JP4972432B2 - Illumination unit, image reading apparatus, and image forming apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、照明ユニット、画像読取装置及び画像形成装置に関する。 The present invention relates to an illumination unit, an image reading apparatus, and an image forming apparatus.
従来、画像読取装置の光源として一般的に用いられるキセノンランプ、ハロゲンランプ等の管灯は、消費電力が大きく、また、発熱が大きいことから、装置全体の温度を上昇させてしまう。画像読取装置内の温度上昇は、光学系の共役関係を崩し、光電変換素子からピントがずれて結像しなくなり、良好な画像を得られなくなることが問題になってきている。
そこで、キセノンランプ等の管灯に替わる新しい照明光源として、消費電力と発熱の少ないLED光源を用いた照明ユニットが注目されるようになっている。
LED光源を用いた照明ユニットとして、例えば、特許文献1の技術では、LEDを一列に並べ、導光体を通して、原稿を照明する照明ユニットについて開示されている。
Conventionally, tube lamps such as xenon lamps and halogen lamps that are generally used as a light source of an image reading apparatus consume a large amount of power and generate a large amount of heat, which increases the temperature of the entire apparatus. The rise in temperature in the image reading apparatus has become a problem that the conjugate relationship of the optical system is broken, the focus is shifted from the photoelectric conversion element, no image is formed, and a good image cannot be obtained.
Therefore, as a new illumination light source that replaces a tube lamp such as a xenon lamp, an illumination unit that uses an LED light source that consumes less power and generates heat has attracted attention.
As an illumination unit using an LED light source, for example, in the technique of
また別の公知技術としては、特許文献2に開示の技術においては、配列したLEDの前に長尺のレンズ系を配置して、LEDの配列と直交する方向への照明の集光度を高くする照明ユニットについて開示されている。
さらに別の公知技術として、特許文献3では、LEDからの照明光を一度反射ミラーで反射させてから原稿を照射する照明ユニットについて開示されている。
As another known technique, in the technique disclosed in
As another known technique,
図6は、画像読取装置のコンタクトらガラス1に載置された原稿2を示すたて断面図である。同図において、管灯、及びLEDを用いた照明ユニット10を用いた場合においても、画像読取装置における照明では、原稿に反射した光のうち同図に示すように原稿からの反射光が多い方向、つまり正反射方向では読み取らないことが一般的である。これは、正反射方向が、原稿からの反射だけでなく、原稿台の裏面からの反射も強く反射されるため、裏面の反射光の成分も光電変換素子に入射してしまうため、良好に画像を読み取ることが出来なくなるためである。
したがって、照明ユニット10は、原稿面に対して、同図に示すように斜めに配置して原稿を照明し、原稿からの反射光のうち、原稿に対して垂直な方向の反射光を第1ミラー3Cで反射して光電変換素子で読み取るのが一般的である。こうすることにより、コンタクトガラス1の裏面からの反射光の影響をなくすことができる。
FIG. 6 is a cross-sectional view showing the
Accordingly, the
また、下記特許文献4には、LED光源を取り囲む照明系において、LEDから発光した光を効率よく原稿読取装置に適応させるライン照明系で、かつ原稿面の照明光量分布を中央部より周辺部を増加した原稿照明装置が開示されている。
さらに、下記特許文献5には、複数の発光素子チップの並びに沿った方向の照射ムラが小さいライン光源装置が記載されている。
Further, Patent Document 5 below describes a line light source device in which irradiation unevenness in a direction along a line of a plurality of light emitting element chips is small.
しかしながら、前述のように光を斜めから照明した場合であっても、図7(a)に示すような、例えば本bの綴じ部分などを読み取るとき、綴じてコンタクトガラス1よりも遠くの位置にある本bの綴じ部分の折れ曲がった部分に照射した光が、ある特定の角度において、図7(a)に示したように、正反射光が原稿台面の垂直方向に射出してしまう。そのため、正反射光が直接、光電変換素子に取り込まれ、その光量は通常原稿を読み取っているときの反射光の光量よりも大きすぎるために、読取り画像が白抜けしてしまうという不具合がある。 However, even when the light is illuminated obliquely as described above, for example, when reading the binding portion of the book b, as shown in FIG. As shown in FIG. 7A, the light applied to the bent portion of the binding portion of a book b emits specularly reflected light in the direction perpendicular to the document table surface at a specific angle. For this reason, the specular reflection light is directly taken into the photoelectric conversion element, and the amount of the light is too much larger than the amount of the reflected light when the document is normally read.
