JP2010063163A - Image reading apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、複写機や金融端末装置などの画像読み取りや画像識別に用いる画像読取装置に関するものである。 The present invention relates to an image reading apparatus used for image reading and image identification, such as a copying machine and a financial terminal device.
画像情報を読み取る画像読取装置として、例えば、特開平11−8742号公報図2(特許文献1参照)には、ミラーアレイを用いた読取装置が開示されている。 As an image reading apparatus for reading image information, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 11-8742, FIG. 2 (see Patent Document 1) discloses a reading apparatus using a mirror array.
また、特開2003−331267号公報図2(特許文献2参照)には、実装基板上に存在する複数の被検査部位を一回の主走査で検査するに適したテレセントリック光学系並びに照明系を有する読取装置が開示されている。 FIG. 2 (see Patent Document 2) of Japanese Patent Laid-Open No. 2003-331267 includes a telecentric optical system and an illumination system suitable for inspecting a plurality of inspected parts existing on a mounting substrate by one main scanning. A reader having the same is disclosed.
また、特開平5−328024号公報図1(特許文献3参照)には、ビ−ムを被読取対象物Gに照射する光源ランプ24と、被読取対象物Gからの光ビ−ムを伝達する光学手段20,30と、この光学手段20,30からの光ビ−ムを、所定距離離れた複数の光束に分割する光学素子44と、この光学素子44により分割された光ビ−ムの各々を受光する位置に、異なる色フィルタを介して設けられた複数の検出部46r,46g,46bを具備した画像読取装置が開示されている。
Further, in FIG. 1 of JP-A-5-328024 (refer to Patent Document 3), a
しかし、特許文献1に記載のものは、原稿10からホトセンサアレイ15に至る光路上のミラーアレイが原稿読取部の読取面に対する直角軸と、前記ホトセンサアレイの受光面に対する直角軸が平行になるように第1および第2ミラーアレイの光軸の傾きを決定するように構成されているものの、ミラーアレイの具体的設置位置や光軸の傾きに関する詳細な記載が無い。
However, in the device described in
特許文献2に記載のものは、落射照明光源1と側面照明光源4を具備し、シリンドリカルレンズからなる第1レンズ9と撮影系の第2レンズ7で構成され、第1レンズ9を被検査基板から50mm以内に近接させ且つ第一レンズ9の後焦点と第2レンズ7の入射瞳位置を一致させることによりコンパクトなテレセントリック光学系を得ているものの、具体的設置位置や走査方法に関する詳細な記載が無い。
The one described in
また、特許文献3に記載のものは、3ラインCCDセンサ46でRGB画像情報を読み取る焦点距離を可変する集束用光学素子42を必要とするため構造が複雑になるという課題があった。
Further, the device described in
この発明は、上述のような問題点を解決するためになされたものであり、焦点深度が深く、かつ小型である画像読取装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide an image reading apparatus having a small depth of focus and a small size.
請求項1に係る発明の画像読取装置は、主走査方向に亘って原稿の照射部に光を照射する光源と、原稿で反射した光の散乱光を入射し、副走査方向に反射させる第1ミラーと、この第1ミラーからの光をコリメートし、略平行光線束として反射させる凹形の第1非球面ミラーと、周囲が遮光され、選択的に光を通過させる開口部を介して、前記第1非球面ミラーからの光を反射させるアパーチャミラーと、このアパーチャミラーからの光を入射し、収束光として反射させる凹形の第2非球面ミラーと、この第2非球面ミラーで収束される光の光路上に設けられ、原稿面に対して垂直方向に光を反射する第2ミラーと、この第2ミラーからの光を入射し、前記開口部からの光に対応して結像する受光領域を有する受光部と、少なくとも前記第1非球面ミラーと前記第2非球面ミラーとを副走査方向の一方側に設置し、前記アパーチャミラーを副走査方向の他方側に設置する筐体とを備え、前記第1非球面ミラーから前記アパーチャミラーまでの光学距離が、前記照射部から前記第1ミラーまでの光学距離、及び、前記第1ミラーから前記第1非球面ミラーまでの光学距離よりも長いことを特徴とするものである。 According to a first aspect of the present invention, there is provided an image reading apparatus according to a first aspect of the present invention, wherein a light source that irradiates light to an irradiating portion of a document over the main scanning direction The mirror, the concave first aspherical mirror that collimates the light from the first mirror and reflects it as a substantially parallel light beam, and the opening that is shielded from the surroundings and selectively allows the light to pass through. An aperture mirror that reflects light from the first aspherical mirror, a concave second aspherical mirror that receives light from the aperture mirror and reflects it as convergent light, and is converged by the second aspherical mirror A second mirror that is provided on the optical path of the light and reflects light in a direction perpendicular to the document surface, and a light receiving unit that receives light from the second mirror and forms an image corresponding to the light from the opening. A light receiving portion having a region, and at least the first A spherical mirror and the second aspherical mirror are installed on one side in the sub-scanning direction, and the aperture mirror is installed on the other side in the sub-scanning direction, and the first aspherical mirror to the aperture mirror Is longer than the optical distance from the irradiation unit to the first mirror and the optical distance from the first mirror to the first aspherical mirror.
