JPH1065874A - 画像入力装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 原稿の種類に応じて照明光の入射角を変える
ことにより、最適な光量を得る。 【解決手段】 原稿４の種類に応じて光源２２の位置を
変更する。表面が平滑な原稿を読み取るときは、光源２
２を原稿から遠い第１の照明位置Ａに移動させて原稿面
に対する照明光の入射角を小さくする。一方、表面に凹
凸がある原稿を読み取るときは、光源２２を原稿に近い
第２の照明位置Ｂに移動させて原稿面に対する照明光の
入射角を大きくし、正反射光成分による影響を少なくす
る。原稿種類検出手段３２は、原稿４の種類を検出し、
その出力信号をＣＰＵ３１に入力する。ＣＰＵ３１は、
この入力信号に基づき照明位置切替手段２８を駆動し、
これによって光源２２を原稿４の種類に応じた位置に移
動させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光源によって原稿
を照明し、原稿からの画像情報をもった光をラインセン
サによって電気信号に変換して出力するファクシミリ、
イメージスキャナ、複写機等の画像入力装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】今日、ファクシミリ、イメージスキャ
ナ、複写機等の原稿画像を読取る機能を備えた種々の画
像入力装置が広く使用されている。そして、この画像入
力装置が出力する画像情報を、コンピュータ等の他の装
置に伝送して信号処理することにより、種々の画像処理
を施すことが行われている。

【０００３】通常、この種の画像入力装置を用いて画像
入力を行うには、プラテンガラスと呼ばれる透明ガラス
板上に読取原稿を載置し、画像読取部をプラテンガラス
に沿って移動させる。画像読取部は、原稿面を照明する
光源と、原稿からの画像情報をもった光を結像させる結
像光学系と、この結像光学系によって得られた画像情報
を読取り電気信号に変換するラインセンサ等で構成され
ている。画像読取部の副走査方向（移動方向）をライン
センサの主走査方向に対して直交する方向とすることに
より、一次元センサであるラインセンサをもって面積の
ある二次元の画像の画像信号を得ることができる。ライ
ンセンサとしては、一般にＣＣＤ（電荷結合素子）が用
いられる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来の画像入
力装置において、原稿面への照明光の入射角はできる限
り小さくすることが望ましい。その理由は、入射角を小
さくすると原稿面の照度が高くなるためラインセンサに
入射する原稿面からの光量が増し、信号に大きな増幅を
かける必要がなく、良好なＳ／Ｎ特性を得ることができ
るからである。

【０００５】しかしながら、ラインセンサを用いた画像
入力装置においては、原稿の種類と照明光の原稿面への
入射角が問題となる。すなわち、図４に示すように入射
光Ｌｉの入射角θを小さくすると、絹目印画紙に代表さ
れる表面に凹凸構造をもつ原稿４においては、入射光Ｌ
ｉが原稿面で反射する成分のうち入射角と同一の角度で
反射する正反射光成分Ｌｓが直接ＣＣＤに入射してしま
う。正反射光成分Ｌｓは、他の反射光成分（拡散反射光
成分、均等拡散反射光成分）より光量が多いため、正反
射光成分Ｌｓが入射したＣＣＤの画素は飽和してしま
う。その結果として、結果的に良好な画像入力を実現す
ることができなくなる。そこで、ＣＣＤが飽和しないよ
うに図５に示すように予め照明光Ｌｉの原稿４への入射
角θを大きく設定しておき、拡散反射光成分ＬR をＣＣ
Ｄに導くようにする必要がある。一方、表面が平滑な原
稿を読取る場合は照明光Ｌｉの原稿４への入射角θが大
きいと、拡散反射光成分ＬR が凹凸構造をもつ原稿の場
合に比べて少ないためＣＣＤに入射する光量が著しく少
なくなる。このため、入射角が小さいときと同様の出力
を得ようとすると、画像信号に大きな増幅を施す必要が
あり、Ｓ／Ｎ特性が悪化する。