さらには、LEDを用いた照明ユニットでは、LEDそのものの像を画像読取装置で読み取ってしまうことになり、図7(b)に示したように、本bなどの原稿の綴じ部付近の画像は、白くドット抜けしたようになり、良好に原稿情報を読み取ることが出来なくなってしまうという不具合がある。 Furthermore, in an illumination unit using an LED, an image of the LED itself is read by an image reading device. As shown in FIG. 7B, an image near the binding portion of a document such as a book b is There is a problem that white dots are missing and the original information cannot be read satisfactorily.
この現象は、キセノンランプ等の管灯は拡散光源であることに起因して発生しにくく、指向性の強いLED等で発生しやすい現象であり、また、密着型の等倍センサのように等倍結像素子自体の焦点深度が浅い場合では、指向性の強いLED等を用いても発生しにくい現象であり、焦点深度の深い縮小系の光学系において見られる現象であること、さらに、光沢の強い原稿などの場合において顕著にみられる現象である。 This phenomenon is unlikely to occur due to the fact that tube lamps such as xenon lamps are diffused light sources, and are likely to occur with highly directional LEDs, etc. When the focal depth of the double imaging element itself is shallow, this phenomenon is unlikely to occur even when a highly directional LED or the like is used, and is a phenomenon seen in a reduction optical system with a deep focal depth. This phenomenon is prominent in the case of a strong original.
ここで、特許文献5には、光源部と反射部とを用いた照明ユニットについて開示されているが、ここに記載されている照明ユニットは、原稿台に当接して配置された原稿面上での照明むらを低減させることを目的としているものである。また、光源ユニットの中心付近の平行についてはその平行の度合、また、周辺付近の発散についてもその発散の度合が示されておらず、さらに、どの付近までが中心付近であるのかについても示されていない。したがって、原稿台に当接した原稿面での照明むらを良好になくしたとしても、原稿台から離れた原稿面の正反射成分の影響を軽減させる手段については何等開示されてはいない。
そこで、本発明の目的は、原稿の一部に原稿台から浮いた部分が存在する場合においても、光源の集光を良好に抑制し、良好な画像を得られる画像読取装置及び画像形成装置を提供することである。
Here, Patent Document 5 discloses an illumination unit using a light source unit and a reflection unit. However, the illumination unit described here is arranged on a document surface arranged in contact with a document table. This is intended to reduce the unevenness of illumination. In addition, the degree of parallelism near the center of the light source unit is not shown, and the degree of divergence is also not shown for the divergence near the periphery, and it is also shown how far the center is near the center. Not. Therefore, there is no disclosure of means for reducing the influence of the regular reflection component of the document surface away from the document table even if the illumination unevenness on the document surface in contact with the document table is eliminated satisfactorily.
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide an image reading apparatus and an image forming apparatus that are capable of satisfactorily suppressing condensing of a light source and obtaining a good image even when a part of the original is floating from the original table. Is to provide.
請求項1に記載の発明は、単一の基板上に一列に配列された複数の光源ユニットを具備し、該光源ユニットは、発光素子と、該発光素子からの光を反射し射出面から被照射物に光を射出する反射部と、を備え、射出面より被照射物に光を射出してなり、前記光源ユニットの前記配列方向の射出面の長さをD〔mm〕、前記光源ユニットから出射される光の強度分布を測定したときに当該光の強度が最大値の半分になるときの方向を前記光源ユニットの射出面の垂直方向からみたときの角度である角度半値角をA〔rad〕としたときに、
The invention according to
を満たすことを特徴とする照明ユニットである。
It is the lighting unit characterized by satisfy | filling.
