JPH01194566A - 画像読取装置 - Google Patents
画像読取装置Info
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- JPH01194566A JPH01194566A JP63018905A JP1890588A JPH01194566A JP H01194566 A JPH01194566 A JP H01194566A JP 63018905 A JP63018905 A JP 63018905A JP 1890588 A JP1890588 A JP 1890588A JP H01194566 A JPH01194566 A JP H01194566A
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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。
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Description
本発明は、原稿面を照射しながら走査する露光光学系に
よって得られた原稿光像を撮像ユニット内で結像させる
ようにした、例えば、ファクシミリやデジタル複写機等
に用いられる画像読取装置に関する。
よって得られた原稿光像を撮像ユニット内で結像させる
ようにした、例えば、ファクシミリやデジタル複写機等
に用いられる画像読取装置に関する。
画像読取装置においては、一般に露光走査によって得ら
れた原稿面の光像を撮像レンス系を介して光軸を中心と
して設置したイメージセンサ等の固体撮像素子上に結像
させるようになっている。また例えば多色画像形成装置
の画像読取装置においては、露光走査によって得られた
原稿面の光像を結像レンス系を通した上で、該原稿光像
の光軸上、その背後に設けたプリズム等の光分割手段に
よって分光したのち、それぞれのチャンネルで受光する
イメージセンサ上に結像させるようになっている。 第11図は、上記撮像レンズ210と光分割手段(三色
分解プリズム)220と3個の固体撮像素子231B。 231G、231Rとを一体のユニットに構成した撮像
ユニットの光路図を示す断面図である。第12図は該撮
像ユニットの斜視図である。 前記原稿の光像は、露光光源からの光軸に平行に導出さ
れ前記撮像レンス210に入射する。そして三色分解プ
リスム220を透過する際に光分割される。三色分解さ
れた光像は、それぞれ対応する固体撮像素子231B、
231G、231Rに入力され電気信号に変換される。 前記固体撮像素子231B、231G、231Rは画素
幅が7μm程度の微小な画素子をもって構成されている
ラインイメージセンサである。従ってこれらの固体撮像
素子231B、231G、231Rは、前記原稿光像を
該固体撮像素子上に正確に結像させるために、前記撮像
レンズ21O1三色分解プリズム220への高精度の位
置調整がなされたのち一体のユニットに形成される。 前記撮像ユニットが前記原稿光像の光軸からずれると原
稿光像もずれて入力される。第11図中、実線で示す正
規の光軸り。に対し、破線で示すずれた光軸L1は固体
撮像素子231B、231G、231Rの結像面上で、
ΔB、ΔG、△Rの各ずれ量を発生する。 撮像ユニットの前部と後部とが光軸水平面から上下にず
れると、撮像素子への光像の結像位置が上下にずれる。 その結果、前記原稿像の先端開始位置に対応して出力さ
れる出力画像の先端開始位置が画像形成方向の前後にず
れる。光軸を基準にした撮像ユニットの左側部と右側部
とが光軸水平面から上下にずれると、原稿光像の光軸水
平面上の部分か、固体撮像素子上では左右に傾いて結像
し、原稿の走査方向への左辺と右辺とが前後へずれた菱
形状態に出力される。 上記撮像ユニyト200は、後述の支持台やベース板に
取付けられて一体のユニットを構成し、更に該ユニット
は画像読取装置本体の底板に取付けられていた。 底板に取付けられた撮像ユニットの光軸方向からのずれ
を解消する調整手段として、三次元移動載物装置や、ね
じ又はカムによる三点支持調整装置など用い、該調整装
置を手動または操作工具を使って、該撮像ユニットによ
る固体撮像素子の光電変換出力をオシロスコープ等によ
り信号波形を観察しなからx、y、zの三次元位置調整
を行なっていた。
れた原稿面の光像を撮像レンス系を介して光軸を中心と
して設置したイメージセンサ等の固体撮像素子上に結像
させるようになっている。また例えば多色画像形成装置
の画像読取装置においては、露光走査によって得られた
原稿面の光像を結像レンス系を通した上で、該原稿光像
の光軸上、その背後に設けたプリズム等の光分割手段に
よって分光したのち、それぞれのチャンネルで受光する
イメージセンサ上に結像させるようになっている。 第11図は、上記撮像レンズ210と光分割手段(三色
分解プリズム)220と3個の固体撮像素子231B。 231G、231Rとを一体のユニットに構成した撮像
ユニットの光路図を示す断面図である。第12図は該撮
像ユニットの斜視図である。 前記原稿の光像は、露光光源からの光軸に平行に導出さ
れ前記撮像レンス210に入射する。そして三色分解プ
リスム220を透過する際に光分割される。三色分解さ
れた光像は、それぞれ対応する固体撮像素子231B、
231G、231Rに入力され電気信号に変換される。 前記固体撮像素子231B、231G、231Rは画素
幅が7μm程度の微小な画素子をもって構成されている
ラインイメージセンサである。従ってこれらの固体撮像
素子231B、231G、231Rは、前記原稿光像を
該固体撮像素子上に正確に結像させるために、前記撮像
レンズ21O1三色分解プリズム220への高精度の位
置調整がなされたのち一体のユニットに形成される。 前記撮像ユニットが前記原稿光像の光軸からずれると原
稿光像もずれて入力される。第11図中、実線で示す正
