JP2010161719A

JP2010161719A - 画像読取装置

Info

Publication number: JP2010161719A
Application number: JP2009003674A
Authority: JP
Inventors: Koji Okada; 孝二岡田; Tetsuichiro Yamamoto; 哲一郎山本; Yuji Hoshimiya; 裕司星宮
Original assignee: NEC Engineering Ltd
Current assignee: NEC Engineering Ltd
Priority date: 2009-01-09
Filing date: 2009-01-09
Publication date: 2010-07-22
Also published as: CN102257803A; TW201042996A; TWI420892B; KR20110100246A; EP2383972A1; US9167123B2; KR101268815B1; US20110255118A1; EP2383972A4; WO2010079725A1

Abstract

【課題】装置コストが増大するのを抑制しながら、明るさの安定した画像を得ることが可能な画像読取装置を提供する。
【解決手段】搬送される原稿２上の画像を読み取って画像信号を出力する画像読取装置１であって、原稿２の搬送タイミング及び搬送周期に同期した同期信号ＳＳを生成する同期信号生成回路４と、同期信号ＳＳに同期して原稿２上の画像を読み取るＣＣＤ６と、白色光を照射するＬＥＤ９と、ＬＥＤ９を同期信号ＳＳに同期して点灯させるとともに、原稿２の搬送周期の変動に拘わらず、ライン毎の点灯時間が等しくなるようにＬＥＤ９を消灯させる点灯制御回路７とを備える。点灯制御回路７は、ＬＥＤ９の点灯時間が予め定めた所定の設定時間となるようにＬＥＤ９を消灯させることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、搬送される原稿上の画像を読み取って画像信号を出力する画像読取装置に関する。

従来、印刷物や写真等の被写体画像（原稿上の画像）を読み取る装置として、光源から光を照射しながら、イメージセンサで画像を読み取って画像信号を出力する画像読取装置が活用されている（例えば、特許文献１参照）。

かかる読取装置の光源としては、低消費電力で応答性の良いＬＥＤが多用されており、また、イメージセンサとしては、複数の受光画素が一方向に配列された一次元ＣＣＤセンサが多用されている。これらのうち、一次元ＣＣＤセンサ（以下、適宜「ＣＣＤ」という）は、図６に示すように、入射光量に応じた電荷を各受光画素３２に蓄積する受光部３３と、受光部３３に蓄積した電荷を水平方向に転送する水平転送部３４と、水平転送部３４から転送される電荷を画像信号に変換して出力する出力部３５等から構成される。

特開２００４−１２６７２１号公報

原稿を搬送させながら画像を取得するタイプの画像読取装置においては、原稿を搬送する搬送装置（搬送モータ等）に同期してＣＣＤ３１を駆動させる必要があるため、搬送装置側での原稿の送り周期を示す信号を搬送装置から受信するとともに、その信号から同期信号を生成してＣＣＤ３１の動作周期を定めるようにしている。

そのため、ＣＣＤ３１においては、例えば、図７に示すように、先の同期信号の１周期で、原稿のｎ（ｎは、自然数）番目のラインの画像に対応する電荷を受光部３３に蓄積し、その後、次の同期信号の１周期で、ｎ番目のラインの画像信号を出力しながら、ｎ＋１番目のラインの画像に対応する電荷を受光部３３に蓄積するように動作する（図７（ｄ）、（ｅ）参照）。

しかし、搬送装置における原稿の搬送速度（搬送モータの回転速度等）には、ばらつきが生じることが多く、その場合、同期信号の周期が変動するため、ＣＣＤ３１での１ライン当たりの蓄積時間が伸縮することになる（図７（ｄ）参照）。その一方で、光源（ＬＥＤ）の使用にあたっては、読み取りの開始から終了まで連続的に点灯させることが一般的であり（図７（ｂ）参照）、その際、ＣＣＤ３１では、読み取り期間の全体に亘って光を受け続けることになるため、電荷の蓄積時間がそのまま露光時間となる（図７（ｃ）参照）。

そのため、上記の如く、搬送速度にばらつきが生じると、ＣＣＤ３１での露光時間にばらつきが生じ、１ページ分の原稿の読み取りに際して、露光時間の短いラインと露光時間の長いラインとが混在することになる。その結果、読み取り後の画像において、１ページ内での明るさが不揃いとなり、明暗が疎らになるという問題が生じる。また、搬送速度のばらつきは、原稿の搬送速度を高くするほど、生じ易くなるため、上記の問題は、原稿を高速で搬送させる場合に特に顕著となる。

