JP2015146493A

JP2015146493A - 画像読取装置及び画像読取プログラム

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Publication number: JP2015146493A
Application number: JP2014017978A
Authority: JP
Inventors: 伊本　善弥; Zenya Imoto; 善弥伊本
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 2014-01-31
Filing date: 2014-01-31
Publication date: 2015-08-13
Anticipated expiration: 2034-01-31
Also published as: JP6245440B2

Abstract

【課題】励起光の波長ばらつきを有する複数の白色ＬＥＤを光源として用いた場合でも、精度よく画像を読み取ることができる画像読取装置を提供する。
【解決手段】光照射部１には複数の白色ＬＥＤが光源として配置されている。白色ＬＥＤは、青色の励起光により蛍光物質を励起して蛍光を発光させ、青色光とともに白色光とする。この光源を用い、例えば黄色の基準色を読取部２で読み取った際の緑色と青色の値を用い、白色ＬＥＤの青色光の波長ばらつきを補正する補正係数を補正係数算出部４で算出し、補正係数保持部５に保持しておく。読取部２で画像を読み取って前処理部３で規格化の処理を行い、補正部６は補正係数を係数行列保持部５から読み出して色補正処理を行う。
【選択図】図１

Description

本発明は、画像読取装置及び画像読取プログラムに関するものである。

光学的に画像を読み取る画像読取装置においては、光源からの光を原稿などの被照射体に照射し、被照射体からの光を受光して画像を読み取っている。この光源として発光ダイオード（以下、ＬＥＤと呼ぶ）が用いられるようになってきている。画像読取装置でＬＥＤを光源として用いる場合、複数のＬＥＤを配列して使用する。一般的には、２次元の一方の軸方向を主走査方向、他方の軸方向を副走査方向とすると、ここでは複数のＬＥＤは主走査方向に配列されるものとする。配列されているそれぞれの白色ＬＥＤについては、製造の際のばらつきなどによって、予め設定されている範囲で発光色のばらつきが生じている。この発光色のばらつきにより、主走査方向の領域ごとに読取色がばらついてしまう。そのため、読取色の精度が要求される用途では障害となる。

例えば特許文献１では、光源として赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３色のＬＥＤを用い、それぞれを切り替えて発光させ、それぞれの成分の画像を得ている。この場合もそれぞれのＬＥＤについて発光波長にばらつきがあり、それぞれの発光波長のずれをそれぞれ推定して色補正を行っている。

光源として白色ＬＥＤを用い、それぞれの色成分について設けられた受光素子によって受光し、それぞれの色成分の画像を得る方式の画像読取装置が提案されている。白色ＬＥＤの一つとして、青色ＬＥＤチップと黄色の蛍光物質を含む樹脂により構成されたものが用いられている。このような白色ＬＥＤでは、青色ＬＥＤチップから放出される青色光が黄色の蛍光物質を励起して黄色の蛍光が発光され、補色関係にある青色光と黄色の蛍光により白色光を得ている。この白色ＬＥＤでも製造の際のばらつきを含んでおり、蛍光物質の励起光となる青色光のばらつきと、励起される黄色の蛍光物質のばらつきがある。これらのばらつきが照明光のばらつきとなり、読み取った画像の色が変化してしまう場合がある。

例えば特許文献２では、白色ＬＥＤにおける上述のばらつきのうち、励起光として発光される青色光の強度のばらつきと蛍光物質のばらつきに対して、黄色の基準板を読み取った際の青色の信号に従って補正を行っている。ＬＥＤチップから放出される青色光と、蛍光物質の蛍光光である黄色の光との比率によって緑領域に変化が生じ、この緑領域の変化を、青色の信号により検出して補正している。しかし、励起光として発光される青色光の波長のばらつきでは、黄色の基準板を読み取った際の青色の信号は変化しない。従って、特許文献２の方法では青色光の波長のばらつきは検出されず、青色光の波長のばらつきは補正されない。

特開２０１１−０６１７６８号公報特開２０１３−２４３５９３号公報

本発明は、ばらつきを有する複数の白色ＬＥＤを光源として用いた場合でも、本構成を有しない場合に比べて精度よく画像を読み取ることができる画像読取装置及び画像読取プログラムを提供することを目的とするものである。

本願請求項１に記載の発明は、複数の白色発光ダイオードを光源として被照射体に光を照射する光照射手段と、前記被照射体からの光を受光してカラー画像を読み取る読取手段と、基準色に前記光照射手段で光を照射して前記読取手段で得た予め決められた複数の色成分を用いて前記光源の励起光波長ばらつきに応じた補正係数を算出する算出手段と、前記読取手段で読み取った画像に対して前記補正係数を用いて補正を施す補正手段を有することを特徴とする画像読取装置である。