請求項2に係る発明の画像読取装置は、前記アパーチャミラーが、前記第1非球面ミラーの焦点位置に設置されている請求項1に記載のものである。 According to a second aspect of the present invention, there is provided the image reading apparatus according to the first aspect, wherein the aperture mirror is installed at a focal position of the first aspherical mirror.
請求項3に係る発明の画像読取装置は、前記アパーチャミラーが、前記第2非球面ミラーの焦点位置に設置されている請求項1に記載のものである。 An image reading apparatus according to a third aspect of the present invention is the image reading apparatus according to the first aspect, wherein the aperture mirror is installed at a focal position of the second aspherical mirror.
請求項4に係る発明の画像読取装置は、前記第1非球面ミラーと前記第2非球面ミラーとが一体化され、前記第1非球面ミラーは前記照射部側に設置され、前記第2非球面ミラーは前記受光部側に設置された請求項1乃至3のいずれかに記載のものである。
In an image reading apparatus according to a fourth aspect of the present invention, the first aspherical mirror and the second aspherical mirror are integrated, and the first aspherical mirror is disposed on the irradiation unit side, and the second nonspherical mirror is provided. 4. A spherical mirror according to
請求項5に係る発明の画像読取装置は、前記第1ミラーと前記第2ミラーとが、被照射体の搬送面の法線に対して直線的に設置されている請求項1乃至4のいずれかに記載のものである。
5. The image reading apparatus according to
請求項6に係る発明の画像読取装置は、主走査方向に亘って原稿の照射部に光を照射するRGB光源と、原稿で反射した光の散乱光を入射し、副走査方向に反射させる第1ミラーと、この第1ミラーからの光をコリメートし、略平行光線束として反射させる凹形の第1非球面ミラーと、周囲が遮光され、選択的に光を通過させる開口部を介して、前記第1非球面ミラーからの光を反射させるアパーチャミラーと、このアパーチャミラーからの光を入射し、収束光として反射させる凹形の第2非球面ミラーと、この第2非球面ミラーで収束される光の光路上に設けられ、原稿面に対して垂直方向に光を反射する第2ミラーと、この第2ミラーからの光を入射し、前記開口部からの光に対応して結像する受光領域に前記RGB光源の光学波長にそれぞれ対応するRGBフィルタを有する受光部と、少なくとも前記第1非球面ミラーと前記第2非球面ミラーとを副走査方向の一方側に設置し、前記アパーチャミラーを副走査方向の他方側に設置する筐体とを備え、前記第1非球面ミラーから前記アパーチャミラーまでの光学距離が、前記照射部から前記第1ミラーまでの光学距離、及び、前記第1ミラーから前記第1非球面ミラーまでの光学距離よりも長いことを特徴とするものである。 According to a sixth aspect of the present invention, there is provided an image reading apparatus according to the sixth aspect, wherein the RGB light source for irradiating light to the irradiating portion of the original in the main scanning direction and the scattered light of the light reflected from the original are incident and reflected in the sub-scanning direction. Through a first mirror, a concave first aspherical mirror that collimates the light from the first mirror and reflects it as a substantially parallel light beam, and an aperture that is shielded from the surroundings and selectively allows light to pass through. An aperture mirror that reflects light from the first aspherical mirror, a concave second aspherical mirror that receives light from the aperture mirror and reflects it as convergent light, and the second aspherical mirror converges the light. And a second mirror that reflects the light in a direction perpendicular to the original surface, and the light from the second mirror is incident to form an image corresponding to the light from the opening. In the light receiving area, the optical wavelength of the RGB light source is adjusted. A light receiving unit having a corresponding RGB filter, at least the first aspherical mirror and the second aspherical mirror are installed on one side in the sub-scanning direction, and the aperture mirror is installed on the other side in the sub-scanning direction. An optical distance from the first aspherical mirror to the aperture mirror, an optical distance from the irradiating unit to the first mirror, and from the first mirror to the first aspherical mirror. It is characterized by being longer than the optical distance.
