JPH07254968A

JPH07254968A - 照明装置

Info

Publication number: JPH07254968A
Application number: JP6070045A
Authority: JP
Inventors: Hisato Wake; 久人和氣
Original assignee: Tochigi Nikon Corp; Nikon Corp
Current assignee: Tochigi Nikon Corp; Nikon Corp
Priority date: 1994-03-15
Filing date: 1994-03-15
Publication date: 1995-10-03

Abstract

(57)【要約】【目的】光源から原稿へ出射する光をライン状に変換
する光ファイバアレイの、出射側における光量分布を改
善する。【構成】光源１から発する光のうち赤外線分を赤外線
除去フィルタ１２で除去し、色分解フィルタ１１でＲ
ＧＢに色分解し、第１の光拡散板１３で拡散均一化して
光ファイバアレイ６の円形の入射端６ａに入射する。入
射した光は光ファイバアレイ６によりライン状に変換さ
れ、出射端６ｂから出射するライン状の光を第２の光拡
散板１４で拡散均一化した後、この光で原稿５を照射す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光源からの照射光を原
稿に照射し、その反射光または透過光を一次元光電変換
素子を用いてライン状に走査する画像読取装置に設けら
れた照明装置に係り、特に光源から出射する光を光ファ
イバアレイを介して直線状に変換するライン状の照明装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】光源から出射する光を原稿に照射し、そ
の反射光または透過光を電気信号に変換して原稿の画像
を読み取る画像読取装置には、二次元的に画素が配置さ
れたエリアセンサを用いるものと、画素がライン状に配
置されたラインセンサを用い、原稿を副走査方向に移動
して二次元の画像を読み取るものとがある。

【０００３】後者のラインセンサを用いる画像読取装置
によると、画像を読み取るために時間がかかるが、高解
像度の画像が得られるなどの利点があり、広く使用され
ている。また使用する光源はライン状の均一光を出射す
るものであればよい。

【０００４】上記の画像読取装置においては、原稿画像
を照明する照明装置の光量分布が均一であることが重要
である。もし光量分布が不均一であると、副走査方向に
縞が発生する。この光量分布を均一化するために、電気
的または電算的に補正することも可能であるが、この補
正には限界がある。一方、光源としては従来から螢光灯
が用いられているが、発光特性の経時変化が小さく、点
灯回路が不要であるという理由から、ハロゲンランプな
どの点光源も多く用いられてきた。

【０００５】このような点、光源から効率よくライン状
の光を取り出すための従来の手段としては、特開平４−
１００４７７号公報に記載されている構造の画像入力装
置が知られている。この構造は図３に示すように、光源
１、反射鏡２及び集光レンズ３が同一光軸上に配置収納
されたライトボックス４と、ライトボックス４から発す
る光をフィルム原稿５に導く光ファイバアレイ６と、フ
ィルム原稿５を透過した光を集光させラインセンサとし
てのＣＣＤ７に導く集光レンズ８とから構成されてい
る。

【０００６】光ファイバアレイ６の一端部６ａはランダ
ムに束ねられ、集光レンズ３を挾んで光源１の反対側に
設けられ、ライトボックス４の開口から挿入されてい
る。光ファイバ６の他端部６ｂはフィルム原稿５の前面
にライン状に並べられている。そして光源１からの出射
光を集光レンズ３により集光して、光ファイバ６を介し
てフィルム原稿５の１ライン分を同時に照射し、光源１
からの照射光を主走査方向に沿って平均化して導光でき
るようにしている。

【０００７】またこの種の照明装置としては、特開昭６
２−２６３７６１号公報に記載されたように、光ファイ
バアレイの出射端側に拡散スクリーンを配置して、光量
の均一化を図るようにした提案も知られている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら特開平４
−１００４７７号公報に記載された提案によると、光フ
ァイバアレイ６の入射側の一端部６ａをランダムに束ね
ることにより照射光の平均化を図っているが、出射光の
光量を確実に均一化することは保証されない。また特開
昭６２−２６３７６１号公報に記載された提案による
と、局所的な光量ムラは改善されるが、光ファイバアレ
イの入射側の光量分布の片寄りに起因する出射側におけ
る大きな領域にまたがる光量ムラを改善することは困難
である。

