JP2010278999A - 画像読取装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】読み取りを開始するまでの時間を大幅に減らしつつ、光度及び点灯時間と白基準値群とを記憶する容量を大幅に減らすことができる画像読取装置を提供する。
【解決手段】白基準値生成読取条件の下で白基準値群を生成し、白基準値生成読取条件に含まれる解像度未満の他の解像度を含む他の読取条件で原稿を読み取るときは、白基準値を生成したときと同じ光度及び点灯時間で光源を点灯させて読み取る。そして、生成した白基準値群を白基準値生成読取条件と当該他の読取条件との相関関係に基づいて変換し、変換した白基準値群を用いてシェーディング補正する。読取条件毎に光量調整して白基準値を求める必要がないので読み取りを開始するまでの時間を減らすことができ、また、白基準値群を記憶しておくための容量を大幅に減らすことができる。
【選択図】図13

Description

本発明は、画像読取装置に関する。
従来、LEDを光源として用い、光源によって原稿を照射することにより画像を読み取る画像読取装置は、カラー、モノクロ、ライン周期、解像度といった読取条件毎に、LEDの点灯電流や点灯時間を変更し、最適な光量を得る調整を行い、その適正な光量から補正データを作成し、原稿を読み取るようになっている。
例えば、特許文献1記載の発明は、モノクロやカラーといった読取条件毎に、LEDの点灯電流や点灯時間を調整し、その読取条件毎に白基準値を作成して、原稿を読み取った画像をその白基準値を用いてシェーディング補正する画像読取装置に関する技術が開示されている。
上記のような画像読取装置の場合、読取条件毎に最適な点灯電流や点灯時間や白基準値といった補正データをあらかじめ記憶しておくか、または、読み取り開始直前に、読取条件に対応する最適な点灯電流や点灯時間を調整し、白基準値といった補正データを取得している。
特開2000−287036号公報
ところで、従来の画像読取装置の場合、読み取り開始直前に読取条件毎に光源の光量を調整しているため、シェーディング補正に関する補正データを取得しなおす必要があり、その分時間がかかる。特に読み取り開始直前に補正データを取得しなおす場合は、読み取り開始の指示を受け付けてから、実際に読み取りを開始するまでの時間が余分にかかるという問題があった。また、点灯電流や点灯時間といった光源の光量を調整するパラメータや、補正データを読取条件毎にあらかじめ取得しておくと、読取条件毎に補正データを記憶しておかなければならず、記憶する容量が大きくなるという問題があった。
本発明は、上記のような事情に基づいて完成されたものであって、読取条件毎に同じ光量で原稿を読み取り、1つの読取条件の下で生成された白基準値を、その読取条件に含まれる解像度以下の解像度を含む他の読取条件の白基準値に変換し、当該他の読取条件で原稿を読み取った出力値を当該他の読取条件の白基準値を用いてシェーディング補正する画像読取装置を提供することを目的とする。
第1の発明は、複数の読取条件のうちいずれか1つの読取条件で原稿の画像を読み取る画像読取装置であって、光源から光を照射することによって原稿もしくは基準部材からの反射光に基づき出力値を出力する読取手段と、前記読取手段からの出力値が所定値になるように前記光源の光度及び点灯時間の少なくとも一方を調整する光量調整手段と、前記複数の読取条件のうちいずれかの読取条件の下で、前記光量調整手段で調整された光度及び点灯時間で前記光源を点灯させた状態で前記読取手段からの出力値に基づいて白基準値群を生成する白基準値生成手段と、前記白基準値生成手段で生成された白基準値群と、前記光量調整手段で調整された光度及び点灯時間とを記憶する白基準値記憶手段と、前記白基準値生成手段で白基準値群を生成したときの読取条件と他の読取条件との相関関係に基づいて、前記白基準値記憶手段に記憶されている白基準値群を当該他の読取条件の白基準値群に変換する白基準値変換手段と、前記複数の読取条件のうち前記1つの読取条件で原稿の画像を読み取る際に、前記白基準値記憶手段に記憶されている光度及び点灯時間で前記光源を点灯させて前記読取手段に原稿を読み取らせる原稿読取制御手段と、前記読取手段から出力された出力値を、前記1つの読取条件が前記白基準値群を生成したときの読取条件である場合は前記白基準値記憶手段に記憶されている白基準値群を用いて、前記1つの読取条件が前記白基準値群を生成したときの読取条件以外である場合は前記白基準値変換手段によって変換された白基準値群を用いてシェーディング補正するシェーディング補正手段と、を備える。
本願発明の構成によれば、1つの読取条件で調整した光源の光度及び点灯時間を他の読取条件での読み取りでも用い、また、複数の読取条件のうち1つの読取条件の下で白基準値を作成し、他の読取条件の白基準値は、白基準値を生成した読取条件と当該他の読取条件との相関関係に基づいて変換して求めるため、読取条件毎に光量調整してその光量に応じた白基準値を求める必要がない。このため、従来技術と比べて読み取りを開始するまでの時間を大幅に減らすことができる。
また、本願発明の構成は、1つの読取条件において調整された光度及び点灯時間と白基準値生成手段で生成した白基準値群とを記憶しておくので、読取条件毎に調整された光度及び点灯時間と白基準値群とを記憶しておく必要がないので、記憶する容量を大幅に減らすことができる。
第2の発明は、第1の発明の画像読取装置であって、当該画像読取装置は、複数の読取条件のうちいずれか1つの読取条件で原稿の画像を読み取るものであり、複数の読取条件をグループに分けるグループ分け手段を備え、前記光量調整手段は、前記グループ毎に、そのグループ中の1つの読取条件の下で、前記光源の光度と点灯時間を調整し、前記白基準値生成手段は、前記グループ毎に、そのグループ中の1つの読取条件の下で白基準値群を生成し、前記白基準値記憶手段は、前記グループ毎に、前記光量調整手段で調整された光度と点灯時間と、白基準値群とを記憶し、前記原稿読取制御手段は、前記1つの読取条件で前記原稿を読み取る際、当該選択された読取条件が属するグループの光度及び点灯時間で前記光源を点灯させて読み取り、前記シェーディング補正手段は、前記1つの読取条件がその読取条件の属するグループ中の白基準値群を生成したときの読取条件である場合は前記白基準値記憶手段に記憶されている当該グループの白基準値群を用いて、前記1つの読取条件がその読取条件の属するグループ中の白基準値群を生成したときの読取条件以外の読取条件である場合は当該グループの白基準値群を前記白基準値変換手段によって変換した白基準値群を用いてシェーディング補正する。
グループ毎に、光源の光度と点灯時間を調整し、白基準値を作成する。そして、グループ毎に光源の光度と点灯時間での白基準値を記憶しておく。そして、原稿の読み取り時には、記憶された光源の光度と点灯時間を用いて光源を点灯させ、白基準値変換手段によって変換した白基準値を用いてシェーディング補正する。
比較的読取条件が近いグループで光源の光度と点灯時間と白基準値を共有する形になるので、より精度よく原稿の読取が可能である。
第3の発明は、第1または第2の発明の画像読取装置であって、前記読取条件は少なくとも解像度、光源の点灯可能期間、前記読取手段の出力レベルである階調情報、カラーもしくはモノクロで読み取るかの条件のいずれかを含み、前記白基準値変換手段は、前記白基準値生成手段で白基準値群を生成したときの読取条件と他の読取条件との相関関係に基づいて変換する。
この発明によると、解像度、光源の点灯可能期間、前記読取手段の出力レベルである階調情報、カラーもしくはモノクロで読み取るかの条件に基づいて変換することにより、白基準値生成手段で白基準値群を生成したときの読取条件を他の読取条件の白基準値群に変換することができる。
第4の発明は、第3の発明の画像読取装置であって、前記白基準値変換手段は、前記白基準値群を生成したときの読取条件である解像度と前記原稿読取制御手段で原稿を読み取るときの読取条件である解像度との解像度比に応じて、前記白基準値記憶手段に記憶されている白基準値群を間引くか、もしくは平均することにより、前記1つの解像度の白基準値群に変換し、前記原稿読取手段は、前記複数の読取条件のうち前記白基準値生成手段で白基準値群を生成したときの解像度以下の前記1つの解像度で原稿の画像を読み取らせる。
白基準値生成手段で生成した白基準値の数は、当該白基準値群を生成したときの解像度未満の他の解像度で白基準値群を生成した場合の白基準値の数より多くなる。そこで、白基準値生成手段で生成した白基準値群(白基準値記憶手段に記憶されている白基準値群)を間引くか、もしくは平均することにより、当該他の解像度の白基準値群を簡単に求めることができる。
