JPH0514619A - 画像読取装置 - Google Patents
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- JPH0514619A JPH0514619A JP3189461A JP18946191A JPH0514619A JP H0514619 A JPH0514619 A JP H0514619A JP 3189461 A JP3189461 A JP 3189461A JP 18946191 A JP18946191 A JP 18946191A JP H0514619 A JPH0514619 A JP H0514619A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 効率の高い線状の照明光学系を備えた画像読
取装置を提供する。 【構成】 一端に光源を設けた長柱状のライトガイド１
１の長手方向表面に光拡散縞１４と、これに対向する位
置にスリツト１３を配置する。光源からの光はライトガ
イド１１の一端から入射し、ライトガイド１１内を全反
射しつつ他端に向かうが、光拡散縞１４により拡散して
スリツト１３から射出し、その近傍に配置されたフイル
ムＦを照明する。照明されたフイルムＦ上の画像は投影
レンズ１６によりラインセンサ１７上に結像する。光拡
散縞１４とスリツト１３の幅を適正に設定することで、
照明光学系の効率を高くすることができる。
取装置を提供する。 【構成】 一端に光源を設けた長柱状のライトガイド１
１の長手方向表面に光拡散縞１４と、これに対向する位
置にスリツト１３を配置する。光源からの光はライトガ
イド１１の一端から入射し、ライトガイド１１内を全反
射しつつ他端に向かうが、光拡散縞１４により拡散して
スリツト１３から射出し、その近傍に配置されたフイル
ムＦを照明する。照明されたフイルムＦ上の画像は投影
レンズ１６によりラインセンサ１７上に結像する。光拡
散縞１４とスリツト１３の幅を適正に設定することで、
照明光学系の効率を高くすることができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、画像読取装置、特に
フイルム等に記録された画像を電気信号に変換して出力
する画像読取装置の照明光学系に関する。
フイルム等に記録された画像を電気信号に変換して出力
する画像読取装置の照明光学系に関する。
【０００２】
【従来の技術】フイルム等に記録された画像をＣＣＤを
備えたラインセンサにより電気信号に変換して出力する
画像読取装置の画像照明用の照明光学系は、例えば図２
３に示すように、反射傘２を備えたキセノンランプ１等
の光源からの光をコンデンサレンズ３、４により集光
し、フイルムホルダ５に支持されたフイルム面Ｆに投射
するように構成した二次元の拡がりをもつ照明光学系が
一般的であつた。なお、ここで、６は投影レンズ、７は
ラインセンサを示す。
備えたラインセンサにより電気信号に変換して出力する
画像読取装置の画像照明用の照明光学系は、例えば図２
３に示すように、反射傘２を備えたキセノンランプ１等
の光源からの光をコンデンサレンズ３、４により集光
し、フイルムホルダ５に支持されたフイルム面Ｆに投射
するように構成した二次元の拡がりをもつ照明光学系が
一般的であつた。なお、ここで、６は投影レンズ、７は
ラインセンサを示す。
【０００３】この構造のものは構成が簡単であるが、照
明光学系が大型になり、また、画像読取装置としてライ
ンセンサを使用するときは、ラインセンサによる読取り
が行われている領域以外までも照明されるので、必要以
上に電力を消費し、照明効率の悪いものであつた。
明光学系が大型になり、また、画像読取装置としてライ
ンセンサを使用するときは、ラインセンサによる読取り
が行われている領域以外までも照明されるので、必要以
上に電力を消費し、照明効率の悪いものであつた。
【０００４】このため、ラインセンサの近くにラインセ
ンサに沿つて多数の発光ダイオ−ドを配列した照明光学
系や、キセノンランプ等の光源から投射される光を光フ
アイバ−によりラインセンサの近くにラインセンサに沿
つて導くようにした照明光学系が提案されている。
ンサに沿つて多数の発光ダイオ−ドを配列した照明光学
系や、キセノンランプ等の光源から投射される光を光フ
アイバ−によりラインセンサの近くにラインセンサに沿
つて導くようにした照明光学系が提案されている。
【０００５】ところで、図２４に長手方向の断面を、図
２５に図２４のＺ−Ｚ方向断面を示したライトガイドを
使用した照明装置が知られている。この照明装置では、
反射傘２を備えたハロゲンランプ１を円柱状のライトガ
イドＬＧの一端に配置し、ハロゲンランプ１から放射さ
れた光をライトガイドＬＧ内を全反射させて軸方向に導
くとともに光拡散部Ｒで二次光源を形成し、その光をラ
イトガイドＬＧの表面に設けたスリツトＳＬから漏洩さ
せるものである。
２５に図２４のＺ−Ｚ方向断面を示したライトガイドを
使用した照明装置が知られている。この照明装置では、
反射傘２を備えたハロゲンランプ１を円柱状のライトガ
イドＬＧの一端に配置し、ハロゲンランプ１から放射さ
れた光をライトガイドＬＧ内を全反射させて軸方向に導
くとともに光拡散部Ｒで二次光源を形成し、その光をラ
イトガイドＬＧの表面に設けたスリツトＳＬから漏洩さ
せるものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】発光ダイオ−ドによる
