JP2007143036A - 画像読取装置 - Google Patents

Abstract

【課題】画像読取対象の反射率に拘わらず読取対象面に対応する対象読取画像データのエッジを検出することができる画像読取装置１を提供すること。
【解決手段】画像読取対象である原稿Ｐの読取対象面である印刷面Ｐ１に光を照射する光源２と、印刷面Ｐ１をスキャンするスキャンセンサ３と、原稿Ｐを挟んでスキャンセンサ３と対向する位置に配置され、スキャンセンサ３によるスキャン中に電圧の印加の有無により、反射率が周期的に変化する液晶フィルム４１を備える裏当て４と、スキャンされ生成された全読取画像データのラインごとの読取画像データ内の画像読取対象領域と裏当て領域との反射率に基づく差、例えば隣り合う画素データの階調差、階調レベルのピーク間隔から印刷面Ｐに対応する原稿データのエッジを検出する制御装置５を備える。
【選択図】 図１

Description

本発明は、画像読取装置に関し、さらに詳しくは、スキャンセンサにより、読取対象面をスキャンするイメージスキャナ、複写機、ファクシミリ、文字認識装置などを含む画像読取装置に関するものである。

従来の画像読取装置は、画像読取対象の読取対象面、例えば原稿の印刷面をスキャンセンサによるスキャンを実行する前に、このスキャンセンサはホワイトバランスのチェックを行う必要がある。このホワイトバランスのチェックは、原稿を挟んでスキャンセンサと対向する位置に配置される裏当てを原稿の印刷面をスキャンする前にスキャンすることで行われる。このホワイトバランスのチェック時には、スキャンセンサに入射する光の量が多いほど良い。従って、裏当てに照射された光が多く反射されることが良いため、この裏当ての反射率を高くする必要があった。このため、従来の画像読み取り装置では、裏当てに白色の部材が用いられていた。

また、従来の画像読取装置では、原稿の印刷面のスキャン時においてスキャンセンサは、この原稿以外の部分、すなわち裏当ての一部をもスキャンすることとなる。つまり、スキャンセンサによりスキャンされ生成された全読取画像データには、原稿領域と裏当て領域とが含まれることとなる。従って、従来の画像読取装置では、この全読取画像データから読取対象面に対応する対象読取画像データ、すなわち原稿の印刷面に対応する印刷面画像データのエッジを検出する必要がある。

ここで、エッジの検出は、主に反射率に基づく差、例えば全読取画像データの所定間隔ごとのラインの読取画像データにおける各画素の階調差によって行われる。しかしながら、従来の裏当てに白色の部材を用いた画像読取装置では、原稿の印刷面が白色である場合、原稿の端部近傍の印刷面の反射率と裏当ての反射率との差が大きくならずエッジの検出が困難であった。

そこで、従来の画像読取装置では、例えば特許文献１に示すように、この裏当てとして白色の部材と黒色の部材と備え、この白色の部材と黒色の部材とを切替可能なものがある。この従来の画像読取装置では、ホワイトバランスのチェック時に白色の部材を裏当てとして用い、原稿の印刷面のスキャン時に黒色の部材を裏当てとして用いる。これにより、エッジの検出を容易にするものである。

特開２００４−０５６６７２号公報

しかしながら、上記特許文献１に示す画像読取装置では、印刷面が黒色の原稿をスキャンセンサによりスキャンした場合、原稿の端部近傍の印刷面の反射率と裏当ての反射率との差が大きくならずエッジの検出が困難であった。

また、裏当てとして白色の部材よりも反射率が低い灰色の部材を用いることも考えられる。しかし、裏当てとして灰色の部材を用いても、この裏当てと同様の反射率を有する印刷面の原稿をスキャンセンサによりスキャンした場合は、原稿の端部における印刷面の反射率と裏当ての反射率との差が大きくならずエッジの検出が困難であった。

この発明は、上記に鑑みてなされたものであって、画像読取対象の反射率に拘わらず読取対象面に対応する対象読取画像データのエッジを検出す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。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、この発明では、画像読取対象の読取対象面に光を照射する光源と、前記読取対象面をスキャンするスキャンセンサと、前記画像読取対象を挟んで前記スキャンセンサと対向する位置に配置され、当該スキャンセンサによるスキャン中に反射率が周期的に変化する裏当てと、前記スキャンされ生成された全読取画像データのラインごとの読取画像データ内の画像読取対象領域と裏当て領域との反射率に基づく差から前記読取対象面に対応する対象読取画像データのエッジを検出するエッジ検出手段と、を備えることを特徴とする。

また、この発明では、上記画像読取装置において、前記裏当ては、スキャンセンサのホワイトバランスのチェック時に、反射率を最も高くすることを特徴とする。

また、前記裏当ての反射率は、当該反射率の周期を前記スキャンセンサの露光周期以上の長い周期で変化させることを特徴とする。

これらの発明によれば、スキャンセンサのホワイトバランスのチェック時には、裏当ての反射率を最も高くする。従って、裏当てに光源から照射された光がこの裏当ての反射率が低い場合と比較して多く反射するので、スキャンセンサに入射する光の量を多くすることができる。これにより、確実にホワイトバランスのチェックを行うことができる。

スキャンセンサによる画像読取対象のスキャン中には、この画像読取対象の読取対象面とともにスキャンセンサの露光周期以上の長い周期で反射率が変化する裏当ての一部もスキャンされる。従って、このスキャンセンサによりスキャンされ、このスキャンセンサの露光ごとに生成された読取画像データの裏当て領域は、露光時における裏当ての反射率に基づいて生成されたものとなる。つまり、露光ごとに生成された読取画像データによっては、裏当て領域に反射率に基づいた差が生じていることとなる。これにより、生成された全読取画像データのラインごとの読取画像データには、少なくとも画像読取対象領域と裏当て領域との反射率に基づく差が大きくなるものがある。従って、エッジ検出手段は、この画像読取対象領域と裏当て領域との反射率に基づく差が大きくなるラインにおけるエッジを画像読取対象領域と裏当て領域との反射率に基づく差から検出することができるので、読取対象面に対応する対象読取画像データのエッジを検出することができる。これにより、この画像読取対象の反射率に拘わらず読取対象面に対応する対象読取画像データのエッジを検出することができる。