第5の発明は、第1〜第4の発明の画像読取装置であって、前記読取手段は、前記反射光に基づいて、出力される電圧を変換パラメータに基づいて出力値に変換する変換手段を有し、前記光量調整手段は、複数の読取条件のうち、いずれかの読取条件で調整し、更に、前記光量調整手段で調整したときの読取条件を除く他の読取条件毎に、当該読取条件の下で、前記光量調整手段で調整された光量及び点灯時間で前記光源を点灯させて前記読取手段に前記基準部材を読み取らせ、前記変換手段により変換された出力値が前記所定値になるように前記変換パラメータを調整する変換パラメータ調整手段と、前記変換パラメータ調整手段で調整された変換パラメータを読取条件毎に記憶する変換パラメータ記憶手段と、を備え、前記白基準値生成手段は、前記白基準値群を生成する読取条件に応じた変換パラメータを用いて前記変換手段に電圧を変換させ、前記原稿読取制御手段は、前記1つの読取条件で前記原稿を読み取る際、当該1つの読取条件に応じた変換パラメータを用いて前記変換手段に電圧を変換させる。
CIS等の読取手段は、読取条件毎に出力する電圧レベルが異なる。本願発明の構成では、読取手段から出力される電圧が変換手段によって変換される際に、所定値になるように、変換パラメータを調整しているため、読取条件毎に出力する電圧レベルが異なっても、複数の解像度のいずれの場合も適切に変換することができる。
第6の発明は、第5の発明の画像読取装置であって、前記変換手段は、前記出力される電圧を増幅する増幅手段と、前記増幅手段で増幅された電圧を出力値に変換するA/D変換手段とを有し、前記変換パラメータは、前記増幅手段で電圧を増幅するときの増幅率である。
この発明によると、読取条件毎に出力する電圧レベルが異なっても、複数の読取条件のいずれの場合も適切に変換することができる。
第7の発明は、第5の発明の画像読取装置であって、前記変換手段は、前記出力される電圧を変換する際の基準電圧を可変する基準電圧可変手段を有し、前記基準電圧可変手段で可変された基準電圧に基づいて出力値に変換し、前記変換パラメータ調整手段は、前記変換パラメータとして前記基準電圧を調整する。
この発明によると、読取条件毎に出力する電圧レベルが異なっても、複数の解像度のいずれの場合も適切に変換することができる。
第8の発明は、第5の発明の画像読取装置であって、前記白基準値変換手段は、前記白基準値群を生成したときの読取条件に含まれる解像度を前記1つの読取条件に含まれる解像度で除算した解像度比を、前記白基準値記憶手段に記憶されている白基準値群に対して乗算し、その乗算された白基準値群を間引くか、もしくは、その乗算された白基準値群を平均することにより、当該1つの読取条件の白基準値群に変換する。
この発明によると、解像度毎に出力する電圧レベルが異なっても、変換パラメータを調整することなく、複数の読取条件のいずれの場合も電圧を適切に変換することができる。
第9の発明は、第1〜第8のいずれかの発明の画像読取装置であって、前記光量調整手段は、前記光源を前記複数の読取条件の下で同じ光度及び点灯時間で照射したとき前記出力される電圧が最も高くなる読取条件の下で、前記光源の光度及び点灯時間を調整する。
読取手段が出力する電圧が最も高くなる読取条件の下で光源を点灯させて、光源の光量を調整すると、他の読取条件で原稿を読み取ったときに出力値が飽和しないようにすることができる。
第10の発明は、第1〜第9のいずれかの発明の画像読取装置であって、前記光量調整手段は、前記複数の読取条件のうち最小解像度の下で、前記光源の光度及び点灯時間を調整する。
最小解像度の下で光源を点灯させて、光源の光量を調整すると、その解像度よりも大きい解像度で原稿を読み取ったときに出力値が飽和しないようにすることができる。
第11の発明は、第1〜第10のいずれかの発明の画像読取装置であって、当該画像読取装置は、光源の点灯可能時間を含む複数の読取条件のうちいずれか1つの読取条件で原稿の画像を読み取るものであり、前記光量調整手段は、前記複数の読取条件のうち1つの読取条件において、前記複数の読取条件の中で最短の前記点灯可能時間を当該1つの読取条件の点灯可能時間に再設定し、その再設定された点灯可能時間の下で、点灯時間を調整する。
読取条件毎に点灯可能時間が異なっても、最短の点灯可能時間以下の点灯時間であれば、他の点灯可能時間が長いものでも対応することができる。
第12の発明は、第1〜第11のいずれかの発明の画像読取装置であって、当該画像形成装置の電源が投入された時、前記光源の光量が前回調整されてから一定時間経過した時、当該画像読取装置が一定枚数以上の前記原稿を読み取った時、光量調整時の前記光源の温度と比較して現温度が一定範囲外に変化した時の少なくともいずれかの時において、前記光量調整手段は前記光度及び点灯時間を調整し、前記白基準値生成手段は、前記白基準値生成読取条件の白基準値群を作成し、前記白基準値記憶手段は、前記白基準値生成手段で生成された白基準値群と、前記光量調整手段で調整された光度及び点灯時間とを記憶する。
本願発明の構成によると、光源の光度や点灯時間及び白基準値が経時変化する恐れがあるとき、例えば光源の光量が前回調整されてから一定時間経過した時、画像読取装置が一定枚数以上の原稿を読み取った時、調整された光度及び点灯時間と、白基準値生成読取条件の読取条件の白基準値とを記憶し、
調整された光度及び点灯時間と白基準値とを取得するため、原稿読み取り前に光源を調整して白基準値を取得する場合と比較して、読取開始の指示を受け付けてから、実際に読み取りを開始するまでの時間を大幅に短縮することができる。
また、画像形成装置の電源が投入された時、白基準値生成読取条件の読取条件の白基準値を記憶することで、低コストな揮発性メモリに記憶することができる。
また、光量調整時の前記光源の温度と比較して、光源の温度が一定範囲外に変化した時、白基準値生成読取条件の読取条件の白基準値を記憶することで、温度変化が急激に変わっても適切に対処することができる。
本発明によれば、読取条件毎に同じ光量で原稿を読み取り、1つの読取条件の下で生成された白基準値を、他の読取条件の白基準値に変換し、当該他の読取条件で原稿を読み取った出力値を当該他の読取条件の白基準値を用いてシェーディング補正する。これにより、読み取りを開始するまでの時間を大幅に減らしつつ、光度及び点灯時間と白基準値群とを記憶する容量を大幅に減らすことができる。
本発明の実施形態1に係る画像読取装置の模式図。 画像読取装置の電気的構成を示すブロック図。 読み取り条件の一例を示す模式図。 ライン周期、点灯可能時間、及び点灯時間を説明するためのタイミングチャート。 ライン周期、点灯可能時間、及び点灯時間を説明するためのタイミングチャート。 解像度と電圧との関係を説明するための模式図。 解像度と電圧との関係を説明するための模式図。 解像度と電圧との関係を説明するための模式図。 光源の光度と受光素子の感度のばらつきとの関係を説明するためのグラフ。 前処理の全体的な流れを示すフローチャート。 光量調整のフローチャート。 明調整のフローチャート。 原稿読取処理のフローチャート。 読み取り条件の一例を示す模式図。 明調整のフローチャート。 実施形態3に係るA/D変換回路により変換された画素値を模式的に示すグラフ。 原稿読取処理のフローチャート。 実施形態4に係る読取条件をグループ化した一例を示す表。 読取条件をグループ化した一例を示す表。 読取条件をグループ化した一例を示す表。
<実施形態1>
本発明の実施形態1を図1ないし図13によって説明する。
(1)複合機の構成
図1は、複数の読取条件のうちいずれか1つの読取条件で原稿の画像を読み取るイメージスキャナ1(画像読取装置の一例)の模式図である。イメージスキャナ1は所謂フラットベッド型のスキャナ装置として構成されており、原稿が載置されるプラテンガラス13を有する装置本体3と、装置本体3の上方に開閉可能に設けられたFBカバー5とを備えて構成されている。
装置本体3は、第一の読取面11と第二の読取面12とを構成するプラテンガラス13と、プラテンガラス13を支持する筐体20と、第一の読取面11に載置される原稿の位置決めを行うための位置決め部材17と、所定の反射率を有する白基準板19と、読取デバイス21と、読取デバイス21を移動させるFBモータ23及びベルト機構部25と、を備えている。
プラテンガラス13の表面は、筐体20に対して着脱自在に設けられた位置決め部材17によって第一の読取面11と第二の読取面12とに分割されている。第一の読取面11は利用者が表面に載置した原稿を読み取るための領域であり、FBカバー5が閉じられた状態でFBカバー5により被覆される。第二の読取面12はFBカバー5に設けられた原稿搬送装置40により搬送されてきた原稿Pを読み取るための領域である。
読取デバイス21(読取手段の一例)は、プラテンガラス13の裏面において、プラテンガラス13の盤面に平行な副走査方向(図中のD方向)に移動可能に収容されている。読取デバイス21は、ベルト機構部25が備える一対のローラ25aに掛け回されたベルト25bに固定されており、FBモータ23が発生する動力により回転するベルト25bと共に、副走査方向に移動する。
白基準板19(基準部材の一例)は、位置決め部材17とプラテンガラス13との間に、紙面に垂直な主走査方向に延びる姿勢で配置されている。白基準板19は反射率の高い白色の部材であり、光源22(図2参照)の光量調整やシェーディング補正のための白基準値群(白基準値の集合)の生成に用いられる。
