JP2000163567A - 画像歪を補償することができる画像読取装置並びにその方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 画像走査動作が行われる度に画像歪を補償す
ることができる画像読取装置を提供する。 【解決手段】 画像読取装置は、走査される対象を表す
画像信号を受信するよう移動路に沿って移動するセンサ
モジュールを備える。移動路と直角のX軸に沿って配分
されたN個のインターリーブされたブラックストライプ
を有する較正板が最初に走査される。N個のブラックス
トライプの物理的位置は既知である。画像収集デバイス
は較正板を走査し、N個のブラックストライプの位置を
計算し（１０２）、計算された画像位置を、N個のブラ
ックストライプの物理的位置と比較し、そして各ブラッ
クストライプに対する変形量を計算する（１０６）。こ
れらの変形量は、走査された対象の画像歪を補償するた
めに用いられる（１０５）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、画像読取装置、並
びに該装置内で光学素子によって引き起こされる画像歪
を補償することができる方法に関する。本発明は、ファ
クシミリ機械、平面スキャナまたはシート送りされるス
キャナ等のような画像読取装置に適用可能である。

【０００２】

【従来の技術】画像読取装置は今日まで多くの応用にお
いて広く用いられてきた。近年においては、反射モード
または透過モードのいずれかで画像を走査することがで
きる装置が市場に導入された。上述した型の走査装置の
基本原理及び詳細構造については、米国特許第4,879,60
4号、第5,514,864号、第5,278,674号及び第5,185,673号
を参照することができる。

【０００３】画像走査動作が行われるとき、画像が付着
されている原稿上に照明をが与えられなければならな
い。光源（ランプ）は、熱陰極または冷陰極蛍光ランプ
もしくはLEDであって良い。

【０００４】しかしながら、各ランプの品質は異なって
おり、ランプから照射される光の強度は、ランプが或る
時間間隔の間動作するにつれ低下する。さらに、画像を
担持する異なった原稿の光透過率は様々であり得る。光
源は、異なった原稿に対して明るすぎたり暗すぎたりし
得、走査の品質は期待したものよりも貧弱である。この
ような問題を解決するために、一般に、従来の画像読取
装置内には較正用白色板を設けて白色レベルの補償を行
う。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】光源によって引き起こ
される不均一な欠点に加えて、画像読取装置における光
学素子に起因して画像歪も生じ得る。光学素子として
は、プラテンガラス、レンズ、反射ミラー、及びフォト
センサを含む。光学素子が、画像読取システムの走査品
質を低下させるのを阻止するための通常の方法は、各光
学素子を調べることである。しなしながら、すべての光
学素子が品質管理手順を通過した場合でさえ、組立てら
れたモジュールは、予想されるほど良好なものではな
く、走査品質は未だ期待に沿うものではない。

【０００６】上述の問題点を解決するために、本発明の
主な目的は、画像走査動作が行われる度に画像歪を補償
することができる画像読取装置を提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の第1の態様によれば、走査される対象の画
像歪を補償することができる画像読取装置であって、N
個のマークを有する較正板であって、各マークの物理的
位置が既知でありかつk=１，2，…Nに対してX(ｋ)とし
て示される前記較正板と、画像信号を発生するよう較正
板に対して光を発する光源と、画像信号を受信し、各マ
ークの画像位置を、ｋ＝1，2，…Nに対してX’(ｋ)とし
て計算する画像収集デバイスと、を備え、X(ｋ)及びX’
(ｋ)の値を比較して、前記走査される対象の画像歪を補
償するために各マークごとにそれぞれ変形量ΔX(ｋ)を
発生する画像読取装置が提供される。

