4枚の板状ミラー52、54、56、58を組み合わせて構成することができる。この場合、ミラー52(図8の第4反射面32に相当)とミラー58(図9の第3反射面38に相当)の交線部分に隙間(開口部)60を設け、前述した入射面40に相当する入射口を形成する。ミラー54(図9の第2反射面34に相当)とミラー58の交線部分に隙間(開口部)62を設け、前述した出射面42に相当する出射口を形成する。
【0027】
上述の実施の形態では、2組の平行な反射面が90度を成している場合について説明したが、2組の平行な反射面の交わる角度は90度に限らず、図11に示すように2組の平行な反射面が60度、120度を成すようにしてもよい。
この場合、同図に示すように、120度の角度を形成する一方の交線陵部に入射光線に対して略垂直な入射面40を形成し、120度の角度を形成する他方の交線陵部に出射光線に対して略垂直な出射面42を形成する。
【0028】
そして、同図に示したプリズムブロック16の反射面32、38を入出射光線の光軸に対して60度(原稿30面に対して30度)傾斜させて配置し、該プリズムブロック16の下側とケーシング12の底面で画成される左右の空間に、照明用の光源14と位置検出用のローラ24とを配置してもよい。
かかる配置を採用することにより、光源14とローラ24の距離を近づけて配置することができスキャナーの小型化を図ることができる。
【0029】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係るスキャナーによれば、2組の長さの異なる平行平面の各面で少なくとも1回反射して光の経路を折り返すようにした光路形成用の反射光学部材を入射光線の光軸方向に対して傾けて配置し、該反射光学部材の下面と原稿面とで画される空間に照明用光源と移動位置検出手段とを前記入射光線の光軸を隔てて左右に配置したので、照明用光源と移動位置検出手段との距離を比較的近づけて配置することができる。これにより、スキャナーの薄型化、小型化を達成できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態に係るハンディースキャナーの側面透視図である。
【図2】図1に示したハンディースキャナーの正面透視図である。
【図3】2組の長さの異なる平行な反射面を有するプリズムブロックの反射経路を説明する為に用いた図である。
【図4】2組の長さの異なる平行な反射面を有するプリズムブロックの反射経路を説明する為に用いた図である。
【図5】2組の長さの異なる平行な反射面を有するプリズムブロックの反射経路を説明する為に用いた図である。
【図6】2組の長さの異なる平行な反射面を有するプリズムブロックの反射経路を説明する為に用いた図である。
【図7】下方から入射する入射光線を上方向に出射させる場合の反射経路の一例を示す図であり、(a)は光学系のモデル図、(b)はプリズムブロックの外観斜視図である。
【図8】本発明の他の実施の形態に係るハンディースキャナーの側面図である。
【図9】下方から入射する入射光線を右方向(横方向)に出射させる場合の反射経路の一例を示す図であり、(a)は光学系のモデル図、(b)はプリズムブロックの外観斜視図である。
【図10】下方から入射する入射光線を右方向(横方向)に出射させる反射光学系の他の形態を示す斜視図である。
【図11】2組の平行な反射面が60度又は120度を成すように構成した場合の反射経路を説明する為に用いた図である。
【符号の説明】
10…スキャナー
12…ケーシング
14…光源(照明用光源)
16…プリズムブロック(反射光学部材)
18…レンズ
20…ラインセンサ(CCD)
22…スキャナー回路
24…ローラ(移動位置検出手段)
30…原稿
32、34、36、38…反射面
40…入射面
42…出射面
52、54、56、58…ミラー
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a scanner, and more particularly, to a small-sized scanner having a reflection optical member for forming an optical path between a document and a lens in order to secure a required conjugate length.
[0002]
[Prior art]
In a handy scanner that illuminates a document with a light source for illumination and captures image information while moving along the document, a light from a document surface incident from a reading opening (slit) is input through a lens to a line sensor (CCD). Leading to. Conventionally, in order to secure such a conjugate length, a plurality of folding mirrors are provided in the casing of the scanner.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above-described conventional scanner, the adjustment of the angle of the mirror provided to secure a necessary conjugate length is delicate, and it is extremely difficult to assemble a plurality of mirrors at an appropriate angle.
