JP4480739B2 - 画像読取装置 - Google Patents

Description

この発明は、例えば、複写機や金融端末装置などに適用され、画像の読み取りや画像識別を行う画像読取装置に関するものである。

例えば、以下の特許文献１には、透過原稿などの画像情報を読み取る画像読取装置が開示されている。
即ち、原稿を押圧する透明板２Ａ、透明原稿０ａ用の透過光源４Ａ及び反射原稿０ｂ用の反射板１６などで構成された上部移動ユニット３Ａを用いて、透過原稿の読み取りを行う画像読取装置が開示されている。
しかし、特許文献１に開示されている画像読取装置では、透過原稿を読み取ることができるが、原稿の焦点位置のずれが発生したときに、その焦点位置のずれを解消する技術に関しては詳述していない。

また、以下の特許文献２には、原稿台１４の周縁部に高反射率均一反射面を有する反射原稿用白基準２８が設けられ、フィルムの読み取り時には透過原稿ユニット３７の面光源部５６の照射光をフィルムホルダ６８，８４，８６の白基準窓７２，９１，９３を通して、リニアセンサ２０に入射させるようにしている画像読取装置が開示されている。
特許文献２に開示されている画像読取装置では、透過原稿ユニット３７のフィルムのフォルダに設置している白基準窓から原稿台１４に直接照射するものであるが、原稿が透過原稿（フィルム）であるのか、反射原稿であるのかを判別するものであり、透過原稿に対する画像の読み取り品質を改善することに関しては記載されていない。

さらに、以下の特許文献３には、ガイドローラ３０に画像ボケ検出用マークｍが形成されている画像読取装置が開示されている。
しかし、特許文献３に開示されている画像読取装置では、搬送中の原稿Ｓが通過するガイド領域３１の両外側の領域３２，３３の各々に、その周方向に全周に渡って伸びる複数の平行線からなる画像ボケ検出用マークｍが形成されているが、このマークは回転するガイドローラ３１上に設けられているため、ガイドローラ３０のぶれなどの影響で、高精度のＭＴＦ値を導出することは困難である。

特開平６−３７９７２号公報（第２図） 特開２００２−３６６９４２号公報（段落［００３８］） 特開２００５−３４７７８４号公報（第３図）

従来の画像読取装置は以上のように構成されているので、原稿の焦点位置のずれが発生したときに、その焦点位置のずれを解消することができず、画像の読み取り品質が劣化することがあるなどの課題があった。

この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、原稿の焦点位置のずれが発生しても、その焦点位置のずれを解消して、画像の読み取り品質を高めることができる画像読取装置を得ることを目的とする。

この発明に係る画像読取装置は、反射型光源手段又は透過型光源手段から照射された光を透過する部材で構成されている光透過体と、反射型光源手段から原稿の搬送領域の外側に照射された光を反射させるために、光透過体における原稿の搬送領域の外側の一方の端部に対して、白色のパターンと黒色のパターンが交互にストライプ状に形成されている第１の参照基準部と、透過型光源手段から原稿の搬送領域の外側に照射された光を透過させるために、光透過体における原稿の搬送領域の外側の他方の端部に対して、黒色のストライプパターンが形成されている第２の参照基準部と、透過型光源手段が消灯されて、反射型光源手段が点灯される場合、反射型光源手段から照射されて、搬送領域を搬送される原稿及び第１の参照基準部に反射された光を収束し、反射型光源手段が消灯されて、透過型光源手段が点灯される場合、透過型光源手段から照射されて、搬送領域を搬送される原稿及び第２の参照基準部を透過した光を収束する光収束手段と、光収束手段により収束された光を電気信号に変換する受光手段とを設け、信号処理手段が受光手段により変換された電気信号のうち、原稿に対応する電気信号を画像信号に変換して出力するとともに、第１の参照基準部又は第２の参照基準部に対応する電気信号における個々の画素のＭＴＦ値を演算し、個々の画素のＭＴＦ値の中で最大のＭＴＦ値に応じた補正信号を出力するようにしたものである。

この発明によれば、反射型光源手段又は透過型光源手段から照射された光を透過する部材で構成されている光透過体と、反射型光源手段から原稿の搬送領域の外側に照射された光を反射させるために、光透過体における原稿の搬送領域の外側の一方の端部に対して、白色のパターンと黒色のパターンが交互にストライプ状に形成されている第１の参照基準部と、透過型光源手段から原稿の搬送領域の外側に照射された光を透過させるために、光透過体における原稿の搬送領域の外側の他方の端部に対して、黒色のストライプパターンが形成されている第２の参照基準部と、透過型光源手段が消灯されて、反射型光源手段が点灯される場合、反射型光源手段から照射されて、搬送領域を搬送される原稿及び第１の参照基準部に反射された光を収束し、反射型光源手段が消灯されて、透過型光源手段が点灯される場合、透過型光源手段から照射されて、搬送領域を搬送される原稿及び第２の参照基準部を透過した光を収束する光収束手段と、光収束手段により収束された光を電気信号に変換する受光手段とを設け、信号処理手段が受光手段により変換された電気信号のうち、原稿に対応する電気信号を画像信号に変換して出力するとともに、第１の参照基準部又は第２の参照基準部に対応する電気信号における個々の画素のＭＴＦ値を演算し、個々の画素のＭＴＦ値の中で最大のＭＴＦ値に応じた補正信号を出力するように構成したので、原稿の焦点位置のずれが発生しても、その焦点位置のずれを解消して、画像の読み取り品質を高めることができる効果がある。

実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１による画像読取装置を示す断面構成図であり、図において、原稿１は透かしや透過領域（透かし部）を有する原稿であり、例えば、紙幣や有価証券や小切手などが該当する。
透過型光源部２は密着イメージセンサ（以下、「ＣＩＳ」と称する）の本体の外部に原稿１を挟むように設けられており、例えば、主走査方向（紙面に垂直な方向）に円柱状や棒状の蛍光ランプ又は冷陰極等によって構成されている光源３を備えている。ただし、光源３は蛍光ランプや冷陰極に限るものではなく、円柱状や棒状の光の導光体と、その導光体の端部にＬＥＤ等の光源とが配置されたものであってもよい。
なお、透過型光源部２は透過型光源手段を構成している。

