JPH0394569A - カラー画像読取り装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、例えばファクシミリ、画像入力装置等に用い
られるカラー画像読取り装置に関する，［従来の技術］ 文字、画像等の２次元のカラー情報を読取る装置は、一
般に、光源により照明された原稿上のカラー情報を、分
光し、光学レンズやロッドレンズアレイで１次元センサ
上に結像させて電気信号に変換し、原稿又はセンサを移
動させて走査することによって最終的に２次元のカラー
情報を読取るように構成されている。

この種の読取り装置としては、ＣＯＤ　（電荷結合素子
）と光学レンズとを組合わせたものが最も一般的である
が、近年、ファクシミリ等の小型化、低価格化を図るた
めに、長尺イメージセンサとロッドレンズアレイ又は光
ファイバアレイとを組合わせた密着型イメージセンサの
開発が進んでいる．しかしながら、ロッドレンズアレイ
を用いたものは、その構戒上小型化に限度があり、また
、レンズ系の光学Ｆｌ整が必要であるという不都合があ
る．しかも、カラー情報に関して色収差を考慮せねばな
らず、また光伝達効率が低いという問題点を有している
．これに対して、光ファイバアレイを用いたものは、光
学調整が不要であり、光伝達効率も十分に高く、焦点を
結ばないことから光ファイバの長さを短くできて超小型
化に適している．さらに、色収差がないのでカラー画像
読取り時にも極めて有効である． ［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上述した如き光ファイバアレイを用いた
場合、隣接する光ファイバ間で光の漏れがどうしても生
じてしまう．これは、開口角以上の角度で光ファイバに
入射した光がクラッドとの境界面で全反射を起こさずク
ラッドを介して隣接する光ファイバに伝えられてしまう
ためである．光ファイバアレイを用いて画像を伝送する
場合にこのような光の漏れが生じると、画質が大幅に低
下してしまう． 光ファイバ間の光の漏れを吸収するために、光ファイバ
間に光吸収体を挿入したＥＨＡ（Ｅｘｔｒａ　Ｈｕｒａ
｛＾ｂｓｏｒｐｔ　ｉｏｎ）型の光ファイバアレイ（吸
収体付ファイバプレート）が提案されている．しかしな
がらこの種の光ファイバアレイは、読取るべき原稿面を
照明すらも遮断してしまうため、密着型イメージセンサ
に適用することが不可能であった．本発明の目的は、光
ファイバアレイを用いて超小型かつ高速読取りを可能と
しつつ光ファイバ間の光の漏れを大幅に低減できるカラ
ー画像読取り装置を提供することにある． ［課題を解決するための手段］ 上述の目的を達成する本発明の特徴は、複数配列した受
光素子アレイと、原画を照明するための光源と、複数の
光ファイバを有し光源によって照明された原画からの光
情報を伝達すべく受光素子アレイの前面に設けられた光
ファイバアレイとを備えており、光ファイバアレイの光
ファイバは、原画側の端部から所定位置までは被覆され
ておらず、その所定位置から受光素子アレイ測の端部ま
では光吸収体でそれぞれ被覆せしめられていることにあ
る。

［作用］ 光ファイバアレイの光ファイバは原画側の端部から所定
位置までは被覆されていないので、その部分の光ファイ
バを介して原画を容易に照明でき、しかも、その所定位
置から受光素子アレイ開の端部までは光吸収体でそれぞ
れ被覆せしめられているため、光の漏れが受光素子に入
射される前に光吸収体によって吸収され、受光素子面で
の画質の低下を防止することができる．従って、超小型
かつ高速読取りを可能としつつ高画質でカラー画像を読
取ることができる。

［実施例］ 以下図面を用いて本発明の実施例を詳細に説明する． 第１図は本発明の一実施例として、１次元の密着型カラ
ーイメージセンサの構戒を概略的に示す断面図である。

