JPS5957562A - 原稿読取り装置 - 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】 （技術分野） 本発明は原稿の異なった色の光による像を夫夫電気信号
に変換する原稿読取り装置に関する。

（従来技術） 原稿イフシ取り装置はファクシミリの送信機、画像編集
等の画像処理装置等に使用される。

従来、多色刷の原稿の画像を読取るにあたり、原稿にハ
ロゲンランプ等の光源から光を照射して、原稿からの反
射光を結像レンズを通して次にダイクロイックミラー等
の色分解手段に入射させ、その色分解手段により複数の
波長域の光に分解して一次元固体撮像素子等の受光素子
に結像させている。

第１図はこのような従来の読取装置の構成例を示す。こ
こで、１は原稿１２を載置する原稿層ガラス、２はハロ
ゲンランプ、蛍光灯等の棒状光源であり、反射笠３内に
取付けておく。４゜５．６は第１．第２および第３反射
ミラーであり、第１反射ミラー４は光源２と共に図示し
ない案内レールに沿ってＡ方向に移動しつつ原稿１２を
走査（副走査）する。第２ミラー５および第３ミラー６
は図示しない支持体により一体となっており、第１ミラ
ー４と同一方向Ｂに、第１ミラー４の移動速度の十の速
度で前述の案内レール上を移動する。これによって原稿
１２と結像レンズ７間の光路長が一定に保たれる。

ミラー４，５，６．緑色光を吸収し、赤色、青色の波長
領域の光を透過させるフィルター１３レンズ７を順に通
過した原稿からの光束は、レンズ７の後方に配置された
ダイクロイックミラー８に入射する。本例においては、
ダイクロイックミラー８は赤色光を反射させて、−次元
固体撮像素子、例えばＣＣＤ９に指向させ、また、青色
光を透過させて、−次元固体撮像素子、例えばＣＣ，Ｄ
ｌｏに指向させる。従つＵＣＣＤ　９には原稿１２の赤
色の光による像が、ＣＣＤｌ０には青色の光による像が
結像される。尚、ＣＣＤ９．１０は主走査方向（第１図
紙面に対して垂直な方向）に多数の画素（光を電気的な
信号に変換する、点状の単位区域）を有している。

周知の如く、ＣＣＤが駆動されるよ、多数の画素から、
端の方より順に、電気信号が取り出され、画像に対応し
た時系列信号が形成される。

従って、副走査中にＣＣＤ９および１０の受光要素から
の信号を順序よく読み出すことにより（主走査）、原稿
１２をラスタースキャンした順次信号を得ることができ
る。各ＣＣＤ９およる。また、ランプ２．ミラー４，５
．６は夫々２′、４′、５′、６′で示す位置まで往動
し、それから各々のホームポジション迄移動−４−ル。

また、第２図は従来の読取装置の他の一例を示す。本例
は原稿を移動させて走査し、その画像情報を、赤、青、
緑の３色に色分解する。ここで、２１は原稿給送ローラ
であり、原稿１２をこのローラ２１で支持してプラテン
ガラス２３上を矢印Ｃ方向へ摺動搬送する。そして光源
１５からの光を位置Ｐで原稿から反射させ、第１ミラー
１６を介して結像レンズ７に入射させる。

更に、ダイクロイックミラー８により、赤色光を反射し
、青色光と緑色光とを含む光を透過させる。更に、その
透過光をダイクロイックミラー１７に入射させる。ダイ
クロイックミラー１７は青色光を反射し、緑色光を透過
する。従って、赤色光がＣＣＩ）９で、青色光がＣ０Ｄ
ＩＯで、緑色光がＣＣＤＩ　１でそれぞれ受光される。

