JPH09116690A

JPH09116690A - 画像読み取り装置

Info

Publication number: JPH09116690A
Application number: JP7293345A
Authority: JP
Inventors: Takehiko Nakai; 中井　　武彦
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1995-10-17
Filing date: 1995-10-17
Publication date: 1997-05-02

Abstract

(57)【要約】【課題】製作困難性及び製作コストを最小限に抑えつ
つ、高解像度且つ高速で原稿画像の読み取りができる画
像読み取り装置を提供する。【解決手段】第１ミラーユニット２の反射ミラー２
ａ，２ｂ，２ｃは、読み取り点Ｏと結像レンズ３との間
に配置され、第４ミラーユニット４の反射ミラー４ａ，
４ｂ，４ｃは、結像レンズ３とラインセンサユニット５
との間に配置される。その際、仮想像点間隔Ｌはライン
センサ間隔Ｐよりも大きい値に設定されると共に、ライ
ンセンサユニット５の副走査方向に関する反射ミラー４
ａ，４ｂ，４ｃの配置間隔Ｄもラインセンサ間隔Ｐより
も大きい値に設定される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、原稿から光学的に
画像を読み取る複写機、イメージスキャナ等の画像読み
取り装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、原稿のカラー画像等を読み取
るために、ＣＣＤ等のラインセンサを、ラインを直交し
て横断する方向（以下「副走査方向」という）に複数配
設した画像読み取り装置が知られている。

【０００３】このラインセンサを用いた画像読み取り装
置では、各ラインセンサが原稿上の異なる部位を読み取
るために、メモリの活用により画像を遅延させて合成す
るように構成されている。しかし、この構成ではメモリ
を設けること等によるコストアップの問題が生じる。

【０００４】そこで、かかる問題を解消すべく、原稿の
同一ライン上の光像を複数の反射面により結像レンズへ
導き、該結像レンズによって上記複数のラインセンサ上
に結像させ、画像を読み取るようにした画像読み取り装
置も既に提案されている（特開昭６２−３０８３７１号
公報）。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の画像読み取り装置では、複数の反射面は原稿と結像
レンズとの間にのみ設けられており、結像レンズにより
結像された結像点の間隔（以下単に「像点間隔」とい
う）と各ラインセンサの中心点の副走査方向の間隔（以
下「ラインセンサ間隔」という）とを一致させる必要が
ある。そのため、像点間隔を大きくするとラインセンサ
は特別仕様となり、コストが大幅にアップしてしまう。

【０００６】一方、読み取り解像度はより高いものが要
求され、ラインセンサ間隔は年々小さくなっている。

【０００７】かかる事情を考慮すると、ラインセンサ間
隔が小さいことを前提として、原稿からの光束が分離さ
れた位置に反射面を設けるためには、次の二つの構成が
考えられる。

【０００８】第１の構成は、反射面を原稿面から近距離
（例えば５〜６ｍｍ）に設けるようにした構成である。

【０００９】第２の構成は、原稿面からより離れた光束
分離位置に反射面を設けると共に、結像レンズの明るさ
を示すＦナンバを副走査方向について大幅に大きい値
（暗くなる方向）に設定することにより光束幅を狭くす
るようにした構成である。

【００１０】ところが、第１の構成では、原稿台ガラス
が３〜４ｍｍの厚みがあることを考慮すると、原稿面か
ら５〜６ｍｍの位置に反射面を設けることが事実上困難
である。また、仮に設けることができたとしても、複数
の各反射面の副走査方向の幅が１ｍｍ程度と非常に細く
なる一方、ラインセンサ縦断方向（以下「主走査方向」
という）の長さは、例えばＡ３原稿の読み取りのために
３００ｍｍ程度は必要である。従って、十分な原稿の読
み取り幅を確保するためには、幅１ｍｍ長さ３００ｍｍ
程度のミラーが必要となるが、このようなミラーを製造
することは殆ど不可能である。

【００１１】一方、第２の構成では、結像レンズのＦナ
ンバを大幅に大きい値に設定したことによって、照明系
の光量を上げることや原稿の読み取りスピードを速くす
ることができなくなるという欠点がある。

【００１２】従って、小さいラインセンサ間隔を前提と
した上記従来の画像読み取り装置では、配置・製作の容
易性、低コスト性、良好な読み取り解像度、速い読み取
りスピードという条件を同時に満足することが困難であ
るという問題があった。

