JP4238884B2 - 画像読み取り装置及び画像読み取りシステム - Google Patents

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Description

本発明は、原稿から画像を読み取るための画像読み取り装置及び画像読み取りシステムに関する。
原稿から画像を読み取るための画像読み取り装置は、既によく知られている。この画像読み取り装置は、(a)原稿に対して所定方向に相対移動しながら前記原稿からの光を受光して、受けた光の量に応じた量の電荷を蓄える光電変換素子と、(b)前記所定方向に関する相対移動量を検出して、読み取るべき画素の大きさに相当する相対移動量毎に検出信号を出力するエンコーダと、を備えている。
そして、(a)原稿からの光を、規定の色順で(例えばR(赤色)→G(緑色)→B(青色)の順番で)、各色成分につき一回ずつ所定の受光時間だけ前記光電変換素子に受光させる受光動作と、(b)前記受光時間の受光の度に光電変換素子から電荷を取り出す動作(以下、電荷取り出し動作と言う)とを1サイクルとし、当該サイクルを、前記エンコーダから前記検出信号が出力される度に繰り返し実行することによって前記画像を読み取るようになっている(例えば、特許文献1を参照)。
特開平11− 55471号公報
このような画像読み取り装置のなかには、上述の受光動作及び電荷取り出し動作を、前記エンコーダからの検出信号EPと、この検出信号EPを起点として所定時間tおきに出力されるクロックパルスCPとに基づいて行うものがある(以下、これを第2制御と言う)。
図17Aは、この第2制御による受光動作及び電荷取り出し動作の動作タイミングの説明図である。図17Aに示すように、前記サイクル毎に、エンコーダの検出信号EPの出力を起点として所定時間tおきに1番目から3番目までの3つのクロックパルスCP(#1),CP(#2),CP(#3)が出力されている。詳しくは、前記検出信号EPに同期して1番目のクロックパルスCP(#1)が出力され、それから所定時間tだけ経過後に2番目のクロックパルスCP(#2)が出力され、更にそこから所定時間tだけ経過後に3番目のクロックパルスCP(#3)が出力されている。ちなみに、同図中において、3番目のクロックパルスCP(#3)とその次のサイクルの1番目のクロックパルスCP(#1)との間の時間をt’と表記しているのは、検出信号EPの出力遅れに応じて前記1番目のクロックパルスCP(#1)の出力タイミングが変動するためである。すなわち、検出信号EPの出力遅れのない理想状態の場合には、同図に示すように前記t’は前記所定時間tに一致する。
そして、この第2制御では、先ずエンコーダからの検出信号EPの出力タイミングで出力される前記1番目のクロックパルスCP(#1)に基づいて、RGBの各色成分のうちの1色目(例えばR成分)の光の受光動作が行われ、これによって、光電変換素子には、概ねその受光時間Tに受けた光の量に応じた電荷が蓄積される。そして、この電荷は、2番目のクロックパルスCP(#2)に基づき、前記1色目の電荷として光電変換素子から取り出される。
この2番目のクロックパルスCP(#2)に基づいては、2色目(例えばG成分)の光の受光動作も行われ、これによって、光電変換素子には、概ねその受光時間Tに受けた光の量に応じた電荷が蓄積される。そして、この電荷は、3番目のクロックパルスCP(#3)に基づき、前記2色目の電荷として光電変換素子から取り出される。
この3番目のクロックパルスCP(#3)に基づいては、3色目(例えばB成分)の光の受光動作も行われ、これによって、光電変換素子には、概ねその受光時間Tに受けた光の量に応じた電荷が蓄積される。そして、この電荷は、エンコーダの次の検出信号EPの出力タイミングで出力される1番目のクロックパルスCP(#1)に基づいて、前記3色目の電荷として光電変換素子から取り出される。これにより、RGBの全3色の電荷が取り出され、もって、前記所定方向に関して1画素分の画像が読み取られたことになる。
しかしながら、この第2制御では、特に3色目(例えばB成分)の電荷が、前記受光時間Tにて本来蓄積されるべき電荷の量よりも多くなってしまい、読み取られた画像の画質の低下を招いてしまうという問題を有している。
この原因は、前記所定方向の相対移動に関して移動速度のばらつきがある場合に、このばらつきに起因して、図17Bに示すように、3色目(例えばB成分)の受光時間Tの終了からエンコーダからの検出信号EPが出力されるまでの時間が、図17Aに示した理想状態よりも遅延時間tdだけ長く延びてしまうことに因る。つまり、受光時間Tの終了後において受光動作が行われていなくても、光電変換素子には暗電流等により電荷が蓄積されることがあって、エンコーダからの検出信号の出力が遅延時間tdだけ遅れてしまうと、3色目(例えばB成分)の電荷だけが、本来の蓄積量よりも余分に蓄積されてしまうことになるからである。そして、この3色目(例えばB成分)の余分の電荷の蓄積は、当該電荷に基づいて生成される画像データの精度に直接影響し、もって、読み取って得られた画像データの画質低下を招くことになる。
このような画質低下を抑制するための第1制御としては、以下が考えられる。図17Cは、この第1制御の受光動作及び電荷取り出し動作の動作タイミングの説明図である。ここで、第2制御との主な相違点は、前述の第2制御では、エンコーダの検出信号EPの出力毎にクロックパルスCPが3つ出力されていたところ、この第1制御では1番目から4番目までの4つのクロックパルスCP(#1),CP(#2),CP(#3),CP(#4)が出力されている点と、その4番目のクロックパルスCP(#4)に基づいて行われる3色目(例えばB成分)の電荷取り出し動作の後に、暗電流等により余分に蓄積される電荷を廃棄するための廃棄処理が行われる点とにある。
すなわち、図17Cに示すように、この第1制御では、第2制御と同様に、先ず1番目のクロックパルスCP(#1)に基づいて1色目(例えばR成分)の光の受光動作が行われ、2番目のクロックパルスCP(#2)に基づいて1色目の電荷取り出し動作及び2色目(例えばG成分)の光の受光動作が行われ、3番目のクロックパルスCP(#3)に基づいて2色目の電荷取り出し動作及び3色目(例えばB成分)の光の受光動作が行われる。そして、この3色目の光を受光時間だけ受けた光電変換素子は、概ね前記受光時間に受けた光の量に応じた電荷を蓄積している。ここまでは、第2制御と同じである。
そうしたら、この第1制御では、この3色目(例えばB成分)の電荷は、エンコーダからの次の検出信号EPの出力タイミングではなくて、4番目のクロックパルスCP(#4)に基づいて光電変換素子から取り出される。
そして、前記次の検出信号EPの出力タイミングでは、光電変換素子から電荷が取り出されるが、この電荷取り出し動作によって、3色目の電荷取り出し動作の後から検出信号EPの出力までの間に暗電流等起因で蓄積される余分な電荷が廃棄されることになる。よって、第2制御で懸念されたような検出信号EPの出力遅れが生じても、前記廃棄処理によって、余分な電荷に起因した画質低下を起こすことは抑制されるのである。
但し、この第1制御は、電荷の廃棄処理を行う分だけ、第2制御よりも読み取り速度が遅くなるという短所がある。すなわち、図17Aと図17Cの対比から明らかなように、図17Cの第1制御では、4番目のクロックパルスCP(#4)を発生させる分の所定時間tだけ、図17Aの第2制御よりも読み取りに要する時間が長くなる。
また、読み取り速度と画質のいずれを優先させて読み取りたいかの要望は、その場の状況において変わり得るものである。
従って、その場の状況に応じて、第1制御と第2制御とを選択できるようにすれば便利である。
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、画質を優先した読み取り又は読み取り速度を優先した読み取りを選択できて利便性に優れた画像読み取り装置等を提供することにある。
前記目的を達成するための主たる発明は、
原稿から画像を読み取るための画像読み取り装置であって、
(A)前記原稿に光を照射するための光源と、
(B)前記原稿からの光の赤色成分、緑色成分、及び、青色成分を選択的に受光して、受けた光の量に応じた量の電荷を蓄積する光電変換素子と、
(C)所定方向に前記光電変換素子と前記原稿とを相対移動させる駆動機構と、
(D)前記所定方向に関する前記光電変換素子と前記原稿との相対移動量を検出する検出センサであって、前記画像の読み取り領域の最小単位に相当する相対移動量毎に検出信号を出力する検出センサと、
(E)各色成分の光を、規定の色順で、各色成分につき一回ずつ、所定時間おきに所定の受光時間だけ前記光電変換素子に受光させる受光動作、及び、前記受光時間の受光の度に前記光電変換素子から電荷を取り出す取り出し動作を1サイクルとして、該サイクルを、前記検出センサから前記検出信号が出力される度に実行する制御部と、を備え、
前記制御部は、各サイクルにおける最後の色の電荷の取り出し動作後から前記検出信号の出力までの期間にて、前記光電変換素子の電荷を廃棄する廃棄処理を行う第1制御と、前記廃棄処理を行わない第2制御との何れか一方を、所定の条件情報に基づいて選択して実行することを特徴とする画像読み取り装置である。
