JP2006303949A

JP2006303949A - Image scanner

Info

Publication number: JP2006303949A
Application number: JP2005123421A
Authority: JP
Inventors: Motomu Fukazawa; 求深澤
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2005-04-21
Filing date: 2005-04-21
Publication date: 2006-11-02

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an image scanner by which high-value added image data can be scanned with compact size. <P>SOLUTION: There is provided the image scanner for scanning the same region of an image from different directions to output the image data thus scanned as a result of performing an arithmetical operation between the images scanned in the same region. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は読取対象物を照明して、その情報を一次元ラインセンサによる主走査とメカニカルな副走査とにより読み取る画像読取装置に関するものである。 The present invention relates to an image reading apparatus that illuminates a reading object and reads the information by main scanning and mechanical sub-scanning by a one-dimensional line sensor.

従来、小型化を目指す低コストの画像読取装置では、照明系と結像系と一次元ラインセンサとを含む読取モジュールの大きさを小型化し、装置全体の大きさをコンパクトにするために、結像系の画角を広く設計する努力がなされてきた。その結果として、光学エレメントの複雑化や製造難易度アップによるコストアップの問題、画角の広い原稿の端部の出力低下の補正に伴う画質劣化という問題があった。 Conventionally, in a low-cost image reading device aiming at miniaturization, in order to reduce the size of a reading module including an illumination system, an imaging system, and a one-dimensional line sensor, and to make the size of the entire device compact, it has been concluded that Efforts have been made to design a wide angle of view of the image system. As a result, there has been a problem of cost increase due to complication of optical elements and an increase in manufacturing difficulty, and image quality deterioration due to correction of a decrease in output at the edge of a document with a wide angle of view.

また、最近では読取対象として、従来の反射原稿のみならず、フィルム原稿がそのまま読み取れるよう、更なる解像力の向上が図られているばかりか、赤外画像を併用してごみ傷を除去する技術が搭載されているものもある。しかし、可視画像と赤外画像とを面順次で処理するために、スピードが非常にかかるという問題があった。 Recently, not only conventional reflective originals but also film originals can be read as they are to be read, the resolution has been further improved, and there is a technology for removing dust scratches using infrared images in combination. Some are installed. However, since the visible image and the infrared image are processed in a frame sequential manner, there is a problem that the speed is very high.

また、画像信号処理により、視差の画像情報から、三次元表示可能な立体視ディスプレーも様々に提案、商品化されているが、簡易的な画像生成方法がなかった。 Further, various stereoscopic displays capable of three-dimensional display have been proposed and commercialized from image information of parallax by image signal processing, but there has been no simple image generation method.

その一方で、近年のメモリーのコストダウンや演算処理回路の高速化は目覚しい。それに伴い、特許文献１などで開示されている主走査分割読取方式でのばらばらに読み込んだ画像から、繋がり部分の画素を特定し、重複部分を廃棄して、継ぎ目の目立たない一枚の画像に修復する技術が容易に実現できるような環境が十分に整いつつある。
特開昭５９−９９８６６号公報 On the other hand, the recent memory cost reduction and the speedup of arithmetic processing circuits are remarkable. Along with this, the pixels of the connected portions are identified from the images that are separately read by the main scanning division reading method disclosed in Patent Document 1 and the like, the overlapping portions are discarded, and a single image with no conspicuous joints is obtained. An environment where repair technology can be easily realized is being prepared.
JP 59-99866 A

読取モジュールのコンパクト化の実現と付加価値の高い信号の容易な形成を可能とする画像読取装置を提供することを目的とする。 It is an object of the present invention to provide an image reading apparatus capable of realizing a compact reading module and easily forming a high added value signal.

コンパクトであることを達成するための手段として、読取方式としては、読取対象を主走査方向に分割して読み込む方式を採用する。 As a means for achieving compactness, a reading method is adopted in which a reading target is divided and read in the main scanning direction.

その際、通常の画像読取においては、従来開示されてきたつなぎ処理を搭載した全画面の読取モードにより対応する。 At that time, normal image reading is supported by a full-screen reading mode equipped with a conventionally disclosed joining process.

本発明の特徴として、付加価値の高い画像データを生成するための手段として、画像の同一領域について、複数の方向から同じ倍率で読み取りを行うモードを有する。 As a feature of the present invention, as means for generating image data with high added value, there is a mode in which the same area of an image is read from a plurality of directions at the same magnification.

この同一領域の画像読取情報を演算し、同一領域の画像情報の総合信号を付加価値のある所望の最終画像信号として読取装置から出力するための画像処理回路を有する。 An image processing circuit is provided for calculating the image reading information of the same region and outputting the total signal of the image information of the same region as a desired final image signal having added value from the reading device.