【００１３】本発明は上記従来技術の問題を解決するた
めになされたものであり、その目的は、製作困難性及び
製作コストを最小限に抑えつつ、高解像度且つ高速で原
稿画像の読み取りができる画像読み取り装置を提供する
ことにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の請求項１の画像読み取り装置は、原稿から出
射される光像を、所定の間隔をもって配置された複数の
読み取り手段に結像レンズにより結像し、該結像された
光像に基づき前記原稿の画像を読み取る画像読み取り装
置において、前記原稿と前記結像レンズとの間に備えら
れ前記原稿から出射される光像を複数の反射面を介して
前記結像レンズに導く第１反射手段と、前記結像レンズ
と前記複数の読み取り手段との間に備えられ前記結像レ
ンズを経た光像を複数の反射面を介して前記複数の読み
取り手段に導く第２反射手段とを備えたことを特徴とす
る。

【００１５】同じ目的を達成するために本発明の請求項
２の画像読み取り装置は、上記請求項１の構成におい
て、前記第２反射手段の複数の反射面の配置間隔は、前
記複数の読み取り手段の副走査方向に関して、該複数の
読み取り手段の所定の配置間隔よりも大きい値に設定さ
れることを特徴とする。

【００１６】同じ目的を達成するために本発明の請求項
３の画像読み取り装置は、上記請求項１または２の構成
において、前記第１反射手段の複数の反射面及び前記第
２反射手段の複数の反射面は前記複数の読み取り手段の
各々に対応して備えられ、前記第２反射手段は、前記結
像レンズを経た光像を前記第２反射手段の各反射面に対
応する読み取り手段に導くことを特徴とする。

【００１７】同じ目的を達成するために本発明の請求項
４の画像読み取り装置は、上記請求項１〜３のいずれか
１項の構成において、前記原稿から前記第１反射手段の
各反射面へ出射される光像の角度は、該各反射面に対応
する前記第２反射手段の各反射面から前記読み取り手段
に入射される光像の角度と略同一であることを特徴とす
る。

【００１８】同じ目的を達成するために本発明の請求項
５の画像読み取り装置は、上記請求項１〜４のいずれか
１項の構成において、前記第１反射手段の複数の反射面
及び前記第２反射手段の複数の反射面の少なくとも一方
は、同一の基盤上で形成されることを特徴とする。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。

【００２０】（実施の第１形態）以下に、本発明の実施
の第１形態に係る画像読み取り装置を図１、図２を用い
て説明する。

【００２１】図１は、本実施の形態に係る画像読み取り
装置の全体構成の概念図を示すブロック図である。本図
は、原稿上の読み取り点Ｏからの光像の通過順路と各構
成要素の配置との関係を模式的に示したものである。

【００２２】同図中、１は原稿台ガラスであり、原稿は
この上に載置され、図示しない照明系により照明され
る。

【００２３】照明された原稿から射出される反射画像光
は、第１ミラーユニット２により三つの異なる方向の光
像に分離され、図示しない第２、第３ミラーユニットの
反射を経て、結像レンズ３に入射され、第４ミラーユニ
ット４に導かれる。

【００２４】三方向に分離された各光像は、この第４ミ
ラーユニット４により読み取り手段としてのラインセン
サユニット５の各ラインセンサ６，７，８上へ結像され
る。

【００２５】照明系を含んだ第１ミラーユニット２と第
２、第３ミラーユニットとの速度比を２：１として走査
することにより、原稿を読み取る。

【００２６】ここで、各ラインセンサ６，７，８の結像
面上にはカラーフィルタが備えられ、ラインセンサ６は
Ｒ信号を、ラインセンサ７はＧ信号を、ラインセンサ８
はＢ信号を抽出して、全体としてカラー画像が得られる
ように構成されている。

【００２７】また、各ラインセンサ６，７，８は、例え
ば１画素１０μｍ×１０μｍで５０００画素の読み取り
部を有したＣＣＤラインセンサであり、ラインセンサユ
ニット５は、これを副走査方向に各々８０μｍ（８ライ
ン）の間隔Ｐをおいて、平行に三ライン配置したもので
ある。ここで副走査方向とは、ラインセンサユニット５
を直交して横断する方向のことである。

【００２８】図２は、本実施の形態に係る画像読み取り
装置の構成図である。本図は、第１ミラーユニット２及
び第４ミラーユニット４の各反射面の配置を具体的に示
したものである。従って原稿台ガラス１及びラインセン
サユニット５の配置の表現が図１と異なるが、構成を変
更したものではない。

