JP2006033386A - 画像読み取り装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】原稿台ガラス上に載置された原稿を走査することにより画像を読み取る方式と、ローラ等により原稿を搬送するADFによって搬送される原稿を走査する方式の両方を備えた画像読み取り装置にて、それぞれの読み取り方式にあったレンズの色収差による位置ずれを補正を行う。
【解決手段】原稿台ガラス上に載置された原稿を走査することにより画像を読み取る方式と、ローラ等により原稿を搬送するADFによって搬送される原稿を走査する方式の両方を備えた構成にて、レンズの色収差による位置ずれをそれぞれの方式にあった補正係数にて補正することにより、常に最適な位置ずれ補正を行う。又、位置ずれ補正回路を鏡像補正回路及び解像度変換回路の前段に配置することにより、位置ずれ補正処理を簡略化する。
【選択図】図1
【解決手段】原稿台ガラス上に載置された原稿を走査することにより画像を読み取る方式と、ローラ等により原稿を搬送するADFによって搬送される原稿を走査する方式の両方を備えた構成にて、レンズの色収差による位置ずれをそれぞれの方式にあった補正係数にて補正することにより、常に最適な位置ずれ補正を行う。又、位置ずれ補正回路を鏡像補正回路及び解像度変換回路の前段に配置することにより、位置ずれ補正処理を簡略化する。
【選択図】図1
Description
本発明は、デジタル複写機、スキャナ、ファクシミリ等の画像読み取り技術に関し、特に画像読み取りの際に原稿搬送装置(以下、ADF(Auto Document Feeder))によって原稿を搬送しながら原稿画像データを読み取る流し読み方式と、原稿台ガラス上に載置された原稿の原稿画像を読み取る固定読み取り方式の2つの読み取り方式を持つ画像読み取り装置に関する。
従来、デジタル複写機等において原稿台ガラス上に載置された原稿を走査することにより画像を読み取る方式と、ローラ等により原稿を搬送するADFによって搬送される原稿を走査する方式の両方を備えた構成のものがある。
この種のADFを備えたデジタル複写機には、ADFによって搬送される原稿を読み取る際には、ADF下方に設けられた画像読み取り装置の光学台を、モータによって予め設定された読み取り位置に移動して停止し、ランプを照射し、原稿台ガラスとADFとの間に原稿をローラによって所定速度にて搬送し、この搬送原稿を走査する構成となっているものがあり、又、原稿台ガラス上に載置された原稿を走査する際には画像読み取り装置の光学台をモータによって移動し、ランプを照射することにより原稿を走査する構成となっているものがある。
そして、この走査したデータに基づいて、プリンタ部にて処理を行うことにより複写画像を得られるようになっている。
この種の2つの読み取り方式を持つ構成においては、読み取り方式の違いにより画像品質が異なってしまう問題点があり、例えば特許文献1では原稿台ガラス上に載置された読み取りモードでは原稿が密着しているが、ADFによって搬送される原稿を読み取るモードでは原稿が若干浮いていることによって読み取り濃度の違いが生じてしまう問題点について指摘されている。又、原稿が浮いていること以外にも、それぞれの読み取りモード用に設けられた原稿ガラス、構成部品の製造ばらつき等により原稿の読み取り状態の違いが生じることが知られている。
又、カラー原稿を読み取る画像読み取り装置では原稿からの画像情報を有する光をレンズを通してカラーリニアイメージセンサ上に収束させてCCD等の光電変換素子によって画像データを得る際に、結像レンズの色収差による読み取り画像の色ずれで画像の劣化が起こる問題があり、特許文献3や特許文献4のようにこの品質劣化を補正、改善する技術が知られている。
この結像レンズの色収差による読み取り画像の色ずれは、2つの読み取り方式を持つ構成において2つの読み取り方式間で読み取り濃度の違いが生じるのと同じように、2つの読み取り方式間で原稿の読み取り状態が異なっている場合に、原稿からレンズまでの光路長が変わり違いが生じる。どちらの読み取り方式で読み取る場合にも同様の位置ずれ補正係数で補正した場合、2つの読み取り方式間で出力画像データに違いが発生してしまう問題点がある。
