JP2004112101A - 画像読取装置 - Google Patents

Abstract

【課題】白基準部位の読み取りスタート位置を検出してその処理により読み取り位置を特定することで、白基準部位から外れる事無く正しく白基準データを読み取ることができる画像読取装置を提供する。
【解決手段】１次元配列された複数の光電変換素子を有するラインセンサと、前記ラインセンサによって白基準部位の白基準画像を読み取る白基準画像読取手段と、各光電変換素子の出力に基づいて白基準データを記憶する記憶手段と、原稿の画像を読み取る際に、各光電変換素子の出力を前記補正用データに基づいて、補正するシェーディング補正手段と、を有する画像読取装置において、さらに、前記白基準部位のスタート位置を示す読取位置マークを検出する検出手段と、その検出したマーク位置を基準に白基準データを読み取る基準データ読取手段と、を有することを特徴とする画像読取装置。
【選択図】　　　　図８

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、イメージスキャナ、ファクシミリ、ディジタル複写機等の画像読み取りをおこなうために、一次元ラインセンサによって、白基準部材の白基準画像を読み取り、各光電変換素子の出力に基づいて白基準データとして記憶し、原稿の画像を読み取る際に、各光電変換素子の出力を補正用白基準データに基づいて補正するシェーディング補正機能を備えた画像読取装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、画像読取装置において、シェーディング補正には白基準データを用いて行われており、適正な補正を行なうことができるように白基準データに欠陥を含まないようにデータ取得する様々な方法が考え出され、これらの方法を用いる画像読取装置が知られている。
例えば、白基準データの欠陥画素判定を行ない、欠陥画素のデータを取り入れない方法を用いて適した白基準データを取得する画像読取装置（例えば、特許文献１参照）、白基準データとするために白基準部位を数ライン読み込み、欠陥画素の有る無しに関わらず、ライン間で平均化処理を行なって白基準データとする画像読取装置（例えば、特許文献２参照）、白基準部材の副走査方向先端部の長さマージンを最小に抑える画像読取装置（例えば、特許文献３参照）等が報告されている。
【０００３】
【特許文献１】
特開併平９−２１９７９３号公報
【特許文献２】
特開平１０−２７１３３０号公報
【特許文献３】
特開平１０−２７６３２４号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
シェーディング補正を行なうための白基準の読み取りは、画像データを読み込む前に白基準データを読み込むことにより行なうが、白基準の読み取り位置への移動は、例えばステッピングモータを用いる場合は、白基準部位の位置までに必要な数のステッピングパルスを白基準部位読み取り位置に合わせて発生し、そのパルス数を発生した後に白基準データの読み取りを行なっていたが、白基準部位位置への移動に際しての精度の問題があるため、移動精度ばらつきを吸収するために副走査方向に白基準部位幅のマージンを持たせている。
【０００５】
しかしながら白基準部位を際限なく大きくすることは困難で有り、また装置そのものの小型化の要求があり、限られた大きさの白基準部位で白基準データの読取を確実に行なわなければならない。
また限られたサンプリングの範囲内であっても白基準データ中に白基準部位外の画素を含むべきではない。
【０００６】
本発明では上記問題点を鑑みてなされたものであり、白基準部位の読み取りスタート位置を検出してその処理により読み取り位置を特定することにより、白基準部位から外れる事無く正しく白基準データを読み取ることができる画像読取装置を提供することを目的とする。
