JPH11187222A - 反射，透過原稿共用画像読取装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 画像走査手段と透過原稿読取用光源とを同期
走査して透過原稿を読み取る画像読取装置において、画
像走査手段と透過原稿読取用光源との位置合わせを、実
測した配光分布に基づいて行うことにより、被読み取り
原稿において、よりダイナミックレンズの大きくなる光
量を得る。 【解決手段】 透過原稿の読み取りに先立ち、透過原稿
照射用光源を原稿載置ガラス１０１上のある位置に点灯
したまま停止し、その副走査方向配光分布を本体にて読
み取ることにより、副走査配光分布と読み取り位置の相
対表を作成する。原稿の読み取りに対しては、検出され
た相対表から本体画像走査手段１０２の読み取り位置を
合わせる補正を行う。これにより、被読み取り原稿にお
いて、よりダイナミックレンジの大きくなる光量にて光
源の読み取りを行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、本や写真などの反
射原稿、及びフィルムなどの透過原稿の双方を読取可能
な画像読取装置の、イメージセンサ出力レベルの調整を
目的とした透過原稿照射用光源と読取光学系との位置合
わせに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図２に、この種の画像読取装置の構成概
略を表わした図を示す。同図右上の（ａ）図は、図２の
円ａ部の拡大図を示す。

【０００３】図中、１０６は、読取手段であるＣＣＤな
どのイメージセンサで、画像読取装置本体１００内に配
設されている。装置本体１００の上面には、原稿載置ガ
ラス１０１が設けられ、これに載置した原稿Ｐの画像走
査手段１０２によって走査して、上記イメージセンサ１
０６上に画像を露光する。イメージセンサ１０６内には
Ｒ，Ｇ，Ｂのいずれかのフィルタを装着した３列の各セ
ンサが配設されており、原稿上の画像を色分解読取す
る。上記画像走査手段１０２は、原稿載置ガラス１０１
に平行に移動走査するランプユニット１０３とミラーユ
ニット１０４、及び装置本体１００内に固定載置された
レンズ１０５により構成されている。

【０００４】ランプユニット１０３は、原稿Ｐを照明す
る白色光源Ｌ₁ と、光源Ｌ₁ によって照射された原稿Ｐ
面の画像反射光を、ミラーユニット１０４側に反射する
第１のミラーＭ₁ により、ミラーユニット１０４は、第
１のミラーＭ₁ によって反射された画像光をイメージセ
ンサ１０６に向けて折り返す第２，第３ミラーＭ₂ ，Ｍ
₃ により構成されている。

【０００５】画像読取領域全域において光路長を一定に
保つべく、ランプユニット１０３は、ミラーユニット１
０４の２倍の速度で移動走査する。このため本構成の光
学系は通常“２：１光学系”と呼ばれる。これらのユニ
ットは不図示のパルスモータなどの駆動源を動力とし
て、イメージセンサの読取周期と同期して走査（副走
査）する。

【０００６】２００は、透過原稿読取用の光源ユニット
である。Ｌ₂ は、本体の光源Ｌ₁ に対し平行に配設され
た光源、２０１は、本体１００の原稿台ガラス１０１に
対向する位置に設けられた、光拡散作用を持つ半透明板
である。透過原稿読取用光源ユニット１０３は、画像読
取装置１００の後端に装着され、ヒンジ２０２を支点と
して開閉可能である。

【０００７】透過原稿読取時には、光源Ｌ₂ は、不図示
の駆動源により、原稿台ガラス１０１をカバーする範囲
を、半透明板２０１に平行に、本体の画像走査手段１０
２と同期して走査する。この際、本体の光源Ｌ₁ は消灯
している。光源Ｌ₂ からの光は、半透明板２０１中で拡
散されて原稿面上に図２（ａ）のような配光分布をもた
らす。このうち画像読取装置本体の読取位置からイメー
ジセンサ１０６に至る光軸上にある光が、図中Ｐの位置
に置かれた原稿を透過してイメージセンサ１０６に導か
れる。なお、図中、Ｆ₁ ，Ｆ₂ は各反射板を示す。