【０００９】この状態を図４を使って説明する。光源１
から照射される光は、中央部分が明るくて周辺部が暗い
（図４（ａ））。従って、光ファイバアレイ６の他端部
６ｂから出力される光の分布はバラツクことになる（図
４（ｂ））。光ファイバアレイの一端がランダムに束ね
てあるからである。

【００１０】本発明はこのような状況に鑑みてなされた
もので、光ファイバアレイの出射側における局所的及び
全体的な光量分布を改善し、光量の均一度の高いライン
状の照明装置を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に記載の照明装置は、光を発する光源１
と、光源１の光を拡散する光拡散板１３，１４と、複数
の光ファイバを束ねられた一端（例えば図１の入射端６
ａ）が拡散板１３の前面に配置されるとともに、他端
（例えば図１の出射端６ｂ）が直線状に形成される光フ
ァイバアレイ６とを備え、光ファイバアレイ６の前面に
配置された原稿５を照明することを特徴とする。

【００１２】請求項２に記載の照明装置は、光拡散板１
３、１４が、拡散処理されたガラス板、散光フィルム、
オパールガラスまたはシェーディング補正板のうち、い
ずれかにより構成されたことを特徴とする。

【００１３】請求項３に記載の照明装置は、光源１と光
拡散板１３との間に、赤外線を遮断する赤外線遮断フィ
ルタ１２を備えることを特徴とする。

【００１４】請求項４に記載の照明装置は、赤外線遮断
フィルタ１２と光ファイバアレイ６との間に、ＲＧＢの
各フィルタ１１ｂ，１１ｃ，１１ｄを有する色分解フィ
ルタ１１を備えることを特徴とする。

【００１５】請求項５に記載の照明装置は、光源１とし
て、ハロゲンランプ、キセノンランプまたはメタルハラ
イドランプのうちいずれかを使用することを特徴とす
る。

【００１６】

【作用】上記構成の照明装置においては、光源１から出
射された光は赤外線遮断フィルタ１２により赤外線分が
除去され、色分解フィルタ１１により R.G.Bの各色に周
期的に切り換えられて第１の光拡散板１３に導かれる。
ここで拡散され均一化された光が光ファイバアレイ６の
円形に形成された入射端６ａに入射されるので、光ファ
イバアレイ６のライン状に形成された出射端６ｂから出
射された光は、ほぼ均一な光量分布となる。

【００１７】さらに他端部６ｂから出射された光は第２
の光拡散板１４によって再び拡散され、光ファイバアレ
イ６の出射側におけるファイバの傾きのばらつきなどに
より発生する局所的な光量ムラが低減される。

【００１８】

【実施例】以下、本発明の光源装置の一実施例を図面を
参照して説明する。

【００１９】図１に本発明の一実施例の概略構成を示
す。図１において、図３に示す従来例の部分と対応する
部分には同一の符号を付してあり、その説明は適宜省略
する。なお本実施例ではモノクロラインセンサ７と色分
解フィルタ１１とを使用して、カラーの透過原稿５の画
像を読み取る画像読取装置に設けられた照明装置につい
て説明する。

【００２０】光源１として用いられるランプはハロゲン
ランプであり、光源１の出射側には赤外線遮断フィルタ
１２が同一光軸上に設けられている。ハロゲンランプか
ら出射される光には多量の赤外線が可視光と混在してお
り、これらの光をすべて原稿５の面に照射すると焼損す
るおそれがあるため、また、ＣＣＤ７は赤外線等、可視
光以外にも反応してしまうため、赤外線遮断フィルタ１
２を設けて読み取りに不必要な赤外線分だけを除去して
いる。