同図において、１０は原画の存在する原稿、１１は原稿
１０を照明するための白色光源、１２は絶縁性基板、１
３及び１４は透光性基板をそれぞれ示している．絶縁性
基板１２の透光性基板１３及び１４側の面上には、３列
の薄膜受光素子アレイ１５ａ，　１５ｂ，　１５ｃが形
成されている。受光素子アレイ１５ａ，　１５ｂ，　ｔ
５ｃの受光面上には、例えばＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（
青）の色分解用の分光フィルタ１６ａ，　１６ｂ，　１
６ｃが装着されている．透光性基板１３及び１４は互い
に積層されており、原稿１０と受光素子アレイ１５ａ，
　１５ｂ，　１５ｃとの間に位置するよう設けられてい
る。透光性基板１３及び１４には、多数の光ファイバを
並列に束ねた光ファイバアレイ１７及び１８がそれぞれ
組込まれている．光ファイバアレイ１７及び１８は、受
光素子アレイ１５ａ，１５ｂ，１５Ｃと同一方向に伸長
する帯形状に形成されている．光ファイバアレイ１８の
一方の端部（光入射面〉１８ａは、原稿１０に近接対向
するように配置されており、光ファイバアレイ１８の他
方の端部《光出射面〉１８ｂは、光ファイバアレイ１７
の一方の端部〈光入射面〉１７ａに密着している．光フ
ァイバアレイ１７の他方の端部（光出射面）１７ｂは、
受光素子アレイ１５ａ，　１５ｂ，　１５ｃに近接対向
するように配置されている．なお、光ファイバアレイ１
８と光ファイバアレイ１７とを必要に応じて透明接着剤
によって接着するように構成してもよい。

光ファイバアレイ１７の各光ファイバは光吸収体で被覆
されており、これに対して光ファイバアレイ１８の各光
ファイバは光吸収体で被覆されてぃない。第２図はこの
点を説明するための断面図であり、２０は光ファイバア
レイ１７における光ファイバのコア、２１はそのクラッ
ド、２２はクラッド２１の周囲に被覆された光吸収体で
ある．一方、光ファイバアレイ１８の光ファイバはコア
２３とクラッド２４とから形成されており、光吸収体は
設けられていない。この光ファイバアレイ１７の如き光
ファイバアレイは、ＥＨ＾型のファイバプレートとして
公知である．　光ファイバアレイ１７は、各光ファイバ
の周囲を光吸収体で完全に被覆するＥＨ＾型のファイバ
プレートの他に数本の光ファイバが１本の光吸収体を共
有するようにしたＩｓ＾（Ｉｎｔｅｒｓｔｉｔｉａｌ＾
ｂｓｏｒｐｔ　ｉｏｎ）型のファイバプレートであって
もよい．第１図に示すように、白色光源１１からの白色
光１１ａは、光ファイバアレイ１８を透過して原稿１０
に入射せしめられる．原稿１０からの反射光は、光ファ
イバアレイ１８及び１７を介して受光素子アレイ１５ａ
，　１５ｂ，　１５ｃに入射せしめられる．原稿１０か
らの反射光は、光ファイバアレイ１８への入射角が光フ
ァイバの開口角未満であれば、第２図の２５に示すよう
に光ファイバ内のみを進んで出射せしめられる。しかし
ながら、入射角が光ファイバの開口角以上であれば、第
２図の２６ａ，　２６ｂに示すように、反射光は隣接す
る光ファイバへ漏れてしまう。このため、光ファイバア
レイが光吸収体を設けてない光ファイバアレイで全て構
成されていると、原稿からの情報は漏れ光をかぶってし
まうこととなり、読取り画像のＳ／Ｎは大幅に劣化して
しまう． これに対し、本実施例の如く光ファイバアレイ１８に光
吸収体で被覆された光ファイバアレイ１７を積層するよ
うに構成すれば、漏れ反射光２６ａ，２６ｂが光吸収体
で全て吸収され、その結果、画像のＳ／Ｎを劣化させる
ことなく読取ることができる。第３図に示すように、光
吸収体なしの光ファイバアレイを用いた場合、分解能特
性（Ｈ１Ｆ特性）は空間周波数４ｊ！ｐ／ｎｍにおいて
ＨＴＦ値２５％であるが、本実施例の如く光吸収体で被
覆された光ファイバアレイ１７を積層した場合、空間周
波数４！ｐ＃ａｍにおいてＨＴＦｆｌｉ７４％と非常に
良好となる。

また、光ファイバアレイが全て光吸収体付ではなく、光
吸収体なしの光ファイバアレイ１８を原稿１０側に設け
ているため、原稿面を容易に照明することができる。さ
らに、光ファイバアレイを用いているため、レンズ系を
用いた場合のように色収差の問題もなく、焦点距離が存
在しないので超小型化が可能であり、しかもレンズ系に
比べて光量伝達効率が極めて高いため、高速読取りが可
能である． 光吸収体なしの光ファイバアレイ１８の光ファイバの軸
方向長さ（以下厚みと称する）ｙは、３列以上の受光素
子アレイ１５ａ，　１５ｂ，　１５ｃの幅×の２倍以上
となるように構戒することが望ましい．このように構成
すれば必要十分な原稿面照度が得られ、良好な読取りを
行うことができる．即ち、光ファイバアレイ１８の厚み
ｙがｙ＝２．　５ｍｉの場合、光ファイバアレイ１８の
側面からの距離ｄとその点の照度比率との関係は第４図
に示す如くなる．同図から明らかのように、光の進入は
ｄ＝１．２５ｉｎまでで終わっている．従って、受光素
子アレイ１５ａ，　１５ｂ，　１５Ｃの幅×に渡って光
を進入させるためには、×の２倍以上に光ファイバアレ
イ１８の厚みｙを設定ずる必要がある．なお、第４図は
光の入射角が４５゜の場合の特性であるが、実用的な３
０〜６０゜の入射角でもほぼ同様の特性である．また、
透光性基板１４及び光ファイバアレイ１８の屈折率の相
違による特性の差もほとんどない。

