JP2000312305A - リニアカメラ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 密着型のリニアイメージセンサは照明輝度が
低いため、被撮像体の搬送速度を上げると良好な撮像結
果が得られない場合があった。 【解決手段】 検査部品の搬送経路側の筐体２０にスリ
ット状の開口２１を形成し、この開口２１に並設して、
断面楕円の円弧を形成するように湾曲しつつ当該楕円の
一方の焦点Ｐ２が開口２１上の検査部品に一致する鏡面
３２，３２を配置するとともに他方の焦点Ｐ１，Ｐ３に
直管形蛍光灯３３，３３を配置することにより、照明光
を集めて検査部品に照射しつつ、開口２１を介して検査
部品の像を筐体２０内部のマイクロレンズ４０で結像す
るとともに、その結像位置に配置されたリニアイメージ
センサ５０を電子走査するようにしたため、検査部品の
搬送速度を高くしても結像に十分な光量が得られて良好
な撮像結果を得ることが可能なリニアカメラ装置を提供
することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、いわゆるリニアイ
メージセンサを利用したリニアカメラ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ファクシミリやスキャナー等の読取装置
は、いわゆる密着型のリニアイメージセンサを利用して
いるものが多い。この種の読取装置においては、原稿読
取面をＬＥＤ等を利用して照明光を照射するとともに、
主走査方向に配置されたリニアイメージセンサの受光部
にまさに密着させるようにして原稿を副走査方向に搬送
しつつ、同リニアイメージセンサを略連続的に電子走査
させて所定の画像データを生成する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来の技術に
おいては、次のような課題があった。密着型のリニアイ
メージセンサを利用しており、これに備えられている照
明輝度は低い。従って、搬送速度を上げると結像に必要
な光量が十分ではないため、良好な撮像結果を得ること
ができない。通常のファクシミリやスキャナーに利用す
る場合であれば搬送速度はそれほど問題にならないが、
ＦＡ（ＦａｃｔｏｒｙＡｕｔｏｍａｔｉｏｎ）ラインに
おけるカメラとして利用する場合などでは、搬送速度を
上げることができなければ能率が低下する。

【０００４】本発明は、上記課題にかんがみてなされた
もので、被撮像体を搬送しつつ主走査方向に配置された
リニアイメージセンサを略連続的に電子走査させて撮像
するにあたり、良好な撮像結果を確保しつつ被撮像体の
搬送速度を向上させることが可能なリニアカメラ装置の
提供を目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１にかかる発明は、被撮像体の搬送経路側に
スリット状の開口が形成された筐体と、この筐体上面に
て同開口に並設して配設され、断面楕円の円弧を形成す
るように湾曲しつつ、当該楕円の一方の焦点が上記開口
上の被撮像***置に略一致する反射鏡を備えるとともに
他方の焦点に略線状光源を備えた照明ブロックと、上記
開口を介して上記被撮像体の像を上記筐体内部で結像す
る光学レンズと、この光学レンズの結像位置に配置され
たリニアイメージセンサとを備えた構成としてある。

【０００６】上記のように構成した請求項１にかかる発
明においては、リニアカメラ装置の筐体にはスリット状
の開口が形成されており、この開口が形成された側を搬
送経路として被撮像体が搬送される。この筐体上面に
は、上記開口に並設して配設され、断面楕円の円弧を形
成するように湾曲しつつ、当該楕円の一方の焦点が上記
開口上の被撮像***置に略一致する反射鏡と、他方の焦
点に略線状光源とを備えた照明ブロックが配設される。
ここにおいて楕円の一方の焦点における略線状光源から
の光は、反射鏡によって適宜反射されて他方の焦点に集
まる傾向にあり、上記開口上を搬送される被撮像体に当
たって反射する。すると、その反射光が上記開口を介し
て筐体内部に導入されて被撮像体の像が光学レンズによ
って結像され、その結像位置に配置されたリニアイメー
ジセンサによって電子走査が行われる。

