JP2003087531A - 画像読み取り装置及び画像読み取り方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 作動環境の設定に要する時間を短縮する画像
読み取り装置及び画像読み取り方法を提供する。 【解決手段】 白基準像をイメージセンサに入力しアナ
ログデータ群を出力させ、処理部にアナログデータ群を
イメージセンサの受光素子数（受光素子Ｇの総数）より
少数のディジタルデータ群に変換させ、ディジタルデー
タ群の最淡値を検査し、ディジタルデータ群の最淡値が
所定範囲内の濃淡値になる作動環境を設定し、作動環境
の下で光学系、駆動部及び処理部を制御し、イメージセ
ンサに入力された被写体像を表す画像データを処理部か
ら出力させる。なお、図中のＳは３つの受光素子Ｇから
なる小区間を表し、Ｍは変換されたディジタルデータ群
の平均値を表す。

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
及び画像読み取り方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、画像読み取り装置においては、
出力される画像データの濃淡値が所定範囲を越えないよ
うに予め作動環境を調整している。具体的には、白基準
板等の光学像（白基準像）を読み取ることで取得される
白基準ディジタルデータについて最淡値を検査し、最淡
値が所定の範囲内の濃淡値になるように作動環境を調整
している。尚、最淡値とは、濃淡を表す濃淡値のうち最
も淡いことを表す値をいうものとする。調整の対象とな
る作動環境は、原稿を照射する光源の光度、イメージセ
ンサにおける受光素子の信号電荷の蓄積時間、イメージ
センサから出力されるアナログデータ群のゲイン等で設
定される。例えば８ビット分解能のＡ／Ｄ変換器から出
力される０〜２５５までの２５６階調のディジタルデー
タにおいて、濃淡値の所定範囲が３０〜２４０であると
する。この場合、白基準板を読み取って白基準ディジタ
ルデータを検査し、濃淡値が２４０を越えている画素が
存在する場合はその濃淡値が下がるよう光度、露光時
間、アナログデータ群のゲイン等を調整することでイメ
ージセンサやアナログ信号処理部等の作動環境を設定し
ている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、解像度
の向上に伴ってイメージセンサの受光素子数は増加の一
途をたどっており、全ての素子について出力されたアナ
ログデータ群をディジタルデータ群に変換する処理や、
変換後のディジタルデータ群から最淡値を検査する処理
に要する時間が増大しているため、作動環境を設定して
原稿画像の読み取りを開始するまでに要する時間が増大
しているという問題がある。本発明は上記問題を解決す
るために創作されたものであって、その目的は作動環境
の設定に要する時間を短縮する画像読み取り装置及び画
像読み取り方法を提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明による画像読み取
り装置は、線状に配列された複数の受光素子を有するイ
メージセンサと、イメージセンサに光学像を入力する光
学系と、イメージセンサを駆動する駆動部と、イメージ
センサから出力されるアナログデータ群をディジタルデ
ータ群に変換しディジタルデータ群に基づいて光学像を
表す画像データを出力する処理部と、白基準像をイメー
ジセンサに入力しアナログデータ群を出力させる白入力
手段と、処理部にアナログデータ群をイメージセンサの
受光素子数より少数のディジタルデータ群に変換させる
変換手段と、ディジタルデータ群の最淡値を検査する検
査手段と、ディジタルデータ群の最淡値が所定範囲内の
濃淡値になる作動環境を設定する設定手段と、作動環境
の下で光学系、駆動部及び処理部を制御し、イメージセ
ンサに入力された被写体像を表す画像データを処理部か
ら出力させる制御手段と、を備えることを特徴とする。

【０００５】かかる画像読み取り装置によると、イメー
ジセンサの受光素子数より少数のディジタルデータ群を
検査するため、作動環境の設定に要する時間を短縮する
ことができる。尚、本明細書における最淡値とは濃淡を
表す濃淡値のうち最も淡いことを表す値をいうものとす
る。

【０００６】更に、変換手段は、イメージセンサの一部
の受光素子であってイメージセンサの残部の受光素子を
所定数づつ間に置いて非連続に配列されているイメージ
センサの一部の受光素子について出力されるアナログデ
ータ群をイメージセンサの受光素子数より少数のディジ
タルデータ群に変換することが望ましい。これにより、
イメージセンサに配列された受光素子から満遍なく均一
に検査の対象となるディジタルデータを抽出することが
できる。

【０００７】更に、イメージセンサは平行線状の複数列
に配列された複数の受光素子を有し、変換手段は、イメ
ージセンサの一部の受光素子であってイメージセンサの
残部の受光素子を所定数づつ間に置いて複数列の各列に
非連続に配列されているイメージセンサの一部の受光素
子について出力されるアナログデータ群をイメージセン
サの受光素子数より少数のディジタルデータ群に変換す
ることが望ましい。これにより、平行線状の複数列に配
列された複数の受光素子においても満遍なく均一に検査
の対象となるディジタルデータを抽出することができ
る。

【０００８】更に、ディジタルデータ群は所定数のアナ
ログデータごとの平均値群に対応させてもよいし、所定
数のアナログデータごとの最大値群に対応させてもよ
い。

【０００９】更に、設定手段は、イメージセンサから出
力されるアナログデータの増幅を調整して作動環境を設
定することが望ましい。これにより、高品質の画像デー
タを出力させることができる。

【００１０】更に、設定手段は、受光素子の信号電荷の
蓄積時間を調整して作動環境を設定することが望まし
い。これにより、高品質の画像データを出力させること
ができる。

