JPH0614658B2 - 画像読取り装置 - Google Patents

画像読取り装置

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JPH0614658B2
JPH0614658B2 JP60181128A JP18112885A JPH0614658B2 JP H0614658 B2 JPH0614658 B2 JP H0614658B2 JP 60181128 A JP60181128 A JP 60181128A JP 18112885 A JP18112885 A JP 18112885A JP H0614658 B2 JPH0614658 B2 JP H0614658B2
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Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、光電変換素子に原画の像を投影して、該原画
の画像情報を読み取る画像読取り装置に関し、特に複数
個の光電変換素子を直線状に列設したラインンセンサー
を用いて、原画を線順次に走査して読み取る装置に関す
る。
［従来の技術］ ラインセンサーを利用した画像読取り装置の解像力を向
上させるためには、ラインセンサーを構成する個々の光
電変換素子の数を多くすればよいことは当然であるが、
これには限界がある。そこで比較的少数の光電変換素子
で構成したラインセンサーを用いて、より大きな解像度
を得るための手段が、既に種々提案されている。
たとえば第１２図示手段は、投影光学系とラインセンサ
ーを複数組併設したもので、原画(16)の面に平行に同一
規格の３個のレンズ(17)(18)及び(19)を配置し、それぞ
れラインセンサー(20)(21)及び(22)に原画(10)の像を分
割して投影結像させ、画像信号を出力させる。この場
合、各ラインセンサーは、原画(16)の所望全領域を３等
分し、ラインセンサー(20)には原画のＡからＢまで、同
じく(21)にはＢからＣまで、同じく(22)はＣからＤまで
の領域の像が投影される。したがって、ＡからＤまでの
全領域を１つのラインセンサーに縮小して投影する場合
よりも、解像度は３倍に向上する。
また、投影光学系を１組だけ使用し、ハーフミラーを用
いて光路を２つに分岐し、原画領域を２等分して、それ
ぞれラインセンサーに投影させることにより、２倍の解
像度を得るようにすることも考えられる。
次に第１３図示手段は、１個の投影レンズ(24)と複数個
のラインセンサー(26)(27)及び(28)を使用した例を示
す。レンズ(24)と各ラインセンサーとの間に、ハーフプ
リズム(25)を配置してレンズ(24)を透過した光束を分岐
し、各ラインセンサーに入射させる。この場合も、原画
(23)の所望全領域を３等分して、ＡＢ、ＢＣないしＣＤ
の各領域が、それぞれ１個のラインセンサーに投影さ
れ、この場合に得られる解像度は３倍になる。
さらに、第１４図示の如き手段も提案されている。これ
はレンズ(30)の後段に屋根型ミラー(31)を配置し、光束
を２つに分岐して、それぞれラインセンサー(32)(33)に
入射させるもので、この場合は、原画(29)の所望領域
を、ＡＢ及びＢＣに２等分して、解像度を２倍に向上さ
せるものである。
［発明が解決しようとする問題点］ 上述従来各技術は、実用上それぞれに問題点を包含して
いる。
まず、第１２図示の複数組のレンズ及びラインセンサー
を使用する手段は、各レンズがたとえ同一規格のもので
あっても、それらの焦点距離は製造上の許容誤差範囲内
でばらつきがあり、完全に一致したものを所要数揃える
ことは、現実には困難である。そこで現実の装置として
は、可及的に焦点距離値が近いレンズを選択して使用す
ることになるが、その場合、レンズと原画面との距離
は、所望倍率に応じて各レンズの焦点距離に基いて定ま
る各数値の最大公約数的なものを選ぶことになるため、
ピントズレが生ずる不都合がある。
次に第１３図示手段は、１個のレンズを使用するもので
あるため、上記の不都合はないが、レンズと各ラインセ
ンサーとの間に、ハーフプリズム(25)が介在するため、
光学系の性能がハーフプリズムの収差により制約され、
また、原画の所望全領域からの光束をラインセンサーに
とりこむためには、ハーフプリズムのサイズを相当に大
きくしなければならず、製造上の困難がともない、コス
トも高価につく難点がある。
ハーフプリズムの代りに平面的なハーフミラーを使用す
ることも考えられるが、ハーフミラーの表面で反射する
側と透過する側とで結像面までの光路長に差が生じるた
