JP2568434B2 - 画像読取装置 - Google Patents

画像読取装置

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Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、画像読取装置に関し、特に照明光源によっ
て画像を照射し、画像からの画像光線をレンズアレイを
介してラインセンサ上に結像させて画像情報を電気的に
読取る画像読取装置のレンズアレイの構造の小型化およ
び簡素化に関するものである。
［従来の技術］ 複写機やファクシミリなどの事務・通信機器には、書
類や図面の原稿に表わされた画像情報を光学的に読取り
電気信号に変換して取出す画像読取装置が含まれてい
る。画像読取装置には種々の方式のものが存在するが、
代表的な構成としては、光源と、光学レンズと、イメー
ジセンサとを備えている。その動作の概要は、画像情報
を持つ原稿を光源からの白色光で照明し、その反射光を
光学レンズを経てCCD（Charge Coupled Device）イメ
ージセンサなどのラインセンサに光学的に縮小して投影
し、これを電気信号に変換して画像情報を読取るもので
ある。
しかし、光学レンズとして球面レンズを用いた光学系
では原稿と画像情報の受光面との間隔が長くなり、装置
が大型化する。これを避けるために、通常は光学系に画
像光線の光路を曲げるための反射ミラーを用いて装置の
小型化を図っている。しかし、このために反射ミラーな
どの装置が必要となり、装置が複雑化しコンパクト化の
実効が上がらないという欠点を有していた。
これに対し、近年、集束性導光レンズの実用化によ
り、読取り光学系と等倍密着読取ラインセンサを一体化
して小型化を図った画像読取装置が実用化されている。
この画像読取装置について第15図ないし第17図を用いて
以下に説明する。
第15図を参照して、本画像読取装置は光源となる発光
ダイオード１（図示せず）と、光学系を構成する分布屈
折率型レンズアレイ２と、画像情報を電気信号に変換す
る複数のCCDイメージセンサからなるラインセンサ３と
を備えている。
次に、第16図を参照して、分布屈折率型レンズアレイ
２は直径が約1mmの円柱形の多数の集束性レンズ素子2a
より構成されている。複数の集束性レンズ素子2aはその
両側からフレーム板2bで挾み込まれている。フレーム板
2bは集束性レンズ素子2aとほぼ同じ熱膨張特性を有する
ガラス布基材エポキシ樹脂黒色積層板（FRP）で形成さ
れており、熱歪の減少や強度の増加を図っている。ま
た、集束性レンズ素子2aとフレーム板2bとの隙間には黒
色のシリコンゴム状樹脂2cが充填されている。そして、
このシリコンゴム状樹脂2cは集束性レンズ素子2aの周囲
のフレーヤ光を除去するために設けられている。
次に、第17図を参照して、本画像読取装置の動作につ
いて説明する。まず、発光ダイオード１から原稿４の表
面に対して照明光線が照射される。原稿４の表面で反射
した画像光線は分布屈折率型レンズアレイ２の内部に導
かれ集束される。そして、この分布屈折率型レンズアレ
イ２を透過してラインセンサ３の表面で結像する。ライ
ンセンサ３はこの画像光線を電気信号に変換して画像情
報を読取る。
なお、この分布屈折率型レンズアレイ２を用いた光学
系の共役長TCは、TC＝Ｚ＋2l0の関係となり、具体的に
は15〜70mm程度に構成される。これによって、従来の球
面レンズに比べて原稿面と画像読取装置との距離を短く
することができ、結果として画像読取装置が小型化され
ている。
［発明が解決しようとする課題］ ところが、分布屈折率型レンズアレイ２を用いた画像
読取装置では装置の小型化が図れる半面、分布屈折率型
レンズアレイ２の製造上の困難性から製造コストが上昇
するという問題が生じた。
この原因としては、 a.分布屈折率型レンズアレイ２が集束性レンズ素子2a、
フレーム板2bおよびシリコンゴム状樹脂2cの３つの材料
の複合体からなり、製造が複雑であること。
b.複数の集束性レンズ素子2aのすべての素子について同
じ屈折率分布定数を有するように均質な特性が要求さ
れ、高度な製造精度が要求されること。
などである。
さらに、分布屈折率型レンズアレイ２は充填材として
の黒色のシリコンゴム状樹脂2cがフレア光を除去するこ