照明光学系では、多数の発光ダイオ−ドを配列してアレ
イ状に構成しなければならないため、製造コストが高く
なるほか、ラインセンサが発光ダイオ−ドから発する熱
の影響を受け、解像力が低下するおそれがある。また、
光フアイバ−による照明光学系では、ラインセンサが熱
の影響を受けることはないものの、照明光学系が大型に
なり、また製造コストが高くなるという問題がある。
照明光学系では、多数の発光ダイオ−ドを配列してアレ
イ状に構成しなければならないため、製造コストが高く
なるほか、ラインセンサが発光ダイオ−ドから発する熱
の影響を受け、解像力が低下するおそれがある。また、
光フアイバ−による照明光学系では、ラインセンサが熱
の影響を受けることはないものの、照明光学系が大型に
なり、また製造コストが高くなるという問題がある。
【０００７】この発明は、ライトガイドの光学的特性を
解析し、照明むらの無い照明光学系を使用した画像読取
装置を提供することを目的とするものである。
解析し、照明むらの無い照明光学系を使用した画像読取
装置を提供することを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この発明は上記課題を解
決するもので、長柱状の光透過性材料からなるライトガ
イドに、その長手方向に延びる光拡散部と前記光拡散部
に対向する位置に配置したスリツト部とを設け、スリツ
ト部から線状の照明光束を射出するように構成された照
明光学系と、前記線状の照明光束により照明される位置
に透過型の原稿を支持する原稿支持部材と、照明された
原稿の画像を投影する投影レンズと、投影された画像を
読取り電気信号として出力するラインセンサとを備えた
ことを特徴とするものである。
決するもので、長柱状の光透過性材料からなるライトガ
イドに、その長手方向に延びる光拡散部と前記光拡散部
に対向する位置に配置したスリツト部とを設け、スリツ
ト部から線状の照明光束を射出するように構成された照
明光学系と、前記線状の照明光束により照明される位置
に透過型の原稿を支持する原稿支持部材と、照明された
原稿の画像を投影する投影レンズと、投影された画像を
読取り電気信号として出力するラインセンサとを備えた
ことを特徴とするものである。
【０００９】ここで、光拡散部の幅とスリツト部の幅
を、投影レンズの瞳を全域にわたつて照明するように構
成することにより、照明効率を高めることができる。
を、投影レンズの瞳を全域にわたつて照明するように構
成することにより、照明効率を高めることができる。
【００１０】より具体的には、光拡散部の幅ｄ1 を、以
下の条件式を満たすように設定することで、投影レンズ
の瞳を全領域にわたつて照明することができる。
下の条件式を満たすように設定することで、投影レンズ
の瞳を全領域にわたつて照明することができる。
【００１１】ｄ1 ＞−２tan β (1 ＋cos α1)ｒ＋ｄ4
但し、β＝ (α1 −α2 )
α1 ＝sin -1 (ｄ4 ／２ｒ)
α2 ＝sin -1 {sin(θ＋α1 ) ／ｎ}
ｄ1 ：光拡散部の幅
ｄ4 ：投影レンズの瞳から光線追跡した場合にスリツト
部に入射する光束の幅 θ ：投影レンズの瞳から光線追跡した場合にスリツト
部に入射する光束が光軸となす角度 ｒ ：ライトガイドの半径 ｎ ：ライトガイドの媒質の屈折率 また、コサイン４乗則による周辺の照度低下を解消する
ため、光拡散部の幅、あるいはスリツト部の幅を、その
長手方向中央部と端部で異なるように構成するとよい。
部に入射する光束の幅 θ ：投影レンズの瞳から光線追跡した場合にスリツト
部に入射する光束が光軸となす角度 ｒ ：ライトガイドの半径 ｎ ：ライトガイドの媒質の屈折率 また、コサイン４乗則による周辺の照度低下を解消する
ため、光拡散部の幅、あるいはスリツト部の幅を、その
長手方向中央部と端部で異なるように構成するとよい。
【００１２】また、光拡散部の輝度を上げるため、照明
光学系と原稿支持部材との間に凸シリンダレンズを配置
してもよい。
光学系と原稿支持部材との間に凸シリンダレンズを配置
してもよい。
【００１３】
【作用】円柱状ライトガイドの一端から入射し、ライト
ガイド内を全反射しながら他端に進む光は、ライトガイ
ドの長手方向に延びる光拡散部で拡散し、スリツト部か
ら射出する。このとき、光拡散部の幅及びスリツト部の
幅は、前記条件式に基づいて投影レンズの瞳の全領域を
照明するように、また投影レンズの光軸上、及び光軸外
で均一な照度が得られるように決定する。これにより、
効率の高い線状の照明光学系を得ることができる。
ガイド内を全反射しながら他端に進む光は、ライトガイ
ドの長手方向に延びる光拡散部で拡散し、スリツト部か
ら射出する。このとき、光拡散部の幅及びスリツト部の
幅は、前記条件式に基づいて投影レンズの瞳の全領域を
照明するように、また投影レンズの光軸上、及び光軸外
で均一な照度が得られるように決定する。これにより、
効率の高い線状の照明光学系を得ることができる。
【００１４】
【実施例】以下、この発明の実施例について説明する。
【００１５】図１はライトガイドの断面構造を示した図
で、１１は屈折率ｎの光透過性材料からなる円柱状ライ
トガイド、１２は遮光体、１３はスリツト、１４は光拡
散縞を示す。また、図２は図１に示すライトガイドに入
射した光が屈折して進む状態を追跡した光線追跡図であ
る。
で、１１は屈折率ｎの光透過性材料からなる円柱状ライ
