JP2005184390A - 原稿読取装置、コンピュータプログラム、原稿読取システム、及び、原稿読取方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】光源の発光色を切り替えて読み込む際に、各色データの取り込みタイミングの違いによる原稿と読取データとの色の相違を抑える原稿読取装置等を実現する。
【解決手段】複数色の光を切り替えて発して原稿を照射するための光源を搭載し所定方向に移動する移動体を移動させつつ光源を発光させて、イメージセンサにより一定の受光時間内に受けた光の量を光量情報として周期的に取り込み、連続して取り込まれる複数の光量情報を1画素に対応させて原稿を読み取る原稿読取装置において、1画素に対応させた複数の光量情報を取り込む際に、それぞれの受光時間内において色を切り替えて少なくとも2色の光を発し、取り込んだ複数の光量情報に基づいて各色の光に対応する色ごとの単色光量情報を取得する。
【選択図】 図9
【解決手段】複数色の光を切り替えて発して原稿を照射するための光源を搭載し所定方向に移動する移動体を移動させつつ光源を発光させて、イメージセンサにより一定の受光時間内に受けた光の量を光量情報として周期的に取り込み、連続して取り込まれる複数の光量情報を1画素に対応させて原稿を読み取る原稿読取装置において、1画素に対応させた複数の光量情報を取り込む際に、それぞれの受光時間内において色を切り替えて少なくとも2色の光を発し、取り込んだ複数の光量情報に基づいて各色の光に対応する色ごとの単色光量情報を取得する。
【選択図】 図9
Description
この発明は、複数色の光を発する光源を用いる原稿読取装置、コンピュータプログラム、原稿読取システム、及び、原稿読取方法に関する。
複数色の光を発する光源を用いた原稿読取装置としては、R(レッド)G(グリーン)B(ブルー)の色成分を有する光を発光するLED(発光ダイオード)を順次切り替えて点灯し、原稿に照射した反射光をイメージセンサにて受光することにより原稿を読み取るカラースキャナが知られている。このようなカラースキャナは、所定方向に移動可能に設けられたキャリッジに、LEDを用いてライン状に発光するように構成された光源が搭載されている。そして、ライン状の光源の長手方向と交差する方向にキャリッジが移動しつつ、原稿による反射光が、ライン状のイメージセンサに受光されて原稿が読み取られる。このとき、光源は例えばR・G・Bを順次切り替えて、各々一回ずつ発光するため、ライン状のイメージセンサでは、前記長手方向の1ライン毎のデータが色成分毎に順次取り込まれることになる。すなわち、原稿の1ライン分のデータは、R・G・Bの各色成分のデータにて構成される。
しかしながら、上記のカラースキャナにあっては、キャリッジを移動させつつ、各色のLEDを順次切り替えて各々1回ずつ発光し、原稿による反射光をイメージセンサにて受光することにより原稿を読み取るので、R成分のデータ、G成分のデータ、B成分のデータをイメージセンサにて取り込むタイミングが相違する。このため、原稿の1ラインに相当する領域を対象として読み取ったデータであっても、色成分毎に読み取る原稿の位置が僅かに相違するとともに、原稿の読み取り対象領域に対し、各色の光にて各々実際に読み取った領域は小さく、かつ偏っている。すなわち、色成分毎に、原稿の異なる僅かな偏った領域を読み込んだデータを、原稿の1ラインのデータとして対応させるので、イメージセンサにて取り込んだ画像データによって表される色と、原稿の色とが相違する畏れがあるという課題があった。
この発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、光源の発光色を切り替えて読み込む際に、各色データの取り込みタイミングの違いによる原稿と読取データとの色の相違を抑える原稿読取装置、コンピュータプログラム、原稿読取システム、及び、原稿読取方法を実現することにある。
主たる発明は、複数色の光を切り替えて発して原稿を照射するための光源と、前記光源を搭載し所定方向に移動する移動体と、一定の受光時間内に受けた光の量を光量情報として周期的に取り込むためのイメージセンサと、を有し、前記移動体を移動させつつ前記光源を発光させて、前記イメージセンサにより前記光量情報を取り込み、連続して取り込まれる複数の前記光量情報を1画素に対応させて原稿を読み取る原稿読取装置において、前記1画素に対応させた前記複数の光量情報を取り込む際に、それぞれの前記受光時間内において色を切り替えて少なくとも2色の光を発し、取り込んだ前記複数の光量情報に基づいて各色の光に対応する色ごとの単色光量情報を取得することを特徴とする原稿読取装置である。
本発明の他の特徴については、本明細書及び添付図面の記載により明確にする。
本発明によれば、光源の発光色を切り替えて読み込む際に、各色データの取り込みタイミングの違いによる原稿と読取データとの色の相違を抑える原稿読取装置、コンピュータプログラム、原稿読取システム、及び、原稿読取方法を実現することが可能である。
本明細書及び添付図面の記載により少なくとも次のことが明らかにされる。
複数色の光を切り替えて発して原稿を照射するための光源と、前記光源を搭載し所定方向に移動する移動体と、一定の受光時間内に受けた光の量を光量情報として周期的に取り込むためのイメージセンサと、を有し、前記移動体を移動させつつ前記光源を発光させて、前記イメージセンサにより前記光量情報を取り込み、連続して取り込まれる複数の前記光量情報を1画素に対応させて原稿を読み取る原稿読取装置において、前記1画素に対応させた前記複数の光量情報を取り込む際に、それぞれの前記受光時間内において色を切り替えて少なくとも2色の光を発し、取り込んだ前記複数の光量情報に基づいて各色の光に対応する色ごとの単色光量情報を取得することを特徴とする原稿読取装置である。
このような原稿読取装置によれば、読み取った原稿の1画素を示すデータは、複数の光量情報から構成されるが、1つの光量情報を得るために原稿を照射する受光時間内に、少なくとも2色の光を発するので、1つの光量情報には、少なくとも2色分の画像情報が含まれていることになる。すなわち、受光時間内に発光した少なくとも2色分の情報は、受光時間に移動体が移動した領域の情報であるため、発光した色数分の画像情報を同じ領域にて取り込むことが可能である。このため、各受光時間内に1色のみ発光し、各色毎の画像情報として光量情報を取り込む場合と比較して、各色の画像情報の読み取り位置の違いによる原稿と読取データとの色の相違を小さく抑え、より原稿に近い画像情報を光量情報として取り込むことが可能である。
かかる原稿読取装置において、前記1画素に対応させた前記複数の光量情報を取り込む際に、2以上の前記受光時間にて同色の光を発することが望ましい。
このような原稿読取装置によれば、各色の画像情報が、1画素に対応させた複数の光量情報のうち、2以上の光量情報に含まれることになり、複数の光量情報から各色の光に対応する色ごとの単色光量情報を取得することができる。複数の光量情報は、移動体が移動しつつ取り込まれるため、異なる光量情報は、1画素の画像情報を取得するための領域の異なる位置の光量情報となる。このため、所定の色の画像情報を複数の光量情報から取得すると、1画素の領域内の複数の位置における画像情報を取得することができるため、各色の画像情報を偏った位置により取得することはない。よって、より正確な画像情報を取得することが可能である。
このような原稿読取装置によれば、各色の画像情報が、1画素に対応させた複数の光量情報のうち、2以上の光量情報に含まれることになり、複数の光量情報から各色の光に対応する色ごとの単色光量情報を取得することができる。複数の光量情報は、移動体が移動しつつ取り込まれるため、異なる光量情報は、1画素の画像情報を取得するための領域の異なる位置の光量情報となる。このため、所定の色の画像情報を複数の光量情報から取得すると、1画素の領域内の複数の位置における画像情報を取得することができるため、各色の画像情報を偏った位置により取得することはない。よって、より正確な画像情報を取得することが可能である。
かかる原稿読取装置において、前記光の色として、赤色、緑色、青色の3色を用い、
前記受光時間内に赤色と緑色とを切り替えて取得した光量情報と、前記受光時間内に緑色と青色とを切り替えて取得した光量情報と、前記受光時間内に青色と赤色とを切り替えて取得した光量情報と、の3つの光量情報を1画素に対応させることが望ましい。
このような原稿読取装置によれば、赤色、緑色、青色のいずれの色においても、それぞれ2つの光量情報に画像情報が含まれていることになる。また、3つの光量情報のいずれか1つの光量情報には、いずれかの色の画像情報が含まれないことになる。このため、特定の色の画像情報が含まれる2つの光量情報を加算しした結果から、同じ特定の色の画像情報が含まれない光量情報を減算することにより、特定の色の画像情報のみを抽出することが可能である。よって、各色の画像情報を複数の光量情報から容易に取得することが可能である。
前記受光時間内に赤色と緑色とを切り替えて取得した光量情報と、前記受光時間内に緑色と青色とを切り替えて取得した光量情報と、前記受光時間内に青色と赤色とを切り替えて取得した光量情報と、の3つの光量情報を1画素に対応させることが望ましい。
