JP3795683B2

JP3795683B2 - Optical device

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Publication number: JP3795683B2
Application number: JP31488898A
Authority: JP
Inventors: 明鈴木
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1998-11-05
Filing date: 1998-11-05
Publication date: 2006-07-12
Anticipated expiration: 2018-11-05
Also published as: JP2000141745A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光書き込みプリンター等の画像形成装置の光書き込み部に用いられる光学装置、あるいはイメージスキャナーや画像形成装置の画像読み取り部等に用いられる光学装置に関し、特に、アレー状に配列された複数の発光部または受光部あるいはシャッター部に対応して複数の結像素子を配置した構成の光学装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、光書き込みプリンター等の画像形成装置の光書き込み部に用いられる光学装置で、発光ダイオード（ＬＥＤ）アレー等の複数の発光部を書き込み用光源として用いた構成では、複数の発光部からの光をフィルムや感光体等の感光性書き込み媒体上に投影する結像手段としてマイクロレンズアレーを使用したものが知られている。これは図１７に一例を示すように、結像手段（マイクロレンズアレー）４２は、発光手段（ＬＥＤアレー等）４１の主走査方向に直線状に配列された複数の発光部Ｉ₁〜Ｉ_nに一対一に対応して結像素子（マイクロレンズ）Ｌ₁〜Ｌ_nをアレー状に配置した構成となっている。しかし、このような構成の光書き込み用光学装置では、書き込み密度の高密度化により、配列方向のレンズ間の距離（配列ピッチ：Ｐ）が短くなり、隣接するレンズ間のクロストークが問題となっている。特に、デジタルカメラで撮影した画像等を小サイズの感光性フィルムにプリントするような比較的小型で高画質（高画素密度）を要求されるようなプリンターの場合、光書き込み部を構成する光源手段や結像手段の更なる高密度化が要求され、隣接するレンズ間のクロストークに対する対策が重要となる。
尚、主走査方向の画素密度の高密度化とクロストークの低減を図るために、発光部の配列周期を半周期ずらしたＬＥＤアレーを副走査方向に２段に重ねて配置し、この２段のＬＥＤアレーの各発光部にレンズ部が一対一に対応するようにマイクロレンズアレーも２段に配置した構成の光書き込み用光学装置が知られている。このような構成では、ＬＥＤアレーが一段の場合と比べて、主走査方向の画素密度を２倍にすることができるが、ＬＥＤアレーとマイクロレンズアレーを２段に重ねて配置しているため光学装置の副走査方向の厚さが倍となり、コスト的にも高価となる。
【０００３】
またイメージスキャナー等の画像読み取り部に用いられる光学装置では、ＣＣＤイメージセンサ等の複数の受光部をアレー状に配列した受光手段に被写体像を結像する結像手段の一つとしてマイクロレンズアレーが使用されており、これは主走査方向に直線状に配列された複数の受光部に一対一に対応して結像素子（マイクロレンズ）がアレー状に配置された構成となっている。しかし、このような構成の画像読み取り用光学装置では、読み取り密度の高密度化により、隣接するレンズ間のクロストークが問題となっている。特に、写真等の高画質画像を読み取りパーソナルコンピュータ等に入力するような比較的小型で高解像度（高画素密度）を要求されるようなイメージスキャナの場合、画像読み取り部を構成する受光手段や結像手段の更なる高密度化が要求され、隣接するレンズ間のクロストークに対する対策が重要となる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように、直線状に配列された複数の発光部あるいは受光部に一対一に対応して結像素子がアレー状に配置された構成の光学装置では、高密度化により隣接するレンズ間のクロストークが問題となっていた。そこでこの問題を解決するため、
特開平９−４３５３８号公報：レンズアレーが形成された２つのレンズ基板間に、側面部分が遮光性を有する導光部材を設ける、
特開平１０−１８６１０５号公報：複数の開口部を有する遮光板の各開口部に対応させてその上下にレンズ部を設け、２つのレンズアレー間にアパーチャーを一体化した構造とする、
特開平１０−２１０２１３号公報：レンズアレーを一方の表面に形成した２つのレンズ基板間に、透孔を有する遮光部材を設ける、
等が提案されている。
【０００５】
しかし、これらの方式は、２つのレンズアレー間に導光部材やアパーチャーを設けた構造であり、２つのレンズイアレー間では外乱光や迷光を遮光できるが、発光部−レンズ間や、レンズ−受光部間等ではクロストークに対する対策は何ら施されておらず、あまり効果的ではなかった。
【０００６】
本発明は上記事情に鑑みなされたものであって、光書き込みプリンター等の光書き込み部、あるいはイメージスキャナ等の画像読み取り部に用いられる、複数の結像素子を有する光学装置において、比較的低コストに且つ効果的にクロストークを低減させる手段を提供することを目的とするものである。
【０００７】
【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に係る光学装置では、複数の発光部を主走査方向に沿って一列に配置した発光手段と、前記複数の発光部に一対一に対応して設けられ該発光部からの光を投影させるための複数の結像素子を配置した結像手段を有し、前記結像手段は隣接した結像素子が副走査方向に互いに逆向きにシフトして間隔を開けて配置されている構成とした。
【０００８】
請求項２に係る光学装置では、複数の受光部を主走査方向に沿って一列に配置した受光手段と、前記複数の受光部に一対一に対応して設けられ被写体像からの光を前記複数の受光部に投影させるための複数の結像素子を配置した結像手段を有し、前記結像手段は隣接した結像素子が副走査方向に互いに逆向きにシフトして間隔を開けて配置されている構成とした。
【０００９】
請求項３に係る光学装置では、光源と、複数のシャッター部を主走査方向に沿って一列に配置したシャッター手段と、前記複数のシャッター部に一対一に対応して設けられ該シャッター部を通過した光源からの光を投影する複数の結像素子を配置した結像手段を有し、前記結像手段は隣接した結像素子が副走査方向に互いに逆向きにシフトして間隔を開けて配置されている構成とした。
請求項４に係る光学装置では、光源と、複数のシャッター部を副走査方向に間隔を開けて主走査方向にアレイ状に配置したシャッター手段と、前記複数のシャッター部に一対一に対応して設けられ該シャッター部に光源からの光を投影する複数の結像素子を配置した結像手段を有し、前記結像手段は隣接した結像素子が副走査方向に互いに逆向きにシフトして間隔を開けて配置され、かつ前記シャッター部の副走査方向の間隔は、前記結像素子の副走査方向の間隔よりも大きく設定されている構成とした。
【００１０】
請求項５に係る光学装置では、請求項１〜４のいずれか一つの構成に加えて、前記結像素子のシフトによる光路のずれを合わせるために、前記結像手段の光路の途中に位置調整手段を有する構成とした。
【００１１】
請求項６に係る光学装置では、請求項１の構成に加えて、前記発光手段の複数の発光部からの光を前記結像手段の複数の結像素子により書き込み媒体に投影して光書き込みを行う場合に、前記結像素子のシフトによる書き込み位置のずれを補正するための補正手段を有する構成とした。
【００１２】
請求項７に係る光学装置では、請求項２の構成に加えて、前記結像手段の複数の結像素子により被写体像からの光を前記受光手段の複数の受光部に投影して被写体像を読み取る場合に、前記結像素子のシフトにより異なった被写体情報を読み取ることを補正するための補正手段を有する構成とした。
【００１３】
請求項８に係る光学装置では、請求項３の構成に加えて、光源から出射されシャッター手段の複数のシャッター部を通過した光を結像手段の複数の結像素子により書き込み媒体に投影して光書き込みを行う場合に、前記結像素子のシフトによる書き込み位置のずれを補正するための補正手段を有する構成とした。
請求項９に係る光学装置では、請求項４の構成に加えて、光源から出射された光を結像手段の複数の結像素子によりシャッター手段の複数のシャッター部に投影して該シャッター部を通過した光により書き込み媒体に光書き込みを行う場合に、前記結像素子のシフトによる書き込み位置のずれを補正するための補正手段を有する構成とした。
【００１４】
請求項１０に係る光学装置では、請求項１〜９のいずれかの構成に加えて、前記結像手段は、複数の結像素子の奇数番目と偶数番目が配列方向と略直交する方向に逆向きにずれて千鳥状に配置されている構成とした。
【００１５】
請求項１１に係る光学装置では、請求項１〜１０のいずれかの構成に加えて、前記結像手段の結像素子間は遮光されている構成とした。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
まず、光書き込みプリンターの光書き込み部に用いられる光学装置の実施例について説明する。
【００１７】
図２（ａ）は本発明に係る光学装置を光書き込みヘッドに用いた光書き込みプリンターの一例を示す概略構成図である。この光書き込みプリンターは、複数の発光部を主走査方向にアレー状に配置した発光手段（例えば図２（ｃ）に示すような発光ダイオード（ＬＥＤ）を主走査方向にアレー状に配置した発光ダイオードアレー（ＬＥＤＡ））と、その発光手段の複数の発光部に対応して設けられ該発光部からの光を投影させるための複数の結像素子（マイクロレンズ）を配置した結像手段（マイクロレンズアレー）とを有する光書き込みヘッド１０を備えており、その光書き込みヘッド１０は、副走査方向への移動手段（プーリとそのプーリに掛け渡されたワイヤとガイドロッド等）１５と、その移動手段１５を駆動するステッピングモータ１４及び駆動ギヤとにより副走査方向に移動されるようになっている。またプリンターは、光書き込みヘッド１０の発光手段を駆動する発光駆動回路１３と、ステッピングモータ１４を駆動するモータ駆動回路１２と、これら発光駆動回路１３やモータ駆動回路１２を制御する制御回路１１（中央演算処理装置（ＣＰＵ）、ＲＡＭやＲＯＭ等のメモリ、入・出力インターフェース、クロック、タイマー等からなる）を備えている。
【００１８】
そして、プリンタの動作が開始され制御回路１１に画像情報が入力されると、入力された画像情報を制御回路１１で処理して主走査方向１ライン毎に発光駆動回路１３に送信し、光書き込みヘッド１０の発光手段を駆動すると共に、制御回路１１でモータ駆動回路１２を制御してステッピングモータ１４を駆動し、移動手段１５により光書き込みヘッド１０を副走査方向に１ラインづつ移動走査する。すなわち、図２（ｂ）に示すように、感光性フィルム等の書き込み媒体４に光書き込みヘッド１０により主走査方向１ラインづつ画像を書き込みながら、光書き込みヘッド１０を副走査方向に１ラインづつ移動走査することにより、画像を形成する。
【００１９】
尚、光書き込みヘッド１０の構成としては、ＬＥＤアレーとマイクロレンズアレーの組み合わせの他に、蛍光管ドットアレーとマイクロレンズアレーの組み合わせ、あるいは光源と液晶シャッターアレーとマイクロレンズアレーを組み合わせたものなどがある。ここではＬＥＤアレーとマイクロレンズアレーの組み合わせで説明するが、ＬＥＤアレーを蛍光管ドットアレーに置き換えても同様の説明となる。また、光源と液晶シャッターアレーとマイクロレンズアレーを組み合わせた構成については後述する。
【００２０】
従来の構成では、光書き込みヘッドは図１７に示したように、主走査方向の画像を形成する複数の発光部（ＬＥＤ）Ｉ₁〜Ｉ_nをアレー状に配置した発光手段（ＬＥＤアレー）４１と、その発光手段４１の複数の発光部Ｉ₁〜Ｉ_nに一対一に対応して複数の結像素子（マイクロレンズ）Ｌ₁〜Ｌ_nを一列に配置した結像手段（マイクロレンズアレー）４２が用いられている。このような構成の場合、書き込み密度の高密度化により、アレー方向のレンズ間の距離（配列ピッチ：Ｐ）が短くなり、隣接するレンズ間のクロストークが問題となっていた。
