JP2002281241A - 光源装置及びそれを用いた画像読取装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 原稿面上における周辺部での照明光量を増加
させて原稿の画像情報を高精度で読取ることができる光
源装置及びそれを用いた画像読取装置を得ること。 【解決手段】 一方向に長い発光体を有する棒状光源３
と、該棒状光源の位置を決めて保持するランプホルダー
１１とを有した光源装置において、該ランプホルダーは
該棒状光源の発光体の端部からの光束の一部を反射させ
る反射部材１２ａ・１２ｂが一体化されていること。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は光源装置及びそれを
用いた画像読取装置に関し、特にキセノンランプ等の棒
状光源と該棒状光源の主走査方向の端部で、かつ該棒状
光源の近傍に設けた反射部材とを有する光源装置（照明
手段）を用いて、原稿（画像情報）を効率良く照明し、
該原稿の画像情報を高精度に読取るようにしたものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】図７は従来の画像読取装置の光学系の要
部概略図である。

【０００３】同図において原稿台ガラス７２上に載置さ
れた原稿７１はキセノンランプ等の棒状光源である照明
光源７３からの直接光と反射部材７４を介した間接光に
より両側から照明される。そして照明された原稿７１の
画像情報に基づく光束は走査用の第1ミラー７６、第２
ミラー７７、第３ミラー７８を介して、結像レンズ７９
によりＣＣＤ等のラインセンサー８０面上に結像され、
原稿７１の濃淡に応じて電気信号に変換され、主走査方
向（図７において紙面に対して垂直方向）の1ライン分
の画像情報が読取られる。また副走査方向（図７におい
て矢印Ａ方向）の画像読取りは原稿７１に対して照明光
源７３、反射部材７４、スリット７５、そして第1ミラ
ー７６とから成る第１ミラー台８１を副走査方向に移動
させ、更に第２ミラー７７と第３ミラー７８とから成る
第２ミラー台８２を該第１ミラー台８１の半分の速度で
同方向に移動させることにより、原稿７１からラインセ
ンサー８０での光路長を一定に保ちつつ原稿７１の画像
情報が読取られる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
例における照明光源７３は主走査方向に長手のキセノン
ランプ等の棒状光源であり、また反射部材７４も主走査
方向に長手の同一形状より成る反射板（反射ミラー）で
あり、このため原稿面上の主走査方向の照明光量分布は
図８に示すようにフラットには成らず画像有効領域の周
辺部で急激に低下している。

【０００５】これを解決する一例としては画像有効領域
に対して照明光源７３および反射部材７４の主走査方向
の長さを十分に長く余裕を取ればよいが、そうすると装
置全体も大きくなってしまうという弊害が生じる。その
ため通常、画像有効領域に対して照明光源７３および反
射部材７４の主走査方向の長さは数十ｍｍ（２０〜５０
ｍｍ）程度長くなっているだけである。

【０００６】また上記従来例では結像レンズ７９の光学
特性として画角に応じて周辺光量が低下するｃｏｓ⁴則
（コサイン４乗則）というものがある。そのためライン
センサー８０面上の光量分布は原稿が白紙等の均一な濃
度原稿であっても上記の照明手段の周辺光量の低下およ
び結像レンズのｃｏｓ⁴則等のため図９に示すように周
辺部で低下してしまっていた。そのため中央部に対して
周辺部のラインセンサーからの出力のダイナミックレン
ジやノイズ成分が変化し、この結果、読取った画像情報
の劣化をまねいていた。

【０００７】本発明は原稿面上における周辺部での照明
光量を増加させ、原稿の画像情報を高精度で読取ること
ができる光源装置及びそれを用いた画像読取装置の提供
を目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明の光源装
置は、一方向に長い発光体を有する棒状光源と、該棒状
光源の位置を決めて保持するランプホルダーとを有した
光源装置において、該ランプホルダーは該棒状光源の発
光体の端部からの光束の一部を反射させる反射部材が一
体化されていることを特徴としている。