トガイド、１２は遮光体、１３はスリツト、１４は光拡
散縞を示す。また、図２は図１に示すライトガイドに入
射した光が屈折して進む状態を追跡した光線追跡図であ
る。
【００１６】ライトガイド１１にはその軸方向の一端に
光源が配置されており、光はライトガイド１１の一端か
ら入射し、ライトガイド内を全反射しながら他端に進む
が、入射光はその進行途中で光拡散縞１４で拡散反射
し、スリツト１３からライトガイド１１の側面に漏洩し
て原稿画像が形成されたフイルムを照明するように構成
されている。しかし、ライトガイドに入射する入射光束
の幅と光拡散縞の幅との関係を解析するに際しては、計
算の便宜上、光はライトガイド１１の側面から入射し、
光拡散縞１４で拡散反射してスリツト１３から射出する
ものとして取り扱う。
光源が配置されており、光はライトガイド１１の一端か
ら入射し、ライトガイド内を全反射しながら他端に進む
が、入射光はその進行途中で光拡散縞１４で拡散反射
し、スリツト１３からライトガイド１１の側面に漏洩し
て原稿画像が形成されたフイルムを照明するように構成
されている。しかし、ライトガイドに入射する入射光束
の幅と光拡散縞の幅との関係を解析するに際しては、計
算の便宜上、光はライトガイド１１の側面から入射し、
光拡散縞１４で拡散反射してスリツト１３から射出する
ものとして取り扱う。
【００１７】まず、図１、図２に基づいて入射光束の幅
と光拡散縞の幅との関係を解析する。まず、図１、図２
に記入された符号の意味を以下の通り定義する。
と光拡散縞の幅との関係を解析する。まず、図１、図２
に記入された符号の意味を以下の通り定義する。
【００１８】ｄ1 ：光拡散縞の幅
ｄ2 ：ｄ4 、θに対応する光拡散縞面上での光束幅
ｄ3 ：スリツト幅
ｄ4 ：投影レンズの瞳から光線追跡した場合にスリツト
部に入射する光束の幅 θ ：投影レンズの瞳から光線追跡した場合にスリツト
部に入射する光束が光軸となす角度 ｒ ：ライトガイドの半径 ｎ ：ライトガイドの媒質の屈折率 ：入射光線 ：ライトガイド内を進行する屈折光線 ：ライトガイドの外形線 いま、ライトガイドの点Ｐ（Ｘp ，Ｙp ）、（Ｙp ＝ｄ
4／２）に光軸との角度θで入射する光線について光線
追跡する。
部に入射する光束の幅 θ ：投影レンズの瞳から光線追跡した場合にスリツト
部に入射する光束が光軸となす角度 ｒ ：ライトガイドの半径 ｎ ：ライトガイドの媒質の屈折率 ：入射光線 ：ライトガイド内を進行する屈折光線 ：ライトガイドの外形線 いま、ライトガイドの点Ｐ（Ｘp ，Ｙp ）、（Ｙp ＝ｄ
4／２）に光軸との角度θで入射する光線について光線
追跡する。
【００１９】点Ｐの座標Ｙp は、
Ｙp ＝ｄ4 ／２＝ｒsin α1 ∴α1 ＝sin -1 (ｄ4 ／２ｒ)----------(1)
Ｐ点で入射光線が屈折するから、
sin(θ＋α1)＝ｎsin α2 ∴α2 ＝sin -1 {sin(θ＋α1 ) ／ｎ}--(2)
ここで、β＝( α1 −α2)------(3) とおくと、
ライトガイドの中心を原点とする座標系において、屈折
光線の方程式は、以下の(4) 式で表わされる。
光線の方程式は、以下の(4) 式で表わされる。
【００２０】Ｙ＝−tan β( Ｘ＋ｒcos α1)＋ｄ4 ／２
------(4) ライトガイドの外形円の方程式は、以下の(5) 式で表わ
される。
------(4) ライトガイドの外形円の方程式は、以下の(5) 式で表わ
される。
【００２１】Ｘ２＋Ｙ２＝ｒ２----------------------
------(5) (4) 、(5) 式の解を求め、Ｘ＞０の範囲の解が点Ｑの座
標（Ｘq ，Ｙq ）を与えることになるが、ｄ2 ／２がｒ
に比べて小さい範囲においては、Ｘq はｒに等しいと置
くことができるから、(4) 式より光拡散縞面上での光束
幅ｄ2 は、 ｄ2 ＝２Ｙq ＝−２tan β( １＋cos α1 ) ｒ＋ｄ4 ----(6) と表わされる。
------(5) (4) 、(5) 式の解を求め、Ｘ＞０の範囲の解が点Ｑの座
標（Ｘq ，Ｙq ）を与えることになるが、ｄ2 ／２がｒ
に比べて小さい範囲においては、Ｘq はｒに等しいと置
くことができるから、(4) 式より光拡散縞面上での光束
幅ｄ2 は、 ｄ2 ＝２Ｙq ＝−２tan β( １＋cos α1 ) ｒ＋ｄ4 ----(6) と表わされる。
【００２２】したがつて、図３に示すように、スリツト
幅ｄ3 を入射光の幅ｄ4 よりも大きくｄ3 ＞ｄ4 に、そ
して光拡散縞の幅ｄ1 を光拡散縞面上での光束幅ｄ2 よ
りも大きくｄ1 ＞ｄ2 に設定すれば、投影レンズの瞳Ａ
の照明領域Ｉは図４に示すように、瞳の全領域とするこ
とができる。
幅ｄ3 を入射光の幅ｄ4 よりも大きくｄ3 ＞ｄ4 に、そ
して光拡散縞の幅ｄ1 を光拡散縞面上での光束幅ｄ2 よ
りも大きくｄ1 ＞ｄ2 に設定すれば、投影レンズの瞳Ａ
の照明領域Ｉは図４に示すように、瞳の全領域とするこ
とができる。
【００２３】これを図５に示すように、光拡散縞の幅ｄ
1 を光拡散縞面上での光束幅ｄ2 よりも小さくｄ1 ＞ｄ
2 に設定すると、投影レンズの瞳Ａの照明領域Ｉは図６
に示すように、瞳の領域の上下にケラレが生じ、瞳の全
領域を照明することができない。
1 を光拡散縞面上での光束幅ｄ2 よりも小さくｄ1 ＞ｄ
2 に設定すると、投影レンズの瞳Ａの照明領域Ｉは図６
に示すように、瞳の領域の上下にケラレが生じ、瞳の全
