JPH0746380A

JPH0746380A - 読取装置

Info

Publication number: JPH0746380A
Application number: JP5188488A
Authority: JP
Inventors: Takashi Yumura; 敬湯村
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1993-07-29
Filing date: 1993-07-29
Publication date: 1995-02-14

Abstract

(57)【要約】【目的】一次元個体撮像素子を用いた読取装置におい
て、読取系，照明系とも副走査に伴う光路長補正の必要
をなくし、装置の低コスト化，小型化を実現する。【構成】副走査機構を、読取光学系の光軸に直交する
面に沿って１次元固体撮像素子８の読取方向と直交する
方向に１次元固体撮像素子８を移動させる移動機構９に
より構成し、光源１を１次元固体撮像素子８の両側に連
結して１次元固体撮像素子８と一体に移動させること
で、前記移動機構９が照明光移動機構としても機能する
構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、１次元固体撮像素子
により２次元画像を読み取る読取装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】図１１は、例えば特開昭６２−２９１２
５９号公報に示された従来の読取装置であり、図におい
て、１４は読み取る対象である原稿、７は読取レンズ、
８は像をライン状に読み取る１次元固体撮像素子、２０
は２次元画像を読み取るために原稿１４の読取部を走査
する読取光路変換ミラー、１は光源、３は１次元固体撮
像素子の原稿面上での読み取り部のみの照度が上がるよ
うに直線上に光を集光するレンズ、１６〜１８は読取光
路変換ミラー２０の回転による光路長の変化に応じて全
体の光路長を一定に保つための光路長補正機構１５の構
成要素、２６〜３１は光路長補正機構の移動に連動して
読取光路変換ミラー２０を回転させるためのミラー回転
機構２５の構成要素である。

【０００３】次に動作について説明する。上記従来の読
取装置では、読取レンズ７により１次元固体撮像素子
（以下、ＣＣＤと略す）８上に形成された像を読取光路
変換ミラー２０を回転させることにより移動させ、２次
元画像を読み取っている。読取光路変換ミラー２０を回
転させると、読取光路変換ミラー２０から原稿１４まで
の光路長が変化する。そこで、全体の光路長が一定なる
ように、読取光路変換ミラー２０と読取レンズ７間の距
離を光路長補正機構１５により変化させている。また、
読取光路変換ミラー２０の回転と光路長補正機構１５の
動きは連動して動く必要がある。そこで、ミラー回転機
構２５は、光路長補正機構１５の動きをカムとリンクに
より読取光路変換ミラー２０の回転に変換し連動させて
いる。

【０００４】そして、読取りの際には、読取り速度の高
速化のために、読取レンズ７の両横に配された光源１と
レンズ３よりなる照明装置により、原稿面における線状
の読取部の照度が局部的に高められる。なお、この照明
装置も読取レンズ７とともに光路長補正機構１５により
移動する構成であるから、この照明光の光路長も一定と
なり、この照明は常に原稿面上に焦点を結んだまま移動
させることができる。また、この照明光はハレーション
回避のため読取光学系の光軸と交差するように斜め方向
に照射され、原稿面の逆側半分を照射している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来の読取装置は以上
のように構成されているので、読取光路変換ミラー２０
の回転により副走査を行なっているから、読取りの際こ
の副走査に伴って光路長が非線形に変化する。このた
め、上述したように、読取りレンズ７等を読取光路変換
ミラー２０の回転に非線形な関係で連動させて移動させ
るための複雑な機構（すなわち、光路長補正機構１５及
びミラー回転機構２５）が必須となり、コストが高くな
り、小型化も難しい等の問題点があった。

【０００６】また、従来の読取装置では、読取レンズ７
とＣＣＤ８とが１つのスライダの上に一体的に固定され
ており、その間隔を変更できないので、読取倍率の変更
は行うことができないという問題点があった。

【０００７】また、仮にこの装置で読取倍率変更を行う
ために、結像倍率を変化（原稿１４と読取レンズ７、及
びＣＣＤ８の位置関係を変化）させたとしても、光路長
補正の変化量及び変化の様子がさらに複雑となり、前記
光路長補正機構１５及びミラー回転機構２５の構成をさ
らに複雑なものに変更しなければならないとともに、照
明も簡単に原稿面に照射することができず、ますますコ
スト高，大型化あるいは機能性の低下を招くという問題
点があった。

【０００８】また、上記のような従来の読取装置では、
照明の位置が読取像の照度まで考慮した照射位置に設定
されていないため、読取像に明暗の変化が出てしまい、
例え電気的に補正してもノイズにより階調性能が低下す
るという問題点があった。また、照明が読取光学軸を交
差する斜め方向に照明が照射されているが、斜め照射に
よる照度低下対策がされていないため真っ直ぐに照射す
る場合に比べ原稿面の照度が低下し、読取速度が遅くな
るという問題点があった。

【０００９】というのは、前記照明装置による像照度は
主走査方向に均一に明るくなければ読取速度は早くでき
ず、不均一のまま照度の高い所に速度を合わせて読み取
り、電気的な補正をかけてもノイズにより階調性能が低
下するので、均一な照度の実現が必要なのである。ま
た、上述の従来例のように、ハレーション回避のため照
明を読み取り軸を中心に逆側に照射する場合には、図１
２（図１２では片側の照明系を省略している）に示すよ
うに光源１を横に水平移動させた位置姿勢に配設する構
成が従来採用されている。しかしながら、この構成を用
いても主走査方向の照度不均一は問題として残り、階調
性能の向上は難しい。このような照度の不均一は、レン
ズを用いた照明では原稿面照度が原稿の端の方にゆくほ
ど暗いという光学的な特性に起因しており、読取レンズ
７による読取像はさらに端の方で暗くなってしまう（図
１２下図）という現象に基づいている。

