JP2000349963A - カラー画像読取装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】原稿面上の読取ラインに到達する照明光量を増
加させ、ノイズの無い鮮明なる画像読取りを実現するこ
とができるカラー画像読取装置を得ること。 【解決手段】光源手段３から放射した光束のうち原稿台
２面上に載置した原稿面１に直接入射する光束と、副走
査方向の軸外光束を規制するスリット５の該原稿面側の
一部のスリット面上に支持された反射部材４を介して該
原稿面に入射する光束と、を用いて該原稿面を照明し、
該原稿面のカラー画像情報に基づく光束を該スリットを
通して結像手段１０により入射光束を複数の光束に色分
解する色分解手段１１を介して読取手段１２面上に結像
させて、該原稿面のカラー画像情報を読取るようにした
こと。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はカラー画像読取装置
に関し、特にスリット面上の一部に設けた反射部材を利
用して原稿面上の読取ラインに到達する照明光量を増加
させることにより、ノイズの無い鮮明なるカラー画像の
読み取りができるカラー画像読取装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来より原稿面上のカラー画像情報を光
学系を介してラインセンサー（固体撮像素子）面上に結
像させて、このときのラインセンサーからの出力信号を
利用してカラー画像情報をデジタル的に読取る装置が種
々と提案されている。

【０００３】例えば図６は従来のカラー画像読取装置の
光学系の要部概略図である。同図では原稿面６１上のカ
ラー画像からの光束を結像レンズ６２で集光し後述する
ラインセンサー面上に結像させる際、該光束を３Ｐプリ
ズム６３を介して例えば赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色
（Ｂ）の３色に色分解した後、各々のラインセンサー６
４，６５，６６面上に導光している。そして各ラインセ
ンサー６４，６５，６６面上に結像したカラー画像を各
々副走査方向にライン走査し各色光毎に読取りを行なっ
ている。

【０００４】図７は従来のカラー画像読取装置の光学系
の要部概略図である。同図では原稿面６１上のカラー画
像からの光束を結像レンズ６２で集光し後述するライン
センサー面上に結像させる際、該光束を２色性を有する
波長選択透過膜が付加された２つの色分解用のビームス
プリッター７４，７５を介して３色に対応する３つの光
束に分離している。

【０００５】そして該３つの色光に基づくカラー画像を
３つのラインセンサーを同一基板面上に設けた所謂モノ
リシック３ラインセンサー７３面上に各々結像させてい
る。これによりカラー画像を副走査方向にライン走査し
各色光毎に読取りを行なっている。

【０００６】図８は図７に示したモノリシック３ライン
センサー７３の説明図であり、該モノリシック３ライン
センサー７３は同図に示すように３つのラインセンサー
（ＣＣＤ）８１，８２，８３を互いに平行となるように
同一基板面上に有限距離離して配置しており、該ライン
センサー面上には各々の色光に基づく不図示の色フィル
ターが設けられている。

【０００７】また各ラインセンサー８１，８２，８３の
間隔Ｓ₁ ，Ｓ₂ は様々な製作上の条件から一般的に例え
ば０．０６４〜０．２ｍｍ程度で製作されており、又各
単一素子８４の画素幅Ｗ１，Ｗ２は例えば８μｍ×８μ
ｍ、１０μｍ×１０μｍ程度で設定されている。

【０００８】また図９に示すようにモノリシック３ライ
ンセンサーの中央のライン８２に対する他の２つのライ
ン８１，８３のライン間の距離Ｓ₁ ，Ｓ₂ は一般的に各
反対方向に等距離、かつ副走査方向の画素サイズ（図８
参照）Ｗ２の整数倍になるように設定している。これは
次の理由からによる。

【０００９】即ち、図９に示すように通常の結像光学系
６２のみを用いて上記に示したモノリシック３ラインセ
ンサーでカラー画像の読取りを行なう場合、３つのライ
ンセンサー８１，８２，８３で同時に読取れる原稿面１
１上の読取位置は同図に示す如く異なる３つの位置８１
´，８２´，８３´となる。

