JPH09200429A - 画像読取装置 - Google Patents

画像読取装置

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JPH09200429A
JPH09200429A JP8005684A JP568496A JPH09200429A JP H09200429 A JPH09200429 A JP H09200429A JP 8005684 A JP8005684 A JP 8005684A JP 568496 A JP568496 A JP 568496A JP H09200429 A JPH09200429 A JP H09200429A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 高画質な画像読取りのできる画像読取装置を
提供する。 【解決手段】 複数のＬＥＤから照射された光は、砲弾
形状のＬＥＤユニット１７により集光される。集光され
た光は導光体８によりライン状に導光されるとともに前
記集光方向と異なる方向にある被写体を照射する。そし
て、照射された被写体からの反射光が、レンズアレー３
によりセンサーＩＣ１に入射し、画像信号に変換され出
力される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、被写体からの光を
読み取り画像信号に変換する画像読取装置に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】従来の画像読取装置としては、図１２の
断面図に示すようなものがある。図１２において、セン
サーＩＣ１がセンサー基板２の上に実装され、レンズア
レー３、原稿を照明するための光源であるＬＥＤアレー
１８、そしてカバーガラス５と共に、フレーム６により
位置決め保持されている。
【０００３】ＬＥＤアレー１８は、図１３に示すように
ＬＥＤ基板７上に赤色（Ｒ）ＬＥＤ１３、緑色（Ｇ）Ｌ
ＥＤ１４、青色（Ｂ）ＬＥＤ１５が、それぞれ所定の間
隔を開けてライン状に複数個並べられることで構成され
ている。
【０００４】また、光源であるＬＥＤアレー１８は、読
み取る原稿の全幅にわたって光を均一に照射する必要が
あるため、例えばＡ４サイズ原稿を照射するためには
Ｒ，Ｇ，Ｂ各色それぞれ最低でも３０個程度のＬＥＤか
ら構成されていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
たような従来の画像読取装置では、多数のＲ，Ｇ，Ｂ各
色のＬＥＤ素子をＬＥＤ基板上に実装する場合、ＬＥＤ
素子は非常に高価であるため、数十個のＬＥＤを用いた
ＬＥＤアレーは、全体のなかで最も大きなコストアップ
要因となっていた。
【０００６】また、ＬＥＤアレーによる原稿面上の照度
分布は、ＬＥＤの真上に対応する箇所が明るく、ＬＥＤ
とＬＥＤの間が暗くなるため、ＬＥＤの個数だけピーク
が現れる。そのため、均一濃度の原稿を読み取ったと
き、隣接するセンサー素子間の出力は急峻であり、セン
サー出力を素子全ビットにわたって補正する必要があっ
た。特に、カラーイメージセンサーの場合、Ｒ，Ｇ，Ｂ
の３色それぞれについて各センサー出力を補正するため
の補正回路が必要になり、回路構成が複雑になるだけで
なくさらなるコストアップ要因となっていた。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記した課題
を解決するためになされたもので、請求項１に記載の画
像読取装置では、同一平面上に配置した複数の光源と、
前記複数の光源から照射された光を導光し被写体をライ
ン状に均一に照射する為の導光手段と、前記複数の光源
から照射された光を前記導光手段の断面上少なくとも長
手方向における略同位置に入射するように集光する共通
の集光手段と、前記導光手段により照射された被写体か
らの光を画像信号に変換するライン状の光電変換手段
と、を有することを特徴とする。
【０００８】請求項２に記載の画像読取装置では、請求
項１に記載の装置において、前記複数の光源及び集光手
段を前記導光手段の端部に設けたことを特徴とする。
【０００９】請求項３に記載の画像読取装置では、請求
