JPS6311833B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、情報読取り方式に関する。本方式は
カラーフアクシミリ送信機、文字読み取り装置、
カラー分解装置などの受光装置として使用できる
ものであり、これらの装置の消費電力を著しく低
減させるとともにこれらの装置を著しく小型化せ
しめることを可能にした情報読取り方式に関す
る。

従来より使用されているカラーフアクシミリ送
信機の光電変換部の概略図を第１図に示す。１は
原稿ドラム、２は光学系移動台、３は照明用光
源、４と５は光学レンズ、６，７は各々赤透過ダ
イクロイツクミラー、青反射ダイクロイツクミラ
ー、８は緑透過色フイルターであり、９，１０，
１１は各々、赤信号用光電子増倍管、青信号用光
電子増倍管、緑信号用光電子増倍管である。動作
原理を説明する。

光源ランプ３から出た光はレンズ４で集光され
ドラムに巻かれたカラー原稿１で反射される。こ
の反射光はレンズ５で集光された後、２つのダイ
クロイツクミラー６，７と緑透過色フイルター８
によつて、赤、青、緑の３原色に分解され、
各々、光電子増倍管によつて電気信号に変換され
読み取られている。走査方法は原稿ドラム１を機
械的に回転させ、それに合わせて光学系移動台２
を少しづつ連続して機械的に移動させる方法をと
つている。カラーフアクシミリ送信機としては小
型、軽量それに読み取り時間が短いことが望まれ
る。しかしながら、上記した従来技術ではレンズ
光学系を機械的に移動して走査を行なつているた
めに、下記に列挙するような欠点を有している。

１ レンズ光学系を使用しているための光の利用
効率が悪く、また装置の小型化に不利である。

２ レンズ光学系を機械的に走査するためにやは
り装置の小型化に不利であると同時に重量も増
加する。また機械的走査は読み取りに長時間を
必要とする。

本発明の目的は上述した従来技術の欠点を解消
するためになされたものでカラーフアクシミリ送
信機、文字読み取り装置、カラー分解装置などに
おいて、レンズ系や色分解用の光学系を必要とせ
ず、しかも低消費電力、小型、軽量などの利点を
有する装置を提供しようとするものである。

上記の目的を達成するために本発明においては
それぞれ異なる発光色で原稿面を照射し、少なく
とも２種の発光色の発光ダイオードを含む複数の
光源と、前記原稿面を介して前記複数の光源に対
向して配置され、前記原稿面近傍に受光窓を有
し、前記原稿面からの反射光を電気信号に変換す
る単一の密着形光電変換素子アレイとを用いる。
まず発光ダイオード１次元アレイを第２図に示
す。図において、１２は発光ダイオード、１３は
駆動電源である。各発光ダイオードは間隔ｄで直
線状に並べられており、光は右の方へ放射される
（図示矢印で示す）。通常の受光装置においては照
明は一様であることが望ましい。第２図におい
て、発光ダイオード・アレイから距離L₁だけ離
れた直線l₁上の光強度分布は発光ダイオードが点
在しているために一様ではない。しかし、発光ダ
イオードからもつと離れて、距離Ｌにある直線ｌ
上の光強度分布は一様である。このような光の強
度分布が一様になる距離Ｌは発光ダイオードの発
光分布、配置間隔ｄにより決定される。第３図
ａ，ｂはこの発光ダイオード・アレイを放熱板を
兼ねた取付台に固定した時の平面図と断面図とを
示す。図において、１４は発光ダイオード・アレ
イ、１５は取付台である。以上説明した発光ダイ
オード・アレイを実際に使用する場合について説
明する。使用例を第４図に示す。第４図ａは平面
図、ｂは断面図である。図において、１６は発光
ダイオード、１７は取付台、１８，１９，２０は
各々、第３図で示したような発光ダイオードアレ
イであり、この３者の発光色は互いに異なるもの
である。２１は光電変換素子１次元アレイであ
り、これはカラー原稿２２とは間隙ａをあけて設
けてある。この間隙ａは光電変換素子１次元アレ
イの読み取り解像度を４本／mm以上にする場合に
は500μｍ以下でなければならない。まず、発光
ダイオード・アレイ１８，１９，２０の中で、１
８のみを発光させる。この光はカラー原稿のＡ線
付近で散乱される。（この時発光ダイオード１８
と原画２２のＡまでの距離は前述したように光の
強度分布が一様になる距離Ｌに等しくなる様に選
ばれている）この散乱光の１部が光電変換素子ア
レイ２１に入射し、電気信号に変換されて読み取
られる。つぎに発光ダイオード・アレイ１８を消
し、１９のみを発光させる。この光もカラー原稿
のＡ線付近で散乱され、この散乱光が光電変換素
子アレイに入射し、電気信号に変換されて読み取
られる。その後、発光ダイオード２０のみを発光
させると前述したのと全く同様に電気信号に変換
されて読み取ることができる。結局、このように
発光ダイオード・アレイ１８，１９，２０をつぎ
つぎに発光させることにより、カラー原稿の３種
類の色情報が電気信号に変換され、読み取ること
ができる。発光ダイオード・アレイ１８，１９，
２０を順次発光させるごとにわずかづつカラー原
稿を移動させれば原稿全体の情報を読み取ること
ができる。以上、説明したように複数個の発光色
の異なる発光ダイオード１次元アレイとカラー原
稿から500μｍ以下の間隙をあけて置かれた光電
変換素子１次元アレイとを対向して配置し、これ
らの発光ダイオード１次元アレイを順次発光させ
ることにより、レンズ系や色分解用光学系を用い
ることなしにカラー情報を読み取ることができ
る。また発光ダイオード・アレイは冷光源である
ために原稿に極めて近い所まで光源を近づけるこ
とができ、このため光の利用効率が著しく上昇
し、少ない消費電力で照明することが可能にな
る。また光の一様性も良く、応答もはやく、安定
であり、長さも発光ダイオードの数を増加するこ
とにより任意に選べるし、冷光源であるために冷
却用フアンも必要なく受光装置の小型化に非常に
有利である。なお、ここでは発光ダイオード・ア
レイは電源に並列に接続されているが直列に接続
しても差支えはない。