め、ある程度のピントズレを無視して、同一倍率が得ら
れる位置にラインセンサーを配置するか、あるいはハー
フミラーで分岐された後段の光路の所要部に平行平面ガ
ラスを配置して補正する等の対策が必要になる。光路長
の差を実質的に無視できるような薄いハーフミラー、た
とえば、透明フィルムに適宜のコーティングを施した半
透膜等は、サイズが大きくなると平面精度が低下して像
の歪みが生じることや、傷の発生等の保守上の問題があ
る。
また、第１４図示手段は、部分的な光量ムラの問題があ
る。この問題については、本発明者による特願昭６０−
７３５８２号（発明の名称「複写光学系の光量ムラ補正
装置」）の明細書において詳細に記述しているので、こ
こでは概説するに止めるが、要するに２個のラインセン
サー(32)(33)に投射される光量を考えると、レンズ(30)
の光軸上に位置する原画(29)上の点(B)からの光束は、
２分されて２個のラインセンサー上の（Ｂ′）あるいは
（Ｂ″）に投射されるのに対し、原画の両端部(A)ある
いは(C)からの光束は、レンズを透過した全光量、ない
しほぼそれに近い光量が、それぞれラインセンサー上の
（Ａ′）あるいは（Ｃ′）に投射されるため、ラインセ
ンサーの受光量は第１５図示グラフのように不連続な光
量分布を持ったものになるということである。この不連
続な光量分布を補正するためには、特開昭５３−２２号
公報に開示されているように、特別なシェーディング補
正回路を設ける必要がある。
［問題を解決するための手段］ 上記の問題点を解決するための本発明は、次のとおりに
構成されている。
原画の被読取り線状領域の像を、投影レンズにより多数
の光電変換素子を列設した複数個のラインセンサー面に
投影して、該線状領域の画像情報を読み取る画像読取り
装置において、 前記投影レンズの光軸と前記線状領域とを含む平面を境
界とし、その境界の一方側の光束を反射するミラーを備
え、 前記境界に隣接する前記ミラーの端面に、反射防止処理
を施し、 前記ミラーで反射した境界の一方側の光束と、前記ミラ
ーで反射しない境界の他方側の光束とを、複数個のライ
ンセンサー中の別個のラインセンサーに、それぞれ投影
結像させ、 各ラインセンサーの出力を合成して、原画の被読取り線
状領域の画像情報として読み取るようにしてなる画像読
取り装置。
上記の装置において、境界の他方側の光束を反射して、
一方側の光束が投影結像するラインセンサーとは別個の
ラインセンサーに、投影結像させる第２のミラーを備え
ることが望ましい。
この場合、２個のミラーを、それらの反射面が、投影レ
ンズの光軸に対して互いに逆方向に４５度の角度で交差
するように、傾設することが望ましい。
［作用］ レンズを通った光束は、ミラーにより、被読取り線状領
域とレンズ光軸とを含む平面を境界として二分されて、
それぞれラインセンサーに投影結像する。前記境界に隣
接したミラーの端面に照射された光束は、反射防止処理
により反射する光束が少なくなるので、フレアとしてラ
インセンサーに入射することがない。
［実施例］ 第１図、本発明の１実施例装置の概略構成を示す斜視図
である。
原画(1)に対向してレンズ(2)を配置し、原画(1)上の被
読取り線状部(3)の像を、２個の平面ミラー(4)及び(5)
を介して、３個のラインセンサー(6)(7)及び(8)に投影
結像させる。
平面ミラー(4)及び(5)は、線状部(3)とレンズ光軸(L)と
を含む平面（以下、分割面と称する）を境界として二分
され、それぞれ線状部(3)に対して互いに逆方向に４５
度傾斜し、かつ、両者が十字状に交差する交点がレンズ
(2)の光軸上に位置するように配置してある。
したがってレンズ(2)を透過した光束は、これらのミラ
ー(4)(5)により二分され、その一方は、ミラー(4)の面
で反射して下方のラインセンサーの面に結像し、他方
は、ミラー(5)の面で反射して上方のラインセンサーの
面に結像する。
すなわち、線状部(3)の全長を３等分した各領域の中、
[AB]はラインセンサー(6)に、[BC]は同じく(7)に、[CD]
は同じく(8)に、それぞれ投影結像する。
この場合、各ラインセンサーには、光軸位置で二分され
た一方の光束が投射されるため、各センサーの受光量
は、レンズ(2)を透過した全光束が投射される場合の1/2
になる。また、各ミラーの端面が分割面に到達している
と、その部分で乱反射が生じ、フレア光によるコントラ
ストの低下を招くおそれがあるので、実際には、各ミラ
ーの端面に反射防止のための塗装等の処理を施し、か
つ、２個のミラーの間に適当な間隔を設けてある。な
お、この場合、有効反射面が減少し、各センサーの受光
量は、さらに小さくなるが、この程度の光量低下は、実