また、エッジ検出手段は、反射率に基づく差が生じているラインの読取画像データ内の画像読取対象領域と裏当て領域との反射率に基づく差から読取対象面に対応する対象読取画像データのエッジを検出することができるので、画像読取対象の形状が規格化されたものでなくても、この画像読取対象の輪郭に沿った対象読取画像データを生成することができる。

また、この発明では、上記画像読取装置において、前記裏当ては、電圧が印加されると電圧が印加されていない場合よりも反射率が減少する液晶フィルムを備えることを特徴とする。

この発明によれば、電圧が印加されていないと、裏当てに光源から照射された光が液晶分子の複屈折性により拡散し、透過率が低下することで反射率が高くなり、電圧が印加されると液晶分子が規則性をもって整列し、透過率が増加することで、反射率が低くなる。従って、電圧の印加の有無という簡単な制御で裏当ての反射率を周期的に変化させることができる。

また、この発明では、上記画像読取装置において、前記裏当ては、前記液晶フィルムのスキャンセンサ側と反対側に、当該液晶フィルムを透過した光を拡散反射する拡散反射部材をさらに備えることを特徴とする。

この発明によれば、電圧が印加された際に、この裏当てに入射され、透過した光が拡散反射部で拡散反射され、入射した方向に戻り難い。従って、電圧が印加された際における裏当ての反射率をさらに低下することができる。これにより、裏当ての反射率の変化幅を広くすることができ、エッジ検出手段は、この画像読取対象の反射率に拘わらず読取対象面に対応する対象読取画像データのエッジを確実に検出することができる。

ここで、裏当てに黒色の部材を用いた場合、画像読取対象が薄いと、この黒色の部材を用いた裏当てが読取対象面から見える。従って、この読取対象面が暗くなり、対象読取画像データの階調レベルが低下する虞がある。しかしながら、この発明によれば、画像読取対象を透過した光源から照射された光も、電圧が印加された際には、拡散反射部材で拡散反射され、この拡散反射部材と液晶フィルムとの間で拡散を繰り返すこととなる。つまり、液晶フィルムは、白色に見えることとなる。従って、対象読取画像データの階調レベルの低下を抑制することができる。

また、この発明では、上記画像読取装置において、前記エッジ検出手段は、前記全読取画像データの各ラインにおけるエッジを検出するラインエッジ検出手段と、前記全読取画像データの複数のラインのエッジを検出し、当該検出された複数のエッジから前記読取対象面に対応する対象読取画像データのエッジを構成する直線を算出する輪郭検出手段と、前記ラインエッジ検出手段と、輪郭検出手段とを選択する選択手段と、を備えることを特徴とする。

この発明によれば、画像読取対象の形状が規格化されたものである場合は、選択手段により輪郭検出手段による全読取画像データのエッジが構成する直線を算出することでエッジを検出する。画像読取対象の形状が規格化されたものでない場合は、選択手段によりラインエッジ検出手段による全読取画像データの各ラインにおけるエッジを検出する。従って、画像読取対象の形状に応じて、対象読取画像データの生成速度の向上と、画像読取対象の輪郭に沿った対象読取画像データの生成を選択することができる。

この発明にかかる画像読取装置は、スキャンセンサによるスキャン中に裏当ての反射率を周期的に変化させ、スキャンされ生成された全読取画像データの画像読取対象領域と裏当て領域との反射率に基づく差を生じさせ、この差から読取対象面に対応する対象読取画像データのエッジを検出するので、画像読取対象の反射率に拘わらず読取対象面に対応する対象読取画像データのエッジを検出することができる。

以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施例における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの或いは実質的に同一のものが含まれる。また、下記の実施例では、画像読取装置としてイメージスキャナについて説明するがこの発明はこれに限定されるものではなく、複写機、ファクシミリ、文字認識装置などの画像読取対象の読取対象面をスキャンするものであればいずれであっても良い。

図１は、画像読取装置の概略構成例を示す図である。図２−１および図２−２は、液晶フィルムの構成例を示す図である。図１に示すように、画像読取装置１は、光源２と、スキャンセンサ３と、裏当て４と、制御装置５とにより構成されている。なお、６は、搬送装置である。また、７１は、搬送装置６により送られる原稿Ｐを裏当て４とともに支持し、光を透過する例えばガラス板などの透過支持部材である。また、７２は、光源２を駆動する光源駆動回路である。また、７３は、後述する液晶フィルタ４１を駆動するフィルム駆動回路である。また、７４は、上記搬送装置６の後述するモータを駆動するモータ駆動回路である。また、８は、入力装置である。また、９は、出力装置である。

光源２は、この透過支持部材７１と裏当て４とに支持された原稿Ｐに光を照射するものである。この光源２は、透過支持部材７１を挟んで裏当て４と反対側に配置されている。つまり、この光源２は、透過支持部材７１を介して、裏当て４に向かって光を照射するものである。なお、この光源２の駆動は、光源駆動回路７２により行われる。この光源駆動回路７２は、制御装置５により制御されるため、光源２による光の照射の制御は制御装置５により行われる。

スキャンセンサ３は、この透過支持部材７１と裏当て４とに支持された原稿Ｐの読取対象面、この実施例では印刷面Ｐ１をスキャンするものである。このスキャンセンサ３は、透過支持部材７１を挟んで裏当て４と反対側の、光源２の近傍に配置されている。スキャンセンサ３は、例えばＣＣＤ撮像素子をライン状（同図紙面鉛直方向）に配列したものであり、原稿Ｐの印刷面Ｐ１で反射した光源２から照射された光が入射され、露光ごとの読取画像データを生成するものである。

