JPH118742A - ミラーアレイ読取装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ファクシミリ、スキャナー等に使用される読
取装置に関して、小型ミラーアレイを対向して配置する
ことにより、小型で、焦点深度の大きい、色収差のな
い、ライン読取装置を提供する。 【解決手段】 ＬＥＤ等の光源１１で照明された原稿１
０の読取ライン１０ａは第１ミラーアレイ１３で倒立像
に結像され、さらに、その像が第２ミラーアレイ１４で
倒立像で結像される。第１ミラーアレイ１３および第２
ミラーアレイ１４の光軸を、原稿読取面に対する直角軸
およびホトセンサアレイ１５の受光面に対する直角軸に
対しそれぞれ傾けることにより反射光を下方向にずらし
て光路を確保している。ホトセンサーアレイ１５上に正
立等倍像が結ばれ、ホトセンサーアレイ１５で光学像が
電気信号に変換される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はファクシミリ、スキ
ャナー等のライン読取装置に使用されるミラーアレイ読
取装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のライン読取装置において、正立等
倍像を得るタイプとして分布屈折率レンズアレイを用い
たイメージセンサと呼ばれるものが存在する。図４は、
この従来のイメージセンサの一例を説明するための断面
図である。この例は、コンタクトガラス４２，ＬＥＤア
レイ４１，分布屈折率レンズアレイ４３およびホトセン
サアレイ４４とから構成されている。コンタクトガラス
４２に密着した原稿４０は、矢印４５方向に搬送され、
ＬＥＤアレイ４１で照明される。原稿４０からの反射光
は分布屈折率レンズアレイ４３によってホトセンサアレ
イ４４の位置に結像され、正立等倍像が形成される。ホ
トセンサアレイ基板４４はこの光学像を電気信号に変換
する。原稿４０の搬送速度に対応して所定のタイミング
で光学像をホトセンサアレイ４４で電気信号に変換する
ことにより、原稿４０の画像を１ラインずつ読み込むこ
とができる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記イメージセンサに
おける分布屈折率レンズアレイ４３は、ライン方向（図
面の前後方向）に対し各レンズが連続して形成されてお
り、隣設するレンズからの像が重ねて結像するので、被
写体深度が小さいという欠点があった。また、分布屈折
率レンズアレイは凸レンズが２個あると考えられるの
で、色収差が発生する。このため、コンタクトガラスに
密着しない原稿はぼけて読み取ることができず、色原稿
も色収差のため読取ることができない。本発明の課題
は、コンタクトガラスに原稿が完全に密着していなくて
も明瞭に読取りができ、色原稿も良好に読取ことができ
るミラーアレイ読取装置を提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に本発明によるミラーアレイ読取装置は、原稿を読み取
るための原稿読取部と、前記原稿を照明するための光源
と、前記原稿読取部と対面して設けられ、前記原稿読取
部の読取面に対する直角軸に対し、当該第１ミラーアレ
イのミラーの光軸が所定の傾きを持つように配置された
複数のミラーを並設してなる第１ミラーアレイと、前記
第１ミラーアレイと対面して設けられ、前記第１ミラー
アレイの光軸に対し、当該第２ミラーアレイのミラーの
光軸が所定の傾きを持つように配置された複数のミラー
を並設してなる第２ミラーアレイと、前記第２ミラーア
レイと対面して設けられ、前記第２ミラーアレイからの
反射光を受光するホトセンサアレイとからなり、前記原
稿のライン読取を可能に構成されている。上記構成にお
いて、前記原稿読取部の読取面に対する直角軸と、前記
ホトセンサアレイの受光面に対する直角軸が平行になる
ように、前記第１および第２ミラーアレイの光軸の傾き
を決定するように構成されている。さらに上記構成にお
いて、前記１および第２ミラーアレイの各隣設ミラーか
らの結像を遮蔽するための遮蔽板を設けて構成されてい
る。

【０００５】

【作用】上記構成によれば、結像系に第１と第２のミラ
ーアレイを対向して配置することにより、従来に比較し
原稿とホトセンサ間隔の光路長を長くすることができ、
さらに遮蔽板を設置することにより像の重なり結像を防
ぐことができるので被写体深度が大きくなり、原稿が読
取部に密着しない状態でも明瞭に読み取ることができ
る。また、屈折系光学系ではなく、ミラーによる反射結
像であるので色収差が発生することはない。

【０００６】

【発明の実施の形態】つぎに本発明によるミラーアレイ
読取装置の実施の形態を説明する。原稿がコンタクトガ
ラス面に置かれ、ＬＥＤ等の光源で照明される。原稿か
らの反射光は、複数の凹ミラーを並設してなる第１ミラ
ーアレイで反射結像させられ倒立像が形成される。この
とき、像の重なり結像があると原稿がコンタクトガラス
から離れた場合に２重結像によるブレが生じて最終像の
解像度が悪化する。本発明ではこの現象の対策として、
原稿と第１ミラーアレイ間に各ミラーに対応した遮蔽板
を入れ、隣接のミラーからの結像を防止している。ま
た、原稿と第１ミラーアレイの間に絞りを置き、球面収
差を低減している。第１ミラーアレイはその光軸を原稿
読取面に対する直角軸に対して１°〜１０°傾けて配置
する。これにより、原稿からの反射光を下部方向に反射
し、結像のための光路を確保するとともに、原稿からホ
トセンサアレイへの直接光を防ぐ構造としている。

