JPH08214119A - 光学スキャナ - Google Patents

光学スキャナ

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JPH08214119A
JPH08214119A JP7282036A JP28203695A JPH08214119A JP H08214119 A JPH08214119 A JP H08214119A JP 7282036 A JP7282036 A JP 7282036A JP 28203695 A JP28203695 A JP 28203695A JP H08214119 A JPH08214119 A JP H08214119A
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lamp
point
light source
far
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JP7282036A
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Larry E Maple
ラリー・イー・メイプル
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 光源アセンブリにより照射の増加深度が与え
られたスキャナを提供することを目的とする。 【解決手段】 本発明の光学スキャナ（10) は、走査面
64内の近限界焦点面及び遠限界焦点面50,48 が、互いに
平行し、間隔が置かれ、走査面64に対し垂直をなしてい
る走査領域46を照射するための光源アセンブリ18におい
て、細長の光源44、近限界焦点面50の近傍に配設された
走査領域46上の各ポイントが第１の照射を受け、遠限界
焦点面48の近傍に配設された走査領域46上の各ポイント
が第２の照射を受けるよう、細長の光源44から発光する
光線を選択的に遮蔽するための遮光装置、更に第１と第
２の照射が、所定の検出可能な照射範囲内にある、こと
から構成される光源アセンブリ18を具備して成り、照射
の増加深度が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、一般に、光学スキ
ャナに関するものであり、特に、照射の増加深度を提供
するスキャナのための光源アセンブリに関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】光学スキャナは、当該技術において周知
のところであり、被走査体、例えば、印刷文が記載され
ているページを表した機械読み取り可能なデータを発生
する。大部分の光学スキャナは、被走査体の照射される
走査線からの光が、被走査体から遠く離れて配設された
直線フォトセンサ列または検出器にレンズによって、イ
メージ形成されるライン焦点システムを用いている。直
線フォトセンサ列は、通常、照射された走査線に沿って
微小領域箇所に対応する一次元の光電素子列である。こ
れら微小領域箇所は、一般に、画素またはピクセルと呼
ばれる。各光電素子は、対応するピクセルからの光の強
度を表すデータ信号を発生する。光電素子からのデータ
信号は、その後適当な媒体にデータを記憶し、あるい
は、ＣＲＴまたはプリンタのような表示装置を用いて、
そこから被走査体のイメージを再生する表示信号を発生
させる適当なデータ処理システムにより受信され、処理
される。
【０００３】光学スキャナ及びその各種コンポーネント
は、 David Wayne Boyd の OPTICALSCANNER に対する米
国特許第4,926,041 号明細書、Kent J. Vincent の COL
ORIMAGEER UTILIZING NOVEL TRICHROMATIC BEA SPLITTE
R AND PHOTOSENSORSに対する米国特許第4,709,144 号明
細書、Kent J. Vincent 及びHans D. NeumanのCOLORCOM
BINER AND SEPARATOR AND INPLEMENTATIONSに対する米
国特許第4,870,268 号明細書、Boyd他のOPTICAL SCANNE
R APERTURE AND LIGHT SOURCE に対する米国特許第5,03
8,028 号明細書、及び、Elder 他のAPPARATUS FOR ASSE
MBLINGCOMPONENTS OF COLOR SCANNERSに対する米国特許
第5,227,620 号明細書に開示され、此処に開示されてい
る全てのものに関して、特に参照して組み入れられてい
る。
【０００４】上述のタイプの光学スキャナは、印刷文が
記載されたページのような、スキャナのプラテン・ガラ
ス上にフラットに載置可能な被走査体の走査には有用で
