JP2000349976A

JP2000349976A - 画像入力装置及びその制御方法及び記憶媒体

Info

Publication number: JP2000349976A
Application number: JP2000072268A
Authority: JP
Inventors: Shoji Arafune; 庄治荒舩; Tsutomu Takayama; 勉高山
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1999-03-26
Filing date: 2000-03-15
Publication date: 2000-12-15
Also published as: US6633415B1

Abstract

(57)【要約】【課題】副走査方向の繰り返し精度を上げ本来の解像
度以上の解像度の画像を入力できるようにした画像入力
装置を提供する。【解決手段】モータを駆動源にして光学ユニット１０
７を移動させ、原稿Ｄの画像を読み取る画像入力装置で
あって、原稿Ｄに対し、光学ユニット１０７によって同
一読み取り位置から繰り返し読み取る際、前回読み取り
を開始した位置及びその時の前記モータの駆動状態をシ
ステムコントローラにより記憶し、この記憶結果に基づ
いて光学ユニット１０７の戻し量を決定する。これによ
り、副走査方向の繰り返し精度が向上し、装置が本来持
っている解像度以上の解像度の画像入力が可能になる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、画像入力装置に関
し、詳しくは、副走査方向に複数回の走査を行うことで
画像を読み取る画像入力装置及びその制御方法並びに記
憶媒体に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来よりイメージスキャナに代表される
画像入力装置においては、読取対象である原稿（１枚
紙、書籍等）を透明ガラス製の原稿台に載置し、この原
稿台の下部空間に配置された光源と光学系を備えた光学
ユニットを副走査方向（行方向）に往復動させ、その際
に得られた原稿からの光をＣＣＤ（電荷結合素子）等の
センサへ導く構成が一般に用いられている。

【０００３】近年、半導体製造技術の急速な進歩によ
り、このような画像入力装置を用いて複雑な画像処理を
容易に行えるようになってきており、例えば、光学ユニ
ットを副走査方向に複数回走査することで原稿画像の読
み取りを行い、これによって得られた画像を合成するこ
とが考えられる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
画像入力装置では、モータの駆動力は、ギア（歯車）等
の伝達手段を介して光学ユニットの移動機構に伝達され
るが、互いにかみ合う１対のギアの歯と歯の間に存在す
るバックラッシュ（遊びをもたせるための隙間）がある
ために画像入力部を正確に副走査方向に往復動させるこ
とが難しい。そのため副走査方向の精度が悪くなり副走
査方向の画像ずれが生じ、副走査方向の解像度が低下す
る場合があった。

【０００５】本発明の目的は、このような従来の問題を
解決し、特に副走査方向における繰り返し精度の高い画
像入力装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するためになされたものであり、請求項１に記載の画
像入力装置では、原稿画像を読み取り電気信号に変換す
るイメージセンサと、前記原稿画像と前記イメージセン
サとを相対的に移動する移動手段と、前記移動手段によ
り前記原稿画像の同一個所と前記イメージセンサとを相
対的に複数回移動させる場合に、前記移動手段の特性に
応じて前記複数回目の移動を制御する制御手段と、を備
えることを特徴とする。

【０００７】請求項１３に記載の画像読取装置の制御方
法では、原稿画像を読み取り電気信号に変換するイメー
ジセンサと、前記原稿画像と前記イメージセンサとを相
対的に移動する移動手段とを有する画像入力装置の制御
方法であって、前記移動手段により前記原稿画像の同一
個所と前記イメージセンサとを相対的に複数回移動させ
る場合に、前記移動手段の特性に応じて前記複数回目の
移動を制御することを特徴とする。

【０００８】

【発明の実施の形態】（第１の形態）以下、本発明の実
施の形態を図面に基づいて説明する。

【０００９】図１（ａ），（ｂ）は、本実施の形態にお
ける画像入力装置であるフラットベッド型スキャナの構
成例を簡単に示したもので、図１（ａ）は上面図、図１
（ｂ）は側面図である。Ｄは原稿台ガラス１００上に置
かれた読取原稿で、これを蛍光ランプや冷陰極線管、発
光ダイオード等からなる光源１０１によって照射し、原
稿からの反射光をミラー１０２，１０３，１０４によっ
て折り返し、レンズ１０５によってＣＣＤ１０６に結像
する。光源１０１、ミラー１０２，１０３，１０４、レ
ンズ１０５及びＣＣＤ１０６は、光学ユニット１０７内
に固定載置されており、この光学ユニット１０７を原稿
台ガラス１００と平行に同図中左から右に移動走査する
ことにより原稿Ｄ全体の画像を読み取り、ＣＣＤ１０６
から１ページ分の画像信号を得る。この場合、図１
（ａ）に示す上下方向が主走査方向、左右方向が副走査
方向である。

【００１０】図１（ｂ）に示すように、原稿Ｄの反射光
は、まず、ミラー１０２に導かれ、ミラー１０２で反射
した光像がミラー１０３を介してさらにミラー１０４に
導かれる。ミラー１０４の反射光路上には、レンズ１０
５が設置されており、その焦点位置にＣＣＤイメージセ
ンサ１０６が配設されている。

【００１１】図２は図１に示したフラットベッド型スキ
ャナにおける光学ユニットの駆動機構を示したもので、
光学ユニット１０７の一端にはベルト３が係着されてい
る。回転ベルト３は、駆動ローラ４と従動ローラ５に懸
架されており、駆動ローラ４の回転に応じて従動ローラ
５も回転する。ベルト３と駆動ローラ４との間に滑りが
生じるのを防止するため、ベルト３の内面には凹凸が設
けられており、この凹凸に噛合するように駆動ローラ４
に凸凹が設けられている。駆動ローラ４は、モータ６を
駆動源としており、モータ６の駆動により光学ユニット
１０７を副走査方向に移動するようになっている。

【００１２】次に図３は、図１及び図２に示した画像入
力装置の内部構成ブロック図である。以下、図３を参照
して、それぞれの機能ブロックを説明する。

【００１３】まず光学ユニット１０７において、２４は
光源１０１を点灯するための光源点灯回路であり、例え
ば光源１０１に冷陰極管を用いた場合には、いわゆるイ
ンバータ回路となる。電気基板１６において、２５はパ
ルスモータ６用のモータ駆動回路であり、イメージスキ
ャナ１のシステム制御手段であるシステムコントローラ
２６からの信号によりパルスモータ６の励磁切替え信号
を出力する。２７R、２７G、２７Ｂはアナログゲイン調
整器であり、ラインセンサ２０から出力されたアナログ
画像信号を可変増幅することが可能な構成である。

