JPH1051624A - 画像読取装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】高精度な駆動機構や高精度なリニア型イメージ
センサを用いることなく画像の読取精度を向上する。 【解決手段】原稿台２の下方に、原稿台２の長辺に平行
な第１のシャフト３、及び、原稿台２の短辺に平行な第
２のシャフト１０を２本ずつ配置し、原稿台２の下方に
は、原稿台２の短辺に平行な第１の光源５及び第１の光
学ユニット６と、原稿台２の長辺に平行な第２の光源１
２及び第２の光学ユニット１３を配置した。原稿台２
を、第１のシャフト３及び第２のシャフト１０のそれぞ
れに沿って２方向に水平に移動させ、原稿台２がそれぞ
れの方向に移動している間に、原稿台２上に載置された
原稿の画像を第１の光学ユニット６及び第２の光学ユニ
ット１３のそれぞれによって読み取り、同一の原稿につ
いて読取方向の異なる２つの画像データを得る。

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、原稿の画像をリ
ニア型イメージセンサ等の受光素子により読み取り、読
み取った画像データを所定の処理の後に出力する画像読
取装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のリニア型イメージセンサを用いた
画像読取装置として、原稿台駆動型、フラットヘッド
型、シート型等があるが、これらの型式に拘らず、一般
に同一原稿に対して光学的読取走査を一回のみ行う。ま
た、画像読取装置では、読み取った画素データに対して
レンズやミラー等の光学系の個体差やリニア型イメージ
センサの画素毎の出力のばらつきを補正するために、シ
ェーディング補正を行うものがある。このシェーディン
グ補正は、照明の不均一性や撮像素子の感度の不均一性
により生じる対象画素の輝度と入力信号の濃度レベルの
変換特性の歪みを補正するもので、一様な輝度分布を持
つ画像に対する入力データから全画素に対する変換特性
を予め求めておき、この変換特性に基づいて入力信号の
持つ濃度情報を補正する。具体的には、原稿の画像を読
み取る前に白画像の読取を行い、その際のリニア型イメ
ージセンサの出力を記憶しておき、原稿の読取を行った
際の画素出力と白画像の逆特性信号との差分を原稿の画
素データとして出力する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
画像読取装置におけるシェーディング補正において、光
学系の影響による原稿の端部での出力値の低下やリニア
型イメージセンサの各画素出力のばらつき度合いが大き
い場合には効果が得られず、読み取った画素データの精
度が劣化し、場合によっては読み取った画素データの走
査方向に対して縞模様が発生する場合がある。このた
め、高精度の駆動機構やリニア型イメージセンサを備え
ていない低価格の画像読取装置においては十分な補正効
果を発揮することができない。

【０００４】また、同一原稿に対して光学的読取走査を
一回のみ行う画像読取装置では、各画素の読取精度は、
光学的走査のための駆動機構の精度とリニア型イメージ
センサの精度とに依存しており、高精度な画素データ出
力を得るためには、高精度の駆動機構とリニア型イメー
ジセンサとが必要になる。一方、読み取った一つの画素
データを単純に縦横に補間する方法や、数学理論に基づ
くスプライン関数を用いた補間方法等により疑似的に解
像度を高くするものもあるが、これらの方法では存在し
ない画素データを作り出すことになるため、画像がぼや
けてしまう。

【０００５】さらに、光学的読取走査が一回であるた
め、同一画素について単一のデータしか得られず、注目
画素近傍の画素データを用いて画像処理を行うため、平
均化されて画像全体にぼやけが発生する。これを補正す
るためエッジ強調と呼ばれる空間フィルタ処理が行われ
るが、近傍の大きさ（フィルタサイズ）を大きくした
り、処理を何回も反復すると画像がぼやけてしまう弊害
がある。

【０００６】これらのことから、疑似的に高解像度化が
可能で、高精度の画像読取を行うためには、高精度な駆
動機構と高精度なリニア型イメージセンサとを用いるこ
とが必須条件となり、画像読取装置の高価格化の要因と
なっていた。