あるが、開いた状態のハード・カバーの本のページ、ま
たは、スキャナのプラテン・ガラス上にフラットに載置
不可能な他の被走査体のような、完全にフラットに載置
不可能な被走査体を走査することが望ましい場合もあ
る。このような被走査体を走査しようとするならば、プ
ラテン・ガラス上に直接載置されない各ポイントのイメ
ージが、検出器に焦点を結ぶように、スキャナの光学系
は大きな被写界深度を具備しなければならない。この意
味で用いれば、被写界深度という用語は、近限界焦点面
と遠限界焦点面との間の距離と定義され、近限界焦点面
と遠限界焦点面の間に配置された被走査体上の各ポイン
トのイメージは、検出器に略焦点が結ばれることにな
る。
【０００５】このような大きな被写界深度を備えたスキ
ャナは既知であるが、このような大きな被写界深度内に
ある被走査体上の全てのポイントを適正に照射可能な照
射システムを具備することは困難である。例えば、その
イメージが、レンズL によって検出器Ｄの表面に焦点を
結ばれることになる図１に示された被走査体O 上の照射
された捜査線S を考察する。検出器D が、走査線S の全
体に沿って被走査体O の所望する細部を捕捉するために
は、走査線S で照射された被走査体O の全ての部分が、
検出器D の表面を等しく照射しなければならない。しか
し、都合悪いことに、検出器D の表面における照度即
ち、光束密度は、照射された被走査体O （光源）からの
距離の二乗に反比例して変動し、光束と検出器D の表面
に対する垂線N との間の角度θの余弦に正比例して変動
する。従って、検出器D の表面における照度は、両端部
に向けて急速に低減し、もしも検出器が、走査線の両端
部近傍の各ポイントについて、走査線の中心近傍の各ポ
イントに関してなされるものと同じ有効な感度を備えよ
うとするならば、この照度の低減を補償するための何ら
かの手段を見出さなければならない。
【０００６】上述の照度の問題は、比較的大きな被写界
深度内で被走査体の走査を行う場合一層厳しさを増す傾
向がある。例えば、光学系の遠限界焦点面の近くに配置
された被走査体上の各ポイント（遠ポイント）について
考察することにする。このような遠ポイントは、検出器
からより遠いだけでなく、通常、照射光源からもより遠
くなっている。もちろん、光源から遠いポイントは、上
述の逆二乗則に従ってより弱い照射を受ける。従って、
比較的大きな被写界深度内で被走査体を走査する場合、
検出器における照度損失は、二つの要因によるものであ
る。即ち、１）このような遠ポイントが検出器から位置
する増加距離、及び、２）まず第一に、こうした遠ポイ
ントが、光源からより弱い照射を受ける受けると言う事
実、によるものである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】概して言えば、比較的
大きな被写界深度内で被走査体を走査することに関連し
た照度の問題は、走査線の両端部近傍更に遠限界焦点面
の近傍に位置する被走査体上の各ポイントに関して最も
厳しいものになる傾向がある。別の問題は、走査を受け
ている被走査体を照明するために一般に用いられる蛍光
ランプが、その長さに沿って強度変動を、通常、受け易
いと言う事実から生じる。例えば、蛍光ランプが、ラン
プの両端部近傍の各ポイントよりもランプの中央部近傍
の各ポイントにおいてより強い光を発生させるこよは普
通である。従って、走査線の中央部近傍の各ポイントに
対し良好な照射深度を与えるために、このような蛍光ラ
ンプを利用することは可能であるが、ランプの両端部近
傍の低減した強度は、上述したように、走査線の両端部
近傍に位置する各ポイント及び又は遠限界焦点面近傍に
位置する各ポイントを十分に照射するという問題をさら
に悪化させている。
【０００８】従って、スキャナの有効被写界深度を増す
ために、照明の増加深度を有した光学スキャナが依然と
して必要とされている。スキャナの良好な性能を得るた
めには、照射は被写界深度全体にわたって略均一である
べきであり、即ち、被走査体上の遠ポイント（即ち、ス
キャナ光学系の遠限界焦点面近傍に位置する各ポイン
ト）に与えられる照射は、検出器アセンブリによる該ポ
イントの検出可能にするに足るものであるべきである。
【０００９】しかしながら、同時に、被走査体上の近ポ
イント（即ち、近限界焦点面近傍に位置する各ポイン
ト）に与えられる照射は、スキャナの性能に悪影響を及
ぼしたり、あるいは、検出器に過負荷をかける、また
は、検出器を不能にする程強いものであってはならな
い。増強された照射は、スキャナの有効被写界深度が走
査線の全長に沿って略均一であるために、走査線の長さ
に沿って均一であるべきである。理想としては、照射深
度もスキャナ光学系の被写界深度に略対応しているべき
である。
【００１０】本発明は、前述した従来技術の問題点を解
消し、光源アセンブリにより照射の増加深度が与えられ
