CN101646004B - 图像读取设备和图像读取方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种图像读取设备和图像读取方法。该图像读取设备执行停止处理以在扫描操作期间停止滑架的扫描，获取与控制单元执行的停止处理有关的信息，并基于获取的信息，对在停止处理之后滑架重新开始读取原稿图像的位置进行校正。

Description

图像读取设备和图像读取方法

技术领域

本发明涉及一种用于对像素读取位置进行校正的图像读取设备和图像读取方法。

背景技术

传统上，当扫描期间通信的数据量超过可通信的数据量或个人计算机在扫描期间不能处理目标数据时，直到处理了预定的缓冲器容量的数据为止，暂时停止扫描。这种模式被称为“起停(start-stop)”。

当发生起停时，光学滑架沿与扫描方向相反的方向(称为“反向”)返回预定的距离，然后停止。由于需要以预定的速度进行扫描，并且光学滑架需要一段助跑距离来达到该速度，因此光学滑架经常反向移动。根据扫描模式，光学滑架不反向移动。在停止后，进行图像数据通信和数据处理，并且预定的图像数据缓冲器变空。然后，光学滑架沿扫描方向(称为“正向”)操作并开始图像读取，从而使得所扫描的图像与发生起停之前所读取的图像相连接。即，从发生起停时所读取的图像的下一个图像开始读取。

在发生起停时光学滑架停止的情况下，由于电动机的反冲，光学滑架可能会稍微超出原始停止位置。在这种情况下，如果反向距离与到读取开始位置的正向距离相等，则光学滑架从由于反冲而前进的位置开始读取图像。由于该反冲，图像被缩小，从而在图像中产生了条纹。

为了防止这种情况，考虑到反冲，有时针对反向距离来校正到读取开始位置的正向距离。

传统上，通过电动机驱动系统的反冲对取消起停后的图像读取开始位置进行校正。

根据日本特开第2001-127965号公报，在暂时停止图像读取之前的操作和重新开始图像读取时的操作之间，将图像读取开始时刻与用于移动读取位置的步进电动机的励磁时刻之间的时间差设置为相等。该结构防止了起停时的图像条纹。

然而，在靠近光学滑架的热源的影响下，包括透镜和镜的光学系统部分可能在发生起停以停止光学滑架的时刻与取消起停以开始操作光学滑架的时刻之间的间隔期间改变。该改变还可能改变图像读取位置，从而缩小或放大图像。

发明内容

本发明的一个方面是消除传统技术中的上述问题。

本发明提供一种根据滑架的光学系统部分校正图像读取位置的图像读取设备。此外，本发明提供一种抑制在由于在靠近滑架的热源的影响下光学系统部分的变化而发生的图像读取位置的变化时出现的图像条纹的图像读取设备。