このような原稿読取装置によれば、赤色、緑色、青色のいずれの色においても、それぞれ2つの光量情報に画像情報が含まれていることになる。また、3つの光量情報のいずれか1つの光量情報には、いずれかの色の画像情報が含まれないことになる。このため、特定の色の画像情報が含まれる2つの光量情報を加算しした結果から、同じ特定の色の画像情報が含まれない光量情報を減算することにより、特定の色の画像情報のみを抽出することが可能である。よって、各色の画像情報を複数の光量情報から容易に取得することが可能である。
かかる原稿読取装置において、前記1画素に対応させた複数の光量情報を取り込む間にて各色の光をそれぞれ複数回発する際に、同色の光の発光開始間隔は、各色とも等しいことが望ましい。
このような原稿読取装置によれば、同色の光の発光開始間隔が各色とも等しいので、同色の光による画像情報を、各色とも同じ距離だけ離れた領域を読み取ることにより取得することが可能である。このため、各色の画像情報をほぼ同条件にて取得することができるので、色による画像情報のばらつきを抑えることが可能である。
このような原稿読取装置によれば、同色の光の発光開始間隔が各色とも等しいので、同色の光による画像情報を、各色とも同じ距離だけ離れた領域を読み取ることにより取得することが可能である。このため、各色の画像情報をほぼ同条件にて取得することができるので、色による画像情報のばらつきを抑えることが可能である。
かかる原稿読取装置において、各色の前記光における1回の発光時間は、一定であることが望ましい。
このような原稿読取装置によれば、光源の1回の発光時間が一定なので、各色ごとに原稿の読み取り位置のみを違えた複数の画像情報を取得することが可能である。このため、画像情報の信頼性が向上し、より原稿に近い画像情報を取得することが可能である。
このような原稿読取装置によれば、光源の1回の発光時間が一定なので、各色ごとに原稿の読み取り位置のみを違えた複数の画像情報を取得することが可能である。このため、画像情報の信頼性が向上し、より原稿に近い画像情報を取得することが可能である。
かかる原稿読取装置において、前記1画素に対応させた複数の光量情報を取り込む間に、前記光源の最初の発光開始タイミングから、最後の発光開始タイミングまでの時間が最短となるように、前記光源の発光タイミングが設定されることが望ましい。
このような原稿読取装置によれば、最初の色の発光開始タイミングから、最後の色の発光開始タイミングまでの時間が最短となるので、この間に移動体が移動する距離も最短となる。よって、3つの光量情報は、原稿の最も狭い範囲にて読み込まれるため、光源の発光色を切り替えて読み込まれる際に生じる、各色データの読み込みタイミングの違いによる原稿とデータとの色の差を最も小さく抑えることが可能である。
このような原稿読取装置によれば、最初の色の発光開始タイミングから、最後の色の発光開始タイミングまでの時間が最短となるので、この間に移動体が移動する距離も最短となる。よって、3つの光量情報は、原稿の最も狭い範囲にて読み込まれるため、光源の発光色を切り替えて読み込まれる際に生じる、各色データの読み込みタイミングの違いによる原稿とデータとの色の差を最も小さく抑えることが可能である。
かかる原稿読取装置において、前記複数色には緑色を含み、前記緑色の光は、前記複数色の光のうち、前記移動体が1画素分の距離を移動する間の中央に最も近い位置にて発せられることが望ましい。
このような原稿読取装置によれば、人間の感度が最も高い緑色の光を、1画素分の距離を移動する間の中央に最も近い位置にて発することにより、3色の光の光量情報のうち、緑色の光の光量情報を中央にて取り込むことになる。すなわち、移動体が移動する移動距離において、その中央の原稿を、最も感度の良い色の光にて読み取ることになる。よって、より人間の目に適した情報を読み取ることが可能である。
このような原稿読取装置によれば、人間の感度が最も高い緑色の光を、1画素分の距離を移動する間の中央に最も近い位置にて発することにより、3色の光の光量情報のうち、緑色の光の光量情報を中央にて取り込むことになる。すなわち、移動体が移動する移動距離において、その中央の原稿を、最も感度の良い色の光にて読み取ることになる。よって、より人間の目に適した情報を読み取ることが可能である。
また、複数色の光を切り替えて発して原稿を照射するための光源と、前記光源を搭載し所定方向に移動する移動体と、一定の受光時間内に受けた光の量を光量情報として周期的に取り込むためのイメージセンサと、を有し、前記移動体を移動させつつ前記光源を発光させて、前記イメージセンサにより前記光量情報を取り込み、連続して取り込まれる複数の前記光量情報を1画素に対応させて原稿を読み取る原稿読取装置において、前記光の色として、赤色、緑色、青色の3色を用い、各色の前記光における1回の発光時間は、一定であり、前記1画素に対応させた複数の光量情報を取り込む間にて各色の光をそれぞれ複数回発際に、同色の光の発光開始間隔は、互いに等しく、前記1画素に対応させた複数の光量情報を取り込む間に、前記光源の最初の発光開始タイミングから、最後の発光開始タイミングまでの時間が最短となるように、前記光源の発光タイミングが設定されており、前記緑色の光は、前記複数色の光のうち、前記移動体が1画素分の距離を移動する間の中央に最も近い位置にて発せられ、前記受光時間内に赤色と緑色とを切り替えて取得した光量情報と、前記受光時間内に緑色と青色とを切り替えて取得した光量情報と、前記受光時間内に青色と赤色とを切り替えて取得した光量情報と、の3つの光量情報を1画素に対応させて取り込み、取り込んだ前記3つの光量情報に基づいて各色の光に対応する色ごとの単色光量情報を取得することを特徴とする原稿読取装置である。
このような原稿読取装置によれば、既述のすべての効果を奏するため、本発明の目的が最も有効に達成される。
このような原稿読取装置によれば、既述のすべての効果を奏するため、本発明の目的が最も有効に達成される。
また、複数色の光を切り替えて発して原稿を照射するための光源と、前記光源を搭載し所定方向に移動する移動体と、一定の受光時間内に受けた光の量を光量情報として周期的に取り込むためのイメージセンサと、を有し、前記移動体を移動させつつ前記光源を発光させて、前記イメージセンサにより前記光量情報を取り込み、連続して取り込まれる複数の前記光量情報を1画素に対応させて原稿を読み取る原稿読取装置に、前記1画素に対応させた前記複数の光量情報を取り込む際に、それぞれの前記受光時間内において色を切り替えて少なくとも2色の光を発し、取り込んだ前記複数の光量情報に基づいて各色の光に対応する色ごとの単色光量情報を取得する機能を実現させるためのコンピュータプログラムも実現可能である。
また、コンピュータ本体、及び、このコンピュータ本体に接続され、複数色の光を切り替えて発して原稿を照射するための光源と、前記光源を搭載し所定方向に移動する移動体と、一定の受光時間内に受けた光の量を光量情報として周期的に取り込むためのイメージセンサと、を有し、前記移動体を移動させつつ前記光源を発光させて、前記イメージセンサにより前記光量情報を取り込み、連続して取り込まれる複数の前記光量情報を1画素に対応させて原稿を読み取る原稿読取装置、を有する原稿読取システムにおいて、前記1画素に対応させた前記複数の光量情報を取り込む際に、それぞれの前記受光時間内において色を切り替えて少なくとも2色の光を発し、取り込んだ前記複数の光量情報に基づいて各色の光に対応する色ごとの単色光量情報を取得することを特徴とする原稿読取システムも実現可能である。
また、複数色の光を切り替えて発して原稿を照射するための光源と、前記光源を搭載し所定方向に移動する移動体を移動させつつ前記光源を発光させて、一定の受光時間内に受けた光の量を光量情報として周期的に取り込むためのイメージセンサにより前記光量情報を取り込み、連続して取り込まれる複数の前記光量情報を1画素に対応させて原稿を読み取る際に、それぞれの前記受光時間内において色を切り替えて少なくとも2色の光を発するステップと、取り込んだ前記複数の光量情報に基づいて各色の光に対応する色ごとの単色光量情報を取得するステップとを有することを特徴とする原稿読取方法も実現可能である。
===原稿読取装置の全体構成===
図1は本発明にかかる原稿読取装置の一例としてのカラースキャナ10の概略構成を示す説明図である。
図1は本発明にかかる原稿読取装置の一例としてのカラースキャナ10の概略構成を示す説明図である。
カラースキャナ10は、原稿5が載置される原稿台ガラス7と、原稿台ガラス7に載置された原稿5の読み取り面を原稿台ガラス7側に押圧するための原稿台カバー6と、原稿台ガラス7を介して対向し原稿5と一定の間隔を保ちながら原稿5に沿って移動する移動体としてのキャリッジ16と、キャリッジ16を移動するための駆動手段18と、キャリッジ16を安定した状態にて移動させるための規制ガイド20と、カラースキャナ10の各要素を駆動制御するための制御部50とを有している。
