JP2815392B2 - 画像読み取り装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 原稿からの反射光をラインイメージセンサで読み取る
画像読み取り装置に関し、 カラー画像の読み取りと白黒画像の読み取りの両方に
対応し、かつ高画素数のラインイメージセンサを用いる
ことなく白黒画像読み取りの解像度を高めることを目的
とし、 原稿上の読み取りラインからレンズを介してラインイ
メージセンサに至る光軸上に切り換え機構によって複数
のフィルタを選択的に配置するフィルタユニットを設け
てなる画像読み取り装置において、前記複数のフィルタ
が前記光軸に対し、それぞれ異なる角度で光軸上に配置
されるように構成する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は原稿からの反射光をラインイメージセンサで
読み取る画像読み取り装置に関するものである。

画像読み取り装置はファクシミリやコンピュータへの
画像入力装置として用いられており、特にカラー画像を
読み取る画像読み取り装置においては、Ｒ（赤）、Ｇ
（緑）、Ｂ（青）の３色の色分解フィルタを切り換えて
時分割で読み取るカラー画像読み取り装置が用いられて
いる。さらに、このような画像読み取りでは、カラー画
像ばかりでなく、白黒画像の読み取りにも用いられるよ
うになっているが、カラー画像に比べて白黒画像におい
ては、文字画像のように高解像撮の読み取りが必要な原
稿が多く、また中間階調を表現するのに複数の画素を一
つの画素として扱うような処理を行うことにより解像度
が低下するため、読み取り時には、できるだけ解像度の
高い読み取りが必要とされる。従ってカラー画像の読み
取りと白黒画像の読み取りの両方に対応するとともに白
黒画像においては、高解像度の読み取りが可能な画像読
み取り装置が求められている。

〔従来の技術〕

従来の画像読み取り装置は第４図および第５図に示す
ように、原稿１を一方向に移動させながら光源６に照明
される読み取りライン11の画像をレンズ２を介してライ
ンイメーズセンサ３に結像させて読み取るように構成さ
れており、さらに、カラー画像を読み取るために、Ｒ、
Ｇ、B3色のフィルタ50a、50b、50cを切り換え機構501に
よって順次切り換えて光軸上に配置するようになってい
る。

そして、カラー画像読み取り時には、第５図（ａ）に
示すように、フィルタ50a、50b、50cを順次光軸上に配
置してＲ、Ｇ、Ｂの各成分を時分割で読み取りカラー画
像の情報を得る。また白黒画像読み取り時には、第５図
（ｂ）に示すように、フィルタ50a、50b、50cを全て光
路を遮らない位置に退避させることによって白黒原稿１
の読み取りを行っていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、白黒画像の読み取りにおいては、細かな文字
の原稿のように高解像度で読み取る必要のあるものが多
く、また白黒画像の中間階調を表現するためには、複数
の画素によって中間階調のパターンを表現する方法が用
いられるが、この場合一つのパターンを複数の画素で構
成する分だけ解像度が低下する。したがって白黒画像の
読み取りにおいては高解像度の読み取りが要求される。
一方、カラー画像の読み取りにおいては、多量のデータ
を扱う必要があるため、解像度を高めた場合には大きな
メモリや高性能な処理装置が必要であり、またカラー画
像においては、低解像度であっても視覚的には十分な画
質が得られるため、必要以上に解像度を高めることはコ
スト的に問題があった。

本考案は、以上の欠点を解消すべくなされたものであ
って、カラー画像の読み取りと白黒画像の読み取りの両
方に対応し、かつ白黒画像の読み取りにおいては高画素
数のラインイメージセンサ等を用いることなく解像度を
高めることのできる安価な画像読み取り装置を提供する
ことを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕 本発明によれば上記目的は、 原稿上の読み取りラインからレンズを介してラインイ
メージセンサに至る光軸上に切り替え機構によって複数
のフィルタを選択的に配置するフィルタユニットを設け
てなる画像読み取り装置において、 前記複数のフィルタが前記光軸に対して主走査方向に
それぞれ異なる角度で配置され、 かつ、前記各フィルタによる屈折角度は、ラインイメ
ージセンサ上の同一画素をフィルタ数で分割するように
設定される画像読み取り装置を提供することにより達成
される。

