JPH11346292A

JPH11346292A - 画像読取装置及び画像読取方法

Info

Publication number: JPH11346292A
Application number: JP10151184A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Sato; 浩佐藤; Mitsuru Kurita; 充栗田; Hiroyoshi Maruyama; 裕義丸山; Masashi Minami; 昌志南
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1998-06-01
Filing date: 1998-06-01
Publication date: 1999-12-14

Abstract

(57)【要約】【課題】画像読取装置における光源の残光特性に依存
して発生する各色の副走査方向の読取位置の重心移動を
低減する。【解決手段】光源の光量制御手段としてパルス幅変調
方式を用い、基準となる区間信号Ｈｓｙｎｃに対して制
御パルスの位相制御を行なう。特に制御パルスの成長の
させ方を基準となる位置を中心に時間軸方向に左右対称
に成長させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、原稿上の画像を読
み取る画像読取装置及び画像読取方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、原稿上の画像情報を結像光学系を
介して複数のラインセンサー（ＣＣＤ等の固体撮像素
子）上に結像し、ラインセンサーからの出力信号に基づ
いて、白黒またはカラーの画像情報をディジタル的に読
み取る画像読取装置が種々提案されている。図９は、こ
のような従来のカラー画像読取装置の光学系の要部概略
図である。

【０００３】同図において原稿台ガラス１００上に読み
取る原稿が載置され、載置された原稿は棒状光源１０１
により照明される。また、反射笠１０２は、照明効率を
向上させるためのものである。棒状光源１０１及び反射
笠１０２により照明された原稿（不図示）は、ミラー１
０３−ａ，１０３−ｂ，１０３−ｃを介して結像光学系
１０４に導光され、結像光学系１０４は原稿の画像情報
を固体撮像素子１０５上に結像する。

【０００４】ミラー１０３−ａが副走査方向Ａに走査速
度vで移動し、それに同期してミラー１０３−ｂ，１０
３−ｃが速度v／２で移動する事により、固体撮像素子
であるラインセンサー１０５上には、原稿全面の画像が
順次結像され画像情報を読み取ることができるようにな
っている。固体撮像素子１０５上に結像された画像情報
は、電気信号に変換され、不図示の出力装置に送られて
プリントアウトされたり、記憶装置等に送られて入力画
像情報の記憶が行なわれる。

【０００５】この様な画像読取装置の光源としては、従
来からハロゲンランプが用いられてきたが、ハロゲンラ
ンプは高輝度を有する反面、ランプの昇温が大きい事
や、２００〜３００Wの消費電力を必要とするため、装
置全体に必要となる消費電力を増加させる要因となって
いた。そのため、近年では、この様な問題点を回避する
ため、高輝度な蛍光灯やキセノンランプが開発され、画
像読取装置の光源として用いられつつある。

【０００６】蛍光灯やキセノンランプは、棒上の中空管
の中に少量の水銀粒と数ＴｏｒｒのＡｒまたはＫｒ、Ｘ
ｅ等を封入した物が多く、管の内壁に各種蛍光体を塗布
し、管の両端に電極を配して管を密閉した構造となって
いる。電極からの放電により水銀や各種ガスから紫外線
が放射され、管の内側に塗られた蛍光体を励気し、蛍光
体の発光特性に応じて可視光が放射される。蛍光体は、
光源として要求される分光エネルギー特性に応じて選択
される。特にカラー画像読取装置に於いては、ＲＧＢ等
に相当する広い波長範囲の光源が必要となり、特に高輝
度な光源を必要とする場合には、複数色の蛍光体を混合
し、管の内壁に塗布する様な手法が用いられている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の画像読取装置に於いては以下に述べる欠点があ
った。蛍光灯やキセノンランプは、発光光量を制御する
場合に、ハロゲンランプの様に点灯電圧を制御する方法
ではなく、ランプに流れる電流値を一定に保ちながら、
点灯する時間に相当するパルス幅を制御するパルス幅変
調方式によって発光光量を制御することが一般に行なわ
れている。これは蛍光灯やキセノンランプが一定の電流
値を超えた場合に発光する特性を有するためであり、電
流値を制御することによって発光光量を制御する手法で
は発光光量を制御する範囲が大きくとれないことに起因
している。

【０００８】図１０（ａ）は、このようなパルス幅変調
方式によって蛍光灯の発光光量を制御する制御波形を示
す。同図の横軸は時間を示し、縦軸は光源の発光光量を
制御する電流値を示している。横軸のＨｓｙｎｃの区間
は、固体撮像素子の１蓄積時間に相当する時間を示して
おり、固体撮像素子の受光部に入射した光量に応じて電
荷が蓄えられる時間に相当する。

【０００９】通常のパルス幅制御を行なう場合には、こ
の蓄積時間であるＨｓｙｎｃ区間の先頭を示すトリガー
信号の立ち上がり、または立ち下がり位置に同期させ、
制御信号が１蓄積時間に対して１回の割合で同期して出
力されるような構成になっている。この様に、１蓄積時
間のトリガー信号に相当する信号に対して同期をとりな
がら調光制御を行なう事によって、光量を制御するパル
ス幅制御と蓄積時間との間の干渉によって発生するビー
トによる画像信号に対するノイズを除去していた。

