(57)【要約】【課題】  画像読取装置において、安価な構成でカラー画像情報を読み取るとともに、画像劣化を生じることがなくモノクロ画像情報の読み取りを行う。【解決手段】  画像読取装置１０は原稿に白色光を照射する光源１３ａと、原稿からの反射光を受け反射光を結像させて光学像とする結像レンズ体１５と、光学像を光電変換して画像データを得る光電変換部（光電変換素子）１６とを有し、光電変換部がカラー画像読取センサ部（ラインセンサ）１６ａ〜１６ｃとモノクロ画像読取センサ部（ラインセンサ）１６ｄとを備えている。光電変換部の前段の光路１７上には、モノクロ画像読取モードの際にＢＰＦ１８が挿入され、反射光のうちの特定の波長成分のみを光電変換部に与える。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被読取対象体上の画像を読み取って画像データを得る際に用いられ、前記被読取対象体に白色光を照射する光源と、前記被読取対象体からの反射光を受け該反射光を結像させて光学像とする結像レンズ体と、前記光学像を光電変換して前記画像データを得る光電変換部とを有し、前記光電変換部がカラー画像読取センサ部とモノクロ画像読取センサ部とを有する画像読取装置であって、
前記光電変換部の前段の光路上に選択的に挿入され、前記反射光のうちの特定の波長成分のみの通過を許すフィルタ手段と、
モノクロ画像読取モードの際、前記光路上に前記フィルタ手段を挿入する制御手段とを有することを特徴とする画像読取装置。
【請求項２】
前記フィルタ手段は、前記結像レンズ体の前段の光路上に選択的に挿入されるようにしたことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記制御手段は、カラー画像読取モードであるかモノクロ画像読取モードであるかを示すモード選択信号を受け、前記モード選択信号が前回読取モードと異なるモードであると、該モード選択信号で示される読取モードに応じた利得制御を行って前記画像データを得ることを特徴とする請求項１又は２記載の画像読取装置。
【請求項４】
前記カラー画像読取センサ部は、赤、緑、及び青の三原色に対する色分解フィルタが形成されており、前記モノクロ画像読取センサ部には色分解フィルタが形成されていないことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載の画像読取装置。
【請求項５】
前記フィルタ手段は前記反射光から前記緑の波長に対応する成分よりも長い波長の成分をカットして、前記特定の波長成分のみの通過を許すようにしたことを特徴とする請求項４記載の画像読取装置。
【請求項６】
前記制御手段は前記カラー画像読取モードの際には前記カラー画像読取センサ部の出力を選択し、前記モノクロ画像読取モードの際には前記モノクロ画像読取センサ部の出力を選択するようにしたことを特徴とする請求項３又は５記載の画像読取装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、プリンター、又はファクシミリ装置等の画像形成装置に用いられ、原稿等の被読取対象物に光を照射して画像を読み取る画像読取装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、カラー画像を読み取り可能な画像読取装置（以下カラー画像読取装置と呼ぶ）においては、光源として照射スペクトル分布が可視光範囲で均一な白色光源が用いられており、イメージセンサとして、各ラインセンサ上に赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、及び青（Ｂ）の三原色に対する感度分布を有するフィルタが形成された所謂３ライン型イメージセンサが用いられていて、一回の走査で精度よく読み取りを行うようにしている。
【０００３】
このような３ライン型イメージセンサにおいては、例えば、白黒原稿を読み取って白黒画像データを出力する際には、白黒画像データの代用としてＲ、Ｇ、Ｂの３色のカラー画像データのうち１色を選択して出力することになるが、この際には、３ライン型イメージセンサ５に形成されたフィルタによって、白色光源の一部のスペクトル成分のみが利用されることになって、光源の発光効率及びイメージセンサの変換効率が最も高い緑色光源を用いるモノクロ画像読取専用スキャナーに比べて、その感度及びＳ／Ｎ比が低下してしまう。
