JP2008236220A - 画像読取装置及び画像読取方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 カラー画像の読み取り時の色ズレの問題を解決した画像読取装置及び画像読取方法を提供すること。
【解決手段】 ３色の原色光を照射する３光源から照射され原稿により反射された光を読み取る読取センサを搭載した走査手段を走査させて画像の読み取りを行い、画像の読み取りが行われる毎に、前記読取センサにおける原稿搬送方向の読取幅の１／３の長さ分原稿を搬送する。前記画像の読み取りは、前記画像の各画素が前記３光源夫々の光により読み取られるように光源を切り替えて行う。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ラスタスキャン方式でかつ光源切替方式の読取センサを移動させることでカラー画像の読み取りを行う画像読取装置及び画像読取方法に関するものである。

従来、画像読取装置においては、光源から光を原稿に当て、原稿から反射された光を光電変換素子に蓄積し、その電荷量を画素データとして原稿の読み取りを行っている。さらに、光源切替方式のカラー画像読取装置では、例えば、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）及び青（Ｂ）の各光源を順次切り替えて画像の読み取りを行うことによって、各色成分の画素データを取得している。加えて、ラスタスキャン方式の画像読取装置では、原稿幅に等しいか、それ以上の幅の読取センサを用いて１ラインずつ原稿の読み取りを行うのが一般的である。また、シートフィード方式の画像読取装置では原稿を搬送させながら１ラインずつ原稿の読み取りを行うのが一般的である。また、フラットベッドタイプの画像読取装置では読取センサを走査させながら１ラインずつ原稿の読み取りを行うのが一般的である。さらに、原稿の長さよりも短い幅の読取センサを用いて、原稿の搬送方向と直交する方向に読取センサを移動させ、読取センサの読取幅毎に原稿の読み取りと原稿の搬送を交互に繰り返して原稿の読み取りを行う方法も知られている（特許文献１参照）。

一方、１ライン毎に原稿（又は読取センサ）の搬送とＲ、Ｇ及びＢの各色成分の読み取りを交互に繰り返す方法が提案されている（特許文献２参照）。
特開平１１−３３１５０４号公報 特開平７−１４３２８６号公報

しかしながら、上記特許文献１のような従来例では、原稿の読み取りを行うのに、１ラスタ毎に原稿（又は読取センサ）の移動と光源の切り替えを交互に繰り返し行う、いわゆる移動読みを行っている。例えば図１０に示すように、まずＲ光源から光を照射させて１ライン読み取った後原稿（又は読取センサ）を移動する。次にＧ光源から光を照射させて１ライン読み取った後原稿（又は読取センサ）を移動する。さらにＢ光源から光を照射させて１ライン読み取った後原稿（又は読取センサ）を移動している。こうして、合計３ラインの読み取りを行うことで、原稿の搬送方向に１画素分で原稿の搬送方向と直行する方向に１ライン分の範囲のカラー画像データが得られることになる。なお、図中、網掛けで示した部分が１画素分の画像データとなる。従って、この３ラインの読み取りを行う期間、原稿（又は読取センサ）は常に移動しているため、図１０に示すように実際には各色毎に読み取っている原稿の位置が異なっている。つまり、Ｒ、Ｇ及びＢの各光源から光を夫々別の部分に照射して夫々別の部分を読み取っている。このため、正確な色データを取得することができず、色ズレを引き起こし、読み取り画像の劣化につながっていた。

この色ズレの問題を解決するために、上記特許文献２では、いわゆる移動読みではなく、１ライン毎にＲ、Ｇ及びＢの各光源の切り替えを行いその後原稿（又は読取センサ）を移動する方法が提案されている。つまり、１ライン分の原稿（又は読取センサ）の搬送をした後にＲ、Ｇ及びＢ各色成分の読み取りを行い、これを交互に繰り返す方法が提案されている。しかしながらこの方法では、画素単位での色ズレはなくせるものの、１ライン毎に原稿（又は読取センサ）の搬送と、原稿の読み取り動作を交互に繰り返しており、搬送機構上の遅延、振動の影響を受ける。このため、正確な位置精度が出なくなって読み取り画像が劣化してしまう場合がある。もちろん搬送機構が安定するまで十分時間をかければ、搬送機構上の遅延や振動といった影響は受けなくなるが、１ラインの読み取り毎に待機時間が必要になるので、読み取り時間が長くなってしまう場合がある。あるいは、搬送機構に遅延や振動を発生させない機構を新たに設ける必要があり、機構が複雑になるとともにコストが上がってしまうという場合がある。

