JPH07107249A

JPH07107249A - 読み取り装置

Info

Publication number: JPH07107249A
Application number: JP5242733A
Authority: JP
Inventors: Toshiyuki Kobayashi; 俊之小林
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1993-09-29
Filing date: 1993-09-29
Publication date: 1995-04-21

Abstract

(57)【要約】【目的】低コストで、かつ、光源点灯直後の光量の立
ち上がり時にも安定した画情報を出力可能とした読み取
り装置を提供すること。【構成】原稿を光源で照射して得られる反射光をレン
ズで結像し、ラインＣＣＤを用いて読み取る縮小光学系
で、光源点灯直後の光量の立ち上がり特性に対応して、
１ライン分の原稿情報を読み取る蓄積時間を制御すると
ともに、原稿搬送モータのスルーアップを行う，光源点
灯直後の光量の立ち上がり特性をモニタして、該モニタ
結果に基づいて電圧変化を補正し、前記ラインＣＣＤか
らの出力を安定させる等の光量補足手段を備えたことを
特徴とする読み取り装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は読み取り装置に関し、特
に光源点灯直後の光量の立ち上がり時にも安定した画情
報を出力可能とした読み取り装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ファクシミリや複写機，スキャナ
等に使われている一般的な原稿読み取り装置としては、
図１に示す如き縮小光学系を用いるものが知られてい
る。この装置は、原稿６を照射する長手方向に伸びた光
源５，装置全体を小型化するために光路を折り曲げるミ
ラー４，原稿情報光を結像させるレンズ２，白出力波形
のレンズcos4乗則を補正する白基準補正板(シェーディ
ング板)３，光情報を電気信号に変換するラインＣＣＤ
撮像素子１から構成されている。更に、ＣＣＤ撮像素子
１から出力される電圧波形を画像処理系に受け渡す前
に、Ａ／Ｄ変換するＡ／Ｄコンバータ等のＩＣが介在す
る。上述の如き読み取り装置においては、装置を低コス
トにするために、光源についても、安価なＸeランプや
ＬＥＤ等が使用されることが多い。しかし、Ｘeランプ
やＬＥＤ等は絶対的な光量が少ないため、安定した画情
報を得るためには、読み取りの蓄積時間を長くしたり、
受光系の感度を上げることが必要になるという問題があ
る。

【０００３】しかし、現状では、ＣＣＤデバイスの高速
駆動化の開発が進められてはいるものの、原稿の光情報
を光電変換するための受光部の感度特性には限界があ
り、安定したＳ／Ｎ比を得るためには充分な光量で原稿
を照射する必要がある。更に、ユーザが使用する際の拘
束時間を短縮するためにも高速駆動は必要条件であり、
これにはＣＣＤの蓄積時間短縮が必然的に必要となり、
やはり、充分な光量が必要となってくる。現状では、比
較的安価であり、かつ、充分な光量が得られる光源とし
て、蛍光灯が注目されているが、この蛍光灯には、使用
環境により定常的な光量に達するまでに時間がかかると
いう問題がある。これに関しては、例えば、特開平2-10
9460号公報に開示された「画像読取装置」を参考にするこ
とができる。この装置においては、蛍光灯を光源とする
原稿照明ユニットを用いて、画像を変換して得た電気信
号の適正レベルをリアルタイムで検出し、上記電気信号
の適正レベルに応じて画像情報信号の蓄積時間を制御す
るようにしており、これにより、上述の問題を解消して
いるものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来技術
では、信号処理系の構造を著しく複雑にする必要がある
ため、装置のコストが上昇することになるのは明らかで
ある。本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その
目的とするところは、従来の技術における上述の如き問
題を解消し、低コストで、かつ、光源点灯直後の光量の
立ち上がり時にも安定した画情報を出力可能とした読み
取り装置を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の上述の目的は、
原稿を光源で照射して得られる反射光をレンズで結像
し、ラインＣＣＤを用いて読み取る縮小光学系で、光源
点灯直後の光量の立ち上がり特性に対応して、１ライン
分の原稿情報を読み取る蓄積時間を制御するとともに、
原稿搬送モータのスルーアップを行うことを特徴とする
読み取り装置，原稿を光源で照射して得られる反射光を
レンズで結像し、ラインＣＣＤを用いて読み取る縮小光
学系で、光源管面に熱センサを装着し、光源点灯直後の
光量の立ち上がり特性をモニタして、該モニタ結果に基
づいて電圧変化を補正し、前記ラインＣＣＤからの出力
を安定させることを特徴とする読み取り装置，原稿を光
源で照射して得られる反射光をレンズで結像し、ライン
ＣＣＤを用いて読み取る縮小光学系で、レンズのcos4乗
則を補正するシェーディング板の位置を変化させて、前
記ラインＣＣＤへの入力光量を補正し、前記ラインＣＣ
Ｄからの出力を安定させることを特徴とする読み取り装
置，原稿を光源で照射して得られる反射光をレンズで結
像し、ラインＣＣＤを用いて読み取る縮小光学系で、前
記光源とは別に配置した立ち上がり特性の優れた補助光
源の光量を制御して、前記原稿上のスキャンラインにお
ける光量分布を均一化し、前記ラインＣＣＤからの出力
を安定させることを特徴とする読み取り装置または原稿
を光源で照射して得られる反射光をレンズで結像し、ラ
インＣＣＤを用いて読み取る縮小光学系で、前記ライン
ＣＣＤに印加する電源電圧を変動させ、電荷電圧変換部
のリセット時に設定される電圧を変えて、前記ラインＣ
ＣＤからの出力を安定させることを特徴とする読み取り
装置によって達成される。

