JP5735738B2 - 画像読取装置 - Google Patents
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Description
電流値によって光の色度が変化する発光源を複数有し、原稿に光を照射する光源と、
前記光源による照射により前記原稿から反射された反射光を集光して結像する結像手段と、
前記結像手段により結像された反射光を受光し、信号を出力するセンサと、
前記複数の発光源の各々に対して設定された電流値とデューティ比に基づき前記複数の発光源を駆動する駆動手段と、
前記光源により照射された、複数の異なる色のパッチが形成されたチャートからの反射光により前記センサから出力された、前記センサの主走査方向における端部および中央部における信号値に基づき、同一の色の前記パッチに対する前記センサの主走査方向における端部および中央部における信号値の差に応じた値が所定の閾値以下になるように、前記複数の発光源の各々に対する電流値を調整する電流値調整手段と、
前記複数の発光源の各々に対する調整された電流値に基づき、前記複数の発光源の各々における電流のデューティ比を調整するデューティ調整手段と、を有することを特徴とする。
次に、白基準部材を用いたシェーディング補正について説明する。シェーディング補正では、CCDラインセンサ113から出力される画像データの画素ごとの読取ばらつきが補正される。
原稿Sに照射された光源102からの反射散乱光は、平面ミラー103〜105と結像ミラー107〜110とで順次反射される過程で、画角に応じた分光特性の変化を受ける。但し、各ミラーでの最大画角は一致するとは限らない。主走査方向の原稿画像の反射位置(つまり、最大画角)をミラーごとに異ならしめる。従って以下では、各ミラーの最大画角を個々に表示するのではなく、平面ミラー103〜105で順次反射された後の分光特性として反射ミラーの分光特性を示す。同様に、結像ミラー107〜110で順次反射された後の分光特性として結像ミラーの分光特性を示すことにする。また以下では、各ミラーでの画角に応じた分光特性の変化ではなく、原稿Sの面での画像の読取位置、つまり、像面高さ(以下、像高と略す)に応じた分光特性の変化と表現することにする。
図8は、一次色であるイエロー、マゼンタ、シアンの分光感度特性を示す図である。特に、波長500nmよりも長い波長側で分光感度特性を大きい色としてイエローがあることがわかる。
ところで、白基準部材によるシェーディング補正は、光源の照度ムラやラインセンサの出力ばらつき、結像ミラーの周辺光量の低下等を補正するために、画像読取装置では一般に行われている補正処理である。しかし、この白基準部材によるシェーディング補正では、有彩色に関しての主走査方向の読取輝度ムラを補正しきれない。以下では、この理由について述べる。
ここで、反射ミラー、結像ミラーの分光特性について述べておく。一般に、ミラーは、ガラスやプラスチック、樹脂などの表面に、アルミニウムや銀、クロム、銅などの金属の薄膜を蒸着することで作成されている。よって、ミラーの分光特性は蒸着する金属の種類により異なる。
図14(A)に示すように、屈折率nの媒質中の波長λは、真空中の波長の1/nになり、n>1の時、媒質中の波長は、真空中に比べて短くなる。ここで屈折率nの媒質の距離をdとすると、この媒質中に含まれる波の数は、次式の通りである。
これは、距離ndの中に含まれる波長λ0の波の数に等しい。このndを光学距離、又は光学薄膜(optical thickness)という。
=n(PH/sinθ)−n0PHsinθ0
=(n/sinθ)−n0sinθ0)PH
=(n/sinθ)−n0sinθ0)dtanθ
=(n/sinθ)−nsinθ)dtanθ
=nd(1/cosθ−sin2θ/cosθ)
=nd(1−sin2θ)/cosθ
=ndcosθ …式(1.3)
尚、式(1.3)において、スネルの法則
n0sinθ=nsinθ ...式(1.3.1)
を用いて変換を行っている。つまり、斜入射すると光学薄膜は、垂直入射時のndにcosθを乗算した値になり、垂直入射時よりも光学薄膜は小さくなる。このように、斜入射時には光学薄膜は小さくなる。尚、光学薄膜は小さくなると分光特性が変化する。
ここで、ρ0f,ρ1fは、それぞれs偏波、p偏波のフレネル反射係数を示している。
ρ1f=(ηf−ηmf)/(ηf+ηmf) ...式(1.5)
この式(1.5)において、η0f,ηf,ηmfは、下式(1.6)で定義される。
η0p=n0/cosθ0
ηs =ncosθ
ηp =n/cosθ
ηms=nmcosθm
ηmp=nm/cosθm ...式(1.6)
式(1.6)において、n0,n,nmは、それぞれ、真空中、薄膜1400中、基板1401中の屈折率を示している。θ0は真空から薄膜への入射角である。θは真空から薄膜への屈折角である。θmは、薄膜から基板への屈折角である。尚、各屈折率と入射角には、スネルの法則が成り立つ。
また、式(1.4)中のδは、薄膜中の位相変化を示している。δは、式(1.3)より、次式で求められる。
この式(1.8)に示すように、薄膜への入射角により光学薄膜は変化する。また、光学薄膜の変化は、薄膜中の位相変化を引き起こす。この薄膜中の位相変化δは、式(1.4)に示すように、反射率Rfに影響する。以上に述べた原理で、反射ミラー及び結像ミラーには、像高(入射角)に応じて分光特性の変化が生じる。