また上記特許文献１では、本発明の構成の一部である「重ね読み」を提案している。しかし、この発明は、原稿と読取センサの間の隙間に起因する読み取りバンドごとのバンドムラの軽減を目的として、重ね読みした画素データを平均化することを提案しているだけである。このため、本発明の構成とは異なり、また、本発明の課題である色ズレに関しては触れられておらずこれを解決するものでもない。

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、従来の搬送機構をそのまま使用することができ、余計な待機時間を設けることなく、カラー画像の読み取り時の色ズレの問題を解決した画像読取装置及び画像読取方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するための本発明は、３色の原色光を夫々原稿に照射する３光源と、該３光源から照射され前記原稿により反射された光を読み取る読取センサと、原稿を搬送するための原稿搬送手段と、前記読取センサを搭載し前記原稿搬送手段による搬送方向と直交する方向に走査する走査手段と、光を照射する光源を切り替える光源切替手段とを有し、前記３光源から１色ずつ原稿に光を照射させる画像読取装置であって、
前記読取センサを搭載した走査手段を走査させて画像の読み取りを行うよう制御する読取制御手段と、
前記読取制御手段によって画像の読み取りが行われる毎に、前記読取センサにおける前記搬送方向の読取幅の１／３の長さ分、原稿を搬送するよう前記原稿搬送手段を制御する搬送制御手段と、
前記画像の各画素が前記３光源夫々の光により読み取られるように、前記光源切替手段を制御する光源切替制御手段と、
を有することを特徴とする画像読取装置である。

また、上記課題を解決するための別の本発明は、３色の原色光を夫々原稿に照射する３光源と、該３光源から照射され前記原稿により反射された光を読み取る読取センサと、原稿を搬送するための原稿搬送手段と、前記読取センサを搭載し前記原稿搬送手段による搬送方向と直交する方向に走査する走査手段と、光を照射する光源を切り替える光源切替手段とを有し、前記３光源から１色ずつ原稿に光を照射させる画像読取装置を用いた画像読取方法であって、
前記読取センサを搭載した走査手段を走査させて画像の読み取りを行う読取工程と、
前記読取工程によって画像の読み取りが行われる毎に、前記読取センサにおける前記搬送方向の読取幅の１／３の長さ分、原稿を搬送する搬送工程と、
前記読取工程において、前記画像の各画素が前記３光源夫々の光により読み取られるように、前記光源切替手段を制御する光源切替制御工程と、
を有することを特徴とする画像読取方法である。

本発明によれば、移動読み方式であっても、各画素について同じ位置でＲ、Ｇ及びＢ各光源での読み取りが可能となるので、色ズレが発生しない。また移動読み方式でよいので、原稿（あるいは読取センサ）を搬送するための機構部分の構成を簡単にできる。さらには、読取センサを小さくできるので、画像読取装置のコストダウンが可能となるといった効果がある。

以下、本発明の実施例を、図面を用いて詳細に説明する。

以下本発明を適用した画像読取装置の実施の形態について説明する。図１は本発明を実施した画像読取装置の電気的構成を表したブロック図である。

１０１は画像読取装置本体を示している。１０２は画像読取装置を制御するＣＰＵである。１０３は画像読取装置１０１全体を制御するための制御プログラム等を格納した不揮発性メモリ（ＲＯＭ）であり、ＣＰＵ１０２はこのＲＯＭ１０３に格納された制御プログラムに従って、画像読取装置全体を制御する。１０４は各種動作を制御するための処理演算等に使用されるメモリ（以下ＲＡＭとする）、１０５は読取制御部によって読み取られた画像データをバッファリングするバッファメモリである。１０６は例えばパーソナルコンピュータ（ＰＣ）のような情報処理装置との通信を制御するＰＣ Ｉ／Ｆ制御部である。１０７は画像読取装置をオペレータが操作するための各種操作ボタン及びＬＥＤやＬＣＤなどに代表される表示手段を有する操作部である。１０８は後述の読取センサ１０９によって原稿の読み取りを行うための各種駆動制御、及び読取センサ１０９によって読み取った画像データの信号処理を行う読取制御部である。１０９は原稿を１ライン毎に読み取るために光電変換素子を一列に並べて構成されたラスタスキャン方式の読取センサである。１１０〜１１２は、カラー画像の読み取りを行うために、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）及びＢ（青）の３色の原色光を１色ずつ夫々原稿に照射するＲ光源、Ｇ光源及びＢ光源の３光源である。読取センサ１０９は、光源１１０〜１１２の３光源夫々から照射され原稿により反射された光を入力する（読み取る）。１１３は原稿を搬送する搬送機構を駆動するための原稿搬送モータ、１１４は読取センサ１０９を搭載したキャリッジを搬送するためのキャリッジ搬送モータである。１１５は各ブロックとＣＰＵ１０２を接続するためのシステムバス、１１６はＰＣ等の外部情報処理装置と接続するためのインターフェースコネクタである。