【００１０】また、原稿１４がスライドなどの透過原稿
であった場合は、照明を上面からではなく下面から照射
する必要があり、別の照明を付加しなければ難しいた
め、コストアップや装置が大きくなる等の問題点があっ
た。

【００１１】すなわち、スライドや３５ｍｍフィルムな
どの小型の透過原稿を高解像度に読み取るニーズは非常
に多い。しかし、上述したような従来の読取装置など通
常の装置では、装置の複雑化などの理由によりＡ４（約
２１０×３００ｍｍ）などの原稿とスライド原稿（約２
０×３０ｍｍ）の両方を読み取ることはできず、もし可
能であるにしても、小型原稿読み取り時の読み取り解像
度が上がらないとか、照明や副走査機構が別に必要であ
るとか、非常に構成が複雑であった。

【００１２】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、読取系，照明系とも副走査に伴
う光路長補正の必要がなくて、装置の低コスト化，小型
化が実現でき、読取倍率の変更が簡単にでき、読取倍率
を変更した場合にも小型かつ安価な構成で高速な読取り
ができ、また、読取倍率変更時の原稿が透過原稿でも簡
単に読取ることができるとともに、さらに、照度の不均
一による読取り速度の低下も少ない読取装置を提供する
ことを目的としている。

【００１３】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明に係
る読取装置は、副走査機構を、読取光学系の光軸に直交
する面に沿って１次元固体撮像素子の読取方向と直交す
る方向に前記１次元固体撮像素子を移動させる移動機構
により構成したものである。

【００１４】請求項２記載の発明に係る読取装置は、光
源を１次元固体撮像素子の両側に連結して前記１次元固
体撮像素子と一体に移動させることで、移動機構が照明
光移動機構としても機能する構成としたものである。

【００１５】請求項３記載の発明に係る読取装置は、１
次元固体撮像素子と読取レンズとの距離を変更可能とす
べく、読取りレンズを光軸方向に移動可能としたもので
ある。

【００１６】請求項４記載の発明に係る読取装置は、１
次元固体撮像素子と読取レンズとの距離変更に応じて、
照明集光レンズと光源との距離が変化するよう、照明集
光レンズを読取レンズの両側に連結したものである。

【００１７】請求項５記載の発明に係る読取装置は、１
次元固体撮像素子，読取レンズ，原稿の光学的結像関係
とほぼ等しい距離間隔で照明装置の光源と照明集光レン
ズを配置したものである。

【００１８】請求項６記載の発明に係る読取装置は、照
明集光レンズを読取レンズの焦点距離とほぼ等しい焦点
距離を有するものとしたものである。

【００１９】請求項７記載の発明に係る読取装置は、読
取光学系の光軸の側方に配置された原稿の読取りを可能
とすべく、原稿面からの光を読取レンズに入射させる読
取光路変換ミラーと、原稿面の読取り位置に照明装置の
照明光を照射させる照明光反射ミラーであって、読取レ
ンズあるいは照明集光レンズの光軸上前方に脱着自在な
読取光路変換ミラー及び照明光反射ミラーを具備したも
のである。

【００２０】請求項８記載の発明に係る読取装置は、読
取レンズの前方に脱着自在で、原稿を読取レンズに対す
る光路長が近接した位置に保持できる読取倍率変更アダ
プタを具備したものである。

【００２１】請求項９記載の発明に係る読取装置は、読
取倍率変更アダプタを、読取レンズの前方に互に対向し
て配置された複数の反射ミラーを有するものとし、この
対向した反射ミラーに交互に反射した原稿の光が導かれ
て読取レンズに入射するように構成したものである。

【００２２】請求項１０記載の発明に係る読取装置は、
読取倍率変更アダプタが、読取光学系の両側にある照明
装置の照明光を原稿面に導く反射ミラーよりなる照明光
路長変更装置を備えたものである。

【００２３】請求項１１記載の発明に係る読取装置は、
読取倍率変更アダプタ取り付け後の読取系光路長と照明
光路長変更装置取り付け後の照明系光路長とをほぼ等し
くしたものである。

【００２４】請求項１２記載の発明に係る読取装置は、
照明光路長変更装置を、照明装置による照明光を原稿の
下側から照射する構成としたものである。

【００２５】請求項１３記載の発明に係る読取装置は、
照明光路長変更装置を、読取倍率変更アダプタの対向し
た反射ミラーの両側に配され、これら読取倍率変更アダ
プタの反射ミラーとは１８０゜反射方向の違う対向した
複数の反射ミラーより構成し、これら反射ミラーにより
照明装置の照明光を原稿の下側から照射する構成とした
ものである。

【００２６】請求項１４記載の発明に係る読取装置は、
読取倍率変更アダプタの反射ミラーの幅を照明装置の照
明光が反射できる大きさとし、読取倍率変更アダプタと
照明光路長変更装置の反射ミラーを一体としたものであ
る。

【００２７】請求項１５記載の発明に係る読取装置は、
照明装置において、光軸に直交するように照明集光レン
ズを配置し、照明集光レンズと光源の角度は、原稿と照
明装置の光軸とのなす角度と読取倍率に応じて光源が原
稿面で焦点を結ぶように設定したものである。

【００２８】請求項１６記載の発明に係る読取装置は、
照明装置の光軸に原稿面主走査方向の傾きを設け、その
傾き角度は、読取りレンズによる読取像面上で像の照度
が最も均一になるように設定したものである。