請求項7に係る発明の画像読取装置は、主走査方向に亘って原稿の照射部に蛍光を照射する蛍光光源と、原稿で反射した光の散乱光を入射し、副走査方向に反射させる第1ミラーと、この第1ミラーからの光をコリメートし、略平行光線束として反射させる凹形の第1非球面ミラーと、周囲が遮光され、選択的に光を通過させる開口部を介して、前記第1非球面ミラーからの光を反射させるアパーチャミラーと、このアパーチャミラーからの光を入射し、収束光として反射させる凹形の第2非球面ミラーと、この第2非球面ミラーで収束される光の光路上に設けられ、原稿面に対して垂直方向に光を反射する第2ミラーと、この第2ミラーからの光を入射し、前記開口部からの光に対応して結像する受光領域に青色以上の波長の長い複数色のフィルタを有する受光部と、少なくとも前記第1非球面ミラーと前記第2非球面ミラーとを副走査方向の一方側に設置し、前記アパーチャミラーを副走査方向の他方側に設置する筐体と、前記蛍光光源と原稿との光の通過経路に青色の波長より短い波長をカットする低域カットフィルタと備え、前記第1非球面ミラーから前記アパーチャミラーまでの光学距離が、前記照射部から前記第1ミラーまでの光学距離、及び、前記第1ミラーから前記第1非球面ミラーまでの光学距離よりも長いことを特徴とするものである。 According to a seventh aspect of the present invention, there is provided an image reading apparatus in which a fluorescent light source that irradiates fluorescence to an irradiation portion of a document in the main scanning direction and scattered light of light reflected by the document are incident and reflected in the sub-scanning direction. Through a first mirror, a concave first aspherical mirror that collimates the light from the first mirror and reflects it as a substantially parallel light beam, and an aperture that is shielded from the surroundings and selectively allows light to pass through. An aperture mirror that reflects light from the first aspherical mirror, a concave second aspherical mirror that receives light from the aperture mirror and reflects it as convergent light, and the second aspherical mirror converges the light. And a second mirror that reflects the light in a direction perpendicular to the original surface, and the light from the second mirror is incident to form an image corresponding to the light from the opening. Multiple colors with a wavelength longer than blue in the light receiving area A light receiving unit having a filter, a housing in which at least the first aspherical mirror and the second aspherical mirror are installed on one side in the sub-scanning direction, and the aperture mirror is installed on the other side in the sub-scanning direction; A low-pass filter that cuts a wavelength shorter than a blue wavelength in a light path between the fluorescent light source and the document, and an optical distance from the first aspherical mirror to the aperture mirror is from the irradiation unit to the first The optical distance to one mirror is longer than the optical distance from the first mirror to the first aspherical mirror.
この発明に係る画像読取装置によれば、第1非球面ミラーからの光を反射させるアパーチャミラーと、このアパーチャミラーからの光を入射し、収束光として反射させる第2非球面ミラーとを副走査方向の一方側に設置し、アパーチャミラーを副走査方向の他方側に設置し、第1非球面ミラーからアパーチャミラーまでの光学距離が、照射部から第1ミラーまでの光学距離、及び、第1ミラーから第1非球面ミラーまでの光学距離よりも長くしたので、被写体深度が深いにも係らずコンパクトな画像読取装置を得ることが可能である。 According to the image reading apparatus of the present invention, the sub-scanning is performed on the aperture mirror that reflects the light from the first aspherical mirror and the second aspherical mirror that receives the light from the aperture mirror and reflects it as convergent light. The aperture mirror is installed on the other side in the sub-scanning direction, and the optical distance from the first aspherical mirror to the aperture mirror is equal to the optical distance from the irradiation unit to the first mirror, and the first Since it is longer than the optical distance from the mirror to the first aspherical mirror, it is possible to obtain a compact image reading apparatus despite the deep subject depth.
実施の形態1.
