JP6263749B2 - 画像読取装置 - Google Patents

Description

本開示は、対象物の画像を読み取る画像読取装置に関する。

特許文献１は、白基準板を備えており、光源を点灯させて白基準板の画像を取得したときのセンサの出力から白基準データを取得する一方、光源を消灯した状態のセンサの出力から黒基準データを取得する画像読取装置を開示している。この画像読取装置は、こうして取得した白基準データ及び黒基準データに基づいてシェーディング補正を行っている。

特開２００８−０６０９７５号公報

本開示の画像読取装置は、対象物が配置されるガラス板と、ガラス板上の対象物を照射する光源と、対象物からの反射光を読み取って画像信号を取得する複数のセンサとを有するセンサモジュールと、シェーディング補正の黒基準となる黒補正データを作成するデータ作成部と、複数のセンサで取得した画像信号に前記黒補正データを用いてシェーディング補正を行う補正部とを備える。複数のセンサは、所定の主走査方向に配列され、それぞれの画像信号によって主走査方向に延びる１ラインの画像信号を形成するように構成される。データ作成部は、ガラス板上に配置され且つ光源に照射された黒基準部材の画像信号を複数のセンサに取得させることによって第２黒データを取得し、前記黒補正データを第２黒データに基づいて作成する。補正部は、黒補正データを用いてシェーディング補正を行うことによって、複数のセンサからの画像信号が互いに干渉し合うことに起因する画像の濃度ムラを補正する。

尚、「ガラス板上に配置」とは、黒基準部材がガラス板上を通過する場合、即ち、黒基準部材がガラス板上に瞬間的に配置される場合も含む意味である。

この構成により、複数のセンサからの出力が互いに干渉し合うことに起因する画像の濃度ムラを低減することができる。

図１は、実施の形態１における複合機の斜視図である。 図２は、実施の形態１における複合機の断面図である。 図３は、実施の形態１におけるセンサモジュールの概略図である。 図４は、実施の形態１における画像読取装置のブロック図である。 図５は、実施の形態１における画像読取装置の画像読取動作のフローチャートである。 図６は、実施の形態１における画像読取装置のデータ取得処理のフローチャートである。 図７は、基準シートの概略図である。 図８は、センサの出力レベルの一例を示す図である。 図９Ａは、原稿の画像を示す図である。 図９Ｂは、従来のシェーディング補正後の読取画像を示す図である。 図９Ｃは、シェーディング補正後の読取画像を示す図である。 図１０は、濃淡レベルに対するセンサの出力レベルの関係を示すグラフである。 図１１は、実施の形態１における画像読取装置の補正データ作成処理の前段のフローチャートである。 図１２は、実施の形態１における画像読取装置の補正データ作成処理の後段のフローチャートである。 図１３は、各セクタにおける差分値の回帰直線を示す図である。

以下、適宜図面を参照しながら、実施の形態を詳細に説明する。ただし、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。

なお、発明者らは、当業者が本開示を十分に理解するために添付図面及び以下の説明を提供するのであって、これらによって特許請求の範囲に記載の主題を限定することを意図するものではない。

（開示の背景）
原稿を読み取って画像データを作成するスキャナ等の画像読取装置では、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）やＣＩＳ（Ｃｏｎｔａｃｔ Ｉｍａｇｅ Ｓｅｎｓｏｒ）等のセンサモジュールの各受光素子のばらつきや、レンズ中心部と周辺部での集光度の差や、光源の光量分布のムラ等により、画素の位置に依存した歪みを生ずる。

これに対して、得られた画像データにシェーディング補正を行う画像読取装置が知られている。また、そのような画像読取装置を備えた複合機、複写機等の画像形成装置も知られている。

ところで、複数のセンサが主走査方向に配列され、それぞれの画像信号によって主走査方向に延びる１ラインの画像信号を形成する構成においては、複数のセンサからの出力が互いに干渉し合うことに起因して、画像の濃度ムラが発生する場合がある。このような濃度ムラは、シェーディング補正だけでは十分に補正できない。

そこで、このような問題を解決するために、本開示では、複数のセンサからの出力が互いに干渉し合うことに起因する画像の濃度ムラを低減する画像読取装置を提供する。

（実施の形態１）
以下、例示的な実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。

［１．構成］
［１−１．複合機］
実施の形態１における画像読取装置１０を備える複合機１のハードウェア構成について、図１、図２を用いて説明する。図１は、実施の形態１における複合機１の斜視図である。図２は、実施の形態１における複合機１の断面図である。

複合機１は、メインユニット２と、メインユニット２の上部に搭載された画像読取装置１０とを備えている。複合機１は、画像読取装置１０によるスキャン機能に加え、その他の機能（例えば、プリント機能、コピー機能、ファクシミリ送受信機能など）を有している。メインユニット２は、複合機１の機能に応じた構成を有している。

画像読取装置１０は、図１及び図２に示すように、ＦＢ（フラットベッド）型イメージスキャナである。画像読取装置１０は、スキャナユニット１１と、ＦＢガラス１２と、ＡＤＦガラス１３と、白基準板１４と、ＡＤＦ（Ａｕｔｏ Ｄｏｃｕｍｅｎｔ Ｆｅｅｄｅｒ）１６と、コントローラ１００（図４参照）とを有している。

ＦＢガラス１２及びＡＤＦガラス１３は、メインユニット２の上面に設けられている。ＦＢガラス１２は、メインユニット２の上面の大部分を占めている。ＦＢガラス１２上には、読取対象である原稿Ｓが載置される。ＡＤＦガラス１３は、ＡＤＦ１６により給紙される原稿Ｓを読み取る。ＦＢガラス１２及びＡＤＦガラス１３は、ガラス板の一例である。