【０００６】本発明は上記した従来の問題点を解決する
ためになされたもので、その目的とするところは、原稿
の種類に応じて照明光の入射角を変えることにより、最
適な光量を得ることができるようにした画像入力装置を
提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明に係る画像入力装置は、原稿を照明する光源
と、原稿からの光を結像させる結像光学系と、この結像
光学系によって結像される光を読取り電気信号に変換す
るラインセンサとを備えた画像入力装置において、前記
光源からの照明光の原稿面への入射角を変更可能に構成
したことを特徴とする。また本発明に係る画像入力装置
は、原稿の種類を検出する検出手段を備え、この原稿種
類検出手段の出力に基づき光源からの照明光の原稿面へ
の入射角を変更することを特徴とするまた、本発明に係
る画像入力装置は、原稿種類検出手段が発光素子と受光
素子であることを特徴とする。また、本発明に係る画像
入力装置において、照明光の原稿への入射角が大きいと
きは、光源と原稿との間の光路長を入射角が小さいとき
の原稿と光源との間の光路長以下とすることを特徴とす
る。さらに、本発明に係る画像入力装置において、照明
光の原稿への入射角が大きいときは、原稿面の照度を入
射角が小さいときの原稿面の照度以上とすることを特徴
とする。

【０００８】本発明において、原稿種類検出手段は原稿
の種類を検出し、その出力に基づいて光源からの照明光
の原稿面への入射角を変更する。表面に凹凸の構造をも
つ原稿、例えば絹目印画紙等を読取るときには、照明光
の原稿面への入射角を大きくする。これにより原稿面の
凹凸に起因する正反射光成分の影響を少なくし、最適な
光量をラインセンサの画像素子に入射させることができ
る。一方、光沢印画紙に代表される表面が平滑な原稿を
読取るときには、原稿面の凹凸に起因する正反射光成分
の影響を考慮する必要がない。したがって、照明光の原
稿面への入射角を小さく設定することができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図面に示す実施の
形態に基づいて詳細に説明する。図１は本発明に係る画
像入力装置の一実施の形態の一部を破断して示す斜視
図、図２は画像読取り部の概略構成を示す図である。こ
れらの図において、画像入力装置１０は、原稿４の原稿
面を読取る原稿読取部１３を内蔵し、上面に原稿４が載
置されるプラテンガラス１２が設けられた筐体１１を備
えている。

【００１０】原稿読取部１３は、プラテンガラス１２の
下方にこのプラテンガラスと平行な方向に移動自在に配
設され、ステッピングモータ１４によって往復移動され
るブロック１５を備えている。このブロック１５は、移
動方向と平行な一端部がガイド軸１６に軸受１７を介し
て移動自在に支持され、他端部側がガイド板１８によっ
て摺動自在に支持され、下面にタイミングベルト１９が
固定されている。タイミングベルト１９は、前記ステッ
ピングモータ１４の出力軸２０に固定された歯付プーリ
２１と、装置固定部側に配設された図示しない他の歯付
プーリとの間に張設されている。したがって、ステッピ
ングモータ１４を駆動すると、その出力軸２０の回転が
プーリ２１およびタイミングベルト１９を介してブロッ
ク１５に伝達されるため、ブロック１５はガイド軸１６
とガイド板１８に沿ってステッピングモータ１４へのパ
ルス数に応じて移動することができる。また、ブロック
１５には、原稿４を照明する光源としての蛍光灯２２
と、原稿４からの画像情報をもった光を結像させる投影
レンズ（結像光学系）２３と、この投影レンズ２３によ
って得られた画像情報を読取り電気信号に変換するライ
ンセンサ２４と、原稿４からの画像情報をもった光を反
射し投影レンズ２３に導く反射ミラー２５と、蛍光灯２
２を保持する保持部材２６等が搭載され、これらによっ
て原稿読取部１３を構成している。

