JPH11312232A

JPH11312232A - 画像読取装置

Info

Publication number: JPH11312232A
Application number: JP10118571A
Authority: JP
Inventors: 俊雄 ▲高▼橋; Toshio Takahashi
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1998-04-28
Filing date: 1998-04-28
Publication date: 1999-11-09

Abstract

(57)【要約】【課題】原稿の読み込みに際して発生するモアレを除
去することができ、光導体の指向性の悪影響を回避でき
るように、しかも、原稿の種類によっては、解像度や光
量の低下を避けることができるように、切換制御する画
像読取装置を提供する。【解決手段】原稿面を線状に照明する照明手段と、前
記照明手段により照明された前記原稿面からの反射光を
光電変換する１次元配列の光電変換素子と、前記光電変
換素子に前記原稿面の画像を結像させるレンズアレイ
と、前記原稿面と前記レンズアレイとの光学パスにおい
て前記原稿面からの反射光を拡散させる光学的拡散手段
とを有することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、密着型のイメージ
センサーを使用したスキャナなどの画像読取装置に関
し、特に、印刷された原稿を読込む際に発生するモアレ
防止や、写真などの光沢原稿を読込む際に発生する濃淡
ムラの低減を意図して構成された画像読取装置に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、イメージスキャナは、写真や印刷
物などの原稿を読み込んで、コンピュータに取込む手段
として、広く普及している。このイメージスキャナの主
要構成は図１に示すようになり、点光源として、消費電
力が低く、発熱も少ないＬＥＤが、近年、特に用いられ
ている。即ち、ＬＥＤより発せられた光束は、導光体に
よって線状に変換され、原稿面を照明する。

【０００３】そして、照明された原稿の画像は、レンズ
アレイによって、１次元配列の光電変換素子であるＣＣ
ＤやＣＭＯＳセンサーといったラインセンサー面上に結
像され、光電変換される。ここでは、ラインセンサー、
レンズアレイ、照明手段を、一体のセンサーユニットと
し、これを、ラインセンサーの長手方向（以下、主走査
方向と称す）と直交する方向（以下、副走査方向と称
す）に移動させることによって、面状の原稿をスキャン
する構成となっており、所謂、フラットベットスキャナ
と呼ばれている。

【０００４】図２に示すスキャナは、前記センサーユニ
ットを固定とし、原稿側を移動させることで、原稿のス
キャンを行う構成となっており、所謂、シートフィード
スキャナと呼ばれている。ここでは、ラインセンサーに
よって光電変換された画像は、Ａ／Ｄ変換された後、画
像処理回路により補正され、コンピュータに転送され
る。コンピュータに取込まれた画像信号は、合成処理さ
れ、モニタあるいはプリンタといった出力装置によっ
て、画像として再生される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】然るに、イメージスキ
ャナで読取る原稿の種類は、多種存在する。即ち、写真
などの光沢原稿、オフセット印刷原稿、ワードプロセッ
サで印刷された文字原稿などがある。そして、前述の画
像読取装置によって、例えば、オフセット印刷原稿を読
取る場合、原稿を構成している網点が規則的に並んでい
る上、読取り側のラインセンサーも規則的な配列に並ん
でいるので、これに起因して、「モアレ」と呼ばれる縞
模様が発生することがある。

【０００６】この「モアレ」を除去する手段として、特
開平５−１４５７４７号公報に所載のような、取込んだ
画像データに対し、画像処理部でエッジ強調、スムージ
ング処理を行う方法が採用されている。また、光学的な
モアレ除去手段としては、特開平４−１１７７６２号公
報に所載のように、原稿とラインセンサーの光路間に、
平行板ガラス（モアレ除去板）を介在させて、平行板ガ
ラスの介在分だけ、ラインセンサー面上のピント位置を
ずらすことにより、高周波成分を除去する方法を採用す
ることもできる。また、特開平８−２４２３３２号公報
に所載のものでは、モアレ除去板として、回折格子や水
晶フィルターである光学フィルターが用いられている。

【０００７】しかしながら、画像処理部でモアレを除去
する場合、一度、取込んだデータに対して演算処理を行
うため、データ量が多くなるのに比例して、処理時間が
かかるという問題点があった。また、前記光学的除去手
段では、平行板ガラスの場合に、ピント位置の移動量を
ｄ、ガラスの屈折率をｎ、ガラス厚さをｔとすれば、一
般に次式の関係となる。ｄ＝ｔ（１−１／ｎ）例えば、ｎ＝１．５の平行板ガラスの場合、ピント移動
させるためには、移動量の３倍の板厚が必要となる。通
常、これら読取装置は、原稿面に凹凸があっても、原稿
が鮮明に読込めるように、光学的に深度を持たせてあ
り、その数値は、原稿面上で０．３ｍｍから１ｍｍが一
般的である。即ち、ピント移動によってモアレを除去す
る場合、約１〜３ｍｍ厚以上の平行板ガラスが必要とな
る。

