JPH08289095A - 画像読取装置及び光源ユニット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 高品位な画像読み取りのできる安価な画像読
取装置を提供する。 【構成】 ＬＥＤ基板２２０上に赤のＬＥＤチップＲ，
青のＬＥＤチップＢと分光放射特性のピーク値の差は３
０ｎｍ以内であるような緑のＬＥＤチップＧ１，Ｇ２を
一組としてＬＥＤアレイを構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、画像を読み取り電気信
号に変換する画像読取装置及び前記画像読取装置に用い
られる光源ユニットに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の画像読取装置として、原稿の同じ
位置で３種類の分光特性を有する光を照射し、そのとき
のイメージセンサの出力信号によって原稿のカラー信号
を得る光源切換型カラーイメージセンサが知られてい
る。図１９〜２２は、このような画像読取装置の一例で
あり、赤，緑，青（以下、それぞれＲ，Ｇ，Ｂと略す）
３色のＬＥＤと短焦点結像素子アレイ及び複数のライン
センサを一直線上に並べたセンサアレイから構成されて
いる。

【０００３】図１９〜２２において、主要部分の構成
は、フレーム２００の上面に原稿面に接する透明ガラス
板２０１を取り付け、上記フレーム２００内に設けられ
たＬＥＤ基板２１０上に実装されたＬＥＤアレイ２１１
の出射光２１２が上記透明ガラス板２０１の上面に接す
る原稿面で反射され、原稿の読み取り面からの反射光２
１３を通す光学系２０９と、その光学系２０９に対応し
てセンサ基板１９上に設けられたセンサアレイ１をフレ
ーム２００内に備えている。

【０００４】ＬＥＤアレイ２１１は、図２１に示すよう
にＬＥＤ基板２１０上で各々ＲＧＢ３色の発光をするＬ
ＥＤチップ２１１Ｒ，２１１Ｇ，２１１Ｂが一組となっ
て一直線上に交互に並んでおり、ＲＧＢの各色毎に独立
に点灯、消灯ができるようになっている。そして、上記
光学系には例えば商品名「セルホックレンズアレイ」
（日本板硝子株式会社製）で代表される上記の短焦点結
像素子アレイが採用されている。

【０００５】また、センサアレイ１は、図２２に示すよ
うに複数のラインセンサ２−１，２−２，・・・，２−
１５を上記センサ基板１９に一直線上に並べたもので、
保護膜２０６で覆われている。密着型マルチチップイメ
ージセンサでは原則的に原稿からの反射光を等倍でセン
サアレイ上に結像させて読み取るので、センサアレイ１
の長さは読み取る原稿幅だけ必要になる。

【０００６】したがって読み取ろうとする原稿のサイズ
によって、必要なセンサアレイ１の長さは変化し、セン
サアレイ１を構成するラインセンサの個数も変化する。
例えばＡ３サイズの原稿を読み取ろうとする場合は、ラ
インセンサ一個の長さを２０ｍｍとすれば、１５個のラ
インセンサでセンサアレイを構成すればよい。

【０００７】また、上記センサ基板１９は、フレーム２
００に係合した底板２０５に支えられ、フレキ基板２０
８を介して基板２０３に接続している。基板２０３上に
は電源、制御信号などの入出力用のコネクタ２０２が設
けられ、ねじ２０７によってフレーム２００に取りつけ
られている。

【０００８】このような構成のイメージセンサによるカ
ラー原稿の読み取りは、まずラインセンサの感度むらや
光源の照射光のむらによって生じるシェーディングを補
正するためのデータの取り込みから始まる。シェーディ
ング補正用のデータの取り込みは、ＬＥＤチップ２１１
Ｒ，２１１Ｇ，２１１Ｂをそれぞれ一つずつ順次発光し
て原稿読取装置内に設けられた白基準板を読み取り、こ
のときのイメージセンサの出力信号をそれぞれメモリに
一時保存しておく。

【０００９】そして、ＲＧＢ光源を個別に発光し、メモ
リに保存されているシェーディング補正信号を用いて、
この後にカラー原稿画像を読んだときにシェーディング
補正を行う。また、同時にＬＥＤ２１１Ｒが発光したと
きのセンサ出力信号ｒ１，ＬＥＤ２１１Ｇが発光したと
きのセンサ出力信号ｇ１，ＬＥＤ２２１Ｂが発光したと
きのセンサ出力信号ｂ１が、再び白基準板を読んだとき
にＲ信号ｒ，Ｇ信号ｇ，Ｂ信号ｂがｒ＝ｇ＝ｂとなって
得られるようにゲイン調整される。

