JPS6313572A - 画像読取装置の光学系調整システム - 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】 〔発明の利用分野〕 本発明は、ファクシミリ、複写機等の原稿読み取り装置
の光学系配置の調整システム、特に光電変換素子アレイ
たとえばライン型ＣＣＤを使用した装置の光学系配置の
調整システムに関するものである。

〔発明の背景〕

光学系配置の調整をライン型ＣＣＤ　（固体撮像素子）
を例にして考えると、これには基本的に次の５稲目があ
る。

（１）　　ピント・片がケ調整：解像力がライン型ＣＯ
Ｄの長手方向両端（原稿の手前・奥側）ででるように調
整する。

（２）倍率調整：原稿ｆ、読み取る倍率が規定の倍率に
なるように調整する。

（３）　　直角度調整ニライン型ＣＣＤが長手方向（原
稿の手前・奥側）に関して傾かないようにする。

（４）副走査中心合せニライン型ＣＣＤが垂直方向に関
し原稿をにらむ位置がズレないようにする。

（５）主走査中心合せニライン型ＣＣＤの長手方向（原
稿の手前と奥側）の中心が原稿の中心にできるようにす
る。

このよ２な各種目の調整についての従来法につき、第６
図に示す一般的な原稿読取装置を例にして説明する。

第６図において、２は原稿１１に載置する原稿台ガラス
、３は照明光源、４，５．６は反射ミラー、７は結像用
のレンズ、８は投影画像を読取りするための固体撮偉素
子（以下ＣＯＤという）である。

そして光学配置の調整は、原稿台ガラス２、ミラー４，
５，６、レンズ７、ＣＣＤ　８の位置を調整することに
より行なわれる。

従来法の調整手順の第１は、第７図に示すようにしてな
される。すなわち、本体装置内のミラー４，５，６およ
びレンズ７の組に対して、ＣＯＤの位置にチャート１２
を配置すると共に、光源１３を配置し、照明されたチャ
ート１２の像を、前記レンズ、ミラー等の光学系を介し
、原稿台ガラスに相応するダミーがラス１１上に投影さ
せる。

作られた像を可視化するために下面が拡散性をもつガラ
ス（拡散板）１４を前記ダミーがラス１１の上に載せ、
拡散面上に見えるチャート像を肉眼でのぞきこみながら
前記ミラー４，５゜６、レンズ７等の位置を概ね調整す
る。

次ぎに前記チャート１２．光源１３を取り外し、ＣＣＤ
　８をチャート１２のあった位置にセットする。なおこ
れとは別に、レンズ７およびＣＯＤ　８があらかじめ一
体化されたユニットとしてアッセンブルされた形式のも
のもあり、この場合には、ミラー４，５．６の概ねの調
整を前記と同様に行なり死後、レンｆ、ＣＯＤのアッセ
ンブルを組込みする。

そして以上のように一応の調整状態でセットされた各光
学系の部材を、更に第８図で説明される調整手順に従っ
て微調整を行なう。

すなわち、原稿台ガラス２の代りにセットとしたダミー
がラス１１の上に、例えば第９図（ａ）に示したチャー
ト１０を載置し、その上に光源を配置して、チャート１
０の像をＣＣＤ　８に投影させ、ＣＣＤ　８からの出力
信号に基づいて、各光学部材の位置を動かし、前述した
各５種目の調整を行なうのである。

前記微調整に用いられるチャートと、ＣＣＤ　８からの
出力信吟の関係を、前配微祠整との関連において以下説
、明すると、使用されるチャートは例えば第９図（ａ）
に示されるようなチャートであり、これは光軸合わせ、
１１角度合せ（調整種目の（３）と（４）に利用される
。チャート部（７）（イ）は調整許容範囲内はチャート
線が３本重なっており、ＣＣＤ８からの出力を見ると３
つの山が第９図（ｂ）に示すようにあられれる。これが
ズした時は、山の数が２つか１つになり、それによりど
ちらにズしたかわかる。

また、他の調整種目のためには他のチャートが用いられ
、一般的には、前記チャート１０の他、ピン）ｙｆケ調
整用のチャート、および倍率調整用のチャートの３枚を
用いるのが通例である。

