JPH04248246A - 照明装置及び画像入力装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、主としてコンピュータ
ーに画像を読み込む際に使用するイメージスキャナー、
デジタル複写機、ファクシミリ等の画像入力装置の照明
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】画像入力装置は、一般に入力する画像を
照らす照明装置、レンズなどの結像系、及び光電気変換
素子から構成される。イメージスキャナー、デジタル複
写機、ファックス等も読み取りに必要な構成要素は同じ
であり、以下イメージスキャナーを中心に話を進める。 一般にイメージスキャナーは、照明装置として水銀蛍光
灯やラインハロゲンランプなどのライン光源、結像係と
して１：７程度の縮小系のレンズ、そして光電気変換素
子として一次元配列のＣＣＤを用いる。カラーの画像を
読み取る際の色分解方式には、主として光源による色分
解方式とカラーフィルターによる色分解方式とがある。 前者は３本の３原色蛍光ランプを用いて順次画像を照射
し色分解を行う方式であり、色補正機能を実現する最も
安価な方法として知られる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし従来の方法にお
いては、１本当りの蛍光ランプの直径が通常５〜１５ｍ
ｍと大きいため、３本の蛍光ランプの空間的な配置制限
により、どうしても同一方向より画像を照射することは
困難であった。その結果、切り貼り写真などの段差のあ
る画像や書籍における開き目の様な画像の傾斜が急に変
化する画像を読み取る場合、実在しない色の影を生ずる
という欠点を有していた。

【０００４】そこで本発明は、このような課題を解決す
るもので、その目的とするところは、段差のある画像を
読み取る場合においても、色の影が生じにくい照明装置
を用いた画像入力装置を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明の照明装置は、密閉した真空空洞内に、加熱す
ることにより熱電子を放出する陰極と、この陰極に対し
て電圧を印加する陽極とこの陽極に密着して塗布した蛍
光体からなることを特徴とする。また本発明による画像
入力装置は、前記照明装置を具備したことを特徴とする
。

【０００６】

【作用】本発明の上記の構成によれば、加熱された陰極
から放射された熱電子は、陽極との間に印加された電圧
により加速された後、蛍光体に突入する。この電子は蛍
光体を励起して可視光を発光する。この光は、導光部材
内部を通って光放出面に集められ放出される。

【０００７】

【実施例】以下に図面を用いて詳細に説明する。図１は
本発明による第１の実施例の断面図である。ガラス棒４
の表面に光の出る開口部１０を作るように赤色用蛍光体
６−Ｒ、青色用蛍光体６−Ｂ、緑色用蛍光体６−Ｇ、の
３原色の蛍光体を塗布し蛍光体膜を形成している。そし
て蛍光体膜の表面に陽極５としてアルミニウム薄膜を形
成している。蛍光体膜６−Ｒ，６−Ｇ，６−Ｂの形成方
法としては、たとえば電気泳動法があげられる。陰極２
と陽極５との間にはグリッド７−Ｒ，７−Ｇ，７−Ｂが
それぞれの蛍光体の上方に配列してあり陰極２から陽極
５へ向かう電子の流れを制御する。陰極２は例えばタン
グステンからなる直径５〜１５μｍの曲線であり、その
回りにはＬａＢｂ等の電子放射物質３にて被覆してある
。又、発光管１の内部は真空度１０−３〜１０−７Ｔｏ
ｒｒに排気してある。蛍光体６−Ｒ，６−Ｇ，６−Ｂか
ら発せられた光は中心のガラス棒４に集められ、開口部
１０から光が集中して放出される。

【０００８】次に発光するまでの動作を順を追って説明
する。図２は第１の実施例の回路図である。図２により
点灯手順を説明する。図２の回路中の電源ｅ１により陰
極２に電力を供給するとジュール熱により加熱された陰
極２が、その先端に塗布した電子放射物質３を４００〜
６００℃に加熱する。この時、前記陰極２と陽極５との
間には電源ｅ３により電圧が印加されているので、電子
放射物質３より熱電子が陽極５に向けて放出される。発
光管１の内部は上述したように１０−３〜１０−７Ｔｏ
ｒｒの真空度に保っているので前述の熱電子は散乱する
ことなく陽極５に向けて加速される。そしてこの加速さ
れた熱電子が、陽極５を突き抜けて蛍光体６−Ｒ，６−
Ｇ，６−Ｂに当りこれを励起することにより可視光を発
する。電源ｅ３の電圧は発光効率を上げるために５〜３
０ｋＶを必要とするが、最適には１０ｋＶ程度がよい。