又、このレンズによる色収差の違いが殆どないような特許文献2のような構成を採った場合でも、ADFによって搬送される原稿を読み取るモードでは原稿を読み取った出力画像データが原稿台ガラス上に載置された読み取りモードに対して、原稿読み出し位置が逆となり鏡像となるため、この鏡像を反転して正像に補正するための鏡像補正回路を一般的に設けるが、この鏡像補正回路が色収差の補正回路の前段にあった場合には色収差補正のための係数も画像同様に主走査方向に反転する必要があり、処理が複雑化する問題点があった。
又、読み取った画像データを解像度変換する場合において、解像度を変換した後に色収差補正を行う構成の場合、色収差についても解像度変換されてしまうため、係数を変換された解像度毎に設定し直す必要があり、処理が複雑化する問題点があった。
本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、読み取り方式間での出力画像の違いをなくすことができる画像読み取り装置を提供することにある。
上記目的を達成するため、請求項1記載の発明は、原稿台ガラス上に載置された原稿の原稿画像を読み取る固定読み取り方式と、原稿シートを原稿給送装置により搬送しながら読み取る流し読み方式とを有し、原稿を照明する照明手段と、前記原稿からの反射光を所定位置に結像させて複数色の信号を出力する光電変換手段と、画素位置毎に予め演算された補正係数に基づいて前記複数色信号の主走査方向位置ずれを補正する補正手段とを具備する画像読み取り装置において、前記固定読み取り方式と前記流し読み方式にて主走査方向の位置ずれを補正する際の係数をそれぞれ独立に持たせることを特徴とする。
請求項2記載の発明は、請求項1記載の発明において、どちらか一方の読み取り方式の位置ずれ量にもう一方の読み取り方式の位置ずれ量を合わせることを特徴とする。
請求項3記載の発明は、原稿台ガラス上に載置された原稿の原稿画像を読み取る固定読み取り方式と、原稿シートを原稿給送装置により搬送しながら読み取る流し読み方式とを有し、原稿を照明する照明手段と、前記原稿からの反射光を所定位置に結像させて複数色の信号を出力する光電変換手段と、前記流し読み方式にて原稿を読み取る際に主走査方向に画像を反転させる画像反転手段と、画素位置毎に予め演算された補正係数に基づいて前記複数色信号の主走査方向位置ずれを補正する補正手段とを具備する画像読み取り装置において、前記補正手段を前記画像反転手段より前段に配置することを特徴とする。
請求項4記載の発明は、原稿台ガラス上の原稿を照明する照明手段と、前記原稿からの反射光を所定位置に結像させて複数色の信号を出力する光電変換手段とを有し、前記光電変換手段にて読み取った画像データの解像度を変換する解像度変換手段と、画素位置毎に予め演算された補正係数に基づいて、前記複数色信号の主走査方向位置ずれを補正する補正手段とを具備する画像読み取り装置において、前記補正手段を前記解像度変換手段より前段に配置することを特徴とする。
本発明によれば、原稿台ガラス上に載置された原稿を走査することにより画像を読み取る方式と、ローラ等により原稿を搬送するADFによって搬送される原稿を走査する方式の2つの読み取り方式を備えた構成の画像読み取り装置において、読み取り方式間にて原稿の読み取り状態が異なる場合にも、それぞれの読み取り方式に最適なレンズによる色収差を補正するパラメータを使用するため、読み取り方式間での出力画像の違いをなくすことが可能となる。
又、2つの読み取り方式間で原稿を読み取った際に一方の読み取り方式に対してもう一方の読み取り方式が鏡像の状態になる図1のような装置構成を採った場合でも、色収差補正のための主走査位置ずれ補正を行う補正手段を主走査方向の画像反転手段より前に配置するため、読み取り方式間に色収差ばらつきがなかった場合、読み取り方式毎の補正係数を持つ必要がなくなるために処理を簡略化することが可能となる。