【００１０】一方、蛍光体を発光源として用いる蛍光灯
やキセノンランプをカラー画像情報を読み取る画像読取
装置に用いる場合、各色の蛍光体を混合して塗布する事
によって、各色の光を同時に照射して可視光全域に渡る
広い波長範囲での発光特性を有する白色光源が用いられ
ることが多い。白色光源を用いる場合に、各色の蛍光体
に固有の残光特性が異なる事に起因する問題が発生す
る。残光特性とは、光源の発光を制御する電流を瞬時に
遮断しても発光が残存してしまうものであり、紫外線に
よって励起された蛍光体が、高いエネルギー順位に留ま
っている時間によって決まり、一般的には指数関数的に
減少する特性である。そして、蛍光体の材料の特性に依
存して、以下の式で表わすことができる。

【００１１】T＝ｅ（τ−１）

【００１２】τは蛍光体の材料によって決まる特性であ
り、白色光源の様にＲＧＢに相当する蛍光体を混合して
用いた場合には、各色によってτが異なる。一般的に蛍
光体として用いられる材料は、材料の各波長域での発光
波長特性や発光効率、寿命と言った観点から決定される
が、下記の様な材料が用いられる事が多い。

【００１３】Ｂｌｕｅ：ＢａＭｇ₂Ａｌ₁₆Ｏ₂₇（中心波
長４５２ｎｍ，Ｔ＝２μｓｅｃ）Ｒｅｄ：Ｙ₂Ｏ₃：Ｅｕ₂＋（中心波長６１１ｎｍ，Ｔ＝
１．１ｍｓｅｃ）Ｇｒｅｅｎ：ＬａＰＯ₄：Ｃｅ，Ｔｂ（中心波長５４４
ｎｍ，Ｔ＝２．６ｍｓｅｃ）

【００１４】Ｔは各材料の減衰時間を示しており、それ
ぞれ減衰によって発光光量が１／ｅに達するまでの時間
である。この様に各色の残光特性が異なり、特にＢｌｕ
ｅの減衰時間が短いことによって、副走査方向の読取位
置の重心が色によって異なるという現象が発生する。こ
の現象を図１１を用いて説明する。図中の調光区間は調
光ｄｕｔｙに比例して蛍光灯を駆動するための時間に相
当し、その区間内に電流が高周波でスイッチングされな
がら供給される。調光区間に相当する時間が過ぎると電
流が供給されなくなり、発光光量は減衰する。

【００１５】この減衰特性は、次の２つのファクターに
よって決定される。１つは蛍光灯が発する輝線スペクト
ルの減衰特性であり、もう１つは先に述べた蛍光体の減
衰特性である。通常Ｈｓｙｎｃに相当する１蓄積時間
は、数１００μｓｅｃであるのに対して輝線スペクトル
の減衰特性は、１μｓｅｃ以下であるため、ほとんど影
響しないが、蛍光体の減衰特性は、ｍｓｅｃオーダーで
あるために影響が大きい。したがって、発光光量の減衰
特性は、上記２種類の発光光量の総和とそれぞれの発光
の減衰特性によって決定される。

【００１６】図中にＲ，Ｇ，Ｂ各色の減衰特性によって
発生する残光をモデル的に示した。調光区間略一定の電
流により略一定の光量で点灯された蛍光灯は、調光区間
が終了すると輝線スペクトルに相当する光量が瞬時に減
衰する。その部分が図中Ｌ１に相当する部分である。さ
らに図中Ｌ２に相当する光量に対して蛍光体の減衰特性
により残光が発生し、この減衰特性が蛍光体の色によっ
て異なるため、Ｈｓｙｎｃ期間に対する各色の発光光量
の重心位置が異なることになる。

【００１７】固体撮像素子の１蓄積時間であるＨｓｙｎ
ｃ期間は、画像情報を読み取る場合の時間的な基準とな
ると共に、副走査方向の読取位置の基準となるものであ
る。画像情報を読み取る場合の画素密度は、主走査方向
は固体撮像素子の画素サイズによって決定され、副走査
方向はミラースキャン等により走査される画像読取時の
移動距離に相当する。したがって、Ｈｓｙｎｃ期間に対
する各色の発光光量の重心位置が残光特性によって異な
る現象は、図１１のグラフの横軸を位置情報と置き換え
て考えてもさしつかえない。

【００１８】図１０（ｂ）は、横軸を副走査方向の距離
に置き換えたものである。残光の最も少ないＢの重心位
置に対して、ＲとＧの副走査方向の読取位置の重心がｄ
２だけ移動することを示している。このように副走査方
向の読取位置の重心が色によって異なると、副走査方向
の読取り時の色ずれを発生させ、画像読取装置の性能を
劣化させる要因となっていた。

【００１９】一方、蛍光灯やキセノンランプを用いた画
像読取装置に於いては、上述した光量制御を省略し、耐
久による光量の劣化に対して固体撮像素子の出力信号を
電気的に増幅するアンプ等のゲイン設定を可変とし、上
記光量劣化に応じてゲインを変更する事によってて適切
な信号出力を得るように構成する手法も考案されてい
る。しかしながらゲインを変える方法では、ゲインの値
によって読み取り信号のＳ／Ｎが変動するといった現象
が発生する。

【００２０】本発明は、この様な事情に鑑みなされたも
のであって、蛍光灯の調光制御を行なうに当って、各色
の蛍光体の残光特性の違いによって発生する副走査方向
の読み取り位置の色ずれを防止する事を目的とする。

【００２１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に記載の画像読取装置では、原稿の画像情
報を結像光学系を介して固体撮像素子上に結像し、画像
を読み取る画像読取装置において、原稿を照明する光源
の残光特性に依存して発生する残光の影響を光源の点灯
方法によって低減する手段を有することを特徴とする。

