JPH07281122A - Illumination optical device - Google Patents

Illumination optical device

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Publication number
JPH07281122A
JPH07281122A JP6095601A JP9560194A JPH07281122A JP H07281122 A JPH07281122 A JP H07281122A JP 6095601 A JP6095601 A JP 6095601A JP 9560194 A JP9560194 A JP 9560194A JP H07281122 A JPH07281122 A JP H07281122A
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JP
Japan
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toric
light
illumination
optical device
mirror
Prior art date
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Pending
Application number
JP6095601A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Nobuhiro Fujinawa
展宏 藤縄
Masayuki Inami
正行 稲見
Toshiya Aikawa
敏哉 相川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
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Publication date
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Publication of JPH07281122A publication Critical patent/JPH07281122A/en
Priority to US08/802,419 priority patent/US5844730A/en
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Abstract

PURPOSE:To reduce a line-bow phenomenon by setting the reflecting surface or the outside shape of a toric mirror and to obtain illumination light whose light quantity is uniform by making the illumination light on the surface of a reading original an almost straight line state. CONSTITUTION:This is an illumination optical device provided with a light source 103 emitting the illumination light for illuminating the original and an optical element provided with a toric surface 11 for condensing the illumination light on the original and arranged so that the illumination light is made incident on the toric surface 11 by some angle. Then, the outside of the toric surface 11 of the optical element is formed like a bow. Besides, the optical element is arranged so that the axis L-L' of the toric surface 11 becomes in parallel with the axis of the illumination light emitted from the toric surface 11.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、画像情報を光電変換に
より読み取る画像入力装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image input device for reading image information by photoelectric conversion.

【0002】[0002]

【従来の技術】図15は、従来の画像入力装置であり、
図16にその照明光学装置を示す。図16に示す照明光
学装置は、本来は図17に示すような光学配置を持つも
のであるが、光路を2つのミラー102および105で
光路変換を行い、限られたスペース内に収納するように
している。
2. Description of the Related Art FIG. 15 shows a conventional image input device,
FIG. 16 shows the illumination optical device. The illumination optical device shown in FIG. 16 originally has an optical arrangement as shown in FIG. 17, but the optical path is changed by the two mirrors 102 and 105 so that the optical path is housed in a limited space. ing.

【0003】図16において、2つの光路変換用ミラー
のうち、一つはトーリックミラー102を用いている。
図17(a)に示すように、トーリックミラー102
は、その曲面R1により、光源103から放射される光
線を、原稿面101の位置において読取り1ライン分の
幅を照明するようにしている。また、図17(b)に示
すように、曲面R2により光源103の光源像を原稿面
101の位置で結像させている。
In FIG. 16, one of the two optical path changing mirrors uses a toric mirror 102.
As shown in FIG. 17A, the toric mirror 102
The curved surface R1 illuminates the light beam emitted from the light source 103 at the position of the document surface 101 and illuminates the width of one line. Further, as shown in FIG. 17B, the light source image of the light source 103 is formed at the position of the document surface 101 by the curved surface R2.

【0004】図15に示すように、光源103から放射
された光線は、トーリックミラー102に入射する。こ
の光線は、トーリックミラーの軸110に対して、角度
111を持って入射される。これは、次の光路変換ミラ
ー105の方向に光軸を変換するためである。トーリッ
クミラー102で反射された光線は、光路変換ミラー1
05を介して原稿面101に結像される。
As shown in FIG. 15, the light beam emitted from the light source 103 enters the toric mirror 102. This ray is incident at an angle 111 with respect to the axis 110 of the toric mirror. This is to convert the optical axis in the direction of the next optical path conversion mirror 105. The light ray reflected by the toric mirror 102 is the optical path conversion mirror 1.
An image is formed on the document surface 101 via 05.

【0005】光線に照明された原稿の画情報は、投影レ
ンズ108によりリニアイメージセンサ109に結像す
る。原稿を保持するホルダ107を矢印方向(図15)
に移動させることにより、原稿面全体の情報をリニアイ
メージセンサ109に順次読み取らせている。
Image information of a document illuminated by a light beam is imaged on a linear image sensor 109 by a projection lens 108. Hold the document holder 107 in the direction of the arrow (Fig. 15).
The information of the entire document surface is sequentially read by the linear image sensor 109 by moving to.

【0006】光源103は、図18のように構成されい
た。光源ベース上201にステム202がロウ付け固定
されている。このステム上には、複数のLEDチップ2
10が列状に配置され、ボンディングされている。各L
EDチップ210の周囲には、横方向への発光を反射し
てLEDチップ210の上方(図18(b))へ射出せ
しめる円錐状のリフレクタ部202aが形成されてい
る。
The light source 103 is constructed as shown in FIG. The stem 202 is fixed to the light source base 201 by brazing. On this stem, multiple LED chips 2
10 are arranged in rows and bonded. Each L
Around the ED chip 210, there is formed a conical reflector portion 202a that reflects light emitted in the lateral direction and emits the light to the upper side of the LED chip 210 (FIG. 18B).

