JP2006254227A - 画像読取装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 画像読取装置の画像処理回路の設計製作に労力、時間がかからないようにする。
【解決手段】 不図示の３ラインＣＣＤで光電変換され、その後デジタル変換及びシェーディング補正された画像データは、カラー読み取り画像として処理する画像データ処理ＡＳＩＣ２３１、及び白黒読み取り画像として処理する白黒画像データ処理ＡＳＩＣ２３２に入力され画像処理される。白黒画像データ処理ＡＳＩＣ２３２には、ガンマ変換、フィルタ処理、変倍処理及び階調変換処理を行う回路のみが構成される。画像切替回路２３３は、ユーザーのカラー画像読み取り又は白黒画像読み取りの指示に応じて、カラー読取画像処理ＡＳＩＣ２３１又はモノクロ読取用画像処理ＡＳＩＣ２３２を切替えその出力を後段処理部に渡す。
【選択図】 図１０

Description

本発明は、カラー画像読み取りと共に白黒画像読み取りを行う画像読取装置及び画像形成装置に関する。

従来からイメージスキャナ等の画像読取装置において、カラー画像読み取りと共に白黒画像読み取りを行う画像読取装置は知られている。
図１３は、このようなカラー画像読み取りと共に白黒画像読み取りを行う画像読取装置の一例を示す。図を参照して構成を説明すると、不図示のＣＣＤ駆動信号発生回路や基準クロック信号発生回路を有するＳＢＵ２０には、赤（Ｒ）、青（Ｂ）、緑（Ｇ）、白黒（Ｗ）用に各１ラインの４ラインのセンサー列から構成されるＣＣＤ５１と、赤（Ｒ）、青（Ｂ）、緑（Ｇ）又は白黒（Ｗ）の画像データ毎にアナログ処理を行う３個のアナログＡＳＩＣ５２、５３、５４と、赤（Ｒ）、青（Ｂ）、緑（Ｇ）又は白黒（Ｗ）の画像データ毎にアナログデータをデジタルデータに変換する３個のＡ／Ｄコンバータ５５、５６、５７が実装されている。

図１３では図示されていないが、ＣＣＤ５１は、ＣＰＵからのＧＷ選択信号によって緑（Ｇ）と白黒（Ｗ）とが切り替えられ、ユーザーがカラー読取モードを選択すると緑（Ｇ）が選択され、白黒読取モードを選択すると白黒（Ｗ）が選択される。またＣＣＤ５１は、不図示の切替スイッチを有しており、白黒（Ｗ）が選択されたときは、その出力を緑（Ｇ）信号の処理ラインであるアナログＡＳＩＣ５４の処理ラインに接続する。

ＳＣＵ２１上の画像処理ＡＳＩＣで構成されるＮＩＰＵ３３には、赤（Ｒ）、青（Ｂ）、緑（Ｇ）又は白黒（Ｗ）の画像データ（デジタルデータ）毎にライン間引きと各種画像処理を行う３個の画像処理部５８、５９、６０と、ライン毎の画像データの補間を行うライン補間部６１と、補間された画像データを記憶するライン補間メモリ６２と、ＣＣＤの読み取り時間を設定するライン周期信号を切替えるライン周期切替部５０が実装されている。

ＣＣＤ５１から出力された各色画像データは、アナログＡＳＩＣ５２、５３、５４において信号増幅及びゲイン補正が行われ、Ａ／Ｄコンバータ５５、５６、５７によりデジタル化されＮＩＰＵ３３に出力される。

ＮＩＰＵ３３に入力された画像データは、必要に応じ画像処理部５８、５９、６０内でライン毎に間引きが行われる。その後、画像データにはＣＣＤ分光特性を排除しプリンタ部で再現可能な範囲となる等の各種画像処理が行われる。