本发明的第一个方面一种图像读取设备，其对原稿图像执行滑架的扫描操作，所述滑架包括光学系统部分，所述图像读取设备包括：

控制单元，用于执行停止处理以在所述扫描操作期间停止所述滑架的扫描；

获取单元，用于获取与所述控制单元执行的所述停止处理有关的信息；以及

校正单元，用于基于所述获取单元获取的信息，对在所述控制单元执行所述停止处理之后所述滑架重新开始扫描所述原稿图像的位置进行校正。

本发明的第二个方面提供一种在图像读取设备中执行的图像读取方法，所述图像读取设备对原稿图像执行滑架的扫描操作，所述滑架包括光学系统部分，所述图像读取方法包括：

获取步骤，用于获取与在所述扫描操作期间停止所述滑架的扫描的停止处理有关的信息；以及

校正步骤，用于基于所述获取步骤中获取的信息，对在所述停止处理之后所述滑架重新开始扫描所述原稿图像的位置进行校正。

本发明能够根据滑架的光学系统部分校正图像读取位置。

根据以下参考附图对典型实施例的说明，本发明的其它特征将变得明显。

附图说明

图1是示出根据本发明实施例的图像读取设备的结构的框图；

图2是示出光学系统的结构的截面图；

图3是用于说明热源的影响的透视图；

图4是示出用于说明热源的影响的曲线图的图；

图5是示出表示在一行中起停发生计数与滑架的光学系统变化量(偏移量)之间的关系的曲线图的图；

图6是示出表示在改变发生起停时的光学滑架301的停止时间的情况下的光学系统变化量的曲线图的图；

图7是示出表示当改变从开始扫描之后直到发生起停为止的时间时光学滑架301的光学系统变化量的曲线图的图；

图8是用于说明像素读取位置的校正的图；

图9是示出例示在实施例中各起停的校正量的曲线图的图；

图10是示出例示当缩短从开始扫描之后直到发生起停为止的时间时校正量的变化的曲线图的图；

图11是用于说明图像读取位置校正方法的图；以及

图12是用于说明图像读取位置校正方法的图。

具体实施方式

下面将参考附图详细说明本发明的优选实施例。应当理解，下面的实施例并不是要限制本发明的权利要求，并且根据如下实施例所说明的方面的组合并不都是解决本发明问题的手段所必需的。注意，相同的附图标记表示相同的组件，并且省略对各组件的重复说明。

根据本发明的图像读取设备可以根据对扫描操作所读取的图像数据进行处理的处理单元上的处理负荷以及与处理单元通信的通信接口上的负荷，来执行起停操作以开始或停止图像读取操作。此外，图像读取设备可以校正取消起停后的图像读取开始位置，从而没有任何偏移地读取图像。尤其是，在靠近光学滑架的热源的影响下导致包括透镜和镜的光学系统部分发生变化时图像读取位置发生变化的情况下，图像读取设备校正取消起停后的图像读取开始位置，从而抵消该变化量。

然而，如果对一次扫描操作期间执行的所有起停操作使用相同的校正值，则整个图像的倍率改变。这是由于在一次扫描操作期间，靠近光学滑架的热源的影响随着光学滑架从热源移开而减小。考虑到这个，本实施例根据一次扫描操作期间热源的影响度，改变取消起停后的图像读取开始位置的校正量。

图1是示出本实施例的结构的框图。ASIC 101包含CPU 102并且包括扫描器控制电路。ROM 103存储控制程序。RAM 104存储读取数据、电动机驱动表和读取传感器的校准数据。CCD传感器控制单元105执行CCD传感器控制和图像处理。

第一测量单元106对图像读取操作期间滑架的起停操作的次数进行计数。第二测量单元107测量从光学滑架经过预定位置之后直到发生起停为止的时间。第三测量单元108测量起停时的读取停止时间。即，ASIC 101包括用于获取与图像读取操作期间执行的起停有关的信息的获取单元。第一设置单元109设置起停时的电动机进给量。第二设置单元110设置与电动机相位或步数相对应的像素读取位置。以这种方式，ASIC 101可以获取与起停操作的次数有关的信息和与起停处理时间有关的信息。此外，ASIC 101可以设置起停时的电动机驱动信息和像素读取信息(读取范围)。

电动机控制单元111控制电动机驱动器112。电动机驱动器112驱动光学滑架驱动电动机113。CCD控制单元114是对于用于驱动CCD传感器的定时发生器和用于将传感器输出转换成为数字值的模拟前端的控制单元。CCD控制单元114也可以安装在光学滑架的基板上。光学滑架120包括光学系统部分，该光学系统部分至少包括CCD传感器115、至少一个镜116、透镜117和光源118。

下面将参考图2说明光学滑架和光学路径。光学滑架包括支撑CCD传感器209的基板210、用于照射稿台玻璃201表面上的原稿202的光源203、第一镜204、第二镜205、第三镜206、第四镜207和透镜208。

例如，当透镜208在热源的影响下倾斜时，光学路径改变为虚线所示的路径，因而，原稿表面上的读取位置发生偏移。类似地，镜角度在热源的影响下的变化使原稿表面上的读取位置发生偏移。在一次扫描操作期间，随着光学滑架从热源移开，靠近光学滑架的热源的影响减小。因此，原稿表面上的读取位置的偏移减小。

下面将举例说明图2所示的使用CCD传感器的CCD系统。然而，本发明也可以采用使用CIS传感器的CIS(接触式图像传感器)光学系统。

下面将参考图3说明热源对光学滑架的影响。将原稿放置在光学滑架301上面(在与控制板302相对的方向上)。在本实施例的结构中，控制板302和电源303配置在光学滑架301下面。控制板302包括ASIC 101、RAM 104、电动机驱动器112和DC-DC转换器，并且控制扫描器。电源303是包括在扫描器中的封装电源。配置控制板302和电源303的位置是光学滑架301的待机位置。该待机位置是光学滑架301在扫描后返回并停止的位置。