【０００６】

【作用】蛍光灯の点灯開始からの時間経過による光量の
変化特性は、図２(ａ)に例示する如き特性となってお
り、ＣＣＤから出力される画情報も、上述の光量変化に
応じて、図２(ｂ)に例示する如く変化し、不安定な出力
となってしまう。そこで、本発明に係る第一の読み取り
装置においては、充分な光量が得られるが立上がり特性
が悪い蛍光灯の如き光源を使用した場合でも、ＣＣＤか
ら出力される画情報が安定するよう、光量の立ち上がり
特性に対応して、１ライン分の原稿情報を読み取る蓄積
時間と原稿搬送タイミングを同時に制御するようにした
ものである。また、本発明に係る第二の読み取り装置に
おいては、充分な光量が得られるが立上がり特性が悪い
蛍光灯の如き光源を使用した場合でも、ＣＣＤから出力
される画情報が安定するよう、光源管面に装着した熱セ
ンサにより、光源点灯直後の光量の立ち上がり特性をモ
ニタして、この結果に基づいて電圧変化を補正するよう
にしたものである。

【０００７】また、本発明に係る第三の読み取り装置に
おいては、充分な光量が得られるが立上がり特性が悪い
蛍光灯の如き光源を使用した場合でも、ＣＣＤから出力
される画情報が安定するよう、シェーディング板のスリ
ット幅を変えることで、前記ラインＣＣＤに達する光量
を制御するようにしたものである。また、本発明に係る
第四の読み取り装置においては、充分な光量が得られる
が立上がり特性が悪い蛍光灯の如き光源を使用した場合
でも、ＣＣＤから出力される画情報が安定するよう、主
光源とは別に配置した補助光源の光量を制御して、前記
ラインＣＣＤに達する光量を制御ようにしたものであ
る。更に、本発明に係る第五の読み取り装置において
は、充分な光量が得られるが立上がり特性が悪い蛍光灯
の如き光源を使用した場合でも、ＣＣＤから出力される
画情報が安定するよう、ＣＣＤに印加するドレイン電圧
を制御するようにしたものである。なお、上述の本発明
に係る各読み取り装置においては、ラインＣＣＤの出力
を安定させるための各制御量は、予め、何等かの方法で
チェックした結果に基づいて設定しておく方法を用いる
ことが可能であるが、本発明はこれに限られるものでは
ない。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。図３に、本発明の第一の実施例に係る読み
取り装置の要部構成を示す。図中、１，２および５は、
先に図１に示したと同じく、ＣＣＤ，レンズおよび光源
を示しており、また、１１はＲＯＭ１２内に記憶されて
いるプログラムに従って、本読み取り装置の動作を制御
するＣＰＵ、１３は原稿搬送用のモータ１４のドライ
バ、１５は上述のＣＣＤ１のドライバ、１６はＣＣＤ１
から出力される画情報を処理する画像処理部、１７は光
源５の点灯装置、１８は操作部、１９は原稿検知部、そ
して、２０はこれら各部を接続する内部バスを示してい
る。

