JP2980386B2

JP2980386B2 - ミラーに取りつけられる遮光アパーチャを備えた光学スキャナ

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Publication number: JP2980386B2
Application number: JP3007942A
Authority: JP
Inventors: デイヴィッド・ウェイン・ボイド; ジョン・スティーヴン・ドイチェバイン
Original assignee: HP Inc
Current assignee: HP Inc
Priority date: 1990-01-25
Filing date: 1991-01-25
Publication date: 1999-11-22
Anticipated expiration: 2014-11-22
Also published as: US5019703A; EP0438868A2; DE69026702T2; JPH04212920A; EP0438868A3; EP0438868B1; DE69026702D1

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、一般に、光学スキャナ
に関するものであり、とりわけ、折返し光路を備えた光
学スキャナの遮光開口絞りコンポーネントに関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術及びその課題】光学スキャナは、走査を受
ける物体、例えば、印刷されたテキストのページを表わ
す機械で読取り可能なデータを生成するために用いられ
る。光学スキャナは、線状焦点システムを用いて、走査
を受ける物体を結像する。

【０００３】線状焦点システムの場合、照射を受ける線
状物体からの光ビームは、線状物体から遠くに配置され
た線形フォト・センサ・アレイ上にレンズによって結像
する。線形フォト・センサ・アレイは、線状物体上の小
面積の位置に対応する感光性素子の一次元アレイであ
る。線状物体上のこれらの小面積の位置は、一般に“画
素”または“ピクセル”と呼ばれる。線状物体上におけ
る対応するピクセル位置からの光に応答し、各フォト・
センサは、それが受けた光の強さを表わすデータ信号を
発生する。感光素子によるデータ信号の全ては、適合す
るデータ処理システムが受信して、処理を行なう。光学
走査装置の場合、線状焦点システムの照射を受ける線状
物体は、一般に、“走査線”と呼ばれる。

【０００４】1989年７月20日に提出されたDavid Wayne
Boydの光学スキャナに関する米国特許出願第383,463
号；Kent J.Vincentの「新規三色ビーム・スプリッタと
フォトセンサを利用したカラー・イメージャ」に関する
米国特許第4,709,144 号；及び、Kent J.Vincent及びHa
ns D.Neuman の「色彩結合器及びその導入」に関する米
国特許第4,870,268 号には、光学スキャナ及び各種コン
ポーネントが開示されており、その開示の全てが、それ
ぞれ、参考までに詳細に組み込まれている。

【０００５】ほとんどの線状焦点システムに生じる問題
は、線形フォト・センサ・アレイに生じる線形像の光の
強さが、線状物体の光の強さとは一様に比例しないとい
う点である。一般に、線状物体がその全長にわたって均
一に照射される場合、センサにおける光の強さは、線状
物体の両端に対応する領域よりも、線状物体の中心に対
応する領域においてはるかに明るくなる。この効果は、
極めて重要であり、線形像の中心における強さは、両端
における強さのほぼ２倍になる可能性がある。この問題
を生じさせるいくつかの異なる光学的効果がある。これ
らの光学的効果は、主として、レンズの中心軸から線状
物体上のさまざまなポイントまでの距離が異なることに
よるものである。

【０００６】線状焦点システムに関連した先行技術にお
いて周知のように、線状物体とフォト・センサ・アレイ
の間の光路内に配置された開口絞りを利用して、線状物
体とフォト・センサ・アレイの間に延びる光路の光が差
別的にさえぎられる。こうした“遮光”または“補償”
開口絞りは、光路の両端よりも比例して強くなる中心に
おける光を部分的にさえぎり、フォト・センサにおける
光の強さと線状物体における光の強さを一様に比例させ
るように設計されている。1989年８月３日に提出された
David Wayne Boydの「開口絞りの形状の決定法」に関す
る米国特許出願第389,033 号には、こうした遮光開口絞
りに適した形状を決定する方法が開示されており、その
開示の全てが、参考までに詳細に組み込まれている。

【０００７】上述の米国特許出願第389,033 号に記載の
ような光学スキャナには、スキャナ光源、集束レンズ・
アセンブリ、及び光学センサが、全て可動キャリッジ・
アセンブリに含まれているものもある。走査を受ける物
体とスキャナのレンズとの間に延びる結像光路は、光路
を収容するのに必要なキャリッジのサイズを縮小するた
め、１つ以上のミラーによって“折り返される”のが普
通である。光路の折り返された異なる部分は、しばし
ば、互いに極めて近接した位置にあり、多くの場合、光
路長の重要部分に沿って隣接する光路部分と重なり合っ
ている。