キャリッジ16には、原稿台ガラス7を介して原稿5に3色の光を照射する光源としての光源部8と、原稿5による反射光を集光させるロッドレンズアレイ14と、レンズを透過した反射光を受けて光量情報として取り込み、この光量情報を信号として出力するイメージセンサとしてのリニアCCDセンサ15とが一体に構成された密着型イメージセンサユニット、及び、前記規制ガイド20と係合するガイド受け部29が設けられている。本実施形態では、密着型イメージセンサユニットとしてCIS(Contact Image Sensor)ユニット1を用いている例について説明する。CISユニット1の詳細については後述する。
前記規制ガイド20は、キャリッジ16が移動する方向(以下、移動方向という)に沿って設けられ、ステンレス製の円筒材で形成されている。この規制ガイド20は、キャリッジ16に設けられ、スラスト軸受でなる2カ所のガイド受け部29を貫通している。キャリッジ16に設けられた2カ所のガイド受け部29の移動方向における間隔を広げることにより、キャリッジ16を、より安定させて移動させることが可能となる。
駆動手段18は、キャリッジ16に固定された環状のタイミングベルト181と、このタイミングベルト181と噛み合うプーリ182を備え、移動方向の一方の端側に配置されたパルスモータ183と、他方の端側に配置されてタイミングベルト181に張力を付与するアイドラプーリ184とで構成されている。このパルスモータ183は、制御部50のモータドライバ217により駆動され、パルスモータ183の回転速度に応じて変更されるキャリッジ16の移動速度により、読み取った画像を移動方向に拡大及び縮小することが可能となる。
そして、カラースキャナ10では、光源部8が赤色(R)、緑色(G)、青色(B)の3色の光を切り替えながら発して原稿5を照射し、その反射光をロッドレンズアレイ14にてリニアCCDセンサ15上に集光させつつ、キャリッジ16を原稿5に沿って移動させる。カラースキャナ10は、リニアCCDセンサ15が受けた光の量を示す光量情報としての電圧値を所定の周期で取り込むことにより、1周期の間にキャリッジ16が移動した距離分の画像を1ライン分に相当するデータとして読み取る。このとき、1ライン分に相当するデータとして、R成分、G成分、B成分の3つの光量情報が取り込まれる。この光量情報は、後述するAFE部23に信号として出力される。
===制御部の構成===
図2は、制御部50の一例を示すブロック図である。
カラースキャナ10の制御部50は、カラースキャナ10全体の制御を司る制御手段としてのCPU54と、カラースキャナ10の各部を制御するためのプログラムや、各種データが記憶されているROM、プログラムや各種データが一時的に記憶されるRAM、書き換え可能なEEPROM等のメモリ28と、光源を制御して発光させるための光源ドライバ22と、リニアCCDセンサ15を駆動するためのセンサドライバ25と、リニアCCDセンサ15から出力される信号が入力されるAFE部23と、AFE部23からの出力を所定のデジタル画像データに変換するためのデジタル信号処理部24と、キャリッジ16を移動させるためのパルスモータ183を駆動するモータドライバ217と、外部のホストコンピュータ(不図示)との入出力手段としてのインターフェース52とを備えている。
図2は、制御部50の一例を示すブロック図である。
カラースキャナ10の制御部50は、カラースキャナ10全体の制御を司る制御手段としてのCPU54と、カラースキャナ10の各部を制御するためのプログラムや、各種データが記憶されているROM、プログラムや各種データが一時的に記憶されるRAM、書き換え可能なEEPROM等のメモリ28と、光源を制御して発光させるための光源ドライバ22と、リニアCCDセンサ15を駆動するためのセンサドライバ25と、リニアCCDセンサ15から出力される信号が入力されるAFE部23と、AFE部23からの出力を所定のデジタル画像データに変換するためのデジタル信号処理部24と、キャリッジ16を移動させるためのパルスモータ183を駆動するモータドライバ217と、外部のホストコンピュータ(不図示)との入出力手段としてのインターフェース52とを備えている。
センサドライバ25は、リニアCCDセンサ15の駆動制御を行う回路であり、MOSトランジスタスイッチのオン/オフを制御し、受光素子に蓄積された電荷の読み取りを制御する回路である。
モータドライバ217は、キャリッジ16を移動させるためのパルスモータ183を所定の速度にて駆動するための駆動回路である。キャリッジ16は、モータドライバ217により駆動されたパルスモータ183の動力が、タイミングベルト181によってキャリッジ16に伝達されて移動方向に移動する。
AFE(Analog Front End)部23は、アナログ信号処理部23a、A/D変換器23b等から構成される。アナログ信号処理部23aは、CISユニット1から出力されたアナログの画像信号に対して増幅、オフセット補正を含む雑音低減処理等の信号処理を施して画像信号を出力する。A/D変換器23bは、アナログ信号処理部23aから出力された画像信号を所定ビット長のデジタル表現のデジタル画像データに量子化して出力する。
デジタル信号処理部24は、AFE部23から出力されたデジタル画像データに対し、ガンマ補正、画素補間法による欠陥画素の補間、シェーディング補正、画像信号の鮮鋭化等の処理を行う。尚、デジタル信号処理部24で施す上記各種の処理は、CPU54にて実行されるコンピュータプログラムによる処理に置き換えてもよい。デジタル信号処理部24で各種の処理が施されたデジタル画像データは、一旦メモリ28に記憶され、一定量のデータが蓄積されるとインターフェース52を介してパーソナルコンピュータ、画像処理部を有するプリンタ等に転送される。
===CISユニット(密着型イメージセンサユニット)の構成===
図3は、CISユニットの構成を説明するための図であり、図4はCISユニットの側面図である。
CISユニット1は、LED(発光ダイオード)11を備える光源としての光源部8、結像光学系としてのロッドレンズアレイ14、及び、受光素子がライン状に配置されたリニアCCDセンサ15を備えている。
図3は、CISユニットの構成を説明するための図であり、図4はCISユニットの側面図である。
CISユニット1は、LED(発光ダイオード)11を備える光源としての光源部8、結像光学系としてのロッドレンズアレイ14、及び、受光素子がライン状に配置されたリニアCCDセンサ15を備えている。
光源部8は、カラー画像を読み取り可能とするために、赤色(R)の光を発するLED11r、緑色(G)の光を発するLED11g、及び青色(B)の光を発するLED11bを有するLED11と、導光体12と、導光体カバー13とを有している。例えば本実施例の光源部8は図示するように、各LED11r,11g,11bは導光体12の長手方向Yの一方の端面12a側に、各LED11r、11g、11bが発した光が端面12aから導光体12に入射するよう位置決めされて取り付けられる。ここで、導光体12の長手方向Yは、キャリッジ16の移動方向と直交する方向、すなわち、リニアCCDセンサ15が有する複数の受光素子が配列されている方向であり、以下、素子配列方向ともいう。
導光体12は、ガラスなどの光透過部材で形成される。導光体12には拡散面12b(図4参照)及び射出面12cが形成されている。拡散面12bは波状に形成されている。射出面12cは導光体12において導光体カバー13の開口部13aに配置される。射出面12cはレンズ形状に形成され、拡散面12bで散乱された光を、原稿におけるロッドレンズアレイ14上方の領域を照射する方向に放出する。これにより光が所定方向に放射され原稿が照射される。射出面12cをレンズ形状にすると、レンズ形状にしない場合に比べて、ロッドレンズアレイ14上方の原稿、すなわち原稿の読み取り領域を含む範囲を、より明るく照らすことができる。
導光体カバー13は、光反射性の良い例えば白色の光不透過部材で形成され、空気層を介して導光体12の外側を覆うよう取り付けられている。導光体カバー13は導光体12から所定方向と異なる方向に漏れた光を導光体12中に再び戻す。導光体カバー13を取り付けると、光の利用効率を向上させることができる。
ロッドレンズアレイ14は、素子配列方向に沿って一列に配列された複数の円柱形状のレンズ(ロッドレンズ)14aを有する。ロッドレンズ14aは、リニアCCDセンサ15の鉛直上に配置され、後述する受光素子と一対一に対応して設けられている。ロッドレンズアレイ14は、原稿による反射光を受けて、直上に位置する原稿の読取領域の像を、光学像として各ロッドレンズ14aによりリニアCCDセンサ15に原稿と等倍率にて結像する。
リニアCCDセンサ15は、ロッドレンズアレイ14の直下にてCISユニット1の長手方向に沿って直線状に配列された複数の受光素子、MOSトランジスタスイッチなどで構成される。リニアCCDセンサ15は、ロッドレンズアレイ14により結像された光学像の濃淡を光量情報として所定の周期にて取り込み、この光量情報に相関する電気信号を出力する。これにより光学像を電気信号に変換する。リニアCCDセンサ15は、可視光、赤外光、紫外光等、所定の波長領域の光を光電変換して得られる電荷をフォトダイオード等の受光素子に受光時間としてのチャージ期間だけ蓄積し、受光素子ごとの受光量に応じた電気信号を、MOSトランジスタスイッチを用いて出力する。
次に、導光体12の作用について説明する。