なお、このスキャンセンサ３は、その露光周期が制御装置５により制御されるものである。また、このスキャンセンサ３は、図示しないＣＣＤ撮像素子が撮像された印刷面Ｐ１の情報をＲ，Ｇ、Ｂ各成分のアナログ画信号として出力し、図示しない増幅回路によりこのアナログ画信号の増幅や信号レベルの調整が行われ、図示しないＡ／Ｄ変換器によりこのアナログ画信号がデジタル画信号に変換され、露光ごとのデジタル画信号が制御装置５に入力される。

ここで、このスキャンセンサ３の搬送装置６により原稿Ｐが送られる方向（以下、単に「搬送方向」と称する）と直交する方向（同図紙面鉛直方向）の幅は、この画像読取装置１により読取を行う画像読取対象である原稿Ｐうち、最もこの方向（同図紙面鉛直方向）の幅が広い原稿の幅よりも長い幅となるように設定されている。

裏当て４は、上記透過支持部材７１とともに、搬送装置６により送られる原稿Ｐ（同図２点鎖線）を支持するものであり、この原稿Ｐを挟んでスキャンセンサ３と対向する位置に配置される。この裏当て４は、この画像読取装置１により読取を行う画像読取対象である原稿Ｐうち、搬送方向と直交する方向の幅が最も広い原稿の幅よりも長い幅となるように形成されている。この裏当て４の原稿Ｐ１と対向する部分、すなわち透過支持部材７１を介してスキャンセンサ３と対向する部分には、液晶フィルム４１が取り付けられている。また、この液晶フィルム４１のスキャンセンサ側と反対側には、拡散反射部材であるミラー４２が取り付けられている。

液晶フィルム４１は、図２−１および図２−２に示すように、表面層４１ａと、第１透明電極層４１ｂと、複数のカプセル４１ｄが分散する本体層４１ｃと、第２透明電極層４１ｆと、裏面層４１ｇとにより構成されている。表面層４１ａおよび裏面層４１ｇは、透明な部材、例えばポリエステルフィルムなどにより形成されている。第１透明電極層４１ｂおよび第２透明電極層４１ｄは、透明導電膜であり、表面層４１ａと本体層４１ｃとの間、本体層４１ｃと裏面層４１ｇとの間にそれぞれ配置されている。複数のカプセル４１ｄは、例えばネマティック液晶の小滴であり、その内部に多数の液晶分子４１ｅが含まれている。また、本体層４１ｃは、透明な部材、例えばポリマーフィルムなどにより形成されている。つまり、この液晶フィルム４１は、表面層４１ａと裏面層４１ｇとの間に、スキャンセンサ側から第１透明電極層４１ｂ、本体層４１ｃ、第２電極層４１ｄの順で積層されている。

この液晶フィルム４１の第１透明電極層４１ｂおよび第２透明電極層４１ｆは、フィルム駆動回路７３に接続されている。液晶フィルム４１の駆動は、このフィルム駆動回路７３により行われる。この光源駆動回路７３には、この液晶フィルム４１に電圧を印加する電圧供給手段７３ａと、スイッチ７３ｂが備えられており、このスイッチ７３ｂが制御装置５により制御される。つまり、液晶フィルム４１へのフィルム駆動回路７３による電圧の印加の制御は、制御装置５により行われる。

ここで、液晶フィルム４１に電圧を印加した場合と、電圧を印加しない場合について説明する。制御装置５がフィルム駆動回路７３のスイッチ７３ｂをＯＮとせずに、液晶フィルム４１に電圧が印加されない場合は、図２−１に示すように、複数のカプセル４１ｄの多数の液晶分子４１ｅは、このカプセル４１ｄの内壁に沿って並ぶこととなる。

光源２から照射された光は、透明支持部材７１と裏当て４との間に原稿Ｐが支持されていないと、裏当て４、すなわち液晶フィルム４１の表面層４１ａに入射する。表面層４１ａに入射した光は、第１透明電極層４１ｂを介して本体層４１ｃに入射される。そして、本体層４１ｃの複数のカプセル４１ｄに入射した光は、多数の液晶分子４１ｅの複屈折性により拡散する。従って、液晶フィルム４１の透過性が低下し、表面層４１ａから裏面層４１ｇに向かってこの液晶フィルム４１に入射した光源２から照射された光のうち、裏面層４１ｇから表面層４１ａに向かう光が多くなる。つまり、液晶フィルム４１は、透過性が低下することで、反射率が高く、例えば、反射率３０％程度となる。つまり、裏当て４の反射率が高くなる。

一方、制御装置５がフィルム駆動回路７３のスイッチ７３ｂをＯＮとし、液晶フィルム４１、すなわち第１透明電極層４１ｂと第２透明電極層４１ｄとの間に電圧が印加された場合は、図２−２に示すように、複数のカプセル４１ｄの多数の液晶分子４１ｅは、この電圧が印加された方向、第１透明電極層４１ｄから第２透明電極層４１ｆに向かって、規則性をもって整列することとなる。

光源２から照射された光は、透明支持部材７１と裏当て４との間に原稿Ｐが支持されていないと、裏当て４、すなわち液晶フィルム４１の表面層４１ａに入射する。表面層４１ａに入射した光は、第１透明電極層４１ｂを介して本体層４１ｃに入射される。そして、本体層４１ｃの複数のカプセル４１ｄに入射した光は、多数の液晶分子４１ｅが液晶フィルム４１に入射した光とほぼ同一方向に整列するので、液晶分子４１ｅにより屈折し難くなる。従って、液晶フィルム４１の透過性が電圧を印加しない場合と比較して増加し、表面層４１ａから裏面層４１ｇに向かってこの液晶フィルム４１に入射した光源２から照射された光のうち、裏面層４１ｇから表面層４１ａに向かう光が少なくなる。つまり、液晶フィルム４１は、透過性が増加することで、反射率が電圧を印加しない場合と比較して低くなる。つまり、裏当て４の反射率が低くなる。

これにより、液晶フィルム４１は、フィルム駆動回路７３のスイッチ７３ｂを制御装置５により周期的にＯＮ／ＯＦＦすることで、その反射率が周期的に変化する。つまり、電圧の印加の有無という簡単な制御で裏当て４の反射率を周期的に変化させることができる。

