JPH10229471A - カラーイメージスキャナ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 原稿をカラー画像として読取る場合の光源か
らの光照射時間を確保しつつ、読取速度を速くし、また
原稿をモノクローム画像として読取る場合の読取時間も
高速化する。 【解決手段】 周方向にＲＧＢの３色に色分けされた筒
状のカラーフィルタ１１と、カラーフィルタ内に挿入し
た蛍光管の周りでカラーフィルタを回転させるフィルタ
モータ１４と、原稿をカラー画像として読取るカラー読
取モードの場合はカラーフィルタの１色を介して照射す
る時間が少なくとも１色当たりに必要なイメージセンサ
の蓄積時間よりも長くなるようにカラーフィルタを回転
して原稿を読取る。原稿をモノクローム画像として読取
るモノクローム読取モードの場合はカラーフィルタの１
色を介して照射する時間がイメージセンサの蓄積時間を
３ｎ倍で割った時間となるようにカラーフィルタを回転
して原稿を読取る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、原稿画像を光学的
に読取るカラーイメージスキャナに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、カラーイメージスキャナとして
は、特開昭６３−１８４４５６公報に示すような技術が
知られている。このカラーイメージスキャナは、図６及
び図７に示すように角筒の各面に色分解用の有色フィル
タである赤色（Ｒ）フィルタ１ａ、緑色（Ｇ）フィルタ
１ｂ、青色（Ｂ）フィルタ１ｃ、及び無色フィルタであ
る透明フィルタ１ｄとをそれぞれ配置してなるカラーフ
ィルタ１を備え、このカラーフィルタ１内に光源として
の蛍光管２を挿入し、このカラーフィルタ１の端部に設
けたギア３を介してモータ４で蛍光管２の周りでカラー
フィルタ１を図中矢印方向に所定の速度で回転させるこ
とにより、蛍光管２からの光を赤色（Ｒ）、緑色
（Ｇ）、青色（Ｂ）の光に変換するようになっていた。

【０００３】そして、原稿５をカラー画像として読取る
ときには、蛍光管２からの光が赤色（Ｒ）となるように
カラーフィルタ１を回転させて所定の位置にセットして
その光を原稿５に照射し、その反射光を集光レンズ６を
介して光電変換素子を配設したイメージセンサ７で取込
む。次に、蛍光管２からの光が緑色（Ｇ）となるように
カラーフィルタ１を回転させて所定の位置にセットして
その光を原稿に照射し、その反射光をイメージセンサ７
で取込む。続いて、蛍光管２からの光が青色（Ｂ）とな
るようにカラーフィルタ１を回転させて所定の位置にセ
ットしてその光を原稿に照射し、その反射光をイメージ
センサ７で取込む。こうして、イメージセンサ７から各
色成分ごとに電気信号に変換したカラーデータを得るこ
とができるようになっていた。

【０００４】また、原稿５をモノクローム画像（白黒画
像）として読取るときには、蛍光管２からの光が無色透
明部１ｄを通るようにカラーフィルタ１を回転させて所
定の位置にセットしその光を原稿に照射し、その反射光
をイメージセンサ７で取込んで、電気信号に変換したモ
ノクロームデータを得ることができるようになってい
た。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このようなカ
ラーイメージスキャナにおいては、原稿５を読取る場合
は、カラーフィルタ１を回転させて所定の位置にセット
してから原稿５からの反射光をイメージセンサ７で読取
っていたため、原稿の読取りに時間がかかるという問題
があった。特に原稿５をカラー画像として読取る場合に
は、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）のそれぞれ３
回分、カラーフィルタ１を回転させて所定の位置にセッ
トしなければならず、多くの時間がかかっていた。

【０００６】この場合、読取時間を短縮するために、カ
ラーフィルタ１を所定の速度で回転させて、蛍光管２の
光が各色を通るタイミングでイメージセンサ７の光電変
換素子に蓄積するようにして連続的に電気信号に変換す
る制御も考えられる。