【０００８】しかしながら、密着型イメージセンサーで
は、原稿面とラインセンサー面が近接しており、また、
コンタクトガラスと呼ばれる保護ガラスが存在するため
に、前記平行板ガラスを介在させることが困難である。

【０００９】もう一方の光学的除去手段である、所謂、
水晶フィルターは、素材の持つ副屈折の性質を利用し
て、ラインセンサー面上に像を２重にずらすことによっ
て、解像度を落として、モアレを除去する。回折格子
は、その素材表面に微細な凹凸を施してあって、光の回
折現象でラインセンサー面上のピントを高次側だけぼか
すのである。前記光学フィルターは、高精度に製造する
必要があるために、高価であり、かつ、密着型イメージ
センサーに介在させる場合には、主走査方向の形状につ
いて、最大読取原稿巾以上の長さが必要となる。従っ
て、光学フィルターにたわみ、ねじれが発生し、ライン
センサー面上でのモアレの除去の程度に、ムラが発生す
るという問題があった。

【００１０】また、点光源からなるＬＥＤの光束を線状
に変換している導光体は、光線の指向性が強く、光沢原
稿のような原稿の表面反射率が高い場合に、原稿表面の
凹凸や原稿面における原稿と密着型センサーとの相関角
度が変動し、これが、ラインセンサーの受光光量の変動
につながり、原稿には存在しない濃淡ムラを引き起こす
という問題があった。

【００１１】このような事情で、原稿の種類に対応して
モアレの発生や、濃淡ムラを低減させる装置の出現が強
く望まれていた。

【００１２】本発明は、上記事情に基づいてなされたも
ので、その目的とするところは、原稿の読み込みに際し
て発生するモアレを除去することができ、導光体の指向
性の悪影響を回避できるように、しかも、原稿の種類に
よっては、解像度や光量の低下を避けることができるよ
うに、切換制御する画像読取装置を提供するにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】このため、本発明では、
原稿面を線状に照明する照明手段と、前記照明手段によ
り照明された前記原稿面からの反射光を光電変換する１
次元配列の光電変換素子と、前記光電変換素子に前記原
稿面の画像を結像させるレンズアレイと、前記原稿面と
前記レンズアレイとの光学パスにおいて前記原稿面から
の反射光を拡散させる光学的拡散手段とを有することを
特徴とする。

【００１４】また、本発明では、原稿面を線状に照明す
る照明手段と、前記照明手段により照明された前記原稿
面からの反射光を光電変換する１次元配列の光電変換素
子と、前記光電変換素子に前記原稿面の画像を結像させ
るレンズアレイと、前記原稿面と前記レンズアレイとの
光学パスにおいて前記照明手段の照射光を拡散させる光
学的拡散手段とを有することを特徴とする。

【００１５】この場合、前記光学的拡散手段が、移動手
段により可動であって、読取原稿の種類に応じて前記光
学パスに選択的に挿入可能に構成すること、前記光学的
拡散手段が、可動方向に光拡散度が異なるように構成さ
れていること、前記光学的拡散手段の素材が、プラスチ
ックであること、更には、前記照明手段が光源から照射
した光を所定方向に導光する導光体を含むことが、何れ
も、本発明の実施の形態として好ましい。

【００１６】このように、導光体とコンタクトガラスと
の光学パス間、および、コンタクトガラスとレンズアレ
イとの光学パス間に、光学的拡散手段を介在させること
で、ラインセンサー面上での画像をぼかし、印刷物の原
稿を読込む際に発生するモアレを除去することができ
る。また、密着型のイメージセンサーの場合、その導光
体からの光線を拡散させることにより、導光体の指向性
を弱め、光沢原稿の凹凸や原稿と密着センサーとの相関
角度が変動することによるラインセンサー受光光量の変
動を低減できる。

【００１７】また、例えば、写真などの、モアレ除去を
必要としない原稿を読取る際には、光学的拡散手段を介
在させないで、解像度の劣化を起こさないように、ま
た、導光体の指向性の拡散が必要でない非光沢原稿の場
合、原稿に照射される光量を低下させないようにするこ
とで、画像形成を効果的にすることができる。