本発明の他の特徴は、本明細書及び添付図面の記載により明らかにする。
本明細書及び添付図面の記載により、少なくとも以下の事項が明らかとなる。
原稿から画像を読み取るための画像読み取り装置であって、
(A)前記原稿に光を照射するための光源と、
(B)前記原稿からの光の赤色成分、緑色成分、及び、青色成分を選択的に受光して、受けた光の量に応じた量の電荷を蓄積する光電変換素子と、
(C)所定方向に前記光電変換素子と前記原稿とを相対移動させる駆動機構と、
(D)前記所定方向に関する前記光電変換素子と前記原稿との相対移動量を検出する検出センサであって、前記画像の読み取り領域の最小単位に相当する相対移動量毎に検出信号を出力する検出センサと、
(E)各色成分の光を、規定の色順で、各色成分につき一回ずつ、所定時間おきに所定の受光時間だけ前記光電変換素子に受光させる受光動作、及び、前記受光時間の受光の度に前記光電変換素子から電荷を取り出す取り出し動作を1サイクルとして、該サイクルを、前記検出センサから前記検出信号が出力される度に実行する制御部と、を備え、
前記制御部は、各サイクルにおける最後の色の電荷の取り出し動作後から前記検出信号の出力までの期間にて、前記光電変換素子の電荷を廃棄する廃棄処理を行う第1制御と、前記廃棄処理を行わない第2制御との何れか一方を、所定の条件情報に基づいて選択して実行することを特徴とする画像読み取り装置。
このような画像読み取り装置によれば、画質及び読み取り速度のうちで画質を優先させる場合には、第1制御を選択すれば良く、他方、読み取り速度を優先させる場合には、第2制御を選択すれば良く、利便性に優れる。
詳しくは、第1制御を選択すれば、前記サイクルにおける最後の色の電荷の取り出し動作の後から前記検出信号の出力までの期間にて、前記光電変換素子の電荷を廃棄する廃棄処理が行われる。よって、前記検出信号の出力遅れに伴って起こり得る画像の読み取り不良現象、すなわち、前記受光時間にて蓄積されるべき本来の電荷の量よりも、前記検出信号の出力遅れ分だけ暗電流起因等で電荷が余分に蓄積されてしまうことを有効に抑制できて、その結果として、画像の画質を良好にすることができる。他方、第2制御を選択すれば、画像の読み取りの際に上述の廃棄処理が行われないので、当該廃棄処理に要する時間だけ上述の第1制御よりも高速で画像の読み取りを行える。よって、その場の状況に応じて、画質を優先するか又は読み取り速度を優先するかの選択ができて、利便性に優れたものとなる。
かかる画像読み取り装置において、
前記条件情報は、前記画像の読み取り領域の最小単位を規定する読み取り解像度の情報であり、
前記制御部は、前記読み取り解像度が第1解像度の場合には前記第1制御を選択する一方、前記読み取り解像度が前記第1解像度よりも低い第2解像度の場合には前記第2制御を選択するのが望ましい。
このような画像読み取り装置によれば、それによる読み取り動作は、ユーザーのニーズに合ったものとなる。すなわち、通常、読み取り解像度が高い場合には画質が問われ、低い場合には読み取り速度が問われるが、上述の画像読み取り装置によれば、読み取り解像度が高い第1解像度の場合には、画質の良化が図れる第1制御が選択される一方、前記第1解像度よりも低い第2解像度の場合には、読み取り速度の高速化が図れる第2制御が選択されることになり、その結果、ユーザーのニーズに合致した読み取り動作が行われる。
かかる画像読み取り装置において、
前記条件情報は、前記光電変換素子と前記原稿とを相対移動させるための移動速度の目標値の情報であり、
前記目標値は、前記画像からの画像の読み取り開始から読み取り終了までに亘って一定値であり、
前記制御部は、前記目標値が第1速度の場合には前記第1制御を選択する一方、前記目標値が前記第1速度よりも大きい第2速度の場合には前記第2制御を選択するのが望ましい。
このような画像読み取り装置によれば、前記暗電流等に起因した画質の低下を確実に抑制しながらも、不必要に第1制御を行ってしまい無駄に読み取り速度を落としてしまうことを有効に防ぐことができる。
すなわち、一般に制御対象が速度の場合には、その速度が低速なほど、前記駆動機構の摩擦等の機械的抵抗等に起因して制御性が悪くなり易く、その結果、前記検出信号の出力遅れが大きくなって、前記暗電流等に起因した画質の低下が生じ易くなる。
この点につき、上述の画像読み取り装置にあっては、前記暗電流等に起因した画質の低下が生じ易い低速の第1速度の場合には、第1制御を行う一方、前記画質の低下が生じ難い高速の第2速度の場合には、第2制御が行われる。よって、前記画質の低下を確実に抑制しつつも、不必要に第1制御を行って無駄に読み取り速度を落としてしまうことを有効に防ぐことができる。
かかる画像読み取り装置において、
前記条件情報は、前記光電変換素子と前記原稿とを相対移動させるための移動速度のばらつきの大きさの情報であり、
前記制御部は、前記ばらつきの大きさが所定の閾値以上の場合には前記第1制御を選択する一方、前記ばらつきの大きさが前記閾値未満の場合には前記第2制御を選択するのが望ましい。
このような画像読み取り装置によれば、前記暗電流等に起因した画質の低下を確実に抑制しながらも、不必要に第1制御を行ってしまい無駄に読み取り速度を落としてしまうことを有効に防ぐことができる。
すなわち、一般に移動速度のばらつきが大きい場合には、上述の検出信号の出力遅れが大きくなるので、前記暗電流等に起因した画質の低下が生じ易くなる。
この点につき、上述の画像読み取り装置にあっては、前記暗電流等に起因した画質の低下が生じ易い、前記ばらつきの大きさが大きい場合には、第1制御を行う一方、前記画質の低下が生じ難い、前記ばらつきの大きさが小さい場合には、第2制御が行われる。よって、前記画質の低下を確実に抑制しつつも、不必要に第1制御を行って無駄に読み取り速度を落としてしまうことを有効に防ぐことができる。
かかる画像読み取り装置において、
前記条件情報は、前記第1制御及び前記第2制御の何れか一方が選択されたことを示す情報であり、
前記情報をユーザーが入力するための入力部を備えているのが望ましい。
このような画像読み取り装置によれば、ユーザーは、第1制御及び第2制御のいずれか一方を、その時の状況に応じて選択して実行できるので、利便性に優れたものとなる。
かかる画像読み取り装置において、
前記原稿を載置するための原稿台と、前記駆動機構によって前記所定方向に移動されるキャリッジとを有し、
前記キャリッジには、前記光源と前記光電変換素子とが固設されていても良い。
かかる画像読み取り装置において、
前記光源は、赤色成分の光のみを発する赤色発光ダイオードと、緑色成分の光のみを発する緑色発光ダイオードと、青色成分の光のみを発する青色発光ダイオードとを有し、
前記制御部は、各サイクルにおいて、前記所定時間おきに各色につき1回ずつ前記色順に前記発光ダイオードを点灯し、点灯から前記受光時間だけ経過後に消灯し、消灯後であって次の色の発光ダイオードの点灯前に、電荷を前記光電変換素子から取り出すようにしても良い。
かかる画像読み取り装置において、
前記サイクル毎に、前記検出信号の出力時点を起点として前記所定時間おきにクロックパルスを出力するクロックパルス生成部であって、前記検出信号の出力時点に同期させて最初のクロックパルスを出力するクロックパルス生成部を前記制御部は有し、
前記第1制御が選択された場合に前記制御部は、前記クロックパルス生成部から出力されるクロックパルスに基づいて、前記色順に前記発光ダイオードを点灯させるとともに、点灯に用いたクロックパルスの次のクロックパルスに基づいて電荷を前記光電変換素子から取り出す取り出し動作を行い、
前記サイクルにおける最後の色成分の電荷の取り出し後から前記検出信号の出力までの間に前記光電変換素子に蓄積される電荷を、前記検出信号の出力に基づいて廃棄するのが望ましい。
このような画像読み取り装置によれば、所定時間おきに出力されるクロックパルスに基づいて各色成分の電荷を取り出すので、受光時間の終了から取り出しまでの間に光電変換素子に暗電流等に起因して蓄積される電荷を、各色成分に対して等しく揃えることができる。つまり、暗電流等の影響を、各色成分につき等しくすることができる。よって、画像の画質を良くすることができる。
かかる画像読み取り装置において、
前記第2制御が選択された場合に前記制御部は、前記クロックパルスに基づいて、前記色順に前記発光ダイオードを点灯させるとともに、点灯に用いたクロックパルスの次のクロックパルスに基づいて電荷を前記光電変換素子から取り出す取り出し動作を行い、
前記サイクルにおける最後の色成分については、前記検出信号の出力に基づいて前記最後の色成分の電荷を前記光電変換素子から取り出すようにしても良い。
かかる画像読み取り装置において、
前記画像の読み取り領域の最小単位に相当する相対移動量をDとし、前記光電変換素子と前記原稿とを相対移動させるための移動速度の目標値をVとすると、
前記第2制御が選択された場合の前記クロックパルスの出力周期tは、t=(D/V)/3に設定されるのが望ましい。