【０００８】結像光路は、レンズに近づくにつれて、一
般に、厚さが増し、幅が減少するので、スキャナの光路
内に設けるべき遮光開口絞りのサイズは、それが取りつ
けられる光路に沿った位置によって決まる。遮光開口絞
りの相対的有効性は、やはり、いくつかの理由から光路
に沿ったその位置によって決まる。理論的には、線状物
体の隣りに位置する遮光開口絞りが最も有効である。し
かし、こうした位置の場合、遮光開口絞りはごく小さく
なるので、製造及び正確な位置決めが極めて困難にな
り、従って、こうした開口絞りの位置は、実用的でない
のが普通である。スキャナのレンズの隣りに開口絞りを
配置するのは、最も効果の少ない配置であり、従って望
ましくない。結果として、遮光開口絞りは、通常、光路
の中間領域に配置するのが望ましい。しかし、折り返し
光路を備えたスキャナの場合、開口絞りが隣接する折返
し光路部分に入り込まないようにして折返し光路部分の
１つに遮光開口絞りを配置するのは、光路の中間領域と
なると、しばしば困難であったり、あるいは不可能であ
ったりする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の走査装置は、折
返し光路を備えるタイプの光学走査装置における遮光開
口絞りの利用に関連した問題を除去するようになってい
る。問題は、走査線物体と走査装置のレンズ・アセンブ
リとの間に延びる結像光路に沿った中間位置に開口絞り
を設けるのが望ましい場合がよくあるという事実によっ
て生じる。ただし、折返し光路タイプの走査装置の多く
では、光路の隣接する折返し部分が、近接して配置され
ているので（重なり合う場合もある）、やはり、折返し
光路部分の１つに配置された開口絞りが、隣接する光路
部分を侵害するという望ましくない事態を避けることが
できない。本発明の場合、光路の折返しに用いられるミ
ラーに遮光開口絞りを直接取りつけることによって、こ
の問題が解消される。ミラーに取りつけられた開口絞り
を利用する代りに、光折返しミラーの表面に階調度フィ
ルターが直接取りつけられる。第２の代替案として、光
折返しミラーそれ自体に、光路を横切る光を差別的に伝
送し、イメージの光の強さに調整を加えるようになった
所定の形状が付与される。

【００１０】従って、本発明は、(a) 走査線物体を照射
するための光源と、(b) 走査線物体から受ける結像光の
焦点を像面に合わせるためのレンズと、(c) 走査線物体
からの結像光を反射によってレンズに送り込み、それに
よって、走査線物体とレンズの間に延びる折返し結像光
路が形成されるようにする、平面鏡面を備えた少なくと
も１つのミラーと、(d) 前記鏡面にすぐ隣接して、重な
り合うように配置され、像面に形成される像の光の強さ
を調整すべく走査線物体を横切りさまざまなポイントか
ら放射される前記光路内の光を選択的に、差別的にさえ
ぎり、それによって、前記折返し結像光路に沿った２つ
以上の位置における遮光開口絞りによる遮光を不要にす
る遮光開口絞りから成る、走査線物体のイメージを表わ
す機械で読取り可能なデータを生成する光学走査装置に
よって構成することができる。

【００１１】本発明は、(a) 走査線物体を照射するため
の光源と、(b) 走査線物体から受ける結像光の焦点を像
面に合わせるためのレンズと、(c) 走査線物体からの結
像光を反射によってレンズに送り込み、それによって、
走査線物体とレンズの間に延びる折返し結像光路が形成
されるようにする、平面鏡面を備えた少なくとも１つの
ミラーと、(d) 鏡面に直接用いられ、走査線物体を横切
るさまざまなポイントから放射する光に選択的に、差別
的にフィルタリングを施して、像面に形成される像の光
の強さに調整を加え、それによって、折返し結像光路に
沿った２つ以上の位置における階調度フィルタによる光
のフィルタリングを不要にする遮光階調度フィルタから
成る、走査線物体のイメージを表わす機械で読取り可能
なデータを生成する光学走査装置によって構成すること
ができる。

【００１２】本発明は、（ａ）走査線物体を照射する
ための光源と、(b) 走査線物体のイメージの焦点を像面
に合わせるためのレンズと、(c)走査線物体とレンズの
間に延びる結像光路を折り返し、走査線物体上のさまざ
まなポイントから放射する結像光路内の光を差別的に伝
送して、像面におけるイメージの強さに調整を加える、
所定の表面構造をなすように形成された鏡面から成る、
走査線物体のイメージを像面に形成するための光学系に
よって構成することができる。