また、原稿搬送ローラ中に白基準部位を設けた場合、常に一定の読み取り位置から白基準データを読み取ることができる画像読取装置、さらに白基準データが異常データであった場合には、読み取り位置を変更することができる画像読み取り装置を提供することも目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の画像読取装置は、１次元配列された複数の光電変換素子を有するラインセンサと、ラインセンサによって白基準部位の白基準画像を読み取る白基準画像読取手段と、各光電変換素子の出力に基づいて白基準データを記憶する記憶手段と、原稿の画像を読み取る際に、各光電変換素子の出力を補正用データに基づいて、補正するシェーディング補正手段と、を有する画像読取装置において、さらに、白基準部位のスタート位置を示すマークを検出する検出手段と、その検出したマーク位置を基準に白基準データを読み取る基準データ読取手段と、を有することを特徴とするものである。
【０００８】
請求項２記載の画像読取装置は、白基準部位を有する部品が原稿搬送ローラであって、ローラ中の白基準読み取り部位を検出し、その位置を基準に原稿搬送ローラ中の一定の読み取り位置で白基準データを読み取ること、を特徴とするものである。
【０００９】
請求項３記載の画像読取装置は、読み取った白基準データに異常データを検出した際にはそのマーク検出位置を基準とする白基準データの読み取りに問題が有るとして、読み取り位置を変更することができることを特徴とするものである。
【００１０】
請求項４記載の画像読取装置は、白基準データの読み取り位置を変更するために、白基準を読み込むための原稿搬送ローラのマーク位置を、ローラの回転軸に従い任意に回転させることができることを特徴とするものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について図面を参照しながら説明する。
まず、図１〜図５で本発明を搭載したイメージスキャナを例に基本動作例を説明する。図１は、本発明の画像読取装置の構成を示した図であり、図２は、画像読取装置の全体制御ブロック図、図３はブックモード時の原稿読取部の構成を示した図、図４はＡＤＦモード時の原稿読取部の構成を示した図、図５は画像処理部の内部の構成を示した図である。
【００１２】
画像読取装置１の右側上部に自動給紙装置２（ＡＤＦ）が設けられ、本体上面には原稿読取台３が設けられており、これによりイメージスキャナ全体を構成している。この場合、画像読取装置１の内部には、光源４ａおよびミラー４ｂとを備えた第１の走行体４と、ミラー５ａおよび５ｂを備えた第２の走行体５と、レンズ６と１次元の光電変換素子（本実施の形態ではＣＣＤを例示する。）７と、前記走行体４、５を駆動するステッピングモータ８とからなる露光走査光学系９が設けられている。なお、この露光走査光学系９の下段の構成については後述する。
【００１３】
自動給紙装置２には、ＡＤＦユニット１０と、原稿台１１とが設けられている。ＡＤＦユニット１０内にはステッピングモータ１２が備えられている。更に、原稿読取台３の上部に原稿押さえ板１４が回動自在に取りつけられており、原稿１３はその原稿押さえ板１４の下にセットされる。原稿読取台３の端部には、シェーディング補正用の白基準部位１５が配置されている。
【００１４】
このような画像読取装置において、図２は、露光走査光学系９により読み取られた画像データの処理を行なうための制御回路の構成を示すものである。また、原稿読み取りモードとしては、図３に示すような原稿読取台３を用いて画像データの読み取りを行なうブックモードと、図４に示すような自動給紙装置２を用いて画像データの読み取りを行なうＡＤＦモードとがある。
【００１５】
そこで、まず、図３に示すようなブックモードにおける画像データ読み取りの基本動作について述べる。
原稿１３を原稿押さえ板１４下の原稿読取台３上にセットした後、ＣＰＵ１６は光源ドライバ１７を動作させて光源４ａをオンにする。次に、ＣＣＤ駆動部１８により駆動されるＣＣＤ７で白基準部位１５を読み取り、画像処理部１９内のＡ／Ｄコンバータ（図示せず）でアナログディジタル変換を行ない、画像データのシェーディング補正用の基準データとして画像処理部１９内のラインバッファ（図示せず）に記憶する。ＣＰＵ１６は、モータドライバ２０（駆動装置）をドライブしてステッピングモータ８を動作させ、これにより走行体４は原稿１３のある方向へ移動する。走行体４が原稿面を一定速度で走査する事により、その原稿１３の画像データがＣＣＤ７により光電変換される。