領域を照明することができない。
【００２４】図７及び図８はこの発明を実施した画像読
取装置の光学系の構成の第１の実施例を示す図で、図７
は主走査方向の断面図、図８は図７を側面から見た副走
査方向の断面図を示す。
取装置の光学系の構成の第１の実施例を示す図で、図７
は主走査方向の断面図、図８は図７を側面から見た副走
査方向の断面図を示す。
【００２５】図７及び図８において、１８はキセノンラ
ンプ等の光源、１９は反射傘、１１は円柱状のライトガ
イドで、屈折率１．４程度の合成石英、屈折率１．５２
程度の光学ガラス（例えばＢＫ７）、屈折率１．５前後
の光学用プラスチツクスなどの光学的に均質な材料で形
成される。１２は遮光体、１３はライトガイド１１の軸
方向に沿つて開口部を有するスリツト、１４はライトガ
イド１１の外側の軸方向に沿つて形成された光拡散縞
で、スリツト１３と反対側に、例えばシリコンゴム中に
酸化チタン、酸化亜鉛などの微粒子を分散させた物質を
塗布して形成される。１５はガラス等の透明材料で構成
されたフイルムホルダで、原稿画像が形成されたフイル
ムＦを両面から挟んで支持する。１６は投影レンズ、１
７はＣＣＤを線状に配列して形成したラインセンサで、
画像を読取り電気信号に変換して出力する。なお、ライ
トガイド１１に設けられたスリツト１３と光拡散縞１４
は前記した寸法条件を満たすように構成されることは言
うまでもない。
ンプ等の光源、１９は反射傘、１１は円柱状のライトガ
イドで、屈折率１．４程度の合成石英、屈折率１．５２
程度の光学ガラス（例えばＢＫ７）、屈折率１．５前後
の光学用プラスチツクスなどの光学的に均質な材料で形
成される。１２は遮光体、１３はライトガイド１１の軸
方向に沿つて開口部を有するスリツト、１４はライトガ
イド１１の外側の軸方向に沿つて形成された光拡散縞
で、スリツト１３と反対側に、例えばシリコンゴム中に
酸化チタン、酸化亜鉛などの微粒子を分散させた物質を
塗布して形成される。１５はガラス等の透明材料で構成
されたフイルムホルダで、原稿画像が形成されたフイル
ムＦを両面から挟んで支持する。１６は投影レンズ、１
７はＣＣＤを線状に配列して形成したラインセンサで、
画像を読取り電気信号に変換して出力する。なお、ライ
トガイド１１に設けられたスリツト１３と光拡散縞１４
は前記した寸法条件を満たすように構成されることは言
うまでもない。
【００２６】以上の構成において、光源１８からの光は
ライトガイド１１の一方の端部から入射し、ライトガイ
ド１１内を全反射しながら他端部に向けて進行する。こ
のとき、光拡散縞１４に光が入射すると拡散してスリツ
ト１３からライトガイド１１の外部に射出し、ライトガ
イド１１は線状の光源を形成する。フイルムホルダ１５
に支持されたフイルムＦ上の画像は、スリツト１３から
外部に射出した光の透過により照明され、投影レンズ１
６によりラインセンサ１７上に結像する。ラインセンサ
１７は結像した画像を読み取り、主走査方向１ライン分
の画像信号を出力する。なお、副走査はフイルムホルダ
１５を副走査方向（矢印Ｓ方向）に移動させて実行され
るが、その走査手段は周知の手段であるからここでは説
明を省略する。
ライトガイド１１の一方の端部から入射し、ライトガイ
ド１１内を全反射しながら他端部に向けて進行する。こ
のとき、光拡散縞１４に光が入射すると拡散してスリツ
ト１３からライトガイド１１の外部に射出し、ライトガ
イド１１は線状の光源を形成する。フイルムホルダ１５
に支持されたフイルムＦ上の画像は、スリツト１３から
外部に射出した光の透過により照明され、投影レンズ１
６によりラインセンサ１７上に結像する。ラインセンサ
１７は結像した画像を読み取り、主走査方向１ライン分
の画像信号を出力する。なお、副走査はフイルムホルダ
１５を副走査方向（矢印Ｓ方向）に移動させて実行され
るが、その走査手段は周知の手段であるからここでは説
明を省略する。
【００２７】図９から図１３までは、この発明を実施し
た画像読取装置の光学系の構成の第２の実施例を説明す
る図である。第２の実施例は、第１の実施例の光拡散縞
の幅が主走査方向の中央付近と周辺付近とで一定である
ため、投影レンズの特性（コサイン４乗則）により、主
走査方向の周辺付近で照度が低下し、投影レンズの画角
を広げられない点を改善したものである。図９はスリツ
ト１３の形状を示し、図１０、図１２はそれぞれ投影レ
ンズの軸上、及び軸外におけるライトガイドの断面図
で、スリツト幅、光拡散縞の幅、及び入射光束の状態を
示し、図１１、図１３はそれぞれ投影レンズの軸上、及
び軸外における瞳Ａの照明領域Ｉを示すものである。
た画像読取装置の光学系の構成の第２の実施例を説明す
る図である。第２の実施例は、第１の実施例の光拡散縞
の幅が主走査方向の中央付近と周辺付近とで一定である
ため、投影レンズの特性（コサイン４乗則）により、主
走査方向の周辺付近で照度が低下し、投影レンズの画角
を広げられない点を改善したものである。図９はスリツ
ト１３の形状を示し、図１０、図１２はそれぞれ投影レ
ンズの軸上、及び軸外におけるライトガイドの断面図
で、スリツト幅、光拡散縞の幅、及び入射光束の状態を
示し、図１１、図１３はそれぞれ投影レンズの軸上、及
び軸外における瞳Ａの照明領域Ｉを示すものである。
【００２８】第２の実施例は、基本的には図７及び図８
に示した第１の実施例と略同一の構成であるが、光拡散
縞１４の幅ｄ1 を主走査方向の周辺付近と中央付近とで
変えた点で異なる。即ち、図９に示すように、光拡散縞