とにより入射光の利用効率が下がるという問題をも有し
ていた。
したがって、本発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、製造性に優れ製造コストの安価
なレンズアレイを有し、かつ装置の小型化が可能な画像
読取装置を提供することを目的とする。
［課題を解決するための手段］ 請求項１に係る画像読取装置は、光源と、光学集束手
段と、イメージセンサとを備えている。光源は、被写体
の表面に照明光線を照射する。光学集束手段は、入射位
置において被写体から反射された光を受取り、その光を
出射位置側へ透過し、かつ所定の画像位置で被写体の画
像を集束する。また光学集束手段は、基台と、第１およ
び第２の回折素子とを有している。基台は、透明で、入
射位置を含む入射面と、入射面と異なる面よりなり出射
位置を含む出射面とを有している。第１の回折素子は、
入射位置に設けられている。第２の回折素子は、出射位
置に設けられている。イメージセンサは、画像位置に置
かれ、画像を電気信号に変換して被写体の画像を読取
る。また光学集束手段は、入射位置と出射位置との間の
基台内で光を２回以上反射させるように設けられてい
る。
請求項２に係る画像読取装置では、基台は、入射側枝
部と出射側枝部とを有し、かつ入射側枝部の一方端と出
射側枝部の一方端とを接続したＶ形状を有している。こ
の枝部の各々は、Ｖ形状の内側に位置づけられた内側表
面と、Ｖ形状の外側に位置づけられた外側表面と、枝部
の他方端に位置する先端表面とを有している。この枝部
の各々は、入射側枝部の先端表面に位置する入射位置か
ら入射された光が、まず入射側枝部の内側表面の第１の
反射位置から入射側枝部の外側表面の第２の反射位置へ
反射され、その第２の反射位置から出射側枝部の外側表
面の第３の反射位置へ反射され、その第３の反射位置か
ら出射側枝部の内側表面の第４の反射位置へ反射され、
そしてその第４の反射位置から出射側枝部の先端表面に
位置する出射位置へ反射されるように設けられている。
請求項３に係る画像読取装置は、第１〜第４の反射位
置に設けられた回折素子をさらに備えている。
請求項４に係る画像読取装置では、基台は、入射位置
を含む入射表面と出射位置を含む出射表面とを有する長
方形の基台である。この基台は、入射位置で入射された
光が、第１の回折素子によって出射表面上の第２の回折
素子側へ反射され、第２の回折素子によって入射表面上
の第３の回折素子側へ反射され、第３の回折素子によっ
て出射位置へ反射されるように設けられている。
請求項５に係る画像読取装置は、入射位置に設けられ
た第４の回折素子をさらに備えている。
請求項６に係る画像読取装置では、画像位置と出射位
置とは一致し、イメージセンサは出射位置に直接配置さ
れている。
請求項７に係る画像読取装置では、回折素子は色収差
の発生を抑制するように配置されている。
請求項８に係る画像読取装置では、回折素子はフレネ
ルレンズである。
請求項９に係る画像読取装置では、光源は発光ダイオ
ードを有している。この発光ダイオードは、回折素子を
介在して基台の出射表面に一体的に設けられている。
［作用］ 請求項１、２および４に係る画像読取装置では、光学
集束手段は入射位置と出射位置との間の基台内で２回以
上光を反射させるよう設けられている。つまり基台内部
で反射光の光路が２回以上折り曲げられる。また、入射
位置と出射位置とが互いに異なる面に配置されており、
これにより入射方向と出射方向とを略同一の方向となる
ように設定することができる。このように基台内で２回
以上反射させ、かつ入射位置と出射位置とを異なる面に
配置することにより、反射光の光路の直線距離を縮小化
することができる。それによって、基台の厚みを従来例
よりも薄くすることができる。したがって、回折素子ア
レイの共役長TCを縮小化でき、装置の小型化を達成する
ことができる。
また画像読取装置の光学系を構成する光学集束手段に
回折素子が用いられている。回折素子は、透明な基台表
面上に微細なピッチを有し等間隔でかつ曲線状の回折素
子を形成し、この回折素子による光波の回折現象を用い
てレンズ作用および光路の折曲げ作用を得るものであ
る。そして、光波の回折角度は格子のピッチにのみ依存
するため、比較的製造が容易であり、また複製が容易に
行なえることから大量生産に適している。そして、この