【００２２】請求項１３に記載の画像読取装置では、原
稿の画像情報を結像光学系を介して固体撮像素子上に結
像し、画像を読み取る画像読取装置において、原稿を照
明する白色光源の各色成分の残光特性に依存して発生す
る各色の副走査方向の読み取り位置の重心移動の影響を
光源の点灯方法によって低減する手段を有することを特
徴とする。

【００２３】請求項２４に記載の画像読取装置では、原
稿の画像情報を結像光学系を介して固体撮像素子上に結
像し、画像を読み取る画像読取装置において、原稿を照
明する光源の光量をパルス幅変調方式により制御し、前
記固体撮像素子の１蓄積時間内での光源を点灯制御する
制御パルスを基準位置を中心に時間軸方向に略対称に成
長させることを特徴とする。

【００２４】請求項３１に記載の画像読取方法では、原
稿の画像情報を結像光学系を介して固体撮像素子上に結
像し、画像を読み取る画像読取る場合に、原稿を照明す
る光源の残光特性に依存して発生する残光の影響を光源
の点灯方法によって低減することを特徴とする。

【００２５】請求項４３に記載の画像読取方法では、原
稿の画像情報を結像光学系を介して固体撮像素子上に結
像し、画像を読み取る画像読取る場合に、原稿を照明す
る白色光源の各色成分の残光特性に依存して発生する各
色の副走査方向の読み取り位置の重心移動の影響を光源
の点灯方法によって低減することを特徴とする。

【００２６】請求項５４に記載の画像読取方法では、原
稿の画像情報を結像光学系を介して固体撮像素子上に結
像し、画像を読み取る画像読取る場合に、前記原稿を照
明する光源の光量をパルス幅変調方式により制御し、前
記固体撮像素子の１蓄積時間内での光源を点灯制御する
制御パルスを基準位置を中心に時間軸方向に略対称に成
長させることを特徴とする。

【００２７】

【発明の実施の形態】（第１の形態）図１（ａ）は、本
実施の形態による蛍光灯の点灯方式を表わす図である。
本実施の形態における調光制御は、図１０（ａ）に示し
た従来の調光制御のようにＨｓｙｎｃ区間を表わす区間
信号の立ち上がり又は立ち下がりに同期して制御を開始
するのではなく、図１（ａ）に示すように制御信号によ
る調光区間の時間的な中心がＨｓｙｎｃの中心にほぼ一
致するように制御を行なう。この場合、調光制御信号の
ｄｕｔｙが変化しても制御信号の中心の位置は変化しな
いため制御信号の立ち上がりの位置は、ｄｕｔｙに応じ
て可変となるように制御される。

【００２８】図１（ｂ）は、本実施の形態の制御方式で
の残光特性による重心移動を示す図である。図１（ａ）
のように、発光領域をＨｓｙｎｃの中心にもってくる事
によって残光量は発光領域の前方と後方に振り分けら
れ、平均化される事により残光による重心移動ｄ１は、
非常に微小であり、読み取られる画質にほとんど影響を
与えないことがわかる。

【００２９】次に本実施の形態の制御方法を実現するた
めの具体的な構成について説明する。図２は、本実施の
形態の画像読取装置において光源として使用される蛍光
灯を中心とした構成を示した斜視図である。

【００３０】図２に示すように蛍光灯１はソケット２
ａ，２ｂにより両端が支持されており、前記ソケット２
ａ，２ｂのピン（不図示）から電流が供給される。蛍光
灯１の所定領域にはアパーチャ部（光学的開口部）３が
設けられており、矢印ａ方向に強い光が射出され、アパ
ーチャ部３以外の領域からは相対的に弱い光が射出され
る。また、蛍光灯１の適所にはフォトダイオード等から
なる光量センサ４が付設されており、蛍光灯１から射出
される光量に応じた電流を検出している。そして検出さ
れた発光光量に応じて、光量コントローラにより蛍光灯
の光量が一定となるように光量制御が行なわれている。

【００３１】図３は本実施の形態における光量制御回路
図である。また、図４は、図３に示した光量制御回路を
さらに詳細に示した図である。

【００３２】図４において、画像処理部２２は、蛍光灯
１により照射された原稿２０からの光学信号を受光して
電気信号に変換するＣＣＤ５８と、ＣＣＤ５８から出力
される電気信号が入力され所定の信号処理を行なうアナ
ログプロセッサ４３と、アナログプロセッサ４３から出
力されるアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ
コンバータ３０とを有している。ＣＣＤ５８は、同期信
号の１周期である１走査期間中に読取った電荷を蓄積す
るため、ＣＣＤ５８からの出力は、１走査期間の光量を
積分した大きさとなり、蛍光灯１の点滅とＣＣＤ５８に
よる走査とが同一周期で同期することにより、一定の出
力を得ることができる。画像処理部２２の出力はプリン
タに送られて、プリントアウトされる。

【００３３】原稿を照射するためのミラー台２１には、
蛍光灯１、蛍光灯１に装着されたヒーター３３、ヒータ
ー３３に付設されてヒーターの温度を検出するサーミス
タ３４、光量センサ４が配置されている。光量センサ４
は、蛍光灯１の光量を検出して光量に応じた光量信号を
出力するフォトダイオード３５とフォトダイオード３５
で検出された微少電流を電圧信号に変換するプリアンプ
３６から構成される。