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の照明ユニットにおいて、前記反射部は、放物面を含む反射面を有し、該反射面で前記発光素子から射出された光を反射して前記被照射物に光を射出し、前記発光素子は、前記反射面が含む放物面の焦点位置に配置されてなることを特徴とする。
請求項3に記載の発明は、請求項1又は2に記載の照明ユニットにおいて、前記反射部は、その反射面が拡散面であることを特徴とする。
請求項4に記載の発明は、請求項1〜3の何れかの一項に記載の照明ユニットにおいて、前記光源ユニットとしてそれぞれ異なる色の光を発するものを複数個配列していることを特徴とする。
請求項5に記載の発明は、前記被照射物としての原稿に対して光を照射する請求項1〜4の何れかの一項に記載の照明ユニットと、光電変換素子と、前記原稿での反射光を前記光電変換素子に結像させる結像素子と、を備え、前記原稿の画像を読み取ることを特徴とする画像読取装置である。
請求項6に記載の発明は、原稿の画像を読み取る画像読取装置と、前記画像読取装置で読取った画像データに基づいて画像形成を行なう画像形成部と、を備えている画像形成装置において、前記画像読取装置は、請求項5に記載の画像読取装置であることを特徴とする画像形成装置である。
According to a second aspect of the present invention, in the illumination unit according to the first aspect, the reflective portion has a reflective surface including a parabolic surface, and reflects the light emitted from the light emitting element by the reflective surface. The light is emitted to the object to be irradiated, and the light emitting element is arranged at a focal position of a paraboloid included in the reflecting surface.
According to a third aspect of the present invention, in the illumination unit according to the first or second aspect, the reflective surface of the reflective portion is a diffusing surface.
The invention according to
The invention according to claim 5, prior SL and lighting unit according to any one of claims 1-4 for radiating light to the document as an object to be irradiated, the photoelectric conversion element, in the document And an imaging element that forms an image of the reflected light on the photoelectric conversion element, and reads an image of the original .
The invention according to claim 6 is an image forming apparatus comprising: an image reading device that reads an image of a document; and an image forming unit that forms an image based on image data read by the image reading device. The image reading apparatus is an image forming apparatus according to claim 5.
請求項1に記載の発明によれば、本などの綴じ部などの折れ曲がった原稿に当たって反射した正反射光が結像素子に入射したとしても、白抜けなどのデータの欠落を防ぎ、異常画像として発生することなく、良好な画像読み取りが可能となる。
請求項2に記載の発明によれば、正反射光は結像素子の焦点距離付近に結像させることができ、光電変換素子上では、正反射光は発散し、各画素に入射する光量を低減できるため、白抜けなどのデータの欠落を防ぎ、異常画像として発生することなく、良好な画像読み取りが可能となる。また請求項2に記載のようないわゆる反射型LEDは、キセノンランプ等の管灯のように全周から光を射出せず、一方向に光を発することが可能であることから、管灯よりも光の利用効率が高く、消費電力を軽減させることが可能となる。
請求項3に記載の発明によれば、反射部の面を拡散面とすることにより、反射部からの光線の向きは不規則な方向に照射されるために、キセノンランプ等の管灯とほぼ同等まで、正反射光の影響による不良画像の発生を抑制することが可能である。光源ユニットからの射出光を原稿に対して略垂直に照射することとなり、光の利用効率は低下するが、キセノンランプ等の管灯に比べれば、高光利用効率、低消費電力を実現することは可能である。
請求項4に記載の発明によれば、複数色の光源ユニットを用いることにより、光電変換素子の赤(R)、緑(G)、青(B)の各フィルタに対応した色の光源を用いることで、光利用効率を上げて、フルカラーの画像情報を読み取ることも可能である。一般的にLEDは、波長帯域が狭いため、光源ユニットとしては3色に限らず、別の色を増やして、原稿情報の色情報の再現性を高めることも可能である。
According to the first aspect of the present invention, even when specularly reflected light that hits a folded document such as a binding portion of a book and enters the imaging element, data loss such as white spots is prevented and an abnormal image is obtained. Good image reading is possible without occurrence.
