JP2003018360A - 画像読取装置 - Google Patents
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N1/00—Scanning, transmission or reproduction of documents or the like, e.g. facsimile transmission; Details thereof
- H04N1/024—Details of scanning heads ; Means for illuminating the original
- H04N1/028—Details of scanning heads ; Means for illuminating the original for picture information pick-up
- H04N1/03—Details of scanning heads ; Means for illuminating the original for picture information pick-up with photodetectors arranged in a substantially linear array
- H04N1/031—Details of scanning heads ; Means for illuminating the original for picture information pick-up with photodetectors arranged in a substantially linear array the photodetectors having a one-to-one and optically positive correspondence with the scanned picture elements, e.g. linear contact sensors
- H04N1/0311—Details of scanning heads ; Means for illuminating the original for picture information pick-up with photodetectors arranged in a substantially linear array the photodetectors having a one-to-one and optically positive correspondence with the scanned picture elements, e.g. linear contact sensors using an array of elements to project the scanned image elements onto the photodetectors
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Signal Processing (AREA)
- Facsimile Heads (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ロッドレンズアレイの光軸に対して物体面が
垂直でない光学系を採用する場合でも良好なMTF特性
が得られ、高解像度の画像読取を可能にする。 【解決手段】 物体面のA点とロッドレンズアレイ3の
一方の端面との距離A1がロッドレンズアレイ3の他方
の端面と第1のラインイメージセンサ4の受光面(撮像
面)との距離A2が等しくなるように、且つ、物体面の
B点とロッドレンズアレイ3の一方の端面との距離B1
がロッドレンズアレイ3の他方の端面と第2のラインイ
メージセンサ5の受光面(撮像面)との距離B2が等し
くなるように、ロッドレンズアレイ3及びラインイメー
ジセンサ4とラインイメージセンサ5を配置する。
垂直でない光学系を採用する場合でも良好なMTF特性
が得られ、高解像度の画像読取を可能にする。 【解決手段】 物体面のA点とロッドレンズアレイ3の
一方の端面との距離A1がロッドレンズアレイ3の他方
の端面と第1のラインイメージセンサ4の受光面(撮像
面)との距離A2が等しくなるように、且つ、物体面の
B点とロッドレンズアレイ3の一方の端面との距離B1
がロッドレンズアレイ3の他方の端面と第2のラインイ
メージセンサ5の受光面(撮像面)との距離B2が等し
くなるように、ロッドレンズアレイ3及びラインイメー
ジセンサ4とラインイメージセンサ5を配置する。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、多数のロッドレン
ズを配列した等倍結像ロッドレンズアレイを用いた画像
読取装置に係り、詳しくはロッドレンズアレイの光軸に
対して物体面が垂直でない場合でも良好なMTF(Mo
dulation Transfer Functio
n)特性が得られるようにした画像読取装置に関する。
ズを配列した等倍結像ロッドレンズアレイを用いた画像
読取装置に係り、詳しくはロッドレンズアレイの光軸に
対して物体面が垂直でない場合でも良好なMTF(Mo
dulation Transfer Functio
n)特性が得られるようにした画像読取装置に関する。
【0002】
【従来の技術】ロッドレンズアレイを用いた画像読取装
置は、例えば特開2000−349955号公報、特開
平10−23283号公報等で知られている。これらで
