JP2002190920A - 画像入力装置 - Google Patents

画像入力装置

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JP2002190920A
JP2002190920A JP2000387683A JP2000387683A JP2002190920A JP 2002190920 A JP2002190920 A JP 2002190920A JP 2000387683 A JP2000387683 A JP 2000387683A JP 2000387683 A JP2000387683 A JP 2000387683A JP 2002190920 A JP2002190920 A JP 2002190920A
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Kenichi Sasaki
憲一 佐々木
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 原稿からCCDまでの距離を短縮して小型化
を図ることができる画像入力装置を提供すること。 【構成】 原稿を照明し、その照明された領域を1次元
CCD4上に結像し、これを原稿全体に亘って走査する
ことにより原稿全体の画像データを取り込み、原稿上を
走査する際に結像光学系とCCD4が一体になって移動
して原稿上を走査する画像入力装置において、前記結像
光学系を主に凹面鏡2と凸面鏡3の組み合わせによって
構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、CCD等の複数の
受光素子を1次元方向に配列した撮像手段(読み取り手
段)を用いて原稿の画像情報を読み取る画像入力装置に
関する。
【0002】
【従来の技術】従来、印刷物や写真等の反射原稿をCC
D等の読み取り手段を用いて読み取る画像読み取り装置
としては、以下の構成のものが広く知られている。
【0003】即ち、従来の画像読み取り装置は、光源と
して管状の蛍光灯を用いるが、この蛍光灯は長手方向と
短手方向を有する線状の光源である。そして、光源から
の光束に照明される位置に反射原稿が配置されている。
【0004】上記反射原稿下に第1ミラー〜第3ミラ
ー、更にそれに続いて結像レンズ系が配置され、ライン
センサであるCCDが設置されている。光源にて照明さ
れた原稿上のスリット状の領域の画像は、結像レンズに
てCCD上に結像される。CCDの受光領域の形状は通
常は受光画素が一列に直線上に配列するように設定され
ている。
【0005】このようにして原稿上の或る1次元領域の
画像の取り込みが完了し次第、該線像と直交する方向に
取り込み領域を逐次移動して1次元画像を取り込み、原
稿上の所定の領域に亘って同じ動作を繰り返すことによ
って原稿全面を2次元の画像として取り込むことができ
る。この取り込み領域の逐次移動のために、第1ミラー
〜CCDまでの構成要素を一体のまま主走査方向に逐次
移動させる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】斯かる画像読み取り装
置おいて考慮されるべき重要な事柄の1つとして、装置
が小型であることが要求される。多くの場合、卓上等に
常時並置して使用するために所定のスペースを要する。
又、装置が使用されていないときでも当該装置上に物を
置く等すると、当該読み取り装置を使用する際に物を取
り除かなければならない等の問題があり、結局、そのス
ペースはデッドスペースとならざるを得ないために可能
な限りの装置の小型化が望まれる。
【0007】ところで、装置を小型化するには、原稿走
査時に移動する可動部分を小型化する他に方法がない。
当該装置には少なくとも読み取る原稿と同じ面積の原稿
載置窓のサイズは必要であり、更に主走査時に可動する
部分が原稿サイズに収まらない部分を収容するだけの筐
体サイズが必要である。
【0008】一方、光学系の結像レンズの前後には所定
の光路長が必要である。これを短くしようとすると、読
み取ることができる原稿サイズが小さくなってしまう。
そのままのCCDでは解像度が粗くなってしまう。これ
を是正しようとすると、レンズに要求される最大画角が
大きくなり、レンズのコストアップを招く他、レンズ自
体の製造が困難になる。
【0009】本発明は上記問題に鑑みてなされたもの
で、その目的とする処、原稿からCCDまでの距離を短
縮して小型化を図ることができる画像入力装置を提供す
ることにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、原稿を照明し、その照明された領域を1
次元CCD上に結像し、これを原稿全体に亘って走査す
