JPH07110458A - 反射式等倍光学系 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 原稿が離れていても像ぼけのない結像を可能
とする。 【構成】 原稿の中心Ｏに対し、半透過鏡１と、逆行反
射体２とを配置する。逆行反射体２は０．１ｍｍ以下の
間隔を有した多数のキューブコーナーを表面に有し、半
透過鏡１からの光束を入射光束と同一の光路で反射し、
反射光束は原稿Ｏと相互に共役な像点Ｉに結像する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はファクシミリ、イメージ
スキャナ、バーコードリーダー等に組み込まれる走査型
画像読取り装置の光学系あるいは複写機等に使用される
反射式の等倍光学系に関する。

【０００２】

【従来の技術】図８，図９，図１０は特開平２−１０５
７７３号公報に記載された走査型画像読取り装置を示
す。これらの図において、透明ガラス基板１１１と、こ
の基板１１１の肉厚部分内に間隔を有して配置された基
板１１１よりも高屈折率の略半球状の微小レンズ１１２
とからレンズアレイ板１１０が構成されている。このレ
ンズアレイ板１１０の微小レンズ１１２形成側の表面に
おける微小レンズ１１２以外の部分は金属膜等の遮光層
１１３で被覆されている。さらにこの遮光層１１３上に
は各微小レンズ１１２と１対１との対応でレンズ脇に配
置した光検出器１１４群から成る光検出器アレイ１１５
が設けられている。また、レンズアレイ板１１０の表面
全体は透明な表面保護層１１６で被覆されて保護されて
いる。この表面保護層１１６の表面が画像入力面１１６
Ａとなっており、読み取るべき原稿１１７は表面保護層
１１６上に読取り面を下にして置かれる。また下方には
光源１１８が配置されている。

【０００３】上記構成において、光源１１８から発せら
れた照明光はレンズアレイ板１１０中の個々の微小レン
ズ１１２により収束光となり、表面保護層１１６を通っ
て原稿１１７を照明する。この原稿１１７からの反射散
乱光は、各微小レンズ１１２に隣接する個々の光検出器
１１４で受光され、原稿１１７の画像原稿を読取ること
ができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上述した
読取り装置では、光検出器１１４と原稿１１７との間が
離れて、これらに距離が存在する場合には像ぼけが生じ
ていた。かかる像ぼけは上述した装置のみならず、反射
照明方式では結像レンズを用いない光学系においても、
同様に生じている。

【０００５】本発明は上記事情を考慮してなされたもの
であり、通常の結像レンズを用いることなく、しかも光
検出器と原稿との距離が離れている場合でも像ぼけを生
じることのない反射式等倍光学系を提供することを目的
とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の反射式等倍光学
系は、半透過鏡と、一方の表面に０．１ｍｍ以下の間隔
を有して配置された多数のキューブコーナーを有し前記
半透過鏡の光路上に設けられた逆行反射体とを備えてい
ることを特徴とする。

【０００７】図１は本発明の基本概念を示し、半透過鏡
１と、半透過鏡１の光路上に設けられた逆行反射体２と
を備えている。逆行反射体２は図２に示すように、半透
過鏡１側の面に、０．１ｍｍ以下の間隔で多数のキュー
ブコーナー２ａが配置されており、この面が反射面とな
っている。図１において、点Ｏは原稿面の中心点であ
り、物点となる。点Ｉは光検出面の中心点であり、像点
となる。