【００２１】
そこで本発明では上記のクロストークの問題を解決するため、図１に示すように、結像手段２は隣接した結像素子が互いにシフトして配置されている構成とした。ここで、図１は本発明による光書き込みヘッド（光学装置）の一実施例を示構成説明図であって、（ａ）は光書き込みヘッドの発光手段１と結像手段２を示す斜視図、（ｂ）は結像手段２をＺ方向から見た図、（ｃ）は発光手段１と結像手段２をＸ方向から見た図、（ｄ）は発光手段１と結像手段２及び書き込み媒体４をＹ方向から見た図である。
【００２２】
この光学装置の構成をより具体的に説明すると、図１に示すように、発光手段１の複数の発光部Ｉ₁〜Ｉ_2mに一対一に対応して配置される結像手段２の複数の結像素子（マイクロレンズ）Ｌ₁〜Ｌ_2mは、隣接した結像素子がアレー方向（Ｙ方向）に直交する方向（Ｘ方向）に互いに逆向きにシフトして配置されているものである。
尚、この例では、結像手段２は、複数の結像素子の奇数番目（Ｌ₁，Ｌ₃，・・・Ｌ_2m-1）と偶数番目（Ｌ₂，Ｌ₄，・・・Ｌ_2m）が配列方向と略直交する方向に逆向きにずれて千鳥に配置されている。また、結像手段２の結像素子間には遮光部３が設けられており、結像素子と結像素子の間が遮光されている。
【００２３】
ここで図３（ａ）に示すようにレンズピッチ間距離Ｐで一列に配置されていた従来の結像手段（図１７）の配列方式では、隣接する結像素子の間隔はＰであったが、図１及び図３（ｂ）に示すように、本発明の構成では、隣接する結像素子をアレー方向（Ｙ方向）に直交する方向（Ｘ方向）に互いに逆向きにシフトさせてＸ方向に間隔ｄだけ離して配置しているので、結像素子間の間隔Ｄは、
Ｄ＝√(Ｐ²＋ｄ²) ，Ｄ＞Ｐ
となり、隣接する結像素子の間隔を従来よりかなり大きくできる。つまり、発光手段の複数の発光部から放出された光が結像手段の複数の結像素子を通って書き込み媒体（感光性フィルム等）に結像される場合、隣接する結像素子間の間隔が広ければ広いほどクロストークが減少するので、本発明の構成では、従来の配列方式と比べて大幅にクロストークを低減できる。
【００２４】
尚、図１では、隣接する結像素子をアレー方向（Ｙ方向）に直交する方向（Ｘ方向）に互いに逆向きにシフトさせて千鳥状に配置した例を示したが、隣接する結像素子のうち一方側のみをアレー方向に直交する方向にずらして配置する構成も可能である。図４はその一例を示す結像手段２’の正面図であって、複数の結像素子の奇数番目（Ｌ₁，Ｌ₃，・・・Ｌ_2m-1）を主走査方向（Ｙ方向）に配列し、偶数番目（Ｌ₂，Ｌ₄，・・・Ｌ_2m）をＹ方向と略直交する方向（Ｘ方向）にずらして配置した例である。このような配置の場合も、従来の一直線上の配置に比べてクロストークを低減することができる。しかし、図１に示した千鳥配列と比べると、隣接する結像素子間の間隔は狭くなるのでクロストーク低減効果は劣る。また、結像手段２’の中央に配列した結像素子（Ｌ₁，Ｌ₃，・・・Ｌ_2m-1）と、Ｘ方向にずらして配置した結像素子（Ｌ₂，Ｌ₄，・・・Ｌ_2m）とでは、発光手段の発光部までの距離が異なることになり、結像素子を透過する光量に差ができ、書き込み媒体上で光量むらが発生する場合が有る。このため、結像素子の開口数（Ｎ．Ａ）を変えたり、発光部の光量を調節する等の手段が必要となる。従って、図１に示すような千鳥状配列の方が理想的である。
【００２５】
次に、図１（ｄ）や図３（ｂ）に示すように、結像手段２の隣接する結像素子がＸ方向（副走査方向）にｄだけずれて配置されている場合、図１（ｄ）のように、書き込み媒体（感光性フィルム等）４に至る光路にもずれが生じるため、書き込み媒体４上には副走査方向にＬだけずれて結像されることになる。これは書き込み媒体４上に書き込まれる画素の配列で見ると、図５（ａ）に一例を示すように、結像手段２の奇数番目の結像素子（Ｌ₁，Ｌ₃，Ｌ₅・・・）により結像された画素（ｄ₁，ｄ₃，ｄ₅・・・）と、偶数番目の結像素子（Ｌ₂，Ｌ₄，Ｌ₆・・・）により結像された画素（ｄ₂，ｄ₄，ｄ₆・・・）とでは、副走査方向にＬだけずれて書き込まれることになる。
【００２６】
そこで本発明では、結像素子のシフトによる光路のずれを合わせるために、結像手段の光路の途中に位置調整手段を有する構成とした。この位置調整手段の例を図７に示す。図７（ａ）は結像手段２から書き込み媒体４に至る光路の途中にミラー５を配置して副走査方向の結像位置を一致させたものであり、これにより図５（ｂ）のように、書き込み媒体上の画素配列を副走査方向に一列に揃えることができる。また、図７（ｂ）は位置調整手段の別の例であり、結像手段２から書き込み媒体４に至る光路の途中にプリズム６を配置して副走査方向の結像位置を一致させたものであり、同様の効果が得られる。
【００２７】
以上は光学的に光路のずれを修正して副走査方向の結像位置を調整する手段の例であるが、結像素子のシフトによる書き込み媒体上の結像位置のずれを電気的に補正して副走査方向の書き込み位置を補正する手段もある。図８はその一例を示す図であって、図２（ａ）に示した光書き込みプリンターの書き込み制御系の制御回路１１と発光駆動回路１３の間に補正回路１６を設けた例である。この補正回路１６は、発光手段２の複数の発光部の奇数番目（Ｉ₁，Ｉ₃，・・・Ｉ_2m-1）または偶数番目（Ｉ₂，Ｉ₄，・・・Ｉ_2m）のいずれか一方側の駆動信号を所定の時間遅延して発光駆動回路１３に送信する遅延手段を有しており、これにより発光部の発光タイミングを結像位置のずれ分ずらして、結像素子のシフトによる書き込み媒体上の結像位置のずれを補正するものである。
【００２８】
より具体的には、制御回路１１は入力された２次元画像情報を一旦メモリに取り込み、そのうちの主走査方向に対応する１ライン分づつの画像情報を取り出して補正回路１６に入力すると共に、モータ駆動回路１２に１ライン分づつ副走査方向に光書き込みヘッド１０（あるいは書き込み媒体４）を移動させる信号を送る。これにより、主走査方向１ラインの書き込みと１ライン分の副走査方向への移動が順次行われることになるが、この際、補正回路１６により１ライン分の画像情報のうち、奇数番目の画像情報Ｓ₁，Ｓ₃，Ｓ₅，・・・、あるいは偶数番目の画像情報Ｓ₂，Ｓ₄，Ｓ₆，・・・のいずれか一方側が遅延されるため、遅延されない側の画像情報のみが先行されて発光駆動回路１３に送信されて発光手段１の対応する発光部による書き込みが行われ、遅延された側の画像情報に対応する発光部による書き込みは、遅延時間分遅れて（すなわち副走査方向の結像位置のずれ分、副走査方向に光書き込みヘッド（あるいは書き込み媒体）が移動した後）行われることになる。例えば、図５（ａ）のように、奇数番目の画素（ｄ₁，ｄ₃，ｄ₅・・・）と偶数番目の画素（ｄ₂，ｄ₄，ｄ₆・・・）が副走査方向にＬだけずれて結像される場合、副走査方向にＬだけ光書き込みヘッド１０（あるいは書き込み媒体４）が移動する時間分、一方側の画像情報を補正回路１６で遅延させれば、図５（ｂ）のように副走査方向の書き込み位置を一致させることができる。
【００２９】
次に結像素子のシフトによる書き込み媒体上の結像位置のずれを補正して副走査方向の書き込み位置を補正する手段としては、制御回路内のマイクロコンピュータによってソフト的に行う方法もある。図９はその一例を示す図であって、図２（ａ）に示した光書き込みプリンターの制御回路１１内のＣＰＵを構成するマイクロコンピュータにより副走査方向の書き込み位置のずれを補正する場合の構成例である。制御回路１１は入力された図６に示すような２次元画像情報を一旦メモリに取り込み、そのうちの主走査方向に対応する１ライン分づつの画像情報を取り出して発光駆動回路１３に送信するが、この際、１ライン分の画像情報のうち、奇数番目の画像情報あるいは偶数番目の画像情報のいずれか一方側の情報の取り出し順をシフトして書き込むことで副走査方向のずれを補正することができる。
【００３０】
より具体的には、図５（ａ）に示した書き込み位置の副走査方向のずれ量Ｌが３ドットピッチとすると、図６に示すような２次元画像情報を書き込む場合、主走査方向にｄ₁の画素位置では副走査方向にＳ₁₁，Ｓ₂₁，Ｓ₃₁，・・・の順に情報を書き込むと共に、ｄ₂の画素位置では副走査方向に３ドットピッチずれた情報からＳ₃₂，Ｓ₄₂，Ｓ₅₂，・・・の順に情報を書き込む。つまりＬ＝３ドットとすると、一般的に、主走査方向奇数番の画素位置では、
ｄ_2m-1＝Ｓ_n,2m-1
（但し、ｍ＝１，２，３，・・・、ｎ＝１，２，３，・・・）
の情報を、主走査方向偶数番の画素位置では、
ｄ_2m＝Ｓ_n+2,2m
の情報を書き込むように、発光駆動回路１３への画像情報の送信順を制御する。すなわち、図１の発光手段１の発光部Ｉ₁，Ｉ₂，Ｉ₃，・・・と画素ｄ₁，ｄ₂，ｄ₃，・・・は対応しているから、各発光部を同時に駆動する情報が、図６の画像情報の例では、
Ｉ_2m-1＝Ｓ_n,2m-1
Ｉ_2m＝Ｓ_n+2,2m
となるように制御すればよい。
【００３１】
以上説明したように、本発明に係る光学装置を光書き込みヘッド１０に用いたプリンターでは、結像手段２は隣接した結像素子が互いにシフトして千鳥状に配置されているのでクロストークを減少することができる。また、結像素子のシフトによる光路のずれを合わせるための光学的な位置調整手段、あるいは書き込み位置のずれを電気的、ソフト的に補正する補正手段を用いることで、結像素子のシフトによる副走査方向の書き込み位置のずれを補正することができるので、画質の低下を防止することができる。
【００３２】
次に本発明の別の実施形態として、イメージスキャナの画像読み取り部に用いられる光学装置の実施例について説明する。
図１０は本発明に係る光学装置を受光ヘッドに用いたイメージスキャナの一例を示す概略構成図である。このイメージスキャナは、複数の受光部を主走査方向にアレー状に配置した受光手段（例えばＣＣＤイメージセンサ）と、その受光手段の複数の受光部に対応して設けられ該受光部に被写体像（例えば原稿２６の画像）を投影させるための複数の結像素子（マイクロレンズ）を配置した結像手段（マイクロレンズアレー）とを有する受光ヘッド２０を備えており、その受光ヘッド２０は、副走査方向への移動手段（プーリとそのプーリに掛け渡されたワイヤとガイドロッド等）２１と、その移動手段２１を駆動するステッピングモータ２２及び駆動ギヤとにより副走査方向に移動されるようになっている。またスキャナは、受光ヘッド２０の受光手段を駆動して画像情報を取り込む画像読取回路２４と、ステッピングモータ２２を駆動するモータ駆動回路２５と、これら画像読取回路２４やモータ駆動回路２５を制御する制御回路２３（中央演算処理装置（ＣＰＵ）、ＲＡＭやＲＯＭ等のメモリ、入・出力インターフェース、クロック、タイマー、画像処理回路等からなる）を備えている。
【００３３】
そして、スキャナの動作が開始されると、制御回路２３は画像読取回路２４を作動して受光ヘッド２０の受光手段による画像読み取りを開始すると共に、モータ駆動回路２５を制御してステッピングモータ２２を駆動し、移動手段２１により受光ヘッド２０を副走査方向に１ラインづつ移動走査しながら原稿２６の画像情報を取り込む。すなわち、受光手段で主走査方向１ラインの原稿画像を読み取りながら受光ヘッド２０を副走査方向に１ラインづつ移動走査し、原稿画像を順次取り込み、制御回路２３で画像処理した後、画像情報として出力する。
【００３４】
従来の構成では、受光ヘッドは主走査方向の原稿画像を読み取る複数の受光部をアレー状に配置した受光手段（ＣＣＤ等）と、その受光手段の複数の受光部に一対一に対応して複数の結像素子（マイクロレンズ）を一列に配置した結像手段（マイクロレンズアレー）が用いられていた。しかし、このような構成の場合、読み取り密度の高密度化により、アレー方向のレンズ間の距離（配列ピッチ）が短くなり、隣接するレンズ間のクロストークが問題となっていた。
【００３５】
そこで本発明では上記のクロストークの問題を解決するため、図１１に示すように、結像手段２７は隣接した結像素子が互いにシフトして配置されている構成とした。ここで、図１１は本発明による受光ヘッド（光学装置）の一実施例を示構成説明図であって、（ａ）は受光ヘッドの受光手段２８と結像手段２７を示す斜視図、（ｂ）は受光手段２８と結像手段２７及び原稿２６をＹ方向から見た図である。
【００３６】