このような画像読み取り装置によれば、前記第2制御が選択された場合に、光の赤色成分、緑色成分、及び、青色成分の各色成分の受光時間を均等に確保することができて、各色成分の受光時間が異なることによる読み取り不良現象を有効に抑えることができる。
かかる画像読み取り装置において、
前記光電変換素子は、前記所定方向と交差する交差方向に複数設けられていても良い。
また、原稿から画像を読み取るための画像読み取り装置であって、
(A)前記原稿に光を照射するための光源と、
(B)前記原稿からの光の赤色成分、緑色成分、及び、青色成分を選択的に受光して、受けた光の量に応じた量の電荷を蓄積する光電変換素子と、
(C)所定方向に前記光電変換素子と前記原稿とを相対移動させる駆動機構と、
(D)前記所定方向に関する前記光電変換素子と前記原稿との相対移動量を検出する検出センサであって、前記画像の読み取り領域の最小単位に相当する相対移動量毎に検出信号を出力する検出センサと、
(E)各色成分の光を、規定の色順で、各色成分につき一回ずつ、所定時間おきに所定の受光時間だけ前記光電変換素子に受光させる受光動作、及び、前記受光時間の受光の度に前記光電変換素子から電荷を取り出す取り出し動作を1サイクルとして、該サイクルを、前記検出センサから前記検出信号が出力される度に実行する制御部と、を備え、
前記制御部は、各サイクルにおける最後の色の電荷の取り出し動作後から前記検出信号の出力までの期間にて、前記光電変換素子の電荷を廃棄する廃棄処理を行う第1制御と、前記廃棄処理を行わない第2制御との何れか一方を、所定の条件情報に基づいて選択して実行し、
前記条件情報は、前記画像の読み取り領域の最小単位を規定する読み取り解像度の情報であり、前記制御部は、前記読み取り解像度が第1解像度の場合には前記第1制御を選択する一方、前記読み取り解像度が前記第1解像度よりも低い第2解像度の場合には前記第2制御を選択し、
前記原稿を載置するための原稿台と、前記駆動機構によって前記所定方向に移動されるキャリッジとを有し、前記キャリッジには、前記光源と前記光電変換素子とが固設されており、
前記光源は、赤色成分の光のみを発する赤色発光ダイオードと、緑色成分の光のみを発する緑色発光ダイオードと、青色成分の光のみを発する青色発光ダイオードとを有し、前記制御部は、各サイクルにおいて、前記所定時間おきに各色につき1回ずつ前記色順に前記発光ダイオードを点灯し、点灯から前記受光時間だけ経過後に消灯し、消灯後であって次の色の発光ダイオードの点灯前に、電荷を前記光電変換素子から取り出し、
前記サイクル毎に、前記検出信号の出力時点を起点として前記所定時間おきにクロックパルスを出力するクロックパルス生成部であって、前記検出信号の出力時点に同期させて最初のクロックパルスを出力するクロックパルス生成部を前記制御部は有し、前記第1制御が選択された場合に前記制御部は、前記クロックパルス生成部から出力されるクロックパルスに基づいて、前記色順に前記発光ダイオードを点灯させるとともに、点灯に用いたクロックパルスの次のクロックパルスに基づいて電荷を前記光電変換素子から取り出す取り出し動作を行い、前記サイクルにおける最後の色成分の電荷の取り出し後から前記検出信号の出力までの間に前記光電変換素子に蓄積される電荷を、前記検出信号の出力に基づいて廃棄し、
前記第2制御が選択された場合に前記制御部は、前記クロックパルスに基づいて、前記色順に前記発光ダイオードを点灯させるとともに、点灯に用いたクロックパルスの次のクロックパルスに基づいて電荷を前記光電変換素子から取り出す取り出し動作を行い、前記サイクルにおける最後の色成分については、前記検出信号の出力に基づいて前記最後の色成分の電荷を前記光電変換素子から取り出し、
前記画像の読み取り領域の最小単位に相当する相対移動量をDとし、前記光電変換素子と前記原稿とを相対移動させるための移動速度の目標値をVとすると、前記第2制御が選択された場合の前記クロックパルスの出力周期tは、t=(D/V)/3に設定され、
前記光電変換素子は、前記所定方向と交差する交差方向に複数設けられていることを特徴とする画像読み取り装置。
このような画像読み取り装置によれば、既述のほぼ全ての効果を奏するため、本発明の目的が最も有効に達成される。
コンピュータと、該コンピュータに通信可能に接続された、原稿から画像を読み取る画像読み取り装置とを備えた画像読み取りシステムであって、
前記画像読み取り装置は、
(A)前記原稿に光を照射するための光源と、
(B)前記原稿からの光の赤色成分、緑色成分、及び、青色成分を選択的に受光して、受けた光の量に応じた量の電荷を蓄積する光電変換素子と、
(C)所定方向に前記光電変換素子と前記原稿とを相対移動させる駆動機構と、
(D)前記所定方向に関する前記光電変換素子と前記原稿との相対移動量を検出する検出センサであって、前記画像の読み取り領域の最小単位に相当する相対移動量毎に検出信号を出力する検出センサと、
(E)各色成分の光を、規定の色順で、各色成分につき一回ずつ、所定時間おきに所定の受光時間だけ前記光電変換素子に受光させる受光動作、及び、前記受光時間の受光の度に前記光電変換素子から電荷を取り出す取り出し動作を1サイクルとして、該サイクルを、前記検出センサから前記検出信号が出力される度に実行する制御部と、を備え、
前記制御部は、各サイクルにおける最後の色の電荷の取り出し動作後から前記検出信号の出力までの期間にて、前記光電変換素子の電荷を廃棄する廃棄処理を行う第1制御と、前記廃棄処理を行わない第2制御との何れか一方を、所定の条件情報に基づいて選択して実行することを特徴とする画像読み取りシステムの実現も可能である。
===画像読み取りシステム2===
図1乃至図3は、画像読み取りシステム2についての説明図である。図1は画像読み取りシステム2の斜視図である。図2は、画像読み取り装置10の内部構成の説明図である。図3は画像読み取り装置10のシステム構成の説明図である。
この画像読み取りシステム2は、図1に示すように、画像読み取り装置10と、画像読み取り装置10に通信可能に接続されたコンピュータ装置20とを有している。
画像読み取り装置10は、一般にイメージスキャナと呼ばれる装置であり、原稿台ガラス12(原稿台に相当)と、この原稿台ガラス12の上面部を開閉する原稿台カバー14とを備えている。原稿台ガラス12の上面部には、画像が読み取られる原稿15がセットされる。原稿台ガラス12の前方には操作パネル18(入力部に相当)が設けられており、この操作パネル18から各種設定の入力が可能である。
コンピュータ装置20は、例えば、図1に示すように、コンピュータ本体22と、表示装置24と、入力装置26とを備えている。コンピュータ本体22としては、所謂パーソナルコンピュータなどが用いられ、CPU(central processing unit)やRAM、ROMなどのメモリの他、FDドライブ装置28やCD−ROM/DVDドライブ装置30などの読み取り装置32を備えている。表示装置24としては、CRTディスプレイや液晶ディスプレイなどが用いられる。また、入力装置26としては、キーボード34やマウス36などが用いられる。
===画像読み取り装置10===
図2に示すように、画像読み取り装置10の内部には、キャリッジ40と、このキャリッジ40を、原稿台ガラス12に対して所定の間隔を保ちつつ副走査方向に沿って平行に移動させる駆動機構42と、キャリッジ40を支持しつつ前記副走査方向に移動可能に案内するガイド44とが設けられている。
キャリッジ40には、原稿台ガラス12を介して原稿15に光を照射する光源としての露光ランプ46と、原稿15に反射された反射光が入射するレンズ48と、レンズ48を通じてキャリッジ40の内部に取り込まれた前記反射光を受光するイメージセンサ50とが設けられている。イメージセンサ50は、光信号を電気信号に変換する光電変換素子80が、前記副走査方向と直交する主走査方向(図2では紙面を貫通する方向)に沿って列状に配置されたリニアCCDセンサ等から構成されている。イメージセンサ50により読み取られた画像のデータは、アナログ信号の形態で制御部52に出力される。
駆動機構42は、キャリッジ40に接続されたタイミングベルト54と、このタイミングベルト54が掛け渡された一対のプーリ55,56と、一方のプーリ55を回転駆動する駆動モータ58とを備えている。駆動モータ58は所謂DCモータ等であり、制御部52からの制御信号によって駆動制御される。
制御部52は、図3に示すように、コントローラ60と、モータ制御部62と、ランプ制御部64と、イメージセンサ制御部66と、AFE(Analog Front End)部68と、デジタル処理回路70と、インターフェイス回路72とを備えている。前述の操作パネル18を含めて、これら各制御部や各回路62,64,66,68,70,72は、コントローラ60と通信可能に接続されている。
コントローラ60は、コンピュータ本体22からの読み取り命令信号に基づき、モータ制御部62やランプ制御部64、イメージセンサ制御部66、AFE部68、デジタル処理回路70、インターフェイス回路72を制御する。
