JP2006310937A - 画像読取装置 - Google Patents

Abstract

【課題】画像読取装置において、読取開始位置を精度良く検出することができるようにする。
【解決手段】画像読取装置１は、原稿が載置される透光性を有する原稿台と、原稿台に載置された原稿を照射するＬＥＤ３１と、原稿の画像を読み取るＣＩＳ３２と、ＣＩＳ３２からのセンサ出力を演算し、読取開始位置を検出するＤＳＰ５１と、上面に原稿台２が取り付けられる矩形状の開口部４１を有する筐体とを備える。筐体は、開口部４１の縁部のＣＩＳ３２と対向する位置に、ＬＥＤ３１から照射された光を反射してセンサ出力を飽和させるミラー部４２を有する。ＤＳＰ５１は、センサ出力が飽和した状態から飽和していない状態に変化した位置を、主走査方向Ｘの読取開始位置として検出するので、ミラー部４２と接するように原稿台に原稿を載置した状態で読取開始位置の検出を行っても読取開始位置を誤検出することがない。
【選択図】図２

Description

本発明は、原稿台に載置された原稿の画像を読み取る画像読取装置に関する。

従来から、イメージセンサの読取開始位置、若しくはホームポジション、又は原稿台に載置された原稿の幅を検出するために、位置検出用のパターン等を、イメージセンサと対向する位置に形成した画像読取装置が知られている（例えば、特許文献１乃至特許文献４参照）。

例えば、特許文献１には、原稿台に載置された原稿と当接する原稿当接側端部に、読取開始位置を検出するためのＬ字状の原点目印（位置検出用のパターン）を灰色等で形成した画像読取装置が記載されている。また、特許文献２には、反射率の高いミラー等の背面反射板を、原稿の裏面側に、原稿台に載置された原稿の側端からはみ出す位置関係で配置し、原稿の表面の反射レベルと原稿の側端からはみ出した背面反射板の反射レベルとの差で、原稿の幅を検出するようにした画像読取装置が記載されている。また、特許文献３又は特許文献４には、イメージセンサ等のホームポジションを検出するための位置検出用のパターン（以下、ホームパターンという）を有する画像読取装置等が記載されている。
特開２０００−２０１２５５号公報 特開平９−１０２８５１号公報 特開２００３−１４３３７３号公報 特開２００１−２５７８４４号公報

しかしながら、例えば、特許文献１に記載される画像読取装置のように位置検出用のパターンが灰色である場合など、位置検出用のパターンを読み取った際のイメージセンサの出力（以下では、イメージセンサの出力を単にセンサ出力という）が階調として分解可能なセンサ出力の範囲内である場合、以下のような問題があった。図８に、黒色の位置検出用のパターン１４２を、装置の筐体の、イメージセンサと対向する位置に形成した例を示す。なお、原稿は、副走査方向Ｙに伸びる辺１４１ａと主走査方向Ｘに伸びる辺１４１ｂに接するように載置される。この場合、原稿台に原稿が載置されていない状態であれば、イメージセンサで直線Ｃに沿って読み取りを行った場合、辺１４１ａ上の点Ｃ２でセンサ出力が大きく変化するため、主走査方向Ｘの読取開始位置を正確に検出することが可能である。しかしながら、位置検出用のパターンと略同等の濃度を有する原稿が、位置検出用のパターン１４２と接するように原稿台に載置された場合、図９に示されるように、点Ｃ２の前後においてセンサ出力があまり変化しなくなる。このため、閾値レベルＬを基準にして、点Ｃ２を読取開始位置として正確に検出することができなくなる虞がある。なお、図９のＣ１，Ｃ２は、図８の点Ｃ１，Ｃ２に対応している。このような問題は、位置検出用のパターンを読み取った際のイメージセンサの出力が階調として分解可能な出力の範囲内である限り、特許文献２に記載される画像読取装置のように高い反射率を有する部材を用いた場合であっても同様に生じる。

また、特許文献２に記載される画像読取装置では、背面反射板（位置検出用のパターン）を原稿の裏面側に配置しているが、ＣＤＤ（Charge Coupled Device）方式に比べて焦点深度が浅いＣＩＳ（Contact Image Sensor）方式の画像読取装置では、位置検出用のパターンが原稿台に載置された原稿から遠ざかると読取開始位置の検出精度が低下するので、位置検出用のパターンを原稿の裏面側に配置するのは好ましくない。

