JP2019186739A - Image reading apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、画像読取装置に関し、特にラインセンサを用いたものに関する。 The present invention relates to an image reading apparatus, and more particularly to an apparatus using a line sensor.
従来、複写機やMFP(マルチファンクションプリンタ)等の原稿読取装置のカラー画像読取手段として、R(赤)、G(緑)、B(青)のカラーフィルタが塗布された受光素子が列状に配置されたラインセンサが用いられている。
特許文献1は、複数の受光素子が第1の方向にR→G→B→R…のように周期的に繰り返されて配置された受光素子列が第1の方向に垂直な第2の方向に複数配置されて構成されたラインセンサを用いて、装置に付着したゴミを検出し、読み取ったカラー画像を補正し高画質化することができる画像読取装置を開示している。
Conventionally, as color image reading means of a document reading apparatus such as a copying machine or MFP (multifunction printer), light receiving elements coated with R (red), G (green), and B (blue) color filters are arranged in a line. An arranged line sensor is used.
In
しかしながら、特許文献1では、複数の受光素子列における各受光素子によって得られた画素データの並べ替えを行っているために、得られた画像データでは第2の方向に関する空間情報が失われてしまう。
特許文献1は、この喪失される空間情報について何ら検討していないため、組付誤差や環境変化等によって複数の受光素子列が第2の方向において称呼位置からずれて配置されていても位置調整を行うことができず、画質劣化を招いてしまう。
そこで本発明は、異なる色の受光素子が互いに隣り合わないように配置されたラインセンサに対して適切に光学調整を行うことによって更なる高画質化を達成することができる画像読取装置を提供することを目的とする。
However, in
Since
Accordingly, the present invention provides an image reading apparatus capable of achieving further higher image quality by appropriately performing optical adjustment on line sensors arranged so that light receiving elements of different colors are not adjacent to each other. For the purpose.
本発明に係る画像読取装置は、物体を照明する照明手段と、照明手段から照明された光であり物体により反射された反射光を受光する受光手段と、反射光を受光手段に導光する結像手段と、受光手段の位置を変更する第1の位置変更手段と、第1の位置変更手段を制御する制御部とを備え、受光手段では、第1の色の受光素子同士、第2の色の受光素子同士及び第3の色の受光素子同士それぞれが結像手段の光軸に垂直な第1の面内の互いに垂直な第1及び第2の方向それぞれにおいて互いに隣り合わないように、複数の第1の色の受光素子、複数の第2の色の受光素子及び複数の第3の色の受光素子が第1の方向に配置されて形成された受光素子列が、第2の方向に少なくとも三つ設けられており、制御部は、受光手段の第1の方向の所定の位置に配置されている複数の受光素子それぞれから出力される輝度信号に基づいて、第1の位置変更手段を制御することを特徴とする。 An image reading apparatus according to the present invention includes an illuminating unit that illuminates an object, a light receiving unit that receives reflected light reflected from the object and that is light emitted from the illuminating unit, and a structure that guides the reflected light to the light receiving unit. An image unit; a first position changing unit that changes the position of the light receiving unit; and a control unit that controls the first position changing unit. In the light receiving unit, the light receiving elements of the first color, The color light receiving elements and the third color light receiving elements are not adjacent to each other in each of the first and second directions perpendicular to each other in the first plane perpendicular to the optical axis of the imaging means. A light receiving element array formed by arranging a plurality of light receiving elements of a first color, a plurality of light receiving elements of a second color, and a plurality of light receiving elements of a third color in the first direction is a second direction. At least three, and the controller is configured to determine the predetermined direction of the light receiving means in the first direction. Based on the luminance signal outputted from each of the plurality of light receiving elements arranged in a position, and controlling the first position changing means.
本発明によれば、異なる色の受光素子が互いに隣り合わないように配置されたラインセンサに対して適切に光学調整を行うことによって更なる高画質化を達成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。 According to the present invention, there is provided an image reading apparatus capable of achieving further image quality improvement by appropriately performing optical adjustment on a line sensor arranged so that light receiving elements of different colors are not adjacent to each other. can do.
以下に、本実施形態に係る画像読取装置を添付の図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下に示す図面は、本実施形態を容易に理解できるようにするために、実際とは異なる縮尺で描かれている場合がある。 Hereinafter, an image reading apparatus according to the present embodiment will be described in detail with reference to the accompanying drawings. It should be noted that the drawings shown below may be drawn at a scale different from the actual scale so that the present embodiment can be easily understood.