【０００８】上記構成の光学系では、物点Ｏを発した光
束の１部は半透過鏡１を通過し逆行反射体２で反射光束
となる。この反射光束は０．１ｍｍ以下の間隔で配置さ
れた多数のキューブコーナー２ａの作用によりキューブ
コーナー２ａの内壁で３回反射した後、入射光路とほぼ
同一の光路を逆進し再び半透過鏡１に入射する。この反
射した光束の１部は半透過鏡１で反射し、半透過鏡１に
対して物点Ｏと共役位置である像点Ｉに像を結ぶ。ここ
で物点Ｏと像点Ｉは相互に共役となるため、これらを入
れ替えても同様である。また原稿上の物点Ｏ以外の点の
像も光検出面上の像点Ｉ以外の点に結像することはもち
ろんである。この場合、像の分解能は逆行反射体２の反
射面となる各キューブコーナーの間隔すなわち配列ピッ
チとほぼ等しくなり、この配列ピッチを０．１ｍｍ以下
とすることにより結像性能を極めて向上させることがで
きる。

【０００９】

【実施例１】図３は本発明の実施例１を示し、図１およ
び図２と同一の要素は同一の符号を付して対応させてあ
る。同図において、３はハーフプリズムであり、直角プ
リズム３ａおよび３ｂの間に半透過特性を有する多層膜
３ｃが介挿され、多層膜３ｃを介して直角プリズム３
ａ，３ｂが接合されている。このハーフプリズム３の両
側には光検出器５および逆行反射体２が配置され、逆行
反射体２のハーフプリズム３側の面には０．１ｍｍ以下
の間隔で配置された多数のキューブコーナー２ａが形成
されている。４は透過照明部であり、この透過照明部４
とハーフプリズム３との間に原稿６が配置される。

【００１０】上記構成において、透過照明部４により原
稿６が照明される。原稿６の中心Ｏを発した光束の１部
はハーフプリズム３の多層膜３ｃにより反射され逆行反
射体２の多数のキューブコーナー２ａに入射する。この
入射光束は多数のキューブコーナー２ａの特性により入
射時の光路を逆にたどり光検出器５の中心Ｉに結像す
る。

【００１１】このような構成では、原稿６と光検出器５
が離れていても、像ぼけすることなく原稿６を読取るこ
とができ、しかも本実施例では全体がコンパクトで、小
型化することができる。

【００１２】

【実施例２】図４および図５は本発明の実施例２を示
し、実施例１と同一の要素は同一の符号で対応させてあ
る。これらの図において、７は光源となる蛍光管であ
り、この蛍光管７の光路上には蛍光管７からの光を拡散
させて均一の照明光とするための拡散板８が配置されて
いる。この拡散板８は光拡散性物質で作成されるか、も
しくは表面を砂目状とすることにより作成される。９は
第１のプリズム、１１は第２のプリズム、１３は第３の
プリズムであり、第１のプリズム９および第２のプリズ
ム１１は第１の半透過多層膜１０を介して接合され、第
２のプリズム１１および第３のプリズム１３は第１の半
透過多層膜１０と同材質の第２の半透過多層膜１２を介
して接合されている。１４は光検出器であるラインセン
サーで、ライン方向を底面と垂直になるようにして第３
のプリズム１３に固着されている。１５は蛍光管７から
の光束を制限するための長穴１５ａを有する反射枠であ
り、内壁が高反射率物質でコーディングされている。１
６は内壁が光吸収物質によりコーディングされたカバー
であり、前述したプリズム群に部分接着により固着され
ている。なお原稿６は第１のプリズム９の表面に配置さ
れる。