本願請求項２に記載の発明は、本願請求項１に記載の発明における前記算出手段が、基準色として黄色に前記光照射手段で光を照射して前記読取手段で読み取った際の青成分及び緑成分を用いて前記補正係数を算出することを特徴とする画像読取装置である。

本願請求項３に記載の発明は、本願請求項１に記載発明における前記算出手段が、基準色として黄色に前記光照射手段で光を照射して前記読取手段で読み取った際の緑成分と赤成分の比及び青成分を用いて前記補正係数を算出することを特徴とするの画像読取装置である。

本願請求項４に記載の発明は、コンピュータに、複数の白色発光ダイオードを光源とした光照射手段により基準色に光を照射して読取手段で得た予め決められた複数の色成分を用いて前記光源の励起光波長ばらつきに応じた補正係数を算出する算出機能と、前記光照射手段により被照射体に光を照射し読取手段で読み取った画像に対して前記補正係数を用いて補正を施す補正機能を実行させるものであることを特徴とする画像読取プログラムである。

本願請求項１に記載の発明によれば、白色ＬＥＤにおける励起光の波長ばらつきを、本構成を有しない場合に比べて精度よく補正した画像を得ることができるという効果がある。

本願請求項２に記載の発明によれば、１色の基準色で、白色発光ＬＥＤにおける励起光の波長ばらつきとともに、励起光の発光強度と蛍光物質のばらつきについても補正することができる。

本願請求項３に記載の発明によれば、基準色の変動を排除した補正を行うことができる。

本願請求項４に記載の発明によれば、白色発光ＬＥＤにおける励起光の波長ばらつきを、本構成を有しない場合に比べて精度よく補正した画像を得ることができるという効果がある。

本発明の実施の一形態を示す構成図である。光照射部の一例の説明図である。読取方式の一例の説明図である。白色ＬＥＤの分光特性の一例の説明図である。白色板を読み取った際のＧ成分の分光レスポンスの一例の説明図である。基準色として黄色を用いた場合のＧ成分の分光レスポンスの一例の説明図である。黄色の基準色板を読み取った際に得られるＧ成分及びＢ成分の読取値の一例の説明図である。基準色板の黄色の変動によるＧ成分の変動の一例の説明図である。本発明の実施の一形態で説明した機能をコンピュータプログラムで実現した場合におけるコンピュータプログラム及びそのコンピュータプログラムを格納した記憶媒体とコンピュータの一例の説明図である。

図１は、本発明の実施の一形態を示す構成図、図２は、光照射部の一例の説明図である。図中、１は光照射部、２は読取部、３は前処理部、４は補正係数算出部、５は補正係数保持部、６は補正部、７は被照射体、１１は白色ＬＥＤ、１２は発光部、１３は蛍光体である。

光照射部１は、複数の白色ＬＥＤを光源として用い、被照射体７に光を照射する。図２（Ａ）に示した光照射部１の一例では、複数の白色ＬＥＤ１１を１列に並べて配置した例を示している。もちろん、千鳥状に配置するなど、配置はこの例に限られるものではない。また、導光板や拡散板などの光学素子など、他の構成を有していてもかまわない。

それぞれの白色ＬＥＤ１１としては、一例として図２（Ｂ）、（Ｃ）に示した構成のものがある。この例では、発光部１２を蛍光体１３により覆っている。発光部１２は青色光を発光する素子であり、蛍光体１３は発光部１２から放射される青色光を受けて励起し、黄色の蛍光を発光する。これにより、白色ＬＥＤ１１からは発光部１２により発光された青色光と蛍光体１３による黄色の蛍光とが混合された光が外部へ放射され、青色光と黄色光とが混合されて白色光が得られる。光照射部１に配列されている白色ＬＥＤ１１には、発光部１２及び蛍光体１３の製造ばらつきが存在する場合がある。発光部１２で発光される青色光については、強度と波長にばらつきが生じている場合がある。また、蛍光体１３についても蛍光物質の量や凝集状態などにばらつきが生じ、発光部１２からの光と蛍光体１３からの蛍光との混合比がずれている場合がある。従って、複数用いられている白色ＬＥＤ１１のそれぞれから放出される光の色や強度が揃っているとは限らない。

読取部２は、被照射体７からの光、例えば反射光や透過光を受光して電気信号に変換し、被照射体７のカラー画像を読み取る。公知のカラーイメージセンサで構成すればよい。後述するように、読取方式は限定されない。

前処理部３は、読取部２で読み取ったカラー画像に対して、補正部６で補正処理を施す前にいくつかの規格化の処理を施しておく。例えば、黒レベル調整、シェーディング補正、その他種々の処理がある。もちろん、処理の必要がなければ前処理部３を設けずに構成してもかまわない。