According to the second aspect of the present invention , the specularly reflected light can be imaged near the focal length of the imaging element, and the specularly reflected light diverges on the photoelectric conversion element, and the amount of light incident on each pixel is reduced. Since it can be reduced, it is possible to prevent data from being lost such as white spots and to read an image without causing an abnormal image . Further, a so-called reflective LED as described in
According to the third aspect of the present invention, since the surface of the reflecting portion is a diffusing surface, the direction of the light beam from the reflecting portion is irradiated in an irregular direction, so that it is almost the same as a tube lamp such as a xenon lamp. To the same extent, it is possible to suppress the occurrence of defective images due to the influence of regular reflection light. The light emitted from the light source unit is irradiated almost perpendicularly to the document, and the light use efficiency is reduced. However, compared to tube lamps such as xenon lamps, it is possible to achieve high light use efficiency and low power consumption. Is possible .
According to the invention described in
以下、本発明の実施の形態について説明する。
図1は、本実施の形態の画像読取装置の説明図である。図1において、画像読取装置100は、読取られるべき画像を有する原稿2が原稿台としてのコンタクトガラス1上に平面的に載置され、コンタクトガラス1の下部には照明手段を配置し、この照明手段としては後述する照明ユニット10を用い、原稿2を斜め下方から照明する。
原稿2の照明された部分からの反射光(画像による反射光)は、第1走行体3に設けられた第1ミラー3Cにより反射された後、第2走行体4に設けられた第2ミラー4A、第3ミラー4Bにより順次反射され、画像読取レンズ5を透過し、光電変換素子としてのラインセンサ6の撮像面上に原稿画像の縮小像として結像する。これらの第1、第2、第3ミラー3C、4A、4Bは反射光学系を構成する。
Embodiments of the present invention will be described below.
FIG. 1 is an explanatory diagram of an image reading apparatus according to the present embodiment. In FIG. 1, an
The reflected light from the illuminated portion of the document 2 (reflected light from the image) is reflected by the
第1走行体3、第2走行体4は、図示しない駆動手段により、それぞれ矢印方向(図1の右方)へ走行させられる。第1走行体3の走行速度はV、第2走行体4の走行速度はV/2であるものとする。この走行により、第1走行体3、第2走行体4は、それぞれ図1に破線で示す位置まで変位する。
照明ユニット10は、第1走行体3と一体的に移動し、コンタクトガラス1上の原稿2の全体を照明走査する。
第1、第2走行体の移動速度比は“V:V/2”であるので、照明走査される原稿部分から画像読取レンズに至る光路長は不変に保たれる。
光電変換素子であるラインセンサ6は、色分解手段として赤(R)、緑(G)、青(B)のフィルタを持った光電変換素子(6A、6B、6C)を、1チップに3列に配列させた3ラインCCD(3ラインのラインセンサ)であり、原稿2の照明走査に伴い、原稿画像を画像信号化する。このようにして原稿2の読取りが実行され、原稿2のカラー画像は、赤、緑、青の3原色に色分解して読取られる。
また、この画像読取装置100は、画像をフルカラーで読み取る装置であって、画像読取レンズ5の結像光路中に設けられた色分解手段(前記3ラインCCDに設けられた赤、緑、青のフィルタ)を有する。
The
The
Since the moving speed ratio between the first and second traveling bodies is “V: V / 2”, the optical path length from the original scanned portion to the image reading lens is kept unchanged.
The line sensor 6, which is a photoelectric conversion element, includes three rows of photoelectric conversion elements ( 6A, 6B, 6C ) having red (R), green (G), and blue (B) filters as color separation means on one chip. The three-line CCD (three-line line sensor) arranged in the above-described manner is used to convert the original image into an image signal as the original 2 is illuminated and scanned. In this way, reading of the
The
なお、画像読取装置100の他の形態として、コンタクトガラス上の原稿をスリット状に照明する照明手段と、ラインセンサと、原稿の被照明部からラインセンサに至る結像光路を形成する複数のミラーと、上記結像光路上に配置される画像読取レンズと、を相互に一体化した読取ユニットを、駆動手段により原稿に相対的に走行させることにより原稿を読取走査するようにした形態のものとしてもよい。
色分解は、上記とは別に、画像読取レンズとラインセンサ(CCD)との間に色分解プリズムやフィルタを選択的に挿入し、R(赤)、G(緑)、B(青)に色分解する方法やR、G、Bの光源を順次点灯させ原稿を照明する方法を用いることができる。
As another form of the
For color separation, separately from the above, a color separation prism or filter is selectively inserted between the image reading lens and the line sensor (CCD), and colors R (red), G (green), and B (blue). A method of disassembling and a method of illuminating a document by sequentially turning on R, G and B light sources can be used.
