JP2003008835A - 面光源装置、透過原稿用光源装置および画像読み取り装置 - Google Patents
面光源装置、透過原稿用光源装置および画像読み取り装置Info
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Abstract
する面光源装置および透過原稿用光源装置およびそれを
用いた画像読み取り装置を提供する。 【解決手段】 蛍光管ランプ43と第1拡散部材44と
の間に第2拡散部材45が設置されている。第2拡散部
材45は、蛍光管ランプ43から照射された光を散乱さ
せ、蛍光管ランプ43から照射された光が至近距離にあ
る第1拡散部材44へ直接入射するのを防止する。これ
により、蛍光管ランプ43と第1拡散部材44との間の
距離を拡大することなく、透過光源ユニット40の主走
査方向において透過原稿2へ照射される光量のばらつき
が低減され、また蛍光管ランプ43の副走査方向への光
量のばらつきは小さいため、透過光源ユニット40から
透過原稿2へは面均一な光を照射することができる。
Description
原稿を照射する透過原稿用光源装置および画像読み取り
装置に関する。
どの透明な部材から形成されている原稿台が配置されて
いる例えばスキャナや複写機などのフラットベット型の
画像読み取り装置が公知である。フラットベット型の画
像読み取り装置は、原稿台の下方から光を照射し原稿の
表面で反射した光を読み取ることができるだけでなく、
原稿台の上方から光を照射することにより例えばポジフ
ィルムやネガフィルムなどの透過原稿を読み取ることが
できる。
稿を読み取る場合、原稿台の上方に載置される透過原稿
用光源装置から光が照射される。透過原稿用光源装置に
は、原稿を均一に照射する面光源が用いられる。上記の
ような透過原稿は、例えば紙などの反射原稿と比較して
読み取り範囲が狭い。そのため、透過原稿を照射する透
過原稿用光源装置は、光の照射範囲を限定し小型化およ
び軽量化が図られている。
は、光源部と、光源部から照射された光を原稿へ導く導
光手段とを備えている。導光手段としては、光源部から
の光を反射あるいは拡散させる部材が用いられる。
稿用光源装置の高さ方向の小型化を図る場合、光源部と
原稿面との間の距離を小さくする必要がある。しかし、
光源部を原稿面に接近させると、原稿面を均一に照射す
ることが困難である。これは、光源部の近傍に比較して
ランプ部材から遠隔の位置では光量が小さくなるからで
ある。光源部と原稿面との間の距離を大きくすることに
より、透過原稿に面均一な光を照射することが可能とな
るものの、透過原稿用光源装置が高さ方向に大型化する
という問題がある。また、透過原稿へ照射される光が不
均一になると、透過原稿に照射される光の光量が原稿の
位置によって相違するため、読み取られる画像に濃淡が
生じ画質の低下を招く。
ることなく面均一に光を照射する面光源装置および透過
原稿用光源装置を提供することにある。また、本発明の
他の目的は、読み取られる画像の画質を向上する画像読
み取り装置を提供することにある。
4記載の面光源装置によると、光源部と第1拡散部材と
の間には第2拡散部材が設置されている。第2拡散部材
は、光源部から照射された光を散乱させ第1拡散部材へ
直接照射されるのを防止する。光源部から照射された光
は光源部の近傍で最も光量が大きくなる。第2拡散部材
を光源部と第1拡散部材との間に設置することにより、
光源部から照射された光は第2拡散部材で散乱された
後、第1拡散部材へ入射する。そのため、光源部から照
射された光は第1拡散部材に到達するまでに第1拡散部
材の面に均一に照射される。これにより、面光源装置の
体格を小型化するため、光源部と第1拡散部材との距離
を小さくした場合でも、面均一な光の照射をすることが
できる。
を第1拡散部材へ反射する。光源部からの光を反射する
ことにより、光源部から照射された光を有効に利用する
ことができるだけでなく、光量が不足しがちな第1拡散