【００１０】この為、原稿面６１上の任意の位置に対す
る３色（Ｒ，Ｇ，Ｂ）の各信号成分は同時に読取ること
ができず、それぞれ３ラインセンサーで読取り後、一致
させ合成する必要が生じてくる。

【００１１】これには３ラインセンサーの各ライン間の
距離Ｓ₁ ，Ｓ₂ を各画素サイズＷ２の整数倍となるよう
に設定し、これに応じた冗長ラインメモリーを具備した
上で例えばＢ信号（Ｂ色光に基づく信号成分）に対し各
Ｇ，Ｒ信号（Ｇ，Ｒ色光に基づく信号成分）を遅延させ
ることによって比較的容易に３色の合成信号成分を得て
いる。

【００１２】従って上記の如く３ラインセンサーの中央
のラインセンサー８２に対する他の２つのラインセンサ
ー８１，８３間の距離Ｓ₁ ，Ｓ₂ は副走査方向の画素サ
イズＷ２の整数倍となるように設定しているのである。

【００１３】更に別な手法として図１０に示すようにモ
ノリシックな３ラインセンサーを読取手段（受光素子）
７３として用い、結像光路中に色分解手段としての回折
光学素子１０１を結像レンズ６２の射出瞳から読取手段
７３面方向に離して配置し、透過回折を用いて色分解を
行ない、原稿面６１の１ラインのカラー画像情報を３ラ
インセンサー７３面上に副走査方向に色分解して結像さ
せることにより、該カラー画像情報を読み取るカラー画
像読取装置が提案されている。

【００１４】このような回折光学素子を用いた画像読取
装置においては３ラインセンサー面上に通常の結像レン
ズによって結像される異なる位置からの０次回折光が入
射する為に、この光束（副走査方向の軸外光束）を遮光
する為のスリットを原稿面近傍に配置する必要があっ
た。又これに伴う問題点として原稿照明用の光源（ラン
プ）、反射笠（反射部材）等の原稿照明部材はスリット
の配置スペース外に配置して原稿を照明する為に照明効
率の劣化が生じるという問題点があった。

【００１５】そこで従来では図１１に示すように、でき
るだけ光源２０３及び反射笠２０４を原稿照明領域２０
１ａに近づけるために該光源２０３をスリット２０５の
近傍、また反射笠２０４をスリット２０５の下方に配置
し、ガラス基板に形成されたスリット２０５のスリット
外の透明部分２０６にて照明光束を通過させ、これによ
り照明効率の向上を図っていた。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】通常の画像読取装置に
おいては、例えば原稿等が切り貼りなどにより段差があ
ると、その段差による影が画像に現れ非常に見苦しくな
る為、光源から直接原稿面に到達する直接光の照明光量
と、光源から反射笠を介して原稿面に到達する間接光の
照明光量とが略５対５の割合に成るよう、該原稿面に対
する光源と反射笠との位置関係を設定している。

【００１７】しかしながら上述の画像読取装置の照明系
では図１２に示すように光源２０３から反射笠２０４を
介して原稿面２０１に到達する照明光束（間接光）の光
路長ｄ₁ がスリット２０５が無い場合の光路長ｄ₂ に比
べて長いため、図１３に示すように反射笠側の原稿面照
度が低くなり、略５対５の照明比率が実現できず、この
結果切り貼り原稿のときには影が画像に現われてしまう
という問題点があった。

【００１８】本発明はスリット面上の一部に反射部材を
設けることにより、原稿面上の読取ラインに到達する照
明光量を増加させ、ノイズの無い鮮明なる画像読取りを
実現することができるカラー画像読取装置の提供を目的
とする。

