JP2001016401A

JP2001016401A - 画像読み取り装置

Info

Publication number: JP2001016401A
Application number: JP11183925A
Authority: JP
Inventors: Hideaki Kusano; 秀昭草野; Junichi Yamamoto; 順一山本
Original assignee: Minolta Co Ltd
Current assignee: Minolta Co Ltd
Priority date: 1999-06-29
Filing date: 1999-06-29
Publication date: 2001-01-19

Abstract

(57)【要約】【課題】画像読み取り装置において、３ラインセンサ
を用いて画像をスキャンしている最中に、機械振動に起
因して光学系の光軸がずれた場合でも、各ラインセンサ
の読み取り画像のずれ、例えば色ずれを簡単に補正す
る。【解決手段】基準パターンに含まれる複数の直線１１
のエッジ部を所定のセンサで読み取った時の各読み取り
出力値の平均値ａを求めることで、これを機械振動がな
い場合の読み取り出力値とみなし、この平均値ａと各直
線１１のエッジ部の読み取り出力値との差から、各直線
１１のエッジの読み取り位置のずれ量を算出する。これ
らのずれ量に基づいて各エッジ間の各読み取りラインに
おける読み取り位置のずれ量を確定し、これらのずれ量
に応じて各センサの読み取り出力値を補正する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、画像読み取り装置
に関し、特に、３ラインＣＣＤセンサを用いて被写体を
読み取る画像読み取り装置における読み取り画像のずれ
を補正する技術に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から、Ｒ，Ｇ，Ｂ等の３ラインを有
するＣＣＤセンサ（以下、３ラインセンサという）を用
いて被写体を読み取る画像読み取り装置の分野におい
て、各ラインセンサの読み取り画像のずれ（カラーセン
サの場合、色ずれ）を補正するために、例えば、特開平
６−３３４８１４号公報に示されるように、各ラインセ
ンサの主走査方向の画素データを基に、主走査方向の画
素データを１画素未満でずらせて再サンプリングするこ
とにより、ＣＣＤの取り付け時の捻じれや傾きによる主
走査方向の色ずれを補正するようにしたものや、特開平
８−１３９９４９号公報に示されるように、入力された
Ｒ，Ｇ，Ｂの各ラインの画像データを補間して、補間さ
れた画像データと各色間の画像データの相関関数を求め
ることで、反射ミラーや結像レンズの振動に起因する各
ラインセンサの読み取り画像のずれ量を検出して色ずれ
を補正するものがある。また、特開平９−９８２５６号
公報、特開平１０−２０６３１号公報又は特開平１０−
５１６４９号公報に示されるように、原稿外の部分に配
した基準パターンを読み取って、機械の振動などに起因
する各ラインセンサの色ずれを検出して補正するものが
ある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の色ずれ補正技術において、例えば、特開平６−
３３４８１４号公報のものでは、機械の振動等に起因す
る光学系の光軸のずれに基づく色ずれを補正することは
できない。また、特開平８−１３９９４９号公報のもの
では、原稿の画素の１つ１つについて補間データや相関
関数を求めるので、処理が繁雑になり、回路も複雑にな
る上に、元々色がずれているような画像に対しても補正
処理をかけてしまう。また、特開平９−９８２５６号公
報のものでは、副走査方向の全読み取りラインにおける
読み取り画素の原点位置からのずれを検出して補正して
いるので、処理が繁雑になる。また、特開平１０−２０
６３１号公報のものでは、原稿外の基準パターンの読み
取りデータに基づいてスキャナモータの回転を制御する
ことにより色ずれを補正しているため、これも処理が繁
雑になる。また、特開平１０−５１６４９号公報のもの
では、原稿外の基準パターンと副走査方向のラインクロ
ックから副走査方向の位置誤差を検出して色ずれを補正
しているが、これも処理が繁雑になる。