又、色収差補正のための主走査位置ずれ補正を行う補正手段を解像度変換手段より前に配置するため、解像度変換手段にて変換された解像度に合わせて主走査位置ずれ補正係数を設定する必要がなくなるたり、処理を簡略化することが可能となる。
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
<実施の形態1>
図1に原稿画像を読み取るADFを備えた一般的なデジタルスキャナーの構成図を示す。ADF101は原稿102を搬送ローラ103によって搬送し、原稿102はプラテンローラ104と筐体105に配置される画像読み取り装置の原稿台ガラス106の間を通過する。
図1に原稿画像を読み取るADFを備えた一般的なデジタルスキャナーの構成図を示す。ADF101は原稿102を搬送ローラ103によって搬送し、原稿102はプラテンローラ104と筐体105に配置される画像読み取り装置の原稿台ガラス106の間を通過する。
次に、筐体105に配置される画像読み取り装置は、原稿面に対して光を照射するランプ107、原稿によって反射されたランプ107からの光を反射するミラー108、ランプ107とミラー108を配置する光学台109、ミラー108によって反射された光をレンズ116に向けるミラー110,111を配置する光学台112を有し、又、光学台109,112はワイヤ113によってモータ114と結ばれ、ポジションセンサ115はこの光学台109のホームポジションを示し、光学台109はここを基準としてモータ114を正転、逆転することにより、光学台109,112を移動し原稿台ガラス106上の原稿を走査することができる。
又、このモータ114には図示しないエンコーダ302が備え付けてあり、このエンコーダ302の出力により何パルス分移動したかが分かるようになっている。よって、ポジションセンサ115とモータ114に備えられたエンコーダ302からのエンコーダパルスにより光学台109,112の位置を把握することが出来る。
又、光学台109,112によって導かれる原稿面からの反射光を集光するレンズ116と、レンズ116によって集光された原稿面からの光を受けて光電変換を行うCCD117を有する、CCD117の詳細については後述する。操作部118は、ユーザーからのスキャン開始指示用ボタンや装置状態表示等を行うディスプレイを有する(詳細は図2参照)。
CCD117の詳細について図3により説明する。
図3に示すように、CCD117は1個のICパッケージとなっており、3ラインのRGB各色に対応した感光画素列がA4原稿を600dpiで読み取れるように主走査7500画素配置された構成となっている。よって、一度にRGBの読み取りを行うことが可能になっている。画像信号出力はそれぞれのラインに1ピンずつ3つの出力ピンから出力される。
本実施の形態のデジタルスキャナーはこの構成を用いて、光学台109,112をADF原稿読み取り位置方向に移動し、ADF101からの搬送原稿を読み取るADF原稿読み取りモードと、原稿を原稿台ガラス106上に載置して、光学台109,112を副走査方向に走査することにより読み取る原稿台ガラス原稿読み取りモードの2つのモードで原稿画像読み取りを行うことができる。
このようなADFを備えた画像読み取り装置は、ADF原稿読み取りモードにて原稿を読み取る際に図4のADF原稿読み取り部拡大図に示すように、原稿台ガラス118の原稿読み取り位置上にゴミが付着、滞留するとゴミを読み取ってしまい、読み取り画像にスジが発生することが知られている。
本実施の形態では、原稿に付着したゴミ等が原稿台ガラス118に付きにくくするように、原稿は原稿台ガラス118から5mm程度浮かせた位置を通過するような構成としている。よって、ADF原稿読み取りモードと原稿台ガラス原稿読み取りモードとの間ではレンズからの光路長が5mm異なった位置で原稿を読み取っていることになる。
図5は本実施の形態に係る制御構成図である。
