JP2591166B2 - イメージスキャナ - Google Patents
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- G06K7/10—Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation
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- H04N1/1077—Arrangements for facilitating movement over the scanned medium, e.g. disposition of rollers
Description
【発明の詳細な説明】 《発明の分野》 この発明は、ワープロ、パソコン等の画像入力装置と
して用いられるイメージスキャナに関する。
して用いられるイメージスキャナに関する。
《発明の概要》 この発明は、イメージスキャナの本体底面に配設され
た読取り窓の照射光透過部に読取り窓部材と一体的に集
光レンズを形成したものである。
た読取り窓の照射光透過部に読取り窓部材と一体的に集
光レンズを形成したものである。
《従来技術とその問題点》 従来のイメージスキャナは、内蔵する光源の照射光を
原稿画像に効率良く照射するために、光源と原稿画像間
に集光レンズを配設している。また、これら照射光およ
びその反射光の光路となる本体底面に内部の防塵等のた
めに透明材からなる読取り窓が形成されている。
原稿画像に効率良く照射するために、光源と原稿画像間
に集光レンズを配設している。また、これら照射光およ
びその反射光の光路となる本体底面に内部の防塵等のた
めに透明材からなる読取り窓が形成されている。
そのため、光源と読取り窓の間に集光レンズを配置す
るか、あるいは光源用発光素子の直後に集光レンズを設
けなければならず、いずれもそのための占有スペースが
大きくなり、また組立て工数も増し、小型化とコストダ
ウンの障害になっている。
るか、あるいは光源用発光素子の直後に集光レンズを設
けなければならず、いずれもそのための占有スペースが
大きくなり、また組立て工数も増し、小型化とコストダ
ウンの障害になっている。
第２図は、従来のイメージスキャナの構造を示す断面
図であり、本体ケース１の底面全部に読取り窓２が形成
されて、透明な合成樹脂材からなる窓カバー３が装着さ
れている。読取り窓２の上方やや前方よりに光源である
ケイ光ランプ４が配置され、斜め下方に照射した照射光
は、読取り窓２の下方にある原稿画像Ｇを照射する。原
稿画像Ｇからの反射光のうち斜め上方に進行した反射光
は、窓カバー３を透過しミラー５、６に反射されてから
撮像レンズ７に入光して撮像素子８上に結像し、画像デ
ータとして入力される。
図であり、本体ケース１の底面全部に読取り窓２が形成
されて、透明な合成樹脂材からなる窓カバー３が装着さ
れている。読取り窓２の上方やや前方よりに光源である
ケイ光ランプ４が配置され、斜め下方に照射した照射光
は、読取り窓２の下方にある原稿画像Ｇを照射する。原
稿画像Ｇからの反射光のうち斜め上方に進行した反射光
は、窓カバー３を透過しミラー５、６に反射されてから
撮像レンズ７に入光して撮像素子８上に結像し、画像デ
ータとして入力される。
ところで、図に示すように、ケイ光ランプ４からの照
射光が窓カバー３を透過するときに、その入射角度が比
較的大きいため、入射光の一部は窓カバー３の表面で反
射されて、ミラー５の方向に進行する。また、やはり原
稿画像Ｇの反射光の一部は窓カバー３の表面で反射され
て、ミラー５へ到達する光量が減少してしまう。このよ
うに従来の窓カバー３の構造では、窓カバー３の表面で
反射した余分な光がミラー５に到達しないように遮光板
を設けたり、光量の減少を補うためにケイ光ランプ４の
発光量を増す必要があり、装置が大型化し消費電力も増
大する等の問題がある。
