JPH0221713B2 - - Google Patents
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- JPH0221713B2 JPH0221713B2 JP56094646A JP9464681A JPH0221713B2 JP H0221713 B2 JPH0221713 B2 JP H0221713B2 JP 56094646 A JP56094646 A JP 56094646A JP 9464681 A JP9464681 A JP 9464681A JP H0221713 B2 JPH0221713 B2 JP H0221713B2
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、一列の情報として読み取られるべき
原稿画像情報を、複数の結像系で分担して読み取
らせる方式の原稿読取装置であり、一般にフアク
シミリ等の読取り系として広く汎用可能な読取装
置に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention is a document reading device that uses a plurality of imaging systems to share and read document image information that should be read as a line of information, and is generally used as a reading system for facsimile machines. This invention relates to a general-purpose reading device.
従来フアクシミリ等の原稿読取装置は第1図な
いし第2図に示す様なものであつた。第1図にお
いて、1は原稿、2は原稿照明用の蛍光灯、3は
レンズ、4はCCD等の固体センサーである。原
稿1を蛍光灯2で照明し、レンズ3でその像を固
体センサー4上に作り1ラインを読み、原稿を矢
印方向に搬送していくことによつて原稿全面の情
報を順次読み取つていくというものである。しか
し、このような装置においては、レンズ3の画角
に上限がある為、原稿1とセンサー4との距離を
大きく取らざるを得ず、その結果ミラー等を用い
て光路を折り返すなどをしても装置が大型化して
しまうという欠点があつた。また原稿の中心部に
対して、周辺部からの光量が低下し、均一な出力
が得られず種々の補正手段を講じなければならな
かつた。これらの問題点を解決する方法として考
えられた構成が第2図に示す例である。すなわ
ち、第2図に示すように、結像光学系を複数のレ
ンズが並設された複眼光学系で構成し、かつそれ
ぞれのレンズに対応する複数の固体撮像素子を配
設して原稿の1つの方向を複数の領域に分割した
それぞれを各レンズ及び各固体撮像素子で分担し
て読み取らせる方法である。第2図について更に
詳しく説明をする。第2図において5は原稿、6
1,62,63は原稿に描かれた書画等の画像情報
の一部である。71,72,73はレンズ、81,8
2,83は原稿の書画の一部61,62,63のそれぞ
れの像である。91,92,93は固体センサー、
101−1,101−2,……,101−n,102
−1,102−2,……,102−n,103−1,
103−2,……,103−nは固体センサー91,
92,93の1ビツトずつの光量変換部を示す。こ
の読取装置の動作は以下のようになつている。即
ち、原稿5は紙面と垂直方向に搬送されており、
多数のレンズ71,72,73……及び固体センサ
ー91,92,93……などの配列方向が主走査方
向になる。レンズ71,72,73はそれぞれ原稿
上の書画61,62,63の縮小像81,82,83を
固体センサー91,92,93上に作る。像81,8
2,83は倒立像であるため固体センサー91,9
2,93の各ビツトの出力を端から101−1,1
01−2,……,101−n,102−1,102−
2,……,102−n,103−1,103−2,
……,103−nという順で並べても元の原稿の
書画の正しい順序にはならない。従つて、例えば
各ビツトの出力を101−n……,101−2,1
01−1,102−n,……,102−2,101−
1,103−n,……103−2,103−1とい
う順序でとり出す必要がある。あるいは端から順
に出力を取り出し、いつたんメモリーに格納して
から正しい順序で取り出す必要がある。あるいは
記録系のヘツドがマルチヘツドの場合には1つの
固体センサーの各ビツトとその固体センサーに対
応する記録ヘツド部の各ビツトとの対応をそれぞ
れが逆転した関係でとることにより、固体センサ
ーの読取信号を端から順にあるいは並列に記録系
に送つて記録を行ない、正しい記録がなされる。
すなわち、記録ヘツドの原稿の61に対応する部
分の各ビツトがちようど原稿の61の部分とその
像81と同じ幾可学的関係で固体センサーの各ビ
ツトと関係づけられている。固体センサー92,
93と対応する記録ヘツド部の関係に関しても同
様である。 2. Description of the Related Art Conventionally, document reading devices such as facsimile machines have been of the type shown in FIGS. 1 and 2. In FIG. 1, 1 is a document, 2 is a fluorescent lamp for illuminating the document, 3 is a lens, and 4 is a solid-state sensor such as a CCD. A document 1 is illuminated with a fluorescent lamp 2, an image is created on a solid-state sensor 4 using a lens 3, one line is read, and the information on the entire surface of the document is sequentially read by conveying the document in the direction of the arrow. It is something. However, in such a device, since there is an upper limit to the angle of view of the lens 3, it is necessary to maintain a large distance between the document 1 and the sensor 4, and as a result, the optical path must be turned back using a mirror or the like. However, the disadvantage was that the device became larger. In addition, the amount of light from the periphery of the document decreases with respect to the center of the document, making it impossible to obtain uniform output and requiring various correction measures. An example of a configuration considered as a method for solving these problems is shown in FIG. 2. In other words, as shown in FIG. 2, the imaging optical system is composed of a compound eye optical system in which a plurality of lenses are arranged in parallel, and a plurality of solid-state image pickup devices corresponding to each lens are arranged. In this method, one direction is divided into a plurality of regions, and each lens and each solid-state image sensor are assigned to read each region. FIG. 2 will be explained in more detail. In Figure 2, 5 is the original, 6
1 , 6 2 , and 6 3 are part of image information such as calligraphy and drawings drawn on the manuscript. 7 1 , 7 2 , 7 3 are lenses, 8 1 , 8
2 and 8 3 are images of parts 6 1 , 6 2 , and 6 3 of calligraphy and paintings in the manuscript, respectively. 9 1 , 9 2 , 9 3 are solid sensors,
