JPH0468756A - 画像読取装置 - 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） 本発明は画像読取装置に関し、特に画像読取用のライン
センサ（ＣＣＤ）等から成る受光素子の素子の並び方向
（主走査方向）における端部での光量落ちを効果的に減
少させて原稿面上の画像情報を簡易な構成で高精度に読
み取るようにした例えば複写機、ファクシミリ、イメー
ジスキャナ等に好適な画像読取装置に関するものである
。

（従来の技術） 従来より照明系で照明された原稿面上の画像情報をライ
ンセンサ等の受光素子を用いて読み取るようにした画像
読取装置においては原稿面を例えば蛍光灯等の光源によ
って照明していた。そして該原稿面からの反射光束を結
像光学系を介して受光素子面上に原稿面上の画像を結像
させ該受光素子からの出力電気信号を画像処理部にて処
理して読取つている。そして原稿面又は画像読取手段を
副走査方向に移動させることにより原稿面上の２次元的
な画像情報を読み取っている。

この様な画像読取装置においてラインセンサ等の受光素
子面上の光量分布（受光素子からの出力信号に相当）に
関しては、その両端部の光量落ちかなるべく少なくなる
ようにしている。即ち受光素子面上の照度分布かなるべ
く均一になるようにして画像の読取精度の向上を図って
いる。

一般に原稿面をライン状の発光面から成る光源て照明す
る際、該発光面の中心部と端部とでは発光光量が異なり
特に光源として蛍光灯を用いた場合は端部の光量は中心
部に比べてかなり少ない。

第４図（Ａ）はこの様な蛍光灯を用いたときの該蛍光灯
の配光分布特性を示した説明図である。

同図に示した様に蛍光灯の長平方向の両端部は中心部に
比べ約４０％の光量落ちとなっておりこれか一原因とな
って原稿面上における中心部と両端部とて照度分布か不
均一となっていた。

又原稿面上の画像情報を結像光学系を介して結像する場
合、該結像光学系を通過する画面周辺部からの光束のケ
ラレやコサイン４乗則により受光素子面上ては更に中心
部と両端部とての光量の差が大きくなフてくる０例えば
半画角２０°の結像光学系ならば第４図（Ｂ）の実線で
示す様に受光素子面上における端部は中心部に比べ２２
％の光量落ちとなってくる。

従ってこの様な蛍光灯で照明された原稿面からの反射光
束は結像光学系を通過して受光素子面上に結像したとき
、該受光素子からの出力信号は第４図（Ａ）と（Ｂ３を
掛は合わせたものとなり第４［Ａ（Ｃ）に示す様に例え
ば中心出力値６００ｍＶに対して端部出力値は２８２ｍ
Ｖと成る。即ち両端部での出力は中心部の出力値に対し
て借か４７％となワてくる。

そこて従来の画像読取装置では上記の問題点を解決する
為第５（２Ｉに示すように結像光学系５１の前方に原稿
５９の中心部と周辺部からの光束の通過量を調整する為
の開口部を有したシェーデイング板５２を設けて受光素
子５３へ入射する光量を調整している。

同図に於いては光源（例えば蛍光灯）５８て照明された
原稿５９面は不図示の搬送ローラにより副走査方向に移
動しながら該原稿５９面からの反射光束を順次反射ミラ
ー５５．５６．５４を介して光路を折り曲げシェーデイ
ング板５２を介して結像光学系５１に入射している。そ
して結像光学系５１により受光素子５３面上に原稿５９
の像を結像させて順次原稿５９面上の画像情報を読み取
っている。

第６図は第５図に示した画像読取装置の一部分のシェー
デイング板５２による光量調整についての拡大説明図で
ある。同図に於いて第５図に示した要素と同一要素には
同符番な付している。

５２ａは結像光学系５１を通過することのできる原稿面
からの光束の光束径を示している。

同図に於いては中心部に対して周辺部て大きくなってい
る開口部を有したシェーデイング板５２により軸上近傍
の光束を例えば最軸外の光束に比べ３３％程度削減させ
ている。又最軸外である例えば像高１２．５ｍｍに対応
する光束かケラレないようにシェーデイング板５２の開
口部を決定している。

即ちシェーデイング板５２の開口部の形状を中心部から
端部に向かい順次通過光束量が多くなるように形成して
いる。これにより第４［１（ＤＪに示すように受光素子
面上の中心部に対する端部ての光量落ちか許容値である
３０％程度になるようにしている。

