JPH04311149A - 画像照明装置並びに画像読取装置及び集光素子 - 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】

【技術分野】本発明は、画像照明装置並びに画像読取装
置及び集光素子に関し、より詳細には、画像読取りスキ
ャナにおける照明用光学部品としての画像照明装置、集
光素子並びに画像読取装置に関する。例えば、各種スキ
ャナに適用されるものである。

【０００２】

【従来技術】本発明に係る従来技術を記載したものとし
ては、例えば、特開平１−１７９６５８号公報に「画像
読取り装置」が提案されている。この公報のものは、構
成部品を保持するケース部内面を鏡面とした照明装置に
関するものであるが、光源の正反射光が結像素子に直接
入り込み、有効光束以外の光量が迷光となってセンサ面
上に到達し、フレア光となってスキャナのＳ／Ｎ比の低
下をきたすという欠点がある。

【０００３】図１０及び図１１は従来の等倍スキャナユ
ニットを示す構成図で、図中、２１は原稿支持ガラス、
２２は照明用光源（ＬＥＤアレイ）、２３は被読取位置
、２４は反射ミラー、２６は等倍ラインセンサ、２６は
ルーフミラーレンズアレイ（ＲＭＬＡ）、２７はハウジ
ング、２８は等倍結像素子（屈折率分布型ロッドレンズ
アレイ）である。図１０は、照明用光源２２としてＬＥ
Ｄアレイなどの発光素子を用いて原稿支持がラス面２１
上の原稿照明を行い、その光情報をルーフミラーレンズ
アレイ（ＲＭＬＡ）２６を用いて等倍ラインセンサ２５
上に等倍像を形成し、その光信号を読取るスキャナ構成
を示している。図１１は、同様な等倍スキャナユニット
において、等倍結像素子２８として屈折率分布型のロッ
ドレンズアレイを用いた他の構成を示している。このよ
うな両タイプの構成においては、通常、ＬＥＤアレイな
どの照明用光源を片側に配置している。その理由として
は、ユニットの小型化および低コスト化があげられる。 しかし、片側照明は両側照明に比べて照明光量が限定さ
れることや、原稿に段差のあるもの（例えば切りばり原
稿）などを用いたときには段差のある部分で影となり読
取画像上に黒スジとなって現われる。特にイメージスキ
ャナや製版用のスキャナなどにおいて影の生ずることは
至命的な欠点となる。

【０００４】図１２は、シート送り専用の固定型ＣＣＤ
（Ｃｈａｒｇｅ　Ｃｏｕｐｌｅｄ　Ｄｅｖｉｃｅ；電荷
結合素子）スキャナの従来例を示す図で、図１３は、原
稿固定ミラー走査型ＣＣＤスキャナの従来例を示す図で
ある。図中、３１は原稿支持ガラス、３２は照明用光源
、３３は被読取位置、３４は集光レンズ、３５，３８は
ミラー、３６はレンズ、３７はＣＣＤ（電荷結合素子）
である。

【０００５】図１４は、従来の画像照明装置の構成図で
、図中、２９は有効光束で、その他、図１０と同じ作用
をする部分は同一の符号を付してある。ＬＥＤ発光素子
からの発光束は広い発光角を有する拡散発光特性を示し
、通常、原稿面上に広い領域にわたる照度分布を示す。 使用される読取ラインは極めて狭い領域であるので照明
効率は低いとともに有効領域以外の光量が迷光となって
センサ面上に致達する。図１４におけるガラス裏面反射
光Ｌ２および原稿の他の部分からの拡散反射光Ｌ１など
がある。

【０００６】

【目的】本発明は、上述のごとき実情に鑑みてなされた
もので、片側照明光源の利点を保持しながら影の生じな
い、高照明効率の得られるような画像照明装置並びに画
像読取装置及び集光素子を提供することを目的としてな
されたものである。