【００２１】ハロゲンランプは、ハロゲンガスが封入さ
れた石英バルブ内にタングステンフィラメントが設けら
れており、フィラメントに電流を流すことにより、フィ
ラメントが高温となり、蒸発してバルブの管壁付近でハ
ロゲンと結合し、ハロゲン化タングステンを形成する。
このハロゲン化タングステンは、フィラメント付近に移
動して再びハロゲンとタングステンに分離し、タングス
テンはフィラメントに戻り、ハロゲンは再び反応を繰り
返す。これを、ハロゲンサイクル反応と称し、寿命末期
まで黒化現象を防止し、寿命を左右するフィラメントの
消耗を防止する。

【００２２】赤外線除去フィルタ１２と光ファイバアレ
イ６の入射端６ａとの間には色分解フィルタ１１が設け
られている。色分解フィルタ１１は回転板１１ａに原色
の R.G.Bを発生するためのソリッドフィルタ１１ｂ、１
１ｃ、１１ｄを同心上に配置したものであり、回転板１
７ａを回転することにより各フィルタ１１ｂ、１１ｃ、
１１ｄが光源１の光軸上に位置するように、周期的に切
り換えることができるようになっている。そしてハロゲ
ンランプから発生する白色光を R.G.B光に変換する。

【００２３】色分解フィルタ１１と光ファイバアレイ６
の円形に形成された入射端６ａとの間の光軸上には、円
板状の第１の光拡散板１３が配置されており、光ファイ
バアレイ６のライン状に形成された出射端６ｂと原稿５
との間の光軸上には、矩形板状の第２の光拡散板１４が
配置されている。光拡散板１３、１４はすりガラスのよ
うな拡散処理されたガラス板で構成されている。尚、色
分解フィルタ１１と光拡散板１３とは、赤外線遮断フィ
ルタ１２の後ろ側（光ファイバアレイ側）にあれば、色
分解フィルタ１１の前に光拡散板１３があってもよい。
赤外線により、色分解フィルタ１１と光拡散板１３とが
熱により損傷することがあるからである。

【００２４】次に本実施例の作用を説明する。光源１か
ら出射された白色光は赤外線遮断フィルタ１２によって
赤外線分だけが除去され、色分解フィルタ１１上を照射
する。つぎにこの白色光は色分解フィルタ１１の回転に
より、 R.G.Bの何れかの色に周期的に分解され、第１の
拡散板１３に至る。第１の拡散板１３によって拡散され
た光は、光ファイバアレイ６の入射端６ａに入射し、ラ
イン状に変換されて出射端６ｂから出射される。出射端
６ｂから出射されたライン状の光束は、第２の拡散板１
４によって再び拡散均一化され原稿５に導かれ、原稿５
の主走査方向の１ライン分を照射する。原稿５を透過し
た光は結像レンズ８によりラインセンサ７上に結像さ
れ、原稿５の１ライン分の画像を読み取る。

【００２５】原稿５の１ライン分の画像の読み取りが終
ると、図示しない駆動機構により原稿５を副走査方向に
１ライン分移動して同様の動作をくり返す。このように
して原稿５の２次元画像の読み取りを行う。

【００２６】本実施例によれば、光ファイバアレイ６の
入射端６ａ側と出射端６ｂ側とにそれぞれ第１の光拡散
板１３と第２の光拡散板１４とを設けて、光源１から出
射する光を拡散均一化して原稿５を照射するようにした
ので、光源１及び光ファイバアレイ６の品質や配置など
のばらつきを吸収しやすく、光量ムラの小さいライン状
の照明装置を安定して供給することができる。また光源
１の絶対光量やラインセンサ７の感度に差がある場合
に、光拡散板１３、１４の厚みや種類を変えることによ
り均一化することもできる。