【０００７】しかしながら、このような制御では、原稿
５をカラー画像として読取る場合、カラーフィルタ１に
無色透明部１ｄが存在する分だけ、他の色のスリット幅
が狭くなるため、カラーフィルタ１の回転速度が速いと
各色の光照射時間が少なくなり、各色に対する光電変換
素子の蓄積時間も短くしなくてはならなくなってしま
う。これでは十分に光源の光量を利用することができな
いと考えられる。

【０００８】また、原稿５をモノクローム画像として読
取る場合にはカラーフィルタ１の無色透明部１ｄの部分
のみを使用するだけで足りるため、この場合にもカラー
フィルタ１を所定の速度で回転させるようにすれば、他
の色の部分はすべてスキップする必要が生じ、その分、
無駄に読取時間がかかってしまうと考えられる。

【０００９】そこで、本発明は、原稿をカラー画像とし
て読取る場合の光源からの光照射時間を確保しつつ、読
取速度を速くすることができ、また原稿をモノクローム
画像として読取る場合の読取時間も高速化することがで
きるカラーイメージスキャナを提供しようとするもので
ある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、光源からの光
を複数色のフィルタをそれぞれ介して原稿に照射し、そ
の反射光を光電変換素子で取込んで電気信号に変換する
イメージスキャナにおいて、周方向に複数のカラー色に
色分けされた筒状のカラーフィルタと、カラーフィルタ
内に挿入した光源の周りでカラーフィルタを回転させる
カラーフィルタ駆動手段と、原稿をカラー画像として読
取るカラー読取モードと原稿をモノクローム画像として
読取るモノクローム読取モードとのいずれの読取モード
になっているかを判断する読取モード判断手段と、この
読取モード判断手段がカラー読取モードを判断した場
合、カラーフィルタの１色を介して照射する時間が少な
くとも１色当たりに必要な光電変換素子の蓄積時間より
も長くなるようにカラーフィルタ駆動手段を制御してカ
ラーフィルタを回転し、読取モード判断手段によりモノ
クローム読取モードを判断した場合、カラーフィルタの
１色を介して連続して照射する時間が光電変換素子の蓄
積時間をカラーフィルタのもつフィルタ色数のｎ倍（ｎ
は１以上の整数）で割った時間となるようにカラーフィ
ルタ駆動手段を制御してカラーフィルタを回転するカラ
ーフィルタ制御手段とを設けたものである。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。図１は、本実施の形態にかかるカ
ラーイメージスキャナにおける光照射部の構成を示す斜
視図で、１１はカラーフィルタである。このカラーフィ
ルタ１１は、円筒状のガラス管の周方向を３つに分け
て、３つの部分の表面をそれぞれ赤色（Ｒ）１１ａ、緑
色（Ｇ）１１ｂ、青色（Ｂ）１１ｃで色分けしてコーテ
ィングして構成される。このカラーフィルタ１１内には
光源としての蛍光管１２を挿入している。このカラーフ
ィルタ１１の端部にはギア３が設けられ、このギア１３
を介してフィルタモータ１４が接続している。このフィ
ルタモータ１４を駆動されて、蛍光管１２の周りでカラ
ーフィルタ１１を図中矢印方向に所定の速度で回転させ
ることにより、蛍光管１２からの光を赤色（Ｒ）、緑色
（Ｇ）、青色（Ｂ）の光に変換してこれを原稿に照射で
きるようになっている。上記蛍光管１２、カラーフィル
タ１１等は、後述するイメージセンサ２５とともにユニ
ット化され、そのイメージセンサユニットはイメージス
キャナの装置内の所定位置に配置される。

【００１２】図２は、上記カラーフィルタ１１を備えた
カラーイメージスキャナの全体構成を示すブロック図
で、２１は制御部本体を構成するＣＰＵ（中央処理装
置）である。このＣＰＵ２１には、ＣＰＵ２１が各部を
制御するためのプログラムデータ等を格納したＲＯＭ
（リード・オンリ・メモリ）２２、データ処理のために
使用されるメモリ等を設けたＲＡＭ（ランダム・アクセ
ス・メモリ）２３が接続している。上記ＣＰＵ２１と、
ＲＯＭ２２、ＲＡＭ２３とは、データバス、アドレスバ
ス、制御バス等のバスライン２４で相互に接続してい
る。