【００１４】２８はＡ/Ｄ変換器であり、可変アナログ
ゲイン調整器２７から出力されたアナログ画像信号をデ
ィジタル画像信号に変換する。２９は画像処理部であ
り、ディジタル信号化された画像信号に対してオフセッ
ト補正、シェーディング補正、デジタルゲイン調整、カ
ラーバランス調整、マスキング、主・副走査方向の解像
度変換等の画像処理を行う。３０はラインバッファであ
り、画像データを一時的に記憶する部分であり、汎用の
ランダムアクセスメモリで実現している。

【００１５】３１はインターフェース部であり、ホスト
２１と通信するためのものである。ここではＳＣＳＩコ
ントローラで実現しているが、セントロニクスやUSB等
別のインターフェースも採用することも可能である。３
２は画像処理を行う際のワーキングエリアとして用いら
れるフセットＲＡＭである。このオフセットＲＡＭ３２
は、ラインセンサ２０がＲＧＢ用ラインセンサを各々所
定のオフセットを持って平行に配置されているので、そ
のＲＧＢライン間オフセットの補正用として用いられ
る。また、オフセットＲＡＭは、シェーディング補正等
の各種データの一時記憶も行う。ここでは汎用のランダ
ムアクセスメモリで実現している。

【００１６】３３はガンマカーブを記憶し、ガンマ補正
を行うためのガンマＲＡＭである。２６はスキャナ全体
のシーケンスをプログラムとして記憶したシステムコン
トローラであり、ホスト２１からの命令にしたがって各
種制御を行う。３４はシステムコントローラ２６と画像
処理手段２９とラインバッファ３０とインターフェイス
部３１とオフセットＲＡＭ３２とガンマＲＡＭ３３をつ
なぐシステムバスであり、アドレスバスとデータバスに
よって構成されている。

【００１７】図４（ａ），（ｂ）は、ＣＣＤ１０６の構
成を簡単に示したものであり、図４（ａ）において、２
０１−ａ，ｂ，ｃ，ｄ・・・は１次元的に等ピッチで配置
された光電変換画素列であり、２０２−ａ，ｂ，ｃ，ｄ
・・・は光電変換画素列２０１−ａ，ｂ，ｃ，ｄ・・・で光電
変換された電荷を移送する移送ゲート、２０３は移送さ
れた電荷を順次転送する転送部、２０４は転送された電
荷をライン状に出力信号として読み出す出力回路であ
る。図４（ｂ）は、図４（ａ）の光電変換画素２０１−
ａ，ｂ部を拡大して示したものである。

【００１８】前述したように、原稿Ｄは主走査方向にラ
イン状に照明され、光学レンズ等を通して光電変換画素
列２０１−ａ，ｂ，ｃ，ｄ・・・上に結像した光学像が図
４（ｂ）に示す副走査方向に所定速度で移動する。結像
画像が図４（ｂ）に示す位置Ａから位置Ｂに移動する所
定期間に光電変換画素列２０１−ａ，ｂ，ｃ，ｄ・・・で
光電変換されて蓄積された電荷が転送部２０３に移送さ
れ、次に結像画像が位置Ｂから位置Ｃに移動する所定期
間に出力回路２０４から読み出される。以下これが繰り
返されて、周期的な線順次信号、即ち主走査ライン信号
が得られる。

【００１９】一般には図４（ｂ）に示すように、距離Ａ
Ｂ（および距離ＢＣ）は主走査方向の光電変換画素ピッ
チＰに等しく設定され、主走査／副走査方向とも等しい
解像度となるようにしている。

【００２０】上記構成の画像入力装置では、原稿Ｄを原
稿台ガラス１００上に載置し、読み込みの開始がホスト
２１から指示されると、モータ６が駆動されてベルト３
が回転を始め、光学ユニット１０７はホームポジション
から図１及び図２の右方向へ移動する。その過程で、光
学ユニット１０７の光源１０１が原稿Ｄの画像記録面を
照射しながら、原稿面の所定幅を連続的に読み取る。原
稿からの反射光は、ミラー１０２，１０３，１０４及び
レンズ１０５を介してＣＣＤイメージセンサ１０６に到
達する。ＣＣＤイメージセンサ１０６は、レンズ１０５
からの光を光電変換して画像信号を出力する。この画像
信号は、電気基盤１６に配置された画像処理部２９に送
られ、内蔵のメモリに記憶される。光学ユニット１０７
が読み取り終了位置に到達すると、システムコントロー
ラ２６はモータ６を逆回転させ、光学ユニット１０７を
リターンさせる。光学ユニット１０７が所定の位置まで
戻されると、システムコントローラ２６はモータ６を正
回転させ、２回目のスキャンを開始する。２回目のスキ
ャンによって得られた画像は、画像処理部２９によって
１回目のスキャンで得られた画像と合成される。なお、
２回目のスキャンが終了するまで、原稿１は原稿台ガラ
ス上から取り除かないようにする。

【００２１】図５（ａ）は上記した画像入力装置の１部
を原稿台ガラス側から見た構成図であり、図５（ｂ），
図５（ｃ）は、更にその１部の拡大図である。

【００２２】１１はガラス板であり、本実施例では結像
レンズ１０５、ＣＣＤ１０６の間に挿入されている。こ
のガラス板１１は光軸に対して所定の範囲で傾斜角が変
更し得るようになっている。

【００２３】上記構成において、２回の走査は、ともに
図１（ａ），図１（ｂ）の左から右に走査するものとす
る。まず第１回目の走査時には、図５（ｂ）に示すよう
にガラス板１１は光軸方向に垂直に支持しておく。次に
第２回目の走査時には、図５（ｃ）に示すようにガラス
板１１を少しだけ傾けて、光軸をＣＣＤ１０６の画素ピ
ッチＰの１／２だけずらしてやる。従って、ガラス板１
１の傾きはガラス板１１の厚みと屈折率から光軸のずれ
量がＰ／２となるように決定してやればよい。

