JP3002245B2 - 画像読み取り装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、画像読み取り装置に関し、より詳細には、
画像読み取り装置内で発生するフレア光を低減し、SN比
および階調性を向上させるようにした画像読み取り装置
に関する。

従来技術 第５図は、本発明に係る画像読み取り装置の従来例を
説明するための断面図で、図において41はハウジング、
42はパーレンズ付発光ダイオード（LED）からなる照明
用の光源、43は原稿保持部材、44は結像光学素子、45は
センサ、46は光源室、47はセンサ室、48はセンサ駆動回
路，あるいはその一部、49は原稿、50は押えローラであ
る。

原稿49は矢印Ｒ方向に回転する押えローラ50により透
明な原稿保持部材43上を搬送され、該原稿49上の情報
は、光源42で照明されて光の濃淡情報として結像光学素
子44によって、空間伝達され、これを光電変換素子から
なるセンサ45で受光し、原稿49の光濃度情報に応じた電
気的出力として情報を読み取っている。

ここで、光源42としては、発光ダイオード（LED）ア
レイ状の光源や蛍光灯、あるいはキセノン管などが用い
られるが、第５図の構成ではLEDチップ上に棒状のレン
ズを配置したバーレンズ付発光ダイオードを光源として
用いている。また、結像光学素子44としてはロッドレン
ズアレイや、ルーフミラレンズアレイなどの等倍結像素
子などが用いられる。光電変換素子としては、電高結合
素子（CCD:Charge Coupled Device）などのラインセン
サが用いられる。

また、必要に応じて原稿保持部材43として平板ガラス
状のコンタクトガラスなどが用いられる。

第６図は、第５図の構成における光源42であるバーレ
ンズ付発光ダイオードの原稿面上の光強度分布Ｉを図示
したもので、横軸Ｘ−Ｘを副走査方向、縦軸Ｏ−Ｙは光
の強度をあらわしたもので読み取り位置を０としてい
る。図示の如く、光強度は読み取り位置０以外の副走査
方向の位置でも光量は０ではないため原稿面での正反射
光が存在する。これらの正反射光が結像光学素子44に直
接入射する光の角度は、結像光学素子44内で十分遮断さ
れる角度であってセンサ45面上には届かない。しかしハ
ウジング41に反射して読み取り位置の近傍において正反
射する光は結像光学素子44に入射できる程度に入射する
角度が小さいため、これが迷光となってセンサ45面上に
到達し、黒レベルを持ち上げる原因となっている。即
ち、原稿の濃淡の情報とは関係なく光源42の像そのもの
が原稿面で反射されてセンサ45に到達し、有効な情報信
号に対するノイズとして取り込まれてしまう。この光は
一般にフレア光となって原稿が黒、あるいは原稿のない
場合のグランドレベルを持ち上げてしまい、SN比の低下
や階調性の低下などの画像読み取り装置の性能を落す原
因となる。従来の画像読み取り装置は、上述したような
光源42の正反射光が光学系に入らない構成をとり、フレ
ア光の低減を計っているので前記コンタクトガラスや原
稿の正反射光が光学系に入らないものの、スキャナー自
身の保持部材の内壁、すなわち画像読み取り装置のハウ
ジング41に設けられた光源室46やセンサ室47内の内壁で
反射した光量は迷光となって光学系に入り込み、結果的
にフレア光の発生原因になってしまう問題点があった。

また、第７図は、チップ型発光ダイオード（LED）を
光源とした従来の画像読み取り装置の断面図で、図にお
いて51はハウジング、52は光源（チップ型LED）、53は
原稿保持部材、54は結像光学素子、55はセンサ、56は光
源室、57はセンサ室、58はセンサ駆動回路，あるいはそ
の一部である。

第８図は、チップ型LEDの光源52について副走査方向
を軸Ｘ−Ｘとし、読み取り位置０近傍における光強度を
示したもので、読み取り位置０以外の位置での光の強度
が読み取り位置０での光の強度よりも大きい個所が存在
する。この光強度の大きい位置からの反射光はハウジン
グ51の光源室56内で幾度か反射してフレア光59,60の如
く結像光学素子54からなる光学系に入り込み性能低下を
生じさせる。