反射ミラーと結像ミラーの像高による分光特性の変化を小さくするために、本実施形態では、白色LEDへ供給する電流量により白色LEDが発光する光の色度が変化する特性を利用する。LEDへ供給する電流量が主走査方向の端部から中央部にかけて連続的に変化するように電流量を制御することにより、LEDが発光する光の色度を主走査方向の各位置で異ならせる。但し、LEDへ供給する電流量を変化させると、その発光する光量も変化してしまう。つまり、LEDの色度を異ならせるためにLEDへ供給する電流量を異ならせると、LEDの光量が目標光量と異なってしまう。そこで、LEDの駆動をPWM方式で制御することにより、LEDの光量を目標光量に制御する。ここでPWM方式とは、パルス幅変調という変調方法の一種であり、パルス波のデューティ比を変化させて変調する方式である。
前述の方法でLEDへの供給電流を変化させると、その発光する光量もまた変化することになる。そこで本実施形態では、LEDへ供給する電力量をPWM方式により、LEDの光量を目標光量に制御する。
次にS1905に進み、主走査方向の端部と中央部で輝度差がチャートにある全ての色の中で最大となる色の輝度差が閾値X%以内かを判定する。その結果、閾値X%を超える場合はS1901に戻って、LEDの駆動電流量の設定及びその電流ディーティ比を再設定して、再度S1902のチャート読取を行い、S1904の面内差最大色の検索を行うことを繰り返す。このS1905での動作の詳細は後述する。そしてS1905で、閾値X%を以内であると判定するとLEDの調整を終了する。
(168.4−151.8)/{(168.4+151.8)/2}=10.3[%]
(端部=100mA、中央部=20mAの時)
(169.9−168.4)/{(169.9+168.4)/2}=0.8[%]
このように、端部の駆動電流を100mA、中央部の駆動電流を20mAとした場合、判定閾値3%を下回るため、黄色についてはこの組合せで主走査方向の読取輝度ムラがほぼなくなることが予想される。そこで実際に上記組合せ(端部の駆動電流を100mA、中央部の駆動電流を20mA)で、再度チャートを読み取り、他の色においても、上記の判定閾値X=3%をクリアできるかを確認する。その確認の結果、チャートの全ての色について、判定閾値をクリアした場合、その組合せ(LEDの端部と中央部に供給する電流量の組合せ)を正式な電流値として、LED電流量調整部2101に設定する。そしてもし、全ての色について判定閾値をクリアする組合せがないならば、主走査方向の端部と中央部の差分の最大値が最も小さい組合せを採用しても良い。また或いは、特定の色(例えば、RGBやCMYなどの基本的な色)について、判定閾値をクリアする組合せを採用してもよい。
ここまでの手順では、主走査方向の端部と中央部での議論を主に行ってきた。中央部と端部以外の場所、中央部y=0(像高は一番低い位置)から像高が若干高い位置などにおけるLED色度の調整量については、中央部と端部へのLED供給量の差から線形的に求めればよい。具体的には、中央部の供給電流量をIc、端部をItとすると、任意の位置x(x=0〜152.4)における供給電流量Ixは、次式(1.10)で表すことができる。
例えば、y=50の位置での供給電流量は、上式(1.10)に、x=50,Ic=100,It=20を代入して、67.75mAと求められる。このようにして、LEDの各位置において、必要な電流量を求めればよい。
ここまでの例では、LEDへの供給電流量の場合と同様に、各LEDへ供給する電流のデューティ比についても、主走査方向の端部と中央部との比較で示してきた。主走査方向の端部と中央部以外の位置においては、式(1.10)で決定される任意の位置におけるLED供給電流量から、図22(B)で示したテーブルに則って各LEDへ供給する電流のデューティ比を決定することができる。
(その他の実施例)
また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア(プログラム)を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ(又はCPUやMPU等)がプログラムを読み出して実行する処理である。
Claims (4)
- 電流値によって光の色度が変化する発光源を複数有し、原稿に光を照射する光源と、
前記光源による照射により前記原稿から反射された反射光を集光して結像する結像手段と、
前記結像手段により結像された反射光を受光し、信号を出力するセンサと、
前記複数の発光源の各々に対して設定された電流値とデューティ比に基づき前記複数の発光源を駆動する駆動手段と、
前記光源により照射された、複数の異なる色のパッチが形成されたチャートからの反射光により前記センサから出力された、前記センサの主走査方向における端部および中央部における信号値に基づき、同一の色の前記パッチに対する前記センサの主走査方向における端部および中央部における信号値の差に応じた値が所定の閾値以下になるように、前記複数の発光源の各々に対する電流値を調整する電流値調整手段と、
前記複数の発光源の各々に対する調整された電流値に基づき、前記複数の発光源の各々における電流のデューティ比を調整するデューティ調整手段と、
を有することを特徴とする画像読取装置。 - 前記発光源は、青色で発光するLEDと黄色蛍光体を1チップに封止した白色LEDを含むことを特徴とする請求項1記載の画像読取装置。
- 前記結像手段により結像された反射光を色分離する、それぞれ異なる通過波長帯域を有する複数の色分離手段を更に有し、
前記センサは、前記色分離手段により色分離された反射光をそれぞれ電気信号に変換することを特徴とする請求項1又は2に記載の画像読取装置。 - 前記デューティ調整手段は、前記電流量に対応するデューティ比を記憶する記憶手段を有し、前記記憶手段に記憶されたデューティ比に従って前記電流量を調整することを特徴とする請求項1に記載の画像読取装置。
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