項２に記載の装置において、前記複数の光源及び集光手
段を前記導光手段の両端部に設けたことを特徴とする。
【００１０】請求項４に記載の画像読取装置では、請求
項１に記載の装置において、前記複数の光源及び集光手
段を一体にパッケージしたことを特徴とする。
【００１１】請求項５に記載の画像読取装置では、請求
項４に記載の装置において、前記集光手段を光透過性樹
脂で形成し、前記複数の光源をパッケージしたことを特
徴とする。
【００１２】請求項６に記載の画像読取装置では、請求
項５に記載の装置において、前記集光手段を砲弾形状に
したことを特徴とする。
【００１３】請求項７に記載の画像読取装置では、請求
項１に記載の装置において、前記導光手段は、導光した
光を前記被写体の照射方向に反射する反射部を有するこ
とを特徴とする。
【００１４】請求項８に記載の画像読取装置では、請求
項１に記載の装置において、前記複数の光源は、各々単
独で点灯可能であることを特徴とする。
【００１５】請求項９に記載の画像読取装置では、請求
項８に記載の装置において、前記複数の光源は、順次点
灯可能であることを特徴とする。
【００１６】請求項１０に記載の画像読取装置では、請
求項１に記載の装置において、前記複数の光源は、各々
同じ分光特性を有することを特徴とする。
【００１７】請求項１１に記載の画像読取装置では、請
求項１に記載の装置において、前記複数の光源は、各々
異なる分光特性を有することを特徴とする。
【００１８】請求項１２に記載の画像読取装置では、請
求項１１に記載の装置において、前記複数の光源は、
赤、緑、青の分光特性を有するものを含むことを特徴と
する。
【００１９】請求項１３に記載の画像読取装置では、請
求項１１に記載の装置において、前記複数の光源は、シ
アン、マゼンタ、イエローの分光特性を有するものを含
むことを特徴とする。
【００２０】請求項１４に記載の画像読取装置では、請
求項１に記載の装置において、前記複数の光源は、ＬＥ
Ｄを含むことを特徴とする。
【００２１】
【発明の実施の形態】以下、図面を用いて、本発明の実
施の形態について説明する。図１は、本実施の形態にお
ける画像読取装置の断面図であり、図２は、その上面図
である。
【００２２】図１の画像読取装置は、光電変換手段とし
ての光電変換素子群からなるセンサーＩＣ１を被写体で
ある読取り原稿の長さに対応してライン状に精度良く並
べたガラスエポキシ樹脂材等からなるセンサー基板２
と、レンズアレー３と、照明ユニット４と、原稿支持用
の光透過性部材からなるカバーガラス５とを備え、これ
らの構成部材は、アルミニューム等の金属あるいはポリ
カーボネイト等の樹脂材料からなるフレーム６により位
置決め保持されている。
【００２３】次に、画像の読取り動作を説明する。不図
示の制御部は、照明ユニット４のＲ，Ｇ，ＢのＬＥＤを
順次点灯させるように切り換え、カバーガラス５により
支持された不図示の原稿に対して斜め約４５°方向から
Ｒ，Ｇ，Ｂの３色の光を順次照射するように制御する。
原稿で反射した３色の光は、レンズアレー３によりセン
サーＩＣ１上に導かれ、導かれた光情報が画像信号に変
換される。そして、変換されたＲ，Ｇ，Ｂ３色の画像信
号をシステムに伝送し、所定の処理を施してカラー画像
を再現するようになっている。
【００２４】次に照明ユニット４の断面図を図３に、上
面図を図４にそれぞれ示し、以下これらの図面を用いて
説明する。集光手段としての砲弾形状の光透過性樹脂で
パッケージされた光源であるリードフレームタイプの
Ｒ，Ｇ，Ｂ３色のＬＥＤユニット１７と、アクリル樹脂
等の光透過性部材からなる導光手段としての円柱形状の
導光体８と、ＬＥＤユニット１７と導光体８とを位置決
め保持するために断面形状が六角形のハウジング９から
構成されている。ここでＬＥＤユニット１７は、導光体
８の両端部に配置され、導光体８の内部に向かって両側
から光を入射するようになっている。また、ＬＥＤユニ
ット１７と導光体８との間は空洞になっており、ＬＥＤ
ユニット１７から照射された光が導光体断面の少なくと
も長手方向に集光して入射するようになっている。本実
施の形態のように導光体の断面が円形状の場合には、中
央部に集光するほうがより均一な光で原稿を照射するこ