また、実開平１−179658号公報に記載された「画像読
み取り装置」は、構成部品を保持するケース部内面を鏡
面としたことを特徴とするものであるが、この場合、光
源の正反射光が結像光学素子に直接入り込み、有効光束
以外の光量が迷光となってセンサ面上に到達し、フレア
光となって画像読み取り装置のSN比の低下を生じさせる
という問題点がある。

目的 本発明は、上述のごとき実情に鑑みてなされたもの
で、画像読み取り装置の内部反射の低減を行なうこと
で、フレア光の低減を図り、これによりSN比を向上さ
せ、階調性を向上させるようにした画像読み取り装置を
提供することを目的とするものである。

構成 本発明は、上記の目的を達成するために、（１）原稿
面を照明するための光源と、結像光学素子と、該結像光
学素子によって原稿面上の情報を空間伝達し、像形成さ
れた原稿面情報である光の強弱パターンを電気出力とし
て読み取る光電変換素子を有するセンサと、これらを保
持するハウジング部材とで構成される画像読み取り装置
において、前記光源および原稿面読み取り位置以外の少
なくともハウジング内面の表面反射率を、ハウジング素
材の反射率より低くしたこと、更には、（２）原稿面を
照明するための光源と、結像光学素子と、該結像光学素
子によって原稿面情報を空間伝達し、像形成された原稿
面情報である光の強弱パターンを電気出力として読み取
る光電変換素子を有するセンサと、これらを保持するハ
ウジング部材とで構成される画像読み取り装置におい
て、前記結像光学素子をはさんだ光源の対向位置に対向
反射させる部分を設け、該対向反射させる部分および原
稿面読み取り位置以外の少なくともハウジング内面の表
面反射率を、ハウジング素材の反射率より低くしたこと
を特徴としたものである。

以下、本発明の実施例に基づいて説明する。

第１図は、本発明の画像読み取り装置の一実施例を説
明するための断面図で、図において、１はハウジング、
２は光源、３は原稿保持部材、４は結像光学素子、５は
センサ、６は光源室、７はセンサ室、８はセンサ駆動回
路，あるいはその一部、９は低反射率部材である。

図示の構成においては、光源２として発光ダイオード
（LED）アレイ、結像光学素子４としてロッドレンズア
レイ、センサ５としてCCD等倍センサとした例のもの
で、原稿（図示せず）は原稿保持部材３面上をローラ
（図示せず）により搬送される。照明用の光源２は原稿
面に対して45度の方向に配置され、画像読み取りの光軸
方向、即ち結像光学素子４の光軸方向は、原稿の法線方
向（原稿に対して垂直方向）となるように配置されてい
る。

ここで、第７図に示した従来の画像読み取り装置で
は、構成部品を保持するハウジング51の光源室56内で発
生する反射光が、画像読み取り信号にどのように影響す
るかを第９図（ａ）〜（ｇ）によって説明する。

第９図（ａ）は、主走査方向（OZ軸）に反射強度が変
化する白原稿の反射強度Ｌを示した図、第９図（ｂ）
は、該白原稿の反射強度Ｌの反射光を画像読み取り装置
で読み取った場合の読み取り信号の出力を主走査方向
（OZ軸）で表わした図、第９図（ｃ）は、主走査方向
（OZ軸）に同一レベルの白原稿が断続して存在する場合
の反射強度Ｌの図、第９図（ｄ）は、該第９図（ｃ）の
反射光をフレアのない状態で画像読み取り装置で読み取
った場合の読み取り信号の出力を表わす図、第９図
（ｅ）は、第９図（ｃ）の反射光をフレアのある状態で
画像読み取り装置により読み取った場合の読み取り信号
の出力を表わす図、第９図（ｆ）は、主走査方向（OZ
軸）にレベルの異なる白原稿が断続して存在する場合の
図、第９図（ｇ）は、第９図（ｆ）の反射光をフレアの
ある状態で画像読み取り装置により読み取った場合の読
み取り信号の出力を表わす図である。

