JP4872783B2

JP4872783B2 - 画像読取装置

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Publication number: JP4872783B2
Application number: JP2007118039A
Authority: JP
Inventors: 和明新谷
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd; Fujifilm Business Innovation Corp
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 2007-04-27
Filing date: 2007-04-27
Publication date: 2012-02-08
Anticipated expiration: 2027-04-27
Also published as: JP2008278095A; US20080265033A1; US7847985B2

Description

本発明は、画像読取装置に関する。

画像読取装置において、読取対象の原稿を搬送する場合に、原稿がたわむ場合がある。このようなたわみ（或いは凹凸）が生じると、ＣＣＤ(Charge Coupled Device)等のイメージセンサと原稿表面との距離が原稿の部分ごとに異なってくるため、原稿表面全体にわたって濃度が均一であっても、イメージセンサの出力信号の大きさは原稿の部分ごとに異なってくる。このように原稿にたわみが生じると、イメージセンサの出力信号が原稿表面の画像濃度に応じた本来の値からずれてしまう。

従来、このような搬送時の原稿のたわみの対策としては、原稿を案内する案内面を設けることでたわみを機械的に低減することが行われていた。しかし、このような機械的な対策では、原稿の微小なたわみを十分に抑制することができないなど、十分でない場合があった。

特許文献１には、複数の単位走査手段を備えた画像読取装置が開示される。各単位走査手段は幅方向に分割された所定の小領域だけを読取可能なように構成され、各々光源と光学手段と受光手段とを含む。各々の単位走査手段毎に焦点合わせが行えるので、原稿が部分的に浮き上がっていても、部分ごとに焦点を合わせることができる。

特開２００４−１６５７８７号公報

本発明は、画像読取装置の受光装置が出力する信号に対する原稿のたわみの影響を補正する装置を提供することを目的とする。

請求項１に係る発明は、原稿を搬送する原稿搬送手段と、前記原稿から反射する反射光を受光する第１の受光装置と、前記第１の受光装置に対して前記原稿搬送手段の搬送方向について所定の間隔を開けて設けられた第２の受光装置と、前記第１の受光装置が読み取る読取位置を、前記搬送方向について一方の側からの照明強度と他方の側からの照明強度との比が第１の比となるように照明する第１の照明手段と、前記第２の受光装置が読み取る読取位置を、前記搬送方向について一方の側からの照明強度と他方の側からの照明強度との比が前記第１の比とは異なる比となるように照明する第２の照明手段と、前記第１の受光装置が出力する第１の信号と前記第２の受光装置が出力する第２の信号の読み取り位置のずれを補正するために、前記第１の信号と前記第２の一方の信号を遅延させる遅延手段と、前記遅延手段により遅延された前記第１の信号と前記第２の信号との出力信号の差に基づき補正信号を生成する補正信号生成手段と、前記補正信号生成手段が生成した補正信号により前記第１の信号又は前記第２の信号のうちの少なくとも一方を補正する補正手段と、を備える画像読取装置である。

請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明において、一走査ごとに、当該走査における前記第１の信号の平均値と前記第２の信号の平均値との差を生成する差信号生成手段、を更に備え、前記補正信号生成手段は、前記差信号生成手段が生成した差の値が閾値以上になった時点から前記閾値以下になる時点までの期間の長さと、その期間における前記差の大きさの最大値と、に基づき前記補正信号を生成する、ことを特徴とする。

請求項３に係る発明は、請求項２に係る発明において、前記差信号生成手段が生成した差信号の値が前記閾値以上になった時点から前記閾値以下になる時点までの期間の長さと、その期間における前記差信号の大きさの最大値と、の組合せごとに、その組合せに対応する補正信号の情報を記憶した記憶手段、を更に備え、前記補正信号生成手段は、前記差信号生成手段が生成した差信号の値が前記閾値以上になった時点から前記閾値以下になる時点までの期間の長さと、その期間における前記差信号の大きさの最大値と、の組合せに対応する補正信号の情報を前記記憶手段から読み出し、読み出した情報を用いて前記補正信号を生成する、ことを特徴とする。

請求項４に係る発明は、請求項１に係る発明において、一走査ごとに、当該走査における前記第１の信号の平均値と前記第２の信号の平均値との差を生成する差信号生成手段、を更に備え、前記補正信号生成手段は、前記差信号生成手段が生成した差が所定の第１の走査線数連続して閾値以上になった時点から所定の第２の走査線数連続して前記閾値以下になる時点までの期間の長さと、その期間における前記差の大きさの最大値と、に基づき前記補正信号を生成する、ことを特徴とする。

請求項５に係る発明は、請求項１に係る発明において、前記第１の照明手段は前記搬送方向に関して前記第１の受光装置と前記第２の受光装置との間の位置に設けられた光源を備え、前記光源は、前記第２の照明手段による照明のための光源として兼用される、ことを特徴とする。

請求項６に係る発明は、原稿を搬送する原稿搬送手段と、前記原稿から反射する反射光を受光する第１の受光装置と、前記第１の受光装置に対して前記原稿搬送手段の搬送方向について所定の間隔を開けて設けられた第２の受光装置と、前記第１の受光装置が読み取る読取位置を、前記搬送方向について両側から、照明する第１の照明手段と、前記第２の受光装置が読み取る読取位置を、前記搬送方向について一方の側から照明する第２の照明手段と、前記第１の受光装置が出力する第１の信号と前記第２の受光装置が出力する第２の信号の読み取り位置のずれを補正するために、前記第１の信号と前記第２の一方の信号を遅延させる遅延手段と、前記遅延手段により遅延された前記第１の信号と前記第２の信号との出力信号の差に基づき補正信号を生成する補正信号生成手段と、前記補正信号生成手段が生成した補正信号により前記第１の信号又は前記第２の信号のうちの少なくとも一方を補正する補正手段と、を備える。

