WO2014024623A1

WO2014024623A1 - 密着イメージセンサ、密着イメージセンサ用出力補正装置及び密着イメージセンサ用出力補正方法

Info

Publication number: WO2014024623A1
Application number: PCT/JP2013/068833
Authority: WO
Inventors: 徹荒牧
Original assignee: 三菱電機株式会社
Priority date: 2012-08-10
Filing date: 2013-07-10
Publication date: 2014-02-13
Also published as: EP2884729B1; EP2884729A4; CN104541495B; US9516193B2; JP6291707B2; CN104541495A; JP2014036405A; EP2884729A1; US20150156372A1

Abstract

　光源部１０５は、原稿に照射するための光を発する。導光体１０４は、光源部１０５から発せられた光を内部で伝播させ、原稿へ光を射出する第１出射部と、第１出射部とは異なる部分であって外部へ光を出射する第２出射部１１５とを有する。補正用受光部１０６は、第２出射部１１５から出射される光の直接光を受ける領域に設けられ、その直接光に応じた参照データを出力する。制御部は、所定の基準データと補正用受光部１０６から出力される参照データとを比較し、比較した結果に基づいて、明出力を補正するための処理を行なう。

Description

密着イメージセンサ、密着イメージセンサ用出力補正装置及び密着イメージセンサ用出力補正方法

　本発明は、密着イメージセンサ、密着イメージセンサ用出力補正装置及び密着イメージセンサ用出力補正方法に関する。

　密着イメージセンサは、光源からの光を原稿Ｍに照射し、原稿Ｍでの反射光を受光素子にて電気信号に変換することによって原稿Ｍに表される画像を読み取り、その結果を画像データとして出力する。

　光源から発せられる光の光量は、種々の要因により変動することがある。例えば光源の温度特性のために、光源からの光量は環境温度に応じて変動することがある。また、短い場合には数秒～数時間程度、長い場合には数日～数年程度の期間の経過という経時的要因のために、光源からの光量が変動することがある。

　光源からの光量の変動にかかわらず、密着イメージセンサにより原稿Ｍの画像を安定して読み取るために、原稿Ｍが白色である場合の密着イメージセンサからの出力である明出力が補正される。例えば、特許文献１に記載のプラテンローラ又は特許文献２に記載の白基準テープからの反射光に応じて受光素子から出力される画像データを参照データとし、その参照データと予め定めた基準データとを比較することによって、明出力を補正することができる。

特開平６－５４１８９号公報特開平７－７９３４１号公報

　しかしながら、引用文献１に記載のようにプラテンローラからの反射光に応じた受光素子の出力を参照データとする場合、原稿Ｍが配置されているときに、受光素子はプラテンローラからの反射光を受光できないので、参照データを取得することができない。そのため、原稿Ｍが配置されている間は明出力を補正することができない。光源からの光量は環境温度、経時的要因などにより短時間で変動することがあるため、明出力が不安定になることがある。

　引用文献２では、白基準テープはプラテンガラス上の原稿Ｍが通過しない箇所に設けられる。白基準テープとプラテンガラスとの線膨張係数は異なることが多い。そのため、白基準テープからの反射光に応じた受光素子の出力を参照データとする場合、環境温度が変動することにより参照データの精度が悪くなることがある。また、原稿Ｍの有無や原稿Ｍに表される画像の濃度の影響のために、参照データの精度が悪くなることがある。精度が悪い参照データでは明出力を正確に補正できず、その結果、明出力が不安定になることがある。

　本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、安定した明出力を得ることが可能な密着イメージセンサなどを提供することを目的とする。

　上記目的を達成するため、本発明に係る密着イメージセンサは、
　読み取り対象に照射するための光を発する光源と、
　光源から発せられた光を内部で伝播させ、読み取り対象へ光を出射する第１出射部と、第１出射部とは異なる部分であって外部へ光を出射する第２出射部とを有する導光体と、
　第２出射部から出射される光の直接光を受ける領域に設けられ、この直接光に応じた参照データを出力する補正用受光部と、
　第１出射部から出射されて読み取り対象で反射される光を光電変換することによって、読み取り対象の画像を示す画像データを生成する読取用受光部と、
　予め定められた基準データと補正用受光部から出力される参照データとを比較し、比較した結果に基づいて、読み取り対象が白色である場合に読取用受光部にて生成される画像データが示す明出力を補正するための処理を行なう補正部とを備える。

　本発明によれば、明出力を補正するための参照データは、導光体から出射される光の直接光に応じたものである。そのため、光源から発せられた光の光量を精度よく反映させた参照データに基づいて、明出力を補正することができる。したがって、安定した明出力を得ることが可能になる。

本発明の実施の形態１に係る密着イメージセンサの分解斜視図である。実施の形態１に係る密着イメージセンサの平面図である。実施の形態１に係る密着イメージセンサを主走査方向から見た断面図である。実施の形態１に係る密着イメージセンサを副走査方向から見た断面図である。図４における導光体の端部近傍を拡大して示す図である。実施の形態１に係る制御部の機能的な構成を示す図である。実施の形態１に係る読取処理の流れを示すフローチャートである。実施の形態１に係る出力補正処理の流れを示すフローチャートである。本発明の実施の形態２に係る密着イメージセンサを主走査方向から見た断面図である。実施の形態２に係る密着イメージセンサを副走査方向から見た断面図であって、導光体の端部近傍を拡大して示す図である。本発明の実施の形態３に係る密着イメージセンサを主走査方向から見た断面図である。本発明の実施の形態４に係る密着イメージセンサを副走査方向から見た断面図である。本発明の実施の形態５に係る密着イメージセンサを主走査方向から見た断面図である。実施の形態５に係る導光体の端部近傍と、光源部及び補正用受光部とを拡大して示す図である。本発明の実施の形態６に係る密着イメージセンサを副走査方向から見た断面図であって、導光体の端部近傍を拡大して示す図である。実施の形態６に係る導光体の端部近傍を示す斜視図である。実施の形態６に係る導光体の端部近傍と、光源部及び補正用受光部とを拡大して示す平面図である。実施の形態７に係る密着イメージセンサを副走査方向から見た断面図であって、導光体の端部近傍を拡大して示す図である。本発明の実施の形態８に係る制御部の機能的な構成を示す図である。