射光が窓カバー３を透過するときに、その入射角度が比
較的大きいため、入射光の一部は窓カバー３の表面で反
射されて、ミラー５の方向に進行する。また、やはり原
稿画像Ｇの反射光の一部は窓カバー３の表面で反射され
て、ミラー５へ到達する光量が減少してしまう。このよ
うに従来の窓カバー３の構造では、窓カバー３の表面で
反射した余分な光がミラー５に到達しないように遮光板
を設けたり、光量の減少を補うためにケイ光ランプ４の
発光量を増す必要があり、装置が大型化し消費電力も増
大する等の問題がある。
また、窓カバー３は原稿画像Ｇ側に露出して平らに設
けられている。このため、窓カバー３は傷付きやすく、
またこの傷が、撮像素子８上に結像し、画像の読取りに
支障を来たすという問題があった。
けられている。このため、窓カバー３は傷付きやすく、
またこの傷が、撮像素子８上に結像し、画像の読取りに
支障を来たすという問題があった。
なお、第２図ではケイ光ランプ４と窓カバー３間に配
置されるべき集光レンズを省いている。
置されるべき集光レンズを省いている。
次に、第３図に示したものは、特開昭62−279523号公
報に記載された光カード用のデータ記録再生装置のヘッ
ド部の概略構成を示す断面図であるが、この例では、対
物レンズ25と対物レンズ26で読取り窓を形成し、光源24
より出た光束を対物レンズ25によりレーザーカード20上
に収束し、反射波を対物レンズ26で収束して撮像素子27
上に結像させている。同図において、21はレンズ枠、22
は書き込み用レーザ、23はハーフミラーである。
報に記載された光カード用のデータ記録再生装置のヘッ
ド部の概略構成を示す断面図であるが、この例では、対
物レンズ25と対物レンズ26で読取り窓を形成し、光源24
より出た光束を対物レンズ25によりレーザーカード20上
に収束し、反射波を対物レンズ26で収束して撮像素子27
上に結像させている。同図において、21はレンズ枠、22
は書き込み用レーザ、23はハーフミラーである。
この例では、光源24の光路上に対物レンズ25を設けて
高速をレーザーカード20上に収束している。
高速をレーザーカード20上に収束している。
ところで、この種の装置では、光が原稿を反射する反
射点から画像を読み取る撮像素子までの距離は、間に介
在する対物レンズの曲率の制約を受けて、ある程度以上
の距離を確保する必要がある。これは、原稿と光検出器
間の距離を短くすると、間に介在する対物レンズの曲率
を大きくする必要があり、これは原稿像のピンボケやゆ
がみの原因となり、またレンズの加工に手間を要して装
置のコスト高を招くからである。
射点から画像を読み取る撮像素子までの距離は、間に介
在する対物レンズの曲率の制約を受けて、ある程度以上
の距離を確保する必要がある。これは、原稿と光検出器
間の距離を短くすると、間に介在する対物レンズの曲率
を大きくする必要があり、これは原稿像のピンボケやゆ
がみの原因となり、またレンズの加工に手間を要して装
置のコスト高を招くからである。
このように、原稿と撮像素子の距離はある程度の距離
を確保する必要があるわけであるが、間に介在する対物
レンズの撮像素子の距離は短い方がいい。これは、対物
レンズと撮像素子間の距離が長くなれば、対物レンズの
曲率にわずかな狂いも許されなくなり、これもコスト高
の原因となるからである。
を確保する必要があるわけであるが、間に介在する対物
レンズの撮像素子の距離は短い方がいい。これは、対物
レンズと撮像素子間の距離が長くなれば、対物レンズの
曲率にわずかな狂いも許されなくなり、これもコスト高
の原因となるからである。
つまり、原稿と撮像素子間の距離はある程度の距離を
確保する必要があるとともに、間に介在する対物レンズ
は撮像素子から近いところに設けるのがよい。
確保する必要があるとともに、間に介在する対物レンズ
は撮像素子から近いところに設けるのがよい。
しかし、第３図に示すものでは、レーザーカード20の
近くに対物レンズ26を設け、レーザーカード20で反射し
