JP5195386B2 - 画像読取装置 - Google Patents

Description

本発明は、ＣＩＳ方式の画像読取装置に関する

主走査方向に並んだ読取素子を原稿に対向させて副走査方向に移動しながら画像を読み取るＣＩＳ（Contact Image Sensor）方式の画像読取装置の中で、ＲＧＢ３色の光源を順番に点灯し、１列の読取素子で各画素の３色の明度を順番に読取るものは、各色の読取範囲が、副走査方向に各画素の３分の１しかなく、原稿の全ての情報を読み取れない。

このため、１列の読取素子で３色の画素の読取を行う画像読取装置で、網点原稿を読み取ると、各色の読取位置のピッチと、原稿の網点のピッチとが干渉し、モアレを生じさせることがある。

特許文献１には、原稿の網点のピッチと、読取画素のピッチとが干渉することによるモアレを低減するために光路中に光学ローパスフィルタを設け、僅かに画像をぼかすＣＣＤ方式の画像読取装置が記載されている。
特開平８−２４２３３２号公報

前記問題点に鑑みて、本発明は、異なる色の光源を順番に点灯して、各色の反射光の強度を１列の読取素子によって順番に読み込むＣＩＳ方式でありながら、網点原稿などを読み込んでもモアレの発生しない画像読取装置を提供することを課題とする。

前記課題を解決するために、本発明による画像読取装置は、波長の異なる光を発し得る光源と、主走査方向に並んだ読取素子とを有する走査ヘッドを原稿に対向させて副走査方向に移動しながら、前記光源から波長の異なる光を順番に前記原稿に投光し、前記読取素子によって前記原稿の反射光の強度を読み取る画像読取装置において、前記原稿と前記読取素子の間の光路上に、シリンドリカルレンズが設けられており、前記読取素子が読み取る各読取画素に、前記読取素子に対向する前記原稿の画素範囲の副走査方向の周辺の反射光の情報を、前記シリンドリカルレンズにより取り込ませるものとする。

この構成によれば、読取素子に対応する原稿の読取範囲の周辺の反射光の強度として読み取る明度情報を取り込むので、近接する画素間の明度変化が小さくなり、網点原稿と各色の読取間隔との干渉によるモアレが発生しにくくなる。

網点と光源波長の切換とによるモアレは、副走査方向にのみ生じる。このため、副走査方向に読取位置前後の反射光の情報を取り込むことでモアレを低減でき、主走査方向には周辺の情報を取り込まないことで画質を劣化させない。

また、本発明の画像読取装置において、前記読取画素に取り込む反射光の情報は、前記読取素子に対向する前記原稿の画素範囲に隣接する１画素の範囲内の情報であってもよい。

この構成によれば、読取素子に対向する画素範囲の反射光の情報の比率が高く、画像のボケが小さい。

以上のように、本発明によれば、読取素子に対応する原稿の読取範囲の周辺の反射光の情報を取り込むことで、近接する読み取り画素間の明度変化を小さくし、網点原稿と各色の読取間隔との干渉によるモアレを低減する。

これより、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。図１に、本発明の第１実施形態の画像読取装置１の水平断面を示し、図２に画像読取装置１の垂直断面を示す。

画像読取装置１は、筐体２の中に、主走査方向に延伸する走査ヘッド３が、副走査方向に延伸するガイド４に沿って移動可能に配設されている。また、走査ヘッド３は、コンタクトガラス５の上に載置した原稿Ｓに対向し、モータ６によって、ベルト７を介して駆動され、ガイド４に沿って副走査方向に移動する。

さらに図３に詳しく示すように、走査ヘッド３は、主走査方向に延伸し、Ｒ，Ｇ，Ｂのいずれかの波長の光を発することができる光源８と、光源８に並んで、主走査方向に延伸して配設されたロッドレンズアレイ９と、ロッドレンズアレイ９の原稿Ｓ側を覆うように配設されたシリンドリカルレンズ（合焦部材）１０と、ロッドレンズアレイ９によって結像する光線の光量を読み取るラインセンサ１１とを有する。