在该结构中，在光学滑架返回到待机位置之后，通过控制板302和电源303的热量，对光学滑架的下表面进行加热。当扫描开始时，加热的光学滑架沿箭头所示的移动方向(主扫描方向)从下面的热源移开。由于光学滑架沿热源影响减小的方向移动，因此，滑架下表面的升高的温度下降。

下面将参考图4说明发生起停时热源对光学系统的影响。图4是示出当滑架从待机状态开始扫描并发生多次起停操作时，控制板302和电源302的温度上升的程度与温度上升对光学滑架301的光学系统的影响程度之间的比较的图。虚线表示温度上升的程度，实线表示影响的程度。在图4中，横坐标轴代表时间，纵坐标轴代表温度上升或影响的程度。图4中的影响的程度意味着例如已参考图2说明的、光学路径变化时原稿表面上的读取位置的偏移量。

当光学滑架301停留在待机位置时，不进行读取操作，并且由控制板和电源所产生的热的温度相对较低。然而，为了使扫描器主体的厚度最小化，控制板和电源与滑架之间的间隙必然很小。因此，光学滑架容易受到控制板302和电源303的热量的影响。如图4的待机阶段所示，待机期间对光学滑架301的光学系统的影响是显著的。

当以预定的分辨率模式开始扫描时，光学滑架301在主扫描方向上移动以读取图像。在开始读取之后，光学滑架从控制板302和电源303移开，并且如参考图3所述，滑架下表面的升高的温度下降。此时，如果发生起停，则滑架停止。在扫描期间，扫描操作使得控制板302和电源303的温度上升。随着光学滑架301从热源移开，热源对光学滑架301的光学系统的影响减小。

光学滑架的下表面的升高的温度的下降意味着加热时偏移的光学系统返回到原始位置。更具体地，随着光学滑架301在扫描操作中从热源移开，偏移的光学系统返回到原始位置。当发生起停时，滑架停止并且光学系统在热源的影响下再次偏移。光学滑架301在一行上重复该操作。

如图4所示，在开始扫描之后，随着扫描的进行(即，光学滑架沿主扫描方向从热源移开)，由热引起的光学系统的偏移减少。

如图4所示，在第二次起停前后的光学系统变化量2小于在第一次起停前后的光学系统变化量1。以这种方式，当起停操作计数增加到三、四和更多时，光学系统变化量(偏移)减小。即，偏移量在一行扫描操作中的各起停操作之间不同。

下面将参考图5更详细地说明图4中的光学系统变化量的变化。图5是示出一行上的起停发生计数与滑架的光学系统变化量(偏移量)之间的关系的图。在图5中，横坐标轴表示第一次起停～第八次起停的发生。如图4所示，在一行上的起停发生计数越大，光学滑架301的光学系统变化量(偏移)越小。起停发生计数依赖于例如扫描分辨率。分辨率越高，每单位时间内需要处理的数据量越大，因此越容易发生起停。

起停发生计数还依赖于用于连接个人计算机(PC)的接口的通信速度。例如，当通过USB接口与PC连接时，每单位时间内通过USB1.1可通信的数据量比每单位时间内通过USB2.0可通信的数据量小，因此会更频繁地发生起停。

起停发生计数还依赖于个人计算机的性能。在性能差的个人计算机中，用于处理扫描得到的数据的缓冲器很快变满。当将扫描得到的数据传送到这种个人计算机时，其处理经常中断，并且频繁发生起停。

下面将参考图6说明发生起停时的光学滑架的停止时间与光学系统变化量(偏移量)之间的关系。图6是示出在基于图5改变发生起停时的光学滑架301的停止时间的情况下光学系统变化量的图。虚线表示当相对于粗实线延长发生起停时的停止时间时的变化。光学滑架301的较长的停止时间使得在停止期间变化的光学系统的偏移增大。相反地，相比于粗实线，细实线表示光学滑架301的较短的停止时间使得光学系统变化量减小。与上述起停发生计数类似，发生起停时的停止时间根据扫描分辨率、与PC的接口的通信速度和PC的性能而变化。