画像処理が行われた各色画像データは、ライン補間部６１を通してライン補間メモリ６２に記憶され、ＣＣＤセンサー間距離を補正するため、同一読取ラインに対応したメモリ内アドレスのデータが読み出され出力される。この時、記憶されたＲＧＢ各色の画像データを、同時に２４ビットで拡張Ｉ／Ｆを介してネットワークコントローラへ外部出力するか、或いはライン単位で順次８ビットでＳＩＢＣ３５を介してＳＣＳＩコントローラ３６へ外部出力する。

前記構成において、ライン周期切替部５０を設けることにより、カラー読取モード或いは白黒読取モードの選択に従って予め設定された副走査方向の走査速度を選択し、それぞれのモードに対応した速度で読み取りを行うようにしている。また、白黒読取モードの場合には、最も輝度情報の取り易い緑（Ｇ）出力の処理ラインを共用し画像データ処理を行っている（特許文献１参照）。

また他のカラー画像読み取りと共に白黒画像読み取りを行う画像読取装置の例として、制御部が、制御プログラムに従って操作部により選択された読取モードに応じてクロック発生部からの駆動クロックを切替え、各部例えば増幅手段の制御機能をこのクロックに合せるように制御し、白黒画像読み取り時のスピードアップを図る発明が公知である（特許文献２参照）。
特開２０００−６９２５４号公報 特開２００３−１３４３１３号公報

前記公知の発明では、カラー画像読み取り又は白黒画像読み取りのいずれにおいても、カラー及び白黒共用のデータ処理ライン上の共通の画像処理回路で画像データの処理を行っており、このカラー白黒共通の画像処理回路において読み取り速度に応じた処理も行っている。

通常の画像読取装置の利用形態をみると、カラー読み取りより白黒読み取りの方が頻繁に使われる。このため前記公知の画像処理回路で白黒読み取りの高速化のための設計変更を図ろうとすると必然的にカラー読み取りにおける画像処理に支障がないように配慮しなければならないことになる。

そこで、この回路を画像処理専用の集積回路ユニット（ＡＳＩＣ）で構成するような場合、集積回路ユニットの設計製作に多大の開発労力、開発時間がかかり、延いては開発コストが高騰するという問題があった。

本発明は、このような実状に鑑みなされたもので、カラー画像読み取りと共に白黒画像読み取りを行う画像読取装置であって、高速で白黒読み取りが可能な画像読取装置において、画像処理専用の集積回路ユニットの設計製作に開発労力、開発時間がかからないようにすることを目的とする。

請求項１の発明は、原稿をカラー画像又は白黒画像として選択読み取り可能な画像読取装置において、読み取られた原稿の画像データを３つの色データとして入力し、該色データからカラー画像読取データを生成する第１の画像データ処理回路と、前記３つの色データの内の１つの色データを入力し、該色データから白黒画像読取データを生成する第２の画像データ処理回路と、ユーザーのカラー読み取り又は白黒読み取りの選択に応じて第１の画像データ処理回路と第２の画像データ処理回路とを切替える手段と、を備えたことを特徴とする画像読取装置である。
請求項２の発明は、請求項１記載の画像読取装置において、前記第２の画像データ処理回路は、入力された１つの色データから白黒画像読取データを生成するために必要な画像データ処理のみを行う回路であることを特徴とする画像読取装置である。
請求項３の発明は、請求項１又は２記載の画像読取装置において、前記第２の画像データ処理回路は、入力された１つの色データをガンマ変換処理、フィルタ処理、変倍処理及び階調変換処理する回路であることを特徴とする画像読取装置である。
請求項４の発明は、請求項１乃至３のいずれかに記載の画像読取装置において、前記第２の画像データ処理回路は、第１の画像データ処理回路から独立した転送速度で画像データ処理可能な回路であることを特徴とする画像読取装置である。
請求項５の発明は、請求項１乃至４のいずれかに記載の画像読取装置を備えた画像形成装置である。