ＡＤＦ１６は、ＦＢガラス１２及びＡＤＦガラス１３を覆うようにして、メインユニット２上に配置されている。ＡＤＦ１６は、原稿Ｓを自動的に供給する。

スキャナユニット１１は、読取対象の画像を取得する。スキャナユニット１１は、メインユニット２内において、ＦＢガラス１２及びＡＤＦガラス１３の裏面に沿って移動するように構成されている。このスキャナユニット１１の移動する方向を副走査方向と称する。ＦＢガラス１２とＡＤＦガラス１３は、副走査方向に並んでいる。

スキャナユニット１１は、モータ（図示省略）により駆動され、ガイド（図示省略）に沿って副走査方向に移動する。モータは、コントローラ１００に制御されている。スキャナユニット１１は、ＦＦＣ（フレキシブルフラットケーブル）１５を介してコントローラ１００に接続されている。また、スキャナユニット１１は、センサモジュール１０２を有している。

白基準板１４は、メインユニット２の上部であって、ＦＢガラス１２とＡＤＦガラス１３の間に配置されている。白基準板１４は、メインユニット２の内方を向くように、即ち、スキャナユニット１１と対向するように配置されている。

ＦＦＣ１５は、内部に信号線を有する通信ケーブルである。ＦＦＣ１５は、スキャナユニット１１がその可動範囲内でスムーズに移動できるように、余裕を持った長さと可撓性を有している。

図３は、実施の形態１におけるセンサモジュール１０２の概略図である。センサモジュール１０２は、本実施形態では、密着イメージセンサ方式、即ち、ＣＩＳタイプである。センサモジュール１０２は、光源２０５と、複数のセンサ２０７とを有している。

複数のセンサ２０７は、副走査方向と直交する主走査方向に配列されている。典型的には、センサ２０７は、センサＩＣであって、例えば、ＣＭＯＳイメージセンサである。１つのセンサ２０７には、主走査方向に配列された複数の画素（光電変換部）が含まれている。センサ２０７の上方には、ロッドレンズアレイ（図示省略）が設けられている。ロッドレンズアレイで集光された光がセンサ２０７に入射する。

複数のセンサ２０７は、複数のセクタに分割され、受光した光を画像信号に変換し、変換した画像信号をセクタごと出力する。つまり、セクタとは、画像信号を一纏まりで出力するセンサ２０７のグループである。例えば、センサ２０７の個数が１２個であって、３つのセクタに分割されている場合、各セクタには、４個のセンサ２０７が含まれる。センサ２０７は、ＦＦＣ１５を介して画像信号をコントローラ１００に出力する。

光源２０５は、典型的にはＬＥＤである。例えば、光源２０５は、レッド（Ｒ）、グリーン（Ｇ）、ブルー（Ｂ）の３つのＬＥＤで形成される。光源２０５は、センサモジュール１０２において主走査方向の一端部（図３の左端）に配置されている。センサモジュール１０２は、導光体２０６を有している。光源２０５からの光は、導光体２０６を介して上方に向かって、即ち、ＦＢガラス１２、ＡＤＦガラス１３又は白基準板１４の方へ光を出射する。光源２０５及び導光体２０６は、センサ２０７の近傍に配置されているので、ＦＢガラス１２若しくはＡＤＦガラス１３上の原稿又は白基準板１４で反射した光は、ロッドレンズアレイを介してセンサ２０７に入射する。

白基準板１４は、主走査方向に延びている。白基準板１４の主走査方向の長さは、少なくともセンサモジュール１０２（より具体的には、複数のセンサ２０７の列）よりも長い。白基準板１４は、少なくともセンサモジュール１０２と対向する面には、主走査方向においてセンサモジュール１０２の全長に亘って広がる白色領域を有している。さらに、白基準板１４は、白色領域から副走査方向にずれた位置にホームポジションを示す基準パターンが設けられている。基準パターンは、画像処理部２０４が識別可能なパターンであれば、任意のパターンを採用することができる。例えば、基準パターンは、副走査方向に延びる黒色の線が主走査方向に複数、配列されたものであってもよい。

［１−２．画像読取装置］
図４は、実施の形態１における画像読取装置１０のブロック図である。

図４に示すように、画像読取装置１０は、スキャナユニット１１とコントローラ１００を備える。

コントローラ１００は、スキャナユニット１１の画像の読み取り動作を制御すると共に、スキャナユニット１１から出力される画像信号に対して画像処理を行う。コントローラ１００は、ＣＰＵ１０１と、ＡＦＥ（Ａｎａｌｏｇ Ｆｒｏｎｔ Ｅｎｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）１０３と、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）１０４と、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）１０５とを有している。

ＡＦＥ１０３には、スキャナユニット１１のセンサモジュール１０２からの画像信号（アナログ信号）が入力される。ＡＦＥ１０３は、アナログ／デジタル変換器及び増幅器等を有している。ＡＦＥ１０３は、センサモジュール１０２からの画像信号を増幅器で増幅し、オフセットを加減算し、アナログ／デジタル変換器でデジタル信号（画像データ）に変換して、ＣＰＵ１０１に出力する。

ＲＡＭ１０４は、ＣＰＵ１０１により取得された画像データを格納する。ＲＯＭ１０５は、ＣＰＵ１０１での画像処理に必要な所定のプログラムを格納している。

ＣＰＵ１０１は、読取制御部２０１と、ＤＭＡＣ（Ｄｉｒｅｃｔ Ｍｅｍｏｒｙ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）２０２と、メモリ２０３と、画像処理部２０４とを有している。

