JPH11341222A - 画像読み取り装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 カラー画像読み取り装置において、読み
取り時間を増大させることなく、モノクロ読み取りの精
度を向上させること。 【解決手段】 原稿６のモノクロ読み取りを行う場合、
光源制御部７の制御によってＲ，Ｇ，Ｂ各色のＬＥＤ光
源２〜４を時分割で点灯させ、そのタイミングと点灯時
間を適宜調整することにより、読み取り性能を微調整す
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、画像読み取り装置
に関し、特に、カラー読み取りモードとモノクロ読み取
りモードを備えた画像読み取り装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、モノクロ専用の画像読み取り装置
では、照射光源として蛍光灯などの白色光源を使用して
いる。また、赤（Ｒ），緑（Ｇ），青（Ｂ）の各色の光
源を切り替えて原稿を読み取る光源切り替え方式のカラ
ー画像読み取り装置（例えば、カラーコピー機）におい
ては、モノクロ読み取りを行う場合に、緑（Ｇ）の光源
のみを点灯させて原稿の読み取りを行っている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】光源の種類が同じであ
っても、製品に搭載される個々の光源のピーク波長や分
光特性には微妙な違いがあり、高精度の画像再現性が要
求される機器では、このことが再現画像の品質に影響を
与える場合がある。特に、カラー画像形成装置におい
て、モノクロ読み取りモード時に緑（Ｇ）光源を用いる
場合、光源の特性のわずかなばらつきに起因してドロッ
プアウトする色（ドロップアウトカラー）が微妙に異な
り、例えば、朱肉等の赤色情報の再現性にばらつきが生
じるという問題が発生しがちである。

【０００４】例えば、図７は緑（Ｇ）光源の分光分布の
一例を示しているが、同じ緑といっても、Ｇ２は、Ｇ１
に比べてやや黄色がかった光であり、そのピーク波長は
微妙に異なっている。

【０００５】また、図８は、一つの光源と２種類の朱肉
（朱肉（１）と朱肉（２））の反射光の分光分布の例を
示した図であるが、朱肉（１）と朱肉（２）とでは、反
射光の分光分布が微妙に異なる。この場合、光源の分光
曲線と、朱肉（１），朱肉（２）それぞれの分光曲線と
に囲まれた部分の面積が、ＣＣＤ等の光電変換素子に所
定時間あたりに入力される反射光量となるが、朱肉
（２）の場合には反射光量が少なく、よってスライスレ
ベル（しきい値レベル）にとどかずに黒にみなされる
が、朱肉（１）の場合は、しきい値を越えてしまい白と
みなされて、ゆえに朱肉（１）はドロップアウトしてし
まう。

【０００６】また、緑（Ｇ）の光源を用いてモノクロ読
み取りを行う場合には、図６に示される白色光の分光分
布と比較して光の波長が限定されていてダイナミックレ
ンジが小さいので、読み取り光のピーク波長から離れた
色（例えば、赤や青）の原稿を読み取った場合、画像の
再現が極端になる（一律に白か黒になってしまったり、
中間調ではみえなくなる）など、人間の視覚特性から見
ると違和感のある画像を再現せざるをえない場合もあ
る。

【０００７】上述の問題に対する対策として、カラー画
像読み取り装置が有しているカラー読み取りの信号の色
補正機能に着目し、モノクロモードであってもをカラー
読み取りの場合と同様に、Ｒ，Ｇ，Ｂ各々の光源を個別
に点灯させて各色に対応した信号を取得し、各色の信号
について色補正回路を用いて補正を行い、上述の問題点
を軽減することも考えられる。しかし、色補正回路を経
由した処理を行うために、モノクロ読み取りモードの場
合にもカラー読み取りモードと同等の時間がかかってし
まい、読み取り時間が増大するという新たな問題が生じ
る。

【０００８】本発明はこのような問題点に着目してなさ
れたものであり、読み取り時間を増大させることなくモ
ノクロ読み取りの精度を向上させ、再現画像の品質を向
上させることを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
めに本発明は以下の構成とした。