図1は、第一実施形態に係る画像読取装置100の模式的断面図を示している。
画像読取装置100は、原稿102(物体)を載置するための原稿トレイ101と、原稿読取ユニット103、106とを備えている。
原稿読取ユニット103、106は、種々の原稿搬送モータによって搬送される原稿102の画像を読み取る。
原稿台ガラス112上には、原稿102の背面にくるように原稿背景板が設けられている。原稿読取ユニット103、106における原稿102の画像の読取が終了すると、画像読取装置100は、原稿102を排紙トレイ104に排出する。
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of an
The
The
An original background plate is provided on the
なお、原稿の片面だけを読み取る場合には、原稿読取ユニット103のみを用いて原稿102の画像を読み取り、原稿の両面を読み取る場合には、原稿読取ユニット103、106双方を用いて原稿102の画像を読み取る。
なお、原稿読取ユニット103、106の構成は互いに同じであるため、以下では、原稿読取ユニット103を用いて説明する。
When only one side of the document is read, only the
Since the
図2は、本実施形態に係る画像読取装置100の原稿読取ユニット103近傍における模式的断面図を示している。
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view in the vicinity of the
原稿読取ユニット103は、光源ユニット201(照明手段)、結像レンズ202(結像手段)、ラインセンサ203(受光手段)及びミラー204、205、206、207を備えている。
光源ユニット201は、原稿読取位置を通過する原稿102に向けて光を照射するように原稿読取ユニット103内の所定の部位に設けられている。
ミラー204、205、206、207は、原稿102からの反射光を結像レンズ202へ反射偏向する。
ラインセンサ203は、結像レンズ202によって集光(導光)された原稿102からの反射光を複数の受光素子を用いて光電変換し、反射光の強さ(光量)に応じた信号を出力する。
結像レンズ202及びミラー204、205、206、207によって、原稿読取ユニット103の光学系が構成されており、原稿102及びラインセンサ203それぞれが配置される位置を互いに共役にしている。
The
The
The
The
The
ラインセンサ203は、例えばCMOSリニアイメージセンサである。なお、CCDリニアイメージセンサでも構わない。
ラインセンサ203は、原稿102からの反射光を受光する受光素子を複数配置して形成されている。ここで、一つの受光素子が一つの画素に対応し、一つの受光素子の幅が1画素幅に対応する。すなわち、例えば、3画素幅とは3つの受光素子に対応する幅を示す。
なお、以下において、原稿102の画像を説明する場合における画素に関して、ラインセンサ203の一つの受光素子で読み取られる画像を、1画素(1画素幅)の画像として説明する。
The
The
In the following, regarding the pixels in the case of describing the image of the
ラインセンサ203を形成している受光素子としては、赤い光(第1色:R)を検出する第1の色の受光素子、緑の光(第2色:G)を検出する第2の色の受光素子及び青の光(第3色:B)を検出する第3の色の受光素子がある。
R、G、Bの各受光素子は、1画素幅毎に第1の方向に周期的に配列されている。これにより第1の方向においてR→G→Bが繰り返される受光素子列が形成される。
ラインセンサ203は、このような受光素子列が受光面内において第1の方向に垂直な第2の方向に複数配置されて構成されている。
The light receiving elements forming the
The R, G, and B light receiving elements are periodically arranged in the first direction for each pixel width. As a result, a light receiving element array in which R → G → B is repeated in the first direction is formed.
The
本実施形態では、赤い光を受光する第1の色の受光素子に対応する画素をR画素、緑の光を受光する第2の色の受光素子に対応する画素をG画素、青の光を受光する第3の色の受光素子に対応する画素をB画素と呼ぶ。
また、第1の方向に形成される受光素子列をラインと呼ぶ。すなわち、一つの受光素子列で一つのラインが形成され、ラインセンサ203は、一つのラインを形成する受光素子列が、第1の方向に垂直な第2の方向に所定の間隔で複数ライン配置されている。
In this embodiment, an R pixel is a pixel corresponding to the first color light receiving element that receives red light, a G pixel is a pixel corresponding to the second color light receiving element that receives green light, and a blue light is used. A pixel corresponding to the light receiving element of the third color that receives light is referred to as a B pixel.