【０００８】透過原稿を読み取る際は、原稿台ガラス１
０１の上端Ａの範囲は、原稿の載置禁止領域となる。原
稿の読み取りに先立ち、この領域内にてイメージセンサ
１０６は、透過原稿用光源からの直接の光量や配光分布
を読み取り、各種補正用のデータとする。

【０００９】図３は、原稿上の画像がイメージセンサ１
０６の受光部に結像する様子を模式的に描いたものであ
る。イメージセンサ１０６の受光部の周囲には、受光部
が光電変換した電荷を蓄積する部分や信号を出力段に転
送する部分が隣接しているため、３色の各受光部１０６
Ｒ，１０６Ｇ，１０６Ｂは間隔をもって並んでいる。

【００１０】イメージセンサ１０６を原稿に相対的に動
かして、Ｒ，Ｇ，Ｂが同じ位置を読むために、受光部同
士の間隔は、受光部の幅の整数倍になっている。ＲＧ間
がｍライン、ＧＢ間がｎラインの間隔を持つ場合、原稿
上のある１ラインのＧの画像信号はＲの画像信号に対し
てｍライン分、Ｂの画像信号は（ｍ＋ｎ）ライン分遅れ
て読み取られる。

【００１１】図４は、このカラーイメージセンサによる
読取画像データ処理構成ブロック図である。イメージセ
ンサ１０６が読み取った各色の画像データは、それぞれ
増幅器１２１Ｒ，１２１Ｇ，１２１Ｂに送られて増幅さ
れた後、各Ａ／Ｄコンバータ１２２Ｒ，１２２Ｇ，１２
２Ｂによりデジタル画像信号に変換される。

【００１２】これらの各Ａ／Ｄコンバータは、そのビッ
ト数分にイメージセンサのダイナミックレンジ（原稿上
の真白部と真黒部の読取出力差）を分割して、原稿上の
画像の明るさに応じて階調数を割り当てる。例えば分解
能８ｂｉｔのＡ／Ｄコンバータを使用している場合、白
から黒に至る間を２５６の階調レベルに、１０ｂｉｔの
Ａ／Ｄコンバータの場合は、１０２４の階調レベルに識
別することができる。従って、ＲＧＢ各色８ｂｉｔのＡ
／Ｄコンバータを用いた画像読取装置では、２４ｂｉｔ
＝約１６７０万色、各色１０ｂｉｔの場合は、３０ｂｉ
ｔ＝約１０億７４００万色を識別できる。

【００１３】上述のように、イメージセンサ１０６の各
色の受光部は間隔をもって並んでいるので、画像信号が
画像処理回路１２４に入力される前に位相を合わせるた
め、Ａ／Ｄコンバータ１２２Ｒの後段には（ｍ＋ｎ）ラ
イン分の、Ａ／Ｄコンバータ１２２Ｇの後段にはｎライ
ン分のバッファメモリ１２３Ｒ，１２３Ｇが設けられ、
一番最後に読み取られるＢ信号に合わせて出力される。
画像処理回路１２４においては色補正の演算や二値化処
理などが行われた後の画像信号が出力される。

【００１４】上記画像信号は、インタフェース回路１２
５を介してパソコンなどの機器３００に出力される。

【００１５】画像読取装置の画像信号の出力形態は数種
類であり、読み取った画像の用途によってそれに適した
出力形態を選択することができる。文章を読み取ってそ
の内容を光学的キャラクタリーダ（ＯＣＲ）にかける場
合や、モノクロの線画を読み取る場合には、モノクロ２
値の画像が適しており、上述のＲＧＢの画像信号のう
ち、例えばＧ信号を使用してこれを画像処理回路１２４
にて、あるしきい値にて２値化した画像データが選ばれ
る。

