JPH08248350A

JPH08248350A - 画像読取装置

Info

Publication number: JPH08248350A
Application number: JP7221779A
Authority: JP
Inventors: Hideki Morikawa; 秀樹森川; Junichi Masuo; 純一増尾; Norizo Takao; 紀三高尾; Masahide Okazaki; 雅英岡崎
Original assignee: Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1995-01-11
Filing date: 1995-08-30
Publication date: 1996-09-27

Abstract

(57)【要約】【課題】読取解像度の変更に応じて結像光学系による
読取領域が変更されるとともに、照明光学系による照明
領域も変更することにより、フレア光の影響を受けにく
い画像読取装置を提供する。【解決手段】円筒走査型の画像読取装置は、照明光学
系Ｅと結像光学系Ｆを備えている。照明光学系Ｅは、原
稿２に光を照明領域に照射する光学系であり、原稿２と
共役な位置には可変視野絞りＦSが配置されている。結
像光学系Ｆは、原稿２の読取領域の像をピックアップレ
ンズ２７により結像面上に結像し、その結像面上に配置
されたとメインアパーチャ板２５のひとつの孔を通過し
た光を光電子増倍管２１で読み取る。この装置におい
て、読取解像度を変更するときは、メインアパーチャ板
２５のアパーチャサイズと視野絞りＦSのサイズを変更
することにより、読取領域および照明領域を変更する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、原稿の照明領域
に光を照射する照明光学系と、原稿の読取領域からの光
を結像面に結像する結像光学系を備えた画像読取装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】図１０は、この発明の背景技術となる画
像読取装置の一例を示す図であり、走査ヘッドの入力走
査光学系を示している。この画像読取装置は、同図に示
すように、原稿シリンダ１０１に貼着された原稿１０２
からの光を走査ヘッドに設けられたピックアップレンズ
（結像レンズ）１０３により受光して、原稿１０２の実
像をサイズの異なる複数の孔（アパーチャ）が形成され
たメインアパーチャ板１０４の位置に結像させ、該メイ
ンパーチャ板１０４のひとつの孔（アパーチャ）を通過
した光を光電子増倍管１０５に入光させて電気信号に変
換するように構成されている。読取解像度を変更する場
合は、光を通過させるメインアパーチャ板１０４の孔径
（アパーチャのサイズ）をその読取解像度に応じて変更
する。

【０００３】上記のように構成された画像読取装置によ
って原稿１０２を読取るためには、原稿１０２を適当な
条件で照明する必要がある。そこで、従来より、種々の
照明光学系が提案され、画像読取装置に組み込まれてい
た。この照明光学系では、光源ランプ１０６と、光源ラ
ンプ１０６からの光を取り込むコレクターレンズ１０７
と、視野絞り１０８とがこの順序で配置されており、光
源ランプ１０６からの光がコレクターレンズ１０７およ
び視野絞り１０８を介して、原稿シリンダ１０１の回転
軸と平行に伸びるレイパイプ１１１内に出射される。

【０００４】このレイパイプ１１１の内部には、開口絞
り１０９およびミラー１１２が配置されており、レイパ
イプ１１１への入射光が開口絞り１０９を通過した後、
ミラー１１２で反射される。そして、この反射光はレイ
パイプ１１１の表面部に固着されたコンデンサーレンズ
１１０を介して原稿シリンダ１０１上の原稿１０２に照
射される。こうして、原稿１０２が照明される。

【０００５】ここで、視野絞り１０８および開口絞り１
０９は、固定されている。

【０００６】上記のようにして、原稿シリンダ１０１を
主走査方向Ｘに回転させるとともに、その回転運動と同
期して走査ヘッドおよび照明光学系を一体的に副走査方
向Ｙに移動させながら、原稿１０２からの光を光電子増
倍管１０５に導いて光電変換された電気信号を順次出力
させる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、図１１に示
すように例えば原稿を読み取る読取解像度を変更する
と、メインアパーチャ板１０４の孔径が変わるので、原
稿上の読取領域ＡＲが変化する。しかしながら、視野絞
り１０８の孔径（アパーチャのサイズ）が固定されてい
るため、照明領域ＡＥは、読み取りの解像度に関係なく
一定である。読取領域ＡＲに対して照明領域ＡＥがわず
かに広い場合は問題ないが、読取領域ＡＲに対して照明
領域ＡＥがかなり広い場合（読取解像度が高い場合）
は、読取領域ＡＲを除く照明領域ＡＥからの光がフレア
光として光電子増倍管１０５に入射する場合がある。こ
のため、特に高解像度側において画像を正確に読み取る
ことができなくなる。

【０００８】本発明は、上述のような問題に鑑みてなさ
れたものであって、読取領域が変化しても、フレア光の
影響を少なくすることにより、読取解像度が変更されて
も正確に画像を読み取る画像読取装置を提供することを
目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、原稿
の照明領域に光を照射する照明光学系と、原稿の読取領
域の像を結像面に結像する結像光学系とを備え、該結像
面の像を光電変換素子で読み取る画像読取装置におい
て、読取解像度の変更を指示する指示手段と、前記指示
手段により指示された読取解像度に応じて前記読取領域
を変更する読取領域変更手段と、前記指示手段により指
示された読取解像度に応じて前記照明領域を変更する照
明領域変更手段と、を備えている。

【００１０】請求項２の発明は、前記照明光学系が、光
源と、光源からの光を集光するコレクターレンズと、該
コレクターレンズを通過した光を前記照明領域に集光す
るコンデンサーレンズと、該コンデンサーレンズに関し
て原稿と共役な位置に配置される視野絞りとを備え、前
記照明領域変更手段が、前記視野絞りのサイズを変更す
ることにより前記照明領域を変更するものである。