本発明は、上記の問題を解決するためになされたものであり、読取開始位置を精度良く検出することができる画像読取装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために請求項１の発明は、原稿が載置される透光性を有する原稿台と、前記原稿台に載置された原稿を照射する光源と、前記光源から照射され前記原稿で反射された光を受光して、該原稿の画像を読み取るＣＩＳ（Contact Image Sensor）と、前記ＣＩＳからの出力（以下、センサ出力という）を演算処理し、主走査方向の読取開始位置を検出する読取開始位置検出手段と、前記光源及び前記ＣＩＳを収納すると共に、上面に前記原稿台が取り付けられる矩形状の開口部を有する筐体と、を備えた画像読取装置において、前記筐体は、前記開口部の縁部の前記ＣＩＳと対向する位置に、前記光源から照射された光を反射して前記センサ出力を飽和させるミラー部を有し、前記ミラー部は、前記開口部の副走査方向に伸びる２つの辺のうちの少なくとも１つの辺に接するように形成されており、前記読取開始位置検出手段は、前記センサ出力が飽和した状態から飽和していない状態に変化した位置を、主走査方向の読取開始位置として検出することを特徴とする。

請求項２の発明は、原稿が載置される透光性を有する原稿台と、前記原稿台に載置された原稿を照射する光源と、前記光源から照射され前記原稿で反射された光を受光して、該原稿の画像を読み取るイメージセンサと、前記イメージセンサからの出力（以下、センサ出力という）を演算処理し、読取開始位置を検出する読取開始位置検出手段と、前記光源及び前記イメージセンサを収納すると共に、上面に前記原稿台が取り付けられる矩形状の開口部を有する筐体と、を備えた画像読取装置において、前記筐体は、前記開口部の縁部の前記イメージセンサと対向する位置に、前記光源から照射された光を反射して前記センサ出力を飽和させるミラー部を有し、前記読取開始位置検出手段は、前記センサ出力が飽和した状態から飽和していない状態に変化した位置を主走査方向の読取開始位置として検出することを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項２に記載の画像読取装置において、前記ミラー部は、前記開口部の少なくとも１つの頂点を囲むようにＬ字状に形成されており、前記読取開始位置検出手段は、前記センサ出力が飽和した状態から飽和していない状態に変化した位置を、主走査方向の読取開始位置及び副走査方向の読取開始位置として検出することを特徴とする。

以上のように請求項１に記載の発明によれば、光源から照射された光を反射してセンサ出力を飽和させるミラー部を、ＣＩＳと対向する位置に、筐体の開口部の副走査方向に伸びる２つの辺のうちの少なくとも１つの辺に接するように形成し、センサ出力が飽和した状態から飽和していない状態に変化した位置を、主走査方向の読取開始位置として検出するようにしたので、ミラー部と接するように原稿台に原稿を載置した状態で読取開始位置の検出を行っても読取開始位置を誤検出することがない。すなわち、原稿を読み取ったときのセンサ出力は、通常、階調として分解可能な出力の範囲内であるので、ミラー部が形成された部分を読み取ったときようにセンサ出力が飽和することがない。このため、原稿台に原稿が載置されているか否かに関わらず、読取開始位置を正確に検出することができる。

また、ミラー部は、開口部の縁部のＣＩＳと対向する位置に形成されているので、ＣＩＳでミラー部が形成された部分を読み取る際、ＣＩＳからミラー部までの距離が変化することがない。このため、ＣＤＤ方式に比べて焦点深度が浅いＣＩＳ方式の画像読取装置であっても、読取開始位置を精度良く検出することができる。

請求項２に記載の発明によれば、光源から照射された光を反射してセンサ出力を飽和させるミラー部を、筐体の開口部の縁部にイメージセンサと対向するように形成し、センサ出力が飽和した状態から飽和していない状態に変化した位置を読取開始位置として検出するようにしたので、ミラー部と接するように原稿台に原稿を載置した状態で読取開始位置の検出を行っても読取開始位置を誤検出することがない。

請求項３に記載の発明によれば、ミラー部を、イメージセンサと対向する位置に、筐体の開口部の少なくとも１つの頂点を囲むようにＬ字状に形成し、センサ出力が飽和した状態から飽和していない状態に変化した位置を、主走査方向の読取開始位置及び副走査方向の読取開始位置として検出するようにしたので、主走査方向の読取開始位置と副走査方向の読取開始位置の両方を精度良く検出することができる。