　本発明の実施の形態について図を参照して説明する。全図を通じて同一の要素には同一の参照符号を付す。

　実施の形態１．
　本発明の実施の形態１に係る密着イメージセンサは、読み取り対象としての原稿Ｍの画像を読み取る機器であって、例えばファクシミリ、コピー機、スキャナ、複合機、金融系端末、工業用の検査装置などに搭載される。読み取り対象は原稿Ｍに限らず、例えばマークシート、紙幣、小切手その他の有価証券などであってもよい。

　密着イメージセンサは、原稿Ｍを密着させる場所として予め定められた主走査方向に延びる線状の読取部へ光を照射する。これにより、読取部に密着する原稿Ｍへ、線状の光が照射される。密着イメージセンサは、原稿Ｍからの反射光を受けることで、光が照射された原稿Ｍの線状部分の画像を読み取る。

　密着イメージセンサと原稿Ｍとが相対的に副走査方向へ移動しつつ、原稿Ｍの線状部分の画像を順次読み取ることによって、密着イメージセンサは、原稿Ｍの読み取り面の画像を読み取る。ここで、副走査方向は、主走査方向に交差する方向であって、本実施の形態では主走査方向に垂直な方向である。

　密着イメージセンサ１００は、図１の分解斜視図に示すように、フレーム１０１と、透過体１０２と、レンズ体１０３と、２つの導光体１０４と、４つの光源部１０５と、４つの補正用受光部１０６と、保持体１０７と、センサ体１０８と、制御部１０９とを備える。

　フレーム１０１は、同図に示すように、主走査方向を長手方向、副走査方向を短手方向とする矩形の底部と、その外縁から上方へ延びる側壁とから構成される、上方が開放した箱状の部材であって、例えば黒色の樹脂製である。フレーム１０１の底部は、短手方向の中央にて長手方向に延びる開口を有する。

　フレーム１０１の上部には、その上方を塞ぐように透過体１０２が取り付けられる。フレーム１０１の底部外側には、センサ体１０８が取り付けられる。フレーム１０１と透過体１０２とレンズ体１０３とで概ね密閉される空間に、レンズ体１０３、導光体１０４、光源部１０５、補正用受光部１０６及び保持体１０７が収容される。制御部１０９が取り付けられる箇所は適宜定められてよいが、本実施形態では制御部１０９はセンサ体１０８の下面に取り付けられる。

　透過体１０２は、読取部１１０に密着して配置される原稿Ｍへ照射する光と原稿Ｍで反射した光とを透過させる部材であって、透過部１１１と保持枠体１１２とを有する。

　透過部１１１は、密着イメージセンサ１００の平面図である図２に示すように、主走査方向に延びる線状の読取部１１０を外面に有し、例えばアクリル、ポリカーボネートなどの樹脂、ガラスなどを材料とする透光性の、望ましくは透明の平板である。

　保持枠体１１２は、透過部１１１の周囲を囲んで保持する、例えば樹脂製の枠体である。保持枠体１１２は、密着イメージセンサ１００を主走査方向から見た断面図である図３、及び密着イメージセンサ１００を副走査方向から見た断面図である図４に示すように、その外縁部がフレーム１０１の上部に密着するように取り付けられる。これにより、保持枠体１１２は、粉塵などが入り込まないようにフレーム１０１の上方を塞ぐ。

　レンズ体１０３は、原稿Ｍで反射した光をセンサ体１０８へ収束する部材であって、図１に示すように主走査方向に延びる。レンズ体１０３は、長手方向に配列された複数のロッドレンズを有する。各ロッドレンズは、光軸を上下方向に向けて、図３に示すように、フレーム１０１の底部の開口の上方に配置される。

　導光体１０４の各々は、内部に入射した光を長手方向に伝播させる細長い円柱状の部材である。導光体１０４の各々は、図３、及び図４における導光体１０４の端部近傍を拡大した図５に示すように、入射部１１３と、第１出射部１１４と、第２出射部１１５と、光拡散層１１６とを有する。

　入射部１１３は、導光体１０４の外面のうち、光源部１０５から発せられる光を内部へ入射させる部分である。第１出射部１１４は、導光体１０４の外面のうち、原稿Ｍへの光が出射する部分である。第２出射部１１５は、導光体１０４の各々の外面のうち、補正用受光部１０６への光が出射する部分である。光拡散層１１６は、導光体１０４の内部を伝播する光が反射し拡散する部分であって、白色顔料などの光反射性材料の塗布、導光体１０４の表面を粗面加工、鋸歯状のプリズム形状加工又はピラミッド状のエンボス形状加工などにより形成される。

　本実施の形態では、入射部１１３と第２出射部１１５とが、各導光体１０４の各端部に形成される。第１出射部１１４と光拡散層１１６とは、主走査方向に延びる外周面の一部であって、導光体１０４の長軸を介して概ね対称に形成される。

　光源部１０５の各々は、原稿Ｍに照射するための光を発する部材であって、４つのＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ　Ｅｍｉｔｔｉｎｇ　Ｄｉｏｄｅ）チップ１１７と、ＬＥＤ基板１１８と、熱伝導シート１１９と、放熱板１２０とを有する。

　ＬＥＤチップ１１７の各々は、可視光（赤、青、緑、黄）、３６５ｎｍ程度の波長の紫外光、７００～１０００ｎｍ程度の波長の赤外光などを発する光源である。４つのＬＥＤチップ１１７が１組となり、１組のＬＥＤチップ１１７から発せられる光が１つの導光体１０４の入射部１１３から入射する。

　本実施の形態では、２つの光源部１０５が共通する１つのＬＥＤ基板１１８を有する。そのため、ＬＥＤ基板１１８の表面には、光を発する光源としてのＬＥＤチップ１１７が８つ実装されている。ＬＥＤチップ１１７はＬＥＤ基板１１８に直接、実装されてもよく、ＬＥＤ基板１１８に実装されたパッケージとして備えられてもよい。

