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JPH01194750A - Image reader - Google Patents

Image reader

Info

Publication number
JPH01194750A
JPH01194750A JP63020233A JP2023388A JPH01194750A JP H01194750 A JPH01194750 A JP H01194750A JP 63020233 A JP63020233 A JP 63020233A JP 2023388 A JP2023388 A JP 2023388A JP H01194750 A JPH01194750 A JP H01194750A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
lens
image
imaging
adjustment
light
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.)
Pending
Application number
JP63020233A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Atsushi Okane
淳 大金
Yoshiyuki Ichihara
美幸 市原
Tadashi Izawa
正 井澤
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.)
Konica Minolta Inc
Original Assignee
Konica Minolta Inc
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Konica Minolta Inc filed Critical Konica Minolta Inc
Priority to JP63020233A priority Critical patent/JPH01194750A/en
Publication of JPH01194750A publication Critical patent/JPH01194750A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To realize the stabilization of image reading accuracy by providing a positioning plane abutted with one side end of a color separation prism and performs the positioning of an image in a main scan direction at one end of the positioning member of an image pickup lens. CONSTITUTION:An assembled and adjusted image pickup unit is positioned and fixed on a lens supporting table 245. And a part of the lens barrel of the image pickup lens 210 is sunk in the aperture part 245a of the lens supporting table 245. Lens fixing arms 246A and 246B are fixed with screws at both sides of the upper plane of the lens supporting table 245. The image pickup lens 210 is positioned by the reference planes 246A1, 246A2, 246B1, and 246B2 of the lens fixing arms 246A and 246B, and the rotation of the image pickup lens 210 is regulated by abutting one side plane of a three color separation prism 220 with the reference plane 246A3.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention] 【産業上の利用分野】[Industrial application field]

本発明は、原稿面を照射しながら走査する露光光学系に
よって得られた原稿光像を撮像ユニット内で結像させる
ようにした、例えば、ファクシミリやデジタル複写機等
に用いられる画像読取装置に関する。
The present invention relates to an image reading device used in, for example, a facsimile machine or a digital copying machine, which forms an optical image of a document obtained by an exposure optical system that scans the surface of the document while irradiating the document surface in an imaging unit.

【発明の背景】[Background of the invention]

画像読取装置においては、一般に露光走査によって得ら
れた原稿面の光像を撮像レンズ系を介して光軸を中心と
して設置したイメージセンサ等の固体撮像素子上に結像
させるようになっている。また例えば多色画像形成装置
の画像読取装置においては、露光走査によって得られた
原稿面の光像を結像レンズ系を通した上で、該原稿光像
の光軸上、その背後に設けたプリズム等の光分割手段に
よって分光したのち、それぞれのチャンネルで受光する
イメージセンサ上に結像させるようになっている。 第11図は、上記撮像レンズ210と光分割手段(三色
分解プリズム)220と3個の固体撮像素子231B。 231G、231Rとを一体のユニットに構成した撮像
ユニットの光路図を示す断面図である。第12図は該撮
像ユニットの斜視図である。 前記原稿の光像は、露光光源からの光軸に平行に導出さ
れ前記撮像レンズ210に入射する。そして三色分解プ
リズム220を透過する際に光分割される。三色分解さ
れた光像は、それぞれ対応する固体撮像素子231B、
231G、231Hに入力され電気信号に変換される。 前記固体撮像素子231B、231G、231Rは画素
幅が7μm程度の微小な画素子をもって構成されている
ラインイメージセンサである。従ってこれらの固体撮像
素子231B、231G、231Rは、前記原稿光像を
該固体撮像素子上に正確に結像させるために、前記撮像
レンズ21O1三色分解プリズム220への高精度の位
置調整がなされたのち一体のユニットに形成される。 前記撮像ユニットが前記原稿光像の光軸からずれると原
稿光像もずれて入力される。第11図中、実線で示す正
規の光軸L0に対し、破線で示すずれた光軸L1は固体
撮像素子231B、231G、231Rの結像面上で、
△B、ΔG、△Rの各ずれ量を発生する。 撮像ユニットの前部と後部とが光軸水平面から上下にず
れると、撮像素子への光像の結像位置が上下にずれる。 その結果、前記原稿像の先端開始位置に対応して出力さ
れる出力画像の先端開始位置が画像形成方向の前後にず
れる。光軸を基準にした撮像ユニットの左側部と右側部
とが光軸水平面から上下にずれると、原稿光像の光軸水
平面上の部分が、固体撮像素子上では左右に傾いて結像
し、原稿の走査方向への左辺と右辺とが前後へずれた菱
形状態に出力される。 上記撮像ユニット200は、後述のレンズ支持台に固定
され、更にベース板、ベース取付板等を介して画像読取
装置本体に位置調整されて固定される。 上記レンズ支持台上には、撮像レンズ210を画像読取
装置の光学系の光軸に一致させるため、撮像レンズ21
0の鏡胴の外形゛円筒部を位置決めさせる位置決め部材
が設けである。 プリズムの主走査方向(水平方向)の規制が必要な理由
として、固体撮像素子はプリズムに接着固定されるため
、プリズムとレンズの位置関係が所定の位置からずれる
と、素子の主走査方向の所定の位置に結像しなくなるこ
とがあげられる。
In an image reading device, an optical image of a document surface obtained by exposure scanning is generally formed on a solid-state imaging device such as an image sensor installed around an optical axis via an imaging lens system. For example, in an image reading device of a multicolor image forming apparatus, a light image of the document surface obtained by exposure scanning is passed through an imaging lens system, and a lens system is provided on the optical axis of the document light image and behind it. After the light is separated by a light splitting means such as a prism, an image is formed on an image sensor that receives the light in each channel. FIG. 11 shows the imaging lens 210, the light splitting means (three-color separation prism) 220, and three solid-state imaging devices 231B. 231G and 231R are configured as an integrated unit. FIG. FIG. 12 is a perspective view of the imaging unit. The light image of the document is led out parallel to the optical axis from the exposure light source and enters the imaging lens 210. The light is then split when passing through the three-color separation prism 220. The three-color separated optical images are sent to corresponding solid-state image sensors 231B,
The signals are input to 231G and 231H and converted into electrical signals. The solid-state image sensing devices 231B, 231G, and 231R are line image sensors configured with minute pixel elements with a pixel width of about 7 μm. Therefore, these solid-state imaging devices 231B, 231G, and 231R are precisely positioned with respect to the imaging lens 21O1 and the three-color separation prism 220 in order to accurately form the optical image of the original onto the solid-state imaging device. later formed into a single unit. When the image pickup unit is shifted from the optical axis of the original optical image, the original optical image is also input shifted. In FIG. 11, with respect to the regular optical axis L0 shown by the solid line, the shifted optical axis L1 shown by the broken line is on the imaging plane of the solid-state image sensors 231B, 231G, and 231R.
The amount of deviation ΔB, ΔG, and ΔR is generated. When the front and rear portions of the imaging unit are shifted vertically from the horizontal plane of the optical axis, the position where the light image is formed on the image sensor is shifted vertically. As a result, the leading edge starting position of the output image corresponding to the leading edge starting position of the original image is shifted back and forth in the image forming direction. If the left side and right side of the imaging unit with respect to the optical axis are shifted vertically from the optical axis horizontal plane, the portion of the original optical image on the optical axis horizontal plane will be imaged tilted left and right on the solid-state image sensor. The document is output in a diamond shape in which the left side and right side in the scanning direction are shifted back and forth. The imaging unit 200 is fixed to a lens support stand, which will be described later, and is further positioned and fixed to the main body of the image reading apparatus via a base plate, a base mounting plate, etc. On the lens support stand, an imaging lens 21 is mounted on the lens support base in order to align the imaging lens 210 with the optical axis of the optical system of the image reading device.
A positioning member is provided for positioning the cylindrical portion of the lens barrel. The reason why it is necessary to regulate the main scanning direction (horizontal direction) of the prism is that the solid-state image sensor is fixed to the prism with adhesive, so if the positional relationship between the prism and the lens deviates from the predetermined position, the main scanning direction of the element will be regulated. One example of this is that the image is no longer formed at the position.

