图像读取装置的制作方法

专利名称：图像读取装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及复印机，金融终端装置等的图像读取和图像识别中使用的图像 读取装置。
背景技术：
作为读取图像信息的图像读取装置，例如日本国专利特开平11一8742号 公报图2(参照专利文献l)中披露了使用反射镜阵列的读取装置。
另外，日本国专利特开2003 — 331267号公报图2 (参照专利文献2)中披露
了具有适合以一次主扫描检査安装基板上存在的多个被检査部位的远心光学 系统和照明系统的读取装置。
日本国专利特开平5 — 328024号公报图1 (参照专利文献3)中还披露了图
像读取装置，该图像读取装置配备有对被读取对象物G照射光束的光源灯 24;传递来自被读取对象物G的光束的光学手段20， 30;将来自该光学手段 20， 30的光束划分成隔开预定距离的多个光束的光学元件44:及以不同颜色 滤光片为中介设置在对利用该光学元件44划分的各个光束进行接收的位置的 多个检测部46r， 46g和46b。
专利文献1:日本国专利特开平11一8742号公报(图2) 专利文献2:日本国专利特开2003 — 331267号公报(图2) 专利文献3:日本国专利特开平5 — 328024号公报(图1) 然而，虽然专利文献1记载的装置采用如下结构，即从文件10至热传 感器阵列15的光路上的反射镜阵列决定第1和第2反射镜阵列的光轴的倾 斜度，使得文件读取部的读取面的垂直轴与所述热传感器阵的光接收面的 垂直轴平行，但没有详细记载反射镜阵列的具体设置位置和光轴的倾斜度。 专利文献2记载的装置虽然具有落射照明光源1和侧面照明光源4，在 结构上包含由圆柱透镜组成的第1透镜9和拍摄系统的第2透镜7，并使第l透镜9接近被检查基板至50毫米(mm)以内，且使第1透镜9的后焦点与 第2透镜7的入射光瞳位置一致，通过这样得到紧凑的远心光学系统，但 没有详细记载具体的设置位置和扫描方法。
另外，专利文献3记载的装置需要可将用3线CCD传感器46来读取 RGB图像信息的焦距进行改变的聚光用光学元件42，所以存在结构复杂的 问题。

发明内容
本发明是为解决上述问题而完成的，其目的在于提供一种焦深大且小 型的图像读取装置。
为了解决上述问题，权项1的发明的图像读取装置包含对文件的照射 部照射光的光源；入射由文件反射的散射光以将其往副扫描方向反射的第1反 射镜；使来自该第1反射镜的光准直以作为大致平行的光束反射的凹形的第1 非球面镜；通过周围遮光的，有选择地使光通过的开口部来反射来自所述第1 非球面镜的光的带孔镜；入射来自该带孔镜的光以使其作为会聚光反射的凹形 的第2非球面镜；设置在用该第2非球面镜会聚的光的光路上以向垂直于文件 面的方向反射光的第2反射镜；具有光接收区域的光接收部，该光接收区域入 射来自该第2反射镜的光并对应于来自开口部的光而成像；及外壳，至少将所 述第1非球面镜和所述第2非球面镜设置在副扫描方向上该外壳的一侧，并将 所述带孔镜设置在副扫描方向上该外壳的另一侧。
权项2的发明的图像读取装置包含对文件的照射部照射光的光源；入射 由文件反射的散射光以将其往副扫描方向反射的第1反射镜；使来自该第1反 射镜的光准直以作为大致平行的光束反射的凹形的第1非球面镜；通过周围遮 光的，有选择地使光通过的开口部来反射来自所述第l非球面镜的光的带孔镜; 入射来自该带孔镜的光以使其作为会聚光反射的凹形的第2非球面镜；设置在 用该第2非球面镜会聚的光的光路上以向垂直于文件面的方向反射光的第2反 射镜；具有光接收区域的光接收部，该光接收区域入射来自该第2反射镜的光 并对应于来自开口部的光而成像；及外壳，至少将所述第1非球面镜和所述第 2非球面镜在副扫描方向上该外壳的一侧沿主扫描方向设置成阵列状，并将所述开口部和所述带孔镜在副扫描方向上该外壳的另一侧沿主扫描方向设置成 阵列状。
权项3的发明的图像读取装置是权项1或2所述的图像读取装置，其中将 所述带孔镜设置在所述第1非球面镜的焦点位置。
权项4的发明的图像读取装置是权项1或2所述的图像读取装置，其中将 所述带孔镜设置在所述第2非球面镜的焦点位置。
权项5的发明的图像读取装置是权项1至4的任一项所述的图像读取装置， 其中将所述第1非球面镜与所述第2非球面镜合为一体，并将所述第1非球面 镜设置在所述照射部侧，将所述第2非球面镜设置在所述光接收部侧。
权项6的发明的图像读取装置是权项1至5中任一项所述的图像读取装置， 其中在设置成阵列状的所述第2非球面镜的边界区域设置对从相邻的第2非球 面镜入射的泄漏光进行遮蔽的遮光片。
权项7的发明的图像读取装置是权项6所述的图像读取装置，其中将所述 遮光片的表面粗糙化成凹凸状。
