JP3575515B2 - スキャナー - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明はスキャナーに係り、特に、必要とされる共役長を確保すべく原稿とレンズとの間に光路形成用の反射光学部材を備えた小型のスキャナーに関する。
【0002】
【従来の技術】
照明用の光源で原稿を照明しつつ、該原稿に沿って移動しながら画像情報を取り込むハンディースキャナーでは、読取口(スリット)から入射する原稿面からの光をレンズを介してラインセンサ(CCD)に導いている。かかる共役長を確保すべく、従来は、スキャナーのケーシング内に折り返し用のミラーが複数枚設けられている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のスキャナーでは、必要な共役長を確保するために配設されるミラーの角度の調整が微妙であり、複数のミラーについて適正な角度に組付けることは極めて困難である。
また、折り返し回数が増えるとミラーの枚数が増え、更なる小型化も難しいという問題がある。
【0004】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、組付けが容易で一層の小型化を図ることができるスキャナーを提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本発明は前記目的を達成する為に、照明用光源で原稿面を照明しながら前記原稿面に沿って移動され、前記原稿面からの光をレンズを介してラインセンサに導き、前記原稿面の画像情報を読み取るスキャナーにおいて、2組の長さの異なる平行平面を有し、前記2組の平行平面で包囲される媒質領域内に入射した前記原稿面からの光を前記平行平面の各面で少なくとも1回反射して前記レンズに向けて出射する光路形成用の反射光学部材と、当該スキャナーと前記原稿面との相対的な移動量を検出するための移動位置検出手段と、を備え、前記反射光学部材は、前記原稿面からの光の入射光軸方向に対して傾斜して配置され、該反射光学部材の下面と原稿面との間に形成される空間に、前記照明用光源と前記移動位置検出手段とが前記原稿面からの光の入射光軸を挟んで左右にそれぞれ配置されていることを特徴としている。
【0006】
本発明によれば、2組の長さの異なる平行平面を反射面とする反射光学部材に入射した光は、前記平行平面の各面で少なくとも1回反射され、該反射光学部材から出射される。このように、反射光学部材の内側の4つの反射面で光の経路を折り返すことで、比較的長い光路長を形成することができる。かかる反射光学部材を用いれば、反射面の微妙な角度調整が不要或いは容易となり、一層の小型化を図ることができる。
【0007】
また、この反射光学部材は、短辺側の一組の平行な反射面と、長辺側の一組の平行な反射面とから成るが、原稿面からの光の入射光軸に対して傾けて配置することにより、反射光学部材の下側に該反射光学部材の下面と原稿面とで画される空間が形成される。この空間に照明用光源と移動位置検出手段とを入射光軸を挟んで左右にそれぞれ配置したことにより、光源と移動位置検出手段との距離を比較的近づけて配置することができスキャナーの薄型化、小型化を図ることができる。
【0008】
例えば、2組の長さの異なる平行平面が互いに90度を成す矩形状の光学部材においては、原稿面からの光の入射光軸方向に対して略30度又は略45度傾斜して配置する。
また、一般に、照明用光源よりも移動位置検出手段の方が大きい空間を占めるので、前記反射光学部材の下側の反射面のうち、短辺側の反射面の下方に照明用光源を配置し、長辺側の反射面の下方に移動位置検出手段を配置することにより、一層の小型化を達成することができる。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下添付図面に従って本発明に係るスキャナーの実施の形態について詳説する。
図1は、本発明が適用されたハンディースキャナーの側面透視図であり、図2は、正面透視図である。
【0010】
同図に示すスキャナー10は、ケーシング12内に照明用の光源14、プリズムブロック(反射光学部材に相当)16、レンズ18、ラインセンサ(CCD)20、スキャナー回路22及び位置検出用のローラ24等が配置されて成る。尚、図中符号26はCCD基板である。
光源14は、ケーシング12の底面部、図1中左下隅部に配設され、該光源14の右側にプリズムブロック16が隣接して配置されている。ケーシング12の底面、前記プリズムブロック16の真下の部分にはスリット28が形成され、該スリット28を介して光源14の照明光が原稿30に照射されるとともに、その原稿30からの光をケーシング12内に取り込むようになっている。
【0011】