すなわち、本発明の技術内容は以下の構成を備えることにより前記課題を解決できた。 That is, the technical contents of the present invention can solve the above-described problems by including the following configuration.

（１）一次元ラインセンサの配列を主走査方向、それと垂直でメカニカルに走査する方向を副走査方向とし、画像領域全域を少なくとも一つの読取モジュールを使用し、主走査方向に分割して読み取る画像読取装置において、主走査方向の同一領域について、略等しい倍率で異なる方向から重複して読み取ることが可能な構成を有し、同一領域における異なる方向からの画像データを処理することで、同一領域における所望の最終画像を形成することを特徴とする画像読取装置。 (1) An image in which the array of one-dimensional line sensors is a main scanning direction, a direction perpendicular to the main scanning direction is a sub-scanning direction, and the entire image area is read in the main scanning direction using at least one reading module. In the reading device, the same area in the main scanning direction has a configuration that can be redundantly read from different directions at substantially the same magnification, and by processing image data from different directions in the same area, An image reading apparatus for forming a desired final image.

本発明の効果は、同一領域を同じ倍率で複数の方向から読み取ることにより、コンパクトでありながら、商品形態や読取対象に応じた付加価値の高い信号を得ることが可能となるという効果を有する。 The effect of the present invention is that by reading the same region from a plurality of directions at the same magnification, it is possible to obtain a signal with high added value according to the product form and the reading object while being compact.

一次元ラインセンサの配列を主走査方向、それと垂直でメカニカルに走査する方向を副走査方向とし、画像領域全域を少なくとも一つの読取モジュールを使用し、主走査方向に分割して読み取る。この場合、一つの読取モジュールには、結像光学系が含まれていることが必要であり、通常はその結像形態は、縮小光学系である。読取モジュールには、それ以外に、一次元ラインセンサ、照明系、折り返しミラーなどの構成要素の一部、もしくは全部を含むものである。読取モジュールは、主走査方向の同一領域について、略等しい倍率で異なる方向から重複して読み取ることが可能な構成を有していれば、分割読みをするための光源やミラーは共通固定であっても、読取モジュールと一体となって移動するのでも良い。略等しい倍率というのは、同じ読取モジュールの光学系を使用した場合は、同一の倍率となるのはいうまでもなく、個別のモジュールを使用する際には、同じ仕様で製造された結像光学系であることを意味すると考えてよく、製造ばらつきでばらついた倍率分を電気的に補正可能なレベルで許容した場合などに適用するための表現である。 An array of one-dimensional line sensors is set as a main scanning direction, a direction perpendicularly to the mechanical scanning direction is set as a sub-scanning direction, and the entire image area is read by being divided in the main scanning direction using at least one reading module. In this case, it is necessary for one reading module to include an image forming optical system, and usually the image forming form is a reduction optical system. In addition, the reading module includes some or all of the components such as a one-dimensional line sensor, an illumination system, and a folding mirror. If the reading module has a configuration in which the same area in the main scanning direction can be redundantly read from different directions at substantially the same magnification, the light source and the mirror for performing the divided reading are fixed in common. Alternatively, it may move together with the reading module. Approximate magnification is the same magnification when using the optical system of the same reading module. When using individual modules, imaging optics manufactured with the same specifications are used. It may be considered to mean that the system is a system, and is an expression for application to a case where a magnification that varies due to manufacturing variations is allowed at a level that can be electrically corrected.

同一領域における異なる方向からの画像データとは、同じ位置を、異なる入射角度で読み取って生成された画像データのことである。従来の繋ぎ処理用のために読み取る場合であれば、全体の数％程度、多くても１０％前後の画素情報で十分であるが、本発明での同一領域とは、データを繋いだりするためのインデックスとして読み込むのではない。つなぎ処理後に重複部の信号を破棄してしまうのではなく、重複した同一領域を使用して、異なる条件で読み取りを行った画像データから付加価値の高い最終画像を総合的に形成するために特別に設定された読取領域である。それゆえ、この所望の最終出力用データを形成するためには、ラインセンサの有効画素領域の少なくとも２割以上を積極的に使用することにより、その効果がよりいっそう明確になる。そして、標準的な使用例では、装置から出力される有意な信号は、同一領域のデータ信号であり、同一領域から外れた部分の信号は廃棄されて使用されないのが、本発明のモードであり、従来の繋ぎ処理と大きく異なる点である。 Image data from different directions in the same region is image data generated by reading the same position at different incident angles. In the case of reading for conventional connection processing, pixel information of about several percent of the whole and about 10% at most is sufficient, but the same area in the present invention is used to connect data. It is not read as an index. Rather than discarding overlapped signals after splicing processing, specially used to comprehensively form a final image with high added value from image data read under different conditions using the same overlapping area This is the reading area set to. Therefore, in order to form the desired final output data, the effect becomes even clearer by actively using at least 20% or more of the effective pixel area of the line sensor. In a standard use example, the significant signal output from the apparatus is a data signal in the same area, and the signal of the part outside the same area is discarded and is not used in the mode of the present invention. This is a significant difference from the conventional splicing process.