【０００４】
このため、モノクロ画像読取ラインを付加されたイメージセンサが知られており、例えば、イメージセンサ上に波長選択性の異なる色分解フィルタが形成されたＲラインセンサ、Ｇラインセンサ２７Ｇ、及びＢラインセンサと色分解フィルタが形成されていない白黒ラインセンサとを設けて、原稿からカラー画像情報をＲラインセンサ、Ｇラインセンサ、及びＢラインセンサによって読み取り、同時に白黒画像情報を白黒ラインセンサによって読み取るようにしたものがある（特許文献１参照）。
【０００５】
ここでは、イメージセンサの受光部に、Ｒ、Ｇ、及びＢの３ライン分の色分解フィルタが備えられた第１の受光素子列に加えて、色分解フィルタが形成されていない第２の受光素子列を有して、色分解フィルタによって選択された特定スペクトル成分の反射光から、第１の受光素子列で各色画像情報を読み取るとともに、光源の全てのスペクトル成分の反射光から、第２の受光素子列でモノクロ画像情報を読み取るようにしている。
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−１４４９００公報（第８頁〜第１２頁、第１図〜第９図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、従来の画像読取装置においては、モノクロ画像読取ラインである第２の受光素子列は、ＲＧＢ全ての波長に感度を有するため、つまり、白色光源の全波長の光を受光してしまうため、結像レンズにおける色収差の影響を受けて、分解能（ＭＴＦ性能）が劣化してしまう。
【０００８】
とくに、結像レンズの色収差の一つである倍率色収差が大きい結像レンズにおいては、ＭＴＦ性能が大きく低下してしまい、第２の受光素子列でモノクロ画像情報を読み取ろうとすると、画像劣化が発生してしまうという課題がある。
【０００９】
また、結像レンズの色収差を補正しようとすると、結像レンズを構成するレンズ材の枚数、その種類、及び組み合わせ等多数のパラメータを考慮しなければならず、例えば、色収差を光電変換素子の０．３画素程度にしようとすると、結像レンズを構成するレンズ材の枚数を増加しなければならず、コストアップとなってしまうという課題がある。
【００１０】
従って、本発明はかかる従来技術の問題に鑑み、安価な構成でカラー画像情報を読み取るとともに、画像劣化を生じることがなくモノクロ画像情報の読み取りを行うことができる画像読取装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
そこで、本発明はかかる課題を解決するために、被読取対象体上の画像を読み取って画像データを得る際に用いられ、前記被読取対象体に白色光を照射する光源と、前記被読取対象体からの反射光を受け該反射光を結像させて光学像とする結像レンズ体と、前記光学像を光電変換して前記画像データを得る光電変換部とを有し、前記光電変換部がカラー画像読取センサ部とモノクロ画像読取センサ部とを有する画像読取装置であって、前記光電変換部の前段の光路上に選択的に挿入され、前記反射光のうちの特定の波長成分のみの通過を許すフィルタ手段と、モノクロ画像読取モードの際前記光路上に前記フィルタ手段を挿入する制御手段とを有することを特徴とするものである。
【００１２】
本発明では、前記フィルタ手段は前記結像レンズ体の前段の光路上に選択的に挿入されることが望ましい。
【００１３】
本発明では、前記制御手段はカラー画像読取モードであるかモノクロ画像読取モードであるかを示すモード選択信号を受け、前記モード選択信号が前回読取モードと異なるモードであると、該モード選択信号で示される読取モードに応じた利得制御を行って前記画像データを得る。
【００１４】
本発明では、前記カラー画像読取センサ部は、赤、緑、及び青の三原色に対する色分解フィルタが形成されており、前記モノクロ画像読取センサ部には色分解フィルタが形成されておらず、前記フィルタ手段は前記反射光から前記緑の波長に対応する成分よりも長い波長の成分をカットして、前記特定の波長成分のみの通過を許す。
