画像読取り装置
【課題】焦点深度が深く、小型化及び薄型化が可能なＣＩＳタイプの画像読取り装置を得る。
【解決手段】発光素子１からの光を導光体１１を通して原稿４１に拡散し、原稿４１からの反射光を縮小レンズ２０を通して受光素子５に結像させる画像読取り装置。複数の発光素子１（１ｒ，１ｇ，１ｂ）と複数の受光素子５は同一平面上に配置され、かつ、受光素子５が配置されたエリア以外の面に発光素子１が配置されている。縮小レンズ２０を用いることによって焦点深度が深くなり、発光素子１と受光素子５を同一平面上に配置することで小型化、薄型化が図られる。
【解決手段】発光素子１からの光を導光体１１を通して原稿４１に拡散し、原稿４１からの反射光を縮小レンズ２０を通して受光素子５に結像させる画像読取り装置。複数の発光素子１（１ｒ，１ｇ，１ｂ）と複数の受光素子５は同一平面上に配置され、かつ、受光素子５が配置されたエリア以外の面に発光素子１が配置されている。縮小レンズ２０を用いることによって焦点深度が深くなり、発光素子１と受光素子５を同一平面上に配置することで小型化、薄型化が図られる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像読取り装置、特に、２次元に配置された複数の受光素子にて原稿画像を読み取るようにした画像読取り装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、現像画像を光学的に読み取る画像読取り装置としては、大別すると、ＣＣＤタイプ（縮小光学系）とＣＩＳタイプ（密着光学系）とがある。ＣＣＤタイプは、焦点深度が深く、凹凸のある原稿でもクリーンに読み取ることができるが、装置全体が大きくなる。ＣＩＳタイプは、小型で省電力であるが、焦点深度が浅く、凹凸のある原稿やアダプタを用いるフィルムの画像を読み取ることは困難である。
【０００３】
一方、ＣＩＳタイプであっても、受光素子が１次元に配置されたものであると、受光素子又は原稿を配置方向と直交する方向に移動（スキャン）させる必要があり、読取りに時間を要する。受光素子を２次元に配置すれば、対応する面積の画像をスキャンすることなく読み取ることができる。しかし、焦点深度が浅いという基本的な問題点が残されている。
【０００４】
そこで、特許文献１では、ピンホールレンズを用いることにより焦点を可変としたＣＩＳタイプの画像読取り装置を提案している。しかし、事前に焦点位置を計算する必要があるため、迅速な対応が困難であり、凹凸のある原稿に対応することもできていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平５−３０８４８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで、本発明の目的は、焦点深度が深く、小型化及び薄型化が可能なＣＩＳタイプの画像読取り装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
以上の目的を達成するため、本発明の一形態である画像読取り装置は、
原稿からの反射光をレンズを通して受光素子に結像させる画像読取り装置において、
複数の発光素子と、
前記発光素子からの光を原稿面へと導く導光体と、
２次元に配置された複数の縮小レンズと、
２次元に配置された複数の受光素子と、
を備え、
前記発光素子と前記受光素子はほぼ同一平面上に配置され、受光素子が配置されたエリア以外の面に発光素子が配置されていること、
を特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、原稿からの反射光を受光素子に結像させるレンズとして縮小レンズを用いているため、焦点深度が深くなり、凹凸のある原稿であってもクリーンに読み取ることができる。また、縮小レンズを用いていることと、発光素子と受光素子とがほぼ同一平面上に配置されているため、小型、薄型の画像読取り装置とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施例である画像読取り装置を示す断面図である。
【図２】前記画像読取り装置を模式的に示す斜視図である。
【図３】導光体アレイと縮小レンズを示す平面図である。
【図４】導光体アレイと縮小レンズを示す斜視図である。
【図５】発光素子と受光素子を示す斜視図である。
【図６】発光素子の他の例を示す斜視図である。
【図７】導光体による照度分布を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明に係る画像読取り装置の実施例について、添付図面を参照して説明する。