下面将参考图7说明从扫描开始之后直到发生起停为止的时间与光学系统变化量(偏移量)之间的关系。图7是示出在基于图5改变从扫描开始之后直到发生第一次起停为止的时间的情况下光学滑架301的光学系统变化量的图。虚线表示当相对于粗实线缩短从扫描开始之后直到发生起停为止的时间时的变化。如图7所示，虚线示出比粗实线所示出的更大的光学系统变化量。相反，相比于粗实线，细实线表示从扫描开始之后直到发生起停为止的较长时间导致较小的光学系统变化量。即，从扫描开始之后直到发生起停为止的时间越短，光学系统变化量越大。这是由于第一次起停发生在靠近热源的部分。从扫描开始之后直到发生起停为止的时间主要依赖于分辨率，但是也依赖于与PC的接口的通信速度和PC的性能。

如参考图5～7所述，光学滑架301的光学系统变化量根据起停发生位置、发生起停时的停止时间和从扫描开始之后直到发生起停为止的时间而变化。

返回参考图2，实线表示起停发生前的光学路径。如果发生起停，则光学路径改变为虚线所示的路径。从图2很明显看出，透镜角度在热的影响下变化，光轴的中心沿图像缩小的方向偏移例如1/2像素。

为了校正偏移量，在取消起停之后读取下一个像素的位置返回1/2像素，如图8所示。这样使得能够在起停发生前后读取连续的图像。

如参考图4所述，随着光学滑架从靠近光学滑架的热源移开，热源的影响减小，因而，原稿表面上的读取位置的偏移减小。由于这个原因，本实施例在一行扫描中在每次取消起停时，动态地改变校正量。

图9是例示本实施例中各起停的校正量的图。如图9所示，第一次起停的校正量是0.5像素，第二次起停的校正量是0.3像素，第三次起停的校正量是0.2像素。利用与光学系统变化量相对应的校正量，校正光轴的偏移。在图9中，没有对第五次起停和后续的起停进行校正。在本实施例中，图像读取设备可以根据起停发生计数来改变校正量以校正像素读取位置(校正量的变化)。也可以基于读取开始位置或者待机位置来获取起停位置信息，并基于该信息设置校正量。

如图5～7所示，光学系统变化量依赖于起停发生位置、发生起停时的停止时间和从扫描开始之后直到发生起停为止的时间。考虑这些因素来确定校正量。更具体地，获取与起停的发生有关的信息，并基于该信息校正读取位置。

图10是例示在缩短从扫描开始之后直到发生起停为止的时间的情况下的校正量的变化的图。如参考图7所述，从扫描开始之后直到发生起停为止的较短的时间使得光学系统变化量增加。如图10所示，也需要增加校正量。

发生起停时的较长的停止时间使得光学系统变化量增加，因此，也需要增加校正量。在本实施例中，可以预先存储与发生起停时的停止时间相对应的校正量的变化作为校正量。也可以预先存储考虑到从扫描开始之后直到发生起停为止的时间和发生起停时的停止时间的校正量的变化作为校正量。

如上所述，根据起停发生计数、从扫描开始之后直到发生起停为止的时间和发生起停时的停止时间等测量值，校正取消起停后的像素读取位置。结果，图像读取设备可以获得连续图像。

通过在一行扫描期间动态地改变校正量，图像读取设备可以在起停发生前后读取连续图像而不影响所读取图像的倍率。

特别地，高分辨率扫描有时会造成100次或更多的起停。在这种情况下，如果在扫描期间固定校正量，则过度地进行校正，从而改变了通过一次扫描所读取的图像的倍率。为了防止这种情况，如本实施例一样，动态地改变校正量是很有效的。

下面将参考图11和12说明用于校正取消起停后的图像读取位置的偏移的方法。

首先将说明图11中的方法。当发生起停时，使用步进电动机的电动机113停止在对应于电动机113的四次旋转(等于16步)的位置。电动机113反向旋转32步，然后停止，直到取消起停为止。当缓冲器变得可以取消起停时，电动机113再次正向旋转。在图11的情况中，电动机113的相位与像素读取位置相关联。将预定的电动机相位用作基准，以根据与发生起停前的像素读取位置相关联的电动机相位(旋转相位)来设置取消起停后的图像读取位置的校正量。在图11中，在取消起停之后将图像读取位置校正1/2像素。

也可以根据与发生起停前的图像读取位置相关联的步数来设置取消起停后的图像读取位置的校正量。

图12是用于说明当可以与电动机的驱动定时(电动机的步数)同步地设置像素读取位置时的图像读取位置校正方法的图表。当发生起停时，电动机113停止在对应于电动机的四次旋转(等于16步)的位置。电动机113反向旋转32步，然后停止，直到取消起停为止。当缓冲器变得可以取消起停时，电动机113再次正向旋转。此时，像素读取本来应该从第20步开始。然而，为了校正光学系统偏移量，像素读取从第18步开始(即，将图像读取位置校正1/2像素)，如图12所示。可以通过以更细微的电动机相位而不是以步来控制电动机，从而更细微地校正像素读取位置。

