JPH04102841A - 原稿照明光学系 - 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】 技術分野 本発明は、原稿読み取り装置の照明光学系に関し、より
詳細には、特に原稿読み取り装置の原稿面、周辺筐体か
ら反射拡散する光、すなわちストレー光、フレアを除去
し、高品位な照明を実現する原稿照明光学系に関する。

従来技術 第４図は、従来の原稿読み取り装置の光学系におけるス
トレー先発生機構を説明するための図で、図中、１１は
光源、１２は筐体、１３ａは原稿（黒部）、１３ｂは原
稿（白部）、１４はコンタクトガラスである。ストレー
光とは周辺筐体や原稿自身の反射拡散光およびその多重
反射光であり、本来の光路以外から原稿あるいは結像面
に入射する光線束である。ストレー光によって注目する
画像領域の信号がその周辺の画像信号に影響を受けて変
化する現象や読み取り画像のＭＴＦ（Ｍｏｄｕｌａｔｉ
ｏｎ　Ｔｒａｎｓｆｅｒ　Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）が劣化す
る現象が観測されているが、これは高品位な原稿読み取
り装置を構成する場合に大きな問題となる。

原稿が全面白ベタ画像の場合の原稿読み取り信号に対し
て、中心部の白画像信号は周辺部の黒画像に影響を受け
て濃度が低くなる現象が実際に観＝１− 測されている。この様子を第５図に示す。第５図（、）
は原稿全面が白ベタの場合で、第５図（ｂ）は中心部が
白画像でその周辺部が黒画像の場合を示す図である。図
（ａ）と図（ｂ）とで同じ濃度の白画像を読み取る場合
でも、図（ａ）のように原稿全面が白画像の場合と、図
（ｂ）のように白画像の周辺に黒画像がある場合とでは
、その白画像の読み取り信号が、図（ｂ）の場合は周辺
の黒画像の影響を受けることになる。これは第４図中に
示したように、原稿面で反射拡散された光束が、光源あ
るいはその周辺筐体で再び反射されて、その近傍の画像
領域にストレー光となって影響しているためである。

従来はこれを防ぐために直線状光源の長手方向に、それ
と直角に仕切板（遮光板）を並べて直線状光源の長手方
向に反射拡散する光線束を除去する方法が提案されてい
る。例えば、特開平１１８２８６４号公報に記載されて
いるものは、ルーバーとよばれている。これは直接ス１
〜レー光を防止する目的で提案されたものではないが、
実際的には現場で用いられている方法である。

ルーバーが無い場合の直線状光源長手方向の光線束を第
６図に示す。図中、２１は原稿台ガラス、２２は直線状
光源、２３は反射板、２４は照明装置である。原稿台ガ
ラス２１の下方には、このガラス２１上に載置された原
稿（図示していない）を照射しながら図における紙面の
表裏方向に沿って移動する照明装置２４が設けられてい
る。そして、この照明装置２４は複写機の操作側に対し
て直交する方向に沿って配置された直線状光源２２と、
その長手方向に沿う一側部としての下半部を覆う反射板
２３とによって構成されている。従来のルーバーの構造
および作用を第７図（ａ）、（ｂ）に示す。図中、２８
は直線状光源、２９は反射板、２９ａは反射板の内面、
３０は端面板、３１は仕切板、３１ａは仕切板の一側面
、３１ｂは仕切板の他側面、３２は原稿台ガラス、３３
は照明装置である。照明装置３３は、複写機の操作側に
対して直交する方向に配置された直線状光源２８と、こ
の直線状光源２８を焦点としてその長一 平方向に沿う一側部としての下半部を覆う断面略ｒＴＪ
Ｊ字形の反射板２９とによって構成されている。なお、
この反射板２９の内面２９ａは、アルミニウム蒸着など
によって直線状光源２８からの照射光αを反射すべく湾
曲した反射面とされている。

