JPS5851704B2 - 読み取りヘツド - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、例えばファクシミリ伝送装置において送信原
稿を光学的に走査して読み取り、その読み取り信号を得
るための手操作用の小形軽量でしかも画質の優れた伝送
画像が得られる読み取りヘッドに関するものである。

従来ファクシミリ用の読み取りヘッドとしては、多数の
光学繊維の一端を直線状に配列し、他端を円形に配列し
た直線−円変換器の円形側にてクランク状走査子を回転
させ、その回転中心に配置した光電変換素子により読み
取り走査を行なう読み取すヘッドや、フライングスポッ
トスキャナーを用いた読み取り装置等がある。

しかし、これら従来の走査機構は大型になると共に機械
的な回転または移動部分を有し、機構が複雑で高価であ
るほか、各素子の位置調整が容易でない等の欠点を有し
ている。

また、これらの装置は非常に大型で、そのため走査装置
が組み込まれたファクシミリ送信機は大型となり、据え
付は型のものである。

したがってこのような送信機では原稿中の一部分だけを
伝送することは不可能である。

本発明の目的は、簡単な構成かつ非常に小型で特にファ
クシミリ装置において、原稿中の一部分だけを伝送する
際に手持ち操作１こより、良好な画質で読み取り可能な
、しかも取り扱い容易な読み取りヘッドを提供せんとす
るものである。

本発明の読み取りヘッドは、光源からの光束を膜内に導
く光入射部と、入射光束を膜面に平行な方向に偏向する
超音波振動子と、この偏向された光束を、走査すべき原
稿と対面する開口部に収束する第１の薄膜レンズと、こ
の第１薄膜レンズと前記開口部との間に形成されたハー
フミラ−と、前記開口部から出射して原稿で反射され、
再び開口部を経て膜内に入射して前記ハーフミラ−で反
射される光束を集光する第２の薄膜レンズと、この第２
薄膜レンズで集光された光を膜外へ射出する光出射部と
を一体に設けた薄膜光導波路と、前記光出射部から膜外
に射出された光束を受光する光電変換素子と、前記光出
射部から膜外に射出された光束を受光するための光電変
換素子と、前記薄膜光導波路と前記光電換素子を一体に
して収容し、その薄膜光導波路の開口部を原稿に対向さ
せて前記偏向方向に対しほぼ直交する方向に手操作によ
り移動させたとき原稿に接して回転する回転体を備え、
その回転体の回転速度に対応して周波数が変化するよう
に構成した同期信号発生器を内蔵させるとともに、前記
手操作による移動力向ｌこついて外側寸法が可及的ｌこ
小さい扁平状ｌこ形成して手持操作可能な大きさに構成
した外匣とから成り、読み取るべき原稿に対し、前記手
操作による移動により副走査するとともに、これにより
発生する前記同期信号発生器からの同期信号によって前
記超音波振動子の駆動を同期させ、前記薄膜光導波路内
を開口部に向って伝播する光束をブラッグ回折して偏向
することにより主走査するように構成したことを特徴と
するものである。

本発明読み取りヘッドは読み取るべき原稿を反射または
透過した光を受光し、光電変換素子へ案内する薄膜光導
波路を、手に持って操作できる程度の大きさの外匣内に
配置し、この外匣の下端には、外匣を薄膜光導波路の厚
さ方向ｌこ移動させて副走査を行なう回転体を設け、こ
の回転体には同期信号発生用エンコーダを結合したこと
を特徴とするものである。

次に図面を参照して本発明をさらに詳細に説明する。

第１図は本発明読み取りヘッドの一例の構成を正面から
見て線図的（こ示す断面図、第２図は同じくその側面の
断面図である。

本発明読み取りヘッドでは外匣１を手にもって操作でき
る程度の大きさの箱型に形成する。

その外匣１内には、薄膜光導波路たとえば詳細を後記す
るように構成した薄膜走査器２、発光ダイオード（ＬＥ
Ｄ）等を用いた光源３、光電変換素子４およびその他前
記薄膜走査器２を駆動するために必要な電子回路や装置
を設ける。

そしてその外匣の寸法は、薄膜走査器２の厚み方向につ
いて、可及的に扁平化した形状に形成する。

薄膜走査器２は第３図及び第４図ｔと示すようｌこ光透
過性の３層の薄膜５，６．７を具え、中間薄膜６の屈折
率を周外側薄膜５及び７の屈折率よりわずかに大きくし
たものである。

たとえば、中間薄膜６に厚さ５０〜１００μｍ１屈折率
ｎ１のガラス薄膜を用い、その両側面を覆う外側薄膜５
，７として、ガラス薄膜６よりもわずかに小さい屈折率
ｎ２を有する適当な膜厚のシリコン薄膜またはガラス薄
膜を用いて、薄膜走査器を形成する。

