JP2541330B2

JP2541330B2 - 画像読取装置の受光ユニット

Info

Publication number: JP2541330B2
Application number: JP1329008A
Authority: JP
Inventors: 幸一米澤; 道雄伊藤
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 1989-12-18
Filing date: 1989-12-18
Publication date: 1996-10-09
Anticipated expiration: 2011-10-09
Also published as: JPH03188754A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）この発明はシート状被測定物の光反射率または透過率
を測定する画像読取装置の受光ユニットに関し、詳しく
はこの受光ユニットの測定性能の改良に関するものであ
る。

（従来の技術）従来、印刷分野で使用されている画像読取装置には、
ある画像をできるだけ詳細に読み取ってコンピュータな
どで扱えるデータに変換することを目的とするものと、
画像が白黒の二値画像となっており白と黒のいずれかの
面積を測定することを目的にするものの２種類がある。
前者は一般にイメージスキャナと呼ばれている。後者は
絵柄面積率計と呼ばれているもので、印刷機のインキ供
給量を印刷に先立って設定するために、刷版や原板フィ
ルムの各部分の絵柄部（インキの供給される部分）の全
体に占める割合（絵柄面積率）を測定するために用いら
れる。

絵柄面積率計は、印刷画面を数10等分した小領域に区
分し、この範囲内での平均絵柄面積を測定することを目
的とするため、イメージスキャナと比べて空間分解能は
低く、その値は対象とする印刷機に応じて数mmから100m
m程度である。しかしながら、測定値の精度、すなわち
真の絵柄面積率と測定された絵柄面積率の差の絶対値、
に対する要求は一般に１〜５％程度と厳しい。特に絵柄
面積率の小さい印刷物（たとえば帳票類）の印刷におい
ては、より誤差の小さい測定が望まれる。

このような絵柄面積率を目的とした画像読取装置の代
表例として、例えば特開昭57−64102号公報の装置が挙
げられる。以下、この装置の測定ユニットについて第８
図および第９図を用いて説明する。第８図はこの装置の
測定部の主走査方向Ｘに垂直な面の断面図、第９図は第
８図のIX−IX線断面図である。この場合、図面中の各構
成要素を表す参照符号は、全体を代表してその構成要素
を示す場合には添字を省略し（例えばフォトダイオード
６）、個々の構成要素を特定して示す場合には添字を付
して表わす（例えば部材が6a,6b,6c…６ω）と複数ある
場合は、以下これを6a〜６ωと省略する）。以下、他の
図面でも同様である。

第８図および第９図に示すように、被測定物である刷
版１の上方位置には、測定系の光源ユニット２と測定系
の受光ユニット３とが一体的に連結された状態で配設さ
れている。光源ユニット２は、主走査方向Ｘに沿って配
置された一対の蛍光灯４と、これらの蛍光灯４を上方位
置から両側位置にかけて覆う遮光箱５とで構成される。
また、受光ユニット３は、刷版１に平行な面で主走査方
向Ｘに沿って直線上に配列された複数のフォトダイオー
ド6a〜６ωと、隣り合うフォトダイオード6a〜６ω間を
仕切る仕切り板７と、仕切り板７の下端位置に刷版２に
対し平行に設けられた絞り板８とを備え、絞り板８には
各フォトダイオード6a〜６ωに対応する位置に絞り開口
部9a〜９ωがそれぞれ形成されている。なお、第８図に
おいて、10は１個のフォトダイオード６の担当する画像
読取領域、11は蛍光灯４より出射して画像読取領域10で
反射し、反射板８の絞り開口部９を経てフォトダイオー
ド６に入射される光を示す。

ところで、普通オフセット印刷の刷版の絵柄部と非絵
柄部では光の反射率が異なるが、上記装置はこの特性を
利用して、蛍光灯４の光を刷版１の画像読取領域10に照
射して、そこでの反射光量の多少から絵柄面積を測定せ
んとというものである。

この装置では、蛍光灯４を発した光11は刷版１の画像
読取領域10a〜10ωでそれぞれ反射し、ここで反射率に
応じて減衰した後、絞り板８の絞り開口部9a〜９ωを経
てフォトダイオード6a〜６ωにそれぞれ入射する。これ
らのフォトダイオード6a〜６ωは主走査方向Ｘに沿って
直線状に配列されているため、１度に主走査方向Ｘに沿
った短冊状の領域が測定されることになる。こうして、
主走査方向Ｘに沿った短冊領域の測定を順次行いなが
ら、光源ユニット２と受光ユニット３からなる測定系を
主走査方向Ｘに直交する副走査方向Ｙに沿って走行させ
ることにより、刷版１全体の絵柄面積が測定されるよう
になっている。