【発明が解決しようとする問題点】[Problems to be solved by the invention]

従来は、前記撮像レンズの位置決め部材と、色分解プリ
ズムの位置規制部材とは別部品であった3このため、こ
れら位置決め部材と位置規制部材とも各部品精度のほか
に両部材を一合致させる組立て精度を加えることにより
撮像ユニット全体の位置決め精度を保持していた。 このため、両部材の組立て時の精度保持のため、多大な
工数を要したり、組立誤差発生による画像出力信号の不
正確による画像形成不良や、これを解消するための光軸
位置合せ修正操作に多くの時間を要していた。また撮像
ユニットを着脱したときの再現性不良による再調整操作
も要していた。
Conventionally, the positioning member of the imaging lens and the position regulating member of the color separation prism were separate parts3. Therefore, in addition to the accuracy of each part, assembly was required to ensure that both members matched. By adding precision, the positioning accuracy of the entire imaging unit was maintained. For this reason, it takes a large amount of man-hours to maintain accuracy when assembling both parts, and image formation defects due to inaccurate image output signals due to assembly errors occur, as well as optical axis alignment correction operations to eliminate this problem. It took a lot of time. Furthermore, readjustment operations were required due to poor reproducibility when the imaging unit was attached and detached.

【問題点を解決するための手段】[Means to solve the problem]

本発明は上記のような従来の画像読取装置における撮像
ユニットの光軸ずれによる問題点を解消して、画像読取
精度の安定化を実現することを目的とするものである。 即ち、画像読取装置内に設置され光軸調整された撮像ユ
ニットが、読取装置の設置条件に関係なく常に正確な光
軸を維持し、高精度の画像読取出力を発生することを可
能とする画像読取装置の提供を目的とするものである。 上記目的を達成する本発明の画像読取装置は、走査光学
系の露光光源によって原稿画像を走査露光し撮像レンズ
と色分解プリズムと固体撮像素子とから成る撮像ユニッ
トにより結像し光電変換させる画像読取装置において、
前記撮像レンズの位置決め部材の一端に、前記色分解プ
リズムの一側端に当接し画像の主走査方向を位置決めす
る位置決め面を設けたことを特徴とするものである。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the problems caused by the optical axis deviation of the imaging unit in the conventional image reading apparatus as described above, and to realize stabilization of image reading accuracy. In other words, an image capturing unit installed in an image reading device and having its optical axis adjusted can always maintain an accurate optical axis regardless of the installation conditions of the reading device and generate highly accurate image reading output. The purpose is to provide a reading device. An image reading device of the present invention that achieves the above object scans and exposes a document image using an exposure light source of a scanning optical system, forms an image with an imaging unit consisting of an imaging lens, a color separation prism, and a solid-state imaging device, and performs image reading that performs photoelectric conversion. In the device,
The present invention is characterized in that a positioning surface is provided at one end of the positioning member of the imaging lens, the positioning surface coming into contact with one side end of the color separation prism and positioning the image in the main scanning direction.