FBカバー5に設けられた原稿搬送装置40の動作によって第二の読取面12上に搬送されてきた原稿Pを読み取る際、読取デバイス21は第二の読取面12下に移動されて停止する。また、第一の読取面11上の原稿を読み取る際、読取デバイス21はFBモータ23及びベルト機構部25の動作により第一の読取面11の裏面側を副走査方向に搬送される。
FBカバー5は、前述したように原稿搬送装置40を備えており、次のように、給紙トレイ41に載置された原稿Pを、第二の読取面12上に搬送し、第二の読取面12上で読取デバイス21により読み取られた原稿を排紙トレイ42に排出する。
原稿搬送装置40は、搬送路の始点に、給紙ローラ44、45を備えており、給紙トレイ41に載置された原稿は給紙ローラ44、45によって搬送路下流に搬送される。給紙ローラ44、45により搬送されてきた原稿Pは、搬送ローラ47、48により、更に搬送路下流に搬送される。
搬送路において搬送ローラ47、48より下流側には、第二の読取面12と所定の空隙を有した状態で、第二の読取面12に対抗する上板49が設けられている。搬送ローラ47、48により搬送されてきた原稿Pは、上板49と第二の読取面12との間を通過して、それより更に搬送路下流に設けられた一対の搬送ローラ51、52によって搬送され、続いて、一対の排紙ローラ53、54によって、排紙トレイ42に排紙される。
(2)イメージスキャナの電気的構成
図2は、イメージスキャナ1の電気的構成を示すブロック図である。イメージスキャナ1は、ASIC100、CPU101、ROM102、RAM103、EEPROM104(白基準値記憶手段、変換パラメータ記憶手段の一例)、FBモータ23、FBモータ駆動回路105、ADFモータ110、ADFモータ駆動回路106、読取デバイス21、電流制御回路121、AFE124(変換手段の一例)、操作部130などを備えて構成されている。
※ 白基準値記憶手段、変換パラメータ記憶手段の一例の記載は元に戻してください。下記の説明と整合性がとれないため。RAMに記憶させてもよいという記載を別途記載します。
図示するようにASIC100(シェーディング補正手段の一例)には、FBモータ駆動回路105、ADFモータ駆動回路106、電流制御回路121、変換部124、操作部130等が接続されている。ASIC100はCPU101の制御の下でこれらを制御するとともに、変換部124から出力された出力値(画素値)にガンマ補正やシェーディング補正、その他各種の画像処理を施して画素毎に例えば、RGB3つの画素値を持つ画像データを生成する。
なお、ガンマ補正やシェーディング補正その他各種の画像処理はASIC100ではなくCPU101で行ってもよい。
読取デバイス21は、主走査方向に複数の受光素子が一列に配列されたラインセンサ26、及び、赤色(R)の光を発する複数のLEDがラインセンサ26の延伸方向に1列に配列された光源22Rと、緑色(G)の光を発する複数のLEDが1列に配列された光源22Gと、青色(B)の光を発する複数のLEDが1列に配列された光源22Bとで構成される光源22を備えている。各光源22R、22G、22Bは電流制御回路121から供給された電流の大きさに応じた光度(明るさ)で点灯する。読取デバイス21は、光源22から光を照射することによって原稿もしくは白基準板19からの反射光に基づき出力値(各受光素子に蓄積された電荷に応じた電圧)を出力する。
電流制御回路121には、読取デバイス21の光源22が接続されている。電流制御回路121は、ASIC100からパルス信号として出力されるPWM信号に基づいて光源22に電流を供給する。
CPU101(光量調整手段、白基準値生成手段、白基準値変換手段、原稿読取制御手段、変換パラメータ調整手段の一例)は、ASIC100を介して、光源22の色毎にPWM信号のパルス幅とパルス周期とのデューティ比(LEDPWM調整値)を調整することにより、各光源22R、22G、22Bに供給する電流の大きさをそれぞれ調整することができる。
また、CPU101は、ASIC100を介して、1ライン周期中においてPWM信号を出力する期間と出力しない期間とのデューティ比(LEDDUTY調整値)を光源22R、22G、22B毎に調整することにより、光源22R、22G、22B毎に点灯時間を調整することができる。
なお、光源22の光度及び点灯時間の調整や変換パラメータの調整はCPU101ではなくASIC100で行ってもよい。
AFE(Analog Front End)124は、ゲイン調整回路122、及びA/D変換回路123を有しており、ラインセンサ26から出力されるアナログの出力値(電圧)をデジタルの出力値(画素値)に変換する。
ゲイン調整回路122(増幅手段の一例)は、読取デバイス21から出力される電圧のゲイン調整を行う回路である。ゲイン調整とは電圧を所定の増幅率で増幅する処理である。ゲイン調整回路122にはその増幅率(AFE増幅率)を設定することができ、AFE122は設定されているAFE増幅率(変換パラメータの一例)で電圧を増幅する。
A/D変換回路123(変換手段、A/D変換手段の一例)は、ゲイン調整回路122よって増幅された電圧をデジタルの出力値(画素値)に変換する回路である。実施形態1のA/D変換回路123は電圧範囲を8ビット(0〜255)に分解する分解能のものである。A/D変換回路123には画素値に変換する電圧の下限値(「AFEのオフセット」という)を外部から設定するためのレジスタ(基準電圧可変手段の一例)、及び上限値(「プラスの基準電圧」という)を外部から設定するためのレジスタ(基準電圧可変手段の一例)を備えている。A/D変換回路123は、下限値未満の電圧については一律に0(ゼロ)に変換し、一方、上限値を超えた電圧については一律に255に変換し、下限値から上限値の範囲の電圧についてはその電圧値に応じた画素値に変換する。
操作部130(選択手段)は、装置本体3の前方に設けられており、各種の操作スイッチを備えている。利用者は操作部130を操作することにより、読取条件の設定や読み取りの指示などを行うことができる。
(3)読取条件
図3は、原稿を読み取るときの読取条件の一例を示す表である。読取条件とは、原稿の読み取りに関する各種の設定値の集合をいう。設定値とは、具体的には例えば、ライン周期(1ライン周期、及び1ライン周期中における光源22の点灯可能時間の情報)、解像度、間引き係数、AFE増幅率初期値、及びAFE増幅率記憶値などである。なお、これらは設定値の一例であり、読取条件には光源の色数(モノクロ/カラーなど)などの他の設定値を含むこともできる。
図4及び図5は、1ライン周期、点灯可能時間、及び点灯可能時間中に光源22が実際に点灯される点灯時間の関係を説明するためのタイミングチャートである。図4は1ライン周期が2msec(ミリ秒)の場合を示しており、図5は1ライン周期が4msecの場合を示している。
1ライン周期は、主走査方向の各受光素子の出力値を、カラーであればRGBの各色を、モノクロであれば1色を出力する時間であり、CPU101はこの間に光源22R、22G、22Bを1つずつ順に点灯させて読取デバイス21に1ライン分の原稿をカラーで読み取らせる。
点灯可能時間は、1ライン周期内において1つの色の光源22を点灯させることのできる最長の時間である。
点灯時間は、点灯可能時間内において光源22を実際に点灯させる時間である。点灯時間は点灯可能時間内の範囲で各色の光源22毎に調整される。
図3に戻り、解像度は、原稿を読み取るときの1インチ当たりの画素数である。本実施形態では解像度の設定値として300dpi、600dpi、又は1200dpiのいずれかが設定される。
間引き係数(相関関係の一例)は、複数の読取条件中の最大解像度(本実施形態では1200dpi)を各読取条件の解像度で除算した解像度比である。間引き係数は最大解像度を含む読取条件で生成した白基準値群を他の読取条件の白基準値群に変換する際に用いられるものである。
AFE増幅率初期値は、後述する明調整によって読取条件毎にAFE増幅率を調整する際に、AFE増幅率の初期値として用いられる。
AFE増幅率記憶値は、後述する明調整によって調整されたAFE増幅率であり、読取デバイス21から出力された電圧を増幅する際に用いられる。
(4)解像度と画像データの1画素分の電圧との関係
図6、図7、及び図8は、解像度と画像データの1画素分の電圧との関係を説明するための模式図である。読取デバイス21は原稿を読み取って出力される1画素分の電圧が解像度によって異なるように構成されている。
具体的には、読取デバイス21は、どの解像度が選択された場合にも全ての受光素子で光を受光する。そして、例えば1200dpiが選択されている場合は、読取デバイス21は1つの受光素子に蓄積された電荷に応じた電圧を画像データの1画素分の電圧として出力する。そして、例えば600dpiが選択されている場合は、読取デバイス21は連続する2つの受光素子に蓄積された電荷の合計(合計電荷)に応じた電圧を画像データの1画素分の電圧として出力する。そして、例えば300dpiが選択されている場合は、読取デバイス21は連続する4つの受光素子に蓄積された電荷の合計(合計電荷)に応じた電圧を画像データの1画素分の電圧として出力する。