【０００７】ここにおけるリニアイメージセンサとは、
被撮像体を長さ方向（副走査方向）に搬送しつつ、幅方
向（主走査方向）に延在する受光素子にて被撮像体から
の反射光を読み取って所定の画像データを生成するもの
である。従って、上述したように、略線状光源からの照
明光が反射鏡によって集められて被撮像体に照射される
と、反射光の光量も大きくる。このため、被撮像体の搬
送速度を高めても結像に十分な光量が得られ、リニアイ
メージセンサによる良好な撮像結果が得られることにな
る。

【０００８】本発明の目的としては、被撮像体に照射す
る照明光量を大きくして被撮像体からの反射光量を大き
くし、これによって被撮像体の搬送速度を上げても結像
に十分な光量を確保し、良好な撮像結果を得ることにあ
る。従って、照明ブロックに備えられた略線状光源とし
ても発光量の大きなものが好適である。その一例とし
て、請求項２にかかる発明は、請求項１に記載のリニア
カメラ装置において、上記照明ブロックにおける略線状
光源は、直管形蛍光灯で構成してある。上記のように構
成した請求項２にかかる発明においては、断面楕円の円
弧を形成するように湾曲した反射鏡において、一方の焦
点に備えられた直管形蛍光灯からの光は、反射鏡で適宜
反射されて他方の焦点たる上記開口上の被撮像***置に
集まる。

【０００９】ところで、断面楕円の円弧を形成する反射
鏡の深さが浅いと、略線状光源における上面側の照明光
の大半が拡散するため、反射鏡を深くする方が効率よく
被撮像体に照明光を照射することができるように思われ
る。しかしながら、実験を試みたところ、反射鏡を深く
することによって反射光の一部が略線状光源に跳ね返っ
てしまい、却って効率が悪くなることが分かった。この
ため、請求項３にかかる発明は、請求項１または請求項
２のいずれかに記載のリニアカメラ装置において、上記
照明ブロックにおける略線状光源は、上記開口上の被撮
像***置に接近させて配置される構成としてある。すな
わち、照明ブロックにおける略線状光源を上記開口上の
被撮像***置に接近させて配置した方が、筐体内部に導
入される反射光量が大きく、良好な撮像結果が得られ
る。

【００１０】さらに、被撮像体に照射する照明光量を大
きくする構成の一例として、請求項４にかかる発明は、
請求項１〜請求項３のいずれかに記載のリニアカメラ装
置において、上記照明ブロックは、上記開口を挟んで対
称に配置される構成としてある。すなわち、筐体に形成
されたスリット状の開口を挟んで反射照明ブロックが対
称に配置されるため、被撮像体に照射される照明光量も
大きくなる。

【００１１】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、被撮像体
を搬送しつつ主走査方向に配置されたリニアイメージセ
ンサを略連続的に電子走査させて撮像するにあたり、断
面楕円の円弧を形成する反射鏡の一方の焦点を、筐体に
形成された開口上の被撮像***置に略一致させるととも
に、他方の焦点に略線状光源を配置することにより被撮
像体への照明光量を大きくしたため、良好な撮像結果を
保持しつつ被撮像体の搬送速度を向上させることが可能
なリニアカメラ装置を提供することができる。また、請
求項２にかかる発明によれば、照明ブロックにおける略
線状光源の好適な一例を提供することができる。

【００１２】さらに、請求項３にかかる発明によれば、
照明ブロックにおける略線状光源を被撮像***置に接近
させて配置したため、筐体内部に導入される反射光量が
大きく、良好な撮像結果を得ることができる。さらに、
請求項４にかかる発明によれば、筐体に形成された開口
を挟んで照明ブロックを対称に配置したため、被撮像体
に対する照明光量をより大きくすることができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、図面にもとづいて本発明の
実施形態を説明する。図１は、本発明の一実施形態にか
かるリニアカメラを斜視図により示しており、図２は、
透視側面図により示している。図において、本リニアカ
メラ１０は、一方の開口端が覆蓋された矩形筒状の筐体
２０を備えており、他方の開口端には略箱形の二つの照
明ブロック３０，３０同士を所定の間隙を隔てつつ相互
に並列させるように筐体２０に収容させてある。従っ
て、これらの照明ブロック３０，３０によってスリット
状の開口２１が形成されることになり、この開口２１側
の照明ブロック３０，３０を覆うようにガラス板２２を
載置してある。

