JP2010041396A - Image reading apparatus and image reading recording apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、媒体の画像情報を読み取る画像読取の装置、およびこれを備えた画像読取記録装置に関する。 The present invention relates to an image reading apparatus that reads image information on a medium, and an image reading and recording apparatus including the same.
イメージスキャナ、複写機、ファクシミリ、マルチファンクションプリンタなどに用いられ、紙原稿などの被読取媒体を照明して、照明された読取面をラインセンサを用いて光学的に読み取る画像読取装置が知られている。 Image reading apparatuses that are used in image scanners, copiers, facsimiles, multifunction printers, etc., illuminate a read medium such as a paper document, and optically read the illuminated reading surface using a line sensor are known. Yes.
照明にはライン状の照明が行なえる光源、例えば冷陰極蛍光管やキセノン管が従来より用いられている。また最近、それらに置き換わるものとして、白色LEDの点光源を複数アレイ状に並べた照明光源が増えている。 For the illumination, a light source capable of performing linear illumination, such as a cold cathode fluorescent tube or a xenon tube, has been conventionally used. Recently, as a replacement for them, an illumination light source in which a plurality of white LED point light sources are arranged in an array is increasing.
複数の点光源を用いたものは、そのままでは照度ムラが生じる。そこで、各点光源からの光を光拡散部によって拡散させ、照度ムラを軽減する技術が知られている。(特許文献1、特許文献2参照)
ところが、紙原稿ではなく、CDなどディスク媒体のレーベル面(コンテンツのタイトルや内容を印刷した面)のような回折反射面を含む面であると、回折反射面で回折光を生じ、干渉によって読み取った画像にムラ(色ムラや輝度ムラ)が発生する場合がある。 However, if it is a surface including a diffractive reflection surface such as a label surface of a disc medium such as a CD (surface on which content titles or contents are printed) instead of a paper document, diffracted light is generated on the diffractive reflection surface and is read by interference. In some cases, unevenness (color unevenness or brightness unevenness) may occur in the image.
図6(a)はその発生原理を説明する図である。ディスク媒体のレーベル面は、データ記録面と同じく微細な凹凸構造になっているものが多い。例えば、CDであればデータ記録面はおよそ0.2μmピッチの周期的な凹凸(ピット構造)が連続したアルミ反射面であり、反対側のレーベル面も同様の反射面を有するものが多い。0.2μmは読取光の波長のおよそ4分の1である。このような光の波長オーダーの凹凸は、回折格子として作用し、凹部で反射回折光を生じる。その回折角度は波長(色)によって異なる、いわゆる色分解と呼ばれる現象を起こす。 FIG. 6A is a diagram for explaining the generation principle. In many cases, the label surface of the disk medium has a fine uneven structure like the data recording surface. For example, in the case of a CD, the data recording surface is an aluminum reflecting surface in which periodic irregularities (pit structure) with a pitch of about 0.2 μm are continuous, and the opposite label surface often has a similar reflecting surface. 0.2 μm is about a quarter of the wavelength of the reading light. Such irregularities in the wavelength order of light act as diffraction gratings, and generate reflected diffracted light in the concave portions. The diffraction angle varies depending on the wavelength (color), and causes a phenomenon called so-called color separation.
凹部での反射回折光と凸部での反射光は光学的に干渉する。回折光の回折角度は色によって異なるため、観察者には場所により色が異なる色ムラが観察される。また、光源の態様によっては回折反射のパターンすなわち部分的な輝度ムラとなって観察される。 The reflected diffracted light at the concave portion and the reflected light at the convex portion interfere optically. Since the diffraction angle of the diffracted light varies depending on the color, the observer observes color unevenness that varies in color depending on the location. Further, depending on the form of the light source, a diffraction reflection pattern, that is, a partial luminance unevenness is observed.
図7は、均一照度でCDのレーベル面を照明したときに、場所によってムラが生じて観察された状態を示す。 FIG. 7 shows a state where the CD label surface is illuminated with uniform illuminance and observed with unevenness depending on the location.
上記特許文献に記載の装置は、照明光を生成する光源を複数の点光源にしたことで生じる照度の不均一を軽減することを主眼としたものである。しかし、読取面から生じる回折光の干渉によるムラの問題には、なんら言及していない。 The apparatus described in the above-mentioned patent document mainly aims to reduce non-uniform illuminance caused by using a plurality of point light sources as light sources for generating illumination light. However, no mention is made of the problem of unevenness caused by interference of diffracted light generated from the reading surface.
