JP2008236139A - 画像読取装置及び画像読取装置の制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】モータ駆動速度の変動による読取画像の間延び、縮みを補正することができ、しかもモータの速度制御を複雑にせずに画像補正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。
【解決手段】エンコーダセンサ信号に基づいて、エンコーダスリット区間内を読取デバイスが移動した時間を計測する回路を設け、エンコーダスリット区間ごとに、モータによる、読取デバイスの移動速度を算出する。そして、算出した移動速度をパラメータとして、読み取った画像を補正する。
【選択図】図１

Description

本発明は、エンコーダを用いて読取デバイスの位置情報を取得し、この取得した位置情報に基づいて、読取画像データを補正する画像読取装置とその制御方法に関する。

画像読取装置において画像を読み取る場合、光源からの照明光が原稿で反射し、この反射光を一次元の光電変換手段に結像させる結像系を、副走査方向に走査するか、又は、光源と光電変換手段とを固定し、原稿を搬送することによって原稿の読取を行う。

このようにして、原稿の画像を読み取るときに、画像読取タイミングと、原稿の絶対位置とを合わせる必要がある。すなわち、一定時間おきに画像読取を行う構成では、モータが所定速度よりも低速である場合と高速である場合とでは、読取位置がずれ、読取画像は、副走査方向に間延びしたように見え、また縮んだように見える。このような読取画像の副走査方向への間延び、縮みを除去するために、画像読取タイミングと原稿の絶対位置とを合わせる必要がある。

上記読取画像の副走査方向への間延び、縮みを除去するために、エンコーダが出力したピックアップパルスに基づいて、画像読取のための光電変換開始信号（ＳＨ）を生成することが知られている（たとえば、特許文献１参照）。これによって、エンコーダ位置と画像読取タイミングｔｐとを一致させ、副走査方向に均一に読み取る。
特開昭５８−１３９１３９号公報

特許文献１には、エンコーダが出力したピックアップパルスに基づいて、画像読取のための光電変換開始信号を生成することについては記載されているが、読取光源を点灯させるタイミングについては記載されていない。

エンコーダの位置情報と光電変換開始信号とを同期させたとしても、実際の画像読取領域は、光源を点灯させた区間のみで有効である。したがって、光電変換開始信号に同期して光源の点灯を開始した場合、エンコーダスリット区間内での光源点灯領域が、速度の変動によって、変化する。ＤＣモータと、位置制御するために搭載されているエンコーダとを有する画像読取装置において、移動速度に基づいて、サーボ制御でＤＣモータを定速動作をさせても、フィードバック制御であるので、ＤＣモータの速度を完全に定速にすることを保証できない。

タイマ回路等で算出した一定時間単位で、エンコーダスリットのピックアップパルスの数を算出し、速度を計算した場合、厳密にエンコーダスリット区間ごとに、完全に定速にすることを保証できず、またタイマの周期に、速度の精度が依存する。

つまり、特許文献１に記載されている方法では、エンコーダからの位置情報に合わせて読み取り位置を決めることはできるが、エンコーダピックアップパルス内での点灯領域は、速度変動の影響を受けるという問題がある。

本発明は、モータ駆動速度の変動による読取画像の間延び、縮みを補正することができ、しかもモータの速度制御を複雑にせずに画像補正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。

本発明の画像読取装置は、エンコーダセンサとＤＣモータとを用い、読取デバイスを副走査方向に走査させ、原稿を読み取る画像読取手段と、上記原稿に対する上記読取デバイスの移動速度を計測する速度計測手段とを有する。また、本発明は、上記速度計測手段が計測した速度情報に基づいて、上記読取デバイスが読み取った読取画像データを補正する画像補正手段とを有することを特徴とする。

本発明によれば、モータ駆動速度の変動による読取画像の間延び、縮みを補正することができ、しかもモータの速度制御を複雑にせずに画像補正することができるという効果を奏する。

発明を実施するための最良の形態は、次の実施例である。

図１は、本発明の実施例１である画像読取装置１００を示すブロック図である。

画像読取装置１００は、ＤＣモータ１１と、モータ駆動回路１２と、モータ制御回路１３と、エンコーダセンサ１４と、エンコーダ信号処理回路１５と、ＣＣＤユニット１６と、Ａ−Ｄ変換回路１７とを有する。また、画像読取装置１００は、画像処理回路１８と、読取制御回路１９と、汎用のＣＰＵ２０と、ＲＯＭ２１と、ＲＡＭ２２と、ＵＳＢ Ｉ／Ｆ２３とを有する。

