原稿读取设备.pdf

一种原稿读取设备，包括：原稿放置台，用于在其上放置要读取的原稿；光源，用于向所述原稿放置台上放置有原稿的区域发射光；图像传感器，用于对从所述光源发射的光的反射光进行光电转换，以输出颜色信号；以及原稿大小检测单元，用于基于在所述光源关闭的状态下从所述图像传感器输出的颜色信号，从自所述图像传感器输出的颜色信号中选择用于原稿大小检测的颜色信号，并且基于在所述光源开启的状态下从所述图像传感器输出的所选择的颜色信号，检测放置在所述原稿放置台上的原稿的大小。

1.  一种原稿读取设备，包括：
原稿放置台，用于在其上放置要读取的原稿；
光源，用于向所述原稿放置台上放置有原稿的区域发射光；
图像传感器，用于对从所述光源发射的光的反射光进行光电转换，以输出颜色信号；以及
原稿大小检测单元，用于基于在所述光源关闭的状态下从所述图像传感器输出的颜色信号，从自所述图像传感器输出的颜色信号中选择用于原稿大小检测的颜色信号，并且基于在所述光源开启的状态下从所述图像传感器输出的所选择的颜色信号，检测放置在所述原稿放置台上的原稿的大小。

2.  根据权利要求1所述的原稿读取设备，其特征在于，所述图像传感器包括布置成列的光电转换元件，以及
其中，所述原稿大小检测单元基于从所述图像传感器输出的颜色信号，检测原稿在主扫描方向上的长度，所述主扫描方向是布置所述光电转换元件的方向。

3.  根据权利要求2所述的原稿读取设备，其特征在于，还包括存在/不存在检测单元，所述存在/不存在检测单元用于检测在所述原稿放置台上的至少一个点处是否存在原稿，以及
其中，所述原稿大小检测单元基于所述存在/不存在检测单元所进行的检测的结果和从所述图像传感器输出的颜色信号，检测原稿的大小。

4.  根据权利要求1所述的原稿读取设备，其特征在于，所述原稿大小检测单元通过判断为在从所述图像传感器输出的颜色信号超出了阈值的区域中存在原稿，检测原稿的大小。

5.  根据权利要求1所述的原稿读取设备，其特征在于，所述原稿大小检测单元选择在所述光源关闭的状态下从所述图像传感器输出的颜色信号中相对较小的颜色信号，作为用于原稿大小检测的颜色信号。

6.  根据权利要求5所述的原稿读取设备，其特征在于，所述原稿大小检测单元选择在所述光源关闭的状态下从所述图像传感器输出的颜色信号中最大水平最小的颜色信号，作为用于原稿大小检测的颜色信号。

7.  根据权利要求5所述的原稿读取设备，其特征在于，所述原稿大小检测单元选择在所述光源关闭的状态下从所述图像传感器输出的颜色信号中利用预定系数进行加权后的最大水平最小的颜色信号，作为用于原稿大小检测的颜色信号。

8.  根据权利要求1所述的原稿读取设备，其特征在于，所述图像传感器包括具有各自的颜色滤波器的多个光电转换元件。

9.  根据权利要求1所述的原稿读取设备，其特征在于，所述图像传感器输出R信号、G信号和B信号，以及
如果在所述光源关闭的状态下无颜色信号从所述图像传感器输出，则所述原稿大小检测单元选择G信号作为用于原稿大小检测的颜色信号。

10.  一种原稿读取设备，包括：
原稿放置台，用于在其上放置要读取的原稿；
光源，用于向所述原稿放置台上放置有原稿的区域发射光；
图像传感器，用于对从所述光源发射的光的反射光进行光电转换，以输出颜色信号；以及
原稿大小检测单元，用于基于从接收了从所述原稿读取设备外部入射的环境光的所述图像传感器输出的颜色信号，判断所述环境光的颜色，并且基于从接收了从所述原稿放置台上的原稿反射的光和所述环境光的所述图像传感器输出的颜色信号中受所述环境光的影响相对较小的颜色信号，检测放置在所述原稿放置台上的原稿的大小。

