(57)【要約】【課題】  照明器から照射面までの距離が長くても照射面における照度ムラの発生を抑制する画像入力装置を提供する。【解決手段】  照射面に光を照射するための複数の照明器を備えた照明部８と、照射面の複数領域毎の明るさをそれぞれ示す複数の照度データを取得する画像取込部１と、画像取込部１から受け取る複数の照度データの全体平均値を求め、また、複数の照度データを複数の照明器の位置に対応する複数のグループに分割し、分割したグループ毎の複数の照度データの平均値である分割平均値を求め、全体平均値と分割平均値との大きさを比較し、分割平均値を全体平均値に近づけるために照明器毎にその照度を補正する補正データを求める演算回路１５と、演算回路１５から受け取る補正データにより対応する照明器に印加する電圧に補正データを反映させる電圧補正部７とを有する構成である。【選択図】  図２
2005151426.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
照射面に光を照射するための複数の照明器を備えた照明部と、
前記照射面の複数領域毎の明るさをそれぞれ示す複数の照度データを取得する画像取込部と、
前記画像取込部から受け取る前記複数の照度データの全体平均値を求め、また、該複数の照度データを前記複数の照明器の位置に対応する複数のグループに分割し、分割したグループ毎の複数の照度データの平均値である分割平均値を求め、該全体平均値と該分割平均値との大きさを比較し、該分割平均値を該全体平均値に近づけるために照明器毎にその照度を補正する補正データを求める演算回路と、
前記演算回路から受け取る前記補正データにより対応する照明器に印加する電圧に該補正データを反映させる電圧補正部と、
を有する画像入力装置。
【請求項２】
前記演算回路は、
前記画像取込部から受け取る前記複数の照度データから前記全体平均値を求める平均値算出回路と、
前記画像取込部から受け取る前記照度データを前記複数の照明器の位置に対応する複数のグループに分割し、分割したグループ毎の複数の照度データの平均値である分割平均値を求める分割平均値算出回路と、
前記平均値算出回路から受け取る前記全体平均値と前記分割平均値算出回路から受け取る前記分割平均値との差を求め、該全体平均値が該分割平均値よりも大きい場合、該差の値を加算値とするための前記補正データを算出し、該全体平均値が該分割平均値よりも小さい場合、該差の値を減算値とするための前記補正データを算出する加減値算出回路と、
を有する請求項１記載の画像入力装置。
【請求項３】
前記照明部は、
前記照明器の温度上昇に伴って電気抵抗が増加する、該照明器に直列に接続された温度補正部を有する請求項１または２記載の画像入力装置。
【請求項４】
前記照明器が発光ダイオードである請求項１から３のいずれか１項記載の画像入力装置。
【請求項５】
照射面に光を照射するための複数の照明器と、該照射面の複数領域毎の明るさをそれぞれ示す複数の照度データを取得する画像取込部とを備えた画像入力装置による照度補正方法であって、
前記複数の照度データの全体平均値を求め、
前記複数の照度データを前記複数の照明器の位置に対応する複数のグループに分割し、分割したグループ毎の複数の照度データの平均値である分割平均値を求め、
前記全体平均値と前記分割平均値との大きさを比較し、該分割平均値を該全体平均値に近づけるために照明器毎にその照度を補正する補正データを求め、
前記補正データにより対応する照明器に印加する電圧に該補正データを反映させる照度補正方法。
【請求項６】
前記全体平均値と前記分割平均値との差を求め、
前記全体平均値が前記分割平均値よりも大きい場合、該差の値を加算値とするための前記補正データを算出し、該全体平均値が該分割平均値よりも小さい場合、該差の値を減算値とするための前記補正データを算出する請求項５記載の照度補正方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、資料などの提示物の画像を取り込むための画像入力装置および照度補正方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