【実施例】【Example】

本発明の詳細な説明に先立って、まず画像読取装置の機
能全般について説明する。なお、第11図および第12
図と同一機能を有する部材と同一のものについては同一
符号を付して説明する。 第1図は画像読取装置の構成図である。同図において、
lOlは原稿台ガラスで、原稿りはこの原稿台ガラス1
01上に置かれる。原稿りは、スライドレール102上
を移動する露光光源ユニットllOに設けられたハロゲ
ンランプ111によって照明される。可動ミラーユニッ
ト120には第2ミラー121及び第3ミラー122が
設けられスライドレール102上を移動し、露光光源ユ
ニット110に設けられている第1ミラー112との組
み合わせで原稿台ガラス101上の原稿りの光像を撮像
ユニット200へ導出する。 露光光源ユニット110及び可動ミラーユニット120
は、ステッピングモータ、プーリ、ワイヤ等で構成され
る駆動装置(不図示)により、それぞれV及び1/2V
の速度で同方向に駆動される。 原稿台ガラス101の前端部裏面側には標準白色板10
3が設けられ、原稿読取走査開始前に標準白色信号が得
られるように構成されている。 撮像ユニット200は、撮像用レンズ系としてのレンズ
210、三色分解手段としての三色分解プリズム220
.3組基板232B、232G、232R上にそれぞれ
設けられた固体撮像素子2318.231G、231R
構成される。第1ミラー112、第2ミラー1211第
3ミラー122により伝達された原稿光像は、撮像ユニ
ットの撮像レンズ210により集束され、三色分解プリ
ズム220内に入射する。 第9図は本発明の撮像ユニットの中央断面図を示す。 第9図および第11図、第12図に示す色分解プリズム
220は、1群の2色分解小三角形状の後群プリズム2
22の前方に、他の1群の色分解前群プリズム221を
設けて一体に構成したものである。 上記前群プリズム221内にはダイクロイックミラー2
23が、後群プリズム222内にはダイクロイックミラ
ー224がそれぞれ設けられている。 撮像レンズ210を通過した光は、前群プリズム221
のプリズム面221Aにほぼ垂直に入射する。その後、
入射光はダイクロイックミラー223により分光された
青成分の光(波長400〜500nm)は反射されて面
221Aに向う。この青成分光は面221Aのガラスと
空気層の境界で全反射され面221Bより、この面とほ
ぼ垂直に出射され固体撮像素子231B上に結像する。 一方、ダイクロイックミラー223を透過した光(波長
400〜700nm)は前群プリズム221から更に後
群プリズム222内を直進して、ダイクロイックミラー
224に達する。ここで赤成分光は反射され、面222
Aに向う。赤成分光は面222Aのha蒸着面222D
で全反射され、面222Bより、この面とほぼ垂直に出
射され、固体撮像素子231R上に結像する。 上記ダイクロイックミラー224を通過した波長の緑成
分光は、全反射222Cに達し、空気層とガラス境界で
全反射され、面222Bより、同面とほぼ垂直に出射さ
れ固体撮像素子231Gに結像する。 以上のような構成の三色分解プリズム220は図示のよ
うな面間角度をもつ4個のプリズムを研摩し、貼合せる
ことにより形成される。ここで前群プリズム221の断
面は面221Aを一辺とする大正三角形、後群プリズム
222の断面は面222Aを一辺とする小三角形に構成
する。このように構成すれlf。 ガラス内の光路長はすべて等しくなり、その長さは前群
プリズム221の大きな正三角形の高さ6二等しい。 以上のような大小プリズムを用いれば、三色分解された
光像は実質的に同−平面上番こ結像される。 このようにして作られた三色分解プリズム220の面2
21Aは、撮像レンズ210の光軸L0と直角をなすよ
うに取付部材225によって所定位置番こ取付Cすられ
る。 更に、正規の光軸り。に入射した光束が撮像レンズ21
0、三色分解プリズム220を経て、画素幅が7μ謂程
度の微小な画素子をもって構成されているラインイメー
ジセンサである固体撮像素子231B。 231G、231R,例えばCCD (電荷結合素子)
の結像面上に結像するように、各固体撮像素子は前記三
色分解プリズム220にそれぞれ高精度の位置調整のの
ちに接着剤等によって固着される。 このように位置調整された撮像レンズ21O1三色分解
プリズム220、固体撮像素子231B、231G、2
31Rは一体に固定された撮像ユニット200に構成さ
れ、画像読取装置の所定位置に設置される。 第2図は本発明の撮像ユニット200の分解斜視図、第
3図は該撮像ユニットをレンズ支持台上に載置して位置
決めした状態を示す平面図、第4図はそのA−A断面図
、第5図は分解斜視図である。 撮像レンズ210の鏡胴の後方端面210Rと、三色分
解プリズム220の前面221Aとは、スペーサ226
を介して位置決めされたのち相互に接着され一体に形成
される。 三色分解プリズム220のうち後群プリズム222の上
方の反、射面222Cには遮光マスク227が両面テー
プ等により接着される。 該遮光マスク227は黒色のネオプレン発泡体等の弾性
材料で作られた厚さ約2m+mの中空穴あき板状部材で
あり、その上下両面には同形状の両面接着テープ、例え
ばソニーポンドフィルムT 4000 (ソニーポンド
社製)相当品が貼着されている。 上記遮光マスク227の上面には、黒色の遮光板228
が貼着され、上記中空穴あき部(角穴227A)を覆い
遮光している。該遮光マスク227の外形は上記反射面
222Cをほぼ覆う長方形状をなし、内方に角穴227
Aを有する。該角穴は上記反射面222Cに入射してこ
こで反射する撮像光束有効面積よりやや大きな形状寸法
に作られる。即ち、撮像光束は該反射面222Cに入射
して、内部のガラス層と外部の角穴227Aの空気層と
で形成される臨界角によって全反射する。また、遮光マ
スク227の接着面227B。 即ち上記角穴227A以外の面は、前記反射面222C
のうち、撮像光束入射面以外を覆っているから、外部の
雑光が該プリズム面に侵入することを防止し、画像信号
のノイズ防止に有効である。これは通常の画像読取装置
使用時に有効であるばかりでなく、特に、読取装置本体
の外装カバーや内部の遮光カバーを取り外して撮像ユニ
ットの位置調整を行なうときには、外光が直接に入射し
無防備であるので、特殊な遮光手段を用いることなく有
効に調整作業を実施できる利点を有している。 上記遮光マスク227に接着されて一体をなす遮光板2
28の一部は、後述の取付部材225に係合し位置規制
される。なお、上記遮光板228と遮光マスク227と
を一体成形した部材にしてもよい。 また、前記三色分解プリズム220の正三角形状をなす
両側面には、遮光カバー229.229によって貼着さ
れ、雑光の入射を遮閉している。 このように組み立てられた撮像ユニット220は、基板
232B 、 232G 、 232Hにそれぞれ取付
けられた固体撮像素子231B、231G、231Rを
位置調整して三色分解プリズム220に接着され一体の
ユニットに形成される。 上述のように組立、調整された撮像ユニッ) 200は
、次に、レンズ支持台245上で位置決めされて固定さ
れる。 レンズ支持台245の台上には開口部245aがあけら
れていて、該開口部245aに前記撮像レンズ210の
鏡胴の一部が沈められる。 上記レンズ支持台245の上面の両側にはレンズ固定ア
ーム246A、246Bがねじ固定される。更に、該レ
ンズ固定アーム246A、246Bの背面には前記取付
部材225がねじ固定される。 上記レンズ固定アーム246A、246Bの前方部はL
字形の突起部が形成され、その内方の面246A1゜2
46Blは同一延長面をなし、撮像レンズ210の鏡胴
の前方端面210Fを位置決めする基準面をなしている
。 また上記レンズ固定アーム246A、246HのL字形
状の内側の面246A2.246B2は平行に配置され
、撮像レンズ210の鏡胴の円筒外周面に当接し、撮像
レンズ210の上下左右の位置を定める基準面である。 更に、一方のレンズ固定アーム246Aの後方端は延長
されて、その内面側は前記のL字内面246A2より僅
か段差をなし右面246A3が一部に形成されている。 この面246A3は、撮像レンズ210と一体に形成さ
れた三色分解プリズム220の一方の側面が当接する基
準面である。即ち、撮像レンズ210は上記基準面24
6A1,246A2.246B1.246B2によって
位置決めされるが、なお光軸を中心に回転できる自由度
を有する。しかし上記プリズム220の一側面がレンズ
固定アーム246Aの基準面246A3に当接すること
により回転規制されて、撮像ユニット200は所定の位
置に設定される。 上記基準面246A2と246A3は、レンズ固定アー
ム246に一体に形成された平面であるから、同一の部
品加工により高精度を維持できる。これによって撮像ユ
ニット200の位置決めは高精度かつ容易に実施するこ
とが可能である。 第6図は撮像ユニットの組立実施例を示す斜視図であり
、第7図はその平面図、第8図は該撮像ユニットを固定
撮像素子例から見た背面図、第9図は撮像ユニットの断
面図、第1O図は撮像ユニットの調整支持部の断面図を
含む側面図である。 これらの図において、240はベース取付板、241は
ユニットベース板、242A、242B、242Cは調
整リング、243A、243B、243Gは固定ナツト
、244A、244B。 244Cは調整ねじ、245はレンズ支持台、102.
102はスライドレール、104は機枠底板である。 ベース取付板240は、厚さ2mmの金属板であり、ベ
ース取付板240は、スライドレール102に位置調整
可能に固定される。 即ち、撮像レンズ210の焦点距離の差異によって生じ
る撮像レンズ210と原稿りまでの距離調整は、ベース
取付板240の両翼端付近の4個の長穴240aの範囲
内で調整し、スライドレール102にねじ固定される。 なお上記長穴240aの中間にある長円形穴240b、
240bは、その内面に偏芯カム250.250を挿嵌
して微調整を可能にするものである。取付板240のス
ライドレール102の取付面に平行な上面部には、3個
の調整ねじ244A、244B、244Gが配置・植設
されている。該植設ねじ244A、244B、244C
の植設位置は、撮影レンズ210の光軸に平行−列配置
され、光軸から遠い位置にある2箇所の調整ねじ244
A、244Bと、該調整ねじの何れか1個に対して前記
光軸と直交するように配置された1箇所の調整ねじ24
4Cであり、これら3個の調整ねじ244A、244B
、244Cの配置位置を平面図(第3図)で俯敞すると
L字形をなしている。 上記調整ねじ244A、244B、244Cは、通常使
用される市販のボルトである。これら調整ねじは、上記
ベース取付板240に設けた雌ねじに螺合・固着される
。これら調整ねじ244A 、 244B 、 244
Cは、ベース取付板240に螺合された後に回り止め処
置が施される。 上記調整ねじ244A、244B、244Cにはそれぞ
れ調整リング242A、242B、242Cが螺着され
る。 調整リング242A 、242B 、 242Cは、直
径24+ll+l+1厚さ2.5+m+mの金属リング
である。該調整リング242A。 2428.242Cに螺合する雌ねじが螺刻される。こ
れら調整リング242A、242B、242Cの外周部
には、ローレットが施されて操作性を向上させである。 ユニットベース板241上の前記3個の調整ねじ244
A、244B、244Cへの対応部には、調整ねじ径よ
りやや大径な調整穴がそれぞれ穿設されていく、上部調
整ねじ244A、244B、244Cをそれぞれ遊挿す
る。 前記調整リング242A、242B、2424Gの各上
面側には、前記ユニットベース板241の下面が当接し
、各調整リング242A 、242B 、242Cの何
れかまたはすべてを回転することによりユニットベース
241は上下動調整および傾斜調整されるようになって
る。 固定ナツト243A、243B、243Cは、市販のナ
ツトを使用している。この固定ナツト243A 、 2
43B 、 243Cは、それぞれ前記調整ねじ244
A、244B、244Cに螺合される。固定ナツト24