【００１０】実際の原稿読み取りは、光源切換型カラー
イメージセンサの場合、前記したように読み取ろうとす
る原稿上の一点で、ＲＧＢ３つの信号を得るためにＲＧ
Ｂの光を個別に原稿に対して照射する必要がある。この
ための方法としては、ＲＧＢのうち１色のＬＥＤを点灯
した状態でイメージセンサを原稿全体に副走査し、点灯
させるＬＥＤの種類を換えて３回繰り返すことで原稿を
読み取るいわゆる面順次方式や、読み取ろうとする原稿
の１ライン毎にＲＧＢ３色のＬＥＤを順次点灯しながら
イメージセンサを原稿全体に副走査させて原稿を読み取
るいわゆる線順次方式がある。このどちらの方法によっ
ても原稿面全域のＲＧＢ信号が得られ、これを使ってカ
ラー画像を再生できる。

【００１１】ここで光源切換型カラーイメージセンサに
おける理想的なＲＧＢ光源の分光特性について説明す
る。例としてＧ光源について考える。図２３に示すよう
な３種類の異なる分光特性を持つＧ光源による原稿画像
の読み取る場合について説明する。ここで光源Ｇ６は、
光源Ｇ７に比べて４８０〜５００ｎｍ及び５７０〜５９
０ｎｍの波長領域の光が欠落している。

【００１２】このため、光源Ｇ６により図２４に示すよ
うな５００ｎｍ前後の波長領域においてのみ分光反射特
性が異なる色ａ，ｂを読み取った場合に、その分光特性
の差を読み取ることができず、どちらもほぼ同じＧ信号
が得られることになる。

【００１３】更にこの光源Ｇ６で欠落している波長領域
のうちで、Ｇ光源よりも波長の短いＢ光源においても光
のない波長領域が存在するとその部分での違いはＢ信号
にも現れず、色ａ，ｂの色弁別はできない。したがって
カラー原稿に含まれる様々な色について色弁別を高める
ためには、ＲＧＢ光源の分光特性は可視光領域全てをカ
バーする必要がある。

【００１４】次に光源Ｇ７，Ｇ８をＧ光源として使用し
た場合の色再現の違いを説明する。光源Ｇ７，Ｇ８の出
射光はどちらも同じ波長領域をカバーしており、各波長
領域のエネルギー分布のみが異なっている。このような
光源Ｇ７，Ｇ８を使用した光源切換型カラーイメージセ
ンサの色空間を図２５に示す。

【００１５】図２３はＣＩＥ−ｘｙ色度図と呼ばれるも
ので、同図において周囲を囲む実線はスペクトル軌跡及
び赤紫線であり、この実線で囲まれた領域に全ての色が
含まれている。その内側の三角形はカラーイメージセン
サの色空間である。光源Ｇ７，Ｇ８により原稿を照射し
たときのイメージセンサの出力Ｇ_OUT は次式によって与
えられる。

【００１６】G_OUT= ∫G7( λ)(orG8( λ))S(λ)dλ ただし G7( λ）：ＬＥＤＧ７の分光放射特性 G8( λ）：ＬＥＤＧ８の分光放射特性 S( λ）：ラインセンサの分光感度特性

【００１７】色再現は、原稿の詳細な分光反射特性を測
定して行うわけではなく、このようにして得られたＲＧ
Ｂ信号によってのみ行われる。図２５によれば、光源Ｇ
７を使ったカラーイメージセンサの方がＧ８に比べてよ
り広い色空間を持っていることがわかる。したがって光
源切換型カラーイメージセンサにおけるＧ光源の分光特
性としては光源Ｇ８よりＧ７のほうが望ましい。

【００１８】このように光源切換型カラーイメージセン
サにおける理想的なＲＧＢ光源の分光特性は色空間がで
きるだけ広くとれ、かつＲＧＢ光源で全ての波長領域を
カバーできるものである。また、ＬＥＤ光源は、管状の
光源等に比較して小型で応答性がよく信頼性も高い等利
点が多く、上記した光源切換型カラーイメージセンサに
適している。

【００１９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記した
従来の光源切換型カラーイメージセンサのＲＧＢ出力信
号を使った色再現にはいくつかの問題点があった。図２
６は、従来の光源切換型カラーイメージセンサの色空間
の一例であり、これをみると自然界に存在する様々な色
に対してイメージセンサの色空間がかなり狭くなってい
ることがわかる。これはこの場合ＧのＬＥＤの分光特性
が長波長側に寄り過ぎていることと、照射光量の極端に
少ない波長領域ができてしまうことによるものである。
そこで、このような問題を解消した理想的な色再現を行
うために満足できる分光特性をもつ３色のＬＥＤも存在
するが、そのようなものをそろえようとすると非常に高
価であり、装置の製造コストが高くなってしまう。

【００２０】これに対して、一般に表示装置等に使われ
る表示用のＬＥＤは大量に生産されるため安価になる傾
向にあるため、このような表示用のＬＥＤをイメージセ
ンサの光源に用いれば、大幅なコストダウンが可能であ
る。

【００２１】しかしながら表示用のＬＥＤとしては、半
値幅が小さい急峻な分光特性をもっているのに対し、光
源切換型カラーイメージセンサの光源としては、前記し
たようにＲＧＢ３つのＬＥＤで可視光領域全域をカバー
する必要があるため、表示用のＬＥＤをイメージセンサ
の光源に用いようとする場合、半値幅が小さ過ぎて照射
光量の極端に少ない波長領域が生じたり、色空間が狭い
ため色再現できない色が多くなる等の問題点があった。

