JP2007184823A - 画像読取装置の照明装置、画像読取装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 原稿の画像を読み取る画像読取装置において、低コスト且つ簡便な構成により、原稿面上の凹凸に起因する読取り画像上における影の発生を抑制する技術を提供する。
【解決手段】 少なくとも１つの光源から構成され、原稿面に対して所定角度だけ傾斜する方向から原稿面を照明する第１の照明部１２１と、少なくとも１つの光源から構成され、第１の照明部１２１とは異なる分光特性を有し、原稿面に対する法線に対して第１の照明部１２１と略対称的な方向から原稿面を照明する第２の照明部１２２と、第１の照明部１２１からの照射光と第２の照明部１２２からの照射光とが混色されることにより原稿面での照射光が所定の分光特性となる発光比率で、第１の照明部１２１および第２の照明部１２２それぞれを構成する各光源を発光させる発光制御部１２４とを備えてなる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、読み取り対象である原稿を照明する画像読取装置の照明装置およびこれを備えた画像読取装置に関するものである。

従来、ガラス等の透明部材で構成された原稿台上を搬送され又は該原稿台上に載置された原稿を照明装置からの光で照明し、これを光学的に走査し、原稿からの反射光をＣＣＤ等の光電変換素子に結像させ、その受光量に応じた蓄積電荷量を電気的なアナログ信号として出力し、これをデジタル信号に変換して読み取り画像のデータとして取得する画像読取装置が知られる。

上述のような従来の画像読取装置では、原稿面に対して照射された光の反射光を撮像する構成上、原稿からの反射光が光電変換素子へと向かう光路上に光源を配置することは難しい。よって、上記従来の画像読取装置では、照明装置によって原稿面を斜め方向から照明し、原稿面から反射される光を光電変換素子に結像させる構成となっている。

上記従来の画像読取装置のように、原稿表面を斜め方向から照明する場合、読み取り対象となる原稿等の表面に凹凸があると、当該凹凸を原因とする影が発生してしまう。このようにして発生した影は、読み取り画像において影となって現れる。

そこで、原稿面の法線に対して対称位置に同一光源を設置することにより、原稿面に凹凸がある部分においても読み取り画像上に影（黒く写る画像）が発生することを抑制することのできる技術が提供されている。

上記従来の画像読取装置では、読み取り画像上の原稿影の発生を抑制するために、読み取り対象となる領域を原稿面の法線に対して対照的な二方向から同一の光源によって照明する構成となっている。しかしながら、画像読取装置において原稿の照明のために用いられる光源はキセノンランプ等の比較的高価な光源であり、このような高価な光源の設置数が増加することは、コストダウンの観点から好ましくない。

本発明は上述した問題点を解決するためになされたものであり、原稿の画像を読み取る画像読取装置において、低コスト且つ簡便な構成により、原稿面上の凹凸に起因する読取り画像上における影の発生を抑制する所定の分光特性を得る技術を提供することを目的とする。

上述した課題を解決するため、本発明に係る画像読取装置の照明装置は、少なくとも１つの光源から構成され、原稿面に対して所定角度だけ傾斜する方向から前記原稿面を照明する第１の照明部と、少なくとも１つの光源から構成され、前記第１の照明部とは異なる分光特性を有し、前記原稿面に対する法線に対して前記第１の照明部と略対称的な方向から前記原稿面を照明する第２の照明部と、前記第１の照明部からの照射光と前記第２の照明部からの照射光とが混色されることにより前記原稿面での照射光が所定の分光特性となる発光比率で、前記第１の照明部および第２の照明部それぞれを構成する各光源を発光させる発光制御部とを備えてなることを特徴とするものである。

また、本発明に係る画像読取装置は、上述のような構成の画像読取装置の照明装置と、前記第１および第２の照明部から照射され前記原稿面にて反射された光を、所定の結像位置へと導く光学系と、前記光学系により所定の結像位置へと導かれた光を撮像する撮像部とを備えてなることを特徴とするものである。