原稿读取设备
技术领域
本发明涉及一种用于检测放置在原稿放置台(台板)上的原稿的大小的原稿读取设备。
背景技术
传统地，开发了各种原稿读取设备作为对放置在原稿放置玻璃台上的原稿的大小进行检测时使用的设备。
日本特开平5-207239公开了一种使用电荷耦合器件(CCD)和原稿存在/不存在传感器来检测原稿大小的设备。该设备利用从光源发出的光束照射原稿。然后，该设备根据接收了从原稿反射的光的CCD的输出来检测原稿在主扫描方向上的长度。主扫描方向对应于布置CCD的传感器元件的方向。另外，该设备能够基于原稿存在/不存在传感器的输出，将在主扫描方向上长度相同但大小不同的原稿区分开。换言之，该设备基于所检测到的原稿在主扫描方向上的长度和原稿存在/不存在传感器的输出来检测原稿大小。
由于通过用于原稿读取的CCD来检测在主扫描方向上的长度，并且由一个或少量的原稿存在/不存在传感器来检测在与主扫描方向垂直的副扫描方向上的长度，因此能够以低成本实现有效的原稿大小检测。
然而，如果室内灯或日光等环境光从不存在原稿的区域入射到原稿放置玻璃台上，并且环境光的光量等于或大于原稿所反射的光的光量，则可能发生原稿大小检测错误。
为了防止发生这种检测错误，日本特开2001-346009公开了如下的设备：该设备基于在光源关闭时获得的CCD输出来检测存在CCD输出的区域，然后基于在光源开启时从除了所检测到的区域之外的区域中的CCD输出的信号来检测原稿在主扫描方向上的长度。
然而，如果强的环境光入射到放置有薄纸等易于透光的原稿的原稿放置玻璃台上，则由于环境光可能通过原稿，并且实际存在原稿的区域可能被认作为不存在原稿的区域，因此即使使用日本特开2001-346009所公开的设备，也可能发生检测错误。
发明内容
本发明涉及一种能够不受环境光影响而精确地检测原稿大小的原稿读取设备。
根据本发明的一个方面，提供一种原稿读取设备，包括：原稿放置台，用于在其上放置要读取的原稿；光源，用于向所述原稿放置台上放置有原稿的区域发射光；图像传感器，用于对从所述光源发射的光的反射光进行光电转换，以输出颜色信号；以及原稿大小检测单元，用于基于在所述光源关闭的状态下从所述图像传感器输出的颜色信号，从自所述图像传感器输出的颜色信号中选择用于原稿大小检测的颜色信号，并且基于在所述光源开启的状态下从所述图像传感器输出的所选择的颜色信号，检测放置在所述原稿放置台上的原稿的大小。
根据本发明的另一个方面，提供一种原稿读取设备，包括：原稿放置台，用于在其上放置要读取的原稿；光源，用于向所述原稿放置台上放置有原稿的区域发射光；图像传感器，用于对从所述光源发射的光的反射光进行光电转换，以输出颜色信号；以及原稿大小检测单元，用于基于从接收了从所述原稿读取设备外部入射的环境光的所述图像传感器输出的颜色信号，判断所述环境光的颜色，并且基于从接收了从所述原稿放置台上的原稿反射的光和所述环境光的所述图像传感器输出的颜色信号中受所述环境光的影响相对较小的颜色信号，检测放置在所述原稿放置台上的原稿的大小。
根据如下参照附图对典型实施例的详细说明，本发明的其它特征和方面将变得清楚。
附图说明
包括在说明书中并构成说明书一部分的附图示出本发明的典型实施例、特征和方面，并且与说明书一起，用来解释本发明的原理。
图1是根据本发明典型实施例的原稿读取设备的正面截面图。
图2是原稿读取设备的侧面截面图。
图3是原稿读取设备的原稿放置玻璃台的顶视图。
图4示出灯的结构。
图5是示出灯的光谱强度的图。
图6示出CCD的结构。
图7示出CCD的光谱灵敏度。
图8是原稿读取设备的控制框图。
图9示出当检测原稿大小时反射镜的位置。
图10是用于确定原稿大小的表。
