JPH09121268A

JPH09121268A - 画素位置誤差校正装置および原稿走査速度校正装置

Info

Publication number: JPH09121268A
Application number: JP7275787A
Authority: JP
Inventors: Koichi Noguchi; 浩一野口; Shinichiro Wada; 真一郎和田
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1995-10-24
Filing date: 1995-10-24
Publication date: 1997-05-06

Abstract

(57)【要約】【課題】斜線の繰り返しのパターンに傾きがあって
も、簡単な構成でパターンの傾きを校正もしくは補正す
ることができる画素位置誤差補正装置を提供する。【解決手段】走査方向に対して傾きを有する線の等ピ
ッチの並びで構成されたパターン３０と、前記パターン
３０を読み取る光電変換部１と、光電変換部１により得
られた前記パターン３０の画像データに順次ウインドウ
Ｗを設定して重心を計算する手段とを備え、前記パター
ン３０のピッチ間隔を測定し、測定したピッチ間隔によ
って当該測定した画素の位置誤差を補正する。これらの
処理は、位置誤差測定部４、位置誤差補正部１０および
制御部５で実行される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、斜線を使って画
像データの位置ずれや原稿の走査速度を校正する装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】線を使用して画像データの読取位置の誤
差を検出する装置としては、例えば日本機械学会第７１
期通常総会講演会講演論文集（ＩＶ）で発表された「高
精細画像入力装置の開発」が知られている。ここでは、
副走査方向に並べて配置された等ピッチラインのテスト
チャートを読み取った画像、すなわち、副走査方向のラ
イン間隔で離散化された画像データに対して補間演算を
行い、演算された結果から等ピッチラインの黒線、白線
の中心位置を求め、テストチャートの基準ピッチとの差
を読み取ることで装置の振動などに起因する画像データ
の読み取り位置を誤差を検出するようになっている。

【０００３】また、特開平６−２９７７５８号公報に記
載された「走査線ピッチ計測方向」も公知である。この
技術は、等ピッチパターンのデータを書き込んだハード
コピーのパターンを読み取ってハードコピー装置の書き
込みの走査線のピッチむらを計測するようになってい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、いずれの従来
例においても、読み取った画素データの位置ずれの校正
や原稿の走査速度の校正までは配慮されていなかった。

【０００５】本発明は、このような背景に鑑みてなされ
たもので、その目的は、線、特に斜線の繰り返しのパタ
ーンに傾きがあっても、簡単な構成でパターンの傾きを
校正することができる画素位置誤差校正装置を提供する
ことがある。

【０００６】また、他の目的は、線、特に斜線の繰り返
しのパターンを読み取ったときに読取速度の変動によっ
て生じる読み取ったパターンの傾きを校正することがで
きる原稿走査速度校正装置を提供することにある。

【０００７】他の目的は、位置誤差や速度の測定に際
し、測定の遅延時間を小さくすることができる画素位置
誤差校正装置および原稿走査速度校正装置を提供するこ
とにある。

【０００８】さらに他の目的は、簡単な演算で精密に斜
線の重心のクロック系列上の位置を決定することのでき
る画素位置誤差校正装置および原稿走査速度校正装置を
提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、第１の手段は、走査方向に対して傾きを有する線の
等ピッチの並びで構成されたパターンと、前記パターン
を読み取る光電変換手段と、光電変換手段により得られ
た前記パターンの画像データに順次ウインドウを設定し
て重心を計算する手段とを備え、読取装置の画素の位置
誤差を補正する画素位置誤差校正装置において、前記パ
ターンのピッチ間隔を測定する手段と、前記測定する手
段によって測定したピッチ間隔によって前記測定した画
素の位置誤差を校正する手段とを備えていることを特徴
とする。

【００１０】第２の手段は、第１の手段におけるピッチ
間隔を測定する手段が、繰り返す斜線に対して共通にあ
らかじめ設定された主走査方向の重心のクロック系列上
の位置を求める処理を斜線ごとに繰り返す手段と、前後
の斜線の主走査方向の重心のクロック系列上野位置から
斜線の間隔をクロック系列上の距離として求める手段と
を含んでなることを特徴とする。

【００１１】第３の手段は、第２の手段における繰り返
す斜線に対して共通にあらかじめ設定された主走査方向
の重心のクロック系列上の位置を求める処理を実行する
手段が、あらかじめ設定された重心の値と設定されたウ
インドウごとに計算される重心の値との大小を比較する
手段と、前記比較する手段の大小比較により大小の関係
が変化する直前および直後の値を持つウインドウの重心
とそれらの読取クロックから前記あらかじめ設定された
主走査方向の重心のクロックの系列上の位置を補間法に
よって求める手段を含んでなることを特徴とする。

【００１２】第４の手段は、第１の手段における画素の
位置誤差を校正する手段が、斜線のピッチ間の移動距離
を求める手段と、前記移動距離と斜線パターンの繰り返
しピッチの比を演算する手段と、前記演算をして求めた
比により前記ピッチ間を走査中に得た画素の位置誤差を
補正する手段と含んでなることを特徴とする。

【００１３】第５の手段は、走査方向に対して傾きを有
する線を等ピッチで平行に並べて形成されるパターン
と、当該パターンを読み取る光電変換手段と、当該光電
変換手段により得られた前記パターンの画像データに順
次ウインドウを設定して重心を計算する手段とを備え、
光電変換手段によって走査する原稿の走査速度を校正す
る原稿走査速度校正装置において、前記パターンのピッ
チ間隔を測定する手段と、前記測定する手段によって測
定したピッチ間隔によって前記光電変換手段による原稿
の走査速度を校正する手段とを備えていることを特徴と
する。