さらに、この反射板２９には、図（ｂ）の斜視図に示す
ように、直線状光源２８の長手方向に沿う両端位置に端
面板３０が設けられており、その内面２９ａには、これ
に対応して湾曲した外縁を有し、かつ、直線状光源２８
が貫通する貫通孔を有する複数の仕切板３１が直線状光
源２８の長手方向に沿って互いに一定間隔だけ離間して
配置されている。そして、各仕切板′３１の一側面３１
ａは、例えば、黒色系統の塗布膜などからなる直線状光
源２８からの照射光Ｑに対する光反射面として形成され
る一方、その他側面３１ｂは反射板内面２９ａと同様の
アルミニウム蒸着などによって照射光Ｑに対する反射面
として形成されている。

そして、直線状光源２８が点灯された走査ユニットを原
稿台ガラス３２の下面に沿って移動させることにより、
この直線状光源２８からの照射光Ｑが原稿台ガラス３２
上に載置された原稿（図示していない）によって反射さ
れ、かつ、この原稿に対する静電潜像が感光体ドラムの
表面上に形成されるようになっている。しかし、このと
き、直線状光源２８からの照射光Ｑは反射板２９の内面
２９ａによって集光されて原稿を照射するが、この内面
２９ａには仕切板３１が配置されており、しかも、その
−側面３１ａが非反射面とされているので、との−側面
３１ａに入射した照射光Ｑは吸収されて反射されないこ
とになる。したがって、照明装置３３からの照射光Ｑが
操作パネル側へ拡がることが有効に防止される。

ルーバーが無い状態では直線状光源の長手方向に垂直な
照明光線束の他に、第６図中のＱで示すようなストレー
光の原因となる拡散光線束が多く含まれていることが解
る。ルーバーが設置された状態では第６図に比べ第７図
（、）に示すように直線状光源２８の長手方向に拡散す
る光線束は減６一 少する。これら拡散光線束は光源２２から発生した光束
、あるいは原稿面で反射拡散された光束が再び光源表面
で反射拡散された光束に対応したものである。

ところで上述した従来技術では、光線束の拡散幅を少く
するためには遮光板３０．３１を大きくするか、あるい
は遮光板の間隔を小さくする必要がある。しかし、複写
機、イメージスキャナ等の原稿読み取り光学系では、原
稿面での光量確保あるいは小型化するための制約により
、光源２２と原稿面（図示せず）との間隔は一般に狭く
定められ、またルーバーでは光束を規制する位置がルー
バー位置により固定されるので原稿面全体にわたって照
明光束を均一に規制することはできない。

さらに光源の長手方向と垂直な方向、すなわち副走査方
向に対しても同様の効果を実現するためにはルーバーを
格子状にして副走査方向への光束拡散幅も小さくする等
の細工が必要となり加工上大きな負担となる。

また原稿読み取りの主走査は線上で行われるため、原稿
照明も読み取り位置、すなわち主走査線上のみを効率よ
く照明する方法が理想的である。

この方法はまた第５図に示した白べた原稿のみの場合と
、黒べた原稿間に白原稿が間挿された場合における画像
読み取り信号のレベル差除去するためにも有効な手段で
ある。一般に主走査線は、高品位に画像を読み取る画像
入力装置になればなる程微細になるが、これに対応する
線状照明をルーバー等の機械的な規制手段で実現しよう
とすると光量が低下し、読み取り画像のＳＮ比が劣化す
る。

目　　　　　的 本発明は、上述のごとき実情に鑑みてなされたもので、
原稿面から反射、拡散光が光源自身で再び反射され、こ
れが、また原稿面に入射する成分、すなわちストレー光
を防ぎ原稿を照明する高品位な原稿読み取りを行う原稿
照明光学系を提供するものである。