請求項１又は６に係る発明によれば、画像読取装置の受光装置が出力する信号に対する原稿のたわみの影響を補正することができる。

請求項２又は４に係る発明によれば、画像読取装置の受光装置が出力する信号に対する原稿のたわみの影響を補正することができる。

請求項３に係る発明によれば、大きさや周期の異なる様々なたわみに対応することができる。

請求項５に係る発明によれば、照明のための光源の数を少なくすることができる。

原稿表面上の画像を読み取るための画像読取装置の例として、単体のスキャナ装置や、複写機に付属した装置などが知られている。図１に、一例として、複写機の上部に設けられる画像読取装置１０を模式的に示す。この例の画像読取装置１０は、自動原稿送り機能を備えた装置であり、原稿台１２に置かれた原稿は、搬送機構１４により読取部１６まで搬送される。読取部１６には、センサユニット２０が設けられており、このセンサユニット２０により原稿の上面を読み取る。センサユニット２０は密着型のセンサである。読み取られた原稿は、原稿排出台１８に排出される。

読取部１６の詳細構成の例を図２に示す。例示したセンサユニット２０は、ガラスフィルタ２２と、図２の紙面に垂直な方向に延びるラインセンサ２４と、ガラスフィルタ２２を通過した原稿表面からの反射光をラインセンサ２４の受光面上に結像させる屈折率分布型レンズなどの結像光学系２６とを内蔵している。図示は省略するが、センサユニット２０は、原稿表面を照明するための光源を内蔵している。搬送機構１４により搬送されてきた原稿４０は、原稿ガイド部３０により読取部１６内へと案内される。読取部１６内には、原稿の下面を読み取るためのコンタクトガラス３２が設けられ、その下流に上述のセンサユニット２０が設けられる。センサユニット２０の焦点位置３４にある原稿表面からの反射光が結像光学系２６によりラインセンサ２４上に結像される。図２に示したセンサユニット２０は、従来から用いられている密着型のセンサユニットである。

次に、図３を参照して、本実施形態において用いられるセンサユニット１００の構成を説明する。図３は、センサユニット１００の特徴部分を模式的に示したものであり、細部については省略している。

このセンサユニット１００は、例えば図１及び図２に示した画像読取装置においてセンサユニット２０の代わりに用いられるものである。このセンサユニット１００は、原稿の搬送方向について間隔を開けて設けられた２つのラインセンサ１１０Ａ，１１０Ｂを備える。各ラインセンサ１１０Ａ，１１０Ｂは、それぞれ、図３の紙面に垂直な方向に配列された受光素子群を備える。すなわち、ラインセンサ１１０Ａ，１１０Ｂにおける受光素子の配列方向は原稿搬送方向に対して垂直である。読取時には、ラインセンサ１１０Ａ，１１０Ｂは、それぞれ配列の一方端から他方端へと順に各受光素子の出力信号を出力していく。これが読取における主走査である。一方、原稿の搬送方向は、読取における副走査方向である。

センサユニット１００は、ラインセンサ１１０Ａのための結像光学系１１２Ａと、ラインセンサ１１０Ｂのための結像光学系１１２Ｂとを備える。これら結像光学系１１２Ａ，１１２Ｂは、例えば屈折率分布型レンズを備え、原稿表面上の焦点位置１２０Ａ，１２０Ｂからの反射光を、ラインセンサ１１０Ａ，１１０Ｂにそれぞれ結像させる。

また、センサユニット１００は、２つの光源１１４Ａ及び１１４Ｂを備える。一方の光源１１４Ｂは、原稿搬送方向に関して、ラインセンサ１１０Ａと１１０Ｂとの間に位置する。もう一方の光源１１４Ａは、原稿搬送方向に関してラインセンサ１１０Ａの下流に位置する。原稿の表面とセンサユニット１００とはほぼ密着するので、光源１１４Ａから発した光は、ラインセンサ１１０Ｂの焦点位置１２０Ｂには届かない。したがって、焦点位置１２０Ｂは１つの光源１１４Ｂにより（原稿搬送方向に関して）片側から照明される。これに対し、焦点位置１２０Ａは、２つの光源１１４Ａ及び１１４Ｂにより両側から照明される。ここでは、説明を分かりやすくするため、光源１１４Ａと１１４Ｂの発光強度は等しいとする。

次に、図４及び図５を参照して、たわみ（或いは凹凸）のない平坦な原稿表面を読み取ったときの各ラインセンサ１１０Ａ，１１０Ｂの出力信号の、副走査方向についての変化を説明する。以下では、説明を簡単にするため、ラインセンサ１１０Ａ、１１０Ｂは、白黒（グレースケール）用のセンサであるとする。ただし、原理的にはカラーセンサの場合にも同様の取り扱いができる。

