JPH0851522A

JPH0851522A - 画像入力装置

Info

Publication number: JPH0851522A
Application number: JP6187479A
Authority: JP
Inventors: Kazuyuki Murata; 和行村田; Akio Kojima; 章夫小嶋; 康浩 ▲くわ▼原; Yasuhiro Kuwabara; 直樹 ▲たか▼橋; Naoki Takahashi; Yoshihiro Yokoyama; 嘉広横山
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1994-08-09
Filing date: 1994-08-09
Publication date: 1996-02-20

Abstract

(57)【要約】【目的】手動で走査を行う画像入力装置において、イ
メージセンサ両端部の画素座標値を、イメージセンサの
両端部の２つの車輪の座標値から容易に計算できるよう
にする。【構成】車輪９０は、ラインイメージセンサ１の端部
近傍に配置される。ギア９２は、車輪９１と一体となり
回転する。回転軸９１は、車輪９０およびギア９２の軸
である。ギア９３は、ギア９２と噛み合い、車輪９０の
回転を回転軸９５を介してスリット付き円板９４に伝達
する。光センサ９６は、スリット付きの円板１３，１６
により反射された光を検出し、車輪の回転角度に対応し
た２相のパルスを出力する。スリット付き円板９４、回
転軸９５および光センサ９６は、エンコーダ２ａを構成
する。同様の構成要素９０’〜９６’は、ラインイメー
ジセンサ１の他端にも配置される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、原稿を手動により走査
して得られた画像データと走査位置情報を出力する画像
読み取り部を用いて、画像データを画像メモリに格納す
ることによって、画像メモリに原稿画像を再現する画像
入力装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】手動走査により原稿画像を読みとる画像
読み取り部（いわゆるハンドスキャナ）を用いる画像入
力装置には、画像の読み取り位置を検出するために２つ
のロータリーエンコーダが設けられているものがある。
従来、ハンドスキャナで読みとった画像データを画像メ
モリに格納する画像入力装置では、前記２つのロータリ
ーエンコーダで検出した画像読み取り位置に基づいて、
読み取り画像データを画像メモリに格納していた。

【０００３】以下に従来の画像入力装置について説明す
る。図１５は、従来の画像入力装置の概略構成図であ
る。スキャナ本体１０は、手動で原稿上を矢印１８方向
に動かされる。車輪１２および１５は、原稿面に接触し
回転する。これらのローラの回転軸には、それぞれスリ
ット付きの円板１３，１６が取り付けられている。光セ
ンサ１４，１７は、スリット付きの円板１３，１６によ
り反射された光を検出し、車輪の回転角度に対応するパ
ルスを出力する。スリット付き円板１３と光センサ１
４、およびスリット付き円板１６と光センサ１７は、そ
れぞれロータリーエンコーダを構成している。ＣＣＤイ
メージセンサ１１は、ライン単位で原稿画像を読みと
る。

【０００４】図１６は、イメージセンサ１１の断面図で
ある。ＬＥＤアレイ２４は、原稿２５を照明する。ロッ
ドレンズアレイ２３は、原稿からの反射光をイメージセ
ンサ受光部２２に集束する。イメージセンサの受光部２
２は、イメージセンサ基板２１に固定されている。原稿
２５とイメージセンサ受光部２２の距離はロッドレンズ
アレイ２３の長さＬｒに、その焦点距離Ｌｆの２倍を加
算した長さである。

【０００５】上記従来の画像入力装置において、読みと
った画像データの画像メモリへの格納は、以下のステッ
プで行なわれていた。１）２つのエンコーダからのパルス数により、車輪１２
および１５の移動距離を検出する。２）前記移動距離に基づいて、各車輪の座標値を算出す
る。３）各車輪とＣＣＤイメージセンサ１１の位置関係に基
づき、１ライン読み取り時の各車輪の座標値から、ＣＣ
Ｄイメージセンサ１１の両端の読み取り画素の座標値を
算出する。４）ＣＣＤイメージセンサ１１の両端の読み取り画素の
座標値を用いて、１ラインの画像データ中の各画素の座
標値を算出する。５）前記各画素の座標値を、画像メモリのアドレスに換
算し、各画素データを換算した画像メモリのアドレスに
格納する。

【０００６】上記３）での算出方法を図１７を用いて説
明する。図１７は、イメージセンサ端部画素の座標値算
出の説明図である。図１７は、図１４に示した画像入力
装置を、原稿に垂直な方向からみた、車輪１２，１５及
びイメージセンサ１１の配置を示している。図１７にお
いて黒ドットは座標点を示す。イメージセンサ１１の読
み取り領域１９中において、Ｐｓはイメージセンサ１１
の一方の端部の読み取り画素である。画素Ｐｓの座標値
を（Ｘｓ，Ｙｓ）、車輪１２の座標点Ｐｔの座標値を
（Ｘｔ，Ｙｔ）、車輪１２と画素Ｐｓの座標点間の距離
をＤｔとする。また、座標点ＰｔとＰｓを通る直線と車
輪１２の進行方向がなす角度をψ、車輪１２および１５
の車輪軸とＹ軸のなす角度をθとする。距離Ｄｔおよび
角度ψは、ハンドスキャナの機構的な配置から決定され
る既知の値である。画素Ｐｓの座標値（Ｘｓ，Ｙｓ）
は、車輪１２の座標値（Ｘｔ，Ｙｔ）と角度θから（数
１）により算出される。