とが可能である。
【００２５】従来のＢやＧのＬＥＤ素子は、ＲのＬＥＤ
素子と比較して一桁以上低輝度であったが、昨今のめざ
ましいＬＥＤ素子技術開発により、ＢやＧのＬＥＤ素子
もＲのＬＥＤ素子と同様に高輝度のものが実用化されて
きているため、このような構成をとることが可能であ
る。
【００２６】また、導光体８には、導光した方向と異な
る方向に光を照射するための拡散面１０が設けられてい
る。拡散面１０は、図５の拡大図に示すように細かなテ
ーパー形状が導光体８の長手方向に連続的に形成されて
おり、テーパーへの入射角θが４１°以上（導光体がア
クリル樹脂で、屈折率ｎ＝１．５の場合）で入射した光
は、全反射角条件を満足し、所望の方向に光を出射させ
るようになっている。さらに、テーパーのピッチは１
（ｍｍ）以下と非常に細かいため、原稿の短い範囲内で
は均一な照度分布が得られ、均一濃度原稿を読み取った
ときの隣接するセンサー素子間の出力差は、ほとんど見
られない。
【００２７】ＬＥＤユニット１７と導光体８とは、ハウ
ジング９により位置決め保持され、ハウジング９には、
その六角形断面の一辺に光を透過するためのスリット１
２が設けられ、それ以外の方向には光を透過しないよう
になっている。ハウジング９の色は、光量をかせぐ目的
で、光の反射効率の良い白色が好ましく、例えばＡＢＳ
樹脂等の材料で形成されている。
【００２８】次にＬＥＤユニット１７の断面図を図６及
び図７に示す。また、その等価回路を図８に示す。Ｒ，
Ｇ，ＢのＬＥＤ素子１３，１４，１５のカソードがリー
ドフレーム１６の共通のベースピン１６ｂに接続され、
アノードがリードフレーム１６の各色専用ピン１６ａ，
１６ｃ，１６ｄに接続され、光を長い距離効率よく導光
し指向性の強い砲弾形の光透過性樹脂からなるＬＥＤユ
ニット１７でパッケージされることで構成されている。
また、各ＬＥＤ素子１３，１４，１５は同一平面上に配
置されており、ＬＥＤユニット１７が非常にコンパクト
にまとまっている。
【００２９】次に画像読取装置の組み立て方法について
説明する。まず、フレーム６の所定位置にレンズアレー
３と照明部４とをそれぞれ挿入する。そして、フレーム
６内部の水平な面と垂直な面に、挿入された照明部４の
ハウジング９断面の六角形の三辺がそれぞれつき当たる
ことで光軸の回転方向の位置決めを精度良く行うことが
できる。フレーム６に挿入された照明部４及びレンズア
レー３の上面と近似的に同一平面上で照明部４及びレン
ズアレー３をはさむ形で設定されたフレーム６の長手方
向の二面に、カバーガラス５を接着剤等で接着する。
【００３０】照明部４の上面は、水平な面であるため、
カバーガラス５の面と平行に近似的に接し、フレーム６
とカバーガラス５とを接着することで、照明部４をがた
つきなく固定することができる。そして最後にＬＥＤユ
ニット１７のリードピン１６ａ〜１６ｄとリードピン１
１をセンサー基板２と半田付け等の手段で接続して組み
立てが完了する。
【００３１】以上のようにＲ，Ｇ，Ｂの各色ＬＥＤの個
数を減らすことで、大幅なコストダウンを可能とした。
また、導光体を使用した間接照明のため、直接照明の場
合に生じるＬＥＤごとの原稿面上の照度ムラが発生せ
ず、均一濃度原稿を読み取った場合のセンサー出力の補
正回路を簡略化できた。さらに、光源としてＬＥＤを指
向性の強い砲弾型のパッケージに収納したものを使用す
ることで、効率よく光を導光し原稿面の照度をアップで
き、高解像かつ高速の読取りを行えるようになった。
【００３２】本実施の形態では、Ｒ，Ｇ，Ｂの３色のカ
ラーイメージセンサーについて述べたが、ほかの色、例
えばシアン、マゼンタ、イエローを用いたものでもよ
い。また、図９，図１０，図１１に示すように単色ＬＥ
Ｄ２２を複数個パッケージした光源を用いた白黒の画像
読取装置についても、照度アップの観点から本実施の形
態のようなパッケージングを採用できるのはいうまでも
ない。
【００３３】
【発明の効果】以上説明したように、請求項１に記載の
画像読取装置では、同一平面上に配置した複数の光源
と、前記複数の光源から照射された光を導光し被写体を
ライン状に均一に照射する為の導光手段と、前記複数の
光源から照射された光を前記導光手段の断面上少なくと