【００３４】光量センサ４から出力された光量信号はア
ンプ１２により電圧値に変換されて増幅される。アンプ
１２により増幅された電圧値はコンパレータ１３により
所定の基準電圧と比較され、その比較結果が光量コント
ローラ１４に入力される。コンパレータ１３は、例え
ば、読み取り画像の反射率が特に高い場合に光量を低下
させたい場合等は、ＣＰＵ１７からの指令に基づいてス
イッチ３８の操作を行ない、基準電圧を切替える。

【００３５】同期信号生成回路１６により生成される主
走査同期信号ＳＹＮＣ１は、ディレイ調整回路１８に入
力される。ディレイ調整回路１８は、ＣＰＵ１７からの
指示にしたがって所定のディレイ量だけ同期信号ＳＹＮ
Ｃ１を遅らせ、同期信号ＳＹＮＣ２を光量コントローラ
１４に出力する。

【００３６】光量コントローラ１４は、コンパレータ１
３の出力結果に基づき、先に決定された所定の同期信号
（Ｓｙｎｃ）と位相同期をとってパルス幅変調（Pulse-
Width Modulation：以下「ＰＷＭ」という。）信号を出
力しデューティ制御を行なう。光量コントローラ１４
は、同期信号ＳＹＮＣ２に位相同期して、コンパレータ
１３からの光量比較信号を出力するフリップフロップ
（Ｆ／Ｆ）回路３９と、光量比較信号に基づき同期信号
ＳＹＮＣ２に同期してカウンタの増減を行なうアップダ
ウンカウンタ４０と、アップダウンカウンタ４０からの
出力値を同期信号に位相同期してロードし、所定クロッ
クでダウンカウントし、ＰＷＭ信号を生成するダウンカ
ウンタ４１から構成される。

【００３７】アップダウンカウンタ４０の出力値はＣＰ
Ｕ１７に入力され、任意のタイミングでＰＷＭ値が読み
取られる。ＣＰＵ１７は、読取ったＰＷＭ値に対応し
て、Ｈｓｙｎｃ区間信号に対してどれだけ蛍光灯制御信
号を遅らせれば、制御信号の中心がＨｓｙｎｃの中心に
一致するかを演算し、その結果をディレイ調整回路１８
に出力する。ここで、ＣＰＵ１７の演算結果等はバック
アップメモリ１０により記憶される。

【００３８】光量コントローラ１４は、光量が既定値よ
り高い場合、すなわちアンプ１２から出力される電圧値
が基準電圧よりも大きいときは、コンパレータ１３の出
力、即ちＦ／Ｆ３９の出力は０となり、アップダウンカ
ウンタ４０は所定値カウントダウンする。そして、ダウ
ンカウンタ４１のロード値がダウンし、インバータ１５
に入力されるＰＷＭ信号のパルス幅を狭め、ｄｕｔｙ比
を小さくする。逆に光量が既定値より低い場合、すなわ
ちアンプ１２から出力される電圧値が基準電圧よりも小
さいときは、コンパレータ１３の出力、即ちＦ／Ｆ３９
の出力は１となり、アップダウンカウンタ４０は所定値
カウントアップし、ダウンカウンタ４１のロード値がア
ップし、インバータ１５に入力されるＰＷＭ信号のパル
ス幅を広げ、ｄｕｔｙ比を大きくする。また、電源立ち
上げ時には、ＰＷＭ値を蛍光灯フル点灯相当にし、光量
を所定値まで収束させる。

【００３９】インバータ１５では入力されるＰＷＭ信号
がハイレベルのときはＰＷＭ信号よりも十分に高い周波
数（例えばＰＷＭ信号の周波数の１０〜１００倍の周波
数）で蛍光灯１に交流電流（ランプ電流）を供給して蛍
光灯１を点灯するように制御し、また、入力されるＰＷ
Ｍ信号がローレベルのときはランプ電流を遮断して蛍光
灯１を消灯するように制御する。ＰＷＭ信号の周波数は
蛍光灯１の点灯、消灯の光学的周波数よりも大きく、電
気的にはＰＷＭ信号の周期にしたがって点灯と消灯が繰
り返されるが、見かけ上はランプ電流を平均した電流値
に相当する一定光量で点灯する。

【００４０】図５はディレイ調整回路１８の具体的な構
成例である。この回路は主走査同期信号ＳＹＮＣ１をリ
セットとし、クロック信号でカウントアップするアップ
カウンタ４８、アップカウンタ４８の立上り座標と立ち
下がり座標を設定するコンパレータ４９，５０、コンパ
レータ４９の出力をＪ入力、コンパレータ５０の出力を
Ｋ入力、出力をＳＹＮＣ２とするＪＫＦ／Ｆ５３より構
成される。例えば、１主走査区間がＡ画素で構成されて
いる場合、立上り座標は、Ａ／２−ｄｕｔｙ値（％）／
２００＊Ａ、立ち下がり座標は、Ａ／２−ｄｕｔｙ値
（％）／２００＊Ａ＋１で設定される。

【００４１】図６はダウンカウンタ４１の回路図であ
る。ダウンカウンタ４１は、ダウンカウンタ５７及びＪ
ＫＦ／Ｆ５５から構成される。ここでＪＫＦ／Ｆ５５は
Ｊ入力にＳＹＮＣ１、Ｋ入力にダウンカウンタ５７のＲ
Ｃを入力することにより、ＰＷＭ信号を出力する。ま
た、リセットは蛍光灯制御に関する設定がなされ、蛍光
灯制御が正規に行なわれる様になった後、解除される。

