JPH03182165A - 光伝送素子及びそれを用いた光伝送装置 - 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） 本発明は光伝送素子及びそれを用いた光伝送装置に関し
、例えば照明系で照明された原稿面上の画像に基づく光
束をアレイ状に配置された固体撮像素子（ＣＣＯ）より
成るラインセンサー面上に導光し、該原稿面上の画像を
読取る複写機やファクシミリ等の画像読取装置に好適な
ものである。

（従来の技術） 従来よりファクシミリ等の画像読取装置では原稿面上の
画像を照明系によりライン状に照明し。

該原稿面からの反射光束な導光手段で複数の素子を１次
元方向（主走査方向）に配置したラインセンサー面上に
導光し％該うインセンサーからの出力信号を利用して該
画像の１次元方向の読取りを行っている。そして該原稿
を副走査方向に移動させることにより原稿面上の全画像
の読取りを行っている。

このとき原稿面の画像に基づく反射光束をラインセンサ
ー面上に導光（結像）する導光手段として、従来はイオ
ン交換法により半径方向に屈折率分布を形成した円柱状
のガラス捧より成る光伝送木子を複数個、アレイ状に配
置した光伝送装置を用いていた。

（発明が解決しようとする問題点） 従来の両像読取装ｄにおける光伝送９ｉＷｔはそれを構
成する複数の光伝送素子の１本１本が各々原稿面上のあ
る範囲内の画像を各々ラインセンサー面上に形成し、こ
れら複数の光伝送素子により形成される儂がラインセン
サー面−Ｅて少しずつ、ずれて東なって１つのｆ４豫を
形成している。

この５１本１本の光伝送Ｊ　’／−の光軸がずれるとラ
インセンサー面上における像が懐ならず、互いにずれて
きてＷＩＡｌｌＫが低下し１画像読取り精度が低ドして
くるという問題点があった。従来の光伝送装置は複数の
光伝送素子をその光軸を精度良くそろえて配列した後固
定するという方式の製造工程を採用していた。この為製
造工程が複雑化し又難しくなっていくるという問題点が
あった。

本発明は光伝送素子としての外形状及び内部の光学的性
質を適切に設定することにより複数の光伝送素子を所定
の関係で配列する際の配列工程を容易にし、原稿面上の
画像に基づく光束を１次元方向に配置したＣＣＤ等のラ
インセンサー面上に高桔度に導光することのできる光伝
送素子及びそれを用いた光伝送装置の提供を目的とする
。

ｃ問題点を解決するための手段） 本発明の光伝送素子は直方体の長平方向に入射面と射出
面を有し、該入射面から入射した光束を譲長平方向に沿
って伝送するようにした光伝送素子において該光伝送素
子の長平方向と直交する一方向の媒質の屈折率を屈折率
分布を有するように形成し、該一方向と直交する銅面を
入射光束が反射する反射手段を施したことを特徴として
いる。

又１本発明に係る光伝送″”ＡＭは前記光伝送素子を複
ｇ＆個、該光伝送素子の屈折率分布を形成した方向が同
一方向となり、かっ該光伝送素子の反射手段が施されて
いる１Ｎｌｔｉが互いに接するように７レイ状に配置し
て構成したことを特徴としている。

（実施例） 第１図（Ａ）は本発明に係る光伝送装置を画像読取装置
に適用したときの一実施例の要部斜視図、第１図（Ｂ）
は同図（Ａ）のＡ祖国である。

図中１は原稿であり、矢印１ａで示す副走査方向に一定
速度で移動している。３は照明系であり、原稿１面上の
画像を矢印１ｂで示す主走査方向にライン状に照明する
ような発光面を有する光源（例えば蛍光灯）より成って
いる。

２は光伝送装置であり複数の光伝送素子２ａ、２ｂ、・
・・を何している。光伝送素子は直方体形状をしており
、その長手方向（矢印２３）に入射１１ｉｉ２１と射出
ｔｈｉ２２を有しており、入射面２１から入射したＩＩ
Ｘ槁ｌ而上面両像に基づく光束を長手方向に伝送してい
る。

