JPS5825765A - 読取装置 - Google Patents
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- JPS5825765A JPS5825765A JP56124542A JP12454281A JPS5825765A JP S5825765 A JPS5825765 A JP S5825765A JP 56124542 A JP56124542 A JP 56124542A JP 12454281 A JP12454281 A JP 12454281A JP S5825765 A JPS5825765 A JP S5825765A
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- zone plate
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- zone
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- H04N23/55—Optical parts specially adapted for electronic image sensors; Mounting thereof
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- Multimedia (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Image Input (AREA)
- Facsimile Heads (AREA)
- Facsimile Scanning Arrangements (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、−列の情報として読み取られるべき原稿画像
情報を、複数の結像系で分担して読み取らせる方式の原
稿読取装置であり、一般にファクシミリ等の読取り系と
して広く汎用可能な読取装置に関するものである。
情報を、複数の結像系で分担して読み取らせる方式の原
稿読取装置であり、一般にファクシミリ等の読取り系と
して広く汎用可能な読取装置に関するものである。
従来ファクシミリ等の原稿読取装置°は第１図ないし第
２図に示す様なものであった。第１図において、１は原
稿、２Ｆｉ原稿照明用の螢光灯、３はレンズ、４はＣＣ
Ｄ等の固体センサーである。
２図に示す様なものであった。第１図において、１は原
稿、２Ｆｉ原稿照明用の螢光灯、３はレンズ、４はＣＣ
Ｄ等の固体センサーである。
原稿１を螢光灯２で照明し、レンズ３でその像を固体セ
ンサー４上に作り１ラインを読み、原稿を矢印方向に搬
送していくことによって原稿全面の情報を順次読み取っ
ていくというものである。しかし、このような装置にお
いては、レンズ３の画角に上限がある為、原稿１とセン
サー４との距離を大きく取らざるを得す、その結果ミラ
ー等を用いて光路を折り返すなどをしても装置が大型化
してしまうという欠点があった。
ンサー４上に作り１ラインを読み、原稿を矢印方向に搬
送していくことによって原稿全面の情報を順次読み取っ
ていくというものである。しかし、このような装置にお
いては、レンズ３の画角に上限がある為、原稿１とセン
サー４との距離を大きく取らざるを得す、その結果ミラ
ー等を用いて光路を折り返すなどをしても装置が大型化
してしまうという欠点があった。
また原稿の中心部に対して、周辺部からの光量が低下し
、均一な出力が得られず種々の補正手段を講じなければ
ならなかった。これらの問題点を解決する方法として考
えられた構成が第２図に示す例である。すなわち、第２
図に示すように、結偉光学系を複数のレンズが並設され
た複眼光学系で構成し、かつそれぞれのレンズに各レン
ズ及び各固体撮像素子で分担して絖み取らせる方法であ
る。第２図について更に詳しく説明をする。第２図に於
て５は原稿、６１ ｓ ６１ ＊６、は原稿に描かれた
書画等の画像情報の一部である。７＋ｗ ７ｔ ｔ ’
Ｉｎｎ ｖ ｙ Ｘ、＆、＆、＆１［柚の４１ｉｉ！Ｉ
Ｉの一部６Ｆ、 ％ｅ ６ａのそれぞれの像である。偽
、へ、９．は固体センサー、１０Ｉ−１，１へ−２、”
−” ”” ｅ １０１ ｎ ｅ １％ −Ｌ １０ｍ
−２＋−’ ”−”ｓ １０ｚ −ｎｔｌｏｇ −１，
１０ｍ−２，・＝ 、 １０ｉ ｎ Ｉｄ、ＵｋＪ体
セｙ ？−９１−％ 、９ｓの１ビツトずつの光電変換
部を示す、この読取装置の動作は以下のようになってい
る。即ち、原稿５は紙面と垂直方向に搬送されており、
多数のレンズ７、、７．、７．・・・・・・及び固体セ
ンサー’ｌｋ、 ９１ｔ ％・・・−・などの配列方向
が主走査方向になる。レンズ％ ７１ｙ ７．、７ｊは
それぞれ原稿上の書画ａｌｅ ６＊、 ６ｍの縮小像へ
、＆、＆を１０１ ｎ ｅ １０ｚ −１，１０１−
２ｍ ”” ”％ １０１− ｎ、 １（％ −１゜１