权项8的发明的图像读取装置是权项1至7的任一项所述的图像读取装置， 其中以对被照射体的载送面的法线成直线的方式设置所述第1反射镜和所述第 2反射镜。
权项9的发明的图像读取装置包含对文件的照射部照射光的RGB光源； 入射由文件反射的散射光以将其往副扫描方向反射的第1反射镜；使来自该第 1反射镜的光准直以作为大致平行的光束反射的凹形的第1非球面镜；通过周 围遮光的，有选择地使光通过的开口部来反射来自所述第1非球面镜的光的带 孔镜；入射来自该带孔镜的光以使其作为会聚光反射的凹形的第2非球面镜； 设置在用该第2非球面镜会聚的光的光路上以向垂直于文件面的方向反射光的 第2反射镜；光接收部，该光接收部在光接收区域具有分别与所述RGB光源 的光学波长对应的RGB滤光片，该光接收区域入射来自所述第2反射镜的光 束并对应于来自所述各开口部的光束而成像；及外壳，至少将所述第l非球面 镜和所述第2非球面镜设置在副扫描方向上该外壳的一侧，并将所述带孔镜设 置在副扫描方向上该外壳的另一侧。
权项10的发明的图像读取装置包含:对文件的照射部照射光的RGB光源；入射由文件反射的散射光以将其往副扫描方向反射的第1反射镜；使来自该第 1反射镜的光准直以作为大致平行的光束反射的凹形的第1非球面镜；通过周 围遮光的，有选择地使光通过的开口部来反射来自所述第1非球面镜的光的带 孔镜；入射来自该带孔镜的光以使其作为会聚光反射的凹形的第2非球面镜； 设置在用该第2非球面镜会聚的光的光路上以向垂直于文件面的方向反射光的 第2反射镜；光接收部，该光接收部在光接收区域具有分别与所述RGB光源 的光学波长对应的RGB滤光片，该光接收区域入射来自所述第2反射镜的光 束并对应于来自所述各开口部的光束而成像；及外壳，至少将所述第l非球面 镜和所述第2非球面镜在副扫描方向上该外壳的一侧沿主扫描方向设置成阵列 状，并将所述开口部和所述带孔镜在副扫描方向上该外壳的另一侧沿主扫描方 向设置成阵列状。
权项11的发明的图像读取装置是权项IO所述的图像读取装置，其中在设 置成阵列状的所述第2非球面镜的边界区域设置对从相邻的第2非球面镜入射 的泄漏光进行遮蔽的遮光片。
权项12的发明的图像读取装置是权项11所述的图像读取装置，其中将所 述遮光片的表面粗糙化成凹凸状。
权项13的发明的图像读取装置，其特征在于，包含对文件的照射部 照射荧光的荧光光源；入射由文件反射的散射光以将其往副扫描方向反射的第 1反射镜；使来自该第1反射镜的光准直以作为大致平行的光束反射的凹形的 第l非球面镜；通过周围遮光的，有选择地使光通过的开口部来反射来自所述 第1非球面镜的光的带孔镜；入射来自该带孔镜的光以使其作为会聚光反射的 凹形的第2非球面镜；设置在用该第2非球面镜会聚的光的光路上以向垂直于 文件面的方向反射光的第2反射镜；光接收部，该光接收部在光接收区域具有 波长为蓝光以上的多种颜色的滤光片，该光接收区域入射来自所述第2反射镜 的光束并对应于来自所述各开口部的光束而成像；及外壳，至少将所述第l非 球面镜和所述第2非球面镜设置在副扫描方向上该外壳的一侧，并将所述带孔 镜设置在副扫描方向上该外壳的另一侧，在所述荧光光源与文件的光通过路径 上设置有使短于蓝光波长的波长截止的低端截止滤光片。
权项14的发明图像读取装置，其特征在于，包含.*对文件的照射部照
10射荧光的荧光光源；入射由文件反射的散射光以将其往副扫描方向反射的第1 反射镜；使来自该第1反射镜的光准直以作为大致平行的光束反射的凹形的第 l非球面镜；通过周围遮光的，有选择地使光通过的开口部来反射来自所述第 1非球面镜的光的带孔镜；入射来自该带孔镜的光以使其作为会聚光反射的凹 形的第2非球面镜；设置在用该第2非球面镜会聚的光的光路上以向垂直于文 件面的方向反射光的第2反射镜；光接收部，该光接收部在光接收区域具有波 长为蓝光以上的多种颜色的滤光片，该光接收区域入射来自所述第2反射镜的 光束并对应于来自所述各开口部的光束而成像；及外壳，至少将所述第l非球 面镜和所述第2非球面镜在副扫描方向上该外壳的一侧沿主扫描方向设置成阵 列状，并将所述开口部和所述带孔镜在副扫描方向上该外壳的另一侧沿主扫描 方向设置成阵列状，在所述荧光光源与文件的光通过路径上设置有使短于蓝光 波长的波长截止的低端截止滤光片。
权项15的发明的图像读取装置是权项14所述的图像读取装置，其中在设 置成阵列状的所述第2非球面镜的边界区域设置对从相邻的第2非球面镜入射 的泄漏光进行遮蔽的遮光片。
权项16的发明的图像读取装置是权项15所述的图像读取装置，其中将所 述遮光片的表面粗糙化成凹凸状。