【００１６】
また、図５は、最も基本的な画像処理部１９の内部の構成を示した図であり、ここで光電変換されたアナログビデオ信号ａは、アナログビデオ処理部２１でディジタル変換の処理まで行なわれた後、シェーディング補正処理部２２、画像データ処理部２３により、それぞれシェーディング補正、各種の画像データ処理を行なった後、２値化処理部２４により、所望とする２値化処理された２値化データｂを作成する。その後、その２値化データｂをスキャンバッファ２５に順次記憶していく。Ｉ／Ｆコントローラ２６は、スキャンバッファ２５内のデータを外部のホストコンピュータ（図示せず）等の装置に出力する制御を行なう。バッファコントローラ２７は、スキャンバッファ２５への画像データの入出力管理を行なう。
【００１７】
次に、図４に示すようなＡＤＦモードにおける画像データ読み取りの基本動作について述べる。この場合にも、まず、白基準部位１５が読み込まれた後、ステッピングモータ１２をＣＰＵ１６がモータドライバ２８（駆動装置）でドライブする事により、原稿台１１にセットされた原稿１３を分離ローラ２９、搬送ローラ３０で搬送していき、走行体４の所定の読み取り位置まで搬送される。この時、原稿１３は一定速度で搬送されていき、走行体４は停止したままで原稿面の画像データをＣＣＤ７で読み取る。以下、ブックモードと同様の処理を行ない、２値化された画像データはスキャンバッファ２５に記憶され、Ｉ／Ｆコントローラ２６を介してホストコンピュータ（図示せず）等に送られる。
【００１８】
発明の実施例を図を用いながら説明する。図６は、図５に示す画像処理部をさらに詳細に示したブロック図である。図中の各部の説明をすると、光源よりコンタクトガラス上にある原稿を照らし、反射光をシェーディング調整板を通してレンズによって集光し、ラインセンサにて結像する構成とする。なお図６では、説明簡単化のために反射光を折り返すためのミラーは省略している。シェーディング調整板は、ラインセンサ中央部と端部での反射光量の差を無くすための光量調整の役割を果たす。これはシェーディング演算処理において、ラインセンサ中央部と端部で反射光量の差が有り過ぎると、多分に歪を含んだ演算結果しか得られないために、予め、反射光量の差を無くした後に、シェーディング演算処理を行なうためのものである。
【００１９】
図７は、シェーディング調整板の有無による再現レベルの相違を示した図である。
図７（ａ）は、調整板が無い場合の白基準部位のビデオデータを読み込んだ際の再現レベル分布である。示した様に中央部のレベルが高く、端部でレベルが落ちる。一方、図７（ｂ）は、シェーディング調整板を用いた際のレベル分布例である。ラインセンサで光電変換をした後に、アナログビデオデータとしてレベル調整し、Ａ／Ｄコンバータにて、ディジタル変換を行なったものである。
【００２０】
白基準データのサンプリング処理を行なう前にビデオデータに対する増幅処理のゲイン値を決定するためにゲイン設定用のデータ読取を行なわなければならない。その処理は白基準部位を設定した固定ゲイン値にて読み取り、その読み取ったラインデータ中の画素のピーク検出処理を行なうことにより、そのピーク値をもってビデオデータに対する増幅処理のゲイン設定とする。よってシェーディング演算処理用の白基準データのサンプリングからそのゲイン値にて画像データを読み取る。
白基準部位の検出は、図８に示したように白基準部位の読取位置マーク４０を検出することにより行なうが、このマークは白基準部位中に設けられており白基準部位中の濃度差を検知することにより行なうものである。
【００２１】
白基準部位の読取位置マークを検知する処理例を以下に示す。図９は、白基準板の検知におけるビデオデータのレベルを示した図である。