用上なんら支障はない。
第２図は、この状態を模式的に示したもので、点線を含
む円形は、ある画素点に対する全光束を示し、実線示の
領域(I4)及び(I5)は、それぞれミラー(4)及び(5)で反射
する光束をしめす。すなわち、２個のミラーの間に
「ｈ」の幅の隙間を設定した場合、各センサーの単位受
光量は、レンズ(2)を透過する全光束を直接受光する場
合に比し、1/2未満となる。
第３図は、上記光量低下の状態をグラフで示したもの
で、曲線「I」はレンズ(2)を透過する全光束の光量分布
を、曲線「I0」は本発明装置におけるラインセンサー面の
光量分布で、前記のフレア対策を施していない場合を、
「Ｉ１」はフレア対策を施した場合の光量分布を示す。
しかし、これらの光量低下は、画像読取り装置としての
致命的なものではなく、たとえば原画を照明する照度を
増すとか、ラインセンサーからの出力信号の増幅度を上
げるといった対策によって、容易に救済可能である。一
方、本発明装置では、前述第１４図示手段のような光量
ムラがなく、むしろ実用的な装置である。
なお、上述実施例では、２個の平面ミラー(4)及び(5)の
レンズ光軸(L)に対する傾斜角度を、逆方向の４５度と
しているが、これは必ずしもこの角度に限らない。すな
わち、各ラインセンサーをそれぞれレンズ光軸(L)に平
行に配置する場合には、２個の平面ミラーを４５度に傾
斜させて設置することになるが、各ラインセンサーがレ
ンズ光軸に平行としなくてもよい場合は、平面ミラーの
傾斜角度は、任意の値とすることができる。このこと
は、以下に述べる各実施例においても、同様である。
［その他の実施例］ 上述は、本発明を第１図示実施例装置に基いて記載した
が、本発明はこれに限定されるものではなく、種々の変
形応用が可能である。
たとえば、上述実施例では原画の線状領域を３等分して
３個のラインセンサーに投影結像するようにしている
が、この分割数は３個に限らず、２個あるいは４個以上
の複数個でもよい。第４図及び第５図は、その状態を示
すものである。
第４図は、原画(1)の線状領域を２等分して、第１図示
と同様にレンズ(2)と平面ミラー(4)(5)とで構成される
光学系を介して、２個のラインセンサー(6)(7)に投影結
像させるもので、光路の形状としては、前記第１４図示
の従来手段に類似するが、本実施例の場合は、ラインセ
ンサーに投射される光束が、どの位置でも紙面に平行な
面で２等分されたものであって、第１４図示手段に比し
て光量分布の不連続性が少ない特徴を有する。
第５図は、原画(1)の線状領域を４等分して、同様の光
学系を介して、４個のラインセンサー(6)(7)(8)(9)に投
影結像させるもので、ＡからＥまでの線状領域全体を、
単一のラインセンサーに縮小投影する場合に比較して、
４倍の解像力を得ることができる。
また、第６図は、原画(1)の線状領域を分割せず、同様
の光学系を介して、２個のラインセンサー(6)(7)に投影
結像させるもので、この場合は、個々のラインセンサー
による解像力は、本来の値と同等であるが、２個のセン
サーにおけるの光電変換素子の配列位相を、相対的に1/
2ピッチずらせて配置し、両者の出力信号を合成するこ
とにより、実質的に２倍の解像力を得ることができる。
なお、第６図示のものを除く上述各実施例において、複
数個のラインセンサーをすべて等長のものを使用し、し
たがって原画の線状領域を等分割して読取るように説明
したが、必ずしも等分割である必要はなく、長さの異な
るラインセンサーを使用しても差支えない。
さらにまた、原画のサイズが非常に大きいものである場
合には、上述装置を複数個列設して、読取るようにする
ことも可能である。
上述第１ないし第６図示実施例は、いずれも２個の平面
ミラー(4)及び(5)を、分割面の両側に配置した場合であ
るが、本発明はこれに限らず、分割面の片側に、平面ミ
ラーを１個だけ配置した構成とすることもできる。第７
図ないし第１１図に、その実施例を示す。
第７図は、原画の線状領域(3)に平行な面を持つ１個の
平面ミラー(10)を、その１端縁を分割面に一致又は近接
させ、かつ、レンズ光軸(L)に対し適当な角度に傾斜さ
せて、配置したものである。これにより、第８図示の如
く、レンズ(2)を通った光束の片側1/2は、平面ミラー(1
0)で反射し、残りの片側はそのまま直進して、それぞれ
ラインセンサー(11)(12)に投影結像する。この場合、平
面ミラー(10)の光軸側の端縁部は、ミラーの傾斜角度に
応じて斜めにナイフエッジ状として、光束の散乱を防ぐ
ようにしておくことが、望ましい。
なお、第７図示実施例では、２個のラインセンサー(11)
(12)に、それぞれ原画の線状領域(3)の全長を投影する
