JPH0974462A - 画像読取装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 原稿が多少浮き上がった場合でも、原稿面で
の光量の変動を抑え、良好な読み取りを行なうことので
きる画像読取装置を提供する。 【解決手段】 ＬＥＤアレイ１から放射された光が読み
取りに最適な光量となる点で形成される等光量曲線２を
もとに、ある区間内の各点における光量と読取時の光量
との差または比が所定許容量内であり、かつ、その区間
の長さがプラテンガラス８と原稿の読取面７との許容離
間距離以上である等光量直線１０を設定する。そして、
設定した等光量直線１０がセルフォックレンズの光軸６
と略一致または略平行となり、プラテンガラス８の表面
からプラテンガラス−原稿間距離９の許容長さが上述の
区間に含まれるように、ＬＥＤアレイ１を配置する。こ
れにより、原稿面７がプラテンガラス８の表面から浮い
た場合でも、原稿面７の照明光量をほぼ一定にすること
ができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＦＡＸやＯＣＲ等
の画像読取装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図４は、従来の画像読取装置の一例を示
す断面図である。図中、１はＬＥＤアレイ、２は等光量
曲線、３はＬＥＤアレイの光軸、４は１次元イメージセ
ンサ、５はセルフォックレンズ、６はセルフォックレン
ズの光軸、７は原稿面、８はプラテンガラス、９はプラ
テンガラス−原稿間距離である。ＬＥＤアレイ１は、複
数のＬＥＤを図の表裏方向に配列したものであり、プラ
テンガラス８上に載置される原稿を照明する。ＬＥＤの
放射光を原稿面に集光するためのレンズ系を有している
場合もある。ＬＥＤアレイ１から原稿に向けて出射され
た光は、周囲に拡散し、距離の２乗に比例して光量が低
下する。等光量曲線２は、ＬＥＤアレイの光軸３を含む
ある面で同じ光量となる点を結んだ曲線であり、図４で
は一例として、略楕円として示している。

【０００３】１次元イメージセンサ４は、複数の受光素
子を図の表裏方向に配列したものであり、受光量に応じ
た電気信号を出力する。セルフォックレンズ５は、原稿
からの反射光を１次元イメージセンサ４の受光面に集光
する。セルフォックレンズの光軸６の一方は、１次元イ
メージセンサ４の受光素子に合わせられており、他方の
原稿面７との交点が原稿面７において受光素子によって
読み取られる点となる。

【０００４】原稿はプラテンガラス７上に載置される。
理想的には原稿の原稿面７はプラテンガラス７に密着し
ているはずである。そのため、ＬＥＤアレイの光軸３と
セルフォックレンズの光軸６との交点がプラテンガラス
８の表面に位置するように構成し、プラテンガラス−原
稿間距離９が０のときに読取状態が最良となるようにし
ている。このとき、プラテンガラス８の表面のＬＥＤア
レイの光軸３とセルフォックレンズの光軸６との交点に
おいて、読み取りに最適な光量となるようにＬＥＤアレ
イ１の光量が調整されており、その光量の等光量曲線２
は図４に示すようになる。

【０００５】しかし、実際には原稿が浮いてプラテンガ
ラス７の表面から離れてしまい、プラテンガラス−原稿
間距離９が０にはならない場合がある。この場合、読取
位置はＬＥＤアレイの光軸３からはずれ、図４に示すよ
うに等光量曲線２よりも外側に離れてしまうため、著し
く光量が低下する。従って１次元イメージセンサ４へ到
達する光量も低下して、読み取った画像が黒ずむという
問題があった。

【０００６】この問題を解決するため、例えば、特開平
２−２６６７５３号公報では、ＬＥＤアレイの光軸３と
セルフォックレンズの光軸６との交点がプラテンガラス
８の表面よりも上にあるように構成している。これによ
って、原稿の多少の浮き上がりには対処できるものの、
原稿の浮き上がり具合、すなわちプラテンガラス−原稿
間距離９の変動に対する光量の変動割合はそれほど変わ
らないので、この公報の第３図に示されているグラフの
ように、ＬＥＤアレイの光軸３とセルフォックレンズの
光軸６との交点から原稿が離れる距離によって、原稿面
７の読取位置における光量は急激に変化することにな
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述した事
情に鑑みてなされたもので、原稿が多少浮き上がってし
まった場合でも、光量の変動を抑え、良好な読み取りを
行なうことのできる画像読取装置を提供することを目的
とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、原稿の読取面
を照明する光源と、前記読取面からの反射光を集光する
光学系と、前記読取面の画像を読み取るイメージセンサ
を有する画像読取装置において、ある区間内の各点にお
ける光量と読取時の所定光量との差または比が所定許容
量内でありかつ該区間の長さが前記原稿と前記読取面と
の所定離間距離以上である等光量直線が前記光学系の光
軸と略一致または略平行となるように前記光源を設置し
たことを特徴とするものである。なお、請求項２に記載
の発明のように、前記区間の長さを０．３ｍｍ以上とす
ることができる。また、請求項３に記載の発明のよう
に、前記所定許容量は、前記イメージセンサの出力信号
を２値化する際の閾値の光量または光量比に基づいて決
定することができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の画像読取装置の
実施の一形態を示す断面図である。図中、図４と同様の
部分には同じ符号を付して説明を省略する。１０は等光
量直線である。この実施の一形態では、上述の図４に示
した構成の画像読取装置と同様の例について示してい
る。