以下、この発明の実施の形態1に係る画像読取装置ついて図1を用いて説明する。図1は、実施の形態1に係る画像読取装置の断面構成図である。図1において、1は文書やメディアなどの被照射体(原稿とも呼ぶ)、2は被照射体1を支持する天板、3は光を伝搬させる導光体、3aは導光体3の光出射部(出射部)、4は光を通過させる透過体、5は被照射体1に対する光の照射部、6は照射部5からの散乱光を副走査方向に反射させる第1ミラー、7は第1ミラー6からの反射光を受光する凹型の第1レンズミラー(第1レンズ 第1非球面ミラーとも呼ぶ)、8は第1レンズ7からの平行光を受光するアパーチャミラー、9はアパーチャミラー8からの反射光を受光する凹型の第2レンズミラー(第2レンズ 第2非球面ミラーとも呼ぶ)、10は周囲が遮光され、アパーチャミラー8に入反射する光の色収差を緩和するアパーチャミラー8の表面に設けた開口部、11は第2レンズ9からの光を受光し、反射させる第2ミラーである。
Hereinafter, an image reading apparatus according to
12は第2レンズ9からの反射光を受光し、光電変換する光電変換回路及びその駆動部からなるMOS半導体構成のセンサIC、13はセンサIC12を載置するセンサ基板、14はセンサIC12で光電変換された信号を信号処理する信号処理IC(ASIC)、15はセンサ基板13に載置されたコンデンサ、抵抗器などの電子部品、16はセンサ基板13を含み光学系を収納する筐体である。
図2は、この発明の実施の形態1に係る画像読取装置に搭載する6mmピッチでアレイ状に設置した光学レンズ系の構成図であり、17は第1レンズ7及び第2レンズ9を一体的に配置するレンズ受け台、18はレンズ受け台17上にアレイ状に設置した第1レンズ7及び第2レンズ9相互の光の干渉を防止する遮光板である。レンズ受け台17、第1レンズ7及び第2レンズ9はアクリル樹脂で構成し、レンズのミラー面を除き黒色遮光材料を塗布している。なお、レンズ受け台17、第1レンズ7及び第2レンズ9はアクリル樹脂で一体成形しても良い。図中、図1と同一符号は同一又は相当部分を示す。
FIG. 2 is a configuration diagram of an optical lens system installed in an array with a pitch of 6 mm mounted on the image reading apparatus according to
図3は、光学ミラー系の構成図であり、アパーチャミラー8を挟んで対向するように第1ミラー6と第2ミラー11とが帯状に連続配置され、アパーチャミラー8の表面は黒色樹脂又は金属薄板に孔を設け開口部10を6mmピッチで離散的にアレイ状に設置している。図中、図1と同一符号は、同一又は相当部分を示す。
FIG. 3 is a configuration diagram of the optical mirror system. The
図4はこの発明の実施の形態1に係る画像読取装置の平面図であり、19は導光体3に光を入射させる光源部、20は画像読取装置を駆動する入出力インターフェース用のコネクタである。
FIG. 4 is a plan view of the image reading apparatus according to
図5はセンサ基板13の平面図であり、19aは光源部19とセンサ基板13のコネクタ20とを電気接続する光源接続部である。
FIG. 5 is a plan view of the
図6はセンサIC12の平面図であり、21は1画素に対して赤色(R)、緑色(G)及び青色(B)からなるゼラチン材などで構成したRGBフィルタを受光面に配置した受光部(セル)、22はセル21に入射した光をRGBごとに光電変換し、その出力を保持し、駆動する光電変換・RGBシフトレジスタ駆動回路、24はセンサIC12に信号や電源を入出力するワイヤボンディングパッド部である。
FIG. 6 is a plan view of the
図7は導光体3を含む光源部分を説明する図であり、25は導光体3の出射部3aから主走査方向に亘って光を均一に照射させるための光散乱層、26は導光体3の両端に設置した電極部、27は光源であり、それぞれ、赤色(R)、緑色(G)及び青色(B)波長を発するLEDチップからなる。図8に示すように電極部26にはR光源(27R)、B光源(27B)及びG光源(27G)が設置される。また、光散乱層25は光源27が導光体3の両端に設置する場合には、主走査方向の中央を幅広とし、片側設置する場合には、光源27から遠ざかるに連れて幅広とし、出射部3aからの光の放出を均一にする。
FIG. 7 is a view for explaining a light source portion including the
なお、各RGB光源27の光学波長は、受光部21に設けられたRGBフィルタの各RGB色の波長と略一致している。図4〜図7中、図1と同一符号は同一又は相当部分を示す。
Note that the optical wavelength of each RGB
図9は、実施の形態1に係る画像読取装置のブロック構成図であり、30はセンサIC12で光電変換された信号を増幅する増幅器、31は増幅された光電変換出力をアナログ・デジタル変換するアナログデジタル変換器(A/D変換器)、32はRGB各色のデジタル出力を信号処理する信号処理部、33は画像読取装置(CISとも呼ぶ)とシステム側との信号をやりとりするシステムインターフェース、34は各色のイメージ情報を収納するRAM、35はCPU、36は光源駆動回路である。