【００１１】なお、本発明の画像読み取り装置を構成す
る複数の手段は、構成自体で機能が特定されるハードウ
ェア資源とプログラムにより機能が特定されるハードウ
ェア資源との任意の組み合わせにより構成される。ま
た、これら複数の手段は、各々が物理的に互いに独立し
たハードウェア資源で構成されるものである必要はな
い。

【００１２】本発明による画像読み取り方法は、白基準
像をイメージセンサに入力しアナログデータ群を出力さ
せる白入力ステップと、アナログデータ群をイメージセ
ンサの受光素子数より少数のディジタルデータ群に変換
する変換ステップと、ディジタルデータ群の最淡値を検
査する検査ステップと、ディジタルデータ群の最淡値が
所定濃淡値以下の淡い値になる作動環境を設定する設定
ステップと、作動環境の下で、被写体像をイメージセン
サに入力しイメージセンサから出力されるアナログデー
タをディジタルデータに変換し当該ディジタルデータに
基づいて被写体像を表す画像データを出力する出力ステ
ップと、を含むことを特徴とする。

【００１３】かかる画像読み取り方法によると、イメー
ジセンサの受光素子数より少数のディジタルデータ群を
検査するため、作動環境の設定に要する時間を短縮する
ことができる

【００１４】更に、変換ステップにおいて、イメージセ
ンサの一部の受光素子であってイメージセンサの残部の
受光素子を所定数づつ間に置いて非連続に配列されてい
るイメージセンサの一部の受光素子について出力される
アナログデータ群をイメージセンサの受光素子数より少
数のディジタルデータ群に変換することが望ましい。こ
れにより、イメージセンサに配列された受光素子から満
遍なく均一に検査の対象となるディジタルデータを抽出
することができる。

【００１５】更に、イメージセンサは平行線状の複数列
に配列された複数の受光素子を有し、変換ステップにお
いて、イメージセンサの一部の受光素子であってイメー
ジセンサの残部の受光素子を所定数づつ間に置いて複数
列の各列に非連続に配列されているイメージセンサの一
部の受光素子について出力されるアナログデータ群をイ
メージセンサの受光素子数より少数のディジタルデータ
群に変換することが望ましい。これにより、平行線状の
複数列に配列された複数の受光素子においても満遍なく
均一に検査の対象となるディジタルデータを抽出するこ
とができる。

【００１６】更に、ディジタルデータ群は所定数のアナ
ログデータごとの平均値群に対応させてもよいし、所定
数のアナログデータごとの最大値群に対応させてもよ
い。

【００１７】更に、設定ステップにおいて、イメージセ
ンサから出力されるアナログデータの増幅を調整して作
動環境を設定することが望ましい。これにより、高品質
の画像データを出力させることができる。

【００１８】更に、設定ステップにおいて、受光素子の
信号電荷の蓄積時間を調整して作動環境を設定するが望
ましい。これにより、高品質の画像データを出力させる
ことができる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明による画像読み取り
装置の一実施例であるイメージスキャナ１０の構成につ
いて図２及び図３に基づいて説明する。

【００２０】図２は、本発明による画像読み取り装置の
一実施例としてのイメージスキャナ１０を示す模式図で
ある。イメージスキャナ１０は、直方体の本体１２の上
面に原稿台１４を備えた所謂フラットベッド型である。

【００２１】原稿台１４は概ね矩形のガラス板等の透明
板で形成され、その盤面１５上に印刷文書、写真、書籍
等の被写体Ｍが載置される。原稿ガイド１６には、主走
査方向に延びる白基準板２８が接合されている。白基準
板２８は高反射率均一反射面を有する。

【００２２】原稿カバー６０は本体１２に揺動自在に連
結されている。原稿カバー６０は原稿台１４に載置され
る被写体Ｍを押さえるとともに、反射原稿用光源２２ま
たは透過原稿用光源８０の放射光以外の光が被写体を照
らすことがないように原稿台１４を被覆するものであ
る。原稿マット７０は原稿カバー６０に脱着自在に係止
されている。原稿マット７０は、反射原稿の読み取り時
に原稿カバー６０に装着され、透過原稿の読み取り時に
は原稿カバー６０から取り外される。原稿マット７０
は、原稿カバー６０に装着されると光拡散板８２を被覆
し、原稿カバー６０から取り外されると光拡散板８２を
露出させるように、その形状と取り付け位置とが設定さ
れている。

【００２３】透過原稿用光源８０は原稿カバー６０に収
容されている。透過原稿用光源８０は蛍光管ランプ等の
管照明装置と光拡散板８２と反射板とから構成されてい
る。図示しない管照明装置はその長手方向軸がキャリッ
ジ２４の往復移動方向と平行に延びる姿勢で原稿カバー
６０に設けられている。光拡散板８２は原稿カバー６０
の揺動軸と平行な概ね矩形の半透明の導光板から構成さ
れ、管照明装置又は反射板から入射する光を拡散させて
透過させる。図示しない反射板は樋状に湾曲した薄板状
に形成され、その長手方向軸が管照明装置の長手方向軸
に平行な姿勢で原稿カバー６０に設けられている。反射
板は管照明装置の放射光を光拡散板８２に向けて反射す
る。透過原稿用光源８０で写真フィルム等の透過原稿を
照射することで透過原稿を走査可能となる。

【００２４】キャリッジ２４は原稿台１４の盤面と平行
に往復移動自在に本体１２に収容されている。キャリッ
ジ２４は光学系３０とイメージセンサ２０を搭載してい
る。キャリッジ２４は例えばベルトにより牽引されてイ
メージセンサ２０及び光学系３０を図２のＡ方向に運搬
する。

