JP3428821B2

JP3428821B2 - 画像読取装置

Info

Publication number: JP3428821B2
Application number: JP17710596A
Authority: JP
Inventors: 幸寿竹内
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1996-06-17
Filing date: 1996-06-17
Publication date: 2003-07-22
Anticipated expiration: 2016-06-17
Also published as: FR2749944B1; DE69728816T2; FR2749944A1; EP0814421A2; EP0814421A3; EP0814421B1; IT1293052B1; ITRM970359A0; JPH104481A; US6229628B1; ITRM970359A1; DE69728816D1

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、透明な原稿載置台
を介して対向して移動する透過原稿用の照明手段及び画
像情報を走査する走査手段の副走査方向における位置を
照明手段の配光分布に基づいて補正することの可能な画
像読取装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図６（ａ）は、従来の画像読み取り装置
の構成概略を表わしたものである。図中１０６は光電変
換手段として機能し、走査された画像情報を電気信号に
変換するＣＣＤなどのイメージセンサで、画像読取装置
本体１００内に配設されている。

【０００３】装置本体１００上面には透明な原稿載置台
としての原稿載置ガラス１０１が設けられ、この表面に
載置した原稿Ｐを走査手段としての走査光学系１０２に
よって走査して、上記イメージセンサ１０６上に画像情
報を露光する。

【０００４】イメージセンサ１０６内にはＲ（レッ
ド），Ｇ（グリーン），Ｂ（ブルー）のいずれかのフィ
ルタを装着した３列のセンサが配設されており、原稿上
の画像を色分解して読取る。上記画像走査手段１０２
は、原稿載置ガラス１０１に平行に移動走査するランプ
ユニット１０３とミラーユニット１０４、および装置本
体１００内に固定載置されたレンズ１０５により構成さ
れている。

【０００５】ランプユニット１０３は原稿Ｐを照明する
白色光源Ｌ₁と、光源Ｌ₁によって照明された原稿Ｐ面
の画像反射光をミラーユニット１０４側に反射する第１
のミラーＭ₁を備えている。

【０００６】ミラーユニット１０４は第１のミラーＭ₁
によって反射された画像光をイメージセンサ１０６に向
けて折り返す第２，第３ミラーＭ₂，Ｍ₃により構成さ
れている。

【０００７】尚、画像読み取り領域全域において光路長
を一定に保つべく、ランプユニット１０３はミラーユニ
ット１０４の２倍の速度で移動走査する。このため本構
成の走査光学系は通常２：１走査光学系と呼ばれる。そ
してこれらのユニットはパルスモーターなどの駆動源
（図示せず）を動力として、イメージセンサ１０６の読
み取り周期と同期して走査（副走査）する。

【０００８】２００は透過原稿読取用の照明手段として
の読取用光源ユニットである。Ｌ₂は本体の光源Ｌ₁に
対し平行に配設された光源、２０１は本体の原稿台ガラ
スに対向する位置に設けられた、光拡散作用を持つ半透
明板である。

【０００９】透過原稿の読取用光源ユニット２００は画
像読取装置の後端に装着され、ヒンジ２０２を支点とし
て開閉可能である。

【００１０】透過原稿の読取時には、光源Ｌ₂は駆動源
（図示せず）により、原稿台ガラス１０１をカバーする
範囲を、半透明板２０１に平行に、本体の画像走査手段
１０２と同期して走査する。この際本体の光源Ｌ₁は消
灯している。光源Ｌ₂からの光は半透明板２０１中で拡
散されて原稿面上に図６（ｂ）のような配向分布をもた
らす（図６（ｂ）は図６（ａ）のＤ１を拡大してい
る）．このうち画像読取装置本体の読取位置からイメー
ジセンサ１０６に至る光軸上にある光が、図中Ｐの位置
に置かれた原稿を透過してイメージセンサ１０６に導か
れる。

【００１１】透過原稿を読み取る際は、原稿台ガラスの
上端Ａの範囲は、原稿の載置禁止領域となる。原稿読み
取りに先立ちこの領域内にはイメージセンサは透過原稿
用光源からの直接の光量や配光分布を読み取り、各種補
正用のデータとする。

【００１２】図７は、原稿上の画像がイメージセンサの
受光部に結像する様子を模式的に描いたものである。イ
メージセンサの受光部の周囲には、受光部が光電変換し
た電荷を蓄積する部分や信号を出力段に転送する部分が
隣接しているため、３色の受光部１０６Ｒ，１０６Ｇ，
１０６Ｂは間隔をもって並んでいる。

【００１３】イメージセンサを原稿に相対的に動かし
て、Ｒ，Ｇ，Ｂが同じ位置を読むために、受光部どうし
の間隔は、受光部の幅の整数倍になっている。ＲＧ間が
ｍライン、ＧＢ間がｎラインの間隔を持つ場合、原稿上
のある１ラインのＧの画像信号はＲの画像信号に対して
ｍライン分、Ｂの画像信号は（ｍ＋ｎ）ライン分遅れて
読み取られる。

