JPS6363267A - 光学読み取り装置 - Google Patents

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〉 本発明は光学読み取り素子の位置調整機構を装備した光
学読み取り装置に係り、更に詳しくは読み取り倍率を光
学的に調整する光学読み取り装置に関するものである。

〈従来の技術〉 第６図は従来のこの種の読み取り装置を示すものであり
符号１で示すものは装置の上面を構成する原拾台で、そ
の一端には上下に配置された状態で給紙ローラ対２が設
けられており、少し離れて排紙ローラ対３が設けられて
いる。

給紙ローラ対２と排紙ローラ対３との間には原稿台ガラ
ス５が配置され、この原稿台ガラス５の下方において蛍
光灯などの照明用の光源４が配置されている。

この光源４によって原稿台ガラス５を介して続み取り位
置１１に於いて読み取られた原稿像が反射ミラー６によ
って反射され集光レンズ７により集光されＣＣＤ　（チ
ャージカップルドデバイス）等からなる光学読み取り素
子８によって読み取られ、読み取られた像は基板９上の
駆動回路により電気信号に変換され、制御装置（図示せ
ず）側に導かれる。

一方、符号ｌＯで示すものは原稿で、この原稿１０は原
稿台１上に載置され、給紙ローラ対２、排紙ローラ対３
によりステップ送りされ、この時原稿は光ａ４に照射さ
れ、その反射光が回で鎖線に示すように集光レンズ７で
縮小され、光学読み取り素子８上に結像される。

また、光学読み取り素子８は通常１画素が１０数−のピ
ッチで配列されているため、例えば１４Ａ１のピンチで
２０４８の画素をもつＣＣＤを使用すると画情報を８画
素／１１で読み取るにはレンズ７の倍率は０．１１２と
なる。

従って２０４８画素のＣＣＤを用いると原稿の読み取り
幅は２５６１が最大であり、それ以上の幅の原稿を読み
取る場合には更に画素数の多いＣＣＤを使用するか、或
いはレンズの倍率を変更して読み取り幅を広げる必要が
生じる。

ところが、画素数の多いＣＣＤ、例えば４０９６画素を
使用した場合ＣＯＤそのものが高価になり、また一般的
に生産量の多い８４幅の読み取り装置に用いられている
２０４８画素のＣＣＤ用の駆動回路や他の信号処理回路
を共通に使えず、コストが高くなるという欠点がある。

従って、レンズの倍率の変更により読み取り幅を広げる
方法の方がコストのより安い装置が得られる。

しかし、この方法を用いても次に示すような欠点がある
。

即ち、第７図は第６図に示した光学系のみを示したもの
で図に於いて符号１２は設計上の光路であり、読み取り
位置１１と光学読み取り素子８の受光面及びレンズ７の
光軸が一直線上に配列されており、また符号１３はレン
ズ７が設計上の位置からΔ１だけずれて取り付けられた
場合のレンズ位置を示している。

符号１４はずれた位置に合わせて移動させた場合の光学
読み取り素子を示し、この時の光路を符号１５で示す。

従って、レンズ７の位置が設計上の位置からΔ１だけず
れても、光学読み取り素子８を位置調整することにより
情報を読み取ることが出来る。

一方、第８図は複数個のレンズを切り換え得るようにし
た光学系の説明図である０図に於いて符号１６は倍率が
Ｍのレンズを示し、１７はレンズ１６が切り換え手段（
図示せず）により切り換えられ、読み取り位置１１を読
み取るように光学読み取り素子８を位置調整し、固定し
た時の光路を示す、また、符号１８はレンズ１６とは倍
率の異なる他のレンズであり、１９はレンズ１８が光路
中に切り換えられた時に固定された光学読み取り素子８
に入射された光路を示す。

また第９図はズームレンズを使用した倍率変換方法の光
学系を示し、図に於いて符号２０はズームレンズ、２１
は倍率Ｎの時のズームレンズ２０の主点位置、２２は他
の倍率に切り換えた時の主点位置を示す。また、符号２
は主点２１，２２間の距離を示し、２３はレンズ２０が
倍率Ｎ側に切り換えられた時の光学読み取り素子８が読
み取り位置１１を読み取るように光学読み取り素子の位
置を調整し、固定した時の光路を示す。また符号２４は
ズームレンズ２０を他の倍率に切り換えた時、光学読み
取り素子８に入射する光線の光路を示す。