【０００９】請求項２の発明は請求項１の発明におい
て、前記棒状光源はキセノンランプであることを特徴と
している。

【００１０】請求項３の発明の画像読取装置は、原稿台
ガラスに載置した原稿の画像情報を照明する光源装置
と、該原稿の画像情報を画素の一方向に配列した読取部
面上に結像させる結像光学系とを用い、該原稿と該読取
部とを画素の配列方向と直交する方向に相対的に変位さ
せて、該画像情報を読取る画像読取装置において、該光
源装置は画素の配列方向に長い発光体を有する棒状光源
と、該棒状光源の位置を決めて保持するランプホルダー
とを有し、該ランプホルダーは該棒状光源の端部側に該
棒状光源の発光体からの光束のうち、該原稿の読取り方
向に直接向かわない光束の一部を原稿側に反射させる反
射部材が一体的に設けられていることを特徴としてい
る。

【００１１】請求項４の発明の画像読取装置は、原稿を
照明する棒状光源と、該棒状光源で照明された該原稿か
らの光束を所定の位置に結像させる結像光学系と、該結
像光学系の所定の位置であって主走査方向に画素を配置
した読取部と、を有する画像読取手段により、原稿載置
ガラス部に載置された該原稿の画像情報を該原稿と該画
像読取手段の少なくとも一部とを副走査方向に相対的に
走査して読取る画像読取装置において、該棒状光源の主
走査方向の端部で、かつ該棒状光源の近傍に設けた反射
部材により、該棒状光源から放射された光束のうち、原
稿の読取位置に直接向かわない光束の一部を反射させ
て、該原稿を照明するようにしたことを特徴としてい
る。

【００１２】請求項５の発明は請求項４の発明におい
て、前記棒状光源の位置を位置決めし、かつ該棒状光源
の端部を保持するランプホルダーと、前記反射部材とを
一体的に形成したことを特徴としている。

【００１３】請求項６の発明は請求項４の発明におい
て、前記棒状光源の最端部に配置されたサイドリフレク
ターと、前記反射部材とを一体的に形成したことを特徴
としている。

【００１４】請求項７の発明は請求項３乃至６の何れか
１項の発明において、前記棒状光源はキセノンランプで
あることを特徴としている。

【００１５】

【発明の実施の形態】［実施形態１］図1は本発明の実
施形態１の画像読取装置の光学系の要部概略図、図２は
図１に示した棒状光源の一方の端部周辺を示した要部斜
視図（尚、他方の端部周辺も同様）、図３（Ａ），
（Ｂ）は各々図２に示した棒状光源の主走査方向の端部
に反射部材が無いときと、あるときの要部断面図及び棒
状光源から放射された光束（原稿照明光）の振る舞いを
示した図である。

【００１６】図１において２は原稿支持用の原稿台ガラ
スであり、原稿１を載置している。３は画素（ＣＣＤ）
の配列方向に長い発光体を有する照明光源としての棒状
光源であり、キセノンランプ（蛍光管）より成ってい
る。１２ａ・１２ｂは各々本発明に関わる反射部材であ
り、後述するランプホルダー１１と（不図示）一体的に
形成されている。この反射部材１２ａ・１２ｂは図２の
説明時において詳しく説明する。尚、キセノンランプ３
と反射部材１２ａ・１２ｂを一体的に形成したランプホ
ルダー１１の各要素は光源装置（照明手段）の一要素を
構成している。

【００１７】４は反射部材としての反射板（反射ミラ
ー）であり、画像読取手段の光軸Ｎを挟んでキセノンラ
ンプ３と反対側に配置されており、キセノンランプ３か
ら放射された光束のうち、原稿１の読取位置に直接向か
わない光束を反射させて効率良く原稿面側に集光してい
る。５は主走査方向に縦長のスリットであり、原稿面か
らの迷光を遮断している。６，７，８は各々順に走査用
の第１、第２、第３のミラーであり、原稿面からの反射
光束を後述する結像レンズに導いている。９は結像光学
系としての結像レンズであり、原稿１の画像情報を一定
の倍率で縮小して後述するラインセンサー面上に結像さ
せている。１０は読取部としてのラインセンサー（ＣＣ
Ｄ）であり、主走査方向に複数の読取素子（画素）を配
置している。尚、キセノンランプ３、反射板４、スリッ
ト５、走査用の第１、第２、第３のミラー６，７，８、
結像レンズ９、そしてラインセンサー１０等の各要素は
画像読取手段の一要素を構成している。