以上に詳述したように本発明によれば、原稿の画像を読み取る画像読取装置において、低コスト且つ簡便な構成により、原稿面上の凹凸に起因する読取り画像上における影の発生を抑制する技術を提供することができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ説明する。

図１は、本実施の形態による画像読取装置の照明装置およびこれを備えた画像読取装置について説明するための全体構成図である。本実施の形態による画像読取装置１は、同図に示すように画像処理装置（MFP：Multi Function Peripheral）Ｍに設置されている。

図１に示す画像処理装置Ｍは、画像読取装置１および画像形成装置２を備えてなる構成となっている。画像形成装置２は、外部機器から受信した画像データや画像読取装置１にて原稿から読み取られた画像データに基づく画像形成処理（プリント処理やコピー処理等）が可能となっている。

画像読取装置１は、原稿を照明する照明装置および当該照明装置により照明された原稿面からの反射光を撮像するための光学系および撮像部を備えたＣＩＳ（Contact Image Sensor）１２０を所定方向Ｒに移動させることにより原稿台ガラス１０９上に載置された原稿の画像を読み取る手置き読み取りと、Ｆ方向に移動する（ＡＤＦ（Auto Document Feeder）により搬送される）原稿の画像を所定位置Ｐで静止したＣＩＳ１２０によって読み取るＡＤＦ読み取りとが可能となっている。

図２は、本実施の形態による画像読取装置１におけるＣＩＳ１２０の詳細を示す構成図である。同図に示すように、ＣＩＳ１２０は、第１の照明部１２１、第２の照明部１２２、光学系１２５および撮像部１２６を備えている。また、画像処理装置Ｍは、画像読取装置１および画像形成装置２にて利用されるＣＰＵ１０５およびＭＥＭＯＲＹ１０６を備えている。

第１の照明部１２１は、光源として赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤおよび青色ＬＥＤの３つを備えた白色タイプの導光管から構成され、原稿面に対して所定角度だけ傾斜する方向から原稿面を照明する。

第２の照明部１２２は、光源として黄緑色ＬＥＤを備えたＬＥＤアレイから構成され、第１の照明部とは異なる分光特性を有し、原稿面に対する法線に対して第１の照明部と略対称的な方向から原稿面を照明する。このように、原稿面に対して線対照な二つの位置から照明することにより、原稿面上の凹凸の有無に拘らず、影の無い読み取り画像を得ることができる。

光学系１２５は、セルフォックレンズ等から構成され、第１の照明部１２１および第２の照明部１２２から照射され原稿面にて反射された光（図２における下方へ向かう矢印参照）を、所定の結像位置へと導く。ここでは、光学系１２５は、その全部がＣＩＳ１２０上に配置されている例を示している。

撮像部１２６は、光電変換素子等から構成され、光学系１２５により所定の結像位置へと導かれた光を撮像する。撮像部１２６にて撮像された原稿の画像は、ＭＥＭＯＲＹ１０６に格納され、必要に応じて画像形成装置２或いは画像処理装置Ｍと通信可能な外部機器に対して送信される。

発光比率設定部１２３は、第１の照明部１２１からの照射光と第２の照明部１２２からの照射光とが混色されることにより、原稿面での照射光の分光特性（波長分布）が、キセノンランプ、ハロゲンランプ、ＬＥＤ、蛍光灯およびＥＬのうち少なくともいずれかから構成される白色光源の分光特性と略同じとなるような、第１の照明部および第２の照明部それぞれを構成する各光源の発光比率を設定する。

ここでは、発光比率設定部１２３は、第１の照明部１２１および第２の照明部１２２を構成する光源のうち最も出力値の高い光源（ここでは、第１の照明部１２１を構成する緑色ＬＥＤ）の出力を所定値に固定し、他の光源の出力値をＤ／Ａコンバータで調節することにより、第１の照明部および第２の照明部それぞれを構成する各光源の発光比率を設定する。発光比率設定部１２３における設定処理の詳細については後述する。