部材の周辺部に光を照射することができる。したがっ
て、面均一な光の照射をすることができる。
と、光源部を駆動する駆動回路部は反射部材の反光源部
側に設置されている。そのため、駆動回路部を第1拡散
部材の周辺に設置する必要がなく、面光源装置の水平方
向の体格を小型化することができる。本発明の請求項3
記載の面光源装置によると、第1拡散部材および第2拡
散部材は平板状である。そのため、例えば液晶パネルや
透過原稿など平板状あるいはフィルム状の物品を面均一
に照射することができる。
と、光源部から第2拡散部材までの距離D1と第2拡散
部材から第1拡散部材までの距離D2とはD1≦D2と
なるように設定している。D2をD1以上に設定するこ
とにより、第2拡散部材で散乱された光は面均一に第1
拡散部材へ入射する。そのため、面均一な光を照射する
ことができる。
置によると、請求項1から5のいずれか一項記載の面光
源装置を備えている。そのため、画像読み取り装置の原
稿台に載置された例えばポジフィルムやネガフィルムな
どの透過原稿を面均一に照射することができる。
によると、請求項6記載の透過原稿用光源装置を備えて
いる。そのため、原稿台に載置された透過原稿は面均一
に光が照射される。これにより、透過原稿には光が均一
に照射され、透過原稿の位置により照射される光の光量
にばらつきが生じることがない。したがって、読み取ら
れる画像に光量のばらつきによる濃淡が生じることがな
く、読み取られた画像の画質を向上することができる。
取り装置によると、透過原稿用光源装置は主走査方向の
中心部近傍に搭載される。撮像手段は例えばレンズおよ
びラインセンサなどから構成されている。そのため、原
稿から入射する光はレンズを通過してラインセンサに結
像する。しかし、レンズは球面であるため、主走査方向
の中央部に比較して周辺部には歪みが生じ画質が低下す
る。したがって、透過原稿用光源装置および原稿を主走
査方向の中央部に載置することにより、撮像手段で結像
する画像に歪みが低減され、読み取られる画像の画質を
向上することができる。
一実施例を図面に基づいて説明する。本発明の一実施例
による画像読み取り装置を適用したスキャナを図2に示
す。図2に示すスキャナは、面光源装置を備える透過原
稿用光源装置(以下、透過原稿用光源装置を「透過光源
ユニット」という。)40が搭載されている。
体10の内部にキャリッジ20を備えている。この本体
10の上方に原稿台11が設けられている。原稿台11
の上方には、透過原稿2を保持する原稿ホルダ60およ
び透過光源ユニット40が搭載されている。
軸22に沿って副走査方向へ往復移動可能である。駆動
部21は、モータ211、伝達部212および駆動ベル
ト213を有している。モータ211は駆動力を発生
し、伝達部212を経由して駆動ベルト213を駆動す
る。伝達部212は、モータ211から発生した駆動力
を減速して駆動ベルト213へ伝達する。駆動ベルト2
13は、伝達された駆動力によりキャリッジ20を駆動
する。
3、ミラー24、集光レンズ25、ラインセンサ26お
よびA/D変換部27が搭載されている。ミラー24
は、ラインセンサ26に集光される原稿からの光を反射
し、光路長を長くするために設けられている。集光レン
ズ25は、光を集光しラインセンサ26に入射させる。
ラインセンサ26はCCD(Charge Coupled Device)
などの光電変換素子からなる複数の画素を有し、複数の
画素は主走査方向へ直線上に配列されている。A/D変
換部27は、ラインセンサ26から出力されたアナログ
の電気信号をデジタルの電子データに変換する。ミラー
24、集光レンズ25、ラインセンサ26およびA/D
変換部27により撮像手段が構成されている。
理部30が搭載されている。処理部30は、CPU(Ce
ntral Processing Unit)31、RAM(Random Access
Memory)32、ROM(Read Only Memory)33、な
