JPH0591256A - 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】 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８と、陰極８に対して
電圧を印加する陽極１１と、陽極１１に密着して塗布し
た少なくとも２種類以上の発光色の異なる蛍光体１０か
らなる。

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５〜１５ｍ
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
に本発明の画像入力装置は、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
た蛍光体からなる照明装置を備え、蛍光体を導光部材の
一部の表面または近傍に形成し、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。

【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１を取り
付けて使用する。ここで、ガラスロッド１について説明
する。図１に示すように照明装置の部分Ａと対向する端
面に反射板２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０．１〜１０ｍ
ｍ、厚さ０．１ μｍ〜１ｍｍ程度の白色縞３を形成す
る。ここで、ガラスロッド１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３は、ガラス
ロッド１内で全反射している光が、この白色縞３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１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スなどが、白色縞３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、などが上げられる。

【０００８】図２は、図１に示している実施例の部分Ａ
の断面図である。図２において、透明なガラスからなる
上ブタ５とガラス枠６から形成される空洞７は真空度１
０^ー3〜１０^ー8Ｔｏｒｒに排気してある。ガラス枠６の光
が放出される開口部２４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１０ーＲ，１０−Ｇ，１
０−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１１を形成している。陰極８は
例えばタングステンからなる直径５〜１５μｍの細線で
あり、その回りには酸化バリウム等の電子放射物質９に
て被覆してある。

【０００９】次に発光するまでの動作を順を追って説明
する。

【００１０】前記陰極８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８が、その回りに塗布した電
子放射物質９を４００〜８００℃に加熱し熱電子を放出
させる。その時、前記陰極８の電位Ｖｋ（＝０Ｖ）を一
定とし陰極８と背面電極１３ーａ，１３−ｂ間の距離も
一定であれば陰極８より放出された熱電子は背面電極の
電圧Ｖ_ADにより垂直方向に位置指定される。その際、背
面電極１３ーａ，１３−ｂには前記陰極８の電位Ｖｋよ
りも高い電圧をかけなければならない。又、垂直位置指
定された熱電子は、背面の変調電極１２の電位によりそ
の放出量が制御される。すなわち、変調電極１２が前記
陰極８の電位Ｖｋと同じ電圧であれば熱電子放出量少し
ていき、最後にはカットオフ状態になる。この垂直方向
の位置指定が行われ、変調された熱電子は前記陽極１１
に到達するまでの間に水平方向に対して集束・偏向され
る。この集束・偏向は前記陰極８の前記陽極１１側の左
右にある１組の集束・偏向電極１４ーａ，１４−ｂによ
って行われる。具体例を上げて述べてみると、前記蛍光
体１０ーＲ，１０−Ｇ，１０−Ｂの３つを同時に点灯さ
せたい時は前記集束・偏向電極１４ーａ，１４−ｂにな
にも電圧を印加しなければ、前記陰極８と前記陽極１１
との間には５〜３０ｋＶの電圧が印加されていて、空洞
７は真空度１０^ー3〜１０^ー8Ｔｏｒｒに保っているので前
述の熱電子は散乱することなく前記陽極１１にむけて加
速され前記陽極１１を突き抜けて前記蛍光体１０ーＲ，
１０−Ｇ，１０−Ｂに当りこれを励起することにより可
視光を発する。次に緑用蛍光体１０ーＧだけを発光させ
る時は、前記集束・偏向電極１４ーａ，１４−ｂ、に適
当な負の電圧を印加すると前記陰極８の前面に静電レン
ズが形成され、熱電子はＬ１方向に集束して緑用蛍光体
１０ーＧだけを上述した過程で発光させる。同じように
赤色用蛍光体１０ーＲだけを発光させる時は、前記集束
・偏向電極１４ーａ，１４−ｂ、に適当な負の電圧を印
加し前記陰極８の前面に静電レンズを形成させ熱電子を
Ｌ１方向に集束させておいて、さらに集束・偏向電極１
４ーａに正の電圧を、１４ーｂに負の電圧を重畳するこ
とによって静電偏向が行われ、集束した熱電子はＬ２の
方向にまげらて赤色蛍光体１０ーＲだけを上述した過程
で発光させる。青色用蛍光体１０ーＢだけを発光させる
ときは逆に集束・偏向電極１４ーａに負の電圧を、１４
ーｂに正の電圧を重畳させることによって集束している
熱電子がＬ３の方向にまげられて青色用蛍光体１０ーＢ
だけを上述した過程で発光させる。

【００１１】前記蛍光体１０ーＲ，１０−Ｇ，１０−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１０ーＲとしてＹ₂
Ｏ₂Ｓ：Ｅｕ ,青色用蛍光体１０ーＢとしてＺｎＳ：Ａ
ｇ,緑色用蛍光体１０ー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１０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】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】又、この図１の照明装置は、接合部４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。

【００１５】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る。又、各スペクトルの光は、同一
の光導体を介して原稿に照射されるから、各スペクトル
光はほぼ垂直に原稿を照射することになり、影が生じな
くなる。このことにより、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。

【００１６】図３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４は図３に示
したキャリッジ１７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３及び図４によって説明
する。キャリッジ１７内には上述した本発明による実施
例と同等な照明装置２０を搭載しており、導光部材を経
てガラス台１５に載せた画像１６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２１を介して縮小レ
ンズ２２により光電気変換素子であるところのＣＣＤ２
３上に結像する。前記ＣＣＤ２３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２
０及びミラー２１，縮小レンズ２２，ＣＣＤ２３を一式
固定したキャリッジ１７を図３中、矢印方向Ｂに読み取
り分解能に応じた距離だけ駆動装置１９によりタイミン
グベルト１８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１６の全面を読み取ることができる。

【００１７】

【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。又、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】本発明の実施例を示す照明装置の斜視図。

【図２】図１のＡの部分の断面図。

【図３】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４】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で、前記蛍光体を導
   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。