根据本发明的图像读取装置，由于将反射来自第l非球面镜的光的带孔镜， 和入射来自该带孔镜的光并使其作为会聚光反射的第2非球面镜设置在副扫描 方向的一侧，并将带孔镜设置在副扫描方向的另一侧，所以即使光路长度大， 通过在外壳内重复来回反射，就算被摄体深度大也能得到紧凑的图像读取装 置。
根据本发明的图像读取装置，由于在设置成阵列状的第2非球面镜的边界 区域设置对从相邻的第2非球面镜入射的泄漏光进行遮蔽的遮光片，所以可通 过将多个第2非球面镜一起设置成阵列状，得到长的图像读取装置。


图1是本发明实施方式1的图像读取装置的剖视图。
图2是本发明实施方式1的图像读取装置的光学透镜系统的结构图。图3是本发明实施方式1的图像读取装置的光线反射镜系统的结构图。
图4是本发明实施方式1的图像读取装置的俯视图。 图5是本发明实施方式1的传感器基板的俯视图。 图6是本发明实施方式1的传感器IC的俯视图。 图7是说明本发明实施方式1的包含光波导的光源部分的图。 图8是说明本发明实施方式1的包含光波导的光源部分的图。 图9是本发明实施方式1的图像读取装置的组成框图。 图10是本发明实施方式1的图像读取装置的传感器IC之间的接线图。 图ll是本发明实施方式l的图像读取装置的传感器IC的另一实施例的接 线图。
图12是本发明实施方式1的图像读取装置的时序图。 图13是说明本发明实施方式1的图像读取装置的光路径的原理图。 图14是说明重新排列本发明实施方式1的图像读取装置的倒像数据的图， 图14(a)示出不作插补处理的情况，图14(b)示出作插补处理的情况。
图15是说明本发明实施方式1的图像读取装置的副扫描方向光学距离的图。
图16是实现本发明实施方式1的图像读取装置的副扫描方向光路径的图。 图17是本发明实施方式1的图像读取装置的遮光片的说明图，图17(a)是
示出在光学透镜系统装载遮光片的侧视图，图17(b)是示出遮光片的侧视图，
图17(c)是示出遮光片的表面粗糙度的图。
图18是本发明实施方式2的图像读取装置的剖视图。
图19是本发明实施方式2的图像读取装置的俯视图。
图20是本发明实施方式2的图像读取装置的传感器基板的俯视图。
图21是说明本发明实施方式2的图像读取装置的副扫描方向的光学距离的图。
图22是本发明实施方式2的图像读取装置的光学透镜系统中装载的遮光 片的说明图。
图23是本发明实施方式3的图像读取装置中使用另一LED光源的情况的 说明图，图23(a)示出说明包含光波导的光源部分的图，图23(b)示出其电极部周边的局部放大图。
图24是本发明实施方式3的图像读取装置中使用另一LED光源的情况的 说明图，示出使用纵型光波导的情况。
图25是本发明实施方式3的图像读取装置中使用发紫光的LED，对于产 生的荧光在装载截止滤光片的情况和不装载的情况下示出各波长的输出的图。
附图中，l是被照射体(文件)，2是顶板，3是光波导，3a是出射部，4是 透射体，5是照射部，6是第1反射镜，7是第1透镜(第1非球面镜)，8是带 孔镜，9是第2透镜(第2非球面镜)，IO是开口部，11是第2反射镜，12是传 感器IC， 13是传感器基板，14是信号处理IC(ASIC)， 15是电子元件，16是 外壳，17是透镜座，17a是槽部，18是遮光片，19是光源部，19a是光源连接 部，20是连接器，21是光接收部(感光单元，像素)，22是光电转换与RGB移 位寄存器驱动电路，24是W/B焊盘部，25是光散射层，26是电极部，27是 光源(LED片)，27R是R光源，27G是G光源，27B是B光源，30是放大器， 31是A/D变换器，32是信号处理部，33是系统接口电路，34是RAM(随机存 取存储器)，35是CPU， 36是光源驱动电路，130是光波导，130a是出射部， 140是罩盖，140a是缝隙部，160是第1反射镜，170是第1透镜(第1非球面 镜)，180是带孔镜，190是第2透镜(第2非球面镜)，200是第2反射镜，201 是传感器基板，202是外壳，202a是夹座(光波导收装部)，202b是槽部，203 是滑轮，250是光散射层，260是电极部，270是光源(V光源)，280是荧光树 脂，290是V截止滤光片(紫光截止滤光片)，300是电极。
具体实施方式
实施方式1
下面，用图1说明本发明实施方式1的图像读取装置。图1是实施方式1 的图像读取装置的截面结构图。图1中，l是公文，资料等被照射体(也称为文 件)，2是支承被照射体1的顶板，3是传播光的光波导，3a是光波导3的光出 射部(出射部)，4是使光通过的透射体，5是对被照射体1的光的照射部，6是 使来自照射部5的散射光往副扫描方向反射的第1反射镜，7是接收来自第1 反射镜6的反射光的凹形的第1镜片(也称为第1透镜，第1非球面镜)，8是接收来自第1透镜7的平行光的带孔镜，9是接收来自带孔镜8的反射光的凹 形的第2镜片(也称为第2透镜，第2非球面镜)，IO是周围遮光的，以缓解入 射到带孔镜8及从带孔镜8反射的光的色像差的，设置在带孔镜8的表面的开 口部，11是接收来自第2透镜9的光并使其反射的第2反射镜。