【０００９】以下、上述の如く構成された本実施例に係
る読み取り装置の動作を、図４に示すタイミングチャー
ト，図５に示すフローチャートをも用いて説明する。ユ
ーザが本装置に読み取り用原稿を挿入する(図５ステッ
プ21)と、原稿照明用の光源５が点灯(同ステップ22)
し、図４(ａ)に示す如き変動特性で、徐々に光量が上が
っていく。装置側の読み取り備準が整った時点で原稿搬
送用モータ１４が始動されるが、このとき、モータが脱
調しないように、スルーアップを兼ねながら、徐々に駆
動パルス周波数を上げる。

【００１０】このとき、モータ駆動パルス(ＭＤ)と同じ
タイミングで、ＣＣＤを駆動する蓄積パルス(ＳＨ)の間
隔を狭めて(図４(ｂ)および同(ｃ)参照)、１ライン分の
蓄積時間を徐々に短くしていく(ステップ23)。所定の時
間が経過し、光源５の光量が充分安定すると、ＣＣＤか
ら出力される画情報も安定するので、この時点以降は、
上述のモータ駆動パルス(ＭＤ)と蓄積パルス(ＳＨ)は変
化させる必要がなくなり、図４に示す如く、等間隔で出
力すればよくなる(ステップ24)。原稿の読み取り終了
後、原稿を排出して処理を終了する(ステップ25)。

【００１１】なお、蓄積時間とモータ駆動パルス(ＭＤ)
を変化させるタイミング制御は、予め、前述のＲＯＭ１
２内等に、パラメータとして書き込んでおく方式で実現
できる。この方式によれば、光量を計測してフィードバ
ックする必要がなく、装置構成が簡単になる。次に、本
発明の第二の実施例に係る読み取り装置を、図６〜図８
を用いて説明する。なお、図６は、本実施例に係る読み
取り装置の全体構成図、図７は、その特徴的構成を示す
図、図８は、動作のタイミングチャートである。

【００１２】本実施例に係る装置においては、図７に示
す如く、光源５の一端に熱センサ３１を装着し、光源５
の管面温度の時間的変化を熱センサ３１からの出力によ
りモニタする。すなわち、熱センサ３１から出力され
る、管面温度に比例する出力電圧(Ｖ)を、乗算部３２に
入力し、ＣＣＤから出力される画情報と乗算して、新た
なＶideo出力とする。上述の熱センサ３１からの出力に
対応する乗算係数は、例えば、図８(ｂ)に示すものであ
る。

【００１３】上記実施例においては、光源５の点灯直後
の光量不足状態のときには、大きな乗算係数により画情
報出力を増幅し、光量が一定値に近ずくに従って、乗算
係数を小さくすることにより、常に画像出力が一定にな
るように制御することが可能になる。次に、本発明の第
三の実施例に係る読み取り装置を、図９〜図１１を用い
て説明する。なお、図９は、本実施例に係る読み取り装
置の全体構成図、図１０は、その特徴的構成を示す図、
図１１は、動作のタイミングチャートである。

【００１４】本実施例に係る装置においては、図１０に
示す如く、レンズ２とＣＣＤ１との間に設けられている
シェーディング板３４の遮蔽板３５の移動機構を配し
て、光源５の光量の状況に応じて遮蔽板３５を移動さ
せ、任意の開度に設定することを可能としているもので
ある。すなわち、ラックとピニオン等の係合手段を用い
て、光源５の光量の状況に応じて遮蔽板３５を、図１０
中の上下方向に移動させることによりその開口面積を変
化させ、光源５の光量の状況に対応させるものである。

【００１５】シェーディング板は、光学的な要因により
発生するレンズのcos4乗則の白波形補正手段であるが、
本実施例に係る装置においては、これを積極的に利用し
て、光源の光量不足に対処するものである。通常は、遮
蔽板３５の位置は図１０中のｘ₀にありスリットは大き
く開いた状態になっているが、ユーザが読み取り用原稿
を挿入した直後に光源５が点灯し、ここから発せられる
光量が少ない初期段階から徐々に増えるに従って、遮蔽
板３５を移動させるための第二のモータ３３がＣＣＷ方
向に回転し、遮蔽板３５が閉じていく。