も長手方向における略同位置に入射するように集光する
共通の集光手段と、前記導光手段により照射された被写
体からの光を画像信号に変換するライン状の光電変換手
段と、を有する構成とした。
【００３４】そして、このように構成したことで複数の
光源を同一平面上に配置したため、光源をコンパクトに
して装置を小型化することができた。また、光源の個数
を減らすことで大幅なコストダウンを可能とした。ま
た、導光手段の断面上少なくとも長手方向における略同
位置に複数の光源からの光を集光し入射するようにした
ため、照度ムラが発生することなく被写体をライン状に
均一に照射できるようになった。さらに複数の光源から
の光を共通の集光手段により集光するようにしたため、
効率よく光を集光し被写体の照度をアップし、高解像、
高速の読取りを行えるようになった。
【００３５】請求項２に記載の画像読取装置では、請求
項１に記載の装置において、前記複数の光源及び集光手
段を前記導光手段の端部に設けた構成とした。そして、
上記した効果に加えて、導光手段の端部に集光された光
を効率よく導光し、照度ムラなく被写体を照射できるよ
うになった。
【００３６】請求項３に記載の画像読取装置では、請求
項２に記載の装置において、前記複数の光源及び集光手
段を前記導光手段の両端部に設けた構成とした。そし
て、上記した効果に加えて、導光手段の両端部から光を
入射することで、被写体を照射する光量を上げることが
できた。
【００３７】請求項４に記載の画像読取装置では、請求
項１に記載の装置において、前記複数の光源及び集光手
段を一体にパッケージした構成とした。そして、上記し
た効果に加えて、さらに装置を小型化し、組立性を向上
することができた。
【００３８】請求項５に記載の画像読取装置では、請求
項４に記載の装置において、前記集光手段を光透過性樹
脂で形成し、前記複数の光源をパッケージした。そし
て、上記した効果を光透過性樹脂で形成することで簡単
に得ることができるようになった。
【００３９】請求項６に記載の画像読取装置では、請求
項５に記載の装置において、前記集光手段を砲弾形状に
した。そして、上記した効果をより効率よく得ることが
できるようになった。
【００４０】請求項７に記載の画像読取装置では、請求
項１に記載の装置において、前記導光手段は、導光した
光を前記被写体の照射方向に反射する反射部を有する構
成とした。そして、上記した効果に加えて、さらに効率
よく均一に被写体をライン状に照射できるようになっ
た。
【００４１】請求項８に記載の画像読取装置では、請求
項１に記載の装置において、前記複数の光源は、各々単
独で点灯可能な構成とした。そして、光源を単独で点灯
した場合に、上記効果を得られるようになった。
【００４２】請求項９に記載の画像読取装置では、請求
項８に記載の装置において、前記複数の光源は、順次点
灯可能な構成とした。そして、光源を順次点灯した場合
に上記効果を得られるようになった。
【００４３】請求項１０に記載の画像読取装置では、請
求項１に記載の装置において、前記複数の光源は、各々
同じ分光特性を有する構成とした。そして、上記した効
果に加えて、同じ分光特性を有する光源の光量を均一に
上げることができた。
【００４４】請求項１１に記載の画像読取装置では、請
求項１に記載の装置において、前記複数の光源は、各々
異なる分光特性を有する構成とした。そして、上記した
効果に加えて、さらに被写体のカラー読み取りができる
ようになった。
【００４５】請求項１２に記載の画像読取装置では、請
求項１１に記載の装置において、前記複数の光源は、
赤、緑、青の分光特性を有するものを含むような構成と
した。また、請求項１３に記載の画像読取装置では、請
求項１１に記載の装置において、前記複数の光源は、シ
アン、マゼンタ、イエローの分光特性を有するものを含
むような構成とした。そして、請求項１２または１３の
装置では、上記した効果に加えて、さらにフルカラー読
み取りができるようになった。
【００４６】請求項１４に記載の画像読取装置では、請
求項１に記載の装置において、前記複数の光源は、ＬＥ
Ｄを含むような構成とした。そして、上記した効果を光
源にＬＥＤを用いた場合に得ることができるようになっ