【０００４】本発明は、上述した問題点を解決するため
になされたものであり、３ラインセンサを用いて画像を
スキャンしている最中に、機械振動に起因して光学系の
光軸がずれた場合でも、各ラインセンサの読み取り画像
のずれ（カラーの場合は色ずれ）を簡単に補正すること
が可能な画像読み取り装置を提供することを目的とす
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、３ラインＣＣＤセンサと、被写体像をＣＣ
Ｄセンサに結像するための光学系とを用いて被写体を撮
像する画像読み取り装置において、被写体の読み取り領
域に設けられた基準パターンの複数の基準位置を３ライ
ンＣＣＤセンサのうちの所定のセンサで読み取り、各読
み取り出力値の平均値を求める平均値検出手段と、平均
値検出手段により求めた平均値と、所定のセンサによる
第１の基準位置での読み取り出力値との差から、第１の
基準位置での読み取り位置のずれ量を算出する第１のず
れ量算出手段と、平均値検出手段により求めた平均値
と、所定のセンサによる第２の基準位置での読み取り出
力値との差から、第２の基準位置での読み取り位置のず
れ量を算出する第２のずれ量算出手段と、第１及び第２
のずれ量算出手段により算出された各ずれ量に基づい
て、所定のセンサによる読み取り位置のずれ量を確定す
るずれ量確定手段と、ずれ量確定手段により確定された
ずれ量に応じて、所定のセンサの読み取り出力値の補正
量を求める補正量検出手段とを備えたものである。

【０００６】上記構成においては、平均値検出手段によ
り基準パターンに含まれる複数の基準位置を所定のセン
サで読み取った時の各読み取り出力値の平均値を求め、
この平均値と第１及び第２の基準位置での読み取り出力
値との差から、第１及び第２のずれ量算出手段により第
１及び第２の基準位置での読み取り位置のずれ量をそれ
ぞれ算出する。上記平均値は、機械振動に起因した読み
取り画像のずれがない場合の各基準位置の読み取り出力
値とみなせるので、上記により算出されるずれ量は各基
準位置における機械振動に起因したものとみなすことが
できる。これらのずれ量に基づいてずれ量確定手段によ
り所定のセンサの各読み取りラインにおける読み取り位
置のずれ量を確定し、これらの各読み取りラインにおけ
る読み取り位置のずれ量に応じて、所定のセンサの読み
取り出力値の補正量を求め、もって読み取り出力値を補
正する。これにより、基準パターンの基準位置を読み取
った基準画像データのみを用いて、簡単な処理でもっ
て、機械振動に起因する各ラインセンサの読み取り画像
のずれ（カラーの場合は色ずれ）を補正することができ
る。

【０００７】また、基準パターンは、被写体読み取り領
域の主走査方向端部に副走査方向全域に渡って配置さ
れ、等ピッチ間隔で副走査方向に並んで設けられた主走
査方向の複数の直線からなるものとすることができる。
これにより、副走査方向全域に渡って等ピッチ間隔で読
み取り位置のずれ量を求めることができる。

【０００８】また、ずれ量確定手段は、所定のセンサで
基準パターン上の等ピッチ間隔の複数の直線を読み取っ
た時のずれ量の離散データから、読み取り位置のずれ量
を補間して求めるものとすることができる。

【０００９】また、ずれ量確定手段により確定される読
み取り位置のずれ量は、直線近似で求められるものとす
ることができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態に係る
画像読み取り装置について図面を参照して説明する。図
１に本発明の一実施形態に係るカラー画像読み取り装置
の外観構成を示す。このカラー画像読み取り装置は、書
籍やファイルなどの原稿が上向きに置かれる原稿台１を
有し、この原稿台１の上方には、３ラインカラーセンサ
を有し、その走査により原稿を読み取る撮像カメラ部２
が設けられている。原稿台１の上方奥側には、原稿を照
明する照明部３が配置され、原稿台１の奥側には、図３
に示されるように、等ピッチ間隔で副走査方向に並んで
設けられた主走査方向の複数の直線１１の集合からなる
基準パターン４が設けられている。また、原稿台１上に
は画像の読み取りを開始させるためのスタートキー５が
左右ページ用に２個配されている。原稿読み取り時に
は、原稿台１上に読み取る書籍やファイルなどの原稿を
置き、原稿台１上に設けられたスタートキー５を押下す
ることで、原稿の読み取りが開始される。さらにまた、
照明部３の手前側の側面部には操作部６が設けられてお
り、この操作部６上の設定スイッチを用いて原稿読み取
り時の種々の設定を行うことができる。