3A、243B、243Cは、後述する撮像ユニット2
00の高さ調整工程の終了後調整ねじ244A 、 2
44B 、 244Cに螺合して撮像ユニット200を
固定する役割をなす。なお、上記固定ナツト243A 
、 243B 。 243Cの下面と、ユニットベース板241との間には
座金が使用されている。 ユニットベース板241は、厚さ21+11の金属板で
ある。ユニットベース板241の上面部には、レンズ支
持台245に取り付けられた撮像ユニット200が固設
される。 レンズ支持台245は、前記ユニットベース板241上
で、撮影レンズ210の光軸方向に位置移動調整可能で
あり、調整後にねじ固定される。 248A、248Bはユニットベース板241にねじ固
定されるレンズ位置決め板、249A、249Bはベー
ス取付板240に植設されたレンズ位置決めピンであり
、スライドレール102,102に固定されたベース取
付板240に対して、ベースユニット板241を光軸方
向に対して位置移動可能になし、ねじ固定する。 上記レンズ支持台245の最上面の凹部には、撮像レン
ズ210の鏡胴が遊嵌し、該鏡胴はその左右に配置され
たレンズ固定アーム板246A 、 246Bにより位
置決めされたのち、固定用バンド247!:: 、J:
 リ固定される。 上記レンズ固定アーム板246A、246Bは、その背
後にある前記取付部材225に取付は固定される。 本発明の構成は以上のようになっており、以下にその調
整手順について説明する。 03本の調整ねじ244A、24B、244Cが螺合゛
固定されているベース取付板240をスライドレール1
02゜102に位置調整してねじ固定する。 ■この3本の調整ねじに3個の調整リング242A 。 242B、242Cをそれぞれ螺合させる。 ■次に、撮像ユニット200が既に取り付けられている
ユニットベース板241の3個の調整穴を、前記調整ね
じ244A、24B、244G遊嵌する。ユニットベー
ス板241は先に螺合されI;調整リング242A。 242B、242Cの上面に載置される。 ■この段階で撮像ユニット200の高さの粗調整を行う
。露光光源ユニット110及び可動ミラーユニット12
0は、スライドレール102上を移動する。 従って露光光源ユニット110の走査・露光によって導
出される原稿光像の光束はスライドレール102に平行
な光軸を有することになる。撮像ユニット200の高さ
粗調整はこのスライドレール102を基準にして行う。 スライドレール102に横架した基準ベースにダイヤル
ゲージを設け、この基準ベースからユニットベース板2
41の上面までの距離を均一に調整する。前記ユニット
ベース板241の調整穴の近傍の測定点を選び、ダイヤ
ルゲージの測定子を当接させて目盛りを見ながら前記調
整リング242A 、 242B 、 242Cを回動
させ、ユニットベース板241を上下させて調整する。 この粗調整の終了後、固定ナラl−243A、243B
、243Cを調整ねじ244A、244B、244Cに
それぞれ螺合させてユニットベース板241を仮止めす
る。 撮像ユニット200の最終微調整は、露光光源から実際
の基準光像を導出させて行う。固体撮像素子231B、
231G、231Rから出力される前記基準光像に基づ
く画像出力をオシロスコープ等の測定器に入力して、あ
らかじめ定めである基準位置に固体撮像素子からの出力
画像を一致させるように、前記調整りング242A、2
42B、242Cをそれぞれ微調整する。 この微調整は、前記光軸水平面からの撮像ユニット20
0#部と後部との上下のずれと、前記光軸水平面からの
撮像ユニット200左側部と右側部部との上下のずれの
解消を目的とするものである。 光軸水平面からの撮像ユニット200前部と後部との上
下のずれは、撮像ユニット200前部に対応する調整リ
ング242Aと撮像ユニット200後部に対応する調整
リング242B、242Cとで調整する。光軸水平面か
らの撮像ユニット200左側部と右側部との上下のずれ
は、主として調整リング242Cにより調整する。 なお、上述の画像読取装置の実施例は、カラー原稿等の
カラー画像情報をプリズムにより三色分解して出力する
カラー画像読取装置に関するものであるが、本発明は本
実施例に限定されるものではなく、二色分解(シアンと
レッド等)する画像読取装置や、プリズムを用いない単
色の画像信号を得る画像読取装置にも勿論適用可能であ
る。
Prior to a detailed description of the present invention, the general functions of the image reading device will first be described. Furthermore, Figures 11 and 12
The same members having the same functions as those in the figures will be described with the same reference numerals. FIG. 1 is a configuration diagram of an image reading device. In the same figure,
lOl is the original platen glass, and the original is placed on this original platen glass 1.
placed on 01. The document tray is illuminated by a halogen lamp 111 provided in an exposure light source unit 110 that moves on the slide rail 102. The movable mirror unit 120 is provided with a second mirror 121 and a third mirror 122, which move on the slide rail 102, and in combination with the first mirror 112 provided in the exposure light source unit 110, move the original on the original platen glass 101. The resulting optical image is guided to the imaging unit 200. Exposure light source unit 110 and movable mirror unit 120
are powered by V and 1/2 V, respectively, by a driving device (not shown) consisting of a stepping motor, pulley, wire, etc.
are driven in the same direction at a speed of A standard white plate 10 is provided on the back side of the front end of the original table glass 101.
3 is provided, and is configured so that a standard white signal can be obtained before the start of document reading scanning. The imaging unit 200 includes a lens 210 as an imaging lens system, and a three-color separation prism 220 as three-color separation means.
.. Solid-state image sensors 2318, 231G and 231R provided on three sets of substrates 232B, 232G and 232R, respectively.
configured. The original optical image transmitted by the first mirror 112, the second mirror 1211, and the third mirror 122 is focused by the imaging lens 210 of the imaging unit and enters the three-color separation prism 220. FIG. 9 shows a central sectional view of the imaging unit of the present invention. The color separation prism 220 shown in FIG. 9, FIG. 11, and FIG.
In front of the prism 22, another group of pre-color separation prisms 221 is provided and configured integrally. Inside the front group prism 221 is a dichroic mirror 2.
23 and a dichroic mirror 224 are provided in the rear group prism 222, respectively. The light passing through the imaging lens 210 passes through the front group prism 221
The light is incident almost perpendicularly onto the prism surface 221A. after that,
The incident light is separated by the dichroic mirror 223, and the blue component light (wavelength 400 to 500 nm) is reflected and directed toward the surface 221A. This blue component light is totally reflected at the boundary between the glass and the air layer on the surface 221A, is emitted from the surface 221B almost perpendicularly to this surface, and is imaged on the solid-state image sensor 231B. On the other hand, the light (wavelength: 400 to 700 nm) transmitted through the dichroic mirror 223 further travels straight through the rear group prism 222 from the front group prism 221 and reaches the dichroic mirror 224 . Here, the red component light is reflected and
Head to A. The red component light is the ha vapor deposition surface 222D of the surface 222A.