ここで、この液晶フィルム４１（裏当て４）の搬送方向と直交する方向（同図紙面鉛直方向）の幅は、上記スキャンセンサ３と同様に、この画像読取装置１により読取を行う画像読取対象である原稿Ｐうち、最もこの方向（同図紙面鉛直方向）の幅が広い原稿の幅よりも長い幅となるように設定されている。従って、スキャンセンサ３は、原稿Ｐをスキャンする際には、原稿Ｐ以外の裏当て４、すなわち液晶フィルム４１をもスキャンすることとなり、このスキャンセンサ３によりスキャンされ、露光ごとに生成された読取画像データ内には、画像読取対象領域と、この画像読取対象領域以外に裏当て領域が含まれることとなる。

ミラー４２は、光を拡散反射させる拡散反射部材であり、図２−１に示すように、液晶フィルム４１のスキャンセンサ側と反対側に配置されている。つまり、ミラー４２は、この液晶フィルム４１を透過した光を拡散反射するものである。なお、このミラー４２の搬送方向と直交する方向（同図紙面鉛直方向）の幅は、上記液晶フィルム４１と同様に、この画像読取装置１により読取を行う画像読取対象である原稿Ｐうち、最もこの方向（同図紙面鉛直方向）の幅が広い原稿の幅よりも長い幅となるように設定されている。

ここで、液晶フィルム４１に電圧を印加しない場合は、上述のように、液晶フィルム４１の透過性が低下し、反射率が高くなるが、表面層４１ａから入射した光のうちこの液晶フィルム４１を透過するものもある。つまり、ミラー４２には、この液晶フィルム４１を透過した光が入射される。ミラー４２に入射した光は、このミラー４２により拡散反射するので、この拡散反射した光の一部が液晶フィルム４１を透過し、表面層４１ａからスキャンセンサ側に出射する。従って、液晶フィルム４１のスキャンセンサ側と反対側にミラー４２を取り付けることで、電圧を印加しない場合における裏当て４の反射率をさらに高く、例えば反射率６０％程度にすることができる。

また、液晶フィルム４１に電圧を印加した場合は、上述のように、液晶フィルム４１の透過性が増加し、反射率が低くなり、表面層４１ａから入射した光のうち、多くがこの液晶フィルム４１を透過する。つまり、ミラー４２には、多くのこの液晶フィルム４１を透過した光が入射される。このミラー４２に入射した光は、このミラー４２により拡散反射するので、入射した方向に戻り難くなり、例えば反射率１０％程度にすることができる。

ここで、原稿Ｐがスキャンセンサ３と裏当て４との間に入り込んでいる場合は、この原稿Ｐに入射した光源２から照射された光の一部が、この原稿Ｐを透過し液晶フィルム４１に入射する。このとき、液晶フィルム４１に電圧が印可されている場合には、液晶フィルム４１を透過し、ミラー４２に入射した光源２から照射された光も、ミラー４２で拡散反射され、このミラー４２と液晶フィルム４１との間で拡散を繰り返すこととなる。つまり、液晶フィルム４１は、白色に見えることとなる。従って、原稿Ｐが薄く、透過性が高くても、裏当てに黒色の部材を用いた場合のように、原稿データを構成する画素データの階調レベルが低くなることを抑制することができる。

制御装置５は、画像読取装置１を制御するものであり、読取対象面に対応する対象読取画像データ、すなわち印刷面に対応する原稿データのエッジを検出するエッジ検出手段として機能を有するものである。この制御装置５は、入出力部５１と、処理部５２と、記憶部５３とで構成されている。この制御装置５には、上記入力装置８および出力装置９が接続されている。ここで、入力装置８は、入出力部５１を介して、画像読取装置１による原稿Ｐの読取の開始指令や、後述するラインエッジ検出あるいは輪郭検出のいずれかを行わせるかの選択指令などの画像読取装置１の制御指示や、データの入力を行うものである。なお、この入力装置８は、例えばキーボード、マウス、マイク等の入力デバイスである。

処理部５２は、エッジ検出手段であるエッジ検出部である。この処理部５２は、ラインエッジ検出手段であるラインエッジ検出部５４と、輪郭検出手段である輪郭検出部５５と、選択手段である選択部５６とを有する。また、処理部５２は、ＲＡＭ、ＲＯＭ等のメモリとＣＰＵ（Central Processing Unit）とにより構成されている。スキャンセンサ３による原稿Ｐのスキャンの際には、この処理部５２が後述する画像読取プログラムを処理部５２の図示しないメモリに読み込んで演算を行う。なお、処理部５２は、適宜演算途中の数値を記憶部５３に格納し、格納した数値を適宜記憶部５３から取り出して演算を行う。

処理部５２が演算することで、ラインごとに生成された読取画像データを合わせた全読取画像データや、この全読取画像データから検出されたエッジに基づいて切り取られた原稿データなどは、入出力部５１を介して出力装置９により表示される。ここで、出力装置９は、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）や液晶表示装置等である。また、この作生成された全読取画像データや、この全読取画像データから切り取られた原稿データなどは、図示しないプリンタに出力することができる。また、記憶部５３は、処理部５２内に設けられていても良いし、他の装置（例えば、データベースサーバ）内に設けられていても良い。また、入力装置８および出力装置９を備えた図示しない端末装置から、画像読取装置１に有線、無線のいずれかの方法でアクセスすることができる構成であっても良い。

記憶部５３には、この発明にかかる画像読取装置の画像読取方法（エッジ検出方法も含む）が組み込まれた画像読取プログラムが格納されている。ここで、記憶部５３は、ハードディスク装置等の固定ディスク装置、フレキシブルディスク、光磁気ディスク装置、またはフラッシュメモリ等の不揮発性のメモリ（ＣＤ−ＲＯＭ等のような読み出しのみが可能な記憶媒体）や、ＲＡＭ（Random Access Memory）のような揮発性のメモリ等のストレージ手段、あるいはこれらの組み合わせにより構成することができる。