従って、解像度毎に光源22の光度及び点灯時間を同じにして原稿を読み取ったとすると、いずれの解像度においても1つの受光素子に蓄積される電荷の量は同じになるので、600dpiで読み取った場合の1画素分の電圧は1200dpiで読み取った場合の1画素分の電圧の約2倍となり、同様に300dpiで読み取った場合の1画素分の電圧は1200dpiで読み取った場合の1画素分の電圧の約4倍となる。
このため従来においてはいずれの解像度で原稿を読み取った場合にも同じ大きさの電圧が出力されるようにするために解像度毎に光源22の光度を変えていた。例えば1200dpiで読み取るときは300dpiで読み取るときに比べて光源22の光度を4倍にしていた。
(5)イメージスキャナの処理の概要
図9は、光源22の光度と受光素子間の感度のばらつき方との関係を説明するためのグラフであり、相対的に低い光度1及び相対的に高い光度2で白基準板19をそれぞれ1ライン分読み取った場合の受光素子毎の出力電圧の分布を示している。図中の実線61は光度1のときの出力電圧の分布を示しており、図中の実線62は光度2のときの出力電圧の分布を示している。
図示する例では光度1のときには受光素子間で電圧はほとんどばらついていないが、光度2では電圧がばらついている。つまり、白基準板19を読み取ったときの出力電圧の分布、言い換えると受光素子間の感度のばらつき方は、光源22の光度によって異なる。
光度によって受光素子間の出力のばらつき方が異なる場合には、例えば光度1で白基準板19を読み取って生成した白基準値群を、光度2で原稿を読み取って出力された出力値(画素値)のシェーディング補正に流用することはできない。言い換えると、白基準値群を生成したときの受光素子間の出力のばらつき方と原稿を読み取ったときの受光素子間の出力のばらつき方とが異なる場合には、白基準値群を流用することはできない。
つまり、原稿を読み取るときの光源22の明るさが読取条件で異なる場合には、ある読取条件で生成した白基準値群を、他の読取条件で読み取った出力値(画素値)のシェーディング補正に流用することはできない。
逆にいうと、全ての読取条件で光量調整値(光源22に供給する電流値、及び点灯時間)を同じにして原稿を読み取るようにすれば、いずれの読取条件で原稿を読み取るときも受光素子間の出力のばらつき方が異ならないので、ある読取条件で生成した白基準値群を、他の読取条件で読み取った出力値(画素値)のシェーディング補正に流用することができる。すなわち、読取条件間で白基準値群を流用することが可能になる。
そこで、本実施形態では、最大解像度(1200dpi)で白基準値群を生成し、他の解像度で原稿を読み取るときは、最大解像度で白基準値群を生成したときと同じ光量調整値で光源22を点灯させて読み取る。そして、当該他の解像度で原稿を読み取って出力された出力値(画素値)をシェーディング補正するときは、最大解像度で生成した白基準値群を最大解像度と当該他の解像度との相関関係(間引き係数)に基づいて当該他の解像度の白基準値群に変換し、変換した白基準値群を用いてシェーディング補正する。すなわち、解像度間で光源22の光量調整値を同じにすることにより、白基準値群を流用する。
最大解像度で白基準値群を生成するのは、最大解像度のときに白基準値の数が最も多くなるので、その白基準値群を間引く、あるいは平均することにより、他の解像度の白基準値群に変換することができるからである。
ただし、全ての解像度について同じ光量調整値で原稿を読み取るようにすると、最小解像度(本実施形態では300dpi)より大きい解像度で原稿を読み取った場合には、出力される出力値(電圧)は最小解像度(300dpi)のときよりも小さくなってしまう。その理由は前述した「(4)解像度と画像データの1画素分の電圧との関係」で説明したとおりである。
そこで、本実施形態では、解像度毎にAFE増幅率(変換パラメータの一例)を調整することにより、いずれの解像度で原稿を読み取った場合にも最小解像度で原稿を読み取ったときの出力値(画素値)と同じ大きさの出力値(画素値)が出力されるように電圧を増幅する。これにより、いずれの解像度で原稿を読み取った場合にも出力値(画素値)の大きさが同じになるようにすることができる。本実施形態では解像度毎に変換パラメータを調整することを「明調整」という。
(6)イメージスキャナの処理の詳細
以下、イメージスキャナ1の処理の詳細を、「原稿を読み取る前の前処理」と「原稿読取処理」とに分けて説明する。
(6−1)原稿を読み取る前の前処理
イメージスキャナ1は、原稿を読み取る前の所定のタイミングで、光源22の光量調整、明調整、最大解像度でのシェーディング補正値の生成などの前処理を実行する。
原稿を読み取る前の所定のタイミングとは、具体的には例えば、イメージスキャナ1の電源が投入された時、光源22の光量が前回調整されてから一定時間経過した時、イメージスキャナ1が一定枚数以上の原稿を読み取った時、光量調整時の光源22の温度と比較して現温度が一定範囲外に変化した時の少なくともいずれかの時である。
(6−1−1)前処理の全体的な流れ
図10は、前処理の全体的な流れを示すフローチャートである。
S101では、CPU101は図3に示す読取条件のうち、光源22を複数の読取条件の下で同じ光量調整値で照射したとき読取デバイス21が出力する1画素分の電圧が最も高くなる解像度(本実施形態では最小解像度300dpi)を含む読取条件を選択する。
1画素分の電圧が最も高くなる解像度(300dpi)を含む読取条件を選択する理由は、1画素分の電圧が最も高くなる解像度で白基準板19を読み取ったときの出力値(画素値)がオーバーフローしないように光源22の光量調整値(光源22に供給する電流値、及び点灯時間)を調整すれば、他の解像度において同じ光量調整値で原稿を読み取った場合にも画素値がオーバーフローしないからである。ここでオーバーフローとは、AD変換回路123の変換電圧上限値を超えた電圧に変換し、出力値(画素値)が255になることをいう。
最小解像度を含む読取条件が複数ある場合は、それら最小解像度を含む複数の読取条件のうちライン周期が最短である読取条件を選択する。
最短のライン周期(最短ライン周期)を選択する理由は、最小解像度のときに画素値がオーバーフローしないように光源22の点灯時間が調整されたときに、調整後の点灯時間が他の読取条件の点灯可能時間(点灯可能な最長の時間)を超えてしまわないようにするためである。
なお、例えば全てのライン周期についてその点灯可能時間を最短のライン周期の点灯可能時間と同じに制限してしまう場合には、必ずしも最短のライン周期を選択しなくてもよい。すなわち、本実施形態ではライン周期と点灯可能時間とが比例しているので最短のライン周期を選択するが、ライン周期と点灯可能時間とが比例していない場合は、ライン周期そのものの長さによらず、点灯可能時間が最短であるライン周期を選択すればよい。
また、例えば「300dpi、4msec」と「600dpi、2msec」という読取条件のみがあるとした場合は、CPU101は「300dpi、4msec」を選択し、その点灯可能時間を「2msec」に再設定するものとする。これにより点灯可能時間として最短の点灯可能時間が設定される。
また、図3に示す読取条件は原稿を読み取る際に利用者が選択することのできる読取条件であるが、前処理のためだけに例えば150dpiという更に小さい解像度の読取条件を用意し、その読取条件を選択してもよい。最短ライン周期についても同様である。
S102では、CPU101は暗調整を実行し、調整した暗調整値をEEPROM104に記憶させる。
暗調整とは、原稿カバーを閉じて原稿台への外光の入射を遮断し、且つ光源22を消灯した状態(暗黒状態)で、読取デバイス21により読み取りを行い、読取デバイス21から出力された画素値のうち最小の画素値が0(ゼロ)になるようにA/D変換回路123のマイナスの基準電圧(黒調整値)を調整することをいう。
S103では、CPU101はS101で選択した最小解像度、及び最短ライン周期で光量調整を実行する。
光量調整とは、光源22を点灯させて白基準板19を読み取った場合の最大画素値が254(所定値の一例)になるように色毎に光源22の光量調整値を調整する処理である。光量調整の詳細については後述する。
S104では、CPU101はS101で選択した読取条件を除く他の読取条件の中から一つを選択する。
S105では、CPU101はS104で選択した読取条件について明調整を実行する。明調整の詳細については後述する。
S106では、CPU101は他の読取条件を全て選択したか否かを判定する。CPU101は他の読取条件を全て選択した場合はS107に進み、未だ選択していない読取条件がある場合はS104に戻って全ての読取条件を選択するまで処理を繰り返す。
S107では、CPU101は図3に示す読取条件の中から、白基準値群を生成する読取条件を1つ選択する。
具体的には例えば、CPU101は読取条件のうち最大の解像度(最大解像度)を含む読取条件を選択する。以降の説明では解像度が最大の読取条件のことを「白基準値生成読取条件」というものとする。
S108では、CPU101は白基準値生成読取条件の下でシェーディング補正のための白基準値群(最大解像度の白基準値群)を生成する。以下、具体的に説明する。
