JP2007189583A - 画像読み取り装置及び２次照射光低減方法 - Google Patents

Abstract

【課題】２次照射光を低減し、再現性のよい画像を読み取ることができる画像読み取り装置及び２次照射光低減方法を提供すること。
【解決手段】原稿を照射するためのランプ１１の表面に、微小な凹凸を有するすりガラス面１１２が形成されている。ランプ１１が発した光はすりガラス面１１２で拡散された状態で原稿を照射する。原稿に照射された光は、その反射光の一部が再度ランプ１１に向かって出射し、ランプ１１に到達した光は、すりガラス面１１２で拡散させられる。これにより、ランプ１１表面で反射した光が原稿を再照射する２次照射光の影響が低減し、再現性の良く原稿の読み取りを実現できる。
【選択図】図４

Description

光源からの光を原稿に照射し、原稿からの反射光を取り込むことにより、原稿画像を読み取る画像読み取り装置に関する。

従来、ランプが発光した光を原稿に照射して、原稿からの反射光をＣＣＤなどの撮像素子で取り込むことにより、原稿画像を読み取る画像読み取り装置が知られている。このとき、図６（ａ）に示すように、ランプ１１から発光した光のうち直接原稿を照射する光を１次照射光という。本来、画像読取装置は、この１次照射光が原稿で反射した反射光を撮像素子に取り込むようにして画像を読み取る。

ここで、原稿に入射した光は原稿表面の表面粗さなどのために拡散するので、反射光は入射光に比べて拡散した状態になる。そのため、１次照射光の反射光について出射方向がばらつき、反射光の一部が再びランプに向かって出射されることがある。このとき、ランプに向かう光のうち一部の光は、ランプ表面で反射してから再度原稿へと向かうようにして、原稿を再照射する２次照射光となる（図６（ｂ）参照）。そして、本来取り込むべき１次照射光の反射光に加えて２次照射光の反射光が撮像素子に取り込まれてしまうことにより、読み取った画像について原稿との再現性が低下する現象が生じる（非特許文献１参照）。

このような本来取り込むべきでない光を低減させる技術として、特許文献１では、原稿からの反射光がミラーの端面で反射し、原稿を再照射する影響を低減させる技術が開示されている。具体的には、１次照射光の反射光を遮光しない位置に、ミラーの端面を隠すようにして、鋸刃形状の凹凸を有する拡散部材を配置することにより、ミラーの端面に向う光を事前に拡散させて反射することにより、画像への影響を低減させている。

松下晴計監修，「カラーイメージスキャナ設計技術」，トリケップス，１９９１年１１月２９日，第３１頁 特開２００４−２３５８６１号公報（第１８頁、図２）

しかしながら、ランプ表面で反射した光が原稿を再照射する２次照射光については、１次照射光とほぼ同様の光路を辿るので、原稿を読み取るための１次照射光に影響を与えないように、１次照射光を遮光しない位置に拡散部材を配置することは困難である。したがって、特許文献１に記載の技術では、ランプ表面で反射した２次照射光を低減させることができないという課題があった。

そこで、本発明は、２次照射光を低減し、再現性のよい画像を読み取ることができる画像読み取り装置及び２次照射光低減方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の画像読み取り装置は、原稿に光を照射する光源、及び原稿からの反射光より画像信号を生成する撮像素子を有する画像読み取り装置であって、原稿からの反射光が光源に到達するまでの光路上に、光を拡散させる光拡散特性及び光を透過させる光透過特性を有する拡散面を備えることを特徴とする。

この構成によれば、原稿で反射して光源に至る反射光は、光源に到達するまでの光路上で拡散されるので、光源の表面で反射して原稿を再照射する２次照射光の光量が減少する。また、光が拡散面を透過することができるので、拡散面があっても光源からの光が原稿を照射する１次照射光により、原稿を読み取ることができる。したがって、２次照射光を低減させ、原稿の再現性に優れた画像を読み取ることができるようになる。

