(57)【要約】【課題】可視成分の光とともに赤外成分の光が含まれる場合でも、可視成分の光のみを照明に用いることができ、かつ、欠陥補正のための赤外成分の光も照明に用いることができる小型の照明装置、その照明装置を備えた画像入力装置を提供する。【解決手段】可視成分と赤外成分とを含む光を発光する第１の発光素子と、赤外成分のみを含む光を発光する第２の発光素子とを有し、第１の発光素子と第２の発光素子とが基板上の異なる列に配置された発光部と、第１の発光素子から発光される可視成分の光と赤外成分の光との何れか一方を透過し、他方を反射する第１の面と、第１の面を透過した光を反射する第２の面とを有する光学素子とを備え、発光部の第１の発光素子および第２の発光素子と、光学素子の第１の面および第２の面とは、第１の面と第２の面とから反射された光のうち、第１の発光素子から発光された可視成分の光と第２の発光素子から発光された光とが、共通光路に導かれるように配置される。【選択図】      図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
可視成分と赤外成分とを含む光を発光する第１の発光素子と、赤外成分のみを含む光を発光する第２の発光素子とを有し、前記第１の発光素子と前記第２の発光素子とが基板上の異なる列に配置された発光部と、
前記第１の発光素子から発光される前記可視成分の光と前記赤外成分の光との何れか一方を透過し、他方を反射する第１の面と、前記第１の面を透過した光を反射する第２の面とを有する光学素子とを備え、
前記発光部の前記第１の発光素子および前記第２の発光素子と、前記光学素子の前記第１の面および前記第２の面とは、前記第１の面と前記第２の面とから反射された光のうち、前記第１の発光素子から発光された前記可視成分の光と前記第２の発光素子から発光された光とが、共通光路に導かれるように配置される
ことを特徴とする照明装置。
【請求項２】
請求項１に記載の照明装置において、
前記第１の発光素子から発光される前記可視成分の光は少なくとも赤色成分の光を含む
ことを特徴とする照明装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の照明装置と、
前記照明装置による照明光を集光し、原稿に対して照射する集光光学系と、
前記原稿の画像を読み取り、画像データを得る画像読取部と
を備えたことを特徴とする画像入力装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、原稿を照明する照明装置、その照明装置を備えた画像入力装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、透過原稿（フィルム原稿）の画像を光学的に読み取る画像入力装置がある。このような画像入力装置には、モノクロ１ラインセンサを備え、光源側で、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）各色の点光源を切り換えるものがある。そして、ＲＧＢに加えて、欠陥補正（ゴミ傷補正）を行うための赤外（Ｉ）の光源を備えたものもある。このような画像入力装置では、照明装置の小型化のため、前述した点光源を複数列に配置し、点光源からの光を選択的に反射および透過させる光学素子を設けたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
前述した画像入力装置では、図７Ａに示すような分光特性を示す各色の発光ダイオード（Ｌｉｇｈｔ−Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ、以下「ＬＥＤ」と称する）が光源として用いられている。赤色の光源としては、一般に、６６０ｎｍ近傍にピークを持つ赤色ＬＥＤが用いられている。しかし、この赤色ＬＥＤは、色再現性が好ましくないため、より色再現性の良い赤色ＬＥＤを用いることが求められている。より色再現性の良い赤色ＬＥＤとは、図７Ｂに示すように、６３０ｎｍ近傍にピークを持つ赤色ＬＥＤである。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１０−３２２５１９号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、この赤色ＬＥＤは、６３０ｎｍ近傍のピークの他に、図７Ｂの矢印ａで示すように、８３０〜８８０ｎｍ近傍に弱いピークを示す。これは、この赤色ＬＥＤが発光する光が、赤外成分の光を含んでいることを示す。この赤外成分の光は、原稿を透過する際に減衰せず、ＣＣＤ（ｃｈａｒｇｅ‐ｃｏｕｐｌｅｄ  ｄｅｖｉｃｅ）などの撮像素子に到達して、信号として出力されてしまうので、原稿の黒の部分が黒として読み取られず、赤みがかった画像が得られてしまう。