【００１１】請求項３の発明は、前記照明光学系が、光
源と、光源からの光を集光するコレクターレンズと、フ
ィールドレンズと、前記フィールドレンズを通過した光
を前記照明領域に集光するコンデンサーレンズと、該コ
ンデンサーレンズに関して原稿と共役な位置に配置され
る視野絞りとを備え、前記照明領域変更手段が、前記視
野絞りのサイズを変更することにより前記照明領域を変
更するものである。

【００１２】請求項４の発明は、前記照明光学系が、光
源と光源からの光を集光するコレクターレンズと、該コ
レクターレンズを通過した光を前記照明領域に集光する
ズームレンズと、該ズームレンズに関して原稿と共役な
位置に配置される視野絞りとを備え、前記照明領域変更
手段が、前記ズームレンズの倍率を変更することにより
前記照明領域を変更するものである。

【００１３】請求項５の発明は、前記照明光学系が、光
源と光源からの光を集光するコレクターレンズと、フィ
ールドレンズと、前記フィールドレンズを通過した光を
前記照明領域に集光するズームレンズと、該ズームレン
ズに関して原稿と共役な位置に配置される視野絞りとを
備え、前記照明領域変更手段が、前記ズームレンズの倍
率を変更することにより前記照明領域を変更するもので
ある。

【００１４】請求項６の発明は、前記照明光学系が、前
記フィールドレンズと前記コンデンサーレンズの間にさ
らにリレー系レンズを備えたものである。

【００１５】請求項７の発明は、前記照明光学系が、前
記光源の光源像が形成される位置あるいは当該光源像と
共役な位置に配置された開口絞りをさらに備えているも
のである。

【００１６】請求項８の発明は、前記結像光学系が、結
像レンズと該結像レンズに関して原稿と共役な位置にあ
るアパーチャ板とを備え、前記アパーチャ板のアパーチ
ャのサイズを変更することにより前記読取領域を変更
し、前記アパーチャを通過した光量を前記光電変換素子
で読み取るものである。

【００１７】請求項９の発明は、前記結像光学系が、結
像レンズと該結像レンズに関して原稿と共役な位置にあ
るアパーチャ板とを備え、前記結像レンズの倍率を変更
することにより前記読取領域を変更するものである。

【００１８】請求項１０の発明は、前記結像光学系が、
前記原稿と前記光電変換素子とが共役な位置関係となる
位置に配置された結像レンズとを備え、前記結像レンズ
の倍率を変更することにより前記読取領域を変更するも
のである。

【００１９】請求項１１の発明は、前記照明領域を前記
読取領域よりも、前記照明光学系および前記結像光学系
の機械的組立誤差に相当したサイズ分、大きく設定して
いる。

【００２０】請求項１２の発明は、前記読取領域に対す
る前記照明領域の比を、低解像度と比較して高解像度の
ほうが大きくなるように、設定している。

【００２１】

【作用】請求項１の発明では、照明光学系によって原稿
の照明領域に光を照射し、結像光学系によって原稿の読
取領域の像を結像面上に結像する。さらに該結像面上の
像を光電変換素子で読み取る。ここで、指示手段により
読取解像度の変更を指示すると、その読取解像度に応じ
て読取領域変更手段により読取領域を変更するととも
に、照明領域変更手段により照明領域を変更する。これ
により、結像光学系による読取領域の変更に伴って、照
明光学系による照明領域を変更することができるので、
読取領域以外の照明領域を狭くすることが可能となり、
従って、フレア光の影響を低減させることが可能とな
る。

【００２２】請求項２乃至３の発明では、コレクターレ
ンズにより光源からの光を集光し、さらに、フィールド
レンズとコンデンサーレンズにより原稿の照明領域に光
を照射する。このコンデンサーレンズに関して原稿と共
役な位置に配置されている視野絞りのサイズを変更する
ことにより、簡単な構成で照明領域を変更することがで
きる。

【００２３】請求項４乃至５の発明では、コレクターレ
ンズにより光源からの光を集光し、さらに、フィールド
レンズとスームレンズにより原稿の照明領域に光を照射
する。また、このズームレンズに関して原稿と共役な位
置に視野絞りが配置されている。ここで、視野絞りのサ
イズを固定した状態でもズームレンズの結率を変更する
ことにより簡単な構成で照明領域を変更することができ
る。

【００２４】請求項６の発明では、フィールドレンズと
コンデンサーレンズの間にリレー系レンズが設けられて
いるので、光量を減衰させることなく光源と原稿間の距
離を長くすることができる。

【００２５】請求項７の発明では、光源の光源像が形成
される位置あるいは当該光源像と共役な位置に開口絞り
が備えられているので、原稿の特性に応じて照明条件
（開口数）を変更することができる。

【００２６】請求項８の発明では、結像レンズに関して
原稿と共役な位置に配置されたアパーチャのサイズを変
更することにより、簡単な構成で読取領域を変更するこ
とができる。

【００２７】請求項９乃至請求項１０の発明では、結像
レンズの倍率を変更することにより、簡単な構成で読取
領域を変更することができる。

【００２８】請求項１１乃至１２の発明では、照明光学
系および結像光学系の機械的な組立誤差があっても、読
取領域は照明領域に包含されるため、正確な画像信号を
読み取ることができる。

【００２９】

【発明の実施の形態】

＜円筒走査型の画像読取装置＞図１および図２は、それ
ぞれこの発明にかかる円筒走査型の画像読取装置の照明
光学系Ｅおよび結像光学系Ｆの一実施形態を示す斜視図
および平面図である。