図３は、第１の照明部１２１を構成する赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ、青色ＬＥＤおよび第２の照明部１２２を構成する黄緑色ＬＥＤの分光特性、及び目標とする分光特性（白色のキセノンランプの分光特性）を示す図である。このように、本実施の形態では、第１の照明部１２１を構成する赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤおよび青色ＬＥＤ（３波長白色タイプ）と、第２の照明部１２２を構成する黄緑色ＬＥＤの２種類の異なる分光特性を持つ照明部の照射光を組合せて、理想とする分光特性を有する照射光を実現する。

発光制御部１２４は、発光比率設定部１２３により設定された発光比率に基づいて、第１の照明部１２１および第２の照明部１２２それぞれを構成する各光源を発光させる。この他、発光制御部１２４は、第１の照明部１２１および第２の照明部１２２それを構成する各光源をどのような発光比率で発光させればよいかが予め分かっている場合には、発光比率設定部１２３により設定された発光比率に拘らず、所定の発光比率にて上記各光源を発光させることもできる。この場合、上述の各光源の所定の発光比率に関する情報は、発光制御部１２４或いはＭＥＭＯＲＹ１０６に保持される。

また、発光制御部１２４は、第１の照明部１２１から照射されて原稿面にて反射される光の撮像部１２６での受光量と、第２の照明部１２２から照射されて原稿面にて反射される光の撮像部１２６での受光量とが略同じになる発光比率で、第１の照明部１２１および第２の照明部１２２それぞれを構成する各光源を発光させるようにすることもできる。このように、撮像部１２６での受光量が略同じとなるように第１の照明部１２１および第２の照明部１２２それぞれを構成する光源を発光させることで、第１の照明部１２１および第２の照明部１２２それぞれが原稿面を照明する明るさに偏りが生ずることを防ぎ、原稿面の凹凸に起因する影が読み取り画像に現れることを効果的に抑制することができる。ここでは一例として、発光制御部１２４は、第１の照明部１２１と第２の照明部１２２の発光量の比率を、
第１の照明部１２１の光量：第２の照明部１２２の光量 ＝ ３：２
としている。

ＣＰＵ１０５は、画像処理装置Ｍにおける各種処理を行う役割を有しており、またＭＥＭＯＲＹ１０６に格納されているプログラムを実行することにより種々の機能を実現する役割も有している。ＭＥＭＯＲＹ１０６は、例えばＲＯＭやＲＡＭ等から構成されており、画像処理装置Ｍにおいて利用される種々の情報やプログラムを格納する役割を有している。

本実施の形態による画像読取装置の照明装置は、第１の照明部１２１、第２の照明部１２２、発光比率設定部１２３および発光制御部１２４を備えてなる構成となっている。

図４は、発光比率設定部１２３における発光比率の設定処理の詳細について説明するためのフローチャートである。

まず、発光比率設定部１２３は、第１の照明部１２１における緑色ＬＥＤを点灯させ（Ｓ１０１）、撮像部１２６における受光量に基づいてピーク検出処理を実行する（Ｓ１０２）。所定の出力値に収まるようゲイン調整を実施し、調整が完了した場合は消灯する（Ｓ１０３〜Ｓ１０５）。

発光比率設定部１２３は、第１の照明部１２１における赤色ＬＥＤを点灯させ（Ｓ１０６）、撮像部１２６における受光量に基づいて出力調整を実行する（Ｓ１０７）。所定の出力値に収まるようゲイン調整を行い、調整が完了した場合は消灯する（Ｓ１０８〜Ｓ１１０）。

発光比率設定部１２３は、第１の照明部１２１における青色ＬＥＤを点灯させ（Ｓ１１１）、撮像部１２６における受光量に基づいて出力調整を実行する（Ｓ１１２）。所定の出力値に収まるようゲイン調整を行い、調整が完了した場合は消灯する（Ｓ１１３〜Ｓ１１５）。

発光比率設定部１２３は、第２の照明部１２２における黄緑色ＬＥＤを点灯させ（Ｓ１１６）、撮像部１２６における受光量に基づいて出力調整を実行する（Ｓ１１７）。所定の出力値に収まるようゲイン調整を行い、調整が完了した場合は消灯する（Ｓ１１８〜Ｓ１２０）。

