JPS598469A - 照明光学装置 - 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】 本発明は、ファクシミリや製版用スキャナの走査光学系
としての照明光学装置に関する。

本発明の光学系はとくに高解像度もしくは信号対雑音比
の高い光電変換信号を得るのに適する。

従来、回転ドラム走査式のファクンミリ送信装置や電子
製版用のスキャナには、第１図（＆）に示すような光学
系が最も一般的に用いられている。第１図（ａ）におい
て、原画面１はタングステン電球２およびコンデンサレ
ンズ３からなる照明光学系４によって左右両側より照射
され、原画面上の微小な絵素点５からの反射光は対物レ
ンズ６を経てアパーチャフの上に結像されアパーチャア
の中央のピンホールを通過した光が光電変換器８に受光
されて電気信号に変換される。この場合、走査系の分解
能は対物レンズ６の倍率とアパーチャアのピンホールの
大きさによって定まるが、製版用スキャナでは凡そ２５
Ｑ線／、４〜１ｏＯｏ線／吋程度の分解能が必要とされ
る。これは原画上の絵素点５の大きさに換算していえば
、凡そ０．１ｍｍ−Ｑ、０２５ｍｍ径の非常に微小な領
域からの光が信号光として受光されるに過ぎず、通常１
０００線／吋程度の高分解能型スキャナでは微弱光に対
する雑音が問題となる。一方、照明光学系４は、絵素点
５に比べて原画面１の十分大きな領域を照射しておシ、
上記の信号光はこの照射光束の極く一部分を利用してい
るに過ぎない。第１図（ｂ）はこの様子を描いたもので
、通常タングステン電球２のフィラメント９の像ＡＢが
ボケを伴って原画面１に投射される。

フィラメント像Ａ′Ｂ′は、たとえば５１Ｍｍ程度の大
きさであるから、これに対して絵素点寸法ａｂは長さ方
向にして１／１５０〜１／２０Ｑ程度に相当する。フィ
ラメントの幅方向についても、さらに１／１ｏ〜１／４
ｏ程度の利用率となり、一般的には分解能の２乗比で信
号光量が低下するっこのため、とくに高分解能かつ高画
質の要求される製版用スキャナでは、上記の照明系の効
率が重要々素となっている。第１図（ａ）では単一の光
電変換器８をもつ例を示しだが、カラー製版やカラーフ
ァクシミリでは、アパーチャアと光電変換器８の間に３
色分解光学系が付加されるので一層光量が問題となる、
しだがって、一般に微妙なハーフトーンを有する写真画
像の分解やファクシミリ電送などの用途では、光電変換
器８として高感度の光電子増倍管を用いることが多く、
分解系が高価となり、かつ小型化が困難などの欠点があ
った。

本発明は走査光学系における上記のような照明光量の問
題点を改善するもので、照明光源の光束の利用効率を向
上し、光電変換信号の信号対雑音比の改善を図ったもの
である。

以下、具体的な実施例をもとに本発明の詳細な説明する
。

第２図は本発明の一実施例を示し、同図（ａ）は照明光
の集光部、同図（ｂ）は照射部の構成である。（ａ）に
おいて、タングステン電球１２のフィラメント１９から
の放射光束は、コンデンサレンズ１３により集光され、
適当な倍率で実像１４を結ぶ。１５は光学ファイバーか
らなる複数本のライトガイド群であり、その前端面がフ
ィラメント像１４の近傍に位置するよう配列されている
。フィラメント１９が直線状の形状をもつ場合には、ラ
イトガイド群１６の前端面もその像１４に沿ってほぼ直
線状に配列され、各前端面がそれぞれ像１４の一部分ず
つを受光し後端面に導くよう配置されている。

他方、ライトガイド群１５の後端面は、第２図（ｂ）に
例示するごとく原画１上の走査点１ｏの垂直：ｆｉｂ　
１７の周囲に環状に配置される。各後端面はこれに対向
して設けられた照射レンズ群１６を介してスポット光を
投射し、各スポット光は中心が走査点１ｏに重なり合う
ように角度調節される。垂直軸１７上には第１図の対物
レンズ６、アパーチャア、光電変換器８と同一構成の受
光系（図示せず）が配さ、わ５る。