【００１１】次に、画像読み取り装置内部の回路につい
て図２のブロック図を参照して説明する。この回路は、
装置の制御を行う各種回路やメモリ等を含む制御部３０
と、画像の読み取りを行う撮像部４０と、読み取った画
像データの処理を行う画像処理部５０とから構成され
る。制御部３０は、装置全体の制御と各種演算を行うＣ
ＰＵ３１、各種のデータを格納するメモリ３２、各種の
制御用プログラムを格納するプログラムメモリ３３、３
ラインカラーセンサである撮像センサ２３の移動制御を
行うセンサ移動制御部３４、撮像レンズのピントを合わ
せるレンズ移動制御部３５、及び照明部３の点灯制御を
行う照明制御部３７を備えている。ＣＰＵ３１は、請求
項における平均値検出手段、第１のずれ量算出手段、第
２のずれ量算出手段、ずれ量確定手段及び補正量検出手
段として機能する。また、撮像部４０は、撮像センサ２
３、撮像センサ２３で読み取った画像データをデジタル
データに変換するＡ／Ｄ変換器４１、及びＡ／Ｄ変換器
４１でデジタル変換された画像データを格納する画像メ
モリ４２を備えている。画像処理部５０は、各種の画像
補正処理を制御する画像処理制御部３６、及び読み取り
画像のうちの不要部分を消去するマスク処理部４３を備
えている。

【００１２】予備スキャン時には、ＣＰＵ３１は、撮像
センサ２３で読み取った画像データをＡ／Ｄ変換器４１
でデジタルデータに変換し、画像メモリ４２にプレスキ
ャン画像データとして格納する。次に、ＣＰＵ３１は、
このプレスキャン画像データを読み取って、原稿サイ
ズ、原稿高さ及び指領域の検出を行う。ＣＰＵ３１は、
これらの原稿サイズ、原稿高さ及び指領域の検出データ
をメモリ３２に格納する。本スキャン時には、ＣＰＵ３
１は、メモリ３２に格納された原稿高さの検出データに
基づいてレンズ移動制御部３５に指示を与え、撮像レン
ズのピント合わせを行った後に、撮像センサ２３で出力
用の画像データを読み取る。そして、この出力用画像デ
ータをＡ／Ｄ変換器４１でデジタル変換し、画像メモリ
４２に格納する。ＣＰＵ３１は、この画像データを画像
処理部５０のマスク処理部４３へ転送すると共に、メモ
リ３２に格納された原稿サイズや指領域の検出データに
基づいて、画像処理制御部３６に指や外枠などの不要な
画像の位置を指示する。マスク処理部４３は、画像処理
制御部３６から指や外枠などの不要な画像の位置に関す
る情報を受け取って、その位置の画像データを白に相当
する値に変換することにより、指や外枠などの不要な画
像を消去する。そして、マスク処理部４３による処理を
終えた画像データは、プリンタやコンピュータへ出力さ
れる。

【００１３】上記の画像読み取り処理において、センサ
移動制御部３４からの指示を受けた撮像センサ２３の移
動用のモータやレンズ移動制御部３５からの指示を受け
た撮像レンズの移動用のモータが駆動する際に、機械振
動が発生する。この機械振動に起因して、撮像センサ２
３を構成するＲ，Ｇ，Ｂの各センサの読み取り画像にず
れ（色ずれ）が発生する。

