(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のＬＥＤで構成される２つのＬＥＤ列が、原稿の読取りラインを挟んで配置され、前記２つのＬＥＤ列により照明された前記読取りラインからの反射光が光電変換素子に結像される照明装置であって、
前記２つのＬＥＤ列間で、それぞれの前記ＬＥＤが対向しないように配置され、
前記２つのＬＥＤ列それぞれを前記光電変換素子の蓄積１周期内において複数回点灯及び消灯させると共に、前記２つのＬＥＤ列間で交互に点灯させ、
前記光電変換素子の蓄積１周期内における前記２つのＬＥＤ列それぞれの点灯回数を同一にすることを特徴とする照明装置。
【請求項２】
前記２つのＬＥＤ列の光量が等しくなるように前記２つのＬＥＤ列それぞれの点灯時間を調整することを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
【請求項３】
前記２つのＬＥＤ列の双方につき、一方のみを点灯させたときの前記光電変換素子の出力に基づき、当該点灯させたＬＥＤ列の光量を検知し、検知した前記２つのＬＥＤ列それぞれの光量の大小関係により前記２つのＬＥＤ列それぞれの点灯時間を調整することを特徴とする請求項２に記載の照明装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機あるいはファクシミリ装置等の画像読取装置、特にその照明装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図５は、デジタル複写機やフラットベッドスキヤナ等の画像読取装置において、２本の原稿照明ランプを用いた場合の照明構成を示した図である。同図において図５（Ａ）は副走査方向の断面図、図５（Ｂ）は原稿ガラス１０１上面より見た図である。
【０００３】
図５（Ａ）において、１０１は原稿を載置する原稿ガラスである。１０２はランプを搭載するミラー台である。１００１，１００２はミラー台１０２に搭載される原稿照明ランプである。原稿照明ランプ１００１，１００２は読取りラインを挟んで対向して配置される。原稿照明ランプ１００１，１００２の白部は光束を照射する開口部である。
【０００４】
図中、原稿照明ランプ１００１，１００２から照射される光束の軌跡は、実線、破線および一点鎖線で示されるが、つぎにその詳細を説明する。
実線は、原稿照明ランプ１００１，１００２から原稿面に直接照射される光束の軌跡を表す。破線は、原稿面で反射した光束がさらに原稿照明ランプ１００２表面で反射され、再び読取りラインに照射される軌跡を表す。一点鎖線は、原稿照明ランプ１００１から照射された光束が原稿照明ランプ１００２表面で反射され、原稿面の読取りラインに照射される軌跡を表す。
【０００５】
上記３種類の光束の軌跡は、原稿照明ランプ１００１を基準とした代表的なものであり、実際には原稿照明ランプ１００１，１００２が照射する全光束について上述した反射光束が存在する。
原稿ガラス１０１に載置された原稿には、上述の反射光束を含む全光束が照射され、その反射光が図示しない光電変換素子に結像され、原稿画像の読取りが行われる。
【０００６】
図５（Ｂ）は、原稿ガラス１０１上面より見た図である。原稿照明ランプ１００１，１００２の開口部は主走査全域に設けられ、図５（Ａ）で説明した多重反射現象は主走査全域において発生する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来例においては、破線や一点鎖線で示した多重反射光束により原稿面の多重露光が行われる。このため原稿濃度と読取りレベルとの間に誤差が発生するという問題があった。また、こうした不必要な光束は、読取りラインへの照射バランスを崩し、特に立体物を読み取ろうとしたときに余計な影を発生させる場合があった。
【０００８】