読取制御部２０１は、スキャナユニット１１（センサモジュール１０２を含む）、ＡＤＦ１６及びＡＦＥ１０３の動作を制御する。例えば、読取制御部２０１は、ＡＤＦ１６にセットされた原稿Ｓを搬送するためのモータ（図示せず）の駆動を制御する。

画像処理部２０４は、ＡＦＥ１０３から入力された画像信号に画像処理を施す。画像処理部２０４は、ＲＯＭ１０５に格納されているプログラムを読み出し、読み出したプログラムを実行することにより画像処理を実行する。詳しくは後述するが、画像処理部２０４は、フィルタ処理やシェーディング補正等の様々な画像処理を実行する。画像処理部２０４は、データ作成部の一例であり、補正部の一例でもある。

ＤＭＡＣ２０２は、画像処理部２０４で画像処理して取得した画像信号を転送するデータ転送処理を行う。

メモリ２０３は、各種データを格納する。例えば、メモリ２０３には、シェーディング補正に用いるデータを格納する。

［２．動作］
［２−１．画像読取動作］
画像読取装置１０の動作について説明する。図５は、実施の形態１における画像読取装置１０の画像読取動作のフローチャートである。

画像読取動作は、画像読取装置１０の電源がオンにされ、ユーザの操作を受けてスタートする。まず、ステップＳ１において、画像処理部２０４は、シェーディング補正に用いる補正データを作成するためのデータを取得する。次に、ステップＳ２において、画像処理部２０４は、ステップＳ１で取得したデータに基づいて、補正データを作成する。その後、ステップＳ３において、画像処理部２０４は、原稿の読取を実行する。このとき、画像処理部２０４は、読み取った画像信号に補正データを用いてシェーディング補正を施す。

［２−２．データ取得処理］
図６は、実施の形態１における画像読取装置１０のデータ取得処理のフローチャートである。

ユーザが黒色の基準シート３をＦＢガラス１２上に載置した後にデータ取得の操作を画像読取装置１０の操作部（図示省略）を介して行うことによって、データ取得の処理が開始される。基準シート３は、補正データを作成するために必要なデータの取得に用いるものであり、画像読取装置１０に付属している。

図７は、基準シートの概略図である。

基準シート３は、図７に示すように、黒色領域３１を有している。黒色領域３１の主走査方向の長さは、少なくともセンサモジュール１０２（より具体的には、複数のセンサ２０７の列）よりも長い。本開示の基準シート３は、一方の面の全面が黒色領域３１となっている。ただし、黒色領域３１の副走査方向の寸法は、複数のセンサ２０７の列の副走査方向の寸法よりも大きければよい。ユーザは、基準シート３をＦＢガラス１２上の決められた位置にセットする。基準シート３は、黒基準部材の一例である。

尚、基準シート３の材質は、紙であっても、紙以外のものであってもよい。また、基準シート３は、画像読取装置１０が黒色領域３１を用紙に印刷したものであってもよい。

ステップＳ１０１において、画像処理部２０４は、読取制御部２０１を介してセンサモジュール１０２を基準シート３の黒色領域３１と対向する位置に移動させる。画像処理部２０４は、光源２０５により黒色領域３１を照射させ、黒色領域３１の画像を取得する。すなわち、画像処理部２０４は、黒色領域３１で反射した光を受光し、受光した光を画像信号に変換する。このときの画像データは、黒色の被写体を読み取ったものではないため、濃淡レベルが最も濃い黒色の、センサ２０７の出力レベルを表すものではない。この画像データは、濃淡レベルが比較的濃い、黒色に近い色のセンサ２０７の出力レベルを表している。画像処理部２０４は、この画像データを第２黒データとして、メモリ２０３に保存する。

続いて、ステップＳ１０２において、画像処理部２０４は、センサモジュール１０２のホームポジションを検出する。具体的には、画像処理部２０４は、読取制御部２０１を介してセンサモジュール１０２を、メモリ２０３に記憶されているホームポジションへ移動させる。この位置は、暫定的なホームポジションである。そして、画像処理部２０４は、センサモジュール１０２にその位置で画像を取得させ、取得した画像から基準パターンが検出されるか否かを判定する。基準パターンが検出された場合は、画像処理部２０４は、センサモジュール１０２の現在の位置が正確なホームポジションであると判定する。基準パターンが検出されない場合は、画像処理部２０４は、センサモジュール１０２を副走査方向の一方側へ移動させ、基準パターンを探索させる。基準パターンが検出されると、画像処理部２０４は、ホームポジションの検出を完了する。ただし、センサモジュール１０２を暫定的なホームポジションから副走査方向の一方側へある程度移動させても基準パターンが検出されない場合には、画像処理部２０４は、センサモジュール１０２を暫定的なホームポジションへ戻し、そこから副走査方向の他方側に向かって基準パターンの探索を実行させる。画像処理部２０４は、基準パターンが検出されるまで、センサモジュール１０２の副走査方向の他方側への移動を継続する。画像処理部２０４は、検出されたホームポジションの位置をメモリ２０３に記憶し、次回のホームポジションの検出においては、メモリ２０３に記憶したホームポジションを暫定的なホームポジションとして用いる。

次に、ステップＳ１０３において、画像処理部２０４は、読取制御部２０１を介してセンサモジュール１０２を、白基準板１４の白色領域と対向する位置へ移動させる。基準パターンと白色領域との副走査方向の距離は既知であるので、画像処理部２０４は、センサモジュール１０２を、ステップＳ１０２で検出したホームポジションに基づいて、白色領域と対向する位置まで正確に移動させることができる。

センサモジュール１０２が白色領域と対向する位置まで移動すると、ステップＳ１０４において、画像処理部２０４は、キャリブレーションを実行する。例えば、画像処理部２０４は、光源２０５の点灯時間の設定、ＡＦＥ１０３の設定等の初期設定を行う。光源２０５の点灯時間の設定を行うことによって、複数のセンサ２０７から出力される画像信号の出力レベルを揃えることができる。