は、物体面(原稿や像等の撮像対象物を置く面:被撮像
面)はロッドレンズアレイの光軸と垂直に設けられてい
る。また、結像面もロッドレンズアレイの光軸と垂直に
設けられ、この結像面にイメージセンサの受光面が置か
れている。
置は、例えば特開2000−349955号公報、特開
平10−23283号公報等で知られている。これらで
は、物体面(原稿や像等の撮像対象物を置く面:被撮像
面)はロッドレンズアレイの光軸と垂直に設けられてい
る。また、結像面もロッドレンズアレイの光軸と垂直に
設けられ、この結像面にイメージセンサの受光面が置か
れている。
【0003】これに対して、ロッドレンズアレイの光軸
と物体面とが垂直でなく、垂直方向から傾いた状態で使
う場合がある。物体面に対してロッドレンズアレイを傾
け配置することで、画像読取装置を小型化できる。特開
平11−215300号公報には、光源、ロッドレンズ
アレイ及び撮像素子(イメージセンサ)を被撮像面に対
して角度θでそれぞれ配置し、撮像素子の取り付け位置
及び向きを工夫することで、画像読取装置(撮像素子ユ
ニット)の小型化を図ることが提案されている。
と物体面とが垂直でなく、垂直方向から傾いた状態で使
う場合がある。物体面に対してロッドレンズアレイを傾
け配置することで、画像読取装置を小型化できる。特開
平11−215300号公報には、光源、ロッドレンズ
アレイ及び撮像素子(イメージセンサ)を被撮像面に対
して角度θでそれぞれ配置し、撮像素子の取り付け位置
及び向きを工夫することで、画像読取装置(撮像素子ユ
ニット)の小型化を図ることが提案されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】図10は物体面に対し
てロッドレンズアレイを傾けて配置した構造の画像読取
装置の課題を示す図である。図10に示す画像読取装置
100は、黒色樹脂製の筺体1に透明アクリル樹脂製の
原稿台2及びロッドレンズアレイ3を取り付けるととも
に、各ラインセンサ(ラインイメージセンサ)4,5及
び投光レンズ6を備えた発光ダイオード(照明光源)7
を実装したガラスエポキシ製の基板8を筺体1の下面に
取り付けてなる。符号7aは発光ダイオード(LED)
の端子である。
てロッドレンズアレイを傾けて配置した構造の画像読取
装置の課題を示す図である。図10に示す画像読取装置
100は、黒色樹脂製の筺体1に透明アクリル樹脂製の
原稿台2及びロッドレンズアレイ3を取り付けるととも
に、各ラインセンサ(ラインイメージセンサ)4,5及
び投光レンズ6を備えた発光ダイオード(照明光源)7
を実装したガラスエポキシ製の基板8を筺体1の下面に
取り付けてなる。符号7aは発光ダイオード(LED)
の端子である。
【0005】この画像読取装置100は、原稿台2上の
撮像対象物(図示しない)に発光ダイオード(照明光
源)7からの照明光を照射し、その反射光をロッドレン
ズアレイ3を介して各ラインセンサ4,5の受光面で受
光し、電気信号に変換することで、撮像対象物の画像読
み取りを行なう。
撮像対象物(図示しない)に発光ダイオード(照明光
源)7からの照明光を照射し、その反射光をロッドレン
ズアレイ3を介して各ラインセンサ4,5の受光面で受
光し、電気信号に変換することで、撮像対象物の画像読
み取りを行なう。
【0006】図10はロッドレンズアレイを45度傾け
て配置した場合を示している。結像面A”,B”の位置
にはそれぞれラインセンサ4,5があり、物体面A,B
にある原稿や像を結像する。
て配置した場合を示している。結像面A”,B”の位置
にはそれぞれラインセンサ4,5があり、物体面A,B
にある原稿や像を結像する。
【0007】ここで、図10のように、物体面、結像面
の双方が結像レンズの光軸から同じ角度で傾いた場合を
考える。
の双方が結像レンズの光軸から同じ角度で傾いた場合を
考える。
【0008】図11は凸レンズを用いた結像光学系の作
用を示す図である。通常、一般的なレンズ(凸レンズ)
による結像光学系は、図11に示すように、互いに2f
(fは焦点距離)離れた物体面と結像面において倒立結
像を形成する。つまり、物体面の点A,Bはそれぞれ結
像面の点A’,B’の位置に結像する。また、結像面を
第2の物体面とした第2の結像光学系は、点A,Bの正
立結像を点A”,B”に形成する。従って、一般的なレ
ンズ光学系による正立結像光学系の場合、図11に示す
光学系のあおり角について、θ=θ’の関係が成り立つ
と考えられる。つまり、物体面に対して結像面は並行に
なる。
用を示す図である。通常、一般的なレンズ(凸レンズ)
による結像光学系は、図11に示すように、互いに2f
(fは焦点距離)離れた物体面と結像面において倒立結
像を形成する。つまり、物体面の点A,Bはそれぞれ結
像面の点A’,B’の位置に結像する。また、結像面を
第2の物体面とした第2の結像光学系は、点A,Bの正
立結像を点A”,B”に形成する。従って、一般的なレ
ンズ光学系による正立結像光学系の場合、図11に示す
光学系のあおり角について、θ=θ’の関係が成り立つ
と考えられる。つまり、物体面に対して結像面は並行に
なる。
【0009】しかしながら、結像レンズがロッドレンズ
である場合、図10に示した光学系は好ましくない。以
下にその理由を説明する。
である場合、図10に示した光学系は好ましくない。以
下にその理由を説明する。
【0010】図10に示した光学系は、物体面と結像面
とが平行であるので、A−A”間距離とB−B”間距離