【０００７】

【構成】本発明は、上記目的を達成するために、（１）
画像読取り位置前方部で結像光束の一方に設けられたイ
ンライン型平板状集光素子と、前記画像読取り位置前方
部で結像光束の他方に設けられたオフアクシス型平板状
集光素子と、前記インライン型平板状集光素子と前記オ
フアクシス型平板状集光素子とを一体的に形成した透明
基板と、前記インライン型平板状集光素子側に配設され
た照明光源とから成り、被読取り部を両側から照明する
ようにしたこと、更には、（２）前記（１）において、
前記インライン型平板状集光素子が一方向集光型フレネ
ルレンズであり、前記オフアクシス型平板状集光素子が
一方向集光型ホロレンズプレートであること、或いは、
（３）原稿面を照明するための光源と、原稿を保持する
部材と、結像素子と、該結像素子によって原稿上の情報
を空間伝達し、像形成された原稿面情報を光電変換素子
によって光の強弱を電気出力として読取るセンサと、こ
れらを一体化保持するためのハウジング部材とで構成さ
れた画像読取装置において、請求項１記載の画像照明装
置を用いたこと、更には、（４）前記（１）の画像照明
装置を縮小型スキャナに適用したこと、（５）前記（１
）において、原稿固定型縮小スキャナの移動照明系に原
稿支持ガラスの下方部に移動型の請求項１記載の画像照
明装置を配設したこと、或いは、（６）前記（１）の平
板状集光素子をフォト・ポリマー法を用いて複製により
一体的に形成したこと、或いは、（７）前記（１）平板
状集光素子をインジェクション法により形成したこと、
或いは、（８）前記（１）の平板状集光素子を体積型グ
レーティング素子によって構成したことを特徴としたも
のである。以下、本発明の実施例に基づいて説明する。

【０００８】図１は、本発明による画像照明装置の一実
施例を説明するための構成図で、図中、１は原稿支持ガ
ラス、２は照明用光源（ＬＥＤアレイ）、３は被読取位
置、４は有効光束、５はホロレンズプレートである。原
稿支持ガラス１の裏面にはシリンドリカルレンズ作用を
有するグレーティング素子を設けている。被読取位置３
の左方Ａ部にはインライン（Ｉｎ−ｌｉｎｅ）型のグレ
ーティングレンズがあり、右方Ｂ部にはオフアクシス（
ｏｆｆ−ａｘｉｓ）型のグレーティングレンズがある。 このレンズは例えばホログラム素子として作成される。 図２（ａ），（ｂ）は、ホロレンズプレートの拡大図で
、図（ａ）は側面図、図（ｂ）は上面図である。図１に
おけるＡ部およびＢ部はその中間部に光情報取り出し部
を設けて一体的に形成されている。あるいは各々独立に
形成して両方およびＢ部のみ使用してもよい。このよう
にすることにより、片側照明でありながら被読取り位置
を両側照明した場合と同様な照明状態となり、原稿に段
差がある場合においても影を生じることがない。また、
ＬＥＤからの広い発光角を有する発光束はホロレンズプ
レートの集光作用により効率よく被読取位置を照明する
ことになり、両側照明を行った場合よりも明るい原稿面
照度を得ることができる。また、図１４の例に示した照
明系で発生した反射光Ｌ１，Ｌ２はホロレンズプレート
によって除去されることになる。

【０００９】このようなホロレンズプレートの構成およ
び作成例としては図３に示すように、ガラスまたはプラ
スチック面に２Ｐ法（フォト・ポリマー法）によってＵ
Ｖ硬化型樹脂による複製法によってレリーフ型ホログラ
ムとして作成することができる。このようにすることに
よって、オフアクシス（ｏｆｆ−ａｘｉｓ）型ホロレン
ズプレートの回折効率を無偏光状態のＬＥＤに対しても
７０％以上確保することができる。図５は、インジェク
ション法によって成形した同様なホロレンズプレートの
実施例であり、同一プラスチック部材により基板とグレ
ーティング部が一体的に作成されている。図４は、体積
型グレーティング素子として基板上に作成した例である
。これらのホロレンズプレートを図１０および図１１の
等倍スキャナユニットに応用した構成例を図６および図
７に各々示した。

【００１０】図６及び図７において、図中、６はハウジ
ング、７は等倍ラインセンサ、８は結像素子（屈折率分
布型ロッドレンズアレイ）、９はハーフミラーレンズア
レイ、１０は反射ミラーで、その他、図１と同じ作用を
する部分は同一の符号を付してある。矢印方向に回転す
る押えローラによって搬送される原稿の原稿支持ガラス
１、照明用光源２、結像素子８、原稿面の情報を光の強
弱を電気的出力として得る等倍ラインセンサ７が配置さ
れている。これにより、原稿面上の情報は照明用光源２
によって照明され、光の濃淡の情報として結像素子８に
よって空間伝達され、等倍ラインセンサ７により電気的
出力として情報を読み取っている。ここで、結像光学系
としては、ロッドレンズアレイやルーフミラーレンズア
レイなどの等倍結像素子などが用いられる。光電変換素
子としては、電荷結合素子（ＣＣＤ）などのラインセン
サが用いられる。また、照明用光源としては、発光ダイ
オード（ＬＥＤ）アレイ状光源や蛍光灯、あるいはキセ
ノン管などが用いられている。