【００１４】第６の手段は、第５の手段におけるピッチ
間隔を測定する手段が、繰り返す斜線に対して共通にあ
らかじめ設定された主走査方向の重心のクロック系列上
の位置を求める処理を斜線ごとに繰り返す手段と、前後
の斜線の主走査方向の重心のクロック系列上の位置から
斜線の間隔をクロック系列上の距離として求める手段と
を含んでなることを特徴とする。

【００１５】第７の手段は、第６の手段における前記繰
り返す斜線に対して共通にあらかじめ設定された主走査
方向の重心のクロック系列上の位置を求める処理を繰り
返す手段が、あらかじめ設定された重心の値と設定され
たウインドウごとに計算される重心の値との大小を比較
する手段と、前記比較手段の大小比較によって大小の関
係が変化する直前および直後の値を持つウインドウの重
心とそれらの読取クロックとから前記あらかじめ設定さ
れた主走査方向の重心のクロックの系列上の位置を補間
法によって求める手段とを含んでなることを特徴とす
る。

【００１６】第８の手段は、第５の手段における原稿の
走査速度を校正する手段が、斜線のピッチ間の移動距離
を求める手段と、前記移動距離と斜線パターンの繰り返
しピッチとの比を演算する手段と、前記演算する手段に
よって求めた比により前記ピッチ間を走査する速度を補
正する手段とを含んでなることを特徴とする。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明の
実施の形態について説明する。

【００１８】１．測定原理図１は、本願の前提となる位置誤差の測定における測定
原理を典型的な場合を前提にして説明するための図であ
る。図の主走査と書いた矢印１０１は線順次で画像を読
み取る装置が同時に読み取る１ラインの画像の画素の並
びと、この並列のデータを直線のデータに変換したとき
の時間軸上の順序を示す。図の副走査と書いた矢印１０
２は主走査の１列が読み取る範囲を順次移動させながら
読み取って行く方向を示している。移動する手段として
は、原稿の画像を光電変換素子に投影するミラー、照明
ランプなどを機械的に移動させるもの、原稿を移動させ
るもの、光電変換素子とその結像光学系を一体にして移
動させるものなどがある。ここではこの主走査方向と副
走査方向に平行な線で囲まれたそれぞれの４角形を画素
ということにする。画素によって構成される平面は、原
稿の画像を電気信号に変換されたデータが原稿の画像の
写像がそのまま並んでいるというイメージでとらえるこ
とができ、ビットマップということもある。読み取り装
置からリアルタイムで出力されるときには、主走査、副
走査の方向が時間的な順序を示すが、出力されたデータ
をメモリに取り込んだ状態では、それぞれの画素を任意
にアクセスすることも可能であり、主走査、副走査、時
間の順序にとらわれない扱いも可能になる。

【００１９】図１は主走査と副走査の画素サイズが等し
い場合で、副走査方向の走査速度が変動するときと、一
定速度で４５°の斜線を読み取るときに光電変換装置に
投影されるが、像を全く劣化のないかたちでビットマッ
プに対応させて示したものである。すなわち、ａは副走
査方向の読み取りのタイミングを制御するクロックに対
応する所定の一定速度で走査したときで、ビットマップ
にも４５°の像ができる。ｂは速度が変動するときの像
で、速度に応じて傾きが異なってくる。

【００２０】つまり、Ａ−Ｂは副走査方向の走査速度が
０のときで、副走査方向の読み取りのタイミングを制御
するクロックにより副走査方向のビットマップのアドレ
スが進んでも原稿を読み取っている位置が変わらないた
め、副走査方向に平行な線になってしまう。

【００２１】Ｂ−Ｃは副走査方向の走査速度が所定の速
度の１／２のときで、ビットマップのアドレスが進んで
も、その半分しか進まない位置の画像を読んでいること
になり、画像の副走査方向の線との角度はｔａｎθ＝
０．５から、約２６．５７°である。

【００２２】Ｃ−Ｄは所定の速度で走査しているとき
で、傾きは４５°である。同様にＤ−以降は走査速度が
１．５倍の場合で、その角度は約５６．３１°である。
つまり、走査速度によって像の傾きが異なること、言い
換えれば斜線の主走査方向への移動量が、副走査方向の
移動速度に対応することを測定原理として副走査方向の
移動速度のムラ、ミラー、レンズ、光電変換装置の振動
などに起因するビットマップ画像の画素の位置誤差を計
測するものである。

【００２３】以上、正方形の画素を持ち、４５°の線を
使用した場合で説明したが、画素が正方形でなく、例え
ば、主走査の分解能４００ｄｐｉ、副走査の分解能６０
０ｄｐｉといった読み取り装置の画像データに適用する
こともでき、４５°以外の斜線を用いても同様に、斜線
の画像の主走査方向への移動量が副走査方向の読み取り
方向の速度に依存するという関係は成立するので、画素
の位置誤差を計測することができる。

【００２４】２．システム構成図２は、本実施の形態に係る位置誤差測定装置のシステ
ム構成の一例を示すブロック図で、画像読取装置への付
加機能として組み込み、リアルタイムでがその位置誤差
を測定するものである。すなわち、このシステムは光電
変換部１、Ａ／Ｄ変換部２、シェーディング補正部３、
位置誤差測定部４、位置誤差補正部１０および制御部５
から基本的に構成されている。