本発明によれば、カラー画像読み取りと共に白黒画像読み取りを行う画像読取装置であって、高速で白黒読み取りが可能な画像読取装置において、画像処理専用の集積回路ユニット（ＡＳＩＣ）の設計製作に開発労力、開発時間がかからなくなる。

以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
はじめに、本発明が実施される画像読取装置について説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る画像読取装置の中央部断面図であり、図中、画像読取装置は、読取装置本体１、原稿搬送装置２、原稿読取台３から構成される。

読取本体装置１には、露光走査光学系９が設けられ、この露光走査光学系９はキセノンランプや蛍光灯などで構成される光源４ａとミラー４ｂを有する第１走行体４、ミラー５ａとミラー５ｂを有する第２走行体５、レンズ６、３ラインＣＣＤ７、前記第１走行体４及び第２走行体５を駆動するステッピングモータ８により構成される。

原稿搬送装置２は本体装置１の上部に設けられ、この原稿搬送装置２には、ＳＤＦユニット１０、原稿台１１、ＳＤＦユニット１０を駆動するステッピングモータ１２が設けられる。

また本体装置１の上部に原稿読取台３が設けられる。原稿読取台３は原稿押え板１４を有し、原稿押え板１４の下に原稿１３がセットされる。また原稿読取台３の端部にはシェーディング補正用の基準白板１５が配置される。

図２は、図１の画像読取装置の全体制御系のブロック図である。本制御系は、光源４ａを駆動する光源ドライバ１７、第１及び第２走行体４，５移動用のステッピングモータ８を駆動するモータドライバ２０、原稿搬送用のステッピングモータ１２を駆動するモータドライバ２８、ＣＣＤ７を駆動するＣＣＤドライバ１８を備え、これらドライバはＣＰＵ１６により制御される。またＣＣＤ７の出力である画像データを処理する画像処理部１９、スキャンバッファ２５、バッファコントローラ２７、Ｉ／Ｆコントローラ２６を備え、これらはＣＰＵ１６により制御される。なお、本制御系はこの他に、制御系の起動等に必要なプログラムを記憶するＲＯＭ、作業データを一時的に記憶するＲＡＭを備える。

更に画像読取装置による読取動作について図１、図２と共に図３及び図４を参照して説明する。
図３は、圧板読取モードにおける読取動作を説明するための走行体部の拡大図である。
ユーザーは原稿読み取りのために原稿１３を押え板１４の下に置き、不図示の原稿読取キーを押下すると、ＣＰＵ１６は圧板読取モードによる原稿読み取りであることを判断し、光源ドライバ１７を駆動し光源４ａを点灯する。またＣＰＵ１６はＣＣＤドライバ１８を駆動し基準白板１５を走査してＣＣＤ７により基準白板の読み取りを行う。読み取られた基準データは後述する画像処理部でＡ／Ｄ変換され、シェーディング補正用の白基準データとされ、画像処理部内のＲＡＭに記憶される。

この記憶処理が終了するとＣＰＵ１６は、モータドライバ２０によりステッピングモータ８を駆動し、第１走行体４を原稿１３方向に移動させる。そして原稿１３面が一定速度で主走査方向に走査され、この走査を、第１走行体４を副走査方向に移動しながら繰り返すことにより原稿画像がＣＣＤ７により読み取られる。

図４は、原稿搬送読取モードにおける読取動作を説明するための原稿搬送部の拡大図である。
この読み取りは、圧板読取モードのように原稿１３を固定して走行体を移動させて原稿画像を読み取るのではなく、走行体は所定位置に固定し、原稿１３を移動させて読み取りを行う。
ユーザーは原稿１３を原稿台１１の上に載置し、不図示の原稿読取キーを押下すると、ＣＰＵ１６は原稿搬送モードによる原稿読み取りであることを判断し、光源ドライバ１７を駆動し光源４ａを点灯する。またＣＰＵ１６はＣＣＤドライバ１８を駆動し基準白板１５を走査してＣＣＤ７により基準白板の読み取りを行う。読み取られた基準データは後述の画像処理部でＡ／Ｄ変換され、シェーディング補正用の白基準データとされ、画像処理部内のＲＡＭに記憶される。