次に、本発明の第１の実施例について説明する。第１の実施例は、請求項１、請求項２、請求項３、請求項６、請求項９について具現化した例である。 Next, a first embodiment of the present invention will be described. The first embodiment is an embodiment embodied in claims 1, 2, 3, 6, and 9.

図１はＣＣＤなどの一次元ラインセンサ３の配列方向である主走査方向について、読取方式と出力画像の説明を行うためのものである。 FIG. 1 is a diagram for explaining a reading method and an output image in a main scanning direction which is an arrangement direction of a one-dimensional line sensor 3 such as a CCD.

少なくとも読取モジュール１は原稿を一次元ラインセンサに結像するための結像手段２と、結像された画像を画素ごとの電気信号に変えて出力する一次元ラインセンサ２とから構成され、それ以外の構成要素は、含んでも含まなくとも良い。第一の実施例において、読取モジュール１は主走査方向の画像読み込み領域Ｓ０の一部を読み取れる能力をもち、この一度に読み取れる領域をＳ１とする。 At least the reading module 1 includes an image forming means 2 for forming an image of a document on a one-dimensional line sensor, and a one-dimensional line sensor 2 for converting the image formed into an electric signal for each pixel and outputting the electric signal. Other components may or may not be included. In the first embodiment, the reading module 1 has the ability to read a part of the image reading area S0 in the main scanning direction, and this area that can be read at once is defined as S1.

この読取モジュール１を必要に応じて、主走査方向に移動させることにより、画像読取領域Ｓ０全体の読み取りに対応する。ただし、読取対象が小さな場合は、指定もしくは検知された読取対象の最適な読取位置に移動して、一回、もしくは最少回数で読み取りを行うことも可能である画像読取装置を形成する。この系は移動機構のみで、比較的コストの安い部品のみを使用することが可能で、パソコンなどで画像を読み取るイメージスキャナ等に好適な読取系に適用した例である。 By moving the reading module 1 in the main scanning direction as necessary, the entire image reading area S0 can be read. However, when the object to be read is small, the image reading apparatus is moved to the optimum reading position of the specified or detected object to be read and can be read once or the minimum number of times. This system is an example applied to a reading system suitable for an image scanner or the like that reads an image with a personal computer or the like because only a moving mechanism can be used and only relatively inexpensive parts can be used.

図１においては、付加価値として三次元画像を表示するための視差情報付のデータを取得する方法についてのべる。読取対象を照明する光源４により、主走査方向移動領域のほぼ中央付近に設定された重複読取領域Ｓに載置された立体物５が照明される。読取モジュール１は第一の方向から立体物５を縮小系レンズ２によって、一次元ラインセンサＣＣＤ３に結像し、ＣＣＤ３の配列方向とは垂直方向にメカニカルに移動して読取動作をおこなう（第一の副走査）。 In FIG. 1, a method for acquiring data with parallax information for displaying a three-dimensional image as an added value will be described. The light source 4 that illuminates the reading target illuminates the three-dimensional object 5 placed in the overlapping reading area S set almost near the center of the moving area in the main scanning direction. The reading module 1 forms an image of the three-dimensional object 5 from the first direction on the one-dimensional line sensor CCD 3 by the reduction system lens 2 and mechanically moves in a direction perpendicular to the arrangement direction of the CCD 3 to perform a reading operation (first operation). Sub-scan).

次に読取モジュール２は、主走査方向に移動し、ＣＣＤ３の配列方向とは垂直方向にメカニカルに移動して読取動作をおこなうことで、第二の方向から立体物５を読み取る（第二の副走査）。このとき、レンズ２とＣＣＤ３とが、相対的に移動せず、読取モジュール１内で相対的に位置が固定されている場合は、最終画像出力として使用する立体物５の載置された重複読取領域Ｓは、ＣＣＤの有効画素の２割以上の領域に該当することが望ましい。これは２割未満の領域であると、読取対象物のサイズが極端に制限されてしまうからである。さらには読取モジュール１の主走査方向の移動に合せて、レンズ２とＣＣＤ３とを相対的に移動させる機構を採用すれば、重複読取領域Ｓの拡張が技術的に可能になる。立体物５は、ＣＣＤ３の異なる画素に結像されるため、この二つの画像は、主走査方向重複画像処理演算部において視差情報として処理され、使用するディスプレーの信号形式に応じて重複画像処理の演算画像出力として出力される。 Next, the reading module 2 moves in the main scanning direction and mechanically moves in a direction perpendicular to the arrangement direction of the CCD 3 to perform a reading operation, thereby reading the three-dimensional object 5 from the second direction (second sub-second). scanning). At this time, when the lens 2 and the CCD 3 do not move relative to each other and the positions are relatively fixed in the reading module 1, the overlapping reading on which the three-dimensional object 5 used as the final image output is placed is read. The area S preferably corresponds to an area of 20% or more of the effective pixels of the CCD. This is because if the area is less than 20%, the size of the object to be read is extremely limited. Further, if a mechanism for relatively moving the lens 2 and the CCD 3 in accordance with the movement of the reading module 1 in the main scanning direction is used, the overlapping reading area S can be technically expanded. Since the three-dimensional object 5 is imaged on different pixels of the CCD 3, these two images are processed as parallax information in the main scanning direction overlapping image processing calculation unit, and overlap image processing is performed according to the signal format of the display to be used. Output as computed image output.