【００２２】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記問題点を
解決するためになされたものであり、請求項１に記載の
発明では、画像読取装置において、複数の異なる分光特
性を有する発光素子からなる発光手段と、前記発光手段
を基板上に複数配列した光源と、前記光源により照射さ
れた被写体からの光を電気信号に変換する光電変換手段
とを有し、前記発光手段は、ピーク波長の差が３０ｎｍ
以内である少なくとも２つの発光素子を有することを特
徴とするものである。

【００２３】請求項２に記載の発明では、請求項１に記
載の発明において、前記発光手段を構成する前記ピーク
波長の差が３０ｎｍ以内である発光素子を同時に点灯す
るように制御する制御手段を有することを特徴とするも
のである。

【００２４】請求項３に記載の発明では、請求項１また
は２に記載の発明において、前記発光手段を構成する発
光素子の種類は、少なくとも得ようとする色信号の種類
よりも多いことを特徴とするものである。

【００２５】請求項４に記載の発明では、請求項１乃至
３に記載の発明において、前記光源の照射光の分光特性
に応じて前記ピーク波長の差が３０ｎｍ以内である発光
素子を所定数配置することを特徴とするものである。

【００２６】請求項５に記載の発明では、請求項１乃至
３に記載の発明において、前記光源の照射光の分光特性
に応じて前記ピーク波長の差が３０ｎｍ以内である発光
素子を所定の位置に配置することを特徴とするものであ
る。

【００２７】請求項６に記載の発明では、被写体からの
光を電気信号に変換する光電変換手段を有する画像読取
装置に使用可能な光源ユニットであって、複数の異なる
分光特性を有する発光素子からなり前記光電変換手段と
対抗した位置に設けられた発光手段と、前記発光手段を
基板上に複数配列した光源とを有し、前記発光手段は、
ピーク波長の差が３０ｎｍ以内である少なくとも２つの
発光素子を有することを特徴とするものである。

【００２８】請求項７に記載の発明では、請求項６に記
載の発明において、前記発光手段を構成する前記ピーク
波長の差が３０ｎｍ以内である発光素子を同時に点灯す
るように制御する制御手段を有することを特徴とするも
のである。

【００２９】請求項８に記載の発明では、請求項６また
は７に記載の発明において、前記発光手段を構成する発
光素子の種類は、少なくとも得ようとする色信号の種類
よりも多いことを特徴とするものである。

【００３０】請求項９に記載の発明では、請求項６乃至
８に記載の発明において、前記光源の照射光の分光特性
に応じて前記ピーク波長の差が３０ｎｍ以内である発光
素子を所定数配置することを特徴とするものである。

【００３１】請求項１０に記載の発明では、請求項６乃
至８に記載の発明において、前記光源の照射光の分光特
性に応じて前記ピーク波長の差が３０ｎｍ以内である発
光素子を所定の位置に配置することを特徴とするもので
ある。

【００３２】

【実施例】以下、図面を用いて本発明の実施例について
説明する。

【００３３】（第１の実施例）図１は、本発明の第１の
実施例の画像読取装置の構成ブロック図である。図１に
おいて、画像読取部３１により原稿画像が読み取られ、
信号処理部３２に進んで所定の信号処理が行われる。さ
らに制御手段である制御部３３により装置全体の制御が
行われている。次に図２は、本実施例の光源切換型マル
チチップカラーイメージセンサの構成断面図であり、図
２において、基本的な構成は従来例で説明した図２０と
同じであるため、同じ構成要素には同一符号を付し、説
明を省略する。図２において、１は、光電変換手段であ
るセンサアレイであり、２０は、後述するＬＥＤ基板で
ある。

【００３４】図３は、本発明の第１の実施例の光源切換
型マルチチップカラーイメージセンサに用いられる光源
ユニットとしてのＬＥＤ基板２２０の構成図である。Ｌ
ＥＤ基板２２０上には、Ｒ，Ｇ１，Ｇ２，Ｂの４種類の
分光特性を有する発光素子であるＬＥＤチップ２２１
Ｒ，２２１Ｇ１，２２１Ｇ２，２２１Ｂを一組として発
光手段を構成し、そのグループが一直線上に並べられて
光源であるＬＥＤアレイ２２１を形成しており、Ｇの照
射光を作るためにＧ１，Ｇ２の２種類のＬＥＤチップが
用意されている点以外は、前記従来例と本質的に変わり
ない。本実施例では、このようなＬＥＤ基板２２０を図
２０に示されるイメージセンサにＬＥＤ基板２１０の代
わりに組み込むことにより構成する。