ここで、拡散面は、光源の表面に形成されていることが好ましい。

このようにすれば、光源の表面での反射光が拡散するので、光源の表面で反射した光が原稿を再照射する２次照射光の光量を減少することができる。

また、原稿からの反射光が光源に到達するまでの光路上に、拡散面を有する光拡散部材を備えるとしてもよい。

このようにすれば、原稿からの反射光が光拡散部材で拡散することにより、光源に到達する光量が減少するので、２次照射光の光量を減少することができる。

ここで、拡散面は、表面に微小な凹凸を有したすりガラス状の面であることが好ましい。

このようにすれば、すりガラス状としたことにより、原稿からの反射光を拡散して２次照射光の光量を減少することができると共に、拡散面を透過する光も生じるので２次照射光が低減し、再現性に優れた画像を読み取ることができるようになる。

また、本発明は方法の発明とすることもできる。すなわち、本発明の２次照射光低減方法は、原稿に光を照射する光源、及び原稿からの反射光より画像信号を生成する撮像素子を有する画像読み取り装置について、原稿からの反射光が原稿を再照射する２次照射光を低減させる２次照射光低減方法であって、原稿からの反射光が光源に到達するまでの光路上で、光源からの光を拡散させて原稿に照射し、原稿から光源に到達する光を拡散させることを特徴とする。

この構成によれば、２次照射光が低減するので再現性に優れた画像を読み取ることができる。

（第１の実施形態）
以下、本発明に係る第１の実施形態について図面を参照して説明する。

図１は、第１の実施形態に係るスキャナの構成を示している。すなわち、第１の実施形態では、画像読み取り装置の一例として、本発明をスキャナに適用した場合について説明する。

スキャナ１は、原稿がセットされる原稿面に対して平行に往復移動可能なキャリッジ１０を備えるフラットヘッド型の画像読み取り装置である。図１に示すように、スキャナ１は、原稿を読み取るための各種素子などを有するキャリッジ１０と、キャリッジ１０の移動を所定の方向に規制するガイドロッド２０と、ガイドロッド２０を両端から支持する支持フレーム３０と、モータ４１の動力によりキャリッジ１０を走査させるキャリッジ走査機構４０と、キャリッジ１０及びキャリッジ走査機構４０などを制御する制御基板５０と、を備えている。また、これらの各構成は、外装ケース６０に収納されており、外装ケース６０には読取対象の原稿が載置される原稿面ガラス（図示なし）が備えられている。図１は、外装ケース６０の原稿面側部分を切り取って、原稿面側から外装ケース６０の内部を見た状態を示している。なお、図１に示すように、ガイドロッド２０に規制されてキャリッジが走査される方向を「副走査方向」、副走査方向に垂直な方向を「主走査方向」という。

キャリッジ１０は、主走査方向に沿って原稿面の幅に対応した横長形状をしており、主走査方向の一端でガイドロッド２０により摺動自在に支持されている。図２は、キャリッジの内部構成を示した断面図であり、図１に示したキャリッジ１０を主走査方向に垂直な面（図１のＡ−Ａ’）を切断した切断面を示している。図２に示すように、キャリッジ１０には、原稿面ガラス６１に載置された原稿を照射するランプ１１と、ＣＣＤやＣＭＯＳセンサなどのリニアセンサであるイメージセンサ１２と、イメージセンサ１２に原稿の像を結像させるミラー１３，１４，１５及び集光レンズ１６等の光学系と、Ａ／Ｄ変換器や増幅器などを有するＡＦＥ（Analog Front End）１７と、これらの各構成を支持する箱状のキャリッジフレーム１８と、を備えている。キャリッジフレーム１８は、主走査方向に原稿幅に対応した横長形状の開口窓１９を有し、開口窓１９を通してランプ１１から原稿を照射し（１次照射光）、原稿からの反射光をキャリッジ１０内の光学系に取り込まれるようにしている。

次に、第１の実施形態は特徴部分であるランプ１１の構成について、図３を用いて説明する。

ランプ１１は、具体的には、冷陰極管やキセノンランプなどのガス放電型の光源であり、図３（ａ）に示すように、筒状のガラス１１０の内部にガスが封入され、筒状ガラス１１０の両端にガス放電を生じさせる電極部分１１１を備えた構成となっている。また、ランプ１１は、筒状ガラス１１０の長手方向が主走査方向となるようにキャリッジ１０内に配置される。

