CN102045483A - 用于图像读取装置的检查方法和检查装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种用于图像读取装置的检查方法和检查装置，在该图像读取装置中，原稿的图像信息在沿主扫描方向布置的受光元件行上成像，以读取不同颜色的信息。该方法包括：从基于第一条带图案的图像信息获取第一颜色未对准，该第一条带图案关于受光元件行位于在光学上与原稿表面等同的位置处，该第一条带图案具有排列的白线和黑线，并且所述白线和黑线的纵向沿副扫描方向对准；从基于第二条带图案的图像信息获取第二颜色未对准，该第二条带图案具有排列的白线和黑线，并且所述白线和黑线的纵向与主扫描方向成角度地对准；以及基于所测量的颜色未对准计算副扫描方向上的颜色未对准。

Description

用于图像读取装置的检查方法和检查装置
技术领域
本发明涉及用于图像读取装置的检查方法，更特别地，涉及用于执行对读取彩色图像的读取装置中的颜色未对准(colormisregistration)的检查和评价的检查装置。
背景技术
常规上，在用于读取原稿表面上的图像信息的平台型图像读取装置(图像扫描仪)中，为了简化该装置的结构，已存在集成滑架(integrated-carriage)扫描类型，其中，反射镜、成像光学系统和线传感器等被集成到一个单元中以扫描原稿表面。
在常规的集成滑架扫描类型的图像读取装置中，从照明光源发射的光束照亮放置在原稿台上的原稿。当在原稿上反射的光束借助多个反射镜在滑架中被反射时，光束的光路被偏转。光束经由成像光学系统被成像在线传感器的表面上。然后，滑架通过副扫描电机相对于原稿表面在副扫描方向上移动，以读取原稿的图像信息。线传感器具有这样的配置：即，在主扫描方向上布置多个受光元件。
图9是图像读取光学系统的基本配置的说明图。用于读取相应颜色R(红色)、G(绿色)和B(蓝色)的线传感器85R、85G和85B经由成像光学系统84分别读取原稿表面上的读取范围87R、87G和87B的各条图像信息。滑架相对于原稿的表面移动，因此可在给定的时间间隔之后通过不同颜色光束读取原稿表面上的同一点上的图像信息。在成像光学系统84由具有旋转对称表面的共轴透镜系统形成的情况下，由于透镜材料的特性而出现纵向色差和横向色差。因此，与用作基准的线传感器85G相比，在形成于线传感器85B和85R上的线图像中出现散焦或位置位移。因此，当各颜色的图像重合时，得到的图像是颜色模糊或颜色未对准明显的图像。
在其中在成像光学系统的像面侧设置变形表面的使用具有旋转非对称表面的共轴透镜系统的成像光学系统中(日本专利申请公开No.2000-171705)，除了由于透镜材料的特性导致的色差以外，可能由于旋转非对称表面的制造误差而出现副扫描方向上的畸变。日本专利申请公开No.2002-335375公开了所谓的离轴光学系统。即，在非共轴光学系统中，引入基准轴的概念，并且，将构成表面制成非对称非球面表面，以由此校正像差。但是，如果构成表面具有制造误差或位置误差，则由于像面上的在主扫描方向上的(主扫描截面中的)或在副扫描方向上的(副扫描截面中的)焦点位置位移，出现畸变，这导致焦深的减小和倍率的偏离。因此，读取线弯曲。特别地，非常可能出现副扫描方向上的畸变。当通过颜色R、G和B的线传感器读取图像信息时，如图10所示，线传感器上位于副扫描方向的外侧的成像位置由于该畸变而在副扫描方向上位移，该位移从光轴向着线传感器的两端增大。结果，在重合的图像中出现副扫描方向上的颜色未对准。
为了测量这种颜色未对准量，提出以下的检查装置。即，在装置的主体的原稿表面上放置其中在副扫描方向上交替打印有白条和黑条的测试图，并且读取该测试图，由此执行颜色未对准量的计算和检查(参见日本专利申请公开No.2000-332958)。