キャリブレーションが完了すると、ステップＳ１０５において、画像処理部２０４は、光源２０５を消灯した状態（光源ＯＦＦ）で画像を取得する。この場合、光源２０５が消灯しているので、センサ２０７には、少なくとも光源２０５からの光（即ち、光源２０５から出射して、被写体で反射した光）は入射していない。つまり、このときの画像データは、濃淡レベルの最も濃い黒色のセンサ２０７の出力レベルを表すものである。画像処理部２０４は、この画像データを第１黒データとして、メモリ２０３に保存する。

続いて、ステップＳ１０６において、画像処理部２０４は、白データを取得する。具体的には、画像処理部２０４は、光源２０５を点灯させた状態（光源ＯＮ）で白基準板１４の白色領域の画像を取得する。白色領域の反射率は実質的に１００％であるので、このときの画像データ、即ち、白データは、濃淡レベルの最も薄い白色の、センサ２０７の出力レベルを表すものである。画像処理部２０４は、この白データを白補正データとして、メモリ２０３に保存する。

［２−３．補正データ作成処理］
画像処理部２０４は、シェーディング補正の黒基準となる黒補正データを、データ取得処理で取得された第１黒データ及び第２黒データから作成する。

複数のセンサ２０７からの画像信号がその伝送路において互いに干渉し合い（クロストーク）、画像信号にノイズが発生する場合がある。特に、センサ２０７のように、ＦＦＣ１５を介して画像信号を出力させる構成においては、ＦＦＣ１５の折り曲げによってクロストークが発生し易くなる。

図８は、センサ２０７の出力レベルの一例を示す図である。図８において、一点鎖線Ｍ２はクロストークが無い場合であり、実線Ｍ１はクロストークが有る場合である。図８の縦軸は、センサ２０７の出力レベルを表し、横軸は、センサ２０７の各画素の主走査方向の位置を表している。例えば、反射率が均一な被写体を撮像した場合の画素ごとの出力レベルは、クロストークが無い場合には、画素間の個体差が無いと仮定すれば、図８の一点鎖線Ｍ２で示すように実質的に一定となる。しかし、クロストークが発生すると、図８の実線Ｍ１で示すように、画素ごとの出力レベルは、各セクタ内で変化するようになる。例えば、図８に示すように、各セクタ内の画素ごとの出力レベルは、セクタの一端側から他端側に向かって線形的に大きくなる。さらに、各セクタ内で画素ごとの出力レベルに差が生じると、セクタが切り替わる部分で出力レベルに段差が生じるようになる。

図９Ａは、原稿の画像を示す図である。図９Ｂは、従来のシェーディング補正後の読取画像を示す図である。図９Ｃは、シェーディング補正後の読取画像を示す図である。

図９Ａは、原稿Ｓの画像例を示す。図９Ｂは、原稿Ｓの画像を読み取った後に従来のシェーディング補正を行った読取画像を示す。図９Ｂに示すように、クロストークによるノイズが発生すると、読取画像において、濃度ムラが発生する。図９Ｂの読取画像においては、センサ２０７のセクタの境界に相当する部分に濃度ムラが発生している。

また、図１０は、濃淡レベル（光量）に対するセンサ２０７の出力レベルの関係を示すグラフである。センサ２０７の各画素は、光量に応じた電圧の信号を出力する。光量に応じた電圧の変化は、センサ２０７の特性に依存する。例えば、光量に応じて電圧が線形的に変化する場合、電圧の理想的な変化は一点鎖線Ｌ１に示すようになる。しかしながら、クロストークに起因するノイズ（以下、「干渉ノイズ」という）が出力信号に重畳されると、電圧の変化は実線Ｌ２に示すような態様となる。つまり、濃淡レベルが最も濃い黒の場合には出力レベルが小さいため、干渉ノイズもほとんど現れない。しかしながら、濃淡レベルが黒から少し薄くなると、センサ２０７の出力レベルが上昇し、それに伴い、干渉ノイズも大きくなる。

従来の典型的なシェーディング補正では、光源２０５を消灯させた状態（点Ａ）で画像データを取得し、それを黒基準となる黒補正データとする。また、光源２０５を点灯させた状態（点Ｂ）で白色の画像データを取得し、それを白基準となる白補正データとする。このようにして取得された黒補正データ及び白補正データを用いてシェーディング補正が行われることによって、画素ごとのオフセットや画素ごとのゲイン（ダイナミックレンジ）が補正される。ところが、光源２０５を消灯させた状態での画像信号には、干渉ノイズの影響が現れ難い。そのため、点Ａと点Ｂにおける画像データを用いてシェーディング補正を行うと、実際のセンサ２０７の出力特性とは異なる、二点鎖線Ｌ３で示すような特性に基づいてシェーディング補正を行うことになってしまい、シェーディング補正を適切に行うことができない。

そこで、本開示の画像読取装置１０は、光源２０５を消灯させた状態の第１黒データと光源２０５を点灯させた状態の第２黒データを用いることによって黒補正データを作成する。

図１１は、実施の形態１における画像読取り装置１０の補正データ作成処理の前段のフローチャートである。図１２は、実施の形態１における画像読取り装置１０の補正データ作成処理の後段のフローチャートである。図１３は、各セクタにおける差分値の回帰直線を示す図である。