　ＬＥＤ基板１１８の裏面には、熱伝導シート１１９と放熱板１２０とが設けられる。熱伝導シート１１９と放熱板１２０とにより、ＬＥＤチップ１１７で発生する熱を外部へ放散させることができ、ＬＥＤチップ１１７を効率よく発光させることが可能になる。この放熱効率を高めるために、ＬＥＤ基板１１８の基板には、例えばセラミック基板、アルミ基板、リジットフレキシブル基板などが採用されることが望ましい。

　補正用受光部１０６の各々は、ＬＥＤチップ１１７が発する光に対する受光感度を有するフォトダイオードなどから構成され、受けた光の光量に応じた電気信号を出力する。１組のＬＥＤチップ１１７に１つの補正用受光部１０６が対応付けて設けられる。したがって、本実施の形態では、１つのＬＥＤ基板１１８の表面には、２つの補正用受光部１０６が実装される。補正用受光部１０６はＬＥＤ基板１１８に直接、実装されてもよく、ＬＥＤチップ１１７とともにＬＥＤ基板１１８に実装されたパッケージとして備えられてもよい。

　保持体１０７は、２つの導光体１０４と、補正用受光部１０６が設けられた光源部１０５とをフレーム１０１内で固定する部材であって、２つの支持部１２１と２つのホルダ部１２２とを有する。

　２つの支持部１２１の各々は、１つの導光体１０４の長手方向を主走査方向に向けて支持し、第１出射部１１４を除く導光体１０４の外周面を覆うように設けられる。

　ホルダ部１２２の各々は、導光体１０４の端部が嵌る孔を２つ有する。各導光体１０４の各端部近傍の外周面には突起が設けられており、各端部がホルダ部１２２の穴に嵌ると、各突起と穴とが係合する。これよって、フレーム１０１内における、各導光体１０４の主走査方向への移動及びその長軸を中心とした回転が規制される。

　支持部１２１の各々が１つの導光体１０４を支持し、一方のホルダ部１２２の穴の各々に２つの導光体１０４の一方の端部が嵌り、他方のホルダ部１２２の穴の各々に２つの導光体１０４の他方の端部が嵌った状態で、２つの導光体１０４と保持体１０７とがフレーム１０１内に固定される。フレーム１０１内では、２つの導光体１０４は、保持体１０７によって長手方向を主走査方向に向けて互いに平行に固定され、レンズ体１０３を介して対称に配置される。また、図３に示すように、内部を伝播し光拡散層１１６で反射し拡散した光が、第１出射部１１４から読取部１１０へ、すなわち原稿Ｍへ向けて出射するように、導光体１０４の各々は配置される。なお、光拡散層１１６は、各導光体１０４の代わりに又は各導光体１０４とともに、各支持部１２１に形成されてもよい。

　ホルダ部１２２の各々には、図５に示すように、ＬＥＤ基板１１８がその表面を導光体１０４の端部に向けて取り付けられる。これによって、２つの導光体１０４の端部のすべてに、４つのＬＥＤチップ１１７の組と１つの補正用受光部１０６とが対向して配置される。

　ここで、導光体１０４の一方の端部の各々と、ＬＥＤチップ１１７の組及び補正用受光部１０６との位置関係を、図３を参照して説明する。

　同図に示すように、主走査方向から見た場合、ＬＥＤチップ１１７の１つは、導光体１０４の中心に配置され、その中心から等距離で上方と左右それぞれとに他の３つのＬＥＤチップ１１７が配置される。補正用受光部１０６は、詳細後述する透過部１１１を介して密着イメージセンサ１００の外部から入り込む光を受けにくくするために、透過部１１１から離れた位置、すなわち、導光体１０４の中心の下に配置される。

　センサ体（読取用受光部）１０８は、原稿Ｍからの反射光をレンズ体１０３を介して受け、光電変換などをすることによって、読み取った画像を示す画像データを生成して出力する。センサ体１０８にて扱われる画像データはアナログデータであるので、以下、アナログ画像データという。センサ体１０８は、図３及び図４に示すように、センサ基板１２３と、複数の読取用変換部１２４と、増幅部１２５とを有する。

　センサ基板１２３は、フレーム１０１の底部と同程度の大きさを有する長方形の基板であって、その上面がフレーム１０１の底部外面に対向して配置され、例えばネジ止めなどによってフレーム１０１に固定される。

　読取用変換部１２４は、複数のフォトダイオード、キャパシタなどから構成され、ＬＥＤチップ１１７が発する光に対する受光感度を有し、それぞれに受けた光に応じた電気信号を生成し、光電変換により得られたアナログ画像データとして出力する。詳細には、読取用変換部１２４は、受けた光に応じて光起電力を生じ、光のエネルギーを電気信号に変換する光電変換によって、受けた光に応じた電気信号を生成する。

　読取用変換部１２４は、センサ基板１２３の上面に主走査方向に並べて複数設けられ、センサ基板１２３がフレーム１０１に固定されると、フレーム１０１の底部の開口内に又は開口の下方に位置付けられる。

　増幅部１２５は、例えばセンサ基板１２３に設けられる回路から構成され、読取用変換部１２４にて生成された電気信号を増幅し、増幅した電気信号を出力する。増幅部１２５は、生成した電気信号を、増幅されたアナログ画像データとして出力する。

　制御部１０９は、読取用変換部１２４、光源部１０５及び補正用受光部１０６などと各種信号（データ）を送受信することによって、明出力を補正するための処理、原稿Ｍの画像を示す画像データを出力する処理などを実行する。制御部１０９が出力する画像データはデジタルデータである。以下、デジタルデータである画像データを、デジタル画像データという。

　ここで、明出力とは、白色の読み取り対象を読み取った場合に密着イメージセンサ１００にて生成される画像データが示す内容（各画素値など）であり、詳細には、読み取り対象が白色である場合に読取部１１０にて生成される画像データが示す内容である。

　制御部１０９は、電気回路、マイコン、フラッシュメモリなどから、又はこれらを組み合わせて構成される。制御部１０９は機能的には、図６に示すように、ＬＥＤ駆動部１２６と、補正用Ａ／Ｄ（Ａｎａｌｏｇ／Ｄｉｇｉｔａｌ）変換部１２７と、記憶部１２８と、比較補正部（補正部）１２９と、同期制御部１３０と、読取用Ａ／Ｄ変換部１３１と、シェーディング補正部１３２と、画像処理部１３３とを有する。