規の光軸り。に対し、破線で示すずれた光軸L1は固体
撮像素子231B、231G、231Rの結像面上で、
ΔB、ΔG、△Rの各ずれ量を発生する。 撮像ユニットの前部と後部とが光軸水平面から上下にず
れると、撮像素子への光像の結像位置が上下にずれる。 その結果、前記原稿像の先端開始位置に対応して出力さ
れる出力画像の先端開始位置が画像形成方向の前後にず
れる。光軸を基準にした撮像ユニットの左側部と右側部
とが光軸水平面から上下にずれると、原稿光像の光軸水
平面上の部分か、固体撮像素子上では左右に傾いて結像
し、原稿の走査方向への左辺と右辺とが前後へずれた菱
形状態に出力される。 上記撮像ユニyト200は、後述の支持台やベース板に
取付けられて一体のユニットを構成し、更に該ユニット
は画像読取装置本体の底板に取付けられていた。 底板に取付けられた撮像ユニットの光軸方向からのずれ
を解消する調整手段として、三次元移動載物装置や、ね
じ又はカムによる三点支持調整装置など用い、該調整装
置を手動または操作工具を使って、該撮像ユニットによ
る固体撮像素子の光電変換出力をオシロスコープ等によ
り信号波形を観察しなからx、y、zの三次元位置調整
を行なっていた。
上記のような光軸調整をある状態で行なった画像読取装
置の撮像ユニットも、該読取装置を設置する。載置面(
例えばテーブル面や他の装置面)の平面性や振動等によ
り、該読取装置の座板が変形または変動し、この底板に
固定された撮像ユニットの二′致していた光軸がずれて
しまう。 撮像レンズ、色分解プリズム、固体撮像素子を調整固定
した撮像ユニットを用いる場合、該撮像ユニットの光軸
L1が上記底板の変形や変動により正規の光軸L0から
ずれを生じると、微小な画素子で構成される固体撮像素
子の結像位置に一致せず画像出力信号が不正確となり、
正しい画像形成が得られなくなる。 【問題点を解決するための手段】 本発明は上記のような従来の画像読取装置における撮像
ユニットの光軸ずれによる問題点を解消して、画像読取
精度の安定化を実現することを目的とするものである。 即ち、画像読取装置内に設置され光軸調整された撮像ユ
ニットが、読取装置の設置条件に関係なく常に正確な光
軸を維持し、高精度の画像読取出力を発生することを可
能とする画像読取装置の提供を目的とするものである。 上記目的を達成する本発明の画像読取装置は、走査光学
系の露光光源によって原稿画像を走査露光し撮像レンズ
を固体撮像素子から成る撮像ユニットにより結像し光電
変換させる画像読取装置において、前記走査光学系を滑
走させるスライドレールの定位置に、前記撮像ユニット
を固設したことを特徴とするものである。
置の撮像ユニットも、該読取装置を設置する。載置面(
例えばテーブル面や他の装置面)の平面性や振動等によ
り、該読取装置の座板が変形または変動し、この底板に
固定された撮像ユニットの二′致していた光軸がずれて
しまう。 撮像レンズ、色分解プリズム、固体撮像素子を調整固定
した撮像ユニットを用いる場合、該撮像ユニットの光軸
L1が上記底板の変形や変動により正規の光軸L0から
ずれを生じると、微小な画素子で構成される固体撮像素
子の結像位置に一致せず画像出力信号が不正確となり、
正しい画像形成が得られなくなる。 【問題点を解決するための手段】 本発明は上記のような従来の画像読取装置における撮像
ユニットの光軸ずれによる問題点を解消して、画像読取
精度の安定化を実現することを目的とするものである。 即ち、画像読取装置内に設置され光軸調整された撮像ユ
ニットが、読取装置の設置条件に関係なく常に正確な光
軸を維持し、高精度の画像読取出力を発生することを可
能とする画像読取装置の提供を目的とするものである。 上記目的を達成する本発明の画像読取装置は、走査光学
系の露光光源によって原稿画像を走査露光し撮像レンズ
を固体撮像素子から成る撮像ユニットにより結像し光電
変換させる画像読取装置において、前記走査光学系を滑
走させるスライドレールの定位置に、前記撮像ユニット
を固設したことを特徴とするものである。
本発明の詳細な説明に先立って、まず画像読取装置の機
能全般について説明する。なお、第11図および第12
図と同一機能を有する部材と同一のものについては同一
符号を付して説明する。 第1図は画像読取装置の構成図である。同図において、
101は原稿台ガラスで、原稿りはこの原稿台ガラス1
01上に置かれる。原稿りは、スライドレール102上
を移動する露光光源ユニットllOに設けられたハロゲ
ンランプ111によって照明される。可動ミラーユニッ
ト120には第2ミラー121及び第3ミラー122が
設けられスライドレール102上を移動し、露光光源ユ
ニットllOに設けられている第1ミラー112との組
み合わせで原稿台ガラス101上の原稿りの光像を撮像
ユニット200へ4出する。 露光光源ユニットllO及び可動ミラーユニット120
は、ステッピングモータ、プーリ、ワイヤ等で構成され
る駆動装置(不図示)により、それぞれV及びl/2V
の速度で同方向に駆動される。 原稿台ガラス101の前端部裏面側には標準白色板10
3が設けられ、原稿読取走査開始前に標準白色信号が得
られるように構成されている。 撮像ユニット200は、撮像用レンズ系としてのレンズ
210、三色分解手段としての三色分解プリズム220
.3組基板232B、232G、232R上にそれぞれ
設けられた固体撮像素子231B、231G、231R
構成される。第1ミラー112、第2ミラー121、第
3ミラー122により伝達された原稿光像は、撮像ユニ
ットの撮像レンズ210により集束され、三色分解プリ
ズム220内に入射する。 第9図は本発明の撮像ユニットの中央断面図を示す。 第9図および第11図、第12図に示す色分解プリスム
220は、1群の2色分解小三角形状の後群プリズム2
22の前方に、他の1群の色分解前群プリズム221を
設けて一体に構成したものである。 上記前群プリズム221内にはダイクロイックミラー2
23が、後群プリズム222内にはダイクロイックミラ