この記憶処理が終了するとＣＰＵ１６は、モータドライバ２０によりステッピングモータ８を駆動し、第１走行体４を所定位置に移動させ固定する。次にＣＰＵ１６は、原稿台１１上にセットされた原稿１３を搬送するためモータドライバ２８によりステッピングモータ１２を駆動し、分離ローラ２９及び搬送ローラ３０を駆動することにより原稿１３を所定の読み取り位置まで搬送する。そして原稿１３面が一定速度で主走査方向に走査され、この走査が、原稿が移動する間繰り返されることにより原稿画像がＣＣＤ７により読み取られる。

続いて原稿画像データの処理について図５乃至図９を参照して述べる。
図５は、光電変換された画像データの処理部の構成を示す図であり、図中、画像処理部１９は、アナログビデオ処理部２１、シェーディング処理部２２、画像データ処理部２３により構成される。ＣＣＤ７により光電変換された画像データ（ＲＧＢの各アナログ信号）ａはアナログビデオ処理部２１でデジタル変換され、シェーディング処理部２２でシェーディング補正され、画像データ処理部２３で図７にて後述する画像データ処理が施され画像データｂとして出力される。

図６は、図５のアナログビデオ処理部２１及びシェーディング補正処理部２２の内部構成を示す図であり、図中、アナログビデオ処理部２１は、プリアンプ回路３１、可変増幅回路３２、Ａ／Ｄコンバータ３３により構成され、シェーディング補正処理部２２は、黒減算回路３４、シェーディング補正演算回路３５、白基準データ用ラインバッファ３６により構成される。

光源４ａからの光は原稿１３表面で反射し、その反射光は、シェーディング調整板３７を透過しレンズ６にてＣＣＤ７表面に入射し光電変換される。シェーディング調整板３７は、ＣＣＤ７の中央部と端部とで反射光量の差が大き過ぎるとシェーディング補正演算回路３５にて多分に歪みを含んだ演算結果が得られるようになるので、予め反射光量の差を小さくするものである。

光電変換されたアナログ画像データは、アナログビデオ処理部２１のプリアンプ回路３１、可変増幅回路３２で増幅され、Ａ／Ｄコンバータ３３でデジタル画像データに変換され、シェーディング補正処理部２２に渡される。

シェーディング補正処理部２２の黒減算回路３４は黒成分を減算し、シェーディング補正演算回路３５にてシェーディング補正を行い、補正されたＲＧＢデジタル画像データは画像データ処理部２３に渡される。

図７は、図５に示した画像データ処理部２３の内部構成を示す図である。図７において、画像データ処理部２３は、ライン間補正処理部３７、ガンマ変換処理部３８、フィルタ処理部３９、色変換処理部４０、変倍処理部４１、階調変換処理部４２から構成される。

ライン間補正処理部３７は、３ラインＣＣＤ７の取付け位置の差により生じるＲＧＢのラインのずれを調整する。例えばＢラインを基準にした場合、ＲとＢ、ＧとＢの各２つのライン間のずれ量を補正する処理を行う。またガンマ変換処理部３８は、主に濃度調整を公知のガンマ曲線に基いて調整する。

図８は、ガンマ曲線の例を示す図であり、入力値（２５５階調）をガンマカーブに従って出力値（２５５階調）に変換する。

図９は、濃度調整をガンマ曲線に基いて調整するときのルックアップテーブルの例を示す図である。ルックアップテーブルに基いて、例えば入力値３のとき出力値はＤ００３のように変換される。

図７に戻り、フィルタ処理部３９は、ＭＴＦ補正、鮮鋭化、平滑化のような補正を行う。色変換処理部４０は、デバイスに依存するＲＧＢを標準の色空間、例えばｓＲＧＢの色空間に変換する処理を行う。また変倍処理部４１は、読み取りの解像度からユーザーが指示した所定の解像度に変換するための処理を行う。

