JP2002359723A - 画像読み取り装置 - Google Patents
画像読み取り装置Info
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Abstract
源を用いる。そして、この2本の面発光光源を、所定幅
の空隙と所定角度とを保って原稿面の上方に左右対称に
配置することともに、この2本の面発光光源の空隙部分
に細い径のファイバレンズを配置する。なお、上記面発
光光源は、レンズと原稿面のうちの少なくとも一方と接
するように配置しておく。
Description
画像を光学的に読み取る画像読み取り装置に関する。
ミリ等の機能を兼ね備えたマルチファンクションプリン
タは、原稿面に描かれた画像を光学的に読み取る画像読
み取り装置を備えている。
ては縮小光学方式(縮小CCD方式)がよく知られてい
る。この縮小光学方式には、レンズの焦点深度を大きく
とることによって原稿台から原稿が浮いた状態でも鮮明
な画像を得ることができるという利点がある一方、装置
が大型になるという欠点があった。そこで、装置の小型
化・薄型化を配慮するときは、通常、図13に示すよう
に、等倍正立で原稿からの情報をセンサに導く密着方式
を用いる。
LED アレイ112を左右対称に配列する。そして、この
2本のLED アレイ112の中間上方位置に配置したロッ
ドレンズアレイ121によって、原稿面106に照射さ
れた光を受ける。
に示すように、多数のLED 素子125を基板124上に
配列してなる。また、上記ロッドレンズアレイ121
は、図15に示すように、円柱形状のロッドレンズ12
2を所定数隣接させて配列し、基板124で挟み込んだ
構成になっている。
08から原稿面106までの距離(以下「共役長」とい
う)を小さくできるので装置全体をかなり小さくするこ
とができる。
型化を進めるには、上記共役長を更に短くする必要があ
り、この共役長を短くするには、各ロッドレンズ122
の径を小さくしなければならない。しかしながら、径を
小さくすると各ロッドレンズ間のクロストークやフレア
光等の光ノイズが多くなるため、センサ108に投影さ
れる像が不明瞭になるという問題があった。
きるだけ原稿面106に近接配置することも重要であ
る。しかしながら、上記従来のLED アレイは点光源の集
合であるため、この光源と原稿面106とがある程度の
距離を保たないと照射強度の均一性を確保できない。す
なわち、上記従来のLED アレイを用いて装置の小型化を
進めるには限度があった。
されたものであって、画像読み取り装置の小型化を図る
ことを目的とする。
成するために、原稿面に描かれた画像を光学的に読み取
る画像読み取り装置において以下の手段を採用してい
る。
とともに、相互に所定間隔を保って原稿面の上方に左右
対称に2本の光源を配置する。これら光源は、発光層を
透明基板上に形成した面発光光源である。そして、この
2本の面発光光源の間隙部分に、光ファイバを複数本束
ねることによって構成されたファイバレンズを配置す
る。
を読み取り位置に近づけても、この読み取り位置におい
て均一な照射強度を得ることができる。また、ロッドレ
ンズに比べて径が小さいファイバレンズを用いれば、共
役長を短くすることができる。これによって、装置の小
型化を進めることができるのはいうまでもない。
人は、画像読み取り装置の小型化を図るために、従来の
ロッドレンズ122に代えてファイバレンズを用いるこ
とを特願2000-224156号等で提案している。
に、小さい径(0.5mm 以下)の光ファイバ140を複数
本束ねることによって構成されたレンズ14をいう。光
ファイバ140の屈折率は、軸から外周に向かって漸次
小さくなる(例えば、軸からの距離が大きくなるにつ
れ、その距離の2乗に対応して小さくなる)ので、光は
光ファイバ140の中心方向に収束することになる。
さくするとクロストークやフレア等の現象が顕著にな
る。そこで、図4に示すように、光ファイバ140を複
数本束ねてファイバ束144を形成し、このファイバ束
144の外周に光吸収層141を形成しておくか、ある
いは、図5に示すように、光ファイバ140単体それぞ
れの外周に光吸収層143を形成しておく必要がある。
ークやフレア等の現象を防止するため、下記の関係を満