【００１４】照明ブロック３０においては、開口２１を
形成するための幅方向端部から外方に向かうにつれて、
断面楕円の円弧を形成するように湾曲させて凹部３１を
形成してある。ここで、図３の拡大透視図を参照する
と、一方の凹部３１については、開口２１から外方の点
Ｐ１と開口２１上の点Ｐ２とを焦点とする楕円の円弧に
従って湾曲させてあることが分かる。一方、他方の凹部
３１については、同様に開口２１から外方の点Ｐ３と点
Ｐ２とを焦点とする楕円の円弧に従って湾曲させてある
ことが分かる。

【００１５】凹部３１，３１の表面には、光沢のある可
撓性の金属板を貼着するなどして鏡面３２，３２を形成
するとともに、焦点Ｐ１，Ｐ３には幅方向で延在する直
管形蛍光灯３３，３３を配置してある。従って、直管形
蛍光灯３３，３３からの照明光は、鏡面３２，３２で適
宜反射されることになる。ここで、直管形蛍光灯３３，
３３は楕円の焦点Ｐ１，Ｐ３に配置されているため、鏡
面３２，３２で反射された照明光は、楕円鏡面の光学的
特性から他方の焦点Ｐ２に集まる特性にある。

【００１６】本実施形態にかかるリニアカメラ１０は、
ＦＡ機械に組み込まれるとともに、工場内での検査部品
の搬送経路に配置され、検査部品を搬送しつつ撮像する
のに利用される。より具体的には、焦点Ｐ２が検査部品
の搬送経路に位置するように配置してあるため、鏡面３
２，３２によって集められた照明光が開口２１上を通過
中の検査部品に当たって反射し、その一部が開口２１を
介して筐体２０の内部に導入される。そして、後述する
ようにして、この筐体２０の内部に導入された反射光を
光学レンズによって結像し、その結像位置に配置された
リニアイメージセンサによって電子走査される。

【００１７】ここで、凹部３１，３１の具体的な形状、
すなわち鏡面３２，３２の形状としては、断面楕円の深
さが浅いと直管形蛍光灯３３，３３における上面側の照
明光の大半が拡散するため、深くした方が効率よく検査
部品に照明光を照射することができるように思われる。
しかしながら、実験を試みたところ、鏡面３２，３２を
深くすることによって、反射光の一部が直管形蛍光灯３
３，３３に跳ね返ってしまい、却って効率が悪くなるこ
とが判明した。そこで、鏡面３２，３２を浅くして直管
形蛍光灯３３，３３を可能な限り検査部品に近づけたと
ころ、良好な撮像結果が得られることが分かった。

【００１８】一方、開口２１を介して筐体２０の内部に
導入された反射光は、筐体２０の内部における照明ブロ
ック３０，３０の間隙を通り、その先に設置されている
マイクロレンズ４０に入射される。このマイクロレンズ
４０は、開口２１を介して検査部品の像を結像するため
のものであり、開口２１に対応するように幅方向に延在
しており、高さ方向の一端から入射された反射光を他端
側に偏光させてリニアイメージセンサ５０に投射する。
むろん、マイクロレンズ４０の入射側のピント位置とし
ては焦点Ｐ２に合わせてあり、他端側のピント位置はリ
ニアイメージセンサ５０の受光素子に合わせてあること
は言うまでもない。