【００２５】光学系３０は、反射原稿用光源２２、ミラ
ー３４、集光レンズ３６等で構成されている。反射原稿
用光源２２は蛍光管ランプ等の管照明装置から構成され
ている。反射原稿用光源２２は、その長手方向軸がイメ
ージセンサ２０の長手方向軸と平行に延びる姿勢でキャ
リッジ２４に搭載されている。図２に破線で示すよう
に、反射原稿用光源２２により照射された被写体Ｍの主
走査線上の反射光像及び又は透過原稿用光源８０により
照射された被写体Ｍの主走査線上の透過光像はミラー３
４及び集光レンズ３６によりイメージセンサ２０に結像
される。

【００２６】図３は、イメージスキャナ１０を示すブロ
ック図である。

【００２７】主走査駆動部１０２はキャリッジ２４に搭
載される。主走査駆動部１０２は、イメージセンサ２０
を駆動するために必要なシフトパルス、転送パルス等の
駆動パルスをイメージセンサ２０に出力する駆動回路で
ある。主走査駆動部１０２は、例えば同期信号発生器、
駆動用タイミングジェネレータ等から構成される。主走
査駆動部１０２は、シフトパルスを出力する間隔を設定
するレジスタを備えており、レジスタに値を設定するこ
とにより主走査駆動部１０２にシフトパルスを出力させ
る間隔を変更することができる。

【００２８】副走査駆動部２６は、キャリッジ２４に係
止されたベルト、このベルトを回転させるモータ及び歯
車列、駆動回路等で構成され本体１２に収容されてい
る。副走査駆動部２６が、キャリッジ２４をベルトで牽
引することで図２の紙面垂直方向に延びる主走査線がそ
れに垂直なＡ方向に移動するため２次元画像の走査が可
能となる。

【００２９】イメージセンサ２０は、フォトダイオード
等の複数の受光素子、シフトゲート、アナログシフトレ
ジスタ及び電荷電圧変換部を有する。イメージセンサ２
０は、受光素子が図２において紙面垂直方向に直線状に
並ぶ姿勢でキャリッジ２４に搭載されているリニアイメ
ージセンサである。カラー出力の場合、Ｒ（Red）、Ｇ
（Green）、Ｂ（Blue）の３色のカラーフィルタアレイ
を用いた各色１列の３列構成（１列×３色）または各色
２列の６列構成（２列×３色）のイメージセンサ２０を
用いる。図４は、イメージセンサ２０に受光素子Ｇが１
列で配列された様子を表す模式図である。図５は、受光
素子Ｇが平行線状の複数列に配列された様子を表す模式
図であり、１ライン分の画素に対応する２列の受光素子
Ｇを表している。イメージセンサ２０は、奇数番目の受
光素子からの電荷を転送するアナログシフトレジスタ
と、偶数番目の受光素子からの電荷を転送するアナログ
シフトレジスタとを、異なるアナログシフトレジスタで
構成している。イメージセンサ２０は、光学系３０によ
り入力される主走査線上の光学像を走査しその光学像の
濃淡に相関するアナログデータを出力する。イメージセ
ンサ２０は、可視光、赤外光、紫外光等、所定の波長領
域の光を光電変換して得られる電荷を一定時間蓄積し、
受光素子ごとの受光量に応じたアナログ表現の電気信号
（アナログデータ）群をＣＣＤ（Charge Coupled Devic
e）、ＭＯＳトランジスタスイッチ等を用いて時分割し
て出力する。イメージセンサ２０としてはレンズ縮小型
を用いてもよいし密着型を用いてもよい。

【００３０】イメージセンサ２０は、以下のように作動
する。 （１）各受光素子で光が受光されると、光電変換により
電荷が各受光素子に蓄積される。 （２）主走査駆動部１０２によりシフトパルスがシフト
ゲートに入力されることによって、受光素子に蓄積され
た電荷がアナログシフトレジスタに転送される。この電
荷の転送は全受光素子について一斉に行われる。受光素
子に電荷を蓄積する時間、すなわち露光時間はシフトパ
ルスのパルス間隔の変更又は電子シャッタにより変更す
ることができる。 （３）主走査駆動部１０２によるアナログシフトレジス
タへの転送パルスの入力に基づき、アナログシフトレジ
スタに転送された電荷が電荷電圧変換部に転送される。

【００３１】信号処理部１００はアナログ信号処理部１
０４、ディジタル信号処理部１０８から構成される。信
号処理部１００は、イメージセンサ２０の出力信号を処
理し光学系３０によってイメージセンサ２０に入力され
る光学像を表す画像データを出力する。

【００３２】アナログ信号処理部１０４はキャリッジ２
４に固定された基板に搭載される。アナログ信号処理部
１０４は、相関二重サンプリング機能、増幅機能、オフ
セット機能、およびアナログ・デジタル変換（Ａ／Ｄ変
換）機能を有する所謂ＡＦＥ（Analog Front End）とし
てのＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circ
uit）である。アナログ信号処理部１０４は、イメージ
センサ２０から出力されたアナログ信号に対して雑音低
減処理、増幅処理、オフセット処理等を施した後にＡ／
Ｄ変換して所定ビット長のディジタル表現の画像信号
（ディジタルデータ）を出力する。アナログ信号処理部
１０４は、ゲイン補正機能及びオフセット補正機能を有
し、ゲインを設定するためのゲインレジスタ、オフセッ
トを設定するためのオフセットレジスタをインタフェー
スに備えている。アナログ信号処理部１０４は、動作モ
ードを設定するためのモードレジスタをインタフェース
に備えている。アナログ信号処理部１０４はモードレジ
スタに設定される値に応じて原稿読み取り用の作動モー
ド（原稿読み取りモード）または作動環境を設定する作
動モード（作動環境設定モード）のいずれかのモードで
動作する。作動環境設定モードでは、入力されたアナロ
グデータの数より少ない数のディジタルデータを出力す
る。原稿読み取りモードでは、入力されたアナログデー
タの数と同じ数のディジタルデータを出力する。

