JP2020072360A - 画像読み取り装置 - Google Patents

Abstract

【課題】原稿押下板を開けた状態で原稿台スキャンを行うと照明光がユーザーの目に入り、眩しい。一方、原稿押下板を閉めた状態では原稿と原稿領域外で読み取り輝度値のレベル差がほとんど生じないので、精度の良い原稿端部の検出が困難である。【解決手段】原稿読取ユニットの下流側ライトガイドのみを点灯させた状態でシェーディング処理を行い、下流側ライトガイド点灯用のシェーディング補正値１と、上流側ライトガイドのみを点灯させた状態でシェーディング処理を行い、上流側ライトガイド点灯用のシェーディング補正値２を持つ。そして、原稿先端の影を検出するまではシェーディング補正値１を設定し、下流側ライトガイドのみを点灯させた状態で原稿を読み取り、原稿先端の影を検出したら、下流側ライトガイドを消灯させ、シェーディング補正値２を設定し、上流側ライトガイドを点灯させ、原稿後端の影を検出するまで原稿を読み取る。【選択図】図４

Description

本発明は複写機などで使用される原稿読み取り装置に関し、特に読み取り画像全域から原稿領域を検出する処理をする際の画像読み取り制御に関する。

近年、法整備が進んだこともあり、紙媒体の電子管理が普及している。名刺や領収書など紙媒体として保管、管理されていたものは、それを管理、処理するアプリケーションソフトウェアと併せて電子データ化して扱うようになってきている。

紙媒体の電子データ化にはイメージスキャナが使用されることが多い。イメージスキャナの原稿台ガラス上に電子データ化する紙媒体を置き、それをスキャンすることで電子データ化しているが、このとき紙媒体部分だけを電子データ化することはできず、スキャナの読み取り範囲内にあるものが電子データ化される。

対象以外は不要なので、電子データ、すなわち読み取った画像データから対象領域のみを切り出す処理を行うことになるが、それを行うためには読み取った画像データの中から対象物である原稿の位置、領域を精度よく検出する必要がある。こういった処理はクロップ処理といい、とくに一回の読み取りスキャンで複数の原稿を切り出すことをマルチクロップ処理という。

特許文献１は、プラテンガラス上の原稿が置かれている領域とそうでない領域を判別する手法について記載している。原稿を原稿台ガラスに押下するプラテンカバーを開けた状態で原稿台スキャンを行い、原稿がある領域とない領域での読み取り輝度レベルの差を利用して、原稿端の候補を算出している。具体的には原稿台ガラス上に原稿がない領域は、原稿を照射した光が原稿面で反射拡散しないので、読み取りセンサの入射光が入らず、読み取り輝度レベルが０近傍になることを利用し、読み取り画像データから明度と彩度を算出し、それらのヒストグラムから原稿の領域の端を検出しようとしている。

特開２００９−２７２９９４号公報

特許文献１ではプラテンカバーを開けた状態で原稿台スキャンを行っているので、スキャン時に原稿照明光がユーザーの目に入り、眩しい思いをさせてしまう。また、プラテンカバーで原稿を押下しないので、原稿が薄い場合は照明光が原稿を透過し、原稿面での拡散光が少なくなるので読み取りデータが暗くなったり、原稿台ガラスとの密着度が弱く、原稿台ガラスから浮いてしまい、画像がゆがんだりするとった事象が生じやすい。プラテンカバーを閉めた状態で読み取りを行い、特許文献１記載の手法で原稿領域の端を検出しようとすると、原稿下地が白紙の場合は、プラテンカバーも通常白色なので、ハイライト側の輝度値を高めに設定して読み取りを行っている場合は、原稿領域と原稿領域外の境界付近で生じる輝度レベルの差が小さくなり、精度のよい原稿端の検出が困難になる。