【００１０】請求項１記載の画像読み取り装置の発明
は、読み取り対象を照射するための複数の光源と、前記
読み取り対象からの反射光を電気信号に変換する光電変
換手段と、前記複数の光源の各々の点灯時間および点灯
タイミングを制御する光源制御手段とを具備する、カラ
ー画像を読み取ることが可能な画像読み取り装置であっ
て、モノクロ読み取りモードのときに、前記光源制御手
段が前記複数の光源のすべてについて点灯時間および点
灯タイミングを制御する構成とした。

【００１１】複数の光源の点灯を個別に制御することに
よって読み取り光の光量や特性を変化させ、これによ
り、装置の読み取り特性を微調整することができる。よ
って、モノクロ画像の再現性が向上する。また、光源の
駆動を制御するだけであり、色補正等のカラー画像の読
み取りに特有の処理を介さないため、読み取り速度が低
下することもない。

【００１２】請求項２記載の画像読み取り装置の発明
は、請求項１記載の発明において、前記複数の光源はそ
れぞれ、波長が異なる光を照射する構成とした。

【００１３】カラー画像の読み取りのために設けられて
いる、波長の異なる複数の光源のそれぞれをモノクロ読
み取りモードにおいても最大限に活用し、各光源の点灯
時間とタイミングを制御して読み取りを行うことによ
り、読み取りの際に欠落（ドロップアウト）してしまう
情報の量を低減できる。これにより、モノクロ画像の読
み取り精度が向上し、画像の再現性が向上する。

【００１４】請求項３記載の画像読み取り装置の発明
は、請求項１または請求項２記載の発明において、モノ
クロ読み取りモード時において、前記光源制御手段は、
１ラインの読み取り期間内で各光源の点灯期間が重なら
ずに時分割の点灯が行われるように前記複数の光源の各
々の点灯時間および点灯タイミングを制御する構成とし
た。

【００１５】１ラインの読み取り期間内において各光源
の点灯期間に重複を設けないことから、光源の消費電力
が必要以上に増大することがない。

【００１６】請求項４記載の画像読み取り装置の発明
は、請求項１〜請求項３のいずれかに記載の発明におい
て、前記複数の光源は赤，緑，青の光源であり、各光源
の点灯時間の比率は、輝度信号を生成するための積和演
算における各色の乗算係数の比率と略同一である構成と
した。

【００１７】これにより、輝度信号（人間の目の特性と
整合性ある波長分布をもつ信号）に相当する読み取り光
を、容易に生成することができる。この読み取り光は、
緑（Ｇ）単独の読み取り光よりも分光分布図における波
長のカバー範囲（ダイナミックレンジ）が広いので、色
のドロップアウトを防止する上で有効である。

【００１８】請求項５記載の画像読み取り装置の発明
は、請求項１または請求項２記載の発明において、モノ
クロ読み取りモード時において、前記光量制御手段は、
１ラインの読み取り期間内で、各光源の点灯比率に応じ
て定まる所定時間だけ各光源を同時点灯させるべく、前
記複数の光源の各々の点灯時間および点灯タイミングを
制御する構成とした。

【００１９】各光源の点灯時間の比率はそのままにし
て、各光源の点灯期間を増大させることにより１ライン
の読み取り期間内において各光源の同時点灯期間を作り
だし、これによって読み取り光のトータル光量を増大さ
せる。これにより、読み取られた信号の振幅を増大させ
ることが可能となる。

【００２０】請求項６記載の画像読み取り装置の発明
は、請求項５記載の発明において、１ラインの読み取り
期間を、各光源の点灯期間が重ならないように時分割で
点灯させる場合よりも短くする構成とした。