また、上記画像読取プログラムは、必ずしも単一的に構成されるものに限られず、コンピュータシステムにすでに記憶されているプログラム、例えばＯＳ（Operating System）に代表される別個のプログラムと協働してその機能を達成するものであっても良い。また、図１に示す処理部５２の機能を実現するための画像読取プログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶して、この記録媒体に記録された画像読取プログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによりこの発明にかかる画像読取装置１による原稿Ｐの読取、すなわちスキャンセンサ３による原稿Ｐのスキャンおよび全読取画像データから原稿データのエッジの検出を実行しても良い。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器などのハードウェアを含むものとする。

搬送装置６は、画像読取対象、この実施例では原稿Ｐをスキャンセンサ３と対向する位置に搬送するものである。この搬送装置６は、図１に示すように、対向して回転自在に支持された２つの搬送ローラ６１，６２と、搬送ローラ６１を回転させる回転駆動手段であるモータ６３とにより構成されている。モータ６３が回転すると、搬送ローラ６１が同図矢印Ａ方向に回転する。原稿Ｐは、この搬送ローラ６１の回転により、搬送ローラ６１，６２との間に入り込み、矢印Ｂに示す搬送方向に搬送される（同図２点鎖線）。なお、このモータ６３の回転駆動は、モータ駆動回路７４により行われる。このモータ駆動回路７４は、制御装置５により制御されるため、搬送装置６による原稿Ｐの搬送制御は制御装置５により行われる。

次に、この実施例にかかる画像読取装置１による画像読取方法について説明する。図３は、実施例にかかる画像読取装置の動作フローである。図４は、露光周期と、駆動周期と、反射率との関係を示す図である。図５は、全読取画像データを示す図である。図６は、主走査方向のラインごとの読取画像データの階調差と距離との関係を示す図である。図７は、副走査方向のラインごとの読取画像データの階調レベルと距離との関係を示す図である。図８は、副走査方向のラインごとの読取画像データのピーク間隔と距離との関係を示す図である。

まず、制御装置５の処理部５２は、原稿Ｐの読取の開始指令、すなわちスキャンセンサ３によるスキャンの開始指令を受けたか否かを判断する（ステップＳＴ１）。ここでは、ユーザーが入力装置８により、画像読取装置１に原稿Ｐの読取の開始を指令したか否かを判断する。

次に、制御装置５の処理部５２は、スキャンの開始指令を受けていると判断すると、スキャンセンサ３のホワイトバランスチェックを行う（ステップＳＴ２）。ここでは、処理部５２は、裏当て４の反射率を最も高くした状態で、スキャンセンサ３により裏当て４をスキャンさせる。具体的には、処理部５２は、液晶フィルム４１にフィルム駆動回路７３を介して電圧を印加せず、液晶フィルム４１の透過率を低下させ、反射率を高くした状態とする。また、光源２を光源駆動回路７２により駆動、すなわち光源２から光を照射させる。このとき、搬送装置６を停止した状態、すなわち原稿Ｐがスキャンセンサ３と裏当て４との間に入り込まないようにする。つまり、スキャンセンサ３には、裏当て４で反射された光源２から照射された光Ｔ１が入射する。そして、処理部５２は、スキャンセンサ３により裏当て４をスキャンさせる。上述のように、液晶フィルム４１に電圧を印加しない場合は、裏当て４に光源２から照射された光が、液晶フィルム４１に電圧を印加した場合のこの裏当て４の反射率が低い場合と比較して多く反射する。つまり、この光Ｔ１の量は、液晶フィルム４１に電圧を印加した場合よりも多くなるので、スキャンセンサ３に入射する光の量を多くすることができる。これにより、スキャンセンサ３は、反射率の高い、すなわち白色に近い裏当てをスキャンするので、確実にホワイトバランスのチェックを行うことができる。

次に、制御装置５の処理部５２は、スキャンセンサ３のホワイトバランスのチェックが終了すると、光源２、スキャンセンサ３、搬送装置６、液晶フィルム４１を駆動する（ステップＳＴ３）。ここでは、処理部５２は、光源２を光源駆動回路７２により駆動、すなわち光源２から光を照射させる。また、処理部５２は、搬送装置６を駆動、すなわちモータ６３をモータ駆動回路７４により回転させ、原稿Ｐをスキャンセンサ３と裏当て４との間に入り込ませる。また、処理部５２は、図４に示すように、スキャンセンサ３を所定の露光周期Ｓ１で駆動する。

このとき、処理部５２は、図４に示すように、液晶フィルム４１にフィルム駆動回路７３を介して電圧を印加する駆動周期Ｓ２が、スキャンセンサ３の露光周期Ｓ１以上の長い周期となるように、裏当て４を駆動する。ここでは、駆動周期Ｓ２をスキャンセンサ３の露光周期Ｓ１の約６倍の周期となるようにし、フィルム駆動回路７３のスイッチ７３ｂをＯＮしている長さを露光周期Ｓ１の約５倍とし、ＯＦＦしている長さを露光周期Ｓ１とほぼ同じとする。つまり、処理部５２は、フィルム駆動回路７３を介して、液晶フィルム４１にスキャンセンサ３が５回露光する間、電圧を印加し、次にスキャンセンサ３が１回する間、電圧を印加しないことを繰り返す。

従って、裏当て４の反射率は、スキャンセンサ３の露光周期Ｓ１以上の長い周期Ｓ２で反射率が変化する。ここでは、裏当て４は、同図に示すように、スキャンセンサ３が５回露光する間、反射率が低く、次にスキャンセンサ３が１回露光する間、反射率が高くなるように、周期的に反射率が変化する。これにより、スキャンセンサ３には、原稿Ｐの印刷面Ｐ１で反射された光源２から照射された光Ｔ２が入射するとともに、裏当て４で反射された光源２から照射された光Ｔ１も入射する。そして、スキャンセンサ３による原稿Ｐのスキャン中には、この原稿Ｐの印刷面Ｐ１とともにスキャンセンサ３の露光周期Ｓ１以上の長い周期（駆動周期Ｓ２）で反射率が変化する裏当て４の一部もスキャンされる。