本発明の第１の実施形態に係る画像読取装置について、ＣＩＳ方式のフラットベットタイプスキャナ（以下、単にスキャナという）を例にして説明する。図１に示されるように、スキャナ１は、原稿台２に載置された原稿の画像を読み取る装置であり、原稿が載置される透光性を有する原稿台２と、原稿台２に載置された原稿を照射するＬＥＤ（Light Emitting Diode）（光源）３１と、ＬＥＤ３１から照射され原稿で反射された光を受光して、この原稿の画像を読み取るＣＩＳ（Contact Image Sensor）３２と、ＣＩＳ３２からの出力（以下、センサ出力という）を演算処理し、主走査方向Ｘの読取開始位置を検出するＤＳＰ（Digital Signal Processor）（読取開始位置検出手段）５１と、ＬＥＤ３１及びＣＩＳ３２を収納すると共に、上面４０ａに原稿台２が取り付けられる矩形状の開口部４１を有する筐体４と、を備えている。スキャナ１は、上方から原稿を抑えると共に外部からの光を遮蔽するために筐体４の上面４０ａ側に開閉自在に取り付けられたカバー６を備えている。ＤＳＰ５１は他の電子回路と共に制御基板５上に形成されている。なお、図１においては、原稿台２の略半分を切り欠いて示している。

ＬＥＤ３１及びＣＩＳ３２はライン状に主走査方向Ｘに伸びて形成されており、ＣＩＳ３２に画像を投影するためのロッドレンズアレイ（図示せず）と共に一体化されて、棒状のＣＩＳユニット３を形成している。

図２は、筐体４の上面４０ａを形成する板（以下、上面板という）４０を、裏側（ＣＩＳユニット３側）から見た図である。同図に示されるように、ＣＩＳ３２は、ＣＩＳユニット３の取付部分の公差によりＣＩＳ３２の端部が原稿読取範囲Ｚより内側（すなわち、原稿台２の主走査方向Ｘの幅の範囲内）に配置されないように、原稿読取範囲Ｚより若干長くなるように形成されている。このようにすることにより、ＣＩＳユニット３の取付位置が主走査方向Ｘに若干ばらついた場合であっても、ＣＩＳ３２の端部は原稿読取範囲Ｚの外側に配置されるようになるので、原稿読取範囲Ｚの全域に亘って画像を読み取ることが可能となる。ＣＩＳユニット３は、原稿台２に載置された原稿と近接するように配置される。また、図１に示されるように、ＣＩＳユニット３は、ステッピングモータ（以下、単にモータという）７１を含む駆動機構によって副走査方向Ｙに伸びる軸７２に沿って移動する。

図２に示されるように、筐体４は、開口部４１の縁部のＣＩＳ３２と対向する位置に、ＬＥＤ３１から照射された光を反射してセンサ出力を飽和させるミラー部４２を有している。ミラー部４２は、開口部４１の副走査方向Ｙに伸びる２つの辺４１ａのうちの少なくとも１つの辺に接するように形成されている。

また、筐体４の上面板４０の裏面４０ｂには、シェーディング補正する際の白基準になるキャリブレーションシート４３が設けられており、その略中央付近には、黒基準になると共に、ＣＩＳユニット３のホームポジションを示すホームパターン４４が形成されている。

次に、図３を参照してスキャナ１の電気的な構成について説明する。スキャナ１は、ＬＥＤ３１、ＣＩＳ３２、及びＣＩＳ３２から出力されたアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器３３を、ＣＩＳユニット３に有している。また、スキャナ１は、制御基板５上に、センサ出力を演算処理するＤＳＰ５１と、ＤＳＰ５１等が処理した画像データ等を記憶するＲＡＭ５２と、各種プログラム等を格納するＲＯＭ５３と、接続されたパーソナルコンピュータ等に画像データを出力するためのインターフェース５４と、ＲＯＭ５３に格納されたプログラムに従って各種処理を実行し、装置全体を制御する制御部５５とを備えている。制御部５５は、モータ７１を制御することによりＣＩＳユニット３の副走査方向Ｙの動作を制御する。

ＤＳＰ５１は、入力されたセンサ出力に対してシェーディング補正及びガンマ補正を行って、センサ出力を画像データに変換する。また、ＤＳＰ５１は、白基準を読んだときのセンサ出力等に基づいて、光源となるＬＥＤ３１の照度分布ムラや、イメージセンサの画素毎の感度ムラ等により生じる不均一要因の校正を行う。また、ＤＳＰ５１は、ホームパターン４４を読んだときのセンサ出力が、キャリブレーションシート４３の他の部分（白基準）を読んだときのセンサ出力より低くなることを利用してホームポジションを決定し、このホームポジションから所定距離だけ副走査方向Ｙに移動した位置を副走査方向Ｙの読取開始位置に決定する。また、ＤＳＰ５１は、後述するようにして、センサ出力が飽和した状態から飽和していない状態に変化した位置を主走査方向Ｘの読取開始位置として検出し、検出した主走査方向Ｘの読取開始位置をＲＡＭ５２に記憶させる。