た光束をそのまま対物レンズ26に導き、撮像素子27上に
結像させている。このため、対物レンズ26と撮像素子27
間の距離を短くすることができず、対物レンズ26の曲率
には精度の高さが要求されるので、コスト高を招くとい
う問題があった。
近くに対物レンズ26を設け、レーザーカード20で反射し
た光束をそのまま対物レンズ26に導き、撮像素子27上に
結像させている。このため、対物レンズ26と撮像素子27
間の距離を短くすることができず、対物レンズ26の曲率
には精度の高さが要求されるので、コスト高を招くとい
う問題があった。
《発明の目的》 この発明は、上記問題点を解決するためになされたも
のであって、その目的とするところは、光源および読取
り窓部を小型化すると同時にコストダウンを図り、しか
も消費電力を減少させることのできるイメージスキャナ
を提供することにある。
のであって、その目的とするところは、光源および読取
り窓部を小型化すると同時にコストダウンを図り、しか
も消費電力を減少させることのできるイメージスキャナ
を提供することにある。
《発明の構成と効果》 上記目的を達成するために、 請求項１の発明は、光源と、 上記光源から読み取り対象物への照射光、および読み
取り対象物からの反射光を透過する透明材と、 上記透明材を通して読み取り対象物からの反射光を受
光する受光手段と、 を備えたイメージスキャナであって、 上記透明材は、上記照射光を透過させる部分が集光レ
ンズとして形成されているとともに、上記反射光を透過
させる部分が平らになっており、かつ反射光が透過する
際の入射角が０度または略０度となっていることを特徴
とする。
取り対象物からの反射光を透過する透明材と、 上記透明材を通して読み取り対象物からの反射光を受
光する受光手段と、 を備えたイメージスキャナであって、 上記透明材は、上記照射光を透過させる部分が集光レ
ンズとして形成されているとともに、上記反射光を透過
させる部分が平らになっており、かつ反射光が透過する
際の入射角が０度または略０度となっていることを特徴
とする。
請求項２の発明は、光源と、 上記光源から読み取り対象物への照射光、および読み
取り対象物からの反射光を透過する透明材と、 上記透明材を通して読み取り対象物からの反射光を受
光する受光手段と、 を備えたイメージスキャナであって、 上記透明材は、上記照射光を透過させる部分が集光レ
ンズとして形成されているとともに、上記反射光を透過
させる部分が平らで、かつイメージスキャナ本体に対し
て傾斜して配設されていることを特徴とする。
取り対象物からの反射光を透過する透明材と、 上記透明材を通して読み取り対象物からの反射光を受
光する受光手段と、 を備えたイメージスキャナであって、 上記透明材は、上記照射光を透過させる部分が集光レ
ンズとして形成されているとともに、上記反射光を透過
させる部分が平らで、かつイメージスキャナ本体に対し
て傾斜して配設されていることを特徴とする。
請求項３の発明は、光源からの照射光を読み取り対象
物に照射し、該読み取り対象物からの反射光を受光する
ことによって読み取り対象物を認識するイメージスキャ
ナにおいて、 装置本体底面にＬ字状の凹部を有して埋め込まれ、該
Ｌ字状屈曲面の一側に上記照射光透過部分が形成される
とともに他側に上記反射光受光部分が形成された透明材
を有し、 上記透明材は上記照射光透過部分は集光レンズで形成
されているとともに、上記反射光受光部分は平らに形成
され、かつ反射光が略０度の入射角で入射するよう形成
されていることを特徴とする。
物に照射し、該読み取り対象物からの反射光を受光する
ことによって読み取り対象物を認識するイメージスキャ
ナにおいて、 装置本体底面にＬ字状の凹部を有して埋め込まれ、該
Ｌ字状屈曲面の一側に上記照射光透過部分が形成される
とともに他側に上記反射光受光部分が形成された透明材
を有し、 上記透明材は上記照射光透過部分は集光レンズで形成