本発明はかかる実情に鑑み、原稿面に対する不必要な光束を除去し、適正画像を得るようにした照明装置およびこれを備えた画像読取装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の照明装置は、複数のＬＥＤで構成される２つのＬＥＤ列が、原稿の読取りラインを挟んで配置され、前記２つのＬＥＤ列により照明された前記読取りラインからの反射光が光電変換素子に結像される照明装置であって、
前記２つのＬＥＤ列間で、それぞれの前記ＬＥＤが対向しないように配置され、
前記２つのＬＥＤ列それぞれを前記光電変換素子の蓄積１周期内において複数回点灯及び消灯させると共に、前記２つのＬＥＤ列間で交互に点灯させ、
前記光電変換素子の蓄積１周期内における前記２つのＬＥＤ列それぞれの点灯回数を同一にすることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の照明装置において、前記２つのＬＥＤ列の光量が等しくなるように前記２つのＬＥＤ列それぞれの点灯時間を調整することを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の照明装置において、前記２つのＬＥＤ列の双方につき、一方のみを点灯させたときの前記光電変換素子の出力に基づき、当該点灯させたＬＥＤ列の光量を検知し、検知した前記２つのＬＥＤ列それぞれの光量の大小関係により前記２つのＬＥＤ列それぞれの点灯時間を調整することを特徴とする。
【００１４】
本発明によれば上記問題点を解決するために、複数の点光源より構成される複数の光源ユニットを、読取りラインを挟んで配置し、かつ読取りラインを挟んで配置される点光源の主走査方向位置を所定量ずらして配置する。これによって読取りラインを挟んで対向する光源ユニット間での光束干渉を軽減する。
【００１５】
さらに、読取りラインを挟んで配置された光源ユニットを、互いに反転された位相で点灯させる制御手段を設ける。そして、その点灯デューティを制御することで光量調整を行う調整手段を設けたことによって、立体原稿における不必要な影の発生を軽減することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づき、本発明による照明装置およびこれを備えた画像読取装置の好適な実施の形態を説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態における照明装置の断面図である。図１（Ａ）は副走査方向の断面図であり、図１（Ｂ）は原稿ガラス１０１上面から見た図である。なお、従来例と同じ構成物には同一の番号を付してある。
図１（Ａ）において、１０３，１０５はＬＥＤ基板である。ＬＥＤ基板１０３，１０５はそれぞれ読取りラインを挟んで対向して配置されている。またＬＥＤ基板１０３，１０５には、それぞれＬＥＤ素子が１７個ずつ搭載されている。
【００１７】
１０４，１０６はそれぞれＬＥＤ基板１０３，１０５に搭載されるＬＥＤ列である。ＬＥＤ列１０４，１０６は図１（Ｂ）の主走査断面図に示すように、それぞれ１０４ａ〜１０４ｑおよび１０６ａ〜１０６ｑまでの１７個のＬＥＤ素子で構成されている。ＬＥＤ基板１０３，１０５にはそれぞれＬＥＤ１０４ａ〜１０４ｑおよびＬＥＤ１０６ａ〜１０６ｑが等間隔で実装されている。また、ＬＥＤ１０４ａ〜１０４ｑおよびＬＥＤ１０６ａ〜１０６ｑの配置は、相互にΔｔだけ主走査方向に位置をずらして配置されている。ＬＥＤ基板１０３，１０５には反射防止用の処理が施されている。
【００１８】
つぎに、上記構成における原稿面への照射光束の作用について説明する。なお説明を簡単にするために副走査成分のみの光束について説明を行う。
図２は、図１（Ａ）のＡ−Ａ′線間の副走査断面での光束軌跡を表している。断面Ａ−Ａ′においてＬＥＤ基板１０５にはＬＥＤが実装されていない。ＬＥＤ基板１０３上のＬＥＤ１０４ｂが照射する光束と反射防止処理が施されたＬＥＤ基板１０５との反射について説明する。
【００１９】