しかし、以上のような調整手順においては、例えばチャ
ート１０を用いた調整では、ズした方向は分かったとし
てもどれだけの量ズしたかわからないという欠点もあり
、調整に手間どる原因にもなっていたし、第７図による
調整においては、人間の目にたよらなければならないの
で特に解像力調整においては調整者によるパラツヤ、疲
れによるバラツキ等があり安定した精度で調整できない
という欠点もあった。

〔発明の目的〕

本発明は、以上のような従来の調整法においての問題点
を解消するためになされたものであり、その目的は、複
数の調整種目を、人の視覚的な判断に頼ることなく、機
械的、電気的に精度確認し、作業性も簡便な調整システ
ムを提供するところにある。

また本発明の別の目的は、前記の調整システムに好適に
使用できるものとして提供された光学系調整用のチャー
トと組合せして、高精度な調整、迅速、簡便な作業が可
能な調整システムを提供するところにある。

〔発明の概要〕

而して前記目的を実現するためになされた本発明よりな
る画像読取装置の光学系調整システムの特徴は、照明さ
れた原稿からの反射光をＣＯＤ等の読取手段上に投影結
像させる光学系を備えた画像読取装置の前記光学系位置
調整のために、所定の長子寸法を有した前記読取手段に
対応した細長のシート上に検査用図形が形成されていて
、原稿載置位置にセットされる光学系検査用のチャート
と、入力が、前記検査図形の前記読取手段への投影に依
存して検査信号を出力する前記読取手段に接続され、該
入力に依存して前記光学系の調整必要情報を検出する検
査装置とを備えた調整システムであって、前記チャート
上の検査用図形は、前記チャートの長手方向にそれぞれ
離間形成された少なくも５箇所の線図形の組合せよりな
り、かつこれらのうち少なくも２箇所の線図形は細長シ
ート長手方向に対し直角に形成され、他の少なくも３箇
所の線図形は細長シート長手方向に対し４５’傾斜して
形成されているところにある。

〔発明の実施例〕

以下本発明を図面に示す実施例に基づいて説明する。

第１図は本発明システムに用いられるチャートの一例を
示した図であり、第２図は第１図のチャートを使用して
行なう光学系調整システムの作業手順を説明するための
図である。

第１図におけるチャート１６は、細長シートに図示する
線図形Ａ、Ｂ、Ｃ！、Ｄ、Ｅがスリ。

トとして穿設され、このスリットのみ光が通るように他
の部分はクロム蒸着処理、墨塗り処理等されている。

そして、前記スリットのうちＡ、Ｃ，Ｄはシートの長手
方向に対して直角に形成され、また中間のスリ、）Ｂ、
Ｄは４５・傾斜して形成されている。前記５個のスリ、
）Ａ−Ｅのスリ、ト間隔は、夫々図示の如（ａ、ｂ、ｃ
、ｄとして与えられる。

次に、前記チャート１６を用いた調整システムの作業手
順につき、第２図によって説明する。

第２図のミラー４，５，６、レンズ７、およびＣＣＤ８
に、ダイ−ガラス１１、検査用光源９を配置し、前記ダ
ミーガラス１１上には第１図のチャート１６を、その長
手方向を第２図の紙面に垂直方向に一致させてセットす
る。またＣＣＤ　８には第２図の符号２１で示される調
整必要量検査システムを接続する。この検査システム２
１は、ＣＣＤ　８からの信号を変換するのコンバータ１
７、記憶装置１８、所定の検査プログラムがセットされ
ている制御回路１９、検査用光源９の駆動回路２０、Ｃ
ＯＤ駆動回路２１゜およびラインカウンター２２等から
なっている。

以上の構成において、まず制御回路１９からの指示で光
源駆動回路２０を介し検査用光源９を点灯させ、チャー
ト１６を照明する。

チャート１６のスリットＡ−Ｅ’ｉ透過した光は、ダミ
ーガラス１１、各ミラー４．５．６、レンズ７を介して
ＣＣＤ　Ｂ上にスリット像として結像される。そしてこ
れは第３図（ｂ）に示されたような出力となってＣＣＤ
　８から取シ出される。