図４は、図中で右方向から左方向へと搬送される原稿をセンサユニット１００で読み取る状況を側面方向から見た状態を模式的に示す。図４に示すように、搬送されてきた原稿４０表面上のある平坦部分４２は、時刻Ｔ₁ （状態Ｉ−１）においてラインセンサ１１０Ｂにより読み取られる。その後、時間ΔＴ経過後（状態Ｉ−２）には、同じ平坦部分４２はラインセンサ１１０Ａにより読み取られる。ΔＴは、焦点位置１２０Ｂから１２０Ａ（図３参照）までの距離を原稿が搬送されるのに要する時間の長さである。

ラインセンサ１１０Ａの焦点位置は光源１１４Ａと１１４Ｂにより両側から照明されるのに対し、ラインセンサ１１０Ｂの焦点位置を照明するのは光源１１４Ｂ１つだけなので、原稿の同じ場所を読み取ったときの出力信号のレベル（大きさ）は、ラインセンサ１１０Ａの方が大きくなる。しかし、ラインセンサ１１０Ａ及び１１０Ｂの出力信号を増幅する各増幅器の利得を調整し、シェーディング補正することで、原稿の同じ場所を読み取ったときのラインセンサ１１０Ａ及び１１０Ｂの出力信号のレベルが等しくなるようにすることができる。以下、ラインセンサ１１０Ａ及び１１０Ｂの出力信号といった場合、特に断りがない場合は、そのようにレベル調整された後の信号を示すものとする。

このようにレベル調整を行った画像読取装置に例えば全面にわたって単色の原稿を読み取らせた場合、ラインセンサ１１０Ａの出力信号と、ラインセンサ１１０Ｂの出力信号は、図５に示すように副走査の開始ラインから終了ラインまで同じ値となる。原稿表面に濃淡がある場合の、原稿表面が平坦であれば、ラインセンサ１１０Ａと１１０Ｂの出力信号は等しい値となり、その値は原稿表面の濃淡（即ち画像）を表したものとなる。

なお、以上及び以下の説明において、「ラインセンサの出力信号」といった場合、それはラインセンサ上の１つの受光素子又は１グループの受光素子の出力する信号を指すものとする。また、ラインセンサ１１０Ａの出力信号とラインセンサ１１０Ｂの出力信号とを比較する場合、それら両ラインセンサ１１０Ａと１１０Ｂの間で、原稿の同じ場所を読み取る（言い換えれば主走査方向について同じ位置にある）１つ又は１グループの受光素子の出力信号同士を比較する。

次に、原稿のたわみ部分をラインセンサ１１０Ａ及び１１０Ｂで読み取るときの照明状態を、図６〜図８を参照して説明する。図６〜図８の例では、原稿４０は右方向から左方向へと搬送されるため、右側のラインセンサ１１０Ｂ上のある受光素子で読み取られた原稿４０のある部分が、ΔＴ秒後にラインセンサ１１０Ａ上の対応位置の受光素子により読み取られる。

図６は、たわみ部分の先端部４４が読み取られるときの照明状態を説明するための図である。たわみ部分の先端部４４は、たわみ部分の両端部のうち、原稿４０の搬送の過程で先に読み取られる側のことである。

まず、先端部４４は、時刻Ｔ₂ （状態ＩＩ−１）においてラインセンサ１１０Ｂにより読み取られる位置に達する。このとき、光源１１４Ｂによる照明光の先端部４２表面での正反射成分は、図６に示すように結像光学系１１２Ｂからかなり離れた方向を向く。原稿表面での反射は正反射のみではないが、強度分布は正反射方向が最も強く、その方向から離れるほど弱くなる。したがって、状態ＩＩ−１におけるラインセンサ１１０Ｂの出力信号のレベルは、原稿が平坦な場合に同じ場所を読み取ったときの信号レベルよりもかなり低くなる。

一方、その後、時間ΔＴ経過後（状態ＩＩ−２）には、先端部４４はラインセンサ１１０Ａの読取位置に達する。このとき、光源１１４Ａの照明光の先端部４４の表面での正反射成分は、結像光学系１１２Ａから離れた方向を向いてしまうが、もう一方の光源１１４Ｂの照明光の正反射成分は、平坦な部分を読み取る場合よりも結像光学系１１２Ａに近い方向を向く。したがって、状態ＩＩ−２におけるラインセンサ１１０Ａの出力信号のレベルは、平坦な場合の信号レベルよりも低くなりはするが、レベルの下がり方は、状態ＩＩ−１におけるラインセンサ１１０Ｂの出力信号の場合よりも小さい。

図７は、時間が進んで、たわみ部分の中央部４６が読み取られるときの照明状態を示す。中央部４６はたわみ部分の底部なので、ラインセンサ１１０Ｂで読み取られる状態ＩＩＩ−１でも、ラインセンサ１１０Ａでも読み取られる状態ＩＩＩ−２でも、照明光の正反射成分の方向は図４に示した平坦な部分での正反射成分の方向と同じになる。したがって、中央部４６を読み取ったときのラインセンサ１１０Ａと１１０Ｂの出力信号のレベルは等しくなる。

図８は、更に時間が進んで、たわみ部分の後端部４８が読み取られるときの照明状態を示す。ラインセンサ１１０Ｂで読み取られるとき（状態ＩＶ−１）の後端部４８での光源１１４Ｂの光の正反射成分は、先端部４４の場合とは逆に、平坦部分の場合よりも結像光学系１１２Ｂに近い方向を向く。したがって、ラインセンサ１１０Ｂの出力信号レベルは、先端部４４を読み取ったときのレベルよりも高くなる。一方、ラインセンサ１１０Ａで読み取られるとき（状態ＩＶ−２）の後端部４８での光源１１４Ａ及び１１４Ｂの光の正反射成分の方向は、図６の段階で先端部４４を読み取ったときとは対称な方向となる。