【0007】光源103は、3色の光を射出するために
2列のLEDチップ列210aおよび210bから成
り、1チップあたりの光量が少ない青LEDは1列(6
個)210aに配置され、もう一列210bには赤LE
Dと緑LEDがGRGGRG(図18(a)参照)の順
で配置されている。LEDチップ210aおよび210
bからの光は、リフレクタ部202aで反射されてチッ
プ上方(図18(b))へと射出されたあと、所定の角
度および間隔で形成されている青反射膜205aまたは
全反射ミラー205bで反射されて、前方(図18の右
側、図15の左側)へ射出され、原稿面上で線状になる
ようにトーリックミラー102によって集光される(図
15参照)。
The light source 103 is composed of two LED chip rows 210a and 210b for emitting light of three colors, and one row (6 LEDs) has a small amount of light per LED.
Individual) 210a, and another row 210b is red LE
D and the green LED are arranged in the order of GRGGGRG (see FIG. 18A). LED chips 210a and 210
The light from b is reflected by the reflector 202a and emitted upward from the chip (FIG. 18B), and then reflected by the blue reflection film 205a or the total reflection mirror 205b formed at a predetermined angle and interval. Then, the light is emitted to the front (right side in FIG. 18, left side in FIG. 15) and is condensed by the toric mirror 102 so as to be linear on the document surface (see FIG. 15).

【0008】青LEDからの光は青反射膜205aで反
射され、赤LEDおよび緑LEDからの光は全反射ミラ
ー205bで反射され、光源の前方(図18の右側、図
15の左側)から見たときに3色があたかも同一の位置
から発光しているようになる。RGBの色の切り替えは
電気的に制御することで、原稿を高速に読み取ることが
可能になる。
The light from the blue LED is reflected by the blue reflecting film 205a, and the light from the red LED and the green LED is reflected by the total reflection mirror 205b, and is seen from the front of the light source (right side in FIG. 18, left side in FIG. 15). When you do, the three colors will be emitting light from the same position. By electrically controlling the RGB color switching, the original can be read at high speed.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】上述した従来の照明光
学装置においては、トーリックミラー102が曲面R1
を持ち、光線103からの光線がトーリックミラー10
2の軸110に対して角度111を成して入射するた
め、トーリックミラー102の中心位置と周辺位置とで
は光線の反射角度が異なる。この結果、原稿面101上
の光源像は弓なりになる。
In the above-mentioned conventional illumination optical device, the toric mirror 102 has the curved surface R1.
And the ray from ray 103 is a toric mirror 10.
Since the light enters at an angle 111 with respect to the second axis 110, the reflection angle of the light beam differs between the central position and the peripheral position of the toric mirror 102. As a result, the light source image on the document surface 101 becomes a bow.

【0010】また、トーリックミラー102は、更に曲
面R2を持つ。そのため、原稿面101上の弓なりの光
源像が線状に集光され、いわゆるラインボウ現象110
a(図8(b)参照)が発生する。このため、原稿面1
01上でリニアイメージセンサ109が読み取るライン
111aは直線であるので、読み取りライン111aの
中心部と周辺部で均一な光量が得られないという欠点が
あった。図17(b)に示す光量は、中心部では光量が
少なく、周辺部では光量が多くなり、均一な光量が得ら
れない状態を示している。
The toric mirror 102 further has a curved surface R2. Therefore, a bow-shaped light source image on the document surface 101 is linearly condensed, and a so-called line bow phenomenon 110 is generated.
a (see FIG. 8B) occurs. Therefore, the document surface 1
Since the line 111a read by the linear image sensor 109 on 01 is a straight line, there is a drawback that a uniform light amount cannot be obtained in the central portion and the peripheral portion of the reading line 111a. The light amount shown in FIG. 17B shows a state in which the light amount is small in the central portion and large in the peripheral portion, and a uniform light amount cannot be obtained.

【0011】本発明は、このような状況に鑑みてなされ
たもので、トーリックミラーの反射面や外形を設定する
ことでラインボウ現象を軽減し、読取り原稿面上での照
明光を略直線状にすることで均一な光量の照明光を得る
ことを目的とする。
The present invention has been made in view of such a situation, and the line bow phenomenon is reduced by setting the reflecting surface and the outer shape of the toric mirror, and the illumination light on the surface of the read document is made substantially linear. The purpose is to obtain a uniform amount of illumination light.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、第1発明は、原稿を照明するための照明光
を発する光源と、原稿上に照明光を集光させるためのト
ーリック面を有し、照明光がトーリック面に対してある
角度で入射するように配置された光学素子とを備えた照
明光学装置において、光学素子は、そのトーリック面の
外形を弓形状に形成されている。
In order to achieve the above object, the present invention relates to a first invention, which is a light source for emitting illumination light for illuminating a document and a toric for converging the illumination light on the document. In an illumination optical device having a surface and an optical element arranged so that the illumination light is incident on the toric surface at an angle, the optical element has an outer shape of the toric surface formed into an arc shape. There is.