なお、２２は原稿を上記各Ｃ０Ｄ２９　、３０．３１に
ピントよく結像せしめる為にガラス２３に押さえる板で
ある。

以上の従来装置においては、使用する撮像素子の個数分
、光を色分解する手段がレンズ系の後方の位置のみに配
置されている。従って上記色分解手段を配置するスペー
スを獲得する為に、レンズ系として焦点距離の長いレン
ズ糸を使用せざるを得す、これが為レンズ系の前側の光
路長も長くなってしまい、装置の小型化を１）１ｉむ等
の障害となっていた。

（目１′杓） 本発明の目的は、複数色原稿やカラー原稿を色分解して
読取り、各色に対応する電気信号を形成する原稿読取り
装置に於いて、装置の光学系を改良し、光路長を短かく
でき、従って装置の小型化を可能にすることである。

以下図面を参照して本発明の詳細な説明する。

（第１実施例） 第３図で、原稿台ガラス１に載置された原稿１２は、原
稿台ガラス１と平行に矢印Ａ、Ｂ方向に２＝１の速度比
で移動するミラー４，５により走査される。走査時原稿
１２はミラー４と一体的に移動するランプ２により照明
される。

原稿１２を反射した光は、ミラー４．５に順に反射され
、レンズ系３０に入射する。

レンズ系３０は第１のレンズ部３３．第２のレンズ部３
４．薄い平板状のダイクロイックミラー３２を有してい
る。このダイクロイックミラー３２は、赤色光を反射し
、青及び緑色光は透過させるものである。そしてダイク
ロイックミラー３２は第ルンズ部３３、第２レンズ部３
４の間に配６イ、されており、３者は１つの鏡筒３１内
に一体的に固定支持されている。尚、ダ・ｆクロイック
ミラー３２は、その反射面が、レンズ系３０の光軸Ｘ４
Ｃ対して重直になるように、（魚節３１に固定されてい
る。

レンズ糸３０は、その光１１１　Ｘがレンズ系３゜に入
射する原稿からの光束の主光線に対して傾余１するよう
に方向付けられて、台座１８に取り伺けられている。換
言すれば、原稿からの光は所謂軸外光束としてレンズ系
３ｏに入射する。

レンズ系３０に到来した原稿からの光は、まず第ルンズ
部３３を通過して前記ダイクロイックミラー３２に到達
する。ダイクロイックミラー３２は赤色の波長領域の光
を反射し、青、緑色の波長領域の光は透過させる。“而
してダイクロイックミラー３２に反射された光は、再び
第ルンズ部３３を通過してレンズ糸３ｏの前方へ出射し
、前記と同様なＣＣＤ９に入射する。

このように赤色光は第ルンズ部３３を２回通過し、かく
してＣＣＤＱ上に原稿の赤色光でのイ紗゛が結像される
。

一方、ダイクロイックミラー３２を透過した光は、仄に
第２レンズ部３４を通過してレンズ系３０の後方へ出射
し、前記と同様なＣＣＤｌ０に人身１する。レンズ糸３
０とＣＣＤｌ０の間には、緑色光を吸収し、青色光を透
過させるフィルター３６が配置ヒ１されている。従って
Ｃ０ＤＩＯには青色光が入射する１、いずれにせよ青色
光は第ルンズ部３３、第２レンズ部３４を順に通過し、
かくしてＣＣＤｌ０には原稿の青色光での像が結像され
る。

かくしてＣＣＤ９は原稿の赤色情報に対応した電気信号
を出力し、またＣ０ＤＩＯは原稿の青色情報に対応した
電気信号を出力する。そして周知のアナログ−デジタル
変換回路によりＣＣＤ９．１０からの信号はデジタル信
号に変換されるが、ＣＣＤ９からの信号により形成され
たデジタル信号の一単位佃号と、ＣＣＤｌ０からの信号
により形成されたデジタル信号の一単位信号とは、夫々
原稿上の同一面積に対応していることが好ましい。この
為、レンズ系３０は、ＣＣＤ９、ＣＣＤｌ０に、実質的
に同一の倍率で原稿像を結像する。そしてＣＣＤ９とＣ
ＣＤ１０は実質的に同一の画素ピンチ（隣り合った画素
同志の中心間間隔）を有している。