12是接收来自第2透镜9的反射光的，并由进行光电转换的光电转换电路 及其驱动部组成的MOS半导体结构的传感器IC， 13是装载传感器IC12的传 感器基板，14是对用传感器IC12作光电转换后得到的信号进行信号处理的信 号处理IC(ASIC)， 15是装载在传感器基板13的电容器，电阻器等电子元件， 16是包含传感器基板13并收装光学系统的外壳。
图2是本实施方式1的图像读取装置中装载的以6毫米(mm)为间距设置成 阵列状的光学透镜系统的结构图，17是将第1透镜7和第2透镜9合为一体地 配置的透镜座，18是防止阵列状设置在透镜座17上的第1透镜7和第2透镜 9相互的光干涉的遮光片。用丙烯树脂构成透镜座17，第1透镜7和第2透镜 9，除透镜的镜面外都涂覆黑色遮光材料。也可用丙烯树脂将透镜座17，第1 透镜7和第2透镜9成形为一体。图中，与图l相同的标号表示相同或相当的 部分。
图3是光学反射镜系统的结构图，将第1反射镜6和第2反射镜11连续 配置成带状，使它们对置，并将带孔镜8夹在中间；带孔镜8的表面为设有孔 的黑色树脂或金属薄板并将其开口部10以6毫米为间距离散地设置成阵列状。 图中，与图1相同的标号表示相同或相当的部分。
图4是本发明实施方式1的图像读取装置的俯视图，19是使光入射到光波 导3的光源部，20是驱动图像读取装置的输入输出接口用的连接器。
图5是传感器基板13的俯视图，19a是将光源部19与传感器基板13的连 接器20电连接的光源连接部。
图6是传感器IC12的俯视图，21是对I像素在光接收面配置由包含红色 (R)，绿色(G)和蓝色(B)的明胶材料等构成的RGB滤光片的光接收部(感光单 元)，22是对每一 RGB将入射到感光单元21的光作光电转换并保持其输出而 进行驱动的光电转换与RGB移位寄存器驱动电路，24是对传感器IC12输入 输出信号或电源的引线接合(wire bonding)焊盘部。
14图7是说明包含光波导3的光源部分的图，25是使光从光波导3的出射部 3a往整个主扫描方向范围均匀照射用的光散射层，26是设置在光波导3的两 端的电极部，27是光源且分别由发出红色(R)，绿色(G)和蓝色(B)波长光的LED 片组成。如图8所示，在电极部26设置R光源(27R)， B光源(27B)和G光源 (27G)。另外，在光波导3的两端设置光源27时光散射层25在主扫描方向的 中央宽度变大，在单端设置时光散射层25随着远离光源27而宽度变大，使从 出射部3a射出的光均匀。
再者，各RGB光源27的光学波长与设置在光接收部21的RGB滤光片的 各RGB色光的波长基本一致。图4 图7中，与图1相同的标号表示相同或 相当的部分。
图9是实施方式1的图像读取装置的组成框图，30是对用传感器IC12作 光电转换后得到的信号进行放大的放大器，31是对放大后的光电转换输出进行 模拟一数字变换的模拟一数字变换器(A/D变换器)，32是对RGB各颜色的数 字输出进行信号处理的信号处理部，33是图像读取装置(也称为CIS)与系统方 进行信号传输的系统接口， 34是存储各颜色的图像信息的RAM， 35是CPU， 36是光源驱动电路。
接着，说明本发明实施方式1的图像读取装置的动作。图9中，根据来自 系统主体的系统控制信号(SYC)和系统时钟信号(SCLK)，经系统接口 33将信 号处理IC(ASIC)14的时钟信号(CLK)和与其同步的启动信号(SI)输出到传感器 IC12，由该时序从传感器IC12对每一读取行(m)输出各像素(n)的连续的模拟信 号。在图10所示例子中依次输出相应于7200像素的模拟信号，作为图II所 示划分输出的例子，以144像素为单位进行输出。
用放大器30放大的模拟信号在A/D变换器31进行A/D变换，变换成数 字信号；A/D变换后，用进行"黑点"校正或全位(bit)校正的校正电路对各像 素(二进制位)的信号输出作处理。该校正进行如下首先用白色纸张等基准测 试图预先读入数据；然后将作均一化处理后的校正数据存储在RAM34;接着 从该RAM34中读出校正数据；最后将与A/D变换后的图像信息相当的数字信 号作运算处理。利用CPU35的控制来进行此一系列动作。该校正数据用于校 正传感器IC12的各元件之间的灵敏度偏差和各光源27的不均一性。