FIG. 9 is a block configuration diagram of the image reading apparatus according to the first embodiment, in which 30 is an amplifier that amplifies a signal photoelectrically converted by the
次にこの発明の実施の形態1に係る画像読取装置の動作について説明する。図9において、システム本体からのシステムコントロール信号(SYC)とシステムクロック信号(SCLK)信号に基づき、システムインターフェース33を経由して信号処理IC(ASIC)14のクロック信号(CLK)とこれに同期したスタート信号(SI)がセンサIC12に出力され、そのタイミングによりセンサIC12から各画素(n)の連続したアナログ信号が読み取りライン(m)毎に出力される。アナログ信号は図10に示す例では7200画素分を順次出力し、図11に示す分割出力とした例では144画素を単位として出力する。
Next, the operation of the image reading apparatus according to
増幅器30で増幅されたアナログ信号は、A/D変換器31でA/D変換してデジタル信号に変換され、A/D変換後に各画素(ビット)の信号出力をシェーディング補正や全ビット補正を行う補正回路で処理される。この補正は、あらかじめ白原稿などの基準テストチャートで読み込んだデータを均一化処理した補正データを記憶したRAM34から補正データを読み出し、A/D変換されたイメージ情報に相当するデジタル信号を演算加工することにより行う。このような一連の動作はCPU35の制御により行われる。この補正データは、センサIC12の各素子間の感度ばらつきや各光源27の不均一性を補正するためのものである。
The analog signal amplified by the
次に実施の形態1に係る画像読取装置の駆動タイミングについて図9及び図12を用いて説明する。図9及び図12において、CPU35に連動してASIC14は光源点灯信号(LC)をONし、それを受けて光源駆動回路36は各光源27に所定時間電源を供給することにより、RGB光源27は白色光を発する。連続的に駆動するCLK信号に同期してスタート信号(SI)はセンサIC12のRGB駆動回路を形成する各素子(画素)のシフトレジスタの出力を順次ONし、対応するスイッチ群がSIG(SO)ラインを順次開閉することでCLKに同期したRGBのイメージ情報(画像出力)を得る。この画像出力は前ラインで読み込み蓄積した各イメージの出力である。なお、CNTはカラー/モノクロ切替信号であり、通常、カラーモードの場合はハイレベルとする。1ラインの各色読取り区間にはBLK(ブランキング)時間を設定し、露光時間の設定可変を行う。従ってBLK区間はすべてのSIG(SO)は開放される。
Next, the drive timing of the image reading apparatus according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. 9 and 12, the
次に順次出力される画像信号SIG(SO)について図13を用いて説明する。図13は主走査方向に対する光の経路を説明する原理図であり、照射部5は被照射体1の厚みにより、搬送面と直角方向に対して変化するが、被照射体1のイメージ情報となる散乱光は副走査方向に反射させる第1ミラーを介して被照射体(原稿)1の面に点光源を仮定したしたときに光をコリメートして、略平行光線束として反射させる凹形の第1非球面ミラーに入射する。アレイ状に配列した各光学系からの光は、6mmピッチで離散的に設置したアパーチャー(窓)で焦点を結び、さらに窓から放射する光は各アレイごとに光の干渉を防止する遮光板18を設けたレンズを介して光束ごとにセンサIC12に入射するので画像情報はセンサIC12の受光面では倒立像となって結像する。従って、各センサIC12の受光部(画素とも呼ぶ)21に結像される画像情報は原稿など被照射体1に対して逆像となる。SIG(SO)信号はセンサIC12の駆動回路に設けられたシフトレジスタ順次スイッチング信号によりRGBごとに3系列でアナログ信号が同時に出力される。
Next, the image signal SIG (SO) output sequentially will be described with reference to FIG. FIG. 13 is a principle diagram for explaining the light path in the main scanning direction. The
図14は、A/D変換されたRGB信号の逆像データの並べ替えを説明する図であり、図14(a)は144ビット毎にデータを並べ替える場合を示す。図14(a)において、各々のRGB(SO)信号は、シフトレジスタ回路で左シフトさせたデータをシフトレジスタ回路で構成された各セルに収納し、ラッチ(LA)し、その後、ライト信号(WR)で順次、センサIC12の1番目のセルからSIG(SO)として並べ替えたデータをRAM34に収納し、補正演算処理が行われる。
