JP2011023789A - Image reader, and image-forming device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、イメージセンサチップを千鳥状に配列した画像読み取り装置、及びそれを備えた画像形成装置に関し、さらに詳しくは、イメージセンサチップの主走査方向の位置ずれに起因するスジ画像を低減して高画質化を図る技術に関する。 The present invention relates to an image reading apparatus in which image sensor chips are arranged in a zigzag pattern, and an image forming apparatus including the image reading apparatus. More specifically, the present invention reduces streak images caused by misalignment of image sensor chips in the main scanning direction. The present invention relates to technology for improving image quality.
従来、複写機やファクシミリ等に設けられた画像読み取り装置、或いはコンピュータ入力用のスキャナとして、原稿の画像情報を自動的に読み取る画像読み取り装置が用いられている。この種の画像読み取り装置では、原稿の搬送路に直交する方向に延設された光源を用いて原稿に光を照射し、原稿からの反射光をイメージセンサにて受光することで、原稿上の画像を読み取っている。 2. Description of the Related Art Conventionally, an image reading apparatus provided in a copying machine, a facsimile, or the like, or an image reading apparatus that automatically reads image information of a document is used as a scanner for computer input. In this type of image reading apparatus, light is applied to a document using a light source that extends in a direction orthogonal to the document transport path, and reflected light from the document is received by an image sensor, whereby Reading the image.
より詳しくは、例えばキセノンランプを光源とする光を原稿に照射し、原稿からの反射光を縮小光学系を介して光センサで読み取る方式が一般的であったが、最近では、装置の小型化を目的として、ＬＥＤ(Light Emitting Diode：発光ダイオード)を光源とし、例えばセルフォックレンズ（登録商標）を介してリニアセンサで画像を直接読み取るＣＩＳ(Contact Image Sensor)と呼ばれるものが実用化されてきている。 More specifically, for example, a method of irradiating a document with light using a xenon lamp as a light source and reading reflected light from the document with an optical sensor through a reduction optical system has been generally used. For this purpose, a so-called CIS (Contact Image Sensor) that uses an LED (Light Emitting Diode) as a light source and directly reads an image with a linear sensor via a Selfoc lens (registered trademark) has been put into practical use. Yes.
このようなＣＩＳにおけるリニアセンサとしては、例えば多数の受光画素を直線状に並べたイメージセンサチップ(受光チップ)を、千鳥状に複数並べて構成したマルチチップ方式のイメージセンサアレイが広く用いられている。 As a linear sensor in such a CIS, for example, a multi-chip image sensor array in which a plurality of image sensor chips (light receiving chips) in which a large number of light receiving pixels are arranged in a straight line is arranged in a staggered manner is widely used. .
図１１及び図１２に、このようなイメージセンサチップを千鳥状に配列したＣＩＳにおける隣接するイメージセンサチップの配置を示す。理想的には図１１に示すように、隣接するイメージセンサチップの位置関係は、隣接するイメージセンサチップＳａ、Ｓｂの画素の重心位置が主走査方向に一致するように配置される。しかし、製造上、イメージセンサチップの配置バラツキ（実装ずれ）が主走査方向に数μm単位で発生することは避けられず、例えば、図１２に示すような位置関係で配置されるイメージセンサが製造される可能性がある。 11 and 12 show the arrangement of adjacent image sensor chips in the CIS in which such image sensor chips are arranged in a staggered manner. Ideally, as shown in FIG. 11, the positional relationship between the adjacent image sensor chips is arranged such that the barycentric positions of the pixels of the adjacent image sensor chips Sa and Sb coincide with the main scanning direction. However, due to manufacturing, it is inevitable that image sensor chip placement variation (mounting deviation) occurs in units of several μm in the main scanning direction. For example, an image sensor placed in a positional relationship as shown in FIG. 12 is manufactured. There is a possibility that.
図１２の様なイメージセンサチップ構造のイメージセンサを用いて網点画像を読み取った場合、以下に示す画像の不具合が想定される。図１３及び図１４を用いて説明する。ここで、図１３は原稿画像（一部）と、それを実装ずれの無いイメージセンサチップで読み取った場合の出力画像を示し、図１４は原稿画像（一部）と、それを実装ずれの有るイメージセンサチップで読み取った場合の出力画像を示している。 When a halftone image is read using an image sensor having an image sensor chip structure as shown in FIG. 12, the following image defects are assumed. This will be described with reference to FIGS. 13 and 14. Here, FIG. 13 shows a document image (part) and an output image when it is read by an image sensor chip having no mounting deviation, and FIG. 14 shows a document image (part) and a mounting deviation thereof. An output image when read by an image sensor chip is shown.
ここでは、それぞれが304個の画素を有する複数のイメージセンサチップのうち、隣接する２個のイメージセンサチップＳａの後端の画素a297〜a304付近及びイメージセンサチップＳｂの先端の画素b001〜015を表している。また、画素a299〜304及び画素b001〜006の６画素をオーバーラップさせたイメージセンサを用いた場合を想定している。なお、最終出力に用いる画素としては、a297〜304、b007〜としており、b001〜006は使用しない。また、１画素幅（エリア）に対して黒色部、白色部が混在している場合には最終出力画像として中間濃度の出力（便宜上、図示はドットの集合）が得られるものと想定している。 Here, among the plurality of image sensor chips each having 304 pixels, the vicinity of the pixels a297 to a304 at the rear end of two adjacent image sensor chips Sa and the pixels b001 to 015 at the front end of the image sensor chip Sb. Represents. Further, it is assumed that an image sensor in which six pixels a299 to 304 and pixels b001 to 006 are overlapped is used. The pixels used for final output are a297 to 304 and b007 to, and b001 to 006 are not used. Further, when a black portion and a white portion are mixed with respect to one pixel width (area), it is assumed that an intermediate density output (a set of dots in the drawing for convenience) is obtained as a final output image. .