以下、本発明を実施例を参照して詳細に説明す
る。

実施例 １ まずここで使用した発光ダイオード・アレイの
平面図と側面図を第５図ａ，ｂに示す。２３，２
４は各々、GaP緑色発光ダイオード１次元アレ
イ、GaAlAs赤色発光ダイオード１次元アレイで
ある。２５は放熱板とカラー原稿２６の送りガイ
ドとを兼ねた銅やアルミなど熱伝導の良い金属か
らなる取付台である。底面の両端を斜めに切断し
ているのは原稿２６の送りを良くするためであ
る。発光ダイオードは間隔２mmで並べられてお
り、各発光ダイオードと原稿２６のＡ点までの距
離は５mmである。この時、Ａにおける光強度は一
様になる。なお第５図中の矢印は光路を示したも
のである。

つぎにここで使用した光電変換素子１次元アレ
イについて説明する。第６図ａ，ｂに光電変換素
子１次元アレイの平面図と断面図を示す。図にお
いて２７はガラス、２８は直径25μｍのオプテイ
カルフアイバを75゜の角度で密に寄せ集め、融着
してなるオプテイカルフアイバ部である。このよ
うな２７と２８より構成される基板を以下フアイ
バ基板と呼ぶ。（このフアイバ基板の表面を光学
研磨したものを使用するのであるが、このままで
使用しても良いし、より好ましくはこのフアイバ
基板上に酸化アルミ、石英ガラス、あるいはガラ
ス（例えば小原光学社製Ｅ−２ガラスやコーニン
グ社製の7059ガラス）等の透光性絶縁膜を0.2〜
5μｍ程度蒸着し、光学研磨を施したフアイバ基
板を使用した方が良い。）このフアイバ基板の左
端を光が入射するように50゜の角度で切断する。
このフアイバ基板上にストライプ状の透明電極
（例えば酸化錫透明電極）２９を設ける。この上
に膜厚2μｍのSe−As−Te系非晶質半導体層３０
をマスク蒸着により形成する。さらに金層薄膜か
らなる上部電極３１をマスク蒸着する。透明電極
２９と金属電極３１とに狭まれた部分にホトダイ
オード１次元アレイ（光電変換素子１次元アレ
イ）が形成される。ストライプ電極の幅は200μ
ｍであり、１mmあたり４個の線密度でホトダイオ
ードが並んでいるホトダイオード１次元アレイで
ある。このホトダイオード１次元アレイの動作を
説明すると光源３３から出た光は第６図中矢印で
示すように原稿３２のＡ点で散乱され、その散乱
光の１部分がオプテイカルフアイバ２８に入射し
電気信号に変えられる。オプテイカルフアイバ２
８に入射した散乱光は各フアイバに沿つて直進す
るために、オプテイカルフアイバの入射面での像
がそのままオプテイカル・フアイバを通つてホト
ダイオード・アレイに入射することになり、結
局、ホトダイオード１次元アレイをオプテイカ
ル・フアイバの入射面に沿つて置いた時と同じに
なる。したがつて、オプテイカル・フアイバ２８
と原稿３２との間隙がもつとも大きい所、第６図
中のａが500μｍ以下であれば読み取りの解像度
は４本／mm以上になる。