らびにデータ作成部34から構成されている。CPU3
1は、駆動部21によるキャリッジ20の制御、光源の
点滅の制御、ならびにデータ作成部34で作成される画
像データの処理などスキャナ1全体の制御を行う。RA
M32は、デジタルの電気信号から作成されるデジタル
データ、あるいはデジタルデータに基づいてデータ作成
部34で作成される画像データなどを一時的に格納す
る。ROM33にはCPU31によりスキャナ1の各部
を制御するためのコンピュータプログラムが格納されて
いる。
部341、ガンマ補正部342、ならびにその他の補正
部343から構成されている。シェーディング補正部3
41は、A/D変換部27から出力されたデジタルの電
気信号を、読み取り開始前に白基準が読み取られること
で得られた補正データを用いて、ラインセンサ26の素
子ごとの感度のばらつきを補正する。ガンマ補正部34
2では、所定のガンマ関数によりガンマ補正が行われ
る。その他の補正部343では、色補正、エッジ強調お
よび領域拡大/縮小などの諸変換を実施する。これらの
処理によりラインセンサ26から出力されたデジタルの
電気信号はデジタルの画像データとして作成される。デ
ータ作成部34で作成されたデジタルの画像データは、
本体10に設けられているインターフェイス35から外
部に接続されている例えばパーソナルコンピュータ(以
下、パーソナルコンピュータを「パソコン」という。)
5などの処理装置へ出力される。
に説明する。透過光源ユニット40は、図1に示すよう
に上カバー41、下カバー42、光源部としての蛍光管
ランプ43、第1拡散部材44、第2拡散部材45、反
射部材46および駆動回路47を有している。上カバー
41および下カバー42は、嵌合部48により一体に結
合されている。下カバー42には第1拡散部材44が固
定されている。また、下カバー42の反上カバー側には
突出部421が形成されている。上カバー41および下
カバー42により部材を収容する空間部49が形成され
ており、この空間部49に蛍光管ランプ43、第2拡散
部材45、反射部材46および駆動回路47が収容され
ている。
に示すようにスキャナ1の副走査方向に対応するように
延伸して設置されている。蛍光管ランプ43としては、
例えば水銀ランプあるいはキセノンランプなどが用いら
れる。蛍光管ランプ43は、副走査方向の両端部が反射
部材46に支持されている。
44は、平板状の部材であり、透過光源ユニット40の
原稿台11側すなわち下カバー42に設置されている。
第1拡散部材44は、入射した光を複数の方向へ反射ま
たは散乱させる部材であり、蛍光管ランプ43から入射
した光を散乱する。これにより、蛍光管ランプ43から
第1拡散部材44へ入射した光は、原稿台11側へ面状
に照射される。
同様に平板状の部材であり、蛍光管ランプ43と第1拡
散部材44との間に設置されている。第2拡散部材45
も第1拡散部材44と同様に、入射した光を複数の方向
へ反射または散乱させる。第2拡散部材45はスキャナ
1の副走査方向に対応するように延伸して設置されてい
る。第2拡散部材45は、副走査方向の両端部が反射部
材46に支持されている。
は、蛍光管ランプ43から第2拡散部材45までの距離
をD1、第2拡散部材45から第1拡散部材44までの
距離をD2とすると、D1≦D2となるように設置され
ている。D1≦D2とすることにより、第2拡散部材4
5により散乱された光の蛍光管ランプ43の軸に垂直な
方向すなわちスキャナ1の主走査方向の光量の分布は、
図4に示すようにD1>D2としたときと比較して平坦
になる。つまり、スキャナ1の主走査方向で光量の分布
が平均化される。
ランプ43の反第1拡散部材側を包囲するように設置さ
れている。反射部材46は、蛍光管ランプ43から照射
された光のうち第1拡散部材44および第2拡散部材4
5の方向へ進行しない光、ならびに第1拡散部材44お
よび第2拡散部材45により蛍光管ランプ43側に反射
した光を、第1拡散部材44方向へ反射する。反射部材
