JPH11261763A - Image reader - Google Patents
Image readerInfo
- Publication number
- JPH11261763A JPH11261763A JP8052298A JP8052298A JPH11261763A JP H11261763 A JPH11261763 A JP H11261763A JP 8052298 A JP8052298 A JP 8052298A JP 8052298 A JP8052298 A JP 8052298A JP H11261763 A JPH11261763 A JP H11261763A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- image
- rod lens
- lens
- original
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Facsimile Heads (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明はコンピュータ、ファ
クシミリ、複写機等の入力装置として、原稿等の画像を
読み取る画像読取装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image reading apparatus for reading an image of an original or the like as an input device of a computer, a facsimile, a copying machine, or the like.
【0002】[0002]
【従来の技術】画像読取装置は画像の入力装置として、
操作性、汎用性に優れ、近年OA機器、情報機器等の分
野で広く用いられている。これらに用いられる画像読取
装置としては、その光学系の構造から、縮小結像光学系
方式と等倍結像光学系方式(又は密着型)に分かれる。
縮小結像光学系方式のものは例えば図15に示すような
構成のものであり、蛍光灯等の線状の光源105により
原稿129を照射し、原稿129の読み取りラインL上
の反射光を縮小レンズ106を介してCCD101上に
結像して、原稿面の画像データを読み取るものである。
この方式は、部品コストが安く、焦点深度は深いが、小
型化が困難であり、組立調整に手間を要し、結像の周辺
部でのボケが大きいという欠点がある。これに対し、密
着型のものは小型化が容易であり、近年、家庭用ファク
シミリ装置、小型の複写機等の需要が高まり、これに用
いられる画像読取装置としてとしては、小型に適した密
着型(等倍結像光学系方式)の画像読取装置が普及しつ
つある。図16は例えば特開平6ー342131号公報
にも記載されている従来のかかる密着型の画像読取装置
の断面図であり、その概要を説明する。2. Description of the Related Art An image reading device is used as an image input device.
It has excellent operability and versatility, and is widely used in recent years in the fields of OA equipment, information equipment, and the like. The image reading devices used in these devices are classified into a reduced image forming optical system method and an equal-magnification image forming optical system method (or close contact type), depending on the structure of the optical system.
The reduced image forming optical system is configured as shown in FIG. 15, for example, and irradiates an original 129 with a linear light source 105 such as a fluorescent lamp to reduce reflected light on a read line L of the original 129. The image is formed on the CCD 101 via the lens 106 and the image data of the document surface is read.
This method has the disadvantages that the cost of parts is low and the depth of focus is deep, but it is difficult to reduce the size, it takes time and labor to assemble and assemble, and there is a large blur at the periphery of the image. On the other hand, the contact type is easy to miniaturize, and in recent years, the demand for home-use facsimile machines, small copiers and the like has been increased. 2. Description of the Related Art (1: 1 imaging optical system) image reading apparatuses are becoming widespread. FIG. 16 is a cross-sectional view of such a conventional contact-type image reading apparatus described in, for example, JP-A-6-342131, and its outline will be described.
【0003】図16に示す画像読取密装置は光電変換を
行うセンサ画素が複数配列された原稿読取受光素子12
1と、保護膜122と、これが実装された基板123と
からなる成る受光素子アレイ124と、原稿を照射する
線状光源である複数の発光ダイオード(以下LEDとい
う。)よりなるLEDアレイ125と、原稿129の像
を受光部である前記受光素子アレイ124に結像するレ
ンズアレイ126と、原稿129を載置する透明板12
7と、これらの部材を支持する外装ケース128より構
成されている。The image reading dense device shown in FIG. 16 is an original reading light receiving element 12 in which a plurality of sensor pixels for performing photoelectric conversion are arranged.
1, a light-receiving element array 124 including a protective film 122 and a substrate 123 on which the protective film 122 is mounted, and an LED array 125 including a plurality of light-emitting diodes (hereinafter, referred to as LEDs) that are linear light sources for irradiating a document. A lens array 126 for forming an image of the document 129 on the light receiving element array 124 serving as a light receiving portion, and a transparent plate 12 on which the document 129 is placed.
7 and an outer case 128 supporting these members.
【0004】上記画像読取装置における動作は、LED
アレイ125により原稿面を照射し、前記原稿面の読み
取りライン上の拡散反射光をレンズアレイ126により
受光素子アレイ124上に結像し、前記反射光のもつ原
稿129の濃淡情報、即ち光の強弱を受光素子アレイ1
24における個々の原稿読取受光素子121のセンサ画
素が電気信号に変換し、シリアル又はパラレルの信号出
力として読み取りラインごとに送り出す。そして、前記
原稿129とセンサ画素列との相対位置をラインと垂直
方向に移動させて、前記ラインごとのデータ送出を繰り
返すことにより、2次元画像情報を時系列電気信号に変
換する。[0004] The operation of the above image reading apparatus uses an LED.
The original surface is illuminated by the array 125, and the diffuse reflected light on the reading line of the original surface is imaged on the light receiving element array 124 by the lens array 126, and the density information of the original 129 which the reflected light has, that is, the intensity of light To the light receiving element array 1
The sensor pixels of the individual document reading light receiving elements 121 in 24 convert the signals into electric signals and send out the signals as serial or parallel signal outputs for each reading line. Then, the relative position between the original 129 and the sensor pixel row is moved in a direction perpendicular to the line, and the data transmission for each line is repeated, thereby converting the two-dimensional image information into a time-series electric signal.
【0005】しかしながら、前述の密着型の画像読取装
置には次のような問題がある。前記レンズアレイ126
は図面と垂直方向に配列された個々に集光性を有する複
数のロッドレンズよりなる複眼レンズであり、このた
め、受光側において像の重なりが発生し、合成開口角が
大きくなるので、被写界深度が浅く、原稿が折れていた
り、切り貼りなど原稿に凹凸がある場合に画質が劣化す
るという問題があった。また、本の見開き部分等の読み
取りをすることができず、かかる画像読取装置の用途が
限定されていた。However, the above-mentioned contact type image reading apparatus has the following problems. The lens array 126
Is a compound eye lens composed of a plurality of individually condensing rod lenses arranged in the direction perpendicular to the drawing, which causes images to overlap on the light receiving side and increases the synthetic aperture angle. There is a problem that the image quality is deteriorated when the depth of field is shallow, and the original is broken or the original has irregularities such as cut and paste. In addition, it is not possible to read a double-page spread or the like of a book, and the use of such an image reading apparatus has been limited.
【0006】前記のロッドレンズを用いたレンズアレイ
126における結像の様子を図17を用いて説明する。
図16に示すレンズアレイ126はロッドレンズ126
aが前記ライン方向に整列してなり、各ロッドレンズ1
26aは光軸に直交する方向に屈折率分布を持った透光
材よりなっている。個々のロッドレンズ126aは図1
7(a)に示すように原稿面上の直径X0の範囲を前記
センサ画素の配置されたセンサ面上に正立等倍結像す
る。ある一点の発光点pとその結像qを考える。pが基
準位置にあるとき、丁度センサ面上に集光点があり、結
像qにボケは生じないものとする。図17(b)に示す
ように、発光点pがp´へxだけ移動すると、集光点も
センサ面の後方にxだけ移動し、センサ面における結像
qはHの量のぼけを生ずる。ぼけの量Hはロッドレンズ
126aが単独の場合は、ほぼH=Θxとなり、開口角
Θに依存する。図17(c)に示すようにロッドレンズ
126aが複数個配列しているときには、開口角はΘよ
り大きいΘ′となり、ぼけの量はHよりも大きいH´と
なり、略H´=Θ´xとなる。そしてロッドレンズ12
6aの配列数が増えるほど、結像範囲X0の重なりによ
り開口角は大となり、ボケも大となって行く。このよう
に、開口角が広く、比写界深度が浅くなり、発光点pの
移動に対し結像qのボケの量の割合が大きいことが問題
となっていた。The state of image formation in the lens array 126 using the rod lens will be described with reference to FIG.
A lens array 126 shown in FIG.
a are aligned in the line direction, and each rod lens 1
Reference numeral 26a is made of a light transmitting material having a refractive index distribution in a direction perpendicular to the optical axis. Each rod lens 126a is shown in FIG.
As shown in FIG. 7A, a range of the diameter X0 on the original surface is imaged on a sensor surface on which the sensor pixels are arranged, at an equal magnification of an erect image. Consider a certain light emitting point p and its imaging q. When p is at the reference position, it is assumed that the light converging point is just on the sensor surface, and that no blur occurs in the image q. As shown in FIG. 17B, when the light emitting point p moves by x to p ′, the light converging point also moves by x behind the sensor surface, and the image q on the sensor surface causes a blur of H amount. . When the rod lens 126a is used alone, the amount H of blur is substantially H = {x, and depends on the aperture angle Θ. When a plurality of rod lenses 126a are arranged as shown in FIG. 17C, the opening angle becomes Θ 'which is larger than 、, the amount of blur becomes H' which is larger than H, and substantially H '= Θ'x Becomes And rod lens 12
As the number of arrays 6a increases, the aperture angle increases due to the overlap of the imaging ranges X0, and the blur increases. Thus, there has been a problem that the aperture angle is wide, the relative depth of field is shallow, and the ratio of the amount of blurring of the image q to the movement of the light emitting point p is large.