回折素子の特徴を利用することにより原稿と画像読取装
置のイメージセンサとの間の距離が縮小され、装置の小
型化が図られるとともに、大量生産が可能とされる。
請求項３に係る画像読取装置では、第１〜第４の反射
位置に回折素子が設けられたことにより、反射角度の裕
度を持たせて、さらに回折素子の製造上の容易性を利用
して光学集束手段の生産性が向上されている。
請求項６に係る画像読取装置では、画像光線を電気信
号に変換するイメージセンサが光学集束手段の基台表面
に一体的に取付けられている。これにより、装置の小型
化を達成することができる。
請求項９に係る画像読取装置では、照明光線を照射す
るための光源として、パッケージに装填された発光ダイ
オードが用いられ、かつ基台に一体的に取付けられてい
る。また発光ダイオードからの照射光が回折素子を介し
て照射されることにより、発光ダイオード自身に集束レ
ンズを備える必要性がなくなり、装置の簡素化および小
型化を達成することができる。
また、この発光ダイオードからの出射光を集束するた
めの回折素子を、基台に対して入射する画像反射光のた
めの回折素子と兼用した構造とすることで、構造の簡素
化を図ることもできる。
また、光源としての発光ダイオードのチップ自体を、
直接、レンズ体の回折素子上に固定することによって発
光ダイオードのパッケージを省略し、さらに簡素化され
た構造を達成することもできる。
［実施例］ 以下、本発明の実施例について図を用いて説明する。
本発明に係る第１実施例を第１図ないし第３図を用い
て説明する。第１図は、画像読取装置の概略構造斜視図
であり、第２図は回折素子アレイ５の正面図であり、第
３図は回折素子アレイ５を用いた画像の結像状態を示す
結像図である。
第１図を参照して、本画像読取装置は、発光ダイオー
ド１（図示せず）と、回折素子アレイ５およびCCDイメ
ージセンサを備えたラインセンサ３とを含む。ラインセ
ンサ３は回折素子アレイ５を介して原稿４と対向する位
置に配置される。
次に第２図を参照して、回折素子アレイ５はガラスや
プラスチックなどの透明材料からなる直方体の基台5aを
備えている。基台5aの長手方向の一平面は入射面６を構
成し、さらにこの入射面６に対向する反対側の平面は出
射面７を構成する。さらにこの入射面６および出射面７
表面にはフレネルレンズなどの回折素子８が複数個平面
的に配列されて形成されている。さらに回折素子８は入
射面６および出射面７の表面を埋め尽くすように形成さ
れている。
次に、第３図を参照して、この回折素子アレイ５の作
用を説明する。発光ダイオードからの照射光を受けた原
稿４表面の画像情報Ｐは回折素子アレイ５の入射面６に
向かい、この入射面６に形成された回折素子8aを透過し
て回折素子アレイ５の内部に進入する。回折素子アレイ
５の内部では画像情報Ｐの倒立実像Q1を結像した後、回
折素子アレイ５の出射面７に形成された回折素子8bを透
過してＱの位置に正立実像を結像する。そして、Ｑの位
置に置かれたラインセンサ（図示せず）３によって画像
情報Ｐが光電変換されて読取られる。図において、原稿
４表面の画像情報Ｐとラインセンサ３上に結像される正
立実像との間の距離、すなわち共役長TCは、物体側差動
距離l1、像側差動距離l2および回折素子アレイ５の基台
厚さＺの総和で表わされる。そして、物体側および像側
差動距離l1、l2は、各々回折素子アレイ５の入射面側６
あるいは出射面側７に形成された回折素子8a、8bの格子
形状によって設定される。
フレネルレンズなどの回折素子は、微細なピッチを有
し等間隔でかつ曲線状の格子形状を有している。そし
て、その製造方法は、エレクトロンビーム直接描画法や
縮小露光法などによって格子形状が形成され型を製作し
た後、この型を利用してレプリカを複製する方法が行な
われ、大量生産が可能である。したがって、従来の分布
屈折率型レンズアレイなどに比べて大幅なコストダウン
が可能となる。また、回折素子の回折効率は、ブレーズ
ド形状の回折格子を用いることによってステップ型回折
素子の２倍以上の効率を得ることができ、また不要な回
折次数の回折によるクロストーク抑制が可能となり実用
上特に問題を生じない。
さらに、第２図を用いて示したように、回折素子８は
基台5aの入射面６あるいは出射面７表面上の一面に隙間
なく形成される。したがって、光の利用効率は従来の分
布屈折率型レンズアレイ２に比べて向上させることがで