【００１４】図８は、このカラーイメージセンサによる
読取画像データ処理ブロック図である。イメージセンサ
１０６が読み取った各色の画像データは、それぞれ増幅
器１２１Ｒ，１２１Ｇ，１２１Ｂに送られて増幅された
後、Ａ／Ｄコンバータ１２２Ｒ，１２２Ｇ，１２２Ｂに
よりデジタル画像信号に変換される。各Ａ／Ｄコンバー
タは、そのビット数分にイメージセンサのダイナミック
レンジ（原稿上の真白部と真黒部の読取出力差）を分割
して、原稿上の画像の明るさに応じて階調数を割り当て
る。

【００１５】たとえば分解能８ｂｉｔのＡ／Ｄコンバー
タを使用している場合は白から黒に至る間を２５６の階
調レベルに、１０ｂｉｔＡ／Ｄコンバータの場合は１０
２４の階調レベルに識別することができる。したがっ
て、ＲＧＢ各色８ｂｉｔのＡ／Ｄコンバータを用いた画
像読取装置では２４ｂｉｔ＝約１６７０万色、各色１０
ｂｉｔの場合は３０ｂｉｔ＝約１０億７４００万色を識
別できる。

【００１６】上述のようにイメージセンサの各色の受光
部は間隔をもって並んでいるので、画像信号が画像処理
回路１２４に入力される前に位相を合わせるため、Ａ／
Ｄコンバータ１２２Ｒの後段には（ｍ＋ｎ）ライン分
の、Ａ／Ｄコンバータ１２２Ｇの後段にはｎライン分の
バッファメモリ１２３Ｒ，１２３Ｇが設けられ、一番最
後に読み取られるＢ信号に合わせて出力される。画像処
理回路１２４においては色補正の演算の二値化処理など
が行なわれた後の画像信号が出力される。

【００１７】上記画像信号は、インタフェース回路１２
５を介してパソコンなどの機器３００に出力される。

【００１８】画像読取装置の画像信号の出力形態は数種
類あり、読み取った画像の用途によってそれに適した出
力形態を選択することができる。文章を読み取ってその
内容をＯＣＲにかける場合やモノクロの線画を読み取る
場合には、モノクロ二値の画像が適しており、上述のＲ
ＧＢの画像信号のうちたとえばＧ信号を使用してこれを
画像処理回路１２４にて、あるしきい値にて二値化した
画像データが選ばれる。

【００１９】写真などの画像を読み取ってモノクロプリ
ンタに出力する目的で画像を読み取る場合には、同じく
Ｇ信号を使用してディザ法や誤差拡散法といった中間調
処理を用いて二値化した画像データが用いられる。カラ
ー画像の処理を行なう場合には、多値（２４ｂｉｔｅ
ｔｃ．）画像データが適している。

【００２０】画像読取装置に用いられるＡ／Ｄコンバー
タには、接続されるコンピュータの画像処理能力と等価
な分解能のものが用いられる場合が多い（２４ｂｉｔ画
像の処理が可能なコンピュータ用の画像読取装置にＲＧ
Ｂ各色８ｂｉｔのＡ／Ｄコンバータを用いる）が、さら
に高精細な階調を得るために、コンピュータの処理能力
よりも分解能の高いＡ／Ｄコンバータを用いたものもあ
る。このような画像読取装置、たとえばＲＧＢ各色１０
ｂｉｔのＡ／Ｄコンバータを用いたものでは、各色１０
ｂｉｔ分の階調レベルに分けられた信号を、上記画像処
理回路にて各色８ｂｉｔに変換して出力する。

【００２１】上記２：１光学系には、副走査方向の読取
倍率の精度を左右する要因が２つある。ひとつはランプ
ユニットおよびミラーユニットの移動する上での精度で
あり、もうひとつは、光学系の取付け精度、例えば第２
ミラーと第３ミラーのなす角度の精度であり、この角度
が９０°からずれていると、図９に示すように、走査上
端から下端にかけて、読取位置の第一ミラーに対する相
対的なずれが生ずる。このため、透過原稿読取用光源Ｌ
₂との位置関係もずれてくる。これらのずれによって読
取位置の光量が変動すると、原稿の適正な照明が行われ
なくなり、原稿の明度を正確に再現できなくなる。

【００２２】

【発明が解決しようとする課題】透過原稿、特にネガフ
ィルムを読み取る際には、原稿上の画像情報を精度よく
読み取るために大きな光量を必要とする。すなわちネガ
フィルムにおいてはその暗い部分に、被写体の明るい部
分の情報が記されており、その中の濃度変化を正確に捉
える必要がある。そしてそのためには、明るい光源と透
過率の高い半透明板が要求される。

【００２３】一方、本体に走査光学系（ランプユニット
１０３）と透過原稿の読取用光源Ｌ₂ との位置関係は走
査につれ上述のようにずれを生じるため、これによる光
量の変化を防ぐためには、原稿面での光量が均一な領域
ができるだけ広いほうがよい。このため半透明板の拡散
率はできるだけ高いほうがよい。

【００２４】ところが上記半透明板の透過率と拡散率は
相反する性能である。透過率を上げると、光量が均一な
領域の幅は小さくなる。したがってこれらについてはあ
る妥協点を見だして決めざるを得ない。

【００２５】さらに、光源自体のねじれや、本体光学系
と透過原稿読取用光源との主走査方向の傾きの差など、
光量が均一な領域の幅を小さくする要因が他にもある。

【００２６】本発明は上記従来技術の問題を解決するた
めになされたもので、その目的とするところは、走査光
学系と透過原稿の読取用光源Ｌ₂ との位置関係のずれに
よる光量の変化を抑え、安定した照明を行うことにあ
る。