（−□□戊 本発明は、上記目的を達成するために、（１）原稿照明
光源と、該光源から出力される照明光束一 の出力端で、前記光源の長手方向と垂直な方向に集光す
るために設けられた円柱レンズと該円柱レンズを介した
照明光束を原稿上に照明する機構を備えたこと、更には
、（２）原稿照明光束の出力端に、入射する光束の入射
角によって該光束の透過状態が変化する高分子膜を備え
た光制御機能フィルタを設け、原稿により再反射、拡散
された光束が、再び、光源及び周辺筐体より反射、拡散
され、原稿面に再入射することを防ぐようにしたことを
特徴としたものである。以下、本発明の実施例に基づい
て説明する。

第１図は、本発明の原稿読み取り光学系の一実施例を説
明するための構成図で、１は光源（線状あるいは帯状）
、２は円柱レンズ（ｃｙｌｉｎｄｒｉｃａｌｌｅｎｓ）
　、　３は光制御機能フィルタ、４はコンタクトガラス
、５は原稿、６は結像光学系、７は保持筐体、８は受光
素子である。円柱レンズ２は、前後の面が互いに平行な
母線をもつ円柱面であり、母線方向を含む面内では屈折
作用がないが、母線に垂直な面内ではレンズと同様な屈
折作用を生ずるものである。以上の構成になる原稿読み
取り光学系において、コンタクトガラス４の上に載置さ
れた読み取り原稿５は例えば線状光源１によって照明さ
れる。線状光源１は図における紙面の表裏方向に長い線
状の光源であり、該線状光源１の背面ａ部は反射率の高
い膜でコーティングされていて、該背面ａ部の対面す部
は光透過率の高い出射アパーチュアとなっている。該出
射アパーチュアｂ部の前面には、線状光源１と平行して
円柱レンズ２が設置されている。更に円柱レンズ２の前
面には光制御機能フィルタ３が設置され、前記線状光源
１、円柱レンズ２および光制御機能フィルタ３は軸０−
Ｌ線上に光軸を有し、線状光源１から発する光は原稿５
の位置０に集光するように保持筐体７内に固設される。

位置Ｏにおける原稿５の光情報は結像光学系６を介し受
光素子８に結像される。ここで、円柱レンズ２は出射ア
パーチュアｂ部から出射した光束を線状光源１の長手方
向（図における紙面の表裏方向）と垂直な方向に集光す
る特性のレンズで、該円柱レンズ２により照１〇− 明光束は主走査方向に対して線状（光源長手方向と垂直
方向）に集光される。光制御機能フィルタ３は入射する
光束の入射角によって光束の透過状＆ｉ！（透明−拡散
）が変化する高分子膜を張り付けたもので、この高分子
膜を用いた光制御機能フィルタとして、例えば、（株）
日本板硝子・住友化学工業で開発発表されたＬＣＦ　（
商品名）がある。

一般に光制御機能フィルタとして干渉フィルタ等の多層
膜フィルタが考えられるが、前記光制御機能フィルタ３
は上記多層膜フィルタに比べて安価であり、プラスチッ
ク部材等との複合化も容易である。また波長特性も前記
多層膜フィルタに比べてブロードでかつ透明−拡散の変
化が急峻であり、ストレー光を除去するフィルタとして
都合のよい特性が得られる。

第２図は、光制御機能フィルタ３の動作特性を示す図で
、図中、Ｉ、、　Ｉ２およびＩ３はｚ−ｘ面に入射する
光束で、光束１１は光制御機能フィルタ３に垂直に入射
した成分、光束Ｉ２．　Ｉ３は所定角度Ａで入射した成
分である。この場合光制御機能フィルタ３は垂直に入射
した光束■□はそのまま透過するが、光束Ｉ２．１．は
光制御機能フィルタ３の下面には透過しない。すなわち
光の入射角によって透過状態が変化し入射角の大きい光
線束はカットできる。本発明の光制御機能フィルタ３は
上述のような特性をもつ特殊な構造をもった高分子膜を
ガラス、あるいはプラスチック等の透明部材に張り付け
て構成したものである。この場合上述した光制御機能フ
ィルタ３はＺ−Ｘ面内の入射光束成分に対して光制御機
能を有しているが、Ｚ−Ｙ面内の入射光束成分は全方向
に透過性をもっている。