【００１６】写真などの画像を読み取ってモノクロプリ
ンタに出力する目的で画像を読み取る場合には、同じく
Ｇ信号を使用してディザ法や誤差拡散法といった中間調
処理を用いて２値化した画像データが用いられる。カラ
ー画像の処理を行う場合には、多値（２４ｂｉｔ ｅｔ
ｃ．）画像データが適している。

【００１７】画像読取装置に用いられる各Ａ／Ｄコンバ
ータ１２２には、接続されるコンピュータ３００の画像
処理能力と等価な分解能のものが用いられる場合が多い
（例えば２４ｂｉｔ画像の処理が可能なコンピュータ用
の画像読取装置にＲＧＢ各色８ｂｉｔのＡ／Ｄコンバー
タを用いる）が、さらに高精細な階調を得るために、コ
ンピュータの処理能力よりも分解能の高いＡ／Ｄコンバ
ータを用いたものもある。このような画像読取装置、例
えばＲＧＢ各色１０ｂｉｔのＡ／Ｄコンバータを用いた
ものでは、各色１０ｂｉｔ分の階調レベルに分けられた
信号を、上記画像処理回路にて各色８ｂｉｔに変換して
出力する。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】ネガフィルムを読み取
る際には、画像情報を精度よく読み取るために、ポジフ
ィルムより数倍のイメージセンサ出力を確保する必要が
ある。そのため、透過原稿読取用光源が調光可能である
場合であれば最適な光量レベルになるよう調整し、調光
不可能な場合であれば、イメージセンサの信号蓄積時間
の調整や不図示のアナログ回路上のゲイン調整を行う。
これらの調整手段は、様々であるが、画像情報を精度よ
く読み取るためには、制御可能な範囲でイメージセンサ
出力のダイナミックレンジをより大きくすることが効果
的とされている。従って、イメージセンサ１０６に入力
される光量を調整する手段を設けさせる工夫が必要であ
る。

【００１９】このため、本発明は透過原稿読取開始に先
立って、より画像情報を精度よく読み取るために、イメ
ージセンサ出力の光源の調光以外の手段でダイナミック
レンジを大きくすることを行えるよう以下の手段を提供
することを目的としている。

【００２０】

【課題を解決するための手段】このため、本発明におい
ては、以下の（１）〜（３）項のいずれかの反射，透過
原稿共用画像読取装置を提供することにより、前記目的
を達成しようとするものである。

【００２１】（１）原稿載置ガラス上に載置した原稿を
照射する光源と、これと一体的に前記原稿を移動走査
し、前記光源による照射光の原稿からの反射光をイメー
ジセンサに結像する走査光学系、前記イメージセンサの
出力信号を多階調のデジタル電気信号に変換して出力す
る画像読取装置本体及び、前記画像読取装置本体の、原
稿載置ガラスを介して走査光学系と対向する側に取り付
けられ、前記走査光学系と同期して走査する光源を有
し、原稿載置ガラス上に置かれた透過原稿上の画像を前
記走査光学系を介してイメージセンサに結像すべく照射
する透過原稿照射装置から成る反射，透過原稿共用画像
読取装置において、透過原稿照射装置から照射された原
稿載置ガラス上の副走査方向における配光分布を多段的
あるいは連続的に勾配をもたせ、画像読取装置内の走査
光学系の位置合わせ動作によりイメージセンサの出力信
号レベルを調整可能とすることを特徴とする反射，透過
原稿共用画像読取装置。

【００２２】（２）前記画像読取装置本体の走査光学系
は、２：１走査光学系であることを特徴とする前記
（１）項記載の反射，透過原稿共用画像読取装置。

【００２３】（３）前記透過原稿用光源と走査光学系の
位置関係の補正用の配光分布の検出は、原稿載置ガラス
の上端近傍に設けた透過原稿載置禁止領域にて行うこと
を特徴とする前記（１）項記載の反射，透過原稿共用画
像読取装置。