【0013】第2発明は、原稿を照明するための照明光
を発する光源と、原稿上に照明光を集光させるためのト
ーリック面を有し、照明光がトーリック面に対してある
角度で入射するように配置された光学素子とを備えた照
明光学装置において、光学素子は、トーリック面の軸を
トーリック面から出射する照明光の軸と平行になるよう
に配置されている。
A second aspect of the invention has a light source for emitting illumination light for illuminating a document and a toric surface for converging the illumination light on the document, and the illumination light is incident on the toric surface at an angle. In the illumination optical device including the optical element arranged as described above, the optical element is arranged such that the axis of the toric surface is parallel to the axis of the illumination light emitted from the toric surface.

【0014】[0014]

【作用】上記構成の照明光学装置においては、トーリッ
クミラーの反射面の形状を、ラインボウ現象を相殺する
形状にしている。また、トーリックミラーの外形を、ラ
インボウ現象を相殺する湾曲形状にしている。これによ
り、トーリックミラーによるラインボウ現象を軽減し
て、読取り原稿面上での照明光が略直線状にすることが
でき、均一な光量の照明光を得ることが可能となる。
In the illuminating optical device having the above structure, the shape of the reflecting surface of the toric mirror is formed to cancel the line bow phenomenon. Further, the outer shape of the toric mirror is a curved shape that cancels the line bow phenomenon. As a result, the line bow phenomenon due to the toric mirror can be reduced, and the illumination light on the surface of the read document can be made substantially linear, so that it is possible to obtain a uniform amount of illumination light.

【0015】[0015]

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0016】図1は、本発明による照明光学装置の第1
実施例を示す上面図および正面図である。
FIG. 1 shows a first illumination optical device according to the present invention.
It is the top view and front view which show an Example.

【0017】図1においては、トーリックミラー11の
形状および配置が以下に述べるようになっている。従来
は、図13(a)に示すように、光軸A−A’の反射位
置における法線N−N’と、ミラーの外形線X−X’お
よびY−Y’が平行になるような形状および配置をして
いた。この場合、フィルム面101側から見るとトーリ
ックミラー21の外形は、図14のように曲がった形状
となるので、曲がった光源が光っているのと等価にな
る。
In FIG. 1, the shape and arrangement of the toric mirror 11 are as described below. Conventionally, as shown in FIG. 13A, the normal line N-N 'at the reflection position of the optical axis A-A' and the outlines XX 'and YY' of the mirror are parallel to each other. It had a shape and arrangement. In this case, when viewed from the film surface 101 side, the outer shape of the toric mirror 21 has a curved shape as shown in FIG. 14, which is equivalent to the curved light source being illuminated.

【0018】これに対し、本発明の第1実施例において
は、図1に示すように、光軸A−A’における光軸の反
射光線L−L’の方向(フィルム面へ向かう方の光軸)
と、ミラーの外形線X−X’およびY−Y’が平行にな
るように、従来のものよりもミラー11の全体を傾けて
配置している。このため、フィルム面方向から見たとき
は、図2のように、ミラー11は略直線状の形状に見え
る。これにより、フィルム面位置での照明光の曲がり
(ラインボウ)が緩和され、照明ムラが大きくなること
がない。
On the other hand, in the first embodiment of the present invention, as shown in FIG. 1, the direction of the reflected ray L-L 'of the optical axis in the optical axis A-A' (light toward the film surface). axis)
Then, the entire mirror 11 is arranged so as to be inclined more than the conventional one so that the outlines X-X 'and Y-Y' of the mirror are parallel to each other. Therefore, when viewed from the film surface direction, the mirror 11 looks like a substantially linear shape as shown in FIG. Thereby, the bending (line bow) of the illumination light at the film surface position is alleviated, and the uneven illumination is not increased.

