JPWO2016157728A1 - 画像読取装置 - Google Patents

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Abstract

画像読取装置は、シェーディング補正に用いる補正データを作成し、該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)を備えている。画像処理部(204)は、所定の濃淡レベルの中間データを作成するよう構成され、副走査方向においてそれぞれ異なる位置に配置された第1基準板及び第2基準板の画像信号に基づいてそれぞれの位置における中間データを作成し、第1及び第2黒補正データをそれぞれの中間データに基づいて作成し、副走査方向に応じた黒補正データを両黒補正データに基づいて作成し、副走査方向の各位置における黒補正データを用いてシェーディング補正を行う。

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。
また、特許文献2は、主走査方向に加え、副走査方向についても白基準レベルを定め、副走査方向の白基準レベルから算出した補正値を用いて、主走査方向の白基準レベルを補正する画像読取装置を開示している。
特開2008−060975号公報 特開平10−327322号公報
本開示の画像読取装置は、対象物の画像を読み取る画像読取装置であって、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における黒基準となる黒補正データと白基準となる白補正データと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補正部と、を備える。
複数のセンサは、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、黒補正データを、黒基準の濃淡レベルよりも薄くかつ白基準の濃淡レベルよりも濃い濃淡レベルの中間データに基づいて作成するよう構成される。まず、データ作成部は、第1の位置に配置され且つ主走査方向に延びる第1基準部材の画像信号に基づいて中間データを取得し、中間データに基づいて第1の位置における黒補正データである第1黒補正データを作成する。次に、データ生成部は、副走査方向において第1の位置とは異なる第2の位置に配置され且つ主走査方向に延びる第2基準部材の画像信号に基づいて中間データを取得し、中間データに基づいて第2の位置における黒補正データである第2黒補正データを作成する。次に、データ生成部は、第1の位置及び第2の位置以外の副走査方向の各位置に応じた黒補正データを第1黒補正データと第2黒補正データとに基づいて作成する。
補正部は、副走査方向の各位置における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り、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、主走査方向及び副走査方向における画像の濃度ムラを補正する。
この構成により、画像読取装置は、副走査方向の各位置における補正データを用いてシェーディング補正を行う。これにより、複数のセンサからの画像信号が干渉し合うことによる主走査方向及び副走査方向における画像の濃度ムラを低減することができる画像読取装置を提供することができる。
図1は、実施の形態1における画像読取装置の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における第1基準板及び第2基準板の配置を示す図である。 図5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6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7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グラフである。 図14は、副走査方向の位置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15は、実施の形態2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16は、基準シートの概略図である。
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。このような濃度差は、前述のようなシェーディング補正だけでは十分に補正できない。
特に、A3サイズの用紙に対応した画像読取装置等の読取領域が広いものに関しては、主走査方向だけでなく副走査方向においても画像の濃度ムラが起こり得るため、副走査方向に対しても適切な補正を行う必要がある。
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画像信号が干渉し合うことによる主走査方向及び副走査方向における画像の濃度ムラを低減する画像読取装置を提供する。
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。
(実施の形態1)
[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における画像読取装置の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。
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、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、第1基準板14aと、第2基準板14bと、ADF(Auto Document Feeder)16と、コントローラ100(図5参照)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。ADF16は、原稿Sを自動的に供給する。
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。
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。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。スキャナユニット11は、センサモジュール102(図3参照)を有している。
第1基準板14aと、第2基準板14bは、シェーディング補正用データを取得するための基準部材である。第1基準板14a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との間の位置に配置されている。第2基準板14bは、メインユニット2の上部であって、スキャナユニット11の副走査方向の可動範囲の終端位置に配置されている(図4参照)。すなわち、第1基準部材14aと第2基準部材14bとは副走査方向に間隔を開けて配置されている。第1基準板14a、第2基準板14b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。
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毎に出力する。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(Light Emitting Diode)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又は第1基準板14a、第2基準板14b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。従って、FBガラス12若しくはADFガラス13上の原稿又は第1基準板14a,第2基準板14b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。
図4は、第1基準板14a及び第2基準板14bの配置を示す図である。第1基準板14aと第2基準板14bとは、副走査方向に間隔を空けて配置されている。具体的には、第1基準板14aは原稿載置領域4の副走査方向の一端よりも外側に配置される。また第2基準板14bは原稿載置領域4の副走査方向の他端よりも外側に配置される。第1基準板14a、第2基準板14bは、いずれも主走査方向に延びている。第1基準板14a、第2基準板14bの主走査方向の長さは、少なくともセンサモジュール102(より具体的にはセンサ207)よりも長い。第1基準板14a、第2基準板14bは、いずれも少なくともセンサモジュール102と対向する面に、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R1a、白色領域R1bと黒色領域R2a、黒色領域R2bとを有している。白色領域R1a、白色領域R1bの光の反射率は、実質的に100%である。さらに、第1基準板14a、第2基準板14bには、それぞれ黒色領域R2a、黒色領域R2bよりも主走査方向の外側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複数の黒色の線が主走査方向に配列されたものであってもよい。尚、第1基準板14a及び第2基準板14bは、それぞれ第1基準部材及び第2基準部材の一例である。また、第1基準板14aの位置は第1の位置の一例であり、第2基準板14bの位置は第2の位置の一例である。
[1−2.画像読取装置]
図5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5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。
[1−3.動作]
[1−3−1.画像読取動作]
画像読取動作について説明する。図6は、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、第1基準板14a及び第2基準板14bを用いてシェーディング補正に用いる第1補正データ及び第2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、第1補正データ及び第2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、ステップS2で作成した第1補正データ及び第2補正データに基づいて、第1の位置及び第2の位置以外の副走査方向の各位置に応じた補正データを作成する。これらの補正データの作成が完了した後に、ステップS4にて、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。
[1−3−2.データ取得処理]
図7は、実施の形態1の画像読取装置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。
まず、ステップS101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、取得した画像から第1基準板14aの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、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所定量だけ移動させ、その位置で画像を取得させ、取得画像から基準パターンが検出されるか否かを判定する。画像処理部204は、基準パターンが検出されるまでこの処理を繰り返す。ただし、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、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前述の処理を繰り返す。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。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。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S102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、第1基準板14aの白色領域R1aと対向する位置へ移動させる。基準パターンと白色領域R1a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R1aと対向する位置まで正確に移動させることできる。