【０００７】

【数１】

【０００８】イメージセンサ１１の一方の端部の読み取
り画素であるＰｅの座標値（Ｘｅ，Ｙｅ）についても、
同様にして算出できる。

【０００９】上記の方法で、ハンドスキャナにより読み
とられた画像データを画像メモリに格納することによ
り、曲線状に手動走査を行っても歪みのない画像を再現
することができる（例えば、特開昭６２−１５９６４、
特開平２−５１９７１）。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような画像入力装置では、イメージセンサ両端部の画素
座標値の算出が複雑になるので、計算時間または計算の
ためのコストが大きいという問題点があった。さらに、
機構的な設計定数であるＤｔおよびψは必ず機械的誤差
を含んでいるので、これらの誤差が算出された座標値に
伝搬する。特にθ＋ψが４５度１３５度，２２５度およ
び３１５度）近傍の値のとき、ψの設計誤差が算出され
た座標値に大きく影響する。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記問題を解決するため
に、原稿を手動により走査して画像を読みとる画像入力
装置において、原稿を照明する光源と、原稿からの反射
光を画像データに変換するラインイメージセンサと、前
記画像データを所定の画素密度で記憶する画像メモリ
と、それぞれが独立に原稿面に接して回転し、同一直線
上に回転軸を持つ２つの車輪と、それぞれの前記車輪の
回転に対応してパルスを出力する２つのエンコーダと、
前記エンコーダからのパルス数に基づき前記画像データ
の各画素の原稿上での座標値を、前記所定の画素密度を
単位として算出する座標計算手段と、前記座標値を前記
画像メモリのアドレスに変換して、前記画像データ中の
各画素データを前記アドレスに格納する手段を備え、前
記ラインイメージセンサの読みとる原稿上のラインと、
前記２つの車輪の原稿とのそれぞれの接点を結ぶ直線が
重なるようしたことを特徴とする。

【００１２】さらに、前記エンコーダは位相の異なる２
系統のパルスを出力することを特徴とする。

【００１３】加えて、前記ラインイメージセンサは光フ
ァイバアレイを備え、前記光ファイバアレイは原稿面に
接触することを特徴とする。

【００１４】

【作用】上記した構成によって、本発明はイメージセン
サ両端部の画素座標値を、各車輪の座標値から容易に計
算することができ、かつこの座標値の誤差を小さくする
ことができる。さらに、エンコーダは車輪の回転方向に
応じて位相が変化する２系統のパルスを出力することに
より、手動走査方向が変化しても読み取り画像を正常に
画像メモリ上に再現できる。加えて、原稿面に接触する
光ファイバアレイを備えるイメージセンサを用いること
により、エンコーダを含む画像読み取り部の大きさを、
大幅に小型化できる。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の一実施例の画像入力装置につ
いて図面を参照しながら説明する。図１３は、ラインイ
メージセンサの断面図である。細い光ファイバの集合体
で構成される光ファイバアレイ４２と透明ガラス４８
は、不透明ガラス４１に挟まれて固定されている。原稿
４７が、光ファイバアレイ４２、透明ガラス４８および
不透明ガラス４１と接触した状態で、原稿画像の読み取
りが行われる。不透明ガラス４１は、光を透過しない。
ＬＥＤアレイ４６からの光は、透明ガラス４３を透過し
て光ファイバアレイ４２の側面から中に入り、原稿４７
を照明する。原稿４７からの反射光は、光ファイバアレ
イ４２および透明フレキシブル回路基板４４を通り、イ
メージセンサチップ４５に入射する。透明フレキシブル
回路基板４４には、イメージセンサチップ４５の信号線
を引き出すため配線パターンが設けられている。遮光シ
ール４８は、ＬＥＤアレイ４６からの光が透明ガラス４
３を介して原稿４７を照明することを防止する。センサ
ホルダ４９は、ＬＥＤアレイ４６および不透明ガラス４
１を固定する。

【００１６】図１４は、本発明の画像入力装置の構成図
である。原稿面と接触して回転する車輪９０は、ライン
イメージセンサ１の端部近傍に配置される。ギア９２
は、車輪９０と一体となり回転する。回転軸９１は、車
輪９０およびギア９２の軸である。ギア９３は、ギア９
２と噛み合い、車輪９０の回転を回転軸９５を介してス
リット付き円板９４に伝達する。光センサ９６は、スリ
ット付き円板９４により反射された光を検出し、車輪の
回転角度に対応した２相のパルスを出力する。前記２相
のパルスは９０度または２７０度位相がずれており、ス
リット板の回転方向の検出が可能である。スリット付き
円板９４、回転軸９５および光センサ９６は、エンコー
ダ２ａを構成する。９０〜９６の構成要素と同様の構成
要素９０’〜９６’は、ラインイメージセンサ１の他端
にも配置される。スリット付き円板９４’、回転軸９
５’および光センサ９６’は、エンコーダ２ｂを構成す
る。原稿にたいして垂直な方向からこの画像入力装置を
見た場合、イメージセンサ１の読み取りライン９７と回
転軸９１及び９１’は同一直線上に配置される。