以下の説明では、センサ２０７のセクタの個数を３個、画素の個数をｎ個とする。また、セクタをＳ_ｉ（ｉ＝０〜２）、画素をＸ_ｊ（ｊ＝０〜ｎ−１）で表す。セクタＳ_０は、センサ２０７において主走査方向の一端に位置するセクタであり、セクタＳ_１は、セクタＳ_０に隣接するセクタであり、セクタＳ_２は、セクタＳ_１に隣接し且つセンサ２０７において主走査方向の他端に位置するセクタである。画素については、画素Ｘ_０は、センサ２０７において主走査方向の一端の画素であり、画素番号ｊが大きくなるにつれて主走査方向の他端側の画素となり、画素Ｘ_ｎ−１は、センサ２０７において主走査方向の他端の画素である。

ステップＳ２０１において、画像処理部２０４は、画素番号ｊを０にセットする。また、ステップＳ２０２において、画像処理部２０４は、セクタ番号ｉを０にセットする。

次に、ステップＳ２０３において、画像処理部２０４は、各セクタにおいて後述の差分値の演算を行う領域（ウインドウ）を設定する。詳しくは、図８に示すように、各セクタにおいて、主走査方向の一端部と他端部とにウインドウを設定する。各ウインドウの幅は、所定の個数の画素が含まれるように設定される。図８において、セクタＳ_０においては、主走査方向の一端部に開始ウインドウＲ１、他端部に終了ウインドウＲ２が設定される。同様に、セクタ１においては、主走査方向の一端部に開始ウインドウＲ３、他端部に終了ウインドウＲ４が設定される。また、セクタ２においては、主走査方向の一端部に開始ウインドウＲ５、他端部に終了ウインドウＲ６が設定される。

ステップＳ２０４において、画像処理部２０４は、画素Ｘ_ｊがウインドウ内に含まれているか否かを判定する。例えば、ステップＳ２０１を経て直後は、ｊ＝０なので、画素Ｘ_ｊは、セクタＳ_０の開始ウインドウＲ１内に含まれる。

画素Ｘ_ｊがウインドウ外である場合には、画像処理部２０４は、ステップＳ２０５において画素番号ｊをインクリメントして、ステップＳ２０４の処理を再び実行する。つまり、画像処理部２０４は、次の画素Ｘ_ｊがウインドウ内に含まれるかを判定する。

一方、画素Ｘ_ｊがウインドウ内である場合には、画像処理部２０４は、ステップＳ２０６において、第２黒データの画素Ｘ_ｊの出力レベルＫ２_ｊと第１黒データの画素Ｘ_ｊの出力レベルＫ１_ｊとの差分値（Ｋ２_ｊ−Ｋ１_ｊ）を求め、求めた差分値をメモリ２０３に保存する。

その後、ステップＳ２０７において、画像処理部２０４は、画素Ｘ_ｊがセクタＳ_ｉにおける最終画素であるか否かを判定する。画素Ｘ_ｊが最終画素でない場合には、画像処理部２０４は、ステップＳ２０５において画素番号ｊをインクリメントして、ステップＳ２０４の処理を再び実行する。

一方、画素Ｘ_ｊが最終画素である場合には、画像処理部２０４は、ステップＳ２０８において、セクタＳ_ｉの差分値の回帰直線を求める。具体的には、画像処理部２０４は、図１３に示すように、セクタＳ_ｉの開始ウインドウに含まれる画素の差分値及び終了ウインドウに含まれる画素の差分値の回帰直線ｙ_ｉ（ｘ）＝ａ_ｉ×ｘ＋ｂ_ｉ（ｘ：セクタ内での画素位置）、ｙ_ｉ：差分値、ｉ：セクタ番号、ａ_ｉ：回帰直線係数（傾き）、ｂ_ｉ：回帰直線係数（定数項））を求める。画像処理部２０４は、求めた回帰直線計数ａ_ｉ，ｂ_ｉをメモリ２０３に格納する。図１３においては、点線ｙ０はセクタＳ_０の回帰直線、実線ｙ２はセクタＳ_１の回帰直線、一点鎖線ｙ１はセクタＳ_２の回帰直線を示す。

次に、ステップＳ２０９において、画像処理部２０４は、セクタ番号ｉが「２」より小さいか否かを判定する。セクタ番号ｉが「２」より小さい場合には、画像処理部２０４は、ステップＳ２１０においてセクタ番号ｉをインクリメントして、ステップＳ２０３の処理を再び実行する。つまり、回帰直線の算出を行ったセクタＳ_ｉが最後のセクタ（即ち、セクタＳ_２）でない限り、セクタＳ_ｉを次のセクタＳ_ｉ＋１に変更して、回帰直線の算出を繰り返す。

一方、セクタ番号ｉが「２」以上の場合、即ち、セクタ番号が２の場合には、画像処理部２０４は、補正データの作成の前段の処理を終了する。

続いて、画像処理部２０４は、補正データの作成の後段の処理を実行する。詳しくは、画像処理部２０４は、ステップＳ２１１において、図１３に示すように、メモリ２０３に格納されているセクタＳ_０、セクタＳ_１及びセクタＳ_２の３つの回帰直線ｙ０〜ｙ２のうち、最小値となる最小差分値ｙ_ｍｉｎを求める（ｙ_ｍｉｎ＝ｍｉｎ（ｙ_ｉ））。すなわち、各セクタの回帰直線における最小値のうち、３つのセクタで最も小さい最小値が最小差分値ｙ_ｍｉｎとなる。

次に、画像処理部２０４は、ステップＳ２１２において、画素番号ｊを０にセットする。続いて、画像処理部２０４は、ステップＳ２１３において、セクタ番号ｉを０にセットする。

そして、画像処理部２０４は、ステップＳ２１４において、最小差分値ｙ_ｍｉｎを用いて、第１黒データの画素Ｘ_ｊの出力レベルＫ１_ｊを補正して黒補正データを求める。具体的には、黒補正データの画素Ｘ_ｊの補正値Ｋ_ｊは、以下の式で表される。