【００３３】ディジタル信号処理部１０８は、アナログ
信号処理部１０４から出力されたディジタルデータに対
しシェーディング補正、ガンマ補正、画素補間等の各種
のディジタル信号処理を施して画像データを作成する。

【００３４】制御部１１０はＣＰＵ１３０、ＲＡＭ１３
２及びＲＯＭ１３４を備えるマイクロコンピュータで構
成されている。制御部１１０は主走査駆動部１０２、副
走査駆動部２６、反射原稿用光源２２、透過原稿用光源
８０、信号処理部１００等にバスで接続されている。制
御部１１０は、ＲＯＭ１３４に記憶されたコンピュータ
プログラムを実行し、主走査駆動部１０２、副走査駆動
部２６、反射原稿用光源２２、透過原稿用光源８０、信
号処理部１００等を制御する。例えばＲＯＭ１３４には
最淡値を検査するためのコンピュータプログラムが格納
されており、ＣＰＵ１３０はこのコンピュータプログラ
ムを実行することで、ディジタルデータ群を検査して最
淡値を求める処理等、作動環境の設定に係わる処理を行
う。

【００３５】以上、本発明による画像読み取り装置の一
実施例であるイメージスキャナ１０の構成について図２
及び図３に基づいて説明した。

【００３６】作動環境の設定は、光源の光度、イメージ
センサにおける受光素子の信号電荷の蓄積時間、イメー
ジセンサから出力されるアナログ信号のゲイン及びオフ
セット等、ディジタル信号処理部１０８で扱われる画像
データの濃淡に係わる変量を調整し、ディジタル信号処
理部１０８から出力される画像データの品質を向上させ
るために被写体像の走査に先立って行われる。この作動
環境は、白基準板２８又は透過原稿用光源８０の拡散板
８２の光学像（白基準像）を読み取って取得される白基
準ディジタルデータの最淡値を検査し、最淡値が所定の
範囲内の濃淡値になるように設定される。環境設定時に
は、イメージセンサ２０の受光素子数より少数の白基準
ディジタルデータを基に最淡値の検査を行っている。以
下、作動環境の設定におけるデータの流れの全体像を説
明する。

【００３７】図６は、作動環境の設定におけるデータの
流れの全体像を表す図である。まず、イメージセンサ２
０から白基準像を読み取った全受光素子分のアナログデ
ータ（Ｄ２０５）が出力される。出力されたデータ（Ｄ
２０５）は、アナログ信号処理部１０４でイメージセン
サ２０の受光素子数より少数のディジタルデータ群に変
換される。アナログ信号処理部１０４から出力されたデ
ータ群（Ｄ２２５）はここで一旦ＲＡＭ１３２に格納さ
れた後、ＣＰＵ１３０によって最淡値の検査が行われ、
最淡値のディジタルデータ（Ｄ２３０）が出力される。

【００３８】以上、作動環境の設定におけるデータの流
れの全体像を説明した。以下、アナログ信号処理部１０
４が作動環境設定モードで検査の対象となるディジタル
データを出力するために行う変換処理について説明す
る。

【００３９】アナログ信号処理部１０４は、予め設定さ
れている受光素子のデータだけを抽出する前段処理と、
抽出したデータの所定数ごとの平均値を求める後段処理
とを組み合わせることで、最終的にイメージセンサ２０
の受光素子数より少数のディジタルデータ群を出力す
る。尚、前段処理及び後段処理は、アナログ信号処理部
１０４で実施する雑音低減処理、増幅処理、オフセット
処理等の全処理段階のうち、いずれの段階で実施しても
よい。また、前段処理及び後段処理はワイヤードロジッ
ク、プログラムロジックのいずれの回路構成で実施して
もよい。

【００４０】前段処理では、イメージセンサ２０上にお
いて隣接する３つの受光素子から便宜上１つの小区間が
設定されており、各小区間の左端に位置する素子のみが
抽出対象として設定されている。図１はＲ（Red）、Ｇ
（Green）、Ｂ（Blue）の３色のカラーフィルタアレイ
を用いた６列構成（２列×３色）のイメージセンサ２０
に抽出対象となる受光素子Ｇを設定しデータ数を３分の
１に間引く例である。尚、図１は１ライン分の受光素子
Ｇに対応する２列、すなわち１色分の２列のみを示して
いる。図１に示すように、隣接する第１番目、第２番
目、第３番目の受光素子Ｇが一つの小区間Ｓを構成し、
左端にある第１番目の素子Ｇが抽出対象として設定され
ている。このように、抽出対象となるイメージセンサ２
０の一部の受光素子Ｇ（図中の太枠で囲まれた、第１番
目、第４番目、第７番目等の受光素子Ｇ）を、残部の素
子Ｇ（第２番目、第３番目、第５番目等の受光素子Ｇ）
を２つずつ間に置いて複数列の各列に非連続に配列する
ことで、各列の受光素子Ｇを満遍なく抽出することがで
きる。また、イメージセンサ２０は、奇数番目の受光素
子からの電荷を転送するアナログシフトレジスタと、偶
数番目の受光素子からの電荷を転送するアナログシフト
レジスタとを、異なるアナログシフトレジスタで構成し
ている。一般にアナログシフトレジスタが異なるとその
特性が異なるため、各列の受光素子を満遍なく抽出する
ことで、アナログシフトレジスタの特性の相違を最小限
にしている。なお、図７はＲＧＢの３色のカラーフィル
タアレイを用いた３列構成（１列×３色）のイメージセ
ンサ２０に抽出対象を設定した例であり、図７はそのう
ちの１列のみを示す。