先ず、CPU101はAFE122に白基準値生成読取条件のAFE調整記憶値を設定する。
次に、CPU101はS103で調整した光量調整値で光源22を点灯させ、白基準値生成読取条件の下で白基準板19の読み取りを所定回数繰り返す。白基準板19を読み取って出力された出力値(電圧)は白基準値生成読取条件のAFE調整記憶値に基づいて増幅される。
次に、CPU101は各読み取りによって出力された出力値(画素値)を受光素子毎に平均することにより、受光素子毎の白基準値を生成する。これら受光素子毎の白基準値の集合が白基準値生成読取条件の白基準値群である。
次に、CPU101は白基準値生成読取条件の白基準値群をEEPROM104に記憶させる。
S109では、CPU101は光源22を消灯する。
S110では、CPU101は白基準値生成読取条件について、シェーディング補正のための黒基準値群を生成する。以下、具体的に説明する。
先ず、CPU101はAFE122に白基準値生成読取条件のAFE調整記憶値を設定する。
次に、CPU101は光源22を消灯したまま白基準値生成読取条件で読み取りを所定回数繰り返す。
次に、CPU101は各読み取りによって出力された画素値を受光素子毎に平均することにより、受光素子毎の黒基準値を生成する。これら受光素子毎の黒基準値の集合が最大解像度の黒基準値群である。
次に、CPU101は白基準値生成読取条件の黒基準値群をEEPROM104に記憶させる。
なお、S103で調整した光量調整値で光源22を点灯させ、黒い基準部材を読み取ることによって黒基準値の生成を行ってもよい。
(6−1−2)光量調整
次に、上述したS103で実行する光量調整について説明する。
図11は、光量調整のフローチャートである。
S201では、CPU101はAFE122にS101で選択した最小解像度及び最短ライン周期を含む読取条件のAFE増幅率初期値を設定する。最小解像度と最短ライン周期とが同じ読取条件に属さない場合は、最小解像度が属する読取条件のAFE増幅率初期値を設定するものとする。
S202では、CPU101は光源22の点灯時間にS101で選択した最短ライン周期の点灯可能時間(点灯可能な最長時間)を設定する。
S203では、CPU101は光源22に供給する電流値に所定の初期値を設定する。電流値の初期値としては、S202で設定した点灯可能時間で光源22を点灯させて白基準板19を読み取った場合の最大画素値がオーバーフローしない(255以上にならない)よう十分に小さい値を設定するものとする。
S204では、CPU101は読取デバイス21により白基準板19を1ライン分読み取る。
S205では、CPU101はRGBの全色とも画素値がオーバーフローしているか否かを判定する。具体的には、CPU101は、各色について、読取デバイス21から出力された1ライン分の画素値群のうち少なくとも1つの画素値が255以上であればその色はオーバーフローしているとする。CPU101はいずれか1色でもオーバーフローしていない場合はS206に進み、全色ともオーバーフローしている場合はS207に進む。
S206では、CPU101は光源22に供給する電流値を1段階上げる。
S207では、CPU101は光源22に供給する電流値を1段階下げる。電流値を1段階下げることにより、RGBのうち最後にオーバーフローした少なくとも1色はオーバーフローしていない状態(オーバーフローする直前の状態)に戻る。
S208では、CPU101は光源22の色数が3色であるか1色であるかを判定する。
例えば、原稿の読取条件として色数(カラー/モノクロ)を設定する場合もあり、その場合には白基準値群もカラー用とモノクロ用とをそれぞれ生成してEEPROM104に記憶しておくことが望ましい。本実施形態では、カラー用の白基準値群とモノクロ用の白基準値群とを生成するために色数が3色の場合と1色の場合とでそれぞれ光量調整を行うものとする。なお、色数が1の場合は、例えば光源22Gのみを点灯させて原稿を読み取るものとする。
CPU101は、光源22の色数が3色の場合はS209に進み、1色の場合はS212に進む。
S209では、CPU101は読取デバイス21により白基準板19を1ライン分読み取る。
S210では、CPU101は全色ともオーバーフローしていない(オーバーフロー未発生)か否かを判定する。CPU101は、いずれか1色でもオーバーフローしている場合はS211に進み、全色ともオーバーフローしていない場合はS212に進む。
S211では、CPU101はオーバーフローしている色の点灯時間を1段階短くする。
S212では、CPU101は光源22の色毎に光量調整値(電流値、及び点灯時間)をEEPROM104に記憶させる。
(6−1−3)明調整
次に、上述したS105で実行する明調整について説明する。
図12は、明調整のフローチャートである。
S301では、CPU101はAFE122にS104で選択した読取条件のAFE増幅率初期値を設定する。AFE増幅率初期値には、光源22を点灯させて白基準板19を読み取った場合の最大画素値がオーバーフローしない(255以上にならない)よう十分に小さい値が設定されているものとする。
S302では、CPU101は光源22の光量調整値にS212で記憶した光量調整値(電流値、及び点灯時間)を設定する。
S303では、CPU101はS302で設定した光量調整値で光源22を点灯させて読取デバイス21により白基準板19を1ライン分読み取る。
S304では、CPU101はオーバーフローしている色があるか否かを判定する。CPU101は、いずれか1色でもオーバーフローしている場合はS305に進み、全色ともオーバーフローしていない場合はS306に進む。
S305では、CPU101はAFE増幅率を1段階上げる。事前に光量調整しているため、AFE増幅率を1段階ずつ上げていくとやがて全色一斉にオーバーフローすることになる。
S306では、AFE増幅率を1段階下げる。事前に光量調整しているため、AFE増幅率を1段階下げると全色一斉にオーバーフローしなくなる。
S307では、CPU101は調整したAFE増幅率を当該選択した読取条件のAFE増幅率記憶値としてEEPROM104に記憶させる。
(6−2)原稿読取処理
次に、原稿読取処理について説明する。
図13は、原稿を読み取る原稿読取処理のフローチャートである。本処理は、利用者が操作部130を操作して、白基準値生成読取条件に含まれる解像度以下の解像度を含む読取条件を選択し、読み取りを指示すると開始される。
本実施形態では最大解像度で白基準値群を生成するので利用者は全ての読取条件の中から任意の読取条件を選択することができるが、最大解像度以外の解像度で白基準値群を生成した場合には、白基準値群を生成した解像度以下の解像度を含む読取条件が選択された場合に本処理が実行される。
S401では、CPU101は利用者が選択した読取条件に応じて解像度、ライン周期などの設定値を決定する。
S402では、CPU101はA/D変換回路123のマイナスの基準電圧にS102の暗調整で調整した暗調整値を設定する。
S403では、CPU101は光源22の光量調整値にS212で記憶した光量調整値を設定する。
S404では、CPU101は利用者が選択した読取条件(以下「当該読取条件」という)のAFE増幅率記憶値をAFE122に設定する。
S405では、CPU101は利用者が選択した読取条件の間引き係数を取得する。
S406では、CPU101は間引き係数が1より大きいか否かを判定する。CPU101は、間引き係数が1より大きい場合はS407に進み、1以下の場合はS409に進む。
S407では、CPU101は白基準生成読取条件の白基準値群をEEPROM104から読み出し、読み出した白基準値群を間引き係数に従って平均することにより、当該読取条件の白基準値群に変換する。
具体的には例えば、最大解像度が1200dpiであり、当該読取条件の解像度が600dpiであるとすると、間引き係数は2(=1200dpi/600dpi)であるので、CPU101は最大解像度の白基準値群について2つの白基準値毎にその平均を求めて600dpiの1画素分の白基準値を求める。
なお、例えば最大解像度の白基準値群から白基準値を1つおきに取得することによって間引いてもよい。
S408では、CPU101は最大解像度の黒基準値群をS407と同様にして間引き係数に従って平均することにより、当該解像度の黒基準値群に変換する。
S409では、CPU101はS212で設定した光量調整値で光源22を点灯させ、当該読取条件の解像度及びライン周期で読取デバイス21に原稿を読み取らせる。このとき、読取デバイス21から出力された出力値(電圧)は当該読取条件のAFE増幅率記憶値に基づいて増幅される。
S410では、CPU101は読取デバイス21から出力された画素値を、白基準生成読取条件が選択されている場合はEEPROM104に記憶されている白基準値群及び黒基準値群を用いて、白基準生成読取条件以外の読取条件(白基準生成読取条件に含まれる解像度未満の解像度を含む読取条件)が選択されている場合はS407で変換した白基準値群及びS408で変換した黒基準値群を用いてシェーディング補正する。