【０００７】この発明の目的は、高精度な駆動機構や高
精度なリニア型イメージセンサを用いることなく高精度
の画像読取を行うことができる画像読取装置を提供する
ことある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載した発明
は、原稿の画像に対して互いに異なる複数の方向につい
て光学的読取走査を行うことにより複数の画像データを
出力する光学的読取手段と、光学的読取手段から出力さ
れた複数の画像データの光学的読取走査方向を一致させ
る処理を行う画像処理手段と、を設けたことを特徴とす
る。

【０００９】したがって、原稿の画像の１つの画素に対
して複数の方向から読み取った複数の画素データが得ら
れ、出力すべき画素データの精度が向上する。

【００１０】請求項２に記載した発明は、前記光学的読
取手段が互いに直交して配置された２つのリニア型イメ
ージセンサと２つのリニア型イメージセンサのそれぞれ
の副走査方向に原稿台を移動させる駆動機構とから構成
され、前記画像処理手段が一方のリニア型イメージセン
サから出力された画像データを９０度回転させる画像回
転手段を含むことを特徴とする。

【００１１】したがって、原稿の画像の１つの画素に対
して直交する２方向から読み取った２つの画素データが
得られ、出力すべき画素データの精度が向上する。

【００１２】請求項３に記載した発明は、前記光学的読
取手段が一方のリニア型イメージセンサにおける主走査
方向の読取開始タイミングを他方のリニア型イメージセ
ンサにおける主走査方向の読取開始タイミングより副走
査方向の１／２画素分の移動時間だけ遅らせる手段であ
り、前記画像処理手段が一方のリニア型イメージセンサ
から出力された１つの画素データとこれに重複する他方
のリニア型イメージセンサから出力された４つの画素デ
ータのそれぞれとの平均を求める手段を含むことを特徴
とする。

【００１３】したがって、原稿の画像の１つの画素を４
分割したそれぞれの範囲について画素データを得ること
ができ、現実に検出した画素データに基づいて疑似的に
高解像度化を図ることができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】図１は、この発明の実施形態の一
例である画像読取装置の構成を示す図である。この画像
読取装置１は、原稿Ｄが載置される原稿台２を互いに直
交する２方向に水平に移動できるように構成し、原稿台
２がそれぞれの方向に移動している間に、原稿台２上に
載置された原稿の画像を第１のリニア型イメージセンサ
及び第２のリニア型イメージセンサのそれぞれによって
読み取るようにしている。即ち、原稿台２の下方には、
原稿台２の長辺に平行な第１のシャフト３、及び、原稿
台２の短辺に平行な第２のシャフト１０が２本ずつ配置
されており、原稿台２は、この第１のシャフト３及び第
２のシャフト１０に沿って水平に移動する。

【００１５】また、原稿台２の下方には、原稿台２の短
辺に平行な第１の光源５及び第１の光学ユニット６と、
原稿台２の長辺に平行な第２の光源１２及び第２の光学
ユニット１３が配置されている。なお、原稿台２の下面
において、一方の短辺の端部近傍には第１の補正用シー
ト４が貼付されており、一方の長辺の端部近傍には第２
の補正用シート１１が貼付されている。この補正用シー
ト４及び１１は、周知のシェーディング補正に用いられ
る白色のバランスシートである。

【００１６】図２は、上記画像読取装置の光学ユニット
の構成を示す断面図である。第１の光学ユニット６の内
部には、ミラー７、レンズ８及びリニア型イメージセン
サであるＣＣＤ９が備えられている。第１の光源５の光
の原稿の画像面における反射光は、第１の光学ユニット
６の上面に形成されたスリット６ａから第１の光学ユニ
ット６の内部に導かれ、ミラー７及びレンズ８を経由し
てＣＣＤ９に配光される。原稿台２がイニシャル位置に
ある状態において、スリット６ａは原稿台２を支持する
一方のフレーム２ｂの下面に貼付された補正用シート４
に対向している。原稿台２は同図に示すイニシャル位置
から矢印Ａ方向に移動することにより、原稿台２上に載
置された原稿Ｄの画像が第１の光学ユニット６により走
査される。なお、第２の光学ユニット１３も第１の光学
ユニット６と同様に構成されている。