プロジェクタ等の資料提示装置は、提示物として資料を画像として取り込むための画像入力装置と、取り込んだ画像を拡大して投影するための画像出力装置とを備えている。画像入力装置は、資料を載せるためのステージと、資料に光を照射するための照明器を備えた照明部と、資料の画像をデータとして取り込むための画像取込部とを有している。従来、照明器には蛍光灯が一般的に用いられていた。画像入力装置の画像取込部が資料の画像データを取得してその画像データを画像出力装置に送出すると、画像出力装置は受け取った画像データを資料の画像に変換し、画像を拡大してスクリーンに投影する。
【０００３】
一方、複数のＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ：発光ダイオード）を直線状に並べたＬＥＤアレイにおいて、ＬＥＤ自体の光量を均一に補正するためのシェーディング補正装置が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平０６−１５２８６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述したように、従来の画像入力装置には照明器に蛍光灯を用いていたが、蛍光灯よりも消費電力が小さく、かつ寿命が長いＬＥＤを照明器に用いることが検討されている。照明器にＬＥＤを用いるとすると、ＬＥＤ単体では十分な照度を得られないため、複数のＬＥＤが必要になる。複数のＬＥＤを用いる場合、照明部から照射面となるステージまでの照射距離が長いと、照射面に照度ムラが発生し、取り込まれる画像に照度ムラが生じてしまうという問題があった。
【０００５】
また、上述の公報に開示されたシェーディング補正装置では、各ＬＥＤの光量が均一になるように補正するものであり、照射面の照度を均一にするものではなかった。
【０００６】
本発明は上述したような従来の技術が有する問題点を解決するためになされたものであり、照明器から照射面までの距離が長くても照射面における照度ムラの発生を抑制する画像入力装置および照度補正方法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】
【０００７】
上記目的を達成するための本発明の画像入力装置は、
照射面に光を照射するための複数の照明器を備えた照明部と、
前記照射面の複数領域毎の明るさをそれぞれ示す複数の照度データを取得する画像取込部と、
前記画像取込部から受け取る前記複数の照度データの全体平均値を求め、また、該複数の照度データを前記複数の照明器の位置に対応する複数のグループに分割し、分割したグループ毎の複数の照度データの平均値である分割平均値を求め、該全体平均値と該分割平均値との大きさを比較し、該分割平均値を該全体平均値に近づけるために照明器毎にその照度を補正する補正データを求める演算回路と、
前記演算回路から受け取る前記補正データにより対応する照明器に印加する電圧に該補正データを反映させる電圧補正部と、
を有する構成である。
【０００８】
本発明では、照明器の位置に対応するグループの複数の照度データの分割平均値を全体平均値に近づけるように各照明器に印加する電圧を補正しているため、照射面における照度がより均一になる。
【０００９】
また、上記本発明の画像入力装置において、前記演算回路は、
前記画像取込部から受け取る前記複数の照度データから前記全体平均値を求める平均値算出回路と、
前記画像取込部から受け取る前記照度データを前記複数の照明器の位置に対応する複数のグループに分割し、分割したグループ毎の複数の照度データの平均値である分割平均値を求める分割平均値算出回路と、
前記平均値算出回路から受け取る前記全体平均値と前記分割平均値算出回路から受け取る前記分割平均値との差を求め、該全体平均値が該分割平均値よりも大きい場合、該差の値を加算値とするための前記補正データを算出し、該全体平均値が該分割平均値よりも小さい場合、該差の値を減算値とするための前記補正データを算出する加減値算出回路と、
を有することとしてもよい。
【００１０】
本発明では、全体平均値と分割平均値との差を求め、全体平均値が分割平均値よりも大きい場合には、その差の分を加算値とする補正データを算出するため、照明器に印加する電圧にその差の分に対応する電圧が補われる。また、全体平均値が分割平均値よりも小さい場合には、その差の分を減算値とする補正データを算出するため、照明器に印加する電圧からその差の分に対応する電圧が取り除かれる。そのため、照射の強い領域に対応する照明器の発光が弱くなり、照度の弱い領域に対応する照明器の発光が強くなり、照射面の照度が均一化する。