【0007】このような欠点を除去するために個々のロ
ッドレンズの開口角Θを小さくしようとすると、pから
qに至る光路長が長くなり、密着型の画像読取装置に使
用する場合、装置の大型化を招く。また、開口角Θを小
さくしようとして径の小さなロッドレンズを多数用いよ
うとするとこのようなロッドレンズ自体が高価となる。
上記のこれらの欠点を改善することを目的に改良された
図18に示す密着型の画像読取装置が特開平6ー342
131号公報に記載されている。図18において、11
0は開口制限部材であり、個々の前記ロッドレンズ12
6aに対応してその出射側に配置されている。他の点に
関しては図16に示した画像読取装置と同様である。本
例においては、開口制限部材110により個々のロッド
レンズ126aの開口角を制限するとともに、各ロッド
レンズ間の像の重なりを制限し、ぼけの量を減少しよう
としている。If an attempt is made to reduce the aperture angle 小 さ く of each rod lens in order to eliminate such a defect, the optical path length from p to q becomes long. Invites upsizing. Further, if a large number of rod lenses having a small diameter are used to reduce the opening angle Θ, such a rod lens itself becomes expensive.
A contact-type image reading apparatus shown in FIG. 18 improved for the purpose of improving these disadvantages is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-342.
No. 131 is described. In FIG. 18, 11
Reference numeral 0 denotes an aperture limiting member, and each of the rod lenses 12
6a, it is arranged on the emission side. The other points are the same as those of the image reading apparatus shown in FIG. In the present example, the aperture limiting member 110 limits the aperture angles of the individual rod lenses 126a, limits the overlap of images between the rod lenses, and reduces the amount of blur.
【0008】しかしながら、この場合個々のロッドレン
ズ126aに対し開口制限部材110の位置関係を精度
良く合わせなければならず、組立性の上で不利となる。
その上、開口制限部材110により、通過光量が制限さ
れ、前記受光素子アレイ124への入射光の強度が弱く
なり、光電変換におけるS/N比が低下し発生信号の雑
音を増加させる傾向を生ずる。However, in this case, the positional relationship of the aperture limiting member 110 must be precisely adjusted for each rod lens 126a, which is disadvantageous in terms of assemblability.
In addition, the amount of light passing therethrough is limited by the aperture limiting member 110, the intensity of light incident on the light receiving element array 124 is weakened, the S / N ratio in photoelectric conversion is reduced, and the noise of the generated signal tends to increase. .
【0009】本発明は従来の画像読取装置における上記
の問題点、すなわち、装置を小型化にするために、複眼
レンズを用いた等倍結像方式を採用しようとすると、一
般に、開口角が広く被写界深度が浅いと言う問題、これ
を改善しようとして被写界深度を深いロッドレンズを用
いると、装置の大型化、部品コストの上昇等を招くとい
う問題、ロッドレンズに対し開口制限部材を設けると組
立上不利となり、受光素子の信号の雑音を増加させると
いう問題を解決すべき課題とするものである。そして、
本発明はこれらの課題を解決し、折れ曲がり、凹凸、見
開き等各種の原稿に対応でき、精度良く原稿の画像を読
み取ることができるとともに、組立も容易な画像読取装
置を提供することを目的とする。According to the present invention, when the above-mentioned problems in the conventional image reading apparatus, that is, when an equal-magnification imaging method using a compound eye lens is adopted in order to reduce the size of the apparatus, the aperture angle is generally wide. The problem that the depth of field is shallow, the problem of using a rod lens with a large depth of field in an attempt to improve this problem leads to an increase in the size of the device and an increase in component costs, and the use of an aperture limiting member for the rod lens. If provided, it is disadvantageous in assembling, and it is an object to solve the problem of increasing the signal noise of the light receiving element. And
An object of the present invention is to solve these problems and provide an image reading apparatus that can cope with various types of originals such as bent, uneven, spread, and can accurately read an image of the original, and is easy to assemble. .
【0010】[0010]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に1の手段として本発明は、原稿面を照射する照明手
段、前記照射された原稿面からの反射光を結像する集光
手段、前記結像された光を受光して光電変換する受光手
段を備えた画像読取装置において、前記集光手段は互い
に焦点距離の異なるすくなくとも2種類の焦点距離を有
する複数のレンズを配置して構成されることを特徴とす
る。According to one aspect of the present invention, there is provided a lighting device for irradiating a document surface, a condensing device for forming an image of the reflected light from the irradiated document surface, In an image reading apparatus provided with a light receiving means for receiving the formed light and performing photoelectric conversion, the light condensing means is configured by arranging a plurality of lenses having at least two kinds of focal lengths having different focal lengths from each other. It is characterized by that.
【0011】上記課題を解決するための第2の手段とし
て本発明は、前記第1の手段において、前記受光手段に
おいて略同一面にそれぞれの焦点が一致するように前記
複数のレンズが配置されていることを特徴とする。According to a second aspect of the present invention, there is provided the first means, wherein the plurality of lenses are arranged so that the respective focal points coincide substantially on the same plane in the light receiving means. It is characterized by being.
【0012】上記課題を解決するための第3の手段とし
て本発明は、前記第1の手段又は第2の手段において、
前記集光手段における焦点距離の異なるレンズは光軸に
直交する方向に屈折率の変化するロッドレンズであり、
光軸方向に互いにずれた位置に配置されることを特徴と
する。As a third means for solving the above-mentioned problems, the present invention relates to the first means or the second means,
Lenses having different focal lengths in the light condensing means are rod lenses whose refractive index changes in a direction perpendicular to the optical axis,
It is characterized by being arranged at positions shifted from each other in the optical axis direction.
【0013】上記課題を解決するための第4の手段とし
て本発明は、前記第1の手段乃至第3の手段のいずれか
の前記集光手段おいて、レンズを複数列に配列し、互い
に焦点距離の異なるレンズを異なる列に配列したことを
特徴とする。According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the light condensing means according to any one of the first to third means, wherein the lenses are arranged in a plurality of rows so as to focus on each other. It is characterized in that lenses having different distances are arranged in different rows.
【0014】上記課題を解決するための第5の手段とし
て本発明は、前記第1の手段乃至第4の手段のいずれか
の前記集光手段おいて、隣り合うレンズ同士が互いに焦
点距離が異なるレンズとなるようにレンズが配列されて
いることを特徴とする。According to a fifth aspect of the present invention, there is provided the light condensing means according to any one of the first to fourth means, wherein adjacent lenses have different focal lengths. It is characterized in that the lenses are arranged to be lenses.
【0015】[0015]
【発明の実施の形態】以下図面に基づいて本発明の好適
な実施の形態の一つである実施例について説明する。図
1は本実施例に係る密着型の画像読取装置の構成を示す
断面図であり、図2は図1のAーA断面図である。図1
に示すように、本例の密着型の画像読取装置は光電変換
を行うセンサ画素が複数配列された原稿読取受光素子2
1と、保護膜22と、これが実装された基板23とから
なる成る受光素子アレイ24と、原稿を照射する線状光
源であるLEDアレイ25と、原稿29の像を受光部で
ある前記受光素子アレイ24に結像するレンズアレイ2
6と、レンズアレイ26を保持する支持枠37と原稿2
9を載置する透明板27と、これらの部材を支持する外
装ケース28より構成されている。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment which is one of the preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view showing a configuration of a contact-type image reading apparatus according to the present embodiment, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. FIG.
As shown in FIG. 1, the contact-type image reading apparatus of the present embodiment has a document reading light receiving element 2 in which a plurality of sensor pixels for performing photoelectric conversion are arranged.
1, a light-receiving element array 24 composed of a protective film 22, and a substrate 23 on which the protective film 22 is mounted, an LED array 25 that is a linear light source for irradiating a document, and the light-receiving element that is a light receiving unit for transmitting an image of the document 29. Lens array 2 that forms an image on array 24
6, the supporting frame 37 holding the lens array 26 and the original 2
9 comprises a transparent plate 27 on which the components 9 are placed, and an outer case 28 for supporting these members.
【0016】上記密着型の画像読取装置における動作
は、LEDアレイ25により原稿面を照射し、前記原稿
面の読み取りライン上の拡散反射光をレンズアレイ26
により受光素子アレイ24に結像し、前記反射光のもつ
原稿29の濃淡情報、即ち光の強弱を受光素子アレイ2
4における個々の原稿読取受光素子21のセンサ画素が
電気信号に変換し、シリアル又はパラレルの信号出力と
して読み取りラインごとに送り出す。そして、前記原稿
29とセンサ画素列との相対位置をラインと垂直方向に
移動させて、前記ラインごとのデータ送出を繰り返すこ
とにより、2次元画像情報を時系列電気信号に変換す
る。The operation of the contact type image reading apparatus is as follows. The document surface is illuminated by the LED array 25, and the diffuse reflected light on the reading line of the document surface is transmitted to the lens array 26.