【００２７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明にあっては、原稿を載置する原稿載置台と、載
置された原稿の画像情報を読み取るために、副走査方向
に移動して走査する走査手段と、走査された画像情報を
電気信号に変換する光電変換手段と、前記原稿載置台を
介して前記走査手段に対向する側に設けられ、該走査手
段と共に移動しながら原稿を照明する照明手段と、前記
走査手段と照明手段とを相対移動させて、前記光電変換
手段により前記照明手段の主走査方向に離れた少なくと
も２箇所の位置で第１、第２の配光分布を検出し、該第
１、第２の配光分布から前記照明手段の第１の位置を設
定し、該第１の位置と前記走査手段の副走査方向におけ
る読取位置との関係を補正する位置補正制御手段と、を
備える。

【００２８】これによると、照明手段の副走査方向の主
走査方向に離れた少なくとも２箇所の位置で第１、第２
の配光分布に基づいて、例えば、照明手段の同期位置で
ある第１の位置を設定し、該第１の位置と前記走査手段
の副走査方向における読取位置との関係が補正されるの
で、光量変動を抑えることができる。

【００２９】前記第１の位置は、第１の配光分布から算
出される第１の基準位置と、前記第２の配光分布から算
出される第２の基準位置と、に基づいて設定されるとよ
い。

【００３０】前記第１、第２の配光分布は、前記走査手
段の第１の方向の両端部から出力された信号により検出
されるとよい。

【００３１】また、前記位置補正制御手段は、前記光電
変換手段により検出される照明手段の副走査方向の配光
分布を、副走査方向に離れた少なくとも２箇所の位置で
検出し、前記副走査方向に離れた少なくとも２箇所の位
置それぞれにおける、配光分布に基づく照明手段の中心
位置を求め、これらの中心位置と前記走査手段の副走査
方向における読取位置との関係を補正し、副走査方向に
離れた少なくとも２箇所の間の補正は、前記照明手段と
走査手段の副走査方向の相対移動量を変化させて行うこ
とも好適である。

【００３２】これによると、読取による副走査方向に移
動する照明手段と走査手段との位置関係のズレによる主
走査方向における光量変動を低減させることができる。

【００３３】さらに、前記原稿載置台の副走査方向の端
部に、原稿が載置されない原稿載置禁止領域を設け、前
記位置補正制御手段は、この原稿載置禁止領域で前記走
査手段と照明手段とを相対移動させて、前記光電変換手
段により照明手段の副走査方向の配光分布を検出するこ
とも良い。

【００３４】これによると、原稿載置禁止領域には原稿
が存在しないので、照明手段の副走査方向の配光分布の
検出を原稿のあるなしにかかわらず速やかに行うことが
できる。

【００３５】また、前記位置補正制御手段は、原稿の画
像情報の読取とはこれに先立つ別の時点で行うことも好
適である。

【００３６】また、前記原稿の透過照明を行う照明手段
と、前記走査手段に一体的に備えられ原稿を照明する照
明手段とを備え、これらの照明手段を選択的に作動させ
て、透過原稿または反射原稿の画像情報を読み取ること
も好適である。

【００３７】また、前記走査手段は、副走査方向に移動
する第１の走査光学台と、この第１の走査光学台の移動
速度の半分の速度で同方向に移動して走査された画像情
報を折返して光路長を一定として前記光電変換手段に露
光させる第２の走査光学台とを備えた、２：１走査光学
手段であることも好ましい。

【００３８】

【発明の実施の形態】

（実施の形態１）まず、本発明が適用される、画像読取
装置としての装置本体１００と透過原稿の読取用光源ユ
ニット２００の構成を、図６，７及び８により以下に説
明する。尚、本発明が適用される画像読取装置の機械的
な構成は、従来例として説明した構成と同様である。

【００３９】図６は、画像読み取り装置の構成概略を表
わしたものである。図中１０６は光電変換手段として機
能し、走査された画像情報を電気信号に変換するＣＣＤ
などのイメージセンサで、装置本体１００内に配設され
ている。

【００４０】装置本体１００上面には透明な原稿載置台
としての原稿載置ガラス１０１が設けられ、この表面に
載置した原稿Ｐを走査手段としての走査光学系１０２に
よって走査して、上記イメージセンサ１０６上に画像情
報を露光する。

【００４１】イメージセンサ１０６内にはＲ（レッ
ド），Ｇ（グリーン），Ｂ（ブルー）のいずれかのフィ
ルタを装着した３列のセンサが配設されており、原稿上
の画像を色分解して読取る。走査光学系１０２は、原稿
載置ガラス１０１に平行に移動走査する第１の走査光学
台としてのランプユニット１０３と第２の走査光学台と
してのミラーユニット１０４、および装置本体１００内
に固定載置されたレンズ１０５により構成されている。

【００４２】ランプユニット１０３は原稿Ｐを照明する
白色光源Ｌ₁と、光源Ｌ₁によって照明された原稿Ｐ面
の画像反射光をミラーユニット１０４側に反射する第１
のミラーＭ₁を備えている。

【００４３】ミラーユニット１０４は第１のミラーＭ₁
によって反射された画像光をイメージセンサ１０６に向
けて折り返す第２，第３ミラーＭ₂，Ｍ₃により構成さ
れている。