したがって光ファイバーと同様に光は中間の薄膜６中を
両側の薄膜と接する境界面で多重反射しながら伝播する
ものである。

格子８は外部の光を薄膜６内へ取り入れるためｔこ設け
た光入射部であり、これＩこ対向して設けた光源３（第
２図）より出射した光を格子８より薄膜６内へ入射させ
る。

超音波励振子９は蒸着或は貼り付は等の手段により薄膜
５上へ設け、これに信号を供給することによって発生す
る超音波の音束域１０は超音波励振子９へ印加する信号
の周波数変化によりその格子定数が変化し、格子８から
入射した光束はこの音束域１０でブラッグ回折を受け、
音束域１０の格子定数の変化に従い回折角も変化する。

すなわち、超音波励振子へ供給する信号の周波数を変え
ることにより、光束の偏向角を変えることができ、その
周波数の変化を後記する同期信号発生器からの同期信号
に同期して所定の一定時間で変化させることｌこよって
、格子８から入射させた光をその同期信号に同期して超
音波振動子９に加わる信号周波数の変化に対応した振幅
で、第３図示のようをこ紙面、すなわち薄膜６の厚さ方
向に直交する方向に一定速度（こより偏向させることが
できる。

本発明においてはこの偏向による走査を主走査としてい
る。

また、１１は薄膜レンズである。

このレンズ１１は、中間薄膜６の厚さを一部増大させる
ことにより薄膜６にレンズと同等の作用をもたせたもの
で、膜厚が厚くなるほど実質的屈折率が増大する。

この実施例においては、第３図１１で示したレンズ形状
の範囲の膜厚を、他の部分よりも厚く形成することによ
って得ている。

また、中間薄膜６の１１で示したレンズ形状の範囲にイ
オンを打ち込むことによって、屈折率分布を変化させ、
レンズ作用をもたせるようにしてもよく、これらのよう
な薄膜レンズは、何れも既知のものである。

たとえば特開昭５０５７２５５号公報等により開示され
ている種類の薄膜レンズ等を用いてもよいことは勿論で
ある。

このレンズ１１は音束域１０を経てさらに薄膜内を伝播
する光束を、例えば等何層折率が異る二種の層を交互に
形成して構成したハーフミラ−１２を介して薄膜６の開
口部１３に対向する原稿１４へ集束させ、かつ光束を開
口部１３全域に及ぶよう偏向角を変換するものである。

薄膜６の開口部を原稿に当接させれば、超音波励振子９
へ供給する信号に従い、光束を開口部１３の全幅に亘っ
て規則的に偏向移動させることにより原稿を主走査する
ことができる。

このように薄膜６の開口部１３から出射し原稿１４を照
射した光の一部が原稿１４で反射され開口部１３から再
び薄膜６内へ入射する。

この反射光はハーフミラ−１２により反射され、レンズ
１５を経て格子１６から薄膜外部へ出射する。

レンズ１５はレンズ１１と同様に形成され光束を集光す
るものであり、格子１６は格子８と同様に形成され、薄
膜６内の光を外部に射出させるためのものである。

格子１６に対向する位置には光電変換素子４を設け、原
稿１４で反射された光をレンズ１５によりこの光電変換
面をこ結像させる。

光電変換素子４の出力信号はそのまま或は増幅してファ
クシミリ送信機の本体へ送出すればよい。

また超音波励振子９を駆動する回路等の電子回路は薄膜
上に組込んでおくこともできる。

このような薄膜走査器２は外匣１に第１図及び第２図に
示すように取り付は薄膜６の開口部１３に合わせて外匣
１に開口を設け、第２図に示す様に開口部１３が原稿１
４に当接するようにする。

副走査用回転体１７を薄膜走査器２の主走査方向に対し
平行に回転軸を有し、原稿１４に接して回転できるよう
に外匣１の下端に設置する。

従って外匣１を手動にて主走査方向と垂直な方向に移動
させれば、原稿１４と接する副走査用回転体１７は外匣
１の移動と共に回転する。

この回転体１Ｔの回転量は副走査と対応するものである
から、これに同期信号発生器としてエンコーダ１８を取
り付け、たとえば前記回転体１７の回転速度に応じた周
波数のパルスが発生するように構成したエンコーダ１８
を、その回転体１Ｔに適当な方法に結合させ、このエン
コーダ１８より同期信号を発生させる。

たとえば、回転体１７と連動回転する光チョッパーによ
りその回転体１７の回転速度に対応した周期の光を得て
、これを光電変換して同期信号を形成し、この同期信号
に同期して前記薄膜光導波路２に形成した超音波振動子
を駆動すればよい。

その駆動力法は周知であるが、たとえば、超音波周波数
に相当する可変周波数発振器を前記エンコーダ１８内に
含め、その発振出力によって前記超音波振動子を励振す
るようにし、前記同期信号に同期した制御信号により、
前記可変周波数発振器の偏移周波数出力信号の偏移時間
を一定にしたまま、その繰り返しのタイミングを制御す
ること１こよって、前記手動による副走査の走査速度に
関連して、主走査の走査速度を一定にしたまま主走査の
同期を制御することができるので、誤りなく原稿上の情
報を読み取ることができる。