【0019】図3は、本発明による照明光学装置の第2
実施例を示す正面図である。従来の照明光学装置および
第1実施例においては、中心位置での反射面61(図6
参照)と周辺位置での反射面62は、図6(c)および
(d)に示すように、上下方向にシフトした関係となっ
ており、中心部Aと周辺部Bが光学的に等価ではない。
即ち、中心部Aにおける入射光と反射光の成す角度は、
図6(c)に示すように狭いのに対して、周辺部Bにお
ける入射光と反射光の成す角度は、図6(d)に示すよ
うに広くなる関係にある。
FIG. 3 shows a second embodiment of the illumination optical device according to the present invention.
It is a front view showing an example. In the conventional illumination optical device and the first embodiment, the reflection surface 61 at the center position (see FIG. 6).
As shown in FIGS. 6C and 6D, the reflection surface 62 at the peripheral position is in a vertically shifted relationship, and the central portion A and the peripheral portion B are not optically equivalent. Absent.
That is, the angle formed by the incident light and the reflected light at the central portion A is
While narrow as shown in FIG. 6C, the angle formed by the incident light and the reflected light at the peripheral portion B has a widening relationship as shown in FIG. 6D.

【0020】これに対して本発明の第2実施例では、図
4に示すように、短手方向の反射曲面が、中心部と周辺
部でシフトしておらず、同一曲面上のどこを使っている
かだけの違いとなっている。即ち、中心部Aにおける入
射光と反射光の成す角度と、周辺部Bにおける入射光と
反射光の成す角度は、図4(a)および(b)に示すよ
うに、同一の角度となる。また、フィルム面方向から見
たときに略直線状になるようにミラー63の反射面の外
形線が直線でなく略円弧状(湾曲形状)になっている
(図5)。これにより、フィルム面位置での照明光の曲
がり(ラインボウ)が緩和され、照明ムラが大きくなる
ことがなく、また中心位置と周辺位置が光学的に等価と
なり更に照明ムラが低下する。
On the other hand, in the second embodiment of the present invention, as shown in FIG. 4, the reflection curved surface in the lateral direction is not shifted in the central portion and the peripheral portion, and the portion on the same curved surface is used. It's just a difference. That is, the angle formed by the incident light and the reflected light in the central portion A and the angle formed by the incident light and the reflected light in the peripheral portion B are the same, as shown in FIGS. 4 (a) and 4 (b). Further, the outline of the reflecting surface of the mirror 63 is not a straight line but a substantially arcuate shape (curved shape) so that it is substantially linear when viewed from the film surface direction (FIG. 5). As a result, the bending (line bow) of the illumination light at the film surface position is alleviated, the illumination unevenness does not increase, and the central position and the peripheral position are optically equivalent and the illumination unevenness is further reduced.

【0021】図7は、本発明による照明光学装置の第3
実施例を示す斜視図である。図8は、本発明による照明
光学装置の第3実施例を示す正面図、上面図、および側
面図である。また、図9は、本発明による照明光学装置
の第3実施例を示す正面図である。
FIG. 7 shows a third embodiment of the illumination optical device according to the present invention.
It is a perspective view showing an example. FIG. 8 is a front view, a top view, and a side view showing a third embodiment of the illumination optical device according to the present invention. FIG. 9 is a front view showing a third embodiment of the illumination optical device according to the present invention.

【0022】本発明の第3実施例では、トーリックミラ
ー71の反射面をトーリック面でなく2軸性の楕円状の
フレネル面72で構成している。このようにフレネル面
72で構成してもトーリック面と等価にできるので、ミ
ラー71の外形や配置等を第1実施例または第2実施例
と同様に、フィルム面方向から見たときに略直線状なる
ように設定すれば、ラインボウを緩和することができ
る。
In the third embodiment of the present invention, the reflecting surface of the toric mirror 71 is not a toric surface but a biaxial elliptical Fresnel surface 72. Even if the Fresnel surface 72 is formed as described above, it can be made equivalent to a toric surface. Therefore, as in the first and second embodiments, the outer shape and the arrangement of the mirror 71 are substantially linear when viewed from the film surface direction. The line bow can be alleviated by setting so as to be in a shape.

【0023】図10は、本発明による照明光学装置の第
4実施例を示す斜視図である。図11は、本発明による
照明光学装置の第4実施例を示す正面図、上面図、およ
び側面図である。また、図12は、本発明による照明光
学装置の第4実施例を示す正面図である。
FIG. 10 is a perspective view showing a fourth embodiment of the illumination optical device according to the present invention. FIG. 11 is a front view, a top view, and a side view showing a fourth embodiment of the illumination optical device according to the present invention. FIG. 12 is a front view showing a fourth embodiment of the illumination optical device according to the present invention.

【0024】本発明の第4実施例では、トーリックミラ
ー71の反射面を複数のフレネル面73に分割して構成
している。各フレネル面は、短手方向にのみフレネルで
あるような面である。このような構成でもトーリック面
と同等であるので、ミラー71の外形や配置等を第1実
施例または第2実施例と同様に、フィルム面方向から見
たときに略直線状になるようにすれば、ラインボウを緩
和することができる。
In the fourth embodiment of the present invention, the reflecting surface of the toric mirror 71 is divided into a plurality of Fresnel surfaces 73. Each Fresnel surface is a surface that is Fresnel only in the lateral direction. Even with such a configuration, since it is equivalent to the toric surface, the outer shape and arrangement of the mirror 71 should be substantially linear when seen from the film surface direction, as in the first or second embodiment. If so, the line bow can be mitigated.