【００４４】尚、画像読み取り領域全域において光路長
を一定に保つべく、ランプユニット１０３はミラーユニ
ット１０４の２倍の速度で移動走査する。このため本構
成の走査光学系は通常２：１走査光学系と呼ばれる。そ
してこれらのユニットはパルスモーターなどの駆動源
（図示せず）を動力として、イメージセンサ１０６の読
み取り周期と同期して走査（副走査）する。

【００４５】２００は透過原稿読取用の照明手段として
の読取用光源ユニットである。Ｌ₂は本体の光源Ｌ₁に
対し平行に配設された光源、２０１は本体の原稿台ガラ
スに対向する位置に設けられた、光拡散作用を持つ半透
明板である。

【００４６】透過原稿の読取用光源ユニット２００は画
像読取装置の後端に装着され、ヒンジ２０２を支点とし
て開閉可能である。

【００４７】透過原稿の読取時には、光源Ｌ₂は駆動源
（図示せず）により、原稿台ガラス１０１をカバーする
範囲を、半透明板２０１に平行に、本体の画像走査手段
１０２と同期して走査する。この際本体の光源Ｌ₁は消
灯している。光源Ｌ₂からの光は半透明板２０１中で拡
散されて原稿面上に図６（ｂ）のような配向分布をもた
らす（図６（ｂ）は図６（ａ）のＤ１を拡大してい
る）。このうち画像読取装置本体の読取位置からイメー
ジセンサ１０６に至る光軸上にある光が、図中Ｐの位置
に置かれた原稿を透過してイメージセンサ１０６に導か
れる。

【００４８】透過原稿を読み取る際は、原稿台ガラスの
上端Ａの範囲は、原稿の載置禁止領域となる。原稿読み
取りに先立ちこの領域内にはイメージセンサは透過原稿
用光源からの直接の光量や配光分布を読み取り、各種補
正用のデータとする。

【００４９】図７は、原稿上の画像がイメージセンサの
受光部に結像する様子を模式的に描いたものである。イ
メージセンサの受光部の周囲には、受光部が光電変換し
た電荷を蓄積する部分や信号を出力段に転送する部分が
隣接しているため、３色の受光部１０６Ｒ，１０６Ｇ，
１０６Ｂは間隔をもって並んでいる。

【００５０】イメージセンサを原稿に相対的に動かし
て、Ｒ，Ｇ，Ｂが同じ位置を読むために、受光部どうし
の間隔は、受光部の幅の整数倍になっている。ＲＧ間が
ｍライン、ＧＢ間がｎラインの間隔を持つ場合、原稿上
のある１ラインのＧの画像信号はＲの画像信号に対して
ｍライン分、Ｂの画像信号は（ｍ＋ｎ）ライン分遅れて
読み取られる。

【００５１】図８は、このカラーイメージセンサによる
読取画像データ処理ブロック図である。イメージセンサ
１０６が読み取った各色の画像データは、それぞれ増幅
器１２１Ｒ，１２１Ｇ，１２１Ｂに送られて増幅された
後、Ａ／Ｄコンバータ１２２Ｒ，１２２Ｇ，１２２Ｂに
よりデジタル画像信号に変換される。各Ａ／Ｄコンバー
タは、そのビット数分にイメージセンサのダイナミック
レンジ（原稿上の真白部と真黒部の読取出力差）を分割
して、原稿上の画像の明るさに応じて階調数を割り当て
る。

【００５２】たとえば分解能８ｂｉｔのＡ／Ｄコンバー
タを使用している場合は白から黒に至る間を２５６の階
調レベルに、１０ｂｉｔＡ／Ｄコンバータの場合は１０
２４の階調レベルに識別することができる。したがっ
て、ＲＧＢ各色８ｂｉｔのＡ／Ｄコンバータを用いた画
像読取装置では２４ｂｉｔ＝約１６７０万色、各色１０
ｂｉｔの場合は３０ｂｉｔ＝約１０億７４００万色を識
別できる。

【００５３】上述のようにイメージセンサの各色の受光
部は間隔をもって並んでいるので、画像信号が画像処理
回路１２４に入力される前に位相を合わせるため、Ａ／
Ｄコンバータ１２２Ｒの後段には（ｍ＋ｎ）ライン分
の、Ａ／Ｄコンバータ１２２Ｇの後段にはｎライン分の
バッファメモリ１２３Ｒ，１２３Ｇが設けられ、一番最
後に読み取られるＢ信号に合わせて出力される。画像処
理回路１２４においては色補正の演算の二値化処理など
が行なわれた後の画像信号が出力される。

【００５４】上記画像信号は、インタフェース回路１２
５を介してパソコンなどの機器３００に出力される。

【００５５】画像読取装置の画像信号の出力形態は数種
類あり、読み取った画像の用途によってそれに適した出
力形態を選択することができる。文章を読み取ってその
内容をＯＣＲにかける場合やモノクロの線画を読み取る
場合には、モノクロ二値の画像が適しており、上述のＲ
ＧＢの画像信号のうちたとえばＧ信号を使用してこれを
画像処理回路１２４にて、あるしきい値にて二値化した
画像データが選ばれる。