上記の課題を解決するために、本発明に係る画像読み取り装置は、原稿押下板を閉めた状態で原稿読み取りユニットの照明を原稿の端部に影ができやすほうのみを点灯させる。そのために、原稿読み取りユニットの下流側の照明であるライトガイドのみを点灯させた状態でシェーディング処理を行い、下流側のライトガイド点灯用のシェーディング補正値と、上流側のライトガイドのみを点灯させた状態でシェーディング処理を行い、上流側の照明であるライトガイド点灯用のシェーディング補正値を持つ。そして、原稿先端の影を検出するまでは下流側のライトガイド用のシェーディング補正値を設定し、下流側のライトガイドのみを点灯させた状態で原稿を読み取り、原稿先端の影を検出したら、下流側のライトガイドを消灯させ、上流側のライトガイド用のシェーディング補正値を設定し、上流側のライトガイドを点灯させ、原稿後端の影を検出するまで原稿を読取る。

上記の課題を解決するために、本発明に係る画像読み取り装置は、次のような構成を含む。

原稿台ガラスに載置された原稿に光を照射し、複数の白色ＬＥＤからなる読み取りユニットの下流側に配置された第１の光源である第１のライトガイドと、
複数の白色ＬＥＤからなる読取りユニットの上流側に配置された第２の光源である第２のライトガイドと、
第１のライトガイドと第２のライトガイドに配置されたＬＥＤの点灯を制御するＬＥＤ制御部と、
原稿拡散光を光電変換して画像信号にする読取手段と、
読取手段からの画像データを受信する画像データ受信手段と、
第１のライトガイドのみを点灯させ他状態で白色基準板を読み取った画像データにシェーディング処理を行い、算出した第１のライトガイド用の第１のシェーディング補正係数と、
第２のライトガイドのみを点灯させ他状態で白色基準板を読み取った画像データにシェーディング処理を行い、算出した第２のライトガイド用の第２のシェーディング補正係数と、
読み取り手段と画像データ受信手段とシェーディング補正手段を制御する制御手段と、
読み取った画像から影を検知し、原稿の端部を判断する原稿端部判断手段と、
原稿端部判断手段から検出した原稿先端部と原稿後端部から原稿サイズを判断する原稿サイズ判断手段と、を備え、
読取開始時は第１のライトガイドのみを点灯させて、第１のシェーディング補正に設定し原稿を読取り、原稿端部判断手段で原稿先端部を検出した場合は、第１のライトガイドを消灯し、第２のライトガイドを点灯させて、第２のシェーディング補正に設定し原稿を読取り、原稿端部判断手段で原稿後端部を検出した場合は、原稿読取りを終了させ、端部判断手段の結果から原稿サイズを判断することを特徴とする。

本発明に係る画像読み取り装置によれば、プラテンカバーも原稿下地が白の場合であっても原稿の端部にできる影を精度良く検出することができ、原稿サイズを判定することができる。

原稿搬送装置を備えた原稿読取装置を説明する図 ブロック図 原稿読み取り結果を表した図 制御フロー図

以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照しながら説明する。

図１は本発明の実施形態に係る原稿搬送装置１００を備えた原稿読み取り装置１１０を説明する図である。

１０１は原稿束を置く原稿トレイ、１０２はピックアップローラ、１０３は分離ローラである。原稿トレイ１０１に原稿が積載された状態で、ユーザーにより原稿読み取り開始が指示されると、ピックアップローラ１０２は原稿トレイ１０１上の原稿束上面の原稿と接するように図中矢印の方向に下降させられる。その後、ピックアップローラ１０２、分離ローラ１０３の回転を開始し、原稿束上面の原稿を１枚ずつ原稿搬送パス内に引き込んでいく。

１０４はレジローラである。分離ローラ１０３から搬送されてきた原稿をレジローラに当接させ、原稿にループを形成させることでレジ補正を行うようになっている。１０５はレジセンサであり、レジローラ１０４近傍に配置されている。原稿がレジセンサ１０５で検知されると、原稿にループを形成させるだけの時間が経過した後、レジローラの回転が開始され、原稿がレジローラ１０４を抜けていくように制御される。