きる。
次に本発明に係る第２の実施例の画像読取装置につい
て第４図および第５図を用いて説明する。本実施例で
は、第１実施例に対して回折素子アレイ５の基台部5aに
プリズム９を用いたことを特徴としている。そして第４
図に示されるように装置全体の構成は第１の実施例と同
等のものである。第５図を参照して、本実施例における
プリズム９は、入射面６と出射面７および４面の反射面
10a、10b、10c、10dとを備えた多角形プリズムである。
そして、このプリズム９の入射面６および出射面７表面
には回折素子8a、8bが形成されている。動作において、
プリズム９の入射面６に形成された回折素子8aを透過し
て内部に入射した画像光線は、まずプリズム９の反射面
10aにより光路を曲げられた後、さらに反射面10bにより
光路を曲げられ、一旦倒立実像Q1を結像する。その後さ
らに反射面10c、10dにより光路を曲げられた後、出射面
７に形成された回折素子8bを透過して外部へ導かれる。
そして、所定のＱの位置に正立実像を結像する。このプ
リズム９を利用した回折素子アレイ５では、プリズム９
の内部で画像光線の光路が折曲げられることによりその
直線距離が縮小化され、その結果プリズム９の厚さＺが
第３図に示された回折素子アレイ５の厚みＺに比べて短
くすることができる。これによって、回折素子アレイの
共役長TCを縮小化し装置の小型化が図れる。
第２の実施例の変形例である第３実施例を第６図に示
す。この実施例は、第５図に示したプリズム９を利用し
た回折素子アレイ５のプリズム９の反射面10a〜10dにさ
らに回折素子8c〜8fを形成し、プリズムの反射角度の精
度を緩和しようとするものである。すなわち、第５図に
示したプリズム９の反射面を利用した反射現象において
は、反射面の角度誤差によって結像点Ｑの位置が変位す
る。ところが、一般に回折素子を用いてホログラムによ
る回折を利用した光束の折曲げ現象においては、光束の
回折される方向が格子のピッチにより決定され、回折素
子が形成されている面の角度誤差にはほとんど影響され
ない。このような回折素子の効果によってプリズムの反
射角の角度精度を緩和しその製造コストを低減すること
ができる。
また、このプリズム９の反射面に形成した回折素子8c
〜8fに対して、入射面６および出射面７に形成した回折
素子8a,8bと同様にレンズとしての機能を持たせるよう
にその格子形状を形成することができる。このように構
成すると、プリズム９の入射面６、出射面７および反射
面に形成される回折素子8a〜8fの形状をさらに量産性の
あるものにすることができ、また物体側および像側の作
動距離l1，l2の距離を調整し得る範囲が拡大し、画像読
取装置のシステム構成に応じて作動距離を任意に設定す
ることが可能となる。
またさらに、第６図に示した複数の回折素子8a〜8fを
透過させる構造は、色収差の発生を抑えることができ
る。すなわち、通常、回折素子は単一波長の光に対して
は原理的に無収差することができる。ところが、一般的
な画像読取装置では原稿の照明用光源に多波長の光を出
射する発光ダイオードを使用している。したがって、一
面の回折素子のみでは色収差が発生する。そこで、本実
施例のように二面以上の複数の回折素子で回折させるこ
とによって色収差の発生を互いに補正するように回折素
子の格子パターンを形成し、色収差のない鮮明な画像を
読取るように構成している。さらにこの作用を具体的に
説明すると、たとえば２枚の回折素子を用いた場合、第
１の回折素子において波長変化に伴う光の回折角変化が
生じた場合、第２の回折素子がこれを補正して同一の焦
点に向かうように、第１および第２の回折素子の格子模
様をコンピュータによる数値計算で設計することができ
る。この色収差の補正効果は２枚の回折素子の組合わせ
に限定されず、複数の回折素子の組合わせによって達成
することができる。
次に、本発明に係る第４の実施例について第７図ない
し第９図を用いて説明する。第７図は本実施例の画像読
取装置の概略構造斜視図を示している。本図に示される
ように、本実施例の基本的な装置の構成は第１図および
第４図に示された実施例と同等である。そして、本実施
例の特徴点は第８図に示された回折素子アレイ５の回折
素子８に配列形状に現われる。第８図を参照して、回折
素子アレイ５は直方体状の基台5aを有している。基台5a