【００１７】光ファイバアレイ４２を用いた完全密着型
のイメージセンサを用いることにより、車輪及びエンコ
ーダの図１４に示す配置が可能となり、ハンドスキャナ
の手動走査部の小型化が可能である。ロッドレンズアレ
イなどの集束光学系を用いるイメージセンサを用いる場
合、イメージセンサ部が大きいので、車輪９０の回転を
エンコーダ２ａの回転軸９５に伝達するために、さらに
１つ以上のギアやベルトが必要となり、画像読み取り部
の小型化が困難である。また、エンコーダ２ａおよび２
ｂが、２相のパルスを出力することによって、原稿読み
とり中に手動走査の方向が変わっても、正常な画像の読
み取りが可能である。

【００１８】図１は本発明の一実施例における画像入力
装置のブロック図である。Ａは画像信号処理部、Ｂは原
稿画像を読みとり走査する画像読み取り部である。ライ
ンイメージセンサ１は、原稿９上を手動により走査さ
れ、原稿画像を読みとり、画像データを生成する。読み
取り画像データは、画像バッファ４に出力される。

【００１９】それぞれのエンコーダ２ａ，２ｂは、車輪
の回転角度に応じて２相のパルスを発生する。走査位置
検出回路３は、この２相パルスを用いて、各車輪の回転
方向を考慮した各車輪の移動距離を検出する。次に、走
査位置検出回路３は、各車輪の移動距離に基づいて、各
車輪の原稿上での座標を算出する。さらに、走査位置検
出回路３は、各車輪の座標をラインイメージセンサ１の
両端の各読み取り画素の座標に変換し、走査位置座標３
００として出力する。走査位置検出回路３の動作につい
ての詳細は後述する。

【００２０】位置ずれ検出回路７は、写像回路５からの
高密度化画像データ５００と、画像メモリ６の格納され
た画像データの相関値を算出する。さらに、位置ずれ検
出回路７は、この相関値に基づいて算出される位置補正
量を用いて走査位置座標３００を補正し、補正位置座標
７１０を写像回路５に出力する。写像回路５は、画像デ
ータ４００を画素密度変換し、高密度化画像信号５００
を出力する。さらに、写像回路５は補正位置座標７１０
を用いて、画像メモリ６のアドレスを生成する。写像回
路５は、高密度化画像データ５００の各画素データを、
バス６００を介して画像メモリ６に格納する。位置ずれ
検出回路７及び写像回路５の動作の詳細は後述する。

【００２１】以下、走査位置検出回路３の動作につい
て、さらに詳しく説明する。図２は、位置検出回路３の
動作説明図である。図２において、太線は２個の車輪の
移動軌跡を示している。ラインイメージセンサ１がｉラ
イン目の画素データを読みとったときの、２個の車輪の
位置を示す座標を、それぞれＰ０_i（Ｘ０_i，Ｙ０_i），
Ｐ１_i（Ｘ１_i，Ｙ１_i）とする。今、Ｐ０_i-1，Ｐ１_i-1
の座標が既知であるとき、Ｐ０_iおよびＰ１_iの座標は、
（数２）を用いて近似的に算出できる。

【００２２】

【数２】

【００２３】ここで、Ｌ０_i-1は、読みとり開始時から
ｉ−１ライン目の読み取りを行った時までに、車輪が移
動した距離である。△Ｌ０_iは、ｉ−１ライン目の読み
取りからｉライン目の読み取を行ったときまでに、車輪
が移動した距離である。移動距離は、車輪の回転方向を
考慮するので、マイナスの値にも成り得る。Ｄは、２つ
の車輪間の距離である。（数２）は、△θ＝｜θ_i−θ
_i-1｜＝｜△Ｌ０_i−△Ｌ１_i｜／Ｄを０とした近似計算
である。△θは、ラインイメージセンサ１の１ライン走
査時間の間に、ラインイメージセンサ１の変化角度を意
味する。（数２）を用いることによって、読み取り開始
時の２つの車輪の座標を決めておけば、２つの車輪の移
動距離からそれらの座標を算出することができる。

【００２４】図３は、ラインイメージセンサ１の両端部
読み取り画素の座標算出の説明図である。車輪９０の座
標をＰ０（Ｘ0，Ｙ0）、車輪９０’の座標をＰ１（Ｘ
1，Ｙ1）とする。車輪９０及び９０’の回転軸とライン
イメージセンサ１の読み取りラインは、同一直線上にあ
るので、ラインイメージセンサ１の両端部の画素の座標
Ｐs（Ｘs，Ｙs）およびＰe（Ｘe，Ｙe）は、（数３）に
より算出できる。

【００２５】

【数３】

【００２６】ここで、Ｄは車輪９０と９０’の間の距
離、ｄ１は車輪９０から読み取り画素Ｐsまでの距離、
ｄ２は車輪９０から読み取り画素Ｐeまでの距離であ
る。（数３）は、従来の算出方法（数１）と比べて、車
輪９０及び９０’の座標値から前記両端画素の座標値へ
の変換は、容易な演算であることがわかる。さらに、機
構的な設計定数ｄ１およびＤに含まれる設計誤差の、前
記座標値に対する影響度も（数１）に比べて小さくな
る。