ADF101に載置された原稿を搬送する搬送ローラ103、原稿を原稿ガラス118にガイドするプラテンローラ104、原稿面に光を照射するランプ107、光学台109,112を副走査方向に移動し原稿を走査するモータ114、モータ114の移動量を把握するためのエンコーダ302、ポジションセンサ115、原稿面からの光を受けRGBそれぞれ3ラインの光電変換を行うCCD117、CCD117のRGB3つの出力信号を8bitのデジタル信号にA/D変換するA/D変換回路301R,301G,301B、A/D変換されたCCD117の出力信号を受け、CCD117、レンズ116等の光学系の特性を基準白色板120を読み取った結果からシェーディング補正するシェーディング補正回路303R,303G,303Bシェーディング補正された信号を受け、レンズ116の色収差によるRGB間の位置ずれを補正する位置ずれ補正回路304R,304G,304B、位置ずれ補正された画像信号を受けて、ADF原稿読み取りモード時に鏡像になっている画像データを反転処理し正像に補正する鏡像処理回路305、これらを制御して原稿読み取り動作を行うスキャナーコントローラ306を有する。
次に、位置ずれ補正回路304の詳細について説明する。
位置ずれ補正回路304の詳細ブロック図を図6に示す。
位置ずれ補正回路304は3画素のデータを用いてフィルタ回路にて式(A)の計算を行う、例えば左に0.5画素位置ずらししたい場合はK0=0.5、K1=0.5、K2=0を代入する。右に0.5画素位置ずらしたい場合はK0=0、K1=0.5、K2=0.5を代入する。
X’= K0×P(X−1)+K1×P(X)+K2×P(X+1)…(A)
X’:位置ずれ補正後データ値 P(X):入力画像データ X:画素位置
K0〜K2:位置ずれ補正係数
図7は本実施の形態のCCD117の主走査位置によるG信号を基準としたR,Bの色収差による位置ずれ量を示している。レンズの色収差は、図のように主走査中心位置から端部にいくと結像画角が変化するのに従って徐々に位置ずれ量が大きくなることが知られている。よって、位置ずれ補正回路への係数設定はCCD117全画素に対応する補正係数は必要なく、例えば左端部、中央部、右端部の3点代表係数のみ記憶しておき、その他の画素についてはその線形補間の係数にて補正できる。よって、左端部、中央部、右端部3点の代表係数から現在の画素位置の係数を図6の線形補間部で線形補間演算し、フィルタ回路に設定することで各主走査位置における位置ずれを補正する。
X’:位置ずれ補正後データ値 P(X):入力画像データ X:画素位置
K0〜K2:位置ずれ補正係数
図7は本実施の形態のCCD117の主走査位置によるG信号を基準としたR,Bの色収差による位置ずれ量を示している。レンズの色収差は、図のように主走査中心位置から端部にいくと結像画角が変化するのに従って徐々に位置ずれ量が大きくなることが知られている。よって、位置ずれ補正回路への係数設定はCCD117全画素に対応する補正係数は必要なく、例えば左端部、中央部、右端部の3点代表係数のみ記憶しておき、その他の画素についてはその線形補間の係数にて補正できる。よって、左端部、中央部、右端部3点の代表係数から現在の画素位置の係数を図6の線形補間部で線形補間演算し、フィルタ回路に設定することで各主走査位置における位置ずれを補正する。
レンズの色収差によりRGBそれぞれの位置ずれ量が異なることにより発生する色ずれに関しては、RGB全ての信号を補正しなくても基準となる1色に他の2色の位置ずれを合わせることで補正することができる。3点の代表係数についてはスキャナーコントローラ306が設定を行う。
又、このレンズの色収差は、本実施の形態のようにADF原稿読み取りモードと原稿台ガラス原稿読み取りモード間にて光路長が異なる場合にはそれぞれによって位置ずれ量が変化する。5mm光路長が異なるとずれ量が10%程度変化する(この変化率はレンズ設計等の条件により変わる)。よって、位置ずれ量を補正する場合、それぞれの読み取りモードに合った最適な位置ずれ係数を設定する必要がある。