こうした問題を解決する手法の１つとして、原稿を高速で搬送させても搬送速度が変動しないような高性能の搬送装置を用いることが考えられるが、その場合、高価な搬送装置が必要になるため、読取装置全体としてのコストの増大を招くという問題が生じる。

そこで、本発明は、上記従来の技術における問題点に鑑みてなされたものであって、装置コストが増大するのを抑制しながら、明るさの安定した画像を得ることが可能な画像読取装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明は、搬送される原稿上の画像を読み取って画像信号を出力する画像読取装置であって、前記原稿の搬送タイミング及び搬送周期に同期した同期信号を生成する同期信号生成手段と、前記同期信号に同期して前記原稿上の画像を読み取るイメージセンサと、光を照射する光源と、該光源を前記同期信号に同期して点灯させるとともに、該同期信号の周期変動に拘わらずライン毎の点灯時間が等しくなるように該光源を消灯させる点灯制御手段とを備えることを特徴とする。

そして、本発明によれば、原稿の搬送速度のばらつきに関係なく、イメージセンサでの露光時間を均一化することができるため、高性能な搬送装置を用いずとも、読み取り後の画像で明るさが不揃いになるのを防止することができる。このため、装置コストが増大するのを抑制しながら、明るさの安定した画像を得ることが可能になる。

前記画像読取装置において、前記点灯制御手段が、前記光源の前記点灯時間が予め定めた所定の設定時間となるように該光源を消灯させることができ、これによれば、簡単な制御手法により、ライン毎の光源の点灯時間を均一化することができる。

前記画像読取装置において、前記設定時間を、前記原稿を搬送する搬送機構の性能によって定まる最短の搬送周期よりも短くなるように設定することができる。これによれば、搬送速度に最大の変動が生じても、光源の点灯時間を同期信号の周期よりも短く保つことができるため、光源及びイメージセンサを安定して動作させることができる。

前記画像読取装置において、前記点灯制御手段が、前記光源の点灯時間を計測する計測部と、前記設定時間に対応する設定値を保持する記憶部と、前記計測部の出力値を前記設定値と対比し、該計測部の出力値が該設定値と一致したときに一致信号を出力する比較部と、該比較部から出力される一致信号に応じて、前記光源を消灯させる消灯信号を出力する消灯信号出力部とを備えることができる。

前記画像読取装置において、前記原稿上の画像を１ライン単位で読み取る一次元ＣＣＤセンサにより前記イメージセンサを構成することができる。

以上のように、本発明によれば、装置コストが増大するのを抑制しながら、明るさの安定した画像を得ることが可能となる。

本発明に係る画像読取装置の一実施の形態を示す全体構成図である。図１の点灯制御回路の構成を示す図である。設定値と搬送周期の関係を示す図である。画像読取装置の動作を示すタイミング図である。点灯制御回路の動作を示すタイミング図である。一次元ＣＣＤの構成を示す図である。従来の画像読取装置の動作を示すタイミング図である。

次に、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明に係る画像読取装置の一実施の形態を示す全体構成図である。この画像読取装置１は、原稿２を搬送する搬送装置３とは別途の画像読取用ユニットとして構成され、同期信号生成回路４、ＣＣＤ駆動回路５、ＣＣＤ６、点灯制御回路７、ＬＥＤ駆動回路８及びＬＥＤ９等を備える。

同期信号生成回路４は、ＣＣＤ６及びＬＥＤ９の動作を搬送装置３の動作に同期させるためのものであり、搬送装置３から出力される搬送周期信号ＶＳに基づいて同期信号ＳＳを生成する。

尚、搬送周期信号ＶＳは、搬送装置３側で原稿２を１ライン分搬送する都度、Ｈレベルに立ち上げられる信号であり（図４（ａ）参照）、原稿２の搬送タイミング（１ライン分搬送するときのスタートタイミング）及び搬送周期（１ライン分搬送するのに要する時間）を示すものである。この搬送周期信号ＶＳは、例えば、搬送装置３内の搬送機構（搬送モータやその周辺回路等）から出力される。一方、同期信号ＳＳは、１ライン当たりのＣＣＤ６及びＬＥＤ９の動作周期を定めるものであり、搬送周期信号ＶＳに同期するように生成される（図４（ｂ）参照）。