【００２１】請求項５の発明では読み取り光のトータル
の光量が大きく、これに応じて読み取り信号の振幅が大
きくなっていることに着目し、そのときの各光源の点灯
期間の相対関係を保持しつつ各光源の点灯時間自体を短
くする。これにより、画像処理に必要な信号振幅を確保
しつつ、１ラインを読み取るための期間を短縮すること
ができ、より高速なモノクロモードの読み取りが可能と
なる。

【００２２】

【発明の実施の形態】（実施の形態１）以下、本発明の
実施の形態１について図面を参照して説明する。図１
は、カラー画像読み取り部および読み取った信号の処理
・画像の記録（画像の再現）を行う画像記録処理部を含
む装置（カラーコピー機やカラーファクシミリ装置）の
要部構成を示す図である。

【００２３】カラー画像の読み取り部は、読み取りユニ
ットとしての密着イメージセンサ（ＣＩＳ）１および光
源制御部７を含んで構成される。

【００２４】密着イメージセンサ１は、Ｒ，Ｇ，Ｂ光源
（参照符号２，３，４）と、ＣＣＤ等の光電変換素子５
を具備する。光源２，３，４は、例えば、各色の発光ダ
イオード（ＬＥＤ）で構成される。Ｒ，Ｇ，Ｂの各光源
の分光分布の一例を図２に示す。各光源の光は読み取り
対象６の表面に照射され、その反射光は光電変換素子１
に入射して電気信号に変換される。

【００２５】また、光源制御部７は、各色の光源２，
３，４の点灯タイミングおよび点灯時間を個別に制御す
る。

【００２６】信号処理部は、アナログ信号処理回路９
と、Ａ／Ｄ変換器１０と、色補正回路１１と、多値画像
情報メモリ１２と、ＣＭＹＫ変換回路１３と、記録用メ
モリ１４とを具備する。

【００２７】アナログ信号処理回路９は光電変換素子５
から出力される信号（読み取り信号）を増幅したり、フ
ィルタリングによるノイズ除去等を行う。Ａ／Ｄ変換器
１０はアナログの読み取り信号をデジタル信号に変換す
る。

【００２８】色補正回路１１は、カラー画像の読み取り
モードのときに、例えば３Ｘ３のマトリクスを用いた積
和演算を行って色補正を行い、ドロップアウトカラーの
調整を行う。なお、本実施の形態では、モノクロ読み取
りモードにおける読み取り信号の色補正は行わない。

【００２９】多値画像情報メモリ１２は、多値画像信号
を一時的に蓄積するメモリである。ＣＭＹＫ変換回路１
３は、ＲＧＢ空間からＣＭＹＫ空間への変換を行う。記
録用メモリ１４は、ＣＭＹＫ変換回路１３の出力を一時
的に蓄積するためのメモリである。

【００３０】画像記録部は、記録制御部１５と記録ヘッ
ド１６を有している。また、制御部８は、装置全体の動
作（上述の各部の動作）を統括的に制御する。

【００３１】本実施の形態では、モノクロ読み取りモー
ド時において、従来のように緑（Ｇ）光源だけを用いて
読み取りを行うのではなく、Ｒ，Ｇ，Ｂの各光源をすべ
て点灯させて読み取りを行うと共に、各光源の点灯タイ
ミングと点灯時間を個別に制御し、これによって画像の
再現性（ドロップアウトカラー）の微調整を行い、所望
の読み取り性能を実現する。

【００３２】例えば、メーカーの製品出荷時に、個々の
ＬＥＤ（光源）の特性のばらつきを光源制御部７による
点灯制御によって補償して読み取り性能を均一化した
り、あるいは、製品の修理の際に、ＬＥＤ等の部品を交
換した場合に生じるばらつきを補償したり、あるいは、
所望の読み取り特性を意図的に付与する、といった微調
整を電気的な制御（光学的な制御）により容易に実現で
きる。