モータ駆動回路１２は、ＤＣモータ１１を駆動する。モータ制御回路１３は、モータ駆動回路１２を制御する。エンコーダセンサ１４は、モータ位置を検出するためのものである。エンコーダ信号処理回路１５は、エンコーダセンサ１４が出力した信号を取り込む。ＣＣＤユニット１６は、読取ユニットの例であり、ＣＣＤユニット１６の代わりに、ＣＩＳ（ｃｏｎｔａｃｔ ｉｍａｇｅ ｓｅｎｓｏｒ）を設けるようにしてもよい。読取制御回路１９は、ＣＣＤユニット１６に対する駆動信号を生成する。

ユーザが、図示しないキースイッチを押下すると、ＣＰＵ２０が、読取開始の命令を、読取制御回路１９とモータ制御回路１３に送信する。モータ制御回路１３は、所定の速度テーブルに基づいて、ＤＣモータ１１を加速し、その後に、ＤＣモータ１１を定速領域に移行させる。

このときに、エンコーダ信号処理回路１５は、エンコーダセンサ１４の信号を受け取り、現在位置情報と速度情報とを取得する。ＣＰＵ２０は、位置情報と速度情報とに基づいて、フィードバック制御する。また、ＣＰＵ２０は、上記エンコーダの位置情報に基づいて、ＣＣＤユニット１６が、読み取り開始位置を判定し、読取制御回路１９に読取開始命令・読取終了命令を送信する。

読取制御回路１９は、上記エンコーダ信号に同期して、光電変換開始信号と、ＣＣＤユニット１６への駆動信号と、Ａ−Ｄ変換回路１７への画素転送クロックとを出力する。読取センサがＣＣＤである場合、読取１ライン毎に出力される光電変換開始信号区間が、光源点灯時間と同義である。電子シャッタ付きのＣＣＤや、ＣＩＳでは、光源点灯時間を、読取制御回路１９が調整可能である。

次に、画像読取装置１００の動作について説明する。

図２、図３は、画像読取装置１００における画像読取動作を示すタイミングチャートである。

エンコーダ信号は、上記エンコーダスリットのピックアップ信号であり、ＬＥＤ／ＣＣＤ光源ＯＮ区間は、Ｈレベル時に光源点灯する区間である。

光電変換開始信号ＳＨは、エンコーダ信号に同期し、光源は、光電変換開始信号ＳＨに同期し、一定時間ＯＮである。光源ＯＮ区間が、実際の画像読取区間であり、図２、図３に示すように、実施例１では、１ページの読取において、光源ＯＮ区間は、常に一定である。

画像読取デバイスとして、光源をＯＮ／ＯＦＦすることによって、点灯時間を制御できるデバイスがある。また、画像読取デバイスとして、読取動作中に光源をＯＮ／ＯＦＦするのではなく、光電変換開始信号の間隔を、点灯時間として利用するデバイスがある。ＣＩＳや電子シャッタ付きのＣＣＤである場合、光源をＯＮ／ＯＦＦすることによって、点灯時間を制御することができる。したがって、エンコーダ信号（又は分周した信号）を、光電変換開始信号とし、つまり、エンコーダ信号をトリガとして、光源をＯＮし、一定時間後にＯＦＦするように制御する（図２）。

ＣＣＤのように、光電変換開始信号の間隔を、点灯時間とするデバイスである場合、エンコーダ信号をトリガとし、光電変換開始信号ＳＨが一定周期で生成される。このときに、エンコーダ信号をトリガとしていない光電変換開始信号ＳＨは、無視される（図３）。

読取副走査時に、ＣＣＤユニット１６の走査速度が変動した場合、図２、図３の区間１、区間２、区間３のように、１区間におけるＣＣＤユニット１６の移動時間が変動し、エンコーダスリット区間内での光源点灯位置が変動する。よって、副走査方向の画像読取位置も変動する。

ＣＣＤユニット１６内の読取センサが取得した読取データは、光電変換開始信号ＳＨに同期して出力される。よって、区間１で読み取った主走査方向１ラインの画像データＬｉｎｅ１ ｄａｔａは、Ａ−Ｄ変換回路１７でＡ−Ｄ変換された後に、図２、図３に示すようなタイミングで、画像処理回路１８の中に取り込まれる。

画像処理回路１８は、たとえば内部に、１ライン又は数ライン分の画像データを記憶できるＳＲＡＭ等のメモリ１８１を有する。そして、区間２で読み取った画像データの速度変動を補正する場合、区間１、区間２で、ＣＣＤユニット１６が取得した画像データｌｉｎｅ１ ｄａｔａ、ｌｉｎｅ２ ｄａｔａを記憶する。

そして、画像処理回路１８が、区間３で読み取った画像データｌｉｎｅ３ ｄａｔａを取り込んだ後に、ＲＡＭ２２としてのＳＲＡＭから、ｌｉｎｅ１ ｄａｔａ又はｌｉｎｅ３ ｄａｔａを読み出し、補正する。そして、補正後のデータを、読取画像データとして次の処理回路に転送する。また、上記補正後のデータを、ＲＡＭ２２としてのＳＤＲＡＭに格納し、又はＵＳＢ Ｉ／Ｆ等のインタフェース回路を介して、ＰＣ３０へ転送する等の処理を行う。