【００４２】次に図3及び図４の回路上の各出力信号に
ついて図７を用いて説明する。図７に於いて横軸は時
間、縦軸は各出力信号である。図７（Ａ）はｄｕｔｙ値
が約２５％のときの各出力信号、図７（Ｂ）はｄｕｔｙ
値が約６０％のときの各出力信号を表わしている。Ｓｙ
ｎｃ１は図３の同期信号発生回路１６から出力される同
期信号を表わしており、画像読取タイミングすなわち撮
像素子の蓄積タイミングを制御する基準信号である。Ｓ
ｙｎｃ２は光量コントローラ１４からのｄｕｔｙ値に基
づいてＣＰＵ１７からの指示にしたがってディレイ調整
回路１８によって遅延された同期信号を示している。

【００４３】Ｓｙｎｃ１の立ち下がりｔ１を基準にとる
とＳｙｎｃ２立ち下がりｔ２までの遅延時間はＡ１で表
わされる。遅延時間Ａ１は光量コントローラ１４からの
ｄｕｔｙ値によってＣＰＵ１７上で以下の式により算出
が可能である。

【００４４】Ｔ＝Ｓ×（１００−ｄｕｔｙ）／２ ―――（１）

【００４５】式（１）に於いて、Ｔは遅延時間、Ｓは１
蓄積時間に相当するＨｓｙｎｃ区間の時間、ｄｕｔｙは
％で表わされたｄｕｔｙ値を示している。光量コントロ
ーラ１４から出力される光源の駆動パルス信号であるＰ
ＷＭ信号は、遅延されたＳｙｎｃ２の立ち下がりｔ２を
基準に出力され、所定のｄｕｔｙ値の区間だけハイレベ
ルの信号を出力し続ける。このＰＷＭ信号に基づいて、
インバータ１５からは、ＰＷＭ信号より十分に高い周波
数で蛍光灯１に対して管電流を供給する。この管電流に
よって蛍光灯１０は、管電流を平均化した電流値に相当
する一定光量で点灯する。このとき蛍光灯点灯時のＰＷ
Ｍ信号、管電流、光量のすべての信号の中心であるＣの
ラインは、固体撮像素子の１蓄積時間に相当するＨｓｙ
ｎｃを表わすＳｙｎｃ１の区間信号の立ち下がりから次
の立ち下がりまでの中心に一致している。

【００４６】図７（Ｂ）に於いても、同様にＰＷＭ信
号、管電流、光量の信号の中心Ｃは、Ｓｙｎｃ１の区間
信号の中心に一致している。（Ｂ）では、ｄｕｔｙ値が
約６０％になっており、前述の式（１）から、Ｓｙｎｃ
１信号の立ち下がりｔ３からＳｙｎｃ２の立ち下がりｔ
４までの遅延時間Ｂ１が算出される。ｄｕｔｙ値が大き
くなる事によりＢ１は図７（Ａ）に示した遅延時間Ａ１
よりも短い時間となる。

【００４７】この様に画像読取タイミング、すなわち蓄
積タイミングの基準となる同期信号Ｓｙｎｃ１からＰＷ
Ｍ信号のタイミング、すなわち蛍光灯の点灯開始／終了
タイミングを制御する同期信号Ｓｙｎｃ２の位相をずら
して、点灯制御信号（ＰＷＭ信号）の中心位置が常にＨ
ｓｙｎｃの区間信号のほぼ中央に位置するように制御す
ることによって、ｄｕｔｙ値を変化させても点灯制御信
号の中心位置が時間的に変化せず、蛍光体の残光特性が
各色で異なった場合に於いても、光量の重心位置が常に
Ｈｓｙｎｃの区間信号の中心近傍に位置し、かつ残光に
よる非点灯区間での光量を１蓄積時間内で点灯区間の前
後で平均化する事によって、重心位置の変化を微小量と
する事が可能である。

【００４８】（第２の形態）本発明を実施した第２の形
態における蛍光灯の点灯方式を図８を用いて説明する。
図８に於いて横軸は時間、縦軸は各出力信号である。図
８（Ａ）は、ｄｕｔｙ値が約２５％のときの出力信号、
図８（Ｂ）は、ｄｕｔｙ値が約６０％のときの出力信号
を現わしている。

【００４９】本実施の形態では、調光時のＰＷＭ信号が
Ｓｙｎｃ１の立ち下がりのタイミングを中心として対称
な変化をするように構成したものであり、Ｓｙｎｃ１は
図３で示した本発明のブロック回路図の中で同期信号発
生器１６から出力される同期信号を表わしており、読取
タイミング、すなわち蓄積タイミングを制御する。Ｓｙ
ｎｃ２は光量コントローラ１４からのｄｕｔｙ値に基づ
いてＣＰＵ１７からの指示にしたがってディレイ調整回
路１８によって遅延された同期信号を示している。Ｓｙ
ｎｃ１の立ち下がりｔ５を基準にとるとＳｙｎｃ２立ち
下がりｔ６までの遅延時間はＡ２で表わされる。遅延時
間Ａ２は光量コントローラ１４からのｄｕｔｙ値によっ
てＣＰＵ１７上で以下の式により算出が可能である。