以上に示した反射光と、画像読み取り装置により読み
取った信号出力との関係では信号出力は反射光に対し光
学系の周波数特性に応じた解像力の低下の影響を受け
る。従ってこの周波特性に比較して第９図（ａ）のよう
に充分長い反射信号が入射した場合は読み取った信号出
力は第９図（ｂ）のように周波数特性に応じて変形する
だけであるが、第９図（ｃ）の断続波で短い幅の反射光
の場合は本来なら第９図（ｄ）のように信号出力が長い
幅の信号出力Ｉに対して中間レベルI_BとI_Wをもった信号
出力となるはずである。しかしながら、従来の画像読み
取り装置では、光源52からの照明光が読み取り位置以外
のところで反射した光や、ハウジング51内にある他の構
成部品で反射した反射光は結像光学素54内に入り込み有
効光束とならない迷光となってセンサ55に達し第９図
（ｅ）に示すように、読み取られる信号レベルがある一
定量Ｖだけ持ち上る現象が生じる。持ち上るレベルＶが
一定であれば、この分補正することが可能であるが、第
９図（ｆ）に示すように、第９図（ｅ）の白黒のパター
ン形状は同一のものであっても周りの白部分の割合が異
なる、即ち反射強度がL₁,L₂と異なる場合では、読み取
り信号出力は第９図（ｇ）に図示したように、持ち上が
りのレベルＶが反射強度の割合によって変化する。実際
の文章などの原稿情報は、一ラインごとに白黒の割合は
変化しており、一ラインごとの白黒パターンによっての
持ち上りレベルを補正する手段を備えていない画像読み
取り装置では白レベルの信号出力変化となってあらわ
れ、解像力の低下や、SN比の低下、さらに階調性の再現
性に乏しくなる。

第１図の低反射率部材９は、光源２と原稿面上、即ち
原稿保持部材３上面の読み取り位置以外の画像読み取り
装置内面（スキャナー内面）、即ち光源室６内に設けら
れ、該低反射率部材９の反射率を該画像読み取り装置を
構成する他の部材の素材自身の反射率より低くすること
によって、原稿面の正反射光および画像読み取り装置の
構成部品により反射した２次光源、３次光源、すなわち
光源２以外の画像読み取り装置構成部品に反射した光が
迷光となることを極力防ぎ、これにより画像読み取り装
置としてのSN比の向上および階調性の向上をもたらし、
より高品位、高信頼性に対応できる画像読み取り装置を
実現できるようになった。

第２図は、本発明の画像み取り装置の他の実施例を示
す図で、図において、11はハウジング、12は光源（チッ
プ型LEDを図示）、13は、原稿保持部材、14は結像光学
素子、15はセンサ、16は光源室、17はセンサ室、18はセ
ンサ駆動回路，あるいはその一部、19,20は低反射率部
材である。

ここで、低反射率部材19,20は画像読み取り装置を構
成する他の部材の素材自身の反射率よりも低い反射率を
有する部材で、該低反射率部材19は、光源12と原稿保持
部材13上の原稿面（図示せず）の読み取り位置以外の画
像読み取り装置内面、即ち光源室16内に設けられ、また
低反射率部材20はセンサ15を除くセンサ室17内壁に配設
されている。

低反射率部材19では、原稿面の正反射光および画像読
み取り装置の構成部品により反射した２次光源、３次光
源の光が迷光となることを防ぎ、低反射率部材20は、結
像光学素子14から空間伝達される原稿面情報である光の
強弱パターンがセンサ15に達したとき、該センサ15上面
から僅かに反射され、これがセンサ室17内壁で反射され
ることにより、再びセンサ15に入射する経路を辿る迷光
を取り除く。

第３図は、本発明の画像読み取り装置の更に他の実施
例を示す図で、図において21はハウジング、22は光源
（チップ型LEDを図示）、23は原稿保持部材、24は結像
光学素子、25はセンサ、26は光源室、27はセンサ室、28
はセンサ駆動回路，あるいはその一部、29は対向反射領
域、30は低反射率部材である。