されているとともに、上記反射光受光部分は平らに形成
され、かつ反射光が略０度の入射角で入射するよう形成
されていることを特徴とする。
請求項４の発明は、請求項３記載のイメージスキャナ
であって、上記透明材の上記照射光透過部分に形成され
た集光レンズは、 照射光の光路上に形成されていることを特徴とする。
であって、上記透明材の上記照射光透過部分に形成され
た集光レンズは、 照射光の光路上に形成されていることを特徴とする。
従って、この発明では、以下の効果を有する。
（ａ）透明材の反射光受光部分は平らに形成され、かつ
イメージスキャナ本体に対して傾斜して配設されている
ので、透明材の反射光受光部分での光の減衰が少なくな
る。このため、読み取り対象物から受光手段までの距離
も長くとれる。従って、対物レンズの曲率を小さくで
き、原稿像のピンボケやゆがみを防止できとともにレン
ズ加工の手間を少なくでき、装置の低コスト化を図るこ
とができる。
イメージスキャナ本体に対して傾斜して配設されている
ので、透明材の反射光受光部分での光の減衰が少なくな
る。このため、読み取り対象物から受光手段までの距離
も長くとれる。従って、対物レンズの曲率を小さくで
き、原稿像のピンボケやゆがみを防止できとともにレン
ズ加工の手間を少なくでき、装置の低コスト化を図るこ
とができる。
また、透明材の反射光受光部分での光の減衰を少なく
することができるので、読み取り対象物から対物レンズ
までの距離を長くでき、結果として対物レンズから受光
手段までの距離を短くすることができる。このため、対
物レンズの精度に高い精度が要求されることはないの
で、この点でも、装置の低コスト化を図ることができ
る。
することができるので、読み取り対象物から対物レンズ
までの距離を長くでき、結果として対物レンズから受光
手段までの距離を短くすることができる。このため、対
物レンズの精度に高い精度が要求されることはないの
で、この点でも、装置の低コスト化を図ることができ
る。
（ｂ）また、透明材は装置本体底面にＬ字状の凹部を有
して埋め込まれ、一側に照射光透過部分が形成されると
ともに他側に反射光受光部分が形成されるようにしてい
る。このため、従来のように透明材を平らにした場合に
比して、透明材が傷付きにくい。従って、きれいな原稿
画像を得ることができる。
して埋め込まれ、一側に照射光透過部分が形成されると
ともに他側に反射光受光部分が形成されるようにしてい
る。このため、従来のように透明材を平らにした場合に
比して、透明材が傷付きにくい。従って、きれいな原稿
画像を得ることができる。
（ｃ）また、本体底面に配設された読取り窓の照射光透
過部に読取り窓部材と一体的に集光レンズを形成したこ
とで、部品点数が削減されてコストダウンが可能とな
り、しかも光源の小型化および読取り窓のまわりが小型
化されて本体の小型化も可能となる。
過部に読取り窓部材と一体的に集光レンズを形成したこ
とで、部品点数が削減されてコストダウンが可能とな
り、しかも光源の小型化および読取り窓のまわりが小型
化されて本体の小型化も可能となる。
（ｄ）また、光源が小型化されたことにより使用時の消
費電力を減少させることもできる。
費電力を減少させることもできる。
《実施例の説明》 次に、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。
第１図は、この発明にかかるイメージスキャナの内部
構造をあらわした断面図である。
構造をあらわした断面図である。
図において、本体ケース１の底面前部に読取り窓２が
形成されて、この読取り窓２の前後の開口端部と係合し
て透明な合成樹脂材からなる窓カバー３が装着されてい
る。
形成されて、この読取り窓２の前後の開口端部と係合し
て透明な合成樹脂材からなる窓カバー３が装着されてい
る。
読取り窓２の上方やや前方よりに光源であるケイ光ラ
ンプ４が配置され、斜め下方に照射した照射光は、窓カ
バー３に形成された集光レンズ31を透過し集光されて、
