JPH0965079A - 画像読取装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 モアレ除去板等の平行平面板を光路中に介在
させながら原稿画像をイメージセンサで読み取る装置に
おいて、上記平行平面板の表裏両面同士の傾斜に起因し
て読取り画像に位置ずれが生じるのを効果的に抑制す
る。 【解決手段】 主走査方向に延びて原稿を照明する光源
１３，１４と、その照明光を読み取るイメージセンサ１
８とを備え、上記原稿Ｄからイメージセンサ１８までの
光路中の光軸位置に、モアレ除去板挿脱装置２６等によ
ってモアレ除去板等の平行平面板を保持しながら、上記
原稿の画像をイメージセンサ１８で読み取る装置。上記
平行平面板の両面同士の傾斜に起因する画像読取り位置
のずれを考慮し、このずれを解消する方向に所定角度だ
け、上記光軸位置に保持される上記平行平面板の前側面
を光軸に対して傾斜させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、原稿画像をＣＣＤ
等からなるイメージセンサで読み取る画像読取装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、原稿をＣＣＤイメージセンサ等で
読み取る装置としては、所定の原稿載置部に載置された
原稿を走査し、その照明光束をレンズ等からなる光学系
によって上記イメージセンサに結像させるものが一般に
知られている。

【０００３】ところで、このような画像読取装置におい
て印刷物等の網点画像を読み取る際には、モアレの発生
を防ぐことが重要である。その手段として、特開平４−
１１７７６２号公報には、上記原稿とイメージセンサと
の間の光路中に平行板ガラス（モアレ除去板）を介在さ
せたものが示されている。この装置によれば、上記モア
レ除去板の介在分だけピントがずれ、これによって高周
波成分が除去され、モアレの発生が防止される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記のようなモアレ除
去板を光路中に介在させると、イメージセンサによる画
像読取り位置にずれが生じる場合がある。このような位
置ずれは、モアレ除去板自体の傾斜によっても生ずる
が、本発明等は、上記位置ずれの要因について研究を重
ねた結果、上記モアレ除去板の表裏両面同士の平行度が
特に位置ずれに著しい影響を与えることを突き止めた。

【０００５】その原理を説明する。図４において、原稿
Ｄとイメージセンサ１８との間に平行平面板Ｆ及び結像
レンズ２２が介在し、原稿Ｄからモアレ除去板Ｆが距離
ｓだけ離れているものとする。ここで、モアレ除去板Ｆ
の前側面（原稿Ｄ側の面）Ｆ１が光軸Ｌに対して直交す
る方向に向けられ、かつ、この前側面Ｆ１に対して後側
面（イメージセンサ１８側の面）Ｆ２が微小角度αだけ
傾いているとすると、この微小角度αに対応する角度だ
けモアレ除去板Ｆで光軸Ｌが屈曲し、その分イメージセ
ンサ１８による読取り位置にずれが発生することにな
る。

【０００６】具体的に、図５に示すように、モアレ除去
板前側面Ｆ１への光軸Ｌの入射角をｉ₁、この前側面Ｆ
１からの光軸Ｌの出射角をｉ₁´、後側面Ｆ２への光軸
Ｌの入射角をｉ₂、後側面Ｆ２からの光軸Ｌの出射角を
ｉ₂´、フィルタＦにおける屈折率をｎとすると、次式
が成立する（スネルの法則）。

【０００７】

【数１】sinｉ₁＝ｎsinｉ₁´ ｎsinｉ₂＝sinｉ₂´ ｉ₂＝α−ｉ₁´ ここで、近似式 sinｘ≒ｘ（ただし、ｘは十分に小さい
ものとする。）を数１の第１式及び第２式に適用する
と、次式が得られる。

【０００８】

【数２】ｉ₁≒ｎｉ₁´ ｎｉ₂≒ｉ₂´ 一方、原稿Ｄからモアレ除去板Ｆに向かう光軸Ｌに対し
てモアレ除去板Ｆからイメージセンサ１８に向かう光軸
Ｌがなす角度（以下、ふれ角と称する。）δは次式で与
えられる。