図１３と図１４における最終出力画像の相違点は、画素a304と画素b007、即ちイメージセンサチップの繋ぎ目部分に顕著に現れる。図１３の場合には、最終出力としてある固定パターンの出力が得られるのに対して、図１４の場合ではイメージセンサチップの繋ぎ目に相当する画素a304、画素b007の部分でパターンに変化が生じる。パターンに変化が生じると、パターン切り換わりの部分が目立ったスジ画像として認識され、画質低減に繋がってしまう問題となる。イメージセンサの多くは数千画素を有しており、そのためには多数のイメージセンサチップを配列する必要がある。よって、多数のイメージセンサチップ間で実装ずれが発生すると、主走査方向に多数のスジ画像が発生する可能性が有る。 The difference between the final output images in FIG. 13 and FIG. 14 is prominent in the joint portion of the pixel a304 and the pixel b007, that is, the image sensor chip. In the case of FIG. 13, a fixed pattern output is obtained as the final output, whereas in the case of FIG. 14, the pattern changes at the pixel a304 and pixel b007 corresponding to the joint of the image sensor chip. . When the pattern changes, the pattern switching portion is recognized as a conspicuous streak image, which leads to a problem of image quality reduction. Many image sensors have thousands of pixels. For this purpose, a large number of image sensor chips must be arranged. Therefore, when mounting displacement occurs between a large number of image sensor chips, a large number of streak images may be generated in the main scanning direction.
そこで、このような実装ずれに起因するスジ画像の発生を防止するため、イメージセンサチップと反対側に配置された圧板の各イメージセンサチップのオーバーラップ部分の位置の一部に所定の印（縦線）を付け、その印を各イメージセンサチップで読み取り、比較することによって、千鳥状に配置されたイメージセンサチップの主走査、副走査の位置ずれを検出して、補正することを特徴とする画像読み取り装置が提案されている（特許文献１参照）。 Therefore, in order to prevent the occurrence of a streak image due to such mounting deviation, a predetermined mark (vertical length) is applied to a part of the position of the overlap portion of each image sensor chip on the pressure plate arranged on the opposite side to the image sensor chip. The image sensor chip arranged in a staggered pattern is detected and corrected by reading and comparing the mark with each image sensor chip, and detecting the misalignment between the main scan and the sub scan. An image reading apparatus has been proposed (see Patent Document 1).
しかしながら、この画像読み取り装置の場合、圧板に付けた２つの印の位置が狙いの位置と異なってしまうと、隣接するイメージセンサチップ間の位置ずれが無いにも関わらず、位置ずれが有ると判断する（誤検出する）という問題がある。 However, in the case of this image reading apparatus, if the positions of the two marks on the pressure plate are different from the target position, it is determined that there is a positional shift even though there is no positional shift between adjacent image sensor chips. There is a problem of doing (false detection).
本発明は、上記従来の問題を解決するためになされたものであって、その目的は、複数のイメージセンサチップを千鳥状に配列したイメージセンサにおいて、イメージセンサチップの実装位置のずれを高精度に補正することで、スジ画像の発生を低減することである。 The present invention has been made to solve the above-described conventional problems, and an object of the present invention is to provide a highly accurate image sensor chip mounting position shift in an image sensor in which a plurality of image sensor chips are arranged in a staggered manner. This is to reduce the generation of streak images.
本発明の画像読み取り装置は、複数のイメージセンサチップを千鳥状に配置し、隣接するイメージセンサチップ同士を主走査方向に所定の画素数オーバーラップさせたイメージセンサと、副走査方向の一方側に配置されたイメージセンサチップからの第１の画像データと、他方側に配置されたイメージセンサチップからの第２の画像データとを格納する手段と、前記イメージセンサチップの主走査方向の複数の位置ずれ量に応じた複数の補正係数を格納する補正係数格納手段と、前記第２の画像データのオーバーラップ画素部に前記複数の補正係数を用いて補正演算した複数の画像データを格納する手段と、前記第１の画像データのオーバーラップ画素部と前記補正演算によって得られた複数の画像データとの差分量を検出することによって、前記イメージセンサ内のイメージセンサチップの主走査位置ずれ量を検出する主走査位置ずれ量検出手段とを有することを特徴とする画像読み取り装置である。 The image reading apparatus of the present invention includes a plurality of image sensor chips arranged in a staggered manner, and an image sensor in which adjacent image sensor chips are overlapped with each other by a predetermined number of pixels in the main scanning direction, and one side in the sub scanning direction. Means for storing first image data from the arranged image sensor chip and second image data from the image sensor chip arranged on the other side; and a plurality of positions of the image sensor chip in the main scanning direction Correction coefficient storage means for storing a plurality of correction coefficients according to the amount of deviation; means for storing a plurality of image data corrected by using the plurality of correction coefficients in an overlap pixel portion of the second image data; By detecting an amount of difference between the overlap pixel portion of the first image data and the plurality of image data obtained by the correction calculation An image reading apparatus characterized by having a main scanning position deviation amount detecting means for detecting the main scanning position deviation amount of the image sensor chips in the image sensor.
本発明によれば、複数のイメージセンサチップを千鳥状に配列したイメージセンサにおいて、イメージセンサチップの実装位置のずれを高精度に補正することで、スジ画像の発生を低減することができる。 According to the present invention, in an image sensor in which a plurality of image sensor chips are arranged in a staggered manner, the occurrence of streak images can be reduced by correcting the displacement of the mounting position of the image sensor chip with high accuracy.