【００１３】次に本実施例の作用を説明する。図示しな
い電源部からの電力供給により蛍光管７が点灯されて発
光する。この光は反射枠１５の長穴１５ａを通り拡散板
８で拡散光となり、その１部が第１の半透過多層膜１０
で反射し、第１のプリズムの表面に密着状態で配置され
た原稿６を照明する。また、他の１部の光は第１の半透
過多層膜１０を透過し、カバー１６の内壁の光吸収物質
により吸収されて消失する。照明された物点Ｏからの光
束の１部は第１の半透過多層膜１０で反射して拡散板１
側に戻り再び照明に寄与する。そして他の１部の光束は
第１の半透過多層膜１０を透過し、第２のプリズム１１
の内部を通り第２の半透過多層膜１２に達する。ここ
で、１部の光束は透過し、カバー１６の内壁の光吸収物
質により吸収され、消失する。また、他の１部の光束は
第２の半透過多層膜１２で反射し逆行反射体２の裏面に
形成されている多数のキューブコーナー２ａで反射し再
び第２の半透過多層膜１２に達する。ここで、さらに１
部の光束は反射し、再び照明に寄与する光束となり、他
の１部の光束は透過し、第３のプリズム１３の内部を通
り、物点Ｏの光学的共役点に配置されているラインセン
サー１４の中心Ｉに結像する。このような構成では、原
稿６を図５で示す矢印Ａ方向に定められた速度で移動さ
せることにより原稿６の全部又は１部の画像情報として
図示しない外部の記憶装置に出力することができる。こ
こでバーコードリーダーのように１次元情報の原稿の場
合には、原稿を移動させる必要がないことはもちろんで
ある。本実施例においても実施例１と同様な効果を有す
るが、本実施例固有の効果は、特にハンディスキャナ
ー、バーコードリーダーに適した光学系とすることがで
きると共に、小型化ができ、しかも照明効率が高いこと
である。

【００１４】

【実施例１】図６および図７は本発明の実施例３を示
し、実施例２と同一の要素は同一の符号で対応させてあ
る。図６において、１７は第２の半透過多層膜１２を介
して第２のプリズム１１に接合された第３のプリズムで
ある。１８はコピー用紙、１９は蛍光管７からの光束を
制限するための長穴１９ａを有する反射枠であり、内壁
が高反射率物質でコーティングされ、外壁は光吸収物質
でコーティングされている。２０は第１のスペーサー、
２１は第２のスペーサーで、同一形状に成形されてお
り、それぞれ第１のプレズム９および第３のプリズム１
７に固着されている。２２は第１のカバー、２３は第２
のカバーでいずれも内壁が光吸収物質によりコーティン
グされており、プリズム群に部分接着などにより固着さ
れている。本実施例は以上のような構成であるから、図
示するように全体として細長い４角柱形状で且つ対向す
る１対の面に入出力用の窓を有した形状となる。そし
て、原稿６は入力用の窓、すなわち第１のスペーサー２
０の端面に配置され、コピー用紙１８は出力用の窓、す
なわち第２のスペーサー２１の端面に配置される。

【００１５】このような本実施例は実施例２と同様に作
用するが、本実施例では第３のプリズム１７の形状を変
更することにより、像が下側に結像するようになってい
る。このような本実施例では、原稿６を定められた速度
で図７の矢印Ａ方向に移動すると同時に、これに同期さ
せてコピー用紙１８を反対方向の矢印Ｂ方向に移動させ
ながら直接コピー用紙１８に露光することができる。従
って、本実施例では複写機に対して好適に適用できるも
のであり、超小型の線走査の読み取りヘッドとすること
ができる。

【００１６】

【発明の効果】以上のとおり本発明は、半透過鏡と多数
のキューブコーナーを有する逆行反射体とから構成され
るため、像ぼけのないシャープな結像が可能となり、ま
た、小型化することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の基本構成の光路図。

【図２】逆行反射体の断面図。

【図３】本発明の実施例１の側面図。

【図４】本発明の実施例２の断面図。

【図５】本発明の実施例２の斜視図。

【図６】実施例３の断面図。

【図７】実施例３の斜視図。

【図８】画像読取り装置の断面図。

【図９】画像読取り装置の平面図。

【図１０】図９のＸ−Ｘ線断面図。

【符号の説明】

１ 半透過鏡 ２ 逆行反射体

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 半透過鏡と、一方の表面に０．１ｍｍ以
   下の間隔を有して配置された多数のキューブコーナーを
   有し前記半透過鏡の光路上に設けられた逆行反射体とを
   備えていることを特徴とする反射式等倍光学系。