読取り窓２の下方にある原稿画像Ｇを照射する。原稿画
像Ｇからの反射光のうち斜め上方に進行した反射光は、
窓カバー３の上部に湾曲した透過部32を零度に近い入射
角度で透過してミラー５に入射される。ミラー５に反射
された反射光はさらにミラー６で反射されたのち撮像レ
ンズ７に入光して、撮像素子８に結像し、画像データと
して入力される。
ンプ４が配置され、斜め下方に照射した照射光は、窓カ
バー３に形成された集光レンズ31を透過し集光されて、
読取り窓２の下方にある原稿画像Ｇを照射する。原稿画
像Ｇからの反射光のうち斜め上方に進行した反射光は、
窓カバー３の上部に湾曲した透過部32を零度に近い入射
角度で透過してミラー５に入射される。ミラー５に反射
された反射光はさらにミラー６で反射されたのち撮像レ
ンズ７に入光して、撮像素子８に結像し、画像データと
して入力される。
なお、図中のローラ９は、画像の入力中に本体の移動
ととも原稿画像Ｇを押圧しながら回転する。
ととも原稿画像Ｇを押圧しながら回転する。
さらにローラ９の回転はギヤ10、11を介してエンコー
ダ12に伝達され、走査中の同期信号を発生する。補助ロ
ーラ13は、ローラ９と同様に画像の入力中、本体の移動
とともに回転して本体を支持する。入力された画像デー
タはケーブル14を介して外部のパソコン、ワープロに送
られる。
ダ12に伝達され、走査中の同期信号を発生する。補助ロ
ーラ13は、ローラ９と同様に画像の入力中、本体の移動
とともに回転して本体を支持する。入力された画像デー
タはケーブル14を介して外部のパソコン、ワープロに送
られる。
このように窓カバー３における照射光の光路上に集光
レンズ31を、窓カバー３と一体に形成したことにより、
従来のように窓カバー３の表面で反射し散乱する光量が
減少し、照明の効率が上昇する。また、そのため散乱し
た光を遮光するため遮光板が不要になる。
レンズ31を、窓カバー３と一体に形成したことにより、
従来のように窓カバー３の表面で反射し散乱する光量が
減少し、照明の効率が上昇する。また、そのため散乱し
た光を遮光するため遮光板が不要になる。
また、原稿画像Ｇからの反射光が窓カバー３を透過す
る際も、窓カバー３の透過部32の面角度を反射光の光軸
とほぼ垂直に形成したため、反射光が透過部32表面で反
射される割合が少なくなり、その分、光源であるケイ光
ランプ４の容量を小さくすることができる。
る際も、窓カバー３の透過部32の面角度を反射光の光軸
とほぼ垂直に形成したため、反射光が透過部32表面で反
射される割合が少なくなり、その分、光源であるケイ光
ランプ４の容量を小さくすることができる。
このように、集光レンズ31を窓カバー３の一体に形成
したことにより、次のような効果が得られる。
したことにより、次のような効果が得られる。
（１）従来用いていた単体の集光レンズおよびその支持
部材の部品点数が減少し、その分、コストダウンするこ
とができる。
部材の部品点数が減少し、その分、コストダウンするこ
とができる。
（２）照明の効率が向上した分、光源のケイ光ランプ４
の消費電力を削減することができる。
の消費電力を削減することができる。
（３）組立て工程において、集光レンズ31の位置が窓カ
バー３により固定されてしまうため、レンズの光軸を合
わせる調整が不要になる。
バー３により固定されてしまうため、レンズの光軸を合
わせる調整が不要になる。
（４）平面光源でなくランプ光源を用いた場合に、原稿
への照明の効率が向上する。
への照明の効率が向上する。
（５）窓カバー表面からの散乱光の発生が減少し、入力
画像に余分な光線が混入することがなくなり、正確な画
像入力が実現できる。
画像に余分な光線が混入することがなくなり、正確な画
像入力が実現できる。
（６）集光レンズ31を窓カバー３と一体成形したこと
で、ガラスレンズのような複雑な研磨工程を不要にする
ことができる。
で、ガラスレンズのような複雑な研磨工程を不要にする
