JPH04142863A - 画像読取装置 - 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） 本発明は画像読取装置に関し、特に原稿面上の画像情報
を結像光学系によりＣＣＤ等のラインセンサー面上に結
像させて読取る際に、該ラインセンサー面上の照度分布
の均一化を図ると共に結像光学系のメリディオナル方向
く主走査方向）とサジタル方向（副走査方向）の光学性
能のバランスを良好に維持することにより高精度に読み
取るようにした例えば複写機、ファクシミリ、そしてイ
メージスキャナ等に好適な画像読取装置に関するもので
ある。

（従来の技術） 従来よりＶ、稿面上の画像情報を例えば１次元のＣＣＤ
より成るラインセンサー等の受光素子を川いて読取る画
像読取装置に於いては光源手段より照明された原稿面」
二の画像情報を結像光学系を介して所定倍率で受光１段
（受光部材）而１−に結像させて行っている。そして該
受光１段から出力された電気信号を画像処理部にて処理
して読み取っている。

この様な画像読取装置に於いては受光素子面上の光量分
布（受光素子からの出力信号に相当）かなるへく均一と
なるように、即ち中心部に比へて両端部の光量落ちかな
るべく少なくなるようにしている。これにより画像情報
の読取精度の向−にを図フでいる。

般に原稿面をライン状の発光面から成る光源からの光束
で照明する際、該発光面の中心部と端部とでは発光光量
が異っている。特に光源として蛍光灯を用いた場合は端
部の光量は中心部に比べてかなり少ない。

更に原稿面上の画像を結像光学系を介して受光素ｒ−而
１−に結像する場合、１該結像光学系を通過する画像周
辺部からの光束のケラレやコサイン４乗則により受光素
子面上では更に中心部と両端部に入射する光量の差か大
きくなってくる。

その為これらが原因となって原稿面上における画像の中
心部と両端部とで照度分布か不均一どなっていた。

第５図（Ａ）は従来のこのような光源と結像光学系を用
いたときの画像読取装置におけるラインセンサ（ＣＣＤ
）からの出力を示す説明図である。同図に示す様にライ
ンセンサーの中心出力を１００％としたとき周辺部（像
高±１２．５ｍｍ）からの出力信号は３３％程低下して
しまう。

そこで従来の画像読取装置では上記の問題点を解決する
為第４図（Ａ）、（Ｂ）に示す様に結像光学系４９の前
方に原稿（画像）４０の中心部から周辺部にかけて光束
の通過量が増大するような開口部を有した光量補正板４
３を設けている。これにより受光素子４２の各素子に入
射する光量を調整している。

尚、第４図（Ａ）は従来の画像読取装置の要部概略図で
あり、同図（Ｂ）はその一部分の要部斜視図である。

同図に於いて原稿台カラス４４上に載置された原稿４０
は光源（例えば蛍光灯）４５て照明され不図示の搬送ロ
ーラにより副走査方向に移動している。このとき該原稿
４０面からの反射光束を順次反射ミラー４６．４７．４
８を介して光路を折り曲げ後述する開口を有する光量補
正板４３を介して結像光学系４９に入射している。そし
て結像光学系４９により受光素子（１次元ラインセンサ
ー）４２面上に原稿４０面上の画像を結像させている。

そして原稿４０面」二を走査しなから順次原稿４０面上
の画像を読み取っている。

尚、同図に於いて原稿面を走査する際、光路長を一定に
保つ為光源４５と反射ミラー４６を速度Ｖて、又反射ミ
ラー４７．４８を速度Ｖ／２で副走査方向に同期をとり
なから移動させている。

第４図（Ｂ）に示した様に光量補正板４３の開口部４３
ａは結像光学系４９の光軸ｎと不図示のラインセンサー
の長手方向ｍに直交する方向Ｕに対して左右対称な形状
より成っている。

そして不図示の光源からの光束を中心部で遮光量が多く
なるようにしてラインセンサー（４２）へ入射させ、こ
れにより光束の調整を行っている。

即ち、本実施例における開Ｌ１部４３ａは軸上近傍の開
口形状の寸法を周辺部の開口形状の寸法より小さくして
軸上光束の通過光束量を軸外に比べて少なくなるように
調整している。