図5は、LED11が発した光を導光体12の長手方向Yに導光し所定方向に放射して原稿を照射する様子を示す模式図、図6は、リニアCCDセンサに光学像が結像される様子を説明するための図である。光源のLED11が発した光は導光体12の端面12aから導光体12の内部に入射し、内面反射を繰り返しながら導光体12の長手方向Yに導かれる。導かれた光が拡散面12bに入射した場合、入射した光は拡散又は反射されてその一部が射出面12cから放射される。射出面12cから放射された光は、図6に示すように、原稿5におけるロッドレンズアレイ14及びリニアCCDセンサ15の上方に位置する領域を照射する。照射された光は、原稿にて反射してロッドレンズアレイ14に入射し、リニアCCDセンサ15上にて結像する。このとき、リニアCCDセンサ15の上方に位置する原稿の読取領域の光学像、すなわち一ライン分の光学像がリニアCCDセンサ15にて所定の周期で取り込まれ、受光素子毎の受光量に応じた電気信号が出力される。
図5は、LED11が発した光を導光体12の長手方向Yに導光し所定方向に放射して原稿を照射する様子を示す模式図、図6は、リニアCCDセンサに光学像が結像される様子を説明するための図である。光源のLED11が発した光は導光体12の端面12aから導光体12の内部に入射し、内面反射を繰り返しながら導光体12の長手方向Yに導かれる。導かれた光が拡散面12bに入射した場合、入射した光は拡散又は反射されてその一部が射出面12cから放射される。射出面12cから放射された光は、図6に示すように、原稿5におけるロッドレンズアレイ14及びリニアCCDセンサ15の上方に位置する領域を照射する。照射された光は、原稿にて反射してロッドレンズアレイ14に入射し、リニアCCDセンサ15上にて結像する。このとき、リニアCCDセンサ15の上方に位置する原稿の読取領域の光学像、すなわち一ライン分の光学像がリニアCCDセンサ15にて所定の周期で取り込まれ、受光素子毎の受光量に応じた電気信号が出力される。
===カラースキャナの読み取り動作===
図7は、カラースキャナの読み取り動作を示すフローチャートである。
図7は、カラースキャナの読み取り動作を示すフローチャートである。
カラースキャナ10は、原稿台ガラス7に原稿5が載置され、読み取り領域の指定情報と共に、読み取り開始指令を受信すると、制御部50の制御により、読み取り処理を開始する(S102)。まず、キャリッジ16を原稿載置領域の外側となる所定の位置に移動し(S104)、各色の光によるリニアCCDセンサ15の出力を調整する(S106)。リニアCCDセンサ15の出力の調整については後述する。
リニアCCDセンサ15の出力の調整が終了すると、キャリッジ16を移動方向に所定の速度にて移動し、リニアCCDセンサ15の鉛直上に読み取り領域の端が位置すると、読み取り処理を開始する(S108)。
読み取り処理では、リニアCCDセンサ15にて、センサドライバ25により一定の周期にて各受光素子にて受光した光量を光量情報として取り込み、この光量情報に相関する電気信号を出力する。
読み取り処理では、リニアCCDセンサ15にて、センサドライバ25により一定の周期にて各受光素子にて受光した光量を光量情報として取り込み、この光量情報に相関する電気信号を出力する。
一方キャリッジ16は、モータドライバ217により駆動されるステッピングモータ183により所定の速度にて移動しつつ、LED11はR・G・Bの3色の光を適宜切り替えて発する。このとき、LED11は、リニアCCDセンサ15が光量情報を取り込む周期(以下、取込周期という)の間に、2色のLED11が切り替えられて1回ずつ発光するように制御される。そして、光が照射されている間は、リニアCCDセンサ15上に、照射された色成分の光学像が投影されるため、リニアCCDセンサ15は、投影された色の光学像の濃淡を光量情報として、2色分の光量情報を取り込む(S110)。LED11の発光方法及び単色光量情報の取得方法については後述する。
取り込まれた光量情報は、2色分の光量情報であるため、所定の演算プログラムを実行して、色成分ごと単色光量情報を取得し(S112)、取得した単色光量情報に相関する電気信号を出力する。このとき、連続して投影される3色の光学像による各受光素子の出力は1画素に対応する電気信号であり、リニアCCDセンサ15全体では、素子配列方向の1ライン分に対応する電気信号が出力される。
リニアCCDセンサ15により取り込まれる3色の光学像による素子配列方向の1ライン分の電気信号は、キャリッジ16を移動させつつ順次AFE部23に出力され、AFE部23にてデジタル情報としてのデジタル画像データに変換される(S114)。AFE部23から出力されたデジタル画像データは、デジタル信号処理部24にて各種の画像処理が施される(S116)。画像処理されたデジタル画像データはインターフェース52を介し、図示しないパーソナルコンピュータ等に転送される(S118)。
キャリッジ16が読み取り領域の指定情報にて指定された領域を通過すると(S120)、リニアCCDセンサ15による光量情報の取り込みを終了する(S122)。その後、キャリッジ16が所定の位置に移動して読み取り処理を終了する(S124)。
===リニアCCDセンサの出力信号の調整===
カラースキャナ10に読み取られる1画素分のデジタル画像データは、3色の光によるリニアCCDセンサ15が有する各受光素子の出力に基づいて生成される。すなわち、3色の光を各々発した際における各受光素子の出力のバランスによりデジタル画像データの1画素の色が決定されることになる。このため、3色の光を各々発した際における同一の原稿に対する各受光素子の出力を、原稿5の読み取りを開始する前に、所定の基準に基づいて調整しておくことが必要である。
カラースキャナ10に読み取られる1画素分のデジタル画像データは、3色の光によるリニアCCDセンサ15が有する各受光素子の出力に基づいて生成される。すなわち、3色の光を各々発した際における各受光素子の出力のバランスによりデジタル画像データの1画素の色が決定されることになる。このため、3色の光を各々発した際における同一の原稿に対する各受光素子の出力を、原稿5の読み取りを開始する前に、所定の基準に基づいて調整しておくことが必要である。
また、光源として用いるLED11は、蛍光灯等と比較して消費電力が小さく制御が容易であるが、輝度が小さい。このため、リニアCCDセンサ15から出力される信号は微弱である。一方、リニアCCDセンサ15から出力された信号は、デジタル画像データに変換するためにA/D変換器23bに入力されるが、A/D変換器23bにて変換した後のデジタル画像データにおけるビット分解能を高めるために、A/D変換器23bには変換可能な信号の値の最大値を入力することが望ましい。このため、チャージ期間内に照射された光によりA/D変換器23bに入力される信号の値を、いずれもA/D変換器23bにて変換可能な信号の最大値となるように調整する。
A/D変換器23bに入力される信号の値を調整する方法としては、リニアCCDセンサ15から出力される信号の増幅率を変更する方法と、各色のLED11r,11g,11bの出力を変更する方法とがある。前述したように、LED11の輝度は小さいため、LED11の出力を最大に高めたとしても、A/D変換器23bにて変換可能な信号の最大値とならない場合がある。一方、1つのリニアCCDセンサ15から出力される信号における増幅率をLED11の色毎に合わせて変更するためには、光の色に対応させて各々増幅器を設ける必要があり、コストが高騰すると共に制御が煩雑となる。このため、ここでは、所定の色の光によりリニアCCDセンサ15から出力される信号にて増幅率を調整し、他色のLED11の発光時間を変更することにより、A/D変換器23bに入力される信号の値を調整する。
本実施形態では、上述したように1つの光量情報を取得するための受光時間内に、異なる2色のLED11を発光させる。そして、キャリッジ16を1画素に相当する距離を移動させる間に取得する3つの光量情報のうち、2つの光量情報を取得する際に、赤色、緑色、青色のいずれか2色ずつを、異なる組み合わせにてLED11を発光させる。このため、1回の受光時間内に異なる2色のLED11を切り替えて発光するため、各々の色のLEDの発光時間は、1回の受光時間内に1色のみ発光して、その出力がA/D変換器23bにて変換可能な信号の最大値となるように調整した際の、半分の時間とする。
このため、まず、各LED11r、11g、11bを、1回の受光時間内にて各々発光させて、その出力がA/D変換器23bにて変換可能な信号の最大値となるように調整する。
各LED11r、11g、11bは、CPU54の制御により光源ドライバ22が駆動されて発光される。CPU54は、リニアCCDセンサ15により周期的に光量情報を取り込むための取込信号としての電荷読み出しパルスに基づいて発光を開始し、設定された発光時間経過後に消灯するように制御する。このとき、各LED11の発光開始タイミングは、必ずしも電荷読み出しパルスの立ち上がり、又は立ち下がりと一致させる必要はなく、立ち上がり、及び、立ち下がりから所定時間後に発光を開始するように、CPU54により発光開始タイミングを制御することも可能である。
