JPH1164784A

JPH1164784A - 照明装置

Info

Publication number: JPH1164784A
Application number: JP9223584A
Authority: JP
Inventors: Yutaka Isobe; 豊磯辺; Hisashi Motoe; 寿史本江
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1997-08-20
Filing date: 1997-08-20
Publication date: 1999-03-05

Abstract

(57)【要約】【課題】照射する光の形状に歪みがなく、単純な構成
で小型であり低価格で効率のよい照明装置を提供するこ
と。【解決手段】光を照射する光源９と、光源９より照射
された光を集光する集光手段１０と、集光手段１０によ
り集光された光を細長い形状に整形する光束整形手段１
１と、光束整形手段１１により整形された細長い形の光
を投射対象物４４に投射する投光手段１２と、を設け
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、例えばラインス
キャナや３次元形状測定装置などに用いられる照明装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】例えばイメージスキャナのように画像の
読み込み対象となる原稿などを撮像する場合の照明装置
は、例えばコピー機等のフラットベッド型スキャナやフ
ァクシミリ等の原稿送り型スキャナ等の照明装置、また
は卓上の離れたところから画像を取り込むオーバーヘッ
ド型スキャナの照明装置等がある。

【０００３】これらの照明装置の構造及び動作を簡単に
説明する。フラットベッド型スキャナや原稿送り型スキ
ャナの照明装置では、蛍光灯やＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ−Ｅ
ｍｉｔｔｉｎｇＤｉｏｄｅ）アレイなどが原稿から至
近距離の位置に配置され、ラインセンサが読みとる部分
をスリット状の光（細長い形状の光）に照明している。

【０００４】図１４は、従来の原稿送り型スキャナの照
明装置を含む画像読取装置の斜視図である。原稿送り
型スキャナの照明装置を含む画像読取装置１５０は、例
えば送りローラ１０２、蛍光灯１０７、反射鏡１０４、
撮像レンズ１０５、及びラインセンサ１０６等から構成
されている。原稿４４（照明対象物）は、送りローラ１
０２によりＲ方向へ順次送られて、読み取り位置１０３
を順次横切る。読み取り位置１０３は、蛍光灯１０７に
よって原稿４４に近いところから、少なくとも原稿４４
の幅分は照明されている。読み取り位置１０３での画像
は、反射鏡１０４と撮像レンズ１０５を介してラインセ
ンサ１０６に結像される。

【０００５】図１５は、従来のオーバーヘッド型スキャ
ナの照明装置を含む画像読取装置の斜視図である。被写
体となる読取用の原稿４４の上部の、ＣＣＤラインセン
サ１０６、照明装置１０１、撮像レンズ１０５、反射鏡
１２３等からなる撮像部１３０において、撮像レンズ１
０５の結像面をＣＣＤラインセンサ１０６が副走査方向
Ｙ１に移動して原稿４４の読取開始位置４４ａから読取
終了位置４４ｂまでの画像を順次取り込んで行くもので
ある。この時、照明装置１０１で生成されたスリット光
１１３はＣＣＤラインセンサ１０６の移動に連動して回
動する反射鏡１２３によって、ＣＣＤラインセンサ１０
６が現に読み取っている原稿４４のその位置を照明する
ようになっている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】フラットベッド型スキ
ャナや原稿送り型スキャナの照明装置は、両端部の光量落ちを避けるため、原稿幅と同等もしく
はそれ以上の長さが必要。光源自体の光が強くないため、原稿より離れたとこと
からの照明ができない。等のため、照明装置の構造や照明装置全体の大きさ、特
に原稿の幅方向に制約があった。

【０００７】オーバーヘッド型スキャナの照明装置にお
いては、スリット光の形状歪みや色収差を補正するため
に、投光レンズを大きくしたり、図１６のように数枚の
レンズを組み合わせたレンズ１１２を用いなければなら
ない。このため、最適な構成を得るのが難しく、照明装
置が高価になっていた。そこでこの発明は上記課題を解
消し、照射する光の形状に歪みがなく、単純な構成で小
型であり低価格で効率のよい照明装置を提供することを
目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的は、この発明に
あっては、光を照射する光源と、光源より照射された光
を集光する集光手段と、集光手段により集光された光を
細長い形状に整形する光束整形手段と、光束整形手段に
より整形された細長い形の光を投射対象物に投射する投
光手段と、を備えることを特徴とする照明装置により達
成される。