なお、この主走査方向重複画像処理演算部は、読取装置内部に持っていてもよいし、外部に持たせてもよいのは、言うまでもない。また、上記の例では、２方向からの情報から両眼視差を与える系を説明したが、読取モジュールの移動量を細かく設定することで、より滑らかで、視認した際に疲労度の軽微な高品位の立体ディスプレー用画像も形成可能である。この場合、推奨される分解能は０．３３度刻みの視差情報が形成できるようなピッチであれば十分であることが様々な研究により知られているため、このピッチに対応して、読取モジュール１を主走査方向に移動させ、３方向以上から画像を読み取ることも可能である。 Needless to say, the main scanning direction overlapping image processing calculation unit may be provided inside the reading apparatus or externally. Further, in the above example, a system that gives binocular parallax from information from two directions has been described, but by finely setting the movement amount of the reading module, it is smoother and has a slight fatigue level when visually recognized. A high quality 3D display image can also be formed. In this case, since it is known from various studies that the recommended resolution is sufficient to be able to form parallax information in increments of 0.33 degrees, the reading module 1 corresponds to this pitch. Can be moved in the main scanning direction to read an image from three or more directions.

画像読取装置に対して、この３Ｄ情報という付加価値の位置付けが高いものである場合には、図１に示したように、光源４は読取装置の全面読取領域Ｓ０を照明した方が良い。それは読取モジュール１に付随して主走査方向に移動する場合、立体物５の照明状況に不要な変化が生じ、陰影の情報に不整合が発生してしまうためである。光源の消費電力を何よりも優先する場合には、読取モジュール１自身が一度に読み込める領域Ｓ１を照明する幅に対応した照明系を搭載することも可能である。 When the added value of 3D information is high for the image reading apparatus, the light source 4 should illuminate the entire reading area S0 of the reading apparatus as shown in FIG. This is because, when moving in the main scanning direction accompanying the reading module 1, an unnecessary change occurs in the illumination state of the three-dimensional object 5, and inconsistency occurs in shadow information. When giving priority to the power consumption of the light source, it is possible to mount an illumination system corresponding to the width for illuminating the area S1 that can be read by the reading module 1 at a time.

図１は、光学系を主走査方向の読み取り方式が理解しやすいように、展開して示したものであるが、画像を２次元的にスキャンするためには図１には記載されていない主走査と読取方向が垂直方向である副走査方向のメカニカルな走査方法が必要である。第一の副走査と第二の副走査の向きは、一度、第一の副走査開始位置に戻ってから同じ方向に行うのでも、そのままの副走査位置から信号を反転させて逆方向に行うのでもよい。 FIG. 1 is an exploded view of the optical system so that the reading method in the main scanning direction is easy to understand. However, in order to scan an image two-dimensionally, the main system not shown in FIG. There is a need for a mechanical scanning method in the sub-scanning direction in which the scanning and reading directions are vertical. The direction of the first sub-scan and the second sub-scan is performed in the same direction after returning to the first sub-scan start position, but it is performed in the opposite direction by inverting the signal from the same sub-scan position. It's okay.

図２、図３は、実際の装置に組み込む際の副走査の方式の代表例を表したものである。 2 and 3 show typical examples of the sub-scanning method when incorporated in an actual apparatus.

図２は読み取りモジュール１を固定したまま、光源４と一体で移動する第１ミラー７とハの字に対向した２枚のミラーからなる第２ミラー台８とが相対スピード２：１で走査する方法であり、複写機などでは既に広く使用されている。この際、第１ミラー７及び第２ミラー台８の主走査方向の有効領域は、全面読取領域Ｓ０に対応したものであってもよいし、読取モジュール１が一度に読み取れる領域Ｓ１に対応したもので、読取モジュール１の主走査方向の移動機構により、主走査方向に移動する構成でも良い。 In FIG. 2, the first mirror 7 moving integrally with the light source 4 and the second mirror base 8 composed of two mirrors facing the letter C are scanned at a relative speed of 2: 1 while the reading module 1 is fixed. This method is already widely used in copying machines. At this time, the effective area in the main scanning direction of the first mirror 7 and the second mirror base 8 may correspond to the entire reading area S0, or corresponding to the area S1 that the reading module 1 can read at a time. Thus, the main scanning direction moving mechanism of the reading module 1 may be used to move in the main scanning direction.