なお、上述の実施例では分光フィルタ１６ａ，　１６ｂ
，１６ｃが受光素子アレイ１５ａ，　ｔ５ｂ，　１５ｃ
の前面、即ち、受光素子アレイ１５ａ，　１５ｂ，　１
５ｃと光ファイバアレイ１７との間に設けられているが
、光ファイバアレイ１７と光ファイバアレイ１８との間
、又は光ファイバアレイ１８と原稿１０との間に設けて
もよい．また、この実施例では光ファイバアレイが、互
いに連続してない光ファイバアレイ１７及び１Ｂを積層
することによって構成されているが、連続する光ファイ
バの受光素子アレイ側を光吸収体で被覆し、原稿側を光
吸収体なしとするように構或してもよい。

次に、上述した密着型カラーイメージセンサの電気的楕
或を第５図のブロック図及び第６図のタイミングチャー
トを用いて簡単に説明する．第５図に示すように、受光
素子アレイ１５ａ，　１５ｂ，１５ｃの各受光素子、例
えば、受光素子２７ａ，　２７ｂ，　２７Ｃは薄膜トラ
ンジスタ　（ＴＦＴ）２８ａ，　２８ｂ，　２８ｃをそ
れぞれ介してさらにアンプ２９及びスイッチ３０を介し
て出力端子３１に接続されている．各ＴＦＴのベースは
線３２ａ，　３２ｂ，　３２ｃをそれぞれ介してシフト
レジスタ３３に接続されている．例えばスイッチ３０が
閉或されている際、シフトレジスタ３３より線３２ａ，
３２ｂ，３２ｃに第６図に示す如き信号ａ，　ｂ，　ｃ
が出力されると、出力端子３１にはその画素におけるＲ
，Ｇ，Ｂの情報が第６図に示す信号Ｖｏｕｔとして得ら
れることになる．その結果、Ｒ，Ｇ，Ｂの情報を並列し
て取り出すことができ高速の読取りを行うことができる
のである． ［発明の効果］ 以上説明したように本発明のカラー画像読取り装置は、
光ファイバアレイ゛の光ファイバが原画側の端部から所
定位置までは被覆されておらず、その所定位置から受光
素子アレイ側の端部までは光吸収体でそれぞれ被覆せし
められているため、超小型かつ高速読取りを可能としつ
つ光ファイバ間の光の漏れを大幅に低減することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の構或を概略的に示す断面図
、第２図は第１図の実施例の光ファイバアレイの構成を
説明するための断面図、第３図は空間周波数対ＨＴＦの
特性図、第４図は原稿面照度比率の特性図、第５図は第
１図の実施例の電気的構成を表すブロック図、第６図は
そのタイミングチャートである． １０・・・・・・原稿、１１・・・・・・白色光源、１
２・・・・・・絶縁性基板、１３、１４・・・・・・透
光性基板、１５ａ，　１５ｂ，　１５ｃ・・・・・・薄
膜受光素子アレイ、１６ａ，　１６ｂ，　１６ｃ・・・
・・・分光フィルタ、１７、１８・・・・・・光ファイ
バアレイ、２０、２３・・・・・・コア、２１、２４・
・・・・・クラッド、２２・・・・・・光吸収体。 ！間周浪歓　（ｌｐ／ｍｍ） 第３図 第２図 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 複数配列した受光素子アレイと、原画を照明するための
   光源と、複数の光ファイバを有し前記光源によつて照明
   された原画からの光情報を伝達すべく該受光素子アレイ
   の前面に設けられた光ファイバアレイとを備えており、
   該光ファイバアレイの光ファイバは、原画側の端部から
   所定位置までは被覆されておらず、該所定位置から受光
   素子アレイ側の端部までは光吸収体でそれぞれ被覆せし
   められていることを特徴とするカラー画像読取り装置。