【００２５】光電変換装置１は、例えばラインＣＣＤ
で、ＣＣＤの受光部に結像された原稿の画像と測定した
後述の測定用パターン３０（図１１、図１５）の画像が
電気信号に変換される。電気信号に変換された画像はＡ
／Ｄ変換部（器）２でデジタルの多値の画像データに変
換される。変換されたデータは、照明の不均一さ、レン
ズの周辺光量の低下、光電変換装置の画素間の感度の違
いなどをシェーディング補正部３でシェーディング補正
する。シェーディング補正には光電変換装置１で読み取
った後述の基準濃度板２９（図１３、図１４）のデータ
が使用される。シェーディング補正された画像データ
は、位置誤差測定部（回路）４に入力され、後述のよう
にして位置誤差を測定し、測定結果を位置誤差補正部１
０に出力する。位置誤差補正部１０は画像データ（ビデ
オ信号）とともに位置誤差信号６を受け取り、補正に必
要な所定ライン数の画像データと、それらの隣接するラ
イン間の誤差信号を順次メモリに保持する。そして、メ
モリのデータを使用し、補正を行う対象のラインの前後
の画像データと誤差データにより、本来あるべき位置の
画像データを読み取った画像の値に基づいた補間法によ
ってライン上の画素ごとの値を計算し、補正したライン
の画像データをラインごとにビデオ信号７として出力す
る。処理が済んでデータが不要になったメモリには次の
データを保持し、順次処理を繰り返すことによって原稿
の全面の画像を処理して出力する。それぞれの機能ブロ
ックは、制御部５によってタイミングの制御、動作条件
の設定などがなされ、相互に関連して動作する。なお、
符号８は制御部５に対して送受信されるビデオ制御信号
である。なお、以下の説明において、特に位置誤差測定
部４もしくは位置誤差補正部１０と明示していない制御
または処理は、これらの各部４，５の処理に基づいて、
もしくはこれらと協働して制御部５であらかじめ設定れ
たプログラムに基づいて実行される。

【００２６】３．位置誤差測定処理図３は図１と同様のビットマップに斜線の画像データａ
があるときの位置誤差の測定を行うときの処理を説明す
るためのものである。Ｗ₁は画像データの位置を求める
ための演算を行う１１×３のウインドウである。ウイン
ドウ内のデータの位置を求めるため、主走査方向におけ
る重心を演算する。この演算では、順次ウインドウの位
置をＷ₂,Ｗ₃・・・と移動させながら重心を求める。重
心の主走査方向の位置は４５°の線の場合、画素の位置
がなんらかの誤差要因で移動することがなければ、ウイ
ンドウを図のように移動させた場合、主走査方向に１画
素分ずつ移動するはずである。画素の移動量が１画素分
と異なる場合は、何らかの原因で画素の位置が変動した
ことになり、位置誤差を求められる。位置誤差の主要な
要因が副走査方向の走査速度のムラによることが分かっ
ている場合には、位置誤差のデータか速度ムラにデータ
を変換することは容易である。また、このウインドウの
移動に際しては、制御部５にあらかじめ基準となる画素
の移動量が記憶され、その記憶された移動量に基づいて
移動するので、実際の画素の位置誤差データもしくは速
度ムラのデータから位置誤差の校正や走査速度の校正が
可能になる。

【００２７】重心を求めるのに周辺の画素のデータを含
む多数の画素データを使っているので、ＣＣＤ固有のノ
イズを始めとしてさまざまなノイズが画像データに含ま
れるが、重心を求める過程でノイズの影響が軽減され、
Ｓ／Ｎの高い測定が可能になっている。通常、ウインド
ウの画素の数が多いほどＳ／Ｎは高くなる。

【００２８】ウインドウの形状は主走査方向の重心を求
めることから、主走査側に大きいことが望ましい。副走
査方向は１としても測定可能である。

【００２９】図４は斜線の数が複数あって複数の斜線を
使用して位置誤差を測定する場合のウインドウの移動と
それに伴う処理を説明するものである。図３の例と同様
にウインドウを順次移動させ、あらかじめ設定したおい
たＷ_nに達したとき、その次のウインドウとしてＷ_n+1
に移動させる。移動する前後の斜線のパターンａ₁とａ
₂の間隔は測定用チャートを作成する段階で決めてお
き、その間隔の値を主走査方向の重心の移動を計算する
ときに補正する。Ｗ_n+1、Ｗ_n+2、Ｗ_n+3・・・と移動
させる。パターン間の間隔を画素サイズの整数倍に設定
しておくと、ウインドウをジャンプさせたときの補正が
簡単であり、測定に先立って測定装置にこの補正量を入
力するときにも便利である。

【００３０】この例ではウインドウを１画素ずつ移動さ
せているが、画素の位置誤差を起こす原因となる振動な
どの周波数帯域が低い場合は、ウインドウを２画素以上
ずつ移動させても良い。こうすることによって測定に要
する時間短くすることができる。

【００３１】また、複数の斜線を使って位置誤差を測定
するようにすれば、読み取り装置の読み取り範囲が縦長
であっても副走査方向の全域にわたっての測定が可能に
なる。さらに、主走査方向の狭い幅の中だけで測定する
ようにすれば、主走査方向における中央部とか、手前と
か、奥側とかに分けて位置誤差を測定することも可能に
なる。

【００３２】これらの図からも明らかなように、本願で
は高い分解能で位置誤差を測定する場合でも、それに応
じて斜線のパターンを細くする必要は全くなく、システ
ムのＭＴＦの制約の影響を受けない幅の広いパターンを
使うことができるという特徴がある。幅の広いパターン
を使えば、それに応じてウインドウも大きくなり、結果
として測定の精度を上げることができる。なお、処理速
度、リアルタイム処理を行う場合は、バッファのサイ
ズ、回路規模の経済性などとのバランスでパターンの幅
を設定すればよい。

【００３３】なお、他の例として、幅の広い線のパター
ンを用い、どちらか片側のエッジのデータによっても同
様に位置誤差を測定することが可能である。

【００３４】また、副走査の読み取りタイミングと斜線
との関係は常に同じであるから、前述の公知例のように
副走査方向に並べられた等間隔の白黒のパターンでは避
けることのできないモアレの問題を回避することがで
き、高精度な位置誤差の測定を可能にしている。

【００３５】４．ウインドウのデータと重心の計算図５はウインドウのデータと、斜線のパターンの関係を
示すものである。ウインドウの各画素には斜線のパター
ンを読み取って得られる画像データの値が記入されてい
る。画像データの値は８ビットのデジタルデータで、１
０進法で表すと０〜２５５の値を取ることができる。図
の値は画像のデータを１０進法で表記した値である。