ー224がそれぞれ設けられている。 撮像レンズ210を通過した光は、前群プリズム221
のプリズム面221Aにほぼ垂直に入射する。その後、
入射光はダイクロイックミラー223により分光された
青成分の光(波長400〜500nm)は反射されて面
221Aに向う。この青成分光は面221Aのガラスと
空気層の境界で全反射され面221Bより、この面とほ
ぼ垂直に出射され固体撮像素子231B上に結像する。 一方、ダイクロイックミラー223を透過した光(波長
400〜700nm)は前群プリズム221から更に後
群プリズム222内を直進して、ダイクロイックミラー
224に達する。ここで赤成分光は反射され、面222
Aに向う。赤成分光は面222AのAQ蒸着面222D
で全反射され、面222Bより、この面とほぼ垂直に出
射され、固体撮像素子231R上に結像する。 上記ダイクロイックミラー224を通過した波長の緑成
分光は、全反射222Cに達し、空気層とガラス境界で
全反射され、面222Bより、同面とほぼ垂直に出射さ
れ固体撮像素子231Gに結像する。 以上のような構成の三色分解プリズム220は図示のよ
うな面間角度をもつ4個のプリズムを研摩し、貼合せる
ことにより形成される。ここで前群プリズム221の断
面は面221Aを一辺とする大正三角形、後群プリズム
222の断面は面222Aを一辺とする小三角形に構成
するここのように構成すれば、ガラス内の光路長はすべ
て等しくなり、その長さは前群プリスム221の大きな
正三角形の高さに等しい。 以上のような大小プリズムを用いれば、三色分解された
光像は実質的に同一平面上に結像される。 このようにして作られた三色分解プリズム220の面2
21Aは、。撮像レンズ210の光軸り。と直角をなす
ように取付部材225によって所定位置に取付けられる
。 更に、正規の光軸L0に入射した光束が撮像レンズ21
O1三色分解プリズム220を経て、画素幅が7μm程
度の微小な画素子をもって構成されているラインイメー
ジセンサである固体撮像素子231B。 231G、231R1例えばCCD (電荷結合素子)
の結像面上に結像するように、各固体撮像素子は前記三
色分解プリズム220にそれぞれ高精度の位置調整のの
ちに接着剤等によって固着される。 このように位置調整された撮像レンズ210、三色分解
プリズム220、固体撮像素子231B、231G、2
31Rは一体に固定された撮像ユニット200に構成さ
れ、画像読取装置の所定位置に設置される。 第2図は本発明の撮像ユニyト200の分解斜視図、第
3図は該撮像ユニットをレンズ支持台上に載置して位置
決めした状態を示す平面図、第4図はそのA−A断面図
、第5図は分解斜視図である。 撮像レンズ210の鏡胴の後方端面21ORと、三色分
解プリズム220の前面221Aとは、スペーサ226
を介して位置決めされたのち相互に接着され一体に形成
される。 三色分解プリズム220のうち後群プリズム222の上
方の反射面222Cには遮光マスク227が両面テ−プ
等により接着される。 該遮光マスク227は黒色のネオブレン発泡体等の弾性
材料で作られた厚さ約2mmの中空穴あき板状部材であ
り、その上下両面には同形状の両面接着テープ、例えば
ソニーポンドフィルムT 4000 (ソニーポンド社
製)相当品が貼着されている。 上記遮光マスク227の上面には、黒色の遮光板228
が貼着され、上記中空穴あき部(角穴227A)を覆い
遮光している。該遮光マスク227の外形は上記反射面
222Cをほぼ覆う長方形状をなし、内方に角穴227
Aを有する。該角穴は上記反射面222Cに入射してこ
こで反射する撮像光束有効面積よりやや大きな形状寸法
に作られる。即ち、撮像光束は該反射面222Cに入射
して、内部のガラス層と外部の角穴227Aの空気層と
で形成される臨界角によって全反射する。また、遮光マ
スク227の接着面227B、即ち上記角穴227A以
外の面は、前記反射面222Cのうち、撮像光束入射面
以外を覆っているから、外部の雑光が該プリズム面に侵
入することを防止し、画像信号のノイズ防止に有効であ
る。これは通常の画像読取装置使用時に有効であるばか
りでなく、特に、読取装置本体の外装カバーや内部の遮
光カバーを取り外して撮像ユニットの位置調整を行なう
ときには、外光が直接に入射し無防備であるので、特殊
な遮光手段を用いることなく有効に調整作業を実施でき
る利点を有している。 上記遮光マスク227に接着されて一体をなす遮光板2
28の一部は、後述の取付部材225に係合し位置規制
される。なお、上記遮光板228と遮光マスク227と
を一体成形した部材にしてもよい。 また、前記三色分解プリズム220の正三角形状をなす
両側面には、遮光カバー229.229によって貼着さ
れ、雑光の入射を遅閉じている。 このように組み立てられた撮像ユニット220は、基板
232B、232G、232Rにそれぞれ取付けられた
固体撮像素子231B、231G、231Rを位置調整
して三色分解プリズム220に接着され一体のユニット
に形成される。 上述のように組立、調整された撮像ユニット200は、
次に、レンズ支持台245上で位置決めされて固定され
る。 レンズ支持台245の台上には開口部245aがあけら
れていて、該開口部245aに前記撮像レンズ210の
鏡胴の一部が沈められる。 上記レンズ支持台245の上面の両側にはレンズ固定ア
ーム246A、246Bがねじ固定される。更に、該レ
ンズ固定アーム246A、246Bの背面には前記取付
部材225がねじ固定される。 上記レンズ固定アーム246A、246Bの前方部はL
字形の突起部が形成され、その内方の面246AI。 246Blは同一延長面をなし、撮像レンズ210の鏡
胴の前方端面21OFを位置決めする基準面をなしてい
る。 また上記レンズ固定アーム246A、246HのL字形
状の内側の面246A2,246B2は平行に配置され
、撮像レンズ210の鏡胴の円筒外周面に当接し、撮像