【００１９】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明のカラー
画像読取装置は、光源手段から放射した光束のうち原稿
台面上に載置した原稿面に直接入射する光束と、副走査
方向の軸外光束を規制するスリットの該原稿面側の一部
のスリット面上に支持された反射部材を介して該原稿面
に入射する光束と、を用いて該原稿面を照明し、該原稿
面のカラー画像情報に基づく光束を該スリットを通して
結像手段により入射光束を複数の光束に色分解する色分
解手段を介して読取手段面上に結像させて、該原稿面の
カラー画像情報を読取るようにしたことを特徴としてい
る。

【００２０】請求項２の発明は請求項１の発明におい
て、前記反射部材を支持するスリットは前記光源手段を
保持する光源ホルダーと一体的に成形されていることを
特徴としている。

【００２１】請求項３の発明は請求項１の発明におい
て、前記反射部材は副走査方向に移動可能となるように
構成されていることを特徴としている。

【００２２】請求項４の発明は請求項１又は３の発明に
おいて、前記反射部材の反射面は平面形状より成ること
を特徴としている。

【００２３】請求項５の発明は請求項１又は３の発明に
おいて、前記反射部材の反射面は曲面形状より成ること
を特徴としている。

【００２４】請求項６の発明は請求項５の発明におい
て、前記曲面形状は円弧形状であることを特徴としてい
る。

【００２５】請求項７の発明は請求項５の発明におい
て、前記曲面形状より成る反射部材は前記光源手段の略
中心位置、及び前記原稿面の略読取位置を焦点とする楕
円形状より成ることを特徴としている。

【００２６】

【発明の実施の形態】（実施形態１）図１は本発明の実
施形態１の副走査方向の要部断面図である。

【００２７】同図において１は原稿面であり、通常はカ
ラー画像情報が形成されており、原稿台ガラス２上に載
置されている。３は光源手段（光源）であり、例えばハ
ロゲン光源や蛍光灯等より成っている。５はスリットで
あり、後述するラインセンサーの画素の並び方向である
紙面と垂直方向（主走査方向）に長い開口部を有してい
る。このスリット５は軸外光束が後述する色分解手段と
しての透過型の１次元ブレーズド回折格子１１で色分解
されて所定の色情報が所定のラインセンサー以外の場所
に入射するのを防止し、色情報のクロストークが発生す
ることを抑制している。４は反射面が平面形状より成る
反射部材（反射笠）であり、スリット５の原稿面１側の
一部のスリット５面上に支持されており、光源３から放
射された光束のうち直接原稿面１側に向かわない光束
（間接光）の一部を該原稿面１側に反射させて照明効率
を向上させている。６は光源ホルダーであり、光源３を
保持しており、上記反射手段４を支持するスリット５は
この光源ホルダー６と一体的に成形されている。

【００２８】２３は走査ミラー部であり、原稿面１側か
ら順に第１、第２、第３のミラー７，８，９の３枚の反
射ミラーより成っており、特に第２、第３のミラー８，
９で第２の走査部としての直角のハの字ミラーユニット
（第２、第３のミラー８，９の反射面を延長したときの
双方の成す角が直角のユニット）２２を構成しており、
原稿面１で反射したカラー画像情報に基づく光束を後述
する結像手段としての結像レンズ１０に導いている。本
実施形態における走査ミラー部２３はガイドレール（不
図示）に沿って光源３、スリット５、そして反射部材４
等を有する照明手段と共に原稿面１を走査し、これによ
り走査位置に同期したタイミングで逐次、後述する読取
手段１２でカラー画像情報を読み取っている。

【００２９】尚、光源３、スリット５、反射部材４、そ
して第１のミラー７の各要素は第１の走査部２１の一要
素を構成している。

【００３０】１０は結像手段としての結像レンズであ
り、原稿面１上のカラー画像情報に基づく光束を色分解
手段１１を介して読取手段１２面上に結像させている。
１１は色分解手段としての透過型の１次元ブレーズド回
折格子であり、結像レンズ１０からのカラー画像情報に
基づく光束を、例えば３つの色光、Ｒ（赤）、Ｇ
（緑）、Ｂ（青）色光に色分解している。１２は読取手
段であり、３つのラインセンサー（ＣＣＤ）を互いに主
走査方向に平行となるように同一基板面上に配置した、
所謂モノリシックな３ラインンセンサー（以下「３ライ
ンンセンサー」とも称す。）より成っている。