The light receiving element array formed in the first direction is called a line. That is, one line is formed by one light receiving element array, and the
図3は、本実施形態の画像読取装置100に設けられているラインセンサ203が備える受光素子の配列構造を説明する模式図を示している。
FIG. 3 is a schematic diagram for explaining the arrangement structure of the light receiving elements included in the
図3に示されているように、ラインセンサ203では、受光素子が第1の方向である主走査方向に7500個配置されているラインが、光軸方向及び第1の方向に垂直な第2の方向である副走査方向に三列配置されている。すなわち、ラインセンサ203では、7500×3個(22500画素)の受光素子が設けられている。
なお、本実施形態の画像読取装置100は、主走査方向に600dpi(dots per inch)の解像度で画像を読み取るものとして説明するが、この解像度は一例に過ぎない。
As shown in FIG. 3, in the
Note that the
上記のように、主走査方向とは複数の受光素子が一列に並べられる方向であり、これは読み取られる原稿の幅方向(紙面内において搬送方向に直交する方向)に対応する。また、副走査方向とはラインセンサ203の受光面上において主走査方向に直交する方向であり、これは読み取られる原稿の搬送方向に対応する。
As described above, the main scanning direction is a direction in which a plurality of light receiving elements are arranged in a line, and this corresponds to the width direction of the document to be read (the direction perpendicular to the transport direction in the drawing). The sub-scanning direction is a direction orthogonal to the main scanning direction on the light receiving surface of the
図3に示されているように、三列のラインL1、L2及びL3は、副走査方向に所定の画素幅(所定の間隔)だけ離間して配置されている。
なお、本実施形態の画像読取装置100では、ラインセンサ203の各ラインの所定の間隔は一画素幅である。従って、ラインL1とラインL2との間は二画素幅分離間しており、ラインL1とラインL3との間は四画素幅分離間している。
As shown in FIG. 3, the three lines L1, L2, and L3 are arranged apart from each other by a predetermined pixel width (predetermined interval) in the sub-scanning direction.
In the
また、図3に示されているように、本実施形態の画像読取装置100では、ラインセンサ203の三列のラインのうち隣接するライン間において主走査方向各画素位置における色が互いに異なるように構成されている。換言すると、本実施形態の画像読取装置100では、ラインセンサ203の三列のライン間でR→G→Bの周期の始端画素の色が互いに異なるように配置されている。
As shown in FIG. 3, in the
具体的には、各ラインは、主走査方向においてR→G→B→R→G→B→・・・の規則性を有しており、ラインL1の始端画素(画素1)の色はR(赤)、ラインL2の始端画素の色はB(青)、ラインL3の始端画素の色はG(緑)となっている。
つまり、ラインL2では、ラインL1に対して上記規則性を一画素分だけ主走査方向にずらすように受光素子が配列しており、ラインL3では、ラインL1に対して上記規則性を二画素分だけ主走査方向にずらすように受光素子が配列している。
Specifically, each line has regularity of R → G → B → R → G → B →... In the main scanning direction, and the color of the start end pixel (pixel 1) of the line L1 is R. (Red), the color of the start end pixel of the line L2 is B (blue), and the color of the start end pixel of the line L3 is G (green).
That is, in the line L2, the light receiving elements are arranged so that the regularity is shifted in the main scanning direction by one pixel with respect to the line L1, and in the line L3, the regularity is equivalent to two pixels with respect to the line L1. The light receiving elements are arranged so as to be shifted in the main scanning direction only.