　ＬＥＤ駆動部１２６は、例えばＬＥＤチップ１１７に流す電流の大きさ、ＬＥＤチップ１１７に電流を流す時間などを制御することによって光量を制御しつつ、ＬＥＤチップ１１７を発光させる。

　補正用Ａ／Ｄ変換部１２７は、補正用受光部１０６から出力されるアナログデータである電気信号をデジタルデータである参照データに変換する。

　記憶部１２８は、明出力の基準を示す基準データを記憶している。基準データは例えば、密着イメージセンサ１００の出荷時、密着イメージセンサ１００を初めて動作させる時などに、記憶部１２８に格納される。基準データには例えば、これらの格納時に、補正用受光部１０６がＬＥＤチップ１１７から受ける光の光量が設定される。

　比較補正部１２９は、補正用Ａ／Ｄ変換部１２７により生成された参照データと、記憶部１２８の基準データとを比較する。そして、比較補正部１２９は、参照データの内容が基準データにより示される基準を満たすように、ＬＥＤチップ１１７に電流を流す時間、その電流の大きさなどをＬＥＤ駆動部１２６に変更させる。これにより、ＬＥＤチップ１１７が発する光の光量が変更されるので、明出力を補正することができる。詳細には例えば、明出力は、参照データにより示される各値が基準データにより示される値と等しくなるように、補正される。

　なお、比較補正部１２９は、アナログデータの参照データと、それに応じた基準データとに基づいて、明出力を補正してもよい。

　同期制御部１３０は、ＬＥＤチップ１１７の発光と、読取用変換部１２４の光電変換及び補正用Ａ／Ｄ変換部１２７のＡ／Ｄ変換の一方又は両方とを同期させるための同期信号を、ＬＥＤ駆動部１２６と、読取用変換部１２４及び補正用Ａ／Ｄ変換部１２７の一方又は両方とへ出力する。読取用Ａ／Ｄ変換部１３１は、センサ体１０８の増幅部１２５により増幅されたアナログ画像データをデジタルデータに変換することによって、デジタル画像データを生成する。シェーディング補正部１３２は、読取用Ａ／Ｄ変換部１３１からデジタル画像データを取得し、シェーディング補正を行なうことによって、シェーディング補正されたデジタル画像データを生成する。画像処理部１３３は、シェーディング補正部１３２によりシェーディング補正されたデジタル画像データを取得し、所定の画像処理を施すことによって、画像データを生成して出力する。

　なお、例えば、密着イメージセンサ１００が工業用の検査装置に適用される場合、画像処理部１３３は、生成した画像データと、予め記憶した判定用データとを照合することによって、読み取り対象が検査規準に適合するか否かを判別してもよい。ここで、判定用データは、読み取り対象が検査規準に適合するか否かを判別する基準を示すものである。そして、画像処理部１３３は、判別結果を示すデータを出力してもよい。

　また例えば、密着イメージセンサ１００がマークシートの読取装置に適用される場合、画像処理部１３３は、マークシートにて選択されたマークを識別し、識別した結果を示すデータを出力してもよい。詳細には例えば、画像処理部１３３は、生成した画像データからマークシートにて選択されたマークの位置を特定し、予め記憶した識別用データと照合することによって、マークシートにて選択されたマークを識別する。ここで、識別用データは例えば、マークシートにて各マーク（数字、アルファベット、記号など）が示される位置を示す。

　これまで、本発明の実施の形態１に係る密着イメージセンサ１００の構成について説明した。ここから、密着イメージセンサ１００の動作について図を参照して説明する。

　密着イメージセンサ１００は、原稿Ｍが読取部１１０に密着した状態で同期制御部１３０からの読取用の同期信号に応答して、図７に示すように、一般的な読取処理を実行する。密着イメージセンサ１００は、読取部１１０に原稿Ｍを密着させた状態で副走査方向へ原稿Ｍに相対的に移動しながら、読取処理を繰り返し実行することによって、原稿Ｍの読み取り面の画像を読み取り、その画像を示す画像データを生成して出力する。

　同図に示すように、ＬＥＤ駆動部１２６は、同期制御部１３０から読取用の同期信号を受けると、ＬＥＤチップ１１７を発光させる（ステップＳ１０１）。このとき、ＬＥＤ駆動部１２６は、ＬＥＤチップ１１７に流す電流、ＬＥＤチップ１１７に電流を流す時間などを所定の大きさ、時間長さなどに制御することによって、ＬＥＤチップ１１７から発せられる光の光量を制御する。

　ＬＥＤチップ１１７から発せられた光は、そのＬＥＤチップ１１７が対向する導光体１０４の端部から導光体１０４内へ入射する。導光体１０４内へ入射した光は、全反射しながら、導光体１０４内を主走査方向へ伝播する。導光体１０４を伝播する光のうち、光拡散層１１６にて散乱して反射した光の一部は、第１出射部１１４から出射する。

　ここで、保持体１０７の支持部１２１は、上述のように、導光体１０４の第１出射部１１４を除く外周面を覆うように設けられる。そのため、導光体１０４の内部を全反射せずに、第１出射部１１４以外の外周面から導光体１０４の外部へ漏れた光は、支持部１２１により反射する。したがって、導光体１０４の第１出射部１１４を除く外周面を覆う支持部１２１により、読み取り対象である原稿Ｍへ出射する光の取り出し効率を向上させることができる。

　第１出射部１１４から出射した光は、透過部１１１を介して読取部１１０に密着する原稿Ｍを照射し、その原稿Ｍにより反射する。原稿Ｍで反射した光は、透過部１１１を介してレンズ体１０３を通過する。レンズ体１０３を通過した光は、読取用変換部１２４の各々の受光部に収束して受光される。

　読取用変換部１２４の各々は、受けた光に応じた電気信号を生成する光電変換を行なう（ステップＳ１０２）。読取用変換部１２４の各々は、光電変換により得られたアナログ画像データを出力する。ここで、センサ体１０８が有する複数の読取用変換部１２４から出力されるアナログ画像データは、読取部１１０に密着した原稿Ｍの線状の部分の画像を示す。