Further, when the number of times of folding is increased, the number of mirrors is increased, and it is difficult to further reduce the size.
[0004]
The present invention has been made in view of such circumstances, and it is an object of the present invention to provide a scanner that can be easily assembled and can be further reduced in size.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention illuminates the original surface with a light source for illumination and is moved along the original surface, guides light from the original surface to a line sensor through a lens, and In a scanner for reading image information, two sets of parallel planes having different lengths are provided, and light from the document surface incident on a medium region surrounded by the two sets of parallel planes is reflected on each of the parallel planes. A reflection optical member for forming an optical path that reflects at least once and emits toward the lens; and a movement position detection unit for detecting a relative movement amount between the scanner and the document surface; The reflecting optical member is arranged to be inclined with respect to the direction of the incident optical axis of light from the document surface, and the illumination light source and the light source are arranged in a space formed between the lower surface of the reflecting optical member and the document surface. Moving position detecting means is provided on the original surface It is characterized by being disposed respectively on the left and right sides of the optical axis of incidence al light.
[0006]
According to the present invention, light incident on a reflecting optical member having two sets of parallel planes having different lengths as reflecting surfaces is reflected at least once on each surface of the parallel plane, and is emitted from the reflecting optical member. . As described above, a relatively long optical path length can be formed by turning the light path back at the four reflective surfaces inside the reflective optical member. If such a reflection optical member is used, fine angle adjustment of the reflection surface becomes unnecessary or easy, and the size can be further reduced.
[0007]
The reflecting optical member includes a pair of parallel reflecting surfaces on the short side and a pair of parallel reflecting surfaces on the long side. The reflecting optical member is inclined with respect to the incident optical axis of light from the document surface. With this arrangement, a space defined by the lower surface of the reflective optical member and the document surface is formed below the reflective optical member. By arranging the light source for illumination and the moving position detecting means on the left and right sides of the incident optical axis in this space, the distance between the light source and the moving position detecting means can be relatively short, and the scanner can be made thinner. In addition, the size can be reduced.
[0008]
For example, in a rectangular optical member in which two sets of parallel planes having different lengths form 90 degrees with each other, they are arranged at an angle of about 30 degrees or about 45 degrees with respect to the direction of the incident optical axis of light from the document surface. .
Further, since the moving position detecting means generally occupies a larger space than the illumination light source, the illumination light source is arranged below the short-side reflection surface of the lower reflection surface of the reflection optical member. Further, by disposing the movement position detecting means below the long-side reflection surface, further downsizing can be achieved.
[0009]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the scanner according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a side perspective view of a handy scanner to which the present invention is applied, and FIG. 2 is a front perspective view.
[0010]
The scanner 10 shown in FIG. 1 includes a light source 14 for illumination, a prism block (corresponding to a reflective optical member) 16, a lens 18, a line sensor (CCD) 20, a scanner circuit 22, a roller 24 for position detection, and the like inside a casing 12. Is arranged. Incidentally, reference numeral 26 in the drawing denotes a CCD substrate.
The light source 14 is disposed at the bottom of the casing 12 at the lower left corner in FIG. 1, and a prism block 16 is disposed adjacent to the right side of the light source 14. A slit 28 is formed in the bottom surface of the casing 12 and directly below the prism block 16. Illumination light of the light source 14 is irradiated on the original 30 through the slit 28, and light from the original 30 is transmitted to the casing 12. It is designed to be taken in.
[0011]
The prism block 16 is formed of transparent optical plastic or glass, and has a substantially rectangular cross section. That is, the prism block 16 has a pair of parallel reflecting surfaces 32 and 34 having a length A and a pair of parallel reflecting surfaces 36 and 38 having a length B (> A). The reflection surfaces 32 and 38 are supported by a support member (not shown) so that the angle of the reflection surfaces 32 and 38 is 45 degrees with respect to the optical axis of the incoming / outgoing light beam.