図2は、図1に示す画像読取装置を用いた本実施の形態の画像形成装置の説明図である。
この画像形成装置は複写機である。この画像形成装置は、装置上部に位置する画像読取装置100と、その下位に位置する画像形成部200とを備えている。画像読取装置100の部分は、図1を参照して説明したとおりの構成である。
画像読取装置100の3ラインのラインセンサ(撮像手段)6から出力される画像信号は画像処理部1200に送られ、画像処理部1200において処理されて光書込み用の信号(イエロー・マゼンタ・シアン・ブラックの各色を書込むための信号)に変換される。
画像形成部200は、潜像担持体として円筒状に形成された光導電性の感光体1100を有し、その周囲に、帯電手段としての帯電ローラ1110、リボルバ式の現像装置1130、転写ベルト1140、クリーニング装置1150が配設されている。帯電手段としては帯電ローラ1110に代えてコロナチャージャを用いることもできる。
信号処理部1200から書込み用の信号を受けて光走査により感光体1100に書込みを行う光走査装置1170は、帯電ローラ1110と現像装置1130との間において感光体1100の光走査を行う。
符号1160は定着装置、符号1180はカセット、符号1190はレジストローラ対、符号1220は給紙コロ、符号1210はトレイ、符号Sは記録媒体としての転写紙を示している。
FIG. 2 is an explanatory diagram of the image forming apparatus of the present embodiment using the image reading apparatus shown in FIG.
This image forming apparatus is a copying machine. The image forming apparatus includes an
The image signal output from the three-line line sensor (imaging means) 6 of the
The
An
画像形成を行うときは、光導電性の感光体1100が時計回りに等速回転され、その表面が帯電ローラ1110により均一帯電され、光走査装置1170のレーザビームの光書込による露光を受けて静電潜像が形成される。形成された静電潜像は所謂ネガ潜像であって画像部が露光されている。
画像の書込みは、感光体1100の回転に従い、イエロー画像、マゼンタ画像、シアン画像、黒画像の順に行われ、形成された静電潜像はリボルバ式の現像装置1130の各現像ユニットY(イエロートナーによる現像を行う)、M(マゼンタトナーによる現像を行う)、C(シアントナーによる現像を行う)、K(黒トナーによる現像を行う)により順次反転現像されてポジ画像として可視化され、得られた各色トナー画像は、転写ベルト1140上に、転写電圧印加ローラ114Aにより順次転写され、上記各色トナー画像が転写ベルト1140上で重ね合わせられてカラー画像となる。
転写紙Sを収納したカセット1180は、画像形成装置本体に脱着可能であり、装着された状態においては、収納された転写紙Sの最上位の1枚が給紙コロ1220により給紙され、給紙された転写紙Sはその先端部をレジストローラ対1190に捕えられる。
レジストローラ対1190は、転写ベルト1140上のトナーによるカラー画像が転写位置へ移動するのにタイミングを合わせて転写紙Sを転写部(転写ベルト1140と転写ローラ114Bとの対向位置を意味し、以下において同じである。)へ送り込む。送り込まれた転写紙Sは、転写部においてカラー画像と重ね合わせられ、転写ローラ114Bの作用によりカラー画像を静電転写される。転写ローラ114Bは、転写時に転写紙Sをカラー画像に押圧させる。
カラー画像を転写された転写紙Sは定着装置1160へ送られ、定着装置1160においてカラー画像を定着され、図示されないガイド手段による搬送路を通り、図示されない排紙ローラ対によりトレイ1210上に排出される。各色トナー画像が転写されるたびに、感光体1100の表面はクリーニング装置1150によりクリーニングされ、残留トナーや紙粉等が除去される。
なお、画像形成部200の構成は、周知の単色画像形成用の構成(Kの1色など)としてもよい。
When image formation is performed, the
Image writing is performed in the order of a yellow image, a magenta image, a cyan image, and a black image in accordance with the rotation of the
The
The
The transfer sheet S on which the color image is transferred is sent to the
The configuration of the
次に、画像読取装置100の照明ユニット10について、図3を用いて説明する。
図3(a)は、LED発光素子11からの光を反射部12で反射して原稿面側に光を照射する反射型のLEDである光源ユニット13を、単一の基板14上に一列に並べた照明ユニット10の説明図である。