この光学装置の構成をより具体的に説明すると、図１１に示すように、受光手段２８の複数の受光部Ｐ₁〜Ｐ_2mに一対一に対応して配置される結像手段２７の複数の結像素子（マイクロレンズ）Ｌ₁〜Ｌ_2mは、隣接した結像素子がアレー方向（Ｙ方向）に直交する方向（Ｘ方向）に互いに逆向きにシフトして配置されているものである。尚、この例では、結像手段２７は、複数の結像素子の奇数番目（Ｌ₁，Ｌ₃，・・・Ｌ_2m-1）と偶数番目（Ｌ₂，Ｌ₄，・・・Ｌ_2m）が配列方向と略直交する方向に逆向きにずれて千鳥状に配置されている。また、結像手段２７の結像素子間には遮光部２７ａが設けられており、結像素子間を遮光している。また、この受光ヘッドの場合、原稿を照明するための照明用光源２９が設けられている。
【００３７】
さて、以上の構成は、図１に示した光書き込みヘッドの発光手段を受光手段に置き換え、書き込み媒体を原稿に置き換え、光の進行方向を逆にした構成に相当する。従って、図１１の受光ヘッドの場合にも、隣接する結像素子が互いにシフトしているので、前述と同様の理由で隣接する結像素子間の間隔が広くなり、従来の受光ヘッドに比べてクロストークを大幅に低減することができる。
【００３８】
次に、図１１（ｂ）に示すように、結像手段２７の隣接する結像素子がＸ方向（副走査方向）にｄだけずれて配置されている場合、原稿２６から受光部に至る光路にずれが生じ、原稿２６上で副走査方向にＬだけずれた位置の画像を読み取ることになる。これは前述の書き込みの場合と同様のずれであり、図５（ａ）を原稿面に置き換えて考えると、結像手段２７の奇数番目の結像素子（Ｌ₁，Ｌ₃，Ｌ₅・・・）を介して読み取られる画素（ｄ₁，ｄ₃，ｄ₅・・・）と、偶数番目の結像素子（Ｌ₂，Ｌ₄，Ｌ₆・・・）を介して読み取られる画素（ｄ₂，ｄ₄，ｄ₆・・・）とでは、副走査方向にＬだけずれていることになる。
【００３９】
そこで本発明では、結像素子のシフトによる読み取り位置のずれを合わせるための一手段として、原稿２６から結像手段２７に至る光路の途中に位置調整手段を有する構成とする。この位置調整手段の例としては、図７と同様に原稿２６から結像手段２７に至る光路の途中にミラーやプリズム等を配置して副走査方向の読み取り位置を一致させるものである。
【００４０】
以上は光学的に光路のずれを修正して副走査方向の読み取り位置を調整する手段の例であるが、結像素子のシフトによる原稿２６上の読み取り位置のずれを電気的に補正する手段もある。図１２はその一例を示す図であって、図１０に示したイメージスキャナの読み取り制御系の画像読取回路２４と制御回路２３の間に補正回路３０を設けた例である。この補正回路３０は、受光手段２８の複数の受光部の奇数番目（Ｐ₁，Ｐ₃，・・・Ｐ_2m-1）または偶数番目（Ｐ₂，Ｐ₄，・・・Ｐ_2m）のいずれか一方側の受光信号を所定の時間遅延して制御回路２３に送信する遅延手段を有しており、これにより受光部の受光タイミングを読み取り位置のずれ分だけずらして、結像素子のシフトによる原稿上の読み取り位置のずれを補正するものである。
【００４１】
より具体的には、制御回路２３は受光手段２８で受光した原稿２６の主走査方向１ライン分づつの画像情報を画像読取回路２４及び補正回路３０を介して取り込むと共に、モータ駆動回路２５に１ライン分づつ副走査方向に受光ヘッド２０（あるいは原稿）を移動させる信号を送る。これにより、主走査方向１ラインの画像情報の読み取りと１ライン分の副走査方向への移動が順次行われることになるが、この際、補正回路３０により１ライン分の画像情報のうち、奇数番目の画像情報Ｓ₁，Ｓ₃，Ｓ₅，・・・、あるいは偶数番目の画像情報Ｓ₂，Ｓ₄，Ｓ₆，・・・のいずれか一方側が遅延されるため、遅延されない側の画像情報のみが先行されて制御回路２３に取り込まれ、遅延された側の画像情報の制御回路２３への取り込みは、遅延時間分遅れて（すなわち副走査方向の読み取り位置のずれ分、副走査方向に受光ヘッド（あるいは原稿）が移動した後）行われることになる。これにより、制御回路２３で読み取られる画像情報は、副走査方向の位置が一致したものとなる。
【００４２】
次に結像素子のシフトによる原稿２６上の読み取り位置のずれを補正して副走査方向の読み取り位置を補正する手段としては、制御回路２３内のマイクロコンピュータによってソフト的に行う方法もある。図１３はその一例を示す図であって、図１０に示したイメージスキャナの制御回路２３内のＣＰＵを構成するマイクロコンピュータにより副走査方向の読み取り位置のずれを補正する場合の構成例である。制御回路２３は画像読取回路２４から入力された主走査１ライン分の画像情報を取り込む際、１ライン分の画像情報のうちの奇数番目の画像情報あるいは偶数番目の画像情報のいずれか一方側の情報のメモリへの取り込み順をシフトすることで副走査方向のずれを補正することができる。より具体的には、１ライン分の画像情報のうちの奇数番目の画像情報あるいは偶数番目の画像情報のいずれか一方側の情報のメモリ上のアドレス位置を副走査方向にずらして取り込み、画像情報を出力する際にはアドレス順に出力すれば、読み取り位置のずれが補正された画像情報を出力することができる。
【００４３】
以上説明したように、本発明に係る光学装置を受光ヘッド２０に用いたイメージスキャナでは、結像手段２７は隣接した結像素子が互いにシフトして千鳥状に配置されているのでクロストークを減少することができる。また、結像素子のシフトによる光路のずれを合わせるための光学的な位置調整手段、あるいは読み取り位置のずれを電気的、ソフト的に補正する補正手段を用いることで、結像素子のシフトによる副走査方向の読み取り位置のずれを補正することができるので、読み取り精度の低下を防止することができる。
【００４４】
次に本発明のさらに別の実施形態として、図２に示した光書き込みプリンタの光書き込みヘッド１０に用いられる光学装置の別の実施例について説明する。
図１４は光書き込みヘッド（光学装置）の構成説明図であり、図１との違いは発光手段に代えて、シャッター手段３２と光源３１を配置した点であり、結像手段３３の構成は同じである。尚、図１４（ａ）は光書き込みヘッドの光源３１とシャッター手段３２及び結像手段２を示す斜視図、（ｂ）は（ａ）のＸ方向から見た図、（ｃ）は（ａ）のＹ方向から見た図である。
【００４５】
図１４に示す実施例では、図１のＬＥＤアレー等からなる発光手段の代わりに、光源３１と、光源３１からの光の透過を制御するシャッター手段３２を用いたものであり、シャッター手段３２としては液晶シャッターアレーを用いている。そしてこのシャッター手段３２の複数の液晶シャッター部Ｈ₁〜Ｈ_2mに一対一に対応して配置される結像手段３３の複数の結像素子（マイクロレンズ）Ｌ₁〜Ｌ_2mは、隣接した結像素子がアレー方向（Ｙ方向）に直交する方向（Ｘ方向）に互いに逆向きにシフトして配置されているものである。尚、この例の場合も、結像手段３３は、複数の結像素子の奇数番目（Ｌ₁，Ｌ₃，・・・Ｌ_2m-1）と偶数番目（Ｌ₂，Ｌ₄，・・・Ｌ_2m）が配列方向と略直交する方向に逆向きにずれて千鳥に配置されている。また、結像手段３３の結像素子間には遮光部３４が設けられて遮光されている。
【００４６】
このようにＬＥＤアレー等からなる発光手段に代えて液晶シャッターアレーからなるシャッター手段３２を配置した場合、画像情報に応じてシャッター手段３２のシャッター部の開閉を制御して光源３１からの光の透過を制御する構成とすることにより、図１の発光手段と同様の機能となる。従って、図１乃至図９を参照して説明したクロストークの低減方式や、結像素子のシフトによる光路のずれを合わせるための光学的な位置調整手段、あるいは読み取り位置のずれを電気的、ソフト的に補正する補正手段の構成等は、発光手段をシャッター手段に代え、発光駆動回路を液晶シャッター駆動回路に置き換えることにより同様の説明となるのでここでは説明を省略する。
【００４７】
ところで図１４の実施例では、光源３１からの光はシャッター手段３２のシャッター部を透過してから結像手段３３の結像素子で書き込み媒体に結像される構成であるが、結像手段３３とシャッター手段３２の配置を逆にして、光源３１からの光を結像手段３３の各結像素子によりシャッター手段３２の各シャッター部に投影し、シャッター部を透過した光を書き込み媒体に照射する構成とすることもできる。また、液晶シャッターアレーはＬＥＤアレー等と比べて２次元配列が容易なため、結像手段３３の結像素子のシフトに合わせてシャッター部の位置をシフトさせることもできる。図１５はその一例を示すものであり、光源３１とシャッター手段３６の間に結像手段３３を配置し、且つシャッター手段３６のシャッター部を、結像手段３３の結像素子のシフト方向に対応させてシフトさせたものである。このような構成とすることにより、隣接するシャッター部間の間隔が広くなるため、クロストークを更に減少することができる。また、この場合は、書き込み媒体３５上の副走査方向の書き込み位置のずれを小さくすることができる。
【００４８】
尚、シャッター手段のシャッター部を、結像手段の結像素子のシフト方向に対応させてシフトさせる場合に、図１６に示す例のように、シャッター手段３７の隣接するシャッター部のシフト方向の間隔Ｒを、結像手段３３の隣接する結像素子のシフト間隔ｄよりも大きく設定することも可能であり、クロストークを更に減少することが可能となる。
【００４９】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に係る光学装置では、複数の発光部を主走査方向に沿って一列に配置した発光手段と、前記複数の発光部に一対一に対応して設けられ該発光部からの光を投影させるための複数の結像素子を配置した結像手段を有し、前記結像手段は隣接した結像素子が副走査方向に互いに互いに逆向きにシフトして間隔を開けて配置されている構成としたので、従来のように結像素子を発光部のアレー方向に合わせて一列に配置した構成と比べて隣接結像素子間の間隔を広くとれ、クロストークを低減できる。従って本発明に係る光学装置をプリンター等の光書き込み部に用いた場合には、クロストークが低減された高画質な画像の書き込みを行うことが可能となる。
【００５０】
請求項２に係る光学装置では、複数の受光部を主走査方向に沿って一列に配置した受光手段と、前記複数の受光部に一対一に対応して設けられ被写体像からの光を前記複数の受光部に投影させるための複数の結像素子を配置した結像手段を有し、前記結像手段は隣接した結像素子が副走査方向に互いに逆向きにシフトして間隔を開けて配置されている構成としたので、従来のように結像素子を受光部のアレー方向に合わせて一列に配置した構成と比べて隣接結像素子間の間隔を広くとれ、クロストークを低減できる。従って本発明に係る光学装置をイメージスキャナ等の画像読み取り部に用いた場合には、クロストークが低減された高精度な画像の読み取りを行うことが可能となる。
【００５１】
請求項３に係る光学装置では、光源と、複数のシャッター部を主走査方向に沿って一列に配置したシャッター手段と、前記複数のシャッター部に一対一に対応して設けられ該シャッター部を通過した光源からの光を投影する複数の結像素子を配置した結像手段を有し、前記結像手段は隣接した結像素子が副走査方向に互いに逆向きにシフトして間隔を開けて配置されている構成としたので、従来のように結像素子をシャッター部のアレー方向に合わせて一列に配置した構成と比べて隣接結像素子間の間隔を広くとれ、クロストークを低減できる。従って本発明に係る光学装置をプリンター等の光書き込み部に用いた場合には、クロストークが低減された高画質な画像の書き込みを行うことが可能となる。
請求項４に係る光学装置では、光源と、複数のシャッター部を副走査方向に間隔を開けて主走査方向にアレイ状に配置したシャッター手段と、前記複数のシャッター部に一対一に対応して設けられ該シャッター部に光源からの光を投影する複数の結像素子を配置した結像手段を有し、前記結像手段は隣接した結像素子が副走査方向に互いに逆向きにシフトして間隔を開けて配置され、かつ前記シャッター部の副走査方向の間隔は、前記結像素子の副走査方向の間隔よりも大きく設定されている構成としたので、従来のように結像素子をシャッター部のアレー方向に合わせて一列に配置した構成と比べて隣接結像素子間の間隔を広くとれ、クロストークを低減できる。従って本発明に係る光学装置をプリンター等の光書き込み部に用いた場合には、クロストークが低減された高画質な画像の書き込みを行うことが可能となる。
【００５２】
