JPH08307610A - 画像読取装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 保守の容易な光源として発光ダイオードを用
い、発光量の少ない発光ダイオードを用いるに際し、少
ない個数で大きな原稿画像面の読み取りを可能とする。 【構成】 原稿50を照明して、前記原稿50の画像を読み
取る画像読取装置において、楕円筒形状の反射面23を内
面に形成して線状に形成される第１の焦点位置と第２の
焦点位置とを有する反射鏡21と、複数の発光ダイオード
素子11を有して前記第１の焦点位置に発光ダイオード素
子11が線状に配置された発光ユニットと、前記第２の焦
点位置に前記原稿50が載置される原稿読取面56とを有す
る画像読取装置とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、発光ダイオードを用い
て読取原稿を照明し、原稿の画像を一次元固体撮像素子
などのラインセンサにより画像信号とする画像読取装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】今日、ファクシミリ、イメージスキャ
ナ、複写機など、原稿の画像を読み込んで画像信号とす
る画像読取装置が用いられている。そして、この画像読
取装置で形成する画像信号を他の装置に伝送して信号処
理を行うことや、又、この画像読取装置において形成し
た画像信号に当該画像読取装置で信号処理を行うことよ
り種々の画像処理を施すことが行われている。

【０００３】そしてこの画像読取装置では、多くの場
合、読取原稿を照明する光源としては蛍光管が用いられ
ている。又、フィルムスキャナや小型のファクシミリな
ど、幅が比較的小さな原稿を読み取る画像読取装置で
は、発光ダイオードを照明手段の光源として使用するも
のもある。この発光ダイオードを光源として用いた画像
読取装置では、図５及び図６に示すように、基板15の上
に発光ダイオード素子11をボンディングして１列に配置
する。更に、この発光ダイオード素子11の上方にロット
レンズと呼ばれる円筒状の透明部材12を配置するように
支持部材13で固定し、この透明部材12により発光ダイオ
ード素子11から照射された光を原稿50の画像面に集光す
るようにしていた。

【０００４】尚、画像読取装置に用いられるＣＣＤなど
を用いた一次元固体撮像素子であるラインセンサは、そ
の読み取り範囲として幅が約１０マイクロメートル程度
にして所用の長さを読み取り範囲とする撮像素子が用い
られる。又、読取原稿50における読み取り幅は、レンズ
などの光学系を用いて撮像素子に結像させる場合は、原
稿50の画像面において約０．１ｍｍ幅の線状であり、光
学系を用いずにラインセンサを読取原稿50に近接させて
直接に画像を読み込む場合も、読み取り幅は極めて細
い。このように、照明手段により照明光を照射する必要
のある原稿50の位置は極めて細長い範囲となる。そのた
め、発光量の多い蛍光管を光源として用いる場合はとも
かく、発光ダイオードを光源として用いる場合は、前述
のように透明部材12を用いるか、又は、発光ダイオード
素子11を並べた基板15をラインセンサと共に原稿50の直
近に配置することにより、読取原稿50の画像面における
読み取り位置の照度を高くするようにしていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】前述のように、発光ダ
イオードを光源とする照明手段を用いる画像読取装置で
は、発光ダイオード素子の発光量が少ないために、読取
原稿に近接させて発光ダイオード素子を配置することが
あり、この場合は、原稿が大きくなると発光ダイオード
素子の数が多く必要となり、画像読取装置が高価となる
欠点があった。

【０００６】又、透明部材を用いて発光ダイオードの光
を集光する場合も、透明部材に入射する際に、図６に示
したように表面反射光Ｉ2が透明部材への入射表面で外
部に反射され、又、透明部材から出る際にも内部反射光
Ｉ4が透明部材の内方に反射されることとなる。従っ
て、透明部材の透明度と入射時及び射出時の一部反射と
が合わされて読取原稿の画像面への照度を高めるに際し
ての効率が多少低下し、透明部材により集光することに
よって画像面の照度を高めているも、やはり発光ダイオ
ード素子の数を多く必要とした。

【０００７】尚、蛍光管は、発光ダイオードに比べて極
めて多量の発光量を有し、種々の画像読取装置に多用さ
れているも、発光ダイオードに比べて寿命が短く、保守
や交換が必要となる欠点があった。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、原稿を照明し
て前記原稿の画像を読み取る画像読取装置において、楕
円筒形状の反射面を内面に形成して線状に形成される第
１の焦点位置と第２の焦点位置とを有する反射鏡を設
け、複数の発光ダイオード素子からなり、第１の焦点位
置に発光ダイオード素子が線状に配置される発光ユニッ
トを設け、第２の焦点位置に原稿が載置される原稿読取
面を有する画像読取装置とする。