【００３０】照明光学系Ｅは、図１に示すように、原稿
シリンダ１に装着された原稿２を照明する透過用光学系
ＥＴと、透過用光学系ＥＴと反対の方向から原稿２を照
明する反射用光学系ＥＲとを備えている。なお、以下に
おいて説明する照明光学系Ｅ（透過用光学系ＥＴ＋反射
用光学系ＥＲ）は、原稿２をガラス板など透光性平板上
に載置して画像を読取る装置にも適用することができ
る。

【００３１】透過用光学系ＥＴは、ランプハウス２８内
（図２参照）に、光源３０と、コレクターレンズ４０と
が配置されている。また、ランプハウス２８には副走査
方向Ｙに伸びるレイパイプ２９が連結されており、この
レイパイプ２９内に、フィールドレンズ４３と、リレー
系レンズ４４と、ミラー４８と、コンデンサーレンズ４
９とが設けられている。

【００３２】光源３０では、図１に示すように、キセノ
ンランプやハロゲンランプなどの光源ランプ３１を取り
囲むように孔あき楕円鏡３２が配置されている。光源ラ
ンプ３１から出射した光の一部は、楕円鏡３２で反射さ
れて反射用光学系ＥＲに導かれ、原稿２に照射される。
また、楕円鏡３２の側面部には、孔３２Ｓが形成されて
おり、光源ランプ３１から出射した光の一部は、孔３２
Ｓを通過し、２枚のレンズ３３，３４からなる２次光源
形成レンズ系３５によって所定位置Ｐ30に集光され、２
次光源が形成される。なお、符号３６は２次光源形成レ
ンズ系３５から出射した光を反射させて光源ランプ３１
からの光をコレクターレンズ４０に導くためのミラーで
ある。

【００３３】このように、この実施形態では、要素３１
ないし３５によって光源３０が構成されており、光源ラ
ンプ３１から出射された光を２つの光路に振り分け、そ
れぞれ反射用光学系ＥＲ、透過用光学系ＥＴに入射させ
ている。また、この実施形態では、上記のように構成さ
れた孔あき楕円鏡３２を用いることで光源ランプ３１か
らの光を相互に直交する２方向に振り分けるようにして
いるので、光源ランプ３１からの光を空間的に、しかも
効率良く利用することができる。

【００３４】なお、原稿２として透過原稿を用いる場合
は、透過用光学系ＥＴを、反射原稿を用いる場合は、反
射用光学系ＥＲをそれぞれ採用するために、各光路中に
選択的に進入する図示しないシャッタが設けられる。

【００３５】また、この実施形態では、図１および図２
からわかるように、２次光源形成レンズ系３５をフォー
カル系の光学系で構成しているため、アフォーカル系と
した場合に比べて光路長を短くすることができ、光源３
０のコンパクト化を図ることができる。

【００３６】コレクターレンズ４０は、図２に示すよう
に、光源３０から出射した光を集光し、フィールドレン
ズ４３に導くように構成されている。

【００３７】図３（ａ）は、透過用光学系ＥＴにおける
光学的構成を示す図である。この光学系においては、２
次光源が形成された位置Ｐ30に可変開口絞りＡSが配置
されている。この可変開口絞りＡSには、互いに開口サ
イズが異なる複数の開口が形成されており、開口絞り用
モータ７（図２参照）によって所定角度回転させること
で、開口絞りの開口サイズを適宜変更することができる
ようになっている。

【００３８】コレクターレンズ４０は２次光源からその
レンズ４０の焦点距離ｆ41Sだけ離れた位置に配置さ
れ、２次光源からの光をミラー４２を介して取り込み、
平行光をフィールドレンズ４３側に出射する。このコレ
クターレンズ４０の後側には、原稿２と共役な関係を有
する位置に可変視野絞りＦSが配置されている。この可
変視野絞りＦｓは、視野絞り用モータ６（図２参照）に
よりその孔径（サイズ）を調整することができる。

【００３９】また、この実施形態では、コンデンサーレ
ンズ４９の瞳位置９９に光源ランプ３１の光源像を形成
するように構成しており、この照明光学系は、ケーラー
照明系となっている。

【００４０】次に、図１に戻って、コレクターレンズ４
０に向けて出射された光が原稿２に照射されるまでにつ
いて説明をする。この出射光は、フィールドレンズ４３
を介してリレー系レンズ４４に入射される。このリレー
系レンズ４４を構成する２枚のレンズ４５，４６は、そ
れらの焦点距離を足し合わせた距離だけ相互に離隔配置
されて、いわゆるアフォーカル光学系が形成されてい
る。ここで、リレー系４４レンズをアフォーカル光学系
とすることで、フォーカル系で形成した場合に比べてレ
ンズ面に付着したゴミなどの影響を受けず、良好にリレ
ーすることができる。すなわち、フォーカル光学系の場
合、光源像（または視野絞り像）がレンズ内または面上
に形成されるため、当該レンズのレンズ面にゴミなどが
付着していたとき、光源像（または視野絞り像）が乱
れ、悪影響を及ぼす。これに対し、この実施形態のよう
にアフォーカル光学系でリレー系を形成した場合、光源
像および視野絞り像がレンズ間の空間領域に形成される
ため、レンズ面上のゴミなどの影響を受けず、良好に光
源像をコンデンサーレンズ４９側に、そして視野絞り像
を原稿２上に伝達することができる。