たスキャナを提供することを目的とするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明のかかる目的は、
走査面内にあって近限界焦点面により下方エッジが、遠
限界焦点面により上方エッジが制限され、前記近限界焦
点面及び遠限界焦点面が、互いに平行し、間隔が置か
れ、前記走査面に対し垂直をなしている、走査領域を照
射するための光源アセンブリにおいて、長軸に沿って配
設された細長の光源、前記近限界焦点面の近傍に配設さ
れた前記走査領域上の各ポイントが第１の照射を受け、
前記遠限界焦点面の近傍に配設された前記走査領域上の
各ポイントが第２の照射を受けるよう、前記細長の光源
から発光する光線を選択的に遮蔽するための前記細長の
光源に隣接して配置さた遮光装置、更に前記第１と第２
の照射が、所定の検出可能な照射範囲内にある、ことか
ら構成される前記光源アセンブリを具備して成ることを
特徴とする光学スキャナによって達成される。
【００１２】照射の増加深度を有した光学スキャナは、
遠限界焦点面によって上方エッジで、近限界焦点面によ
って下方エッジで制限される走査面内に含まれた各ポイ
ントを照射するための、長軸に沿って配設された細長の
光源から成るものである。第１ライト・シェードと第２
ライト・シェードが、互いに間隔を置いて、細長の光源
に対して配設される。第１と第２ライト・シェードは、
走査面と近限界焦点面の交差部によって限定される第１
ラインに対して第１角度を制限し、走査面と遠限界焦点
面の交差部によって限定される第２ラインに対して第２
角度を制限するランプ開口部を画成する。
【００１３】
【発明の実施の形態】本発明の光学スキャナの一実施態
様について、添付した図面に基づき以下に詳述する。図
２〜図４において最も明らかにされているように、照射
の増加深度を有した光学スキャナ10には、走査されてい
る被走査体（図示せず）を照射するためのランプ・アセ
ンブリ18（図４）、並びに、フォトセンサ列又は検出器
34（図３）の表面に被走査体のイメージの焦点を合わせ
るための光学系36（図４）がその内部に取り付けられて
いるキャリッジ・アセンブリ12を具備している。キャリ
ッジ・アセンブリ12は、プラテン・ガラス16上に配置さ
れた被走査体の走査を容易にするため、走査軸A-A に沿
って移動できるように、当該技術において周知である多
くの便利な手段（図示せず）から何れかの一つによっ
て、スキャナ・ハウジング14内に取り付けられる。
【００１４】キャリッジ・アセンブリ12は、図３及び図
４において最も明確に示され、ランプ・アセンブリ18と
視野絞りアセンブリ20を具備し、その両方とも、支持シ
ャーシ22に取り付けられている。キャリッジ・アセンブ
リ12の支持シャーシ22は、更に、ミラー24、26、28、30 を
具備する光学系36の各種コンポーネントに適当な取り付
けポイントを有し、又、検出器34の表面上に走査されて
いる被走査体から反射された光66を差し向け且つ焦点合
わせをするレンズ・アセンブリ32も具備している。
【００１５】ランプ・アセンブリ18及び視野絞りアセン
ブリ20は、本発明の核心を形成し、同時に、走査領域46
における種々のポイントに異なった照射量を与えるラン
プ開口部42を画成している。ランプ開口部42によって可
能となる照射量の変化は、走査領域46をより均一に照射
するのに役立つことになる。
【００１６】次に、図４を参照すると、ランプ・アセン
ブリ18は、ランプまたはドッグ・ボーン・シェード38(l
amp or dogbone shade 38)を具備し、視野絞り20上の対
向シェード40と組合わさって、ランプ開口部42を形成し
ている。ランプ開口部42、ランプ44及び走査領域46の幾
何学的配置は、走査領域46内の種々のポイントに達する
ことが許容されるランプ44からの光量を、ランプ開口部
42が制御するように施されている。一実施例において、
各シェード38、40によって画成されるランプ開口部42
は、近ポイント（即ち、近限界焦点面50に対してより近
くなるように配置された走査領域46内の各ポイント）よ
りも遠ポイント（即ち、遠限界焦点面48に対してより近
くなるように配置された走査領域46内の各ポイント）に
対し増加させた照射を与えている。
【００１７】ランプ開口部42は、走査線の量部近傍に位
置する各ポイントに関連する照度低減問題、並びに、ラ
ンプ44の長さに沿った強度変動を補償するように構成す
ることも可能である。例えば、実施例の一つでは、ラン
プ開口部42を形成するシェード38及び40は、湾曲してお
り、ランプ44の大部分が、ランプ44の中心近くに位置す
る走査領域46のポイントに向けられるよりも、ランプ44
の各端部76、78 近くに位置する走査領域46のポイントに
向けられるようになっている。
【００１８】光学スキャナ10の重要な利点は、ランプ開
