JP4218753B2

JP4218753B2 - 画像読取装置

Info

Publication number: JP4218753B2
Application number: JP2003062576A
Authority: JP
Inventors: 智英穂園; 浩一郎辻本
Original assignee: Kyocera Mita Corp
Current assignee: Kyocera Document Solutions Inc
Priority date: 2003-03-07
Filing date: 2003-03-07
Publication date: 2009-02-04
Anticipated expiration: 2023-03-07
Also published as: JP2004271916A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ファクシミリ装置、デジタル複写機、スキャナ等に用いられる原稿の画像データの読み取りを行うことができる画像読取装置に係り、特に複数の反射ミラーで変向した光像を結像光学系を介してイメージセンサ（ＣＣＤ）に導く画像読取装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、デジタル複写機を始めとして、ファクシミリ装置や電子ファイリング装置等の画像入力手段として光源より原稿を反射して得た画像データ（光像）を複数の反射ミラーで変向した後、結像光学系を介してイメージセンサ（ＣＣＤ）に導くことのできる画像読取装置が主流になってきている。
【０００３】
このような画像読取装置では、原稿面に光を照射した際に得られる光学像を結像光学系を介してＣＣＤ（Charge Coupled Device）センサ等の受光面に結像させているが、ＣＣＤセンサの高解像度化が進むにつれて画素サイズが小さくなり、これに伴って、１画素あたりの受光量も減少してＳ／Ｎ上も厳しくなっている。
１画素あたりの受光量をアップするには、基本的にはレンズに入射する正規光以外の不要光を排除する必要があり、特に通常、読込レンズの鏡筒はストレート形状であり、光軸上でレンズを通らない光がＣＣＤに入り込まない様にする為、別途遮光部材を設ける必要があった。
【０００４】
このため前記光学系には、実開平６−８２６４７号公報（特許文献１）に示すように、レンズの周囲の不要光を遮るための遮光材が設けられ、この遮光材によって、前記光学系を通過することなく直接ＣＣＤに到る光を遮断している。
【０００５】
図４に一例として、このような遮光材を使用した画像読取装置の主要部の上面図（Ａ）とそのＡ−Ａ線断面図（Ｂ）を示す。図４に示すように、この画像読取装置は光軸ライン上に多数の画素（電荷）が配列された一次元ＣＣＤセンサ１ａからなるＣＣＤチップ１と、ストレート円筒状のレンズ鏡筒１００内に収納された結像レンズ系から構成され、前記レンズ系（レンズ鏡筒１００）は、平板状の弾性板をレンズ周面形状に沿って湾曲させたレンズ押さえバネ３を介してレンズホルダ面４に支持されるとともに、レンズスルー外よりのフレア光Ｆの入射を阻止するために、該レンズホルダ面４と直交させて、言い換えればＣＣＤセンサ１ａの画素配列方向と直交する方向に沿ってレンズ鏡筒２の左右両側に遮光壁５、５を設けている。
【０００６】
従ってかかる従来技術によれば、平板状の弾性板をレンズ周面形状に沿って湾曲させたレンズ押さえバネ３は、図４（Ｂ）に示すように、その円状湾曲部３ａから水平支持面３ｂの間の折曲部３ｃがＲ状のために、その部分よりＣＣＤセンサ１ａ側に光路（フレア光Ｆ）が漏れることがある。
このため前記従来技術においては、ストレート円筒状レンズ鏡筒１００の左右両側にはレンズの周囲の不要光を遮るため、レンズ押さえバネ３を支持するレンズホルダ面４と直交する（垂直）方向に沿ってレンズ鏡筒１００の左右両側に遮光壁５、５を設けているが、レンズ鏡筒１００がストレート円筒状であるために、遮光壁５、５間幅Ｗとレンズ鏡筒１００直径Ｒを完全に一致させることは出来ず、又ピント調整等を目的としてレンズ鏡筒１００を軸方向に移動可能に構成した場合に、遮光壁間幅Ｗとレンズ鏡筒１００との間に所定のクリアランスを設ける必要もあり、該クリアランスの存在故に完全な遮光が出来ない。