　増幅部１２５は、読取用変換部１２４の各々から出力される電気信号、すなわち光電変換により得られたアナログ画像データを増幅する（ステップＳ１０３）。増幅部１２５は、増幅されたアナログ画像データを出力する。

　読取用Ａ／Ｄ変換部１３１は増幅されたアナログ画像データをデジタル画像データに変換する（ステップＳ１０４）。読取用Ａ／Ｄ変換部１３１は、変換により得られたデジタル画像データを出力する。

　シェーディング補正部１３２は、読取用Ａ／Ｄ変換部１３１から出力されたデジタル画像データに所定のシェーディング補正処理を行なう（ステップＳ１０５）。シェーディング補正部１３２は、シェーディング補正されたデジタル画像データを出力する。

　画像処理部１３３は、シェーディング補正部１３２によりシェーディング補正されたデジタル画像データに、所定の画像処理を行なう（ステップＳ１０６）。画像処理部１３３は、画像処理したデジタル画像データを出力する。画像処理部１３３は読取処理を終了する。

　このように読取処理を実行することによって、読取部１１０に密着した原稿Ｍの線状の部分に現された画像を示す読取データ、デジタル変換データ、シェーディング補正データ及び画像データが順次生成される。密着イメージセンサ１００が、読取部１１０に原稿Ｍを密着させた状態で副走査方向へ原稿Ｍに相対的に移動しながら、読取処理を繰り返し実行することによって、原稿Ｍの読み取り面の画像を示す画像データを得ることができる。

　密着イメージセンサ１００は、図８に示す出力補正処理を実行する。出力補正処理は、明出力を補正するための処理であって、同期制御部１３０からの出力補正用の同期信号に応答して実行される。この出力補正用の同期信号は、例えば、上述の読取用の同期信号と共通であってもよく、密着イメージセンサ１００の起動時に出力されてもよく、図示しない操作部への操作に応じて出力されてもよい。

　同図に示すように、ＬＥＤ駆動部１２６は、同期制御部１３０から出力補正用の同期信号を受けると、ＬＥＤチップ１１７を発光させる（ステップＳ１１１）。このとき、ＬＥＤ駆動部１２６は、ステップＳ１０１における発光処理と同様に、ＬＥＤチップ１１７から発せられる光の光量を制御する。

　なお、出力補正用の同期信号と読取用の同期信号とが共通である場合、ステップＳ１１１とステップＳ１０１とは同じ処理である。

　導光体１０４の一端に対置されたＬＥＤチップ１１７から発せられた光は、導光体１０４を伝播し、その導光体１０４の他端に対置された補正用受光部１０６により受光される。補正用受光部１０６は、受けた光に応じた電気信号を生成する光電変換を行なう（ステップＳ１１２）。補正用受光部１０６は、光電変換により生成したアナログデータである電気信号を出力する。

　補正用Ａ／Ｄ変換部１２７は、同期制御部１３０から同期信号を受けると、その時に補正用受光部１０６から取得したアナログデータである電気信号にＡ／Ｄ変換することによって参照データを生成する（ステップＳ１１３）。この参照データは、同期制御部１３０から同期信号を受けた時に、補正用受光部１０６がＬＥＤチップ１１７から受けた光の光量を示すデジタルデータである。

　比較補正部１２９は、補正用Ａ／Ｄ変換部１２７から参照データを取得し、記憶部１２８から基準データを読み出す（ステップＳ１１４）。

　比較補正部１２９は、参照データと基準データとを比較する（ステップＳ１１５）。

　比較補正部１２９は、比較した結果に基づいて明出力の補正が必要であるか否かを判断する（ステップＳ１１６）。例えば、参照データと基準データとのそれぞれが示す値が同じである場合に、比較補正部１２９は、明出力の補正が必要でないと判断し（ステップＳ１１６；Ｎｏ）、出力補正処理を終了する。

　例えば、参照データと基準データとのそれぞれが示す値が異なる場合に、比較補正部１２９は、明出力の補正が必要であると判断する（ステップＳ１１６；Ｙｅｓ）。

　比較補正部１２９は、参照データと基準データとのそれぞれが示す値が同じになるように、ＬＥＤ駆動部１２６を制御する。詳細には、比較補正部１２９は、ＬＥＤチップ１１７に流す電流の大きさ、ＬＥＤチップ１１７に電流を流す時間をＬＥＤ駆動部１２６に変更させることによって、ＬＥＤチップ１１７からの光の光量を調整する。これにより、比較補正部１２９は明出力を補正し（ステップＳ１１７）、出力補正処理を終了する。

　本実施の形態では、補正用受光部１０６は導光体１０４を伝播した光を直接的に受ける。そして、明出力は、補正用受光部１０６が受ける直接光に応じた参照データに基づいて、補正される。そのため、出力補正処理は例えば、原稿Ｍの有無にかかわらず、読取処理にて発せられる光に応じて実行されるなど、任意の時に出力補正処理を実行することができる。したがって、ＬＥＤチップ１１７の長期的な経時劣化だけでなく、環境温度、短期的な経時的要因などによりＬＥＤチップ１１７からの光の光量が変化する場合であっても、明出力を補正することができる。したがって、安定した明出力を得ることが可能になる。

　また、補正用受光部１０６が、導光体１０４から出射されてプラテンローラ、白基準テープなどの部材で反射した間接光ではなく、導光体１０４を伝播した直接光を受ける。そのため、介在する部材の劣化、汚れなどの影響を受けることなく、ＬＥＤチップ１１７から発せられる光の光量を精度よく反映した参照データを得ることができる。したがって、安定した明出力を得ることが可能になる。

　さらに、電源投入後のウォームアップ時には、センサ体１０８から出力される画像データは過渡的に変動することがある。本実施の形態では、明出力は、補正用受光部１０６が受ける直接光に応じた参照データに基づいて補正されるので、センサ体１０８から出力される画像データの過渡的な変動を受けることがほとんどない。したがって、電源投入後のウォームアップ時であっても明出力を補正し、安定した明出力を得ることが可能になる。

　安定した明出力を得ることによって、密着イメージセンサ１００が搭載される装置の用途に応じて、読み取った画像の画質、検査における判別の精度、マークシートにて選択されたマークを識別する精度などを向上させることが可能になる。

