JP2012199764A - 画像読み取り装置 - Google Patents

Abstract

【課題】高い再現性を有する画像を得ることができる画像読み取り装置を提供することである。
【解決手段】光源装置２７は、読み取り位置Ａ上の原稿Ｐに対して光を照射する。光源装置２７は、光を放射するＬＥＤと、ＬＥＤが放射した光を導光すると共に読み取り位置Ａ上の原稿Ｐに対して照射する導光体２８ａ，２８ｂとを含んでいる。導光体２８ａ，２８ｂにおける読み取り位置Ａと対向する面の反対側の面には、導光体２８ａ，２８ｂ内を導光されている光を読み取り位置Ａに向けて反射するプリズム５０ａ，５０ｂが設けられている。黒シート４４ａ，４４ｂは、プリズム５０ａ，５０ｂが設けられている面に対向していることにより、読み取り位置Ａ以外の位置Ｂ上の原稿Ｐで反射した光であって、導光体２８ａ，２８ｂを通過して読み取り位置Ａへと向かおうとする光を吸収する。
【選択図】図３

Description

本発明は、画像読み取り装置に関し、特に、原稿に光を照射し該原稿において反射した光を読み取って画像データを得る画像読み取り装置に関する。

従来の画像読み取り装置としては、例えば、特許文献１に記載の画像読取装置が知られている。該画像読取装置は、棒状導光体、発光ダイオード及び白色ケースを備えている。

発光ダイオードは、棒状導光体の両端に設けられ、棒状導光体内に光を放射する。白色ケースは、棒状導光体の周囲を覆っている。ただし、棒状導光体の上面は、白色ケースによって覆われていない。これにより、発光ダイオードが放射した光は、棒状導光体内を導光されて、上面から棒状導光体外へと放射される。

ところで、特許文献１に記載の画像読取装置では、原稿を読み取って得た画像の再現性が悪いことが分かった。すなわち、原稿の画像と原稿を読み取って得た画像との間で、濃淡のずれが発生することが分かった。

特開２００５−１９８１０６号公報

そこで、本発明の目的は、高い再現性を有する画像を得ることができる画像読み取り装置を提供することである。

本発明の一形態に係る画像読み取り装置は、読み取り位置上の原稿に対して光を照射する光源装置と、前記読み取り位置上の前記原稿で反射した光を受光する撮像手段と、光吸収部材と、を備えており、前記光源装置は、光を放射する光源と、前記光源が放射した光を導光すると共に前記読み取り位置上の前記原稿に対して照射する導光体と、を含んでおり、前記導光体における前記読み取り位置と対向する面の反対側の面には、該導光体内を導光されている光を前記読み取り位置に向けて反射するプリズムが設けられており、前記光吸収部材は、前記プリズムが設けられている面に対向していることにより、前記読み取り位置以外の位置上の前記原稿で反射して該プリズムを通過した光であって、該光吸収部材で反射して該読み取り位置へと向かおうとする光を吸収すること、を特徴とする。

本発明によれば、高い再現性を有する画像を得ることができる。

本発明の一実施形態に係る画像読み取り装置の構成図である。 光源装置の外観斜視図である。 光源装置の導光体の断面構造図である。 光源装置の導光体の断面構造図である。 フレア光を説明するための図であり、比較例に係る画像読み取り装置の光源装置の導光体の断面構造図である。 フレア光を説明するための図であり、比較例に係る画像読み取り装置の光源装置の導光体の断面構造図である。 光源装置の導光体の断面構造図である。 実験で読み取りを行った原稿を示した図である。 変形例に係る光源装置の断面構造図である。

以下に、本発明の実施形態に係る画像読み取り装置について説明する。

（画像読み取り装置の構成）
以下に、本発明の一実施形態に係る画像読み取り装置１０の構成について図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る画像読み取り装置１０の構成図である。以下では、鉛直方向をｚ軸方向と定義し、スライダー部１８，２０の移動方向（副走査方向）をｘ軸方向と定義する。そして、ｘ軸方向及びｚ軸方向に直交する方向（主走査方向）をｙ軸方向と定義する。

画像読み取り装置１０は、図１に示すように、本体１２、原稿カバー１４、プラテンガラス１６、スライダー部１８，２０、結像レンズ２２、撮像素子２４及び制御部４８を備えている。

本体１２は、原稿カバー１４、プラテンガラス１６、スライダー部１８，２０、結像レンズ２２及び撮像素子２４が設けられている直方体状の筐体である。プラテンガラス１６は、本体１２のｚ軸方向の正方向側に設けられている開口に取り付けられている長方形状の透明板である。原稿Ｐは、プラテンガラス１６の主面上に、読み取り面をｚ軸方向の負方向側に向けた状態で載置される。