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
図１は本発明の実施形態の画像読み取り装置の断面図であり、図２はその制御ブロック図である。この画像読み取り装置は、読取対象原稿を固定の読み取り部に搬送し、所定の速度で読み取り部を通過させながら画像読み取りを行う装置である。この画像読み取り装置は、デジタル複合機などの画像形成装置に設けることができる。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a sectional view of an image reading apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a control block diagram thereof. This image reading apparatus is an apparatus that conveys an original to be read to a fixed reading unit, and reads an image while passing the reading unit at a predetermined speed. This image reading apparatus can be provided in an image forming apparatus such as a digital multifunction peripheral.
図１に示すように、原稿束１をセットする原稿セット部Ａ、セットされた原稿束１から一枚ずつ原稿を分離して給送する分離給送部Ｂ、給送された原稿を一時的に突き当てて整合する働きと、整合後の原稿を引き出し搬送する働きを有するレジスト部Ｃ、搬送される原稿をターンさせて、原稿面を読み取り側(下方)に向けて搬送するターン部Ｄ、原稿表面の画像を、コンタクトガラスの下方より読み取る第一読み取り搬送部Ｅ、表面読み取り後の原稿の裏面を読み取る第二読み取り搬送部Ｆ、裏面の読み取りが完了した原稿を機外に排出する排紙部Ｇ、読み取り完了後の原稿を積載保持するスタック部Ｈを備えている。これらの搬送動作は、図２のコントローラ100により制御されるピックアップモータ101、給紙モータ102、読み取りモータ103、排紙モータ104、及び底板上昇モータ105により行われる。
As shown in FIG. 1, a document setting unit A for setting a
原稿束１は、可動原稿テーブル３を含む原稿テーブル２上に表面が上向きの状態でセットされる。さらに、図示しないサイドガイドによって、原稿束１の巾方向（搬送方向と直交する方向）の位置決めが行われる。原稿のセットはセットフィラー４、原稿セットセンサ５により検知され、Ｉ／Ｆ（インタフェース）107により本体制御部111に送信される。また、原稿テーブル２の表面に設けられた原稿長さ検知センサ30又は31(反射型センサ又は原稿１枚にても検知可能なアクチェーター・タイプのセンサ)により原稿の搬送方向長さの概略が判定される（少なくとも同一原稿サイズの縦か横かを判断可能なセンサが必要)。
The
可動原稿テーブル３は底板上昇モータ105により図に示すａ、ｂ方向に上下動可能な構成になっていて、原稿がセットされた事を前記セットフィラー４、原稿セットセンサ５が検知すると、底板上昇モータ105を正転させて原稿束１の最上面がピックアップローラ７と接触するように可動原稿テーブル３を上昇させる。ピックアップローラ７は、ピックアップモータ101により駆動されるカム機構で図に示すｃ、ｄ方向に動作すると共に、可動原稿テーブル３が上昇すると、可動原稿テーブル３上の原稿上面により押されてｃ方向に上がり、テーブル給紙適正位置センサ８により上限を検知可能となっている。
The movable document table 3 can be moved up and down in the directions a and b shown in the figure by a bottom
本体操作部108よりプリントキーが押下され、本体制御部111からＩ／Ｆ107を介してコントローラ100に原稿給紙信号が送信されると、ピックアップローラ７は給紙モータ102の正転によりコロが回転し、原稿テーブル２上の数枚(理想的には１枚)の原稿をピックアップする。ピックアップローラ７の回転方向は、最上位の原稿を給紙口に搬送する方向である。
When the print key is pressed from the main
給紙ベルト９は給紙モータ102の正転により給紙方向に駆動され、リバースローラ10は給紙モータ102の正転により給紙と逆方向に回転駆動され、最上位の原稿とその下の原稿を分離して、最上位の原稿のみを給紙できる構成となっている。さらに詳しく説明すると、リバースローラ10は給紙ベルト９と所定圧で接し、給紙ベルト９と直接接している時、又は原稿１枚を介して接している状態では給紙ベルト９の回転につられて反時計方向に連れ回りし、原稿が万一２枚以上給紙ベルト９とリバースローラ10の間に侵入した時は連れ回り力がトルクリミッタのトルクよりも低くなるように設定されている。このため、リバースローラ10は本来の駆動方向である時計方向に回転し、余分な原稿を押し戻す働きをし、重送が防止される。
The
給紙ベルト９及びリバースローラ10の作用により１枚に分離された原稿は給紙ベルト９によって更に送られ、突き当てセンサ11によって先端が検知され、更に進んで、停止しているプルアウトローラ12に突き当たる。
The document separated into one sheet by the action of the
その後、前出の突き当てセンサ11による検知から定められた所定距離送られ、結果的には、プルアウトローラ12に所定量撓みを持って押し当てられた状態で給紙モータ102を停止させることにより、給紙ベルト９の駆動が停止する。
Thereafter, the sheet is fed by a predetermined distance determined from the detection by the abutting
この時、ピックアップモータ101を回転させることで、ピックアップローラ７を原稿上面から退避させ、原稿を給紙ベルト９の搬送力のみで送ることにより、原稿先端は、プルアウトローラ12の上下ローラ対のニップに進入し、先端の整合(スキュー補正)が行われる。プルアウトローラ12は、スキュー補正機能を有すると共に、分離後にスキュー補正された原稿を中間ローラ14まで搬送するためのローラであり、給紙モータ102の逆転により駆動される。また。この給紙モータ102の逆転時、プルアウトローラ12と中間ローラ14は駆動されるが、ピックアップローラ７と給紙ベルト９は駆動されていない。
At this time, by rotating the
原稿幅センサ13は図１の奥行き方向に複数個並べられ、プルアウトローラ12により搬送された原稿の搬送方向に直交する幅方向のサイズを検知する。また、原稿の搬送方向の長さは、原稿の先端後端を突き当てセンサ11で読み取ることにより、モータパルスカウントから原稿の長さを検知する。
A plurality of
プルアウトローラ12及び中間ローラ14の駆動によりレジスト部Ｃからターン部Ｄに原稿が搬送される際には、レジスト部Ｃでの搬送速度を第一読み取り搬送部Ｅでの搬送速度よりも高速に設定して、原稿を読み取り部へ送り込む処理時間の短縮を図っている。
When the document is transported from the resist section C to the turn section D by driving the pull-out