０ｓ−２，・・・・・・１０ｊ−ｎという順で並べても
元の原稿の書−の正しい順序にはならない。従って例え
ば各ピットの出力ｋ １０＊ −Ｔｉｍ・・・・・−，
１へ−２゜１０１− Ｌ １０ｍ −ｎｖ＝・・” ｇ
１０ｍ −２＊ １０＊ Ｌ １０ｓ ｎｓ・・・
・・・、 １０．−２．１０３−１ という順序でと
り出す必要がある。あるいは端から順に出力を取り田し
、いったんメモリーに格納してから正しい順序で取り出
す必要がある。あるいは記録系のヘッドがマルチヘッド
の場合には１つの固体センサーの各ビットとその固体セ
ンサーに対応する記録ヘッド部の各ビットとの対応會そ
れぞれが逆転した関係でとることにより、固体センサー
の読取信号を端から順にあるいは並列に記録ホに送って
記録を行ない、正しい記録がなされる。すなわち、記録
ヘッドの原稿の６１に対応する部分の各ピットが、ちょ
うど原稿の６．の部分とそのｆ＃ ８．と同じ幾例学的
関係で固体センサーの谷ピットと関係づけられている。
、均一な出力が得られず種々の補正手段を講じなければ
ならなかった。これらの問題点を解決する方法として考
えられた構成が第２図に示す例である。すなわち、第２
図に示すように、結偉光学系を複数のレンズが並設され
た複眼光学系で構成し、かつそれぞれのレンズに各レン
ズ及び各固体撮像素子で分担して絖み取らせる方法であ
る。第２図について更に詳しく説明をする。第２図に於
て５は原稿、６１ ｓ ６１ ＊６、は原稿に描かれた
書画等の画像情報の一部である。７＋ｗ ７ｔ ｔ ’
Ｉｎｎ ｖ ｙ Ｘ、＆、＆、＆１［柚の４１ｉｉ！Ｉ
Ｉの一部６Ｆ、 ％ｅ ６ａのそれぞれの像である。偽
、へ、９．は固体センサー、１０Ｉ−１，１へ−２、”
−” ”” ｅ １０１ ｎ ｅ １％ −Ｌ １０ｍ
−２＋−’ ”−”ｓ １０ｚ −ｎｔｌｏｇ −１，
１０ｍ−２，・＝ 、 １０ｉ ｎ Ｉｄ、ＵｋＪ体
セｙ ？−９１−％ 、９ｓの１ビツトずつの光電変換
部を示す、この読取装置の動作は以下のようになってい
る。即ち、原稿５は紙面と垂直方向に搬送されており、
多数のレンズ７、、７．、７．・・・・・・及び固体セ
ンサー’ｌｋ、 ９１ｔ ％・・・−・などの配列方向
が主走査方向になる。レンズ％ ７１ｙ ７．、７ｊは
それぞれ原稿上の書画ａｌｅ ６＊、 ６ｍの縮小像へ
、＆、＆を１０１ ｎ ｅ １０ｚ −１，１０１−
２ｍ ”” ”％ １０１− ｎ、 １（％ −１゜１
０ｓ−２，・・・・・・１０ｊ−ｎという順で並べても
元の原稿の書−の正しい順序にはならない。従って例え
ば各ピットの出力ｋ １０＊ −Ｔｉｍ・・・・・−，
１へ−２゜１０１− Ｌ １０ｍ −ｎｖ＝・・” ｇ
１０ｍ −２＊ １０＊ Ｌ １０ｓ ｎｓ・・・
・・・、 １０．−２．１０３−１ という順序でと
り出す必要がある。あるいは端から順に出力を取り田し
、いったんメモリーに格納してから正しい順序で取り出
す必要がある。あるいは記録系のヘッドがマルチヘッド
の場合には１つの固体センサーの各ビットとその固体セ
ンサーに対応する記録ヘッド部の各ビットとの対応會そ
れぞれが逆転した関係でとることにより、固体センサー
の読取信号を端から順にあるいは並列に記録ホに送って
記録を行ない、正しい記録がなされる。すなわち、記録
ヘッドの原稿の６１に対応する部分の各ピットが、ちょ
うど原稿の６．の部分とそのｆ＃ ８．と同じ幾例学的
関係で固体センサーの谷ピットと関係づけられている。
固体センサーへ。
９、と対応する記録ヘッド部の関係に関しても一同様で
ある。
ある。
それぞれの固体センサーは原稿のり［定の領域を避ける
ためにａ光手段１１４ 、１１！ 、 ｌｌａ 、 １
１４・・・・−・が設けられている。＃！光手段１１．
によって画像の一部である６、からの光束１２扛遮ぎら
れて、従って固体センサーへの光電変換出力は原稿の１
ｉ１ｔｈの−ｓ６１のみを読み取った正しい信号とな長
さが各部分画（例えはへ）の長さと等しい。
ためにａ光手段１１４ 、１１！ 、 ｌｌａ 、 １
１４・・・・−・が設けられている。＃！光手段１１．
によって画像の一部である６、からの光束１２扛遮ぎら
れて、従って固体センサーへの光電変換出力は原稿の１
ｉ１ｔｈの−ｓ６１のみを読み取った正しい信号とな長
さが各部分画（例えはへ）の長さと等しい。
即ちレンズ７１ ＃ ７！ ｌ ７ｍ・・・が等倍系で
あることが望ましいが、各固体センサー自体の構成にお
いては、元亀震換部外に非変換領域があったり、遮光手
段を設けたりする関係上告レンズは一般に等倍系でなく
縮小結像となっている。ところで、第２図に示したよう
な複数のレンズ系による結像系の位置精度について考え
る。結像レンズ（例えば７．）が光軸に垂直な方向へΔ
だけ平行偏心をしたとき、レンズの結像倍率をβとする
と、特定の固体センサーと結像関係を持つ原稿向上の視
野の元軸に垂直な方向への移動量δは次の関係にある。
あることが望ましいが、各固体センサー自体の構成にお
いては、元亀震換部外に非変換領域があったり、遮光手