【００２９】

【作用】請求項１記載の発明における読取装置は、読取
光学系の光軸に直交する面に沿って１次元固体撮像素子
の読取方向と直交する方向に前記１次元固体撮像素子を
移動させる移動機構により副走査を行なうから、原稿と
読取レンズ間の光路長が副走査に伴って変化しない。こ
のため、副走査に伴って光路長を補正する必要はなく、
そのための複雑な機構が不要となるため、装置の小型
化、コスト低減が図れる。

【００３０】請求項２記載の発明における読取装置は、
光源を１次元固体撮像素子の両側に連結して１次元固体
撮像素子と一体に移動させることで、移動機構が照明光
移動機構としても機能する構成としたから、駆動手段等
が兼用されさらに小型化、コスト低減が図れる。

【００３１】請求項３記載の発明における読取装置は、
読取りレンズを光軸方向に移動可能としたから、１次元
固体撮像素子と読取レンズとの距離が変更可能となっ
て、読取倍率を変更できる。

【００３２】請求項４記載の発明における読取装置は、
照明集光レンズを読取レンズの両側に連結したから、１
次元固体撮像素子と読取レンズとの距離変更に応じて、
照明集光レンズと光源との距離が変化する。このため、
読取倍率が変更されても高い照度が維持される。

【００３３】請求項５記載の発明における読取装置は、
１次元固体撮像素子，読取レンズ，原稿の光学的結像関
係とほぼ等しい距離間隔で照明装置の光源と照明集光レ
ンズを配置したから、読取り系の副走査に伴って行なわ
れる照明系の副走査も同じ動きをし、照明光の照射位置
が常に読取り位置に維持される。

【００３４】請求項６記載の発明における読取装置は、
照明集光レンズを読取レンズの焦点距離とほぼ等しい焦
点距離を有するものとしたから、照明光は常に読取面で
結像し高い照度が維持される。

【００３５】請求項７記載の発明における読取装置は、
読取光路変換ミラー及び照明光反射ミラーを取り付ける
ことで、読取光学系の光軸の側方に配置された原稿の読
取りが可能となるし、またこれらを取外せば、読取系の
光軸上前方に配置した原稿の読取りが可能となるので、
原稿の配置の自由度が向上する。

【００３６】請求項８記載の発明における読取装置は、
読取倍率変更アダプタを読取レンズの前方に取り付けれ
ば、原稿を読取レンズに対する光路長が近接した位置に
保持して、読取り倍率を高めることができるし、またこ
の読取倍率変更アダプタを取外せば、通常の読取り倍率
での読取りも可能となる。

【００３７】請求項９記載の発明における読取装置は、
読取倍率変更アダプタを、読取レンズの前方に互に対向
して配置された複数の反射ミラーを有するものとし、こ
の対向した反射ミラーに交互に反射した原稿の光が導か
れて読取レンズに入射するように構成したから、小型な
構成で所望の光路長が得られる。

【００３８】請求項１０記載の発明における読取装置
は、照明光路長変更装置が、読取光学系の両側にある照
明装置の照明光を原稿面に導くから、読取倍率変更アダ
プタを取り付けた場合でも同一の照明装置により原稿面
への照射が可能となり、読取り倍率変更のために別の照
明装置を設ける必要がない。

【００３９】請求項１１記載の発明における読取装置
は、読取倍率変更アダプタ取り付け後の読取系光路長と
照明光路長変更装置取り付け後の照明系光路長とをほぼ
等しくしたから、読取倍率変更アダプタ取り付けた場合
でも、照射光は原稿面に結像し高い照度が保たれる。

【００４０】請求項１２記載の発明における読取装置
は、照明光路長変更装置を、照明装置による照明光を原
稿の下側から照射する構成としたから、原稿がスライド
等の透過原稿であっても読取れる。

【００４１】請求項１３記載の発明における読取装置
は、照明光路長変更装置を、読取倍率変更アダプタの対
向した反射ミラーの両側に配され、これら読取倍率変更
アダプタの反射ミラーとは１８０゜反射方向の違う対向
した複数の反射ミラーより構成し、これら反射ミラーに
より照明装置の照明光を原稿の下側から照射する構成と
したから、原稿がスライド等の透過原稿であっても読取
れるとともに、読取倍率変更アダプタを小型にできる。

【００４２】請求項１４記載の発明における読取装置で
は、読取倍率変更アダプタの反射ミラーの幅を照明装置
の照明光が反射できる大きさとし、読取倍率変更アダプ
タと照明光路長変更装置の反射ミラーを一体としたか
ら、部品が供用される。

【００４３】請求項１５記載の発明における読取装置で
は、読取り倍率又は原稿と照明装置の光軸とのなす角度
が変更されても、照明光は常に原稿面で焦点を結び、か
つ原稿面の端においても照度が低下しないから、原稿面
の照度が全体として均一に高められる。

【００４４】請求項１６記載の発明における読取装置で
は、読取りレンズによる読取像面上で像の照度の均一度
が向上する。

【００４５】

【実施例】実施例１．以下、請求項１〜６記載の発明の
一実施例について説明する。図１，２は本実施例の主要
な構成と全体系を示す側面図又は正面図で、図３は本実
施例の主要な構成の位置関係を示す斜視図である。図
１，図２及び図３において、１４は読み取る対象である
原稿、２０は読取光路変換ミラー、７は読取レンズ、８
はＣＣＤ、１は光源、３は照明光集光レンズ（集光レン
ズ）、５は照明光反射ミラー、９はＣＣＤ８を副走査方
向に移動させるＣＣＤ移動機構で、５０は読取レンズ７
及び集光レンズ３を読取倍率変更時に読取光軸方向に移
動可能にする倍率変更ガイドである。