たすのが好ましい。すなわち、図6に示すように、ファ
イバ束144の一辺の長さSを光ファイバ140の長さ
Tで除した値が開口角ωの正接値よりも小さくなる関係
を満たすように、上記一辺の長さSを設定しておく。
とができる最大の角度をいう。図6では、光を正常に伝
送することができる最大の角度で光Vが光ファイバ14
0に入射している状態を示しているので、この図でいう
と、光ファイバ140の中心軸Uと入射光Vとの間の角
度が開口角ωに相当する。
122を用いていたため、20mmから50mm程度の
共役長が必要であった。例えば、径0.6mm、長さ2
2.8mm、開口角4度のロッドレンズ122を用いた
場合、共役長は50mm程度必要であった。また、径
0.6mm、長さ8.8mm、開口角12度のロッドレ
ンズ122を用いた場合、共役長は20mm程度必要で
あった。
イバレンズ14を用いるようにしているため、図1に示
すように、センサ1から原稿面9までの距離(共役長)
を短くすることができる。以下、図7を用いて、ファイ
バレンズ14の径・長さ・開口角をそれぞれ変化させた
ときの共役長について説明する。
m、開口角12度のファイバレンズ14を用いた場合、
共役長は10.0mmであった。この場合、ファイバレ
ンズ14の下端部と原稿面9までの距離は2.8mmで
あった。
開口角4度のファイバレンズ14を用いた場合、共役長
は25.0mmであった。この場合、ファイバレンズ1
4の下端部と原稿面9までの距離は6.6mmであっ
た。
小さくすれば、以下に説明するように、共役長も更に短
くすることができる。
m、開口角12度のファイバレンズ14を用いた場合、
共役長は3.2mmであった。この場合、ファイバレン
ズ14の下端部と原稿面9までの距離は0.9mmであ
った。
口角4度のファイバレンズ14を用いた場合、共役長は
8.0mmであった。この場合、ファイバレンズ14の
下端部と原稿面9までの距離は2.2mmであった。
ァイバレンズ14を用いるようにしているため、共役長
を短くすることができる。これによって、装置の小型化
を進めることができるのはいうまでもない。
合について説明したが、もちろん開口角は12度と4度
に限定されるものではない。
をできるだけ原稿面に近接配置することも重要である。
しかしながら、上記従来のLED アレイは点光源の集合で
あるため、この光源と原稿面とがある程度の距離を保た
ないと照射強度の均一性を確保できない。すなわち、上
記従来のLED アレイを用いて装置の小型化を進めるには
限度があった。
レクトロルミネッセンス膜を面発光光源として用いるこ
とを特願2000-217561号等で提案している。
長いガラスあるいは透明樹脂等の透明基板101上に透
明電極膜103を形成する。そして、その上に光媒体と
してのエレクトロルミネッセンス膜100を形成する。
更に、その上に金属電極102を積層する。
現する場合は、図3(a)に示すように、R (赤)・G
(グリーン) ・B (ブルー)の各色に対応する等幅のエ
レクトロルミネッセンス膜100r ・100g・100
bを短手方向に形成する。あるいは、図3(b)に示す
ように、光源列200を長手方向に繰り返し配列するよ
うにしても、同様のカラー面発光光源を実現することが
できる。この光源列200とは、RGBの各色に対応す
る等幅のエレクトロルミネッセンス膜100r ・100
g・100bを長手方向に配列したものをいう。
に示すように当該光源5a・5bを読み取り位置Paに
近づけても、この読み取り位置Paにおいて均一な照射
強度を得ることが可能となるため、装置の小型化を進め
ることができる。
bを原稿面9に近接配置する場合は、この面発光光源5
a・5bをどのように配置すれば効率よく原稿を照明
し、また原稿を高画質で読み取れるかを検証しておく必
要がある。
源5a・5bの位置と角度とを種々変化させてそのとき
の原稿面照度とMTF(modulation transfer functio
n)値とを測定し、評価した。なお、MTF値とはセン
サの分解能をいう。
光源(上記図2参照)を長手方向に2つ繋げてA3サイ
ズとし、図8に示すように、この2本のA3サイズ光源
5をレンズ14の両側にそれぞれ取り付ける。そして、