【００１８】図２において１２ａ・１２ｂは各々反射部
材であり、キセノンランプ３の主走査方向の端部で、か
つ該キセノンランプ３の近傍に設けられ、ランプホルダ
ー１１と一体的に形成されており、キセノンランプ３か
ら放射された光束のうち、原稿１の読取位置に直接向か
わない光束の一部を反射させて、直接、もしくは図１に
示した反射板４を介して原稿１の読取位置Ｘに集光させ
て、照明効率を高めている。ランプホルダー１１は、キ
セノンランプ３の位置を位置決めし、かつ該キセノンラ
ンプ３の端部を保持している。

【００１９】本実施形態において原稿台ガラス２上に載
置された原稿１はキセノンランプ３からの直接光と反射
板４を介した間接光により両側から照明される。そして
原稿１からの反射光束は走査用の第１、第２、第３のミ
ラー６，７，８を介して結像レンズ９によりＣＣＤ１０
面上に結像され、原稿１の濃度に応じて電気信号に変換
され、主走査方向の１ライン分の画像情報が読取られ
る。また副走査方向（図１において矢印Ａ方向）の画像
読取りは原稿１に対してキセノンランプ３と反射板４と
スリット５と第１のミラー６とから成る第１のミラー台
２１を副走査方向に移動させ、更に第２、第３のミラー
７，８とから成る第２のミラー台２２を該第１のミラー
台２１の半分の速度（移動速度比２：１）で同方向に移
動させることにより、原稿１からＣＣＤ１０までの光路
長を一定に保ちつつ原稿１の画像情報が読取られる。そ
してＣＣＤ１０で読み取られた原稿１の画像情報を出力
装置（不図示）に送出し、例えばプリント出力として画
像情報の出力を行う場合や、または記憶装置（不図示）
に送出し、入力画像情報の記憶を行なう場合があり、各
々画像読取装置として使用している。

【００２０】ランプホルダー１１は通常、キセノンラン
プ３の位置を決めて保持するだけのものであるが、本実
施形態では図２に示すようにこのランプホルダー１１と
反射部材１２ａ・１２ｂとを一体化にして形成してい
る。

【００２１】次にこの反射部材１２ａ・１２ｂとランプ
ホルダー１１とを一体化にして形成したときの効果につ
いて説明する。

【００２２】図３（Ａ）に示すようにキセノンランプ３
から放射された光束は直接および反射板４を介して原稿
１を照明し、該原稿１からの反射光束が前述の如く不図
示の走査用の第１ミラー、第２ミラー、第３ミラー６，
７，８を介して結像レンズ９によりラインセンサー１０
面上に結像され、原稿１の濃淡に応じて電気信号に変換
され、主走査方向の1ライン分の画像情報が読取られ
る。

【００２３】このときラインセンサー１０は副走査方向
には原稿１を数十μｍ程度しか読取っていない。例えば
４００ＤＰＩの読取密度のときは原稿１面上の副走査方
向の幅は６３．５μｍになる。つまり、その読取位置Ｘ
だけ原稿１を照明すれば、該原稿１からの反射光束が得
られ、該原稿１の画像情報を読取ることができる。しか
しながら、実際には製造誤差や原稿１の浮き沈み等の影
響があるため、副走査方向に数ｍｍ程度の原稿照明領域
を必要とする。ただ、図３（Ａ）を見ても分かるとお
り、キセノンランプ３から放射された光束のうち、かな
りの量の光束が実際の原稿照明に有効に使われていな
い。

【００２４】そこで本実施形態においては、上述の如く
キセノンランプ３の主走査方向の端部で、かつ該キセノ
ンランプ３の近傍に反射部材１２ａ・１２ｂを設け、該
反射部材１２ａ・１２ｂとランプホルダー１１とを一体
的に形成することにより、図３（Ｂ）に示すように実際
の原稿照明に有効に使われていないキセノンランプ３か
ら放射された光束を主に反射板４を介して、有効に使用
することにより、原稿１面上の端部での照明光量を増加
させている。尚、図３（Ｂ）において１２ａ´・１２ｂ
´は反射部材１２ａ・１２ｂの反射面である。