ることにより原稿全体の画像データを取り込み、原稿上
を走査する際に結像光学系とCCDが一体になって移動
して原稿上を走査する画像入力装置において、前記結像
光学系を主に凹面鏡と凸面鏡の組み合わせによって構成
したことを特徴とする。
【0011】又、本発明は、原稿を照明し、その照明さ
れた領域を1次元CCD上に結像し、これを原稿全体に
亘って走査することにより原稿全体の画像データを取り
込み、原稿上を走査する際に結像光学系とCCDが一体
になって移動して原稿上を走査する画像入力装置におい
て、反射結像光学系とCCDを組み合わせた読み取り部
が一体で走査する可動部分上に少なくとも2個並列に配
置搭載され原稿上の主走査方向の異なる場所を該2個以
上の読み取り光学系によって同時並行して読み取るよう
にしたことを特徴とする。
【0012】更に、本発明は、原稿を照明し、その照明
された領域を1次元CCD上に結像し、これを原稿全体
に亘って走査することにより原稿全体の画像データを取
り込み、原稿上を走査する際に結像光学系とCCDが一
体になって移動して原稿上を走査する画像入力装置にお
いて、前記結像光学系を主に凹面鏡と凹面鏡の組み合わ
せによって構成したことを特徴とする。
【0013】又、本発明は、原稿を照明し、その照明さ
れた領域を1次元CCD上に結像し、これを原稿全体に
亘って走査することにより原稿全体の画像データを取り
込み、原稿上を走査する際に結像光学系とCCDが一体
になって移動して原稿上を走査する画像入力装置におい
て、結像光学系を主に凹面鏡と凸面鏡及び屈祈レンズの
組み合わによって構成されるカタディオプトリック系と
したことを特徴とする。
【0014】従って、本発明によれば、結像レンズの代
わりに反射結像系を使用することによって結像作用と光
路折り返しの作用を共通のデバイスに任せることがで
き、これによって原稿からCCDまでの距離を短縮して
画像入力装置の小型化を図ることができる。
【0015】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて説明する。
【0016】<実施の形態1>図1は本発明の実施の形
態1に係る画像入力装置の結像光学系の構成を示す斜視
図である。
【0017】本実施の形態においては、照明された原稿
面を物体として、第1平面鏡1、第1凹面鏡2、第1凸
面鏡3を経てCCD4上へ結像する。第1凹面鏡2と第
1凸面鏡3は相互に対向して配置され、原稿面上の像を
CCD4上に結像させる。これらの凹面鏡2と凸面鏡3
の組み合わせは、所謂カセグレイン型の配置になってお
り、本来であれば軸対称の凹面鏡2と凸面鏡3が同軸に
対向配置され、凹面鏡2はその中心軸付近に穴が開けら
れたドーナツ型凹面鏡となり、その中心穴付近に凸面鏡
3が配置されている。
【0018】而して、本発明では凹面鏡2も凸面鏡3も
帯状に切断されており、凹面鏡2の中心穴に相当する部
分にはミラー自体が存在しない。従って、帯状の凹面鏡
2と凸面鏡3がオフセットして対向しているように見え
る配置である。
【0019】図1に示すように、凹面鏡2と凸面鏡3は
仮想的な回転中心軸に関して共軸に配置されている。一
般にミラーはガラス製であるが、特に高温高湿に曝され
る場所でもないため、樹脂成形したミラーの方が軽量で
低コストのために好ましい。反射膜は樹脂表面にアルミ
ニウム等の金属薄膜を構成する。
【0020】ガラスのミラーの場合は、背面から樹脂製
の保持部材にて仮想的な共軸に合わせた角度を出しなが
ら保持できるようにする。樹脂のミラーではミラー自体
に保持部分を同時成形する。
【0021】<実施の形態2>次に、本発明の実施の形
態2を図2に基づいて説明する。
【0022】本実施の形態においては、照明された原稿
面を物体として、第1平面鏡11、第1凹面鏡12、第
1凸面鏡13を経てCCD14上へ結像する。第1凹面
鏡12と第1凸面鏡13は相互に対向して配置され、原
稿面上の像をCCD14上に結像させる。これらの凹面
鏡12と凸面鏡13の組み合わせは、所謂カセグレイン
型の配置になっており、本来であれば軸対称の凹面鏡1
2と凸面鏡13が同軸に対向配置され、凹面鏡12はそ
の中心軸付近に穴が開けられたドーナツ型凹面鏡とな
り、その中心穴付近に凸面鏡13が配置されている。
【0023】而して、本発明では凹面鏡12も凸面鏡1
3も帯状に切断されており、前述の凹面鏡12の中心穴
に相当する部分にはミラー自体が存在しない。従って、
帯状の凹面鏡12と凸面鏡13がオフセットして対向し
ているように見える。
【0024】一般にこのような反射結像系の場合、色収
差が出ない反面、球面鏡では球面収差が現れ、軸外収差
も問題となる。
【0025】そこで、凹面鏡12は回転楕円面とし、凸