本発明は、上記課題に着目してこれを解決すべくなされたものである。 The present invention has been made to solve this problem by paying attention to the above problems.
本発明の目的は、媒体の読取面が回折反射面を含んでいる場合に、この回折反射面での回折光による干渉で発生する読取画像のムラを緩和することである。さらに、媒体の読取面が回折反射面を含んでいる場合、回折反射面を含んでいない場合にフレキシブルに対応して、それぞれで最適な読み取りを行なうことができる装置および方法の提供である。 An object of the present invention is to alleviate unevenness of a read image caused by interference by diffracted light on a diffraction reflection surface when the reading surface of the medium includes a diffraction reflection surface. Furthermore, the present invention provides an apparatus and a method that can flexibly cope with the case where the reading surface of the medium includes a diffractive reflection surface and does not include the diffractive reflection surface, respectively, and can perform optimum reading.
上記課題を解決する本発明は、載置面の上に置かれた媒体の読取面を該載置面の側から照明する照明ユニットと、前記読取面を光学的に読み取る読取ユニットを備え、読み取った画像の画像信号を出力する画像読取装置であって、前記照明ユニットの照明光の光拡散性を変化させる機構を有し、読み取る媒体に応じて光拡散性を変化させることを特徴とするものである。 The present invention for solving the above-mentioned problems includes an illumination unit that illuminates a reading surface of a medium placed on a mounting surface from the side of the mounting surface, and a reading unit that optically reads the reading surface. An image reading apparatus for outputting an image signal of an image having a mechanism for changing the light diffusibility of the illumination light of the illumination unit, and changing the light diffusibility according to a medium to be read It is.
本発明によれば、媒体の読取面が回折反射面を含んでいる場合に、この回折反射面での回折光による干渉で発生するムラを確実に軽減して、適切な読取画像を得ることができる。そして、媒体の読取面が回折反射面を含んでいる場合、回折反射面を含んでいない場合にフレキシブルに対応して、それぞれで最適な読み取りを行なうことができる。 According to the present invention, when the reading surface of the medium includes a diffractive reflection surface, it is possible to reliably reduce unevenness caused by interference due to diffracted light on the diffractive reflection surface and obtain an appropriate read image. it can. When the reading surface of the medium includes a diffractive reflection surface, it is possible to perform optimum reading in a flexible manner corresponding to the case where the reading surface does not include the diffractive reflection surface.
本発明は、被読取媒体(本発明においては「媒体」という。)の回折反射面を含む読取面を光学的に読み取る際の、色ムラや輝度ムラを軽減する手法を提供するものである。本発明の実施の形態の説明に先立ち、基本的な概念について説明する。 The present invention provides a technique for reducing color unevenness and luminance unevenness when a reading surface including a diffraction reflection surface of a medium to be read (referred to as “medium” in the present invention) is optically read. Prior to the description of the embodiment of the present invention, the basic concept will be described.
先に説明したとおり、図6(a)のような平行光線で回折反射面を照明した場合は、波長(色)によって反射回折角が異なる色分解によって色ムラが目立つ。 As described above, when the diffraction reflection surface is illuminated with parallel rays as shown in FIG. 6A, color unevenness is conspicuous due to color separation with different reflection diffraction angles depending on the wavelength (color).
これを軽減するために、図6(b)のように、光拡散体(光透過拡散性の部材)を介して回折反射面を照明する。光拡散体からは様々な方向成分の光が生じるため、回折反射面を形成する凹凸には、様々な方向から光が当たることになる。すると、入射するある方向成分の光線により回折光が発生して強弱が生じたとしても、その他いろいろな方向成分の光線による同様の強弱がすべて重畳されるので、平均するとほぼ均一となり、結果として色ムラや輝度ムラは大きく緩和される。すなわち、光拡散体で拡散された光線で照明することで、全体として色分解されることが無くなり、読取画像のムラを大きく緩和することができる。 In order to reduce this, as shown in FIG. 6B, the diffractive reflection surface is illuminated through a light diffuser (light transmission diffusive member). Since light of various directional components is generated from the light diffuser, light hits the unevenness forming the diffraction reflection surface from various directions. Then, even if the diffracted light is generated by the incident light of a certain direction component and the intensity is increased and decreased, all the same intensity by the light beams of various other direction components are superimposed, so on average, it becomes almost uniform, resulting in color Unevenness and brightness unevenness are greatly reduced. That is, by illuminating with the light diffused by the light diffuser, color separation as a whole is eliminated, and unevenness of the read image can be greatly reduced.