センサモジュール102が白色領域R1aと対向する位置まで移動すると、ステップS103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S104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、検出したホームポジションに基づいて、第1基準板14aの黒色領域R2aと対向する位置へ移動させる。
次に、ステップS105において、画像処理部204は、光源205により黒色領域R2aを照射し(光源ON)、黒色領域R2aの画像を取得する。すなわち、画像処理部204は、黒色領域R2a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、被写体は黒色であるものの、光源205から出射され黒色領域R2aで反射した光を受光している。そのため、このときの画像信号は、第1の位置における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が、濃淡レベルが比較的濃くて黒色に近い色の、センサ207の出力レベルを表している。この濃淡レベルが比較的濃くて黒色に近い色の画像データがいわゆる中間データである。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。第2黒データは第1の位置における中間データの一例である。
第2黒データの取得が完了すると、ステップS106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、再び第1基準板14aの白色領域R1aと対向する位置へ移動させる。
次に、ステップS107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から出射し、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、第1の位置における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。この画像データがいわゆる黒データである。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。第1黒データは黒データの一例である。
ステップS108において、画像処理部204は、光源205を点灯した状態(光源ON)で画像を取得する。このときセンサモジュール102は、第1基準板14aの白色領域R1aと対向している。従って、センサモジュール102は、白色領域R1aの画像を取得する。白色領域R1aの反射率は実質的に100%であるので、このときの画像信号に基づく画像データ、即ち白データは、第1の位置における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、この白データを第1白補正データとして、メモリ203に保存する。
続いて、ステップS109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を第2の位置へと移動させ、第2基準板14bの読取位置を検出する。具体的には、ステップS101のホームポジション検出と同様に、センサモジュール102をメモリ203に記憶されている検出位置へ移動させ、センサモジュール102にその位置で画像を取得させる。画像から基準パターンが検出された場合、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読取位置と判定する。また、基準パターンが検出されなかった場合、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の移動と画像の取得とを繰り返す。
読取位置の検出が完了したら、ステップS110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、第2基準板14bの白色領域R1bと対向する位置へ移動させる。
次に、ステップS111において、画像処理部204は、キャリブレーションを実行し、光源205の点灯時間の設定、AFE103の設定等の設定を行う。
キャリブレーションが完了したら、ステップS112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を第2基準板14bの黒色領域R2bに対向する位置へと移動させる。尚、移動の際は、第2基準板14bの基準パターンを検知することでセンサモジュール102の位置を決めてもよい。
次に、ステップS113において、画像処理部204は、読取制御部201を介して、光源205により黒色領域R2aを照射し(光源ON)、黒色領域R2aの画像を取得する。このときの画像信号に基づく画像データは、第2の位置における濃淡レベルが比較的濃くて黒色に近い色の、センサ207の出力レベルを表している。画像処理部204は、取得した画像データを第3黒データとして、メモリ203に保存する。第3黒データは第2の位置における中間データの一例である。
第3黒データの取得が完了すると、ステップS114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を第2基準板14bの白色領域R1bに対向する位置へと移動させる。
次に、ステップS115において、画像処理部204は、読取制御部201を介して、光源205により白色領域R1bを照射し(光源ON)、白色領域R1bの画像を取得する。このときの画像信号に基づく画像データ、即ち白データは、第2の位置における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、この白データを第2白補正データとして、メモリ203に保存する。
[1−3−3.第1の位置及び第2の位置における補正データの作成]
画像処理部204は、主走査方向のシェーディング補正の黒基準となる第1黒補正データ及び第2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、第2黒データ及び第3黒データから作成する。第1黒データ、第2黒データ及び第3黒データを用いて第1黒補正データ及び第2黒補正データを作成することによって、後述する主走査方向のクロストークに起因する濃度ムラの影響を低減することができる。
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M1はクロストークが無い場合であり、実線M2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。クロストークによるノイズが発生すると、図9Bに示すように、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黒データ及び第3黒データとを用いることによって第1黒補正データ及び第2黒データを作成する。
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。尚、第2黒補正データは第1黒補正データと同様のフローで作成されるため、以下では第1黒データの作成処理のみを説明する。
以下の説明では、センサ207のセクタの個数を3個、主走査方向の画素の個数をn個とする。また、セクタをS(i=0〜2)、画素をX(j=0〜n−1)で表す。セクタS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は、セクタSに隣接するセクタであり、セクタSは、セクタS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Xn−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S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S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は、セクタSの開始ウインドウR1内に含まれる。
画素X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がウインドウ内に含まれるかを判定する。
一方、画素X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の出力レベルK2と第1黒データの画素Xの出力レベルK1との差分値(K2−K1)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がセクタSにおける最終画素であるか否かを判定する。画素X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(x)=a×x+b(x:セクタ内での画素位置)、y:差分値、i:セクタ番号、a:回帰直線係数(傾き)、b: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,bをメモリ203に格納する。図13においては、点線yはセクタSの回帰直線、実線yはセクタSの回帰直線、一点鎖線yはセクタS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が最後のセクタ(即ち、セクタS)でない限り、セクタSを次のセクタSi+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、セクタS及びセクタSの3つの回帰直線y0〜y2のうち、最小値となる最小差分値yminを求める(ymin=min(y))。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ymin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yminを用いて、第1黒データの画素Xの出力レベルK1を補正して第1黒補正データを求める。具体的には、第1黒補正データの画素Xの補正値Kは、以下の式で表される。
=K1+(y(x)−ymin
次に、画像処理部204は、ステップS215において、画素XがセクタSにおける最終画素であるか否かを判定する。画素X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が最後のセクタ(即ち、セクタS)でない限り、セクタSを次のセクタSi+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(x)から最小差分値yminを減算した値を、第1黒データの出力レベルK1に加算して黒補正データの補正値Kを求める。
[1−3−4.副走査方向の各位置に応じた補正データの作成]
第1の位置及び第2の位置以外の副走査方向の各位置に応じた黒補正データ及び白補正データの算出について説明する。
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2に示すように、FFC15は、スキャナユニット11が第1の位置(第1基準板14aの位置)のように読取開始位置の周辺に位置している場合は、大部分が重なった状態である。FFC15は、スキャナユニット11が第1の位置から副走査方向に移動するにつれて重なった部分が減少していく。FFC15は、スキャナユニット11が第2の位置(第2基準板14bの位置)のように読取終端位置の周辺に位置している場合は、ほとんど延びきった状態となり、重なる部分は少ない。このようにFFC15の重なりが変動すると、FFC15の折り曲げに起因する干渉ノイズの大きさも変動する。
図14は、典型的な副走査方向の位置に対するセンサ207の出力レベルを示すグラフである。図14において、第1の位置は本実施の形態の第1の位置に対応し、第2の位置は本実施の形態の第2の位置に対応する。また、図中の中塗りの丸は黒色の出力レベルを表し、中抜きの丸は白色の出力レベルを表している。B1は第1の位置で取得した黒色の出力レベル、B2は、第2の位置で取得した黒色の出力レベルである。また、W1は第1の位置で取得した白色の出力レベル、W2は第2の位置で取得した白色の出力レベルである。