An image is formed on the light receiving element array 24 by the light receiving element array 24, and the density information of the original 29 which the reflected light has, that is, the intensity of light, is
The sensor pixels of the individual document reading light receiving elements 21 in 4 convert the signals into electric signals, and send out the signals as serial or parallel signal outputs for each reading line. Then, by moving the relative position between the original 29 and the sensor pixel row in the direction perpendicular to the line and repeating the data transmission for each line, the two-dimensional image information is converted into a time-series electric signal.
【0017】レンズアレイ26は図1および図2に示す
ように、前記原稿面の読み取りラインに平行な方向に焦
点距離TCが互いに異なる2種類のロッドレンズすなわ
ち第1ロッドレンズ36aと第2ロッドレンズ36bが
交互に配列されてなり、保持枠37により保持されてい
る。As shown in FIGS. 1 and 2, the lens array 26 has two types of rod lenses having different focal lengths TC in a direction parallel to the reading line on the original surface, that is, a first rod lens 36a and a second rod lens. 36b are alternately arranged, and are held by the holding frame 37.
【0018】第1ロッドレンズ36aおよび第2ロッド
レンズ36bは共に図17に示して説明した従来のロッ
ドレンズ126aと同様に光軸に直交する方向に屈折率
分布を持った透光材よりなっており、第1ロッドレンズ
36aの焦点距離TC1と第2ロッドレンズ36bの焦
点距離TC2の間にはTC1<TC2の関係がある。S
は受光素子アレイ24における原稿読取受光素子21が
配置されているセンサ面である。図2に示すように第1
ロッドレンズ36aの透明板27側の焦点A1の位置す
る第1焦点面Saは、第2ロッドレンズ36bの透明板
27側の焦点A2の位置する第2焦点面Sbaよりオフ
セット量dc=TC2ーTC1の距離だけ後方に位置
し、第1ロッドレンズ36aの受光素子アレイ24側の
焦点B1と第2ロッドレンズ36bの受光素子アレイ2
4側の焦点B2とは共に前記センサ面Sに位置するよう
に、第1ロッドレンズ36aと第2ロッドレンズ36b
は光軸方向にも互いにずれて配置されている。なお、図
2においては図1に示した透明板27および原稿29は
表示を省いているが、透明板27の上面が第1焦点面S
aの近傍となるように配置されている。The first rod lens 36a and the second rod lens 36b are both made of a light transmitting material having a refractive index distribution in a direction perpendicular to the optical axis, similarly to the conventional rod lens 126a shown in FIG. Thus, there is a relationship TC1 <TC2 between the focal length TC1 of the first rod lens 36a and the focal length TC2 of the second rod lens 36b. S
Reference numeral denotes a sensor surface of the light receiving element array 24 on which the document reading light receiving element 21 is arranged. As shown in FIG.
The first focal plane Sa where the focal point A1 on the transparent plate 27 side of the rod lens 36a is located is offset dc = TC2-TC1 from the second focal plane Sba where the focal point A2 on the transparent plate 27 side of the second rod lens 36b is located. , The focal point B1 of the first rod lens 36a on the light receiving element array 24 side and the light receiving element array 2 of the second rod lens 36b.
The first rod lens 36a and the second rod lens 36b such that the focal point B2 on the fourth side is located on the sensor surface S.
Are also shifted from each other in the optical axis direction. In FIG. 2, the display of the transparent plate 27 and the original 29 shown in FIG. 1 is omitted, but the upper surface of the transparent plate 27 is the first focal plane S.
It is arranged so as to be in the vicinity of a.
【0019】ところで、本例に用いられるようなロッド
レンズに関しては、一方の焦点面上の一点から発した光
はこれと焦点距離(TC)だけ離れた他方の焦点面にお
いて正立対称の位置の一点に集光する。しかし、発光点
が焦点面から離れているときは、一般には等倍正立の位
置に集光するとは限らない。なぜならば、発光点が焦点
面から離れても常に等倍正立の位置に集光するとするな
らば、そもそも固有の焦点距離(TC)または焦点とい
うものを特定し得ないと考えられているからである。発
光点が焦点面から離れている場合の集光作用について
は、従来より、ロッドレンズの屈折率の分布または寸法
により、二通りの場合が考えられている。第1の場合
は、発光点に対し非等倍(縮小または拡大)正立の位置
にある点に集光する場合である。第2の場合は、発光点
が焦点面からあまり離れていなければ、近似的に発光点
に対し等倍正立の位置にある点に集光する場合である。
以下に本例における集光作用に関し前記第1の場合およ
び第2の場合を想定し、順次説明する。By the way, regarding the rod lens used in the present embodiment, light emitted from one point on one focal plane is located at an erect symmetrical position on the other focal plane separated by a focal distance (TC). Focus on one point. However, when the light emitting point is far from the focal plane, the light is generally not always condensed at an equal-length erect position. This is because it is considered that a unique focal length (TC) or a focal point cannot be specified in the first place if the light-emitting point is always converged to a position of the same magnification erect even if it is away from the focal plane. It is. Regarding the light condensing action when the light emitting point is far from the focal plane, two cases have conventionally been considered depending on the distribution or size of the refractive index of the rod lens. The first case is a case where light is condensed on a point that is located at an erect non-equivalent (reduced or enlarged) position with respect to the light emitting point. In the second case, if the light emitting point is not far from the focal plane, the light is condensed at a point approximately at the same magnification erect with respect to the light emitting point.
Hereinafter, the light collecting action in the present example will be sequentially described assuming the first case and the second case.
【0020】図3は前記第1の場合の集光を想定したと
きの、本実施例の画像読取装置の集光作用の原理を示す
断面図である。(a)は全体を示すライン方向(ロッド
レンズの配列方向)に平行な断面図、(b)は(a)に
おけるB部の詳細図、(c)は(b)のCーC矢視図で
ある。説明の都合上、互いに隣接するそれぞれ1個の第
1ロッドレンズ36aおよび第2ロッドレンズ36bに
よる集光作用について説明する。前記第1焦点面Saに
発光点A01が位置するとき、その発光のうち、第1ロ
ッドレンズ36aに入射した光線は出射光s1として第
1ロッドレンズ36に関し等倍正立の位置にある第1集
光点B01点に集光する。ここでB01はセンサ面Sに
一致している。一方、発光点A01からの発光のうち第
2ロッドレンズ36bに入射した光は出射光s2として
出射するが、センサ面Sにおいては一点に集光せず、後
述するように前記焦点面のオフセット量dcに略比例し
たの範囲のボケを有する結像を生ずる。すなわち、前記
の第2ロッドレンズ36bの通過光s2はセンサ面Sか
ら略dcだけ後方の正立の位置にある第2集光点B02
に向かって出射し、センザ面Sに入射する。FIG. 3 is a sectional view showing the principle of the light-collecting action of the image reading apparatus of the present embodiment when light-collection in the first case is assumed. (A) is a cross-sectional view parallel to the line direction (the arrangement direction of the rod lenses) showing the entirety, (b) is a detailed view of a portion B in (a), and (c) is a view taken along CC in (b). It is. For convenience of explanation, the light condensing action of one first rod lens 36a and one second rod lens 36b adjacent to each other will be described. When the light-emitting point A01 is located on the first focal plane Sa, of the light emitted, the light ray that has entered the first rod lens 36a is the first light that is in the same-length erect position with respect to the first rod lens 36 as the output light s1. The light is condensed on a condensing point B01. Here, B01 coincides with the sensor surface S. On the other hand, of the light emitted from the light emitting point A01, the light incident on the second rod lens 36b is emitted as the emitted light s2, but is not condensed at one point on the sensor surface S, and the offset amount of the focal plane as described later. This produces an image having a blur in the range of approximately proportional to dc. In other words, the light s2 passing through the second rod lens 36b is substantially equal to the second condensing point B02 at the erect position substantially dc behind the sensor surface S.
And is incident on the sensor surface S.
【0021】焦点A1から第1ロッドレンズ36aを見
た開口角をΘ1、焦点A2から第2ロッドレンズ36b
を見た開口角をΘ2とする。第1ロッドレンズ36aか
らの出射光s1によるセンサ面Sにおける結像をq1、
第2ロッドレンズ36bからの出射光s2によるセンサ
面Sにおける結像をq2とすると、図3(b)および図
3(c)に示すようにq1とq2は一部が重なった位置
に生ずるが、q1のぼけH1はH1=0であり、q2の
ぼけH2は略H2=Θ2・dcである。The opening angle of the first rod lens 36a viewed from the focal point A1 is Θ1, and the second rod lens 36b is viewed from the focal point A2.
開口 2 is the opening angle when viewing. The image formed on the sensor surface S by the light s1 emitted from the first rod lens 36a is q1,
Assuming that the image formed on the sensor surface S by the light s2 emitted from the second rod lens 36b is q2, as shown in FIGS. 3B and 3C, q1 and q2 are generated at positions where a part thereof overlaps. , Q1 is H1 = 0, and the blur H2 of q2 is approximately H2 = Θ2 · dc.
