JP2005277933A - 画像読み取り装置、画像読み取り用光源の点灯制御方法、及び制御プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】 光源に赤、緑、青の３色の光源を有する密着式リニアイメージセンサを用い、これらの光源を順次点灯させながら原稿を連続的に走査する構成において、Ｆｏｒｗａｒｄ方向とＢａｃｋ方向の読み取り画像のずれ方向を一致させることが可能な画像読み取り装置を提供する。
【解決手段】 光源に赤色ＬＥＤ１０、緑色ＬＥＤ１１、青色ＬＥＤ１２の３色の光源を有する密着式リニアイメージセンサ１を用い、原稿画像をＦｏｒｗａｒｄ方向とその逆のＢａｃｋ方向に読み取る。その際に、Ｂａｃｋ方向読み取り時には、Ｆｏｒｗａｒｄ方向読み取り時の逆の順序で各ＬＥＤ１０，１１，１２を点灯させる。つまり、Ｆｏｒｗａｒｄ方向への読み取りでは、赤色ＬＥＤ１０→緑色ＬＥＤ１１→青色ＬＥＤ１２の順に、Ｂａｃｋ方向への読み取りでは、青色ＬＥＤ１２→緑色ＬＥＤ１１→赤色ＬＥＤ１０の順に点灯する。
【選択図】 図５

Description

本発明は、密着式リニアイメージセンサを用いたスキャナ等の画像読み取り装置、画像読み取り用光源の点灯制御方法、及び前記画像読み取り装置の制御方法を実行するための制御プログラムに関する。

従来、カラー画像読み取り装置においては、原稿画像を読み取る際に、各色（赤、緑、青）の読み取りタイミングに時間的かつ位置的ずれが生じ、結果として各色（赤、緑、青）の読み取り位置のずれが発生するという問題を抱えていた。この問題は、遅延バッファによりずれを補正することで一般的に解決が図られている。

ところが近年、原稿画像をＦｏｒｗａｒｄ方向とその逆のＢａｃｋ方向に読み取る画像読み取り装置が提案されているが、カラー画像読み取り装置の場合、Ｆｏｒｗａｒｄ方向とその逆のＢａｃｋ方向では、赤、緑、青の色分解の順序が逆になるため、Ｆｏｒｗａｒｄ方向とその逆のＢａｃｋ方向の読み取り画像のずれ方向が一致しないという新たな問題が生じていた。

そこで、光源に白色蛍光灯を使用し、リニアイメージセンサに３ラインＣＣＤを用いた画像読み取り装置においては、原稿画像をＦｏｒｗａｒｄ方向とその逆のＢａｃｋ方向に読み取る場合に、各色（赤、緑、青）の遅延バッファのチャンネルを切り替える方法が提案されている（特許文献１を参照）。これによって、３ラインＣＣＤの各ラインの読み取り位置のずれをＦｏｒｗａｒｄ方向とＢａｃｋ方向で一致させ、かつ安価に補正することが可能になる（従来例１）。

また、カラー画像読み取り装置には、光源に赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ、青色ＬＥＤの３色の光源を有する密着式リニアイメージセンサを用い、これらのＬＥＤを順次点灯させながら原稿を連続的に走査する構成のものがあり、このような画像読み取り装置においても、原稿画像をＦｏｒｗａｒｄ方向とその逆のＢａｃｋ方向に読み取るような構成が提案されている（従来例２）。
特開平０７−０２３１８７号公報

しかしながら、上記従来例２においては、Ｆｏｒｗａｒｄ方向とその逆のＢａｃｋ方向の読み取り画像のずれ方向が一致しないという上述の問題に対して、上記従来例１の技術を適用することはできず、依然として、この問題は解決できていないのが現状である。

