JPS59218414A - 原稿変倍読取装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、レンズ系と撮像素子を用いて原稿画像をｉｉ
Ｊ’変倍率にて読み取る原稿変倍読取装置に関する。

従来例の構成とその問題点 原稿（文イ！１９図面等）の画像を可変倍率にて読み取
る原稿変倍読取装置としては、以下の１）〜ｉ■）のも
のが知られている。

１）レンズと撮像素子の組合せを２組以上備え、所望の
倍率に対応する１組みの組合せを用いて原稿画像を読取
る装置。

ｉｉ）原稿と撮像素子との間に配置したターレット（回
転円盤）上に２個以上のレンズを配列しておき、所望倍
率に対応するレンズが撮像素子の前方に来るようにター
レットを回転させる装置。

！！り　　１組みのレンズと撮像素子を用い、レンズと
原稿面の距離、ならびにレンズと撮像素子の距離を倍率
に応じて同時に変化させる装置。

ｉｖ）、１組みのレンズと撮像素子を用い、レンズと原
稿面の距離およびレンズと撮像素子の距離を固定した状
態で一定倍率にて原稿画像を一旦読み取り、撮像素子の
出力信号の間引き処理によって読取り倍率を変化させる
装置。

しかし上記ｉ）　、　ｉｉ）の装置は、レンズや撮像素
子の増加により、装置のコスト上昇や大形化を招くとい
う問題点がある。また上記１１）と由）の装置は、レン
ズと撮像素子の距離を精巧な機構によって極めて高精度
（一般に誤差を１０μｍ以下に抑えるのが望ましい）に
制御しなければならず、その機構がコスト高となるとい
う問題点があるほか、制御誤差による画質劣化を生じや
すいという問題点がある。上記１■）の装置は、上記ｉ
）〜１１１）の光学的に変倍を行うものに比較して画質
が劣るという問題点がある。

発明の目的 本発明は上記従来の問題点を解消するものであり、小形
化、低コスト化が可能で、かつ良画質の読取り画像を得
られる新しい原稿変倍読取装置を提供することを目的と
する。

発明の構成 本発明は、主レンズ吉撮像素子を一定間隔で対向させて
固定した主ホルダを、主レンズ光軸方向に移動させるこ
とにより主レンズと原稿との距離を２段階に切り替える
とともに、主ホルダとの係合によって主ホルダの移動に
したがい支点を中心に回転する補助ホルダに補助レンズ
を固定し、主ホルダを第１位置に位置付けした時に補助
レンズが主レンズの光軸から十分離れた位置に退去する
角度まで補助ホルダが回転し、原稿画像が主レンズのみ
を介して撮像素子上に結像され、主ホルダを第２位置に
位置付けした時に補助レンズと主レンズの光軸が実質的
に一致する角度まで補助ホルダが回転し、原稿画像が主
レンズと補助レンスノ両方を介して撮像素子上に結像さ
れるように構成することにより、上述の目的を達成せん
とするものである。

実施例の説明 第１図は本発明の原稿変倍読取装置における読取り方式
を説明するだめの模式図である。この図において、１は
撮像素子、２は主レンズ（単一レンズ寸だは複合レンズ
）、３は補助レンズ（単一レンズまたは複合レンズ）で
ある。距離すは常に固定している。４は主レンズの光軸
である。

幅Ｗ１の原稿５の画像を読み取る場合、距離ａを設定す
るとともに補助レンズ３を光軸４から退去させ、原稿６
の画像を主レンズ２ＶＣよってｍ１倍してこの結像画像
は撮像素子１によって電気信号（画像信号）に変換され
る。

幅Ｗ２　（Ｗ２　＞Ｗ’ｌ　）の原稿６の画像を読み取
る場合、距離ａ′を設定するとともに補助レンズ３を図
示のように位置させ、原稿６の画像を補助レンズ３およ
び主レンズ２の組合せによってｍ２倍して撮この結像画
像は撮像素子１によって電気信号に変換される。

ここで、主レンズ２の焦点距離ｆ１は次式を満足するよ
うに決められる。

１　　１　　１ −　十−＝　− ａ　　ｂ　　ｆ。

また補助レンズ３の焦点距離ｆ２は １　　１　　１　　１ を満足するように決められる。

例えば、ＩＢ、　＝　−＝　０．１１２　、　　ｆｌ　
＝　３０ＭＭ　。

ｂ　＝　３３．３６　ｍｍ　、　ａ’＝　３４３．９　
ｍｍ　、　ｆ２＝　−２２３３ｍＭと設計することがで
きる。この場合、主レンズ２のみ用いて倍率ｍ１で８４
版原稿を読み取り、補助レンズ３を伺加し倍率ｍ２でＡ
３版原稿を読み取ることができる。このように、補助レ
ンズ３は一般にレンズ作用が非常に弱いものでよい。