以上に説明したように、ラインセンサ１１０Ａは、等しい発光強度の光源１１４Ａ及び１１４Ｂにより両側から対称に照明される位置を読み取る。したがって、たわみ部分の先端から中央を経て後端まで読み取る間のラインセンサ１１０Ａの出力信号の時間波形は、たわみの中央部４６を読み取った時点の前と後ろとで対称な波形となる（たわみの形状が中央部４６に関して対称であると仮定）。これに対し、ラインセンサ１１０Ｂの出力信号のレベルは、たわみ部分の先端部４４ではラインセンサ１１０Ａの出力信号レベルよりも小さくなり、後端部４８ではラインセンサ１１０Ａの出力信号レベルよりも大きくなる。

したがって、原稿にたわみ部分が１つ存在する場合の各ラインセンサ１１０Ａ及び１１０Ｂの出力信号のレベル（濃度値）の副走査方向に沿った変化は、概略的には図９に示すようになる。すなわち、原稿の平坦部を読み取っている間（状態Ｉ）は、ラインセンサ１１０Ａ（図中ではセンサＡと略称）とラインセンサ１１０Ｂの出力信号は等しい値となり、原稿表面上の画像を表す本来の値となる。そして、たわみ部分を読み取り始めてから中央部４６を読み取るまでの間（状態ＩＩ）では、ラインセンサ１１０Ｂの方がラインセンサ１１０Ａよりも出力信号が小さくなる。その後、たわみ部分の中央部４６を読み取ったとき（状態ＩＩＩ）に両センサ１１０Ａ及び１１０Ｂの出力信号は等しくなる。更にその後、たわみ部分が終わって平坦部に達するまでの間（状態ＩＶ）では、ラインセンサ１１０Ｂの方がラインセンサ１１０Ａよりも出力信号が大きくなる。そして、更にその後再び平坦部を読み取ることになると（状態Ｉ）、両センサ１１０Ａ、１１０Ｂの出力レベルは再び等しくなる。

以上は、１枚の原稿にたわみが１つある場合の例である。１枚の原稿にたわみが複数存在する場合は、図９に例示したのと同様の信号のパターンがたわみの数だけ繰り返される。

本実施形態では、一例としてラインセンサ１１０Ａの出力信号を、２つのラインセンサ１１０Ａ及び１１０Ｂの出力の以上のような関係を利用して補正することで、たわみの影響が補正された画像信号を生成する。ラインセンサ１１０Ａの焦点位置１２０Ａは、結像光学系１１２Ａを挟んで両側から照明されるので、片側から照明される場合よりも影ができにくい。このため、ラインセンサ１１０Ａの出力する信号は、影の影響の少ない画像信号となる。本実施形態では、この画像信号に含まれるたわみの影響による成分を補正するのである。

図１０に示すように、ラインセンサ１１０Ａの出力信号２００は、たわみ部分では、本来の画像信号のデータ値２１０に対してＶ字形となるよう低下している。本実施形態では、このＶ字形のレベル低下を補正する逆Ｖ字形の補正信号パターン２２０により補正する。この補正信号パターン２２０は、例えば、ラインセンサ１１０Ａの出力信号の１主走査ラインごとの平均値（以下「信号Ａ」と呼ぶ）とラインセンサ１１０Ｂの出力信号の１主走査ラインごとの平均値（以下「信号Ｂ」と呼ぶ）との差である差信号２３０（図示例では前者から後者を引いた差であるが、その逆でもよい）に基づき生成する。以下、主走査ライン（すなわち主走査方向の読取走査ライン）のことを、単にラインと呼ぶ。この差信号２３０は、原稿表面の同一のラインを読み取ったときに出力信号同士の差である。原稿４０の平坦な部分を読み取っている期間（状態Ｉ）では、信号Ａ及びＢのレベルは等しいので、差信号２３０のレベルは実質的に０である。たわみの先端を読み取り始めてからたわみの中央部４６を読み取るまでの期間（状態ＩＩ）では、信号Ａの方が信号Ｂよりも大きいので、差信号２３０のレベルは正である。たわみの中央部４６を読み取った時点（状態ＩＩＩ）では、信号ＡとＢは同レベルとなるので、差信号２３０のレベルは０となる。そして、たわみの中央部４６を読み取ってからたわみの後端を読み取るまでの期間（状態ＩＶ）では、信号Ａの方が信号Ｂより小さいので、差信号２３０のレベルは負となる。そして、たわみの後端を過ぎて再び平坦部を読み取るようになると、差信号２３０のレベルは再び０となる（状態Ｉ）。

ここで、原稿に生じるたわみは様々であるが、たわみの幅と、たわみ頂点の平坦部に対する高さとの組合せで表すことができる。そして、補正信号パターン２２０のＶ字形の幅及び最大高さは、信号ＡのＶ字波形の幅や最大深さにそれぞれ等しく、たわみの幅及び頂点の高さに対応している。一方、差信号２３０の１周期（すなわち状態ＩＩの開始から状態ＩＶの終了までの期間）は、センサユニット１００がたわみ部分を読み取っている期間の長さに等しく、補正信号パターン２２０のＶ字型の時間幅に等しい。また、差信号２３０の最大振幅は、補正信号パターン２２０の最大値２２２が大きくなるほど大きくなる。このようなことから、差信号２３０の周期と振幅とが分かれば、その組合せに対応する補正信号パターン２２０も決まってくることが分かる。本実施形態では、一例として、幅や高さが異なる様々なたわみに対応する補正信号パターンと、それら各補正信号パターンに対応する差信号２３０の周期と最大振幅の組とをあらかじめ実験又はシミュレーションなどにより求めておき、この情報を用いて、ラインセンサ１１０Ａの出力信号の補正を行う。