【0022】次に、図4は発光点の移動とぼけの関係示
す図であり、(a)は全体を示す断面図、(b)は
(a)におけるD部の拡大図、(c)は(b)のEーE
矢視図である。図4(a)に示すように発光点A01が
第1焦点面Saにあるもとの位置からxだけ前方のA0
1′点に移動すると、第1集光点B01はもとの位置よ
りxだけ前方のB01′点に移動し、第2集光点B02
はもとの位置よりxだけ前方のB02′点に移動し、B
01′およびB02′のセンサ面Sからの距離の絶対値
はそれぞれ|x|および|dcーx|となる。このとき
第1ロッドレンズ36aの通過光による結像q1のぼけ
の量H1は略、H1=Θ1|x|となり、第2ロッドレ
ンズ36bの通過光による結像q2のぼけの量H2は
略、H2=Θ2|dcーx|となる。FIGS. 4A and 4B are diagrams showing the relationship between the movement of the light emitting point and the blur, wherein FIG. 4A is a cross-sectional view showing the entirety, FIG. 4B is an enlarged view of a portion D in FIG. b) EE
It is an arrow view. As shown in FIG. 4 (a), the light emitting point A01 is located at the first focal plane Sa, and is located at x0 ahead of the original position by x.
When moving to the point 1 ', the first focal point B01 moves to the point B01' ahead of the original position by x and the second focal point B02.
Moves to the point B02 'forward by x from the original position, and
The absolute values of the distance of 01 ′ and B02 ′ from the sensor surface S are | x | and | dc−x |, respectively. At this time, the blur amount H1 of the image q1 due to the light passing through the first rod lens 36a is substantially H1 = {1 | x |, and the blur amount H2 of the image q2 due to the light passing through the second rod lens 36b is approximately H2 = {2 | dc-x |
【0023】次に前記第2の場合の集光を想定し、焦点
面外の発光点からの入射光に対してもロッドレンズに関
し近似的に等倍正立の位置に集光する場合を図5に示
す。第1焦点面Saからxだけ前方のA01′点からの
発光のうち第1ロッドレンズ36aに入射した光線は出
射光s11としてセンサ面Sからxだけ後方の第1集光
点B011点に集光する方向に出射する。一方、A0
1′点からの発光のうち第2ロッドレンズ36bに入射
した光線は出射光s12としてセンサ面Sからdcーx
だけ前方(x>dcのときはxーdcだけ後方)にある
第2集光点B012点に集光する方向に出射する。この
とき第1ロッドレンズ36aの通過光s11による結像
q1のぼけの量H1は略、H1=Θ1|x|となり、第
2ロッドレンズ36bの通過光s12による結像q2の
ぼけの量H2は略、H2=Θ2|dcーx|となる。従
って、図4に示した集光作用の場合も図5に示した集光
作用の場合も、発光点の移動と結像のぼけの関係につい
ては、同様の結果となる。Next, assuming that the light is condensed in the second case, a case in which incident light from a light emitting point outside the focal plane is also condensed to an approximately equal-length erect position with respect to the rod lens is shown in FIG. It is shown in FIG. Of the light emitted from the point A01 ', which is x in front of the first focal plane Sa, the light ray incident on the first rod lens 36a is condensed as the outgoing light s11 at the first condensing point B011 behind x of the sensor surface S. Out in the direction of On the other hand, A0
Of the light emitted from the point 1 ', the light incident on the second rod lens 36b is dc-x from the sensor surface S as outgoing light s12.
The light is emitted in a direction in which the light is condensed at a second light condensing point B012 just ahead (when x> dc, it is only x-dc backward). At this time, the amount of blur H1 of the image q1 due to the light s11 passing through the first rod lens 36a is substantially H1 = {1 | x |, and the amount of blur H2 of the image q2 due to the light s12 passing through the second rod lens 36b is Approximately, H2 = {2 | dc-x | Therefore, in the case of the light condensing function shown in FIG. 4 and the case of the light condensing function shown in FIG. 5, the same result is obtained as to the relationship between the movement of the light emitting point and the blur of the image.
【0024】図6は発光点A0の基準位置からの移動量
xと、第1ロッドレンズ36aの通過光による結像q1
のぼけの量H1および第2ロッドレンズ36bの通過光
による結像q2のぼけの量H2の関係を示す図である。
ここで、いずれか1の結像についてボケの量が所定値以
下であれば、受光面に配置した前記原稿読取受光素子2
1を正常に動作させることができる。FIG. 6 shows the movement amount x of the light emitting point A0 from the reference position and the image q1 formed by the light passing through the first rod lens 36a.
FIG. 9 is a diagram illustrating a relationship between the amount of blur H1 and the amount of blur H2 of an image q2 due to light passing through the second rod lens 36b.
Here, if the amount of blur for any one of the images is equal to or less than a predetermined value, the original reading light receiving element 2 disposed on the light receiving surface is used.
1 can operate normally.
【0025】そこで、図6に示すH1、H2のうちいず
れか小なる方の値をとって、実効的なボケ量HEとし、
図17(b)に示した従来のロッドレンズのぼけ量Hと
対比させたグラフを図7に示す。ただし、この場合、図
17(b)に示したΘと図4に示したΘ1は等しいもの
とする。実線はHEを破線はHを示す。図2に示す本実
施例の第1ロッドレンズ36aおよび第2ロッドレンズ
bよりなる集光手段の場合は、発光点の移動に対する実
効的なボケの量を従来よりも広い範囲にわたり小さく維
持することができる。例えばxが(3/2)dcの場合
はぼけの量を従来の1/3以下とすることができる。Therefore, the smaller one of H1 and H2 shown in FIG. 6 is taken as the effective blur amount HE,
FIG. 7 shows a graph in comparison with the blur amount H of the conventional rod lens shown in FIG. However, in this case, it is assumed that Θ shown in FIG. 17B and Θ1 shown in FIG. 4 are equal. The solid line indicates HE and the broken line indicates H. In the case of the light condensing means including the first rod lens 36a and the second rod lens b of the present embodiment shown in FIG. 2, the effective blur amount for the movement of the light emitting point should be kept small over a wider range than before. Can be. For example, when x is (3/2) dc, the amount of blur can be reduced to 1/3 or less of the conventional value.
【0026】このようにして、2つの結像を重ねて、い
ずれかぼけの小なる方の1つの結像による受光作用に着
目すれば、発光点が移動しても前記の小なる方のぼけを
とれば、ぼけを小さく抑えることができるので、開口角
を小さくすることなしに、実質的に焦点深度が深くなっ
た結果となる。このようにして実効的なぼけ(いずれか
小なる方の結像のぼけ)を減小させることができ、原稿
読取受光素子21を精度よく動作させることができる。
この効果は複数のロッドレンズ36が整列してなるレン
ズアレイにおいても、同様であり、図17(c)のΘ′
に相当する合成的な開口角を小さくすることなしに、実
質的に焦点深度を深くして、実効的なぼけを減小させる
ことができる。従って、本例においては、開口を制限す
る部材を設けたり、開口角を小さくするために、ロッド
の径を小さくしたり、発光点と受光点の距離を長くする
必要はない。As described above, when the two images are superimposed on each other and attention is paid to the light receiving effect of one of the images having smaller blur, even if the light emitting point moves, the smaller blur is obtained. In this case, since the blur can be reduced, the depth of focus can be substantially increased without reducing the aperture angle. In this manner, the effective blur (the blur of the smaller image) can be reduced, and the original reading light receiving element 21 can be operated with high accuracy.
This effect is the same also in a lens array in which a plurality of rod lenses 36 are aligned, and the effect of Θ ′ in FIG.
The effective depth of focus can be reduced substantially without reducing the synthetic aperture angle corresponding to. Therefore, in this example, it is not necessary to provide a member for restricting the opening or to reduce the diameter of the rod or to increase the distance between the light emitting point and the light receiving point in order to reduce the opening angle.
【0027】このように、焦点距離TCの異なる2種類
ロッドレンズを組み合わせて用いることにより、1の発
光点からの光が2の異なる位置に集光する2焦点レンズ
が構成され、基準点から移動したことによる結像の実効
的なぼけ(いずれか小なる方の結像のぼけ)を効果的に
低減することができる。しかも、上記のように制限部材
がなく、開口角も広くとれるので、装置を小型にし、受
光面における光量も十分にとれる。これにより、図1に
示した本実施例に係る密着型の画像読取装置において、
原稿29の折れ曲がりや、見開き等により透明板27と
原稿29の間に隙間を生じ、原稿面における反射光の発
光点が透明板27の表面の位置から前方にずれた場合
に、このずれに起因して受光面に配置した前記原稿読取
受光素子21における結像に発生するぼけの量を従来よ
り大幅に低減することができ、また、小型装置におい
て、受光面の光量の確保により、原稿面のデータを精度
よく読み取ることができる。As described above, by using two types of rod lenses having different focal lengths TC in combination, a bifocal lens for condensing light from one light emitting point at two different positions is formed, and is moved from the reference point. It is possible to effectively reduce the effective blur of the image due to this (the smaller of the smaller image). In addition, since there is no limiting member and the aperture angle can be widened as described above, the size of the apparatus can be reduced, and the light amount on the light receiving surface can be sufficiently obtained. Thus, in the contact type image reading apparatus according to the present embodiment shown in FIG.