【０００９】この発明では、小型で軽量な照明装置であ
りながら、集光手段で集光された光を光束整形手段にて
所定の形状に整形して投光手段で拡大するため、光の形
状に歪みがなく均一な細長い形の光による照明をするこ
とができる。また、この発明では、好ましくは光束整形
手段の光源側の表面が鏡面であるので、光束整形手段で
通過せずにカットされた光を集光手段側に戻して再利用
することにより、光を効率よく利用することができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、この発明の好適な実施の形
態を添付図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下に
述べる実施の形態は、この発明の好適な具体例であるか
ら、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、こ
の発明の範囲は、以下の説明において特にこの発明を限
定する旨の記載がない限り、これらの形態に限られるも
のではない。

【００１１】図１は、この発明の照明装置の第１の実施
の形態を含む画像読取装置を示す斜視図である。図２
は、図１の照明装置において反射鏡を省略して簡略化し
た拡大図である。図３は、図２の照明装置の斜視図であ
る。図１の画像読取装置５０は、照明装置１、撮像部３
０等から構成されている。被写体となる読み取り用の原
稿４４の上部の、ＣＣＤラインセンサ６、照明装置１、
撮像レンズ５、回転反射鏡２３等からなる撮像部３０に
おいて、撮像レンズ５の結像面をＣＣＤラインセンサ６
が副走査方向Ｙ１に移動して原稿４４の読み取り開始位
置４４ａから読み取り終了位置４４ｂまでの画像を順次
取り込んで行くものである。この時、照明装置１で生成
されたスリット光１３はＣＣＤラインセンサ６の移動に
連動して回動する回転反射鏡２３によって、ＣＣＤライ
ンセンサ６が現に読み取っている原稿４４の読み取り位
置４０を照明するようになっている。この照明装置１
は、図１のように光源部１４、スリット板１１（光束整
形手段）、反射鏡１５（反射手段）、シリンドリカルレ
ンズ１２（投光手段）等から構成されている。

【００１２】光源部１４は、図２に示すように光源９及
び曲面反射鏡１０（集光手段）等から構成されている。
光源９は、照明対象物４４（原稿）を照射するための光
源であり、例えばハロゲンランプなどである。曲面反射
鏡１０は、光源９が照射した光を集光するための、例え
ば凹面鏡（楕円曲面鏡）であり、光源９に関してスリッ
ト板１１の反対側に配置されている。曲面反射鏡１０
は、光源９と一体化されていてもよい。

【００１３】スリット板１１は、図３に示すように板状
の部材にスリット状（細長い形状）の穴１１ａが形成さ
れている。光源９から照射された光、または光源９から
照射された光のうち、曲面反射鏡１０によって反射され
た光は、スリット板１１に例えば円形状に照射されるこ
とにより、スリット板１１の穴１１ａの形状に合わせ
て、細長い形に整形される。穴１１ａの長手方向の幅
は、好ましくは曲面反射鏡１０の直径分以上であるほう
が良い。

【００１４】スリット板１１の光源９側の面には、図２
に示すように反射鏡４１が設けられている。反射鏡４１
は、スリット板１１に照射された光のうち、スリット板
１１の穴１１ａを貫通しなかった光を、再び曲面反射鏡
１０側に戻して再利用する。これにより、光源９より照
射された光を有効に利用し、強力なスリット光１３を生
成する。

【００１５】反射鏡１５は、図１に示すようにスリット
板１１を通過した光路を変更するものであり、スリット
板１１の穴１１ａを通過して整形された光をシリンドリ
カルレンズ１２へ反射する。反射鏡１５は、図２のよう
に必ずしも必要とするわけではないが、スキャナ装置全
体をより小型化するためには使用するのが好ましい。反
射鏡１５は、図４においては平面型の反射鏡である。こ
れに対して、反射鏡１５は、図１と図５においては曲面
型の反射鏡である。いずれの形状の反射鏡１５を採用す
ることができる。反射鏡１５は、図５のように短焦点の
反射鏡（凹面鏡）とすることで、照明対象物４４におい
て図４の照射範囲Ｗ１に比べて図５の狭い照射範囲Ｗ２
に集光することが可能であることより照度を強力にし、
照明効率を高めることができる。

