(57)【要約】  画像読取装置（１０）は、光源と複数のセンサとを有するセンサモジュール（１０２）と、白基準板と、シェーディング補正に用いる補正データを作成し、画像信号に補正データを用いてシェーディング補正を行う画像処理部（２０４）とを備えている。光源は、少なくとも第１の光度と第１の光度よりも低い第２の光度とに切り替えられるように構成されている。画像処理部（２０４）は、第２の光度で照射された白基準板の画像信号を複数のセンサに取得させることによって中間データを取得し、黒補正データを中間データに基づいて作成し、黒補正データを用いてシェーディング補正を行うことによって、複数のセンサからの画像信号が互いに干渉し合うことに起因する画像の濃度ムラを補正する。
2016147524.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象物の画像を読み取る画像読取装置であって、
対象物を照射する光源と、対象物からの反射光を読み取って画像信号を取得する複数のセンサとを有するセンサモジュールと、
白色領域を有する基準部材と、
シェーディング補正に用いる補正データを作成するデータ作成部と、
前記複数のセンサで取得した画像信号に前記補正データを用いてシェーディング補正を行う補正部と、を備え、
前記複数のセンサは、所定の主走査方向に配列され、それぞれの画像信号によって前記主走査方向に延びる１ラインの画像信号を形成するように構成され、
前記光源は、少なくとも第１の光度と前記第１の光度よりも小さい第２の光度とに切り替えられるように構成されており、
前記データ作成部は、前記第２の光度で照射された前記基準部材の白色領域の画像信号を前記複数のセンサに取得させることによって中間データを取得し、シェーディング補正の黒基準となる黒補正データを前記中間データに基づいて作成し、
前記補正部は、前記黒補正データを用いてシェーディング補正を行うことで前記複数のセンサからの画像信号が互いに干渉し合うことに起因する画像の濃度ムラを補正する
ことを特徴とする画像読取装置。
【請求項２】
請求項１に記載の画像読取装置において、
前記データ作成部は、前記光源を消灯させた状態で前記複数のセンサに画像信号を取得させることによって黒データを取得し、前記黒データと前記中間データとに基づいて、前記黒補正データを作成する
ことを特徴とする画像読取装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の画像読取装置において、
前記データ作成部は、前記第１の光度で照射された前記基準部材の白色領域の画像信号を前記複数のセンサに取得させることによって白データを取得し、シェーディング補正の白基準となる白補正データを前記白データに基づき作成する
ことを特徴とする画像読取装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１つに記載の画像読取装置において、
前記第２の光度は、前記第１の光度の半分以下である
ことを特徴とする画像読取装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１つに記載の画像読取装置において、
前記光源の光度は、前記光源に印加される電圧が調整されることによって切り替えられる
ことを特徴とする画像読取装置。
【請求項６】
請求項３に記載の画像読取装置において、
前記データ作成部は、複数の対象物の画像を連続的に読み取る場合には、複数の対象物のそれぞれの画像の読取のたびに前記白データ、前記中間データ及び黒データを取得する
ことを特徴とする画像読取装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、対象物の画像を読み取る画像読取装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、白基準板を備えており、光源を点灯させて白基準板の画像を取得したときのセンサの出力から白基準データを取得する一方、光源を消灯した状態のセンサの出力から黒基準データを取得する画像読取装置を開示している。この画像読取装置は、こうして取得した白基準データ及び黒基準データに基づいてシェーディング補正を行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−０６０９７５号公報
