JP3002219B2 - 画像読取装置 - Google Patents

画像読取装置

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JP3002219B2
JP3002219B2 JP2045143A JP4514390A JP3002219B2 JP 3002219 B2 JP3002219 B2 JP 3002219B2 JP 2045143 A JP2045143 A JP 2045143A JP 4514390 A JP4514390 A JP 4514390A JP 3002219 B2 JP3002219 B2 JP 3002219B2
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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、複写機、ファクシミリ、イメージスキャナ
等の原稿読取り部の結像光学系に用いられる画像読取装
置に関する。
従来の技術 従来における画像読取装置のいくつか具体例を上げて
説明する。まず、第一の従来例として、第6図に示すよ
うなルーフミラーレンズアレイ1がある。これは、物体
面2からの光は光路分離ミラー3の上側反射面3aにより
反射された後、レンズアレイ4中の個々のレンズ5を通
過し、ルーフミラーアレイ6の互いに向い合う左右それ
ぞれの屋根型反射面7で1回ずつ(計2回)反射された
後、再び、レンズアレイ4の同一レンズ5を通過し、今
度は光路分離ミラー3の下側反射面3bにより反射される
ことによって、物体面2と共役な像面8に結像され、こ
れにより画像の読取りが行われる。なお、レンズアレイ
4とルーフミラーアレイ6との間には、第7図に示すよ
うな絞り板9が配設されている。
この場合、レンズアレイ4、ルーフミラーアレイ6の
配列方向(Y方向)、直交方向(X方向)共に正立実像
を形成し、特に、Y方向に正立等倍像を形成することか
ら、単一のレンズアレイ4、ルーフミラーアレイ6によ
り得られる像をY方向に重複させることで必要な幅をカ
バーしている。また、レンズアレイ4、絞り板9、ルー
フミラーアレイ6の配列ピッチはほぼ一致しているた
め、各レンズ5の光量分布はほぼ等しいものとなってい
る。
次に、第二の従来例として、実開昭58−40757号公報
に多色複写装置として開示されているものがある。これ
は、第10図に示すように、原稿10の載置されるコンタク
トガラス11の下方に、くの字形をした2つの反射面12a,
12bを有する光路分離ミラー12が配設されており、その
上側の反射面12aにより反射された光の前方の光路上に
は、レンズアレイ13とダハミラーアレイ14とが配設され
ている。また、そのレンズアレイ13と下側の反射面12b
との間の光路上には、ミラー15,16が配設されている。
この場合、原稿10からの光は、反射面12aにより反射さ
れた後、レンズアレイ13を通過して、ダハミラーアレイ
14により反射され、再び、レンズアレイ13を通過し、色
分離用のダイクロイックミラーとして用いられる2枚の
ミラー15,16により色分離を行い3光束にして光の検出
を行うことができる。なお、第11図はミラー15,16及び
反射面12bの波長領域と反射率との関係を示したもので
ある。
発明が解決しようとする課題 まず、第一の従来例についてみてみる。第9図はレン
ズアレイ4を構成する個々のレンズ5材料の分散(屈折
率の波長依存性)の様子を示したものである。これによ
り、短波長になるほど屈折率が高くなり焦点距離が短く
なることを表わしている。従って、このようなレンズ特
性をもつ装置においては、第7図に示すように、例え
ば、短波長(λa=486.13nm)の光線A(図中、点線)
と、長波長(λb=656.27nm)の光線B(図中、実線)
とでは、波長が異なるため焦点距離に差が生じ、その結
像面の位置が異なったもの、すなわち、光線Aの像面位
置が光線Bの像面位置よりも短くなる。このように最適
結像面が異なるため、同一像面とした場合、波長毎に結
像性能が異なったものとなる。
このような現象をなくすために、第8図に示すよう
に、レンズアレイ4を複数枚(ここでは、2枚)重ねて
用いることによりその補正を行っているが、しかし、こ
の場合には構成が複雑となりコスト高になってしまうと
いう問題がある。
また、第二の従来例の場合、色分離用のダイクロイッ
クミラー(15,16)が空間的に離散して配設されている
ため、位置調整の難易度が上がったり、又は、色分離さ
れた後の各色の結像位置が大きな差を生じてしまうとい
う問題がある。
課題を解決するための手段 そこで、このような問題点を解決するために、本発明
は、レンズが複数個連続して形成されたレンズアレイ
と、このレンズアレイの配列ピッチで屋根型反射面が複
数個連続して形成されたルーフミラーアレイと、このル
ーフミラーアレイと前記レンズアレイとの間に配設され
た絞り板と、光路分離ミラーとよりなる画像読取装置に
おいて、原稿照明光源を設け、前記光路分離ミラーの表
面から順に、表面に使用波長領域のうち短波長光のみを