【００１１】
本発明の一実施例である画像読取り装置は、図１及び図２に示すように、それぞれ複数の発光素子１と受光素子５と導光体１１と縮小レンズ２０とで構成されている。発光素子１と受光素子５は、それぞれ、有機半導体で構成された有機ＥＬ及び有機ＰＤであり、同一平面上に形成され、基板３０に形成された陰極３１と、ガラス基板３５に形成された陽極３６との間に挟着されている。図２に示すように、受光素子５が２次元に配置されたエリア以外の面に発光素子１が配置されている。
【００１２】
発光素子１から照射された光は導光体１１を介して原稿台ガラス４０上に載置された原稿４１へと導かれ、原稿面からの反射光は縮小レンズ２０を通して受光素子５に結像される。光信号は受光素子５において電気信号に変換され、図示しない画像処理回路に転送される。発光素子１は青色を発光する素子１ｂ、緑色を発光する素子１ｇ、赤色を発光する素子１ｒにて構成され、陰極３１及び陽極３６から印加される電圧により発光する。陰極３１はＡｌ電極であり、陽極３６はＩＴＯからなる透明電極である。
【００１３】
図５に示すように、発光素子１は受光素子５の１／３の面積とし、３色で一つの受光素子５に対応してもよく、あるいは、図６に示すように、帯状に延在していてもよい。
【００１４】
発光素子１と受光素子５は２次元状に広がっており、所定面積の原稿を読み取るのに十分なサイズを有している。発光素子１はＲＧＢごとに順次発光／消灯し、受光素子５で得られた画像データを画像処理回路で合成することにより、フルカラーの画像データを生成する。各受光素子５で得られた画像データは、画像処理回路で１枚の画像に合成される際、各受光素子５の継ぎ目が分からないように画像処理される。
【００１５】
なお、発光素子１は１次元方向のエリアごとに該エリアと直交する方向に順次発光駆動させて１枚の原稿を読み取るようにしてもよい。これにて、発光素子１及び受光素子５が消費するピーク電力を抑えることができる。
【００１６】
導光体１１は、ポリカーボネート樹脂などの透明材にてアレイ１０として一体的に成形加工されたもので、頂部は四角錐形状をなしている。図３に示す線１１ａが谷を形成し、稜線１１ｂが山を形成している。縮小レンズ２０は、プラスチック又はガラスにより成形された球面レンズ又は非球面レンズである。導光体アレイ１０は縮小レンズ２０の鏡胴としても機能している。即ち、図４に示すように、縮小レンズ２０は導光体１１の底部に一体的に形成した円形状の台座部１２に嵌合することでアレイ１０に取り付けられる。縮小レンズ２０は個々に微妙に焦点位置のばらつきを有しているが、台座部１２に薄膜シム（図示せず）などを挟み込むことで光軸方向の位置を微調整することができる。
【００１７】
発光素子１から放射された光は、導光体１１の頂部傾斜面によって原稿４１に対して拡散され、効率的に原稿面に導かれる。なお、発光素子１からの光が直接迷光として受光素子５に入射することを防止する必要があり、そのために、縮小レンズ２０の周辺に遮光膜を設けることが好ましい。
【００１８】
図２に示すように、発光素子１は受光素子５を避けて配置されるため、受光素子５の直上には光が届きにくい。一方、縮小レンズ２０は光軸から遠ざかるに伴って明るさが低下する。そこで、各導光体１１は均一な濃度の原稿４１を読み取った際に、受光素子５への入射光が均一になるように設計することが好ましい。
【００１９】
図７に導光体１１による好ましい照度分布を示す。図７では、クロスハッチングの目の粗い、細かいで照度を相対的に示しており、クロスハッチングの目が粗いエリアほど照度が高くなっている。図７において、点線の円は縮小レンズ２０の被写界エリアを示している。発光素子１からの照射照度が均一であると想定し、受光素子５ごとに均一な照度となるように、導光体１１と入射光線とがなす角度を最適化して導光体１１の頂部形状を設計すればよい。受光素子５への入射光を均一化するためには、縮小レンズ２０の配置間隔Ａと受光素子５の配置間隔Ｂとが等しいことが好ましい。
【００２０】
以上のごとく、前記実施例によれば、原稿からの反射光を受光素子５に結像させるレンズとして縮小レンズ２０（前記実施例では１／２の縮小率）を用いているため、焦点深度が深くなり、凹凸のある原稿であってもクリーンに読み取ることができる。また、縮小レンズ２０を用いていることと、発光素子１と受光素子５とが同一平面上に配置されているため、小型、薄型の画像読取り装置を得ることができる。
【００２１】
なお、本発明に係る画像読取り装置は前記実施例に限定するものではなく、その要旨の範囲内で種々に変更できる。
