JPH08331396A

JPH08331396A - 画像入力装置

Info

Publication number: JPH08331396A
Application number: JP7109320A
Authority: JP
Inventors: Nobuhiro Fujinawa; 展宏藤縄
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1995-05-08
Filing date: 1995-05-08
Publication date: 1996-12-13

Abstract

(57)【要約】【目的】画像入力装置の周囲温度が変化しても、常に
良好な色再現を行うことができるようにする。【構成】初期化時のエッジ部の合焦位置のアドレスＡ
₁をＣＰＵ３４に記憶しておき、原稿読み取り時のエッ
ジ部の合焦位置のアドレスＡ₂を検出し、Ａ₁とＡ₂とを
比較して温度変化量を検出する。この温度変化量に応じ
た光源１のＬＥＤの発光量を、ＲＯＭ３５に記憶された
テーブルに基づいて予測し、この予測された発光量に基
づいて光量変化によるホワイトバランスの崩れを補償す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、透過あるいは反射原稿
の画像情報を読み取る画像入力装置に関し、特に装置の
周囲温度が変化しても、常に良好な色再現を行うことの
できる画像入力装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図９乃至図１１に従来の画像入力装置の
一例の構成を示す。図９及び図１０において、画像入力
装置は、光源１から発する照明光を原稿２上に導く照明
部３と、原稿２を保持して移動するキャリッジ４と、原
稿２を透過する透過光を撮像素子であるラインセンサ
（ＣＣＤ）５上に結像する投影部６とから構成されてい
る。

【０００３】照明部３は、板状のベース部材７上に、放
射状に光を発する光源１と、光の向きを変え、原稿面上
で線状になるようにする第１ミラー８、第２ミラー９が
取り付けられてなっている。さらに、光源１、第１ミラ
ー８、第２ミラー９を覆うように配置されるとともに、
照明光の透過するスリット１０を有する照明部蓋部材１
１が、ベース部材７に、爪状の引っかけ部１１ａによっ
て固定されている。光源１から発せられた光は、第１ミ
ラー８により原稿面上で線状になるように集光され、第
２ミラー９により原稿方向、すなわち垂直方向へ曲げら
れる。

【０００４】従って、第２ミラー９からの光が、蓋部材
１１のスリット１０を通過する付近では、細長い略長方
形の形状となる。蓋部材１１に設けられるスリット１０
は、照明光が通過するのに必要な大きさがあればよいの
で、光の形状よりやや大きい程度の長方形状になってい
る。また、スリット１０の一部は、内側に板１１ｂが曲
げられており、ベース部材７の前面に設けられた開口部
１２からの外光が、スリット１０を通って光源１に到達
するのを防いでいる。

【０００５】第１ミラー８としてはトーリックミラーを
用いている。トーリックミラー８は図１１に示すように
原稿面２ａに対して平行の方向の第１の曲率を有する曲
面Ｒ１と、原稿面２ａに対して直角の方向の第２の曲率
を有する曲面Ｒ２とが複合されて形成されている。そし
て、曲面Ｒ１により光源１から放射される光１ａを原稿
面２ａの位置において読取り１ライン分の幅を照明する
ようにしており、また曲面Ｒ２により光源１の光源像を
原稿面２ａ上に結像させている。

【０００６】原稿２を挟んで保持する上キャリッジ４ａ
と、下キャリッジ４ｂとは、平行に配置された２本のガ
イドバー１３に案内され、左右方向に移動可能である。
上キャリッジ４ａの一部には、図示しないラック部が設
けられており、これと図示しないステッピングモータ等
により駆動されるピニオンにより、キャリッジ４が左右
に移動する。

【０００７】投影部６は、第３ミラー１４、レンズ１
５、ＣＣＤ５と、全体を覆うと同時に原稿透過光の通過
するスリット１６の設けられた投影部蓋部材１７から構
成されている。また、投影部蓋部材１７のスリット１６
も、照明部蓋部材１１と同様に、板１７ａが内側に曲げ
られており、開口部１２からの外光が、スリット１６を
通って直接投影部６の内側に侵入するのを防いでいる。
また、照明部蓋部材１１、投影部蓋部材１７ともに、そ
れ自身外光を反射しないよう、表面は黒色で艶消し処理
がなされている。そして照明部３によって照明された原
稿２の画情報は、第３ミラー１４により反射しレンズ１
５によりＣＣＤ５に結像する。

