JP2003309707A

JP2003309707A - 画像読取装置

Info

Publication number: JP2003309707A
Application number: JP2002113441A
Authority: JP
Inventors: Kenji Hiromatsu; 憲司広松; Nobutada Fukuzawa; 延正福澤
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2002-04-16
Filing date: 2002-04-16
Publication date: 2003-10-31

Abstract

(57)【要約】【課題】点灯時の赤外線放射量の少ない画像読取用蛍
光ランプを使用したイメージセンサを使用して品質の良
い画像読取装置を提供する。【解決手段】光電変換素子と、原稿を照明する光源
と、前記原稿の反射光を前記光電変換素子に結像させる
光学系とを有するイメージセンサと画像読取装置にあっ
て、前記蛍光管の絶縁皮膜が赤外線吸収フィルムで構成
されていることを特徴とする。また、赤外吸収フィルム
をセルフォックレンズアレーと蛍光管を一体的に覆う構
成を特徴とするコンタクトイメージセンサ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、原稿照射用に蛍光
灯を使用した画像読取装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、光源により照射された原稿の反射
光を光電変換素子に結像させる画像読取装置に使用され
る光源としては、次のような蛍光ランプが使用されてい
る。

【０００３】すなわち、内部放電時に紫外線を放射する
放電媒体（例えばキセノンなどの希ガス）を封入した細
長い透光性の気密性の管と、それに接触して放電を生起
するように対向して配置された一対の放電電極とからな
る蛍光ランプが使用されている。ここで、前記放電電極
の少なくとも一方は外部電極で構成されている。そし
て、気密性の管内には蛍光体が塗布されてあり、放射さ
れた紫外線を可視光に変換する。この蛍光ランプには、
管の長手方向に蛍光体を除去して、原稿照明用のアパー
チャを形成してある。上記の構成の蛍光ランプでは、放
電のための高電圧を絶縁するために、管の外周に前記外
部電極を覆う形で、フィルムまたはチューブ状の絶縁皮
膜が形成されていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】近年、複写機の画像読
取装置としてコンタクトイメージセンサ（以下ＣＩＳと
略す）を使用することが提案されている。これは、縮小
レンズを使用した読取系よりも構成上安価であり、かつ
５倍から１０倍程度感度が高いため比較的暗い光源でも
画像品質的に十分なためである。例えば、３０枚／分程
度の読取であれば、縮小光学系とＣＣＤイメージセンサ
の組み合わせの場合、４００００ｌｕｘ程度の原稿面照
度が必要であるが、セルフォックレンズアレー（以下Ｓ
ＬＡと略す）を使用したＣＩＳでは４０００ｌｕｘ程度
で十分である。

【０００５】ところが、ランプの照度が４０００ｌｕｘ
程度の比較的暗いランプを使用した場合、４００００ｌ
ｕｘないし８００００ｌｕｘといったランプでは比較的
少量であった近赤外光の相対的な発光量が多くなってし
まう。図９は、４０００ｌｕｘの比較的低輝度のＸｅラ
ンプの発光スペクトルを説明する図、図１０は、４００
００ｌｕｘの高輝度Ｘｅランプの発光スペクトルを説明
する図である。両者を比較すると、４００〜７００ｎｍ
の可視光領域の発光スペクトルはほぼ同じであるが、８
００〜１０００ｎｍの近赤外領域において、５５０ｎｍ
近辺の緑のピークに対する近赤外の発光量が４０００ｌ
ｕｘランプの方が、４００００ｌｕｘランプよりも３倍
程度大きいことがわかる。

【０００６】一方、図１１は、代表的なＣＣＤイメージ
センサのＲＧＢ分光感度特性を示す図である。画像読取
センサのＣＣＤなどに染料や顔料で原色ＲＧＢのフィル
タを形成した場合、図１１に示すように、ＣＣＤイメー
ジセンサは、８００〜１０００ｎｍの近赤外にＲＧＢと
も感度を有する。これら近赤外領域に対する感度は本来
不要であり、染料や顔料のＲＧＢ原色フィルタでは、従
前から近赤外の感度をなくす努力が続けられているがい
まだに実現されておらずこのような特性となっている。