原稿先端が読み取り入口センサ15により検出されると、読み取り入口ローラ16の上下ローラ対のニップに原稿先端が進入する前に、原稿搬送速度を読み取り搬送速度と同速にするために減速を開始すると同時に、読み取りモータ103を正転駆動して、読み取り入口ローラ16、読み取り出口ローラ23、及びＣＩＳ出口ローラ27を駆動する。原稿先端をレジストセンサ17にて検知すると、所定の搬送距離をかけて減速し、読み取り位置20の手前で一時停止すると共に、本体制御部111にＩ／Ｆ107を介してレジスト停止信号を送信する。
When the leading edge of the document is detected by the
続いて本体制御部111より読み取り開始信号を受信すると、レジスト停止していた原稿は、読み取り位置20に原稿の先端が到達するまでに所定の搬送速度に立ち上がるように加速されて搬送される。
Subsequently, when a reading start signal is received from the main
読み取りモータ103のパルスカウントにより検出された原稿先端が読み取り部に到達するタイミングで、本体制御部111に対して第１面（表面）の副走査方向効画像領域を示すゲート信号が、読み取り部を原稿後端が抜けるまで送信される。
At the timing when the leading edge of the document detected by the pulse count of the reading
片面原稿読み取りの場合には、第一読み取り搬送部Ｅを通過した原稿は第二読み取り搬送部Ｆを経て排紙部Ｇへ搬送される。この際、排紙センサ24により原稿先端が検知されると、排紙モータ104を正転駆動し、排紙ローラ28を反時計方向に回転させる。また、排紙センサ24による原稿の先端検知からの排紙モータ104のパルスカウントにより、原稿後端が排紙ローラ28の上下ローラ対のニップから抜ける直前に排紙モータ104の駆動速度を減速させて、排紙トレイ29に排出される原稿が飛び出さない様に制御する。
In the case of single-sided document reading, the document that has passed through the first reading conveyance unit E is conveyed to the paper discharge unit G via the second reading conveyance unit F. At this time, when the front end of the document is detected by the
両面原稿読み取りの場合には、排紙センサ24にて原稿先端を検知してから、読み取りモータ103のパルスカウントにより第二読み取り部25に原稿先端が到達するタイミングで、第二読み取り部25に対して、コントローラ100から副走査方向の有効画像領域を示すゲート信号が第二読み取り部25を原稿後端が抜けるまで送信される。第二読み取りローラ26は第二読み取り部25における原稿の浮きを抑えると同時に、第二読み取り部25におけるシェーディングデータを取得するための基準白部を兼ねるものである。
In the case of double-sided document reading, after the leading edge of the document is detected by the
図３は、第二読み取り部25の電気回路の要部を示すブロック図である。同図に示すように、第二読み取り部25は、ＬＥＤアレイ、蛍光灯、或いは冷陰極管などからなる光源部200を有している。また、主走査方向（原稿幅方向）に並ぶ複数のイメージセンサチップ201、それぞれのイメージセンサチップ201に個別に接続された複数のアンプ回路202、それぞれのアンプ回路202に個別に接続された複数のＡ／Ｄコンバータ203と、それぞれのＡ／Ｄコンバータ203に個別に接続された黒補正部204も有している。黒補正部204は、Ａ／Ｄコンバータ203の出力信号に含まれている黒レベルオフセットを除去する。更には、画像処理部205、メモリ206、出力制御回路207、Ｉ／Ｆ回路208なども有している。
FIG. 3 is a block diagram showing the main part of the electric circuit of the
イメージセンサチップ201は、等倍密着イメージセンサと称される光電変換素子と集光レンズとを具備するものである。図４に第二読み取り部25におけるイメージセンサチップ201の配列を示す。図示のように、各イメージセンサチップ201は１ラインずつのＲＧＢ画素を備えており、隣接するイメージセンサチップ201は、原稿搬送方向（副走査方向）に４ラインオフセットして配置されており、オーバーラップ画素の数は10である。
The
第二読み取り部25による読み取り位置に、図示しない原稿が進入するのに先立って、コントローラ100から光源部200に点灯オン信号が送られる。これにより、光源部200が点灯し、その光を図示しない原稿に向けて照射する。原稿からの反射光は、複数のイメージセンサチップ201において、集光レンズによって光電変換素子に集光され、画像情報として読み取られる。
A lighting on signal is sent from the
それぞれのイメージセンサチップ201で読み取られた画像情報は、アンプ回路202によって増幅された後、Ａ／Ｄコンバータ203によってデジタル画像情報に変換される。これらデジタル画像情報は、黒補正部204でオフセット成分が除去され、画像処理部205に入力されてシェーデイング補正などが施される。
Image information read by each
図４に示すように、奇数番目チップ（以下、EVENチップと呼ぶ）と偶数番目チップ（以下、ODDチップと呼ぶ）とで副走査方向の読み取り位置が異なる構造となっているため、メモリ206を用いて千鳥状に配置されたイメージセンサチップ201のうち、原稿読み取り上流側にあるイメージセンサチップからの画像データ出力を一時的に蓄積して、ＣＩＳの同色センサ同士のライン間隔（ここでは４ライン）に応じて原稿読み取り下流側のイメージセンサチップからの画像データ出力との位置合わせ、即ち副走査位置補正を行う。
As shown in FIG. 4, the odd-numbered chip (hereinafter referred to as the EVEN chip) and the even-numbered chip (hereinafter referred to as the ODD chip) have different reading positions in the sub-scanning direction. Among the
副走査位置補正後、出力制御回路207によって画像処理部209に受入可能なデータ形式に変換された後、Ｉ／Ｆ回路208経由で画像処理部209内のEVENチップ用メモリ210及びODDチップ用メモリ211に出力される。
After the sub-scanning position correction, the
なお、コントローラ100からは原稿の先端が第二読み取り部25による読み取り位置に到達するタイミング（そのタイミング以降の画像データが有効データとして扱われる）を知らせるためのタイミング信号や光源の点灯信号、電源電力等が出力される。
It should be noted that the
画像処理部209内のEVENチップ用メモリ210、ODDチップ用メモリ211に一旦格納された画像データに対して、主走査位置補正部212にて本実施形態の特徴である主走査位置補正が実行される。
The main scanning