それにより、ラインセンサ203では、いわゆる千鳥状にR、G、Bの各受光素子が配置されていることとなる。
つまり、ラインセンサ203では、ラインL1、L2及びL3それぞれの主走査方向各画素位置における受光素子は、隣接するライン間において互いに色が異なるように配置されている。
換言すると、ラインセンサ203では、第1の色の受光素子同士、第2の色の受光素子同士及び第3の色の受光素子同士それぞれが結像レンズ202の光軸に垂直な第1の面内の互いに垂直な主走査方向及び副走査方向それぞれにおいて互いに隣り合わないように、複数の第1の色の受光素子、複数の第2の色の受光素子及び複数の第3の色の受光素子が主走査方向に配置されて形成された受光素子列が、副走査方向に三つ設けられている。
ラインセンサ203は、上記の構成により、原稿102を読み取る際に、上記のように副走査方向に離間した三本のライン上の画像信号の検出結果を同時に出力することとなる。
Thus, in the
That is, in the
In other words, in the
With the above configuration, the
図4は、本実施形態に係る画像読取装置100に設けられている読取制御系(制御部)400の構成図を示している。
FIG. 4 is a configuration diagram of a reading control system (control unit) 400 provided in the
画像読取装置100は、CPU401と不揮発性メモリ409とを主たる構成要素とするコンピュータを備えている。
CPU401は、不揮発性メモリ409に格納されたコンピュータプログラムを読み出して実行することにより、図1に示した構成部材を有する画像読取装置100において、特徴的な画像読取動作を実行させる。
また、CPU401は、操作部408に入力されたユーザからの指示に基づき、光源ユニット201、ラインセンサ203、原稿搬送モータ105等の動作を制御し、原稿102の画像を読み取る制御も行う。
The
The
Further, the
本実施形態に係る画像読取装置100に設けられている読取制御系400における具体的な画像読取動作は以下のように行われる。
A specific image reading operation in the
CPU401は、光源ユニット201及びラインセンサ203を制御して、光源ユニット201によって照明された原稿102の画像を主走査方向及び副走査方向でそれぞれ隣り合う色が異なる複数の画素の集合として読み取る。
ラインセンサ203の各色の受光素子は、原稿102から反射され入力された光の強さ(光量)に応じた信号を出力する。この信号は、原稿102の画像の各画素における色の濃度情報に対応し、またアナログ信号であるため、A/D変換回路402によってデジタル信号である画像データに変換される。
なお、本実施形態に係る画像読取装置100では、A/D変換回路402は、便宜上8ビット分解能を有しているが、これに限られない。
The
Each color light receiving element of the
In the
次に、CPU401は、読み取った各色の画像データを、ライン毎に当該画像データと他の画像データとの相対的な位置情報に関連付けてラインメモリ404に格納する。ここで、相対的な位置情報とはラインセンサ203の各受光素子の配置位置であり、ラインメモリ404のアドレスと対応する場合には、当該アドレスとなる。
Next, the
データソート回路403は、ソート手段の一例となる回路であり、ラインメモリ404に格納された各画像データを同一色の画素が隣り合うように、すなわち同一色の画素列になるように並び替える。このとき、並び替えられて得られた赤色の画素列を「Rライン」、緑色の画素列を「Gライン」、青色の画素列を「Bライン」と呼ぶこととする。
そして、データソート回路403により、Rライン、Gライン、Bラインに並べ替えられた画像データは、シェーディング補正回路405に入力される。
シェーディング補正回路405は、光源ユニット201からの出射光の光量の不均一性やラインセンサ203の画素感度等による影響を補正するために、画像データをシェーディング補正する回路である。そして、シェーディング補正回路405によって補正された画像データが輝度信号としてシェーディング補正回路405から出力される。
The
The image data rearranged into the R line, G line, and B line by the
The
次に、本実施形態に係る画像読取装置100に設けられている原稿読取ユニット103の調整方法について説明する。
Next, a method for adjusting the
図5は、本実施形態に係る画像読取装置100において光学調整装置が設けられた原稿読取ユニット103の模式的断面図を示している。
図6は、本実施形態に係る画像読取装置100に設けられている原稿読取ユニット103の調整に用いられる調整基準チャート300を模式的に示している。
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of the
FIG. 6 schematically shows an
本実施形態に係る画像読取装置100では、光学調整装置は、原稿読取ユニット103における解像力特性及び幾何特性を調整するものであり、具体的には、ラインセンサ位置調整手段320と結像レンズ位置調整手段321とで構成される。
In the
本実施形態に係る画像読取装置100では、原稿読取ユニット103を組み立てる際には、まずハウジング209に光源ユニット201、結像レンズ202、ラインセンサ203及びミラー204、205、206、207等の必要な光学部品を組み付ける。
そして、結像レンズ202及びラインセンサ203の位置をそれぞれ、結像レンズ位置調整手段321(第2の位置変更手段)及びラインセンサ位置調整手段320(第1の位置変更手段)を用いて調整する。
ここで、調整項目としては、倍率合わせ、主走査方向の中心合わせ、副走査方向の中心合わせ、光軸のまわりの回転方向合わせ(走査線傾き調整)、ピント位置合わせが挙げられる。
In the
Then, the positions of the
Here, the adjustment items include magnification adjustment, center alignment in the main scanning direction, center alignment in the sub-scanning direction, rotation direction alignment around the optical axis (scan line inclination adjustment), and focus position alignment.