プリズムブロック16は、透明の光学プラスチック又はガラスで成形され、断面が略長方形状に形成されている。即ち、このプリズムブロック16は、長さAの一組の平行な反射面32、34と、長さB(>A)の一組の平行な反射面36、38とを有し、下側の反射面32、38が入出射光線の光軸に対してθ=45度の角度となるように図示しない支持部材により支持されている。
【0012】
このプリズムブロック16の下側の反射面32、38と、ケーシング12の底面とで画成される空間に前記光源14及びローラ24が前記原稿30からの光の入射光軸を挟んで左右に配置されている。かかる配置を採用することにより、光源14とローラ24の距離を近づけて配置することができスキャナーの厚さ方向(図1中左右方向)の薄型化を図ることができる。
【0013】
一般に、照明用の光源14の直径よりもローラ24の直径の方が大きいので、短辺側の反射面32の下方に光源14を配置し、長辺側の反射面38の下方にローラ24を配置するのが好ましい。
プリズムブロック16の下側の反射面32、38が交わる交線陵付近には、原稿30面に略平行な平面部(入射面)40が形成され、同様に、上側の反射面34、36が交わる交線陵付近にも、原稿30面に平行な平面部(出射面)42が形成されている。前記入射面40及び出射面42は、各反射面32、38、34、36の反射の妨げとならない程度の大きさに形成される。
【0014】
このように、入出射光線に対して垂直な入射面40及び出射面42を設けたことにより、交線陵の頂点部分による光の反射、散乱を防止することができる。また、出射面42の幅が小さいとサジタル方向の光量が小さくなり解像度が低下するので、サジタル方向の光量を十分に得られる程度に出射面42の幅を定める必要がある。
【0015】
前記スリット28を介してケーシング12内に進入した原稿30からの光は、入射面40から当該プリズムブロック16に入射した後、反射面36で図中90度右方向に反射され、以後、反射面34、38、32、…の順に反射されて、最終的に出射面42からプリズムブロック16外へ出射される。
プリズムブロック16の上方にはレンズ18、CCD20が配設され、プリズムブロック16から出射された光はレンズ18を介して前記CCD20に導かれる。CCD20の受光面に入射した光は、光の強さに応じた電気信号に変換され、その電気信号はスキャナ回路22に導かれる。そして、スキャナー回路22の画像信号処理手段によって原稿画像の情報が取得される。
【0016】
また、ローラ24には、エンコーダ等の回転数を検出する手段(不図示)が設けられ、スキャナー10が移動した位置や移動量を検出できるようになっている。
次に、上記の如く構成されたハンディースキャナーの作用について説明する。図3乃至図6は、プリズムブロック16を幾何光学的にモデル化した説明図である。長さAの一組の平行な反射面32、34と、長さB(>A)の一組の平行な反射面36、38とを有し、これら二組の長さの異なる平行平面が互いに直交して成る反射光学系において、図中白丸で示す最下の頂点(入射点)から光が入射する場合の反射光路について長さの比率(A:B)との関係で説明する。
【0017】
図3には、A:B=3:4の様子が示されている。図中白丸で示す入射点から上向きにプリズムブロック16内に進入した光は、反射面36(以下、第1反射面という)で図中90度右方向に反射され、以後、反射面34(以下、第2反射面という)、反射面38(以下、第3反射面という)、反射面32(以下、第4反射面という)の順に、それぞれ1回づつ反射され、最後に再び第1反射面36で反射され、図中黒丸で示す右端の頂点(出射点)からプリズムブロック16外に出射される。この場合、総反射回数5回、光路長は4×21/2 ×Aとなる。
【0018】
図4には、A:B=3:5の様子が示されている。図中白丸で示す入射点から上向きにプリズムブロック16内に進入した光は、第1反射面36で図中90度右方向に反射され、以後、第2反射面34、第3反射面38、第1反射面36、第4反射面32、第3反射面38の順に反射され、図中黒丸で示す上側の頂点(出射点)からプリズムブロック16外に出射される。この場合、総反射回数6回、光路長は5×21/2 ×Aとなる。
【0019】
図5には、A:B=4:5の様子が示されている。図中白丸で示す入射点から上向きにプリズムブロック16内に進入した光は、第1反射面36で図中90度右方向に反射され、以後、順に第2反射面34、第3反射面38、第4反射面32、第1反射面36、第2反射面34、第3反射面38の順に反射され、図中黒丸で示す左側の頂点(出射点)からプリズムブロック16外に出射される。この場合、総反射回数7回、光路長は5×21/2 ×Aとなる。
【0020】