光透過体４は光の反射率が交互に異なるパターンが連続形成、即ち、白色のパターンと黒色のパターンが交互にストライプ状に形成されている参照基準部８が原稿の搬送領域の外側端部に配置されており、透過型光源部２から照射された光をＣＩＳ側に入射させるため、光が透過するガラス材料や透明樹脂などから構成されている。
光源駆動用基板５は透過型光源部２の光源３を駆動するために設けられている基板である。
コネクタ６は電源の供給を受けるインタフェースである。
筐体７は透過型光源部２を保持するものであり、光源３、光透過体４及び光源駆動用基板５を収納している。

参照基準部８は光透過体４における原稿１の搬送領域の外側端部に配置されており（図３及び図５を参照）、光の反射率が交互に異なるストライプのパターンが連続的に形成されている。ただし、参照基準部８は原稿１の搬送領域の外側端部のうち、一方の外側端部だけに配置してもよいし、両方の外側端部に配置してもよい。
なお、透過型光源部２の光源３は、原稿１の搬送領域の他に、参照基準部８に対しても光を照射するようにしているが、参照基準部８と原稿１の読み取り位置を除いて、光透過体４の周辺については、黒色などの遮光を施して、不要光の出射を防止するようにしてもよい。
取付部材９は例えば金融端末装置などの読取システム（図示せず）の本体に、透過型光源部２を固定する部材である。

反射型光源部１０はＣＩＳ側に設けられており、例えば、主走査方向に円柱状や棒状の蛍光ランプ又は冷陰極等によって構成されている。
図１の例では、反射型光源部１０が２つ設けられており、反射型光源部１０の構成は、光源３と同一構成であってもよい。
なお、反射型光源部１０は反射型光源手段を構成している。

ガラス板１１は筐体１７の上部に設置され、透過型光源部２又は反射型光源部１０から照射された光を透過させる。
ロッドレンズアレイ１２は透過型光源部２から照射されて、搬送領域を搬送される原稿１及び参照基準部８を透過した光、あるいは、反射型光源部１０から照射されて、搬送領域を搬送される原稿１及び参照基準部８に反射された光を収束する。なお、ロッドレンズアレイ１２は光収束手段を構成している。

受光部１３は光電変換部や、その光電変換部の駆動回路などが組み込まれているセンサＩＣであり、ロッドレンズアレイ１２により収束された透過光や反射光を受光して、その透過光や反射光を電気信号に変換する処理を実施する。なお、受光部１３は受光手段を構成している。
センサ基板１４は受光部１３を複数個搭載している基板である。

信号処理部（ＡＳＩＣ）１５は受光部１３により変換された電気信号であるアナログ信号をＡ／Ｄ変換してデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器や、そのＡ／Ｄ変換器から出力されたデジタル信号における各画素（ビット）の信号出力をシェーディング補正や全ビット補正を行う補正回路などが組み込まれており、受光部１３により変換された電気信号のうち、原稿１に対応する電気信号を画像信号に変換して出力するとともに、参照基準部８に対応する電気信号における個々の画素のＭＴＦ値を演算し、個々の画素のＭＴＦ値の中で最大のＭＴＦ値に応じた補正信号を出力する処理を実施する。
また、信号処理部１５はＣＩＳを駆動するためのスタート信号（ＳＩ）やクロック信号（ＣＬＫ）を供給するとともに、電源などの入力信号や透過型光源部２の駆動時に、透過型光源部２のコネクタ６に電源を供給して、画像読取装置により読み取られた原稿１の内容（イメージ情報）を示す画像信号を外部に出力する。
なお、信号処理部１５は信号処理手段を構成している。

コネクタ１６は原稿１の内容（イメージ情報）を示す画像信号を外部に出力するインタフェースである。
筐体１７はＣＩＳの筐体であり、反射型光源部１０、ロッドレンズアレイ１２及びセンサ基板１４を収納している。
取付部材１８は例えば金融端末装置などの読取システム（図示せず）の本体に、ＣＩＳを固定する部材である。

図１の画像読取装置では、透過型光源部２、ロッドレンズアレイ１２及び受光部１３が透過型イメージセンサを構成し、反射型光源部１０、ロッドレンズアレイ１２及び受光部１３が反射型イメージセンサを構成している。
透過型イメージセンサ及び反射型イメージセンサは、ロッドレンズアレイ１２及び受光部１３を共用しており、原稿１が光透過体４とガラス板１１の間を搬送されるように構成している。
即ち、透過型光源部２と反射型イメージセンサであるＣＩＳを組合せて、全体として、イメージセンサを構成している。

図２はこの発明の実施の形態１による画像読取装置を示す外観斜視図であり、図３はこの発明の実施の形態１による画像読取装置における透過型光源部２の外観斜視図である。
図３の例では、参照基準部８は、主走査方向の両端部に設置している。

この実施の形態１では、ＣＩＳの内部に搭載している反射型光源部１０を使用して、原稿１のイメージ情報（画像）を読み取る場合には、反射型光源部１０を点灯させて、原稿１に対して斜め方向から光を照射する。
これにより、原稿１に反射された散乱光である反射光は、ロッドレンズアレイ１２によって収束されたのち、受光部１３によって受光されて、電気信号に変換される。

一方、ＣＩＳ側の外部に設置している透過型光源部２の光源３を使用して、原稿１のイメージ情報（原稿１の透かし部分や透過領域）を読み取る場合には、光源３を点灯させて、原稿１に光を照射する。
これにより、原稿１を透過した透過光は、ロッドレンズアレイ１２によって収束されたのち、受光部１３によって受光されて、電気信号に変換される。
この場合には、光源３の照射光は、原稿１に対して直角方向に照射されるので、原稿１を透過した直接光が、ロッドレンズアレイ１２を介して受光部１３に受光されて、電気信号に変換される。

図４はこの発明の実施の形態１による画像読取装置を示す全体構成図である。
図４では、信号処理部１５、ロッドレンズアレイ１２、受光部１３（駆動回路等を含む）などのＣＩＳ側構成と透過型光源部２を合わせたブロック構成と、受光部１３の出力信号を増幅した後のアナログ信号（ＳＯ）の波形を示している。
信号処理部１５からクロック信号（ＣＬＫ）と、そのクロック信号（ＣＬＫ）と同期しているスタート信号（ＳＩ）が受光部１３に出力され、そのタイミングによって受光部１３からアナログ信号が出力される。