図３は、読取モジュール１とともに一体型で副走査するもので、読取モジュールを小型化するために折り返しミラー９が使用されているものであり、イメージスキャナなどでは既に広く使用されている。この場合、折り返しミラー９は、全面読取領域Ｓ０に対応した長さに設定することで読取モジュール１の筐体を貫通させ、副走査方向にのみ読取モジュール１と一体で移動する構成であってもよい。また、読取モジュール１が一度に読み取れる領域Ｓ１に対応したものとして、読取モジュール１で一体で主走査方向に移動する構成でも良い。以上説明したように、縮小光学系を使用した読取モジュール１を主走査方向に移動させ、重複画像読取領域Ｓの読取方向を変えることにより、この領域を視差情報を含んだ信号として複合的に取り出すことが可能である。 FIG. 3 shows an integrated sub-scan with the reading module 1, in which a folding mirror 9 is used to reduce the size of the reading module, and is already widely used in image scanners and the like. In this case, the folding mirror 9 may be configured to move through the housing of the reading module 1 by moving to the reading module 1 only in the sub-scanning direction by setting the length corresponding to the entire reading area S0. Good. Further, the reading module 1 may correspond to the region S1 that can be read at a time, and the reading module 1 may be integrally moved in the main scanning direction. As described above, by moving the reading module 1 using the reduction optical system in the main scanning direction and changing the reading direction of the overlapping image reading area S, this area is taken out as a signal including parallax information. It is possible.

次に、本発明の第２の実施例について説明する。第２の実施例は、請求項１、請求項２、請求項４、請求項５、請求項７ならびに請求項８について具現化した例である。実施例２は、実施例１では説明し得なかった部分を補完するもので、付加価値情報を特定した請求項６〜８については、実施例１ならびに実施例２のいずれでも対応可能であることはいうまでもない。 Next, a second embodiment of the present invention will be described. The second embodiment is an embodiment of claim 1, claim 2, claim 4, claim 5, claim 7 and claim 8. The second embodiment complements parts that could not be explained in the first embodiment, and claims 6 to 8 that specify added value information can be handled by either the first or second embodiment. Needless to say.

図４はＣＣＤなどの一次元ラインセンサ３の配列方向である主走査方向について、読取方式と出力画像の説明を行うためのものである。 FIG. 4 is for explaining the reading method and the output image in the main scanning direction which is the arrangement direction of the one-dimensional line sensors 3 such as CCD.

少なくとも読取モジュール１は原稿を一次元ラインセンサに結像するための結像手段２と、結像された画像を画素ごとの電気信号に変えて出力する一次元ラインセンサ２とから構成され、それ以外の構成要素は、含んでも含まなくとも良い。 At least the reading module 1 includes an image forming means 2 for forming an image of a document on a one-dimensional line sensor, and a one-dimensional line sensor 2 for converting the image formed into an electric signal for each pixel and outputting the electric signal. Other components may or may not be included.

第２の実施例において、読取モジュール１は主走査方向の画像読み込み領域Ｓ０の一部を読み取れる能力をもち、この一度に読み取れる領域をＳ１とする。この読取モジュール１を２つ以上、主走査方向に配列させ、主走査方向の画像読み込み領域Ｓ０全域をカバーし、一回のメカニカルな副走査で、読み取りを行うことも可能である画像読取装置を形成する。この際、複数の光学系は、同一の結像手段２を使用して、ほぼ同じ倍率で光学調整された光学系により画像の読み取りがなされる。焦点距離の製造バラツキなどにともなうズレは、電気的に補正したり、読取モジュール１内での光路長調整で対応可能なため、同じ倍率として取り扱う。この系は、一度の副走査で全画像領域Ｓ０が読み込めることから、画像信号の生産性を重視する複写機や原稿が流し読みされる高速のドキュメントスキャナ等に好適な読取系に適用した例である。 In the second embodiment, the reading module 1 has the ability to read a part of the image reading area S0 in the main scanning direction, and this area that can be read at once is defined as S1. An image reading apparatus in which two or more reading modules 1 are arranged in the main scanning direction, covers the entire image reading area S0 in the main scanning direction, and can be read by one mechanical sub-scanning. Form. At this time, the plurality of optical systems use the same imaging means 2 to read an image by the optical system optically adjusted at substantially the same magnification. Deviations due to manufacturing variations in focal length and the like can be corrected electrically, or can be dealt with by adjusting the optical path length in the reading module 1, and are therefore handled as the same magnification. This system is an example applied to a reading system suitable for a copying machine that emphasizes the productivity of image signals, a high-speed document scanner that scans a document, etc., because the entire image area S0 can be read in one sub-scan. is there.