ムラ緩和の効果を大きくするには、光拡散体での拡散度合いも大きくしたほうがよいが、それに伴って例えば30〜40%程度の照明光量のロスが生じる。そこで、読取面が回折反射面を含むときだけ光拡散体を介して照明し、それ以外の通常の原稿を読み取る場合は、光拡散体を介さずにより明るい照明を行なうようにする。すなわち、媒体の読取面が回折反射面を含んでいる場合、回折反射面を含んでいない場合、それぞれにフレキシブルに対応して、適切な読み取りを行なうものである。 In order to increase the effect of mitigating unevenness, it is better to increase the degree of diffusion in the light diffusing body. Therefore, illumination is performed through the light diffuser only when the reading surface includes the diffraction reflection surface, and when reading other normal documents, brighter illumination is performed without using the light diffuser. That is, when the reading surface of the medium includes a diffraction reflection surface and when it does not include a diffraction reflection surface, appropriate reading is performed in a flexible manner.
<実施の形態>
以下、インクジェット方式のプリント部を備えた画像読取記録装置、いわゆるマルチファンクションプリンタに本発明を適用した実施形態を説明する。
<Embodiment>
Hereinafter, an embodiment in which the present invention is applied to an image reading and recording apparatus having an ink jet printing unit, that is, a so-called multifunction printer will be described.
図1はプリンタ本体内のスキャナ部の断面図である。スキャナ部は大きくは、照明ユニット22、読取ユニット25、信号処理部29、およびガラス板の載置面20からなる。
FIG. 1 is a cross-sectional view of a scanner unit in the printer body. The scanner unit mainly includes an illumination unit 22, a reading unit 25, a signal processing unit 29, and a glass
照明ユニット22はライン状の照明光を発生するもので、発光源と導光体からなるユニットである。発光源としては、白色LEDアレイ、白色OLEDアレイ、冷陰極蛍光管、キセノン管等が用いられる。照明ユニット22の光により、ガラス板の載置面20の上に置かれた原稿21の下面の読取面を、図の紙面垂直方向にライン状に照明する。原稿21は後述するように、ディスク媒体あるいは通常の紙原稿等である。
The illumination unit 22 generates linear illumination light, and is a unit composed of a light source and a light guide. As the light source, a white LED array, a white OLED array, a cold cathode fluorescent tube, a xenon tube, or the like is used. Light from the illumination unit 22 illuminates the reading surface on the lower surface of the
照明ユニット22の光源と載置面20の間の光路には、照明光の光拡散性を変化させる機構が設けられている。これは、光透過性の光拡散板23と、それを走査方向に移動させるモータ駆動機構24からなる。詳細については後述する。
In the optical path between the light source of the illumination unit 22 and the
読取ユニット25は、照明された読取面を光学的に読み取るものである。原稿21の読取面で反射した光は、反射ミラー26を介して結像レンズ27により、ラインセンサ28上に入射する。ラインセンサ28は、図の紙面垂直方向に多数の受光素子が配列された一次元の光電変換素子アレイである。原稿21の読取面のライン状の照明領域は、ラインセンサ28の受光素子上に結像する。
The reading unit 25 optically reads the illuminated reading surface. The light reflected by the reading surface of the
信号処理部29は、アナログフロントエンドと画像処理部を有し、ラインセンサ28の出力から画像信号を生成して外部に出力する。
The signal processing unit 29 has an analog front end and an image processing unit, generates an image signal from the output of the
照明ユニット22と読取ユニット25は一体となって、載置面20に対して相対的に矢印の走査方向に移動して、移動しながら読み取りを行なうことで、二次元の画像信号を取得する。本例のプリンタは、載置面20は固定して、照明ユニット22と読取ユニット25が移動するが、逆に載置面20が移動するようにしてもよい。
The illumination unit 22 and the reading unit 25 are integrally moved relative to the
図2は光拡散板23を中心とする、照明光の光拡散性を変化させる機構の詳細を説明するための斜視図である。
