JPH0333714A

JPH0333714A - スキャナ

Info

Publication number: JPH0333714A
Application number: JP1169286A
Authority: JP
Inventors: Takeo Sato; 佐藤　健夫; Nobuhiro Araki; 信博荒木; Hirokado Shimahane; 島羽　広門
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1989-06-29
Filing date: 1989-06-29
Publication date: 1991-02-14

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、レーザ光により被検体、例えば原稿紙面、あ
るいはプリント基板上の回路パターンを読み取るための
スキャナに関する。

従来の技術従来のレーザスキャナは、レーザ照射系とファイバー等
を用いた受光系を別個に有していた。

以下、上記従来のスキャナについて第４図を参照しなが
ら説明する。第４図に示すようにレーザ光源１０１から
出射したレーザ光は回転多面鏡１０２で反射させ、ｆ・
θレンズ１０３により集光し、折返しミラー１０４を介
して被検体１０５に照射させる。

そして、上記回転多面鏡１０２の回転により直線走査を
行う。レーザ光の照射に伴う被検体１０５の被検面から
の反射、散乱光は、光走査方向と平行に配置された光フ
アイバ束１０６　ａ　、　　１０６　ｂにより受光素子
１０７　ａ、　　１０７　ｂへ導き、被検体１０５ノ黒
白に応じた強度信号を時系列的に検出していた。

発明が解決しようとする課題しかしながら、上記のような従来例の構成では、レーザ
光の走査長と等しい長さに配列した光フアイバ束１０６
ａ、１０６ｂを必要とするので大型化し、また、光フア
イバ束１０６　ａ、　　１０６　ｂを受光系に用いると
、被検体である原稿が粘り合わせのように高さを持つ場
合には、影が出やすいなどの課題があった。

本発明は、上記のような従来技術の課題を解決するもの
であり、被検体からの反射、散乱光をレーザの照射経路
とほぼ同一のバスを採ることにより、受光用の光学系の
大幅な小型化を図ることができ、また、帖り合わせ原稿
のようね高さを持つ被検体の読み取り時にも影の発生を
少なくすることができるようにしたスキャナを提供する
ことを目的とするものである。

課題を解決するための手段上記目的を達成するための本発明の技術的手段は、レー
ザ光源と、このレーザ光源がら出射したレーザ光を通過
させる開口を有し、この開口に隣接した両側に反射面を
有するミラーと、このミラーの開口を通過したレーザ光
を走査するための回転多面鏡と、この回転多面鏡で反射
されたレーザ光を被検体に対して集光させるｆ・θレン
ズと、上記被検体で反射、散乱され、上記ｆ・θレンズ
を通過し、上記回転多面鏡お゛よび上記ミラーの反射面
で反射された反射、散乱光を集光する集光レンズと、こ
の集光レンズの結像位置に配された少なくとも一つ以上
の受光部を備えたものである。

そして、上記ミラーを全体として台形状に形成し、開口
を円形に形成し、この開口に対して対称的な両側の傾斜
した反射酊を互いに９０度の角度をなすように形成し、
上記ｆ・θレンズにはテレセントリック特性を有するも
のを用いる。

作用上記技術的手段による作用は次のようになる。

レーザ光源から出射したレーザ光は、ミラーの開口を通
過して回転多面鏡により反射し、ｆ・θレンズを通過し
、被検体の被検面に集光する。被検面からの反射、散乱
光は、ｆ・θレンズに入射し、はぼ平行光束となって回
転多面鏡で反射され、入射レーザ光とはわずかに光軸の
ずれた位置に配されたミラーの反射面により方向を変え
られ、集光レンズを経て受光素子上に集光される。上記
のように開口と反射面を有するレーザ光源と回転多面鏡
との間に配置することにより被検面上に集光されたレー
ザ光は、回転多面鏡により走査されるが、受光素子上の
集光スボノトは、レーザ光とほぼ共役位置となるため、
走査とは独立であり、はとんどその集光位置は変化しな
い。したがって、走査幅にかかわらず、小型のミラーお
よび集光レンズを光路中に挿入することにより受光系を
構成することができる。また、上記受光系によれば、被
検面へのレーザ照射角とほぼ同じ角度からの観察が可能
となる。