本発明は上記従来の問題点に鑑み、光源に赤、緑、青の３色の光源を有する密着式リニアイメージセンサを用い、これらの光源を順次点灯させながら原稿を連続的に走査する構成において、Ｆｏｒｗａｒｄ方向とＢａｃｋ方向の読み取り画像のずれ方向を一致させ、Ｆｏｒｗａｒｄ方向の読み取り画像とＢａｃｋ方向の読み取り画像の画質の均質化を可能にした画像読み取り装置、画像読み取り用光源の点灯制御方法、及び制御プログラムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の画像読み取り装置では、発光色がそれぞれ異なる複数の光源を有する密着式リニアイメージセンサを用い、前記各光源を順次点灯させて原稿画像を第一方向とその逆の第二方向に読み取り可能な画像読み取り装置であって、前記第二方向の読み取り時には、前記第一方向の読み取り時の逆の順序で前記各光源を点灯させることを特徴とする。

本発明の画像読み取り用光源の点灯制御方法では、発光色がそれぞれ異なる複数の光源を有する密着式リニアイメージセンサと原稿画像を相対的に移動させて前記原稿画像を読み取るために、読み取り開始パルスの周期に同期して前記各光源を順次点灯する画像読み取り用光源の点灯制御方法であって、前記各光源を順次点灯させて原稿画像を第一方向に読み取る工程と、前記第一方向の読み取り時の逆の順序で前記各光源を点灯させて、前記第一方向と逆の第二方向に前記原稿画像を読み取る工程とを順次実行することを特徴とする。

本発明の制御プログラムでは、発光色がそれぞれ異なる複数の光源を有する密着式リニアイメージセンサを用い、前記各光源を順次点灯させて原稿画像を第一方向とその逆の第二方向に読み取り可能な画像読み取り装置の制御方法を実行するための、コンピュータで読み取り可能な制御プログラムであって、前記第二方向の読み取り時には、前記第一方向の読み取り時の逆の順序で前記各光源を点灯させるステップを備えたことを特徴とする。

本発明によれば、第二方向の読み取り時には、第一方向の読み取り時の逆の順序で各光源を点灯させるようにしたので、第一方向の読み取り時と第二方向の読み取り時に生ずる読み取り位置ずれの方向を一致させることができ、第一方向の読み取り画像と第二方向の読み取り画像の均質化を実現することが可能になる。

本発明の画像読み取り装置、画像読み取り用光源の点灯制御方法、及び制御プログラムの実施の形態について、図面を参照しながら説明する。

＜画像読み取り装置の構成＞
図１（ａ），（ｂ）は、本発明の実施の一形態に係る画像読み取り装置の構成を示す透視外観図であり、同図（ａ）は斜視図、同図（ｂ）は側面図である。

同図（ａ）において、１はカラー読み取りユニットであって、光源に赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ、青色ＬＥＤの３色の光源を有する密着式リニアイメージセンサで構成される。２はステッピングモータであって、本実施形態では４相のモータを２相駆動する。３はベルトであって、ステッピングモータ２の駆動力を読み取りユニット１に伝達する。４は原稿６を載置するための原稿台ガラスである。５は、装置の動作を制御するための制御部である。７は、各ＬＥＤの制御値を決定するために原稿６の走査を開始する前に読み取られる白色補正板である。そして、制御部５は、フラットケーブル８を介して外部コンピュータ９に接続されている。

制御部５によりステッピングモータ２が駆動され、この駆動力はベルト３によって読み取りユニット１に伝達される。読み取りユニット１は、図１（ｂ）に示すように、原稿台ガラス４に沿って連続的にＦｏｒｗａｒｄ方向、あるいはＢａｃｋ方向へ移動しながら原稿６を走査する。

図２は、図１中の読み取りユニット１の詳細な構成を示す斜視図である。

図中の１０は赤色ＬＥＤ、１１は緑色ＬＥＤ、１２は青色ＬＥＤ、１３は導光体、１４は光電変換素子、１５はロッドレンズアレイである。

読み取りユニット１に取り付けられた光電変換素子１４は、読み取りユニット１の長軸方向に沿って配置されている。本実施形態の場合、例えば、Ａ４原稿短手方向で３００ＤＰＩ相当の密度を持つ読み取りユニットであり、合計で２７５６画素分の光電変換素子が並んでいる。