【００１３】本発明は、また、(a) 光学走査システムの
所定の光の伝送特性に従って、走査線物体上のさまざま
な空間位置から放射する結像光を差別的に伝送し、線形
フォト・センサ・アレイに生じるイメージの光の強さに
ついて適正なバランスをとるのに適した、選択された形
状をなすように反射鏡面を構成することと、(b) 結像光
を反射鏡面に向けることと、(c) 反射鏡面から反射する
結像光の焦点を線形センサ・アレイに合わせることから
成る、光学走査システムにおける線形フォト・センサ・
アレイに生じるイメージの光の強さに制御を加える方法
によって構成することができる。

【００１４】更に、本発明は、(a) 光学走査システムの
所定の光の伝送特性に従って、走査線物体上のさまざま
な空間位置から放射する光に差別的にフィルタリングを
施し、線形フォト・センサ・アレイに生じるイメージの
光の強さについて適正なバランスをとるのに適した階調
度フィルタを反射鏡面に用いることと、(b) 階調度フィ
ルタを介して、階調度フィルタが適用された反射鏡面に
結像光を向けることと、(c) 反射鏡面から反射した結像
光の焦点を線形センサ・アレイに合わせることから成
る、光学走査システムにおける線形フォト・センサ・ア
レイに生じるイメージの光の強さに制御を加える方法に
よって構成することができる。

【００１５】

【実施例】図１〜図６、図８及び図９には、走査線物体
206(図６及び図７）のイメージ260(図９）を表わす機械
で読取り可能なデータを生成する光学走査装置100 が示
されている。走査装置100 は、走査線物体206 を照射す
るための光源180,184 と、走査線物体206 から受ける結
像光の焦点をフォト・センサ・アセンブリ252 が配置さ
れている像面XX（図８）に合わせるためのレンズ・アセ
ンブリ164 から構成される。走査線物体206 とレンズ・
アセンブリ164 の間に延びる光路210 を折り返すため、
複数のミラー212,214,216(図５及び図６）が設けられて
いる。遮光開口絞り201 は、例えば、214 のようなミラ
ーの１つの、例えば、217 のような反射面にすぐ隣接し
て重なる配置が施されている。遮光開口絞り201 は、走
査線物体206 を横切るさまざまなポイントから放射する
光路210 内の光を差別的にさえぎるのに適した、選択さ
れた形状のアパーチャ213 を備えている。開口絞り201
による差別的遮光によって、像面XXに生じる走査線物体
206 のイメージ260 の光の強さが調整される。鏡面217
にすぐ隣接して開口絞り201 を取りつけることによっ
て、複数位置で折返し光路をさえぎる問題が除去され
る。

【００１６】開口絞りが隣接する光路部分を侵害すると
いうこの問題は、虚線によって225で示されている。光
路部分242 の光をさえぎるようになっている遮光開口絞
り225 は、光路部分244 の上方エッジを侵害するので、
その部分で不適正な遮光が生じることになる。こうした
開口絞りの配置によって、光路部分244 がこうした侵害
を受けるため、像面XXにおいて不適正な光の強さ調整が
行なわれることになる。

【００１７】走査装置100 の代替実施例では、開口絞り
201 のように、鏡面にすぐ隣接して取りつけられた、例
えば、241 のような階調度フィルタ（図14）が、開口絞
り201 の代りに利用される。もう１つの代替実施例の場
合、開口絞りでカバーされた鏡面ではなく、成形鏡面23
7(図13) が用いられている。

【００１８】これで光学走査装置100 の概要説明を終
え、次に、該装置についてより詳細な説明を行なうもの
とする。

【００１９】図１には、走査を受ける物体のカラー・イ
メージの表わす機械に読取り可能なデータ生成を行なう
のに適したタイプの光学スキャナ100 が示されている。
光学スキャナ100 によって生じる機械で読取り可能なデ
ータは、デジタル・コンピュータが受信して従来のやり
方で利用するのに適しており、例えば、該データはコン
ピュータの記憶装置に記憶したり、あるいは、ＣＲＴま
たはカラー静電印刷等によって、物体のカラー表示を行
なうのに利用したりすることが可能である。