口部42が走査領域46における遠ポイントに、走査領域46
における近ポイントに比べてより多くの照射を受けるこ
とを許容するか、もしくは、少なくとも、より少ない照
射損失を実現可能になるということである。得られた増
加照射は、通常、走査領域46における遠ポイントに検出
器34により検出されるために、十分に照射されることを
許容する一方、同時に、走査領域46における近ポイント
が、スキャナ性能に悪影響を及ぼし、あるいは検出器34
にさえ過負荷をかけスキャナの性能に悪影響を及ぼし、
あるいは、検出器34に過負荷をかけることになる過度の
照射を受けないことを保証するのに役立っている。
【００１９】光学スキャナ10及びランプ・アセンブリ18
の別の利点は、ランプ・シェード38及び対向シェード40
によって画成されるランプ開口部42は、ランプ44の両端
部76、78 近傍におけるランプ開口部42のサイズを大きく
することによって、検出器34の両端部近傍における各ポ
イントの照度の効果的な低下に対し補償するように構成
することも可能である。ランプ44の長さに沿った強度変
動は、この方法で補償することも可能である。
【００２０】照射の増加深度を有する光学スキャナ10の
詳細は、図２〜図４を同時に参照することによって、最
も明らかになる。基本的には、光学スキャナ10は、キャ
リッジ・アセンブリ12、並びに、スキャナの作動に必要
とされる他の数多くのコンポーネント（図示ず）がその
内部に取り付けられるハウジング14から成っている。上
述のように、キャリッジ・アセンブリ12は、プラテン・
ガラス16上に配置された被走査体（図示せず）の走査を
容易にするため、走査軸A-A に沿って移動できるよう
に、当該技術において周知のいくつかある便利な手段の
うちの何れか一つによって、スキャナ・ハウジング14内
に取り付けることが可能である。
【００２１】キャリッジ・アセンブリ12は、図４に最も
よく示されているように、ランプ・アセンブリ18、視野
絞り20、並びにミラー24、26、28、30 、及びレンズ・アセ
ンブリ32が取り付けられる支持シャーシ22を具備してい
る。好ましい一実施例では、支持シャーシ22が、強化ポ
リカーボネート材料から製造されるが、アルミニウムの
ような他の広範囲にわたる材料を利用することも可能で
ある。
【００２２】ランプ・アセンブリ18は、長軸52に沿って
配設された細長の蛍光ランプ44を具備している。ランプ
44は、通常の設計されたもので良く、透明なウインドウ
部58がランプ開口部42に隣接して画成されるように、発
光層56により部分的に塗布された内面54を具備すること
が可能である。蛍光ランプ44は、クリップまたは接着剤
（図示せず）のような任意の都合の良い手段によって、
ランプ・シェード38内に取り付けられる。ランプ・シェ
ード38は、図５において最もよく分かるように、湾曲し
たエッジ60も備えており、一実施例では、シート・アル
ミニウムから製造されるが、他の材料を用いることも可
能である。
【００２３】視野絞り20は、図４に最もよく示されてい
るように、ランプ・アセンブリ18に隣接して取り付けら
れており、鋳造アルミニウムまたは他の同様の材料から
製造することが可能である。視野絞り20は、光学系36の
開口部として機能し、走査面64を画成するスリット62を
具備している。視野絞り20は、図４、図６及び図７にお
いて最もよく分かるように、対向湾曲シェード40も具備
し、それは一実施例ににおいて、視野絞り20の一体化部
分を形成するが、分離した部品で構成することも可能で
ある。
【００２４】光学系36は、図３及び図４を同時に参照す
ることによって最もよく分かるように、複数のミラー2
4、26、28、30 、収束レンズ・アセンブリ32、及び、電荷
結合素子(CCD) で構成可能な直線フォトセンサ列または
検出器34を具備している。ミラー24、26、28、30 、複数の
セグメント68、70、72、74 を備えた光路に沿って照射され
る被走査体（図示せず）からの光線66を反射する。次
に、光路セグメント74からの光線はレンズ・アセンブリ
32によって集められ、レンズ・アセンブリ32は検出器34
の表面にその光線の焦点を合わせる。図３を参照すれ
ば、簡単に上述したように、光学系36は比較的大きな被
写界深度を有しているので、近限界焦点面50及び遠限界
焦点面48によって限定される走査領域46内に位置する各
ポイントからの光は、略検出器34上に焦点を結ぶことに
なる。実際に、近限界焦点面50は、当業者にとって周知
なように、プラテン・ガラス16を通る光の屈折を補償す
るため、プラテン・ガラス16の上部表面84のすぐ下に配
設される。
【００２５】ランプ・アセンブリ18及び視野絞り20は、
共に、走査領域46内の種々のポイント、即ち、走査面64
内に位置し且つ遠限界焦点面48によって上方エッジを、