【００１５】
本発明では、前記制御手段は前記カラー画像読取モードの際には前記カラー画像読取センサ部の出力を選択し、前記モノクロ画像読取モードの際には前記モノクロ画像読取センサ部の出力を選択するようにする。
【発明の効果】
【００１６】
以上のように、本発明の画像読取装置は、光電変換部の前段の光路上にフィルタ手段を選択的に挿入し、このフィルタ手段が反射光のうちの特定の波長成分のみの通過を許しており、さらに、フィルタ手段をモノクロ画像読取モードの際光路上に挿入するようにしたので、モノクロ画像読取の際には特定の波長成分のみが結像レンズ体を介して光電変換部に与えられることになって、モノクロ画像読取の際に画像劣化を生じることがない。しかも、カラー画像読取の際にはフィルタ手段が除かれるから、カラー画像読取も行うことができる。また、フィルタ手段を選択的に光路上に挿入するだけでよいから、結像レンズ体の精度を上げる必要がなく、コストアップとなることが少ない。
【００１７】
本発明では、フィルタ手段が反射光から緑の波長に対応する成分よりも長い波長の成分をカットするようにしたので、モノクロ画像読取モードの際には、あたかも光源として緑波長成分を照射する光源を用いたのと同様となって、安価な構成でモノクロ画像読取の際の画像劣化を防止できるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施例を例示的に詳しく説明する。但しこの実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。
【実施例１】
【００１９】
図１を参照して、図示の画像読取装置１０は、例えば、複写機等の画像形成装置（図示せず）とともに用いられる。画像読取装置１０には、透明性の原稿載置台（コンタクトガラス）１１が備えられており、コンタクトガラス１１の直下には画像読取ユニット（イメージスキャナユニット（ＩＳＵ））１２が配置されている。
【００２０】
イメージスキャナユニット１２は、第１及び第２のスキャナー体１３及び１４、結像レンズ体１５、及び光電変換素子（電荷結合素子（ＣＣＤ））１６を有しており、図示の例では、第１のスキャナー体１３には白色光源（以下単に光源と呼ぶ）１３ａ及びミラー１３ｂが備えられ、第２のスキャナー体１４にはミラー１４ａ及び１４ｂが備えられている。
【００２１】
原稿上の画像を読み取る際には、コンタクトガラス１１上に原稿（図示せず）が画像面を下向きにして載置され、光源１３ａをシャフト体（図示せず）に沿って移動させつつ（つまり、走査しつつ）、光源１３ａから光を放射する。画像面で反射した光（反射光）は、ミラー１３ｂ、ミラー１４ａ及び１４ｂで順次反射されて、結像レンズ体１５によってＣＣＤ１６に結像される。そして、ＣＣＤ１６では反射光を光電変換し、ＣＣＤ１６によって原稿画像が読み取られて画像データを得る。
【００２２】
なお、光源１３ａが移動する際には、ミラー１３ｂは光源１３ａとともに移動し、ミラー１４ａ及び１４ｂは光源１３ａと同一の方向に半分の速さで移動する。これによって、原稿からＣＣＤ１６に至る光路１７の長さ（光路長）が一定に保たれる。なお、図示の例では、結像レンズ体１５の前段には、選択的に光路１７上に挿入されるフィルタ（バンドパスフィルタ（ＢＰＦ））１８が備えられており、このＢＰＦ１８の動作については後述する。
【００２３】
図２に示すように、ＣＣＤ１６は、４つのラインセンサ１６ａ〜１６ｄを有しており、ラインセンサ１６ａ〜１６ｃはそれぞれ赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、及び青（Ｂ）の三原色に対する感度分布を有する色分解フィルタが形成されており、ラインセンサ１６ｄは色分解フィルタが形成されていない。以下の説明では、ラインセンサ１６ａ〜１６ｃをそれぞれＲラインセンサ１６ａ、Ｇラインセンサ１６ｂ、及びＢラインセンサ１６ｃと呼び、ラインセンサ１６ｄをモノクロラインセンサ１６ｄと呼ぶ。
【００２４】