【００３１】本実施形態においては光源３から放射した
光束のうち原稿台ガラス２面上に載置した原稿面１に直
接入射する光束（直接光）と、スリット５の一部のスリ
ット５面上に支持した反射部材４を介して該原稿面１に
入射する光束（間接光）とを用いて該原稿面１を照明し
ている。そして光源３で照明された原稿面１上のカラー
画像情報に基づく光束をスリット５を通し、第１、第
２、第３のミラー７，８，９を介して結像レンズ１０に
より集光し、１次元ブレーズド回折格子１１を介して３
つの色光（Ｒ，Ｇ，Ｂ）に色分解した後に、該３つの色
光に各々対応するラインセンサー面上に結像させ、該原
稿面１上のカラー画像情報を３ラインセンサー１２でデ
ジタル的に読み取っている。

【００３２】そして第１の走査部２１を矢印Ａの如く副
走査方向に原稿面１に沿って速度Ｖで移動させ、又第２
の走査部としての直角のハの字ミラーユニット２２を矢
印Ａの如く副走査方向に原稿面１に沿って速度Ｖ／２で
第１の走査部２１と連動して移動させて原稿面１上を走
査し、該原稿面１上のカラー画像情報を２次元的に読取
っている。

【００３３】尚、同図において第１の走査部２１及び第
２の走査部２２の代わりに原稿面１を副走査方向に移動
させても良く、または第１、第２の走査部２１，２２と
原稿面１とを相対的に移動させても良い。

【００３４】図２は本実施形態による原稿面上の副走査
方向の照度分布を示す説明図である。同図において縦軸
は光量（照度）、横軸は副走査方向の位置を示してお
り、一点鎖線ａ１は光源からの直接光による光量、二点
鎖線ａ２は反射部材を介した間接光による光量、実線ａ
３は直接光と間接光によるトータル光量を示している。

【００３５】本実施形態においては上述の如く光源３か
らの直接光と反射部材４を介した間接光とで原稿面１の
原稿読取ライン１ａを照明している。このとき原稿読取
ライン１ａの光量に対して光源３からの直接光の光量と
反射部材４を介した間接光の光量とが略５対５の比率に
なるように光源３及び反射部材４の相対的な位置関係を
設定している。これにより本実施形態では非常に高い照
明効率を得ることができ、またラインセンサーのランダ
ムノイズに対してそれが無視できるほど十分高い光量を
得ることができ、更には切り貼り原稿等の影が画像に現
われるのも防止している。

【００３６】このように本実施形態では上述の如く反射
部材４をスリット５面上の一部で、且つ原稿面１側に設
けることにより、原稿面１上の被照明領域に対する反射
部材４の位置を該原稿面１側に近づけることができ、ま
た光源３からの直接光に対する反射部材４側の照明効率
を上げることができ、更には原稿読取ライン１ａに対す
る反射部材４からの照明分布を精度良く形成することが
できる。

【００３７】また本実施形態では反射部材４を支持する
スリット５と光源ホルダー６とを一体的に成形してお
り、これにより光源３、反射部材４、そして原稿面１上
の被照明領域の配置関係を精度良く出すことができ、光
源３からの直接光、反射部材４を介した間接光によるト
ータルの原稿面１上の照度分布を原稿読取ライン１ａに
対して理想的に形成することができる。また反射部材４
の反射面を平面形状より形成することにより、平板反射
部材を切り抜いた後の２次加工工程を減らすことがで
き、加工コストを押さえることができる。また反射部材
４からの原稿面１上の照度分布をフラットにすることが
でき、原稿の読取位置ズレによる光量落ちを低下させる
ことができる。