尚第４図（Ｄ）はシェーデイング板５２による受光素子
５３面上での端部の光量落ちを補正したときの受光素子
５３からの出力信号を示した説明図である。

〈発明か解決しようとする問題点） しかしなから従来の画像読取装置は結像光学系の前方に
ラインセンサ（ＣＣＤ）等の受光素子の並び方向即ち主
走査方向（以下「メワ」ヌは「メリ方向」と称す）に対
しミラー走査方向、即ち副走査方向（以下「サシ」又は
「サシ方向」と称す）の開口の大きさか狭いシェープイ
ンク板を設けて構成している為に結像光学系のサジ方向
のＭＴＦ　（ＭｏｄｕＩａｔｉｏｎ　　丁ｒａｎｓ−ｆ
ｅｒ　　Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）を低下させるという欠点か
あった。

第７図（Ａ）、（Ｂ）は各々結像光学系の前方にメリ方
向とサジ方向で開口か異るシェーデイング板を配置しな
いときと配置したときの各像高によるメリとサシのＭＴ
Ｆ特性を示した説明図である。

同図（Ａ）のシェーデイング板を配置しないときは軸上
（像高Ｏｍｍ）ではメリとサジのＭＴＦ値は略一致して
いるか像高か６．５ｍｍ、９．５ｍｍ、１２．５ｍｍに
於いてはサジのＭＴＦ＠はメリのＭ　Ｔ　Ｆ　（１より
高い値を示している。

方、同図（Ｂ）のシェーデイング板を結像光学系の前方
に配置したときはメリよりサシの方が開口部の大きさか
狭いのてサシのＦナンバーはメリのＦナンバーに比べて
暗くなり又回折の影響を受けてサシのＭＴＦは開口部の
狭い像高（中心部分）に於いては低下するという欠点か
あった。

又前述した様に結像光学系のコサイン４乗則の影響によ
り広画角になる収受光素子面上の中心部に比べて端部の
光量落ちか増加する為、これを減少させる為には更にシ
ェーデイング板の中心部のサジ方向の開口を狭くして形
成しなければならなかった。

従って開口部の狭い中心領域はＭＴＦ特性のより一部の
低下を招くことになり、その為前述したシェーデイング
板を利用した画像読取装置では最大半画角は２５度程度
が限界てあった。

これは結像光学系の広画角化を妨げ物像間距離の短縮化
を図るのに大きな障害となっていた。

本発明は画像読取装置の一部を構成する結像光学系の一
部に適切なる光学特性を有した光学部材を設けることに
より、結像光学系のサジのＭＴＦの低下を効果的に防止
すると共に受光素子面上における端部ての光量落ちを少
なくし原稿面上の画像を高精度に読み取ることかてきる
画像読取装置の提供を目的とする。

（問題点を解決するための手段） 本発明の画像読取装置は、光源からの光束て照明された
原稿面を結像光学系を介して受光素子面上に結像させ該
原稿面上の画像情報を読み取る画像読取装置において、
該結像光学系の一部に該受光素子面上の照度分布を調整
する為の入射角度に応して透過率か異なる光学部材を設
けたことを特徴としている。

特に本発明では前記光学部材を入射角度が大きくなるに
つれて透過光量か増大する特性を有した平行平面板より
構成し、結像光学系の絞り近傍に配置したことを特徴と
している。

（実施例） 第１図は本発明のｆ！１４１実施例の画像読取装置で用
いる結像光学系２の結像状態を示す要部断面図である。

本実施例の結像光学系は例えば１４５図の画像読取装置
における結像光学系５１と略同位置に配置されている。

同図に於いては物体面（原稿面）ｌ上の各位置からの光
束か例えばラインセンサ（ＣＣＤ）等の受光素子面（結
做面）５に入射する様子を示している。

即ちｌは物体面である原稿面、２は結像光学系てあり物
体面１上の画像を受光素子面５上に所定倍率て結像させ
ている。３は絞り、４は本発明に係る光学部材てあり入
射角度に応じて透過率が異なる入射角度依存性を有した
例えば視野選択ガラス等の部材より形成されており絞り
３の位置近傍に配置している。

本実施例に係る光学部材４は入射角度が大きくなるにつ
れて透過率が増大する光学的性質を有している。５は例
えば１次元のラインセンサ（ＣＣＤ）等から成る受光素
子面である。