【００４６】本実施例では、読取光路変換ミラー２０
が、照明光反射ミラー５を兼ねた１つのミラーで構成さ
れている。またこの場合、光源１，照明光集光レンズ３
及び照明光反射ミラー５が照明装置２２を構成してい
る。なお、以下では読取系の光軸をＺ軸、ＣＣＤ８の読
取方向（主走査方向）をＸ軸、Ｚ軸に垂直な面でＸ軸と
直交する軸をＹ軸とする。

【００４７】ここで、照明装置は読取系の両側にあり、
集光レンズ３は読取レンズ７の両側のＺＸ平面上にあっ
て、読取レンズ７と結合されている。光源１はＣＣＤの
両側のＺＸ平面上にあり、ＣＣＤ８と結合されている。
また、集光レンズ３の焦点距離は読取レンズ７とほぼ同
じ焦点距離を有しており、読取系（ＣＣＤ８、読取レン
ズ７、原稿１４）の位置関係と、照明装置（光源１、集
光レンズ３、原稿１４）の位置関係が等しく構成されて
いる。さらにこの場合、読取光路変換ミラー２０及び照
明光反射ミラー５を構成するミラー部分が、読取レンズ
７の前方位置から外れて取外せるようになっている。

【００４８】次に、動作について説明する。下部に水平
に載置された原稿１４からの光は読取光路変換ミラー２
０により折り曲げられ、読取レンズ７に入射する。この
光はＣＣＤ８の位置で焦点を結び原稿１４の像を形成す
る。ＣＣＤ８はＹ軸方向に副走査され、２次元画像を得
る。このとき、原稿１４の像はＣＣＤ８のある読取面全
面で結像しているので光路長補正は必要がない。光源１
から出た光は集光レンズ３を通り、照明光反射ミラー５
により折り曲げられて、原稿面のＣＣＤ８の読取位置
で、読取方向に帯状の像を形成する。倍率変更時の読取
レンズ７の移動時には集光レンズ３も同様にＺ方向に移
動する。

【００４９】また、ＣＣＤ８の副走査時には、光源１も
同様にＹ方向に移動する。この際、読取系と照明系の光
学的結像関係を同じに構成されているので、ＣＣＤ８の
副走査に伴い光源１も同様に副走査が行われ、副走査の
動きも同じ動きをする。

【００５０】そして、読取倍率を変更させたいときは、
読取レンズ７を倍率変更ガイド５０に沿ってＺ方向に移
動させればよい。この際、読取倍率に応じてＣＣＤ８と
読取レンズ７との距離を変えることになるが、集光レン
ズ３と光源１の間の距離も同様に変化し、読取系の位置
関係と、照明系の位置関係が等しく保たれるので、照明
光は常に原稿面上の読取り位置で結像し、高い照度が保
てると同時に、読取副走査と照明光の走査の関係も同様
に保たれる。

【００５１】なお、このように読取倍率を変更させるに
は、読取レンズ７と原稿１４との距離も変更する必要が
あるが、例えば原稿１４を載置する部分を上下動可能と
し、原稿１４をこの上下機構により移動させてこの距離
を調整すればよい。

【００５２】また以上は、読取光路変換ミラー２０及び
照明光反射ミラー５を取り付けた状態での動作である
が、このミラーを取り外し、読取位置に応じて読取レン
ズ７を移動させれば、読取レンズ７の正面にある原稿や
物体を読み取ることができる。そしてこの場合も、照明
は常に焦点を結び、読取対象を明るく照射する。またこ
の際、読取対象は無限大の位置にあってもよく、風景等
も読み取ることができる。

【００５３】このように、本実施例の装置では、１つの
機構系の動きにより、読取の副走査と照明の副走査を行
い、副走査に伴う光路長補正も必要ない。また、照明光
の原稿面上での結像も維持されるので、小型かつ安価な
構成で高速な読み取りを行うことができる。さらに、読
取レンズ７の移動だけで簡単に読取倍率を変更すること
ができるし、照明光反射ミラー５を外せば正面にある原
稿等も読取れる。

【００５４】なお、上記実施例における照明装置は、副
走査に応じて光源１及び集光レンズ３をリンクなどの機
構で動かす構成としてもよく、あるいは、照明は動かさ
ずに、副走査に応じてミラー等により光だけを走査する
ような機構にしてもよい。また、照明は２つに限らず、
１つでも２つ以上でもよい。さらに、光源１の後ろに、
照度増加、照度補正のために反射ミラーを組合せる場合
もあり、集光レンズ３の代わりに光源１の後部に集光ミ
ラーを用いる場合もある。また、照度補正のために集光
レンズ３の前後に補正用光学部品を組み合わせる場合も
ある。

【００５５】実施例２．次に、請求項７〜１４記載の発
明の一実施例について説明する。なお、本実施例の装置
は倍率変更アダプタ５５を具備することに特徴を有し、
他の構成については、前記実施例１と同様であるので、
読取倍率変更アダプタ５５の構成と動作にのみについて
説明する。

【００５６】本実施例では、読取レンズ７の前方の読取
光路変換ミラー２０（兼照明光反射ミラー５）を外した
後に、倍率変更アダプタ５５が読取レンズ７の光軸上前
方に脱着自在に取り付けられている。

