JP4806938B2 - 画像読み取り装置 - Google Patents
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Description
正確に原稿を読み取るためには、イメージセンサの受光面と各レンズの光軸が垂直になるようにイメージセンサ及びレンズを固定しなければならない。しかし、特許文献1に記載されたイメージスキャナによると、部品の寸法公差による各レンズの光軸方向のばらつきを補正する機構がないため、厳密な寸法公差の管理により製造コストが増大したり、高い読み取り精度を得られないという問題がある。
第一レンズの光軸の方向調整によってイメージセンサの受光面から第一レンズまでの距離が変動する。本発明によると、第一レンズの光軸の方向調整に応じてイメージセンサの受光面から第一レンズまでの距離を調整できるため、読み取り精度をさらに向上させることができる。
第一レンズの光軸の方向調整によって光軸がイメージセンサの受光面に交わる点が変動する。本発明によると、第一レンズの光軸の方向調整に応じて受光面と平行な平面上で第一レンズの位置を調整できるため、読み取り精度をさらに向上させることができる。
(第一実施例)
図2は、本発明に係る画像読み取り装置の第一実施例としてのイメージスキャナ1の内部構造を示す模式図である。図3は、イメージスキャナ1のハードウェアの主要構成を示すブロック図である。イメージスキャナ1は、請求項に記載のプラテンとしての原稿台32に載置された原稿34を読み取る所謂フラットベッド型である。
原稿台32はガラス板等の透明板で形成され、その盤面上に印刷文書、写真、書籍、35mmストリップフィルム、35mmマウントフィルム等の原稿34が載置される。
ミラー22及びレンズユニット10に搭載されたレンズ12または13(図3参照)は、第一光源24に照明された原稿34の反射光と、第二光源36に照明された原稿34の透過光とをイメージセンサ28の受光面に入射させる。このとき、CPU60により選択されたレンズ12または13のいずれか一方の光軸は、原稿34からミラー22を経てイメージセンサ28に到る光路上に定位する。レンズユニット10の詳細については後述する。
イメージセンサコントローラ70はイメージセンサ28を駆動するために必要な駆動パルスをイメージセンサ28に出力する駆動回路であり、例えば同期信号発生器、駆動用タイミングジェネレータ等から構成される。
レンズユニットコントローラ66は、レンズユニット10を駆動するモータ50の駆動回路、制御回路等から構成される。レンズユニットコントローラ66は、CPU60から送信されるレンズ交換信号を受信し、モータ50の回転方向、回転速度及び回転角度を制御する。
画像処理部78は、RAM74に記憶されているスキャン画像に対し、ガンマ補正、シェーディング補正等の画像処理を施すための信号処理をCPU60と協働して行うDSP(Digital Signal Processor)である。
外部インタフェースコントローラ80は、イメージスキャナ1とPC(Personal Computer)等の外部システムとを通信可能に接続する。
第一鏡筒100は第一ホルダ102によってレンズキャリッジ14に固定される。第一ホルダ102は請求項に記載のレンズ調整部に相当する。第一ホルダ102は、内径が第一鏡筒100の外径にほぼ一致している円筒状に形成されている。第一鏡筒100は、第一鏡筒100に形成された環状溝101に差し込まれる固定ねじ104により、第一ホルダ102に対して位置決めされる。第一ホルダ102は、レンズキャリッジ14に形成された雌ねじ110にねじ込まれる調整ねじ108によってレンズキャリッジ14に固定される。第二鏡筒115はレンズキャリッジ14に形成された半円柱形の溝114に収容され、固定ねじ118によりレンズキャリッジ14に固定される第二ホルダ116とレンズキャリッジ14とによって狭持される。
イメージスキャナ1における第一レンズ12、第二レンズ13及びイメージセンサ28の取付位置及び取付姿勢の調整方法の一例について説明する。