図6には、A:B=3:7の様子が示されている。図中白丸で示す入射点から上向きにプリズムブロック16内に進入した光は、各反射面で少なくとも1回反射し、合計8回の反射を経て図中黒丸で示す上側の出射点からプリズムブロック16外に出射される。この場合、光路長は7×21/2 ×Aとなる。
上述したように、A:Bの比率を変更することにより反射経路、反射回数が変更され、出射方向を右方向、左方向、上方向と適宜変更することができるとともに、光路長も適宜変更できる。どのような比率を採用するかは、レンズ18によって規定される共役長に基づいて必要とされる光路長や、スリット28、レンズ18及びCCD20の配置関係に応じて決定される。
【0021】
図1に示すようにスリット28、レンズ18及びCCD20が縦方向に略直線的に並ぶ縦型のスキャナーにおいては、図7(a)(b)に示すように入射光線と出射光線が平行になるものを採用する。尚、図1に示すスキャナー10では、A:B=9:11(総反射回数=18回、光路長=11×21/2 ×A)のプリズムブロック16が採用されている。
【0022】
かかる構成により、2組の平行な反射面の長さの比率(A:B)に応じて反射回数を増減でき、従来の折り返し用のミラーを増設することなく、比較的長い光路長を形成することができる。これにより、ミラーの微妙な角度調整が不要になるとともに、一層の小型化を図ることができるという利点がある。
図1に示すスキャナー10を原稿30面に沿って一方向(図中右方向又は左方向)に移動させると、ローラ24が原稿30に接触しながら回転し、該スキャナー10と原稿30面との距離が一定に保たれ、スキャナー10は滑らかに移動する。そして、ローラ24の回転に基づいてスキャナー10の位置を検出しながら、原稿30面からの光を上述のプリズムブロック16、及びレンズ20を介して順次CCD20に導くことにより、原稿30の画像情報を取得することができる。
【0023】
図8には、本発明の他の実施の形態が示されている。同図中、図1に示した実施の形態と同一又は類似の部材には同一の符号を付し、その説明は省略する。同図に示すスキャナー10は、レンズ18、CCD20を結ぶ光軸が原稿30面と略平行に配置され、スリット28から入射した光をプリズムブロック16で反射し、図中右方向に出射するようになっている。尚、符号25は、補助ローラである。前記プリズムブロック16下側の反射面32、38が入出射光線の光軸に対してθ=45度の角度となるように図示しない支持部材により支持されており、前記反射面32、38と、ケーシング12の底面で画成される左右の空間に前記光源14及びローラ24が入射光線の光軸を隔てて左右にそれぞれ配置されている。
【0024】
かかる配置を採用することにより、光源14とローラ24の距離を近づけて配置することができスキャナーの横方向(図8中左右方向)の小型化を図ることができる。
このように、2組の平行平面の長さの比率に応じて、出射光線の出射方向を変えることができるので、スリット28及びレンズ18の位置関係に応じて種々の形態に容易に設計することが可能である。
【0025】
上記実施の形態では、前記プリズムブロック16下側の反射面32、38が入出射光線の光軸に対してθ=45度の角度を成す場合について説明したが30度、60度傾けて配置することも可能である。
上記実施の形態では、プリズムブロック16を例に説明したが、これに限らず、光学ミラーを組み合わせてもよい。即ち、反射面を構成する部材を問わず、2組の平行な反射面で包囲される媒質(プラスチック、ガラス、空気等)が占める領域内に導かれた光が前記反射面の各面(4面)で少なくとも1回以上反射して該媒質領域から出射するように構成されていればよい。
【0026】
例えば、図9(a)(b)に示したプリズムブロック16と同等の反射光学系を図10に示す如く4枚の板状ミラー52、54、56、58を組み合わせて構成することができる。この場合、ミラー52(図8の第4反射面32に相当)とミラー58(図9の第3反射面38に相当)の交線部分に隙間(開口部)60を設け、前述した入射面40に相当する入射口を形成する。ミラー54(図9の第2反射面34に相当)とミラー58の交線部分に隙間(開口部)62を設け、前述した出射面42に相当する出射口を形成する。
【0027】
上述の実施の形態では、2組の平行な反射面が90度を成している場合について説明したが、2組の平行な反射面の交わる角度は90度に限らず、図11に示すように2組の平行な反射面が60度、120度を成すようにしてもよい。
この場合、同図に示すように、120度の角度を形成する一方の交線陵部に入射光線に対して略垂直な入射面40を形成し、120度の角度を形成する他方の交線陵部に出射光線に対して略垂直な出射面42を形成する。
【0028】