【００２４】

【作用】以上のような本発明構成により、透過原稿照射
用光源から照射された読み取り原稿面上の副走査方向の
配光分布を多段的もしくは連続的に勾配をもたせ、読取
光学系との位置合わせによって、光源の調光以外の手段
でダイナミックレンジを調整できるようにすることによ
り、画像読み取り精度を損なうことなく、従来の技術に
比べより高画質に読み取ることが可能になる。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を、
好適な一実施例に基づき、図１（前記従来例の要部拡大
図、図２（ａ）対応図）を参照して詳細に説明する。

【００２６】

【実施例】図１において、画像読取装置本体と透過原稿
読取用光源ユニットの構成は、基本的に、前記従来例の
図２におけると同じであり、同一構成要素は同一符号で
示す。本実施例の図１では、１個以上の透過原稿読取用
光源Ｌ₂ からの副走査配光分布が多段的（連続的でもよ
いが、説明は省略する）になるよう、Ｆ₁ ，Ｆ₂ のよう
な反射板が設けられている。なお、図１の下部には、光
源Ｌ₂ の原稿載置ガラス１０１表面での配光分布図なら
びに主走査方向中央にて上記配光分布を読み取った画像
のデータ例図を示す。本実施例では、平坦部が２段階
（Ｐ₁ ，Ｐ₂ ）の配光として説明する。

【００２７】画像読取装置１００（図１）が接続された
コンピュータ３００（図２）から透過原稿読み取りの指
示を受けると、まず透過原稿読取用光源Ｌ₂ が、ホーム
ポジションから本体の原稿載置ガラス１０１の上端の範
囲Ａ内のある位置ａまで前進し、停止する。停止位置の
制御には、例えばフォトインタラプタが用いられ、光源
Ｌ₂ が前進開始後、このフォトインタラプタの出力が切
り替わってから所定距離移動後をａ位置とする。この位
置において、光源Ｌ₂ は点灯している。

【００２８】引き続き画像読取装置本体の画像走査手段
１０２が走査を開始する。上記と同様、光学系の位置は
フォトインタラプタなどを用いて制御される。なお本体
光源Ｌ₁ は消灯している。画像読取装置は光学系が光源
Ｌ₂ の停止位置ａの近傍の位置ｂに達すると、画像デー
タの読み取りを始め、位置ａを越えた位置ｃまでの主走
査方向中央部の一定幅（例えば１０画素）の画像データ
をバッファメモリ内に保存する。上記画像データは、光
源Ｌ₂ の光量分布をそのまま記録したものである。

【００２９】次に、画像読取装置本体１００内で、原稿
Ｌ₂ の副走査方向配光分布を活用するために、下記演算
が行われる。

【００３０】１．副走査方向配光分布からイメージセン
サ出力において、副走査位置との相対表を作成する。本
実施例の場合、配光Ｐ₁ ，Ｐ₂ が得られる副走査位置を
把握させればよい。

【００３１】２．予め調査された読み取り原稿（フィル
ム）の特性、もしくは読み取り前に調査することによっ
て得られた特性から、イメージセンサ出力が最大となる
ような副走査位置を上記相対表に基づき決定する。

【００３２】このとき、 Δ＝ｋ− （ｂ位置〜ａ位置間のライン数） が、はじめに画像走査手段１０２（図２）及び透過原稿
読取用光源Ｌ₂ の各フォトインタラプタを用いた制御に
よって行われた位置合わせと、実際の読み取られるべき
位置とのずれ量になる。従って、画像走査手段１０２と
透過原稿読取用光源Ｌ₂ との位置関係を上記Δだけ補正
することによって、副走査方向上端において画像走査手
段１０２の読取位置と透過原稿読取用光源Ｌ₂ の配光か
ら得られる最適な光量レベルが設定される。