原稿カバー１４は、図１に示すように、原稿Ｐ上に覆いかぶさることにより、原稿Ｐをプラテンガラス１６に密着させる働きをする。

スライダー部１８は、図１に示すようにプラテンガラス１６のｚ軸方向の負方向側においてｘ軸方向に移動可能に構成されており、光源装置２７及びミラー２９を含んでいる。

光源装置２７は、プラテンガラス１６上の読み取り位置Ａ上の原稿Ｐに対して２方向から光Ｂａ，Ｂｂを照射する。光源装置２７の詳細については、後述する。なお、読み取り位置Ａは、プラテンガラス１６上において光源装置２７のｚ軸方向の正方向側に位置しており、スライダー部１８のｘ軸方向の移動に伴って、ｘ軸方向に移動する。

ミラー２９は、図１に示すように、読み取り位置Ａ上の原稿Ｐにおいて反射した光Ｂａ，Ｂｂをｘ軸方向の負方向側に反射させる。

スライダー部２０は、図１に示すようにプラテンガラス１６のｚ軸方向の負方向側においてｘ軸方向に移動可能に構成されており、ミラー３０，３２を含んでいる。ミラー３０は、ミラー２９からの光Ｂａ，Ｂｂをｚ軸方向の負方向側に反射させる。ミラー３２は、ミラー３０からの光Ｂａ，Ｂｂをｘ軸方向の正方向側に反射させる。

結像レンズ２２は、ミラー３２からの光Ｂａ，Ｂｂによって得られる光学像を撮像素子２４に結像させる。撮像素子２４は、読み取り位置Ａ上の原稿Ｐで反射した光Ｂａ，Ｂｂを受光する受光素子である。具体的には、撮像素子２４は、ｙ軸方向に延びる一次元状の撮像領域を有し、結像レンズ２２によって結像された光学像を走査して原稿Ｐの像を読み取るＣＣＤカメラ等のラインセンサである。

制御部４８は、例えば、ＣＰＵにより構成され、画像読み取り装置１０の動作を制御する。

（光源装置の構成）
次に、光源装置２７の構成について図面を参照しながら説明する。図２は、光源装置２７の外観斜視図である。図３及び図４は、光源装置２７の導光体２８ａ，２８ｂの断面構造図である。

ＬＥＤ４０ａ，４０ｂは、光を放射する半導体素子である。基板４２ａ，４２ｂはそれぞれ、ＬＥＤ４０ａ，４０ｂを駆動するための回路を内蔵している。ＬＥＤ４０ａは、基板４２ａのｙ軸方向の正方向側の主面上に実装されている。また、ＬＥＤ４０ｂは、基板４２ｂのｙ軸方向の負方向側の主面上に実装されている。

導光体２８ａは、ｙ軸方向に延在している円柱状をなす透明な樹脂部材である。ＬＥＤ４０ａは、導光体２８ａのｙ軸方向の負方向側の端部に対向するように設けられている。これにより、ＬＥＤ４０ａが放射した光は、導光体２８ａのｙ軸方向の負方向側の端部から導光体２８ａ内に入射する。導光体２８ａは、図３及び図４に示すように、ＬＥＤ４０ａが放射した光をｙ軸方向の正方向側へと導光すると共に、読み取り位置Ａ上の原稿Ｐに対して照射する。そこで、図３及び図４に示すように、導光体２８ａにおける読み取り位置Ａと対向する面の反対側の面には、導光体２８ａ内を導光されている光を読み取り位置Ａに向けて反射するプリズム５０ａが設けられている。具体的には、プリズム５０ａは、ｙ軸方向の負方向側を臨む複数の斜面Ｓａがｙ軸方向に並んでいることにより構成されている。これにより、プリズム５０ａの斜面Ｓａにて反射された光Ｂａは、導光体２８ａ外へと放射され、ｘ軸方向の正方向側から読み取り位置Ａ上の原稿Ｐを照射する。