ＣＣＤ　８から出てきたアナログ信号は、Ａ／Ｄコンバ
ータ１７によりデジタル化され記憶装置１８に取り込ま
れ、取り込まれたデータは制御回路１９により処理され
る。

次に制御回路１９によって処理される内容を前記調整種
目（１）〜（５）に従って述べる。

（１）　　ピント・片デケ量調整 スリット像Ａ′、Ｃ′、Ｅ′のＭ’ｒＦを計算する。

ＭＴＦの計算は次に示すとおりである。

ｆ：空間周波数　　％）　ニスリット像この計算をＡＩ
　、　ＣＩ　、　ｗｌのスリット像について行なうこと
によりＡＩ　、　ｃ／　、　Ｅ／での解像力が求まる。

（２）倍率調整 スリ、ト像Ａ／、Ｅ／を利用して求めることができる。

つまりスリ、）ＡからＥまでの距離（ａ　＋　ｂ　＋　
ｅ　＋　ｄ　）、原稿側のサン！リングピ。

チ（例えば４００　ｄｐｉの時０．０６３５　ｗｓ／画
素）、スリットＡ′のピークからスリ、トＥ／のぎ−ク
までのＣＣＤの画素数をＮ、とすれば下記の式で倍率が
求まる。

（３）　　直角度調整（以下スリット像Ａ／、　Ｂ／、
　ＣＩ、　Ｄ／、　Ｅ／はそれぞれスリット像のピーク
の位置を表わす）面角度の定義は第３図（ｃ）を利用し
て与えられ次式の通りである。

計算を簡単にするため第１図の！Ｌ　？　ｂ　ｇ　ｃ　
＊　ｄ′ｆｒ：ａ　＝　ｂ　＝　ｃ　＝　ｄとすると、
第３図（、）　、　（ｃ）を参照して ・・・・・・・・・（１） 水平軸からのズレ肴り′アは Ｄ”Ｄ’＝　Ｆ’Ｄ’（２）θ　　　　　　　・・・・
・・・・・（２）同様に 水平軸からのズレ債Ｂ’Ｂ′は Ｂ’Ｂ’＝Ｆ“１３’０ｎｌｌθ　　　　　　　　　　
・・・・・・・・・（４）したがって垂直方向のズレ酸
は（符号も考慮して） （ＣＩ　ａ／）　　　（ｂ／　ａ／） Ｄ＃Ｄ′−Ｂ＃Ｂ′＝（Ｆ勺／　　Ｆ＃１１／）（２）
θ＝□房θ・・・・・・・・・（５） またＢ′とＤ′の水平方向の距離は Ｂ′γ”’　Ｂ’Ｄ’ＣＯＩθ＝　（ｂ’＋　ａ’　）
　ｃｎｓθ　・・・・・・・・・（６）尚、面角度が右
上がりのとき＋（プラス）となる。

（４）　　副走査中心合せ 第３図（ｄ）を利用して、副走査中心ズレ量＝Ｃ’Ｇで
与えられる。このＣ’Ｇけ次のように求められる。

相似を利用してＢ′Ｇ′：Ｄ′Ｇ＃＝Ｂ′Ｃ′＝Ｃ′Ｄ
′・・・・・・・・・（８） Ｂ’Ｇ’＝　Ｃ’Ｇ　−Ｈ’　Ｒ’ ＝　Ｃ’Ｇ−Ｆ”　Ｂ’（２）θ（（４）から）Ｄ’Ｇ
“＝Ｄ”Ｄ’−Ｃ’Ｇ ＝　Ｆ’Ｄ’ｃｏｓθ−ｃ’ａ　　（（２）から）（８
）に代入して （Ｃ’Ｇ　−Ｆ’　Ｂ’ｃｏｓθ）　：　（Ｆ’Ｄ’ｃ
ｏｓθ−Ｃ１０）＝ｂ′二〇′まとめると 一〇＝直角度（（７）式から）、したがってθ＝−（面
角度〕 したがって ・・・・・・・・・α０ 計算を簡略化するために、近似式が成り立つ領域、すな
わち−〇キθが成り立つとするとθ２ （２）θ中１−一から （１１）を（９）に代入して、副走査中心ズレ量Ｃ’Ｇ
は・・・・・・・・・（ロ） 尚、副走査方向中心ズレは上方向にズレ死時＋（′ｆシ
ラスとなる。

（５）主走査中心合わせ スリ、ト像Ｃ１＋利用して与えられる。すなわちあらか
じめきめ、ＣＣＤ上の中心の画素位置と、実際にＣＣＤ
上にできたスリット像Ｃ′のピークのアドレスを■とす
ると、 （主走査中心ズレＩｔ）＝ＣＩ−Ｈ）Ｘ（原稿側のサン
！リングピ、チ）で表わされる。十−の符−吋によりズ
レ九方向がわかる。

