JP2000349960A - 画像読み取り装置および画像読み取り方法 - Google Patents
画像読み取り装置および画像読み取り方法Info
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Abstract
可能であり、製造コストを低減することができる画像読
み取り装置を提供する。 【解決手段】 原稿台3のキャリッジ6側の面から集光
レンズ67までの間の光路中に透明部材20を設けるこ
とにより、透明部材20が図の実線の位置にあるとき集
光レンズ67の焦点を反射原稿51の位置よりも上方の
位置にある透過原稿に合わせることができる。また、透
明部材20が図の破線の位置にあるとき集光レンズ67
の焦点を反射原稿51に合わせることができる。光路中
に透明部材20を設けるだけで集光レンズ67の焦点を
複数の位置で合わせることができるので、構造が簡単で
あり製造コストを低減することができる。
Description
および画像読み取り方法に関する。
取る画像読み取り装置として、例えば箱型の筐体の上面
にガラス等の透明板からなる原稿台が設けられているフ
ラットベッド型の画像読み取り装置が知られている。筐
体の内部には、駆動装置により原稿台に平行に移動する
キャリッジが設けられ、キャリッジには紙などの不透明
な原稿を読み取るための反射原稿用の光源と多数の光電
変換素子を並べたラインセンサとが搭載されている。キ
ャリッジの光源の照射光は原稿台上の原稿表面で反射さ
れ、集光レンズによりラインセンサに集光されるように
なっている。
原稿に光源から光を照射し、原稿からの反射光を集光レ
ンズによりラインセンサに集光し、キャリッジをライン
センサの素子の配列方向と垂直、かつ原稿面と平行に移
動させつつ原稿の濃淡を検出して電気信号に変換する。
このような画像読み取り装置においては、小型のライン
センサにより広い範囲の原稿を高解像度で読み取り、か
つ装置全体を小型化するために、原稿からの光をキャリ
ッジに設けられた複数のミラーにより反射させ集光レン
ズに導くことにより、光路長を大きくするのが一般的で
ある。また、原稿台の上方に面光源を設け、面光源から
照射され原稿を透過した光をキャリッジのラインセンサ
で読み取ることにより、フィルムなどの透過原稿の読み
取りも可能となっている。
稿、透過原稿両用の画像読み取り装置においては、一般
に反射原稿用の画像読み取り装置に透過原稿用の光源を
追加して搭載するため、キャリッジの集光レンズの焦点
は反射原稿に合うように設定されている。反射原稿の場
合、図6に示すように原稿台3の原稿側の面から原稿5
1までの距離DRは、0.3mm〜0.4mmである。
したがって、キャリッジの集光レンズの焦点は原稿台3
から原稿側に0.3mm程度ずれた位置に合うように設
定されている。この場合、集光レンズの焦点深度は±
0.5mm程度であるため、原稿台3の原稿側の面から
の距離が0〜0.8mm程度まで焦点が合うことにな
る。
ムなどの透過原稿52の場合、透過原稿52はフィルム
ホルダ53に収容され、さらに画像読み取り装置1のフ
ォルダカートリッジ54に収容されるため、原稿台3の
原稿側の面から透過原稿52までの距離DPは約2.5
mmになる。したがって、反射原稿に焦点が合っている
集光レンズでは透過原稿52に焦点を合わせることがで
きないため、焦点が若干ずれた状態で原稿を読み取って
いた。
能が向上し、解像度が600dpi、1200dpi、
またはそれ以上になってきているため、わずかな焦点の
ずれが画像読み取り装置の解像度に影響をおよぼすとい
う問題がある。原稿の位置による焦点のずれを解消する
ため、キャリッジおよび筐体に設けられた光センサおよ
び集光レンズの一方または両方を光軸方向に移動させる
ことにより、集光レンズの焦点の位置、あるいは原稿か
ら集光レンズまでの光路長を無段階に変化させ、原稿に
常に焦点を合わせることが可能な画像読み取り装置が実
用化されているが、構造が複雑で製造コストが上昇する
という問題があった。
点を複数の位置で合わせることが可能な画像読み取り装
置および画像読み取り方法を提供することにある。本発
明の別の目的は、構造が簡単で製造コストを低減するこ