【００１１】前記保持部材２６は、蛍光灯２２からの原
稿４への照明光の入射角が小さい（およそαA ＝３０°
以下）第１の照明位置Ａと、入射角が大きい（およそα
B ＝４０°以上）第２の照明位置Ｂの２位置を取り得る
ように移動可能に設けられている。第１の照明位置Ａは
原稿４との距離が長く、第２の照明位置Ｂは原稿４との
距離が第１の照明位置Ａより相対的に短い。このような
保持部材２６を移動させる移動手段としては、モータ、
ソレノイド等の適宜な照明位置切替手段２８を用いるこ
とができる。

【００１２】前記ラインセンサ２４は、ブロック１５の
移動方向（矢印Ｃ方向）と直交する方向に一列に配列さ
れた複数個のＣＣＤからなり、信号処理回路３０を介し
て中央処理装置（以下、ＣＰＵという）３１に接続され
ている。また、ＣＰＵ３１には、前記ステッピングモー
タ１４、照明位置切替手段２７、原稿４の種類を検出す
る検出手段（以下、原稿種類検出手段という）３２が接
続されるとともに、外部装置としてのパーソナルコンピ
ュータ３３がインターフェース３４を介して接続されて
いる。

【００１３】前記原稿種類検出手段３２は、ＬＥＤとフ
ォトセンサ等の発光素子と受光素子が用いられ、ブロッ
ク１５を一定距離動かしその時の出力変化により原稿の
種類を検出する。この原稿種類検出手段３２は、出力信
号が光沢印画紙に代表される表面が平滑な原稿の場合は
略一定で、絹目印画紙に代表される表面に凹凸構造をも
つ原稿の場合には変動することから、原稿４の種類を検
出することができる。ＣＰＵ３１は、この原稿種類検出
手段３２からの出力信号に基づいて前記照明位置切替手
段２８を駆動制御し、これによって蛍光灯２２の照明位
置が第１の照明位置Ａから第２の照明位置Ｂまたはこの
逆に切り替えられる。なお、原稿種類検出手段３２とし
ては、ＬＥＤとフォトセンサに限らず、画像入力装置１
０を制御するために接続されているパーソナルコンピュ
ータ３３を介して利用者が設定することも可能である。

【００１４】次に、上記構造からなる画像入力装置１０
による原稿４の読取動作について説明する。先ず、表面
が平滑な原稿を読取る場合、原稿をプラテンガラス１２
の上に読取りたい面を下にして載置する。原稿４がプラ
テンガラス１２上に載置されると、原稿種類検出手段３
２の出力信号がＣＰＵ３１に送られる。ＣＰＵ３１は、
この出力信号に基づき原稿４の種類を判別し、照明位置
切替手段２８を駆動するための出力信号を送出する。こ
れにより、照明位置切替手段２８が駆動して蛍光灯２２
の保持部材２６を原稿４への入射角αA が小さい第１の
照明位置Ａに移動させる。

【００１５】保持部材２６が第１の照明位置Ａに移動す
ると、ステッピングモータ１４を駆動して蛍光灯２２か
らの照明光がプラテンガラス１２の端に設けてある白色
基準板４０（または原稿自体の白色部分）を照明するよ
うに画像読取部１３を移動させる。そして、この白色基
準板４０からの光をラインセンサ２４によって電気信号
に変換してＣＰＵ３１に入力すると、ＣＰＵ３１は原稿
の読取りに最適なゲインの設定や、蛍光灯２２、投影レ
ンズ２３、あるいはラインセンサ２４の感度むら等に起
因するシェーディングむら補正を行う。

【００１６】ゲイン設定ならびにシェーディングむら補
正終了後、予め定められた読取り開始位置まで画像読取
部１３を移動させ、原稿面の第１番目のラインの読取り
動作を開始する。蛍光灯２２から出射した光は、プラテ
ンガラス１２を透過し原稿面を照明する。原稿面に到達
した光は、原稿４の表面構造ならびに分光反射率に応じ
て反射し、プラテンガラス１２を再透過した後、反射ミ
ラー２５によって投影レンズ２３に入射し、ラインセン
サ２４の結像面に結像されることにより電気信号に変換
される。この電気信号は、信号処理回路３０によって所
定の信号処理が施された後、ＣＰＵ３１に入力される。
そして、ＣＰＵ３１は、画像信号をインターフェース３
４を介してパーソナルコンピュータ３３に出力する。