図４の波形図は、受光部１３の出力信号を増幅した後のアナログ信号を示しており、具体的には、原稿１のイメージ情報と、参照基準部８の参照情報と、原稿１と参照基準部８間の情報とを示している。
アナログ信号（ＳＯ）は、信号処理部１５のＡ／Ｄ変換器によってデジタル信号に変換され、補正回路によってサンプル・ホールドを含むシェーディング補正又は全ビット補正などが行われる。
補正回路による補正は、あらかじめ基準信号データを記憶しているＲＡＭから基準信号を読み出し、Ａ／Ｄ変換されたイメージ情報に相当するデジタル信号を演算加工することにより行う。

この場合において、透過型光源部２を使用する場合には、透過型光源部２の光源３を点灯し、反射型光源部１０を消灯することにより、原稿１の無い状態又は適度の透明原稿を透過した透過光を受光部１３で受光して光電変換し、光電変換データである電気信号をＲＡＭの基準信号データとして、実働時の補正データに適用することができる。
実働時には、通常、Ａ／Ｄ変換もしくは補正された読み取り信号が、そのままＲＥＡＬ出力信号として読取システムに送られ、画像再生もしくは画像識別が行われる。

また、このような一連の動作は、信号処理部１５におけるＣＰＵの制御によって行われる。
その補正データないし基準信号データは、受光部１３やロッドレンズアレイ１２における各素子間のばらつきを補正するためであるから、ＣＩＳ側に搭載される反射型光源部１０を使用することにより、従来の画像読取装置における補正板や参照用の白色基準原稿を用いて補正データを作成してもよい。
また、図４においては、補正されたラインデータを画像信号（ＳＩＧ）として出力するとともに、参照基準部８に対応する受光部１３の光電変換出力の参照情報を演算・処理してＭＴＦ補正信号を出力するＭＴＦ測定部２０が付加されている。
ＭＴＦ測定部２０の具体的な処理内容は後述する。

次に、参照基準部８について説明する。
参照基準部８は、原稿１の搬送領域の両外側に位置するように、光透過体４の表面に形成されている（図３を参照）。
原稿１が反射原稿である場合（透かし部分や透過領域が無い場合）には、透過型光源部２から照射された光は、反射原稿においてほとんど反射され、受光部１３にはほとんど入射されない。
一方、原稿１が透過原稿である場合（透かし部分などがある場合）には、透過型光源部２から照射された光は、原稿１の透かし部分を透過した後、受光部１３に入射される。
このとき、原稿１の搬送方向と垂直方向における幅は、通常、透過型光源部２の照射領域よりも狭いため、原稿１を透過せずに受光部１３に直接入射される光もある。

図５は参照基準部８が両端部に設置されている光透過体４を示す平面図である。
参照基準部８は、原稿の搬送方向に細長のストライプ状のパターンであり、光学濃度が１．６ＯＤ以上の黒色パターンと、光学濃度が０.０９以下であって、黒色パターンと同形状の白色パターンとが、交互に１ｍｍ当り８ＬＰ（８ラインペア）のピッチで４〜８ｍｍの幅に亘って、印画紙上に配置されている。
この参照基準部８は、細長パターンの中央がライン読み取り位置に対応するように光透過体４に貼り付けられている。
したがって、透過型光源部２の光源３から照射された光は、参照基準部８に入射されるが、印画紙の裏面で反射もしくは吸収され、ロッドレンズアレイ１２には到達しない。このため、読み取り位置に対応する原稿１のイメージ情報のみがロッドレンズアレイ１２で収束される。

図６はＣＩＳ側のセンサ基板１４に搭載された受光部１３を示す平面図である。
受光部１３は、ＣＭＯＳ半導体で構成されており、直線的に配置された多数のセルを有し、このセル部分で検出された光が光電変換される。
セルもライン読み取り位置に対応するように設置されており、セルは、４００ｄｐｉ（配列ピッチ０．０６３５ｍｍ）で形成され、端部領域のセルが基準参照部８に対向している。

図７は透過型光源部２の照射を停止させて、反射型光源部１０の照射を行ったとき、参照基準部８の反射光を受光した場合のアナログ信号（ＳＯ）の出力の一例を示す説明図である。
各セルと参照基準部８の各ストライプパターンとが対向している場合には、黒色パターンから反射してきたセルの出力はＶｍｉｎであり、白色パターンから反射してきたセルの出力はＶｍａｘとなる。

しかし、厳密には、ストライプパターンと対向するセルとを１：１の高精度で対応させて位置決めすることは、高精度の位置機構を必要とするので現実的ではない。
したがって、積極的にストライプパターンのピッチとセルのピッチを僅か異なったピッチにすることにより、連続して読み取ったモアレによる干渉パターン出力の一番大きい出力（モアレＭＡＸ）が、そのセルとストライプパターンとがほぼ完全に対向したものと見なすことができる。

例えば、０．０６３５ｍｍピッチで設定したセルと、０．１２５ｍｍピッチで設定され、単一色の幅が０．０６２５ｍｍであるストライプパターンとでは、１セル毎に、０．００１ｍｍパターンとのずれが発生する代わりに、いずれかのセル部分で、最大０．０１ｍｍのずれ以下で、正確に一致する部分が生じる。
図８はストライプパターンを読み取ったアナログ信号（ＳＯ）の波形を示す説明図であり、約６２ピクセル（画素）毎に、周期的に発生するモアレ出力のピークが発生することが解かる。

図９は反射型光源部１０を点灯させて、原稿１を読み取った場合における光電変換後にデジタル変換した出力波形を示す波形図である。
この実施の形態１では、Ａ／Ｄ変換された受光部１３の分解能が４００ｄｐｉ（配列ピッチ０．０６３５ｍｍ）、画素数が１５３６ビット（素子）であるとして説明する。
出力波形の出力値は、補正後の出力を８ビット分解能（２５６段階 ｄｉｇｉｔ）で表示し、数値が高い程、光電変換出力が高いものとする。

図９では、ＣＩＳの主走査方向の全読み取り幅に対して、反射光が一端に設置されている参照基準部８に対応する受光部１３（画素位置１〜６４付近）の領域に入射した光電変換出力波形を表現している。
また、原稿１が無い領域（図９では、遮光領域）、原稿１がある領域、他端側の原稿１が無い領域を順次読み取り、最後に他端に設置されている参照基準部８に対応する受光部１３（画素位置１４７３〜１５３６付近）を読み取った出力波形を表現している。１ライン読み取った後は、ブランキング期間を設け、次のラインを読み取るようにしている。