If a gap is formed between the transparent plate 27 and the original 29 due to bending or spread of the original 29, and the light emitting point of the reflected light on the original surface is shifted forward from the position of the surface of the transparent plate 27, this shift is caused. As a result, the amount of blurring that occurs in image formation in the document reading light receiving element 21 disposed on the light receiving surface can be greatly reduced compared with the conventional art. Data can be read accurately.
【0028】なお、本例については、図3、図4に示し
たように発光点A0(A0′)が第1ロッドレンズ36
aと第2ロッドレンズ36bの境界の延長上にある場合
について説明したが、発光点A0′がこの境界の延長上
からいずれか一方の側にずれて位置する場合も、同様の
原理により反対側の正立の位置に第1集光点B01′お
よび第1集光点B02′を生じ、2焦点レンズ系が形成
され、すでに説明したのと同様の作用効果を生ずる。In this example, as shown in FIGS. 3 and 4, the light emitting point A0 (A0 ') is set to the first rod lens 36.
Although the case where the light emitting point A0 'is located on one side from the extension of this boundary has been described above on the extension of the boundary between the first rod lens 36a and the second rod lens 36b, the same principle applies. A first light converging point B01 'and a first light converging point B02' are formed at the erect position, and a bifocal lens system is formed, thereby producing the same operation and effect as described above.
【0029】以下図面に基づいて本発明の好適な実施の
形態の他の一つである画像読取装置の実施例について説
明する。図8は本実施例に係る画像読取装置のの構成を
示す図であり、(a)は断面図、(b)は上面図であ
る。(b)においては原稿29と透明板27の表示は省
いてある。図8に示すように、本例の密着型の画像読取
装置は光電変換を行うセンサ画素が複数配列された原稿
読取受光素子21と、保護膜22と、これが実装された
基板23とからなる成る受光素子アレイ24と、原稿を
照射する線状光源であるLEDアレイ25と、原稿29
の像を受光部である前記受光素子アレイ24に結像する
レンズアレイ26と、レンズアレイ26を保持する支持
枠37と原稿29を載置する透明板27と、これらの部
材を支持する外装ケース28より構成されている。Hereinafter, an example of an image reading apparatus according to another preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. 8A and 8B are diagrams illustrating the configuration of the image reading apparatus according to the present embodiment, in which FIG. 8A is a cross-sectional view and FIG. 8B is a top view. In (b), the display of the original 29 and the transparent plate 27 is omitted. As shown in FIG. 8, the contact type image reading apparatus of the present example includes a document reading light receiving element 21 in which a plurality of sensor pixels for performing photoelectric conversion are arranged, a protective film 22, and a substrate 23 on which the protective film 22 is mounted. A light receiving element array 24, an LED array 25 as a linear light source for irradiating the original, and an original 29
A lens array 26 for forming an image of the image on the light receiving element array 24 serving as a light receiving portion, a support frame 37 for holding the lens array 26, a transparent plate 27 for placing a document 29, and an outer case for supporting these members 28.
【0030】ここで、レンズアレイ26は図8(b)に
示すように、前記LEDアレイ25に照射される原稿面
の読み取りラインLに平行な方向に、焦点距離TCが互
いに異なる2種類のロッドレンズすなわち第1ロッドレ
ンズ36aと第2ロッドレンズ36bがそれぞれ列に分
かれて2列に配列されてなり、保持枠37により保持さ
れている。第1ロッドレンズ36aおよび第2ロッドレ
ンズ36bは個々には図2に示したものと同様であり、
これらの光軸方向における位置関係も図2に示したもの
と同様である。しかし、平面的な位置関係については以
下のように異なっている。As shown in FIG. 8B, the lens array 26 has two types of rods having different focal lengths TC in a direction parallel to the reading line L on the document surface irradiated on the LED array 25. The lenses, that is, the first rod lens 36a and the second rod lens 36b are divided into two rows and arranged in two rows, and are held by the holding frame 37. The first rod lens 36a and the second rod lens 36b are respectively the same as those shown in FIG.
The positional relationship in the optical axis direction is the same as that shown in FIG. However, the planar positional relationship is different as follows.
【0031】第1ロッドレンズ36aと第2ロッドレン
ズ36bの平面的な配列について説明すると、図8
(b)に示すように、第1ロッドレンズ36a同士は互
いに接触または近接して読み取りラインLと平行に一方
の列に配列され、第2ロッドレンズ36b同士も互いに
接触または近接して前記の読み取りラインBに平行に他
方の列に配列されている。そして、隣り合う2個の第1
ロッドレンズ36aに対して共通に1個の第2ロッドレ
ンズ36bが接触又は近接し、隣り合う2個の第2ロッ
ドレンズ36bに対して共通に1個の第1ロッドレンズ
36bが接触又は近接するように、互いに半ピッチずつ
ずれて配列されている。第1ロッドレンズ36aの中心
軸36ac軸と第2ロッドレンズ36bの中心軸36b
cにより軸に垂直な面において、正三角形又形又は略正
三角形が構成される。The planar arrangement of the first rod lens 36a and the second rod lens 36b will be described with reference to FIG.
As shown in (b), the first rod lenses 36a are in contact with or close to each other and are arranged in one row in parallel with the read line L, and the second rod lenses 36b are also in contact or close to each other and the read is performed. They are arranged in the other row in parallel with the line B. And two adjacent first
One second rod lens 36b is commonly in contact with or close to the rod lens 36a, and one first rod lens 36b is commonly in contact with or close to two adjacent second rod lenses 36b. Thus, they are arranged shifted from each other by a half pitch. The central axis 36ac of the first rod lens 36a and the central axis 36b of the second rod lens 36b
In the plane perpendicular to the axis, c forms an equilateral triangle or a shape or a substantially equilateral triangle.
【0032】前記中心軸36acと36bcを共に含む
断面の断面図(図8(b)のAーA断面図)は図示を省
くが、図4に示したものと同様である。従って、本実施
例のレンズアレイ26の集光作用の原理は図1に示した
実施例におけるレンズアレイ26の集光作用と基本的に
は同様であり、2焦点レンズ系が構成されることによ
り、センサ面での結像のぼけ(前記実効的なぼけ)を減
少させる効果を有する。ただし、本例の場合は、読み取
りラインL上の任意に1点に対応する3個のロッドレン
ズ(2個の第1ロッドレンズ36aと1個の第2ロッド
レンズ36b、または1個の第1ロッドレンズ36aと
2個の第2ロッドレンズ36b)の光軸が互いに近接し
ており、光軸の離隔に起因する収差よる結像のぼけに関
しては、更にこれを低減する効果が得られる。A sectional view of the section including both the central axes 36ac and 36bc (a sectional view taken along the line AA in FIG. 8B) is omitted, but is the same as that shown in FIG. Therefore, the principle of the light collecting action of the lens array 26 of this embodiment is basically the same as the light collecting action of the lens array 26 in the embodiment shown in FIG. 1, and by forming a bifocal lens system. Has the effect of reducing blurring of the image on the sensor surface (the effective blurring). However, in the case of this example, three rod lenses (two first rod lenses 36a and one second rod lens 36b, or one first rod lens 36b) arbitrarily corresponding to one point on the reading line L The optical axes of the rod lens 36a and the two second rod lenses 36b) are close to each other, and an effect of further reducing image blurring due to aberration caused by the separation of the optical axes is obtained.
【0033】以下図面に基づいて図8に示した画像読取
装置の変形例について説明する。図9は本例に係る画像
読取装置の構成を示す断面図である。本例は非接触型で
等倍結像方式の画像読取装置であり、図9に示すように
光電変換を行うセンサ画素が複数配列された原稿読取受
光素子21と、保護膜22と、これが実装された基板2
3とからなる成る受光素子アレイ24と、原稿を照射す
る線状光源であるLEDアレイ25と、原稿29の像を
受光部である前記受光素子アレイ24に結像するレンズ
アレイ26と、レンズアレイ26を保持する支持枠37
と、これらの部材を支持する外装ケース28より構成さ
れる読取ユニット部10と、該読取ユニット部10の下
方に配置され、原稿29を載置し矢印の方向に読み取り
ユニット部10に対し相対移動する載置台12および図
示しない載置台駆動手段とよりなっている。Hereinafter, a modification of the image reading apparatus shown in FIG. 8 will be described with reference to the drawings. FIG. 9 is a cross-sectional view illustrating a configuration of the image reading apparatus according to the present example. This example is an image reading apparatus of a non-contact type and the same magnification image forming method. As shown in FIG. 9, an original reading light receiving element 21 in which a plurality of sensor pixels for performing photoelectric conversion are arranged, a protective film 22, and a mounting film Substrate 2
3; a LED array 25 as a linear light source for irradiating the original; a lens array 26 for forming an image of the original 29 on the light receiving element array 24 as a light receiving portion; Support frame 37 for holding 26
And a reading unit 10 comprising an outer case 28 supporting these members, and a document 29 placed below the reading unit 10 for placing the original 29 and moving relative to the reading unit 10 in the direction of the arrow. And a mounting table driving unit (not shown).