【００４１】なお、前段処理で抽出対象となる受光素子
の設定については、本実施例のように受光素子を所定数
ずつ間に置いて主走査方向に満遍なく均一に設定しても
よいし、例えば、光源の光度分布が主走査方向の中央近
辺で常に高い場合、イメージセンサ２０は各列中央近辺
の受光素子の出力が大きくなるため、各列中央近辺の全
受光素子を抽出対象として設定するようにしてもよい
し、光源の光度分布が右端や左端で常に高い場合はそれ
ぞれ右端や左端から所定数の受光素子を抽出対象として
設定してもよい。すなわち、光源の特性が常時ほぼ一定
であれば、その特性を考慮して設定するようにしてもよ
い。

【００４２】また、抽出対象の数を減らせば最淡値の検
査に要する時間が短縮される一方で、検査結果の信頼性
が下がる。逆に抽出対象の数を増やせば、検査に要する
時間は延びるが検査結果の信頼性は上がる。よって、抽
出対象の数は画像読み取り装置に要求される性能や品質
等の要件に応じて適宜設定してよい。

【００４３】後段処理では、前段処理で抽出されたデー
タについて、所定数ごとに平均値を求める。具体的に図
１で説明すると、１０個の小区間Ｓについて抽出された
データごとに平均値を求めることで、１０個の小区間Ｓ
を内包する中区間Ｍごとに１つの平均値を出力する。図
１の例の場合、後段処理を実施することでデータ数はさ
らに１０分の１になる。

【００４４】なお、各平均値を求める母集団の数が増え
れば、すなわち中区間Ｍに含まれる小区間Ｓの数が増え
れば、平均値の総数が減る。これにより最淡値の検査の
時間が短縮されるが、最淡値の信頼性は下がる。逆に中
区間Ｍに含まれる小区間Ｓの数が減れば結果として最淡
値の検査の時間は延びるが、最淡値の信頼性は上がる。
よって、中区間Ｍに含まれる小区間Ｓの数は、画像読み
取り装置に要求される性能や品質等の要件に応じて任意
に設定してよい。尚、前段処理で３分の１のデータを抽
出し、後段処理で３２個のデータごとに平均値を求め、
その平均値に基づいて最淡値を検査した結果は最淡値の
検査結果に適切な公差を設定することで十分信頼性の高
いものになることが実験により判明している。また、ア
ナログ信号処理部１０４の後段処理において、所定数ご
との平均値を求める処理に代えて所定数ごとの最大値を
求めることにより、最大値を求める母集団の数を増大さ
せて最淡値の検査の時間をさらに短縮することができ
る。母集団の最大値を求める場合、最大値の母集団の数
にかかわらず母集団における最淡値を常に正確に求める
ことができ、また最淡値の検査結果に設定する公差を小
さくすることができる。

【００４５】以上、アナログ信号処理部１０４が検査の
対象となるディジタルデータを出力するために行う変換
処理について説明した。以下、反射原稿の場合を例に、
イメージスキャナ１０が作動環境を設定する作動につい
て説明する。

【００４６】図８は、作動環境を設定する作動の処理シ
ーケンスを表す図である。本シーケンスは、イメージス
キャナ２０の電源が投入されることによって開始され、
次のように作動する。 （１）ＣＰＵ１３０は、アナログ信号処理部１０４が備
えるモードレジスタに、作動環境設定モードを表す所定
の値を設定する（ステップＳ２１５）。 （２）ＣＰＵ１３０は、反射原稿用光源２２を点灯し、
副走査駆動部２６を制御してキャリッジ２４を所定の白
基準読み取り位置に移動させる。これにより、原稿台１
４の縁部に設けられた白基準板２８の白基準像が光学系
３０によりイメージセンサ２０に結像される（ステップ
Ｓ２２０）。 （３）入射光量に相関した量の電荷（信号電荷）がイメ
ージセンサ２０の受光素子に蓄積され、蓄積された電荷
は主走査駆動部１０２から出力されるシフトパルス等の
駆動パルスによりアナログデータ群（Ｄ２０５）として
アナログ信号処理部１０４に出力される（ステップＳ２
２５）。 （４）アナログ信号処理部１０４は、動作モードのレジ
スタに作動環境設定モードを表す値が設定されているこ
とから、前述したように検査の対象となるディジタルデ
ータを出力するために行う変換処理を行い、後段処理で
求まる平均値に対応するディジタルデータ群（Ｄ２２
５）を出力する。このディジタルデータ群の構成数は受
光素子数より少数である。ディジタルデータ群（Ｄ２２
５）はＲＡＭ１３２の所定のアドレスに格納される（ス
テップＳ２３０）。 （５）ＣＰＵ１３０は、ＲＡＭ１３２の所定のアドレス
に格納されたディジタルデータ群を検査し、群を構成す
るデータのうち最大の濃淡値を表すものを当該作動環境
における最淡値として検出する。なお、最大の値は、例
えばディジタルデータ群を構成する各データを順次比較
し、値の大きいデータを順次保持するようにしたりする
ことで容易に求めることができる（ステップＳ２３
５）。 （６）ＣＰＵ１３０は、検査した最淡値が所定の範囲内
の濃淡値であるかどうかを判定する（ステップＳ２４
０）。 （７）所定の範囲内の濃淡値でなければ、最淡値が所定
の範囲内の濃淡値になるよう作動環境を設定し、再び最
淡値を検査する。具体的には、ＣＰＵ１３０は、原稿を
照射する反射原稿用光源２２の光度を調整したり、シフ
トパルスの間隔を指定する値を主走査駆動部１０２の所
定のレジスタにセットしたり、アナログ信号処理部１０
４のゲインレジスタ又はオフセットレジスタの値を変更
したりする処理を行う（ステップＳ２４５）。 （８）所定の範囲内の濃淡値であれば、Ａ／Ｄ変換器の
作動モードを原稿読み取りモードに設定して作動環境を
設定する作動を終了する（ステップＳ２５０）。