【００２９】本図では、図１と同一要素には同一符号を
付して、その説明を省略する。

【００３０】同図中、２ａ，２ｂ，２ｃは第１ミラーユ
ニット２中の各反射ミラーであり、４ａ，４ｂ，４ｃは
第４ミラーユニット４中の各反射ミラーである。光像の
進路上、反射ミラー２ａは反射ミラー４ａ及びラインセ
ンサ６に対応し、反射ミラー２ｂは反射ミラー４ｂ及び
ラインセンサ７に対応し、反射ミラー２ｃは反射ミラー
４ｃ及びラインセンサ８に対応する。

【００３１】ここで、Ｒ，Ｇ，Ｂ各色に対応する仮想物
点をＲｏ，Ｇｏ，Ｂｏとし、仮想像点をＲｉ，Ｇｉ，Ｂ
ｉとする。

【００３２】また、同図に示すように、ラインセンサ
６，７，８の副走査方向の配置間隔をＰ、反射ミラー４
ａ，４ｂ，４ｃの上記副走査方向に関する配置間隔を
Ｄ、仮想像点Ｒｉ，Ｇｉ，Ｂｉの間隔をＬとする。

【００３３】まず、反射ミラー２ａ，２ｂ，２ｃの配置
を考える。

【００３４】仮想物点Ｒｏ，Ｇｏ，Ｂｏと読み取り点Ｏ
とを結んだ線分ＯＲｏ，ＯＧｏ，ＯＢｏの各々の垂直二
等分線を含む平面内に反射ミラー２ａ，２ｂ，２ｃを配
置する。同図には、一例として線分ＯＲｏ，ＯＢｏ及び
その垂直二等分線を示してある。

【００３５】ここで、反射ミラー２ａ，２ｂ，２ｃの配
置位置は、各色の光束が完全に分離されている位置とす
る必要があるが、仮想像点Ｒｉ，Ｇｉ，Ｂｉの間隔Ｌを
大きく執ることにより、所望の位置に配置できる。

【００３６】光束の分離可能な距離は、結像レンズの結
像倍率、副走査方向のＦナンバ、焦点距離、仮想像点位
置が決まれば、一意的に決定される。

【００３７】一方、結像レンズの結像倍率及び焦点距離
は、ラインセンサ６，７，８のサイズ、読み取り解像
度、副走査読み取り幅が決まれば、大きく変更すること
はできない。

【００３８】従って、光束分離位置を原稿面から離すた
めには、副走査方向の物体側有効Ｆナンバをより大きい
値に設定するか、または仮想像点Ｒｉ，Ｇｉ，Ｂｉの間
隔Ｌをより大きくするしか方法がない。

【００３９】ここで従来の画像読み取り装置では、仮想
像点間隔Ｌとラインセンサ間隔Ｐとを一致させる必要が
あったので、仮想像点間隔Ｌを大きく執ることは大幅な
コストアップにつながった。そのため、結像レンズの副
走査方向のＦナンバを暗く設定する構成を採用せざるを
得なかった。

【００４０】しかし、本実施の形態に係る画像読み取り
装置では、結像レンズの前後に各色に対応する反射ミラ
ーを設けたので、仮想像点間隔Ｌとラインセンサ間隔Ｐ
とを一致させる必要がなくなり、仮想像点の間隔Ｌをよ
り大きく執ることが可能となった。

【００４１】これによって、仮想物点Ｒｏ，Ｇｏ，Ｂｏ
の間隔を大きく設定でき、もって原稿面からより離れた
所望の位置で光束を分離できるようになったものであ
る。従って反射ミラー２ａ，２ｂ，２ｃは、仮想像点間
隔Ｌを適当に設定した上で、上記線分ＯＲｏ，ＯＧｏ，
ＯＢｏの垂直二等分線を含む平面上で配置すればよい。

【００４２】次に、第４ミラーユニット４の配置を考え
る。

【００４３】反射ミラー４ａ，４ｂ，４ｃは、反射ミラ
ー２ａ，２ｂ，２ｃからの光像の光路上であって、仮想
像点Ｒｉ，Ｇｉ，Ｂｉと各ラインセンサ６，７，８の各
中心位置Ｒ，Ｇ，Ｂとを結ぶ線分ＲＲｉ，ＧＧｉ，ＢＢ
ｉの各垂直二等分線を含む平面内に配置し、なおかつ各
光束が分離できる位置に配置する。