【０００７】
またレンズ鏡筒を移動可能にするべく可撓性の遮光材を用いることも出来るが、可撓性の遮光材では、レンズが移動するとその形状が種々変化するので、光路内に入りこむおそれがあった。又遮光材を蛇腹で形成することによってこの問題を解決しようとすると、構成が複雑になりコストアップにつながっていた。
【０００８】
【特許文献１】
実開平６−８２６４７号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
そこで本発明はかかる課題に鑑み、簡易な構成を維持しつつ、結像光学系の光路内にフレア光が入りこまないようにした画像読取装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明はかかる課題を解決するために、少なくとも光束長手方向に沿う対面する２面が円周曲率をもって結像光学系を形成し、画像データに対応する光束を、該結像光学系を介してＣＣＤその他の光電変換部に導くように構成した画像読取装置において、
前記結像光学系がレンズ群を組み込んだ円筒状のレンズ鏡筒であり、該レンズ鏡筒の入射側直径がその下流側直径より小に設定した円筒状鏡筒であり、入射側幅域の両側に遮光壁を配置し、該遮光壁は本体ハウジングに形成され内部に前記円筒状のレンズ鏡筒に光束を入射せしめるミラーが内蔵された方形状の矩形筐体のミラー出射側の垂直壁であり、該垂直壁を開口して形成された前記遮光壁間の幅域が、前記レンズ鏡筒の入射側直径より大で且つその下流側鏡筒直径より小に設定され、さらに、前記遮光壁および前記レンズ鏡筒の収納部の両側に延在するレンズホルダ面が、画像読取装置のハウジングの一部として構成され、前記遮光壁を介してレンズ外のフレア光を遮光可能に構成したことを特徴とする。
【００１１】
かかる発明によれば、遮光壁間幅Ｗと結像光学系との間にピント調整等を目的としてレンズ鏡筒を軸方向に移動可能に構成するために、遮光壁間幅Ｗとレンズ鏡筒との間に所定のクリアランスを設けた場合でも、遮光壁間幅Ｗはその下流側幅域（広幅域）より小に設定することが可能であり、この結果、本発明の実施例を示す図１の（Ｂ）に示すように、平板状の弾性板をレンズ周面形状に沿って湾曲させたレンズ押さえバネ３の円状湾曲部３ａから水平支持面３ｂの間の折曲部３ｃがＲ状であっても、その部分は遮光壁間幅Ｗより外側に位置しているために、その部分よりＣＣＤセンサ１ａ側に光路（フレア光）が漏れることを完全に阻止できる。
【００１２】
そして本発明は、前記結像光学系がレンズ群を組み込んだ円筒状のレンズ鏡筒であり、前記遮光壁および前記レンズ鏡筒の収納部の両側に延在するレンズホルダ面が、画像読取装置のハウジングの一部として構成されていることを特徴とする。
このように前記遮光壁および前記レンズ鏡筒の収納部の両側に延在するレンズホルダ面を、画像読取装置のハウジングの一部として構成することにより、位置決め精度が向上する。
【００１３】
この場合も、前記レンズ鏡筒の入射側直径がその下流側直径より小に設定した円筒状鏡筒である。
【００１４】
更に前記遮光壁間の幅域が、前記レンズ鏡筒の入射側直径より大で且つその下流側鏡筒直径より小に設定されている。
また、遮光壁は本体ハウジングに形成され内部に前記円筒状のレンズ鏡筒に光束を入射せしめるミラーが内蔵された方形状の矩形筐体のミラー出射側の垂直壁で形成され、該垂直壁を開口して前記遮光壁間の幅域が形成される。
【００１５】
また、好ましくは、前記光電変換部が、一次元ＣＣＤセンサであり、前記鏡筒が、一次元ＣＣＤセンサの画素配列方向（光軸方向）に平行な支持面に、平板状バネ部材に支持されているとよく、かかる構成により、ＣＣＤセンサとレンズ光軸が精度よく一致できる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図に示した実施例を用いて詳細に説明する。但し、この実施例に記載される構成部品の寸法、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく単なる説明例に過ぎない。
