JPS63164672A - 画像読取装置 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は画像読取装置に関し、詳細には結像光学系の簡
素化を図った画像読取装置に関する。

（従来の技術） 一般に、画像読取装置は原稿台にセットされた原稿の書
画情報を読み取り画信号（電気信号）に変換して出力す
る。

このような、画像読取装置としては第１０図に示すもの
がある。第１０図において、１は原稿静止型（ブックタ
イプ）の画像読取装置であり、画像読取装置１の本体１
ａには原稿台２および画像読取手段３を備えている。原
稿台２はガラス板が使用されており、本体１ａの開口部
１ｂを閉止して設けられる。また、原稿台２は装置の仕
様によって決められている読取可能な最大原稿サイズよ
り多少大きな面積を有する。画像読取手段３は光源４、
ミラー５、ミラー６、ミラー７、結像光学系８、ライン
イメージセンサ９、キャリッジ１０およびキャリッジ１
１を備えており、原稿台２にセントされた原稿の書画情
報を読み取る。光源４は例えば蛍光灯が使用されており
、原稿の幅方向に亘るとともに所定桁の範囲に光を照射
する。光源４から原稿（図示せず）に照射された光は原
稿面で反射されミラー５に導入されるとともに、ミラー
５、ミラー６およびミラー７のそれぞれによって反射さ
れ所定の光路を経てミラー５の後方に設けられた結像光
学系８に導入される。なお、ミラー５、ミラー６、ミラ
ー７は全反射型のものが使用されている。結像光学系８
は集光レンズが使用されており、ミラー７からの反射光
をラインイメージセンサ９上に結像させる。ラインイメ
ージセンサ９は例えばＣＣＤ　（Ｃｈａｒｇｅ　Ｃｏｕ
ｐｌｅｄ　Ｄｅｖｉｃｅ）が使用されており、複数の光
電変換素子が並列に設けられるとともに結像素子８によ
って光電変換素子上に結像された原稿面からの光を１ラ
イン毎に電気信号に変換する。なお、前記光源４および
ミラー５はキャリッジ１０に搭載されており、ミラー６
およびミラー７はキャリッジ１１に搭載される。

ここで、ミラー５とミラー６、ミラー７がそれぞれ異な
るキャリッジ１０およびキャリッジ１１に搭載されるの
は副走査による読取位置の移動に拘らず原稿面からの反
射光を常に一定の光路長で結像光学系８に導入するため
である。また、キャリッジ１０およびキャリッジ１１は
図示しないガイドにより副走査方向（図中Ｘ方向）に往
復動自在に支持されており、原稿読取時には図示しない
駆動源により所定の速度で副走査される。そして、この
副走査により原稿全面の書画情報の読み取りが行われる
。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、このような従来の原稿静止型（ブックタ
イプ）の画像読取装置にあっては、３枚のミラーの組合
わせによって光路を形成し、原稿面からの反射光を一定
の光路長で結像素子８に導入させていたため、ミラー６
およびミラー７を保持しているキャリッジ１１の寸法が
制限されてしまい画像読取装置１を薄型化することが困
難である。また、各々のミラーの取付角度のバラツキに
よって光軸の精度が低くなり、結像素子８およびライン
イメージセンサ９の調整にかなりの時間と手間を要する
という問題点があった。

（発明の目的） そこで、本発明は、原稿面からの反射光が導入される第
１光学系をハーフミラ−にするとともに第２光学系を全
反射型のミラーにし、第１光学系によって第２光学系方
向に反射された光と第２光学系によって第１光学系方向
に反射された光とが略同−の光軸上になるように前記第
２光学系を配置することにより、光学系の部品点数を削
減し、光学系を保持するキャリッジの小型化を図るとと
もに、かつ光学系の精度を向上して、光軸の調整を容易
にするとともにコストを低減した薄型の画像読取装置を
提供することを目的としている。

（発明の構成） 本発明は、上記目的を達成するため、原稿の全面が光源
に面する原稿台と、光源より原稿に投射された光の反射
光を受け第２光学系に導入する第１光学系と、第１光学
系からの光を結像光学系に導入する第２光学系と、第２
光学系から導入された前記原稿からの光を画像読取部に
結像させる結像光学系と、結像光学系によって結像され
た光を光電変換する画像読取部と、を備え前記第１光学
系および第２光学系それぞれを所定の速度で副走査して
原稿台にセットされた原稿の書画情報を該原稿の先頭か
ら順次読み取る画像読取装置において、前記第１光学系
を所定割合の光の透過性と反射性を有する光学素子で構
成し、前記第２光学系を全反射性の光学素子で構成し、
該第１光学系により原稿からの反射光のうち所定量の光
を第２光学系へ反射し、該第１光学系から第２光学系へ
の入射光と第２光学系からの反射光が略同−光軸上を通
過する位置に該第２光学系を配設し、第２光学系からの
反射光を第１光学系を透過して前記結像光学系に導入す
ることを特徴とするものである。