【００３５】ＬＥＤアレイ２２１を構成しているＬＥＤ
チップ２２１Ｒ，２２１Ｇ１，２２１Ｇ２，２２１Ｂの
分光特性は、図４に示すようになっており、ＬＥＤチッ
プ２２１Ｇ２の分光特性は、前記従来例におけるＬＥＤ
チップ２１１Ｇの分光特性と同一である。またＬＥＤチ
ップ２２１Ｒ，２２１Ｂも前記従来例のＬＥＤチップ２
１１Ｒ，２１１Ｂの分光特性と同一である。本実施例の
特徴である新たに加わったＬＥＤチップ２２１Ｇ１の分
光特性は、ＬＥＤチップ２２１Ｇ２の分光特性を短波長
側ずらし、そのずれは３０ｎｍ以内になるような分布に
なっている。

【００３６】ここでＬＥＤの発光層に使われる材料と分
光特性について説明する。近年カラー用の光源としてＢ
及びＧのＬＥＤの高輝度化の研究開発が急速に発展し、
従来に比べて１０〜１００倍も明るいＬＥＤが入手可能
になってきた。ＬＥＤの高輝度化のためには直接遷移型
のエネルギーバンド構造をもつ半導体結晶を発光材料と
するのがエネルギー変換効率の面から有利であり、この
ような直接遷移型の材料のバンドギャップＥｇと発光波
長λの関係は、次式のような関係にある。

【００３７】λ〔nm〕＝1.24*10/Eg〔eV〕

【００３８】このようなバンドギャップＥｇと発光波長
λの関係を図５のグラフに示す。図５のグラフ上に青
（Ｂ），青緑（ＢＧ），緑（Ｇ），黄緑（ＹＧ）４色を
発光するのに必要なバンドギャップＥｇが示されてい
る。このようなバンドギャップＥｇをもつ具体的な材料
としては、ＧａＮ（３．４ｅＶ），ＺｎＳｅ（２．６ｅ
Ｖ），ＧａＰ（２．２６ｅＶ）等がある。特にＧａＮ
は、ＩｎＮ（２．０ｅＶ），ＡｌＮ（６．３ｅＶ）との
混晶を作ることにより、２．０〜６．３ｅＶまで対応で
き様々な波長の発光が可能なことが報告されている。ま
た、ＬＥＤの分光分布の半値幅は、発光層に使われる材
料の純度に依存している。

【００３９】前記したように表示装置等に用いられるＲ
ＧＢのＬＥＤは、その色空間が広く取れることが重要で
あることから、一般にその分光特性は急峻な半値幅の狭
い分布となっている。一方、光源切換型カラーイメージ
センサの原稿照明に使う光源としては、色空間が広くと
れることのほかに、ＲＧＢ光源によってすべての可視光
領域をカバーすることも必要である。

【００４０】そこで、本実施例では、表示装置用の急峻
な分光特性をもつ安価なＬＥＤを複数組み合わせて使用
することにより、ＲＧＢ光源によって全ての可視光領域
をカバーするようにした。従来例で示した光源切換型カ
ラーイメージセンサでは、Ｇ領域の光が不足しているた
め、ＬＥＤ２２１Ｇ２と同程度の半値幅の分光特性をも
ち、発光波長領域が３０ｎｍだけ短波長側にずれている
ＬＥＤ２２１Ｇ１をＬＥＤ基板１上に設け、ＬＥＤ２２
１Ｇ２と同時に点灯し、このときのイメージセンサの出
力をＧ信号とする。

【００４１】このようなカラーイメージセンサの色空間
は、次のような手順で求められる。色空間を決定するＲ
ＧＢ３つのｘｙ座標は、例えばＧの場合、まずＧの三刺
激値Ｘｇ，Ｙｇ，Ｚｇを次式のように計算する。

【００４２】Xg=K∫(G1(λ)+G2( λ))S(λ)x( λ)dλ Yg=K∫(G1(λ)+G2( λ))S(λ)y( λ)dλ Zg=K∫(G1(λ)+G2( λ))S(λ)z( λ)dλ K=100/∫D65(λ)y( λ)dλ G1( λ) ：ＬＥＤチップＧ１の分光放射特性 G2( λ) ：ＬＥＤチップＧ２の分光放射特性 S( λ) ：ラインセンサの分光感度特性 D65( λ) ：標準Ｄ６５光源の分光放射特性 x,y,z ( λ) ：ＸＹＺ表色系の等色関数

【００４３】ここでラインセンサの分光感度特性Ｓ
（λ）は、図６に示されるような特性である。また、Ｌ
ＥＤの分光放射特性の項をＲのＬＥＤや、ＢのＬＥＤの
分光特性に置き換えて計算すればＲの三刺激値Ｘｒ，Ｙ
ｒ，Ｚｒ，Ｂの三刺激値Ｘｒ，Ｙｒ，Ｚｒも同様に求め
ることができる。

【００４４】ＧのＣＩＥ−ｘｙ座標は、三刺激値Ｘｇ，
Ｙｇ，Ｚｇより xg=Xg/(Xg+Yg+Zg) yg=Yg/(Xg+Yg+Zg) となる。Ｒのｘｙ座標（ｘｒ，ｙｒ）、Ｂのｘｙ座標
（ｘｂ，ｙｂ）も同様して求めることができる。