面発光光源5の中心Oと読み取り位置Paとを結ぶ線分
Lの長さrを5mmに固定した状態で、この線分Lと原
稿面9とのなす角度θを20°から70°まで変化させ
て、そのときの原稿面照度とMTF値とを測定した。
が得られるのは、図9(a)に示すように角度θが30
°以上の場合であり、75%以上のMTF値が得られる
のは、図9(b)に示すように角度θが60°以下の場
合であることが判った。すなわち、角度θが30°から
60°の場合が好ましい範囲といえる。
られるのは、図9(a)に示すように角度θが40°以
上の場合であり、80%以上のMTF値が得られるの
は、図9(b)に示すように角度θが55°以下の場合
であることが判った。すなわち、角度θが40°から5
5°の場合が特に好ましい範囲といえる。
30°から60°と広く設定できるとともに線分Lの長
さrを5mmまで短く設定できるため、装置の小型化を
進めるうえで有利である。なお、ここではモノクロ光源
(上記図2参照)を用いた場合を例示したが、カラー光
源(上記図3参照)を用いた場合も同様の結果が得られ
た。
が一般的であったところ、本発明によれば角度θを30
°から60°と広く設定できるのは、従来のLED アレイ
に代えて面発光光源を用いたからである。すなわち、LE
D アレイを用いた場合は所定の点光源のみが読み取り位
置Paを照明することになるのに対し、面発光光源を用
いた場合は様々な角度からの光が読み取り位置Paを照
明することになる。
定できるのも面発光光源を用いているからであり、従来
のようにLED アレイを用いた場合は、均一な照射強度が
得られないことから線分Lの長さrをここまで短く設定
することはできない。すなわち、従来の典型的な画像読
み取り装置では、線分Lの長さrを9mm前後に設定す
るのが一般的であった。
くしたのは、装置の小型化を図るためであることはいう
までもないが、面発光光源5の端部をレンズ14や原稿
台8となるガラスとできるだけ近い位置に配置するため
でもある。すなわち、図8に示すように、面発光光源5
の上端部P1をレンズ14とできるだけ近い位置に配置
するとともに、面発光光源5の下端部P2を原稿台8とで
きるだけ近い位置に配置すれば、光が拡散することを防
止できるので、光の伝送効率が向上し、原稿面照度を上
げることができる。
面発光光源5の端部をレンズ14や原稿台8と1mm以
内の位置に配置するのが好ましい。すなわち、面発光光
源5の端部をレンズ14や原稿台8と1mm以内の位置
に配置したとき、原稿面照度を上げるという点で一定の
効果が得られた。
原稿台8と1mm以内の位置に配置することを「面発光
光源5の端部がレンズ14や原稿台8と接する又は近接
する状態を確保する」という。
5の端部がレンズ14と原稿台8の両方に接する又は近
接する状態を確保できない場合もあるが、その場合は、
レンズ14と原稿台8のいずれか一方に接する又は近接
するようにしておく。
面発光光源5の端部がレンズ14と原稿台8の両方に接
する又は近接する状態を確保できないときは、当該面発
光光源5の端部をレンズ14のみと接する又は近接する
ように配置する。一方、角度θが小さすぎることから、
面発光光源5の端部がレンズ14と原稿台8の両方に接
する又は近接する状態を確保できないときは、当該面発
光光源5の端部を原稿台8のみと接する又は近接するよ
うに配置する。このように面発光光源5の端部がレンズ
14と原稿台8の一方にしか接しない又は近接しない状
態であっても、いずれにも接しない又は近接しない状態
に比べれば原稿面照度を上げる効果がある。
が、図1に示すように、面発光光源5の端部とレンズ1
4又は原稿台8との間に当該装置の筐体Hが介在しても
かまわない。この場合も、原稿面照度を上げるという点
で一定の効果を得るために、面発光光源5の端部と接す
る部分の筐体Hの厚さは1mm以内にしておくのが好ま
しい。
光源を用いるとともに線分Lの長さrを5mmに固定す
ることにしているが、本発明はこれに限定されるもので
はない。すなわち、幅2mmの面発光光源を用いるとと
もに線分Lの長さrを3mmに固定した状態や、幅1m
mの面発光光源を用いるとともに線分Lの長さrを1m
mに固定した状態で原稿面面照度とMTF値とを測定し
た場合も、角度θが30°から60°の場合が好ましい