【００１６】光量変動がなくなり定常状態になると、遮
蔽板３５は位置０に停止し、過渡現象が終了する。原稿
の読み取りが終了すると、遮蔽板３５は再び位置ｘ₀に
戻って待機する。本実施例においても、光源５の点灯後
における遮蔽板３５の移動パターンは、予め、ＲＯＭ１
２内等に記憶されているものとする。次に、本発明の第
四の実施例に係る読み取り装置を、図１２〜図１４を用
いて説明する。図１２は、本実施例に係る読み取り装置
の全体構成図、図１３は、その特徴的構成を示す図、図
１４は、動作のタイミングチャートである。

【００１７】本実施例に係る装置においては、図１３に
示す如く、主たる光源５の近傍に、ＬＥＤの如き立ち上
がり特性の優れた補助光源３７を配置する。この補助光
源３７が原稿６を照射する位置はスキャンライン３９と
同じにしておく。上述の補助光源３７の光量は、点灯装
置３８により自由に制御可能に構成されている。ユーザ
が原稿をセットすると、主たる光源５が点灯するが、こ
の立ち上がり特性は、前述の如く、また、図１４に実線
で示される如く、遅れがある。これを補うために、本実
施例では、上述の補助光源３７を主たる光源５の点灯と
同時に点灯するものである。

【００１８】そして、この補助光源３７の光量は、図１
４に破線で示される如く、主たる光源５の変動とは逆の
動きとする。すなわち、主たる光源５の光量が上がるに
従って、補助光源３７に印加する電圧を低下させ、常
に、読み取りスキャンライン３９上を照射する両者の合
成光量が一定に保たれるよう制御する。主たる光源５か
ら発せられる光量が定常値になると、補助光源３７は消
灯される。この制御は、例えば、予め、前述のＲＯＭ１
２内等に記憶されているパターンに従うものとするが、
これに限られる訳ではない。なお、図１４中の一点鎖線
は、上述の合成光量を示している。

【００１９】次に、本発明の第五の実施例に係る読み取
り装置を、図１５〜図１８を用いて説明する。図１５
は、本実施例に係る読み取り装置の全体構成図、図１６
は、その動作原理を示す図、図１７は、動作のタイミン
グチャートである。本実施例に係る装置においては、図
１５に示す如く、ＣＣＤ１のドレイン電圧を調整するた
めのＣＣＤドレイン電圧調整部４０を設けて、ＣＣＤド
レイン電圧を光源５の立ち上がり特性に合わせて制御す
る如く構成している。ここでの制御も、予め、前述のＲ
ＯＭ１２内等に記憶されているパターンに従うものとす
るが、これに限られる訳ではない。

【００２０】図１６に、ＣＣＤ１の詳細な構成と動作原
理を示した。同図(ａ)に示す如く、ＣＣＤ１は、転送ク
ロックφ１，φ２、リセットクロックＲＳおよび印加電
圧ＯＤを入力することにより動作する。原稿情報光が受
光素子に入射すると、光量に比例した電荷が発生し、シ
フトクロックの入力によりシフトレジスタ内で、順次、
電荷転送を行い、リセットゲートからフローティングキ
ャパシタで電荷−電圧変換を行う。この際、リセット信
号が入力される度に設定されるＣＣＤドレイン電圧Ｖ_OD
を、図１７(ｃ)に示す如く変化させることで、ＣＣＤ１
から出力される画情報が安定する。

【００２１】すなわち、ＣＣＤ１への入射光量が少なく
ても、ドレイン電圧Ｖ_ODを高く設定しておくことによ
り、ＣＣＤ１から出力される画情報(アナログビデオ出
力)を高くすることができるというものである。つま
り、光源５の光量が安定するまで、ＣＣＤ１に印加する
ドレイン電圧を、図１７(ｃ)に示す如く制御し、光量変
動分を相殺する訳である。ここでも、ＣＣＤ１に印加す
るドレイン電圧の変化率は、予め、前述のＲＯＭ１２内
等に記憶されているパターンに従うものとするが、これ
に限られる訳ではない。

【００２２】上記各実施例によれば、具体的な実施方法
は異なるが、いずれも、光源５の光量が安定するまでの
間、何等かの方法でこれを補足する手段を構じているの
で、ＣＣＤ１から出力される画情報を安定させることが
できるという効果が得られるものである。なお、上記実
施例は本発明の一例を示したものであり、本発明はこれ
に限定されるべきものではないことは言うまでもないこ
とである。例えば、上述の各実施例に示した補足手段の
制御に用いるパターンは、予め、前述のＲＯＭ１２内等
に記憶されているパターンに従うものとするが、これに
限られる訳ではないという如くである。