第５図に示した発光ダイオード１次元アレイと
第６図に示したホトダイオード１次元アレイとを
組み合せた場合の装置を第７図に示す。第７図ａ
は平面図、ｂは断面図である。図において、３４
はカラー原稿３２を移動させるためのローラーで
ありこれは例えばパルスモーター３５で駆動され
る。３６は第５図で示した緑色発光ダイオード１
次元アレイの駆動電源であり、３７は赤色発光ダ
イオード１次元アレイの駆動電源である。３８，
３９はスイツチであり、４０はホトダイオードを
駆動するための直流電源である。S₁，S₂，………
S_oはｎ個のホトダイオードと出力端を電気的に接
続するためのスイツチ群であり、MOS型のスイ
ツチングトランジスタで構成されており、４１は
このスイツチを順時走査するための走査回路であ
る。Ｃは100pFの静電容量である。まずスイツチ
３８を閉じて緑色発光ダイオード・アレイ２３を
発光させる。この緑色光は原稿３２のＡ線で散乱
され、その散乱光がオプテイカル・フアイバ２８
に入射し、ホトダイオード１次元アレイに入射し
て光電変換される。緑色光の発光を10ｍｓ続けた
後、発光を止め、ついで走査回路４１により、ス
イツチS₁，S₂，………S_oる順時閉じることによつ
て、出力端子４２はカラー原稿３２のＡ線上の緑
色照明光に対する情報が電気信号に変換されて得
られる。ついでスイツチ３９を閉じて赤色発光ダ
イオード１次元アレイ２４を10ｍｓ発光させた
後、スイツチS₁，S₂，………S_oを順次閉じること
によつて、原稿３２のＡ線上の赤色照明光に対す
る情報が電気信号に変換されて出力端子４２に得
られる。その後パルスモーター３５にパルスを加
えローラー３４を駆動し、200μｍだけ原稿を移
動する。以上の動作をくり返すことによつてカラ
ー原稿の緑色および赤色に関する情報を電気信号
に変換し読み取ることができる。ここではGaP緑
色発光ダイオード、GaAlAs赤色発光ダイオード
を用いたが、GaAsP発光ダイオード、InGaP発
光ダイオード、GaN発光ダイオードや螢光体発
光ダイオードなども同様に用いることができる。
（本明細書ではこれらをも含めて発光ダイオード
と称する。）本例では、緑色の、赤色の２列の発
光ダイオード１次元アレイを用いたが、同一直線
上に緑色発光ダイオードを赤色発光ダイオードを
交互に述べ発光ダイオード１次元アレイを用いて
も差しつえない。第８図にこの例を示す。４３は
発光ダイオード取付台、４４は緑色発光ダイオー
ド、４５は赤色発光ダイオードである。さらにこ
こでは緑色、赤色の２列の発光ダイオード１次元
アレイを用いたが３列あるいは４列の発光ダイオ
ード１次元アレイも同様の使用することができ
る。

また、本実施例においては緑色発光ダイオード
と赤色発光ダイオードの発光時間をどちらも10ｍ
ｓにしたが、これは等しい必要は全くない。な
お、半導体材料としてSe−As−Te系非晶質半導
体を使用したがSe−As系、Se−As−Bi系非晶質
半導体、Si非晶質半導体やCdS、CdSe、CdTe、
PbS等も使用できるのはもちろんである。また製
作方法としては真空蒸着法のみを記載したがスパ
ツタ蒸着、電子ビーム蒸着でも製作できる。

以上の説明より明らかなように、本発明によれ
ばレンズ系や色分解用光学系を用いることなしに
カラー情報が読みとれ、また発光ダイオードを照
明用光源として使用しているために照明用の消費
電力を著しく低減でき、さらに一様性も良く、安
定で、長寿命の照明が行なえる。さらにまた、発
光ダイオードは場所を取らず、冷却用フアンも必
要としないので装置の小型化に非常に有利であ
る。このような優れた利点ゆえに、小型、軽量そ
して信頼度の高い受光装置を提供するものであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来技術の説明図、第２図は発光ダイ
オード・アレイの説明図、第３図は発光ダイオー
ド・アレイの構造図、第４図は本発明の説明図、
第５図は発光ダイオード・アアレイの実施例を示
す図、第６図はホトダイオード・アレイの実施例
を示す図、第７図は本発明の実施例を示す図、第
８図は発光ダイオード・アレイの例を示す図であ
る。 ２３：緑色発光ダイオード、２４：赤色発光ダ
イオード、２７：ガラス基板、２９：透明電極、
３０：光導電体、３１：上部電極、３２：原稿。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ それぞれ異なる発光色で原稿面を照射し、少
   なくとも２種の発光色の発光ダイオードを含む複
   数の光源と、前記原稿面を介して前記複数の光源
   に対向して配置され、前記原稿面近傍に受光窓を
   有し、前記原稿面からの反射光を電気信号に変換
   する単一の密着形光電変換素子アレイを有し、前
   記複数の光源を各発光色毎に順次個別に点燈さ
   せ、それぞれの発光色に対応する前記原稿面から
   の反射光を前記密着形光電変換素子アレイを共通
   に使用して電気信号に変換することを特徴とする
   情報読取り方式。 ２ 前記複数の光源として三原色の各色でそれぞ
   れ発光する複数の発光ダイオードを用いたことを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載の情報読取
   り方式。 ３ 前記複数の光源として三原色の少なくとも二
   種の発光色でそれぞれ発光する複数の発光ダイオ
   ードを用いたことを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載の情報読取り方式。