第８図及び第９図に夫々Δ２．Δ４で示したようにレン
ズの切り換えによる異なった倍率のレンズの主点位置が
移動すると固定された光学読み取り素子の読み取り位置
が夫々Δ３．Δ５だけ移動する。

このように倍率を変換するたびに読み取り位置が変動す
ると、原稿面での読み取り位π付近のスリットを大きく
しなくてはならず、光路の余裕も大きくしなくてはなら
ず、これにより装置が大きくなるばかりではなく、原稿
に対する読み取り範囲が変動し、原稿の画情報の欠落及
び原稿端部の影を読み取って記録画像に黒線を生じると
いう欠点がある。

ところで、第１０図は原稿に対する読み取り範囲を示し
たものである。

第１Ｏ図に於いて符号２５は原稿そのものを示し、２６
はある倍率、例えばＮ倍の時に第９図の光路２３により
読み取った時の読み取り範囲である。また符号２７は第
９図の光路２４て読み取った場合の読み取り範囲を示し
、符号Ｌ１は第９図のΔ５のずれに相当する。従ってこ
の時、ズームレンズで倍率を切り換えたことにより原稿
先端では画情報が欠落し、原稿後端では原稿の影を読む
ことになる。

また符号２８はズームレンズを他の倍率に切り換えた時
の読み取り範囲を示し、読み取り位置がＬ２だけずれて
いることがわかる。

上述したようにレンズの倍率を切り換える場合、必ずレ
ンズの主点の移動が生じ、かつ部品のり度で第８図、第
９図のずれ量Δ２．Δ４を抑え、Δ３、Δ５のずれを小
さくしようとしてもレンズの倍率が約１／１０であるた
め、Δ３．Δ５の許容量が数−としてもΔ２．Δ４の誤
差はその１　／ＩＯＬか許されず、装置全体として極め
て高晴度のものとしなければならず、装置が極めて高価
になるという欠点があった。

〈発明が解決しようとする問題点〉 本発明は以上のような従来の欠点を除去する為に成され
たもので、倍率変換を行っても読み取り位置が変動せず
、読み取り画像に情報の欠落や黒線が生じることのない
ように構成した光学読み取り装置を提供しようとするも
のである。

く問題点を解決するための手段〉 上記問題点を解決する本発明の手段は、光源によって照
射された原稿の画像情報を縮小レンズによって光学読み
取り素子に入射させて原稿画像を読み取る光学読み取り
装置に於いて、縮小レンズと光学読み取り素子とを回転
調節可能に構成したものである。

〈実施例〉 以下図面に示す実施例に基づいて本発明の詳細な説明す
る。

第１図乃至第３図は本発明の一実施例を説明するもので
、各図中第６図乃至第１Ｏ図と同一部分には同一符号を
付し、その説明は省略する。第１図、−乃至第３図に於
いて符号２９はズームレンズ２ｏを支持するレンズホル
ダで左右一対の支軸３ｏを介して支持台３１に支持され
ている。

ここで特に第２図に示す如く支軸３０はズームレンズ２
０の倍率Ｎの時の前側主点Ｈと後側主点Ｈ′の間にあっ
て、レンズを回転しても、読み取り位置０　（１１）の
像が光軸１０１、或いは１０２を通って常に光学読み取
り素子８上の受光位置に結像するような回転中心位置点
Ｐに於いて、レンズの光軸と直交した状態で配置されて
いる。

更に第２図に於いてレンズはズームレンズ２０で倍率Ｎ
の状態を示しており、Ｈはその時の前側主点、Ｈ′は後
側主点、ｌＨＨ’ｌは主点間距離、Ｇ、は読み取り位置
０　（１りと前側主点Ｈまでの距離、Ｇ２は後側主点Ｈ
′と受光位置Ｏ′までの距離を示し、１０１はレンズが
水平にあり理想状態での結像を示す光軸、１０２はレン
ズが図中２点鎖線の如く傾いた時の結像状態を示す光軸
である。