図４に示すように、ラインセンサ１１は、原稿を読み取って取得する画像の主走査方向の画素ピッチと同じピッチで一列に並んだ多数の読取素子１２が形成されている。

画像読取装置１は、走査ヘッド３を一定の速度で副走査方向に移動させながら、読み取る画像の副走査方向の画素ピッチの３分の１の距離だけ走査ヘッド３が移動する時間毎に、光源８が、投光する光線の波長をＲ，Ｇ，Ｂの順に切り換える。各読取素子１２は、各色の光が投光されている間に反射光の光量を電気信号に変換する。

ロッドレンズアレイ９は、図５に示すように、シリンドリカルレンズ１０がなければ、光源８が投光した光線を原稿Ｓが反射した反射光をラインセンサ１１のセンサ面に等倍に結像させる公知のレンズである。従来のＣＩＳでは、図５に示すように、ラインセンサ１１の各読取素子１２に結像する光線は、原稿Ｓの各読取素子１２に正対する範囲の反射光である。

しかしながら、図６に示すように、本実施形態の画像読取装置１では、シリンドリカルレンズ１０が設けられているため、原稿Ｓの反射光が、シリンドリカルレンズ１０において副走査方向に屈折させられるので、各読取素子１２に結像する光線は、原稿Ｓの各読取素子１２に正対する範囲とその副走査方向に隣接する範囲の反射光である。

このため、ラインセンサ１１は、１つの波長の光が投光されたときに、原稿Ｓの各読取素子１２に対向する範囲だけでなく、他の２つの波長の光が投光される間に各読取素子１２に対向する範囲の一部の明度を反射光の光量として検出する。これによって、各色光の線を順に投光することによって、それぞれの色について原稿Ｓの読み取ることができない範囲を小さくし、或いは、隣接画素の読取範囲を重複させることにより、網点原稿を読み取っても、モアレが発生しにくい。

シリンドリカルレンズ１０によって、各読取素子１２に合焦させる範囲を広くするほど、モアレの発生は低減されるが、読み取った画層のぼけが大きくなる。このため、各読取素子１２が読み取る原稿Ｓの範囲は、読取素子１２が対向する画素に隣接する画素の範囲までとすることで、画像の過度の劣化を防止する。

本実施形態では、凸レンズであるシリンドリカルレンズ（合焦部材）１０をロッドレンズアレイ９の原稿Ｓ側に設けてあるが、合焦部材をロッドレンズアレイ９とラインセンサ１１との間に設ける場合、凹レンズとする必要がある。

続いて、図７に、本発明の第２実施形態の画像読取装置１の走査ヘッド３の読取に係る光学系を示す。尚、以降の説明において、特に言及しない部分の構成は、先に説明した第１実施形態と同じである。また、図において、第１実施形態と同じ構成要素には同じ符号を付して説明を省略する。

本実施形態の走査ヘッド３は、シリンドリカルレンズ１０を有していないが、ロッドレンズアレイ９とラインセンサ１１との間に、透過する光線を副走査方向にのみ拡散させる拡散部材１３を有する。このような拡散部材１３によっても、各読取素子１２に、原稿Ｓの読取素子１２に対向する範囲の副走査方向近傍の反射光を読み込ませることができ、モアレの発生を低減できる。

さらに、図８に、本発明の第３実施形態の画像読取装置１の走査ヘッド３の読取に係る光学系を示す。本実施形態の走査ヘッド３は、ロッドレンズアレイ９とラインセンサ１１との間に、透過する光の波長によって異なる屈折をさせる副屈折部材１４を有する。

本実施形態の副屈折部材は、各読取画素において最初に読み込まれるＲ色の波長の光を副走査方向前方に屈折させ、２番目に読み込まれるＧ色の波長の光を直進させ、最後に読み込まれるＢ色の波長の光を副走査方向後方に屈折させる。

本実施形態では、読取素子１２が読み込むＲ色の反射光は、原稿Ｓの読取素子１２に対向する範囲（二点鎖線で図示）よりも読取画素の副走査方向の１ピッチの３分の１だけ副走査方向前方に位置する範囲（実線で図示）の反射光となる。同様に、読取素子１２が読み込むＢ色の反射光は、原稿Ｓの読取素子１２に対向する範囲よりも読取画素の副走査方向の１ピッチの３分の１だけ副走査方向後方に位置する範囲の反射光となる。