以下、本発明の実施例に基づいて具体的に説明する。

第１〜５図は本発明の第１実施例を示す図である。

第１図において、２１は画像読取装置であり、画像読取
装置２１は本体２１ａに原稿台２２を有するとと、もに
、その内部に画像読取手段２３を備えている。

原稿台２２は透明なガラス板が使用、されており、本体
２１ａの開口部２１ｂを閉止して設けられる。また、原
稿台２２は装置の仕様によって決められている読取可能
な最大原稿サイズより多少大きな面積を有する。

画像読取手段２３は、光源２４、光源２５、ハーフミラ
−２６、ミラー２７、結像光学系２８、ラインイメージ
センサ２９、キャリッジ３０およびキャリッジ３１を備
えており、原稿台２２にセットされた原稿（図示せず）
の書画情報を読み取る。

光源２４、光源２５は例えば蛍光灯が使用されており、
それぞれが所定の間隔で互いに平行に設けられ、原稿台
２２にセットされた原稿の幅方向に亘り光を照射する。

なお、光源が２個設けられているのは後述するハーフミ
ラ−２６による光量の減少を補うためである。

ハーフミラ−（第１光学系）２６は、入射した光を反射
するとともに透過する機能を有しており、例えばガラス
基板に屈折率の高い誘電体膜と屈折率の低い誘電体膜と
を交互に重ね合わせた誘電体多層膜タイプのものが使用
され、原稿面からの反射光を９０°方向に反射してミラ
ー２７に導入する。

ここで、誘電体膜タイプのハーフミラ−２６は第２図に
示すように入射光Ｆを１とした場合、反射光Ｒおよび透
過光Ｔをそれぞれ１／２に分割する特性を有し、ハーフ
ミラ−２６に入射する光の光量は反射および透過の過程
で１／２毎に均等に減少して反射と透過との光量の差は
略等しいものとなる。

また、ハーフミラ−２６は第３図に示すように最も結像
光学系２８側に搬送されたときにミラー２７から結像光
学系２８に導入される有効光束（副走査方向の有効光束
）より大きいものが使用される。ミラー（第２光学系）
２７は従来と同様に全反射型のものが使用されており、
ハーフミラ−２６から導入された光に対して直角な位置
に設けられている。ハーフミラ−２６からの光は入射光
と同一方向に反射して結像光学系２８に導入し、ハーフ
ミラ−２６への入射光とハーフミラ−２６からの反射光
は略同−光軸上にある。結像光学系２８は集光レンズが
使用されており、ミラー２７から導入された光を所定の
比率で縮小してラインイメージセンサ２９の光電変換素
子上に結像させる。ラインイメージセンサ（画像読取部
）２９は例えばＣＣＤ　（Ｃｈａｒｇｅ　Ｃｏｕｐｌｅ
ｄ　Ｄｅｖｉｃｅ）が使用されており、複数の光電変換
素子が並列に設けられるとともに光電変換素子上に結像
された光を１ライン毎に光電変換し電気信号として出力
する。

一方、前記光源２４、光源２５およびハーフミラ−２６
は第４図に示すようにキャリッジ３０に搭載されており
、ミラー２７はキャリッジ３１に搭載されている。ここ
で、キャリッジ３０はハーフミラ−２６を原稿面からの
反射光に対して４５°傾けた角度で保持しており、かつ
ミラー２７からの反射光の透過を防げないような形状を
有する。一方、キャリッジ３１はミラー２７をバー°フ
ミラー２６からの反射光に対して直角に保持しており、
ハーフミラ−２６からの入射光を同一光軸上に反射させ
る。キャリフジ３０およびキャリッジ３１はそれぞれの
一端部がガイドプレート３２に摺動自在に支持されてお
り、それぞれの他端部はガイドロッド３３に摺動自在に
支持される。ガイドプレート３２とガイドロッド３３は
本体２１ａの長手方向に延在し、かつ並行に設けられて
゛おり、キャリッジ３０およびキャリッジ３１はガイド
プレート３２およびガイドロッド３３上を往復動自在と
なる。また、キャリッジ３０およびキャリッジ３１は図
示しないワイヤ、プーリ等によって所定の相対移動量が
設定され、駆動モータによって副走査方向へ搬送される
。ここで、キャリッジ３０とキャリソジ３１との関係は
前述のように所定の相対移動量が設定されているためキ
ャリッジ３０の移動量および移動速度はキャリッジ３１
の移動量および移動速度に対して徐々に遅れながら移動
する。この遅れ量はキャリッジ３０の移動量が多くなる
に従って増大し、キャリッジ３１の最大移動量はキャリ
ッジ３０の約半分となる。これにより、キャリッジ３０
が副走査方向へ搬送されてもハーフミラ−２６およびミ
ラー２７よって反射され結像光学系２８に導入される光
の光路長を常に一定のものとすることができ、う゛イン
イメージセンサ２９上に一定の焦点で原稿面の書画像を
結像することができる。なお、本実施例では画像読取装
置２１各部の制御および画像の処理を行う制御部は本案
と直接関係せず、通常の制御部等と同じであるためその
図示および説明は省略する。