次に、制御装置５の処理部５２は、露光ごとの読取画像データを生成する（ステップＳＴ４）。ここでは、スキャンセンサ３は、露光ごとにスキャンセンサ３により撮像された印刷面Ｐ１および裏当ての一部の情報をＲ，Ｇ、Ｂ各成分のアナログ画信号から図示しない増幅回路およびＡ／Ｄ変換器を介してデジタル画信号に変換し、制御装置５に出力する。処理部５２は、このデジタル画信号に基づいて、露光ごとの読取画像データを生成する。この処理部５２により露光ごとに生成された読取画像データには、画像読取対象領域である原稿領域と、この原稿領域を挟むように、裏当て領域が存在する。この露光ごとに生成された読取画像データ内の原稿領域は、印刷面Ｐ１のうち、露光時にスキャンセンサ３と対向する位置の情報である。また、裏当て領域は、スキャンセンサ３と対向する印刷面Ｐ１を除く部分である裏当て４の一部の露光時における反射率に基づいた情報である。なお、生成された露光ごとの読取画像データは、適宜記憶部５３に格納される。

次に、制御装置５の処理部５２は、図５に示すように、この露光ごとに生成された読取画像データから全読取画像データ１００を生成する（ステップＳＴ５）。この全読取画像データ１００には、画像読取対象領域である原稿領域１１０と、裏当て領域１２０とにより構成され、この原稿領域１１０は、裏当て領域１２０に囲まれる。ここで、裏当て４の反射率が低い際に、スキャンセンサ３がスキャンし、生成された露光ごとの読取画像データの裏当て領域は、階調の低い画素データの集合となる（同図では、灰色）。一方、裏当て４の反射率が高い際に、スキャンセンサ３がスキャンし、生成された露光ラインごとの読取画像データの裏当て領域は、階調の高い画素データの集合となる（同図では、白色）。従って、裏当て領域１２０は、上述のように、裏当て４の反射率が周期的に変化するため主走査方向に縞模様となる。

次に、処理部５２の選択部５６は、印刷面Ｐ１に対向する原稿データ１１０のエッジの検出として、ラインエッジ検出と輪郭検出のいずれかが選択されているかを判断する（ステップＳＴ６）。ここでは、選択部５６は、ユーザーが入力装置８により制御装置５に入力された選択指令、すなわち画像読取装置１により生成された原稿データ１１０のエッジの検出方法をラインエッジ検出あるいは輪郭検出のいずれかで行うかの指令に基づいて判断する。なお、このユーザーによるエッジの検出方法の選択は、画像読取装置１による原稿Ｐの読取の開始時、あるいは上記全読取画像データ１００の生成後のいずれかで行われていれば良い。

次に、処理部５２のラインエッジ検出部５４は、選択部５６によりラインエッジ検出が選択されたと判断すると、ラインごとのエッジを検出する（ステップＳＴ７）。ここで、ラインごとの読取画像データとは、主走査方向（同図横方向）あるいは副走査方向（同図縦方向）に一列に配列された画素データの集合をいう。

まず、全読取画像データのラインのうち、主走査方向のラインにおけるエッジの検出について説明する。処理部５２のラインエッジ検出部５４は、主走査方向のラインにおけるエッジの検出を主走査方向のラインごとの読取画像データ内の原稿領域と裏当て領域との反射率に基づく差によって行う。ここでは、主走査方向の各ラインの読取画像データを構成する画素データのうち主査走査方向に隣り合う画素データの階調差に基づいて行う。主走査方向のラインごとの読取画像データ内の裏当て領域における各画素データは、スキャンセンサ３の露光時に裏当て４の反射率は一定であるため、その階調レベルがほぼ同一となる。例えば同図のＣにおける主走査方向のラインの読取画像データ内の裏当て領域は、スキャンセンサ３の露光時において反射率が低い状態の裏当て４の一部の情報である。従って、このＣにおける主走査方向のラインの読取画像データ内の裏当て領域における各画素データの階調レベルは低く、図６に示すように、この裏当て領域における主走査方向に隣り合う画素データの階調差がほぼ０となる。

しかし、原稿Ｐの印刷面Ｐ１の背景が白などの反射率が高い場合は、Ｃにおける主走査方向のラインの読取画像データの原稿領域のうち印字領域に相当しない背景領域の階調レベルは、裏当て領域の階調レベルと比較して高くなる。つまり、この原稿Ｐの印刷面Ｐ１の搬送方向と直交する方向における両端部の情報であるこの原稿領域の両端部の画素データの階調レベルは、裏当て領域の階調レベルと比較して高くなる。従って、Ｃにおける主走査方向のラインの読取画像データの裏当て領域と原稿領域のうち背景領域との階調差が大きくなる。そこで、ラインエッジ検出部５４は、主走査方向のラインごとの読取画像データの主走査方向に隣り合う画素の階調差を主走査方向の両端部の裏当て領域から原稿領域に向かって順に算出し、算出された階調差が最初に所定閾値、例えば同図Ｃ１を超えた場合に、所定閾値Ｃ１を超えた近傍の画素データをエッジとして検出する。これにより、主走査方向のラインにおけるエッジを副走査方向に連続して検出することができ、印刷面Ｐ１に対応する原稿データのうち主走査方向のラインごとのエッジを検出することができる。

なお、主走査方向のラインごとの読取画像データには、裏当て領域がスキャンセンサ３の露光時において反射率が高い状態の裏当て４の一部の情報であるものがある。このような読取画像データ内の裏当て領域における各画素データは、階調レベルが高くなるため、原稿Ｐの印刷面Ｐ１の背景が白などの反射率が高い場合に、主走査方向のラインの読取画像データ内の裏当て領域と原稿領域のうち背景領域との階調差が大きくならない場合がある。従って、算出された階調差が最初に所定閾値を超えるのが原稿領域の背景部分と印字部分との境界となり、ラインエッジ検出部５４がこの背景部分と印字部分との境界近傍の画素データをエッジとして検出する虞がある。