【００２４】ところで、本実施の形態においては、各走
査時で線順次信号の繰り返し周期毎に副走査方向を移動
する距離は、前記ＣＣＤ１０６の画素間ピッチとほぼ等
しくするように、走査スピードを制御する。そして、２
回の走査によってＣＣＤ１０６に結像されるそれぞれの
線順次信号の光学像の位置を、互いにＣＣＤの画素間ピ
ッチＰのほぼ１／２に相当する分だけ、それぞれの線順
次信号の読み出しのタイミングを線順次信号の繰り返し
周期の略１／２だけずらしてやる。

【００２５】図６は光電変換画素１画素に注目して画素
位置と結像する光学像の移動を相対的に示したもので、
各走査時の光学像の位置は主走査方向には移動せずに画
素位置が移動していると考える。図６において、実線に
て示す１２１は第１回目の走査時の所定の画像読取範囲
の副走査方向の端部から所定ライン目となる主走査ライ
ン（これをｙライン目とする）の、主走査方向にｘ番目
の画素位置、点線にて示す１２２は第２回目の走査時の
所定の画像読取範囲の副走査方向の端部からｙライン目
となるラインの主走査方向にｘ番目の画素位置であり、
それぞれの画素の中心位置は主走査／副走査両方共Ｐ／
２づつずれている。

【００２６】画素の中心位置は線順次信号の繰り返し周
期中に第１回目の走査時のｙライン目には位置Ａから位
置Ｂに移動し、ｙ＋１ライン目には位置Ｂから位置Ｃに
移動する。同様に第２回目の走査時のｙライン目には位
置Ｄから位置Ｅに移動し、ｙ＋１ライン目には位置Ｅか
ら位置Ｆに移動する。それぞれの移動距離はＰに等し
い。

【００２７】従って上記構成においては、第１回目の走
査時の画素データと第２回目の走査時の画素データは、
主走査／副走査両方向共互いにＰ／２だけ異なる位置を
空間サンプリングしたものとなる。

【００２８】図７はこうして得られた２回の走査による
画素データを用いて、隣接する画素データピッチが主走
査／副走査両方向共に１／２倍となる新たな画素データ
を生成する方法を示したもので、同図において、実線は
第１走査時の画素データの位置、点線は第２走査時の画
素データの位置を示しており、第１走査時のｙライン目
のｘ番目の画素データとしてＤ１（ｘ，ｙ）、第２走査
時のｙライン目のｘ番目の画素データとしてＤ２（ｘ，
ｙ）と表している。

【００２９】そして、Ｄ１（ｘ，ｙ）とＤ２（ｘ，ｙ）
との加算平均したデータを新たな２ｙライン目の２ｘ番
目の画素データとし、Ｄ１（ｘ，ｙ）とＤ２（ｘ−１，
ｙ）との加算平均したデータを新たな２ｙライン目の２
ｘ−１番目の画素データとし、Ｄ１（ｘ，ｙ）とＤ２
（ｘ，ｙ−１）との加算平均したデータを新たな２ｙ−
１ライン目の２ｘ番目の画素データとし、Ｄ１（ｘ，
ｙ）とＤ２（ｘ−１，ｙ−１）との加算平均したデータ
を新たな２ｙ−１ライン目の２ｘ−１番目の画素データ
としている。

【００３０】以上のように、Ｄ１（ｘ，ｙ）に関係する
４回の加算平均による画素データの生成を、全ての第１
走査時の画素データについて行うことで、１回の副走査
によって得られる画素データ量に対して４倍のデータ量
が得られることになる。

【００３１】図８は上記のような加算平均処理するため
の回路ブロック図である。図８において、４０は撮像手
段であるＣＣＤ等の撮像素子、４１は信号増幅器、４２
はＡ／Ｄコンバータ、４３，４４は２回の走査によって
得られたそれぞれの画像データ分のデータを記憶可能な
ページメモリである。

【００３２】４５，４７は１画素分の記憶が可能なメモ
リ、４６は１ライン分の記憶が可能なメモリ、４８，４
９，５０，５１は２つの画素データの平均化処理回路、
５２，５３は２つの画素データの点順次化処理回路、５
４は２ラインの画素データ列の線順次化処理回路であ
る。

【００３３】５５はＰＣ５６とのデータ通信を行うため
のインタフェース（ＩＦ）回路であり、これらの回路ブ
ロックの処理シーケンスはＣＰＵ５７によって制御され
る。

【００３４】図９は各回路ブロック部の画素データ列を
１階調データのみ表した信号波形図であり、これを用い
て上記構成の回路ブロックの動作を詳細に説明する。Ｓ
１１，Ｓ２１はそれぞれページメモリ４３，４４から出
力される画素データ列であり、Ｓ２２はＳ２１を１画素
メモリ４５を介して１画素遅延させた出力、Ｓ２３はＳ
２１を１ラインメモリ４６を介して１ライン遅延させた
出力である。

【００３５】また、Ｓ２４はＳ２３をさらに１画素メモ
リ４７を介して１画素遅延させた出力である。

【００３６】図８に対応した平均値を求めるために、ま
ず平均化処理回路４８にてＳ１１，Ｓ２１の２つの画素
データ列から平均値Ｓ３１を算出し、同様に平均化処理
回路４９にてＳ１１，Ｓ２２の２つの画素データ列から
平均値Ｓ３２を算出する。

【００３７】次に平均化処理回路５０にてＳ１１，Ｓ２
３の２つの画素データ列から平均値Ｓ３３を算出し、平
均化処理回路５１にてＳ１１，Ｓ２４の２つの画素デー
タ列から平均値Ｓ３４を算出する。

【００３８】そして点順次化処理回路５２にて、Ｓ３１
とＳ３２の画素データ列を交互に１／２のデータ周期で
並べ、Ｓ４１を生成する。同様に点順次化処理回路４２
にて、Ｓ３３とＳ３４の画素データ列を交互に１／２の
データ周期で並べ、画素データ列Ｓ４２を生成する。

【００３９】そして、線順次化処理回路５４にてＳ４１
とＳ４２の画素データ列を１ライン毎に交互に出力し、
主走査／副走査両方向共に２倍のデータ量を持つ画素デ
ータ列Ｓ５が得られることになる。