範囲であり、角度θが40°から55°の場合が特に好
ましい範囲であることがわかった。
を用いた構成を例示しているが、本発明はこれに限定さ
れるものではない。すなわち、1本の面発光光源を用い
た構成も本発明の適用範囲である。 (実施の形態2)上記実施の形態1ではファイバレンズ
を用いることとしているが、このファイバレンズに代え
て以下の手順で製造したマイクロレンズを用いれば、よ
り装置の小型化を進めることができる。
ガラスに感光性金属(Au,Ag,Cu)と増感剤(C
eO2)を加えることによって、マイクロレンズアレイ
形成基板となる感光性ガラス13を生成する。この感光
性ガラス13の大きさは、縦320mm、横1〜2m
m、厚さ1mm程度である。
に、図11(a)に示すように、クロム等からなるフォ
トマスク12を形成する。このフォトマスク12におい
て光を遮断する部分の形状は、必要とする集光特性が得
られれば楕円形や多角形であってもよいが円形とするの
が好ましい。
合、この遮断部分の径は35μm程度とし、また、この
遮断部分を設ける間隔は42.3μm程度とするのが好
ましい。ただし、この値は、センサの解像度が600d
piであることを想定した場合の値である。
感光性ガラス13に、波長が200nm〜400nmの
紫外線を7500〜10000μJ/cm2照射し、約
500℃で熱処理をする。これによって、図11(b)に
示すように、マスクされていない部分の感光性ガラス1
3は収縮かつ変色してレンズ11間のクロストークやフ
レア光を防止するための遮光膜15となり、マスクされ
た部分の感光性ガラス13はマイクロレンズ11とな
る。
レイのレンズ長は1mm程度であり、ファイバレンズ1
4のレンズ長に比べて遥かに小さい。このようなマイク
ロレンズ11を採用すれば、図12に示すように、セン
サ1から原稿面9までの距離(共役長)を2mm程度ま
で短くすることができる。これによって、上記実施の形
態1に比べ装置をかなり小型にできることはいうまでも
ない。
方法は上記の方法に限定されるものではなく、例えば、
インジェクション成形によっても製造することができ
る。この場合、材料には、耐熱アクリルや非晶質ポリオ
レフィンを用いることができ、特に、高温・高湿・熱衝
撃などに強く光の透過率が高いものを選定するのが好ま
しい。
によってマイクロレンズアレイを製造した場合、遮光膜
15は、図10(a)に示すように入射光側レンズ面に
設けてもよいし、あるいは、図10(b)に示すように
出射光側レンズ面に設けてもよいし、さらには、図10
(c)に示すように入射光側レンズ面と出射光側レンズ
面の両面に設けてもよい。遮光膜15を出射光側レンズ
面に設ける場合、このレンズ面と遮光膜15との間16
は真空あるいは空洞でよい。
取り装置の小型化を図ることができる。
ンズを用いるようにしているため、センサから原稿面ま
での距離(共役長)を短くすることができる。
にしているため、面発光光源の中心と読み取り位置とを
結ぶ線分が原稿面となす角度θを広く設定できるととも
に、この線分の長さを短く設定できる。
ある。
面発光光源の斜視図である。
発光光源の説明図である。
る。
クロレンズアレイの説明図である。
アレイの説明図である。
成図である。
図である。
ズアレイの斜視図である。
分 θ 線分Lがガラス基板8(原稿面9)となす角度 100 エレクトロルミネッセンス膜 101 透明基板 102 金属電極 103 透明電極膜 140 光ファイバ
Claims (11)
- 【請求項1】 原稿面に描かれた画像を光学的に読み取
る画像読み取り装置において、 原稿面に対して所定角度を保つとともに、相互に所定間
隔を保って原稿面の上方に左右対称に配置した、発光層
を透明基板上に形成した2本の面発光光源と、上記2本
の面発光光源の間隙部分に配置した、光ファイバを複数
本束ねることによって構成されたファイバレンズと、 を備えたことを特徴とする画像読み取り装置。 - 【請求項2】 原稿面に描かれた画像を光学的に読み取
る画像読み取り装置において、 原稿面に対して所定角度を保って原稿面の上方に配置し
た、発光層を透明基板上に形成した1本の面発光光源
と、 上記1本の面発光光源の上端部近くに配置した、光ファ