【発明の概要】
【０００４】
本開示の画像読取装置は、対象物を照射する光源と、対象物からの反射光を読み取って画像信号を取得する複数のセンサとを有するセンサモジュールと、白色領域を有する基準部材と、シェーディング補正に用いる補正データを作成するデータ作成部と、複数のセンサで取得した画像信号に補正データを用いてシェーディング補正を行う補正部と、を備える。
【０００５】
この構成により、複数のセンサからの画像信号が互いに干渉し合うことによる画像の濃度ムラを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】図１は、実施の形態１における複合機の斜視図である。
【図２】図２は、実施の形態１における複合機の断面図である。
【図３】図３は、実施の形態１におけるセンサモジュールの概略図である。
【図４】図４は、実施の形態１における白基準板の概略図である。
【図５】図５は、実施の形態１における画像読取装置のブロック図である。
【図６】図６は、実施の形態１における画像読取装置の画像読取動作のフローチャートである。
【図７】図７は、実施の形態１における画像読取装置のデータ取得処理のフローチャートである。
【図８】図８は、センサの出力レベルの一例を示す図である。
【図９Ａ】図９Ａは、原稿の画像を示す図である。
【図９Ｂ】図９Ｂは、従来のシェーディング補正後の読取画像を示す図である。
【図９Ｃ】図９Ｃは、実施の形態１におけるシェーディング補正後の読取画像を示す図である。
【図１０】図１０は、濃淡レベルに対するセンサの出力レベルの関係を示すグラフである。
【図１１】図１１は、実施の形態１における画像読取装置の補正データ作成処理の前段のフローチャートである。
【図１２】図１２は、実施の形態１における画像読取装置の補正データ作成処理の後段のフローチャートである。
【図１３】図１３は、各セクタにおける差分値の回帰直線を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、適宜図面を参照しながら、実施の形態を詳細に説明する。ただし、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。
【０００８】
なお、発明者らは、当業者が本開示を十分に理解するために添付図面及び以下の説明を提供するのであって、これらによって請求の範囲に記載の主題を限定することを意図するものではない。
【０００９】
（開示の背景）
原稿を読み取って画像データを作成するスキャナ等の画像読取装置では、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）やＣＩＳ（Ｃｏｎｔａｃｔ  Ｉｍａｇｅ  Ｓｅｎｓｏｒ）等のセンサモジュールの各受光素子のばらつきや、レンズ中心部と周辺部での集光度の差や、光源の光量分布のムラ等により、画素の位置に依存した歪みを生ずる。
【００１０】
これに対して、得られた画像データにシェーディング補正を行う画像読取装置が知られている。また、そのような画像読取装置を備えた複合機、複写機等の画像形成装置も知られている。
【００１１】
しかし、複数のセンサが主走査方向に配列され、それぞれの画像信号によって主走査方向に延びる１ラインの画像信号を形成する構成においては、複数のセンサからの出力が互いに干渉し合うことに起因して、画像の濃度ムラが発生する場合がある。このような濃度ムラは、従来のシェーディング補正だけでは十分に補正できない。
【００１２】
そこで、このような問題を解決するために、本開示では、複数のセンサからの出力が互いに干渉し合うことに起因する画像の濃度ムラを低減する画像読取装置を提供する。
【００１３】
（実施の形態１）
［１．構成］
［１−１．複合機］
実施の形態１における画像読取装置１０を備える複合機１のハードウェア構成について、図１、図２を用いて説明する。図１は、実施の形態１における複合機１の斜視図である。図２は、実施の形態１における複合機１の断面図である。