請求項５に係る光学装置では、請求項１〜４のいずれか一つの構成に加えて、前記結像素子のシフトによる光路のずれを合わせるために、前記結像手段の光路の途中に位置調整手段を有する構成としたので、副走査方向の書き込み位置あるいは読み取り位置のずれを修正することができる。
【００５３】
請求項６に係る光学装置では、請求項１の構成に加えて、前記発光手段の複数の発光部からの光を前記結像手段の複数の結像素子により書き込み媒体に投影して光書き込みを行う場合に、前記結像素子のシフトによる書き込み位置のずれを補正するための補正手段を有する構成としたので、副走査方向の書き込み位置のずれを補正してずれのない画像を書き込むことができる。
【００５４】
請求項７に係る光学装置では、請求項２の構成に加えて、前記結像手段の複数の結像素子により被写体像からの光を前記受光手段の複数の受光部に投影して被写体像を読み取る場合に、前記結像素子のシフトにより異なった被写体情報を読み取ることを補正するための補正手段を有する構成としたので、副走査方向の読み取り位置のずれを補正して、異なった被写体情報を読み取ることを防止することができる。
【００５５】
請求項８に係る光学装置では、請求項３の構成に加えて、光源から出射されシャッター手段の複数のシャッター部を通過した光を結像手段の複数の結像素子により書き込み媒体に投影して光書き込みを行う場合に、前記結像素子のシフトによる書き込み位置のずれを補正するための補正手段を有する構成としたので、副走査方向の書き込み位置のずれを補正してずれのない画像を書き込むことができる。
請求項９に係る光学装置では、請求項４の構成に加えて、光源から出射された光を結像手段の複数の結像素子によりシャッター手段の複数のシャッター部に投影して該シャッター部を通過した光により書き込み媒体に光書き込みを行う場合に、前記結像素子のシフトによる書き込み位置のずれを補正するための補正手段を有する構成としたので、副走査方向の書き込み位置のずれを補正してずれのない画像を書き込むことができる。
【００５６】
請求項１０に係る光学装置では、請求項１〜９のいずれか一つの構成に加えて、前記結像手段は、複数の結像素子の奇数番目と偶数番目が配列方向と略直交する方向に逆向きにずれて千鳥状に配置されている構成としたので、隣接する結像素子間の間隔を広くとれ、簡単にクロストークを低減することができる。
【００５７】
請求項１１に係る光学装置では、請求項１〜１０のいずれか一つの構成に加えて、前記結像手段の結像素子間は遮光されている構成としたので、結像素子間から光が洩れて悪影響を及ぼすことを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示す図であって、光書き込みプリンター等の光書き込み部に用いられる光学装置の構成説明図である。
【図２】本発明に係る光学装置を光書き込みヘッドに用いた光書き込みプリンターの一例を示す構成説明図である。
【図３】本発明の結像素子の配列と、従来の結像素子の配列とを比較するための図であって、（ａ）は従来の結像素子の配列を示す図、（ｂ）は本発明による結像素子の配列を示す図である。
【図４】本発明に係る結像手段の結像素子の別の配列例を示す図である。
【図５】結像素子のシフトによる画素の副走査方向の書き込み位置のずれと、補正後の画素配列をの例を示す図である。
【図６】二次元画像情報の一例と、書き込み位置補正方法の説明図である。
【図７】結像手段の光路の途中に配置される位置調整手段の例を示す図である。
【図８】結像素子のシフトによる書き込み位置のずれを電気的に補正するための補正手段を有する書き込み制御系のブロック図である。
【図９】結像素子のシフトによる書き込み位置のずれをソフト的に補正するための補正手段を有する書き込み制御系のブロック図である。
【図１０】本発明に係る光学装置を受光ヘッドに用いたイメージスキャナの一例を示す構成説明図である。
【図１１】本発明の別の実施例を示す図であって、図１０に示すイメージスキャナの受光ヘッドに用いられる光学装置の構成説明図である。
【図１２】結像素子のシフトによる読み取り位置のずれを電気的に補正するための補正手段を有する読み取り制御系のブロック図である。
【図１３】結像素子のシフトによる読み取り位置のずれをソフト的に補正するための補正手段を有する読み取り制御系のブロック図である。
【図１４】本発明のさらに別の実施例を示す図であって、光書き込みプリンター等の光書き込み部に用いられる光学装置の構成説明図である。
【図１５】本発明のさらに別の実施例を示す図であって、光書き込みプリンター等の光書き込み部に用いられる光学装置の構成説明図である。
【図１６】本発明のさらに別の実施例を示す図であって、光書き込みプリンター等の光書き込み部に用いられる光学装置の構成説明図である。
【図１７】従来の光学装置の一例を示す斜視図である。
【符号の説明】
１：発光手段（発光ダイオードアレー等）
２，２’，２７，３３：結像手段（マイクロレンズアレー等）
３，３’，２７ａ，３４：遮光部
４，３５：書き込み媒体（感光性フィルム等）
５：ミラー（位置調整手段）
６：プリズム（位置調整手段）
１０：光書き込みヘッド（光書き込み部）
１１：制御回路
１２：モータ駆動回路
１３：発光駆動回路
１４：ステッピングモータ
１５：光書き込みヘッドの移動手段
１６：補正回路
２０：受光ヘッド（画像読み取り部）
２１：受光ヘッドの移動手段
２２：ステッピングモータ
２３：制御回路
２４：画像読み取り回路
２５：モータ駆動回路
２６：原稿（被写体）
２８：受光手段
２９：照明用光源
３０：補正回路
３１：光源
３２，３６，３７：シャッター手段（液晶シャッターアレー等）
Ｉ₁〜Ｉ_2m：発光部
Ｌ₁〜Ｌ_2m：結像素子
Ｐ₁〜Ｐ_2m：受光部
Ｈ₁〜Ｈ_2m：シャッター部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an optical device used in an optical writing unit of an image forming apparatus such as an optical writing printer, or an optical device used in an image reading unit of an image scanner or an image forming apparatus, and in particular, a plurality of arrays arranged in an array. The present invention relates to an optical device having a configuration in which a plurality of imaging elements are arranged corresponding to the light emitting unit, the light receiving unit, or the shutter unit.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in an optical device used in an optical writing unit of an image forming apparatus such as an optical writing printer, in a configuration in which a plurality of light emitting units such as a light emitting diode (LED) array is used as a light source for writing, light from the plurality of light emitting units is used. As an image forming means for projecting the image onto a photosensitive writing medium such as a film or a photoconductor, a microlens array is known. As shown in FIG. 17, for example, the imaging means (microlens array) 42 includes a plurality of light emitting units I arranged linearly in the main scanning direction of the light emitting means (LED array) 41.₁~ I_nAn imaging element (microlens) L corresponding one-to-one₁~ L_nAre arranged in an array. However, in the optical writing optical device having such a configuration, the distance between the lenses in the arrangement direction (arrangement pitch: P) is shortened by increasing the writing density, and crosstalk between adjacent lenses becomes a problem. ing. In particular, in the case of a printer that is relatively small and requires high image quality (high pixel density), such as printing an image taken with a digital camera on a small photosensitive film, light source means constituting an optical writing unit Further, higher density of the imaging means is required, and countermeasures against crosstalk between adjacent lenses are important.
In order to increase the pixel density in the main scanning direction and reduce crosstalk, the LED array in which the arrangement period of the light emitting portions is shifted by a half period is arranged in two stages in the sub-scanning direction. 2. Description of the Related Art There is known an optical writing optical device having a configuration in which microlens arrays are arranged in two stages so that lens portions correspond to each light emitting portion of the LED array in a one-to-one relationship. In such a configuration, the pixel density in the main scanning direction can be doubled as compared with the case where the LED array is one stage. However, since the LED array and the microlens array are arranged in two stages, it is optical. The thickness of the apparatus in the sub-scanning direction is doubled, which increases the cost.