図３（ｂ）は、ランプ１１の断面を示した図であり、図３（ａ）のＢ−Ｂ’で切断された筒状ガラス１１０の切断面を示している。図３（ｂ）に示すように、筒状ガラス１１０の外面には表面に微細な凹凸が形成されたすりガラス面１１２を有し、筒状ガラス１１０の内面には、ガス放電により発生する紫外線を受けて蛍光する蛍光面１１３を有している。すなわち、ランプ１１は、筒状ガラス１１０がすりガラスであり、すりガラスの内面に蛍光面１１３が形成された構成になっている。

なお、すりガラス面１１２は微細な凹凸により、巨視的に見ると入射した光が散乱するようにして、すりガラス面１１２の透過光及び反射光を拡散させることができる。すなわち、すりガラス面１１２は光を透過する光透過特性と光を拡散させる光拡散特性とを併せ持つものである。

また、筒状ガラス１１０の材質としても、ガラスに限られることなく、光透過性を有するプラスチックなどでもよい。

もっとも、ランプ１１は、ガス放電型の光源に限られることなく、ＬＥＤ(Light Emitting Diode)光源であってもよい。この場合、ＬＥＤ光源の表面に微細な凹凸を形成するようにして、拡散面とするとよい。

次に、スキャナ１が、２次照射光の影響を抑えながら画像を読み取るときの動作について、図４を用いて説明する。なお、図４は、光量を矢印の幅に対応させることにより、２次照射光が減少する様子を模式的に示した図であり、筒状ガラス１１０をすりガラスとしたときの２次照射光を実線、筒状ガラス１１０が透明な通常のガラスとしたときの２次照射光を破線で示している。

まず、ユーザが原稿面に原稿をセットして、ホストコンピュータ（図示なし）やスキャナの操作スイッチより原稿を読み取る指示が入力されると、原稿の読み取り動作を開始する。原稿の読み取り動作時には、スキャナ１の制御基板５０は、ランプ１１を点灯させて、撮像素子１２は主走査方向に沿った原稿からの反射光を取り込みながら、キャリッジ走査機構４０を制御してキャリッジ１０を副走査方向に走査するようにして、原稿全体を読み取る。

このときのキャリッジ１０内においては、ランプ１１からの１次照射光が原稿で反射した光は原稿の表面粗さのため拡散した状態となるので、図４に示すように、反射光のうちの一部に、原稿からランプ１１に向かう光が生じる。そして、ランプ１１に到達した光はランプ１１表面の筒状ガラス１１０（図３参照）で反射するが、筒状ガラス１１０の表面がすりガラス面１１２で形成されているので光が拡散する。これにより、ランプ１１表面で反射した光が原稿に到達する光量が減少する。例えば、図４に示すように、筒状ガラス１１０が透明な通常のガラスとしたときの２次照射光（破線矢印参照）より、筒状ガラス１１０をすりガラスとしたときの２次照射光（実線矢印参照）の光量が減少する。

以下、第１の実施形態における効果を記載する。

（１）２次照射光の光量が減少するので、２次照射光が読み取り画像に与える影響が小さくなる。また、ランプ１１からの１次照射光は、すりガラス面１１２で拡散されていても原稿を照射することができるので、２次照射光の光量を減少させながら、原稿を読み取ることが可能である。したがって、原稿をより忠実に読み取って再現性に優れた画像を得ることができるようになる。

（２）１次照射光についても、すりガラス面１１２を透過する際に拡散するので、１次照射光について主走査方向の光量むらが低減する。より均一な光量で原稿を読み取ることができることから、画質に優れた画像を読み取ることができるようになる。

（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。

第２の実施形態では、図５に示すように、１次照射光が原稿で反射する位置とランプ１１との間に、ガラスなどの光透過性を有する板状部材の表面にすりガラス面１１２を形成した光拡散部材１１４を配置する。

この構成によれば、画像の読み取り時に、１次照射光が原稿で反射してランプ１１に向かう光量は光拡散部材１１４にて拡散するので、ランプ１１表面で反射して原稿を再照射する２次照射光の光量が減少する。