【００５６】写真などの画像を読み取ってモノクロプリ
ンタに出力する目的で画像を読み取る場合には、同じく
Ｇ信号を使用してディザ法や誤差拡散法といった中間調
処理を用いて二値化した画像データが用いられる。カラ
ー画像の処理を行なう場合には、多値（２４ｂｉｔｅ
ｔｃ．）画像データが適している。

【００５７】画像読取装置に用いられるＡ／Ｄコンバー
タには、接続されるコンピュータの画像処理能力と等価
な分解能のものが用いられる場合が多い（２４ｂｉｔ画
像の処理が可能なコンピュータ用の画像読取装置にＲＧ
Ｂ各色８ｂｉｔのＡ／Ｄコンバータを用いる）が、さら
に高精細な階調を得るために、コンピュータの処理能力
よりも分解能の高いＡ／Ｄコンバータを用いたものもあ
る。このような画像読取装置、たとえばＲＧＢ各色１０
ｂｉｔのＡ／Ｄコンバータを用いたものでは、各色１０
ｂｉｔ分の階調レベルに分けられた信号を、上記画像処
理回路にて各色８ｂｉｔに変換して出力する。

【００５８】次に、本発明による特徴的な構成としての
位置補正制御手段について図１及び図２により説明す
る。この位置補正制御手段は、上述した構成の画像読取
装置のハードウェア的な部分（いわゆる機械構成部分）
には、変更を加えることなく行うことも可能なものであ
り、装置の不図示の制御部に、一部の電子部品を追加し
たり、またソフトウエア的に構成されるものとして説明
する。

【００５９】画像読取装置が接続されたコンピュータか
ら透過原稿読取の指示を受けると、まず透過原稿の光源
Ｌ₂が、ホームポジション（図１において左側）から本
体の原稿載置ガラスの上端の範囲Ａ内のある位置ａまで
前進し、停止する。

【００６０】停止位置の制御には、たとえば不図示のフ
ォトインタラプタが用いられ、光源Ｌ₂が前進開始後、
フォトインタラプタの出力が切り替わってから所定距離
移動後をａ位置とする。この位置において、光源Ｌ₂は
点灯している。

【００６１】引き続き画像読取装置本体の画像走査手段
１０２が走査を開始する。上記と同様、光学系の位置の
検出は不図示のフォトインタラプタなどを用いて制御さ
れる。なお光源Ｌ₁は消灯している。

【００６２】画像読取装置は光学系が光源Ｌ₂の停止位
置ａの近傍の位置ｂに達すると画像データの読み取りを
始め、位置ａを越えた位置ｃまでの主走査方向中央部の
一定幅（たとえば１０画素）の画像データをバッファメ
モリ内に保存する。上記画像データは、光源Ｌ₂の光量
分布をそのまま記録したものである。

【００６３】次に、画像読取装置本体内で、不図示の演
算手段により、光源Ｌ₂の副走査方向配光分布と、その
中心位置を調べるために下記演算が行われる。

【００６４】１．副走査各ラインについて、取り出した
データの平均値を算出する。

【００６５】２．上記演算によりできたデータ列の中か
ら、最大値ｙ_maxを検出する。

【００６６】３．ｙ_maxに一定幅（たとえば０．７）を
乗じた値ｙ_0.7を算出する。

【００６７】４．ステップ３にて作成したデータ列の中
から、ｙ_0.7と同じ値またはこれにもっとも近い値を検
索し、光量増加の過程および減少の過程からそれぞれひ
とつを検出する。検出されたデータのデータ列内での順
番をｉ，ｊとする。

【００６８】５．ｋ＝（ｉ＋ｊ）／２を算出し、これを
光源Ｌ₂の副走査配光の中心位置とする。

【００６９】このとき、Δ＝ｋ−（ｂ位置〜ａ位置間の
ライン数）が、はじめに画像走査手段１０２及び光源Ｌ
₂の各フォトインタラプタを用いた制御によって行なわ
れた位置合わせと、実際の配光の中心位置とのずれ量に
なる。従って画像走査手段１０２と光源Ｌ₂の位置関係
を上記Δだけ補正することによって、副走査方向上端に
おいて画像走査手段１０２の読取位置と光源Ｌ₂の配光
中心が一致する。

【００７０】上記シーケンスによる位置合わせ終了後、
原稿の載置禁止領域Ａよりも下端側に置かれた透過原稿
を読み取る。

【００７１】光源Ｌ₂の配光が均一な領域の幅が画像走
査手段と透過原稿の光源Ｌ₂との全走査範囲での位置ず
れ精度と同等以上であれば、全走査範囲において均一な
光量を得られることが保証される。従ってこれを満足す
る範囲内で拡散板の透過率を上げることができ、従って
光量の増加につながり、読取画像の画質の向上をもたら
す。

【００７２】なお、この位置合わせを行なうのは、透過
原稿読取用光源ユニット２００を本体に装着した直後、
電源投入時、毎読取時など、様々な時点が考えられる。

【００７３】また本実施の形態においては画像読取装置
本体の走査光学系として２：１走査光学系を用いて説明
したがこれに限らず、光源、ミラー、レンズ、ＣＣＤを
ひとつの箱の中に組み込み、これを移動走査させる一体
光学系などを用いた場合にも適用できる。