また、画像読取装置１００自体は、速度変動を補正する画像処理回路を持たずに、読取画像データと読取画像データに対応した速度情報をＵＳＢ Ｉ／ＦからＰＣへ転送し、ＰＣ内にインストールされたアプリケーションで画像データの補正を行ってもよい。

次に、読取画像データに対する画像処理内容について説明する。

画像読取装置１００では、上記画像処理回路１８又はＰＣアプリケーションによって、エンコーダ区間ごとの速度情報に基づいて、読取画像に対するモータ速度変動の影響を補正する。

画像読取装置１００では、画像データを取得したラインのエンコーダ区間移動速度と、前後１ライン分の画像データとを用いて、線形補間を行う。たとえば、図３に示すｌｉｎｅ２ ｄａｔａを補正する場合、エンコーダ区間２の移動時間Ｔ２と、補正前の読取データｌｉｎｅ２ ｄａｔａと、前後ラインの画像データｌｉｎｅ１ ｄａｔａ、ｌｉｎｅ３ ｄａｔａとが必要である。

補正処理は、以下の式に基づいて実行する。つまり、エンコーダ区間速度が、理想的な定速度Ｔよりも遅い場合、
（補正後のｌｉｎｅ２ ｄａｔａ）＝
（（ｌｉｎｅ２ ｄａｔａ×Ｔ）＋（ｌｉｎｅ３ ｄａｔａ−ｌｉｎｅ２ ｄａｔａ）×ΔＴ２）／（Ｔ＋ΔＴ２） ……式１
である。ただし、ΔＴ２＝Ｔ２−Ｔとする。つまり、Ｔ２は、区間２における読取時間であり、差ΔＴ２は、理想的な定速度Ｔと、区間２における読取時間Ｔ２との差である。

区間２の移動時間が、理想的な移動時間Ｔよりも長い場合、Ｌｉｎｅ２ ｄａｔａは、理想的な速度で読み取った場合と比べると、区間３から遠い読み取り領域のデータになる。しかし、上記式１の２項目で、ｌｉｎｅ３ ｄａｔａの画像情報を加味することによって、ｌｉｎｅ２ ｄａｔａの速度変動による影響を補正することができる。

また、エンコーダ区間速度が、理想的な定速度よりも速い場合、
（補正後のｌｉｎｅ２ ｄａｔａ）＝
（（ｌｉｎｅ２ ｄａｔａ×Ｔ）＋（ｌｉｎｅ１ ｄａｔａ−ｌｉｎｅ２ ｄａｔａ）×ΔＴ２）／（Ｔ＋ΔＴ２） ……式２
である。ただし、理想的な定速度を、Ｔとしたときに、ΔＴ２＝Ｔ２−Ｔであるとする。つまり、Ｔ２は、区間２における読取時間であり、差ΔＴ２は、理想的な定速度Ｔと、区間２における読取時間Ｔ２との差である。

区間２の移動時間が、理想的な移動時間Ｔよりも短い場合、Ｌｉｎｅ２ ｄａｔａは、理想的な速度Ｔで読み取った場合と比べると、区間３に近い読み取り領域のデータになる。しかし、式２の２項目で、ｌｉｎｅ１ ｄａｔａの情報を加味することによって、ｌｉｎｅ２ ｄａｔａの速度変動による影響を補正することができる。

画像読取装置１００において、たとえばｌｉｎｅ２ ｄａｔａを補正するために、ｌｉｎｅ１ ｄａｔａとｌｉｎｅ３ ｄａｔａとを用いているが、ｌｉｎｅ１ ｄａｔａ、ｌｉｎｅ３ ｄａｔａの読取時も、モータ駆動速度が理想的に一定であるとは限らない。したがって、補正に使用するｌｉｎｅ１ ｄａｔａ、ｌｉｎｅ３ ｄａｔａに対して、何らかの重み付けをしてもよい。たとえば、次式のように、区間１と区間３との移動時間Ｔ１、Ｔ３を用い、ｌｉｎｅ１ ｄａｔａ、ｌｉｎｅ３ ｄａｔａに重み付けをした後のデータ、（ｌｉｎｅ１ ｄａｔａ）’と（ｌｉｎｅ３ ｄａｔａ）’とを用いて、次のように補正することが考えられる。

