JPH09274157A - 画像読取装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 超高精度なフレネルレンズを用いることな
く、読取光学系の移動方向に対するシリンドリカルフレ
ネルレンズの取り付け精度を高めることにより、シェー
ディング補正を有効に行って光量むらを無くすことがで
きる画像読取装置を提供する。 【解決手段】 透過原稿からの透過光をシリンドリカル
フレネルレンズ３０ｂを介してコンタクトガラス２５に
投影し、その光像を、投影面に沿って一定の方向に直線
移動しつつそれと直交な方向に沿って走査を行う読取光
学系３５にて読み取るようになした画像読取装置におい
て、読取光学系３５の移動方向に対するシリンドリカル
フレネルレンズ３０の中心軸方向の傾きθを計測し表示
する操作部４０を備える。傾きθを容易に把握できるの
で、シリンドリカルフレネルレンズ３０ｂの取り付け精
度を高め、シェーディング補正を有効に行って光量むら
を無くすことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、フィルム原稿等の
透過原稿の画像をシリンドリカルフレネルレンズを介し
て読み取る画像読取装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】複写機、スキャナ等の画像読取装置とし
て、透過原稿投影装置を装備したものがあり、この透過
原稿投影装置は、光源と対向配置した透過原稿に対して
該光源からの光を照射して透過させることにより得た画
像情報を、折り返しミラー等によって原稿台ガラス上の
フレネルレンズに投影し、フレネルレンズにより平行光
となった透過原稿の光像をコンタクトガラス上に結像す
る。このコンタクトガラス上の光像は、ミラー、ＣＣＤ
等からなる読取光学系により読み取られる。読取光学系
は、投影面であるコンタクトガラスに沿って一定の方向
（副走査方向）に直線移動しつつそれと直交する方向
（走査方向）に沿って１ラインずつ走査を行って画像の
読取を行う。ＣＣＤ等の撮像素子は、その受光部を構成
する各素子ごとの感度のばらつきや経時変化あるいは照
明光による光量むらがあるため、基準原稿を読み取って
感度むらなどを電気的にシェーディングするいわゆる電
気シェーディングが施されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、フレネルレン
ズを使用した投影系では、フレネルレンズの凹凸による
明暗の周期的な光量分布が生じるため、明るい部分で補
正を行った場合とで補正の結果が異なり、シェーディン
グ補正により更に光量むらを大きくしてしまうことがあ
った。特に、シリンドリカルフレネルレンズは、図１１
（ａ）、（ｂ）に示すように表面に直線状の凹凸を何本
も平行に形成したものであるため、その光軸となる中心
軸部Ｓは光を屈折させることなくそのまま透過させるこ
とが望ましいが、加工精度上の理由により完全に対称な
フレネルレンズを形成することが困難なため中心軸部Ｓ
に陰ができ、その結果、画像中にすじができやすいとい
う欠点や、読取光学系の移動方向とシリンドリカルフレ
ネルレンズの中心軸方向とが一致していないと、シェー
ディング補正を有効に行うことができないという欠点が
あった。そこで、中央部のみフレネルを無くしたフレネ
ルレンズを用いることにより画像中のすじの発生を防止
するようにした画像読取装置が提案された（特開昭６３
ー１１５４６０号公報）。しかし、フレネル形成部と非
形成部とでは透過率が異なるためフレネル非形成部の存
在により帯状のむらができ易いという欠点があった。そ
の他、微少なむらを無くすようにした従来の技術とし
て、フレネルレンズの裏面に拡散性を持たせるようにし
たものや（特開昭６３ー１１８１２１号公報）、光量む
らをシェーディング補正時にディフォーカスするように
したもの（特開昭６３ー１１８１２１号公報）がある。
しかし、前者の場合は読取画像の解析度の低下を招き、
後者の場合はシェーディング補正が不十分であるため中
心軸部のすじは解消しきれない。そこで、本発明の課題
は、超高精度なフレネルレンズを用いることなく、読取
光学系の移動方向に対するシリンドリカルフレネルレン
ズの取り付け精度を高めることにより、シェーディング
補正を有効に行って光量むらを無くすことができる画像
読取装置を提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記課題を解消するため
に本発明の画像読取装置は、請求項１に記載するよう
に、透過原稿からの透過光をシリンドリカルフレネルレ
ンズを介してコンタクトガラス等に投影し、その投影さ
れた光像を、コンタクトガラスに沿って一定の方向に直
線移動しつつそれと直交な方向に沿って走査を行う読取
光学系にて読み取るようになした画像読取装置におい
て、前記読取光学系の移動方向に対する前記シリンドリ
カルフレネルレンズの中心軸の傾きを計測し表示する計
測表示手段を備えたことを特徴とする。上記画像読取装
置によれば、読取光学系の移動方向に対するシリンドリ
カルフレネルレンズの中心軸方向の傾きを容易に把握で
きるので、読取光学系の移動方向に対するシリンドリカ
ルフレネルレンズの取り付け精度を高めることにより、
シェーディング補正を有効に行って光量むらを無くすこ
とができる。また、本発明の画像読取装置は、請求項２
に記載するように、前記読取光学系を複数の所定の位置
に移動させ走査させて前記シリンドリカルフレネルレン
ズからの透過光量を読取り、その結果に基づいて前記傾
きを算出することが望ましい。また、前記非透過性の領
域は、請求項４に記載するように、前記シリンドリカル
フレネルレンズの中心軸上の線分であること、或いは、
請求項５に記載するように、前記シリンドリカルフレネ
ルレンズの中心軸上の線分を境界として前記有効画像領
域外の片側のみを遮光してなることが望ましい。また、
請求項３に記載するように、前記シリンドリカルフレネ
ルレンズの有効画像領域外に非透過性の領域を有し、前
記計測表示手段が、前記読取光学系を前記有効画像領域
外に移動させ走査させて前記シリンドリカルフレネルレ
ンズからの透過光量を読取り、その結果に基づいて前記
傾きを算出することが望ましい。上記請求項２〜５記載
の画像読取装置によれば、非透過性の領域の検出位置か
ら読取光学系の移動方向に対するシリンドリカルフレネ
ルレンズの中心軸方向の傾きを容易に計算し表示でき
る。さらに、本発明の画像読取装置は、請求項６に記載
するように、前記計測表示手段による前記傾きの計測結
果に応じて、前記読取光学系の移動方向と前記シリンド
リカルフレネルレンズの中心軸方向とを一致させる手段
を備えていることが望ましい。上記請求項６記載の画像
読取装置によれば、読取光学系の移動方向に対するシリ
ンドリカルフレネルレンズの姿勢を自動的に修正し、常
に読取光学系の移動方向と前記シリンドリカルフレネル
レンズの中心軸方向とを一致させて光量むらを防止でき
る。また、本発明の画像読取装置は、読取光学系の移動
方向に対するシリンドリカルフレネルレンズの中心軸方
向の傾きが所定の値以上になったらユーザーにその旨を
報知する報知手段を備えていることが望ましい。このよ
うにすれば、シェーディング補正のやり直しやフレネル
レンズのセットのし直し、すじ画像の目立つコピーを行
ったことによるコピーのとり直しなどを少なくすること
ができる。

