JP4060921B2 - カラー画像読取装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本願発明は、読取光源として３色の発光ダイオードを用いたカラー画像読取装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、読取光源として３色の発光ダイオードを用いたカラー画像読取装置においては、図３に示すように、赤、緑、青各色の発光ダイオード３１Ｒ，３１Ｇ，３１Ｂのアノードをたとえば５ボルトの直流電源に共通に接続し、各発光ダイオード３１Ｒ，３１Ｇ，３１Ｂのカソードに抵抗器３２Ｒ，３２Ｇ，３２Ｂの一端を接続し、抵抗器３２Ｒ，３２Ｇ，３２Ｂの他端にアナログスイッチ３３Ｒ，３３Ｇ，３３Ｂの一端を接続し、アナログスイッチ３３Ｒ，３３Ｇ，３３Ｂの他端を共通に接地していた。
【０００３】
そして、アナログスイッチ３３Ｒ，３３Ｇ，３３Ｂのオン期間により、各発光ダイオード３１Ｒ，３１Ｇ，３１Ｂの発光量が所定の値になるように制御していた。すなわち、発光ダイオード３１Ｒ，３１Ｇ，３１Ｂの通電電流と光出力との関係は、個々の製品間でばらつきが大きく、所定の発光量を得るためには、光出力に応じてオン期間を調整するか、あるいはオン期間に応じて通電電流を制御することにより光出力を調整する必要があるが、従来のカラー画像読取装置では、光出力に応じてオン期間を調整する方式を採用していた。この調整は、カラー画像読取装置の工場からの出荷前に行われる。
【０００４】
しかし、このような方式では、個々の製品間のばらつきにより光出力が非常に小さい発光ダイオード３１Ｒ，３１Ｇ，３１Ｂが存在するので、そのような発光ダイオード３１Ｒ，３１Ｇ，３１Ｂを組み込んだカラー画像読取装置の場合、オン期間を十分に長くする必要があり、高速読取に支障を来すおそれがあった。しかも、赤、緑、青の各色でオン期間が相互に異なるので、各色のオン期間における被読取体の副操作方向の移動距離が相互に異なる結果となり、カラー読取の品位に微妙な悪影響を及ぼす恐れがあった。
【０００５】
さらには、モノクロ読取時に通電電流を小さくできないので、モノクロ読取に使用するたとえば緑色の発光ダイオード３１Ｇの寿命を低下させる恐れがあった。すなわち、読取画像の鮮明度を向上させる観点から、モノクロ読取時には、３色の発光ダイオード３１Ｒ，３１Ｇ，３１Ｂを同時に点灯させずに、緑色の発光ダイオード３１Ｇのみを点灯させるのが一般的であり、この場合、緑色の発光ダイオード３１Ｇはカラー読取時にもモノクロ読取時にも使用され、しかもモノクロ読取時にもカラー読取時と同じ大きな通電電流で駆動されることから、寿命を低下させる恐れがある。これについてさらに説明すると、被読取体の表面からの反射光を光電変換素子の受光面に結像させるためのレンズは、赤、緑、青各色の波長の相違により焦点距離が微妙に異なるので、赤、緑、青各色の中間波長である緑色の光が受光面に結像されるように、レンズの焦点距離が選定されているのが一般的である。したがって、モノクロ読取時に赤、緑、青各色の発光ダイオード３１Ｒ，３１Ｇ，３１Ｂを同時に点灯させると、各色の焦点距離の差により赤色および青色の光が受光面に正確に結像されず、画像の輪郭が不鮮明になりがちである。このため、一般的には、モノクロ読取時に緑色の発光ダイオード３１Ｇのみを点灯させているのである。
【０００６】
【発明の開示】
本願発明は、上記した事情のもとで考え出されたものであって、発光ダイオードの光出力のばらつきに係わらず高速読取が可能であり、しかもモノクロ読取時に使用する発光ダイオードの寿命を極力延ばすことができるカラー画像読取装置を提供することを、その課題とする。
【０００７】
上記の課題を解決するため、本願発明では、次の技術的手段を講じている。
【０００８】