また、光拡散部材１１４を透過して、ランプ１１表面で反射して原稿に向かう光は、再び光拡散部材１１４を透過する際に拡散するので、２次照射光の光量がさらに減少する。

なお、原稿からの反射光が光拡散部材１１４で反射する光についても拡散されるので、原稿からの反射光が光拡散部材１１４で反射するようにして、原稿を再照射する２次照射光の光量も減少する。もっとも、光拡散部材１１４を配置する位置としては、光拡散部材１１４で反射した反射光が原稿を照射する影響が小さくなるように、原稿とランプ１１との間でランプ１１寄りに配置することが望ましい。

このように、第２の実施形態によれば、光拡散部材１１４により２次照射光の光量を減少することができるので、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。

以上、本発明の第１及び第２の実施形態について説明したが、本発明はこうした実施の形態に何ら限定されるものでなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内において様々な形態で実施することもできる。以下、変形例を挙げて説明する。

（変形例１）例えば、特許文献１に示すように、原稿以外に向かうランプの光を原稿に導光させるリフレクタを備えたスキャナであれば、原稿からリフレクタを介してランプに至る光路上に、拡散面１１２を有する光拡散部材１１４を配置することとしてもよい。これにより、原稿で反射した光がリフレクタで反射しランプ１１に到達するために生じる２次照射光を低減することができる。

（変形例２）本発明は、キャリッジ１０にイメージセンサ１２を収容しないミラー移動型の構成であってもよいし、画像処理回路をキャリッジ１０に搭載した構成のスキャナであっても適用することができる。また、縮小光学系のスキャナに限られることなく、密着光学系のスキャナに適用することもできる。

（変形例３）本発明は、スキャナに限られることなく、複写機やスキャナ機能を有したプリンタなどに適用することもできる。

第１の実施形態に係るスキャナの構成を示した図。 キャリッジの内部構成を示した図。 ランプの構成を示した図、（ａ）はランプの概観図を示した図、（ｂ）はランプの断面を示した図。 ２次照射光が減少する様子を示した模式図。 第２の実施形態を説明する図。 原稿に照射される光の様子を示した模式図、（ａ）は１次照射光を示した図、（ｂ）は２次照射光を示した図。

符号の説明

１…画像読み取り装置としてのスキャナ、１０…キャリッジ、１１…光源としてのランプ、１２…撮像素子としてのイメージセンサ、１３，１４，１５…ミラー、１６…集光レンズ、１７…ＡＦＥ、１８…キャリッジフレーム、１９…開口窓、２０…ガイドロッド、３０…支持フレーム、４０…キャリッジ走査機構、５０…制御基板、６０…外部ケース、６１…原稿面ガラス、１１０…筒状ガラス、１１１…電極部分、１１２…拡散面としてのすりガラス面、１１３…蛍光面、１１４…光拡散部材。

Claims (5)

1. 原稿に光を照射する光源、及び前記原稿からの反射光より画像信号を生成する撮像素子を有する画像読み取り装置であって、
   前記原稿からの反射光が前記光源に到達するまでの光路上に、光を拡散させる光拡散特性及び光を透過させる光透過特性を有する拡散面を備えることを特徴とする画像読み取り装置。
2. 請求項１に記載の画像読み取り装置において、
   前記拡散面は、前記光源の表面に形成されていることを特徴とする画像読み取り装置。
3. 請求項１に記載の画像読み取り装置において、
   前記原稿からの反射光が前記光源に到達するまでの光路上に、前記拡散面を有する光拡散部材を備えることを特徴とする画像読み取り装置。
4. 請求項１乃至３のいずれか一項に記載の画像読み取り装置において、
   前記拡散面は、表面に微小な凹凸を有したすりガラス状の面であることを特徴とする画像読み取り装置。
5. 原稿に光を照射する光源、及び前記原稿からの反射光より画像信号を生成する撮像素子を有する画像読み取り装置について、前記原稿からの反射光が前記原稿を再照射する２次照射光を低減させる２次照射光低減方法であって、
   前記原稿からの反射光が前記光源に到達するまでの光路上で、前記光源からの光を拡散させて前記原稿に照射し、前記原稿から前記光源に到達する光を拡散させることを特徴とする２次照射光低減方法。
   

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