【０００８】また、本発明の第2の態様によれば、走査
される対象を表す画像信号を受信するよう移動路に沿っ
て移動するセンサモジュールを備えた画像読取装置が、
走査対象の画像歪を補償するための方法であって、
（１）N個のマークを有する較正板であって、各マーク
の物理的位置が既知でありかつｋ＝１，２，…Nに対し
てX(ｋ)として示される前記較正板を提供する段階と、
（２）各マークに対して変形量ΔX(ｋ)を得る段階と、
（３）前記走査される対象を表す画像データを得るよう
に画像読取動作を行う段階と、（４）前記変形量ΔX
(ｋ)に基づいて前記画像データを補償する段階と、を含
む方法が提供される。

【０００９】平面（フラットベッド）スキャナに対して
は、スキャナは、線状に配置された複数個の光電変換器
（例えば、電荷結合デバイスまたは接触画像センサ）を
有するセンサモジュールを備える。該センサモジュール
は、一度に画像の１つの線を走査し、そして移動路に沿
って移動して、走査される全対象を走査する。光電変換
器は、走査される対象の画像を表す光をアナログ電気信
号に変換して、さらに処理を行う。画像スキャニング動
作が開始する前に、本発明は最初に較正板を走査する。
以下の説明において、センサモジュールの移動路と直角
のX軸を定義する。較正板は、X軸と平行な線に沿って配
分されたインターリーブされたブラックストライプから
成るパターンを有し、ストライプの長手方向軸は、X軸
と直角である。一実施形態において、各ストライプのベ
ースポイントは、ブラックストライプの中央点として定
義される。較正板に渡ってスキャニング動作が完了する
と、インターリーブされたブラックストライプに対応す
る画像データが得られる。適正な計算を通して、各ブラ
ックストライプのベースポイントの位置が得られる。

【００１０】後で、この実施形態は、物理的位置とブラ
ックストライプの各ベースポイントの計算された画像位
置との間の差を計算して、ブラックストライプの各ベー
スポイントにおける変形量を得る。次に、較正モードの
終りで、本発明は、ブラックストライプの各ベースポイ
ントの変形量を後の検索のためにメモリに格納する。

【００１１】画像走査モード中の各時間に、ブラックス
トライプのベースポイントのための変形量がメモリから
検索されて、得られた画像データを補償し、画像歪の問
題を解決する。

【００１２】本発明の利点及び長所は、添付図面と共に
為される以下の説明により一層良く理解されるであろ
う。

【００１３】

【発明の実施の形態】図1を参照すると、本発明の一実
施形態による画像読取装置は、画像収集デバイス１１及
び光源１３を含んだ平面（フラットベッド）スキャナで
ある。画像収集デバイス１１は、複数個の光電変換器１
１０を有するセンサモジュール（図示せず）を含む。セ
ンサモジュールは、移動路に沿って移動して、原稿１２
の画像を表す画像信号１２０を受信して収集する。光電
変換器１１０は、移動路と直角の軸に沿って第１の線を
形成し、画像信号１２０をアナログの電圧信号１２２に
変える。アナログ／ディジタル変換器１１２は、アナロ
グ電圧信号１２２をディジタル信号１２３に変換する。
マイクロプロセッサデバイス１１４は、ディジタル信号
１２３を受信し、画像グレイレベルデータ１２４の対応
の信号を計算しかつ発生する。画像グレイレベルデータ
１２４の信号は、次に、インターフェース回路１１６を
介してパーソナルコンピュータ１５に送られる。

【００１４】本発明の好適な実施形態によれば、光電変
換器１１０は、CCD（電荷結合デバイス）またはCIS（接
触画像センサ）であって良い。画像読取装置の光学素子
によって引き起こされる画像歪を補償するために、この
実施形態は、図２に示される較正板を提供して、X軸に
沿った対応の変形量を得る。X軸は、センサモジュール
の移動路と直角である。図２に示されるように、較正板
は、その上にパターンを有し、該パターンは、X軸と平
行な線に沿って配分された複数個のインターリーブされ
たブラックストライプ（黒縞模様）から成る。各ブラッ
クストライプは、白色領域により互いに離間されてい
る。各ブラックストライプのベースポイントは、ブラッ
クストライプの横側に沿った中央点として定義され、そ
して各ベースポイントの物理的位置が予め決められる。
X軸に沿ったブラックストライプの各ベースポイントの
物理的位置は、以下の説明ではそれぞれX(１)、X(２)、
X(３)、…X(N)として示され、そしてこれらの情報は、
後の検索のために画像読取装置内に予め格納される。