１０６はリードローラである。レジローラ１０４で搬送された原稿はリードローラ１０６に達した後、リードローラ１０６によって流し読みガラス１１８ａ上の原稿読み取り位置に搬送される。１０７ａはリードセンサであり、リードローラ１０６近傍に配置されている。リードセンサ１０７ａは原稿の読み取り開始タイミングを生成するためのセンサであり、原稿がリードセンサ１０７ａに達したことを検知し、検知したタイミングから所定時間後に、原稿読み取り装置１１０内の読み取りユニット１１１ａによって原稿読み取り開始がなされるように制御される。

原稿読み取り装置１１０内にある原稿読み取りユニット１１１ａは、原稿搬送装置１００内にも搭載されていて、原稿の両面を読み取る両面同時読みが可能な構成となっている。流し読みガラス１１８ａを通過し、読み取りユニット１１１ａによって原稿の一方の面（表面とする）が読み取られる。その後、原稿は流し読みガラス１１８ｂを通過し、ユニット１１１ｂによって原稿のもう一方の面（裏面）が読み取られる。リードセンサ１０７ｂは読み取りユニット１１１ｂでの原稿読み取りを開始するタイミングを生成するためのセンサであり、役割としては表面読み取り用のリードセンサ１０７ａと同じである
１０８は排紙ローラ、１０９は排紙トレイである。読み取られた原稿は排紙ローラ１０７により搬送され、排紙トレイ１０８上に排紙される。なお、ピックアップローラ１０２、分離ローラ１０３、レジローラ１０４、排紙ローラ１０８は図示しないモータにより駆動されている。

原稿読み取り装置１１０について説明する。

原稿読み取りユニット１１１ａ内には下流側の照明ユニットのライトガイド１１２（第１の光源である第１のライトガイド）、上流側の照明ユニットのライトガイド１１３（第２の光源である第２のライトガイド）、があり、ライトガイド１１２、１１３は複数の白色ＬＥＤを実装した基板とＬＥＤ光を効率良く原稿読み取り位置に照射するように構成されている。１１４は折り返しミラー、１１５は結像レンズ、１１６はラインセンサである。ライトガイド１１２、１１３で原稿を照明して得られる拡散光は折り返しミラー１１４で結像レンズ１１５まで導かれ、ラインセンサ１１６に入射され、ラインセンサ１１６で光電変換されて、画像信号として出力される。

１１７は原稿台ガラスであり、原稿台読み取りを行う際に原稿を置くためのものである。１２０は白色基準板であり、原稿台ガラス１１７に貼り付けられている。白色基準板１２０は原読み取りジョブ開始時にシェーディング補正係数を生成するために読み取られる。１１９は原稿押圧部材である。原稿台ガラス１１７に置かれた原稿を原稿台ガラスに押さえつけるようにする白色の板状部材である。冒頭に述べたプラテンカバーと同等の役目をするものである。原稿搬送装置１００に取り付けられている。

図２は本実施例のブロック図である。

１１１ａは図１で説明した読み取りユニットのブロック図であり、読み取り画像信号の処理に関わるブロックについて記載している。１１６はラインセンサで、その後段にはアナログ処理部２０１が接続される。アナログ処理部２０１はラインセンサ１１６からのアナログ画像信号をサンプリングするサンプルホールド処理、サンプルホールド後のアナログ画像信号のオフセットレベルを変更するオフセット調整処理、ゲイン処理を行うゲイン調整処理を行う。２０２はＡＤ変換部であり、アナログ処理回路２０１が出力するアナログ画像信号をデジタル信号に変換する。２０３は画像信号送信部であり、ＡＤ変換されたデジタル画像信号を後段に伝送するためのインターフェイス回路を有している。例えば、デジタル画像信号をＬＶＤＳ信号に変換して出力するものである。２１３はＬＥＤの点灯を制御する制御部であり、ライトガイド１１２、１１３の点灯を制御し、ライトガイドを片側ずつ点灯させることができるものである。