本実施例に於いては物体面ｌ上の各物点ａｂ、ｃから発
せられた画像情報に基づく光束は結像光学系２の入射瞳
Ｉ０を通過後略平行光束となり絞り３位置近傍に配置し
た光学部材４に角度θ、、θゎ、０度て各々入射する。

そして該光学部材４により各物点ａ、ｂ、ｃからの光束
の透過光量か制御される。即ち物点ａ、ｂ、ｃからの光
束の順に透過率が高くなるように制限された後射出瞳！
、を通過後、結像光学系２を射出し受光素子面５上の各
点ａ’　、ｂ’　、ｃ’に入射する。そして受光素子面
５上に原稿ｌの像を結像し、これにより原稿面上の画像
情報を順次読み取っている。

次に本発明に係る光学部材４の光学的特長について説明
する。

光学部材４は第２図（Ａ）に示す様に入射光束の入射角
度に応じて異なった透過率特性を有している０例えば最
軸外の点ａから光学部材４に入射角度０．で入射したと
きは全て透過（１００％の透過率）するように形成して
いる。

又軸上の点Ｃから光学部材４に角度０度で入射したとき
は入射角度θ１のときに比べて約６７％（透過率６７％
）しか透過させないようにしている。即ち入射角度θ、
のときの透過率を１とすると入射角度０のときの透過率
が０．６７となるような特性を有している。

この様に本実施例に於いては光学部材４の入射角度依存
性を入射角度が小さくなるに従って順次透過率が小さく
なるように構成している。そして受光素子面（結像面）
５上における中心部に対しての端部での光量落ちを効果
的に減少させている。即ち受光素子面５上の照度分布が
なるべく均一になるようにして、これにより原稿面上で
の画像情報の読取りを高精度に行っている。

第２図（Ｂ）は第２図（Ａ）に示した本発明に係る光学
部材４の入射角度に対する透過率特性と前記第４図（Ｂ
）の実線で示した像高ａ（１２，５ｍｍ）ての画角が２
０°である結像光学系のコサイン４乗則とを掛は合わせ
た。ときの配光分布特性を示す説明図である。

同図に示す様に受光素子の端部からの出力信号（受光素
子へ入射する光量に相当）は中心部より高くなる。これ
に前記第４図（Ａ）に示した蛍光灯の配光分布特性を掛
は合わせると第２図（Ｃ）に示すようになる。即ち受光
素子面上における端部での光量落ちを少なくした良好な
る配光分布特性を得ることができる。

これは第４図（Ｃ）に示す様に従来の画像読取装置では
結像光学系４のコサイン４乗則による配光分布特性（第
４図（Ｂ）の実線）と蛍光灯の配光分布特性（第４図（
Ａ））を掛は合わせたときの受光素子面上の中心部に対
する端部での光量落ちが５３％あったのに比べると本実
施例に於いては第２図（Ｃ）に示すように受光素子面上
の端部での光量落ちは３０％程度と減少している。この
ときの光量落ちは第４１１（Ｄ）に示すように従来のシ
ェーデイング板を用いたときの配光分布特性と略同等と
なつている。

この様に本実施例に於いては入射角度依存性を有した光
学部材を結像光学系の絞り位置近傍に配置することによ
り受光素子面上での光量分布をシェーデイング板を利用
することなく良好に補正することを可能としている。又
これにより部品点数を減少させ装置全体のコンパクト化
を容易にしている。

しかも本実施例に於いては結像光学系のメリ方向とサジ
方向てのＦナンバーの変化はないのて結像光学系のＭＴ
Ｆの低下を招くことはないといった特長を有している。

第３図は本発明の第２実施例の画像読取装置で用いられ
る結像光学系の結像状態を示す要部概略図である。

本実施例では入射角度依存性を有した光学部材と従来の
シェーデイング板に比べて中心部の開口径の大きいＭＴ
Ｆ性能をあまり低下させないように構成したシェーデイ
ング板とを用いることにより画面周辺部の光量低下を更
に少なくしている。

同図に於いて３２は不図示の原稿からの光束の通過量を
制御する為の開口部を有したシェーデイング板、３１は
結像光学系であり、該結像光学系３１内に設けた絞り位
置近傍に前述した入射角度依存性を有した光学部材を設
けている。