た。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態における画像読取装置の断面図であ
る。
【図２】実施の形態における画像読取装置の上面図であ
る。
【図３】実施の形態における照明部の断面図である。
【図４】実施の形態における照明部の側面図である。
【図５】実施の形態における導光体の詳細図である。
【図６】実施の形態におけるＬＥＤユニットの断面図で
ある。
【図７】実施の形態におけるＬＥＤユニットの側面図で
ある。
【図８】実施の形態におけるＬＥＤユニットの等価回路
図である。
【図９】実施の形態におけるＬＥＤユニットの断面図で
ある。
【図１０】実施の形態におけるＬＥＤユニットの側面図
である。
【図１１】実施の形態におけるＬＥＤユニットの等価回
路図である。
【図１２】従来の画像読取装置における画像読取装置の
断面図である。
【図１３】従来の画像読取装置におけるＬＥＤアレーの
上面図である。
【符号の説明】
１ センサーＩＣ ２ センサー基板 ３ レンズアレー ４ 照明ユニット ５ カバーガラス ６ フレーム ７ ＬＥＤ基板 ８ 導光体 ９ ハウジング １０ 拡散面 １１ リードピン １２ スリット １３ Ｒ−ＬＥＤ １４ Ｇ−ＬＥＤ １５ Ｂ−ＬＥＤ １６ リードフレーム １７ ＬＥＤユニット １８ ＬＥＤアレー ２１ リードフレーム ２２ 単色ＬＥＤ

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 同一平面上に配置した複数の光源と、 前記複数の光源から照射された光を導光し被写体をライ
    ン状に均一に照射する為の導光手段と、 前記複数の光源から照射された光を前記導光手段の断面
    上少なくとも長手方向における略同位置に入射するよう
    に集光する共通の集光手段と、 前記導光手段により照射された被写体からの光を画像信
    号に変換するライン状の光電変換手段と、を有すること
    を特徴とする画像読取装置。
  2. 【請求項２】 請求項１において、前記複数の光源及び
    集光手段を前記導光手段の端部に設けたことを特徴とす
    る画像読取装置。
  3. 【請求項３】 請求項２において、前記複数の光源及び
    集光手段を前記導光手段の両端部に設けたことを特徴と
    する画像読取装置。
  4. 【請求項４】 請求項１において、前記複数の光源及び
    集光手段を一体にパッケージしたことを特徴とする画像
    読取装置。
  5. 【請求項５】 請求項４において、前記集光手段を光透
    過性樹脂で形成し、前記複数の光源をパッケージしたこ
    とを特徴とする画像読取装置。
  6. 【請求項６】 請求項５において、前記集光手段を砲弾
    形状にしたことを特徴とする画像読取装置。
  7. 【請求項７】 請求項１において、前記導光手段は、導
    光した光を前記被写体の照射方向に反射する反射部を有
    することを特徴とする画像読取装置。
  8. 【請求項８】 請求項１において、前記複数の光源は、
    各々単独で点灯可能であることを特徴とする画像読取装
    置。
  9. 【請求項９】 請求項８において、前記複数の光源は、
    順次点灯可能であることを特徴とする画像読取装置。
  10. 【請求項１０】 請求項１において、前記複数の光源
    は、各々同じ分光特性を有することを特徴とする画像読
    取装置。
  11. 【請求項１１】 請求項１において、前記複数の光源
    は、各々異なる分光特性を有することを特徴とする画像
    読取装置。
  12. 【請求項１２】 請求項１１において、前記複数の光源
    は、赤、緑、青の分光特性を有するものを含むことを特
    徴とする画像読取装置。
  13. 【請求項１３】 請求項１１において、前記複数の光源
    は、シアン、マゼンタ、イエローの分光特性を有するも
    のを含むことを特徴とする画像読取装置。
  14. 【請求項１４】 請求項１において、前記複数の光源
    は、ＬＥＤを含むことを特徴とする画像読取装置。
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