発光制御部１２４は、上述のようにして調整された各ＬＥＤの出力値を、ＭＥＭＯＲＹ１０６に記憶させておき（Ｓ１２１）、画像処理装置Ｍの電源がＯＮされる度に当該出力値を読み込み、再調整を実行するまで当該出力値にて各ＬＥＤを点灯（出力）させる（Ｓ１２２〜１２３）。各ＬＥＤの出力値にて全点灯を実行した後、画像を読む為のピーク検出処理を実行し（Ｓ１２４）、前処理のゲイン調整を実施する。

このように、本実施の形態では、緑色ＬＥＤの出力値を固定（ピーク検出処理におけるゲイン設定のみ）し、その他のＬＥＤ（赤色／青色／黄緑色）については、Ｄ／Ａコンバータ出力を調整することにより、理想の分光特性を有する照明光を得ている。

上述の画像処理装置Ｍでの処理における各ステップは、ＭＥＭＯＲＹ１０６に格納されているプログラムをＣＰＵ１０５に実行させることにより実現されるものである。

本実施の形態では装置内部に発明を実施する機能が予め記録されている場合で説明をしたが、これに限らず同様の機能をネットワークから装置にダウンロードしても良いし、同様の機能を記録媒体に記憶させたものを装置にインストールしてもよい。記録媒体としては、ＣＤ−ＲＯＭ等プログラムを記憶でき、かつ装置が読み取り可能な記録媒体であれば、その形態は何れの形態であっても良い。またこのように予めインストールやダウンロードにより得る機能は装置内部のＯＳ（オペレーティング・システム）等と共働してその機能を実現させるものであってもよい。

なお、本実施の形態では、光学系１２５および撮像部１２６がＣＩＳ１２０上に配置されている例を挙げたが、これに限られるものではなく、例えば光学系の一部および撮像部を、ＣＩＳ１２０とは別体とし、画像読取装置１における原稿の読み取り処理に応じて原稿面を走査するＣＩＳ１２０により照射された光の反射光をＣＩＳ１２０とは別個に設けられた光学系によって画像読取措置１内に固定的に配置された撮像部に対して導く構成とすることもできる。

また、本実施の形態では、発光比率設定部１２３および発光制御部１２４が、ＣＩＳ１２０とは別体として画像処理装置Ｍ内に配置されている例を挙げたが、これに限られるものではなく、例えば発光比率設定部１２３および発光制御部１２４の内少なくとも一方をＣＩＳ１２０上に配置する構成としてもよい。

また、本実施の形態では、第２の照明部１２２が黄緑色のＬＥＤアレイによって構成されている例を示したが、これに限らず、例えば黄色のＬＥＤアレイと緑色のＬＥＤアレイを用い、これらのＬＥＤアレイからの照射光を混色させることにより黄緑色の照射光を実現するようにしてもよい。

以上述べたように、本実施の形態によれば、原稿表面の凹凸に起因する読み取り画像上の影の発生を、読み取り光学系に通常用いられる導光管等の光源と導光管のような光源よりも安価なＬＥＤアレイ等の光源とを用いて抑制する構成とすることにより、低コストで高画質な画像読み取りを実現することのできる照明装置を提供することができる。また、本実施の形態による画像読取装置の照明装置は、ＣＩＳのように原稿に対して近接した位置から原稿面の照明を行う場合に特に有効である。

また、本実施の形態のように、最も出力値の高いＬＥＤ（本実施例では、緑色ＬＥＤ）の出力を固定して、他のＬＥＤの出力を調整する構成とすることにより、
（１）Ｄ／Ａ出力での調整が不要であり、Ｄ／Ａ出力ポートの削減が可能となり、装置の低コストに寄与することができる、
（２）Ｄ／Ａ出力での調整は、出力値を確認して、Ｄ／Ａ出力で制御する関係上時間がかかるため、Ｄ／Ａ出力での調整工程をなくすことにより調整時間の短縮を図ることができる、
といった効果を奏する。