【００３３】以下、図１に示される画像読み取り装置の
動作（モノクロ（モノカラー）の読み取りモード時の読
み取り動作）について具体的に説明する。

【００３４】原稿（読み取り対象）６が所定の読み取り
位置に搬送されると、密着イメージセンサ１のＲ・Ｇ・
Ｂの各ＬＥＤ光源（２，３，４）は原稿６の表面を照明
する。そして、光電変換素子５は、原稿からの反射光を
電気信号に変換する。上述のように、Ｒ，Ｇ，Ｂの各Ｌ
ＥＤ光源（２，３，４）の点灯時間および点灯タイミン
グは光源制御部７により制御される。

【００３５】ここでは、輝度信号（人間の目の特性と整
合性ある波長分布をもつ信号）を生成するための比率と
同じ比率でＲ，Ｇ，Ｂの各ＬＥＤ光源２〜４を点灯させ
て、輝度信号（Ｌ）に相当する読み取り光を形成する場
合について説明する。この読み取り光は、緑（Ｇ）単独
の読み取り光よりも分光分布図における波長のカバー範
囲（ダイナミックレンジ）が広いので色のドロップアウ
トを防止する上で有効である。また、輝度信号の生成の
比率を用いることで、人間の目と整合性ある読み取り光
を容易に作成できる。人間の視覚特性等により、輝度信
号（Ｌ）は次式にて表すことができる。

【００３６】Ｌ＝０．３Ｒ＋０．６Ｇ＋０．１Ｂ この式の係数の比率でＲ・Ｇ・Ｂの各信号を積和するこ
とにより、その光量の制御は容易に行うことが可能であ
る。

【００３７】そして、１ラインの読み取り時間を上記比
率にて分担させ、かつ、Ｒ・Ｇ・Ｂの各ＬＥＤ光源が同
時に点灯することがないように、図３に示すようなタイ
ミングで各ＬＥＤ光源を交互に点灯させる。

【００３８】以下、図３を用いて各光源の点灯動作を具
体的に説明する。

【００３９】図３の一番上に示されるライン同期信号
は、原稿（読み取り対象）の１ラインを読み取るための
期間の先頭を示す。よって、図中、時刻ｔ１〜ｔ５が１
ラインの読み取り期間となる。

【００４０】赤（Ｒ），緑（Ｇ），青（Ｂ）の各ＬＥＤ
の点灯期間はそれぞれ、「Ｔ１」，「Ｔ２」，「Ｔ３」
である。そして、上述のとおり、輝度信号の積和演算の
比率に合わせて、Ｔ１：Ｔ２：Ｔ３＝０．３：０．６：
０．１となっている。また、１ラインの読み取り期間内
においてＴ１，Ｔ２，Ｔ３は重複部分を有さない。つま
り、各色のＬＥＤ光源は、１ラインの読み取り期間にお
いて、重複した点灯期間を有することなく時分割方式で
駆動される。

【００４１】読み取られた画像信号は、Ｒ，Ｇ，Ｂ各色
の光源に対応した原稿の反射光を光電変換して得られる
電気信号を合計して得られるものであり、図３中、「Ｌ
１」は、１ライン目の読み取り画像信号を示し、「Ｌ
２」は２ライン目の画像信号を示している。

【００４２】このようにして得られた画像信号は、図１
のアナログ信号処理回路９で増幅された後、Ａ／Ｄ変換
器１０によりデジタル信号に変換されて、多値画像情報
メモリ１２に蓄積される。

【００４３】以上の例では、各ＬＥＤ光源の点灯比率を
輝度信号の生成のための比率と同じとしたが、これに限
定されるものではなく、ドロップアウトする色の程度な
どに合わせて各光源の点灯時間の比率を微調整すること
も自由にできる。これによって、最適のモノクロモード
（モノカラーモード）の読み取りを実現できる。

【００４４】また、本実施例の場合、各光源の点灯時間
が重ならないので、光源の消費電力もそれほど増大しな
いというメリットがある。

【００４５】また、本実施の形態では、カラー画像の読
み取りの場合のような特別の色補正回路（図１の参照符
号１１）を介さずに、光源の点灯の制御のみでドロップ
アウトカラーの微調整を行えるので、モノクロ読み取り
時のスピードが低下することもない。 （実施の形態２）次に、本発明の実施の形態２について
図面を用いて説明する。

