JP2007019792A - 画像読取方法 - Google Patents

Abstract

【課題】
高速に原稿を読取る場合でもイメージセンサの露光時間が充分に確保され、かつ副走査方向の読取サイズに制限がない画像読取方法を提供する。
【解決手段】
本発明の方法は、原稿Ｄを相対移動させつつ、所定の間隔に保持された複数のラインセンサ１１、１２が、所定の送りピッチで繰返し同時に露光して、ラインデータを読出す画像読取ステップと、読取ステップで読出されたラインデータのそれぞれを原稿Ｄでの並び順に配列することで、ラインデータの重複欠落のない有効画像データを生成する画像生成ステップからなる。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動原稿送り（ＡＤＦ）、あるいはフラットヘッドスキャナ（ＦＢＳ）等に適用される画像読取方法の改良に関するものである。

ラインセンサを用いた従来の画像読取装置では、原稿を１つのラインセンサに対して相対移動させ、読取用照明を照射した原稿からの反射光をラインセンサで読取る構成になっている。このような画像読取装置の読取動作を高速化するためには、原稿を高速に移動させる必要がある。

また、次の特許文献１には、複数の１次元センサを互いに並列に配列した２次元センサを駆動部により移動させることで、各１次元センサ間の画像を順次読取る構成とした２次元イメージセンサが開示されている。
実開昭６０−１４４３５８号公報

しかし、上記従来の画像読取装置で原稿を高速に移動させると、ラインセンサが原稿からの反射光を露光する露光時間も短縮化されることになり、それに応じて、ラインセンサのＣＣＤの高感度化や読取用光源の高輝度化が要求されるため、装置が高価格になる、あるいは装置の消費電力が増大するといった問題が生じる。

一方、上記特許文献による２次元イメージセンサは、複数の１次元イメージセンサを有するために読取動作の高速化が期待できる。しかしながら、この２次元イメージセンサでは、レンズに対して２次元センサを副走査方向に移動させる構成のため、副走査方向の読取サイズに制限がある。

本発明は上記の問題に対して、高速に原稿を読取る場合でもイメージセンサの露光時間が充分に確保され、かつ副走査方向の読取サイズに制限がない画像読取方法を提供するものである。

すなわち、本発明の請求項１による方法は、原稿を相対移動させつつ、所定の間隔に保持された複数のラインセンサのそれぞれが、所定の送りピッチで繰返し同時に露光して、ラインデータを読出す画像読取ステップと、前記読取ステップで読出されたラインデータのそれぞれを上記原稿での並び順に配列することで、ラインデータの重複欠落のない有効画像データを生成する画像生成ステップからなる。

この方法では、ラインデータとして読取られる原稿のラインのそれぞれに、原稿の並び順に従って昇順のライン番号（１、２、３、・・・）を付けたとき、ラインセンサの個数の剰余毎にラインセンサを１つ割当てて、ラインセンサのそれぞれが、割当てられた剰余を有するライン番号のラインを読取るように、上記所定の間隔を設定する。そして、上記所定の送りピッチとして、１ライン相当幅（原稿のラインピッチと等しい）にランセンサの個数を乗じた長さを用いる。

そのような条件設定の下で、原稿を相対移動させながら、複数のラインセンサの同時露光を繰返していけば、原稿の有効領域では、ラインの２度読みや読飛ばしが発生せず、重複も欠落もないラインデータが読出される。しかし、原稿の先頭領域や末尾領域では、ラインセンサの分離保持に起因して、ラインの読飛ばしが生じ、ラインデータが欠落する場合がある。従って、有効画像データという用語は、ラインデータが欠落する先頭領域や末尾領域を除く有効領域に対応した画像データとして規定される。