モータ制御部62は、コントローラ60からの指令信号により、キャリッジ40を移動させるための駆動モータ58の駆動制御を行う。駆動制御としては、キャリッジ40を所定の目標値の移動速度で定速に動かすべく所謂フィードバック制御が行われる。移動速度の目標値の情報は、コントローラ60からの前記指令信号に付帯されている。移動速度の実績値は、駆動モータ58に設けられたロータリー式エンコーダ90(検出センサに相当)によって求められる。すなわち、図4に示すように、駆動モータ58によりキャリッジ40が1画素分に相当する移動量だけ副走査方向に移動する度に、前記エンコーダ90からは検出信号EPが出力されるが、この検出信号EPはモータ制御部62に送られて、この検出信号EPに基づき適宜な制御周期でキャリッジ40の移動速度の実績値が算出される。そして、その実績値が前記目標値に揃うようにモータ制御部62は駆動モータ58をフィードバック制御する。なお、上述の画素とは、画像を読み取る領域の最小単位のことであり、その大きさは、読み取り解像度に応じて定まる。例えば、読み取り解像度が360dpi(ドット/インチ)の場合には画素の大きさは1/360インチとなる。
図3のランプ制御部64は、露光ランプ46の発光動作を制御する。イメージセンサ制御部66は、イメージセンサ50の各種動作を制御する。
AFE部68は、アナログ信号処理回路74と、A/D変換回路76とを備えている。アナログ信号処理回路74は、イメージセンサ50から出力される画像のデータたるアナログ信号に対して信号処理を行う。A/D変換回路76は、アナログ信号処理回路74により信号処理された画像の信号をデジタル信号へとA/D変換する。
デジタル処理回路70は、AFE部68のA/D変換回路76から送られてきたデジタル信号に対してデジタル信号処理を施す。ここでは、シェーディング補正等の補正処理をはじめ、画像処理などが施される。デジタル信号処理が施されたデジタル信号は、原稿15から読み取られた画像のデータ(画像データ)としてインターフェイス回路72を通して外部、すなわち当該画像読み取り装置10が接続されたコンピュータ本体22へと出力される。インターフェイス回路72は、この他に、コンピュータ本体22から画像読み取り装置10への各種命令(コマンド)を受信する。
===キャリッジ40===
図5は、キャリッジ40の分解斜視図である。キャリッジ40は、同図に示すように副走査方向(キャリッジ40の移動方向)と直交する主走査方向に長い長尺体であり、画像を読み取る際には、前記副走査方向にスライド移動する。
キャリッジ40内の下部にはイメージセンサ50が設置されている。キャリッジ40の上部には、イメージセンサ50に光を入射させるためのレンズ48が、原稿台ガラス12に対向させて設けられている。レンズ48には、原稿15に反射された光が入射する。レンズ48は、キャリッジ40の長手方向(主走査方向)に沿って配置されている。また、キャリッジ40の上部には、原稿台ガラス12を介して原稿15に光を照射する露光ランプ46が、レンズ48と平行に設けられている。このレンズ48と露光ランプ46の長手方向の長さLkは、原稿台ガラス12上に載置される原稿15の主走査方向の最大寸法に対応して設定されている。
キャリッジ40の内部には、イメージセンサ50が設けられた基板51が配置されている。イメージセンサ50は、同図に示すように、上述のレンズ48に対応させて、主走査方向たるキャリッジ40の長手方向に沿って設けられている。イメージセンサ50の全長Lsは、レンズ48の全長Lkに対応して設定されている。イメージセンサ50の上面部には、複数の光電変換素子80が前記長手方向(主走査方向)に沿って並んで配列されている(図9を参照)。
図6は、レンズ48とイメージセンサ50との位置関係を示す図である。レンズ48は、複数の個別レンズ49を有している。これら複数の個別レンズ49は、レンズ48の長手方向、すなわち主走査方向に沿って並んで配置されている。そして、各個別レンズ49に入射した光は、イメージセンサ50に設けられた複数の光電変換素子80に受光される。
===露光ランプ46===
図7は露光ランプ46の斜視図である。この露光ランプ46は、同図に示すように、導光体47Aと、互いに発光色の異なる3種類の発光ダイオード(以下LEDとも言う)とを備えている。3種類のLEDは、赤色(R)光を発する赤色LED、緑色(G)光を発する緑色LED、青色(B)を発する青色LEDである。これら3種類のLEDは、導光体47Aの端部47Eに設けられている。
導光体47Aは、主走査方向たるレンズ48の長手方向に沿って、レンズ48と平行に配置されている。この導光体47Aは、その端部47Eに設けられた3種類のLEDから発せられた光を内部に導入して、その上部に設けられた露光面47Fから上方の原稿15へ向けて発光し、これにより、導光体47Aは、主走査方向の全幅に亘って原稿15に光を照射する。
導光体47Aが発する光の色は、点灯されるLEDの色に応じて決まる。つまり、赤色LEDが点灯されれば、導光体47Aは赤に発光し、また、緑色LEDが点灯されれば、導光体47Aは緑に発光し、また、青色LEDが点灯されれば、導光体47Aは青に発光する。
そして、イメージセンサ50により原稿15から画像が読み取られる際には、これら3種類のLEDは、それぞれ個別に異なるタイミングで点灯される。つまり、赤色LEDが点灯しているときには、緑色LEDおよび青色LEDは消灯しており、また、緑色LEDが点灯しているときには、赤色LEDおよび青色LEDは消灯しており、また、青色LEDが点灯しているときには、赤色LEDおよび緑色LEDは消灯している。
図8は、この発光順の説明図である。ここでは、3種類のLEDが、赤色(R)→緑色(G)→青色(B)の色順で、それぞれに所定の点灯時間Tだけ点灯され、これによって、露光ランプ46は、赤色(R)→緑色(G)→青色(B)の色順で発光し、その結果、この色順で原稿15も照らされる。そして、この赤色(R)→緑色(G)→青色(B)の発光動作を1サイクルとして、当該サイクルを繰り返すようになっている。なお、このサイクルは、前述のエンコーダ90から検出信号EPが出力される度に実行され、つまり、キャリッジ40が1画素に相当する移動量だけ副走査方向に移動する度に、前記サイクルは1回ずつ行われる。
===イメージセンサ50===
図9は、イメージセンサ50の構成の説明図である。このイメージセンサ50は、図9に示すように、主走査方向に沿って1列に所定ピッチPで並べて配列された複数の光電変換素子80と、各光電変換素子80から取り出された電荷を所定の転送方向に転送する電荷転送部82と、光電変換素子80毎に電荷転送部82との間にそれぞれ設けられたゲート84と、電荷転送部82の前記転送方向の一端に接続された検出回路86とを備えている。
光電変換素子80は、例えばフォトダイオード80であり、受けた光の量に応じた電荷を発生し蓄積する。電荷転送部82は所謂CCD(charge-coupled device)から構成される。ゲート84は、開状態でフォトダイオード80の電荷を電荷転送部82へ取り出す一方、閉状態では取り出さないものであり、このような開閉動作による電荷の取り出し動作は所謂ポテンシャル井戸を用いて達成されている。検出回路86は、電荷転送部82から順次送られる電荷を検出し、検出された電荷の量に応じたアナログ信号を電荷毎に出力する。
図10は、イメージセンサ50の動作の説明図である。露光ランプ46が発光して、その光が原稿15に反射されて各フォトダイオード80に受光されると、各フォトダイオード80には、それぞれ電荷が発生し蓄積される。そうしたら、各フォトダイオード80に蓄積された電荷は、全てのゲート84が一斉に開閉されることによって、フォトダイオード80から電荷転送部82へと一斉に移動され、これにより、各フォトダイオード80から電荷が一斉に取り出される。そして、電荷転送部82において主走査方向に並ぶ各電荷は、それぞれに、検出回路86へとバケツリレーの要領で順次転送され、検出回路86からは、検出された電荷の量に応じたアナログ信号が電荷毎に出力される。
このようなイメージセンサ50の動作、すなわち、フォトダイオード80の電荷の発生からアナログ信号の出力までの一連の動作は、前記露光ランプ46の発光の度に、すなわち、赤色(R)、緑色(G)、及び、青色(B)の各発光動作の度にそれぞれ行われる。そして、このような3回の発光動作によって生成される計3色のアナログ信号が、イメージセンサ50により読み取られた原稿15の画像を構成する副走査方向の1画素分のデータになる。
===露光ランプ46及びイメージセンサ50の動作タイミングについて===
上述した露光ランプ46の発光動作やイメージセンサ50のゲート84の開閉動作等の動作タイミングは、クロック信号Scにより規定されている。すなわち、このクロック信号Scに基づいて、ランプ制御部64及びイメージセンサ制御部66は互いに連携して露光ランプ46及びイメージセンサ50を制御して、上述の発光動作やゲート84の開閉動作等を行う。なお、このクロック信号Scを生成するクロック信号生成回路110(クロックパルス生成部に相当)は、制御部52に設けられている。