【００５７】図４，５は本実施例の倍率変更アダプタ５
５を取り付けた装置の略側面図と略正面図である。図６
は倍率変更アダプタ５５及び照明光路変更装置の構成を
示す内部構成の斜視図である。図４，５において、５１
は読取系直角凹凸ミラー、５２は照明光直角凹凸ミラ
ー、５３は原稿ホルダー、５４はカバーで、これら読取
系直角凹凸ミラー５１，照明光直角凹凸ミラー５２，原
稿ホルダー５３，カバー５４が倍率変更アダプタ５５を
構成している。

【００５８】ここで、読取系直角凹凸ミラー５１は、図
６に示すように、ミラー５１ａ，ミラー５１ｂ，ミラー
５１ｃよりなる。また、照明光直角凹凸ミラー５２は、
ミラー５２ａ，ミラー５２ｂ，ミラー５２ｃよりなる。
また、集光レンズ３，照明光直角凹凸ミラー５２が、本
発明の照明光路変更装置を構成しており、実施例１のよ
うな通常の読み取りよりも読取面までの光路長を短くし
ており、よってＣＣＤ８と読取レンズ間７の距離を相対
的に長くしている。なお、読取系光路長と照明系光路長
とはほぼ等しく設定されている。

【００５９】次に動作について説明する。原稿ホルダー
５３に取り付けられた例えばスライド等の透過原稿１４
ａの光は読取系直角凹凸ミラー５１ａ，読取系直角凹凸
ミラー５１ｂ，読取系直角凹凸ミラー５１ｃを通り、読
取レンズ７に入射する。読取レンズ７に入射した光は、
読取レンズ７とＣＣＤ８との距離が予め調整されること
により、ＣＣＤ面上で結像する。そして、本実施例で
は、照明光路変更装置により通常の読み取りよりも読取
面までの光路長が短くなっているから、通常の読み取り
よりもＣＣＤ８面上での像が大きくなり、スライド原稿
１４ａが高解像度に読み取られることになる。なおこの
場合、同じ副走査移動距離では読取範囲は狭くなるが、
スライド原稿１４ａ等は通常の原稿に比し小さいので問
題はない。

【００６０】なおこの際、集光レンズ３から出た照明光
は、照明系直角凹凸ミラー５２ａ，照明系直角凹凸ミラ
ー５２ｂ，照明系直角凹凸ミラー５２ｃを通り原稿１４
ａに下側から入射する。そして、読取系光路長と照明系
光路長とがほぼ等しく設定されているから、この照明装
置と読取系との結像関係は等しく保たれ、このように倍
率が変更されても、また副走査により読取位置が変化し
ても、原稿面では高い照度が維持される。

【００６１】このように本実施例では、他の照明を用い
ることなく、１つの照明装置で通常の読み取りと読取倍
率を大きくした読み取りとを行うことができる。また、
読取系とは上下逆方向に照明系の照明を導いているの
で、透過原稿で必要な原稿１４の下からの照明光を原稿
１４に当てることを実現している。さらに、このとき原
稿面での高い照度を維持することができるから、高速な
読み取りを行うことができる。

【００６２】なお、倍率変更時に光を原稿の上面に当て
たい場合（透過原稿でない場合等）は、照明系直角凹凸
ミラー５２の方向を読取系直角凹凸ミラー５１の方向と
同じにすればよく、このときは両ミラーを一体にしてミ
ラー系を構成することもできる。

【００６３】また本実施例では、読取光路変換ミラー
（兼照明光反射ミラー）を分離した後で倍率変更アダプ
タ５５を取り付けているが、読取光路変換ミラーを外さ
ずに、倍率変換アダプタ５５を取り付ける構成にしても
よい。また上記実施例では、倍率変換アダプタ５５を直
角凹凸ミラーで構成しているが、読取系の光路長と照明
系の光路長が等しければ他の構成でもよく、ミラー等の
光路変換部品を用いずに、単に読取レンズ７と原稿間の
距離が変更でき、原稿１４が保持できるような構成でも
よい。また上記実施例では、倍率変換時の読取系と照明
系の光路長をほぼ等しくしているが、照度補正のため照
明系の光路長は読取系と同じでない場合もある。

【００６４】実施例３．次に、請求項１５，１６記載の
発明の一実施例について説明する。本実施例の照明装置
は、像照度を均一にするための光源あるいはレンズの配
置位置，角度に特徴を有し、他の構成は実施例１と同様
であるので、以下ではこの照明の構成についてのみ詳細
に説明する。

【００６５】本実施例の読取り装置は、図７（図７では
片側の照明系を省略している）に示すように、まず照明
系の光軸自体を原稿面に対して傾け（照明集光レンズ３
を光軸に直交するように配置している）、照度の高い光
軸付近の集光位置が原稿の端部にゆくように配光してい
る。これにより、図７の下部に示すように原稿面の端に
ゆくほど照度が上がる照明系が実現できる。

【００６６】ただし、光軸を傾けただけでは照明は原稿
面の１点でしか結像せず、結像点以外での照度が低下し
てしまう。そこで、原稿面全体に渡って光源の像を形成
するため、照明光軸と光源の角度も傾けている。原稿面
と照明光軸の傾き角度をβとすると、照明を傾けた場合
でも光源の光が常に原稿面で焦点を結び、原稿端部でも
高い照度を得ることができる光源の角度配置αが可能で
ある。照明系の位置関係を図７のように表すと、照明光
軸の傾き角βに対して原稿面の主走査方向全面で焦点を
結ぶための光源の傾き角αは、ｔａｎα＝ｆ₂ ・ｔａｎβ／（ｆ₂ −ｈ₂ ）で表すことができ、本実施例ではこの関係を保つように
光源１を傾けている。