反射する反射膜が形成された透明部材から順に長波長光
を反射する反射膜が形成された透明部材を複数層積層
し、基材上の最下層には、全反射膜もしくは表面層から
順次色分離反射された波長領域光以外の波長光を反射す
る反射膜を形成し、前記光路分離ミラーの前記反射面に
より反射された光が導かれる像面上に複数列形成されラ
インイメージセンサを配設した。
また、その画像読取装置において、原稿照明光源を設
け、前記光路分離ミラーの物体面側の反射面及び像面側
の反射面にそれぞれ表面から順に、表面に使用波長領域
のうち短波長光のみを反射する反射膜が形成された透明
部材から順に長波長光を反射する反射膜が形成された透
明部材を複数層積層し、基材上の最下層には、全反射膜
もしくは表面層から順次色分離反射された波長領域光以
外の波長光を反射する反射膜を形成し、前記光路分離ミ
ラーの前記反射面により反射された光が導かれる像面上
に複数列形成されラインイメージセンサを配設した。
作用 従って、このように光路分離ミラーの反射面に互いに
色分離特性の異なる色分離層を形成することにより、色
収差により発生する各波長毎の像面の位置ずれを補正し
て全て同一面となる像面上に結像させ、その像面位置に
複数列形成されたラインイメージセンサにより色分離後
の補正された情報を読取ることができる。
実施例 本発明の第一の実施例を第1図及び第2図に基づいて
説明する。なお、従来例(第6図参照)と同一部分につ
いては同一符号を用いる。
画像読取装置において、光路分離ミラー3の像面8側
に位置する反射面3b上には、色分離層としてのダイクロ
イックミラー面P,Q,Rが3層に積層された多層構造とな
っている。第2図はその拡大図を示したものであり、ダ
イクロイックミラー面P,Q,Rは、互いに透明部材として
の薄板ガラス17a,17bを介して形成された形となってい
る。
そして、例えば、R(赤)、G(緑)、B(青)の3
色光に分離するような場合には、色収差により焦点距離
の短くなる短波長領域を反射するダイクロイックミラー
から順に積層するような構成とし、最上層のダイクロイ
ックミラー面RをB反射に、中間層のダイクロイックミ
ラー面QをG反射に、最下層のダイクロイックミラー面
PをR反射(又は、Al、Ag等の全反射ミラー)にそれぞ
れなるように設定する。
このように各層を形成することによって、従来技術で
も説明した第9図の屈折率の波長依存性の関係から、B
光、G光、R光の順に焦点距離が長くなり結像光路長の
調整を行うことができ、これにより色収差により発生す
る各波長毎の最適像面の位置ずれを補正し、すべて同一
面内に結像させることが可能となり結像性能の向上をよ
り一段と図ることができる。
なお、各ダイクロイックミラー面P,Q,Rの形成方法と
しては、まず、光路分離ミラー3の反射面3b上に、R光
用のダイクロイックミラー面Pを真空蒸着法等により形
成した後、薄板ガラス17aを接着しG光用のダイクロイ
ックミラー面Qを真空蒸着法等により形成し、さらに、
薄板ガラス17bを接着し今度はB光用のダイクロイック
ミラー面Rを真空蒸着法等により形成することにより作
成することができる。
また、前記光路分離ミラー3の前記反射面3bにより反
射された光が導かれる像面8上には、複数列からなるラ
インイメージセンサ18が配設されている。従って、光路
分離ミラー3の反射面3bによって色収差により発生する
各波長毎の像面8上での位置ずれを補正して結像される
光をそのラインイメージセンサ18により検出することが
でき、これにより、色分離後の補正された情報を読取る
ことが可能となる。
そのラインイメージセンサ18としては、カラーイメー
ジセンサを必要とせず、同一のモノクロラインイメージ
センサを複数列に構成したものを配置すればよいため、
その分、センサの作製が容易となる。また、この場合、
センサ面を同一平面に形成したような場合でも、解像力
の低下がない高品位な画像の読取りが可能となる。
なお、原稿読取用光源19としては、けい光管やハロゲ
ンランプ、LED光源等を用いることができる。また、そ
の原稿読取用光源19から出射された光は、原稿用コンタ
クトガラス20の物体面2上にスリット2laを介在させて
置かれた原稿21面に照射されるようになっている。
次に、本発明の第二の実施例を第3図に基づいて説明
する。前述した第一の実施例では、くの字形をした光路
分離ミラー3の像面側の反射面3bに色分離層としてのダ
イクロイックミラー面P,Q,Rを形成したものであった
が、ここでは平板状の光路分離ミラー3の反射面3aにも
同様な構成のダイクロイックミラー面P,Q,Rを形成した
ものであり、従ってこの場合にも同様な効果を得ること
ができる。
また、この場合にも、複数列からなるラインイメージ
センサ18を配設することによって、色分離後の補正され
た情報を読取ることが可能となる。
次に、本発明の第三の実施例を第4図に基づいて説明
する。ここでは、くの字形をした光路分離ミラー3の物
体面2側及び像面8側の両方の反射面3a,3bにそれぞれ
色分離層としてのダイクロイックミラー面P,Q,Rを形成
したものである。
第5図は、横軸(X)を物体面のデフォーカス量、縦
