JPS6229942B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は書画等の原稿面の情報を電気信号に変
換して読み出す原稿読み取り装置に関するもので
ある。

従来より、フアクシミリ、レーザービームプリ
ンター及びインクジエツトプリンター等の画像情
報の処理装置に於いては、画像の読み取りとして
光電変換を利用した読み取り装置が種々提案され
ている。そして近年、受光センサーの改良に伴つ
て原稿面を幅広く読み取ることや、更に受光セン
サーを形成する各画素（光電変換要素）、即ち読
み取る場合に於いては区分して読み取る最小の単
位を微少に形成する事が可能となつてきた。従つ
て、斯様な高分解能を有する受光センサーアレー
に応じた読み取り光学系を有する原稿読み取り装
置が要求されている。

本発明の目的は、上記受光センサーアレーの分
解能に応じた読み取り性能を有する光学系を備え
た原稿読み取り装置を提供するものである。

更に、本発明の目的は、優れた分解能を有する
と共にコンパクトに構成された原稿読み取り装置
を提供するものである。

本発明の原稿読み取り装置は所定の主走査方向
に一次元アレイ状の受光センサーと原稿とを前記
主走査方向に垂直な副走査方向に対し相対的に動
かす事により原稿面を読み取り走査するものであ
り、受光センサーと原稿面の間に、少なくとも上
記主走査方向に関して、正立等倍の結像光学系を
配し該光学系に関し、原稿面とフオトセンサーア
レーの面を共役な位置に設ける。従つて、フオト
センサーアレー上には常に原稿面の像が少なくと
も主走査方向において正立で且つ等倍の状態に結
像されている。又、該光学系は正立等倍結像光学
系であるので、該光学系を複眼光学系で構成して
も、主走査方向においては原稿面と受光センサー
面は常に１対１の結像関係を保持するものであ
る。

また本発明においては上記結像光学系と原稿面
の間に透明体を配置し、その側面の１つを照明光
の入射窓として有効に照明光を取り入れ、またこ
の透明体によつて原稿を常に押圧しておく事によ
り走査時における受光センサー面上の原稿像のボ
ケを防ぎ、読み取り精度の安定化を図る事を可能
にする。

尚本明細書で使用される原稿面とは情報記録面
の他にきず検査面等の被検面をも含む。

以下図面を用いて本発明の実施例を説明する。

本発明では、１次元アレイ状の受光センサーと
してアレイ方向の長さが、長尺のものから短尺な
ものまで製造可能な高分解能受光センサーを用い
るが、これには例えばSe―As―Te非晶質半導体
の薄膜フオト・ダイオードアレイが適用可能であ
り、これは可視波長領域ですぐれた光電変換特性
を示し、真空蒸着によつて長尺化が容易に行なわ
れる。また薄膜でありながら速い応答速度を示し
空中で化学的に安定しているという特徴をもつて
いる。

第１図は上記非晶質半導体を用いた受光センサ
ーアレイを説明する図で、薄膜フオト・ダイオー
ドの非晶質半導体１は透明電極２と接合端子とし
ての金属電極３，３′によつてはさまれ１つの受
光センサーユニツトを構成しており、それが原稿
幅にわたつてアレイ状になつている。そして、こ
れら受光センサーユニツトは原稿読み取りに必要
な解像度を満たすように各ユニツトの大きさ、各
ユニツト間のピツチが定められる。この受光セン
サーに今、光４が入射した場合、透明電極２を通
して非晶質半導体１に当つた部分のみ光電変換さ
れ、その情報は駆動回路５により制御されたスイ
ツチング回路６によつて外部に取り出される。こ
の様にして１ライン分の原稿情報は、時系列信号
として受光センサーより取り出す事ができる。

第２図は本発明の第１実施例を示す図で装置の
斜視図である。第２図で装置は光源１４と原稿１
０に密着して配置された透明なシリンドリカル体
１１と主走査方向に複数個並べられ、シリンドリ
カル体１１の上面に固着された１次元正立等倍レ
ンズ群１２と、主走査方向に１次元アレイ状の受
光センサー１３とより構成されている。ここで１
次元正立等倍レンズとは所定の１次元方向におい
て正立等倍結像性を有するレンズを意味する。

本実施例では線光源１３は副走査方向の解像度
を増す為になるべく細いものが望ましく、線光源
状のハロゲン光源とか、管径の小さいキセノン光
源が適当で、また透明なシリンドリカル体１１は
密着性を高める為に原稿１０側の面に曲率をつけ
るのも可能である。

