JP5048459B2 - 画像読取装置 - Google Patents

Description

本発明は、複数の画像読取センサユニット間の読取データのつなぎ合わせに関する画像読取装置に関する。特に複数の画像読取センサユニットが千鳥状に配置された画像読取装置に関する。

従来の技術については、千鳥状に配列されたセンサアレーの配列方向に直行する方向のずれ量を補正する従来の技術が、特開昭６２−２５８５５３号公報に開示されている。この技術は、各センサアレーに対応したデータ格納領域を有する格納手段を用いて、ずれ量に従って決定されるアドレスの格納領域に読取ったデータを格納するものである。また、メモリ節約する為にアドレス指定を循環させて用いている。
特開昭６２−２５８５５３

しかし従来の技術では、千鳥状に配列された各センサアレーに対して、ライン単位で補正をしているので、ライン間の距離以下の調整はしていない。原稿を連続搬送しながら、１ラインの中で赤緑青の各色について順に読み取りを行うカラー読取り装置の場合は、従来技術のように単にライン単位の調整をするだけでは、色ずれが生じる場合がある。つまり、連続で搬送されている原稿をカラー読取りする場合、１ラインについて赤、緑、青を順番に読み込んでいるので、赤、緑、青の間では読取の時刻がずれ、さらにセンサアレーごとにも異なるタイミングでデータを読取っている。よって、ラインごとの調整を行った場合でも、読取った色が原稿と異なってしまう場合が生じ、原稿に対して正確な色の再現ができなくなってしまう。

本発明は、連続して搬送される原稿を読取る複数の画像読取ユニットを千鳥状に配置し、前記画像読取ユニットはお互いに非同期に複数色の光源を順に点滅させ夫々の色における前記原稿の反射光をライン状に配置した光電変換素子によって読取ってデジタルデータとし、前記画像読取ユニットごとの前記デジタルデータを繋ぎ合せて１ラインの画像データを生成する原稿読取装置において、前記デジタルデータは、前記デジタルデータを読取るために用いた前記光源の色を示すカラーデータと前記デジタルデータの取込み周期を示す読取周期データとを含み、前記画像読取ユニットによって読取った前記デジタルデータから、予め決められた色の前記カラーデータと予め決められた取込み周期の前記読取周期データとを有する前記デジタルデータを検出する先頭画像検出手段と、複数のアドレスとそれに対応する格納領域を有し、前記アドレスごとに、前記先頭画像検出手段の検出結果に基づき決められた前記デジタルデータであって、前記カラーデータが同じでありかつ前記読取周期データが同じである各前記画像読取ユニットによって読取った前記デジタルデータを格納するメモリと、前記メモリから、前記アドレスに対応する前記格納領域に格納された前記画像読取ユニットごとの前記デジタルデータを繋ぎ合わせることで、前記１ラインの画像データを生成する画像制御手段と、前記画像読取ユニットの一つを基準にし、該基準にした前記画像読取ユニットから他の前記画像読取ユニットまでの位置に応じた読取りラインの差を格納するオフセット値メモリと、を有し、前記先頭画像検出手段は、前記原稿の読取を開始すると、前記基準にした前記画像読取ユニットから出力される前記デジタルデータから予め決められた基準となる前記カラーデータ及び予め決められた基準となる前記読取周期データを検出し、該検出直後からの全ての前記画像読取ユニットから出力される前記デジタルデータを監視し、前記基準となる前記カラーデータと同じでありかつ前記基準となる前記読取周期データから２周期目の前記読取周期データを含む前記デジタルデータを前記画像読取ユニット毎に検出し、該検出された前記画像読取ユニット毎の前記デジタルデータから順に前記オフセット値メモリに格納された前記画像読取ユニット毎の前記読取ライン差に基づいて開始位置を決められた前記アドレスごとに前記メモリに前記デジタルデータとして格納することを特徴とする画像読取装置である。

前記カラーデータは、少なくとも赤緑青の三色に対応する３つの値を有し、
前記読取周期データは、少なくとも前記カラーデータによって判別される色数より大きい４つの値を有し、読取った前記デジタルデータが前後する読取ライン間のデータと重ならない値とすることを特徴とすることもできる。

画像読取装置では、同一ラインを構成する色ごとの読取った画像のデータを違えることなく読取ることができる。これにより、読取った原稿を忠実に再現した画像データを得ることができる。