各位置で取得した画像信号の出力レベルには干渉ノイズが含まれている。しかし、各位置でFFC15の重なり具合が異なることから、干渉ノイズの大きさは異なる。そのため、副走査方向の位置により出力レベルは変動する。このとき、白色の出力レベルの方が含まれている干渉ノイズが大きいことから、干渉ノイズの変動による影響も大きくなる。すなわち、黒色の出力レベルと比べて白色の出力レベルの方が大きく変動する。これにより、第1の位置と第2の位置とで白色の出力レベルと黒色の出力レベルとの出力レベルの差が変動する。図14の場合、B3で示す黒色レベルB1とB2の差より、W3で示す白色レベルW1とW2の差が大きくなっているのが分かる。
そのため、第1の位置における補正データを用いて第2の位置における画像データをシェーディング補正してしまうと、階調が合わずに図9Bに示す画像の濃度ムラが副走査方向でも発生することとなる。
そこで、本開示の画像読取装置10では、第1補正データと第2補正データとを用いて、第1の位置及び第2の位置以外の副走査方向の各位置に対しても、それぞれの副走査方向の各位置に応じた補正データを求め、その補正データを用いてシェーディング補正を行う。尚、図14では第1の位置の出力レベルの方が第2の位置の出力レベルと比べ低下する場合を示しているが、装置の構成や環境変数等により第2の位置の出力レベルの方が第1の位置の出力レベルよりも大きくなる場合もある。
以下の説明では、副走査方向の画素の個数をm個とし、画素をX(l=0〜m−1)で表す。画素は、画素Xは、センサ207において副走査方向の一端の画素であり、画素番号lが大きくなるにつれて副走査方向の他端側の画素となり、画素Xm−1は、センサ207において副走査方向の他端の画素である。ここではXが第1基準板14aの副走査方向の一端の画素に対応し、Xm−1が第2基準板14bの副走査方向の一端の画素に対応するとして説明する。
まず、画像処理部204は、第1黒補正データと第2黒補正データとの副走査方向の画素Xに対する回帰直線y=c×x+d(x:画素Xの画素位置、y:画素Xにおける補正データ、c:回帰直線係数(傾き)、d: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c,dをメモリ203に格納する。
次に、画像処理部204は、第1黒補正データと第2黒補正データとに対しても同様に回帰直線y=c×x+d(x:画素Xlの画素位置、y:画素x位置における補正データ、c:回帰直線係数(傾き)、d: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c,dをメモリ203に格納する。
このように、画像処理部204は、第1の位置及び第2の位置以外の副走査方向の各位置に応じた補正データを第1の位置と第2の位置とにおける補正データに基づいて線形補間する。画像処理部204は、算出した副走査方向の各位置に応じ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を行う。
[1−3−5.読取処理]
副走査方向の各位置に応じた黒補正データ及び白補正データが求まると、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、各黒補正データ及び各白補正データを用いてシェーディング補正を行う。
副走査方向に応じた黒補正データ及び副走査方向に応じた白補正データを用いて、それぞれの副走査方向の各位置に対して主走査方向のシェーディング補正を行うことによって、クロストークに起因する主走査方向及び副走査方向における画像の濃度ムラの影響を低減することができる。
詳しくは、ステップS107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、この第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)。この第2黒データによって第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、第1基準板14aの黒色領域R2a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R2a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R2aの濃度は黒に極めて近いため、黒色領域R2a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−K1)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−K1)を線形回帰したり、セクタごとの差分値(K2−K1)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−K1)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。
また、求められた第1黒補正データ及び第2黒補正データと第1白補正データ及び第2白補正データとを用いて、第1の位置及び第2の位置以外の副走査方向の各位置に応じた黒補正データ及び白補正データを求めることができる。黒補正データに関しては、第1の位置及び第2の位置以外の副走査方向の各位置に応じた黒補正データを、第1黒補正データと第2黒補正データとを用いて線形補間することで算出する。一方、白補正データに関しては、第1白補正データと第2白補正データとを用いて線形補間することで算出する。
こうして作成された干渉ノイズを含みかつ副走査方向の干渉ノイズの変動を考慮した黒補正データ(図10の点A’)と、副走査方向の干渉ノイズの変動を考慮した白補正データ(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、主走査方向及び副走査方向の両方で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。
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、第2基準板14bを用いた第3黒データ、第2白データの取得を1回行い、第1黒データ、第2黒データの取得及び第1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3黒データ及び第2白データと、各読取の前に毎回取得される第1黒データ、第2黒データ及び第1白データとから副走査位置に対応した黒補正データ及び白補正データを作成して、実行される。
[1−4.まとめ]
以上のように、画像読取装置10は、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おける黒基準となる黒補正データと白基準となる白補正データと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画像処理部207とを備えている。
複数のセンサ207は、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ている。
画像処理部204は、黒補正データを、黒基準の濃淡レベルよりも薄くかつ白基準の濃淡レベルよりも濃い濃淡レベルの中間データに基づいて作成するよう構成される。
画像処理部204は、第1の位置に配置され且つ主走査方向に延びる第1基準板14aの画像信号に基づいて第1の位置における中間データである第2黒データを取得し、第2黒データに基づいて第1の位置における黒補正データである第1黒補正データを作成する。
次に、画像処理部204は、副走査方向において第1の位置とは異なる第2の位置に配置され且つ主走査方向に延びる第2基準板14bの画像信号に基づいて第2の位置における中間データである第3黒データを取得し、第3黒データに基づいて第2の位置における黒補正データである第2黒補正データを作成する。
次に、画像処理部204は、第1の位置及び第2の位置以外の副走査方向の各位置に応じた黒補正データを第1黒補正データと第2黒補正データとに基づいて作成する。
そして、画像処理部204は、副走査方向の各位置における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り、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、主走査方向及び副走査方向における画像の濃度ムラを補正する。
この構成によれば、第1基準板14aの画像信号から第2黒データを取得し、第2基準板14bから第3黒データを取得し、第1黒補正データを第2黒データに基づいて作成し、第2黒補正データを第3黒データ基づいて作成することで、第1の位置における主走査方向の干渉ノイズを含む第1黒補正データ及び第2の位置における主走査方向の干渉ノイズを含む第2黒補正データを得ることができる。
そして、第1黒補正データと第2黒補正データとから第1の位置及び第2の位置以外の副走査方向の各位置についても、副走査方向の干渉ノイズの変動を考慮した黒補正データを算出することができる。このようにして作成された副走査方向の各位置における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主走査方向及び副走査方向における画像の濃度ムラを補正することができる。
また、第1基準板14a及び第2基準部材14bは黒色領域R2a,R2bを有する。
画像処理部204は、第1の位置において、光源205を消灯させた状態で複数のセンサ207に画像信号を取得させ、該画像信号から第1黒データを取得し、第2黒データを光源205に照射された第1基準板14aの黒色領域R2aの画像信号に基づいて取得し、第1黒補正データを第1黒データ及び第2黒データに基づいて作成する。
次に、画像処理部204は、第2の位置において、第3黒データを光源205に照射された第2基準板14bの黒色領域R2bの画像信号に基づいて作成し、第2黒補正データを第1黒データ及び第3データに基づいて作成する。
この構成によれば、第1黒データは、第2黒データ及び第3黒データよりも濃淡レベルが濃い黒データである。しかしながら、第1黒データは、濃淡レベルが濃いために、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データであるものの、干渉ノイズが適切に含まれていない。一方、第2黒データ及び第3黒データは、濃淡レベルが第1黒データよりも薄いものの、ある程度の干渉ノイズを含んでいる。そこで、第1黒データと第2黒データとに基づいて第1黒補正データを作成し、第1黒データと第3黒データとに基づいて第2黒補正データを作成することにより、第1の位置及び第2の位置のそれぞれの位置における干渉ノイズを適切に含む黒補正データを取得することができる。そして、第1の位置及び第2の位置以外の副走査方向の各位置についても、主走査方向のシェーディング補正を行うための黒補正データを第1黒補正データと第2黒補正データとに基づいて作成することで、副走査方向における干渉ノイズの変動を考慮した黒補正データを作成することができる。
さらに、第1基準板14a及び第2基準板14bはさらに白色領域R1a,R1bを有する。
画像処理部204は、第1の位置において、光源205に照射された第1基準板14aの白色領域R1aの画像信号に基づいて第1白データを取得し、第1の位置における白補正データである第1白補正データを第1白データに基づいて作成する。
次に、画像処理部204は、第2の位置において、光源205に照射された第2基準部材14bの白色領域R1bの画像信号に基づいて第2白データを取得し、第2の位置における白補正データである第2白補正データを第2白データに基づいて作成する。
次に、画像処理部204は、主走査方向のシェーディング補正を行うための第1の位置及び第2の位置以外の副走査方向の各位置に応じた白補正データを第1白補正データと第2白補正データとに基づいて作成する。
そして、画像処理部204は、副走査方向の各位置における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、第1白データ及び第2白データにはもともと干渉ノイズが含まれているため、第1白補正データ及び第2白補正データは干渉ノイズを含んだ補正データである。そのため、第1の位置及び第2の位置以外の副走査方向の各位置に応じた白補正データを第1白補正データと第2白補正データとに基づいて作成することで、副走査方向における干渉ノイズの変動を考慮した白補正データを作成することができる。これにより、副走査方向における干渉ノイズの変動を考慮した黒補正データと副走査方向における干渉ノイズの変動を考慮した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。