【００１３】上記バスライン２４には、イメージセンサ
２５がセンサ駆動回路２６及びセンサ制御回路２７を介
して接続している。このイメージセンサ２５は、上記蛍
光管１２からの光をカラーフィルタ１１を介して原稿に
照射した場合の反射光を取込み、その反射光の強弱で原
稿の濃淡を電気信号に変換（光電変換）する。

【００１４】イメージセンサ２５は複数の光電変換素子
を主走査方向にライン状に配設して構成される。上記セ
ンサ駆動回路２６は、センサ制御回路２７からの制御信
号に基づいて駆動し、各光電変換素子の蓄積時間を制御
するようになっている。

【００１５】上記イメージセンサ２５で変換された電気
信号は、Ａ／Ｄ変換回路２８を介してシェーディング補
正回路２９に供給されるようになっており、このシェー
ディング補正回路２９からの出力は、画像処理回路３０
を介してイメージバッファ３１に一時的に記憶されるよ
うになっている。

【００１６】上記イメージセンサ２５からの電気信号
は、Ａ／Ｄ変換回路２８でアナログ・デジタル変換（Ａ
／Ｄ変換）され、シェーディング補正回路２９で濃度レ
ベルのむら（シェーディング）が補正される。その後、
画像処理回路３０で所定の画像処理が施され、画像デー
タとしてイメージバッファ３１に記憶される。

【００１７】イメージバッファ３１に記憶された画像デ
ータは、インタフェース３２を介してこのインタフェー
ス３２に通信ケーブルで接続したホストコンピュータ３
３へ転送される。なお、インタフェース３２、上記シェ
ーディング補正回路２９、画像処理回路３０、イメージ
バッファ３１は、それぞれ上記バスライン２４にも接続
している。

【００１８】上記バスライン２４には、蛍光管１２のオ
ン・オフ制御や光強度制御等を行う調光機能付きインバ
ータ回路３４が接続している。この蛍光管としては、イ
メージセンサ２５への光量を多くするため、光強度が強
いものを使用することが望ましい。例えば、光を通す狭
いスリットを有するアパーチャー型の蛍光管を使用す
る。

【００１９】また、バスライン２４には、上記フィルタ
モータ１４を駆動するモータドライバ３５を制御するモ
ータ制御回路３６、原稿をイメージセンサユニットの対
向位置への搬送（吸入）、フィード、排紙を行う搬送モ
ータ３７を駆動するモータドライバ３８を制御するモー
タ制御回路３９が接続している。その他、バスライン２
４にはセンサ回路４１を介して用紙センサ等の各種セン
サ４２、読取モード（原稿をカラー画像として読取るカ
ラー読取モード、原稿をモノクローム画像として読取る
モノクローム読取モード）の設定入力等の各種操作を行
うための操作パネル４３が操作パネル制御回路４４を介
して接続している。

【００２０】上記ＣＰＵ２１は、本体の電源が投入され
ると、図３に示すような読取制御を行うようになってい
る。すなわち、ＣＰＵ２１は先ずＳＴ（ステップ）１に
て初期設定としてメモリをクリアしたり、各種の設定を
初期化する。このとき、カラーフィルタ１１の回転数を
デフォルト値としてカラー読取用に設定する。すなわ
ち、カラーフィルタ１１の１色を介して蛍光管１２から
照射する時間が少なくとも１色当たりに必要なイメージ
センサ２５の光電変換素子の蓄積時間よりも長くなるよ
うな速度に設定する。また、読取モードはデフォルト値
としてカラー読取モードに設定しておく。

【００２１】次に、ＳＴ２にてモノクローム読取モード
に設定されているか否かを判断する（読取モード判断手
段）。このとき、操作パネルからの設定やホスト装置側
からの指示によって読取モードが変更されていない場合
は、デフォルト値であるカラー読取モードであると判断
し、読取モードがモノクローム読取モードに変更されて
いる場合は、モノクローム読取モードであると判断す
る。なお、このモノクローム読取モードは、読取った結
果がモノクローム画像となる読取モードであるため、原
稿の画像自体は白黒画像であってもカラー画像であって
もよい。