本実施形態に係る画像読取装置100では、これらの調整のために、原稿102の原稿面が配置される位置に調整基準チャート300を配置し、調整基準チャート300の画像を結像レンズ202を経由してラインセンサ203に投影する。
そして、その画像を読み取ったラインセンサ203からの輝度信号から諸判定量を算出し、それらが所望の値となるように結像レンズ202及びラインセンサ203の位置を結像レンズ位置調整手段321及びラインセンサ位置調整手段320によって調整する。具体的には、結像レンズ202及びラインセンサ203の光軸方向、光軸に垂直な主走査方向及び副走査方向、光軸のまわりの回転方向、副走査方向に平行な回転軸のまわりの回転方向等に関する位置を調整する。
In the
Then, various determination amounts are calculated from the luminance signal from the
次に、本実施形態に係る画像読取装置100に設けられている原稿読取ユニット103の調整に用いられる調整基準チャート300のチャートパターンについて図6を用いて説明する。
Next, a chart pattern of the
図6に示されているように、調整基準チャート300には大きく二つの種類のチャートパターンが形成されており、一つは解像力評価用パターン部301であり、もう一つは幾何特性評価用パターン部302である。
チャートパターン301及び302は、調整基準チャート300の主走査方向の中心に配置された主走査方向に対して垂直な線である主走査中心パターン303に対して対称になるように複数画角において配置されている。
As shown in FIG. 6, the
The
解像力評価用パターン部301は、副走査方向に略平行な白線及び黒線が互いに平行に等間隔で配置された格子パターンからなる副走査解像力評価部301aと主走査方向に略平行な白線及び黒線が互いに平行に等間隔で配置された格子パターンからなる主走査解像力評価部301bとから構成されている。従って、副走査解像力評価部301aの格子パターンと主走査解像力評価部301bの格子パターンとは、互いに直交している。
The resolving power
副走査解像力評価部301a及び主走査解像力評価部301bそれぞれの格子パターンを構成する白線及び黒線の幅は、共に0.085mmである。すなわち、本実施形態に係る画像読取装置100は、5.9L/mmの周波数でCTF(Contrast Transfer Function)評価を行うことができるように構成されている。
なお、CTF値は、副走査解像力評価部301a及び主走査解像力評価部301bからの輝度信号の最大値MAX及び最小値MINを用いて、以下の式(1)で算出される。
The CTF value is calculated by the following equation (1) using the maximum value MAX and the minimum value MIN of the luminance signal from the sub-scanning
幾何特性評価用パターン部302は、主走査方向に対して垂直な線302bと線302bに対して角度θをなしている線302aとで構成されている。
以下に示すように、二つの線302bの間隔から主走査方向の倍率ズレ(主走査倍率ズレ)、主走査中心パターン303と二つの線302bそれぞれとの間隔の差から片倍差、そして線302aと線302bとの間隔から副走査方向の読取位置を検出することができる。
なお、本実施形態に係る画像読取装置100では、角度θは計算しやすいように45°に設定しているが、45°でなくても構わない。
The geometric characteristic
As will be described below, the magnification deviation in the main scanning direction (main scanning magnification deviation) from the interval between the two
In the
次に、本実施形態に係る画像読取装置100における原稿読取ユニット103の調整のための諸判定量の具体的な算出方法について説明する。
Next, a specific calculation method of various determination amounts for adjustment of the
図7は、本実施形態に係る画像読取装置100において調整基準チャート300をラインセンサ203で読み取った際に得られる画像信号としての出力輝度信号の例を示している。
FIG. 7 shows an example of an output luminance signal as an image signal obtained when the
図7に示されている301a波形及び301b波形はそれぞれ、副走査解像力評価部301a及び主走査解像力評価部301bを読み取った際に得られる出力輝度信号である。また、302a波形及び302b波形はそれぞれ、幾何特性評価用パターン部302a及び幾何特性評価用パターン部302bを読み取った際に得られる出力輝度信号である。
なお、302a波形及び302b波形については、ラインL1、ラインL2、ラインL3それぞれによって得られた輝度信号をデータソート回路403を用いてRライン、Gライン、Bラインになるように並び替えることによって取得している。
The 302a waveform and the 302b waveform are acquired by rearranging the luminance signals obtained by the lines L1, L2, and L3 so as to be the R line, G line, and B line by using the
そして、幾何特性評価用パターン部302a及び302bそれぞれについては、主走査方向の各画素位置におけるR画素、G画素、B画素それぞれの出力輝度信号を合算し規格化する(平均化する)ことによって、幾何評価用輝度信号Aveを取得している。
この処理は、ラインセンサ203の主走査方向の各画素位置において副走査方向に長い(すなわち、5画素長の)1つの画素が設けられているとみなし、実質的にラインL2が調整基準チャート300上の副走査方向のどの位置を検出しているかを算出していることになる。
For each of the geometric characteristic
This process assumes that one pixel that is long in the sub-scanning direction (that is, five pixels long) is provided at each pixel position in the main scanning direction of the
ラインL1、ラインL2、ラインL3それぞれによって得られた出力輝度信号をデータソート回路403によって並べ替えると、ラインセンサ203による調整基準チャート300上の副走査方向の検出位置に関する副走査方向の位相情報が欠落してしまう。それを補うために、この合算処理を行っている。