(7)実施形態の効果
以上説明した本発明の実施形態1に係るイメージスキャナ1によると、1つの解像度で調整した光源の光度及び点灯時間を他の解像度での読み取りでも用い、また、複数の解像度のうち1つの解像度の下で白基準値を作成し、その解像度以下の他の解像度の白基準値は、白基準値を生成した解像度と当該他の解像度との相関関係に基づいて変換して求めるため、解像度毎に光量調整してその光量に応じた白基準値を求める必要がない。このため、従来技術と比べて読み取りを開始するまでの時間を大幅に減らすことができる。
また、イメージスキャナ1によると、1つの解像度(最小解像度)において調整された光度及び点灯時間と、白基準値生成手段で生成した白基準値群(最大解像度で生成した白基準値群)とを記憶しておくので、解像度毎に調整された光度及び点灯時間と白基準値群とを記憶しておく必要がないので、記憶する容量を大幅に減らすことができる。
更に、イメージスキャナ1によると、白基準値群を生成したときの解像度(最大解像度)と原稿を読み取るときの解像度(1つの解像度)との解像度比に応じて、白基準値群を間引くか、もしくは平均することにより、当該1つの解像度の白基準値群に変換する。最大解像度で生成した白基準値の数は、他の解像度で白基準値群を生成した場合の白基準値の数より多くなる。そこで、最大解像度で生成した白基準値群(白基準値記憶手段に記憶されている白基準値群)を間引くか、もしくは平均することにより、当該他の解像度の白基準値群を簡単に求めることができる。
更に、イメージスキャナ1によると、読取デバイス21から出力される電圧が変換部124によって変換される際に、所定値になるように、変換パラメータを調整しているため、CIS等の読取デバイスなどのように解像度毎に出力する電圧レベルが異なっても、複数の解像度のいずれの場合も適切に変換することができる。
更に、イメージスキャナ1によると、読取デバイス21が出力する電圧が最も高くなる読取条件(本実施形態では最小解像度を含む読取条件)の下で光源22を点灯させて、光源22の光量を調整するので、最大解像度で読み取ったときに画素値が飽和しないようにすることができる。
更に、イメージスキャナ1によると、複数の読取条件のうち1つの読取条件において、複数の読取条件の中で最短の点灯可能時間を、点灯可能時間に再設定し、その再設定された点灯可能時間の下で、光源22の光量を調整するので、読取条件毎に点灯可能時間が異なっても、最短の点灯可能時間以下の点灯時間であれば、他の点灯可能時間が長いものでも対応することができる。
更に、イメージスキャナ1によると、光源22の光度や点灯時間及び白基準値が経時変化する恐れがあるとき、例えば画像形成装置の電源が投入された時、光量調整手段にとり前記光源22の光量が調整されたから一定時間経過した時、及びイメージスキャナ1が一定枚数以上の前記原稿を読み取った時の少なくともいずれかの時に調整された光度及び点灯時間と、最大解像度を含む読取条件の白基準値群とを記憶しておくので、原稿読取前に光源22を調整して白基準値群を取得する場合と比較して、読み取り開始の指示を受け付けてから、実際に読み取りを開始するまでの時間を短縮することができる。
<実施形態2>
次に、本発明の実施形態2を図14及び図15によって説明する。実施形態2では、図2のようにゲイン調整回路122によってAFE増幅率を調整するのではなく、A/D変換回路123のプラスの基準電圧(変換パラメータの一例)を調整することによって明調整を行う。
図14は、実施形態2に係る読取条件の一例を示す表である。実施形態2では実施形態1の「AFE増幅率初期値」に替えて「プラスの基準電圧初期値」が設定され、更に、「AFE増幅率記憶値」に替えて「プラスの基準電圧記憶値」が記憶される。
また、実施形態2に係る読取条件では、実施形態1の「間引き係数」だけでなく、更に、イメージセンサの出力電圧レベルの差を変換して吸収する「出力レベル変換係数」が記憶される。なお、解像度毎の画素数に変換するための間引き係数は、出力レベル変換係数と同じ値になるとは限らず、イメージセンサの出力電圧レベルに応じて決まるものである。
図15は、実施形態2に係る明調整のフローチャートである。ここでは図12に示すフローチャートと実質的に同一の処理には同一の符号を付して説明を省略する。
S501では、CPU101はA/D変換回路123にS104で選択した読取条件のプラスの基準電圧初期値を設定する。
S502では、CPU101はA/D変換回路123のプラスの基準電圧を1段階上げる。
S503では、プラスの基準電圧を1段階下げる。
S504では、CPU101は調整したプラスの基準電圧をプラスの基準電圧記憶値としてEEPROM104に記憶させる。
実施形態2に係る原稿読取処理は図13のS404においてプラスの基準電圧記憶値をA/D変換回路123に設定する点を除いて実施形態1に係る原稿読取処理と実質的に同一であるので詳細な説明は省略する。
以上説明した本発明の実施形態2に係るイメージスキャナ2によると、変換パラメータとしてA/D変換回路123のプラスの基準電圧を調整することにより、解像度毎に出力する電圧レベルが異なっても、複数の解像度のいずれの場合も適切に変換することができる。
<実施形態3>
次に、本発明の実施形態3を図16ないし図17によって説明する。
実施形態3は、前述した明調整を行わない場合の例である。
実施形態3に係るイメージスキャナの電気的構成は、A/D変換回路が高分解能である点を除いて実施形態2のイメージスキャナ2と実質的に同一である。前述した実施形態2のA/D変換回路123は電圧範囲を8ビット(0〜255)に分解する分解能のものであるのに対し、実施形態3のA/D変換回路は同じ電圧範囲を例えば16ビット(0〜65535)に分解する分解能を有している。
図16は、各解像度について白基準板19を読み取って実施形態3に係るA/D変換回路により変換された画素値を模式的に示すグラフである。
A/D変換回路が高分解能である場合には、300dpi(最小解像度)で白基準板19を読み取って出力される最大画素値が65535になるように光源22の光量調整値を調整したとすると、他の解像度において同じ光量調整値で原稿を読み取った場合に、プラスの基準電圧を調整しなくても黒基準値と白基準値の差は255を上回る。
例えば、1200dpiのときに読取デバイス21から出力される電圧は300dpiの場合のおよそ1/4程度であるが、その場合でも出力され得る最大の画素値はプラスの基準電圧を調整しなくても16384(=65535/4)程度にはなるので、黒基準値と白基準値の差は255を優に上回る。
出力され得る最大の画素値が255を上回る場合には、画素値を0〜255までの階調範囲に適切に変換することができる。
例えば、比較例として実施形態2に係るA/D変換回路を例に説明すると、1200dpiのときに出力され得る最大の画素値は約64(=255/4)であり、255を大きく下回る。この場合、出力された画素値を単純に4倍することによって0〜64の階調範囲(狭い範囲)を0〜255の階調範囲(広い範囲)に変換したとすると、120、124、128、・・・などといったように3つ飛びの画素値しか得られないことになるので、0〜255までの階調範囲に適切に変換されるとは言い難い。これを避けるために実施形態2ではプラスの基準電圧を調整することによりアナログのレベル(電圧のレベル)で調整を行っている。
これに対し、例えば1200dpiのときに出力され得る最大の画素値が仮に16000であったとすると、0〜16000の階調範囲(広い範囲)を0〜255の階調範囲(狭い範囲)に変換することになるので、画素値が飛んでしまうようなことはない。従って、アナログのレベルで調整しなくても適切に変換できる。
実施形態3に係る前処理は図10に示すフローチャートにおいて明調整がないことを除いて実施形態1と実質的に同一であるので詳細な説明は省略する。
図17は、実施形態3に係る原稿を読み取る原稿読取処理のフローチャートである。ここでは図13に示すフローチャートと実質的に同一の処理には同一の符号を付して説明を省略する。
S601(白基準値変換手段の一例)では、CPU101は最大解像度(1200dpi)の白基準値群に、選択された解像度の出力レベル変換係数を乗算し、その白基準値群を間引き係数に従って間引くことにより、当該選択された解像度の白基準値群に変換する。
選択された解像度の出力レベル変換係数を乗算するのは、白基準値が取り得る値の範囲(例えば1200dpiで白基準値群を生成した場合は0〜16384)を、当該選択された解像度で読み取った画素値が取り得る値の範囲(例えば300dpiが選択されている場合は0〜65535)に合わせるためである。白基準値が取り得る値の範囲と読み取った画素値が取り得る値の範囲とが一致していないと、シェーディング補正を行っても画素値の最大値(白基準板19を読み取った場合の画素値に相当)が階調範囲(本実施形態では0〜255)の上限値(255)になるように補正されないからである。