図１０は信号処理部１５におけるＭＴＦ測定部２０の内部構成を示すブロック図である。
信号処理部１５の補正回路から出力された信号のうち、参照基準部８に相当する画素（セル）１〜６４付近の出力情報はＭＴＦ測定部２０のＲＡＭ（１）に格納され、画素１４７３〜１５３６付近の出力情報はＭＴＦ測定部２０のＲＡＭ（２）に格納され、画素６５〜１４７２付近の出力情報はＭＴＦ測定部２０のＲＡＭ（３）に格納される。
なお、ＲＡＭ（３）に格納される画素６５〜１４７２付近の出力情報は、画像信号としてそのまま出力される。

加減算部２１は、ＲＡＭ（１）に出力情報が格納されている画素１〜６４毎に、その出力情報の最大値（Ｖｍａｘ）と最小値（Ｖｍｉｎ）の差分値（Ｖｍａｘ−Ｖｍｉｎ）と、その出力情報の最大値（Ｖｍａｘ）と最小値（Ｖｍｉｎ）の加算値（Ｖｍａｘ＋Ｖｍｉｎ）とを下記の式（１）に代入して、その差分値と加算値の比であるＭＴＦ（Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）値を計算する。
ＭＴＦｎ
＝［（Ｖｍａｘ−Ｖｍｉｎ）／（Ｖｍａｘ＋Ｖｍｉｎ）］×１００（％） （１）

最大値判定部２３は、加減算部２１が画素１〜６４毎にＭＴＦ値を計算すると、画素１〜６４のＭＴＦ値の中で、最大のＭＴＦ値を選択する。
例えば、加減算部２１により計算された画素１〜６４のＭＴＦ値が図１１（ａ）である場合、ビット番号６２の画素のＭＴＦ値（＝３５）が最も大きいので、ＭＴＦ値（＝３５）を選択する。

また、加減算部２２は、ＲＡＭ（２）に出力情報が格納されている画素１４７３〜１５３６毎に、その出力情報の最大値（Ｖｍａｘ）と最小値（Ｖｍｉｎ）の差分値（Ｖｍａｘ−Ｖｍｉｎ）と、その出力情報の最大値（Ｖｍａｘ）と最小値（Ｖｍｉｎ）の加算値（Ｖｍａｘ＋Ｖｍｉｎ）とを上記の式（１）に代入して、その差分値と加算値の比であるＭＴＦ値を計算する。

最大値判定部２４は、加減算部２２が画素１４７３〜１５３６毎にＭＴＦ値を計算すると、画素１４７３〜１５３６のＭＴＦ値の中で、最大のＭＴＦ値を選択する。
例えば、加減算部２２により計算された画素１４７３〜１５３６のＭＴＦ値が図１１（ｂ）である場合、ビット番号１４７５の画素のＭＴＦ値（＝３０）が最も大きいので、ＭＴＦ値（＝３０）を選択する。

ＭＴＦレベル判定部２５は、最大値判定部２３が最大のＭＴＦ値（＝３５）を選択し、最大値判定部２４が最大のＭＴＦ値（＝３０）を選択すると、ＭＴＦのレベル判定結果として、大きい方のＭＴＦ値（＝３５）を選択する。
あるいは、ＭＴＦのレベル判定結果として、ＭＴＦ値（＝３５）とＭＴＦ値（＝３０）の平均値（＝３２．５）を選択する。

ＭＴＦレベル判定部２５は、詳細は後述するが、図１４に示すような対応表を保持しており、その対応表からＭＴＦのレベル判定結果に対応するＭＴＦ補正信号を出力する。
例えば、ＭＴＦのレベル判定結果として、ＭＴＦ値（＝１５）が選択された場合、“０１１１”のＭＴＦ補正信号が出力され、ＭＴＦのレベル判定結果として、ＭＴＦ値（＝２３）が選択された場合、“１０１１”のＭＴＦ補正信号が出力される。
この例では、ＭＴＦ補正信号が４ビットで出力されるが、“００００”のＭＴＦ補正信号は、双方のＭＴＦ値が小さく、画像ぼけが大きいことを示している。
“１１１１”のＭＴＦ補正信号は、双方のＭＴＦ値が大きく、画像ぼけがほとんど無いことを示している。

この実施の形態１では、参照基準部８を原稿の搬送領域の両方の外側端部に配置しているものを示したが、光透過体４において、原稿の搬送領域の一方の外側端部に参照基準部８を配置するようにしてもよい。
この場合、図４及び図１０において、ＲＡＭ（１）又はＲＡＭ（２）のいずれか一方は不要となる。

図１２は読取システムにＣＩＳと透過型光源部２が搭載され、透過型光源部２を上下に可動させるようにしている画像読取装置を示す断面構成図である。
図１２において、Ｌは原稿１の焦点位置と受光部１３との共役長であり、Ｃ／Ｌは焦点位置である。
δＬは焦点位置Ｃ／Ｌからの焦点（Ｆ０）のずれ量である。

図１２の例では、透過型光源部２が、システム固定台３１に固定されているＣＩＳと原稿１を搬送させる隙間を介して設置されており、システムの天板３２に取り付けられているデジタル伸縮部（焦点位置調整手段）３３が延び縮みを行うことで、透過型光源部２が上下可動するようにしている。
この上下可動は、ＭＴＦ補正信号に応じてデジタル伸縮部３３の伸び縮み量が変化することに伴って実現する。
図１２では、透過型光源部２を稼働させるようにして、原稿１が搬送される隙間を調整するものを示しているが、プーリ３５に載置されている原稿１の厚みを制御する原稿ガイド３４を連動させるようにしてもよい。

ここで、ＭＴＦについて説明する。
図１３はＣＩＳで設定された原稿１側の焦点位置Ｃ／Ｌに対して、光軸方向に焦点が±δＬだけずれた場合のＭＴＦ特性を示す説明図である。
図１３の例では、対向している光透過体４とガラス板１１とのほぼ中央位置（Ｃ／Ｌ）に焦点（Ｆ０）がある場合、中央位置から光軸方向にストライプパターンの設定位置が変化するにつれて、ほぼ対照的にＭＴＦが低下している。