【００７４】さらに、本実施の形態では画像読取装置本
体画像走査手段と透過用光源ユニットはそれぞれの走査
駆動源を別個に持つ構成について説明したが、駆動源を
共有する構成においてもこの発明は有効である。なぜな
らば上述のとおり、走査系それぞれが移動距離の誤差を
持つからである。

【００７５】（実施の形態２）読取用光源Ｌ₂ 自体の配
光分布のねじれや、部品精度や組立精度に起因する走査
光学系と透過原稿の光源Ｌ₂ との相対的な位置ずれや傾
きのため、走査光学系の主走査ラインに対して配光分布
が傾いている場合がある。

【００７６】そこで、本実施の形態はこのような場合を
想定して、位置合わせの精度を向上することを目的とす
る。図３を用いてこれを説明する。

【００７７】光源Ｌ₂の移動開始から走査光学系１０２
の走査開始までのシーケンスは、実施の形態１と同じで
ある。

【００７８】画像読取装置は走査光学系１０２が光源Ｌ
₂の停止位置ａの近傍の位置ｂに達すると画像データの
読み取りを始め、位置ａを越えた位置ｃまでの主走査方
向全域あるいは両端の画像データをバッファメモリ内に
保存する。

【００７９】次に、画像読取装置本体内で、光源Ｌ₂の
副走査方向配光分布と、その中心位置を調べるために下
記演算が行われる。

【００８０】１．上記データから主走査方向左端一定幅
のデータを取り出す。

【００８１】２．副走査各ラインについて、取り出した
データの平均値を算出する。

【００８２】３．上記演算によりできたデータ列の中か
ら最大値ｙ_LEFTmaxを検出する。

【００８３】４．ｙ_LEFTmaxに一定値（例えば０．７）
を乗じた値ｙ_LEFT0.7を算出する。５．ステップ３にて作成したデータ列の中から、ｙ
_LEFT0.7と同じ値または最も近い値を検索し、光量増加
の過程および減少の過程からそれぞれひとつを検出す
る。検出されたデータのデータ列内での順番をｉ_LEFT，
ｊ_LEFTとする。

【００８４】６．ｋ_LEFT＝（ｉ_LEFT＋ｊ_LEFT）／２を算
出し、これを左端の副走査配光の中心位置とする。

【００８５】７．同様にして主走査方向右端一定幅のデ
ータからｋ_RIGHT＝（ｉ_RIGHT＋ｊ_RIGHT）／２を算出
し、これを右端の副走査配光の中心位置とする。

【００８６】８．ｋ_CENTER＝（ｋ_LEFT＋ｋ_RIGHT）／２
を算出し、これを光源Ｌ₂の中心位置とする。

【００８７】このとき、Δ＝ｋ_CENTER−（ｂ位置〜ａ位
置間のライン数）が、はじめに本体光学系および透過光
源Ｌ₂の各フォトインタラプタを用いた制御によって行
なわれた位置合わせと、実際の配光の中心位置とのずれ
量になる。従って本体光学系と光源Ｌ₂の位置関係を上
記Δだけ補正することによって、副走査方向上端におい
て本体光学系の読取位置と光源Ｌ₂の配光中心が一致す
る。

【００８８】本実施の形態を適用することにより、本体
と光源ユニットとの組み合わせにおける機械的誤差をも
吸収することができるため、実施の形態１と比較して位
置合わせの精度が向上する。

【００８９】（実施の形態３）これまでの実施の形態
は、本体光学系と透過原稿読取用光源の位置合わせを原
稿載置ガラスの一端で行なうもので、このため走査が行
われるに従って本体側の走査光学系１０２と透過原稿の
読取用光源Ｌ₂ との間にこれらの移動精度誤差による位
置ずれが起こることを前提として容認していた。従っ
て、配光が均一な領域の幅はこの移動精度誤差に対して
十分に広いものである必要があった。

【００９０】本実施の形態は、上記移動精度誤差をあら
かじめ検出し、原稿読取時にはこの誤差を吸収するよう
な移動制御を行なうことにより、さらに光量の安定化を
図り、また配光が均一な領域の幅を小さくして透過率を
上げることができるようにするものであり、図４はその
説明図である。

【００９１】なお本実施の形態による位置合わせは、原
稿載置ガラス上に原稿が一切置かれていない状態にて行
なうのが好ましい。従って、通常の読取動作モードとは
別にキャリブレーションモードを設け、位置合わせを行
なうときには原稿を置かずに、コンピュータ上からキャ
リブレーションモードを指令するといった運用方法が必
要である。

【００９２】まず本体の走査光学系１０２と透過原稿の
光源Ｌ₂は原稿載置ガラスの上端ａ位置において、実施
の形態２に基づいてｂ位置から光源Ｌ₂の配光中心位置
までのライン数ｋ_TOPを求める。

【００９３】次に本体走査光学系１０２と透過原稿の光
源Ｌ₂をこれまでと同じフォトインタラプタを用いた制
御により原稿載置ガラスの下端へ移動し、ここでの光源
Ｌ₂の配光中心位置を求める。