【００４０】本実施例においては、画像データ用メモリ
は画像読取装置側に搭載したが、これはＰＣ５６側に搭
載しても一向に差し支えなく、むしろ画像読取装置を低
コストにするために、ＰＣ５６側に内蔵されているメモ
リなどを利用した方が現実的と言える。この場合、上記
したようなメモリの書き込みと読み出し、及び点順次処
理を、アプリケーションソフトによりＰＣ５６側で行う
ように制御する。

【００４１】ここで、本実施例の場合の２画素データを
平均化処理した場合の感度分布について説明する。

【００４２】まず、ＣＣＤ１０６のそれぞれの光電変換
画素が開口率１００％の正方形画素とする。光学像が主
走査ラインの繰り返し周期毎に副走査方向にほぼ画素ピ
ッチＰ分だけ移動する代わりに、光電変換画素自体が副
走査方向とは逆方向にほぼＰだけ移動すると考える。従
って、１画素データＤ１（ｘ，ｙ）の感度分布を立体的
に示すと、図１０のように四角形ＡＢＣＤを底面とし、
ＥＦを頂辺とする三面体となる。これらの体積はＰ2 と
なり、頂辺ＥＦの感度は最大値の“１”となる。

【００４３】次に、図７に示すような斜めに対向する２
画素データＤ１（ｘ，ｙ）とＤ２（ｘ，ｙ）について、
それぞれの感度分布を重畳して立体的に示したものを図
１１に示す。図１０と同様に四角形ＡＢＣＤを底面と
し、ＥＦを頂辺とする三面体が画素データＤ１（ｘ，
ｙ）の感度分布、四角形ＧＨＩＪを底面とし、ＫＬを頂
辺とする三面体が画素データＤ２（ｘ，ｙ）の感度分布
であり、これらが重畳されたものとなっている。即ち、
四角形ＭＦＮＫを感度分布中の最大感度“０．７５”と
してその中心を感度重心とし、その感度重心から副走査
方向には徐々に感度が低下する分布を示し、かつ主走査
方向には０．３７５の感度となるような感度分布となっ
ている。

【００４４】図１０と図１１を比較すれば明確なよう
に、２画素データを平均化処理したときの感度分布で
は、主走査／副走査方向ともに若干感度分布が広がる
が、感度重心位置を含む四角形ＭＦＮＫの感度が感度分
布全体に占める割合が高いため、ＭＴＦが大きく低下す
ることはない。

【００４５】上記と同様に、図７における２画素データ
Ｄ１（ｘ，ｙ）とＤ２（ｘ−１，ｙ）、Ｄ１（ｘ，ｙ）
とＤ２（ｘ，ｙ−１）、Ｄ１（ｘ，ｙ）とＤ２（ｘ−
１，ｙ−１）のそれぞれの加算平均した新たな画素デー
タの感度分布を調べると、図１１におけるそれぞれ四角
形ＫＮＣＱ、四角形ＲＨＳＦ、四角形ＧＲＦＭの中心を
重心位置とした感度分布となることがわかる。従って、
これら４つの四角形の主走査／副走査方向の距離Ｐ／２
を繰り返し周期の１／２とするような、原稿上の濃度変
化パターンを読み取ることが可能となる。

【００４６】先に述べたように、本実施例の場合、ＭＴ
Ｆは図１０に比べて大きく低下することはないが、この
若干の劣化分は主走査／副走査ともに簡単なデジタルフ
ィルタによって補正することも可能である。例えば図８
に示すように、２画素データを平均化処理した対象画素
１７１に掛ける係数を９／５とし、対象画素１７１を中
心に主走査／副走査方向それぞれに２画素づつに掛ける
係数を-１／５とするようなマトリクスフィルタを形成
することで、図１１に示す感度重心位置を含む四角形Ｍ
ＦＮＫの感度を“１”とすることができ、ＭＴＦを充分
高くすることが可能となる。

【００４７】以上説明したように、本実施の形態におい
ては１回の副走査にて得られる画像データに比べて、主
走査／副走査方向ともに空間サンプリング数を２倍とし
た高精細な画像を得ることができる。

【００４８】本実施の形態においては、２回の走査の副
走査方向は同一方向としたが、１回目の走査時と２回目
の走査時では、副走査方向が逆になるように構成しても
構わない。つまり、１回目の走査後にもとの場所に戻ら
ずに、原稿の反対側の端部から走査していくように構成
する。この場合、図８の２回目の走査時の画像データを
記憶したページメモリ４４からの読み出しを、副走査方
向に逆順に読み出してやればよい。

【００４９】１回目の走査時の画像データＤ（ｘ，ｙ）
と同一位置の２回目の画像データは、所定の画像読取範
囲の全走査ライン数をｚとするとＤ（ｘ，ｚ-ｙ＋１）
として与えられる。こうして、前述した方法と同様な平
均化処理及び点順次化／線順次化処理により、高精細な
画像を得ることが可能となる。

【００５０】尚、上記のように１回目と２回目の走査時
で副走査方向を逆方向としたことで、同一方向の場合に
比べて全体の読取時間を短くすることが可能である。前
述した第１、第２の実施例においては、主走査方向の画
素ずらし手段として、図５における結像レンズ１０５と
ＣＣＤ１０６の間にガラス板１１を挿入したが、これは
原稿からＣＣＤの間のいずれの場所であっても構わな
い。ＣＣＤの光電変換画素上で必要なずれ量を実現でき
るようにガラス板の厚みと屈折率から傾きを決定してや
ればよい。

【００５１】また、主走査方向の画素ずらし手段とし
て、ＣＣＤ１０６を主走査方向に必要な量だけ移動させ
る方法や、図１５における原稿台ガラス１００や原稿Ｄ
自体を主走査方向に必要な量だけ移動させる方法も簡易
に構成することが可能である。

【００５２】更に、ＣＣＤリニアイメージセンサを用い
た画像入力装置として説明してきたが、本発明をコンタ
クトリニアイメージセンサを用いた画像入力装置に適用
することも可能である。その場合、主走査方向の画素ず
らし手段として、コンタクトリニアイメージセンサや原
稿台もしくは原稿自体を主走査方向に必要な量だけ移動
させる方法を適用することが可能である。