【００４１】このリレー系レンズ４４を出射した光はミ
ラー４８で反射された後、コンデンサーレンズ４９によ
って集光され、原稿シリンダ１上の原稿２（図２参照）
を照射する。

【００４２】このような照明光学系Ｅにおいて、原稿２
と共役な位置に配置されている視野絞りＦSの孔径（サ
イズ）を調整することによって、原稿２上に光が照射さ
れる照明領域を変更することができる。

【００４３】次に、反射用光学系ＥＲについて図１を参
照しつつ説明する。この反射用光学系ＥＲは、図１に示
すように、光源３０からの光を原稿シリンダ１近傍にま
で導くためのバンドルファイバ（導光手段）１３０で構
成されている。このバンドルファイバ１３０の一方端部
１３１が孔あき楕円鏡３２の開口部３２Ｒに対向して孔
あき楕円鏡３２の上方位置に配置され、開口部３２Ｒを
介して出射してきた光がこの一方端部１３１からバンド
ルファイバ１３０に入射され、他方端部（図示省略）側
に導かれた後、他方端部より原稿２に向けて出射され
る。こうして、原稿２の反射用照明が行われる。

【００４４】結像光学系Ｆは、図１および図２に示すよ
うに、メインアパーチャ板２５および該メインアパーチ
ャ板２５上に原稿２の像を結像するピックアップレンズ
（結像レンズ）２７を備えている。メインアパーチャ板
２５は、ピックアップレンズ２７により原稿２の像が結
像される結像面上に配置されている。また、メインアパ
ーチャ板２５には、前述の照明光学系の可変開口絞りＡ
Sと同様に径が異なる複数の孔（アパーチャ）が形成さ
れており、メインアパーチャ用モータ５（図２参照）に
より、その複数の孔（アパーチャ）からひとつのものを
選択し、ピックアップレンズ２７の光軸上に位置するよ
うにメインアパーチャ板２５を回転させる。メインアパ
ーチャ板２５の孔（アパーチャ）を通過した光はコリメ
ータレンズ２４で平行光束に変換され、さらに、２つの
ダイクロイックミラー２３Ｒ，２３Ｂとミラー２３Ｇで
３原色に色分解され、さらに、色フィルタ２２Ｒ，２２
Ｂ，２２Ｇを介してそれぞれ光電変換素子である光電子
増倍管２１Ｒ，２１Ｂ，２１Ｇに導かれる。

【００４５】このような結像光学系Ｆにおいて、メイン
アパーチャ板２５の孔径（サイズ）を変更することによ
り、読取領域を変更することができる。

【００４６】このような照明光学系Ｅおよび結像光学系
Ｆを備えた画像読取装置において、読取解像度を変更す
るときは、可変開口絞りＦsを調整することによって、
原稿２上における照明領域を調整するとともに、メイン
アパーチャ板２５の孔径（アパーチャサイズ）を調整す
ることによって読取領域を調整する。この照明領域と読
取領域の関係を図５（ａ）（ｂ）（ｃ）に示す。

【００４７】同図（ａ）および（ｂ）に示すように、読
取領域ＡＲは読取解像度によって定まるものであり、そ
のサイズは読取解像度の逆数に相当する。読取領域のす
べてに光を照射しなければならないため、照明領域ＡＥ
は読取領域ＡＲを包含する必要がある。また、フレア光
の影響を最小限にするために読取領域ＡＲを除く照明領
域ＡＥ0をできるだけ小さくする必要がある。従って、
照明領域ＡＥと読取領域ＡＲとは完全に一致させること
が最も好ましい態様であが、読取領域ＡＲと照明領域Ａ
Ｅの位置を完全に一致させることは、アパーチャ板２５
や視野絞りＦS等の照明光学系Ｅおよび結像光学系Ｆの
機械的な位置決め精度の点で困難である。

【００４８】よって、図５（ｃ）に示すように、読取解
像度に拘りなく、読取領域ＡＲの位置決め許容誤差と照
明領域ＡＥの位置決め許容誤差を加算した誤差ＴＢの２
倍分、照明領域ＡＥを読取領域ＡＲより大きく設定する
ことにより、光学系の組立による機械的な位置決め誤差
に拘らず、照明領域ＡＥは読取領域ＡＲを包含し、かつ
読取領域を除く照明領域ＡＥ0を狭くすることができる
ので、原稿２の濃度を忠実に読み取るこができるととも
に、フレアの影響を最小限に押さえることができる。

【００４９】この機械的な位置決め誤差により照明領域
ＡＥおよび読取領域ＡＲの位置ズレは、読取解像度に拘
りなくほぼ一定であるため、読取領域ＡＲに対する照明
領域ＡＥの比は、低解像度側と比較して高解像度側のほ
うが大きく設定されているということもできる。

【００５０】なお、読取解像度とメインアパーチャ板２
５の孔径との関係は、読取解像度をＲＥＳ、孔径をｄ、
ピックアップレンズ（結像レンズ）２７の倍率をＭとす
ると、ｄ＝Ｍ／ＲＥＳ・・・（１）の関係式を満足している。従って、倍率Ｍを一定と仮定
すると、孔径ｄを読取解像度に反比例して変更すればよ
い。

【００５１】しかし、読取解像度が比較的高い場合は、
アパーチャ板２５の孔の加工上の問題から、上記関係式
（１）を満足する大きさの孔を形成することはできない
場合がある。この場合は、図５（ｂ）に示すように、高
解像度側においてのみ読取領域ＡＲを若干大きくし、こ
れに伴い照明領域ＡＥも大きくすればよい。この場合、
理想的な読取領域より広い範囲を読み取っているため、
出力された濃度は、正確な画像信号より、若干平滑化さ
れた画像信号ではあるが、この程度の誤差はあまり影響
がない。