また、参考に表示している４ＬＰのストライプパターンと比べて、８ＬＰのストライプパターンの方が高精細であるため、大きくＭＴＦが低下する。
図１２の例では、ＣＩＳの反射型光源部１０から照射されて、８ＬＰのストライプパターンで反射した散乱光は、ロッドレンズアレイ１２で収束されて、受光部１３に入射されることにより、光電変換されて信号処理部１５でＭＴＦ値が計算され、図１３に示すポイントＡ点に相当するＭＴＦ値が決まる。

図１４はＭＴＦ値、補正信号、位置情報及び可動範囲の対応関係を示す説明図である。
ストライプパターンを読み込んだ位置に対する焦点位置からの距離をＭＴＦ値から知ることができる。
この場合、８ＬＰのストライプパターンで得たＭＴＦ値は、＋δＬ側にずれたＭＴＦ値であるため、デジタル伸縮部３３をＣＩＳ側に可動させることで、焦点位置が判明すると同時に、デジタル伸縮部３３の上下可動により原稿１の搬送高さ位置を調節することができる。

この実施の形態１では、この動作は、１ライン読み取り毎の補正信号で説明したが、原稿１の種類や原稿１の搬送枚数単位毎のステップ的な調整では、図１０に示すシステムラッチ信号の指示により読み出すようにしてもよい。また、定期的な焦点位置の精度確認のためのチェック用に用いてもよい。

図１４の例では、透過型光源部２に設置された光透過体４が、共役長の焦点（Ｆ０）に対して、基準位置が０．７５ｍｍだけ離れた位置にあり、原稿１の厚みによる搬送経路高さの調整や原稿面の表裏が定まらない透過原稿の最適高さを調整するようにしている。
即ち、イメージ情報の光軸方向の位置が焦点位置と合致するように、透過型光源部２を下降させて搬送隙間を制御するようにしている。

なお、この実施の形態１では、透過原稿の読み取りを考慮して、透過型光源部２の光透過体４に参照基準部８を設け、透過型光源部２を可動させるものについて示したが、通常の反射原稿などの読み取りだけの用途に限定する場合には、反射型イメージセンサのみを用いて、光透過体４を単なる反射板として使用し、この反射板を原稿ガイド３４と連動させるようにする。もしくは、一体化させて光軸方向に上下可動させるようにしてもよい。

以上で明らかなように、この実施の形態１によれば、光の反射率が交互に異なるパターンが連続形成されている参照基準部８が原稿１の搬送領域の外側端部に配置されている光透過体４と、透過型光源部２から照射されて、搬送領域を搬送される原稿１及び参照基準部８を透過した光、あるいは、反射型光源部１０から照射されて、搬送領域を搬送される原稿１及び参照基準部８に反射された光を収束するロッドレンズアレイ１２と、ロッドレンズアレイ１２により収束された透過光や反射光を受光して、その透過光や反射光を電気信号に変換する受光部１３とを設け、信号処理部１５が受光部１３により変換された電気信号のうち、原稿１に対応する電気信号を画像信号に変換して出力するとともに、参照基準部８に対応する電気信号における個々の画素のＭＴＦ値を演算し、個々の画素のＭＴＦ値の中で最大のＭＴＦ値に応じた補正信号を出力するように構成したので、原稿１の焦点位置のずれが発生しても、その焦点位置のずれを解消して、画像の読み取り品質を高めることができる効果を奏する。
即ち、この実施の形態１によれば、原稿１の厚みによる原稿面の焦点位置のずれに対する調整、特に透過原稿の場合には、原稿１の表側のイメージ情報、原稿１の裏側のイメージ情報に対しての調整を透過型光源部２や原稿ガイド３４の上下可動により精度良く行うことができる効果を奏する。

実施の形態２．
上記実施の形態１では、透過型光源部２の光透過体４の両端部に参照基準部８を設け、透過型光源部２を上下可動させるものについて示したが、この実施の形態２では、図１６に示すように、光透過体４の一端部に参照基準部８（第１の参照基準部）を設け、光透過体４の他端部に透過光用の参照基準部８０（第２の参照基準部）を設けて、原稿ガイド３４を可動させるものについて説明する。

図１５は読取システムにＣＩＳと透過型光源部２が搭載されている実施の形態２の画像読取装置を示す断面構成図である。図１５において、図１と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。４０は光透過体である。
図１６は一端側の端部に８ＬＰのストライプパターンで構成された参照基準部８が形成され、他端側の端部に４ＬＰのストライプパターンで構成された参照基準部８０が形成されている光透過体４０を示す平面構成図である。
参照基準部８０は透過光をＣＩＳのロッドレンズアレイ１２を介して受光部１３に入射させるので、４ＬＰのストライプパターンは、０．１２５ｍｍ幅を０．２５ｍｍピッチで蒸着した黒色のパターン（クロム材）を８ｍｍ以上の幅に亘って、直接、光透過体４０にストライプ状に形成している。

次に動作について説明する。
給紙側のプーリ３５から搬送された原稿１は、透過型光源部２と原稿ガイド３４を搬送経路として通過し、排紙側のプーリ３５に搬送される。
透過型光源部２や原稿ガイド３４の可動用に設置されたデジタル伸縮部３３が、搬送経路の光軸方向の高さを調整する。
この調整は、信号処理部１５から出力されるＭＴＦ補正信号に基づいて、透過型光源部２や原稿ガイド３４が光軸方向に上下にスライドすることにより行われる。

図１７はこの発明の実施の形態２による画像読取装置の信号処理部１５におけるＭＴＦ測定部２０の内部構成を示すブロック図である。
信号処理部１５の補正回路から出力された信号のうち、８ＬＰのストライプパターンで構成された参照基準部８に相当する画素（セル）１〜６４付近の出力情報はＭＴＦ測定部２０のＲＡＭ（１）に格納され、４ＬＰのストライプパターンで構成された参照基準部８０に相当する画素１４０９〜１５３６付近の出力情報はＭＴＦ測定部２０のＲＡＭ（２）に格納され、画素６５〜１４０８付近の出力情報はＭＴＦ測定部２０のＲＡＭ（３）に格納される。
なお、ＲＡＭ（３）に格納される画素６５〜１４０８付近の出力情報は、画像信号としてそのまま出力される。