【０００８】光源１は、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）
の各色を電気的に切り替えて発光可能となっており、各
色点灯時の原稿透過光を読み取ることで、原稿２の画像
のカラー読み取りが可能となっている。また、原稿２を
保持するキャリッジ４を矢印Ａ−Ａ方向に移動させ、原
稿面全体の画像情報を順次ＣＣＤ５に読み取らせてい
る。これにより、１画面の読み取りが可能になる。

【０００９】原稿２の画像情報の読み取りシーケンスを
以下に説明する。まず、原稿２を保持するキャリッジ４
を移動させて、原稿２の１ライン目がＣＣＤ５の読み取
り位置に来るようにする。次に、光源１は、まず赤
（Ｒ）を点灯させる。原稿２を透過した光はレンズ１５
によりＣＣＤ５に結像され、Ｒのデータが読み取られ
る。同様に、緑（Ｇ）点灯／読み取り、青（Ｂ）点灯／
読み取りを順次行うことで、ＲＧＢのデータがそれぞれ
読み取られる。

【００１０】この際、一般に光源１におけるＲＧＢの発
光量はそれぞれ異なるので、ＣＣＤ５に透過光を蓄積す
る時間をＲＧＢごとに変化させている。すなわち、光量
の多い色については蓄積時間を短くし、光量の少ない色
については蓄積時間を長くすることで、ＲＧＢの光量バ
ランスを取ることができる。

【００１１】１ラインのＲＧＢの読み取りが終了する
と、光源１を消灯したままでキャリッジ４を原稿２の１
ライン分移動させ、再び上記の１ラインの読み取りのシ
ーケンスを繰り返す。この動作を所定のライン数だけ繰
り返すことで、１画面分の読み取りが終了する。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】上記のように光源１の
ＲＧＢの光量バランスを取ることにより、いわゆるホワ
イトバランスが確保され、原稿２の正確な色再現が可能
になる。ホワイトバランスを確保するためには、光源１
のＲＧＢの発光量を測光し、ＲＧＢそれぞれの蓄積時間
を決定する必要がある。この測光は、電源投入時の初期
化動作時に行われる。そして、初期化時の測光により求
められた蓄積時間により、以後の画像読み取りの際のホ
ワイトバランスを確保している。

【００１３】しかしながら、光源１であるＬＥＤチップ
は、周囲温度により発光量が影響を受け増減する。ま
た、その変化の度合いはＲＧＢそれぞれで異なってい
る。このため、一旦初期化時にホワイトバランスを確保
しても、その後周囲温度が大きく変化してしまった場合
に、ＲＧＢの光量バランスが崩れてしまうことがあっ
た。このような場合、読み取り画像において、本来白が
出力されるべきところに色がついてしまうなど、画質が
悪化するという問題があった。

【００１４】一方、画像読み取り前に毎回ホワイトバラ
ンスの測光を行えば、常にその時点での周囲温度での発
光量に応じたＲＧＢの蓄積時間が決定され、上記のよう
な問題は生じない。しかし、この場合は、従来初期化時
のみに行っていた測光動作を毎回行うことになり、不必
要にスキャン時間が長くなって、作業性が低下する欠点
が生ずる。

【００１５】本発明はこのような状況に鑑みてなされた
もので、装置の周囲温度が変化しても、常に良好な色再
現を作業性を低下させることなく行うことのできる画像
入力装置を提供することを目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、光源から発した光を原稿に照射し、前記
原稿の画像を光電変換手段（例えば図１のＣＣＤ５）に
より読み取る画像入力装置において、前記原稿を前記光
源の光軸方向に移動して合焦する合焦手段（例えば図１
のモータ２５）と、前記光源の赤、緑、青の各色の発光
量の温度特性を記憶する記憶手段（例えば図１のＲＯＭ
３５）と、前記光源の赤、緑、青の光量変動を各色ごと
に補償する補償手段（例えば図１のＣＣＤ制御回路３
３）とを備え、前記合焦手段の合焦位置変化に基づいて
前記光源の温度変化を検出し、前記記憶手段に記憶され
た温度変化に基づいて前記光源の光量変動を予測し、前
記補償手段により、予測される前記光量変動分を赤、
緑、青の各色ごとに補正することにより、ホワイトバラ
ンスを確保するようにしたことを特徴とする。

【００１７】

【作用】本発明の画像入力装置は、周囲温度が変化する
と装置本体も伸縮し、ＣＣＤ上の画像の合焦位置が変化
する。この場合、合焦手段により画像を合焦させたとき
の原稿の移動量と装置本体の熱膨張係数から、逆に周囲
温度を算出することができる。このようにして、算出さ
れた温度と、記憶手段に記憶された光源の各色の発光量
の温度特性とから、補償手段により各色の光量変動を補
正することで、ホワイトバランスを確保することができ
る。