ようにし、これらのラインセンサーを構成する光電素子
の位相を、相互に1/2ピッチずらせることにより、合成
出力画像の解像度を２倍に向上させるものであるが、ラ
インセンサーの取付け位置を正確に規制することは、か
なり困難であるため、第９図示の如く、２個のラインセ
ンサー(11a)(12a)をそれぞれ1/2の長さのものとして、
画像領域を長さ方向に２分して画像情報をとりだし、こ
れらを合成する方が、より実用的である。
また第１０図は、分割面に垂直な面を持つ１個の平面ミ
ラー(13)を、その１端縁を分割面に一致又は近接させ、
原画の線状領域に対して、所要角度に傾設したもので、
第７図示手段と同様に、光束の片側1/2は平面ミラー(1
3)で反射し、残りの片側は直進して、それぞれラインセ
ンサー(14)及び(15)に投影結像する。
この実施例においても、第７図示手段と同様にラインセ
ンサーの相対的位相を、1/2ピッチずらせて取付けるこ
とが困難である場合は、第１１図示の如く、２個のライ
ンセンサー(14a)(15a)を半分の長さとして、それぞれ画
像領域の1/2ずつが投影されるようにすればよい。
なお、第７図乃至第１１図示実施例における平面ミラー
(10)又は(13)の傾斜角度は、４５度に限るものではな
く、任意角度とすることができ、また、二方向に傾斜さ
せて設置してもよい。
［発明の効果］ 各ラインセンサー面で連続した光量分布が得られるの
で、不連続な光量分布が生じる場合に必要になる補正回
路が不要であり、簡単な構成で、正確に画像を読み取る
ことができる。
また、境界に近接したミラーの端面に照射された光束
は、その端面に反射防止処理を施してあるので、フレア
光がラインセンサーに入射することがなく、画像読取り
時のコントラストの低下を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の１実施例装置の概略構成を示す斜視
図、第２図は同装置における投影光束の断面をしめす模
式図、第３図は同装置における光量分布のグラフ、第
４、第５、第６、第７、第８、第９、第10及び第11各図
はそれぞれ本発明の他の実施例を示す概略図、第１２、
第１３及び第１４図はそれぞれ従来手段を示す図、第15
図は第14図示手段における光量分布を示すグラフであ
る。 (1)……原画、(2)……レンズ、(3)……被撮像線状領
域、(4)(5)……平面ミラー、(6)(7)(8)(9)……ラインセ
ンサー、(10)……平面ミラー、(11)(12)(11a)(12a)……
ラインセンサー、(13)……平面ミラー、(14)(15)……ラ
インセンサー、(14a)(15a)……ラインセンサー、 (16)……原画、(17)(18)(19)……レンズ、(20)(21)(22)
……ラインセンサー、(23)……原画、(24)……レンズ、
(25)……ハーフプリズム、(26)(27)(28)……ラインセン
サー、(29)……原画、(30)……レンズ、(31)……屋根型
ミラー、(32)(33)……ラインセンサー。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】原画の被読取り線状領域の像を、投影レン
    ズにより多数の光電変換素子を列設した複数個のライン
    センサー面に投影して、該線状領域の画像情報を読み取
    る画像読取り装置において、 前記投影レンズの光軸と前記線状領域とを含む平面を境
    界とし、その境界の一方側の光束を反射するミラーを備
    え、 前記境界に隣接する前記ミラーの端面に、反射防止処理
    を施し、 前記ミラーで反射した境界の一方側の光束と、前記ミラ
    ーで反射しない境界の他方側の光束とを、複数個のライ
    ンセンサー中の別個のラインセンサーに、それぞれ投影
    結像させ、 各ラインセンサーの出力を合成して、原画の被読取り線
    状領域の画像情報として読み取るようにしてなる画像読
    取り装置。
  2. 【請求項２】境界の他方側の光束を反射して、一方側の
    光束が投影結像するラインセンサーとは別個のラインセ
    ンサーに、投影結像させる第２のミラーを備えることを
    特徴とする特許請求の範囲第(1)項に記載の画像読取り
    装置。
  3. 【請求項３】２個のミラーを、それらの反射面が、投影
    レンズの光軸に対して互いに逆方向に４５度の角度で交
    差するように、傾設したことを特徴とする特許請求の範
    囲第(2)項に記載の画像読取り装置。
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