第２図に例示するごとく、本発明では、照明光源１２の
一次集光像を分割して複数のライトガイド群１５に導き
、各ライトガイド１５の出カ尤を二次光源としてこれを
目標とする走査点１Ｑに重畳集光させることにより、照
明点の照度を等制約に高めることができる。第２図（ａ
）におけるフィラメント１９０寸法は、−例として２Ｏ
Ｗクラスのハロゲン電球の場合、凡そ４關長ｘ　ｏ、　
ｓ　ｍｍ幅であり、これを４倍前後に拡大すれ’ｄ、、
３朋径のライトガイド１５約５本に分配集光せしめるこ
とができる。ライトガイド１６として光学ファイバー束
を用いれば、後端面の射出光−の開き角は６　ｏ　Ｏ程
度であるから、し／ズ１６は射出光を有効に捕えること
ができ、本例の場合従来法に比べて数倍の照度向上が可
能となる、さらに本発明では、ライトガイド１６として
フレキシブルな光学ファイバー束を用いることにより、
光源１２を原画面１あるいは光電変換器より遠ざけて配
置することが可能となり、光源１２の熱輻射による加熱
を避けることができるので、とくに光電変換器の熱雑音
を軽減するにも効果的である。

また第２図の実施例では、独立したライトガイド１５を
複数本配列としているが、第３図のよう　・に多数の光
学ファイバー線を一括集束してライトガイド２５を構成
し、フィラメント２８をコンデンサレンズ２３により投
影した場合に、前端面の形状と大きさがフィラメント像
のそれと一致するように光学ファイバー線を配列しても
よい。第３図のごとく矩形状のフィラメント面積を有す
る出力の犬なるハロゲン電球を使用すれば、より多量の
光束を集光することができる。後端面ではこのファイバ
ー束をさらに多数の小ファイバー束群に分割してスポッ
ト光の多重度を増すことにより走査点の照度を一層高め
ることも可能である。

以上のように、本発明は照明光源の一次集光像を分割し
て複数のライトガイドに導き、各ライトガイドの出力光
を二次光源としてこれを原稿面の目標走査点に重畳集光
させるようにした原稿走査用の照明光学装置で、有限の
大きさをもつ光源からの放射光束を微小な走査点領域に
より効果的に集めることができ、光電変換信号の信号対
雑音比を改善できる。まだ製版用スキャナに比べて余り
高い分解能を要求されない写真電送用ファク／ミリなど
に適用すれば高感度の光電子増倍管を使用する必要がな
く半導体の光センサが利用できるので、とくにカラーの
場合には色分解系の小型化。

低価格化および長寿命化に効果大である。

さらに本発明では発熱体である光源を、光電変換器やそ
の前置増幅回路などから離れた場所に設置でき、加熱に
よる熱雑音の影響を軽減できるなどの副次的効果も得ら
れる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は従来の照明光学装置の構成を示す系統図
、第１図（ｂ）は同図（ＩＬ）の照明光学系の部分説明
図、第２図（ａ）は本発明による照明光学装置の光源光
集光部の系統図、第２図（ｂ）は本発明による照明光学
装置の原稿照射部の拡大斜視図、第３図は本発明による
照明光学装置の光源光集光部の他の実施例を示す斜視図
である。 １・・・・・・原画、１０・・・・・・走査点、１２・
・・・・タングステアを球、１３１　２３・・・・・・
コンデンサレンズ、１４・・・・・・実像、１５，２５
・・・・・・ライトガイド、１６・・・・・・照射レン
ズ、１９．２９・・・・・・フィラメント。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第１
図 第２図 ｔの 第　３　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）照明用光源の発光面を適当な倍率で結像する一次
   コンデンサレンズと、前記発光面の結像面近傍に前端面
   が配列された複数のライトガイド群と、前記ライトガイ
   ド群の後端面に対向して各ライトガイドの射出光を集光
   するごとく配置された複数の二次コンデンサレンズ群を
   備え、前記ライトガイドの後端面および二次コンデンザ
   レンズ群が二次コンデンサレンズ群からの複数本の照射
   光線群が原稿面の目標走査点に相互に重なり合うごとく
   配されたことを特徴とする照明光学装置。 シ）　ライトガイド群が光学ファイバー線より構成され
   た特許請求の範囲第１項記載の照明光学装置。 （３）　　ライトガイド群の前端面の外形が、発光面の
   結像面における像形状および像寸法に一致するごとく密
   接して配列された特許請求の範囲第１項もしくは第２項
   記載の照明光学装置。 （４）　　ライトガイド群の後端面および二次コンデン
   サレンズ群を環状に配置し、二次コンデンザレンズ群の
   照射光線群が前記環の中・ｄ・軸方向の目標走査点に集
   中するごとく配した特許請求の範囲第１項乃至第３項の
   いずれかに記載の照明光学装置。