（発明が解決しようとする課題）しかしながら、上記のような従来の装置では、個々の
フォトダイオード6a〜６ωの担当する画像読取領域10a
〜10ωが、隣り合うフォトダイオード６同志でできるだ
け重なり合わないように区分されているため、光学系部
品の製作誤差に伴い個々のフォトダイオード6a〜６ωの
担当する画像読取領域10a〜10ωの位置や形状が狂う
と、画像読取領域に死角や、極端に感度の高い領域を生
じやすい。とくに画像読取領域の死角は、線１本の読み
飛ばしにつながる。印刷では、たとえ線１本であっても
絵柄部がある領域にはインキを供給する必要があるた
め、このような読み飛ばしは測定値の絶対値の誤差以上
に問題となる。とくに帳票類のような絵柄面積の小さい
印刷物の印刷においては、きわめて大きな問題となる。

さらに、上記従来装置のように感度の重複する部分を
小さく設計すると、フォトダイオード６の有効受光面積
も小さくなり、そのためフォトダイオード６に入射する
光量が少なくなって、電気的な雑音の影響を受けやすい
という欠点があった。

また、隣り合うフォトダイオード６の感度の重複する
部分が小さい方が部品の製作誤差や組み立て誤差の測定
誤差に与える影響が大きくなる場合が少なくない。

したがって、このような装置では、絵柄面積率計の目
的を十分に達成することは困難であった。

この発明の目的は、上記従来装置の欠点を解決し、画
像読取領域に死角がなく、受光素子の受光量の多い画像
読取装置の受光ユニットを提供することにある。

（課題を解決するための手段）この発明は、シート状被測定物の画像読取領域に光を
照射して、前記画像読取領域における前記光の反射率ま
たは透過率を測定する画像読取装置の受光ユニットであ
って、その第１の態様として、前記シート状被測定物と
平行な面内に１次元または２次元的に配列された複数の
受光素子と、前記受光素子と前記被測定物の間に位置し
て、前記各受光素子に対応した位置に絞り開口部をそれ
ぞれ有する絞り板とを備える。そして、隣り合う前記受
光素子の受光面の中心間の距離ｐと、前記絞り板の絞り
開口部の有効開口寸法C_uと、前記受光素子の受光面の受
光可能寸法C_lpと、前記受光素子の受光面と前記シート
状被測定物との間の有効間隔Ｈと、前記受光素子の受光
面と前記絞り板の絞り開口部との間の有効間隔Ｓとが、
下記（１）式で求められる、隣り合う前記受光素子が担
当する画像読取領域の重複度Ｆが0.1を越えた値、下記
（２）式で求められる画像読取領域の感度の平坦係数Ｊ
が0.95を越え1.05未満の値を満足するように設定され
る。

また、この発明は、シート状被測定物の画像読取領域
に光を照射して、前記画像読取領域における前記光の反
射率または透過率を測定する画像読取装置の受光ユニッ
トであって、その第２の態様として、前記シート状被測
定物と平行な面内に１次元または２次元的に配列された
複数の受光素子と、前記受光素子と前記被測定物の間に
位置して、前記各受光素子に対応した位置に絞り開口部
をそれぞれ有する第１絞り板と、前記受光素子と前記第
１絞り板の間に位置して、前記各受光素子に対応した位
置に絞り開口部をそれぞれ有する第２絞り板とを備え
る。そして、前記第２絞り板の隣り合う絞り開口部の中
心間の距離ｐと、前記第１絞り板の絞り開口部の有効開
口寸法C_uと、前記第２絞り板の絞り開口部の有効開口寸
法C_lと、前記第２絞り板の絞り開口部と前記シート状被
測定物との間の有効間隔Ｈと、前記第２絞り板の絞り開
口部と前記第１絞り板の絞り開口部との間の有効間隔Ｓ
とが、下記（１）式で求められる、隣り合う前記受光素
子が担当する画像読取領域の重複度Ｆが0.1を越えた
値、下記（２）式で求められる画像読取領域の感度の平
坦係数Ｊが0.95を越え1.05未満の値を満足するように設
定される。