A/D変換器23bに入力される信号の値の調整は、各色の光によるリニアCCDセンサ15からの信号の最大値が、いずれもA/D変換器23bにて変換可能な信号の値の最大値となるように調整するので、各色の光によるリニアCCDセンサ15から最大値の信号が得られるように、白色原稿を読み取って行う。
図8は、リニアCCDセンサ15の出力の調整方法の一例を示すフローチャートである。
各LED11r、11g、11bは、CPU54の制御により光源ドライバ22が駆動されて発光される。CPU54は、リニアCCDセンサ15により周期的に光量情報を取り込むための取込信号としての電荷読み出しパルスに基づいて発光を開始し、設定された発光時間経過後に消灯するように制御する。このとき、各LED11の発光開始タイミングは、必ずしも電荷読み出しパルスの立ち上がり、又は立ち下がりと一致させる必要はなく、立ち上がり、及び、立ち下がりから所定時間後に発光を開始するように、CPU54により発光開始タイミングを制御することも可能である。
A/D変換器23bに入力される信号の値の調整は、各色の光によるリニアCCDセンサ15からの信号の最大値が、いずれもA/D変換器23bにて変換可能な信号の値の最大値となるように調整するので、各色の光によるリニアCCDセンサ15から最大値の信号が得られるように、白色原稿を読み取って行う。
図8は、リニアCCDセンサ15の出力の調整方法の一例を示すフローチャートである。
リニアCCDセンサ15の出力の調整は、原稿台ガラス7上に載置された原稿5を読み取る前に行われる。カラースキャナ10は、読み取り開始指令を受信すると、上述したように、キャリッジ16を原稿載置領域の外側となる位置に移動する。このとき、キャリッジ16が移動する位置は、リニアCCDセンサ15の鉛直上、すなわち読み取り領域に基準となる白色原稿が設けられている。このとき、白色原稿とリニアCCDセンサ15との距離は、原稿台ガラス7上に載置され読み取るべき原稿5とリニアCCDセンサ15との距離と同じになるように、白色原稿が設けられている。また、白色原稿は、読み取るべき原稿5と同様に、リニアCCDセンサ15との間に原稿台ガラス7を介して設けられていると、原稿5を読み取る際と同じ条件にて調整できるため、より正確な調整を行うことが可能である。
キャリッジ16が、白色原稿の鉛直下にリニアCCDセンサ15が位置するように移動すると、CPU54の制御により光源部18の3色LEDを切り替えて順次、同一発光時間ずつ点灯し、各々の光によるリニアCCDセンサ15の信号の値を取得する(S202)。このとき、キャリッジ16は、停止した状態でも良いが、原稿台ガラス7上に載置された原稿5を読み取るために所定の速度に加速している状態、又は、所定の速度に達し、原稿5の読み取り領域に近づくように移動している状態でもよい。このように、キャリッジ16移動させながら、白色原稿を読み取ると本来読み取るべき原稿を読み取るために要する時間を短縮することが可能である。また、キャリッジ16を移動しながら白色原稿を読み取ると、例えば、白色原稿に塵等が付着していた場合に生じる、リニアCCDセンサ15の出力の誤検出を抑えることが可能である。
取得されたリニアCCDセンサ15の信号の値は、一旦メモリ28に光の色と対応付けられて記憶される(S204)。
メモリ28に記憶された各色に対応する信号の値を比較し、最小の値となる色の光を特定する(S206)。
メモリ28に記憶された各色に対応する信号の値を比較し、最小の値となる色の光を特定する(S206)。
特定した色のLED11を発光し、リニアCCDセンサ15から出力される信号をアナログ信号処理部23aにて、暗電流によるオフセットを除去するオフセット調整を実行する(S208)。オフセット調整した信号をアナログ信号処理部23aにて増幅し、特定した色の光によるリニアCCDセンサ15の信号の値が、A/D変換器23bにて変換可能な信号の値の最大値となるように増幅率及びLED11の発光時間を調整する(S210)。この調整は、メモリ28のROMに記憶された所定のコンピュータプログラムをCPU54が実行することにより行われ、この調整によりアナログ信号処理部23aにより増幅する際の増幅率及び発光時間が設定され、信号の値が最小となる光に対する調整が終了する。ここで、増幅率を調整することにより、得られた信号にオフセットが発生した場合には、再びオフセット調整をした後に、必要に応じて増幅率を調整しても良い。
次に、前記信号の値が最小となる色の光を除く他色の光による設定された増幅率にて増幅した後の信号の値がA/D変換器23bにて変換可能な信号の値の最大値となるように、他色の光を発するLED11の発光時間を決定する(S212)。
設定された前記増幅率は、出力が最小となる光に対応させて設定されているので、同じ増幅率にて他色の光によるリニアCCDセンサ15の出力を増幅すると、当然のことながら、A/D変換器23bに入力される信号の値が大きすぎて適正に変換することができない。このため、A/D変換器23bに入力される信号の値を適正化すべく他色の光を発するLED11の発光時間を調節する。この調節により、1回の受光時間内に各々発光させて、その出力がA/D変換器23bにて変換可能な信号の最大値となるような、色ごとの発光時間が決定される。
設定された前記増幅率は、出力が最小となる光に対応させて設定されているので、同じ増幅率にて他色の光によるリニアCCDセンサ15の出力を増幅すると、当然のことながら、A/D変換器23bに入力される信号の値が大きすぎて適正に変換することができない。このため、A/D変換器23bに入力される信号の値を適正化すべく他色の光を発するLED11の発光時間を調節する。この調節により、1回の受光時間内に各々発光させて、その出力がA/D変換器23bにて変換可能な信号の最大値となるような、色ごとの発光時間が決定される。
上述したように、本実施形態では、1回の受光時間内に異なる2色のLED11を切り替えて発光するため、決定された各色の発光時間は1画素区間内に各色の光を発するトータル発光時間であり、各々の色のLEDの1回の発光時間は、決定された発光時間の半分として設定する。すなわち、各色のLEDは、トータル発光時間の半分の時間だけ2回に分けて発光し、同色の光は異なる光量情報を取得するためのチャージ時間に発する設定とする。このため、同色の光は、発光タイミングが異なり同じ発光時間にて発光されることにより、原稿の読み取り位置のみを違えた2つの画像情報を取得することが可能となり、画像情報の信頼性が向上し、より原稿に近い画像情報を取得することが可能である。
===リニアCCDセンサの取込タイミングとLEDの発光タイミング===
上述したように、キャリッジ16を移動しつつ、光源部8が赤色(R)、緑色(G)、青色(B)の3色の光を適宜切り替えながら発して、リニアCCDセンサ15にて光量情報を所定の周期で読み込むことにより、1周期の間にキャリッジ16が移動した距離分の画像を、出力する画像に対応する1ライン分の光量情報として取り込んでいく。このため、1ライン分の光量情報であっても、赤色(R)、緑色(G)、青色(B)の3色の光によりリニアCCDセンサ15から出力される信号は、原稿の読み取り位置が僅かに相違する。この1ライン分の光量情報における読み取り位置の相違を抑えるべく、本実施形態においては、リニアCCDセンサ15の取り込み周期の間に2色のLED11を切り替えて発光して光量情報を取り込むように、リニアCCDセンサ15の取込タイミングに対するLED11の発光タイミングを設定する。
上述したように、キャリッジ16を移動しつつ、光源部8が赤色(R)、緑色(G)、青色(B)の3色の光を適宜切り替えながら発して、リニアCCDセンサ15にて光量情報を所定の周期で読み込むことにより、1周期の間にキャリッジ16が移動した距離分の画像を、出力する画像に対応する1ライン分の光量情報として取り込んでいく。このため、1ライン分の光量情報であっても、赤色(R)、緑色(G)、青色(B)の3色の光によりリニアCCDセンサ15から出力される信号は、原稿の読み取り位置が僅かに相違する。この1ライン分の光量情報における読み取り位置の相違を抑えるべく、本実施形態においては、リニアCCDセンサ15の取り込み周期の間に2色のLED11を切り替えて発光して光量情報を取り込むように、リニアCCDセンサ15の取込タイミングに対するLED11の発光タイミングを設定する。
図9は、リニアCCDセンサの取込周期とLEDの発光開始タイミングとを説明するためのタイミングチャートである。
リニアCCDセンサ15の取込タイミングは、所定の周期(取込周期)に予め設定されている。
この取込周期は、リニアCCDセンサ15に照射された光の情報を蓄える受光時間としてのチャージ期間と、蓄えられた情報をAFE部23に転送する転送期間とに分けられ、一定の周期にて送られる電荷読み出しパルスにて区切られる。チャージ期間は、電荷読み出しパルスの立ち下がりから、次の電荷読み出しパルスの立ち上がりまでの期間であり、転送期間は、電荷読み出しパルスの立ち上がりから立ち下がりまでの期間である。すなわち、この例では電荷読み出しパルスがLowレベルのときがチャージ期間であり、Highレベルのときが転送期間である。
光源として用いる3色のLED11r、11g、11bは、各色間における光量のばらつきが大きいため、各々の光量を調整する必要がある。このため、各色間の光量のばらつきを調整するために各色のLED11の発光時間を調節することは、上述した通りである。