【００２２】
特に、有機半導体による発光素子や受光素子の構成の詳細は任意である。また、導光体の頂部の形状は原稿面からの反射光を各受光素子に均一に照射させるために種々の形状を採用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００２３】
以上のように、本発明は、ＣＩＳタイプの画像読取り装置に有用であり、特に、焦点深度が深く、小型化及び薄型化が可能である点で優れている。
【符号の説明】
【００２４】
１（１ｒ，１ｇ，１ｂ）…発光素子
５…受光素子
１０…導光体アレイ
１１…導光体
１２…台座部（保持部）
２０…縮小レンズ
４１…原稿
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像読取り装置、特に、２次元に配置された複数の受光素子にて原稿画像を読み取るようにした画像読取り装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、現像画像を光学的に読み取る画像読取り装置としては、大別すると、ＣＣＤタイプ（縮小光学系）とＣＩＳタイプ（密着光学系）とがある。ＣＣＤタイプは、焦点深度が深く、凹凸のある原稿でもクリーンに読み取ることができるが、装置全体が大きくなる。ＣＩＳタイプは、小型で省電力であるが、焦点深度が浅く、凹凸のある原稿やアダプタを用いるフィルムの画像を読み取ることは困難である。
【０００３】
一方、ＣＩＳタイプであっても、受光素子が１次元に配置されたものであると、受光素子又は原稿を配置方向と直交する方向に移動（スキャン）させる必要があり、読取りに時間を要する。受光素子を２次元に配置すれば、対応する面積の画像をスキャンすることなく読み取ることができる。しかし、焦点深度が浅いという基本的な問題点が残されている。
【０００４】
そこで、特許文献１では、ピンホールレンズを用いることにより焦点を可変としたＣＩＳタイプの画像読取り装置を提案している。しかし、事前に焦点位置を計算する必要があるため、迅速な対応が困難であり、凹凸のある原稿に対応することもできていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平５−３０８４８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで、本発明の目的は、焦点深度が深く、小型化及び薄型化が可能なＣＩＳタイプの画像読取り装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
以上の目的を達成するため、本発明の一形態である画像読取り装置は、
原稿からの反射光をレンズを通して受光素子に結像させる画像読取り装置において、
複数の発光素子と、
前記発光素子からの光を原稿面へと導く導光体と、
２次元に配置された複数の縮小レンズと、
２次元に配置された複数の受光素子と、
を備え、
前記発光素子と前記受光素子はほぼ同一平面上に配置され、受光素子が配置されたエリア以外の面に発光素子が配置されていること、
を特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、原稿からの反射光を受光素子に結像させるレンズとして縮小レンズを用いているため、焦点深度が深くなり、凹凸のある原稿であってもクリーンに読み取ることができる。また、縮小レンズを用いていることと、発光素子と受光素子とがほぼ同一平面上に配置されているため、小型、薄型の画像読取り装置とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施例である画像読取り装置を示す断面図である。
【図２】前記画像読取り装置を模式的に示す斜視図である。
【図３】導光体アレイと縮小レンズを示す平面図である。
【図４】導光体アレイと縮小レンズを示す斜視図である。
【図５】発光素子と受光素子を示す斜視図である。
【図６】発光素子の他の例を示す斜視図である。
【図７】導光体による照度分布を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明に係る画像読取り装置の実施例について、添付図面を参照して説明する。
【００１１】
本発明の一実施例である画像読取り装置は、図１及び図２に示すように、それぞれ複数の発光素子１と受光素子５と導光体１１と縮小レンズ２０とで構成されている。発光素子１と受光素子５は、それぞれ、有機半導体で構成された有機ＥＬ及び有機ＰＤであり、同一平面上に形成され、基板３０に形成された陰極３１と、ガラス基板３５に形成された陽極３６との間に挟着されている。図２に示すように、受光素子５が２次元に配置されたエリア以外の面に発光素子１が配置されている。