【０００５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。図１は本発明の画像読取装
置の概略構成を示す正面図である。同示するように画像
読取装置は、透過原稿投影装置（フィルムプロジェク
タ）１、読取装置２、操作部４０とからなる。フィルム
プロジェクタ１は、読取装置２上にセットされており、
フィルムプロジェクタ部３と、ミラーユニット４とから
概略構成されている。プロジェクタ部３は、筐体内に、
ハロゲンランプ１１、リフレクタ１２、防塵フィルタ１
３、照明レンズ１４、色補正フィルタ１５、投影レンズ
１６等を配置してなり、フィルム原稿を保持するフィル
ムホルダー２０は図示の位置に配置される。ミラーユニ
ット４は、読取装置２上のコンタクトガラス２５の上に
軸２６を中心として上下方向に開閉自在に支持された支
持部材２７と、支持部材２７の下面に設けられた折り返
しミラー２８と、軸２６により支持部材２７を回動自在
に枢支した四角い環状の基台２９と、その軸２６により
回動自在に保持された矩形のフレネルレンズ３０と、基
台２９の四隅に配置されたゴム足３１とを有する。符号
３２はフィルムである。読取装置２は、上記コンタクト
ガラス２５と、その直下に位置する読取光学系３５とを
有する。読取光学系３５は、ミラー３６、読取素子であ
るＣＣＤ３７、読み取りレンズ３８を有する。また、必
要に応じて図示しない光源も配置し、読取光学系３５を
図示左右方向に走査可能に構成する。