【００２０】光学スキャナ100 は、前方端101 と、後方
端103 と、中心縦軸AAを備えたスキャナ・ハウジング10
2 から構成される（図１及び図２）。ハウジングには、
比較的フラットな上方パネル部材104 と、下方ハウジン
グ部材106 が含まれている（図１及び図２）。上方パネ
ル部材104 は、ほぼ横方向においてセンタリングを施さ
れた透明板108 を備えている。透明板108 は、スキャナ
・ハウジングの後方端103 よりも前方端101 に比較的近
くなるように配置されている。透明板部材108の前方エ
ッジは、スキャナ・ハウジングの前方端のエッジから例
えば72mmの位置にすることができる。透明板108 の後方
エッジは、スキャナ・ハウジングの後方端のエッジから
例えば160 mmの位置にすることができる。

【００２１】下方ハウジング部材106 は、ほぼ矩形の形
状をなす底壁部110 を備えている。前方壁部112 、後方
壁部114 、及び、側方壁部116,118 が底壁部110 と一体
に形成されて、そこから上方へ延びている。上方パネル
部材を下方ハウジング部材に取りつけるため、ポスト部
材111,113 等が設けられている。本発明の望ましい実施
例の１つでは、ハウジングの全長が575 mm、ハウジング
の横方向の寸法が408mm、底壁部110 から上方パネル部
材104までの距離が105 mmである。

【００２２】図２に最もよく示されているように、例え
ば、ハウジングの底壁部110 の上方36mmに位置決めする
ことのできる縦方向に延びるシャフト120 は、その両端
が、前方及び後方のハウジング壁部112,114 に取りつけ
られたブラケットによって支持されている。シャフト12
0 は、側方壁部118 から79mmに位置決めすることができ
る。底壁部110 と一体に形成可能な縦方向に延びるライ
ザ122は、側方壁部116 から例えば80mmに位置決めする
ことができる。ライザ122 の上部表面は、例えば、底壁
部110 の上方37mmに位置決めすることができる。

【００２３】さらに、図２に示されているように、側方
壁部116 とライザ122 の間において下方ハウジング部材
に、電源ユニット123がしっかり取りつけられている。
底壁部110 の後方端部には、電子制御盤124 が、しっか
り取りつけられている。制御盤124 は、電源ケーブル12
5 を介して電源ユニット123 から電力を供給されてい
る。制御盤は、キャリッジ・アセンブリ140 に取りつけ
られた光処理アセンブリ162 と電気ケーブル126 を介し
て電気的に接続されている。

【００２４】制御盤124 に接続された電源ケーブル132
を介して電力供給を受ける可逆電気モータ130 が、ハウ
ジング部材の後方端部において、底壁部の側方壁部118
に近接した位置にしっかり取りつけられている。可逆電
気モータ130 は、垂直なモータ・シャフト134 を備えて
おり、制御盤によって制御される。キャリッジ・アセン
ブリ駆動ケーブル136 の末端が、垂直なモータ・シャフ
ト134 に巻きつけられている。ケーブル136 の中間部分
は、ハウジングの前方端に近接して取りつけられたプー
リ138 が受けている。

【００２５】図２に最もよく示されているように、スキ
ャナのキャリッジ・アセンブリ140は、シャフト120 及
びライザ122 に取りつけられて、縦方向に変位可能にな
っている。スキャナのキャリッジ・アセンブリ140 は、
縦方向の往復移動を可能にするケーブル136 に取りつけ
られている。

【００２６】図３に最もよく示されているように、スキ
ャナのキャリッジ・アセンブリは、アルミニウム、ステ
ンレス鋼といった、硬く強度の高い材料によって作られ
てるのが望ましいキャリッジ本体142 を備えている。こ
の本体は、図６に示すように、前方の上段145 と後方の
下段147 からなる２段構造を有する底壁部144 から構成
される。キャリッジは、垂直な後方壁部146 、垂直な第
１の側方壁部148、及び、垂直な第２の側方壁部150 を
備えている（図３）。キャリッジ本体142の縦方向にお
ける全体寸法は、例えば、146 mmとすることができる。
キャリッジ本体142 の最大幅は、例えば、244 mmとする
ことができる。

【００２７】第１と第２のガイド・リング部材152,154
(図２及び図３）は、キャリッジ本体142 にしっかり取
りつけられており、縦方向に延びるシャフト120 を摺動
可能に収容するようになっている。側方壁部150 と一体
に形成可能な、垂直方向及び縦方向に延びるガイド部材
156 は、ライザ122 の外側部分に隣接して配置されるよ
うになっている。キャリッジ本体の底壁部144 は、摺動
可能にライザ122 に支持されている。ガイド部材156
が、垂直方向のライザ122 に沿ったキャリッジ本体142
の適正な垂直トラッキングを保証している。