【００１１】
また、上記本発明の画像入力装置において、前記照明部は、
前記照明器の温度上昇に伴って電気抵抗が増加する、該照明器に直列に接続された温度補正部を有することとしてもよい。
【００１２】
本発明では、温度上昇に伴って照明器に流れる電流が増加するのを防ぎ、照明器の発光動作が安定し、照明器の長時間動作による照度ムラの発生が抑制される。
【００１３】
さらに、上記本発明の画像入力装置において、前記照明器が発光ダイオードであることとしてもよい。
【００１４】
一方、上記目的を達成するための本発明の照度補正方法は、照射面に光を照射するための複数の照明器と、該照射面の複数領域毎の明るさをそれぞれ示す複数の照度データを取得する画像取込部とを備えた画像入力装置による照度補正方法であって、
前記複数の照度データの全体平均値を求め、
前記複数の照度データを前記複数の照明器の位置に対応する複数のグループに分割し、分割したグループ毎の複数の照度データの平均値である分割平均値を求め、
前記全体平均値と前記分割平均値との大きさを比較し、該分割平均値を該全体平均値に近づけるために照明器毎にその照度を補正する補正データを求め、
前記補正データにより対応する照明器に印加する電圧に該補正データを反映させるものである。
【００１５】
また、上記本発明の照度補正方法において、前記全体平均値と前記分割平均値との差を求め、
前記全体平均値が前記分割平均値よりも大きい場合、該差の値を加算値とするための前記補正データを算出し、該全体平均値が該分割平均値よりも小さい場合、該差の値を減算値とするための前記補正データを算出することとしてもよい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の画像入力装置は、照射面から取得する複数の照度データについて、全体平均値と照明器の位置に対応するグループ毎の平均値とを比較し、グループ毎の平均値が全体平均値に近づくように照明器の出力を補正している。そのため、照射面の照度がより均一になり、照明器から照射面までの照射距離が長くなっても、照射面での照度ムラの発生が抑制される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明の画像入力装置は、複数の照明器により光が照射される照射面から複数領域毎の明るさをそれぞれ示す複数の照度データを取得し、複数の照度データの全体平均値と各照明器の位置に対応するグループの複数の照度データの平均値とを比較し、各グループの照度データの平均値が全体平均値に近づくように各照明器に印加する電圧を補正するものである。
【００１８】
本発明の画像入力装置の構成について説明する。
【００１９】
図１は本発明の画像入力装置の一例を示す外観斜視図である。
【００２０】
図１に示すように、画像入力装置は、ステージ１０上に載せた資料Ｔに光を照射するための複数のＬＥＤ（Ｄ１１〜Ｄｍｎ）を備えた照明部８と、資料Ｔの画像データを取り込むためのＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）カメラ１１を備えた画像取込部１とを備えている。画像データは、複数の領域から構成され、各領域には明るさを示す照度データが含まれる。ただし、ｍ、ｎは１より大きい任意の自然数とする。また、以下では、ｉ＝１〜ｍ、ｊ＝１〜ｎとする。
【００２１】
図２は本発明の画像入力装置の一構成例を示すブロック図である。
【００２２】
図２に示すように、画像入力装置は、照射面に光を照射するための照明部８と、照射面の複数領域毎の明るさをそれぞれ示す複数の照度データを取得する画像取込部１と、画像取込部１から受け取る照度データをアナログ信号からデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部２と、複数の照度データの全体平均値Ａを求めるとともに、複数の照度データをＬＥＤ（Ｄｉｊ）の位置に対応する複数のグループに分割してグループ毎の複数の照度データの平均値である分割平均値を全体平均値Ａに近づけるための補正データを求める演算回路１５と、演算回路１５から受け取った補正データをデジタル信号からアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換部６と、ＬＥＤ（Ｄｉｊ）の明るさを補正するためにＤ／Ａ変換部６から受け取るアナログ信号を反映させた補正電圧値Ｖｉｊを対応する各ＬＥＤ（Ｄｉｊ）に印加する電圧補正部７とを有する構成である。