ここで１つの光伝送素子２ａを例にとると、その内部は
長手方向と直交する一方向のうち副走査方向１ａに対し
て第２図（Ａ）に示すように中央部Ｏから外れるに従い
材質の屈折率ｎ、が序々に低くなる屈折率分布をしてい
る。そして第２図（ｎ）に示すように入射ｆｊＪ２１の
点ＰＩから入射した光束を光路２４の如く藺げて射出面
２２の点Ｐ２に導光している。

又第２図（Ｃ）に示すように光伝送素子２ａの前述の一
方向と直交する方向（主走査方向１ｂ）の銅面２５は入
射光束が反射するような反射手段が施されている。

本実施例における反射手段は第２図（Ｄ）に示すように
反射膿や入射光束を全反射させるような光伝送素子の媒
質の屈折率ｎ・よりも低い屈折率ｎ１の材料等から成っ
ている。

そして複数の光伝送素子２ａ、２ｂ・・・を屈折率分布
を形成した方向（副走査方向ンが同一方向を向くように
し、かつ光伝送素子の反射手段を施した側面２５が互い
に接するように主走査方向にアレイ状に配置している。

これにより光伝送装Ｗ１２を構成している。

４はラインセンサーであり、複数の素子を主走査方向に
アレイ状に配置して構成している。

５は原稿ガイドであり、原稿ｌが滑らかに移動出来るよ
うにしている。

尚、本実施例において光伝送装Ｗ１２は１つの光伝送素
子の幅Ｃを画像読取りベル数ｎの逆数１　／　ｎとなる
ようにし、このような光伝送素子を複数個ラインセンサ
ー４の各々の素子に対応して配置して構成している。

本実施例においては照明系３でＲ槁ｌを照明し、該原稿
１面上の画像に基づく光束を光伝送装：理２を介してラ
インセンサー４面上に導光している。

このとき原稿１面上の画像からの光束のうち第２図（Ａ
）に示すように光伝送素子のうち副走査方向には屈折率
分布が形成されている為に入射面２１から入射した光束
は第２図（Ｂ）に示すように収斂し射出面２２から射出
する。

一方主走査方向の側面２５には反射手段が設けられてい
る為に、入射面２１から入射した光束は第２図（Ｃ）に
示すように側面２５の反射手段で繰り返し反射されて射
出面２２に導光される。

このように原稿１面上の画像に基づく光束を読取りベル
数に応じてラインセンサー４面上に導光し、原稿１面上
の画像の濃淡を該ラインセンサー４により読取っている
。

次に本実施例に係る光伝送素子２ａの特徴について説明
する。

第４図は本実施例に係る光伝送素子２ａの要部斜視図で
ある。

本実施例の光伝送素子２ａは矢印２３で示す長ト方向の
側面２５に反射手段４２が設けられている。この反射手
段４２は光伝送素子の内部４１の材質の屈折率ｎ・より
も小さい屈折率ｎ、の材質より成り譲反射手段４２によ
り入射光束を光ファイバーと同様に全反射させている。

即ち光ファイバーは第３図に示すように中心領域３１と
周辺領域３２とで異った屈折率の材質を円柱状にした構
成より成っており、中心領域３１の屈折率ｎ・に対して
周辺領域３２の屈折率ｎ。

は小さく（ｎ・〉ｎ、）なっている、そして中心領域３
！に入射した光束は周辺領域３２との境界面で繰り返し
全反射され、該中心領域３１内を道通していく。

これと同様の光学原理を利用して、本実施例の光伝送素
子は第４図に示すように中心部分４１の材質に屈折率の
高い材質を用い、側面２５に中心部分４１に比べて屈折
率の低い材質を設けて反射手段４２を構成している。

これにより第５図（Ａ）に示すように光伝送素ｆ−２ａ
の中心領域４１に入射した光束を反射手段４２との境界
面で繰り返し全反射させて伝送している。

一方このとき光伝送素子２ａの反射手段４２を施してい
ない他方の面内では内部が均一媒質のときは第５図（Ｂ
）に示すように光束は発散していく。

そこで本実施例では複数の光伝送素子のｇｓ両面５を互
いに貼り合わせ、貼り合わせ面と直交する方向に切断し
、板状にしたものをイオン交換法により、その内部の副
走査方向の媒質に屈折率分布が形成されるようにしてい
る。