とが可能な画像読み取り装置および画像読み取り方法を
提供することにある。
画像読み取り装置によると、原稿からの光が進行する光
路中に挿入可能に設けられる透明部材を有しているの
で、光路中に透明部材があるときと光路中に透明部材が
ないときではレンズの焦点の位置が移動する。したがっ
て、レンズの焦点を複数の位置で合わせることができる
ので、原稿台に載置した原稿の位置が変化してもレンズ
の焦点を原稿に合わせることができる。また、光路中に
透明部材を設けるだけであるので、構造が簡単であり、
製造コストを低減することができる。
間の光路中に設けられるので、例えばレンズと光センサ
との間の光路中に透明部材を設ける場合と比較して透明
部材に高い精密度を必要としない。したがって、透明部
材の製造が容易であり、製造コストを低減することがで
きる。
によると、透明部材は原稿台の近傍に設けられるので、
光の進行方向に対し垂直な方向の光路幅が小さい部分に
透明部材を設けることができる。したがって、透明部材
を小型化することができ、製造コストを低減することが
できる。
によると、透明部材は表面が平滑で厚さが一定の板形状
であるので、透明部材表面での乱反射を防止し、光の直
進性を確保することができ、光路中に透明部材を挿入し
ても必要となる解像度を確保することができる。また、
形状が簡単であるので、加工が容易であり製造コストを
低減することができる。
によると、透明部材は反射防止手段を有している。反射
防止手段は、透明部材の表面および裏面において透明部
材を通過する光が反射することを防止する。したがっ
て、原稿からの光が透明部材の表面または裏面で反射
し、実際の画像に対応する位置と異なる位置に別の画像
があるように読み取られる、いわゆるゴーストの発生を
防止することができる。
によると、原稿の表面で反射した光を読み取る場合、透
明部材は光路中に挿入されないので、例えば原稿を透過
する光を読み取る場合と、原稿の表面で反射する光を読
み取る場合とで光路長が異なり、集光レンズの焦点の位
置が異なっていても、原稿台に載置した原稿の位置が変
化してもレンズの焦点を原稿に合わせることができる。
によると、光を透過する例えばネガフィルムあるいはポ
ジフィルムなどの透過原稿を読み取る場合、透過原稿の
上方、すなわち原稿台をはさんで反光センサ側から光を
照射し、透過原稿を透過した光を読み取ることができ
る。また、透過原稿読み取り時は、透明部材を光路中に
挿入する。したがって、例えば原稿台に載置された原稿
の表面で反射する反射原稿からの光を読み取るだけでな
く、原稿台の上方に載置された透過原稿の読み取りも可
能である。また、透明部材を光路中に挿入することで、
反射原稿または透過原稿によって原稿台に載置した原稿
の位置が変化してもレンズの焦点を原稿に合わせること
ができる。
面に基づいて詳細に説明する。 (第1実施例)本発明の第1実施例によるキャリッジ移
動式のフラットベッド型画像読み取り装置1の概略構造
を図3に示す。
板からなる原稿台3が設けられている。筐体2の内部に
は、図示しない駆動装置により原稿台3に載置された原
稿5に対して平行に往復移動可能なキャリッジ6が設け
られている。図1および図2は第1実施例の画像読み取
り装置のキャリッジ6を示している。図1はキャリッジ
6の移動方向に対し側面から見た図であり、図2はキャ
リッジを原稿台3側から見た図である。矢印はキャリッ
ジ6の移動方向を示している。
してのラインセンサ62とが搭載されている。光源61
の照射光は原稿5の表面で反射され、ミラー63、6
4、65、66で反射した後、集光レンズ67によりラ
インセンサ62に集光されるようになっている。第1実
施例では、原稿5からの光をミラー63、ミラー64、
ミラー65、ミラー66の順で反射させており、4つの
ミラーで光を4回反射させ原稿5から集光レンズ67ま
での光路長を大きくしている。原稿5は、図6に示すよ
うに紙などの反射原稿51、ならびに図7に示すような
ポジフィルム、ネガフィルムなどの透過原稿52を用い
ることができる。説明を簡単にするため本明細書中に記
載の原稿5は、反射原稿51および透過原稿52の双方
を含んでいる。
6の移動方向に対し垂直に設けられており、蛍光ランプ
などが用いられる。面光源68は、原稿台3の上方に設