【００３８】尚、本実施形態では反射部材４の反射面を
平面形状より形成したが、これに限定されることはな
く、例えば曲面形状より形成しても良い。これによれば
反射部材４からの原稿面１上の照度分布を更に高くする
ことができ、また原稿読取ライン１ａに対する反射部材
４からの照明光量も更に高くすることができ、装置の高
速化を図ることができる。またこの曲面形状を作成が容
易な円弧形状より形成しても良い。これによれば更に高
い照明効率と反射部材４の作成コストの低減を兼ね備え
ることができる。また曲面形状より成る反射部材４を光
源３の略中心位置、及び原稿面１の略読取ライン１ａの
位置を焦点とする楕円形状より形成しても良い。これに
よれば反射部材４からの照明光量を更に増加させること
ができる。

【００３９】尚、本実施形態では色分解手段として透過
型の１次元ブレーズド回折格子を用いたが、反射型の１
次元ブレーズド回折格子でも良い。

【００４０】また本実施形態ではカラー画像読取装置に
ついて示したが、モノクロの画像読取装置にも同様に適
用することができる。このときは色分解手段は不要であ
り、ラインセンサーも１列の１ラインセンサーで良い。

【００４１】（実施形態２）図３は本発明の実施形態２
の副走査方向の要部断面図である。同図において図１に
示した要素と同一要素には同符番を付している。

【００４２】本実施形態において前述の実施形態１と異
なる点は反射部材１４を副走査方向に移動可能となるよ
うに構成したことである。その他の構成及び光学的作用
は実施形態１と略同様であり、これにより同様な効果を
得ている。

【００４３】即ち、同図において１４は反射面が平面形
状より成る反射部材（反射笠）であり、副走査方向に移
動調整可能となるように構成されており、原稿面１上の
副走査方向の照明分布を調整している。１４ａは反射笠
固定用ビスであり、反射部材１４をスリット５面上に固
定している。

【００４４】図４はスリット５を読取光軸方向から見た
ときの説明図である。同図において５はスリット、５ａ
はスリット開口部、５ｂは反射部材固定用長穴、５ｃは
スリット遮光部である。

【００４５】図５は本実施形態による原稿面上の副走査
方向の照度分布を示す説明図である。同図において縦軸
は光量（照度）、横軸は副走査方向の位置を示してお
り、一点鎖線ｂ１は光源からの直接光による光量、二点
鎖線ｂ２は反射部材を介した間接光による光量、点線ｂ
３は反射部材を移動させたときの間接光による光量、実
線ｂ４は調整前の直接光と間接光とによるトータル光
量、実線ｂ５は調整後の直接光と間接光とによるトータ
ル光量を示している。

【００４６】本実施形態における反射部材１４は反射部
材固定用ビス５ｂにより図４に示すスリット開口部５ａ
の両端に配した反射部材固定用長穴５ｂを通してスリッ
ト５面上に固定されている。このとき本実施形態では反
射部材１４をスリット５の反射部材固定用長穴５ｂに沿
って副走査方向に移動させることにより、図５に示す如
く反射部材１４を介した間接光の照明光量を調整するこ
とができる。

【００４７】即ち、本実施形態においてはトータルの原
稿面１上の照度分布に対して反射部材１４を介した間接
光による原稿面１上の照度分布が高い場合、例えば製造
誤差等により反射部材１４の位置が正規の位置からズレ
ることで光量落ちを招く可能性がある。

【００４８】そこで本実施形態ではスリット５に対する
反射部材１４の副走査方向の位置を微動させることによ
り、図５に示す如く反射部材１４による原稿面１上の照
度分布を調整することができ、これにより光量落ちを補
正することができる。