補正係数算出部４は、基準色に光照射部１で光を照射して読取部２で読み取った際のカラー出力のうち、予め決められた複数の色成分を用いて、光照射部１に設けられているそれぞれの光源（白色ＬＥＤ１１）の励起光波長などのばらつきに応じて、補正部６において行う色補正処理のための補正係数を算出する。例えば、基準色を黄色とし、基準色の黄色が配された被照射体７を用い、読取部２で基準色を読み取った際のカラー出力のうちの緑（Ｇ）成分と青（Ｂ）成分を用いて補正係数を算出するとよい。あるいはさらに赤（Ｒ）成分を用い、緑（Ｇ）成分と赤（Ｒ）成分の比、及び、青（Ｂ）成分を用いて補正係数を算出するとよい。

この補正係数は、読取部２に設けられている受光素子ごと、あるいはいくつかの受光素子を含む領域ごとなど、指定された主走査方向の位置と領域を示す領域位置情報に従って行うとよい。あるいは、読取対象物の決められた場所における平均読取値などを求める要求に付随して与えられる位置と範囲の情報（領域位置情報）を元に、補正係数を求める領域や位置を決定してもよい。なお、基準色を有する被照射体７は、予め設けておいてもよいし、補正係数を算出する際に別途用意してもよい。

補正係数保持部５は、補正係数算出部４で主走査方向の位置や領域ごとに算出された補正係数を保持する。また、補正係数算出部４で補正係数を算出する際に基本とする補正係数を用いる場合、その基本とする補正係数を保持していもよい。

補正部６は、読取部２で読み取った画像に対して、主走査方向の位置や領域ごとに、対応して補正係数算出部４で算出された補正係数を補正係数保持部５から読み出し、その補正係数を用いて色補正を施す。

図３は、読取方式の一例の説明図である。図中、２１，２２，２３はミラー、２４はレンズ、３１は第１開口部、３２は第２開口部、３３は基準色板である。読取方式としては種々の方式があるが、図３にはいくつかの具体例を示している。図３（Ａ）に示した例では、光照射部１、読取部２とともに、光学系としてミラー２１，２２，２３及びレンズ２４を用いる例を示している。光照射部１から照射された光の反射光を、ミラー２１，２２，２３及びレンズ２４を介して読取部２で受光し、画像を読み取る。第１開口部３１を用いて読み取る場合には、例えば原稿などの被照射体７を移動させながら読取部２で読取を行う。また、第２開口部３２を用いて読み取る場合には、例えば原稿などの被照射体７を第２開口部３２に固定しておいて、光照射部１とミラー２１を移動させ、ミラー２２及びミラー２３を光照射部１とミラー２１の半分の速度で移動させながら、読取部２で読取を行う。

また、読み取った信号の補正や規格化を行う際に用いる基準色板３３が設けられている。基準色板３３としては、この例では基準色として黄色を用いることから、その黄色の基準色が設けられている。また、シェーディング補正など、基本的な補正（規格化）を行う際に用いる白色板も、基準色板３３の一つとして設けておくとよい。補正係数を算出する際には、基準色板３３の黄色の位置に光照射部１とミラー２１を移動させ、またミラー２２及び２３をその半分の距離だけ移動させ、読取部２で基準色板３３の色を読み取ればよい。シェーディング補正などの他の規格化の処理を行う際には、基準色板３３の白色の位置で読取を行えばよい。

図３（Ｂ）に示した例では、ミラー２１，２２，２３等を用いない構成の一例を示している。この構成の例でば、原稿などの被照射体７を移動させながら読取を行う。光照射部１から被照射体７へ向けて光を照射し、被照射体７からの反射光をレンズ２４を介して読取部２で受光し、画像を読み取る。補正係数を算出する際には、基準色板３３を読取位置に挿入して、読取部２で基準色板３３の色を読み取ればよい。

図３（Ａ）の場合、第１開口部３１と第２開口部３２のいずれかを有する構成でもよい。また、基準色板３３を有しない構成でもよく、その場合には基準色を配した被照射体７を第１開口部３１または第２開口部３２から読み取ればよい。

図３（Ａ）、（Ｂ）はいずれも被照射体７からの反射光を読取部２で受光する構成であるが、もちろん、図３（Ｃ）に示すように被照射体７を透過する光を読取部２で受光する構成であってもよいことは言うまでもない。

光照射部１に配設される白色ＬＥＤ１１についてさらに考察する。ここでは、図２に示した構造の白色ＬＥＤ１１を用い、発光部１２が青色光を発光し、蛍光体１３が黄色の蛍光を発するものとする。発光部１２は青色ＬＥＤチップである。図４は、白色ＬＥＤの分光特性の一例の説明図である。上述したが、この例における白色ＬＥＤ１１は、発光部１２及び蛍光体１３の製造ばらつきが存在し、それぞれの白色ＬＥＤ１１における分光特性が異なる場合がある。このうち、発光部１２からの青色の励起光の強度と蛍光体１３の蛍光強度の比のばらつきについては、上述した特許文献２により補正される。さらに、発光部１２からの青色の励起光については、波長ばらつきが存在する。