[0003]
Also, in an optical device used for an image reading unit such as an image scanner, a microlens array is used as one of image forming units for forming a subject image on a light receiving unit in which a plurality of light receiving units such as a CCD image sensor are arranged in an array. In this configuration, imaging elements (microlenses) are arranged in an array in a one-to-one correspondence with a plurality of light receiving units arranged linearly in the main scanning direction. However, in the optical device for image reading having such a configuration, crosstalk between adjacent lenses becomes a problem due to an increase in reading density. In particular, in the case of an image scanner that requires a high resolution (high pixel density) that is relatively small and that reads a high-quality image such as a photograph and inputs it to a personal computer or the like, a light receiving means or a connection that constitutes the image reading unit. A further increase in the density of the image means is required, and measures against crosstalk between adjacent lenses are important.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, in an optical apparatus having a configuration in which imaging elements are arranged in an array corresponding to a plurality of light emitting units or light receiving units arranged linearly, between adjacent lenses due to higher density. Crosstalk was a problem. So to solve this problem,
JP, 9-43538, A: A light guide member having a light-shielding side surface portion is provided between two lens substrates on which a lens array is formed.
JP, 10-186105, A: A lens part is provided up and down corresponding to each opening of a light-shielding plate having a plurality of openings, and an aperture is integrated between two lens arrays.
JP-A-10-210213: A light-shielding member having a through hole is provided between two lens substrates having a lens array formed on one surface.
Etc. have been proposed.
[0005]
However, these systems have a structure in which a light guide member and an aperture are provided between two lens arrays, and disturbance light and stray light can be shielded between the two lens arrays. No countermeasures against crosstalk were taken between the light receiving parts and the like, which was not very effective.
[0006]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and is a relatively low cost optical device having a plurality of imaging elements used in an optical writing unit such as an optical writing printer or an image reading unit such as an image scanner. It is another object of the present invention to provide a means for effectively and effectively reducing crosstalk.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
  In order to achieve the above object, in the optical device according to claim 1, a plurality of light emitting units are provided.A line along the main scanning directionA plurality of imaging elements arranged in a one-to-one correspondence with the plurality of light emitting units to project light from the light emitting units. Means that the adjacent imaging elementIn the sub-scanning directionIt was set as the structure arrange | positioned with the space | interval which shifted in the mutually opposite direction and opened the space | interval.
[0008]
  In the optical device according to claim 2, the plurality of light receiving units are provided.A line along the main scanning directionA light receiving means disposed on the plurality of light receiving sections and a plurality of image forming means arranged to project light from a subject image onto the plurality of light receiving sections. The image forming means has an adjacent image forming element.In the sub-scanning directionIt was set as the structure arrange | positioned with the space | interval which shifted in the mutually opposite direction and opened the space | interval.
[0009]
  In the optical device according to claim 3, the light source and the plurality of shutter portions are provided.A line along the main scanning directionProjecting light from a light source that is provided in a one-to-one correspondence with the plurality of shutter portions, and that has passed through the shutter portions.DoubleA plurality of image forming elements, and the image forming means includes adjacent image forming elements.In the sub-scanning directionIt was set as the structure arrange | positioned with the space | interval which shifted in the mutually opposite direction and opened the space | interval.
  In the optical device according to the fourth aspect, the light source, the shutter unit having a plurality of shutter portions arranged in an array in the main scanning direction with an interval in the sub-scanning direction, and the plurality of shutter portions have a one-to-one correspondence. Provided with a plurality of image forming elements for projecting light from the light source on the shutter unit, the image forming means having adjacent image forming elements shifted in the sub-scanning direction in opposite directions to each other. The shutters are arranged with an interval between them, and the interval in the sub-scanning direction of the shutter unit is set larger than the interval in the sub-scanning direction of the imaging element.
[0010]
  Claim5An optical device according to claimAny one of 1-4In addition to the configuration described above, in order to adjust the optical path shift due to the shift of the imaging element, a position adjusting unit is provided in the middle of the optical path of the imaging unit.
[0011]
  Claim6In the optical device according to claim 1, in addition to the configuration of claim 1, when light is written by projecting light from a plurality of light emitting units of the light emitting unit onto a writing medium by a plurality of imaging elements of the imaging unit. The correction unit for correcting the shift of the writing position due to the shift of the imaging element is employed.
[0012]
  Claim7In the optical device according to the aspect of the invention, in addition to the configuration of claim 2, when the subject image is read by projecting light from the subject image onto the plurality of light receiving portions of the light receiving unit by the plurality of imaging elements of the imaging unit. The correction means for correcting reading of different subject information due to the shift of the imaging element is provided.
[0013]
  Claim8In the optical device according to the third aspect, in addition to the configuration of the third aspect, the light emitted from the light source and passed through the plurality of shutter portions of the shutter unit is projected onto the writing medium by the plurality of imaging elements of the imaging unit, and optical writing is performed. Place to doTogetherThe correction unit for correcting the shift of the writing position due to the shift of the imaging element is employed.
  In the optical device according to claim 9, in addition to the configuration of claim 4, the light emitted from the light source is projected onto the plurality of shutter portions of the shutter means by the plurality of imaging elements of the imaging means, and the shutter portion is In the case where optical writing is performed on the writing medium with the light that has passed, a configuration is provided that includes correction means for correcting a shift in the writing position due to the shift of the imaging element.
[0014]
  Claim10In the optical device according to claim 1,9In addition to any of the configurations described above, the imaging means has a configuration in which the odd-numbered and even-numbered imaging elements are arranged in a staggered manner in a reverse direction in a direction substantially orthogonal to the arrangement direction. .
[0015]
  Claim11In the optical device according to claim 1,10In addition to any of the configurations described above, the image forming elements of the image forming means are shielded from light.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
First, an embodiment of an optical device used in an optical writing unit of an optical writing printer will be described.
[0017]
FIG. 2A is a schematic configuration diagram showing an example of an optical writing printer using the optical device according to the present invention for an optical writing head. In this optical writing printer, light emitting means in which a plurality of light emitting units are arranged in an array in the main scanning direction (for example, light emitting diodes in which light emitting diodes (LEDs as shown in FIG. 2C) are arranged in an array in the main scanning direction. An imaging unit (microlens) provided with an array (LEDA) and a plurality of imaging elements (microlenses) provided corresponding to the plurality of light emitting units of the light emitting unit for projecting light from the light emitting unit. The optical writing head 10 includes a moving means 15 in the sub-scanning direction (a pulley, a wire spanned on the pulley, a guide rod, etc.) 15 and a moving means therefor. 15 is moved in the sub-scanning direction by a stepping motor 14 for driving 15 and a drive gear. The printer also has a light emission drive circuit 13 that drives the light emission means of the optical writing head 10, a motor drive circuit 12 that drives the stepping motor 14, and a control circuit 11 that controls the light emission drive circuit 13 and the motor drive circuit 12 (center). An arithmetic processing unit (CPU), a memory such as a RAM and a ROM, an input / output interface, a clock, a timer, and the like).
[0018]
When the operation of the printer is started and image information is input to the control circuit 11, the input image information is processed by the control circuit 11 and transmitted to the light emission drive circuit 13 for each line in the main scanning direction for optical writing. In addition to driving the light emitting means of the head 10, the control circuit 11 controls the motor driving circuit 12 to drive the stepping motor 14, and the moving means 15 moves and scans the optical writing head 10 line by line in the sub-scanning direction. That is, as shown in FIG. 2B, the optical writing head 10 is moved by one line in the sub-scanning direction while the optical writing head 10 writes an image by one line in the main scanning direction on the writing medium 4 such as a photosensitive film. By scanning, an image is formed.
[0019]
In addition to the combination of the LED array and the microlens array, the configuration of the optical writing head 10 includes a combination of a fluorescent tube dot array and a microlens array, or a combination of a light source, a liquid crystal shutter array, and a microlens array. is there. Here, a combination of an LED array and a microlens array will be described, but the same description can be obtained even if the LED array is replaced with a fluorescent tube dot array. Further, a combination of a light source, a liquid crystal shutter array, and a microlens array will be described later.
[0020]
In the conventional configuration, as shown in FIG. 17, the optical writing head has a plurality of light emitting units (LEDs) I that form an image in the main scanning direction.₁~ I_nLight emitting means (LED array) 41 arranged in an array, and a plurality of light emitting portions I of the light emitting means 41₁~ I_nA plurality of imaging elements (microlenses) L corresponding one-to-one₁~ L_nThe image forming means (microlens array) 42 is used. In such a configuration, as the writing density is increased, the distance between the lenses in the array direction (arrangement pitch: P) is shortened, and crosstalk between adjacent lenses becomes a problem.
[0021]
Therefore, in the present invention, in order to solve the above-described problem of crosstalk, as shown in FIG. 1, the image forming means 2 has a configuration in which adjacent image forming elements are shifted from each other. Here, FIG. 1 is a structural explanatory view showing an embodiment of an optical writing head (optical device) according to the present invention, wherein (a) is a perspective view showing a light emitting means 1 and an imaging means 2 of the optical writing head, (B) is a view of the imaging means 2 viewed from the Z direction, (c) is a view of the light emitting means 1 and the imaging means 2 viewed from the X direction, and (d) is a view of the light emitting means 1 and the imaging means 2 and writing. It is the figure which looked at the medium 4 from the Y direction.
[0022]
The configuration of this optical device will be described more specifically. As shown in FIG.₁~ I_2mA plurality of imaging elements (microlenses) L of the imaging means 2 arranged in a one-to-one correspondence with each other₁~ L_2mAre arranged such that adjacent imaging elements are shifted in opposite directions in a direction (X direction) orthogonal to the array direction (Y direction).
In this example, the imaging means 2 is an odd number (L₁, L_Three, ... L_2m-1) And even number (L₂, L_Four, ... L_2m) Are shifted in the opposite direction in the direction substantially orthogonal to the arrangement direction, and are arranged in a staggered manner. Further, a light shielding portion 3 is provided between the imaging elements of the imaging means 2 so that the light shielding is provided between the imaging elements.
[0023]
Here, as shown in FIG. 3 (a), in the arrangement system of the conventional imaging means (FIG. 17) arranged in a line with the distance P between the lens pitches, the interval between adjacent imaging elements is P. As shown in FIG. 1 and FIG. 3B, in the configuration of the present invention, adjacent imaging elements are shifted in directions opposite to each other in the direction (X direction) orthogonal to the array direction (Y direction) to obtain the X direction. , The distance D between the imaging elements is
D = √ (P²+ D²), D> P
Thus, the interval between adjacent imaging elements can be made considerably larger than before. That is, when the light emitted from the plurality of light emitting portions of the light emitting means passes through the plurality of imaging elements of the imaging means and forms an image on a writing medium (photosensitive film or the like), the interval between adjacent imaging elements Since the crosstalk decreases as the width increases, the crosstalk can be greatly reduced in the configuration of the present invention as compared with the conventional arrangement method.