軸(Y)を像面のデフォーカス量とした時のルーフミラ
ーレンズアレイの結像性能(MTF)を示したものであ
る。この場合、図中のY=Xの線上が等倍関係を保持で
き性能の低下が小さい。そこで、光路分離ミラー3の物
体面2及び像面8までの距離を等しくすることにより結
像性能の向上を図ることができ、さらに、物体面2側、
像面8側にそれぞれ形成するダイクロイックミラーP,Q,
Rを対称に形成することにより一段と結像性能を図るこ
とができる。
また、本実施例の場合にも、前述した第一の実施例及
び第二の実施例と同様に、複数列のラインイメージセン
サ18を配設することによって、色分離後の情報を読取る
ことが可能となる。
発明の効果 本発明は、レンズが複数個連続して形成されたレンズ
アレイと、このレンズアレイの配列ピッチで屋根型反射
面が複数個連続して形成されたルーフミラーアレイと、
このルーフミラーアレイと前記レンズアレイとの間に配
設された絞り板と、光路分離ミラーとよりなる画像読取
装置において、原稿照明光源を設け、前記光路分離ミラ
ーの表面から順に、表面に使用波長領域のうち短波長光
のみを反射する反射膜が形成された透明部材から順に長
波長光を反射する反射膜が形成された透明部材を複数層
積層し、基材上の最下層には、全反射膜もしくは表面層
から順次色分離反射された波長領域光以外の波長光を反
射する反射膜を形成し、前記光路分離ミラーの前記反射
面により反射された光が導かれる像面上に複数列形成さ
れラインイメージセンサを配設したので、色収差により
発生する各波長毎の像面の位置ずれを補正して全て同一
面となる像面上に結像させることができ、これにより色
収差の影響を除去して結像性能の向上を図ることが可能
となり、しかも、その像面位置に複数列形成されたライ
ンイメージセンサにより色分離後の補正された情報を読
取ることができるものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の第一の実施例を示す構成図、第2図は
その光路分離ミラー上に形成された色分離層の様子を拡
大して示す側面図、第3図は本発明の第二の実施例を示
す構成図、第4図は本発明の第三の実施例を示す構成
図、第5図はルーフミラーレンズアレイの結像性能を示
す特性図、第6図は第一の従来例を示す斜視図、第7図
はその概側面図、第8図はレンズアレイを2個用いた場
合の様子を示す側面図、第9図は屈折率の波長依存性を
示す特性図、第10図は第二の従来例を示す側面図、第11
図はそのダイクロイックミラーの分光性能を示す特性図
である。 2……物体面、3a,3b……反射面、4……レンズアレ
イ、5……レンズ、6……ルーフミラーアレイ、7……
屋根型反射面、8……像面、9……絞り板、17a,17b…
…透明部材、18……ラインイメージセンサ、19……原稿
照明用光源、P,Q,R……色分離層

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】レンズが複数個連続して形成されたレンズ
    アレイと、このレンズアレイの配列ピッチで屋根型反射
    面が複数個連続して形成されたルーフミラーアレイと、
    このルーフミラーアレイと前記レンズアレイとの間に配
    設された絞り板と、光路分離ミラーとよりなる画像読取
    装置において、原稿照明光源を設け、前記光路分離ミラ
    ーの表面から順に、表面に使用波長領域のうち短波長光
    のみを反射する反射膜が形成された透明部材から順に長
    波長光を反射する反射膜が形成された透明部材を複数層
    積層し、基材上の最下層には、全反射膜もしくは表面層
    から順次色分離反射された波長領域光以外の波長光を反
    射する反射膜を形成し、前記光路分離ミラーの前記反射
    面により反射された光が導かれる像面上に複数列形成さ
    れラインイメージセンサを配設したことを特徴とする画
    像読取装置。
  2. 【請求項2】レンズが複数個連続して形成されたレンズ
    アレイと、このレンズアレイの配列ピッチで屋根型反射
    面が複数個連続して形成されたルーフミラーアレイと、
    このルーフミラーアレイと前記レンズアレイとの間に配
    設された絞り板と、光路分離ミラーとよりなる画像読取
    装置において、原稿照明光源を設け、前記光路分離ミラ
    ーの物体面側の反射面及び像面側の反射面にそれぞれ表
    面から順に、表面に使用波長領域のうち短波長光のみを
    反射する反射膜が形成された透明部材から順に長波長光
    を反射する反射膜が形成された透明部材を複数層積層
    し、基材上の最下層には、全反射膜もしくは表面層から
    順次色分離反射された波長領域光以外の波長光を反射す
    る反射膜を形成し、前記光路分離ミラーの前記反射面に
    より反射された光が導かれる像面上に複数列形成されラ
    インイメージセンサを配設したことを特徴とする画像読
    取装置。
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