15接着，用图9和图12说明实施方式1的图像读取装置的驱动时序。图9 和图12中，ASIC12与CPU35联动地接通光源点亮信号LC，光源驱动电路36 接收该信号后，对各光源27在预定时间提供电源，从而RGB光源27发出白 光。启动信号SI与连续驱动的CLK信号同步地依次接通形成传感器IC12的 RGB驱动电路的各元件(像素)的移位寄存器的输出，对应的开关群依次使 SIG(SO)线通断，从而得到与CLK同步的RGB的图像信息(图像输出)。该图像 输出前行读入并储存的各图像的输出。再者，CNT是彩色/单色切换信号，彩 色模式时通常为高电平。在1行的各颜色读取区间设定BLK(消隐)时间，使曝 光时间的设定可变。因而，BLK区间切断全部SIG(SO)。
接着，用图13说明依次输出的图像信号SIG(SO)。图13是说明对于主 扫描方向的光路径的原理图，照射部5根据被照射体1的厚度，在与载送面垂 直的方向上进行变化，成为被照射体1的图像信息的散射光通过往副扫描方向 反射的第1反射镜，在假设被照射体(文件)l的面上为点光源时，入射到使光 准直并作为大致平行的光束反射的凹形的第1非球面镜。来自排列成阵列状的 各光学系统的光在以6毫米为间距离散地设置的小孔(窗)聚焦，进而从窗发射 的光通过对每一阵列设置防止光干涉的遮光片18的透镜，每一光束入射到传 感器IC12，所以图像信息在传感器IC12的光接收面成为倒立像并成像。因而， 在各传感器IC12的光接收部(也称为像素)21所成像的图像信息相对于文件等 被照射体1为倒像。利用设在传感器IC12的驱动电路的移位寄存器依次切换 信号按每套RGB信号3个系列同时输出作为模拟信号的SIG(SO)信号。
图14是说明重新排列A/D变换后的RGB信号的倒像数据的图，图14(a) 示出每144位来重新排列数据的情况。图14(a)中，各个RGB(SO)信号处理如 下，将移位寄存器电路中左移后的数据存储在由移位寄存器电路构成的各单元 并进行锁存(LA)后，用从传感器IC12的第1单元开始的写信号(WR)将数据依 次重新排列后，将该数据作为SIG(SO)存储在RAM34，并进行校正运算处理。
图14(b)为一例需要在配置于传感器IC12的最外位置的光接收部21之间 产生的假想位(信息单元)的情况，对假想位的数据作为将最外位置的数据取单 纯平均后得到的数据添加数据地址并发送到RAM34。 RAM34中，这时存储预 先加进假想位的数据，并进行校正运算处理。如日本国专利特开平8 — 28966号公报图l所示，将该校正运算处理后的图像数据在包含数据分析，数据修复
等的颜色管理系统利用颜色变换和颜色管理引擎等，通过系统接口 33，作为 SIG(RGB)颜色数据输出。
图15是说明副扫描方向的光学距离的图，第1透镜7的一方的焦点位置 与变动的被照射体1的照射部5基本一致，另一方的焦点位置与带孔镜8 —致。 另外，第2透镜9的一方的焦点位置与带孔镜8—致，另一方的焦点位置与光 接收面一致。艮P，存在L3二L1+L2， L4 = L5+L6， L3二L4 + B的关系。图 16是实现副扫描方向的光路径的图，第1透镜7至第2透镜9的光学距离L3 和L4为大致平行光。再者，只要对象为反射镜，从第1反射镜6往副扫描方 向反射的散射光往哪个角发射皆可；只要满足L4-L5 + L6，设置在光接收面 的光接收部21可在任意位置。
图17是在合为一体地构成的第1透镜7与第2透镜9安装的遮光片18的 说明图。图17(a)中，17a是设置在配置成阵列状的各透镜之间的透镜座17的 槽(槽部)。该槽17a中插入遮光片18，主要防止光泄漏到相邻的第2透镜9。 图17(b)是遮光片18的局部放大图，对用碳玻璃材料构成的厚0.3毫米的遮光 片18的表面实施喷砂处理或刻蚀处理，进行峰至峰约0.02毫米左右的表面粗 糙化，如图17(c)所示，从而完全吸收入射到主扫描方向的第2透镜9两端附 近并在遮光片18上反射的不需要的光。也可在丙烯树脂上蒸镀黑色氮化膜 (ALN)材料，实施表面粗糙化，从而在尽管是黑色却存在15% 20%反射率的 情况下显著减小对产生的图像的重影现象。
综上所述，根据实施方式l的图像读取装置，由于将反射来自第l非球面 镜的光的带孔镜和入射来自该带孔镜的光并使其作为会聚光反射的第2非球面 镜设置在副扫描方向的一侧，并将带孔镜设置在副扫描方向的另一侧，所以即 使光路长度大，通过在外壳内重复来回反射，就算被摄体深度大也能得到紧凑 的图像读取装置。
又在光源27使用RGB发光色，在光接收侧使用与光源^T的RGB发光色 对应的RGB滤光片，还对吸收光的黑色遮光片18进一步进行表面粗糙化，所 以与荧光灯等具有大范围波长的光源相比，能得到图像无重影的，与漏失颜色 匹配的，清晰且高质量的图像信息。实施方式2