以下、主走査位置補正について説明する。図５は画像処理部209内の主走査位置補正部212の機能ブロック図である。ここではEVENチップを基準として、ODDチップに主走査位置補正を実行する前提で説明する。
Hereinafter, the main scanning position correction will be described. FIG. 5 is a functional block diagram of the main scanning
EVENチップ用メモリ210、ODDチップ用メモリ211に格納された画像データから、オーバーラップ画素領域の画像データを読み出して、基準とするEVENチップのデータをEVENチップ出力（基準出力）格納部1101に格納し、主走査位置補正が行われるODDチップのデータをODDチップ出力格納部1102に格納する。
Reads the image data in the overlap pixel area from the image data stored in the
全20チップ構成（EVEN、ODDチップそれぞれ10チップ）の場合にはオーバーラップ画素領域は19箇所あるので、領域毎に主走査位置補正係数を算出する必要がある。ODDチップ出力格納部1102に格納された画像データに対しては、第１の補正部1103及び補正係数記憶部1104によって以下の演算が行われる。
In the case of a total of 20 chips (10 chips each for EVEN and ODD chips), since there are 19 overlapping pixel areas, it is necessary to calculate a main scanning position correction coefficient for each area. The following calculation is performed on the image data stored in the ODD chip
イメージセンサチップの実装ずれは数μm単位で発生するものであるため、１画素幅（600dpiの場合42.3μm）よりも小さい単位でずれ量を検出する必要がある。本実施形態では３次関数コンボリューション法を用いる。図６は、４点（画素）のサンプリング点のデータから新サンプリング点のデータを３次関数コンボリューション法により求める概念図であり、図７は３次関数コンボリューション法を用いる際の補正係数表の一例を示すものである。 Since the mounting deviation of the image sensor chip occurs in units of several μm, it is necessary to detect the deviation amount in units smaller than one pixel width (42.3 μm in the case of 600 dpi). In this embodiment, a cubic function convolution method is used. FIG. 6 is a conceptual diagram for obtaining data at a new sampling point from data at four sampling points (pixels) by a cubic function convolution method, and FIG. 7 is a correction coefficient table when the cubic function convolution method is used. An example is shown.
図６に示すように、注目画素の画像データ「n」、１画素前の画像データ「n−1」、１画素後の画像データ「n＋1」、２画素後の画像データ「n＋2」から、下記の式［１］を用いて補間演算し、新サンプリング点の画像データ「n’」を求める。
N’＝W1＊（n−1）＋W2＊n＋W3＊（n＋1）＋W4＊（n＋2） …式［１］
As shown in FIG. 6, from the image data “n” of the target pixel, the image data “n−1” one pixel before, the image data “n + 1” after one pixel, the image data “n + 2” after two pixels, The image data “n ′” of the new sampling point is obtained by performing an interpolation calculation using the equation [1].
N ′ = W1 * (n−1) + W2 * n + W3 * (n + 1) + W4 * (n + 2) Equation [1]
ここで、W1〜W4は補正係数記憶部1104に記憶されている補正係数である。１画素幅以下の補正係数として、後述する図９のように1/32画素単位の主走査位置ずれ量に対応する場合には、32種の係数を補正係数記憶部1104に格納する必要があるため、本実施形態では、図７に示すように32種の係数を格納している。
Here, W1 to W4 are correction coefficients stored in the correction
以下、具体的な主走査位置ずれ量検出の手法について説明する。
図８に示すようにEVENチップＳａを基準とした場合に、ODDチップＳｂは＋方向、−方向いずれの方向にもずれることが考えられる。ずれ方向が正負どちらかは分からないため、正負両方向に対する位置ずれを想定してずれ量検出を行う。なお、実際の演算では、ノイズ成分を除去するために画素単位に複数ラインの平均値を、注目画素のデータとするのが望ましい。平均化ライン数はイメージセンサチップのノイズ成分（Ｓ／Ｎ）を考慮した任意のライン数とすれば良い。
Hereinafter, a specific method of detecting the amount of main scanning position deviation will be described.
As shown in FIG. 8, when the EVEN chip Sa is used as a reference, it is conceivable that the ODD chip Sb is shifted in both the + direction and the − direction. Since it is not known whether the shift direction is positive or negative, the shift amount is detected assuming a positional shift in both the positive and negative directions. In an actual calculation, it is desirable to use the average value of a plurality of lines for each pixel as the pixel data of interest in order to remove noise components. The average number of lines may be an arbitrary number of lines considering the noise component (S / N) of the image sensor chip.
