JPH08116407A - 画像読取装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 光ドットゲインの影響を受けずに本来の原稿
に印刷されている画像の色を高精度に読取ることができ
る画像読取装置を得ること。 【構成】 照明手段からの光束で原稿台６上に載置した
画像５を照明し、該画像を離散的配列画素を有する読取
手段８で読取る画像読取装置であって、該照明手段は該
原稿面上の該読取手段が読取る範囲内を照明しているこ
と。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は画像読取装置に関し、特
に照明手段からの光束で照明された原稿等の画像（カラ
ー画像）を離散的配列画素を有する読取手段で読取り、
その読取情報を用いて画像出力装置により画像を出力す
るようにした、例えばカラー複写機やカラースキャナー
等に好適な画像読取装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般にカラー複写機やカラースキャナー
等で用いられる記録媒体である紙（複写物）が光散乱性
を持つ場合、該紙の表面に入射した光束は該紙の内部に
伝搬し、その過程で紙繊維に何度か衝突して吸収あるい
は散乱される。そして散乱された光束は進行方向が曲げ
られ、一部の光束は再び紙の表面から出射される。

【０００３】このときある光強度をもつ光束が紙繊維中
を通過して再び入射した紙の表面より出射するときの該
光束の光強度は以下の式で近似することができる。

【０００４】

【数１】 Ｉ：出射光強度 Ｉ₀ ：入射光強度 ｓ：散乱係数
ｘ：距離 図１０は紙から出射される光束の光強度分布を示した説
明図であり、通常point spread function （以下「ｐｓ
ｆ」と称す。）と呼ばれる。

【０００５】ここで散乱係数ｓは紙の特性を表わすパラ
メータの１つであり、紙の材質、表面形状、分布密度、
繊維配向性、屈折率等により決定される。上式（１）に
おいて散乱係数ｓの値が大きければ大きい程、光強度分
布の広がりは大きくなる。

【０００６】一般的に複写機等で使用されているコピー
用紙（複写物）の散乱係数ｓは０．０１から０．０４程
度なのでｐｓｆの幅は６０μｍから１２０μｍ程度とな
る。又複写機等の画像読取装置に用いられるイメージセ
ンサー（読取素子）の読取幅は４００ｄｐｉ（ｄｏｔ／
ｉｎｃｈ）であれば約６３μｍ程度である。これに対し
て原稿を照明している光源（例えばハロゲンランプや螢
光灯等）の照明幅は約１ｃｍ程度とかなり大きいものと
成っている。

【０００７】その為、コピー用紙の散乱係数ｓの値にも
よるが、画像読取りを行なうとしている画素への影響は
かなり大きいものとなる。例えば読取幅が５０μｍであ
るラインセンサー（ＣＣＤ）を考えた場合、散乱係数ｓ
の値が０．０１のとき読取幅方向の読取位置以外から該
読取幅内に入射する光束（照明光束）は、そのラインセ
ンサーの画素に入射する光量の約１０％を占める。又散
乱係数ｓの値が０．０４の場合に至っては読取位置以外
から読取幅内に入射する光束はそのラインセンサーの画
素に入射する光量の約３０％を占める。

【０００８】即ち、インクジェット方式のプリント物を
例に示せば、例えば図１１に示したようにインクＡに入
射したそれぞれの光束（照明光束）は該インクＡの分光
吸収を受け紙内部で散乱する。そしてある光束２３はイ
ンクＢの分光吸収を受け、又ある光束２２は再びインク
Ａの分光吸収を受け、又ある光束２１は各インクＡ、イ
ンクＢの部分以外の領域から出射する。

【０００９】従って人間（観察者）が原稿（紙）を観察
する場合、該原稿より出射される光束、全てをまとめて
観察していることになる。

【００１０】以上述べたことを前提に一般のカラー複写
機やカラースキャナー等の画像読取装置において、ライ
ンスキャン方式における画像読取りについて図１２を用
いて説明する。

【００１１】図１２は色にじみの発生を示す説明図であ
り、原稿（紙）を照明する光源の照明幅と該原稿の画像
を読取る画像読取部としてのラインセンサーの画素読取
幅との関係について示している。

【００１２】ここで同図に示したように画像読取部によ
り実行的に読取れる原稿面の読取領域がＷに示した部分
（画素読取幅）である場合を考える。

【００１３】本来、求められているものは画素読取幅Ｗ
部分の色材の色であるにも関わらず光源が画素読取幅Ｗ
より十分に大きな幅を照明している場合、例えば同図に
示したようにラインセンサーの画素読取位置以外から紙
に入射した光束（３１，３４）が光束（３５，３８）と
して射出する。この結果、画素読取位置内から紙に入射
した光束（３２，３３）が光束（３６，３７）として射
出するのと同様に該ラインセンサーの読取画素へ入射さ
れることになる。