FIG. 14 is a diagram for explaining rearrangement of the reverse image data of the A / D converted RGB signal. FIG. 14A shows a case where the data is rearranged every 144 bits. In FIG. 14A, each RGB (SO) signal is stored in each cell constituted by the shift register circuit after the data left-shifted by the shift register circuit is latched (LA), and then the write signal ( WR) sequentially, data rearranged as SIG (SO) from the first cell of the
図14(b)はセンサIC12の最外位置に配置されている受光部21間に生じる仮想ビット(素子)を必要とする場合の一例であり、仮想ビットのデータは、最外位置のデータを単純平均したデータとしてデータアドレスを付加し、RAM34に送られる。RAM34においてもこの場合には、仮想ビットを予め織り込んだデータを収納しており、補正演算処理が行われる。この補正演算処理された画像データは、特開平8−28966号公報図1に示すようにデータ解析、データ修復などを含むカラーマネジメントシステムで色変換及び色管理エンジンなどにより、システムインターフェース33を介してSIG(RGB)カラーデータとして出力される。
FIG. 14B is an example in the case where a virtual bit (element) generated between the
図15は副走査方向の光学距離について説明する図であり、第1レンズ7の一方の焦点位置は、変動する被照射体1の照射部5と略一致しており、他方の焦点位置はアパーチャミラー8と一致している。また、第2レンズ9の一方の焦点位置は、アパーチャミラー8と一致しており、他方の焦点位置は受光面と一致している。すなわち、L3=L1+L2、L4=L5+L6、L3=L4+Bの関係がある。図16は副走査方向の光の経路を具現化したものであり、第1レンズ7から第2レンズ9までの光学距離L3及びL4は略平行光である。なお、第1ミラー6から副走査方向に反射させる散乱光はミラー対象であればどちらの方角に放射しても良く、受光面に設置される受光部21もL4=L5+L6を満足すれば任意の位置でよい。
FIG. 15 is a diagram for explaining the optical distance in the sub-scanning direction. One focal position of the
図17は一体化構成された第1レンズ7と第2レンズ9に装着する遮光板18の説明図である。図17(a)において、17aはアレイ状に設置した各レンズ間に設置したレンズ受け台17の溝(溝部)である。この溝17aに遮光板18を挿入し主として隣接する第2レンズ9への光の漏洩を防止する。図17(b)は遮光板18の部分拡大図であり、カーボンガラス材で構成した厚み0.3mmの遮光板18の表面をサンドブラスト又はエッチング処理を施し図17(c)に示すように約0.02mmp−p程度の表面粗化を行うことで、主走査方向の第2レンズ9両端付近に入射し、遮光板18で反射する不要光の反射を完全に吸収する。また、アクリル樹脂に黒色窒化膜(ALN)材を蒸着し表面粗化を施すことにより黒色であっても反射率が15〜20%ある場合には生成する画像に対するゴースト現象をハード的に軽減することが可能である。
FIG. 17 is an explanatory diagram of the
以上から実施の形態1に係る画像読取装置によれば、第1非球面ミラーからの光を反射させるアパーチャミラーと、このアパーチャミラーからの光を入射し、収束光として反射させる第2非球面ミラーとを副走査方向の一方側に設置し、アパーチャミラーを副走査方向の他方側に設置したので長い光路長であっても筐体内で折り返し反射させることで被写体深度が深いにも係らずコンパクトな画像読取装置を得ることが可能である。 As described above, according to the image reading apparatus of the first embodiment, the aperture mirror that reflects the light from the first aspherical mirror, and the second aspherical mirror that receives the light from the aperture mirror and reflects it as convergent light. Is installed on one side in the sub-scanning direction, and the aperture mirror is installed on the other side in the sub-scanning direction. An image reading apparatus can be obtained.
また、光源27にRGB発光色を用い、受光側に光源27のRGB発光色に対応するRGBフィルタを用い、光を吸収する黒色遮光板18をさらに表面粗化するので、蛍光灯などの広域波長を有する光源と比べて画像にゴーストの無いドロップアウトカラーにマッチした切れの良い高画質の画像情報を得ることが可能となる。
Further, since the RGB light emission color is used for the
実施の形態2.