この発明において、シート状被測定物としては絵柄を
配した紙，オフセット印刷や凸版印刷などの刷版、ある
いは写真製版で作成する原板フィルムなどが含まれる。
光とは、蛍光灯,LED,ハロゲンランプ、白熱電球などの
光強度の安定した光源から発したものを指す。これらは
この発明にあっては、特にどれが望ましいというもので
はなく、いずれの光であっても良い。また、受光素子と
しては、フォトダイオード，フォトトランジスタ，光導
電素子，電荷結合素子，光電管などが挙げられる。

絞り板は高精度の機械加工か、レーザカットやエッチ
ングなどの特に高い精度の期待できる加工方法で工作し
たものがよく、なおかつできるだけ薄いものが望まし
い。また、絞り板は、一枚板に各受光素子に対応した位
置に絞り開口部を有するものを用いるものが望ましい。
そうすれば、部品点数も少なくなり、開口部相互の位置
関係の精度を保ちやすい。絞り開口部や受光素子の受光
面の形状は、普通長方形を用いるが、平行四辺形や台形
や三角形あるいは六角形でも特に問題はない。

（作用）この発明の画像読取装置の受光ユニットによれば、上
記（１）式を満足することにより、隣り合う受光素子が
担当する画像読取領域の重複度Ｆが1/10より大きくな
る。そのため、光学系部品の製作誤差に伴いたとえ個々
の受光素子の担当する画像読取領域の位置や形状が本来
のそれと異った場合でも、隣り合う画像読取領域の重複
が確保されて、画像読取領域に死角が発生しない。ま
た、重複度Ｆを１に近づけ、（２）式を満たすようにす
れば受光素子に入射する光量を大きくできるため、雑音
の影響を小さくし易い。また、上記（２）式を満足する
ことにより、隣り合う受光素子が担当する画像読取領域
の重複部分での合成感度と非重複部分での感度とがほぼ
等しくなり、被測定物上での受光素子の総合感度がその
両端を除いてほぼ平坦に仕上げられる。

（実施例）以下に、この発明の一実施例を図面に基づいて具体的
に説明する。

この装置は、オフセット印刷等で製版の際に用いられ
る原板フィルムの絵柄面積率を透過式で測定するための
装置である。はじめにこの装置の構造について、第１図
〜第３図を参照しなから説明する。第１図はこの装置の
斜視図、第２図は第１図の原板フィルムと測定系の様子
を詳しく示した断面図、第３図は第２図のIII−III線断
面図である。

同図に示すように、この装置は、シート状被測定物で
あるPET等の原板フィルム21を載せるための透明なフィ
ルム置き台22を有し、光源ユニット23と受光ユニット24
とからなる測定系25が、上記フィルム置き台22を挟んで
副走査方向Ｙに走行されるように構成されている。フィ
ルム置き台22の上方側に配置される光源ユニト23は、主
走査方向Ｘに沿って配置される蛍光灯26と、蛍光灯26の
両側に配置された反射板27と、蛍光灯26の下方位置で両
反射板27間に配置された拡散板28を備える。

一方、フィルム置き台22の下方側に配置される受光ユ
ニット24は、フィルム置き台22と平行な面内で主走査方
向Ｘに沿って一列に並べられた多数のフォトダイオード
29a〜29ωと、フォトダイオード29とフィルム置き台22
の間に配置される第１絞り板30,中絞り板31,第２絞り板
32を備える。第１絞り板30は、フィルム置き台22とフォ
トダイオード29のほぼ中間位置に配置されて、各フォト
ダイオード29a〜29nに対応した位置に絞り開口部33a〜3
3nをそれぞれ有する。また、第２絞り板32は、フォトダ
イオード29a〜29nの上方近傍位置に配置されて、各受光
素子29a〜29nに対応した位置に、絞り開口部34a〜34nを
それぞれ有する。さらに、中絞り板31は、第１絞り板30
と第２絞り板32の間に配置されて、各フォトダイオード
29a〜29nに対応する位置に上記絞り開口部33,34よりも
開口寸法の大きな開口部35を有している。そして、これ
ら第１絞り板30,中絞り板31,第２絞り板32が、隣り合う
各フォトダイオード29a〜29n間をそれぞれ仕切る仕切り
板36により相互に連結されている。

なお、第２図において、37は１個のフォトダイオード
29が相当する原板フィルム21の画像読取領域を表し、第
３図に示すように隣り合うフォトダイオード（例えば29
b,29c）が担当する画像読取領域（例えば37b,37c）が互
いに一部重なり合う（例えば領域58）ように構成されて
いる。