これにより第５図（Ｂ）に示す様にラインセンサーから
の出力信号か中心部と周辺部とて略均になるようにして
いる。

尚、同図に示す様に結像光学系４９に設けられている絞
りの形状は点線ａに示す様に円形形状より成っている。

即ち結像光学系４９のメリディオナル方向（以下「メリ
方向」と称す）とサジタル方向（以下「サジ方向」と称
す）のＦナンバーを同等にしている。

（発明か解決しようとする問題点） 第４図に示した従来の画像読取装置における結像光学系
は前方に開］］１径の大きさかメリ方向に比べてサシ方
向に小さい光ｍ補正板を設けて構成している。この為結
像光学系のサシ方向のＭＴＦ（Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ　
　ＴｒａｎｓｆｅｒＦｕｎｃｔｉｏｎ）か低下してくる
という欠点があフた。

第６図、第７図は各々結像光学系の前方に光量補正板を
配置しないときと、第４図（Ｂ）で示すメリ方向とサジ
方向で開［−１形状か異なる光量補正板を配置したとき
の各像高によるメリ方向とサジ方向のＭＴＦ特性を結像
光学系として一般的なレンズ系を用いて計算したときの
説明図である。

第６図、第７図において描軸はデイフィーカスｊ７ｊ（
像面位置）である。

第６図に於いては軸上（像高Ｏｍｍ）ではメリ力向とサ
シ方向のＭＴＦ（〆Ｉは略　致しているが像高６．５ｍ
ｍ、９．５ｍｍ、１２．５ｍｍに於いてはサジ方向のＭ
ＴＦ値はメリ方向のＭＴＦ値より高い値を示している。

例えば像高Ｙ′−６，５ｍｍに於いてはメリ方向に対し
サジ方向のＭＴＦ値は約６％程高い。

方、第７図に示す様に結像光学系の前方に前述した開口
を有する光量補正板を配置すると開口径かメリ方向に比
へてサジ方向の方が小さい。従ってサジ方向のＦナンバ
ーはメリ方向のＦナンバーに比べて暗くなり、又回折の
影響を受けてサジ方向のＭＴＦ値は開口部の狭い像高（
中心部分）に於いては著しく低下してくるという欠点が
あった。

例えば軸上（像高Ｏｍｍ）ではサジ方向のＭＴＦ値が１
０％程度、又像高Ｙ′＝６．５ｍｍに於いてはＭＴＦ値
が約６％程度低下してしまうという欠点があった。

本発明は画像読取装置の一部を構成する結像光学系の一
部に該結像光学系のサジ方向のＦナンバーかメリ方向の
Ｆナンバーに比べて明るくなるように通過光量を制御す
る光学部材を設けている。これにより受光素子面上の照
度分布の均一化を図る為に配置した光量補正板によるサ
ジ方向のＭＴＦの低下を効果的に防１１−シて原稿面上
の画像を高粒度に読み取るようにした画像読取装置の提
供を１」的とする。

（問題点を解決するための手段） 本発明の画像読取装置は、原稿を光源手段により照明し
て該原稿面の画像情報を結像光学系により受光部材面ト
に結像させて、該画像情報を読取る画像読取装置におい
て、該結像光学系のメリディオナル方向のＦナンバーに
比べてサジタル方向のＦナンバーが明るくなるように通
過光量を制御する光学部材を該結像光学系の一部に設け
たことを特徴としている。

（実施例） 第１図（Ａ）は本発明の第１実／ｉ包例の画像読取装置
の主要部分の説明図である。

同図に於いて３は光量補正板であり、前記第４図に示し
た光量補正板４３と路間等の開口形状及び光学的作用を
有している。本実施例に於いては光量補正板４３の開１
−１形状を軸上では通過光量の約３０％を削減させるよ
うに形成している。干して中心部から周辺にかけて光束
のケラレが順次少なくなるようにしている。

１は結像光学系である。該結像光学系１のＦナンバーは
メリ方向よりもサジ方向で明るくなる様に通過光量を制
御する光学部材としての絞りを該結像光学；ｆ−１の一
部に設けている。