段を設けたりする関係上告レンズは一般に等倍系でなく
縮小結像となっている。ところで、第２図に示したよう
な複数のレンズ系による結像系の位置精度について考え
る。結像レンズ（例えば７．）が光軸に垂直な方向へΔ
だけ平行偏心をしたとき、レンズの結像倍率をβとする
と、特定の固体センサーと結像関係を持つ原稿向上の視
野の元軸に垂直な方向への移動量δは次の関係にある。
δ＝Δ（１−−） ■
β
特定の固体センサーと結像関係を持つＩｋＡ楢面上の視
野か元軸に垂直な方向に移動するということは、固体セ
ンサー９□へｅ ”９ｍ ”・・−に゛よって得られた
儂と原稿との対応関係がずれ、最終的に得られた画ｇＩ
！は、固体センサーへ、ち、９１・・・・・・の継なぎ
目において跳びやダブリが生じる。そのため原稿面上の
視野の移動量δは固体センサーの１ビツトの大きさに対
して決まる成る固定ｉｔより小さくすることが望まれる
。
野か元軸に垂直な方向に移動するということは、固体セ
ンサー９□へｅ ”９ｍ ”・・−に゛よって得られた
儂と原稿との対応関係がずれ、最終的に得られた画ｇＩ
！は、固体センサーへ、ち、９１・・・・・・の継なぎ
目において跳びやダブリが生じる。そのため原稿面上の
視野の移動量δは固体センサーの１ビツトの大きさに対
して決まる成る固定ｉｔより小さくすることが望まれる
。
例えば、固体センサーの１ビツトの大きさ相当の原稿面
上の大きさｆｔ５３３μ×１とすると、原稿面上の視野
の移動量Ｊを１ビツトの１７４以下小結像）として、δ
＝Δ（ｉ＋ ） ≦２６．０すなわち、結像レンズ
（例えば７１）の光軸に垂直な方向への平行偏心量Δは
１１，５５μ以下でなければならない。同様に、固体セ
ンサーの１ビツトの大すると、原稿面上の視野の移動量
δを１ビツト小結像として、δ＝Δ（ｌ＋ｏｉ ）≦３
９．０６すなわち、レンズの平行偏心量Δは１７４μ以
下でなければならない０以上よりわかるように、実用レ
ヴエルでのビットの大きさに対して、原稿の像に眺びな
方向への平行偏心量Δをｌθμ〜２０μ以下に抑えなけ
ればならない。しかるに、結像レンズ７、 、７． 、
？、・・・・・・をガラスのような温度、湿度に対し
て比較的安定した材料で製作する場合には、個々のレン
ズを別々に製作したのち組み込まなければならず、組み
込みに際し固体センサー９１ ＊９ｔ ｓ ’％・・・
・・・に対する位置合せ′に１０μ〜２０μのｉ！６梢
鍵で行なうことは、レンズの個数が多いだけに多くの手
間ｆ要し量産性を阻害する要因となる。また、結像レン
ズ７□７． 、７．・・・・・・を、アクリルのような
プラスチックでモールド化し、複数のレンズを一体化す
れば、固体セン丈−偽。
上の大きさｆｔ５３３μ×１とすると、原稿面上の視野
の移動量Ｊを１ビツトの１７４以下小結像）として、δ
＝Δ（ｉ＋ ） ≦２６．０すなわち、結像レンズ
（例えば７１）の光軸に垂直な方向への平行偏心量Δは
１１，５５μ以下でなければならない。同様に、固体セ
ンサーの１ビツトの大すると、原稿面上の視野の移動量
δを１ビツト小結像として、δ＝Δ（ｌ＋ｏｉ ）≦３
９．０６すなわち、レンズの平行偏心量Δは１７４μ以
下でなければならない０以上よりわかるように、実用レ
ヴエルでのビットの大きさに対して、原稿の像に眺びな
方向への平行偏心量Δをｌθμ〜２０μ以下に抑えなけ
ればならない。しかるに、結像レンズ７、 、７． 、
？、・・・・・・をガラスのような温度、湿度に対し
て比較的安定した材料で製作する場合には、個々のレン
ズを別々に製作したのち組み込まなければならず、組み
込みに際し固体センサー９１ ＊９ｔ ｓ ’％・・・
・・・に対する位置合せ′に１０μ〜２０μのｉ！６梢
鍵で行なうことは、レンズの個数が多いだけに多くの手
間ｆ要し量産性を阻害する要因となる。また、結像レン
ズ７□７． 、７．・・・・・・を、アクリルのような
プラスチックでモールド化し、複数のレンズを一体化す
れば、固体セン丈−偽。
チ、９．・・・・−・に対する組み込み時の位置合せの
手間は大幅に短縮される反面、アクリルのようｌモール
ド化可能な光学用プラスチックは温健、湿度といった環
境条件に対して寸法あるいは屈折率の面で変化が大きい
ため、前に示したような平行偏心精度を１０μ〜２０μ
以下に抑えることは困難である。例えば、熱によるアク
リルの膨張についてみると、熱線膨張係数は一６Ｘ１０
−’とすると、４８０ｕｒｎとなる。これに対し、固体
センサーの基板となるシリコン（Ｓｔ）やガラス（Ｓｉ
Ｏ＋）などの熱線膨張係数はアクリルに比べて約１桁小
さいため、線膨張量は上記アクリルの場合と同一条件下
におい：ては、数十絢 となり、アクリルによって複眼
レンズを１体化した場合にはセンサーに対するレンズの
平行偏心量は最大数百−に及び実用化が困難である。
手間は大幅に短縮される反面、アクリルのようｌモール
ド化可能な光学用プラスチックは温健、湿度といった環
境条件に対して寸法あるいは屈折率の面で変化が大きい
ため、前に示したような平行偏心精度を１０μ〜２０μ