Ｋ_ｊ＝Ｋ１_ｊ＋（ｙ_ｉ（ｘ）−ｙ_ｍｉｎ）
次に、画像処理部２０４は、ステップＳ２１５において、画素Ｘ_ｊがセクタＳ_ｉにおける最終画素であるか否かを判定する。画素Ｘ_ｊが最終画素でない場合には、画像処理部２０４は、ステップＳ２１６において画素番号ｊをインクリメントして、ステップＳ２１４の処理を再び実行する。

一方、画素Ｘ_ｊが最終画素である場合には、画像処理部２０４は、ステップＳ２１７において、セクタ番号ｉが「２」より小さいか否かを判定する。セクタ番号ｉが「２」より小さい場合には、画像処理部２０４は、ステップＳ２１８においてセクタ番号ｉをインクリメントして、ステップＳ２１４の処理を再び実行する。つまり、黒補正データの算出を行ったセクタＳ_ｉが最後のセクタ（即ち、セクタＳ_２）でない限り、セクタＳ_ｉを次のセクタＳ_ｉ＋１に変更して、黒補正データの算出を繰り返す。

一方、セクタ番号ｉが「２」以上の場合、即ち、セクタ番号が２の場合には、画像処理部２０４は、補正データの作成の後段の処理を終了する。

このように、画像処理部２０４は、各セクタの差分値ｙ_ｉ（ｘ）から最小差分値ｙ_ｍｉｎを減算した値を、第１黒データの出力レベルＫ１_ｊに加算して黒シェーデジング補正データの補正値Ｋ_ｊを求める。

［２−４．読取処理］
黒補正データ及び白補正データが求められると、画像処理部２０４は、読取処理を行う。具体的には、画像処理部２０４は、読取制御部２０１を介してセンサモジュール１０２を移動させ、原稿Ｓの画像の読取動作を実行させる。画像処理部２０４は、読み取られた画像に対して、黒補正データ及び白補正データを用いてシェーディング補正を行う。

詳しくは、ステップＳ１０５で取得した第１黒データは、それ自体の出力レベルが非常に小さいため、第１黒データに含まれる、干渉ノイズも非常に小さい（図１０の点Ａ参照）。一方、第２黒データは、第１黒データよりも濃淡レベルが薄い側のデータであって、出力レベルが大きいため、第２黒データには、干渉ノイズが現れている（図１０の点Ｃ参照）。第２黒データを用いて第１黒データを補正することによって、干渉ノイズを含んだ黒補正データを作成することができる。

第２黒データは、光源２０５を点灯させているものの、基準シート３の黒色領域３１の画像信号であるため、第２黒データの出力のうち、黒色領域３１からの反射光に起因する出力は微小であって、出力の大部分は干渉ノイズである。また、光が照射された黒色領域３１の濃度は黒に極めて近いため、黒色領域３１からの反射光に起因する出力は、第１黒データの出力よりも若干大きいものの、ほとんど変わらない。そのため、第２黒データの出力レベルと第１黒データの出力レベルとの差分値（Ｋ２_ｊ−Ｋ１_ｊ）は、概ね、干渉ノイズであるとみなすことができる。本開示では、差分値（Ｋ２_ｊ−Ｋ１_ｊ）を線形回帰したり、セクタごとの差分値（Ｋ２_ｊ−Ｋ１_ｊ）のオフセットを補正したりしているが、原理的には、第１黒データに差分値（Ｋ２_ｊ−Ｋ１_ｊ）を加算することによって、干渉ノイズを含んだ黒補正データが作成される。つまり、図１０における点Ａ’のデータが作成される。

こうして作成された干渉ノイズを含んだ黒補正データ（図１０の点Ａ’）と、元々干渉ノイズを含んだ白補正データ（図１０の点Ｂ）とを用いてシェーディング補正を行うことによって、干渉ノイズを含んだセンサ２０７の実際の出力に即したシェーディング補正を行うことができる。その結果、図９Ｃに示すように、読取画像のうちセンサ２０７のセクタの境界に相当する部分の濃度ムラが低減され、図９Ａの原稿Ｓの画像に近い読取画像が得られる。

尚、画像処理部２０４は、複数の原稿Ｓの画像を連続的に読み取る場合には、複数の原稿Ｓの画像の一連の読取を開始する前に、基準シート３を用いた第２黒データの取得を１回行い、第１黒データの取得及び白データの取得は、原稿Ｓの画像の読取を行うたびにその読取前に実行する。そして、各原稿Ｓの画像データのシェーディング補正は、全ての読取の前に１回取得された第２黒データと各読取の前に毎回取得される第１黒データ及び白データとから黒補正データ及び白補正データを作成して、実行される。

［３．まとめ］
以上のように、本開示の画像読取装置１０は、対象物が配置されるＦＢガラス１２及びＡＤＦガラス１３と、ＦＢガラス１２及びＡＤＦガラス１３上の対象物を照射する光源２０５と、対象物からの反射光を読み取って画像信号を取得する複数のセンサ２０７とを有するセンサモジュール１０２と、シェーディング補正に用いる補正データを作成する画像処理部２０４と、複数のセンサ２０７で取得した画像信号に補正データを用いてシェーディング補正を行う画像処理部２０４とを備える。複数のセンサ２０７は、所定の主走査方向に配列され、それぞれの画像信号によって主走査方向に延びる１ラインの画像信号を形成するように構成される。画像処理部２０４は、ＦＢガラス１２又はＡＤＦガラス１３上に配置され且つ光源２０５に照射された基準シート３の画像信号を複数のセンサ２０７に取得させることによって第２黒データを取得する。画像処理部２０４は、シェーディング補正の黒基準となる黒補正データを第２黒データに基づいて作成し、黒補正データを用いてシェーディング補正を行うことによって、複数のセンサ２０７からの画像信号が互いに干渉し合うことに起因する画像の濃度ムラを補正する。