近限界焦点面50によって下方エッジを制限する各ポイン
ト、に所望の量の照射を施すように構成されているラン
プ開口部42を画成している。ランプ開口部42は、走査線
の両端部近傍の照射有効損失、並びに、ランプ44の両端
部76、78 近傍の強度低下に対し補償するように構成され
ている。
【００２６】次に、図８及び図９を参照すると、走査領
域46内に位置する面積Apを有する特定のポイントP に達
する照度Ipは、発光体の微小エレメントL からポイント
P に入射する光の量を測定し、次に、ウインドウ、即
ち、目視可能あるいはポイントP に露出されている発光
体塗膜56の部分にわたり積分することによって決定され
る。換言すれば、照度I P は下記の関係式によって得ら
れる。
【００２７】
【数１】
【００２８】従って、開口部42のサイズを調整するため
に上記関係式を利用することにより、走査領域46におけ
る種々のポイントに対して照射の所望量が与えられる。
【００２９】次に、図10を参照すると、ランプ開口部42
は、各ポイントに対してウインドウを変化させることに
よって、走査領域46における各ポイントに対する照射量
を変化させることが可能になる。例えば、ランプ開口部
42は、走査面64と近限界焦点面50の交差部によって限定
されるライン82に対して角度αc をなし、長軸52に対し
略平行している。（ライン82は、図８の紙面に対して垂
直であり、従って、点として見做される）従って、角度
αc は、ライン82上に位置する各ポイントに対するウイ
ンドウと考えることができる。同様に、ランプ開口部42
は、走査面64と遠限界焦点面48の交差部によって限定さ
れるライン84に対して角度βc をなし、長軸52に対し略
平行し、ライン84上に位置する各ポイントに対するウイ
ンドウである。上記照射関係式の用語において、ライン
82に沿った近ポイントに関してα c ＝φ2n−φ1nとなり
（添字n は、近ポイントを表す）、一方、ライン84に沿
った「遠ポイント」に関して、βc ＝φ2f−φ1fとなる
（添字f は、遠ポイントを表す）。
【００３０】遠ポイント（例えば、ライン84に沿ったポ
イント）に対し増強した照射を与える一方、同時に、近
ポイント（例えば、ライン82に沿ったポイント）に対す
る過剰照射を阻止することができるのは、主として次の
二つの要因によるものである。第一に、遠ポイントに対
して施される照射は、ランプ44に対して該ポイントのウ
インドウを大きくすることによって、即ち、角度αc に
対して角度βc を大きくすることによって増すことが可
能である。遠ポイントに与えられる照射も、近ポイント
を照射する光線に比べ局部垂線N に対して小さい角度で
発光体塗膜56から放射されるので、近ポイントに対して
与えられる照射に関連して増強される。図10を参照すれ
ば、即ち、θlf（添字f は、再度、遠ポイントを表して
いる）は、θln（添字n は、再度、近ポイントを表して
いる）よりも相当小さい。θpfはθpnより小さいので、
照射はさらに増強される。周知のように、光源によって
与えられた照射は、光源に対する垂線に沿って最大にな
る傾向があり、即ち、照射損失は、略角度θの余弦に従
うことになる。従って、遠ポイントを照射する光線が局
部垂線N に極めて近い角度で発光体塗膜56の表面から生
じたものであるので、増強した照射が遠ポイントに対し
て与えられる。
【００３１】角度αc 及びβc のそれぞれの大きさは、
走査領域46内の各ポイントに対して所望の量の照射を施
すため、必要に応じて変化させることが可能である。例
えば、対向シェード40のサイズを大きくし（即ち、シェ
ード40がランプ開口部42内に延びる量を増し）、同時
に、ランプ・シェード38のエッジ60を縮小する、即ち、
矢印86の方向に移動させることによって、角度βc を大
きくし、角度αc を小さくすることが可能である。逆
に、対向シェード40のサイズを小さくし（即ち、シェー
ド40がランプ開口部42内に延びる量を減らし）、同時
に、ランプ・シェード38のエッジ60を矢印86の逆方向に
延ばす、即ち、移動させることによって、角度βc を小
さくし、角度αc を大きくすることが可能である。
【００３２】約５ｍｍ〜20ｍｍの範囲の被写界深度を有
する好ましい一実施例において、角度αc は４〜10度の
範囲内にあり一方、βc は13〜30度の範囲内にある。こ
れらの範囲内になるように角度αc 及びβc を選択する
ことは、走査面64と遠限界焦点面48の交差部分近くの各
ポイントに入射する光線の数が、走査面64と近限界焦点
面50の交差部分近くの各ポイントに入射する光線の数の
約33% 〜150%の範囲になるように、走査領域46に向けら
れたランプ44からの光線の一部を選択的にブロックする
であろう開口部42に帰着する。
【００３３】上述のように、走査線の中心近傍の走査領
