(57)【要約】      （修正有）【課題】原稿とセンサの間の光路中に赤外カットフィルタを設けなくても、不可視光を発生させる色材が含まれる原稿に対し高度な色再現をする画像読取装置を提供する。【解決手段】原稿を照明する３色のＬＥＤ１０４Ｒ、１０４Ｇ、１０４Ｂの点灯を制御する発光制御手段１４０と、原稿からの反射光を異なる分光感度特性で受光する複数のセンサ１０２Ｒ、１０２Ｇ、１０２Ｂを備える。緑色ＬＥＤ１０４Ｇのみを点灯させて取得した第一の画像データと、全色のＬＥＤを点灯させて取得した第二の画像データのそれぞれの赤色画像データの差分から不可視光発生画素を特定する解析手段１５０と、この差分データから特定した不可視光発生画素のＲ色画像データを補正するデータ補正手段１６０と、を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
照明光で照明された原稿からの光を異なる分光感度特性を備える複数のセンサで受光して画像データを出力する画像読取装置であって、
第１の分光波長特性を有する第１の照明光で前記原稿が照明されたときに取得される第１の画像データに基づいて、前記複数のセンサのうち前記原稿において発生する不可視光を受光した特定画素を検出する解析手段と、
前記第１の分光波長特性とは異なる第２の分光波長特性を有する第２の照明光で前記原稿が照明されたときに取得される第２の画像データのうち、前記特定画素に対応するデータを補正する補正手段と、
を有することを特徴とする画像読取装置。
【請求項２】
前記解析手段は、前記不可視光の発生比率情報に基づいて補正データを作成することを特徴とする請求項１に記載の画像読取装置。
【請求項３】
前記補正手段は、前記補正データに基づいて前記特定画素に対応するデータを補正することを特徴とする請求項２に記載の画像読取装置。
【請求項４】
前記第１及び第２の照明光を切り替えて前記原稿を照明可能な照明装置を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像読取装置。
【請求項５】
前記複数のセンサは、それぞれ赤色、緑色、青色の波長帯域を通過させるカラーフィルタが設けられた複数のラインセンサであり、
前記解析手段は、前記第１の照明光で前記原稿が照明されたときの前記赤色の前記カラーフィルタが設けられた前記ラインセンサの出力値が閾値を超えた場合に前記不可視光が発生していると認識することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の画像読取装置。
【請求項６】
前記第１の照明光は緑色の波長帯域を備え、
前記第２の照明光は赤色、緑色、青色の波長帯域を備えることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の画像読取装置。
【請求項７】
前記第１及び第２の照明光は、不可視光の波長帯域を備えないことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の画像読取装置。
【請求項８】
前記解析手段は、前記不可視光の発生比率情報に基づいて補正データを作成し、
前記不可視光の発生比率情報は、前記閾値との差分データであることを特徴とする請求項５に記載の画像読取装置。
【請求項９】
前記閾値は、前記第１の照明光での前記緑色の波長帯域を通過させるカラーフィルタが設けられたラインセンサの出力値が上限値に張り付かないレベルで最大値を取るように前記緑色の波長帯域の照明光量の補正を行なったときの前記緑色の波長帯域を通過させるカラーフィルタが設けられたラインセンサの出力値であることを特徴とする請求項５または８に記載の画像読取装置。
【請求項１０】
前記照明装置は、赤色、緑色、青色の異なる発光中心波長をもつ複数のＬＥＤ光源を有し、
該複数のＬＥＤ光源の発光光量比を変えることで前記第１及び第２の照明光を選択的に切り替えることを特徴とする請求項４に記載の画像読取装置。
【請求項１１】
前記照明装置は、緑色に発光中心波長をもつ単色のＬＥＤ光源と、白色ＬＥＤ光源とを有し、
前記単色のＬＥＤ光源を前記第１の照明光として用い、前記白色ＬＥＤ光源を前記第２の照明光として用いることを特徴とする請求項４に記載の画像読取装置。