实施方式1中阐述了对被照射体1使用棒状的光波导3从两侧照射光源的
情况，而实施方式2中说明使用阵列型光源的情况。图18是实施方式2的图 像读取装置的截面结构图。图18中，130是传播光的纵型光波导，130a是光 波导130的出射部，140是在照射部5附近设置使光通过的缝隙并构成被照射 体1的部分载送路径的用塑料构成的罩盖，160是反射来自照射部5的散射光 的第1反射镜，170是接收来自第1反射镜160的反射光的凹形的第1镜片(第 1透镜)，180是接收来自第1透镜170的平行光的带孔镜，190是接收来自带 孔镜180的反射光的凹形的第2镜片(第2透镜)。
200是接收来自第2透镜190的光并使其反射的第2反射镜，201是将传 感器IC12和光源27载置成阵列状的传感器基板，202是包含传感器基板201 并收装光学系统的外壳，202a是光波导130收装部(夹座)，是外壳200的一部 分，203是载送被照射体1的滑轮(载送滑轮)。图中，与图1相同的标号表示 相同或相当的部分。
图19是本发明实施方式2的图像读取装置的俯视图，140a是设在主扫描 方向的读取区域的罩盖140的缝隙部。
图20是传感器基板201的俯视图，用按RGB色的顺序依次设在传感器基 板201的主扫描方向端部的LED片构成光源27。从连接器20对各RGB光源 27的驱动电源进行布线。
图21是说明本发明实施方式2的图像读取装置的副扫描方向的光学距离 的图，第1透镜170的一方的焦点位置与顶板2的位置和罩盖140的被照射体 l侧位置的中心位置一致，另一方的焦点位置与带孔镜180—致。另外，第2 透镜190的一方的焦点位置与带孔镜180 —致，另一方的焦点位置与光接收面 一致。艮P，存在L3 41+L2， L4 = L5+L6， L3 44 + B的关系。还对被照射 体1的载送面法线成直线地设置第1反射镜160和第2反射镜200。
图22是在设置于外壳202中的第1透镜170和第2透镜l賢安装的遮光-片18的说明图。图22中，202b是设置在配置成阵列状的第2透镜190之间的 外壳202侧的槽(槽部)。槽202b中插入遮光片18，防止光泄漏或混入到相邻 的第2透镜190。与实施方式l相同地，对用碳玻璃材料构成的厚0.3毫米的遮光片18的表面进行喷砂处理或刻蚀处理，实施表面粗糙化。再者，第1透
镜170和第2透镜190用丙烯树脂独立构成，除透镜的镜面外，涂覆黑色遮光 材料并分别用树脂将其直接粘接固定在外壳202中。由于实施方式2的图像读 取装置的动作以实施方式l为基准，因此省略详细说明。
综上所述，根据实施方式2的图像读取装置，在传感器基板201设置RGB 光源，使用从光接收面方延伸到照射部5附近的纵型的光波导130，并在传感 器基板201上将多个LED片27配置成阵列状，从而与实施方式1相比，照射 部5的照度大幅度增加，在高速读取中取得很好的效果。
再者，实施方式2中，光波导130采用对照射部5单侧照射，但也可在与 光波导130对置的外壳202侧进一步添加光波导，从两侧将光照射到读取面的 照射部5。
实施方式3
实施方式1和实施方式2中，使RGB各光源同时发光，以读取图像信息， 但实施方式3中，说明使用其它LED光源的情况。再者，由于实施方式3的 图像读取装置的动作以实施方式1为基准，因此省略详细说明。
图23是说明包含光波导的光源部分的图，图23(a)中，250是从光波导3 的出射部3a往整个主扫描方向范围均匀地照射光用的光散射层，260是设在光 波导3的两端的电极部，270是光源，该光源由发出波长为405纳米(nm)以上 的紫光的LED片构成。
另外，图23(b)是图23(a)的电极部260周边的局部放大图，电极部260的 光源部分包含内置于外壳的LED片(V光源)270，与V光源发生反应并发出荧 光的透明的荧光树脂280，抑制紫光透射的V截止滤光片290，和电极300。 V 光源270与实施方式1相同地，也在光波导3的单侧端部由3个LED片构成。 图中，与图l相同的标号表示相同或相当的部分。
图24是说明将V光源270阵列状配置在传感器基板201上并通过纵型的 光波导130将出射部130a配置在照射部5附近的情况的图。图24中，202a是 外壳202的一部分，与实施方式2相同地，也是光波导130收装部。图中，与 图18和图23相同的标号表示相同或相当的部分。
图25是示出照射发紫光的V光源270并用荧光树脂280发出的各波长的荧光的相对输出图。通过将V截止滤光片290插入在V光源270的光的扩散 区域，使得在传感器IC12的光接收部21抑制对发紫光的波长的光的接收，而 对发蓝色光的光没有很大抑制，因此能接收对传感器IC12添加的RGB滤光片 的各滤出颜色中存在的图像信息。