次に作用を説明する。

画像読取装置２１による原稿の読み取りは以下のように
行われる。まず、原稿台２２に原稿をセットし、図示し
ないスタート・キーを押すと、キャリッジ３０がホーム
ポジションから読取開始位置、に搬送されるとともに、
画像読取手段２３の光源２４、光源２５が点灯して原稿
面を照射する。原稿面からの反射光はハーフミラ−２６
およびミラー２７により結像光学系２８に導入され、結
像光学系２８によってラインイメージセンサ２９の光電
変換素子上に結像される。この像は原稿の数ライン分の
画像情報を含むがラインイメージセンサ２９によって１
ライン毎に主走査が行われる。そして、１ライン分の主
走査が終了する毎にキャリッジ３０、キャリッジ３１が
所定のピッチで搬送（副走査）される、したがって、こ
の１ライン毎の主走査および副走査によって原稿全面の
書画情報が読み取られる。

ここで、前記画像読取手段２３の機能をさらに詳述する
。原稿面で反射された光はハーフミラ−２６によりミラ
ー２７方向に反射されるとともに、ミラー２７によって
再度同一光軸上をハーフミラ−２６側に反射される。ハ
ーフミラ−２６は前述のように、光の反射および透過毎
に入射光の光量を１／２に均等に減少させるため、原稿
面からの光は始めにハーフミラ−２６で反射された時点
で１／２の光量に、ミラー２７により反射され再度ハー
フミラ−２６を透過した時点で１／４の光量となる。し
かし、従来１個のみだった光源を２個設けたことにより
読み取り時の光量が増加され、ハーフミラ−２６による
光量の減少が相殺される。したがって、結像光学系２８
に導入される光の光量は従来と同じレベルを確保するこ
とができる。また、ハーフミラ−２６は前述のようにミ
ラー２７によって反射され結像光学系２８に導入される
有効光束より大きいものが使用されているため結像光学
系２８に導入される光は常に一定の透過光量となる。

すなわち、ハーフミラ−２６はハーフミラ−２６が原稿
の読み取り開始位置にあっても（第５図（ａ）参照）、
ハーフミラ−２６が原稿の読み取り終了位置にあっても
（第５図（ｂ）参照）、ミラー２７からの有効光束幅よ
りも大きいものが用いられているため、ミラー２７から
の光は常にハーフミラ−２６を透過する。したがって、
結像素子２８によりラインイメージセンサ２９上に結像
される光は濃度ムラのない一定光量の光となる。

このように、ミラー２７への入射光と反射光を同一光軸
上を通過させるものとしたため、ハーフミラ−２６、ミ
ラー２７、結像光学系２８およびラインイメージセンサ
２９の光軸調整や位置調整が極めて容易となるとともに
、結像光学系の部品点数を削減し、画像読取装置２１を
薄型化することができる。

なお、本実施例では光源を２個用いてハーフミラ−２６
による光量の減少を補っているが、このような態様に限
らない。すなわち、前述した光量の減少を補うことがで
きるものであれば光源が１個であっても構わない。

第６〜９図は本発明の第２実施例を示す図である。

本実施例は第１実施例のハーフミラ−の副走査方向の寸
法を小さくしたものであり、本実施例の説明にあたり、
第１実施例と同一構成部分は同一符号を付してその説明
を省略する。

第６図において４１は画像読取装置であり、画像読取装
置４１の本体４１ａ内部には画像読取手段４２を備え、
画像読取手段４２にはハーフミラ−４３が設けられてい
る。

ハーフミラ−４３は第７図に示すようにその副走査方向
の長さが原稿面から反射される光の副走査方向の有効光
束より少し長いが、ミラー２７からの反射光の有効光束
よりは短い長さに形成されている。したがって、ミラー
２７からの反射光は、第８図に示すように、その光束の
中央部分がハーフミラ−４３を通過し、両側部分がハー
フミラ−４３の側方を通過して結像光学系２８に入射す
る。その結果、ハーフミラ−４３を透過しなかった光束
部分により光量が増加するため光源２４、光源２５によ
る照射光量の増加は少なくてよい。なお、ハーフミラ−
４３の幅が原稿面からの有効光束より少し長いだけで足
りるのは、原稿面とハーフミラ−４３との距離が原稿の
読み取り（副走査）に拘らず一定であるため原稿面から
反射される光の有効光束は常に一定となることによる。