この構成によれば、光源２０５を点灯させた状態で基準シート３の画像信号を取得することによって第２黒データを取得するので、第２黒データは、或る程度の干渉ノイズを含むことになる。第２黒データに基づいて黒補正データを作成することによって、干渉ノイズを含んだ黒補正データを作成することができる。このようにして作成された黒補正データを用いてシェーディング補正を行うことによって、干渉ノイズに起因する画像の濃度ムラを補正する。

それに加えて、画像読取装置１０は、ＦＢガラス１２上に基準シート３を配置し、基準シート３の黒色領域３１の画像信号から第２黒データを取得している。そのため、画像読取装置１０に、第２黒データを取得するための黒基準板のような部材を別途設ける必要がなく、画像読取装置１０の構成を簡易にすることができる。

また、画像処理部２０４は、黒色領域３１を有する基準シート３を黒基準部材として第２黒データを取得する。

この構成によれば、基準シート３が紙であるので、画像読取装置１０が実際に画像を読み取る原稿Ｓと同じ材質を用いて第２黒データを取得することができる。そのため、より適切な黒補正データを作成することができる。

また、画像処理部２０４は、光源２０５を消灯させた状態で複数のセンサ２０７の出力に基づいて第１黒データを取得し、第１黒データ及び第２黒データに基づいて黒補正データを作成する。

この構成によれば、第１黒データは、第２黒データよりも濃淡レベルが濃い黒のデータである。しかしながら、第１黒データは、濃淡レベルが濃いために、その出力レベル自体が小さく、含まれる干渉ノイズも小さい。つまり、第１黒データは、濃淡レベルが濃い黒のデータであるものの、干渉ノイズが適切に現れていない。一方、第２黒データは、濃淡レベルが第１黒レベルよりも薄いものの、或る程度の干渉ノイズを含んでいる。そこで、第１黒データ及び第２黒データに基づいて（例えば、第１黒データを第２黒データで補正して）黒補正データを作成することによって、濃淡レベルが濃く且つ干渉ノイズを含んだ黒補正データを作成することができる。

さらに、画像読取装置１０は、白色領域を有する白基準板１４をさらに備え、画像処理部２０４は、光源２０５に照射された白基準板１４の画像信号を複数のセンサ２０７に取得させることによって白データを取得し、シェーディング補正の白基準となる白補正データを白データに基づいて作成し、黒補正データ及び白補正データを用いてシェーディング補正を行う。

この構成によれば、白データには、干渉ノイズが含まれており、白補正データにも干渉ノイズが含まれることになる。そのため、干渉ノイズが含まれる黒補正データと干渉ノイズが含まれる白補正データとでシェーディング補正が行われるので、センサ２０７の実際の出力に即した適切なシェーディング補正を行うことができる。

さらにまた、画像処理部２０４は、複数の原稿Ｓの画像を連続的に読み取る場合には、複数の原稿Ｓの画像の一連の読取を開始する前に第２黒データを少なくとも１回取得する一方、複数の原稿Ｓのそれぞれの画像の読取のたびに第１黒データ及び白データを取得する。

つまり、第２黒データを取得するためには、基準シート３をＦＢガラス１２又はＡＤＦガラス１３上に配置する必要がある。複数の原稿Ｓの画像を連続的に読み取る場合に、各原稿Ｓの画像の読取のたびに第２黒データを取得しようとすると、１枚の原稿Ｓの画像の読取が終わるたびに基準シート３をＦＢガラス１２又はＡＤＦガラス１３上に配置しなければならず、複数の原稿Ｓの画像の一連の読取に要する時間が長くなってしまう。そのため、第２黒データの取得は、複数の原稿Ｓの画像の一連の読取を開始する前に少なくとも１回行い、原稿Ｓの画像の読取のたびには行わない。こうすることによって、複数の原稿Ｓの画像の一連の読取に要する時間を短縮することができる。一方、第１黒データ及び白データの取得は、基準シート３をＦＢガラス１２又はＡＤＦガラス１３上に配置しなくても行うことができるので、複数の原稿Ｓの画像の読取のたびに行われる。こうすることによって、温度特性等の経時的なシェーディングの変化も補正することができる。尚、第２黒データの取得は、複数の原稿Ｓの画像の読取のたびには行わないが、複数の原稿Ｓの画像の一連の読取を開始する前に１回だけ行うものに限定されるものではない。つまり、複数の原稿Ｓの一連の読取の間に、第２黒データを再度取得する必要が生じた場合などには、複数の原稿Ｓの一連の読取を中断して、基準シート３をＦＢガラス１２又はＡＤＦガラス１３上に配置し、第２黒データを取得してもよい。

（その他の実施形態）
以上のように、本出願において開示する技術の例示として、実施の形態１を説明した。しかしながら、本開示における技術は、これに限定されず、適宜、変更、置き換え、付加、省略などを行った実施の形態にも適用可能である。また、上記実施形態で説明した各構成要素を組み合わせて、新たな実施の形態とすることも可能である。また、添付図面及び詳細な説明に記載された構成要素の中には、課題解決のために必須な構成要素だけでなく、上記技術を例示するために、課題解決のためには必須でない構成要素も含まれ得る。そのため、それらの必須ではない構成要素が添付図面や詳細な説明に記載されていることをもって、直ちに、それらの必須ではない構成要素が必須であるとの認定をするべきではない。