【００３６】主走査方向の重心を計算するには、各列ご
とにデータの和を求める。これを右側からｂ₀,ｂ₁,・・
・ｂ₁₀とすると、それぞれ１４、３７、１５０、３４
５、５６２、５９０、４２７、２０２、５０、１８、１
３である。各画素の主走査方向の中心の座標を左から順
に０〜１０とし、重心の主走査方向の位置をｍとする
と、ｍの周りのモーメントは０となるので、ｂ₀（ｍ−０）＋ｂ₁（ｍ−１）＋・・・ｂ₁₀（ｍ−１０）＝０が成り立ち、数値を入れて計算すると、ｍ＝４．６６７が得られる。

【００３７】重心を求めるのは、補間などの前処理を必
要とせず、演算の簡素化、高速化に有用である。画像の
位置を求めるのは、各列ごとのデータの和の並びから、
補間により所定の分解能のデータ列を得て、そのデータ
からピーク値の存在する位置を求める方法を使うことも
できる。

【００３８】次に、複数本の斜線から成るチャートの重
心を計算する場合について説明する。図４に示すように
複数本から成る斜線の重心を計算する場合、同一線上の
線では問題とならないが、違う線にウインドウが移動し
たときには移動前と移動後では斜線の主走査方向の間隔
が丁度、整数画素数でない限り重心の値が異なるので、
補正しなければならない。一例として図４に示す斜線ａ
₁のウインドウＷ_nの重心の値Ｒ_nが４．６５となり、
次の斜線ａ₂に移動した場合のウインドウＷ_n+1の重心
の値Ｒ_n+1が４．３８、ウインドウＷ_n+2の重心の値Ｒ
_n+2が４．４０、ウインドウＷ_n+3の重心の値Ｒ_n+3が
４．４１となった場合、ウインドウが移動したラインに
おける重心の差ΔＲを計算する。すなわち、 ΔＲ＝Ｒ_n−Ｒ_n+1＝４．６５−４．３８＝０．２７となる。

【００３９】この値ΔＲを斜線ａ₂の重心の値に加算
し、この加算結果を重心の値として位置誤差を求める。
この場合、ウインドウＷ_n+2の重心の値Ｒ_n+2、ウイン
ドウＷ_n+3の重心の値Ｒ_n+3は、Ｒ_n+2＝Ｒ_n+2＋ΔＲ＝４．４０＋０．２７＝４．６７Ｒ_n+3＝Ｒ_n+3＋ΔＲ＝４．４１＋０．２７＝４．６８となる。したがって、このように複数本の斜線から成る
チャートを使用しても、連続して高精度で位置誤差を測
定することができる。但し、斜線ａ₂のウインドウＷ_n
から斜線ａ₂のウインドウＷ_n+1に移動する場合、斜線
ａ₁、ａ₂は主走査方向に同時に存在しなければならな
い。

【００４０】図６は斜線の配置関係を示し、長さＬ₁の
複数の斜線が主走査方向に対して角度θで配置され、主
走査方向の斜線の始点と終点の位置が同一の場合、主走
査方向の斜線間隔をＬ₂とすると、Ｌ₂＜Ｌ₁×cos θ ・・・（１）の関係が成り立つように斜線を配置すれば、斜線は主走
査方向には重なるので、ウインドウを主走査方向に移動
して次の斜線の重心を連続して測定することができる。
ここで、斜線の長さＬ₁と斜線の始点、終点の主走査方
向の位置は式（１）の大小関係が大きいほど精度を必要
としなくなる。

【００４１】次に、主走査方向の斜線の画像の移動量
と、副走査方向の画素の位置誤差の関係について説明す
る。本実施例では副走査方向の画素の位置誤差を測定す
るために、斜線を読み取った画像の主走査方向への画像
位置の移動を見ている。正方形の画素であって４５°の
斜線を使って測定する場合には、前述したように主走査
方向の移動量のウインドウ間における偏差がそのまま副
走査方向の位置誤差となる。しかし、正方形の画素でな
い場合、斜線の角度が４５°でない場合には、換算を行
って副走査方向の位置誤差を得る必要がある。

【００４２】次に、副走査方向の原点位置を検出する処
理について説明する。図７（ａ）は斜線パターンとその
主走査方向、副走査方向を示し、一番左の斜線は位置誤
差の測定と原点位置の決定の両方に用いられる。また、
斜線に重なっている矩形は重心測定用のウインドウを示
している。図７（ｂ）は副走査方向の読み取りクロック
を示し、このクロックは制御部５内の水晶振動子による
発振を基にして生成されたタイミング信号であり、キャ
リッジの速度変動には依存しない。なお、図示の波形は
クロックの波形ではなく、立ち上がりまたは立ち下がり
エッジである。

【００４３】図７（ｃ），（ｄ），（ｅ）はそれぞれ
Ｒ，Ｇ，Ｂの読み取り信号のタイミングを示し、タイミ
ングがずれている理由は、Ｒ，Ｇ，Ｂの各ラインセンサ
が副走査方向に離れて配置されているためである。Ｒ，
Ｇ，Ｂの各信号において実線で示す先端位置はコンタク
トガラス２１上の原稿の先端位置を示し、また、それよ
り前の位置において破線で示した理由は、キャリッジが
原稿の先端位置に到達する前においても、各色のセンサ
により読み取られた斜線の画像データに基づいて位置誤
差の測定と原点位置の決定を行っていることを説明する
ためである。