【０００７】従って、ＣＣＤイメージセンサは、蛍光ラ
ンプから照射される近赤外のスペクトルを読み取ってし
まい、結果としてＲＧＢが混色して色の判別精度が低下
したり、赤外の分光反射率の高い色材を使用した特色イ
ンクなど読み取ったときに必要以上に明るく読み取って
しまうという弊害が発生してしまう。この弊害は、近赤
外の相対的な大きさが大きければ大きいほど大きいた
め、図９で説明した４０００ｌｕｘ程度の比較的低照度
のランプにて大きくなる。

【０００８】これを解決するためには、従来から、赤外
線カットガラスなど、光学的なマルチコーティングを施
したガラスを使用してきたが、Ａ４の２９７ｍｍをカバ
ーしようとした場合、数千円から１万円弱といった非常
に高価なものとなってしまうため、安価な画像読取装置
には使用できなかった。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するためになされたものであり、請求項１に記載の画
像読取装置は、原稿を照明する蛍光ランプと、前記蛍光
ランプにより照射された原稿を読み取る光電変換素子と
を有し、前記蛍光ランプの外周に不可視光を吸収する不
可視光吸収部材を形成したことを特徴とする。

【００１０】また、請求項６に記載の画像読取装置は、
蛍光ランプにより照明された原稿からの光を光電変換素
子上に結像させる結像素子を備え、前記蛍光ランプ、前
記結像素子及び前記光電変換素子とが筐体にて一体保持
され、前記不可視光吸収部材により前記蛍光灯及び前記
結像素子を一体的に覆ったことを特徴とする。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を、以下、図
面を用いて説明する。

【００１２】（第１の形態）図１は、本実施形態の画像
読取装置に使用される蛍光ランプの断面図、図２は、そ
の長手方向を示す図である。

【００１３】図１又は図２に示すように、この蛍光ラン
プは、光透過性のガラス管１０１、ガラス管の内側に塗
布された蛍光体１０２、ガラス管１０１に接触して放電
を生起するように対抗して配置された一対の放電電極１
０３Ａ，１０３Ｂ（ここでは、１０３Ａ，１０３Ｂの両
方が外部電極である例を示したが、少なくとも一方が外
部電極であればよい）、ガラス管１０１の外周に前記放
電電極１０３Ａ，１０３Ｂを覆うように形成される透明
な絶縁皮膜１０４からなっている。

【００１４】光透過性のガラス管１０１は、直径４ｍ
ｍ、長さ３００ｍｍであり、両端を図示しない気密部材
で密閉されている。ガラス管１０１内部には、少なくと
もキセノンガスを含む希ガス（放電媒体）が封入されて
いて、外部電極１０３Ａ，１０３Ｂの間に、図示しない
インバータから供給される対ＧＮＤ電位で１．５ＫＶ程
度の電圧によって放電が起こり、電離された希ガス原子
によって紫外線が発生する。

【００１５】発生した紫外線は、蛍光体１０２を励起
し、励起エネルギー順位に応じて可視光に変換される。
蛍光体１０２は、キセノンが発生する紫外線に対して発
光効率が高く、可視光で４００〜７００ｎｍを満遍なく
発生させるために複数種類の蛍光体を使用している。ま
た、蛍光ランプは、画像読み取り用の光源として使用す
るため、原稿を照射する方向に高輝度が得られるように
アパーチャを形成してある。外部電極は高電圧を発生す
るため、透明な絶縁皮膜１０４にて絶縁処理が施されて
いる。

【００１６】本実施の形態では、この絶縁皮膜として、
次のような目的で開発されている不可視光である近赤外
線を吸収する赤外線吸収フィルムを使用することで、非
常に安価な構成で８００〜１０００ｎｍの赤外の量を１
／１０〜１／２０程度に削減するものである。すなわ
ち、プラズマディスプレーが発生する赤外線によるリモ
コンの誤動作対策として開発され、透明高分子フィルム
に近赤外吸収層を積層し、或いは透明高分子フィルムに
近赤外光吸収色素を分散させた近赤外吸収フィルムや、
ＤＶＤ−Ｒで近赤外発光レーザダイオードの近赤外を効
率的に吸収するように開発された近赤外吸収色素を高分
子樹脂中に分散させたものを、前記絶縁皮膜として使用
するものである。