When the output luminance signals obtained by the line L1, the line L2, and the line L3 are rearranged by the
図8は、本実施形態に係る画像読取装置100において調整基準チャート300の幾何特性評価用パターン部302をラインセンサ203で読み取った際に得られる画像信号としての出力輝度信号の拡大図を示している。
ここで、図8に示されている幾何評価用輝度信号Aveは、各画素位置におけるR画素、G画素、B画素それぞれの出力輝度信号を足して積算画素数(すなわち、3)で割って規格化したものである。
FIG. 8 is an enlarged view of an output luminance signal as an image signal obtained when the
Here, the luminance signal Ave for geometric evaluation shown in FIG. 8 is standardized by adding the output luminance signals of the R pixel, G pixel, and B pixel at each pixel position, and dividing by the total number of pixels (that is, 3). It has become.
この幾何評価用輝度信号Aveを用いると、極端に走査線傾きが発生していた場合(例えば、垂直線302bの出力輝度信号が斜線302aの出力輝度信号のように検出される程度に)でも同様の演算で正しい垂直線302bの位置情報を検出することができる。
また、従来のようなラインL1、ラインL2、ラインL3がそれぞれ同じ色の受光素子列であるRライン、Gライン、Bラインからなるラインセンサであっても同様の演算が可能であるため、容易に比較検証が可能である点からも有効である。
When this geometric evaluation luminance signal Ave is used, the same applies even when the scanning line is extremely inclined (for example, the output luminance signal of the
In addition, since the same calculation is possible even with the conventional line sensors including the R line, the G line, and the B line, which are the light receiving element arrays of the same color, the line L1, the line L2, and the line L3 can be easily performed. It is also effective in that comparative verification is possible.
次に、幾何評価用輝度信号Aveから副走査方向に関する諸判定量を具体的に算出する方法について説明する。 Next, a method for specifically calculating various determination amounts related to the sub-scanning direction from the geometric evaluation luminance signal Ave will be described.
まず、図8に示されているように、幾何評価用輝度信号Aveにおける垂直線302b(第1の線画像)に対応する302b部及び斜線302a(第2の線画像)に対応する302a部それぞれの波形に対してピーク値の50%スライスを閾値としたときの中点画素位置(以下、これを波形の主走査方向における中点位置と呼ぶ場合がある。)302bc及び302acを算出し、その間隔をL1(画素)とする。
また、図6に示されているように、調整基準チャート300の調整基準軸上における垂直線302bと斜線302aとの間隔をl1(mm)とする。
First, as shown in FIG. 8, the 302b portion corresponding to the
Further, as shown in FIG. 6, the interval between the
このとき、結像レンズ202の結像倍率をβ、ラインセンサ203の画素サイズをp(mm)とすると、主走査方向の位置ズレ量Δl1(mm)は以下の式(2)で算出することができる。
そして、算出されたΔsが所定の範囲内に入るように、ラインセンサ位置調整手段320を用いてラインセンサ203を副走査方向に移動させることによって副走査方向の位置調整を行うことができる。
At this time, the imaging magnification of the
Then, the position adjustment in the sub-scanning direction can be performed by moving the
また、調整基準チャート300上の主走査中心パターン303を挟んで左右両端部近傍それぞれに配置された幾何特性評価用パターン部302から検出されたΔsの間の差から走査線の傾き量を算出することができる。
換言すると、主走査中心パターン303を挟んで左側の垂直線302b(第1の線画像)と斜線302a(第2の線画像)との間隔をl1とする。そして、左側の垂直線302bからの反射光を受光する複数の受光素子それぞれから出力される輝度信号を合算して得られた波形の主走査方向における中点位置と、左側の斜線302aからの反射光を受光する複数の受光素子それぞれから出力される輝度信号を合算して得られた波形の主走査方向における中点位置との間の距離をL1(画素)とする。
Further, the amount of inclination of the scanning line is calculated from the difference between Δs detected from the geometric characteristic
In other words, the distance between the left
また、主走査中心パターン303を挟んで反対側に配置されている右側の垂直線302b(第3の線画像)と斜線302a(第4の線画像)との間隔をl2とする。そして、右側の垂直線302bからの反射光を受光する複数の受光素子それぞれから出力される輝度信号を合算して得られた波形の主走査方向における中点位置と、右側の斜線302aからの反射光を受光する複数の受光素子それぞれから出力される輝度信号を合算して得られた波形の主走査方向における中点位置との間の距離をL2(画素)とする。このとき、
次に、幾何評価用輝度信号Aveから主走査方向に関する諸判定量を具体的に算出する方法について説明する。 Next, a method for specifically calculating various determination amounts regarding the main scanning direction from the geometric evaluation luminance signal Ave will be described.