【請求項１２】
前記第１及び第２の画像データはそれぞれカラー画像データであり、
前記原稿と前記センサを相対変位させることで前記第１及び第２の画像データを作成することを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の画像読取装置。
【請求項１３】
前記複数のセンサは、それぞれ赤色、緑色、青色の波長帯域を通過させるカラーフィルタが設けられた複数のラインセンサであって、
前記複数のラインセンサのライン毎に前記第１及び第２の照明光を選択的に切り替えて前記原稿が照明されたときの画像データを取得し、前記原稿と前記センサを相対変位させることで前記第１及び第２の画像データを前記カラー画像データとして作成することを特徴とする請求項１２に記載の画像読取装置。
【請求項１４】
前記原稿と前記センサを相対変位させる往路で前記第１の分光特性の照明光を連続照明して前記第１の画像データを前記カラー画像データとして取得し、前記原稿と前記センサを相対変位させる復路で前記第２の分光特性の照明光を連続照明して前記第２の画像データを前記カラー画像データとして取得することを特徴とする請求項１２に記載の画像読取装置。
【請求項１５】
前記解析手段および前記補正手段を用いず前記第２の画像データのみ取得する標準のカラー画像読取モードと、前記解析手段および前記補正手段を用いる特殊カラー画像取得モードとが選択可能であることを特徴とする請求項１２乃至１４のいずれか１項に記載の画像読取装置。
【請求項１６】
前記第２の画像データが前記原稿の色味と異なるとユーザーが判断する場合に、ユーザによる操作で前記特殊カラー画像取得モードが選択されることを特徴とする請求項１５に記載の画像読取装置。
【請求項１７】
前記原稿が載置台に載置されて前記原稿を前記載置台に押え付ける圧板が閉じられると前記原稿と前記センサを相対変位させて前記第１の照明光を用いた画像読取が自動的に実行され、
前記不可視光が発生していると認識する場合に、前記特殊カラー画像取得モードが選択されていることを表示パネルに表示し、前記特殊カラー画像取得モードが実行されることを特徴とする請求項１５または１６に記載の画像読取装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は画像読取装置に関し、特に複数のラインセンサーを用いてカラー原稿画像を読み取ることができるイメージスキャナー（スキャナー）やデジタル複写機に好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、画像読取装置においては、可視域以外の波長、特に不可視光（赤外光）がイメージセンサといった読取手段に到達することによって、本来読み取った物に対して色味が変化してしまうことが問題となっている。
【０００３】
そこで、特許文献１では、赤外光を除去する赤外カットフィルタを光源と導光体の間に挿入し、照明光の赤外成分をカットすることで原稿の色再現性を向上することを開示している。
【０００４】
また、特許文献２では、通常の画像読取用のＲ，Ｇ，Ｂのカラーフィルタがのったラインセンサに付随して赤外光のみを受光する赤外受光用のラインセンサが設けられており、赤外受光用センサの出力に基づいて色再現を補正する技術を開示している。
【０００５】
また、特許文献３では、印画紙のように用紙に依存して赤外光の反射率の高い原稿を読み取る際に、印画紙モードを設け、特殊なシェーディング補正をすることで色再現性を向上させる技術を開示している。
【０００６】
ここで、一般に、画像読取装置の結像光学系のタイプとして、等倍結像系を使用するもの、縮小結像系を使用するものがある。等倍結像系は一般にロッドレンズアレイやマイクロレンズアレイを用いて、原稿と同サイズ幅のラインセンサ上に原稿と等倍の像を結像する。一方、縮小結像系は、原稿を例えば０．１倍で原稿の１／１０幅のセンサ上に原稿の縮小像を結像する。等倍結像系は、縮小結像系に比べコスト的に優位であり、広く普及している。因みに、近年、等倍結像系を用いた画像読取装置でも、読取高速化のため、白色照明下でのＲ，Ｇ，Ｂの３ラインセンサ読取を行うようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−２２７３８４号公報