[0024]
Although FIG. 1 shows an example in which adjacent imaging elements are shifted in the opposite directions (X direction) orthogonal to the array direction (Y direction) and arranged in a staggered manner, the adjacent imaging elements are shown. Of these, a configuration in which only one side is shifted in a direction orthogonal to the array direction is also possible. FIG. 4 is a front view of the image forming means 2 'showing an example thereof, which is an odd number (L₁, L_Three, ... L_2m-1) In the main scanning direction (Y direction), and the even number (L₂, L_Four, ... L_2m) Are shifted in a direction (X direction) substantially orthogonal to the Y direction. Even in such an arrangement, crosstalk can be reduced as compared with the conventional arrangement on a straight line. However, compared with the staggered arrangement shown in FIG. 1, the distance between adjacent imaging elements is narrow, so the crosstalk reduction effect is inferior. Further, the imaging elements (L₁, L_Three, ... L_2m-1) And an imaging element (L₂, L_Four, ... L_2m), The distance to the light emitting part of the light emitting means is different, the amount of light transmitted through the imaging element can be different, and unevenness in the amount of light may occur on the writing medium. For this reason, means such as changing the numerical aperture (NA) of the imaging element or adjusting the light quantity of the light emitting unit is required. Therefore, the staggered arrangement as shown in FIG. 1 is ideal.
[0025]
Next, as shown in FIGS. 1D and 3B, when adjacent imaging elements of the imaging means 2 are arranged shifted by d in the X direction (sub-scanning direction), FIG. As shown in (d), the optical path leading to the writing medium (photosensitive film or the like) 4 also shifts, so that the image is shifted on the writing medium 4 by L in the sub-scanning direction. This is seen from the arrangement of the pixels written on the writing medium 4, as shown in an example in FIG. 5A, the odd-numbered imaging elements (L₁, L_Three, L_Five... Imaged by the pixel (d₁, D_Three, D_Five...) and even-numbered imaging elements (L₂, L_Four, L₆... Imaged by the pixel (d₂, D_Four, D₆..., The writing is shifted by L in the sub-scanning direction.
[0026]
Therefore, in the present invention, in order to adjust the optical path shift due to the shift of the imaging element, the position adjusting means is provided in the middle of the optical path of the imaging means. An example of this position adjusting means is shown in FIG. FIG. 7A shows a state in which the mirror 5 is arranged in the middle of the optical path from the imaging means 2 to the writing medium 4 so that the imaging positions in the sub-scanning direction coincide with each other, and as shown in FIG. In addition, the pixel array on the writing medium can be aligned in the sub-scanning direction. FIG. 7B shows another example of the position adjusting means, in which a prism 6 is arranged in the middle of the optical path from the imaging means 2 to the writing medium 4 so that the imaging positions in the sub-scanning direction are matched. The same effect can be obtained.
[0027]
The above is an example of means for optically correcting the deviation of the optical path and adjusting the imaging position in the sub-scanning direction. However, the deviation of the imaging position on the writing medium due to the shift of the imaging element is electrically corrected. There is also means for correcting the writing position in the sub-scanning direction. FIG. 8 is a diagram showing an example thereof, in which a correction circuit 16 is provided between the control circuit 11 and the light emission drive circuit 13 of the write control system of the optical writing printer shown in FIG. The correction circuit 16 is an odd number (I₁, I_Three, ... I_2m-1) Or even number (I₂, I_Four, ... I_2m) Is delayed by a predetermined time and transmitted to the light emission drive circuit 13, thereby shifting the light emission timing of the light emitting portion by the shift of the image formation position. This is to correct a shift of the imaging position on the writing medium due to the shift of the child.
[0028]
More specifically, the control circuit 11 once captures the input two-dimensional image information into the memory, extracts image information for each line corresponding to the main scanning direction, inputs the image information to the correction circuit 16, and A signal for moving the optical writing head 10 (or writing medium 4) in the sub-scanning direction is sent to the driving circuit 12 by one line. As a result, writing in one line in the main scanning direction and movement in the sub-scanning direction for one line are sequentially performed. At this time, an odd-numbered image in the image information for one line is obtained by the correction circuit 16. Information S₁, S_Three, S_Five,... Or even-numbered image information S₂, S_Four, S₆..,... Are delayed, so that only the image information on the non-delayed side is preceded and transmitted to the light emission drive circuit 13, and writing is performed by the corresponding light emitting unit of the light emitting means 1, and delayed. Writing by the light emitting unit corresponding to the image information on the side is delayed by the delay time (that is, after the optical writing head (or writing medium) has moved in the sub-scanning direction by the shift of the imaging position in the sub-scanning direction). It will be. For example, as shown in FIG. 5A, odd-numbered pixels (d₁, D_Three, D_Five...) and even-numbered pixels (d₂, D_Four, D₆..) Is shifted by L in the sub-scanning direction, and the image information on one side is corrected by the correction circuit 16 for the time that the optical writing head 10 (or writing medium 4) moves by L in the sub-scanning direction. Can be made coincident with each other in the sub-scanning direction as shown in FIG.
[0029]
Next, as means for correcting the writing position in the sub-scanning direction by correcting the shift of the image forming position on the writing medium due to the shift of the image forming element, there is a method in which the microcomputer in the control circuit performs software. FIG. 9 is a diagram showing an example of this, and a configuration in the case where the shift of the writing position in the sub-scanning direction is corrected by the microcomputer constituting the CPU in the control circuit 11 of the optical writing printer shown in FIG. It is an example. The control circuit 11 temporarily captures the input two-dimensional image information as shown in FIG. 6 and takes out the image information for one line corresponding to the main scanning direction and transmits it to the light emission drive circuit 13. In this case, the shift in the sub-scanning direction can be corrected by shifting the writing order of information on either the odd-numbered image information or the even-numbered image information out of one line of image information. it can.
[0030]
More specifically, assuming that the shift amount L in the sub-scanning direction of the writing position shown in FIG. 5A is 3 dot pitch, when writing two-dimensional image information as shown in FIG. 6, d in the main scanning direction.₁S in the sub-scanning direction at the pixel position₁₁, S_{twenty one}, S₃₁, ... are written in the order, and d₂From the information shifted by 3 dot pitches in the sub-scanning direction.₃₂, S₄₂, S₅₂Information is written in the order of. In other words, if L = 3 dots, in general, at odd-numbered pixel positions in the main scanning direction,
d_2m-1= S_{n, 2m-1}
(However, m = 1, 2, 3,..., N = 1, 2, 3,...)
In the main scanning direction even numbered pixel positions,
d_2m= S_{n + 2,2m}
The transmission order of the image information to the light emission drive circuit 13 is controlled so that the information is written. That is, the light emitting part I of the light emitting means 1 in FIG.₁, I₂, I_Three, ... and pixel d₁, D₂, D_Three,... Correspond to each other, the information for simultaneously driving the light emitting units is the image information example in FIG.
I_2m-1= S_{n, 2m-1}
I_2m= S_{n + 2,2m}
Control may be performed so that
[0031]
As described above, in the printer using the optical device according to the present invention for the optical writing head 10, the image forming means 2 reduces the crosstalk because the adjacent image forming elements are shifted in a staggered manner. can do. Further, by using an optical position adjusting means for adjusting a deviation of the optical path due to the shift of the imaging element or a correction means for correcting the deviation of the writing position electrically and softly, a sub-position due to the shifting of the imaging element is used. Since the shift of the writing position in the scanning direction can be corrected, it is possible to prevent the image quality from being deteriorated.
[0032]
Next, as another embodiment of the present invention, an example of an optical device used in an image reading unit of an image scanner will be described.
FIG. 10 is a schematic configuration diagram showing an example of an image scanner using the optical apparatus according to the present invention for a light receiving head. This image scanner is provided corresponding to a plurality of light receiving units (for example, a CCD image sensor) in which a plurality of light receiving units are arranged in an array in the main scanning direction, and a subject image ( For example, a light receiving head 20 having an image forming means (microlens array) in which a plurality of image forming elements (microlenses) for projecting an image of an original 26 is projected is provided. It is moved in the sub-scanning direction by a moving means 21 in the direction (pulley, a wire and a guide rod spanned on the pulley, etc.) 21 and a stepping motor 22 and a driving gear that drive the moving means 21. Yes. The scanner also drives the light receiving means of the light receiving head 20 to capture image information, a motor driving circuit 25 that drives the stepping motor 22, and a control that controls the image reading circuit 24 and the motor driving circuit 25. A circuit 23 (consisting of a central processing unit (CPU), a memory such as a RAM and a ROM, an input / output interface, a clock, a timer, an image processing circuit, etc.) is provided.
[0033]
When the operation of the scanner is started, the control circuit 23 operates the image reading circuit 24 to start image reading by the light receiving means of the light receiving head 20 and controls the motor driving circuit 25 to drive the stepping motor 22. Then, the moving unit 21 captures image information of the document 26 while moving and scanning the light receiving head 20 line by line in the sub-scanning direction. That is, the light receiving unit 20 moves and scans the light receiving head 20 line by line in the sub-scanning direction while reading the original image of one line in the main scanning direction by the light receiving means, sequentially captures the original image, performs image processing by the control circuit 23, and outputs the image information To do.
[0034]
In the conventional configuration, the light receiving head includes a plurality of light receiving units (CCD and the like) in which a plurality of light receiving units for reading a document image in the main scanning direction are arranged in an array, and a plurality of light receiving units corresponding to the plurality of light receiving units of the light receiving unit on a one-to-one basis. The imaging means (microlens array) in which the imaging elements (microlenses) are arranged in a row has been used. However, in such a configuration, the distance between the lenses in the array direction (arrangement pitch) is shortened by increasing the reading density, and crosstalk between adjacent lenses has been a problem.
[0035]
Therefore, in the present invention, in order to solve the above-described problem of crosstalk, as shown in FIG. 11, the image forming means 27 has a configuration in which adjacent image forming elements are shifted from each other. Here, FIG. 11 is a structural explanatory view showing an embodiment of the light receiving head (optical device) according to the present invention, wherein (a) is a perspective view showing the light receiving means 28 and the imaging means 27 of the light receiving head, (b) ) Is a view of the light receiving means 28, the imaging means 27, and the document 26 as seen from the Y direction.
[0036]
The configuration of this optical apparatus will be described more specifically. As shown in FIG.₁~ P_2mA plurality of imaging elements (microlenses) L of the imaging means 27 arranged in one-to-one correspondence with each other₁~ L_2mAre arranged such that adjacent imaging elements are shifted in opposite directions in a direction (X direction) orthogonal to the array direction (Y direction). In this example, the imaging means 27 is an odd number (L₁, L_Three, ... L_2m-1) And even number (L₂, L_Four, ... L_2m) Are shifted in the opposite direction in a direction substantially perpendicular to the arrangement direction and arranged in a staggered manner. A light shielding part 27a is provided between the image forming elements of the image forming means 27 to shield the light from the image forming elements. In the case of this light receiving head, an illumination light source 29 for illuminating the original is provided.
[0037]
The above configuration corresponds to a configuration in which the light emitting unit of the optical writing head shown in FIG. 1 is replaced with a light receiving unit, the writing medium is replaced with an original, and the light traveling direction is reversed. Therefore, also in the case of the light receiving head of FIG. 11, since the adjacent imaging elements are shifted from each other, the interval between the adjacent imaging elements becomes wide for the same reason as described above, and compared with the conventional light receiving head. Crosstalk can be greatly reduced.