此外，为了基于畸变量计算颜色未对准量，提出以下的方法。即，在与原稿表面的位置等同的位置处，设置用于检测副扫描方向上的读取位置位移的图，该图包含三角图或者在主扫描方向和副扫描方向之间具有不同形状的图，并且读取该图以获得用于计算畸变量的信号，由此计算颜色未对准量(参见日本专利申请公开No.2008-078877)。
日本专利申请公开No.2000-332958具有以下的问题。即，安装有成像光学系统的读取单元需要在副扫描方向上移动(以下，称为扫描操作)，以便检测副扫描方向上的颜色未对准量，因此不能单独地检查成像光学系统，这意味着在产品的最终处理之前不能执行检查。此外，作为读取单元的替代，通过使测试图执行扫描操作，可以单独地检查成像光学系统，但是，存在检查装置变得大型化和复杂化的问题，以及由于扫描操作导致出现检查时间效率低下的问题。
在日本专利申请公开No.2008-078877中，通过使用用于检测副扫描方向上的读取位置位移的图来计算畸变量，该图包含三角图或者在主扫描方向和副扫描方向之间具有不同形状的图。但是，畸变量是基于单一的图计算的，因此，日本专利申请公开No.2008-078877由于采样数量少而具有测量精度的问题。
发明内容
考虑到上述的问题，本发明的一个目的是，提供用于图像读取装置的检查方法和检查装置，所述检查方法和检查装置能够以高精度执行颜色未对准测量，同时避免检查装置的大型化和复杂化，并且还避免可引起效率低下的由于扫描操作导致的检查时间的增加。
为了实现上述的目的，根据本发明，提供一种用于图像读取装置的检查方法，在该图像读取装置中，被光源照亮的原稿表面上的图像信息经由成像光学系统被成像在沿主扫描方向布置的多个受光元件行上，并且，彼此不同的颜色的图像信息通过相应多个受光元件行被读取，其中，该用于图像读取装置的检查方法包括：从基于第一条带图案的图像信息获取第一颜色未对准量，所述第一条带图案位于关于这些受光元件行在光学上与原稿表面的位置等同的位置处，所述第一条带图案具有交替排列的相同宽度的白线和黑线，并且，这些白线和黑线的纵向在副扫描方向上对准；从基于第二条带图案的图像信息获取第二颜色未对准量，所述第二条带图案位于关于这些受光元件行在光学上与原稿表面的位置等同的位置处，所述第二条带图案具有交替排列的相同宽度的白线和黑线，并且，这些白线和黑线的纵向和与主扫描方向平行的方向成角度地对准；以及基于第一颜色未对准量和第二颜色未对准量，计算副扫描方向上的颜色未对准量。
根据本发明的用于图像读取装置的检查方法，可以计算副扫描方向上的颜色未对准量，而不需要副扫描方向上的扫描操作，这从而使得能够防止检查装置变得大型化、复杂化和效率低下。此外，通过使用其中具有相同宽度的白线和黑线交替排列的条带图案(线图案)，可以增大从获取的数据获得的采样的数量，因此还可增大测量精度。
参照附图阅读示例性实施例的以下描述，本发明的其它特征将变得清晰。
附图说明
图1是根据本发明的实施例的颜色未对准检查装置的主要部分的示意图。
图2A和图2B是根据本发明的实施例的用于检测颜色未对准量的图的布局图。
图3是根据本发明的实施例的检测副扫描方向上的颜色未对准的流程图。
图4是根据本发明的实施例的通过读取具有与主扫描方向垂直对准的多个线的线图案获得的传感器输出波形曲线图。
图5是根据本发明的实施例的通过读取具有关于主扫描方向以固定倾角对准的多个线的线图案获得的传感器输出波形曲线图。
图6是被作为应用本发明的一个例子的图像读取装置的主要部分的示意图。
图7示出通过根据本发明的实施例的方法计算的副扫描方向上的颜色未对准量。
图8是根据本发明的第二实施例的用于检测颜色未对准的图的布局图。
图9是彩色图像读取光学系统的基本配置的说明图。
图10是示出在线传感器的表面上成像的线的位置位移的概况的图。
具体实施方式
以下参照附图描述检测方法的原理和本发明的实施例。
(检测方法的原理)