同図において実線は、ＬＥＤ１０４ｂから読取りラインに照射される光束である。破線は、原稿面で反射されＬＥＤ基板１０５に到達する光束を示す。ＬＥＤ基板１０５には反射防止処理が施されているため、破線で示される光束が再び反射し、原稿面の読取りラインまで到達することはない。また一点鎖線は、ＬＥＤ１０４ｂからＬＥＤ基板１０５に直接到達する光束を示している。破線で示される光束同様に、ＬＥＤ基板１０５には反射防止処理が行われているため、一点鎖線で示される光束が再び反射し、原稿面の読取りラインまで到達することはない。したがって、断面Ａ−Ａ′においては反射光束が読取りラインに対して影響を及ぼすことはなく、原稿濃度と読取りレベルとの相関誤差は軽減される。
【００２０】
図３は、図１（Ｂ）のＢ−Ｂ′間の副走査断面での光束軌跡を表す図である。断面Ｂ−Ｂ′においてＬＥＤ基板１０３にはＬＥＤが実装されていない。ＬＥＤ基板１０５上のＬＥＤ１０６ｄが照射する光束と反射防止処理が施されたＬＥＤ基板１０３との反射について説明する。
【００２１】
同図において実線は、ＬＥＤ１０６ｄから読取りラインに照射される光束である。破線は、原稿面で反射されＬＥＤ基板１０３に到達する光束を示す。ＬＥＤ基板１０３には反射防止処理が施されているため、破線光束が再び反射し、原稿面の読取りラインまで到達することはない。また一点鎖線は、ＬＥＤ１０６ｄからＬＥＤ基板１０３に直接到達する光束である。破線で示される光束と同様に、ＬＥＤ基板１０３には反射防止処理が行われているため、一点鎖線で示される光束が再び反射し、原稿面の読取りラインまで到達することはない。したがって、断面Ｂ−Ｂ′においては反射光束が読取りラインに対して影響を及ぼすことはなく、原稿濃度と読取りレベルとの相関誤差は軽減される。
【００２２】
図１（Ｂ）においてＬＥＤ列１０４とＬＥＤ列１０６が読取りラインを挟んで対向している部分はない。主走査全域において照射光束の副走査成分は、図２もしくは図３で説明した内容に当てはまる。したがって、原稿面における反射光束やＬＥＤ間の光束が、読取りラインに到達する量は軽減され、ＬＥＤ列１０４，１０６からの直接光束が支配的となる。
【００２３】
本実施形態においてはＬＥＤ基板１０３，１０５へのＬＥＤ列１０４，１０６の配置を、Δｔずらして配置する構成について説明を行った。その場合の他に、同一のＬＥＤ基板をミラー台１０２に対してΔｔずらして配置することでも同様の効果が得られる。
【００２４】
本発明の要点は、読取りラインを挟んで配置される光源を対向しないように配置することにある。その場合、つぎの項目については限定されるものではない。
すなわち、ＬＥＤの配列の仕方、たとえばＬＥＤ相互のピッチ間隔、ずらし量Δｔの大小、あるいはＬＥＤの実装方法（基板への実装である必要はない）等については必要に応じて、適宜変更等が可能である。
【００２５】
つぎに、本発明の第2の実施形態について説明する。
図４は、図１で説明した照明装置のＬＥＤ列１０４，１０６の点灯タイミングチャートである。同図において、読取りラインの周期は、図示しない光電変換素子の蓄積時間である。この周期は、画像の読取り解像度や読取りスピードに応じて適宜設定される。読取りラインの周期信号の期間Ｌ0は、図示しない光電変換素子の電荷読出し期間であり、Ｈｉレベル期間は電荷蓄積期間である。ＬＥＤ列１０４，１０６の点灯信号は、Ｈｉレベルで点灯するように制御されている。
【００２６】
ＬＥＤ列１０４，１０６の点灯は、期間Ｔ1，Ｔ2で示される２つの領域で構成される。期間Ｔ1は、図示しない光電変換素子の電荷読出し期間を含む消灯期間である。この期間Ｔ1では、ＬＥＤ列１０４，１０６が共に消灯制御される。期間Ｔ2は、ＬＥＤ列１０４が点灯し、ＬＥＤ列１０６が消灯制御される期間Ｔ3と、ＬＥＤ列１０４が消灯し、ＬＥＤ列１０６が点灯制御される期間Ｔ4の繰返しで構成され、それぞれ蓄積１周期内で９回の点灯が行われる。蓄積１周期内の点灯回数を合わせることで、点灯周期と蓄積周期とのビートの発生を抑えるものである。