第４図は、上記のように構成された受光ユニット24
と、各フォトダイオード29a〜29cの原板フィルム21上で
の感度38a〜38cとの関係を示す模式図である。同図から
も分るように、各フォトダイオード29a〜29cの感度38a
〜38cはほぼ台形状の特性を示す。ここで、m₂は感度38
の一辺の長さ、m₁は感度38の平坦部分の一辺の長さ、ｆ
は隣り合う感度38の重複部分の長さ、ｐは第２絞り板32
の隣り合う絞り開口部34の中心間の距離である。

また、同図において、Ｓは第２絞り板32の絞り開口部
34と第１絞り板30の絞り開口部33との間の有効間隔、Ｈ
は第２絞り板32の絞り開口部34と原板フィルム21との間
の有効間隔、C_uは第１絞り板30の絞り開口部33の有効開
口寸法、C_lは第２絞り板32の絞り開口部34の有効開口寸
法である。ここで、有効開口寸法C_u，C_lとは、１つのフ
ォトダイオード29が担当する画像読取領域37の原板フィ
ルム21上での感度38の中心とフォトダイオード29の受光
面の中心とを結ぶ直線に基づいてその直線とフォトダイ
オード29a〜29cが配列されている方向とを含む平面を想
定した場合、その平面と、対応する絞り板30,32の絞り
開口部33,34とが交わる線分の長さである。たとえば、
第１絞り板30の絞り開口部33の形状が長方形または平行
四辺形である場合は、その図形の一辺が有効開口寸法と
なる。また、台形では、上底と下底の平均、三角形で
は、底辺の半分が有効開口寸法となる。六角形は、台形
が２つ結合したものとして扱う。有効間隔S,Hとは、原
板フィルム21とフォトダイオード29の受光面の間に、ガ
ラスなどの屈折率が異なる物質が介在する場合、その屈
折の効果によって光路長が変化するが、その変化した光
路長に基づく間隔をさす。したがって、屈折率の異なる
物質が介在しない場合は、幾何学的な間隔が有効間隔と
なる。

この装置では、以上のようにして定義された各要素の
寸法関係が、下記（１）式で求められる、隣り合うフォ
トダイオード29が担当する画像読取領域37の重複度Ｆが
0.1を越えた値、下記（２）式で求められる画像読取領
域37の感度38の平坦係数Ｊが0.95を越え1.05未満の値と
なるように設定されている。

上記、（１），（２）式が満足されると、各フォトダ
イオード29a〜29cの感度38a〜38cは互いに重なり合い、
かつ総合感度39を、第４図に示すように、その両端を除
いて平坦に仕上げることができる。

その理由について以下に考察する。まず、総合感度39
が平坦に仕上げられるためには、第４図に示すように、
一つの画像読取領域37aの例えば右端より出射されて第
１絞り板30の絞り開口部33aの右端を通過する光40が、
第２絞り板32の絞り開口部34aの左端を通過してフォト
ダイオード29aに入射されることを要し、また、同じ画
像読取領域37aにおける感度38aの平坦部分の左端に相当
する位置より出射されて第１絞り板30の絞り開口部33a
の左端を通過する光41が、第２絞り板32の絞り開口部34
aの左端を通過してフォトダイオード29aに入射されるこ
とを必要として、さらに、同じ画像読取領域37aにおけ
る感度38aの平坦部分の右端より出射されて第１絞り板3
0の絞り開口部33aの右端を通過する光42が、第２絞り板
32の絞り開口部34aの右端を通過してフォトダイオード2
9aに入射されることを必要とする。

そこで、まず第５図に示すように、上記光40,41に関
連した２つの三角形ΔabcとΔdbeを想定すると、Δabc
とΔdbeは相似しているため、が成立する。

いま、線分ac＝m₁＋f,線分de＝C_uであるから、これを
（３）式に代入すると、となり、一方、であるから、これを（４）式に代入すると、となる。この式は画像読取領域の感度の平坦化の条件で
ある。この式を少し変形して画像読取領域の感度の平坦
係数Ｊを次のように定義する。

（５）式は、理論的に導き出されたものであり、実際に
は５％程度の誤差が許容されため、 1.05＞Ｊ＞0.95 の上記（２）式が得られる。勿論、誤差は小さくほどよ
く、１％以下にすることが望ましい。