請求項２よる方法では、上記複数のラインセンサのそれぞれは、互いに等しい露光期間を有し、露光と、読出しとを並列処理する。

請求項３よる方法では、上記露光期間中に、上記複数のラインセンサの全てから前回露光したラインデータを読出す。

請求項１〜３による方法によれば、複数のラインセンサの並列駆動により、複数のラインを同時に読取るので、全体の読取時間が短縮される。また、原稿の有効領域からラインデータが重複も欠落もなく読出されるので、読出されたラインデータを原稿での並び順に配列するだけの簡単な処理により、有効画像データを生成できる。

特に請求項２によれば、ラインセンサは、露光と、読出しとを並列処理するので、露光時間が読出時間により制限されず充分に確保できる。

特に請求項３によれば、露光期間中に、複数のラインセンサの全てから前回露光したラインデータを読出すので、露光と、読出しと、紙送りとを同期させることが可能になり、制御処理が容易になる。

本発明による方法は、原稿を相対移動させつつ、所定の間隔に保持された複数のラインセンサのそれぞれが、所定の送りピッチで繰返し同時に露光して、ラインデータを読出す画像読取ステップと、読取ステップで読出されたラインデータのそれぞれを原稿での並び順に配列することで、ラインデータの重複欠落のない有効画像データを生成する画像生成ステップからなる。

この方法では、原稿のラインデータとして読取られるラインのそれぞれに、原稿の並び順に従って昇順のライン番号（１、２、３、・・・）を付けたとき、ラインセンサの個数の剰余毎にラインセンサを１つ割当てて、ラインセンサのそれぞれが、割当てられた剰余を有するライン番号のラインを読取るように、上記所定の間隔を設定する。そして、上記所定の送りピッチとして、１ライン相当幅にランセンサの個数を乗じた長さを用いる。

そのような条件設定の下で、原稿を相対移動させながら、複数のラインセンサの同時露光を繰返していけば、原稿の有効領域では、ラインの２度読みや読飛ばしが発生せず、重複も欠落もないラインデータが読出される。しかし、原稿の先頭領域や末尾領域では、ラインセンサの分離保持に起因して、ラインの読飛ばしが生じ、ラインデータが欠落する場合がある。従って、本発明では、有効画像データという用語を、ラインデータが欠落する先頭領域や末尾領域を除く有効領域に対応した画像データとして規定する。

以下、その方法の基本原理を、２つのラインセンサを用いる例について説明する。なお、本発明では、ラインセンサの個数に特別な制限はないので、以下に説明する例はラインセンサの個数を限定するものではなく、単に例示にすぎない。

図１は、２つのラインセンサを用いる例を説明する図面である。図中の１１、１２は、互いに平行な２つのラインセンサを示す。また、ラインセンサ１１、１２によって原稿Ｄから読取られる主走査方向の各ラインには、副走査方向に昇順のライン番号「１」、「２」、「３」、・・・が付けられている。ここで、ラインセンサの個数は２であるから、その剰余には、「１」、「０」があり、ラインセンサ１１には、剰余「１」を、ラインセンサ１２には剰余「０」を割当てる。ラインセンサ１１、１２の間隔（ピッチ）は、ここでは１ライン相当幅に設定してある。また、ラインセンサ１１、１２に対する原稿Ｄの相対的な送りピッチは、ラインセンサの個数が２なので、２ライン相当幅に設定する。

このとき、読取ステップによるラインセンサ１１、１２の１回目の同時露光に基づいてライン番号「１（剰余「１」）」、「２（剰余「０」）」のラインデータが読出され、２回目の同時露光に基づいてライン番号「３（剰余「１」）」、「４（剰余「０」）」のラインデータが読出され、ｎ＋１回目の同時露光に基づいてライン番号「２ｎ＋１（剰余「１」）」、「２ｎ＋２（剰余「０」）」のラインデータが読出される。かくして、この例では、全領域で重複も欠落もないラインデータが原稿Ｄでの並び順に読出されるので、画像生成ステップにより、それらを単に配列して有効画像データを生成することができる。