【００１４】３ラインカラーセンサである撮像センサ２
３を構成するＲ，Ｇ，Ｂの各センサの読み取り画像につ
いての機械の振動による色ずれ量は、原稿台１上の奥側
の基準パターン４を原稿読み込み時に同時に読み込み、
Ｒ，Ｇ，Ｂのうちの１つのセンサによる各直線１１の読
み取り位置の基準位置との副走査方向のずれ量を算出
し、これらのずれ量に基づいてＲ，Ｇ，Ｂの各センサの
読み取り画像の基準位置からのずれ量を算出することに
より、求めることができる。

【００１５】図４に、基準パターン４に含まれる直線１
１を基準となるセンサ（例えば、Ｇのセンサ）で読み取
った場合の出力値を示す。図中の１１ａは、直線１１の
エッジ（請求項における基準位置）である。直線１１の
ピッチｐがセンサの画素の大きさのｎ倍とすると、振動
などによるスキャンむらがなければ、各直線１１のエッ
ジ部においては、各直線１１はセンサに対して常にある
一定量（図中のｔ２）かかることになるので、その出力
値ａは常に一定となる。しかしながら、図５に示される
ように、実際には機械の振動に起因するスキャンむら等
により各直線１１のエッジ部における各直線１１がセン
サにかかる量ｔ２，ｔ２’，ｔ２”は変化するので、そ
れに伴って出力値も変化する。このエッジ部を読み取っ
た場合のセンサの出力値と直線１１のエッジ１１ａの関
係を図６に示している。センサが黒を読み取った時の出
力値をａ_min、下地の白を読み取った時の出力値をａ
_max、基準パターン４中のｉ番目の直線１１のエッジ部
を読み取った時の出力値をａ _iとすると、エッジ部にお
ける直線１１がセンサにかかる量ｔ２とかかっていない
量ｔ１の関係は、以下の式で表すことができる。

【数１】ｔ１：ｔ２＝（ａ_i−ａ_min）：（ａ_max−ａ_i）・・・（１）

【００１６】ところで、このエッジ部を読み取った場合
におけるＣＣＤ出力の平均値を下記の式で求めることに
より、スキャンむらがない場合にエッジ部を読み取った
時のセンサ出力を得ることができる。

【数２】ａ＝（ａ₁＋ａ₂＋・・・＋ａ_i＋・・・＋ａ_m）／ｍ・・・（２）（ただし、ｍは基準パターン４に含まれる直線１１の
数）

【００１７】上記の（１）式と（２）式より、ｉ番目の
エッジの読み取り位置についてのスキャンむらがない時
の読み取り位置からのずれ量ｓ_iは、次式で表される。

【数３】ｓ_i＝（ａ_i−ａ）／（ａ_max−ａ_min）・・・（３）（ｓ_iはセンサの画素サイズを１とした時のずれの割
合：−１≦ｓ_i≦１）

【００１８】次に、ｉ番目のエッジについての読み取り
位置のずれ量（請求項１における第１の基準位置での読
み取り位置のずれ量）とｉ＋１番目のエッジについての
読み取り位置のずれ量（請求項１における第２の基準位
置での読み取り位置のずれ量）から、これらのエッジ間
の各読み取りラインのずれ量を求める方法について述べ
る。基準パターン４の各直線１１の間隔を振動の周波数
に比べて十分に細かくできる場合、各直線１１のエッジ
間の各ラインにおけるずれ量は、図７に示されるよう
に、直線近似で十分精度良く求めることができる。ｉ番
目のエッジとｉ＋１番目のエッジの間にあり、ｉ番目の
エッジからｊ本目の主走査方向ラインに注目して、直線
近似でこのｊ番目のラインのずれ量ｓ_ijを近似すると、
ずれ量ｓ_ijは次式で表される。