図２は読取制御部１０８の構成をさらに詳細に表した図である。

２０１は読取センサ１０９から受信したアナログの画像信号をデジタル信号に変換し、シェーディング補正して出力する画像処理部である。２０２は読取センサ１０９の蓄積時間で決定するライン同期信号（ＳＨ信号）２０７や読取センサから画像信号を転送するための転送クロック信号（ＣＬＫ信号）２０６を生成して出力するタイミング生成部である。２０３はライン同期信号２０７に同期して光源の切り替え制御を行う光源切替制御部で、Ｒ、Ｇ及びＢの各光源に対して、点灯制御信号２０８〜２１０を出力する。２０４はモータ制御部で、やはりライン同期信号２０７に同期して原稿搬送モータ及びキャリッジ搬送モータを駆動する信号２１１及び２１２を出力し、原稿及びキャリッジの搬送制御をする。

さらに図４は、読取センサ１０９を組み込んだキャリッジ３０１の構造を示した図であり、４０１は読取センサ１０９を保護する透過ガラスである。４０２は導光体で、光源１１０〜１１２から発した各色の光がこの導光体によって導かれて原稿に照射される。３０５は原稿である。

次に図３を用いて具体的な動作の概要を説明する。

図３において、３０１は読取センサ１０９が組み込まれたキャリッジである。３０２はこのキャリッジ３０１を図中の「キャリッジの移動方向」に走査させる搬送ベルトで、キャリッジ搬送モータ１１４によって駆動される。３０３は原稿３０５を図中の「原稿の搬送方向」に移動させるための原稿搬送ローラで、原稿搬送モータ１１３によって駆動される。この構成で、キャリッジを原稿の搬送方向と直交する走査方向に移動させながら、読取センサ１０９の有効読取幅（１バンドの幅）の読み取りを行う。１バンド分の読み取りが終了したら、キャリッジを元の位置に戻しつつ、原稿を１バンドの幅の１／３の長さ分だけ移動させて、再びキャリッジを移動させながら１バンド分の読み取りを行う。この動作を繰り返すことによって原稿の読み取りを行う。

ここで、原稿の読み始めの部分（先端部分）については、まず、原稿が原稿の搬送方向に対して有効読取幅の手前側１／３の所まで搬送され１バンド目の読み取りが行われる。しかし、原稿の搬送方向に対して奥側２／３の読み取りデータは、無効データとして廃棄される。次に、原稿が１／３バンド分搬送され２バンド目の読み取りが行われるが、原稿の搬送方向に対して奥側１／３の読み取りデータは、無効データとして廃棄される。次に、原稿が１／３バンド分さらに搬送され３バンド目の読み取りが行われるが、これ以降は、原稿の後端の部分を除いて全てのデータが有効データとなる。原稿の後端部分についても同様で、原稿の長さよりも多く読み取った部分は無効データとして廃棄する。このように原稿を１バンドの幅の１／３ずつ移動させながら、１バンドの幅の読み取り動作を繰り返すことで、同一の画素が３回読み取られることになる。この様子を図５を用いて説明する。

図５に示している３つのバンドは、それぞれ各読み取り動作により読み取ったエリアを示している。各バンドの縦の幅が読取センサの有効読み取り幅、すなわち１バンドの幅を示していて、横の幅は原稿の幅を示している。この図では、有効読取幅（１バンドの幅）の画素数が（ｍ＋１）画素で、原稿の幅の画素数が（ｌ＋１）画素となっている。従って、読み取りのために原稿を搬送する際は、各読み取り動作ごとに、（ｍ＋１）の画素数の１／３の画素数分だけ、原稿を移動させる。また図５では、分かりやすくするために各バンドを下に行くにつれて少しずつ右にずらして示しているが、実際には当然ながら左右の位置は揃っている。この図からも分かるように、原稿の先端部分において３バンド目の読み取りを終えた以降は、１回の読み取り動作を行う毎に１バンドの１／３の幅で、３回読み取られたバンドが得られる。図５では、太枠で囲まれた部分がそれに当たる。