【００１２】
発光素子１から照射された光は導光体１１を介して原稿台ガラス４０上に載置された原稿４１へと導かれ、原稿面からの反射光は縮小レンズ２０を通して受光素子５に結像される。光信号は受光素子５において電気信号に変換され、図示しない画像処理回路に転送される。発光素子１は青色を発光する素子１ｂ、緑色を発光する素子１ｇ、赤色を発光する素子１ｒにて構成され、陰極３１及び陽極３６から印加される電圧により発光する。陰極３１はＡｌ電極であり、陽極３６はＩＴＯからなる透明電極である。
【００１３】
図５に示すように、発光素子１は受光素子５の１／３の面積とし、３色で一つの受光素子５に対応してもよく、あるいは、図６に示すように、帯状に延在していてもよい。
【００１４】
発光素子１と受光素子５は２次元状に広がっており、所定面積の原稿を読み取るのに十分なサイズを有している。発光素子１はＲＧＢごとに順次発光／消灯し、受光素子５で得られた画像データを画像処理回路で合成することにより、フルカラーの画像データを生成する。各受光素子５で得られた画像データは、画像処理回路で１枚の画像に合成される際、各受光素子５の継ぎ目が分からないように画像処理される。
【００１５】
なお、発光素子１は１次元方向のエリアごとに該エリアと直交する方向に順次発光駆動させて１枚の原稿を読み取るようにしてもよい。これにて、発光素子１及び受光素子５が消費するピーク電力を抑えることができる。
【００１６】
導光体１１は、ポリカーボネート樹脂などの透明材にてアレイ１０として一体的に成形加工されたもので、頂部は四角錐形状をなしている。図３に示す線１１ａが谷を形成し、稜線１１ｂが山を形成している。縮小レンズ２０は、プラスチック又はガラスにより成形された球面レンズ又は非球面レンズである。導光体アレイ１０は縮小レンズ２０の鏡胴としても機能している。即ち、図４に示すように、縮小レンズ２０は導光体１１の底部に一体的に形成した円形状の台座部１２に嵌合することでアレイ１０に取り付けられる。縮小レンズ２０は個々に微妙に焦点位置のばらつきを有しているが、台座部１２に薄膜シム（図示せず）などを挟み込むことで光軸方向の位置を微調整することができる。
【００１７】
発光素子１から放射された光は、導光体１１の頂部傾斜面によって原稿４１に対して拡散され、効率的に原稿面に導かれる。なお、発光素子１からの光が直接迷光として受光素子５に入射することを防止する必要があり、そのために、縮小レンズ２０の周辺に遮光膜を設けることが好ましい。
【００１８】
図２に示すように、発光素子１は受光素子５を避けて配置されるため、受光素子５の直上には光が届きにくい。一方、縮小レンズ２０は光軸から遠ざかるに伴って明るさが低下する。そこで、各導光体１１は均一な濃度の原稿４１を読み取った際に、受光素子５への入射光が均一になるように設計することが好ましい。
【００１９】
図７に導光体１１による好ましい照度分布を示す。図７では、クロスハッチングの目の粗い、細かいで照度を相対的に示しており、クロスハッチングの目が粗いエリアほど照度が高くなっている。図７において、点線の円は縮小レンズ２０の被写界エリアを示している。発光素子１からの照射照度が均一であると想定し、受光素子５ごとに均一な照度となるように、導光体１１と入射光線とがなす角度を最適化して導光体１１の頂部形状を設計すればよい。受光素子５への入射光を均一化するためには、縮小レンズ２０の配置間隔Ａと受光素子５の配置間隔Ｂとが等しいことが好ましい。
【００２０】
以上のごとく、前記実施例によれば、原稿からの反射光を受光素子５に結像させるレンズとして縮小レンズ２０（前記実施例では１／２の縮小率）を用いているため、焦点深度が深くなり、凹凸のある原稿であってもクリーンに読み取ることができる。また、縮小レンズ２０を用いていることと、発光素子１と受光素子５とが同一平面上に配置されているため、小型、薄型の画像読取り装置を得ることができる。
【００２１】
なお、本発明に係る画像読取り装置は前記実施例に限定するものではなく、その要旨の範囲内で種々に変更できる。
【００２２】
特に、有機半導体による発光素子や受光素子の構成の詳細は任意である。また、導光体の頂部の形状は原稿面からの反射光を各受光素子に均一に照射させるために種々の形状を採用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００２３】