【００５３】更に、原稿台ガラスを有する、いわゆるフ
ラットベッド型の画像入力装置として説明してきたが、
本発明を原稿自体を副走査方向に移動して走査する、い
わゆるシートフィード型の画像入力装置に適用すること
も可能である。その場合、主走査方向の画素ずらし手段
として、コンタクトリニアイメージセンサや原稿自体を
主走査方向に必要な量だけ移動させる方法を適用するこ
とが可能である。

【００５４】次に、図１２は本実施の形態における光学
ユニット１０７の位置決め制御の原理を示す図であり、
図１３及び図１４は位置決め制御の処理を示すフローチ
ャートである。図１２及び図１３を用いて、１枚の原稿
画像を読み取るために光学ユニット１０７を２往復させ
ることにより合成画像を得る方法について、以下に説明
する。なお、図１３及び図１４の処理は、システムコン
トローラ２６により内部ＲＯＭに記憶されたシーケンス
に従って実行される。また、図１３及び図１４における
“Ｓ”はステップを表している。

【００５５】ＣＣＤイメージセンサ１０６は、システム
コントローラ２６から一定間隔の周期で出されるクロッ
ク信号（イメージセンサ１０６の電荷蓄積時間Ｔ（ｍｓ
ｅｃ）毎に出力される読取同期信号Ｈｓｙｎｃ）により
動作する、また、パルスモータ６は、Ｈｓｙｎｃに同期
して出力されるパルスモータ駆動信号ＳＰＭによって動
作し、本実施形態においては、パルスモータ６に４つの
パルスを与えることにより光学ユニット１０７を１ライ
ン分だけ移動させるように構成されている。

【００５６】通常、光学ユニット１０７は、原稿Ｄの読
み取り開始位置ＰｏｓＡの近傍に設定されたホームポジ
ション（原点ＨＰ）に位置している。この状態で、原稿
Ｄをセットした後、読み取り開始のボタン操作、或いは
ホストコンピュータ２１から（マウスやキーボード等の
操作による）読み取り開始の指令信号が送られてくる
と、システムコントローラ２６は読み取り同期信号Hｓ
ｙｎｃをモータ駆動回路２５に出力し、モータ駆動回路
２５によりＨｓｙｎｃに同期したモータ駆動パルスＳＰ
Ｍをパルスモータ６に供給させる。そして、パルスモー
タ６の回転により光学ユニット１０７はホームポジショ
ンＨＰから移動を開始し（Ｓ３０１）、原稿Ｄの先端位
置（読み取り開始位置ＰｏｓＡ）の直下へ移動する。

【００５７】読み取り開始位置ＰｏｓＡの直下に光学ユ
ニット１０７が到達したかどうかを検出してＰｏｓＡに
到達したことが検出されると（Ｓ３０２）、ホームポジ
ションＨＰにおいて最初の同期信号Ｈｓｙｎｃが出力さ
れて光学ユニットが移動を開始してから読み取り開始位
置ＰｏｓＡに到達するまでの間にパルスモータ６に供給
されたモータ駆動パルスＳＰＭのパルス数ＰＨＡの値が
システムコントローラ２６によって記憶される（Ｓ３０
３）。また、読み取り開始位置ＰｏｓＡに到達する直前
に同期信号Ｈｓｙｎｃが出力されてから読み取り開始位
置ＰｏｓＡに到達するまでの間にパルスモータ６に供給
された駆動パルスＳＰＭのパルス数ＰＡもシステムコン
トローラ２６によって記憶される。

【００５８】光学ユニット１０７の移動に伴って原稿Ｄ
の読み取りが進行し、ホストコンピュータ２１からのデ
ータ出力要求を受けて、システムコントローラ２６は画
像データをホストコンピュータ２１に送信する。やがて
光学ユニット１０７は原稿Ｄの終端に到達する（Ｓ３０
４）。そしてシステムコントローラ２６はモータ駆動回
路２５からパルスモータ６へのパルスの供給を中止さ
せ、これにより、光学ユニット１０７が読み取り終了位
置ＰｏｓＢに停止する（Ｓ３０５）。そして、システム
コントローラ２６はＨＰからＰｏｓＢまで移動する間に
パルスモータ６に供給されたモータ駆動パルスＳＰＭの
パルス数ＰＨＢを記憶する。システムコントローラ２６
は、読み取り開始位置ＰｏｓＡの直前にＨｓｙｎｃが出
力されてから読み取り終了位置ＰｏｓＢに到達する直前
にＨｓｙｎｃが出力されるまでの間に読み取られた画像
データを原稿Ｄの画像データとして処理する。

【００５９】ここでシステムコントローラ２６は、光学
ユニット１０７を２回目の読み取りに備えて戻すべき位
置ＰｏｓＣに移動するためにパルスモータ６に供給する
必要のある駆動パルスＳＰＭのパルス数を計算する（Ｓ
３０６）。読み取り終了位置ＰｏｓＢからＰｏｓＣまで
光学ユニット１０７を移動させるためにパルスモータ６
に供給する必要のあるＳＰＭのパルス数ＰＢＣは、読み
取り開始位置ＰｏｓＡから読み取り終了位置ＰｏｓＢま
で移動するためのパルス数ＰＡＢに光学ユニットのバッ
クラッシュ分に相当するパルス数ＰＢＬを足したものと
なり、次式で表わされる。（ＰＢＬ＝ｎ×ＰＨ、ＰＨは
１Ｈｓｙｎｃ中の駆動パルスＳＰＭの数であり、あらか
じめ測定された値がシステムコントローラ２６内のメモ
リに記憶されている。）ＰＢＣ＝ＰＡＢ＋ＰＢＬ＝（ＰＨＢ−ＰＨＡ）＋ＰＢＬ・・・（１）

【００６０】つまり、ＰｏｓＢからＰｏｓＡまでの移動
に必要なＳＰＭのパルス数ＰＡＢと、光学ユニット１０
７のバックラッシュ分に相当するＳＰＭのパルス数ＰＢ
Ｌを足したパルス数のＳＰＭをパルスモータ６に供給す
ればよい。しかし、ＰｏｓＡに到達するタイミングは、
Ｈｓｙｎｃが出力されるタイミングとは異なるため、そ
の間に出力されるＳＰＭのパルス数ＰＡも考慮すると、
最終的にパルスモータ６に供給する必要のあるパルス数
ＰＢＣは、次のようになる。

