JPH0698093A - 原稿照射装置及び画像入力装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 光源の寿命及び画質についての問題を生じさ
せずに、光量調整を行う。また、光源側の構成を簡素化
する。 【構成】 原稿照射装置は、原稿６をスリット状に照射
する装置である。この装置は、ライトガイド２１と受光
素子１０とモータ１７と制御部とを備えている。ライト
ガイド２１は、原稿台に直接対向しており、原稿６にス
リット光を照射する。受光素子１０は、ライトガイド２
１の原稿６に対する照射光量を検出する。モータ１７
は、ライトガイド２１を原稿６に対して接近・離反する
方向に駆動する。制御部は、受光素子１０の検出結果に
応じて、モータ１７を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、原稿をスリット状に照
射する原稿照射装置と、原稿をスリット状に照射して画
像情報を得る画像入力装置とに関する。

【０００２】

【従来の技術】たとえばスキャナ等の平面走査型の画像
入力装置として、原稿載置台と、原稿載置台に隣接して
配置されたロッドレンズと、光源と、入射端が光源側に
配置され出射端がロッドレンズ側に配置された多数の光
ファイバーを有する光案内部と、原稿載置台上の原稿か
らの光を受けて画像信号に変換するＣＣＤラインセンサ
からなる受光素子と、原稿載置台と受光素子との間に配
置されたレンズを含む光学系とを備えたものが知られて
いる（特開平１−２２１７３号等）。

【０００３】この種の画像入力装置では、受光素子から
得られる電気信号が飽和すると階調を再現できなくなる
ので、原稿に照射する光量が適正な範囲となるように光
量調整を行う必要がある。例えば、光源の交換時や色分
解フィルタの挿入時等には光量調整を行う必要がある。
そこで、従来の画像入力装置では、光学系のレンズに設
けられた絞りを調整したり、光源の点灯電圧を調整した
りして光量調整を行っている。このような調整を行って
いるものとしては、例えば、ＣＣＤラインセンサのピー
ク値の出力と基準値とを比較し、その比較出力で駆動制
御されるモータによって絞りを制御したり、比較出力に
応じて光源の点灯電圧を制御する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】絞りにより光量を調整
する前記従来の構成では、絞りを調整することにより焦
点深度が変化し、解像力が低下する。また、口径蝕によ
り、周辺の照度分布が低下する。さらに、球面収差の増
大によりピント位置が変化するため画質が劣化し、高画
質の画像を得にくくなる。

【０００５】また、光量確保のため光源の点灯電圧を制
御する前記従来の構成では、光源の寿命が低下する。ま
た、色分解時のフィルタの挿入で光量が低下し、露光時
間が長くなったり画質が劣化したりする。一方、光源と
原稿との間にロッドレンズ等の光の集光手段を設けた前
記従来の構成では、光源側の構成が複雑になる。

【０００６】本発明の目的は、光源の寿命及び画質につ
いての問題を生じさせずに、光量調整を行うことにあ
る。本発明の他の目的は光源側の構成を簡素化すること
にある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明に係る原稿照射装
置は、原稿をスリット状に照射する装置である。この装
置は、光源手段と照射光量検出手段と駆動手段と制御手
段とを備えている。光源手段は、原稿にスリット光を照
射するものである。照射光量検出手段は、光源手段の原
稿に対する照射光量を検出するものである。駆動手段
は、光源手段を原稿に対して接近・離反する方向に駆動
するものである。制御手段は、照射光量検出手段の検出
結果に応じて、駆動手段を制御するものである。

【０００８】本発明に係る画像入力装置は、原稿をスリ
ット状に照射して画像情報を得る装置である。この装置
は、原稿載置台と光源と光案内部と受光部とを備えてい
る。原稿載置台は、原稿を載置するためのものである。
光案内部は、入射端が光源側に配置され出射端が原稿載
置台に直接対向して配置された多数の光ファイバーを有
している。受光部は、原稿載置台上の原稿からの光を受
けて画像情報に変換するものである。

【０００９】

【作用】本発明に係る原稿照射装置では、光源手段がス
リット光を照射すると、照射光量検出手段により原稿に
対する照射光量が検出される。その検出結果に応じて、
駆動手段が制御手段により制御され、光源手段を原稿に
対して接近・離反する方向に駆動する。

【００１０】ここでは、光源電圧や絞りを変化させず、
光源手段を原稿に対して接近・離反する方向に駆動する
ことにより光量を調整しているので、光源電圧を変化さ
せることによる光源寿命の問題及び絞りを変化させるこ
とによる画質の問題を生じさせずに、光量調整を行え
る。本発明に係る画像入力装置では、原稿載置台上に原
稿が載置されると、光源からの光が光案内部の出射端か
ら原稿に直接照射される。そして受光部が、原稿からの
光を受けて画像情報に変換する。