ＣＣＤ１６から出力された画像データは、図示しない画像処理部でデジタルデータに変換された後、例えば、各色（例えば、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラック）毎にレーザスキャナユニット（ＬＳＵ：図示せず）に送られ、各色画像データに応じたレーザ光がＬＳＵから出力されて、レーザ光によって各色毎の感光体ドラム等の像担持体を露光して、静電潜像を形成する。そして、この静電潜像を現像装置（図示せず）によって現像して、像担持体上に各色トナー像を形成する。
【００２５】
その後、例えば、各色トナー像を順次記録用紙に転写してカラートナー像を記録用紙上に形成して、記録用紙を定着ユニット（図示せず）に送り、記録用紙上のトナー像を定着して、記録用紙を排紙する。なお、モノクロ画像の際には、ブラックに対応する像担持体上にトナー像が形成され、記録用紙に転写されることになる。
【００２６】
図３に示すように、モノクロラインセンサ１６ｄはＲＧＢ全ての波長に対して感度を有する関係上、光源１３ａの反射光である白色光の全ての波長の光を受光してしまうことになる。このため、前述したように、結像レンズ体１５において倍率色収差が大きいと、図４に示すように、倍率色収差がモノクロラインセンサ１６ｄ面上で１画素（ピクセル）以上あると、結像性能が大きく低下してしまう。
【００２７】
なお、図４においては、Ｇを基準としてＲ、Ｇ、及びＢについて、原稿位置と倍率色収差との関係を示しており、符号Ｌ１で示す曲線はＲ−Ｇを示し、符号Ｌ２で示す直線はＧ−Ｇを示し、符号Ｌ３で示す曲線はＢ−Ｇを示している。
【００２８】
いま、図５及び図６を参照して、結像レンズ体１５の結像性能について説明すると、図５は光源１３ａが白色光源である際のレンズ結像性能を示す図であり、図６は光源１３ａが緑（Ｇ）の波長光のみを放射するＧ光源である際のレンズ結像性能を示す図である。図５及び図６において、横軸はデフォーカス（ＣＣＤ１６と結像レンズ体１５との距離を示し、ゼロを基準（所定の距離）としてマイナス方向がＣＣＤ１６と結像レンズ体１５とを所定の距離よりも近づけた状態、プラス方向がＣＣＤ１６と結像レンズ体１５とを所定の距離よりも遠ざけた状態を表す）を示し、曲線Ｌ４は画像中心における縦線の結像性能を示し、曲線Ｌ５は画像端における横線の結像性能を示す。そして、曲線Ｌ６は画像端における縦線の結像性能を示す。
【００２９】
図５及び図６において、許容できるＣＴＦ（％）を３０％とすると、白色光源に比べてＧ光源の方が、デフォーカスが広くなって、ＣＣＤ１６と結像レンズ体１５との距離精度を高くする必要がないことが分かる。つまり、白色光源においては、ＣＣＤ１６と結像レンズ体１５との距離を精度よく設定しないと、良好なレンズ結像性能が得られないことになる。
【００３０】
従って、図２に示すＣＣＤ１６を用いた際に、白色光源を用いると、モノクロラインセンサ１６ｄにおいては、レンズ結像性能が良好でないと、モノクロ画像において画像劣化が発生することがあり、デフォーカスの範囲が狭いことを考慮すると、つまり、ＣＣＤ１６と結像レンズ体１５との距離を精度よく規定することが難しいことを考慮すると、モノクロ画像における画像劣化を避けることができない。
【００３１】
そこで、本発明の実施例１では、前述のように、結像レンズ体１５の前段にＢＰＦ１８を配置して、このＢＰＦ１８を選択的に光路１７上に挿入する。ＢＰＦ１８はその一端が軸体１８ａに支持されており、軸体１８ａはモータ等の駆動源（図示せず）によって回転駆動される。そして、モータは後述するようにして制御装置（図示せず）によって制御される。
【００３２】
ＢＰＦ１８はＲ波長側（長波長側）の光を阻止するフィルタであり、例えば、フィルム状に形成されたフィルタ部とこのフィルタ部を支持する枠体とを有している。白色光源は、図７に示す分光特性を有しており、図７において符号Ｍ１で示す部分がＧに対応し、符号Ｍ２及びＭ３で示す部分がそれぞれＢ及びＲに対応している。ＢＰＦ１８の分光透過特性は、例えば、図８に示す特性を有しており、Ｂ〜Ｇに対する透過率が高く、分光透過特性の傾斜が急峻でＲ側（長波長側の光）を吸収する。このようなフィルタとして、例えば、ＩＳＵＺＵ  ＧＬＡＳＳ社製の色補正フィルタが知られており、商品名として、ＩＥＣ−５０８及びＩＣＥ５５２等がある。