図5(A)、(B)、(C)は、第一レンズ12、第二レンズ13及びイメージセンサ28の取付位置及び取付姿勢の調整方法を示す模式図である。始めに、図5(A)に示すように、レンズキャリッジ14に固定された第二レンズ13の光軸が中心光路に定位する第二状態にする。次に、MTF(振幅伝達関数)を検出するための縞模様122や中心光路を検出するためのマーク124等が描画されたテストチャート120を原稿台32に載置する。次に、テストチャートをイメージスキャナ1に読み取らせ、イメージセンサ28からの出力信号を解析するモニタ126等を用いて、イメージセンサ28の受光面が第二レンズ13の光軸に対して垂直で、かつイメージセンサ28の中心が第二レンズの光軸上に位置するように、イメージセンサ28の姿勢及び位置を調整する。このとき、モニタ126には例えば、イメージセンサ28からの出力信号に基づいて、縞模様122の明暗に対応するイメージセンサ28の出力レベルを波形表示され、マーク124に対応する画素位置が基準位置と重なって表示される。イメージセンサ28の取付位置及び取付姿勢の調整が終了すると、第一レンズ12の方向調整を行う。第一レンズ12の姿勢調整及び位置調整は、モータ50を回転させて図5(B)、(C)に示す第一状態に遷移させた状態で例えば次のように実施する。まずテストチャート120の画像を再度イメージスキャナ1に読み取らせる。次に、モニタ126を確認しながら、MTFが最適となるように、調整ねじ108をゆるめた状態で第一鏡筒100及び第一ホルダ102を移動させる。また、モニタを確認しながら、マーク124に対応する画素位置が基準位置と重なるように、第一鏡筒100及び第一ホルダ102をイメージセンサ28の受光面に平行な方向に移動させる。最適に調整された状態では、イメージセンサ28の受光面全体が第一レンズ12の焦点深度内入り、第一レンズ12の光軸はイメージセンサ28に垂直で第二レンズ12の光軸と平行になり、第一レンズ12の光軸が中心光路に定位する。第一鏡筒100の取付姿勢と取付位置の調整が完了した後、調整ねじ108を締め込み、第一鏡筒100をレンズキャリッジ14に固定する。
(第二実施例)
図7は、本発明の第三実施例によるレンズユニット10の模式図である。図示しない第一鏡筒100は円筒状の第一ホルダ102の内壁に固定されている。第一ホルダ102は、固定ねじ132を軸として揺動可能に第一鏡筒テーブル164に係止されている。第三調整ねじ162は第一鏡筒テーブル164に固定されたナット166にねじ込まれ、先端は第一ホルダ102に当接している。調整ばね160は、第一鏡筒テーブル164に一端が当接し、他端は第一ホルダ102に係止される。調整ばね160は、第一ホルダ102を第三調整ねじ162に押し付ける方向に押し付けるため、第一ホルダ102は第三調整ねじ162の先端に当接した位置で定位する。第三調整ねじ162を回転させると、第三調整ねじ162の先端の位置に応じて第一ホルダ102は固定ねじ132を回転軸として回転する。すなわち、第三調整ねじ162を回転させることにより、第一レンズの光軸の方向を調整することができる。
尚、本発明の実施例においては、第二レンズ13を固定し、イメージセンサ28の位置及び姿勢を調整したが、第二レンズ13が調整可能でイメージセンサ28の位置及び姿勢が調整不能な構造にしてもよい。また、イメージスキャナに本発明を適用した例を説明したが、ファクシミリ、複写機、複合機等にも本発明を適用することができる。
Claims (3)
- プラテンと、
イメージセンサと、
第一鏡筒と、
第二鏡筒と、
前記第一鏡筒に保持され、前記プラテンに位置決めされた原稿を前記イメージセンサに結像させるための第一レンズと、
前記第二鏡筒に保持され、前記プラテンに位置決めされた原稿を前記イメージセンサに結像させるための第二レンズと、
前記第1レンズを保持する前記第一鏡筒及び前記第二レンズを保持する前記第二鏡筒を搭載可能なレンズキャリッジと、
前記第一レンズの光軸を調整して前記第一鏡筒を前記レンズキャリッジに固定するレンズ調整部と、
前記レンズキャリッジを駆動することにより、前記原稿から前記イメージセンサに到る光路上に前記第一レンズが位置する第一状態と前記光路上に前記第二レンズが位置する第二状態とを切り換えるレンズ切換部と、
を備え、
前記イメージセンサは、当該イメージセンサの受光面が前記第二レンズの光軸に対して垂直な姿勢に調整され、
前記第一鏡筒は、前記第一レンズの光軸が前記イメージセンサの受光面に垂直な姿勢に調整されて前記レンズキャリッジに固定され、
前記第二鏡筒は、前記レンズキャリッジに形成された溝に収容されて当該レンズキャリッジに固定されていることを特徴とする画像読み取り装置。 - 前記レンズキャリッジは、前記イメージセンサの受光面と直交する方向に往復移動可能に前記第一鏡筒を搭載し、
前記レンズ調整部は、前記受光面から任意の距離にある位置で前記第一鏡筒を前記レンズキャリッジに固定することを特徴とする請求項1に記載の画像読み取り装置。 - 前記レンズキャリッジは、前記イメージセンサの受光面と平行な方向に往復移動可能に前記第一鏡筒を搭載し、
前記レンズ調整部は、前記受光面と平行な平面上の任意の位置で前記第一鏡筒を前記レンズキャリッジに固定することを特徴とする請求項1又は2に記載の画像読み取り装置。
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