本願発明の第１の側面によれば、被読取体の表面で反射して多数の光電変換素子に入射すべき光を放射する読取光源としての、各々１個設けられた赤、緑、青各色の発光ダイオードと、発光ダイオードに電流を供給する１個の可変定電流回路と、発光ダイオードを各色毎にオン・オフさせるスイッチ回路と、カラー読取時に、スイッチ回路を制御して発光ダイオードを各色毎に所定時間ずつ順次オンさせる第１の点灯制御手段と、カラー読取時に、第１の点灯制御手段に同期して、予め第１の記憶手段に各色別に記憶されている第１の基準データに応じて可変定電流回路を制御することにより、発光ダイオードの光出力を各色毎に第１の所定値にする第１の光出力制御手段と、モノクロ読取時に、スイッチ回路を制御して各色の発光ダイオードのうちのいずれか１色を連続的にオンさせる第２の点灯制御手段と、モノクロ読取時に、予め第２の記憶手段に記憶されている第２の基準データに応じて可変定電流回路を制御することにより、第２の点灯制御手段によって連続的にオンされる発光ダイオードの光出力を第１の所定値よりも小さい第２の所定値にする第２の光出力制御手段とを備えたことを特徴とする、カラー画像読取装置が提供される。
【０００９】
好ましい実施の形態によれば、第２の点灯制御手段は、緑色の発光ダイオードをオンさせ、第２の光出力制御手段は、緑色の発光ダイオードの光出力を第２の所定値にする。
【００１１】
本願発明によれば、第１の光出力制御手段が、カラー読取時に、第１の点灯制御手段に同期して、予め第１の記憶手段に各色別に記憶されている第１の基準データに応じて可変定電流回路を制御することにより、発光ダイオードの光出力を各色毎に第１の所定値にするので、発光ダイオードの製品間の特性のばらつきに係わらず、オン期間を一定にできることから、高速読取に支障を来すことがないと同時に、各色の発光ダイオードのオン期間の相違による読取品質の微妙な低下の恐れもない。
【００１２】
すなわち、光出力の小さな発光ダイオードの場合、通電電流を大きくすることにより光出力を大きくするので、所定の発光量を得るためにオン期間を長くする必要がないことから、オン期間の長さにより読取速度が制約されるということがない。しかも、各色毎の通電電流の調整により、各色毎の発光時間を均一にできるので、発光時間内に被読取体が副走査方向に移動する時間を、各色同一にできることから、読取品質の微妙な低下を生じることがない。
【００１３】
しかも、第２の光出力制御手段が、モノクロ読取時に、予め第２の記憶手段に記憶されている第２の基準データに応じて可変定電流回路を制御することにより、第２の点灯制御手段によって連続的にオンされている発光ダイオードの光出力を第１の所定値よりも小さい第２の所定値にするので、モノクロ読取時に使用する発光ダイオードの寿命を極力延ばすことができる。
【００１４】
すなわち、モノクロ読取時には光出力を小さくして連続点灯させるので、カラー読取時と同じ光出力で間欠的に点灯させる場合と比較して、発光ダイオードの寿命を延命させることが期待できる。しかも、連続点灯させるので、間欠的に点灯させる場合よりも制御が容易である。このような光出力の制御は、通電電流を制御する可変定電流回路を設けたことにより、実現可能になったのである。
【００１５】
また、可変定電流回路を１個設け、各色共通の可変定電流回路により発光ダイオードの通電電流を制御するので、各色毎に可変定電流回路を設ける場合と比較して、製造コストを低減できる。
【００１６】
また、モノクロ読取時に緑色の発光ダイオードを用いるようにすれば、通常のカラー画像読取装置の光学系では緑色の光が光電変換素子の受光面に正確に結像するように設定されていることから、被読取体の画像を鮮明に読み取ることができる。
【００１８】
光電変換素子としては、たとえばホトトランジスタが考えられるが、これに限らず、ホトダイオードなどであってもよい。
【００１９】
発光ダイオードの設置数は、各色毎に１個であってもよいし、各色毎に複数個であってもよい。
【００２０】
スイッチ回路としては、たとえばアナログスイッチが考えられるが、これに限るものではない。
【００２１】
第１および第２の記憶手段としては、たとえばＥＥＰＲＯＭが考えられるが、これに限らず、フラッシュメモリなどであってもよい。第１の記憶手段と第２の記憶手段とは、共通の記憶装置により実現してもよいし、別個の記憶装置により実現してもよい。
【００２２】
第１の所定値は、各色毎に異なっていてもよいし、共通であってもよい。
【００２３】
第１の点灯制御手段、第１の光出力制御手段、第２の点灯制御手段、および第２の光出力制御手段は、所定のプログラムに基づいて動作するＣＰＵにより実現できる。
【００２４】
本願発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本願発明の好ましい実施の形態を、図面を参照して具体的に説明する。
【００２６】