ＬＥＤ１０，１１，１２からの光は、導光体１３で読み取りユニット１の長軸方向に分散されながら原稿面に到達し、原稿面で拡散反射されてロッドレンズアレイ１５により光電変換素子１４上に集光されるようになっている。

図３は、上記構成の画像読み取り装置における電気的な処理部分の構成を示すブロック図である。

上記ＬＥＤ１０，１１，１２を有する読み取りユニット１には、画像処理部１６が接続されている。制御部５は、内部のメモリに格納されたプログラムに従って、画像処理部１６、モータ駆動部１７及びＰＷＭ制御部１８を制御する。画像処理部１６は、読み取りユニット１から読み取られた画像にガンマ補正やエッジ強調などの画像処理を行う。モータ駆動部１７は、モータ２を駆動して、読み取りユニット１をＦｏｒｗａｒｄ方向あるいはＢａｃｋ方向に移動する。ＰＷＭ制御部１８は、ＬＥＤ１０，１１，１２の点灯をＰＷＭ制御する。

＜実施形態の動作＞
次に、本実施形態の動作を説明する。

Ｉ．読み取り動作の概略
図４は、本実施形態の動作を示すタイミングチャートである。

光電変換素子１４には、制御部５から、図４に示すように画素読み取りクロック（Ｃｌｏｃｋ）と、一定周期の読み取り開始パルス（Ｈｓｙｎｃ）とが与えられる。赤色ＬＥＤ１０、緑色ＬＥＤ１１及び青色ＬＥＤ１２の点灯は、読み取り開始パルス（Ｈｓｙｎｃ）毎に切り替えられる。

読み取りユニット１の移動に連れて、各ＬＥＤ１０，１１，１２を順次点灯させるが、上記読み取り開始パルス（Ｈｓｙｎｃ）の周期内で、各ＬＥＤ１０，１１，１２のＰＷＭ制御により、最適な出力レベルの画素信号となるように、必要なオン期間分だけ発光する。各ＬＥＤ１０〜１２からの光は、導光体１３を介して原稿面に到達し原稿面で反射され、ロッドレンズアレイ１５を通して光電変換素子１４上に集光される。

原稿面で反射したＬＥＤ１０，１１，１２の光を受けて、光電変換素子１４には電荷が蓄積され、その蓄積電荷は、次の周期の読み取り開始パルス（Ｈｓｙｎｃ）で光電変換素子１４内の転送部に保存され、画素読み取りクロック（Ｃｌｏｃｋ）によって１画素毎の電気信号として出力される。

各ＬＥＤ１０，１１，１２によって色分解されて検出された画素信号は、フラットケーブル８を通して制御部５から外部コンピュータ９へ送られ、外部コンピュータ９内の画像処理で３色がまとめられて１ラインのカラー読み取りとなる。

ここで、例えば、ある周期で赤色を読み取り、次の周期で緑色、さらに次の周期で青色を読み取るため、赤色と緑色では１周期分、赤色と青色では２周期分の時間遅れがあり、この時間遅れは、連続的に移動している読み取りユニット１にあっては、読み取り位置のずれを引き起こすことになる。原稿画像をＦｏｒｗａｒｄ方向とその逆のＢａｃｋ方向に単純に読み取る場合には、前記読み取り位置のずれの方向がＦｏｒｗａｒｄ方向とＢａｃｋ方向で一致しなくなり（後述の図９参照）、Ｆｏｒｗａｒｄ方向とＢａｃｋ方向の読み取り画像の品質に差異が生ずる結果となる。