〈＋方向ずれの場合〉
位置ずれ量検出のための注目画素をb3とした場合について説明する。＋方向にずれていると仮定すると、b3の本来の出力b3’を求めるためには以下の式［２］の演算を行う。
b3’＝b1×W1＋b2×W2＋b3×W3＋b4×W4 …式［２］
<In case of misalignment in + direction>
A case where the pixel of interest for detecting the displacement amount is b3 will be described. Assuming that there is a deviation in the + direction, the following equation [2] is calculated to obtain the original output b3 ′ of b3.
b3 ′ = b1 × W1 + b2 × W2 + b3 × W3 + b4 × W4 Equation [2]
〈−方向ずれの場合〉
位置ずれ量検出のための注目画素をb3とした場合について説明する。−方向にずれていると仮定すると、b3の本来の出力b3’を求めるためには以下の式［３］の演算を行う。
b3’＝b2×W1＋b3×W2＋b4×W3＋b5×W4 …式［３］
<In case of mis-direction>
A case where the pixel of interest for detecting the displacement amount is b3 will be described. Assuming that it is deviated in the − direction, the following equation [3] is calculated to obtain the original output b3 ′ of b3.
b3 ′ = b2 × W1 + b3 × W2 + b4 × W3 + b5 × W4 Formula [3]
第１の補正部1103は、図７に示す各ずれ量毎のODDチップのオーバーラップ画素出力を上述式［２］、［３］の演算によって算出し、位置補正後データ格納部1105に補正演算後のデータを格納する。
The
次に、差分生成部1107によって、遅延メモリ1106を介して出力されるEVENチップ出力格納部1101の画像データと、位置補正後データ格納部1105に格納されたODDチップデータとの、想定ずれ量毎の差分量が抽出される。次いで、ずれ量判定部1108において、差分生成部1107にて求められた想定ずれ量毎の差分量の中で最小となるずれ量が、実際の実装ずれ量であると判定する。
Next, for each estimated deviation amount, the
次に、ずれ量検出以降の補正方法について説明する。
オーバーラップ画素に対してのみ、前記演算で求めたずれ量に相当する補正を実行するだけでは、最終画像としてスジ画像を低減することは出来ない。例えば、＋方向にずれがある場合にオーバーラップ画素のみの補正を行うと、図８の画素b10とその次の画素（b11）との間に、元々の実装ずれが発生してしまうことになり、結局何ら補正出来ない結果となってしまう。
Next, a correction method after the deviation amount detection will be described.
A streak image cannot be reduced as a final image only by executing correction corresponding to the shift amount obtained by the above calculation only for the overlapping pixels. For example, if only the overlap pixel is corrected when there is a deviation in the + direction, the original mounting deviation occurs between the pixel b10 in FIG. 8 and the next pixel (b11). As a result, the result cannot be corrected at all.
そこで、本実施形態では、非オーバーラップ画素に対しても、３次関数コンボリューション法を応用した補正処理を実行することによって、チップ間隙間に発生するスジ画像の低減を図る。即ち、ずれ量判定部1108によって得られたずれ量検出結果に基づいて、補正対象画素数決定部1109が、非オーバーラップ画素への補正演算の対象とする画素数の決定を行う。なお、ずれ量に対する補正対象画素数が線形な関係であっても非線形な関係であっても構わないが、ずれ量が大きいほど補正対象画素数が多くなる構成とすることによって、ずれ量によらず常に適切な補正演算を実行することが可能となる。
Therefore, in the present embodiment, the streak image generated between the chip gaps is reduced by executing a correction process using the cubic function convolution method for non-overlapping pixels. That is, based on the shift amount detection result obtained by the shift
非オーバーラップ画素への補正処理は、第２の補正部1110にて実行される。図９は非オーバーラップ画素に対する主走査位置補正の概要を表したものである。この図では、＋方向のずれ量＝12/32画素と判定した場合に、非オーバーラップ画素の12画素に対して1/32画素ピッチで補正演算を実施する際の例について説明する。ただし、補正対象画素数及び演算ピッチについては本例に限定されない。
Correction processing for non-overlapping pixels is executed by the
〈画素b11に対する補正〉
図７の表におけるずれ量「12/32」を選択し、「b11’＝ b9×(−19/128)＋b10×99/128＋b11×59/128＋b12×(−11/128）」を演算する。
<Correction for pixel b11>
The shift amount “12/32” in the table of FIG. 7 is selected, and “b11 ′ = b9 × (−19/128) + b10 × 99/128 + b11 × 59/128 + b12 × (−11/128)” is calculated.
〈画素b12に対する補正〉
図７の表におけるずれ量「11/32」を選択し、「b12’＝ b10×(−19/128)＋b11×103/128＋b12×54/128＋b13×(−10/128）」を演算する。
<Correction for pixel b12>
The shift amount “11/32” in the table of FIG. 7 is selected, and “b12 ′ = b10 × (−19/128) + b11 × 103/128 + b12 × 54/128 + b13 × (−10/128)” is calculated.
〈画素b13に対する補正〉
図７の表におけるずれ量「10/32」を選択し、「b13’＝ b11×(−19/128)＋b12×107/128＋b13×49／128＋b14×(−9/128）」を演算する。
<Correction for pixel b13>
The shift amount “10/32” in the table of FIG. 7 is selected, and “b13 ′ = b11 × (−19/128) + b12 × 107/128 + b13 × 49/128 + b14 × (−9/128)” is calculated.
画素b14〜20についても同様な演算を行う（演算式は明らかであるから省略する）。
〈画素b21に対する補正〉
図７の表におけるずれ量「2/32」を選択し、「b21’＝ b19×(−7/128)＋b20×127/128＋b21×8/128＋b22×０」を演算する。
The same calculation is performed for the pixels b14 to 20 (the calculation formula is obvious and is omitted).
<Correction for pixel b21>
The shift amount “2/32” in the table of FIG. 7 is selected, and “b21 ′ = b19 × (−7/128) + b20 × 127/128 + b21 × 8/128 + b22 × 0” is calculated.