【００１１】ここでは、光案内部と原稿載置台との間に
従来配置されていたロッドレンズ等の光学部材が不要に
なり、光源側の構成が簡素になる。

【００１２】

【実施例】図１は、本発明の一実施例を採用した画像入
力装置（以下、スキャナという）１を示している。この
スキャナ１は、下フレーム２と、下フレーム２上に配置
される上フレーム３とを備えている。下フレーム２の上
面には原稿載置装置４が配置されている。下フレーム２
において原稿載置装置４の前方には、操作パネル３０が
配置されている。操作パネル３０は入力キー４２及び表
示部４３を有している。

【００１３】原稿載置装置４は、図２に矢印で示す副走
査方向に移動可能な原稿台５と、原稿台５を駆動するス
テッピングモータ３２を含む駆動機構１５とを有してい
る。原稿台５は、４８３ｍｍ×６４６ｍｍまでの原稿６
を載置可能であり、上下１対のガラス板で原稿を挟持す
る構成となっている。また、原稿６の下側にはガラス板
全面に渡ってオパール板（図示せず）が配置されてい
る。このオパール板は透過率が６０〜７０％程度の乳白
色の樹脂板であり、透過光を拡散するために用いられ
る。

【００１４】上フレーム３には、反射原稿をスリット状
に照射するための反射用光源８と、光学系９と、主走査
方向に並設された４個のＣＣＤラインセンサからなる受
光素子１０とが配置されている。反射用光源８には、１
対のハロゲンランプ３１が設けられている。光学系９
は、原稿６からの光を水平方向に９０°折曲げる主走査
方向に長い反射ミラー１１と、原稿からの光を受光素子
１０上で結像させるための４個のレンズ１２と、レンズ
１２と反射ミラー１１との間に配置された色分解フィル
ター１３とを備えている。この色分解フィルター１３
は、赤（Ｒ）又は緑（Ｇ）の光をそれぞれ通過させるフ
ィルター本体を有しており、光路に対して退避し得るよ
うに上下動が可能である。

【００１５】下フレーム２の中央において原稿載置装置
４の下方には、透過原稿をスリット露光するための透過
用光源７が配置されている。透過用光源７は、ハロゲン
ランプ２０と、ハロゲンランプ２０から照射された光を
主走査方向に拡げて原稿６に対し照射するためのライト
ガイド２１と、ハロゲンランプ２０の光をライトガイド
２１側に反射するための凹面鏡２２と、これらを覆う光
源カバー１６とを有している。

【００１６】光源カバー１６は、図３に示すように、箱
状の部材である。光源カバー１６の両側には、ライトガ
イド２１の先端に配置された整列配置部２６の両側端を
上下方向に案内する１対のガイド部２５が配置されてい
る。また、光源カバー１６のハロゲンランプ２０の近傍
には送風ファン２４が配置されている。ハロゲンランプ
２０とライトガイド２１との間には赤外線吸収フィルタ
２３が配置されている。このフィルタ２３は、赤外線を
吸収し、熱をライトガイド２１の入射端に伝達しないよ
うにするためのものである。

【００１７】ライトガイド２１は、図４に示すように、
多数の光ファイバー２８と、光ファイバー２８の一端を
束ねるファイバーバンドル２９と、光ファイバー２８の
他端を主走査方向に整列配置するための整列配置部２６
とから構成されている。整列配置部２６の両端には、下
方に延びるレール部材２７が配置されている。レール部
材２７は、ガイド部２５に摺動自在に支持されている。
また、整列配置部２６には図２に示すように、ナット１
９が固定されている。ナット１９はステッピングモータ
１７に連結されたネジ軸１８に螺合している。この結
果、ライトガイド２１の先端はモータ１７の回動により
上下移動可能になっている。

【００１８】このスキャナ１は、図５に示すようにマイ
クロコンピュータからなる制御部４０を有している。制
御部４０には、Ａ／Ｄ変換器４１を介して受光素子１０
が接続されている。また制御部４０には、入力キー４
２、表示部４３、ハロゲンランプ２０，３１、色分解フ
ィルタ１３、メモリ４９及び他の入出力部も接続されて
いる。さらに制御部４０には、モータドライバ４４を介
して原稿台搬送用モータ３２が、またモータドライバ４
５を介してライトガイド上下駆動用のモータ１７がそれ
ぞれ接続されている。