【００４５】このような計算により求まったＲＧＢの色
度座標により本実施例のイメージセンサの色空間、すな
わちこのイメージセンサを使って読み取り、色再現可能
な色の分布する範囲を図７に示す。なお一点鎖線で示さ
れる三角形は、図２６に示した従来のイメージセンサの
ものである。図７よりイメージセンサの色再現可能領域
が従来例に比べて広がりバランスのよい形になっている
ことがわかる。

【００４６】また、図４と図８を見比べて明らかなよう
に可視光領域において光量が極端に落ちる領域がなくな
るので、従来例に比べて色弁別性の優れたイメージセン
サになる。

【００４７】このように半値幅の小さい分光特性をもつ
ＬＥＤを複数個同時に点灯して使用することにより、光
量の極端に少ない波長領域がない良好な色特性をもつ光
源切換型イメージセンサが実現できる。さらに半値幅の
小さい分光特性をもつＬＥＤを使った場合、ラインセン
サ単体の分光感度のうちわずかな領域しか出力に寄与し
ないため、ラインセンサの出力は小さくなってしまう
が、本実施例の場合には、出力に寄与するラインセンサ
単体の分好感度の領域が広がるため、大きな出力が得や
すくなる利点も出てくる。

【００４８】なお、本実施例では、ＲＧＢ光源のうちＧ
光源における例を示したが、ＲＢ両光源においても同様
のことができるのは言うまでもない。また、マルチチッ
プ密着イメージセンサを例に示したが、本発明はこれに
限定されるものではない。これらは、後述の第２または
第３の実施例についても同様である。

【００４９】（第２の実施例）図９は、本発明の第２の
実施例における光源切換型密着型マルチチップカラーイ
メージセンサに用いられる光源ユニットとしてのＬＥＤ
基板２３０である。なお、画像読取装置の構成は、前記
した図１と同様であるためここでは省略する。図９にお
いて、ＬＥＤ基板２３０上には、５種類の分光特性をも
つ発光素子であるＬＥＤチップ２３１Ｒ，２３１Ｇ３，
２３１Ｇ４，２３１Ｇ５，２３１Ｂを一組として発光手
段を構成し、このような発光手段が一直線上に並べられ
て光源であるＬＥＤアレイ２３１を形成している。

【００５０】図９において、Ｇの照射光を作るためにＬ
ＥＤチップがＧ３，Ｇ４，Ｇ５の３種類用意され、ＬＥ
ＤチップＧ３の個数がＧ４，Ｇ５の２倍になっている点
以外は前記従来例と同じ構成である。ＬＥＤチップ２３
１Ｒ，２３１Ｂの分光特性は、前記従来例におけるＬＥ
Ｄチップ２１１Ｒ，２１１Ｂの分光特性と同一である。

【００５１】また、ＬＥＤチップ２３１Ｇ３，Ｇ４，Ｇ
５の分光特性は、図１０に示すようにＧ３とＧ４、ある
いはＧ４とＧ５のピークレベルは、それぞれ僅かにずれ
ており、その差は３０ｎｍ以内になるようになってい
る。本実施例では、このようなＬＥＤ基板２３０を図２
に示したイメージセンサにＬＥＤ基板２２０の代わりに
組み込む。

【００５２】このような構成の光源切換型カラーイメー
ジセンサで実際に行う原稿読み取りは、第１の実施例と
同様であり、ＲＧＢの光源を原稿の同位置でそれぞれ個
別に照射し、そのときのイメージセンサの出力によって
ＲＧＢ信号を得るものである。ここでＲ，Ｂに関して
は、第１の実施例と同様にＬＥＤチップ２３１Ｒ，２３
１Ｂを点灯すればよい。

【００５３】Ｇ信号に関しては、ＬＥＤチップ２３１Ｇ
３，Ｇ４，Ｇ５を同時に点灯することによってＧの照射
光を得ているが、ここでは合成された照射光の分光特性
のバランスを考え、ＬＥＤチップ２３１Ｇ３のみの個数
を他のＬＥＤチップの２倍にし、より理想的な分光特性
を実現しようとしている。このようにＬＥＤチップ２３
１Ｇ４，Ｇ５を１個ずつとＬＥＤチップ２３１Ｇ３を２
個使って合成されたＧ光源のトータルの分光特性は図１
１のようになる。

【００５４】上記構成のカラーイメージセンサの色空間
を第１の実施例と同様の手順で求める。まずＧの三刺激
値Ｘｇ，Ｙｇ，Ｚｇが次式により計算される。

【００５５】 Xg=K∫(G3(λ)*2+G4( λ)+G5( λ))S(λ)x( λ)dλ Yg=K∫(G3(λ)*2+G4( λ)+G5( λ))S(λ)y( λ)dλ Zg=K∫(G3(λ)*2+G4( λ)+G5( λ))S(λ)z( λ)dλ K=100/∫D65(λ)y( λ)dλ G3( λ) ：ＬＥＤチップＧ３の分光放射特性 G4( λ) ：ＬＥＤチップＧ４の分光放射特性 G5( λ) ：ＬＥＤチップＧ５の分光放射特性