【００３３】
ここで、図１及び図９を参照して、いま画像読取装置１０のコンタクトガラス１１上に原稿をセットし（スキャン原稿セット：ステップＳ１）、画像形成装置に備えられた操作パネル（図示せず）で印刷モード（スキャンモード）を選択する（ステップＳ２）。いま、カラー（ＣＯＬＯＲ）モードを選択すると、制御装置はモード選択信号を受けて、これによってカラーモード選択を認識して、続いて、制御装置は、ＢＰＦ１８が光路１７上に存在するか否かを判定する（ステップＳ３）。
【００３４】
前述のしたように、ＢＰＦ１８はモータによって駆動されるが、ＢＰＦ１８は光路１７上に位置する第１の位置と、光路１７外に位置する第２の位置とに選択的に位置付けられ、制御装置はモータを駆動制御して、ＢＰＦ１８を第１の位置又は第２の位置に位置付けることになる。この際、制御装置はモータを正転又は逆転してＢＰＦ１８を第１の位置又は第２の位置に位置付けており、モータの回転方向及び回転量に基づいて、制御装置はＢＰＦ１８が第１及び第２の位置のいずれに位置するか認識することができる。つまり、前回のモータ駆動制御における回転方向及び回転量をモータ情報として記憶しておき、このモータ情報に基づいて、制御装置はＢＰＦ１８が光路１７上に存在するか否かを判定することになる。
【００３５】
いま、ＢＰＦ１８が光路１７上に位置すると判定すると、前回印刷モードはモノクロ（ＭＯＮＯ）であったと認識し、制御装置はモータを駆動制御して、ＢＰＦ１８を光路１７外の第２の位置に移動させる（図１に破線ブロックで示す位置に移動させる：ステップＳ４）。そして、制御装置は、Ｒラインセンサ１６ａ、Ｇラインセンサ１６ｂ、及びＢラインセンサ１６ｃの出力を選択する（カラーＣＣＤ出力選択：ステップＳ５）。
【００３６】
さらに、制御装置では、前述のように、前回印刷モードはモノクロであったと認識しているから（つまり、モノクロモードからカラーモードに切り替わったと認識して）、カラー印刷に対応して設定された利得制御（ＡＧＣ：シェーディング）を行い（ステップＳ６）、その後、前述したようにして、画像読取装置１０から得られた画像データに応じてカラー印刷が実行される（スキャン画像形成プロセス開始：ステップＳ７）。
【００３７】
一方、ステップＳ３において、制御装置はＢＰＦ１８が光路１７上に存在しないと判定すると、前回印刷モードはカラーであったと認識し、制御装置は、Ｒラインセンサ１６ａ、Ｇラインセンサ１６ｂ、及びＢラインセンサ１６ｃの出力を選択する（カラーＣＣＤ出力選択：ステップＳ８）。さらに、制御装置では、前述のように、前回印刷モードはカラーであったと認識しているから（つまり、カラーモードが連続して行われるから）、カラー印刷に対応して設定された利得制御を行うことなく、ステップＳ７において、画像読取装置１０から得られた画像データに応じてカラー印刷が実行される。
【００３８】
また、ステップＳ２において、モノクロモードが選択されると（モード選択信号がモノクロモードを示していると）、同様にして、制御装置はＢＰＦ１８が光路１７上に存在するか否かを判定する（ステップＳ９）。いま、ＢＰＦ１８が光路１７上に位置すると判定すると、前回印刷モードはモノクロモードであったと認識し、制御装置は、モノクロラインセンサ１６ｄの出力を選択する（モノクロＣＣＤ出力選択：ステップＳ１０）。
【００３９】
さらに、制御装置では、前述のように、前回印刷モードはモノクロモードであったと認識しているから、モノクロ印刷に対応して設定された利得制御を行うことなく、ステップＳ７において、画像読取装置１０から得られた画像データに応じてカラー印刷が実行される。
【００４０】
モノクロモードにおいては、ＢＰＦ１８が光路１７上に位置する結果、ミラー１４ｂからの反射光はＢＰＦ１８を通過する際、長波長成分がカットされ、結像レンズ体１５に入射し、結像レンズ体１５からの出力がモノクロラインセンサ１６ｄ上に結像する。この結果、モノクロラインセンサ１６ｄにはあたかも光源１３ａとしてＧ光源を用いた際の反射光が結像レンズ体１５を介して結像されることになって、前述したように、レンズ結像性能が良好に保たれ、モノクロ画像印刷の際に画像劣化が生じることがない。