The light is totally reflected by the surface 222B, is emitted from the surface 222B almost perpendicularly to this surface, and is imaged on the solid-state image sensor 231R. The green component light having the wavelength that has passed through the dichroic mirror 224 reaches total reflection 222C, is totally reflected at the boundary between the air layer and the glass, is emitted from the surface 222B almost perpendicular to the same surface, and is imaged on the solid-state image sensor 231G. . The three-color separation prism 220 having the above configuration is formed by polishing and bonding four prisms having inter-plane angles as shown. Here, the cross section of the front group prism 221 is a large equilateral triangle with the surface 221A as one side, and the cross section of the rear group prism 222 is configured as a small triangle with the surface 222A as one side. Configure it like this. The optical path lengths within the glass are all equal, and the lengths are equal to the height 62 of the large equilateral triangle of the front group prism 221. By using the large and small prisms as described above, the three-color separated light images are formed into substantially the same plane. Surface 2 of the three-color separation prism 220 made in this way
21A is mounted at a predetermined position by a mounting member 225 so as to be perpendicular to the optical axis L0 of the imaging lens 210. Furthermore, the regular optical axis. The light flux incident on the imaging lens 21
0. A solid-state image sensor 231B, which is a line image sensor configured with minute pixel elements with a pixel width of approximately 7 μm, passes through a three-color separation prism 220. 231G, 231R, e.g. CCD (charge coupled device)
After highly accurate position adjustment, each solid-state imaging device is fixed to the three-color separation prism 220 with adhesive or the like so that the image is formed on the imaging plane of the three-color separation prism 220. The imaging lens 21O1 whose position has been adjusted in this way, the trichromatic separation prism 220, and the solid-state imaging devices 231B, 231G, 2
31R is configured as an integrally fixed imaging unit 200, and is installed at a predetermined position of the image reading device. FIG. 2 is an exploded perspective view of the imaging unit 200 of the present invention, FIG. 3 is a plan view showing the imaging unit placed on a lens support and positioned, and FIG. 4 is a sectional view taken along line A-A. , FIG. 5 is an exploded perspective view. The rear end surface 210R of the lens barrel of the imaging lens 210 and the front surface 221A of the three-color separation prism 220 are connected to the spacer 226.
After being positioned through the , they are bonded to each other and formed integrally. A light-shielding mask 227 is adhered to the reflection surface 222C of the three-color separation prism 220 above the rear group prism 222 using double-sided tape or the like. The light-shielding mask 227 is a hollow plate-like member with a thickness of about 2 m+m made of an elastic material such as black neoprene foam, and the upper and lower surfaces thereof are covered with double-sided adhesive tape of the same shape, such as Sony Pond Film T 4000. An equivalent product (manufactured by Sony Pond) is attached. A black light shielding plate 228 is provided on the upper surface of the light shielding mask 227.
is pasted to cover the hollow hole (square hole 227A) and shield it from light. The light-shielding mask 227 has a rectangular outer shape that almost covers the reflective surface 222C, and has a square hole 227 inside.
It has A. The square hole is formed to have a shape and size that is slightly larger than the effective area of the imaging light flux that is incident on the reflecting surface 222C and reflected there. That is, the imaging light beam enters the reflecting surface 222C and is totally reflected by the critical angle formed by the internal glass layer and the air layer of the external square hole 227A. Also, the adhesive surface 227B of the light-shielding mask 227. That is, the surface other than the square hole 227A is the reflective surface 222C.
Since it covers the surface other than the imaging light flux incident surface, it prevents external miscellaneous light from entering the prism surface, which is effective in preventing noise in the image signal. This is not only effective when using a normal image reading device, but especially when adjusting the position of the imaging unit by removing the outer cover or internal light-shielding cover of the reading device, external light will directly enter the image sensor and leave the body unprotected. Therefore, it has the advantage that adjustment work can be carried out effectively without using special light shielding means. The light shielding plate 2 is glued to the light shielding mask 227 and forms an integral part.