加減算部２１は、ＲＡＭ（１）に出力情報が格納されている画素１〜６４毎に、その出力情報の最大値（Ｖｍａｘ）と最小値（Ｖｍｉｎ）の差分値（Ｖｍａｘ−Ｖｍｉｎ）と、その出力情報の最大値（Ｖｍａｘ）と最小値（Ｖｍｉｎ）の加算値（Ｖｍａｘ＋Ｖｍｉｎ）とを上記の式（１）に代入して、その差分値と加算値の比であるＭＴＦ値を計算する。
最大値判定部２３は、加減算部２１が画素１〜６４毎にＭＴＦ値を計算すると、画素１〜６４のＭＴＦ値の中で、最大のＭＴＦ値を選択する。

また、加減算部２２は、ＲＡＭ（２）に出力情報が格納されている画素１４０９〜１５３６毎に、その出力情報の最大値（Ｖｍａｘ）と最小値（Ｖｍｉｎ）の差分値（Ｖｍａｘ−Ｖｍｉｎ）と、その出力情報の最大値（Ｖｍａｘ）と最小値（Ｖｍｉｎ）の加算値（Ｖｍａｘ＋Ｖｍｉｎ）とを上記の式（１）に代入して、その差分値と加算値の比であるＭＴＦ値を計算する。
最大値判定部２４は、加減算部２２が画素１４０９〜１５３６毎にＭＴＦ値を計算すると、画素１４０９〜１５３６のＭＴＦ値の中で、最大のＭＴＦ値を選択する。

ＭＴＦレベル判定部２６は、最大値判定部２３が最大のＭＴＦ値を選択すると、例えば、図１４に示すような対応表から当該ＭＴＦ値に対応する４ビットのＭＴＦ補正信号（１）を出力する。
例えば、最大のＭＴＦ値が“１７”であれば、“１０００”のＭＴＦ補正信号（１）が出力され、最大のＭＴＦ値が“２５”であれば、“１１００”のＭＴＦ補正信号（１）が出力される。
ＭＴＦレベル判定部２７は、最大値判定部２４が最大のＭＴＦ値を選択すると、ＭＴＦレベル判定部２６と同様に、図１４に示すような対応表から当該ＭＴＦ値に対応する４ビットのＭＴＦ補正信号（２）を出力する。

なお、透過型光源部２と反射型光源部１０は、通常、同時に点灯しないため、透過型光源部２が点灯している間は、システムラッチ信号（ＬＡＴＣＨ１）をＯＮすることにより、ＭＴＦ補正信号（１）を以前の状態に保ち、また、システムラッチ信号（ＬＡＴＣＨ２）をＯＦＦすることにより、ＭＴＦ補正信号（２）を通過させるようにする。
一方、反射型光源部１０が点灯している間は、システムラッチ信号（ＬＡＴＣＨ２）をＯＮすることにより、ＭＴＦ補正信号（２）を以前の状態に保ち、また、システムラッチ信号（ＬＡＴＣＨ１）をＯＦＦすることにより、ＭＴＦ補正信号（１）を通過させるようにする。

システムラッチ信号は、１ライン毎に更新されるが、イメージ情報に対して、読取システムからの指示により、原稿毎、あるいは、原稿の種類毎に更新する場合には、更新時にＯＦＦし、更新後にＯＮとして、以前の状態を保つようにしてもよい。

図１８はＣＩＳで設定された原稿１側の焦点位置Ｃ／Ｌに対して、光軸方向に原稿読み取り面が±δＬだけずれた場合のＭＴＦ特性を示す説明図である。
図１８においては、４ＬＰのストライプパターンと比べて、８ＬＰのストライプパターンの方が高精細であるが、４ＬＰのストライプパターンには、透過型光源部２の直接光が入射するため、反射型光源部１０の散乱光を入射させたものよりも、ＭＴＦ値は低下する。

ＣＩＳの反射型光源部１０から照射されて、８ＬＰのストライプパターンで反射した散乱光は、ロッドレンズアレイ１２で収束されて、受光部１３に入射されることにより、光電変換されて信号処理部１５でＭＴＦ値が計算され、図１８に示すポイントＡ点に相当するＭＴＦ値が決まる。
一方、透過型光源部２から照射されて、４ＬＰのストライプパターンを透過した直接光は、ロッドレンズアレイ１２で収束されて、受光部１３に入射されることにより、光電変換されて信号処理部１５でＭＴＦ値が計算され、図１８に示すポイントＢ点に相当するＭＴＦ値が決まる。
したがって、反射型光源部１０から照射された光で原稿１の＋δＬ側のずれ量の範囲を算出し、透過型光源部２から照射された光で原稿１の＋δＬ側のずれ量の大まかな目安を確認することができる。

以上より、透過原稿のように、反射型光源部１０が点灯されない状態であっても、光透過体４０の他端に形成された参照基準部８０からの参照情報により、透過型光源部２や原稿ガイド３４を駆動させることが可能となる。
なお、ガラス板１１も、光透過体４０の参照基準部８０からの透過光や、参照基準部８からの反射光及び原稿１の読み取り位置周辺以外の領域を遮光することで直接光や不要散乱光の入射を防止することができ、高精度の原稿読み取りが可能となる。

ところで、ロッドレンズアレイ１２を介した受光部１３の受光面と原稿面との焦点距離（Ｚ）である共役長は、ＣＩＳなどの構造設計値であらかじめ決められているが、反射型光源部１０から照射される光は、必ずしも単色ではない。例えば、図１９に示すように、反射型光源部１０の端部に光学波長の異なる複数色の光源を搭載して、導光体から照射するような光源部もある。

図２０は光学波長と共役長の関係を示す説明図である。
図２０は光源色が変化することにより、共役長（Ｌ）が変化することを示しており、例えば、青色、緑色、赤色光源のような光学波長が接近しているようなイメージセンサでは大きな影響は無いが、紫外線光源や赤外線光源のような可視光領域以外の波長を持つ光源では大きく共役長が変化する。
したがって、原稿の搬送位置を変更することによって、少なくとも原稿面から反射して、ロッドレンズアレイ１２に入射されるまでの距離を光源波長に合わせることで、各色毎の読み取り精度が向上する。