【００１９】次に、上述の実施例の動作を、図６〜図８
の制御フローチャートに従って説明する。最初に図６の
ステップＳ１で初期設定がなされる。ここでは、後述す
るＣＣＤの出力電圧の基準値Ｓが所定値に設定される。
ステップＳ２〜Ｓ５では、入力キー４２によりいずれの
モードが指示されたかを判断する。すなわち、ステップ
Ｓ２では光量調整モードが指示されたか否かを判断す
る。ステップＳ３ではモノクロモードが指示されたか否
かを判断する。ステップＳ４では色分解モードが指示さ
れたか否かを判断する。ステップＳ５ではその他のモー
ドが指示されたか否かを判断する。

【００２０】ステップＳ２で光量調整モードが指示され
たと判断するとステップＳ６に移行する。ステップＳ６
では、図７に示す光量調整処理が行われる。ここでは、
まずステップＳ１１でシェーディング補正位置ＳＨに原
稿台５を移動させる。このシェーディング補正位置ＳＨ
は、原稿台５において、原稿６が配置されない副走査方
向の端部に主走査方向の全域に渡って設けられている。
このシェーディング補正位置ＳＨは透過用光源７のシェ
ーディング補正を行うためのものである。

【００２１】ステップＳ１２では、ハロゲンランプ２０
を点灯する。ステップＳ１３では、ライトガイド２１の
先端を初期設定位置ＩＬへ移動する。この初期設定位置
ＩＬは工場出荷時に予め定められた位置である。ステッ
プＳ１４では、原稿台５をシェーディング補正位置ＳＨ
から移動させ走査を開始する。ステップＳ１５では、全
走査領域におけるＣＣＤの出力電圧のピーク値Ｐ₁ を検
出し、メモリ４９に記憶する。ステップＳ１６では、モ
ータ１７に出力されたパルスをカウントし、検出された
ピーク値Ｐ₁ が存在する副走査方向の位置ＰＬをメモリ
４９に記憶する。ステップＳ１７では、走査が終了した
か否かを判断する。全走査領域に対する走査が終了する
までステップＳ１５及びステップＳ１６の動作を繰り返
し、その間に、ピーク値Ｐ₁ が検出されるごとにピーク
値Ｐ₁ の値を更新し、ピーク位置ＰＬの値を更新する。
走査が終了するとステップＳ１８に移行する。

【００２２】ステップＳ１８では、ピーク位置ＰＬへ原
稿台５を移動させる。ステップＳ１９では、次式に示す
距離ΔＬ₁ 分ライトガイド２１の先端を上下駆動し、光
量を調整する。但し、Ｌ₁ はピーク値Ｐ₁ を示したとき
のライトガイド２１の先端の原点からの距離、ΔＬ₁ は
変化させる距離、Ｓは出力電圧の基準値である。 Ｐ₁ ／Ｓ＝Ｌ₁ ²／（Ｌ₁ ＋ΔＬ₁ ）² ステップＳ２０では、光量調整後のピーク値Ｐ₁ が基準
値Ｓに等しいか否かを判断する。等しくない場合にはス
テップＳ２６に進み、ライトガイド２１の先端を上下に
微動する。この微動方向は、基準値Ｓとピーク値Ｐ₁ と
の差の符号に応じて定められる。ステップＳ２６で微動
を終了すると、ステップＳ２０に戻り、再度基準値Ｓと
ピーク値Ｐ₁ との比較を行う。ステップＳ２０でピーク
値Ｐ₁ と基準値Ｓとが等しいと判断するとステップＳ２
１に移行する。

【００２３】ステップＳ２１では、ライトガイド２１の
先端の初期位置ＩＬを、Ｐ₁ ＝Ｓに光量調整された現時
点での位置に再設定する。ステップＳ２２では、原稿台
６をシェーディング補正位置ＳＨへ移動する。ステップ
Ｓ２３では、シェーディング補正位置ＳＨにおけるピー
ク値Ｐ₂ を検出し、記憶する。ステップＳ２４ではハロ
ゲンランプ２０を消灯する。ステップＳ２５では、ライ
トガイド２１の先端を原点位置に戻す。ステップＳ２５
での処理が終了するとメインルーチンに戻る。

【００２４】ここでは、ピーク値Ｐ１と基準値Ｓとを比
較し、その比較結果によりライトガイド２１の先端（つ
まり光源の照射位置）を上下させて光量を調整している
ので、点灯電圧及び絞りを変化させる必要がない。した
がって、焦点深度が変化せず、照度分布が劣化せず、球
面収差が増大しない。このため、光量調整による光源寿
命及び画質の劣化が防止でき、高画質の入力画像を得る
ことができる。

【００２５】図６のステップＳ３で、モノクロモードと
判断されるとステップＳ７に移行する。ステップＳ７で
はモノクロモードによるスキャンが行われる。ここで
は、原稿台６を副走査方向に移動させ、通常のモノクロ
スキャンが行われる。ステップＳ４で色分解モードと判
断されるとステップＳ８に移行する。ステップＳ８で
は、図８に示す色分解スキャン処理が実行される。