【００１０】上述したように、ＬＥＤアレイ１から出射
した光は、ＬＥＤアレイの光軸３に沿った空間に広がり
を有する。そのため、ＬＥＤアレイの光軸３を原稿に合
わせなくても、その周囲の空間にも同じ光量が得られる
部分が存在する。すなわち、等光量曲線２上であれば、
ＬＥＤアレイの光軸３の近傍でなくても、同じ光量を得
ることができる。そのため、後述するようにして、等光
量曲線２に基づいてある距離の間だけほぼ同じ光量の得
られる等光量直線１０を設定し、この等光量直線１０が
セルフォックレンズの光軸６とほぼ一致またはほぼ平行
となるように、ＬＥＤアレイ１を配置する。

【００１１】このようにＬＥＤアレイ１を配置すること
によって、原稿がプラテンガラス８から浮き上がって
も、原稿面７が照射される光量はほぼ同じであり、良好
な光量によって読み取りを行なうことができる。

【００１２】図２は、等光量直線の一例の説明図であ
る。図中、図１と同様の部分には同じ符号を付してあ
る。１１はＬＥＤチップである。ＬＥＤアレイ１には、
図２に示すように複数のＬＥＤチップ１１が配列されて
いる。１つのＬＥＤチップ１１あるいはＬＥＤアレイ１
には、発光部とともに発光光を収束させるためのレンズ
系が付加されている場合もある。

【００１３】ここでは、１つのＬＥＤチップ１１から放
射された光が読み取りに最適な光量となる点で形成され
る等光量曲線２が、例えば、図２に示すような略楕円形
の場合を考える。ここで、等光量曲線２と２点で交差す
る直線を引く。このとき、この２点間を含む区間におけ
る直線上の各点の光量と、等光量曲線２が示す光量との
差または比が所定値以内となるように引く。すなわち、
この直線は、２交点を含む区間内の各点において、読み
取りに最適な光量とほぼ同じ光量が得られることにな
る。このように、ある区間内の各点における光量と、読
み取り時の光量との差または比が所定値以内となるよう
な直線を等光量曲線２と呼ぶことにする。このような等
光量直線１０は無数に存在する。

【００１４】等光量直線１０において、上述の２交点を
含む区間の長さをＬとするとき、この長さＬは、等光量
曲線２上の位置によって異なる。例えば、等光量曲線２
とＬＥＤアレイの光軸３との交点付近の２点で交差す
る、ＬＥＤアレイの光軸３と直交する等光量直線１０を
考える。等光量曲線２とＬＥＤアレイの光軸３との交点
付近では、等光量曲線２の形状からもわかるようにＬＥ
Ｄアレイの光軸３から離れる方向の光量は急激に低下す
るので、等光量直線１０の光量がほぼ同じ区間の長さＬ
は短くなる。逆に、ＬＥＤアレイの光軸３と略平行とな
る等光量直線１０を考えると、等光量曲線２は短軸との
交点付近では曲率が小さく、ＬＥＤアレイの光軸３の方
向の光量変化は小さいので、長さＬは長くなる。

【００１５】本発明では、等光量直線１０がセルフォッ
クレンズの光軸６と略一致または略平行となるようにす
る。このとき、距離Ｄが所定値以内である区間Ｌは、セ
ルフォックレンズの光軸６と略一致または略平行に存在
することになる。この区間に原稿面７が存在するように
構成すれば、原稿面７を良好な光量によって読み取るこ
とが可能になる。さらに、区間の長さＬをプラテンガラ
ス−原稿間距離９の許容される長さ以上とすれば、許容
範囲内において原稿が浮いた場合でも、距離Ｄに基づく
光量差以内の光量によって照明することができる。