【００２５】このように本実施形態においては、上述の
如く反射部材１２ａ・１２ｂとランプホルダー１１とを
一体化にして形成することにより、図３（Ａ）に示す光
源装置（照明系）に対して、図３（Ｂ）に示す本実施形
態の光源装置（照明系）は、ラインセンサー１０が読取
る副走査方向の位置では３０％程度、照明光量を増加さ
せることができる。

【００２６】尚、従来でも、副走査方向で原稿の読取位
置に対して、例えば前記図７のような照明光源７３の逆
側の反射部材７４だけでなく、該照明光源７３側にも反
射部材を配置させることはあった。しかしながら、最近
では光源にキセノンランプ等の小径（φ４〜φ１０ｍｍ
程度）の棒状光源が使用されることが多くなってきてい
る。この小径のキセノンランプ等の光源は発熱量も少な
いこともあり、原稿面に近接して配置することができ、
また原稿面と近接して配置することにより、光源装置、
しいては画像読取装置本体のコンパクト化や照明光量を
増加させることもできる。

【００２７】しかしながら、原稿面と近接してキセノン
ランプが配置されることにより、光源装置はコンパクト
化されるが、該キセノンランプ側に反射部材を配置しよ
うとしたとき、原稿台ガラスと接触しないための間隔や
原稿からの反射光束を遮光しないことを考えて光源装置
を設計すると、該キセノンランプ側に配置できる反射部
材の短手方向（副走査方向）の幅は２〜４ｍｍ程度とか
なり狭いものになってしまう。

【００２８】一方、原稿読取幅（主走査方向）は、Ａ４
の短い幅で２１０ｍｍ、Ａ４の長い幅だと２９７ｍｍに
なってしまい、反射部材の主走査方向の長さもそれだけ
必要になる。

【００２９】反射部材の多くは、アルミの板金等で作成
されるが、反射部材の短手方向の幅が２〜４ｍｍ程度し
かなく上記のような長尺（２００〜３００ｍｍ）の部材
を作成するのは強度上、困難である。また上記のように
キセノンランプ側に配置できる反射部材の短手方向の幅
は２〜４ｍｍ程度とかなり狭いもののため、キセノンラ
ンプとの位置の精度が出ていないと有効に照明光を原稿
読取領域に導くことができない。従って２００〜３００
ｍｍ程度の幅の全域に渡ってキセノンランプと反射部材
の位置関係を保つことは量産を考えると実現性が乏し
い。

【００３０】そこで本実施形態では上述の如くキセノン
ランプ等の棒状光源３から放射された光束を利用して原
稿１を照明するとき、該キセノンランプ３の主走査方向
の端部で、かつ該キセノンランプ３の近傍に反射部材１
２ａ・１２ｂを設け、該反射部材１２ａ・１２ｂとラン
プホルダー１１とを一体的に形成することにより、該反
射部材１２ａ・１２ｂの短手方向の幅が２〜４ｍｍ程度
でも強度を保つことができ、また従来、光源装置で問題
になっていた原稿１面上において周辺部の照明光量が低
下するという現象も解決することができる。さらに反射
部材１２ａ・１２ｂとランプホルダー１１とが一体化し
て形成しているため、キセノンランプ３と反射部材１２
ａ・１２ｂとの位置関係も精度よく出すことができる。
そして、この反射部材１２ａ・１２ｂにより、画像有効
領域の周辺部の照明光量を増加させることができるた
め、原稿の画像情報を高精度で読取ることができる。

【００３１】ランプホルダー１１と反射部材１２ａ・１
２ｂの作成に関しては、例えば通常、ランプホルダー１
１は樹脂の成型加工で作成されるが、そのランプホルダ
ー１１の成型時に反射部材１２ａ・１２ｂの形も同時に
成型し、その反射部材１２ａ・１２ｂの表面にアルミ等
を蒸着することで作成することができる。