画像形成装置１は、最初にＲ色の画像を読み取り、走査ヘッド３が副走査方向に３分の１画素だけ移動したとき、Ｇ色の画像を読み取り、走査ヘッド３がさらに副走査方向に３分の１画素だけ移動したとき、Ｂ色の画像を読み取る。つまり、副屈折部材１４による原稿Ｓの読取位置の変化は、走査ヘッド３の移動によって生じる読取素子１２に対向する原稿Ｓの読取範囲の変化を相殺する。これによって、読み取った１つの読取画素の各色の明度情報は、原稿Ｓの同じ範囲の情報となり、各色の読取位置のずれによる高周波のモアレの発生を防止する。

本発明では、以上の各実施形態の、合焦部材１０、拡散部材１３および副屈折部材１４は、組み合わせて使用してもよい。

さらに、本発明の第４実施形態の画像読取装置１について説明する。本実施形態の画像読取装置１は、図５に示した従来と同じ構成の走査ヘッド３を有し、演算によって各読取画素の反射光の強度である明度情報に、周辺領域の反射光の強度である明度情報を取り込む。

図９に、読取画像のデータの配列を示す。画像読取装置１は、主走査方向の位置ｎ、副走査方向の位置ｍの読取画素１２について、各読取素子１２の検出したＲ，Ｇ，Ｂそれぞれの色の光量である明度情報Ｒ（ｎ，ｍ），Ｇ（ｎ，ｍ），Ｂ（ｎ，ｍ）を取得する。そして、画像形成装置１は、各読取画素の明度情報について、副走査方向に隣接する画素の明度情報の加重平均を算出する。

例えば、演算処理後のＲ色の明度情報をＲ’（ｎ，ｍ）とすると、Ｒ’（ｎ，ｍ）＝（１−２α）・Ｒ（ｎ，ｍ）＋α・Ｒ（ｎ，ｍ−１）＋α・Ｒ（ｎ，ｍ＋１）として表される。ここで、αが０．５を超えると、明度情報Ｒ（ｎ，ｍ）のウエイトがマイナスになるので、α＜０．５とする必要がある。また、α＜０．３３として、明度情報Ｒ（ｎ，ｍ）のウエイトを周辺画素の明度情報よりも大きくすることが好ましい。Ｇ色およびＢ色の明度情報Ｇ’（ｎ，ｍ），Ｂ’（ｎ，ｍ）についても同様である。

このように、副走査方向に明度情報を加重平均することで、副走査方向にのみ画像をぼかせば、光源の波長切換によるモアレを低減できる。本実施形態のように隣接する読取画素だけでなく、副走査方向前後にそれぞれ２画素以上の明度情報を加重平均してもよい。

本発明の第１実施形態の画像読取装置の水平断面図。 図１の画像読取装置の垂直断面図。 図１の画像読取装置の走査ヘッドの詳細断面図。 図１の画像読取装置のラインセンサの部分拡大斜視図。 従来の走査ヘッドの読取光学系の斜視図。 図１の画像読取装置の走査ヘッドの読取光学系の斜視図。 本発明の第２実施形態の画像読取装置の読取光学系の斜視図。 本発明の第３実施形態の画像読取装置の読取光学系の斜視図。 読取画像のデータ配列を示す図。

符号の説明

１…画像読取装置
３…走査ヘッド
８…光源
９…ロッドレンズアレイ
１０…シリンドリカルレンズ（合焦部材）
１１…ラインセンサ
１２…読取素子
１３…拡散部材
１４…副屈折部材

Claims (2)

1. 波長の異なる光を発し得る光源と、主走査方向に並んだ読取素子とを有する走査ヘッドを原稿に対向させて副走査方向に移動しながら、前記光源から波長の異なる光を順番に前記原稿に投光し、前記読取素子によって前記原稿の反射光の強度を読み取る画像読取装置において、
   前記原稿と前記読取素子の間の光路上に、シリンドリカルレンズが設けられており、
   前記読取素子が読み取る各読取画素に、前記読取素子に対向する前記原稿の画素範囲の副走査方向の周辺の反射光の情報を、前記シリンドリカルレンズにより取り込ませることを特徴とする画像読取装置。
2. 前記読取画素に取り込む反射光の情報は、前記読取素子に対向する前記原稿の画素範囲に隣接する１画素の範囲内の反射光の情報であることを特徴とする請求項１に記載の画像読取装置。

Images