【特許文献２】特開２００７−０４３４２７号公報
【特許文献３】特開２０１１−０１００２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上述の特許文献に開示された従来技術では、後述のことが考慮されておらず、十分な色再現を得ることができない。即ち、天然色素や一部の合成色素からなる色材には、可視光域（４８０〜５５０ｎｍ）の光を吸収し、近赤外領域の波長で蛍光発光するものが存在する。そして、これらの色材で印刷もしくは染色された原稿では、照明光に赤外光が含まれていなくても、カラー読取に必要な可視光域の光で励起され近赤外領域の波長で蛍光発光してしまう。その結果として、Ｒセンサ（赤色の波長域に主たる感度を備えるセンサ）で近赤外領域の波長の蛍光を受光してしまうという問題がある。
【０００９】
特許文献１では照明光の赤外光成分をカットしているが、上記のような可視光で励起されて発光する赤外蛍光物質が含まれている原稿では、上述の理由から十分な色再現性を得ることはできない。
【００１０】
また、特許文献２では、赤外光専用のラインセンサを用意しなければならず、センサのコストアップは避けられない。また、特許文献３では、原稿の印刷されている用紙（具体的には印画紙）に起因する一律のオフセット成分をシェーディング補正で補正するという内容であり、部分的に可視光を吸収し赤外蛍光する蛍光色素があった場合には対応できないという問題がある。
【００１１】
そのため、上述した等倍結像系を用いた画像読取装置でも同様の問題が発生しており、原稿とセンサの間の光路中に赤外カットフィルタを設けようとすると、読取サイズと同等のサイズが必要となるために大幅なコスト上昇を招いてしまう。
【００１２】
本発明の目的は、原稿とセンサの間の光路中に赤外カットフィルタを設けなくても、不可視光を発生させる色材が含まれる原稿に対し高度な色再現をすることを可能にした画像読取装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するために、本発明に係る画像読取装置は、照明光で照明された原稿からの光を異なる分光感度特性を備える複数のセンサで受光して画像データを出力する画像読取装置であって、第１の分光波長特性を有する第１の照明光で前記原稿が照明されたときに取得される第１の画像データに基づいて、前記複数のセンサのうち前記原稿において発生する不可視光を受光した特定画素を検出する解析手段と、前記第１の分光波長特性とは異なる第２の分光波長特性を有する第２の照明光で前記原稿が照明されたときに取得される第２の画像データのうち、前記特定画素に対応するデータを補正する補正手段と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、原稿とセンサの間の光路中に赤外カットフィルタを設けなくても、不可視光を発生させる色材が含まれる原稿に対し高度な色再現をすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１の実施形態の画像読取装置の要部概略図である。
【図２】本発明の第１の実施形態の各ラインセンサの分光感度特性を示すグラフである。
【図３】本発明の第１の実施形態の照明光の分光波長特性を示すグラフである。
【図４】本発明の実施形態のシェーディング補正を説明するフローチャートである。
【図５】本発明の第１の実施形態の画像データ取得を示すフローチャートである。
【図６】本発明の第２の実施形態の画像データ取得を示すフローチャートである。
【図７】本発明の実施形態の画像読取装置の動作フローチャートである。
【図８】本発明の実施形態の画像読取装置のユーザー操作の一例である動作フローチャートである。
【図９】本発明の第２の実施形態の照明光の分光波長特性を示すグラフである。
【図１０】近赤外蛍光物質の励起光／蛍光発光光スペクトルの一例を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。
【００１７】
《第１の実施形態》
（画像読取装置）