図９（ａ）は白基準部位外の１ライン分についてビデオのレベル分布を示す例である。この様に黒の場合、ビデオデータは殆どレベルを持たない。このレベルデータ中の検知位置、つまり白基準部位の両端がＡおよびＢの位置である。Ａ、Ｂの位置は白基準データとして必要な主走査幅の位置を示すものとする。入力したビデオデータに対して２値化処理を行ない、検出したレベルがある白基準部位検出用のスレッシュより高いときに白基準部位を読み取ったデータであると判断する。このＡ、Ｂの位置で白基準部位の濃度検知を行ない、検知してから読み取り位置マークを検出する。マークは白基準部位の濃度に較べて濃度差が有るため、そのマークを検出することができる。
図９（ｂ）は、Ａ、Ｂの両方の位置で十分にレベルが白基準データレベルに達していると判断し、そこからマーク検出の濃度の段差を検出しており、これが、読取位置マークを検出したときのデータである。
図９の例ではスレッシュをＴｈとして示している。
【００２２】
マークを検出してから、実際に使用する白基準部位のデータ読取は、マークの濃度が出てしまうため、読取マークを検出してから数ライン進めたマークの影響の無いところの白基準部位の読取で、白基準データの読み取りを行なう。これは、例えば、図１０に示したようなタイミングで白基準データの読み込みを行なうことにより達成することができる。
本処理によって白基準部位中の読取位置マークの検出を行ない、その先端ライン検出からマークの影響の無いところまで移動させて白基準データを読み取り、白基準データとしてシェーディング補正演算処理を行なう。
【００２３】
請求項２記載の画像読取装置として、白基準部位を有する部品が原稿搬送ローラであった場合の実施例について説明する。図１１は、白基準データ搬送ローラの例である。この原稿搬送ローラ５１は白基準データとして読み取るため白色部材で構成されたものであり、その白色部材のローラに読み取り原点位置を示す読取位置マーク５０が設けられている。このマークを検出することにより、原稿搬送ローラ５１の特定の読取ラインから常に白基準データとして読み取ることができる。処理の方法としては請求項１と同様にマークを検出し、その位置を起点に実際に白基準データを読み取る位置まで原稿搬送ローラ５１を回転させ、その位置で白基準データを読み取ることができる。
【００２４】
請求項３記載の画像読取装置として、読取マークを検出し、白基準データを読み取る位置にごみが付着等の異常画素が有る場合の検出実施例について説明する。
図５のシェーディング補正処理部に白基準データを蓄積するが、本実施例においては、ここに白基準データのレベルを検出する手段を設ける。この手段が機能することにより、白基準データ中のごみ付着による白レベルの低下を検出することができる。特に図示しないが、このレベルを検出する手段は、レベルを検出するためのコンパレータ、それと比較判断するためのスレッシュホールドを設定するための回路、および検出したアドレス情報を記憶するためのメモリで構成される。このレベル検出機能により、読取マークを検出して読み取りラインが決定されている原稿搬送ローラの位置にごみ付着等の異常を検知する。この検出結果は、メンテナンスを行なうサービスマン等にステータス情報あるいはその他表示系を使用して異常であることを示し、読取位置の変更を促すことができる。
【００２５】
請求項４記載の画像読取装置として、白基準データの読取位置の変更を促された際の実施例について説明する。原稿搬送ローラの読取マーク位置を基準に実際に白基準データを読み取る位置までローラを回転させて移動させているが、その位置にごみ付着等で異常を検知したのならば、読取マークの位置を変更することにより、対応することができる。図１２に示すのが読取位置マークを変更可能なローラの例である。読取位置マーク５５を、原稿搬送ローラ５６中にある任意回転部５７を任意の位置に回転させて、ごみが付着した白基準データのサンプリング位置から替えることができる構成である。原稿搬送ローラ５６は、自在に回転させて固定できる任意回転部５７を持ち、この回転部を任意に回転させて固定し、マーク位置の変更を完了する。この処理により読取位置マーク５５が変更でき、ごみ付着等の異常画素を含むラインデータを白基準データとして取り込まない位置で読み取ることができる。