【００２８】中央に取りつけられる支持ブロック160 が
底壁部144 にしっかり固定されている（図６）。光処理
アセンブリ162 が、支持ブロック160 にしっかり取りつ
けられている。望ましい実施例の１つにおける光処理ア
センブリ162 は、それぞれ、開示の全てが参考までに詳
細に取り入れられている、Kent D.Vincentの米国特許第
4,709,144 号及び第4,806,750 号、及び、Kent D. Vinc
ent 及びHansD. Nenman の米国特許第4,870,268 号に記
載されているタイプと同一にすることができる、二重３
色ビーム・スプリッタ250 及びフォト・センサ・アセン
ブリ252 から構成される（図８）。両凸レンズ・アセン
ブリ164は、管状取付けアセンブリ166によって、光処理
アセンブリ162 のすぐ前方の位置に対し調整可能に取り
つけられている。本発明の望ましい実施例の１つでは、
両凸レンズ164 アセンブリは、直径31mm、焦点距離42m
m、及び、倍率0.126 のレンズ165 から構成される（図
８）。

【００２９】図４及び図６に示されているように、モジ
ューラ光源及び光スリットまたはアパーチャ・アセンブ
リ170 は、キャリッジ本体140 の前方位置に固定され
る。図面で示された本発明の望ましい実施例の場合、側
方壁部148,150 は、それぞれ、アセンブリ170 の支持に
適した水平表面172,174 を形成する前方切欠き領域を備
えている。ロック・アセンブリ171 は、各支持表面172,
174 と連係しており、モジューラ光源及び光スリット・
アセンブリ170 の下方表面に設けられたキャッチ・アセ
ンブリ（不図示）と協働して、アセンブリ170 をキャリ
ッジ本体の所定位置に固定する形で、保持するようにな
っている。

【００３０】モジューラ光源及び光スリット・アセンブ
リ170 は、図６に示すように全体がＷ字形の断面を有す
る細長い部材176 から構成される。細長い部材176 は、
直径が例えば15.5mmの第１の螢光電球の支持に適した、
全体がＵ字形の断面を有する前方部分178 を備えてい
る。細長い部材176 は、また、第２の螢光電球を支持す
る全体がＵ字形の断面を有する後方部分182 を備えてい
る。細長い部材176は、中央にライザ部分186 を備えて
いる。ライザ部分186 の上部には、狭い光スリットまた
はアパーチャ188 が配置されており、ほぼその全長にわ
たって延びている。光スリット188 は、中央のライザ部
分186 にある全体が逆Ｖ字形のキャビティ190 に通じて
いる。逆Ｖ字形のキャビティ190 も、ライザのほぼ全長
にわたって延びている。狭いスリット188 は、長さが、
ハウジングの縦軸AAに対し横方向に測定して234mm とす
ることができる。スリット幅は、縦軸AAと平行に測定し
て、例えば、0.8mm とすることができる。逆Ｖ字形のキ
ャビティは、上方端の幅が例えば0.8mm で、底端部の幅
が例えば7.5mm とし、また、高さが例えば215mm とする
ことができる。逆Ｖ字形のキャビティ190 の表面は、全
体が逆階段形状をなし、階段の各段が、例えば２mmの高
さと、例えば0.2mm の水平方向の寸法を備えるようにす
ることができる。電気ソケット部材194(図４）は、細長
い部材176 の一方の端にしっかり取りつけられており、
それぞれ、螢光電球180 及び184 の一般的な雄ソケット
部分を受けるようになっている、２つの一般的な螢光電
球の雌ソケット部分から構成されている。たわみ電源ケ
ーブル196 は、ソケット部材194に取りつけられてい
て、電球180,184 に電流を送る働きをする。各螢光電球
の端部には、独立した端部ソケット198,200 が設けられ
ていて、その雄ソケット部分と電気的に接触する。各ソ
ケット198,200 は、１対のリード線202,204 によって、
ソケット部材194 の関連部分に接続されている。電球18
0,184 からの光を、走査すべきカラー文書208 のような
物体に向かって反射するため、シールド部材193,195(図
６にしか示されていない）を設けることができる。

【００３１】光スリット188 は、文書208 の狭いバンド
領域206 から反射する光を通して、文書から反射する他
の全ての光をさえぎる。もちろん、光が反射する領域20
6 は、スキャナのキャリッジ・アセンブリ140 が文書20
8 に対して移動するにつれて変化する。イメージ情報等
の説明には、静止位置にあるスキャナのキャリッジ・ア
センブリ140 及び狭いバンド領域206 を思い浮かべるの
が有効である。狭いバンド領域206 は、本書において
“走査物体”または“走査線物体”206 と呼ばれること
もある。