次に、図１１を参照して本実施形態の画像読取装置の信号処理系の一例を説明する。この処理系におけるラインセンサ１１０Ａ及び１１０Ｂは、図３等に例示したセンサユニット１００の各ラインセンサである。

この処理系では、ラインセンサ１１０Ａ及び１１０Ｂの出力信号は、アナログ信号処理回路系１３０Ａ及び１３０Ｂでそれぞれ増幅や波形整形などの公知のアナログ信号処理を施された後、Ａ／Ｄ変換器１４０Ａ及び１４０Ｂでそれぞれデジタル信号に変換される。シェーディング補正回路１５０Ａ及び１５０Ｂは、Ａ／Ｄ変換器１４０Ａ及び１４０Ｂがそれぞれ出力したデジタル信号に対して公知のシェーディング補正処理を施す。シェーディング補正回路１５０Ｂの出力信号は、遅延回路１６０により所定時間ΔＴだけ遅延されることにより、シェーディング補正回路１５０Ａの出力信号と同じラインの信号となる。シェーディング補正回路１５０Ａからの出力及び遅延回路１６０からの出力は、それぞれプロセッサ３００に入力される。

プロセッサ３００は、デジタル演算を行う装置であり、不揮発性記憶装置３１０に記憶された補正処理プログラム３１２を実行することで、前述の補正処理を実行する。補正処理プログラム３１２による具体的な処理手順の例は、後で説明する。

不揮発性記憶装置３１０は、例えばＲＯＭ（リード・オンリ・メモリ）、フラッシュメモリ、ハードディスクなどである。不揮発性記憶装置３１０には、補正処理プログラム３１２の他に、補正テーブル３１４が記憶される。補正テーブル３１４は、補正信号パターンの情報を保持するテーブルである。補正テーブル３１４には、図１２に示すように、周期及び振幅の組合せごとに、補正信号パターンの情報が保持される。図１２において、ａ，ｂ，・・・はそれぞれ、３０〜４０ミリ秒、４０〜５０ミリ秒などといった、周期についての範囲である。またα，β，・・・はそれぞれ振幅についての範囲である。なお、たわみによる信号Ａの変化のパターンがたわみの前半部と後半部とで対称であるため、前半部の情報から補正信号パターンが特定できる。そこで、ここでは、「周期」として、図１０に例示したような差信号２３０が閾値１（ＴＨ１）を越えてから再び閾値１（ＴＨ１）を下回るまでの期間（図中に「周期ｎ」と示す。ここで、閾値１（ＴＨ１）は、実験などに基づき求めた値であり、あらかじめ不揮発性記憶装置３１０等に記憶されている。閾値１（ＴＨ１）は、０又は０に近い正の値である。また、ｎは、たわみ前半部のライン数）を用い、「振幅」として差信号２３０の最大値（図中に「振幅ＭＡＸ」と示す）を用いる。そして、補正テーブル３１４に記憶する情報は、この例では、図１３に示すように、たわみの前半部に対応する補正信号パターンとする。図１３に例示した補正信号パターンの情報は、たわみの前半部ｎラインの各ラインごとに、そのラインに対応する補正値を表している。たわみの後半部の補正信号パターンは、前半部を対称に反転させたものを用いればよい。

再び図１１の説明に戻ると、メインメモリ３２０は、プロセッサ３００による演算処理において用いられる作業領域を提供する記憶装置である。メインメモリ３２０は、例えばＲＡＭ（ランダム・アクセス・メモリ）等の半導体メモリである。メインメモリ３２０には、画像バッファ３２２と制御変数記憶部３２４という２つの領域が含まれる。画像バッファ３２２は、読み取られた画像データを蓄積するためのバッファである。制御変数記憶部３２４は、補正処理プログラム３１２の実行において用いられる各制御変数の値を記憶する。

次に、図１４〜図１７を参照して、補正処理プログラム３１２が表す処理手順の具体例を説明する。

図１４に示すように、この処理手順では、原稿の読み取りが開始されると、プロセッサ３００は、まず制御変数ｋを１に、ｎを１に，ＭＡＸを０に、それぞれ初期化する（Ｓ１）。制御変数ｋは、副走査方向についての原稿の読取開始端からのライン数を表す。副走査が進むにつれて、ｋの値はインクリメントされる。ｎは、原稿のたわみの先端からのライン数を表す。ＭＡＸは、差信号２３０の絶対値の最大値を保持するための変数である。この例では、原稿の副走査開始端から終了端までのライン数を７７０ラインとする。もちろん、これは一例に過ぎない。この処理手順では、変数ｋを７７０と比較し（Ｓ２）、ｋが７７０以上であれば、原稿の読み取りが完了したとして、処理を終了する。

ｋが７７０未満であれば、プロセッサ３００は信号Ａと信号Ｂのレベルを比較することで、現在の読取ラインが原稿の平坦部（状態Ｉ）、たわみ前半部（状態ＩＩ）、たわみ中央部（状態ＩＩＩ）、たわみ後半部（状態ＩＶ）のいずれにあるかを判定する（Ｓ３〜Ｓ５）。