けられ、図8に示すように蛍光ランプ681から照射さ
れる光を導光板682に刻まれた不均等な間隔の溝で反
射することにより、原稿台3側へ一様な光として照射す
ることが可能である。面光源68は筐体2に設けられる
電源に接続する電源コンセント683を有しており、蛍
光ランプ681のスイッチ684はユーザからパーソナ
ルコンピュータまたは画像読み取り装置1への指示によ
り制御部15を経由してONまたはOFFされる。
画素をキャリッジ6の移動方向と垂直に直線的に配列し
た電荷蓄積型光センサが使用される。原稿台3の周囲に
は、原稿5の読み取り位置を位置決めし、原稿読み取り
時に原稿5の移動を規制する原稿ガイド4が設けられて
いる。原稿台3のキャリッジ6移動方向の端部には、高
反射率均一反射面を有する白基準31が設けられてい
る。
た光の光量に応じた量の電荷が蓄積され、蓄積された電
荷は図4に示すような信号処理装置7で処理される。A
/D変換部11は、増幅器10を介して入力したライン
センサ62からのデータをデジタル信号に変換してシェ
ーディング補正部12に渡すものである。シェーディン
グ補正部12は、読み取り開始前に白基準31を読み取
ったデータを用いて、ラインセンサ62の素子毎の感度
のばらつきや光源61の主走査方向の光量のばらつきを
補正する。ガンマ補正部13では、所定のガンマ関数に
よりガンマ補正が行われ、シェーディング補正部12か
ら出力された光量信号を画像信号に変換する。その他の
補正部14では、色補正、エッジ強調および領域拡大/
縮小等の諸変換を行う。
M等からなるマイクロコンピュータにより構成され、画
像読み取り装置1全体の制御を行い、インターフェイス
8を介して図示しない外部の画像処理装置、例えばパー
ソナルコンピュータに接続される。また、キャリッジ6
のミラー63とミラー64の間には透明部材20が設け
られている。透明部材20は珪酸ガラスなどのガラス製
の板形状であり、表面が平滑かつ板厚が一定になるよう
に研磨されている。
間に設けることで、図1に示すように光の進行方向に対
し垂直方向の長さを小さくすることができるため透明部
材20の小型化が可能である。透明部材20は図示しな
い駆動装置により、図1に示す矢印のように回転する。
したがって、図6に示すように紙などの反射原稿51を
読み取るとき透明部材20は図1の破線の位置に移動
し、図7に示すようにフィルムなどの透過原稿52を読
み取るとき透明部材20は図1の実線の位置に移動す
る。透明部材20の移動は、画像読み取り装置1に設け
られた図示しないスイッチなどの指示手段、または画像
読み取り装置1に接続されたパーソナルコンピュータな
どへのユーザからの指示によって行われる。
取り装置1に指示する場合、画像読み取り装置1はパー
ソナルコンピュータにインストールされている例えばT
WAINなどのスキャナドライバなどのソフトウェアに
より制御される。ユーザがパーソナルコンピュータで起
動しているTWAIN上で透過原稿の読み取りを選択す
ると、透過原稿選択コマンドに対応して透明部材20が
挿入される。また、図7に示すような透過原稿52を読
み取る場合であっても、フィルムホルダ53を使用せず
透過原稿52を直接原稿台3に載置することがある。フ
ィルムホルダ53を使用しない場合、ユーザはTWAI
N上で透明部材20の非挿入コマンドの選択が可能であ
る。非挿入コマンドが選択されると、透明部材20は光
路中に挿入されない。
説明する。図5に示すように、原稿5からの光が集光レ
ンズ67に入射されるまでの光路中にガラスなどの透明
部材20を挿入すると、集光レンズ67の焦点F1が焦
点F2へと移動する。この場合、焦点F1からF2まで
の焦点の位置が移動する移動量Lは、次の式で示され
る。 L=(1−1/n)×t … ここで、nは透明部材の屈折率、tは透明部材の光路方
向の厚さである。
屈折率n=1.5である。焦点の移動量、すなわち反射
原稿の位置から透過原稿の位置までの距離をL=2.5
mmと設定すると、上記の式1より透明部材20の厚さ
tとして7.5mmが必要ということになる。
として板厚が7.8mmの珪酸ガラスを表面が平滑にな
るように板厚が7.5mmまで研磨して用いている。ま
た、光進行方向に対して垂直方向の長さは12mmであ