【００１４】
複合機１は、メインユニット２と、メインユニット２の上部に搭載された画像読取装置１０とを備えている。複合機１は、画像読取装置１０によるスキャン機能に加え、その他の機能（例えば、プリント機能、コピー機能、ファクシミリ送受信機能など）を有している。
【００１５】
画像読取装置１０は、図１，２に示すように、ＦＢ（フラットベッド）型イメージスキャナである。画像読取装置１０は、スキャナユニット１１と、ＦＢガラス１２と、ＡＤＦガラス１３と、白基準板１４と、ＡＤＦ（Ａｕｔｏ  Ｄｏｃｕｍｅｎｔ  Ｆｅｅｄｅｒ）１６と、コントローラ１００（図５参照）とを有している。
【００１６】
ＦＢガラス１２及びＡＤＦガラス１３は、メインユニット２の上面に設けられている。ＦＢガラス１２は、メインユニット２の上面の大部分を占めている。ＦＢガラス１２上には、読取対象である原稿Ｓが載置される。ＡＤＦガラス１３は、ＡＤＦ１６により給紙される原稿Ｓを読み取る。
【００１７】
ＡＤＦ１６は、ＦＢガラス１２及びＡＤＦガラス１３を覆うようにして、メインユニット２上に配置されている。ＡＤＦ１６は、原稿Ｓを自動的に供給する。
【００１８】
スキャナユニット１１は、メインユニット２内において、ＦＢガラス１２及びＡＤＦガラス１３の裏面に沿って移動するように構成されている。このスキャナユニット１１の移動する方向を副走査方向と称する。ＦＢガラス１２とＡＤＦガラス１３は、副走査方向に並んでいる。スキャナユニット１１は、読取対象の画像を取得する。スキャナユニット１１は、モータ（図示省略）により駆動され、ガイド（図示省略）に沿って副走査方向に移動する。モータは、コントローラ１００に制御されている。スキャナユニット１１は、ＦＦＣ（フレキシブルフラットケーブル）１５を介してコントローラ１００に接続されている。また、スキャナユニット１１は、センサモジュール１０２（図５参照）を有している。
【００１９】
白基準版１４は、補正用データを取得するために用いられる。白基準板１４は、メインユニット２の上部であって、ＦＢガラス１２とＡＤＦガラス１３の間に配置されている。白基準板１４は、メインユニット２の内方を向くように、即ち、スキャナユニット１１と対向するように配置されている。白基準板１４は、基準部材の一例である。
【００２０】
ＦＦＣ１５は、内部に信号線を有する通信ケーブルである。ＦＦＣ１５は、スキャナユニット１１がその可動範囲内でスムーズに移動できるように、余裕を持った長さと可撓性を有している。
【００２１】
図３は、実施の形態１におけるセンサモジュール１０２の概略図である。センサモジュール１０２は、本実施形態では、密着イメージセンサ方式、即ち、ＣＩＳタイプである。センサモジュール１０２は、光源２０５と、複数のセンサ２０７とを有している。
【００２２】
複数のセンサ２０７は、副走査方向と直交する主走査方向に配列されている。典型的には、センサ２０７は、センサＩＣで形成され、例えば、ＣＭＯＳイメージセンサである。１つのセンサ２０７には、主走査方向に配列された複数の画素（光電変換部）が含まれている。センサ２０７の上方には、ロッドレンズアレイ（図示省略）が設けられている。ロッドレンズアレイで集光された光がセンサ２０７に入射する。
【００２３】
センサ２０７は、複数のセクタに分割され、受光した光を画像信号に変換し、変換した画像信号をセクタ毎に出力する。つまり、セクタとは、画像信号を一纏まりで出力するセンサ２０７のグループである。例えば、センサ２０７の個数が１２個であって、３つのセクタに分割されている場合、各セクタには、４個のセンサ２０７が含まれる。センサ２０７は、ＦＦＣ１５を介して画像信号をコントローラ１００に出力する。
【００２４】
光源２０５は、典型的にはＬＥＤである。例えば、光源２０５は、レッド（Ｒ）、グリーン（Ｇ）、ブルー（Ｂ）の３つのＬＥＤで形成される。光源２０５はＬＥＤに印加する電圧を調整することで光度を切り替えることができる。光源２０５は、センサモジュール１０２において主走査方向の一端部（図３の左端）に配置されている。センサモジュール１０２は、導光体２０６を有している。光源２０５からの光は、導光体２０６を介して上方に向かって、即ち、ＦＢガラス１２、ＡＤＦガラス１３又は白基準板１４の方へ光を出射する。光源２０５及び導光体２０６は、センサ２０７の近傍に配置されているので、ＦＢガラス１２若しくはＡＤＦガラス１３上の原稿Ｓ又は白基準板１４で反射した光は、ロッドレンズアレイを介してセンサ２０７に入射する。