【００６１】ＰＢＣ＝（ＰＨＢ−ＰＨＡ）＋ＰＢＬ＋ＰＡ・・・（２）

【００６２】上記の（２）式に従って、システムコント
ローラ２６は図１２のＰｏｓＣまで光学ユニット１０７
をリターンさせる（Ｓ４０１）。その後、正方向に光学
ユニット１０７を移動させる場合にもバックラッシュを
考慮する必要があるため、パルスモータ６にＰＢＬ＋Ｐ
Ａの駆動パルスＳＰＭを供給して正回転させることで副
走査方向へ光学ユニット１０７を移動させ、読み取り開
始位置ＰｏｓＡに到達させる（Ｓ４０２）。そして、２
回目の読み取りを行うために光学ユニット１０７の移動
を開始する（Ｓ４０３）。光学ユニット１０７が読み取
り終了位置ＰｏｓＢに到達したか否かを判定（Ｓ４０
４）し、読み取り終了位置ＰｏｓＢに到達した場合には
（Ｓ４０４）、光学ユニット１０７を停止するようにモ
ータ駆動回路１０６を介してモータ６を制御する（Ｓ４
０５）。更に読み取りを行うか否かを判定し（Ｓ４０
６）、次の読み取り有りが判定された場合には、処理を
図１３のＳ３０６へ戻し、以降の処理を繰り返し実行す
る。また、Ｓ４０６で次の読み取りの無いことが判定さ
れた場合、全ての処理を終了する。

【００６３】以上のように、本実施形態ではシステムコ
ントローラ２６からの画像読み取り同期信号Ｈｓｙｎｃ
により、画像の読み取りとパルスモータ６のモータ駆動
パルスＳＰＭを同期させ、１回目の読み取り時に、ホー
ムポジションＨＰにおいて画像読み取り同期信号Ｈｓｙ
ｎｃが出力されてから読み取り開始位置ＰｏｓＡに達す
るまでの間にモータ６に供給されたＳＰＭのパルス数
と、読み取り開始位置ＰｏｓＡに到達する直前に同期信
号Ｈｓｙｎｃが出力されてから読み取り開始位置Ｐｏｓ
Ａに到達するまでの間にパルスモータ６に供給された駆
動パルスＳＰＭのパルス数ＰＡを記憶しておき、さらに
バックラッシュも考慮して光学ユニットの戻し量を制御
することにより、１回目に読み取りを開始した位置から
正確に２回目の読み取りを開始させることができる。こ
れにより、副走査方向に繰り返し走査を行っても、その
読み取り開始位置は常に同じにでき、繰り返し精度を向
上させることができる。

【００６４】（第２の形態）第１の実施形態では、１回
目のスキャンと２回目のスキャンとで主走査方向に読み
取り位置を僅かにずらすことによって高解像度画像を得
ていたが、本実施の形態では１回目のスキャンと２回目
のスキャンとでは位置をずらさずに画像を読み取り、そ
れぞれの同じ位置の画像データを平均化処理することに
よって高Ｓ／Ｎ画像を得ることが可能となる。なお、本
実施の形態は２回のみに限らず、Ｎ回スキャンを行って
も構わない。その場合は、Ｎ個の同じ位置の画像データ
の平均化処理をすればよい。

【００６５】（第３の形態）図１５は、本発明の第３の
実施形態を示すもので、透過原稿の画像入力装置におい
て、透過原稿上のゴミキズ検知機能を有する画像入力装
置の概略構成を示す図である。図１５において、原稿台
ガラス１４１上に載置されたポジ、ネガ等の透過原稿１
４２を、さらにその上部に設置された拡散板１４３を介
して透過原稿照明用ランプ１４４で照明し、透過原稿１
４２からの透過光をミラー１４７、ハの字ミラー１４
８、結像レンズ１４９を介してＣＣＤ１５０に送り、多
数の単位個体撮像素子がライン状に配置されたＣＣＤ１
５０にて電気信号に変換することにより主走査方向の画
像を形成する。また、１５１は波長約８８０ｎｍに発光
波長のピークを有するＬＥＤからなる赤外光ランプであ
る。

【００６６】この場合の副走査方向の画像形成は、透過
原稿１４２に対して透過原稿照明用ランプ１４４、ミラ
ー１４７を同一速度、同一位相を保ったまま、副走査方
向に機械的に移動させ、ハの字ミラー１４８を同方向に
走査速度２分の１で追従させ、透過原稿１４２からＣＣ
Ｄ１５０までの光路長（共役関係）を一定に保ちながら
行い、主走査と合わせてトータルで２次元の画像を形成
する。

【００６７】図１６は、透過原稿照明用ランプ１４４及
び赤外光ランプ１５１の分光感度分布を示す図であり、
各ランプの特性を実線、一点鎖線によってそれぞれ示
す。また、図１７は一般的なネガ、ポジカラーフィルム
のシアン色、イエロー色、マゼンタ色の各色素の分光透
過率特性と、赤外光ランプ１５１の分光強度分布のピー
ク波長（約８８０ｎｍ）を示したものである。図１７か
ら明らかなよに、一般的なカラーフィルムの場合には、
どの色素であっても約８８０ｎｍにおける透過率は非常
に高いため、フィルム上の画像によらず赤外光ランプの
光束はほとんど透過することになる。

【００６８】以下、ゴミキズ検知について説明する。

【００６９】まず、図１５の反射原稿照明用ランプ１４
５と透過原稿照明用ランプ１４４とを消灯し、赤外光ラ
ンプ１５１を点灯させる。図１６に示すような特性を備
えた赤外光ランプ１５１の照明光束は拡散板１４３によ
って斑なく拡散され、その拡散光束が透過原稿１４２を
透過し、さらにミラー１４７、ハの字ミラー１４８、結
像レンズ１４９を通過した光はＣＣＤ１５０に投影され
る。したがって、透過原稿１４２を透過した赤外光１５
１の照明光束は、図１７に示すようにネガ、ポジ等の透
過原稿１４２の画像（感光像）によらず透過し、物理的
に光路を遮る埃、ゴミ、キズ等の像がＣＣＤ１５０上に
影として投影される。