図１乃至図３は本発明の実施例にかかる画像読取装置を示し、図１は図４の従来技術に対応する概略平面図（図１（Ａ））とＡ−Ａ線視認図（図１（Ｂ））、図２はレンズ鏡筒とＣＣＤチップを組み込んだハウジング形状を示す全体斜視図、図３はその要部斜視図である。
図２において符号１０は画像読取ユニットを構成する本体ハウジングを示す。図２において、この本体ハウジング１０の右方にはガイド穴１１が設けられ、ガイド穴１１内に挿設された不図示の案内棒により図面左右方向に往復動自在に構成されている。
又該本体ハウジング１０の方形状の後部矩形筐体１２内には、照明部材（不図示）、ミラー１３等が内蔵されており、該ミラー１３出射側の後部矩形筐体１２の前面側の垂直壁１４中央部には、遮光壁５、５が開口され、該遮光壁５、５前面にレンズ鏡筒２及びＣＣＤチップ１が位置決め支持されている。
【００１７】
このＣＣＤチップ１は、光軸ライン（水平ライン）上に多数の画素（電荷）が配列された一次元ＣＣＤセンサ１ａと基板１ｂ（図１（Ａ）参照）からなり、該ＣＣＤチップ１は本体ハウジング１０前面側に位置するホーン状取り付け部１５にレンズ光軸と一致させて位置決め固定させている。
そして前記ホーン状取り付け部１５と遮光壁５、５の間には、開口窓１６を介して本体ハウジング１０と一体的に形成された遮光壁５、５と直交させて、略半円状の鏡筒収納部４ａ（図１（Ｂ）参照）の両側に水平状に延在するレンズホルダ面４が形成されている。
そして結像レンズ系が収納された前記レンズ鏡筒２は、平板状の弾性板をレンズ周面形状に沿って湾曲させた図４に前述した従来例と同様なレンズ押さえバネ３（図１参照）を介して前記本体ハウジング１０に一体的に形成されたレンズホルダ面４に支持されている。
【００１８】
次に夫々の部品構成について詳細に説明する。
図１において、レンズ鏡筒２は、その入射側鏡筒部２１の直径がその下流側鏡筒部２０の直径より小に設定した段差円筒状の鏡筒で構成されている。
具体的には、入射側鏡筒２１の直径Ｒ_１がその下流側鏡筒部２０の直径Ｒ_２に対し、８０〜９０％に設定し、又入射側鏡筒部２１の軸長Ｇ_１はその下流側鏡筒部２０の軸長Ｇ_２に対し、１：２〜２．５の範囲に設定されている。
なお、入射側鏡筒部２１の直径Ｒ_１及び軸長Ｇ_１を前記の範囲に設定したのは、これ以上入射側直径を小さくするとＣＣＤセンサ１ａの１画素あたりの受光量も減少してＳ／Ｎ上も厳しくなるためである。
【００１９】
そして図２に示した前記後部矩形筐体１２の前面垂直壁１４中央部には、該前面垂直壁１４上端より下方に垂下し、その下端側で略半円状の鏡筒収納部４ａ端部と接続させてなる一対の遮光壁５、５が形成され、該遮光壁５、５を介してレンズ鏡筒２外よりＣＣＤセンサ１ａにスルーされるフレア光Ｆを遮光可能に構成している。
具体的には、遮光壁５、５間の開口幅Ｗは、前記レンズ鏡筒の入射直径に対し、０．５〜１．０mm程度大なるクリアランスが生じるような幅域で、且つ前記遮光壁５、５間の開口幅Ｗは前記レンズ鏡筒の下流側鏡筒２０の直径Ｒ_２より小、具体的には前記レンズ鏡筒の下流側鏡筒２０直径に対し、１．０〜１．５mm程度小に設定して形成する。
【００２０】
又レンズホルダ面４は前記遮光壁５、５前面側に本体ハウジング１０の一部をなして形成され、ＣＣＤセンサ１ａの画素配列方向に平行な水平支持面４ｂ、４ｂと、その間にレンズ押さえバネ３を介してレンズ鏡筒を位置決め支持する鏡筒収納部４ａとを有し、前記水平支持面４ｂ、４ｂの左右両外側に側壁１７、１７を立設し、外部散乱光の入射を防止している。
【００２１】
レンズ押さえバネ３は図４に示したものと同様な構成で、平板状の弾性板をレンズ周面形状に沿って半円状に湾曲させるとともに、その湾曲面の両端側を水平方向に延在させてレンズホルダ面の水平支持面４ｂ、４ｂに穿設したねじ穴を利用して、図３に示すように、ねじ１９にて固定可能に構成されている。