【００５０】Ｔ＝Ｓ×（１００−ｄｕｔｙ／２） ―――（２）

【００５１】式（２）に於いて、Ｔは遅延時間、Ｓは１
蓄積時間に相当するＨｓｙｎｃ区間の時間、ｄｕｔｙは
％で表わされたｄｕｔｙ値を示している。光量コントロ
ーラ１４から出力されるＰＷＭ信号は遅延されたＳｙｎ
ｃ２の立ち下がりｔ６を基準に出力される信号であり、
所定のｄｕｔｙ値の区間だけハイレベルの信号を出力し
続ける。このＰＷＭ信号に基づいてインバータ１５から
は、ＰＷＭ信号より十分に高い周波数で蛍光灯１０に対
して管電流を供給する。この管電流によって蛍光灯１０
は、管電流を平均化した電流値に相当する一定光量で点
灯する。このとき蛍光灯点灯時のＰＷＭ信号、管電流、
光量のすべての信号の中心であるｔ５は、固体撮像素子
の１蓄積時間に相当するＳｙｎｃ１の区間信号の立ち下
がり、すなわち読取終了タイミング（蓄積終了タイミン
グ）に一致している。

【００５２】図８（Ｂ）に於いても、同様にＰＷＭ信
号、管電流、光量の信号の中心Ｃは、Ｓｙｎｃ１の区間
信号の中心に一致している。図８（Ｂ）では、ｄｕｔｙ
値が約６０％になっており、前述の式（２）から、Ｓｙ
ｎｃ１信号の立ち下がりｔ３からＳｙｎｃ２の立ち下が
りｔ４までの遅延時間Ｂ２が算出される。ｄｕｔｙ値が
大きくなる事によりＢ２は図８（Ａ）での遅延時間Ａ２
よりも短い時間となる。

【００５３】この様に、ｄｕｔｙ値が変化した場合に於
いても点灯制御信号の中心位置が時間的に変化せず、常
にＨｓｙｎｃ１の区間信号の立ち下がりに位置する事に
よって、蛍光体の残光特性が各色で異なった場合に於い
ても、光量の重心の位置が常にＨｓｙｎｃの区間信号の
中心近傍に位置し、かつ残光による非点灯区間での光量
を、１蓄積時間内で点灯区間の前後で平均化する事によ
って、重心位置の変化を微小量とする事が可能である。

【００５４】なお、本実施の形態では、点灯制御信号の
中心位置がＨｓｙｎｃ１の区間信号の立ち下がりに位置
するように制御する例について説明したが、これに限ら
ずＨｓｙｎｃ１の立上り、すなわち読取開始タイミング
（蓄積開始タイミング）に一致するように制御してもよ
い。また、光源の調光を行なう必要がない場合には、点
灯制御信号のＤｕｔｙ値を変化させなくてもよい。さら
に、以上説明した形態以外のやり方で、残光を減少さ
せ、残光の影響による各色毎の重心位置の移動を抑制す
るようにしてもかまわない。蛍光灯以外の光源を使用す
る場合でも、同様にして残光による重心位置のずれを減
少させることができる。さらにまた、異なる色を有する
複数の光源を各色毎に逐次に点灯するシステムにも適用
することができる。

【００５５】

【発明の効果】請求項１に記載の画像読取装置又は請求
項３１に記載の画像読取方法によれば、原稿を照明する
光源の残光特性に依存して発生する残光の影響を低減す
ることができる。

【００５６】請求項１３に記載の画像読取装置又請求項
４３に記載の画像読取方法によれば、原稿を照明する白
色光源の各色成分の残光特性に依存して発生する各色の
副走査方向の読み取り位置の重心移動の影響を低減する
ことができる。

【００５７】請求項２４に記載の画像読取装置又は請求
項５４に記載の画像読取方法によれば、読取画像の色ず
れの発生を防止して画質を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施の形態における調光制御を説明する
図である。

【図２】蛍光灯の概略図である。

【図３】第１の実施の形態における光量制御ブロック図
である。

【図４】図３のブロック図を詳細に示した図である。

【図５】ディレイ調整回路の回路図である。

【図６】ダウンカウンタの回路図である。

【図７】第１の実施の形態における光量制御信号を示す
図である。

【図８】第２の実施の形態における光量制御信号を示す
図である。

【図９】画像読取装置の光学系要部概略図である。

【図１０】従来の調光制御を示す図である。

【図１１】従来の光量制御信号と残光特性を示す図であ
る。

【符号の説明】

１蛍光灯２ａソケット２ｂソケット３アパーチャ部４光量センサ１２アンプ１３コンパレータ１４光量コントローラ１５インバータ１６同期信号生成回路１７ＣＰＵ１８ディレイ調整回路２０原稿２１ミラー台２２画像処理部３０Ａ／Ｄ３３ヒーター３５フォトダイオード３６プリアンプ３８スイッチ３９Ｆ／Ｆ４０アップダウンカウンタ４１ダウンカウンタ４３アナログプロセッサ４８アップカウンタ４９コンパレータ５０コンパレータ５７ダウンカウンタ５８ＣＣＤ１００原稿台ガラス１０１棒状光源１０２反射笠１０３−ａミラー１０３−ｂミラー１０３−ｃミラー１０４結像光学系１０５固体撮像素子

