JPH10200708A - 画像読み取り装置 - Google Patents

画像読み取り装置

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JPH10200708A
JPH10200708A JP9003552A JP355297A JPH10200708A JP H10200708 A JPH10200708 A JP H10200708A JP 9003552 A JP9003552 A JP 9003552A JP 355297 A JP355297 A JP 355297A JP H10200708 A JPH10200708 A JP H10200708A
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Naoshi Tomaru
尚士 都丸
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 主走査方向と副走査方向の光学性能が一致す
る結像面を得ると共に、干渉やフィルタの画角依存性な
ど性能を劣化させる二次要因を低減する。 【解決手段】 結像レンズを有する縮小光学系により画
素列からなるラインセンサ上に原稿画像を投影してライ
ンセンサより電気信号に変換し縮小光学系と原稿とを相
対的に副走査方向に移動させながら主走査方向に画像信
号を順次読み出す画像読み取り装置において、ラインセ
ンサの画素列方向である主走査方向に対し副走査方向の
開口幅を狭くした形状の開口絞り1を縮小光学系に設け
る。また、縮小光学系は、少なくとも2枚以上のレンズ
を組み合わせたカラースキャナ結像レンズを有するとと
もに、該結像レンズの中央近傍に開口絞り1を設ける。
開口絞りに代えて副走査方向の開口幅を狭くするコーテ
ィング又はフィルターを施した赤外カットフィルターを
縮小光学系に設ける。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、結像レンズを有す
る縮小光学系により画素列からなるラインセンサ上に原
稿画像を投影してラインセンサより電気信号に変換し縮
小光学系と原稿とを相対的に副走査方向に移動させなが
ら主走査方向に画像信号を順次読み出す画像読み取り装
置に関する。
【0002】
【従来の技術】図8は縮小光学系を用いた画像読み取り
装置の構成例を示す図であり、11は原稿台ガラス、1
2は露光ランプ、13は反射ミラー、14は反射ミラ
ー、15は結像レンズ、16は読み取りセンサ、17は
白色基準板を示す。
【0003】縮小光学系を用いた画像読み取り装置で
は、図8に示すように原稿台ガラス11上に下向きに載
置された原稿を露光ランプ12により照明し、反射ミラ
ー13、14、結像レンズ15を介して直線状のCCD
センサからなる読み取りセンサ16上に原稿像を結像
し、読み取りセンサ16で電気信号に変換することによ
り、原稿の主走査方向の読み取りを行う。これに対し、
露光ランプ12、反射ミラー13、14は、モータ駆動
系(図示せず)の駆動により図示矢印方向に移動して原
稿を走査し、副走査方向の読み取りを行う。縮小光学系
を用いた画像読み取り装置では、このようにして読み取
りセンサ16から原稿像に対応した電気信号、すなわち
画像信号を取り出す。なお、副走査方向の走査開始端部
に設けられた白色基準板17は、露光ランプ12の発光
ムラや反射ミラー13、14の汚れ等による濃度ムラ、
結像レンズ15の光度分布のムラ等のいわゆるシェーデ
ィング補正用として読み取るものである。
【0004】上記縮小光学系を用いた画像読み取り装置
では、読み取りスキャナの速度が高速になるほど露光時
間が短くなるため、読み取りセンサ16の感度、露光ラ
ンプ12の光量、結像レンズ15の明るさの少なくとも
いずれかが必要となる。しかし、読み取りセンサ16の
感度を高くするにはそのデバイス自身に限界があり、露
光ランプ12の光量をアップするには消費電力が増加す
る。そのため、読み取りスキャナの速度を高速化する場
合には、一般に結像レンズ15を明るくする方法が採用
されている。このレンズの明るさの指標には、Fナンバ
ーが用いられる。Fナンバーは、(焦点距離÷入射瞳の
径)の値で表され、相対的に見てFナンバーがより小さ
いものを明るいレンズという。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】図9は少なくとも2枚
以上のレンズを組み合わせて構成する縮小光学系を用い
たカラースキャナ結像レンズの構成例を示す図、図10
はカラースキャナ結像レンズの光学性能を説明するため
の図、図11は走査露光を行うスキャナに必要な光学性
能を説明するための図である。
【0006】上記縮小光学系を用いた画像読み取り装置