【００７０】こうして得られた赤外光ランプ１５１によ
るゴミ・キズ等による影の画像部を、その周囲の正常な
画像領域から補間処理などを行うことにより、ゴミ・キ
ズ等の影響を軽減することが可能となる。この場合、正
確なゴミ・キズの位置と、赤外光ランプ１５１によるゴ
ミ・キズの位置とが極めて正確に一致している必要があ
ることは明白である。従って、透過原稿照明用ランプ１
４４による１回目のスキャンと、赤外光ランプ１５１に
よる２回目のスキャンを行う場合に、前記第１の実施の
形態にて示したような位置決め制御を適用することで、
高精度なゴミ・キズ検知が可能となる。

【００７１】なお、本発明は上記第１乃至第３の実施の
形態を実現するための装置及び方法のみに限定されるも
のではなく、上記システム又は装置内のコンピュータ
（ＣＰＵ或いはＭＰＵ）に、上記実施の形態を実現する
ためのソフトウエアのプログラムコードを供給し、この
プログラムコードにしたがって上記システム或いはコン
ピュータが上記各種デバイスを動作させることにより上
記実施の形態を実現する場合も本発明の範疇に含まれ
る。

【００７２】またこの場合、前記ソフトウエアのプログ
ラムコード自体が上記実施の形態の機能を実現すること
になり、そのプログラムコード事態、及びそのプログラ
ムコードをコンピュータに供給するための手段、具体的
には上記プログラムコードを格納した記憶媒体は本発明
の範疇に含まれる。

【００７３】このようなプログラムコードを格納する記
憶媒体としては、例えばフロッピー（登録商標）ディス
ク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、Ｃ
Ｄ−ＲＯＭ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、Ｒ
ＯＭなどを用いることができる。

【００７４】また、上記コンピュータが、供給されたプ
ログラムコードのみにしたがって各種デバイスを制御す
ることにより、上記実施の形態が実現される場合だけで
なく、上記プログラムコードがコンピュータ上で稼動し
ているＯＳ（オペレーティングシステム）、或いはたの
アプリケーションソフトと共同して上記実施の形態が実
現される場合にもかかるプログラムコードは本発明の範
疇に含まれる。

【００７５】さらに、この供給されたプログラムコード
が、コンピュータの機能拡張ボードやコンピュータに接
続された機能拡張ユニットに備わるメモリに格納された
後、そのプログラムコードの指示に基づいてその機能拡
張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵなどが実際
の処理の一部又は全部を行い、その処理によって上記実
施の形態が実現される場合も本発明の範疇に含まれる。

【００７６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
複数回の読み取り位置を合わせることで繰り返し精度を
向上させることが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態における画像入力装置の上面
図及び側面図である。

【図２】本発明の実施形態における画像入力装置の構成
図である。

【図３】本発明の実施形態における画像入力装置の構成
ブロック図である。

【図４】本発明の実施形態におけるＣＣＤリニアイメー
ジセンサの構成図である。

【図５】本発明の実施形態における画像入力装置の一部
を原稿台ガラス側から見た図である。

【図６】本発明の実施形態における画像入力装置の画素
配置と光学像の相対位置を示す図である。

【図７】本発明の実施形態における画像入力装置の画素
データの配置図である。

【図８】本発明の実施形態における画像入力装置の回路
ブロック図である。

【図９】図８の回路ブロック図を説明するための信号波
形図である。

【図１０】図７の１画素データの感度分布図である。

【図１１】図７の２画素データの加算平均処理後の感度
分布図である。

【図１２】本発明の実施形態における光学ユニットの位
置決め制御の原理を示す説明図である。

【図１３】本発明の実施形態における読み取り処理を示
すフローチャートである。

【図１４】図１３の処理に続く処理を示すフローチャー
トである。

【図１５】本発明の別の実施形態における画像入力装置
の構成図である。

【図１６】透過原稿照明用ランプ及び赤外光ランプの分
光感度分布を示す図である。

【図１７】ネガ、ポジカラーフィルムのシアン色、イエ
ロー色、マゼンタ色の各色素の分光透過率特性と、赤外
光ランプの分光強度分布のピーク波長を示す図である。

【符号の説明】

３ベルト４駆動ローラ５従動ローラ６モータ２６システムコントローラ２９画像処理部１０２，１０３，１０４ミラー１０５レンズ１０６ＣＣＤイメージセンサ１０７光学ユニットＤ原稿