以下に抑えることは困難である。例えば、熱によるアク
リルの膨張についてみると、熱線膨張係数は一６Ｘ１０
−’とすると、４８０ｕｒｎとなる。これに対し、固体
センサーの基板となるシリコン（Ｓｔ）やガラス（Ｓｉ
Ｏ＋）などの熱線膨張係数はアクリルに比べて約１桁小
さいため、線膨張量は上記アクリルの場合と同一条件下
におい：ては、数十絢 となり、アクリルによって複眼
レンズを１体化した場合にはセンサーに対するレンズの
平行偏心量は最大数百−に及び実用化が困難である。
斯様な従来の読取装置Ｉを改良すべく、本件出装置を開
示した。このゾーンプレートによる結像特性は、波長帯
域や帯域幅に依存するので、光源として用いられるもの
が限定される。例えば牟−の波長を出すレーザ又は、グ
リーンの螢光灯とか、ある限られた波長帯域の光束を出
す置合わせを満足し、且つコンパクトな構成を実現出来
るゾーンプレートを、結傳系として用いたｖｌ、ｍ装置
に於いて、光源がタングステンランプやハロゲンランプ
等の白色光源であっても、院取り精度を充分に満足させ
る読取装置を提供することにある。
示した。このゾーンプレートによる結像特性は、波長帯
域や帯域幅に依存するので、光源として用いられるもの
が限定される。例えば牟−の波長を出すレーザ又は、グ
リーンの螢光灯とか、ある限られた波長帯域の光束を出
す置合わせを満足し、且つコンパクトな構成を実現出来
るゾーンプレートを、結傳系として用いたｖｌ、ｍ装置
に於いて、光源がタングステンランプやハロゲンランプ
等の白色光源であっても、院取り精度を充分に満足させ
る読取装置を提供することにある。
本発明に係る読取装置に於いては、光源部とフォトセン
サーの間に波長帯域フィルターを設けることにより、そ
の画像情報が読み取られるべき原ｉｆａｍからフォトセ
ンサーに入射する光束全実質的に単色化することにより
上記目的を達成せんとするものである。
サーの間に波長帯域フィルターを設けることにより、そ
の画像情報が読み取られるべき原ｉｆａｍからフォトセ
ンサーに入射する光束全実質的に単色化することにより
上記目的を達成せんとするものである。
以下、図面を用いて本発明を詳述する除、フレネルタイ
プのゾーンプレートを用いて続開するが、本発明はガポ
アータイプのゾーンプレートでも良い。
プのゾーンプレートを用いて続開するが、本発明はガポ
アータイプのゾーンプレートでも良い。
第３図、第４図（ａ）、（ｂ）及び＄５図（ａ）、（ｂ
）は本発明の読取装置で採用したゾーングレートによる
結惰系を示す為の図である。第３図に於いて、１３は原
稿、１４ｔ 、 １４ 、１４ｍは原稿に描かれた４Ｆ
１１１１１１の一部ａ １５１ ｍ Ｉｋ ｅ １５
ｍはいわゆるゾーンプレートと称せられる結像光学系、
１６１，１６．．１６．は原稿の誓画の一部１４． 、
１４ｔ 、 １４のそれぞれの癲、１７□１７．．１７
．ｉｆ：アモルファス・シリコンなどで代衣され、る薄
膜センサーであり、１８と１９はいずれもガラスのよう
な光学的透明媒体である。
）は本発明の読取装置で採用したゾーングレートによる
結惰系を示す為の図である。第３図に於いて、１３は原
稿、１４ｔ 、 １４ 、１４ｍは原稿に描かれた４Ｆ
１１１１１１の一部ａ １５１ ｍ Ｉｋ ｅ １５
ｍはいわゆるゾーンプレートと称せられる結像光学系、
１６１，１６．．１６．は原稿の誓画の一部１４． 、
１４ｔ 、 １４のそれぞれの癲、１７□１７．．１７
．ｉｆ：アモルファス・シリコンなどで代衣され、る薄
膜センサーであり、１８と１９はいずれもガラスのよう
な光学的透明媒体である。
薄膜センサーは透明基板１９の上に設けられており、ゾ
ーンプレートは透明基板１８の上に設けられている。第
４図（Ｊｌ）はゾーン−プレートの拡大図であり、透明
基板１８の上にＣｒ等の金ｉｓ良２１が設けられた様子
を示している。第４図（ｂ）は、第４図（ａ）を元軸２
２方向から見た図を示す。よく知られているようにフレ
ネル（あるいはソーレー）のゾーンプレートはレンズと
同じように結像作用があ゛す、第４図（＆）、（ｂ）で
示すように光が透過する輪帯１と不透明な輪帯ＯＰを交
互に設け、ｒｍとｒｍ ＋１（ｒｍ ＝ １．２．３＊
−−３ｋ半径とする輪帯の寸法を、ｒｍ＝β江丁で与え
れば、焦点距離ｆを持つレンズと同様の結像作用をもた
らす。ここにλは元の波長である。＠４図（ａ）に於い
て、−２坑−ＩＲ，Ｏ，＋ＩＲ，＋２Ｒは回折光で、０
は零次光、土ｎＲは＋１次の回折光を示す。第４図にお
ける各輪帯によって回折される１次の回折光ＩＲが焦点
距離ｆの結像作用をもたらす。ゾーン・プレートは通常
、いわゆ゛る色収差を少なくするために単色光あるいは
準単色光を用いる場合が多い。第４図（ａ）および（ｂ
）はｍ＝１０の場合の例について示してあり、元を遮蔽
するための不透明膜２１はＣｒ等の金属膜を蒸着するこ
とによって得られる。ここで例えば、焦点距離ｆ＝ １
０■、光の波長をλ＝ ５４６Ｊ）７ｎｍ （単色光〕
とし、輪帯の数ｍ ＝ ２００とした場合について考え