【００２６】
【発明の効果】
請求項１記載の画像読取装置により、白基準部位の読み取りスタート位置を検出してその処理により読み取り位置を特定することができ、これによって、白基準部位から外れる事無く正しく白基準データを読み取ることができる。
【００２７】
請求項２記載の画像読取装置により、原稿搬送ローラに白基準部位がある場合にそのスタート位置を示すマークを検出することにより、ローラ中の常に一定の読み取り位置から白基準データを読み取ることができ、安定した白基準データを読み取ることができる。
【００２８】
請求項３記載の画像読取装置により、読み取った白基準データに異常データを検出した際にはそのマーク検出位置を基準とする白基準データの取り込みに問題が有るとして、読み取り位置の変更をすることができ、適正な白基準データを読み取ることができる。
【００２９】
請求項４記載の画像読取装置により、白基準データの取り込み位置を変更させるために、白基準データを読み込むための原稿搬送ローラのマーク位置をローラの回転軸に従い、任意に回転できる構造を有しているため、マークで示す基準位置を容易に変更することができる。したがって、白基準データが異常データとして検出された場合、読取位置マークの位置を変更することで読み取る白基準データをも変更して、適正な白基準データを読み取ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の画像読取装置の構成を示した図である。
【図２】画像読取装置の全体制御ブロック図である。
【図３】ブックモード時の原稿読取部の構成を示した図である。
【図４】ＡＤＦモード時の原稿読取部の構成を示した図である。
【図５】画像処理部の内部の構成を示した図である。
【図６】図５に示す画像処理部をさらに詳細に示したブロック図である。
【図７】シェーディング調整板の有無による再現レベルの相違を示した図である。
【図８】白基準部材背景版を含む白基準部位の構成を示した図である。
【図９】白基準板の検知におけるビデオデータのレベルを示した図である。
【図１０】読取マーク先頭ラインの検出およびデータサンプリングラインのタイミングチャートである。
【図１１】白基準部位を有する原稿搬送ローラを示した図である。
【図１２】読み取りマーク位置を変更することができる原稿搬送ローラを示した図である。
【符号の説明】
３６　シェーディング調整板
４０　読取位置マーク
４１　白基準部材
４２　白基準部材背景板
５０　読取位置マーク
５１　原稿搬送ローラ
５５　読取位置マーク
５６　原稿搬送ローラ
５７　任意回転部

Claims (4)

1. １次元配列された複数の光電変換素子を有するラインセンサと、前記ラインセンサによって白基準部位の白基準画像を読み取る白基準画像読取手段と、各光電変換素子の出力に基づいて白基準データを記憶する記憶手段と、原稿の画像を読み取る際に、各光電変換素子の出力を前記補正用データに基づいて、補正するシェーディング補正手段と、を有する画像読取装置において、
   さらに、前記白基準部位のスタート位置を示す読取位置マークを検出する検出手段と、
   その検出したマーク位置を基準に白基準データを読み取る基準データ読取手段と、
   を有することを特徴とする画像読取装置。
2. 白基準部位を有する部品が原稿搬送ローラであって、ローラ中の白基準読み取り部位を検出し、その位置を基準に原稿搬送ローラ中の一定の読み取り位置で白基準データを読み取ること、を特徴とする請求項１記載の画像読取装置。
3. 読み取った白基準データに異常データを検出した際にはそのマーク検出位置を基準とする白基準データの読み取りに問題が有るとして、読み取り位置を変更することを特徴とする請求項１または２記載の画像読取装置。
4. 白基準データの読み取り位置を変更するために、白基準を読み込むための前記原稿搬送ローラのマーク位置を、ローラの回転軸に従い任意に回転させることができることを特徴とする請求項３記載の画像読取装置。

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