次に、１バンドの読み取り動作の際のＲ、Ｇ及びＢ各色の光源の切り替え制御について説明する。図６は各光源の点灯切り替えタイミングを示した図で、各光源はライン同期信号（ＳＨ信号）に同期して、読取センサ１０９により読み取る光源を１ラスタ毎に切り替えている。このとき（３ｎ＋１）バンド目（ｎ＝０，１，２，３，・・・）の読み取り時には、１ラスタ毎にＲ→Ｇ→Ｂの順に各光源を点灯させるように制御する。（３ｎ＋２）バンド目（ｎ＝０，１，２，３，・・・）の読み取り時には、１ラスタ毎にＧ→Ｂ→Ｒの順に各光源を点灯させるように制御する。そして、（３ｎ＋３）バンド目（ｎ＝０，１，２，３，・・・）の読み取り時には、１ラスタ毎にＢ→Ｒ→Ｇ→Ｂの順に各光源を点灯させるように制御する。その結果、各画素でＲ、Ｇ及びＢの各光源によって読み取りが行われることとなる。各バンドでの読み取り時に、各画素がどの色の光源により光を照射されるかを図７に示す。

図５の太枠で囲まれた部分に相当し、これら（３ｎ＋１）バンド目、（３ｎ＋２）バンド目及び（３ｎ＋３）バンド目により読み取られた各画素は、３回の読み取り動作によってＲ、Ｇ及びＢ各色の光源で読み取られていることがわかる。図７で網掛けを施した画素を例にあげると、（３ｎ＋１）バンド目ではＲの光源から光が照射され、（３ｎ＋２）バンド目ではＧの光源から光が照射され、（３ｎ＋３）バンド目ではＢの光源から光照射されていることがわかる。従って１つの画素について、同じ位置での、Ｒ、Ｇ及びＢの各光源による読み取りデータを得ることができる。

図１１は、本実施例における画像読取方法のフローチャートである。

読み取り動作を開始すると、まず、ステップＳ１１０で、原稿を読み取り位置まで搬送して１バンド分の読み取りを行う。ここでは、１ラスタ毎にＲ→Ｇ→Ｂの順に各光源から光を照射させるように制御する。次に、ステップ１２０で１バンドの幅の１／３の長さ分原稿を搬送する。次に、ステップＳ１３０で、１ラスタ毎にＧ→Ｂ→Ｒの順に各光源から光を照射させるように制御して１バンド分の読み取りを行う。次に、ステップ１４０で１バンドの幅の１／３の長さ分原稿を搬送する。次に、ステップＳ１５０で、１ラスタ毎にＢ→Ｒ→Ｇの順に各光源から光を照射させるように制御して１バンド分の読み取りを行う。次に、ステップ１６０でまだ読み取る画像が有るか否かを判断し、読み取る画像が無ければ終了し、読み取る画像がまだ有ればステップＳ１１０に戻る。

本実施例は、キャリッジの走査方向に前記３光源のうち光を照射する光源を画素毎に順に切り替えると共に、キャリッジの走査毎に前記３光源による光を照射する順序を切り替えた。以上説明したような構成をとることによって、移動読み方式であっても、１画素について同じ位置でＲ、Ｇ及びＢ各光源での読み取りが可能となり、従来技術での課題であった色ズレの問題を解決できる。また移動読み方式でよいので、原稿（あるいは読取センサ）を搬送するための機構部分の構成を簡単にできる。さらには、読取センサを小さくできるので、画像読取装置のコストダウンにも寄与する。

また、本実施例によれば、１ラスタの読み取り動作毎にＲ、Ｇ及びＢの各光源を切り替えるので、従来の光源切り替え制御方法をそのまま利用できるといった効果がある。

実施例１は、（３ｎ＋１）バンド目の読み取り時には１ラスタ毎にＲ→Ｇ→Ｂの順に、（３ｎ＋２）バンド目では１ラスタ毎にＧ→Ｂ→Ｒの順に、（３ｎ＋３）バンド目では１ラスタ毎にＢ→Ｒ→Ｇ→Ｂの順に光源を点灯させるように構成した。一方、基本構成として同一画素を各色の光源を用いて３回読み取る構成とすれば、１ラスタ毎ではなく、１バンドの読み取り動作毎に光源を切り替えるようにしても同様の結果が得られる。本実施例では、１バンドの読み取り動作毎に光源を切り替えるようにした。