A portion of 28 is engaged with a mounting member 225, which will be described later, and its position is regulated. Note that the light shielding plate 228 and the light shielding mask 227 may be integrally molded. In addition, light shielding covers 229 and 229 are attached to both sides of the triangular triangular shape of the three-color separation prism 220 to block the incidence of miscellaneous light. The imaging unit 220 assembled in this manner is formed into an integrated unit by adjusting the positions of the solid-state imaging devices 231B, 231G, and 231R attached to the substrates 232B, 232G, and 232H, respectively, and bonding them to the three-color separation prism 220. . The imaging unit 200 assembled and adjusted as described above is then positioned and fixed on the lens support stand 245. An opening 245a is formed on the lens support 245, and a part of the lens barrel of the imaging lens 210 is sunk into the opening 245a. Lens fixing arms 246A and 246B are fixed to both sides of the upper surface of the lens support base 245 with screws. Further, the mounting member 225 is screwed to the back surface of the lens fixing arms 246A, 246B. The front part of the lens fixing arms 246A and 246B is L.
A letter-shaped protrusion is formed, and its inner surface 246A1゜2
46Bl constitutes the same extension surface, and constitutes a reference surface for positioning the front end surface 210F of the lens barrel of the imaging lens 210. Further, the L-shaped inner surfaces 246A2 and 246B2 of the lens fixing arms 246A and 246H are arranged in parallel and abut against the cylindrical outer peripheral surface of the lens barrel of the imaging lens 210, and are a reference for determining the vertical and horizontal positions of the imaging lens 210. It is a surface. Furthermore, the rear end of one lens fixing arm 246A is extended, and its inner surface is slightly stepped from the L-shaped inner surface 246A2, and a right surface 246A3 is partially formed. This surface 246A3 is a reference surface against which one side surface of the three-color separation prism 220 formed integrally with the imaging lens 210 comes into contact. That is, the imaging lens 210 is
6A1, 246A2, 246B1, 246B2, but still has a degree of freedom to rotate around the optical axis. However, when one side of the prism 220 comes into contact with the reference surface 246A3 of the lens fixing arm 246A, rotation is restricted, and the imaging unit 200 is set at a predetermined position. Since the reference surfaces 246A2 and 246A3 are flat surfaces integrally formed on the lens fixing arm 246, high precision can be maintained by machining the same parts. Thereby, the positioning of the imaging unit 200 can be performed easily and with high precision. FIG. 6 is a perspective view showing an assembly example of the imaging unit, FIG. 7 is a plan view thereof, FIG. 8 is a rear view of the imaging unit as seen from an example of a fixed imaging element, and FIG. 9 is a diagram of the imaging unit. The cross-sectional view, FIG. 1O, is a side view including a cross-sectional view of the adjustment support portion of the imaging unit. In these figures, 240 is a base mounting plate, 241 is a unit base plate, 242A, 242B, 242C are adjustment rings, 243A, 243B, 243G are fixing nuts, 244A, 244B. 244C is an adjustment screw; 245 is a lens support; 102.
102 is a slide rail, and 104 is a machine frame bottom plate. The base mounting plate 240 is a metal plate with a thickness of 2 mm, and the base mounting plate 240 is fixed to the slide rail 102 so that its position can be adjusted. That is, the distance between the imaging lens 210 and the document tray caused by the difference in focal length of the imaging lens 210 is adjusted within the range of the four elongated holes 240a near both wing ends of the base mounting plate 240, and Fixed with screws. Note that an oblong hole 240b located in the middle of the elongated hole 240a,
Eccentric cams 250 and 250 are inserted into the inner surface of 240b to enable fine adjustment. Three adjustment screws 244A, 244B, and 244G are arranged and planted on the upper surface of the mounting plate 240 that is parallel to the mounting surface of the slide rail 102. The implantation screws 244A, 244B, 244C
The installation position is two adjustment screws 244 arranged parallel to the optical axis of the photographic lens 210 and located far from the optical axis.
A, 244B, and one adjustment screw 24 arranged perpendicularly to the optical axis with respect to any one of the adjustment screws.
4C, and these three adjustment screws 244A, 244B
, 244C form an L-shape when viewed from above in a plan view (FIG. 3). The adjustment screws 244A, 244B, and 244C are commonly used commercially available bolts. These adjustment screws are screwed and fixed to female screws provided on the base mounting plate 240. These adjustment screws 244A, 244B, 244
After C is screwed onto the base mounting plate 240, a rotation prevention treatment is applied. Adjustment rings 242A, 242B, and 242C are screwed onto the adjustment screws 244A, 244B, and 244C, respectively. The adjustment rings 242A, 242B, and 242C are metal rings with a diameter of 24+ll+l+1 and a thickness of 2.5+m+m. The adjustment ring 242A. 2428.242C is threaded. The outer peripheries of these adjustment rings 242A, 242B, and 242C are knurled to improve operability. The three adjusting screws 244 on the unit base plate 241
Upper adjustment screws 244A, 244B, and 244C are loosely inserted into corresponding portions of A, 244B, and 244C, respectively, with adjustment holes having a diameter slightly larger than the adjustment screw diameter. The lower surface of the unit base plate 241 is in contact with the upper surface of each of the adjustment rings 242A, 242B, and 2424G, and the unit base 241 can be moved up and down by rotating any or all of the adjustment rings 242A, 242B, and 242C. Adjustable and tilt adjustable. Commercially available nuts are used for the fixing nuts 243A, 243B, and 243C. This fixing nut 243A, 2