とは同じである。この距離を物体像面間距離TCとす
る。物体像面間距離TCは、ロッドレンズの長さをZ、
ロッドレンズの作動距離をLとすると、TC=Z+2L
で表わされる。ここで、作動距離Lは、AとBとの中間
点からロッドレンズの物体面側の端面までの距離、また
は、A”とB”との中間点からロッドレンズの結像面側
の端面までの距離である。
とが平行であるので、A−A”間距離とB−B”間距離
とは同じである。この距離を物体像面間距離TCとす
る。物体像面間距離TCは、ロッドレンズの長さをZ、
ロッドレンズの作動距離をLとすると、TC=Z+2L
で表わされる。ここで、作動距離Lは、AとBとの中間
点からロッドレンズの物体面側の端面までの距離、また
は、A”とB”との中間点からロッドレンズの結像面側
の端面までの距離である。
【0011】図10において、ロッドレンズの光軸に対
する物体面と結像面の傾きを焦点ずれΔLとして捉える
と、A−A”間で、物体面からロッドレンズ端面までの
距離A1及びロッドレンズ端面から結像面までの距離A
2は、A1=L+ΔL、A2=L−ΔLとなる。B−
B”間で、物体面からロッドレンズ端面までの距離B1
及びロッドレンズ端面から結像面までの距離B2は、B
1=L−ΔL、B2=L+ΔLとなる。
する物体面と結像面の傾きを焦点ずれΔLとして捉える
と、A−A”間で、物体面からロッドレンズ端面までの
距離A1及びロッドレンズ端面から結像面までの距離A
2は、A1=L+ΔL、A2=L−ΔLとなる。B−
B”間で、物体面からロッドレンズ端面までの距離B1
及びロッドレンズ端面から結像面までの距離B2は、B
1=L−ΔL、B2=L+ΔLとなる。
【0012】つまり、図10に示した光学系は、物体面
から結像面までの距離は一定(TC)であるが、A−
A”間ではロッドレンズアレイが結像面側(A”側)に
ΔLずれ、B−B”間では物体面側(B側)にΔLずれ
ていることになる。
から結像面までの距離は一定(TC)であるが、A−
A”間ではロッドレンズアレイが結像面側(A”側)に
ΔLずれ、B−B”間では物体面側(B側)にΔLずれ
ていることになる。
【0013】図12(a)は物体像面間距離TCが一定
でロッドレンズアレイが距離ΔLずれた光学系に対応す
る図、図12(b)はその光学系のMTF特性を示す図
である。図10に示した光学系はロッドレンズアレイの
ずれに対してMTF特性の劣化が著しいことが図12
(b)に示すグラフから分かる。MTF特性が劣化する
と、読取画像の質(解像力)が低下する。
でロッドレンズアレイが距離ΔLずれた光学系に対応す
る図、図12(b)はその光学系のMTF特性を示す図
である。図10に示した光学系はロッドレンズアレイの
ずれに対してMTF特性の劣化が著しいことが図12
(b)に示すグラフから分かる。MTF特性が劣化する
と、読取画像の質(解像力)が低下する。
【0014】本発明はこのような課題を解決するために
なしたもので、ロッドレンズアレイを用いた結像光学系
で、ロッドレンズアレイの光軸に対して物体面が垂直で
ない場合のMTF特性を改善することを目的とする。
なしたもので、ロッドレンズアレイを用いた結像光学系
で、ロッドレンズアレイの光軸に対して物体面が垂直で
ない場合のMTF特性を改善することを目的とする。
【0015】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
本発明に係る画像読取装置は、物体面がロッドレンズア
レイの光軸に対して傾斜し、物体面上の第1の点Aをロ
ッドレンズアレイを介して第1のイメージセンサで読み
取り、物体面上の第2の点Bをロッドレンズアレイを介
して第2のイメージセンサで読み取るようにした画像読
取装置であって、点Aとロッドレンズアレイの物体面側
端面との間の前記光軸に並行な距離をA1とし、点Bと
ロッドレンズアレイの物体面側端面との間の前記光軸に
並行な距離をB1とし、第1のイメージセンサの受光面
とロッドレンズアレイのイメージセンサ側端面との間の
前記光軸に並行な距離をA2とし、第2のイメージセン
サの受光面とロッドレンズアレイのイメージセンサ側端
面との間の光軸に並行な距離をB2とし、前記物体面と
前記ロッドレンズアレイと前記イメージセンサとが、A
1>B1、A2>B2となるよう配置した。尚、距離A
1と距離A2とが等しく、且つ、距離B1と距離B2と
が等しくなるよう配置する場合がベストモードになる。
本発明に係る画像読取装置は、物体面がロッドレンズア
レイの光軸に対して傾斜し、物体面上の第1の点Aをロ
ッドレンズアレイを介して第1のイメージセンサで読み
取り、物体面上の第2の点Bをロッドレンズアレイを介
して第2のイメージセンサで読み取るようにした画像読
取装置であって、点Aとロッドレンズアレイの物体面側
端面との間の前記光軸に並行な距離をA1とし、点Bと
ロッドレンズアレイの物体面側端面との間の前記光軸に
並行な距離をB1とし、第1のイメージセンサの受光面
とロッドレンズアレイのイメージセンサ側端面との間の
前記光軸に並行な距離をA2とし、第2のイメージセン
サの受光面とロッドレンズアレイのイメージセンサ側端
面との間の光軸に並行な距離をB2とし、前記物体面と
前記ロッドレンズアレイと前記イメージセンサとが、A
1>B1、A2>B2となるよう配置した。尚、距離A
1と距離A2とが等しく、且つ、距離B1と距離B2と
が等しくなるよう配置する場合がベストモードになる。
【0016】さらに、距離A1及び距離A2はロッドレ