【００４７】なお、作動環境の設定は、原稿を読み取る
ときに毎回設定するようにしてもよい。また、最淡値の
検査は、本実施例ではＣＰＵ１３０が行っているが、最
淡値を検査するための回路を設け、その回路に行わせる
ようにしてもよい。また、最淡値を求める方法は、本実
施例のように抽出と平均を組み合わせて変換したディジ
タルデータを検査して求めてもよいし、抽出又は平均の
いずれか一方のみの処理で変換したディジタルデータを
検査して求めてもよい。

【００４８】以上、本実施例における作動環境の設定に
ついて説明した。以下、設定した作動環境の下で被写体
像をイメージセンサ２０に入力し画像データを出力する
作動について説明する。

【００４９】図９は、被写体像を入力し画像データを出
力する作動の処理シーケンスを表す図である。本処理シ
ーケンスは、画像処理装置１５０から被写体の読み取り
の命令を受けることによって開始される。 （１）ＣＰＵ１３０は、反射原稿用光源２２を点灯し、
副走査駆動部２６を制御してキャリッジ２４を所定の被
写体読み取り位置に移動させる。これにより、被写体像
が光学系３０によりイメージセンサ２０に結像される
（ステップＳ３０５）。 （２）入射光量に相関した量の電荷（信号電荷）がイメ
ージセンサ２０の受光素子に蓄積され、蓄積された電荷
は主走査駆動部１０２から出力されるシフトパルス等の
駆動パルスによりアナログデータ群としてアナログ信号
処理部１０４に出力される（ステップＳ３１０）。 （３）アナログ信号処理部１０４は、動作モードのレジ
スタに原稿読み取りモードを表す値が設定されているこ
とから、出力されたアナログデータ群に対して雑音低減
処理、増幅処理、オフセット処理等を施した後にＡ／Ｄ
変換して所定ビット長のディジタルデータ群を出力す
る。このディジタルデータ群の構成数は受光素子数と同
じ数である（ステップＳ３１５）。 （４）ディジタル信号処理部１０８は、アナログ信号処
理部１０４から出力されたディジタルデータ群に対しシ
ェーディング補正、ガンマ補正、画素補間等の各種のデ
ィジタル信号処理を施して画像データを出力する（ステ
ップＳ３２０）。 （５）ＣＰＵ１３０は、被写体の読み取りが完了したか
どうかを判定する。完了していれば読み取りの作動を終
了し、完了していなければ副走査駆動部２６を制御して
キャリッジ２４を副走査方向へ移動させ、ステップＳ３
０５に戻り次のラインの読み取りを行う（ステップＳ３
２５）。

【００５０】以上、設定した作動環境の下で被写体像を
イメージセンサ２０に入力し画像データを出力する作動
について説明した。以下、本実施例におけるイメージス
キャナ１０の効果について説明する。

【００５１】本実施例によると、最淡値の検査を全ての
受光素子ではなく、所定の規則に従って配列した素子の
みを対象として行っている。白基準ディジタルデータの
濃淡値が受光素子毎に異なる最も大きな要因は、照明む
らである。しかしながら、隣接する受光素子間では照明
むらの影響が極わずかであるため、白基準ディジタルデ
ータが表す濃淡値が急激に変化することは少ない。よっ
て最淡値を求めるのであれば、イメージセンサ２０に配
列された受光素子を数素子毎に抽出して検査を行っても
信頼性の高い値を得ることができる。最淡値の検査対象
となるディジタルデータの総数を専用ハードウェアによ
る処理で小さくすることで、最淡値をソフトウェアで求
める処理に要する時間が短縮される。したがって作動環
境の設定を短時間で行うことができる。また、アナログ
データ処理部１０４でのデータ処理量も低減されるた
め、最淡値を求める処理に要する時間がさらに短縮され
る。

【００５２】以上、本実施例におけるイメージスキャナ
１０の効果について説明した。なお、アナログデータ群
をイメージセンサ２０の受光素子数より少数のディジタ
ルデータ群に変換する方法は、例えばアナログデータ処
理部１０４に入力するデータ数自体を減らしてもよい
し、アナログデータ処理部１０４でデータ数を減らすこ
となしにＣＰＵ１３０が検査の対象となるデータをＲＡ
Ｍ１３２から一部抽出するようにしてもよい。また、本
実施例はフラットベッド型の画像読み取り装置を用いて
紙等の反射原稿を読み取る場合を例に説明したが、シー
トフィード型の画像読み取り装置に本発明を適用しても
よいし、反射原稿に限らずフィルムなどの透過原稿を読
み取る画像装置に本発明を適用してもよい。