図１は画像読取ユニットの配置図である。画像読取ユニットとして密着型イメージセンサユニットを用いている。密着型イメージセンサユニットを以下ＣＩＳと呼ぶ。ＣＩＳ−Ａ１、ＣＩＳ−Ｂ２、ＣＩＳ−Ｃ３、ＣＩＳ−Ｄ４、ＣＩＳ−Ｅ５の５個のＣＩＳを千鳥状に配置して矢印の方向に搬送される原稿６を読取る。ＣＩＳには赤、緑、青のＬＥＤが配置され、そのＬＥＤを光源として、ライン状に約５０００個配置した光電変換素子によって、原稿６に反射された光を光電変換し原稿を読込み、さらに、デジタル化したデータに変換する。各ＣＩＳは原稿６の搬送方向に一部が重なるように配置され、重複して読取っている。

千鳥状にＣＩＳが配置される為、原稿の搬送方向に配置されたセンサユニット間には間隔ができる。その間隔に対して、読取の１ラインを単位として、何ラインに相当するかを表したライン差が、ライン差Ｌ１、ライン差Ｌ２、ライン差Ｌ３、ライン差Ｌ４である。そのライン差のデータをライン差データとしメモリに記憶しておき、各センサユニットによって取込んだ画像データを繋ぎ合せるときに、メモリからそのライン差データを読出し、そのライン差データに基づいて、本来１ラインを構成するべき隣り合うデータ間をつなぎ合わせる。画像読み取りユニット間の距離による差を、ライン差データが０になるような位置同士の画像データを繋ぎ合わせる。

図２は画像読取装置の模式図である。筐体７には５個のＣＩＳが千鳥状に配置された読取り部８がガラス９の下部に設けられている。筐体７の上部には原稿台カバー１３が設けられ、外部からの光を遮断している。装置に取り込まれた原稿６は、第一の搬送ローラ対１０と第二の搬送ローラ対１１によって挟まれ、一定速度で搬送され、原稿出口１２へ排出される。原稿６はガラス９を介して読取り部８によって読取る。画像読取装置は、原稿６を一定速度で搬送し、原稿読取部８によって原稿を読取り、画像データを生成する。

図３は本発明の読取部の電気的な構成を示すブロック図である。ＣＩＳ−Ａ１、ＣＩＳ−Ｂ２、ＣＩＳ−Ｃ３、ＣＩＳ−Ｄ４、ＣＩＳ−Ｅ５の各ＣＩＳによって読取った原稿のデジタル化されたデータはセンサ制御回路１４へ出力される。読取った原稿のデジタル化されたデータにはヘッダとして、何色のＬＥＤを発光して読取ったデータであるかを示す色種データと、ライン番号として読取ラインごとに１から４の値を順番に循環させた値を付加する。原稿は周期的に読取るので、ライン番号は読取周期を示すデータとして用いる。

先頭ライン検出回路１５は、ライン毎かつ色毎に読取ったデータについて予め決められたヘッダを有するデータを検出する回路である。オフセット値メモリ１６は、千鳥状に配置されたＣＩＳ間の隣り合うＣＩＳの間隔のライン差データを記憶するメモリである。

センサ制御回路１４は各ＣＩＳを制御し、ＣＩＳによって読取り、デジタル化されたデータを加工して画像メモリ１７へ書き込みを行う。画像メモリ１７はＣＩＳ−Ａ１用の画像を記憶するセンサＡ用メモリ１８、ＣＩＳ−Ｂ２用の画像を記憶するセンサＢ用メモリ１９、ＣＩＳ−Ｃ３用の画像を記憶するセンサＣ用メモリ２０、ＣＩＳ−Ｄ４用の画像を記憶するセンサＥ用メモリ２１、ＣＩＳ−Ｅ５用の画像を記憶するセンサＥ用メモリ２２からなる。

画像メモリ１７のアドレスはアドレス０からｎで構成され、アドレスによって指定されるデータエリアには、ＣＩＳが読込んだ１ライン分の画像データが各ＣＩＳに対応する各ＣＩＳ用のメモリに記憶される。アドレス制御回路３０は画像メモリ１７への書込み、読込みが重複しないように管理制御する回路である。

センサ制御回路１４はオフセットメモリに記憶されている値に対応して各ＣＩＳに対応した画像メモリ１７のアドレスからデータの書き込みをスタートさせる。例えば、ＣＩＳ−Ａ１が基準点からのライン差データが５００ラインである場合、オフセット値メモリの値は５００であり、アドレス０から５００ライン目に対応するアドレスからラインごとにデータを書き込む。例えば図３においては、アドレスｋ−１が５００ライン目に対応するアドレスであり、ここからデータを書き込む。同様に、他のＣＩＳも夫々基準からのライン差データに対応した位置からラインごとに取込んだデータを書き込む。ＣＩＳ−Ｂ２はアドレスｌから、ＣＩＳ−Ｃ３はアドレスｋ−１から、ＣＩＳ−Ｄ４はアドレスｌから、ＣＩＳ−Ｅ５はアドレスｋから、それぞれラインごとの画像データの書き込みを開始する。