レンズ210の上下左右の位置を定める基準面である。 更に、一方のレンズ固定アーム246Aの後方端は延長
されて、その内面側は前記のし宇内面246A2より僅
か段差をなし右面246A3が一部に形成されている。 この面246A3は、撮像レンズ210と一体に形成さ
れた三色分解プリズム220の一方の側面が当接する基
準面である。即ち、撮像レンズ210は上記基準面24
6AI、246A2,246Bl 、246B2によっ
て位置決めされるが、なお光軸を中心に回転できる自由
度を有する。しかし上記プリズム220の一側面がレン
ズ固定アーム246Aの基準面246A3に当接するこ
とにより回転規制されて、撮像ユニット200は所定の
位置に設定される。 上記基準面246A2と246A3は、レンズ固定アー
ム246に一体に形成された平面であるから、同一の部
品加工により高精度を維持できる。これによって撮像ユ
ニット200の位置決めは高精度かつ容易に実施するこ
とが可能である。 第6図は撮像ユニットの組立実施例を示す斜視図であり
、第7図はその平面図、第8図は該撮像ユニットを固定
撮像素子例から見た背面図、第9図は撮像ユニットの断
面図、第1O図は撮像ユニントの調整支持部の断面図を
含む側面図である。 これらの図において、240はベース取付板、241は
ユニットベース板、242A、242B、242Gは調
整リング、243A、243B、243Cは固定ナツト
、244A、244B。 244Cは調整ねじ、245はレンズ支持台、102.
102はスライドレール、104は機枠底板である。 ベース取付板240は、厚さ2mmの金属板であり、ベ
ース取付板240は、スライドレール102に位置調整
可能に固定される。 即ち、撮像レンズ210の焦点距離の差異によって生じ
る撮像レンズ210と原稿りまでの距離調整は、ベース
取付板240の両翼端付近の4個の長穴240aの範囲
内で調整し、スライドレール102にねじ固定される。 なお上記長穴240aの中間にある長円形穴240b、
240bは、その内面に偏芯カム250.250を挿嵌
して微調整を可能にするものである。取付板240のス
ライドレール102の取付面に平行な上面部には、3個
の調整ねじ244A、244B、244Cが配置・植設
されている。該植設ねじ244A、244B、244C
の植設位置は、撮影レンズ210の光軸に平行−列配置
され、光軸から遠い位置にある2箇所の調整ねじ244
A、244Bと、該調整ねじの何れか1個に対して前記
光軸と直交するように配置された1箇所の調整ねじ24
4Cであり、これら3個の調整ねじ244A、244B
、244Cの配置位置を平面図(第3図)で俯激すると
L字形をなしている。 上記調整ねじ244A、244B、244Gは、通常使
用される市販のボルトである。これら調整ねじは、上記
ベース取付板240に設けた雌ねじに螺合・固着される
。これら調整ねじ244A、244B、244Cは、ベ
ース取付板240に螺合された後に回り止め処置が施さ
れる。 上記調整ねじ244A、244B、244Gにはそれぞ
れ調整リング242A、242B、242Cが螺着され
る。 調整リング242A、242B、242Cは、直径24
mm、厚さ2.5mrnの金属リングである。該調整リ
ング242A。 242B、242Gに螺合する雌ねじが螺刻される。こ
れら調整リング242A、242B、242Cの外周部
には、ローレットが施されて操作性を向上させである。 ユニットベース板241上の前記3個の調整ねじ244
A、244B、244Cへの対応部には、調整ねじ径よ
りやや大径な調整穴がそれぞれ穿設されていく、上部調
整ねじ244A、244B、244Cをそれぞれ遊挿す
る。 前記調整リング242A、242B、2424Cの各上
面側には、前記ユニットベース板241の下面が当接し
、各調整リング242A、242B、242Cの何れか
またはすべてを回転することによりユニットペース24
1は上下動調整および傾斜調整されるようになってる。 固定ナツト243A、243B、243Cは、市販のナ
ツトを使用している。この固定ナツト243A、243
B、243Cは、それぞれ前記調整ねじ244A、24
4B、244Cに螺合される。固定ナツト243A、2
43B、243Cは、後述する撮像ユニット200の高
さ調整工程の終了後調整ねじ244A、244B、24
4Cに螺合して撮像ユニット200を固定する役割をな
す。なお、上記固定ナツト243A、243B。 243Cの下面と、ユニットベース板241との間には
座金が使用されている。 ユニットベース板241は、厚さ2mraの金属板であ
る。ユニットベース板241の上面部には、レンズ支持
台245に取り付けられた撮像ユニット200が固設さ
れる。 レンズ支持台245は、前記ユニットベース板241上
で、撮影レンズ210の光軸方向に位置移動調整可能で
あり、調整後にねじ固定される。 248A、248Bはユニットベース板241にねじ固
定されるレンズ位置決め板、249A、249Bはベー
ス取付板240に植設されたレンズ位置決めピンであり
、スライドレール102.102に固定されたベース取
付板240に対して、ベースユニット板241を光軸方
向に対して位置移動可能になし、ねじ固定する。 上記レンズ支持台245の最上面の凹部には、撮像レン
ズ210の鏡胴が遊嵌し、該鏡胴はその左右に配置され
たレンズ固定アーム板246A 、 246Bにより位
置決めされたのち、固定用バンド247により固定され
る。 上記レンズ固定アーム板246A、246Bは、その背
後にある前記取付部材225に取付は固定される。 本発明の構成は以上のようになっており、以下にその調
整手順について説明する。 03本の調整ねじ244A、24B、244Cが螺合・
固定されているベース取付板240をスライドレール1
02゜102に位置調整してねじ固定する。 ■この3本の調整ねじに3個の調整リング242A 。 242B、242Cをそれぞれ螺合させる。 ■次に、撮像ユニット200が既に取り付けられている