【００２７】上記実施例において、図２に示すように、
例えば反射鏡２の開口部の直径が５０ｍｍで、反射され
たビームの角度が４０度であり、光ファィバアレイ６の
入力端６ａの直径が２０ｍｍであるような場合には、光
源１と入力端６ａとの間の光軸上に集光光学系としての
集光レンズ３を配置することにより、光ファイバアレイ
６に入力する絶対光量の増大を図ることができる。

【００２８】上記実施例では、光源としてハロゲンラン
プを用いたが、光源としてキセノンランプやメタルハラ
イドランプなどを用いてもよい。キセノンランプは、キ
セノンガスを封入した放電灯であり、高輝度の白色光を
発することができる。メタルハライドランプは、希土類
ハロゲン化物を耐熱性の高い硬質ガラスで形成された放
電管内に封入し、棒状のタングステン電極を設けたもの
であり、光強度はハロゲンランプより強く、キセノンラ
ンプより弱い。

【００２９】また、上記実施例では、光拡散板１３、１
４が拡散処理されたガラス板で構成された場合について
説明したが、光拡散板１３、１４として散光フィルム、
オパールガラス、シェーディング補正板などのうちのい
ずれかを用いてもよい。散光フィルムは、ポリエステル
を縦横２方向に延伸して構成したもの等で、コストを低
減することができる。また、オパールガラスは、乳白色
ガラスの表面をファイアポリッシュしたもので、散光フ
ィルムに比較して高価であるが耐熱性が優れている。さ
らに、シェーディング補正板は、円形のガラス板の中心
部をミラーコートして、光量の多すぎる部分を遮光した
ものである。

【００３０】上記実施例ではモノクロラインセンサ７と
色分解フィルタ１１とを用いてカラーの透過原稿５の画
像を読み取る画像読取装置に設けられた照明装置につい
て説明したが、モノクロの原稿の画像を読み取る画像読
取装置に応用しても同様の効果が得られる。また原稿５
は透過原稿に限定されず、反射原稿であってもよく、光
拡散板１３、１４をそれぞれ複数枚で構成してもよい。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の照明装置
によれば、光源と光ファイバアレイとの間及び光ファイ
バアレイと原稿との間に、それぞれ光拡散板を設けたの
で、光ファイバアレイの出射側における局所的及び全体
的な光量分布を改善し、原稿を照射する光源からの光の
光量を均一化することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の照明装置の一実施例の構成を示す分解
斜視図である。

【図２】本発明の照明装置の他の実施例による集光光学
系の構成を示す説明図である。

【図３】従来の照明装置の一例の構成を示す概略構成図
である。

【図４】従来の照明装置の一例における色分布を示す説
明図である。

【符号の説明】

１光源５原稿６光ファイバアレイ１１色分解フィルタ１２赤外線遮断フィルタ１３，１４光拡散板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｇ０２Ｂ 6/00 ３０１Ｇ０６Ｔ 1/00

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光を発する光源と、前記光源の前面に配置され、前記光源の光を拡散する光
拡散板と、複数の光ファイバを束ねられた一端が前記拡散板の前面
に配置されるとともに他端が直線状に形成される光ファ
イバアレイとを備え、前記光ファイバアレイの他端の前面に配置された原稿を
照明することを特徴とする照明装置。
【請求項２】前記光拡散板が、拡散処理されたガラス
板、散光フィルム、オパールガラスまたは、シェーディ
ング補正板のうち、いずれかにより構成されたことを特
徴とする請求項１記載の照明装置。
【請求項３】前記光源と前記光拡散板との間に、赤外
線を遮断する赤外線遮断フィルタを備えることを特徴と
する請求項１に記載の照明装置。
【請求項４】前記赤外線遮断フィルタと前記光ファイ
バアレイの間に、ＲＧＢの各フィルタを有する色分解フ
ィルタを備えることを特徴とする請求項３に記載の照明
装置。
【請求項５】前記光源として、ハロゲンランプ、キセ
ノンランプまたはメタルハライドランプのうちいずれか
を使用することを特徴とする請求項１乃至４いずれかに
記載の照明装置。