【００９４】まず透過原稿の光源Ｌ₂を原稿載置ガラス
の下端ａ′位置に移動して停止、引き続き本体走査光学
系１０２を移動する。画像読取装置は本体走査光学系１
０２が光源Ｌ₂の停止位置ａ′の近傍の位置ｂ′に達す
ると画像データの読み取りを始め、位置ａ′を越えた位
置ｃ′までの主走査方向全域の画像データをバッファメ
モリ内に保存する。なお、（位置ａ′〜位置ｂ′）およ
び（位置ｂ′〜位置ｃ′）の間隔は、（位置ａ〜位置
ｂ）および（位置ｂ〜位置ｃ）の間隔と同じである。
ｂ′位置から光源Ｌ₂の配光中心位置までのライン数ｋ
_ENDは、上記画像データを用いて実施の形態２に基づい
て求められる。

【００９５】これらの補正量の差である、Δ_END/TOP＝
ｋ_END−ｋ_TOPは、走査上端から下端にかけての本体走
査光学系１０２と光源Ｌ₂の移動距離の差を表わす。こ
こまででキャリブレーションを終了する。

【００９６】実施の形態２において求めた走査上端での
ずれ量Δ及び今回求めたΔ_END/TOPを用いて、原稿の読
取を開始する。

【００９７】まず走査上端においてずれ量Δに基づいた
本体走査光学系１０２と光源Ｌ₂の位置関係の補正を、
これまでの実施の形態と同様に行なう。引き続き原稿の
読取を行なうが、このとき、Δ_END/TOPに基づいて光源
Ｌ₂の移動量の調整を、間引きを用いて行なう。

【００９８】例としてＡ４サイズ（２１０ｍｍ×２９７
ｍｍ）の読取範囲、３００ｄｐｉの解像度を持つ画像読
取装置を挙げて説明する。

【００９９】この読取装置の副走査ライン数は、３５０
８ライン（（２９７／２５．４）×３００＝３５０７．
９）である。いま走査上端から下端にかけての本体走査
光学系１０２と光源Ｌ₂の移動距離の差すなわちΔ
_END/TOPを１ｍｍと仮定すると、走査ライン数にして
（１／２５．４）×３００＝１１．８ラインとなる。

【０１００】これだけの距離を３５０８ライン走査する
間に補正すれば、走査下端に達しても本体走査光学系１
０２の読取位置は光源Ｌ₂の配光中心と一致しているこ
とになる。そこで、次の計算３５０８／１１．８＝２９
７．３により、約２９７ラインの走査ごとに１ラインを
補正をかける。

【０１０１】本体走査光学系１０２が２９７ラインスキ
ャンする間に、光源Ｌ₂の移動距離の方が大きい場合に
はこれを２９６ライン、小さい場合には２９８ライン移
動させる。これは２９７ラインごとに走査光学系１０２
と光源Ｌ₂が相対的に１ラインずれることを意味する
が、距離にして２５．４／３００＝０．０８４７ｍｍの
ずれであり、これによりイメージセンサに到達する光量
が変動することはないので画像への影響はない。

【０１０２】上記説明では調整を光源Ｌ₂の移動量の制
御にて行なうが、これは、もし本体側で行なうと、調整
した個所での画像の欠落または重複が起きるためであ
る。このような問題がなければ、本体側で行なっても差
しつかえない。要するに、光源Ｌ₂と、走査光学系１０
２の相対移動量が変化すれば良い。

【０１０３】（実施の形態４）実施の形態３と同様、移
動精度誤差をあらかじめ検出し、原稿読取時には全走査
範囲にてこの誤差を吸収する別の例について図５をもと
に説明する。

【０１０４】走査上端から下端にかけての本体の走査光
学系１０２と光源Ｌ₂の移動距離の差Δ_END/TOPを求め
るところまでは、実施の形態３と同じである。

【０１０５】原稿読取開始にあたり、走査上端では走査
光学系１０２と光源Ｌ₂の位置関係に、実施の形態２に
基づいてΔの補正をかけたうえ、さらにΔ_END/TOP／２
の補正をかける。これにより上端ではΔ_END/TOP／２だ
けの位置ずれが生じていることになるが、走査につれて
ずれ量はしだいに減少して中央にて０になり、さらに下
端に進むにつれ逆方向へのずれが大きくなり下端にてΔ
_END/TOP／２になる。

【０１０６】実施の形態２と比較して、走査光学系１０
２と光源Ｌ₂の中心とが最大にずれたときのずれ量が１
／２になるので、光量のさらなる安定につながる。

【０１０７】

【発明の効果】以上のように説明された本発明の画像読
取装置によると、照明手段の副走査方向の配光分布に基
づく照明手段の中心位置を設定され、この中心位置と前
記走査手段の副走査方向における読取位置との関係が補
正されるので、光量変動を抑えることができる。

【０１０８】そして、照明手段と走査手段との位置合わ
せが精度良くなされることで、半透明板の拡散率を小さ
くすることが可能となり、この結果透過率を大きくして
透過原稿に照射される光量が増加し、ダイナミックレン
ジが拡がり、画像情報を高い画像品質で読み取ることが
できる。

【０１０９】本発明を適用することで、照明手段と走査
手段との位置合わせが行われるので、構成部品の精度や
組み立て精度を高い精度で維持する必要がなくなり、コ
ストを低減することができる。

【０１１０】本発明の適用は、従来から備えられている
画像読取装置の制御部に追加または組み込まれる電子部
品、あるいはソフトウェアの追加により適用することが
可能であり、適用のための費用は極めて小さい。