ユニットベース板241の3個の調整穴を、前お調整ね
じ244A 、 24B 、 244C遊嵌する。ユニ
・ントベース板241は先に螺合された調整リング24
2A。 242B、242Cの上面に載置される。 ■この段階で撮像ユニ・ント200の高さの粗調整を行
う。露光光源ユニット110及び可動ミラーユニット1
20は、スライドレール102上を移動する。 従って露光光源ユニット110の走査・露光によって導
出される原稿光像の光束はスライドレール102に平行
な光軸を有することになる。撮像ユニ・ソト200の高
さ粗調整はこのスライドレール102を基準にして行う
。スライドレール102に横架した基準ベースにダイヤ
ルゲージを設け、この基準ベースからユニットベース板
241の上面までの距離を均一に調整する。前記ユニッ
トベース板241の調整穴の近傍の測定点を選び、ダイ
ヤルゲージの測定子を当接させて目盛りを見ながら前記
調整リング242A、242B、242Cを回動させ、
ユニットベース板241を上下させて調整する。 この粗調整の終了後、固定ナツト243A、243B、
243Cを調整ねじ244A、244B、244Cにそ
れぞれ螺合させてユニットベース板241を仮止めする
。 撮像ユニット200の最終微調整は、露光光源から実際
の基準光像を導出させて行う。固体撮像素子231B、
231G、231Rから出力される前記基準光像に基づ
く画像出力をオシロスコープ等の測定器に入力して、あ
らかじめ定めである基準位置に固体撮像素子からの出力
画像を一致させるように、前記調整リング242A、2
42B、242Cをそれぞれ微調整する。 この微調整は、前記光軸水平面からの撮像ユニット20
0前部と後部との上下のずれと、前記光軸水平面からの
撮像ユニット200左側部と右側部部との上下のずれの
解消を目的とするものである。 光軸水平面からの撮像ユニット200前部と後部との上
下のずれは、撮像ユニット200前部に対応する調整リ
ング242Aと撮像ユニット200後部に対応する調整
リング242B、242Cとで調整する。光軸水平面か
らの撮像ユニット200左側部と右側部との上下のずれ
は、主として調整リング242cにより調整する。 なお、上述の画像読取装置の実施例は、カラー原稿等の
カラー画像情報をプリズムにより三色分解して出力する
カラー画像読取装置に関するものであるが、本発明は本
実施例に限定されるものではなく、二色分解(シアンと
レッド等)する画像読取装置や、プリズムを用いない単
色の画像信号を得る画像読取装置にも勿論適用可能であ
る。
能全般について説明する。なお、第11図および第12
図と同一機能を有する部材と同一のものについては同一
符号を付して説明する。 第1図は画像読取装置の構成図である。同図において、
101は原稿台ガラスで、原稿りはこの原稿台ガラス1
01上に置かれる。原稿りは、スライドレール102上
を移動する露光光源ユニットllOに設けられたハロゲ
ンランプ111によって照明される。可動ミラーユニッ
ト120には第2ミラー121及び第3ミラー122が
設けられスライドレール102上を移動し、露光光源ユ
ニットllOに設けられている第1ミラー112との組
み合わせで原稿台ガラス101上の原稿りの光像を撮像
ユニット200へ4出する。 露光光源ユニットllO及び可動ミラーユニット120
は、ステッピングモータ、プーリ、ワイヤ等で構成され
る駆動装置(不図示)により、それぞれV及びl/2V
の速度で同方向に駆動される。 原稿台ガラス101の前端部裏面側には標準白色板10
3が設けられ、原稿読取走査開始前に標準白色信号が得
られるように構成されている。 撮像ユニット200は、撮像用レンズ系としてのレンズ
210、三色分解手段としての三色分解プリズム220
.3組基板232B、232G、232R上にそれぞれ
設けられた固体撮像素子231B、231G、231R
構成される。第1ミラー112、第2ミラー121、第
3ミラー122により伝達された原稿光像は、撮像ユニ
ットの撮像レンズ210により集束され、三色分解プリ
ズム220内に入射する。 第9図は本発明の撮像ユニットの中央断面図を示す。 第9図および第11図、第12図に示す色分解プリスム
220は、1群の2色分解小三角形状の後群プリズム2
22の前方に、他の1群の色分解前群プリズム221を
設けて一体に構成したものである。 上記前群プリズム221内にはダイクロイックミラー2
23が、後群プリズム222内にはダイクロイックミラ
ー224がそれぞれ設けられている。 撮像レンズ210を通過した光は、前群プリズム221
のプリズム面221Aにほぼ垂直に入射する。その後、
入射光はダイクロイックミラー223により分光された
青成分の光(波長400〜500nm)は反射されて面
221Aに向う。この青成分光は面221Aのガラスと
空気層の境界で全反射され面221Bより、この面とほ
ぼ垂直に出射され固体撮像素子231B上に結像する。 一方、ダイクロイックミラー223を透過した光(波長
400〜700nm)は前群プリズム221から更に後
群プリズム222内を直進して、ダイクロイックミラー
224に達する。ここで赤成分光は反射され、面222
Aに向う。赤成分光は面222AのAQ蒸着面222D
で全反射され、面222Bより、この面とほぼ垂直に出
射され、固体撮像素子231R上に結像する。 上記ダイクロイックミラー224を通過した波長の緑成
分光は、全反射222Cに達し、空気層とガラス境界で
全反射され、面222Bより、同面とほぼ垂直に出射さ
れ固体撮像素子231Gに結像する。 以上のような構成の三色分解プリズム220は図示のよ
うな面間角度をもつ4個のプリズムを研摩し、貼合せる
ことにより形成される。ここで前群プリズム221の断
面は面221Aを一辺とする大正三角形、後群プリズム
222の断面は面222Aを一辺とする小三角形に構成
するここのように構成すれば、ガラス内の光路長はすべ
て等しくなり、その長さは前群プリスム221の大きな