図11は、クロック信号生成回路110の説明図である。同図に示すように、クロック信号生成回路110には、エンコーダ90から前記検出信号EPが入力される。そして、クロック信号生成回路110は、この検出信号EPに基づいてクロック信号Scを生成し、生成されたクロック信号Scは、ランプ制御部64及びイメージセンサ制御部66に出力される。
図12Aは、クロック信号Sc、及び、このクロック信号Scに基づいて行われる露光ランプ46の発光動作やイメージセンサ50のゲート84の開閉動作等の動作タイミングの説明図である。
クロック信号Scは、エンコーダ90から検出信号EPが出力される度に生成される。そして、このクロック信号Scは、3つのクロックパルスCP(#1),CP(#2),CP(#3)を有している。1番目のクロックパルスCP(#1)は、エンコーダ90の検出信号EPの立ち上がりエッジと同期して出力され、また、2番目のクロックパルスCP(#2)は、前記1番目のクロックパルスCP(#1)の立ち上がりエッジから所定時間tだけ経過後に出力され、更に、3番目のクロックパルスCP(#3)は、前記2番目のクロックパルスCP(#2)の立ち上がりエッジから所定時間tだけ経過後に出力される。いずれのクロックパルスCP(#1),CP(#2),CP(#3)も同形状の矩形パルスである。なお、同図中では、3番目のクロックパルスCP(#3)の立ち上がりエッジから、その次のサイクルの1番目のクロックパルスCP(#1)の立ち上がりエッジまでの時間をt’と表記しているが、これは、検出信号EPの出力遅れに応じて前記1番目のクロックパルスCP(#1)の出力タイミングが変動し、前記所定時間tになるとは限らないためである。すなわち、検出信号EPの出力遅れのない理想状態の場合には、同図に示すように前記t’は前記所定時間tに一致する。
そして、同図に示すように、1番目のクロックパルスCP(#1)が出力されると、その立ち下がりエッジを起点とする所定時間tlだけ経過後に、露光ランプ46の赤色LEDが所定の点灯時間Tだけ点灯する。すると、イメージセンサ50の各フォトダイオード80には、概ね前記点灯時間Tに受けた赤色光の量に応じた電荷が蓄積される。
これら各電荷は、2番目のクロックパルスCP(#2)の立ち上がりエッジに同期して前記ゲート84が一斉に開閉することにより、各フォトダイオード80から電荷転送部82へ取り出される。なお、ゲート84の開状態の時間幅は、クロックパルスCPのパルス幅tcと同じである。そして、ゲート84が閉じる時点たる前記クロックパルスCP(#2)の立ち下がりエッジから、所定時間tt経過後において、電荷転送部82は、検出回路86への電荷の転送動作を開始し、しかる後、検出回路86による電荷の検出が全電荷に対して終了したら、転送動作を停止する。これにより、検出回路86からは赤色に関するアナログ信号が電荷毎に出力される。
また、前記2番目のクロックパルスCP(#2)の立ち下がりエッジに基づいては、この立ち下がりエッジを起点とする所定時間tlだけ経過後に、露光ランプ46の緑色LEDが点灯時間Tだけ点灯する。すると、今度は、各フォトダイオード80には、概ね前記点灯時間Tに受けた緑色光の量に応じた電荷が蓄積される。これら各電荷は、3番目のクロックパルスCP(#3)の立ち上がりエッジに同期して前記ゲート84が一斉に開閉することにより、各フォトダイオード80から電荷転送部82へ取り出される。そして、前記ゲート84が閉じる時点たる前記クロックパルスCP(#3)の立ち下がりエッジから、所定時間ttだけ経過後において、電荷転送部82は、検出回路86への電荷の転送動作を開始し、しかる後、検出回路86による電荷の検出が全電荷に対して終了したら、転送動作を停止する。これにより、検出回路86からは緑色に関するアナログ信号が電荷毎に出力される。
更に、前記3番目のクロックパルスCP(#3)の立ち下がりエッジに基づいては、この立ち下がりエッジを起点とする所定時間tlだけ経過後に、露光ランプ46の青色LEDが点灯時間Tだけ点灯する。すると、今度は、各フォトダイオード80には、概ね前記点灯時間Tに受けた青色光の量に応じた電荷が蓄積される。これら各電荷は、エンコーダ90の次の検出信号EPに同期して出力される1番目のクロックパルスCP(#1)の立ち上がりエッジに同期して前記ゲート84が一斉に開閉することにより、フォトダイオード80から電荷転送部82へ取り出される。そして、前記ゲート84が閉じる時点たる前記クロックパルスCP(#1)の立ち下がりエッジから、所定時間ttだけ経過後において、電荷転送部82は、検出回路86への電荷の転送動作を開始し、しかる後、検出回路86による電荷の検出が全電荷に対して終了したら、転送動作を停止する。これにより、検出回路86からは青色に関するアナログ信号が電荷毎に出力される。
以上により、検出回路86からは赤緑青(RGB)の計3色のアナログ信号が出力され、もって、前記副走査方向に関して1画素分の画像が読み取られたことになる。そして、これを1サイクルとして、当該サイクルを、エンコーダ90からの検出信号EPの出力の度に繰り返し、これによって、原稿から画像が読み取られる。以下では、これを第2制御と呼ぶ。
===第2制御の問題、及び、この問題の無い第1制御について===
但し、この第2制御にあっては、前記サイクルの3色目たる青色光の電荷に起因して、読み取られた画像の画質の低下を招いてしまう虞がある。すなわち、3色目の青色光の電荷が、前記点灯時間Tにて本来蓄積されるべき電荷の量よりも多くなってしまうことがある。
この原因は、キャリッジ40の副走査方向の移動速度にばらつきがある場合に、このばらつきに起因して、図12Bに示すように、3色目の青色光に関して、その点灯時間Tの終了からエンコーダ90の検出信号EPが出力されるまでの時間が、図12Aに示した理想状態よりも遅延時間tdだけ長く延びてしまうことに因る。つまり、青色LEDの点灯時間Tの終了後において青色LEDが点灯されていなくても、フォトダイオード80には暗電流等により電荷が蓄積されることがあり得て、エンコーダ90からの検出信号EPの出力が遅延時間tdだけ遅れてしまうと、当該青色光の電荷だけが、本来の蓄積量よりも余分に蓄積されてしまうからである。そして、この青色光の余分の電荷の蓄積は、当該電荷に基づいて生成される画像のデータの精度に直接影響し、もって、読み取って得られた画像の画質低下を招くことになる。
そこで、このような画質低下を抑制すべく、この画像読み取り装置10では、上述の第2制御以外に、次のような第1制御も実行可能となっている。
図12Cは、この第1制御によりなされる露光ランプ46の発光動作やイメージセンサ50のゲート84の開閉動作等の動作タイミングの説明図である。ここで、第2制御との主な相違点は、前述の第2制御では、エンコーダ90の検出信号EPの出力毎にクロックパルスCPが3つ出力されていたところ、この第1制御では、1番目から4番目までの4つのクロックパルスCP(#1),CP(#2),CP(#3),CP(#4)が前記所定時間tおきに出力されている点と、その4番目のクロックパルスCP(#4)に基づいて行われる3色目たる青色光の電荷の取り出し動作(ゲート84の開閉動作)の後に、暗電流等により余分に蓄積される電荷を廃棄する廃棄処理が行われる点にある。
すなわち、図12Cに示すように、この第1制御では、第2制御と同様に、先ず1番目のクロックパルスCP(#1)に基づいて赤色LEDの点灯動作が行われ、2番目のクロックパルスCP(#2)に基づいて、赤色光の電荷の電荷転送部82への取り出し動作と、赤色光の電荷の検出回路86への転送動作と、緑色LEDの点灯動作とが行われ、また、3番目のクロックパルスCP(#3)に基づいて、緑色光の電荷の電荷転送部82への取り出し動作と、緑色光の電荷の検出回路86への転送動作と、青色LEDの点灯動作とが行われる。そして、この3色目の青色LEDの点灯時間Tだけ青色光を受けたフォトダイオード80は、概ね前記点灯時間Tに受けた青色光の量に応じた電荷を蓄積している。ここまでは、前述の第2制御と同じである。
そうしたら、この第1制御では、前記各フォトダイオード80に蓄積された3色目の青色光の電荷は、エンコーダ90からの次の検出信号EPの出力タイミングではなくて、4番目のクロックパルスCP(#4)の立ち上がりエッジにおいて各フォトダイオード80から電荷転送部82へと取り出される。すなわち、前記ゲート84は、4番目のクロックパルスCP(#4)の立ち上がりエッジにて開けられる。そして、前記ゲート84が閉じる時点たる前記クロックパルスCP(#4)の立ち下がりエッジから、所定時間tt経過後において、電荷転送部82は、検出回路86への電荷の転送動作を開始し、しかる後、検出回路86による電荷の検出が全電荷に対して終了したら、転送動作を停止する。
そして、前記次の検出信号EPの立ち上がりエッジと同期して出力される1番目のクロックパルスCP(#1)では、再び前記ゲート84が開閉されてフォトダイオード80から電荷が取り出されるが、その際には、3色目の青色光の電荷の取り出し動作の後(クロックパルスCP(#4)の立ち下がりエッジにて行われるゲート84の閉動作)から前記次の検出信号EPの出力までの間に暗電流等起因でフォトダイオード80に蓄積される余分な電荷が廃棄されることになる。よって、前記検出信号EPの出力遅れが生じても、この廃棄処理によって、余分な電荷に起因した画質低下を起こすことは抑制されるのである。