前記の各処理は、カラー画像読み取りの場合は、ＲＧＢ各成分に対して行い、白黒読み取りの場合は、ＲＧＢのうちＧデータの１画像データ成分に対してのみ行うことができる。

階調変換処理部４２は、公知の固定しきい値処理、誤差拡散処理、ディザ処理等の階調変換方式に従って８ｂｉｔ２５６階調の画像データを出力（表示）装置で出力（表示）可能な階調数への変換を行う。このとき出力（表示）する場合分けにしたがって次のａ）、ｂ）、ｃ）のような変換スタイルで変換される。

ａ）モノクロ２値画像変換 前記階調変換方式のいずれかにより２５６階調の白黒画像を２階調の２値画像データに変換するものである。固定しきい値処理を行う場合、画像データ≧１２８が真なら黒（１）、画像データ≧１２８が偽なら白（０）として変換する。
ｂ）モノクロ多値画像 階調変換処理部４２による変換処理は行わず、１成分をそのまま８ｂｉｔデータとして後段に出力する。
ｃ）カラー多値画像 階調変換処理部４２による変換処理は行わず、３成分（Ｒ：８ｂｉｔ、Ｇ：８ｂｉｔ、Ｂ：８ｂｉｔ）２４ｂｉｔのデータを画像データとして後段に出力する。

以上述べた画像データ処理部２３は、ＡＳＩＣとして１つの集積回路で構成されている。

このようにして画像データ処理部２３で変換された画像データは、図２で示したスキャンバッファ２５に順次記憶される。このとき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を制御する。更にＩ／Ｆコントローラ例えばＮＩＣコントローラ２６は、スキャンバッファ２５の画像データをネットワークに接続された不図示のホストコンピュータに送信制御しデータの転送を行う。

（実施形態１）本実施形態は、画像データ処理部をカラー読み取り時のデータパスに構成する処理部と白黒読み取り時のデータパスに構成する処理部とに分け、各処理部を独立したＡＳＩＣで構成し、読り取りモードに応じて当該ＡＳＩＣを切替使用するものである。図１０及び図１１を参照して具体的に説明する。

図１０は、本発明の実施形態に係る画像データ処理部のブロック構成図である。
図１０において、前記画像データ処理部２３は画像データ処理ユニットとして示されている。画像データ処理ユニットは、カラー読み取り時のデータパスに構成するカラー読取用画像処理ＡＳＩＣ２３１、白黒読み取り時のデータパスに構成するモノクロ読取用画像処理ＡＳＩＣ２３２、読り取りモードに応じてこれらＡＳＩＣ２３１と２３２を切替える画像切替回路２３３から構成する。

図１１は、モノクロ読取用画像処理ＡＳＩＣの内部回路構成図である。
図１１において、モノクロ読取用画像処理ＡＳＩＣ２３２は、ガンマ変換処理部３８ａ、フィルタ処理部３９ａ、変倍処理部４１ａ、階調変換処理部４２ａにより構成する。即ち、モノクロ読取用画像処理ＡＳＩＣ２３２は、Ｇラインの画像データを入力し、白黒読み取りに必要な、ガンマ変換、フィルタ処理、変倍処理及び階調変換処理のみを行う。

図１０に戻り、画像データ処理ユニットには、ＣＣＤ７で光電変換され、アナログビデオ処理部２１でデジタル化され、シェーディング補正処理部２２でシェーディング補正されたＲＧＢの画像データが入力される。この画像データ処理ユニットでは、入力されたＲＧＢ３ラインの画像データはカラーデータパス上に構成したカラー読取用画像処理ＡＳＩＣ２３１に、Ｇラインの画像データはモノクロデータパス上に構成したモノクロ読取用画像処理ＡＳＩＣ２３２にそれぞれ入力する。そして画像切替回路２３３は、ユーザーのカラー画像読み取り又は白黒画像読み取りの指示に応じて、カラー読取画像処理ＡＳＩＣ２３１又はモノクロ読取用画像処理ＡＳＩＣ２３２を切替え、その出力を後段に渡す。