【００６７】そして、照明光軸の傾き角βは、上記の関
係を維持して、像面の照度をできるだけ均一にするよ
う、以下の如く設定されている。まず、均一な像面照度
を実現する最適な照明傾き角度を求めるために、照明
系，読取系全体での照度関係を示す。図８，図９，図１
０は、照明系の位置関係を示している。図８はこの実施
例による読取装置の読取系と照明系の位置関係を示す図
で、図９は照明系の位置関係を示す拡大図で、照明光軸
を中心に縦軸に示した図である。図１０は照明系の特に
光軸部の位置関係を示す拡大図である。これら図のよう
に位置関係の記号を定めると、照明光学系と読取光学系
を合わせた全体での像面照度分布Ｅ₂ は以下のように表
すことができる。

【００６８】

【数１】

【００６９】ここで、Ｅ₂ ：像面照度、Ｍ₀ ：光源光束
発散度、τ₁ ：照明集光レンズ透過率、τ₂ ：読取レン
ズ透過率、Ｆ₁ ：照明集光レンズＦナンバー、Ｆ₂ ：読
取レンズＦナンバー、他の記号は図８，図９，図１０に
示す。

【００７０】この関係式より、照明傾き角βに対する像
面照度分布を求めることができる。そして、上式の照明
傾き角βを変化させてゆき、読取範囲で像面の照度変化
が最も小さくなる値に照明傾き角βを設定している。

【００７１】上記実施例の読取り装置であると、まず、
照明系の光軸を傾けかつこの光軸に対して前述の如く設
定された角度αに光源１を傾けた構成により、照明光は
常に原稿面で焦点を結び、原稿面における照度分布は原
稿１４の端においても高く維持される。また、照明系の
光軸の角度βが上述の如く設定されることにより、読取
りレンズ７による読取像面上で像照度の均一度が向上
し、全体的に照度が均一に高くなる。したがって、読取
り速度がさらに向上するとともに、階調性能が高く確保
される。

【００７２】なお、このような読み取り像面照度を実現
する他の手段として、光源の一部を遮ったり、フィラメ
ント近傍に中心部が暗くなるように透過率が連続的に変
化するフィルタを設けるという方法などもある。しか
し、これら方法は光量を下げるというネガティブな方法
であるため照明効率が悪く、照明系を大きくしなければ
ならない。このため、上記実施例の像照度均一化の手段
の方がシンプルで効率的な解決手段であるが、上述した
ような方法を組合せて用いる場合もあり得る。また前述
の式から分るように、倍率を変化させた場合には照度分
布が均一になるβの値は変わり設定変更する必要があ
る。よって、照明傾き角度をこれに合わせて変更する場
合には、照明傾き角を調整できるような機構を付加する
構成とするのが好ましい。

【００７３】

【発明の効果】以上のように、請求項１記載の発明によ
れば、読取光学系の光軸に直交する面に沿って１次元固
体撮像素子の読取方向と直交する方向に前記１次元固体
撮像素子を移動させる移動機構により構成したので、原
稿と読取レンズ間の光路長が副走査に伴って変化しない
から、副走査に伴って光路長を補正する必要はなく、そ
のための複雑な機構が不要となるため、装置の小型化、
コスト低減が図れる。

【００７４】請求項２記載の発明によれば、光源を１次
元固体撮像素子の両側に連結して前記１次元固体撮像素
子と一体に移動させることで、移動機構が照明光移動機
構としても機能するように構成したので、読取り系の副
走査機構である移動機構が照明光移動機構（照明系の副
走査機構）としても機能するから、駆動手段等が兼用さ
れさらに小型化、コスト低減が図れる。

【００７５】請求項３記載の発明によれば、１次元固体
撮像素子と読取レンズとの距離を変更可能とすべく、読
取りレンズを光軸方向に移動可能に構成したので、１次
元固体撮像素子と前記読取レンズとの距離が変更可能と
なって、読取倍率を変更できる。

【００７６】請求項４記載の発明によれば、１次元固体
撮像素子と読取レンズとの距離変更に応じて、照明集光
レンズと光源との距離が変化するよう、照明集光レンズ
を読取レンズの両側に連結するように構成したので、１
次元固体撮像素子と読取レンズとの距離変更に応じて、
照明集光レンズと光源との距離が変化する。このため、
読取倍率が変更されても高い照度が維持され、読取り速
度の向上に貢献できる。

【００７７】請求項５記載の発明によれば、１次元固体
撮像素子，読取レンズ，原稿の光学的結像関係とほぼ等
しい距離間隔で照明装置の光源と照明集光レンズを配置
するように構成したので、読取り系の副走査に伴って行
なわれる照明系の副走査も同じ動きをし、照明光の照射
位置が常に読取り位置に維持されるから、さらなる読取
り速度の向上に貢献できる。

【００７８】請求項６記載の発明によれば、照明集光レ
ンズを読取レンズの焦点距離とほぼ等しい焦点距離を有
するように構成したので、照明光は常に読取面で結像し
高い照度が維持されるから、さらなる読取り速度の向上
に貢献できる。