図４においては、付加価値情報として、高解像な画像情報を取得する方法についてのべる。 In FIG. 4, a method for acquiring high-resolution image information as added value information will be described.

複数の読取モジュール１の数は最小構成単位の２セットとして説明する。 The number of the plurality of reading modules 1 will be described as two sets of minimum structural units.

全面読取領域Ｓ０におかれた原稿は光源４により照明され、読取モジュール１Ａと１Ｂにより、それぞれＳ１領域に該当する部分が読み取られ、重複画像領域Ｓの画像から従来の繋ぎ目処理が施され、片方の重複する画像信号は、廃却されることで、繋ぎ目のない通常画像の読み取りが行われる。重複部分において、最終的な所望の画像の全てを得ることはない。 The document placed in the entire reading area S0 is illuminated by the light source 4, the portions corresponding to the S1 area are read by the reading modules 1A and 1B, respectively, and the conventional joint processing is performed from the image of the overlapping image area S. One overlapping image signal is discarded, so that a normal image without a joint is read. In the overlap, not all of the final desired image is obtained.

次に、本発明では、全面読取領域Ｓ０に設定された重複画像読取領域Ｓにおいて読み取った、異なる読取条件での画像を使用して、その画像間演算を行うことで、Ｓ０の領域の画像が所望の最終画像信号として出力されるのである。ここでいう、異なる画像読取条件とは、読み取りに使用される周波数領域であったり、その位相差であったりする。また周波数領域とは、読み取りに使用する光の周波数という場合と、解像力に対応する空間周波数という場合の２つのケースがある。この２つの異なる周波数画像を重複領域Ｓで得るためには、読取モジュール間で周波数を変更するフィルタリング処理を施せばよい。 Next, according to the present invention, the image in the area S0 is obtained by performing the inter-image calculation using the images read in the overlapping image reading area S set in the entire area reading area S0 and under different reading conditions. It is output as a desired final image signal. The different image reading conditions referred to here are a frequency region used for reading or a phase difference thereof. The frequency domain includes two cases: the frequency of light used for reading and the spatial frequency corresponding to the resolving power. In order to obtain these two different frequency images in the overlapping region S, a filtering process for changing the frequency between the reading modules may be performed.

さらに具体的には通常の読取動作に対して、重複読み取りを行う際にのみ、片側のみに、もしくは両側に異なるフィルター６をかけてやる。この周波数が、光の周波数であれば、赤外カットと可視カットフィルターのようなものであり、空間周波数であれば、ローパスフィルターなどである。フィルター６は、読取モジュール１に対して相対的に移動可能な構成にしてもよいし、読取モジュール１Ｂが重複読取領域Ｓを形成するために主走査方向に移動した際に、読取光束とクロスするように読取モジュール１Ａに設置しておいても良いし、機能に応じて種類を切り替えても良い。 More specifically, a different filter 6 is applied only to one side or to both sides only when performing duplicate reading for a normal reading operation. If this frequency is the frequency of light, it is like an infrared cut and a visible cut filter, and if it is a spatial frequency, it is a low-pass filter. The filter 6 may be configured to be relatively movable with respect to the reading module 1, or when the reading module 1B moves in the main scanning direction to form the overlapping reading region S, it crosses the reading light flux. Thus, it may be installed in the reading module 1A, or the type may be switched according to the function.

また、読取サンプリングの位相を適切にずらせることで、これら２つの画像から、解像度の高い画像もしくは折り返し周波数帯を高くしてモワレ除去が可能な画像を所望の画像として得ることも可能である。 In addition, by appropriately shifting the phase of the reading sampling, it is possible to obtain, as a desired image, an image with high resolution or an image that can be removed by increasing the aliasing frequency band from these two images.

読取モジュールは、メカ的な干渉がおきにくく、重複読取領域を確保しやすい構成として、第一の読取モジュールと第二の読取モジュールとの光軸間の距離Ｌ２は、ふたつの一次元ラインセンサ３の中心画素間距離Ｌ３よりも小さくすることが望ましい。ただし、全面読取領域Ｓ０が十分に大きく、メカ的な干渉を配慮にせず配置可能な場合には、２つのモジュールが共通であることがコスト上からも望ましい。 The reading module has a configuration in which mechanical interference hardly occurs and an overlapping reading area is easily secured. The distance L2 between the optical axes of the first reading module and the second reading module is determined by two one-dimensional line sensors 3. It is desirable to make it smaller than the distance L3 between the central pixels. However, when the entire surface reading area S0 is sufficiently large and can be arranged without considering mechanical interference, it is desirable from the viewpoint of cost that the two modules are common.