面鏡13を回転双曲面とすることにより球面収差の除去
が可能になる。又、回転楕円面鏡を弱い双曲面に修正す
ることによってコマ収差を補正することができる。
【0026】<実施の形態3>次に、本発明の実施の形
態3を図3に基づいて説明する。
【0027】本実施の形態においては、照明された原稿
面を物体として、第1平面鏡21、第1凹面鏡22、第
1凸面鏡23を経てCCD24上へ結像する。第1凹面
鏡22と第1凸面鏡23は相互に対向して配置され、原
稿面上の像をCCD24上に結像させる。これらの凹面
鏡22と凸面鏡23の組み合わせは、所謂カセグレイン
型の配置になっており、本来であれば軸対称の凹面鏡2
2と凸面鏡23が同軸に対向配置され、凹面鏡22はそ
の中心軸付近に穴が開けられたドーナツ型凹面鏡とな
り、その中心穴付近に凸面鏡23が配置されている。
【0028】而して、本発明では凹面鏡22も凸面鏡2
3も帯状に切断されており、前述の凹面鏡22の中心穴
に相当する部分にはミラー自体が存在しない。従って、
帯状の凹面鏡22と凸面鏡23がオフセットして対向し
ているように見える。
【0029】一般にこのような反射結像系の場合、色収
差が出ない反面、球面鏡では球面収差が現れ、軸外収差
も問題となる。
【0030】そこで、凹面鏡22は回転楕円面とし、凸
面鏡23を回転相曲面とすることにより収差の除去が可
能になる。又、回転楕円面鏡を弱い双曲面に修正するこ
とによってコマ収差を補正することができる。
【0031】しかしながら、比較的大きな画角を確保し
ようとする場合、或は高解像度の結像性能を要求する場
合は、軸外収差が問題になる。
【0032】そこで、本実施の形態では、1組のミラー
セット+CCDの読み取り範囲を或る程度制限し、これ
を複数並列させることによって幅の広い読み取り範囲に
対応しながら光路の長さも短いという構成を実現した。
尚、本実施の形態では2個の並列であるが、場合よって
は3個以上が必要なこともある。結像系とCCDは複数
必要になるが、原稿からCCDまでの距離の短縮は達成
されるため、装置全体は小型化される。
【0033】<実施の形態4>次に、本発明の実施の形
態4を図4に基づいて説明する。
【0034】本実施の形態においては、照明された原稿
面を物体として、第1平面鏡31、第1凹面鏡32と第
2凹面鏡33を経てCCD34上へ結像する。第1凹面
鏡32と第2凹面鏡33は相互に対向して配置され、原
稿面上の像をCCD34上に結像させる。
【0035】上記2つの凹面鏡32,33は回転放物面
鏡であり、その回転対称軸は互いに平行である。又、該
2つの回転放物面鏡32,33の回転対称軸を含む平面
は原稿面に対して垂直である。更に該2つの回転放物面
鏡32,33は、双方とも帯状に切り出され、空間的に
は互いに干渉しない形状(軸外し放物面鏡とも称され
る)を有している。このため、2つの放物面鏡32,3
3は互いに干渉しない配置となる。又、該放物面鏡3
2,33の配置は、原稿の1点から発した光束が第1放
物面鏡32にて反射されて平行光束となった後、第2放
物面鏡33にて反射されてCCD34上の1点に結像す
るツェルニターナーマウント類似の配置である。
【0036】一般にこのような反射結像系の場合、色収
差は皆無である反面、その他の一般収差が問題となる。
先ず、放物面鏡を使用するために軸上近くの球面収差の
問題は或る程度解決されている。
【0037】一方、軸外収差が問題となる。比較的大き
な画角を確保しようとする場合、或は高解像度の結像性
能を要求する場合は、軸外収差が問題になる。
【0038】そこで、本実施の形態では、1組のミラー
セット+CCDの読み取り範囲を或る程度制限し、これ
を複数並列することによって幅の広い読み取り範囲に対
応しながら光路の長さも短いという構成を実現した。
尚、本実施の形態では2個の並列であるが、場合よって
は3個以上が必要なこともある。結像系とCCDは複数
必要になるが、原稿からCCDまでの距離の短縮化は達
成されるために装置全体は小型化される。
【0039】<実施の形態5>次に、本発明の実施の形
態5を図5に基づいて説明する。
【0040】本実施の形態においては、照明された原稿
面を物体として、第1平面鏡41、第1凹面鏡42、第
1凸面鏡43を経てCCD44上へ結像する。第1凹面
鏡42と第1凸面鏡43は相互に対向して配置され、原
稿面上の像をCCD44上に結像させる。
【0041】上記凹面鏡42と凸面鏡43はガラス基板
の裏面側に反射膜を付け、又、ガラス基板自体の厚さを
変化させ、例えばレンズの裏面に反射膜をコートするこ
とによりミラー化した所謂マンギン鏡であるとする。
又、ミラー表面に別なレンズを貼り合わせる等して、全
体として反射屈折系(カタディオプトリック系)を構成
した所謂ミラーレンズとする。