〔作用〕

上記構成に基づき、本発明においては、複数のフィル
タ5a、5b、5cを三色の色分解フィルタとすることによ
り、カラー画像をフィルタ切り換えを行って時分割で読
み取るとともに、複数のフィルタ5a、5b、5cはそれぞれ
光軸４に対し、異なった角度を持って光軸上に配置さ
れ、この光軸４に対する傾斜角度によって、フィルタ5
a、5b、5cを介した画像はそれぞれ読み取りライン11上
において、光の屈折によりずれて異なった位置の画像と
してラインイメージセンサ３に読み取られる。従って、
傾斜角度による読み取り位置のずれをラインイメージセ
ンサ３の画素が読み取るピッチより小さくすることによ
り、フィルタ50a、50、50cを切り換えてラインイメージ
センサ３の読み取るピッチ中間の画像を読み取ることが
可能となり、白黒画像を高解像度で読み取ることができ
る。

〔実施例〕

以下、本発明の望ましい実施例を添付図面に基づいて
詳細に説明する。

第１図および第２図に示すように、画像読み取り装置
は、原稿１を一方向に移動させながら、原稿１の移動方
向に直交する方向の読み取りライン11を１ラインずつ走
査して読み取っていくもので、読み取りライン11は蛍光
灯等の光源６によって照明され、その反射光をレンズ２
を介してラインイメージセンサ３上に結像させて読み取
るように構成されている。そして、読み取りライン11か
らラインイメージセンサ３に至る光軸４上には複数のフ
ィルタ5a、5b、5cが切り換え機構51によって選択的に光
路を遮って配置するフィルタユニット５を設けている。

ラインイメージセンサ３は、CCDイメージセンサ等か
らなる撮像素子であり、多数の画素が一列に並んで形成
され、それぞれの画素が読み取りライン11上の対応する
画像を読み取り、原稿１を移動させながら、順次読み取
りライン11を走査して原稿１の全体画像を読み取る。

複数のフィルタ5a、5b、5cはＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ
（青）のような３種来の色分解フィルタであり、読み取
りライン11ごとに切り換え機構51によって１種類ずつ順
次切り換えられて光軸４上に配置されていて、RGBの各
成分を時分割で１ラインずつ分解するもので、第１図に
示すようにレンズ２とラインイメージセンサ３との間に
設ける他、原稿１とレンズ２との間に配置されるように
設けても良い。さらに、フィルタ5a、5b、5cは光軸４に
対してそれぞれ異なった角度で配置されるように形成さ
れているもので、第２図に示すようにベースプレート52
に設けられた一対のフィルタ座521によってそれぞれ所
定の角度で取り付けられている。

切り換え機構51はベースプレート52の両端を上下一対
の板バネからなる支持アーム511と支持台512とで支持
し、さらに、ベースプレート52の両端に取り付けられた
コイル513と磁石（図示せず）とによりベースプレート5
2を駆動可能にしている。そして、フィルタの切り換え
は、コイル531に流す電流値によってベースプレート52
を上下に移動させてフィルタ5a、5b、5cを選択すること
によって行われる。