10 1 -1, 10 1 -2, ..., 10 1 -n, 10 2
-1, 10 2 -2, ..., 10 2 -n, 10 3 -1,
10 3 -2,..., 10 3 -n are solid state sensors 9 1 ,
9 2 and 9 3 are shown for each 1-bit light amount conversion unit. The operation of this reading device is as follows. That is, the original 5 is being conveyed in a direction perpendicular to the paper surface,
The direction in which the large number of lenses 7 1 , 7 2 , 7 3 . . . and the solid-state sensors 9 1 , 9 2 , 9 3 , etc. are arranged is the main scanning direction. Lenses 7 1 , 7 2 , 7 3 create reduced images 8 1 , 8 2 , 8 3 of calligraphy images 6 1 , 6 2 , 6 3 on the original on solid-state sensors 9 1 , 9 2 , 9 3 , respectively. Image 8 1 , 8
Since 2 and 8 3 are inverted images, solid-state sensors 9 1 and 9
The output of each bit of 2,93 is 101-1,1 from the end.
0 1 -2, ..., 10 1 -n, 10 2 -1, 10 2 -
2,...,10 2 -n, 10 3 -1, 10 3 -2,
Even if they are arranged in the order . Therefore, for example, the output of each bit is 10 1 -n..., 10 1 -2,1
0 1 -1, 10 2 -n, ..., 10 2 -2, 10 1 -
It is necessary to extract them in the order of 1, 10 3 -n, . . . 10 3 -2 , 10 3 -1. Or you need to take the output one by one, store it in memory, and then retrieve it in the correct order. Alternatively, if the head of the recording system is multi-head, each bit of one solid-state sensor and each bit of the recording head corresponding to that solid-state sensor are inverted, so that the read signal of the solid-state sensor can be changed. are sent to the recording system sequentially or in parallel from the end to record, and correct recording is performed.
That is, each bit of the portion of the recording head corresponding to 6 1 of the document is related to each bit of the solid-state sensor in the same geometrical relationship as the portion 6 1 of the document and its image 8 1 . solid state sensor 9 2 ,
The same holds true for the relationship between the recording head section 93 and the corresponding recording head section.
それぞれの固体センサーは原稿の所定の領域の
画像情報のみを読みとらなければならないわけで
あるが、同時に他の領域の情報を読むことを避け
るために遮光手段111,112,113,114…
…が設けられている。例えば、遮光手段112に
よつて画像の一部である63からの光束12は遮
ぎられ、従つて固体センサー91の光電変換出力
は原稿の書画の一部61のみを読取つた正しい信
号となる。又、各固体センサーの長さについて言
えば、高い分解能で読み取るためには光電変換部
列の長さが各部分画(例えば61)の長さと等し
い、即ちレンズ71,72,73……が等倍系であ
ることが望ましいが、各固体センサー自体の構成
においては、光電変換部外に非変換領域があつた
り、遮光手段を設けたりする関係上各レンズは一
般に等倍系でなく縮小結像となつている。ところ
で、第2図に示したような複数のレンズ系による
結像系の位置精度について考える。結像レンズ
(例えば71)が光軸に垂直な方向へ△だけ平行偏
心をしたとき、レンズの結像倍率をβとすると、
特定の固体センサーと結像関係を持つ原稿面上
の、視野の光軸に垂直な方向への移動量δは次の
関係にある。 Each solid-state sensor must read image information only in a predetermined area of the document, but in order to avoid reading information in other areas at the same time, light shielding means 11 1 , 11 2 , 11 3 , 11 are provided. Four …
...is provided. For example, the light beam 12 from the part of the image 63 is blocked by the light shielding means 112 , so that the photoelectric conversion output of the solid-state sensor 91 is correct when only part of the calligraphy 61 of the manuscript is read. It becomes a signal. Regarding the length of each solid-state sensor, in order to read with high resolution, the length of the photoelectric conversion section array must be equal to the length of each subframe (for example, 6 1 ), that is, the lenses 7 1 , 7 2 , 7 3 It is desirable that the lens be a same-magnification system, but in the structure of each solid-state sensor itself, there is a non-conversion area outside the photoelectric conversion part and a light shielding means is provided, so each lens is generally a same-magnification system. The result is a reduced image. By the way, consider the positional accuracy of an imaging system using a plurality of lens systems as shown in FIG. When the imaging lens (for example, 7 1 ) is parallel decentered by △ in the direction perpendicular to the optical axis, and the imaging magnification of the lens is β, then
The amount of movement δ of the field of view in the direction perpendicular to the optical axis on the document surface that has an imaging relationship with a specific solid-state sensor has the following relationship.
δ=△(1−1/β) ……
ここにβ>0のとき正立結像、β<0のとき倒
立結像である。 δ=Δ(1-1/β)...Here, when β>0, erect imaging is formed, and when β<0, inverted imaging is formed.
特定の固体センサーと結像関係を持つ原稿面上
の視野が光軸に垂直な方向に移動するということ
は、固体センサー91,92,93……によつて得
られた像と原稿との対応関係がずれ、最終的に得
られた画像は、固体センサー91,92,93……
の継ぎ目において跳びやダブリが生じる。そのた
め原稿面上の視野の移動量δは固体センサーの1
ビツトの大きさに対して決まる或る一定量より小
さくすることが望まれる。 The fact that the field of view on the document surface that has an imaging relationship with a specific solid-state sensor moves in a direction perpendicular to the optical axis means that the images obtained by the solid-state sensors 9 1 , 9 2 , 9 3 . . . The correspondence relationship between the solid-state sensors 9 1 , 9 2 , 9 3 ...
Jumping and doubling occur at the seams. Therefore, the amount of movement δ of the field of view on the document surface is 1
It is desirable to make it smaller than a certain amount determined by the size of the bit.
例えば、固体センサーの1ビツトの大きさ相当
の原稿面上の大きさを83.3μ×1/βとすると、原稿
面上の視野の移動量δを1ビツトの1/4以下相当
の原稿面上での大きさ即ち20.8μ×1/β以下にする
ためには、結像倍率β=−0.8(×0.8の倒立縮小
結像)として、δ=△(1+1/0.8)≦26.0すなわ
ち、結像レンズ(例えば71)の光軸に垂直な方
向への平行偏心量△は11.55μ以下でなければなら
ない。同様に、固体センサーの1ビツトの大きさ
相当の原稿面上での大きさを125μ×1/βとする
と、原稿面上の視野の移動量δを1ビツトの1/4
以下相当の原稿面上での大きさ即ち31.25μ×1/β
以下にするためには、0.8倍の倒立縮小結像とし
てδ=△(1+1/0.8)≦39.06μすなわち、レンズ
の平行偏心量△は17.4μ以下でなければならない。
以上よりわかるように、実用レヴエルでのビツト
の大きさに対して、原稿の像に跳びやダブリがな
い正確な画像情報を得るためには、複数個のレン
ズ系の各々のレンズの、光軸に垂直な方向への平
行偏心量△を10μ〜20μ以下に抑えなければなら
ない。しかるに、結像レンズ71,72,73……
をガラスのような温度、湿度に対して比較的安定
した材料で製作する場合には、個々のレンズを
別々に製作したのち組み込まなければならず、組
み込みに際して固体センサー91,92,93……
に対する位置合せを10μ〜20μの高精度を行なう
ことは、レンズの個数が多いだけに多くの手間を
要し量産性を阻害する要因となる。また、結像レ
ンズ71,72,73……を、アクリルのようなプ
ラスチツクでモールド化し、複数のレンズを一体
化するとすれば、固体センサー91,92,93…
…に対する組み込み時の位置合せの手間は大幅に
短縮される反面、アクリルのようなモールド化可
能な光学用プラスチツクは温度、湿度といつた環
境条件に対して寸法あるいは屈折率の面で変化が
大きいため、前に示したような平行偏心精度を
10μ〜20μ以下に抑えることは困難である。例え
ば、熱によるアクリルの膨張についてみると、熱
線膨張係数は〜6×10-5cm/cm/℃であるから、
長さ200mmのアクリルの線膨張量は、温度変化量
を40゜(例えば20℃±20゜)とすると、480μmとな
る。これに対し、固体センサーの基板となるシリ
コン(Si)やガラス(SiO2)などの熱線膨張係
数はアクリルに比べて約1桁小さいため、線膨張
量は上記アクリルの場合と同一条件下において
は、数十μmとなり、アクリルによつて複眼レン
ズを1体化した場合にはセンサーに対するレンズ
の平行偏心量は最大数百μmに及び実用化が困難
である。 For example, if the size on the document surface corresponding to the size of 1 bit of the solid-state sensor is 83.3 μ × 1/β, then the amount of movement δ of the field of view on the document surface is equivalent to 1/4 or less of 1 bit. In order to make the size smaller than 20.8μ×1/β, the imaging magnification β=−0.8 (×0.8 inverted reduction imaging) and δ=△(1+1/0.8)≦26.0, that is, the imaging The amount of parallel eccentricity Δ of the lens (for example, 7 1 ) in the direction perpendicular to the optical axis must be 11.55 μ or less. Similarly, if the size on the document surface corresponding to the size of 1 bit of the solid-state sensor is 125 μ × 1/β, then the amount of movement δ of the field of view on the document surface is 1/4 of 1 bit.
In order to make the size on the original surface equivalent to the following, that is, 31.25 μ × 1/β or less, as an inverted reduced image of 0.8 times, δ = △ (1 + 1 / 0.8) ≦ 39.06 μ, that is, the parallel eccentricity of the lens. △ must be 17.4μ or less.
As can be seen from the above, in order to obtain accurate image information with no jumps or overlaps in the original image, it is necessary to The amount of parallel eccentricity △ in the direction perpendicular to must be suppressed to 10μ to 20μ or less. However, the imaging lenses 7 1 , 7 2 , 7 3 ...
If the lens is made of a material that is relatively stable against temperature and humidity, such as glass, each lens must be manufactured separately and then assembled, and the solid-state sensors 9 1 , 9 2 , 9 3 must be assembled. ……
Performing high-precision alignment of 10 to 20 microns requires a lot of effort since there are a large number of lenses, and this becomes a factor that impedes mass production. Furthermore, if the imaging lenses 7 1 , 7 2 , 7 3 . . . are molded with plastic such as acrylic to integrate a plurality of lenses, the solid state sensors 9 1 , 9 2 , 9 3 . . .
Although the time required for alignment during assembly is greatly reduced, moldable optical plastics such as acrylic have large changes in size or refractive index depending on environmental conditions such as temperature and humidity. Therefore, the parallel eccentricity accuracy as shown earlier is
It is difficult to suppress the thickness to 10μ to 20μ or less. For example, looking at the expansion of acrylic due to heat, the linear thermal expansion coefficient is ~6×10 -5 cm/cm/℃, so
The amount of linear expansion of acrylic with a length of 200 mm is 480 μm, assuming that the amount of temperature change is 40 degrees (for example, 20 degrees Celsius ± 20 degrees). On the other hand, the coefficient of linear thermal expansion of silicon (Si) and glass (SiO 2 ), which are the substrates of solid-state sensors, is about an order of magnitude smaller than that of acrylic, so the amount of linear expansion is smaller under the same conditions as in the case of acrylic. , several tens of micrometers, and when the compound eye lens is integrated with acrylic, the amount of parallel eccentricity of the lens with respect to the sensor is several hundred micrometers at most, making it difficult to put it into practical use.
本発明は以上に述べたような、センサーと結像
系の厳しい位置合せ精度を満足し、かつ量産性に
適したコンパクトな読取装置を提供するものであ
る。 The present invention provides a compact reading device that satisfies the above-mentioned strict alignment accuracy of the sensor and the imaging system and is suitable for mass production.
本発明に係る読取装置に於いては、原稿の像を
センサー上に投影する複数個のゾーンプレートか
ら成る結像系が、前記原稿を載置する原稿台であ
る透明基板の原稿を載置する面と反対側の面に設
けられていることにより上記目的を達成せんとす
るものである。斯様な構成を取ることにより、原
稿台、ゾーンプレート基板、センサー基板の相互
の間隔設定を正確に行うために必要な部品の簡略
化ないしは組立時の省力化ができる。 In the reading device according to the present invention, the imaging system consisting of a plurality of zone plates that projects an image of the original onto the sensor places the original on a transparent substrate, which is the original platen on which the original is placed. The above object is achieved by being provided on the opposite side. By adopting such a configuration, it is possible to simplify the parts necessary for accurately setting the mutual spacing between the document table, the zone plate board, and the sensor board, or to save labor during assembly.
以下、図面を用いて本発明を詳述する際、フレ
ネルタイプのゾーンプレートを用いて説明する
が、本発明はガボアータイプのゾーンプレートで
も良いことは言うまでもない。 Hereinafter, when the present invention is described in detail with reference to the drawings, a Fresnel type zone plate will be used, but it goes without saying that the present invention may also be applied to a Gabor type zone plate.
第3図は、本発明に係る読取装置に結像系とし
て用いられるゾーンプレートを説明する為の図で
ある。第3図に於いて、13は原稿、141,1
42,143は原稿に描かれた書画の一部、151,
152,153は所謂ゾーンプレートと称せられる
結像光学系、161,162,163は原稿の書画
の一部141,142,143のそれぞれの像、1
71,172,173はアモルフアス・シリコンな
どで代表される薄膜センサーであり、18と19
はいずれもガラスのような光学的透明媒体であ
る。 FIG. 3 is a diagram for explaining a zone plate used as an imaging system in the reading device according to the present invention. In Figure 3, 13 is the manuscript, 14 1 , 1
4 2 , 14 3 are some of the calligraphy and paintings drawn on the manuscript, 15 1 ,
15 2 and 15 3 are imaging optical systems called zone plates; 16 1 , 16 2 , and 16 3 are images of portions 14 1 , 14 2 , and 14 3 of the calligraphy and painting of the manuscript;
7 1 , 17 2 , 17 3 are thin film sensors represented by amorphous silicon, etc. 18 and 19
Both are optically transparent media such as glass.
薄膜センサーは透明基板19の上に設けられて
おり、ゾーンプレートは透明基板18の上に設け
られている。第4図aはゾーンプレートの拡大図
であり、透明基板18の上にCrの金属膜21が
設けられた様子を示している。第4図bは、第4
図aを光軸22方向から見た図を示す。よく知ら
れているようにフレネル(あるいはソーレー)の
ゾーンブレートはレンズと同じように結像作用が
あり、第4図a,bで示すように光が透過する輪
帯と不透明な輪帯を交互に設け、rmとrm+1
(m=1,2,3……)を半径とする輪帯の寸法
を、rm=√×+で与えれば、焦点距離f
を持つレンズと同様の結像作用をもたらす。ここ
にλは光の波長である。第4図における各輪帯に
よつて回折される1次の回折光が焦点距離fの結
像作用をもたらす。ゾーンプレートは通常、所謂
色収差を少なくするために単色光あるいは準単色
光の光を用いる場合が多い。第4図aおよびbは
m=10の場合の例について示してあり、光を遮蔽
するための不透明膜21はCr等の金属膜を蒸着
することによつて得られる。ここで例えば、焦点
距離f=10mm、光の波長をλ=546.07nm(単色
光)とし、輪帯の数m=200とした場合について
考える。このとき最小円の半径はr1=0.07389mm
であり、最も外側の輪帯の半径はr200=1.04499mm
あるいはr199=1.020966mmとなる。即ち、最も外
側の輪帯の幅はr200−r199より2.4μである。このよ
うな輪帯状に不透明膜を設ける方法は、ICの製
作工程の一工程としてよく知られているフオトエ
ツチングにより可能であり、基板18の上に高精
度に多くのゾーンプレートを1度に設けることが
できる。一方、例えばアモルフアスシリコンなど
で代表される薄膜センサー171,172,173
……もゾーンプレートと同様のフオトエツチング
の手法によつて透明基板19の上に、所望のパタ
ーンで一体化して設けられており、薄膜センサー
171,172,173……とゾーンプレート15
1,152,153……の位置合せを10μ〜20μ以下
で行なうためには例えば薄膜センサー171,1
72,173……が設けられている透明基板19の
上、および、ゾーンプレート151,152,15
3……が設けられている透明基板18の上に同一
マスクから得られた位置合せのための基準パター
ンをフオトエツチングの手法により設けておけば
よい。これによつて、個々のセンサーに対し、
個々の結像素子を調整することが不要となり、一
体化されたセンサーに対して、一体化された結像
系を高い精度(例えば数μ以下)で位置合せする
ことが比較的容易に達成することができる。ま
た、結像系と、センサー双方の基板はガラスなど
の耐環境性に優れている材料から成り、更に結像
系とセンサー双方の基板が同一の材料の場合は熱
的な膨張量がセンサー、結像系双方等しいため温
度変化による伸縮が0ですなわち、結像系とセン
サー間の位置のズレは0となる。仮に、同一種類
のガラスでなくとも、熱的に膨張率がわずかなも
のを選定すれば、温度変化による伸縮で結像系と
センサー間の位置のズレを要求される精度(例え
ば20μ以下)におさえることができる。 The thin film sensor is provided on a transparent substrate 19, and the zone plate is provided on a transparent substrate 18. FIG. 4a is an enlarged view of the zone plate, showing a state in which a Cr metal film 21 is provided on the transparent substrate 18. Figure 4b shows the fourth
A view of figure a viewed from the optical axis 22 direction is shown. As is well known, a Fresnel (or Soret) zone plate has an imaging effect similar to a lens, and as shown in Figure 4 a and b, it alternates between a ring zone through which light passes and a ring zone that is opaque. and rm and rm+1
If the dimension of the ring zone whose radius is (m=1, 2, 3...) is given by rm=√×+, then the focal length f
Provides the same imaging effect as a lens with Here, λ is the wavelength of light. The first-order diffracted light diffracted by each ring zone in FIG. 4 provides an imaging effect with a focal length f. Zone plates usually use monochromatic or quasi-monochromatic light in order to reduce so-called chromatic aberration. FIGS. 4a and 4b show an example in which m=10, and the opaque film 21 for shielding light is obtained by depositing a metal film such as Cr. For example, consider the case where the focal length f=10 mm, the wavelength of light λ=546.07 nm (monochromatic light), and the number of annular zones m=200. At this time, the radius of the minimum circle is r 1 = 0.07389mm
and the radius of the outermost ring is r 200 = 1.04499mm
Or r 199 = 1.020966mm. That is, the width of the outermost ring zone is 2.4μ from r 200 −r 199 . This method of forming an opaque film in a ring shape is possible by photo etching, which is well known as a step in the IC manufacturing process, and allows many zone plates to be formed on the substrate 18 at once with high precision. be able to. On the other hand, thin film sensors such as amorphous silicon 17 1 , 17 2 , 17 3
... are integrally provided on the transparent substrate 19 in a desired pattern using the same photo-etching method as the zone plate, and the thin film sensors 17 1 , 17 2 , 17 3 ... and the zone plate 15
1 , 15 2 , 15 3 ..., for example, thin film sensors 17 1 , 1
7 2 , 17 3 . . . on the transparent substrate 19 and the zone plates 15 1 , 15 2 , 15
3. A reference pattern for alignment obtained from the same mask may be provided on the transparent substrate 18 on which . . . is provided by a photoetching method. This allows individual sensors to
There is no need to adjust individual imaging elements, and it is relatively easy to align the integrated imaging system with respect to the integrated sensor with high precision (e.g., less than a few microns). be able to. In addition, the substrates of both the imaging system and the sensor are made of a material with excellent environmental resistance such as glass, and if the substrates of both the imaging system and the sensor are made of the same material, the amount of thermal expansion will be greater than that of the sensor. Since both imaging systems are the same, expansion and contraction due to temperature changes is zero, that is, the positional deviation between the imaging system and the sensor is zero. Even if they are not the same type of glass, if you choose one with a small coefficient of thermal expansion, you can achieve the required accuracy (for example, less than 20 μ) in the positional deviation between the imaging system and the sensor due to expansion and contraction due to temperature changes. It can be suppressed.
第4図a,bに示した例は、中心からの輪帯に
ついて交互に不透明と透明域を設けた例であつ
た。これは所謂振幅型ゾーンプレートと称せら
れ、よく知られている。この場合、最小円の部分
が不透明な例を示したが、一般には最小円の部分
が透明であつて、外側へ順に不透明、透明を交互
に繰り返すものでもよい。また、ゾーンプレート
は、第5図a,bで示すように、全域で光を透過
するものの、中心からの輪帯について、交互に位
相がλ/2(λ:光の波長)だけ多くなるような
透明膜24が設けられている場合であつてもよ
い。これは所謂位相型ゾーンプレートと称せられ
よく知られている。第5図aにおいて、位相ずれ
を与える透明膜24の屈折率をnpとし、その厚
みをdpとする(np−1)dp=λ/2(λ:光の波
長)である。透明膜24の上に設けられた不透明
膜23はCrのような金属膜である。これはゾー
ンプレートの外側の面は結像に寄与しない無効な
領域であるため、原稿から来る迷光を遮断する目
的をもつている。 The example shown in FIGS. 4a and 4b is an example in which opaque and transparent areas are provided alternately in the annular zone from the center. This is called a so-called amplitude type zone plate and is well known. In this case, an example has been shown in which the smallest circle part is opaque, but generally the smallest circle part may be transparent, and opaque and transparent may be alternately repeated outward. In addition, as shown in Figure 5 a and b, although the zone plate transmits light over the entire area, the phase alternately increases by λ/2 (λ: wavelength of light) in the annular zones from the center. A transparent film 24 may be provided. This is called a so-called phase type zone plate and is well known. In FIG. 5a, the refractive index of the transparent film 24 providing a phase shift is np, and its thickness is dp (np-1)dp=λ/2 (λ: wavelength of light). The opaque film 23 provided on the transparent film 24 is a metal film such as Cr. This has the purpose of blocking stray light coming from the original, since the outer surface of the zone plate is an ineffective area that does not contribute to image formation.
以上述べたように、第4図a,bおよび第5図
a,bで示されるようなゾーンプレートを、結像
系151,152,153……として使用すれば、
センサー171,172,173……と結像系15
1,152,153……の厳しい位置合せ精度を満
足し、かつ量産性に適したコンパクトな原稿読取
装置を提供することができる。尚、第3図に於い
て、201,202,203,204は結像系152以
外の結像系によつて、例えば隣りの結像系151,
153を介して原稿の他の領域から光束がセンサ
ー162に入射してくる恐れがあるため、これを
除く目的をもつた遮光手段である。 As described above, if the zone plates shown in FIGS. 4a, b and 5a, b are used as the imaging systems 15 1 , 15 2 , 15 3 . . .
Sensors 17 1 , 17 2 , 17 3 ... and imaging system 15
It is possible to provide a compact document reading device that satisfies the strict positioning accuracy of 1 , 15 2 , 15 3 . . . and is suitable for mass production. In FIG. 3, 20 1 , 20 2 , 20 3 , and 20 4 are formed by imaging systems other than the imaging system 15 2 , for example, adjacent imaging systems 15 1 ,
Since there is a possibility that the light flux may enter the sensor 16 2 from other areas of the document via the document 15 3 , this is a light shielding means for the purpose of eliminating this.
第6図a,bは本発明に係る読取装置の一実施
例を示す図で、第6図aは矢印Aで示す如く原稿
の移動方向に平行な面を図示したものであり、第
6図bは原稿の移動方向に垂直な面を図示したも
のである。第6図aにおいて、26は原稿台兼ゾ
ーンプレート列28の基板である透明体、33は
センサー列、34はセンサーの基板、36Aおよ
び36Bは光源である。図に示すように、結像系
であるゾーンプレートは、原稿台を兼ねた透明体
である透明基板の原稿を載置する面と反対側の面
に設けられている。第6図bにおいて、27は原
稿、351,352,353は原稿27上に描かれ
た原稿書画、26は原稿台兼ゾーンプレート列2
8の基板である透明体、281,282,283は
各々351,352,353の書画の321,322,
323像を結ばせる機能を受け持つゾーンプレー
ト、311,312,313,314は所望の原稿領
域外の原稿からの光および、ゾーンプレートの回
折光のうち結像にあずかる回折次数の回折光以外
の光を遮光するための遮蔽板、331,332,3
33はセンサー、34はセンサーを設けるための
基板である。又、30は結像系28とセンサー3
31,332,333との間の位置決めをするため、
接着剤層29を介して、ゾーンプレートとセンサ
ーとを一体化させるべく設けられたスペーサー固
体である。ゾーンプレートとセンサーの位置合せ
は、基板26とスペーサー30およびセンサー基
板34をお互いに接着するとき、あらかじめ各板
に接着時の位置合せ用のマークをパターニングし
ておき、それらを基準にしてアライメント接着す
ればよい。 6a and 6b are diagrams showing an embodiment of the reading device according to the present invention, and FIG. 6a shows a plane parallel to the moving direction of the document as shown by arrow A; b shows a plane perpendicular to the moving direction of the document. In FIG. 6a, 26 is a transparent body which is the substrate of the document table and zone plate row 28, 33 is a sensor row, 34 is a sensor substrate, and 36A and 36B are light sources. As shown in the figure, the zone plate, which is an imaging system, is provided on the surface of a transparent substrate, which is a transparent body that also serves as a document table, on the opposite side to the surface on which the document is placed. In FIG. 6b, 27 is the original, 35 1 , 35 2 , 35 3 are the original calligraphy drawn on the original 27, and 26 is the original platen and zone plate row 2.
The transparent bodies 28 1 , 28 2 , 28 3 are the substrates 32 1 , 32 2 , 32 2 , 35 1 , 35 2 , 35 3 of the calligraphy and paintings of 35 1 , 35 2 , 35 3 , respectively.
32 3 The zone plates 31 1 , 31 2 , 31 3 , and 31 4 are in charge of the function of forming an image, and the zone plates 31 1 , 31 2 , 31 3 , and 31 4 focus on the light from the document outside the desired document area and the diffraction order of the zone plate's diffracted light that participates in image formation. Shielding plate for blocking light other than diffracted light, 33 1 , 33 2 , 3
3 3 is a sensor, and 34 is a substrate on which the sensor is provided. Further, 30 is an imaging system 28 and a sensor 3.
In order to position between 3 1 , 33 2 , and 33 3 ,
A spacer solid is provided to integrate the zone plate and the sensor via the adhesive layer 29. To align the zone plate and sensor, when bonding the substrate 26, spacer 30, and sensor substrate 34 to each other, pattern marks on each plate in advance for alignment during bonding, and perform alignment bonding using these marks as a reference. do it.
第6図に示す如く原稿台上にゾーンプレートが
設けられれば、ゾーンプレートと原稿間の距離は
原稿台の板厚であらかじめ設定しておけばよく、
第3図で示される例のような構成の場合に要求さ
れる。原稿面とゾーンプレート面の間隔を組立時
に調整したり、あるいは原稿台13とゾーンプレ
ートの基板18を厚みが正確に設定された中間体
を介して接着して一体化するということが不要に
なる。 If a zone plate is provided on the document table as shown in FIG. 6, the distance between the zone plate and the document can be set in advance by the plate thickness of the document table.
This is required in the case of a configuration such as the example shown in FIG. There is no need to adjust the distance between the document surface and the zone plate surface during assembly, or to integrate the document table 13 and the zone plate substrate 18 by adhering them via an intermediate whose thickness is accurately set. .
第7図a,bは本発明に係る読取装置の他の実
施例を示す図である。第7図に示す装置は、第6
図に示す装置と同様に、aは原稿の移動方向に平
行な面を、bは移動方向に垂直な面を示したもの
である。第7図aに於いて、36は原稿台兼ゾー
ンプレート列40の基板である透明体、46はセ
ンサー列、43はセンサーの基板、37Aおよび
37Bは光源である。第7図bにおいて、38は
原稿、391,392,393は原稿面に描かれた
原稿書画、36は原稿台兼ゾーンプレート列40
の基板である透明体、401,402,403は
各々391,392,393の書画の像471,47
2,473を結像させるゾーンプレート、441,
442,443,444および451,452,453,
454は所望の原稿領域外の原稿からの光および、
ゾーンプレートの回折光のうち結像に寄与する回
折次数の回折光以外の光を遮光するための遮蔽板
および遮蔽溝である。451,452,453,4
54は、センサーの基板43に設けられた遮光用
溝であり、ここで斜めから入射してくる光をカツ
トするようになつている。461,462,463
はセンサー、41は結像系40とセンサー461,
462,463との間の位置決めをするため、接着
剤層42を介して、ゾーンプレートとセンサーを
一体化させるべく設けられたスペーサーである。
ゾーンプレートとセンサーの間の位置決めは、第
6図の実施例と同様に、接着前に各々の基板・ス
ペーサー上にアライメント用基準マークを設けて
おけばよい。 FIGS. 7a and 7b are diagrams showing other embodiments of the reading device according to the present invention. The device shown in FIG.
Similar to the apparatus shown in the figure, a indicates a plane parallel to the moving direction of the document, and b indicates a plane perpendicular to the moving direction. In FIG. 7a, 36 is a transparent body serving as a substrate for the document table and zone plate row 40, 46 is a sensor row, 43 is a sensor substrate, and 37 A and 37 B are light sources. In FIG. 7b, 38 is a manuscript, 39 1 , 39 2 , 39 3 are manuscript drawings drawn on the manuscript surface, and 36 is a manuscript table/zone plate row 40
The transparent bodies 40 1 , 40 2 , 40 3 are the calligraphic images 47 1 , 47 of 39 1 , 39 2 , 39 3 respectively.
A zone plate for imaging 2 , 47 3 , 44 1 ,
44 2 , 44 3 , 44 4 and 45 1 , 45 2 , 45 3 ,
45 4 is the light from the original outside the desired original area and
These are a shielding plate and a shielding groove for shielding light other than diffracted light of a diffraction order that contributes to image formation among the diffracted light of the zone plate. 45 1 , 45 2 , 45 3 , 4
5 4 is a light-shielding groove provided in the sensor substrate 43, and is designed to block light incident obliquely here. 46 1 , 46 2 , 46 3
is a sensor, 41 is an imaging system 40 and a sensor 46 1 ,
This is a spacer provided to integrate the zone plate and the sensor via the adhesive layer 42 in order to position the zone plate and the sensor 46 2 and 46 3 .
The positioning between the zone plate and the sensor can be achieved by providing alignment reference marks on each substrate and spacer before adhesion, as in the embodiment shown in FIG.
以上の実施例に於いてセンサーはアモルフアス
シリコンなどの薄膜センサーの他に、一般には
CCD等の固体センサーであつてもよい。また、
上記のいずれの実施例に於いてもゾーンプレート
は第4図のような所謂振幅型のゾーンプレートで
あつても、第5図で示した位相型のゾーンプレー
トであつてもよい。いずれの場合もゾーンプレー
トの有効開口面以外の面は金属膜等の不透明膜が
設けられている。 In the above embodiments, the sensor is generally a thin film sensor such as amorphous silicon.
It may also be a solid state sensor such as a CCD. Also,
In any of the above embodiments, the zone plate may be a so-called amplitude type zone plate as shown in FIG. 4, or a phase type zone plate shown in FIG. 5. In either case, an opaque film such as a metal film is provided on the surface of the zone plate other than the effective opening surface.
以上説明したように、本発明は1列の情報とし
て読みとられるべき原稿画像情報を複数個のゾー
ンプレートで構成される結像系により分担して読
みとらせる方式の原稿読取り装置(例えばフアク
シミリ等)に関し、ゾーンプレートから成る結像
系の設けられる基板と原稿台とを同一とすること
により、コンパクトで、量産性に適した装置が得
られるものである。 As explained above, the present invention provides a document reading device (for example, a facsimile machine, ), by making the substrate on which the imaging system consisting of the zone plate is installed and the document table the same, a compact device suitable for mass production can be obtained.
第1図及び第2図は従来の読取装置を説明する
図、第3図、第4図a,b及び第5図a,bは
各々本発明の読取装置に光学系として適用するゾ
ーンプレートを説明する為の図、第6図a,b及
び第7図a,bは各々本発明に係る読取装置の一
実施例を示す図。
26……原稿台、27……原稿、281,28
2,283……ゾーンプレート、29……接着剤
層、30……スペーサー、311,312,313,
314……遮光板、331,332,333……セン
サー、34……基板。
1 and 2 are diagrams explaining a conventional reading device, and FIGS. 3, 4 a, b, and 5 a, b each show a zone plate applied as an optical system to the reading device of the present invention. The figures for explanation, FIGS. 6a and 6b and FIGS. 7a and 7b, each show an embodiment of the reading device according to the present invention. 26...Original table, 27...Original, 28 1 , 28
2 , 28 3 ... Zone plate, 29 ... Adhesive layer, 30 ... Spacer, 31 1 , 31 2 , 31 3 ,
31 4 ... light shielding plate, 33 1 , 33 2 , 33 3 ... sensor, 34 ... board.
Claims (1)
ーンプレートから成る結像系が、前記原稿を載置
する原稿台である透明基板の原稿を載置する面と
反対側の面に設けられている事を特徴とする読取
装置。1. An imaging system consisting of a plurality of zone plates that projects an image of the original onto a sensor is provided on a surface of a transparent substrate, which is a document table on which the original is placed, opposite to the surface on which the original is placed. A reading device characterized by:
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56094646A JPS57210772A (en) | 1981-06-19 | 1981-06-19 | Reading device |
| US06/309,380 US4539482A (en) | 1980-10-09 | 1981-10-07 | Reading apparatus |
| DE19813140217 DE3140217A1 (en) | 1980-10-09 | 1981-10-09 | "READER" |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56094646A JPS57210772A (en) | 1981-06-19 | 1981-06-19 | Reading device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57210772A JPS57210772A (en) | 1982-12-24 |
| JPH0221713B2 true JPH0221713B2 (en) | 1990-05-15 |
Family
ID=14116015
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56094646A Granted JPS57210772A (en) | 1980-10-09 | 1981-06-19 | Reading device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS57210772A (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2568434B2 (en) * | 1989-01-06 | 1997-01-08 | シャープ株式会社 | Image reading device |
-
1981
- 1981-06-19 JP JP56094646A patent/JPS57210772A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57210772A (en) | 1982-12-24 |
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