ＣＣＤ駆動回路５は、ＣＣＤ６を駆動させるためのものであり、同期信号生成回路４からの同期信号ＳＳに応じてＣＣＤ駆動信号ＣＴを出力する。ＣＣＤ６は、原稿２上の画像を読み取るための一次元イメージセンサであり、図６のＣＣＤ３１と同様の構成を有する。

点灯制御回路７は、ＬＥＤ９の点灯時間を制御するためのものであり、図２に示すように、カウンタ１１、レジスタ１２、比較部１３及び点灯・消灯信号生成部（以下、「ＬＳ・ＰＳ生成部」という）１４等を備える。

カウンタ１１は、同期信号生成回路４からの同期信号ＳＳと、所定の周期を有するクロック信号（例えば、クロック発生部（不図示）からの基準クロック）ＣＫとを取り込み、同期信号ＳＳの１周期に亘って、クロック信号ＣＫのクロック数をカウントする。また、レジスタ１２は、設定値ＰＶを保持するための小容量の記憶素子であり、さらに、比較部１３は、カウンタ１１のカウント値ＣＶとレジスタ１２内の設定値ＰＶとを対比するための比較回路である。

また、ＬＳ・ＰＳ生成部１４は、ＬＥＤ９を点灯させる点灯信号ＬＳと、ＬＥＤ９を消灯させる消灯信号ＰＳとを出力する回路であり、同期信号ＳＳに基づいて点灯信号ＬＳのレベルを変化させるとともに、比較部１３の比較結果（一致信号ＣＳ）に基づいて消灯信号ＰＳのレベルを変化させる。

尚、レジスタ１２に保持される設定値ＰＶは、１ライン当たりのＬＥＤ９の点灯時間を定めるものであり、画像読取装置１の設計者や使用者等によって予め設定される。この設定値ＰＶの設定にあたっては、１ライン分の原稿読み取りにおけるＬＥＤ９の必要な点灯時間を定めた上で、その時間内でのクロック信号ＣＫのクロック数を求め、求めたクロック数を設定値ＰＶとして規定する。

上記の際、「１ライン分の原稿読み取りにおけるＬＥＤ９の必要な点灯時間」は、搬送装置３内の搬送機構の性能（搬送モータ等の性能）を考慮して定められ、具体的には、図３に示すように、搬送機構の性能から見込まれる最短の搬送周期（搬送速度に最大の変動が生じて搬送速度が最も速くなったときの１ライン分の搬送時間）Ｔｑよりも短くなるように設定される。

図１に戻り、ＬＥＤ駆動回路８は、光源としてのＬＥＤ９を駆動させるためのものであり、点灯制御回路７からの点灯信号ＬＳ、消灯信号ＰＳに応じてＬＥＤ９に駆動電流を供給する。

次に、上記構成を有する画像読取装置１の動作について、図１〜図５を参照しながら説明する。

図４に示すように、搬送装置３から搬送周期信号ＶＳ（図４（ａ）参照）が入力されると、同期信号生成回路４において、搬送周期信号ＶＳに同期した同期信号ＳＳ（図４（ｂ）参照）を生成し、点灯制御回路７及びＣＣＤ駆動回路５に出力する。次いで、点灯制御回路７において、同期信号ＳＳの立ち下がりに応答して点灯信号ＬＳをＨレベルに立ち上げ、ＬＥＤ駆動回路８を通じてＬＥＤ９を点灯させる（図４（ｃ）、（ｅ）参照）。これにより、ＣＣＤ６への露光が開始される（図４（ｆ）参照）。

それと併行して、図５に示すように、点灯制御回路７のカウンタ１１において、クロック信号ＣＫのカウント動作を開始するとともに（図５（ｂ）参照）、比較部１３において、カウンタ１１のカウント値ＣＶとレジスタ１２の設定値ＰＶとを対比し、カウント値ＣＶが設定値ＰＶと一致するか否かを監視する。こうして、ＬＥＤ９の点灯時間の計測及び監視を開始し、以後、それらの処理を継続する。

一方、ＣＣＤ駆動回路５では、図４に示すように、同期信号ＳＳに同期してＣＣＤ駆動信号ＣＴを出力し、ＣＣＤ６の受光部３３（図６参照）に蓄積されたｎ−１（ｎは、自然数）番目のラインの電荷を水平転送部３４に転送させ、受光部３３でのｎ番目の電荷の蓄積を開始させる（図４（ｇ）、（ｈ）参照）。