【００５３】最後に、特許請求の範囲に記載の発明と本
実施例との対応関係を以下に整理して説明する。

【００５４】特許請求の範囲に記載の「イメージセン
サ」、「光学系」、「駆動部」、「処理部」は、それぞ
れ本実施例の、イメージセンサ２０、光学系３０、主走
査駆動部１０２、信号処理部１００に対応する。

【００５５】特許請求の範囲に記載の「白入力手段」の
機能は、原稿台１４に設けた白基準板２８を光学系３０
がイメージセンサ２０の受光部に結像し、結像された像
を基にイメージセンサ２０がアナログデータ群を出力す
る機能（ステップＳ２２０〜Ｓ２２５）に対応する。

【００５６】特許請求の範囲に記載の「変換手段」の機
能は、アナログ信号処理部１０４が、イメージセンサ２
０から出力されたアナログデータ群に前段処理及び後段
処理を施して、受光素子数より少数のディジタルデータ
に変換する機能（ステップＳ２３０）に対応する。

【００５７】特許請求の範囲に記載の「検査手段」の機
能は、ＲＡＭ１３２に格納されたディジタルデータ群の
最淡値をＣＰＵ１３０が検査する機能（ステップＳ２３
５）に対応する。

【００５８】特許請求の範囲に記載の「設定手段」の機
能は、ＣＰＵ１３０が、反射原稿用光源２２の光度を調
整したり、シフトパルスの間隔を指定する値を主走査駆
動部１０２の所定のレジスタにセットしたり、アナログ
信号処理部１０４のゲインレジスタ又はオフセットレジ
スタの値を変更したりする機能（ステップＳ２４５）に
対応する。

【００５９】特許請求の範囲に記載の「制御手段」の機
能は、ＣＰＵ１３０が光学系３０、主走査駆動部１０
２、副走査駆動部２６、信号処理部１００を制御し、信
号処理部１００から画像データを出力させる一連の機能
（ステップＳ３０５〜Ｓ３２５）に対応する。

【００６０】特許請求の範囲に記載の「イメージセンサ
の残部の受光素子を所定数づつ間に置いて非連続に配列
されているイメージセンサの一部の受光素子」は、３列
構成（１列×３色）のイメージセンサ２０において検査
の対象として設定された受光素子に対応する。

【００６１】特許請求の範囲に記載の「平行線状の複数
列に配列された複数の受光素子」は、６列構成（２列×
３色）のイメージセンサ２０に配列された受光素子に対
応する。

【００６２】特許請求の範囲に記載の「イメージセンサ
の残部の受光素子を所定数づつ間に置いて複数列の各列
に非連続に配列されているイメージセンサの一部の受光
素子」は、６列構成（２列×３色）のイメージセンサ２
０において検査の対象として設定された受光素子に対応
する。

【００６３】特許請求の範囲に記載の「所定数のアナロ
グデータごとの平均値群に対応するディジタルデータ
群」は、平均値のディジタルデータ群（Ｄ２２５）に対
応する。

【００６４】特許請求の範囲に記載の「設定手段」の、
「イメージセンサから出力されるアナログデータの増幅
を調整して作動環境を設定する」機能は、ＣＰＵ１３０
が、アナログ信号処理部１０４のゲインレジスタ又はオ
フセットレジスタの値を変更する機能（ステップＳ２４
５）に対応する。

【００６５】特許請求の範囲に記載の「設定手段」の、
「受光素子の信号電荷の蓄積時間を調整して環境を設定
する」機能は、ＣＰＵ１３０が、シフトパルスの間隔を
指定する値を主走査駆動部１０２の所定のレジスタにセ
ットする機能（ステップＳ２４５）に対応する。

【図面の簡単な説明】

【図１】ＲＧＢの３色のカラーフィルタアレイを用いた
６列構成（２列×３色）のイメージセンサ２０に抽出対
象を設定した一例を示す模式図である。

【図２】本発明の一実施例によるイメージスキャナ１０
を概略的に示す断面図である。

【図３】本発明の一実施例によるイメージスキャナ１０
を示すブロック図である。

【図４】イメージセンサ２０に受光素子Ｇが１列で配列
された様子を表す模式図である。

【図５】イメージセンサ２０に受光素子Ｇが平行線状の
複数列に配列された様子を表す模式図である。

【図６】作動環境の設定におけるデータの流れの全体像
を表す図である。

【図７】ＲＧＢの３色のカラーフィルタアレイを用いた
３列構成（１列×３色）のイメージセンサ２０に抽出対
象を設定した一例を示す模式図である。

【図８】作動環境を設定する作動の処理シーケンスを表
す図である

【図９】被写体像を入力し画像データを出力する作動の
処理シーケンスを表す図である。

【符号の説明】

１０ イメージスキャナ ２０ イメージセンサ ２６ 副走査駆動部 ３０ 光学系 １００ 信号処理部 １０４ アナログ信号処理部 １０２ 主走査駆動部 １０８ ディジタル信号処理部 １１０ 制御部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 青木 毅 長野県諏訪市大和３丁目３番５号 セイコ ーエプソン株式会社内 Ｆターム(参考） 5B047 AA01 AB04 BA02 BB02 BC14 CB22 DA03 DC02 DC06 5C072 AA01 BA05 EA04 FB19 RA16 UA03 UA05 UA17 5C077 LL04 MP01 PP06 PP10 PP44 PQ12 PQ20 SS01 TT06