【０００６】図２は、上記フレネルレンズ３０の構造と
その働きを説明するための図であり、（ａ）は読取光学
系３５の移動方向（副走査方向）に対して直交方向から
見た図、（ｂ）はこれと直交する方向（主走査方向）か
ら見た図である。図示するように、フレネルレンズ３０
は、スフェリカルフレネルレンズ３０ａとシリンドリカ
ルフレネルレンズ３０ｂとを上下に張り合わせて構成さ
れたものである。スフェリカルフレネルレンズ３０ａは
凹凸を同心円状に形成したフレネルレンズであり、シリ
ンドリカルフレネルレンズ３０ｂは直線状の凹凸を平行
に形成してなるフレネルレンズである。フレネルレンズ
３０は、投影レンズ１６から出射され、折り返しミラー
２８で反射されてきた画像光を、平行光としてコンタク
トガラス２５上に結像させる働きをする。コンタクトガ
ラス２５上の光像はミラー３６で反射され、読み取りレ
ンズ３８を介してＣＣＤ３７の受光部上に結像される。

【０００７】図３は、図１に示す画像読取装置のミラー
ユニットを省略した概略構成を示す平面図である。図
中、実線で示したフレネルレンズ３０は、読取装置２の
移動方向（読み取りレンズ３８の光軸方向）３８Ａとシ
リンドリカルフレネルレンズ３０ｂの中心軸３０Ａの方
向とが一致した状態を示している。破線で示したフレネ
ルレンズ３０′は、読取装置２の移動方向３８Ａに対し
シリンドリカルフレネルレンズ３０ｂの中心軸３０Ａの
方向が角度θだけ傾いた状態を示している。また、図４
及び図５は、シリンドリカルフレネルレンズ３０ｂの光
軸部分において光量むらが発生するときに、コンタクト
ガラス２５上に投影された光像を図３中の各位置ａ、
ｂ、ｃでシェーディング補正を行わずに読み取ったとき
の読取装置２の出力を示すグラフである。図４及び図５
において、横軸は主走査方向、縦軸はＣＣＤ３７の出力
（スキャナ出力）を示している。読取装置２の移動方向
３８Ａとシリンドリカルフレネルレンズ３０ｂの中心軸
３０Ａの方向とが一致していない状態では、図５に示す
ように、読取位置ａ、ｂ、ｃによって光量むらの生じる
位置がすれてくる。したがって、例えばｂの位置でシェ
ーディングを行うと、ａ及びｃの位置では著しいすじ画
像となる可能性がある。ここで、ｔａｎθ＝Ｘ／Ｌ
（Ｘは読取位置ａで読取りを行ったときの光量むらの発
生位置と読取位置ｃで読取りを行ったときの光量むらの
発生位置との距離、Ｌは読取位置ａｃ間の移動距離）と
表すことができるので、読取位置ａｃ間の移動距離Ｌと
光量むらの間隔Ｘを計測することにより、読取装置２の
移動方向３８Ａに対するシリンドリカルフレネルレンズ
３０ｂの中心軸３０Ａの方向の傾きθを求めることがで
きる。

【０００８】図６は、別の実施の形態を示すものであ
り、フレネルレンズ３０′の有効画像領域３１の外側に
おけるフレネルレンズ３０の中心軸３０′Ａ上に非透過
性の線分３２Ｄ、３２Ｅを有している。この線分３２、
３２Ｅを読取装置２で読み取ると図７に示すように、有
効画像領域３１内にある読取位置ｂでの光量むらに比べ
て明確に光量むらを検出することができる。この場合、
ｔａｎθ＝Ｙ／Ｍ （Ｙは読取位置ｄで読取りを行った
ときの光量むらの発生位置と読取位置ｅで読取りを行っ
たときの光量むらの発生位置との距離、Ｍは読取位置ｄ
ｅ間の移動距離）と表すことができるので、読取位置ｄ
ｅ間の移動距離Ｍと光量むらの間隔Ｙを計測することに
より、読取装置２の移動方向３８Ａに対するシリンドリ
カルフレネルレンズ３０′ｂの中心軸３０′Ａの方向の
傾きθを求めることができる。

【０００９】図８は、さらに別の実施の形態を示すもの
であり、フレネルレンズ３０′の有効画像領域３１の外
側をフレネルレンズ３０の中心軸３０Ａ′を境界にして
片側３３のみ遮光処理した例である。この場合、各読取
位置ｄ，ｂ、ｅにおけるスキャナ出力は、図９のように
なり、同じくｔａｎθ＝Ｙ／Ｍにより傾きθを求めるこ
とができる。上記計測処理並びに傾きθの演算処理は、
この画像読取装置の図示しない制御部に設けられたＣＰ
Ｕがフィルムプロジェクタ１と読取装置２の各部を制御
することにより実現される。そして、ＣＰＵは、求めら
れた傾きθの値を操作部４０に設けられた表示部４０ａ
に表示させる。したがって、表示部４０ａに表示された
情報に基づいて、読取装置２の移動方向３８Ａとシリン
ドリカルフレネルレンズ３０′ｂの中心軸３０′Ａの方
向とが一致するようにフレネルレンズ３０の姿勢を修正
することができる。また、ＣＰＵは、傾きθが所定の値
以上になった場合、操作部４０の警告ランプ４１を点灯
又は点滅させて或いは図示しないスピーカより警報音を
発生するなどしてその旨をユーザーに報知する。