ンズアレイの作動距離Lよりも所定距離ΔLだけ長く、
距離B1及び距離B2はロッドレンズアレイの作動距離
Lよりも所定距離ΔLだけ短く設定される。
ンズアレイの作動距離Lよりも所定距離ΔLだけ長く、
距離B1及び距離B2はロッドレンズアレイの作動距離
Lよりも所定距離ΔLだけ短く設定される。
【0017】上記の関係を満足するように物体面、ロッ
ドレンズアレイ及びイメージセンサを配置することで、
ロッドレンズアレイの焦点深度内に物体面の各点A,B
及びイメージセンサの各受光面をおさめることができ、
MTF特性を良好な状態に維持できる。
ドレンズアレイ及びイメージセンサを配置することで、
ロッドレンズアレイの焦点深度内に物体面の各点A,B
及びイメージセンサの各受光面をおさめることができ、
MTF特性を良好な状態に維持できる。
【0018】なお、物体面はロッドレンズアレイの光軸
に垂直な方向から角度θ傾けて配置されており、各イメ
ージセンサはその受光面の法線をロッドレンズアレイの
光軸に対して−θ方向に傾けて配置する。
に垂直な方向から角度θ傾けて配置されており、各イメ
ージセンサはその受光面の法線をロッドレンズアレイの
光軸に対して−θ方向に傾けて配置する。
【0019】また、物体面がロッドレンズアレイの光軸
に垂直な方向から角度θで傾斜しており、物体面とロッ
ドレンズアレイとの間に屈折率nの透明樹脂が介設され
ており、かつ、ロッドレンズアレイと各イメージセンサ
との間が空気である場合には、各イメージセンサの受光
面とロッドレンズアレイの光軸に垂直な面とのなす角度
θ’をθ’=tan-1[(tanθ)/n]となるよう
設定する。
に垂直な方向から角度θで傾斜しており、物体面とロッ
ドレンズアレイとの間に屈折率nの透明樹脂が介設され
ており、かつ、ロッドレンズアレイと各イメージセンサ
との間が空気である場合には、各イメージセンサの受光
面とロッドレンズアレイの光軸に垂直な面とのなす角度
θ’をθ’=tan-1[(tanθ)/n]となるよう
設定する。
【0020】また、物体面と前記ロッドレンズアレイと
の間、及び、前記ロッドレンズアレイと各イメージセン
サの受光面との間に、同じ屈折率の透明部材をそれぞれ
介設するようにしてもよい。この場合は、上記ロッドレ
ンズアレイの光軸に垂直な面とのなす角度θ’を物体面
がロッドレンズアレイの光軸に垂直な方向から角度θに
対して補正する必要がない。
の間、及び、前記ロッドレンズアレイと各イメージセン
サの受光面との間に、同じ屈折率の透明部材をそれぞれ
介設するようにしてもよい。この場合は、上記ロッドレ
ンズアレイの光軸に垂直な面とのなす角度θ’を物体面
がロッドレンズアレイの光軸に垂直な方向から角度θに
対して補正する必要がない。
【0021】さらに、距離A2と距離B2とが等しくな
るようにロッドレンズアレイとイメージセンサとを配置
してもよい。これにより、MTF特性の劣化を少なくで
きる。
るようにロッドレンズアレイとイメージセンサとを配置
してもよい。これにより、MTF特性の劣化を少なくで
きる。
【0022】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて説明する。図1は本発明の第1実施形態
に係る画像読取装置の断面図である。第1実施形態に係
る画像読取装置10は、物体面及び結像面をロッドレン
ズアレイ3の光軸に対して同じ角度(45度)で傾け、
A点とA”点がロッドレンズアレイ3から離れ、B点と
B”点がロッドレンズアレイ3に近づく向きに傾けてあ
る。各ラインセンサ4,5は、補助基板9を介して結像
面が物体面に対して垂直になるように取り付けられてい
る。
図面に基づいて説明する。図1は本発明の第1実施形態
に係る画像読取装置の断面図である。第1実施形態に係
る画像読取装置10は、物体面及び結像面をロッドレン
ズアレイ3の光軸に対して同じ角度(45度)で傾け、
A点とA”点がロッドレンズアレイ3から離れ、B点と
B”点がロッドレンズアレイ3に近づく向きに傾けてあ
る。各ラインセンサ4,5は、補助基板9を介して結像
面が物体面に対して垂直になるように取り付けられてい
る。
【0023】図1において、ロッドレンズアレイ3の光
軸に対する物体面と結像面の傾きを焦点ずれΔLとして
捉えると、A−A”間ではA点とA”点が共にロッドレ
ンズアレイ3から離れる方向にΔLずれるので、A1=
A2=L+ΔL、B−B”間ではB点とB”間が共にロ
ッドレンズアレイ3に近づく向きにΔLずれるので、B
1=B2=L−ΔLとなる。
軸に対する物体面と結像面の傾きを焦点ずれΔLとして
捉えると、A−A”間ではA点とA”点が共にロッドレ
ンズアレイ3から離れる方向にΔLずれるので、A1=
A2=L+ΔL、B−B”間ではB点とB”間が共にロ
ッドレンズアレイ3に近づく向きにΔLずれるので、B
1=B2=L−ΔLとなる。
【0024】つまり、図1に示した画像読取装置10の
光学系は、次のようになる。A,Bの中間点とA”,
B”の中間点との距離がTCである。A−A”間の距離
はTCよりも2×ΔL増加し、B−B”間の距離はTC
よりも2×ΔL減少する。
光学系は、次のようになる。A,Bの中間点とA”,
B”の中間点との距離がTCである。A−A”間の距離
はTCよりも2×ΔL増加し、B−B”間の距離はTC
よりも2×ΔL減少する。
【0025】図2(a)は物体面と結像面との距離が物
体像面間距離TCから増加または減少した光学系に対応
する図、図2(b)はその光学系のMTF特性を示す図