【００１７】図３は、上記画像読取装置の駆動機構の概
略の構成を示す図である。原稿台２を支持する他方のフ
レーム２ａの下面には、２箇所に支持部１６が突出して
いる。この支持部１６のそれぞれは、２本の第１のシャ
フト３のそれぞれに外嵌している。さらに、第１のシャ
フト３の下方には、プーリ１５ａとプーリ１５ｂとの間
に張架されたワイヤ１７が配置されており、このワイヤ
１７の一部に支持部１６が固定されている。また、プー
リ１５ａに回転力を供給するステッピングモータ１４が
設けられている。この構成により、ステッピングモータ
１４を駆動するとプーリ１５ａが回転し、このプーリ１
５ａとともにワイヤ１７が回転することにより、支持部
１６を介してワイヤ１７に固定された原稿台２が図中矢
印Ａ方向に移動する。

【００１８】上記のシャフト３、プーリ１５ａ，１５ｂ
及びステッピングモータ１４は、支持体１８に支持され
ている。この支持体１８の下面には、２箇所に支持部２
０が突出している。この支持部２０のそれぞれは、２本
の第２のシャフト１０のそれぞれに外嵌している。さら
に、第２のシャフト１０の下方には、プーリ２１ａとプ
ーリ２１ｂとの間に張架されたワイヤ２２が配置されて
おり、このワイヤ２２の一部に支持部２０が固定されて
いる。また、プーリ２１ａに回転力を供給するステッピ
ングモータ１９が設けられている。この構成により、ス
テッピングモータ１９を駆動するとプーリ２１ａが回転
し、このプーリ２１ａとともにワイヤ２２が回転するこ
とにより、支持部２０を介してワイヤ２２に固定された
原稿台２が図中矢印Ｂ方向に移動する。

【００１９】図４は、上記画像読取装置の信号処理部の
構成を示すブロック図である。画像読取装置１の信号処
理部は、第１の信号処理部３０と第２の信号処理部４０
とによって構成されている。第１の信号処理部３０は、
第１の光学ユニット６のＣＣＤ９、Ａ／Ｄ変換器３１、
シェーディング補正部３２及び画像記憶部３３を含む。
第２の信号処理部４０は、第２の光学ユニット１３のＣ
ＣＤ３４、Ａ／Ｄ変換器３５、シェーディング補正部３
６、画像記憶部３７及び画像回転処理部３８を含む。第
１の信号処理部３０において、ＣＣＤ９の受光信号は、
Ａ／Ｄ変換器３１によりディジタルデータに変換された
後、シェーディング補正部３２及び画像記憶部３３に入
力される。また、第２の信号処理部４０において、ＣＣ
Ｄ３４の受光信号は、Ａ／Ｄ変換器３５によりディジタ
ルデータに変換された後、シェーディング補正部３６及
び画像記憶部３７に入力される。画像回転処理部３８
は、画像記憶部３７に記憶された各画素データを、原稿
画像における画素位置を回転して読み出す。画素データ
算出部３９は、第１の画素データとこれに対応する第２
の画素データとから出力画素データを算出し、プリンタ
等の外部装置に出力する。

【００２０】図５は、上記画像読取装置の処理手順の概
略を示すフローチャートである。原稿台２上に載置され
た原稿の画像を読み取る場合、先ず、第１の光学ユニッ
ト６による補正用シート４の読取データに基づいてシェ
ーディング補正の基準値を求める（ｓ１）。この後、ス
テッピングモータ１４を駆動して原稿台２を図３（Ａ）
に示した矢印Ａ方向に移動し、第１の光学ユニット６に
より原稿の画像を読み取る（ｓ２）。第１の光学ユニッ
ト６が読み取った画像データは、各画素毎にシェーディ
ング補正が施されたのちに第１の画素データとして画像
記憶部３３に格納される。