【００１８】

【実施例】以下、本発明の画像入力装置の一実施例を図
面を参照して説明する。

【００１９】図１乃至図４に本発明の一実施例の構成を
示す。これらの図において、図９及び図１０に示す従来
例の部分に対応する部分には同一の符号を付してあり、
その説明は適宜省略する。原稿の搬送機構、照明部、投
影部などの配置構成は、従来例と同様である。また、本
実施例においては、原稿をピント位置方向、すなわち光
軸方向に移動して合焦させるＡＦ（オートフォーカス）
機構を備えている。

【００２０】まず、原稿のＡＦ機構について説明する。
図２，３に示すように、１対のガイドバー１３は、一端
を装置本体に回動可能に保持され、他端はフォーカスブ
ロック２１に固定されている。フォーカスブロック２１
は、装置本体のボディ２２上に設けられた１対のピン２
３により案内され、上下方向（ピント方向）に移動可能
である。フォーカスブロック２１の一部は、カム２４に
接しており、ギヤを介してカム２４を回転駆動するモー
タ２５を制御することにより、キャリッジ４全体、すな
わち原稿を上下方向に移動可能となっている。

【００２１】原稿を副走査方向の所定の位置に固定した
まま、ピント方向に原稿を移動して、複数の位置でＣＣ
Ｄ５が原稿の１ラインの画像の読み取る。各位置での読
み取り信号のコントラストを比較することで、最良のピ
ント位置を求め、その位置に原稿が来るようにモータ２
５を駆動制御する。

【００２２】本実施例では、ＡＦ動作を行うために、キ
ャリッジ４の開口部の片側にエッジ部２６が設けられて
いる。原稿読み取り前に、このエッジ部２６がＣＣＤ読
み取り位置に来るように、キャリッジ４を移動させる。
エッジ部２６は、図４に示すように、ピント方向にナイ
フエッジ状になっており、この先端の部分の像を利用し
てＡＦ動作を行う。

【００２３】エッジ部２６を読み取ったとき、ＣＣＤ５
から出力される１ライン読み取り信号は、図５に示すよ
うに、素通し部分となる半分が白であり、キャリッジ４
によって遮光される部分となる半分が黒であり、エッジ
部２６が最良のピント位置にくるようにフォーカスブロ
ック２１を駆動したとき、エッジ部２６の像は信号が立
った状態の傾斜のきつい像になる。逆にピント位置から
ずれる程、像は次第にだれてきて、傾きをもった信号に
なる。前述した動作のように、複数位置でエッジ部２６
の信号を読み取り、比較することで、エッジ部２６をピ
ント位置に移動することができ、ＡＦ動作が可能とな
る。

【００２４】次に、ＡＦ動作を利用した温度検知法につ
いて説明する。周囲温度が一定であれば、装置内の部品
の特性は特に変化しないので、前述のエッジ部２６のＡ
Ｆ位置は、常に一定位置になる。しかし、周囲温度が変
化すると、温度変化につれてエッジ部２６のＡＦ位置が
変化してくる。以下では、初期化時に比べて温度が上昇
した場合を想定して、図６を参照して説明する。

【００２５】温度が上昇すると、画像入力装置のボディ
本体２２も膨張する。従って、投影レンズ１５の前後の
距離、すなわち「レンズ１５からＣＣＤ５までの距離」
及び「レンズ１５からミラー１４までの距離（すなわ
ち、レンズ１５から原稿２までの距離）」が長くなる。
それぞれの伸び量は、「温度変化」×「初期化時の距
離」×「熱膨張係数」で算出される。

【００２６】まず、図６（ａ）に示す初期化時の状態か
ら、図６（ｂ）に矢印Ｂで示すように「レンズ１５から
ＣＣＤ５までの距離」が伸びると、原稿側のＣＣＤ読み
取り位置（原稿２のピント位置）はレンズ１５側に近づ
く。一般にある倍率をもったレンズの場合、「原稿２側
のピント位置移動量」は、「ＣＣＤ５側が移動した量／
倍率の２乗」で計算できる。ピント位置がレンズ１５側
に近づくので、エッジ部２６のＡＦ動作のためには、そ
の分エッジ部２６が設けられたキャリッジ４を、図６
（ｂ）に矢印Ｃで示すように、レンズ１５側に移動せね
ばならない。