リニアCCDセンサ15の取込タイミングは、所定の周期(取込周期)に予め設定されている。
この取込周期は、リニアCCDセンサ15に照射された光の情報を蓄える受光時間としてのチャージ期間と、蓄えられた情報をAFE部23に転送する転送期間とに分けられ、一定の周期にて送られる電荷読み出しパルスにて区切られる。チャージ期間は、電荷読み出しパルスの立ち下がりから、次の電荷読み出しパルスの立ち上がりまでの期間であり、転送期間は、電荷読み出しパルスの立ち上がりから立ち下がりまでの期間である。すなわち、この例では電荷読み出しパルスがLowレベルのときがチャージ期間であり、Highレベルのときが転送期間である。
光源として用いる3色のLED11r、11g、11bは、各色間における光量のばらつきが大きいため、各々の光量を調整する必要がある。このため、各色間の光量のばらつきを調整するために各色のLED11の発光時間を調節することは、上述した通りである。
キャリッジ16が1ライン分の原稿を読み取るために移動する間隔を1画素区間とする。1画素区間は、ある電荷読み出しパルスの立ち下がりから、3つ後の電荷読み出しパルスの立ち下がりまでである。すなわち、1画素区間には、3つの電荷読み出しパルスが含まれており、最初の電荷読み出しパルスの立ち下がりまでが、第1光量情報I1が取り込まれる第1取込期間、2番目の電荷読み出しパルスの立ち下がりまでが、第2光量情報I2が取り込まれる第2取込期間、3番目の電荷読み出しパルスの立ち下がりまでが、第3光量情報I3が取り込まれる第3取込期間である。
第1〜第3取込期間の各チャージ期間にて、発光されたLEDによる光量情報が、各転送期間にてそれぞれAFE部23に転送される。すなわち、各チャージ期間にて、LED11が発光した間の情報のみが取り込まれてAFE部23に転送されることになる。このため、1画素区間内にて発光される各色のLED11の発光時間を、1画素区間内にて最も近づくように、すなわち、1画素区間において、最初に発光するのLEDの発光開始から、最後に発光するのLEDの発光終了までの時間が最も短くなるように、各色のLEDの発光タイミングを設定する。このように発光タイミングを設定することにより、1画素区間において、最初の色の発光開始タイミングから、最後の色の発光開始タイミングまでにキャリッジ16が移動する距離が最短となる。よって、取り込まれた3つの光量情報I1,I2,I3は、原稿の最も狭い範囲にて読み込まれるため、光源の発光色を切り替えて読み込まれる際に生じる、各色データの読み込みタイミングの違いによる原稿とデータとの色の差を最も小さく抑えることが可能である。
電荷読み出しパルスは、一定の周期で発生し、この間隔は変更できない。また、1画素区間は、3つの取込期間にて構成されている。このため、1画素区間の真ん中である第2取込期間にて、人間の感度が最も高い緑色のLED11gを発光させるように設定する。これは、1画素区間にキャリッジ16が移動する移動距離において、その中央の原稿を、最も感度の良い色の光にて読み取ることになり、より人間の目に適した情報を読み取ることを可能とするためである。
このような条件に基づいて、LED11の発光タイミングを設定した一例が、図9に示すタイミングチャートである。
図示するように、第1取込期間では、最初に赤色のLED11rが設定した時間trだけ発光された後に青色LED11bに切り替えされて、青色LED11bが設定された時間tbだけ発光され、この間に蓄えられた光量情報I1が取り込まれてAFE部23に転送される。第2取込期間では、受光時間の中央に近いタイミングにて、先に緑色のLED11gが設定された時間tgだけ発光された後に赤色LED11rに切り替えられて、赤色LED11rが設定した時間trだけ発光され、この間に蓄えられた光量情報I2が取り込まれてAFE部23に転送される。第3取込期間では、先に青色のLED11bが設定された時間tbだけ発光された後に緑色LED11gに切り替えられて、緑色LED11gが設定した時間tgだけ発光され、この間に蓄えられた光量情報I3が取り込まれてAFE部23に転送される。このとき、各チャージ期間内における各色の発光タイミングは、1画素区間内に各色2回ずつ発光させるLED11における色ごとの発光開始タイミングの間隔Tが、いずれの色であっても等しくなるように適宜設定する。このため、1画素区間内にて先に発光したLEDの消灯した後、即座に後に発光するLEDが発光するとは限らないが、同色の光の発光開始タイミングの間隔Tが各色とも等しいので、同色の光による画像情報を、各色とも、原稿の同じ距離だけ離れた領域を読み取ることにより取得することが可能である。このため、色毎の画像情報を、読み取り位置だけ違えてほぼ同条件にて取得することができるので、色による画像情報のばらつきを抑えることが可能である。
AFE部23に転送された第1光量情報I1には1画素区間における赤色成分の画像情報1/2Rと青色成分の画像情報1/2Bとが、第2光量情報I2には1画素区間における緑色成分の画像情報1/2Gと赤色成分の画像情報1/2Rとが、第3光量情報I3には1画素区間における青色成分の画像情報1/2Bと緑色成分の画像情報1/2Gとが、それぞれ含まれている。
このように赤色、緑色、青色のいずれの色においても、それぞれ2つの光量情報に画像情報が含まれていることになる。また、1画素区間の3つの光量情報のいずれか1つの光量情報には、いずれか1色の画像情報が含まれないことになる。このため、特定の色の画像情報が含まれる2つの光量情報を加算しした結果から、同じ特定の色の画像情報が含まれない光量情報を減算する式1にて概念を示した演算処理を実行することにより、特定の色の画像情報のみを抽出することが可能である。例えば、赤色成分の画像情報1/2Rが含まれている第1光量情報I1と第2光量情報I2とを加算した結果から、赤色成分の画像情報が含まれていない光量情報I3を減算することにより、赤色成分の画像情報のみを抽出することが可能である。また、緑色成分及び青色成分の画像情報についても同様である。このように、各色の画像情報を複数の光量情報から容易に取得することが可能である。
本実施形態のスキャナによれば、読み取った原稿5の1画素を示す画像情報は、複数の光量情報から構成されるが、1つの光量情報を得るために原稿を照射するチャージ期間内に、少なくとも2色の光を発するので、1つの光量情報には、少なくとも2色分の画像情報が含まれていることになる。すなわち、チャージ期間内に発光した少なくとも2色分の情報は、受光時間にキャリッジ16が移動した領域の情報であるため、発光した色数分の画像情報を同じ領域にて取り込むことが可能である。このため、各チャージ期間内に1色のみ発光し、各色毎の画像情報として光量情報を取り込む場合と比較して、各色の画像情報の読み取り位置の違いによる誤差を小さく抑え、より原稿5に近い画像情報を光量情報として取り込むことが可能である。
また、各色の画像情報が、1画素に対応させた複数の光量情報のうち、2以上の光量情報に含まれることになり、複数の光量情報から各色の光に対応する色ごとの単色光量情報を取得することができる。複数の光量情報は、キャリッジ16が移動しつつ取り込まれるため、異なる光量情報は、1画素の画像情報を取得するための領域の異なる位置の光量情報となる。このため、所定の色の画像情報を複数の光量情報から取得すると、1画素の領域内の複数の位置における画像情報を取得することができるため、各色の画像情報を偏った位置にて取得されることはない。よって、より正確な画像情報を取得することが可能である。
===その他の実施形態===
本発明は上記実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。
本発明は上記実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。
上記実施形態においては、イメージセンサとしてリニアCCDセンサ15を用いた例について説明したが、イメージセンサは受光素子がライン状に配置されたCMOSセンサを用いてもよい。
上記実施形態においては、1画素区間内に3つの光量情報を取得することとし、各光量情報を取得する際に、赤色、緑色、青色のうち2色の光を切り替えるとともに、1画素区間内に各色2回ずつ発する方法を示したが、取得する光量情報の数、各光量情報を取得する間に切り替える回数及び色の組み合わせは、上記のような演算処理等により単色光量情報が得られれば、上記の限りではない。この際、例えば、1画素区間内にて各色の光を切り替える回数及び各色の光を発する回数を多く設定すると、1画素区間内にキャリッジが移動して読み取る領域内の複数の位置にて取得した情報に基づいて単色光量情報を取得することができるため、より適切な単色光量情報を取得することが可能であるが、演算処理が複雑となりスループットを低下させる畏れがあるため、取得した情報の質及びスループットを考慮すると上記実施形態の例が好適である。