より詳しくは、（信号Ａ−信号Ｂ）が閾値１（ＴＨ１）より大きければ（ステップＳ３の判定結果がＹｅｓ）、たわみの前半部と判定され、図１５の手順に移る。差信号（Ａ−Ｂ）が閾値２（ＴＨ２）より小さければ（ステップＳ４の判定結果がＹｅｓ）、たわみの後半部と判定され、図１７の手順に移る。ここで閾値２（ＴＨ２）は実験などに基づき求めた値であり、あらかじめ不揮発性記憶装置３１０等に記憶されている。閾値１（ＴＨ１）は、０又は０に近い負の値である。差信号（Ａ−Ｂ）が閾値１と閾値２の間にある場合（ステップＳ３及びＳ４の判定結果が共にＮｏ。信号Ａと信号Ｂとが実質的に等しい場合）には、平坦部の場合と、たわみ中央部の場合とがあるので、ステップＳ５でそれら両者を区別する。すなわちステップＳ５では、１つ過去のライン（第（ｋ−１）ライン）において信号Ａが信号Ｂより大きいか否かを判定し、大きければ第（ｋ−１）ラインはたわみ前半部を読み取ったものなので、現ライン（第ｋライン）はたわみ中央部と判定できる。この場合は、図１６の手順に移行する。第（ｋ−１）ラインにおいて信号Ａと信号Ｂとが等しい場合は、現ラインは平坦部（状態Ｉ）であるので、ステップＳ６に進む。ステップＳ６では、プロセッサ３００は、ラインセンサ１１０Ａの現ラインの出力信号を、画像バッファ３２２に第ｋラインのデータとして書き込む（Ｓ６）。そして、ライン数ｋを１増加して（Ｓ７）、ステップＳ２に戻る。

なお、以上の例では、１ラインごとにステップＳ３の判定を行い、判定結果が一度肯定（Ｙｅｓ）となると状態ＩＩ（図１５の手順）に移行した。しかし、これは一例に過ぎない。信号のノイズ等を考慮して、所定の第１のライン数連続してステップＳ３の判定結果が肯定となったときに初めて状態ＩＩに移行するようにしてもよい。ステップＳ４から状態ＩＶへの移行についても同様である。

また、以上の例では、差信号（Ａ−Ｂ）が閾値１（ＴＨ１）より大きくなった後、ふたたび一度でも閾値１（ＴＨ１）以下になると、状態ＩＩの終わりと判定したが、これも一例に過ぎない。ノイズ等を考慮して、所定の第２のライン数連続してステップＳ３の判定結果が否定となったときに初めて状態ＩＩの終わりと判定してもよい。状態ＩＶの終わりの判定（ステップＳ４）についても同様である。

ステップＳ３の判定結果がＹｅｓの場合、図１５に示すように、現ラインｋでの差信号２３０の絶対値|Ａ−Ｂ|と変数ＭＡＸを比較する（Ｓ１１）。状態ＩからＩＩに遷移した時点では、図１０に示したように差信号２３０が０でなくなり、その絶対値は初期値０より大きくなる。したがって、ステップＳ１１の判定結果はＹｅｓとなる。この場合、プロセッサ３００は、変数ＭＡＸの値を現ラインｋの差信号２３０の絶対値|Ａ−Ｂ|に置き換え（Ｓ１２）、たわみ開始端からのライン数を示す変数ｎを１増加（Ｓ１３）させてから、ステップＳ６でラインセンサ１１０Ａの現ラインの出力信号を、画像バッファ３２２に第ｋラインのデータとして書き込む。そして、ステップＳ７を経てステップＳ２に戻る。

状態ＩからＩＩに遷移した後状態ＩＩＩになるまでの間、差信号２３０の絶対値は、図１０から分かるように、副走査が進行するにしたがって次第に大きくなり、最大値に達した後、次第に小さくなる。したがって、差信号２３０の絶対値が最大値に達するまでの間は、ステップＳ１２で変数ＭＡＸが当該絶対値の現在の値に置き換えられ、最大値に達した後は、変数ＭＡＸの値が維持される。その間、副走査が進むにつれて、変数ｎは順に１ずつ増加される。

その後、たわみの中央部４６が読み取られた時点では、信号ＡとＢとが等しいか、または差信号（Ａ−Ｂ）が閾値１（ＴＨ１）以下かつ閾値２（ＴＨ２）以上となり、ステップＳ５の判定結果がＹｅｓとなる。この時点では、変数ｎはたわみの先端部から中央部までのライン数を表し、これは補正信号パターン２２０のＶ字形の幅に対応している。また変数ＭＡＸは差信号２３０の絶対値の最大値を示しており、これは補正信号パターン２２０の最大値に対応している。図１６の手順では、プロセッサ３００は、その時点の変数ｎ（周期）とＭＡＸ（振幅）との組合せに対応する補正信号パターンを補正テーブル３１４から検索し（Ｓ２１）、画像バッファ３２２中の第（ｋ−ｎ）ライン（たわみの先端）から第ｋライン（現ラインすなわちたわみの中央部）までの画像データを、その補正信号パターンにより補正する（Ｓ２２）。ここでは、例えば、第（ｋ−ｎ）ラインから第ｋラインまでの画像データに対し、補正信号パターンにおける第（ｋ−ｎ）ラインから第ｋライン間での各補正値を加算する。そして、制御変数ｍを２に初期化する（Ｓ２３）。変数ｍは、状態ＩＶでの処理において、参照すべき補正信号パターンのライン番号を特定するための変数である。すなわち、状態ＩＶでは、補正テーブル３１４に保持されたたわみの先端から中央部までの補正信号パターンを折り返して用いるため、そのパターンのうちのどのラインの値を用いるかを変数ｍにより指定するのである。そして、制御変数ｎを１に、ＭＡＸを０に初期化した後（Ｓ２４）、処理はステップＳ７を経てステップＳ２に戻る。