【００１５】変形量計算モードにおいて、画像読取装置
は最初に較正板上のパターンを走査し、そして各ブラッ
クストライプの各ベースポイントの計算された画像位置
を得る。各ベースポイントの計算された画像位置は、以
下の説明ではX’(１)、X’(２)、…X’(N)として示され
る。画像読取装置は、次に、計算された画像位置X’
(１)、X’(２)、…X’(N)をそれぞれ既知の物理的位置X
(１)、X(２)、…X(N)と１つずつ比較し、そして各ベー
スポイントごとに変形量ΔX(k)を得る。もし画像歪が無
いならば、ｋ＝１，２，…に対してΔX(k)＝X(k)−X’
(k)＝０と予想される。しかし、当然のことながら、す
べてのX’(ｋ)がX(ｋ)に等しくはなく、従って、それぞ
れブラックストライプの各ベースポイントごとにｋ＝
１，２，…に対して変形量ΔX(ｋ)＝X(k)−X’(k)が得
られる。この方法で、X軸に沿ってこれらのベースポイ
ントにおいて変形量が計算され得る。変形量ΔX(ｋ)
は、画像読取装置における光学素子によって引き起こさ
れるX軸に沿った画像歪を補償するために用いられる。

【００１６】N個のブラックストライプは、複数個の光
電変換器によって形成される線と実質的に平行な線に沿
って配分され、従って、得られた変形量｛ΔX(ｋ)｝
は、それぞれ各光電変換器ごとの計算された画像位置及
び物理的位置間の画像位置歪を表すことができる。

【００１７】この実施形態において、値ΔX(ｋ)は、信
号線１２７を介してメモリ１１８に格納され、そして後
の画像走査モードにおいて用いられる。値ΔX(ｋ)は、
画像読取装置に接続されるパーソナルコンピュータ１５
にも格納することができることに留意すべきである。

【００１８】画像走査モード中、光１１９は、原稿１２
を通過し（透過モードにおいて）または原稿１２から反
射し（反射モードにおいて）、そして画像信号１２０と
なる。画像信号１２０は、光電変換器１１０により対応
の電圧信号１２２に変換され、該電圧信号１２２は、ア
ナログ／ディジタル信号変換器１１２に入力される。ア
ナログ／ディジタル信号変換器１１２により発生される
対応のディジタル信号１２３は、次に、マイクロプロセ
ッサデバイス１１４に入力される。マイクロプロセッサ
デバイス１１４はメモリ１１８から変形量ΔX(ｋ)を検
索し、画像読取装置の光学素子によって引き起こされる
X軸に沿った画像歪を補償する。上述のアーキテクチャ
及び方法を通して、本発明は、装置に関連した画像歪の
影響を最小にすることができる。

【００１９】図２に示される好適な実施形態において、
較正板は、等しい幅の複数個のブラックストライプを含
み、隣接する２つのブラックストライプ間の距離も等し
い。どのブラックストライプも白色領域によって互いに
離間されている。しかしながら、この制限は、本発明の
目的を達成するためには必要ではない。例えば、ベース
ポイントの物理的位置が既知である限り、２つの隣り合
ったブラックストライプ間の距離が等しくなく幅も等し
くないブラックストライプを用いても、本発明の目的を
達成することができる。当業者は、複数個のブラックス
トライプの代わりに複数個の離間したマークを用いるこ
とも可能である。これらのマークの物理的位置が既知で
あり、画像収集装置１１がこれらのマークの位置を検出
して計算することができるかぎりにおいて、本発明は、
困難無く、異なった種類の画像読取装置に適用すること
ができる。