但し、この第1制御は、電荷の廃棄処理を行う分だけ、第1制御よりも読み取り速度が遅くなるという短所がある。すなわち、図12Aと図12Cの対比から明らかなように、図12Cの第1制御では、4番目のクロックパルスCP(#4)を発生させる分の所定時間tだけ、図12Aの第2制御よりも読み取りに要する時間が長くなってしまう。
従って、この画像読み取り装置10では、以下で説明するように、その画像を読み取る際の条件に応じて、第1制御又は第2制御を択一的に選択して画像の読み取りを行うようになっている。
ちなみに、図12Cにおいて、4番目のクロックパルスCP(#4)の立ち上がりエッジから、その次のサイクルの1番目のクロックパルスCP(#1)までの時間をt’と表記しているが、これは、第2制御の説明の際に述べたように、検出信号EPの出力遅れに応じて前記1番目のクロックパルスCP(#1)の出力タイミングが変動するためである。よって、検出信号EPの出力遅れの無い理想状態の場合には、同図に示すように前記t’は前記所定時間tに一致する。
===第1制御及び第2制御を選択する際に考慮する条件について===
画像を読み取る際に第1制御及び第2制御のいずれを用いるかの選択は、画像の読み取り前に、コントローラ60により、以下の条件に基づいて判断される。そして、この選択結果を、コントローラ60はクロック信号生成部110へ送信し、選択結果に対応する制御のクロックパルス数のクロック信号Scを、クロック信号生成部110は生成する。
(1)副走査方向の読み取り解像度
通常、読み取り解像度が高い場合には画質が問われ、低い場合には読み取り速度が問われる。そこで、副走査方向の読み取り解像度の設定が、第1解像度と、この第1解像度よりも低い第2解像度との2通りの設定が可能な場合には、コントローラ60は、前記読み取り解像度に基づいて、次のようにして、第1制御又は第2制御を択一的に選択しても良い。
すなわち、図13のフロー図に示すように、S102のステップにおいてコンピュータ装置20からコントローラ60に送信される読み取り命令信号に、副走査方向の読み取り解像度が第1解像度であるとの情報が付帯されていた場合には、コントローラ60は第1制御を選択する一方(S104,S106)、第2解像度であるとの情報が付帯されていた場合には、第2制御を選択する(S104,S108)。
ちなみに、クロックパルスCPの出力周期たる前述の所定時間tは、主に電荷転送部82の転送速度等に基づいて定まってしまう固定値であって、普通は変えることができない。よって、キャリッジ40の1画素分の移動量毎に出力されるエッジ信号EP同士の間に、4つ又は3つのクロックパルスCPを確実に出力させるための調整は、主として、キャリッジ40の移動速度の目標値の設定で行われる。
すなわち、第1制御が選択された場合には、キャリッジ40の移動速度の目標値V1aは、下式1で求められる値に設定される。なお、下式1中の「D1」は、前記第1解像度に対応する副走査方向の画素の大きさ(キャリッジ40の移動量)である。
V1a=D1/(4×t) ……式1
そして、この目標値V1aによれば、第1制御において、各サイクルの中に4つのクロックパルスCPを確実に出力させることができる。
他方、第2制御が選択された場合には、キャリッジ40の移動速度の目標値V2aは、下式2で求められる値に設定される。なお、下式2中の「D2」は、前記第2解像度に対応する副走査方向の画素の大きさである。
V2a=D2/(3×t) ……式2
そして、この目標値V2aによれば、第2制御において、各サイクルの中に3つのクロックパルスCPを確実に出力させることができる。
(2)キャリッジ40の移動速度の目標値
一般に制御対象が速度の場合には、その速度が低速なほど、その物体を移動する際に生じる摺動摩擦等の機械的抵抗などに起因して制御性が悪くなる。このことは、キャリッジ40を、所定の目標値の移動速度で定速に移動させる場合にも言えて、前記移動速度の目標値が低ければ低いほど、フィードバック制御の制御性が悪くなる。つまり、前記目標値が低ければ低いほど、移動速度の変動量が大きくなってエンコーダ90の検出信号EPの出力遅れが大きくなり、もって、前述の暗電流等に起因した画質の低下が生じ易くなる。
そこで、キャリッジ40の移動速度の目標値の設定につき、第1速度V1bと、この第1速度V1bよりも高速の第2速度V2bとの2通りの設定が可能な場合には、コントローラ60は、前記移動速度の目標値V1b,V2bに基づいて、次のようにして、第1制御又は第2制御を択一的に選択しても良い。
すなわち、図14のフロー図に示すように、ステップS202おいてコンピュータ装置20からコントローラ60に送信される読み取り命令信号に、キャリッジ40の移動速度の目標値として第1速度V1bの情報が付帯されていた場合には、コントローラ60は第1制御を選択する一方(S204,S206)、第2速度V2bの情報が付帯されていた場合には、第2制御を選択する(S204,S208)。
なお、この場合において前記所定時間tは、移動速度の目標値V1b,V2bに基づいて以下のように定められている。すなわち、第1制御の所定時間tは、下式3で求められる値に設定されている一方、第2制御の所定時間tは、下式4で求められる値に設定されている。
t=D/(V1b×4) ……式3
t=D/(V2b×3) ……式4
なお、上式3及び上式4中の「D」は、読み取り解像度に対応する副走査方向の画素の大きさである。また、上式3中の分母に「4」が存在し、上式4中の分母に「3」が存在する理由は、第1制御では各サイクル中に4つのクロックパルスCPを生成しなければならず、第2制御では各サイクル中に3つのクロックパルスCPを生成しなければならないからである。
(3)キャリッジ40の移動速度のばらつき
一般にキャリッジ40の移動速度のばらつきが大きい場合には、エンコーダ90の検出信号EPの出力遅れも大きくなり、その結果、前述した暗電流等に起因した画質の低下が生じ易くなる。そこで、当該移動速度のばらつきの大きさに基づいて、次のようにして、第1制御又は第2制御を択一的に選択しても良い。
すなわち、図15のフロー図に示すように、ステップS302においてコンピュータ装置20からコントローラ60に送信される読み取り命令信号に付帯された移動速度のばらつきの情報が、所定の閾値以上の場合には、コントローラ60は第1制御を選択する一方(S304,S306)、前記閾値未満の場合には、第2制御を選択する(S304,S308)。
なお、キャリッジ40の移動速度のばらつきは、定期的に調査されて、その調査の都度、コンピュータ装置20の前記メモリに記録更新される。
移動速度のばらつきは、例えば、キャリッジ40を所定の目標値Vcの移動速度で移動させて、その移動中における移動速度の実績値Vrと目標値Vcとの速度偏差ΔVに基づいて求められる。
ここで、移動速度の実績値Vrはエンコーダ90の検出信号EPの出力周期に基づいて求められる。すなわち、検出信号EPが出力される移動量Lは既知なので、エンコーダ90の検出信号EPが出力される時間間隔Xを計測することにより、移動速度の実績値Vrは下式5で求められる。
Vr=L/X ……式5
そして、式5に基づいて、所定のサンプル数だけ速度偏差ΔVを求めたら、これら速度偏差ΔVの最大値ΔVmax又は平均値ΔVaveを前記目標値Vcで除算して速度変動率を求める。この速度変動率が、前述の移動速度のばらつきである。
(4) 操作パネル18からの入力
図1の操作パネル18に、第1制御及び第2制御を選択するための選択ボタンを設けて、選択結果をユーザーに入力させても良い。
すなわち、図16のフロー図に示すように、ステップS402において操作パネル18からコントローラ60に送信される選択結果の情報が、第1制御が選択されたことを示す情報の場合には、コントローラ60は第1制御を選択する一方(S404,S406)、第2制御であることを示す情報の場合には、第2制御を選択する(S404,S408)。そして、このようにすれば、ユーザーは、第1制御及び第2制御のいずれか一方を、その時の状況に応じて自由に選択して実行できるので、利便性に優れる。
===その他の実施の形態===
以上、本発明にかかる画像読み取り装置等について一実施形態を例にして説明したが、上記の実施の形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更または改良され得るとともに、本発明には、その等価物が含まれることは言うまでもない。特に、以下に述べる実施形態であっても、本発明に含まれるものである。
<光電変換素子80と原稿15との副走査方向に関する相対移動について>
前述の実施形態では、原稿15を原稿台ガラス12に載置固定するとともに、この原稿15に対して、キャリッジ40の光電変換素子80を副走査方向に移動させていたが、何等これに限るものではなく、逆にしても良い。すなわち、光電変換素子80を画像読み取り装置10の副走査方向の所定位置に固設するとともに、前記光電変換素子80に対して原稿15の方を、自動原稿送り装置等によって副走査方向に移動させるようにしても良い。