る。
ーンプレートは透明基板１８の上に設けられている。第
４図（Ｊｌ）はゾーン−プレートの拡大図であり、透明
基板１８の上にＣｒ等の金ｉｓ良２１が設けられた様子
を示している。第４図（ｂ）は、第４図（ａ）を元軸２
２方向から見た図を示す。よく知られているようにフレ
ネル（あるいはソーレー）のゾーンプレートはレンズと
同じように結像作用があ゛す、第４図（＆）、（ｂ）で
示すように光が透過する輪帯１と不透明な輪帯ＯＰを交
互に設け、ｒｍとｒｍ ＋１（ｒｍ ＝ １．２．３＊
−−３ｋ半径とする輪帯の寸法を、ｒｍ＝β江丁で与え
れば、焦点距離ｆを持つレンズと同様の結像作用をもた
らす。ここにλは元の波長である。＠４図（ａ）に於い
て、−２坑−ＩＲ，Ｏ，＋ＩＲ，＋２Ｒは回折光で、０
は零次光、土ｎＲは＋１次の回折光を示す。第４図にお
ける各輪帯によって回折される１次の回折光ＩＲが焦点
距離ｆの結像作用をもたらす。ゾーン・プレートは通常
、いわゆ゛る色収差を少なくするために単色光あるいは
準単色光を用いる場合が多い。第４図（ａ）および（ｂ
）はｍ＝１０の場合の例について示してあり、元を遮蔽
するための不透明膜２１はＣｒ等の金属膜を蒸着するこ
とによって得られる。ここで例えば、焦点距離ｆ＝ １
０■、光の波長をλ＝ ５４６Ｊ）７ｎｍ （単色光〕
とし、輪帯の数ｍ ＝ ２００とした場合について考え
る。
このとき最小円の半径はｒｔ ＝ ０．０７３８−であ
り、最も外側の輪帯の半径はｒ、＝１．０４４９−ある
いはｒ、。。＝ １．０２０９６−となる。即ち、最も
外側の輪帯の幅はｒｌ（１１１ｒｔ。、より２．４μで
ある。この上うな輪帯状に不透明膜を設ける方法は、Ｉ
Ｃの製作工程の一工程としてよく知られているフォトエ
ツチングにより可能であり、基板１８の上に誦梢度に多
くのゾーンプレー）ｔ １度に設けることができる。
り、最も外側の輪帯の半径はｒ、＝１．０４４９−ある
いはｒ、。。＝ １．０２０９６−となる。即ち、最も
外側の輪帯の幅はｒｌ（１１１ｒｔ。、より２．４μで
ある。この上うな輪帯状に不透明膜を設ける方法は、Ｉ
Ｃの製作工程の一工程としてよく知られているフォトエ
ツチングにより可能であり、基板１８の上に誦梢度に多
くのゾーンプレー）ｔ １度に設けることができる。
一方、例えばアモルファスシリコンなどで代表される薄
膜センサー１７． 、１７． 、１７．−・・・・・も
ゾーンプレートと同様のフォトエツチングの手法によっ
て透明基板１９の上に、所望のパターンで一体化して設
けられており、薄膜センサー１７ｔ 、 １７ｔ ｅ
１７ｍ・・・・・・とゾーンプレート１鳥、１島。
膜センサー１７． 、１７． 、１７．−・・・・・も
ゾーンプレートと同様のフォトエツチングの手法によっ
て透明基板１９の上に、所望のパターンで一体化して設
けられており、薄膜センサー１７ｔ 、 １７ｔ ｅ
１７ｍ・・・・・・とゾーンプレート１鳥、１島。
１５、・・・・−の位置合せｔｌ−１０μ〜２０μ以下
で行なった衿には例えば薄膜センサー１７ｓ 、 １７
ｚ 、 １７ｍ −・−・が設けられている透明基板１
９の上、および、ゾーンプレート１５１ 、１５！ 、
１鳥・−・−が設けられている透明基板１８の上に同
一マスクから得られた位置合せのための基準ノくターン
をフォトエッチ、／グ一体化されたセンサーに対して、
一体化された結像系を＾い精度（例えば数μ以下）で位
置合せすることが比較的容易に達成することができる。
で行なった衿には例えば薄膜センサー１７ｓ 、 １７
ｚ 、 １７ｍ −・−・が設けられている透明基板１
９の上、および、ゾーンプレート１５１ 、１５！ 、
１鳥・−・−が設けられている透明基板１８の上に同
一マスクから得られた位置合せのための基準ノくターン
をフォトエッチ、／グ一体化されたセンサーに対して、
一体化された結像系を＾い精度（例えば数μ以下）で位
置合せすることが比較的容易に達成することができる。
また、結像系と、センサー双方の基板はガラスなどの岨
１境性に優れている材料から成り、更に結像系とセンサ
ー双方の基板が同一の材料の場合は熱的な膨張量がセン
サー、結像系双方等しいため温変変化による伸縮が０で
すなわち、結像系とセンサー間の位置のズレはＯとなる
。
１境性に優れている材料から成り、更に結像系とセンサ
ー双方の基板が同一の材料の場合は熱的な膨張量がセン
サー、結像系双方等しいため温変変化による伸縮が０で
すなわち、結像系とセンサー間の位置のズレはＯとなる
。
仮に、同一種類のガラスでなくとも、熱めに膨張率がわ
ずかなものを選定すれに１温度変化による伸縮で結像系
とセンサー間の位置のズレを要求される精度（例えば２
０μ以下）におさえることができる。
ずかなものを選定すれに１温度変化による伸縮で結像系
とセンサー間の位置のズレを要求される精度（例えば２
０μ以下）におさえることができる。
第４図（ａ） 、 （ｂ）に示した例は、中心力為ら−
の輪帯について交互に不透明と透明域を綬けた例であつ