る。板厚が7.5mmの透明部材20を使用した場合、
集光レンズ67の焦点深度は±0.5mmであるので、
集光レンズ67の焦点は、原稿台3の原稿5側の面から
の距離が2.0mm〜3.0mmの範囲で合うことにな
る。
り装置1の動作を説明する。 ユーザは、画像読み取り装置1のインターフェイス8
に図示しないパーソナルコンピュータを接続し、原稿台
3に原稿5を置いて、パーソナルコンピュータから原稿
5の読み取り範囲や読み取り解像度を指定して読み取り
の実行を指示する。このとき、ユーザは読み取る原稿が
反射原稿か透過原稿かをあわせて指示する。パーソナル
コンピュータにはTWAINなどのソフトウェアが起動
されており、ユーザはソフトウェア上から画像読み取り
装置1に指示をする。例えば、ユーザが透過原稿を選択
すると、自動的に透明部材20が挿入される。ただし、
前述のように透過原稿を読み取る場合にかならずフィル
ムホルダを使用するとは限らないため、必要に応じて透
明部材20の非挿入を選択することが可能である。
15は光源61または面光源68を点灯させ、キャリッ
ジ6を一定速度で各読み取りライン位置に順次移動させ
る。これにより、各読み取りライン位置において、原稿
5の反射率(濃淡)あるいは透過率に比例した量の電荷
(信号電荷)がラインセンサ62に蓄積される。 ラインセンサ62に蓄積された電荷は所定時間経過後
に増幅器10に出力され、ラインセンサ62は次の読み
取りライン位置に移動する。
換部11によりデジタルの光量信号データに変換され、
シェーディング補正部12、ガンマ補正部13およびそ
の他の補正部14で各種の補正が行われ、インターフェ
イス8を介しパーソナルコンピュータなどに出力され
る。 キャリッジ6が一定速度で移動しつつ、各読み取りラ
インで上記〜の処理を繰り返すことにより、指定し
た範囲の画像がパーソナルコンピュータなどに出力され
る。
台3のキャリッジ6側の面から集光レンズ67までの間
の光路中に出し入れ可能な透明部材20を設けることに
より、集光レンズ67の焦点を反射原稿および透過原稿
に合わせることができる。また、光路中に透明部材20
を出し入れ可能に設けるだけで集光レンズ67の焦点を
複数の位置で合わせることができるので、構造が簡単で
あり製造コストを低減することができる。
第2実施例では、透明部材が反射防止手段を有してい
る。反射防止手段以外の構成は第1実施例と同一であ
る。透明部材70の光進行方向に対し表面701および
裏面702には、反射防止手段としての無反射コーティ
ング71、72が施されている。無反射コーティング7
1、72としては、例えばカメラのレンズに施されるよ
うな多層膜のコーティングを使用する。無反射コーティ
ング71、72は透明部材70を通過する原稿5からの
光が透明部材の表面701および裏面702で反射する
ことを防止する。
施していない透明部材63の光進行方向に対し表面63
1および裏面632では、透明部材63を通過する原稿
からの光101が反射する。透明部材63の表面で反射
した光102は原稿からの光101と干渉することはほ
とんどなく、原稿の読み取りにおよぼす影響は小さい。
一方、透明部材63の裏面632で反射した光103
は、さらに透明部材63の表面631内側で反射し光セ
ンサ62方向へ進行する。その結果、図10に示すよう
に反射した光103と反射せずに透明部材63を通過し
た光104とは光路が異なり、光センサ62に入射する
位置が異なってしまう。そのため、ゴースト105が生
じ原稿の鮮明な読み取りが妨げられてしまうおそれがあ
る。この現象は、透明部材63の厚さが厚くなるほど顕
著に生じる。図9に示すように透明部材70に無反射コ
ーティング71、72を施すことにより、透明部材70
の表面701および裏面702で光が反射することを防
止する。
ーティング71、72を施すことにより、光路中に透明
部材を挿入することで発生が懸念されるゴースト105
を防止することができる。したがって、原稿の読み取り
をより鮮明に行うことができる。
1に基づいて説明する。上記の第1実施例および第2実
施例と実質的に同一の構成部位には同一の符号を付し、
説明を省略する。上記の第1実施例および第2実施例で