【００１７】１ライン分の画像読取り動作が終了する
と、ステッピングモータ１４を所定のパルス数だけ駆動
し、画像読取部１３を次の読取り位置に移動させる。移
動動作完了後、第１のラインと同様に第２のラインの読
取り動作を行う。以下、所定の回数だけこの動作を繰り
返すことによって１次元センサであるラインセンサ２４
を用いて面積をもった２次元の画像を取り込むことがで
きる。

【００１８】次に、絹目印画紙に代表される表面に凹凸
の構造をもつ原稿の読取り動作について説明する。先
ず、平滑な原稿の読取り作業と同様に原稿４をプラテン
ガラス１２の上に読取り面を下にして載置する。原稿４
がプラテンガラス１２上に載置されると、原稿種類検出
手段３２の出力信号がＣＰＵ３１に送られるため、ＣＰ
Ｕ３１はこの出力信号により原稿４の種類を判別して出
力信号を照明位置切替手段２８に送出する。これによ
り、照明位置切替手段２８は保持部材２６を原稿４への
入射角αB が大きい第２の照明位置Ｂに移動させる。

【００１９】保持部材２６が第２の照明位置Ｂに移動し
た後、ステッピングモータ１４を駆動して平滑な原稿の
読取り動作と同様に原稿面を１ラインごとに読取る。こ
の場合、照明光の入射角αB が大きいので、原稿面の凹
凸構造による正反射光成分の影響はない。したがってラ
インセンサの２４が飽和することがなく、適正なゲイン
設定で良好な画像読取りを行うことができる。

【００２０】一般に、照明光の入射角αが大きくなるに
伴い周知のように原稿面での照度が低下し、最終的にラ
インセンサ２４に入射する光量が少なくなる。入射角α
が小さい場合と同等な信号レベルを得るためには必然的
にゲイン設定を高くする必要がある。そうすると、結果
的に信号とともにノイズをも増幅することとなり、Ｓ／
Ｎ特性が低下し、鮮明な画像が得られなくなる。そこ
で、本実施の形態においては、表面が凹凸の構造をもつ
原稿を読取るときには、蛍光灯２２を第２の照明位置Ｂ
に移動させて原稿面までの距離を第１の照明位置Ａから
原稿面までの距離よりも小さくなるように設定してい
る。このようにすると、入射角αが大きいにも拘らずラ
インセンサ２４に入る光量を増やすことができるので、
ゲイン設定を高くする必要がなく、Ｓ／Ｎ特性の良好な
画像を得ることができる。

【００２１】図３は本発明の他の実施の形態を示す概略
構成図である。上記した実施の形態においては、第２の
照明位置Ｂに移動させたことによる照度の低下を補うた
めに、蛍光灯２２と原稿面との距離を短縮した例を示し
た。これに対して、本実施の形態においては、第１の照
明位置Ａから原稿面までの距離と第２の照明位置Ｂから
原稿面までの距離は等しく設定し、照明光の原稿への入
射角が大きいときは、原稿面の照度を入射角が小さい場
合に比べて増やすようにしている。照度を増やす方法と
しては、蛍光灯２２に印加される電圧を高くして照明光
の強度を大きくしたり、あるいは絞りを用いて光量を増
やすことにより容易に実現することができる。もちろ
ん、より良い結果を得るために照明光の照度を増大させ
るとともに、上記した実施の形態と同様に第２の照明位
置Ｂから原稿面までの距離を第１の照明位置Ａから原稿
面までの距離より小さくしてもよい。

【００２２】また、原稿の種類によって、平滑な原稿読
取り用と凹凸を有する原稿読取り用の光源をそれぞれ用
意し、これを原稿の種類に応じて交換するようにしても
よい。