そして、所定の期間が経過し、点灯制御回路７の比較部１３において、カウンタ１１のカウント値ＣＶが設定値ＰＶに達すると、図５に示すように、一致信号ＣＳをＨレベルに立ち上げるとともに、ＬＳ・ＰＳ生成部１４において、消灯信号ＰＳをＨレベルに立ち上げる（図５（ｅ）、（ｆ）参照）。これにより、図４に示すように、ＬＥＤ９が消灯され、それに伴って、ＣＣＤ６への露光も停止される（図４（ｅ）、（ｆ）参照）。

その後、同期信号ＳＳが再びＨレベルに立ち上げられるまで、ＬＥＤ９を消灯した状態を継続しながら、ＣＣＤ６の受光部３３にｎ番目のラインの電荷を蓄積する（図４（ｅ）、（ｇ）参照）。これ以後、他のラインの読み取りにおいても、上記と同様にして、ＬＥＤ９の消灯タイミングを制御し、ＬＥＤ９の点灯時間が予め定めた設定時間となるように制御する。

このように、本実施の形態においては、各ラインの読み取りにあたって、ＬＥＤ９の点灯時間が予め定めた設定時間となるようにＬＥＤ９の点灯、消灯を制御するため、搬送装置３側での原稿２の搬送速度が変動して同期信号ＳＳの周期が伸縮しても、ライン間で同一の点灯時間を保つことができる（図４（ｅ）参照）。このため、搬送速度のばらつきに関係なく、ＣＣＤ６での露光時間ＥＴを均一化することができ（図４（ｆ）参照）、高性能な搬送装置を用いずとも、読み取り後の画像で明るさが不揃いになるのを防止することができる。従って、装置コストが増大するのを抑制しながら、明るさの安定した画像を得ることが可能になる。

尚、上記実施の形態においては、イメージセンサに一次元ＣＣＤを用い、１ラインずつ原稿２を読み取る場合を例示したが、本発明は、例えば、二次元ＣＣＤを用いたり、複数の一次元ＣＣＤを用いるなどして、複数ラインずつ原稿２を読み取る場合にも適用することが可能である。

また、上記実施の形態においては、ＬＥＤ９の点灯時間の計測のみを行って、該点灯時間が予め定めた設定時間となるようにＬＥＤ９の消灯タイミングを制御するが、同期信号ＳＳの周期を監視しながら、ＬＥＤ９の点灯時間をフィードバック制御するようにしてもよい。

１画像読取装置
２原稿
３搬送装置
４同期信号生成回路
５ＣＣＤ駆動回路
６ＣＣＤ
７点灯制御回路
８ＬＥＤ駆動回路
９ＬＥＤ
１１カウンタ
１２レジスタ
１３比較部
１４ＬＳ・ＰＳ生成部

Claims

搬送される原稿上の画像を読み取って画像信号を出力する画像読取装置であって、
前記原稿の搬送タイミング及び搬送周期に同期した同期信号を生成する同期信号生成手段と、
前記同期信号に同期して前記原稿上の画像を読み取るイメージセンサと、
光を照射する光源と、
該光源を前記同期信号に同期して点灯させるとともに、該同期信号の周期変動に拘わらずライン毎の点灯時間が等しくなるように該光源を消灯させる点灯制御手段とを備えることを特徴とする画像読取装置。
前記点灯制御手段は、前記光源の前記点灯時間が予め定めた所定の設定時間となるように該光源を消灯させることを特徴とする請求項１に記載の画像読取装置。
前記設定時間は、前記原稿を搬送する搬送機構の性能によって定まる最短の搬送周期よりも短くなるように設定されることを特徴とする請求項２に記載の画像読取装置。
前記点灯制御手段は、前記光源の点灯時間を計測する計測部と、前記設定時間に対応する設定値を保持する記憶部と、前記計測部の出力値を前記設定値と対比し、該計測部の出力値が該設定値と一致したときに一致信号を出力する比較部と、該比較部から出力される一致信号に応じて、前記光源を消灯させる消灯信号を出力する消灯信号出力部とを備えることを特徴とする請求項２又は３に記載の画像読取装置。
前記イメージセンサが前記原稿上の画像を１ライン単位で読み取る一次元ＣＣＤセンサであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の画像読取装置。