実施例以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明
する。

まず、本発明の第１の実施例について説明する。

第１図および第２図は本発明の第１の実施例におけるス
キャナを示し、第１図は全体の概略斜視図、第２図は読
み取り系の説明図である。

第１図において、１はレーザ光源（レーザー管）、２は
ミラーであり、全体としてほぼ台形状に形成され、対向
する平行面の中央部にレーザ光源１から出射したレーザ
光を通過さ老る円形の開口３が形成され、この開口３に
対して対称的で、隣接した両側の傾斜した反射面４．５
が互いに９０度の角度をむすように形成されている。６
はミラー２の開口３を通過したレーザ光を走査するため
の回転多面鏡、７は回転多面鏡６で反射したレーザ光を
被検体である原稿８面上に集光させるｆ・θレンズであ
り、テレセントリック特性を有する。９はｆ・θレンズ
７と原稿８との間に配され、レーザ光の光路を変更する
ための折返しミラー、１０ａ。

１０ｂはミラー２の各反射面４．５の外方へ配された集
光レンズであり、原稿８面で反射、散乱され、折返しミ
ラー９．ｆ・θレンズ７を通過し、回転多面鏡６および
ミラー２の各反射面４．５で反射された反射、散乱光を
集光する。ｌｌａ、ｌｌｂはそれぞれ集光レンズ７Ｏａ
、１０ｂの結像位置に配されたフォトダイオードからな
る受光素子である。１２は原稿８を載せるステージであ
り、後述する走査方向（矢印Ａ）と直交方向（矢印Ｂ）
に原稿８を移動させることができる。１３は回転多面鏡
６と同軸上に設けられたエンコーダ、１４は受光素子１
１ａ、１１ｂとエンコーダ１３が接続された画像取込部
である。

以上の構成において、以下、その動作について説明する
。

まず、原稿８面上への照射系について説明すると、第１
図に示すようにレーザ光源１から出射したレーザ光は、
ミラー２の開口３を通過し、回転多面鏡６で反射し、ｆ
・θレンズ７を通過し、折返しミラー９により光路を折
り曲げられてステージ１２上に置かれた原稿８面上へ集
光される。そして、上記回転多面鏡６の回転により、レ
ーザ光の集光スポットは原稿８面上を矢印Ａの方向へ直
線走査される。この走査とステージ１２による原稿８の
矢印Ｂ方向の副走査を同期させて行うことにより原稿８
面全域のレーザ走査を行う。

一方、読み取り系においては、第２図に示すように原稿
８面からの反射、散乱光は、折返しミラー９、ｆ・θレ
ンズ７を通過した後、平行光束となり、回転多面鏡６で
反射され、ミラー２において、入射光軸Ｃとは距離ｄだ
け離れた位置に配された両反射面４．５により反射され
、集光レンズ１０ａ、１０ｂにより受光素子１１ａ、ｌ
ｌｂ上に集光され、その信号がエンコーダ１３の信号と
共に画像取込部１４に取込まれる。

そして、ミラー２は回転多面鏡６よりレーザ光源１側へ
設置されているため、受光素子１１ａ、１１ｂ上の集光
スポットはレーザ光とほぼ共役位置となり、走査とは独
立であり、レーザ光が原稿８面上を走査しても、受光素
子１１ａ、ｌｌｂ上の集光点は移動せず、したがって、
受光素子１１ａ、ｌｌｂはポイントセンサー型のもので
あれば、フォトマルチプライヤ−も使用可能である。

また、ミラー２の反射面４．５は光軸がレーザ光の入射
光軸Ｃに対し距離ｄのずれを有して配置しているが、レ
ーザ照射光軸に対する観察光軸のズレθを１０°以下と
し、はぼ同じ角度からの観察を可能としているので、帖
り合わせ原稿の場合でも影の影響を少なくすることがで
きる。そして、２つの受光素子１１ａ、ｌｌｂの出力信
号を用いることにより原稿８面上での影と黒パターンの
判別も可能となる。