上記のようにレンズ系３０がＣＣＤ９、ＣＣＤｌ０上に
同一倍率の原稿像を結像できるようにする為に、レンズ
系３０の第ルンズ部３３と第２レンズ部３４は実質的に
同じレンズパワーを有している。例えば第ルンズ部３３
と第２レンズ部３４は同じ構成を有している。つまり、
レンズ系３０としては所謂対称型レンズが使用できる。

そしてダイクロイックミラー３２は第ルンズ部３３と第
２レンズ部３４の間の光学的に中間の位置に配置されて
いる。換言すれば、第ルンズ部３３と第２レンズ部３４
とは、ダイクロイックミラー３２に関して光学的に対称
となるように配置されている。詳述すれば、第ルンズ部
３３とダイクロイックミラー３２の反射面（色分解面）
までの光学的距離が、この反射面と第２レンズ部３４ま
での光学的距離と等しくなるように、ダイクロイックミ
ラー３２は配置されている。

例えば、館ルンズ部３３と第２レンズ部３４との幾何学
的距離をＤ、ダイクロイックミラー３２の厚さをα、ダ
イクロイックミラー３２の屈折率をｎとし、ダイクロイ
ックミラー３２の第ルンズ部３２に対向する面を反射面
（色分解面）とすると、第ルンズ部３３とダイクロイッ
クミラー３２の間隔は に設定される。逆に、ダイクロイックミラー３２の反射
面を第２レンズ部３４に対向させる時は、この反射面と
第２レンズ部３４との間隔を上記式で駅、わされる値に
設定する。一方、ダイクロイックミラー３２の反射面を
第ルンズ部３３と第２レンズ部３４の幾何学的中央に配
置した場合は、第４図に示すように光路長補正板３５を
第ルンズ部３３と第２レンズ部３４の間に配置する。第
４図はダイクロイックミラー３２の反射面３２′を第ル
ンズ部３３側に配置した例で、この反射面３２′に夕゛
イクロイツクミラー３２の基板と同じ厚み、同じ屈折率
を有する誘明平板、即ちダイクロイックミラ゛−３２と
同じ光学的厚みを有する透明平板３５が貼り合せられて
いる。尚、透明平板３５はダイクロイックミラー３２と
間隔をおいて、第ルンズ部３３とダイクロイックミラー
３２の間に、ダイクロイックミラー３２と平行に配置し
てもよい。いずれにせよ、上記のようにして、ダイクロ
イックミラー３２の反射面３２′と第ルンズ部３３の間
の光学的距離、反射面３２′と第２レンズ部３４の間の
光学的距離を等しくできる。また、反射面３２′を第２
レンズ部３４側にして、この反射面３２′が第１．第２
レンズ部３３．３４の幾何学的中央になるように配置し
た場合は、ダイクロイックミラー３２と第２レンズ部３
４の間に前記の透明平板３５を配置すればよい。（後述
の、反射面ｔ６′を有するハーフミラ−３６についても
、以上と同様なことが言える。）尚、第３図でフィルタ
ー３６の代すにＣＣＤ１０にフィルター膜３６′を蒸着
等により施してもよく、レンズ部３４の表面にフィルタ
ー膜３６″を蒸混等により施してもよく、また第ルンズ
部３３の前面の光軸Ｘより上半分、つまり原稿からの光
が最初に入射する領域にフィルター膜３６１１１を蒸着
等によって施してもよい。フィルター膜３６’、　３６
”、　３６”’は緑色光の透過を阻止する。

（第２実施例） 第５図は第３図の実施例の変形例で、前記レンズ系３０
の後方に出射した光束の光路中に、異色光は反射し、緑
色光は透過するダイクロイックミラー１７を配置した。