上記実施形態においては、光源を、赤色のLED11r、緑色のLED11g、青色のLED11bを有するLED11と、導光体12と、導光体カバー13とを有し、導光体12の一方の端面12aに配置された各色のLED11r,11g,11bが発した光が導光体12に入射して原稿を照射する光源部8としたが、複数の各色のLED11r,11g,11bがそれぞれライン状に配置されたLEDアレイを光源として用いてもよい。この場合には、高い光量を得ることが可能であるが、LED個々のばらつきを抑える制御が必要であり、また、多くのLEDを用いるためコストが高騰する畏れがある。このため、上記実施形態の光源部8の方が優れている。また、光源が発する光の色をR・G・Bの3色としたが、これに限らず必要に応じて、その他の色の光を用いてもよい。
また、上記実施例ではLED11を素子配列方向の一方の端面12a側のみに配置する例を示したが、いくつかのLEDを他方の端面12d側に配置してもよい。すなわち、LED11は導光体12の長手方向Yの両端部に配置してもよい。具体的には例えば、LED11r、11g及び11bを一つずつ端面12a側に配置し、残りの各一つのLED11r、11g及び11bを端面12d側に配置してもよい。LEDを両端部に配置すると、いずれか一方の端部にのみ配置する場合に比べて原稿をより均一に照射できる。
また、導光体12に、LED11が配置された端面12aから素子配列方向に離れるにつれて導光体12の断面積が小さくなるように形成すると、導光体12の長手方向全域に亘ってより均一な輝度の光を原稿に照射できる。
上記実施形態において、ハードウェアによって実現されていた構成の一部をソフトウェアに置き換えるようにしてもよく、逆に、ソフトウェアによって実現されていた構成の一部をハードウェアに置き換えるようにしてもよい。
本発明は、原稿に照射した光をセンサにて受けてデジタル画像データに変換する原稿読取印刷装置に適用可能である。例えば、原稿読取部を備えたファクシミリ装置やコピー装置にも適用可能である。
<<<原稿読取システム等の構成>>>
次に、本発明に係る実施形態の一例である原稿読取システム、コンピュータプログラムの実施形態について、図面を参照しながら説明する。
次に、本発明に係る実施形態の一例である原稿読取システム、コンピュータプログラムの実施形態について、図面を参照しながら説明する。
図10は、原稿読取システムの外観構成を示した説明図である。コンピュータシステム700は、コンピュータ本体702と、表示装置704と、原稿読取装置706と、入力装置708と、データ読取装置710とを備えている。表示装置704は、CRT(Cathode Ray Tube:陰極線管)やプラズマディスプレイや液晶表示装置等が用いられるのが一般的であるが、これに限られるものではない。原稿読取装置706は、上記に説明されたカラースキャナが用いられている。入力装置708は、本実施形態ではキーボード708Aとマウス708Bが用いられているが、これに限られるものではない。データ読取装置710は、本実施形態ではフレキシブルディスクドライブ装置710AとCD−ROMドライブ装置710Bが用いられているが、これに限られるものではなく、例えばMO(Magneto Optical)ディスクドライブ装置やDVD(Digital Versatile Disk)等の他のものであっても良い。
図11は、図10に示した原稿読取システムの構成を示すブロック図である。コンピュータ本体702が収納された筐体内にRAM等の内部メモリ802と、ハードディスクドライブユニット804等の外部メモリがさらに設けられている。
なお、以上の説明においては、原稿読取装置706が、コンピュータ本体702、表示装置704、入力装置708、及び、データ読取装置710と接続されてコンピュータシステムを構成した例について説明したが、これに限られるものではない。例えば、コンピュータシステムが、コンピュータ本体702とプリンタ706から構成されても良く、印刷システムが表示装置704、入力装置708及びデータ読取装置710のいずれかを備えていなくても良い。
また、上述した実施形態における、カラースキャナを制御するコンピュータプログラムが、コンピュータ本体側のメモリに記憶されており、コンピュータ側にてこのコンピュータプログラムを実行することにより、上述した実施形態のスキャナ動作を達成してもよい。
このようにして実現された原稿読取システムは、システム全体として従来システムよりも優れたシステムとなる。
1 CISユニット 5 原稿
6 原稿台カバー 7 原稿台ガラス
8 光源部 10 カラースキャナ
11 LED 11b 青色LED
11g 緑色LED 11r 赤色LED
12 導光体 12a 導光体の一方の端面
12b 拡散面 12c 射出面
12d 導光体の他方の端面 13 導光体カバー
13a 導光体カバーの開口部 14 ロッドレンズアレイ
15 リニアCCDセンサ 16 キャリッジ
18 駆動手段 20 規制ガイド
22 光源ドライバ 23 AFE部
23a アナログ信号処理部 23b A/D変換器
24 デジタル信号処理部 25 センサドライバ
28 メモリ 29 ガイド受け部
50 制御部 52 インターフェース
54 CPU 181 タイミングベルト
182 プーリ 183 パルスモータ
184 アイドラプーリ
700 原稿読取システム 702 コンピュータ本体
704 表示装置 706 原稿読取装置(カラースキャナ)
708 入力装置 708A キーボード
708B マウス 710 データ読取装置
710A フレキシブルディスクドライブ装置
710B CD−ROMドライブ装置
802 内部メモリ
804 ハードディスクドライブユニット
6 原稿台カバー 7 原稿台ガラス
8 光源部 10 カラースキャナ
11 LED 11b 青色LED
11g 緑色LED 11r 赤色LED
12 導光体 12a 導光体の一方の端面
12b 拡散面 12c 射出面
12d 導光体の他方の端面 13 導光体カバー
13a 導光体カバーの開口部 14 ロッドレンズアレイ
15 リニアCCDセンサ 16 キャリッジ
18 駆動手段 20 規制ガイド
22 光源ドライバ 23 AFE部
23a アナログ信号処理部 23b A/D変換器
24 デジタル信号処理部 25 センサドライバ
28 メモリ 29 ガイド受け部
50 制御部 52 インターフェース
54 CPU 181 タイミングベルト
182 プーリ 183 パルスモータ
184 アイドラプーリ
700 原稿読取システム 702 コンピュータ本体
704 表示装置 706 原稿読取装置(カラースキャナ)
708 入力装置 708A キーボード
708B マウス 710 データ読取装置
710A フレキシブルディスクドライブ装置
710B CD−ROMドライブ装置
802 内部メモリ
804 ハードディスクドライブユニット
Claims (11)
- 複数色の光を切り替えて発して原稿を照射するための光源と、
前記光源を搭載し所定方向に移動する移動体と、
一定の受光時間内に受けた光の量を光量情報として周期的に取り込むためのイメージセンサと、を有し、
前記移動体を移動させつつ前記光源を発光させて、前記イメージセンサにより前記光量情報を取り込み、連続して取り込まれる複数の前記光量情報を1画素に対応させて原稿を読み取る原稿読取装置において、
前記1画素に対応させた前記複数の光量情報を取り込む際に、それぞれの前記受光時間内において色を切り替えて少なくとも2色の光を発し、取り込んだ前記複数の光量情報に基づいて各色の光に対応する色ごとの単色光量情報を取得することを特徴とする原稿読取装置。 - 請求項1に記載の原稿読取装置において、
前記1画素に対応させた前記複数の光量情報を取り込む際に、2以上の前記受光時間にて同色の光を発することを特徴とする原稿読取装置。 - 請求項1または請求項2に記載の原稿読取装置において、
前記光の色として、赤色、緑色、青色の3色を用い、
前記受光時間内に赤色と緑色とを切り替えて取得した光量情報と、前記受光時間内に緑色と青色とを切り替えて取得した光量情報と、前記受光時間内に青色と赤色とを切り替えて取得した光量情報と、の3つの光量情報を1画素に対応させることを特徴とする原稿読取装置。 - 請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の原稿読取装置において、
前記1画素に対応させた複数の光量情報を取り込む間にて各色の光をそれぞれ複数回発する際に、同色の光の発光開始間隔は、各色とも等しいことを特徴とする原稿読取装置。 - 請求項1乃至請求項4のいずれかに記載の原稿読取装置において、
各色の前記光における1回の発光時間は、一定であることを特徴とする原稿読取装置。 - 請求項1乃至請求項5のいずれかに記載の原稿読取装置において、
前記1画素に対応させた複数の光量情報を取り込む間に、前記光源の最初の発光開始タイミングから、最後の発光開始タイミングまでの時間が最短となるように、前記光源の発光タイミングが設定されることを特徴とする原稿読取装置。 - 請求項1乃至請求項6のいずれかに記載の原稿読取装置において、
前記複数色には緑色を含み、前記緑色の光は、前記複数色の光のうち、前記移動体が1画素分の距離を移動する間の中央に最も近い位置にて発せられることを特徴とする原稿読取装置。 - 複数色の光を切り替えて発して原稿を照射するための光源と、
前記光源を搭載し所定方向に移動する移動体と、