【００５６】Ｒの三刺激値Ｘｒ，Ｙｒ，Ｚｒや、Ｂの三
刺激値Ｘｂ，Ｙｂ，Ｚｂも同様に求まり、更にそれぞれ
のＣＩＥ−ｘｙ座標も同様の手順で求まる。

【００５７】このような計算により求まったＲＧＢの色
度座標により本実施例のイメージセンサの色空間を図１
２に実線の三角形で示す。なお、一点鎖線で示される三
角形は、図２６に示した従来のイメージセンサのもので
ある。

【００５８】図１２より本実施例のイメージセンサの色
空間が、従来のイメージセンサと比べて大きくバランス
のよい形になっており、カラー特性の優れたイメージセ
ンサになっていることがわかる。

【００５９】実際のカラー画像読取装置では、信号処理
回路の都合上、ＲＧＢの光源を個別に白基準に照射した
時に得られるイメージセンサの出力レベルが、ＲＧＢ間
である程度揃っていることが望ましいので、相対的に低
い出力しか得られない色のＬＥＤチップ数は多くする必
要があるが、本実施例のように同時に照射したときの総
合的な分光特性を考慮して種類と数量を決定すればカラ
ーイメージセンサの色再現性を向上させながら、出力レ
ベルも変えることができる。

【００６０】（第３の実施例）図１３は、本発明の第３
の実施例における光源切換型密着型カラーイメージセン
サの断面を示した図であり、同図において、２５０はフ
レーム、２６０は透光性部材の側面から光を発する光
源、２６２は光源２６０からの出射光、２６３は原稿面
からの反射光である。本実施例においても画像読取装置
の構成は前記した図１と同様であるため、説明を省略す
る。

【００６１】光源２６０の断面図及び側面図は、図１４
のようになっており、同図において、３は遮光性部材、
４は光を透光性部材３に入射するための入射面、５は透
光性部材３の一部に表面を光拡散反射性の塗料を塗布す
る等の手段により形成され、その反射光により原稿を照
射する領域、１０は透光性部材３の長手方向の両端の側
面に置かれ、入射面４から入射する光を発する光源ユニ
ットであるＬＥＤ基板１０である。

【００６２】ＬＥＤ基板１０内には、発光素子であるＬ
ＥＤチップ９Ｒ，９Ｇ３，９Ｇ４，９Ｇ５，９Ｂを一組
とする発光手段が図１５に示すように配置されており、
実際にこのＬＥＤ基板１０を透光性部材３の両端の入射
面４に取りつけたときの透光性部材３とＬＥＤ９Ｒ，９
Ｇ３，９Ｇ４，９Ｇ５，９Ｂの位置関係は、図１６のよ
うになっている。ここでＬＥＤ９Ｇ３，Ｇ４，Ｇ５の分
光特性は、第２の実施例において示した図１０と同様で
あるため、ここでは省略する。

【００６３】ＬＥＤ９Ｒ，９Ｇ３，９Ｇ４，９Ｇ５，９
Ｂから発せられた光束は、透光性部材３内部を反射を繰
り返しながら伝搬し、伝搬途中で領域５に入射した光束
が、領域５で拡散反射され、射出部を通って原稿面に照
射される。ＬＥＤ９Ｒ，９Ｇ３，９Ｇ４，９Ｇ５，９Ｂ
から発せられた光束は、領域５へ直接入射する光量が十
分少なくなるようになっており、領域５に入射する光束
は、透光性部材３の内部で反射された間接光になるた
め、透光性部材３の長手方向での原稿面上の照度の均一
性はよい。

【００６４】また、本実施例のように透光性部材の両端
から光を入射し、透光性部材の側面から光を放射する場
合、各光源の位置により原稿照明光への寄与は、異なっ
てくる。本実施例においても、Ｇ光源として第２の実施
例と同様にＬＥＤ９Ｇ３，９Ｇ４，９Ｇ５を同時に点灯
して使用するが、この点を考慮して各ＬＥＤ９Ｇ３，９
Ｇ４，９Ｇ５単体の分光特性に各々重みづけをして求め
た総合的なＧ光源の分光特性を図１７に示す。第２の実
施例に置ける図１１と比べると全体の分布が短波長側に
シフトしていることがわかる。

【００６５】本実施例のカラーイメージセンサの色空間
を第２の実施例と同様の手順で求める。まず、Ｇの三刺
激値Ｘｇ，Ｙｇ，Ｚｇは、前述したＬＥＤ９Ｇ３，９Ｇ
４，９Ｇ５間の重みづけを考慮し、次式により計算され
る。