【００１７】図３は、本発明にて使用した赤外吸収フィ
ルムの分光透過率を説明する図である。８００〜１００
０ｎｍの近赤外域に吸収があり、４００〜７００ｎｍの
可視光域の光透過性が高く、かつ可視領域に特定波長に
大きな吸収を持つことがない理想的な特性をもってい
る。

【００１８】図４は、本発明の構成をとった画像読み取
り用蛍光ランプの発光スペクトルを説明する図である。
図３で説明した赤外吸収フィルムの効果によって、もと
もと図９のような発光スペクトルがこのように改善され
ている。すなわち、可視光領域の発光スペクトルはほと
んど変化なく、削減したい８００〜１０００ｎｍの近赤
外のピークは、図９の状態に比べ相対的に１／１０〜１
／２０程度に削減できている。

【００１９】図５は、本実施形態に関わる縮小結象系の
画像読取装置を説明する図である。原稿２０４−１は、
プラテンガラス２０５上に載置される。或いは、原稿２
０４−２は、自動原稿供給装置２０３を使って流し読み
ガラス２０８上に搬送される。蛍光ランプ２０９には、
上記の赤外吸収フィルムが装着されている。この蛍光ラ
ンプ２０９で照明した原稿の情報は、第一ミラー２０
１、第二ミラー２０２で折り返されて、縮小結像レンズ
２１２にて読取素子２１３に結像され読み取られる。ま
た、基準白板２０６を読み取ることで白レベルを調整す
る。画像処理部１５０は、読取素子２１３の出力をうけ
てデジタル画像を生成する。

【００２０】以上のような構成により、カラー画像を読
み取る際の画質を安価な構成で大幅に向上させることが
できる。なお、本実施形態では、不可視光として赤外線
を吸収する例について説明したが、これに限らず紫外線
を吸収するように構成してもかまわない。

【００２１】（第２の形態）図６は、本発明の第２の形
態に関わる画像読取装置を説明する図である。ここで
は、等倍結象系の画像読取装置について説明する。

【００２２】原稿２０４−１は、プラテンガラス２０５
上に載置される。或いは、原稿２０４−２は、自動原稿
供給装置２０３を使って流し読みガラス２０８上に搬送
される。本装置では、コンタクトイメージセンサ３００
により原稿の情報を読み取る。また、基準白板２０６を
読み取ることで白レベルを調整する。画像処理部１５０
は、読取素子２１３の出力をうけてデジタル画像を生成
する。

【００２３】図７は、上記コンタクトイメージセンサ３
００の断面図である。蛍光ランプ３０１ａ，３０１ｂに
は、上記赤外吸収フィルムが装着されており、原稿を照
明する。また、等倍結像素子であるＳＬＡ３０２によ
り、原稿の情報を読み取り素子３０５に結像する。読み
取り素子３０５は基板３０４に実装され、樹脂筐体３０
３で一体に形成されている。

【００２４】また、コンタクトイメージセンサとして
は、図８に示すようなものでもかまわない。蛍光ランプ
３０６ａ，３０６ｂには、上記赤外吸収フィルタが装着
されており、原稿を照明する。また、等倍結像素子であ
るＳＬＡ３０２により、原稿の情報を読み取り素子３０
５に結像する。読み取り素子３０５は基板３０４に実装
され、樹脂筐体３０３で一体に形成されている。本実施
の形態では、赤外吸収フィルム３０８を、前記蛍光ラン
プ３０６ａ，３０６ｂ、ＳＬＡ３０２を一体的に覆うよ
うに構成している。この場合には、蛍光ランプの絶縁皮
膜に前記赤外吸収フィルムを使用する必要はない。この
ように、コンタクトイメージセンサの上部を赤外吸収フ
ィルムによって一体的に覆う簡単な構成のため組立て性
を向上させることができる。