図２は、２つのラインセンサの間隔を上記とは異ならせた例を説明する図面である。この例では、ラインセンサ１１、１２の間隔（ピッチ）は、ここでは５ライン相当幅に設定してある。ラインセンサ１１、１２に対する原稿Ｄの送りピッチは、２ライン相当幅で、図１と同様である。

このとき、読取ステップによるラインセンサ１１、１２の１回目の同時露光に基づいてライン番号「１（剰余「１」）」、「６（剰余「０」）」のラインデータが読出され、２回目の同時露光に基づいてライン番号「３（剰余「１」）」、「８（剰余「０」）」のラインデータが読出され、ｎ＋１回目の同時露光に基づいてライン番号「２ｎ＋１（剰余「１」）」、「２ｎ＋６（剰余「０」）」のラインデータが読出される。かくして読取られた各ラインデータは、画像生成ステップにより、原稿Ｄでの並び順として、ライン番号「１」、「３」、「５」、「６」、「７」、「８」、・・・の順に配列され、有効領域に当たるライン番号「５」、「６」、・・・のラインデータから有効画像データが生成される。

これら例から理解されるように、ラインセンサの個数が２である場合には、その間隔は、任意の奇数ライン相当幅（１、３、５、７ライン相当幅等）を採用することができる。つまり、ラインセンサの個数が２である場合には、その一方が、剰余「１」を有するライン番号のラインを読取り、他方が剰余「０」を有するライン番号のラインを読取ることができれば、その間隔は自由に設定できる。

次いで、ラインセンサの個数を２以外に設定した例を説明する。
図３は、３つのラインセンサを用いた例を説明する図面である。図中の１１、１２、１３は、互いに平行な３つのラインセンサを示している。ここで、ラインセンサの個数は３であるから、その剰余には、「１」、「２」、「０」があり、ラインセンサ１１には、剰余「１」を、ラインセンサ１２には剰余「２」を、ラインセンサ１３には剰余「０」を割当てる。ラインセンサ１１、１２、１３の間隔（ピッチ）は、ここでは、それぞれ４ライン相当幅に設定してある。また、ラインセンサ１１、１２、１３に対する原稿Ｄの相対的な送りピッチは、ラインセンサの個数が３なので、３ライン相当幅に設定する。

このとき、読取ステップによるラインセンサ１１、１２、１３の１回目の同時露光に基づいてライン番号「１（剰余「１」）」、「５（剰余「２」）」、「９（剰余「０」）」のラインデータが読出され、２回目の同時露光に基づいてライン番号「４（剰余「１」）」、「８（剰余「２」）」、「１２（剰余「０」）」のラインデータが読出され、ｎ＋１回目の同時露光に基づいてライン番号「３ｎ＋１（剰余「１」）」、「３ｎ＋５（剰余「２」）」、「３ｎ＋９（剰余「０」）」のラインデータが読出される。かくして読取られた各ラインデータは、画像生成ステップにより、原稿Ｄでの並び順として、ライン番号「１」、「４」、「５」、「７」、「８」、「９」、「１０」、「１１」、・・・の順に再配置され、有効領域に当たるライン番号「７」、「８」、「９」、「１０」、「１１」、・・・のラインデータから有効画像データが生成される。

ここでラインセンサ１１、１２、１３の間隔（ピッチ）は、それぞれに４ライン相当幅に設定しているが、これには限られない。例えば、その間隔（ピッチ）として、それぞれ１ライン相当幅を採用してもよく、または、ラインセンサ１１、１２の間隔（ピッチ）として１ライン相当幅、ラインセンサ１２、１３の間隔（ピッチ）として４ライン相当幅を採用してもよい。つまり、ラインセンサの個数が３である場合には、第１のものが剰余「１」を有するライン番号のラインを読取り、第２のものが剰余「２」を有するライン番号のラインを読取り、第３のものが剰余「０」を有するライン番号のラインを読取ることができれば、それらの間隔は自由に設定が可能である。