以上述べた方法により前述（１）〜（５）の各調整種目
のズレ量が定着的にあられされるので、この値を手がか
りに調整することが可能となる。

々お、ＭＴＦの計算においてＣＯＤの画素ごとのダーク
レベルムラ及び感度ムラの補正を行なう場合は、ＭＴＦ
の計算を行なう前あるいは本調整作業を行なう前に次の
ことを行なえばよい。すなわち、あらかじめチャート１
６が横にスライドするようにしておく。

まず感度補正を行なうには、チャート１６を横にスライ
ドさせて光路からはずし、制御回路１９からの指示で検
査用光源９を点灯させ、−裸光がＣＣＤ　８にあたるよ
うにし、制御回路１９からの指示で一機先データを記憶
装置１８に取り込む。次に制御回路１９からの指示で検
査用光源９を消灯させ、ダークデータを記憶装置１８に
取り込む。第４図に示すように画素によってダークレベ
ルの違い、感度（グラフの傾き〕の違いによって、同じ
強さの光を与えてもＣＯＤからの出力が異なるわけであ
るから、−裸光Ｅ。

を与えた場合、ＣＣＤのｎ番目の画素の出力値Ｑ（ｎ）
　＝感度（傾き）　Ｓ（→、ダークレベルＤ（ｎ）とす
ると Ｑ（ｎ）＝８（ｎ）　Ｘ　Ｅｏ　十〇（ｎ）　　”’　
”’　（１）　　となるが、実際にはＣＯＤ出力Ｑ（ｎ
）が与えられて露光量Ｑｎ）が求めるのであるから、露
光量の計算値が一定値をこえないように、たとえばＡ／
Ｉ］コンバータが８ピツトのものであれば、露光［ＩＥ
が８ピツトデータをこえないようにするために便宜上（
ＩＡ）の最小値（１／ｓ　）ｍｉ　ｎ　＝　２５５とす
る。（１）からしたがうて感度補正係数（１／５（ｎ）
）は次のようにして求められる。

各画素ごとに感度補正係数（１／５（ｎ））とダーク補
正データＤ（ｎ）を記憶装置１８に残しておき、ＣＣＤ
　８からの出力Ｑ（ｎ）が来るごとにＥ（ｎ）＝　（Ｑ
（ｎ）−Ｄ（ｎ）　）　Ｘ　（１／８（ｎ））を計算す
ればよい。

そして本発明における１ｉ１４整システムにおいては、
以上の各調整種目における検査データ（各種目のズレ量
）を、前記制御回路１９に予め！ログラムした手順に従
い、ＣＲＴ　尋のディスグレイ（図示せず）に表示させ
、この表示に従って作業者に調整作業を促すと共に、検
査データが所定の許容値内にあるときには、［ＯＫＪの
表示あるいは調整終了の表示を行なわせることで、精度
の高いかつ製品間毎のバラツキの少ない調整作業が実現
されることとなる。

前記検査装置は、一般的には所謂マイクロコンピュータ
等のコンピュータシステムを主体として構成することが
でき、この場合の！ログラム化された作業手順のフロー
チャートの一例を第５図に示した。

この本例のフローチャートを簡単に説明すると、まず感
度補正を行ない、次にＣＯＤからデータを取り込みＭＴ
Ｆ値の計算表示を行なう。ＭＴＦ値が規格にはいってい
ないときは再びＣＯＤからデータを取り込みＭＴＦ値の
計算表示を行なうというようにＭＴＦ値が規格にはいる
までくりかえす。作業者は、表示を見ながらミラー、レ
ンズ。

ＣＯＤの位置を動かし規格にはいるまで行なう。

ＭＴＦ値が規格にはいると、次は倍率の計算・表示を行
なう。ＭＴＦの時と同じように倍率の時も規格にはいる
までＣＯＤからデータを取り込み、倍率の計算及び表示
をくりかえす。