【００３２】また上記反射部材１２ａ・１２ｂの主走査
方向（長手方向）の長さについては１０ｍｍ〜２０ｍｍ
程度でも、端部での照明光量を増加させることができる
が、５０ｍｍ程度の長さがあると更に好ましい。

【００３３】このように形成された反射部材１２ａ・１
２ｂを用いて原稿面の読取位置を照明すると、原稿面上
における副走査方向の集光率が周辺端部で増加するた
め、ラインセンサー１０の副走査方向の読取位置に対応
する部分の主走査方向の照明光量分布は、例えば図４に
示すように中央部に対して周辺部で高くなる。

【００３４】またそれにより、ラインセンサー１０面上
での光量分布は結像レンズ９の光学特性（ｃｏｓ⁴則）
により図５に示すようにほぼ均一となり、中央部から周
辺部にかけての画像有効領域で原稿１の画像情報を高精
度に読取ることができる。

【００３５】［実施形態２］図６は本発明の実施形態２
の棒状光源の一方の端部周辺を示した要部斜視図（尚、
他方の端部周辺も同様）である。同図において図２に示
した要素と同一要素には同符番を付している。

【００３６】同図において２４ａ・２４ｂは各々反射部
材であり、キセノンランプ３の主走査方向の端部で、か
つ該キセノンランプ３の近傍に設けられ、後述するサイ
ドリフレクター６１と一体的に形成されており、キセノ
ンランプ３から放射された光束のうち、原稿の読取位置
に直接向かわない光束の一部を反射させて、直接、もし
くは図１に示す反射板４を介して原稿の読取位置Ｘに集
光させて、照明効率を高めている。反射部材としてのサ
イドリフレクター６１はキセノンランプ３の最端部に形
成され、該キセノンランプ３から放射された光束のう
ち、原稿の読取位置に直接向かわない光束の一部を反射
させて、光束の有効利用を図っている。

【００３７】従来、一部の画像読取装置においては、照
明光源から放射された光束を有効に使用するために、該
照明光源の最端部にサイドリフレクターを配置して、照
明効率を高めている。

【００３８】本実施形態においては、図６に示すように
このサイドリフレクター６１と反射部材２４ａ・２４ｂ
とを一体的にして形成することにより、前記実施形態１
と同様に原稿面上における周辺部での照明光量を増加さ
せ、原稿の画像情報を高精度で読取ることができるよう
にしている。

【００３９】ここでサイドリフレクター６１もアルミの
板金等で作成されることが多いが、端部のみに反射部材
２４ａ・２４ｂが作成されるので強度も保つことが可能
になる。また本実施形態ではさらに図６に示すように反
射部材２４ａ・２４ｂを部材２４ａ１・２４ａ２および
部材２４ｂ１・２４ｂ２に各々折り曲げることにより反
射部材の強度を増すこともできる。

【００４０】尚、各実施形態においては反射部材をキセ
ノンランプの主走査方向の端部のみにおいて、ランプホ
ルダーもしくはサイドリフレクターと一体的に形成した
が、これに限らず、例えば該反射部材をキセノンランプ
の長手方向（主走査方向）の幅の全域に渡って設け、該
ランプホルダーもしくはサイドリフレクターと一体的に
形成してもよい。このとき反射部材の反射率は中心部に
比べて周辺部で高くなるように設定されている。

【００４１】また本実施形態では反射部材をランプホル
ダー、もしくはサイドリフレクターと一体的に形成した
が、これに限らず、例えば反射部材を独立にキセノンラ
ンプの主走査方向の端部で、かつ該キセノンランプの近
傍に設けて構成しても良い。

【００４２】また本実施形態では光源装置を図１に示し
た構成（１：２走査光学系）の画像読取装置に適用した
が、これに限らず、全ての画像読取装置、例えば一体型
走査光学系ユニットを有する画像読取装置においても、
もちろん適用することができる。