【００３２】図６に示すように、文書208 の狭いバンド
走査領域206 から反射し、最終的にはレンズ165 に入り
込む螢光電球180,184 からの光の一部は、スリット188
及び逆Ｖ字形キャビティ190 を通る光路210 に沿って進
行する。光路210 は、その後、収束レンズ165 を通る前
に、それぞれ、反射鏡面215,217,219 を備えた第１のミ
ラー212 、第２のミラー214 、及び第３のミラー216 に
よって“折り返される”。光路210 は、さらに、管状部
材166 を通って、光処理アセンブリ162に入り込み、フ
ォト・センサ・アセンブリ252 にその末端がくる（図
８）。各ミラー212,214,216 は、例えば127mm の幅を備
えることができ、キャリッジ・アセンブリの関連する側
方壁部にしっかり取りつけられたブラケット部材222
と、各ミラーの端部を関連するブラケット部材222 に取
りつけるクリップ部材224 から構成される、例えば、図
５の220,221 といった１対の取付けアセンブリによって
所定位置に保持される。ミラー214 の場合、軸AAの垂直
方向に延びる軸まわりにおいて、ミラー214 の相対角度
位置に調整を加えるため、ミラー角調整アセンブリ226
も設けられる。ミラー取付けアセンブリは、開示の全て
が参考までに詳細に組み入れられている、1989年５月１
日に提出されたDavid Wayne Boydの米国特許出願第345,
384 号に詳述されているものと同一にすることができ
る。

【００３３】図５及び図６に最もよく示されるように、
光路210 は、走査を受ける文書208と光スリット188 の
間に延びる、第１の垂直方向の下方へ延びる光路部分23
8 と、スリット188 からミラー212 に延びる、第２の垂
直方向の下方へ延びる光路部分240 と、ミラー212 とミ
ラー214 の間に延びる、第３の全体に後方の上方へ延び
る光路部分242 と、ミラー214 とミラー216 の間に延び
る、第４の全体に下方の前方へ延びる光路部分244 と、
ミラー216 とレンズ165 の前方表面との間に延びる、第
５の全体の後方に延びる光路部分246 から成る折返し光
路である。

【００３４】本発明の望ましい実施例の１つでは、第１
の光路部分238の長さは6.0mm 、第２の光路部分240 の
長さは35.7mm、第３の光路部分242 の長さは124.4mm 、
第４の光路部分244 の長さは32.8mm、第５の光路部分24
6 の長さは61.0mmである。垂直面BBに対する第１と第２
の光路部分の傾斜は、０度とすることができる。垂直面
BBに対する第３の光路部分242 の中心線の傾斜は、80.6
度、垂直面BBに対する第４の光路部分244 の傾斜は、7
1.3度、垂直面BBに対する第５の光路部分246 の傾斜
は、90度とすることができる。

【００３５】レンズ164 の視野に対する光路の側方収束
については、図５に最もよく示されている。この側方収
束は、光がスリット188 に入るポイントにおける寸法21
2 mmから、第１のミラー212 において側方寸法190mm 、
第２のミラー214 において側方寸法114mm 、第３のミラ
ー216 において側方寸法33mm、レンズ165 の前方表面に
おいて側方寸法10mmになるように行なうことができる。
レンズ164 の視野に入る光路の幅（スリット188の幅に
対応する寸法) は、スリット188 からレンズの前方表面
へ進むにつれて、スリット188 における寸法0.8mm 、第
１のミラー212における寸法1.05mm、第２のミラー214
における寸法4.5mm 、第３のミラー216における寸法8.2
mm 、レンズ164 の前方表面における寸法10mmというよ
うに増大する。

【００３６】図３〜図６に示すように、ミラー214 に
は、スナップ・オン式遮光開口絞りアセンブリ201 を取
りつけることができる。ミラー214 に開口絞りアセンブ
リ201を直接取りつけることによって、開口絞りが図６
の225 に虚線で示す位置に取りつけられた場合に遭遇す
るような、光路に沿った２つ以上の位置における遮光に
関連した問題が解消される。

【００３７】開口絞りアセンブリ201 は、光路210 内の
光をさえぎって、後述の光処理アセンブリ162 によって
像面XXに生じる走査像260,262,264における光の強さを
補正する。線状焦点光学系における遮光開口絞りの利
用、及び、適合するアパーチャ形状の選択方法について
は、開示の全てが参考までに詳細に組み入れられてい
る、1989年８月３日に提出された米国特許出願第389,03
3 号に記載されている。