【００２０】代替的には、N個のマークを含む較正板が
提供される。N個のマークは、センサモジュールの移動
路に直角であるX軸に沿って配分される。N個のマークの
物理的位置は既知であり、画像読取装置内もしくは該画
像読取装置に接続されたコンピュータ内に予め格納され
ており、該N個のマークの物理的位置はX(ｋ)として示さ
れる。ここに、ｋ＝１，２，…Nである。本実施形態に
よるステップは、図３のフローチャートに示される。

【００２１】ステップ１００において、画像読取装置は
最初に、該画像読取装置が変形量計算モードにあるか否
かを判断する。ステップ１０２において、画像読取装置
は較正板を走査し、較正板上に与えられたN個のマーク
の計算された画像位置X’(ｋ)を得る。ここに、ｋ＝
１，２，…Nである。

【００２２】ステップ１０６において、画像読取装置
は、各X(ｋ)とその対応のX’(ｋ)との間の差を比較しか
つ計算して、各マークごとに変形量ΔX(ｋ)＝X(ｋ)―
X’(ｋ)を得る。

【００２３】ステップ１０８において、画像読取装置
は、変形量ΔX(１)、ΔX(２)、ΔX(３)、…ΔX(N)をメ
モリに格納する。ステップ１０９において、画像読取装
置は、画像走査要求が受信されたか否かを検出する。

【００２４】ステップ１０３において、画像読取装置は
画像走査モードにある。画像読取装置は画像走査動作を
行い、そして走査された対象の対応の画像データを得
る。ステップ１０５において、画像読取装置は、メモリ
から検索された変形量ΔX(１)、ΔX(２)、ΔX(３)、…
ΔX(N)を用いて得られた画像データに渡って補償動作を
行う。

【００２５】図面を参照して好適な実施形態について本
発明を説明してきた。しかしながら、上述の説明は、説
明のためであり、本発明を制限することを意図するもの
ではないことを理解されたい。従って、等価な変更及び
／または置換えも可能であり、なお、特許請求の範囲に
よって限定される本発明の保護の意図された範囲内にあ
るものである。

【００２６】

【発明の効果】以上、本発明によれば、画像読取装置に
おいて、画像走査動作が行われる度に画像歪を補償する
ことができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施形態のアーキテクチャを示す
図である。

【図２】 較正板の一実施形態を示す図である。

【図３】 本発明の一実施形態の動作ステップを示すフ
ローチャートである。

【符号の説明】

１１…画像収集デバイス、１２…原稿、１３…光源、１
１０…光電変換器、１１４…マイクロプロセッサ、１１
８…メモリ、１２０…画像信号。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 596028860 Ｔａｉｗａｎ Ｔａｏｙｕａｎ Ｋｗｅｉ ｓｈａｎ Ｓｈａｎ−Ｙｉｎｇ Ｒｏａｄ Ｎｏ．157 (72)発明者 リャン ナイイェ 台湾 タオユアン クウェイシャン シャ ン−イン ロード ナンバー157 エイサ ー ペリフェラルズ インコーポレイテッ ド内 (72)発明者 ヤン チーポ 台湾 タオユアン クウェイシャン シャ ン−イン ロード ナンバー157 エイサ ー ペリフェラルズ インコーポレイテッ ド内