また、この説明では読取モジュール１は固定されているとして説明するが、これらのうち、片方もしくは双方が、主走査方向に移動してもよいことは言うまでもない。また、２セットの読取モジュールの外側に別の読取モジュールがあっても構わない。いずれにしても本発明においては、一次元ラインセンサの重複読取領域Ｓを一次元ラインセンサの有効画素の２割以上に設定可能なモードが含まれ、その各々から読み込まれた画像信号を演算して出力できればよいのである。 In this description, it is assumed that the reading module 1 is fixed, but it goes without saying that one or both of them may move in the main scanning direction. Further, another reading module may be provided outside the two sets of reading modules. In any case, the present invention includes a mode in which the overlapping reading area S of the one-dimensional line sensor can be set to 20% or more of the effective pixels of the one-dimensional line sensor, and the image signal read from each is calculated. It is sufficient if it can be output.

また一次元ラインセンサ自身は、近接する複数のラインから構成されていても構わない。一次元ラインセンサのライン方向の画素数は、２４００画素以上が望ましい。これは、その２割の信号で、標準的な表示画素の下限値とされる４８０画素の信号を形成できるからである。設定される系の望ましい具体例としては、全面読取領域Ｓ０の７割くらいを読取モジュール１の読取可能領域Ｓ１に設定しておくのがよい。これは、原稿サイズの違いによって、片側のみの読取モジュール１で読み取ることが可能になるからである。すなわちＡ３のＳ０＝２９７ｍｍとＡ４たてのＳ１＝２１０ｍｍの関係である。片側読みでの対応は、近年特に重要視されるようになった省エネの効果が大きいというメリットがある。この場合、約１２０ｍｍ幅が重複読取可能な領域であり、ＣＣＤの有効画素の５割以上を使用可能となる。 The one-dimensional line sensor itself may be composed of a plurality of adjacent lines. The number of pixels in the line direction of the one-dimensional line sensor is desirably 2400 pixels or more. This is because a signal of 480 pixels, which is the lower limit value of a standard display pixel, can be formed with 20% of the signals. As a desirable specific example of the system to be set, it is preferable to set about 70% of the entire surface reading area S0 as the readable area S1 of the reading module 1. This is because the reading module 1 on only one side can be read due to the difference in document size. That is, the relationship is S0 = 297 mm for A3 and S1 = 210 mm for A4. One-sided reading has a merit that it has a great energy saving effect that has become especially important in recent years. In this case, about 120 mm width is an area that can be read twice, and more than 50% of the effective pixels of the CCD can be used.

この領域に、網点画像の原稿をおいて、片方の画像モジュールには、読取時のみ光学ローパスフィルターを挿入してやれば、１２０ｍｍ幅の範囲で、ローパス画像と、ローパスフィルターを経ない通常画像とが得られ、これらを画像演算することにより網点除去修復が高速に可能になる。また、ＣＣＤの画素ピッチＰに対して、２つのＣＣＤの画素位相が半画素Ｐ／２だけずれるように調整させることで、倍の解像力を有するイメージスキャナとして使用することが可能である。 If a halftone image original is placed in this area and an optical low-pass filter is inserted into one image module only during reading, a low-pass image and a normal image that does not pass through the low-pass filter can be obtained within a range of 120 mm. As a result, halftone dot removal and restoration can be performed at high speed by performing image operations on these. Further, by adjusting so that the pixel phase of the two CCDs is shifted by a half pixel P / 2 with respect to the pixel pitch P of the CCD, it can be used as an image scanner having double resolution.

この調整は、原稿面上でのＣＣＤ画素の空間周波数と半分の空間周波数の万線チャートを使用すれば、容易に可能である。一方の読取モジュールからのモワレ信号は、振幅を持たないように、もう一方の読取モジュールからのモワレ信号は、交点のない最大振幅になるように調整すればよい。このように重複読取可能な領域Ｓ０において、二つの異なる画像信号間で演算を施し、その画像出力結果を得ることで、高付加価値の画像情報を得ることが可能になる。 This adjustment can be easily performed by using a line chart of the spatial frequency of the CCD pixel on the original surface and half the spatial frequency. The moire signal from one reading module does not have an amplitude, and the moire signal from the other reading module may be adjusted so as to have a maximum amplitude without an intersection. In this way, in the overlappingly readable region S0, it is possible to obtain high value-added image information by performing an operation between two different image signals and obtaining the image output result.

通常の画像読取以外に、立体物の視差情報を取得して、３Ｄディスプレー上に表示したり、読取解像度以上の解像度を有する画像データを生成したり、読み込んだフィルム画像から、ごみ傷除去された高品位な画像データを高速に生成したりすることが可能になった。 In addition to normal image reading, the parallax information of a three-dimensional object is acquired and displayed on a 3D display, image data having a resolution higher than the reading resolution is generated, or dust is removed from the read film image. High-quality image data can be generated at high speed.