この色ずれ量の測定方法、は図8に示すような100dpi程度のピッチの白黒の万線チャートをそれぞれの読み取り方式にて読み込ませて、これをCCD117にて読み取りA/D変換回路にて変換された8bit画像データから、取り込み理想位置に対してのずれ量を算出することにより、図7に示す位置ずれ量を測定する。
これらの構成を用いて、ADF101に載置された原稿102を読み取る際の動作及び原稿台ガラス106上に載置された原稿を読み取る際の動作を図9のフローチャートを用いて説明する。
操作部118にてADF原稿読み取りモードでの読み取り動作を指示された時、スキャナーコントローラ306は、基準白色板120読み取り位置に光学台109,112を移動する(S902)、次に、スキャナーコントローラ306は、ランプ107を点灯しシェーディング補正回路305にてシェーディング補正する際に使用する白色基準データを取り込む(S903)。
次に、スキャナーコントローラ306は、プラテンローラ104の原稿読み取り位置に光学台109,112を移動する(S904)。次に、スキャナーコントローラ306は、搬送ローラ103によりADF101上の原稿102を搬送し(S905)、原稿読み取り位置にてCCD117により原稿読み取りを開始する(S906)。スキャナーコントローラ306は、原稿読み取り終了までA/D変換回路301にてA/D変換されたCCD117により読み取ったRGB画像信号をシェーディング補正回路305によりシェーディング補正し、位置ずれ補正回路にADF原稿読み取りモード用の位置ずれ補正係数を設定して位置ずれ補正を行い、鏡像処理部にて鏡像を正像に補正する処理を行う(S907,S908)。原稿読み取りが終了したところでスキャナーコントローラ306は搬送ローラ103を停止してランプ107を消灯し、光学台109,112を基準白色板位置まで移動して原稿読み取り動作を終了する(S909)。
次に、操作部118にて原稿台ガラス原稿読み取りモードを指定された際の読み取り動作について説明する。
スキャナーコントローラ306は、基準白色板120読み取り位置に光学台109,112を移動する(S910)、次に、スキャナーコントローラ306は、ランプ107を点灯し、シェーディング補正回路305にてシェーディング補正する際に使用する白色基準データを取り込む(S911)。次に、スキャナーコントローラ306は、原稿台ガラス上の原稿を光学台109,112にて走査することでCCD117により原稿読み取りを開始する(S912,S913)。スキャナーコントローラ306は、原稿読み取り終了までA/D変換回路301にてA/D変換されたCCD117により読み取ったRGB画像信号をシェーディング補正回路305によりシェーディング補正し、位置ずれ補正回路に原稿台ガラス原稿読み取りモード用の位置ずれ補正係数を設定して位置ずれ補正を行い、鏡像処理部をスルーする設定を行い原稿を読み取る(S914,S915)。
原稿読み取りが終了したところでスキャナーコントローラ306はランプ107を消灯し、光学台109,112を基準白色板位置まで移動して原稿読み取り動作を終了する(S916)。
以上述べた処理によりレンズの色収差による位置ずれが発生した場合にも、それぞれの読み取りモードに合った補正を行うため、常に安定した読み取りが可能となる。
<実施の形態2>
実施の形態2では、実施の形態1の構成に加えて解像度変換回路がある場合の動作について説明する。
実施の形態2では、実施の形態1の構成に加えて解像度変換回路がある場合の動作について説明する。
解像度変換回路が図10の位置に配置されていた場合、例えば600dpiで読み取ったデータを300dpiに解像度変換すると、変換後のレンズの色収差による位置ずれ量は画素単位では図11に示すように半分となり、位置ずれ補正回路に設定する位置ずれ補正係数設定も半分にしなければならない。
図12の位置に解像度変換回路を設けることで位置ずれ補正を行った後に解像度変換を行うようにすることで、解像度変換による位置ずれ補正係数設定変更等の複雑な処理の必要がない処理を簡略化した画像読み取りを行うことが可能となる。その他の構成、処理については実施の形態1と同様なため、これらについての説明は省略する。