ダイクロイックミラー１７を反射した宵゛色光はＣＣＤ
Ｉ　Ｏに、ダイクロイックミラー１７を透過した緑色光
はＣＣｌ）　１１に指向する。而して前記したと同様に
、レンズ系３０は、Ｃ０Ｄ９　、１０　、１１に実質的
に同一倍率の原稿像を結像する。そしてＣ０Ｄ９，１０
．１１は同じ画素ピッチを有している。第５図の例では
第３図のフィルタ３６゜３６’　、　３６”　、　３６
”’は使用されていない。

（第３実施例） 第６図の例では、前述したレンズ系３０のダイクロイッ
クミラー３２を、／・−フミラー３９と置換したレンズ
系３０′を使用した。尚、ノ・−フミラーとは、入射光
の一部を反射し、一部を透過させるビームスプリッタ−
で、ダイクロイックミラーが波長選択特性のあるビーム
スプリッタ−であるのに対し、ノ・−フミラーは波長選
択特性を有していない。従ってノ・−フミラーを反射し
た光と透過した光の分光分布は実質的に同じである。

さて、第６図で原稿１２は給送ローラ２１によって前記
のようにプラテンガラス２３上を摺動搬送され、その際
ランプ１５で照明される。

原稿を反射した光は、ミラー１６で、軸外光束としてレ
ンズ系３０′に指向せしめられる。

レンズ系３０′の第ルンズ部３３に入射した原石・為か
らの光は、一部がハーフミラ−３９によって反射され、
再び第ルンズ部３３を通過してレンズ系３０′の前方に
出射し、赤色光のみを透過させるフィルター３７を通過
し、ＣＣＤ９に入射する。

一方、ハーフミラ−３９を透過した光は、次に第２レン
ズ部３４を通過し、次に青色光のみを透過させるフイ化
ター３８を通過して、Ｃ０ＤＩＯに入射する。かくして
ＣＣＤ９には原稿の赤色情報の像が、またＣ０ＤＩＯに
は原稿の青色情報の像が結像される。そしてレンズ系３
０′はＣ０Ｄ９．１０に実質的に同一倍率の原稿像を結
像することは前記実施例と同様である。

尚、第６図に於いて、赤色光のみを透過するフィルター
膜３７′を、第ルンズ部３３の前面の、光軸Ｘより下半
分、つまりハーフミラ−３９を反射後、第ルンズ部から
出射する光のみが通過する領域、或いはＣＣＤ９に蒸着
等により施してもよい。同様に青色光のみを透過させる
フィルター膜３８′を、第２レンズ部３４、又はＣＣＤ
ｌ０に蒸着等により施してもよい。

（第４実施例） 第７図は第６図実施例の変形例である。本図例ではレン
ズ系３０′の後方に出射した光束の光路中にハーフミラ
−４２を配置し、この光束を２つに分割している。ハー
フミラ−４２を反射した光は青色光のみを透過させるフ
ィルター３８を通ってＣ０ＤＩＯに入射し、ハーフミラ
−４２を透過した光は全反射ミラー４０に反射された後
、緑色光のみを透過させるフィルター４１を通過してＣ
ＣＤＩ　１に入射する。かくしてＣＣＤ９には原稿の赤
色情報の像が、ＣＣＤｌ０には青色情報の像が、ＣＣＤ
Ｉ　１には緑色情報の像が夫々結像される。レンズ系３
０’は前記と同様にＣ０Ｄ９，１０．１１に実質的に同
一倍率の像を結像する。

尚、第７図例に於いても前述したと同様なフィルター膜
３７′をＣＣＤ９又は第ルンズ一部３３の光１１Ｔｌｌ
Ｘより下半分に施してもよい。また・フィルター３８と
同様有色光のみを透過させるフィルター膜をＣ０ＤＩＯ
に、フィルター４１と同様緑色光のみを透過させるフィ
ルター膜をＣＣＤＩＩに、夫々蒸着等により施してもよ
い〇或いはハーフミラ−３９を青色光を反射するダイク
ロイックミラーに、また全反射ミラー４０を紅色光を反
射するダイクロイックミラーに置挨すると、フィルター
３８．４１は省略できる。