[0012]
The light source 14 and the roller 24 are arranged on the left and right sides of the optical axis of light from the document 30 in a space defined by the lower reflecting surfaces 32 and 38 of the prism block 16 and the bottom surface of the casing 12. Have been. By employing such an arrangement, the distance between the light source 14 and the roller 24 can be reduced, and the scanner can be made thinner in the thickness direction (the left-right direction in FIG. 1).
[0013]
Generally, since the diameter of the roller 24 is larger than the diameter of the light source 14 for illumination, the light source 14 is arranged below the short-side reflecting surface 32 and the roller 24 is arranged below the long-side reflecting surface 38. It is preferable to arrange them.
A flat portion (incident surface) 40 substantially parallel to the surface of the document 30 is formed near the intersection of the lower reflecting surfaces 32 and 38 of the prism block 16, and the upper reflecting surfaces 34 and 36 are similarly formed. A flat portion (emission surface) 42 parallel to the surface of the document 30 is also formed near the intersection line ridge. The entrance surface 40 and the exit surface 42 are formed in such a size that the reflection surfaces 32, 38, 34, 36 do not hinder the reflection.
[0014]
As described above, by providing the incident surface 40 and the exit surface 42 perpendicular to the incoming and outgoing rays, it is possible to prevent the reflection and scattering of light due to the vertex of the intersection line. Further, if the width of the light exit surface 42 is small, the light amount in the sagittal direction becomes small and the resolution is reduced. Therefore, it is necessary to determine the width of the light exit surface 42 to the extent that the light amount in the sagittal direction can be sufficiently obtained.
[0015]
The light from the original 30 that has entered the casing 12 through the slit 28 is incident on the prism block 16 from the incident surface 40, and is reflected by the reflecting surface 36 to the right by 90 degrees in the drawing. Are reflected in the order of 34, 38, 32,... And are finally emitted from the emission surface 42 to the outside of the prism block 16.
A lens 18 and a CCD 20 are disposed above the prism block 16, and light emitted from the prism block 16 is guided to the CCD 20 via the lens 18. The light incident on the light receiving surface of the CCD 20 is converted into an electric signal corresponding to the light intensity, and the electric signal is guided to the scanner circuit 22. Then, the information of the document image is obtained by the image signal processing means of the scanner circuit 22.
[0016]
The roller 24 is provided with a unit (not shown) for detecting the number of rotations, such as an encoder, so that the position and the amount of movement of the scanner 10 can be detected.
Next, the operation of the handy scanner configured as described above will be described. 3 to 6 are explanatory diagrams in which the prism block 16 is geometrically modeled. It has a set of parallel reflecting surfaces 32, 34 of length A and a set of parallel reflecting surfaces 36, 38 of length B (> A), and these two sets of parallel planes of different lengths In a reflection optical system which is orthogonal to each other, a reflection optical path when light enters from the lowest vertex (incident point) indicated by a white circle in the drawing will be described in relation to a length ratio (A: B).
[0017]
FIG. 3 shows a state where A: B = 3: 4. Light that has entered the prism block 16 upward from the incident point indicated by a white circle in the drawing is reflected rightward by 90 ° in the drawing on the reflection surface 36 (hereinafter, referred to as a first reflection surface), and thereafter, is reflected by the reflection surface 34 (hereinafter, referred to as a first reflection surface). , A second reflecting surface), a reflecting surface 38 (hereinafter, referred to as a third reflecting surface), and a reflecting surface 32 (hereinafter, referred to as a fourth reflecting surface) in this order, and finally the first reflecting surface again. The light is reflected at 36 and is emitted out of the prism block 16 from the vertex (emission point) at the right end indicated by a black circle in the figure. In this case, the total number of reflections is five, and the optical path length is 4 × 2 1/2 × A.