【００５２】従って、照明領域ＡＥが読取領域ＡＲに対
して若干広くなる程度に調整することにより、読取解像
度が変更されても読取領域ＡＲを除いた照明領域ＡＥ0
があまり広くならないので、フレア光により悪影響を低
減することができる。

【００５３】図４に、上記照明光学系Ｅおよび結像光学
系Ｆを備えた画像読取装置の制御ブロック図に示す。

【００５４】画像読取装置は、主にマイコン等から構成
される主制御部５５により制御される。主制御部５５
は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等から構成され、ＲＯＭに
格納されている制御プログラム、ＲＡＭに格納されてい
る制御データおよび操作パネル５４からの情報に基づい
て、ＣＰＵが、各負荷を制御する。

【００５５】また、光電子増倍管２１Ｒ，２１Ｂ，２１
Ｇからそれぞれ出力される画像信号ＩＲ，ＩＢ，ＩＧ
は、電流／電圧変換器５０で電流値を電圧値に変換さ
れ、ＬＯＧ変換回路５１によって対数変換され、さらに
Ａ／Ｄ変換回路５３によってデジタルデータに変換され
る。Ａ／Ｄ変換回路５３には、サンプリングクロックＣ
Ｌが入力され、このサンプリングクロックＣＬのタイミ
ングでＡ／Ｄ変換が行われる。従って、このサンプリン
グクロックＣＬの周波数を調整することにより、主走査
方向Ｘの読取解像度を変更することができる。例えば、
このサンプリングクロックＣＬの周波数をＮ倍にすれ
ば、読取解像度はＮ倍になる。

【００５６】オペレータがキーボード等からなる操作パ
ネル（指示手段）５４を介して読取解像度ＲＥＳを入力
すると主制御部５５はその読取解像度データＲＥＳを倍
率制御回路５６に送る。倍率制御回路５６は、その読取
解像度ＲＥＳに応じた、副走査速度Ｖｙ、メインアパー
チャ板２５の孔径および可変視野絞りＦSの孔径を設定
するために、副走査モータ４の回転速度、メインアパー
チャ用モータ５および視野絞りモータ６の回転量を制御
する。また、倍率制御回路５６は、Ａ／Ｄ変換回路５２
に読取解像度に応じた周波数のサンプリングクロックＣ
Ｌを出力する。

【００５７】例えば、読取解像度をＲＥＳ（線／ｍ
ｍ）、原稿シリンダ１の半径をｒ（ｍｍ）、原稿シリン
ダ１の回転周期をＴ（ｓｅｃ）とすると、副走査速度Ｖ
ｙ（ｍｍ／ｓｅｃ）は、Ｖｙ（ｍｍ／ｓｅｃ）＝１／（ＲＥＳ・Ｔ）・・・（２）で表される。また、サンプリングクロックＣＬの周波数
ｆ_CLは、ｆ_CL＝２πｒ／（ＲＥＳ・Ｔ）・・・（３）で表される。

【００５８】倍率制御回路５６は、副走査速度データＶ
ｙを副走査制御回路５８に出力し、その速度で副走査モ
ータ４を駆動する。また、読取解像度ＲＥＳに応じて変
動するセレクタ信号ＳＥＬを読取領域制御回路５９に出
力する。読取領域制御回路５９は、図５に示した読取領
域ＡＲと照明領域ＡＥの関係を記憶したメモリを備えて
おり、その関係に従って、メインアパーチャ用モータ５
と視野絞り用モータ６を駆動する。なお、原稿シリンダ
１は、読取解像度に関係なく一定の周速度Ｖｘで回転す
るように、主走査制御回路５７を介して主走査モータ３
の速度を制御する。また、可変開口絞りＡSは、操作パ
ネル５４からの情報に応じて調整できるように、開口絞
り制御回路６０は開口絞り用モータ７を制御する。可変
開口絞りＡSの開口サイズは、原稿に傷や凹凸があると
きは大きくし、より正確な濃度を読み取りたいときは小
さくする。

【００５９】このように、原稿シリンダ１を主走査方向
Ｘに回転させるとともに、その回転運動と同期して結像
光学系Ｆおよび照明光学系Ｅを含む走査ヘッド２０に一
体的に副走査方向Ｙに移動させながら、原稿２からの光
を光電子増倍管２１Ｒ，２１Ｂ、２１Ｇに導いて原稿２
の画像を光電変換して、原稿２の画像を読取る。

【００６０】以上のように、この実施形態によれば、読
取解像度の変更に伴い結像光学系Ｆにより原稿上の読取
領域ＡＲが変わり、さらに、照明光学系Ｅによる照明領
域ＡＥも変わるため、照明領域ＡＥが読取領域ＡＲと比
較して過度に大きくなることはないので、光電子増倍管
５などの光電変換素子に入射する光は、フレア光の影響
を受けにくい。従って、正確な画像信号を読み取ること
ができる。

【００６１】なお、この実施形態では、図３（ａ）から
わかるように、フィールドレンズ４３とコンデンサーレ
ンズ４９とでアフォーカル光学系が形成されるように配
置されている。なお、このフィールドレンズ４３とコン
デンサーレンズ４９の間にはアフォーカル系のリレー系
レンズ４４が配置されている。しかも上記のように、コ
レクターレンズ４０は２次光源から焦点距離だけ離され
た位置に配置されていることから、この透過用光学系Ｅ
Ｔは像側テレセントリックとなっているため、原稿２を
良好に照明することができる。