【０００９】ここで蛍光体６−Ｒが発光する場合を例に
とって説明する。まずスイッチトランジスタ１３−ｄを
点灯制御手段１１によりオン動作とする。この時、電源
ｅ２の電圧が前記グリッド７−Ｒに印加される。すると
陰極２とグリッド７−Ｒとの間に電界が発生し、電子放
射物質３により電子がグリッド７−Ｒに向けて加速され
る。ここでグリッド７−Ｒは格子状になっており、ほと
んどの熱電子は通り抜けて陽極５に向けて更に加速され
る。そして熱電子は陽極５に到達して蛍光体６−Ｒにあ
たりこれを励起して可視光を発光する。他の蛍光体６−
Ｇ，６−Ｂも同様に点灯制御手段１１により発光を制御
することができる。ところで抵抗１２−ｂ，１２−ｃ，
１２−ｄはそれぞれスイッチトランジスタ１３−ｂ，１
３−ｃ，１３−ｄ動作時の動作電流を制御する。

【００１０】導光部材であるところのガラス棒４の機能
を説明する。陰極２からでた熱電子が蛍光体を励起して
光を放出する。その光はあらゆる方向に向かって放出さ
れるが、蛍光体の外側はアルミニウム薄膜からなる陽極
５を形成しているので、光はその陽極５によってガラス
棒４の中央に向かって反射される。又、ここでは図示し
ていないがガラス棒４の両端には反射板が付いていてガ
ラス棒の両端に向かって出た光も前記反射板によって反
射される。このようにして光はガラス棒４内で反射散乱
を繰り返す。その結果、導光部材であるところのガラス
棒４の光放出面であるところの開口部１０から光が出て
くることになる。つまり、この開口部１０以外からは光
は出ないことになる。この際、開口部１０から出た光が
発光管１内で散乱しやすいので、第１の実施例例の図１
のように光が収束するように開口部１０の上部に凸レン
ズ８を設置し、凸レンズ８以外から光が逃げないように
発光管１の内部にアルミニウム薄膜９を形成しておく。

【００１１】蛍光体６−Ｒ，６−Ｇ，６−Ｂは使用する
発光色により選択する必要がある。具体的に蛍光体の例
を挙げると赤色用蛍光体６−ＲとしてＹ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ
３＋，青色用蛍光体６−ＢとしてＺｎＳ：Ａｇ，緑色用
蛍光体６−ＧとしてＺｎＳ：Ｃｕ，Ａｌ等が挙げられる
。 白色光を必要とする場合にはこれら赤、青、緑、各色の
蛍光体の発光輝度バランスを考慮して混合し塗布するこ
とにより実現できる。

【００１２】本実施例では蛍光体層６に硫化亜鉛系や希
土類系統の高電圧印加用の蛍光体を用いたが、酸化亜鉛
系統の低電圧発光用の蛍光体を用いて低電圧を印加して
発光させても同等の結果が得られる。

【００１３】又、本実施例によれば、同一開口部から赤
、青、緑の３種類の光を切り換えることにより放出する
ことができるという利点を有する。

【００１４】図３は、本発明による第２の実施例の照明
装置の斜視図である。照明装置の導光部材であるところ
のガラスロッド３１を取り付けて使用する。図に示すよ
うに照明装置と対向する端面に反射板１４を取り付けて
ある。又、円筒型のガラスの長軸方向の一側面に幅２〜
３ｍｍ程度の白色縞１５を形成し特開昭６０−１１８８
０６号公報に示すような光学部品を用いる。