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3黒データ及び第2白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、第2黒データ及び第1白データの取得を行う。
すなわち、第3黒データ及び第2白データを取得する場合は、センサモジュール102は第2の位置に移動して第2基準板14bの画像を取得する必要がある。複数の原稿Sの画像の読取のたびに第3黒データ及び第2白データを取得しようとすると、センサモジュール102は1枚の原稿Sの読取が終わるたびに第2基準板14bの位置までしなければならず、特に、原稿載置領域4の広い画像読取装置では、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3黒データ及び第2白データの取得は、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、第2黒データ及び第1白データの取得は、センサモジュール102の読取開始位置周辺の第1の位置に配置された第1基準板14aを用いて行われるため、データの取得に長時間を要さず、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3黒データ及び第2白データの取得は、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3黒データ及び第2白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、センサモジュール102を第2の位置に移動させ、第2基準板14bを用いて第3黒データ及び第2白データを取得してもよい。
(実施の形態2)
実施の形態2では、第3黒データ、第2白データの取得に基準シート3を用いる場合について説明する。つまり、実施の形態2では、基準シート3が第2基準部材となる。
尚、ここで説明する構成以外は、実施の形態1と同様であるため、省略する。
[2−1.基準板]
実施の形態2では、第1基準板14aのみが第1の位置に配置され、第2基準板14bは配置されていない。尚、第1基準板14aの構成は実施の形態1と同様である。
[2−2.データの取得]
実施の形態2の画像読取装置10の補正データ作成用の画像データの取得について説明する。図15は、画像読取装置10の画像データの取得のフローチャートである。
実施の形態2では、ユーザが基準用紙を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。
図16は、基準シート3の概略図である。基準シート3は、シェーディング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に付属しているものである。基準シート3には、白色領域R1bと黒色領域R2bとが設けられている。白色領域R1bの光の反射率は、実質的に100%である。白色領域R1b、黒色領域R2bの主走査方向の長さが少なくともセンサモジュール102(より具体的にはセンサ207)よりも長い。白色領域R1b、黒色領域R2bの副走査方向の寸法は、センサ207の副走査方向の寸法よりも大きい。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。尚、このとき基準シート3の白色領域R1b、黒色領域R2bの位置が第2の位置となる。第2の位置としては、センサモジュール102の読取終端位置付近に配置することが望ましい。
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が用紙に白色領域R1b及び黒色領域R2bを印刷したものであってもよい。
まず、画像処理部204は、ステップS301において、センサモジュール102を基準シート3の黒色領域R2bと対向する位置に移動させる。
次に、ステップS302において、光源205により黒色領域R2bを照射し、黒色領域R2bの画像を取得する。すなわち、画像処理部204は、黒色領域R2bで反射した光を受光し、該光を画像信号に変換する。このとき、被写体は黒色であるものの、光源205から出射され黒色領域R2bで反射した光を受光している。そのため、このときの第3画像信号に基づく画像データは、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が、濃淡レベルが比較的濃くて黒色に近い色の、センサ207の出力レベルを表している。この濃淡レベルが比較的濃くて黒色に近い色の画像データがいわゆる中間データである。画像処理部204は、この画像データを第3黒データとして、メモリ203に保存する。第3黒データは、第2の位置における中間データの一例である。
続いて、画像処理部204は、ステップS303において、センサモジュール102を基準シート3の白色領域R1bと対向する位置に移動させる。
センサモジュール102の移動が完了すると、ステップS304において、画像処理部204は、第2白データを取得する。具体的には、画像処理部204は、光源205を点灯させた状態で基準シート3の白色領域R1bの画像を取得する。白色領域R1bの反射率は実質的に100%であるので、このときの画像信号に基づく画像データ、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、この第2白データを第2白補正データとして、メモリ203に保存する。
続いて、画像処理部204は、ステップS305において、ホームポジションを検出し、ステップS306において、センサモジュール102を、第1基準板14aの白色領域R1aと対向する位置へ移動させる。
センサモジュール102の移動が完了すると、ステップS307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。
画像処理部204は、キャリブレーションが完了すると、ステップS308において、センサモジュール102を黒色領域R2aと対向する位置に移動させ、ステップS309において、光源205をオンにして画像を取得し、この画像信号に基づく画像データを第2黒データとして、メモリ203に保存する。第2黒データは、第1の位置における中間データの一例である。
続いて、画像処理部204は、ステップS310において、センサモジュール102を白色領域R1aに移動させ、ステップS311において、光源205をオフにして画像を取得し、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。第1黒データは黒データの一例である。
次に、ステップS312において、画像処理部204は、光源205をオンにして第1基準板14aの白色領域R1aの画像を取得し、この画像信号に基づく画像データ、即ち白データを、第1白補正データとして、メモリ203に保存する。
尚、各ステップの詳細については実施の形態1と同じであるため、ここでは省略する。
以上のように、本実施の形態によって得られた黒補正データ及び白補正データであっても、主走査方向及び副走査方向のクロストークの影響を低減することができる。
[2−3.まとめ]
本実施の形態では、第3黒データ、第2白データの取得に基準シート3を用いる。本実施の形態によれば、基準シートを原稿載置領域に載置して副走査方向の各位置に応じた黒補正データ及び白補正データを算出するため、実際の原稿載置領域における補正値を算出することができ、補正の精度が向上する。
さらに、第2基準板14bを設ける必要がないため、部品数を減らすことができ、画像読取装置10の構成を簡易化することができる。
(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、上記実施形態を説明した。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。
上記実施形態について、以下のような構成としてもよい。
例えば、上記実施の形態では、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。
さらに、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、前述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、キャリブレーション、第2黒データの取得、第1黒データの取得、第1白データの取得等の順番を入れ替えてもよい。また、前述の説明では、全てのデータの取得(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基準板14aの画像に基づくデータ(第1黒データ、第2黒データ、第1白データ)が取得できた時点で(例えば、第2基準板14bの画像を取得する前に)第1黒補正データ及び第1白補正データの作成(ステップS2)を行ってもよい。また、第3黒データ及び第2白データの取得を第1黒データ等の取得よりも前におこなってもよい。
さらに、前述の説明では、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、これに限らず、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。
また、前述のデータ取得では、第2黒データ及び第3黒データは、光源205に照射された第1基準板14a、第2基準板14bの黒色領域R2a,R2bの画像に基づいて取得されていたが、これに限られるものではない。例えば、光源の光度を複数段階に調整可能にして、第1白データ及び第2白データを取得したときよりも低い光度で照射された白色領域R1a,R1bの画像信号に基づいて作成してもよい。
さらに、前述の説明では、第1の位置と第2の位置との2カ所で補正データを作成する場合について説明したが、本開示はこれに限らず副走査方向の3カ所以上でシェーディング補正データを作成してもよい。
本開示は、原稿等の画像を読み取る画像読取装置に用いるに好適である。
1 複合機
10 画像読取装置
11 スキャナユニット
12 FBガラス
13 ADFガラス
14a 第1基準板(第1基準部材)
14b 第2基準板(第2基準部材)
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
2 メインユニット
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
3 基準シート
4 原稿載置領域
R1a,R1b 白色領域
R2a,R2b 黒色領域
S 原稿
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。
また、特許文献2は、主走査方向に加え、副走査方向についても白基準レベルを定め、副走査方向の白基準レベルから算出した補正値を用いて、主走査方向の白基準レベルを補正する画像読取装置を開示している。
特開2008−060975号公報 特開平10−327322号公報
本開示の画像読取装置は、対象物の画像を読み取る画像読取装置であって、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における黒基準となる黒補正データと白基準となる白補正データと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補正部と、を備える。
複数のセンサは、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、黒補正データを、黒基準の濃淡レベルよりも薄くかつ白基準の濃淡レベルよりも濃い濃淡レベルの中間データに基づいて作成するよう構成される。まず、データ作成部は、第1の位置に配置され且つ主走査方向に延びる第1基準部材の画像信号に基づいて中間データを取得し、中間データに基づいて第1の位置における黒補正データである第1黒補正データを作成する。次に、データ生成部は、副走査方向において第1の位置とは異なる第2の位置に配置され且つ主走査方向に延びる第2基準部材の画像信号に基づいて中間データを取得し、中間データに基づいて第2の位置における黒補正データである第2黒補正データを作成する。次に、データ生成部は、第1の位置及び第2の位置以外の副走査方向の各位置に応じた黒補正データを第1黒補正データと第2黒補正データとに基づいて作成する。