【００７９】請求項７記載の発明によれば、読取光学系
の光軸の側方に配置された原稿の読取りを可能とすべ
く、原稿面からの光を読取レンズに入射させる読取光路
変換ミラーと、原稿面の読取り位置に照明装置の照明光
を照射させる照明光反射ミラーであって、読取レンズあ
るいは照明集光レンズの光軸上前方に脱着自在な読取光
路変換ミラー及び照明光反射ミラーを具備するように構
成したので、読取光路変換ミラー及び照明光反射ミラー
を取り付けることで、読取光学系の光軸の側方に配置さ
れた原稿の読取りが可能となるし、またこれらを取外せ
ば、読取系の光軸上前方に配置した原稿の読取りが可能
となるので、原稿の配置の自由度すなわち装置の機能性
が向上する。

【００８０】請求項８記載の発明によれば、読取レンズ
の前方に脱着自在で、原稿を読取レンズに対する光路長
が近接した位置に保持できる読取倍率変更アダプタを具
備するように構成したので、読取倍率変更アダプタを読
取レンズの前方に取り付ければ、原稿を読取レンズに対
する光路長が近接した位置に保持して、容易に読取り倍
率を高めることができるし、またこの読取倍率変更アダ
プタを取外せば、容易に通常の読取り倍率での読取りも
可能となるから、装置の機能性が向上する。

【００８１】請求項９記載の発明によれば、読取倍率変
更アダプタを、読取レンズの前方に互に対向して配置さ
れた複数の反射ミラーを有するものとし、この対向した
反射ミラーに交互に反射した原稿の光が導かれて読取レ
ンズに入射するように構成したので、読取り倍率の変更
を実現する読取倍率変更アダプタの小型化が図れる。

【００８２】請求項１０記載の発明によれば、読取倍率
変更アダプタが、読取光学系の両側にある照明装置の照
明光を原稿面に導く反射ミラーよりなる照明光路長変更
装置を備えるように構成下ので、読取り倍率変更のため
に別の照明装置を設ける必要がなく、やはり装置の小型
化，低コスト化が図れる。

【００８３】請求項１１記載の発明によれば、読取倍率
変更アダプタ取り付け後の読取系光路長と照明光路長変
更装置取り付け後の照明系光路長とをほぼ等しくするよ
うに構成したので、読取り倍率の容易な変更を可能と
し、かつ原稿面の高い照度も確保して読取り速度の向上
も図れる。

【００８４】請求項１２記載の発明によれば、照明光路
長変更装置を、照明装置による照明光を原稿の下側から
照射するように構成したので、原稿がスライド等の透過
原稿であっても読取れる。

【００８５】請求項１３記載の発明によれば、照明光路
長変更装置を、読取倍率変更アダプタの対向した反射ミ
ラーの両側に配され、これら読取倍率変更アダプタの反
射ミラーとは１８０゜反射方向の違う対向した複数の反
射ミラーより構成し、これら反射ミラーにより照明装置
の照明光を原稿の下側から照射するように構成したの
で、原稿がスライド等の透過原稿であっても読取れると
ともに、読取倍率変更アダプタを小型にできる。

【００８６】請求項１４記載の発明によれば、読取倍率
変更アダプタの反射ミラーの幅を照明装置の照明光が反
射できる大きさとし、読取倍率変更アダプタと照明光路
長変更装置の反射ミラーを一体とするように構成したの
で、読取倍率変更アダプタと照明光路長変更装置の反射
ミラーを一体としたから、部品が供用され、やはり装置
の小型化，低コスト化に貢献できる。

【００８７】請求項１５記載の発明によれば、照明装置
において、光軸に直交するように照明集光レンズを配置
し、照明集光レンズと光源の角度は、原稿と照明装置の
光軸とのなす角度と読取倍率に応じて光源が原稿面で焦
点を結ぶように設定する構成にしたので、照明光は常に
原稿面で焦点を結び、かつ原稿面の端においても照度が
低下しないから、原稿面の照度が全体として均一に高め
られる。このため、読取り速度の高速化が図られる。

【００８８】請求項１６記載の発明によれば、照明装置
の光軸に原稿面主走査方向の傾きを設け、その傾き角度
は、読取りレンズによる読取像面上で像の照度が最も均
一になるように設定する構成にしたので、読取りレンズ
による読取像面上で照度の均一度も向上するから、階調
性能も高く確保され、また読取り速度のさらなる高速化
が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１〜６記載の発明の一実施例である読取
装置の略側面図である。