上記実施例では、読み取り対象に原稿を用いた場合につ
いて述べたが、プリント基板の配線パターンのようなほ
ぼ平面上に形成された薄膜パターンであれば、パターン
の読み取りが可能である。

また、上記本実施例では、レーザ光源１からのレーザ光
をそのままの径でｆ・θレンズ７へ入射させるようにし
ているが、ビームエキスパンダにより拡大したレーザ光
をｆ・θレンズ７に入射させるようにしても同様の効果
がある。

次に本発明の第２の実施例について説明する。

第３図は本発明の第２の実施例におけるスキャナを示す
読み取り系の説明図である（集光レンズと受光素子につ
いては一方のみ図示した）。

本実施例においては、光学系の構成は上記第１の実施例
と同様であり、受光素子１１ａ、１１ｂとして、ライン
センサ、若しくはＰＳＤ　（位置検出素子）を用い、被
検体の高さ検出に適用させるようにした点において構成
を異にする。

第３図から明らかなように被検体８の位置が実線と点線
で示すようにΔｆだけずれると、集光レンズ１０ａ、１
０ｂに入射する反射、散乱光の主光線角度がΔθだけず
れ、集光レンズ１０ａ、１０ｂの焦点距離をｆ′とする
と、受光素子１１ａ、ｌｌｂ上ではｆ′・−Δθだけず
れることとなる。すなわち、被検体８の高さ変化は、受
光素子１１ａ、ｌｌｂ上でのずれを測定することにより
測定が可能となる。

本実施例の試験において、受光素子１１２．１１ｂとし
て、１０２４ピクセルのラインセンサを用い、集光スポ
ットの重心検出を行うことにより位置ずれ量の算出を行
うことができた。

発明の効果以上述べたように、本発明によれば、レーザ光を通過さ
せる開口を有し、この開口に隣接した両側に反射面を有
するミラーをレーザ光源と回転多面鏡との間に配置して
受光用の光学系を構成することにより、被検面上に集光
されたレーザ光は、回転多面鏡により走査されるが、受
光素子上の集光スボクトは、レーザ光とほぼ共役位置と
なるため、走査とは独立であり、はとんどその集光位置
は変化しない。したがって、レーザの走査幅にかかわら
ず、受光系の小型化を図ることができる。

また、上記受光系を用いることにより、被検面へのレー
ザ照射角とほぼ同じ角度からの観察が可能となるので、
影の影響を少なくすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明の第１の実施例におけるス
キャナを示し、第１図は全体の概略斜視図、第２図は読
み取り系の説明図、第３図は本発明の第２の実施例にお
けるスキャナを示し、読み取り系の説明図、第４図は従
来のスキャナを示す概略斜視図である。１・・・レーザ光源、２・・・ミラー　３・・・開口、
４゜５・・・反射面、６・・・回転多面鏡、７・・・ｆ
・θレンズ、８・・・原稿（被検体）９・・・折返しミラー、１０ａ。１０ｂ・・・集光レンズ、１１ａ。１１ｂ・・・受光素子、１２・・・ステージ。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）レーザ光源と、このレーザ光源から出射したレー
ザ光を通過させる開口を有し、この開口に隣接した両側
に反射面を有するミラーと、このミラーの開口を通過し
たレーザ光を走査するための回転多面鏡と、この回転多
面鏡で反射されたレーザ光を被検体に対して集光させる
ｆ・θレンズと、上記被検体で反射、散乱され、上記ｆ
・θレンズを通過し、上記回転多面鏡および上記ミラー
の反射面で反射された反射、散乱光を集光する集光レン
ズと、この集光レンズの結像位置に配された少なくとも
一つ以上の受光部を備えたスキャナ。
（２）ミラーが全体として台形状に形成され、開口が円
形に形成され、この開口に対して対称的な両側の傾斜し
た反射面が互いに９０度の角度をなすように形成された
請求項１記載のスキャナ。
（３）ｆ・θレンズがテレセントリック特性を有する請
求項１または２記載のスキャナ。