【数４】ｓ_ij＝ｊ×（ｓ_i−ｓ_i+1）／ｎ＋ｓ_i ・・・（４）（１≦ｊ≦ｎ）

【００１９】上記（４）式で各主走査ラインのずれ量ｓ
_ijを、１≦ｉ≦ｍ−１，１≦ｊ≦ｎの全範囲で求めるこ
とにより、基準となるセンサの全読み取り領域におい
て、各主走査ラインのスキャンむらのない場合の読み取
り位置からのずれ量を算出することができる。上記の場
合は、各主走査ラインのずれ量ｓ_ijを１次の直線近似で
求めたが、ｓ_i，ｓ_i+1，ｓ_i+2の３つのデータより２
次式で近似する等の方法を用いてもよい。

【００２０】上記（４）式で求めたずれ量を基に、隣接
する画素の出力データからずれ量が０の時のセンサの出
力値を補間により求めることで、基準となるセンサ（例
えば、Ｇのセンサ）のスキャンむらがない時の画像デー
タを算出することができる。次に、それ以外のセンサの
画像データの補正について説明する。３ラインタイプの
カラーセンサの場合、Ｒ，Ｇ，Ｂの各センサの間隔は、
通常、これらのセンサの画素サイズの整数倍に設計され
ている。このセンサ間隔をｍ画素とすると、基準となる
センサより先行するセンサの主走査ラインのずれ量は、
基準となるセンサのｍライン前のずれ量と等しくなる。
同様に、基準となるセンサより遅れて読み取るセンサの
場合は、基準となるセンサのｍライン後のずれ量と等し
くなる。これらの関係を利用して、各センサの主走査ラ
インのずれ量を全て求め、各センサの読み取り画像デー
タを補正することで、色ずれが無い上に、振動等に起因
するスキャンむらの影響を取り除いた画像を得ることが
できる。

【００２１】このように、本実施形態のカラー画像読み
取り装置によれば、基準パターン４に含まれる複数の直
線１１のエッジ部を所定のセンサ（例えば、Ｇのセン
サ）で読み取った時の各読み取り出力値の平均値を求め
ることで、機械振動に起因した読み取り画像のずれがな
い場合の直線１１のエッジ部の読み取り出力値を求め
て、この基準となる出力値と各直線１１のエッジ部の読
み取り出力値との差から、各直線１１のエッジの読み取
り位置のずれ量を算出する。これらのずれ量に基づいて
各エッジ間の読み取りラインの読み取り位置のずれ量を
補間して求めて、これらのライン毎のずれ量に応じて所
定のセンサの読み取り出力値を補正することにより、機
械振動に起因して光学系の光軸がずれた場合でも、各ラ
インセンサの読み取り画像の色ずれを簡単に補正して、
正確な画像データを得ることができる。

【００２２】なお、本発明は上記実施形態に限られるも
のではなく、種々の変形が可能である。例えば、上記実
施形態では、Ｒ，Ｇ，Ｂの３ラインを有するカラーセン
サを用いたカラー画像読み取り装置に本発明を適用した
ものを示したが、本発明の適用対象となる画像読み取り
装置は、カラー画像読み取り装置に限られず、複数のラ
インを有するセンサを用いた画像読み取り装置であれば
よい。

【００２３】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、基準パタ
ーンに含まれる複数の基準位置を所定のセンサで読み取
った時の各読み取り出力値の平均値を求めることで、こ
れを機械振動に起因した読み取り画像のずれがない場合
の基準位置の読み取り出力値とみなし、この平均値と各
基準位置での読み取り出力値との差から、各基準位置に
おける読み取り位置のずれ量を算出し、これらの各ずれ
量に基づいて各読み取りラインにおける読み取り位置の
ずれ量を確定するようにしたので、機械振動に起因して
光学系の光軸がずれた場合でも、読み取り画像データに
含まれる基準画像データのみを用いて、簡単な計算方法
で各読み取りラインで読み取り位置のずれ量を求めるこ
とができる。また、これらのずれ量に応じて各サンサの
読み取り出力値を補正するだけの簡単な処理で、スキャ
ナの走査速度を変更する等の繁雑な処理を行うことな
く、各センサの読み取り画像のずれ（カラーの場合は色
ずれ）を補正することができる。