は、本発明の透明部材を適用したキャリッジ移動式のフ
ラットベッド型画像読み取り装置について説明した。第
3実施例では、本発明の透明部材を適用したミラー移動
式のフラットベッド型画像読み取り装置について説明す
る。
は筐体2の内部に第1キャリッジ91および第2キャリ
ッジ92の2つのキャリッジを有している。第1キャリ
ッジ91には反射原稿用の光源911、ミラー912、
および透明部材20が設けられている。透明部材20と
しては、第1実施例および第2実施例に説明した透明部
材を適用可能である。第2キャリッジ92にはミラー9
21、およびミラー922が設けられている。
光は原稿5で反射、または原稿5を透過し、ミラー91
2、ミラー921、ミラー922で反射される。ミラー
912、921、922で反射された光は集光レンズ9
3でラインセンサ94に集光され、ラインセンサ94に
より電気信号に変換される。
ジ92とは独立して図11の矢印に示す方向に移動可能
である。第1キャリッジ91と第2キャリッジ92とが
独立して移動することにより、ミラー912からミラー
921までの距離、およびミラー922から集光レンズ
93までの距離を適宜変化させることが可能である。こ
れにより原稿5から集光レンズ93までの光路長が変化
するため、集光レンズ93の焦点を高い精度で原稿5に
合わせることが可能になる。
0が設けられているので、反射原稿または透過原稿によ
って原稿台3から原稿5までの距離が異なる場合でも、
集光レンズ93の焦点を高い精度で原稿5に合わせるこ
とができる。
ベッド型画像読み取り装置に本発明の透明部材を適用し
ている。これにより、画像読み取り装置の解像度を従来
以上、例えば1600dpi以上に向上させても高い精
度で原稿を読み取ることができる。
なる透明部材を本発明の画像読み取り装置に適用した
が、屈折率の大きな透明の樹脂、ガラスなどを本発明に
適用することで透明部材の厚さを薄くすることができ、
キャリッジをさらに小型化することが可能である。
としたが、本発明としては光路中に複数の透明部材を設
け、さらに多くの位置で集光レンズの焦点が合うような
構成とすることも可能である。
キャリッジを移動方向に対し横方向から見た概略図であ
る。
キャリッジを移動方向に対し上方向から見た概略図であ
る。
示す模式図である。
示すブロック図である。
明図である。
た状態を示す模式図である。
た状態を示す模式図である。
面光源を示す概略図である。
透明部材を示す模式図である。
の図である。
を示す模式図である。
Claims (6)
- 【請求項1】 原稿を載置する原稿台と、 前記原稿を照射する光源と、 前記原稿からの光を集光するレンズと、 前記レンズによって集光された光を電気信号に変換する
光センサと、 前記原稿台から前記レンズまでの間の光路中に挿入可能
に設けられる透明部材と、 を備えることを特徴とする画像読み取り装置。 - 【請求項2】 前記透明部材は、前記原稿台の近傍に設
けられていることを特徴とする請求項1記載の画像読み
取り装置。 - 【請求項3】 前記透明部材は、表面が平滑であり、厚
みが一定の板形状であることを特徴とする請求項1また
は2のいずれか記載の画像読み取り装置。 - 【請求項4】 前記透明部材は、通過する光の反射を防
止するための反射防止手段を有していることを特徴とす
る請求項1〜3のいずれか一項記載の画像読み取り装
置。 - 【請求項5】 前記透明部材は、前記原稿の表面で反射
した光の読み取り時には前記光路中に挿入されないこと
を特徴とする請求項1〜4のいずれか一項記載の画像読
み取り装置。 - 【請求項6】 原稿を載置する原稿台、前記原稿を照射
する光源、前記原稿からの光を集光するレンズ、前記レ
ンズによって集光された光を電気信号に変換する光セン
サ、ならびに前記原稿台から前記レンズまでの光路中に
挿入可能に設けられる透明部材を備える画像読み取り装
置の画像読み取り方法であって、 前記原稿台の上方に載置され光を透過する透過原稿を読
み取るとき、前記光源からの光は前記透過原稿の上方か
ら照射され、前記透明部材が前記光路中に挿入されるこ
とを特徴とする画像読み取り方法。
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