図１は、本願発明に係るカラー画像読取装置の要部の回路ブロック図であって、このカラー画像読取装置は、ＣＰＵ１、ＲＡＭ２、ＲＯＭ３、ＥＥＰＲＯＭ４、入出力インターフェイス５、ディジタル・アナログ変換器６、可変定電流回路７、操作部８、赤、緑、青各色の発光ダイオード１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂ、抵抗器１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂ、およびアナログスイッチ１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂを備えている。ＣＰＵ１、ＲＡＭ２、ＲＯＭ３、ＥＥＰＲＯＭ４、および入出力インターフェイス５は、バス線により相互に接続されている。入出力インターフェイス５には、ディジタル・アナログ変換器６、操作部８、およびアナログスイッチ１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂの制御端が接続されており、ディジタル・アナログ変換器６には可変定電流回路７の制御端が接続されている。可変定電流回路７の入力端はたとえば１２ボルトの直流電源に接続されており、可変定電流回路７の出力端は発光ダイオード１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂのアノードに接続されている。発光ダイオード１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂのカソードは抵抗器１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂの一端に接続されており、抵抗器１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂの他端はアナログスイッチ１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂの一端に接続されている。アナログスイッチ１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂの他端は接地されている。
【００２７】
ＣＰＵ１は、カラー画像読取装置の全体を制御する。ＲＡＭ２は、ＣＰＵ１にワーク領域を提供し、各種のデータを記憶する。ＲＯＭ３は、ＣＰＵ１を動作させるためのプログラムなどを記憶している。ＥＥＰＲＯＭ４は、各種の登録データなどを記憶する。入出力インターフェイス５は、ＣＰＵ１に対する各種データの入出力を制御する。ディジタル・アナログ変換器６は、ＣＰＵ１から入出力インターフェイス５を介して入力された基準データをアナログの基準電圧に変換する。可変定電流回路７は、ディジタル・アナログ変換器６により変換された基準電圧に応じた電流を出力する。操作部８は、複数のキースイッチを備えており、使用者の操作に応じた操作信号を出力する。発光ダイオード１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂは、読み取りのための光を放射する。アナログスイッチ１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂは、発光ダイオード１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂの点灯状態と消灯状態とを切り替える。
【００２８】
すなわち、発光ダイオード１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂは、被読取体の表面で反射して多数の光電変換素子に入射すべき光を放射する読取光源としての、各々任意数の赤、緑、青各色の発光ダイオードを構成している。可変定電流回路７は、発光ダイオードに電流を供給する１個の可変定電流回路を構成している。アナログスイッチ１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂは、発光ダイオードを各色毎にオン・オフさせるスイッチ回路を構成している。ＥＥＰＲＯＭ４は、第１および第２の記憶手段を構成している。ＣＰＵ１は、ＲＯＭ３に格納されたプログラムに基づいて動作することにより、カラー読取時に、スイッチ回路を制御して発光ダイオードを各色毎に所定時間ずつ順次オンさせる第１の点灯制御手段を実現している。