の結像レンズとしては、例えば少なくとも2枚以上のレ
ンズを組み合わせて、図9(b)に示すように鏡筒21
に中央の開口絞り部23を挟んでその両側にレンズ22
−1〜22−4からなる4群のレンズを収納して4群4
枚構成のものがある。この結像レンズにおける開口絞り
部23の形状は、図9(c)に示すように光軸を中心に
円形としたものである。このような結像レンズにおい
て、レンズの明るさを上げるため、Fナンバーを小さく
しようとして、瞳の径を大きく、あるいは焦点距離を短
くすると、光学性能が劣化していくという問題が生じ
る。つまり、最適な結像面が存在しなくなり、十字線を
投影した時に、縦横の線のピントの一致するところが異
なり、一方にピントを合わせると片方がボケるような現
象が強まってくる。この現象は、光軸から離れるほどさ
らに悪化していく。
【0007】スキャナに使用され複数枚にて構成される
レンズの入射瞳及び出射瞳の径は、図9に示すようにレ
ンズ中央付近に配置された開口絞り部23の径によって
決められることが多い。つまり、レンズの明るさを決め
る要素の1つは、開口絞りの径である。この径は、小さ
ければ、暗いレンズとなるが解像力は上がる。例えばカ
メラレンズは、周囲の光量に合わせてシャッタースピー
ドを変えるとともに、この絞りも可変にしている。被写
体が明るい時の写真にメリハリが感じられるのは、絞り
の径を小さくすることで解像力が上がり、細部を映し出
すことができるためである。
【0008】一般に開口絞りは、上記のように円形をし
ているが、円形であれば、結像面において光軸を中心と
した同心円上のどの位置からも開口絞りの形状が同一に
見える。そのため、例えば図10に示す結像面の同心円
上のいずれの位置A、A′、A″、A″′でも、接線方
向とこれに垂直方向の光学性能(CTF)はそれぞれほ
ぼ等しくなる。この性能は、カメラやフラッシュ露光の
複写機、投影機には有効な性能であるが、走査露光を行
うスキャナでは、図11に示すようにスリット露光にて
結像される主走査方向(センサ画素列方向)に帯状の結
像面以外の副走査方向の面での性能は全く必要としな
い。
【0009】スキャナの光学調整は、一般に静止した状
態で行われる。つまり、センサ画素列(主走査方向)に
垂直でかつ白と黒が連続した線(ラダー)を読み取るこ
とで、主走査方向(=タンジェンシャル方向)の解像力
を確認して光学調整が行われる。しかし、副走査方向
(=サジタル方向)は、これと垂直なラダーを読み取ら
なければ分からないため、スキャナを動作させないと読
み取れない。走査型スキャナのレンズには、主走査方向
と副走査方向の結像面が一致していること、もしくは主
走査方向と副走査方向の光学性能が一致する結像面が存
在することが要求されるが、この一致は、レンズの明る
さが増すほど難しくなっていく。
【0010】画像読み取り装置の光学系の性能を改善す
るものとして、例えば特開平2−58961号公報等に
より幾つかの提案がある。しかし、特開平2−5896
1号公報では、レンズ外部にスリット板を設けて副走査
方向を絞った形状としているが、これは、cos4乗則
の補正及び多量反射防止に用いられていて、レンズその
ものの性能を改善するものではない。しかも、スリット
板は、レンズとフィルタとの間或いはフィルタとセンサ
との間に設けるようにしているため、干渉やフィルタの
画角依存性などの性能を劣化させる要因が残っている。
また、特開平5−72863号公報や特開平8−149
256号公報では、フィルタをレンズの外部に配置する
ように構成したものであり、上記課題を解決できるよう
なものではない。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するものであって、干渉やフィルタの画角依存性など
性能を劣化させる二次要因を低減するものである。
【0012】そのために本発明は、結像レンズを有する
縮小光学系により画素列からなるラインセンサ上に原稿
画像を投影してラインセンサより電気信号に変換し縮小
光学系と原稿とを相対的に副走査方向に移動させながら
主走査方向に画像信号を順次読み出す画像読み取り装置
において、前記ラインセンサの画素列方向である主走査
方向に対し副走査方向の開口幅を狭くした形状の開口絞
りを前記縮小光学系に設けたことを特徴とし、前記縮小
光学系は、少なくとも2枚以上のレンズを組み合わせた
カラースキャナ結像レンズを有するとともに、該結像レ
ンズの中央近傍に前記開口絞りを設けたものであること
を特徴とするものである。
【0013】また、前記ラインセンサの画素列方向であ
る主走査方向に対し副走査方向の開口幅を狭くするコー
ティング又はフィルターを施した赤外カットフィルター
を前記縮小光学系に設けたことを特徴し、前記縮小光学