導光体２８ｂは、ｙ軸方向に延在している円柱状をなす透明な樹脂部材であり、導光体２８ａよりもｘ軸方向の負方向側に設けられている。ＬＥＤ４０ｂは、導光体２８ｂのｙ軸方向の正方向側の端部に対向するように設けられている。これにより、ＬＥＤ４０ｂが放射した光は、導光体２８ｂのｙ軸方向の正方向側の端部から導光体２８ｂ内に入射する。導光体２８ｂは、図３及び図４に示すように、ＬＥＤ４０ｂが放射した光をｙ軸方向の負方向側へと導光すると共に、読み取り位置Ａ上の原稿Ｐに対して照射する。そこで、図３及び図４に示すように、導光体２８ｂにおける読み取り位置Ａと対向する面の反対側の面には、導光体２８ｂ内を導光されている光を読み取り位置Ａに向けて反射するプリズム５０ｂが設けられている。具体的には、プリズム５０ｂは、ｙ軸方向の正方向側を臨む複数の斜面Ｓｂがｙ軸方向に並んでいることにより構成されている。これにより、プリズム５０ｂの斜面Ｓｂにて反射された光Ｂｂは、導光体２８ｂ外へと放射され、ｘ軸方向の負方向側から読み取り位置Ａ上の原稿Ｐを照射する。

また、画像読み取り装置１０は、図３及び図４に示すように、黒色シート４４ａ，４４ｂを更に備えている。黒色シート４４ａ，４４ｂはそれぞれ、光を吸収する光吸収部材である。そして、黒色シート４４ａ，４４ｂはそれぞれ、プリズム５０ａ，５０ｂが設けられている面に対向している。画像読み取り装置１０では、黒色シート４４ａ，４４ｂはそれぞれ、プリズム５０ａ，５０ｂが設けられている面に接触している。

（画像読み取り装置の動作）
次に、画像読み取り装置１０の動作について、図１を参照しながら説明する。

原稿Ｐの読み取りが行われるときには、原稿Ｐは、プラテンガラス１６の主面上に載置される。そして、原稿カバー１４により原稿Ｐがプラテンガラス１６に対して押し付けられる。スライダー部１８は、原稿Ｐが読み取られているときには、図１に示すように、プラテンガラス１６に沿って、図示しないモータ、ベルト及びプーリー等の移動手段により、ｘ軸方向の正方向側に向かって速度Ｖで移動させられる。

一方、スライダー部２０は、原稿Ｐが読み取られているときには、図１に示すように、プラテンガラス１６のｚ軸方向の負方向側において、図示しないモータ、ベルト及びプーリー等の移動手段により、ｘ軸方向の正方向側に向かって速度Ｖ／２で移動させられる。このように、スライダー部２０をスライダー部１８の半分の速度で移動させることにより、移動中における原稿Ｐの読み取り面と撮像素子２４との間の光の経路の長さが一定に保たれている。

以上のように、スライダー部１８が原稿Ｐをｘ軸方向に走査することにより、読み取り位置Ａが原稿Ｐをｘ軸方向に走査し、撮像素子２４により原稿Ｐ全体が読み取られる。

（効果）
本実施形態に係る画像読み取り装置１０によれば、高い再現性を有する画像を得ることができる。より詳細には、本願発明者は、特許文献１に記載の画像読取装置では、原稿を読み取って得た画像の再現性が悪いことを発見した。すなわち、本願発明者は、原稿の画像と原稿を読み取って得た画像との間で、濃淡のずれが発生することを発見した。

そこで、本願発明者は、画像の再現性の悪化の原因について検討したところ、フレア光の発生に想到した。以下に、フレア光について比較例に係る画像読み取り装置を例にとって説明する。図５及び図６は、フレア光を説明するための図であり、比較例に係る画像読み取り装置の光源装置１２７の導光体１２８ａ，１２８ｂの断面構造図である。図７は、光源装置２７の導光体２８ａの断面構造図である。比較例に係る画像読み取り装置では、導光体１２８ａ，１２８ｂには白色シート１４４ａ，１４４ｂが設けられている。

導光体１２８ａから放射された光の内の大半の光Ｂａ，Ｂｂは、図５及び図６に示すように、読み取り位置Ａに向かう。しかしながら、導光体１２８ａから放射された光の内の一部の光Ｂｃは、図５に示すように、読み取り位置Ａからずれた位置Ｂに向かう。そして、光Ｂｃは、位置Ｂ上の原稿Ｐにおいて反射して、再び導光体１２８ａに入射することがある。

ここで、図６に示すように、プリズム１５０ａは、斜面Ｓａと平坦面Ｓｃとを有している。平坦面Ｓｃは、斜面Ｓａに対してｙ軸方向の正方向側において隣接しており、ｙ軸方向と平行な面である。平坦面Ｓｃは、プリズム１５０ａにおいて存在しないことが望ましいが、プリズム１５０ａの加工精度の問題上、形成されてしまう。そして、平坦面Ｓｃが存在すると、導光体１２８ａに入射した光Ｂｃは、図６に示すように、平坦面Ｓｃから斜面Ｓａと白色シート１４４ａとの間に入射することがある。その後、光Ｂｃは、斜面Ｓａと白色シート１４４ａとの間で反射を繰り返し、再び、導光体１２８ａ内に入射する。そして、光Ｂｃが、図５に示すように、読み取り位置Ａ上の原稿Ｐを照射すると、光Ｂａ，Ｂｂと共に撮像素子２４に入射するおそれがある。このように、読み取り位置Ａ以外の位置Ｂ上の原稿Ｐにて反射した後に、撮像素子２４に入射する光Ｂｃをフレア光と呼ぶ。