さらにＣＰＵ１は、ＲＯＭ３に格納されたプログラムに基づいて動作することにより、カラー読取時に、第１の点灯制御手段に同期して、予め第１の記憶手段に各色別に記憶されている第１の基準データに応じて可変定電流回路を制御することにより、発光ダイオードの光出力を各色毎に第１の所定値にする第１の光出力制御手段を実現している。さらにＣＰＵ１は、ＲＯＭ３に格納されたプログラムに基づいて動作することにより、モノクロ読取時に、スイッチ回路を制御して各色の発光ダイオードのうちのいずれか１色を連続的にオンさせる第２の点灯制御手段を実現している。さらにＣＰＵ１は、ＲＯＭ３に格納されたプログラムに基づいて動作することにより、モノクロ読取時に、予め第２の記憶手段に記憶されている第２の基準データに応じて可変定電流回路を制御することにより、第２の点灯制御手段によって連続的にオンされている発光ダイオードの光出力を第１の所定値よりも小さい第２の所定値にする第２の光出力制御手段を実現している。
【００２９】
次に動作を説明する。カラー読取時には、図２に実線で示すように、発光ダイオード１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂが、所定時間ずつ順次点灯し、赤、緑、青の光が順次原稿などの被読取体（図示せず）の表面に放射され、その反射光が、レンズ（図示せず）などによりたとえば密着型イメージセンサなどに備えられた多数の光電変換素子（図示せず）の受光面に結像され、被読取体の画像に応じた画像信号が各色毎に得られる。
【００３０】
すなわち、ＣＰＵ１によりアナログスイッチ１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂがオン・オフ制御されることにより、発光ダイオード１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂが順次点灯するのであるが、このときＣＰＵ１が、アナログスイッチ１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂのオン・オフ制御に同期して、ＥＥＰＲＯＭ４に格納された各色毎の第１の基準データを読み出し、ディジタル・アナログ変換器６を介して可変定電流回路７に供給する。したがって、発光ダイオード１１Ｒの点灯時には赤色用の第１の基準データに応じた電流が可変定電流回路７から赤色の発光ダイオード１１Ｒに流れ、発光ダイオード１１Ｇの点灯時には緑色用の第１の基準データに応じた電流が可変定電流回路７から緑色の発光ダイオード１１Ｇに流れ、発光ダイオード１１Ｂの点灯時には青色用の第１の基準データに応じた電流が可変定電流回路７から青色の発光ダイオード１１Ｂに流れる。この結果、各色の発光ダイオード１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂの点灯時間が全て同じであり、しかもその時間が予め決められた所定値でありながら、発光ダイオード１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂの個々の製品間の特性のばらつきや発光色による特性の差異に係わらず、各色の発光ダイオード１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂの発光量が全て所定値になる。発光量とは、光出力を発光時間で積分した値に対応する。なお、カラー読取モードであるかモノクロ読取モードであるかは、ＣＰＵ１が操作部８からの操作信号を監視することにより判断し、ＥＥＰＲＯＭ４に現在の動作モードを記憶させておく。
【００３１】
以上の動作が、被読取体の副操作方向の移動に伴って各ライン毎に繰り返され、被読取体の画像が読み取られる。
【００３２】
モノクロ読取時には、図２に破線で示すように、発光ダイオード１１Ｇが連続点灯し、緑色の光が被読取体の表面に放射され、その反射光が、レンズなどによりたとえば密着型イメージセンサなどに備えられた多数の光電変換素子の受光面に結像され、被読取体の画像に応じた画像信号が得られる。
【００３３】