つぎに、第６図に示すように、上記光40,42に関連し
た２つの三角形ΔabcとΔaedを想定すると、ΔabcとΔa
edは相似しているため、が成立する。

いま、成分de＝f,線分bc＝C_lであるから、これを
（６）式に代入すると、となり、したがってが成立する。ここで、第６図から明らかなとおり、Ｈ＞
Ｓである。

また、（７）式は上記（５）式を用いてと表わされ、したがって重複度Ｆはとなる。ここで、通常ｐ＜C_uとなる構成をとることはな
い。

光学系部品の製作誤差に伴う個々のフォトダイオード
29a〜29cの担当する画像読取領域37a〜37cの位置や形状
の狂いによる画像読取領域の死角や、極端に感度の高い
領域の発生を抑制するためには、重複度Ｆは大きい方が
よいが、製作誤差やシート状被測定物21の凹凸や反りが
極端に大きいのでなければ、1/10程度あれば十分であ
り、1/5とすればより望ましい。したがって、の上記（１）式が得られる。

また、フォトダイオード29に入射する光量を大きくし
たい場合も、重複度Ｆは大きい方が望ましい。次にその
理由を述べる。

まず、重複度Ｆが１より小さい場合を考える。ここで
中心間の距離ｐが変化なければ、重複度Ｆが大きいと
き、ｆも大きくなる。（６）式で線分de＝ｆだから、ｆ
が大きいほど線分bcすなわちC_lが大きくなる。フォトダ
イオード29に入射する光量は、C_lに比例するため、重複
度Ｆが大きいとき、これに比例して光量も増す。

フォトダイオード29に入射する光量がC_lに比例するこ
とは、次のようにして説明することができる。たとえ
ば、画像読取領域37aの中央より出射する光は、フォト
ダイオード29aにのみ入射するが、その光量は第２絞り
板32の絞り開口部34aの一辺C_lに比例する。これは、フ
ォトダイオード29aに入射する光は、第１絞り板30の絞
り開口部33aの中央部近傍を通過するものばかりなの
で、光量は絞り開口部33aの形状に関係しないからであ
る。ところで、画像読取領域37aの中央は、第６図に示
されたとおり感度38aが平坦な部分なので、第６図の感
度ｑはC_lに比例することとなる。この平坦部の光量は、
平坦部の一辺の長さm₁とｑの積となる。一方、非平坦部
の光量は、となり、フォトダイオード29aに入射する光量は全体で m₁・ｑ＋ｆ・ｑ＝（m₁＋ｆ）ｑ＝ｐ・ｑとなり、ｑに比例することからC_lにも比例することが言
える。

これは主走査方向Ｘと副走査方向Ｙの両方について言
えるので、フォトダイオード29に入射する光量は、両方
向の重複度Ｆが1/10の場合よりも1/5の場合の方が約４
倍となり、1/2では約25倍となる。したがって、光量増
大に関しては、重複度Ｆは1/5以上とするのが望まし
く、1/2以上とすればさらによい。ただし、重複度Ｆが
１を越える場合は、フォトダイオード29に入射する光量
は第１絞り板30の絞り開口部33の一辺C_uに比例するよう
になる。ところが式（１）より、絞り開口部33の一辺C_u
は重複度Ｆが大きいほど小さくなるため、今度は受光光
量は減少する。

すなわち、フォトダイオード29に入射する光量は、Ｆ
＝１の場合を最大として、その前後で減少するというこ
とが言える。したがって光量増大の見地からは重複度Ｆ
は、1/2から２程度までが望ましい。

再び第１図に戻って、上記のように構成された受光ユ
ニット24において、各フォトダイオード29は主走査方向
Ｘに沿って整列されるようにして電気回路の基板45上に
取付けられており、こうして測定系25により、主走査方
向Ｘに沿った短冊状の領域（以下「ストリップ」と呼
ぶ）46の平均光透過率が、多数のフォトダイオード29を
介してほぼ同時に測定されるようになっている。

また、フィルム置き台21の端には２つの基準領域47,4
8があり、ここに測定対象の原板フィルム21と同質のも
のであって、たとえは０％,100％のような既知の絵柄面
積率を持つフィルムが置かれている。これは測定系25の
蛍光灯26の光強度の分布の不均一やフォトダイオード29
の感度のばらつきなどによる、測定系25のひとつのスト
リップ46のなかでの感度の不均一を補正するためのもの
である。