【0042】このように屈折系を導入することにより、
反射系だけの場合に比較して軸外特性を格段に改善する
ことが可能である。
【0043】一方、反射結像系の特徴である色収差がな
いことが屈折系の導入によって崩されるが、これは通常
の屈折レンズ系で行われているように色消しを考慮した
構成を採用することによって解決可能である。
【0044】
【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
よれば、本発明によれば、結像レンズの代わりに反射結
像系を使用することによって結像作用と光路折り返しの
作用を共通のデバイスに任せることができ、これによっ
て原稿からCCDまでの距離を短縮して画像入力装置の
小型化を図ることができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態1に係る画像入力装置の結
像光学系の構成を示す斜視図である。
【図2】本発明の実施の形態2に係る画像入力装置の結
像光学系の構成を示す斜視図である。
【図3】本発明の実施の形態3に係る画像入力装置の結
像光学系の構成を示す斜視図である。
【図4】本発明の実施の形態4に係る画像入力装置の結
像光学系の構成を示す斜視図である。
【図5】本発明の実施の形態5に係る画像入力装置の結
像光学系の構成を示す斜視図である。
【符号の説明】 1,11,21,31,41 平面鏡 2,12,22,32,33,42 凹面鏡 3,13,23,43 凸面鏡 4,14,24,34,44 CCD

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 原稿を照明し、その照明された領域を1
    次元CCD上に結像し、これを原稿全体に亘って走査す
    ることにより原稿全体の画像データを取り込み、原稿上
    を走査する際に結像光学系とCCDが一体になって移動
    して原稿上を走査する画像入力装置において、 前記結像光学系を主に凹面鏡と凸面鏡の組み合わせによ
    って構成したことを特徴とする画像入力装置。
  2. 【請求項2】 前記凹面鏡を回転楕円面撹で構成し、 前
    記凸面鏡を回転双曲面鏡で構成したことを特徴とする請
    求項1記載の画像入力装置。
  3. 【請求項3】 前記結像光学系を構成する結像ミラーに
    おいて回転対称のミラーを帯状の切断して使用すること
    を特徴とする請求項1記載の画像入力装置。
  4. 【請求項4】 前記結像ミラーの配置をカセグレイン型
    としたことを特徴とする請求項3記載の画像入力装置。
  5. 【請求項5】 原稿を照明し、その照明された領域を1
    次元CCD上に結像し、これを原稿全体に亘って走査す
    ることにより原稿全体の画像データを取り込み、原稿上
    を走査する際に結像光学系とCCDが一体になって移動
    して原稿上を走査する画像入力装置において、 反射結像光学系とCCDを組み合わせた読み取り部が一
    体で走査する可動部分上に少なくとも2個並列に配置搭
    載され原稿上の主走査方向の異なる場所を該2個以上の
    読み取り光学系によって同時並行して読み取るようにし
    たことを特徴とする画像入力装置。
  6. 【請求項6】 原稿を照明し、その照明された領域を1
    次元CCD上に結像し、これを原稿全体に亘って走査す
    ることにより原稿全体の画像データを取り込み、原稿上
    を走査する際に結像光学系とCCDが一体になって移動
    して原稿上を走査する画像入力装置において、 前記結像光学系を主に凹面鏡と凹面鏡の組み合わせによ
    って構成したことを特徴とする画像入力装置。
  7. 【請求項7】 原稿を照明し、その照明された領域を1
    次元CCD上に結像し、これを原稿全体に亘って走査す
    ることにより原稿全体の画像データを取り込み、原稿上
    を走査する際に結像光学系とCCDが一体になって移動
    して原稿上を走査する画像入力装置において、 結像光学系を主に凹面鏡と凸面鏡及び屈祈レンズの組み
    合わによって構成されるカタディオプトリック系とした
    ことを特徴とする画像入力装置。
JP2000387683A 2000-12-20 2000-12-20 画像入力装置 Withdrawn JP2002190920A (ja)

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Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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