46を設置することにより照射された光を有効に活用で
き、光量が小さな蛍光管ランプ43を使用した場合でも
十分な光量が確保される。
する電力を制御する。駆動回路47は、スキャナ1の図
示しない電源部に接続されており、スキャナ1から電力
の供給を受ける。スキャナ1から供給された電力は、駆
動回路47により制御され蛍光管ランプ43へ供給され
る。駆動回路47は、反射部材46の反蛍光管ランプ側
に設置されている。蛍光管ランプ43、第2拡散部材4
5および駆動回路47は、反射部材46に設置されてい
る。そのため、蛍光管ランプ43、第2拡散部材45、
駆動回路47および反射部材46は一体のモジュールと
して構成されている。
40の光量分布について説明する。図5に示すように、
透過光源ユニット40を構成する部材の組合せと光量分
布について説明する。図5では、第1拡散部材44から
原稿側へ照射される光量の分布を示し、蛍光管ランプ4
3の軸に垂直な方向すなわちスキャナ1の主走査方向の
光量の分布を示している。
第1拡散部材のみで透過光源ユニットを構成した場合、
第1拡散部材44から原稿側へ照射される光量の分布に
ついて示している。光量は光源である蛍光管ランプ43
からの距離に相関するため、蛍光管ランプ43の近傍ほ
ど第1拡散部材44へ到達する光量は大きい。そのた
め、第1拡散部材44から照射される光量も図5(a)
に示すように第1拡散部材44の中央部ほど大きく両端
部ほど小さくなる。
材46を追加した構成である。反射部材46を追加する
ことにより、蛍光管ランプ43から照射された光のうち
第1拡散部材44へ直接到達しない光は反射部材46で
反射される。反射部材46へ入射した光は第1拡散部材
44方向、特に第1拡散部材44の両端部へ反射され
る。これにより、図5(a)に示す構成と比較して、第
1拡散部材44の両端部における光量が増大する。その
ため、図5(a)に示す構成と比較して光量の分布が平
均化される。
散部材45を追加した構成である。第2拡散部材45を
追加することにより、蛍光管ランプ43から照射された
光のうち第1拡散部材44へ直接到達する光の光量が低
下する。一方、第2拡散部材45により蛍光管ランプ4
3から照射された光は平均化されるため、蛍光管ランプ
43と第1拡散部材44との間に第2拡散部材45が挿
入されている部位では図5(c)に示すように光量分布
のピークが小さくなる。
材46を追加した構成である。反射部材46を追加する
ことにより、図5(b)の構成と同様に第1拡散部材4
4の両端部における光量が増大する。また、第2拡散部
材45を追加しているので、光量分布のピークが小さく
なる。その結果、図5(d)の構成では、光量ピークが
減少され、かつ第1拡散部材44の両端部における光量
が増大する。したがって、光量の分布は蛍光管ランプ4
3の軸に垂直な方向に平均化され、均一になる。蛍光管
ランプ43の軸方向の光量の分布はほぼ均一であるた
め、第1拡散部材44からは面均一な光が照射される。
原稿ホルダ60は、図2に示すように原稿台11に載置
される。原稿ホルダ60は、例えばポジフィルムあるい
はネガフィルムなどの透過原稿2を保持する。ポジフィ
ルムは例えばフィルムマウントに保持された状態で原稿
ホルダ60に取り付けられる。ネガフィルムは直接原稿
ホルダ60に取り付けられる。原稿ホルダ60は、図6
に示すように原稿台11の周囲に設置されている原稿ガ
イド12と当接することにより位置決めされる。原稿ホ
ルダ60は、透過光源ユニット40からの光が通過する
開口部61、原稿を保持する保持部62ならびに白基準
設定用の白基準窓63が形成されている。保持部62
は、開口部61の周囲に形成され、透過原稿2であるフ
ィルムが挿入またはフィルムマウントが挿入される。白
基準窓63は透過光源ユニット40から照射された光が
通過する。白基準窓63を通過した光をラインセンサ2
6で受光することにより、白基準が設定される。