域46における各ポイントに施される照射の量を増すこと
に加え、ランプ開口部42は、走査線の両端部近傍の照射
有効損失、並びに、ランプ44の両端部76、78 近くにおけ
る強度低下を補償するように構成される。それらの影響
を補償するため、ランプ開口部42のサイズは、図５及び
図７に示された方法でランプ・シェード38のエッジ60と
対向シェード40の両方を湾曲させることによって、ラン
プ44の両端部76、78 の近くにおいて大きくされなければ
ならない。好都合なことには、こうした端部照射の強化
は、上述のように、近ポイントと遠ポイントの間におけ
る増強された照射分布にあまり影響を及ぼすことなく、
達成可能である。
【００３４】湾曲したエッジ60及び対向シェード40から
生じるランプ・アセンブリ18の端部76近傍の幾何学的関
係が図11に示されている。本質的に、ランプ・シェード
38のエッジ60と対向シェード40の間に画成されるランプ
開口部42は、ライン82に対する角度αe を制限し、ライ
ン84に対する角度βe を制限している。両角度αe 及び
βe は、ランプの中心近傍の対応する角度、即ち、αc
及びβc （図10）よりも大きく、それが各ポイントの照
射を増加させるている。また、ランプ・シェード38のエ
ッジ60並びに、シェード40の湾曲形状は、角度α及びβ
をランプ44の中心から両端部76、78 に向けて漸増させ、
その結果、走査領域46における各ポイントに対して漸増
する照射を与えている。
【００３５】５ｍｍ〜２０ｍｍの範囲の被写界深度を有
している好ましい一実施例において、角度αe は18〜40
度の範囲内にある一方、角度βe は７〜15度の範囲内に
ある。従って、ランプの中心に近いウインドウ（すなわ
ち、角度αc 及びβc ）は、ランプの両端部に近いウイ
ンドウ（すなわち、角度αe 及びβe ）の約50% 〜75%
にすぎない。
【００３６】ランプ・シェード38の湾曲エッジ60のサイ
ズ及び形状、並びに、対向シェード40の形状、従って走
査領域46における各ポイントに対してランプ開口部42の
変動するサイズは、光学系36、ランプ44の特定の特性、
並びに、照射の所望深度に依存する経験的根拠に基づい
て決定される。例えば、照射の所望深度を大きくさせる
場合、または、ランプの強度を比較的低くさせる場合、
シェード38の湾曲エッジ60を縮小して、ランプ44のより
多くの部分を露出させることによって、ランプ開口部42
のサイズ全体を大きくすることが必要になる。対向シェ
ード40がランプ開口部42内に侵入する量を増すことによ
って、遠限界焦点面48に近い走査領域46内の各ポイント
に、これに比例して増強された照射が与えられ、この増
加した侵入量が、近限界焦点面50により近い走査領域46
内の各ポイントに対し露出されるランプ44の量、即ち、
面積を比例して減少させる効果を有している。
【００３７】ランプ44がその長さに沿って比較的一定し
た強度を有している場合、シェード38のエッジ並びに対
向シェード40のそれぞれの曲率をある程度小さくするこ
とが可能である。逆に、ランプ44の強度が各端部76、78
の近くで大幅に低下する場合、エッジ60及びシェード40
の曲率を大きくし、走査領域の各端部に近い走査領域46
内の各ポイントに対する照射がこれに比例して増すよう
にする必要がある。
【００３８】ライト・シェード及びスリット・アパーチ
ャ・アセンブリの別の実施例が、図12に示されている。
本質的に、この実施例は、スリット・アパーチャ・アセ
ンブリ120 に、迷光が走査領域146 内に反射されること
を阻止する光トラップとして作用する複数の細溝135 を
具備している点を除けば、上述の実施例と同じである。
図12に示す実施例の対向シェード140 は、また、θLfが
前述した実施例に関するθLfよりもさらに小さくなるよ
うに、ランプ・シェード138 に関連して構成され、従っ
て遠ポイントに対する照射損失が一層減少する。
【００３９】本書に開示された本発明の概念は、さまざ
まな別の態様で具体化されるものと期待され、且つ先行
技術による制限がある場合を除いて、添付された各実施
態様が本発明の変更実施態様を含むものと解釈されるべ
きであることが意図されている。なお、本発明の実施態
様を列挙すると、概ね以下の通りである。
【００４０】1) 走査面（64) 内にあって近限界焦点面
（50) により下方エッジが、遠限界焦点面（48) により
上方エッジが制限され、前記近限界焦点面及び遠限界焦
点面（50,48)が、互いに平行し、間隔が置かれ、前記走
査面（64) に対し垂直をなしている、走査領域（46) を
照射するための光源アセンブリ（18) において、長軸
（52) に沿って配設された細長の光源（44) 、前記近限
界焦点面（50) の近傍に配設された前記走査領域（46)
上の各ポイントが第１の照射を受け、前記遠限界焦点面