の長手方向の一平面は画像光線の入射面６を構成し、こ
の入射面６と対向する対面側の平面は出射面７（図示せ
ず）を構成する。そして、基台5aの入射面６表面には複
数の回折素子８が密に連なって配列された入射用回折素
子列11と反射用回折素子列12が形成されている。また、
同様に基台5aの出射面７表面には複数の回折素子８が連
なって配列された反射用回折素子列12および出射用回折
素子列13（図示せず）が形成されている。
本実施例における回折素子アレイ５を用いた画像の結
像状態を第９図を用いて説明する。原稿４表面の画像情
報Ｐは発光ダイオード１からの照明光線によって照射さ
れ、その画像光線が回折素子アレイ５の入射面６に形成
された入射用回折素子列11を構成する回折素子8aによっ
て集束されながら透過してその内部に導かれる。そし
て、基台5aの出射面７に形成された回折素子8cにより回
折され、基台5aの入射面６側に形成された回折素子8dに
到達し、さらにこの回折素子8dにより回折されて基台5a
の出射面７に形成された回折素子8bに到達する。画像情
報Ｐは回折素子アレイ５の基台5a内部で一度倒立実像Q1
を結像した後、回折素子8bによって外部に出射され所定
の位置Ｑに正立実像を結像する。
本実施例においては、回折素子アレイ５の入射面６お
よび出射面７に反射用の回折素子8c、8d等を形成するこ
とにより回折素子アレイ５の内部で画像光線の光路を折
曲げ、光路の直線距離を短縮化している。これにより、
回折素子アレイ５の厚みＺが縮小され、結果として回折
素子アレイ５の共役長TCを短縮化することができる。こ
れによって装置の小型化を達成している。
さらに、本発明に係る画像読取装置の第５の実施例を
第10図および第11図を用いて説明する。本実施例の特徴
点は、光源として用いられる発光ダイオード１を回折素
子アレイ５と一体的に構成したことである。すなわち、
第10図および第11図に示されるように、回折素子アレイ
５の出射面７に発光ダイオード１を接着固定している。
固定される発光ダイオード１は発光ダイオードの半導体
チップ1aとそのパッケージ部1bとからなる。そして、発
光ダイオード１の出射方向に位置する回折素子アレイ５
の出射面７および入射面６表面には発光ダイオード１か
ら出射される光線を集光するための回折素子8e、8fが形
成されている。そして、この回折素子8e、8fを形成した
ことにより、発光ダイオード１のパッケージの出射位置
に設けられる集束レンズを不要にし、発光ダイオード１
の構造の簡素化を図っている。さらに、発光ダイオード
１と回折素子アレイ５とを一体的に構成したことにより
装置の小型化を達成している。
次に、本発明に係る第６の実施例は上記の第５の実施
例の変形例である。本実施例は第12図に示されるよう
に、発光ダイオード１の集光用のレンズとして使用する
ために回折素子アレイ５の入射面６の表面に設けた回折
素子8fと画像光線の入射する位置に設けられた回折素子
8a等を一体に形成している。その動作において、発光ダ
イオード１から照射された照明光線は回折素子8eによっ
て集束されつつ回折素子アレイ５の入射面６側に設けら
れた回折素子8aに向かって回折される。発光ダイオード
１からの光束は回折素子8aの−１次回折光と同等の光路
方向であるため、画像Ｐに向かって回折され、適度に集
光された状態で画像を証明する。そして、この照射光に
よって画像Ｐから反射した画像光線は再び回折素子8aを
透過して回折素子アレイ５の内部に導かれる。このよう
に回折素子8aは画像光線を集束・透過するためのレンズ
と、発光ダイオードのための集光レンズとしての作用を
兼ね備える。
さらに、本発明に係る第７の実施例による画像読取装
置は、上記第６の実施例の変形例であり発光ダイオード
１の構造を簡素化したことを特徴としている。すなわ
ち、第13図において、回折素子アレイ５の出射面７の所
定位置には発光ダイオード１の半導体チップ1aが直接回
折素子アレイ５表面に密着して固定されている。このよ
うな構造によって発光ダイオード１のパッケージを不要
とし、装置の簡素化および小型化を達成している。
さらに、本発明に係る第８の実施例による画像読取装
置は、上記第７の実施例に対して、ラインセンサ３を回
折素子アレイ５の出射面７に一体的に固定して形成した
ことを特徴としている。すなわち、第14図に示すよう