フレア光である光Ｂｃの強度は、原稿Ｐの位置Ｂの濃度に応じて変化する。そのため、読み取り位置Ａ上の原稿Ｐの濃度が同一であったとしても、位置Ｂ上の原稿Ｐの濃度が異なっていれば、撮像素子２４に入射する光Ｂａ〜Ｂｃの強度の合計が変動する。その結果、比較例に係る画像読み取り装置では、原稿Ｐを読み取って得た画像の再現性が悪くなる。なお、特許文献１に記載の画像読取装置も、同様の理由により画像の再現性が悪いという問題を有する。

そこで、画像読み取り装置１０では、白色シート１４４ａ，１４４ｂの代わりに、黒色シート４４ａ，４４ｂが設けられている。これにより、黒色シート４４ａ，４４ｂは、読み取り位置Ａ以外の位置Ｂ上の原稿Ｐで反射した光Ｂｃであって、黒色シート４４ａ，４４ｂで反射して読み取り位置Ａへと向かおうとする光Ｂｃを吸収するようになる。より詳細には、読み取り位置Ａ以外の位置Ｂ上の原稿Ｐで反射した光Ｂｃは、図７に示すように、平坦面Ｓｃから斜面Ｓａ，Ｓｂと黒色シート４４ａ，４４ｂとの間に入射しても、黒色シート４４ａ，４４ｂにより吸収される。よって、光Ｂｃは、導光体２８ａ，２８ｂ内に再び入射しない。その結果、フレア光の発生が抑制される。よって、画像読み取り装置１０では、比較例に係る画像読み取り装置に比べて、画像の再現性が高くなる。

また、画像読み取り装置１０では、黒色シート４４ａ，４４ｂは、プリズム５０ａ，５０ｂが設けられている面に接触している。そのため、光Ｂｃは、より効果的に黒色シート４４ａ，４４ｂに吸収されるようになる。

本願発明者は、画像読み取り装置１０が奏する効果をより明確にするために、以下に説明する実験を行った。図８は、実験で読み取りを行った原稿Ｐ１を示した図である。図８に示す原稿Ｐ１では、黒色の画像の中に、ｙ軸方向に延在する帯状の白色の画像が形成されている。また、白色の画像の幅を幅Ｗとする。

まず、本願発明者は、画像読み取り装置１０を第２のサンプルとして作製すると共に、比較例に係る画像読み取り装置を第１のサンプルとして作製した。そして、第１のサンプル及び第２のサンプルを用いて、図８に示す原稿Ｐ１及び全面白色の画像を有する原稿Ｐ２を読み取った。この際、原稿Ｐ１において、幅Ｗを変化させ、白色の画像の階調の変化を調べた。表１は、実験結果を示した表である。なお、第１のサンプル及び第２のサンプルの階調数は２５６である。そして、階調数が高くなれば白くなり、階調数が低くなれば黒くなる。

表１によれば、第１のサンプルでは、幅Ｗが２ｍｍのときには、階調数は、１８４であるのに対して、幅Ｗが１００ｍｍのときには、階調数は、２４６である。一方、第１のサンプルでは、原稿Ｐ２を読み取った場合には、階調数は、２４８であった。以上のように、第１のサンプルでは、幅Ｗが狭い場合には原稿Ｐ１を読み取ったときの階調数と原稿Ｐ２を読み取ったときの階調数との差が大きくなり、幅Ｗが広い場合には原稿Ｐ１を読み取ったときの階調数と原稿Ｐ２を読み取ったときの階調数との差が小さくなっている。これは、幅Ｗが広い場合には、フレア光が相対的に多く発生し、幅Ｗが狭い場合には、フレア光が相対的に少なく発生していることを意味している。そのため、第１のサンプルでは、同じ白い画像を読み取っても、周囲の画像の濃度によって、階調数が変化してしまう。