【００１４】ここで光束３１から光束３５といった経路
を通過した光束はインクＡとインクＢの分光吸収を受け
ることになる為、実際の読取りインクＢの色とは異なっ
てくる。又同様に光束３４から光束３８といった経路を
通過した光束はインクＣとインクＢの分光吸収を受ける
ことになる為、実際の読取りインクＢの色とは異なって
くる。これによりこれらの光束がラインセンサーの読取
画素に入射してくる為、画素読取幅Ｗ部分の本来の色を
検出（読取り）することが難しくなってくる。

【００１５】この為、上記のように紙（原稿）を照明す
る光源の照明幅ＳＬがラインセンサーの画素読取幅Ｗよ
り十分大きい場合には、画像読取装置には光ドットゲイ
ンの影響を受けた画像、即ち色にじみ等の生じた状態の
画像を読取ることしか出来なくなってくるという問題点
があった。

【００１６】そこで従来は原稿を照明する照明領域（照
明幅）がセンサーの読取領域（画素読取幅）と略同じ大
きさ、又はそれ以下の領域を照明することができる装置
（方法）を利用して上記の問題点を解決している。この
装置の代表的なものとして、例えばドラムスキャナがあ
る。

【００１７】このドラムスキャナは原稿をドラムに貼り
付け該原稿をスポット照明し、その原稿からの反射光を
色フィルターによって３色に色分解して光電変換素子
（読取素子）としてのフォトダイオードに導き、該フォ
トダイオードによって一画素づつ読取っている。

【００１８】しかしながらこのドラムスキャナは読取時
間にかなりの時間を有するといった問題点があった。

【００１９】

【発明が解決しようとする課題】このように従来の画像
読取装置において、原稿を照明する照明領域（照明幅）
がラインセンサーの読取領域（画素読取幅）よりも大き
い場合には原稿中の画像の読取領域以外の場所も同時に
照明されることになる為、その部分によって生じる光ド
ットゲインの影響を画素読取位置の色が受ける為、正確
なる色を得ることが難しかった。そこでドラムスキャナ
を使用した場合、このドラムスキャナは上記の如く読取
時間にかなりの時間がかかるといった問題点があった。

【００２０】本発明は原稿台上に載置された原稿等の画
像を離散的配列画素を有する読取手段を用いて読取る
際、該原稿面上で該読取手段が該画像を読取る範囲内の
領域を照明手段で照明することにより、光ドットゲイン
の影響を受けずに本来の原稿に印刷されている画像（カ
ラー画像）の色を短時間で読取ることができる画像読取
装置の提供を目的とする。

【００２１】

【課題を解決するための手段】本発明の画像読取装置
は、 （１−１）照明手段からの光束で原稿台上に載置した画
像を照明し、該画像を離散的配列画素を有する読取手段
で読取る画像読取装置であって、該照明手段は該原稿面
上の該読取手段が読取る範囲内を照明していることを特
徴としている。

【００２２】特に前記照明手段は第１の楕円鏡の第１焦
点近傍に光源を配置しており、該光源から放射された光
束を該第１の楕円鏡の第２焦点近傍で、かつ第２の楕円
鏡の第１焦点近傍に配置したスリットを通して該第２の
楕円鏡を介し、該第２の楕円鏡の第２焦点近傍に配置さ
れた前記原稿台上の画像を照明していることや、前記照
明手段は光源から放射された光束を集光手段で集光し偏
向手段を介して結像手段により前記原稿台上の画像をス
ポット照明していること等を特徴としている。

【００２３】（１−２）照明手段からの光束で照明され
た画像を離散的配列画素を有する読取手段で主走査方向
に読取る画像読取装置であって、該照明手段は該画像を
照明する副走査方向の照明幅が該読取手段で該画像を読
取る画素読取幅と略同一、又はそれ以下となるように構
成されていることを特徴としている。

【００２４】

【実施例】図１は本発明の実施例１の要部概略図、図２
は図１に示した照明手段の拡大説明図、図３は本発明の
実施例１の原稿を照明する照明手段の照明幅と該原稿の
画像を読取る画像読取部の画素読取幅との関係について
示した説明図である。