た。これはいわゆる振幅型ゾーンプレートと称せられ、
よく知られている。この場合、最小円の部分が不透明な
例を示したが、一般には最小円の部分が透明であって、
外側へ順に不透明、透明を交互に繰り返すものでもよい
。また、ゾーンプレートは、第５図（ａ）、（ｂ）で示
すように、全域で光を透過するものの、中心からの輪帯
について、交互に位相がλ／！（λ：光の波長）だけ多
くなるような透明［２４が設けられている場合であって
もよい。これはいわゆる位相型ゾーンプレートと称せら
れよく知られている。第５図（ａ）において、位相ずれ
を与える透明膜２４の屈折率をｎｐとし、その厚みｔ−
ｄｐとすると、（ｎｐ−１）ｄｐ＝λＡ（１２元の波長
）である。透明膜２４の上に設けられた不透明膜２３は
Ｃｒのような金属膜である。これはゾーンプレートの外
側の面は結像に寄与しない無効な領域であるため、原稿
から来る迷光を遮断する目的をもっている。
の輪帯について交互に不透明と透明域を綬けた例であつ
た。これはいわゆる振幅型ゾーンプレートと称せられ、
よく知られている。この場合、最小円の部分が不透明な
例を示したが、一般には最小円の部分が透明であって、
外側へ順に不透明、透明を交互に繰り返すものでもよい
。また、ゾーンプレートは、第５図（ａ）、（ｂ）で示
すように、全域で光を透過するものの、中心からの輪帯
について、交互に位相がλ／！（λ：光の波長）だけ多
くなるような透明［２４が設けられている場合であって
もよい。これはいわゆる位相型ゾーンプレートと称せら
れよく知られている。第５図（ａ）において、位相ずれ
を与える透明膜２４の屈折率をｎｐとし、その厚みｔ−
ｄｐとすると、（ｎｐ−１）ｄｐ＝λＡ（１２元の波長
）である。透明膜２４の上に設けられた不透明膜２３は
Ｃｒのような金属膜である。これはゾーンプレートの外
側の面は結像に寄与しない無効な領域であるため、原稿
から来る迷光を遮断する目的をもっている。
以上述べたように、第４図（ａ）、（ｂ）および第５図
（ａ）、（ｂ）で示されるようなゾーンプレートを、結
像系１５＋ 、 １５ｚ 、 １５ｇ・・・・・・とじ
て使用すれば、センサー１７． 、１７． 、１７．・
・・・・・と結像系１５１．１５１．１５゜・・・・・
・の敵しい位置合せ精度を満足し、かつ量産性に適した
コンパクトなＪＪＫ１１Ｉ読取装置を提供することがで
きる。
（ａ）、（ｂ）で示されるようなゾーンプレートを、結
像系１５＋ 、 １５ｚ 、 １５ｇ・・・・・・とじ
て使用すれば、センサー１７． 、１７． 、１７．・
・・・・・と結像系１５１．１５１．１５゜・・・・・
・の敵しい位置合せ精度を満足し、かつ量産性に適した
コンパクトなＪＪＫ１１Ｉ読取装置を提供することがで
きる。
４３図に於いて、２０．．２へ、２０．．２Ｇ、は隣接
するゾーンプレートを介して読み取るべき情報以外の情
報がセンサー１７＊ 、 １７ｇ 、 １７ｇに入射す
るのを防止する遮光手段である。即ち、２０．．２０．
。
するゾーンプレートを介して読み取るべき情報以外の情
報がセンサー１７＊ 、 １７ｇ 、 １７ｇに入射す
るのを防止する遮光手段である。即ち、２０．．２０．
。
２０、 、２Ｇ、は結像系１５以外の結像系によって、
例えば隣りの結像系１５．，１５１を介して原稿の他の
領域から光束がセンサー１へに入射してくる怖れがある
ため、これを除く目的をもった遮光手段である。第３図
に示す如く、遮光手段は、ゾーンプレー） １５． 、
１島、 １５．・・・・・・が設けられた基板の一部を
穿設した部分に設けられている。
例えば隣りの結像系１５．，１５１を介して原稿の他の
領域から光束がセンサー１へに入射してくる怖れがある
ため、これを除く目的をもった遮光手段である。第３図
に示す如く、遮光手段は、ゾーンプレー） １５． 、
１島、 １５．・・・・・・が設けられた基板の一部を
穿設した部分に設けられている。
次に、ｗｌ、４図（１ｋ）、（ｂ）及び第５図（ａ）、
（ｂ）で示したゾーンプレートの明るゼをレンズの場合
と比較してみる。ゾーンプレートの各輪帯の面積は全て
等しく、ｆλπである。従ってｆ ＝ １０ｍｍのとき
、ゾーンの数ｍ ＝ ２００ 、波長λ＝ ５４６．Ｏ
７ｎｍとすると、最も外側の輪帯の半径ｒ＊ｏｏ ＝
１．０４４＋ａｍ であるため、第４図（１１）、（ｂ
）のタイプのゾーンダレｆ／（２ｒ＊ｏｏ ） ’：：
− ４．８となる。これでわかるように、ゾーンプレー
トの結像素子としての集光能力（いわゆる明るさ）は、
ゾーンの数を２００程度にとれば、通常のレンズ並みに
なる。
（ｂ）で示したゾーンプレートの明るゼをレンズの場合
と比較してみる。ゾーンプレートの各輪帯の面積は全て
等しく、ｆλπである。従ってｆ ＝ １０ｍｍのとき
、ゾーンの数ｍ ＝ ２００ 、波長λ＝ ５４６．Ｏ
７ｎｍとすると、最も外側の輪帯の半径ｒ＊ｏｏ ＝
１．０４４＋ａｍ であるため、第４図（１１）、（ｂ
）のタイプのゾーンダレｆ／（２ｒ＊ｏｏ ） ’：：
− ４．８となる。これでわかるように、ゾーンプレー