【００２７】一方、「レンズ１５からミラー１４までの
距離」が図６（ｃ）に矢印Ｄで示すように伸びるという
ことは、原稿２から見れば投影系全体が遠ざかっていく
ことに等しい。従って、「レンズ１５からミラー１４ま
での距離」が伸びた分だけ、初期化時よりもピント位置
（ＣＣＤ読み取り位置）が遠くなる。このため、エッジ
部２６のＡＦ動作のためには、エッジ部２６が設けられ
たキャリッジ４を、図６（ｃ）に矢印Ｅで示すように、
よりレンズ１５側へ移動せねばならない。

【００２８】これらにより、エッジ部２６をピント位置
（ＣＣＤ読み取り位置）に移動させると、エッジ部２６
の合焦位置が温度上昇前の初期化時よりレンズ１５側に
変化することになる。

【００２９】ピント方向の位置を決めるカム２４の回転
角度は、アドレス情報として管理され、ステップモータ
２５により制御される。初期化時の合焦位置と温度変化
後の合焦位置のアドレスとを、パルスモータ２５を回転
させるパルス数として比較することで、初期化時と現在
の温度変化を知ることができる。

【００３０】次に、上記のようにして温度変化を検知し
た場合のホワイトバランスの補正方法について、図１に
示すブロック図及び図７に示すフロー図を参照して説明
する。図１において、光源１に設けられたＲＧＢ３色の
ＬＥＤは、ＬＥＤ制御回路３１により制御される。ま
た、カム２４を回転駆動するパルスモータ２５は、ＡＦ
駆動回路３２により駆動制御される。さらに、ＣＣＤ５
は、ＣＣＤ制御回路３３により制御され、各色の読み取
り信号をＣＰＵ３４に伝送するとともに、ＣＰＵ３４か
らの指令に基づいて各色の蓄積時間を制御する。

【００３１】ＣＰＵ３４には、記憶手段であるＲＯＭ３
５が設けられている。ＲＯＭ３５には、ＲＧＢ各色のＬ
ＥＤごとの発光量の温度特性が、予めテーブルとして記
憶されている。また、ＬＥＤ制御回路３１及びＡＦ駆動
回路３２は、それぞれＣＰＵ３４からの指令に基づいて
作動する。なお、ＬＥＤチップの温度／発光量特性は、
一般に図８に示すように、右下がりの直線であり、また
その特性もＬＥＤチップごとに異なる。

【００３２】次に、ホワイトバランスの補正手順を図７
を参照して説明する。ステップＳ１０１において、ＬＥ
Ｄ制御回路３１を介して光源１の各ＬＥＤを点灯する。
次に、ステップＳ１０２において、ＡＦ駆動回路３２を
介してモータ２５を回転させ、エッジ部２６によりＡＦ
を実行する。次に、ステップＳ１０３において、初期化
時のエッジ部２６の合焦位置のアドレスＡ₁をＣＰＵ３
４に記憶しておく。

【００３３】その後、原稿読み取り時には、ステップＳ
１０２と同様に、ステップＳ１０４において、ＡＦを実
行する。次に、ステップＳ１０５において、原稿読み取
り時のエッジ部２６の合焦位置のアドレスＡ₂を検出す
る。次に、ステップＳ１０６において、初期化時のアド
レスＡ₁と原稿読み取り時のアドレスＡ₂とを比較する。
Ａ₁＝Ａ₂であれば、周囲温度の変化なしと判断し、ステ
ップＳ１０７において、原稿画像の読み取りをＣＣＤ５
によって実行する。

【００３４】Ａ₁とＡ₂とが異なっていれば、ステップＳ
１０８において、アドレスＡ₁とＡ₂とを比較し、その差
から温度変化量を検出する。次に、ステップＳ１０９に
おいて、検出した温度変化量に応じた各ＬＥＤの発光量
を、ＲＯＭ３５に記憶されたテーブルに基づいて予測す
る。次に、ステップＳ１１０において、予測された各Ｌ
ＥＤの発光量に基づいて光量変化によるホワイトバラン
スの崩れを補償する。

【００３５】すなわち、温度変化によって光量が低下し
たと判断した場合には、ＣＣＤ５の蓄積時間を長くする
ことによってそれを補償し、逆に光量が増加したと判断
した場合には、蓄積時間を短くすることでそれを補償す
る。これらの蓄積時間修整を各色ごとに行うことによ
り、いかなる温度においても、常に初期化時と同等のホ
ワイトバランスを確保することができる。ホワイトバラ
ンスの補正が終われば、ステップＳ１１１において、原
稿画像の読み取りをＣＣＤ５によって実行する。