【０００９】

【数３】δ＝ｉ₁＋ｉ₂´−α ここで、δは近似的に次式で与えられる。

【００１０】

【数４】δ≒（ｎ−１）α （∵ｉ₁＋ｉ₂´＝ｎ（ｉ
₁´＋ｉ₂）＝ｎα） このふれ角δに対応して、原稿画像の読取り位置は、モ
アレ除去板Ｆを介在させない場合に比べて寸法Δｙ≒ｓ
tanδだけずれることになる。このずれ量が大きいと、
最悪の場合には画像に欠損が生じるおそれもある。

【００１１】このようなモアレ除去板の形状誤差に起因
する位置ずれを抑制する手段として、寸法精度の高い極
めて高品質の平行板を用いることが考えられるが、この
手段によれば、装置全体のコストアップは免れ得ない。

【００１２】なお、以上のような不都合は、モアレ除去
板の他、所定値以上の波長成分をカットする熱線カット
フィルタや、各種特殊撮影用フィルタ等を光路中に介在
させる場合にも、同様に起こり得る。

【００１３】本発明は、このような事情に鑑み、光路中
にモアレ除去板等の平行平面板を介在させて原稿の読取
りを行う画像読取装置において、上記平行平面板の表裏
両面同士の傾斜に起因する読取り画像の位置ずれを効果
的に抑制できるものを提供することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上述のように、原稿画像
の読取り位置は上記平行平面板の表裏両面の平行度に大
きく影響を受けるが、前側面Ｆ１への入射角ｉ₁、すな
わち光軸Ｌに対する前側面Ｆ１の傾斜角度によっても変
化する。

【００１５】本発明は、この点に着目してなされたもの
であり、原稿を照明する光源と、この光源を上記原稿に
対して相対移動させる走査手段と、受光光量に応じたレ
ベルの電気信号を出力するイメージセンサと、上記原稿
の照明光束を上記イメージセンサに結像する結像光学系
とを備え、上記原稿とイメージセンサとの間の光路中の
光軸位置に透光性をもつ平行平面板が配設された画像読
取装置において、上記平行平面板の両面同士の傾斜に起
因する上記イメージセンサによる画像読取り位置のずれ
を相殺する方向に相殺する角度だけ上記平行平面板の前
側面を光軸に対して傾けたものである。

【００１６】この構成によれば、上記平行平面板の両面
平行度が悪い場合でも、これに対応する角度だけ上記平
行平面板の前側面（図５の前側面Ｆ１）が光軸に対して
傾けられることにより、画像読取り位置のずれが是正さ
れる。

【００１７】すなわち、平行平面板における表裏両面の
平行度のバラツキに起因するイメージセンサの読取位置
のバラツキは、平行平面板の微妙な平行度誤差により大
幅にバラツキを生じるため平行度による補正が困難なの
に対し、平行平面板前側面と光軸との傾きにより生じる
イメージセンサの読取位置のバラツキは、フィルタの平
行度による影響より大幅に少ない点に着目し、イメージ
センサ読取位置のバラツキを、影響度が少なく調整が容
易な光軸に対する平行平面板の挿入角度の調整により達
成するようにしたものである。

【００１８】特に、上記平行平面板を保持してこれを上
記光軸位置とこの光軸位置から離れた退避位置との間で
移動させる平行平面板保持手段を備える場合には、上記
平行平面板の両面同士の傾斜に起因する上記イメージセ
ンサによる画像読取り位置のずれを相殺する方向に相殺
する角度だけ上記平行平面板の前側面を光軸に対して傾
けた状態で上記光軸位置に保持するように上記平行平面
板保持手段を構成することにより、上記平行平面板を光
路中に介在させた場合と介在させない場合とでの相対的
な読取り位置のずれも是正することができる。