設けられている。原点設定マーク64と原稿ガイド12
に設けられている原点マーク14とを対応させて原稿ホ
ルダ60を原稿台11上に載置することにより、原稿ホ
ルダ60は適正な載置位置および載置方向に載置するこ
とができる。また、原稿ホルダ60には嵌合部65が形
成されている。嵌合部65には、透過光源ユニット40
の下カバー42に形成されている突出部421が嵌合さ
れる。嵌合部65に突出部421を嵌合させることによ
り、図7に示すように透過光源ユニット40は原稿ホル
ダ60の所定位置に位置決めされて搭載される。透過光
源ユニット40は、原稿ホルダ60に位置決めされるこ
とによりスキャナ1の主走査方向中心部近傍に搭載され
る。これにより、透過光源ユニット40は原稿台11の
所定位置に搭載され、透過光源ユニット40から照射さ
れる光は開口部61および白基準窓63を経由してキャ
リッジ20へ入射される。
説明する。ユーザは読み取りを所望する透過原稿2を原
稿ホルダ60にセットして原稿台11上に載置する。そ
して、パソコン5で起動されている例えばTWAINな
どのスキャナ1を制御するためのドライバプログラムを
経由して、スキャナ1に対し透過原稿2の読み取り開始
を指示する。
示があると、CPU31は駆動回路47への電力の供給
を命令し蛍光管ランプ43を点灯させる。そして、CP
U31は駆動部21を制御することによりキャリッジ2
0を副走査方向へ一定速度で移動させる。ラインセンサ
26には透過原稿2を通過した光が入射され、入射され
た光は電荷に変換されて蓄積される。蓄積された電荷は
所定時間ごとに発生される駆動信号によりラインセンサ
26の図示しないシフトレジスタへ転送され、1ライン
分の電気信号が順次データ作成部34へ出力される。デ
ータ作成部34で補正がされたデジタルの画像データは
インターフェイス35を経由してパソコン5へ出力され
る。キャリッジ20を一定速度で副走査方向へ移動させ
つつ、上記の処理を繰り返すことにより透過原稿2の読
み取りが行われる。
によるスキャナ1に用いる透過光源ユニット40による
と、蛍光管ランプ43と第1拡散部材44との間に第2
拡散部材45が設置されている。第2拡散部材45は、
蛍光管ランプ43から照射された光を散乱させ、蛍光管
ランプ43から照射された光が至近距離にある第1拡散
部材44へ直接入射するのを防止する。また、蛍光管ラ
ンプ43の反第1拡散部材側に反射部材46が設置され
ている。そのため、蛍光管ランプ43から照射された光
を第1拡散部材44の方向へ反射し、第1拡散部材44
の主走査方向の両端部の光量を増大させる。これによ
り、透過光源ユニット40の主走査方向において透過原
稿2へ照射される光量のばらつきが低減され、また蛍光
管ランプ43の副走査方向への光量のばらつきは小さい
ため、透過光源ユニット40から透過原稿2へは面均一
な光を照射することができる。
置することにより、蛍光管ランプ43と第1拡散部材4
4との間の距離を拡大することなく面均一な光を照射す
ることができる。そのため、透過光源ユニット40の体
格の大型化を防止することができる。
6の反蛍光管ランプ側に形成される空間部に設置してい
る。反射部材46の反蛍光管ランプ側はデッドスペース
であるため、その空間を有効に活用でき駆動回路47を
第1拡散部材44の周辺に設置する必要がない。したが
って、透過光源ユニット40の設置面積が拡大すること
を防止できる。
では、反射部材46に蛍光管ランプ43、第2拡散部材
45および駆動回路47が設置されている。そのため、
透過光源ユニット40を構成する部材を反射部材46と
ともにモジュール化することができる。したがって、透
過光源ユニット40の部品点数を低減することができ、
透過光源ユニット40の組み付けを容易に実施すること
ができる。
と、読み取りの対象となる透過原稿2に透過光源ユニッ
ト40から面均一な光が照射される。そのため、透過原
稿2の位置ごとに照射される光量のばらつきを防止する
ことができる。したがって、読み取られる画像にムラが