である。図1に示した光学系は図2(a)に示した光学
系が対応するので、図1に示した光学系には図2(b)
に示したMTF特性が適用される。したがって、物体像
面間距離TCのずれ(つまり、ΔLのずれ)に対してM
TF特性を良好に維持できる。
体像面間距離TCから増加または減少した光学系に対応
する図、図2(b)はその光学系のMTF特性を示す図
である。図1に示した光学系は図2(a)に示した光学
系が対応するので、図1に示した光学系には図2(b)
に示したMTF特性が適用される。したがって、物体像
面間距離TCのずれ(つまり、ΔLのずれ)に対してM
TF特性を良好に維持できる。
【0026】図3は第1実施形態の変形例を示す断面図
である。この実施例では、A1>B1、A2>B2の関
係を成立させている。このような構成とすることによっ
て、図1に示したものよりMTF特性は劣るが、図6に
示したものよりMTF特性が優れた画像読取装置が得ら
れる。上記の関係を成立させるには、ロッドレンズアレ
イ3の光軸に垂直な方向に対して、図1の状態から結像
面を0°より大きく、45°未満の範囲で傾ける(傾斜
が0°が図6の状態、傾斜が45°が図1の状態であ
る)。即ち、A1=L+ΔL1、B1=L−ΔL1、A
2=L+ΔL2、B2=L−ΔL2とすることで(ただ
し、ΔL1≠L2)、A1>B1、A2>B2の関係が
成立する。なお、結像面を傾ける代わりに物体面をロッ
ドレンズアレイ3の光軸に垂直な方向に対して0°より
大きく45°未満で傾けてもよい。なお、図3で結像面
または物体面をロッドレンズアレイ3の光軸に垂直な方
向から傾ける向きは、A1>B1、A2>B2を満たす
向きである。また、図4に示すように、図1の状態から
ロッドレンズアレイ3を光軸に沿って移動させること
で、A1>B1、A2>B2の関係を成立させてもよ
い。
である。この実施例では、A1>B1、A2>B2の関
係を成立させている。このような構成とすることによっ
て、図1に示したものよりMTF特性は劣るが、図6に
示したものよりMTF特性が優れた画像読取装置が得ら
れる。上記の関係を成立させるには、ロッドレンズアレ
イ3の光軸に垂直な方向に対して、図1の状態から結像
面を0°より大きく、45°未満の範囲で傾ける(傾斜
が0°が図6の状態、傾斜が45°が図1の状態であ
る)。即ち、A1=L+ΔL1、B1=L−ΔL1、A
2=L+ΔL2、B2=L−ΔL2とすることで(ただ
し、ΔL1≠L2)、A1>B1、A2>B2の関係が
成立する。なお、結像面を傾ける代わりに物体面をロッ
ドレンズアレイ3の光軸に垂直な方向に対して0°より
大きく45°未満で傾けてもよい。なお、図3で結像面
または物体面をロッドレンズアレイ3の光軸に垂直な方
向から傾ける向きは、A1>B1、A2>B2を満たす
向きである。また、図4に示すように、図1の状態から
ロッドレンズアレイ3を光軸に沿って移動させること
で、A1>B1、A2>B2の関係を成立させてもよ
い。
【0027】また、第1実施形態にあっては、2本のラ
インセンサ4、5を並列させたが、ラインセンサとして
は図5(a)に示すように、1本のチップに2列の受光
素子を並列させたラインセンサ40、または(b)に示
すように、1本のチップに多数列の受光素子を並列させ
たラインセンサ40としてもよい。
インセンサ4、5を並列させたが、ラインセンサとして
は図5(a)に示すように、1本のチップに2列の受光
素子を並列させたラインセンサ40、または(b)に示
すように、1本のチップに多数列の受光素子を並列させ
たラインセンサ40としてもよい。
【0028】図6は本発明の第2実施形態に係る画像読
取装置の断面図である。第2実施形態に係る画像読取装
置20は、物体面をロッドレンズアレイ3の光軸に対し
て所定の角度(本実施の形態では光軸に垂直な方向から
45度)傾け、結像面はロッドレンズアレイ3の光軸に
垂直に設置したものである。各ラインセンサ4,5は、
補助基板を備えたラインセンサ取付部11を介して結像
面がロッドレンズアレイ3の光軸に垂直になるように取
り付けられている。
取装置の断面図である。第2実施形態に係る画像読取装
置20は、物体面をロッドレンズアレイ3の光軸に対し
て所定の角度(本実施の形態では光軸に垂直な方向から
45度)傾け、結像面はロッドレンズアレイ3の光軸に
垂直に設置したものである。各ラインセンサ4,5は、
補助基板を備えたラインセンサ取付部11を介して結像
面がロッドレンズアレイ3の光軸に垂直になるように取
り付けられている。
【0029】第2実施形態に係る画像読取装置20の光
学系において、ロッドレンズアレイ3の光軸に対する物
体面と結像面の傾きを焦点ずれΔLとして捉えると、A
−A”間では、A点がロッドレンズアレイ3から離れる
方向にΔLずれるので、A1=L+ΔL、A2=Lとな
り、B−B”間では、B点がロッドレンズアレイ3に近
づく方向にずれるので、B1=L−ΔL、B2=Lとな
る。ここで、ロッドレンズアレイ3の光軸に対して垂直
に結像面を設けているので、ロッドレンズ端面から結像
面までの距離はA2でもB2でもLである。
学系において、ロッドレンズアレイ3の光軸に対する物
体面と結像面の傾きを焦点ずれΔLとして捉えると、A
−A”間では、A点がロッドレンズアレイ3から離れる
方向にΔLずれるので、A1=L+ΔL、A2=Lとな
り、B−B”間では、B点がロッドレンズアレイ3に近
づく方向にずれるので、B1=L−ΔL、B2=Lとな
る。ここで、ロッドレンズアレイ3の光軸に対して垂直