１４は主走査方向の周辺付近の投影レンズの軸外におけ
る幅ｄ12を、投影レンズの軸上における幅ｄ11よりも広
く設定してある。
に示した第１の実施例と略同一の構成であるが、光拡散
縞１４の幅ｄ1 を主走査方向の周辺付近と中央付近とで
変えた点で異なる。即ち、図９に示すように、光拡散縞
１４は主走査方向の周辺付近の投影レンズの軸外におけ
る幅ｄ12を、投影レンズの軸上における幅ｄ11よりも広
く設定してある。
【００２９】この構成により、投影レンズの軸上では、
図１０に示すように光拡散縞１４の幅ｄ11は投影レンズ
の全瞳径に対応する光束幅ｄ2 よりも狭くなり (ｄ11＜
ｄ2)、この結果、投影レンズの瞳Ａの照明領域Ｉは図１
１に示すように瞳の領域の上下にケラレが生じ、瞳の全
領域が照明されない。また、投影レンズの軸外では、図
１２に示すように光拡散縞１４の幅ｄ12は投影レンズの
全瞳径に対応する光束幅ｄ2 よりも広くなり (ｄ3 ＞ｄ
4 、且つ、ｄ12＞ｄ2)、この結果、瞳の照明領域は図１
３に示すように瞳の全領域が照明される。これにより、
主走査方向の周辺付近での照度の低下を補正し、主走査
方向の全域で均一な照度とすることができる。
図１０に示すように光拡散縞１４の幅ｄ11は投影レンズ
の全瞳径に対応する光束幅ｄ2 よりも狭くなり (ｄ11＜
ｄ2)、この結果、投影レンズの瞳Ａの照明領域Ｉは図１
１に示すように瞳の領域の上下にケラレが生じ、瞳の全
領域が照明されない。また、投影レンズの軸外では、図
１２に示すように光拡散縞１４の幅ｄ12は投影レンズの
全瞳径に対応する光束幅ｄ2 よりも広くなり (ｄ3 ＞ｄ
4 、且つ、ｄ12＞ｄ2)、この結果、瞳の照明領域は図１
３に示すように瞳の全領域が照明される。これにより、
主走査方向の周辺付近での照度の低下を補正し、主走査
方向の全域で均一な照度とすることができる。
【００３０】図１４から図１８までは、この発明を実施
した画像読取装置の光学系の構成の第３の実施例を説明
する図である。第３の実施例は、第１の実施例のスリツ
トの幅が主走査方向の中央付近と周辺付近とで一定であ
るため、投影レンズの特性（コサイン４乗則）により、
主走査方向の周辺付近で照度が低下し、投影レンズの画
角を広げられない点を改善したものである。図１４はス
リツト１３の形状を示し、図１５、図１７はそれぞれ投
影レンズの軸上、及び軸外におけるライトガイドの断面
図で、スリツト幅、光拡散縞の幅、及び入射光束の状態
を示し、図１６、図１８はそれぞれ投影レンズの軸上、
及び軸外における瞳Ａの照明領域Ｉを示すものである。
した画像読取装置の光学系の構成の第３の実施例を説明
する図である。第３の実施例は、第１の実施例のスリツ
トの幅が主走査方向の中央付近と周辺付近とで一定であ
るため、投影レンズの特性（コサイン４乗則）により、
主走査方向の周辺付近で照度が低下し、投影レンズの画
角を広げられない点を改善したものである。図１４はス
リツト１３の形状を示し、図１５、図１７はそれぞれ投
影レンズの軸上、及び軸外におけるライトガイドの断面
図で、スリツト幅、光拡散縞の幅、及び入射光束の状態
を示し、図１６、図１８はそれぞれ投影レンズの軸上、
及び軸外における瞳Ａの照明領域Ｉを示すものである。
【００３１】第３の実施例は、基本的には図７及び図８
に示した第１の実施例と略同一の構成であるが、スリツ
ト１３の幅ｄ3 を主走査方向の周辺付近と中央付近とで
変えた点で異なる。即ち、図１４に示すように、スリツ
ト１３の幅ｄ3 は、主走査方向の周辺付近の投影レンズ
の軸外における幅ｄ32を投影レンズの軸上における幅ｄ
31よりも広く設定している。
に示した第１の実施例と略同一の構成であるが、スリツ
ト１３の幅ｄ3 を主走査方向の周辺付近と中央付近とで
変えた点で異なる。即ち、図１４に示すように、スリツ
ト１３の幅ｄ3 は、主走査方向の周辺付近の投影レンズ
の軸外における幅ｄ32を投影レンズの軸上における幅ｄ
31よりも広く設定している。
【００３２】この構成により、図１５に示すように、投
影レンズの軸上では、投影レンズの全瞳径に対応するス
リツト面での光束幅ｄ41がスリツト１３の幅ｄ31に等し
く、投影レンズの全瞳径に対応する光束幅ｄ4 よりも狭
くなり (ｄ31＝d41 ＜ｄ4 、且つｄ21＜ｄ2)、この結
果、投影レンズの瞳Ａの照明領域Ｉは図１６に示すよう
に瞳の領域の上下にケラレが生じ、瞳の全領域が照明さ
れない。また、図１７に示すように、投影レンズの軸外
ではスリツト１３の幅ｄ32は投影レンズの全瞳径に対応
する光束幅ｄ4 よりも広くなり (ｄ32＞d4、且つｄ1 ＞
ｄ2)、この結果、瞳Ａの照明領域Ｉは図１８に示すよう
に瞳の全領域が照明される。これにより、主走査方向の
周辺付近での照度の低下を補正し、主走査方向の全域で
均一な照度とすることができる。
影レンズの軸上では、投影レンズの全瞳径に対応するス
リツト面での光束幅ｄ41がスリツト１３の幅ｄ31に等し
く、投影レンズの全瞳径に対応する光束幅ｄ4 よりも狭
くなり (ｄ31＝d41 ＜ｄ4 、且つｄ21＜ｄ2)、この結
果、投影レンズの瞳Ａの照明領域Ｉは図１６に示すよう
に瞳の領域の上下にケラレが生じ、瞳の全領域が照明さ
れない。また、図１７に示すように、投影レンズの軸外
ではスリツト１３の幅ｄ32は投影レンズの全瞳径に対応
する光束幅ｄ4 よりも広くなり (ｄ32＞d4、且つｄ1 ＞
ｄ2)、この結果、瞳Ａの照明領域Ｉは図１８に示すよう