〈画素b22に対する補正〉
図７の表におけるずれ量「1/32」を選択し、「b22’＝ b20×(−4/128)＋b21×127/128＋b22×4/128＋b23×０」を演算する。
<Correction for pixel b22>
The shift amount “1/32” in the table of FIG. 7 is selected, and “b22 ′ = b20 × (−4/128) + b21 × 127/128 + b22 × 4/128 + b23 × 0” is calculated.
b23以降は補正しない。このように、画素b11〜b22の12画素に対して、段階的に位置を補正する処理を実行することで、本来あるはずの実装ずれ量：12/32画素を12画素に分散させることによってスジを目立たなくすることが可能となる。 No correction after b23. In this way, by performing the process of correcting the position in stages for the 12 pixels b11 to b22, the amount of mounting deviation, which should originally be: 12/32 pixels, is dispersed into 12 pixels, thereby causing streaks. Can be made inconspicuous.
例えば検出したずれ量が1/32画素以下の場合には、補正処理を実行しなくても画像への影響は軽微であると予想されるため、補正処理自体を実行しない選択肢も考えられる。図１０にその処理フローの一例を示す。 For example, when the detected amount of deviation is 1/32 pixels or less, the effect on the image is expected to be negligible even if the correction process is not executed, so an option of not executing the correction process itself is also conceivable. FIG. 10 shows an example of the processing flow.
ずれ量判定部1108にてずれ量が検出されると（ステップＳＴ１）、補正対象画素数決定部1109にてずれ量が所定の閾値α（ここでは1/32画素）以下であるかどうかが判定される（ステップＳＴ２）。そして、閾値α以下であれば、ずれ量は微小であると判断して補正処理を実行しない（ステップＳＴ３）。閾値αよりも大きい場合には、ずれ量に応じて補正対象画素数が選択され（ステップＳＴ４）、第２の補正部1110にて主走査位置補正処理が行われる（ステップＳＴ５）。
When the shift amount is detected by the shift amount determination unit 1108 (step ST1), the correction target pixel
このように、イメージセンサチップの実装位置ずれ量に応じて、主走査位置補正演算の対象とする画素数を選択する手段を有することによって、ずれ量が画質低下に影響しない微小なレベルの場合には補正処理を実施しないようにして、補正処理の負荷及び処理時間の低減を図ることが可能となる。 As described above, when the image sensor chip has a means for selecting the number of pixels to be subjected to the main scanning position correction calculation according to the mounting position shift amount, the shift amount is a minute level that does not affect the image quality degradation. Since the correction process is not performed, it is possible to reduce the load and the processing time of the correction process.
なお、以上の説明では、画素b3画素のみを対象とした説明としたが、１画素のみの検出では、イメージセンサ読み取り面に付着するゴミ、汚れの影響等、何らかのノイズ要因によって誤検出してしまう可能性も考えられる。 In the above description, only the pixel b3 has been described. However, if only one pixel is detected, it may be erroneously detected due to some noise factor such as dust or dirt that adheres to the image sensor reading surface. There is a possibility.
そこで、本実施形態では、可能な限り位置ずれ検出のための画素数を増やし、その差分量の合計から位置ずれ量を判断することによってより高精度な位置ずれ量検出を可能とする。具体的には、b4、b5、・・・、b10までを対象として、想定しているずれ量毎にΔ3＝a3−b3’、Δ4＝a4−b4’、・・・、Δ10＝a10−b10’という演算により、オーバーラップ画素の差分を順次検出していく。これらの差分量の合計値が最小となる場合が位置ずれ量であり、更にずれ量毎にオーバーラップ各画素の差分量の合計値を演算する。そして、差分量の合計が最小となる補正係数に基づいて前記補正演算を実行する。 Therefore, in the present embodiment, the number of pixels for detecting a position shift is increased as much as possible, and the position shift amount can be detected with higher accuracy by determining the position shift amount from the sum of the difference amounts. Specifically, for b4, b5,..., B10, Δ3 = a3−b3 ′, Δ4 = a4−b4 ′,..., Δ10 = a10−b10 for each assumed deviation amount. The difference between overlapping pixels is sequentially detected by the operation '. The case where the total value of these difference amounts is the minimum is the positional shift amount, and the total value of the difference amounts of the overlapping pixels is calculated for each shift amount. Then, the correction calculation is executed based on the correction coefficient that minimizes the total difference amount.
以上詳細に説明したように、本発明の実施形態の画像読み取り装置は下記（１）〜（４）の特徴を有する。
（１）複数のイメージセンサチップを千鳥状に配置し、隣接するイメージセンサチップ同士を主走査方向に所定の画素数オーバーラップさせたイメージセンサにおいて、オーバーラップ画素部の画像データに基づいて、高精度に位置ずれ量を検出し、更に、位置ずれ量に基づいて非オーバーラップ画素部に補正演算を実行するため、イメージセンサチップ繋ぎ目部に発生するスジ画像による画質低下を回避することができる。
（２）オーバーラップ画素部のデータに基づいて検出した位置ずれ量が大きいほど、非オーバーラップ画素部の補正演算の対象となる画素数を多くすることによって、ずれ量によらずに常に適切な補正演算を実行することができる。
（３）イメージセンサチップの実装位置ずれ量に応じて、主走査位置補正演算の対象とする画素数の選択手段を有することによって、ずれ量が画質低下に影響しない微小なレベルの場合には補正処理を実施しないようにして、補正処理の負荷及び処理時間の低減を図ることができる。
（４）位置ずれ検出に用いる画素をオーバーラップ画素部の複数画素を対象とすることによって、イメージセンサ読取面に付着するゴミ、汚れの影響等、何らかのノイズ要因によって誤検出の可能性を低減し、高精度な位置ずれ量検出を行うことができる。
As described above in detail, the image reading apparatus according to the embodiment of the present invention has the following features (1) to (4).