この場合は、ラインエッジ検出部５４は、このエッジとして検出した画素データの近傍の算出された階調差の周期性に基づいて、エッジを誤検出したか否かを判断することが好ましい。上述のように、ラインエッジ検出部５４がエッジを正しく検出した場合は、エッジとして検出した画素データの近傍の階調レベルは、図７に示すように、副走査方向に一定の周期性をもって変化する。一方、ラインエッジ検出部５４が原稿Ｐの背景部分と印字部分の境界近傍の画素データの階調レベルの変化には、ほとんどの場合周期性は存在しない。このように、ラインエッジ検出部５４では、検出したエッジの近傍の画素データが、周期性をもって変化するか否かを判断することにより、正しく検出されたか否かを判断することができる。

なお、ラインエッジ検出部５４は、主走査方向のラインのエッジを誤検出した場合は、誤検出した主走査方向のラインにおけるエッジを削除しても良い。また、この誤検出した主走査方向のラインと副走査方向において隣り合う主走査方向のラインのエッジＥ１に基づいた予測により、エッジとする画素データを決定しても良い。

次に、全読取画像データのラインのうち、副走査方向のラインにおけるエッジの検出について説明する。処理部５２のラインエッジ検出部５４は、副走査方向のラインにおけるエッジの検出を副走査方向のラインごとの読取画像データ内の原稿領域と裏当て領域との反射率に基づく差によって行う。ここでは、副走査方向の各ラインの読取画像データを構成する画像データの階調レベルのピーク間隔に基づいて行う。副走査方向のラインごとの読取画像データ内の裏当て領域における各画素データは、液晶フィルム４１の駆動周期に応じて反射率が変化するため、その階調レベルが周期的に変化する。例えば図５のＤにおける副走査方向のラインの読取画像データ内の裏当て領域における各画素データの階調レベルに基づくピーク間隔は、図８に示すように、一定となる。

しかし、原稿Ｐの印刷面Ｐ１の搬送方向における背景と印字との間隔は、上記駆動周期ほど周期的でない。つまり、原稿領域では、副走査方向において隣り合う画素データの階調レベルの変化が規則的でなく、ピーク間隔が一定とはなり難い。そこで、ラインエッジ検出部５４は、副走査方向のラインごとの読取画像データの各画素データの階調レベルに基づくピーク間隔を副走査方向の両端部の裏当て領域から原稿領域に向かって順に算出し、算出されたピーク間隔が最初に所定閾値、例えば同図Ｄ１を超えた場合に、所定閾値Ｄ１を超えたピーク間隔と、所定閾値Ｄ１を超える前のピーク間隔との間に位置する画素データをエッジとして検出する。これにより、副走査方向のラインにおけるエッジを主走査方向に連続して検出することができ、印刷面Ｐ１に対応する原稿データのうち副走査方向のラインごとのエッジを検出することができる。これらにより、ラインエッジ検出部５４は、印刷面Ｐ１に対応する原稿データの各方向のラインごとのエッジを検出する。

次に、制御装置５の処理部５２は、上記ラインエッジ検出部５４により検出された印刷面Ｐ１に対応する原稿データの各方向のラインごとのエッジとする画素データを境界として、全読取画像データ１００から原稿データ１１０を切り取り、原稿データ１１０を生成する（ステップＳＴ１０）。このように、生成された全読取画像データ１００の主走査方向および副走査方向のラインごとの読取画像データには、少なくとも原稿領域と裏当て領域との反射率に基づく差、ここでは階調差およびピーク間隔が大きくなるものがある。従って、エッジ検出手段は、この画像読取対象領域と裏当て領域との反射率に基づく差が大きくなるラインにおけるエッジを画像読取対象領域と裏当て領域との反射率に基づく差から検出することができる。これにより、読取対象面に対応する対象読取画像データ、すなわち印刷面Ｐ１に対応する原稿データのエッジを検出することができるので、この印刷面Ｐ１の反射率に拘わらず全読取画像データのうち印刷面Ｐ１に対応する原稿データのエッジを検出することができる。

また、ライン検出手段であるラインエッジ検出部５４は、反射率に基づく差が生じているラインの読取画像データ内の画像読取対象領域と裏当て領域との反射率に基づく差から読取対象面に対応する対象読取画像データ、すなわち印刷面Ｐ１に対応する原稿データのエッジを検出することができるので、原稿Ｐの形状が規格化されたものでなくても、この原稿Ｐの輪郭に沿った原稿データを生成することができる。

さらに、この画像読取装置１では、生成された全読取画像データから印刷面Ｐ１に対応する原稿データのエッジを直接検出することができるので、従来のように、プレスキャンをしなくとも、原稿データを生成することができる。

次に、処理部５２の輪郭検出部５５は、選択部５６により輪郭検出が選択されたと判断すると、複数のラインのエッジを検出する（ステップＳＴ８）。つまり、主走査方向（同図横方向）の複数のラインのエッジを検出し、副走査方向（同図縦方向）の複数のラインのエッジを検出する。なお、各方向のラインのおけるエッジの検出は、上記ラインエッジ検出部５４によるエッジの検出方法と同様であるのでその説明は省略する。

次に、処理部５２の輪郭検出部５５は、検出された複数のエッジからエッジを構成する直線を算出する（ステップＳＴ９）。ここでは、図５に示すように、検出された主走査方向の複数のラインにおけるエッジから、主走査方向のラインごとのエッジを構成する直線Ｅ１を算出し、検出された副走査方向の複数のラインにおけるエッジから、副走査方向のラインごとのエッジを構成する直線Ｅ２を算出する。この算出方法としては、例えばハフ変換がある。このハフ変換は、任意の二つの点の基準点に対する位置から直線を算出するものである。つまり、ハフ変換を用いると、２つの主走査方向のラインにおける検出された各エッジの位置および２つの副走査方向のラインにおける検出された各エッジの位置から直線Ｅ１，Ｅ２を算出することができる。なお、算出方法は、ハフ変換に限定されるものではなく、最小二乗法などを用いても良い。