图11示出当检测原稿大小时与主扫描方向上的各位置对应的CCD的输出水平。
图12示出傍晚的日光作为入射到原稿放置玻璃台上的环境光。
图13是示出傍晚的日光的光强度和CCD的光谱灵敏度之间的关系的图。
图14示出当检测原稿大小时在傍晚的日光作为环境光入射到原稿放置玻璃台上的情况下与主扫描方向上的各位置对应的CCD的输出水平。
图15是示出由扫描器控制器执行的原稿大小检测处理的流程图。
图16示出当CCD接收到环境光时与主扫描方向上的各位置对应的CCD的输出水平。
图17示出作为用于原稿大小检测的颜色分量而选择的颜色分量的CCD输出水平。该输出水平与主扫描方向的各位置对应。
具体实施方式
下面参照附图详细说明本发明的各种典型实施例、特征和方面。
图1是根据本发明典型实施例的原稿读取设备的正面截面图。图2是原稿读取设备的侧面截面图。图3是原稿读取设备的原稿放置玻璃台的顶视图。原稿压板115按压放置在原稿放置玻璃台102上的原稿101。原稿压板115与原稿接触的一侧为白色以防止在读取原稿101时发生反面反射。
壳体114包括检测原稿压板115的打开角度是否达到预定角度(例如，30度)的光学传感器116。传感器标志119根据原稿压板115的打开/关闭运动而向上/向下移动。当原稿压板115关闭并且打开角度达到预定角度时，从光学传感器116的光发射单元发射并照射至光学传感器116的光接收单元的光被切断。然后，光学传感器116检测出原稿压板115的打开角度达到了预定角度。
原稿放置玻璃台102的外周具有原稿大小标签103并且原稿放置玻璃台102的原稿对准角部处具有原稿对准标记104。如图3所示，可以放置各种标准大小的原稿。
安装在滑架(carriage)107上的灯105是用于向原稿表面发射光的光源。灯105包括如图4所示布置的多个白色发光二极管(LED)105a。图5示出白色LED 105a的光谱强度。安装在滑架107上的反射镜106反射从灯105发射出并被原稿反射的光。
安装在滑架110上的反射镜108和109将由安装在滑架107上的反射镜106反射的光引导至透镜111。透镜111会聚从反射镜108和109反射来的光。该光是最初从原稿表面反射来的光。CCD112是对从原稿表面反射并由透镜111所会聚的光进行光电转换的光电转换元件。将CCD 112的多个传感器元件布置成列。
CCD 112针对红色(R)、绿色(G)和蓝色(B)颜色分量中的各个分量，对由原稿反射的光进行光电转换。如图6所示，CCD 112是包括R、G和B颜色滤波器的三线图像传感器。CCD 112针对三个颜色分量同时从原稿表面接收光，并扫描R、G和B颜色分量的图像。图7示出了CCD 112对R、G和B分量的光谱灵敏度。
原稿大小检测传感器113检测原稿放置玻璃台102上的至少一个点处是否存在原稿。原稿大小检测传感器113输出表示在原稿大小检测传感器113所在的位置处是否存在原稿的信号。
图8是原稿读取设备的控制框图。A/D转换器201将从CCD112输出的信号转换成数字数据。当对放置在原稿放置玻璃台102上的原稿进行扫描时，光学电动机202移动滑架107和滑架110。灯105如上所述向原稿表面发射光。原稿大小检测传感器113检测原稿在副扫描方向上的长度(副扫描长度)。副扫描方向是与主扫描方向垂直的方向。光学传感器116检测原稿压板115的打开角度是否达到预定角度。显示单元204显示包括原稿大小检测结果的原稿读取设备的设置内容。
扫描器控制器203控制CCD 112、光学电动机202和灯105。光学传感器116输出表示原稿压板115到达预定角度的信号。该信号触发扫描器控制器203的原稿大小检测操作的开始。根据原稿大小检测操作，基于当灯105点亮并且反射镜106停止在图9所示的位置处时CCD 112的输出来检测原稿在主扫描方向上的长度(主扫描长度)。主扫描方向是布置CCD 112的传感器元件的方向。