系は、少なくとも2枚以上のレンズを組み合わせたカラ
ースキャナ結像レンズを有するとともに、該結像レンズ
の中央近傍に前記赤外カットフィルターを設け、前記コ
ーティング又はフィルターは、特定範囲色のみを透過さ
せ、あるいは反射させるものであることを特徴とするも
のである。
【0014】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照しつつ説明する。図1は本発明に係る画像読み取
り装置の実施の形態を示す図、図2は副走査方向の結像
面の作用を説明するための図、図3は主走査方向の結像
面の作用を説明するための図であり、1は開口絞り、2
は結像面、3はレンズを示す。
【0015】図1において、開口絞り1は、従来の円形
に対し、副走査方向の開口を狭くしたものであり、先に
図9で説明した結像レンズでは、中央に設けられる開口
絞り部23である。光学系においては、図2に示すよう
に光軸に対して角度が大きいほど、レンズ面に入射する
角度も大きくなるために光線の屈折条件が異なり1点に
焦点を結ばなくなる。そこで、図1に示す開口絞り1の
ように従来の円形に対して副走査方向の開口幅のみをg
からhに狭めるようにすると、レンズ面に入射する角度
の大きい光線をカットすることができるので、主走査方
向の結像面(読み取りセンサ)2付近の1点に焦点を結
ばせることができる。そのため、主走査方向の結像面付
近のピントのボケを少なくすることができるとともに、
主走査方向のみの光学調整で、副走査方向の光学調整も
同時に完了させることができる。しかも、主走査方向の
開口幅は、図3に示すように従来と同じgであるので、
主走査方向で寄与する光線は変化させることなく副走査
方向のみピントのボケを低減することができる。
【0016】図4は本発明に係る画像読み取り装置の他
の実施の形態を示す図、図5及び図7は本発明に係る画
像読み取り装置のさらに他の実施の形態を示す図、図6
は各読み取り色のエネルギー強度を示す図であり、4は
赤外カットフィルター、5はコーティングを示す。
【0017】図1に示すように副走査方向の開口幅を狭
くする開口絞りの形状に変えて、開口絞りの形状とし
て、図4に示すように副走査方向を短軸、主走査方向を
長軸とする楕円形の開口絞り1にしてもよい。また、カ
ラースキャナ結像レンズの場合には、図5に示すように
円形の赤外カットフィルターが用いられる。これは、画
像の読み取り感度として400nm〜700nmの可視
光領域に制限するように設計しているが、実際に読み取
りセンサとして用いられるCCDセンサの感度は可視光
領域を外れると低下するものの赤外領域で増大する傾向
があり、また、露光ランプとして用いられるハロゲンラ
ンプに赤外領域の成分があるため、読み取り信号として
赤外領域の信号が出力されてしまうので、これをカット
するためのものである。このような赤外カットフィルタ
ーは、先に図9で説明した結像レンズの場合、中央の開
口絞り部23の近傍に設けられる。そこで、図1に示す
ように開口絞り1の副走査方向の開口幅を狭くするのに
代えて、図5に示すように副走査方向の両側をコーティ
ングして実質的に副走査方向の開口幅を狭くするように
構成してもよい。
【0018】先に図9で説明したような4群4枚構成の
結像レンズにおいて、赤外カットフィルターは、結像レ
ンズの中央の開口絞り近傍に設けられるので、図7に示
すように赤外カットフィルター4の片面にコーティング
5を施すことにより、副走査方向の開口幅を実質的に狭
くし、副走査方向に寄与する光線を制限して、図1に示
すように開口絞り1の副走査方向の開口幅を狭くするの
と同等の効果が得られる。さらに、コーティング5とし
て特定色のみ透過もしくはカットするものとすることに
より、R(赤)、G(緑)、B(青)に色分解して読み
取るカラー読み取り装置では、各色の感度のバラツキを
調整することができる。
【0019】すなわち、図6に示すようにR(赤)、G
(緑)、B(青)に色分解して読み取るカラー読み取り
装置では、Gの検出感度が大きく、Bの検出感度が小さ
い。そこで、カラースキャナ結像レンズにおいて、コー
ティング5としてGをカットし、さらにはRをカットし
て、Bを透過するものを使用すると、検出感度の弱いB
の信号を補うことができる。すなわち、図7に示すよう
に赤外カットフィルターの片面に特定色にのみ透過もし
くはカットするフィルターやコーティングを施すことに
より、副走査方向に寄与する光線を選択することができ
る。
【0020】なお、本発明は、上記実施の形態に限定さ
れるものではなく、種々の変形が可能である。例えば上
記実施の形態では、結像レンズの中央部の開口絞り或い
はフィルターにおいて、実質的に副走査方向の開口幅を
狭くするような構成のものを用いたが、レンズ外部に設