【００２２】ＳＴ２にてカラー読取モードであると判断
した場合、ＳＴ３にて搬送モータ３７を制御して原稿を
吸入する。続いて、ＳＴ４にて調光機能付インバータ回
路３４を制御して蛍光管１２をオンするとともに、フィ
ルタモータ１４を制御してカラーフィルタ１１を回転さ
せる（カラーフィルタ制御手段）。このとき、カラーフ
ィルタ１１はカラー読取用の回転数で回転する。

【００２３】次に、ＳＴ５にて各色ごとにイメージセン
サ２５で読取処理を行う。すなわち、先ず蛍光管１２を
オンするとともに、続いてカラーフィルタ１１の各色の
切換タイミングに応じて１ラインずつ各色ごとに光電変
換を行い、得られた電気信号に所定の処理を施して画像
データとしてイメージバッファ３１へ記憶する。

【００２４】上記光電変換のタイミングは、具体的には
図４（ａ）に示すように蛍光管１２からの光がカラーフ
ィルタ１１の赤色（Ｒ）１ａを介して照射されている間
に所定の蓄積時間ＴR でイメージセンサ２５を制御して
反射光を光電変換し、蛍光管１２からの光がカラーフィ
ルタ１１の緑色（Ｇ）１ｂを介して照射されている間に
所定の蓄積時間ＴG でイメージセンサ２５を制御して反
射光を光電変換し、蛍光管１２からの光がカラーフィル
タ１１の青色（Ｂ）１ｃを介して照射されている間に所
定の蓄積時間ＴB でイメージセンサ２５を制御して反射
光を光電変換する。これにより、カラーフィルタ１１の
回転速度に応じて連続的に光電変換の処理を行うことが
でき、読取速度が高速化する。そして、ＳＴ５の処理が
終了すると、この読取制御を終了する。

【００２５】また、ＳＴ２にてモノクローム読取モード
であると判断した場合、ＳＴ６にてカラーフィルタ１１
の回転数をモノクローム読取用に設定する。そして、Ｓ
Ｔ７にて搬送モータ３７を制御して原稿を吸入する。続
いて、ＳＴ８にて調光機能付インバータ回路３４を制御
して蛍光管１２をオンするとともに、フィルタモータ１
４を制御してカラーフィルタ１１を回転させる（カラー
フィルタ制御手段）。

【００２６】このとき、カラーフィルタ１１は予め設定
されたイメージセンサ２５の蓄積時間をカラーフィルタ
１１のもつフィルタ色数のｎ倍（ｎは１以上の整数）で
割った時間となるような回転数、すなわちモノクローム
読取用の回転数で回転させるため、カラー読取用の回転
数で回転する場合の回転速度よりも高速になる。具体的
には、本実施の形態におけるカラーフィルタ１１は、３
色で構成されているため、イメージセンサ２５の予め設
定された蓄積時間でｎ回転するような速度で回転させ
る。

【００２７】続いて、ＳＴ９にてイメージセンサ２５を
予め設定された蓄積時間で読取り処理を行う。このと
き、赤色（Ｒ）１１ａ、緑色（Ｇ）１１ｂ、青色（Ｂ）
１１ｃを介して照射された場合の原稿からの反射光が均
等な時間ずつイメージセンサ２５に入力して蓄積し光電
変換される。こうして得られた電気信号に所定の処理を
施して画像データとしてイメージバッファ３１へ記憶す
る。これにより、カラー読取により赤色（Ｒ）１１ａ、
緑色（Ｇ）１１ｂ、青色（Ｂ）１１ｃで別々に読取った
データを全て加えてモノクロームの画像データを作成す
る場合と同様のデータが得られる。

【００２８】なお、モノクローム画像として読取る場合
のイメージセンサ２５の蓄積時間は、モノクローム画像
として読取る場合の１色分の蓄積時間と同様にしてもよ
く、またイメージセンサ２５の特性の範囲以内であれば
１色分の蓄積時間よりも長くしてもよい。