次に、図３に加えて図４及び図５を参照して、主走査方向Ｘの読取開始位置を検出する際の手順について説明する。制御部５５は、ＣＩＳ３２が直線Ａ上に配置されるようにＣＩＳユニット３を副走査方向Ｙに移動させ、直線Ａ上をＣＩＳ３２に読み取らせる。図５は、直線Ａ上をＣＩＳ３２で読み取った際のセンサ出力を示す図である。同図において、Ｌ１は飽和したセンサ出力を示し、Ｌ２は階調として分解可能なセンサ出力の上限を示している。また、図５のＡ１，Ａ２は、図４の点Ａ１，Ａ２に対応している。なお、図５においては、センサ出力のばらつきを誇張して示している。ＤＳＰ５１は、一方の辺４１ａ上の点Ａ２でセンサ出力が大きく変化することを利用して、センサ出力が飽和した状態から飽和していない状態に変化した位置を主走査方向Ｘの読取開始位置として検出する。主走査方向Ｘの読取終了位置は、原稿読取範囲Ｚに基づいて、読取開始位置からの画素数により決定される。なお、副走査方向Ｙに伸びる２つの辺４１ａの両方にミラー部４２を形成して、上記と同様の手順により副走査方向Ｙの読取終了位置を検出するようにしてもよい。

このように本実施形態のスキャナ１によれば、ＬＥＤ３１から照射された光を反射してセンサ出力を飽和させるミラー部４２を、ＣＩＳ３２と対向する位置に、筐体４の開口部４１の副走査方向Ｙに伸びる２つの辺４１ａのうちの少なくとも１つの辺に接するように形成し、センサ出力が飽和した状態から飽和していない状態に変化した位置を、主走査方向Ｘの読取開始位置として検出するようにしたので、ミラー部４２と接するように原稿台２に原稿を載置した状態で読取開始位置の検出を行っても読取開始位置を誤検出することがない。すなわち、原稿を読み取ったときのセンサ出力は、通常、階調として分解可能な出力の範囲内であるので、ミラー部４２が形成された部分を読み取ったときようにセンサ出力が飽和することがない。このため、原稿台２に原稿が載置されているか否かに関わらず、読取開始位置を正確に検出することができる。

また、図５に示した出力Ｌ１と出力Ｌ２の差を大きくとることにより、画素毎の不均一要因の校正が十分でない（キャリブレーションが適切でない）場合であっても、読取開始位置を精度良く検出することができる。

また、ミラー部４２は、開口部４１の縁部のＣＩＳ３２と対向する位置に形成されているので、ＣＩＳ３２でミラー部４２が形成された部分を読み取る際、ＣＩＳ３２からミラー部４２までの距離が変化することがない（ミラー部４２をカバー６に形成した場合、カバー６の位置に応じてＣＩＳ３２からミラー部４２までの距離が変化する）。このため、ＣＤＤ方式に比べて焦点深度が浅いＣＩＳ方式の画像読取装置であっても、読取開始位置を精度良く検出することができる。

次に、本発明の第２の実施形態に係る画像読取装置について、図６及び図７を参照して説明する。本実施形態ではミラー部４２の形状が第１の実施形態と異なり、ミラー部４２は、筐体４の開口部４１の少なくとも１つの頂点４１ｃを囲むようにＬ字状に形成されている。

本実施形態では、第１の実施形態と同様、副走査方向Ｙに伸びる辺４１ａ上の点Ａ２でセンサ出力が大きく変化することを利用して、センサ出力が飽和した状態から飽和していない状態に変化した位置を主走査方向Ｘの読取開始位置として検出する。また、直線Ｂ上のセンサ出力を比較し、主走査方向Ｘに伸びる辺４１ｂ上の点Ｂ２でセンサ出力が大きく変化することを利用して、センサ出力が飽和した状態から飽和していない状態に変化した位置を副走査方向Ｙの読取開始位置として検出する。なお、直線Ｂ上をＣＩＳ３２で読み取った際のセンサ出力は図５と略同様になり、この場合、図７のＢ１が図５のＡ１に対応し、図７のＢ２が図５のＡ２に対応する。

また、本実施形態においては、キャリブレーションシート４３にホームパターンを形成しておらず、上述のように検出された副走査方向Ｙの読取開始位置を基準にして、副走査方向Ｙの読取開始位置から所定距離だけ副走査方向Ｙに移動した位置をホームポジションに決定する。