実施の形態３．
上記実施の形態１，２では、透過型光源部２と反射型光源部１０を搭載しているものについて示したが、この実施の形態３では、例えば、紙幣のように、高速転送される原稿１の両面読み取り用の画像読取装置について説明する。
両面読み取り用の画像読取装置では、ＣＩＳ（１）のガラス板１１の一端部に参照基準部を設け、このガラス板１１の他端部に対向するＣＩＳ（２）のガラス板１１の端部に参照基準部を設けて、原稿ガイド３４を可動するようにする。

図２１はこの発明の実施の形態３による画像読取装置を示す断面構成図である。即ち、図２１は原稿面に対して、ＣＩＳ（１）とＣＩＳ（２）を対向させて設置している画像読取装置を示す断面構成図である。図２１において、図１と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
参照基準部８１は８ＬＰのストライプパターンであり、ＣＩＳ（１）とＣＩＳ（２）に形成されている。
読取システム側では、互いに対向している個々のＣＩＳ（１）（２）から出力されたＭＴＦ補正信号に対応する位置情報（図１４を参照）にしたがってデジタル伸縮部１００（焦点位置調整手段）を稼働させることにより、原稿ガイド３４を可動する。

次に動作について説明する。
図２２はこの発明の実施の形態３による画像読取装置のＣＩＳ（１）（２）の信号処理部１５におけるＭＴＦ測定部２０の内部構成を示すブロック図である。
ＣＩＳ（１）の信号処理部１５の補正回路から出力された信号のうち、参照基準部８１に相当する画素（セル）１〜６４又は１４７３〜１５３６付近の出力情報は、ＣＩＳ（１）のＭＴＦ測定部２０のＲＡＭ（１）に格納され、画素６５〜１４７２付近の出力情報はＣＩＳ（１）のＭＴＦ測定部２０のＲＡＭ（３）に格納される。
なお、ＲＡＭ（３）に格納される画素６５〜１４７２付近の出力情報は、画像信号としてそのまま出力される。

加減算部２１は、ＲＡＭ（１）に出力情報が格納されている画素１〜６４又は１４７３〜１５３６毎に、その出力情報の最大値（Ｖｍａｘ）と最小値（Ｖｍｉｎ）の差分値（Ｖｍａｘ−Ｖｍｉｎ）と、その出力情報の最大値（Ｖｍａｘ）と最小値（Ｖｍｉｎ）の加算値（Ｖｍａｘ＋Ｖｍｉｎ）とを上記の式（１）に代入して、その差分値と加算値の比であるＭＴＦ値を計算する。
最大値判定部２３は、加減算部２１が画素１〜６４又は１４７３〜１５３６毎にＭＴＦ値を計算すると、画素１〜６４又は１４７３〜１５３６のＭＴＦ値の中で、最大のＭＴＦ値を選択する。

ＣＩＳ（２）の信号処理部１５の補正回路から出力された信号のうち、参照基準部８１に相当する画素（セル）１〜６４又は１４７３〜１５３６付近の出力情報は、ＣＩＳ（２）のＭＴＦ測定部２０のＲＡＭ（１）に格納され、画素６５〜１４７２付近の出力情報はＣＩＳ（２）のＭＴＦ測定部２０のＲＡＭ（３）に格納される。
なお、ＲＡＭ（３）に格納される画素６５〜１４７２付近の出力情報は、画像信号としてそのまま出力される。

加減算部２２は、ＲＡＭ（１）に出力情報が格納されている画素１〜６４又は１４７３〜１５３６毎に、その出力情報の最大値（Ｖｍａｘ）と最小値（Ｖｍｉｎ）の差分値（Ｖｍａｘ−Ｖｍｉｎ）と、その出力情報の最大値（Ｖｍａｘ）と最小値（Ｖｍｉｎ）の加算値（Ｖｍａｘ＋Ｖｍｉｎ）とを上記の式（１）に代入して、その差分値と加算値の比であるＭＴＦ値を計算する。
最大値判定部２４は、加減算部２２が画素１〜６４又は１４７３〜１５３６毎にＭＴＦ値を計算すると、画素１〜６４又は１４７３〜１５３６のＭＴＦ値の中で、最大のＭＴＦ値を選択する。

ＭＴＦレベル判定部２６は、最大値判定部２３が最大のＭＴＦ値を選択すると、例えば、図１４に示すような対応表から当該ＭＴＦ値に対応する４ビットのＭＴＦ補正信号（１）を出力する。
ＭＴＦレベル判定部２７は、最大値判定部２４が最大のＭＴＦ値を選択すると、例えば、図１４に示すような対応表から当該ＭＴＦ値に対応する４ビットのＭＴＦ補正信号（２）を出力する。

例えば、ＣＩＳ（２）のガラス板１１は、当初基準位置にあり、あらかじめ決まっている焦点に対して、図１４に示す対応表と同様に、０．７５ｍｍ離れた位置にあるものとする。
このとき、焦点位置が＋δＬ側に０．４３ｍｍずれる場合には、ＭＴＦ値が“２４〜２６”になるまで、ＣＩＳ（２）を下降させることにより、焦点位置の確認が可能である。
また、焦点位置が−δＬ側に０．４３ｍｍずれる場合には、ＭＴＦ値が“２４〜２６”になるまで、ＣＩＳ（１）を上昇させることにより、焦点位置の確認が可能である。

焦点位置が決まった場合には、それに対応してＣＩＳ（１）とＣＩＳ（２）を可動させて、原稿１の搬送経路の隙間を設定してもよいが、この実施の形態３では、紙幣などのように高速転送される原稿においては、ＣＩＳ（１）、ＣＩＳ（２）を可動させなくとも、給紙側、排紙側にセットされた原稿ガイド３４を同期させることで代替が可能である。
また、プーリの代わりに、給紙側の原稿ガイド３４を、隙間を空けて対向設置させて、その隙間の間を紙幣などを高速転送させることにより、代替が可能である。

以上より、この実施の形態３によれば、ＭＴＦ測定部２０からのイメージ情報をＣＩＳ（１）の反射型光源部１０から照射された光で原稿１の＋δＬ側のずれ量の範囲を算出し、ＣＩＳ（２）の反射型光源部１０から照射された光で原稿１の−δＬ側のずれ量の範囲を算出し、この結果をＭＴＦレベル判定部２６，２７からの参照情報として出力することにより、焦点距離が光軸方向で上下に変化する場合であっても、原稿１の搬送位置を各色光源の最適焦点位置に近づけて、光源の色収差などによる問題を解消することが可能である。