【００２３】
照明部８は、照明器となる複数のＬＥＤ（Ｄ１１〜Ｄｍｎ）と、ＬＥＤ（Ｄ１１〜Ｄｍｎ）のカソードおよびＧＮＤ間に接続された電流制限抵抗ｒ１１〜ｒｍｎを含む電流制限部と、電流制限抵抗ｒ１１〜ｒｍｎに並列接続された過電流保護素子ｐｔ１１〜ｐｔｍｎを含む温度補正部９とを備えている。過電流保護素子ｐｔｉｊは、ＬＥＤ（Ｄｉｊ）の温度が上昇すると、過電流保護素子も温度が上昇して電気抵抗が高くなり、ＬＥＤの温度上昇に伴う順方向電圧の低下による電流値の増加を制限する。電圧補正部７からＬＥＤ（Ｄｉｊ）に印加される電圧値Ｖｉｊにより各グループに対応する、照射面の領域の明るさが設定される。なお、各ＬＥＤには、ＬＥＤを発光させるための基準電圧が電圧補正部７を介して印加される。
【００２４】
図３は照明部８の一構成例を示す外観模式図である。
【００２５】
図３の左から右の横方向にｍ個並び、図３の上から下の縦方向にｎ個並んでいる。横方向の順番を列で表し、縦方向の順番を行で表わすと、列と行の値で各ＬＥＤの位置が特定される。例えば、ＬＥＤ（Ｄ３２）は、図３の左から３列目、上から２行目に位置する。
【００２６】
演算回路１５は、Ａ／Ｄ変換部２によりデジタル信号に変換された複数の照度データの全体平均値Ａを求める平均値算出回路３と、ＬＥＤ（Ｄｉｊ）の位置に対応するグループ毎の複数の照度データの分割平均値Ｓ１１〜Ｓｍｎを求める分割平均値算出回路４と、平均値算出回路３から受け取る全体平均値Ａと分割平均値算出回路４から受け取る分割平均値Ｓｉｊとの大きさを比較し、分割平均値Ｓｉｊを全体平均値Ａに近づけるためにＬＥＤ毎にその照度を補正する補正データＨｉｊを求める加減値算出回路５とを有する。
【００２７】
加減値算出回路５は、全体平均値Ａと分割平均値Ｓｉｊとの差を求め、全体平均値Ａが分割平均値Ｓｉｊよりも大きい場合、その差の値を加算値とするための補正データＨｉｊを算出する。反対に、全体平均値Ａが分割平均値Ｓｉｊよりも小さい場合、その差の値を減算値とするための補正データＨｉｊを算出する。
【００２８】
次に、上述した構成の画像入力装置の動作手順を説明する。
【００２９】
図４は画像入力装置の動作手順を示すフローチャートである。
【００３０】
操作者は一面が均一な色の基準資料として白紙を図１に示した画像入力装置のステージ１０上に載せて、画像入力装置の電源を入れる。照明部８が白紙に光を照射すると、画像取込部１が照射面の複数領域毎の明るさをそれぞれ示す複数の照度データを取得し（ステップＢ１）、複数の照度データをＡ／Ｄ変換部２に送出する。Ａ／Ｄ変換部２は、画像取込部１から複数の照度データを受け取ると、これらの照度データをアナログ信号からデジタル信号に変換し（ステップＢ２）、複数の照度データを平均値算出回路３と分割平均値算出回路４に送出する。平均値算出回路３は、Ａ／Ｄ変換部２から複数の照度データを受け取ると、これらの照度データの全体平均値Ａを求め、全体平均値Ａの情報を加減値算出回路５に送出する。図５は照射面における照度データの全体平均値Ａを示す模式図である。
【００３１】
一方、分割平均値算出回路４は、Ａ／Ｄ変換部２から複数の照度データを受信すると、複数の照度データについてＬＥＤの位置に対応するグループ毎に平均値を計算し、分割平均値Ｓ１１〜Ｓｍｎを求め、分割平均値Ｓ１１〜Ｓｍｎの情報を加減値算出回路５に送出する（ステップＢ３）。
【００３２】
図６は照射面における照度データの分割平均値Ｓ１１〜Ｓｍｎを示す模式図である。図６では、グループ内の照度データの平均値として分割平均値Ｓｉｊが算出される部位はＬＥＤ（Ｄｉｊ）の位置に対応している。
【００３３】
加減値算出回路５は、平均値算出回路３から全体平均値Ａを受信し、また、分割平均値算出回路４から分割平均値Ｓ１１〜Ｓｍｎを受信すると、全体平均値Ａと各分割平均値Ｓｉｊとの大きさを比較するために、全体平均値Ａから分割平均値Ｓｉｊを引いた値のＫｉｊを求める（ステップＢ４）。
【００３４】
続いて、Ｋｉｊが０以上の値であるか負の値であるかを判定し（ステップＢ５）、Ｋｉｊが０以上の値であれば、分割平均値Ｓｉｊを全体平均値Ａに近づけるための「＋Ｋｉｊ」の値を補正データＨｉｊとしてＤ／Ａ変換部６に送出する（ステップＢ６）。一方、Ｋｉｊが負の値であれば、分割平均値Ｓｉｊを全体平均値Ａに近づけるための「−｜Ｋｉｊ｜」の値を補正データＨｉｊとしてＤ／Ａ変換部６に送出する（ステップＢ７）。