【００４４】また、その際、反射面４ａ，４ｂ，４ｃ
の、ラインセンサユニット５の副走査方向に関する間隔
Ｄは、ラインセンサ間隔Ｐよりも大きい値に設定する。
そうすることにより、第４ミラーユニット４によって、
ラインセンサ間隔Ｐに合わせて光束幅を小さくすること
ができる。

【００４５】このように、原稿面と結像レンズ３との間
だけでなく、結像レンズ３とラインセンサユニット５と
の間にも反射ミラーユニットを設けたことにより、第４
ミラーユニット４に入射される光束幅が大きいものであ
っても、第４ミラーユニット４にてラインセンサユニッ
ト５に入射される光束幅を小さくすることができるの
で、ラインセンサ間隔Ｐと仮想像点間隔Ｌとを一致させ
る必要がなくなる。

【００４６】そのため、第１ミラーユニット２の各反射
ミラーの間隔を大きく執ることができるので、結像レン
ズ３のＦナンバをより大きい値に設定することなく、第
１ミラーユニットを原稿読み取り点Ｏからより離れた位
置に配置することが可能となる。

【００４７】その結果、ラインセンサ間隔Ｐを小さいま
ま維持できるので、高解像度且つ高速で原稿画像の読み
取りを行うことができる。しかも、装置の構成は簡素で
あるから、製作が容易で、かつ製作コストも低く抑える
ことができる。

【００４８】（実施の第２形態）以下に、本発明の実施
の第２形態に係る画像読み取り装置を図３を用いて説明
する。

【００４９】図３は、本実施の形態に係る画像読み取り
装置の構成図である。

【００５０】本実施の形態は、実施の第１形態と構成が
基本的に同一であるから、同図において図１、図２と同
一要素には同一符号を付してその説明を省略する。

【００５１】なお、図３中、ラインセンサユニット５の
配置位置が図２のものと上下反対であるが、構成の本質
的差異ではない。

【００５２】本実施の形態では、各光像の射出角度と入
射角度との関係を特定した点が、実施の第１形態と異な
る。

【００５３】すなわち、読み取り点Ｏから反射ミラー２
ａに射出される光像の光束中心に対する角度を射出角θ
₁、同様に反射ミラー２ｃに射出される光像の角度を射
出角θ₂とする。また、反射ミラー４ａからラインセン
サ６に入射される光像の光束中心に対する角度を入射角
θ₃、同様に反射ミラー４ｃからラインセンサ８に入射
される光像の角度を入射角θ₄とする。

【００５４】ここで、反射ミラー２ａは反射ミラー４ａ
に対応し、反射ミラー２ｃは反射ミラー４ｃに対応する
から、θ₁≒θ₃，θ₂≒θ₄となるように設定する。

【００５５】このように、射出角θ₁，θ₂と入射角
θ₃，θ₄とが略同一となるように光束分離位置を設定す
ることにより、各ラインセンサ６，７，８により読み取
られる光像の領域の解像度が所望の解像度と異なってし
まうことを防止でき、各色間で解像度差の少ない良好な
カラー画像等の読み取りができる。

【００５６】なお、実施の第１、第２形態において、第
１ミラーユニット２及び第４ミラーユニット４の各反射
ミラーを、各々独立した部材により構成するようにして
もよいが、この構成だと角度調整が複雑になってしま
う。

【００５７】そこで、プラスチックの型等を用いて各反
射ミラーを一体として成形した基盤を作成し、この基盤
上に反射膜を転写するようにすれば、複数の各反射ミラ
ーは単一の部材で構成されるので、反射ミラー相互の相
対精度を向上することができる。これにより、通常の第
１ミラーユニット２のみの場合と同様に簡単な作業で調
整できると共に、装置を簡素化できる。

【００５８】なお、実施の第１、第２形態では、光束を
三つに分離しラインセンサも三本としたが、これに限る
ものでなく、光束を二つまたは四つ以上に分離し、ライ
ンセンサの数もそれに応じて設定するようにしてもよ
い。