一方、第２のサンプルでは、幅Ｗが２ｍｍのときには、階調数は、２１１であるのに対して、幅Ｗが１００ｍｍのときには、階調数は、２４２である。一方、第２のサンプルでは、原稿Ｐ２を読み取った場合には、階調数は、２４０であった。以上のように、幅Ｗが狭い場合に原稿Ｐ１を読み取ったときの階調数と原稿Ｐ２を読み取ったときの階調数との差と、幅Ｗが広い場合に原稿Ｐ１を読み取ったときの階調数と原稿Ｐ２を読み取ったときの階調数との差とが、第２のサンプルでは第１のサンプルほど大きく変動しない。これは、幅Ｗが広い場合でも、フレア光の発生が抑制されていることを意味している。以上のように、本実験によれば、画像読み取り装置１０において、フレア光の発生が抑制され、画像の再現性が向上することが分かる。

（変形例）
以下に、変形例に係る光源装置２７ａについて図面を参照しながら説明する。図９は、変形例に係る光源装置２７ａの断面構造図である。

光源装置２７は、導光体２８ａ，２８ｂ、ＬＥＤ４０ａ，４０ｂ及び基板４２ａ，４２ｂを含んでいたのに対して、光源装置２７ａは、導光体２８ａ、ＬＥＤ４０ａ及び基板４２ａを含んでおり、導光体２８ｂ、ＬＥＤ４０ｂ及び基板４２ｂを含んでいない。その代わり、光源装置２７ａは、ミラー６０を更に含んでいる。ミラー６０は、導光体２８ａから放射された光Ｂｄを読み取り位置Ａ上の原稿Ｐへと反射する。これにより、光源装置２７ａにおいて、導光体２８ｂ、ＬＥＤ４０ｂ及び基板４２ｂが設けられていなくても、２方向から光が照射されるようになる。

なお、画像読み取り装置１０において、黒色シート４４ａ，４４ｂは、プリズム５０ａ，５０ｂが設けられている面に接触していなくてもよい。黒色シート４４ａ，４４ｂは、読み取り位置Ａ以外の位置Ｂ上の原稿Ｐで反射した光Ｂｃであって、黒色シート４４ａ，４４ｂで反射して読み取り位置Ａへと向かおうとする光Ｂｃを吸収する位置に配置されていればよい。従って、黒色シート４４ａ，４４ｂは、プリズム５０ａ，５０ｂが設けられている面に対向していればよい。

なお、画像読み取り装置１０において、光吸収部材は、黒色シート４４ａ，４４ｂでなくてもよく、白色よりも低い反射率を有していればよい。従って、光吸収部材は、灰色等であってもよい。

なお、導光体２８ａ，２８ｂの周囲には、フレア光の発生を抑制するために、光を反射する部材が設けられていないことが好ましい。

本発明は、画像読み取り装置に有用であり、特に、高い再現性を有する画像を得ることができる点において優れている。

Ａ 読み取り位置
１０ 画像読み取り装置
１６ プラテンガラス
１８，２０ スライダー部
２４ 撮像素子
２７，２７ａ 光源装置
２８ａ，２８ｂ 導光体
４０ａ，４０ｂ ＬＥＤ
４２ａ，４２ｂ 基板
４４ａ，４４ｂ 黒色シート
５０ａ，５０ｂ プリズム
６０ ミラー

Claims (5)

1. 読み取り位置上の原稿に対して光を照射する光源装置と、
   前記読み取り位置上の前記原稿で反射した光を受光する撮像手段と、
   光吸収部材と、
   を備えており、
   前記光源装置は、
   光を放射する光源と、
   前記光源が放射した光を導光すると共に前記読み取り位置上の前記原稿に対して照射する導光体と、
   を含んでおり、
   前記導光体における前記読み取り位置と対向する面の反対側の面には、該導光体内を導光されている光を前記読み取り位置に向けて反射するプリズムが設けられており、
   前記光吸収部材は、前記プリズムが設けられている面に対向していることにより、前記読み取り位置以外の位置上の前記原稿で反射して該プリズムを通過した光であって、該光吸収部材で反射して該読み取り位置へと向かおうとする光を吸収すること、
   を特徴とする画像読み取り装置。
2. 前記光吸収部材は、前記プリズムが設けられている面に接触していること、
   を特徴とする請求項１に記載の画像読み取り装置。
3. 前記光吸収部材は、白色の反射率よりも低い反射率を有していること、
   を特徴とする請求項１又は請求項２のいずれかに記載の画像読み取り装置。
4. 前記光吸収部材は、黒色であること、
   を特徴とする請求項３に記載の画像読み取り装置。
5. 前記導光体は、主走査方向に延在しており、
   前記光源が放射した光は、前記導光体の一端から該導光体内に入射すること、
   を特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の画像読み取り装置。

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