【００４６】本実施の形態においても、カラー画像読取
装置の全体構成は実施の形態１と同様であり、その各構
成の説明は省略する。

【００４７】本実施の形態では、上述の視覚特性に基づ
く輝度信号Ｌ（Ｌ＝０．３Ｒ＋０．６Ｇ＋０．１Ｂ）を
生成する比率を保持しつつ、各光源の点灯期間の重複
（同時オン）を許容し、読み取り光の全体の光量を増大
させて、読み取り感度を向上させる。すなわち、以下の
ような点灯制御を行う。

【００４８】上述の実施の形態では、ＲＧＢの各光源の
点灯期間を０．３：０．６：０．１としていたが、本実
施の形態では、Ｇの「０．６」を「１．０」とするよう
に全体の比率を調整する。すると、１ラインの読み取り
期間における各光源の点灯時間の比率は、０．５：１．
０：０．１６７となる。ここで、光源の最大消費電力を
少しでも小さくするよう考慮し、ＲとＢの光源に対して
は、同時には点灯しないように、図４に示すように点灯
タイミングをずらし、それぞれのＬＥＤを点灯させる。

【００４９】すなわち、図４では、Ｒ光源は時刻ｔ１〜
ｔ６（期間Ｔ４）に点灯し、Ｇ光源は時刻ｔ１〜ｔ８
（期間Ｔ５）に点灯し、Ｂ光源は時刻ｔ６〜ｔ７（期間
Ｔ６）に点灯する。すると、前掲の実施の形態において
ＲＧＢの各ＬＥＤを１個のみ点灯させた場合に比べて、
全体の光量は１．６７倍（（０．３＋０．６＋０．１）
／０．６）となる。この光量の増大に伴い、画像信号の
振幅も実施の形態１の場合の１．６７倍となって読み取
り感度が向上する。図４の一番下に記載される画像信号
の波形において、点線より上側の部分（Ｐ）が振幅の増
分である。

【００５０】なお、実施の形態１で説明したように、ド
ロップアウトカラーを調整する時は、Ｒ・Ｇ・Ｂの各Ｌ
ＥＤ光源の点灯時間比率を任意に変えることにより、そ
の微調整を行うことができる。

【００５１】（実施の形態３）次に、図５を用いて実施
の形態３について説明する。

【００５２】本実施の形態では、実施の形態２における
光量増大の効果に着目し、読み取り速度を速める工夫を
する。

【００５３】すなわち、読み取り信号の値（振幅）は
「光量×積分時間（光電変換素子の蓄積時間）」にて決
定される。したがって、読み取り信号の値が同じ場合、
光量が増大すれば、積分時間（蓄積時間）は小さくてす
む。本実施の形態では、このことを利用して読み取り速
度を向上させる。

【００５４】上述のとおり、実施の形態２では各光源の
重複を許すため、トータルの光量が実施の形態１の場合
の１．６７倍となっている。したがって、積分時間を
０．６倍（１／１．６７）にしても、読み取り信号の値
は実施の形態１の場合（Ｒ・Ｇ・Ｂの各ＬＥＤ光源を１
個のみ点灯させた場合）と同一の出力値が得られる。そ
こで、本実施の形態では、１ラインの読み取り時間を実
施の形態２の場合の０．６倍にして、読み取り速度を
１．６７倍に向上させる。

【００５５】本実施の形態における読み取りタイミング
を図５に示す。図５の場合、ＲＧＢ各色のＬＥＤ光源の
点灯期間の比率自体（Ｔ８：Ｔ９：Ｔ１１）は図４の場
合と同じであるが、１ラインの読み取り期間（Ｔ１２）
は、図４における読み取り期間（Ｔ７）の０．６倍とな
っている。画像信号の値（振幅）は、実施の形態１の場
合と同じである。