この照明ユニット10は、略放物面で構成された反射部12の焦点位置にLED発光素子11を配置することにより、放物面の焦点から射出する光を原稿面方向と平行、つまり原稿面に垂直に射出させることが可能であるため、僅かながらでも面積をもつLED発光素子11から略ランバート分布で発散している光についても、原稿面に対して略垂直に照射させることが可能となり、LED発光素子11が発光した光を照明光として有効に利用することができる。
ここで、縮小光学系を用いた画像読取装置においては、図7を参照して前述した正反射光成分の光の影響を軽減させるためには、光電変換素子上に集光させないことが必要である。
Next, the
FIG. 3A shows a
In this
Here, in the image reading apparatus using the reduction optical system, in order to reduce the influence of the light of the specularly reflected light component described above with reference to FIG. 7, it is necessary that the light is not condensed on the photoelectric conversion element. is there.
この光電変換素子上で集光させないための条件について、図4を参照して説明する。
図4に示すラインセンサ6は、複数のCCD画素15が基板16上に配列されて構成されている。
収束光線20、21は、図7を参照して説明した原稿としての本bからの正反射光が、図示していない結像素子で集光されている状態を表すものである。この収束光線がCCD画素15上で集光してしまう場合、その画素に入射する光量が大きくなりすぎて、読み取った画像が白抜けしてしまう状態になる。収束光線20、21がCCD画素15上で集光してしまう状態とは、光源が原稿面の極近傍にあるときに、結像素子により、CCD画素上15と共役関係となってしまう状態のことである。そこで、光源が原稿面の近傍よりも遠くの位置から照射することにより収束光線の結像位置は、結像素子の焦点位置の方(図4の左側)に持っていくことができる。
すなわち、光源を無限遠にする、つまり原稿に照射する光線を平行光にすることができれば、図中の収束光線20、21は、結像素子の焦点位置で集光し、ラインセンサ6上、CCD画素15上では発散し、大きくボケて、CCD画素15の各画素に入射する光量を軽減でき、画像が白く抜けるのを防止することが可能となる。
図4のΔLBが光源を原稿面から任意の距離だけ遠ざけたときの、ラインセンサ6上から集光位置までの距離を示す。
図4のδは、集光位置がΔLBずれた場合のラインセンサ6上での集光の広がりの幅を示す。
ここで、結像素子の焦点距離をf、FナンバをF、結像光学系の倍率をm、光束の発散角(図4では収束角)をμ’、像側の開口数をNA img と置くと、ΔLBとδの関係は数2で示すことができる。
The conditions for not condensing light on the photoelectric conversion element will be described with reference to FIG.
The line sensor 6 shown in FIG. 4 includes a plurality of CCD pixels 15 arranged on a
The
That is, if the light source is set to infinity, that is, the light beam applied to the document can be made parallel light, the convergent light beams 20 and 21 in the figure are collected at the focal position of the imaging element, The amount of light that diverges and greatly blurs on the CCD pixel 15 and enters each pixel of the CCD pixel 15 can be reduced, and the image can be prevented from being whitened.
[Delta] L B in FIG. 4 when away arbitrary distance of the light source from the original surface, indicating the distance to the condensing position from on the line sensor 6.
Δ in Figure 4, the width of the collecting of light spread on the line sensor 6 when the light-condensing position is deviated [Delta] L B.