【００２５】さらに、蛍光ランプからでた照明光に含ま
れる赤外成分が赤外吸収フィルム通った時点で例えば１
／１０に削減されたとすると、原稿を照明した光は、Ｓ
ＬＡに入射する前に再び赤外吸収フィルムを通るためこ
こでも赤外成分がさらに１／１０に削減される。結果と
して、赤外成分が１／１００に削減されるため、簡単な
構成でその効果が二乗で効くことになり非常に高い効果
を得ることができる。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１乃至５に
記載の画像読取装置によれば、蛍光ランプを使用した画
像読取装置において、本発明では赤外線吸収フィルムを
蛍光ランプの外周に形成することで、非常に安価な構成
で、蛍光ランプから照射される不可視光の量を大幅に削
減することができる。

【００２７】また、請求項６乃至９に記載の画像読取装
置によれば、蛍光ランプから照射され光電変換素子によ
り感知される不可視光の量を大幅に削減することができ
る。

【００２８】これにより、安価な構成でカラー画像を読
み取ったときの画質を大幅に向上できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を実施した蛍光ランプの断面図である。

【図２】本発明を実施した蛍光ランプの長手方向を見た
図である。

【図３】赤外吸収フィルムの分光透過率の図である。

【図４】低輝度キセノンランプと赤外吸収フィルムを組
み合わせた発光スペクトルの図である。

【図５】本発明を実施した縮小結像型の画像読取装置を
説明する図である。

【図６】本発明を実施した等倍結像型の画像読取装置を
説明する図である。

【図７】本発明を実施したコンタクトイメージセンサを
説明する図である。

【図８】本発明を実施したコンタクトイメージセンサを
説明する図である。

【図９】低輝度キセノンランプの発光スペクトルの図で
ある。

【図１０】高輝度キセノンランプの発光スペクトルの図
である。

【図１１】読取素子の分光感度特性図である。

【符号の説明】

１０１ガラス管１０２蛍光体１０３Ａ，１０３Ｂ放電電極１０４絶縁皮膜

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 2H109 AA02 AA15 AA23 AA75 AB33 5C051 AA01 BA04 DA03 DB01 DB22 DB23 DB28 DC05 DC07 EA01 FA01 5C072 AA01 BA19 CA04 CA08 DA02 DA09 DA25 EA07 QA10 XA01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】原稿を照明する蛍光ランプと、前記蛍光
ランプにより照射された原稿を読み取る光電変換素子と
を有する画像読取装置において、前記蛍光ランプの外周に不可視光を吸収する不可視光吸
収部材を形成したことを特徴とする画像読取装置。
【請求項２】前記蛍光ランプは、放電時に紫外線を放
射する放電媒体を封入され内側に蛍光体が塗布された気
密性の管と、前記管に接触して放電を生起するための放
電電極とからなり、前記放電電極を覆うように前記管の
外周に形成された絶縁皮膜を前記不可視光吸収部材とし
たことを特徴とする請求項１に記載の画像読取装置。
【請求項３】前記不可視光吸収部材は、透明高分子フ
ィルムに不可視光吸収層を積層してなることを特徴とす
る請求項１又は２に記載の画像読取装置。
【請求項４】前記不可視光吸収層が不可視光吸収色素
及び高分子樹脂を主成分として構成され、前記高分子樹
脂中に前記不可視光吸収色素が分散していることを特徴
とする請求項３に記載の画像読取装置。
【請求項５】前記不可視光吸収部材は、透明高分子フ
ィルムに不可視光吸収色素を分散させたものであること
を特徴とする請求項１又は２に記載の画像読取装置。
【請求項６】蛍光ランプにより照明された原稿からの
光を光電変換素子上に結像させる結像素子を備え、前記
蛍光ランプ、前記結像素子及び前記光電変換素子とが筐
体にて一体保持され、前記不可視光吸収部材により前記
蛍光灯及び前記結像素子を一体的に覆ったことを特徴と
する画像読取装置。
【請求項７】前記不可視光吸収部材は、透明高分子フ
ィルムに不可視光吸収層を積層してなることを特徴とす
る請求項６に記載の画像読取装置。
【請求項８】前記不可視光吸収層が不可視光吸収色素
及び高分子樹脂を主成分として構成され、前記高分子樹
脂中に前記不可視光吸収色素が分散していることを特徴
とする請求項７に記載の画像読取装置。
【請求項９】前記不可視光吸収部材は、透明高分子フ
ィルムに不可視光吸収色素を分散させたものであること
を特徴とする請求項６に記載の画像読取装置。