图1是本发明的颜色未对准检查装置的主要部分的示意图。如图1所示，颜色未对准检测图11上的信息通过成像光学系统5被成像在读取单元(受光元件行)6上，其中，颜色未对准检测图11位于关于读取单元(受光元件行)6在光学上与原稿表面的位置等同的位置处。成像光学系统5和读取单元6被固定于滑车(block，未示出)。读取单元6被配置为能够位移以改变到成像光学系统5的距离。因而，在调整焦点和倍率以确定位置之后，可使用诸如螺钉或焊接之类的手段固定读取单元6。
如图2A所示，颜色未对准检测图11具有条带图案即所谓的线图案，其中，以规则的间隔交替排列白条和黑条，所述白条和黑条是具有相同宽度的白线和黑线。线图案包括线图案(第一条带图案)12和线图案(第二条带图案)13，在所述线图案(第一条带图案)12中，分别作为白线和黑线的白条和黑条的纵向在与读取单元6的受光元件行的布置方向(主扫描方向)垂直的垂直方向上对准，在所述线图案(第二条带图案)13中，白条和黑条关于与该布置方向平行的平行方向以固定的角度对准。这里使用的术语“垂直方向”指的是与该布置方向基本上垂直的方向，其落入与该布置方向垂直的方向±5°的范围内。此外，术语“关于平行方向的固定角度”指的是落入关于平行方向大于或等于5°并且小于或等于10°的范围内的角度。如果超出上限值，那么诸如主扫描方向上的颜色未对准因素之类的其它的因素变为主导因素，并且，测量精度因此而降低。此外，如果未达到下限值，那么关于主扫描方向的线图案间隔增大，这导致采样点的数量的减少。因此，测量精度降低。
考虑到以上的情况，在本发明的实施例中，倾角θ被设为8°。
此外，线图案的线宽度M(黑条和白条中的每一个的线宽度)被设为满足以下的条件式(1)。
(i-1)×η＜|M×β|＜i×η(i是整数)            ...(1)
这里，β表示成像倍率，η表示受光元件的像素尺寸。
当线宽度M满足条件式(1)时，线宽度的频率不成为受光元件的布置频率的整数倍，因此，从线图案获取的信号不受波纹(moire)影响。
在本发明的实施例中，在其中像素尺寸η为5.25μm并且以-0.12402的成像倍率β对A4尺寸的宽度进行成像的成像光学系统中检测颜色未对准。因此，线宽度M为79.4μm(与320dpi对应)。
如下所述，根据基于各线图案的图像信息所检测的颜色未对准量，确定副扫描方向上的颜色未对准量。出于这种原因，为了尽可能地减少来自主扫描方向上的测量位置位移的影响，使用至少一个第一条带图案12和至少一个第二条带图案13。如图2B所示，第一条带图案12和第二条带图案13在主扫描方向(读取单元6的受光元件的布置方向)上相互接近地被布置。
下面描述根据本发明的实施例的对副扫描方向上的颜色未对准量的检测方法。图3示出副扫描方向上的颜色未对准检测的流程图。
首先，经由成像光学系统5将颜色未对准检测图11成像在读取单元6上，并且由读取单元6读取得到的图像。图4是通过关于主扫描方向上的位置绘制颜色光的各颜色(红色(R)、绿色(G)和蓝色(B))的读取信号强度而获得的曲线图，该读取信号强度基于由读取单元6读取的第一条带图案的图像信息。此外，图5是通过关于主扫描方向上的位置绘制颜色光的各颜色(红色(R)、绿色(G)和蓝色(B))的读取信号强度而获得的曲线图，该读取信号强度基于由读取单元6读取的第二条带图案的图像信息。
基于颜色R、G和B中的每一个关于主扫描方向上的位置的读取信号强度，设定限幅水平(slice level)，以便对于各颜色确定是否检测到了信号，并且作为二值(binary)表示确定结果(步骤1)。
在本发明的实施例中，作为限幅水平的设定方法，颜色R、G和B中的每一个的读取信号强度的平均值被设为各颜色的限幅水平。
对于各颜色设定的限幅水平与颜色R、G和B中的每一个的输出信号波形的交点被确定为各颜色的信号检测的边缘部分(步骤2)。
将任意颜色确定为基准颜色(在本发明的实施例中，将G(绿色)确定为基准颜色)，然后，计算各颜色的边缘部分相对于基准颜色的边缘部分在主扫描方向上的位置位移的量，作为颜色未对准量(步骤3)。