【００１９】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を、図１〜図
３に基づいて説明する。

【００２０】図１に示す画像読取装置１０は、ハウジン
グ１２を備え、その上面に透明な原稿載置板１６が固定
されている。ハウジング１２内には、原稿載置板１６上
の原稿を照らす第１の光源１３及び第２の光源１４と、
イメージセンサ（この形態では１ライン型ＣＣＤイメー
ジセンサ）１８と、結像光学系とが収容されている。結
像光学系は、複数枚のミラー２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃと
結像レンズ２２とを備え、上記光源１３，１４による原
稿の照明光束がミラー２０Ａ〜２０Ｃで反射されて結像
レンズ２２によりイメージセンサ１８に結像される（す
なわち原稿Ｄからイメージセンサ１８に至る光軸Ｌが形
成される）ように配置されている。

【００２１】上記第１の光源１３及び第２の光源１４と
ミラー２０Ａとは、主走査方向（図１の奥行き方向）に
延び、図略の光学系駆動モータと駆動伝達機構とによ
り、上記主走査方向と直交する副走査方向（図１の左右
方向）に駆動されるように構成され、その半分の速度で
ミラー２０Ｂ，２０Ｃが同方向に連動駆動されるように
なっており、このような動作によって上記光源１３，１
４による原稿照明位置からイメージセンサ１８までの光
路長が常に一定に保たれるようになっている。また、光
源１３，１４の原点位置に対応する位置には、同位置に
光源１３，１４が存在するか否かを検出する原点位置ス
イッチ（図示せず）が設けられている。

【００２２】なお、図１には、光源１３，１４を移動さ
せて原稿の副走査をするものを示しているが、光源１
３，１４を固定して原稿を移動させることによりその副
走査を行うものにも本発明は適用が可能である。

【００２３】イメージセンサ１８は、リニアイメージセ
ンサであり、図略のドライバから入力される駆動信号
（スタート信号及びストップ信号）に対応した期間だけ
画像の読取り動作を行うように構成されている。

【００２４】上記結像レンズ２２とミラー２０ｃとの間
には、熱線カットフィルタ２４及びモアレ除去板挿脱装
置（平行平面板保持手段）２６が設けられている。

【００２５】熱線カットフィルタ２４は、反射ミラー２
０で反射された光のうち、所定値（例えば700nm）以上
の波長成分をカットし、この波長成分に起因するスミア
ー（画像がその縁からはみ出してにじみ、汚れたように
ボケて見える現象）の発生を防ぐものである。

【００２６】モアレ除去板挿脱装置２６は、図２に示す
ように、主走査方向（図１の奥行き方向）に延びる回転
軸２７と、この回転軸２７を駆動するパルスモータ２９
とを備え、上記回転軸２７の周面にモアレ除去板２８が
立直状態で固定されており、このモアレ除去板２８は、
ガラス製の平行平面板からなっている。そして、上記パ
ルスモータ２９の駆動によって回転軸２７が略９０°回
動駆動されることにより、この回転軸２７に固定された
上記モアレ除去板２８の位置が、光軸Ｌ中に位置する光
軸位置（図２の実線位置）と、この光軸位置から上方に
退避した退避位置（同図二点鎖線位置）とに切換えられ
るようになっている。

【００２７】さらに、この装置の特徴として、上記モア
レ除去板２８は、上記光軸位置に位置決めされた状態
で、図３に示すように、その前側面（前側面；図３では
左側面）が上記光軸Ｌに対して角度θだけ傾いた状態で
光軸Ｌ上の位置に位置決めされるように、上記回転軸２
７に傾斜状態で固定されている。すなわち、上記モアレ
除去板２８の前側面Ｆ１と後側面Ｆ２とが平行でない場
合には、これに起因してイメージセンサ１８による画像
読取り位置にずれが生じるため、これを相殺する方向に
相殺する角度だけ上記前側面Ｆ１を光軸Ｌに対して傾け
るように、モアレ除去板挿脱装置２６が構成されてい
る。

【００２８】具体的に、傾斜角度θの値を求めるには、
上記平行平面板における両面Ｆ１，Ｆ２同士の傾斜角度
αと前記（数１）〜（数３）とに基づき、振れ角δが予
め設定された微小許容範囲内に収まるような前側面Ｆ１
への入射角ｉ₁の値をコンピュータによる数値演算（例
えばはさみ打ち法）で算出し、その値をそのまま上記モ
アレ除去板２８の傾斜角度θとして設定するようにして
もよいし、実機において実際にモアレ除去板２８をセッ
トし、その角度を微調整しながら試行錯誤的に適当な角
度を見つけるようにしてもよい。また、当該角度は微小
角であることから、下記の近似式（数５）を用いて傾斜
角度θを演算しても、ほぼ近い値を得ることができる。