【００２５】図中、５は原稿であり、カラー画像が形成
されており、原稿台６面上に載置されている。２は光源
であり、紙面に垂直方向（主走査方向）に伸びたライン
状の発光面を有する、例えばハロゲンランプや螢光灯等
より成っており、後述する第１の反射手段としての第１
楕円ミラー１の第１焦点近傍に設置されている。第１楕
円ミラー１は光源２から放射された光束を効率良く集光
している。

【００２６】３はスリットであり、ガラス材の表面にク
ロム蒸着を施した反射型より成っており、第１楕円ミラ
ー１の第２の焦点近傍で、かつ後述する第２の反射手段
４としての２つの楕円ミラーの第１の焦点近傍に設置さ
れ、照明光量を制限している。

【００２７】４は第２の反射手段であり、第２−１楕円
ミラー４ａと第２−２楕円ミラー４ｂの２つの楕円ミラ
ーより成っており、双方の第１の焦点近傍に設けたスリ
ット３を通過した光束を集光して該第２の反射手段４の
第２焦点近傍に配置された原稿台６面上の原稿５の読取
領域を照明している。本実施例では第２−１楕円ミラー
４ａと第２−２楕円ミラー４ｂとからそれぞれ原稿５面
へ照射される照射光量が略均一となるように設定してい
る。

【００２８】尚、本実施例では上記に示した光源２、第
１の反射手段１、第２の反射手段４、そしてスリット３
の各要素で照明手段１０を構成している。

【００２９】この照明手段１０は原稿５面上で後述する
読取手段としてのラインセンサー８が該原稿５の画像を
読取る範囲内の領域をライン照明で照明している。

【００３０】即ち、本実施例では原稿５を照明する照明
手段１０の副走査方向の照明幅ＳＬと、該原稿５の画像
を読取るラインセンサー８の画素読取幅（検出画素幅）
Ｗとが略同一の幅となるように設定し、かつ該照明手段
１０の主走査方向（紙面に対して垂直方向）の照明領域
の長さをラインセンサー８の主走査方向の読取り長さと
同じだけの長さを同時に照明できるようにしている。こ
れにより本実施例では画素読取位置以外からの光ドット
ゲインの影響を防止している。

【００３１】又、原稿５面への照明領域は照明光学系の
結像倍率を考慮してスリット幅により制御されている。
尚、ここで照明手段１０の照明幅ＳＬとは照明範囲の両
端のｐｓｆの頂点間の距離にあたることを意味してい
る。

【００３２】７は結像手段としての単焦点レンズアレイ
であり、原稿５の画像（カラー画像）を読取手段８面上
に正立等倍で結像させている。

【００３３】読取手段８は離散的配列画素を有するイメ
ージセンサ（画像読取部）より成っており、例えば図４
に示すように赤（Ｒ）色用、緑（Ｇ）色用、青（Ｂ）色
用の３つの受光素子（読取素子）８ａ，８ｂ，８ｃを順
次１次元方向に配列した１ラインセンサーより成ってい
る。

【００３４】本実施例においてはこのような構成により
光源２から放射した光束を第１楕円ミラー１で反射さ
せ、該第１楕円ミラー１の第２焦点近傍で、かつ第２の
反射手段４の第１焦点近傍に配置したスリット３を通し
て該光束を制限し、該制限された光束を第２−１楕円ミ
ラー４ａあるいは第２−２楕円ミラー４ｂを介して集光
し、該第２の反射手段４の第２焦点近傍の原稿台６上に
載置した原稿５の画像を紙面に対して垂直方向（主走査
方向）にライン照明している。そして原稿５からの反射
光を単焦点レンズアレイ７によりラインセンサー８面上
に正立等倍で結像させ、該ラインセンサー８によって検
出された画像に基づく光束を各画素毎に色分解フィルタ
ーによって、例えば赤（Ｒ），緑（Ｇ），青（Ｂ）の３
つの色光に変換している。そして変換された情報を記憶
部に送り画像データを作成し、その画像データを基に正
確なる複写画像を得ている。

【００３５】このように本実施例においては前述の如く
照明手段１０によりラインセンサー８の主走査方向（長
手方向）と同長で、かつ同幅だけ原稿５の読取領域（画
像領域）をライン照明することによって、該ラインセン
サー８で検出される画素部分だけに該原稿５からの反射
光を入射させている。これにより画素読取位置以外から
該原稿中に入射し散乱して該画素読取位置から出射する
光束がなくなり、原稿読取位置の色を従来の原稿照明方
法より正確に、かつ短時間で求めることができ、更には
正確なるインクの乗り量も求めることができる。