【００４４】通常、読み取り装置が読み取りを行う特定
の位置とクロックは同期関係にないので、読み取り位置
とクロックの位相は一致しない。本実施例では、読み取
りを行う特定の位置をクロックの間隔以下の精度で決定
するために、原稿先端より上流であって原稿先端の近傍
に設けられた斜線パターン３０に対して重心測定用ウイ
ンドウを設定し、斜線パターン３０の主走査方向の重心
を求めて原点位置Ａとして設定する。この重心位置Ａは
形状として設定されるものではなく、重心を計算したと
き得られる値Ａを重心と定義するものであり、この値は
制御部５内のメモリに保持される。図７ではこの値に相
当する位置が同じ記号Ａで示されている。

【００４５】この重心を測定するために、図７に示すよ
うなウインドウが設定され、このウインドウが斜線の角
度方向に移動されて各ウインドウ毎に主走査方向の重心
が計算される。この計算された各ウインドウ毎の重心
は、制御部５内のメモリに保持されている重心Ａと比較
され、重心Ａを越えるまで続けられ、重心Ａを越える前
後のウインドウの重心とその時のクロックがメモリに保
持される。

【００４６】図８は重心Ａを決定する場合の計算内容を
示し、重心Ａを越える前後のウインドウの重心をそれぞ
れｇ_n-1、ｇ_nとし、その時のクロックをｎ−１、ｎと
して直線近似で求める。この計算では端数がでることが
あるので、画素位置の補正を簡略化するためにクロック
間隔の１６分の１で丸めを行っている。したがって、こ
の装置に固有の重心位置Ａが副走査方向のラインクロッ
クの１６分の１の精度で求められ、図の例ではクロック
ｎ−１からクロックｎまでの１２／１６の位置で重心Ａ
が求められる。

【００４７】図９はこの重心Ａの位置を決定するための
処理を示し、先ず、第１キャリッジがホームポジション
ＨＰから離れたて読み取りを開始したか否かチェックし
（ステップＳ１１）、読み取りを開始すると重心測定用
ウインドウを設定してそのウインドウの重心が重心Ａを
越えるか否かチェックし、越えるまでチェックを続ける
（ステップＳ１２）。そして、設定したウインドウの重
心が重心Ａを越えるとその前後のクロックにおける重心
位置を取得し、重心Ａを更新する（ステップＳ１３）。
このようにして原稿の先端位置に先立って求められた原
点位置は、原稿の読み取り画素の副走査方向の位置誤差
を補正するために用いられる。

【００４８】５．斜線の幅重心を計算するに当たり、斜線の幅はデータをきちんと
読み取れるものであれば問題ないが、画素が正方形で、
斜線の角度が４５°であり、画像の走査速度を所定の目
標速度からのわずかなズレをより高精度で測定する場
合、斜線の主走査方向の幅を画素の整数倍にしておく
と、ウインドウを斜め方向に移動しても、斜線と画素の
関係は斜線の両側で同じになり、画像データの誤差要因
もバランスし、画像の位置を計算する精度を高めること
ができる。

【００４９】６．主走査方向の斜線の画像の移動量と副
走査方向の画素の位置誤差の関係この実施の形態では、副走査方向の画素の位置誤差を測
定するために、斜線を読み取った画像の主走査方向へ画
像の位置の移動を見ている。正方形の画素で４５°の斜
線を使って測定する場合には、これまでの説明で明らか
なように、主走査方向の移動量のウインドウ間における
偏差がそのまま、副走査方向の位置誤差になる。画素が
正方形でない場合、斜線の角度が４５°でない場合に
は、換算をして副走査方向の位置誤差を得る必要があ
る。

【００５０】７．測定の処理手順図１０は、測定の処理手順を示すフローチャートであ
る。この処理手順では、まず、計算するウインドウの位
置を示すＷ．Ｐ．（ウインドウポインタ）をセットし
（ステップＳ２１）、次に、Ｗ．Ｐ．で指示されるウイ
ンドウのデータを取り込み（ステップＳ２２）、取り込
んだデータの総和Ｖを計算する（ステップＳ２３）。そ
して、データの総和Ｖがあらかじめ設定したａとｂとの
間の値を持っているかどうかをチェックする（ステップ
Ｓ２４）。このチェックでａとｂとの間に入っていれ
ば、重心の計算を行い（ステップＳ２５）、さらに、重
心のずれを計算した（ステップＳ２６）後、次のＷ．
Ｐ．をセットする（ステップＳ２７）。その後、ステッ
プＳ２２に戻ってデータフェッチ以降の処理を繰り返
す。

【００５１】一方、ステップＳ２４で、データの総和Ｖ
がａとｂとの間に入っていなければ、ループから抜け出
し、処理を終了する。

【００５２】なお、ステップＳ２４で処理の総和をチェ
ックするのは、スタートのときにＷ．Ｐ．を誤ってセッ
トしたため、ウインドウ内に斜線のデータがないような
場合に、正しい測定がされていないのに、測定結果が出
力されるのを防止するという理由からである。また、測
定に使う斜線の長さを短くしておけば、斜線が途切れた
位置で打ち切ることができ、必要以上の測定を無駄を省
くことができる。

【００５３】８．測定に使用する標準チャート図１１に測定に使用するチャートの例を示す。図１１
（ａ）に示したのは、縦長の読み取り範囲の先端から後
端までの測定を可能にするためのチャートである。鎖線
Ｌ_Hは２本の斜線Ｌ₁，Ｌ₂が主走査のラインで見たと
きに重なりを持っていることを可能にすることを説明す
るための補助線である。重なりはウインドウを別の斜線
のデータを使うためにジャンプさせたとき、ウインドウ
内のデータが斜線の端部の影響を受けないことを保証す
るためのものである。

【００５４】図１１（ｂ）は、チャートの全面に斜線を
持ち、折り返しを使えば画面全体のどの位置でも画素の
位置誤差を計測できるようにするためのチャートであ
る。この場合も、特定の１本の斜線Ｌに注目して図１１
（ａ）のような計測にも使用することができる。しか
し、このチャートの場合には、他のパターンを入れて１
枚の画像データで何種類もの項目の画像評価をすること
には対応することはできない。