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者南昌志東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】原稿の画像情報を結像光学系を介して固
体撮像素子上に結像し、画像を読み取る画像読取装置に
おいて、原稿を照明する光源の残光特性に依存して発生
する残光の影響を光源の点灯方法によって低減する手段
を有することを特徴とする画像読取装置。
【請求項２】請求項１において、前記残光の影響を低
減させる手段は固体撮像素子の蓄積開始タイミングに対
して前記光源の点灯開始タイミングをずらすことを特徴
とする画像読取装置。
【請求項３】請求項１において、前記残光の影響を低
減させる手段は固体撮像素子の蓄積区間を表わす区間信
号に対して前記光源を駆動する駆動パルスの位相を制御
することを特徴とする画像読取装置。
【請求項４】請求項１乃至３のいずれか１項におい
て、前記光源は複数の色の光源を逐次に点灯して照射す
ることを特徴とする画像読取装置。
【請求項５】請求項１乃至３のいずれか１項におい
て、前記光源は複数の色成分の光を同時に照射すること
を特徴とする画像読取装置。
【請求項６】請求項１乃至５のいずれか１項におい
て、前記光源は前記各色成分毎に残光特性が異なること
を特徴とする画像読取装置。
【請求項７】請求項１乃至６のいずれか１項におい
て、前記光源は蛍光灯であることを特徴とする画像読取
装置。
【請求項８】請求項７において、前記蛍光灯は複数種
類の蛍光体を混合して構成され、前記蛍光体の種類によ
って残光特性が異なることを特徴とする画像読取装置。
【請求項９】請求項１乃至８のいずれか１項におい
て、前記固体撮像素子を複数有することを特徴とする画
像読取装置。
【請求項１０】請求項９において、前記複数の固体撮
像素子は各々異なる色の画像を読取ることを特徴とする
画像読取装置。
【請求項１１】請求項１乃至１０のいずれか１項にお
いて、前記光源の光量をパルス幅変調方式により制御す
ることを特徴とする画像読取装置。
【請求項１２】請求項１乃至１１のいずれか１項にお
いて、前記固体撮像素子はラインセンサであることを特
徴とする画像読取装置。
【請求項１３】原稿の画像情報を結像光学系を介して
固体撮像素子上に結像し、画像を読み取る画像読取装置
において、原稿を照明する白色光源の各色成分の残光特
性に依存して発生する各色の副走査方向の読み取り位置
の重心移動の影響を光源の点灯方法によって低減する手
段を有することを特徴とする画像読取装置。
【請求項１４】請求項１３において、前記残光の影響
を低減させる手段は固体撮像素子の蓄積開始タイミング
に対して前記光源の点灯開始タイミングをずらすことを
特徴とする画像読取装置。
【請求項１５】請求項１３において、前記残光の影響
を低減させる手段は固体撮像素子の蓄積区間を表わす区
間信号に対して前記光源を駆動する駆動パルスの位相を
制御することを特徴とする画像読取装置。
【請求項１６】請求項１３乃至１５のいずれか１項に
おいて、前記光源は複数の色成分の光を同時に照射する
ことを特徴とする画像読取装置。
【請求項１７】請求項１３乃至１６のいずれか１項に
おいて、前記光源は前記各色成分毎に残光特性が異なる
ことを特徴とする画像読取装置。
【請求項１８】請求項１３乃至１７のいずれか１項に
おいて、前記光源は蛍光灯であることを特徴とする画像
読取装置。
【請求項１９】請求項１８において、前記蛍光灯は複
数種類の蛍光体を混合して構成され、前記蛍光体の種類
によって残光特性が異なることを特徴とする画像読取装
置。
【請求項２０】請求項１３乃至１９のいずれか１項に
おいて、前記固体撮像素子を複数有することを特徴とす
る画像読取装置。
【請求項２１】請求項２０において、前記複数の固体
撮像素子は各々異なる色の画像を読取ることを特徴とす
る画像読取装置。
【請求項２２】請求項１３乃至２１のいずれか１項に
おいて、前記光源の光量をパルス幅変調方式により制御
することを特徴とする画像読取装置。
【請求項２３】請求項１３乃至２２のいずれか１項に
おいて、前記固体撮像素子はラインセンサであることを
特徴とする画像読取装置。
【請求項２４】原稿の画像情報を結像光学系を介して
固体撮像素子上に結像し、画像を読み取る画像読取装置
において、原稿を照明する光源の光量をパルス幅変調方
式により制御し、前記固体撮像素子の１蓄積時間内での
光源を点灯制御する制御パルスを基準位置を中心に時間
軸方向に略対称に成長させることを特徴とする画像読取
装置。
【請求項２５】請求項２４において、前記基準位置を
固体撮像素子の蓄積区間を表わす区間信号の略中央に設
定したことを特徴とする画像読取装置。
【請求項２６】請求項２４において、前記基準位置を
固体撮像素子の１蓄積時間の蓄積開始又は蓄積終了タイ
ミングに略一致させたことを特徴とする画像読取装置。
【請求項２７】請求項２４乃至２６のいずれか１項に
おいて、前記光源は蛍光灯であることを特徴とする画像
読取装置。
【請求項２８】請求項２４乃至２７のいずれか１項に
おいて、前記固体撮像素子を複数有することを特徴とす
る画像読取装置。
【請求項２９】請求項２８において、前記複数の固体
撮像素子は各々異なる色の画像を読取ることを特徴とす
る画像読取装置。
【請求項３０】請求項２４乃至２９のいずれか１項に