片倍差は、調整基準チャート300の主走査方向の中心に配置された主走査中心パターン303と結像レンズ202の光軸を含み主走査方向に垂直な第2の面を境に左右両端部近傍に配置された垂直線302bとの間隔の左右差から算出することができる。
従って、上述の方法を用いて、垂直線303及び左右それぞれの垂直線302bに関するΔlの間の差から片倍差を求めることができる。
換言すると、主走査中心パターン303(第5の線画像)と左側の垂直線302b(第1の線画像)との間隔をlLとする。そして、主走査中心パターン303からの反射光を受光する複数の受光素子それぞれから出力される輝度信号を合算して得られた波形の主走査方向における中点位置と、左側の垂直線302bからの反射光を受光する複数の受光素子それぞれから出力される輝度信号を合算して得られた波形の主走査方向における中点位置との間の距離をLL(画素)とする。
The half-fold difference is the difference between the left and right end portions of the main
Therefore, using the above-described method, the half-fold difference can be obtained from the difference between Δl regarding the
In other words, the interval between the main scanning center pattern 303 (fifth line image) and the left
また、主走査中心パターン303と右側の垂直線302b(第3の線画像)との間隔をlRとする。そして、主走査中心パターン303からの反射光を受光する複数の受光素子それぞれから出力される輝度信号を合算して得られた波形の主走査方向における中点位置と、右側の垂直線302bからの反射光を受光する複数の受光素子それぞれから出力される輝度信号を合算して得られた波形の主走査方向における中点位置との間の距離をLR(画素)とする。このとき、
また、主走査倍率は、左右両端部近傍に配置された垂直線302bの間隔から算出することができる。
従って、左側の垂直線302b(第1の線画像)と右側の垂直線302b(第3の線画像)との間隔をl3とする。そして、左側の垂直線302bからの反射光を受光する複数の受光素子それぞれから出力される輝度信号を合算して得られた波形の主走査方向における中点位置と、右側の垂直線302bからの反射光を受光する複数の受光素子それぞれから出力される輝度信号を合算して得られた波形の主走査方向における中点位置との間の距離をL3(画素)とする。このとき、
Therefore, the interval between the left
具体的には、主走査倍率を調整する際には、まず事前に解像力評価用パターン部301を用いて既知の方法で最良の結像位置を算出する。そして、ラインセンサ203がその位置に配置されるようにラインセンサ位置調整手段320によってラインセンサ203の光軸方向の位置を調整する。
そして、その状態において主走査倍率を算出し、算出された主走査倍率が所定の範囲外だった場合には、結像レンズ202及びラインセンサ203をそれぞれ結像レンズ位置調整手段321及びラインセンサ位置調整手段320を用いて光軸方向に位置調整する。このようにして、最良結像状態を保ったまま主走査倍率を調整することができる。
なお、この主走査倍率は、上記の式(5)及び(6)から算出されるΔlLとΔlRとの和を用いても定義することができる。
Specifically, when adjusting the main scanning magnification, first, the best imaging position is calculated by a known method using the resolution
In this state, the main scanning magnification is calculated, and when the calculated main scanning magnification is out of the predetermined range, the
The main scanning magnification can also be defined using the sum of Δl L and Δl R calculated from the above equations (5) and (6).