【０００６】
このような問題を回避するには、赤外成分の光が原稿や撮像素子に到達しないように、除去すればよい。ところが、赤外カットフィルタなどを配置して赤外成分の光を除去してしまうと、前述した欠陥補正のための赤外成分の光も除去されてしまい、欠陥補正を行うことができなくなってしまう。そこで、赤外成分のみを含む光を発光する光源と可視成分の光を発光する光源とを別々に配置するか切換可能に配置し、可視成分（特に赤色成分）の光の部分にだけ赤外カットフィルタがかかるようにすれば、欠陥補正のための赤外成分の光は除去されない。ただし、このような配置を行うことにより、構成が複雑化し、結果として装置全体が大型化してしまうという問題がある。
【０００７】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、可視成分の光とともに赤外成分の光が含まれる場合でも、可視成分の光のみを照明に用いることができ、かつ、欠陥補正のための赤外成分の光も照明に用いることができる小型の照明装置、その照明装置を備えた画像入力装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の照明装置は、可視成分と赤外成分とを含む光を発光する第１の発光素子と、赤外成分のみを含む光を発光する第２の発光素子とを有し、前記第１の発光素子と前記第２の発光素子とが基板上の異なる列に配置された発光部と、前記第１の発光素子から発光される前記可視成分の光と前記赤外成分の光との何れか一方を透過し、他方を反射する第１の面と、前記第１の面を透過した光を反射する第２の面とを有する光学素子とを備え、前記発光部の前記第１の発光素子および前記第２の発光素子と、前記光学素子の前記第１の面および前記第２の面とは、前記第１の面と前記第２の面とから反射された光のうち、前記第１の発光素子から発光された前記可視成分の光と前記第２の発光素子から発光された光とが、共通光路に導かれるように配置されることを特徴とする。
【０００９】
請求項２に記載の照明装置は、請求項１に記載の照明装置において、前記第１の発光素子から発光される前記可視成分の光は少なくとも赤色成分の光を含むことを特徴とする。
請求項３に記載の画像入力装置は、請求項１または請求項２に記載の照明装置と、前記照明装置による照明光を集光し、原稿に対して照射する集光光学系と、前記原稿の画像を読み取り、画像データを得る画像読取部とを備えたことを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて、本発明の実施形態について詳細に説明する。なお、以下では本発明の画像入力装置の一例として、フィルム原稿に写し込まれている画像を透過照明によって読み取る画像読取装置を用いて説明を行う。
図１は、本実施形態の画像読取装置の構成を示すブロック図である。
【００１１】
画像読取装置１は、図１に示すように、スキャナ本体２とフィルム原稿３を保持するアダプタ４とで構成される。アダプタ４は、スキャナ本体２に対して着脱可能であり、スキャナ本体２のスロット部５に差し込まれることによりスキャナ本体２に装着される。
スキャナ本体２内には、図１に示すように、光学ブロック６とモータ７と制御部８とが設けられている。
【００１２】
光学ブロック６は、上記したスロット部５の上方に配置された照明部９と、スロット部５の下方に配置されたレンズ１０、ラインＣＣＤ１１とで構成されている。
照明部９は、ＲＧＢＩ各色のＬＥＤで構成され、制御部８からの指示に応じて順次点灯あるいは消灯される。
【００１３】
照明部９からの照明光は、図１においてｘ方向（主走査方向）に沿った線状の光である。このため、照明部９からの照明光の光路とフィルム原稿３とは、ｘ方向に沿った所定ライン（以下「読み取りライン１２」と称する）で交叉することになる。
レンズ１０は、読み取りライン１２を介してフィルム原稿３の下方へ導かれた線状の光をラインＣＣＤ１１の撮像面に結像する。
【００１４】