に、回折素子アレイ５の出射面７の画像光線が外部へ出
射する位置にラインセンサ３を密着固定して形成してい
る。そして、この位置に形成されていた回折素子8bを省
略している。さらに、回折素子アレイ５に形成される回
折素子8a、8c、8dの各々のレンズ効果を高めることによ
り回折素子アレイ５の出射面７に密着固定したラインセ
ンサ３の表面上で画像光線が結像するように構成されて
いる。このような構造により、上記実施例において存在
した像側の差動距離l2を不要とすることにより回折素子
アレイ５の共役長TCを大幅に短縮し、装置の小型化を達
成している。なお、上記実施例において、回折素子はフ
レネルレンズ等の回折格子またはホログラムが用いられ
る。
［発明の効果］ このように、請求項１、２および４に係る画像読取装
置では、光学集束手段は、入射位置と出射位置との間の
基台内で光を２回以上反射させるように設けられてい
る。また、入射位置と出射位置とが互いに異なる面に配
置されており、これにより入射方向と出射方向とが略同
一の方向となるように設定することができる。このよう
に基台内で２回以上反射させ、かつ入射位置と出射位置
とを異なる面に配置することにより、反射光の光路の直
線距離を縮小化することができる。それによって、回折
素子アレイの共役長TCを短縮化でき、装置の小型化を達
成することができる。
また基台の入射面側と出射面側とに回折素子を形成し
て構成したので、レプリカ製造技術などを用いた大量生
産が可能で安価な画像読取装置を実現することができ
る。
請求項３に係る画像読取装置では、第１〜第４の反射
位置に回折素子を設けることにより、反射角度の裕度を
持たせ、さらに回折素子の製造上の容易性を利用して光
学集束手段の生産性を向上させている。
請求項６に係る画像読取装置では、画像光線を電気信
号に変換するイメージセンサが光学集束手段の基台表面
に一体的に取付けられることにより、装置の小型化が達
成される。
請求項９に係る画像読取装置では、照明光線を照射す
るための光源として、パッケージに装填された発光ダイ
オードが用いられ、かつ基台に一体的に取付けられてい
る。この発光ダイオードからの照射光を回折素子を介し
て照射することにより、発光ダイオード自身に集束レン
ズを備える必要性がなくなり、装置の簡素化および小型
化を達成することができる。
また、この発光ダイオードからの出射光を集束するた
めの回折素子を、基台に対して入射する画像反射光のた
めの回折素子と兼用した構造とすることで、構造の簡素
化を図ることもできる。また光源としての発光ダイオー
ドのチップ自体を直接レンズ体の回折素子上に固定する
ことによって、発光ダイオードのパッケージを省略し、
さらに簡素化された構造を達成することもできる。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明に係る第１実施例による画像読取装置
の概略構造斜視図である。第２図は、第１の実施例の画
像読取装置に用いられる回折素子アレイの平面図であ
る。第３図は、第１図に示した画像読取装置の画像光線
の結像状態を説明するための結像図である。 第４図は、本発明による第２実施例の画像読取装置の概
略構成斜視図である。第５図は、第２実施例の画像読取
装置に用いられる回折素子アレイ５によって結像される
画像光線の結像図である。 第６図は、第２実施例の変形例の第３実施例を示す画像
読取装置に用いられる回折素子アレイ５によって結像さ
れる画像光線の結像図である。 第７図は、本発明による第４の実施例の画像読取装置の
概略構造斜視図である。第８図は、第４実施例に用いら
れる回折素子アレイの平面図である。第９図は、第４実
施例の画像読取装置の画像光線の結像状態を説明するた
めの結像図である。 第10図は、本発明の第５実施例の画像読取装置の概略構
造斜視図である。第11図は、第５実施例に用いられる回
折素子アレイの画像光線の結像状態を説明するための結
像図である。 第12図は、本発明による第６実施例の画像読取装置の回
折素子アレイの画像光線の結像状態を説明するための結
像図である。 第13図は、本発明による第７実施例の画像読取装置の回
折素子アレイの画像光線の結像状態を説明するための結
像図である。 第14図は、本発明による第８実施例の画像読取装置の回
折素子アレイの結像状態を説明するための結像図であ