【０００７】第１ミラーアレイによる結像を被写体とし
て複数の凹ミラーを並設してなる第２ミラーアレイで反
射結像させホトセンサアレイ位置に倒立像を形成するこ
とにより、結果的に正立等倍像を得ることができる。第
２ミラーアレイの光軸を第１ミラーアレイと逆方向に同
じ角度だけ傾けると、原稿読取面に対する直角軸とホト
センサアレイ受光面に対する直角軸が平行になり、構造
が簡単になる。また、第２ミラーアレイの光軸を第１ミ
ラーアレイと同方向に同じ角度だけ傾けると、原稿読取
面に対する直角軸とホトセンサアレイ受光面に対する直
角軸が交差して構造が複雑になるが、２つの直角軸を平
行にした場合に比較し収差は少なくなるという利点があ
る。ミラーアレイの傾け量は必ずしも同じ角度である必
要はなく、結像点の位置に応じてホトセンサアレイの位
置を変えればよい。さらに、原理的に反射光学系による
結像であるので、色収差が発生することはない。これは
色原稿を読取るカラースキャナー等に最適である。

【０００８】

【実施例】以下、本発明を添付図面に基づき詳細に説明
する。図１は本発明によるミラーアレイ読取装置の原理
を説明するための図で、原稿読取面に対する直角軸とホ
トセンサアレイ受光面に対する直角軸が平行になる場合
を示している。ＬＥＤ等の光源に照明された原稿５から
の反射光は、コンタクトガラス１を通り第１ミラーアレ
イ２に入射する。コンタクトガラス１と第１ミラーアレ
イ２の間には必要に応じて（収差低減のために）絞りを
配置してある。原稿読取面に対する直角軸５ａに対し第
１ミラーアレイ２の光軸２ａを傾けることにより、第１
ミラーアレイによる反射像が原稿方向とは異なる方向に
結像するようにしている。

【０００９】第１ミラーアレイ２からの反射光は倒立結
像となり、その像を被写体として第２ミラーアレイ３に
入射する。第２ミラーアレイ３の光軸３ａに対して第１
ミラーアレイ２の光軸２ａを逆方向に同じ角度傾ける
と、原稿５の読取面に対する直角軸５ａと、ホトセンサ
アレイ４の受光面に対する直角軸４ａが平行になる。た
だし、この傾け量は必ずしも同じ角度である必要はな
く、結像する位置に応じてホトセンサアレイ４の位置を
変えればよい。この場合には原稿５の読取面に対する直
角軸５ａと、ホトセンサアレイ４の受光面に対する直角
軸４ａとは平行にはならない。第２ミラーアレイ３から
の反射光はホトセンサアレイ４に倒立結像する。これに
より、ホトセンサアレイ４には原稿５の正立等倍像が結
ばれる。

【００１０】図２は、本発明によるミラーアレイ読取装
置の実施例を示す斜視図である。原稿１０はＬＥＤ等の
光源１１により照明される。原稿１０からの反射光は収
差を低減するための絞り１７を通って第１ミラーアレイ
１３に入射する。遮蔽板１６はコンタクトガラス１２と
第１ミラーアレイ１３の間の各ミラーの境界に設けら
れ、原稿１０からの反射光が相互に隣接するミラーへ入
射することを防止している。第１ミラーアレイ１３から
の反射光は第２ミラーアレイ１４に入射し、第２ミラー
アレイ１４からの反射光はホトセンサアレイ１５上に結
像する。この実施例のミラーアレイは、各ミラーに半円
形状のものを用いているが、この形に限定されるもので
はない。例えば、外郭が角形のものや円形状のものであ
っても良い。

【００１１】コンタクトガラス１２の上の原稿の読取ラ
インについて、例えば読取幅Ａに対し第１ミラーアレイ
１３の端部のミラー１３Ａがその反射光を受けるとする
と、第２のミラーアレイ１４の端部のミラー１４Ａがミ
ラー１３Ａからの反射光を受け、読取幅Ａと同じ幅でホ
トセンサアレイ１５上に入射して正立等倍像が結ばれ
る。したがって全体の読取幅（ライン長）に対応した数
だけ第１および第２ミラーアレイ１３，１４にミラーを
用いれば、希望するライン長の読取装置を実現できる。
なお、図２では読取幅Ａの中心と周辺の主光線のみ図示
している。