【0025】またフレネル面を短冊状に分割し、中心位
置にあるフレネル面73(a)と周辺位置にあるフレネ
ル面73(b)、(c)、(d)、(e)とで各々の位
置をずらしてフィルム面方向から見た時にほぼ直線状に
なるようにすれば、より直線的で均一な光源像になるよ
うに微調することができる。あるいは、ミラー71自体
を傾けることなく設置することもできる。なお、図7〜
図9で示した第3実施例におけるフレネル面について
も、短冊上に分割して構成することにより、本第4実施
例と同様な効果を得ることができる。
Further, the Fresnel surface is divided into strips, and the Fresnel surface 73 (a) at the central position and the Fresnel surfaces 73 (b), (c), (d), (e) at the peripheral positions are respectively separated. If the positions are shifted so that they are substantially linear when viewed from the film surface direction, fine adjustment can be performed so as to obtain a more linear and uniform light source image. Alternatively, the mirror 71 itself can be installed without tilting. 7 to 7.
The Fresnel surface in the third embodiment shown in FIG. 9 can also be obtained by dividing the Fresnel surface into strips to obtain the same effects as in the fourth embodiment.

【0026】図19〜図22は、本発明による照明光学
装置の第5実施例を示す斜視図、側面図、上面図、およ
び斜視図である。
19 to 22 are a perspective view, a side view, a top view and a perspective view showing a fifth embodiment of the illumination optical device according to the present invention.

【0027】図19において、トーリックミラー91の
形状及び配置は以下に述べるようになっている。
In FIG. 19, the shape and arrangement of the toric mirror 91 are as described below.

【0028】トーリックミラー91は、回転楕円体面9
2の一部を用いてトーリック面の外形を弓形状に形成し
ている。回転楕円体面92の形状は、以下に述べるよう
に設定される。
The toric mirror 91 is a spheroidal surface 9.
The outer shape of the toric surface is formed in a bow shape by using a part of No. 2. The shape of the spheroidal surface 92 is set as described below.

【0029】図20に示すようにX軸上に焦点A’の位
置に光源103を、もう一方の焦点Aの位置に投影レン
ズ108の入射瞳を配置すると、回転楕円体面の特性
上、光源103を発した光線は、投影レンズ108の入
射瞳に集光する。また、回転楕円対面上の点Qにトーリ
ックミラー91の光軸中心点を、線分QA上の点Pに原
稿面101の読み取り1ラインの中心点を配置してい
る。
As shown in FIG. 20, when the light source 103 is arranged at the position of the focal point A'on the X-axis and the entrance pupil of the projection lens 108 is arranged at the position of the other focal point A, due to the characteristics of the spheroidal surface, the light source 103. The light beam emitted from the lens is focused on the entrance pupil of the projection lens 108. Further, the center point of the optical axis of the toric mirror 91 is arranged at a point Q on the facing surface of the spheroid, and the center point of one reading line of the document surface 101 is arranged at a point P on the line segment QA.

【0030】図21に示すように、Y軸に平行に点Pを
通る線分DEを配置している。また、線分DEの長さ
は、原稿面101の読み取り1ラインの長さに対応して
いる。楕円の長軸の半径a、短軸の半径cとすると回転
楕円体面の方程式は、
As shown in FIG. 21, a line segment DE passing through the point P is arranged parallel to the Y axis. The length of the line segment DE corresponds to the length of one read line on the document surface 101. If the radius of the major axis of the ellipse is a and the radius of the minor axis is c, the equation of the spheroid surface is

【0031】 x2/a2+(y2+z2)/c2=1 ・・・(1)X 2 / a 2 + (y 2 + z 2 ) / c 2 = 1 (1)

【0032】 また、線分AQ+線分QA’=2a ・・・(2) よりFrom the line segment AQ + line segment QA ′ = 2a (2)

【0033】 c2+ζ2=a2 ・・・(3)
が成立する。
C 2 + ζ 2 = a 2 (3)
Is established.

【0035】次に、トーリックミラー91のトーリック
面の外形の弓形状は、以下の述べるように形成される。
Next, the bow shape of the outer shape of the toric surface of the toric mirror 91 is formed as described below.

【0036】結像レンズ108の入射瞳の位置(点A)
より光線を逆追跡して、線分DE上を通った光線が描く
回転楕円体面上の軌跡をトーリック面の外形の弓形状の
基本にする。
Position of the entrance pupil of the imaging lens 108 (point A)
The ray is traced backward, and the trajectory on the spheroidal surface drawn by the ray passing on the line segment DE is used as the basis of the arch shape of the toric surface.