に瞳の全領域が照明される。これにより、主走査方向の
周辺付近での照度の低下を補正し、主走査方向の全域で
均一な照度とすることができる。
【００３３】図１９から図２２はこの発明を実施した画
像読取装置の光学系の構成の第４の実施例を説明する図
である。第４の実施例は、第１乃至第３の実施例におい
て投影レンズの瞳の全領域が照明されるようにするため
に光拡散縞の幅を広くした場合に輝度が低下し、あるい
は瞳にケラレが生じて光量が低下する点を改善したもの
である。図１９は主走査方向の断面図、図２０は図１９
を側面から見た副走査方向の断面図を示す。また、図２
１はライトガイドの断面図で、スリツト幅、光拡散縞の
幅、及び入射光束の状態を示し、図２２は投影レンズの
瞳Ａの照明領域Ｉを示すものである。
像読取装置の光学系の構成の第４の実施例を説明する図
である。第４の実施例は、第１乃至第３の実施例におい
て投影レンズの瞳の全領域が照明されるようにするため
に光拡散縞の幅を広くした場合に輝度が低下し、あるい
は瞳にケラレが生じて光量が低下する点を改善したもの
である。図１９は主走査方向の断面図、図２０は図１９
を側面から見た副走査方向の断面図を示す。また、図２
１はライトガイドの断面図で、スリツト幅、光拡散縞の
幅、及び入射光束の状態を示し、図２２は投影レンズの
瞳Ａの照明領域Ｉを示すものである。
【００３４】第４の実施例の構成は、図７及び図８に示
した第１実施例のものにおいて、ライトガイド１１とフ
イルムホルダ１５との間に、ライトガイド１１に接近し
てシリンドリカルレンズ２０を配置したものである。し
たがつて、図７及び図８に示した第１実施例のものと同
一構成要素には同一符号を付してあるが、簡単に説明す
ると、１８はキセノンランプ等の光源、１９は反射傘、
１１は円柱状のライトガイド、１３はライトガイド１１
の軸方向に沿つて開口部を有するスリツト、１４はライ
トガイド１１の外側の軸方向に沿つて形成された光拡散
縞、２０はライトガイド１１の軸方向に沿つて配置され
た凸シリンドリカルレンズで、スリツト幅をカバ−する
寸法を備えている。１５は原稿画像が形成されたフイル
ムＦを両面から挟んで支持するフイルムホルダ、１６は
投影レンズ、１７はＣＣＤを線状に配列して形成したラ
インセンサである。
した第１実施例のものにおいて、ライトガイド１１とフ
イルムホルダ１５との間に、ライトガイド１１に接近し
てシリンドリカルレンズ２０を配置したものである。し
たがつて、図７及び図８に示した第１実施例のものと同
一構成要素には同一符号を付してあるが、簡単に説明す
ると、１８はキセノンランプ等の光源、１９は反射傘、
１１は円柱状のライトガイド、１３はライトガイド１１
の軸方向に沿つて開口部を有するスリツト、１４はライ
トガイド１１の外側の軸方向に沿つて形成された光拡散
縞、２０はライトガイド１１の軸方向に沿つて配置され
た凸シリンドリカルレンズで、スリツト幅をカバ−する
寸法を備えている。１５は原稿画像が形成されたフイル
ムＦを両面から挟んで支持するフイルムホルダ、１６は
投影レンズ、１７はＣＣＤを線状に配列して形成したラ
インセンサである。
【００３５】なお、ライトガイド１１に設けられたスリ
ツト１３と光拡散縞１４は先に数式により説明した寸法
条件を満たすように構成されることは言うまでもない。
ツト１３と光拡散縞１４は先に数式により説明した寸法
条件を満たすように構成されることは言うまでもない。
【００３６】この構成により、一次元ラインセンサ側か
ら見ると、図２１に良く示されているように、投影レン
ズの瞳全体に対応する光束はシリンドリカルレンズ２０
で収束され、ライトガイド１１でも収束されて光拡散縞
１４に入射するから、図２２に示すように、投影レンズ
の瞳の全領域を照明することができる。そして入射光束
の幅を狭くすることができ、光拡散縞１４の幅も狭くす
ることができるから、光拡散縞１４で反射して射出する
反射光の輝度を高めることが可能となる。
ら見ると、図２１に良く示されているように、投影レン
ズの瞳全体に対応する光束はシリンドリカルレンズ２０
で収束され、ライトガイド１１でも収束されて光拡散縞
１４に入射するから、図２２に示すように、投影レンズ
の瞳の全領域を照明することができる。そして入射光束
の幅を狭くすることができ、光拡散縞１４の幅も狭くす
ることができるから、光拡散縞１４で反射して射出する
反射光の輝度を高めることが可能となる。
【００３７】
【発明の効果】以上説明したとおり、この発明によれば
効率の高い線状の照明光学系を備えた画像読取装置を提
供することができる。特に照明光学系は、所定の条件式
に基づいて光拡散部の幅とスリツト部の幅を決定するこ
とにより、投影レンズの瞳の全領域を照明することがで
きるので、効率よく原稿画像を照明できる。また、投影
レンズの性質上、主走査方向の中央付近と周辺部とで照
度に差が生ずる場合でも、光拡散部の幅とスリツト部の
幅を変えることで補正して、全走査領域で均一な照明光
を得ることができる。さらに、照明光学系と原稿支持部
材との間に凸シリンドリカルレンズを配置するときは、
光拡散部の幅を狭く設定することができ、射出する反射
光の輝度を高めることができる。
効率の高い線状の照明光学系を備えた画像読取装置を提
供することができる。特に照明光学系は、所定の条件式
に基づいて光拡散部の幅とスリツト部の幅を決定するこ
とにより、投影レンズの瞳の全領域を照明することがで
きるので、効率よく原稿画像を照明できる。また、投影