なお、補助レンズとして凸レンズを用いることもできる
ことは当然であり、その場合は、ａ’（ａの関係になる
。

以上に述べた読取り方式は、本質的に優れた点を有する
。これについて、以下に説明する。

撮像素子として用いられる固体イメージセンサ（ｃａｎ
イメージセンサ等）の受光面（結像面）において許容さ
れる良像域（焦点深度域）は、一般に画素ピッチにほぼ
比例する。例えば画素ピンチが１４μｍ１結像レンズの
開口数Ｆが４の場合、良画質を保証できる焦点深度域δ
は±２０〜±３０μｍ程度である吉評価される。もし画
素ピッチが７μｍ１画素数が４０９６程度の固体イメー
ジセンサの場合ならば、許容される焦点深度域δはｉら
に限定され、±１０〜±２ｏμｍの程度となる。したが
って、良画質の読取りを行うだめには、結像レンズと撮
像素子の相対距離の誤差を常に±１０μｍ程度以内に抑
える必要がある。

しかるに上記１１）と山）の従来例のように、倍率切替
え時に結像レンズと撮像素子との相対移動を伴う構成の
場合、上記誤差条件を満足しようとすると、結像レンズ
等の移動機構は部品加工ならびに組立てに著しく高い精
度を要求され、コスト上昇が避けられず、また複雑化を
招きやすい。

これに対し、第１図で説明した読取り方式の場合、主レ
ンズ２と撮像素子１の間隔は固定であり、倍率切替えに
よる変動は皆無である。寸だ、補助レンズ３としてはレ
ンズ作用が弱く平板ガラスに近い凹レンズまたは凸レン
ズを用いることができるので、補助レンズ３と主レンズ
２の間隔誤差と光軸ズレをそれほど厳密に抑える必要は
ない。先に挙げた数値例の場合であれば、主し／ズ２と
補助レンズ３の距離誤差と光軸ズレは±０．３順程度１
光軸の傾きは±１°程度、それぞれ許容できる。

したがって、主レンズ２と補助レンズ３を含む光学ブロ
ックの移動に関与する機構に要求される精で緩やかにな
り、その機構の簡略化やコスト低減を容易に達成し得る
。また、機構部品の摩耗や振動による影響が軽減し、信
頼性の面でも有利である。

以上、本発明の原稿変倍読取装置における読取り方式に
ついて説明した。次に、本発明の実施例について、図面
を参照しつつ詳細に説明する。

第２図は本発明の一実施例による原稿変倍読取装置を示
す概略斜視図である。この図において、１１は主ホルダ
である。この主ホルダ１１の前側壁部１２には主レンズ
１３が固定され、後側壁部１４には撮像素子１５が固定
されている。上記前側壁部１２の前面には、突起１２ａ
、１２ｂ。

１２０が突設されている。また、上記前側壁部１２と後
側壁部１４に一対ずつ形成された穴には互いに平行な案
内軸１６＆、１６ｂが貫通し、主ホルダ１１はそれら案
内軸１６ａ　、　１６ｂ上を主レンズ１３の光軸方向に
摺動可能である。上記案内軸１６ａ　、　１６ｂの後端
は停止板１７ａ　、　１７ｂを介して、また前端は同様
の停止板（図中示されていない）を介し、それぞれ移動
不可能なように装置筐体（図中省略）に支持されている
。

１日は移動ナツトである。上記案内軸１６１Ｌは上記前
、後壁部１２．１４の間において移動ナツト１８の穴に
遊挿されており、移動ナンド１８は案内軸１６ａ上を摺
動可能である。この移動ナツト１８と前、後壁部１２．
１４の間において、圧縮ばね１９ａ、１９ｂが案内軸１
６ａ［挿着されている。２０は上記移動ナツト１８のネ
ジ穴を貫通ずる送り軸であり、その開門にネジが切られ
ている。送り軸２ｏの後端部は停止板１７ａに、前端は
図中省略されている前側の停止板に、それぞれ回転自在
に支承されている。まだ送り軸２ｏの停止板１７ａを貫
通して後方に突出する後端には、プーリ２１が固着され
ている。２２はモータであり、その回転軸にはプーリ２
３が固着されている。