【０００９】又、前記発光ダイオード素子として異なる
波長の光を発する発光ダイオード素子を用い、波長の異
なる光を発する発光ダイオード素子を混在させて１列に
配置することがある。そして、反射鏡の反射面と読取原
稿との間にして、且つ、反射面が形成する楕円筒形状の
長軸面上に反射部材を設けることもある。

【００１０】更にまた、前記反射部材を曲面鏡とするこ
ともある。

【００１１】

【作 用】本発明は、楕円筒形状の反射面を形成する反
射鏡を有し、この反射面の楕円焦点線上に発光ダイオー
ド素子を配置している。それゆえ第１の焦点に配置した
発光ダイオードからの光を別の楕円焦点位置である第２
の焦点に集光させることができる。

【００１２】そして、この第２の焦点は、読取原稿を載
置する原稿読取面として配置している故、発光ダイオー
ドの光を読取原稿の画像面に集めることができる。又、
異なる波長の光を発する発光ダイオード素子を混在させ
た発光ユニットとする場合は、三原色で読取原稿を照明
することや、白色光で読取原稿を照明することができ
る。

【００１３】そして、反射面と読取原稿との間の楕円長
軸面上に反射部材を設ければ、反射鏡で反射された光の
方向を反射部材で変化させることができ、反射面が形成
する楕円筒形状の一方の焦点と共役な焦点を楕円筒形状
の長軸面から離れた位置に形成し、発光ダイオードから
の光を長軸面から離れた焦点に集光させることができ
る。

【００１４】更にまた、反射部材を曲面鏡とすれば、楕
円筒形状の長軸上の焦点と共役な焦点の位置を長軸面以
外の任意の位置に形成することが容易となる。

【００１５】

【実施例】本発明に係る画像読取装置の実施例は、図１
に示すように、発光ダイオード素子11や反射鏡21、反射
部材41、及びレンズなどの光学系17とラインセンサなど
の撮像手段19とを備えた読取部材10を有する。そして、
この読取部材10を透明平板の原稿載置板55の上に載置し
た読取原稿50に対して移動させ、又は原稿載置板55と読
取原稿50とを移動させて撮像手段19により二次元の画像
を表示するための画像信号を形成するものである。

【００１６】この発光ダイオード素子11としては、異な
った波長の光を発する複数種の発光ダイオード素子11を
用い、例えば赤色発光ダイオード素子、緑色発光ダイオ
ード素子、青色発光ダイオード素子を用いる。そして、
これらの各発光ダイオード素子11をその輝度に応じて適
宜の個数比とし、各色の光量を均一化するようにして図
１及び図２に示すように一列に基板15の上に配列して発
光ユニット16とするものである。

【００１７】又、反射鏡21は、反射面23を楕円筒形状と
してこの反射面23に反射率の高い物質を蒸着又は塗布し
たものである。この反射面23が形成する線状の２焦点の
内の第１の焦点に発光ダイオード素子11を並べる。具体
的には、反射鏡21と発光ダイオード素子11がボンディン
グされた基板15との位置をピン28により合わせ、更に、
ビス29により反射鏡21と基板15とを供に取付け部材31に
固定する。

【００１８】この取付け部材31は、金属板又は適宜の剛
性を有する合成樹脂板を用いるものとし、発光ダイオー
ド素子11がボンディングされた基板15や反射鏡21を固定
した基部33から傾斜段部35を介して先端部37を有する形
状とするものである。そして、この取付け部材31の先端
部37の近くには所用幅のスリット39を形成しているもの
である。又、取付け部材31の傾斜段部35には、反射テー
プなどの反射部材41を取り付けている。従って、反射鏡
21の楕円筒形状とした反射面23からの光を反射部材41に
より反射屈折させ、反射面23で反射された光の焦点位置
となる第２の焦点を読取部材10の上方に変更させてい
る。