【００３６】尚、本実施例においては単焦点レンズアレ
イを利用した画像読取装置に適用した場合を示したが、
例えば図５に示すような走査用のミラーと通常の結像レ
ンズを用いた構成の画像読取装置にも本発明は前述の実
施例１と同様に適用することができる。

【００３７】即ち、図５においては前述の実施例１と同
様に照明手段１０でライン照明された原稿５からの光束
を走査用のミラー９ａ，９ｂ，９ｃを介して結像レンズ
１１により読取手段としてのラインセンサー８面上に結
像させて、該原稿５の画像を読取っている。このように
画像読取装置を構成することによっても本実施例は前述
の実施例１と同様な効果を得ることができる。

【００３８】次に本発明の実施例２について図６、図７
を用いて説明する。図６は色にじみの発生を示す説明図
であり、原稿を照明する照明手段の照明幅と該原稿の画
像を読取る画像読取部の画素読取幅との関係について示
している。図７は画像読取幅に対して照明幅の相違を示
した説明図である。

【００３９】本実施例において前述の実施例１と異なる
点は照明手段で原稿を照明する副走査方向の照明幅をラ
インセンサーで原稿の画像を読取る画素読取幅より狭く
なるように構成したことである。その他の構成及び光学
的作用は実施例１と略同様であり、これにより同様の効
果を得ている。

【００４０】即ち、前述の実施例１のようにラインセン
サー８で原稿５の画像を読取る画素読取幅と照明手段１
０で原稿を照明する照明幅とを略同一の幅となるように
設定した場合、例えば図６に示すようにインクＢより入
射した入射光６１，６４が出射光６５，６８となるまで
の過程において本来の色のインクＢに対してそれ以外の
インクＡ，Ｃの分光吸収を受け通過するときもある。そ
の為画素読取幅Ｗ部分の本来の色（インクＢ）を検出す
ることが難しくなってくる場合もある。

【００４１】そこで本実施例においてはこのような光束
の出現確率を減少させる為に原稿を照明する照明手段の
照明幅ＳＬをラインセンサーの画素読取幅Ｗより狭くす
ることにより上記の問題点を解決している。

【００４２】光束の出射光強度分布は前記した式（１）
で示すように近似することが可能であることを示した。
この式（１）はガウス関数であり、実施例１で定義した
散乱係数ｓが標準偏差σにあたる。即ち出射光強度分布
の頂点を中心として散乱係数ｓの３倍離れた距離で全光
量の９９．７％、散乱係数ｓの２倍離れた距離で全光量
の９５％の光束が含まれる。

【００４３】本実施例では、特にこれらのことを考慮し
て原稿を照明する照明幅ＳＬを図７に示すように７３，
７４を両端としてラインセンサー８の画素読取幅Ｗより
短くすることにより、有効にラインセンサー８の画素読
取幅Ｗから該ラインセンサー８の画素読取幅Ｗ外にはみ
出す光束を減少させている。

【００４４】これにより本実施例においては光ドットゲ
インの影響を更に少なくして本来の原稿に印刷された画
像の色を正確に読取っている。

【００４５】図８は本発明の実施例３の要部概略図、図
９は図８に示したラインセンサーの説明図である。

【００４６】本実施例において前述の実施例１と異なる
点は原稿照明方法をライン照明ではなく、スポット照明
となるように照明手段を構成し、該スポット照明で照明
された原稿の画像を読取手段としてのラインセンサーで
読取ったことである。

【００４７】即ち、前述の実施例１、２における原稿照
明方法はラインセンサーの主走査方向（長手方向）と同
長で、かつ同幅だけ照明するライン照明方法を用いた
が、このライン照明方法であるとラインセンサーの主走
査方向における隣りどうしの画素、あるいはその主走査
方向の周辺の画素にそれぞれの画素によって生じる光ド
ットゲインの影響が現われてくる場合がある。

【００４８】そこで本実施例ではこの光ドットゲインの
影響を防ぐためにラインセンサーで検出できる最小画素
面積の大きさと同じ、又はそれ以下の大きさのスポット
で照明するスポット照明を用いている。

【００４９】即ち、本実施例においては光源８０から放
射した光束を集光手段（照明光学系）８１で集光し、偏
向手段としての光偏向器（ポリゴンミラー）８２で偏向
反射させた後、結像手段としての所定方向にのみ所定の
屈折力を有するシリンドリカルレンズ８３に入射させて
いる。そしてシリンドリカルレンズ８３を通過した光束
は折り返しミラー８４を介して原稿５のラインスキャナ
ー下のある１点をスポット照明している。この光束は原
稿５により拡散されｐｓｆとなるのだが、そのｐｓｆの
中心が読取画素の中心となったときにその画素の反射光
を検出するようにしている。