这里，第二条带图案13关于主扫描方向(读取单元6的受光元件行的布置方向)倾斜固定角度。因此，如图5所示，在第二条带图案13的输出信号中，关于基准颜色的位置出现与相位差对应的各颜色的位置的位移。因此，当检测位置位移的量时，必须检测线图案的同一线处的位置位移的量。计算多个采样点(交点)处的颜色未对准量的平均值，然后将得到的结果确定为各线图案中的颜色未对准量(步骤4)。
基于各线图案的颜色未对准量和由于相位差导致的位移的量，使用以下描述的表达式计算副扫描方向上的颜色未对准量(步骤5)。通过下式(2)计算副扫描方向上的颜色未对准量X，
X＝{Z-(S/tanθ)-Y}×tanθ           ...(2)
这里，Y表示基于垂直方向上的线图案(第一条带图案)12的图像信息的颜色未对准量(第一颜色未对准量)，Z表示基于倾斜固定角度的线图案(第二条带图案)13的图像信息的颜色未对准量(第二颜色未对准量)，S表示彼此相邻的受光元件行之间的间隔，θ表示第二条带图案13关于主扫描方向的倾斜角度。
将由此计算出的颜色未对准量与副扫描方向上的颜色未对准量的可接受范围(该可接受范围被事先设定)相比较，由此使得能够实现检查。
以下，描述采用上述的检测方法的实施例。
第一实施例
图6是被作为应用本发明的一个例子的诸如图像扫描仪或复印机之类的图像读取装置的主要部分的示意图。
图像读取装置包括滑架7、原稿台玻璃2和包含副扫描电机等的副扫描机构8。滑架7一体地包含用作光源的照明系统3、多个反射镜4a、4b、4c、4d和4e、成像光学系统5和读取单元6等。滑架7通过副扫描机构8在副扫描方向(箭头R的方向)上移动，以扫描放置于原稿台玻璃2的表面上的原稿1的表面，由此读取原稿表面上的图像信息。
照明系统3由例如氙管、卤素灯或LED阵列形成。应当注意，对于照明系统3，可以组合使用诸如沉积有铝的板之类的反射板。第一反射镜4a、第二反射镜4b、第三反射镜4c、第四反射镜4d和第五反射镜4e在滑架7中以上述的次序偏转在原稿1上反射的光束的光路。
成像光学系统5在读取单元6上形成基于原稿1的图像信息的光束的图像。成像光学系统5由例如由旋转对称表面形成的折射光学系统、包含旋转非对称非球面表面的折射光学系统或者离轴反射光学系统配置。读取单元6由所谓的单片三线传感器形成，在所述单片三线传感器中，与一维方向(主扫描方向)平行地布置三个线传感器(CCD传感器或CMOS传感器等)。对于三个线传感器的相应表面设置基于颜色光的相应颜色(红色(R)、绿色(G)和蓝色(B))的滤色器(未示出)。这三个线传感器分别读取不同的颜色信息(R、G和B)。
在本实施例中，从照明系统3发射的光束直接或经由光反射器(未示出)照亮原稿1。从原稿1反射的光束的光路经由滑架7中的第一反射镜4a、第二反射镜4b、第三反射镜4c、第四反射镜4d和第五反射镜4e被偏转。然后，成像光学系统5在线传感器的表面上(在受光元件行上)形成图像。滑架7通过副扫描机构8在副扫描方向(箭头R的方向)上移动，以读取原稿1的图像信息。然后，由此读取的图像信息经由接口(未示出)被发送到诸如个人计算机或打印机之类的外部设备。
在本实施例中，如图2B所示，三对的线图案12和13在主扫描方向上位于关于受光元件行在光学上与原稿表面的位置等同的位置处。在成像光学系统5是成像倍率β为-0.12402的具有旋转非对称表面的折射透镜，受光元件的像素尺寸η为5.25μm，作为线图案的黑线和白线的黑条和白条的线宽度S为79.4μm，并且，线图案的黑条和白条关于受光元件行的布置方向(主扫描方向)的倾角θ为8°的情况下，使用上述的计算方法计算副扫描方向上的颜色未对准量。在图7和表1中示出其结果。
表1
Figure BDA0000027936510000091
图7是通过沿表示原稿位置(主扫描方向上的位置)(mm)的横轴绘制颜色(B)和颜色(R)相对于基准颜色(G)在副扫描方向上的颜色未对准量而获得的曲线图。从图7可以清楚地看出，可在各主扫描位置处计算副扫描方向上的颜色未对准量，由此使得能够实现与可接受的颜色未对准量的比较。