実施の形態1では、被照射体1に対して棒状の導光体3を用いて両側から光源を照射した場合について述べたが、実施の形態2ではアレイ型光源を使用する場合について説明する。図18は実施の形態2に係る画像読取装置の断面構成図である。図18において、130は光を伝搬させる縦型の導光体、130aは導光体130の出射部、140は照射部5近傍に光を通過させるスリットを設け被照射体1の搬送経路の一部を構成するプラスチック材で構成したカバー、160は照射部5からの散乱光を反射させる第1ミラー、170は第1ミラー160からの反射光を受光する凹型の第1レンズミラー(第1レンズ)、180は第1レンズ170からの平行光を受光するアパーチャミラー、190はアパーチャミラー180からの反射光を受光する凹型の第2レンズミラー(第2レンズ)である。
Although the case where the light source is irradiated from both sides using the rod-shaped
200は第2レンズ190からの光を受光し、反射させる第2ミラー、201はセンサIC12や光源27をアレイ状に載置するセンサ基板、202はセンサ基板201を含み光学系を収納する筐体、202aは筐体200の一部であり、導光体130収納部(ホルダー)、203は被照射体1を搬送するプーリ(搬送プーリ)である。図中、図1と同一符号は同一又は相当部分を示す。
図19はこの発明の実施の形態2に係る画像読取装置の平面図であり、140aは主走査方向の読み取り領域に設けたカバー140のスリット部である。
FIG. 19 is a plan view of an image reading apparatus according to
図20はセンサ基板201の平面図であり、光源27はセンサ基板201の主走査方向端部にRGB色で順次設けられたLEDチップで構成される。各RGB光源27の駆動電源はコネクタ20から配線される。
FIG. 20 is a plan view of the
図21はこの発明の実施の形態2に係る画像読取装置の副走査方向の光学距離について説明する図であり、第1レンズ170の一方の焦点位置は、天板2位置とカバー140の被照射体1側位置との中心位置と一致しており、他方の焦点位置はアパーチャミラー180と一致している。また、第2レンズ190の一方の焦点位置は、アパーチャミラー180と一致しており、他方の焦点位置は受光面と一致している。すなわち、L3=L1+L2、L4=L5+L6、L3=L4+Bの関係がある。なお、第1ミラー160と第2ミラー200とは被照射体1の搬送面の法線に対して直線的に設置されている。
FIG. 21 is a diagram for explaining the optical distance in the sub-scanning direction of the image reading apparatus according to
図22は筐体202に設置した第1レンズ170と第2レンズ190に装着する遮光板の18説明図である。図22において、202bはアレイ状に設置した第2レンズ190間の筐体202側に設置した溝(溝部)であり、溝202bに遮光板18を挿入し隣接する第2レンズ190への光の漏洩や混入を防止する。遮光板18は、実施の形態1同様、カーボンガラス材で構成した厚み0.3mmの板の表面をサンドブラスト又はエッチングを行って表面粗化を施している。なお、第1レンズ170及び第2レンズ190はアクリル樹脂で独立して構成し、レンズのミラー面を除き黒色遮光材料を塗布して筐体202にそれぞれ直接樹脂で接着固定される。なお、実施の形態2に係る画像読取装置の動作については実施の形態1に準ずるので詳細説明を省略する。
FIG. 22 is an explanatory view of a
以上から実施の形態2に係る画像読取装置によれば、センサ基板201にRGB光源を設置し、受光面側から照射部5近傍まで延在させた縦型の導光体130を用い、センサ基板201にLEDチップ27をアレイ状に多数配置したことにより実施の形態1に比べて照射部5における照度が大幅に増加し、高速読み取りにおいては大きな効果を奏する利点がある。
As described above, according to the image reading apparatus according to the second embodiment, the RGB light source is installed on the
なお、導光体130は、実施の形態2では、照射部5に対して片側昭射としたが、導光体130に対向する筐体202側にさらに追加して読み取り面に対して照射部5に両側から光を照射しても良い。
In the second embodiment, the
実施の形態3.
実施の形態1及び実施の形態2では、RGBのそれぞれの光源を同時に発光させ、イメージ情報を読み取ったが実施の形態3では、他のLED光源を使用する場合について説明する。なお、実施の形態3に係る画像読取装置の動作については実施の形態1に準ずるので詳細説明を省略する。
In the first and second embodiments, the RGB light sources are caused to emit light at the same time and the image information is read. In the third embodiment, a case where another LED light source is used will be described. Since the operation of the image reading apparatus according to the third embodiment is the same as that of the first embodiment, detailed description thereof is omitted.