【００２９】このような構成の本発明の実施の形態にお
いては、原稿をカラー画像として読取る場合には、読取
モードをデフォルト値のままにしておくか、又は読取モ
ードが変更されている場合は改めてカラー読取モードに
設定すると、読取時にはカラーフィルタ１１がカラー読
取用の回転数で回転する。そして、蛍光管１２からの光
の色がカラーフィルタ１１により切換わるタイミングに
応じてイメージセンサ２５の各色ごとに蓄積させて光電
変換を行う。これにより、各色ごとの読取処理を連続的
に行うことができ、従来のようにカラーフィルタ１１を
１色ごとに所定の位置にセットして光電変換を行う場合
よりも、高速で読取処理を行うことができる。

【００３０】また、原稿をモノクローム画像として読取
る場合には、読取モードをモノクローム読取モードに設
定すると、読取時にはカラーフィルタ１１がモノクロー
ム読取用の回転数で回転させることにより、イメージセ
ンサ１１の蓄積時間でｎ回転する。すると、赤色（Ｒ）
１１ａ、緑色（Ｇ）１１ｂ、青色（Ｂ）１１ｃを介して
照射された場合の原稿からの反射光が均等にイメージセ
ンサ２５に入力し、蓄積され光電変換される。こうして
得られた画像データは、カラー読取により赤色（Ｒ）１
１ａ、緑色（Ｇ）１１ｂ、青色（Ｂ）１１ｃで別々に読
取ったデータを全て加えてモノクロームの画像データを
作成する場合と同様のデータとなる。

【００３１】つまり、カラー読取により赤色（Ｒ）１１
ａ、緑色（Ｇ）１１ｂ、青色（Ｂ）１１ｃで別々に読取
って得られた画像データを加える場合よりも高速にモノ
クロームの画像データを作成することができる。

【００３２】また、カラーフィルタ１１に無色透明部を
設けない分だけ、他の色のスリット幅を広くすることが
できるため、カラーフィルタ１１の回転速度を速くした
ままでも、各色の光照射時間を確保することができる。
これにより、高速で読取りを可能としつつ、各色に対す
るイメージセンサ２５の光電変換素子の蓄積時間も長く
することができる。

【００３３】さらに、カラーフィルタ１１に無色透明部
を設けず、カラーフィルタ１１の回転速度を速くするこ
とにより、モノクローム読取りが可能となるため、従来
のように他の色の部分はすべてスキップするような無駄
な時間を省くことができ、より高速にモノクローム読取
りを行うことができる。

【００３４】また、図５に示すカラーフィルタ１１を１
回転させて１ラインを読取るようにしてもよい。これに
より、同色で異なるフィルタ（例えば赤色のフィルタ１
１ａと１１ｄ）で透過率が異なる場合、平均化されるた
め、カラーフィルタ１１を１回転させて２ラインを読取
る場合に比して奇数ラインと偶数ラインとの画像ムラを
防止することができる。

【００３５】なお、本発明の実施の形態においては、イ
メージセンサユニットを固定させて、原稿を副走査方向
に搬送することにより、画像を読取る場合について述べ
たが、必ずしもこれに限定されるものではなく、原稿を
読取ガラスに載置してイメージセンサユニットを副走査
方向に搬送するものに適用してもよい。

【００３６】また、本発明の実施の形態においては、カ
ラーフィルタ１１を図１に示すように円筒状のガラス管
の周方向を３つに分けて、３つの部分の表面をそれぞれ
赤色（Ｒ）１１ａ、緑色（Ｇ）１１ｂ、青色（Ｂ）１１
ｃで色分けしてコーティングして構成したものについて
述べたが、必ずしもこれに限定されるものではなく、カ
ラーフィルタ１１を円筒状のガラス管の周方向を３ｍ
（ｍは２以上の整数）に分けて、それぞれ赤色（Ｒ）、
緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）…、
のように色分けしてコーティングして構成したものに適
用してもよい。

【００３７】例えば、カラーフィルタ１１を円筒状のガ
ラス管の周方向を６つに分けて、それぞれ赤色（Ｒ）１
１ａ、緑色（Ｇ）１１ｂ、青色（Ｂ）１１ｃ、赤色
（Ｒ）１１ｄ、緑色（Ｇ）１１ｅ、青色（Ｂ）１１ｆに
色分けしてコーティングして構成したものを図５に示
す。