先頭ライン検出回路１５は、データを書き込む最初のアドレスに、読取った画像データのうち、最初にどのデータから格納するかを決める。

先頭ライン検出回路１５はＣＩＳからのデータの色と循環するライン番号を読み取り、予め決められたヘッダの値を比較し、一致するデータを見つける。それは、画像メモリ１７へ書き込みをスタートさせるデータを検出するためである。この回路で検出されたデータに基づいて、メモリ１７に書き込みをスタートさせるデータおよびタイミングを決める。そして、その決められたタイミングによって、メモリ中の上述の所定のアドレスで指定される領域から読取った画像データをラインごとに書き込みをする。画像メモリ１７はアドレスを循環して用いる。

画像メモリ１７へはラインごとに、アドレスを指定し、例えばアドレスｉに赤の１ライン分のデータ、次のアドレスｉ＋１に緑の１ライン分のデータ、次のアドレスｉ＋２に青の１ライン分のデータのように、色ごとに連続する別のアドレスを割り振ってカラーとしては３アドレス分のメモリを使用して１ライン分のデータを格納する。

千鳥状に配列されたＣＩＳの搬送方向に最後に読取るＣＩＳはオフセット値メモリの値の最大の値に対応するＣＩＳである。このＣＩＳに対応する画像データの書込みが開始されると、１ライン分の画像データがそろう。例えば画像メモリ１７のアドレスｍに対応する領域に格納されているデータは、ある１ライン分のデータとなる。センサＡ用メモリ１８、センサＢ用メモリ１９、センサＣ用メモリ２０、センサＤ用メモリ２１、センサＥ用メモリ２２のアドレスｍに対応する領域には、各ＣＩＳによって読取られたある１ラインのデータが格納されている。アドレスｍを指定することで、各ＣＩＳによって読取られた本来同一の１ラインであるデータを指定することができる。

次にこのデータに関して、ＣＩＳの配置方向に重なり部分について処理を行う。重なり部分の内どの部分を用いるかに関して、重なり合う範囲を、繋ぎ位置情報メモリ２６へ予め記憶しておく。繋ぎ処理回路２５は、画像メモリ１７から読み出した１ライン分のデータを、まずは、１ライン繋ぎ処理前バッファ２７へ読み込む。そして、繋ぎ位置情報メモリ２６のデータによって、各ＣＩＳのどのデータを使うかが指定されるので、使わない部分である重複部画像データ２９を削除し、１ライン画像データバッファ２８へ書き込む。

全てのＣＩＳからのデータを接続すると、１ライン分の画像データとなる。繋ぎ処理回路２５は、この完成した１ラインごとの画像データを他のメモリへ逐次書き込み、原稿の読取画像データを合成する。これら全体の画像データはプリント装置や情報処理装置などの他の装置へ送信して利用する。また、記憶媒体へ送信して記憶し、保存することもできる。例えば画像読取装置の例としてイメージスキャナや複写機やファクシミリなどがある。

次にＣＩＳの読取りのタイミングについて説明する。図４は各ＣＩＳの読取りタイミング図である。各ＣＩＳの読取りのタイミングを示す図である。各ＣＩＳは、１ラインを赤、緑、青の各色を順に読取る。図４は各ＣＩＳの１ラインごとの読取りの開始を示す信号である。信号の立ち上がりを検出して赤、緑、青の各色のＬＥＤを順番に点灯させ、夫々の色ごとに原稿を読取る。ここでは、赤の読取の開始を示す信号のみを図示している。緑と青についても同様の信号があり、３色それぞれ等間隔に信号の立ち上りがあり、夫々の立ち上りの間に他色の立ち上りがある。それぞれの信号によって各色の読み取りを開始する。緑と青についての読取開始信号については省略して説明する。また、赤の読取開始信号の次の立ち上がりまでに３色の読取りが終了するように信号の立ち上がり間隔を予め定めている。また、各ＣＩＳの読取りタイミングは非同期である。