另外，为了从具有相同主扫描长度的多个原稿中识别原稿的大小，扫描器控制器203检测在原稿大小检测传感器113的位置处是否存在原稿。然后，扫描器控制器203在参照存储在扫描器控制器203中的表的情况下，基于主扫描长度的检测结果和从原稿大小检测传感器113获得的检测结果来确定原稿大小。图10中示出了该表的例子。扫描器控制器203在显示单元204上显示所确定的原稿大小。
下面说明基于CCD 112的输出的原稿主扫描长度的检测。如上所述，基于当原稿压板115处于预定角度(例如，30度)时CCD 112的输出来检测原稿的主扫描长度。图11示出当检测原稿大小时与主扫描方向上的各位置对应的CCD 112的输出水平。如图11所示，在存在原稿的主扫描区域中，由于从灯105发射的光被原稿反射，因此从该区域中的CCD中输出信号。另一方面，在不存在原稿的主扫描区域中，由于从灯105发射的光没有被原稿反射，因此没有信号从该区域中的CCD输出。
尽管从灯105发射出但没有被原稿反射的光指向原稿压板115，但由于原稿压板115打开了预定角度，因此被原稿压板115反射的光不会入射到CCD 112上。然后，判断为在CCD 112的R、G和B输出超出了各自的预定阈值的区域中存在原稿。R、G和B输出的阈值不同的原因是灯105的光强度针对R、G和B分量不同。由于可以基于CCD的输出来判断存在原稿的区域，因此可以检测到原稿的主扫描长度。
然而，如果室内照明或日光等环境光入射到不存在原稿的区域上，则在检测原稿的主扫描长度时可能发生错误。
图12示出傍晚的日光作为入射到原稿放置玻璃台102上的环境光。依赖于原稿读取设备的安装位置，通过窗户玻璃300的傍晚的日光500沿着由图12中的箭头所表示的方向入射到原稿放置玻璃台102上。在这种情况下，如图12所示，由于被原稿压板115反射的傍晚的日光500入射到原稿放置玻璃台102上，因此即使在不存在原稿的主扫描区域中，CCD 112也输出信号。
图13示出傍晚的日光的光强度和CCD 112的光谱灵敏度之间的关系。如图13所示，随着波长变长，傍晚的日光的强度变高。另外，与CCD 112的其它分量的输出相比，CCD 112的R分量的输出易于受到傍晚的日光的影响。
图14示出当检测原稿大小时在傍晚的日光作为环境光入射到原稿放置玻璃台102上的情况下与主扫描方向上的各位置对应的CCD 112的输出水平。如图14所示，由于环境光的影响，在不存在原稿的区域中R和G输出的值超出了各自的阈值。例如，如果在R、G和B输出中的至少两个超出了各自的阈值的情况下判断为存在原稿，则发生检测错误。更具体地，尽管在该区域中不存在原稿，也可能判断为在原稿放置玻璃台102上存在具有最大主扫描长度的原稿。
如果将R分量从用于原稿大小检测的分量中排除，则对于傍晚的日光可能是有效的。然而，这样对于其它波长的环境光则没有效果。因此，根据本实施例，将原稿读取设备配置成基于在接收环境光时CCD 112的R、G和B输出中最大水平为最小的输出，检测原稿的主扫描长度。
图15是示出由扫描器控制器203执行的原稿大小检测处理的流程图。将执行该处理所使用的程序存储在扫描器控制器203中的只读存储器(ROM)中。扫描器控制器203中的中央处理单元(CPU)加载并执行存储在ROM中的程序。
在步骤S1501中，扫描器控制器203基于光学传感器116的输出来判断原稿压板115的打开角度是否为30度或更小。如果原稿压板115的打开角度大于30度(步骤S1501中为“否”)，则处理进入到步骤S1502。在步骤S1502中，出于省电的原因关断提供至灯105、CCD 112和原稿大小检测传感器113的电源。