図23は導光体を含む光源部分を説明する図であり、図23(a)において、250は導光体3の出射部3aから主走査方向に亘って光を均一に照射させるための光散乱層、260は導光体3の両端に設置した電極部、270は光源であり、405nm以上の紫波長を発するLEDチップからなる。
FIG. 23 is a diagram for explaining a light source portion including a light guide. In FIG. 23A,
また、図23(b)は図23(a)の電極部260周辺の部分拡大図であり、電極部260の光源部分は、ケースに組み込まれたLEDチップ(V光源)270、V光源と反応し、蛍光発光する透明の蛍光樹脂280及び紫発光の透過を抑制するVカットフィルタ290及び電極300からなる。V光源270は実施の形態1同様、導光体3の片側端部で3個のLEDチップからなる。図中、図1と同一符号は、同一又は相当部分を示す。
FIG. 23B is a partially enlarged view of the periphery of the
また、図24はセンサ基板201にV光源270をアレイ状に配置し、縦型の導光体130により、照射部5近傍に出射部130aを配置した場合を説明する図である。図24において、202aは筐体202の一部であり、実施の形態2同様、導光体130収納部である。図中、図18及び図23と同一符号は、同一又は相当部分を示す。
FIG. 24 is a diagram for explaining a case where the V
図25は紫発光色のV光源270を照射し、蛍光樹脂280で蛍光発光した光の各波長における相対出力を示すものである。Vカットフィルタ290をV光源270の光の拡散領域に挿入することでセンサIC12の受光部21には、紫発光光波長の受光は抑圧され、青色発光色は大きく抑圧されないので、センサIC12に付加されたRGBフィルタの各ドロップカラー色にあったイメージ情報を受光することができる。
FIG. 25 shows the relative output at each wavelength of the light emitted from the V-
なお、実施の形態3では、紫発光色のLEDを用いたが、Vカットフィルタを紫発光色以下の低域波長カットフィルタ290とすることによりカラー表現のイメージ情報に必要な475nm近辺にピークを有する青色発光色を含まないそれ以下の発光波長であれば紫発光色以外に紫外線(UV)発光のLEDであっても紫発光LEDと同様な効果を奏する。
In the third embodiment, a purple light emitting LED is used. However, by using a V-cut filter as a low-band wavelength cut
以上から実施の形態3に係る画像読取装置によれば、単一波長の光源でその蛍光を利用して白色光を得るので複数波長の光源を用いることなくカラー画像を再生することが可能であると共にRGBフィルタは光源波長と合わせる必要がないので種々のカラーフィルタを搭載することが可能である。 From the above, according to the image reading apparatus according to the third embodiment, white light is obtained by using the fluorescence with a single wavelength light source, so that it is possible to reproduce a color image without using a plurality of wavelength light sources. In addition, since the RGB filter does not need to match the wavelength of the light source, various color filters can be mounted.
1・・被照射体(原稿) 2・・天板 3・・導光体 3a・・出射部 4・・透過体
5・・照射部 6・・第1ミラー 7・・第1レンズ(第1非球面ミラー)
8・・アパーチャミラー 9・・第2レンズ(第2非球面ミラー) 10・・開口部
11・・第2ミラー 12・・センサIC 13・・センサ基板
14・・信号処理IC(ASIC) 15・・電子部品 16・・筐体
17・・レンズ受け台 17a・・溝部 18・・遮光板
19・・光源部 19a・・光源接続部
20・・コネクタ 21・・受光部(セル 画素)
22・・光電変換・RGBシフトレジスタ駆動回路
24・・W/Bパッド部 25・・光散乱層 26・・電極部
27・・光源(LEDチップ) 27R・・R光源 27G・・G光源
27B・・B光源 30・・増幅器 31・・A/D変換器 32・・信号処理部
33・・システムインターフェース回路 34・・RAM(ランダムアクセスメモリ)
35・・CPU 36・・光源駆動回路
130・・導光体 130a・・出射部 140・・カバー 140a・・スリット部
160・・第1ミラー 170・・第1レンズ(第1非球面ミラー)
180・・アパーチャミラー 190・・第2レンズ(第2非球面ミラー)
200・・第2ミラー 201・・センサ基板 202・・筐体
202a・・ホルダー(導光体収納部) 202b・・溝部 203・・プーリ
250・・光散乱層 260・・電極部 270・・光源(V光源)
280・・蛍光樹脂 290・・Vカットフィルタ(紫カットフィルタ)
300・・電極。
1..Subject to be irradiated (original) 2..
8.
22.-Photoelectric conversion-RGB shift
35..
180 ..
200..
280 ...
300 .. Electrode.
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