【００５５】図１１（ｃ）は中央を、図１１（ｄ）は中
央と左右の画素の位置誤差を測定するためのチャートで
ある。同図（ｃ）の斜線のパターンがある部分だけと切
りとったストリップ状のチャートを従来からあるテスト
チャートの所定の位置に張り付ける形で、画素の位置誤
差を測定するチャートを作ることもできる。あるいは、
このストリップ状のチャートをそのまま測定用のチャー
トとすることもできる。

【００５６】９．装置の概略構成図１２は、画像読取装置の概略構成を説明するための断
面図である。同図において、筐体２８の上面に、読み取
るための原稿を載せるコンタクトガラス２１が設けら
れ、当該コンタクトガラス２１は筐体２８に支えられた
状態になっている。コンタクトガラス２１の上面に画像
を下にして置かれた原稿は、照明光源２２によって照明
され、原稿の反射光は第１ミラー２３、第２ミラー２
４、第３ミラー２５及び結像レンズ２６によって光電変
換装置２７上の光電変換素子の受光面に投影され、原稿
の画像は電気信号に変換される。電気信号に変換された
データは所定の処理をした後、出力される。

【００５７】照明光源２２と第１ミラー２３は、図示し
ない第１キャリッジに取り付けられており、同じく図示
しない駆動装置によって原稿を線順次に読み取るため、
原稿面との距離を一定に保つ状態で移動する。第２ミラ
ー２４と第３ミラー２５は、図示しない第２キャリッジ
に取り付けられ、第１キャリッジの１／２の速度で第１
キャリッジと同様に移動する。このような構成で原稿を
走査することによってコンタクトガラス２１上の所定の
範囲の画像を線順次で読み取る。

【００５８】図１３は、図１２に示した画像読取装置の
平面図で、コンタクトガラス２１、筐体２８、シェーデ
ィング補正の基準データを光電変換部１に与えるための
基準濃度板２９、および読み取った画像データの画素の
位置誤差を測定するために設けられた測定用パターン３
０の配置の状態を示していている。ここで、基準濃度板
２９および測定用パターン３０が鎖線で示してあるの
は、光電変換装置で読み取れるように読取装置の外面に
は出ていないことを示すためである。特に図１５に示す
ように斜線Ｌを等ピッチで平行に並べて形成される測定
用パターン３０は画像データとともに光電変換装置２７
で読み込むので原稿と同様に光電変換素子の受光面に結
像する必要があり、コンタクトガラス２１の原稿が置か
れる面に設けられている。

【００５９】図１４は図１３において２点鎖線の円ＣＬ
で囲んだ部分の詳細を示す図である。基準濃度板２９は
測定用パターン３０を読み取る光電変換素子の画素に対
してもシェーディング補正が行えるようにするため、測
定用パターン３０が配置されている領域まで延ばしてあ
る。

【００６０】図１５は測定用のパターン３０の一部を拡
大した平面図であり、このパターン３０は黒の斜線Ｌと
背景の白で構成している。

【００６１】１０．斜線の繰り返しパターンの傾きと斜
線間のピッチ斜線の繰り返しパターン３０を構成する斜線Ｌは、副走
査方向または主走査方向に対して一定の傾きを持ち、ピ
ッチは一定であるので、斜線Ｌ同士は全て平行で斜線Ｌ
と共通に交差する直線との交点間の距離は一定である。

【００６２】斜線Ｌの副走査方向または主走査方向とな
す角が４５°で、斜線Ｌと副走査方向を示す線Ｖとの交
点間のピッチがａである場合について図１７を参照して
説明する。このときの平行線間の距離は、ａｃｏｓ４５
°である線Ｌが傾いて副走査方向に対する角度がθ’に
なったとし、このときの斜線Ｌと副走査方向を示す線Ｖ
との交点間のピッチをａ’とすると、ｃｏｓθ’＝ａｃｏｓ４５°／ａ’ ・・・（２）であり、ａ’＝ａｃｏｓ４５°／ｃｏｓθ’ ・・・（３）となる。

【００６３】すなわち、パターン（線Ｌ）が所定の角度
４５°に対して傾きθ’で交差するようになると、その
ときの斜線Ｌ間のピッチａ’は上記（２）式で表され
る。ここでパターンの傾きの角度とａ’の関係を直接的
に関連づけるため、パターンの傾きの角度をθとして式
を書き直すと、ａ’＝ａｃｏｓ４５°／ｃｏｓ（４５＋θ）・・・（４）となる。

【００６４】１１．パターンの傾きが生じたときの画素
の位置誤差、原稿の走査速度の測定結果測定は、前述のように斜線Ｌの傾きが所定の傾きである
ことを前提として行うので、パターン３０を構成する線
Ｌに傾きが生じるとその傾きに相当する誤差が生じる。
この誤差を避けるため、例えば平均速度または別途に測
定した速度データで補正を行ったり、傾きそのものを機
械的に調整して誤差が生じないように所定の角度に合わ
せている。

【００６５】１２．斜線間のピッチの測定図１６は斜線Ｌの繰り返しからなるパターン３０と、そ
れに対してウインドウを設け、ウインドウの位置を移動
させながら重心の測定を行う方法を示す説明図である。
画素の位置誤差の測定については前述の「３．位置誤差
測定処理」で説明したようにして処理される。

【００６６】この図１６では、パターン３０が傾いたと
きの斜線Ｌがどのように配置されるかを、傾きを極端に
大きくして図示している。図に示した傾きを持つときに
は副走査方向を示す線Ｖと斜線Ｌの交点の間隔は傾きの
ない、言い換えれば４５°のときに比べると狭くなって
いることが分かる。また、この線に対して４５°の傾き
を持っているという前提で所定の一定の速度で原稿を走
査して画像を読み取って画素の位置を測定すると、累積
誤差は増加していき、原稿を走査する速度は所定の速度
よりも速いという結果が得られる。このような現象がパ
ターンが傾いたことにより生じる測定の誤差である。斜
線Ｌに重なる形で鎖線で描かれた矩形は、重心を計算す
るために設定されたウインドウＷを表している。