【００２７】走査位置検出回路３は、エンコーダ２ａお
よび２ｂからの２相パルスより車輪の移動距離を得て、
（数２）および（数３）の演算を行いラインイメージセ
ンサ１の両端の読み取り画素の座標を、走査位置座標３
００として出力する。

【００２８】図４は、ラインイメージセンサ１の走査領
域の説明図である。図４を用いて、原稿９の読み取り領
域幅がラインイメージセンサ１の長さより大きい場合
の、ラインイメージセンサの手動走査による動きを説明
する。原稿を読み取るために、操作者は手によってハン
ドスキャナ本体を原稿に接触させつつ、原稿９上を往復
動作させながら手動走査する。このとき、本体に取り付
けられた２個の車輪が回転し、エンコーダ２ａ，２ｂか
ら２相パルスが出力される。図４は、ラインイメージセ
ンサ１により読みとられる原稿上の読み取り領域を示し
ている。

【００２９】ラインイメージセンサ１は原稿９の全幅を
走査することができないので、読み取り部Ｂ（図１）
は、ラインイメージセンサ１の往復動作によって原稿全
体を読み取る。図４は、イメージセンサ両端の画素のみ
の位置を記載しているが、イメージセンサ１は両端画素
を結ぶライン上の画像を読み取る。例えば、ラインイメ
ージセンサ１の両端画素がそれぞれＡ点とＢ点である場
合、ラインイメージセンサ１はＡ点とＢ点を結ぶライン
上を読み取っている（以後、これを読み取り位置Ａ−Ｂ
と記す。）。

【００３０】図４では、ラインイメージセンサ１は、読
み取り位置Ａ−Ｂを走査開始位置とし、読み取り位置Ｃ
−Ｄまで走査する。Ａ点、Ｂ点、Ｄ点、Ｃ点に囲まれる
読み取り領域ＡＢＤＣを読みとった画像データは、画像
メモリ６に新規に格納される。このような領域を、以後
新規走査領域と称する。

【００３１】次に、ラインイメージセンサ１は、戻り方
向に、読み取り位置Ｃ−ＤからＥ−Ｆまで走査する。Ｃ
点、Ｄ点、Ｇ点、Ｅ点に囲まれる領域ＣＤＧＥは、重複
して画像が読み取られる領域である。以後、この重複し
て読み取られる領域を重なり走査領域と称する。Ｄ点、
Ｇ点、Ｆ点に囲まれる領域ＤＧＦは、新規走査領域であ
る。領域ＡＢＣＤの読み取り画像データ中の各画素は、
位置検出回路３からの走査位置座標に基づいて、写像回
路５により画像メモリ６に格納される。次に、ラインイ
メージセンサ１が戻り方向に移動し、読み取り位置Ｃ−
ＤからＥ−Ｆまで走査する。このとき、重なり走査領域
ＣＤＧＥ、新規走査領域ＡＢＧＥＣ、および新規走査領
域ＤＦＧの３つの走査領域が存在する。

【００３２】走査位置座標３００に位置誤差がなけれ
ば、走査位置座標３００に基づいて、読み取り画像デー
タの各画素を、画像メモリ６に写像して格納することが
できる。すなわち、重なり走査領域の読みとり画像デー
タが、画像メモリにオーバーライトされても、新規走査
領域ＡＢＧＥＣと重なり走査領域ＣＤＧＥの継ぎ目部分
に、画像メモリ中の読み取り画像にずれは生じない。し
かし、ハンドスキャナの機構設計精度、車輪と原稿間の
スリップ、車輪の原稿への沈み込み、曲線手動走査時の
車輪幅の影響などにより、走査位置座標３００は誤差を
含んでいる。また、走査位置検出回路３は、エンコーダ
２ａ，２ｂから出力される２相パルスをカウントして、
エンコーダの移動距離を得るので、前記誤差は累積され
る。よって、走査位置座標３００を用いて画像データ４
００を画像メモリ６に写像すると、前記継ぎ目部分に画
像のずれ生じる。

【００３３】この画像ずれを無くすため、位置ずれ検出
回路７は、重なり走査領域ＣＤＧＥの画像メモリ６に格
納された画像データと高密度化画像データ５００を用い
て、それらの相関度合いを示す相関値を算出する。さら
に、位置ずれ検出回路７は、この相関値に基づいて、走
査位置座標を補正するための位置補正量を算出する。ま
た、位置ずれ検出回路７は、この位置補正量に従って走
査位置座標３００を補正し、補正位置座標７１０を写像
回路５に出力する。写像回路５は補正位置座標７１０に
従って、高密度化画像データ５００中の各画素を画像メ
モリ６に写像するためのアドレスを生成し、画像メモリ
６に格納する。重なり走査領域の抽出について説明は後
述する。

【００３４】図７は画像メモリ６の説明図である。画像
メモリ６の各画素のビット構成は、書き込みフラグの記
憶ビット（ビット７）と、画像データの記憶ビット（ビ
ット０〜６）より成る。ここで、画像データの記憶ビッ
ト数は特定されるものではなく、必要な階調数によって
設計すればよい。本実施例では１２８階調の画像を扱う
ものとし、０から１２７の値を持つ濃淡データを格納す
るために、１画素あたり７ビットが画像メモリに確保さ
れる。ｂｉｔ７の書き込みフラグは、画像データが画像
メモリに６書き込まれていないとき（未格納状態）
「０」であり、画像データがすでに書き込まれていると
き（格納状態）「１」になる。