【0034】読み取りユニット部10の構成は図8に示
した画像読取装置から透明板27を除いたのと同様の構
成であるが、外装ケース28の底部が上になり、載置台
12との間に所定の隙間が確保できるような位置に載置
台12に対向して倒立して保持されている。本例の画像
読取装置の作用原理および効果は基本的には図8に示し
た画像読取の場合と同様であるが、原稿29の面を上に
した状態で画像の読み取りができるので、冊子状の原稿
を順次見開き状態で画像読み取りする等の場合には取扱
いが容易となるという長所を有する。The configuration of the reading unit 10 is the same as that of the image reading apparatus shown in FIG. 8 except that the transparent plate 27 is removed. The mounting table 12 is held upside down facing the mounting table 12 at a position where a predetermined gap can be secured. The operation principle and effects of the image reading apparatus of this embodiment are basically the same as those in the case of the image reading shown in FIG. 8, but since the image can be read with the original 29 facing up, a booklet For example, when an original is sequentially read in a two-page spread state, image handling is facilitated.
【0035】以下図面に基づいて本発明の好適な実施の
形態の他の一つである実施例について説明する。図10
は本例に係るカラー画像読取用の密着型の画像読取装置
の構成を示す図であり、(a)はその断面図、(b)は
(a)におけるDーD断面図である。本例の密着型の画
像読取装置は光電変換を行うセンサ画素が複数配列され
た原稿読取受光素子21と、保護膜22と、これが実装
された基板23とからなる成る受光素子アレイ24と、
原稿を照射するカラー線状光源である後述するLEDア
レイ25と、原稿29の像を受光部である前記受光素子
アレイ24に結像するレンズアレイ26とレンズアレイ
を保持する支持枠37と原稿29を載置する透明板27
と、これらの部材を支持する外装ケース28より構成さ
れている。ここでレンズアレイ26の構成は図1に示し
た画像読取装置の場合と同様である。An example which is another preferred embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG.
1A and 1B are diagrams illustrating a configuration of a contact-type image reading device for reading a color image according to the present embodiment, in which FIG. 1A is a cross-sectional view thereof, and FIG. 1B is a cross-sectional view taken along line DD in FIG. The contact type image reading apparatus of the present example includes a document reading light receiving element 21 in which a plurality of sensor pixels performing photoelectric conversion are arranged, a protective film 22, and a light receiving element array 24 including a substrate 23 on which the protective film 22 is mounted.
An LED array 25 which will be described later, which is a color linear light source for irradiating the original, a lens array 26 for forming an image of the original 29 on the light receiving element array 24 which is a light receiving portion, a support frame 37 for holding the lens array, and the original 29 On which the transparent plate 27 is placed
And an outer case 28 supporting these members. Here, the configuration of the lens array 26 is the same as that of the image reading apparatus shown in FIG.
【0036】図10に示したカラー画像読取用の密着型
の画像読取装置の動作につき説明する。原稿を照射する
線状光源であるLEDアレイ25は図10(b)に示す
ように、LED基板25cの上に略赤色の発光をするL
ED(RのLED)25R、略緑色の発光をするLED
(GのLED)25Gおよび略青色の発光をするLED
(BのLED)25Bの3種類のLEDが入り交じって
読み取りラインの方向に一列に配列されている。これら
のLEDは図示しない光源駆動回路により図示しない駆
動電極間に駆動電圧が印加されることにより、色毎に時
分割で点灯され、原稿面の読み取りラインを照射し、
R、G、Bの色毎に原稿面における対応する色の成分の
反射光を生じさせる。The operation of the contact type image reading apparatus for reading a color image shown in FIG. 10 will be described. As shown in FIG. 10B, the LED array 25, which is a linear light source for irradiating the original, emits substantially red light on the LED substrate 25c.
ED (R LED) 25R, LED that emits almost green light
(G LED) 25G and LED emitting almost blue light
(B LED) Three kinds of LEDs of 25B are mixed and arranged in a line in the direction of the reading line. These LEDs are turned on in a time-division manner for each color by applying a driving voltage between driving electrodes (not shown) by a light source driving circuit (not shown), and irradiate a reading line on the original surface,
The reflected light of the component of the corresponding color on the document surface is generated for each of the colors R, G, and B.
【0037】原稿面における反射光も略R、G、Bの色
毎に時分割で反射点に対応するレンズアレイ26の部分
に入射する。図11は本例のレンズアレイ26における
集光作用を示す図である。発光点A01′が第1焦点面
Saからxだけ前方にある場合、RG、Bの光ごとに図
4に示した実施例の場合と同様にして、第1ロッドレン
ズ36aと第2ロッドレンズ36bの通過光によりそれ
ぞれ第1集光点B01′および第2集光点B02′を生
ずるのであるが、第1ロッドレンズ36aと第2ロッド
レンズ36bの屈折率は光の波長が短くなるほど増加す
る傾向があるので、一般には集光点は色別にずれて行く
傾向があり、第1ロッドレンズ36aのR、G、Bの出
射光s11R、s11G、s11Bおよび第2ロッドレ
ンズ36bのR、G、Bの出射光s12R、s12G、
s12に応じて、図に示すように第1集光点としてB0
1r′、B01g′、B01b′を、第2集光点として
B02r′、B02g′、B02b′をそれぞれ生ず
る。The light reflected on the original surface also enters the portion of the lens array 26 corresponding to the reflection point in a time-division manner for each of the R, G, and B colors. FIG. 11 is a view showing the light condensing action in the lens array 26 of the present example. When the light emitting point A01 'is located forward of the first focal plane Sa by x, the first rod lens 36a and the second rod lens 36b for each of RG and B light in the same manner as in the embodiment shown in FIG. Causes the first converging point B01 'and the second converging point B02', respectively. The refractive indexes of the first rod lens 36a and the second rod lens 36b tend to increase as the wavelength of the light becomes shorter. Therefore, in general, the light converging point tends to be shifted for each color, and the outgoing lights s11R, s11G, s11B of the R, G, B of the first rod lens 36a and the R, G, B of the second rod lens 36b. Outgoing light s12R, s12G,
According to s12, as shown in FIG.
B02r ', B02g', and B02b 'are generated using 1r', B01g ', and B01b' as second focusing points.
【0038】ただし、ロッドレンズ内における光路は波
状にうねる性質があるので、色収差は補正され、色別の
集光点のずれは比較的小とすることができる。第1ロッ
ドレンズ36aと第2ロッドレンズ36bとしてこのよ
うに色周差の少ないロッドレンズを用いれば、前記の色
別の第1集光点B01r′、B01g′、B01b′を
色にかかわりなく互いにほぼ一致させ、色別の第2集光
点としてB02r′、B02g′、B02b′も色にか
かわりなく互いにほぼ一致させることができる。これに
より、原稿のカラー画像の各色の読み取りに関し、図1
に示した密着型の画像読取装置と同様の原理により同様
の作用効果を有し、精度よくカラー画像を読み取ること
ができる。又、コストやサイズの関係で色収差の少ない
ロッドレンズを用いることができない場合であっても、
R、G、Bの各色ごとに2焦点が形成され、従来に比べ
れば、各色ごとのセンサ面における前記実効的なボケを
減少させることができる。However, since the optical path in the rod lens has an undulating property, the chromatic aberration is corrected, and the shift of the focal point for each color can be made relatively small. By using rod lenses having a small color difference as the first rod lens 36a and the second rod lens 36b, the first light-condensing points B01r ', B01g', and B01b 'for each color can be mutually connected regardless of the color. The two light-condensing points B02r ', B02g', and B02b 'can be made to substantially coincide with each other regardless of the color. As a result, regarding reading of each color of the color image of the original, FIG.
According to the same principle as that of the contact type image reading apparatus shown in the above, the same operation and effect can be obtained, and a color image can be read with high accuracy. Further, even when a rod lens with less chromatic aberration cannot be used due to cost and size,
Two focal points are formed for each of the colors R, G, and B, and the effective blur on the sensor surface for each color can be reduced as compared with the related art.
【0039】更に、本発明の好適な実施の形態として
は、図12に示すように、レンズアレイ26を焦点距離
TC1の第1ロッドレンズ36a、焦点距離TC2の第
2ロッドレンズ36b、焦点距離TC3の第3ロッドレ
ンズ36cを読み取りラインの方向に順次周期的に配列
して構成したものがある。図12(a)はレンズアレイ
26の配列方向に平行な断面図、図12(b)は図12
(a)に示すF部の拡大図である。ここで、前記焦点距
離については、TC1<TC2<TC3の関係がある。Further, as a preferred embodiment of the present invention, as shown in FIG. 12, the lens array 26 includes a first rod lens 36a having a focal length TC1, a second rod lens 36b having a focal length TC2, and a focal length TC3. The third rod lens 36c is arranged periodically and sequentially in the direction of the reading line. FIG. 12A is a cross-sectional view parallel to the arrangement direction of the lens array 26, and FIG.