【００２４】また、基準パターンを、被写体読み取り領
域の主走査方向端部に副走査方向全域に渡って配置し、
等ピッチ間隔で副走査方向に並んで設けられた主走査方
向の複数の直線からなるものとすることにより、副走査
方向全域に渡って等ピッチ間隔で読み取り位置のずれ量
を求めることができる。

【００２５】また、所定のセンサで基準パターン上の等
ピッチ間隔の複数の直線を読み取った時のずれ量の離散
データから、読み取り位置のずれ量を補間して求めるこ
とにより、所定のセンサの全読み取りラインにおける読
み取り位置のずれ量を求めることができる。

【００２６】また、所定のセンサによる読み取り位置の
ずれ量を直線近似で求めることにより、所定のセンサの
各読み取りラインにおける読み取り位置のずれ量を簡単
に求めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態による画像読み取り装置の
外観図である。

【図２】上記画像読み取り装置の回路ブロック図であ
る。

【図３】上記画像読み取り装置の基準パターンを示す図
である。

【図４】スキャンむらがない場合における上記基準パタ
ーンの直線を読み取った時の出力値を示す図である。

【図５】スキャンむらが発生した場合における上記基準
パターンの直線を読み取った時の出力値を示す図であ
る。

【図６】上記直線のエッジ部を読み取った場合における
センサの出力値と直線のエッジの関係を示す図である。

【図７】上記直線のエッジ間の各ラインにおけるずれ量
の求め方を示す図である。

【符号の説明】

４基準パターン１１ａエッジ（基準位置）２３撮像センサ（３ラインＣＣＤセンサ）３１ＣＰＵ（平均値検出手段、第１のずれ量算出手
段、第２のずれ量算出手段、ずれ量確定手段及び補正量
検出手段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 5B047 AA01 AB04 BA02 BB03 BC16 CA12 CA14 CA17 CA23 CB09 DC07 5C072 AA01 BA19 EA05 FA07 LA12 RA18 5C077 MM03 MP07 MP08 PP05 PP37 PP58 PP59 PQ03 PQ18

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】３ラインＣＣＤセンサと、被写体像を前
記ＣＣＤセンサに結像するための光学系とを用いて被写
体を撮像する画像読み取り装置において、被写体の読み取り領域に設けられた基準パターンの複数
の基準位置を前記３ラインＣＣＤセンサのうちの所定の
センサで読み取り、各読み取り出力値の平均値を求める
平均値検出手段と、前記平均値検出手段により求めた平均値と、所定のセン
サによる第１の基準位置での読み取り出力値との差か
ら、前記第１の基準位置での読み取り位置のずれ量を算
出する第１のずれ量算出手段と、前記平均値検出手段により求めた平均値と、所定のセン
サによる第２の基準位置での読み取り出力値との差か
ら、前記第２の基準位置での読み取り位置のずれ量を算
出する第２のずれ量算出手段と、前記第１及び第２のずれ量算出手段により算出された各
ずれ量に基づいて、所定のセンサによる読み取り位置の
ずれ量を確定するずれ量確定手段と、前記ずれ量確定手段により確定されたずれ量に応じて、
所定のセンサの読み取り出力値の補正量を求める補正量
検出手段とを備えたことを特徴とする画像読み取り装
置。
【請求項２】前記基準パターンは、被写体読み取り領
域の主走査方向端部に副走査方向全域に渡って配置さ
れ、等ピッチ間隔で副走査方向に並んで設けられた主走
査方向の複数の直線からなることを特徴とする請求項１
に記載の画像読み取り装置。
【請求項３】前記ずれ量確定手段は、所定のセンサで
前記基準パターン上の等ピッチ間隔の複数の直線を読み
取った時のずれ量の離散データから、読み取り位置のず
れ量を補間して求めることを特徴とする請求項２に記載
の画像読み取り装置。
【請求項４】前記ずれ量確定手段により確定される読
み取り位置のずれ量は、直線近似で求められることを特
徴とする請求項３に記載の画像読み取り装置。