[0018]
FIG. 4 shows a state where A: B = 3: 5. Light that has entered the prism block 16 upward from the incident point indicated by a white circle in the drawing is reflected rightward by 90 degrees in the drawing on the first reflecting surface 36, and thereafter, the second reflecting surface 34, the third reflecting surface 38, The light is reflected in the order of the first reflecting surface 36, the fourth reflecting surface 32, and the third reflecting surface 38, and is emitted out of the prism block 16 from an upper vertex (emission point) indicated by a black circle in the drawing. In this case, the total number of reflections is 6, and the optical path length is 5 × 2 1/2 × A.
[0019]
FIG. 5 shows a state where A: B = 4: 5. Light that has entered the prism block 16 upward from the incident point indicated by a white circle in the drawing is reflected by the first reflecting surface 36 to the right by 90 degrees in the drawing, and thereafter, in order, the second reflecting surface 34 and the third reflecting surface 38. , The fourth reflecting surface 32, the first reflecting surface 36, the second reflecting surface 34, and the third reflecting surface 38 in this order, and are emitted out of the prism block 16 from the left vertex (emission point) indicated by a black circle in the drawing. . In this case, the total number of reflections is 7, and the optical path length is 5 × 2 1/2 × A.
[0020]
FIG. 6 shows a state where A: B = 3: 7. Light that has entered the prism block 16 upward from the incident point indicated by a white circle in the drawing is reflected at least once by each reflection surface, and is reflected eight times in total from the upper emission point indicated by a black circle in the drawing to the prism block 16. It is emitted outside. In this case, the optical path length is 7 × 2 1/2 × A.
As described above, by changing the ratio of A: B, the reflection path and the number of reflections are changed, and the emission direction can be appropriately changed to the right, left, and upward directions, and the optical path length can also be changed as appropriate. . The ratio to be used is determined according to the required optical path length based on the conjugate length defined by the lens 18 and the arrangement relationship between the slit 28, the lens 18, and the CCD 20.
[0021]
In a vertical scanner in which the slit 28, the lens 18 and the CCD 20 are arranged substantially linearly in the vertical direction as shown in FIG. 1, the incident light beam and the outgoing light beam become parallel as shown in FIGS. Adopt something. The scanner 10 shown in FIG. 1 employs a prism block 16 of A: B = 9: 11 (total number of reflections = 18 times, optical path length = 11 × 2 1/2 × A).
[0022]
With this configuration, the number of reflections can be increased or decreased according to the ratio (A: B) of the lengths of the two sets of parallel reflecting surfaces, and a relatively long optical path length can be formed without adding a conventional folding mirror. be able to. Thereby, there is an advantage that the fine adjustment of the angle of the mirror is not required, and further downsizing can be achieved.
When the scanner 10 shown in FIG. 1 is moved in one direction (rightward or leftward in the figure) along the surface of the original 30, the rollers 24 rotate while contacting the original 30, and the roller 24 rotates between the scanner 10 and the original 30. With the distance kept constant, the scanner 10 moves smoothly. Then, while detecting the position of the scanner 10 based on the rotation of the roller 24, the light from the surface of the document 30 is sequentially guided to the CCD 20 through the above-described prism block 16 and the lens 20, so that the image information of the document 30 is obtained. Can be obtained.
[0023]
FIG. 8 shows another embodiment of the present invention. In the figure, the same or similar members as those of the embodiment shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. The scanner 10 shown in FIG. 1 is arranged such that the optical axis connecting the lens 18 and the CCD 20 is arranged substantially parallel to the surface of the original 30, and the light incident from the slit 28 is reflected by the prism block 16 and emitted rightward in the figure. Has become. Reference numeral 25 denotes an auxiliary roller. The reflecting surfaces 32 and 38 below the prism block 16 are supported by a support member (not shown) so that an angle of θ = 45 degrees with respect to the optical axis of the incoming / outgoing light beam. The light source 14 and the roller 24 are disposed on the left and right sides of the space defined by the bottom surface of the casing 12 with the optical axis of the incident light beam separated.