【００６２】以上、実施形態に即して本発明を説明した
が、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、
様々な変形が可能である。

【００６３】この実施形態では、結像光学系Ｆによる読
取領域ＡＲをメインアパーチャ板２５の孔径を変更する
ことにより実現したが、メインアパーチャ板２５の孔径
を固定するとともに、ピックアップレンズ（結像レン
ズ）２７にズームレンズを採用し、そのズームレンズの
倍率を変更することにより読取領域ＡＲを変更するよう
にしてもよい。

【００６４】また、この実施形態では、図３（ａ）にお
ける照明光学系Ｅの一部にコンデンサーレンズ４９を用
いていたが、この代わりにズームレンズを用いてもよ
い。この場合は、視野絞りＦSのサイズを固定した状態
で、ズームレンズの倍率を変更することにより、上記実
施形態と同様に照明領域を変更することができる。後述
する図３（ｂ）および図３（ｃ）の構成においても同様
の変形が可能である。

【００６５】また、この実施形態では、可変開口絞りＡ
Sを２次光源が形成される位置に配置しているが、可変
開口絞りＡSの配設位置はこれに限定されるものではな
く、光源像およびそれに共役な位置であれば、どこに配
置してもよい。ただし、上記のように２次光源が形成さ
れる位置Ｐ30に配置した場合、可変開口絞りＡSがラン
プハウス２８内に位置することとなり、開口絞りＡSの
開口サイズを自動的に変更するための自動調整機構（駆
動源および駆動力伝達部など）を組み込みやすいという
利点がある。一方、光源像と共役な位置で、しかも原稿
２に最も近い位置（この実施形態では、コンデンサーレ
ンズ４９の瞳位置（ＡS’））に開口絞りを配置した場
合、レイパイプ２９の振動などによる影響を最小限に抑
えることができ、安定して原稿２を照明することができ
る。

【００６６】また、この実施形態では、透過用光学系Ｅ
Ｔはいわゆるケーラー照明系となっているが、基本的構
成要素を変えることなく、各光学素子の間隔を調整する
ことによってクリティカル照明系とすることも可能であ
り、この場合であっても、ケーラー照明系の場合と同一
効果が得られる。

【００６７】また、この実施形態にかかる透過用光学系
Ｔはリレー系レンズ４４を備えているが、このリレー系
レンズ４４は本発明上必須の構成要素というわけではな
く、図３（ｂ）に示すように、リレー系レンズ４４を設
けることなく、透過用光学系Ｔを構成することができ、
上記円筒走査型の実施形態と同様の作用効果が得られ
る。この場合、可変開口絞りＡSの位置は、図３（ａ）
の場合と同様に光源像が形成された位置ＡSあるいはコ
ンデンサーレンズ４９の瞳位置（ＡS’）に設ければよ
い。また、図３（ｃ）に示すように、光源ランプ３１を
上記実施形態の２次光源の位置に配置してもよい。この
時、開口絞りＡSの位置は、コンデンサーレンズ４９の
瞳位置（ＡS’）に設ければよい。

【００６８】また、上記実施形態では、主走査方向Ｘの
読取解像度は、サンプリングクロックＣＬの周波数を調
整することで実現していたが、サンプリングクロックＣ
Ｌの周波数を一定とし、原稿シリンダ１の回転速度Ｖｘ
を調整することでも実現できる。また、サンプリングク
ロックおよび原稿シリンダの回転速度Ｖｘをともに調整
することでも実現できる。ただし、この場合も、上記実
施形態と同様に関係式（２）および（３）を満足する必
要がある。

【００６９】＜平面走査型の画像読取装置＞図６および
図７は、それぞれこの発明の他の実施形態の平面走査型
の画像読取装置の照明光学系Ｅおよび結像光学系Ｆの一
実施形態を示す斜視図および平面図である。尚、図７
（ａ）および（ｂ）はそれぞれ、主走査方向Ｘの断面
図、副走査方向Ｙの断面図である。なお、この平面走査
型の画像読取装置は、前述の円筒走査型の画像読取装置
と比較して、読取領域がスポット状からスリット状に変
更しただけで、基本原理・構成は同じである。

【００７０】この画像読取装置は、図６に示すように、
原稿台１１に載置された原稿１２を照明する照明光学系
Ｅと、原稿の画像を読み取るための結像光学系Ｆとを備
えている。

【００７１】照明光学系Ｅは、蛍光灯からなる線状光源
８０、シリンドリカルレンズからなるコレクターレンズ
８１、可変視野絞りＦｓ、ミラー８８、可変開口絞りＡ
ｓ、シリンドリカルレンズからなるコンデンサーレンズ
８９が順に配列されている。この視野絞りＦSは、コン
デンサーレンズ８９に関して原稿１２と光学的に共役な
位置に配置されている。また、可変開口絞りＡSは、コ
ンデンサーレンズ８９の前側焦点の位置に配置される。
この照明光学系Ｅにおいて、可変視野絞りＦSのスリッ
ト幅（サイズ）を調整することによって、原稿１２上に
おける照明領域を調整することができる。

【００７２】また、結像光学系Ｆは、ミラー７６、ズー
ムレンズ（結像レンズ）７７、光電変換素子であるライ
ンセンサ７１が順に配列されている。ラインセンサ７１
は、例えば、ＣＣＤ等からなるセンサで、ズームレンズ
７７に関して光学的に共役な位置である結像面上に配置
されている。従って、ラインセンサ７１によって原稿１
２の線上の像を読み取ることができる。