次に、読み取りの動作について説明すると、第３図
（ａ）に示すように、光軸４に対する角度α、βの異な
るフィルタ5a、5bにおいては光の屈折によって読み取り
ライン11の同一点からの光が、フィルタ5a、5bを通過す
ることによってラインイメージセンサ３上の異なる位置
に結像することになる。従って、フィルタ5a、5bの取り
付け角度α、βの差θによるずれをラインイメージセン
サ３の画素の３分の１のピッチに設定すると、ラインイ
メージセンサ３上の同一の画素がフィルタ5a、5b、5cを
介することによって、第３図（ｂ）に示すように読み取
りライン11上において３分の１画素ずつずれた位置11
a、11b、11cを読み取ることになる。すなわち、カラー
イメージセンサ３の画素密度によって決まっていた読み
取り位置を複数のフィルタ5a、5b、5cの屈折によって少
しずつずらすことによって、従来読み取ることのできな
かった画素ピッチ中間の位置の情報を読み取ることがで
き、画素数を増やすことなく疑似的に解像撮の高い情報
を得ることができる。なお、フィルタ5a、5b、5cの取り
付け角度の差θは、たとえば１画素が125μのラインイ
メージセンサの場合、読み取り位置を３分の１画素ずつ
ずらすためには約1.4度ずつ傾ければ良い。

白黒画像の読み取りにおいては、各色のフィルタ5a、
5b、5cの白色に対する出力レベルを補正によって揃えて
おき、カラー画像の読み取りと同様にフィルタ5a、5b、
5cを切り換えて順次読み取り、シリアルに読み取られた
３ライン分のデータをパラレルに変換して各画素のデー
タを合成し、１ライン分のデータとする。従って、各画
素は疑似的に３倍の解像度でデータを読み取ることがで
きる。

また、本実施例においてはカラー画像の読み取りと兼
用するため、フィルタ5a、5b、5cをRGBの色分解フィル
タとして説明したが白黒画像専用の画素読み取り装置と
して各フィルタを透明等の同色のものとしても良い。

さらに、本実施例において、高解像度の読み取りが不
要な場合はフィルタ5a、5b、5cを切り換えずに高速の読
み取りを行うようなモードに切り換えられるよう、切り
換え機構51の動作を選択できるようにしても良い。

また、本実施例において5a、5b、5cは一枚のベースプ
レート52に角度をつけて固定しているが、このような構
成に限らず、切り換え機構によってフィルタユニット５
全体の角度を変えるようにしても良い。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかなように、本発明による画像読
み取り装置によれば、原稿とラインイメージセンサとの
間に、複数のフィルタをそれぞれ角度を変えて配置し、
読み取りをわずかにずらすことによって、従来ラインイ
メージセンサの画素数によって決まっていた読み取りピ
ッチをラインイメージセンサの画素数を増やすことなく
細かくして、解像度を高くすることができるため、複数
のフィルタを有する従来のカラー画像読み取り装置と同
様のコストでカラー画像と高解像度の白黒画像の良み取
りが兼用でき、多階調の白黒画像や、読み取りラインが
大きく画素密度の粗くなるA3やB4の大判の原稿の画像も
より精密に読み取ることができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す説明図、 第２図はフィルタユニットを示す斜視図 第３図（ａ）は本発明の動作説明図、 第３図（ｂ）は原稿の読み取り位置を示す説明図、 第４図は従来例を示す斜視図、 第５図（ａ）は従来例のカラー画像読み取りの動作説明
図、 第５図（ｂ）は従来例の白黒画像読み取りの動作説明図
である。 図において、 １は原稿、 11は読み取りライン、 ２はレンズ、 ３はラインイメージセンサ、 ４は光軸、 ５はフィルタユニット、 5a、5b、5cはフィルタ、 51は切り換え機構である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 楠 忠和 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (56)参考文献 特開 昭63−153956（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−29155（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H04N 1/04 - 1/207

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】原稿上の読み取りラインからレンズを介し
   てラインイメージセンサに至る光軸上に切り替え機構に
   よって複数のフィルタを選択的に配置するフィルタユニ
   ットを設けてなる画像読み取り装置において、 前記複数のフィルタが前記光軸に対して主走査方向にそ
   れぞれ異なる角度で配置され、 かつ、前記各フィルタによる屈折角度は、ラインイメー
   ジセンサ上の同一画素をフィルタ数で分割するように設
   定される画像読み取り装置。