FIG. 2 is a perspective view for explaining details of a mechanism for changing the light diffusibility of the illumination light with the
光拡散板23は、上面または下面(照明光が入射する側の面)の少なくとも1面が光拡散面となっている。これは、シボ処理、表面粗し処理、つや消しコーティング処理、光拡散樹脂の塗布処理等、ランダムな拡散面を形成する処理によって形成されている。あるいは微細なプリズムシート面からなる光拡散面としてもよい。また、別の形態として、光拡散板を構成する透明部材の中に光拡散物質(例えば乳白色の光散乱微粒子)を混ぜて、光拡散板23全体を光散乱物としてもよい。この場合は、内部で光散乱が生じるため、その下面または上面に光拡散処理は施すことは必須では無い。
In the
光拡散板23は、モータ駆動機構24によって、ガイドシャフト30に案内されて図のA−B方向に直線的に移動可能で、どちらかの移動端部の位置に切替可能である。図1(a)のようにAの方向に移動させると、照明ユニット22から射出するスリット状の照明光が光拡散板23を通過する。図1(b)のようにBの方向に移動させると、照明光が光拡散板23を通過しない。なお、直線的な移動にせずに、回転によって光拡散板23を照明光が通過する位置と通過しない位置との間で切り替えるようにしてもよい。位置センサ31は、光拡散板23が図1(a)(b)どちらの位置にあるかを検出するセンサである。
The
この例は、光拡散板23を介して照明する状態と、光拡散板23を介さずに照明する状態とに切り替えるものである。変形例として、図3に示すような、光拡散性が異なる複数の領域(ここでは領域A、領域Bの2つ)を有する光拡散板23を用いて、複数のどの領域を介して照明するかを切り替えるようにしてもよい。この場合、領域Aが領域Bよりも光拡散性が大きなものとする。
In this example, switching is performed between a state in which illumination is performed through the
次に、本例のマルチファンクションプリンタをスキャナとして使用する場合について説明する。 Next, a case where the multifunction printer of this example is used as a scanner will be described.
ユーザーは、紙等の通常の原稿を読み取る場合は、載置面20に原稿をそのまま置く。一方、ディスク媒体のレーベル面を読み取る場合には、ユーザーは、図4に示すように、ディスク媒体装着用のトレイ1にディスク媒体2を装着して、そのレーベル面を下向きにして載置面20の上に置く。そして、読み取りの際に余計な外光は入らないように、装置の上蓋6を閉じる。
When reading a normal document such as paper, the user places the document on the
ここでユーザーは、スキャン開始ボタンを押す。すると装置は光拡散板23を図1(b)の状態にして読み取りを行なう。ここで、載置面20の上に置いた原稿が、回折反射特性を持ったディスク媒体であるか否か装置が自動的に判別する。
Here, the user presses a scan start button. Then, the apparatus reads the
この判別は次のようにして行なう。信号処理部29において、上記読み取りの結果得られた読取画像を元に、画像認識処理によって、トレイに設けた識別マークを認識する、あるいはトレイとディスク(所定サイズの四角形とその内側の円形)の形状を認識する。その結果、トレイであることが認識されたら、読み取る媒体がディスク媒体であると判別する。なお、トレイを用いずに、直接ディスク媒体の形状(例えば直径12cm又は8cmの円形で中心に孔がある)を画像認識するようにしてもよい。その場合はトレイを用いずに、載置面20の上に直接ディスク媒体を置く。
This determination is performed as follows. The signal processing unit 29 recognizes the identification mark provided on the tray by the image recognition process based on the read image obtained as a result of the reading, or the tray and the disc (a square of a predetermined size and an inner circle). Recognize the shape. As a result, if the tray is recognized, it is determined that the medium to be read is a disk medium. Instead of using the tray, the shape of the disk medium (for example, a circle having a diameter of 12 cm or 8 cm and a hole in the center) may be recognized as an image. In that case, the disk medium is placed directly on the mounting
もし、載置面20に置いた原稿がディスク媒体ではないと判別されたら、信号処理部29は上記の読取画像をそのまま画像信号として出力する。
If it is determined that the document placed on the
もし、ディスク媒体であると判別されたら、装置は、光拡散板23が図1(a)の位置に来るようにモータ駆動機構24で移動させる。そして、再度の読み取りを行なう。この二度目の読み取りでは、照明光は光拡散板23によって光拡散性が通常時よりも大きくなるので、読み取り面が回折反射面であってもムラの無い読取画像を得ることができる。なお、光拡散板23での拡散による照明光量の低下の分だけ、スキャンの速度を通常時よりも遅くして、ラインセンサ28が受ける光の露光量(受光光量×露光時間)が読み取りに十分となるようにする。そして、信号処理部29はこの二度目の読取画像を画像信号として出力する。
If it is discriminated that it is a disk medium, the apparatus moves it with the