【００４１】
ステップＳ９において、ＢＰＦ１８が光路１７上にないと判定すると、制御装置は、前回印刷モードはカラーモードであったと認識し、制御装置はモータを駆動制御して、ＢＰＦ１８を光路１７上の第１の位置に移動させる（ステップＳ１１）。そして、制御装置は、モノクロラインセンサ１６ｄの出力を選択する（モノクロＣＣＤ出力選択：ステップＳ１２）。さらに、制御装置では、前述のように、前回印刷モードはカラーモードであったと認識しているから（つまり、カラーモードからモノクロモードに切り替わったと認識して）、モノクロ印刷に対応して設定された利得制御を行い（ＡＧＣ：ステップＳ１３）、その後、ステップＳ７において、画像読取装置１０から得られた画像データに応じてカラー印刷が実行される。
【００４２】
このようにして、モノクロモードの際には、結像レンズ体１５の前段にＢＰＦ１８を挿入して、Ｒ成分等の長波長成分をカットしてＧ成分及びその近傍の成分のみを結像レンズ体１５に与えるようにしたから、安価な構成でカラー画像情報を読み取るとともに、画像劣化を生じることがなくモノクロ画像情報の読み取りを行うことができるという効果がある。
【００４３】
なお、図１に示す例では、結像レンズ体１５の前段にＢＰＦ１８を挿入する例について説明したが、ＢＰＦ１８は結像レンズ体１５とＣＣＤ１６との間に挿入してＧ成分等をＣＣＤ１６に結像するようにしてもよいが、結像レンズ体１５とＣＣＤ１６との間にＢＰＦ１８を挿入すると、その厚みによって倍率及び焦点が変化するため、ＢＰＦ１８は結像レンズ体１５の前段に挿入することが好ましい。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
モノクロ画像読取の際に特定の波長成分の通過を許すフィルタを光電変換部の前段に挿入するようにした結果、モノクロ画像読取の際に画像劣化を生じることがなく、複写機等の画像形成装置における画像読取に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明による画像読取装置の実施例１を破断して概略的に示す図である。
【図２】図１に示す画像読取装置で用いられる電荷結合素子（ＣＣＤ）の一例を示す斜視図である。
【図３】図２に示すモノクロラインセンサの分光感度を示す図である。
【図４】図１に示す結像レンズ体おいて、原稿位置と倍率色収差との関係を示す図である。
【図５】緑光源（グリーンランプ）を用いた際のデフォーカスとＣＴＦとの関係を説明するための図である。
【図６】白色光源（白色ランプ）を用いた際のデフォーカスとＣＴＦとの関係を説明するための図である。
【図７】白色光源の分光特性を示す図である。
【図８】図１に示すバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）の分光透過特性の一例を示す図である。
【図９】図１に示す画像読取装置における画像読取動作を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
【００４６】
１０  画像読取装置
１１  原稿載置台（コンタクトガラス）
１２  画像読取ユニット（イメージスキャナユニット（ＩＳＵ））
１３，１４  スキャナー体
１５  結像レンズ体
１６  光電変換素子（電荷結合素子（ＣＣＤ））
１７  光路
１８  バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）
１３ａ  白色光源
１３ｂ，１４ａ，１４ｂ  ミラー
１６ａ〜１６ｄ  ラインセンサ
【図１】
2005269189.tif 000003
【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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【図８】
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【図９】
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