（48) の近傍に配設された前記走査領域（46) 上の各ポ
イントが第２の照射を受けるよう、前記細長の光源（4
4) から発光する光線を選択的に遮蔽するための前記細
長の光源（44) に隣接して配置さた遮光装置、更に前記
第１と第２の照射が、所定の検出可能な照射範囲内にあ
る、ことから構成される前記光源アセンブリ（18) を具
備して成ることを特徴とする光学スキャナ（10) 。
【００４１】2) 上記1)の光学スキャナであって、前記
遮光装置（18) が、互いに平行し、前記細長の光源（4
4) の前記長軸（52) に対して間隔を置いて配設された
第１と第２ライト・シェード（40,38)を具備し、更に前
記第１と第２ライト・シェード（40,38)が、前記走査面
（64) と近限界焦点面（50) との交差部によって限定さ
れる第１ライン（82) に対して第１角度（α）を制限す
る一方、前記走査面（64) と遠限界焦点面（48) との交
差部によって限定される第２ライン（84) に対して第２
角度（β）を制限するランプ開口部（42) を具備して成
ることを特徴とする光学スキャナ（10) 。
【００４２】3) 上記1)又は2)の光学スキャナであっ
て、前記第１と第２角度( α、β) が、前記細長の光源
(44)の長さに沿って変動することを特徴とする光学スキ
ャナ(10)。
【００４３】4) 上記1),2) 又は3)の光学スキャナであ
って、前記第１と第２角度（α、β）が、前記細長の光
源(44)の両端部近傍の各ポイントにおいて、前記細長の
光源(44)の前記両端部間の略中央における各ポイントよ
りも大であることを特徴とする光学スキャナ(10)。
【００４４】5) 上記1),2),3)又は4)の光学スキャナで
あって、前記細長の光源(44)の両端部間における略中央
の各ポイントで、前記ランプ開口部(42)により限定され
る前記第１角度( αc)が、前記細長の光源(44)の両端部
近傍の各ポイントで、前記ランプ開口部(42)により限定
れる前記第１角度( αe)の約50% 〜75% の範囲内にある
ことを特徴とする光学スキャナ(10)。
【００４５】6) 上記1),2),3),4) 又は5)の光学スキャ
ナであって、前記細長の光源(44)の両端部間における略
中央の各ポイントで、前記ランプ開口部(42)により限定
される前記第２角度( βc)が、前記細長の光源(44)の両
端部近傍の各ポイントで、前記ランプ開口部(42)により
限定される前記第１角度( βe)の約50% 〜75% の範囲内
にあることを特徴とする光学スキャナ(10)。
【００４６】7) 走査面（64) 内にあって近限界焦点面
（50) により下方エッジが、遠限界焦点面（48) により
上方エッジが制限され、前記近限界焦点面及び遠限界焦
点面（50,48)が、互いに平行し、間隔が置かれ、前記走
査面（64) に対し垂直をなしている、照射される走査領
域（46) にある被走査体上の各ポイントを照射するため
の方法において、前記遠限界焦点面（48) よりも前記近
限界焦点面(50)に近傍に配設された光源(44)から多数の
光線を発生させること、前記被走査体に向けてある程度
の前記光線を照射すること、及び前記走査面(64)と前記
遠限界焦点面(48)との交差部近傍の被走査体上の各ポイ
ントに入射する光線の数が、前記走査面(64)と前記近限
界焦点面(50)との交差部近傍の被走査体上の各ポイント
に入射する光線の数の33% 〜150%の範囲内にあること、
を特徴とする光学スキャニング方法。
【００４７】8) 走査面（64) 内にあって近限界焦点面
（50) により下方エッジが、遠限界焦点面（48) により
上方エッジが制限され、前記近限界焦点面及び遠限界焦
点面（50,48)が、互いに平行し、間隔が置かれ、前記走
査面（64) に対し垂直をなしている、走査領域（46) を
照射するための光源アセンブリ（18) において、長軸(5
2)に沿って配設された細長の光源(44)、前記細長の光源
(44)に隣接し前記長軸(52)と略平行な軸に沿って配設さ
れた細長のスリット開口部(20)、前記細長のスリット開
口部(20)に取り付けられた第１ライト・シェード(40)、
及び前記細長の光源(44)に隣接して配設された第２ライ
ト・シェード(38)から成り、更に前記第１と第２ライト
・シェード(40,38) が、前記走査面(64)と近限界焦点面
(50)との交差部によって限定される第１ライン(82)に対
して第１角度( α) を制限し、前記走査面(64)と遠限界
焦点面(48)との交差部によって限定される第２ライン(8
4)に対して第２角度( β) を制限するランプ開口部(42)
を画成することを特徴とする光学スキャナ(10)。
【００４８】9) 上記8)の光学スキャンナあって、前記
第１角度( α) が、前記細長の光源(44)の長さに沿って