出力レベル変換係数を乗算すると白基準値の値そのものは変わるが、出力レベル変換係数を乗算するだけであるので、白基準値の分布形状は変わらない。言い換えると、出力レベル変換係数を乗算しても白基準値群はその白基準値群を生成したときの受光素子間の感度のばらつきを反映した状態に維持される。このため、間引き係数を乗算した白基準値群を用いてシェーディング補正を行っても、その白基準値群を生成したときと同じ光量調整値で原稿を読み取った画素値である限り、精度よく補正できる。
S602では、CPU101は最大解像度の黒基準値群に当該選択された解像度の出力レベル変換係数を乗算し、その黒基準値群を間引き係数に従って間引くことにより、当該解像度の黒基準値群に変換する。
S603では、CPU101は読取デバイス21から出力された画素値を、白基準生成読取条件が選択されている場合はEEPROM104に記憶されている白基準値群及び黒基準値群を用いて、白基準生成読取条件以外の読取条件(白基準生成読取条件に含まれる解像度未満の解像度を含む読取条件)が選択されている場合はS601で変換した白基準値群及びS602で変換した黒基準値群を用いてシェーディング補正する。
以下の式1はシェーディング補正に用いる補正式の一例である。
補正後の画素値={(補正前の画素値−黒基準値)/(白基準値−黒基準値)}×255 ・・・ 式1
例えばある受光素子の白基準値の値を16000、黒基準値の値を500としたとする。そして、1200dpiで原稿を読み取って出力された画素値が7750であるとする。7750は500〜16000の中間の値である。この場合、7750は式1により128に補正される、つまり、0〜255の階調範囲の中間の値に補正される。
すなわち、S603では、500〜16000までの階調範囲で出力される画素値について、0〜255の階調範囲の画素値に変換する処理と、受光素子の感度のばらつきによる影響を補正する処理とを、上述した式1によって一括して行う。
以上説明した本発明の実施形態3に係るイメージスキャナによると、解像度毎に出力する電圧レベルが異なっても、明調整を行うことなく、複数の読取条件のいずれの場合も電圧を適切に変換することができる。
なお、実施形態3に係るイメージスキャナはAFEを備えてもよいが、その場合には解像度毎のAFE増幅率の調整は行わないものとする。
<実施形態4>
次に、本発明の実施形態4を図18によって説明する。
実施形態4では、読取条件を複数のグループに分け、グループ毎に、そのグループの中の1つの読取条件の下で、光源22の光度と点灯時間を調整する。
図18Aに示すグループ1は、読取条件をグループ化した一例である。グループ1では「1msec、300dpi」をグループA、「2msec、300dpi」と「2msec、600dpi」とをグループB、「4msec、600dpi」と「6msec、1200dpi」とをグループCにグループ化している。
図18Aに示すグループ1の例では解像度が近いものよりもライン周期が近いものを優先的にグループ化しており、その結果、「2msec、300dpi」と「2msec、600dpi」とが1つのグループに分類されている。
グループ化においては、ライン周期が大きく異なるものを同一のグループにグループ化することは望ましくない。光源点灯時間がライン周期よりも著しく短いと、光源消灯中に副走査方向に移動した分の原稿の画像を読み取ることができないためである。
実施形態4に係る前処理及び原稿読取処理は、それらがグループの単位で行われることを除いて実施形態1と実質的に同一であるので、ここではその概要について説明する。
先ず、CPU101は、グループ毎に、そのグループの中の1つの読取条件の下で、光量調整値(光源に供給する電流値、点灯時間)を調整する。
次に、CPU101は、グループ毎に、上述したグループ毎の光量調整値で光源22を点灯させ、そのグループ中の最大解像度を含む読取条件の下で白基準値群を生成する。具体的には、図18Aにおいて丸のついた読取条件「1msec、300dpi」、「2msec、600dpi」、「6msec、1200dpi」において白基準値群を生成する。
次に、CPU101は、グループ毎に、光量調整手段で調整された光度と点灯時間と、そのグループ中の最大解像度を含む読取条件の白基準値群とを記憶する。
次に、CPU101は、選択された読取条件で原稿を読み取る際、当該選択された読取条件が属するグループの光量調整値で光源22を点灯させて読み取る。そして、選択された読取条件が、当該選択された読取条件の属するグループ中の最大解像度を含む読取条件である場合は記憶されている当該グループの白基準値群を用いる。また、最大解像度を含む読取条件以外の読取条件である場合は当該グループの白基準値群を相関関係に基づいて変換した白基準値群を用いてシェーディング補正する。
上述したグループ1によると、比較的ライン周期が近いグループで光源22の光度と点灯時間と白基準値を共有する形になるので、より精度よく原稿の読み取りが可能である。
図18Aに示すグループ2は、ライン周期が近いものよりも解像度が近いものを優先的にグループ化した例である。その結果、「1msec、300dpi」と「2msec、300dpi」とがグループA、「2msec、600dpi」と「4msec、600dpi」とがグループB、「6msec、1200dpi」がグループCに分けられている。
グループ2の場合はグループ内で解像度が同じである。この場合は、グループ内で点灯可能時間が最小の読取条件の下で白基準値群を生成する。
図18Bに示すグループ3は、読取条件に階調を追加した場合のグループ化の例である。階調とは、画素値を二進数で表現する場合のビット数であり、8ビットの場合は0〜255の256階調、16ビットの場合は0〜65535の65536階調で表現することを意味している。
グループ3では解像度が同じ読取条件毎にグループ化している。そして、グループ3の場合は、グループ内で階調が最も大きい読取条件の下で白基準値群を生成する。そして、階調が最も大きい16ビットの読取条件で生成した白基準値群から上位8ビットを取り出すことによって、当該他の読取条件での白基準値群に変換し、変換した白基準値群を用いてシェーディング補正することができる。この16ビットと8ビットという関係がグループ3における相関関係である。
図18Cに示すグループ4は、読取条件にモノクロ/カラーを追加した場合のグループ化の例である。グループ4では解像度が同じである読取条件毎にグループ化している。例えば「モノクロ、1msec、300dpi」と「カラー、3msec、300dpi」とを同じグループにしている。モノクロの場合のライン周期はカラーの場合のライン周期の1/3になるので、同一グループ内では解像度と1色当たりのライン周期とは同じであることになる。
グループ4の場合は、グループ内の読取条件のうちカラーの読取条件の下で白基準値群を生成する。そして、モノクロの読取条件で読み取る場合には、G(緑)の白基準値群を用いてシェーディング補正を行う。このカラーとモノクロという関係がグループ3における相関関係である。
図18Cに示すグループ5も、読取条件にモノクロ/カラーを追加した場合のグループ化の例である。ただし、グループ5ではモノクロ/カラーが同じである読取条件毎にグループ化している。
グループ5の場合は、グループ内の読取条件のうち600dpiの読取条件の下で白基準値群を生成する。そして、例えば300dpiの読取条件で読み取る場合には、CPU100は、600dpiの白基準値を平均、または間引くことによって300dpiの白基準値に変換する。また、例えば1200dpiに変換するときは、CPU100は、例えば線形補間によって足りない白基準値を補完することにより、1200dpiの白基準値に変換する。
なお、グループ5の場合も、実施例1から3のように、最大解像度の読取条件で白基準値群を生成してもよい。
以上説明した本発明の実施形態4に係るイメージスキャナによると、読取条件の設定値が共通である、あるいは設定値が近い値であるという視点で読取条件をグループ化し、グループ毎に白基準値群を生成する。設定値が共通であると、あるいは設定値が近い値であると、白基準値群を生成する条件も近くなるので、一つの読取条件の下で生成した白基準値群を全ての読取条件に一律に適用する場合に比べ、シェーディング補正の精度をより向上させることができる。
<他の実施形態>
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
(1)上記実施形態では最小解像度を含む読取条件の下で光量調整する場合を例に説明したが、光源22を複数の読取条件の下で同じ光量で照射したとき読取デバイス21が出力する電圧が最も高くなる読取条件であれば必ずしも最小解像度を含む読取条件でなくてもよい。
(2)上記実施形態では複数の読取条件のうち最大解像度を含む読取条件を白基準値生成読取条件として用いる場合を例に説明したが、複数の読取条件の全てではなくその中のいくつかの読取条件間でのみ白基準値を流用する場合には、それらいくつかの読取条件の中での最大解像度を含む読取条件を白基準値生成読取条件としてもよい。