正三角形の高さに等しい。 以上のような大小プリズムを用いれば、三色分解された
光像は実質的に同一平面上に結像される。 このようにして作られた三色分解プリズム220の面2
21Aは、。撮像レンズ210の光軸り。と直角をなす
ように取付部材225によって所定位置に取付けられる
。 更に、正規の光軸L0に入射した光束が撮像レンズ21
O1三色分解プリズム220を経て、画素幅が7μm程
度の微小な画素子をもって構成されているラインイメー
ジセンサである固体撮像素子231B。 231G、231R1例えばCCD (電荷結合素子)
の結像面上に結像するように、各固体撮像素子は前記三
色分解プリズム220にそれぞれ高精度の位置調整のの
ちに接着剤等によって固着される。 このように位置調整された撮像レンズ210、三色分解
プリズム220、固体撮像素子231B、231G、2
31Rは一体に固定された撮像ユニット200に構成さ
れ、画像読取装置の所定位置に設置される。 第2図は本発明の撮像ユニyト200の分解斜視図、第
3図は該撮像ユニットをレンズ支持台上に載置して位置
決めした状態を示す平面図、第4図はそのA−A断面図
、第5図は分解斜視図である。 撮像レンズ210の鏡胴の後方端面21ORと、三色分
解プリズム220の前面221Aとは、スペーサ226
を介して位置決めされたのち相互に接着され一体に形成
される。 三色分解プリズム220のうち後群プリズム222の上
方の反射面222Cには遮光マスク227が両面テ−プ
等により接着される。 該遮光マスク227は黒色のネオブレン発泡体等の弾性
材料で作られた厚さ約2mmの中空穴あき板状部材であ
り、その上下両面には同形状の両面接着テープ、例えば
ソニーポンドフィルムT 4000 (ソニーポンド社
製)相当品が貼着されている。 上記遮光マスク227の上面には、黒色の遮光板228
が貼着され、上記中空穴あき部(角穴227A)を覆い
遮光している。該遮光マスク227の外形は上記反射面
222Cをほぼ覆う長方形状をなし、内方に角穴227
Aを有する。該角穴は上記反射面222Cに入射してこ
こで反射する撮像光束有効面積よりやや大きな形状寸法
に作られる。即ち、撮像光束は該反射面222Cに入射
して、内部のガラス層と外部の角穴227Aの空気層と
で形成される臨界角によって全反射する。また、遮光マ
スク227の接着面227B、即ち上記角穴227A以
外の面は、前記反射面222Cのうち、撮像光束入射面
以外を覆っているから、外部の雑光が該プリズム面に侵
入することを防止し、画像信号のノイズ防止に有効であ
る。これは通常の画像読取装置使用時に有効であるばか
りでなく、特に、読取装置本体の外装カバーや内部の遮
光カバーを取り外して撮像ユニットの位置調整を行なう
ときには、外光が直接に入射し無防備であるので、特殊
な遮光手段を用いることなく有効に調整作業を実施でき
る利点を有している。 上記遮光マスク227に接着されて一体をなす遮光板2
28の一部は、後述の取付部材225に係合し位置規制
される。なお、上記遮光板228と遮光マスク227と
を一体成形した部材にしてもよい。 また、前記三色分解プリズム220の正三角形状をなす
両側面には、遮光カバー229.229によって貼着さ
れ、雑光の入射を遅閉じている。 このように組み立てられた撮像ユニット220は、基板
232B、232G、232Rにそれぞれ取付けられた
固体撮像素子231B、231G、231Rを位置調整
して三色分解プリズム220に接着され一体のユニット
に形成される。 上述のように組立、調整された撮像ユニット200は、
次に、レンズ支持台245上で位置決めされて固定され
る。 レンズ支持台245の台上には開口部245aがあけら
れていて、該開口部245aに前記撮像レンズ210の
鏡胴の一部が沈められる。 上記レンズ支持台245の上面の両側にはレンズ固定ア
ーム246A、246Bがねじ固定される。更に、該レ
ンズ固定アーム246A、246Bの背面には前記取付
部材225がねじ固定される。 上記レンズ固定アーム246A、246Bの前方部はL
字形の突起部が形成され、その内方の面246AI。 246Blは同一延長面をなし、撮像レンズ210の鏡
胴の前方端面21OFを位置決めする基準面をなしてい
る。 また上記レンズ固定アーム246A、246HのL字形
状の内側の面246A2,246B2は平行に配置され
、撮像レンズ210の鏡胴の円筒外周面に当接し、撮像
レンズ210の上下左右の位置を定める基準面である。 更に、一方のレンズ固定アーム246Aの後方端は延長
されて、その内面側は前記のし宇内面246A2より僅
か段差をなし右面246A3が一部に形成されている。 この面246A3は、撮像レンズ210と一体に形成さ
れた三色分解プリズム220の一方の側面が当接する基
準面である。即ち、撮像レンズ210は上記基準面24
6AI、246A2,246Bl 、246B2によっ
て位置決めされるが、なお光軸を中心に回転できる自由
度を有する。しかし上記プリズム220の一側面がレン
ズ固定アーム246Aの基準面246A3に当接するこ
とにより回転規制されて、撮像ユニット200は所定の
位置に設定される。 上記基準面246A2と246A3は、レンズ固定アー
ム246に一体に形成された平面であるから、同一の部
品加工により高精度を維持できる。これによって撮像ユ
ニット200の位置決めは高精度かつ容易に実施するこ
とが可能である。 第6図は撮像ユニットの組立実施例を示す斜視図であり
、第7図はその平面図、第8図は該撮像ユニットを固定
撮像素子例から見た背面図、第9図は撮像ユニットの断
面図、第1O図は撮像ユニントの調整支持部の断面図を
含む側面図である。 これらの図において、240はベース取付板、241は
ユニットベース板、242A、242B、242Gは調
整リング、243A、243B、243Cは固定ナツト
、244A、244B。 244Cは調整ねじ、245はレンズ支持台、102.