状態ＩＩＩの次のラインの処理（状態ＩＶ）では、ステップＳ４の判定結果がＹｅｓとなり、図１７の処理手順に進む。この手順では、ステップＳ２１で読み出した補正データのうちの第（ｋ−ｍ）ラインに対応する値を読み出し（Ｓ３１）、この値により現在のラインセンサ１１０Ａの出力信号を補正（例えば読み出した補正値をその出力信号に加算）し、補正結果を第ｋラインのデータとして画像バッファ３２２に書き込む（Ｓ３２）。そして、変数ｍを２増加して（Ｓ３３）、ステップＳ７を経てステップＳ２に戻る。現ラインの番号ｋが１増えるごとに、変数ｍを２ずつ増加させることで、（ｋ−ｍ）は最大値２２２を中心として現ラインｋと対称位置にあるラインを指す番号となる。その番号（ｋ−ｍ）に対応する補正値を補正信号パターンの情報から読み出せば、それは現ラインｋに対応する補正値として用いることができる。

なお、状態ＩＶに移行した後、現ラインｋがたわみの後端部に達すると、再び信号ＡとＢが等しいか、または差信号（Ａ−Ｂ）が閾値２（ＴＨ２）閾値以上かつ閾値１（ＴＨ１）以下となり、ステップＳ５の判定結果がＮｏとなり、ステップＳ６に進むこととなる（状態Ｉに戻る）。原稿に複数のたわみ部分が存在する場合、個々のたわみ部分ごとに、上述の状態Ｉ→ＩＩ→ＩＩＩ→ＩＶ→Ｉのサイクルが繰り返される。

以上のような処理を副走査の終端ラインまで繰り返すことで、たわみの影響が補正された画像データを得ることができる。画像読取装置は、このようにして得られた補正済みの画像データに対する縮小・拡大処理、二値化処理などのための回路やプログラムを備えていてもよい。

以上の手順のために、画像バッファ３２２は、生じ得るたわみの最大幅の半分に相当するライン数分以上の容量があればよい。この容量は、実験などによりあらかじめ求めておくことができる。

以上の手順では、たわみの先端部から中央部までの間の補正信号パターンのみを補正テーブル３１４に登録しておき、たわみの中央部から後端部までの期間には、そのパターンを反転させたものを利用したが、これはあくまで一例に過ぎない。この代わりにたわみの先端部から後端部までの全範囲にわたる補正信号パターンを補正テーブル３１４に登録しておき、これを用いて補正を行うことも可能である。

以上に説明した実施形態は、あくまで一例に過ぎない。例えば、センサユニット１００は、図３に例示したものに限らない。例えば、図１８に例示するセンサユニット１００を用いてもよい。図１８のセンサユニット１００は、光源１１４Ｂと結像光学系１１２Ｂとの間に遮光壁１１６を備えており、光源１１４Ｂから発せられた光が結像光学系１１２Ｂの焦点位置１２０Ｂに達しないように構成されている。その代わりに、結像光学系１１２Ｂを挟んで光源１１４Ｂとは反対側に光源１１４Ｃが設けられており、焦点位置１２０Ｂはこの光源１１４Ｃのみにより照明される。この場合、たわみ部分を読み取ったときの信号Ａ及びＢの変化パターンは、たわみの中央部に関して図１０に例示したパターンと対称なパターンとなる。この場合も、差信号（Ａ−Ｂ）の変化に基づき上記実施形態と同様にして補正信号パターンを特定することができ、その補正信号パターンを用いて信号Ａを補正できる。ただし、図３のように１つの光源１１４Ｂを焦点位置１２０Ａと１２０Ｂの両方についての光源として兼用した方が、光源の数が少なくて済む。

また、上記実施形態では、焦点位置１２０Ａは２つの光源により両側から照明され、焦点位置１２０Ｂは１つの光源により片側から照明されたが、このような構成も一例に過ぎない。例えば、焦点位置１２０Ａと１２０Ｂが共に副走査方向について両側から照明されるような照明機構を採用した場合でも、一方の側からの照明強度と他方の側からの照明強度との比が焦点位置１２０Ａと焦点位置１２０Ｂとで異なるようにすればよい。このようにすれば、たわみ部分を読み取る期間において、信号Ａの変化パターンと信号Ｂの変化パターンとが異なってくるため、差信号（Ａ−Ｂ）が図１０に例示したのと同様の変化を示すこととなり、上記実施形態の考え方が適用できる。