ここでＧ＋、Ｇｔ、ＩＨ）（’ｌは夫々レンズの基本特
性を示す数値である。

またレンズを回転させても結像位置が変化しない点Ｐと
前側主点Ｈまでの距離をＩＨＰＩとすると、前述したレ
ンズ特性値との間には下記の関係が成り立つ。

Ｇ　＋　＋　Ｇ　ｚ この式は簡単な三角関数で導かれる。

図に於いて符号３２で示すものは光学系ユニットを支持
する基板で、前記支持台３１が固定されており、ネジ３
４を介して支持枠３３が取り付けられ、この支持枠３３
には前記レンズホルダ２９、プリント基板９が固定され
ている。かつネジ３４は支持枠３３の側面に突設された
Ｌ字状の支持＋ｆｆ１３３ａを介して基仮３２に固定さ
れており、支持板３３ａと基板３２との間にはスプリン
グ３５が弾装されている。従って支持枠３３はレンズホ
ルダ２９をも含めてスプリング３５により第１図中支軸
３０を中心として反時計方向への回動習性を与えられて
いる。

第３図は光学系を示す説明図であるが、この第３図から
も明らかなようにズームレンズ、光学読み取り素子とを
同一の支持枠に取り付け、ズームレンズ２０の光軸、即
ち倍率変換させた時に移動する主点間を結んだ直線上に
光学読み取り素子８の受光面を位置させ、倍率変換を行
っても主点の移動により読み取り位置が変動しないよう
に調整しである。

本発明に係る装置の実施例に於いては以上詳述した様な
構成を有しているので、この結果倍率変換時の主点位置
の変動量Δ４による読み取り位置の変動を防止すること
が出来る。

このような構造の光学系ユニットを基板３２に装着した
場合にはこのユニットは第３図に実線で示した位置にあ
ると考えられ、その時の原稿面上での読み取り位置はＤ
点に相当する。この状態でズームレンズ２０の倍率を変
換しても読み取り位置はＤ点より変動しない。

ここでネジ３４を回してユニ７トを上下動させればユニ
、ト全体は矢印Ｃ方向へ回動し、第３図に鎖線で示す位
置に光学系ユニットを固定することが出来、光学読み取
り素子８は常に読み取り位置１１を読み取ることが可能
となる。

第４図は他の実施例の斜視図、第５図は第４図のＡＡ力
方向の断面図である。

第４図に於いて５１はレンズホルダ、５２ａ、５２ｂは
レンズホルダ５１を支持枠３３に固定するための止めネ
ジ、５３は支持台３１に固定され、平板の中央部の穴で
支軸３０を受けるための止め板である。５４ａ。

５４ｂは止め板５３の固定ネジ、５５はレンズホルダ５
１に両側から支軸３０で回転自在に支持されたレンズ２
０を回転動させるための調整ネジ、５６はレンズ２０と
レンズホルダ５１０間にあるコイルバネ、５７ａ。

５７ｂはプリント基板９を支持枠３３に固定するための
止めネジである。

上記構成において、止め板５３を取り外すことによって
レンズ、ＣＯＤは一体化されたユニットとして本体より
着脱自在になっている。このユニットで前述したズーム
レンズのズーミングずれを補正するため、レンズホルダ
５１に対してレンズ２０を回転動させ、夫々の倍率での
主点の位置とＣＣＤが一直線上に並ぶように調整するこ
とが出来る。

ここで本発明に於いては、回転支軸３０の位置が前述し
た計算式で表される点（ある倍率時における前側主点と
後側主点の間のある一点）の位置になっている。

レンズとレンズホルダの位置が調整ネジ５５で調整され
たレンズとＣＣＤのユニットを第５図に示す。前記ユニ
ットは、止め板５３によって支持台３１に固定すること
により、装置に対して回動可能であり、かつその回転支
点は前記支点位置と一直線上にある。調整ネジ３４の上
下動により、ユニットは回転する。即ち、ユニット段階
でズーミングしても読み取り位置が変わらないユニット
に調整し、調整し終わったユニットを本体に回転自在に
取り付けることにより、本体ではある一つの倍率で読み
取り位置合わせを行えば、自ずから他の倍率でも読み取
り位置が合致する構成になっている。