[0024]
By employing such an arrangement, the distance between the light source 14 and the roller 24 can be reduced, and the size of the scanner in the horizontal direction (the horizontal direction in FIG. 8) can be reduced.
As described above, since the emission direction of the emitted light beam can be changed according to the ratio of the lengths of the two parallel planes, it is easy to design various forms according to the positional relationship between the slit 28 and the lens 18. Is possible.
[0025]
In the above embodiment, the case where the reflecting surfaces 32 and 38 below the prism block 16 form an angle of θ = 45 degrees with respect to the optical axis of the incident and outgoing light rays is arranged. It is also possible.
In the above embodiment, the prism block 16 has been described as an example. However, the present invention is not limited to this, and an optical mirror may be combined. That is, irrespective of the members constituting the reflection surface, the light guided into the area occupied by the medium (plastic, glass, air, etc.) surrounded by the two sets of parallel reflection surfaces is applied to each surface (4) of the reflection surface. The surface may be configured to be reflected at least once or more and emitted from the medium region.
[0026]
For example, a reflection optical system equivalent to the prism block 16 shown in FIGS. 9A and 9B can be configured by combining four plate-like mirrors 52, 54, 56 and 58 as shown in FIG. In this case, a gap (opening) 60 is provided at the intersection of the mirror 52 (corresponding to the fourth reflecting surface 32 in FIG. 8) and the mirror 58 (corresponding to the third reflecting surface 38 in FIG. 9), and An entrance corresponding to 40 is formed. A gap (opening) 62 is provided at the intersection of the mirror 54 (corresponding to the second reflection surface 34 in FIG. 9) and the mirror 58 to form an exit port corresponding to the exit surface 42 described above.
[0027]
In the above-described embodiment, a case has been described where two sets of parallel reflecting surfaces form 90 degrees. However, the angle at which the two sets of parallel reflecting surfaces intersect is not limited to 90 degrees, and as shown in FIG. Alternatively, the two sets of parallel reflecting surfaces may form 60 degrees and 120 degrees.
In this case, as shown in the figure, an incident surface 40 that is substantially perpendicular to the incident light is formed on one of the intersection ridges that forms an angle of 120 degrees, and the other intersection that forms an angle of 120 degrees. An emission surface 42 substantially perpendicular to the emitted light beam is formed on the ridge.
[0028]
Then, the reflecting surfaces 32 and 38 of the prism block 16 shown in the same figure are arranged at an angle of 60 degrees (30 degrees with respect to the surface of the original 30) with respect to the optical axis of the incoming and outgoing light rays. The light source 14 for illumination and the roller 24 for position detection may be arranged in the left and right space defined by the side and the bottom surface of the casing 12.
By employing such an arrangement, the distance between the light source 14 and the roller 24 can be reduced and the scanner can be reduced in size.
[0029]
【The invention's effect】
As described above, according to the scanner of the present invention, two sets of reflecting optical members for forming an optical path are formed so as to be reflected at least once on each plane of parallel planes having different lengths so as to fold a light path. Arranged at an angle to the optical axis direction of the light beam, and the illumination light source and the moving position detecting means are arranged in the space defined by the lower surface of the reflection optical member and the document surface, right and left across the optical axis of the incident light beam. Since it is arranged, the distance between the illumination light source and the movement position detecting means can be relatively short. As a result, the scanner can be made thinner and smaller.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a side perspective view of a handy scanner according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a front perspective view of the handy scanner shown in FIG.
FIG. 3 is a diagram used to explain a reflection path of a prism block having two sets of parallel reflection surfaces having different lengths.
FIG. 4 is a diagram used to explain a reflection path of a prism block having two sets of parallel reflection surfaces having different lengths.
FIG. 5 is a diagram used to explain a reflection path of a prism block having two sets of parallel reflection surfaces having different lengths.