ラインＣＣＤ１１は、複数の画素がｘ方向に一次元配列されたイメージセンサであり、各画素において入射光に応じた電荷を蓄積する。そして、ラインＣＣＤ１１は各画素に蓄積された電荷をアナログ信号として制御部８に出力する。
モータ７は、制御部８からの指示に基づいて、光学ブロック６をｙ方向（副走査方向）に微細な間隔でステップ移動させる。モータ７によって光学ブロック６がｙ方向に移動されると、上記の読み取りライン１２もｙ方向に移動する。
【００１５】
制御部８は、モータ７、照明部９、ラインＣＣＤ１１を制御するとともに、ラインＣＣＤ１１から出力されたアナログ画像信号に対して増幅などの信号処理、Ａ／Ｄ変換処理を施して、１ライン分のディジタル画像データを得る。
また、制御部８は、不図示の外部インターフェイスを備え、本発明の画像読取装置１を外部のホストコンピュータ１３に接続する。
【００１６】
なお、ホストコンピュータ１３には、プリスキャンおよび本スキャン実行の指示などのユーザ操作を受付けるキーボードなどの操作部（不図示）も備えられる。
以下、本発明の特徴である照明部９について詳細に説明する。
照明部９は、図２に示すように、光源部３０、コンデンサレンズ３１、ミラー３２を備える。光源部３０から射出された光は、コンデンサレンズ３１により集光され、ミラー３２により下方に導かれ、フィルム原稿３に照射される。
【００１７】
図３Ａは、光源部３０を、図２中の矢印ｂの方向から見た図であり、図３Ｂは、光源部３０を図２と同じ方向から見た拡大図である。
光源部３０は、図３Ａに示すように、金属平板３３、赤色ＬＥＤ３４，３５、緑色ＬＥＤ３６，３７、青色ＬＥＤ３８，３９、赤外ＬＥＤ４０，４１を備える。さらに、光源部３０は、図３Ｂに示すように、光学素子４２、拡散板４３を備える。
【００１８】
赤色ＬＥＤ３４，３５は、図７Ｂに示す分光特性の赤色ＬＥＤであり、６３０ｎｍの他に８３０〜８８０ｎｍ近傍に弱いピークを示す。６３０ｎｍのピークは赤色成分の光を示し、８３０〜８８０ｎｍ近傍のピークは赤外成分の光を示す。すなわち、赤色ＬＥＤ３４，３５は、可視成分と赤外成分とを含む光を発光する発光素子である。以下では、この赤外成分の光を「赤色ＬＥＤ由来の赤外光」と称する。また、赤外ＬＥＤ４０，４１は、赤外成分のみを含む光を発光する発光素子である。
【００１９】
金属平板３３上には、点光源であるＬＥＤが２列に配置されている。第１の列には、赤色ＬＥＤ３４，３５と緑色ＬＥＤ３６，３７とが、赤色ＬＥＤ３４、緑色ＬＥＤ３６、緑色ＬＥＤ３７、赤色ＬＥＤ３５の順に配置されている。また、第２の列には、青色ＬＥＤ３８，３９と赤外ＬＥＤ４０，４１とが、青色ＬＥＤ３８、赤外ＬＥＤ４０、赤外ＬＥＤ４１、青色ＬＥＤ３９の順に配置されている。
【００２０】
ここで、赤色ＬＥＤ由来の赤外光を発光する赤色ＬＥＤ３４，３５と赤外ＬＥＤ４０，４１とは金属平板３３上の異なる列に配置されている。
また、光学素子４２は、金属平板３３に対して４５度の角度を持つように配置される。光学素子４２は、平板ガラス状の部品であり、ＬＥＤ側の第１の面には、赤色成分の光と緑色成分の光とを反射するダイクロイックミラーである赤緑反射ミラー４４が形成されている。また、ＬＥＤの反対側の第２の面には、通常の全反射ミラー４５が形成されている。
【００２１】
赤緑反射ミラー４４は、図４に示すように、５００〜７５０ｎｍ近傍の光のみを反射する。そのため、赤緑反射ミラー４４に照射された光のうち、赤色成分の光と緑色成分の光とが反射され、その他の光は透過する。
金属平板３３上の各ＬＥＤから発光された光は、光学素子４２に入射し、光学素子４２から射出した光は、拡散板４３を透過して、前述したコンデンサレンズ３１に導かれる。
【００２２】
なお、赤色ＬＥＤ３４，３５は、請求項の「第１の発光素子」に対応し、赤外ＬＥＤ４０，４１は、請求項の「第２の発光素子」に対応する。また、金属平板３３は、請求項の「基板」に対応し、制御部８、ＬＥＤ３４〜４１は、請求項の「発光部」に対応する。また、第１の列および第２の列は、請求項の「異なる列」に対応する。また、赤緑反射ミラー４４は、請求項の「第１の面」に対応し、全反射ミラー４５は、請求項の「第２の面」に対応する。
【００２３】