次に、制御装置５の処理部５２は、上記輪郭検出部５５により算出された走査方向のラインごとのエッジを構成する直線Ｅ１および副走査方向のラインごとのエッジを構成する直線Ｅ２を境界として、全読取画像データ１００から原稿データ１１０を切り取り、原稿データ１１０を生成する（ステップＳＴ１０）。このように、輪郭検出手段である輪郭検出部５５は、全読取画像データのラインごとのエッジを検出せずに、任意の複数のラインにおけるエッジを検出し、この検出された複数のエッジから読取対象面に対応する対象読取画像データ、すなわち印刷面Ｐ１に対応する原稿データのエッジを構成する直線を、原稿データのラインごとに検出されたエッジに置き換えるので、原稿データの生成速度を向上することができる。特に、原稿Ｐの形状が規格化されたものであれば、走査方向のラインごとのエッジを構成する直線Ｅ１および副走査方向のラインごとのエッジを構成する直線Ｅ２がそれぞれ一本となるので、この原稿Ｐの輪郭に沿った原稿データを生成することもできる。

また、制御装置５の選択部５６は、上記ラインエッジ検出と輪郭検出とを選択することができるので、画像読取対象である原稿Ｐの形状に応じて、原稿データの生成速度の向上と、原稿Ｐの輪郭に沿った原稿データの生成を選択することができる。

なお、実施例では、原稿Ｐが規格化されたものでない場合は、液晶フィルム４１の駆動周期をスキャンセンサ３の露光周期に近づける、好ましくは同期させる。これにより、主走査方向および副走査方向のラインにおけるエッジを詳細に検出することができ、原稿データの輪郭をさらに原稿Ｐに沿ったものとすることができる。

また、上記実施例において、制御装置５は、フィルム駆動回路７３により液晶フィルム４１への電圧の印加する際に、この印可する電圧を変化させても良い。液晶フィルム４１は、印可される電圧に応じて、透過率が変化する。具体的には、液晶フィルム４１は、所定電圧以上印加されるまでは、印加される電圧の増加に応じて、透過率が高くなり、反射率が低下する。従って、例えば予め原稿Ｐの反射率を検出し、この原稿Ｐの反射率に応じて、液晶フィルム４１に印加する電圧を変更しても良い。

以上のように、この発明にかかる画像読取装置は、裏当てによりホワイトバランスのチェックを行う画像読取装置に有用であり、特に、画像読取対象の反射率に拘わらず読取対象面に対応する対象読取画像データのエッジを検出するのに適している。

実施例にかかる画像読取装置の概略構成例を示す図である。 液晶フィルムの構成例（反射率（高））を示す図である。 液晶フィルムの構成例（反射率（低））を示す図である。 実施例にかかる画像読取装置の動作フローである。 露光周期と、駆動周期と、反射率との関係を示す図である。 全読取画像データを示す図である。 主走査方向におけるラインごとの読取画像データの階調差と距離との関係を示す図である。 副走査方向におけるラインごとの読取画像データの階調レベルと距離との関係を示す図である。 副走査方向におけるラインごとの読取画像データのピーク間隔と距離との関係を示す図である。

符号の説明

１ 画像読取装置
２ 光源
３ スキャンセンサ
４ 裏当て
４１ａ 表面層
４１ｂ 第１透明電極層
４１ｃ 本体層
４１ｄ カプセル
４１ｅ 液晶分子
４１ｆ 第２透明電極層
４１ｇ 裏面層
４２ ミラー（拡散反射部材）
５ 制御装置
５１ 入出力部
５２ 処理部（エッジ検出手段）
５３ 記憶部
５４ ラインエッジ検出部（ラインエッジ検出手段）
５５ 輪郭検出部（輪郭検出手段）
５６ 選択部（選択手段）
６ 搬送装置
７１ 透過支持部材
７２ 光源駆動回路
７３ フィルム駆動回路
７４ モータ駆動回路
８ 入力装置
９ 出力装置
１００ 全読取画像データ
１１０ 原稿領域（原稿データ）
１２０ 裏当て領域
Ｐ 原稿（画像読取対象）
Ｐ１ 印刷面（読取対象面）

Claims (6)

1. 画像読取対象の読取対象面に光を照射する光源と、
   前記読取対象面をスキャンするスキャンセンサと、
   前記画像読取対象を挟んで前記スキャンセンサと対向する位置に配置され、当該スキャンセンサによるスキャン中に反射率が周期的に変化する裏当てと、
   前記スキャンされ生成された全読取画像データのラインごとの読取画像データ内の画像読取対象領域と裏当て領域との反射率に基づく差から前記読取対象面に対応する対象読取画像データのエッジを検出するエッジ検出手段と、
   を備えることを特徴とする画像読取装置。
2. 前記裏当ては、スキャンセンサのホワイトバランスのチェック時に、反射率を最も高くすることを特徴とする請求項１に記載の画像読取装置。
3. 前記裏当ての反射率は、当該反射率の周期を前記スキャンセンサの露光周期以上の長い周期で変化させることを特徴とする請求項１または２に記載の画像読取装置。
4. 前記裏当ては、電圧が印加されると電圧が印加されていない場合よりも反射率が減少する液晶フィルムを備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の画像読取装置。
5. 前記裏当ては、前記液晶フィルムのスキャンセンサ側と反対側に、当該液晶フィルムを透過した光を拡散反射する拡散反射部材をさらに備えることを特徴とする請求項４に記載の画像読取装置。
6. 前記エッジ検出手段は、
   前記全読取画像データの各ラインにおけるエッジを検出するラインエッジ検出手段と、
   前記全読取画像データの複数のラインのエッジを検出し、当該検出された複数のエッジから前記読取対象面に対応する対象読取画像データのエッジを構成する直線を算出する輪郭検出手段と、
   前記ラインエッジ検出手段と、輪郭検出手段とを選択する選択手段と、
   を備えることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の画像読取装置。

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