に結像面を設けているので、ロッドレンズ端面から結像
面までの距離はA2でもB2でもLである。
【0030】つまり、図6に示した画像読取装置20の
光学系は、次のようになる。A,Bの中間点からロッド
レンズの中心位置までの距離はTC/2である。A−
A”間の距離は物体面側(A点側)でTCよりもΔL増
加し、B−B”間の距離は物体面側(B点側)でTCよ
りもΔL減少する。
光学系は、次のようになる。A,Bの中間点からロッド
レンズの中心位置までの距離はTC/2である。A−
A”間の距離は物体面側(A点側)でTCよりもΔL増
加し、B−B”間の距離は物体面側(B点側)でTCよ
りもΔL減少する。
【0031】図7は第2実施形態の変形例を示す断面図
であり、この実施例にあっては筐体1の光路を画成する
面を反射面1aとしている。即ち、ロッドレンズアレイ
3は基板8の法線方向から45°傾いているので、基板
8の法線方向から22.5°の角度で反射面1aを設け
ている。その結果、ロッドレンズアレイ3から出射した
光は、基板8に垂直な方向に入射する。したがって、ラ
インセンサ40の受光面を基板8の面に平行にすること
で効率よく受光できるのでラインセンサ取付部11を不
要としたり、形状を簡略化でき、また組付け作業も楽に
なる。
であり、この実施例にあっては筐体1の光路を画成する
面を反射面1aとしている。即ち、ロッドレンズアレイ
3は基板8の法線方向から45°傾いているので、基板
8の法線方向から22.5°の角度で反射面1aを設け
ている。その結果、ロッドレンズアレイ3から出射した
光は、基板8に垂直な方向に入射する。したがって、ラ
インセンサ40の受光面を基板8の面に平行にすること
で効率よく受光できるのでラインセンサ取付部11を不
要としたり、形状を簡略化でき、また組付け作業も楽に
なる。
【0032】図8(a)は結像面からロッドレンズの中
心位置までの距離がTC/2であり、物体面から結像面
までの距離が物体面側でTCよりも増加または減少した
光学系に対応する図、図8(b)はその光学系のMTF
特性を示す図である。図6に示した光学系は図8(a)
に示した光学系が対応し、図8(b)に示したMTF特
性となるので、図12に較べてΔLずれに対してMTF
特性の低下が少ない。
心位置までの距離がTC/2であり、物体面から結像面
までの距離が物体面側でTCよりも増加または減少した
光学系に対応する図、図8(b)はその光学系のMTF
特性を示す図である。図6に示した光学系は図8(a)
に示した光学系が対応し、図8(b)に示したMTF特
性となるので、図12に較べてΔLずれに対してMTF
特性の低下が少ない。
【0033】図1、図3、図6及び図7に示した画像読
取装置10,20では、物体面とロッドレンズアレイ3
との間に樹脂(アクリル樹脂、屈折率=1.49)があ
り、ロッドレンズアレイ3と結像面との間には空気があ
るだけなので、光学系に修正を加える。
取装置10,20では、物体面とロッドレンズアレイ3
との間に樹脂(アクリル樹脂、屈折率=1.49)があ
り、ロッドレンズアレイ3と結像面との間には空気があ
るだけなので、光学系に修正を加える。
【0034】結像面のレンズ光軸に対する傾き方向は、
一般的なレンズによる正立結像光学系とは逆の方向に傾
ける。凸レンズによる正立等倍結像系では、光軸に対し
て物体面の法線が傾いている場合(この角度をθとす
る)、結像面の法線も同じ方向にθ傾く。一方、ロッド
レンズアレイを用いた結像光学系では、結像面の法線は
−θ方向に傾ける必要がある。一般的な凸レンズ正立等
倍結像系とは、あおり方向が逆である。
一般的なレンズによる正立結像光学系とは逆の方向に傾
ける。凸レンズによる正立等倍結像系では、光軸に対し
て物体面の法線が傾いている場合(この角度をθとす
る)、結像面の法線も同じ方向にθ傾く。一方、ロッド
レンズアレイを用いた結像光学系では、結像面の法線は
−θ方向に傾ける必要がある。一般的な凸レンズ正立等
倍結像系とは、あおり方向が逆である。
【0035】図9は結像面の傾斜角度の修正を示す図で
ある。図1に示した画像読取装置の光学系の場合、ロッ
ドレンズの光軸に垂直な方向から物体面が角度θで傾斜
しているとき、結像面の傾斜角度θ’に修正を加える必
要がある。物体面とロッドレンズとの間が屈折率nの樹
脂で構成され、ロッドレンズと結像面との間が空気であ
る際は、以下に示すように結像面の傾斜角度θ’を(式
5)に示すように設定する。
ある。図1に示した画像読取装置の光学系の場合、ロッ
ドレンズの光軸に垂直な方向から物体面が角度θで傾斜
しているとき、結像面の傾斜角度θ’に修正を加える必
要がある。物体面とロッドレンズとの間が屈折率nの樹
脂で構成され、ロッドレンズと結像面との間が空気であ
る際は、以下に示すように結像面の傾斜角度θ’を(式
5)に示すように設定する。
【0036】物体面側で次の(式1)が成り立つ。
tanθ=Δl’/δ ……(式1)
結像面側で次の(式2)が成り立つ。
tanθ’=Δl”/δ ……(式2)
樹脂の屈折率をnとすると、
Δl’=n・Δl” ……(式3)
(式1)と(式3)を用いて(式2)をθで表わすと、
tanθ’=Δl’/n・δ=(1/n)tanθ ……(式4)
(式4)から結像面側の結像面の傾斜角度θ’が次の(式5)から決まる。
θ’=tan-1[(tanθ)/n] ……(式5)
【0037】図1及び図6に示した画像読取装置10,
20において、ロッドレンズアレイ3と結像面(各ライ
ンイメージセンサ4,5の受光面)との間にも樹脂(ア