図４（Ａ）には２つの白色ＬＥＤ１１の分光特性を太線と破線により示している。図４に示した例では、太線で示した白色ＬＥＤ１１の分光特性と破線で示した白色ＬＥＤ１１の分光特性とは、青色のピークの波長が異なっている。発光部１２を構成する青色ＬＥＤチップの製造ばらつきによって、このような青色のピークの波長のずれが生じる場合がある。

図４（Ｂ）には、図４（Ａ）に示した白色ＬＥＤ１１の分光特性の一例に、読取部２における各色の受光感度特性を重ねて示している。読取部２における各色の出力信号は、各波長における「照明系の分光特性」×「読取系の受光感度特性」×「読取対象の分光反射特性」の積を波長域で積分した値である。各波長における積を分光レスポンスと呼んでいる。読取部２からの出力信号を、前処理部３で白色板を読取部２で読み取った際の出力信号で規格化した（例えばシェーディング補正などを施した）値が、補正部６による色補正前の読取値となる。

図４（Ｂ）に示す各色成分の受光感度特性から、白色ＬＥＤ１１の青色光の波長ばらつきは、Ｒ（赤）成分の出力信号には影響しないものの、Ｇ（緑）成分及びＢ（青）成分に影響する。Ｂ成分については白色ＬＥＤ１１の青色光の全域を感度域内に含むことから、青色光の波長がずれても、出力信号にはそれほど影響しない。

しかし、Ｇ成分については感度のピークから波長が短くなるに従って感度が低下してゆくが、青色光の波長が長くなる側の波長領域と部分的に重なる。図４（Ｂ）では丸で囲んで示している。この領域では、青色光のピークの波長が長い側にずれている場合（太線）には、ピークの波長が短い側にずれている場合（破線）に比べて、重なり部分が多くなってＧ成分の出力信号が大きくなる。

図５は、白色板を読み取った際のＧ成分の分光レスポンスの一例の説明図である。ここでは、白色板を読み取った際に読取部２から出力されるＧ成分の信号について、各波長の光の強度と受光感度との乗算値の一例を分光レスポンスの一例として示している。実線は、図４（Ａ）で太線で示した分光特性を有する白色ＬＥＤの場合、すなわち青色光のピークが波長の長い側にずれている場合を示している。また点線は、図４（Ａ）で点線で示した分光特性を有する白色ＬＥＤの場合、すなわち青色光のピークが波長の短い側にずれている場合を示している。丸で囲んだ波長領域では、青色光のピークが波長の長い側にずれている場合の方が、ピークが波長の短い側にずれている場合に比べて、分光レスポンスが大きくなっており、従ってＧ成分の出力信号が大きくなっている。

この白色板を読み取った際のＧ成分の出力信号が、白色ＬＥＤ１１が発する青色光の波長のずれによって異なることから、光照射部１として複数の白色ＬＥＤ１１を用いている場合、それぞれの白色ＬＥＤ１１が光を照射している領域によってＧ成分の出力信号がばらつくことになる。このばらつきは、白色板を用いて前処理部３で行う規格化の処理、例えばシェーディング補正や白色点の補正など、種々の処理に対して影響し、前処理部３は青色光の波長ばらつきを含めて規格化の処理を行うことになる。

図６は、基準色として黄色を用いた場合のＧ成分の分光レスポンスの一例の説明図である。ここでは太線で黄色の基準色板３３の分光反射特性を示し、その黄色の基準色板３３を読み取った場合のＧ成分の分光レスポンスの一例を実線で示している。黄色の分光反射特性は、青色を吸収し、緑色、赤色を反射する特性を示している。黄色の基準色板３３を読み取った場合、Ｇ成分の領域では黄色の基準色板３３からの反射光が受光されて信号が出力される。その際に、白色ＬＥＤ１１の青色光の波長領域では、黄色の基準色板３３の分光反射特性が緑領域に比べて小さく、分光レスポンスの積分値であるＧ成分の出力信号には青色光の影響はほとんどない。従って、白色ＬＥＤ１１の青色光に波長ばらつきが存在していても、黄色の基準色板３３を読み取った際のＧ成分の出力信号は変わらない。

このように、黄色の基準色板３３を読み取った際のＧ成分の出力信号は、白色ＬＥＤ１１の青色光に波長ばらつきによらずに得られる。しかし、上述した白色板を読み取った際の規格化の処理を前処理部３で行うことを想定すると、白色板を読み取って得られたＧ成分の補正情報は、青色光の波長ばらつきに応じて変化している。従って、前処理部３の規格化の処理によって得られたＧ成分の読取値は、青色光の波長ばらつきに応じて変化した値となってしまう。これにより、黄色を読み取った場合に、光照射部１として用いられている白色ＬＥＤ１１の青色光の波長ばらつきによる色のずれが生じることになる。