【００２３】

【発明の効果】以上、詳細に説明した如く、本発明によ
れば、低コストで、かつ、光源点灯直後の光量の立ち上
がり時にも安定した画情報を出力可能とした読み取り装
置を実現できるという顕著な効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】縮小光学系を用いる読み取り装置の原理を示す
図である。

【図２】図１に示した装置の動作タイミングチャートで
ある。

【図３】本発明の第一の実施例に係る読み取り装置の要
部構成を示す図である。

【図４】図３に示した装置の動作タイミングチャートで
ある。

【図５】図３に示した装置の動作フローチャートであ
る。

【図６】本発明の第二の実施例に係る読み取り装置の全
体構成図である。

【図７】図６に示した装置の特徴的構成を示す図であ
る。

【図８】図６，図７に示した装置の動作タイミングチャ
ートである。

【図９】本発明の第三の実施例に係る読み取り装置の全
体構成図である。

【図１０】図９に示した装置の特徴的構成を示す図であ
る。

【図１１】図９，図１０に示した装置の動作タイミング
チャートである。

【図１２】本発明の第四の実施例に係る読み取り装置の
全体構成図である。

【図１３】図１２に示した装置の特徴的構成を示す図で
ある。

【図１４】図１２，図１３に示した装置の動作タイミン
グチャートである。

【図１５】本発明の第五の実施例に係る読み取り装置の
全体構成図である。

【図１６】図１５に示した装置の動作原理の説明図であ
る。

【図１７】図１５，図１６に示した装置の動作タイミン
グチャートである。

【符号の説明】

１ラインＣＣＤ撮像素子(ＣＣＤ) ２レンズ３ (固定の)シェーディング板５光源６原稿１１ＣＰＵ１２ＲＯＭ１３原稿搬送用のモータのドライバ１５ＣＣＤ１のドライバ１６画像処理部１７光源５の点灯装置１８操作部１９原稿検知部２０内部バス３１熱センサ３２乗算部３４シェーディング板３５遮蔽板３６シェーディング板移動用モータ３３のドライバ３７補助光源３８補助光源３７の点灯装置３９スキャンライン４０ＣＣＤドレイン電圧調整部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】原稿を光源で照射して得られる反射光を
レンズで結像し、ラインＣＣＤを用いて読み取る縮小光
学系で、光源点灯直後の光量の立ち上がり特性に対応し
て、１ライン分の原稿情報を読み取る蓄積時間を制御す
るとともに、原稿搬送モータのスルーアップを行うこと
を特徴とする読み取り装置。
【請求項２】原稿を光源で照射して得られる反射光を
レンズで結像し、ラインＣＣＤを用いて読み取る縮小光
学系で、光源管面に熱センサを装着し、光源点灯直後の
光量の立ち上がり特性をモニタして、該モニタ結果に基
づいて電圧変化を補正し、前記ラインＣＣＤからの出力
を安定させることを特徴とする読み取り装置。
【請求項３】原稿を光源で照射して得られる反射光を
レンズで結像し、ラインＣＣＤを用いて読み取る縮小光
学系で、レンズのcos4乗則を補正するシェーディング板
の位置を変化させて、前記ラインＣＣＤへの入力光量を
補正し、前記ラインＣＣＤからの出力を安定させること
を特徴とする読み取り装置。
【請求項４】原稿を光源で照射して得られる反射光を
レンズで結像し、ラインＣＣＤを用いて読み取る縮小光
学系で、前記光源とは別に配置した立ち上がり特性の優
れた補助光源の光量を制御して、前記原稿上のスキャン
ラインにおける光量分布を均一化し、前記ラインＣＣＤ
からの出力を安定させることを特徴とする読み取り装
置。
【請求項５】原稿を光源で照射して得られる反射光を
レンズで結像し、ラインＣＣＤを用いて読み取る縮小光
学系で、前記ラインＣＣＤに印加する電源電圧を変動さ
せ、電荷電圧変換部(フローティングキャパシタ)のリセ
ット時に設定される電圧を変えて、前記ラインＣＣＤか
らの出力を安定させることを特徴とする読み取り装置。