【００１６】上述のように等光量直線１０は無数に存在
するが、区間の長さＬを規定することによってある程度
限定される。上述のように、図２に示した例では、ＬＥ
Ｄアレイの光軸３と等光量曲線２との交点に近づくにつ
れて長さＬは短くなり、楕円の短軸に近づくにつれて長
さＬは長くなる。プラテンガラス８の表面から原稿面７
が浮き上がる場合、プラテンガラス−原稿間距離９が
０．３ｍｍ程度までの浮きが多く発生するため、長さＬ
は０．３ｍｍ以上とすればよい。逆に、照明の効率から
すると、ＬＥＤアレイの光軸３と等光量曲線２の交点に
近づく方がよく、長さＬをあまり長く取りすぎると照明
効率が低下してしまう。さらに、ブラッグ角等の光学的
な条件、ＬＥＤアレイ１の組付けの空間的な制約等も加
味する必要がある。これらの諸条件を考慮し、読み取り
に最適な光量の等光量曲線２から等光量直線１０を決定
する。そして、この等光量直線１０がセルフォックレン
ズの光軸６と略一致または略平行となり、プラテンガラ
ス８の表面からプラテンガラス−原稿間距離９の許容長
さが上述の区間に含まれるように、ＬＥＤアレイ１を配
置すればよい。

【００１７】図１に示した例では、図４に示した構成と
比べ、ＬＥＤアレイの光軸３とプラテンガラス８の表面
とのなす角を大きくし、さらに図中、上および右に少し
ずらした位置にＬＥＤアレイ１を配置している。もちろ
んこれは図４との比較であり、通常は、等光量直線１０
がセルフォックレンズの光軸６と略一致または略平行と
なるようにＬＥＤアレイ１の配置を設計時に決定すれば
よい。

【００１８】上述の説明では、等光量直線１０は等光量
曲線２と２点で交わる直線として説明したが、これに限
らず、等光量曲線２と接したり、あるいは等光量曲線２
と離れていてもよく、等光量直線１０上の所定以上の長
さＬの区間における光量が、所定の光量と所定の光量差
または光量比の範囲内となればよい。等光量曲線２が略
楕円の場合には、等光量直線１０を等光量曲線２と２点
で交わるように設定することによって長さＬをなるべく
長くとることができる。

【００１９】さらに、図２には等光量曲線２が略楕円形
の場合を示したが、実際のＬＥＤアレイ１の等光量曲線
２は、略楕円形に限らず、略ハート型など、種々の形状
を有している。このような場合にも、等光量直線１０上
の所定以上の長さＬの区間における光量が、所定の光量
と所定の光量差または光量比の範囲内となるように、等
光量直線１０を設定すればよい。

【００２０】図３は、プラテンガラス−原稿間距離と光
量比との関係の具体例を示すグラフである。このグラフ
は、原稿面７がプラテンガラス８に密着している状態で
の１次元イメージセンサ４による受光量を１００とし、
原稿面７がプラテンガラス８の表面から浮いた場合の受
光量の比を示している。図中、実線は、等光量直線１０
のほぼ同じ光量の得られる区間の長さＬを１ｍｍ程度と
して設計した本発明の画像読取装置を用いた場合を示し
ている。また、破線は、図４に示した従来の画像読取装
置を用いた場合を示している。図３からわかるように、
従来の画像読取装置では、プラテンガラス８の表面から
原稿が浮き上がると、照明光量が低下し、１次元イメー
ジセンサ４による受光量が大きく低下している。これに
比べ、本発明の画像読取装置では、プラテンガラス−原
稿間距離が１ｍｍ程度までほぼ１００％の光量比を有し
ている。

【００２１】１次元イメージセンサ４から出力された信
号は、通常はアナログ信号であるが、以後の処理のため
に種々の信号処理が行なわれる。この一つとして２値化
あるいは多値化処理が行なわれる。一例として２値化処
理を行なうものとし、例えば光量比８０％のレベルを２
値化スライスレベルとする。この２値化スライスレベル
より光量比が大きい、すなわち反射光が強い場合には白
と判断し、光量比が小さい、すなわち反射光が弱い場合
には黒と判断する。

【００２２】従来の画像読取装置では、原稿が０．２ｍ
ｍよりも浮き上がると、光量比が８０％を下回り、読み
取った画像は白い部分も黒と判断され、読取画像が黒ず
むことになる。上述のように、０．３ｍｍ程度の原稿の
浮き上がりは多く発生することから、従来では黒ずんだ
読取画像が得られる場合が頻発していた。しかし、本発
明の画像読取装置では、原稿が１ｍｍ程度まで浮き上が
っても、良好な光量によって読み取りを行なわれるの
で、原稿が浮き上がっても多くの場合には白い部分が黒
ずむことはなく、良好な読取画像を得ることが可能であ
る。