ｆ１只） 第５図の例では、ＭＴＦ、倍率の調整がすんだ時点でＭ
ＴＦと倍率値を計算し両方とも規格値にはいるかチェ、
りしているが、これはＭＴＦの調整と倍率の調整は調整
機構上、片方の調整を行なうと他方が少し調整がｌしる
ことによる。こういったように調整機構、ｌｌ！４整手
順によりて確認する必要が生じる場合もあるので、各調
整項目のプログラムをサブルーチン化しておくことによ
り、容易に調整手順をかえることができるようにしてお
くのが好ましい。

以上説明したように、本例の調整システムによれば、Ｃ
ＣＤからのデータ’ｅ　Ｆｌ１４整項目に応じて計算・
表示を行ない、調整手順をあらかじめプログラム化して
おくことにより光学調整を行なう作業者は効率よく光学
配置の調整及び検査が行なえるという効果がある。した
がって、コスト、生産性及び精度の安定性における利益
は大である。

尚、以上の説明は光学調整を、作業者のマニュアルによ
る場合として想定したが、これは、光学調整のためにミ
ラー、レンズ、ＣＯＤ等の取り付は治具に、位置調整用
のモーター等を組付け、制御回路１９により、該モータ
ー等を光学調整項目の計算値と規格値からのズレ量から
計算された調整項に芯回転制御するようにしてもよく、
このようにすれば、調整作業の大幅な機械化、自動化、
更には無人化も可能とできる利益がある。

〔発明の効果〕

以上述べたように、本発明システムによれば、画像読取
装置の光学系における位置調整を、従来に比べて精度よ
く、かつ作業手順も簡便かつ迅速に行なわる効果が得ら
れるため、その有用性は極めて大なるものがある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の光学系調整システムにおいて用いる光
学系調整用チャートの一例を示した図、第２図は第１図
のチャートを用いて行なう光学系調整システムの作業手
順を説明するための図、第３図（ａ）　ｅ　（ｂ）　＃
　（６）　、　（ｄ）は前記チャートに依存してＣＯＤ
から取出された検査信号の出力値と、前記チャートの関
係を説明するための図、第４図は感度ムラ等の補正を行
なう場合のＣＯＤ出力と光の強さの関係を示した図、第
５図は第２図に示した光学系調整システムにおける検査
装置のフローチャートラ示し次回である。 第６図は本発明が適用される画像読取装置の構成概要−
例を示す図、第７図および第８図は従来の光学系調整時
の作業手順ｔ−説明するための図、＠９図（＆）　Ｉ　
（ｂ）は従来の光学系調整用チャートと、ＣＯＤに依存
して取出され九信号の関係を説明するための図である。 １・・・原稿　　　　　　２・・・原稿台ガラス３・・
・照明光源　　　　４，５，６・・・ミラー７・・・レ
ンズ ８・・・ＣＣＤ　（固体撮偉素子） ９・・・検査用光源　　　１０・・・チャート１１・・
・ダミーガラス　１２・・・チャート１３・・・検査用
光源　　１４・・・拡散板１６・・・チャー）　　　　
１７・・・１勺コンバータ１８・・・記憶装置　　　１
９・・・制御回路２０・・・検査用光源駆動回路 ２１・・・ＣＯＤ駆動回路 ２２・・・ラインカウンター ２３・・・検査装置

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）照明された原稿からの反射光を読取手段上に投影
   結像させる光学系を備えた画像読取装置の前記光学系位
   置調整のために、所定の長手寸法を有した前記読取手段
   に対応した細長のシート上に検査用図形が形成されてい
   て、原稿載置位置にセットされる光学系検査用のチャー
   トと、入力が、前記検査図形の前記読取手段への投影に
   依存して検査信号を出力する前記読取手段に接続され、
   該入力に依存して前記光学系の調整必要情報を検出する
   検査装置とを備えた調整システムであって、前記チャー
   ト上の検査用図形は、前記チャートの長手方向にそれぞ
   れ離間形成された少なくも５箇所の線図形の組合せより
   なり、かつこれらのうち少なくも２箇所の線図形は細長
   シート長手方向に対し直角に形成され、他の少なくとも
   ３箇所の線図形は細長シート長手方向に対し４５°傾斜
   して形成されていることを特徴とする画像読取装置の光
   学系調整システム
2. （２）チャートが、不透明シートに線図形としてスリッ
   トを穿設したものであることを特徴とする特許請求の範
   囲第（１）項に記載の画像読取装置の光学系調整用シス
   テム