再者，实施方式3中，使用发紫色光的LED，但通过将V截止滤光片取 为紫色光波长以下的低端波长截止滤光片290，只要使发光波长为颜色表现的 图像信息所需的，在475纳米附近有峰值的蓝色光的波长以下且不包含该波长 的波长，则即便是发紫色光以外的发紫外线(UV)光的LED也起到与发紫光的 LED相同的效果。
综上所述，根据实施方式3的图像读取装置，以单一波长的光源利用其荧 光得到白光，所以能够不用多个波长的光源而再现彩色图像，并且由于RGB 滤光片不必与光源波长相符，因此可装载各种彩色滤光片。
20
权利要求
1. 一种图像读取装置，其特征在于，包含在主扫描方向的整个范围对文件的照射部照射光的光源；接收通过该文件的反射所散射的入射光以将该散射光在副扫描方向上反射的第1反射镜；使来自所述第1反射镜的光束准直以反射作为实质准直光通量的准直光束的多个凹形的第1非球面镜；通过周围形成有遮光部且有选择地使光束通过的开口部来反射来自所述第1非球面镜的光束的带孔镜；接收从所述带孔镜入射的光束以反射作为会聚光束的该入射光束的多个凹形的第2非球面镜；设置在用各所述第2非球面镜会聚的光束的光路上以在垂直于文件面的方向上反射光束的第2反射镜；具有光接收区域的多个光接收部，在该光接收区域中入射来自所述第2反射镜的光束并根据来自各所述开口部的光束而成像；以及外壳，其中至少将所述第1非球面镜和所述第2非球面镜设置在副扫描方向上该外壳的第1侧，并将所述带孔镜设置在副扫描方向上该外壳的第2侧。
2. —种图像读取装置，其特征在于，包含 在主扫描方向的整个范围对文件的照射部照射光的光源； 接收通过该文件的反射所散射的入射光以将该散射光在副扫描方向上反射的第1反射镜；使来自所述第1反射镜的光束准直以反射作为实质准直光通量的准直光束 的多个凹形的第1非球面镜；通过周围形成遮光部且有选择地使光束通过的开口部来反射来自所述第1 非球面镜的光束的带孔镜；接收从所述带孔镜入射的光束以反射作为会聚光束的该入射光束的多个 凹形的第2非球面镜；设置在用各所述第2非球面镜会聚的光束的光路上以在垂直于文件面的方向反射光束的第2反射镜；具有光接收区域的多个光接收部，在该光接收区域中入射来自所述第2反射镜的光束并根据来自各所述开口部的光束而成像；以及外壳，其中至少将所述第1非球面镜和所述第2非球面镜在副扫描方向上 该外壳的第1侧沿主扫描方向分别设置成阵列状，并将所述开口部和所述带孔 镜在副扫描方向上该外壳的第2侧沿主扫描方向设置成阵列状。
3. 如权利要求l所述的图像读取装置，其特征在于， 所述带孔镜被设置在各所述第1非球面镜的焦点位置。
4. 如权利要求l所述的图像读取装置，其特征在于， 所述带孔镜被设置在各所述第2非球面镜的焦点位置。
5. 如权利要求l所述的图像读取装置，其特征在于，所述第1非球面镜与所述第2非球面镜合为一体，并且所述第1非球面镜 被设置在所述照射部侧，而所述第2非球面镜被设置在所述光接收部侧。
6. 如权利要求1所述的图像读取装置，其特征在于，在所述第2非球面镜的边界区域设置有多个遮光片，每一遮光片防止对设 置成阵列状的任一第2非球面镜从其相邻的第2非球面镜入射泄漏光。
7. 如权利要求6所述的图像读取装置，其特征在于， 每一遮光片具有不平的表面。
8. 如权利要求l所述的图像读取装置，其特征在于，所述第1反射镜和所述第2反射镜被设置在与被照射体的载送面垂直的平 面中。
9. 一种图像读取装置，其特征在于，包含 在主扫描方向的整个范围对文件的照射部照射光的RGB光源； 接收通过该文件的反射所散射的入射光以将该散射光在副扫描方向上反射的第1反射镜；使来自所述第l反射镜的光束准直以反射作为实质准直光通量的准直光束 的多个凹形的第1非球面镜；通过周围形成遮光部且有选择地使光束通过的开口部来反射来自所述第1 非球面镜的光束的带孔镜；接收从所述带孔镜入射的光束以反射作为会聚光束的该入射光束的多个 凹形的第2非球面镜；设置在用各所述第2非球面镜会聚的光束的光路上以在垂直于文件面的方 向反射光束的第2反射镜；多个光接收部，该光接收部在光接收区域具有分别与所述RGB光源的各 光学波长对应的RGB滤光片，在该光接收区域中入射来自所述第2反射镜的 光束并根据来自各所述开口部的光束而成像；以及外壳，其中至少将所述第1非球面镜和所述第2非球面镜设置在副扫描方 向上该外壳的第1侧，并将所述带孔镜设置在副扫描方向上该外壳的第2顶ij。