変動することを特徴とする光学スキャナ(10)。
【００４９】10) 上記8)又は9)の光学スキャナであっ
て、前記第２角度( β) が、前記細長の光源(44)の長さ
に沿って変動することを特徴とする光学スキャナ(10)。
【００５０】
【発明の効果】以上、記述したように構成される本発明
の光学スキャナ10は、次の如き新規な効果を奏するもの
である。即ち、本発明の光学スキャナ10は、ランプ開口
部42によって、走査領域46の遠ポイントが近ポイントに
比べてより多くの照射を受けて検出器34による検出に十
分な照射を受けるこることが可能になった。同時に、走
査領域46の近ポイントが、スキャナの性能に悪影響を及
ぼし、あるいは、検出器34に過負荷をかけることになる
可能性さえ生じるほどに、過度の照射を受けない保証が
与えられ、より少ない照射損失を実現することが可能に
なった。
【００５１】更に、本発明の光学スキャナ10は、ランプ
・シェード38及び対向シェード40によって画成されるラ
ンプ開口部42が、ランプ44の各端部76、78 近くにおける
ランプ開口部42のサイズを拡大するので、検出器34の各
端部近くにおける各ポイントの有効照度の低下を補償す
ることが可能となり、ランプ44の長さに沿った強度変動
も、このやり方で補償することが可能になった。
【図面の簡単な説明】
【図１】被走査体の照射を受ける走査線のイメージが検
出器アレイに焦点を結ぶようにするスキャナの基本的光
学系に関する説明図である。
【図２】スキャナ・ハウジング内における可動キャリッ
ジ・アセンブリの一般構成を示す、照射の増加深度を有
する光学スキャナの斜視図である。
【図３】レンズ及び検出器アセンブリの一部を示すた
め、キャリッジ・ハウジングの一部を破断したランプ及
びスリット・アパーチャ・アセンブリの構成を示すキャ
リッジ・アセンブリの平面図である。
【図４】ランプ及びスリット・アパーチャ・アセンブ
リ、並びに、光学系の一部を示す図３のライン４−４に
沿って描かれたキャリッジ・アセンブリ側面の断面図で
ある。
【図５】ランプ・アセンブリの平面図である。
【図６】スリット・アパーチャ・アセンブリの平面図で
ある。
【図７】スリット・アパーチャ・アセンブリの側面図で
ある。
【図８】円筒形ランプの発光体塗膜のエレメントによる
ポイント照射を示す斜視図である。
【図９】図８に示す略図の側面に関する断面図である。
【図10】図３のライン９−９に沿って描かれたランプ及
びスリット・アパーチャ・アセンブリ側面の断面図であ
る。
【図11】図３のライン10−10に沿って描かれたランプ及
びスリット・アパーチャ・アセンブリ側面の断面図であ
る。
【図12】代替実施例に関するランプ及びスリット・アパ
ーチャ・アセンブリ側面の断面図である。
【符号の説明】
１０ 光学スキャナ １２ キャリッジ・アセンブリ １４ スキャナ・ハウジング １６ プラテン・ガラス １８ ランプ・アセンブリ ２０ 視野絞り ２２ 支持シャーシ ２４ ミラー ２６ ミラー ２８ ミラー ３０ ミラー ３２ レンズ・アセンブリ ３８ ランプ・シェード ４０ 対向シェード ４２ ランプ開口部 ４４ ランプ ４６ 走査領域 ４８ 遠限界焦点面 ５０ 近限界焦点面 ５６ 発光体塗膜 ６０ エッジ ６２ スリット ６４ 走査面 ６８ 光路セグメント ７０ 光路セグメント ７２ 光路セグメント ７４ 光路セグメント １２０ アパーチャ・アセンブリ １３８ ランプ・シェード １４０ 対向シェード １４６ 走査領域

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 走査面（64) 内にあって近限界焦点面
    （50) により下方エッジが、遠限界焦点面（48) により
    上方エッジが制限され、前記近限界焦点面及び遠限界焦
    点面（50,48)が、互いに平行し、間隔が置かれ、前記走
    査面（64) に対し垂直をなしている、走査領域（46) を
    照射するための光源アセンブリ（18) において、 長軸（52) に沿って配設された細長の光源（44) 、 前記近限界焦点面（50) の近傍に配設された前記走査領
    域（46) 上の各ポイントが第１の照射を受け、前記遠限
    界焦点面（48) の近傍に配設された前記走査領域（46)
    上の各ポイントが第２の照射を受けるよう、前記細長の
    光源（44) から発光する光線を選択的に遮蔽するための
    前記細長の光源（44) に隣接して配置さた遮光装置、更
    に前記第１と第２の照射が、所定の検出可能な照射範囲
    内にある、 ことから構成される前記光源アセンブリ（18) を具備し
    て成ることを特徴とする光学スキャナ（10) 。
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