なお、ラインセンサの個数を４以上とした場合にも、ランセンサの間隔（ピッチ）や、送りピッチを上記と同様に設定できる。

また、本発明の方法で、２以上のラインセンサのそれぞれが、互いに等しい露光期間を有し、露光と、読出しとを並列処理するようにすれば、露光時間が読出時間により制限されない。更に、その露光期間中に、２以上のラインセンサの全てから前回露光したラインデータを読出すようにすれば、露光と、読出しと、紙送りとを同期させることが可能になる。

次いで、本発明の方法を適用した画像読取装置の例を説明する。
図４は、２つのラインセンサを備え、図２で説明した方法に対応した画像読取装置Ｆを発明に関連する構成要素について説明する概略ブロック図であり、これは、例えば自動原稿送り部を有する複合機を簡略化したものである。しかしながら、本発明の方法は、フラットヘッドスキャナ等、イメージセンサが移動する構成のものにも適用できる。

画像読取装置Ｆは、図に示すように、第１、第２のラインセンサ１１、１２として２つのＣＣＤを有し、原稿Ｄのラインを読取るイメージセンサ１と、このイメージセンサ１を制御するＣＣＤドライバ２と、第１、第２ラインセンサ１１、１２が原稿Ｄを読取り出力したライン信号の一方を選択的に通過させるセレクタ３と、ライン信号を増幅するオペアンプ等で構成されるアナログフロントエンド４と、ライン信号をデジタル化するＡ／Ｄ変換器５と、デジタル化されたライン信号を受付けて、所定の画像処理をなす画像処理回路６と、読取られた画像データを蓄積するメモリ７と、このメモリ７に対するアドレスを制御するアドレス制御回路８と、モータＭとして抽象的に示された自動原稿送り部（図示せず）を制御するモータドライバ９とを備えている。また、通話回線、あるいはＬＡＮを介して通信端末と通信する通信手段、受信した画像データ等を印字出力する印字出力手段、表示操作部等も備えているが、これらの構成要素は本発明と直接関連しないので、その図示や説明は割愛する。なお、イメージセンサ１は、第１、第２のラインセンサ１１、１２を同一チップ上に形成した半導体集積回路として構成可能であり、その構成では、ランセンサ１１，１２は、原稿Ｄの５ライン相当幅に換算される間隔で形成される。また、このチップには、セレクタ３、アナログフロントエンド４を更に含ませてもよい。

画像読取装置Ｆは、画像読取機能、ファクシミリ送受信機能、印字機能、ＬＡＮ通信機能を基本機能として有しており、これらの組合せにより、複合機の処理する各機能が構成される。本発明は、画像読取機能に特徴を有しているので、以下、その機能について詳細に説明する。その外の機能は従来と同様である。

図５は、画像読取装置Ｆの画像読取動作を説明する概略波形図であり、以下、この図に従って、その動作を説明する。図には、第１のラインセンサ１１に対する露光制御信号ＳＨ＃１と、第２のラインセンサ１２に対する露光制御信号ＳＨ＃２と、モータＭの回転を制御する励磁信号Ｐ（１ラインの送りで２回励磁相が変わるものと仮定している）と、第１のラインセンサ１１に対する読出制御信号ＯＣ＃１と、第２のラインセンサ１２に対する読出制御信号ＯＣ＃２とを示している。

上記各信号はＣＣＤドライバ２が制御出力しており、第１のラインセンサ１１は、露光制御信号ＳＨ＃１がハイレベルの期間、露出されて原稿Ｄを読取り、露光制御信号ＳＨ＃１がローレベルになると、直前に読取ったラインデータを出力可能な状態に保持し、次回露出の準備をする。そして、読出制御信号ＯＣ＃１に従って、保持したラインデータをアナログのライン信号としてシフト出力する。第２のラインセンサ１２も、露光制御信号ＳＨ＃２、読出制御信号ＯＣ＃２に従って、第１のラインセンサ１１と同様に動作する。このような動作を達成するため、第１、第２のラインセンサ１１、１２は、ＣＣＤによる露光部と、電荷輸送を行う読出部（図示しない）とを有し、両者が並列化されている。