レンズの性質上、主走査方向の中央付近と周辺部とで照
度に差が生ずる場合でも、光拡散部の幅とスリツト部の
幅を変えることで補正して、全走査領域で均一な照明光
を得ることができる。さらに、照明光学系と原稿支持部
材との間に凸シリンドリカルレンズを配置するときは、
光拡散部の幅を狭く設定することができ、射出する反射
光の輝度を高めることができる。
【図１】この発明を実施したライトガイドの断面図。
【図２】ライトガイドに入射した光の光線追跡図。
【図３】ライトガイドのスリツト幅、光拡散縞の幅、入
射光束の説明図。
射光束の説明図。
【図４】投影レンズの瞳の照明領域を説明する図。
【図５】ライトガイドのスリツト幅、光拡散縞幅、入射
光束の説明図。
光束の説明図。
【図６】投影レンズの瞳の照明領域を説明する図。
【図７】画像読取装置の光学系の第１実施例の主走査方
向断面図。
向断面図。
【図８】画像読取装置の光学系の第１実施例の副走査方
向断面図。
向断面図。
【図９】画像読取装置の光学系の第２実施例の光拡散縞
の正面図。
の正面図。
【図１０】第２実施例のライトガイドのスリツト幅、光
拡散縞幅、入射光束の説明図。
拡散縞幅、入射光束の説明図。
【図１１】第２の実施例の投影レンズの瞳の照明領域を
説明する図。
説明する図。
【図１２】第２実施例のライトガイドのスリツト幅、光
拡散縞幅、入射光束の説明図。
拡散縞幅、入射光束の説明図。
【図１３】第２実施例の投影レンズの瞳の照明領域を説
明する図。
明する図。
【図１４】画像読取装置の光学系の第３実施例のスリツ
トの正面図。
トの正面図。
【図１５】第３実施例のライトガイドのスリツト幅、光
拡散縞幅、入射光束の説明図。
拡散縞幅、入射光束の説明図。
【図１６】第３実施例の投影レンズの瞳の照明領域を説
明する図。
明する図。
【図１７】第３実施例のライトガイドのスリツト幅、光
拡散縞幅、入射光束の説明図。
拡散縞幅、入射光束の説明図。
【図１８】第３実施例の投影レンズの瞳の照明領域を説
明する図。
明する図。
【図１９】画像読取装置の光学系の第４実施例の主走査
方向断面図。
方向断面図。
【図２０】画像読取装置の光学系の第４実施例の副走査
方向断面図。
方向断面図。
【図２１】第４実施例のライトガイドのスリツト幅、光
拡散縞幅、入射光束の説明図。
拡散縞幅、入射光束の説明図。
【図２２】第４実施例の投影レンズの瞳の照明領域を説
明する図。
明する図。
【図２３】従来の画像読取装置の照明用光学系の一例を
示す断面図。
示す断面図。
【図２４】ライトガイドを使用した従来の照明用光学系
の一例を示す断面図。
の一例を示す断面図。
【図２５】図２４に示す従来の照明用光学系のライトガ
イドの断面図。
イドの断面図。
１１：ライトガイド
１２：遮光体
１３：スリツト
１４：光拡散縞
１５：フイルムホルダ
１６：投影レンズ
１７：ラインセンサ
１８：光源
１９：反射傘
フロントページの続き
(51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所
Ｇ０３Ｂ 21/14 Ａ 7316−2Ｋ
(72)発明者 新川 鉄二
大阪市中央区安土町二丁目３番13号 大阪
国際ビルミノルタカメラ株式会社内
(72)発明者 位高 光俊
大阪市中央区安土町二丁目３番13号 大阪
国際ビルミノルタカメラ株式会社内
Claims (6)
- 【請求項１】 長柱状の光透過性材料からなるライトガ
イドに、その長手方向に延びる光拡散部と前記光拡散部
に対向する位置に配置したスリツト部とを設け、スリツ
ト部から線状の照明光束を射出するように構成された照
明光学系と、前記線状の照明光束により照明される位置
に透過型の原稿を支持する原稿支持部材と、照明された
原稿の画像を投影する投影レンズと、投影された画像を
読取り電気信号として出力するラインセンサとを備えた
ことを特徴とする画像読取装置。 - 【請求項２】 請求項１記載の画像読取装置において、
前記光拡散部の幅とスリツト部の幅が、投影レンズの瞳
を全域にわたつて照明するように設定されていることを
特徴とする画像読取装置。 - 【請求項３】 請求項１記載の画像読取装置において、
前記光拡散部の幅が、長手方向中央部と端部とで異なる
ことを特徴とする画像読取装置。 - 【請求項４】 請求項１記載の画像読取装置において、
前記スリツト部の幅が、長手方向中央部と端部とで異な
ることを特徴とする画像読取装置。 - 【請求項５】 請求項１記載の画像読取装置において、
前記照明光学系と原稿支持部材との間に凸シリンドリカ
ルレンズが配置されていることを特徴とする画像読取装
置。 - 【請求項６】 請求項１記載の画像読取装置において、
前記光拡散部の幅ｄ1が、以下の条件式を満たすことを
特徴とする画像読取装置。 ｄ1 ＞−２tan β (1 ＋cos α1)ｒ＋ｄ4 但し、β＝ (α1 −α2 ) α1 ＝sin -1 (ｄ4 ／２ｒ) α2 ＝sin -1 {sin(θ＋α1 ) ／ｎ} ｄ1 ：光拡散部の幅 ｄ4 ：投影レンズの瞳から光線追跡した場合にスリツト
部に入射する光束の幅 θ ：投影レンズの瞳から光線追跡した場合にスリツト
部に入射する光束が光軸となす角度 ｒ ：ライトガイドの半径 ｎ ：ライトガイドの媒質の屈折率
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3189461A JPH0514619A (ja) | 1991-07-04 | 1991-07-04 | 画像読取装置 |