なお、レンズ押さえバネ３の水平延在部３ｂ、３ｂは前記ハウジングに設けられたレンズホルダ面４に支持させた際に、レンズ鏡筒２の光軸、言い換えればＣＣＤセンサ１ａの画素配列線と一致する線上に設けられるのが好ましい。
【００２２】
かかる実施例によれば、前記レンズ押さえバネ３をレンズホルダ面４の水平支持面４ｂ、４ｂに敷設した状態で、前記遮光壁５、５開口よりレンズ鏡筒２を装着した後、レンズ鏡筒２を軸方向に僅かに移動させてピント補正を行った後、レンズ押さえバネ３をレンズホルダ面４の水平支持面４ｂ、４ｂにねじ１９止め固定することによりレンズ鏡筒２の位置決め固定がなされる。
【００２３】
この結果前記レンズ鏡筒２はその入射側鏡筒２１直径Ｒ_１がその下流側鏡筒２０の直径Ｒ_２より小に設定した段差円筒状鏡筒であり、又前記遮光壁５、５間の幅域Ｗが、前記入射側鏡筒直径Ｒ_１より大で且つその下流側鏡筒直径Ｒ_２より小に設定されているために前記遮光壁５、５と、レンズ鏡筒２の入射鏡筒２１との間のクリアランスよりフレア光Ｆが入射しても前記入射鏡筒２１とその下流側鏡筒との段差部２３（図３参照）により前記フレアＦ光が遮蔽され、ＣＣＤセンサ１ａ側に漏洩することがない。
又レンズホルダ面４および遮光壁５、５のいずれも本体ハウジング１０に一体的に形成されているために位置精度が出ており、且つ簡単な構成で形成できる。
【００２４】
【発明の効果】
以上記載のごとく本発明によれば、簡易な構成を維持しつつ、結像光学系の光路内にフレア光が入りこまないようにした画像読取装置を提供出来、特に本発明によれば、レンズ鏡筒の入射側をその下流側に対し、狭幅に形成したために、その狭幅の近傍まで所定のクリアランスをもって、本体ハウジングに形成され内部に前記円筒状のレンズ鏡筒に光束を入射せしめるミラーが内蔵された方形状の矩形筐体のミラー出射側の垂直壁を開口した遮光壁５、５を近づけて形成することにより、その遮光壁５、５とレンズ鏡筒下流側の広幅域より遮光壁５、５が小であるためにレンズ外のフレア光を完全に遮断することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例にかかる画像読取装置を示し、（Ａ）は本発明の基本構成を示す概略平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＡ−Ａ線視認図である。
【図２】レンズ鏡筒とＣＣＤチップを組み込んだハウジング形状を示す全体斜視図である。
【図３】図２の要部斜視図である。
【図４】従来技術にかかる図１に対応する概略平面図とＡ−Ａ線視認図である。
【符号の説明】
１ＣＣＤチップ
１ａＣＣＤセンサ
２レンズ鏡筒
３レンズ押さえバネ
４レンズホルダ面
５遮光壁
１０本体ハウジング
２０下流側鏡筒部
２１入射側鏡筒部

Claims

少なくとも光束長手方向に沿う対面する２面が円周曲率をもって結像光学系を形成し、画像データに対応する光束を、該結像光学系を介してＣＣＤその他の光電変換部に導くように構成した画像読取装置において、
前記結像光学系がレンズ群を組み込んだ円筒状のレンズ鏡筒であり、該レンズ鏡筒の入射側直径がその下流側直径より小に設定した円筒状鏡筒であり、入射側幅域の両側に遮光壁を配置し、該遮光壁は本体ハウジングに形成され内部に前記円筒状のレンズ鏡筒に光束を入射せしめるミラーが内蔵された方形状の矩形筐体のミラー出射側の垂直壁であり、該垂直壁を開口して形成された前記遮光壁間の幅域が、前記レンズ鏡筒の入射側直径より大で且つその下流側鏡筒直径より小に設定され、さらに、前記遮光壁および前記レンズ鏡筒の収納部の両側に延在するレンズホルダ面が、画像読取装置のハウジングの一部として構成され、前記遮光壁を介してレンズ外のフレア光を遮光可能に構成したことを特徴とする画像読取装置。
前記光電変換部が、一次元ＣＣＤセンサであり、前記結像光学系を構成するレンズ群を組み込んだ円筒形のレンズ鏡筒が、一次元ＣＣＤセンサの画素配列方向に平行な支持面に、平板状バネ部材を介して支持されていることを特徴とする請求項１記載の画像読取装置。