【００２３】なお、上記した実施の形態においては、光
源として蛍光灯２２を用いた例を示したが、本発明はこ
れに何等特定されるものではなく、例えばハロゲンラン
プ、ＬＥＤ等を光源として用いてもよく、要は原稿を照
明するものであればよい。また、上記した実施の形態に
おいては、光路を折り畳むための反射ミラー２５や投写
レンズ２３を備えた機械的な走査を伴う画像入力装置の
例を挙げたが、光源とライン型の撮像素子とを備えた画
像入力装置であればよく、種々の形態の装置に適用する
ことができる。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように本発明に係る画像入
力装置によれば、原稿を照明する光源と、原稿からの光
を結像させる結像光学系と、この結像光学系によって結
像された光を読取り電気信号に変換するラインセンサと
を備えた画像入力装置において、前記光源からの照明光
の原稿面への入射角を変更可能に構成したので、表面に
凹凸の構造をもつ原稿を読取るときには、照明光の原稿
面への入射角を大きくして読取ることができる。その結
果、原稿面の凹凸に起因する正反射光成分によってライ
ンセンサが飽和することがなく、適正なゲイン設定でＳ
／Ｎ特性の良好な画像読取りを行うことができる。一
方、表面が平滑な原稿を読取るときには、原稿面の凹凸
に起因する正反射光成分によるセンサの飽和を考慮する
必要がないので、照明光の原稿面への入射角を小さく設
定してラインセンサに入射する光量を多くすることがで
きる。したがって、この場合も適正なゲイン設定でＳ／
Ｎ特性の良好な画像読取りを行うことができる。また、
本発明においては、原稿の種類を検出する検出手段を備
え、この原稿種類検出手段の出力に基づき光源からの照
明光の原稿面への入射角を変更するように構成したの
で、作業者が原稿の種類をその都度判別する必要がな
く、照明光の入射角を自動的に切り替えることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る画像入力装置の一実施の形態の
一部を破断して示す斜視図である。

【図２】 画像読取り部の概略構成を示す図である。

【図３】 本発明の他の実施の形態を示す概略構成図で
ある。

【図４】 表面に凹凸構造をもつ原稿を読取るときの正
反射光成分による影響を説明するための図である。

【図５】 照明光の入射角を変えたときの正反射光成分
と拡散反射光成分を示す図である。

【符号の説明】

４…原稿、１０…画像入力装置、１１…筐体、１２…透
明ガラス板、１３…画像読取部、１４…ステッピングモ
ータ、１５…ブロック、１６…ガイド軸、２２…光源、
２３…投影レンズ、２４…ラインセンサ、２５…反射ミ
ラー、２６…保持部材、２８…照明位置切替手段、３１
…ＣＰＵ、３２…原稿種類検出手段、３３…パーソナル
コンピュータ。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 原稿を照明する光源と、原稿からの光を
   結像させる結像光学系と、この結像光学系によって結像
   される光を読取り電気信号に変換するラインセンサとを
   備えた画像入力装置において、 前記光源からの照明光の原稿面への入射角を変更可能に
   構成したことを特徴とする画像入力装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の画像入力装置において、 原稿の種類を検出する検出手段を備え、この原稿種類検
   出手段の出力に基づき光源からの照明光の原稿面への入
   射角を変更することを特徴とする画像入力装置。
3. 【請求項３】 請求項１または２記載の画像入力装置に
   おいて、 原稿種類検出手段が発光素子と受光素子であることを特
   徴とする画像入力装置。
4. 【請求項４】 請求項１，２または３記載の画像入力装
   置において、 照明光の原稿への入射角が大きいときは、光源と原稿と
   の間の光路長を入射角が小さいときの原稿と光源との間
   の光路長以下とすることを特徴とする画像入力装置。
5. 【請求項５】 請求項１，２または３記載の画像入力装
   置において、 照明光の原稿への入射角が大きいときは、原稿面の照度
   を入射角が小さいときの原稿面の照度以上とすることを
   特徴とする画像入力装置。