このブーＩＪ２３と上記プーリ２１にはベルト２４が掛
けられ、モータ２２の回転軸を回転させると送り軸２０
が回転するようになっている。

２６は補助ホルダであり、これには補助レンズ２６（凹
レンズ）が固定されている。２７は補助ホルダ２６を回
転可能に支持するだめの支軸であり、補助ホルダ２５の
上端部の穴を貫通し、両端部において装置筐体に固定さ
れている。この支軸２７には補助ホルダ２５を下向きに
付勢するための旧都ばね２８が巻装されている。この付
勢ばね２８の基端は支軸２７に植設されたピン２９に係
止され、先端は補助ホルダ２６の前面に係止されている
。

なお、読み取るべき原稿は主レンズ１３の前方の定まっ
た位置を通過するが、原稿およびその送り機構は図中省
略されている。

次に、この原稿変倍読取装置の動作を説明する。

第３図はその動作説明用の概略断面図である。

先ず基準倍率ｍ１で原稿読取りを行う場合は、モータ２
２を正回転させて送り軸２ｏを正回転駆動し、移動ナツ
ト１８を案内軸１６ａに沿って前方に移動させる。主ホ
ルダ１１は圧縮ばね１９Ｃを介して移動ナツト１８に押
され、案内軸１６ａ。

１６ｂ上を摺動しながら前進し、ついには前側壁部１２
が停止板（図示されていない）と突き当たり第１位置で
停止する。その後、モータ２２を停止させる。主ホルダ
１１の前進にしたがい補助ホルダ２５は突起１２ａによ
って押し上げられ、付勢ばね２８の力に抗して支軸２７
を支点として反時泪回り向きに徐々に回転する。主ホル
ダ１１を第１位置に位置付けした時点では、補助ホルダ
２５は第３図（Ａ）に示された角度まで回転し、補助レ
ンズ２６は主レンズ１３の光軸１３ａから十分遠い位置
まで退去する。

この状態において、原稿３０の画像は主レンズ１３を介
し基準倍率ｍ１で縮小されて撮像素子１６の受光面に結
像され、読み取られる。

倍率ｍ２で原稿読取りを行うには、モータ２２を逆回転
させて送り軸２０を逆回転駆動し、移動ナツト１８を後
退させる。主ホルダ１１は圧縮ばね１９ｂを介し移動ナ
ツト１８に押されて後退し、後側壁部１４が停止板１７
ａ、１７ｂに衝合すると、モータ２２を停止させる。こ
れで、主ホルダ１１は第２位置に位置付けされる。主ホ
ルダ１１の後退につれて、補助ホルダ２５は時削回り向
きに徐々に回転する。主ホルダ１１が第２位置に停止す
ると、第３図ＣＢ１　Ｋ示されるように、補助ホルダ２
６は突起１２ｂ　、　１２Ｃと係合する角度まで回ｆｊ
Ｌ、補助レンズ２６はその光軸が主レンズ１３の光軸１
３ａと実質的に一致する位置に来る。この状態において
、原稿３１の画像ハ補助しンス２６と主レンズ１３から
成るレンズ系により倍率ｍ２で縮小されて撮像素子１５
の受光面に結像され、読み取られる。

上述のように本実施例においては、主ホルダ１１を移動
させると、補助ホルダ２６は主ホルダ１１との保合によ
り角度が切り替わるだめ、補助ホルダ２６のだめの動力
源や動力伝達機構、さらにはその動力源の制御手段を格
別必要とせず、装置の小型化・低コスト化をはかる上で
有利である。

また、移動ナンド１８を主ホルダ１１に固定した場合は
、移動ナツト１８の位置ずれがそのまま主ホルダ１１の
位置付は誤差につながるだめ、モータ２２の制御精度や
送り軸２０等の加工精度を十分に高めるとともに、振動
による移動ナツト１８の位置ずれを防止する手段を設け
る必要がある。

これに対し本実施例では、移動ナンド１８を圧縮ばね１
９ａ、１９ｂを介して主ホルダ１１と結合し、それらの
弾発力で主ホルダ１１を停止板１７ａ。

１７ｂ−ｆ、だは前側の停止板へ押し付けて主ホルダ１
１の位置伺けを行う。したがって、移動すｙｌ・１８の
位置をそれほど厳密に制御しなくてもよくなるため、モ
ータ２２の制御や送り軸２０等の加工の精度条件が緩和
し、また移動ナンド１８の耐振動対策も格別施す必要が
なくなり、この面でも装置コストを低減する上で有利で
ある。