【００６６】 Xg=K∫(G3(λ)*2+G4( λ)*0.7+G5( λ)*0.25)S( λ)x( λ)dλ Yg=K∫(G3(λ)*2+G4( λ)*0.7+G5( λ)*0.25)S( λ)y( λ)dλ Zg=K∫(G3(λ)*2+G4( λ)*0.7+G5( λ)*0/25)S( λ)z( λ)dλ K=100/∫D65(λ)y( λ)dλ G3( λ) ：ＬＥＤチップＧ３の分光放射特性 G4( λ) ：ＬＥＤチップＧ４の分光放射特性 G5( λ) ：ＬＥＤチップＧ５の分光放射特性 Ｒの三刺激値Ｘｒ，Ｙｒ，Ｚｒや、Ｂの三刺激値Ｘｂ，
Ｙｂ，Ｚｂも同様に求まり、更にそれぞれのＣＩＥ−ｘ
ｙ座標も同様の手順で求まる。このような計算により求
まったＲＧＢの色度座標により本実施例のイメージセン
サの色空間を図１８に実線の三角形で示す。

【００６７】なお、一点鎖線で示される三角形は、図２
６に示した従来のイメージセンサのものであり、点線で
示される三角形は、図１２に示した第２の実施例のイメ
ージセンサのものである。図１８より本実施例のイメー
ジセンサの色空間が、従来例及び第２の実施例のイメー
ジセンサと比べて大きくバランスのよい形になってお
り、カラー特性の優れたイメージセンサになってること
がわかる。

【００６８】このようにＧ信号を得るために点灯する複
数のＬＥＤの種類と個数及び配置を変化させることによ
り、分光特性の異なる複数のＬＥＤの放射光の混合比を
変えることができ、所望の分光特性をもつＧ光源をつく
ることができた。本実施例のような光源は、前記したよ
うに照射光の均一性もよく実際のカラー画像読取装置で
の信号処理も簡易化できるので、低コストのカラーイメ
ージセンサとして最適である。

【００６９】

【発明の効果】以上のように、請求項１に記載の発明で
は、画像読み取り装置において、複数の異なる分光特性
を有する発光素子からなる発光手段と、前記発光手段を
基板上に複数配列した光源と、前記光源により照射され
た被写体からの光を電気信号に変換する光電変換手段と
を有し、前記発光手段は、ピーク波長の差が３０ｎｍ以
内である少なくとも２つの発光素子を有する構成とし
た。そして、低コストで高品位な画像の読み取りを行う
ことができるようになった。

【００７０】請求項２に記載の発明では、請求項１に記
載の発明において、前記発光手段を構成する前記ピーク
波長の差が３０ｎｍ以内である発光素子を同時に点灯す
るように制御する制御手段を有する構成とした。そし
て、良好な分光特性の得られる画像読取装置を提供でき
るようになった。

【００７１】請求項３に記載の発明では、請求項１また
は２に記載の発明において、前記発光手段を構成する発
光素子の種類は、少なくとも得ようとする色信号の種類
よりも多い構成とした。そして、より高品位な色信号を
得ることができるようになった。

【００７２】請求項４に記載の発明では、請求項１乃至
３に記載の発明において、前記光源の照射光の分光特性
に応じて前記ピーク波長の差が３０ｎｍ以内である発光
素子を所定数配置する構成とした。そして、照射光の分
光特性を発光素子の数で自在に調整できるようになっ
た。

【００７３】請求項５に記載の発明では、請求項１乃至
３に記載の発明において、前記光源の照射光の分光特性
に応じて前記ピーク波長の差が３０ｎｍ以内である発光
素子を所定の位置に配置する構成とした。そして、照射
光の分光特性を発光素子の配置で自在に調整できるよう
になった。

【００７４】請求項６に記載の発明では、被写体からの
光を電気信号に変換する光電変換手段を有する画像読取
装置に使用可能な光源ユニットであって、複数の異なる
分光特性を有する発光素子からなり前記光電変換手段と
対抗した位置に設けられた発光手段と、前記発光手段を
基板上に複数配列した光源とを有し、前記発光手段は、
ピーク波長の差が３０ｎｍ以内である少なくとも２つの
発光素子を有する構成とした。そして、低コストで高品
位な画像の読み取りを行うことができるようになった。

【００７５】請求項７に記載の発明では、請求項６に記
載の発明において、前記発光手段を構成する前記ピーク
波長の差が３０ｎｍ以内である発光素子を同時に点灯す
るように制御する制御手段を有する構成とした。そし
て、良好な分光特性の得られる光源ユニットを提供でき
るようになった。

【００７６】請求項８に記載の発明では、請求項６また
は７に記載の発明において、前記発光手段を構成する発
光素子の種類は、少なくとも得ようとする色信号の種類
よりも多い構成とした。そして、より高品位な色信号を
得ることができるようになった。

【００７７】請求項９に記載の発明では、請求項６乃至
８に記載の発明において、前記光源の照射光の分光特性
に応じて前記ピーク波長の差が３０ｎｍ以内である発光
素子を所定数配置する構成とした。そして、照射光の分
光特性を発光素子の数で自在に調整できるようになっ
た。

【００７８】請求項１０に記載の発明では、請求項６乃
至８に記載の発明において、前記光源の照射光の分光特
性に応じて前記ピーク波長の差が３０ｎｍ以内である発
光素子を所定の位置に配置する構成とした。そして、照
射光の分光特性を発光素子の配置で自在に調整できるよ
うになった。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１乃至第３の実施例の画像読取装置の構成ブ
ロック図である。

