JPH0546743B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、原稿をライン走査し読み取る原稿読
取装置に関する。

従来の技術 MOS型リニアイメージセンサやCCDリニアイ
メージセンサ等の固体リニアイメージセンサを複
数個、千鳥状に配列し、それらの固体リニアイメ
ージセンサに原稿の正立等倍像を結像させる構成
の原稿読取装置が開発されている。この装置は、
１個の固体リニアイメージセンサに原稿の縮小画
像を結像させる構成の原稿読取装置に比べ、固体
リニアイメージセンサの画素開口面積を減らすこ
となく１ライン当りの画素数を多くでき、また光
学系の解像性能による制約を受けにくいため、高
感度と高解像度を達成し得るという長所を有す
る。

第４図はそのような複数の固体リニアイメージ
センサを用いた従来の原稿読取装置の概略断面図
である。この図において、１は主走査方向のスリ
ツト２を持つ原稿台であり、その上を原稿３が送
りローラ４により副走査方向Ｙに送られる。５は
原稿３の照明用光源である。６と７は集束性光伝
送体から成るロツドレンズアレイであり、夫々主
走査方向へ延びている。これらのロツドレンズア
レイ６，７は垂直面に対して角度θだけ互いに逆
向きに傾けて設けられている。８と９は、画素開
口面積を減らすことなく高感度高解像度を達成す
べく夫々主走査方向に千鳥状に配列された第１列
の固体リニアイメージセンサと、第２列の固体リ
ニアイメージセンサである。

第５図は上記固体リニアイメージセンサの配列
とその画素開口配列を示す概略平面図である。こ
の図において、８₁，８₂，……は第１列の固体リ
ニアイメージセンサ、９₁，９₂……は第２列の固
体リニアイメージセンサであり、それらの画素開
口0001〜2000，4001〜6000，…の中心が主走査方
向Ｘの直接X₁上に、画素開口2001〜4000，6001
〜……の中心が直線X₁から距離ｄだけ離れた平
行な直線X₂上にそれぞれ位置するように千鳥状
に配列されている。Ｐは画素ピツチである。これ
らの画素開口列に、ロツドレンズアレイ６，７に
よつてスリツト２より臨む原稿画素の正立等倍像
が結像され、画素開口0001〜2000，2001〜4000，
4001〜6000，6001……の光電変換出力が画信号と
して順次出力される。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら、このような従来の装置は、本質
的には上述のように高感度、高解像度を達成でき
るが、ロツドレンズアレイ６，７の取付け角度を
精密に制御する必要があり、機構的に安定性に欠
け、また、その取付け機構等が複数高価になりや
すい等の問題がある。

本発明は、上記従来の問題点に着目してなされ
たもので、その目的は、従来の原稿読取装置と同
等以上の高感度、高解像度を達成することがで
き、且つ従来装置よりも機構的に安定で明るく、
しかも製作の容易な結像レンズ系とその取付け機
構を安価に実現できる原稿読取装置を提供するこ
とである。

問題を解決するための手段 本発明は、上記問題点を解決するために、副走
査方向に所定間隔をもつて離間して配列された複
数のイメージセンサに、主走査及び副走査の各方
向に対して前記所定間隔と等しく離間させた円柱
面を複数連設した複数の円柱面レンズアレイを設
けて、各ラインイメージセンサによつて原稿面上
の画情報を首尾よく撮像し得るようにしたことを
要旨とするものである。

作 用 本発明は、上述の構成により、製作が容易でコ
スト的に有利なレンズを用いて従来と同等な多重
像を基板上に結像させることができる。

実施例 以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に
説明する。

第１図は本発明の一実施例を示すもので、原稿
読取装置の概略的な斜視図である。図において、
２２は主走査方向Ｘに延びた幅εのスリツトであ
り、このスリツト２２は、図示しない例えばガラ
ス板面上にクロム等の耐摩耗性の膜（面部材）を
蒸着する際に形成され、後述のイメージセンサと
対向配置している。２６，２７は原稿を読み取る
ための第１列及び第２列のラインイメージセンサ
であり、このラインイメージセンサは基板２８に
千鳥状配設され、その画素開口２９の中心は主走
査方向の平行な軸X₂，X₃に位置している。尚、
このラインイメージセンサは、実際には複数個配
列されている。３０はスリツト２２より臨む原稿
画像の正立等倍像をラインイメージセンサ２６，
２７に結像させるための結像レンズ系である。

この原稿とラインイメージセンサ２６，２７と
の間で所定位置に配置された結像レンズ系３０
は、原稿側から第１の円柱面列レンズアレイ３１
と、この第１の円柱面列レンズアレイ３１の下側
（原稿から反射した光の進む方向）に配置されて
いる第３の円柱面列レンズアレイ３２と、この第
３の円柱面列レンズアレイ３２の下側に配置され
ている第２の円柱面列レンズアレイ３３とから構
成されている。第１の円柱面列レンズアレイ３１
は、ガラスあるいはプラスチツク等の透明体で形
成され、副走査方向に延びる中心軸を有する複数
の円柱面レンズ体３１ａが円柱軸と直交する主走
査方向すなわちＸ方向に複数配列されてなる。