【００２５】
図４は、実施の形態１における白基準板１４の概略図である。白基準板１４は、大部分を白色領域３１が占めており、後述するデータ取得に用いない部分に基準パターンＰが設けられている。白基準板１４は、画像読取装置１０内では主走査方向に延びている。白基準板１４の主走査方向の長さは、少なくともセンサモジュール１０２（より具体的には、複数のセンサ２０７の列）よりも長い。白基準板１４は、少なくともセンサモジュール１０２と対向する面に、主走査方向においてセンサモジュール１０２の全長に亘って白色領域３１が広がるように配置されている。さらに、白基準板１４に設けられた基準パターンＰはホームポジションを示すパターンである。基準パターンＰは、画像処理部２０４（図５参照）が識別可能なパターンであれば、任意のパターンを採用することができる。例えば、基準パターンＰは、副走査方向に延びる黒色の線が主走査方向に複数、配列されたものであってもよい。白基準板１４は、基準部材の一例である。
【００２６】
［１−２．画像読取装置］
図５は、実施の形態１における画像読取装置１０のブロック図である。
【００２７】
図５に示すように、画像読取装置１０は、スキャナユニット１１とコントローラ１００を備える。
【００２８】
コントローラ１００は、スキャナユニット１１の画像の読み取り動作を制御すると共に、スキャナユニット１１から出力される画像信号に対して画像処理を行う。コントローラ１００は、ＣＰＵ１０１と、ＡＦＥ（Ａｎａｌｏｇ  Ｆｒｏｎｔ  Ｅｎｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）１０３と、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）１０４と、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）１０５とを有している。
【００２９】
ＡＦＥ１０３には、スキャナユニット１１のセンサモジュール１０２からの画像信号（アナログ信号）が入力される。ＡＦＥ１０３は、アナログ／デジタル変換器及び増幅器等を有している。ＡＦＥ１０３は、センサモジュール１０２からの画像信号を増幅器で増幅し、オフセットを加減算し、アナログ／デジタル変換器でデジタル信号（画像データ）に変換して、ＣＰＵ１０１に出力する。
【００３０】
ＲＡＭ１０４は、ＣＰＵ１０１により取得された画像データを格納する。ＲＯＭ１０５は、ＣＰＵ１０１での画像処理に必要な所定のプログラムを格納している。
【００３１】
ＣＰＵ１０１は、読取制御部２０１と、ＤＭＡＣ（Ｄｉｒｅｃｔ  Ｍｅｍｏｒｙ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）２０２と、メモリ２０３と、画像処理部２０４とを有している。
【００３２】
読取制御部２０１は、スキャナユニット１１（センサモジュール１０２を含む）、ＡＤＦ１６及びＡＦＥ１０３の動作を制御する。例えば、読取制御部２０１は、光源２０５へ印加する電圧を調整することで光源２０５の光度を切り替える。また、ＡＤＦ１６にセットされた原稿Ｓを搬送するためのモータ（図示せず）の駆動も制御する。
【００３３】
画像処理部２０４は、ＡＦＥ１０３から入力された画像信号に画像処理を施す。画像処理部２０４は、ＲＯＭ１０５に格納されているプログラムを読み出し、読み出したプログラムを実行することにより画像処理を実行する。詳しくは後述するが、画像処理部２０４は、フィルタ処理やシェーディング補正等の様々な画像処理を実行する。画像処理部２０４は、データ作成部の一例であり、補正部の一例でもある。
【００３４】
ＤＭＡＣ２０２は、画像処理部２０４で画像処理して取得した画像信号を転送するデータ転送処理を行う。
【００３５】