【００７３】この結像光学系Ｆにおいて、読取解像度を
変更する場合は、主走査方向Ｘに関しては、倍率変換用
モータ１５によってズームレンズ７７の結像倍率を調整
し、これによりラインセンサ７１に結像される像倍率を
変更することができる。副走査方向に関しては、上述の
円筒走査型の画像読取装置と同様に原稿２と結像光学系
Ｆと照明光学系Ｅを含む光学系７０との相対速度（副走
査速度）を調整することで実現できる。

【００７４】図８に、可変視野絞りＦSの平面図を示
す。可変視野絞りＦSは、視野絞り用モータ１６を駆動
することにより、一対のスリット板９１ａ、９１ｂによ
り形成されるスリットサイズΔｄを調整する。スリット
板９１は、それぞれの両端にブロック９２ａ、９２ｂが
固定されており、そのブロック９２の一方にはネジ９３
が、他方にはレール９４がそれぞれ貫通している。この
ネジ９３は、上下で２分してネジの形成方向が変わって
いる。このため、ネジ９３を回転させると、スリット９
１ａと９１ｂは逆方向に移動する。従って、視野絞り用
モータ１６を回転することにより、スリットサイズΔｄ
を調整することができる。なお、可変開口絞りＡSもこ
の可変視野絞りと同じ構成であり、開口絞り用モータ１
７を回転させることで、可変開口絞りＡSのスリットサ
イズを変更することができる。

【００７５】このような照明光学系Ｅおよび結像光学系
Ｆを備えた画像読取装置において、読取解像度を変更す
るときは、可変視野絞りＦSのスリットサイズを調整す
ることによって原稿１２の照明領域を変更することがで
きる。この照明領域と読取領域の関係を図９に示す。こ
の図に示すように、照明領域ＡＥが読取領域ＡＲに対し
て若干広くなる程度に調整し、その広くなる程度は、上
記の円筒走査型の実施形態と同様に照明光学系Ｅと結像
光学系Ｆの機械的組立誤差に相当する分であり、また、
副走査方向Ｙに関して、読取領域ＡＲの副走査方向Ｙに
関するサイズに対する照明領域ＡＥのそれの比は、低解
像度側と比較して高解像度側の方を大きく設定してい
る。これにより、読取解像度が変更されても、照明領域
ＡＥは読取領域ＡＲを必ず包含し、かつ読取領域ＡＲを
除いた照明領域ＡＥ0があまり広くならないので、正確
な画像信号を読み取ることができる。

【００７６】なお、この平面走査型の画像読取装置の制
御ブロック図は、円筒走査型の画像読取装置の制御ブロ
ック図と基本構成はほぼ同じなので図示は省略する。た
だ、主走査方向Ｘの変倍処理は、ズームレンズ７７で光
学的に行っているので、図４に示したサンプリングクロ
ックＣＬの周波数を変更する不要はない。

【００７７】以上のようにこの実施形態によれば、ライ
ンセンサ７１を用いた平面走査型画像読取装置において
も、読取解像度の変更に伴い、結像光学系Ｆによる読取
領域ＡＲと照明光学系Ｅによる照明領域ＡＥを変更する
ことができるので、読取領域ＡＲに適合した照明領域Ａ
Ｅを設定できるので、フレア光の悪影響を低減すること
ができる。

【００７８】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、読取解像度の
変更に応じて、結像光学系による読取領域および照明光
学系による照明領域を変更することができるので、読取
領域に適合した照明領域を設定することができる。この
ため、フレア光による影響を低減できるので、正確な画
像信号を読み取ることができる。

【００７９】請求項２乃至３の発明によれば、原稿と共
役な位置に配置された視野絞りのサイズを変更すること
によって、簡単な構成で照明領域を変更することができ
る。

【００８０】請求項４乃至５の発明によれば、照明光学
系のズームレンズの倍率を調整することにより、簡単な
構成で照明領域を変更することができる。

【００８１】請求項６の発明によれば、リレー系レンズ
をさらに備えているので、光源と原稿間距離を長くでき
るので、光源等の配置位置の自由度が増える。

【００８２】請求項７の発明によれば、開口絞りがさら
に備えられているので、原稿の特性に応じて照明条件
（開口数）を調整することができる。

【００８３】請求項８の発明によれば、結像光学系のア
パーチャのサイズを変更することにより、簡単な構成で
読取領域を変更することができる。

【００８４】請求項９乃至１０の発明によれば、結像光
学系の結像レンズの倍率を変更することにより、簡単な
構成で読取領域を変更することができる。

【００８５】請求項１１乃至１２の発明によれば、照明
光学系や結像光学系の機械的な組立誤差があっても、正
確な画像信号を読み取ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明にかかる円筒走査型の画像読取装置の
照明光学系および結像光学系の一実施形態を示す斜視図
である。

【図２】この発明にかかる円筒走査型の画像読取装置の
照明光学系および結像光学系の概略を示す平面図であ
る。

【図３】（ａ）は、図１の照明光学系の光学的構成を示
す図、（ｂ）は、その他の実施形態の照明光学系の光学
的構成を示す図、（ｃ）は、その他の実施形態の照明光
学系の光学的構成を示す図である。

【図４】この発明にかかる画像読取装置の制御ブロック
図である。

【図５】（ａ）は、読取解像度の変更に応じて照明領域
と読取領域が変化すること示す図、（ｂ）は、照明領域
と読取領域の関係を示したグラフ、（ｃ）は、照明領域
と読取領域の関係を示す図である。