また、上記実施形態における補正処理プログラム３１２が表す処理内容をハードウエア回路として実現することも可能である。

画像読取装置の原稿搬送系の構成の一例を模式的に示す図である。画像読取装置のセンサ部の詳細構成の一例を模式的に示す図である。実施形態の読取センサユニットの一例の構成を模式的に示す図である。原稿の平坦な部分を読取センサユニットの各センサが読み取るときの照明状態を説明するための図である。たわんでいない原稿を読み取った場合に読取センサユニットの各センサの出力信号の副走査方向に沿った変化のパターンを模式的に示した図である。原稿のたわみ部分の先端部を各センサが読み取るときの照明状態を説明するための図である。原稿のたわみ部分の中央部を各センサが読み取るときの照明状態を説明するための図である。原稿のたわみ部分の後端部を各センサが読み取るときの照明状態を説明するための図である。原稿にたわみが１つあるときの各センサの出力信号の副走査方向に沿った変化のパターンを模式的に示した図である。原稿にたわみが１つあるときのセンサの出力信号に対する補正信号を説明するための図である。実施形態の画像読取装置の信号処理系の一例を示す図である。補正テーブルのデータ内容の一例を示す図である。補正テーブルに含まれる補正情報を説明するための図である。補正処理プログラムの処理手順の一部分を示す図である。補正処理プログラムの処理手順の別の一部分を示す図である。補正処理プログラムの処理手順の更に別の一部分を示す図である。補正処理プログラムの処理手順の更に別の一部分を示す図である。センサユニットの構成の別の例を示す図である。

符号の説明

１００センサユニット、１１０Ａ，１１０Ｂラインセンサ、１１２Ａ，１１２Ｂ結像光学系、１１４Ａ，１１４Ｂ光源、１２０Ａ，１２０Ｂ焦点位置。

Claims

原稿を搬送する原稿搬送手段と、
前記原稿から反射する反射光を受光する第１の受光装置と、
前記第１の受光装置に対して前記原稿搬送手段の搬送方向について所定の間隔を開けて設けられた第２の受光装置と、
前記第１の受光装置が読み取る読取位置を、前記搬送方向について一方の側からの照明強度と他方の側からの照明強度との比が第１の比となるように照明する第１の照明手段と、
前記第２の受光装置が読み取る読取位置を、前記搬送方向について一方の側からの照明強度と他方の側からの照明強度との比が前記第１の比とは異なる比となるように照明する第２の照明手段と、
前記第１の受光装置が出力する第１の信号と前記第２の受光装置が出力する第２の信号の読み取り位置のずれを補正するために、前記第１の信号と前記第２の一方の信号を遅延させる遅延手段と、
前記遅延手段により遅延された前記第１の信号と前記第２の信号との出力信号の差に基づき補正信号を生成する補正信号生成手段と、
前記補正信号生成手段が生成した補正信号により前記第１の信号又は前記第２の信号のうちの少なくとも一方を補正する補正手段と、
を備える画像読取装置。
一走査ごとに、当該走査における前記第１の信号の平均値と前記第２の信号の平均値との差を生成する差信号生成手段、
を更に備え、
前記補正信号生成手段は、前記差信号生成手段が生成した差の値が閾値以上になった時点から前記閾値以下になる時点までの期間の長さと、その期間における前記差の大きさの最大値と、に基づき前記補正信号を生成する、
ことを特徴とする請求項１記載の画像読取装置。
前記差信号生成手段が生成した差信号の値が前記閾値以上になった時点から前記閾値以下になる時点までの期間の長さと、その期間における前記差信号の大きさの最大値と、の組合せごとに、その組合せに対応する補正信号の情報を記憶した記憶手段、
を更に備え、
前記補正信号生成手段は、前記差信号生成手段が生成した差信号の値が前記閾値以上になった時点から前記閾値以下になる時点までの期間の長さと、その期間における前記差信号の大きさの最大値と、の組合せに対応する補正信号の情報を前記記憶手段から読み出し、読み出した情報を用いて前記補正信号を生成する、
ことを特徴とする請求項２記載の画像読取装置。
一走査ごとに、当該走査における前記第１の信号の平均値と前記第２の信号の平均値との差を生成する差信号生成手段、
を更に備え、
前記補正信号生成手段は、前記差信号生成手段が生成した差が所定の第１の走査線数連続して閾値以上になった時点から所定の第２の走査線数連続して前記閾値以下になる時点までの期間の長さと、その期間における前記差の大きさの最大値と、に基づき前記補正信号を生成する、
ことを特徴とする請求項１記載の画像読取装置。
前記第１の照明手段は前記搬送方向に関して前記第１の受光装置と前記第２の受光装置との間の位置に設けられた光源を備え、
前記光源は、前記第２の照明手段による照明のための光源として兼用される、
ことを特徴とする請求項１記載の画像読取装置。
原稿を搬送する原稿搬送手段と、
前記原稿から反射する反射光を受光する第１の受光装置と、
前記第１の受光装置に対して前記原稿搬送手段の搬送方向について所定の間隔を開けて設けられた第２の受光装置と、
前記第１の受光装置が読み取る読取位置を、前記搬送方向について両側から、照明する第１の照明手段と、
前記第２の受光装置が読み取る読取位置を、前記搬送方向について一方の側から照明する第２の照明手段と、
前記第１の受光装置が出力する第１の信号と前記第２の受光装置が出力する第２の信号の読み取り位置のずれを補正するために、前記第１の信号と前記第２の一方の信号を遅延させる遅延手段と、
前記遅延手段により遅延された前記第１の信号と前記第２の信号との出力信号の差に基づき補正信号を生成する補正信号生成手段と、
前記補正信号生成手段が生成した補正信号により前記第１の信号又は前記第２の信号のうちの少なくとも一方を補正する補正手段と、
を備える画像読取装置。