３３は受光素子であり例えば１次元のラインセンサ（Ｃ
ＣＤ）等から成っている。３２ａは結像光学系３１を通
過することができる光束径を示している。

シェーデイング板３２の開口部と光束径３２ａの重なつ
た領域が結像光学系３１を通過する光量となつている。

本実施例に於いては第６図に示した従来のシェーデイン
グ板よりも中心部の開口部の形状が広いシェーデイング
板３２と前述した角度依存性を有する光学部材とを効果
的に組み合わせることにより受光素子面上の光量分布の
補正を行っている。

一般に装置全体のコンパクト化を図るには物像間距離の
短縮が必要であり、それに伴い結像光学系はより広画角
となり、この結果受光素子面上の照度分布の均一化を図
るのが大変難しくなってくる。

例えば前記第４図（Ｂ）の点線で示したように像高１２
．５ｍｍのときの画角が２７”であるとすると受光素子
面における端部での入射光量（受光素子からの出力信号
に相当）は中心部に対して３６％減少している。

これは同図実線て示す像高１２．５ｍｍのときの画角か
２０°のときに比べ端部ての光量落ちは１４％も増えて
いる。そこて本実施例に於いては結像光学系の広画角に
よる受光素子面上における端部ての光量落ちを少なくす
る為に結像光学系の絞り位置に入射角度依存性を有した
光学部材と第６図に示した従来のシェーデイング板より
も中心部の開口部形状か広＜ＭＴＦをあまり低下させな
いシェーデイング板３２とを効率良く組み合わせている
。

これにより結像光学系の広画角化による受光素子面上に
おける端部ての光量落ちを減少させ受光素子３３から適
切なる出力信号を得ている。

この様に構成することにより本実施例に於いては装置全
体のコンパクト化を図ると共にシェーデイング板を用い
たときの結像光学系のＭＴＦの低下を効果的に防止して
いる。

（発明の効果） 本発明によれば原稿面上の画像情報を受光素子面上に結
像させる結像光学系内の絞り位置近傍に入射角度に応じ
て透過率か異なる光学部材を設けることにより、結像光
学系のサジ方向のＭＴＦの低下を防止しつつ、受光素子
面上の光量分布のムラを少なくすることかてき、しかも
＃Ｉｔ全体のコンパクト化を図った高精度な画像読取り
か出来る画像読取装置を達成することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１！施例の画像読取装置の結像光学
系の結像状態を示す要部断面図、第２図（Ａ）は本発明
に係る光学部材の透過率特性を示す説明図、ｗ４２図（
Ｂ）は結像光学系によるコサイン４乗則と第２図（Ａ）
に示した光学部材の透過率特性を掛は合わしたときの配
光分布特性の説明図、第２図（Ｃ）は第２図（Ｂ）の配
光分布特性と蛍光灯の配光分布特性を掛は合わしたとき
の受光素子からの出力信号を示す説明図、第３図は本発
明の第２実施例の画像読取装置の結像光学系の結像状態
を示す要部概略図、第４図（Ａ）は蛍光灯の配光分布特
性を示す説明図、第４図（Ｂ）は結像光学系のコサイン
４乗則による配光分布特性を示す説明図、第４図（Ｃ）
は第４図（Ａ）、（Ｂ）の配光分布特性を掛は合わした
ときの受光素子からの出力信号を示す説明図、第４図（
Ｄ）はシェーデイング板の光量補正による受光素子から
の出力信号を示す説明図、第５図は従来の画像読取装置
の光学系の要部概略図、第６図は第５図の画像読取装置
の一部分の拡大ｉｔ明図、第７１Ｊ（Ａ）、ＣＢ）はシ
ェーデイング板の配置の有無に対しての結像光学系のメ
リとサジ方向のＭＴＦ特性を示す説明図である。 図中、ｌは物体面、２．３１は結像光学系、３は絞り、
４は光学部材４５は受光素子面、３２はシェーデイング
板、３３は受光素子、である。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）光源からの光束で照明された原稿面を結像光学系
   を介して受光素子面上に結像させ該原稿面上の画像情報
   を読み取る画像読取装置において、該結像光学系の一部
   に該受光素子面上の照度分布を調整する為の入射角度に
   応じて透過率が異なる光学部材を設けたことを特徴とす
   る画像読取装置。
2. （２）前記光学部材を前記結像光学系の絞り位置近傍に
   設けたことを特徴とする請求項１記載の画像読取装置。
3. （３）前記受光素子は１次元ラインセンサーより成り、
   前記光学部材は入射角度が大きくなるにつれて透過光量
   が増大する特性を有していることを特徴とする請求項２
   記載の画像読取装置。