【００１０】図１０は本実施の形態の動作を示すフロー
チャートである。この画像読取装置は、電源投入後、図
示しないＲＯＭに格納されたプログラムに従ってイニシ
ャライズ処理を行う（Ｓ１）。その後、ステップＳ２に
おいて、プロジェクタモードが選択されたか否かをチャ
ックし、プロジェクタモードが選択されていれば、プロ
ジェクタの設置手順などを表示部４０ａに表示するなど
のプロジェクタモード開始処理を行った後、読取装置２
とプロジェクタ３との通信回線をスタンバイする（Ｓ
２）。次に、操作部４０のポジ／ネガ切替スイッチ４２
の選択状態に応じて、読み取りモードをポジフィルム読
み取りモード又はネガフィルム読取モードのいずれかと
した後、ステップＳ５に進み、シェーディングスイッチ
４３が押されたどうかを確認する。そして、シェーディ
ングスイッチ４３が押された場合（Ｓ５でＹＥＳ）に
は、シェーディング動作中であることを示す表示を開始
する（Ｓ６）。

【００１１】その後、ハロゲンランプ１１を点灯させた
後（Ｓ７）、読取光学系３５を作動させて、図３、図
６、又は図８で説明したいずれかの方法で、読取装置２
の移動方向３８Ａに対するシリンドリカルフレネルレン
ズ３０ｂの中心軸３０Ａ（３０′Ａ）の方向の傾きθを
求め表示部４０ａに表示させる（Ｓ８）。そして、次の
ステップＳ９では、傾きθが所定の値θ1 以上であるか
否かを判別し、θ≧θ1 以上であれば警報ランプ４１を
点灯又は点滅させる（Ｓ１０）。このように警報ランプ
４１を点灯又は点滅させることにより、ユーザーに対し
フレネルレンズ３０（３０′）をセットし直す必要があ
ることを知らせることができる。その後、ステップＳ１
１において傾きθが所定の値θ1 未満であるか否かを判
別し、θ＜θ1 であれば警報ランプ４１を消灯して（Ｓ
１２）、ステップＳ１３に進む。また、前記ステップＳ
９でθ＜θ1 の場合もそのままステップＳ１３に進む。
ステップＳ１３では、基準原稿を読み取って感度むらが
少なくなるようにハロゲンランプ１１の明るさを制御し
てシェーディング補正を行い、ステップＳ１４に進む。

【００１２】ステップＳ１４では、操作部４０の各種ス
イッチの状態に従って、ピント調整、色合調整、濃度調
整などを行ってステップＳ１５に進む。ステップＳ１５
ではプリントスイッチが押されたか否かを判断し、押さ
れていればコピー動作を実行する（Ｓ１６）。そして、
次のステップＳ１７においてプロジェクタモードの終了
指示が出されたかどうかを判断し、終了指示が出ていな
ければシェーディングを行って（Ｓ１８）、前記ステッ
プＳ４に戻り、ステップＳ４〜Ｓ１７の処理を繰り返
す。また、プロジェクタモードの終了指示が出されてい
れば、プロジェクタの収納手順などを表示部４０ａに表
示するなどのプロジェクタモード終了処理を行って、通
常のコピーモードになる（Ｓ１９）。なお、上記実施の
形態では、表示部４０ａに表示された傾きθの情報に基
づいてユーザーがフレネルレンズ３０の調整を行うよう
にした装置構成について説明したが、傾きθの計測結果
に基づいて、読取光学系３５の移動方向とシリンドリカ
ルフレネルレンズ３０ｂの中心軸方向とを自動的に一致
させるアクチュエータ等を備えた構成としてもよいこと
はいうまでもない。

【００１３】

【発明の効果】以上要するにこの発明によれば以下のよ
うな優れた効果を発揮することができる。請求項１記載
の発明に係る画像読取装置によれば、読取光学系の移動
方向に対するシリンドリカルフレネルレンズの中心軸方
向の傾きを容易に把握できるので、読取光学系の移動方
向に対するシリンドリカルフレネルレンズの取り付け精
度を高めることにより、シェーディング補正を有効に行
って光量むらを無くすことができる。請求項２〜５記載
の発明に係る画像読取装置によれば、非透過性の領域の
検出位置から読取光学系の移動方向に対するシリンドリ
カルフレネルレンズの中心軸方向の傾きを容易に計算し
て表示することができる。請求項６記載の発明に係る画
像読取装置によれば、読取光学系の移動方向に対するシ
リンドリカルフレネルレンズの姿勢を自動的に修正し、
常に読取光学系の移動方向と前記シリンドリカルフレネ
ルレンズの中心軸方向とを一致させて光量むらを防止で
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の画像読取装置の実施の形態の概略構成
を示す正面図である。