以上のように、本発明は、ＣＩＳタイプの画像読取り装置に有用であり、特に、焦点深度が深く、小型化及び薄型化が可能である点で優れている。
【符号の説明】
【００２４】
１（１ｒ，１ｇ，１ｂ）…発光素子
５…受光素子
１０…導光体アレイ
１１…導光体
１２…台座部（保持部）
２０…縮小レンズ
４１…原稿
【特許請求の範囲】
【請求項１】
原稿からの反射光をレンズを通して受光素子に結像させる画像読取り装置において、
複数の発光素子と、
前記発光素子からの光を原稿面へと導く導光体と、
２次元に配置された複数の縮小レンズと、
２次元に配置された複数の受光素子と、
を備え、
前記発光素子と前記受光素子はほぼ同一平面上に配置され、受光素子が配置されたエリア以外の面に発光素子が配置されていること、
を特徴とする画像読取り装置。
【請求項２】
前記発光素子は少なくともＲＧＢの３色の発光素子を有することを特徴とする請求項１に記載の画像読取り装置。
【請求項３】
前記縮小レンズを保持する保持部が前記導光体に一体的に形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像読取り装置。
【請求項４】
前記縮小レンズの配置間隔と前記受光素子の配置間隔が等しいことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の画像読取り装置。
【請求項５】
前記縮小レンズは光軸方向の位置が微調整可能に配置されていることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の画像読取り装置。
【請求項６】
前記発光素子は１次元方向のエリアごとに該エリアと直交する方向に順次発光駆動されることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の画像読取り装置。
【請求項１】
原稿からの反射光をレンズを通して受光素子に結像させる画像読取り装置において、
複数の発光素子と、
前記発光素子からの光を原稿面へと導く導光体と、
２次元に配置された複数の縮小レンズと、
２次元に配置された複数の受光素子と、
を備え、
前記発光素子と前記受光素子はほぼ同一平面上に配置され、受光素子が配置されたエリア以外の面に発光素子が配置されていること、
を特徴とする画像読取り装置。
【請求項２】
前記発光素子は少なくともＲＧＢの３色の発光素子を有することを特徴とする請求項１に記載の画像読取り装置。
【請求項３】
前記縮小レンズを保持する保持部が前記導光体に一体的に形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像読取り装置。
【請求項４】
前記縮小レンズの配置間隔と前記受光素子の配置間隔が等しいことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の画像読取り装置。
【請求項５】
前記縮小レンズは光軸方向の位置が微調整可能に配置されていることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の画像読取り装置。
【請求項６】
前記発光素子は１次元方向のエリアごとに該エリアと直交する方向に順次発光駆動されることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の画像読取り装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１０−２１３１３１（Ｐ２０１０−２１３１３１Ａ）
【公開日】平成２２年９月２４日（２０１０．９．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−５８８４３（Ｐ２００９−５８８４３）
【出願日】平成２１年３月１２日（２００９．３．１２）
【出願人】（３０３０００３７２）コニカミノルタビジネステクノロジーズ株式会社 (12,802)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年９月２４日（２０１０．９．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年３月１２日（２００９．３．１２）
【出願人】（３０３０００３７２）コニカミノルタビジネステクノロジーズ株式会社 (12,802)
【Ｆターム（参考）】
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