(3)上記実施形態では画像読取装置としてイメージスキャナを例に説明したが、原稿を読みよって印刷するコピー機能、原稿を読み取って画像データを生成するスキャナ機能、原稿を読み取ってファクシミリ送信するファクシミリ機能などを備える複合機に本発明を適用してもよい。
1・・・イメージスキャナ(画像読取装置)
2・・・イメージスキャナ(画像読取装置)
19・・・白基準板(基準部材)
21・・・読取デバイス(読取手段)
22(22R、22G、22B)・・・光源
100・・・ASIC(シェーディング補正手段)
101・・・CPU(光量調整手段、白基準値生成手段、白基準値変換手段、原稿読取制御手段、変換パラメータ調整手段、グループ分け手段)
104・・・EEPROM(白基準値記憶手段、変換パラメータ記憶手段)
122・・・AFE(変換手段、増幅手段)
123・・・A/D変換回路(変換手段、A/D変換手段、基準電圧可変手段)
124・・・変換部(変換手段)

Claims (12)

  1. 複数の読取条件のうちいずれか1つの読取条件で原稿の画像を読み取る画像読取装置であって、
    光源から光を照射することによって原稿もしくは基準部材からの反射光に基づき出力値を出力する読取手段と、
    前記読取手段からの出力値が所定値になるように前記光源の光度及び点灯時間の少なくとも一方を調整する光量調整手段と、
    前記複数の読取条件のうちいずれかの読取条件の下で、前記光量調整手段で調整された光度及び点灯時間で前記光源を点灯させた状態で前記読取手段からの出力値に基づいて白基準値群を生成する白基準値生成手段と、
    前記白基準値生成手段で生成された白基準値群と、前記光量調整手段で調整された光度及び点灯時間とを記憶する白基準値記憶手段と、
    前記白基準値生成手段で白基準値群を生成したときの読取条件と他の読取条件との相関関係に基づいて、前記白基準値記憶手段に記憶されている白基準値群を当該他の読取条件の白基準値群に変換する白基準値変換手段と、
    前記複数の読取条件のうち前記1つの読取条件で原稿の画像を読み取る際に、前記白基準値記憶手段に記憶されている光度及び点灯時間で前記光源を点灯させて前記読取手段に原稿を読み取らせる原稿読取制御手段と、
    前記読取手段から出力された出力値を、前記1つの読取条件が前記白基準値群を生成したときの読取条件である場合は前記白基準値記憶手段に記憶されている白基準値群を用いて、前記1つの読取条件が前記白基準値群を生成したときの読取条件以外である場合は前記白基準値変換手段によって変換された白基準値群を用いてシェーディング補正するシェーディング補正手段と、
    を備える画像読取装置。
  2. 請求項1に記載の画像読取装置であって、
    当該画像読取装置は、複数の読取条件のうちいずれか1つの読取条件で原稿の画像を読み取るものであり、
    複数の読取条件をグループに分けるグループ分け手段を備え、
    前記光量調整手段は、前記グループ毎に、そのグループ中の1つの読取条件の下で、前記光源の光度と点灯時間を調整し、
    前記白基準値生成手段は、前記グループ毎に、そのグループ中の1つの読取条件の下で白基準値群を生成し、
    前記白基準値記憶手段は、前記グループ毎に、前記光量調整手段で調整された光度と点灯時間と、白基準値群とを記憶し、
    前記原稿読取制御手段は、前記1つの読取条件で前記原稿を読み取る際、当該選択された読取条件が属するグループの光度及び点灯時間で前記光源を点灯させて読み取り、
    前記シェーディング補正手段は、前記1つの読取条件がその読取条件の属するグループ中の白基準値群を生成したときの読取条件である場合は前記白基準値記憶手段に記憶されている当該グループの白基準値群を用いて、前記1つの読取条件がその読取条件の属するグループ中の白基準値群を生成したときの読取条件以外の読取条件である場合は当該グループの白基準値群を前記白基準値変換手段によって変換した白基準値群を用いてシェーディング補正する、画像読取装置。
  3. 請求項1又は請求項2に記載の画像読取装置であって、
    前記読取条件は少なくとも解像度、光源の点灯可能期間、前記読取手段の出力レベルである階調情報、カラーもしくはモノクロで読み取るかの条件のいずれかを含み、
    前記白基準値変換手段は、前記白基準値生成手段で白基準値群を生成したときの読取条件と他の読取条件との相関関係に基づいて変換する、
    画像読取装置。
  4. 請求項3に記載の画像読取装置であって、
    前記白基準値変換手段は、前記白基準値群を生成したときの読取条件である解像度と前記原稿読取制御手段で原稿を読み取るときの読取条件である解像度との解像度比に応じて、前記白基準値記憶手段に記憶されている白基準値群を間引くか、もしくは平均することにより、前記1つの解像度の白基準値群に変換し、
    前記原稿読取手段は、前記複数の読取条件のうち前記白基準値生成手段で白基準値群を生成したときの解像度以下の前記1つの解像度で原稿の画像を読み取らせる、
    画像読取装置。
  5. 請求項1乃至請求項4のいずれか一項に記載の画像読取装置であって、
    前記読取手段は、前記反射光に基づいて、出力される電圧を変換パラメータに基づいて出力値に変換する変換手段を有し、
    前記光量調整手段は、複数の読取条件のうち、いずれかの読取条件で調整し、
    更に、
    前記光量調整手段で調整したときの読取条件を除く他の読取条件毎に、当該読取条件の下で、前記光量調整手段で調整された光量及び点灯時間で前記光源を点灯させて前記読取手段に前記基準部材を読み取らせ、前記変換手段により変換された出力値が前記所定値になるように前記変換パラメータを調整する変換パラメータ調整手段と、
    前記変換パラメータ調整手段で調整された変換パラメータを読取条件毎に記憶する変換パラメータ記憶手段と、を備え、
    前記白基準値生成手段は、前記白基準値群を生成する読取条件に応じた変換パラメータを用いて前記変換手段に電圧を変換させ、
    前記原稿読取制御手段は、前記1つの読取条件で前記原稿を読み取る際、当該1つの読取条件に応じた変換パラメータを用いて前記変換手段に電圧を変換させる、画像読取装置。
  6. 請求項5に記載の画像読取装置であって、
    前記変換手段は、前記出力される電圧を増幅する増幅手段と、前記増幅手段で増幅された電圧を出力値に変換するA/D変換手段とを有し、
    前記変換パラメータは、前記増幅手段で電圧を増幅するときの増幅率である、画像読取装置。
  7. 請求項5に記載の画像読取装置であって、
    前記変換手段は、前記出力される電圧を変換する際の基準電圧を可変する基準電圧可変手段を有し、前記基準電圧可変手段で可変された基準電圧に基づいて出力値に変換し、
    前記変換パラメータ調整手段は、前記変換パラメータとして前記基準電圧を調整する、画像読取装置。
  8. 請求項5に記載の画像読取装置であって、
    前記白基準値変換手段は、前記白基準値群を生成したときの読取条件に含まれる解像度を前記1つの読取条件に含まれる解像度で除算した解像度比を、前記白基準値記憶手段に記憶されている白基準値群に対して乗算し、その乗算された白基準値群を間引くか、もしくは、その乗算された白基準値群を平均することにより、当該1つの読取条件の白基準値群に変換する、画像読取装置。
  9. 請求項1及至請求項8のいずれか一項に記載の画像読取装置であって、
    前記光量調整手段は、前記光源を前記複数の読取条件の下で同じ光度及び点灯時間で照射したとき前記出力される電圧が最も高くなる読取条件の下で、前記光源の光度及び点灯時間を調整する、画像読取装置。
  10. 請求項1及至請求項9のいずれか一項に記載の画像読取装置であって、
    前記光量調整手段は、前記複数の読取条件のうち最小解像度の下で、前記光源の光度及び点灯時間を調整する、画像読取装置。
  11. 請求項1及至請求項10のいずれか一項に記載の画像読取装置であって、
    当該画像読取装置は、光源の点灯可能時間を含む複数の読取条件のうちいずれか1つの読取条件で原稿の画像を読み取るものであり、
    前記光量調整手段は、前記複数の読取条件のうち1つの読取条件において、前記複数の読取条件の中で最短の前記点灯可能時間を当該1つの読取条件の点灯可能時間に再設定し、その再設定された点灯可能時間の下で、点灯時間を調整する、画像読取装置。
  12. 請求項1及至請求項11のいずれか一項に記載の画像読取装置であって、
    当該画像形成装置の電源が投入された時、前記光源の光量が前回調整されてから一定時間経過した時、当該画像読取装置が一定枚数以上の前記原稿を読み取った時、光量調整時の前記光源の温度と比較して現温度が一定範囲外に変化した時の少なくともいずれかの時において、
    前記光量調整手段は前記光度及び点灯時間を調整し、
    前記白基準値生成手段は、前記白基準値生成読取条件の白基準値群を作成し、
    前記白基準値記憶手段は、前記白基準値生成手段で生成された白基準値群と、前記光量調整手段で調整された光度及び点灯時間とを記憶する、画像読取装置。
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