【００３６】本実施例によれば、周囲温度の変化量をエ
ッジ部２６の合焦位置を検出することにより知ることが
でき、この周囲温度の変化量に基づいて、ＣＣＤ５の蓄
積時間を制御してホワイトバランスを補正するようにし
たので、短時間で容易にホワイトバランスの補正を行う
ことができる。

【００３７】上記実施例では、ホワイトバランスの補正
にＣＣＤ５の蓄積時間を調整するという手段を用いた
が、光量変化補正手段はこれに限定されない。例えば、
回路内にＣＣＤ５の出力信号をアナログ的に増幅可能な
ゲイン回路を設け、ゲイン量を各色ごとに調整するよう
にしてもよい。このようにして、検出した温度変化量に
より光量が増減したと判断した場合には、増減した分を
補償するように各色ごとにゲインをかけ、初期化時と同
様な出力が得られるようにする。このようにすれば、蓄
積時間を変化させることなく、ホワイトバランスを確保
することができる。

【００３８】また、ＣＣＤ出力をＡ／Ｄ変換した後に、
各色ごとのルックアップテーブル（ＬＵＴ）により、デ
ジタル的に出力を増幅しても、同様な効果が得られるこ
とは明かである。

【００３９】さらに、光源１の各色のＬＥＤチップを駆
動する電流値を可変として、光量の増減に応じて駆動電
流値を調節することで、発光量を一定に保つようにして
もよい。

【００４０】本実施例では、光源１として、ＬＥＤチッ
プを使用している場合について説明したが、光源１はこ
れに限定されるものではない。すなわち、複数の発光色
をもち、周囲温度により各々の発光量が変化する光源で
ある場合すべてに適用可能であることは言うまでもな
い。

【００４１】また、白色光源を使用し、フィルタなどに
より色分解を行う画像入力装置においても、周囲温度が
変化すれば、光源の色温度が変化したり、フィルタの特
性が変化したりして、ＲＧＢのバランスが変化してしま
う。このような場合にも、本発明が適用可能であること
は言うまでもない。

【００４２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の画像入力
装置によれば、周囲温度を合焦手段の合焦位置に基づい
て検出し、記憶手段に記憶された光源の各色の発光量の
温度特性に基づく光量変動を予測し、補償手段により光
量変動分を補正するようにしたので、装置の周囲温度が
変化しても、ホワイトバランスを確保し、常に良好な色
再現を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の画像入力装置の一実施例の機能ブロッ
ク図である。

【図２】本発明の画像入力装置の一実施例の全体構成を
示す斜視図である。

【図３】図２のＸ−Ｘ線断面図である。

【図４】図２のエッジ部の形状を示す斜視図である。

【図５】図２のエッジ部の読み取り信号を示す線図であ
る。

【図６】温度変化によるＡＦアドレスの変化を示す説明
図である。

【図７】図１に示す画像入力装置によりホワイトバラン
スを補正する手順を示すフロー図である。

【図８】図１の光源のＬＥＤチップの発光量の温度特性
を示す線図である。

【図９】従来の画像入力装置の一例の全体構成を示す縦
断面図である。

【図１０】図１の照明部の構成を示す斜視図である。

【図１１】図１０の照明光学系の光学配置を示す説明図
である。

【符号の説明】

１光源２原稿５ＣＣＤ（光電変換手段）２５モータ（合焦手段）３３ＣＣＤ制御回路（補償手段）３５ＲＯＭ（記憶手段）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光源から発した光を原稿に照射し、前記
原稿の画像を光電変換手段により読み取る画像入力装置
において、前記原稿を前記光源の光軸方向に移動して合焦する合焦
手段と、前記光源の赤、緑、青の各色の発光量の温度特性を記憶
する記憶手段と、前記光源の赤、緑、青の光量変動を各色ごとに補償する
補償手段とを備え、前記合焦手段の合焦位置変化に基づいて前記光源の温度
変化を検出し、前記記憶手段に記憶された温度変化に基づいて前記光源
の光量変動を予測し、前記補償手段により、予測される前記光量変動分を赤、
緑、青の各色ごとに補正することにより、ホワイトバラ
ンスを確保するようにしたことを特徴とする画像入力装
置。
【請求項２】前記補償手段は、前記光電変換手段の
赤、緑、青の各色の蓄積時間を制御することを特徴とす
る請求項１に記載の画像入力装置。
【請求項３】前記補償手段は、前記光電変換手段の
赤、緑、青の各色の出力信号のゲイン量を制御すること
を特徴とする請求項１に記載の画像入力装置。
【請求項４】前記補償手段は、前記光源の赤、緑、青
の各色の駆動電流値を制御することを特徴とする請求項
１に記載の画像入力装置。