Here, the focal length of the imaging element is f, the F number is F, the magnification of the imaging optical system is
ラインセンサ6からΔLBだけずれた位置で結像するための結像光学系の倍率をm’とすると、m’とδの関係は、数3で示すことができる。
'When, m' the magnification of the imaging optical system for imaging at a position deviated from the line sensor 6 only [Delta] L B m relationship with δ can be shown by the
数3の倍率m’から、原稿面から光源位置までのずれ量ΔLAを求めると数4で示すことができる。
Several third magnification m ', obtaining the displacement amount [Delta] L A from the document surface to the light source position to be able to indicate the
したがって、数4で示したΔLAの位置にある光源から原稿を照らすことにより、ラインセンサ6上では、正反射光の集光はδ広がることが分かる。δをラインセンサ6の配列方向の画素サイズPの6倍に広がるようにすると、面積比では36倍となるため、光量比は1/36となり正反射光を約3%以下まで軽減させることができ、良好に画像を読み取ることができる。
δと配列方向の画素サイズPとの関係(数5)より、ΔLAは数6に書き表せる。
Thus, by illuminating the document from a light source at the position of [Delta] L A shown in
from the relationship between the pixel size P of δ to the arrangement direction (the number 5), [Delta] L A is Kakiarawaseru to 6.
数6で示したΔLAまで光源位置をずらせば、ラインセンサ6上では画像読み取りにおいて影響のない程度までボケさせることが可能となる。
以下に結像素子のf、F、mと画素サイズPとΔLB、m’、ΔLAの計算結果を表1に示す。
If shifting the light source position to the [Delta] L A shown in Equation 6, it is possible to blur extent not affecting the image reading on the line sensor 6.
Table 1 shows the calculation results of f, F, and m of the imaging element, pixel size P, and ΔL B , m ′, and ΔL A.
表1で示したように、結像光学素子のFナンバが明るくなれば、結像光学系の焦点深度が狭くなるため、必要なΔLAも短くて済むことが分かり、反対に結像光学素子の焦点距離が長くなれば結像光学系の深度が広くなるため、ΔLAも長くする必要があることが分かる。
また、使用する倍率にも比例し、倍率が小さくなれば、深度が狭くなるため同様にΔLAも短くて済むことが分かる。
上記計算結果の例より、ΔLAを15mm以上遠くに設定することにより、正反射光の集光を良好に軽減することができる。
なお、ΔLAを長くすることは、照明ユニット10の光源ユニット13の発散角(LED発光素子11から射出される光束の広がり幅であり、図3においては擬似発光点からの発散角Aを意味する。)を狭くすることと同義に考えることができる。
図3(b)に光源ユニットの拡大図を示す。図3(b)の光源ユニット13の射出面から任意の角度Aで照射される光は、擬似的な発光位置Oから射出した光と同等と考えることができるため、光源ユニット13の射出面から擬似的な発光位置Oまでの距離L O は、光源ユニット13をその配列方向の射出面の長さDとの関係より、
As shown in Table 1, if bright F number of the imaging optical element, the depth of focus of the imaging optical system becomes narrow, it found that requires even shorter required [Delta] L A, the imaging optical element in the opposite the focal length of the depth of the imaging optical system becomes wider the longer it can be seen that it is necessary to increase also [Delta] L a.
Also proportional to the magnification used, the smaller the ratio, it can be seen that the need also short Likewise [Delta] L A for the depth becomes narrow.
From the above example calculation results, by setting [Delta] L A far more 15 mm, it is possible to satisfactorily reduce the condensing of the specularly reflected light.