２１０はＣＰＵであり、読み取りユニット１１１ａと、後述する画像処理部２０４と接続されていて、読み取りユニットの動作開始・終了といった制御や画像処理部２０４の画像処理パラメータ設定制御など、画像読み取り装置１１０と原稿搬送装置１００各部を制御している。

２０４は画像処理部であり、読み取りユニット１１１ａからの画像データに対して各種画像処理を行う回路である。２０５は画像信号受信部であり、読み取りユニット１１１ａの画像信号送信部２０３が出力するＬＶＤＳ形式の画像信号を、画像処理部２０４内部で扱えるようにシングルエンド信号に変換する処理をしている。

２０６はシェーディング補正部で、画像データに対してシェーディング補正処理を行う回路である。シェーディング補正処理では、ライトガイド１１２のみを点灯させ、読み取りユニット１１１が白色基準板１２０を読み取って生成した補正係数をもとに、ラインセンサ１１６の画素毎の感度ばらつきや、入射光量の主走査分布不均一性に起因する画像データ輝度値のばらつきが補正され、シェーディング補正係数１（第１のライトガイド用の第１のシェーディング補正係数）を算出する。また、ラインガイド１１３のみを点灯させたときの補正係数はシェーディング補正係数２（第２のライトガイド用の第２のシェーディング補正係数）として算出する。これと同時に、ハイライト側の輝度値を所定レベルにするターゲット白レベル設定処理を行う。ターゲット白レベルの設定はＣＰＵ２１０によってなされ、設定値はシェーディング補正部２０６に対して個別に設定可能であり、任意の値に設定できるようになっている。

２０８は画像メモリインターフェイス部である。後述するページメモリ２０９との画像処理部２０４との間で画像データをやり取りするためのインターフェイス回路であり、ページメモリ２０９への書き込みアクセス、読み出しアクセスを制御する。

シェーディング補正部２０６にてシェーディング補正された画像データは画像メモリインターフェイス部２０８部を介して、ページメモリ２０９に書き込まれる。ページメモリへの不画像データの書き込みはライン単位であり、原稿読み取りデータ１面分を書き込むように制御される。

Ｓ２１５は読み取った画像データの先端と後端に発生する影を検出し、原稿の端部と判断する原稿端部判断手段である。読み取った画像の輝度値が予め設定された輝度分布を示した場合に、原稿の端部であると判断する。原稿端部判断部は読み取り開始してから一回目の影の検出を原稿先端と判断し、二回目の影の検出を原稿後端と判断する。

Ｓ２１６は原稿サイズ判断部である。読み取った画像データから主走査方向に発生する影の幅から原稿の主走査方向のサイズを検出し、先端に発生した影から後端に発生した影までの距離から原稿の副走査方向のサイズを検出する。原稿サイズ判断部Ｓ２１６は検出結果から読み取った画像のサイズを判断する。

２１２はメインコントローラ部である。画像処理部２０４が担っていない画像処理、例えばプリンタが接続される場合はプリンタ出力用に誤差拡散画像データを生成したり、ＰＣと接続されている場合にはＪＰＥＧ圧縮をしたり、とくに本件では読み取り画像の中から原稿領域を検出、クロップする処理などを行ったりしている。メインコントローラ部２１２はＣＰＵ２１０と接続されており、ＣＰＵ２１０に対してユーザーからの原稿読み取り開始指示を通知する、ページメモリ２０９からの画像データの読み出し要求を行うなど原稿読み取り装置１１０と原稿搬送装置１００の動作を制御している。