【００３８】開口絞りアセンブリ201 は、フラットな中
央本体部分203 、及び、中央本体部分203 に一体となる
ように取りつけられた平行で向かい合った脚部205,207
を備える、一体形成された不透明部材から構成される。
各脚部の遠位端には、内側に突き出したフランジ部分20
9,211 が設けられている。アパーチャ213 が、フラット
な中央本体部分203 に設けられており、その形状は、参
考までに組み入れられている上記米国特許出願第389,03
3 号に記載のアパーチャ・サイジング法、または、適合
する他のサイジング技法によって決めることができる。

【００３９】ミラー214 に開口絞りアセンブリを設ける
のではなく、他のミラー212,216 の１つに開口絞りを配
置することも可能である。図10に示すように、ミラー21
6 に配置するように設計された開口絞りアセンブリ231
は、ミラー216 における光路の側方寸法がミラー214 の
場合に比べて小さいので、ミラー214 が必要とするより
も側方においてかなり小形化することができる。

【００４０】部材201 または231 のようなクリップ・オ
ン部材の形をとる開口絞りを設ける代りに、例えば、ミ
ラー216 の表面219 のような鏡面にシルク・スクリーン
で印刷されて、所定のアパーチャ形状を形成する黒イン
クといった不透明媒体で開口絞りを構成することができ
る。こうしたシルク・スクリーンによる開口絞り２３３
が図１１に示されている。

【００４１】もう１つの実施例では、鏡面にエッチング
を施して開口絞りが設けられる。ミラー216 に設けられ
たエッチングによる開口絞り235 が、図12に示されてい
る。

【００４２】もう１つの実施例では、成形鏡面237 が適
合する非反射支持表面239 に設けられるが、この場合、
基本的には、成形鏡面237 によって形成される反射面を
選択的になくすことによって、遮光開口絞りが設けられ
る。

【００４３】本発明の幾分異なる実施例の場合、開口絞
りによって行なわれる遮光機能は、代りに、例えば、ミ
ラー216 のようなミラーの１つの表面に適用される階調
度フィルタ241 によって実施される。階調度フィルタ
は、開口絞りによって遮光されるのと同じ量だけ線状物
体206 に沿った異なる領域に関する光をさえぎるように
選択される。選択された遮光特性の階調度フィルタを作
る方法は、当該技術において既知のところである。遮光
フィルタは、鏡面にフィルタ媒体のコーティングを直接
施すか、あるいは、代替案として、図14に示すように、
鏡面にフィルタ板を取りつけることによって設けること
ができる。

【００４４】図８に概要が示されているように、光処理
アセンブリ162は、開示の全てが参考までに詳細に組み
入れられている、Vincent 他の米国特許第4,870,260 号
において第18図に関連して記載のビーム・スプリッタ及
びフォト・センサ・アレイと同一にすることが可能な、
二重の色ビーム・スプリッタ250 及びフォト・センサ・
アセンブリ252 によって構成される。図９に示すフォト
・センサ・アセンブリ252 は、共通したフォト・センサ
の面XXに位置する縦軸CC、DD、EEを備えた、間隔をあけ
た３つの平行な線形フォト・センサ・アレイ254,256,25
8 から構成される（図８）。ビーム・スプリッタ250
は、光路210 内のレンズ165 の後方に配置される。ビー
ム・スプリッタ250 は、光路210 に沿って進む合成光ビ
ームを90度曲げて、平行な赤、緑、及び、青の成分ビー
ムに分割する。フォト・センサ・アセンブリは、レンズ
からある焦点距離（光路に沿って測定）をおいて、成分
ビームの光路と垂直に配置される。走査物体206 の赤の
成分イメージ260 が、図９に示すように線形フォト・セ
ンサ・アレイ254 と重なるようにフォト・センサ・アセ
ンブリ252 に投影される。走査物体206 の緑の成分イメ
ージ262 が、線形フォト・センサ・アレイ256 と重なる
ようにフォト・センサ・アセンブリに投影される。走査
物体206 の青の成分イメージ264 が、線形フォト・セン
サ・アレイ258と重なるようにフォト・センサ・アセン
ブリに投影される。

【００４５】各フォト・センサ・アレイ254,256,258
は、スキャナのデータ処理システム（不図示）によって
解釈される、特定の線形フォト・センサ・アレイと重な
るように設計された特定の成分イメージの色を表わす電
気信号を発生する。