【００２９】

【数５】θ＝（ｓ／ｄ）・ｎ・α ここで、ｓはフィルタと原稿面との間の距離、ｄはフィ
ルタ厚み寸法、ｎはフィルタでの屈折率である。

【００３０】次に、この装置の作用を説明する。

【００３１】まず、上記モアレ除去板２８を用いるか否
かの選択がオペレータにより行われる。具体的に、印刷
物、網点原稿等、比較的モアレが発生しやすい原稿を読
み取る場合には、モアレ除去板２８を用い、それ以外の
原稿を読み取る場合には、モアレ除去板２８を用いない
といった選択がなされる。この選択は、オペレータによ
る図略の操作部の操作で装置に入力される。モアレ除去
板２８の使用が選択された場合には、パルスモータ２９
の駆動によってモアレ除去板２８が図２実線の光軸位置
にセットされ、不使用が選択された場合には、モアレ除
去板２８が同図二点鎖線の退避位置にセットされる。

【００３２】次に、走査要求のあった時点で、各種走査
用パラメータが取込まれ、各機器が初期状態にセットさ
れる。光源１３，１４は、予め設定された走査待機位置
（副走査方向のトリミング開始位置よりも手前側の位置
であって、副走査開始位置に至るまでに光源１３，１４
の走行速度を所定の副走査速度に高めるのに十分な助走
距離を確保できる位置）に位置決めされる。そして、階
調補正用の変換テーブルや変倍パターンがセットされた
後、原稿走査が開始される。

【００３３】具体的には、前記走査待機位置から光源１
３，１４の駆動が開始され、これら光源１３，１４が前
記助走距離だけ移動した地点からイメージセンサ１８に
よる読取りが開始される（副走査開始）。そして、予め
設定されたライン数を走査した地点、すなわち、予め設
定された副走査方向トリミング範囲分だけ光源１３，１
４が移動した地点で、イメージセンサ１８による読取り
が止められ（副走査終了）、光源１３，１４の消灯とい
った必要な走査終了動作が行われる。上記イメージセン
サ１８の出力信号は、適当な処理を受けて後段の図示し
ないイメージメモリへ転送され、書き込まれる。

【００３４】上記走査において、上記モアレ除去板２８
が用いられる場合、このモアレ除去板２８は、その両面
Ｆ１，Ｆ２同士の傾斜角αに応じて、この傾斜に起因す
る画像読取り位置誤差を解消する方向に前側面Ｆ１が光
軸Ｌに対して傾いた状態で上記光軸位置に保持されるの
で、このモアレ除去板２８の両面同士が正確に平行でな
くても、これに起因する読取り画像の位置ずれは効果的
に抑制される。

【００３５】なお、本発明はその他次のような実施形態
を取ることも可能である。

【００３６】(1) 図１には、モアレ除去板２８を光軸位
置に挿脱する装置を示したが、このモアレ除去板２８を
上記光軸位置に固定し、常時使用する装置においても、
その固定の際に上記の角度調整を行うことにより、読取
り位置のずれを是正できる。ただし、上記のようにモア
レ除去板２８を挿脱する装置においては、このモアレ除
去板２８を用いる場合と用いない場合とでの相対的な画
像読取り位置も是正できる利点がある。

【００３７】(2) 図２に示すモアレ除去板挿脱装置２６
において、上記モアレ除去板２８の前側面Ｆ１を光軸Ｌ
に対して傾ける手段としては、上記のようにモアレ除去
板２８を回転軸２７に実際に上記角度だけ傾けた状態で
固定する他、所定の傾斜角度分だけ位置決め用のパルス
モータ８２の駆動パルス数を増減させる手段も有効であ
る。