【００１１】本発明による画像照明装置は等倍スキャナ
のみならず、電荷結合素子（ＣＣＤ）などを用いたスキ
ャナの適用も可能である。図８は、図１２に示した縮小
型スキャナにホロレンズプレートを適用した照明系の構
成図であり、また、図９は図１３のスキャナに適用した
照明系の構成図である。この場合には、照明系が移動す
るので、原稿支持ガラスの下方部に移動型のホロレンズ
プレートを具備した構成となっている。

【００１２】

【効果】以上の説明から明らかなように、本発明による
と、以下のような効果がある。 （１）片側配置光源からの発光束を集光照明すると同時
に従来使用されなかった被読取ラインの反対側に発散し
てゆく光束を光路の方向変換し、集光照明光として使用
することになるので、片側照明光源により照明光量を両
側照明以上に確保できる。また、両側照明と同時な相対
向する方向からの照明となり原稿の影が除去される。ま
た、スペースおよびコスト面では片側照明と同じである
。さらに、フレア光、逆光などの低減が可能である。 （２）スタンパを用いた複製により、安定かつ低コスト
で量産性に優れる。高回折率効率の達成が可能である。 （３）インジェクション法により低コスト化や量産性に
優れている。 （４）体積型（内部屈折率分布制御）構成とすることに
より取り扱い性、および信頼性がより確保される。

【図面の簡単な説明】

【図１】　　本発明による画像照明装置の一実施例を説
明するための構成図である。

【図２】　　ホロレンズプレートの拡大図である。

【図３】　　ホロレンズプレートの作成例を示す図であ
る。

【図４】　　ホロレンズプレートの他の作成例を示す図
である。

【図５】　　ホロレンズプレートの更に他の作成例を示
す図である。

【図６】　　ホロレンズプレートを等倍スキャナユニッ
トに応用した例を示す図である。

【図７】　　ホロレンズプレートを等倍スキャナユニッ
トに応用した他の例を示す図である。

【図８】　　縮小型スキャナにホロレンズプレートを適
用した例を示す図である。

【図９】　　縮小型スキャナにホロレンズプレートを適
用した他の例を示す図である。

【図１０】　　従来の等倍スキャナユニットの例を示す
図である。

【図１１】　　従来の等倍スキャナユニットの他の例を
示す図である。

【図１２】　　固定型ＣＣＤスキャナの従来例を示す図
である。

【図１３】　　原稿固定ミラー走査型ＣＣＤスキャナの
従来例を示す図である。

【図１４】　　従来の画像照明装置の構成図である。

【符号の説明】

１…原稿支持ガラス、２…照明用光源（ＬＥＤアレイ）
、３…被読取位置、４…有効光束、５…ホロレンズプレ
ート。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　画像読取り位置前方部で結像光束の一
   方に設けられたインライン型平板状集光素子と、前記画
   像読取り位置前方部で結像光束の他方に設けられたオフ
   アクシス型平板状集光素子と、前記インライン型平板状
   集光素子と前記オフアクシス型平板状集光素子とを一体
   的に形成した透明基板と、前記インライン型平板状集光
   素子側に配設された照明光源とから成り、被読取り部を
   両側から照明するようにしたことを特徴とする画像照明
   装置。
2. 【請求項２】　　前記インライン型平板状集光素子が一
   方向集光型フレネルレンズであり、前記オフアクシス型
   平板状集光素子が一方向集光型ホロレンズプレートであ
   ることを特徴とする請求項１記載の画像照明装置。
3. 【請求項３】　　原稿面を照明するための光源と、原稿
   を保持する部材と、結像素子と、該結像素子によって原
   稿上の情報を空間伝達し、像形成された原稿面情報を光
   電変換素子によって光の強弱を電気出力として読取るセ
   ンサと、これらを一体化保持するためのハウジング部材
   とで構成された画像読取装置において、請求項１記載の
   画像照明装置を用いたことを特徴とする画像読取装置。
4. 【請求項４】　　原稿固定型縮小スキャナの移動照明系
   に原稿支持ガラスの下方部に移動型の請求項１記載の画
   像照明装置を配設したことを特徴とする画像読取装置。
5. 【請求項５】　　請求項１記載の平板状集光素子をフォ
   ト・ポリマー法を用いた複製により一体的に形成したこ
   とを特徴とする集光素子。