【図６】平面走査型の画像読取装置の照明光学系および
結像光学系の実施形態を示す斜視図である。

【図７】（ａ）は、平面走査型の画像読取装置の水平断
面図、（ｂ）は、垂直断面図である。

【図８】視野絞りおよび開口絞りの構成を示す正面図で
ある。

【図９】読取領域と照明領域の関係を示す図である。

【図１０】従来技術の画像読取装置の照明光学系および
結像光学系を示す図である。

【図１１】従来技術の画像読取装置における読取領域と
照明領域の関係を示す図である。

【符号の説明】

１原稿シリンダ２，１２原稿５メインアパーチャ用モータ６，１６視野絞り用モータ７，１７開口絞り用モータ１１原稿台１５倍率変換用モータ２０走査ヘッド２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂ光電子増倍管２５メインアパーチャ板２７ピックアップレンズ（結像レンズ）３０光源３１光源ランプ３５２次光源形成レンズ系４０コレクターレンズ４３フィールドレンズ４４リレー系レンズ４９コンデンサーレンズ５０電流／電圧変換器５１ＬＯＧ変換回路５３Ａ／Ｄ変換回路５４操作パネル（指示手段）５５主制御部５９読取領域制御回路６０開口絞り制御回路７０光学系７１ラインセンサ７７結像レンズ８０光源８１コレクターレンズ８９コンデンサーレンズ９９瞳位置ＦS 視野絞りＡS 開口絞りＥ照明光学系ＥＲ反射用光学系ＥＴ透過用光学系Ｆ結像光学系ＡＥ照明領域ＡＲ読取領域ＲＥＳ読取解像度

フロントページの続き (72)発明者高尾紀三京都市南区東九条南石田町５番地大日本スクリーン製造株式会社十条事業所内 (72)発明者岡崎雅英京都市上京区堀川通寺之内上る４丁目天神北町１番地の１大日本スクリーン製造株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】原稿の照明領域に光を照射する照明光学
系と、原稿の読取領域の像を結像面に結像する結像光学
系とを備え、該結像面の像を光電変換素子で読み取る画
像読取装置において、読取解像度の変更を指示する指示手段と、前記指示手段により指示された読取解像度に応じて前記
読取領域を変更する読取領域変更手段と、前記指示手段により指示された読取解像度に応じて前記
照明領域を変更する照明領域変更手段と、を備えたこと
を特徴とする画像読取装置。
【請求項２】前記照明光学系が、光源と、光源からの
光を集光するコレクターレンズと、該コレクターレンズ
を通過した光を前記照明領域に集光するコンデンサーレ
ンズと、該コンデンサーレンズに関して原稿と共役な位
置に配置される視野絞りとを備え、前記照明領域変更手段が、前記視野絞りのサイズを変更
することにより前記照明領域を変更する請求項１記載の
画像読取装置。
【請求項３】前記照明光学系が、光源と、光源からの
光を集光するコレクターレンズと、フィールドレンズ
と、前記フィールドレンズを通過した光を前記照明領域
に集光するコンデンサーレンズと、該コンデンサーレン
ズに関して原稿と共役な位置に配置される視野絞りとを
備え、前記照明領域変更手段が、前記視野絞りのサイズを変更
することにより前記照明領域を変更する請求項１記載の
画像読取装置。
【請求項４】前記照明光学系が、光源と光源からの光
を集光するコレクターレンズと、該コレクターレンズを
通過した光を前記照明領域に集光するズームレンズと、
該ズームレンズに関して原稿と共役な位置に配置される
視野絞りとを備え、前記照明領域変更手段が、前記ズームレンズの倍率を変
更することにより前記照明領域を変更する請求項１記載
の画像読取装置。
【請求項５】前記照明光学系が、光源と光源からの光
を集光するコレクターレンズと、フィールドレンズと、
前記フィールドレンズを通過した光を前記照明領域に集
光するズームレンズと、該ズームレンズに関して原稿と
共役な位置に配置される視野絞りとを備え、前記照明領域変更手段が、前記ズームレンズの倍率を変
更することにより前記照明領域を変更する請求項１記載
の画像読取装置。
【請求項６】前記照明光学系が、前記フィールドレン
ズと前記コンデンサーレンズの間にさらにリレー系レン
ズを備えた請求項３または請求項５記載の画像読取装
置。
【請求項７】前記照明光学系が、前記光源の光源像が
形成される位置あるいは当該光源像と共役な位置に配置
された開口絞りをさらに備えた請求項２乃至６記のいず
れかに記載の画像読取装置。
【請求項８】前記結像光学系が、結像レンズと該結像
レンズに関して原稿と共役な位置にあるアパーチャ板と
を備え、前記アパーチャ板のアパーチャのサイズを変更すること
により前記読取領域を変更し、前記アパーチャを通過し
た光量を前記光電変換素子で読み取る請求項１記載の画
像読取装置。
【請求項９】前記結像光学系が、結像レンズと該結像
レンズに関して原稿と共役な位置にあるアパーチャ板と
を備え、前記結像レンズの倍率を変更することにより前記読取領
域を変更する請求項１記載の画像読取装置。
【請求項１０】前記結像光学系が、前記原稿と前記光
電変換素子とが共役な位置関係となる位置に配置された
結像レンズとを備え、前記結像レンズの倍率を変更することにより前記読取領
域を変更する請求項１記載の画像読取装置。
【請求項１１】前記照明領域は前記読取領域よりも、
照明光学系および結像光学系の機械的組立誤差に相当し
たサイズ分、大きく設定されている請求項１記載の画像
読取装置。
【請求項１２】前記読取領域に対する前記照明領域の
比は、低解像度側と比較して高解像度側のほうが、大き
く設定されている請求項１記載の画像読取装置。