【００５０】このときの照明スポットの大きさは該照明
スポットが原稿に入射した場合、その原稿面より出力す
る光量の８０％以上が、そのラインセンサーの検出でき
る最小画素面積中より得られる大きさとなるようにして
いる。

【００５１】そして検出された各画素における反射光
を、例えば色分解フィルターによって、例えば赤
（Ｒ），緑（Ｇ），青（Ｂ）の３つの色光に色分解し
て、記憶部に送り画像データを作成している。そしてそ
の読取りラインの各画素の反射光の検出が終ると原稿５
の次の読取りラインをスキャンしている。

【００５２】このように本実施例では前述の如くスポッ
ト照明で原稿の読取領域を照明することにより、ライン
センサーの主走査方向における隣りどうしの画素、ある
いはその主走査方向の周辺の画素にそれぞれの画素によ
って生じる光ドットゲインの影響を効果的に防止してい
る。

【００５３】尚、本実施例においては原稿台移動方式の
スキャン方法を例に挙げたが、ラインセンサーやミラー
等の光学系を移動して原稿をスキャンする光学系移動方
式の画像読取装置にも適用することができる。

【００５４】又、各実施例においては読取手段としてラ
インセンサーを用いたが、該ラインセンサーに限らず、
例えばエリアセンサー等を用いても本発明は前述の実施
例と同様に適用することができる。

【００５５】

【発明の効果】本発明によれば前述の如く照明手段で原
稿を照明する副走査方向の照明幅を読取手段（イメージ
センサー）の画素読取幅と略同一にし、又はそれ以下に
することにより、光ドットゲインの影響を受けずに本来
の原稿に印刷されている画像（カラー画像）の色を短時
間で高精度に読取ることができると共にその読取情報を
基に、より正確なる複写画像を得ることができる画像読
取装置を達成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施例１の要部概略図

【図２】 図１に示した照明手段の拡大説明図

【図３】 本発明の実施例１の原稿を照明する照明手段
の照明幅と画素読取幅との関係について示した説明図

【図４】 図１に示したラインセンサーの説明図

【図５】 本発明の実施例１の他の要部概略図

【図６】 色のにじみの発生を示す説明図

【図７】 本発明の実施例２の照明幅の相違を示す説明
図

【図８】 本発明の実施例３の要部概略図

【図９】 図８に示したラインセンサーの説明図

【図１０】 紙から出射される光束の光強度分布を示す
説明図

【図１１】 従来の画像読取装置における色のにじみの
発生を示す説明図

【図１２】 従来の画像読取装置における原稿を照明す
る照明手段の照明幅と画素読取幅との関係について示し
た説明図

【符号の説明】

１ 第１の反射手段 ２ 光源 ３ スリット ４ 第２の反射手段 ４ａ 第２−１楕円ミラー ４ｂ 第２−２楕円ミラー ５ 原稿 ６ 原稿台 ７ 結像手段 ８ 読取手段 ８０ 光源 ８１ 集光手段 ８２ 偏向手段 ８３ 結像手段（シリンドリカルレンズ） ８４ 反射ミラー ８５ 読取手段

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 照明手段からの光束で原稿台上に載置し
   た画像を照明し、該画像を離散的配列画素を有する読取
   手段で読取る画像読取装置であって、 該照明手段は該原稿面上の該読取手段が読取る範囲内を
   照明していることを特徴とする画像読取装置。
2. 【請求項２】 前記照明手段は第１の楕円鏡の第１焦点
   近傍に光源を配置しており、該光源から放射された光束
   を該第１の楕円鏡の第２焦点近傍で、かつ第２の楕円鏡
   の第１焦点近傍に配置したスリットを通して該第２の楕
   円鏡を介し、該第２の楕円鏡の第２焦点近傍に配置され
   た前記原稿台上の画像を照明していることを特徴とする
   請求項１の画像読取装置。
3. 【請求項３】 前記照明手段は光源から放射された光束
   を集光手段で集光し偏向手段を介して結像手段により前
   記原稿台上の画像をスポット照明していることを特徴と
   する請求項１の画像読取装置。
4. 【請求項４】 照明手段からの光束で照明された画像を
   離散的配列画素を有する読取手段で主走査方向に読取る
   画像読取装置であって、 該照明手段は該画像を照明する副走査方向の照明幅が該
   読取手段で該画像を読取る画素読取幅と略同一、又はそ
   れ以下となるように構成されていることを特徴とする画
   像読取装置。