【００３５】次に、位置ずれ検出回路７についてその動
作を説明する。図５は位置ずれ検出回路７のブロック図
である。ラインイメージセンサ１の読み取り走査が開始
される前に、画像メモリ６の全てのデータ、補正量算出
回路７３の位置補正量７０３、および画像相関回路７２
内の相関テーブルは、「０」に初期化される。この初期
化後、ラインイメージセンサ１のラインの読み取り走査
ごとに、走査位置座標３００が位置補正回路７４により
補正されて、補正位置座標７１０として写像回路５に出
力される。ラインイメージセンサ１の読み取りが開始さ
れた時点では、位置補正量７０３は「０」なので、走査
位置座標３００と補正位置座標７１０は同じ座標値とな
る。

【００３６】写像回路５は、画像データ４００を画素密
度変換処理により高密度化し、高密度化画像信号５００
を生成する。さらに、写像回路５は、入力される補正位
置座標７１０を用いて、高密度化画像信号の各画素デー
タＰｎの画像メモリ６への格納アドレスＡＤＲｎを算出
する。写像回路５の動作の詳細については後述する。写
像回路５は、アドレスＡＤＲｎに従って、バス６００を
経由して画像メモリ６のアドレスＡＤＲｎに格納されて
いる画素データＰｎを読み出し、バス６００を介して、
重なり領域検出回路７１に画素データＰｎを出力する。

【００３７】重なり領域検出回路７１は、画素Ｐｎの書
き込みフラグ（ｂｉｔ７）をチェックして、この画素デ
ータＰｎのアドレスＡＤＲｎに画像データが格納済みか
どうかを判定する。画素データＰｎのｂｉｔ７が１のと
きは、センサの読み取り走査によって画像データがすで
にアドレスＡＤＲｎに格納されていることを示している
ので、画素データＰｎは重なり走査領域に含まれること
が判定できる。また、ｂｉｔ７が０のときは、画素デー
タＰｎは新規走査領域に含まれることが判定できる。重
なり領域検出回路７１は、信号７０１を画像相関回路７
２、写像回路５に出力する。ここで、信号７０１は、画
素データＰｎが新規走査領域に含まれるとき「０」、重
なり走査領域に含まれるとき「１」となる信号である。

【００３８】画像相関回路７２は、信号７０１が「１」
のとき画素データＰｎについての相関値算出処理を行
い、信号７０１が「０」のとき相関値算出処理を行わな
い。写像回路５は、信号７０１が「０」のとき、高密度
化画素データＰｎを、画像メモリ６に格納する。また、
写像回路５は、信号７０１が「１」のきはＰｎを画像メ
モリ６に格納をしない。この１画素単位の一連の処理動
作を、高密度化画像データ５００の１ラインの全部画素
データについて行う。

【００３９】１ライン分の高密度化画像データ５００の
上記処理が終了した時点で、画像相関回路７２は、重な
り走査領域に含まれる画素についてのみ相関値計算処理
を行うことによって作成した相関テーブルを用いて、走
査位置座標３００の位置ずれ方向を検出する。さらに、
画像相関回路７２は、補正量算出回路７３に位置ずれを
キャンセルするためのオフセット値７０２を出力する。
１ライン全ての高密度化画素が新規走査領域に含まれる
ときは、画像相関回路７２の相関テーブルは初期値
「０」のままである。このときは、前記オフセット値７
０２は、０（位置ずれ無し）となる。

【００４０】補正量算出回路７３は、オフセット値７０
２を、内部に保持している補正量の累積値に加算して位
置補正量７０３を出力する。位置補正回路７４は、次に
処理する１ラインの画像データの走査位置座標３００
と、位置補正量７０３を加算して、補正位置座標７１０
として写像回路５に出力する。以後、前述した一連の処
理を順次ラインごとに繰り返し行う。

【００４１】図６は写像回路のブロック図である。図６
および図７を用いて、写像回路５の動作を説明する。画
素密度変換回路５１は、画像データ４００中の１画素デ
ータにつき３つの補間画素を生成し、２倍に高密度化さ
れた高密度化画像データ５００を出力する。

【００４２】補間画素の生成方法について、図１０を用
いて説明する。図１０は、画素密度変換の説明図であ
る。Ｐ_i,jは、画像データ４００中、ｉライン目の画像
データのｊ番目の画素データを示す。黒ドットは各画素
データの座標点である。図１０（ａ）は画像データ４０
０中の隣接する４つの画素を示している。画像データ４
００中の画素データＰ_i,jに対して、３つの補間画素を
生成する場合について説明する。図１０（ｂ）において
Ｑ_i,j，Ｒ_i,jおよびＳ_i,jは補間画素である。各補間画
素データは、（数４）により算出する。