102はスライドレール、104は機枠底板である。 ベース取付板240は、厚さ2mmの金属板であり、ベ
ース取付板240は、スライドレール102に位置調整
可能に固定される。 即ち、撮像レンズ210の焦点距離の差異によって生じ
る撮像レンズ210と原稿りまでの距離調整は、ベース
取付板240の両翼端付近の4個の長穴240aの範囲
内で調整し、スライドレール102にねじ固定される。 なお上記長穴240aの中間にある長円形穴240b、
240bは、その内面に偏芯カム250.250を挿嵌
して微調整を可能にするものである。取付板240のス
ライドレール102の取付面に平行な上面部には、3個
の調整ねじ244A、244B、244Cが配置・植設
されている。該植設ねじ244A、244B、244C
の植設位置は、撮影レンズ210の光軸に平行−列配置
され、光軸から遠い位置にある2箇所の調整ねじ244
A、244Bと、該調整ねじの何れか1個に対して前記
光軸と直交するように配置された1箇所の調整ねじ24
4Cであり、これら3個の調整ねじ244A、244B
、244Cの配置位置を平面図(第3図)で俯激すると
L字形をなしている。 上記調整ねじ244A、244B、244Gは、通常使
用される市販のボルトである。これら調整ねじは、上記
ベース取付板240に設けた雌ねじに螺合・固着される
。これら調整ねじ244A、244B、244Cは、ベ
ース取付板240に螺合された後に回り止め処置が施さ
れる。 上記調整ねじ244A、244B、244Gにはそれぞ
れ調整リング242A、242B、242Cが螺着され
る。 調整リング242A、242B、242Cは、直径24
mm、厚さ2.5mrnの金属リングである。該調整リ
ング242A。 242B、242Gに螺合する雌ねじが螺刻される。こ
れら調整リング242A、242B、242Cの外周部
には、ローレットが施されて操作性を向上させである。 ユニットベース板241上の前記3個の調整ねじ244
A、244B、244Cへの対応部には、調整ねじ径よ
りやや大径な調整穴がそれぞれ穿設されていく、上部調
整ねじ244A、244B、244Cをそれぞれ遊挿す
る。 前記調整リング242A、242B、2424Cの各上
面側には、前記ユニットベース板241の下面が当接し
、各調整リング242A、242B、242Cの何れか
またはすべてを回転することによりユニットペース24
1は上下動調整および傾斜調整されるようになってる。 固定ナツト243A、243B、243Cは、市販のナ
ツトを使用している。この固定ナツト243A、243
B、243Cは、それぞれ前記調整ねじ244A、24
4B、244Cに螺合される。固定ナツト243A、2
43B、243Cは、後述する撮像ユニット200の高
さ調整工程の終了後調整ねじ244A、244B、24
4Cに螺合して撮像ユニット200を固定する役割をな
す。なお、上記固定ナツト243A、243B。 243Cの下面と、ユニットベース板241との間には
座金が使用されている。 ユニットベース板241は、厚さ2mraの金属板であ
る。ユニットベース板241の上面部には、レンズ支持
台245に取り付けられた撮像ユニット200が固設さ
れる。 レンズ支持台245は、前記ユニットベース板241上
で、撮影レンズ210の光軸方向に位置移動調整可能で
あり、調整後にねじ固定される。 248A、248Bはユニットベース板241にねじ固
定されるレンズ位置決め板、249A、249Bはベー
ス取付板240に植設されたレンズ位置決めピンであり
、スライドレール102.102に固定されたベース取
付板240に対して、ベースユニット板241を光軸方
向に対して位置移動可能になし、ねじ固定する。 上記レンズ支持台245の最上面の凹部には、撮像レン
ズ210の鏡胴が遊嵌し、該鏡胴はその左右に配置され
たレンズ固定アーム板246A 、 246Bにより位
置決めされたのち、固定用バンド247により固定され
る。 上記レンズ固定アーム板246A、246Bは、その背
後にある前記取付部材225に取付は固定される。 本発明の構成は以上のようになっており、以下にその調
整手順について説明する。 03本の調整ねじ244A、24B、244Cが螺合・
固定されているベース取付板240をスライドレール1
02゜102に位置調整してねじ固定する。 ■この3本の調整ねじに3個の調整リング242A 。 242B、242Cをそれぞれ螺合させる。 ■次に、撮像ユニット200が既に取り付けられている
ユニットベース板241の3個の調整穴を、前お調整ね
じ244A 、 24B 、 244C遊嵌する。ユニ
・ントベース板241は先に螺合された調整リング24
2A。 242B、242Cの上面に載置される。 ■この段階で撮像ユニ・ント200の高さの粗調整を行
う。露光光源ユニット110及び可動ミラーユニット1
20は、スライドレール102上を移動する。 従って露光光源ユニット110の走査・露光によって導
出される原稿光像の光束はスライドレール102に平行
な光軸を有することになる。撮像ユニ・ソト200の高
さ粗調整はこのスライドレール102を基準にして行う
。スライドレール102に横架した基準ベースにダイヤ
ルゲージを設け、この基準ベースからユニットベース板
241の上面までの距離を均一に調整する。前記ユニッ
トベース板241の調整穴の近傍の測定点を選び、ダイ
ヤルゲージの測定子を当接させて目盛りを見ながら前記
調整リング242A、242B、242Cを回動させ、
ユニットベース板241を上下させて調整する。 この粗調整の終了後、固定ナツト243A、243B、
243Cを調整ねじ244A、244B、244Cにそ