【００５９】また、用いるセンサは、ラインセンサに限
るものではなく、結像された光像を読み取れるものであ
れば他のセンサであってもよい。

【００６０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の請求項１
に係る画像読み取り装置によれば、原稿から出射される
光像が前記原稿と結像レンズとの間に備えられた複数の
反射面を介して第１反射手段により前記結像レンズに導
かれ、該結像レンズを経た光像が該結像レンズと複数の
読み取り手段との間に備えられた複数の反射面を介して
第２反射手段により前記複数の読み取り手段に導かれ、
結像され、該結像された光像に基づき前記原稿の画像が
読み取られるので、製作の困難さ及び製作コストを最小
限に抑えつつ、高解像度且つ高速で原稿画像の読み取り
ができる。

【００６１】本発明の請求項２に係る画像読み取り装置
では、前記第２反射手段の複数の反射面の配置間隔は、
前記複数の読み取り手段の副走査方向に関して、該複数
の読み取り手段の所定の配置間隔よりも大きい値に設定
されるので、読み取り手段の間隔を大きくすることなく
構成できる。

【００６２】本発明の請求項３に係る画像読み取り装置
によれば、原稿から射出される光像が前記第１反射手段
により前記結像レンズに導かれ、該結像レンズを経て、
前記第２反射手段により、前記第１反射手段及び前記第
２反射手段の複数の各反射面に対応する読み取り手段に
導かれるので、例えば光像を分離して異なる色情報毎に
読み取ることにより、カラー画像を得ることができる。

【００６３】本発明の請求項４に係る画像読み取り装置
によれば、前記原稿から前記第１反射手段の各反射面へ
出射される光像の角度と略同一の角度にて、該各反射面
に対応する前記第２反射手段の各反射面からの光像が、
前記読み取り手段に入射されるので、例えば各色間で解
像度差の少ない良好なカラー画像を得ることができる。

【００６４】本発明の請求項５に係る画像読み取り装置
によれば、前記第１反射手段の複数の反射面及び前記第
２反射手段の複数の反射面の少なくとも一方は、同一の
基盤上で形成されるので、反射面相互の精度が向上する
と共に調整が容易となり、装置の構成を簡素化できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の第１形態に係る画像読み取り装
置の全体構成の概念図を示すブロック図である。

【図２】同実施の形態に係る画像読み取り装置の構成図
である。

【図３】本発明の実施の第２形態に係る画像読み取り装
置の構成図である。

【符号の説明】

１原稿台ガラス２第１ミラーユニット２ａ反射ミラー２ｂ反射ミラー２ｃ反射ミラー３結像レンズ４第４ミラーユニット４ａ反射ミラー４ｂ反射ミラー４ｃ反射ミラー５ラインセンサユニット６ラインセンサ７ラインセンサ８ラインセンサ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】原稿から出射される光像を、所定の間隔
をもって配置された複数の読み取り手段に結像レンズに
より結像し、該結像された光像に基づき前記原稿の画像
を読み取る画像読み取り装置において、前記原稿と前記
結像レンズとの間に備えられ前記原稿から出射される光
像を複数の反射面を介して前記結像レンズに導く第１反
射手段と、前記結像レンズと前記複数の読み取り手段と
の間に備えられ前記結像レンズを経た光像を複数の反射
面を介して前記複数の読み取り手段に導く第２反射手段
とを備えたことを特徴とする画像読み取り装置。
【請求項２】前記第２反射手段の複数の反射面の配置
間隔は、前記複数の読み取り手段の副走査方向に関し
て、該複数の読み取り手段の所定の配置間隔よりも大き
い値に設定されることを特徴とする請求項１記載の画像
読み取り装置。
【請求項３】前記第１反射手段の複数の反射面及び前
記第２反射手段の複数の反射面は前記複数の読み取り手
段の各々に対応して備えられ、前記第２反射手段は、前
記結像レンズを経た光像を前記第２反射手段の各反射面
に対応する読み取り手段に導くことを特徴とする請求項
１または２記載の画像読み取り装置。
【請求項４】前記原稿から前記第１反射手段の各反射
面へ出射される光像の角度は、該各反射面に対応する前
記第２反射手段の各反射面から前記読み取り手段に入射
される光像の角度と略同一であることを特徴とする請求
項１〜３のいずれか１項に記載の画像読み取り装置。
【請求項５】前記第１反射手段の複数の反射面及び前
記第２反射手段の複数の反射面の少なくとも一方は、同
一の基盤上で形成されることを特徴とする請求項１〜４
のいずれか１項に記載の画像読み取り装置。