【００４６】本発明の例示として、現在のところ望まし
い実施例について説明してきたが、もちろん本発明の概
念は、別の方法による多様な実施及び利用が可能であ
り、付属のクレームは、先行技術による制限のある場合
を除き、こうした変更を含むものとみなされることを意
図したものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】光学スキャナの斜視図である。

【図２】上部パネルを外した光学スキャナの斜視図であ
る。

【図３】モジュラ光源と光スリットアセンブリを備えた
光学スキャナのキャリッジアセンブリの斜視図である。

【図４】光学スキャナのキャリッジアセンブリの斜視図
である。

【図５】モジュラ光源と光スリットアセンブリを備えた
光学スキャナのキャリッジアセンブリの斜視図であり、
光スリットから集束レンズに延びる固定され折り曲げら
れた光路が示されている。

【図６】モジュラ光源と光スリットアセンブリを備えた
光学スキャナのキャリッジアセンブリの部分断面図であ
り、光スリットから集束レンズに延びる固定され折り曲
げられた光路が示されている。

【図７】光学スキャナ及びスキャナで作られた走査線に
より走査される書類の平面図である。

【図８】集束レンズ、ビーム・スプリッタ・アセンブリ
及びフォト・センサ・アセンブリの作動を示す側面略示
図である。

【図９】フォト・センサ・アセンブリとそこに投影され
た色の成分のライン・イメージを示す平面図である。

【図１０】スナップ・オン式遮光開口絞りとミラーの斜
視図である。

【図１１】鏡面にシルク・スクリーンにより開口絞りが
構成されたミラーの斜視図である。

【図１２】鏡面にエッチングを施して開口絞りが設けら
れたミラーの斜視図である。

【図１３】支持ブロックに形成されたミラーの斜視図で
ある。

【図１４】表面に階調度フィルタプレートが設置された
ミラーの斜視図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G02B 26/10 H04N 1/04 - 1/207

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】 (a) 走査線物体を照射するための光源
と、 (b) 走査線物体から受ける結像光の焦点を像面に合わせ
るためのレンズと、 (c) 走査線物体からの結像光を反射によって前記レンズ
に送り込み、それによって、走査線物体と前記レンズの
間に延びる折返し結像光路が形成されるようにする、平
面鏡面を備えた少なくとも１つのミラーと、前記結像光
路が平面鏡面で鋭角に折返すことと、さらに (d) 前記鏡面にすぐ隣接して、重なり合うように配置さ
れ、像面に形成される像の光の強さを調整すべく走査線
物体を横切りさまざまなポイントから放射される前記光
路内の光を選択的に、差別的にさえぎり、それによっ
て、前記折返し結像光路に沿った２つ以上の位置におけ
る遮光開口絞りによる遮光を不要にする遮光開口絞り
と、からなる走査線物体の像を表わす機械読取り可能な
データを形成する光学走査装置。
【請求項２】前記開口絞りが、所定の形状で前記鏡の
選択された表面部分に用いられる不透明な媒体を含む、
請求項１に記載の光学走査装置。
【請求項３】前記開口絞りが、所定の形状の前記鏡の
エッチングされた表面部分を含む、請求項１に記載の光
学走査装置。
【請求項４】請求項１に記載の光学走査装置におい
て、遮光開口絞りが遮光階調度フィルタであって、該遮
光階調度フィルタが、前記鏡面に直接用いられ、走査線
物体を横切るさまざまなポイントから放射する光に選択
的に、差別的にフィルタリングを施して、像面に形成さ
れる像の光の強さに調整を加え、それによって、前記折
返し結像光路に沿った２つ以上の位置における階調度フ
ィルタによる光のフィルタリングを不要にし、かつ前記
遮光階調度フィルタが、前記鏡面と重なり合うように、
前記鏡に取りつけられるフィルタ板を含む、請求項１に
記載の光学走査装置。
【請求項５】 (a) 走査線物体を照射するための光源
と、 (b) 走査線物体の結像光の焦点を像面に合わせるための
レンズと、 (c) 走査線物体と前記レンズの間に延びる結像光路を鋭
角に折り返し、走査線物体上のさまざまなポイントから
放射する結像光路内の光を差別的に伝送して、像面にお
ける像の強さに調整を加える、所定の表面構造をなすよ
うに形成された鏡面と、からなる走査線物体の像を像面
に形成するための光学系を含む、請求項１に記載の光学
走査装置。