10. —种图像读取装置，其特征在于，包含.-在主扫描方向的整个范围对文件的照射部照射光的RGB光源； 接收通过该文件的反射所散射的入射光以将该散射光在副扫描方向上反射的第1反射镜；使来自所述第l反射镜的光束准直以反射作为实质准直光通量的准直光束 的多个凹形的第1非球面镜；通过周围形成遮光部且有选择地使光束通过的开口部来反射来自所述第1 非球面镜的光束的带孔镜；接收从所述带孔镜入射的光束以反射作为会聚光束的该入射光束的多个凹形的第2非球面镜；设置在用各所述第2非球面镜会聚的光的光路上以在垂直于文件面的方向上反射光束的第2反射镜；多个光接收部，该光接收部在光接收区域具有分别与所述RGB光源的各 光学波长对应的RGB滤光片，在该光接收区域中入射来自所述第2反射镜的 光束并根据来自各所述开口部的光束而成像；以及外壳，其中至少将所述第1非球面镜和所述第2非球面镜在副扫描方向上 该外壳的第1侧沿主扫描方向分别设置成阵列状，并将所述开口部和所述带孔 镜在副扫描方向上该外壳的第2侧沿主扫描方向设置成阵列状。
11. 如权利要求10所述的图像读取装置，其特征在于，在第2非球面镜的边界区域设置有多个遮光片，每一遮光片防止对设置成阵列状的任一第2非球面镜从其相邻的第2非球面镜入射泄漏光。
12. 如权利要求ll所述的图像读取装置，其特征在于， 每一遮光片具有不平的表面。
13. —种图像读取装置，其特征在于，包含 在主扫描方向的整个范围对文件的照射部照射荧光的荧光光源； 接收通过该文件的反射所散射的入射光以将该散射光在副扫描方向上反射的第1反射镜；使来自所述第1反射镜的光束准直以反射作为实质准直光通量的准直光束 的多个凹形的第1非球面镜；通过周围形成有遮光部且有选择地使光束通过的开口部来反射来自所述 第1非球面镜的光束的带孔镜；接收从所述带孔镜入射的光束以反射作为会聚光束的该入射光束的多个 凹形的第2非球面镜；设置在用各所述第2非球面镜会聚的光束的光路上以在垂直于文件面的方 向上反射光束的第2反射镜；多个光接收部，该光接收部在光接收区域具有波长大于蓝光的多种不同光 的颜色的滤光片，在该光接收区域中入射来自所述第2反射镜的光束并根据来 自各所述开口部的光束而成像；外壳，其中至少将所述第1非球面镜和所述第2非球面镜设置在副扫描方 向上该外壳的第1侧，并将所述带孔镜设置在副扫描方向上该外壳的第2顶lj; 以及低端截止滤光片，该低端截止滤光片设置在光从所述荧光光源传递至该文 件的路径上以截止短于蓝光波长的波长。
14. 一种图像读取装置，其特征在于，包含 在主扫描方向的整个范围对文件的照射部照射荧光的荧光光源； 接收通过该文件的反射所散射的入射光以将该散射光在副扫描方向上反射的第1反射镜；使来自所述第1反射镜的光束准直以反射作为实质准直光通量的准直光束 的多个凹形的第1非球面镜；通过周围形成有遮光部且有选择地使光束通过的开口部来反射来自所述 第1非球面镜的光束的带孔镜；接收从所述带孔镜入射的光束以反射作为会聚光束的该入射光束的多个 凹形的第2非球面镜；设置在用各所述第2非球面镜会聚的光束的光路上以在垂直于文件面的方 向上反射光束的第2反射镜；多个光接收部，该光接收部在光接收区域具有波长大于蓝光的多种不同光 的颜色的滤光片，在该光接收区域中入射来自所述第2反射镜的光束并根据来 自各所述开口部的光束而成像；外壳，其中至少将所述第1非球面镜和所述第2非球面镜设置在副扫描方向上该外壳的第1侦ij，并将所述带孔镜设置在副扫描方向上该外壳的第2侧；以及低端截止滤光片，该低端截止滤光片设置在光从所述荧光光源传递至该文 件的路径上以截止短于蓝光波长的波长。
15. 如权利要求14所述的图像读取装置，其特征在于，在第2非球面镜的边界区域设置有多个遮光片，每一遮光片防止对设置成 阵列状的任一第2非球面镜从其相邻的第2非球面镜入射泄漏光。
16. 如权利要求15所述的图像读取装置，其特征在于， 每一遮光片具有不平的表面。
全文摘要
本发明提供一种图像读取装置，具有光源；入射由文件反射的散射光以将其往副扫描方向反射的第1反射镜；使来自第1反射镜的光准直以作为平行光束反射的凹形的第1非球面镜；通过周围遮光的，有选择地使光通过的开口部来反射来自第1非球面镜的光的带孔镜；入射来自带孔镜的光以使其作为会聚光反射的凹形的第2非球面镜；设置在用第2非球面镜会聚的光的光路上以向垂直于文件面的方向反射光的第2反射镜；具有光接收区域的光接收部，该光接收区域入射来自第2反射镜的光并对应于来自开口部的光而成像；及外壳，至少将所述第1非球面镜和所述第2非球面镜设置在副扫描方向上该外壳的一侧，并将所述带孔镜设置在副扫描方向上该外壳的另一侧。
文档编号H04N1/028GK101453541SQ20081018636
公开日2009年6月10日 申请日期2008年12月5日 优先权日2007年12月6日
发明者三神泉, 河野裕之, 美浓部正, 远藤孝文 申请人:三菱电机株式会社