本発明を特定の態様により詳細に説明したが、本発明の精神および範囲を逸脱しないかぎり、様々な変更および改質がなされ得ることは、当業者には自明であろう。

本実施の形態による画像読取装置の照明装置およびこれを備えた画像読取装置について説明するための全体構成図である。 本実施の形態による画像読取装置１におけるＣＩＳ１２０の詳細を示す構成図である。 第１の照明部１２１を構成する赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ、青色ＬＥＤおよび第２の照明部１２２を構成する黄緑色ＬＥＤの分光特性、及び目標とする分光特性を示す図である。 発光比率設定部１２３における発光比率の設定処理の詳細について説明するためのフローチャートである。

符号の説明

１２０ ＣＩＳ、１２１ 第１の照明部、１２２ 第２の照明部、１２３ 発光比率設定部、１２４ 発光制御部、１２５ 光学系、１２６ 撮像部、１０５ ＣＰＵ、１０６ ＭＥＭＯＲＹ。

Claims (7)

1. 少なくとも１つの光源から構成され、原稿面に対して所定角度だけ傾斜する方向から前記原稿面を照明する第１の照明部と、
   少なくとも１つの光源から構成され、前記第１の照明部とは異なる分光特性を有し、前記原稿面に対する法線に対して前記第１の照明部と略対称的な方向から前記原稿面を照明する第２の照明部と、
   前記第１の照明部からの照射光と前記第２の照明部からの照射光とが混色されることにより前記原稿面での照射光が所定の分光特性となる発光比率で、前記第１の照明部および第２の照明部それぞれを構成する各光源を発光させる発光制御部と
   を備えてなる画像読取装置の照明装置。
2. 請求項１に記載の画像読取装置の照明装置において、
   前記第１の照明部からの照射光と前記第２の光源からの照射光とが混色されることにより、前記原稿面での照射光が所定の分光特性となるような、前記第１の照明部および第２の照明部それぞれを構成する各光源の発光比率を設定する発光比率設定部を有し、
   前記発光制御部は、前記発光比率設定部により設定された発光比率に基づいて、前記第１の照明部および第２の照明部それぞれを構成する各光源を発光させる画像読取装置の照明装置。
3. 請求項１に記載の画像読取装置の照明装置において、
   前記所定の分光特性は、キセノンランプ、ハロゲンランプ、ＬＥＤ、蛍光灯およびＥＬのうち少なくともいずれかから構成される白色光源の分光特性と略同じである画像読取装置の照明装置。
4. 請求項２に記載の画像読取装置の照明装置において、
   前記発光比率設定部は、前記第１および第２の照明部を構成する光源のうち最も出力値の高い光源の出力を所定値に固定し、他の光源の出力値を調節することにより、前記第１の照明部および第２の照明部それぞれを構成する各光源の発光比率を設定する画像読取装置の照明装置。
5. 請求項２に記載の画像読取装置の照明装置において、
   前記第１の照明部は、光源として赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤおよび青色ＬＥＤを備え、前記第２の照明部は、光源として黄緑色ＬＥＤを備えるものであり、
   前記発光比率設定部は、前記緑色ＬＥＤの出力を所定値に固定し、他の光源の出力値を調節することにより、前記第１の照明部および第２の照明部それぞれを構成する各光源の発光比率を設定する画像読取装置の照明装置。
6. 請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の画像読取装置の照明装置と、
   前記第１および第２の照明部から照射され前記原稿面にて反射された光を、所定の結像位置へと導く光学系と、
   前記光学系により所定の結像位置へと導かれた光を撮像する撮像部と
   を備えてなる画像読取装置。
7. 請求項６に記載の画像読取装置において、
   前記発光制御部は、前記第１の照明部から照射されて前記原稿面にて反射される光の前記撮像部での受光量と、前記第２の照明部から照射されて前記原稿面にて反射される光の前記撮像部での受光量とが略同じになる発光比率で、前記第１の照明部および第２の照明部それぞれを構成する各光源を発光させる画像読取装置。

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