すなわち、ＣＰＵ１によりアナログスイッチ１３Ｇがオンされ、かつアナログスイッチ１３Ｒ，１３Ｂがオフされることにより、発光ダイオード１１Ｇが連続点灯するのであるが、このときＣＰＵ１が、ＥＥＰＲＯＭ４に格納された第２の基準データを読み出し、ディジタル・アナログ変換器６を介して可変定電流回路７に供給する。したがって、発光ダイオード１１Ｇの点灯時には第２の基準データに応じた電流が可変定電流回路７から緑色の発光ダイオード１１Ｇに流れ、緑色の発光ダイオード１１Ｇがカラー読取時よりも小さい光出力で連続点灯する。このモノクロ読取時における発光ダイオード１１Ｇの通電電流は、カラー読取時の３０ｍＡに対して、たとえば１５〜２０ｍＡ程度である。したがって、モノクロ読取時に発光ダイオード１１Ｇの通電電流を３０ｍＡにして間欠的に発光させるよりも、発光ダイオード１１Ｇの寿命を延長できる可能性がある。
【００３４】
第１および第２の基準データは、カラー画像読取装置を工場から出荷するよりも以前に、ＥＥＰＲＯＭ４に記憶させておく。これら第１および第２の基準データは、発光ダイオード１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂの個々の製品の特性のばらつきを吸収するために、個々のカラー画像読取装置毎に適切な値を測定し、ＥＥＰＲＯＭ４に記憶させる必要がある。たとえば、各色の発光ダイオード１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂ毎に、所定の発光時間で所定の発光量が得られる通電電流を測定し、それに対応する第１の基準データをＥＥＰＲＯＭ４に記憶させるとともに、緑色の発光ダイオード１１Ｇについて、所定の光出力が得られる通電電流を測定し、それに対応する第２の基準データをＥＥＰＲＯＭ４に記憶させるという作業を、個々のカラー画像読取装置毎に行う。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願発明に係るカラー画像読取装置の要部の回路ブロック図である。
【図２】図１に示すカラー画像読取装置に備えられた発光ダイオードの点灯状態の説明図である。
【図３】従来のカラー画像読取装置の読取光源部分の回路図である。
【符号の説明】
１ ＣＰＵ
２ ＲＡＭ
３ ＲＯＭ
４ ＥＥＰＲＯＭ
５ 入出力インターフェイス
６ ディジタル・アナログ変換器
７ 可変定電流回路
８ 操作部
１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂ 発光ダイオード
１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂ 抵抗器
１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂ アナログスイッチ

Claims (2)

1. 被読取体の表面で反射して多数の光電変換素子に入射すべき光を放射する読取光源としての、各々１個設けられた赤、緑、青各色の発光ダイオードと、
   前記発光ダイオードに電流を供給する１個の可変定電流回路と、
   前記発光ダイオードを各色毎にオン・オフさせるスイッチ回路と、
   カラー読取時において前記スイッチ回路を制御して前記発光ダイオードを各色毎に所定時間ずつ順次オンさせる第１の点灯制御手段と、
   前記第１の点灯制御手段に同期して、予め第１の記憶手段に各色別に記憶されている第１の基準データに応じて前記可変定電流回路を制御することにより、前記発光ダイオードの光出力を各色毎に第１の所定値にする第１の光出力制御手段と、
   モノクロ読取時において前記スイッチ回路を制御して前記各色の発光ダイオードのうちのいずれか１色を連続的にオンさせる第２の点灯制御手段と、
   予め第２の記憶手段に記憶されている第２の基準データに応じて前記可変定電流回路を制御することにより、前記第２の点灯制御手段によって連続的にオンされる発光ダイオードの光出力を前記第１の所定値よりも小さい第２の所定値にする第２の光出力制御手段とを備えたことを特徴とする、カラー画像読取装置。
2. 前記第２の点灯制御手段は、前記緑色の発光ダイオードをオンさせ、
   前記第２の光出力制御手段は、前記緑色の発光ダイオードの光出力を前記第２の所定値にする、請求項１に記載のカラー画像読取装置。

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