第３の円柱面列レンズアレイ３２は、第１の円
柱面列レンズアレイ３１と同じく形成され、主走
査方向に延びる中心軸を有する２列の円柱面レン
ズ体３２ａ，３２ｂがその光軸をδ（イメージセ
ンサ２６，２７が配置されている軸X₂とX₃との
間の距離）だけ離して平行配列されてなる。第２
の円柱面列レンズアレイ３３は、副走査方向に延
びる中心軸を有する円柱面レンズ体３３ａが上記
第１の円柱面列レンズアレイ３１と対をなして主
走査方向に複数個平行配列されてなる。そして、
第１の円柱面列レンズアレイ３１と第２の円柱面
列レンズアレイ３２と第３の円柱面列レンズアレ
イ３３とは、各主面が互いに平行になるように配
置され、しかもスリツト２２より臨む原稿画像の
線状画像がδだけ離れた軸X₂及びX₃上に結像す
るように構成されている。つまり、これは２重像
を形成し、更にこの２重像のいずれかが第１列ま
たは第２列のラインイメージセンサのいずれかの
画素開口２９に結像する。

かかる構成を有する原稿読取装置の動作につい
て説明する。送りローラ等で副走査方向に送られ
た原稿が白色光源によつて斜め方向から照明され
ると、第１の円柱面列レンズアレイ３１は、主走
査方向のみについてスリツト２２より臨む原稿画
像の倒立像を形成する。この倒立像を第２の円柱
面列レンズアレイ３３を介して再び到立結像され
ることにより基板２８に配列されているイメージ
センサの開口面に等倍正立像を結ばせる。ここで
副走査方向には、第３の円柱面レンズの作用によ
り軸X₂及びX₃上に到立二重像として結像する。
つまり、軸X₂及びX₃の位置に配設されているラ
インイメージセンサ２６，２７は、スリツト２２
より臨む原稿画像を読み取ることができる。尚、
上記結像レンズ系に遮光マスクを適宜配設すれ
ば、上記原稿読取装置の結像性能は増す。

第２図ａは本発明の第２の実施例についての主
要部である結像レンズ系の概略的な断面構造を示
す図である。この実施例における結像レンズ系
は、基本的に第３図の結像レンズ系と同一作用を
有するが、基板２８上の第１列または第２列のラ
インイメージセンサ２６，２７に結像する結像性
能を更に向上させるために、次のように構成され
ている。前実施例における第３の円柱面列レンズ
アレイに代えて、主走査方向に延びる中心軸を有
する円柱面レンズ体３４ａ，３４ｂが副走査方向
に２列に夫々の光軸を所定距離として平行配列さ
れてなる円柱面列レンズアレイ３４と、この円柱
面列レンズアレイ３４と相対し、主走査方向に延
びる中心軸を有する円柱面レンズ体３５ａ，３５
ｂが夫々の光軸を円柱面レンズ体３４ａ，３４ｂ
の光軸より互に反対方向でδ／２（δ：二重像の
距離）シフトされ、平行配列されてなる円柱面レ
ンズアレイ３５とを用いている。ここで、結像レ
ンズ系は、ライン走査であるので副走査方向の像
は必ずしも等培結像とする必要はない。しかし、
スリツト２２の幅εはスリツト像の幅をε′として
二重像距離δとε′＜δの関係とする必要は有る。

かかる構成において、スリツト２２より臨む原
稿面から反射し、遮光マスク４１の開口４１ａ，
４１ｂに入射した光束は、円柱面レンズアレイ３
１，３４を経て遮光マスク４２に達する。この遮
光マスク４２の開口４２ａ，４２ｂを通過した光
束は、円柱面レンズ体３４ａ，３４ｂに相対する
円柱面レンズ体３５ａ，３５ｂと円柱面レンズア
レイ３３を経て基板２８に達する。つまり、遮光
マスク４１の開口４１ａ，４１ｂを通過した光束
は、基板２８にδだけ離れ千鳥状にラインイメー
ジセンサが配設されている平行な直線上に原稿画
像を結像する。

ここで、第２図ａには示されていないが、主走
査方向においても対応するレンズ列対以外の光路
を介して形成されるゴースト像を抑圧し、かつ光
量揺ぎ（１種のシエーデイング）を押えるために
適当な遮光マスクを配設することは、従来のレン
ズアレイの場合と同様に効果的である。

つまり第２図ｂに示すように、所定の開口４１
ａ−１，４１ａ−２等を有するマスク４１、なら
びに４２ａ−１，４２ａ−２等を有するマスク４
２が所定位置に配置されている。いま、レンズ３
１−１の光軸上付近にある点２２から発した光束
は開口４１ａ−１を通り、３１ａ，３３ａを介し
て全光束が結像に寄与する。しかし、例えば、レ
ンズ３１ａと３１ｂの各光軸から等距離付近にあ
る点２３からの光束は図示されるごとく４２ａ−
２の開口で光束の一部が制限される。さらに、レ
ンズ３１ｂの光軸から離れた点２２から出た光束
が、レンズ３１ｂに入射すると遮光マスク４２の
開口４２ａ−２で遮光され、ゴースト発生が避け
られる。