【００１９】本実施例は、このように、反射鏡21の反射
面23を楕円筒形状とし、反射面23が形成する楕円筒形状
の焦点線である第１の焦点上に発光ダイオード素子11を
一列に並べており、図３に示すように、楕円の第１焦点
24から出た光は楕円面で反射されると第２焦点25に集光
する。それゆえ、第１の焦点24の線上に並べた発光ダイ
オード素子11からの光は、第２の焦点25となる線上に効
果的に集光することになる。

【００２０】又、本実施例は、反射部材41により反射面
23からの光を反射屈折させ、反射面23が形成する楕円筒
形状の他の焦点25である線状焦点と共役な焦点線を読取
部材10の上方に位置させて第２の焦点としている。そし
て、図１に示したように、この読取部材10の上方に形成
した第２の焦点を原稿載置板55の上に載置した読取原稿
50の画像面と略一致するように読取部材10の位置に合わ
せて反射鏡21の固定箇所を定めている。

【００２１】このように、楕円筒形状の反射面23を有す
る反射鏡21の第１の焦点24である焦点線位置に発光ダイ
オード素子11を並べるように発光ユニット16を配置し、
この光を反射鏡21及び反射部材41により他の焦点位置に
集光させ、この第２の焦点25の位置を読取原稿50の近傍
に位置させるように原稿載置板55の上面である原稿読取
面56に一致させて反射鏡21の位置を定めている。それゆ
え、０．数ｍｍ程度の大きさの発光ダイオード素子11を
並べた線上の光源からの光を、１ｍｍ程度又は１ｍｍ以
下の細線状として読取原稿50の画像面に集光させること
ができる。従って、読取原稿50の画像を光学系17を介し
て撮像手段19に結像させるに際し、必要な照明箇所を明
るく照明することができる。

【００２２】そして、波長の異なる光を発する発光ダイ
オード素子11を混在させた発光ユニット16を用いれば、
読取原稿50を白色光により照明することができ、撮像手
段19によりカラー画像の画像信号を形成することができ
るものである。又、前述のように、赤色光の発光ダイオ
ード素子、緑色光の発光ダイオード素子、青色光の発光
ダイオード素子を混在させた発光ユニット16を用いれ
ば、三原色による照明を行ってカラー画像の画像信号を
形成することもできるものである。

【００２３】尚、本実施例は、反射面23を楕円筒形状の
長軸を含む長軸面で切断した形状の反射面23とし、取付
け部材31の基部33を長軸面と略平行とすることにより反
射鏡21の高さを低くしている。更に、本実施例は、反射
鏡21と読取原稿50との間に反射部材41を設け、反射面23
を形成する楕円筒形状の一方の焦点の位置を長軸面から
ずらして読取原稿50の位置とする。このように、読取原
稿50を読取部材10の上方に取付け部材31と略平行に配置
しつつ反射鏡21の焦点位置にあわせて配置する故、画像
読取装置の高さを低くすることができる。

【００２４】尤も、反射部材41を用いることなく、図４
に示すように、長軸面に対称な楕円筒形状の反射面23を
有する反射鏡21とし、線状に形成された第１の焦点24の
線上に発光ダイオード素子11を並べるように発光ユニッ
ト16を配置し、第２の焦点25の位置を直接に読取原稿50
の位置に合わせるように原稿読取面56に位置させること
もある。

【００２５】このように反射鏡21の長軸面上の一方の焦
点位置を直接に読取原稿50の位置とする場合は、反射に
よる光量の損失を少なくし、少ない数の発光ダイオード
素子11により大きな読取原稿50を明るく照明することが
できるものである。又、前記実施例は、反射部材41とし
て反射シートを傾斜段部35に添着し、平面鏡とした反射
部材41を用いているも、反射部材41に円筒形状の曲面鏡
を用い、発光ダイオード素子11を並べた第１の焦点24か
らの第２の焦点25までの距離を変更することもある。

【００２６】この場合は、反射面23の曲率と反射部材41
の曲率とにより光源から読取原稿50が載置される原稿読
取面56までの距離を調整し、反射鏡21の高さや取付け位
置の設定に自由度を持たせることができる。このよう
に、本実施例は、反射鏡21と発光ダイオード素子11とを
組み合わせて読取原稿50を照明する照明手段を有する画
像読取装置であるから、照明手段の光源の寿命が長く、
保守を容易に行うことができる。そして、透過光よりも
光量の損失を容易に少なくすることができる反射光によ
り読取原稿50を照明する故、効率的に読取原稿50の画像
面に照明光を照射するように照明光を集光させることが
できるものである。従って、光量が少ない発光ダイオー
ド素子11を用いていても、比較的少ない個数の発光ダイ
オード素子11により読取原稿50の画像面に必要な照度を
与えて鮮明な画像の画像信号を形成することができる画
像読取装置である。