Note that lengthening the [Delta] L A is the width of the spread of the light beam emitted from the divergence angle (LED light-emitting
FIG. 3B shows an enlarged view of the light source unit. Since the light irradiated at an arbitrary angle A from the emission surface of the
で表すことができる。
L O を15mm以上(数8)とすることにより、半値角A[rad]と長さD[mm]の関係は数1で表すことができる。
Can be expressed as
By setting
したがって、この数1を満足する照明ユニット10を用いることにより、原稿からの正反射光の集光を良好に軽減することが可能となる。
なお、ここで半値角Aとは、図5に示すように、光源ユニット13から出射される光の強度分布を測定したとき、光の強度が最大値の半分になる方向であり、光軸方向(光源ユニット13の射出面に垂直方向)を基準として測った角度をいう。
例えば、長さDが7mmのときであれば、数1より半値角0.23rad(13°)以下になるように光源ユニット13の反射部12を形成することにより、ラインセンサ6に入射する光量を問題の無い程度まで低減できるということを示している。
図3に示すように、反射部12を拡散面にすれば、光源ユニット10の射出面から不規則な光線が射出されるため、図7を参照して説明したような正反射光自体の光強度を低減させるのに有効である。
また、光源ユニット10の光源部11と反射部12との間に光源部11の発色に対して補色関係となる蛍光を発する蛍光体を配置するようにすれば、容易に白色光を得ることが可能となり、フルカラーの画像読み取りが可能となる。
さらに、それぞれ異なる色の光を発する単色の光源ユニット10を複数個並べて、複数色の光源ユニット10により原稿面上で合成した白色照明を成立させるようにしてもよく、各色別々に照射して色毎に順次画像の読取を行うことも可能である。
本発明は、原稿台となるコンタクトガラス1を用いる画像読取装置にかかわらず、第1、第2走行体3,4を任意の位置で固定し、原稿を送りながら読取る画像読取方式を用いる画像読取装置に適用しても、搬送中の原稿が反り、照明の正反射光が発生しうる場合において、前述と同様の効果が期待できる。
Therefore, by using the
Here, the half-value angle A is a direction in which the intensity of light becomes half of the maximum value when the intensity distribution of light emitted from the
For example, when the length D is 7 mm, the amount of light incident on the line sensor 6 is formed by forming the reflecting
As shown in FIG. 3, if the reflecting
Further, if a phosphor emitting fluorescence that is complementary to the color of the
Further, a plurality of single-color
In the present invention, regardless of the image reading apparatus using the
1 コンタクトガラス
2 原稿
6 ラインセンサ
10 照明ユニット
11 光源部
12 反射部
13 光源ユニット
DESCRIPTION OF
Claims (6)
該光源ユニットは、発光素子と、該発光素子からの光を反射し射出面から被照射物に光を射出する反射部と、を備え、
前記光源ユニットの前記配列方向の射出面の長さをD〔mm〕、前記光源ユニットから出射される光の強度分布を測定したときに当該光の強度が最大値の半分になるときの方向を前記光源ユニットの射出面の垂直方向からみたときの角度である角度半値角をA〔rad〕としたときに、下記数式(1)を満たすことを特徴とする照明ユニット。
The light source unit includes a light emitting element, and a reflection unit that reflects light from the light emitting element and emits light from an emission surface to an irradiation object.
The length of the emission surface of the light source unit in the arrangement direction is D [mm], and when the intensity distribution of the light emitted from the light source unit is measured, the direction when the intensity of the light becomes half of the maximum value is An illumination unit characterized by satisfying the following mathematical formula (1) when an angle half-value angle, which is an angle when viewed from a direction perpendicular to an emission surface of the light source unit, is A [rad].
前記発光素子は、前記反射面が含む放物面の焦点位置に配置されてなることを特徴とする請求項1に記載の照明ユニット。 The reflective portion has a reflective surface including a parabolic surface, reflects light emitted from the light emitting element on the reflective surface, and emits light to the irradiated object,
The lighting unit according to claim 1, wherein the light emitting element is disposed at a focal position of a paraboloid included in the reflecting surface.
光電変換素子と、
前記原稿での反射光を前記光電変換素子に結像させる結像素子と、を備え、
前記原稿の画像を読み取ることを特徴とする画像読取装置。 An illumination unit as claimed in any one of claims 1-4 for radiating light to the document as a pre-Symbol irradiated object,
A photoelectric conversion element;
An imaging element that images reflected light from the original on the photoelectric conversion element ;
An image reading apparatus for reading an image of the original .
前記画像読取装置で読取った画像データに基づいて画像形成を行なう画像形成部と、
を備えていることを特徴とする画像形成装置。 An image reading apparatus according to claim 5;
An image forming unit that forms an image based on image data read by the image reading device;
An image forming apparatus comprising:
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