つまり、図８に示すように（３ｎ＋１）バンド目（ｎ＝０，１，２，３，・・・）の読み取り時には、全てＲの光源から光を照射して読み取りを行うように制御する。（３ｎ＋２）バンド目（ｎ＝０，１，２，３，・・・）の読み取り時には、全てＧの光源から光を照射して読み取りを行うように制御する。そして、（３ｎ＋３）バンド目（ｎ＝０，１，２，３，・・・）の読み取り時には、全てＢの光源から光を照射して読み取りを行うように制御する。その結果、各画素でＲ、Ｇ及びＢの各光源での読み取りが行われることとなる。各バンドでの読み取り時に、各画素がどの色の光源により光を照射されるかを図９に示す。

実施例１の場合と同様に、これら３回の読み取り動作によってＲ、Ｇ及びＢ各色の光源で読み取られていることがわかる。図９で網掛けを施した画素を例にあげると、（３ｎ＋１）バンド目ではＲの光源から光が照射され、（３ｎ＋２）バンド目ではＧの光源から光が照射され、（３ｎ＋３）バンド目ではＢの光源から光が照射されていることがわかる。

本実施例は、キャリッジの走査毎に前記３光源のうち光を照射する光源を切り替えた。このような構成をとることによって、各バンド内での光源切り替えの必要がなくなるため、光源の切り替え制御をさらに簡単にすることができる。

本発明を実施した画像読取装置の電気的構成を表したブロック図である。 読取制御部の構成を詳細に表した図である。 本発明を実施した画像読取装置の機構図である。 読取センサを組み込んだキャリッジの構造を示した図である。 各バンドの読み取り範囲を示した図である。 実施例１での各光源切り替えタイミングを示した図である。 実施例１での各画素がどの色の光源により光を照射されるかを示した図である。 実施例２での各光源切り替えタイミングを示した図である。 実施例２での各画素がどの色の光源により光を照射されるかを示した図である。 従来技術の光源切り替えタイミングを示した図である。 実施例１における画像読取方法のフローチャートである。

符号の説明

１０１ 画像読取装置
１０２ ＣＰＵ
１０８ 読取制御部
１０９ 読取センサ
１１０ Ｒ光源
１１１ Ｇ光源
１１２ Ｂ光源
１１３ 原稿搬送モータ
１１４ キャリッジ搬送モータ
２０３ 光源切替制御部
２０４ モータ制御部
３０１ キャリッジ
３０３ 原稿搬送ローラ
３０５ 原稿

Claims (4)

1. ３色の原色光を夫々原稿に照射する３光源と、該３光源から照射され前記原稿により反射された光を読み取る読取センサと、原稿を搬送するための原稿搬送手段と、前記読取センサを搭載し前記原稿搬送手段による搬送方向と直交する方向に走査する走査手段と、光を照射する光源を切り替える光源切替手段とを有し、前記３光源から１色ずつ原稿に光を照射させる画像読取装置であって、
   前記読取センサを搭載した走査手段を走査させて画像の読み取りを行うよう制御する読取制御手段と、
   前記読取制御手段によって画像の読み取りが行われる毎に、前記読取センサにおける前記搬送方向の読取幅の１／３の長さ分、原稿を搬送するよう前記原稿搬送手段を制御する搬送制御手段と、
   前記画像の各画素が前記３光源夫々の光により読み取られるように、前記光源切替手段を制御する光源切替制御手段と、
   を有することを特徴とする画像読取装置。
2. 前記光源切替制御手段は、前記走査手段による走査方向に前記３光源のうち光を照射する光源を画素毎に順に切り替えると共に、前記走査手段による走査毎に前記３光源による光を照射する順序を切り替えるように制御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. 前記光源切替制御手段は、前記走査手段による走査毎に前記３光源のうち光を照射する光源を切り替えるよう制御することを特徴とする請求項１に記載の画像読取装置。
4. ３色の原色光を夫々原稿に照射する３光源と、該３光源から照射され前記原稿により反射された光を読み取る読取センサと、原稿を搬送するための原稿搬送手段と、前記読取センサを搭載し前記原稿搬送手段による搬送方向と直交する方向に走査する走査手段と、光を照射する光源を切り替える光源切替手段とを有し、前記３光源から１色ずつ原稿に光を照射させる画像読取装置を用いた画像読取方法であって、
   前記読取センサを搭載した走査手段を走査させて画像の読み取りを行う読取工程と、
   前記読取工程によって画像の読み取りが行われる毎に、前記読取センサにおける前記搬送方向の読取幅の１／３の長さ分、原稿を搬送する搬送工程と、
   前記読取工程において、前記画像の各画素が前記３光源夫々の光により読み取られるように、前記光源切替手段を制御する光源切替制御工程と、
   を有することを特徴とする画像読取方法。

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