絞りは点線Ｓで示す様に後述するラインセンサー２の素
子の並び方向で開［１径が小さくなる形状より成ってい
る。これにより本実施例では結像光学系１のＦナンバー
を例えばメリ方向で６、サジ方向で５となるように設定
している。即ちサジ方向のＦナンバーなメリ方向のＦナ
ンバーより明るくしている。２は受光部材であり、例え
ば１次光のラインセンサー（ＣＣＤ）等から成っている
。

本実施例に於いては不図示の光源手段より照明された原
Ｍ（画像）からの光束を光量補正板３により通過光量を
中心部で少なく周辺部で多くなるように効果的に調整し
ている。そして註光量補正板３を通過した光束を用いて
原稿面（不図示）トの画像を結像光学系１により１次元
のラインセンサー２面上に結像させている。そして副走
査方向に原稿面を移動させ又は走査系で副走査方向に走
査することにより原稿面上の画像情報を２次元的に読み
取っている。

次に木発明に係る光学部材としての絞りの形状及びその
光学的特長について第１図（Ｂ）、第２図（Ａ）、（Ｂ
）を用いて説明する。

第１図（Ｂ）は第１図（Ａ）に示した結像光学系１の絞
りの形状を示した説明図である。

同図に示す桂に絞りの形状はサジ方向に平行に両側の斜
線部１ａを遮光した形状にしている。これによりメリ方
向よりもサジ方向で通過光量が多くなるようにしている
。

これにより結像光学系のＦナンバーをメリ方向よりもサ
ジ方向の方を明るくなるようにしている。本実施例に於
いては前述した様にメリ方向のＦナンバー６に対しサシ
方向のＦナンバーを５と設定している。

本実施例に於いては軸上に於いて光束の通過光量を爪軸
外の通過光量に比べ３０％程度削減する為にメリ方向よ
りサジ方向の開口部が狭い光量補正板を結像光学系の前
方に配置している。結像光学系そのもののＦナンバーか
前述した様にメリ方向よりもサジ方向の方が明るい。従
ってこれによってメリ方向とサシ方向のＦナンバーは略
同じとなり前述した従来の欠点である光量補正板を配設
したことによるサジ方向のＭＴＦの低下を防止し中心か
ら周辺に至る全画像を高精度に読み取っている。

第２図（Ａ）、（Ｂ）は各々第１図に示した構成に基づ
くメリ方向（主走査方向）とサシ方向（副走査方向）の
結像光学系１の要部断面図である。

同図（Ａ）に示す様に結像光学系を構成するレンズの外
径は爪軸外の絞りの最端部を通過する光線１とレンズ面
の交点、例えば入射側のレンズ面との交点なＰとしたと
き交点Ｐから光軸Ｋまでの距離の少なくとも２倍以上の
大きさが必要となってくる。

又、同図（Ｂ）の点線て示す光線ｍはサシ方向の絞り径
かメリ方向の絞り径と同し大きさの場合の絞りの最端部
を通過する光線である。

この光線ｍと入射側のレンズ面との交点なＱとしたとき
、該交点Ｑから光軸Ｋまでの距離は同図（Ａ）に示した
メリ方向の場合の交点Ｐから光軸Ｋまての距離に比べて
短い。

従って結像光学系のサジ方向のＦナンバーをメリ方向の
Ｆナンバーより明るくする為、本実施例ではメリ方向よ
りもサジ方向の絞りの大きさを大きくしているが、サシ
方向では絞りの最端部を通過する光線ｎと入射側のレン
ズ面との交点Ｒから光軸Ｋまでの距離は同図（Ａ）に示
すメリ方向の場合の交点Ｐから光軸Ｋまでの距離に比へ
て短くとることができる。

この様に本実施例に於いては絞りにより結像光学系のメ
リ方向よりもサジ方向のＦナンバーが明るくなる様に光
量を制御する際、該絞りの形状をｍｌ述の如く特定する
ことにより、光量補正板を配設したことによるサシ方向
のＭＴＦの低ドを効果的に防止し画像の読取りを高精度
に行っている。