FIG. 6 is a diagram used to explain a reflection path of a prism block having two sets of parallel reflection surfaces having different lengths.
FIGS. 7A and 7B are diagrams illustrating an example of a reflection path when an incident light beam incident from below is emitted upward, FIG. 7A is a model diagram of an optical system, and FIG. 7B is an external perspective view of a prism block; .
FIG. 8 is a side view of a handy scanner according to another embodiment of the present invention.
9A and 9B are diagrams illustrating an example of a reflection path when an incident light beam incident from below is emitted in the right direction (lateral direction), where FIG. 9A is a model diagram of an optical system, and FIG. It is a perspective view.
FIG. 10 is a perspective view showing another embodiment of a reflection optical system that emits an incident light beam incident from below in the right direction (lateral direction).
FIG. 11 is a diagram used to explain a reflection path in a case where two parallel reflection surfaces are configured to form 60 degrees or 120 degrees.
[Explanation of symbols]
10 scanner 12 casing 14 light source (light source for illumination)
16 ... Prism block (reflective optical member)
18 Lens 20 Line sensor (CCD)
22 scanner circuit 24 roller (moving position detecting means)
30 original 32, 34, 36, 38 reflecting surface 40 incident surface 42 emitting surface 52, 54, 56, 58 mirror

Claims (3)

照明用光源で原稿面を照明しながら前記原稿面に沿って移動され、前記原稿面からの光をレンズを介してラインセンサに導き、前記原稿面の画像情報を読み取るスキャナーにおいて、
2組の長さの異なる平行平面を有し、前記2組の平行平面で包囲される媒質領域内に入射した前記原稿面からの光を前記平行平面の各面で少なくとも1回反射して前記レンズに向けて出射する光路形成用の反射光学部材と、
当該スキャナーと前記原稿面との相対的な移動量を検出するための移動位置検出手段と、
を備え、前記反射光学部材は、前記原稿面からの光の入射光軸方向に対して傾斜して配置され、該反射光学部材の下面と原稿面との間に形成される空間に、前記照明用光源と前記移動位置検出手段とが前記原稿面からの光の入射光軸を挟んで左右にそれぞれ配置されていることを特徴とするスキャナー。
A scanner that is moved along the original surface while illuminating the original surface with a light source for illumination, guides light from the original surface to a line sensor via a lens, and reads image information of the original surface,
The two sets of parallel planes having different lengths, and the light from the document surface incident on the medium region surrounded by the two sets of parallel planes is reflected at least once by each of the parallel planes, and A reflecting optical member for forming an optical path that is emitted toward the lens;
Moving position detecting means for detecting a relative moving amount between the scanner and the document surface,
Wherein the reflection optical member is arranged to be inclined with respect to the direction of the incident optical axis of light from the document surface, and the illumination is provided in a space formed between the lower surface of the reflection optical member and the document surface. A scanner, wherein the light source for use and the moving position detecting means are disposed on the left and right sides of the incident optical axis of the light from the document surface.
前記2組の長さの異なる平行平面は互いに略90度を成し、前記反射光学部材は、前記原稿面からの光の入射光軸方向に対して略30度又は略45度傾斜して配置されていることを特徴とする請求項1のスキャナー。The two sets of parallel planes having different lengths form approximately 90 degrees with each other, and the reflection optical member is disposed at an inclination of approximately 30 degrees or approximately 45 degrees with respect to the direction of the incident optical axis of light from the document surface. The scanner according to claim 1, wherein: 前記反射光学部材の下面の反射面のうち、短辺側の反射面の下方に前記原稿照明用の光源を配置し、長辺側の反射面の下方に前記移動位置検出手段を配置したことを特徴とする請求項1のスキャナー。Out of the reflection surfaces on the lower surface of the reflection optical member, the light source for illuminating the document is disposed below the reflection surface on the short side, and the movement position detection unit is disposed below the reflection surface on the long side. The scanner according to claim 1, wherein
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