エンコーダ１区間速度が、理想的な定速度Ｔよりも遅い場合、
（補正後ｌｉｎｅ２ ｄａｔａ）＝
（（ｌｉｎｅ２ ｄａｔａ×Ｔ）＋（（ｌｉｎｅ３ ｄａｔａ）’−（ｌｉｎｅ２ ｄａｔａ）×ΔＴ２））／（Ｔ＋ΔＴ２）
ただし、理想的な定速度Ｔの移動時間を、Ｔとし、ΔＴ２＝Ｔ−Ｔ２であるとする。つまり、読取時間Ｔ２は、区間２における読取時間であり、差ΔＴ２は、理想的な定速度Ｔと、区間２における読取時間Ｔ２との差である。

（ｌｉｎｅ３ ｄａｔａ）’＝（ｌｉｎｅ３ ｄａｔａ）×（Ｔ＋ΔＴ３）／Ｔ、ΔＴ３＝Ｔ−Ｔ３とする。

また、エンコーダ区間速度が、理想的な定速度Ｔよりも速い場合、
（補正後ｌｉｎｅ２ ｄａｔａ）＝
（（ｌｉｎｅ２ ｄａｔａ×Ｔ）＋（（ｌｉｎｅ１ ｄａｔａ）’−（ｌｉｎｅ２ ｄａｔａ）×ΔＴ２））／（Ｔ＋ΔＴ２）
読取時間Ｔ２は、区間２における読取時間であり、差ΔＴ２は、理想的な定速度Ｔと、区間２における読取時間Ｔ２との差である。

ただし（ｌｉｎｅ１ ｄａｔａ）’＝（ｌｉｎｅ１ ｄａｔａ）×（Ｔ＋ΔＴ１）／Ｔ、ΔＴ１＝Ｔ−Ｔ１とする。

上記画像補正処理は、理想的な定速度でのエンコーダ区間移動時間をＴとし、理想的な定速度でのエンコーダ区間移動時間Ｔに対する実動作速度との差分ΔＴを、画像補正パラメータとして使用する。ここで、画像補正に使用するエンコーダ区間移動時間Ｔは、全ラインのエンコーダ区間移動時間の平均値であるとしてもよい。

このときに、画像読取装置１００は、画像１枚分のメモリを搭載する必要はなく、全ラインの読取画像データと、全ラインに対応するエンコーダ区間移動時間のデータとを、ＰＣ３０に転送する。そして、全データがそろった後に、全ラインのエンコーダ区間移動時間の平均値を求めることができる。

また、１ライン分のサイズのＲＡＭ２２としてのＳＲＡＭを持ち、エンコーダ区間速度が、理想的な速度よりも速い場合、理想的な速度よりも遅い場合のうちの一方の場合にのみ、補正処理を行うような画像処理回路を構成するようにしてもよい。

すなわち、上記実施例は、エンコーダセンサとＤＣモータとを用い、読取デバイスを副走査方向に走査させ、原稿の画像を読み取る画像読取手段と、上記原稿に対する上記読取デバイスの移動速度を計測する移動速度計測手段とを有する。また、上記実施例は、上記移動速度計測手段が計測した速度情報に基づいて、上記読取デバイスが読み取った読取画像データを補正する画像補正手段とを有する画像読取装置。

この場合、上記画像補正手段は、１ライン分の上記読取画像データの副走査方向における前後のラインにおける読取画像データと、上記速度情報とを用い、線形補間法によって、上記読取画像データを補正する手段である。

本発明の実施例１である画像読取装置１００を示すブロック図である。 画像読取装置１００における画像読取動作を示すタイミングチャートである。 画像読取装置１００における画像読取動作を示すタイミングチャートである。

符号の説明

１００…画像読取装置、
１１…ＤＣモータ、
１２…モータ駆動回路、
１４…エンコーダセンサ、
１５…エンコーダ信号処理回路、
１６…ＣＣＤユニット、
１８…画像処理回路、
１８１…メモリ、
１９…読取制御回路、
２０…ＣＰＵ。

Claims (3)

1. エンコーダセンサとＤＣモータとを用い、読取デバイスを副走査方向に走査させ、原稿を読み取る画像読取手段と；
   上記原稿に対する上記読取デバイスの移動速度を計測する速度計測手段と；
   上記速度計測手段が計測した速度情報に基づいて、上記読取デバイスが読み取った読取画像データを補正する画像補正手段と；
   を有することを特徴とする画像読取装置。
2. 請求項１において、
   上記画像補正手段は、１ライン分の上記読取画像データの副走査方向における前後のラインにおける読取画像データと、上記速度情報とを用い、線形補間法によって、上記読取画像データを補正する手段であることを特徴とする画像読取装置。
3. エンコーダセンサとＤＣモータとを用い、読取デバイスを副走査方向に走査させ、原稿を読み取る画像読取工程と；
   上記原稿に対する上記読取デバイスの移動速度を計測する速度計測工程と；
   上記速度計測工程で計測された速度情報に基づいて、上記読取デバイスが読み取った読取画像データを補正し、記憶装置に記憶する画像補正工程と；
   を有することを特徴とする画像読取装置の制御方法。

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