如上所述，由于在靠近光学滑架的电源等热源的影响下光学滑架中的光学系统部分的位置或角度的变化，原稿上的图像读取位置发生变化。光学滑架在待机期间被热源的热量所加热。由于光学滑架在扫描操作中从热源移开，加热的光学滑架的温度降低。

如果发生起停以停止光学滑架，则光学系统在热源的影响下再次偏移。根据本实施例，图像读取设备校正取消起停时的像素读取位置，从而实现了不存在图像条纹的高质量扫描。

如果起停频繁发生，则在一行扫描期间保持恒定的校正量影响图像的倍率。然而，根据本实施例，图像读取设备在每次取消起停时改变校正量，并且可以校正图像读取位置而不影响倍率。

其它实施例

下面将补充实施例的内容。当启动图像读取设备时，可以忽略控制板或电源所产生的热的影响。安装图像读取设备的环境的温度可能低。由于这个原因，基于启动图像读取设备之后经过的时间来改变光学系统变化量的校正值。还可以基于环境温度来改变光学系统变化量的校正值。还可以基于环境温度和启动图像读取设备之后经过的时间来改变光学系统变化量的校正值。

在本实施例中，在读取操作期间光学滑架从热源移开。本发明甚至可应用于在读取操作期间光学滑架靠近热源的情况。在这种情况下，基于起停计数或起停位置等信息增加校正量。

尽管已经参考典型实施例说明了本发明，但是应该理解，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，以包含所有这类修改、等同结构和功能。

Claims (6)

1.一种图像读取设备，其执行滑架的扫描操作以读取原稿图像，所述滑架包括光学系统部分，所述图像读取设备包括：

处理单元，用于对通过所述扫描操作获得的图像数据进行处理；

控制单元，用于根据所述处理单元上的处理负荷以及与所述处理单元通信的通信接口上的负荷在所述扫描操作期间控制以重复地停止和重新开始所述滑架的扫描操作；

获取单元，用于获取从开始所述扫描操作之后直到由所述控制单元控制的所述滑架第一次停止的时间、在所述扫描操作期间所述滑架停止的次数、由所述控制单元停止所述滑架的每个停止期间的时间中的至少一个；以及

校正单元，用于基于从开始所述扫描操作之后直到由所述控制单元控制的所述滑架第一次停止的时间、在所述扫描操作期间所述滑架停止的次数、由所述控制单元停止所述滑架的每个停止期间的时间中的至少一个，对在所述控制单元停止扫描操作之后所述滑架重新开始扫描所述原稿图像的位置进行校正。

2.根据权利要求1所述的图像读取设备，其特征在于，所述控制单元布置在所述滑架的待机位置附近。

3.根据权利要求1所述的图像读取设备，其特征在于，所述光学系统部分包括镜和透镜中的至少一个、传感器和光源。

4.根据权利要求3所述的图像读取设备，其特征在于，所述传感器包括CCD传感器。

5.根据权利要求3所述的图像读取设备，其特征在于，所述传感器包括CIS传感器。

6.一种在图像读取设备中执行的图像读取方法，所述图像读取设备执行滑架的扫描操作以读取原稿图像，所述滑架包括光学系统部分，所述图像读取方法包括：

处理步骤，用于利用处理单元对通过所述扫描操作获得的图像数据进行处理；

控制步骤，用于根据所述处理单元上的处理负荷以及与所述处理单元通信的通信接口上的负荷在所述扫描操作期间控制以重复地停止和重新开始所述滑架的扫描操作；

获取步骤，用于获取从开始所述扫描操作之后直到在所述控制步骤中控制的所述滑架第一次停止的时间、在所述扫描操作期间所述滑架停止的次数、在所述控制步骤中停止所述滑架的每个停止期间的时间中的至少一个；以及

校正步骤，用于基于从开始所述扫描操作之后直到在所述控制步骤中控制的所述滑架第一次停止的时间、在所述扫描操作期间所述滑架停止的次数、在所述控制步骤中停止所述滑架的每个停止期间的时间中的至少一个，对在扫描操作停止之后所述滑架重新开始扫描所述原稿图像的位置进行校正。

Images