れぞれ螺合させてユニットベース板241を仮止めする
。 撮像ユニット200の最終微調整は、露光光源から実際
の基準光像を導出させて行う。固体撮像素子231B、
231G、231Rから出力される前記基準光像に基づ
く画像出力をオシロスコープ等の測定器に入力して、あ
らかじめ定めである基準位置に固体撮像素子からの出力
画像を一致させるように、前記調整リング242A、2
42B、242Cをそれぞれ微調整する。 この微調整は、前記光軸水平面からの撮像ユニット20
0前部と後部との上下のずれと、前記光軸水平面からの
撮像ユニット200左側部と右側部部との上下のずれの
解消を目的とするものである。 光軸水平面からの撮像ユニット200前部と後部との上
下のずれは、撮像ユニット200前部に対応する調整リ
ング242Aと撮像ユニット200後部に対応する調整
リング242B、242Cとで調整する。光軸水平面か
らの撮像ユニット200左側部と右側部との上下のずれ
は、主として調整リング242cにより調整する。 なお、上述の画像読取装置の実施例は、カラー原稿等の
カラー画像情報をプリズムにより三色分解して出力する
カラー画像読取装置に関するものであるが、本発明は本
実施例に限定されるものではなく、二色分解(シアンと
レッド等)する画像読取装置や、プリズムを用いない単
色の画像信号を得る画像読取装置にも勿論適用可能であ
る。
本発明によれば、画像読取装置内に位置調整されて設置
され光軸調整された撮像ユニットは、該画像読取装置の
設置状態に無関係に正確で安定した光軸合致が常に得ら
れ、高精度の画像読取出力を発生することの可能な画像
読取装置が提供できることとなった。
され光軸調整された撮像ユニットは、該画像読取装置の
設置状態に無関係に正確で安定した光軸合致が常に得ら
れ、高精度の画像読取出力を発生することの可能な画像
読取装置が提供できることとなった。
第1図は本発明に係る画像読取装置の断面図、第2図は
本発明の撮像ユニットの分解斜視図、第3図は該撮像ユ
ニットをレンズ支持台上に載置した状態を示す平面図、
第4図はそのA−A断面図、第5図は分解斜視図、第6
図は撮像ユニットの調整支持部を示す斜視図、第7図は
その平面図、第8図は背面図、第9図は中央断面図、第
10図は側面図、第11図は撮像ユニットの光路を示す
断面図、第12図はその斜視図である。 102・・・スライドレール 200・・・撮像ユニ
ット210・・・撮像レンズ 220・・・三色分解
プリズム225・・・取付部材 231B、231G、231R・・・固体撮像素子24
0・・・ベース取付板241・・・ユニットベース板2
42A、242B、242C・・・調整リング(調整支
持部材)243A、243B、243G・・・固定ナツ
ト244A 、 244B 、 244G・・・調整ね
じ(調整支持部材)245・・・レンズ支持台 250・・・偏芯カム
本発明の撮像ユニットの分解斜視図、第3図は該撮像ユ
ニットをレンズ支持台上に載置した状態を示す平面図、
第4図はそのA−A断面図、第5図は分解斜視図、第6
図は撮像ユニットの調整支持部を示す斜視図、第7図は
その平面図、第8図は背面図、第9図は中央断面図、第
10図は側面図、第11図は撮像ユニットの光路を示す
断面図、第12図はその斜視図である。 102・・・スライドレール 200・・・撮像ユニ
ット210・・・撮像レンズ 220・・・三色分解
プリズム225・・・取付部材 231B、231G、231R・・・固体撮像素子24
0・・・ベース取付板241・・・ユニットベース板2
42A、242B、242C・・・調整リング(調整支
持部材)243A、243B、243G・・・固定ナツ
ト244A 、 244B 、 244G・・・調整ね
じ(調整支持部材)245・・・レンズ支持台 250・・・偏芯カム
Claims (1)
- 走査光学系の露光光源によって原稿画像を走査露光し撮
像レンズを固体撮像素子から成る撮像ユニットにより結
像し光電変換させる画像読取装置において、前記走査光
学系を滑走させるスライドレールの定位置に、前記撮像
ユニットを固設したことを特徴とする画像読取装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63018905A JPH01194566A (ja) | 1988-01-28 | 1988-01-28 | 画像読取装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63018905A JPH01194566A (ja) | 1988-01-28 | 1988-01-28 | 画像読取装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01194566A true JPH01194566A (ja) | 1989-08-04 |
Family
ID=11984612
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63018905A Pending JPH01194566A (ja) | 1988-01-28 | 1988-01-28 | 画像読取装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01194566A (ja) |
-
1988
- 1988-01-28 JP JP63018905A patent/JPH01194566A/ja active Pending
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