トの結像素子としての集光能力（いわゆる明るさ）は、
ゾーンの数を２００程度にとれば、通常のレンズ並みに
なる。
第６図（ａ）およびΦ）は本発明の読取装置の１実施例
を示す。第６図（ＩＬ）は原稿の移動方向りに垂直な方
向からみた断間図を示す。第６図（ａ） 、 （ｂ）で
、２６は原稿台、２７Ａおよび２７Ｂは白色光源、２８
（２８，，２＆、２鳥）はゾーンプレート、２９はゾー
ンプレートの設けられている基板、３０は波長帯域フィ
ルター、３１ （３Ｌ、３ｂ、３１ｍ）はセンサー、３
２社センサーの設けられている基板、３３．．３３．。
を示す。第６図（ＩＬ）は原稿の移動方向りに垂直な方
向からみた断間図を示す。第６図（ａ） 、 （ｂ）で
、２６は原稿台、２７Ａおよび２７Ｂは白色光源、２８
（２８，，２＆、２鳥）はゾーンプレート、２９はゾー
ンプレートの設けられている基板、３０は波長帯域フィ
ルター、３１ （３Ｌ、３ｂ、３１ｍ）はセンサー、３
２社センサーの設けられている基板、３３．．３３．。
３島は原稿の書画、３４１，３４，３４．祉原稿の像、
３５、 、３鳥、３＆、３侮は遮光板である。
３５、 、３鳥、３＆、３侮は遮光板である。
白色光源（２７Ａ 、 ２７Ｂ ）からの光束は、原稿
台２６を介して原稿（３３，，３島、３島）を照射する
。
台２６を介して原稿（３３，，３島、３島）を照射する
。
原稿で反射された光束は、ゾーンプレー）（２８１゜２
８、 、２亀） により、フォトセンサー＜ ３１．
、 ａｔ、 。
８、 、２亀） により、フォトセンサー＜ ３１．
、 ａｔ、 。
３１、） を形成する。前記ゾーンプレートとフォト
センサーの間にはフィルター３０が設けられており、フ
ォトセンサーに入射する光束を所望の波長特性を有する
光束にする。
センサーの間にはフィルター３０が設けられており、フ
ォトセンサーに入射する光束を所望の波長特性を有する
光束にする。
＠６図は波長帯域フィルターがゾーンプレートの基板上
に、ゾーングレートの設けられている面と反対側にある
場合の例を示しているが、波長帯域フィルターは一部に
光源とセンサー間であればどこに設けてもよい。そこで
波長帯域フィルターの通常考えられる配置について示し
たのが第７図である。第７図でＦｌ、 Ｆ２． Ｆ３．
Ｆ４゜Ｆ５． Ｆ６． Ｆ７ がいずれも波長帯域
透過フィルターの配置で考えられる位置であり、これら
のうち数似ｌ箇所に波長帯域フィルターが設けられてお
ればよい。これらの配置について詳しく゛説明する。Ｆ
ｌは原稿台４２の上で、原稿面ｌｌ！ｌＫ設けられた例
６Ｆ２は原稿台４２の上にあって、光源４５Ａおよび４
５Ｂからの照明光が原稿に当る前の光路上に設けられた
例、Ｆ３は原稿台上に設けられていて、原稿からの光が
ゾーンプレート４３に至る途中の光路上に設けられた例
。Ｆ４はゾーンプレート４３の基板４４上に設けられて
、ゾーンプレートと同じ面にある場合の例。Ｆ５は光源
と原稿台の途中の光路中に設けられた例。
に、ゾーングレートの設けられている面と反対側にある
場合の例を示しているが、波長帯域フィルターは一部に
光源とセンサー間であればどこに設けてもよい。そこで
波長帯域フィルターの通常考えられる配置について示し
たのが第７図である。第７図でＦｌ、 Ｆ２． Ｆ３．
Ｆ４゜Ｆ５． Ｆ６． Ｆ７ がいずれも波長帯域
透過フィルターの配置で考えられる位置であり、これら
のうち数似ｌ箇所に波長帯域フィルターが設けられてお
ればよい。これらの配置について詳しく゛説明する。Ｆ
ｌは原稿台４２の上で、原稿面ｌｌ！ｌＫ設けられた例
６Ｆ２は原稿台４２の上にあって、光源４５Ａおよび４
５Ｂからの照明光が原稿に当る前の光路上に設けられた
例、Ｆ３は原稿台上に設けられていて、原稿からの光が
ゾーンプレート４３に至る途中の光路上に設けられた例
。Ｆ４はゾーンプレート４３の基板４４上に設けられて
、ゾーンプレートと同じ面にある場合の例。Ｆ５は光源
と原稿台の途中の光路中に設けられた例。
Ｆ６はゾーンプレート４３とセンサー４５の中間にあっ
て、従ってゾーンプレートの設けられている面およびセ
ンサーの設けられている面のいずれの面上にもない場合
の例。Ｆ７１ｊ：センサーの基板４６の上に設けられて
おり、センサーの設けられている同じ面にある例。
て、従ってゾーンプレートの設けられている面およびセ
ンサーの設けられている面のいずれの面上にもない場合
の例。Ｆ７１ｊ：センサーの基板４６の上に設けられて
おり、センサーの設けられている同じ面にある例。
上述した如く、本発明に係る読取装置では光源がタング
ステンランプやハロゲン等の白色光源であっても、読取
り系の光源からセンサーの途中で波長帯域フィルターを
入れたりしてセンサーに至る光が実質的に単色化されれ
ば、ゾーンプレートの結像特性は満足される。また、単
色光の波長をどれにするかは、波長帯域透過あるいは反
射フィルターの設計によって決まり、光源がグリーンの
螢光灯やＬＰ：Ｄのように光源で決まる訳ではないので
、種々の自由な波長特性をもった設計が可能となる。そ