【図２】請求項１〜６記載の発明の一実施例である読取
装置の略正面図である。

【図３】請求項１〜６記載の発明の一実施例である読取
装置の内部構成の斜視図である。

【図４】請求項７〜１４記載の発明の一実施例による倍
率変更アダプタを取り付けた状態の読取装置の略側面図
である。

【図５】請求項７〜１４記載の発明の一実施例による倍
率変更アダプタを取り付けた状態の読取装置の略正面図
である。

【図６】請求項７〜１４記載の発明の一実施例による倍
率変更アダプタの内部構成を示す斜視図である。

【図７】請求項１５，１６記載の発明の一実施例である
読取装置における照明装置の配置と読取像面の照度分布
を示す図である。

【図８】請求項１５，１６記載の発明の一実施例である
読取装置における読取系と照明装置の位置関係を示す図
である。

【図９】請求項１５，１６記載の発明の一実施例である
読取装置における照明装置の位置関係を示す拡大図で、
照明光軸を中心に縦軸に示した図である。

【図１０】請求項１５，１６記載の発明の一実施例であ
る読取装置における照明装置の特に光軸部の位置関係を
示す拡大図である。

【図１１】従来のカメラ型画像入力装置の斜視図であ
る。

【図１２】従来の読取装置の照明の照射構成と読取像面
の照度分布を示す図である。

【符号の説明】

１光源３照明光集光レンズ（集光レンズ）５照明光反射ミラー７読取レンズ８ＣＣＤ（一次元個体撮像素子）９ＣＣＤ移動機構１４原稿２０読取光路変換ミラー２２照明装置５０倍率変更ガイド５１読取系直角凹凸ミラー５２照明系直角凹凸ミラー５３原稿ホルダー５４カバー５５倍率変更アダプタ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｇ０６Ｔ 1/00 Ｇ０６Ｋ 9/20 ３１０ＣＨ０４Ｎ 1/04 １０５ 7251−5Ｃ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】１次元固体撮像素子及びこの１次元固体
撮像素子上に原稿の像を光学的に結像させるための読取
レンズよりなる読取光学系と、前記原稿の像を前記１次
元固体撮像素子により２次元画像として読み取るための
副走査機構と、光源及び照明集光レンズよりなり、前記
読取光学系の光軸の両側に配置されて原稿面上の前記１
次元固体撮像素子の読取方向である主走査方向の照度が
上がるように帯状に光を放射する照明装置と、この照明
装置の照明光を前記１次元固体撮像素子の読取位置に対
応して副走査方向に移動させる照明光移動機構とを備え
た読取装置において、前記副走査機構を、前記読取光学
系の光軸に直交する面に沿って前記１次元固体撮像素子
の読取方向と直交する方向に前記１次元固体撮像素子を
移動させる移動機構により構成したことを特徴とする読
取装置。
【請求項２】前記光源を前記１次元固体撮像素子の両
側に連結して前記１次元固体撮像素子と一体に移動させ
ることで、前記移動機構が前記照明光移動機構としても
機能する構成としたことを特徴とする請求項１記載の読
取装置。
【請求項３】前記１次元固体撮像素子と前記読取レン
ズとの距離を変更可能とすべく、前記読取りレンズを光
軸方向に移動可能としたことを特徴とする請求項１又は
２記載の読取装置。
【請求項４】前記１次元固体撮像素子と前記読取レン
ズとの距離変更に応じて、前記照明集光レンズと前記光
源との距離が変化するよう、前記照明集光レンズを前記
読取レンズの両側に連結したことを特徴とする請求項３
記載の読取装置。
【請求項５】前記１次元固体撮像素子，読取レンズ，
原稿の光学的結像関係とほぼ等しい距離間隔で前記照明
装置の光源と照明集光レンズを配置したことを特徴とす
る請求項２記載の読取装置。
【請求項６】前記照明集光レンズを前記読取レンズの
焦点距離とほぼ等しい焦点距離を有するものとしたこと
を特徴とする請求項５記載の読取装置。
【請求項７】前記読取光学系の光軸の側方に配置され
た原稿の読取りを可能とすべく、前記原稿面からの光を
前記読取レンズに入射させる読取光路変換ミラーと、前
記原稿面の読取り位置に前記照明装置の照明光を照射さ
せる照明光反射ミラーであって、前記読取レンズあるい
は照明集光レンズの光軸上前方に脱着自在な読取光路変
換ミラー及び照明光反射ミラーを具備したことを特徴と
する請求項３記載の読取装置。
【請求項８】前記読取レンズの前方に脱着自在で、原
稿を前記読取レンズに対する光路長が近接した位置に保
持できる読取倍率変更アダプタを具備したことを特徴と
する請求項３記載の読取装置。
【請求項９】前記読取倍率変更アダプタは、読取レン
ズの前方に互に対向して配置された複数の反射ミラーを
有しており、この対向した反射ミラーに交互に反射した
原稿の光が導かれて前記読取レンズに入射するように構
成されていることを特徴とする請求項８記載の読取装
置。
【請求項１０】前記読取倍率変更アダプタは、前記読
取光学系の両側にある照明装置の照明光を原稿面に導く
反射ミラーよりなる照明光路長変更装置を備えることを
特徴とする請求項８記載の読取装置。
【請求項１１】前記読取倍率変更アダプタ取り付け後
の読取系光路長と前記照明光路長変更装置取り付け後の
照明系光路長とをほぼ等しくしたことを特徴とする請求
項１０記載の読取装置。
【請求項１２】前記照明光路長変更装置を、前記照明
装置による照明光を原稿の下側から照射する構成とした
ことを特徴とする請求項１０記載の読取装置。
【請求項１３】前記照明光路長変更装置を、前記読取
倍率変更アダプタの対向した反射ミラーの両側に配さ
れ、これら読取倍率変更アダプタの反射ミラーとは１８
０゜反射方向の違う対向した複数の反射ミラーより構成
し、これら反射ミラーにより前記照明装置の照明光を原
稿の下側から照射する構成としたことを特徴とする請求
項１０記載の読取装置。
【請求項１４】前記読取倍率変更アダプタの反射ミラ
ーの幅を前記照明装置の照明光が反射できる大きさと
し、前記読取倍率変更アダプタと前記照明光路長変更装
置の反射ミラーを一体としたことを特徴とする請求項１
０記載の読取装置。
【請求項１５】前記照明装置において、光軸に直交す
るように前記照明集光レンズを配置し、前記照明集光レ
ンズと光源の角度は、原稿と照明装置の光軸とのなす角
度と読取倍率に応じて光源が原稿面で焦点を結ぶように
設定したことを特徴とする請求項１又は２記載の読取装
置。
【請求項１６】前記照明装置の光軸に原稿面主走査方
向の傾きを設け、その傾き角度は、読取りレンズによる
読取像面上で像の照度が最も均一になるように設定した
ことを特徴とする請求項１５記載の読取装置。