図１は、本発明の第１の実施形態のキャリッジ一体型画像読取装置（等倍結像系）の要部概略図である。図１において、Ｐは原稿台ガラスであり、その面上に原稿Ｇが載置されている。１００はキャリッジユニットであり、導光部材１０３、１０４を含む照明装置（照明手段）、結像光学系（ロッドレンズアレイ）１０１、そして読取手段１０２を保持している。そして、不図示のモータなどの駆動装置により、キャリッジユニット１００を図１中の副走査方向へ走査し、原稿Ｇの画像情報を２次元的に読み取っている。
【００１８】
原稿Ｇを照明可能な照明装置は、導光部材１０３、導光部材１０３の端部に配置された３原色の３つのＬＥＤ（赤色、緑色、青色の異なる発光中心波長を備える）として１０４Ｒ、１０４Ｇ、１０４Ｂから成る白色ＬＥＤ光源１０４を含む。これにより、主走査方向に長い略線状の読み取り領域を照明する。そして、照明された原稿Ｇ上の読み取り領域からの光は、結像光学系１０１により読取手段１０２面上に結像される。読み取られた画像情報は、不図示のインターフェースを通じて外部機器であるパーソナルコンピューターや画像形成装置などに送られる。
【００１９】
読取手段１０２は、異なる分光感度特性を備える複数のセンサを備え、原稿からの光を受光してカラー画像データを出力する。複数のセンサは、図２に示すような分光感度特性をもったそれぞれＲ（赤色）、Ｇ（緑色）、Ｂ（青色）の波長帯域を通過させるカラーフィルタを備えたラインセンサ１０２Ｒ、１０２Ｇ、１０２Ｂを副走査方向に並設して構成される。これにより、読取手段１０２は原稿からの反射光を色分解し、カラー画像情報を取得する。そして、ラインセンサからのアナログ信号（アナログ情報）を、図示しないオペアンプを介した後、Ａ／Ｄ変換器によりディジタル信号（ディジタル情報）に変換している。
【００２０】
各ラインセンサの分光感度特性を示す図２において、Ｒ（赤色）センサ１０２Ｒに着目すると、一般に本来人間の目では感知できない近赤外光に対しても感度を有していることが分かる。原稿の中には、図１０に示すように可視光域の光を吸収励起し、近赤外域で蛍光放出するような色材が存在する（グラフは吸収励起光、蛍光放出光ともにピーク波長の値で規格化されている）。
【００２１】
そのような色材を白色照明して画像読取を行うと、色材からはベースの色材の色に加えて、色材に含まれる蛍光物質の量と照明光の励起波長帯の光量に依存して不可視の近赤外光が発生しＲセンサで検出されてしまう。そのため、赤色が上乗せされたような画像が取得され、ユーザーが目視で見た原稿色と取得した画像色に大きな乖離が発生してしまう。
【００２２】
この近赤外蛍光による混色を避けるために、原稿とセンサの間の光路中に赤外カットフィルタを用いる方法などが取られてきた。しかしながら、等倍結像系の場合に結像系に赤外カットフィルタを入れようとすると、読取サイズと同等のサイズが必要となるために大幅なコスト上昇につながってしまう。
【００２３】
そこで、本実施形態では、以下のような手法を用いる。即ち、本実施形態では、先ず原稿に不可視光が蛍光発光する色材が使用されているか識別し、次に含有している場合には画像上の画素レベルでの位置を特定し、色補正データを生成する。そして、不可視光の受光で検出される特定画素（不可視光の発生画素）に対してのみ色補正データを適用することで高度な色再現性を達成する。
【００２４】
以降、図３乃至図６を用いて詳しく具体的に説明する。本実施形態では、異なる分光波長特性を有する２種類の照明光（第１及び第２の分光波長特性の照明光）で取得した各カラー画像データを用いる。本実施形態においては、光源としてＲ（中心波長：６３５ｎｍ），Ｇ（中心波長：５２２ｎｍ），Ｂ（中心波長：４５６ｎｍ）のＬＥＤを合成して白色光を生成するタイプのＬＥＤを使用している。そして、これらの発光比率（発光光量比）を変えることで異なる分光波長特性を変えている（選択可能な第１及び第２の分光波長特性の照明光を選択的に切り替える）。
【００２５】
図１に示すように、第１及び第２の分光波長特性の照明光は、発光制御手段１４０により切り替えられる構成となっている。そして、図３は本実施形態における２つの分光波長特性を示し、第１の分光波長特性の照明光はＧのＬＥＤの単色発光における照明光、第２の分光波長特性の照明光はＲ、Ｇ、ＢのＬＥＤを同時点灯させた発光（白色発光モード）における照明光となっている。ここで、図３に示すように上記光源の発光特性は、第１及び第２の分光波長特性の照明光が不可視光の波長帯域（７００ｎｍより長波長側の波長帯域）を備えないものとなっている。