補正部は、副走査方向の各位置における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り、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、主走査方向及び副走査方向における画像の濃度ムラを補正する。
この構成により、画像読取装置は、副走査方向の各位置における補正データを用いてシェーディング補正を行う。これにより、複数のセンサからの画像信号が干渉し合うことによる主走査方向及び副走査方向における画像の濃度ムラを低減することができる画像読取装置を提供することができる。
図1は、実施の形態1における画像読取装置の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における第1基準板及び第2基準板の配置を示す図である。 図5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6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7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グラフである。 図14は、副走査方向の位置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15は、実施の形態2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16は、基準シートの概略図である。
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。このような濃度差は、前述のようなシェーディング補正だけでは十分に補正できない。
特に、A3サイズの用紙に対応した画像読取装置等の読取領域が広いものに関しては、主走査方向だけでなく副走査方向においても画像の濃度ムラが起こり得るため、副走査方向に対しても適切な補正を行う必要がある。
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画像信号が干渉し合うことによる主走査方向及び副走査方向における画像の濃度ムラを低減する画像読取装置を提供する。
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。
(実施の形態1)
[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における画像読取装置の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。
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、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、第1基準板14aと、第2基準板14bと、ADF(Auto Document Feeder)16と、コントローラ100(図5参照)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。ADF16は、原稿Sを自動的に供給する。
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。
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。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。スキャナユニット11は、センサモジュール102(図3参照)を有している。
第1基準板14aと、第2基準板14bは、シェーディング補正用データを取得するための基準部材である。第1基準板14a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との間の位置に配置されている。第2基準板14bは、メインユニット2の上部であって、スキャナユニット11の副走査方向の可動範囲の終端位置に配置されている(図4参照)。すなわち、第1基準14aと第2基準14bとは副走査方向に間隔を開けて配置されている。第1基準板14a、第2基準板14b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。
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毎に出力する。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(Light Emitting Diode)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又は第1基準板14a、第2基準板14b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。従って、FBガラス12若しくはADFガラス13上の原稿又は第1基準板14a,第2基準板14b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。
図4は、第1基準板14a及び第2基準板14bの配置を示す図である。第1基準板14aと第2基準板14bとは、副走査方向に間隔を空けて配置されている。具体的には、第1基準板14aは原稿載置領域4の副走査方向の一端よりも外側に配置される。また第2基準板14bは原稿載置領域4の副走査方向の他端よりも外側に配置される。第1基準板14a、第2基準板14bは、いずれも主走査方向に延びている。第1基準板14a、第2基準板14bの主走査方向の長さは、少なくともセンサモジュール102(より具体的にはセンサ207)よりも長い。第1基準板14a、第2基準板14bは、いずれも少なくともセンサモジュール102と対向する面に、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R1a、白色領域R1bと黒色領域R2a、黒色領域R2bとを有している。白色領域R1a、白色領域R1bの光の反射率は、実質的に100%である。さらに、第1基準板14a、第2基準板14bには、それぞれ黒色領域R2a、黒色領域R2bよりも主走査方向の外側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複数の黒色の線が主走査方向に配列されたものであってもよい。尚、第1基準板14a及び第2基準板14bは、それぞれ第1基準部材及び第2基準部材の一例である。また、第1基準板14aの位置は第1の位置の一例であり、第2基準板14bの位置は第2の位置の一例である。
[1−2.画像読取装置]
図5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5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。
[1−3.動作]
[1−3−1.画像読取動作]
画像読取動作について説明する。図6は、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、第1基準板14a及び第2基準板14bを用いてシェーディング補正に用いる第1補正データ及び第2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、第1補正データ及び第2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、ステップS2で作成した第1補正データ及び第2補正データに基づいて、第1の位置及び第2の位置以外の副走査方向の各位置に応じた補正データを作成する。これらの補正データの作成が完了した後に、ステップS4にて、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。
[1−3−2.データ取得処理]
図7は、実施の形態1の画像読取装置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。
まず、ステップS101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、取得した画像から第1基準板14aの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、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所定量だけ移動させ、その位置で画像を取得させ、取得画像から基準パターンが検出されるか否かを判定する。画像処理部204は、基準パターンが検出されるまでこの処理を繰り返す。ただし、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、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前述の処理を繰り返す。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。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。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S102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、第1基準板14aの白色領域R1aと対向する位置へ移動させる。基準パターンと白色領域R1a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R1aと対向する位置まで正確に移動させることできる。
センサモジュール102が白色領域R1aと対向する位置まで移動すると、ステップS103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S104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、検出したホームポジションに基づいて、第1基準板14aの黒色領域R2aと対向する位置へ移動させる。
次に、ステップS105において、画像処理部204は、光源205により黒色領域R2aを照射し(光源ON)、黒色領域R2aの画像を取得する。すなわち、画像処理部204は、黒色領域R2a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、被写体は黒色であるものの、光源205から出射され黒色領域R2aで反射した光を受光している。そのため、このときの画像信号は、第1の位置における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が、濃淡レベルが比較的濃くて黒色に近い色の、センサ207の出力レベルを表している。この濃淡レベルが比較的濃くて黒色に近い色の画像データがいわゆる中間データである。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。第2黒データは第1の位置における中間データの一例である。
第2黒データの取得が完了すると、ステップS106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、再び第1基準板14aの白色領域R1aと対向する位置へ移動させる。
次に、ステップS107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から出射し、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、第1の位置における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。この画像データがいわゆる黒データである。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。第1黒データは黒データの一例である。