【００４３】

【数４】

【００４４】次に、座標値算出回路５２について説明す
る。座標値算出回路５２には、ラインイメージセンサ１
の両端画素の補正後の座標値である補正位置座標７１０
が入力される。座標値算出回路５２は、補正位置座標７
１０を用いて、高密度化画像データ５００の各画素の座
標値５２０を計算する。図７に示すように、ラインイメ
ージセンサ１の両端画素Ｐｓ_iおよびＰｅ_iの座標（補正
位置座標７１０）が、それぞれ（Ｘｓ_i、Ｙｓ_i），（Ｘ
ｅ_i，Ｙｅ_i）である場合の、座標値算出回路５２の動作
を説明する。サフィックスｉは、画像データ４００のｉ
ライン目の補正位置座標であることを示す。ここで、ラ
インイメージセンサ１の読み取り画素密度を８画素／ｍ
ｍ，画像メモリ６に格納する画像の画素密度を８画素／
ｍｍ、Ｘｓ_i，Ｙｓ_i，Ｘｅ_iおよびＹｅ_iは１／８ｍｍを
単位とする実数値である。

【００４５】ラインイメージセンサ１の１ラインの読み
取り画素数をＮｄ、１ライン中の画素番号をｊとした場
合、画素データＰ_i,jの座標（ＸＰ_i,j，ＹＰ_i,j）は
（数５）を用いて算出される。

【００４６】

【数５】

【００４７】画素データＰ_i,jに対応する３つの補間画
素データＱ_i,j，Ｒ_i,j，Ｓ_i,jの座標（ＸＱ_i,j，ＹＱ
_i,j），（ＸＲ_i,j，ＹＲ_i,j），（ＸＳ_i,j，ＹＳ_i,j）
は（数６）を用いて算出される。

【００４８】

【数６】

【００４９】座標値算出回路５２は、（数５）および
（数６）の演算処理を行うことにより、高密度化画像信
号５００中の各画素の座標値５２０を算出する。

【００５０】整数化回路５３は、実数値である座標値５
２０を整数化し、整数座標値５３０を出力する。実数の
座標値５２０を（Ｘ_real，Ｙ_real），整数座標値５３０
を（Ｘ_int，Ｙ_int）とすると、整数座標値は、（数７）
を用いて算出される。（数７）において［］は、小数
点を切り捨てる演算を示す。

【００５１】

【数７】

【００５２】（数７）において、０．５を加算した後に
小数部切り捨て処理をすることは、四捨五入することと
等価である。

【００５３】アドレス生成回路５４は、整数化座標値５
３０を画像メモリ６のアドレス５４０に変換する。図１
１に画像メモリ６のアドレス配置を示す。画像メモリ６
はＸ方向にＭ画素、Ｙ方向にＮ画素のページメモリであ
る。画像メモリの左上の画素のアドレスは０，右上のア
ドレスはＭ−１、右下のアドレスはＭＮ−１である。整
数化座標値５３０を（Ｘ_int，Ｙ_int）とすると、画像メ
モリのアドレスＡＤＲは（数８）により算出される。

【００５４】

【数８】

【００５５】誤差算出回路５５には、実数の座標値５２
０と整数座標値５３０が入力され、座標値５２０が整数
化されたために生じる座標誤差５５０を出力する。Ｘ方
向の座標誤差をＥｘ、Ｙ方向の座標誤差をＥｙとする
と、座標誤差（Ｅｘ，Ｅｙ）は、（数９）により算出さ
れる。

【００５６】

【数９】

【００５７】ＥｘおよびＥｙは、０から０．５の値をと
る。比較回路５６は、座標誤差５５０のＥｘおよびＥｙ
と、あらかじめ決められた値を比較する。比較回路５６
は、ＥｘおよびＥｙが共に前記値より小さいとき、
「１」になる信号５６０を出力する。

【００５８】アクセス回路５７は、バス６００を介して
画像メモリ６をアクセスする。画像メモリ６のアドレス
は、アドレス５４０により指定される。アクセス回路５
７による高密度化画像信号５００の画像メモリ６への格
納は、信号７０１が「０」かつ信号５６０が「１」であ
るときのみ行われる。すなわち高密度化画像信号５００
内のある画素の画像メモリ６への写像は、その画素が新
規走査領域に含まれる画素でかつ座標誤差が所定値より
小さいという条件を満たしたときのみ行われる。前記条
件を満たさない画素は画像メモリ６への写像は行われな
い。

【００５９】図１２は、高密度化画像データ５００の画
像メモリ６への写像動作の説明図である。図１２（ａ）
は、高密度化画像データ５００を示す。図１２（ａ）に
おいて、黒ドットは、各画素の座標値を示している。高
密度画像データ５００の画素密度は、最小１６画素／ｍ
ｍである。図１２（ｂ）は、画像メモリ６の画素を示
す。図１２（ｂ）において、黒ドットは画素Ｗの座標値
を示す。距離Ｕは、比較回路４の比較回路５６で用いら
れる所定値を示している。画像メモリ６は、画素密度が
８画素／ｍｍの画像データを格納する。図１２（ｃ）
は、高密度化画像データ（図１２（ａ））と、画像メモ
リの画素（図１２（ｂ））を同一の座標系で重ねた例で
ある。図１２（ｃ）の場合、高密度画像データの画素
Ｐ，Ｑ，ＲおよびＳの各座標値は、領域Ｔの外側にある
ので、画素Ｐ，Ｑ，Ｒ，Ｓいずれも画像メモリの画素Ｗ
には写像されないことになる。すなわち、画像メモリ６
中に、原稿読み取り領域であるにも関わらず、写像され
ない画素（写像抜け画素）が存在することになる。写像
抜け画素は、領域Ｔを広げることにより無くすことがで
きる。しかし、領域Ｔを広げると写像時の座標誤差が大
きくなるので、画像メモリに写像された画像の歪みが大
きくなる。画像の歪みの点からいうと、領域Ｔは狭い程
良い。