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０４Ｎ 1/31 Ｈ０４Ｎ 1/04 １０３Ｅ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】原稿画像を読み取り電気信号に変換する
イメージセンサと、前記原稿画像と前記イメージセンサとを相対的に移動す
る移動手段と、前記移動手段により前記原稿画像の同一個所と前記イメ
ージセンサとを相対的に複数回移動させる場合に、前記
移動手段の特性に応じて前記複数回目の移動を制御する
制御手段と、を備えることを特徴とする画像入力装置。
【請求項２】前記移動手段は前記イメージセンサの副
走査方向に前記原稿画像と前記イメージセンサを相対的
に移動することを特徴とする請求項１に記載の画像入力
装置。
【請求項３】前記移動手段は複数の歯車を含み、前記
移動手段の特性は前記歯車のバックラッシュを含むこと
を特徴とする請求項１に記載の画像入力装置。
【請求項４】前記移動手段を駆動するための駆動パル
スを供給する駆動パルス供給手段を備え、前記制御手段
は前記駆動パルス供給手段により前記移動手段に供給す
る駆動パルスのパルス数を制御することを特徴とする請
求項３に記載の画像入力装置。
【請求項５】前記イメージセンサによる画像読み取り
の基準となる同期信号を供給する同期信号供給手段を備
え、前記制御手段は、１回目の読み取り開始位置から１
回目の読み取り終了位置までの間に前記移動手段による
移動が行われる間に前記駆動パルス供給手段から前記移
動手段に供給される前記駆動パルスのパルス数と、前記
バックラッシュに相当する前記駆動パルスのパルス数
と、前記１回目の前記読み取り開始位置に到達する直前
に前記同期信号が出力されてから前記移動手段により前
記１回目の前記読み取り開始位置に到達するまでの間に
前記駆動パルス供給手段により前記移動手段に供給され
る前記駆動パルスのパルス数とを加算したパルス数の駆
動パルスを前記複数回目の読取開始に先立ち、前記駆動
パルス供給手段が前記移動手段に供給するように制御す
ることを特徴とする請求項４に記載の画像入力装置。
【請求項６】前記制御手段は、所定の基準位置におい
て前記同期信号が出力されてから前記１回目の前記読み
取り終了位置まで前記移動手段による移動が行われる間
に前記駆動パルス供給手段により前記移動手段に供給さ
れる前記駆動パルスのパルス数と、前記所定の基準位置
において前記同期信号が出力されてから前記１回目の前
記読み取り開始位置まで前記移動手段による移動が行わ
れる間に前記駆動パルス供給手段により前記移動手段に
供給される駆動パルスのパルス数との差を算出すること
により、前記１回目の前記読み取り開始位置から前記読
み取り終了位置までの間に前記移動手段による移動が行
われる間に前記駆動手段に供給される前記駆動パルスの
パルス数を求めることを特徴とする請求項５に記載の画
像入力装置。
【請求項７】前記移動手段はパルスモータを含むこと
を特徴とする請求項４乃至６のいずれかに記載の画像入
力装置。
【請求項８】前記複数回の移動により前記イメージセ
ンサにより読み取られた画像を合成する画像処理手段を
有することを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記
載の画像入力装置。
【請求項９】前記複数回の移動により前記イメージセ
ンサにより読み取られた画像を加算平均する画像処理手
段を有することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか
に記載の画像入力装置。
【請求項１０】前記複数回の移動により前記イメージ
センサの主走査方向にずれた画素位置の画像を読み取る
ための画素ずらし手段を有することを特徴とする請求項
１乃至９のいずれかに記載の画像入力装置。
【請求項１１】原稿画像上のゴミやキズ等を検知する
ための検知手段を有することを特徴とする請求項１乃至
７のいずれかに記載の画像入力装置。
【請求項１２】前記検知手段は、赤外光を照射して前
記イメージセンサにより読み取られた画像データから原
稿画像上のゴミやキズ等を検知することを特徴とする請
求項１１に記載の画像入力装置。
【請求項１３】原稿画像を読み取り電気信号に変換す
るイメージセンサと、前記原稿画像と前記イメージセン
サとを相対的に移動する移動手段とを有する画像入力装
置の制御方法であって、前記移動手段により前記原稿画
像の同一個所と前記イメージセンサとを相対的に複数回
移動させる場合に、前記移動手段の特性に応じて前記複
数回目の移動を制御することを特徴とする画像入力装置
の制御方法。
【請求項１４】前記移動手段は前記イメージセンサの
副走査方向に前記原稿画像と前記イメージセンサを相対
的に移動することを特徴とする請求項１３に記載の画像
入力装置の制御方法。
【請求項１５】前記移動手段は複数の歯車を含み、前
記移動手段の特性は前記歯車のバックラッシュを含むこ
とを特徴とする請求項１３に記載の画像入力装置の制御
方法。
【請求項１６】前記移動手段を駆動するための駆動パ
ルスを駆動パルス供給手段により供給し、前記駆動パル
ス供給手段により前記移動手段に供給する駆動パルスの
パルス数を制御することを特徴とする請求項１５に記載
の画像入力装置の制御方法。
【請求項１７】前記イメージセンサによる画像読み取
りの基準となる同期信号を供給し、１回目の読み取り開
始位置から１回目の読み取り終了位置までの間に前記移
動手段による移動が行われる間に前記駆動パルス供給手
段から前記移動手段に供給される前記駆動パルスのパル
ス数と、前記バックラッシュに相当する前記駆動パルス
のパルス数と、前記１回目の前記読み取り開始位置に到
達する直前に前記同期信号が出力されてから前記移動手
段により前記１回目の前記読み取り開始位置に到達する
までの間に前記駆動パルス供給手段により前記移動手段
に供給される前記駆動パルスのパルス数とを加算したパ
ルス数の駆動パルスを前記複数回目の読取開始に先立
ち、前記駆動パルス供給手段が前記移動手段に供給する
ように制御することを特徴とする請求項１６に記載の画
像入力装置の制御方法。
【請求項１８】所定の基準位置において前記同期信号
が出力されてから前記１回目の前記読み取り終了位置ま
で前記移動手段による移動が行われる間に前記駆動パル
ス供給手段により前記移動手段に供給される前記駆動パ
ルスのパルス数と、前記所定の基準位置において前記同
期信号が出力されてから前記１回目の前記読み取り開始
位置まで前記移動手段による移動が行われる間に前記駆
動パルス供給手段により前記移動手段に供給される駆動
パルスのパルス数との差を算出することにより、前記１
回目の前記読み取り開始位置から前記読み取り終了位置
までの間に前記移動手段による移動が行われる間に前記
駆動手段に供給される前記駆動パルスのパルス数を求め
ることを特徴とする請求項１７に記載の画像入力装置の
制御方法。
【請求項１９】前記移動手段はパルスモータを含むこ
とを特徴とする請求項１６乃至１８のいずれかに記載の
画像入力装置の制御方法。
【請求項２０】前記複数回の移動により前記イメージ
センサにより読み取られた画像を合成することを特徴と
する請求項１３乃至１９のいずれかに記載の画像入力装
置の制御方法。
【請求項２１】前記複数回の移動により前記イメージ
センサにより読み取られた画像を加算平均することを特
徴とする請求項１３乃至１９のいずれかに記載の画像入
力装置の制御方法。
【請求項２２】前記複数回の移動により前記イメージ
センサの主走査方向にずれた画素位置の画像を読み取る
ことを特徴とする請求項１３乃至２１のいずれかに記載
の画像入力装置の制御方法。
【請求項２３】原稿画像上のゴミやキズ等を検知する
ことを特徴とする請求項１３乃至１９のいずれかに記載
の画像入力装置の制御方法。
【請求項２４】赤外光を照射して前記イメージセンサ
により読み取られた画像データから原稿画像上のゴミや
キズ等を検知することを特徴とする請求項２３に記載の
画像入力装置の制御方法。
【請求項２５】請求項１３乃至２１に記載の制御方法
をプログラムとして記憶した記憶媒体。