る。 第15図は、従来の画像読取装置の概略構造斜視図であ
る。第16図は、従来の画像読取装置に用いられる分布屈
折率型レンズアレイの正面図である。第17図は、従来の
画像読取装置の動作を説明するための概略断面構造図で
ある。 図において、１は発光ダイオード、1aは発光ダイオード
のチップ、1bはパッケージ、３はラインセンサ、４は原
稿、５は回折素子アレイ、5aは回折素子アレイの基台、
６は回折素子アレイの入射面、７は回折素子アレイ５の
出射面、８は回折素子、９はプリズムを示している。 なお、図中同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (9)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】被写体の表面に照明光線を照射する光源
    と、 入射位置において前記被写体から反射された光を受取
    り、その光を出射位置側へ透過し、かつ所定の画像位置
    で前記被写体の画像を集束する光学集束手段とを備え、 前記光学集束手段は、 前記入射位置を含む入射面と、前記入射面と異なる面よ
    りなり前記出射位置を含む出射面とを有する透明な基台
    と、 前記入射位置に設けられた第１の回折素子と、 前記出射位置に設けられた第２の回折素子とを有し、さ
    らに、 前記画像位置におかれ、前記画像を電気信号に変換して
    前記被写体の画像を読取るイメージセンサとを備え、 前記光学集束手段は、前記入射位置と出射位置との間の
    前記基台内で前記光を２回以上反射させるように設けら
    れている、画像読取装置。
  2. 【請求項２】前記基台は、入射側枝部と出射側枝部とを
    有し、かつ前記入射側枝部の一方端と前記出射側枝部の
    一方端とを接続したＶ形状を有し、 前記枝部の各々は、 前記Ｖ形状の内側に位置づけられた内側表面と、前記Ｖ
    形状の外側に位置づけられた外側表面と、前記枝部の他
    方端に位置する先端表面とを有し、かつ、 前記入射側枝部の前記先端表面に位置する前記入射位置
    から入射された前記光が、まず前記入射側枝部の前記内
    側表面の第１の反射位置から前記入射側枝部の前記外側
    表面の第２の反射位置へ反射され、その第２の反射位置
    から前記出射側枝部の前記外側表面の第３の反射位置へ
    反射され、その第３の反射位置から前記出射側枝部の前
    記内側表面の第４の反射位置へ反射され、そしてその第
    ４の反射位置から前記出射側枝部の前記先端表面に位置
    する前記出射位置へ反射されるように設けられている、
    請求項１に記載の画像読取装置。
  3. 【請求項３】前記第１〜第４の反射位置に設けられた回
    折素子をさらに備える、請求項２に記載の画像読取装
    置。
  4. 【請求項４】前記基台は、 前記入射位置を含む入射表面と前記出射位置を含む出射
    表面とを有する長方形の基台であり、 前記入射位置で入射された光が、前記第１の回折素子に
    よって前記出射表面上の前記第２の回折素子側へ反射さ
    れ、前記第２の回折素子によって前記入射表面上の第３
    の回折素子側へ反射され、前記第３の回折素子によって
    前記出射位置へ反射されるように設けられている、請求
    項１に記載の画像読取装置。
  5. 【請求項５】前記出射位置に設けられた第４の回折素子
    をさらに備える、請求項４に記載の画像読取装置。
  6. 【請求項６】前記画像位置と前記出射位置とは一致し、
    前記イメージセンサは前記出射位置に直接配置されてい
    る、請求項４に記載の画像読取装置。
  7. 【請求項７】前記回折素子は、色収差の発生を抑制する
    ように配置されている、請求項１〜６のいずれかに記載
    の画像読取装置。
  8. 【請求項８】前記回折素子は、フレネルレンズである、
    請求項１〜７のいずれかに記載の画像読取装置。
  9. 【請求項９】前記光源は、発光ダイオードを有し、 前記発光ダイオードは、回折素子を介在して前記基台の
    前記出射表面に一体的に設けられている、請求項４に記
    載の画像読取装置。
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