発生することがなく、読み取られた画像の画質を向上す
ることができる。
によると、透過光源ユニット40は原稿ホルダ60に位
置決めされることにより主走査方向の中心部近傍に搭載
される。透過原稿2を透過した光は、集光レンズ25を
経由してラインセンサ26に集光され結像する。集光レ
ンズ25は表面が曲面であるため、レンズの周辺部を通
過した光により形成される像には歪みが生ずる。すなわ
ち、ラインセンサ26に結像する像は主走査方向の中央
部ほど歪みが少ない。そこで、透過光源ユニット40な
らびに原稿ホルダ60に位置決めされた透過原稿2を主
走査方向の中央部に搭載することにより、読み取られる
画像の歪みを低減することができる。したがって、読み
取られた画像の画質を向上することができる。
スキャナの透過光源ユニットとして適用する例について
説明した。しかし、本発明の面光源装置はスキャナに限
らず例えばLCDを照射するバックライトに用いられる
面光源装置、あるいはOHPの面光源装置などスキャナ
の透過光源ユニットに限らず適用することができる。
透過光源ユニットを示す模式的な断面図である。
模式図である。
ク図である。
透過光源ユニットの主走査方向の位置ごとの光量分布を
示す模式図であって、(A)はD1>D2のときを示す
図、(B)はD1≦D2のときを示す図である。
り主走査方向の位置ごとの光量部分布の変化を示す図で
ある。
稿ホルダを載置した状態を示す模式的な平面図である。
稿ホルダを載置し、さらに原稿ホルダに透過光源ユニッ
トを搭載した状態を示す模式的な平面図である。
Claims (9)
- 【請求項1】 光源部と、 前記光源部から照射された光を拡散する第1拡散部材
と、 前記光源部から照射された光を前記第1拡散部材へ反射
する反射部材と、 前記光源部と前記第1拡散部材との間に設置され、前記
光源部から照射された光を前記第1拡散部材へ拡散する
第2拡散部材と、 を備えることを特徴とする面光源装置。 - 【請求項2】 前記反射部材の反光源部側に設置され、
前記光源部を駆動する駆動回路部をさらに備えることを
特徴とする請求項1記載の面光源装置。 - 【請求項3】 前記第1拡散部材および前記第2拡散部
材は、平板状であることを特徴とする請求項1または2
記載の面光源装置。 - 【請求項4】 前記光源部は、蛍光管ランプを有するこ
とを特徴とする請求項1、2または3記載の面光源装
置。 - 【請求項5】 前記光源部から前記第2拡散部材までの
距離をD1、前記第2拡散部材から前記第1拡散部材ま
での距離をD2とすると、 D1≦D2 に設定されていることを特徴とする請求項1から4のい
ずれか一項記載の面光源装置。 - 【請求項6】 請求項1から5のいずれか一項記載の面
光源装置を備え、画像読み取り装置の原稿台に搭載さ
れ、前記原稿台に載置された原稿を照射することを特徴
とする透過原稿用光源装置。 - 【請求項7】 請求項6記載の透過原稿用光源装置と、 前記透過原稿用光源装置が搭載される原稿台と、 前記原稿台に載置される原稿を透過した前記透過原稿用
光源装置からの光を電気信号に変換して出力する撮像手
段と、 を備えることを特徴とする画像読み取り装置。 - 【請求項8】 前記透過原稿用光源装置は、前記原稿台
の主走査方向中央部近傍に載置されることを特徴とする
請求項7記載の画像読み取り装置。 - 【請求項9】 前記原稿台に前記原稿および前記透過原
稿用光源装置を位置決めして支持する原稿ホルダをさら
に備えることを特徴とする請求項7または8記載の画像
読み取り装置。
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JP2010011284A (ja) * | 2008-06-30 | 2010-01-14 | Fuji Xerox Co Ltd | 画像読み取り装置 |
-
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