ステップS108において、画像処理部204は、光源205を点灯した状態(光源ON)で画像を取得する。このときセンサモジュール102は、第1基準板14aの白色領域R1aと対向している。従って、センサモジュール102は、白色領域R1aの画像を取得する。白色領域R1aの反射率は実質的に100%であるので、このときの画像信号に基づく画像データ、即ち白データは、第1の位置における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、この白データを第1白補正データとして、メモリ203に保存する。
続いて、ステップS109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を第2の位置へと移動させ、第2基準板14bの読取位置を検出する。具体的には、ステップS101のホームポジション検出と同様に、センサモジュール102をメモリ203に記憶されている検出位置へ移動させ、センサモジュール102にその位置で画像を取得させる。画像から基準パターンが検出された場合、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読取位置と判定する。また、基準パターンが検出されなかった場合、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の移動と画像の取得とを繰り返す。
読取位置の検出が完了したら、ステップS110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、第2基準板14bの白色領域R1bと対向する位置へ移動させる。
次に、ステップS111において、画像処理部204は、キャリブレーションを実行し、光源205の点灯時間の設定、AFE103の設定等の設定を行う。
キャリブレーションが完了したら、ステップS112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を第2基準板14bの黒色領域R2bに対向する位置へと移動させる。尚、移動の際は、第2基準板14bの基準パターンを検知することでセンサモジュール102の位置を決めてもよい。
次に、ステップS113において、画像処理部204は、読取制御部201を介して、光源205により黒色領域R2aを照射し(光源ON)、黒色領域R2aの画像を取得する。このときの画像信号に基づく画像データは、第2の位置における濃淡レベルが比較的濃くて黒色に近い色の、センサ207の出力レベルを表している。画像処理部204は、取得した画像データを第3黒データとして、メモリ203に保存する。第3黒データは第2の位置における中間データの一例である。
第3黒データの取得が完了すると、ステップS114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を第2基準板14bの白色領域R1bに対向する位置へと移動させる。
次に、ステップS115において、画像処理部204は、読取制御部201を介して、光源205により白色領域R1bを照射し(光源ON)、白色領域R1bの画像を取得する。このときの画像信号に基づく画像データ、即ち白データは、第2の位置における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、この白データを第2白補正データとして、メモリ203に保存する。
[1−3−3.第1の位置及び第2の位置における補正データの作成]
画像処理部204は、主走査方向のシェーディング補正の黒基準となる第1黒補正データ及び第2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、第2黒データ及び第3黒データから作成する。第1黒データ、第2黒データ及び第3黒データを用いて第1黒補正データ及び第2黒補正データを作成することによって、後述する主走査方向のクロストークに起因する濃度ムラの影響を低減することができる。
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M1はクロストークが無い場合であり、実線M2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M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M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。クロストークによるノイズが発生すると、図9Bに示すように、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黒データ及び第3黒データとを用いることによって第1黒補正データ及び第2黒データを作成する。
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。尚、第2黒補正データは第1黒補正データと同様のフローで作成されるため、以下では第1黒データの作成処理のみを説明する。
以下の説明では、センサ207のセクタの個数を3個、主走査方向の画素の個数をn個とする。また、セクタをS(i=0〜2)、画素をX(j=0〜n−1)で表す。セクタS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は、セクタSに隣接するセクタであり、セクタSは、セクタS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Xn−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S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S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は、セクタSの開始ウインドウR1内に含まれる。
画素X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がウインドウ内に含まれるかを判定する。
一方、画素X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の出力レベルK2と第1黒データの画素Xの出力レベルK1との差分値(K2−K1)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がセクタSにおける最終画素であるか否かを判定する。画素X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(x)=a×x+b(x:セクタ内での画素位置)、y:差分値、i:セクタ番号、a:回帰直線係数(傾き)、b:回帰直線係数(定数項))を求める。画像処理部204は、求めた回帰直線数a,bをメモリ203に格納する。図13においては、点線yはセクタSの回帰直線、実線yはセクタSの回帰直線、一点鎖線yはセクタS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が最後のセクタ(即ち、セクタS)でない限り、セクタSを次のセクタSi+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、セクタS及びセクタSの3つの回帰直線y0〜y2のうち、最小値となる最小差分値yminを求める(ymin=min(y))。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ymin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yminを用いて、第1黒データの画素Xの出力レベルK1を補正して第1黒補正データを求める。具体的には、第1黒補正データの画素Xの補正値Kは、以下の式で表される。
=K1+(y(x)−ymin
次に、画像処理部204は、ステップS215において、画素XがセクタSにおける最終画素であるか否かを判定する。画素X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が最後のセクタ(即ち、セクタS)でない限り、セクタSを次のセクタSi+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(x)から最小差分値yminを減算した値を、第1黒データの出力レベルK1に加算して黒補正データの補正値Kを求める。
[1−3−4.副走査方向の各位置に応じた補正データの作成]
第1の位置及び第2の位置以外の副走査方向の各位置に応じた黒補正データ及び白補正データの算出について説明する。
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2に示すように、FFC15は、スキャナユニット11が第1の位置(第1基準板14aの位置)のように読取開始位置の周辺に位置している場合は、大部分が重なった状態である。FFC15は、スキャナユニット11が第1の位置から副走査方向に移動するにつれて重なった部分が減少していく。FFC15は、スキャナユニット11が第2の位置(第2基準板14bの位置)のように読取終端位置の周辺に位置している場合は、ほとんど延びきった状態となり、重なる部分は少ない。このようにFFC15の重なりが変動すると、FFC15の折り曲げに起因する干渉ノイズの大きさも変動する。
図14は、典型的な副走査方向の位置に対するセンサ207の出力レベルを示すグラフである。図14において、第1の位置は本実施の形態の第1の位置に対応し、第2の位置は本実施の形態の第2の位置に対応する。また、図中の中塗りの丸は黒色の出力レベルを表し、中抜きの丸は白色の出力レベルを表している。B1は第1の位置で取得した黒色の出力レベル、B2は、第2の位置で取得した黒色の出力レベルである。また、W1は第1の位置で取得した白色の出力レベル、W2は第2の位置で取得した白色の出力レベルである。
各位置で取得した画像信号の出力レベルには干渉ノイズが含まれている。しかし、各位置でFFC15の重なり具合が異なることから、干渉ノイズの大きさは異なる。そのため、副走査方向の位置により出力レベルは変動する。このとき、白色の出力レベルの方が含まれている干渉ノイズが大きいことから、干渉ノイズの変動による影響も大きくなる。すなわち、黒色の出力レベルと比べて白色の出力レベルの方が大きく変動する。これにより、第1の位置と第2の位置とで白色の出力レベルと黒色の出力レベルとの出力レベルの差が変動する。図14の場合、B3で示す黒色レベルB1とB2の差より、W3で示す白色レベルW1とW2の差が大きくなっているのが分かる。
そのため、第1の位置における補正データを用いて第2の位置における画像データをシェーディング補正してしまうと、階調が合わずに図9Bに示す画像の濃度ムラが副走査方向でも発生することとなる。
そこで、本開示の画像読取装置10では、第1補正データと第2補正データとを用いて、第1の位置及び第2の位置以外の副走査方向の各位置に対しても、それぞれの副走査方向の各位置に応じた補正データを求め、その補正データを用いてシェーディング補正を行う。尚、図14では第1の位置の出力レベルの方が第2の位置の出力レベルと比べ低下する場合を示しているが、装置の構成や環境変数等により第2の位置の出力レベルの方が第1の位置の出力レベルよりも大きくなる場合もある。
以下の説明では、副走査方向の画素の個数をm個とし、画素をX(l=0〜m−1)で表す。画素は、画素Xは、センサ207において副走査方向の一端の画素であり、画素番号lが大きくなるにつれて副走査方向の他端側の画素となり、画素Xm−1は、センサ207において副走査方向の他端の画素である。ここではXが第1基準板14aの副走査方向の一端の画素に対応し、Xm−1が第2基準板14bの副走査方向の一端の画素に対応するとして説明する。
まず、画像処理部204は、第1黒補正データと第2黒補正データとの副走査方向の画素Xに対する回帰直線y=c×x+d(x:画素Xの画素位置、y:画素Xにおける補正データ、c:回帰直線係数(傾き)、d:回帰直線係数(定数項))を求める。画像処理部204は、求めた回帰直線数c,dをメモリ203に格納する。
次に、画像処理部204は、第1黒補正データと第2黒補正データとに対しても同様に回帰直線y=c×x+d(x:画素X の画素位置、y:画素x 位置における補正データ、c:回帰直線係数(傾き)、d:回帰直線係数(定数項))を求める。画像処理部204は、求めた回帰直線数c,dをメモリ203に格納する。