　また、補正用受光部１０６に、透過体１０２を透過した外部光や原稿Ｍでの反射光が直接照射することはなく、外部光や反射光が補正用受光部１０６に受光されるには、少なくとも導光体１０４を介する。そのため、外部光や反射光による、補正用受光部１０６が受ける光への影響を減らすことができる。これによって、参照データの精度を向上させることができ、安定した明出力を得ることが可能になる。

　ＬＥＤチップ１１７が例えば紫外光を発する場合、プラテンローラ、白基準テープなどからの反射光を受けて参照データを得るとき、参照データを得ること自体が困難なことがあり、仮に参照データが得られても経時劣化が大きいため精度が悪くなることがある。本実施の形態によれば、補正用受光部１０６が導光体１０４を伝播した光を直接的に受ける。そのため、紫外光に対する感度がある補正用受光部１０６を採用することによって、ＬＥＤチップ１１７が紫外光を発する場合であっても、精度のよい紫外光のリファレンス出力を得ることが可能になる。したがって、紫外光であっても、安定した明出力を得ることが可能になる。同様に、赤外光であっても、安定した明出力を得ることが可能になる。

　本実施の形態では、ＬＥＤチップ１１７が発する光の光量をＬＥＤ駆動部１２６に制御させることによって、明出力を補正する。ＬＥＤ駆動部１２６は、一般的な密着イメージセンサ１００に備えられる。そのため、明出力を補正するために、部品点数が増加することを抑えることができ、簡易な構成で安定した明出力を得ることが可能になる。

　実施の形態２．
　本実施の形態に係る密着イメージセンサでは、光源部と補正用受光部との配置が、実施の形態１に係る密着イメージセンサ１００と異なる。

　本実施の形態に係る密着イメージセンサ２００は、主走査方向から見た断面図である図９及び副走査方向から見た断面図である図１０に示すように、導光体１０４の一方の端部と他方の端部とのそれぞれに対向して配置される光源部２０５と補正用受光部２０６とを備える。光源部２０５は、主走査方向から見た図１１に示すように、ＬＥＤ基板に設けられる４つのＬＥＤチップ２１７を有し、ＬＥＤチップ２１７はそれぞれ、導光体１０４の一方の端部の中心から上下左右の方向に等距離の位置で、導光体１０４の一方の端部に対向して配置される。

　本実施の形態に係る密着イメージセンサ２００は、実施の形態１と同様に動作する。これによって、図９及び図１０に示すように、光源部２０５から発せられた光は、導光体１０４の一方の端部（入射部２１３）から入射して、導光体１０４を伝播する。導光体１０４を伝播する光の一部は、導光体１０４の他方の端部（第２出射部２１５）から出射し、補正用受光部２０６により直接的に受光される。そして、補正用受光部２０６は、受けた光に応じた電気信号を生成し、その電気信号から生成される参照データに基づいて明出力を補正する。そのため、実施の形態１と同様に、安定した明出力を得ることが可能になる。

　本実施の形態では、ＬＥＤチップ２１７を有するＬＥＤ基板２１８は、各導光体１０４の一方の端部に配置され、他方の端部には補正用受光部２０６が例えば基板とともに配置される。補正用受光部２０６からの発熱は比較的小さいため、補正用受光部２０６の基板には、熱伝導シート１１９や放熱板１２０を設ける必要がない。そのため、密着イメージセンサ２００を構成する部品点数の削減、密着イメージセンサ２００のコンパクト化が可能になる。

　実施の形態３．
　本実施の形態に係る密着イメージセンサでは、補正用受光部の配置が、実施の形態２に係る密着イメージセンサ２００と異なる。

　本実施の形態に係る密着イメージセンサ３００では、図１１に示すように、各導光体１０４の一方の端部に、実施の形態２と同様の光源部２０５のＬＥＤチップ２１７が配置される。そして、各導光体１０４の他方の端部近傍の外周面に形成される第２出射部３１５から下方へ、センサ基板１２３の上面にまで延びる穴部３３４が、支持部１２１とフレーム１０１とに設けられている。

　本実施の形態に係る密着イメージセンサ３００は、実施の形態１と同様に動作する。これによって、光源部２０５から発せられた光は、実施の形態２と同様に、導光体１０４の一方の端部（入射部）から入射して、導光体１０４を伝播する。導光体１０４を伝播する光の一部は、導光体１０４の他方の端部近傍の外周面の一部（第２出射部３１５）から下方へ出射し、補正用受光部３０６により直接的に受光される。そして、補正用受光部３０６は、受けた光に応じた電気信号を生成し、その電気信号から生成される参照データに基づいて明出力を補正する。そのため、実施の形態１と同様に、安定した明出力を得ることが可能になる。

　本実施の形態では、補正用受光部３０６は各導光体１０４の各端部の近傍に配置されるが、透過体１０２からの距離は、補正用受光部３０６の方が、実施の形態１に係る補正用受光部１０６よりも遠い。そのため、外部光や原稿Ｍでの反射光による、補正用受光部３０６が受ける光への影響をより一層減らすことができる。これによって、参照データの精度を向上させることができ、安定した明出力を得ることが可能になる。

　実施の形態４．
　本実施の形態に係る密着イメージセンサでは、導光体の形状と、補正用受光部の配置とが、実施の形態１に係る密着イメージセンサ１００と異なる。

　本実施の形態に係る密着イメージセンサ４００を副走査方向から見た断面図である図１２に示すように、導光体４０４は、主走査方向に延びる部材であって、中心から両端へ向かって次第に細くなる。中心の上部にＶ字状の切り欠き４３５が設けられている。導光体４０４を主走査方向から見た断面は、例えば下方が広い等脚台形であり、導光体４０４の上面に第１出射部４１４が設けられ、切り欠き４３５の下方に位置する導光体４０４の下面に第２出射部４１５が設けられる。光拡散層４１６は、第２出射部４１５を除く導光体４０４の下面に設けられる。

　光源部４０５は、導光体４０４の各端部の近傍に配置され、光源部４０５のＬＥＤチップは、導光体４０４の各端部に対置する。補正用受光部４０６は、導光体４０４の主走査方向の中心であって、下面に対向して又は接して配置される。