つぎにこの装置の動作について第１図を参照しながら
説明する。

初期状態では、測定系25は原板フィルム21が置かれて
いる領域の外側（Ｙ方向の負の方向）に待機している。
測定が開始されると、測定系25はＹ方向の正の向き（図
の左方）に走行し、まず基準領域47,48の絵柄面積率を
測定する。それに続いて測定対象である原板フィルム21
上に進む。ここで原板フィルム21の全読取領域を多数の
ストリップ46に分け、それらを順次走行しながらそれぞ
れの平均透過率を測定する。これらの測定結果は図示し
ない記憶手段に保存しておく。

測定が終了したら、同じく図示しない計算手段で２つ
の基準領域47,48での各フォトダイオード29の出力か
ら、蛍光灯26の光強度の分布の不均一や各フォトダイオ
ード29の感度の不揃いおよびバイアスを補正する。すな
わち、各ストリップ46の対応するフォトダイオード29の
出力を基準領域47,48での出力と比較して直線補間する
ことによって、真の絵柄面積率を算定する。

次に測定系25の動作を詳細に説明する。

第２図で、蛍光灯26を発した光49は、反射板27で反射
されてからあるいは反射板27で反射されることなく直接
に拡散板28を照らし、ここでいったん拡散される。ここ
で拡散された光50は、原板フィルム21のストリップ領域
46のうち１個のフォトダイオード29が担当する画像読取
領域37においてそこでの透過率に応じて減衰した後、第
１絞り板30の絞り開口部33、中絞り板31の開口部35およ
び第２絞り板32の絞り開口部34を経てフォトダイオード
29に入射する。一方、拡散板28を発して画像読取領域37
の近傍を経た（すなわち画像読取領域37を経なかった）
光51は、第１絞り板30に遮られてフォトダイオード29に
は入射しない。同様に、拡散板28を発して画像読取領域
37の近傍を経た（すなわち画像読取領域37を経なかっ
た）光52は、第２絞り板32に遮られてフォトダイオード
29には入射しない。このようにして、１個のフォトダオ
ード29が担当する画像読取領域37は、第１絞り板30と第
２絞り板32の絞り開口部33,34によって決定される。し
たがって、フォトダイオード29が第２絞り板32の絞り開
口部34よりも十分大きいものであればフォトダイオード
29の形状や位置が正しくなくても、担当する画像読取領
域37には変化がない。

ところで、この装置においては、下記条件式で示されるように、隣り合うフォトダイオード29が担当
する画像読取領域37の重複度Ｆが1/10より大きくなるよ
うに設定されているため、光学部品の製作誤差や組み立
て誤差に伴いたとえ個々のフォトダイオード29の担当す
る画像読取領域37の位置や形状が狂った場合でも、隣り
合う画像読取領域37の重複が確保されて、画像読取領域
に死角が発生せず、また極端に感度の高い領域も生じに
くい。また、フォトダイオード29に入射する光量も増大
される。また、原板フィルム21は現像の具合などによっ
て反っていることが多く、フィルム置き台22に密着しな
いフィルム浮き現像がしばしば発生するが、このフィル
ム浮き現象による測定誤差は、隣り合う画像読取領域37
の重なりが大きいほど小さくなる。

また、この装置は下記式条件式 1.05＞Ｊ＞0.95 をも満足するように設定されているため、隣り合うフォ
トダイオード29が相当する画像読取領域29の重複部分で
の合成感度と非重複部分での感度とがほぼ等しくなり、
原板フィルム21上でのフォトダイオード29の総合感度39
がその両端を除いてほぼ平坦に仕上げられる。

なお、第３図に示される迷光53のように受光ユニット
24内での内部反射を起こす光は、中絞り板31により遮ら
れてフォトダイオード29への入射が防がれる。

以上は、フォトダイオード29を主走査方向Ｘに沿って
一次元的に配列して副走査方向Ｙに走査する場合につい
て説明したが、上記議論はフォトダイオード等の受光素
子を２次元方向（Ｘ方向およびＹ方向）に配列した場合
にも成り立つ。なお、フォトダイオード29を主走査方向
Ｘに沿って一次元的に配列して副走査方向Ｙに走査する
場合は、副走査方向Ｙに関する上記（１），（２）式中
の距離ｐを読み取りの間隔と置き換えれば、二次元配列
の場合と同様となる。