| US07/907,335 US5416608A (en) | 1991-07-04 | 1992-07-01 | Image reading apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3189461A JPH0514619A (ja) | 1991-07-04 | 1991-07-04 | 画像読取装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0514619A true JPH0514619A (ja) | 1993-01-22 |
Family
ID=16241658
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3189461A Pending JPH0514619A (ja) | 1991-07-04 | 1991-07-04 | 画像読取装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5416608A (ja) |
| JP (1) | JPH0514619A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5969343A (en) * | 1995-08-24 | 1999-10-19 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Linear illumination device |
| US6268600B1 (en) | 1994-08-01 | 2001-07-31 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Linear illumination device |
| JPWO2006049206A1 (ja) * | 2004-11-05 | 2008-05-29 | 三菱電機株式会社 | 照明装置、およびこれを用いた画像読み取り装置 |
| JP2015180054A (ja) * | 2014-02-25 | 2015-10-08 | 京セラ株式会社 | 導光体、照明ユニット、および画像読取装置 |
| JP2016186899A (ja) * | 2015-03-27 | 2016-10-27 | 京セラ株式会社 | 導光体、照明ユニット、および画像読取装置 |
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| JP3754738B2 (ja) * | 1996-01-17 | 2006-03-15 | キヤノン株式会社 | 画像読取装置 |
| KR19980023990A (ko) * | 1996-09-06 | 1998-07-06 | 하라 세이지 | 조명 시스템 |
| US6366727B1 (en) | 1996-11-07 | 2002-04-02 | 3M Innovative Properties Company | Light-illuminating rods |
| JPH10142428A (ja) * | 1996-11-07 | 1998-05-29 | Minnesota Mining & Mfg Co <3M> | 光照射ロッド |
| JP3180043B2 (ja) * | 1996-12-26 | 2001-06-25 | シャープ株式会社 | 画像入力装置 |
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| US6123442A (en) * | 1997-10-24 | 2000-09-26 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Articles with diffuse reflection of light from light fibers |
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| JPS60123818A (ja) * | 1983-12-08 | 1985-07-02 | Olympus Optical Co Ltd | 光伝送装置 |
| JPS62167245A (ja) * | 1986-01-21 | 1987-07-23 | 藤増 次郎 | セラミツクタイル様のポルトランドセメント系未焼成建材 |
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1991
- 1991-07-04 JP JP3189461A patent/JPH0514619A/ja active Pending
-
1992
- 1992-07-01 US US07/907,335 patent/US5416608A/en not_active Expired - Lifetime
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Also Published As
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|---|---|
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