メモリ２０３は、各種データを格納する。例えば、メモリ２０３には、光源２０５の印加電圧に対する光度を表すデータが格納されている。また、メモリ２０３は、シェーディング補正に用いるデータが格納される。
【００３６】
［２．動作］
［２−１．画像読取動作］
画像読取装置１０の動作について説明する。図６は、実施の形態１における画像読取装置１０の画像読取動作のフローチャートである。
【００３７】
画像読取動作は、画像読取装置１０の電源がオンにされ、ユーザの操作を受けてスタートする。まず、ステップＳ１において、画像処理部２０４は、シェーディング補正に用いる補正データを作成するためのデータを取得する。次に、ステップＳ２において、画像処理部２０４は、ステップＳ１で取得したデータに基づいて、補正データを作成する。その後、ステップＳ３において、画像処理部２０４は、原稿の読取を実行する。このとき、画像処理部２０４は、読み取った画像信号に補正データを用いてシェーディング補正を施す。
【００３８】
［２−２．データ取得処理］
図７は、実施の形態１における画像読取装置１０のデータ取得処理のフローチャートである。
【００３９】
ユーザがデータ取得の操作を画像読取装置１０の操作部（図示省略）を介して行うことによって、データ取得の処理が開始される。
【００４０】
まず、ステップＳ１０１において、画像処理部２０４は、センサモジュール１０２のホームポジションを検出する。具体的には、画像処理部２０４は、読取制御部２０１を介してセンサモジュール１０２を、メモリ２０３に記憶されているホームポジションへ移動させる。この位置は、暫定的なホームポジションである。そして、画像処理部２０４は、センサモジュール１０２にその位置で画像を取得させ、取得した画像から基準パターンＰが検出されるか否かを判定する。基準パターンＰが検出された場合は、画像処理部２０４は、センサモジュール１０２の現在の位置が正確なホームポジションにあると判定する。基準パターンＰが検出されない場合は、画像処理部２０４は、センサモジュール１０２を副走査方向の一方側へ移動させ、基準パターンＰを探索させる。基準パターンＰが検出されたときに、画像処理部２０４は、ホームポジションの検出を完了する。ただし、センサモジュール１０２を暫定的なホームポジションから副走査方向の一方側へある程度移動させても基準パターンＰが検出されない場合には、画像処理部２０４は、センサモジュール１０２を暫定的なホームポジションへ戻し、そこから副走査方向の他方側に向かって基準パターンＰの探索を実行させる。画像処理部２０４は、基準パターンＰが検出されるまで、センサモジュール１０２の副走査方向の他方側への移動を継続する。画像処理部２０４は、検出されたホームポジションの位置をメモリ２０３に記憶し、次回のホームポジションの検出においては、メモリ２０３に記憶したホームポジションを暫定的なホームポジションとして用いる。
【００４１】
次に、ステップＳ１０２において、画像処理部２０４は、読取制御部２０１を介してセンサモジュール１０２を、白基準板１４の白色領域３１と対向する位置へ移動させる。基準パターンＰと白色領域３１との副走査方向の距離は既知であるので、画像処理部２０４は、センサモジュール１０２を、ステップＳ１０１で検出したホームポジションに基づいて、白色領域３１と対向する位置まで正確に移動させることできる。
【００４２】
センサモジュール１０２が白色領域３１と対向する位置まで移動すると、ステップＳ１０３において、画像処理部２０４は、キャリブレーションを実行する。例えば、画像処理部２０４は、光源２０５の点灯時間の設定、ＡＦＥ１０３の設定等の初期設定を行う。光源２０５の点灯時間の設定を行うことによって、複数のセンサ２０７から出力される画像信号の出力レベルを揃えることができる。
【００４３】
キャリブレーションが完了すると、ステップＳ１０４において、画像処理部２０４はメモリ２０３から光源２０５の印加電圧に対する光度を表すデータを読み出して、光源２０５の光度が最大になる電圧を求め、読取制御部２０１に該電圧の情報を送信する。読取制御部２０１は、光源２０５をオンにして、上記情報に基づいて電圧を調整し、光源２０５の光度を最大光度に切り替える。最大光度は第１の光度の一例である。