【００４９】

【発明の効果】本発明によれば前述の如くスリット面上
の一部に反射部材を設けることにより、原稿面上の読取
ラインに到達する照明光量を増加させ、ノイズの無い鮮
明なる画像読取りを実現することができ、また反射部材
からの照明光量を特に増加させることができ、切り貼り
原稿の段差による影を防止することができ、さらに反射
部材をスリットに対して副走査方向に移動調整可能とな
るように構成することにより、製造誤差等による反射部
材からの照度分布のずれを補正することができるカラー
画像読取装置を達成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施形態１の副走査方向の要部断面
図

【図２】 本発明の実施形態１による原稿面上の副走査
方向の照度分布を示す説明図

【図３】 本発明の実施形態２の副走査方向の要部断面
図

【図４】 スリットを読取光軸方向から見たときの説明
図

【図５】 本発明の実施形態２による原稿面上の副走査
方向の照度分布を示す説明図

【図６】 従来のカラー画像読取装置の光学系の要部概
略図

【図７】 従来のカラー画像読取装置の光学系の要部概
略図

【図８】 モノリシック３ラインセンサーの説明図

【図９】 従来のカラー画像読取装置の光学系の要部概
略図

【図１０】 従来のカラー画像読取装置の光学系の要部
概略図

【図１１】 従来の照明系の要部概略図

【図１２】 従来の照明系の要部概略図

【図１３】 従来の照明系の原稿面上の副走査方向の照
度分布を示す説明図

【符号の説明】

１ 原稿面 ２ 原稿台ガラス ３ 光源手段 ４ 反射部材 ５ スリット ６ 光源ホルダー ７ 第１のミラー ８ 第２のミラー ９ 第３のミラー １０ 結像手段 １１ 色分解手段（１次元ブレーズド回折格子） １２ 読取手段（モノリシック３ラインセンサー） ２０１ 原稿面 ２０２ 原稿台ガラス ２０３ 光源（ランプ） ２０４ 反射笠 ２０５ スリット ２０６ 透明部分 ２０７ 第１のミラー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 今道 和行 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 下村 秀和 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 Ｆターム(参考） 2H108 AA01 CA01 CB01 HA01 5B047 AA01 AB04 BA02 BB02 BC05 BC09 BC12 CA19 CB04 CB30 5C051 AA01 BA03 CA10 DA03 DB01 DB24 DC04 DE13 DE19 DE23 EA01 5C072 AA01 BA11 BA19 CA03 CA04 CA14 DA04 DA21 DA23 EA04 LA02 QA01 UA18

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光源手段から放射した光束のうち原稿台
   面上に載置した原稿面に直接入射する光束と、副走査方
   向の軸外光束を規制するスリットの該原稿面側の一部の
   スリット面上に支持された反射部材を介して該原稿面に
   入射する光束と、を用いて該原稿面を照明し、 該原稿面のカラー画像情報に基づく光束を該スリットを
   通して結像手段により入射光束を複数の光束に色分解す
   る色分解手段を介して読取手段面上に結像させて、該原
   稿面のカラー画像情報を読取るようにしたことを特徴と
   するカラー画像読取装置。
2. 【請求項２】 前記反射部材を支持するスリットは前記
   光源手段を保持する光源ホルダーと一体的に成形されて
   いることを特徴とする請求項１のカラー画像読取装置。
3. 【請求項３】 前記反射部材は副走査方向に移動可能と
   なるように構成されていることを特徴とする請求項１の
   カラー画像読取装置。
4. 【請求項４】 前記反射部材の反射面は平面形状より成
   ることを特徴とする請求項１又は３のカラー画像読取装
   置。
5. 【請求項５】 前記反射部材の反射面は曲面形状より成
   ることを特徴とする請求項１又は３のカラー画像読取装
   置。
6. 【請求項６】 前記曲面形状は円弧形状であることを特
   徴とする請求項５のカラー画像読取装置。
7. 【請求項７】 前記曲面形状より成る反射部材は前記光
   源手段の略中心位置、及び前記原稿面の略読取位置を焦
   点とする楕円形状より成ることを特徴とする請求項５の
   カラー画像読取装置。