なお、実施の形態１〜３では、参照基準部８０，８１がクロム材によるストライプパターンであるものとしているが、クロム材の代わりに、ガラス板１１の表面を表面粗化することにより、ガラス板１１に入射される直接光を散乱させて、ロッドレンズアレイ１２に入射させる光を制御するようにしてもよい。
また、光透過体４，４０、ガラス板１１は、ガラス材でなくても、光が透過するものであればよく、例えば、プラスチック材や半透明材を使用しても相応の効果を奏することができる。
また、参照基準部８，８０，８１がストライプパターンであるものとしているが、ハーフトーンパターンであってもよく、相応の効果を奏することができる。
さらに、ストライプパターンは光透過体４，４０やガラス板１１の表面でなくともよく、例えば、対向する反対面（裏面）に形成しても、参照基準部８，８０，８１としての機能を有することができる。

この発明の実施の形態１による画像読取装置を示す断面構成図である。 この発明の実施の形態１による画像読取装置を示す外観斜視図である。 この発明の実施の形態１による画像読取装置における透過型光源部２の外観斜視図である。 この発明の実施の形態１による画像読取装置を示す全体構成図である。 参照基準部８が両端部に設置されている光透過体４を示す平面図である。 ＣＩＳ側のセンサ基板１４に搭載された受光部１３を示す平面図である。 透過型光源部２の照射を停止させて、反射型光源部１０の照射を行ったとき、参照基準部８の反射光を受光した場合のアナログ信号（ＳＯ）の出力の一例を示す説明図である。 ストライプパターンを読み取ったアナログ信号（ＳＯ）の波形を示す説明図である。 反射型光源部１０を点灯させて、原稿１を読み取った場合における光電変換後にデジタル変換した出力波形を示す波形図である。 この発明の実施の形態１による画像読取装置の信号処理部１５におけるＭＴＦ測定部２０の内部構成を示すブロック図である。 加減算部２２，２４により計算されたＭＴＦ値の一例を示す説明図である。 読取システムにＣＩＳと透過型光源部２が搭載され、透過型光源部２を上下に可動させるようにしている画像読取装置を示す断面構成図である。 ＣＩＳで設定された原稿１側の焦点位置Ｃ／Ｌに対して、光軸方向に焦点が±δＬだけずれた場合のＭＴＦ特性を示す説明図である。 ＭＴＦ値、補正信号、位置情報及び可動範囲の対応関係を示す説明図である。 読取システムにＣＩＳと透過型光源部２が搭載されている実施の形態２の画像読取装置を示す断面構成図である。図１５において、４０は光透過体である。 一端側の端部に８ＬＰのストライプパターンで構成された参照基準部８が形成され、他端側の端部に４ＬＰのストライプパターンで構成された参照基準部８０が形成されている光透過体４０を示す平面構成図である。 この発明の実施の形態２による画像読取装置の信号処理部１５におけるＭＴＦ測定部２０の内部構成を示すブロック図である。 ＣＩＳで設定された原稿１側の焦点位置Ｃ／Ｌに対して、光軸方向に原稿読み取り面が±δＬだけずれた場合のＭＴＦ特性を示す説明図である。 透過型光源部２や反射型光源部１０に使用される照明装置を示す説明図である。 光学波長と共役長の関係を示す説明図である。 この発明の実施の形態３による画像読取装置を示す断面構成図である。 この発明の実施の形態３による画像読取装置のＣＩＳ（１）（２）の信号処理部１５におけるＭＴＦ測定部２０の内部構成を示すブロック図である。

符号の説明

１ 原稿、２ 透過型光源部（透過型光源手段）、３ 光源、４ 光透過体、５ 光源駆動用基板、６ コネクタ、７ 筐体、８ 参照基準部、９ 取付部材、１０ 反射型光源部（反射型光源手段）、１１ ガラス板、１２ ロッドレンズアレイ（光収束手段）、１３ 受光部（受光手段）、１４ センサ基板、１５ 信号処理部（信号処理手段）、１６ コネクタ、１７ 筐体、１８ 取付部材、２０ ＭＴＦ測定部、２１，２２ 加減算部、２３，２４ 最大値判定部、２５，２６，２７ ＭＴＦレベル判定部、３１ システム固定台、３２ 天板、３３ デジタル伸縮部（焦点位置調整手段）、３４ 原稿ガイド、 ３５ プーリ、４０ 光透過体、８０，８１ 参照基準部、１００ デジタル伸縮部（焦点位置調整手段）。

Claims (3)

1. 光を照射する反射型光源手段と、光を照射する透過型光源手段と、上記反射型光源手段又は上記透過型光源手段から照射された光を透過する部材で構成されている光透過体と、上記反射型光源手段から原稿の搬送領域の外側に照射された光を反射させるために、上記光透過体における原稿の搬送領域の外側の一方の端部に対して、白色のパターンと黒色のパターンが交互にストライプ状に形成されている第１の参照基準部と、上記透過型光源手段から原稿の搬送領域の外側に照射された光を透過させるために、上記光透過体における原稿の搬送領域の外側の他方の端部に対して、黒色のストライプパターンが形成されている第２の参照基準部と、上記透過型光源手段が消灯されて、上記反射型光源手段が点灯される場合、上記反射型光源手段から照射されて、上記搬送領域を搬送される原稿及び上記第１の参照基準部に反射された光を収束し、上記反射型光源手段が消灯されて、上記透過型光源手段が点灯される場合、上記透過型光源手段から照射されて、上記搬送領域を搬送される原稿及び上記第２の参照基準部を透過した光を収束する光収束手段と、上記光収束手段により収束された光を電気信号に変換する受光手段と、上記受光手段により変換された電気信号のうち、上記原稿に対応する電気信号を画像信号に変換して出力するとともに、上記第１の参照基準部又は上記第２の参照基準部に対応する電気信号における個々の画素のＭＴＦ値を演算し、個々の画素のＭＴＦ値の中で最大のＭＴＦ値に応じた補正信号を出力する信号処理手段とを備えた画像読取装置。
2. 信号処理手段から出力された補正信号に応じて、原稿の焦点位置を調整する焦点位置調整手段を設けたことを特徴とする請求項１記載の画像読取装置。
3. 第１の参照基準部におけるストライプパターンのパターン密度と、第２の参照基準部におけるストライプパターンのパターン密度とが異なることを特徴とする請求項１記載の画像読取装置。

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