おいて、前記固体撮像素子はラインセンサであることを
特徴とする画像読取装置。
【請求項３１】原稿の画像情報を結像光学系を介して
固体撮像素子上に結像し、画像を読み取る画像読取る場
合に、原稿を照明する光源の残光特性に依存して発生す
る残光の影響を光源の点灯方法によって低減することを
特徴とする画像読取方法。
【請求項３２】請求項３１において、前記固体撮像素
子の蓄積開始タイミングに対して前記光源の点灯開始タ
イミングをずらすことにより前記残光の影響を低減させ
ることを特徴とする画像読取方法。
【請求項３３】請求項３１において、前記固体撮像素
子の蓄積区間を表わす区間信号に対して前記光源を駆動
する駆動パルスの位相を制御することにより前記残光の
影響を低減させることを特徴とする画像読取方法。
【請求項３４】請求項３１乃至３３のいずれか１項に
おいて、前記光源は複数の色の光源を逐次に点灯して照
射することを特徴とする画像読取方法。
【請求項３５】請求項３１乃至３３のいずれか１項に
おいて、前記光源は複数の色成分の光を同時に照射する
ことを特徴とする画像読取方法。
【請求項３６】請求項３１乃至３５のいずれか１項に
おいて、前記光源は前記各色成分毎に残光特性が異なる
ことを特徴とする画像読取方法。
【請求項３７】請求項３１乃至３６のいずれか１項に
おいて、前記光源は蛍光灯であることを特徴とする画像
読取方法。
【請求項３８】請求項３７において、前記蛍光灯は複
数種類の蛍光体を混合して構成され、前記蛍光体の種類
によって残光特性が異なることを特徴とする画像読取方
法。
【請求項３９】請求項３１乃至３８のいずれか１項に
おいて、前記固体撮像素子を複数有することを特徴とす
る画像読取方法。
【請求項４０】請求項３９において、前記複数の固体
撮像素子は各々異なる色の画像を読取ることを特徴とす
る画像読取方法。
【請求項４１】請求項３１乃至４０のいずれか１項に
おいて、前記光源の光量をパルス幅変調方式により制御
することを特徴とする画像読取方法。
【請求項４２】請求項３１乃至４１のいずれか１項に
おいて、前記固体撮像素子はラインセンサであることを
特徴とする画像読取方法。
【請求項４３】原稿の画像情報を結像光学系を介して
固体撮像素子上に結像し、画像を読み取る画像読取る場
合に、原稿を照明する白色光源の各色成分の残光特性に
依存して発生する各色の副走査方向の読み取り位置の重
心移動の影響を光源の点灯方法によって低減することを
特徴とする画像読取方法。
【請求項４４】請求項４３において、前記固体撮像素
子の蓄積開始タイミングに対して前記光源の点灯開始タ
イミングをずらすことにより前記残光の影響を低減させ
ることを特徴とする画像読取方法。
【請求項４５】請求項４３において、前記固体撮像素
子の蓄積区間を表わす区間信号に対して前記光源を駆動
する駆動パルスの位相を制御することにより前記残光の
影響を低減させることを特徴とする画像読取方法。
【請求項４６】請求項４３乃至４５のいずれか１項に
おいて、前記光源は複数の色成分の光を同時に照射する
ことを特徴とする画像読取方法。
【請求項４７】請求項４３乃至４６のいずれか１項に
おいて、前記光源は前記各色成分毎に残光特性が異なる
ことを特徴とする画像読取方法。
【請求項４８】請求項４３乃至４７のいずれか１項に
おいて、前記光源は蛍光灯であることを特徴とする画像
読取方法。
【請求項４９】請求項４８において、前記蛍光灯は複
数種類の蛍光体を混合して構成され、前記蛍光体の種類
によって残光特性が異なることを特徴とする画像読取方
法。
【請求項５０】請求項４３乃至４９のいずれか１項に
おいて、前記固体撮像素子を複数有することを特徴とす
る画像読取方法。
【請求項５１】請求項５０において、前記複数の固体
撮像素子は各々異なる色の画像を読取ることを特徴とす
る画像読取方法。
【請求項５２】請求項４３乃至５１のいずれか１項に
おいて、前記光源の光量をパルス幅変調方式により制御
することを特徴とする画像読取方法。
【請求項５３】請求項４３乃至５２のいずれか１項に
おいて、前記固体撮像素子はラインセンサであることを
特徴とする画像読取方法。
【請求項５４】原稿の画像情報を結像光学系を介して
固体撮像素子上に結像し、画像を読み取る画像読取る場
合に、前記原稿を照明する光源の光量をパルス幅変調方
式により制御し、前記固体撮像素子の１蓄積時間内での
光源を点灯制御する制御パルスを基準位置を中心に時間
軸方向に略対称に成長させることを特徴とする画像読取
方法。
【請求項５５】請求項５４において、前記基準位置を
固体撮像素子の蓄積区間を表わす区間信号の略中央に設
定したことを特徴とする画像読取方法。
【請求項５６】請求項５４において、前記基準位置を
固体撮像素子の１蓄積時間の蓄積開始又は蓄積終了タイ
ミングに略一致させたことを特徴とする画像読取方法。
【請求項５７】請求項５４乃至５６のいずれか１項に
おいて、前記光源は蛍光灯であることを特徴とする画像
読取方法。
【請求項５８】請求項５４乃至５７のいずれか１項に
おいて、前記固体撮像素子を複数有することを特徴とす
る画像読取方法。
【請求項５９】請求項５８において、前記複数の固体
撮像素子は各々異なる色の画像を読取ることを特徴とす
る画像読取方法。
【請求項６０】請求項５４乃至５９のいずれか１項に
おいて、前記固体撮像素子はラインセンサであることを
特徴とする画像読取方法。