【００１６】シリンドリカルレンズ１２は、図１のよう
に例えば反射鏡１５と回転反射鏡２３との間に配置され
ているシリンドリカルレンズである。シリンドリカルレ
ンズ１２は、反射鏡１５の前に存在していてもよい。シ
リンドリカルレンズ１２は、円柱レンズとも呼ばれるも
ので少なくとも１つの面が、円柱の一部のような形状を
したレンズである。

【００１７】この発明では、断面形状が真円ではないシ
リンドリカルレンズ１２を使用することにより、通常の
レンズを組み合わせて使用するよりも単純な構造で歪み
を低減し、色収差を小さくすることができる。また、シ
リンドリカルレンズ１２は、プラスチックのような軽量
の材質とすることで、照明装置１の軽量化を図ることが
できる。照明対象物４４上に投射されるスリット光１３
の長さＬを任意の長さにするために、図６に示すシリン
ドリカルレンズ１２のように少なくとも１枚のレンズを
組み合わせてもよい。

【００１８】ところでこの発明は上述した実施形態に限
定されるものではない。投光手段１２には、シリンドリ
カルレンズを用いており、集光手段１０には曲面反射鏡
を用いているが、それぞれ通常のレンズを用いても構わ
ない。

【００１９】次に、この発明の照明装置の別の実施形態
を説明するが、この場合には図面を簡略化するため図１
の反射鏡１５を省略している。図７は、この発明の照明
装置の第２の実施の形態を示す斜視図である。図７の照
明装置では、投光手段としてレンズ等を用いずに、曲面
状の反射鏡（例えば凹面鏡）である投光反射鏡３９を使
用している。この構造を採用することにより、レンズを
採用する場合と比較して、安価に照明装置１を製造する
ことができる。

【００２０】図８は、この発明の照明装置の第３の実施
の形態を示す斜視図である。図８の照明装置１では、曲
面反射鏡１０（集光手段）を所定の形状（例えば直交方
向で焦点距離の異なる楕円曲面）とすることにより、光
源部１４からスリット板１１に照射される光をスリット
板１１の穴１１ａの長手方向に長くしている。このよう
に、曲面反射鏡１０を専用設計することにより、スリッ
ト板１１を通過する光を増やし、効率を上げることがで
きる。

【００２１】図９は、この発明の照明装置の第４の実施
の形態を示す斜視図である。図９の照明装置では、光源
部１４とスリット板１１との間に少なくとも１枚のシリ
ンドリカルレンズ１２ａを配置している。このシリンド
リカルレンズ１２ａにより、曲面反射鏡１０で集光され
た光をスリット板１１の穴１１ａの長手方向に長い形状
としている。これにより、第３の実施の形態と同様に光
源部１４の光をより効率よくスリット板１１に照射する
ことができる。

【００２２】図１０は、この発明の照明装置の第５の実
施の形態を示す斜視図である。図１０の照明装置では、
光源部１４とスリット板１１との間に例えば２枚のシリ
ンドリカルレンズ１２ａを配置している。２枚のシリン
ドリカルレンズ１２ａは、例えばそれぞれの曲面が直交
するように、例えば接着剤で張り合わされている。２枚
のシリンドリカルレンズ１２ａは、第３の実施の形態と
同様に集光された光を穴１１ａの長手方向に長くしてい
る。これにより、曲面反射鏡１０を専用設計しなくと
も、第４の実施形態と同様に光源部１４の光をより効率
よく利用することが可能である。

【００２３】この発明の照明装置の好ましい実施形態を
利用する一例としては、以下のようなものがある。図１
１は、この発明の照明装置の第１の実施の形態を使用し
ている様子を示す。図１１の画像読取装置５１は、例え
ば原稿送り型の照明装置を備える画像読取装置である。
画像読取装置５１は、照明装置１及び読取機構３０ａか
ら構成されている。照明装置１は、前述した通りなので
ここでは省略する。画像読取装置５１は、第２の反射鏡
４９、第１の反射鏡４８、送りローラ２、撮像レンズ
５、ＣＣＤラインセンサ６等から構成されている。