【００１９】リニアイメージセンサ５０は、同様に幅方
向に連設された受光素子を備えており、各受光素子にて
感知した光の強弱に基づいて画像データを生成する。む
ろん、受光素子の設置密度に応じて画像の解像度が異な
ることは言うまでもなく、用途等に応じて実際に使用す
るリニアイメージセンサを適宜選択する。このリニアイ
メージセンサ５０は、構造的な観点からすれば密着型に
分類され、レンズ縮小型とは区別されるものである。密
着型のリニアイメージセンサは、多くのファクシミリや
スキャナ等で見られるように、原稿読取面を概ね受光素
子に密着させて搬送しつつ、略連続的に電子走査するこ
とによって原稿のほぼ全面に渡って画像を読み取るもの
である。

【００２０】図４は、本リニアカメラ１０の電気的な接
続形態をブロック図により示している。同図において、
図示しない搬送ロボット等によって検査部品が搬送経路
に従って搬送され、上述したようにリニアイメージセン
サ５０が電子走査を繰り返すことによって画像データが
生成される。ここで生成された画像データは、画像メモ
リ６１に記憶することができ、必要時に読み出すことが
可能となっている。また、生成された画像データをＤＡ
Ｃ（Ｄ／Ａコンバータ）６２を介してアナログの画信号
に変換するとともに、変調器６３によってその画信号に
同期信号を重畳するなどしてビデオ信号を生成し、ディ
スプレイ６４に供給することにより画面表示が可能とな
っている。なお、リニアイメージセンサ５０等の各種ハ
ードウェアの動作制御を含め、本リニアカメラ１０全体
の動作制御はマイコン６５によって行われる。

【００２１】ところで、密着型のリニアイメージセンサ
は、本来的には原稿読取面と受光素子とをまさに密着さ
せて電子走査するため、設置スペースの問題から一般的
にＬＥＤ等の小型の光源が用いられる。このため、照明
輝度が低く結像に十分な光量が得られないことから、最
大でも副走査方向の搬送速度を２００［ｍｍ／ｓｅｃ］
以上に上げることができない。一方、本リニアカメラ１
０においては、光源として発光量の大きな直管形蛍光灯
３３を使用しており、さらに断面楕円の円弧を形成する
ように湾曲させた鏡面３２によって光が集められて検査
部品に照射される。このため、照明輝度が高く十分な光
量が得られることから、検査部品の搬送速度を７００
［ｍｍ／ｓｅｃ］まで上げることが可能であることが分
かった。また、密着型リニアイメージセンサは視野が広
く、視野内であれば何処を通過しても良いため、装置構
成上での自由度が大きいと言える。さらに、リニアイメ
ージセンサであるが故、通常のカメラに比較して長さ方
向での寸法が短くなるので狭いスペースに設置できるな
ど、ＦＡ機械への組み込みに好適である。

【００２２】次に、上記のように構成した本実施形態の
動作について説明する。検査部品が所定の搬送経路に従
って搬送され、リニアカメラ１０の開口２１上を通過す
るとき、照明光が検査部品に当たって反射し、その反射
光が開口２１を介して筐体２０の内部に導入される。具
体的には、断面楕円の円弧を形成するように湾曲された
鏡面３２，３２において、それぞれの焦点Ｐ１，Ｐ３に
配置された直管形蛍光灯３３，３３からの照明光が適宜
反射され、他方の焦点Ｐ２に集められて検査部品に当た
って反射する。

【００２３】開口２１を介して筐体２０の内部に導入さ
れた反射光は、筐体２０の内部における照明ブロック３
０，３０の間隙を通り、その先のマイクロレンズ４０に
入射される。そして、このマイクロレンズ４０の一端に
入射された反射光は、他端側に偏光されてリニアイメー
ジセンサ５０に投射される。このリニアイメージセンサ
５０は、マイコン６５の制御のもとで電子走査を繰り返
すことによって画像データを生成する。ここで生成され
た画像データは、画像メモリ６１に記憶することがで
き、必要時に読み出すことが可能である。また、生成さ
れた画像データをＤＡＣ６２を介してアナログの画信号
に変換するとともに、変調器６３によってその画信号に
同期信号を重畳するなどしてビデオ信号を生成し、ディ
スプレイ６４に供給することにより画面表示が可能であ
る。