第３図は本発明の第３の実施例についての主要
部である結像レンズ系の概略的な断面構造を示す
図である。この実施例における結像レンズ系も、
基本的には、第１図における結像系と同一作用を
有するが、第２の実施例同様に結像性能を更に向
上させるために、次のようにレンズ系構成が施さ
れている。第３図における第３の円柱面列レンズ
アレイに代えて、主走査方向に延びる中心軸を有
する円柱面レンズ（焦点f₁が原稿面に位置する）
５１と、互いに光軸がδ（二重像の距離）だけ離
れた円柱面レンズ体（焦点f₂がイメージセンサが
配設されている面に位置する）５２ａ，５２ｂが
副走査方向に２列に配列された円柱面列レンズア
レイ５２とを所定距離に配置したレンズ系が用い
てある。又、第２の実施例同様に、主走査方向の
結像レンズ系には、夫々所定の開口６１ａ，６１
ｂ，６２ａ，６２ｂが設けられている遮光マスク
６１，６２が円柱面列レンズアレイ３１，４１前
の所定位置に配設されている。ここで、スリツト
２２の像幅ε′と基板２８に配設されている第１列
と第２列とのラインイメージセンサ間の距離δ
（二重像の距離）とはε′＜δの関係にある。なお、
図中第１図と同一部分には同一符号を付し重複説
明を省略する。

かかる構成において、スリツト２２より臨む原
稿面から反射し、遮光マスク６１の開口６１ａ，
６１ｂに入射する光束は、円柱面列レンズアレイ
３１及び円柱面レンズ５１とにより略平行光とな
り、遮光マスク６１に達する。この遮光マスク６
１の開口６１ａ，６１ｂを通過した光束は、円柱
面列レンズアレイ４２，３３により基板２８に第
１列及び第２列のラインイメージセンサが配設さ
れている平行な直線上に結像する。つまり、原稿
画像は、基板２８上にδだけ離れた二重像とな
る。このようにレンズ系、更に遮光マスクを構成
することで、前実施例同様にゴースト像が生じる
ことなく、鮮明な像を得ることができる。

尚、上記第２及び第３の実施例における主走査
方向の結像は、第１実施例と同様であるために説
明を省略する。

発明の効果 以上説明したように本発明の原稿読取装置に用
いた結像レンズ系は、主走査方向において、レン
チキユラーシートとして知られる円柱レンズ列
（円柱面レンズ体を複数配列したもの）を組合せ、
副走査方向において、２列の円柱レンズを組合せ
る構成としたので、レンズ系の製作が容易にで
き、しかもそれら円柱レンズのプラスチツク成形
加工が高精度にできる。従つて、本発明の原稿読
取装置は、高精度の読み取りが行え、しかも低コ
スト化が計れる効果を有している。

又、本発明は、結像レンズ系の結像機能を主走
査方向と副走査方向に分離しているので、そのレ
ンズ系の設計の自由が大きくとれる。更に、上記
レンズ系に円柱面レンズを用いているので、球面
レンズを用いた場合に比べて副走査方向で開口を
大きくとることができ、従つて、より明るい結像
を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の第１の実施例による原稿読
取装置のレンズ系の概略斜視図、第２図ａ，ｂ
は、本発明の第２の実施例による原稿読取装置の
レンズ系の概略断面図、第３図は、本発明の第３
の実施例による原稿読取装置のレンズ系の概略断
面図、第４図は、従来の原稿読取装置の概略断面
図、第５図は、リニアイメージセンサの配列を示
す平面図である。 ２２……スリツト、２６，２７……ラインイメ
ージセンサ、２８……基板、２９……イメージセ
ンサ開口（撮像面）、３０……結像レンズ系、３
１……第１の円柱面列レンズアレイ、３２……第
２の円柱面列レンズアレイ、３３……第３の円柱
面列レンズアレイ、３４，３５，５２……円柱面
列レンズアレイ、５１……円柱面レンズ、４１，
４２，６１，６２……遮光マスク。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 副走査方向に所定間隔をもつて離間して配列
   された複数のイメージセンサと、主走査及び副走
   査の各方向に対して円柱面を複数連設して成り、
   光軸上に重ねて配設され前記イメージセンサに重
   像を結像する複数の円柱面レンズアレイとを具備
   し、前記複数の円柱面レンズアレイは光軸に沿つ
   て少なくとも上方若しくは下方の一方に円柱面が
   形成され、且つ隣接する円柱面の光軸間距離を前
   記複数のイメージセンサの所定間隔と等しくさせ
   たことを特徴とする原稿読取装置。