【００１８】なお、光学的拡散手段が、その可動方向に
関して光拡散度が異なる場合、モアレ発生の度合いに応
じて光拡散度を切替え、最適なモアレ除去を行うことも
できる。一方、導光体の指向性に関しても、読取る原稿
の状態や、原稿の紙質に応じて、最適なモードを選択で
きる。

【００１９】また、光学的拡散手段を用いて、モアレを
除去するため、例えば、回折格子フィルターのように、
その表面の凹凸形状に関して、フィルターの製造を厳密
に行う必要がなく、また、光学的拡散手段に多少のたわ
み、ねじれが発生しても、モアレの除去については、そ
れ程の差異が現れないので、その素材として、プラスチ
ックシートが使用できる利点も得られる。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
面を参照して具体的に説明する。ここでは、図３に示す
ような密着型イメージセンサ１が、保護ガラスであるコ
ンタクトガラス２の下で副走査方向に移動される、所
謂、フラットベッド型の構成になっている。即ち、図１
の（ａ）に示すように、装置筐体１１内に設けられた左
右一対のガイドレール１２に沿って移動され、搬送ワイ
ヤ１３を介して駆動モータ１４の働きで副走査方向に移
動される構成である。また、該センサ１の点光源とし
て、ＬＥＤ（図示せず）が導光体３の一端部に取り付け
られている。そして、導光体３（図１の（ｂ）を参照）
によって線状に変換された光線は、コンタクトガラス２
を透過して、その上に置かれた原稿Ｐの印刷面（情報表
示面）を照射する。なお、図中の符号１５は、原稿Ｐを
コンタクトガラス２上に押える圧板である。

【００２１】この発明では、特に、このコンタクトガラ
ス２と導光体３との光学パス間、および、コンタクトガ
ラス２とレンズアレイ４との光学パス間に、光拡散処理
を施した、例えば、板厚：０．７ｍｍのガラス板５を介
在させている。なお、光拡散処理に際しては、ガラス板
５の表面に小斑をランダムに形成しており、これによっ
て、導光体３の指向性を弱めている。このように、ガラ
ス表面に小斑をランダムに形成する方法は、多種ある
が、一般には、フッ化水素による化学エッチングが知ら
れている。

【００２２】照射された原稿画像は、レンズアレイ４に
より、光電変換素子であるラインセンサー６の面上に結
像する。この時、ガラス板５の光拡散面を透過するの
で、画像が軽度にボケ、印刷物の原稿Ｐを読込む際に生
ずるモアレが除去できる。モアレの発生程度にもよる
が、実験結果から、ヘーズ値が５〜１０程度の、低い光
拡散度で、モアレを除去できる。

【００２３】この実施の形態で使用しているレンズアレ
イ４の、原稿面上での深度は０．５ｍｍであり、ガラス
の屈折率が１．５２であるから、このガラス素材だけで
は、モアレを除去するのが困難である。なお、ここで
は、光拡散面５ａがガラス板５の片面だけに施してある
が、図４に示すように、ガラス板５の両面に拡散面５ａ
および５ｂを形成してあっても良い。図３および図４に
おいて、（ａ）はフラットベッド型画像読取装置（図１
を参照）に適用する密着型イメージセンサであり、ま
た、（ｂ）はシートフィード型画像読取装置（図２を参
照：ここでは、密着イメージセンサ１は固定であり、駆
動モータ１６、駆動ローラ１７、ベルト１８、従動ロー
ラ１９の駆動系を介して、原稿Ｐがガイド板２０６上を
移動する）に適用する密着型イメージセンサである。

【００２４】また、片面だけの場合、光拡散面５ａは、
コンタクトガラス２側の面、あるいは、導光体３及びレ
ンズアレイ４側の面の、どちら側でも良いが、光拡散面
５ａが導光体３及びレンズアレイ４側にある方が、モア
レの除去および導光体３の指向性拡散の効果が大きい。
即ち、光拡散度が少なくても良いために、光学解像度の
劣化や照明光量の低下を最小限にすることができる。

【００２５】なお、この実施の形態では、光学的拡散手
段の素材はガラスであるが、勿論、アクリル板のような
透明部材であっても良い。また、ここでは光学的拡散手
段を透明部材のみにて施しているが、導光体３の本体、
もしくは、コンタクトガラス２に光学的拡散手段を施
し、拡散作用を組み合わせても、勿論、差し支えない。