ことができる。
第１図はこの発明にかかるイメージスキャナの内部構造
をあらわした断面図、第２図は従来のイメージスキャナ
の構造を示す断面図、第３図は従来の光カード用のデー
タ記録再生装置のヘッド部の概略構成を示す断面図であ
る。 １……本体ケース ２……読取り窓 ３……窓カバー ４……ケイ光ランプ ５……ミラー ６……ミラー ７……撮像レンズ ８……撮像素子 ９……ローラ 10……ギヤ 11……ギヤ 12……エンコーダ 13……補助ローラ 14……ケーブル 31……集光レンズ 32……透過部 Ｇ……原稿画像
をあらわした断面図、第２図は従来のイメージスキャナ
の構造を示す断面図、第３図は従来の光カード用のデー
タ記録再生装置のヘッド部の概略構成を示す断面図であ
る。 １……本体ケース ２……読取り窓 ３……窓カバー ４……ケイ光ランプ ５……ミラー ６……ミラー ７……撮像レンズ ８……撮像素子 ９……ローラ 10……ギヤ 11……ギヤ 12……エンコーダ 13……補助ローラ 14……ケーブル 31……集光レンズ 32……透過部 Ｇ……原稿画像
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中條 秀樹 京都府京都市右京区花園土堂町10番地 立石電機株式会社内 (56)参考文献 実開 平１−91373（ＪＰ，Ｕ)
Claims (4)
- 【請求項１】光源と、 上記光源から読み取り対象物への照射光、および読み取
り対象物からの反射光を透過する透明材と、 上記透明材を通して読み取り対象物からの反射光を受光
する受光手段と、 を備えたイメージスキャナであって、 上記透明材は、上記照射光を透過させる部分が集光レン
ズとして形成されているとともに、上記反射光を透過さ
せる部分が平らになっており、かつ反射光が透過する際
の入射角が０度または略０度となっていることを特徴と
するイメージスキャナ。 - 【請求項２】光源と、 上記光源から読み取り対象物への照射光、および読み取
り対象物からの反射光を透過する透明材と、 上記透明材を通して読み取り対象物からの反射光を受光
する受光手段と、 を備えたイメージスキャナであって、 上記透明材は、上記照射光を透過させる部分が集光レン
ズとして形成されているとともに、上記反射光を透過さ
せる部分が平らで、かつイメージスキャナ本体に対して
傾斜して配設されていることを特徴とするイメージスキ
ャナ。 - 【請求項３】光源からの照射光を読み取り対象物に照射
し、該読み取り対象物からの反射光を受光することによ
って読み取り対象物を認識するイメージスキャナにおい
て、 装置本体底面にＬ字状の凹部を有して埋め込まれ、該Ｌ
字状屈曲面の一側に上記照射光透過部分が形成されると
ともに他側に上記反射光受光部分が形成された透明材を
有し、 上記透明材は上記照射光透過部分は集光レンズで形成さ
れているとともに、上記反射光受光部分は平らに形成さ
れ、かつ反射光が略０度の入射角で入射するよう形成さ
れていることを特徴とするイメージスキャナ。 - 【請求項４】上記透明材の上記照射光透過部分に形成さ
れた集光レンズは、 照射光の光路上に形成されていることを特徴とする請求
項３記載のイメージスキャナ。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1176101A JP2591166B2 (ja) | 1989-07-07 | 1989-07-07 | イメージスキャナ |
| US07/884,309 US5175422A (en) | 1989-07-07 | 1992-05-11 | Handy image scanner |
| US08/175,182 US6109527A (en) | 1989-07-07 | 1993-12-29 | Handy image scanner |
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