【００２７】そして、反射面23を楕円長軸面で切断した
形状とする反射鏡21は、反射鏡21の高さを低くして第１
の焦点24の位置に配置した発光ダイオード素子11の光を
第２の焦点25の位置に集光させることができ、反射鏡21
ひいては読取部材10を薄くし、画像読取装置を容易に小
型化することができるものである。又、取付け部材31に
おける先端の近くに設けたスリット39により、読取原稿
50の画像面で反射された光を光学系17に導いて撮像手段
19に結像させる故、余分な光をスリット39により遮断
し、一層鮮明な原稿50の画像を撮像手段19に結像させる
ことができる。

【００２８】

【発明の効果】本発明は、発光ダイオード素子を用いた
発光ユニットの光を原稿に照射する画像読取装置である
から、光源の寿命が長く、保守を容易とするものであ
る。更に、楕円筒反射面により微小な光源の光を細線状
に原稿面に照射する故、効率よく光を集光させて比較的
個数の少ない発光ダイオード素子によって大きな原稿も
明るく照らし、鮮明な画像を読み取ることができる画像
読取装置である。

【００２９】又、複数の発光ダイオード素子として異な
る波長の光を発する素子を混在させた発光ユニットを用
いた画像読取装置は、カラー画像も読み取ることができ
る利点を有するものである。そして、反射鏡と読取原稿
との間に反射部材を設けた画像読取装置は、反射面の焦
点位置を楕円筒形状の長軸面からずらし、焦点位置を読
取原稿の位置に合わせつつ反射鏡の取付け位置ひいては
光源の取付け位置の設定が比較的自由となり、画像読取
装置の設計製造を容易とすることができる利点を有する
ものである。

【００３０】更に、反射部材を曲面鏡とする画像読取装
置は、光源の固定位置の自由度が更に大きくなり、一層
設計製造を容易とすることができる利点を有するもので
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る画像読取装置の主要部を示す側面
図。

【図２】本発明に係る画像読取装置の照明手段を示す上
面図。

【図３】本発明に係る画像読取装置の照明原理を示す
図。

【図４】本発明に係る画像読取装置の照明手段の他の実
施例を示す図。

【図５】従来の画像読取装置の照明手段の一例を示す正
面図。

【図６】従来の画像読取装置の照明手段の一例を示す側
面図。

【符号の説明】

１０ 読取部材 １１ 発光ダイオー
ド素子 １２ 透明部材 １３ 支持部材 １５ 基板 １６ 発光ユニット １９ 撮像手段 ２１ 反射鏡 ２３ 反射面 ２４ 第１焦点 ２５ 第２焦点 ２８ ピン ２９ ビス ３１ 取付け部材 ３３ 基部 ３５ 傾斜段部 ３７ 取付け部材先
端 ３９ スリット ４１ 反射部材 ５０ 読取原稿 ５５ 原稿載置板 ５６ 原稿読取面

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 原稿を照明して、前記原稿の画像を読み
   取る画像読取装置において、 楕円筒形状の反射面を内面に形成し、線状に形成される
   第１の焦点位置と第２の焦点位置とを有する反射鏡と、 複数の発光ダイオード素子からなり、前記第１の焦点位
   置に前記発光ダイオード素子が線状に配置された発光ユ
   ニットと、 前記第２の焦点位置に前記原稿が載置される原稿読取面
   を有することを特徴とする画像読取装置。
2. 【請求項２】 前記発光ダイオード素子として異なる波
   長の光を発する発光ダイオード素子を用い、波長の異な
   る光を発する前記発光ダイオード素子を混在させて１列
   に配置した発光ユニットを有することを特徴とする請求
   項１に記載された画像読取装置。
3. 【請求項３】 前記反射鏡の反射面と読取原稿との間で
   あって、且つ、前記反射面が形成する楕円筒形状の長軸
   面上の位置に、反射部材を有していることを特徴とする
   請求項１乃至請求項３の何れかに記載された画像読取装
   置。
4. 【請求項４】 前記反射部材を曲面鏡としたことを特徴
   とする請求項４に記載された画像読取装置。