【００２６】
（シェーディング補正）
これらの照明光で照明して画像情報を取得するが、それに先だって、図１に示した白色基準板２００を用いてシェーディング補正を行う。シェーディング補正は、図４のフローチャートに従って行う。
【００２７】
先ず、発光制御手段１４０（図１）は第２の分光波長特性の照明光を形成するようにＲ、Ｇ、ＢのＬＥＤを同時点灯させ、白色基準板２００を読取りシェーディング補正を行う。第２の分光波長特性の照明光下でのシェーディング補正が終了した後、第１の分光波長特性の照明光を形成するようにＧのＬＥＤのみ点灯し白色基準板２００を読取る。
【００２８】
第２の分光波長特性の照明光下でシェーディング補正をした状態において、第１の分光波長特性の照明光でのＧセンサの出力値が上限値に張り付かないレベルで最大値を取るようにＧ‐ＬＥＤの発光量補正（照明光量の補正）を行う。この補正完了後のＲセンサ出力値は、以降実施する不可視光判定の所定の閾値として用いられる。
【００２９】
（特殊カラー画像取得モード）
シェーディング補正プロセスが完了したら、図５のフローチャートに基づいて画像データの取得、判定、補正を行う（特殊カラー画像取得モード）。先ず、発光制御手段１４０（図１）は第１の分光波長特性の照明光を形成するようにＧのＬＥＤを点灯し、第１のＲ、Ｇ、Ｂライン画像データを取得し、取得後に消灯する。そして、第２の分光波長特性の照明光を形成するようにＲ、Ｇ、ＢのＬＥＤを同時点灯し、第２のＲ、Ｇ、Ｂライン画像を取得し、取得後に消灯し、キャリッジを副走査方向に移動させ同様の動作を繰り返す。
【００３０】
画像領域をすべてスキャン終了後、第１のＲ、Ｇ、Ｂライン画像データから第１及び第２のカラー画像データ（２次元データ）を作成する。そして、解析手段１５０（図１）は、作成した第１のカラー画像データにおけるＲ画像データのセンサ出力値に関し、先に設定した不可視光判定のための閾値で判定する。閾値以上のセンサ出力となる画素があった場合には、原稿から不可視光が発生していると判定（認識）する。そして、不可視光が発生している画素（特定画素）を特定し、不可視光の発生比率情報としての閾値との差分データ（センサ出力値と閾値との差分）からＲラインセンサ（Ｒｃｈ）の色補正データを生成する。
【００３１】
そして、不可視光の発生を検出した場合には、データ補正手段１６０（図１）が検出画素に対して先に生成した色補正データを適用（特定画素に対応するデータを補正）し、第２のカラー画像データを補正する。このような第２のカラー画像データを補正した後に、画像を作成し出力する。これにより、原稿の現画像の色再現性を改善することができる。
【００３２】
一方、不可視光の発生を検出しなかった場合には、第２のＲ、Ｇ、Ｂライン画像データから作成した第２のカラー画像データから画像を作成出力する。
【００３３】
実際のユースケースとしては、２つの場合が想定される。１つ目は、図７のフローチャートのように原稿を載置台に載置に載置し圧板を閉じると自動的に特殊カラー画像取得モードでプリスキャンを行い、不可視光の有無を検知するというものである。不可視光が検知されなかったと認識する場合には、画像読取装置の不図示の操作パネルの表示部（表示パネル）には何も表示せずに、内部的に第２の分光波長特性の照明光のみで画像読取を行う標準のカラー画像読取モードに切り替えを行う。
【００３４】
もし、不可視光が検出されたと認識する場合には、前記操作パネルの表示部に特殊カラー画像取得モードで画像読取をすることをユーザーに表示し、特殊カラー画像取得モードを維持(実行)する。この場合のメリットは、ユーザーは特に意図しなくても、特殊な色材が含まれる画像に対し、最初の画像取得から良好な色再現を実現した画像取得まで行うこととなることである。なお、その半面、特殊カラー画像取得モードが必要な色材が含まれる原稿は稀であるにも関わらず、必ず特殊カラー画像取得モードでプリスキャンすることになるので、原稿を載置してからユーザーが実際に画像を取得するまでに多少時間を要することとなる。
【００３５】