通过根据本实施例的图像读取装置的检查方法，可以检测副扫描方向上的颜色未对准量而不需要副扫描方向上的扫描操作，因此，即使产品不处于最终的组装中，也可单独地以滑架执行检查。另外，可以用简单的配置执行检查，因此可以防止检查装置变得大型化、复杂化和效率低下。
第二实施例
图8与图2B的不同在于，线图案12和13的布置被改变。在本实施例中，第一条带图案12位于两个第二条带图案13之间。
通过设置两个第二条带图案13(相对于受光元件行的布置方向(主扫描方向)以固定的角度倾斜的线图案)，可以在作为限幅水平和受光元件的输出信号波形的交点的边缘部分处增加采样的数量。此外，考虑到颜色未对准量通过平均化处理而获得的事实，由此计算的颜色未对准量代表主扫描位置的颜色未对准量，在所述主扫描位置处定位具有在垂直方向上对准的多个线的线图案(第一条带图案)。
因此，与根据第一实施例的彼此接近地布置第一条带图案和第二条带图案的方法相比，可以以更高的精度计算副扫描方向上的颜色未对准量。
此外，本发明不限于上述的实施例，并且，不背离本发明的精神和范围，可以进行各种变型。
虽然已参照示例性实施例描述了本发明，但应理解，本发明不限于公开的示例性实施例。以下的权利要求的范围应被赋予最宽的解释以包含所有的变型以及等同的结构和功能。

Claims (8)

1.一种用于图像读取装置的检查方法，在该图像读取装置中，被光源照亮的原稿表面上的图像信息经由成像光学系统被成像在沿主扫描方向布置的多个受光元件行上，并且，彼此不同的颜色的图像信息通过相应多个受光元件行被读取，
该用于图像读取装置的检查方法包括：
从基于第一条带图案的图像信息获取第一颜色未对准量，所述第一条带图案位于关于所述多个受光元件行在光学上与原稿表面的位置等同的位置处，所述第一条带图案具有交替排列的相同宽度的白线和黑线，并且，这些白线和黑线的纵向在副扫描方向上对准；
从基于第二条带图案的图像信息获取第二颜色未对准量，所述第二条带图案位于关于所述多个受光元件行在光学上与原稿表面的位置等同的位置处，所述第二条带图案具有交替排列的相同宽度的白线和黑线，并且，这些白线和黑线的纵向和与主扫描方向平行的方向成角度地对准；以及
基于第一颜色未对准量和第二颜色未对准量，计算副扫描方向上的颜色未对准量。
2.根据权利要求1所述的用于图像读取装置的检查方法，其中，第一颜色未对准量的获取和第二颜色未对准量的获取各包含：
确定各颜色的输出信号关于其在主扫描方向上的位置的边缘部分，该输出信号是基于第一条带图案和第二条带图案之一的图像信息而获得的；
将任意的颜色设定为基准颜色；以及
计算各颜色的边缘部分相对于基准颜色在主扫描方向上的位置位移的量，作为所述颜色未对准量。
3.根据权利要求1所述的用于图像读取装置的检查方法，其中，在计算副扫描方向上的颜色未对准量时，通过下式计算副扫描方向上的颜色未对准量(X)：
X＝{Z-(S/tanθ)-Y}×tanθ
这里，Y表示第一颜色未对准量，Z表示第二颜色未对准量，S表示彼此相邻的所述多个受光元件行之间的间隔，θ表示在第二条带图案的黑线的纵向和主扫描方向之间形成的角度。
4.根据权利要求1所述的用于图像读取装置的检查方法，其中，第一条带图案和第二条带图案的黑线和白线的线宽度(M)满足下式：
(i-1)×η＜|M×β|＜i×η
这里，β表示成像光学系统的成像倍率，η表示所述多个受光元件行的像素尺寸，i表示整数。
5.根据权利要求1所述的用于图像读取装置的检查方法，其中，第一条带图案以夹在两个第二条带图案之间的方式被定位。
6.根据权利要求1所述的用于图像读取装置的检查方法，其中，第二条带图案的角度为大于或等于5°并且小于或等于10°。
7.一种用于图像读取装置的检查装置，该检查装置通过根据权利要求1所述的检查方法检查图像读取装置。
8.一种图像读取装置，该图像读取装置通过根据权利要求1所述的检查方法被检查。
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