ページメモリ２０９に保持されている画像データはメインコントローラ２１２からＣＰＵ２１０への画像データ送信要求をきっかけにページメモリ２０９から読み出される。ＣＰＵ２１０の制御により画像メモリインターフェイス部２０８は読み出しアクセスモードになり、ページメモリ２０９からの画像データ読み出しが開始される。画像データの読み出しはページ単位で制御され、複数枚の画像データが保持されている場合には任意のページの画像データを指定して読み出すことが可能になっている。読み出した画像データはフィルタ処理回路２１１などの処理回路を通って、メインコントローラ部２１２に送られる
図３は読み取りユニット１１１ａのライトガイドの点灯方式に関する画像データである。

原稿端部の影は原稿と原稿押圧部材１１９の段差によって光が遮られることで発生する。つまり、光の照射に対して原稿が凸になっていると、原稿が光を遮ることで、ラインセンサ１１６に原稿からの拡散光が届かないため、読み取った画像データに影として画像が暗くなる。逆に光の照射に対して、原稿が凹になっていると、光を遮るものが無いため、読み取った画像データに影は発生しない。

図３（ａ）は原稿先端にライトガイド１１２、１１３を両方とも点灯させた場合であり、ライトガイド１１２からの光は原稿が遮るため、影が発生するが、ライトガイド１１３からの光は遮られるものがないため、影が発生しない。画像データとしては輝度値１８０前後になる。

図３（ｂ）は原稿先端をライトガイド１１２のみを点灯させ、原稿端部をライトガイド１１３のみを点灯させて取得した画像である。原稿先端にライトガイド１１２のみを照射すると影が発生する。そして、ライトガイド１１３からの照射はないため、図３（ａ）の画像よりも原稿先端の影は明瞭になり、画像データは暗くなる（輝度値１２０前後）ことで、容易に影を検出することができる。原稿後端も同様にライトガイド１１３のみを点灯させて画像を取得することで容易に影を検出することが可能である。

図４は本発明のフロー図である。

このフローはＣＰＵ２１０によって制御される。Ｓ４００はＡＤＦが閉じ状態で、ユーザーによって操作パネルからスタートボタンが選択されると、操作パネルを制御するメインコントローラからＣＰＵ２１０に対してフロー開始を指示される。

Ｓ４０１はＬＥＤ制御部２１３によってライトガイド１１３を点灯させる。

Ｓ４０２はライトガイド１１３を点灯させた状態で白色基準板１２０を読み取り、シェーディング補正係数２を生成する。シェーディング補正係数２はシェーディング補正部２０６に格納される。

Ｓ４０３はＬＥＤ制御部２１３によってライトガイド１１３を消灯させる。

Ｓ４０４はＬＥＤ制御部２１３によってライトガイド１１２を点灯させる。

Ｓ４０５はライトガイド１１２を点灯させた状態で白色基準板１２０を読み取り、シェーディング補正係数１を生成する。

Ｓ４０６は原稿読み取りを開始する。読み取りユニット１１１ａを副走査方向に移動させ原稿台ガラス１０７の下をスキャンしながら移動する。読み取りユニット１１１ａによって読み取られた画像データは画像メモリインターフェイス部に１次保存され、原稿端部検出部Ｓ２１４によって監視される（Ｓ４０７）。原稿端部検出部Ｓ２１４によって原稿端部が検出された場合は原稿の先端と判断し、ＬＥＤ制御部２１３によってライトガイド１１２を消灯させる（Ｓ４０８）。

Ｓ４０２で生成されたシェーディング補正係数２に設定し（Ｓ４０８）、ＬＥＤ制御部２１３によってライトガイド１１３を点灯させ（Ｓ４０９）、スキャンを続行する。ライトガイド１１３を点灯させて読み取った画像データを原稿端部検出部Ｓ２１４によって監視する（Ｓ４１０）。原稿端部検出部Ｓ２１４によって２回目に原稿端部を検出した場合は、原稿の後端と判断し、ＬＥＤ制御部２１３によってライトガイド１１３を消灯させる（Ｓ４１１）。読み取った画像データの影の幅から原稿の主走査サイズを検出し、原稿端部検出部Ｓ２１４によって検出された原稿先端と後端の距離から原稿の副走査サイズを検出し、それぞれのサイズから画像サイズを判断し（Ｓ４１２）、フローを終了する（Ｓ４１３）。