また、赤色ＬＥＤ由来の赤外光は、請求項の「第１の発光素子から発光された赤外成分の光」に対応する。また、光学素子４２は、請求項の「光学素子」に対応し、光源部３０、制御部８は、請求項の「照明装置」に対応する。さらに、コンデンサレンズ３１、ミラー３２は、請求項の「集光光学系」に対応し、モータ７、レンズ１０、ラインＣＣＤ１１、制御部８は、請求項の「画像読取部」に対応する。
【００２４】
第１の列の赤色ＬＥＤ３４，３５と緑色ＬＥＤ３６，３７とから発光される光のうち、赤色ＬＥＤ由来の赤外光を除く光（赤色ＬＥＤ３４，３５から発光される赤色成分の光および緑色ＬＥＤ３６，３７から発光される光）は、光学素子４２の第１の面の赤緑反射ミラー４４により反射される。また、第２の列の青色ＬＥＤ３８，３９と赤外ＬＥＤ４０，４１とから発光される光は、光学素子４２の第１の面の赤緑反射ミラー４４には反射されずに、これを透過し、屈折して光学素子４２の内部に進行する。そして、光学素子４２の第２の面の全反射ミラー４５により反射されて、再び第１の面の赤緑反射ミラー４４で屈折し、光学素子４２の外に射出される。
【００２５】
さらに、前述した金属平板３３上のＬＥＤの第１の列および第２の列の間隔と、前述した光学素子４２の厚み（第１の面の赤緑反射ミラー４４と第２の面の全反射ミラー４５との間隔）とは、以上説明した赤色ＬＥＤ３４，３５と緑色ＬＥＤ３６，３７とから発光される光のうち赤色ＬＥＤ由来の赤外光を除く光と、青色ＬＥＤ３８，３９と赤外ＬＥＤ４０，４１とから発光される光とが、共通光路４６に導かれるように配置されている。なお、共通光路４６に導くために、光学素子４２の屈折率を変化させても良い。
【００２６】
一方、赤色ＬＥＤ由来の赤外光は、光学素子４２の第１の面の赤緑反射ミラー４４には反射されずに、これを透過し、屈折して光学素子４２の内部に進行する。そして、光学素子４２の第２の面の全反射ミラー４５により反射されて、再び第１の面の赤緑反射ミラー４４で屈折し、光学素子４２の外に射出される。このとき、赤色ＬＥＤ由来の赤外光は、図３Ｂの破線で示した光路４７に導かれる。
【００２７】
すなわち、赤色ＬＥＤ由来の赤外光を除く光学素子４２からの光は、共通光路４６に導かれ、赤色ＬＥＤ由来の赤外光は、光路４７に導かれる。この２つの光路（４６，４７）は互いに平行になる。そして、図２に示すように、２つの光路は平行のままコンデンサレンズ３１で集光され、ミラー３２を介して、フィルム原稿３に照射される。
【００２８】
このとき、赤色ＬＥＤ由来の赤外光は、共通光路４６からずれた光路４７を通過するため、コンデンサレンズ３１で屈折して角度がつき、フィルム原稿３上の読み取りライン１２から離れた位置に到達する。
どの程度離れた位置に到達するかは、光学素子４２から射出される際の共通光路４６と赤色ＬＥＤ由来の赤外光の光路４７とがどれだけ離れているかによって決まる。共通光路４６と光路４７とがどれだけ離れるかは、ＬＥＤを２列に配置する際の間隔、光学素子４２の厚み、屈折率によって決まる。
【００２９】
前述したように、赤色ＬＥＤ由来の赤外光は、フィルム原稿３上の読み取りライン１２から離れた位置に到達する。そのため、ラインＣＣＤ１１により読み取られる１ライン分の領域を照明している箇所（読み取りライン１２）には、赤色ＬＥＤ由来の赤外光は照射されないので、実質的にラインＣＣＤ１１に読み取られることはない。そのため、赤色ＬＥＤ３４，３５により発光される光のうち、赤色成分の光のみを照明に利用することができる。
【００３０】
一方、ゴミ傷補正用の赤外ＬＥＤ４０，４１から発光される赤外成分の光は、共通光路４６を通過して、フィルム原稿３上の読み取りライン１２に照射される。そのため、ラインＣＣＤ１１により読み取りが行われ、ゴミ傷補正を行うことができる。
以上説明したように、本実施形態によれば、可視成分と赤外成分とを含む光を発光する第１の発光素子（赤色ＬＥＤ３４，３５）と赤外成分のみを含む光を発光する第２の発光素子（赤外ＬＥＤ４０，４１）とを金属平板３３上の異なる列に配置し、赤色ＬＥＤ３４，３５から発光される赤外成分の光を透過し、可視成分の光（赤色成分の光）を反射する第１の面（赤緑反射ミラー４４）と、第１の面を透過した光を反射する第２の面（全反射ミラー４５）を有する光学素子４２を備え、赤色ＬＥＤ３４，３５および赤外ＬＥＤ４０，４１と、赤緑反射ミラー４４および全反射ミラー４５とは、光学素子４２から射出した光のうち、赤色ＬＥＤ３４，３５から発光された赤外成分の光を除く光が、共通光路４６に導かれるように配置される。
【００３１】