43B and 243C are the adjustment screws 244, respectively.
A, 244B, and 244C are screwed together. Fixing nut 24
3A, 243B, and 243C are imaging units 2, which will be described later.
After completing the height adjustment process of 00, adjust screw 244A, 2
44B and 244C, and serve to fix the imaging unit 200. In addition, the above fixing nut 243A
, 243B. A washer is used between the lower surface of 243C and the unit base plate 241. The unit base plate 241 is a metal plate with a thickness of 21+11. An imaging unit 200 attached to a lens support stand 245 is fixedly mounted on the upper surface of the unit base plate 241 . The lens support stand 245 is movable and adjustable on the unit base plate 241 in the optical axis direction of the photographing lens 210, and is fixed with a screw after adjustment. 248A and 248B are lens positioning plates screwed to the unit base plate 241, 249A and 249B are lens positioning pins implanted in the base mounting plate 240, and 249A and 249B are lens positioning pins implanted in the base mounting plate 240 fixed to the slide rails 102 and 102. On the other hand, the base unit plate 241 is made movable in the optical axis direction and fixed with screws. The lens barrel of the imaging lens 210 is loosely fitted into the recess on the top surface of the lens support base 245, and after being positioned by lens fixing arm plates 246A and 246B arranged on the left and right sides of the lens barrel, a fixing band is attached to the lens barrel. 247! :: , J:
Re-fixed. The lens fixing arm plates 246A and 246B are fixedly attached to the attachment member 225 located behind them. The configuration of the present invention is as described above, and the adjustment procedure thereof will be explained below. 0 Slide rail 1
Adjust the position to 02°102 and fix with the screws. ■Three adjustment rings 242A on these three adjustment screws. 242B and 242C are screwed together. (2) Next, the adjustment screws 244A, 24B, and 244G are loosely fitted into the three adjustment holes of the unit base plate 241 to which the imaging unit 200 is already attached. The unit base plate 241 is first screwed into the adjustment ring 242A. It is placed on the upper surfaces of 242B and 242C. (2) At this stage, the height of the imaging unit 200 is roughly adjusted. Exposure light source unit 110 and movable mirror unit 12
0 moves on the slide rail 102. Therefore, the light beam of the original optical image derived by the scanning and exposure of the exposure light source unit 110 has an optical axis parallel to the slide rail 102. Rough adjustment of the height of the imaging unit 200 is performed using this slide rail 102 as a reference. A dial gauge is provided on a reference base horizontally suspended on the slide rail 102, and the unit base plate 2 is mounted from this reference base.
Adjust the distance to the top surface of 41 uniformly. Select a measurement point near the adjustment hole of the unit base plate 241, touch the measuring point of the dial gauge, and while looking at the scale, rotate the adjustment rings 242A, 242B, and 242C to move the unit base plate 241 up and down. Adjust. After completing this rough adjustment, the fixed neck l-243A, 243B
, 243C are screwed onto the adjustment screws 244A, 244B, and 244C, respectively, to temporarily fix the unit base plate 241. The final fine adjustment of the imaging unit 200 is performed by deriving an actual reference light image from the exposure light source. solid-state image sensor 231B,
The image output based on the reference light image outputted from 231G and 231R is input into a measuring instrument such as an oscilloscope, and the adjustment is performed so that the output image from the solid-state image sensor matches a predetermined reference position. 242A, 2
Finely adjust 42B and 242C respectively. This fine adjustment is performed by the imaging unit 20 from the optical axis horizontal plane.
The purpose is to eliminate the vertical deviation between the 0# section and the rear part, and the vertical deviation between the left side and right side parts of the imaging unit 200 from the optical axis horizontal plane. The vertical deviation between the front part and the rear part of the imaging unit 200 from the optical axis horizontal plane is adjusted by an adjustment ring 242A corresponding to the front part of the imaging unit 200 and adjustment rings 242B and 242C corresponding to the rear part of the imaging unit 200. The vertical deviation between the left side and the right side of the imaging unit 200 from the optical axis horizontal plane is mainly adjusted by the adjustment ring 242C. Note that the embodiment of the image reading device described above relates to a color image reading device that separates color image information of a color document or the like into three colors using a prism and outputs the resultant image, but the present invention is limited to this embodiment. Instead, it is of course applicable to an image reading device that separates two colors (cyan and red, etc.) or an image reading device that obtains a monochromatic image signal without using a prism.