【００２６】図５は、光拡散処理を施したガラス板５を
保持部材８に固着し、保持部材８の両端に可動用のガイ
ド８ａを設け、これをセンサ筐体７の溝７ａに嵌合させ
ることにより、手動で、導光体３とコンタクトガラス２
の光学パス間、または、コンタクトガラス２とレンズア
レイ４の光学パス間に、選択的に挿入できる構成とした
場合の事例である。

【００２７】なお、この事例では、手動で、光拡散処理
を施したガラス板５を動かしているが、図６の事例のよ
うに、モータ９と送りネジ１０とを使用して動かしても
良い。ここでは、例えば、モアレを発生しない原稿（写
真、文字原稿）の場合に、モータ９および送りネジ１０
の働きで、光学的拡散手段（ガラス板５の拡散面５ａ）
を介在させないようにできるため、光学解像度の劣化を
起こさない。また、導光体３の指向性の拡散を必要とし
ない原稿の場合にも、照明の光量を低下させない。

【００２８】図７の（ａ）は、カタログ（例えば、網点
印刷物）などの、光沢性のある印刷原稿を読込む時のモ
ードである。即ち、導光体３側とレンズアレイ４側の、
両方の光学パス間に、光学的拡散手段（拡散面５ａ）が
介在している。これは、光沢原稿に起因する濃淡ムラと
印刷原稿に起因するモアレの除去に有効である。

【００２９】また、図７の（ｂ）は、雑誌（例えば、網
点印刷物）などの、光沢性の低い印刷原稿を読込む時の
モードである。ここでは、レンズアレイ４側にのみに光
学的拡散手段（拡散面５ａ）が介在しており、印刷原稿
に起因するモアレの除去に有効である。しかも、原稿へ
の照射の光量は低下しない。

【００３０】更に、図７の（ｃ）は、印画紙（写真）な
どの光沢原稿を読込む時のモードである。即ち、導光体
３側の光学パス間のみに光学的拡散手段（拡散面５ａ）
が介在していて、光沢原稿に起因する濃淡ムラを除去す
るのに有効である。なお、写真原稿では、モアレの発生
がないため、レンズアレイ４側の光学的拡散手段は必要
なく、光学解像度を劣化させない。

【００３１】また、図７の（ｄ）は、非光沢原稿に文字
などが印刷された原稿（例えば、ワープロ原稿）を読込
む時のモードである。即ち、導光体３側もレンズアレイ
４側も、どちらにも光学的拡散手段を介在させない。こ
の場合、高い光学解像度と、原稿への十分な照射の光量
とが必要な場合であり、ＯＣＲを行う時に、有利なモー
ドである。

【００３２】なお、図７において、左側はフラットベッ
ド型画像読取装置に適用する密着型イメージセンサであ
り、また、右側はシートフィード型画像読取装置に適用
する密着型イメージセンサである。

【００３３】図８は、図５の場合と同様、光学拡散手段
である、光拡散処理を施したガラス板５が可動できるよ
うになっているが、ガラス表面の光拡散度が可動方向に
段階的に異なっているもの（例えば、可動方向の両端に
非拡散面５ｃを、また、拡散面５ａは、可動方向に複数
段に拡散率が異なる領域を分割している）を示してい
る。また、図１０は、図８に示す光学的拡散手段の使用
態様を示す縦断側面図である。このように、ガラス表面
の光拡散度を可動方向に段階的に異ならせたことによ
り、モアレの発生程度に応じて、あるいは、原稿Ｐの光
沢や凹凸などの状態で、最適な光拡散度を選択すること
ができる。なお、ここでは、ガラス板５の表面の光拡散
度が段階的に異なっているが、別の事例として、勿論、
光拡散度が可動方向に連続的に変化している構成にして
も良い。

【００３４】図９は、光学拡散手段（拡散面５ａを持つ
透明板）の素材に、プラスチックシート材を使用し、こ
の表面に光拡散処理を施した事例を示している。この素
材は、その厚さを０．１〜０．３ｍｍ程度にすることが
可能で、これにより、更なる装置の小型化、軽量化につ
ながる。また、価格もガラスを使用したものに比較する
と安い。この素材には、アクリル、塩化ビニル、ポリカ
ーボネートなどが使用できるが、素材の強度、対スクラ
ッチ性、表面の光拡散処理のし易さなどを考慮すれば、
ポリエステルシートが最適である。

【００３５】

【発明の効果】本発明は、以上説明したようになり、例
えば、網点により構成された印刷物の原稿を読込む際に
発生するモアレを除去することができる。また、光沢原
稿の凹凸や原稿と密着センサーとの相関角度の変動によ
るラインセンサーの光量変動を防止することができる。