一方、前記ハーフミラ−４３を通過する光束の量はハー
フミラ−４３の読取位置によって異なる。すなわち、原
稿の読み取り開始位置では、ミラー２７からの反射光の
光束が小さいため、ハーフミラ−４３の側方を通過する
光束の比率は小さいが（第９図（ａ）参照）、ハーフミ
ラ−４３が原稿の読み取り終了位置に移動するに従って
ハーフミラ−４３の側方を通過する光束が大きくなり、
ハーフミラ−４３の側方を通過する光束の比率は大きく
なる（第９図（ｂ）参照）。したがって、ハーフミラ−
４３が原稿の読み取り開始位置から読み取り終了位置に
移動する期間でラインイメージセンサ２９に入射される
光量が変化し、濃度ムラが生じることとなる。しかし、
この光量の変化は、例えば原稿の読み取り位置に応じて
光源２４、光源２５の管電流の増減によって光量を変化
させたり、ラインイメージセンサ２９による読み取り１
ライン毎にシェーディング（信号補正）等を行うことに
より補正することができる。したがって、濃度ムラの発
生を防止することができる。

このように、ハーフミラ−４３を原稿面で反射される光
の光束より多少大きな寸法とすることにより、ハーフミ
ラ−４３による光量の減少を最小限にできる。したがっ
て、第１実施の効果に加え、より一層コストを低減する
ことができる。

（効果） ′本発明によれば、画像読取手段の部品点数を削減し、
かつ光学系の精度を向上することができ、画像読取装置
を光軸の調整が容易でコストを低減した薄型のものとす
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１〜５図は本発明の画像読取装置の第１実施例を示す
図であり、第１図はその画像読取装置の要部断面図、第
２図はその画像読取装置におけるハーフミラ−の入射光
Ｆと反射光Ｒおよび透過光Ｔとの関係を示す図、第３図
はその画像読取装置におけるハーフミラ−と有効光束と
の関係を示す図、第４図はその画像読取装置の要部斜視
図、第５図はその画像読取装置のハーフミラ−が、原稿
の読み取り開始位置にある場合（ａ）と、原稿の読み取
り終了位置にある場合（ｂ）と、におけるハーフミラ−
と光束との関係を示す図である。 第６〜８図は本発明の画像読取装置の第２実施例を示す
図であり、第６図はその画像読取装置の要部断面図、第
７図はその画像読取装置のハーフミラ−と原稿面からの
有効光束との関係を示す図、第８図はその画像読取装置
のハーフミラ−とミラーからの有効光束との関係を示す
図、第９図はその画像読取装置のハーフミラ−が、原稿
の読み取り開始位置にある場合（ａ）と、原稿の読み取
り終了位置にある場合（ｂ）と、におけるハーフミラ−
と光束との関係を示す図である。 第１０図は従来の画像読取装置の要部断面図である。 ２１．４１・・・・・・画像読取装置 ２２・・・・・・原稿台、 ２４．２５・・・・・・光源、 ２６．４３・・・・・・ハーフミラ−（第１光学系）、
２７・・・・・・ミラー（第２光学系）、２８・・・・
・・結像光学系、 ２９・・・・・・ラインイメージセンサ（画像読取部）
。 第２図 Ｆ ■ 第３図　　。１ 第４図 第５図 り１ 第７図 第８図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）原稿の全面が光源に面する原稿台と、光源より原
   稿に投射された光の反射光を受け第２光学系に導入する
   第１光学系と、第１光学系からの光を結像光学系に導入
   する第２光学系と、第２光学系から導入された前記原稿
   からの光を画像読取部に結像させる結像光学系と、結像
   光学系によって結像された光を光電変換する画像読取部
   と、を備え前記第１光学系および第２光学系それぞれを
   所定の速度で副走査して原稿台にセットされた原稿の書
   画情報を該原稿の先頭から順次読み取る画像読取装置に
   おいて、前記第１光学系を所定割合の光の透過性と反射
   性を有する光学素子で構成し、前記第２光学系を全反射
   性の光学素子で構成し、該第１光学系により原稿からの
   反射光のうち所定量の光を第２光学系へ反射し、該第１
   光学系から第２光学系への入射光と第２光学系からの反
   射光が略同一光軸上を通過する位置に該第２光学系を配
   設し、第２光学系からの反射光を第１光学系を透過して
   前記結像光学系に導入することを特徴とする画像読取装
   置。
2. （２）前記第１光学系の副走査方向の長さを前記原稿か
   らの光の有効光束より少し長くしたことを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載の画像読取装置。