これにより第６図に示すように入射面６１からの点ＰＩ
に入射した光束が第５図（Ｂ）　Ｇ二示すように５！敗
しないで光路２４で示すように収斂し、射出面６２の点
Ｐ２に導光されるようにしてしする。

本実施例ではこのときの光伝送素子の長手方向の長さを
適切に設定することによりラインセンサー面上に入射面
６１から入射した光束が集光するようにしている。これ
により原稿１面上の画像をラインセンサーにより読取っ
ている。

尚本実施例において光伝送装置としては次のような構成
の光伝送素子を用いたものが適用可能である。

（イ）薄い光透過部材の両面（１１１面）を屈折率のよ
り低い材質でディッピングのような方法でコートし反射
手段を形成する。そしてこのような光透過部材を？１１
１その１１１面を互いに貼り合わせた後、貼り合わせ面
と直交する方向に切断して板状にし、これをイオン交換
法により貼り合わせ面と直交する方向（副走査方向）に
屈折率分布を形成する。そして適当な長さに切断して光
伝送装置な構成する。

（ロ）薄い光透過部材の両面（ｇ！４面）に反射部材を
コートし反射手段を構成する。この光透過部材を複数個
、その側面を互いに貼り合わせた後、貼り合わせ面と直
交する方向に切断し、イオン交換法によって貼り合わせ
面と直交する方向（ｇｌ走査方向）に屈折率分布を形成
する。そして適当な長さに切断して光伝送装置を構成す
る。

（ハ）薄く光透過部材を短時間のイオン交換で表面だけ
内部に比べて屈折率が小さくなるようにする。このとき
側面には反射手段が形成される。このようにして形成し
た光透過部材を複数個、その側面を互いに貼り合わせた
後、貼り合わせ面と直交する方向に切断して板状にし、
これをイオン交換法により、貼り合わせ面と直交する方
向Ｃ副走査方向）に屈折率分布を形成する。そして適当
な長さに切断して光伝送装置を構成する。

尚１本発明に係る光伝送素子としては前述した直方体形
状に限らず立方体形状であっても同様に適用可能である
。

（発明の効果） 本発明によれば直方体の長手方向に光を効率的に伝送す
る為に前述のように構成した光伝送素子を用いることに
より難しい装造工程を介さずに容易にしかも高精度に複
数の光伝送素子をアレイ状に配列した光伝送装置を帰る
ことが出来、これによりＲ積面上の画像を精度良くライ
ンセンサー面上に導光することができ、高精度な画像読
取りを可能とした光伝送素子及びそれを用いた光伝送装
置を達成することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ）は本発明に係る光伝送装置を画像読取装置
に適用した一実施例の要部＠祖国、第２図（Ｂ）は第１
図（Ａ）のＡ祖国、第２図（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（
Ｄ）は本発明に係る光伝送素子の説明図、第３図は従来
の光ファイバーの説明図、第４図は本発明に係る光伝送
素子の説明図、第５図（Ａ）、（Ｂ）は本発明に係る光
伝送素子の内部の一方向と該一方向と直交する方向の光
路の説明図、第６図は本発明に係る光伝送素子の内部の
一方向の光路説明図である。 図中１は原稿、２は光伝送装置、２ａ、２ｂ。 ・・・・・は光伝送素子、３は照明系、４はラインセン
サー、４２は反射手段、である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）直方体の長手方向に入射面と射出面を有し、該入
   射面から入射した光束を該長手方向に沿って伝送するよ
   うにした光伝送素子において該光伝送素子の長手方向と
   直交する一方向の媒質の屈折率を屈折率分布を有するよ
   うに形成し、該一方向と直交する方向の側面を入射光束
   が反射する反射手段を施したことを特徴とする光伝送素
   子。
2. （２）前記光伝送素子を複数個、該光伝送素子の屈折率
   分布を形成した方向が同一方向となり、かつ該光伝送素
   子の反射手段が施されている側面が互いに接するように
   アレイ状に配置したことを特徴とする光伝送装置。