【００５６】このように、本実施の形態によれば、従
来、各光源の光量に依存して決定せざるを得なかった１
ラインの読み取り速度をより速くすることが可能とな
る。したがって、本実施の形態によれば、モノクロ読み
取りモードの場合、カラー読み取りモードより１．６７
倍の速さで原稿を読み取ることが可能となる。

【００５７】また、実施の形態１で説明したように、ド
ロップアウトカラーを調整する時は、Ｒ・Ｇ・Ｂの各Ｌ
ＥＤ光源の点灯時間比率を任意に変えることにより、そ
の微調整を行うことができる。

【００５８】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、色
補正等の特別な処理を行うことなく、ドロップアウトカ
ラーに対する微調整が可能となる。また、Ｇ光源のみを
使用してモノクロ読み取りを行う場合よりもトータルの
光量を増大させることも容易にでき、これを利用して、
１ラインの読み取り速度を向上させることもできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】画像読み取り装置の構成の概要を示す図

【図２】ＲＧＢのＬＥＤの分光分布および輝度信号に相
当する読み取り光の分光分布を示す図

【図３】実施の形態１にかかる装置の読み取り動作を示
すタイミング図

【図４】実施の形態２にかかる装置の読み取り動作を示
すタイミング図

【図５】実施の形態３にかかる装置の読み取り動作を示
すタイミング図

【図６】白色光の分光分布を示す図

【図７】２種類の緑（Ｇ１，Ｇ２）の読み取り光の分光
分布を示す図

【図８】光源（読み取り光）と２種類の朱肉の分光分布
を示す図

【符号の説明】

１ 密着イメージセンサ ２，３，４ Ｒ，Ｇ，Ｂ各色のＬＥＤ光源 ５ 光電変換素子（ＣＣＤ） ６ 原稿 ７ 光源制御部 ８ 制御部 ９ アナログ信号処理回路 １０ Ａ／Ｄ変換器 １１ 色補正回路 １２ 多値画像情報メモリ

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 読み取り対象を照射するための複数の光
   源と、前記読み取り対象からの反射光を電気信号に変換
   する光電変換手段と、前記複数の光源の各々の点灯時間
   および点灯タイミングを制御する光源制御手段とを具備
   する、カラー画像を読み取ることが可能な画像読み取り
   装置であって、モノクロ読み取りモードのときに、前記
   光源制御手段が前記複数の光源のすべてについて点灯時
   間および点灯タイミングを制御することを特徴とする画
   像読み取り装置。
2. 【請求項２】 前記複数の光源はそれぞれ、波長が異な
   る光を照射することを特徴とする請求項１記載の画像読
   み取り装置。
3. 【請求項３】 モノクロ読み取りモードにおいて、前記
   光源制御手段は、１ラインの読み取り期間内で各光源の
   点灯期間が重ならずに時分割の点灯が行われるように前
   記複数の光源の各々の点灯時間および点灯タイミングを
   制御することを特徴とする請求項１または請求項２記載
   の画像読み取り装置。
4. 【請求項４】 前記複数の光源は赤，緑，青の光源であ
   り、各光源の点灯時間の比率は、輝度信号を生成するた
   めの積和演算における各色の乗算係数の比率と略同一で
   あることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに
   記載の画像読み取り装置。
5. 【請求項５】 モノクロ読み取りモード時において、前
   記光量制御手段は、１ラインの読み取り期間内で、各光
   源の点灯比率に応じて定まる所定時間だけ各光源を同時
   点灯させるべく、前記複数の光源の各々の点灯時間およ
   び点灯タイミングを制御することを特徴とする請求項１
   または請求項２記載の画像読み取り装置。
6. 【請求項６】 １ラインの読み取り期間を、各光源の点
   灯期間が重ならないように時分割で点灯させる場合より
   も短くすること特徴とする請求項５記載の画像読み取り
   装置。