【0037】図20に示すよう、ベクトルfとベクトル
Pを定義する。
As shown in FIG. 20, a vector f and a vector P are defined.

【0038】ベクトルf=(ζ,0,0)Vector f = (ζ, 0, 0)

【0039】 ベクトルP=(α,β,γ) ただし、α、γは定数Vector P = (α, β, γ) where α and γ are constants

【0040】また、kをパラメータとして、 ベクトルAQ=kベクトルP=k(α,β,γ) ベクトルOQ=ベクトルf+kベクトルP=(ζ+kα,kβ,kγ) =(x,y,z) ・・・(4) このベクトルOQの各成分が(1)式を満たす。また、
図21に示すように、−b≦β≦bの範囲で、ベクトル
OQの成分を(1)式に代入して、 (ζ+kα)2/a2+k2(β2+γ2)/c2=1 ・・・(5) について解くと、 (−ζα/a2±((ζα/a22−(ζ2/a2−1)(α2/a2+(β2+γ2 )/c2))1/2)÷(α2/a2+(β2+γ2)/c2)=k ・・・(6) となり、βを変数とするパラメータkを用いて、ベクト
ルOQの軌跡を描けばよい。
With k as a parameter, vector AQ = k vector P = k (α, β, γ) vector OQ = vector f + k vector P = (ζ + kα, kβ, kγ) = (x, y, z) (4) Each component of this vector OQ satisfies the equation (1). Also,
As shown in FIG. 21, the components of the vector OQ are substituted into the equation (1) in the range of −b ≦ β ≦ b, and (ζ + kα) 2 / a 2 + k 22 + γ 2 ) / c 2 = Solving for 1 (5), (−ζα / a 2 ± ((ζα / a 2 ) 2 − (ζ 2 / a 2 −1) (α 2 / a 2 + (β 2 + γ 2 ) / c 2 )) 1/2 ) ÷ (α 2 / a 2 + (β 2 + γ 2 ) / c 2 ) = k (6) Then, using the parameter k having β as a variable, the vector OQ Just draw a trail.

【0047】AP =42.02 PQ =49.20 QA’=40.95 (2)式より a=66.09 余弦定理を用いて、ζ=25.74 (3)式より、 c=60.87AP = 42.02 PQ = 49.20 QA '= 40.95 From the equation (2) a = 66.09 Using the cosine theorem, from the equation ζ = 25.74 (3), c = 60. 87

【0050】また、QAA’=θとして、ベクトルPの
X成分αは、 α=−41.58 γ= 6.03 これらを(6)式に代入して、軌跡を求めると図19の
トーリックミラー91のようになる。ただし、b=1
2.225より、−12.225≦β≦12.225で
ある。
Further, when QAA '= θ, the X component α of the vector P is α = −41.58 γ = 6.03. By substituting these into the equation (6) to obtain the locus, the toric mirror of FIG. 19 is obtained. It looks like 91. However, b = 1
From 2.225, -12.225 ≦ β ≦ 12.225.

【0053】また、原稿面101の直線状の照明範囲と
同一形状のスリットを線分AQに垂直な面で、かつ線分
DEを含むように配置すれば、点Aから逆追跡してスリ
ットを通る光線の描く回転楕円体面92上の軌跡がトー
リックミラー91のトーリック面の外形の弓形状を形成
する。
If a slit having the same shape as the linear illumination range of the document surface 101 is arranged on a plane perpendicular to the line segment AQ and including the line segment DE, the slit is traced backward from the point A. The locus of the passing ray on the spheroidal surface 92 forms the bow shape of the outer shape of the toric surface of the toric mirror 91.

【0054】なお、トーリック面の外形の弓形状を第4
実施例のように短冊状に分割することも可能である。さ
らに、図23に示すように短辺方向の形状を以下のよう
に設定すると原稿面101上の読み取りラインの光量が
増加する。即ち、AQ’A’を含む断面で考えた場合、
線分DEと断面AQ’A’の交点を点P’として、焦点
位置をA’とP’とする点Q’を通る楕円を設定し、点
Q’を中心とした楕円の一部を短辺方向の形状とするよ
うに設定することで、原稿面101上の読み取りライン
の光量が増加する。
The bow shape of the toric surface is changed to the fourth
It is also possible to divide into strips as in the embodiment. Furthermore, as shown in FIG. 23, when the shape in the short side direction is set as follows, the light amount of the reading line on the document surface 101 increases. That is, when considering a cross section including AQ'A ',
An intersection point between the line segment DE and the cross section AQ'A 'is defined as a point P', and an ellipse passing through a point Q'having a focal point position A'and P'is set, and a part of the ellipse centered on the point Q'is shortened. By setting the shape in the side direction, the light amount of the reading line on the document surface 101 increases.