このように、ディスク媒体を読み取るときだけ、照明光の光拡散性を高めてムラのない読み取りを行なう。それ以外の原稿を読み取るときは、光量低下のない照明により高速な読み取りを行なう。すなわち、媒体の読取面が回折反射面を含んでいる場合、回折反射面を含んでいない場合にフレキシブルに対応して、それぞれで最適な読み取りを行なうことができる。 In this way, only when reading the disk medium, the light diffusibility of the illumination light is enhanced and reading is performed without unevenness. When reading other documents, high-speed reading is performed with illumination that does not reduce the amount of light. In other words, when the reading surface of the medium includes a diffractive reflection surface, it is possible to flexibly cope with the case where the diffractive reflection surface is not included, and optimal reading can be performed for each.
一方、マルチファンクションプリンタを、プリンタとして使用して、レーベル面に文字や画像のプリントを行なうこともできる。その場合は、ユーザーは、図5のように、プリンタ本体の前蓋7を開けて、ディスク媒体2を装着したトレイ1を搬送機構8に差し込む。そして搬送機構8でトレイを搬送しながら、装置内部のプリント部にてレーベル面にプリントを行なう。プリント部は、ヒーター素子あるいはピエゾ素子を用いたインクジェット方式により、インクを吐出させてプリントを行なう。
On the other hand, a multifunction printer can be used as a printer to print characters and images on the label surface. In that case, the user opens the
また、スキャナ部で読み取ったディスク媒体のレーベル面の画像を、別のディスク媒体のレーベル面にプリント部でプリントする、レーベル画像のコピー機能も備えている。 Also, a label image copy function is provided, in which an image on a label surface of a disk medium read by a scanner unit is printed on a label surface of another disk medium by a print unit.
なお、以上の説明では、原稿がディスク媒体であるか否か装置が自動的に判別するようにしたが、ユーザーの指示により判別するようにしてもよい。回折反射面を持った原稿を読み取る場合は、ユーザーがボタン操作等で装置に入力して、その入力に基づいて装置は、図1(a)のように光拡散板23を照明光の光路に挿入して、読み取り動作を行なう。これにより、二度のスキャンが一度で済むので、より迅速な読み取りが可能となる。また、ディスク形状以外の反射回折面を持った原稿であっても、ムラのない読み取りが可能となる。
In the above description, the apparatus automatically determines whether or not the document is a disk medium, but it may be determined based on a user instruction. When reading a document having a diffractive reflection surface, a user inputs to the apparatus by a button operation or the like, and based on the input, the apparatus uses the
1 トレイ
2 ディスク媒体
20 載置面
22 照明ユニット
23 光拡散板
24 モータ駆動機構
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Tray 2
Claims (13)
前記照明ユニットの照明光の光拡散性を変化させる機構を有し、読み取る媒体に応じて光拡散性を変化させることを特徴とする画像読取装置。 An image that includes an illumination unit that illuminates a reading surface of a medium placed on the mounting surface from the side of the mounting surface, and a reading unit that optically reads the reading surface, and outputs an image signal of the read image A reading device,
An image reading apparatus having a mechanism for changing the light diffusibility of illumination light of the illumination unit, and changing the light diffusibility according to a medium to be read.
前記判別手段は、前記画像信号からトレイを認識したらディスク媒体であることを判別する、請求項6又は7記載の画像読取装置。 The disk medium is mounted on a tray and placed on the mounting surface.
8. The image reading apparatus according to claim 6, wherein the discriminating unit discriminates the disc medium when the tray is recognized from the image signal.
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