また、第７図例ではハーフミラ−３９を透過してレンズ
系３０′の後方に出射した光束を２色の光に分解したが
、ハーフミラ−３９を反射してレンズ系３０′の前方に
出射した光束を２色に分解してもよい。この場合、ハー
フミラ−４２を第ルンズ部３３とフィルター３７の間の
光路中に配置し、このハーフミラ−４２により反射され
た光をフィルター３８を介してＣＣＤｌ０に入射させれ
ばよい。

尚、本明細岩°で使用した色分解なる用語は、光から所
望色の波長領域の光を抽出することを言うものである。

従ってダイクロイックミラーや着色されたフィルターは
色分解光学素子である。

以上の例では赤、青の２色、或いは赤、青、緑の３色の
色情報を読取るものであるが、本発明は４色以上の色情
報、また赤、青、緑以外の色情報を読取る装置にも適用
できる。また撮像素子としてＣＣＤの他、ＭＯ８型撮像
素子等他０撮像素子も使用できる。

尚、上記の各撮像素子９．１０．１１から得られた信号
は、記録装置に直ちに送られ、或いは一旦記憶装置に記
憶された後、記憶装置か・ら記録装置に送られ、インク
ジェットヘッド、サーマルフリンター、レーザービーム
プリンター等の駆動に使用される。斯かる技術は周知で
あるので説明は省く。

（効果） 本発明によれば、原稿からの光束を必要数の色数に分解
する色分解系をレンズ系の後方に全て配置するのではな
く、レンズ系の内部で色分解乃至光束分割するから、レ
ンズ系の後方の空間をｐＪ及的に小さくでき、従ってレ
ンズ系の前方の光路長も短かくできるから、装置を小型
化できるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図は従来例の説明図、第３図〜第７図は本
発明の詳細な説明図にして、２は原稿照明ランプ、９，
１０．１１はＣＯＤ。 １２は原稿、１７はダイクロイックミラー、３０．３０
’はレンズ系、３２はダイクロイックミラー、３３は第
ルンズ部、３４は第２レンズ部、３６，３７．３８．４
１はフィルター、４２はハーフミラ−である。 出願人　キャノン株式会社

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）被読取り原稿を照明する照明手段、第１と第２の
   レンズ部と、この第１と第２のレンズ部の間に配置され
   、第１の色の光は反射し、第２の色の光は透過するダイ
   クロイックミラーとを有するレンズ系、 原稿からの光の内、上記レンズ系の第１のレンズ部を透
   過した後ダイクロイックミラーで反射され、再び第１の
   レンズ部を透過した第１の色の光による原稿像を受光す
   る位置に・・配置された第１の撮像素子、 原稿からの光の内、上記レンズ系の第１のレンズ部を通
   過した後ダイクロイックミラーを透過し、次に第２のレ
   ンズ部を通過した第２の色の光による原稿像を受光する
   位置に配置された第２の撮像素子、 を備えた原稿読取り装置。
2. （２）被読取り原稿を照明する照明手段、第１と第２の
   レンズ部と、この第１と第２のレンズ部の間に配置され
   たハーフミラ−とを有するレンズ系、 原稿からの光の内、上記レンズ系の第１のレンズ部を通
   過した後ハーフミラ−で反射され、再び第１のレンズ部
   を通過した光による原稿像を受光する位置に配置された
   第１の撮像素子、 原稿からの光の内、上記レンズ系の第１のレンズ部を通
   過した後ハーフミラ−を透過し、次に第２のレンズ部を
   通過した光による原稿像を受光する位置に配置された第
   ２の撮像素子、 前記ハーフミラ−で反射された光束の光路中に配置され
   、第１の撮像素子に対して第１の色の光を通過させる第
   １の色分解手段、前記ハーフミラ−を透過した光束の光
   路中に配置され、第２の撮像素子に対して第２の色の光
   を通過させる第２の色分解手段、を備えた原稿読取り装
   置。