【００１５】図４は、第３の実施例の断面図である。図
において、透明なガラスからなる上ブタ１９とガラス枠
１７から形成される空洞２０は真空度１０−３〜１０−
７Ｔｏｒｒに排気してある。又、空洞２０内には１本の
電子放射物質３にて被膜してあるタングステンをＳ字状
に張ることにより陰極２を形成している。ガラス枠１７
の開口部３０の内側には電子線の励起により３原色の発
光が可能な蛍光体３２−Ｒ，３２−Ｇ，３２−Ｂが塗布
してあり、更にその表面にはアルミニウム薄膜を真空蒸
着して陽極５を形成している。グリッド１６−ａは前記
陰極２と常に同電位または負電位となっており、前記電
子放射物質３より放射される熱電子を蛍光体の塗布して
ある方向以外には向かわせない働きをしている。グリッ
ド１６−ｂ，１６−ｃ，１６−ｄは前記した第１の実施
例におけるグリッド７−Ｒ，７−Ｇ，７−Ｂと同様に熱
電子の流れを制御する役目を果し、３種類の蛍光体３２
−Ｒ，３２−Ｇ，３２−Ｂの発光を切り換えることが出
来る。又、陽極５を形成するために開口部３０の内側に
アルミニウムを蒸着しているので、光は開口部３０から
しか出ないことになる。

【００１６】又、この図３の照明装置は、接合部１８に
液晶をおくことにより液晶テレビプロジェクターの光源
として使用することができる。すなわち、１枚のモノク
ロ液晶パネルの背後より本実施例による照明装置により
照射し時系列的に３原色の高速点灯と液晶パネルの切り
替えを同期に行なうことによりカラー表示が可能となる
。

【００１７】本発明による照明装置を用いることにより
光源の始動性が優れ、起動と同時に安定した光量が得ら
れるために読み取る画像の濃度値に対して忠実な出力を
得ることが可能となり、段差をもつ画像を読み込む場合
に段差の部分に色付きの影が生じるという不具合もなく
なり、凹凸のある画像を忠実に読み込むことも可能とな
る。

【００１８】図５は本発明による照明装置をもちいた画
像入力装置の実施例を示す斜視図であり、図６は図５に
示したキャリッジ２３の部分近傍の断面図である。

【００１９】以下、画像を読み取るための動作を図６に
よって説明する。キャリッジ２３内には上述した本発明
による実施例と同等な照明装置２６を搭載しており、導
光部材を経てガラス台２１に載せた画像２２の一部の行
Ｌを照射する。そしてその反射散乱光をミラー２７を介
して縮小レンズ２８により光電気変換素子であるところ
のＣＣＤ２９上に結像する。ＣＣＤ２９は一次元のイメ
ージセンサーであり、ここでは図示しない電子回路によ
り１行分の画像データーを読み込むことができる。照明
装置２６及びミラー２７、縮小レンズ２８、ＣＣＤ２９
を一式固定したキャリッジ２３を図５中、矢印方向に読
み取り分解能に応じた距離だけ駆動装置２５によりタイ
ミングベルト２４を介して移動する。以上の動作を繰り
返すことにより画像２２の全面を読み取ることができる
。

【００２０】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、その
光量が環境温度に関係なく安定した照明装置を得ること
ができるという効果を有する。また、本発明による照明
装置を用いた画像入力装置は使用環境温度によらず始動
性と光量安定性がよく高性能で、凹凸のある画像も忠実
に読み込むことが可能であるという効果を有するもので
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による照明装置の第１実施例を示す断面
図。

【図２】本発明による照明装置の第１実施例の点灯回路
図。

【図３】本発明による照明装置の第２実施例を示す斜視
図。

【図４】本発明による照明装置の第３実施例を示す断面
図。

【図５】本発明による画像入力装置を示す斜視図。

【図６】本発明による画像入力装置を示す断面図。

【符号の説明】

１　　発光管２　　陰極 ３　　電子放射物質 ５　　陽極 ６　　蛍光体 ２６　　照明装置 ２７　　ミラー ２８　　縮小レンズ ２９　　光電気変換素子

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　密閉した真空空洞内に、加熱すること
   により熱電子を放出する陰極と、この陰極に対して電圧
   を印加する陽極とこの陽極に密着して塗布した蛍光体か
   らなる照明装置において、蛍光体を導光部材の一部の表
   面又は近傍に形成し、前記導光部材の他の一部を光放出
   面としたことを特徴とする照明装置。
2. 【請求項２】　　少なくとも２種類以上の発光色の異な
   る蛍光体を塗布したことを特徴とする請求項１記載の照
   明装置。
3. 【請求項３】　　請求項１記載の照明装置を具備したこ
   とを特徴とする画像入力装置。