【００２６】ここではステップＳ３１で、色分解フィル
ター１３を光路上にセットする。ステップＳ３２では、
原稿台５をシェーディング補正位置ＳＨへ移動させる。
ステップＳ３３では、シェーディング補正位置ＳＨにお
ける主走査方向のピーク値Ｐ _F を検出する。ステップＳ
３４では、検出された値に基づいて、次式に示す距離Ｌ
_F だけライトガイド２１の先端を上下駆動し、光量を調
整する。但し、Ｐ_F はフィルター挿入時のピーク値であ
る。

【００２７】 Ｐ_F ／Ｓ＝Ｌ₁ ²／（Ｌ₁ ＋Ｌ_F ）² ×（Ｐ₁ ／Ｐ₂ ） ステップＳ３５では、光量調整後のピーク値Ｐ_F と基準
値Ｓとを比較する。ピーク値Ｐ_F と基準値Ｓとが一致し
ていないと判断するとステップＳ３６に移行する。ステ
ップＳ３６では、ライトガイド２１の先端を微動させス
テップＳ３５に戻る。ステップＳ３５で、ピーク値Ｐ_F
と基準値Ｓとが一致したと判断するとステップＳ３７に
移行する。

【００２８】ステップＳ３７では、走査を開始する。ス
テップＳ３８では、走査の終了を待って色分解フィルタ
ー１３を光路上から退避させるリセット処理を行う。ス
テップＳ３８でのリセット処理が終了するとメインルー
チンに戻る。ここでは、ピーク値Ｐ_F と基準値Ｓとを比
較し、その比較結果によりライトガイド２１の先端（つ
まり光源の照射位置）を上下させて光量を調整している
ので、点灯電圧及び絞りを変化させる必要がない。した
がって、この場合にも、光量調整による光源寿命及び画
質の劣化が防止でき、高画質の入力画像を得ることがで
きる。

【００２９】図６のステップＳ５で他のモードと判断さ
れるとステップＳ９に移行する。ステップＳ９では指定
されたモードに応じた他の処理を行い、これが終了する
とステップＳ２に戻る。 〔他の実施例〕 （ａ） ライトガイド２１の先端を上下させる代わり
に、ロッドレンズ等を用いた光源を原稿台５の下方に配
置し、ロッドレンズを直接上下駆動する構成を採用して
第１の発明を実施してもよい。 （ｂ） 透過用光源に代えて反射用光源を上下駆動し、
光量を調整するようにしてもよい。

【００３０】

【発明の効果】本発明に係る原稿照射装置では、光源電
圧や絞りを変化させず、光源手段を原稿に対して接近・
離反する方向に駆動することにより光量を調整している
ので、光源電圧を変化させることによる光源寿命の問題
及び絞りを変化させることによる画質の問題を生じさせ
ずに、光量調整を行える。

【００３１】本発明に係る画像入力装置では、光ファイ
バーの出射端が原稿載置台に直接対向して配置されてい
るので、光案内部と原稿載置台との間に従来配置されて
いたロッドレンズ等の光学部材が不要になり、光源側の
構成が簡素になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を採用したスキャナの斜視
図。

【図２】その断面概略図。

【図３】透過用光源の斜視図。

【図４】透過用光源の分解斜視図。

【図５】制御系のブロック図。

【図６】その制御フローチャート。

【図７】光量調整モードの制御フローチャート。

【図８】色分解スキャンモードの制御フローチャート。

【符号の説明】 １ スキャナ ５ 原稿台 ６ 原稿 ７ 透過用光源 １０ 受光素子 １７ モータ １８ ねじ軸 １９ ナット ２０ ハロゲンランプ ２１ ライトガイド ２８ 光ファイバー ４０ 制御部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】原稿をスリット状に照射する原稿照射装置
   であって、 前記原稿にスリット光を照射する光源手段と、 前記光源手段の前記原稿に対する照射光量を検出する照
   射光量検出手段と、 前記光源手段を前記原稿に対して接近・離反する方向に
   駆動する駆動手段と、 前記照射光量検出手段の検出結果に応じて、前記駆動手
   段を制御する制御手段と、 を備えた原稿照射装置。
2. 【請求項２】原稿をスリット状に照射して画像情報を得
   る画像入力装置であって、 前記原稿を載置するための原稿載置台と、 光源と、 入射端が前記光源側に配置され出射端が前記原稿載置台
   に直接対向して配置された多数の光ファイバーを有する
   光案内部と、 前記原稿載置台上の原稿からの光を受けて画像情報に変
   換する受光部と、 を備えた画像入力装置。