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の受光素子を有するイメージセンサ
   と、 前記イメージセンサに光学像を入力する光学系と、 前記イメージセンサを駆動する駆動部と、 前記イメージセンサから出力されるアナログデータ群を
   ディジタルデータ群に変換し前記ディジタルデータ群に
   基づいて前記光学像を表す画像データを出力する処理部
   と、 白基準像を前記イメージセンサに入力しアナログデータ
   群を出力させる白入力手段と、 前記処理部に前記アナログデータ群を前記イメージセン
   サの受光素子数より少数のディジタルデータ群に変換さ
   せる変換手段と、 前記ディジタルデータ群の最淡値を検査する検査手段
   と、 前記ディジタルデータ群の最淡値が所定範囲内の濃淡値
   になる作動環境を設定する設定手段と、 前記作動環境の下で前記光学系、前記駆動部及び前記処
   理部を制御し、前記イメージセンサに入力された被写体
   像を表す画像データを前記処理部から出力させる制御手
   段と、を備えることを特徴とする画像読み取り装置。
2. 【請求項２】 前記変換手段は、前記処理部に、前記イ
   メージセンサに線状に配列された受光素子の一部であっ
   て前記イメージセンサの残部の受光素子を所定数づつ間
   に置いて非連続に配列されている前記イメージセンサの
   一部の受光素子について出力されるアナログデータ群を
   前記イメージセンサの受光素子数より少数のディジタル
   データ群に変換させることを特徴とする請求項１記載の
   画像読み取り装置。
3. 【請求項３】 前記イメージセンサは平行線状の複数列
   に配列された複数の受光素子を有し、 前記変換手段は、前記処理部に、前記イメージセンサの
   一部の受光素子であって前記イメージセンサの残部の受
   光素子を所定数づつ間に置いて前記複数列の各列に非連
   続に配列されている前記イメージセンサの一部の受光素
   子について出力されるアナログデータ群を前記イメージ
   センサの受光素子数より少数のディジタルデータ群に変
   換させることを特徴とする請求項１記載の画像読み取り
   装置。
4. 【請求項４】 前記ディジタルデータ群は所定数のアナ
   ログデータごとの平均値群に対応することを特徴とする
   請求項１、２又は３記載の画像読み取り装置。
5. 【請求項５】 前記ディジタルデータ群は所定数のアナ
   ログデータごとの最大値群に対応することを特徴とする
   請求項１、２又は３記載の画像読み取り装置。
6. 【請求項６】 前記設定手段は、前記イメージセンサか
   ら出力されるアナログデータの増幅を調整して前記作動
   環境を設定することを特徴とする請求項１〜５のいずれ
   か一項に記載の画像読み取り装置。
7. 【請求項７】 前記設定手段は、前記受光素子の信号電
   荷の蓄積時間を調整して前記作動環境を設定することを
   特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の画像読
   み取り装置。
8. 【請求項８】 白基準像をイメージセンサに入力しアナ
   ログデータ群を出力させる白入力ステップと、 前記アナログデータ群を前記イメージセンサの受光素子
   数より少数のディジタルデータ群に変換する変換ステッ
   プと、 前記ディジタルデータ群の最淡値を検査する検査ステッ
   プと、 前記ディジタルデータ群の最淡値が所定範囲内の濃淡値
   になる作動環境を設定する設定ステップと、 前記作動環境の下で、被写体像をイメージセンサに入力
   し前記イメージセンサから出力されるアナログデータを
   ディジタルデータに変換し当該ディジタルデータに基づ
   いて前記被写体像を表す画像データを出力する出力ステ
   ップと、を含むことを特徴とする画像読み取り方法。
9. 【請求項９】 前記変換ステップにおいて、前記イメー
   ジセンサに線状に配列された受光素子の一部であって前
   記イメージセンサの残部の受光素子を所定数づつ間に置
   いて非連続に配列されている前記イメージセンサの一部
   の受光素子について出力されるアナログデータ群を前記
   イメージセンサの受光素子数より少数のディジタルデー
   タ群に変換することを特徴とする請求項８記載の画像読
   み取り方法。
10. 【請求項１０】 前記イメージセンサは平行線状の複数
    列に配列された複数の受光素子を有し、 前記変換ステップにおいて、前記イメージセンサの一部
    の受光素子であって前記イメージセンサの残部の受光素
    子を所定数づつ間に置いて前記複数列の各列に非連続に
    配列されている前記イメージセンサの一部の受光素子に
    ついて出力されるアナログデータ群を前記イメージセン
    サの受光素子数より少数のディジタルデータ群に変換す
    ることを特徴とする請求項８記載の画像読み取り方法。
11. 【請求項１１】 前記ディジタルデータ群は所定数のア
    ナログデータごとの平均値群に対応することを特徴とす
    る請求項８、９又は１０記載の画像読み取り方法。
12. 【請求項１２】 前記ディジタルデータ群は所定数のア
    ナログデータごとの最大値群に対応することを特徴とす
    る請求項８、９又は１０記載の画像読み取り方法。
13. 【請求項１３】 前記設定ステップにおいて、前記イメ
    ージセンサから出力されるアナログデータの増幅を調整
    して前記作動環境を設定することを特徴とする請求項８
    〜１２のいずれか一項に記載の画像読み取り方法。
14. 【請求項１４】 前記設定ステップにおいて、前記受光
    素子の信号電荷の蓄積時間を調整して前記作動環境を設
    定することを特徴とする請求項８〜１２のいずれか一項
    に記載の画像読み取り方法。