（実施形態２）本実施形態は、モノクロ読取用画像処理ＡＳＩＣをＤＳＰ（ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）として構成するものである。

図１２は、図１１のモノクロ読取用ＡＳＩＣをＤＳＰとして構成した画像データ処理ユニットの構成を示す図であり、図中、２３４はＤＳＰである。
ＤＳＰ２３４は、カラーデータパス上のカラー画像データ処理とは異なる転送速度で白黒画像データをリアルタイムで処理する。このような処理により読み取りの高速化が容易に可能になる。

上述の画像読取装置は、カラーデジタル複写機等の画像形成装置に搭載して使用可能である。

以上のように、本発明に係る画像データの処理は、カラー画像読み取りと白黒画像読み取りが可能であり且つ白黒画像の読み取りを高速に行う画像読取装置において有用であり、特にコピー機能、ファクシミリ機能を有する多機能型の画像形成装置に用いるのに適している。

本発明の実施形態に係る画像読取装置の中央部断面図である。 図１の画像読取装置の全体制御系のブロック図である。 圧板読取モードにおける読取動作を説明するための走行体部の拡大図である。 原稿搬送読取モードにおける読取動作を説明するための原稿搬送部の拡大図である 光電変換された画像データの処理部を示す図である。 アナログビデオ処理部及びシェーディング補正処理部の内部構成を示す図である。 図５の画像データ処理部の内部構成を示す図である。 ガンマ曲線の例を示す図である。 ルックアップテーブルの例を示す図である。 本発明の実施形態に係る画像データ処理部のブロック構成図である。 モノクロ読取用画像処理ＡＳＩＣの内部回路構成図である。 モノクロ読取用ＡＳＩＣをＤＳＰとして構成した画像データ処理部の構成を示す図である。 従来のカラー画像読み取りと共に白黒画像読み取りを行う画像読取装置を示す図である。

符号の説明

１・・読取本体装置、２・・原稿搬送装置、３・・原稿台、４・・第１走行体、５・・第２走行体、６・・レンズ、７・・ＣＣＤ、８・・ステッピングモータ、９・・露光走査光学系、１０・・ＳＤＦユニット、１１・・原稿台、１２・・ステッピングモータ、１４・・原稿押え板、１５・・基準白板。

Claims (5)

1. 原稿をカラー画像又は白黒画像として選択読み取り可能な画像読取装置において、
   読み取られた原稿の画像データを３つの色データとして入力し該色データからカラー画像読取データを生成する第１の画像データ処理回路と、
   前記３つの色データの内の１つの色データを入力し該色データから白黒画像読取データを生成する第２の画像データ処理回路と、
   ユーザーのカラー読み取り又は白黒読み取りの選択に応じて第１の画像データ処理回路と第２の画像データ処理回路とを切替える手段と、
   を備えたことを特徴とする画像読取装置。
2. 請求項１記載の画像読取装置において、
   前記第２の画像データ処理回路は、入力された１つの色データから白黒画像読取データを生成するために必要な画像データ処理のみを行う回路であることを特徴とする画像読取装置。
3. 請求項１又は２記載の画像読取装置において、前記第２の画像データ処理回路は、入力された１つの色データをガンマ変換処理、フィルタ処理、変倍処理及び階調変換処理する回路であることを特徴とする画像読取装置。
4. 請求項１乃至３のいずれかに記載の画像読取装置において、前記第２の画像データ処理回路は、第１の画像データ処理回路から独立した転送速度で画像データ処理可能な回路であることを特徴とする画像読取装置。
5. 請求項１乃至４のいずれかに記載の画像読取装置を備えた画像形成装置。

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