ける開口絞りやフィルターに同様に適用してもよいこと
はいうまでもない。
【0021】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、開口絞りやフィルターにおいて読み取りセン
サの画素列方向の開口幅よりそれと垂直な方向の開口幅
を小さくするので、副走査方向の入射する角度の大きい
光線を制限することができ、ピントのボケを少なくする
ことができる。しかも、副走査方向の開口幅を小さくす
る開口絞りやフィルターを外に出すと、角度や位置によ
り微妙に光線に違いが生じるが、これらの開口絞りやフ
ィルターを少なくとも2枚以上のレンズを組み合わせた
カラースキャナ結像レンズの内部に設けることにより、
干渉やフィルタの画角依存性など性能を劣化させる二次
要因を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係る画像読み取り装置の実施の形態
を示す図である。
【図2】 副走査方向の結像面の作用を説明するための
図である。
【図3】 主走査方向の結像面の作用を説明するための
図である。
【図4】 本発明に係る画像読み取り装置の他の実施の
形態を示す図である。
【図5】 本発明に係る画像読み取り装置のさらに他の
実施の形態を示す図である。
【図6】 各読み取り色のエネルギー強度を示す図であ
る。
【図7】 本発明に係る画像読み取り装置のさらに他の
実施の形態を示す図である。
【図8】 縮小光学系を用いた画像読み取り装置の構成
例を示す図である。
【図9】 少なくとも2枚以上のレンズを組み合わせて
構成する縮小光学系を用いたカラースキャナ結像レンズ
の構成例を示す図である。
【図10】 カラースキャナ結像レンズの光学性能を説
明するための図である。
【図11】 走査露光を行うスキャナに必要な光学性能
を説明するための図である。
【符号の説明】
1…開口絞り、2…結像面、3…レンズ

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 結像レンズを有する縮小光学系により画
    素列からなるラインセンサ上に原稿画像を投影してライ
    ンセンサより電気信号に変換し縮小光学系と原稿とを相
    対的に副走査方向に移動させながら主走査方向に画像信
    号を順次読み出す画像読み取り装置において、前記ライ
    ンセンサの画素列方向である主走査方向に対し副走査方
    向の開口幅を狭くした形状の開口絞りを前記縮小光学系
    に設けたことを特徴とする画像読み取り装置。
  2. 【請求項2】 前記縮小光学系は、少なくとも2枚以上
    のレンズを組み合わせたカラースキャナ結像レンズを有
    するとともに、該結像レンズの中央近傍に前記開口絞り
    を設けたものであることを特徴とする請求項1記載の画
    像読み取り装置。
  3. 【請求項3】 結像レンズを有する縮小光学系により画
    素列からなるラインセンサ上に原稿画像を投影してライ
    ンセンサより電気信号に変換し縮小光学系と原稿とを相
    対的に副走査方向に移動させながら主走査方向に画像信
    号を順次読み出す画像読み取り装置において、前記ライ
    ンセンサの画素列方向である主走査方向に対し副走査方
    向の開口幅を狭くするコーティング又はフィルターを設
    けた赤外カットフィルターを前記縮小光学系に設けたこ
    とを特徴とする画像読み取り装置。
  4. 【請求項4】 前記縮小光学系は、少なくとも2枚以上
    のレンズを組み合わせたカラースキャナ結像レンズを有
    するとともに、該結像レンズの中央近傍に前記赤外カッ
    トフィルターを設けたものであることを特徴とする請求
    項3記載の画像読み取り装置。
  5. 【請求項5】 前記コーティング又はフィルターは、特
    定範囲色のみを透過させるものであることを特徴とする
    請求項3記載の画像読み取り装置。
  6. 【請求項6】 前記コーティング又はフィルターは、特
    定範囲色のみを反射させるものであることを特徴とする
    請求項3記載の画像読み取り装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9172848B2 (en) 2014-02-28 2015-10-27 Fuji Xerox Co., Ltd. Image reader for correcting an image

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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