It is an enlarged view of the F section shown in (a). Here, the focal length has a relationship of TC1 <TC2 <TC3.
【0040】A1、A2、A3はそれぞれ第1ロッドレ
ンズ36a、第2ロッドレンズ36b、第3ロッドレン
ズ36cのセンサ面Sと反対側の焦点であり、B1、B
2、B3はそれぞれ第1ロッドレンズ36a、第2ロッ
ドレンズ36b、第3ロッドレンズ36cのセンサ面S
側の焦点である。Saは前記焦点A1の位置する第1焦
点面、Sbは前記焦点A2の位置する第2焦点面、Sc
は前記焦点A3の位置する第3焦点面である。そして、
第1焦点面Saの前方にはオフセット量dc1=TC2
ーTC1の距離だけ離れて第2焦点面Sbが位置し、第
2焦点面Sbの前方にはオフセット量dc2=TC3ー
TC2の距離だけ離れて第3焦点面Saが位置し、前記
焦点B1、B2、B3は共にセンサ面Sに位置するよう
に、第1ロッドレンズ36a、第2ロッドレンズ36
b、は順次光軸方向にずらして配置されている。本例に
おいては、オフセット量に関し略dc1=dc2=dc
の関係にある。A1, A2, and A3 denote focal points of the first rod lens 36a, the second rod lens 36b, and the third rod lens 36c on the opposite side to the sensor surface S, respectively.
2, B3 are the sensor surfaces S of the first rod lens 36a, the second rod lens 36b, and the third rod lens 36c, respectively.
Side focus. Sa is a first focal plane where the focal point A1 is located, Sb is a second focal plane where the focal point A2 is located, Sc
Is a third focal plane where the focal point A3 is located. And
In front of the first focal plane Sa, the offset amount dc1 = TC2
The second focal plane Sb is located at a distance of −TC1 and the third focal plane Sa is located at a distance of an offset dc2 = TC3−TC2 in front of the second focal plane Sb. The first rod lens 36a and the second rod lens 36 are arranged such that both B2 and B3 are located on the sensor surface S.
b are sequentially shifted in the optical axis direction. In this example, the offset amount is approximately dc1 = dc2 = dc.
In a relationship.
【0041】本例のレンズアレイ26の集光作用につき
説明する。第1焦点面Saからxだけ前方に位置する発
光点A0´からの発光のうち第1ロッドレンズ36aを
通過した光はセンサ面Sよりも略xだけ離れた第1集光
点B01´に集光し、第2ロッドレンズ36bを通過し
た光はセンサ面Sよりも略|dcーx|だけ離れた第2
集光点B02´に向けて集光し、第3ロッドレンズ36
cを通過した光はセンサ面Sよりも略|2dcーx|だ
け離れた第3集光点B01´に向けて集光し、それぞれ
センサ面Sにおいて結像図q1、q2、q3生ずる。焦
点A1、A2、A3がそれぞれ第1ロッドレンズ36
a、第2ロッドレンズ36b、第3ロッドレンズ36c
に対してなす開口角をそれぞれΘ1、Θ2、Θ3とする
とし、結像q1、q2、q3のぼけの量をそれぞれ、H
1、H2、H3とすると、すでに説明したのと同様の原
理により、H1=Θ1|x|、H2=Θ2|xーdc
|、H3=Θ3|xー2dc|の関係が成り立つ。The light condensing action of the lens array 26 of the present embodiment will be described. Of the light emitted from the light emitting point A0 'located x in front of the first focal plane Sa, the light that has passed through the first rod lens 36a is collected at a first light condensing point B01' that is substantially x away from the sensor surface S. The light that has passed through the second rod lens 36b is separated from the sensor surface S by approximately | dc−x |
The light is condensed toward the light condensing point B02 ', and the third rod lens 36
The light passing through c is converged toward a third converging point B01 ′, which is approximately | 2dc−x | away from the sensor surface S, and image formations q1, q2, and q3 occur on the sensor surface S, respectively. The focal points A1, A2, and A3 are the first rod lenses 36, respectively.
a, second rod lens 36b, third rod lens 36c
Are assumed to be Θ1, Θ2, and Θ3, respectively, and the amounts of blurring of the imagings q1, q2, and q3 are denoted by H, respectively.
Assuming that 1, H2 and H3, H1 = Θ1 | x | and H2 = Θ2 | x−dc by the same principle as described above.
|, H3 = Θ3 | x−2dc |
【0042】図13は発光点A0´の基準位置からの移
動量xと、前記結像q1、q2、q3のボケの量H1、
H2、H3の関係を示す図である。ここで、重なりあっ
た前記3つの結像のボケうち最小のもののボケの量(H
1、H2、H3のうち最小のもの)が所定値以下であれ
ば、受光センサ面に配置した前記原稿読取受光素子を正
常に動作させることができる。FIG. 13 shows the movement amount x of the light emitting point A0 'from the reference position and the blur amount H1 of the images q1, q2, q3.
It is a figure which shows the relationship between H2 and H3. Here, the amount of blur (H
If the minimum value among 1, H2, and H3) is equal to or less than the predetermined value, the original reading light receiving element disposed on the light receiving sensor surface can be normally operated.
【0043】そこで、図13に示すH1、H2、H3の
うちいずれか小なる方の値をとって、実効的なボケ量の
HEとし、図13に示す。この実効的なボケの量は図6
に示した実効的なボケの量HEよりも更に低減してい
る。例えばxが(5/2)dcの場合はぼけの量を従来
の1/5とすることができる。これは本例のレンズアレ
イ26においては3焦点のレンズ系が構成されるからで
ある。Therefore, the smaller one of H1, H2 and H3 shown in FIG. 13 is taken to be the effective blur amount HE, which is shown in FIG. The effective amount of blur is shown in FIG.
The effective blur amount HE shown in FIG. For example, when x is (5/2) dc, the amount of blur can be reduced to 1/5 of the conventional value. This is because a three-focus lens system is configured in the lens array 26 of the present embodiment.
【0044】更に、本発明の好適な実施の形態として
は、図12に示したレンズアレイ26の変形として、図
14に示すレンズアレイ26用いた画像読取装置があ
る。図14(a)は本例のレンズアイの構成を示す側面
図、図13(b)は上面図である。本例のレンズアレイ
26は、図12に示したのと同様の第1ロッドレンズ3
6a、第2ロッドレンズ36b、第3ロッドレンズ36
cにより構成され、光軸方向におけるこれらのロッドレ
ンズの位置関係は、図12に示したレンズアレイ26の
場合と同様である。Further, as a preferred embodiment of the present invention, there is an image reading apparatus using the lens array 26 shown in FIG. 14 as a modification of the lens array 26 shown in FIG. FIG. 14A is a side view showing the configuration of the lens eye of the present example, and FIG. 13B is a top view. The lens array 26 of the present example includes a first rod lens 3 similar to that shown in FIG.
6a, second rod lens 36b, third rod lens 36
The positional relationship between these rod lenses in the optical axis direction is the same as that of the lens array 26 shown in FIG.
【0045】しかし、平面的な配置については、図8
(b)に示して説明したのと類似の位置関係により、読
み取りラインLと平行な方向に2列に配列されており、
いずれの列も図の左側から右側に向かって第1ロッドレ
ンズ36a、第2ロッドレンズ36b、第3ロッドレン
ズ36cの順に周期的に配列されているが、一方の列と
他方の列とではこの周期の位相がずれれており、平面的
にみれば近接する第1ロッドレンズ36a、第2ロッド
レンズ36b、第3ロッドレンズ36cにより、常に略
正三角形が形成されるようになっている。このような配
置により、本例のレンズアレイ26は上記の3焦点によ
る効果のほかに、すでに説明したような光軸接近による
収差低下の効果が加わり、センサ面における結像のボケ
を効果的に低減することができる。However, regarding the planar arrangement, see FIG.
According to a positional relationship similar to that shown and described in (b), they are arranged in two rows in a direction parallel to the read line L,
In each row, the first rod lens 36a, the second rod lens 36b, and the third rod lens 36c are periodically arranged in order from the left side to the right side in the drawing. The phases of the cycles are shifted, and the first rod lens 36a, the second rod lens 36b, and the third rod lens 36c which are close to each other in a plan view always form a substantially equilateral triangle. With such an arrangement, the lens array 26 of this example has the effect of reducing aberration due to the approach of the optical axis as described above, in addition to the effect of the three focal points, and effectively reduces blurring of image formation on the sensor surface. Can be reduced.
【0046】以上に本発明の実施の形態を各実施例によ
り説明してきたが、本発明はこれらに限られるものでは
なく、同様の効果を有する構成のものについて広く適用
されるものである。Although the embodiments of the present invention have been described with reference to the respective embodiments, the present invention is not limited to these embodiments, but can be widely applied to those having similar effects.