[0038]
Next, as shown in FIG. 11 (b), when adjacent imaging elements of the imaging means 27 are arranged shifted by d in the X direction (sub-scanning direction), the optical path from the document 26 to the light receiving unit. Therefore, an image at a position shifted by L in the sub-scanning direction on the document 26 is read. This is the same shift as in the case of the above-mentioned writing. Considering that FIG. 5A is replaced with the original surface, the odd-numbered imaging elements (L₁, L_Three, L_Five... Pixel read through (d)₁, D_Three, D_Five...) and even-numbered imaging elements (L₂, L_Four, L₆... Pixel read through (d)₂, D_Four, D₆...) Is shifted by L in the sub-scanning direction.
[0039]
Therefore, in the present invention, as one means for adjusting the reading position shift due to the shift of the imaging element, a position adjusting means is provided in the middle of the optical path from the document 26 to the imaging means 27. As an example of this position adjusting means, a mirror, a prism or the like is arranged in the middle of the optical path from the document 26 to the image forming means 27 in the same way as in FIG.
[0040]
The above is an example of means for optically correcting the deviation of the optical path and adjusting the reading position in the sub-scanning direction, but means for electrically correcting the deviation of the reading position on the document 26 due to the shift of the imaging element. is there. FIG. 12 is a diagram showing an example thereof, in which a correction circuit 30 is provided between the image reading circuit 24 and the control circuit 23 of the reading control system of the image scanner shown in FIG. This correction circuit 30 is provided for odd-numbered (P₁, P_Three, ... P_2m-1) Or even number (P₂, P_Four, ... P_2m) Is delayed by a predetermined time and transmitted to the control circuit 23, whereby the light receiving timing of the light receiving unit is shifted by the amount of deviation of the reading position, thereby forming the imaging element. The shift of the reading position on the document due to the shift is corrected.
[0041]
More specifically, the control circuit 23 takes in image information for one line in the main scanning direction of the document 26 received by the light receiving means 28 through the image reading circuit 24 and the correction circuit 30 and also adds 1 to the motor driving circuit 25. A signal for moving the light receiving head 20 (or document) in the sub-scanning direction is sent line by line. As a result, reading of image information for one line in the main scanning direction and movement in the sub-scanning direction for one line are sequentially performed. At this time, an odd number of image information for one line is corrected by the correction circuit 30. Th image information S₁, S_Three, S_Five,... Or even-numbered image information S₂, S_Four, S₆,... Are delayed, so that only the image information on the non-delayed side is preceded and taken into the control circuit 23, and the delayed side image information is taken into the control circuit 23 in the delay time. This is performed with a delay (that is, after the light receiving head (or the original) has moved in the sub-scanning direction by a shift in the reading position in the sub-scanning direction). As a result, the image information read by the control circuit 23 matches the position in the sub-scanning direction.
[0042]
Next, as a means for correcting a reading position in the sub-scanning direction by correcting a deviation of the reading position on the document 26 due to the shift of the image forming element, there is a method in which the microcomputer in the control circuit 23 is executed by software. FIG. 13 is a diagram showing an example of this, and is a configuration example in the case where the deviation of the reading position in the sub-scanning direction is corrected by the microcomputer constituting the CPU in the control circuit 23 of the image scanner shown in FIG. When the control circuit 23 takes in the image information for one main scanning line input from the image reading circuit 24, either the odd-numbered image information or the even-numbered image information of the one-line image information is on one side. The shift in the sub-scanning direction can be corrected by shifting the order in which the information is taken into the memory. More specifically, the address information in the memory of either the odd-numbered image information or the even-numbered image information in the image information for one line is captured by shifting in the sub-scanning direction, and the image information Can be output in the order of addresses, it is possible to output image information with corrected reading position deviation.
[0043]
As described above, in the image scanner using the optical device according to the present invention for the light receiving head 20, the image forming means 27 reduces the crosstalk because the adjacent image forming elements are shifted in a staggered manner. can do. Further, by using an optical position adjusting means for adjusting a deviation of the optical path due to the shift of the imaging element or a correction means for correcting the deviation of the reading position electrically and softly, a subordinate due to the shift of the imaging element is used. Since the deviation of the reading position in the scanning direction can be corrected, it is possible to prevent the reading accuracy from being lowered.
[0044]
Next, another embodiment of the optical device used in the optical writing head 10 of the optical writing printer shown in FIG. 2 will be described as still another embodiment of the present invention.
FIG. 14 is a diagram illustrating the configuration of an optical writing head (optical device). The difference from FIG. 1 is that a shutter unit 32 and a light source 31 are arranged instead of the light emitting unit, and the configuration of the imaging unit 33 is the same. It is. 14A is a perspective view showing the light source 31 of the optical writing head, the shutter means 32, and the imaging means 2, FIG. 14B is a view seen from the X direction of FIG. 14A, and FIG. It is the figure seen from the Y direction.
[0045]
In the embodiment shown in FIG. 14, a light source 31 and a shutter means 32 for controlling the transmission of light from the light source 31 are used instead of the light emitting means such as the LED array shown in FIG. Uses a liquid crystal shutter array. The plurality of liquid crystal shutter portions H of the shutter means 32₁~ H_2mA plurality of imaging elements (microlenses) L of the imaging means 33 arranged in a one-to-one correspondence with each other₁~ L_2mAre arranged such that adjacent imaging elements are shifted in opposite directions in a direction (X direction) orthogonal to the array direction (Y direction). In this example as well, the image forming means 33 is an odd number (L₁, L_Three, ... L_2m-1) And even number (L₂, L_Four, ... L_2m) Are shifted in the opposite direction in the direction substantially orthogonal to the arrangement direction, and are arranged in a staggered manner. Further, a light shielding portion 34 is provided between the image forming elements of the image forming means 33 so as to be shielded from light.
[0046]
In this way, when the shutter means 32 made of a liquid crystal shutter array is arranged in place of the light emitting means made of an LED array or the like, transmission of light from the light source 31 is controlled by controlling opening and closing of the shutter portion of the shutter means 32 according to image information. By adopting a configuration that controls the above, the function is the same as that of the light emitting means of FIG. Therefore, the crosstalk reduction method described with reference to FIGS. 1 to 9, the optical position adjusting means for adjusting the optical path deviation due to the shift of the imaging element, or the reading position deviation is electrically and softly adjusted. The configuration of the correction means for correcting automatically becomes the same description by replacing the light emitting means with the shutter means and the light emission driving circuit with the liquid crystal shutter driving circuit, and therefore the description is omitted here.
[0047]
In the embodiment of FIG. 14, the light from the light source 31 is transmitted through the shutter portion of the shutter unit 32 and then imaged on the writing medium by the imaging element of the imaging unit 33. The shutter means 32 is reversed and the light from the light source 31 is projected onto each shutter part of the shutter means 32 by each imaging element of the imaging means 33, and the light transmitted through the shutter part is irradiated onto the writing medium. It can also be configured. Further, since the liquid crystal shutter array is easier to arrange two-dimensionally than an LED array or the like, the position of the shutter portion can be shifted in accordance with the shift of the imaging element of the imaging means 33. FIG. 15 shows an example thereof. The imaging means 33 is disposed between the light source 31 and the shutter means 36, and the shutter portion of the shutter means 36 corresponds to the shift direction of the imaging element of the imaging means 33. And shifted. By adopting such a configuration, the interval between adjacent shutter portions is widened, so that crosstalk can be further reduced. In this case, the deviation of the writing position on the writing medium 35 in the sub-scanning direction can be reduced.
[0048]
When the shutter unit of the shutter unit is shifted in correspondence with the shift direction of the image forming element of the image forming unit, as shown in FIG. R can be set to be larger than the shift interval d between adjacent imaging elements of the imaging means 33, and the crosstalk can be further reduced.
[0049]
【The invention's effect】
  As described above, in the optical device according to the first aspect, the plurality of light emitting units are provided.A line along the main scanning directionA plurality of imaging elements arranged in a one-to-one correspondence with the plurality of light emitting units to project light from the light emitting units. Means that the adjacent imaging elementIn the sub-scanning directionSince the configuration is such that the imaging elements are arranged opposite to each other and spaced apart from each other, compared to the configuration in which the imaging elements are arranged in a line in accordance with the array direction of the light emitting unit as in the past, the adjacent imaging elements are arranged. Can be widened to reduce crosstalk. Therefore, when the optical device according to the present invention is used in an optical writing unit such as a printer, it is possible to write a high-quality image with reduced crosstalk.
[0050]
  In the optical device according to claim 2, the plurality of light receiving units are provided.A line along the main scanning directionA light receiving means disposed on the plurality of light receiving sections and a plurality of image forming means arranged to project light from a subject image onto the plurality of light receiving sections. The image forming means has an adjacent image forming element.In the sub-scanning directionSince the configuration is such that they are shifted in opposite directions and spaced apart from each other, the image forming elements are arranged between adjacent image forming elements as compared with the conventional arrangement in which the image forming elements are arranged in a line in accordance with the array direction of the light receiving unit. Wide intervals can reduce crosstalk. Therefore, when the optical device according to the present invention is used in an image reading unit such as an image scanner, it is possible to read a highly accurate image with reduced crosstalk.
[0051]
  In the optical device according to claim 3, the light source and the plurality of shutter portions are provided.A line along the main scanning directionProjecting light from a light source that is provided in a one-to-one correspondence with the plurality of shutter portions, and that has passed through the shutter portions.DoubleA plurality of image forming elements, and the image forming means includes adjacent image forming elements.In the sub-scanning directionSince the configuration is such that they are shifted in opposite directions and spaced apart from each other, compared to the conventional configuration in which the imaging elements are arranged in a line in accordance with the array direction of the shutter portion, the adjacent imaging elements are arranged. Wide intervals can reduce crosstalk. Therefore, when the optical device according to the present invention is used in an optical writing unit such as a printer, it is possible to write a high-quality image with reduced crosstalk.
  In the optical device according to the fourth aspect, the light source, the shutter unit having a plurality of shutter portions arranged in an array in the main scanning direction with an interval in the sub-scanning direction, and the plurality of shutter portions have a one-to-one correspondence. Provided with a plurality of image forming elements for projecting light from the light source on the shutter unit, the image forming means having adjacent image forming elements shifted in the sub-scanning direction in opposite directions to each other. Since the distance between the shutter portions in the sub-scanning direction is set larger than the distance between the image-forming elements in the sub-scanning direction, the image-forming elements are connected to the shutter as in the prior art. Compared to a configuration in which the image forming elements are arranged in a line in accordance with the array direction, the interval between adjacent imaging elements can be increased, and crosstalk can be reduced. Therefore, when the optical device according to the present invention is used in an optical writing unit such as a printer, it is possible to write a high-quality image with reduced crosstalk.
[0052]
  Claim5An optical device according to claimAny one of 1-4In addition to the above configuration, in order to adjust the optical path shift due to the shift of the imaging element, the position adjustment unit is provided in the middle of the optical path of the imaging unit. Misalignment can be corrected.
[0053]
  Claim6In the optical device according to claim 1, in addition to the configuration of claim 1, when light is written by projecting light from a plurality of light emitting units of the light emitting unit onto a writing medium by a plurality of imaging elements of the imaging unit. Since the correction means for correcting the shift in the writing position due to the shift of the imaging element is provided, it is possible to write an image without a shift by correcting the shift in the writing position in the sub-scanning direction.
[0054]
  Claim7In the optical device according to the aspect of the invention, in addition to the configuration of claim 2, when the subject image is read by projecting light from the subject image onto the plurality of light receiving portions of the light receiving unit by the plurality of imaging elements of the imaging unit. The correction means for correcting reading of different subject information due to the shift of the imaging element is used, so that the deviation of the reading position in the sub-scanning direction is corrected to read different subject information. Can be prevented.