【００３８】(3) 上記実施形態では、モノクロ原稿を読
み取る装置について示したが、例えばイメージセンサ１
８と原稿との間に複数種の分光フィルタを順次交換しな
がら介在させてその都度走査を行い、これによって多色
原稿の読取りを可能にした装置についても、本発明は適
用が可能である。この場合、上記モアレ除去板２８に加
え、各分光フィルタについても上記と同様の角度調整を
行うことにより、画像読取り位置のずれをさらに抑制す
ることができる（ただし、これら分光フィルタの角度調
整は本発明の対象外である。）。

【００３９】(4) 本発明は、上記モアレ除去板２８の
他、図１に示した熱線カットフィルタや特殊撮影用フィ
ルタといった種々の平行平面板を光路中に介在させる装
置に広く適用できるものである。

【００４０】

【発明の効果】以上のように本発明は、光路中にモアレ
除去板等の平行平面板を介在させながら原稿画像をイメ
ージセンサで読み取る画像読取装置において、上記平行
平面板の両面同士の傾斜に起因する画像読取り位置の誤
差を解消すべく、上記平行平面板の前側面を光軸に対し
て所定角度傾けるようにしたものであるので、特別な装
置を用いることなく、上記平行平面板の形状誤差に起因
する読取り画像の位置ずれを効果的に抑制できる効果が
ある。

【００４１】特に、上記平行平面板を保持してこれを上
記光軸位置とこの光軸位置から離れた退避位置との間で
移動させる平行平面板保持手段を備える場合には、上記
平行平面板の両面同士の傾斜に起因する上記イメージセ
ンサによる画像読取り位置のずれを相殺する方向に相殺
する角度だけ上記平行平面板の前側面を光軸に対して傾
けた状態で上記光軸位置に保持するように上記平行平面
板保持手段を構成することにより、上記平行平面板を光
路中に介在させた場合と介在させない場合とでの相対的
な読取り位置のずれも是正できるとともに、画像の欠落
を防止する効果も得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の一形態における画像読取装置の
ハード構成を示す断面側面図である。

【図２】上記画像読取装置に設けられたモアレ除去板挿
脱装置の斜視図である。

【図３】上記モアレ除去板挿脱装置に保持される平行平
面板と光軸との傾斜状態を示す側面図である。

【図４】平行平面板における光の屈折と原稿画像読取り
位置のずれとの関係を示す説明図である。

【図５】上記平行平面板における光の屈折状態を示す拡
大図である。

【符号の説明】

１０ 画像読取装置 １３ 第１の光源 １４ 第２の光源 １６ 原稿載置板 １８ イメージセンサ ２０Ａ〜２０Ｃ 反射ミラー ２２ 結像レンズ ２６ モアレ除去板挿脱装置（平行平面板保持手段） ２８ モアレ除去板 Ｆ１ 前側面 Ｌ 光軸 θ 光軸に対する前側面の傾斜角度

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 原稿を照明する光源と、この光源を上記
   原稿に対して相対移動させる走査手段と、受光光量に応
   じたレベルの電気信号を出力するイメージセンサと、上
   記原稿の照明光束を上記イメージセンサに結像する結像
   光学系とを備え、上記原稿とイメージセンサとの間の光
   路中の光軸位置に透光性をもつ平行平面板が配設された
   画像読取装置において、上記平行平面板の両面同士の傾
   斜に起因する上記イメージセンサによる画像読取り位置
   のずれを相殺する方向に相殺する角度だけ上記平行平面
   板の前側面を光軸に対して傾けたことを特徴とする画像
   読取装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の画像読取装置において、
   上記平行平面板を保持してこれを上記光軸位置とこの光
   軸位置から離れた退避位置との間で移動させる平行平面
   板保持手段を備えるとともに、上記平行平面板の両面同
   士の傾斜に起因する上記イメージセンサによる画像読取
   り位置のずれを相殺する方向に相殺する角度だけ上記平
   行平面板の前側面を光軸に対して傾けた状態で上記光軸
   位置に保持するように上記平行平面板保持手段を構成し
   たことを特徴とする画像読取装置。
3. 【請求項３】 請求項１または２記載の画像読取装置に
   おいて、上記平行平面板はモアレ除去板であることを特
   徴とする画像読取装置。