【発明の効果】【Effect of the invention】

本発明によれば、画像読取装置における撮像ユニットの
位置決め調整時に、撮像レンズと色分解プリズムを正確
かつ容易・迅速に位置決め設定し得、撮像ユニットの組
立時または着脱時にも常に正確な光軸を維持し、高精度
の画像読取出力を発生し、鮮鋭な画像形成が達成できる
優れた効果を奏するものである。
According to the present invention, when adjusting the position of the imaging unit in an image reading device, the imaging lens and color separation prism can be accurately, easily, and quickly positioned, and the optical axis can always be accurately set even when assembling or attaching/detaching the imaging unit. It has the excellent effect of maintaining high accuracy, generating high-precision image reading output, and achieving sharp image formation.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明に係る画像読取装置の断面図、第2図は
本発明の撮像ユニットの分解斜視図、第3図は該撮像ユ
ニットをレンズ支持台上に載置した状態を示す平面図、
第4図はそのA−A断面図、第5図は分解斜視図、第6
図は撮像ユニットの調整支持部を示す斜視図、第7図は
その平面図、第8図は背面図、第9図は中央断面図、第
1O図は側面図、第11図は撮像ユニットの光路を示す
断面図、第12図はその斜視図である。 102・・・スライドレール  200・・・撮像ユニ
ット210・・・撮像レンズ  220・・・三色分解
プリズム225・・・取付部材 231B、231G、231R・・・固体撮像素子24
0・・・ベース取付板241・・・ユニットベース板2
45・・・レンズ支持台
FIG. 1 is a sectional view of an image reading device according to the invention, FIG. 2 is an exploded perspective view of an imaging unit of the invention, and FIG. 3 is a plan view showing the imaging unit placed on a lens support. ,
Fig. 4 is a sectional view taken along line A-A, Fig. 5 is an exploded perspective view, and Fig. 6 is an exploded perspective view.
The figure is a perspective view showing the adjustment support part of the imaging unit, FIG. 7 is a plan view thereof, FIG. 8 is a rear view, FIG. 9 is a central sectional view, FIG. 1O is a side view, and FIG. A cross-sectional view showing the optical path, and FIG. 12 is a perspective view thereof. 102...Slide rail 200...Imaging unit 210...Imaging lens 220...Three color separation prism 225...Mounting members 231B, 231G, 231R...Solid-state image sensor 24
0...Base mounting plate 241...Unit base plate 2
45...Lens support stand

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 光学系の露光光源によって、原稿画像を走査露光し撮像
レンズと色分解プリズムと固体撮像素子とから成る撮像
ユニットにより結像し光電変換させる画像読取装置にお
いて、前記撮像レンズの位置決め部材の一端部に、前記
色分解プリズムの一側端に当接し画像の主走査方向を位
置決めする位置決め面を設けたことを特徴とする画像読
取装置。
In an image reading device in which a document image is scanned and exposed by an exposure light source of an optical system, and the image is formed and photoelectrically converted by an imaging unit consisting of an imaging lens, a color separation prism, and a solid-state imaging device, one end of a positioning member of the imaging lens is provided. . An image reading device, further comprising a positioning surface that abuts one side end of the color separation prism and positions the image in the main scanning direction.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008089715A (en) * 2006-09-29 2008-04-17 Kyocera Mita Corp Image reader and image forming apparatus

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