この同期信号及び前述の光電変換素子の出力信号は合成
されてファクシミリ送信機へ送出され、さらに送信機で
適当に処理されるものである。

本発明の読み取りヘッドは、手持ちで操作し得る程度の
小形の匣体内に薄膜光導波路により構成した薄膜光走査
器、光電素子、同期信号発生器等を配置し、その薄膜光
走査器により主走査を行ない、手動により前記匣体が原
稿に接して容易に移動させることができるように、その
匣体に設けた回転体の回転速度に関連して、前記薄膜走
査器による主走査周波数が変化することとなる。

すなわち、その主走査はスピードが速いため、その偏向
周波数は、手動によって動作する副走査に十分追随し得
るので、手動による副走査速度が、不均一であっても、
主走査はこれに同期し、副走査用の回転体の回転速度に
関係なく本発明の読み取りヘッドを副走査３向について
、画面の一定間隔毎に主走査が行なわれることとなる。

なお、上述した例では、光源３を匣体内ｆこ内蔵した例
を示したが、たとえばファクシミリ送信機本体に光源３
を設け、光学ファイバ等を用いてその光源からの光束を
本発明の読み取り装置に導き薄膜光導波路の光入射部に
結合させるようにしてもよい。

また、その光源３としては、コヒーレント光のものに限
定されるものではない。

原稿面を走査するスポットを小さくするためには、単色
光の力が望ましいが、上述の例ではＬＥＤを用いたよう
に、ＬＥＤ程度の光でも実用上は伺ら問題はない。

さらにまた、上述の例では三層構造の薄膜光導波路を用
いたが、これに限らず本発明を光束の伝播が可能な二層
構造の薄膜光導波路で構成することもできる。

本発明読み取りヘッドによれば、薄膜中ｆこ光学回路を
構成したため、送信機全体を小型にでき、ヘッド部を手
動操作できる。

またそのために原稿面全体でなく、原稿の必要とされる
部分だけを送出することかでき、さらに文字、写真、図
案等その他配列の組変え、編集が可能となる。

また、薄膜中に光学回路を構成したことにより、振動ほ
か外部の影響を受けにくく、耐久性も期待できる。

さらに、主走査のための光走査器は、薄膜状であるので
、副走査方向の匣体幅は偏平状の形状となり、その幅も
十分小さくすることが可能であるから、従来のこの種の
読み取り装置におけるが如き走査面を監視するための観
測窓等は不要となるばかりではなく、走査光のスポット
も薄膜光導波路の膜厚と、その薄膜光導波路に形成した
薄膜収束レンズの相互の作用によって十分小さくするこ
とができるので、画質およびＳ／Ｎの優れた画像信号を
得ることができる等の効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明読み取りヘッドの一例の構成を模式的に
示す正断面図、第２図は同じくその横断面図、第３図は
同じくその薄膜走査器の構成を模式的に示す線図、第４
図は同じくその断面図である。 １・・・・・・外匣、２・・・・・・薄膜走査器、４・
・・・・・光電変換素子、５，６，７・・・・・・薄膜
、１１・・・・・・薄膜レンズ、１４・・・・・・原稿
、１７・・・・・・副走査用回転体、１８・・・・・・
同期信号発生用エンコーダ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 光源からの光束を膜内に導く光入射部と、入射光束
   を膜面に平行な力向に偏向する超音波振動子と、この偏
   向された光束を、走査すべき原稿と対面する開口部に収
   束する第１の薄膜レンズと、この第１薄膜レンズと前記
   開口部との間に形成されたハーフミラ−と、前記開口部
   から出射して原稿で反射され、再び開口部を経て膜内（
   こ入射して前記ハーフミラ−で反射される光束を集光す
   る第２の薄膜レンズと、この第２薄膜レンズで集光され
   た光を膜外へ射出する光出射部とを一体に設けた薄膜光
   導波路と、 前記光出射部から膜外に射出された光束を受光する光電
   変換素子、 前記薄膜光導波路と前記光電変換素子を一体にして収容
   し、その薄膜光導波路の開口部を原稿に対向させて前記
   偏向力向に対しほぼ直交する力向に手操作により移動さ
   せたとき原稿に接して回転する回転体を備え、その回転
   体の回転速度に対応して周波数が変化するように構成し
   た同期信号発生器を内蔵させるとともに、前記手操作に
   よる移動力向について外側寸法が可及的ｆこ小さい扁平
   状に形成して手持操作可能な大きさに構成した外匣とか
   ら成り、 読み取るべき原稿に対し、前記手操作による移動により
   副走査するとともに、これにより発生する前記同期信号
   発生器からの同期信号によって前記超音波振動子の駆動
   を同期させ、前記薄膜光導波路内を開口部に向って伝播
   する光束をブラッグ回折して偏向することにより主走査
   するように構成したことを特徴とする読み取りヘッド。