また、図４中の点線３１で示した各信号の立ち上がりは、本来同一のラインを読取る為のタイミングである。各ＣＩＳは千鳥配置されているので、タイミングもその配置に応じてずれている。例えば、ＣＩＳ−Ａの時刻Ｔ１、ＣＩＳ−Ｂの時刻Ｔ４、ＣＩＳ−Ｃの時刻Ｔ２、ＣＩＳ−Ｄの時刻Ｔ５、ＣＩＳ−Ｅの時刻Ｔ３は本来同一とすべきラインの各ＣＩＳの読取時刻である。読取間隔は等間隔なので、この時刻の差はＣＩＳの配置のライン差を表しているともいえる。また、予め定めた基準点から、各ＣＩＳが本来同一とすべきラインまでのずれ量すなわちライン差データがオフセット値メモリ１６へ予め格納されている。

このライン差データによって、一次補正とし、まずはどのデータが本来隣り合うべき読取データであるかを決める。但し、ライン間隔単位であるので最大１ラインの誤差を生じる可能性がある。更に細かく各ＣＩＳ間の読み込みタイミングに合わせて読取ったデータを繋ぎあわせる必要がある。

図５は各ＣＩＳから出力される読取ったデータの構成を示している。ＣＩＳによって読取りデジタル化したデータである１ライン画像データ２７に、ヘッダーデータとして、何色のＬＥＤを光源として用いて読取データであるかを示した色種データ２５と何ライン目のデータであるかを示したラインデータ２６を付加したデータである。

色種データは赤を”１１０”、緑を”１０１”、青を”０１１”のように３ビット用い、値が０のビットによって読取色を示している。また、ラインデータは２ビットを用い、”００”、”０１”、”１０”、”１１”の４値によって４ラインを表し、それを循環させて用いる。１ラインに付き３色のデータを取るので、４ライン分のデータを用いれば、同色の隣のラインのデータか同一のラインのデータかを判別できる。その間に次の処理をすれば、前後のラインを混同することはなくなる。

図６は一次補正後のデータ補正について説明するための模式図である。ＣＩＳのラインごとの読取りタイミングと、読取ったラインデータに付加される色種データとラインデータを示している。ここでも読取開始信号は赤Ｒの信号のみを用いて説明している。さらに、各ＣＩＳから画像データを画像メモリ１７へ書き込むタイミングを示している。

基準となるＣＩＳがＣＩＳ−Ａ１であるとする。あるラインの読取りを開始すると、先頭ライン検出回路１５が動作し、ＣＩＳ−Ａ１からのデータを読取り、予め設定されている色種データが”１１０”の赤色であり且つラインデータ”１０”であるデータが読取るまで検出を続ける。それを検出すると先頭ライン検出回路１５は、全てのＣＩＳについて、色種データが”１１０”の赤色であり且つラインデータが次の次である”００”であるラインの読取ったデータを、対応する画像メモリ１７の所定のアドレスへ書き込み、さらに次以降のラインの画像データについても、読取タイミングに基づいたタイミングにあわせて、順次アドレスを進めて書き込みを行う。例えば読取タイミングに同期して書き込む。

ＣＩＳ−Ａについてはデータ取込−Ａの立ち上りから、センサＡ用メモリのアドレスｋ−１からラインごとのデータを、図６のＣＩＳ−ＡのＴ６の立ち上りから画像の読取間隔の次の立ち上り毎に書き込む。同様にＣＩＳ−ＢはＴ７から、ＣＩＳ−ＤはＴ８から、ＣＩＳ−ＥはＴ９から、ＣＩＳ−ＣはＴ１０から、画像データを画像メモリ１７へ所定タイミングで所定のアドレスから書き込む。本来つなげるべきライン同士を同一のアドレスの領域に格納する。他の緑と青の読取データに関しても上述赤と同様に、読取タイミングに応じてデータ書き込みを行う。

すなわち、原稿の読取が開始されると、先頭ライン検出回路１５は基準となるＣＩＳの画像データに付加された色種データとラインデータを監視する。所定の色種データの所定のラインデータであることが検出されると、全ＣＩＳについて各々の画像データのラインごとの読取りデータについても画像データに付加された色種データとラインデータを監視する。この場合、所定の色種データの所定のラインデータの次の次に来るラインデータであることを監視する。このデータが検出されると、検出したＣＩＳに対応する画像メモリ１７の領域へ、オフセット値メモリ１６に記憶されたライン差データに基づいて決定されたアドレスから順次１ラインごとの画像データを格納する。その後は所定のタイミングで読取った画像データを格納していく。たとえば、画像を読取るタイミングと同期してメモリに読取ったデータを格納していく。

同一のラインの画像データは同一のアドレスの領域に格納される。所定の色種データの所定のラインデータの次の次に来るラインデータであることを検出するのは、ライン間の補正について、１ライン単位の補正をするが、各色の取込み周期については補正されず、処理時間を含めると最大３周期分の遅可能性が生じるため、２周期分遅れたデータから書き込みをするためである。よって３ライン以降の所定のラインデータから使っても良い。