対向反射領域29は、光源室26内で光源22と該光源22を
結像光学素子24をはさんだもう一方側、すなわち、結像
光学素子24をはさみ、光源22の対向位置の所定範囲に設
けられた反射面で、光源22の発生光を該対向反射領域29
により、原稿面の読み取り位置に向けて照射し、照明光
を有効に活用するもので、該対向反射領域29および原稿
面読み取り位置以外の部分は、画像読み取り装置を構成
する他の部材の素材の反射率よりも低い反射率の低反射
率部材30を配設することにより、迷光がセンサ25に入る
のを除き、SN比の向上、階調性の向上を実現するもので
ある。

第４図は、本発明の画像読み取り装置の更に他の実施
例を示す図で、図において31はハウジング、32は光源
（チップ型LED）、33は原稿保持部材、34は結像光学素
子（ルーフミラーレンズアレイ）、35は光路分離ミラ
ー、36はセンサ、37はセンサ駆動回路，あるいはその一
部、38は光源室、39はセンサ室、40,41は低反射率部材
である。

図示の画像読み取り装置は結像光学素子としてルーフ
ミラーレンズアレイを使用した場合のもので、光源32の
発生光が、光源室38、センサ室39の内壁面で反射される
フレア光がセンサ36に直接、または光路分離ミラー35を
介して雑音成分として入射するのを、画像読み取り装置
を構成する他の部材の素材の反射率よりも低い反射率を
有する低反射率部材により除くもので、低反射率部材40
は光源室38の原稿面読み取り位置および光源32を除く部
分に、低反射率部材41はセンサ室39のセンサ36を除いた
部分に配設され、これにより画像信号出力のSN比向上を
階調性の向上を実現する。

効果 以上の説明から明らかなように、本発明によると、原
稿照明用の光源と、原稿面上の読み取り位置以外の画像
読み取り装置内面の反射率を該装置の構成部材の素材自
身の反射率よりも低くすることによって、原稿面に正反
射光、画像読み取り装置内部で反射した２次光源、３次
光源および照明光源以外の画像読み取り装置の構成部品
に反射した光が迷光となることを極力防ぎ、これにより
画像読み取り装置としてのSN比の向上、階調性の向上と
なり、より高品位、高信頼性に対応できる読み取り装置
が実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の画像読み取り装置の断面図、第２
図，第３図，第４図は、本発明の他の実施例を示す図、
第５図は、バーレンズ付LEDを用いた従来の画像読み取
り装置の断面図、第６図は、第５図の照明光の特性図、
第７図は、チップ型LEDを用いた従来の画像読み取り装
置の断面図、第８図は、第７図の照明光の特性図、第９
図は、従来の画像読み取り装置の特性を説明するための
図である。 １……ハウジング、２……光源、３……原稿保持部材、
４……結像光学素子、５……センサ、６……光源室、７
……センサ室、８……センサ駆動回路，あるいはその一
部、９……低反射率部材。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】原稿面を照明するための光源と、結像光学
   素子と、該結像光学素子によって原稿面上の情報を空間
   伝達し、像形成された原稿面情報である光の強弱パター
   ンを電気出力として読み取る光電変換素子を有するセン
   サと、これらを保持するハウジング部材とで構成される
   画像読み取り装置において、前記光源および原稿面読み
   取り位置以外の少なくともハウジング内面の表面反射率
   を、ハウジング素材の反射率より低くしたことを特徴と
   する画像読み取り装置。
2. 【請求項２】原稿面を照明するための光源と、結像光学
   素子と、該結像光学素子によって原稿面情報を空間伝達
   し、像形成された原稿面情報である光の強弱パターンを
   電気出力として読み取る光電変換素子を有するセンサ
   と、これらを保持するハウジング部材とで構成される画
   像読み取り装置において、前記結像光学素子をはさんだ
   光源の対向位置に対向反射させる部分を設け、該対向反
   射させる部分および原稿面読み取り位置以外の少なくと
   もハウジング内面の表面反射率を、ハウジング素材の反
   射率より低くしたことを特徴とする画像読み取り装置。