クリル製、屈折率=1.49)を入れると、上記の修正
は要しない。
20において、ロッドレンズアレイ3と結像面(各ライ
ンイメージセンサ4,5の受光面)との間にも樹脂(ア
クリル製、屈折率=1.49)を入れると、上記の修正
は要しない。
【0038】なお、原稿台2は透明であればよく、アク
リル樹脂に代えてシリコン樹脂であってもよい。
リル樹脂に代えてシリコン樹脂であってもよい。
【0039】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ロ
ッドレンズアレイの光軸に対して物体面と結像面との配
置が適した構成となるので、物体面がロッドレンズアレ
イの光軸に対して垂直でない光学系であってもMTF特
性を良好なものとすることができ、解像度の高い画像読
取が可能となる。
ッドレンズアレイの光軸に対して物体面と結像面との配
置が適した構成となるので、物体面がロッドレンズアレ
イの光軸に対して垂直でない光学系であってもMTF特
性を良好なものとすることができ、解像度の高い画像読
取が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態に係る画像読取装置の断
面図である。
面図である。
【図2】図2(a)は物体面と結像面との距離が物体像
面間距離TCから増加または減少した光学系に対応する
図、図2(b)はその光学系のMTF特性を示す図であ
る。
面間距離TCから増加または減少した光学系に対応する
図、図2(b)はその光学系のMTF特性を示す図であ
る。
【図3】第1実施形態の変形例を示す断面図である。
【図4】第1実施形態の変形例を示す断面図である。
【図5】(a)及び(b)はラインセンサの変形例を示
す斜視図
す斜視図
【図6】本発明の第2実施形態に係る画像読取装置の断
面図である。
面図である。
【図7】第2実施形態の変形例を示す断面図である。
【図8】図8(a)は結像面からロッドレンズの中心位
置までの距離がTC/2であり、物体面から結像面まで
の距離が物体面側でTCよりも増加または減少した光学
系に対応する図、図8(b)はその光学系のMTF特性
を示す図である。
置までの距離がTC/2であり、物体面から結像面まで
の距離が物体面側でTCよりも増加または減少した光学
系に対応する図、図8(b)はその光学系のMTF特性
を示す図である。
【図9】結像面の傾斜角度の修正を示す図である。
【図10】物体面に対してロッドレンズアレイを傾けて
配置した構造の画像読取装置の課題を示す図である。
配置した構造の画像読取装置の課題を示す図である。
【図11】凸レンズを用いた結像光学系の作用を示す図
である。
である。
【図12】図12(a)は物体像面間距離TCが一定で
ロッドレンズアレイが距離ΔLずれた光学系に対応する
図、図12(b)はその光学系のMTF特性を示す図で
ある。
ロッドレンズアレイが距離ΔLずれた光学系に対応する
図、図12(b)はその光学系のMTF特性を示す図で
ある。
1…筺体、1a…反射面、2…原稿台、3…ロッドレン
ズアレイ、4,5…ラインセンサ(イメージセンサ)、
6…投光レンズ、7…発光ダイオード、8…基板、1
0,20…画像読取装置、40…ラインセンサ。
ズアレイ、4,5…ラインセンサ(イメージセンサ)、
6…投光レンズ、7…発光ダイオード、8…基板、1
0,20…画像読取装置、40…ラインセンサ。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 小木 秀也
大阪府大阪市中央区北浜四丁目7番28号
日本板硝子株式会社内
Fターム(参考) 5C051 AA01 BA04 DA06 DB01 DB22
DB29 DC04 DC07
Claims (8)
- 【請求項1】 物体面がロッドレンズアレイの光軸に対
して傾斜し、物体面上の第1の点Aを前記ロッドレンズ
アレイを介して第1のイメージセンサで読み取り、前記
物体面上の第2の点Bを前記ロッドレンズアレイを介し
て第2のイメージセンサで読み取るようにした画像読取
装置であって、 前記点Aと前記ロッドレンズアレイの物体面側端面との
間の前記光軸に並行な距離をA1とし、 前記点Bと前記ロッドレンズアレイの物体面側端面との
間の前記光軸に並行な距離をB1とし、 前記第1のイメージセンサの受光面と前記ロッドレンズ
アレイのイメージセンサ側端面との間の前記光軸に並行
な距離をA2とし、 前記第2のイメージセンサの受光面と前記ロッドレンズ
アレイのイメージセンサ側端面との間の前記光軸に並行
な距離をB2とし、 前記物体面と前記ロッドレンズアレイと前記イメージセ
ンサとが、A1>B1、A2>B2となるよう配置され
ていることを特徴とする画像読取装置。 - 【請求項2】 物体面がロッドレンズアレイの光軸に対
して傾斜し、物体面上の第1の点Aを前記ロッドレンズ
アレイを介して第1のイメージセンサで読み取り、前記
物体面上の第2の点Bを前記ロッドレンズアレイを介し
て第2のイメージセンサで読み取るようにした画像読取
装置であって、 前記点Aと前記ロッドレンズアレイの物体面側端面との
間の前記光軸に並行な距離をA1とし、 前記点Bと前記ロッドレンズアレイの物体面側端面との
間の前記光軸に並行な距離をB1とし、 前記第1のイメージセンサの受光面と前記ロッドレンズ
アレイのイメージセンサ側端面との間の前記光軸に並行
な距離をA2とし、 前記第2のイメージセンサの受光面と前記ロッドレンズ
アレイのイメージセンサ側端面との間の前記光軸に並行