一定の受光時間内に受けた光の量を光量情報として周期的に取り込むためのイメージセンサと、を有し、
前記移動体を移動させつつ前記光源を発光させて、前記イメージセンサにより前記光量情報を取り込み、連続して取り込まれる複数の前記光量情報を1画素に対応させて原稿を読み取る原稿読取装置において、
前記光の色として、赤色、緑色、青色の3色を用い、
各色の前記光における1回の発光時間は、一定であり、
前記1画素に対応させた複数の光量情報を取り込む間にて各色の光をそれぞれ複数回発際に、同色の光の発光開始間隔は、互いに等しく、
前記1画素に対応させた複数の光量情報を取り込む間に、前記光源の最初の発光開始タイミングから、最後の発光開始タイミングまでの時間が最短となるように、前記光源の発光タイミングが設定されており、
前記緑色の光は、前記複数色の光のうち、前記移動体が1画素分の距離を移動する間の中央に最も近い位置にて発せられ、
前記受光時間内に赤色と緑色とを切り替えて取得した光量情報と、前記受光時間内に緑色と青色とを切り替えて取得した光量情報と、前記受光時間内に青色と赤色とを切り替えて取得した光量情報と、の3つの光量情報を1画素に対応させて取り込み、
取り込んだ前記3つの光量情報に基づいて各色の光に対応する色ごとの単色光量情報を取得することを特徴とする原稿読取装置。 - 複数色の光を切り替えて発して原稿を照射するための光源と、
前記光源を搭載し所定方向に移動する移動体と、
一定の受光時間内に受けた光の量を光量情報として周期的に取り込むためのイメージセンサと、を有し、
前記移動体を移動させつつ前記光源を発光させて、前記イメージセンサにより前記光量情報を取り込み、連続して取り込まれる複数の前記光量情報を1画素に対応させて原稿を読み取る原稿読取装置に、
前記1画素に対応させた前記複数の光量情報を取り込む際に、それぞれの前記受光時間内において色を切り替えて少なくとも2色の光を発し、取り込んだ前記複数の光量情報に基づいて各色の光に対応する色ごとの単色光量情報を取得する機能を実現させるためのコンピュータプログラム。 - コンピュータ本体、及び、
このコンピュータ本体に接続され、複数色の光を切り替えて発して原稿を照射するための光源と、
前記光源を搭載し所定方向に移動する移動体と、
一定の受光時間内に受けた光の量を光量情報として周期的に取り込むためのイメージセンサと、を有し、
前記移動体を移動させつつ前記光源を発光させて、前記イメージセンサにより前記光量情報を取り込み、連続して取り込まれる複数の前記光量情報を1画素に対応させて原稿を読み取る原稿読取装置、を有する原稿読取システムにおいて、
前記1画素に対応させた前記複数の光量情報を取り込む際に、それぞれの前記受光時間内において色を切り替えて少なくとも2色の光を発し、取り込んだ前記複数の光量情報に基づいて各色の光に対応する色ごとの単色光量情報を取得することを特徴とする原稿読取システム。 - 複数色の光を切り替えて発して原稿を照射するための光源と、
前記光源を搭載し所定方向に移動する移動体を移動させつつ前記光源を発光させて、一定の受光時間内に受けた光の量を光量情報として周期的に取り込むためのイメージセンサにより前記光量情報を取り込み、連続して取り込まれる複数の前記光量情報を1画素に対応させて原稿を読み取る際に、
それぞれの前記受光時間内において色を切り替えて少なくとも2色の光を発するステップと、
取り込んだ前記複数の光量情報に基づいて各色の光に対応する色ごとの単色光量情報を取得するステップとを有することを特徴とする原稿読取方法。
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003421487A JP2005184390A (ja) | 2003-12-18 | 2003-12-18 | 原稿読取装置、コンピュータプログラム、原稿読取システム、及び、原稿読取方法 |
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---|---|
JP (1) | JP2005184390A (ja) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011217049A (ja) * | 2010-03-31 | 2011-10-27 | Brother Industries Ltd | 画像読取装置 |
US8237986B2 (en) | 2007-12-21 | 2012-08-07 | Canon Kabushiki Kaisha | Image reading apparatus, multifunction printer apparatus, and image processing method |
US8243351B2 (en) | 2007-12-21 | 2012-08-14 | Canon Kabushiki Kaisha | Image reading apparatus, multifunction printer apparatus, and image processing method |
US8294955B2 (en) | 2007-12-21 | 2012-10-23 | Canon Kabushiki Kaisha | Image reading apparatus, multifunction printer apparatus, and image processing method |
US8345331B2 (en) | 2008-12-22 | 2013-01-01 | Canon Kabushiki Kaisha | Image reading apparatus, multifunction printer apparatus, and image processing method |
US20170220884A1 (en) * | 2016-01-28 | 2017-08-03 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | Image processing device that reads image of original while emitting light toward original |
-
2003
- 2003-12-18 JP JP2003421487A patent/JP2005184390A/ja active Pending
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US8237986B2 (en) | 2007-12-21 | 2012-08-07 | Canon Kabushiki Kaisha | Image reading apparatus, multifunction printer apparatus, and image processing method |
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US8294955B2 (en) | 2007-12-21 | 2012-10-23 | Canon Kabushiki Kaisha | Image reading apparatus, multifunction printer apparatus, and image processing method |
US8345331B2 (en) | 2008-12-22 | 2013-01-01 | Canon Kabushiki Kaisha | Image reading apparatus, multifunction printer apparatus, and image processing method |
JP2011217049A (ja) * | 2010-03-31 | 2011-10-27 | Brother Industries Ltd | 画像読取装置 |
US8643921B2 (en) | 2010-03-31 | 2014-02-04 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | Image reader |
US20170220884A1 (en) * | 2016-01-28 | 2017-08-03 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | Image processing device that reads image of original while emitting light toward original |
US10002304B2 (en) * | 2016-01-28 | 2018-06-19 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | Image processing device that reads image of original while emitting light toward original |
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