そこで本実施形態では、ＬＥＤ発光の制御において、Ｂａｃｋ方向の読み取り時には、Ｆｏｒｗａｒｄ方向の読み取り時の逆の順序でＬＥＤ１０，１１，１２を点灯させるようにしている。以下、本実施形態におけるＬＥＤ発光のＰＷＭ制御処理について、図５及び図６を用いて説明する。なお、図５は、ＬＥＤ発光のＰＷＭ制御処理を示すフローチャートであり、図６は、図５中のステップＳ１１の詳細な処理（ＬＥＤの発光調整処理）を示すフローチャートである。なお、この図５及び図６のフローチャートに従ったプログラムを制御部５内の記憶装置に格納し実行することにより、以下の制御方法を実現させることが可能となる。

ＬＥＤは、製造ばらつきなどによって特性が異なる。つまり順方向電圧のばらつきや、電流−発光特性のばらつき、温度依存性、さらには発光色によっても特性が異なる。また、受光側では、光学系の伝達特性や光電変換素子の特性の影響もある。一方、光電変換素子１４から出力される画像信号を受け取る制御部５においては、画像信号の出力振幅が一定の範囲内に収まることが望ましい。このため個々のＬＥＤに対して発光の調整をしなければならない。

そこで、原稿６の走査を開始する前に、白色補正板７を読み取って各ＬＥＤ１０，１１，１２の発光の調整、つまりオン・パルス幅を決定する（図５のステップＳ１１）。

ここで、各ＬＥＤの発光調整処理について図５のフローチャートを用いて説明する。

まず、赤色ＬＥＤ１０を図７に示すように、読み取り開始パルス（Ｈｓｙｎｃ）の周期の最大パルス幅で点灯させる（ステップＳ１）。次に、この発光に対する画像信号の出力振幅を計測し、既定値を超えていないかをチェックし（ステップＳ２）、超えていればオン・パルス幅を少し縮めて（ステップＳ３）、再度判定する。これを繰り返して出力振幅が既定値に合うようなパルス幅を決定する（ステップＳ４）。他の緑色ＬＥＤ１１及び青色ＬＥＤ１２についても同様の手順を行う。

図５に戻り、ステップＳ１２以降の処理では、上述した手順によって決定されたオン・パルス幅で、読み取り開始パルス（Ｈｓｙｎｃ）の周期に同期してＰＷＭ制御し、各ＬＥＤを順次点灯していく。具体的には、制御部５は、原稿画像の読み取り方向を判別し（ステップＳ１２）、図４のタイミングチャートに示すように、Ｆｏｒｗａｒｄ方向への読み取りでは、各ＬＥＤ１０，１１，１２を、赤色ＬＥＤ１０→緑色ＬＥＤ１１→青色ＬＥＤ１２の順に点灯し（ステップＳ１３）、Ｂａｃｋ方向への読み取りでは、青色ＬＥＤ１２→緑色ＬＥＤ１１→赤色ＬＥＤ１０の順に点灯し（ステップＳ１３）、画像を読み取る。

このように本実施形態によれば、Ｆｏｒｗａｒｄ方向への読み取りでは、赤色ＬＥＤ１０→緑色ＬＥＤ１１→青色ＬＥＤ１２の順に、Ｂａｃｋ方向への読み取りでは、青色ＬＥＤ１２→緑色ＬＥＤ１１→赤色ＬＥＤ１０の順に点灯するようにしたので、Ｆｏｒｗａｒｄ方向への読み取りの画像とＢａｃｋ方向への読み取りの画像とに生じた読み取り位置ずれの方向を一致させることができ、Ｆｏｒｗａｒｄ方向の読み取り画像とＢａｃｋ方向の読み取り画像の均質化が可能になる。

図８は、本実施形態に係る画像読み取り装置において、横線画像の原稿を読み取った場合の赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の画像位置を表している。同図８で明らかなように、各色の位置ずれが、Ｆｏｒｗａｒｄ方向の読み取り時とＢａｃｋ方向の読み取り時で同じになっているのが判る。