【００２７】
一般に光量は、蓄積周期内での累積点灯時間に比例し、本実施形態においてはＬＥＤ列１０４，１０６はそれぞれ、つぎのように光量調整が行われる。
［１］ＬＥＤ列１０４の光量とＬＥＤ列１０６の光量の読取り；
Ｔ3＝Ｔ4の状態でＬＥＤ列１０４のみが点灯され、図示しない光電変換素子出力を読み取る。このときの出力をＶ0(104)とする。つぎにＬＥＤ列１０６のみが点灯され、このときの光電変換素子出力をＶ0(106)とする。
【００２８】
［２］比較判断；
図示しない制御装置によってＶ0(104)とＶ0(106)は比較され、その結果に応じてつぎの処理が行われる。
Ｖ0(104)＜Ｖ0(106)の場合、ＬＥＤ列１０４の発光量がＬＥＤ列１０６の発光量よりも小さいことを示し、期間Ｔ3および期間Ｔ4はそれぞれつぎのように設定される。
Ｔ3(n)＝Ｔ3(0)＋ΔＴ…（１）
Ｔ4(n)＝Ｔ4(0)−ΔＴ…（２）
【００２９】
ここでΔＴは、可変時間量でシステムに応じて適宜設定される値である。
Ｔ3(0)，Ｔ4(0)は、制御手段が条件判断する時点のＴ3，Ｔ4の値である。
Ｔ3(n)，Ｔ4(n)は、式（１），（２）によって計算された新たなＴ3，Ｔ4の値である。
新たに設定されたＴ3(n)，Ｔ4(n)を用いて、上述の［１］ＬＥＤ列１０４の光量とＬＥＤ列１０６の光量の読取りが行われる。
【００３０】
Ｖ0(104)＞Ｖ0(106)の場合、ＬＥＤ列１０４の発光量がＬＥＤ列１０６の発光量よりも大きいことを示し、期間Ｔ3および期間Ｔ4はそれぞれつぎのように設定される。
Ｔ3(n)＝Ｔ3(0)−ΔＴ…（３）
Ｔ4(n)＝Ｔ4(0)＋ΔＴ…（４）
新たに設定されたＴ3(n)，Ｔ4(n)を用いて、上述の［１］ＬＥＤ列１０４の光量とＬＥＤ列１０６の光量の読取りが行われる。
【００３１】
Ｖ0(104)＝Ｖ0(106)の場合、ＬＥＤ列１０４の発光量がＬＥＤ列１０６の発光量と等しいことを示す。制御手段はＬＥＤ列１０４，１０６の発光量が等しいと判断し、このときのＴ3，Ｔ4の値を調整値として保持、設定し、調整工程を終了する。
【００３２】
上述の［１］および［２］の工程を繰り返すことで、ＬＥＤ列１０４とＬＥＤ列１０６の光量調整が行われる。そしてこの光量調整の結果、ＬＥＤ列１０４とＬＥＤ列１０６の発光量は等しく調整され、立体物を読み取る場合でも読取りラインに対して両側から等しい量の露光が行われ、不要な影の発生が軽減される。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、この種の照明装置において読取りラインを挟んで配置されたＬＥＤ列相互間で光束干渉を抑制し、読取りラインに対する不必要な光束が軽減され、その結果、原稿濃度と読取りレベルとの間の誤差が軽減される。また、読取りラインへの照射光束バランスを調整することによって、不必要な影の発生を抑えることができ、高品位の画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態における照明装置の構成を表す図である。
【図２】本発明の第１の実施形態における図１のＡ−Ａ′線に沿う光束軌跡を表す図である。
【図３】本発明の第１の実施形態における図１のＢ−Ｂ′線に沿う光束軌跡を表す図である。
【図４】本発明の第２の実施形態における光源の点灯タイミングチャートである。
【図５】従来例における原稿照明ランプを２本用いた例を示す図である。
【符号の説明】
１０１    原稿ガラス
１０２    ミラー台
１０３，１０５    ＬＥＤ基板
１０４，１０６    ＬＥＤ列
１０４ａ〜１０４ｑ，１０６ａ〜１０６ｑ    ＬＥＤ
１００１    原稿照明ランプ１
１００２    原稿照明ランプ２
【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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