【００３８】これにより、カラーフィルタ１１のガラス
管の周方向を多数に分けるほど、１色当たりのスリット
幅を小さくすることができ、カラーフィルタ１１の１色
当たりの回転角度を小さくすることができるため、全体
の読取時間を短縮することができる。

【００３９】つまり、カラー画像として読取る場合、カ
ラーフィルタ１１の回転速度が同じでも、１色あたりの
スリット幅は大きいほうが、より多くの光量を確保でき
るため都合がよいが、逆に１色当たりのスリット幅が大
きすぎると、より高速でカラーフィルタ１１を回転させ
ないと各色が切換わるまでの時間がかかる。従って、カ
ラーフィルタ１１のガラス管の周方向を多数に分けれ
ば、カラーフィルタ１１の回転速度をそれほど速くしな
くても全体の読取時間の短縮を図ることができるように
なる。

【００４０】また、モノクローム画像として読取る場合
にも、カラーフィルタ１１のガラス管の周方向を多数に
分けた方が、より早く各色が切換わるため、カラーフィ
ルタ１１の回転速度をそれほど速くしなくてもモノクロ
ーム画像を読取ることができるようになる。

【００４１】

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、カ
ラーフィルタの無色透明部を不要とすることができるた
め、その分だけ他の色のスリット幅を広くすることがで
きることから、原稿をカラー画像として読取る場合の光
源からの光照射時間を確保しつつ、読取速度を速くする
ことができる。また、原稿をモノクローム画像として読
取る場合には、所定条件を満たすような速度（カラー読
取りの場合よりも高速）でカラーフィルタを回転させる
ことにより、モノクローム読取りの場合の読取時間も高
速化することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態にかかるカラーイメージス
キャナの光照射部の構成を示す斜視図。

【図２】同実施の形態におけるカラーイメージスキャナ
の全体構成を示すブロック図。

【図３】図２に示すＣＰＵが行う読取制御を示す流れ
図。

【図４】図３に示す読取制御における蛍光管からの照射
時間とイメージセンサの蓄積時間とのタイミング関係を
示す図で、同図（ａ）はカラー読取モードの場合、同図
（ｂ）はモノクローム読取モードの場合である。

【図５】図１に示すカラーフィルタの変形例の１つを示
す斜視図。

【図６】従来のカラーイメージスキャナのカラーフィル
タの構成を説明する斜視図。

【図７】従来のカラーイメージスキャナの読取機構を説
明する図。

【符号の説明】

１１…カラーフィルタ １２…蛍光管（光源） １４…フィルタモータ（カラーフィルタ駆動手段） ２５…イメージセンサ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光源からの光を複数色のフィルタをそれ
   ぞれ介して原稿に照射し、その反射光を光電変換素子で
   取込んで電気信号に変換するイメージスキャナにおい
   て、周方向に複数のカラー色に色分けされた筒状のカラ
   ーフィルタと、前記カラーフィルタ内に挿入した前記光
   源の周りでカラーフィルタを回転させるカラーフィルタ
   駆動手段と、原稿をカラー画像として読取るカラー読取
   モードと原稿をモノクローム画像として読取るモノクロ
   ーム読取モードとのいずれの読取モードになっているか
   を判断する読取モード判断手段と、この読取モード判断
   手段がカラー読取モードを判断した場合、前記カラーフ
   ィルタの１色を介して照射する時間が少なくとも１色当
   たりに必要な前記光電変換素子の蓄積時間よりも長くな
   るように前記カラーフィルタ駆動手段を制御して前記カ
   ラーフィルタを回転し、前記読取モード判断手段により
   モノクローム読取モードを判断した場合、前記カラーフ
   ィルタの１色を介して連続して照射する時間が前記光電
   変換素子の蓄積時間を前記カラーフィルタのもつフィル
   タ色数のｎ倍（ｎは１以上の整数）で割った時間となる
   ように前記カラーフィルタ駆動手段を制御してカラーフ
   ィルタを回転するカラーフィルタ制御手段とを設けたこ
   とを特徴とするカラーイメージスキャナ。