【００２１】第１の光学ユニット６による原稿の画像の
読取が終了すると、原稿台２がイニシャル位置に復帰し
た後に、第２の光学ユニット１３による補正用シート１
１の読取データに基づいてシェーディング補正の基準値
を求める（ｓ３）。次いで、ステッピングモータ１９を
駆動して原稿台２を図３（Ｂ）に示した矢印Ｂ方向に移
動し、第２の光学ユニット１３により原稿の画像を読み
取る（ｓ４）。第２の光学ユニット１３が読み取った画
像データは、各画素毎にシェーディング補正が施された
のちに第２の画素データとして画像記憶部３７に格納さ
れる。

【００２２】第２の光学ユニット１３による原稿の画像
の読取が終了すると、画像記憶部３７に格納されている
第２の画素データを９０度回転し（ｓ５）、この第２の
画素データと画像記憶部３３に格納されている第１の画
素データとから出力画素データを算出する（ｓ６）。

【００２３】即ち、画像記憶部３３に格納された第１画
素データは、画像記憶部３７に格納された第２の画素デ
ータとともに画素データ算出部３９に入力されるが、こ
のとき、第２の画素データは、画像回転処理部３８にお
いて画像を９０度回転した状態で画像記憶部３７から読
み出される。画像回転処理部３８は、図６に示すよう
に、画像記憶部３７から第２の画素データを読み出す際
に、原稿画像における主走査方向（ＣＣＤ３４の長手方
向）の画素位置を特定する主走査方向カウンタ４１の計
数値と副走査方向（原稿台２の第２の移動方向）の画素
位置を特定する副走査方向カウンタ４２の計数値とを入
れ換える。これによって、互いに直交するする方向に読
み出された第１の画素データと第２の画素データとの原
稿画像における画素位置を一致させる。

【００２４】画素データ算出部３９における出力画素デ
ータの算出処理は、例えば、原稿画像上の画素位置
（Ｘ，Ｙ）について、画像記憶部３３から読み出した第
１の画素データを（ｘ１，ｙ１）とし、画像記憶部３７
から読み出した回転後の第２の画素データを（ｘ２，ｙ
２）として、出力画素データ（ｘ，ｙ）を、 ｘ＝（ｘ１＋ｘ２）／２ ｙ＝（ｙ１＋ｙ２）／２ により算出する。この後、荷重マトリックスによる空間
フィルタリング等の公知の画像処理を行った後、外部装
置に出力する。

【００２５】図７は、請求項３に記載した発明の実施形
態に係る画像読取装置における処理を説明する図であ
る。図７（Ａ）に示すように、第１の光学ユニット６に
よる画像読取位置と第２の光学ユニット１３による画像
読取位置とを主走査方向及び副走査方向の両方について
１／２画素ずつずらして原稿の画像を読み取る。具体的
には、第１の光学ユニット６を移動させるステッピング
モータ１４及び第２の光学ユニット１３を移動させるス
テッピングモータ１９のステッピングパルスの間隔を、
第１の光学ユニット６の副走査方向（矢印Ａ方向）の読
取解像度及び第２の光学ユニット１３の副走査方向（矢
印Ｂ方向）の読取解像度の２倍とし、ステッピングモー
タ１４のステッピングパルスの計数値が偶数または奇数
のタイミングで第１の光学ユニット６による画像読取を
行い、ステッピングモータ１９のステッピングパルスの
計数値が奇数または偶数のタイミングで第２の光学ユニ
ット１３による画像読取を行う。