【００３５】
その後、Ｄ／Ａ変換部６は、加減値算出回路５から各補正データＨｉｊを受け取ると、補正データＨｉｊをデジタル信号からアナログ信号に変換して電圧補正部７に送出する（ステップＢ８）。電圧補正部７は、Ｄ／Ａ変換部６から補正データＨｉｊを受信すると、ＬＥＤの印加電圧として予め設定された基準電圧に対して補正データＨｉｊを反映させるために、補正データＨｉｊが「＋Ｋｉｊ」であれば、｜Ｋｉｊ｜に対応する補正分の電圧を基準電圧に加算した値を補正電圧値Ｖｉｊとして算出する。一方、補正データＨｉｊが「−｜Ｋｉｊ｜」であれば、｜Ｋｉｊ｜に対応する補正分の電圧を基準電圧から減算した値を補正電圧値Ｖｉｊとして算出する。このようにして算出した各補正電圧値Ｖｉｊを照明部８に出力する（ステップＢ９）。
【００３６】
照明部８のＬＥＤ（Ｄ１１〜Ｄｍｎ）に補正電圧値Ｖ１１〜Ｖｍｎが印加されると、各ＬＥＤからの発光出力が補正され、白紙に照射された光の照度ムラが低減される。
【００３７】
そして、ＬＥＤの出力時間が長くなると、ＬＥＤは温度が上昇し、ＬＥＤ（Ｄｉｊ）に流れる電流が増加してしまうことがあるが、温度補正部９の過電流保護素子ｐｔｉｊにより電流の増加が制限される。そのため、全てのＬＥＤ（Ｄ１１〜Ｄｍｎ）の発光動作が安定し、ＬＥＤ（Ｄ１１〜Ｄｍｎ）の長時間動作による照度ムラの発生が抑制される。
【００３８】
本発明の画像入力装置は、上述したように、照射面から複数の照度データを取得した後、複数の照度データの全体平均値と複数の照明器に対応するグループ毎の複数の照度データの分割平均値とを比較し、分割平均値が全体平均値に近づくように照明器の出力を補正している。そのため、照射面の照度がより均一になり、照明器から照射面までの照射距離が長くなっても、照射面での照度ムラの発生が抑制される。
【００３９】
なお、図１に示したように、資料Ｔを載せるステージ１０の上に照明部を設けていたが、図７（ａ）および（ｂ）に示すように、資料Ｔに斜めから光を照射するような照明部８を設けるようにしてもよい。図７（ａ）に示す画像入力装置には照明部８ａ、８ｂが設けられている。
【００４０】
また、Ａ／Ｄ変換部２およびＤ／Ａ変換部６を設け、照度データをアナログ信号からデジタル信号に変換して演算をさせ、その後、デジタル信号からアナログ信号に戻していたが、照度データをアナログ信号のまま演算処理してもよい。
【００４１】
さらに、画像取込部１に設けたＣＣＤカメラ１１の撮像素子としてＣＣＤの代わりにＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ  Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）イメージセンサを用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の画像入力装置の一例を示す外観斜視図である。
【図２】本発明の画像入力装置の一構成例を示すブロック図である。
【図３】照明部におけるＬＥＤの配置例を示す模式図である。
【図４】本発明の画像入力装置の動作手順を示すフローチャートである。
【図５】照射面における照度データの全体平均値を示す模式図である。
【図６】照射面における照度データの分割平均値を示す模式図である。
【図７】本発明の画像入力装置の他の例を示す外観斜視図である。
【符号の説明】
【００４３】
１    画像取込部
２    Ａ／Ｄ変換部
３    平均値算出回路
４    分割平均値算出回路
５    加減値算出回路
６    Ｄ／Ａ変換部
７    電圧補正部
８    照明部
９    温度補正部
１０    ステージ
１１    ＣＣＤカメラ
１５    演算回路
ｒ１１〜ｒｍｎ    電流制限抵抗
ｐｔ１１〜ｐｔｍｎ    過電流保護素子
Ｄ１１〜Ｄｍｎ    ＬＥＤ
【図１】
2005151426.tif 000003
【図２】
2005151426.tif 000004
【図３】
2005151426.tif 000005
【図４】
2005151426.tif 000006
【図５】
2005151426.tif 000007
【図６】
2005151426.tif 000008
【図７】
2005151426.tif 000009