【００６７】斜線Ｌの繰り返しのピッチを高精度な精度
で測定するため、パターン３０の斜線Ｌの各々に所定の
ウインドウＷを設定して主走査方向の重心を求めたとき
の値がＡである位置を設定する。この重心は形状として
設定されるのではなく、重心を計算したときＡという値
が得られる位置として設定されるもので、制御装置のメ
モリにこの値Ａが保持される。図ではこのＡに相当する
位置が同じ記号Ａを使って示してある。斜線のパターン
を読み取った画像データに対して画素の位置ずれを測定
するために破線で示したウインドウＷが設定され、順次
ウインドウＷの位置を移動させて主走査方向の重心が計
算される。計算された重心は画素の位置誤差の測定に使
われ、画素の位置誤差の測定結果はバッファメモリに保
持される。この測定結果は各斜線Ｌの位置を決定するの
にも使用される。すなわち、計算した重心は順次メモリ
に記憶されている重心Ａと比較され、計算した重心がＡ
を越えるまで続けられ、重心Ａを越える前後のウインド
ウＷの重心とその時のクロックをメモリに保存する。こ
の測定を斜線ごとに繰り返す。これらの処理は、前述の
「４．ウインドウのデータと重心の計算」で詳しく説明
してある。

【００６８】図１８は、前述のようにして得たデータか
らＡの位置を決定するときの計算の内容を示すもので、
Ａを越える前後のウインドウＷの重心とクロックをそれ
ぞれｇ_n-1,ｇ_n、ｎ−１，ｎとし、Ａのクロック上の位
置を直線近似で求める。次の斜線に対しても同様にＡを
越える前後のウインドウＷの重心とクロックをそれぞれ
ｇ_m-1,ｇ_m、ｍ−１，ｍとし、Ａのクロック上の位置を
直線近似で求める。その結果、斜線の設定された重心の
位置Ａに対するクロック系列上の位置Ｂ，Ｃの位置が決
まる。重心Ａの位置を決定する手順は、前述の「４．ウ
インドウのデータと重心の計算」における原点位置の精
密な決定と同様であるが、この実施形態では、測定の精
度を上げるため、測定結果をクロックの１／１６の整数
倍の位置に丸めを行っていない。

【００６９】次に、斜線間のピッチに相当するＢＣ間の
移動距離ｐを求める。そのためにはクロック系列上の位
置を幾何学的な距離に換算する必要がある。斜線に対し
てウインドウを移動させながら主走査方向の重心の移動
を求めることは、隣接するウインドウ間の時間差がクロ
ック１であり、重心の移動量は画素サイズを単位とする
距離であるから、これらそれぞれの単位で測定した速度
を表している。したがって、移動距離は速度を積分すれ
ば得ることができ、ウインドウＷの移動ごと、つまりク
ロックごとに重心を計算しているので、クロックごとの
速度が得られる。図１８のＢからｎにおける移動距離を
求めるには、クロックｎのときに得られた速度で１クロ
ックより小さい時間、移動したものとし、クロックｎ〜
ｍ−１ではそれぞれ測定した速度で移動したものとし、
ｍ−１からＣにおいてはｍにおいて測定した速度で移動
したものとする。つまり、これらの移動量の総和がｐで
ある。

【００７０】１３．斜線パターンの傾きの補正係数斜線パターンそのもののピッチは別途計測または設定す
ることができ、既知の値として知ることができる。この
距離を前述のようにして測定したｐと同じ単位に換算し
たものは斜線パターンに傾きがなければピッチ測定で得
たｐと一致するはずである。違いが生じるのは傾いたた
めで、その傾きを補正する係数を得るために両者の比を
とる。

【００７１】１４．測定データの補正あらかじめ重心を測定してバッファメモリに保持してあ
るクロックｎ〜ｍにおいて測定したデータに対して補正
係数をかけて測定データとして出力する。補正係数を掛
けて測定データを出力する際に、測定結果を使用する目
的に応じて、データを使いやすくするために適当な精度
に丸めを行うこともできる。

【００７２】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、以下の
ような効果がある。

【００７３】すなわち、請求項１および５記載の発明に
よれば、斜線の繰り返しのパターンに傾きがあったとし
ても、繰り返しのピッチごとに測定結果を校正するの
で、ピッチ間隔に相当するバッファメモリを用意するこ
とにより、リアルタイム処理で正しい測定結果を得るこ
とができる。また、パターン全体が一定の角度傾く場合
だけでなく、パターンがうねって、場所により実質的な
傾きが違っている場合にも、リアルタイム処理で正しい
測定結果を得ることができる。さらに、このようにして
正しい測定結果を得ることができるので、パターンその
ものの傾きを調整する必要もなくなり、メンテナンス時
にパターンの傾きの再調整や傾きが生じないような機構
を設ける必要もなくなる。

【００７４】請求項２および６記載の発明によれば、計
測に必要な機能を共有することができるので、簡単な校
正でパターンの傾きに対する測定データの校正が可能に
なるとともに、測定の遅延時間が小さくなりリアルタイ
ム測定に近づけることができる。

【００７５】請求項３および７記載の発明によれば、計
測に必要な機能を共有するとともに簡単な補間演算でも
十分な精度が得られるとともに、装置の校正が簡単にな
る。

【００７６】請求項４および８記載の発明によれば、移
動距離を求めてパターンのピッチと比較して補正係数を
求めるので、装置の原稿を走査する速度に影響されない
で高精度の校正を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態における測定原理を示す説
明図である。