　本実施の形態に係る密着イメージセンサ４００は、実施の形態１と同様に動作する。これによって、光源部４０５から発せられた光は、導光体４０４の各端部（入射部４１３）から入射して、中心へ向かって導光体４０４の内部を伝播する。導光体４０４の中心近傍まで伝播した光の一部は、Ｖ字状の切り欠きにより下方へ反射されて、導光体４０４の中心近傍の下面（第２出射部４１５）から出射して、補正用受光部４０６により受光される。そして、補正用受光部４０６は、受けた光に応じた電気信号を生成し、その電気信号から生成される参照データに基づいて明出力を補正する。そのため、実施の形態１と同様に、安定した明出力を得ることが可能になる。

　実施の形態５．
　本実施の形態に係る密着イメージセンサでは、導光体の形状と、光源部及び補正用受光部の配置とが、実施の形態１に係る密着イメージセンサ１００と異なる。

　本実施の形態に係る密着イメージセンサ５００を主走査方向から見た図を図１３に示す。導光体５０４の各々は、同一の断面形状で主走査方向に延びる部材であって、フレーム１０１の中心側に位置する前段部５３６と、フレーム１０１の側壁側に位置する後段部５３７とを一体的に有する。

　前段部５３６は、主走査方向に対して垂直な端部を有し、その上部に第１出射部５１４が設けられる。後段部５３７は、導光体５０４の端部近傍を拡大した平面図を図１４に示すように、後段部５３７と前段部５３６とが接合する面と鋭角をなす端部を有する。前段部５３６と後段部５３７との下部には、光拡散層５１６が設けられ、前段部５３６の上部には第１出射部５１４が設けられる。

　前段部５３６及び後段部５３７のそれぞれの各端部には、図１４に示すように、光源部５０５のＬＥＤチップ５１７と、補正用受光部５０６とが対置される。補正用受光部５０６は、実施の形態１と同様に、光源部５０５が有するＬＥＤ基板５１８に設けられる。

　本実施の形態に係る密着イメージセンサ５００は、実施の形態１と同様に動作する。これによって、光源部５０５から発せられた光は、導光体５０４の前段部５３６の一方の端部（入射部５１３）から入射して、導光体５０４を伝播する。導光体５０４を伝播する光の一部は、導光体５０４の後段部５３７の他方の端部（第２出射部５１５）から下方へ出射し、補正用受光部５０６により直接的に受光される。そして、補正用受光部５０６は、受けた光に応じた電気信号を生成し、その電気信号から生成される参照データに基づいて明出力を補正する。そのため、実施の形態１と同様に、安定した明出力を得ることが可能になる。

　実施の形態６．
　本実施の形態に係る密着イメージセンサでは、導光体の形状と、光源部及び補正用受光部の配置とが、実施の形態１に係る密着イメージセンサ１００と異なる。

　本実施の形態に係る密着イメージセンサ６００を副走査方向から見た断面図を図１５に示す。導光体６０４は、端部近傍を拡大した斜視図である図１６に示すように、例えば副走査方向の幅が上方から下方へ向かって狭くなる等脚台形の断面で、主走査方向に延びる部材である。導光体６０４の下部に光拡散層６１６が設けられ、導光体６０４の上部に第１出射部６１４が設けられる。導光体６０４の端部は、同図に示すように、一対の傾斜面を有し、この傾斜面は主走査方向に平行な上下を向く平面を介して対称に設けられる。

　光源部６０５は、導光体６０４の端部近傍を上方から見た拡大図である図１７に示すように、ＬＥＤ基板６１８と、ＬＥＤ基板６１８に設けられたＬＥＤチップ６１７とを有する。ＬＥＤチップ６１７は、導光体６０４の傾斜面の一方に対向して配置される。補正用受光部６０６は、ＬＥＤ基板６１８に設けられており、導光体６０４の傾斜面の他方に対向して配置される。

　なお、導光体６０４の端部は、複数の異なる面を介して対称な複数対の傾斜面を有し、例えば傾斜面の１つに補正用受光部６０６が、その他の傾斜面の各々にＬＥＤチップ６１７が対置されてもよい。

　本実施の形態に係る密着イメージセンサ６００は、実施の形態１と同様に動作する。これによって、光源部６０５から発せられた光は、導光体６０４の一方の端部に設けられた傾斜面の一方（入射部６１３）から入射して、導光体６０４を伝播する。導光体６０４を伝播する光の一部は、導光体６０４の他方の端部に設けられた傾斜面の他方（第２出射部６１５）から出射し、補正用受光部６０６により直接的に受光される。そして、補正用受光部６０６は、受けた光に応じた電気信号を生成し、その電気信号から生成される参照データに基づいて明出力を補正する。そのため、実施の形態１と同様に、安定した明出力を得ることが可能になる。

　実施の形態７．
　本実施の形態に係る密着イメージセンサでは、導光体の形状と、光源部及び補正用受光部の配置とが、実施の形態１に係る密着イメージセンサ１００と異なる。

　図１８は、密着イメージセンサ７００を副走査方向から見た場合の導光体端部７３９の拡大図である。導光体端部７３９は、導光体７０４の端部近傍に位置する部分であって、主走査方向に延びる延在部７４０を有する。延在部７４０は、下方を向く延在端部と、楕円形の輪郭の一部を副走査方向に押し出した形状である傾斜面とを有する。図１８に示すように、光源部７０５と補正用受光部７０６とが、延在端部に対置される。光源部７０５のＬＥＤチップ７１７はＬＥＤ基板７１８に設けられており、補正用受光部７０６もＬＥＤ基板７１８に設けられている。

　本実施の形態に係る密着イメージセンサ７００は、実施の形態１と同様に動作する。これによって、光源部７０５から発せられた光は、導光体７０４の延在端部の一方（入射部７１３）から入射して、導光体７０４を伝播する。導光体７０４を伝播する光の一部は、導光体７０４の延在端部の他方（第２出射部７１５）から出射し、補正用受光部７０６により直接的に受光される。そして、補正用受光部７０６は、受けた光に応じた電気信号を生成し、その電気信号から生成される参照データに基づいて明出力を補正する。そのため、実施の形態１と同様に、安定した明出力を得ることが可能になる。