【0055】以上で説明した実施例では、2つの主経線
を持つトーリック面を有するトーリックミラーが少なく
とも1つ配置された装置について説明したが、1つの主
経線を持つトーリック面、いわゆるシリンドリカル面を
有するシリンドリカルミラー及びシリンドリカルレンズ
が配置された装置であれば本発明による効果が得られ
る。
In the embodiment described above, the device in which at least one toric mirror having a toric surface having two main meridians is arranged is described, but the toric surface having one main meridian, a so-called cylindrical surface is provided. The effects of the present invention can be obtained as long as the device has a cylindrical mirror and a cylindrical lens.

【0056】[0056]

【発明の効果】以上のように本発明によれば、トーリッ
クミラーの反射面や外形を設定することでラインボウ現
象を軽減するようにしたので、読取り原稿面上での照明
光を略直線状にでき、これにより均一な光量の照明光を
得ることが可能となる。
As described above, according to the present invention, the line bow phenomenon is reduced by setting the reflecting surface and the outer shape of the toric mirror, so that the illumination light on the surface of the read original is made substantially linear. This makes it possible to obtain a uniform amount of illumination light.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明による照明光学装置の第1実施例を示す
上面図および正面図である。
FIG. 1 is a top view and a front view showing a first embodiment of an illumination optical device according to the present invention.

【図2】本発明による照明光学装置の第1実施例を示す
正面図である。
FIG. 2 is a front view showing a first embodiment of the illumination optical device according to the present invention.

【図3】本発明による照明光学装置の第2実施例を示す
正面図である。
FIG. 3 is a front view showing a second embodiment of the illumination optical device according to the present invention.

【図4】本発明による照明光学装置の第2実施例を示す
正面図である。
FIG. 4 is a front view showing a second embodiment of the illumination optical device according to the present invention.

【図5】本発明による照明光学装置の第2実施例を示す
正面図である。
FIG. 5 is a front view showing a second embodiment of the illumination optical device according to the present invention.

【図6】従来の照明光学装置の一例を示す上面図および
正面図である。
6A and 6B are a top view and a front view showing an example of a conventional illumination optical device.

【図7】本発明による照明光学装置の第3実施例を示す
斜視図である。
FIG. 7 is a perspective view showing a third embodiment of the illumination optical device according to the present invention.

【図8】本発明による照明光学装置の第3実施例を示す
上面図、正面図、および側面図である。
FIG. 8 is a top view, a front view, and a side view showing a third embodiment of an illumination optical device according to the present invention.

【図9】本発明による照明光学装置の第3実施例を示す
正面図である。
FIG. 9 is a front view showing a third embodiment of the illumination optical device according to the present invention.

【図10】本発明による照明光学装置の第4実施例を示
す斜視図である。
FIG. 10 is a perspective view showing a fourth embodiment of the illumination optical device according to the present invention.

【図11】本発明による照明光学装置の第4実施例を示
す上面図、正面図、および側面図である。
FIG. 11 is a top view, a front view, and a side view showing a fourth embodiment of the illumination optical device according to the present invention.

【図12】本発明による照明光学装置の第4実施例を示
す正面図である。
FIG. 12 is a front view showing a fourth embodiment of the illumination optical device according to the present invention.

【図13】従来の照明光学装置の一例を示す上面図およ
び正面図である。
13A and 13B are a top view and a front view showing an example of a conventional illumination optical device.

【図14】従来の照明光学装置の一例を示す正面図であ
る。
FIG. 14 is a front view showing an example of a conventional illumination optical device.

【図15】従来の照明光学装置の一例を示す正面図であ
る。
FIG. 15 is a front view showing an example of a conventional illumination optical device.

【図16】従来の照明光学装置の一例を示す斜視図であ
る。
FIG. 16 is a perspective view showing an example of a conventional illumination optical device.

【図17】従来の照明光学装置の一例を示す上面図、特
性図、および正面図である。
FIG. 17 is a top view, a characteristic view, and a front view showing an example of a conventional illumination optical device.

【図18】従来の照明光学装置の一例を示す上面図およ
び正面図である。
FIG. 18 is a top view and a front view showing an example of a conventional illumination optical device.

【図19】本発明による照明光学装置の第5実施例を示
す斜視図である。
FIG. 19 is a perspective view showing a fifth embodiment of the illumination optical device according to the present invention.

【図20】本発明による照明光学装置の第5実施例を示
す側面図である。
FIG. 20 is a side view showing a fifth embodiment of the illumination optical device according to the present invention.

【図21】本発明による照明光学装置の第5実施例を示
す上面図である。
FIG. 21 is a top view showing a fifth embodiment of the illumination optical device according to the present invention.