[0055]
  Claim8In the optical device according to the third aspect, in addition to the configuration of the third aspect, the light emitted from the light source and passed through the plurality of shutter portions of the shutter unit is projected onto the writing medium by the plurality of imaging elements of the imaging unit, and optical writing is performed. Place to doTogetherSince the correction means for correcting the shift in the writing position due to the shift of the imaging element is provided, it is possible to write an image without a shift by correcting the shift in the writing position in the sub-scanning direction.
  In the optical device according to claim 9, in addition to the configuration of claim 4, the light emitted from the light source is projected onto the plurality of shutter portions of the shutter means by the plurality of imaging elements of the imaging means, and the shutter portion is When optical writing is performed on the writing medium using the light that has passed, the correction means for correcting the writing position shift due to the shift of the imaging element is provided. Therefore, the writing position shift in the sub-scanning direction is corrected. It is possible to write an image without misalignment.
[0056]
  Claim10In the optical device according to claim 1,9EitherOneIn addition to the configuration described above, the imaging means has a configuration in which the odd-numbered and even-numbered imaging elements are arranged in a staggered manner in a reverse direction in a direction substantially orthogonal to the arrangement direction. The interval between the imaging elements to be widened can be widened, and the crosstalk can be easily reduced.
[0057]
  Claim11In the optical device according to claim 1,10EitherOneIn addition to the above configuration, since the image forming elements of the image forming means are shielded from light, it is possible to prevent light from leaking between the image forming elements and adversely affecting them.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram illustrating an embodiment of the present invention, and is a configuration explanatory diagram of an optical device used in an optical writing unit of an optical writing printer or the like.
FIG. 2 is a configuration explanatory view showing an example of an optical writing printer using an optical device according to the present invention for an optical writing head.
FIGS. 3A and 3B are diagrams for comparing the arrangement of imaging elements of the present invention with the arrangement of conventional imaging elements, in which FIG. 3A shows the arrangement of conventional imaging elements, and FIG. FIG. 3 is a diagram showing an arrangement of imaging elements according to the present invention.
FIG. 4 is a diagram showing another arrangement example of the imaging elements of the imaging means according to the present invention.
FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a shift in a writing position of a pixel in a sub-scanning direction due to a shift of an imaging element and a corrected pixel arrangement.
FIG. 6 is an explanatory diagram of an example of two-dimensional image information and a writing position correction method.
FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a position adjusting unit arranged in the middle of the optical path of the imaging unit.
FIG. 8 is a block diagram of a writing control system having a correcting unit for electrically correcting a writing position shift due to a shift of an imaging element.
FIG. 9 is a block diagram of a writing control system having correction means for correcting a writing position shift due to a shift of an imaging element in a software manner.
FIG. 10 is a configuration explanatory view showing an example of an image scanner using an optical device according to the present invention for a light receiving head.
11 is a diagram illustrating another embodiment of the present invention, and is a configuration explanatory diagram of an optical device used for the light receiving head of the image scanner shown in FIG.
FIG. 12 is a block diagram of a reading control system having correction means for electrically correcting a reading position shift caused by a shift of an imaging element.
FIG. 13 is a block diagram of a reading control system having correction means for correcting a deviation of a reading position due to a shift of an imaging element in a software manner.
FIG. 14 is a diagram illustrating still another embodiment of the present invention, and is a configuration explanatory diagram of an optical device used in an optical writing unit of an optical writing printer or the like.
FIG. 15 is a diagram illustrating still another embodiment of the present invention, and is a configuration explanatory diagram of an optical device used in an optical writing unit of an optical writing printer or the like.
FIG. 16 is a diagram illustrating still another embodiment of the present invention, and is a configuration explanatory diagram of an optical device used in an optical writing unit of an optical writing printer or the like.
FIG. 17 is a perspective view showing an example of a conventional optical device.
[Explanation of symbols]
1: Light emitting means (light emitting diode array, etc.)
2, 2 ', 27, 33: Imaging means (microlens array, etc.)
3, 3 ', 27a, 34: light shielding part
4, 35: Writing medium (photosensitive film, etc.)
5: Mirror (position adjustment means)
6: Prism (position adjustment means)
10: Optical writing head (optical writing unit)
11: Control circuit
12: Motor drive circuit
13: Light emission drive circuit
14: Stepping motor
15: Means for moving the optical writing head
16: Correction circuit
20: Light receiving head (image reading unit)
21: Means for moving the light receiving head
22: Stepping motor
23: Control circuit
24: Image reading circuit
25: Motor drive circuit
26: Manuscript (subject)
28: Light receiving means
29: Light source for illumination
30: Correction circuit
31: Light source
32, 36, 37: Shutter means (liquid crystal shutter array, etc.)
I₁~ I_2m: Light emitting part
L₁~ L_2m: Imaging element
P₁~ P_2m:Light receiving section
H₁~ H_2m: Shutter

Claims

複数の発光部を主走査方向に沿って一列に配置した発光手段と、前記複数の発光部に一対一に対応して設けられ該発光部からの光を投影させるための複数の結像素子を配置した結像手段を有し、前記結像手段は隣接した結像素子が副走査方向に互いに逆向きにシフトして間隔を開けて配置されていることを特徴とする光学装置。A plurality of light emitting units arranged in a line along the main scanning direction; and a plurality of imaging elements provided on the plurality of light emitting units in a one-to-one correspondence to project light from the light emitting units. An optical apparatus comprising: an imaging unit arranged, wherein the imaging unit is arranged such that adjacent imaging elements are shifted in the sub-scanning direction in opposite directions and spaced apart from each other.

複数の受光部を主走査方向に沿って一列に配置した受光手段と、前記複数の受光部に一対一に対応して設けられ被写体像からの光を前記複数の受光部に投影させるための複数の結像素子を配置した結像手段を有し、前記結像手段は隣接した結像素子が副走査方向に互いに逆向きにシフトして間隔を開けて配置されていることを特徴とする光学装置。A plurality of light receiving units arranged in a line along the main scanning direction and a plurality of light receiving units provided in a one-to-one correspondence with the plurality of light receiving units to project light from a subject image onto the plurality of light receiving units. The image forming means is provided with an image forming means, and the image forming means is arranged in such a manner that adjacent image forming elements are arranged in the sub-scanning direction so as to be shifted in the opposite directions and spaced apart from each other. apparatus.

光源と、複数のシャッター部を主走査方向に沿って一列に配置したシャッター手段と、前記複数のシャッター部に一対一に対応して設けられ該シャッター部を通過した光源からの光を投影する複数の結像素子を配置した結像手段を有し、前記結像手段は隣接した結像素子が副走査方向に互いに逆向きにシフトして間隔を開けて配置されていることを特徴とする光学装置。A light source, you projection and shutter means disposed in a plurality of shutter portions a row along the main scanning direction, the light from the light source which has passed through the shutter portion is provided in a one-to-one correspondence to the plurality of shutter portions have an imaging means disposed an imaging element of several, said imaging means and characterized in that it is spaced apart imaging elements adjacent is shifted opposite to each other in the sub-scanning direction Optical device.

光源と、複数のシャッター部を副走査方向に間隔を開けて主走査方向にアレイ状に配置したシャッター手段と、前記複数のシャッター部に一対一に対応して設けられ該シャッター部に光源からの光を投影する複数の結像素子を配置した結像手段を有し、前記結像手段は隣接した結像素子が副走査方向に互いに逆向きにシフトして間隔を開けて配置され、かつ前記シャッター部の副走査方向の間隔は、前記結像素子の副走査方向の間隔よりも大きく設定されていることを特徴とする光学装置。 A light source, a shutter unit having a plurality of shutter portions spaced in the sub-scanning direction and arranged in an array in the main scanning direction, and provided in one-to-one correspondence with the plurality of shutter portions. A plurality of imaging elements for projecting light, wherein the imaging means are arranged such that adjacent imaging elements are shifted in the sub-scanning direction in opposite directions and spaced apart from each other; and An optical device, wherein an interval in the sub-scanning direction of the shutter unit is set larger than an interval in the sub-scanning direction of the imaging element .

請求項１〜４のいずれか一つに記載の光学装置において、前記結像素子のシフトによる光路のずれを合わせるために、前記結像手段の光路の途中に位置調整手段を有することを特徴とする光学装置。 5. The optical device according to claim 1 , further comprising a position adjusting unit in the middle of the optical path of the imaging unit in order to adjust a deviation of the optical path due to the shift of the imaging element. Optical device.

請求項１記載の光学装置において、前記発光手段の複数の発光部からの光を前記結像手段の複数の結像素子により書き込み媒体に投影して光書き込みを行う場合に、前記結像素子のシフトによる書き込み位置のずれを補正するための補正手段を有することを特徴とする光学装置。2. The optical device according to claim 1 , wherein light from a plurality of light emitting portions of the light emitting means is projected onto a writing medium by a plurality of image forming elements of the image forming means and optical writing is performed. An optical apparatus comprising correction means for correcting a shift in writing position due to a shift .

請求項２記載の光学装置において、前記結像手段の複数の結像素子により被写体像からの光を前記受光手段の複数の受光部に投影して被写体像を読み取る場合に、前記結像素子のシフトにより異なった被写体情報を読み取ることを補正するための補正手段を有することを特徴とする光学装置。 3. The optical device according to claim 2 , wherein when the subject image is read by projecting light from the subject image onto the plurality of light receiving portions of the light receiving unit by the plurality of imaging elements of the imaging unit, An optical apparatus comprising correction means for correcting reading of different subject information by shifting .

請求項３記載の光学装置において、光源から出射されシャッター手段の複数のシャッター部を通過した光を結像手段の複数の結像素子により書き込み媒体に投影して光書き込みを行う場合に、前記結像素子のシフトによる書き込み位置のずれを補正するための補正手段を有することを特徴とする光学装置。 4. The optical device according to claim 3 , wherein light is emitted from a light source and passed through a plurality of shutter portions of the shutter unit when projected onto a writing medium by a plurality of imaging elements of the imaging unit and the optical writing is performed. An optical apparatus comprising correction means for correcting a shift in a writing position due to a shift of an image element .

請求項４記載の光学装置において、光源から出射された光を結像手段の複数の結像素子によりシャッター手段の複数のシャッター部に投影して該シャッター部を通過した光により書き込み媒体に光書き込みを行う場合に、前記結像素子のシフトによる書き込み位置のずれを補正するための補正手段を有することを特徴とする光学装置。 5. The optical apparatus according to claim 4, wherein the light emitted from the light source is projected onto the plurality of shutter portions of the shutter means by the plurality of imaging elements of the imaging means, and is written on the writing medium by the light passing through the shutter portions. An optical apparatus comprising correction means for correcting a shift in writing position due to the shift of the imaging element when performing the above .

請求項１〜９のいずれか一つに記載の光学装置において、前記結像手段は、複数の結像The optical apparatus according to claim 1, wherein the imaging unit includes a plurality of imaging units. 素子の奇数番目と偶数番目が配列方向と略直交する方向に逆向きにずれて千鳥状に配置されていることを特徴とする光学装置。An optical apparatus, wherein the odd and even elements are arranged in a staggered manner in a reverse direction in a direction substantially orthogonal to the arrangement direction.

請求項１〜１０のいずれか一つに記載の光学装置において、前記結像手段の結像素子間は遮光されていることを特徴とする光学装置。The optical apparatus according to claim 1, wherein light is shielded between the imaging elements of the imaging means.