　実施の形態８．
　実施の形態１では、ＬＥＤチップ１１７からの光の光量を調整することによって、明出力を補正した。本実施の形態では、増幅部がセンサ体からの出力レベルを調整することによって、明出力を補正する。

　本実施の形態に係る密着イメージセンサは、実施の形態１に係る密着イメージセンサ１００と概ね同様の構成を備える。本実施の形態に係る密着イメージセンサの制御部８０９が備える構成が、実施の形態１に係る制御部１０９と異なる。

　本実施の形態に係る制御部８０９は、図１９に示すように、実施の形態１に係る比較補正部１２９に代えて、比較補正部８２９を備える。比較補正部８２９は、参照データの内容が基準データにより示される基準を満たすように、出力レベルを増幅部１２５に変更させる。これにより、センサ体１０８から出力されるアナログ画像データの内容が変更されるので、明出力を補正することができる。

　本実施の形態に係る密着イメージセンサは、実施の形態１と同様の読取処理及び出力補正処理を実行する。本実施の形態では、図８に示す出力補正処理のステップＳ１１７において、比較補正部８２９は、出力レベルを増幅部１２５に変更させることによって、アナログ画像データの内容を調整する。

　本実施の形態では、出力レベルを増幅部１２５に制御させることによって、明出力を補正する。増幅部１２５は、一般的な密着イメージセンサに備えられる。そのため、明出力を補正するために部品点数が増加することを抑えることができ、簡易な構成で安定した明出力を得ることが可能になる。

　以上、本発明の実施の形態及び変形例明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。本発明は、態及び変形例が適宜組み合わされたもの、それに適宜変更が加えられたものを含む。

　本出願は、２０１２年８月１０日に出願した日本国特許出願２０１２－１７８１３７号に基づく優先権を主張するものである。この特許出願の開示内容は参照により全体として本出願に取り込まれる。

　１００，２００，３００，４００，５００，６００，７００　密着イメージセンサ、１０１　フレーム、１０２　透過体、１０３　レンズ体、１０４，４０４，５０４，６０４，７０４　導光体、１０５，２０５，４０５，５０５，６０５，７０５　光源部、１０６，２０６，３０６，４０６，５０６，６０６，７０６　補正用受光部、１０７　保持体、１０８　センサ体、１０９，８０９　制御部、１１０　読取部、１１１　透過部、１１２　保持枠体、１１３，２１３，４１３，５１３，６１３，７１３　入射部、１１４，４１４，５１４，６１４，７１４　第１出射部、１１５，２１５，３１５，４１５，５１５，６１５，７１５　第２出射部、１１６，４１６，５１６，６１６，７１６　光拡散層、１１７，２１７，５１７，６１７，７１７　ＬＥＤチップ、１１８，２１８，５１８，６１８，７１８　ＬＥＤ基板、１２４　読取用変換部、１２５　増幅部、１２６　ＬＥＤ駆動部、１２７　補正用Ａ／Ｄ変換部、１２８　記憶部、１２９，８２９　比較補正部、１３０　同期制御部、１３１　読取用Ａ／Ｄ変換部、１３２　シェーディング補正部。

Claims

　読み取り対象に照射するための光を発する光源と、
　前記光源から発せられた光を内部で伝播させ、前記読み取り対象へ光を出射する第１出射部と、前記第１出射部とは異なる部分であって外部へ光を出射する第２出射部とを有する導光体と、
　前記第２出射部から出射される光の直接光を受ける領域に設けられ、当該直接光に応じた参照データを出力する補正用受光部と、
　前記第１出射部から出射されて前記読み取り対象で反射される光を光電変換することによって、前記読み取り対象の画像を示す画像データを生成する読取用受光部と、
　予め定められた基準データと前記補正用受光部から出力される前記参照データとを比較し、比較した結果に基づいて、前記読み取り対象が白色である場合に前記読取用受光部にて生成される前記画像データが示す明出力を補正するための処理を行なう補正部とを備える密着イメージセンサ。
　前記読み取り対象が外面に密着して配置され、前記第１出射部から出射された光と前記読み取り対象で反射される光とを透過させる透過体をさらに備え、
　前記補正用受光部は、前記直接光を受ける領域であって、前記透過体を透過した外部光が直接に照射しない部分に設けられる
　請求項１に記載の密着イメージセンサ。
　前記光源は、紫外光又は赤外光を前記読み取り対象に照射するための光として発する
　ことを特徴とする請求項１又は２に記載の密着イメージセンサ。
　前記光源の光量を制御して前記光源を発光させる光源駆動部をさらに備え、
　前記補正部は、前記基準データと前記補正用受光部から出力される前記参照データとを比較し、比較した結果に基づいて、前記参照データの内容が前記基準データにより示される基準を満たす光量で前記光源駆動部に前記光源を発光させる
　請求項１から３のいずれか１項に記載の密着イメージセンサ。
　前記読取用受光部は、
　前記第１出射部から出射されて前記読み取り対象で反射される光を受け、当該受けた光を光電変換することによって生成される変換信号を出力する読取用変換部と、
　前記読取用変換部から出力される前記変換信号を増幅することによって前記画像データを生成する増幅部とを備え、
　前記補正部は、前記基準データと前記補正用受光部から出力される前記参照データとを比較し、比較した結果に基づいて、前記参照データの内容が前記基準データにより示される基準を満たす増幅を前記増幅部にさせる
　請求項１から３のいずれか１項に記載の密着イメージセンサ。
　光源から発せられた光を内部で伝播させるとともに外部へ出射する導光体から出射される光の直接光を受ける密着イメージセンサ内の領域に設けられ、当該直接光に応じた参照データを出力する補正用受光部と、
　予め定められた基準データと前記補正用受光部から出力される前記参照データとを比較し、比較した結果に基づいて、明出力を補正するための処理を行なう補正部とを備える密着イメージセンサ用出力補正装置。
　光源から発せられた光を内部で伝播させるとともに外部へ出射する導光体から出射される光の直接光を密着イメージセンサ内で受け、
　前記直接光に応じた参照データを出力し、
　予め定められた基準データと前記参照データとを比較し、
　比較した結果に基づいて、明出力を補正するための処理を行なう密着イメージセンサ用出力補正方法。