【図２】画像読取装置に装備されたフレネルレンズの構
造とその働きを説明するための図であり、（ａ）は読取
光学系の移動方向（副走査方向）に対して直交方向から
見た図、（ｂ）はこれと直交する方向（主走査方向）か
ら見た図である。

【図３】図１に示す画像読取装置のミラーユニットを省
略した概略構成を示す平面図である。

【図４】図３の各読取位置（ａ）、（ｂ）、（ｃ）にお
ける読取装置の出力を示す図である（傾きθが０の場
合）。

【図５】図３の各読取位置（ａ）、（ｂ）、（ｃ）にお
ける読取装置の出力を示す図である（傾きθが０でない
場合）。

【図６】傾きθを求めるための別の実施の形態を示す平
面図である。

【図７】図６の各読取位置（ｄ）、（ｂ）、（ｅ）にお
ける読取装置の出力を示す図である（傾きθが０でない
場合）。

【図８】傾きθを求めるためのさらに別の実施の形態を
示す平面図である。

【図９】図８の各読取位置（ｄ）、（ｂ）、（ｅ）にお
ける読取装置の出力を示す図である（傾きθが０でない
場合）。

【図１０】この発明の実施の形態の動作を示すフローチ
ャートである。

【図１１】シリンドリカルフレネルレンズの構造を示す
平面図及び側面図である。

【符号の説明】

１ 透過原稿投影装置（フィルムプロジェクタ）、２
読取装置、４ ミラーユニット、１１ ハロゲンラン
プ、１２ リフレクタ、１３ 防塵フィルタ、１４照明
レンズ、１５ 色補正フィルタ、１６ 投影レンズ、２
０ フィルムホルダー、２５ コンタクトガラス、２８
折り返しミラー、３０ フレネルレンズ、３０′フレ
ネルレンズ、３０Ａ 中心軸、３０′Ａ 中心軸、３０
ａ スフェリカルフレネルレンズ、３０ｂ シリンドリ
カルフレネルレンズ、３１ 有効画像領域、３２Ｄ 非
透過性の線分、３２Ｅ 非透過性の線分、３３ 有効画
像領域外の片側、３５ 読取光学系、３６ ミラー、３
７ ＣＣＤ（読取素子）、３８ 読み取りレンズ、３８
Ａ 移動方向、４０ 操作部

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 透過原稿からの透過光をシリンドリカル
   フレネルレンズを介して投影し、その投影された光像
   を、投影面に沿って一定の方向に直線移動しつつそれと
   直交な方向に沿って走査を行う読取光学系にて読み取る
   ようになした画像読取装置において、前記読取光学系の
   移動方向に対する前記シリンドリカルフレネルレンズの
   中心軸の傾きを計測し表示する計測表示手段を備えたこ
   とを特徴とする画像読取装置。
2. 【請求項２】 前記計測表示手段は、前記読取光学系を
   複数の所定の位置に移動させ走査させて前記シリンドリ
   カルフレネルレンズからの透過光量を読取り、その結果
   に基づいて前記傾きを算出することを特徴とする請求項
   １記載の画像読取装置。
3. 【請求項３】 前記シリンドリカルフレネルレンズの有
   効画像領域外に非透過性の領域を有し、前記計測表示手
   段は、前記読取光学系を前記有効画像領域外に移動させ
   走査させて前記シリンドリカルフレネルレンズからの透
   過光量を読取り、その結果に基づいて前記傾きを算出す
   ることを特徴とする請求項１記載の画像読取装置。
4. 【請求項４】 前記非透過性の領域は、前記シリンドリ
   カルフレネルレンズの中心軸上の線分であることを特徴
   とする請求項３記載の画像読取装置。
5. 【請求項５】 前記非透過性の領域は、前記シリンドリ
   カルフレネルレンズの中心軸上の線分を境界とし前記有
   効画像領域外の片側のみを遮光してなることを特徴とす
   る請求項３記載の画像読取装置。
6. 【請求項６】 前記計測表示手段による前記傾きの計測
   結果に応じて、前記読取光学系の移動方向と前記シリン
   ドリカルフレネルレンズの中心軸方向とを一致させる手
   段を備えたことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに
   記載の画像読取装置。