概略波形図に示すとおり、第１、第２のラインセンサ１１、１２は、露光制御信号ＳＨ＃１、露出制御信号ＳＨ＃２で規定される露出期間が、互いに同一の期間として設定されている。また、その露出期間中に、読出制御信号ＯＣ＃１、ＯＣ＃２に従って、前回の露出期間に読取ったライン信号をシフト出力するように制御される。

セレクタ３は、読出制御信号ＯＣ＃１、ＯＣ＃２と同期して、第１、第２のラインセンサ１１、１２から出力されるライン信号の一方を選択的に通過させる。アナログフロントエンド４は、そのライン信号を増幅するバッファ回路として作用し、Ａ／Ｄ変換器５は、アナログフロントエンド４によって増幅されたライン信号をデジタル化する。

画像処理回路６は、デジタル化されたライン信号を受付け、例えばγ補正処理やエッジ強調処理など所定の画像処理を実行するが、それらの画像処理の前に、各ライン信号を正しい順番に並べる必要があるため、複数のライン信号を保持可能なラインバッファ（図示しない）を備えることが望ましい。ここで処理されたライン信号はメモリ７に逐次蓄積されていき、原稿Ｄの画像データが最終的に構成される。アドレス制御回路８は、第１、第２のラインセンサ１１、１２から不連続的なライン番号順に出力されたライン信号のデータが、メモリ７では本来のライン番号順となるように、メモリ７に対するのアドレスを制御する。

モータドライバ９は、露光制御信号ＳＨ＃１、あるいは、露光制御信号ＳＨ＃２に同期し、第１、第２のラインセンサ１１、１２の１回の露出に対して、原稿Ｄが２ライン送られるように、励磁信号Ｐにより送り速度を制御する。その様子は、概略波形図では励磁信号Ｐとして示されており、モータＭは、励磁信号Ｐの２回の変化により原稿Ｄを１ライン相当幅だけ送るように構成されている。

以上の構成により、画像読取装置Ｆでは、原稿Ｄの送り速度に対して、第１、第２のラインセンサ１１、１２の露光時間が充分に確保される。また、第１、第２のラインセンサ１１、１２の露光、読出し、及び、モータＭによる原稿Ｄの紙送りとが同期するように制御される。

本発明の原理を、２つのラインセンサを用いる例について説明する図面。 本発明の原理を、２つのラインセンサを用いる別例について説明する図面。 本発明の原理を、３つのラインセンサを用いる例について説明する図面。 本発明を適用した画像読取装置の構成を説明する概略ブロック図。 図３に示した画像読取装置の動作を説明する概略波形図。

符号の説明

１ イメージセンサ
２ ＣＣＤドライバ
３ セレクタ
４ アナログフロントエンド
５ Ａ／Ｄ変換器
６ 画像処理回路
７ メモリ
８ アドレス制御回路
９ モータドライバ
１１、１２、１３ ラインセンサ（ＣＣＤ）
Ｄ 原稿
Ｍ モータ

Claims (3)

1. 原稿を相対移動させつつ、所定の間隔に保持された複数のラインセンサのそれぞれが、所定の送りピッチで繰返し同時に露光して、ラインデータを読出す画像読取ステップと、
   前記読取ステップで読出されたラインデータのそれぞれを上記原稿での並び順に配列することで、ラインデータの重複欠落のない有効画像データを生成する画像生成ステップからなる、画像読取方法。
2. 請求項１において、
   上記複数のラインセンサのそれぞれは、互いに等しい露光期間を有し、露光と、読出しとを並列処理する、画像読取方法。
3. 請求項２において、
   上記露光期間中に、上記複数のラインセンサの全てから前回露光したラインデータを読出す、画像読取方法。
   

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