【００３６】また、読込む原稿の種類に応じて、選択的
に光学的拡散手段を介在させることで、モアレ除去を必
要としない場合の光学解像度を劣化させず、一方、指向
性の拡散が必要ない非光沢原稿を読取る際にも、原稿に
照射される光量を低下させることを回避できるという卓
越した効果が得られる。

【００３７】更に、モアレの発生程度や原稿の光沢程度
に応じて、最適な光拡散度を選択することもでき、ま
た、光学的拡散手段の素材として、プラスチックシート
が使用できので、装置の小型化、軽量化、低コストも実
現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態を、フラットベッド型につ
いて、（ａ）、（ｂ）で示す全体構成の斜視図および要
部拡大側面図である。

【図２】同じく、本発明の実施の形態を、シートフィー
ド型について、示す縦断側面図である。

【図３】同じく、光学的拡散手段の一事例（片面が拡散
面）をフラットベッド型及びシートフィード型につい
て、（ａ）、（ｂ）で示す縦断側面図である。

【図４】同じく、光学的拡散手段の他の事例（両面が拡
散面）をフラットベッド型及びシートフィード型につい
て、（ａ）、（ｂ）で示す縦断側面図である。

【図５】光学的拡散手段を手動で移動する形式の密着型
イメージセンサの分解斜視図である。

【図６】同じく、光学的拡散手段を電動で移動する形式
の密着型イメージセンサの分解斜視図である。

【図７】光学的拡散手段の使用態様を（ａ）〜（ｄ）で
示す縦断側面図である。

【図８】本発明の実施の形態として、光学的拡散手段の
別の事例を示す斜視図である。

【図９】同じく、光学的拡散手段の素材を変えた場合の
事例を示す縦断側面図である。

【図１０】図８に示す構成の光学的拡散手段の使用態様
を（ａ）〜（ｃ）で示す縦断側面図である。

【符号の説明】

１密着型イメージセンサ２コンタクトガラス３導光体４レンズアレイ５ガラス板６ラインセンサー７センサ筐体７ａ溝８保持部材８ａガイド９モータ１０送りネジ１１装置筐体１２ガイド１３送りワイヤ１４駆動モータ１５圧板

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】原稿面を線状に照明する照明手段と、前
記照明手段により照明された前記原稿面からの反射光を
光電変換する１次元配列の光電変換素子と、前記光電変
換素子に前記原稿面の画像を結像させるレンズアレイ
と、前記原稿面と前記レンズアレイとの光学パスにおい
て前記原稿面からの反射光を拡散させる光学的拡散手段
とを有することを特徴とする画像読取装置。
【請求項２】前記光学的拡散手段を前記照明手段と前
記原稿面との光学パスにも配置したことを特徴とする請
求項１に記載の画像読取装置。
【請求項３】前記光学的拡散手段が、移動手段により
可動であって、読取原稿の種類に応じて前記光学パスに
選択的に挿入可能に構成したことを特徴とする請求項１
または２に記載の画像読取装置。
【請求項４】前記光学的拡散手段が、可動方向に光拡
散度が異なるように構成されていることを特徴とする請
求項３に記載の画像読取装置。
【請求項５】前記光学的拡散手段の素材が、プラスチ
ックであることを特徴とする請求項１ないし４の何れか
に記載の画像読取装置。
【請求項６】前記照明手段は光源から照射した光を所
定方向に導光する導光体を含むことを特徴とする請求項
１ないし５の何れかに記載の画像読取装置。
【請求項７】原稿面を線状に照明する照明手段と、前
記照明手段により照明された前記原稿面からの反射光を
光電変換する１次元配列の光電変換素子と、前記光電変
換素子に前記原稿面の画像を結像させるレンズアレイ
と、前記原稿面と前記レンズアレイとの光学パスにおい
て前記照明手段の照射光を拡散させる光学的拡散手段と
を有することを特徴とする画像読取装置。
【請求項８】前記光学的拡散手段が、移動手段により
可動であって、読取原稿の種類に応じて前記光学パスに
選択的に挿入可能に構成したことを特徴とする請求項７
に記載の画像読取装置。
【請求項９】前記光学的拡散手段が、可動方向に光拡
散度が異なるように構成されていることを特徴とする請
求項８に記載の画像読取装置。
【請求項１０】前記光学的拡散手段の素材が、プラス
チックであることを特徴とする請求項７ないし９の何れ
かに記載の画像読取装置。
【請求項１１】前記照明手段は光源から照射した光を
所定方向に導光する導光体を含むことを特徴とする請求
項７ないし１０の何れかに記載の画像読取装置。