第１図に示したＸ軸は第２図のＸ軸に対応して図示した
もので、第１図のＸ軸は、図の紙面に垂直な方向である
。すなわち光制御機能フィルタ３は、該光制御機能を持
つ軸、この場合Ｘ軸が線状光線１の長手方向（主走査方
向）に一致するように、またＸ−Ｚ平面が、線状光線１
と原稿読み取り装置Ｏとを結ぶ線分と平行になるように
設置されている。

第３図（ａ）は、本発明の原稿読み取り光学系、第３図
（ｂ）は従来の光学系（光制御機能フィルタなしの場合
）の主走査方向の光線束分布を示す図で、図中、５ａは
原稿の黒部、５ｂは原稿の白部で、第１図及び第４図と
同じ作用のものは同一符号を付しである。なお、図（ａ
）は本発明のうち光制御機能フィルタの動作を説明する
ものであり円柱レンズ２は省略しである。従来の光学系
を示す図（ｂ）にみられるように、線状光源１から発す
る拡散光および原稿５からの拡散光が線状光源１によっ
て再反射され周囲の原稿５面に入射するが、図（ｂ）に
示すように本発明の光学系では光制御機能フィルタ３に
よって反射拡散光が制御されていることが解る。

また光制御機能フィルタ３の厚みは数（■）程度であり
ルーバーに比べ設置スペースの制限が大幅に緩和できる
。

効果 以上の説明から明らかなように、本発明によると以下の
ような効果がある。

（１）原稿照明光線束が線状光源長手方向と垂直な方向
、°すなわち副走査方向に集光されることによって線状
照明が可能になり、原稿面から反射拡散される光束を著
しく減少させることが可能となり、ストレー光の抑制に
大きな効果を発揮する。

（２）線状光源長手方向に平行な方向、すなわち主走査
方向に対するストレー光を除去でき高品位な原稿読み取
り光学系が実現される。また、ストレー光の除去手段と
なる光制御機能フィルタによって、ルーバー等の機械的
なストレー光の除去手段に比べて均一な照明が可能とな
り、設置スペース、組み付はコストの点においても大幅
に有利となる。

（３）干渉フィルタ等、他の機能フィルタに比べ安価で
あり、また、波長特性がブロードなため一般光源に対し
使いやすい。さらに透過状態の変化が急峻なため、高い
機能のストレー光の防止フィルタが構成できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の原稿読み取り光学系の実施例を説明
するための構成図、第２図は、光制御機能フィルタの動
作特性を示す図、第３図は、（ａ）本発明と（ｂ）従来
の原稿読み取り光学系の主走査方向の光線分布を示す図
、第４図は、従来の原稿読み取り装置の光学系のストレ
ー先発生機構を示す図、第５図は、ス１〜レー光による
読み取り誤差を説明するための図、第６図は、ルーバー
のない場合の光線束を示す図、第７図は、ルーバーの構
造及びその作用を示す図である。 １・・・線状光源、２・・・円柱レンズ、３・・・光制
御機能フィルタ、４・・・コンタクトガラス、５・・・
原稿、６・・・結像光学系、７・・・保持筐体、８・・
・受光素子。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、原稿照明光源と、該光源から出力される照明光束の
   出力端で、前記光源の長手方向と垂直な方向に集光する
   ために設けられた円柱レンズと該円柱レンズを介した照
   明光束を原稿上に照明する機構を備えたことを特徴とす
   る原稿照明光学系。 ２、原稿照明光束の出力端に、入射する光束の入射角に
   よって該光束の透過状態が変化する高分子膜を備えた光
   制御機能フィルタを設け、原稿により再反射、拡散され
   た光束が、再び、光源及び周辺筐体より反射、拡散され
   、原稿面に再入射することを防ぐようにしたことを特徴
   とする請求項第１項記載の原稿照明光学系。