イバを複数本束ねることによって構成されたファイバレ
ンズと、 を備えたことを特徴とする画像読み取り装置。 - 【請求項3】 上記面発光光源の中心と読み取り位置と
の距離が1mm以上5mm以下である請求項1又は2に
記載の画像読み取り装置。 - 【請求項4】 上記ファイバレンズの共役長が3.2m
m以上8.0mm以下である請求項1又は2に記載の画
像読み取り装置。 - 【請求項5】 上記面発光光源の端部をファイバレンズ
と原稿台のうちの少なくとも一方と接する又は近接する
ように配置した請求項1又は2に記載の画像読み取り装
置。 - 【請求項6】 上記面発光光源の中心と読み取り位置と
を結ぶ線分が原稿面となす角度をθとした場合、このθ
が所定範囲内の角度であるときは、当該面発光光源の端
部をファイバレンズと原稿台の両方と接する又は近接す
るように配置する請求項5に記載の画像読み取り装置。 - 【請求項7】 上記面発光光源の中心と読み取り位置と
を結ぶ線分が原稿面となす角度をθとした場合、このθ
が所定範囲より大きい角度であるときは、当該面発光光
源の端部をファイバレンズのみと接する又は近接するよ
うに配置する請求項5に記載の画像読み取り装置。 - 【請求項8】 上記面発光光源の中心と読み取り位置と
を結ぶ線分が原稿面となす角度をθとした場合、このθ
が所定範囲より小さい角度であるときは、当該面発光光
源の端部を原稿台のみと接する又は近接するように配置
する請求項5に記載の画像読み取り装置。 - 【請求項9】 上記光ファイバを複数本束ね、その外周
に光吸収層を形成した請求項1又は2に記載の画像読み
取り装置。 - 【請求項10】 上記光ファイバ単体それぞれの外周に
光吸収層を形成した請求項1又は2に記載の画像読み取
り装置。 - 【請求項11】 上記ファイバレンズに代えてマイクロ
レンズを採用した請求項1又は2に記載の画像読み取り
装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002082365A JP4061098B2 (ja) | 2001-03-29 | 2002-03-25 | 画像読み取り装置 |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001-95813 | 2001-03-29 | ||
JP2001095813 | 2001-03-29 | ||
JP2002082365A JP4061098B2 (ja) | 2001-03-29 | 2002-03-25 | 画像読み取り装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002359723A true JP2002359723A (ja) | 2002-12-13 |
JP4061098B2 JP4061098B2 (ja) | 2008-03-12 |
Family
ID=26612542
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
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JP (1) | JP4061098B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008284795A (ja) * | 2007-05-18 | 2008-11-27 | Fuji Xerox Co Ltd | 画像形成装置および露光装置 |
-
2002
- 2002-03-25 JP JP2002082365A patent/JP4061098B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2008284795A (ja) * | 2007-05-18 | 2008-11-27 | Fuji Xerox Co Ltd | 画像形成装置および露光装置 |
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JP4061098B2 (ja) | 2008-03-12 |
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