また、上記実施例では、第４図に示すように、受光ユ
ニット24が、第１および第２の絞り板30,32を有する場
合について説明したが、第７図に示すように、受光ユニ
ット24が第２絞り板32を有しない場合についても、上記
と同様の議論が成立する。この場合、上記２つの条件式
である（１），（２）式中の有効間隔H,Sは、第７図に
示すように、フォトダイオード29の受光面と原板フィル
ム21との間の有効間隔Ｈ、およびフォトダイオード29の
受光面と絞り板30の絞り開口部33との間の有効間隔と読
み換えればよい。また、距離ｐは、隣り合うフォトダイ
オード29の受光面の中心間の距離ｐ、有効開口寸法C_u，
C_lは、絞り板30の絞り開口部33の有効開口寸法C_u，およ
びフォトダイオード29の受光面の受光可能寸法C_lpと読
み換えればよい。

最後に、部品の製作誤差や組立誤差に伴う測定誤差に
ついて、重複度Ｆが与える影響について考察する。すな
わち、部品の製作誤差や組立誤差が測定誤差に与える影
響は、重複度Ｆが大きくなるにつれて小さくなる場合と
逆に大きくなる場合の両方がある。ただし、シェーディ
ング補正を行わない場合は、重複度Ｆの違いによる測定
誤差への影響の違いはほとんどない。シェーデング補正
によって各フォトダイオード29の感度が等しくなるよう
に補正した場合は、重複度Ｆの違いによって、次のよう
に測定誤差に与える影響が変化する。

一般に、第４図および第７図に示される有効間隔Ｈと
Ｓの誤差が測定誤差に与える影響は、重複度Ｆが大きい
方が小さい。特に、シート状被測定物21の凹凸や反り、
および測定系25（第１図）を走査する場合の高さの変動
はすべて有効間隔Ｈの誤差となる。シート状被測定物21
が原板フィルムである場合は反りが、刷版の場合は凹凸
の影響が大きく、２枚の平板ではさみ込むなどの方法で
シート状被測定物21の平坦性を確保しない限り、有効間
隔Ｈの誤差を大きく見込む必要がある。しかし、ふつう
刷版は金属製なので、高い平坦性を得ることは難しい。
このように有効間隔Ｈの誤差による測定誤差の、測定誤
差全体にしめる割合は大きい。

また、絞り板30の絞り開口部33の有効開口寸法C_uの誤
差による測定誤差も、重複度Ｆが大きいほうが小さい。
レーザカットやエッチングなどの特に高い精度の加工法
で製作しても、数μｍ〜数10μｍ程度の製作誤差はまぬ
がれないが、この程度のわずかな誤差でも測定誤差に与
える影響が小さくない。

一方、隣り合う受光素子29の中心間の間隔や、絞り板
30の隣り合う絞り開口部33の中心間の間隔の誤差による
測定誤差は、重複度Ｆが大きいほうが大きい。これは、
絞り板30をレーザカットやエッチングなどの加工法で製
作すれば、隣り合う絞り開口部33の中心間間隔の誤差は
せいぜい数μｍ程度で、一般に同じ加工法ならば上述の
絞り開口部33の有効開口寸法C_uの誤差より１桁近く小さ
くできる。そのためこれによる測定誤差は小さい。隣り
合う受光素子29の中心間間隔の誤差は、顕微鏡を用いる
などして配置すれば数10μｍ程度となり、これによる測
定誤差も小さくなしうる。また、フォトダイオードなど
で複数の受光素子を１個のチップに搭載したものがある
が、これを用いれば１チップ内の隣り合う受光素子の中
心間間隔の誤差は極微となる。もっとも、第４図に示す
ように、大きめの受光素子29のすぐ上に、絞り板30と同
様の絞り板32で受光素子面より小さい絞り開口部34をも
つものを配置すれば、受光素子29の形状や位置の誤差が
測定誤差に影響しなくなり、望ましい。

このように、部品の製作誤差や組み立て誤差の測定誤
差に与える影響は、製造方法や組み立て方法によって、
重複度Ｆが大きいほうが小さい場合と大きい場合の両方
がある。したがって、重複度Ｆが大きいほうが測定誤差
が小さいときめつけることはできない。ただ、一定以上
の測定精度を得ようとすれば、絞り板30,32の製作や受
光素子29の配列には誤差の小さい方法を用いるのが普通
である。これに対して刷版の凹凸は抑えることは難し
く、走査系25を走査する場合の走行に伴う高さの変動
は、部品の製作誤差に比べてどうしても大きくなりがち
である。こういった点を考慮すると、実際上は重複度Ｆ
が大きいほうが測定誤差が小さい場合が多いと考えられ
る。