そして、同図に示したプリズムブロック16の反射面32、38を入出射光線の光軸に対して60度(原稿30面に対して30度)傾斜させて配置し、該プリズムブロック16の下側とケーシング12の底面で画成される左右の空間に、照明用の光源14と位置検出用のローラ24とを配置してもよい。
かかる配置を採用することにより、光源14とローラ24の距離を近づけて配置することができスキャナーの小型化を図ることができる。
【0029】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係るスキャナーによれば、2組の長さの異なる平行平面の各面で少なくとも1回反射して光の経路を折り返すようにした光路形成用の反射光学部材を入射光線の光軸方向に対して傾けて配置し、該反射光学部材の下面と原稿面とで画される空間に照明用光源と移動位置検出手段とを前記入射光線の光軸を隔てて左右に配置したので、照明用光源と移動位置検出手段との距離を比較的近づけて配置することができる。これにより、スキャナーの薄型化、小型化を達成できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態に係るハンディースキャナーの側面透視図である。
【図2】図1に示したハンディースキャナーの正面透視図である。
【図3】2組の長さの異なる平行な反射面を有するプリズムブロックの反射経路を説明する為に用いた図である。
【図4】2組の長さの異なる平行な反射面を有するプリズムブロックの反射経路を説明する為に用いた図である。
【図5】2組の長さの異なる平行な反射面を有するプリズムブロックの反射経路を説明する為に用いた図である。
【図6】2組の長さの異なる平行な反射面を有するプリズムブロックの反射経路を説明する為に用いた図である。
【図7】下方から入射する入射光線を上方向に出射させる場合の反射経路の一例を示す図であり、(a)は光学系のモデル図、(b)はプリズムブロックの外観斜視図である。
【図8】本発明の他の実施の形態に係るハンディースキャナーの側面図である。
【図9】下方から入射する入射光線を右方向(横方向)に出射させる場合の反射経路の一例を示す図であり、(a)は光学系のモデル図、(b)はプリズムブロックの外観斜視図である。
【図10】下方から入射する入射光線を右方向(横方向)に出射させる反射光学系の他の形態を示す斜視図である。
【図11】2組の平行な反射面が60度又は120度を成すように構成した場合の反射経路を説明する為に用いた図である。
【符号の説明】
10…スキャナー
12…ケーシング
14…光源(照明用光源)
16…プリズムブロック(反射光学部材)
18…レンズ
20…ラインセンサ(CCD)
22…スキャナー回路
24…ローラ(移動位置検出手段)
30…原稿
32、34、36、38…反射面
40…入射面
42…出射面
52、54、56、58…ミラー
Claims (3)
- 照明用光源で原稿面を照明しながら前記原稿面に沿って移動され、前記原稿面からの光をレンズを介してラインセンサに導き、前記原稿面の画像情報を読み取るスキャナーにおいて、
2組の長さの異なる平行平面を有し、前記2組の平行平面で包囲される媒質領域内に入射した前記原稿面からの光を前記平行平面の各面で少なくとも1回反射して前記レンズに向けて出射する光路形成用の反射光学部材と、
当該スキャナーと前記原稿面との相対的な移動量を検出するための移動位置検出手段と、
を備え、前記反射光学部材は、前記原稿面からの光の入射光軸方向に対して傾斜して配置され、該反射光学部材の下面と原稿面との間に形成される空間に、前記照明用光源と前記移動位置検出手段とが前記原稿面からの光の入射光軸を挟んで左右にそれぞれ配置されていることを特徴とするスキャナー。 - 前記2組の長さの異なる平行平面は互いに略90度を成し、前記反射光学部材は、前記原稿面からの光の入射光軸方向に対して略30度又は略45度傾斜して配置されていることを特徴とする請求項1のスキャナー。
- 前記反射光学部材の下面の反射面のうち、短辺側の反射面の下方に前記原稿照明用の光源を配置し、長辺側の反射面の下方に前記移動位置検出手段を配置したことを特徴とする請求項1のスキャナー。
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JP34011496A JP3575515B2 (ja) | 1996-12-19 | 1996-12-19 | スキャナー |
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- 1996-12-19 JP JP34011496A patent/JP3575515B2/ja not_active Expired - Fee Related
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