上記の実施例のような構成にすることにより、ユニット
内でズーミングによる読み取り位置ずれは調整でき、か
つ装置に組み込む際の回転支点の位置が前述した点にあ
るため、装置の他の構成部品の誤差を吸収しても、・ユ
ニット回転調整量として最も小さく出来、ひいては装置
を小型化することが可能である。

なお上述した実施例に於いてはズームレンズの場合につ
いてのみ説明したが、複数個のレンズを交換する場合に
於いても、特定のレンズの第２図に示した点Ｐ近傍を中
心としてレンズ交換を行うユニットと光学読み取り素子
を一体化したユニット全体を第２図に示すように回動さ
せることにより同様な効果が得られる。

またズームレンズの場合倍率変換が複数段丘われる構造
を採用しても、ユニットの回転中心をレンズの各倍率に
対応した第２図に示した点Ｐの位置のうち、最も原稿側
或いは光学読み取り素子側とし、かつユニット単体での
ズームレンズ光軸と光学読み取り素子の位置合わせを上
述した第２図に示した点Ｐの両端の２個所で行うように
すれば調整、組立誤差を最小にすることが可能であり、
勿論ズームレンズ光軸上であれば、どこを中心として位
１合わセを行っても良い。

〈発明の効果〉 以上の説明から明らかなように本発明によれば画情報の
読み取り光学系をユニット化した構造を採用しているた
め倍率を光学的に変換しても光学読み取り素子が読み取
る原稿面上での位置は変動せず、原稿の画情報の欠落を
防止し、原稿の先端、後端の影を読み取ることを防止出
来る。

また、読み取り画像を変質や劣化させず、しかも回転機
構を付加するだけの簡単な構造により低コストで実現す
ることが出来る特徴も有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す説明図、第２図及び第
３図は第１図の実施例の光学系を示す説明図、第４図及
び第５図は他の実施例の説明図、第６図乃至乃至第１０
図は夫々従来の構造を説明する説明図である。 ４は光源、７は集光レンズ、８は光学読み取り素子、１
１は読み取り位置、２０はズームレンズ、２９はレンズ
ホルダ、３０は支軸、３１は支持台、３３は支持枠、３
４はネジ、３５はスプリングである。 特許出願人　　キャノン株式会社 代理人　　弁理士　中　川　周　吉 第４図 ５７ａ 第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）光源によって照射された原稿の画像情報を縮小レ
   ンズによって光学読み取り素子に入射させて原稿画像を
   読み取る光学読み取り装置に於いて、縮小レンズと光学
   読み取り素子を同一の支持枠に取り付け、前記縮小レン
   ズを支持するレンズホルダに光軸上で前記縮小レンズの
   前側主点と後側主点の間にあり、その点で縮小レンズを
   回転しても結像された像が動かない点、或いは前記位置
   の極近傍で光軸と直交し、かつ光学読み取り素子の読み
   取りライン方向と平行な方向に縮小レンズを支持する回
   転支点を設け、この回転支点を中心として縮小レンズと
   光学読み取り素子とを回転調節可能に構成したことを特
   徴とする光学読み取り装置（２）光源によって照射され
   た原稿の画像情報を縮小レンズによって光学読み取り素
   子に入射させて原稿画像を読み取る光学読み取り装置に
   おいて、縮小レンズを光学読み取り素子取り付け支持枠
   に対し、光軸に直交し、前記ズームレンズのある倍率の
   前側主点と後側主点の間にあり、ある倍率の時にはその
   点でレンズを回転させても読み取り位置が変動しない支
   点でレンズ両側より回動調節自在に支持し、かつその支
   点の外側で装置に回動調節自在に光学読み取り素子支持
   枠を支持したことを特徴とする光学読み取り装置。