尚、実施の形態１について、以下のような構成としてもよい。

例えば、実施の形態１では、複数のセンサ２０７を３つのセクタに分割する場合について説明したが、セクタの分割数に限定は無い。

また、板状の白基準板１４により白データを取得しているが、これに限られるものではない。例えば、黒基準部材のように、基準シートを白基準部材として採用してもよい。すなわち、黒色領域３１を有する基準シート３とは別に、白色領域を有する基準シートを用意してもよい。あるいは、基準シート３に、黒色領域３１と共に白色領域を設けてもよい。つまり、白データを取得できる限りにおいて、様々な構成を採用することができる。

また、基準シート３は、ＦＢガラス１２上に配置されているが、これに限られるものではない。基準シート３は、ＡＤＦ１６によって給紙され、ＡＤＦガラス１３上を通過するようにし、ＡＤＦガラス１３上を通過する基準シート３をセンサ２０７で読み取ることによって第２黒データを取得してもよい。すなわち、本開示において、「ガラス上に配置」とは、基準シート３などの黒基準部材がガラス板上を通過する場合、即ち、黒基準部材がガラス板上に瞬間的に配置される場合も含む。

また、スキャナユニット１１は、ＦＦＣ１５を介してコントローラ１００に接続されているが、これに限られるものではない。スキャナユニット１１とコントローラ１００とを接続する配線は、任意の通信ケーブルを採用することができる。例えば、スキャナユニット１１とコントローラ１００とを、ＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔｓ）等で接続してもよい。

また、実施の形態１のフローチャートを所期の目的を達成できる限りにおいて、ステップの順番は任意に入れ替えることができ、さらには、幾つかのステップを並列に処理することもできる。例えば、第２黒データの取得、キャリブレーション、第１黒データの取得、白データの取得等の順番を入れ替えてもよい。また、上記の説明では、データの取得（ステップＳ１）を完了した後に、補正データの作成（ステップＳ２）を行っているが、データの取得中であって、第１黒データと第２黒データとが取得できた時点で（例えば、白データを取得する前に）補正データの作成（ステップＳ２）を行ってもよい。

さらに、第１黒データ及び白データの取得は、原稿Ｓの画像の読取を行うたびにその読取前に行っているが、これに限られるものではない。第１黒データ及び白データの取得は、原稿Ｓの画像の読取を行うたびにその読取後に行ってもよい。さらには、第１黒データ及び白データの取得は、原稿Ｓの画像の読取を行うたびではなく、複数の原稿Ｓの画像の一連の読取を開始する前に１回行ってもよい。

さらに、画像処理部２０４がデータ作成部及び補正部の機能を果たしているが、これに限られるものではない。データ作成部と補正部とは、別々の要素であってもよい。また、データ作成部及び補正部は、画像処理部２０４である必要は無く、画像処理部２０４とは別のプロセッサがデータ作成部として、又は補正部として機能してもよい。

以上説明したように、ここに開示された技術は、画像読取装置について有用である。

１ 複合機
２ メインユニット
３ 基準シート（黒基準部材）
１０ 画像読取装置
１１ スキャナユニット
１２ ＦＢガラス（ガラス板）
１３ ＡＤＦガラス（ガラス板）
１４ 白基準板
１５ ＦＦＣ
１６ ＡＤＦ
１００ コントローラ
１０１ ＣＰＵ
１０２ センサモジュール
１０３ ＡＦＥ
１０４ ＲＡＭ
１０５ ＲＯＭ
２０１ 読取制御部
２０２ ＤＭＡＣ
２０３ メモリ
２０４ 画像処理部（データ作成部、補正部）
２０５ 光源
２０６ 導光体
２０７ センサ
Ｓ 原稿

Claims (4)

1. 対象物の画像を読み取る画像読取装置であって、
   対象物が配置されるガラス板と、
   前記ガラス板上の対象物を照射する光源と、
   対象物からの反射光を読み取って画像信号を取得する複数のセンサとを有するセンサモジュールと、
   シェーディング補正の黒基準となる黒補正データを作成するデータ作成部と、
   前記複数のセンサで取得した画像信号に前記黒補正データを用いてシェーディング補正を行う補正部とを備え、
   前記複数のセンサは、所定の主走査方向に配列され、それぞれの画像信号によって前記主走査方向に延びる１ラインの画像信号を形成するように構成され、
   前記データ作成部は、前記光源を消灯させた状態で前記複数のセンサの出力に基づいて第１黒データを取得し、前記ガラス板上に配置され且つ前記光源に照射された黒基準部材の画像信号を前記複数のセンサに取得させることによって第２黒データを取得し、前記黒基準となる黒補正データを前記第１黒データ及び前記第２黒データに基づいて作成する画像読取装置。
2. 請求項１に記載の画像読取装置において、
   前記データ作成部は、黒色領域を有する基準用紙を前記黒基準部材として前記第２黒データを取得する画像読取装置。
3. 請求項１に記載の画像読取装置において、
   白色領域を有する白基準板をさらに備え、
   前記データ作成部は、前記光源に照射された前記白基準板の画像信号を前記複数のセンサに取得させることによって白データを取得し、シェーディング補正の白基準となる白補正データを前記白データに基づいて作成し、
   前記補正部は、前記黒補正データ及び前記白補正データを用いてシェーディング補正を行う画像読取装置。
4. 請求項３に記載の画像読取装置において、
   前記データ作成部は、複数の対象物の画像を連続的に読み取る場合には、前記複数の対象物の画像の一連の読取を開始する前に前記第２黒データを少なくとも１回取得する一方、前記複数の対象物のそれぞれの画像の読取のたびに前記第１黒データ及び前記白データを取得する画像読取装置。