第３図に本装置を主走査方向から見た断面図を
示す。今原稿１０はローラー１８により副走査方
向に送られている。また光源１４からの照明光は
シリンドリカル体１１の側面１５より入射するが
側面１５が半径γの曲率をもつている為集光され
られて、原稿面上の主走査方向と平行な線状部分
を照明する。そして原稿面で反射された光の中で
原稿情報を有する光は１次元正立等倍レンズ群１
２に入射する。この各々の１次元正立等倍レンズ
は主走査方向において原稿面と受光センサー面を
正立等倍関係に保つが、副走査方向に対しては原
稿面からの情報光を受光センサー面に集光するパ
ワーを有する。これは本実施例のような２次元走
査方式において受光センサーが副走査方向に対し
て１つの情報量しか読み取らない故副走査方向の
正立等倍関係は特に必要ではないが、読み取り感
度を上げる為には集光作用を持たせる事が望まし
い為である。

副走査方向の解像度はその方向において原稿面
のいかに細いライン部分から高光量の情報光を得
るかにかかつている。従つて第３図示の断面内に
おいて照明光が原稿面でなるべく１点に集光され
る事が望ましく、その為には線光源１４を副走査
方向の走査時にシリンドリカル体１１に対し相対
位置が変化しないように設置し、かつ線光源の位
置と読み取り地点Ａがそれぞれシリンドリカル体
の側面１５の屈折作用に対して共役関係になるよ
うに設定しておけば良い。例えば第４図で示すよ
うに線光源１４と側面１５の曲率中心を結ぶ光軸
上に照明位置である読み取り地点Ａがあるものと
し、シリンドリカル体の屈折率をｎ、側面１５の
曲率半径をγ、線光源と側面１５までの光軸上の
距離をａ、読み取り地点Ａから側面１５までの光
軸上の距離をｂとすると γ＝ａｂ／ａ＋ｂ（ｎ−１） で与えられる関係式を満たすように側面１５の曲
率や線光源１４の位置を定めれば良い。この時線
光源１４の像がライン状に原稿面に作られる。但
しこの結像作用は副走査方向においてのみ起こ
り、主走査方向に対してはそのまま発散光で照明
する為光源上の輝度むらは原稿面上の照明むらと
ならない。

更に副走査方向において第３図で示すように受
光センサーは照明光に対して正反射方向よりはず
れた方向に位置して情報散乱光を感知し、原稿面
からの非情報光である正反射光は、反射膜をその
表面に施こしてある側面１６で更に反射され、そ
してこの側面１６が読み取り地点Ａを中心とする
曲率を有するように形成してある事により再び読
み取り地点Ａに集光されて読み取り地点の照度を
上げる。一般的に側面１５及び１６は同じ曲率で
ある必要はなく、またこのようなシリンドリカル
体はプラスチツクの型押しによつて容易に作成可
能である。

また本実施例においては、更に副走査方向の解
像度を高める為に、第３図で示すようにシリンド
リカル体の原稿側の面に、光吸収体で形成される
スリツト板１７を配設する。このスリツトは主走
査方向に平行であり、読み取り地点以外からの反
射光が受光センサーに入射するのを防ぐ。

次に主走査方向の読み取りについて説明すると
原稿と受光センサーの間に配置された複数個の１
次元正立等倍レンズ群１２は主走査方向において
は各々原稿面の正立等倍像を受光センサー面に形
成する。従つて複眼レンズであつても原稿面と受
光センサー面は常に１対１の結像関係を保持す
る。ところで斯様な構成の読み取り装置では、読
み取りの際の主走査方向の分解能は受光センサー
アレーのピツチの大きさに依存するもので、受光
センサーアレーのピツチを小さくすればする程、
分解能の高い読み取り装置が得られるものであ
る。又、受光センサーの各ユニツトは非常に小さ
いものであるが、正立等倍結像光学系により常に
受光センサー表面と原稿面が１対１に対応するの
で、原稿上の一点から出る光束が複数の受光セン
サーのユニツト素に渡つて入射する事が防止でき
るのでＳ／Ｎ比の向上も計れる。

