JP2006033386A - 画像読み取り装置 - Google Patents

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

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。

特開平６−２５３１４８号公報 特開２００２−３２００７５号公報 特開平５−１２２５４２号公報 特開平５−１３７０１３号公報

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。

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。

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。

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。

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。

装置構成図である。 操作部を示す図である。 ＣＣＤ構成図である。 ＡＤＦ原稿読み取り部構成図である。 制御構成図である。 位置ずれ補正回路構成図である。 位置ずれ量を示す図である。 位置ずれ測定用チャートである。 原稿読み取り動作を示すフローチャードある。 制御構成図である。 位置ずれ量を示す図である。 制御構成図である。 ＡＤＦ原稿読み取り部構成図である。

符号の説明

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

Claims (4)

1. 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。
2. 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。
3. 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。
4. 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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