Claims (16)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 走査される対象の画像歪を補償すること
   ができる画像読取装置であって、 N個のマークを有する較正板であって、各マークの物理
   的位置が既知でありかつk=１，2，…Nに対してX(ｋ)と
   して示される前記較正板と、 画像信号を発生するよう較正板に対して光を発する光源
   と、 画像信号を受信し、各マークの画像位置を、ｋ＝1，2，
   …Nに対してX’(ｋ)として計算する画像収集デバイス
   と、 を備え、X(ｋ)及びX’(ｋ)の値を比較して、前記走査さ
   れる対象の画像歪を補償するために各マークごとにそれ
   ぞれ変形量ΔX(ｋ)を発生する画像読取装置。
2. 【請求項２】 画像収集デバイスは、さらに、 前記画像信号を受信し、該画像信号をアナログ信号に変
   換する光電変換器と、 前記アナログ信号を受信し、該アナログ信号をディジタ
   ル信号に変換するアナログ／ディジタル変換器と、 ディジタル信号を受信し、各マークの位置をX’(ｋ)と
   して計算し、そして変形量ΔX(ｋ)＝X(ｋ)―X’(ｋ)を
   計算するマイクロプロセッサと、 ΔX(ｋ)を格納するためのメモリと、を備える請求項１
   に記載の画像読取装置。
3. 【請求項３】 前記画像収集デバイスは、前記画像信号
   を受信するために移動路に沿って移動するセンサモジュ
   ールを備え、該センサモジュールは、前記移動路と直角
   の軸に沿って第1の線を形成する複数個の光電変換器を
   有し、前記N個のマークは第2の線を形成するように配置
   され、前記第1の線は前記第2の線と実質的に平行であ
   り、これにより、複数個の変形量ΔX(ｋ)の各々は、そ
   れぞれ各光電変換器に対応する画像位置歪を表す請求項
   １に記載の画像読取装置。
4. 【請求項４】 前記N個のマークは、互いに等しく離間
   されている請求項３に記載の画像読取装置。
5. 【請求項５】 前記N個のマークは互いに等しく無く離
   間されている請求項３に記載の画像読取装置。
6. 【請求項６】 前記N個のマークはそれぞれN個のブラッ
   クストライプであり、各ブラックスとライプは白色領域
   により互いに離間されている請求項３に記載の画像読取
   装置。
7. 【請求項７】 前記ブラックストライプは、互いに等し
   く離間されている請求項６に記載の画像読取装置。
8. 【請求項８】 前記ブラックストライプは、互いに等し
   く無く離間されている請求項６に記載の画像読取装置。
9. 【請求項９】 走査される対象を表す画像信号を受信す
   るよう移動路に沿って移動するセンサモジュールを備え
   た画像読取装置が、走査対象の画像歪を補償するための
   方法であって、（１）N個のマークを有する較正板であ
   って、各マークの物理的位置が既知でありかつｋ＝１，
   ２，…Nに対してX(ｋ)として示される前記較正板を提供
   する段階と、（２）各マークに対して変形量ΔX(ｋ)を
   得る段階と、（３）前記走査される対象を表す画像デー
   タを得るように画像読取動作を行う段階と、（４）前記
   変形量ΔX(ｋ)に基づいて前記画像データを補償する段
   階と、を含む方法。
10. 【請求項１０】 各マークの変形量は、 各マークの画像位置をk＝1，2，…Nに対してX’(ｋ)と
    して計算するよう前記較正板を走査する段階と、 各マークに対して変形量ΔX(ｋ)＝X(ｋ)―X’(ｋ)を計
    算する段階と、により得られる請求項９に記載の方法。
11. 【請求項１１】 前記移動路と直角の軸に沿って第1の
    線を形成するようセンサモジュール上に複数個の光電変
    換器が配置され、前記N個のマークは第2の線を形成する
    よう配置され、前記第1の線は前記第2の線と実質的に平
    行であり、それにより、複数個の変形量ΔX(ｋ)の各々
    は、それぞれ、各光電変換器に対応する画像位置歪を表
    す請求項１０に記載の方法。
12. 【請求項１２】 前記N個のマークは互いに等しく離間
    されている請求項１０に記載の方法。
13. 【請求項１３】 前記N個のマークは互いに等しく無く
    離間されている請求項１０に記載の方法。
14. 【請求項１４】 前記N個のマークは、それぞれN個のブ
    ラックストライプの中央点であり、各ブラックストライ
    プは、白色領域により互いに離間されている請求項１０
    に記載の方法。
15. 【請求項１５】 前記ブラックストライプは互いに等し
    く離間されている請求項１４に記載の方法。
16. 【請求項１６】 前記ブラックストライプは互いに等し
    く無く離間されている請求項１４に記載の方法。