つまり、本来同一の１ラインに対してＣＩＳによって読取ったタイミングは各ＣＩＳ間ばらばらであり、それをメモリ１７へ書き込む際のタイミングによって誤差を修正することで、本来同一の１ラインの読取データを正確に再現するものである。

また、同一のラインの画像データは同一のアドレスの領域に格納されるが、これに限るものではない。たとえば、ばらばらに格納した画像データの中から所望の１ラインの画像データを抽出する為に、予め本来同一となるべきＣＩＳごとに取込んだ画像データに識別符号をつけ、本来同一となるデータ間で対応関係をもたせる。ラインごとに識別符号を持たせる方法や、次につなぎ合わせるデータの格納されているアドレスを付加するなどの方法も考えられる。このように、所望の１ライン分の画像データを得る為に、指定したアドレスにより、１ライン分の画像データを得られようにすることもできる。

画像読取ユニットの配置図である。 画像読取装置の模式図である。 本発明の読取部の電気的な構成を示すブロック図である。 各ＣＩＳの読取りタイミング図である。 各ＣＩＳから出力されるデータの構成を示す図である。 一次補正後のデータ補正について説明するための模式図である。

符号の説明

１ ＣＩＳ−Ａ
２ ＣＩＳ−Ｂ
３ ＣＩＳ−Ｃ
４ ＣＩＳ−Ｄ
５ ＣＩＳ−Ｅ
６ 原稿
７ 筐体
８ 読取り部
９ ガラス
１０ 第一の搬送ローラ対
１１ 第ニの搬送ローラ対
１２ 原稿出口
１３ 原稿台カバー
１７ 画像メモリ

Claims (2)

1. 連続して搬送される原稿を読取る複数の画像読取ユニットを千鳥状に配置し、前記画像読取ユニットはお互いに非同期に複数色の光源を順に点滅させ夫々の色における前記原稿の反射光をライン状に配置した光電変換素子によって読取ってデジタルデータとし、前記画像読取ユニットごとの前記デジタルデータを繋ぎ合せて１ラインの画像データを生成する原稿読取装置において、
   前記デジタルデータは、前記デジタルデータを読取るために用いた前記光源の色を示すカラーデータと前記デジタルデータの取込み周期を示す読取周期データとを含み、
   前記画像読取ユニットによって読取った前記デジタルデータから、予め決められた色の前記カラーデータと予め決められた取込み周期の前記読取周期データとを有する前記デジタルデータを検出する先頭画像検出手段と、
   複数のアドレスとそれに対応する格納領域を有し、前記アドレスごとに、前記先頭画像検出手段の検出結果に基づき決められた前記デジタルデータであって、前記カラーデータが同じでありかつ前記読取周期データが同じである各前記画像読取ユニットによって読取った前記デジタルデータを格納するメモリと、
   前記メモリから、前記アドレスに対応する前記格納領域に格納された前記画像読取ユニットごとの前記デジタルデータを繋ぎ合わせることで、前記１ラインの画像データを生成する画像制御手段と、
   前記画像読取ユニットの一つを基準にし、該基準にした前記画像読取ユニットから他の前記画像読取ユニットまでの位置に応じた読取りラインの差を格納するオフセット値メモリと、を有し、
   前記先頭画像検出手段は、前記原稿の読取を開始すると、前記基準にした前記画像読取ユニットから出力される前記デジタルデータから予め決められた基準となる前記カラーデータ及び予め決められた基準となる前記読取周期データを検出し、該検出直後からの全ての前記画像読取ユニットから出力される前記デジタルデータを監視し、前記基準となる前記カラーデータと同じでありかつ前記基準となる前記読取周期データから２周期目の前記読取周期データを含む前記デジタルデータを前記画像読取ユニット毎に検出し、該検出された前記画像読取ユニット毎の前記デジタルデータから順に前記オフセット値メモリに格納された前記画像読取ユニット毎の前記読取ライン差に基づいて開始位置を決められた前記アドレスごとに前記メモリに前記デジタルデータとして格納することを特徴とする画像読取装置。
2. 前記カラーデータは、少なくとも赤緑青の三色に対応する３つの値を有し、
   前記読取周期データは、少なくとも前記カラーデータによって判別される色数より大きい４つの値を有し、読取った前記デジタルデータが前後する読取ライン間のデータと重ならない値とすることを特徴とする請求項１に記載の画像読取装置。

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