このように本実施形態のスキャナ１によれば、ミラー部４２を、ＣＩＳ３２と対向する位置に、筐体４の開口部４１の少なくとも１つの頂点４１ｃを囲むようにＬ字状に形成し、センサ出力が飽和した状態から飽和していない状態に変化した位置を、主走査方向Ｘの読取開始位置及び副走査方向Ｙの読取開始位置として検出するようにしたので、主走査方向Ｘの読取開始位置と副走査方向Ｙの読取開始位置の両方を精度良く検出することができる。

本発明は上記実施形態の構成に限られることなく、発明の趣旨を変更しない範囲で種々の変形が可能である。例えば、本発明を、縮小光学系及びＣＣＤを備えた、いわゆるＣＣＤ方式の画像読取装置に適用することも可能である。

本発明の第１の実施形態に係るスキャナを示す斜視図。 同スキャナの筐体の上面板をＣＩＳユニット側から見た図。 同スキャナの電気的な構成を示すブロック図。 同スキャナのミラー部付近をＣＩＳユニット側から見た図。 同スキャナによりミラー部付近を読み取った際のセンサ出力を示す図。 本発明の第２の実施形態に係るスキャナの筐体の上面板をＣＩＳユニット側から見た図。 同スキャナのミラー部付近をＣＩＳユニット側から見た図。 従来例に係るスキャナの位置検出用のパターン付近をイメージセンサ側から見た図。 同スキャナにより位置検出用のパターン付近を読み取った際のセンサ出力を示す図。

符号の説明

１ スキャナ（画像読取装置）
２ 原稿台
３ ＣＩＳユニット
４ 筐体
５ 制御基板
３１ ＬＥＤ（光源）
３２ ＣＩＳ（イメージセンサ）
４０ａ 筐体の上面
４１ 開口部
４１ａ 開口部の副走査方向に伸びる辺
４１ｃ 開口部の頂点
４２ ミラー部
５１ ＤＳＰ（読取開始位置検出手段）
Ｘ 主走査方向
Ｙ 副走査方向

Claims (3)

1. 原稿が載置される透光性を有する原稿台と、
   前記原稿台に載置された原稿を照射する光源と、
   前記光源から照射され前記原稿で反射された光を受光して、該原稿の画像を読み取るＣＩＳ（Contact Image Sensor）と、
   前記ＣＩＳからの出力（以下、センサ出力という）を演算処理し、主走査方向の読取開始位置を検出する読取開始位置検出手段と、
   前記光源及び前記ＣＩＳを収納すると共に、上面に前記原稿台が取り付けられる矩形状の開口部を有する筐体と、を備えた画像読取装置において、
   前記筐体は、前記開口部の縁部の前記ＣＩＳと対向する位置に、前記光源から照射された光を反射して前記センサ出力を飽和させるミラー部を有し、
   前記ミラー部は、前記開口部の副走査方向に伸びる２つの辺のうちの少なくとも１つの辺に接するように形成されており、
   前記読取開始位置検出手段は、前記センサ出力が飽和した状態から飽和していない状態に変化した位置を、主走査方向の読取開始位置として検出することを特徴とする画像読取装置。
2. 原稿が載置される透光性を有する原稿台と、
   前記原稿台に載置された原稿を照射する光源と、
   前記光源から照射され前記原稿で反射された光を受光して、該原稿の画像を読み取るイメージセンサと、
   前記イメージセンサからの出力（以下、センサ出力という）を演算処理し、読取開始位置を検出する読取開始位置検出手段と、
   前記光源及び前記イメージセンサを収納すると共に、上面に前記原稿台が取り付けられる矩形状の開口部を有する筐体と、を備えた画像読取装置において、
   前記筐体は、前記開口部の縁部の前記イメージセンサと対向する位置に、前記光源から照射された光を反射して前記センサ出力を飽和させるミラー部を有し、
   前記読取開始位置検出手段は、前記センサ出力が飽和した状態から飽和していない状態に変化した位置を主走査方向の読取開始位置として検出することを特徴とする画像読取装置。
3. 前記ミラー部は、前記開口部の少なくとも１つの頂点を囲むようにＬ字状に形成されており、
   前記読取開始位置検出手段は、前記センサ出力が飽和した状態から飽和していない状態に変化した位置を、主走査方向の読取開始位置及び副走査方向の読取開始位置として検出することを特徴とする請求項２に記載の画像読取装置。
   

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