【００２４】第２の反射鏡４９は、照明装置１からのス
リット光１３を反射して、照明対象物４４に対して照射
するための反射鏡である。照明対象物４４は、送りロー
ラ２により送り方向Ｒに、スリット光１３を照射されな
がら送られる。第１の反射鏡４８は、スリット光１３を
照射されている照明対象物４４の画像を撮像レンズ５方
向へ反射する。反射された画像は、撮像レンズ５を経由
してＣＣＤラインセンサ６にて検出される。照明装置１
を使用することにより、照明対象物４４である原稿の周
辺部においても、照明装置１のために大きく横幅を取る
ことなく、十分な光量を得ることができる。

【００２５】図１１は、さらにこの発明の照明装置の第
１の実施の形態を使用している様子を示す。これまでの
説明では、照明対象物４４として原稿などを取り上げた
場合に照明を必要としている場合について述べてきた。
照明対象物４４は、図１１のように３次元形状の物体で
あっても良い。この使用方法としては、回転可能である
回転台４３に配置されている照明対象物４４を回転させ
ながらスリット光１３等を照射することにより、照明対
象物４４の形状を測定したり、イメージセンサで取り込
むことが可能である。

【００２６】図１２は、この発明の照明装置の第１の実
施の形態を使用して、例えば着順判定撮影スリットカメ
ラにて着順を判定している様子である。この他、照明装
置１としては、例えば広範囲（広角度）撮影できる撮影
カメラ（例えば３６０度撮影スリットカメラ）などの照
明装置としても用いることができる。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、照射する光の形状に歪みや色収差がなく、小型であ
り低価格で効率のよい照明装置を実現することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の照明装置の第１の実施の形態を含む
画像読取装置を示す斜視図。

【図２】図１の照明装置の概略平面図。

【図３】図２の照明装置の斜視図。

【図４】図１の照明装置によりスリット光を照射したと
きの様子を示す平面図。

【図５】図１の照明装置によりスリット光を照射したと
きの様子を示す平面図。

【図６】この発明の照明装置の第１の実施の形態におけ
る変形例を示す斜視図。

【図７】この発明の照明装置の第２の実施の形態を示す
斜視図。

【図８】この発明の照明装置の第３の実施の形態を示す
斜視図。

【図９】この発明の照明装置の第４の実施の形態を示す
斜視図。

【図１０】この発明の照明装置の第５の実施の形態を示
す斜視図。

【図１１】この発明の照明装置の第１の実施の形態を原
稿送り型の画像読込装置に使用している様子を示す斜視
図。

【図１２】この発明の照明装置の第１の実施の形態を用
いて、３次元形状物に対して光を照射して形状を測定し
ている様子を示す斜視図。

【図１３】この発明の照明装置の第１の実施の形態を用
いて、着順を検知するために光を照射している様子を示
す斜視図。

【図１４】従来の原稿送り型の照明装置を含む画像読取
装置を示す斜視図。

【図１５】従来のオーバーヘッド型の照明装置を含む画
像読取装置を示す斜視図。

【図１６】図１９の照明装置の詳細を示す断面図

【符号の説明】

１・・・照明装置、９・・・光源、１０・・・集光手
段、１１・・・光束整形手段（スリット板）、１２・・
・集光手段、１５・・・反射手段（反射鏡）、２３・・
・回転反射鏡、３９・・・集光反射鏡、４１・・・反射
鏡、４４・・・照明対象物（原稿）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＨ０４Ｎ 1/04 １０１Ｈ０４Ｎ 1/04 １０１

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光を照射する光源と、光源より照射された光を集光する集光手段と、集光手段により集光された光を細長い形状に整形する光
束整形手段と、光束整形手段により整形された細長い形の光を投射対象
物に投射する投光手段と、を備えることを特徴とする照
明装置。
【請求項２】光束整形手段と投光手段との間に、光束
整形手段により細長い形に整形された光を投光手段側に
向きを変える反射手段を有する請求項１に記載の照明装
置。
【請求項３】反射手段は、曲面状の反射鏡である請求
項２に記載の照明装置。
【請求項４】集光手段は、曲面状の反射鏡である請求
項１に記載の照明装置。
【請求項５】集光手段は、レンズである請求項１に記
載の照明装置。
【請求項６】光束整形手段は、スリット板である請求
項１に記載の照明装置。
【請求項７】光束整形手段の光源側の表面が鏡面状に
なっている請求項１に記載の照明装置。
【請求項８】投光手段は、シリンドリカルレンズであ
る請求項１に記載の照明装置。