【００２３】図３では、２値化スライスレベルを光量比
が８０％に設定している。そのため、プラテンガラス−
原稿間距離が広くなっても光量比が８０％より大きけれ
ば白の部分を黒と判定することはない。すなわち、プラ
テンガラス−原稿間距離の許容範囲内において、等光量
直線１０の各点の光量と読み取りに最適な光量との光量
差または光量比の許容範囲を、白を読み取ったときの１
次元イメージセンサ４の出力信号が示す光量比がほぼ８
０％より大きくなるように設定すればよい。このよう
に、等光量直線１０の各点の光量と読み取りに最適な光
量との光量差または光量比の許容範囲は、２値化スライ
スレベルの設定値に基づいて決めることが可能である。
もちろん、原稿の質に基づく白の部分の反射率の違い
や、塵埃や各部の汚れなどによる光量低下など、種々の
条件を考慮して許容範囲を設定することが望ましい。

【００２４】上述の図１に示した構成は、セルフォック
レンズ５、１次元イメージセンサ４の片方のみにＬＥＤ
アレイ１を配置した例を示したが、両側にＬＥＤアレイ
１を配置する場合も、同様にして両側のＬＥＤアレイ１
の配置を決定すればよい。また、上述の図１に示した構
成では、原稿の直下に１次元イメージセンサ４を配置し
た例を示したが、斜め方向から１次元イメージセンサ４
によって読み取る場合についても、同様に等光量直線１
０がセルフォックレンズの光軸６に略一致または略平行
になるようにＬＥＤアレイ１を配置すればよい。

【００２５】さらに、上述の構成では、プラテンガラス
８に対向した原稿面７をプラテンガラス８を介して読み
取る構成を示したが、プラテンガラス８よりも上にＬＥ
Ｄアレイ１、１次元イメージセンサ４、セルフォックレ
ンズ５を設け、プラテンガラス８を介さずに読み取る構
成においても、同様にしてＬＥＤアレイ１を配置すれ
ば、プラテンガラス８から浮き上がった原稿を読み取れ
るとともに、厚手の原稿や、雑誌のようにある程度の厚
みを有する場合においても、ほぼ一定の光量で照明する
ことが可能である。

【００２６】なお、プラテンガラス８の表面から原稿面
７が離れるとともに、セルフォックレンズ５の焦点位置
から離れてぼけが発生することも考えられるが、許容す
るプラテンガラス−原稿間距離に応じて、セルフォック
レンズ５の深度を深くしておいたり、焦点位置をプラテ
ンガラス８の表面から多少離しておけばよい。もちろ
ん、焦点調節機構を設けてもよい。また、セルフォック
レンズ５は、他の光学要素を用いることも可能である。

【００２７】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、等光量直線が光学系の光軸と略一致または略
平行となるように光源を設置したので、原稿がプラテン
ガラスなどに密着せず、浮いた場合でも、原稿面の照明
光量をほぼ一定にすることができる。これにより、イメ
ージセンサの受光量の低下を防ぎ、画像の黒ずみを軽減
して読取画像の品質を向上することができるという効果
がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の画像読取装置の実施の一形態を示す
断面図である。

【図２】 等光量直線の一例の説明図である。

【図３】 プラテンガラス−原稿間距離と光量比との関
係の具体例を示すグラフである。

【図４】 従来の画像読取装置の一例を示す断面図であ
る。

【符号の説明】

１…ＬＥＤアレイ、２…等光量曲線、３…ＬＥＤアレイ
の光軸、４…１次元イメージセンサ、５…セルフォック
レンズ、６…セルフォックレンズの光軸、７…原稿面、
８…プラテンガラス、９…プラテンガラス−原稿間距
離、１０…等光量直線、１１…ＬＥＤチップ。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 原稿の読取面を照明する光源と、前記読
   取面からの反射光を集光する光学系と、前記読取面の画
   像を読み取るイメージセンサを有する画像読取装置にお
   いて、ある区間内の各点における光量と読取時の所定光
   量との差または比が所定許容量内でありかつ該区間の長
   さが前記原稿と前記読取面との所定離間距離以上である
   等光量直線が前記光学系の光軸と略一致または略平行と
   なるように前記光源を設置したことを特徴とする画像読
   取装置。
2. 【請求項２】 前記区間の長さは、０．３ｍｍ以上であ
   ることを特徴とする請求項１に記載の画像読取装置。
3. 【請求項３】 前記所定許容量は、前記イメージセンサ
   の出力信号を２値化する際の閾値の光量または光量比に
   基づいて決定されていることを特徴とする請求項１に記
   載の画像読取装置。