<実施の形態3>
ADF原稿読み取りモードと原稿台ガラス原稿読み取りモード間にて光路長が異ならないように、ADF原稿読み取りモード時に原稿が原稿台ガラス118に密着しながら搬送されるような図13に示す構成を採った場合、光路長が2つの読み取りモード間で同じとなるため、レンズによる色収差ばらつきが2つの読み取りモード間で発生しない状態となる。このような構成を採った際の制御について説明する。
ADF原稿読み取りモードと原稿台ガラス原稿読み取りモード間にて光路長が異ならないように、ADF原稿読み取りモード時に原稿が原稿台ガラス118に密着しながら搬送されるような図13に示す構成を採った場合、光路長が2つの読み取りモード間で同じとなるため、レンズによる色収差ばらつきが2つの読み取りモード間で発生しない状態となる。このような構成を採った際の制御について説明する。
色収差のばらつきが2つの読み取りモード間でない構成とした場合、図5のように位置ずれ補正回路を鏡像処理回路の前段に配置しているため、位置ずれ補正係数をADF読み取りモード時に主走査方向に反転する必要がなく、どちらの読み取りモードの時も同様の位置ずれ補正係数でレンズの色収差による位置ずれ補正を行うことが可能となり、処理を簡略化した画像読み取りを行うことが可能となる。
その他の構成、処理については実施の形態1と同様であるため、これらについての説明は省略する。
101 ADF
102 原稿
103 搬送ローラ
104 プラテンローラ
107 ランプ
117 CCD
306 スキャナーコントローラ
102 原稿
103 搬送ローラ
104 プラテンローラ
107 ランプ
117 CCD
306 スキャナーコントローラ
Claims (4)
- 原稿台ガラス上に載置された原稿の原稿画像を読み取る固定読み取り方式と、原稿シートを原稿給送装置により搬送しながら読み取る流し読み方式とを有し、原稿を照明する照明手段と、前記原稿からの反射光を所定位置に結像させて複数色の信号を出力する光電変換手段と、画素位置毎に予め演算された補正係数に基づいて前記複数色信号の主走査方向位置ずれを補正する補正手段とを具備する画像読み取り装置において、
前記固定読み取り方式と前記流し読み方式にて主走査方向の位置ずれを補正する際の係数をそれぞれ独立に持たせることを特徴とする画像読み取り装置。 - どちらか一方の読み取り方式の位置ずれ量にもう一方の読み取り方式の位置ずれ量を合わせることを特徴とする請求項1記載の画像読み取り装置。
- 原稿台ガラス上に載置された原稿の原稿画像を読み取る固定読み取り方式と、原稿シートを原稿給送装置により搬送しながら読み取る流し読み方式とを有し、原稿を照明する照明手段と、前記原稿からの反射光を所定位置に結像させて複数色の信号を出力する光電変換手段と、前記流し読み方式にて原稿を読み取る際に主走査方向に画像を反転させる画像反転手段と、画素位置毎に予め演算された補正係数に基づいて前記複数色信号の主走査方向位置ずれを補正する補正手段とを具備する画像読み取り装置において、
前記補正手段を前記画像反転手段より前段に配置することを特徴とする画像読み取り装置。 - 原稿台ガラス上の原稿を照明する照明手段と、前記原稿からの反射光を所定位置に結像させて複数色の信号を出力する光電変換手段とを有し、前記光電変換手段にて読み取った画像データの解像度を変換する解像度変換手段と、画素位置毎に予め演算された補正係数に基づいて、前記複数色信号の主走査方向位置ずれを補正する補正手段とを具備する画像読み取り装置において、
前記補正手段を前記解像度変換手段より前段に配置することを特徴とする画像読み取り装置。
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2004
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