在步骤S1501中，如果原稿压板115的打开角度为30度或更小(步骤S1501中为“是”)，则处理进入到步骤S1503。在步骤S1503中，扫描器控制器203接通CCD 112和原稿大小检测传感器113的电源。在步骤S1504中，扫描器控制器203将反射镜106移动至如图9所示的位置，然后在灯105关闭时获得CCD 112的输出。
在步骤S1505中，扫描器控制器203检测接收了环境光的CCD 112的R、G和B输出的各自的最大水平，并判断R、G和B输出中最大水平最小的颜色分量。如果存在接收了环境光的CCD 112的R、G和B输出中最大水平最小的颜色分量(步骤S1505中为“是”)，则处理进入到步骤S1506。在步骤S1506中，扫描器控制器203选择最大水平最小的颜色分量作为用于原稿大小检测的颜色分量。如果傍晚的日光入射到原稿放置玻璃台102上并获得如图16所示的CCD输出，则可以选择B分量的输出。在图16中，由于关闭了灯105，因此在存在原稿的区域中没有CCD输出。
在步骤S1505中，如果不存在CCD 112的R、G和B输出中最大水平最小的颜色分量(步骤S1505中为“否”)，则处理进入到步骤S1507。在步骤S1507中，扫描器控制器203判断是否不存在环境光。如果不存在环境光，换言之，如果作为判断的结果，在灯105关闭时针对R、G和B颜色分量中的各个颜色分量没有检测到CCD 112的输出(步骤S1507中为“是”)，则处理进入到步骤S1508。在步骤S1508中，扫描器控制器203选择G分量作为用于原稿大小检测的颜色分量。在这种情况下，由于G分量的CCD具有靠近R分量的波长和B分量的波长的光谱灵敏度，因而发生原稿大小检测错误的可能性低，所以选择了G分量。然而，还可以由于其它原因而选择除G分量之外的颜色分量。
另一方面，在步骤S1507中，如果存在环境光而不存在CCD112的R、G和B输出中最大水平最小的颜色分量，换言之，如果在接收到环境光时R、G和B分量的最大输出水平相同(步骤S1507中为“否”)，则处理进入到步骤S1509。在步骤S1509中，扫描器控制器203选择B分量作为用于原稿大小检测的颜色分量。这是因为，如图5所示，根据本实施例的灯105在450nm附近(B分量)的光谱强度比在其它颜色分量处的光谱强度更高。如果灯105的光谱强度与图5所示的不同，则可以将在步骤S1509中选择的颜色分量改变为与灯105的光谱强度匹配的颜色分量。
在步骤S1510中，扫描器控制器203点亮灯105并获得作为用于原稿大小检测的颜色分量而选择的颜色分量的CCD输出。例如，如果选择了B分量，则获得如图17所示的输出等的输出。在步骤S1511中，扫描器控制器203获得原稿大小检测传感器113的输出。然后，在步骤S1512中，扫描器控制器203判断是否存在CCD 112的输出等于或大于阈值的区域，换言之，扫描器控制器203判断原稿放置玻璃台102上是否放置有原稿。
在步骤S1512中，如果判断为原稿放置在原稿放置玻璃台102上(步骤S1512中为“是”)，则处理进入到步骤S1513。在步骤S1513中，扫描器控制器203使用已经作为用于原稿大小检测的颜色分量而选择的颜色分量的CCD 112的输出以及原稿大小检测传感器113的输出来判断原稿大小。更具体地，扫描器控制器203基于与已经作为用于原稿大小检测的颜色分量而选择的颜色分量相对应的CCD 112的输出来检测原稿的主扫描长度，从而判断原稿在主扫描方向上的大小。