なお、本実施形態に係る画像読取装置100では、ラインセンサ203の各受光素子から出力される輝度信号を合算していたが、これに限らず、出力された輝度信号に対してノイズ除去や信号増幅のためのフィルタリングを行って得られた信号を合算しても構わない。
In the
以上、好ましい実施形態について説明したが、これらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。 As mentioned above, although preferable embodiment was described, it is not limited to these embodiment, A various deformation | transformation and change are possible within the range of the summary.
100 画像読取装置
102 原稿(物体)
201 光源ユニット(照明手段)
202 結像レンズ(結像手段)
203 ラインセンサ(受光手段)
320 ラインセンサ位置調整手段(第1の位置変更手段)
100
201 Light source unit (illumination means)
202 Imaging lens (imaging means)
203 Line sensor (light receiving means)
320 Line sensor position adjusting means (first position changing means)
Claims (10)
前記照明手段から照明された光であり前記物体により反射された反射光を受光する受光手段と、
前記反射光を前記受光手段に導光する結像手段と、
前記受光手段の位置を変更する第1の位置変更手段と、
前記第1の位置変更手段を制御する制御部と、
を備え、
前記受光手段では、第1の色の受光素子同士、第2の色の受光素子同士及び第3の色の受光素子同士それぞれが前記結像手段の光軸に垂直な第1の面内の互いに垂直な第1及び第2の方向それぞれにおいて互いに隣り合わないように、複数の前記第1の色の受光素子、複数の前記第2の色の受光素子及び複数の前記第3の色の受光素子が前記第1の方向に配置されて形成された受光素子列が、前記第2の方向に少なくとも三つ設けられており、
前記制御部は、前記受光手段の前記第1の方向の所定の位置に配置されている複数の受光素子それぞれから出力される輝度信号に基づいて、前記第1の位置変更手段を制御することを特徴とする画像読取装置。 Illumination means for illuminating an object;
A light receiving means for receiving reflected light reflected by the object, which is light illuminated from the illumination means;
Imaging means for guiding the reflected light to the light receiving means;
First position changing means for changing the position of the light receiving means;
A control unit for controlling the first position changing means;
With
In the light receiving means, the light receiving elements of the first color, the light receiving elements of the second color, and the light receiving elements of the third color are mutually in a first plane perpendicular to the optical axis of the imaging means. A plurality of light receiving elements of the first color, a plurality of light receiving elements of the second color, and a plurality of light receiving elements of the third color so as not to be adjacent to each other in the vertical first and second directions. Are arranged in the first direction, and at least three light receiving element arrays are provided in the second direction,
The control unit controls the first position changing unit based on a luminance signal output from each of a plurality of light receiving elements arranged at predetermined positions in the first direction of the light receiving unit. A characteristic image reading apparatus.
前記制御部は、前記受光手段及び前記結像手段の前記光軸に平行な方向の位置を変更させるように前記第1及び第2の位置変更手段を制御することを特徴とする請求項1乃至8のいずれか一項に記載の画像読取装置。 Second position changing means for changing the position of the imaging means;
The control unit controls the first and second position changing units so as to change positions of the light receiving unit and the imaging unit in a direction parallel to the optical axis. The image reading apparatus according to claim 8.
前記受光手段と共役な位置に配置されている前記物体における前記第2の方向に平行である、第1の線画像と、前記光軸を含み前記第1の方向に垂直な第2の面に対して該第1の線画像とは反対側に配置されている第3の線画像とにおいて、前記第1及び第3の線画像の間の前記第1の方向における距離をl3、前記第1の線画像からの反射光を受光する複数の受光素子それぞれから出力される輝度信号を合算して得られた波形の前記第1の方向における中点位置と前記第3の線画像からの反射光を受光する複数の受光素子それぞれから出力される輝度信号を合算して得られた波形の前記第1の方向における中点位置との間の距離をL3(画素)、前記結像手段の結像倍率をβ、前記受光素子の前記第1の方向の長さをpとしたとき、
A first line image parallel to the second direction of the object arranged at a position conjugate with the light receiving means, and a second surface including the optical axis and perpendicular to the first direction. On the other hand, in the third line image arranged on the opposite side of the first line image, the distance in the first direction between the first and third line images is set to l 3 , The midpoint position in the first direction and the reflection from the third line image of the waveform obtained by summing the luminance signals output from each of the plurality of light receiving elements that receive the reflected light from the one line image The distance from the midpoint position in the first direction of the waveform obtained by adding the luminance signals output from each of the plurality of light receiving elements that receive light is L 3 (pixel), When the imaging magnification is β and the length of the light receiving element in the first direction is p,
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