<原稿15からの光を、赤色成分、緑色成分、及び、青色成分に区別して光電変換素子80に受光させる方法について>
前述の実施形態では、光源としての露光ランプ46に赤色LED、緑色LED、及び青色LEDを設けて、当該光源側で赤色成分、緑色成分、及び、青色成分に区別して発光することにより、赤色成分、緑色成分、及び、青色成分に区別して光電変換素子80に受光させていたが、何等これに限るものではない。例えば、光源として白色光源を使用するとともに、光電変換素子80毎に、赤色成分のみを透過するフィルター、緑色成分のみを透過するフィルター、及び、青色成分のみを透過するフィルターを設けて、これら3種類のフィルターを上記白色光源の点灯毎に切り替えて光電変換素子80に受光させるようにしても良い。
画像読み取りシステム2の斜視図である。 画像読み取り装置10の内部構成の説明図である 画像読み取り装置10のシステム構成の説明図である。 エンコーダ90から出力される検出信号EPの説明図である。 キャリッジ40の分解斜視図である。 レンズ48とイメージセンサ50との位置関係を示す図である。 露光ランプ46の斜視図である。 露光ランプ46の発光順の説明図である。 イメージセンサ50の構成の説明図である。 イメージセンサ50の動作の説明図である。 クロック信号生成回路110の説明図である。 クロック信号Scに基づいて行われる露光ランプ46の発光動作やイメージセンサ50のゲート84の開閉動作等の動作タイミングの説明図である。 第2制御の問題の説明図である。 第1制御によりなされる露光ランプ46の発光動作やイメージセンサ50のゲート84の開閉動作等の動作タイミングの説明図である。 副走査方向の読み取り解像度に基づいて、第1制御及び第2制御のいずれかを選択する場合のフロー図である。 キャリッジ40の移動速度の目標値に基づいて、第1制御及び第2制御のいずれかを選択する場合のフロー図である。 キャリッジ40の移動速度のばらつきに基づいて、第1制御及び第2制御のいずれかを選択する場合のフロー図である。 操作パネル18からの入力に基づいて、第1制御及び第2制御のいずれかを選択する場合のフロー図である。 第2制御による受光動作及び電荷取り出し動作の動作タイミングの説明図である。 第2制御の問題の説明図である。 第1制御による受光動作及び電荷取り出し動作の動作タイミングの説明図である。
符号の説明
2 画像読み取りシステム、10 画像読み取り装置、12 原稿台ガラス、
14 原稿台カバー、15 原稿、18 操作パネル、
20 コンピュータ装置、22 コンピュータ本体、24 表示装置、
26 入力装置、28 FDドライブ装置、
30 CD−ROM/DVDドライブ装置、32 読み取り装置、
34 キーボード、36 マウス、40 キャリッジ、
42 駆動機構、44 ガイド、46 露光ランプ、
47A 導光体、47E 端部、47F 露光面、
48 レンズ、49 個別レンズ、
50 イメージセンサ、51 基板、52 制御部、
54 タイミングベルト、55 プーリ、56 プーリ、58 駆動モータ、
60 コントローラ、62 モータ制御部、64 ランプ制御部、
66 イメージセンサ制御部、68 AFE部、
70 デジタル処理回路、72 インターフェイス回路、
74 アナログ信号処理回路、76 A/D変換回路、
80 光電変換素子(フォトダイオード)、82 電荷転送部、
84 ゲート、86 検出回路、90 エンコーダ、
110 クロック信号生成回路

Claims (9)

  1. 原稿から画像を読み取るための画像読み取り装置において、
    (A)前記原稿に光を照射するための光源と、
    (B)前記原稿からの光の赤色成分、緑色成分、及び、青色成分を選択的に受光して、受けた光の量に応じた量の電荷を蓄積する光電変換素子と、
    (C)所定方向に前記光電変換素子と前記原稿とを相対移動させる駆動機構と、
    (D)前記所定方向に関する前記光電変換素子と前記原稿との相対移動量を検出する検出センサであって、前記画像の読み取り領域の最小単位に相当する相対移動量毎に検出信号を出力する検出センサと、
    (E)各色成分の光を、規定の色順で、各色成分につき一回ずつ、所定時間おきに所定の受光時間だけ前記光電変換素子に受光させる受光動作、及び、前記受光時間の受光の度に前記光電変換素子から電荷を取り出す取り出し動作を1サイクルとして、該サイクルを、前記検出センサから前記検出信号が出力される度に実行する制御部と、を備え、
    (F)前記制御部は、各サイクルにおける最後の色の電荷の取り出し動作後から前記検出信号の出力までの期間にて、前記光電変換素子の電荷を廃棄する廃棄処理を行う第1制御と、前記廃棄処理を行わない第2制御との何れか一方を、所定の条件情報に基づいて選択して実行する画像読み取り装置であって、
    (G)前記条件情報は、前記画像の読み取り領域の最小単位を規定する読み取り解像度の情報であり、
    前記制御部は、前記読み取り解像度が第1解像度の場合には前記第1制御を選択する一方、前記読み取り解像度が前記第1解像度よりも低い第2解像度の場合には前記第2制御を選択する
    ことを特徴とする画像読み取り装置。
  2. 原稿から画像を読み取るための画像読み取り装置において、
    (A)前記原稿に光を照射するための光源と、
    (B)前記原稿からの光の赤色成分、緑色成分、及び、青色成分を選択的に受光して、受けた光の量に応じた量の電荷を蓄積する光電変換素子と、
    (C)所定方向に前記光電変換素子と前記原稿とを相対移動させる駆動機構と、
    (D)前記所定方向に関する前記光電変換素子と前記原稿との相対移動量を検出する検出センサであって、前記画像の読み取り領域の最小単位に相当する相対移動量毎に検出信号を出力する検出センサと、
    (E)各色成分の光を、規定の色順で、各色成分につき一回ずつ、所定時間おきに所定の受光時間だけ前記光電変換素子に受光させる受光動作、及び、前記受光時間の受光の度に前記光電変換素子から電荷を取り出す取り出し動作を1サイクルとして、該サイクルを、前記検出センサから前記検出信号が出力される度に実行する制御部と、を備え、
    (F)前記制御部は、各サイクルにおける最後の色の電荷の取り出し動作後から前記検出信号の出力までの期間にて、前記光電変換素子の電荷を廃棄する廃棄処理を行う第1制御と、前記廃棄処理を行わない第2制御との何れか一方を、所定の条件情報に基づいて選択して実行する画像読み取り装置であって、
    (G)前記条件情報は、前記光電変換素子と前記原稿とを相対移動させるための移動速度のばらつきの大きさの情報であり、前記移動速度のばらつきの大きさの情報は、前記検出センサから出力される前記検出信号に基づく移動速度と目標移動速度との速度偏差に基づいて求められ、
    前記制御部は、前記ばらつきの大きさが所定の閾値以上の場合には前記第1制御を選択する一方、前記ばらつきの大きさが前記閾値未満の場合には前記第2制御を選択する
    ことを特徴とする画像読み取り装置。
  3. 原稿から画像を読み取るための画像読み取り装置において、
    (A)前記原稿に光を照射するための光源と、
    (B)前記原稿からの光の赤色成分、緑色成分、及び、青色成分を選択的に受光して、受けた光の量に応じた量の電荷を蓄積する光電変換素子と、
    (C)所定方向に前記光電変換素子と前記原稿とを相対移動させる駆動機構と、
    (D)前記所定方向に関する前記光電変換素子と前記原稿との相対移動量を検出する検出センサであって、前記画像の読み取り領域の最小単位に相当する相対移動量毎に検出信号を出力する検出センサと、
    (E)各色成分の光を、規定の色順で、各色成分につき一回ずつ、所定時間おきに所定の受光時間だけ前記光電変換素子に受光させる受光動作、及び、前記受光時間の受光の度に前記光電変換素子から電荷を取り出す取り出し動作を1サイクルとして、該サイクルを、前記検出センサから前記検出信号が出力される度に実行する制御部と、を備え、
    (F)前記制御部は、各サイクルにおける最後の色の電荷の取り出し動作後から前記検出信号の出力までの期間にて、前記光電変換素子の電荷を廃棄する廃棄処理を行う第1制御と、前記廃棄処理を行わない第2制御との何れか一方を、所定の条件情報に基づいて選択して実行する画像読み取り装置であって、
    (G)前記条件情報は、前記第1制御及び前記第2制御の何れか一方が選択されたことを示す情報であり、
    前記情報をユーザーが入力するための入力部を備えている
    ことを特徴とする画像読み取り装置。
  4. 請求項1乃至3のいずれかに記載の画像読み取り装置において、
    前記原稿を載置するための原稿台と、前記駆動機構によって前記所定方向に移動されるキャリッジとを有し、
    前記キャリッジには、前記光源と前記光電変換素子とが固設されていることを特徴とする画像読み取り装置。
  5. 原稿から画像を読み取るための画像読み取り装置において、
    (A)前記原稿に光を照射するための光源と、
    (B)前記原稿からの光の赤色成分、緑色成分、及び、青色成分を選択的に受光して、受けた光の量に応じた量の電荷を蓄積する光電変換素子と、