このように、画像処理部204は、第1の位置及び第2の位置以外の副走査方向の各位置に応じた補正データを第1の位置と第2の位置とにおける補正データに基づいて線形補間する。画像処理部204は、算出した副走査方向の各位置に応じ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を行う。
[1−3−5.読取処理]
副走査方向の各位置に応じた黒補正データ及び白補正データが求まると、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、各黒補正データ及び各白補正データを用いてシェーディング補正を行う。
副走査方向に応じた黒補正データ及び副走査方向に応じた白補正データを用いて、それぞれの副走査方向の各位置に対して主走査方向のシェーディング補正を行うことによって、クロストークに起因する主走査方向及び副走査方向における画像の濃度ムラの影響を低減することができる。
詳しくは、ステップS107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、この第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)。この第2黒データによって第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、第1基準板14aの黒色領域R2a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R2a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R2aの濃度は黒に極めて近いため、黒色領域R2a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−K1)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−K1)を線形回帰したり、セクタごとの差分値(K2−K1)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−K1)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。
また、求められた第1黒補正データ及び第2黒補正データと第1白補正データ及び第2白補正データとを用いて、第1の位置及び第2の位置以外の副走査方向の各位置に応じた黒補正データ及び白補正データを求めることができる。黒補正データに関しては、第1の位置及び第2の位置以外の副走査方向の各位置に応じた黒補正データを、第1黒補正データと第2黒補正データとを用いて線形補間することで算出する。一方、白補正データに関しては、第1白補正データと第2白補正データとを用いて線形補間することで算出する。
こうして作成された干渉ノイズを含みかつ副走査方向の干渉ノイズの変動を考慮した黒補正データ(図10の点A’)と、副走査方向の干渉ノイズの変動を考慮した白補正データ(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、主走査方向及び副走査方向の両方で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。
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、第2基準板14bを用いた第3黒データ、第2白データの取得を1回行い、第1黒データ、第2黒データの取得及び第1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3黒データ及び第2白データと、各読取の前に毎回取得される第1黒データ、第2黒データ及び第1白データとから副走査方向の各位置に対応した黒補正データ及び白補正データを作成して、実行される。
[1−4.まとめ]
以上のように、画像読取装置10は、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おける黒基準となる黒補正データと白基準となる白補正データとを作成すし、複数のセンサ207で取得した画像信号に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画像処理部204とを備えている。
複数のセンサ207は、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ている。
画像処理部204は、黒補正データを、黒基準の濃淡レベルよりも薄くかつ白基準の濃淡レベルよりも濃い濃淡レベルの中間データに基づいて作成するよう構成される。
画像処理部204は、第1の位置に配置され且つ主走査方向に延びる第1基準板14aの画像信号に基づいて第1の位置における中間データである第2黒データを取得し、第2黒データに基づいて第1の位置における黒補正データである第1黒補正データを作成する。
次に、画像処理部204は、副走査方向において第1の位置とは異なる第2の位置に配置され且つ主走査方向に延びる第2基準板14bの画像信号に基づいて第2の位置における中間データである第3黒データを取得し、第3黒データに基づいて第2の位置における黒補正データである第2黒補正データを作成する。
次に、画像処理部204は、第1の位置及び第2の位置以外の副走査方向の各位置に応じた黒補正データを第1黒補正データと第2黒補正データとに基づいて作成する。
そして、画像処理部204は、副走査方向の各位置における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り、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、主走査方向及び副走査方向における画像の濃度ムラを補正する。
この構成によれば、第1基準板14aの画像信号から第2黒データを取得し、第2基準板14bから第3黒データを取得し、第1黒補正データを第2黒データに基づいて作成し、第2黒補正データを第3黒データ基づいて作成することで、第1の位置における主走査方向の干渉ノイズを含む第1黒補正データ及び第2の位置における主走査方向の干渉ノイズを含む第2黒補正データを得ることができる。
そして、第1黒補正データと第2黒補正データとから第1の位置及び第2の位置以外の副走査方向の各位置についても、副走査方向の干渉ノイズの変動を考慮した黒補正データを算出することができる。このようにして作成された副走査方向の各位置における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主走査方向及び副走査方向における画像の濃度ムラを補正することができる。
また、第1基準板14a及び第2基準14bは黒色領域R2a,R2bを有する。
画像処理部204は、第1の位置において、光源205を消灯させた状態で複数のセンサ207に画像信号を取得させ、該画像信号から第1黒データを取得し、第2黒データを光源205に照射された第1基準板14aの黒色領域R2aの画像信号に基づいて取得し、第1黒補正データを第1黒データ及び第2黒データに基づいて作成する。
次に、画像処理部204は、第2の位置において、第3黒データを光源205に照射された第2基準板14bの黒色領域R2bの画像信号に基づいて作成し、第2黒補正データを第1黒データ及び第3データに基づいて作成する。
この構成によれば、第1黒データは、第2黒データ及び第3黒データよりも濃淡レベルが濃い黒データである。しかしながら、第1黒データは、濃淡レベルが濃いために、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データであるものの、干渉ノイズが適切に含まれていない。一方、第2黒データ及び第3黒データは、濃淡レベルが第1黒データよりも薄いものの、ある程度の干渉ノイズを含んでいる。そこで、第1黒データと第2黒データとに基づいて第1黒補正データを作成し、第1黒データと第3黒データとに基づいて第2黒補正データを作成することにより、第1の位置及び第2の位置のそれぞれの位置における干渉ノイズを適切に含む黒補正データを取得することができる。そして、第1の位置及び第2の位置以外の副走査方向の各位置についても、主走査方向のシェーディング補正を行うための黒補正データを第1黒補正データと第2黒補正データとに基づいて作成することで、副走査方向における干渉ノイズの変動を考慮した黒補正データを作成することができる。
さらに、第1基準板14a及び第2基準板14bはさらに白色領域R1a,R1bを有する。
画像処理部204は、第1の位置において、光源205に照射された第1基準板14aの白色領域R1aの画像信号に基づいて第1白データを取得し、第1の位置における白補正データである第1白補正データを第1白データに基づいて作成する。
次に、画像処理部204は、第2の位置において、光源205に照射された第2基準14bの白色領域R1bの画像信号に基づいて第2白データを取得し、第2の位置における白補正データである第2白補正データを第2白データに基づいて作成する。
次に、画像処理部204は、主走査方向のシェーディング補正を行うための第1の位置及び第2の位置以外の副走査方向の各位置に応じた白補正データを第1白補正データと第2白補正データとに基づいて作成する。
そして、画像処理部204は、副走査方向の各位置における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、第1白データ及び第2白データにはもともと干渉ノイズが含まれているため、第1白補正データ及び第2白補正データは干渉ノイズを含んだ補正データである。そのため、第1の位置及び第2の位置以外の副走査方向の各位置に応じた白補正データを第1白補正データと第2白補正データとに基づいて作成することで、副走査方向における干渉ノイズの変動を考慮した白補正データを作成することができる。これにより、副走査方向における干渉ノイズの変動を考慮した黒補正データと副走査方向における干渉ノイズの変動を考慮した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。
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3黒データ及び第2白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、第2黒データ及び第1白データの取得を行う。
すなわち、第3黒データ及び第2白データを取得する場合は、センサモジュール102は第2の位置に移動して第2基準板14bの画像を取得する必要がある。複数の原稿Sの画像の読取のたびに第3黒データ及び第2白データを取得しようとすると、センサモジュール102は1枚の原稿Sの読取が終わるたびに第2基準板14bの位置までしなければならず、特に、原稿載置領域4の広い画像読取装置では、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3黒データ及び第2白データの取得は、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、第2黒データ及び第1白データの取得は、センサモジュール102の読取開始位置周辺の第1の位置に配置された第1基準板14aを用いて行われるため、データの取得に長時間を要さず、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3黒データ及び第2白データの取得は、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3黒データ及び第2白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、センサモジュール102を第2の位置に移動させ、第2基準板14bを用いて第3黒データ及び第2白データを取得してもよい。
(実施の形態2)
実施の形態2では、第3黒データ、第2白データの取得に基準シート3を用いる場合について説明する。つまり、実施の形態2では、基準シート3が第2基準部材となる。
尚、ここで説明する構成以外は、実施の形態1と同様であるため、省略する。
[2−1.基準板]
実施の形態2では、第1基準板14aのみが第1の位置に配置され、第2基準板14bは配置されていない。尚、第1基準板14aの構成は実施の形態1と同様である。