上記複眼光学系により構成される１次元正立等
倍光学系は比較的短焦点の光学系で得られるの
で、読み取り装置を小型化し易いものである。第
５図に１次元正立等倍レンズとして中心軸よりの
距離に従つて屈折率の変化するレンズ２１を用い
た場合の原稿面と受光センサー面との結像関係を
示す。本実施例でシリンドリカル体は原稿を押圧
している為、常にレンズ面と原稿面の間が一定に
保たれて像のボケは起こらない。第６図に１次元
正立等倍レンズとして本出願人によつて既に出願
されている特願昭52―37315の明細書に記載され
ているバーレンズを用いた例を示す。尚第６図示
のバーレンズアレイ２２は副走査方向においても
正立等倍関係を有しているが、これは前述の如く
必要条件ではない。主走査方向の結像関係を第７
図で説明すると原稿面の各画素はまずレンンズ１
９により横倍率β_１＝−１／ａ（ａは任意の定
数）の倒立像を形成し、更にレンズ２０は前記倒
立像を横倍率β_２＝−１で受光センサー面上に結
像させる。従つて受光センサー面上には原稿面の
各画素の正立等倍像が形成される。この他にｂ正
立等倍光学系として米国特許3584950に記載され
ているような複眼レンズ等、種々のレンズ系が使
用可能である。

尚第５図、第７図でわかるようにこれらの光学
系は原稿面との間に ＊ かかるシリンドリカル体を入れたために、厳
密にはピントの移動が起る。そのためあらかじ
め補正しておかねばならない。第５図示のレン
ズの場合、レンズと原稿面との間の透明なシリ
ンドリカル体はレンズの原稿側の端面と密着し
ている。この為レンズと原稿面の間が屈折率ｎ
厚さｄのシリンドリカル体で満たされていると
すると、 かかる媒質の空気換算長はｄ／ｎで与えられ、こ
の量が先の正立等倍系を満たす光学距離になる様
にすればよい。即ちシリンドリカル体を入れない
場合、正立等倍関係を満たす為の原稿側端面と、
原稿面までの距離がｌであつたとすると、レンズ
と原稿面間を屈折率ｎのシリンドリカル体で満た
す場合には、シリンドリカル体の厚さｄは ｄ／ｎ＝ｌ より ｄ＝nlで与えればよい。

第７図の場合も同様であるが、レンズの面に相
当する原稿面側の端面が曲率を持つているため、
多少の空気間隔をあけてシリンドリカル体を置く
必要がある。この場合もシリンドリカル体のレン
ズ側の端面は平面である。又レンズはこの空気間
隔の厚さ分球面収差補正をしておく必要がある。

尚本発明において受光センサー面にストライプ
フイルターを設けてカラー読み取りを行なう事も
可能である。また本発明の装置を用いて原稿を読
み取る際に、第２図示の実施例で示した装置を固
定して原稿を副走査方向に移動させる方法の他
に、原稿を固定し装置を移動して走査を行なつて
もよい。

以上のように本発明は原稿の正立等倍像を受光
センサー面上に作る事により解像度の低下を防
ぎ、又照明光を有効に用いる為の集光・反射側面
を有する透明体を使用する事により低輝度光源で
あつても高いＳ／Ｎ比で原稿を読み取る事が可能
である。また透明体で原稿を押圧する事によつ
て、たえずピントのあつた正立等倍像を得る事が
できる為、むらなく読み取れるといつた有用な効
果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は１次元アレイ状の受光センサーを説明
する図、第２図は本発明の第１実施例の斜視図、
第３図は第２図示装置の断面図、第４図はシリン
ドリカル体の集光作用を説明する為の図、第５図
は正立等倍光学系として屈折率変化型のレンズを
用いた例を示す図、第６図は正立等倍光学系とし
てバーレンズを用いた例を示す図、第７図はバー
レンズの結像作用を説明する図である。図中 １０……原稿、１１……シリンドリカル体、１
２……正立等倍光学系、１３……受光センサー、
１７……スリツト板、２２……バーレンズアレ
イ、である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 所定の方向に１次元アレイ状の受光センサー
   と、少なくとも前記所定方向において前記受光セ
   ンサー面上に原稿面の正立等倍像を形成する複眼
   の結像光学系と、前記結像光学系と原稿面の間に
   配置されてその間隔を一定に保持する透明体とか
   ら成り、前記透明体は、前記原稿を照明する照明
   光を前記所定方向と垂直な方向に集光させて原稿
   面に導く、入射窓としての曲率を持つた側面を有
   しており、前記照明光で照明された原稿面の情報
   を前記透明体を通して前記受光センサーで読み取
   ることを特徴とする原稿読み取り装置。 ２ 前記透明体の一部に、前記原稿面から反射さ
   れてきた光を再び原稿面側へ反射する為の反射手
   段が施してある特許請求の範囲第１項の原稿読み
   取り装置。