【図２】第１及び第２の実施例のマルチチップカラーイ
メージセンサの断面図である。

【図３】第１の実施例のＬＥＤ基板上の構成図である。

【図４】第１の実施例のＬＥＤの分光放射特性を示す図
である。

【図５】ＬＥＤの発光層材料となる半導体結晶のバンド
ギャップエネルギーと発光波長の関係を示す図である。

【図６】第１の実施例のラインセンサ単体の分光感度特
性を示す図である。

【図７】第１の実施例のマルチチップカラーイメージセ
ンサの色空間を示す図である。

【図８】第１の実施例のＲＧＢ光源の分光放射特性を示
す図である。

【図９】第２の実施例のＬＥＤ基板上の構成図である。

【図１０】第２の実施例のＬＥＤの分光放射特性を示す
図である。

【図１１】第２の実施例のＲＧＢ光源の分光放射特性を
示す図である。

【図１２】第２の実施例のマルチチップカラーイメージ
センサの色空間を示す図である。

【図１３】第３の実施例のマルチチップカラーイメージ
センサの断面図である。

【図１４】第３の実施例の光源の構成図である。

【図１５】第３の実施例の光源の内部構成図である。

【図１６】第３の実施例の光源の内部構成図である。

【図１７】第３の実施例のＲＧＢ光源の分光放射特性を
示す図である。

【図１８】第３の実施例のマルチチップカラーイメージ
センサの色空間を示す図である。

【図１９】マルチチップカラーイメージセンサの外形図
である。

【図２０】マルチチップカラーイメージセンサの断面図
である。

【図２１】従来のＬＥＤ基板上の構成図である。

【図２２】マルチチップカラーイメージセンサのセンサ
基板の構成図である。

【図２３】Ｇ光源の分光反射特性を示す図である。

【図２４】２種類の色の分光反射率を示す図である。

【図２５】３種類のＧ光源を使用したカラーイメージセ
ンサの色空間を示す図である。

【図２６】従来のマルチチップカラーイメージセンサの
色空間を示す図である。

【符号の説明】

１ センサアレイ ２１１，２２１，２３１ ＬＥＤアレイ １０，２１０，２２０，２３０ ＬＥＤ基板

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の異なる分光特性を有する発光素子
   からなる発光手段と、 前記発光手段を基板上に複数配列した光源と、 前記光源により照射された被写体からの光を電気信号に
   変換する光電変換手段とを有し、 前記発光手段は、ピーク波長の差が３０ｎｍ以内である
   少なくとも２つの発光素子を有することを特徴とする画
   像読取装置。
2. 【請求項２】 請求項１において、前記発光手段を構成
   する前記ピーク波長の差が３０ｎｍ以内である発光素子
   を同時に点灯するように制御する制御手段を有すること
   を特徴とする画像読取装置。
3. 【請求項３】 請求項１または２において、前記発光手
   段を構成する発光素子の種類は、少なくとも得ようとす
   る色信号の種類よりも多いことを特徴とする画像読取装
   置。
4. 【請求項４】 請求項１乃至３において、前記光源の照
   射光の分光特性に応じて前記ピーク波長の差が３０ｎｍ
   以内である発光素子を所定数配置することを特徴とする
   画像読取装置。
5. 【請求項５】 請求項１乃至３において、前記光源の照
   射光の分光特性に応じて前記ピーク波長の差が３０ｎｍ
   以内である発光素子を所定の位置に配置することを特徴
   とする画像読取装置。
6. 【請求項６】 被写体からの光を電気信号に変換する光
   電変換手段を有する画像読取装置に使用可能な光源ユニ
   ットであって、 複数の異なる分光特性を有する発光素子からなり前記光
   電変換手段と対抗した位置に設けられた発光手段と、 前記発光手段を基板上に複数配列した光源とを有し、 前記発光手段は、ピーク波長の差が３０ｎｍ以内である
   少なくとも２つの発光素子を有することを特徴とする光
   源ユニット。
7. 【請求項７】 請求項６において、前記発光手段を構成
   する前記ピーク波長の差が３０ｎｍ以内である発光素子
   を同時に点灯するように制御する制御手段を有すること
   を特徴とする光源ユニット。
8. 【請求項８】 請求項６または７において、前記発光手
   段を構成する発光素子の種類は、少なくとも得ようとす
   る色信号の種類よりも多いことを特徴とする光源ユニッ
   ト。
9. 【請求項９】 請求項６乃至８において、前記光源の照
   射光の分光特性に応じて前記ピーク波長の差が３０ｎｍ
   以内である発光素子を所定数配置することを特徴とする
   光源ユニット。
10. 【請求項１０】 請求項６乃至８において、前記光源の
    照射光の分光特性に応じて前記ピーク波長の差が３０ｎ
    ｍ以内である発光素子を所定の位置に配置することを特
    徴とする光源ユニット。