そのため、簡単な構成で、可視成分の光とともに赤外成分の光が含まれる場合でも、可視成分の光のみを照明に用いることができる。さらに、可視成分の光とともに含まれる赤外成分の光の他に、欠陥補正のための赤外成分の光も照明に用いることができる。また、６２０〜６３０ｎｍ近傍のピークの他に、８３０〜８８０ｎｍ近傍に弱いピークを示す色再現性の良い赤色ＬＥＤを使用することが可能になり、より好ましい色再現の画像を得ることができる。
【００３２】
また、本実施形態によれば、各色のＬＥＤを２列に配置することにより、装置の小型化が可能であり、さらに、新たな部材（赤外カットフィルタ、光源切換機構など）を必要としないため、装置全体のさらなる小型化が可能である。
なお、本実施形態では、光学素子４２の第１の面に赤緑反射ミラー４４が形成され、第２の面に全反射ミラー４５が形成される例を示した。しかし、第１の面が、第１の発光素子である赤色ＬＥＤから発光される可視光成分（赤色成分）と赤外成分との何れか一方を透過して他方を反射し、第２の面が、第１の面を透過する光を反射するのであれば、光学素子４２は、どのような構成であっても良い。例えば、図５Ａおよび図５Ｂに示すような構成であっても良い。
【００３３】
図５Ａに示すように、金属平板５３上に、第１の列には、青色ＬＥＤ５４、赤外色ＬＥＤ５６、赤外色ＬＥＤ５７、青色ＬＥＤ５５の順にＬＥＤが配置されている。また、第２の列には、赤色ＬＥＤ５８、緑色ＬＥＤ６０、緑色ＬＥＤ６１、赤色ＬＥＤ５９の順にＬＥＤが配置されている。なお、赤色ＬＥＤ５８，５９は、図７Ｂに示す分光特性の赤色ＬＥＤであり、赤色ＬＥＤ由来の赤外光を含む。
【００３４】
また、光学素子６２は、金属平板５３側の第１の面には、青色成分の光と赤外成分の光とを反射するダイクロイックミラーである青／赤外反射ミラー６４が形成されている。また、金属平板５３の反対側の第２の面には、通常の全反射ミラー６５が形成されている。
青／赤外反射ミラー６４は、図６に示すように、５００ｎｍ以下と７２０ｎｍ近傍以上の光のみを反射する。そのため、青／赤外反射ミラー６４に照射された光のうち、青色成分の光と赤外成分の光とが反射され、その他の光は透過する。
【００３５】
したがって、光学素子６２に照射される光のうち、赤色ＬＥＤ由来の赤外光を除く光は、共通光路６６に導かれる。一方、赤色ＬＥＤ由来の赤外光は、共通光路６６からずれた光路６７に導かれるので、図３Ａおよび図３Ｂで説明した構成の場合と同様の効果が得られる。
【００３６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、可視成分の光とともに赤外成分の光が含まれる場合でも、可視成分の光のみを照明に用いることができ、かつ、欠陥補正のための赤外成分の光も照明することができる小型の照明装置、その照明装置を備えた画像入力装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態の画像読取装置の機能ブロック図である。
【図２】本実施形態の画像読取装置の照明部の構成図である。
【図３】本実施形態の画像読取装置の照明部について説明する図である。
【図４】赤緑反射ミラーの反射特性を示すグラフである。
【図５】本実施形態の画像読取装置の照明部について説明する図である。
【図６】青／赤外反射ミラーの反射特性を示すグラフである。
【図７】赤色ＬＥＤの特性について説明する図である。
【符号の説明】
１  画像読取装置
２  スキャナ本体
３  フィルム原稿
４  アダプタ
５  スロット部
６  光学ブロック
７  モータ
８  制御部
９  照明部
１０  レンズ
１１  ラインＣＣＤ
１２  読み取りライン
１３  ホストコンピュータ
３０  光源部
３１  コンデンサレンズ
３２  ミラー
３３，５３  金属平板
３４，３５，５８，５９  赤色ＬＥＤ
３６，３７，６０，６１  緑色ＬＥＤ
３８，３９，５４，５５  青色ＬＥＤ
４０，４１，５６，５７  赤外ＬＥＤ
４２，６２  光学素子
４３，６３  拡散板
４４  赤緑反射ミラー
４５，６５  全反射ミラー
４６，６６  共通光路
４７，６７  光路
６４  青／赤外反射ミラー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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