第３図は木発明の第２実施例の結像光学系の絞りの形状
を示した説明図である。

本実施例に於いての絞りの形状は同図に示す点線ｔの如
くサジ方向に細長い楕円形状にして形成している。これ
によりメリ方向に比べてサジ方向の光束の通過光量を多
くして、即ちメリ方向よりもサジ方向のＦナンバーを明
るくしている。

この様に絞りの形状を特定することにより軸上近傍では
サジ方向で開口が狭くなる光量補正板を配設しても結像
光学系そのもののサシ方向のＦナンバーがメリ方向のＦ
ナンバーより明るい。この為メリ方向とサジ方向のＦナ
ンバーは略同じとなる。これにより光量補正板を配設し
たことによるサジ方向のＭＴＦの低下を防止し高解像な
画像の読取りを行っている。

かつ結像光学系のメリ方向の絞り径は前記第４図（Ｂ）
に示した従来の絞り径に比べてサジ方向より小さくして
形成することができる。従って本実施例ではレンズの外
径を決める爪軸外光線の幅もそれに対応して狭くなり、
これによってレンズ系全体のコンパクト化を図ることか
できる。

尚、絞りの形状としては前述した様に結像光学系のメリ
方向のＦナンバーよりもサシ方向のＦナンバーが明るく
なる様に通過光量を制御することができる形状であれば
とのような形状であっても本発明の目的は達成される。

又、以トの実施例に於いては光学部材として絞りを用い
て構成したがｌ）「述した様に結像光学系のメリ方向よ
りもサジ方向のＦナンバーを明るくすることができる光
学部材であれば例えば液晶等どのような光学部材を用い
ても本発明は適用することかできる。

又、本発明に於いては被照射原稿（画像）として反射型
原稿あるいは透過型原稿、どちらの原稿を用いても適用
することができる。

（発明の効果） 本発明によれば前述の如く結像光学系のメリ方向のＦナ
ンバーよりもサジ方向のＦナンバーが明るくなるように
通過光量を制御する光学部材を該結像光学系の一部に設
けることにより、サジ方向のＭＴＦの低下を招くことな
く高解像で画像の読取りを行うことかできるコンパクト
な画像読取装置を達成することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ）は本発明の第１実施例の画像読取装置の主
要部分の説明図、第１図（Ｂ）は第１図（Ａ）の結像光
学系の絞りの形状を示した説明図、第２図（Ａ）、（Ｂ
）は各々第１図に示した構成に基づくメリ方向（主走査
方向）とサジ方向（副走査方向）の結像光学系の要部断
面図、第３図は本発明の第２実施例の結像光学系の絞り
の形状を示した説明図、第４図（Ａ）は従来の画像読取
装置の光学系の要部概略図、第４図（Ｂ）は第４図（Ａ
）の一部分の要部斜視図、第５図（Ａ）、（Ｂ）は各々
光量補正板の配置の有無に対しての受光素子からの出力
信号を示す説明図、第６図、第７図は各々光量補正板の
配置の有無に対しての結像光学系のメリ方向とサジ方向
のＭＴＦ特性を示す説明図である。 図中、 １は結像光学系、 ２は受光部材、 ３は光 量補正板、 Ｓ　。 ｔは絞りの形状である。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）原稿を光源手段により照明して該原稿面の画像情
   報を結像光学系により受光部材面上に結像させて、該画
   像情報を読取る画像読取装置において、該結像光学系の
   メリディオナル方向のＦナンバーに比べてサジタル方向
   のＦナンバーが明るくなるように通過光量を制御する光
   学部材を該結像光学系の一部に設けたことを特徴とする
   画像読取装置。
2. （２）前記受光部材を１次元ラインセンサーより構成し
   たことを特徴とする請求項１記載の画像読取装置。
3. （３）前記原稿面から前記受光部材面までに至る光路中
   の一部に軸上に比べて軸外の方が通過光束が多くなる形
   状の開口を有する光量補正板を前記１次元ラインセンサ
   ーの素子の並び方向と同方向に設けたことを特徴とする
   請求項１記載の画像読取装置。
4. （４）前記光学部材を前記１次元ラインセンサーの素子
   の並び方向に比べて直交する方向に長い開口を有する開
   口絞りより構成したことを特徴とする請求項１記載の画
   像読取装置。