実施例１の主走査方向展開図Development view in the main scanning direction of Embodiment 1 副走査方式の説明図Illustration of sub-scanning method 副走査方式の説明図Illustration of sub-scanning method 実施例２の主走査方向展開図Development view in the main scanning direction of the second embodiment

符号の説明Explanation of symbols

１読取モジュール
２結像手段
３一次元ラインセンサ
４照明光源
５読取対象物
６フィルター
７第１ミラー
８第２ミラー台
９折り返しミラー DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Reading module 2 Imaging means 3 One-dimensional line sensor 4 Illumination light source 5 Reading object 6 Filter 7 1st mirror 8 2nd mirror stand 9 Folding mirror

Claims

一次元ラインセンサの配列を主走査方向、それと垂直でメカニカルに走査する方向を副走査方向とし、画像領域全域を少なくとも一つの読取モジュールを使用し、主走査方向に分割して読み取る画像読取装置において、主走査方向の同一領域について、略等しい倍率で異なる方向から重複して読み取ることが可能な構成を有し、同一領域における異なる方向からの画像データを処理することで、同一領域における所望の最終画像を形成することを特徴とする画像読取装置。 In an image reading apparatus that reads an array of one-dimensional line sensors in a main scanning direction, a direction perpendicular to the main scanning direction is a sub-scanning direction, and divides the entire image area in the main scanning direction by using at least one reading module. The same area in the main scanning direction can be read redundantly from different directions at substantially the same magnification. By processing image data from different directions in the same area, a desired final in the same area can be obtained. An image reading apparatus for forming an image.

請求項１に記載の画像読取装置において、主走査方向の同一領域については、ラインセンサの有効画素領域の少なくとも２割以上を使用することを特徴とする画像読取装置。 2. The image reading apparatus according to claim 1, wherein at least 20% or more of the effective pixel area of the line sensor is used for the same area in the main scanning direction.

請求項１に記載の画像読取装置において、一つの読取モジュールを主走査方向に相対移動可能な構成を有し、第一の副走査と、主走査方向に移動後の第二の副走査により、シリアルに同一領域の読み取りを行うことを特徴とする画像読取装置。 The image reading apparatus according to claim 1, having a configuration in which one reading module can be relatively moved in the main scanning direction, and by the first sub scanning and the second sub scanning after moving in the main scanning direction. An image reading apparatus for serially reading the same area.

請求項１に記載の画像読取装置において、略同一倍率で調整された第一の読取モジュールと第二の読取モジュールよりなり、２つの読取モジュールの副走査により、同時に同一領域の読み取りを行うことを特徴とする画像読取装置。 The image reading apparatus according to claim 1, comprising a first reading module and a second reading module adjusted at substantially the same magnification, and simultaneously reading the same area by sub-scanning of the two reading modules. A characteristic image reading apparatus.

請求項４に記載の画像読取装置において、第一の読取モジュールと第二の読取モジュールとの光軸間の距離は、ふたつの一次元ラインセンサの中心画素間距離よりも小さいことを特徴とする画像読取装置。 5. The image reading apparatus according to claim 4, wherein a distance between the optical axes of the first reading module and the second reading module is smaller than a distance between central pixels of the two one-dimensional line sensors. Image reading device.

請求項１に記載の画像読取装置において、一つの読取モジュールは、主走査方向に相対移動可能な構成を有し、３方向以上の方向からシリアルに同一領域の読み取りを行うことを特徴とする画像読取装置。 2. The image reading apparatus according to claim 1, wherein one reading module has a configuration capable of relative movement in the main scanning direction, and reads the same area serially from three or more directions. Reader.

請求項１に記載の画像読取装置において、所望の最終画像とは、イメージセンサーの画素ピッチＰに対して、相対的に略Ｐ／２ずれている状態で読み取られた２つの画像から得られる画像であることを特徴とする画像読取装置。 The image reading apparatus according to claim 1, wherein the desired final image is an image obtained from two images that are read while being substantially shifted P / 2 with respect to the pixel pitch P of the image sensor. An image reading apparatus characterized by the above.

請求項１に記載の画像読取装置において、所望の最終画像とは、異なる周波数領域で読み取った２つの画像から得られる画像であることを特徴とする画像読取装置。 The image reading apparatus according to claim 1, wherein the desired final image is an image obtained from two images read in different frequency regions.

請求項１に記載の画像読取装置において、所望の最終画像とは、立体物から得られた視差情報を付与された画像であることを特徴とする画像読取装置。 2. The image reading apparatus according to claim 1, wherein the desired final image is an image provided with parallax information obtained from a three-dimensional object.