【図22】本発明による照明光学装置の第5実施例を示
す斜視図である。
FIG. 22 is a perspective view showing a fifth embodiment of the illumination optical device according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 トーリックミラー 21 トーリックミラー 61 反射面 62 反射面 63 ミラー 71 トーリックミラー 72 フレネル面 73 フレネル面 11 Toric Mirror 21 Toric Mirror 61 Reflective Surface 62 Reflective Surface 63 Mirror 71 Toric Mirror 72 Fresnel Surface 73 Fresnel Surface

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 原稿を照明するための照明光を発する光
源と、 前記原稿上に前記照明光を集光させるためのトーリック
面を有し、前記照明光が前記トーリック面に対してある
角度で入射するように配置された光学素子とを備えた照
明光学装置において、 前記光学素子は、そのトーリック面の外形を弓形状に形
成されていることを特徴とする照明光学装置。
1. A light source that emits illumination light for illuminating a document, and a toric surface for converging the illumination light on the document, wherein the illumination light is at an angle with respect to the toric surface. An illumination optical device comprising an optical element arranged so as to be incident, wherein the optical element has an outer shape of a toric surface formed into an arcuate shape.
【請求項2】 前記光学素子は、2つの主経線を持った
トーリック面であることを特徴とする請求項1記載の照
明光学装置。
2. The illumination optical device according to claim 1, wherein the optical element is a toric surface having two main meridians.
【請求項3】 前記光学素子は、トーリックミラーであ
ることを特徴とする請求項1記載の照明光学装置。
3. The illumination optical device according to claim 1, wherein the optical element is a toric mirror.
【請求項4】 前記光学素子は、シリンドリカルミラー
であることを特徴とする請求項1記載の照明光学装置。
4. The illumination optical device according to claim 1, wherein the optical element is a cylindrical mirror.
【請求項5】 原稿を照明するための照明光を発する光
源と、 前記原稿上に前記照明光を集光させるためのトーリック
面を有し、前記照明光が前記トーリック面に対してある
角度で入射するように配置された光学素子とを備えた照
明光学装置において、 前記光学素子は、前記トーリック面の軸を前記トーリッ
ク面から出射する前記照明光の軸と平行になるように配
置したことを特徴とする照明光学装置。
5. A light source that emits illumination light for illuminating a document, and a toric surface for converging the illumination light on the document, the illumination light being at an angle with respect to the toric surface. In an illumination optical device provided with an optical element arranged so as to be incident, the optical element is arranged so that the axis of the toric surface is parallel to the axis of the illumination light emitted from the toric surface. A characteristic lighting optical device.
【請求項6】 前記光学素子は、2つの主経線を持った
トーリック面であることを特徴とする請求項5記載の照
明光学装置。
6. The illumination optical apparatus according to claim 5, wherein the optical element is a toric surface having two main meridians.
【請求項7】 前記光学素子は、トーリックミラーであ
ることを特徴とする請求項5記載の照明光学装置。
7. The illumination optical apparatus according to claim 5, wherein the optical element is a toric mirror.
【請求項8】 光を発する光源と、 前記光を反射および集光させるトーリックミラーと、 前記トーリックミラーからの前記光により照明される原
稿と、 前記原稿を介した前記光をラインセンサ上に結像させる
投影光学系とを有する画像読取光学系において、 前記トーリックミラーの外形は、前記ラインセンサの画
像読取ラインを前記トーリックミラーの反射面を含む回
転楕円体面上に前記投影光学系より逆投影したライン像
に基づいて決定されることを特徴とする照明光学装置。
8. A light source that emits light, a toric mirror that reflects and condenses the light, a document illuminated by the light from the toric mirror, and a light that passes through the document on a line sensor. In an image reading optical system having a projection optical system for forming an image, the outline of the toric mirror is obtained by backprojecting the image reading line of the line sensor onto the ellipsoid of revolution including the reflecting surface of the toric mirror by the projection optical system. An illumination optical device characterized by being determined based on a line image.
【請求項9】 前記トーリックミラーの外形は、弓形状
であることを特徴とする請求項8記載の照明光学装置。
9. The illumination optical device according to claim 8, wherein an outer shape of the toric mirror is a bow shape.
JP6095601A 1993-04-07 1994-04-08 Illumination optical device Pending JPH07281122A (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6095601A JPH07281122A (en) 1994-04-08 1994-04-08 Illumination optical device
US08/802,419 US5844730A (en) 1993-04-07 1997-02-18 Light-supplying optical device

Applications Claiming Priority (1)

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JP6095601A JPH07281122A (en) 1994-04-08 1994-04-08 Illumination optical device

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015102753A (en) * 2013-11-26 2015-06-04 富士ゼロックス株式会社 Optical scanner, and image forming apparatus

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