【００４４】
次に、ステップＳ１０５において、画像処理部２０４は、読取制御部２０１を介して、最大光度の光源２０５により白基準板１４を照射し、白基準板１４の画像を取得する。すなわち、画像処理部２０４は、最大光度で照射された白基準板１４から反射された光をセンサ２０７で受光させ、受光した光を画像信号に変換する。このときの画像信号に基づく画像データ、即ち白データは、最大光度の画像データであるため、濃淡レベル（光量）が最も薄い白色の、センサ２０７の出力レベルを表している。画像処理部２０４は、この白データを白補正データとして、メモリ２０３に保存する。
【００４５】
続いて、ステップＳ１０６において、画像処理部２０４は、メモリ２０３から光源２０５の印加電圧に対する光度を表すデータを読み出して、光源２０５の光度が最大光度の半分以下でかつ消灯しない程度の光度（以下、中間光度とする）になる電圧を求め、読取制御部２０１に該電圧の情報を送信する。読取制御部２０１は、該情報に基づいて、光源２０５に印加する電圧を低下させ、光源２０５の光度を中間光度に切り替える。中間光度は第２の光度の一例である。
【００４６】
次に、ステップＳ１０７において、画像制御部２０４は、中間光度に切り替えられた光源２０５で白基準板１４を照射し、白基準板１４の画像を取得する。このとき、被写体は白色であるものの、光源２０５の光度が中間光度に切り替えられている。そのため、このときの画像データは、最大光度の場合の出力レベルよりも、濃淡レベルが濃い比較的黒色に近い色の、センサ２０７の出力レベルを表している。画像処理部２０４は、この画像データを中間データとして、メモリ２０３に保存する。
【００４７】
中間データの取得が完了すると、ステップＳ１０８において、画像処理部２０４は、光源２０５を消灯した状態（光源ＯＦＦ）で画像を取得する。光源２０５が消灯しているので、センサ２０７には、少なくとも光源２０５からの光（即ち、光源２０５から出射して、被写体で反射した光）は入射していない。つまり、このときの画像データは、濃淡レベルの最も濃い黒色の、センサ２０７の出力レベルを表すものである。画像処理部２０４は、この画像データを黒データとして、メモリ２０３に保存する。
【００４８】
［２−３．補正データ作成処理］
画像処理部２０４は、シェーディング補正の黒基準となる黒補正データを、データ取得処理で取得された黒データ及び中間データから作成する。黒データ及び中間データを用いて黒補正データを作成することによって、詳しくは後述するクロストークに起因する濃度ムラの影響を低減することができる。
【００４９】
複数のセンサ２０７からの画像信号がその伝送路において互いに干渉し合い（クロストーク）、画像信号にノイズが発生する場合がある。特に、センサ２０７のように、ＦＦＣ１５を介して画像信号を出力させる構成においては、ＦＦＣ１５の折り曲げによってクロストークが発生し易くなる。
【００５０】
図８はセンサ２０７の出力レベルの一例を示す図である。図８において、一点鎖線Ｍ２はクロストークが無い場合であり、実線Ｍ１はクロストークが有る場合である。図８の縦軸は、センサ２０７の出力レベルを表し、横軸は、センサ２０７の各画素の主走査方向の位置を表している。例えば、反射率が均一な被写体を撮像した場合の画素ごとの出力レベルは、クロストークが無い場合には、画素間の個体差が無いと仮定すれば、図８の一点鎖線Ｍ２で示すように実質的に一定となる。しかし、クロストークが発生すると、図８の実線Ｍ１で示すように、画素ごとの出力レベルは、各セクタ内で変化するようになる。例えば、図８に示すように、各セクタ内の画素ごとの出力レベルは、セクタの一端側から他端側に向かって線形的に大きくなる。さらに、各セクタ内で画素ごとの出力レベルに差が生じると、セクタが切り替わる部分で出力レベルに段差が生じるようになる。
【００５１】
図９Ａは、原稿Ｓの画像を示す図である。図９Ｂは、従来のシェーディング補正後の読取画像を示す図である。図９Ｃは、シェーディング補正後の読取画像を示す図である。
【００５２】
