JPH0591255A - 画像入力装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 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。 【構成】 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４と、陰極４に対して電圧を印加
する陽極７と、陽極７に密着して塗布した少なくとも１
種類以上の発光色の異なる蛍光体８からなる照明装置を
導光部材の一部に取り付けて、導光部材の他の一部に開
口部５を形成する。

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、レンズ等の結像系、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等のライン光源、結像系として
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５〜１５mm
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、切り貼り写真等の段差のある画
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
る照明装置を備え、この照明装置を導光部材の一部に取
り付け、他の一部を光放出面と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。この光は導光部材を
通って光放出面に集められ放射される。

【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の実施例を示す照明装置の正面図であ
る。まず発光管１の構成を説明する。図１においてガラ
ス管２の開口部５の内側に蛍光体８を形成してある。更
にその上にはアルミニウム等の導電性薄膜が真空蒸着し
てあり陽極７を形成してある。電極台６から陽極７に向
かって陰極４が出ている。前記陰極４は例えばタングス
テンからなる直径５〜１５ミクロンの細線であり、その
先端９にはＬａＢｂ等の電子放射物質９にて被覆してあ
る。また、陰極４から陽極７へ向かう電子の流れを制御
するためにグリッド３を陰極４と陽極７の間に設置し
た。発光管１の内部は真空度１０^ー3〜１０^ー8Ｔｏｒｒに
排気した後、電極台６により封止し真空の空洞を形成し
ている。電極台６の４ーａと４ーｂとはそれぞれに接続
してあり外部より電圧を印加できる。７ーａは陽極７と
３ーａはグリッドと接続してある。

【０００８】次に、発光するまでの動作を順を追って説
明する。図２は本発明による第１の実施例の点灯回路図
である。図２の回路中の電源Ｅａにより陰極４に電力を
供給するとジュール熱により加熱された前記陰極４が、
その先端に塗布した電子放射物質９を４００〜８００度
に加熱する。ここでスイッチＳを閉じて電源Ｅbの電圧
を前記陽極７に印加すると、電子放射物質９より熱電子
が前記陽極７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^ー3〜１０^ー8Ｔｏｒｒの真空度に保って
いるので前記の熱電子は散乱することなく前記陽極７に
向かって加速される。そしてその加速された熱電子が前
記陽極７を突き抜けて前記蛍光体８にあたりこれを励起
することにより可視光を発する。電源Ｅｂの電圧は発光
効率を上げるために５〜３０ｋＶを必要とするが、最適
には１０ｋＶ程度がよい。

【０００９】前記蛍光体８は使用する発光色により選択
することができる。具体的に蛍光体の例を挙げると赤色
用蛍光体としてはＹ₂Ｏ₂Ｓ：Ｅｕ 、青色用蛍光体とし
てはＺｎＳ：Ａｇ、緑色用蛍光体としてはＺｎＳ：Ｃ
ｕ，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。又、ここ
では蛍光体層８の例として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。

【００１０】本発明による照明装置は、蛍光体の電子線
励起による発光を用いているため （１）瞬間発光が可能であること。

【００１１】（２）環境温度による光量変動が殆どない
こと。

【００１２】（３）光量が投入電力に比例して増加する
こと。

【００１３】（４）数マイクロ秒程度でのパルス点灯が
可能であること。

【００１４】（ハロゲンランプでは不可能） （５）発光効率が８０lm／Ｗ程度と高いこと。

【００１５】等の利点を有する。

【００１６】ここで、導光部材の機能を説明する。陰極
４から出た熱電子が陽極７に当たると光を放出する。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
内側はアルミニウム薄膜からなる陽極７が形成してある
ので、光はその陽極７によって開口部５に向かって反射
される。その結果、導光部材であるところの開口部５か
ら光が出てくることになる。つまり、この開口部５以外
からは光は出ないことになる。

【００１７】図３は図１の本発明の第１の実施例による
照明装置の使用例の斜視図で、図４は図３のＡ方向から
見た正面図である。図１に示す照明装置において蛍光体
８を変えることにより赤色用照明装置１ーＲ，青色用照
明装置１ーＢ，緑色用照明装置１ーＧを作り、図３のダ
イクロイックミラー１０の３方向にそれぞれの照明装置
の開口部５を取り付ける。そして、残りの１面に導光部
材であるところのガラスロッド１１を取り付ける。ここ
で、ガラスロッド１１について説明する。図３に示すよ
うに照明装置と対向する端面には反射板１３が取り付け
てあり、円筒型のガラスの長軸方向の一側面の照射する
反対側に幅０.１〜１０ｍｍ、厚さ０.１μｍ〜１ｍｍ程
度の白色縞１２を形成する。ここで、ガラスロッド１１
の働きは、ほとんど点光源とみなせる照明装置から出て
くる光を線光源とみなせる光に変換する働きをしてい
る。又、白色縞１２は、ガラスロッド１１内で全反射し
ている光が、この白色縞１２に当たると、その光を拡散
して照射面方向へ光を出す働きをしている。又、ロッド
の材料としては、石英ガラス等のガラスや透明セラミッ
クス、シリコーン樹脂等の着色もしくは無色透明プラス
チック等が、白色縞１２の材料としては、硫酸バリウ
ム、チタンやマグネシウムの酸化物類等が上げられる。
ガラスロッド１１をダイクロイックミラー１０に取り付
ける際、図４に示すようにダイクロイックミラー１０と
ガラスロッド１１を接合させると隙間１４ができて光が
外へ逃げてしまうので、隙間１４にアルミニウム薄膜を
形成して光が逃げないようにする。

【００１８】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。

【００１９】又、この図３の照明装置は、接合部１５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。

【００２０】図５は本発明による照明装置を用いた画像
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１８の部分近傍の断面図である。以下、
画像を読み取るための動作を図５によって説明する。前
記キャリッジ１８内には上述した本発明による実施例と
同等な照明装置２１を搭載しており、導光部材を経てガ
ラス台１６に載せた画像１７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２２を介して縮小レンズ
２３により光電気変換素子であるところのＣＣＤ２４上
に結像する。前記ＣＣＤ２４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２１及
びミラー２２、縮小レンズ２３、ＣＣＤ２４を一式固定
したキャリッジ１８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２０によりタイミングベル
ト１９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１７の全面を読み取ることができる。

【００２１】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。

【００２２】

【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】本発明による実施例を示す照明装置の斜視図。

【図２】本発明によるの実施例の点灯回路図。

【図３】本発明の実施例による照明装置の使用例の斜視
図。

【図４】図３の矢印Ａの方向から見た正面図。

【図５】本発明による照明装置を用いた画像入力装置の
実施例を示す斜視図。

【図６】図３に示したキャリッジ１７の部分近傍の断面
図。

【符号の説明】

１ 導光部材 ８ 陰極 ９ 電子放射物質 １０ 蛍光体 １１ 陽極 ２０ 照明装置

Claims (2)

【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
   なる照明装置を用いた画像入力装置において、前記照明
   装置を導光部材の一部に取り付けて、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画像入力装
   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記載の画像
   入力装置。