【００２６】以上のようにして、図７（Ａ）に示す領域
７１について、第１の光学ユニット６により矢印Ａ方向
に読み取った画素データａ１１〜ａ３３、及び、第２の
光学ユニット１３により矢印Ｂ方向に読み取った画素デ
ータｂ１１〜ｂ２２が、同図（Ｂ）に示すように、矢印
Ａ方向及び矢印Ｂ方向について１／２画素ずつずらした
状態で重なり合う。このため、例えば、画素データａ２
２を画素データｂ１１〜２２のそれぞれと組み合わせて
（ａ２２＋ｂ１１）／２、（ａ２２＋ｂ１２）／２、
（ａ２２＋ｂ２１）／２及び（ａ２２＋ｂ２２）／２の
４つの画素データに分割することができ、出力画素デー
タを疑似的に高解像度化することができる。この高解像
度化においては、従来の補間による高解像度化のように
現実に存在しない画素データを発生することはなく、現
実に存在する画素データを用いるものであるため、画像
がぼやけることがない。

【００２７】

【発明の効果】請求項１に記載した発明によれば、原稿
の画像の１つの画素に対して複数の方向から読み取った
複数の画素データを得ることができ、各画素について複
数の画素データに基づいて出力すべき画素データを求め
ることにより、駆動機構や光学的読取手段を高精度化す
ることなく出力画素データの精度を向上することができ
る。

【００２８】請求項２に記載した発明によれば、原稿の
画像の１つの画素に対して直交する２方向から読み取っ
た２つの画素データを得ることができ、駆動機構や光学
的読取手段を高精度化することなく出力画素データの精
度を向上することができる。請求項３に記載した発明に
よれば、原稿の画像の１つの画素を４分割したそれぞれ
の範囲について画素データを得ることができ、現実に検
出した画素データに基づいて画質の劣化を生じることな
く疑似的に高解像度化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施形態の一例である画像読取装置
の構成を示す図である。

【図２】上記画像読取装置の光学ユニットの構成を示す
断面図である。

【図３】上記画像読取装置の駆動機構の概略の構成を示
す図である。

【図４】上記画像読取装置の信号処理部の構成を示すブ
ロック図である。

【図５】上記画像読取装置の処理手順の概略を示すフロ
ーチャートである。

【図６】上記画像読取装置の信号処理部を構成する画像
回転処理部の動作を説明する図である。

【図７】請求項３に記載した発明の実施形態に係る画像
読取装置における処理を説明する図である。

【符号の説明】

１−画像読取装置 ２−原稿台 ３−第１のシャフト ５−第１の光源 ６−第１の光学ユニット １０−第２のシャフト １２−第２の光源 １３−第２の光学ユニット ３８−画像回転処理部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】原稿の画像に対して互いに異なる複数の方
   向について光学的読取走査を行うことにより複数の画像
   データを出力する光学的読取手段と、光学的読取手段か
   ら出力された複数の画像データのそれぞれの光学的読取
   走査方向を一致させる処理を行う画像処理手段と、を設
   けたことを特徴とする画像読取装置。
2. 【請求項２】前記光学的読取手段が互いに直交して配置
   された２つのリニア型イメージセンサと２つのリニア型
   イメージセンサのそれぞれの副走査方向に原稿台を移動
   させる駆動機構とから構成され、前記画像処理手段が一
   方のリニア型イメージセンサから出力された画像データ
   を９０度回転させる画像回転手段を含む請求項１に記載
   の画像読取装置。
3. 【請求項３】前記光学的読取手段が一方のリニア型イメ
   ージセンサにおける主走査方向の読取開始タイミングを
   他方のリニア型イメージセンサにおける主走査方向の読
   取開始タイミングより副走査方向の１／２画素分の移動
   時間だけ遅らせる手段であり、前記画像処理手段が一方
   のリニア型イメージセンサから出力された１つの画素デ
   ータとこれに重複する他方のリニア型イメージセンサか
   ら出力された４つの画素データのそれぞれとの平均を求
   める手段を含む請求項２に記載の画像読取装置。