一方、黄色の基準色板３３を読み取った際のＢ成分については、図６に太線で示した黄色の基準色板３３の反射特性から、ほとんど光が反射されない波長領域の光を受光して信号を出力することになる。しかし、白色ＬＥＤ１１の青色光のピークにおける光強度が他の波長領域に比べて強く、ある程度は出力信号が得られる。この出力信号は、上述したようにそれぞれの波長における分光レスポンスの積分値であり、分光レスポンスは「照明系の分光特性」×「読取系の受光感度特性」×「読取対象の分光反射特性」の積である。黄色の基準色板３３の反射特性は、青色領域では波長が短くなるに従って反射率が徐々に低下する傾向にある。従って、青色光の波長が長いと反射率が上がり、波長が短いと反射率が下がる。そのため、白色ＬＥＤ１１の青色光の波長ばらつきにより、波長が長い側にばらついた場合には、波長が短い側にばらついた場合に比べて、黄色の基準色板３３での反射光が強くなり、Ｂ成分の出力信号が大きくなる。このＢ成分については、白色板を読み取って得た補正情報は白色ＬＥＤ１１の青色光の波長ばらつきによらずに得られており、前処理部３により規格化の処理を行った場合でも、波長のばらつきによるＢ成分の出力信号の変化は読取値の変化として現れる。黄色の基準色板３３を読み取った場合のＢ成分の出力変化は、青色光の波長ばらつき以外に、特許文献２にあるように蛍光体のばらつきの影響も大きく、蛍光体光量が増加した場合、Ｂ成分の出力信号も増加する正の相関がある。また、この蛍光体のばらつきの影響は、黄色の基準色板３３を読み取った際のＧ成分の出力信号にも影響し、こちらは弱い正の相関がある。

なお、Ｒ成分については青色光の領域に感度を有していない。従って、黄色の基準色板３３を読み取った場合についても、白色ＬＥＤ１１の青色光の波長ばらつきによる影響を受けない。

上述したＧ成分とＢ成分について、黄色の基準色板３３を読み取った場合の白色ＬＥＤ１１の青色光の波長ばらつきによる挙動を比較すると、逆の傾向にあることが分かる。すなわち、青色光の波長が長い側にばらつくとＧ成分は読取値が小さくなる側に変化し、Ｂ成分は大きくなる。また、青色光の波長が短い側にばらつくとＧ成分は読取値が大きくなる側に変化し、Ｂ成分は小さくなる。

図７は、黄色の基準色板を読み取った際に得られるＧ成分及びＢ成分の読取値の一例の説明図である。白色ＬＥＤ１１が配列され、読取部２で画像を読み取る際の１ラインの方向を主走査方向とする。その主走査方向の画素位置ごとに、黄色の基準色板を読み取った際に得られるＧ成分及びＢ成分の読取値（前処理部３による規格化後の値）の一例を示すと、例えば図７に示すように変化したとする。黄色の基準色板３３を読み取った場合、Ｂ成分と他の成分とでは値の範囲が異なり、図７の各成分の値の範囲も異なっているが、ここでは読取値の変化を示すべく模式的に示している。Ｂ成分の読取値の変化には、青色光の波長ばらつきの影響に加え、蛍光体ばらつきの影響が含まれている。Ｇ成分の読取値の変化にも、この両者の影響が含まれているが、波長ばらつきの影響による読取値の変化がＢ成分の読取値が受ける影響による変化と逆傾向になるのに対して、蛍光体ばらつきに対する影響は、Ｂ成分の読取値の変化と同傾向かつ弱めになる。図７に示したＧ成分とＢ成分の読取値の変化を参照すると、Ｂ成分の読取値の変化は、波長ばらつきの影響が主体であるＧ成分の読取値の変化と逆の傾向になる成分が確認される。それ以外にも、蛍光体ばらつきに起因する変化成分も確認される。このような傾向を示すＧ成分とＢ成分とを用いて補正すれば、蛍光ばらつきの影響を分離し、白色ＬＥＤ１１の青色光の波長ばらつきが補正されることになる。

上述の例では基準色を黄色として、白色ＬＥＤ１１の青色光の波長ばらつきの影響を含むＧ成分及びＢ成分の読取値を得た。これに限らず、例えば白色ＬＥＤ１１の青色光の波長ばらつきの影響を含む成分の読取値は、基準色をシアン（Ｃ）などの青色系の色として取得すると、黄色の場合よりも波長ばらつきの傾向を反映した読取値が得られる。しかしこの場合には、基準色板３３の色を追加することになり、装置の大きさや価格などに影響する場合がある。