【００２４】なお、本実施形態においては、二つの照明
ブロック３０，３０を開口２１を介在させて対称配置し
ているが、必ずしもかかる構成に限定されるものではな
い。例えば、図５に示すように、一方の照明ブロック３
０のみで構成される場合であっても同様の効果を奏する
ことができる。むろん、本実施形態と比較すれば、照明
輝度が低くなるため、搬送速度の上限値も自ずと低下す
ることになる。

【００２５】このように、検査部品の搬送経路側の筐体
２０にスリット状の開口２１を形成し、この開口２１に
並設して、断面楕円の円弧を形成するように湾曲しつつ
当該楕円の一方の焦点Ｐ２が開口２１上の検査部品に一
致する鏡面３２，３２を配置するとともに他方の焦点Ｐ
１，Ｐ３に直管形蛍光灯３３，３３を配置することによ
り、照明光を集めて検査部品に照射しつつ、開口２１を
介して検査部品の像を筐体２０内部のマイクロレンズ４
０で結像するとともに、その結像位置に配置されたリニ
アイメージセンサ５０を電子走査するようにしたため、
検査部品の搬送速度を高くしても結像に十分な光量が得
られて良好な撮像結果を得ることが可能なリニアカメラ
装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態にかかるリニアカメラの斜
視図である。

【図２】同リニアカメラの透視側面図である。

【図３】同リニアカメラの拡大透視図である。

【図４】同リニアカメラの電気的な接続形態を示すブロ
ック図である。

【図５】変形例にかかるリニアカメラの斜視図である。

【符号の説明】 １０…リニアカメラ ２０…筐体 ２１…開口 ２２…ガラス板 ３０…照明ブロック ３１…凹部 ３２…鏡面 ３３…直管形蛍光灯 ４０…マイクロレンズ ５０…リニアイメージセンサ ６１…画像メモリ ６２…ＤＡＣ（Ｄ／Ａコンバータ） ６３…変調器 ６４…ディスプレイ ６５…マイコン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2F065 BB15 DD00 DD05 FF42 GG16 HH12 HH14 JJ02 JJ09 JJ25 LL10 LL19 LL28 MM03 MM22 QQ24 5C022 AA00 AB15 AC42 AC51 AC54 5C072 BA03 CA04 DA02 DA18 DA21 DA23 EA07 RA10 UA11 XA10

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被撮像体の搬送経路側にスリット状の開
   口が形成された筐体と、 この筐体上面にて上記開口に並設して配設され、断面楕
   円の円弧を形成するように湾曲しつつ、当該楕円の一方
   の焦点が上記開口上の被撮像***置に略一致する反射鏡
   を備えるとともに他方の焦点に略線状光源を備えた照明
   ブロックと、 上記開口を介して上記被撮像体の像を上記筐体内部で結
   像する光学レンズと、 この光学レンズの結像位置に配置されたリニアイメージ
   センサとを具備することを特徴とするリニアカメラ装
   置。
2. 【請求項２】 上記請求項１に記載のリニアカメラ装置
   において、上記照明ブロックにおける略線状光源は、直
   管形蛍光灯であることを特徴とするリニアカメラ装置。
3. 【請求項３】 上記請求項１または請求項２のいずれか
   に記載のリニアカメラ装置において、上記照明ブロック
   における略線状光源は、上記開口上の被撮像***置に接
   近させて配置されることを特徴とするリニアカメラ装
   置。
4. 【請求項４】 上記請求項１〜請求項３のいずれかに記
   載のリニアカメラ装置において、上記照明ブロックは、
   上記開口を挟んで対称に配置されることを特徴とするリ
   ニアカメラ装置。