な距離をB2とし、 前記物体面と前記ロッドレンズアレイと前記イメージセ
ンサとが前記距離A1と前記距離A2とが等しく、且
つ、前記距離B1と前記距離B2とが等しくなるよう配
置されていることを特徴とする画像読取装置。 - 【請求項3】 前記距離A1及び前記距離A2は前記ロ
ッドレンズアレイの作動距離Lよりも所定距離ΔLだけ
長く、前記距離B1及び前記距離B2は前記ロッドレン
ズアレイの作動距離Lよりも所定距離ΔLだけ短いこと
を特徴とする請求項2に記載の画像読取装置。 - 【請求項4】 前記物体面は前記ロッドレンズアレイの
光軸に垂直な方向から角度θ傾けて配置されており、前
記各イメージセンサはその受光面の法線を前記ロッドレ
ンズアレイの光軸に対して−θ方向に傾けて配置されて
いることを特徴とする請求項2に記載の画像読取装置。 - 【請求項5】 前記物体面が前記ロッドレンズアレイの
光軸に垂直な方向から角度θで傾斜しており、前記物体
面と前記ロッドレンズアレイとの間に屈折率nの透明樹
脂が介設されており、かつ、前記ロッドレンズアレイと
前記各イメージセンサとの間が空気である場合、前記各
イメージセンサの受光面と前記ロッドレンズアレイの光
軸に垂直な面とのなす角度θ’を θ’=tan-1[(tanθ)/n] となるよう設定することを特徴とする請求項1又は請求
項2に記載の画像読取装置。 - 【請求項6】 前記物体面と前記ロッドレンズアレイと
の間、及び、前記前記ロッドレンズアレイと前記各イメ
ージセンサの受光面と間には、同じ屈折率の透明部材が
それぞれ介設されていることを特徴とする請求項1又は
請求項2に記載の画像読取装置。 - 【請求項7】 物体面がロッドレンズアレイの光軸に対
して傾斜し、物体面上の第1の点Aを前記ロッドレンズ
アレイを介して第1のイメージセンサで読み取り、前記
物体面上の第2の点Bを前記ロッドレンズアレイを介し
て第2のイメージセンサで読み取るようにした画像読取
装置であって、 前記第1のイメージセンサの受光面と前記ロッドレンズ
アレイのイメージセンサ側端面との間の前記光軸に並行
な距離をA2とし、 前記第2のイメージセンサの受光面と前記ロッドレンズ
アレイのイメージセンサ側端面との間の前記光軸に並行
な距離をB2とし、 前記ロッドレンズアレイと前記イメージセンサとが前記
距離A2と前記距離B2とが等しくなるよう配置されて
いることを特徴とする画像読取装置。 - 【請求項8】 前記物体面と前記ロッドレンズアレイと
の間、及び、前記ロッドレンズアレイと前記各イメージ
センサの受光面との間には、同じ屈折率の透明部材がそ
れぞれ介設されていることを特徴とする請求項7記載の
画像読取装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002056715A JP2003018360A (ja) | 2001-04-27 | 2002-03-04 | 画像読取装置 |
| US10/132,987 US20020159103A1 (en) | 2001-04-27 | 2002-04-26 | Image reading device |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001-133161 | 2001-04-27 | ||
| JP2001133161 | 2001-04-27 | ||
| JP2002056715A JP2003018360A (ja) | 2001-04-27 | 2002-03-04 | 画像読取装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003018360A true JP2003018360A (ja) | 2003-01-17 |
Family
ID=26614517
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002056715A Pending JP2003018360A (ja) | 2001-04-27 | 2002-03-04 | 画像読取装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20020159103A1 (ja) |
| JP (1) | JP2003018360A (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1114803A (ja) * | 1997-06-24 | 1999-01-22 | Nippon Sheet Glass Co Ltd | ロッドレンズアレイ及びそれを用いた等倍結像光学装置 |
-
2002
- 2002-03-04 JP JP2002056715A patent/JP2003018360A/ja active Pending
- 2002-04-26 US US10/132,987 patent/US20020159103A1/en not_active Abandoned
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20020159103A1 (en) | 2002-10-31 |
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|
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