【００６０】写像抜け画素を無くすための、距離Ｕの限
界値Ｕ_maxは、画像メモリの画素ピッチを単位として
（数１０）で表せる。本実施例の場合、画像メモリの画
素密度は８画素／ｍｍであるので、単位は１／８ｍｍと
なる。

【００６１】

【数１０】

【００６２】距離Ｕを０．３５とすることにより、写像
抜け画素を無くすことができる。ある程度の写像抜け画
素の発生を許容して、画像ひずみを低減することを重点
とする場合は、距離Ｕは０．３から０．３５の範囲に設
定すればよい。距離Ｕを０．３以下にすると、写像抜け
画素が多発し、再現画像の画質が著しく低下する。

【００６３】位置ずれ検出回路７の動作説明に戻る。図
８は相関テーブルの説明図である。画像相関回路７２に
ついて図８を主に用いて説明する。図８（ａ）は相関処
理の対象となる相関位置の説明図、図８（ｂ）は相関テ
ーブルの説明図である。位置補正回路７４に入力される
ｉライン目の走査位置座標３００をＰ１０（Ｘ１，Ｙ
１）、Ｐ２０（Ｘ２，Ｙ２）とし、位置補正量７０３を
△Ｘoffset_i、△Ｙoffset_iとする。位置補正回路７４
は、走査位置座標３００から（数１１）に基づいて補正
位置座標Ｐ１１（Ｘ３，Ｙ３）、Ｐ２１（Ｘ４，Ｙ４）
を算出する。

【００６４】

【数１１】

【００６５】重なり領域検出回路７１からの信号７０１
が「１」、すなわち被処理画素が重なり走査領域に含ま
れているときのみ、画像相関回路７２は被処理画素につ
いて相関値を算出し、相関テーブルの更新を行う。被処
理画素の座標に対応する画像メモリ６中の画素Ｐｎを着
目画素とする。相関値の算出は、被処理画素の座標を微
少値増減した座標に対応する画像メモリ中の画素データ
と、被処理画素との画素データの差分値を算出すること
により行う。

【００６６】着目画素Ｐｎの座標を（Ｘｎ，Ｙｎ）、微
少座標値を△ｈｘ、△ｈｙとした場合、被処理画素の相
関値算出の対象となる画素データＰｈの座標（Ｘｈ_mn，
Ｙｈ _mn）は、（数１２）で算出される。

【００６７】

【数１２】

【００６８】ここで、ｍは−１、０、１、ｎは−１、
０、１の値をとる。また、［］は少数部を切り捨てる
整数化処理である。

【００６９】図８（ａ）では、Ｐ１２からＰ２２は、ｍ
＝１、ｎ＝１の場合の、相関値を算出する１ラインの位
置を示している。この相関値算出の対象座標に対応する
相関テーブルをｈ（ｍ，ｎ）とすると、図８（ｂ）に図
示する相関テーブルが作成できる。

【００７０】高密度化画像信号５００の１ライン中の画
素番号をｊ、データ値をＤｎ_j、画像メモリ６中の相関
値算出の対象となる画素データをＤｈ_jmnとすると、各
相関テーブルの値ｈ（ｍ，ｎ）は、（数１３）によって
算出される。ここで、ｈｏ（ｍ，ｎ）は画素番号ｊ−１
までの相関値計算で生成された相関値テーブルの値であ
る。１ラインの相関値計算を開始する前に、相関テーブ
ルの値は全て０に初期化される。

【００７１】

【数１３】

【００７２】画像相関回路７２は、上記の相関値計算
を、高密度化画像信号中の１ラインの全ての画素につい
て行うことにより相関テーブルを完成する。

【００７３】さらに、画像相関回路７２は、１ラインの
相関値の計算が終了した時点で、ｈ（ｍ，ｎ）の最小値
を保持する（ｍ_min，ｎ_min）を検索し、オフセット値７
０２として出力する。相関テーブル中に複数の最小値が
存在し、その最小値に（ｍ_mi _n，ｎ_min）＝（０、０）が
含まれる場合、（０，０）の最小値が優先して用いられ
る。相関テーブル中の相関値ｈ（ｍ_min，ｎ_min）が最も
小さいと言うことは、（△ｈｘ×ｍ_min，△ｈｙ×
ｎ_min）の微少値を各画素の座標に加算して写像する
と、画像メモリ中の画像とこれから写像しようとするラ
インの画像とが、最もよく一致することを示している。

【００７４】補正量算出回路７３は、オフセット値７０
２（ｍ_min，ｎ_min）を用いて（数１４）に示す演算を行
う。

【００７５】

【数１４】

【００７６】（数１４）において、サフィックスｉは、
高密度化画像データ５００のｉライン目の相関テーブル
完成時の位置補正量７０３を表す。位置補正回路７４
は、走査位置座標３００に（△Ｘoffset_i，△Ｙoffse
t_i）を加算することにより、走査位置座標３００の補正
を行い、補正位置座標７１０を出力する。