２つ目は、図８のフローチャートのように、まずユーザーが通常カラー画像モードで画像を取得し、ユーザーが取得した画像と現画像を比較し色再現に問題がある（色味が異なる）か判断する。問題があると判断した場合に、ユーザーが操作パネルから特殊カラー画像取得モードを選択しこのモードに設定する。そして、再度画像を取得するというものである。以上の２つのユースケースについては、両者とも一長一短はあるが、最終的には良好な色再現の画像を取得することが可能である。
【００３６】
《第２の実施形態》
次に、本発明の第２の実施形態について、図６、図９を用いて説明する。第１の実施形態と異なる点は、照明装置の光源に青色ＬＥＤ＋黄色蛍光体の白色ＬＥＤと、Ｇ‐ＬＥＤを有しており、両者を切り替えることで異なる分光波長特性の照明光を発生させていることである。また、カラー画像データの取得方法が異なることである。
【００３７】
図９は、本実施形態における２つの分光波長特性を示しており、第１の分光波長特性はＧ‐ＬＥＤの単色発光によるもの、第２の分光波長特性は青色ＬＥＤ＋黄色蛍光体の白色ＬＥＤ発光によるものである。ここで、シェーディング方法は第１の実施形態と同じ手法で実現可能である。
【００３８】
以下、本実施形態における画像データの取得について、図６を用いて説明する。第１の実施形態（図５）で説明した画像データの取得と同じ点については割愛し、第１の実施形態（図５）で説明した画像データの取得と異なる点について説明する。
【００３９】
第１の実施形態（図５）では、ライン毎に第１の分光波長特性の照明光と第２の分光波長特性の照明光を順次点灯させながら画像データを取得していた。これに対し、本実施形態では、図６のフローチャートに示すように、往路の走査で第１の分光特性の照明光を連続点灯して先ず第１のカラー画像データを取得する。そして、復路の走査（キャリッジがホームポジションに戻る際）で第２の分光特性の照明光を連続照明して第２のカラー画像データを取得する。この方法を用いても、第１の実施形態と同様に、不可視光の検出、データ補正ができる。
【００４０】
（変形例）
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形および変更が可能である。
【００４１】
（変形例１）
上述した実施形態においては、等倍結像系を用いた画像読取装置を説明したが、縮小結像系を用いた画像読取装置に対して適用しても同様の効果が得られる。
【００４２】
（変形例２）
上述した第１の実施形態では図５に示した画像取得方法、第２の実施形態では図６に示した画像取得方法を説明したが、互いに逆の方法を適用しても同様の効果を得ることができる。
【００４３】
（変形例３）
上述した実施形態では、図３に示すように光源の発光特性として、第１及び第２の分光波長特性の照明光が不可視光の波長帯域（７００ｎｍより長波長側の波長帯域）を備えないものであったが、本発明はこれに限られない。光源の発光特性として不可視光の波長帯域を備える場合に、照明光学系内に不可視光の波長帯域（７００ｎｍより長波長側の波長帯域）を除去する赤外カットフィルタを設ける構成としても良い。
【００４４】
（変形例４）
上述した実施形態では、原稿を固定しセンサ含むキャリッジユニットを原稿に対し相対変位させるものであったが、センサ含むキャリッジユニットを固定し原稿をセンサ含むキャリッジユニットに対し相対変位させるものであっても良い。
【符号の説明】
【００４５】
１０２Ｒ・・Ｒラインセンサ（Ｒｃｈ）、１０２Ｇ・・Ｇラインセンサ（Ｇｃｈ）、１０２Ｂ・・Ｂラインセンサ（Ｂｃｈ）、１０４Ｒ・・赤色ＬＥＤ、１０４Ｇ・・緑色ＬＥＤ、１０４Ｂ・・青色ＬＥＤ、１５０・・解析手段、１６０・・データ補正手段、Ｇ・・原稿
【図７】
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【図８】
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【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９】
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【図１０】
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