【００１２】ところで、読取幅Ａは小さすぎると第１お
よび第２ミラーアレイのミラーの数が多くなり構造が複
雑になるため製造に適さない。一方、読取幅Ａを大きく
すれば、ミラーの数が減少するため製造に適さないとい
う問題は生じないが、読取幅Ａが大きすぎると、ミラー
を傾けて配置しなければならず、これに原因し読取幅Ａ
が湾曲結像するという問題が起こる。そこで、本件発明
者は湾曲結像が起こらない読取幅について実験を繰り返
したところ、３〜１０ｍｍ程度の読取幅が適当であるこ
とを突き止めた。

【００１３】図３は、本発明によるミラーアレイ読取装
置の原理を説明するための図で、原稿読取面に対する直
角軸とホトセンサアレイ受光面に対する直角軸が交差す
る場合を示している。ＬＥＤ等の光源に照明された原稿
３０からの反射光は、コンタクトガラス３１を通り第１
ミラーアレイ３２に入射する。コンタクトガラス３１と
第１ミラーアレイ３２の間には収差低減のため絞りが配
置される。原稿読取面に対する直角軸３０ａに対し第１
ミラーアレイ３２の光軸３２ａを傾けることにより、第
１ミラーアレイによる反射像が原稿方向とは異なる方向
に結像するようにしてある。第１ミラーアレイ３２から
の反射光は倒立結像となり、その像を物体とし第２ミラ
ーアレイ３３に入射する。

【００１４】第２ミラーアレイ３３の光軸３３ａに対し
て第１ミラーアレイ３２の光軸３２ａを同方向に同じ角
度傾けており、これにより原稿３０から第１ミラーアレ
イ３２までの光線と第２ミラーアレイ３３からホトセン
サアレイ３４までの光線とは交差する。なお、第１ミラ
ーアレイ３２と第２ミラーアレイ３３とは同じ角度傾け
る必要はなく、異なる角度傾けた場合には、結像位置に
対応してホトセンサアレイ３４を配置すれば良い。第２
ミラーアレイ３３からの反射光はホトセンサアレイ３４
に倒立結像する。これにより、ホトセンサアレイ３４上
には原稿３０の正立等倍像が結ばれる。この例は構造的
には図１より複雑であるが、第１ミラーアレイ３２で発
生した収差を第２ミラーアレイ３３で打ち消す配置にな
っているので、収差は図１に比較し有利である。

【００１５】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、フ
ァクシミリ、スキャナー等のライン読取装置として小型
で、被写体深度の大きい、色収差のないミラーアレイ読
取装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるミラーアレイ読取装置の原理を説
明するための図で、原稿読取面に対する直角軸とホトセ
ンサアレイ受光面に対する直角軸が平行になる場合を示
している。

【図２】本発明によるミラーアレイ読取装置の実施例を
示す斜視図である。

【図３】本発明によるミラーアレイ読取装置の原理を説
明するための図で、原稿読取面に対する直角軸とホトセ
ンサアレイ受光面に対する直角軸が交差する場合を示し
ている。

【図４】従来のイメージスキャナの一例を説明するため
の断面図である。

【符号の説明】

１，１２，３１，４２…コンタクトガラス ２，１３，３２…第１ミラーアレイ ３，１４，３３…第２ミラーアレイ ４，１５，３４…ホトセンサアレイ ５，１０，３０，４０…原稿 １１…光源 １６…遮蔽板 １７…絞り ４１…ＬＥＤアレイ ４３…分布屈折率レンズアレイ ４４…ホトセンサアレイ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 原稿を読み取るための原稿読取部と、 前記原稿を照明するための光源と、 前記原稿読取部と対面して設けられ、前記原稿読取部の
   読取面に対する直角軸に対し、当該第１ミラーアレイの
   ミラーの光軸が所定の傾きを持つように配置された複数
   のミラーを並設してなる第１ミラーアレイと、 前記第１ミラーアレイと対面して設けられ、前記第１ミ
   ラーアレイの光軸に対し、当該第２ミラーアレイのミラ
   ーの光軸が所定の傾きを持つように配置された複数のミ
   ラーを並設してなる第２ミラーアレイと、 前記第２ミラーアレイと対面して設けられ、前記第２ミ
   ラーアレイからの反射光を受光するホトセンサアレイと
   からなり、 前記原稿のライン読取を可能にしたことを特徴とするミ
   ラーアレイ読取装置。
2. 【請求項２】 前記原稿読取部の読取面に対する直角軸
   と、前記ホトセンサアレイの受光面に対する直角軸が平
   行になるように、前記第１および第２ミラーアレイの光
   軸の傾きを決定することを特徴とする請求項１記載のミ
   ラーアレイ読取装置。
3. 【請求項３】 前記１および第２ミラーアレイの各隣設
   ミラーからの結像を遮蔽するための遮蔽板を設けたこと
   を特徴とする請求項１または２記載のミラーアレイ読取
   装置。