上述のように、基準色板３３の色を読取部２で読み取り、前処理部３で規格化の処理を行った読取値のうち、Ｇ成分の読取値とＢ成分の読取値を使用すれば白色ＬＥＤ１１の青色光の波長ばらつきに対する補正が行える。補正係数算出部４では、Ｇ成分の読取値とＢ成分の読取値を用いて、白色ＬＥＤ１１の青色光の波長ばらつきに応じた補正係数を算出し、補正係数保持部５に保持させる。そして、補正部６は，読取部２で読み取り、前処理部３で規格化の処理を施した画像に対して、補正係数保持部５に保持されている補正係数を用いて色補正の処理を行う。読取部２で読み取り、前処理部３で規格化の処理を施した画像から、白色ＬＥＤ１１の青色光の波長ばらつきによる色の影響が除去される。

ここで、補正部６が行う色補正の処理の一例として、次の変換式で色空間変換を伴う補正処理を行う場合について考える。ここでは、読取部２から出力される出力信号、及び、前処理部３で規格化の処理を行った読取値は、Ｒ成分、Ｇ成分、Ｂ成分の色成分で構成されているものとし、Ｒ成分、Ｇ成分、Ｂ成分の各読取値をＲ、Ｇ、Ｂとする。また、この例ではＲ、Ｇ、Ｂの各色成分からなるＲＧＢ色空間の読取値を、ＣＩＥＬＡＢ色空間の読取値（ここではＬ、ａ、ｂ）に変換することとする。

ここで、３×１０の係数行列を用いているが、この係数行列をＣとする。なお、この変換式では２次の項まで用いているが、これに限らず、例えば１次の項までであってもよい。

上述したが、白色ＬＥＤ１１の青色光の波長ばらつきは、例えば基準色を黄色として読取部２で読み取り、前処理部３で規格化の処理を行った読取値のＧ成分及びＢ成分に違いとして現れる。この読取値のＧ成分及びＢ成分をもとに、各係数値を修正すればよいことになる。この場合の各係数値の修正は、線形の変換式により行えばよい。具体的には、基本とする係数行列の係数をｃ_ij（ｉ＝１…３，ｊ＝０…９）、基準色を読み取って規格化して得られた読取値のＢ成分をＢｃｈ、Ｇ成分をＧｃｈ、係数をｋ１_ij、ｋ２_ij、ｋ３_ijとして、補正後の係数行列の補正係数ｃ_ij’は、
ｃ_ij’＝ｃ_ij＋ｋ１_ij＋ｋ２_ij・ｆ１（Ｂｃｈ）＋ｋ３_ij・ｆ２（Ｇｃｈ）
とすればよい。

ここで、係数ｋ１_ij、ｋ２_ij、ｋ３_ijは、Ｂｃｈ、Ｇｃｈの値が予め決められた値である場合に、ｋ１_ij＋ｋ２_ij・ｆ１（Ｂｃｈ）＋ｋ３_ij・ｆ２（Ｇｃｈ）＝０となるように予め設定しておけばよい。例えば白色ＬＥＤ１１の青色光の波長が予め決められた波長である場合の読取値のＧ成分及びＢ成分の値をもとに、各係数の値を設定すればよい。

また、係数ｋ１_ij、ｋ２_ij、ｋ３_ijは、他の補正項目を含んだ値として設定されてもよい。なお、関数ｆ１（Ｂｃｈ）はＢｃｈの値そのものでもよいし、Ｂｃｈをもとに予め決めておいた計算により算出する値であってもよい。また、関数ｆ２（Ｇｃｈ）についても、Ｇｃｈの値そのものでもよいし、Ｇｃｈをもとに予め決めておいた計算により算出する値であってもよい。

このようにして、基準色を読み取って得られた読取値のＧ成分及びＢ成分の値をもとにした係数行列の修正を補正係数算出部４で行って，修正後の係数行列を例えば補正係数保持部５に保持させておく。また、基本とする係数行列も補正係数保持部５に保持しておいて、係数行列の修正の際に読み出して用いてもよい。そして、算出しておいた修正後の係数行列を用いて、実際に読取部２で読み取った画像に対して補正部６で色補正の処理を行えばよい。

図８は、基準色板の黄色の変動によるＧ成分の変動の一例の説明図である。黄色の基準色板３３を読み取った場合のＧ成分の出力信号は、白色ＬＥＤ１１の青色光の波長ばらつきには影響を受けないものの、基準色板３３に施されている黄色の相違によってＧ成分の出力信号は異なってしまう。例えば基準色板３３に施されている黄色の塗料の膜厚などが影響する場合がある。このような基準色板３３の影響を防ぐには、Ｇ成分とともに黄色の基準色板３３の影響を受けるＲ成分を用いるとよい。黄色の基準色板３３を読み取った際に、Ｇ成分の出力信号が予め決められた値よりも小さい場合には、Ｒ成分の出力信号についても予め決められた値よりも小さい。逆に、Ｇ成分の出力信号が予め決められた値よりも大きい場合には、Ｒ成分の出力信号についても予め決められた値よりも大きい。この関係から、Ｇ成分をＲ成分で規格化すれば、基準色板３３の黄色の相違による影響が抑えられる。