【００３３】上記シーケンスによる位置合わせ終了後、
原稿の載置禁止領域Ａよりも下端側に置かれた透過原稿
を読み取る。

【００３４】光源Ｌ₂ の配光が均一な領域の幅が画像走
査手段と透過原稿読取用光源との全走査範囲での位置ず
れ精度と同等以上であれば、全走査範囲において均一な
光量を得られることが保証される。従って、これを満足
する範囲内で読み取り精度を上げることができ、従って
光量の増加につながり、読み取り画像の画質の向上をも
たらす。

【００３５】また、本実施例においては、画像読取装置
本体１００の走査光学系として２：１走査光学系を用い
て説明したが、これのみに限らず、光源，ミラー，レン
ズ，ＣＣＤを一つの箱の中に組み込み、これを移動走査
させる一体光学系などを用いた場合にも適用できる。

【００３６】特に、調光のできない光源Ｌ₂ を使用する
場合には、より効果的とされる。

【００３７】なお、本実施例では、画像読取装置本体画
像走査手段と透過用光源ユニットとは、それぞれの走査
駆動源を別個に持つ構成について説明したが、駆動源を
共有する構成においてもこの発明の有効である。なぜな
らば上述のとおり、走査系それぞれが移動距離の誤差を
持つからである。

【００３８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
以下のような諸効果が得られる： １．画像読取装置本体の走査手段と透過原稿用光源の位
置合わせによって光量レベルの調整ができるので、より
精度よく原稿を読み取ることができる， ２．また同じ理由により調光のできない光源を使用した
場合でも、ダイナミックレンジの増加が可能となり、質
の高い画像データを得ることができる， ３．画像読取装置本体及び透過原稿用光源に、位置合わ
せのために部品精度や組立精度を要求されることがな
い。また、位置合わせはソフトウエアで行われる。従っ
て、本発明を実施するにあたり、費用は一切増えない，
など。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の位置合わせ方法を説明した図

【図２】 従来の画像読取装置の構成概要図

【図３】 原稿上の画像がイメージセンサの受光部に結
像する模式図

【図４】 カラーイメージセンサによる読取画像データ
処理構成ブロック図

【符号の説明】 １００ 画像読取装置 １０１ 原稿載置ガラス １０２ 画像走査手段 １０６ イメージセンサ １２４ 画像処理回路 １２５ インタフェース回路 ２００ 透過原稿読取ユニット ２０１ 光拡散用半透明板 Ｌ₁ 本体光源 Ｌ₂ 透過原稿読取用光源

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 原稿載置ガラス上に載置した原稿を照射
   する光源と、これと一体的に前記原稿を移動走査し、前
   記光源による照射光の原稿からの反射光をイメージセン
   サに結像する走査光学系、前記イメージセンサの出力信
   号を多階調のデジタル電気信号に変換して出力する画像
   読取装置本体及び、前記画像読取装置本体の、原稿載置
   ガラスを介して走査光学系と対向する側に取り付けら
   れ、前記走査光学系と同期して走査する光源を有し、原
   稿載置ガラス上に置かれた透過原稿上の画像を前記走査
   光学系を介してイメージセンサに結像すべく照射する透
   過原稿照射装置から成る反射，透過原稿共用画像読取装
   置において、透過原稿照射装置から照射された原稿載置
   ガラス上の副走査方向における配光分布を多段的あるい
   は連続的に勾配をもたせ、画像読取装置内の走査光学系
   の位置合わせ動作によりイメージセンサの出力信号レベ
   ルを調整可能とすることを特徴とする反射，透過原稿共
   用画像読取装置。
2. 【請求項２】 前記画像読取装置本体の走査光学系は、
   ２：１走査光学系であることを特徴とする請求項１記載
   の反射，透過原稿共用画像読取装置。
3. 【請求項３】 前記透過原稿用光源と走査光学系の位置
   関係の補正用の配光分布の検出は、原稿載置ガラスの上
   端近傍に設けた透過原稿載置禁止領域にて行うことを特
   徴とする請求項１記載の反射，透過原稿共用画像読取装
   置。