本例では読み取りユニット１１１ａの光源に複数の白色ＬＥＤを実装したライトガイドを礼に発明を説明したが、ＣＩＳのようにＬＥＤを導光体で読み取り位置に照射するような構成でもよい。その際、本発明の効果を得るために、ＣＩＳの両側に光源となる導光体とそれぞれを個別に点灯させることができる制御部が必要である。

また、ライトガイド１１２を消灯させライトガイド１１３を点灯させる際は点灯の切り替わりで画像に影響がないように読み取りをしていないタイミングで切り替えを行うと良い。

以上説明したように、ラインガイドの点灯方式を制御することで、原稿先端と後端に発生する影を明瞭化することで原稿台ガラスに載置された原稿サイズの判断を制御良く行うことができる。

１００ 原稿搬送装置、１０１ 原稿台トレイ、１０２ ピックアップローラ、
１０３ 分離ローラ、１０４ レジローラ、１０５ レジセンサ、
１０６ リードローラ、１０７ａ 表面用リードセンサ、
１０７ｂ 裏面用リードセンサ、１０８ 排紙ローラ、１０９ 排紙トレイ、
１１０ 原稿読み取り装置、
１１１ａ，１１１ｂ 原稿読み取りユニット表面用，裏面用、
１１２ 第１の光源（下流側ライトガイド）、
１１３ 第２の光源（上流側ライトガイド）、１１４ 反射ミラー、
１１５ 結像レンズ、１１６ ラインセンサ、１１７ 原稿台ガラス、
１１８ａ，１１８ｂ 流し読みガラス、１１９ 原稿押下部材、
１１８ 白色基準板、２０１ アナログ処理部、２０２ ＡＤ変換器、
２０３ 画像信号送信部、２０４ 画像処理部、２０５ 画像信号受信部、
２０６ シェーディング補正部、２０８ 画像メモリインターフェイス部、
２０９ 画像メモリ、２１０ ＣＰＵ、２１１ ノイズ除去回路、
２１２ メインコントローラ部、２１３ ＬＥＤ制御部、２１４ 原稿サイズ判断部、
２１５ 原稿端部判断部

Claims (1)

1. 原稿台ガラスに載置された原稿に光を照射し、読み取りユニッの下流側に配置された第１の光源と、
   読取りユニットの上流側に配置された第２の光源と、
   第１の光源と第２の光源の点灯を制御する光源制御部と、
   原稿拡散光を光電変換して画像信号にする読取手段と、
   読取手段からの画像データを受信する画像データ受信手段と、
   第１の光源のみを点灯させた状態で白色基準板を読み取った画像データにシェーディング処理を行い、算出した第１の光源用の第１のシェーディング補正係数と、
   第２の光源のみを点灯させた状態で白色基準板を読み取った画像データにシェーディング処理を行い、算出した第２の光源用の第２のシェーディング補正係数と、
   読み取り手段と画像データ受信手段とシェーディング補正手段を制御する制御手段と、
   読み取った画像から影を検知し、原稿の端部を判断する原稿端部判断手段と、
   原稿端部判断手段から検出した原稿先端部と原稿後端部から原稿サイズを判断する原稿サイズ判断手段と、を備え、
   読取開始時は第１の光源のみを点灯させて、第１のシェーディング補正に設定し原稿を読取り、原稿端部判断手段で原稿先端部を検出した場合は、第１の光源を消灯し、第２のを点灯させて、第２のシェーディング補正に設定し原稿を読取り、原稿端部判断手段で原稿後端部を検出した場合は、原稿読取りを終了させ、端部判断手段の結果から原稿サイズを判断することを特徴とする画像読み取り装置。