(1) In an image sensor in which a plurality of image sensor chips are arranged in a staggered manner and adjacent image sensor chips are overlapped with each other by a predetermined number of pixels in the main scanning direction, Since the amount of misalignment is detected accurately, and the correction calculation is performed on the non-overlapping pixel portion based on the amount of misalignment, it is possible to avoid image quality degradation due to the streak image generated at the joint portion of the image sensor chip. .
(2) By increasing the number of pixels to be subjected to the correction calculation of the non-overlapping pixel portion as the positional deviation amount detected based on the data of the overlapping pixel portion is larger, it is always appropriate regardless of the deviation amount. Correction calculation can be performed.
(3) By having a means for selecting the number of pixels to be subjected to the main scanning position correction calculation according to the mounting position deviation amount of the image sensor chip, correction is performed when the deviation amount is a minute level that does not affect image quality degradation. By not performing the process, it is possible to reduce the load of the correction process and the processing time.
(4) By targeting the pixels used for misregistration to a plurality of pixels in the overlap pixel section, the possibility of false detection due to some noise factors such as the influence of dust and dirt adhering to the image sensor reading surface is reduced. Therefore, it is possible to detect the positional deviation amount with high accuracy.
25・・・第二読み取り部、201・・・イメージセンサチップ、210・・・EVENチップ用メモリ、211・・・ODDチップ用メモリ、1103・・・第１の補正部、1104・・・補正係数記憶部、1105・・・位置補正後データ格納部、1107・・・差分生成部、1108・・・ずれ量判定部、1109・・・補正対象画素数決定部、1110・・・第２の補正部、Ｓａ・・・EVENチップ、Ｓｂ・・・ODDチップ。 25 ... Second reading unit, 201 ... Image sensor chip, 210 ... EVEN chip memory, 211 ... ODD chip memory, 1103 ... First correction unit, 1104 ... Correction Coefficient storage unit, 1105... Post-position correction data storage unit, 1107... Difference generation unit, 1108... Deviation amount determination unit, 1109. Correction unit, Sa ... EVEN chip, Sb ... ODD chip.
Claims (6)
副走査方向の一方側に配置されたイメージセンサチップからの第１の画像データと、他方側に配置されたイメージセンサチップからの第２の画像データとを格納する手段と、
前記イメージセンサチップの主走査方向の複数の位置ずれ量に応じた複数の補正係数を格納する補正係数格納手段と、
前記第２の画像データのオーバーラップ画素部に前記複数の補正係数を用いて補正演算した複数の画像データを格納する手段と、
前記第１の画像データのオーバーラップ画素部と前記補正演算によって得られた複数の画像データとの差分量を検出することによって、前記イメージセンサ内のイメージセンサチップの主走査位置ずれ量を検出する主走査位置ずれ量検出手段と
を有することを特徴とする画像読み取り装置。 An image sensor in which a plurality of image sensor chips are arranged in a staggered manner, and adjacent image sensor chips are overlapped by a predetermined number of pixels in the main scanning direction;
Means for storing first image data from an image sensor chip arranged on one side in the sub-scanning direction and second image data from an image sensor chip arranged on the other side;
Correction coefficient storage means for storing a plurality of correction coefficients corresponding to a plurality of positional deviation amounts in the main scanning direction of the image sensor chip;
Means for storing a plurality of image data corrected and calculated using the plurality of correction coefficients in an overlap pixel portion of the second image data;
A main scanning position shift amount of the image sensor chip in the image sensor is detected by detecting a difference amount between the overlap pixel portion of the first image data and the plurality of image data obtained by the correction calculation. An image reading apparatus comprising: a main scanning position deviation amount detection unit.
前記主走査位置ずれ量検出手段によって得られた複数の差分量の中で、差分量が最小となる補正係数に基づいて、前記第１の画像データのオーバーラップ画素部以外の画素に主走査位置補正演算を実行する主走査位置ずれ補正手段を有することを特徴とする画像読み取り装置。 The image reading apparatus according to claim 1,
Based on a correction coefficient that minimizes the difference amount among the plurality of difference amounts obtained by the main scanning position deviation amount detection means, the main scanning position is set to pixels other than the overlap pixel portion of the first image data. An image reading apparatus comprising a main-scanning position deviation correcting unit that executes correction calculation.
前記主走査位置ずれ補正手段は、前記位置ずれ量検出手段によって検出されたずれ量が大きい程、前記オーバーラップ画素部以外の画素への主走査位置補正演算の対象とする画素数を多くすることを特徴とする画像読み取り装置。 The image reading apparatus according to claim 2,
The main scanning position deviation correction unit increases the number of pixels to be subjected to main scanning position correction calculation for pixels other than the overlap pixel unit as the deviation amount detected by the positional deviation amount detection unit is larger. An image reading apparatus characterized by the above.
主走査位置ずれ補正手段は、前記位置ずれ量検出手段によって検出されたずれ量が所定の閾値以下の場合には、前記オーバーラップ画素部以外の画素への主走査位置補正演算を実行しないことを特徴とする画像読み取り装置。 The image reading apparatus according to claim 3.
The main scanning position deviation correction means does not execute the main scanning position correction calculation for pixels other than the overlap pixel portion when the deviation amount detected by the position deviation amount detection means is equal to or smaller than a predetermined threshold value. A featured image reading apparatus.
前記位置ずれ量検出手段は、前記主走査位置ずれ検出をオーバーラップ画素部の複数画素に対して行い、前記主走査位置ずれ補正手段は、該複数画素の差分量の合計が最小となる補正係数に基づいて前記補正演算を実行することを特徴とする画像読み取り装置。 The image reading apparatus according to claim 2,
The misregistration amount detection unit performs the main scanning misregistration detection on a plurality of pixels of the overlap pixel portion, and the main scanning misregistration correction unit corrects the correction coefficient that minimizes the sum of the difference amounts of the plurality of pixels. An image reading apparatus that executes the correction calculation based on the above.
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