【００７７】本実施例では相関対象画素位置を９箇所と
したが、位置ずれ量が大きい場合には、より多くの相関
対象画素位置を多くしても良い。位置ずれ量が小さく、
１ライン毎に位置ずれ検出及び位置補正を行う必要がな
ければ、１ライン毎に相関テーブルを作成せず、１６走
査ライン間隔で位置ずれの補正を行っても良い。

【００７８】また、画像相関回路７２は、図９に図示す
るように、走査位置座標Ｐｓ−Ｐｅに対し、微少角△φ
を振った傾き方向の相関座標Ｐｓ（±△φ）−Ｐｅ（±
△φ）に対しても相関処理を加えて行うことで、より精
度のよい位置ずれ補正を実現することができる。この場
合、本実施例の相関テーブル値ｈ（ｍ，ｎ）と組み合わ
せると、相関テーブル値はｈ（ｌ，ｍ，ｎ）となる。ｌ
は−１，０，１の値をとる。角度方向に３通り、位置方
向に９通りの計２７通りの相関テーブルが作成できる。
相関テーブルの最小値がｈ（ｌ，ｍ，ｎ）の場合、角度
の補正量△φoffset_iはｌ・△φの計算により生成され
る。ここで△φは０．２度とする。

【００７９】なお、本実施例では、車輪の回転軸のみで
なくエンコーダの軸も、イメージセンサの読み取りライ
ンと同一直線上に配置しているが、エンコーダ軸は、前
記直線上になくとも良い。また、本実施例では、車輪軸
とエンコーダ軸との連結は、ギアで行っているが、ベル
トを用いても良いし、車輪軸とエンコーダ軸とを直結し
ても良い。さらに、車輪又はイメージセンサを、バネを
用いて原稿に押圧する機構を画像読み取り部に付加して
もよい。

【００８０】

【発明の効果】以上のように本発明は、イメージセンサ
両端部の画素の座標値を、各車輪の座標値から容易にか
つ精度よく計算することができる。さらに、エンコーダ
が車輪の回転方向に応じて位相が変化する２系統のパル
スを出力するので、手動走査方向が変化しても読み取り
画像を正常に画像メモリ上に再現できる。加えて、原稿
面に接触する光ファイバアレイを備えるイメージセンサ
を用いることにより、エンコーダを含む画像読み取り部
の大きさを、大幅に小型化できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例における画像入力装置のブロッ
ク図

【図２】位置検出回路３の動作説明図

【図３】ラインイメージセンサ１の両端部読み取り画素
の座標算出の説明図

【図４】ラインイメージセンサ１の走査領域の説明図

【図５】位置ずれ検出回路７のブロック図

【図６】写像回路５のブロック図

【図７】画像メモリ６の説明図

【図８】相関テーブルの説明図

【図９】角度補正の説明図

【図１０】画素密度変換の説明図

【図１１】画像メモリ６のアドレス配置図

【図１２】高密度化画像データ５００の画像メモリ６へ
の写像動作の説明図

【図１３】ラインイメージセンサの断面図

【図１４】本発明の画像入力装置の構成図

【図１５】従来の画像入力装置の概略構成図

【図１６】イメージセンサ１１の断面図

【図１７】イメージセンサ端部画素の座標値算出の説明
図

【符号の説明】

１ラインイメージセンサ２ａエンコーダ２ｂエンコーダ３走査位置検出回路５写像回路６画像メモリ９０，９０’ 車輪９２，９２’９３，９３’ ギア９１，９１’ 車輪の回転軸９４，９４’ スリット付き円板９６光センサ９７イメージセンサ１の読み取りライン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ▲たか▼橋直樹大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (72)発明者横山嘉広大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】原稿を手動により走査して画像を読みとる
画像入力装置において、原稿を照明する光源と、原稿からの反射光を画像データ
に変換するラインイメージセンサと、前記画像データを所定の画素密度で記憶する画像メモリ
と、それぞれが独立に原稿面に接して回転し、同一直線上に
回転軸を持つ２つの車輪と、それぞれの前記車輪の回転に対応してパルスを出力する
２つのエンコーダと、前記エンコーダからのパルス数に基づき前記画像データ
の各画素の原稿上での座標値を、前記所定の画素密度を
単位として算出する座標計算手段と、前記座標値を前記画像メモリのアドレスに変換して、前
記画像データ中の各画素データを前記アドレスに格納す
る手段を備え、前記ラインイメージセンサが読みとる原稿上のライン
と、前記２つの車輪の原稿とのそれぞれの接点を結ぶ直
線が重なるようしたことを特徴とする画像入力装置。
【請求項２】前記エンコーダは位相の異なる２系統のパ
ルスを出力することを特徴とする請求項１記載の画像入
力装置。
【請求項３】前記所定の画素密度は前記ラインイメージ
センサの読み取り画素密度と等しいことを特徴とする請
求項１記載の画像入力装置。
【請求項４】前記ラインイメージセンサは光ファイバア
レイを備え、前記光ファイバアレイは原稿面に接触する
ことを特徴とする請求項１記載の画像入力装置