【０１１１】また、照明手段の副走査方向の配光分布
を、主走査方向に離れた少なくとも２箇所の位置で検出
することで、前記照明手段と前記走査手段の主走査方向
における傾斜位置関係を補正することができる。

【０１１２】また、照明手段の副走査方向の配光分布
を、副走査方向に離れた少なくとも２箇所の位置で検出
することで、副走査方向に移動したときの照明手段と走
査光学手段との位置ズレを補正することができる。

【０１１３】原稿載置禁止領域で配光分布を検出するこ
とで、照明手段の副走査方向の配光分布の検出を原稿の
あるなしにかかわらず速やかに行うことができる。

【０１１４】さらに、この画像読取装置では、位置補正
作業が原稿の画像情報の読取とはこれに先立つ別の時点
で行われた場合には、読取作業を遅延させない。

【０１１５】また、透過照明を行う照明手段と、反射照
明を行う照明手段とを備えることで、透過原稿または反
射原稿の両方の画像情報を読み取ることができる。

【０１１６】また、前記走査手段が２：１走査光学手段
である場合に、走査手段の移動に伴う光路の変化を補正
することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明を適用した画像読取装置の第１の
実施の形態の位置合わせ方法を説明する図。

【図２】図２は本発明を適用した画像読取装置の第１の
実施の形態の位置合わせ方法を説明する図。

【図３】図３は本発明を適用した画像読取装置の第２の
実施の形態の位置合わせ方法を説明する図。

【図４】図４は本発明を適用した画像読取装置の第３の
実施の形態の位置合わせ方法を説明する図。

【図５】図５は本発明を適用した画像読取装置の第４の
実施の形態の位置合わせ方法を説明する図。

【図６】図６は画像形成装置の説明図。

【図７】図７はイメージセンサの受光部の図。

【図８】図８は読取画像のデータを処理するブロック図

【図９】図９はミラー角度のズレによる読取位置のズレ
を説明する図。

【符号の説明】

１００装置本体（画像読取装置）１０１原稿載置ガラス（原稿載置台）１０２走査光学手段（走査手段）１０３ランプユニット（第１の走査光学台）１０４ミラーユニット（第２の走査光学台）１０５レンズ１０６イメージセンサ（光電変換手段）２００読取用光源ユニット２０１半透明板Ｌ₂ 読取用光源（照明手段）

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】原稿を載置する原稿載置台と、載置された原稿の画像情報を読み取るために、副走査方
向に移動して走査する走査手段と、走査された画像情報を電気信号に変換する光電変換手段
と、前記原稿載置台を介して前記走査手段に対向する側に設
けられ、該走査手段と共に移動しながら原稿を照明する
照明手段と、前記走査手段と照明手段とを相対移動させて、前記光電
変換手段により前記照明手段の主走査方向に離れた少な
くとも２箇所の位置で第１、第２の配光分布を検出し、
該第１、第２の配光分布から前記照明手段の第１の位置
を設定し、該第１の位置と前記走査手段の副走査方向に
おける読取位置との関係を補正する位置補正制御手段
と、を備えたことを特徴とする画像読取装置。
【請求項２】前記第１の位置は、第１の配光分布から算
出される第１の基準位置と、前記第２の配光分布から算
出される第２の基準位置と、に基づいて設定されること
を特徴とする請求項１に記載の画像読取装置。
【請求項３】前記第１、第２の配光分布は、前記走査手
段の第１の方向の両端部から出力された信号により検出
されることを特徴とする請求項１または２に記載の画像
読取装置。
【請求項４】前記位置補正制御手段は、前記光電変換手
段により検出される照明手段の副走査方向の配光分布
を、副走査方向に離れた少なくとも２箇所の位置で検出
し、前記副走査方向に離れた少なくとも２箇所の位置それぞ
れにおける、配光分布に基づく照明手段の前記第１の位
置としての中心位置を求め、これらの中心位置と前記走
査手段の副走査方向における読取位置との関係を補正
し、前記副走査方向に離れた少なくとも２箇所の間の補正
は、前記照明手段と走査手段の副走査方向の相対移動量
を変化させて行うことを特徴とする請求項１乃至３のい
ずれかに記載の画像読取装置。
【請求項５】前記原稿載置台の副走査方向の端部に、原
稿が載置されない原稿載置禁止領域を設け、前記位置補正制御手段は、該原稿載置禁止領域で前記走
査手段と照明手段とを相対移動させて、前記光電変換手
段により前記照明手段の副走査方向の配光分布を検出す
ることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の
画像読取装置。
【請求項６】前記位置補正制御手段は、原稿の画像情報
の読取とはこれに先立つ別の時点で行うことを特徴とす
る請求項１乃至５のいずれかに記載の画像読取装置。
【請求項７】前記原稿の透過照明を行う照明手段と、前
記走査手段に一体的に備えられ原稿を照明する照明手段
とを備え、これらの照明手段を選択的に作動させて、透
過原稿または反射原稿の画像情報を読み取ることを可能
とする請求項１乃至６のいずれかに記載の画像読取装
置。
【請求項８】前記走査手段は、副走査方向に移動する第
１の走査光学台と、この第１の走査光学台の移動速度の
半分の速度で同方向に移動して走査された画像情報を折
返して光路長を一定として前記光電変換手段に露光させ
る第２の走査光学台とを備えた、２：１走査光学手段で
あることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載
の画像読取装置。