ただし、重複度Ｆが大きいほど各受光素子29a〜29cの
担当する画像読込領域37a〜37cの一辺の長さm₂が大きく
なるため、空間分解能が低下する傾向がある。したがっ
て、重複度Ｆが１を超えない程度までにするのが望まし
い。

（発明の効果）以上のように、この発明の画像読取装置の受光ユニッ
トによれば、シート状被測定物と受光素子の間に絞り開
口部を有する絞り板を配するとともに、下記（１）式で
求められる、隣り合う前記受光素子が担当する画像読取
領域の重複度Ｆが0.1を越えた値、下記（２）式で求め
られる画像読取領域の感度の平坦係数Ｊが0.95を越え1.
05未満の値を満たすように各要素の寸法関係を設定して
いる。

したがって、画像読取領域に死角をなくすことができ、
また、重複度Ｆが１のとき受光量が最大となる効果が得
られる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例である画像読取装置の斜視
図、第２図は第１図の要部断面図、第３図は第２図のII
I−III線断面図、第４図は受光ユニットと各フォトダイ
オードの感度との関係を示す模式図、第５図および第６
図はそれぞれ所要の条件式を説明するための図、第７図
は変形例における受光ユニットと各フォトダイオードの
感度との関係を示す模式図、第８図は従来装置の測定部
の主走査方向に垂直な面の断面図、第９図は第８図のIX
−IX線断面図である。 21…原板フィルム、24…受光ユニット、26…蛍光灯、29
…フォトダイオード、30…第１絞り板、32…第２絞り
板、33,34…絞り開口部、37…画像読取領域

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】シート状被測定物の画像読取領域に光を照
射して、前記画像読取領域側より受光する散乱光に基づ
いて前記画像読取領域における前記光の反射率または透
過率を測定する画像読取装置の受光ユニットであって、前記シート状被測定物と平行な面内に１次元または２次
元的に配列された複数の受光素子と、前記受光素子と前記被測定物の間に位置して、前記各受
光素子に対応した位置に絞り開口部をそれぞれ有する絞
り板とを備え、かつ、下記（１）式で求められる、隣り合う前記受光素
子が担当する画像読取領域の重複度Ｆが0.1を越えた
値、下記（２）式で求められる画像読取領域の感度の平
坦係数Ｊが0.95を越え1.05未満の値であることを特徴と
する画像読取装置の受光ユニット。ここで、p:隣り合う前記受光素子の受光面の中心間の距
離 Cu:前記絞り板の絞り開口部の有効開口寸法 Clp:前記受光素子の受光面の受光可能寸法 H:前記受光素子の受光面と前記シート状被測定物との間
の有効間隔 S:前記受光素子の受光面と前記絞り板の絞り開口部との
間の有効間隔
【請求項２】シート状被測定物の画像読取領域に光を照
射して、前記画像読取領域側より受光する散乱光に基づ
いて前記画像読取領域における前記光の反射率または透
過率を測定する画像読取装置の受光ユニットであって、前記シート状被測定物と平行な面内に１次元または２次
元的に配列された複数の受光素子と、前記受光素子と前記被測定物の間に位置して、前記各受
光素子に対応した位置に絞り開口部をそれぞれ有する第
１絞り板と、前記受光素子と前記第１絞り板の間に位置して、前記各
受光素子に対応した位置に絞り開口部をそれぞれ有する
第２絞り板とを備え、かつ、下記（１）式で求められる、隣り合う前記受光素
子が担当する画像読取領域の重複度Ｆが0.1を越えた
値、下記（２）式で求められる画像読取領域の感度の平
坦係数Ｊが0.95を越え1.05未満の値であることを特徴と
する画像読取装置の受光ユニット。ここで、p:前記第２絞り板の隣り合う絞り開口部の中心
間の距離 Cu:前記第１絞り板の絞り開口部の有効開口寸法 Cl:前記第２絞り板の絞り開口部の有効開口寸法 H:前記第２絞り板の絞り開口部と前記シート状被測定物
との間の有効間隔 S:前記第２絞り板の絞り開口部と前記第１絞り板の絞り
開口部との間の有効間隔