【図２】実施の形態における画像読取装置のシステム構
成を示すブロック図である。

【図３】ビットマップに斜線の画像データがあるときの
位置誤差測定を行うときの処理を示す説明図である。

【図４】ビットマップで複数の斜線を使って位置誤差を
測定する場合のウインドウの移動とそれに伴う処理を示
す説明図である。

【図５】ウインドウのデータと斜線のパターンの関係を
示す図である。

【図６】斜線の長さおよび角度の関係を示す説明図であ
る。

【図７】斜線とＲＧＢの読取画素とのタイミングを示す
説明図である。

【図８】重心位置検出方法を示す説明図である。

【図９】重心位置検出処理の処理手順を示すフローチャ
ートである。

【図１０】測定の処理手順を示すフローチャートであ
る。

【図１１】測定に使用するチャートの例を示す図であ
る。

【図１２】画像読取装置の概略構成を示す断面図であ
る。

【図１３】画像読取装置の平面図である。

【図１４】図１３において２点鎖線の円で囲んだ部分の
拡大図である。

【図１５】図１３における測定用パターンの部分を拡大
した拡大図である。

【図１６】斜線パターンの繰り返しと、それに対してウ
インドウを設定してウインドウの位置を移動させながら
重心の測定を行う方法を示す説明図である。

【図１７】パターンの傾きとピッチとの関係を示す説明
図である。

【図１８】重心の位置を決定するときの計算の内容を示
す説明図である。

【符号の説明】１光電変換部２Ａ／Ｄ変換部（回路）３シェーディング補正部（回路）４位置誤差測定部（回路）５制御部６誤差信号７ビデオ信号８ビデオ制御信号１０位置誤差補正部（回路）２１コンタクトガラス２２光源２９基準濃度板３０測定パターンＬ斜線

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】走査方向に対して傾きを有する線を等ピ
ッチで平行に並べて形成されるパターンと、当該パター
ンを読み取る光電変換手段と、当該光電変換手段により
得られた前記パターンの画像データに順次ウインドウを
設定して重心を計算する手段とを備え、光電変換手段で
読み取った画素の位置誤差を校正する画素位置誤差校正
装置において、前記パターンのピッチ間隔を測定する手段と、前記測定する手段によって測定したピッチ間隔によって
前記測定した画素の位置誤差を校正する手段と、を備え
ていることを特徴とする画素位置誤差校正装置。
【請求項２】前記ピッチ間隔を測定する手段は、繰り返す斜線に対して共通にあらかじめ設定された主走
査方向の重心のクロック系列上の位置を求める処理を斜
線ごとに繰り返す手段と、前後の斜線の主走査方向の重心のクロック系列上の位置
から斜線の間隔をクロック系列上の距離として求める手
段と、を含んでなることを特徴とする請求項１記載の画
素位置誤差校正装置。
【請求項３】前記繰り返す斜線に対して共通にあらか
じめ設定された主走査方向の重心のクロック系列上の位
置を求める処理を繰り返す手段は、あらかじめ設定された重心の値と設定されたウインドウ
ごとに計算される重心の値との大小を比較する手段と、前記比較する手段の大小比較によって大小の関係が変化
する直前および直後の値を持つウインドウの重心とそれ
らの読取クロックとから前記あらかじめ設定された主走
査方向の重心のクロックの系列上の位置を補間法によっ
て求める手段と、を含んでなることを特徴とする請求項
２記載の画素位置誤差校正装置。
【請求項４】前記画素の位置誤差を校正する手段は、斜線のピッチ間の移動距離を求める手段と、前記移動距離と斜線パターンの繰り返しピッチとの比を
演算する手段と、前記演算する手段によって求めた比により前記ピッチ間
を走査中に得た画素の位置誤差を補正する手段と、を含
んでなることを特徴とする請求項１記載の画素位置誤差
校正装置。
【請求項５】走査方向に対して傾きを有する線を等ピ
ッチで平行に並べて形成されるパターンと、当該パター
ンを読み取る光電変換手段と、当該光電変換手段により
得られた前記パターンの画像データに順次ウインドウを
設定して重心を計算する手段とを備え、光電変換手段に
よって走査する原稿の走査速度を校正する原稿走査速度
校正装置において、前記パターンのピッチ間隔を測定する手段と、前記測定する手段によって測定したピッチ間隔によって
前記光電変換手段による原稿の走査速度を校正する手段
と、を備えていることを特徴とする原稿走査速度校正装
置。
【請求項６】前記ピッチ間隔を測定する手段は、繰り返す斜線に対して共通にあらかじめ設定された主走
査方向の重心のクロック系列上の位置を求める処理を斜
線ごとに繰り返す手段と、前後の斜線の主走査方向の重心のクロック系列上の位置
から斜線の間隔をクロック系列上の距離として求める手
段と、を含んでなることを特徴とする請求項５記載の原
稿走査速度校正装置。
【請求項７】前記繰り返す斜線に対して共通にあらか
じめ設定された主走査方向の重心のクロック系列上の位
置を求める処理を繰り返す手段は、あらかじめ設定された重心の値と設定されたウインドウ
ごとに計算される重心の値との大小を比較する手段と、前記比較手段の大小比較によって大小の関係が変化する
直前および直後の値を持つウインドウの重心とそれらの
読取クロックとから前記あらかじめ設定された主走査方
向の重心のクロックの系列上の位置を補間法によって求
める手段と、を含んでなることを特徴とする請求項６記
載の原稿走査速度校正装置。
【請求項８】前記原稿の走査速度を校正する手段は、斜線のピッチ間の移動距離を求める手段と、前記移動距離と斜線パターンの繰り返しピッチとの比を
演算する手段と、前記演算する手段によって求めた比により前記ピッチ間
を走査する速度を補正する手段と、を含んでなることを
特徴とする請求項５記載の原稿走査速度校正装置。