【００４３】

【発明の効果】本発明によれば前述の如くキセノンラン
プ等の棒状光源から放射された光束を利用して原稿を照
明するとき、該棒状光源の主走査方向の端部部分の近傍
で、かつランプホルダーもしくはサイドリフレクターと
一体化して反射部材を設け、該棒状光源から放射された
光束のうち、原稿の読取位置に直接向かわない光束の一
部を該反射部材により反射させて、該原稿を照明するこ
とにより、原稿面上における周辺部での照明光量を増加
させることができ、これにより原稿の画像情報を高精度
で読取ることができる光源装置及びそれを用いた画像読
取装置を達成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施形態１の画像読取装置の光学系
の要部概略図

【図２】 図１に示した棒状光源の端部周辺の要部概略
図

【図３】 棒状光源から放射された照明光の振る舞いを
示した図

【図４】 本発明の実施形態１の原稿面上での光量分布
図

【図５】 本発明の実施形態１のＣＣＤ面上での光量分
布図

【図６】 本発明の実施形態２の棒状光源の端部周辺の
要部概略図

【図７】 従来の画像読取装置の光学系の要部概略図

【図８】 従来の原稿面上での光量分布図

【図９】 従来のＣＣＤ面上での光量分布図

【符号の説明】

１ 原稿 ２ 原稿載置ガラス台 ３ 照明光源（棒状光源） ４ 反射部材 ５ スリット ６ 第１のミラー ７ 第２のミラー ８ 第３のミラー ９ 結像光学系 １０ 読取手段（ラインセンサー） １１ ランプホルダー １２ａ，１２ｂ 反射部材 ２４ａ，２４ｂ 反射部材 ６１ 反射部材（サイドリフレクター）

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一方向に長い発光体を有する棒状光源
   と、該棒状光源の位置を決めて保持するランプホルダー
   とを有した光源装置において、 該ランプホルダーは該棒状光源の発光体の端部からの光
   束の一部を反射させる反射部材が一体化されていること
   を特徴とする光源装置。
2. 【請求項２】 前記棒状光源はキセノンランプであるこ
   とを特徴とする請求項１記載の光源装置。
3. 【請求項３】 原稿台ガラスに載置した原稿の画像情報
   を照明する光源装置と、該原稿の画像情報を画素の一方
   向に配列した読取部面上に結像させる結像光学系とを用
   い、該原稿と該読取部とを画素の配列方向と直交する方
   向に相対的に変位させて、該画像情報を読取る画像読取
   装置において、 該光源装置は画素の配列方向に長い発光体を有する棒状
   光源と、該棒状光源の位置を決めて保持するランプホル
   ダーとを有し、該ランプホルダーは該棒状光源の端部側
   に該棒状光源の発光体からの光束のうち、該原稿の読取
   り方向に直接向かわない光束の一部を原稿側に反射させ
   る反射部材が一体的に設けられていることを特徴とする
   画像読取装置。
4. 【請求項４】 原稿を照明する棒状光源と、該棒状光源
   で照明された該原稿からの光束を所定の位置に結像させ
   る結像光学系と、該結像光学系の所定の位置であって主
   走査方向に画素を配置した読取部と、を有する画像読取
   手段により、原稿載置ガラス部に載置された該原稿の画
   像情報を該原稿と該画像読取手段の少なくとも一部とを
   副走査方向に相対的に走査して読取る画像読取装置にお
   いて、該棒状光源の主走査方向の端部で、かつ該棒状光
   源の近傍に設けた反射部材により、該棒状光源から放射
   された光束のうち、原稿の読取位置に直接向かわない光
   束の一部を反射させて、該原稿を照明するようにしたこ
   とを特徴とする画像読取装置。
5. 【請求項５】 前記棒状光源の位置を位置決めし、かつ
   該棒状光源の端部を保持するランプホルダーと、前記反
   射部材とを一体的に形成したことを特徴とする請求項４
   記載の画像読取装置。
6. 【請求項６】 前記棒状光源の最端部に配置されたサイ
   ドリフレクターと、前記反射部材とを一体的に形成した
   ことを特徴とする請求項４記載の画像読取装置。
7. 【請求項７】 前記棒状光源はキセノンランプであるこ
   とを特徴とする請求項３乃至６の何れか１項に記載の画
   像読取装置。