为了从在主扫描方向上具有相同长度的多个原稿中识别出原稿的大小，扫描器控制器203检测在原稿大小检测传感器113的位置处是否存在原稿。然后，扫描器控制器203在参照存储在扫描器控制器203中的表(参见图10)的情况下，基于这两个检测结果来判断原稿大小。
在步骤S1514中，扫描器控制器203在显示单元204上显示原稿大小，并将滑架107移动与原稿大小匹配的距离。然后，扫描器控制器203使得CCD输出与原稿大小的宽度匹配的扫描图像。在步骤S1512中，如果判断为原稿没有放置在原稿放置玻璃台102上(步骤S1512中为“否”)，则处理进入到步骤S1515。在步骤S1515中，扫描器控制器203在显示单元204上显示未放置原稿。
根据本典型实施例，由于原稿大小检测基于接收了环境光的CCD 112的R、G和B输出中最大水平最小的颜色分量的CCD输出，因此即使任何颜色的环境光入射到原稿放置玻璃台上，也能够防止检测错误，并可以实现精确的原稿大小检测。因此，本实施例对于除傍晚的日光之外的环境光有效，并且如果是来自荧光灯或白炽灯的光，可以获得类似的效果。
根据本发明的第二典型实施例，在图15中的步骤S1505和S1506中对CCD输出进行加权。根据第一典型实施例，选择接收了环境光的CCD 112的R、G和B输出中最大水平最小的颜色分量作为用于原稿大小检测的颜色分量。根据第二典型实施例，使用预定的加权系数对R、G和B分量的每一个的CCD输出进行加权，然后对所获得的结果的每一个进行比较。之后选择具有最小计算值的颜色分量作为用于原稿大小检测的颜色分量。
如图11所示，根据CCD 112的光谱灵敏度和灯105的光谱强度，CCD 112的R、G和B分量各自的输出水平不同。另一方面，由于可能有各种颜色的环境光，因此环境光对各颜色分量的CCD输出的影响不同。如图11所示，在接收了由原稿反射的光的CCD的输出中，R分量的CCD输出最小。在这种情况下，即使环境光不包括很多的R分量，选择R分量作为用于原稿大小检测的颜色分量也不总是合适的。因此，根据第二典型实施例，计算R、G和B分量的输出水平以使得输出为相同水平。
根据本实施例，加权的算术表达式如下：
R_o＝R×K1
G_o＝G×K2
B_o＝B×K3
R：R环境光检测值
G：G环境光检测值
B：B环境光检测值
K1：R加权系数
K2：G加权系数
K3：B加权系数
确定K1、K2和K3的值以使得R_o、G_o和B_o为相同水平。例如，如果计算之前的输出为如图11所示的输出，则将K1、K2和K3的值设置成K1＞K2＞K3。根据本典型实施例，可以在考虑CCD的光谱灵敏度和灯的光谱强度的影响的情况下实现精确的原稿大小检测。因此能够防止由于环境光引起的检测错误。
根据上述典型实施例，从灯关闭的状态下的CCD的输出中选择具有相对小的输出的颜色分量，并基于从灯关闭的状态下的CCD的输出中选择的颜色分量的输出来检测原稿大小。然而，本发明不限于这样的例子。换言之，尽管根据上述典型实施例选择了CCD输出的R、G和B分量中的一个，但是代替一个分量，可以使用环境光的光谱强度中具有相对小的输出的波长的R、G和B分量的混合输出，作为用于原稿大小检测的颜色分量。在这种情况下，对CCD的R、G和B输出的每一个进行根据环境光的光谱强度低的波长的加权。
根据本典型实施例，基于在光源关闭时图像传感器对各颜色分量的输出来判断环境光的颜色分量，并基于通过从在开启光源时图像传感器的输出中减少环境光中包括的颜色分量的影响而获得的输出，来检测原稿的大小。因此不管任何颜色的环境光都能够准确地检测原稿大小，从而防止检测错误。
尽管已经参考典型实施例说明了本发明，但应当理解，本发明不限于所公开的典型实施例。所附权利要求书的范围符合最宽的解释，以包含所有的修改、等同的结构和功能。