図９は、Ｆｏｒｗａｒｄ方向の読み取り時とＢａｃｋ方向の読み取り時とで各色ＬＥＤの点灯順序が同じになるような従来構成において、横線画像の原稿を読み取ったときの赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の画像位置を表している。同図９で明らかなように、各色の位置ずれがＦｏｒｗａｒｄ方向の読み取り時とＢａｃｋ方向の読み取り時で逆になっていて、画像品質に差が生じている。

本発明は、上述した実施形態の装置に限定されず、複数の機器から構成されるシステムに適用しても、１つの機器から成る装置に適用してもよい。前述した実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記憶した記憶媒体をシステムあるいは装置に供給し、そのシステムあるいは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出し実行することによっても、完成されることは言うまでもない。

この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が前述した実施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を記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。プログラムコードを供給するための記憶媒体としては、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、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭを用いることができる。また、コンピュータが読み出したプログラムコードを実行することにより、前述した実施形態の機能が実現されるだけではなく、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているＯＳなどが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。

さらに、記憶媒体から読み出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された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書き込まれた後、次のプログラムコードの指示に基づき、その拡張機能を拡張ボードや拡張ユニットに備わるＣＰＵなどが処理を行って実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。

本発明の実施の一形態に係る画像読み取り装置の構成を示す透視外観図である。 図１中の読み取りユニット１の詳細な構成を示す斜視図である。 実施形態の画像読み取り装置における電気的な処理部分の構成を示すブロック図である。 実施形態の動作を示すタイミングチャートである。 ＬＥＤ発光のＰＷＭ制御処理を示すフローチャートである。 図５中のステップＳ１１の処理（ＬＥＤの発光調整処理）を示すフローチャートである。 ＬＥＤの発光調整処理時のタイミングチャートである。 本発明を適用した場合における各色の画像位置を示す図である。 本発明を適用しない場合における各色の画像位置を示す図である。

符号の説明

１ 読み取りユニット
２ ステッピングモータ
３ ベルト
４ 原稿台ガラス
５ 制御基板
６ 原稿
７ 白色補正板
８ フラットケーブル
９ 外部コンピュータ
１０ 赤色ＬＥＤ
１１ 緑色ＬＥＤ
１２ 青色ＬＥＤ
１３ 導光体
１４ 光電変換素子
１５ ロッドレンズアレイ

Claims (4)

1. 発光色がそれぞれ異なる複数の光源を有する密着式リニアイメージセンサを用い、前記各光源を順次点灯させて原稿画像を第一方向とその逆の第二方向に読み取り可能な画像読み取り装置であって、
   前記第二方向の読み取り時には、前記第一方向の読み取り時の逆の順序で前記各光源を点灯させることを特徴とする画像読み取り装置。
2. 前記複数の光源は、それぞれ赤色、緑色、青色を発光する３つの光源であ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。
3. 発光色がそれぞれ異なる複数の光源を有する密着式リニアイメージセンサと原稿画像を相対的に移動させて前記原稿画像を読み取るために、読み取り開始パルスの周期に同期して前記各光源を順次点灯する画像読み取り用光源の点灯制御方法であって、
   前記各光源を順次点灯させて原稿画像を第一方向に読み取る工程と、
   前記第一方向の読み取り時の逆の順序で前記各光源を点灯させて、前記第一方向と逆の第二方向に前記原稿画像を読み取る工程とを順次実行することを特徴とする画像読み取り用光源の点灯制御方法。
4. 発光色がそれぞれ異なる複数の光源を有する密着式リニアイメージセンサを用い、前記各光源を順次点灯させて原稿画像を第一方向とその逆の第二方向に読み取り可能な画像読み取り装置の制御方法を実行するための、コンピュータで読み取り可能な制御プログラムであって、
   前記第二方向の読み取り時には、前記第一方向の読み取り時の逆の順序で前記各光源を点灯させるステップを備えたことを特徴とする制御プログラム。

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