[2−2.データの取得]
実施の形態2の画像読取装置10の補正データ作成用の画像データの取得について説明する。図15は、画像読取装置10の画像データの取得のフローチャートである。
実施の形態2では、ユーザが基準用紙を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。
図16は、基準シート3の概略図である。基準シート3は、シェーディング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に付属しているものである。基準シート3には、白色領域R1bと黒色領域R2bとが設けられている。白色領域R1bの光の反射率は、実質的に100%である。白色領域R1b、黒色領域R2bの主走査方向の長さが少なくともセンサモジュール102(より具体的にはセンサ207)よりも長い。白色領域R1b、黒色領域R2bの副走査方向の寸法は、センサ207の副走査方向の寸法よりも大きい。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。尚、このとき基準シート3の白色領域R1b、黒色領域R2bの位置が第2の位置となる。第2の位置としては、センサモジュール102の読取終端位置付近に配置することが望ましい。
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が用紙に白色領域R1b及び黒色領域R2bを印刷したものであってもよい。
まず、画像処理部204は、ステップS301において、センサモジュール102を基準シート3の黒色領域R2bと対向する位置に移動させる。
次に、ステップS302において、光源205により黒色領域R2bを照射し、黒色領域R2bの画像を取得する。すなわち、画像処理部204は、黒色領域R2bで反射した光を受光し、該光を画像信号に変換する。このとき、被写体は黒色であるものの、光源205から出射され黒色領域R2bで反射した光を受光している。そのため、このときの第3画像信号に基づく画像データは、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が、濃淡レベルが比較的濃くて黒色に近い色の、センサ207の出力レベルを表している。この濃淡レベルが比較的濃くて黒色に近い色の画像データがいわゆる中間データである。画像処理部204は、この画像データを第3黒データとして、メモリ203に保存する。第3黒データは、第2の位置における中間データの一例である。
続いて、画像処理部204は、ステップS303において、センサモジュール102を基準シート3の白色領域R1bと対向する位置に移動させる。
センサモジュール102の移動が完了すると、ステップS304において、画像処理部204は、第2白データを取得する。具体的には、画像処理部204は、光源205を点灯させた状態で基準シート3の白色領域R1bの画像を取得する。白色領域R1bの反射率は実質的に100%であるので、このときの画像信号に基づく画像データ、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、この第2白データを第2白補正データとして、メモリ203に保存する。
続いて、画像処理部204は、ステップS305において、ホームポジションを検出し、ステップS306において、センサモジュール102を、第1基準板14aの白色領域R1aと対向する位置へ移動させる。
センサモジュール102の移動が完了すると、ステップS307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。
画像処理部204は、キャリブレーションが完了すると、ステップS308において、センサモジュール102を黒色領域R2aと対向する位置に移動させ、ステップS309において、光源205をオンにして画像を取得し、この画像信号に基づく画像データを第2黒データとして、メモリ203に保存する。第2黒データは、第1の位置における中間データの一例である。
続いて、画像処理部204は、ステップS310において、センサモジュール102を白色領域R1aに移動させ、ステップS311において、光源205をオフにして画像を取得し、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。第1黒データは黒データの一例である。
次に、ステップS312において、画像処理部204は、光源205をオンにして第1基準板14aの白色領域R1aの画像を取得し、この画像信号に基づく画像データ、即ち白データを、第1白補正データとして、メモリ203に保存する。
尚、各ステップの詳細については実施の形態1と同じであるため、ここでは省略する。
以上のように、本実施の形態によって得られた黒補正データ及び白補正データであっても、主走査方向及び副走査方向のクロストークの影響を低減することができる。
[2−3.まとめ]
本実施の形態では、第3黒データ、第2白データの取得に基準シート3を用いる。本実施の形態によれば、基準シートを原稿載置領域に載置して副走査方向の各位置に応じた黒補正データ及び白補正データを算出するため、実際の原稿載置領域における補正値を算出することができ、補正の精度が向上する。
さらに、第2基準板14bを設ける必要がないため、部品数を減らすことができ、画像読取装置10の構成を簡易化することができる。
(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、上記実施形態を説明した。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。
上記実施形態について、以下のような構成としてもよい。
例えば、上記実施の形態では、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。
さらに、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、前述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、キャリブレーション、第2黒データの取得、第1黒データの取得、第1白データの取得等の順番を入れ替えてもよい。また、前述の説明では、全てのデータの取得(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基準板14aの画像に基づくデータ(第1黒データ、第2黒データ、第1白データ)が取得できた時点で(例えば、第2基準板14bの画像を取得する前に)第1黒補正データ及び第1白補正データの作成(ステップS2)を行ってもよい。また、第3黒データ及び第2白データの取得を第1黒データ等の取得よりも前におこなってもよい。
さらに、前述の説明では、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、これに限らず、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。
また、前述のデータ取得では、第2黒データ及び第3黒データは、光源205に照射された第1基準板14a、第2基準板14bの黒色領域R2a,R2bの画像に基づいて取得されていたが、これに限られるものではない。例えば、光源の光度を複数段階に調整可能にして、第1白データ及び第2白データを取得したときよりも低い光度で照射された白色領域R1a,R1bの画像信号に基づいて作成してもよい。
さらに、前述の説明では、第1の位置と第2の位置との2カ所で補正データを作成する場合について説明したが、本開示はこれに限らず副走査方向の3カ所以上でシェーディング補正データを作成してもよい。
本開示は、原稿等の画像を読み取る画像読取装置に用いるに好適である。
1 複合機
10 画像読取装置
11 スキャナユニット
12 FBガラス
13 ADFガラス
14a 第1基準板(第1基準部材)
14b 第2基準板(第2基準部材)
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
2 メインユニット
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
3 基準シート
4 原稿載置領域
R1a,R1b 白色領域
R2a,R2b 黒色領域
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における黒基準となる黒補正データと白基準となる白補正データと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補正部と、を備え、
    前記複数のセンサは、前記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、
    前記黒補正データを、前記黒基準の濃淡レベルよりも薄くかつ前記白基準の濃淡レベルよりも濃い濃淡レベルの中間データに基づいて作成するよう構成され、
    第1の位置に配置され且つ前記主走査方向に延びる第1基準部材の画像信号に基づいて前記中間データを取得し、該中間データに基づいて前記第1の位置における前記黒補正データである第1黒補正データを作成し、
    副走査方向において前記第1の位置とは異なる第2の位置に配置され且つ前記主走査方向に延びる第2基準部材の画像信号に基づいて前記中間データを取得し、該中間データに基づいて前記第2の位置における前記黒補正データである第2黒補正データを作成し、
    前記第1の位置及び前記第2の位置以外の前記副走査方向の各位置に応じた前記黒補正データを前記第1黒補正データと前記第2黒補正データとに基づいて作成し、
    前記補正部は、前記副走査方向の各位置における前記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り、前記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、前記主走査方向及び前記副走査方向における画像の濃度ムラを補正する
    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、
    前記第1基準部材及び前記第2基準部材は、黒色領域を有し、
    前記データ作成部は、
    前記第1の位置において、前記光源を消灯させた状態で前記複数のセンサに画像信号を取得させ、該画像信号から黒データを取得し、前記中間データを前記光源に照射された前記第1基準部材の黒色領域の画像信号に基づいて取得し、前記第1黒補正データを前記黒データ及び該中間データに基づいて作成し、
    前記第2の位置において、前記中間データを前記光源に照射された前記第2基準部材の黒色領域の画像信号に基づいて作成し、前記第2黒補正データを前記黒データ及び前記中間データに基づいて作成する
    画像読取装置。
  3. 請求項2に記載の画像読取装置において、
    前記第1基準部材及び前記第2基準部材は、さらに白色領域を有し、
    前記データ作成部は、
    前記第1の位置において、前記光源に照射された前記第1基準部材の白色領域の画像信号に基づいて第1白データを取得し、前記第1の位置における前記白補正データである第1白補正データを前記第1白データに基づいて作成し、
    前記第2の位置において、前記光源に照射された前記第2基準部材の白色領域の画像信号に基づいて第2白データを取得し、前記第2の位置における前記白補正データである第2白補正データを前記第2白データに基づいて作成し、
    前記主走査方向のシェーディング補正を行うための前記第1の位置及び前記第2の位置以外の前記副走査方向の各位置に応じた前記白補正データを前記第1白補正データと前記第2白補正データとに基づいて作成し、
    前記補正部は、前記副走査方向の各位置における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の位置における前記中間データ及び前記第2白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黒データ、前記第1の位置における中間データ及び前記第1白データの取得を行う
    画像読取装置。
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