さらに第３図（Ｂ）に示す状態において、付勢ばね２８
によって補助ホルダ２５を突起１２ｂ、１２ｃに押し刊
けるように構成されているため、振動による補助ホルダ
２５のプレを防止できる。なお、補助ホルダ２５を係止
するだめの突起１２ｂ、１２０に相当する部材を、装置
筐体側に設けてもよい。

以−１−説明した実施例を補助レンズ２６として凹レン
ズを用いた例であるが、同様の構造で補助レンズ２６と
して凸レンズを用いることもできる。

第４図はそのような変形例を説明するための概略断面図
であり、第４図（Ａ）は基準倍率ｍ１で読取りを行う、
状態を示し、同図（Ｂ）は他の倍率ｍ３で読取りを行う
状態を示している。

主ボルダ１１を基準倍率の位置に位置付けした時は、補
助ホルダ２５は付勢ばね２８（第２図）の力によって時
計回り回転し、第４図（Ａｌに示されるように突起１２
ａで係止される。この状態で、原稿３Ｑの画像は主レン
ズ１３によりて基準倍率ｍ１で縮小されて撮像素子１６
上に結像される。

主ホルダ１１を前進させると突起１２ａに押されて補助
ホルダ２５は反時計回り向きに回転し、ついで突起１２
ｂ　、　１２ｃと係合する。そして主ホルダ１１が倍率
ｍ３の位置に位置付けられた時は、補助ホルダ２５は第
４図（Ｂｌに示す角度まで回転し、補助レンズ２６の光
軸が主レンズ１３の光軸１３ｂと実質的に一致する。し
たがって、原稿３２の画像は補助レンズ２６および主レ
ンズ１３により倍率ｍ３で縮小されて撮像素子１５上に
結像され、読み取られる。

発明の効果 上述のように本発明によれば、主レンズと撮像素子を主
ホルダに固定するため、従来のように主レンズと撮像素
子の間隔を倍率毎に高精度に制御するだめの精巧な機構
は不要であり、また補助ホルダを主ホルダとの保合によ
り回転させて補助レンズの挿入退去を行うので、補助ホ
ルダ専用の動力源や動力伝達機構は不要であり、さらに
、補助レンズと主レンズとの距離誤差や光軸ズレはそれ
１１ど厳密に抑える必要はなく、補助ホルダの支持機構
も簡略化できるため、読取り画質が良好で小形、安価な
優Ｊｔだ原稿変倍読取装置を実現できるという効果を得
られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による原稿変倍読取装置の読取り方式を
説明するだめの模式図、第２図は本発明の一実施例によ
る原稿変倍読取装置の概略斜視図、第３図は同装置の概
略断面図、第４図は同装置の変形例の概略断面図である
。 １５・・・・・・撮像素子、１３・・・・・・主レンズ
、２６・・・・・・補助レンズ、１１・・・・・・主ホ
ルダ、１６ａ、１６ｂ・・・・・・案内軸、１７ａ　、
　１７ｂ・・・・・・停止板、１８・・・・・・移動ナ
ツト、１９２Ｌ　、　１９ｂ・・・・・・圧縮ばね、２
ｏ・・・・・・送り軸、２１．２３・・・・・・プーリ
、２２・・・・・・モータ、２４・・・・・・ベルト、
２６・・・・・・補助ホルダー、２７・・・・支軸、２
８・・・・・・旧都ばね。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第１
図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 主ホルダと、この主ホルダに互いに一定間隔で対向させ
   て固定した主レンズおよび撮像素子と、上記主ホルダを
   上記主レンズの光軸方向に移動可能に支持する手段と、
   上記主ホルダを原稿に対して特定の距離にある第１位置
   と第２位置の間で移動させ同第１位置または第２位置に
   位置付けする手段と、上記主ホルダとの保合によって同
   主ホルダの移動にしたがい支点を中心に回転するように
   支持手段で回転可能に支持された補助ホルダと、この補
   助ホルダに固定された補助レンズとを具備し、上記主ホ
   ルダを上記第１位置に位置付けした時に上記補助レンズ
   が上記主レンズの光軸から十分な距離だけ退去する角度
   まで上記補助ホルダが回転し、上記原稿の画像が上記主
   レンズのみを介し上記撮像素子の受光面に結像され、上
   記主ホルダを上記第２位置に位置付けした時に上記補助
   レンズが」二泥主レンズと光軸が実質的に一致する角度
   まで−に記補助ホルダが回転し、上記原稿の画像が上記
   補助レンズおよび上記主レンズを介して上記撮像素子の
   受光面に結像されるようにしてなる原稿変倍読取装置。