こで、波長帯域フィルターを読取系の途中に設けること
の長所を次に列記する。
ステンランプやハロゲン等の白色光源であっても、読取
り系の光源からセンサーの途中で波長帯域フィルターを
入れたりしてセンサーに至る光が実質的に単色化されれ
ば、ゾーンプレートの結像特性は満足される。また、単
色光の波長をどれにするかは、波長帯域透過あるいは反
射フィルターの設計によって決まり、光源がグリーンの
螢光灯やＬＰ：Ｄのように光源で決まる訳ではないので
、種々の自由な波長特性をもった設計が可能となる。そ
こで、波長帯域フィルターを読取系の途中に設けること
の長所を次に列記する。
（１）ゾーンプレートの結ＩＩ％性は波長帯域の帯域幅
に依存するが、この帯域幅をフィルターの設計によって
所望の大きさに設定できる。
に依存するが、この帯域幅をフィルターの設計によって
所望の大きさに設定できる。
（Ｍ）ゾーングレートが薄膜の微細パターンより成って
おり、波長帯域フィルターも薄膜で構成されていること
から、類似の製作技術で両者をつくることができ都合が
良い。
おり、波長帯域フィルターも薄膜で構成されていること
から、類似の製作技術で両者をつくることができ都合が
良い。
（ｉ）単色光の波長を自由に変えて設定できる。
以上で示した様に、本発明はゾーンプレートを用いる読
取装置に於いて、光源が白色光源であっても波長帯域フ
ィルターを設けることにより、単色光源を用いた場合と
同程度の結ｇＩＩ特性の効果を得るもので、簡易な手段
で優れた効果を奏するものである。 ′
取装置に於いて、光源が白色光源であっても波長帯域フ
ィルターを設けることにより、単色光源を用いた場合と
同程度の結ｇＩＩ特性の効果を得るもので、簡易な手段
で優れた効果を奏するものである。 ′
第１図及び第２図は従来の原稿読取装置を示す図、第３
図、第４図（ａ）、（ｂ）及び第５図（ａ）、（ｂ）は
各々、本発明の読取装置の結償系に適用するゾーンプレ
ートを説明する図、第６図（５ｋ）、（ｂ）は本発明の
読取装置の一実施例を示す図、第７図は本発明の読取装
置に於いてフィルターを設ける事の出来る位置を説明す
る為の図。 ２６・・・原稿台、２７Ａ、２７Ｂ−白色光源、２８−
・・ゾーンプレート、３０・・・波長帯域フィルター、
３１・−フォトセンサー。 出願人 キャノン株式会社 （ｂ） （レン 第６図 （ｔス、ン Ｆ′（ｂ］ −二
図、第４図（ａ）、（ｂ）及び第５図（ａ）、（ｂ）は
各々、本発明の読取装置の結償系に適用するゾーンプレ
ートを説明する図、第６図（５ｋ）、（ｂ）は本発明の
読取装置の一実施例を示す図、第７図は本発明の読取装
置に於いてフィルターを設ける事の出来る位置を説明す
る為の図。 ２６・・・原稿台、２７Ａ、２７Ｂ−白色光源、２８−
・・ゾーンプレート、３０・・・波長帯域フィルター、
３１・−フォトセンサー。 出願人 キャノン株式会社 （ｂ） （レン 第６図 （ｔス、ン Ｆ′（ｂ］ −二
Claims (1)
- 被眼ゾーンプレートを用いた読取装置に於いて、波長帯
域透過あるいは反射フィルターを光源とセンサーの間の
光路中に設ける事を特徴とする読取装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56124542A JPS5825765A (ja) | 1981-08-07 | 1981-08-07 | 読取装置 |
| US06/309,380 US4539482A (en) | 1980-10-09 | 1981-10-07 | Reading apparatus |
| DE19813140217 DE3140217A1 (de) | 1980-10-09 | 1981-10-09 | "lesegeraet" |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56124542A JPS5825765A (ja) | 1981-08-07 | 1981-08-07 | 読取装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5825765A true JPS5825765A (ja) | 1983-02-16 |
Family
ID=14888051
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56124542A Pending JPS5825765A (ja) | 1980-10-09 | 1981-08-07 | 読取装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5825765A (ja) |
-
1981
- 1981-08-07 JP JP56124542A patent/JPS5825765A/ja active Pending
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