【0047】[0047]
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、複
眼レンズよりなる集光手段を有する画像読取装置におい
て、開口角を制限せずに、原稿の浮きによる受光部の結
像ぼけを低減し、小型で読み取り精度の高い装置を提供
することができる。As described above, according to the present invention, in an image reading apparatus having a condensing means composed of a compound eye lens, image blurring of a light receiving portion due to floating of a document can be reduced without limiting the aperture angle. In addition, it is possible to provide a small-sized device with high reading accuracy.
【図1】本発明の実施の形態の一つである画像読取装置
の構成を示す断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a configuration of an image reading apparatus according to an embodiment of the present invention.
【図2】図1のAーA断面図である。FIG. 2 is a sectional view taken along line AA of FIG.
【図3】図1に示す画像読取装置の作用を示す図であ
る。FIG. 3 is a diagram illustrating an operation of the image reading apparatus illustrated in FIG. 1;
【図4】図1に示す画像読取装置の作用を示す図であ
る。FIG. 4 is a diagram showing the operation of the image reading apparatus shown in FIG.
【図5】図1に示す画像読取装置の作用を示す図であ
る。FIG. 5 is a diagram illustrating an operation of the image reading apparatus illustrated in FIG. 1;
【図6】図1に示す画像読取装置の作用を示す図であ
る。FIG. 6 is a diagram illustrating an operation of the image reading apparatus illustrated in FIG. 1;
【図7】図1に示す画像読取装置の作用を示す図であ
る。FIG. 7 is a diagram showing the operation of the image reading apparatus shown in FIG.
【図8】本発明の実施の形態の一つである画像読取装置
の構成を示す図でり、(a)は断面図、(b)は上面図
である。FIGS. 8A and 8B are diagrams showing a configuration of an image reading apparatus according to an embodiment of the present invention, wherein FIG. 8A is a cross-sectional view and FIG. 8B is a top view.
【図9】本発明の実施の形態の一つである画像読取装置
の構成を示す断面図である。FIG. 9 is a cross-sectional view illustrating a configuration of an image reading apparatus according to an embodiment of the present invention.
【図10】本発明の実施の形態の一つである画像読取装
置の構成を示す断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view illustrating a configuration of an image reading apparatus according to an embodiment of the present invention.
【図11】図10示す画像読取装置の作用を示す図であ
る。FIG. 11 is a diagram illustrating the operation of the image reading apparatus illustrated in FIG. 10;
【図12】本発明の実施の形態の一つである画像読取装
置の要部の作用を示す図である。FIG. 12 is a diagram illustrating an operation of a main part of an image reading apparatus according to an embodiment of the present invention.
【図13】本発明の実施の形態の一つである画像読取装
置の要部の作用を示す図である。FIG. 13 is a diagram illustrating an operation of a main part of an image reading apparatus according to an embodiment of the present invention.
【図14】本発明の実施の形態の一つである画像読取装
置の要部の構成を示す図である。FIG. 14 is a diagram illustrating a configuration of a main part of an image reading apparatus according to an embodiment of the present invention.
【図15】従来の画像読取装置の構成を示す斜視図であ
る。FIG. 15 is a perspective view illustrating a configuration of a conventional image reading apparatus.
【図16】従来の画像読取装置の構成を示す断面図であ
る。FIG. 16 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a conventional image reading apparatus.
【図17】図16に示す画像読取装置の作用を示す図で
ある。FIG. 17 is a view showing the operation of the image reading apparatus shown in FIG.
【図18】従来の画像読取装置の構成を示す断面図であ
る。FIG. 18 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a conventional image reading apparatus.
24 受光素子アレイ 25 LEDアレイ 26 レンズアレイ 27 透明板 28 外装ケース 29 原稿 36 ロッドレンズ Reference Signs List 24 light receiving element array 25 LED array 26 lens array 27 transparent plate 28 outer case 29 original 36 rod lens
Claims (5)
れた原稿面からの反射光を結像する集光手段、前記結像
された光を受光して光電変換する受光手段を備えた画像
読取装置において、前記集光手段は互いに焦点距離の異
なるすくなくとも2種類の焦点距離を有する複数のレン
ズを配置して構成されることを特徴とする画像読取装
置。1. An image comprising: an illuminating unit for irradiating an original surface; a condensing unit for forming an image of the reflected light from the illuminated original surface; and a light receiving unit for receiving the imaged light and performing photoelectric conversion. In the reading apparatus, the light condensing means is configured by arranging a plurality of lenses having at least two kinds of focal lengths having different focal lengths.
れの焦点が一致するように前記複数のレンズが配置され
ていることを特徴とする請求項1に記載の画像読取装
置。2. The image reading apparatus according to claim 1, wherein the plurality of lenses are arranged such that respective focal points coincide with substantially the same surface in the light receiving unit.
レンズは光軸に直交する方向に屈折率の変化するロッド
レンズであり、光軸方向に互いにずれた位置に配置され
ることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の画像
読取装置。3. A lens having a different focal length in the condensing means is a rod lens whose refractive index changes in a direction perpendicular to the optical axis, and is disposed at a position shifted from each other in the optical axis direction. The image reading device according to claim 1.
配列し、互いに焦点距離の異なるレンズを異なる列に配
列したことを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれ
かに記載の画像読取装置。4. The light condensing means according to claim 1, wherein lenses are arranged in a plurality of rows, and lenses having different focal lengths are arranged in different rows. Image reading device.
士が互いに焦点距離が異なるレンズとなるようにレンズ
が配列されていることを特徴とする請求項1乃至請求項
3のいずれかに記載の画像読取装置。5. A lens according to claim 1, wherein said condensing means has lenses arranged so that adjacent lenses have different focal lengths. Image reading device.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP08052298A JP3938628B2 (en) | 1998-03-13 | 1998-03-13 | Image reading device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP08052298A JP3938628B2 (en) | 1998-03-13 | 1998-03-13 | Image reading device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11261763A true JPH11261763A (en) | 1999-09-24 |
JP3938628B2 JP3938628B2 (en) | 2007-06-27 |
Family
ID=13720657
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP08052298A Expired - Fee Related JP3938628B2 (en) | 1998-03-13 | 1998-03-13 | Image reading device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3938628B2 (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7633656B2 (en) | 2004-03-31 | 2009-12-15 | Canon Kabushiki Kaisha | Image reading unit and image reading apparatus having the same |
US7894105B2 (en) | 2005-01-18 | 2011-02-22 | Canon Kabushiki Kaisha | Image reading unit and image reader |
JP2013541722A (en) * | 2010-08-24 | 2013-11-14 | ウエイハイ ホアリン オプト−エレクトロニクス カンパニー リミテッド | Composite rod lens array and image reading apparatus constituted by composite rod lens array |
CN103675959A (en) * | 2013-12-12 | 2014-03-26 | 威海华菱光电股份有限公司 | Lens array device and image reading system with same |
-
1998
- 1998-03-13 JP JP08052298A patent/JP3938628B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7633656B2 (en) | 2004-03-31 | 2009-12-15 | Canon Kabushiki Kaisha | Image reading unit and image reading apparatus having the same |
US7894105B2 (en) | 2005-01-18 | 2011-02-22 | Canon Kabushiki Kaisha | Image reading unit and image reader |
JP2013541722A (en) * | 2010-08-24 | 2013-11-14 | ウエイハイ ホアリン オプト−エレクトロニクス カンパニー リミテッド | Composite rod lens array and image reading apparatus constituted by composite rod lens array |
CN103675959A (en) * | 2013-12-12 | 2014-03-26 | 威海华菱光电股份有限公司 | Lens array device and image reading system with same |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP3938628B2 (en) | 2007-06-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8228566B2 (en) | Image reading apparatus | |
US8711442B2 (en) | Image reading apparatus | |
JPH0344966A (en) | Solid-state image pickup device | |
US6891180B2 (en) | Camera system for editing documents | |
JP2012054910A (en) | Image reader | |
JP5310905B2 (en) | Image reading device | |
JP6058091B2 (en) | Image reading device | |
JPH11261763A (en) | Image reader | |
JP3940487B2 (en) | Contact image sensor | |
JP3953173B2 (en) | Contact image sensor | |
US6555854B2 (en) | Charge coupled device with multi-focus lengths | |
JP4965594B2 (en) | Image reading device | |
JPWO2018173946A1 (en) | Image sensor unit and image reading device | |
US8018627B2 (en) | Shared image scanning method and picture scanner thereof | |
JPS6276357A (en) | Solid-state image pickup device | |
JP3972796B2 (en) | Image input device | |
JP3932068B2 (en) | Image reading device | |
JP3682817B2 (en) | Linear light source unit of image reading device | |
JPH07120843A (en) | Image reader | |
JP3082321B2 (en) | Lighting equipment | |
JPH05324897A (en) | Photographing range display device for bar code reader | |
WO2021044573A1 (en) | Image reading device | |
JPH02105773A (en) | Picture reader | |
JP2000151905A (en) | Image sensor based on cell structure | |
JPS6378663A (en) | Image reader |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20050214 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20060712 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060725 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20060920 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20070322 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20070323 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130406 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130406 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20160406 Year of fee payment: 9 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |