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JP2004349964A - Illuminator and image input apparatus - Google Patents

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JP2004349964A
JP2004349964A JP2003143827A JP2003143827A JP2004349964A JP 2004349964 A JP2004349964 A JP 2004349964A JP 2003143827 A JP2003143827 A JP 2003143827A JP 2003143827 A JP2003143827 A JP 2003143827A JP 2004349964 A JP2004349964 A JP 2004349964A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
infrared
red
component
emitting element
Prior art date
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Pending
Application number
JP2003143827A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Nobuhiro Fujinawa
展宏 藤縄
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Nikon Corp filed Critical Nikon Corp
Priority to JP2003143827A priority Critical patent/JP2004349964A/en
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a compact illuminator and an image input unit having the illuminator which uses only light containing visual components for the illumination, even if the light contains IR components, and also uses defect-correcting light containing IR components for the illumination. <P>SOLUTION: A light emitter having first light emitting elements for emitting light containing visual components and IR components, and second light emitting elements for emitting light containing IR components only. The first and the second light emitting elements are arranged in different rows on a board. The light emitter has an optical element having a first surface which transmits either of light containing visual components or light containing IR components and reflects the other, and a second surface which reflects the light transmitted through the first surface. The first and the second light emitting elements of the light emitter and the first and the second surfaces of the optical element are so disposed as to guide the light containing the visual components emitted from the first light emitting element and the light emitted from the second light emitting element out of the light reflected from the first surface and the light from the second surface to a common optical path. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、原稿を照明する照明装置、その照明装置を備えた画像入力装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、透過原稿(フィルム原稿)の画像を光学的に読み取る画像入力装置がある。このような画像入力装置には、モノクロ1ラインセンサを備え、光源側で、赤色(R)、緑色(G)、青色(B)各色の点光源を切り換えるものがある。そして、RGBに加えて、欠陥補正(ゴミ傷補正)を行うための赤外(I)の光源を備えたものもある。このような画像入力装置では、照明装置の小型化のため、前述した点光源を複数列に配置し、点光源からの光を選択的に反射および透過させる光学素子を設けたものが知られている(例えば、特許文献1参照)。
【0003】
前述した画像入力装置では、図7Aに示すような分光特性を示す各色の発光ダイオード(Light−Emitting Diode、以下「LED」と称する)が光源として用いられている。赤色の光源としては、一般に、660nm近傍にピークを持つ赤色LEDが用いられている。しかし、この赤色LEDは、色再現性が好ましくないため、より色再現性の良い赤色LEDを用いることが求められている。より色再現性の良い赤色LEDとは、図7Bに示すように、630nm近傍にピークを持つ赤色LEDである。
【0004】
【特許文献1】
特開平10−322519号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、この赤色LEDは、630nm近傍のピークの他に、図7Bの矢印aで示すように、830〜880nm近傍に弱いピークを示す。これは、この赤色LEDが発光する光が、赤外成分の光を含んでいることを示す。この赤外成分の光は、原稿を透過する際に減衰せず、CCD(charge‐coupled device)などの撮像素子に到達して、信号として出力されてしまうので、原稿の黒の部分が黒として読み取られず、赤みがかった画像が得られてしまう。
【0006】
このような問題を回避するには、赤外成分の光が原稿や撮像素子に到達しないように、除去すればよい。ところが、赤外カットフィルタなどを配置して赤外成分の光を除去してしまうと、前述した欠陥補正のための赤外成分の光も除去されてしまい、欠陥補正を行うことができなくなってしまう。そこで、赤外成分のみを含む光を発光する光源と可視成分の光を発光する光源とを別々に配置するか切換可能に配置し、可視成分(特に赤色成分)の光の部分にだけ赤外カットフィルタがかかるようにすれば、欠陥補正のための赤外成分の光は除去されない。ただし、このような配置を行うことにより、構成が複雑化し、結果として装置全体が大型化してしまうという問題がある。
【0007】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、可視成分の光とともに赤外成分の光が含まれる場合でも、可視成分の光のみを照明に用いることができ、かつ、欠陥補正のための赤外成分の光も照明に用いることができる小型の照明装置、その照明装置を備えた画像入力装置を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
請求項1に記載の照明装置は、可視成分と赤外成分とを含む光を発光する第1の発光素子と、赤外成分のみを含む光を発光する第2の発光素子とを有し、前記第1の発光素子と前記第2の発光素子とが基板上の異なる列に配置された発光部と、前記第1の発光素子から発光される前記可視成分の光と前記赤外成分の光との何れか一方を透過し、他方を反射する第1の面と、前記第1の面を透過した光を反射する第2の面とを有する光学素子とを備え、前記発光部の前記第1の発光素子および前記第2の発光素子と、前記光学素子の前記第1の面および前記第2の面とは、前記第1の面と前記第2の面とから反射された光のうち、前記第1の発光素子から発光された前記可視成分の光と前記第2の発光素子から発光された光とが、共通光路に導かれるように配置されることを特徴とする。
【0009】
請求項2に記載の照明装置は、請求項1に記載の照明装置において、前記第1の発光素子から発光される前記可視成分の光は少なくとも赤色成分の光を含むことを特徴とする。
請求項3に記載の画像入力装置は、請求項1または請求項2に記載の照明装置と、前記照明装置による照明光を集光し、原稿に対して照射する集光光学系と、前記原稿の画像を読み取り、画像データを得る画像読取部とを備えたことを特徴とする。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて、本発明の実施形態について詳細に説明する。なお、以下では本発明の画像入力装置の一例として、フィルム原稿に写し込まれている画像を透過照明によって読み取る画像読取装置を用いて説明を行う。
図1は、本実施形態の画像読取装置の構成を示すブロック図である。
【0011】
画像読取装置1は、図1に示すように、スキャナ本体2とフィルム原稿3を保持するアダプタ4とで構成される。アダプタ4は、スキャナ本体2に対して着脱可能であり、スキャナ本体2のスロット部5に差し込まれることによりスキャナ本体2に装着される。
スキャナ本体2内には、図1に示すように、光学ブロック6とモータ7と制御部8とが設けられている。
【0012】
光学ブロック6は、上記したスロット部5の上方に配置された照明部9と、スロット部5の下方に配置されたレンズ10、ラインCCD11とで構成されている。
照明部9は、RGBI各色のLEDで構成され、制御部8からの指示に応じて順次点灯あるいは消灯される。
【0013】
照明部9からの照明光は、図1においてx方向(主走査方向)に沿った線状の光である。このため、照明部9からの照明光の光路とフィルム原稿3とは、x方向に沿った所定ライン(以下「読み取りライン12」と称する)で交叉することになる。
レンズ10は、読み取りライン12を介してフィルム原稿3の下方へ導かれた線状の光をラインCCD11の撮像面に結像する。
【0014】
ラインCCD11は、複数の画素がx方向に一次元配列されたイメージセンサであり、各画素において入射光に応じた電荷を蓄積する。そして、ラインCCD11は各画素に蓄積された電荷をアナログ信号として制御部8に出力する。
モータ7は、制御部8からの指示に基づいて、光学ブロック6をy方向(副走査方向)に微細な間隔でステップ移動させる。モータ7によって光学ブロック6がy方向に移動されると、上記の読み取りライン12もy方向に移動する。
【0015】
制御部8は、モータ7、照明部9、ラインCCD11を制御するとともに、ラインCCD11から出力されたアナログ画像信号に対して増幅などの信号処理、A/D変換処理を施して、1ライン分のディジタル画像データを得る。
また、制御部8は、不図示の外部インターフェイスを備え、本発明の画像読取装置1を外部のホストコンピュータ13に接続する。
【0016】
なお、ホストコンピュータ13には、プリスキャンおよび本スキャン実行の指示などのユーザ操作を受付けるキーボードなどの操作部(不図示)も備えられる。
以下、本発明の特徴である照明部9について詳細に説明する。
照明部9は、図2に示すように、光源部30、コンデンサレンズ31、ミラー32を備える。光源部30から射出された光は、コンデンサレンズ31により集光され、ミラー32により下方に導かれ、フィルム原稿3に照射される。
【0017】
図3Aは、光源部30を、図2中の矢印bの方向から見た図であり、図3Bは、光源部30を図2と同じ方向から見た拡大図である。
光源部30は、図3Aに示すように、金属平板33、赤色LED34,35、緑色LED36,37、青色LED38,39、赤外LED40,41を備える。さらに、光源部30は、図3Bに示すように、光学素子42、拡散板43を備える。
【0018】
赤色LED34,35は、図7Bに示す分光特性の赤色LEDであり、630nmの他に830〜880nm近傍に弱いピークを示す。630nmのピークは赤色成分の光を示し、830〜880nm近傍のピークは赤外成分の光を示す。すなわち、赤色LED34,35は、可視成分と赤外成分とを含む光を発光する発光素子である。以下では、この赤外成分の光を「赤色LED由来の赤外光」と称する。また、赤外LED40,41は、赤外成分のみを含む光を発光する発光素子である。
【0019】
金属平板33上には、点光源であるLEDが2列に配置されている。第1の列には、赤色LED34,35と緑色LED36,37とが、赤色LED34、緑色LED36、緑色LED37、赤色LED35の順に配置されている。また、第2の列には、青色LED38,39と赤外LED40,41とが、青色LED38、赤外LED40、赤外LED41、青色LED39の順に配置されている。
【0020】
ここで、赤色LED由来の赤外光を発光する赤色LED34,35と赤外LED40,41とは金属平板33上の異なる列に配置されている。
また、光学素子42は、金属平板33に対して45度の角度を持つように配置される。光学素子42は、平板ガラス状の部品であり、LED側の第1の面には、赤色成分の光と緑色成分の光とを反射するダイクロイックミラーである赤緑反射ミラー44が形成されている。また、LEDの反対側の第2の面には、通常の全反射ミラー45が形成されている。
【0021】
赤緑反射ミラー44は、図4に示すように、500〜750nm近傍の光のみを反射する。そのため、赤緑反射ミラー44に照射された光のうち、赤色成分の光と緑色成分の光とが反射され、その他の光は透過する。
金属平板33上の各LEDから発光された光は、光学素子42に入射し、光学素子42から射出した光は、拡散板43を透過して、前述したコンデンサレンズ31に導かれる。
【0022】
なお、赤色LED34,35は、請求項の「第1の発光素子」に対応し、赤外LED40,41は、請求項の「第2の発光素子」に対応する。また、金属平板33は、請求項の「基板」に対応し、制御部8、LED34〜41は、請求項の「発光部」に対応する。また、第1の列および第2の列は、請求項の「異なる列」に対応する。また、赤緑反射ミラー44は、請求項の「第1の面」に対応し、全反射ミラー45は、請求項の「第2の面」に対応する。
【0023】
また、赤色LED由来の赤外光は、請求項の「第1の発光素子から発光された赤外成分の光」に対応する。また、光学素子42は、請求項の「光学素子」に対応し、光源部30、制御部8は、請求項の「照明装置」に対応する。さらに、コンデンサレンズ31、ミラー32は、請求項の「集光光学系」に対応し、モータ7、レンズ10、ラインCCD11、制御部8は、請求項の「画像読取部」に対応する。
【0024】
第1の列の赤色LED34,35と緑色LED36,37とから発光される光のうち、赤色LED由来の赤外光を除く光(赤色LED34,35から発光される赤色成分の光および緑色LED36,37から発光される光)は、光学素子42の第1の面の赤緑反射ミラー44により反射される。また、第2の列の青色LED38,39と赤外LED40,41とから発光される光は、光学素子42の第1の面の赤緑反射ミラー44には反射されずに、これを透過し、屈折して光学素子42の内部に進行する。そして、光学素子42の第2の面の全反射ミラー45により反射されて、再び第1の面の赤緑反射ミラー44で屈折し、光学素子42の外に射出される。
【0025】
さらに、前述した金属平板33上のLEDの第1の列および第2の列の間隔と、前述した光学素子42の厚み(第1の面の赤緑反射ミラー44と第2の面の全反射ミラー45との間隔)とは、以上説明した赤色LED34,35と緑色LED36,37とから発光される光のうち赤色LED由来の赤外光を除く光と、青色LED38,39と赤外LED40,41とから発光される光とが、共通光路46に導かれるように配置されている。なお、共通光路46に導くために、光学素子42の屈折率を変化させても良い。
【0026】
一方、赤色LED由来の赤外光は、光学素子42の第1の面の赤緑反射ミラー44には反射されずに、これを透過し、屈折して光学素子42の内部に進行する。そして、光学素子42の第2の面の全反射ミラー45により反射されて、再び第1の面の赤緑反射ミラー44で屈折し、光学素子42の外に射出される。このとき、赤色LED由来の赤外光は、図3Bの破線で示した光路47に導かれる。
【0027】
すなわち、赤色LED由来の赤外光を除く光学素子42からの光は、共通光路46に導かれ、赤色LED由来の赤外光は、光路47に導かれる。この2つの光路(46,47)は互いに平行になる。そして、図2に示すように、2つの光路は平行のままコンデンサレンズ31で集光され、ミラー32を介して、フィルム原稿3に照射される。
【0028】
このとき、赤色LED由来の赤外光は、共通光路46からずれた光路47を通過するため、コンデンサレンズ31で屈折して角度がつき、フィルム原稿3上の読み取りライン12から離れた位置に到達する。
どの程度離れた位置に到達するかは、光学素子42から射出される際の共通光路46と赤色LED由来の赤外光の光路47とがどれだけ離れているかによって決まる。共通光路46と光路47とがどれだけ離れるかは、LEDを2列に配置する際の間隔、光学素子42の厚み、屈折率によって決まる。
【0029】
前述したように、赤色LED由来の赤外光は、フィルム原稿3上の読み取りライン12から離れた位置に到達する。そのため、ラインCCD11により読み取られる1ライン分の領域を照明している箇所(読み取りライン12)には、赤色LED由来の赤外光は照射されないので、実質的にラインCCD11に読み取られることはない。そのため、赤色LED34,35により発光される光のうち、赤色成分の光のみを照明に利用することができる。
【0030】
一方、ゴミ傷補正用の赤外LED40,41から発光される赤外成分の光は、共通光路46を通過して、フィルム原稿3上の読み取りライン12に照射される。そのため、ラインCCD11により読み取りが行われ、ゴミ傷補正を行うことができる。
以上説明したように、本実施形態によれば、可視成分と赤外成分とを含む光を発光する第1の発光素子(赤色LED34,35)と赤外成分のみを含む光を発光する第2の発光素子(赤外LED40,41)とを金属平板33上の異なる列に配置し、赤色LED34,35から発光される赤外成分の光を透過し、可視成分の光(赤色成分の光)を反射する第1の面(赤緑反射ミラー44)と、第1の面を透過した光を反射する第2の面(全反射ミラー45)を有する光学素子42を備え、赤色LED34,35および赤外LED40,41と、赤緑反射ミラー44および全反射ミラー45とは、光学素子42から射出した光のうち、赤色LED34,35から発光された赤外成分の光を除く光が、共通光路46に導かれるように配置される。
【0031】
そのため、簡単な構成で、可視成分の光とともに赤外成分の光が含まれる場合でも、可視成分の光のみを照明に用いることができる。さらに、可視成分の光とともに含まれる赤外成分の光の他に、欠陥補正のための赤外成分の光も照明に用いることができる。また、620〜630nm近傍のピークの他に、830〜880nm近傍に弱いピークを示す色再現性の良い赤色LEDを使用することが可能になり、より好ましい色再現の画像を得ることができる。
【0032】
また、本実施形態によれば、各色のLEDを2列に配置することにより、装置の小型化が可能であり、さらに、新たな部材(赤外カットフィルタ、光源切換機構など)を必要としないため、装置全体のさらなる小型化が可能である。
なお、本実施形態では、光学素子42の第1の面に赤緑反射ミラー44が形成され、第2の面に全反射ミラー45が形成される例を示した。しかし、第1の面が、第1の発光素子である赤色LEDから発光される可視光成分(赤色成分)と赤外成分との何れか一方を透過して他方を反射し、第2の面が、第1の面を透過する光を反射するのであれば、光学素子42は、どのような構成であっても良い。例えば、図5Aおよび図5Bに示すような構成であっても良い。
【0033】
図5Aに示すように、金属平板53上に、第1の列には、青色LED54、赤外色LED56、赤外色LED57、青色LED55の順にLEDが配置されている。また、第2の列には、赤色LED58、緑色LED60、緑色LED61、赤色LED59の順にLEDが配置されている。なお、赤色LED58,59は、図7Bに示す分光特性の赤色LEDであり、赤色LED由来の赤外光を含む。
【0034】
また、光学素子62は、金属平板53側の第1の面には、青色成分の光と赤外成分の光とを反射するダイクロイックミラーである青/赤外反射ミラー64が形成されている。また、金属平板53の反対側の第2の面には、通常の全反射ミラー65が形成されている。
青/赤外反射ミラー64は、図6に示すように、500nm以下と720nm近傍以上の光のみを反射する。そのため、青/赤外反射ミラー64に照射された光のうち、青色成分の光と赤外成分の光とが反射され、その他の光は透過する。
【0035】
したがって、光学素子62に照射される光のうち、赤色LED由来の赤外光を除く光は、共通光路66に導かれる。一方、赤色LED由来の赤外光は、共通光路66からずれた光路67に導かれるので、図3Aおよび図3Bで説明した構成の場合と同様の効果が得られる。
【0036】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、可視成分の光とともに赤外成分の光が含まれる場合でも、可視成分の光のみを照明に用いることができ、かつ、欠陥補正のための赤外成分の光も照明することができる小型の照明装置、その照明装置を備えた画像入力装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施形態の画像読取装置の機能ブロック図である。
【図2】本実施形態の画像読取装置の照明部の構成図である。
【図3】本実施形態の画像読取装置の照明部について説明する図である。
【図4】赤緑反射ミラーの反射特性を示すグラフである。
【図5】本実施形態の画像読取装置の照明部について説明する図である。
【図6】青/赤外反射ミラーの反射特性を示すグラフである。
【図7】赤色LEDの特性について説明する図である。
【符号の説明】
1 画像読取装置
2 スキャナ本体
3 フィルム原稿
4 アダプタ
5 スロット部
6 光学ブロック
7 モータ
8 制御部
9 照明部
10 レンズ
11 ラインCCD
12 読み取りライン
13 ホストコンピュータ
30 光源部
31 コンデンサレンズ
32 ミラー
33,53 金属平板
34,35,58,59 赤色LED
36,37,60,61 緑色LED
38,39,54,55 青色LED
40,41,56,57 赤外LED
42,62 光学素子
43,63 拡散板
44 赤緑反射ミラー
45,65 全反射ミラー
46,66 共通光路
47,67 光路
64 青/赤外反射ミラー
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an illumination device for illuminating a document, and an image input device provided with the illumination device.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, there is an image input device that optically reads an image of a transparent original (film original). Some of such image input devices include a monochrome one-line sensor and switch point light sources of red (R), green (G), and blue (B) on the light source side. In addition to the RGB, some include an infrared (I) light source for performing defect correction (dust / dust damage correction). In such an image input device, there has been known an image input device in which the above-mentioned point light sources are arranged in a plurality of rows and an optical element for selectively reflecting and transmitting light from the point light sources is provided in order to reduce the size of the illumination device. (For example, see Patent Document 1).
[0003]
In the above-described image input device, light-emitting diodes (Light-Emitting Diodes, hereinafter referred to as “LEDs”) of each color exhibiting spectral characteristics as shown in FIG. 7A are used as light sources. As a red light source, a red LED having a peak near 660 nm is generally used. However, since this red LED has poor color reproducibility, it is required to use a red LED having better color reproducibility. A red LED having better color reproducibility is a red LED having a peak near 630 nm as shown in FIG. 7B.
[0004]
[Patent Document 1]
JP-A-10-322519 [0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in addition to the peak near 630 nm, this red LED shows a weak peak near 830 to 880 nm as shown by an arrow a in FIG. 7B. This indicates that the light emitted by the red LED includes light of the infrared component. The light of the infrared component does not attenuate when transmitting through the original, reaches an image sensor such as a charge-coupled device (CCD), and is output as a signal. The image is not read and a reddish image is obtained.
[0006]
In order to avoid such a problem, the infrared component light may be removed so as not to reach the original or the image sensor. However, if an infrared cut filter or the like is arranged to remove infrared component light, the infrared component light for defect correction described above is also removed, and defect correction cannot be performed. I will. Therefore, a light source that emits light containing only the infrared component and a light source that emits light of the visible component are separately arranged or switchably arranged, and only the portion of the visible component (particularly the red component) that emits infrared light is used. If the cut filter is used, the light of the infrared component for defect correction is not removed. However, there is a problem in that such an arrangement complicates the configuration and consequently increases the size of the entire apparatus.
[0007]
The present invention has been made in view of the above problems, and even when the infrared component light is included together with the visible component light, only the visible component light can be used for illumination, and for correcting defects. It is an object of the present invention to provide a small-sized lighting device that can also use light of the infrared component for illumination, and an image input device equipped with the lighting device.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The lighting device according to claim 1 has a first light emitting element that emits light including a visible component and an infrared component, and a second light emitting element that emits light including only an infrared component, A light-emitting unit in which the first light-emitting element and the second light-emitting element are arranged in different rows on a substrate; light of the visible component and light of the infrared component emitted from the first light-emitting element An optical element having a first surface that transmits any one of the above, and reflects the other, and a second surface that reflects the light transmitted through the first surface. 1 light-emitting element and the second light-emitting element, and the first surface and the second surface of the optical element, among light reflected from the first surface and the second surface. The light of the visible component emitted from the first light emitting element and the light emitted from the second light emitting element are guided to a common optical path. Characterized in that it is arranged to be.
[0009]
The lighting device according to claim 2 is the lighting device according to claim 1, wherein the visible component light emitted from the first light emitting element includes at least a red component light.
An image input device according to claim 3, wherein the illumination device according to claim 1 or 2, a condensing optical system that collects illumination light from the illumination device and irradiates the original with the illumination device, And an image reading unit that reads the image of the image data and obtains image data.
[0010]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Hereinafter, as an example of the image input apparatus of the present invention, an image reading apparatus that reads an image printed on a film document by transmitted illumination will be described.
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of the image reading apparatus according to the present embodiment.
[0011]
As shown in FIG. 1, the image reading device 1 includes a scanner main body 2 and an adapter 4 for holding a film original 3. The adapter 4 is detachable from the scanner main body 2 and is attached to the scanner main body 2 by being inserted into the slot 5 of the scanner main body 2.
As shown in FIG. 1, an optical block 6, a motor 7, and a control unit 8 are provided in the scanner main body 2.
[0012]
The optical block 6 includes an illumination unit 9 disposed above the slot unit 5 described above, a lens 10 disposed below the slot unit 5, and a line CCD 11.
The illumination unit 9 is configured by LEDs of each of RGBI colors, and is sequentially turned on or off according to an instruction from the control unit 8.
[0013]
The illumination light from the illumination unit 9 is a linear light along the x direction (main scanning direction) in FIG. For this reason, the optical path of the illumination light from the illumination unit 9 and the film original 3 intersect at a predetermined line (hereinafter, referred to as a “read line 12”) along the x direction.
The lens 10 forms a linear light guided below the film original 3 via the reading line 12 on the imaging surface of the line CCD 11.
[0014]
The line CCD 11 is an image sensor in which a plurality of pixels are arranged one-dimensionally in the x direction, and accumulates charges corresponding to incident light in each pixel. Then, the line CCD 11 outputs the charge accumulated in each pixel to the control unit 8 as an analog signal.
The motor 7 moves the optical block 6 stepwise at fine intervals in the y-direction (sub-scanning direction) based on an instruction from the control unit 8. When the optical block 6 is moved in the y direction by the motor 7, the read line 12 also moves in the y direction.
[0015]
The control unit 8 controls the motor 7, the illumination unit 9, and the line CCD 11, and performs signal processing such as amplification and A / D conversion on the analog image signal output from the line CCD 11. Obtain digital image data.
The control unit 8 includes an external interface (not shown), and connects the image reading device 1 of the present invention to an external host computer 13.
[0016]
Note that the host computer 13 is also provided with an operation unit (not shown) such as a keyboard that receives a user operation such as an instruction to execute prescan and main scan.
Hereinafter, the lighting unit 9 which is a feature of the present invention will be described in detail.
The illumination unit 9 includes a light source unit 30, a condenser lens 31, and a mirror 32, as shown in FIG. The light emitted from the light source unit 30 is condensed by the condenser lens 31, guided downward by the mirror 32, and irradiated on the film original 3.
[0017]
FIG. 3A is a diagram of the light source unit 30 viewed from the direction of the arrow b in FIG. 2, and FIG. 3B is an enlarged view of the light source unit 30 viewed from the same direction as FIG.
As shown in FIG. 3A, the light source unit 30 includes a metal flat plate 33, red LEDs 34 and 35, green LEDs 36 and 37, blue LEDs 38 and 39, and infrared LEDs 40 and 41. Further, as shown in FIG. 3B, the light source unit 30 includes an optical element 42 and a diffusion plate 43.
[0018]
The red LEDs 34 and 35 are red LEDs having the spectral characteristics shown in FIG. 7B, and exhibit weak peaks near 830 to 880 nm in addition to 630 nm. A peak at 630 nm indicates red component light, and a peak near 830 to 880 nm indicates infrared component light. That is, the red LEDs 34 and 35 are light-emitting elements that emit light including a visible component and an infrared component. Hereinafter, this infrared component light is referred to as “infrared light derived from the red LED”. The infrared LEDs 40 and 41 are light-emitting elements that emit light containing only infrared components.
[0019]
LEDs serving as point light sources are arranged in two rows on the metal plate 33. In the first column, red LEDs 34 and 35 and green LEDs 36 and 37 are arranged in the order of red LED 34, green LED 36, green LED 37, and red LED 35. In the second column, blue LEDs 38 and 39 and infrared LEDs 40 and 41 are arranged in the order of blue LED 38, infrared LED 40, infrared LED 41, and blue LED 39.
[0020]
Here, the red LEDs 34 and 35 that emit infrared light derived from the red LEDs and the infrared LEDs 40 and 41 are arranged in different rows on the metal flat plate 33.
The optical element 42 is arranged so as to have an angle of 45 degrees with respect to the flat metal plate 33. The optical element 42 is a flat glass component, and a red-green reflecting mirror 44 which is a dichroic mirror that reflects red component light and green component light is formed on the first surface on the LED side. . A normal total reflection mirror 45 is formed on the second surface opposite to the LED.
[0021]
As shown in FIG. 4, the red-green reflecting mirror 44 reflects only light near 500 to 750 nm. Therefore, of the light applied to the red-green reflecting mirror 44, the red component light and the green component light are reflected, and the other light is transmitted.
Light emitted from each LED on the metal flat plate 33 enters the optical element 42, and light emitted from the optical element 42 passes through the diffusion plate 43 and is guided to the condenser lens 31 described above.
[0022]
The red LEDs 34 and 35 correspond to the “first light emitting element” in the claims, and the infrared LEDs 40 and 41 correspond to the “second light emitting elements” in the claim. The metal flat plate 33 corresponds to a “substrate” in the claims, and the control unit 8 and the LEDs 34 to 41 correspond to a “light emitting unit” in the claims. Further, the first column and the second column correspond to “different columns” in the claims. The red-green reflecting mirror 44 corresponds to a “first surface” in the claims, and the total reflection mirror 45 corresponds to a “second surface” in the claims.
[0023]
In addition, the infrared light derived from the red LED corresponds to the claim “light of an infrared component emitted from the first light emitting element”. The optical element 42 corresponds to “optical element” in the claims, and the light source unit 30 and the control unit 8 correspond to “illumination device” in the claims. Furthermore, the condenser lens 31 and the mirror 32 correspond to a “light collecting optical system” in the claims, and the motor 7, the lens 10, the line CCD 11, and the control unit 8 correspond to an “image reading unit” in the claims.
[0024]
Of the light emitted from the red LEDs 34 and 35 and the green LEDs 36 and 37 in the first row, the light excluding the infrared light derived from the red LED (the red component light emitted from the red LEDs 34 and 35 and the green LED 36 37) is reflected by the red-green reflecting mirror 44 on the first surface of the optical element 42. The light emitted from the blue LEDs 38 and 39 and the infrared LEDs 40 and 41 in the second row is not reflected by the red-green reflecting mirror 44 on the first surface of the optical element 42 but passes through it. , Refracted and proceed inside the optical element 42. Then, the light is reflected by the total reflection mirror 45 on the second surface of the optical element 42, refracted again by the red-green reflection mirror 44 on the first surface, and emitted outside the optical element 42.
[0025]
Further, the distance between the first and second rows of LEDs on the metal flat plate 33 and the thickness of the optical element 42 (the red-green reflecting mirror 44 on the first surface and the total reflection on the second surface). The interval between the mirror 45 and the red LED 34 and 35 and the green LED 36 and 37 excluding the infrared light derived from the red LED, the blue LED 38 and 39 and the infrared LED 40, 41 and the light emitted from the common light path 46 are guided to the common optical path 46. Note that the refractive index of the optical element 42 may be changed to guide the light to the common optical path 46.
[0026]
On the other hand, the infrared light originating from the red LED is not reflected by the red-green reflecting mirror 44 on the first surface of the optical element 42, passes through it, is refracted, and proceeds inside the optical element 42. Then, the light is reflected by the total reflection mirror 45 on the second surface of the optical element 42, refracted again by the red-green reflection mirror 44 on the first surface, and emitted outside the optical element 42. At this time, the infrared light derived from the red LED is guided to the optical path 47 shown by the broken line in FIG. 3B.
[0027]
That is, the light from the optical element 42 excluding the infrared light derived from the red LED is guided to the common optical path 46, and the infrared light derived from the red LED is guided to the optical path 47. The two optical paths (46, 47) are parallel to each other. Then, as shown in FIG. 2, the two optical paths are condensed by the condenser lens 31 while being parallel, and irradiate the film original 3 via the mirror 32.
[0028]
At this time, since the infrared light derived from the red LED passes through the optical path 47 deviated from the common optical path 46, the infrared light is refracted by the condenser lens 31 and forms an angle, and reaches a position distant from the reading line 12 on the film original 3. I do.
How far to reach the position depends on how far the common optical path 46 emitted from the optical element 42 and the optical path 47 of the infrared light derived from the red LED are. The distance between the common optical path 46 and the optical path 47 is determined by the spacing when the LEDs are arranged in two rows, the thickness of the optical element 42, and the refractive index.
[0029]
As described above, the infrared light derived from the red LED reaches a position on the film document 3 that is separated from the reading line 12. For this reason, since the infrared light derived from the red LED is not irradiated to the portion (the reading line 12) illuminating the area corresponding to one line read by the line CCD 11, the line CCD 11 does not substantially read the infrared light. Therefore, of the light emitted by the red LEDs 34 and 35, only the light of the red component can be used for illumination.
[0030]
On the other hand, the infrared component light emitted from the dust damage correction infrared LEDs 40 and 41 passes through the common optical path 46 and irradiates the reading line 12 on the film document 3. Therefore, the reading is performed by the line CCD 11, and the dust damage correction can be performed.
As described above, according to the present embodiment, the first light-emitting elements (red LEDs 34 and 35) that emit light including the visible component and the infrared component and the second light-emitting element that emits light including only the infrared component are provided. And the light emitting elements (infrared LEDs 40 and 41) are arranged in different rows on the metal flat plate 33, transmit infrared component light emitted from the red LEDs 34 and 35, and emit visible component light (red component light). And a second surface (total reflection mirror 45) that reflects light transmitted through the first surface, and a red LED 34, 35 The infrared LEDs 40, 41, the red-green reflection mirror 44, and the total reflection mirror 45 are configured such that, of the light emitted from the optical element 42, light excluding the infrared component light emitted from the red LEDs 34, 35 is transmitted through a common optical path. It is arranged to be guided to 46.
[0031]
Therefore, with a simple configuration, even when the infrared component light is included together with the visible component light, only the visible component light can be used for illumination. Further, in addition to the infrared component light included together with the visible component light, infrared component light for defect correction can be used for illumination. Further, in addition to the peak near 620 to 630 nm, a red LED having good color reproducibility showing a weak peak near 830 to 880 nm can be used, and an image with more preferable color reproduction can be obtained.
[0032]
Further, according to the present embodiment, by arranging the LEDs of each color in two rows, it is possible to reduce the size of the device, and further, it does not require a new member (such as an infrared cut filter and a light source switching mechanism). Therefore, the size of the entire apparatus can be further reduced.
In the present embodiment, an example in which the red-green reflection mirror 44 is formed on the first surface of the optical element 42 and the total reflection mirror 45 is formed on the second surface has been described. However, the first surface transmits one of the visible light component (red component) and the infrared component emitted from the red LED as the first light emitting element and reflects the other, and the second surface However, the optical element 42 may have any configuration as long as it reflects light transmitted through the first surface. For example, the configuration shown in FIGS. 5A and 5B may be used.
[0033]
As shown in FIG. 5A, on the metal flat plate 53, in the first row, LEDs are arranged in the order of blue LED 54, infrared LED 56, infrared LED 57, and blue LED 55. In the second column, red LEDs 58, green LEDs 60, green LEDs 61, and red LEDs 59 are arranged in this order. The red LEDs 58 and 59 are red LEDs having the spectral characteristics shown in FIG. 7B and include infrared light derived from the red LEDs.
[0034]
In the optical element 62, a blue / infrared reflecting mirror 64, which is a dichroic mirror that reflects blue component light and infrared component light, is formed on the first surface on the metal flat plate 53 side. A normal total reflection mirror 65 is formed on the second surface opposite to the flat metal plate 53.
As shown in FIG. 6, the blue / infrared reflecting mirror 64 reflects only light having a wavelength of 500 nm or less and a wavelength of about 720 nm or more. Therefore, of the light applied to the blue / infrared reflecting mirror 64, the blue component light and the infrared component light are reflected, and the other light is transmitted.
[0035]
Therefore, of the light applied to the optical element 62, the light excluding the infrared light derived from the red LED is guided to the common optical path 66. On the other hand, since the infrared light derived from the red LED is guided to the optical path 67 shifted from the common optical path 66, the same effect as in the configuration described with reference to FIGS. 3A and 3B can be obtained.
[0036]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, even when the infrared component light is included together with the visible component light, only the visible component light can be used for illumination, and the infrared light for defect correction can be used. It is possible to provide a small-sized lighting device that can also illuminate the component light, and an image input device provided with the lighting device.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a functional block diagram of an image reading apparatus according to an embodiment.
FIG. 2 is a configuration diagram of an illumination unit of the image reading apparatus according to the embodiment.
FIG. 3 is a diagram illustrating an illumination unit of the image reading apparatus according to the embodiment.
FIG. 4 is a graph showing the reflection characteristics of a red-green reflection mirror.
FIG. 5 is a diagram illustrating an illumination unit of the image reading apparatus according to the embodiment.
FIG. 6 is a graph showing reflection characteristics of a blue / infrared reflecting mirror.
FIG. 7 is a diagram illustrating characteristics of a red LED.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Image reading apparatus 2 Scanner main body 3 Film original 4 Adapter 5 Slot part 6 Optical block 7 Motor 8 Control part 9 Illumination part 10 Lens 11 Line CCD
12 Reading Line 13 Host Computer 30 Light Source 31 Condenser Lens 32 Mirror 33,53 Metal Plate 34,35,58,59 Red LED
36,37,60,61 Green LED
38,39,54,55 Blue LED
40, 41, 56, 57 infrared LED
42, 62 Optical elements 43, 63 Diffusion plate 44 Red-green reflection mirror 45, 65 Total reflection mirror 46, 66 Common optical path 47, 67 Optical path 64 Blue / infrared reflective mirror

Claims (3)

可視成分と赤外成分とを含む光を発光する第1の発光素子と、赤外成分のみを含む光を発光する第2の発光素子とを有し、前記第1の発光素子と前記第2の発光素子とが基板上の異なる列に配置された発光部と、
前記第1の発光素子から発光される前記可視成分の光と前記赤外成分の光との何れか一方を透過し、他方を反射する第1の面と、前記第1の面を透過した光を反射する第2の面とを有する光学素子とを備え、
前記発光部の前記第1の発光素子および前記第2の発光素子と、前記光学素子の前記第1の面および前記第2の面とは、前記第1の面と前記第2の面とから反射された光のうち、前記第1の発光素子から発光された前記可視成分の光と前記第2の発光素子から発光された光とが、共通光路に導かれるように配置される
ことを特徴とする照明装置。
A first light-emitting element that emits light containing a visible component and an infrared component; and a second light-emitting element that emits light containing only an infrared component. A light-emitting section in which the light-emitting elements are arranged in different rows on the substrate,
A first surface that transmits one of the visible component light and the infrared component light emitted from the first light emitting element and reflects the other; and a light that transmits the first surface. An optical element having a second surface that reflects
The first light emitting element and the second light emitting element of the light emitting section, and the first surface and the second surface of the optical element are separated from the first surface and the second surface. In the reflected light, the light of the visible component emitted from the first light emitting element and the light emitted from the second light emitting element are arranged to be guided to a common optical path. Lighting equipment.
請求項1に記載の照明装置において、
前記第1の発光素子から発光される前記可視成分の光は少なくとも赤色成分の光を含む
ことを特徴とする照明装置。
The lighting device according to claim 1,
The lighting device according to claim 1, wherein the visible light emitted from the first light emitting element includes at least a red light.
請求項1または請求項2に記載の照明装置と、
前記照明装置による照明光を集光し、原稿に対して照射する集光光学系と、
前記原稿の画像を読み取り、画像データを得る画像読取部と
を備えたことを特徴とする画像入力装置。
A lighting device according to claim 1 or 2,
A condensing optical system that collects illumination light from the illumination device and irradiates the original with light;
An image input device comprising: an image reading unit that reads an image of the document and obtains image data.
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