    (C)所定方向に前記光電変換素子と前記原稿とを相対移動させる駆動機構と、
    (D)前記所定方向に関する前記光電変換素子と前記原稿との相対移動量を検出する検出センサであって、前記画像の読み取り領域の最小単位に相当する相対移動量毎に検出信号を出力する検出センサと、
    (E)各色成分の光を、規定の色順で、各色成分につき一回ずつ、所定時間おきに所定の受光時間だけ前記光電変換素子に受光させる受光動作、及び、前記受光時間の受光の度に前記光電変換素子から電荷を取り出す取り出し動作を1サイクルとして、該サイクルを、前記検出センサから前記検出信号が出力される度に実行する制御部と、を備え、
    (F)前記制御部は、各サイクルにおける最後の色の電荷の取り出し動作後から前記検出信号の出力までの期間にて、前記光電変換素子の電荷を廃棄する廃棄処理を行う第1制御と、前記廃棄処理を行わない第2制御との何れか一方を、所定の条件情報に基づいて選択して実行する画像読み取り装置であって、
    (G)前記光源は、赤色成分の光のみを発する赤色発光ダイオードと、緑色成分の光のみを発する緑色発光ダイオードと、青色成分の光のみを発する青色発光ダイオードとを有し、
    前記制御部は、各サイクルにおいて、前記所定時間おきに各色につき1回ずつ前記色順に前記発光ダイオードを点灯し、点灯から前記受光時間だけ経過後に消灯し、消灯後であって次の色の発光ダイオードの点灯前に、電荷を前記光電変換素子から取り出し、
    (H)前記サイクル毎に、前記検出信号の出力時点を起点として前記所定時間おきにクロックパルスを出力するクロックパルス生成部であって、前記検出信号の出力時点に同期させて最初のクロックパルスを出力するクロックパルス生成部を前記制御部は有し、
    前記第1制御が選択された場合に前記制御部は、前記クロックパルス生成部から出力されるクロックパルスに基づいて、前記色順に前記発光ダイオードを点灯させるとともに、点灯に用いたクロックパルスの次のクロックパルスに基づいて電荷を前記光電変換素子から取り出す取り出し動作を行い、
    前記サイクルにおける最後の色成分の電荷の取り出し後から前記検出信号の出力までの間に前記光電変換素子に蓄積される電荷を、前記検出信号の出力に基づいて廃棄する
    ことを特徴とする画像読み取り装置。
  6. 原稿から画像を読み取るための画像読み取り装置において、
    (A)前記原稿に光を照射するための光源と、
    (B)前記原稿からの光の赤色成分、緑色成分、及び、青色成分を選択的に受光して、受けた光の量に応じた量の電荷を蓄積する光電変換素子と、
    (C)所定方向に前記光電変換素子と前記原稿とを相対移動させる駆動機構と、
    (D)前記所定方向に関する前記光電変換素子と前記原稿との相対移動量を検出する検出センサであって、前記画像の読み取り領域の最小単位に相当する相対移動量毎に検出信号を出力する検出センサと、
    (E)各色成分の光を、規定の色順で、各色成分につき一回ずつ、所定時間おきに所定の受光時間だけ前記光電変換素子に受光させる受光動作、及び、前記受光時間の受光の度に前記光電変換素子から電荷を取り出す取り出し動作を1サイクルとして、該サイクルを、前記検出センサから前記検出信号が出力される度に実行する制御部と、を備え、
    (F)前記制御部は、各サイクルにおける最後の色の電荷の取り出し動作後から前記検出信号の出力までの期間にて、前記光電変換素子の電荷を廃棄する廃棄処理を行う第1制御と、前記廃棄処理を行わない第2制御との何れか一方を、所定の条件情報に基づいて選択して実行する画像読み取り装置であって、
    (G)前記光源は、赤色成分の光のみを発する赤色発光ダイオードと、緑色成分の光のみを発する緑色発光ダイオードと、青色成分の光のみを発する青色発光ダイオードとを有し、
    前記制御部は、各サイクルにおいて、前記所定時間おきに各色につき1回ずつ前記色順に前記発光ダイオードを点灯し、点灯から前記受光時間だけ経過後に消灯し、消灯後であって次の色の発光ダイオードの点灯前に、電荷を前記光電変換素子から取り出し、
    (H)前記第2制御が選択された場合に前記制御部は、前記クロックパルスに基づいて、前記色順に前記発光ダイオードを点灯させるとともに、点灯に用いたクロックパルスの次のクロックパルスに基づいて電荷を前記光電変換素子から取り出す取り出し動作を行い、
    前記サイクルにおける最後の色成分については、前記検出信号の出力に基づいて前記最後の色成分の電荷を前記光電変換素子から取り出す
    ことを特徴とする画像読み取り装置。
  7. 請求項6に記載の画像読み取り装置において、
    前記画像の読み取り領域の最小単位に相当する相対移動量をDとし、前記光電変換素子と前記原稿とを相対移動させるための移動速度の目標値をVとすると、
    前記第2制御が選択された場合の前記クロックパルスの出力周期tは、t=(D/V)/3に設定されることを特徴とする画像読み取り装置。
  8. 請求項1乃至7のいずれかに記載の画像読み取り装置において、
    前記光電変換素子は、前記所定方向と交差する交差方向に複数設けられていることを特徴とする画像読み取り装置。
  9. 原稿から画像を読み取るための画像読み取り装置であって、
    (A)前記原稿に光を照射するための光源と、
    (B)前記原稿からの光の赤色成分、緑色成分、及び、青色成分を選択的に受光して、受けた光の量に応じた量の電荷を蓄積する光電変換素子と、
    (C)所定方向に前記光電変換素子と前記原稿とを相対移動させる駆動機構と、
    (D)前記所定方向に関する前記光電変換素子と前記原稿との相対移動量を検出する検出センサであって、前記画像の読み取り領域の最小単位に相当する相対移動量毎に検出信号を出力する検出センサと、
    (E)各色成分の光を、規定の色順で、各色成分につき一回ずつ、所定時間おきに所定の受光時間だけ前記光電変換素子に受光させる受光動作、及び、前記受光時間の受光の度に前記光電変換素子から電荷を取り出す取り出し動作を1サイクルとして、該サイクルを、前記検出センサから前記検出信号が出力される度に実行する制御部と、を備え、
    前記制御部は、各サイクルにおける最後の色の電荷の取り出し動作後から前記検出信号の出力までの期間にて、前記光電変換素子の電荷を廃棄する廃棄処理を行う第1制御と、前記廃棄処理を行わない第2制御との何れか一方を、所定の条件情報に基づいて選択して実行し、
    前記条件情報は、前記画像の読み取り領域の最小単位を規定する読み取り解像度の情報であり、前記制御部は、前記読み取り解像度が第1解像度の場合には前記第1制御を選択する一方、前記読み取り解像度が前記第1解像度よりも低い第2解像度の場合には前記第2制御を選択し、
    前記原稿を載置するための原稿台と、前記駆動機構によって前記所定方向に移動されるキャリッジとを有し、前記キャリッジには、前記光源と前記光電変換素子とが固設されており、
    前記光源は、赤色成分の光のみを発する赤色発光ダイオードと、緑色成分の光のみを発する緑色発光ダイオードと、青色成分の光のみを発する青色発光ダイオードとを有し、前記制御部は、各サイクルにおいて、前記所定時間おきに各色につき1回ずつ前記色順に前記発光ダイオードを点灯し、点灯から前記受光時間だけ経過後に消灯し、消灯後であって次の色の発光ダイオードの点灯前に、電荷を前記光電変換素子から取り出し、
    前記サイクル毎に、前記検出信号の出力時点を起点として前記所定時間おきにクロックパルスを出力するクロックパルス生成部であって、前記検出信号の出力時点に同期させて最初のクロックパルスを出力するクロックパルス生成部を前記制御部は有し、前記第1制御が選択された場合に前記制御部は、前記クロックパルス生成部から出力されるクロックパルスに基づいて、前記色順に前記発光ダイオードを点灯させるとともに、点灯に用いたクロックパルスの次のクロックパルスに基づいて電荷を前記光電変換素子から取り出す取り出し動作を行い、前記サイクルにおける最後の色成分の電荷の取り出し後から前記検出信号の出力までの間に前記光電変換素子に蓄積される電荷を、前記検出信号の出力に基づいて廃棄し、
    前記第2制御が選択された場合に前記制御部は、前記クロックパルスに基づいて、前記色順に前記発光ダイオードを点灯させるとともに、点灯に用いたクロックパルスの次のクロックパルスに基づいて電荷を前記光電変換素子から取り出す取り出し動作を行い、前記サイクルにおける最後の色成分については、前記検出信号の出力に基づいて前記最後の色成分の電荷を前記光電変換素子から取り出し、
    前記画像の読み取り領域の最小単位に相当する相対移動量をDとし、前記光電変換素子と前記原稿とを相対移動させるための移動速度の目標値をVとすると、前記第2制御が選択された場合の前記クロックパルスの出力周期tは、t=(D/V)/3に設定され、
    前記光電変換素子は、前記所定方向と交差する交差方向に複数設けられていることを特徴とする画像読み取り装置。
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