この特性を利用し、補正係数算出部４で係数行列の修正を行う際にＧ成分の値をＲ成分の値により正規化して用いる。例えば上述の変換式の係数行列の補正係数ｃ_ij’（ｉ＝１…３，ｊ＝０…９）は、基準色を読み取って規格化して得られた読取値のＢ成分をＢｃｈ、Ｇ成分をＧｃｈ、Ｒ成分をＲｃｈとし、係数をｋ１_ij、ｋ２_ij、ｋ３_ijとして、
ｃ_ij’＝ｃ_ij＋ｋ１_ij＋ｋ２_ij・ｆ１（Ｂｃｈ）＋ｋ３_ij・ｆ２（Ｇｃｈ）／ｆ３（Ｒｃｈ）
により求めればよい。係数ｋ１_ij、ｋ２_ij、ｋ３_ijは上述の通りであり、Ｂｃｈ、Ｇｃｈ、Ｒｃｈの値が予め決められた値である場合に、ｋ１_ij＋ｋ２_ij・ｆ１（Ｂｃｈ）＋ｋ３_ij・ｆ２（Ｇｃｈ）／ｆ３（Ｒｃｈ）＝０となるように予め設定しておけばよい。関数ｆ３（Ｒｃｈ）も、Ｒｃｈの値そのものでもよいし、Ｒｃｈをもとに予め決めておいた計算により算出する値であってもよい。関数ｆ１（Ｂｃｈ）及び関数ｆ２（Ｇｃｈ）については上述したとおりである。

このようにして、基準色を読み取って得られた読取値のＧ成分とＲ成分の値の比及びＢ成分の値をもとにした係数行列の修正を補正係数算出部４で行うとよい。修正後の係数行列は、例えば補正係数保持部５に保持させておく。また、基本とする係数行列も補正係数保持部５に保持しておいて、係数行列の修正の際に読み出して用いてもよい。そして、算出しておいた修正後の係数行列を用いて、実際に読取部２で読み取った画像に対して補正部６で色補正の処理を行えばよい。

このような色補正処理により、個々の白色ＬＥＤ１１の製造ばらつきによって生じた青色光の波長ばらつきに応じた補正が行われることになる。例えば特許文献２に記載されている、白色ＬＥＤ１１の青色光の強度と蛍光物質のばらつきに応じた補正とともに補正部６で色補正を行ってもよく、この場合には白色ＬＥＤ１１における種々の製造ばらつきに対応した色補正が行われることになる。

上述の補正係数となる係数行列は、読取部２に設けられている読取画素ごとに求めておいたり、あるいは複数の読取画素をまとめた画素領域ごとに求めておいてもよい。画素領域ごとに係数行列を求める場合には、それぞれの画素領域における読取値のＧ成分及びＢ成分の値、あるいはさらにＲ成分の値として、それぞれの画素領域に含まれる読取画素で得た読取値のＧ成分及びＢ成分の平均値、あるいはさらにＲ成分の平均値を使用すればよい。

また、読取値のＧ成分及びＢ成分、あるいはさらにＲ成分として用いる値も、何回かの読み取りを行った平均値としたり、基準色板３３の異なる位置で何回かの読み取りを行って平均値を求め、使用するとよい。

上述の補正処理の一例では、ＲＧＢ色空間からＣＩＥＬＡＢ色空間への色空間変換を伴う補正処理を行う場合を示した。もちろん、この例に限らずに補正処理を行ってよく、例えばＲＧＢ色空間のままでの補正処理を行ってもよい。その場合には、Ｒ、Ｇ、Ｂの各値を１／３乗したＲ_L、Ｇ_L、Ｂ_Lを用いて

により補正処理を行い、得られたＲ_L’、Ｇ_L’、Ｂ_L’を３乗したＲ’、Ｇ’、Ｂ’を補正結果とすればよい。１／３乗及び３乗するのは、ＲＧＢ色空間が１／３乗に比例した特性を有していることによる。例えばｓＲＧＢ色空間であれば、１／２．２乗して係数行列を用いた変換を行い、２．２乗すればよい。ＲＧＢ色空間以外の色空間への補正処理、あるいはＲＧＢ色空間以外の色空間からの補正処理を行う場合を含め、いずれの場合についても、修正した係数行列を用いて色補正処理を行えばよい。ここまでの記述では補正対象を画像としてきたが、読取画像信号から得られる特定読取領域の読取測色値としてもよい。

図９は、本発明の実施の一形態で説明した機能をコンピュータプログラムで実現した場合におけるコンピュータプログラム及びそのコンピュータプログラムを格納した記憶媒体とコンピュータの一例の説明図である。図中、５１はプログラム、５２はコンピュータ、５３は読取装置、６１は光磁気ディスク、６２は光ディスク、６３は磁気ディスク、６４はメモリ、７１はＣＰＵ、７２は内部メモリ、７３は情報取得部、７４はハードディスク、７５はインタフェース、７６は通信部である。

上述の本発明の実施の一形態で説明した補正係数算出部４や補正部６、前処理部３などは、その機能の全部または部分的に、コンピュータが実行するプログラム５１によって実現してもよい。その場合、そのプログラム５１およびそのプログラムが用いるデータなどは、コンピュータによって読み取られる記憶媒体に記憶させておけばよい。記憶媒体とは、コンピュータのハードウェア資源に備えられている情報取得部７３に対して、プログラムの記述内容に応じて、磁気、光、電気等のエネルギーの変化状態を引き起こして、それに対応する信号の形式で、情報取得部７３にプログラムの記述内容を伝達するものである。例えば、光磁気ディスク６１，光ディスク６２（ＣＤやＤＶＤなどを含む）、磁気ディスク６３，メモリ６４（ＩＣカード、メモリカード、フラッシュメモリなどを含む）等である。もちろんこれらの記憶媒体は、可搬型に限られるものではない。

これらの記憶媒体にプログラム５１を格納しておき、例えばコンピュータ５２の情報取得部７３あるいはインタフェース７５にこれらの記憶媒体を装着して、コンピュータからプログラム５１を読み出し、内部メモリ７２またはハードディスク７４（磁気ディスクやシリコンディスクなどを含む）に記憶し、ＣＰＵ７１によってプログラム５１を実行し、上述の本発明の実施の一形態として説明した補正係数算出部４や補正部６、前処理部３などの機能が全部又は部分的に実現される。あるいは、通信路を介してプログラム５１をコンピュータ５２に転送し、コンピュータ５２では通信部７６でプログラム５１を受信して内部メモリ７２またはハードディスク７４に記憶し、ＣＰＵ７１によってプログラム５１を実行して実現してもよい。

なお、インタフェース７５には読取装置５３が接続されており、基準色の読取や画像の読取を行う。読取装置５３は、図１に示した光照射部１及び読取部２を有しており、さらにハードウェアとして前処理部３を有していてもよい。読取方法としては図３で説明した種々の方法が適用される。また、補正係数保持部５は内部メモリ７２あるいはハードディスク７４により構成すればよい。

コンピュータ５２には、このほかインタフェース７５を介して様々な装置が接続されていてもよい。例えば出力装置がインタフェース７５を介して接続され、色補正処理が施された画像に基づいて出力装置から画像を出力するように構成してもよい。また、例えば情報を受け付ける受付手段等も接続されていてもよい。なお、各構成が１台のコンピュータにおいて動作する必要はなく、例えば補正係数算出部４の機能を実現するコンピュータと、補正部６の機能を実現するコンピュータが別のコンピュータであってもよい。

１…光照射部、２…読取部、３…前処理部、４…補正係数算出部、５…補正係数保持部、６…補正部、７…被照射体、１１…白色ＬＥＤ、１２…発光部、１３…蛍光体、２１，２２，２３…ミラー、２４…レンズ、３１…第１開口部、３２…第２開口部、３３…基準色板、５１…プログラム、５２…コンピュータ、５３…読取装置、６１…光磁気ディスク、６２…光ディスク、６３…磁気ディスク、６４…メモリ、７１…ＣＰＵ、７２…内部メモリ、７３…情報取得部、７４…ハードディスク、７５…インタフェース、７６…通信部。

Claims

複数の白色発光ダイオードを光源として被照射体に光を照射する光照射手段と、前記被照射体からの光を受光してカラー画像を読み取る読取手段と、基準色に前記光照射手段で光を照射して前記読取手段で得た予め決められた複数の色成分を用いて前記光源の励起光波長ばらつきに応じた補正係数を算出する算出手段と、前記読取手段で読み取った画像に対して前記補正係数を用いて補正を施す補正手段を有することを特徴とする画像読取装置。
前記算出手段は、基準色として黄色に前記光照射手段で光を照射して前記読取手段で読み取った際の青成分及び緑成分を用いて前記補正係数を算出することを特徴とする請求項１に記載の画像読取装置。
前記算出手段は、基準色として黄色に前記光照射手段で光を照射して前記読取手段で読み取った際の緑成分と赤成分の比及び青成分を用いて前記補正係数を算出することを特徴とする請求項１に記載の画像読取装置。
コンピュータに、複数の白色発光ダイオードを光源とした光照射手段により基準色に光を照射して読取手段で得た予め決められた複数の色成分を用いて前記光源の励起光波長ばらつきに応じた補正係数を算出する算出機能と、前記光照射手段により被照射体に光を照射し読取手段で読み取った画像に対して前記補正係数を用いて補正を施す補正機能を実行させるものであることを特徴とする画像読取プログラム。