図９Ａは、原稿Ｓの画像例を示す。図９Ｂは、原稿Ｓの画像を読み取った後に従来のシェーディング補正を行った読取画像を示す。図９Ｂに示すように、クロストークによるノイズが発生すると、読取画像において、濃度ムラが発生する。図９Ｂの読取画像においては、センサ２０７のセクタの境界に相当する部分に濃度ムラが発生している。
【００５３】
また、図１０は、濃淡レベルに対するセンサ２０７の出力レベルの関係を示すグラフである。センサ２０７の各画素は、光量に応じた電圧の信号を出力する。光量に応じた電圧の変化は、センサ２０７の特性に依存する。例えば、光量に応じて電圧が線形的に変化する場合、電圧の理想的な変化は一点鎖線Ｌ１に示すようになる。しかしながら、クロストークに起因するノイズ（以下、「干渉ノイズ」という）が出力信号に重畳されると、電圧の変化は実線Ｌ２に示すような態様となる。つまり、濃淡レベルが最も濃い黒の場合には出力レベルが小さいため、干渉ノイズもほとんど現れない。しかしながら、濃淡レベルが黒から少し薄くなると、センサ２０７の出力レベルが上昇し、それに伴い、干渉ノイズも大きくなる。
【００５４】
従来の典型的なシェーディング補正では、光源２０５を消灯させた状態（点Ａ）で画像データを取得し、それを黒基準となる黒補正データとする。また、光源２０５を点灯させた状態（点Ｂ）で白色の画像データを取得し、それを白基準となる白補正データとする。このようにして取得された黒補正データ及び白補正データを用いてシェーディング補正が行われることによって、画素ごとのオフセットや画素ごとのゲイン（ダイナミックレンジ）が補正される。ところが、光源２０５を消灯させた状態での画像信号には、干渉ノイズの影響が現れ難い。そのため、点Ａと点Ｂにおける画像データを用いてシェーディング補正を行うと、実際のセンサ２０７の出力特性とは異なる、二点鎖線Ｌ３で示すような特性に基づいてシェーディング補正を行うことになってしまい、シェーディング補正を適切に行うことができない。
【００５５】
そこで、本開示の画像読取装置１０は、光源２０５を消灯させた状態の黒データと光源２０５の光度を中間光度にした中間データとを用いることによって黒補正データを作成する。
【００５６】
図１１は、実施の形態１における画像読取装置１０の補正データ作成処理の前段のフローチャートである。図１２は、実施の形態１における画像読取装置１０の補正データ作成処理の後段のフローチャートである。図１３は、各セクタにおける差分値の回帰直線を示す図である。
【００５７】
以下の説明では、センサ２０７のセクタの個数を３個、画素の個数をｎ個とする。また、セクタをＳｉ（ｉ＝０〜２）、画素をＸｊ（ｊ＝０〜ｎ−１）で表す。セクタＳ０は、センサ２０７において主走査方向の一端に位置するセクタであり、セクタＳ１は、セクタＳ０に隣接するセクタであり、セクタＳ２は、セクタＳ１に隣接し且つセンサ２０７において主走査方向の他端に位置するセクタである。画素については、画素Ｘ０は、センサ２０７において主走査方向の一端の画素であり、画素番号ｊが大きくなるにつれて主走査方向の他端側の画素となり、画素Ｘｎ−１は、センサ２０７において主走査方向の他端の画素である。
【００５８】
ステップＳ２０１において、画像処理部２０４は、画素番号ｊを０にセットする。また、ステップＳ２０２において、画像処理部２０４は、セクタ番号ｉを０にセットする。
【００５９】
次に、ステップＳ２０３において、画像処理部２０４は、各セクタにおいて後述の差分値の演算を行う領域（ウインドウ）を設定する。詳しくは、図８に示すように、各セクタにおいて、主走査方向の一端部と他端部とにウインドウを設定する。各ウインドウの幅は、所定の個数の画素が含まれるように設定される。図８において、セクタＳ０においては、主走査方向の一端部に開始ウインドウＲ１、他端部に終了ウインドウＲ２が設定される。同様に、セクタ１においては、主走査方向の一端部に開始ウインドウＲ３、他端部に終了ウインドウＲ４が設定される。また、セクタ２においては、主走査方向の一端部に開始ウインドウＲ５、他端部に終了ウインドウＲ６が設定される。
【００６０】
ステップＳ２０４において、画像処理部２０４は、画素Ｘｊがウインドウ内に含まれているか否かを判定する。例えば、ステップＳ２０１を経て直後は、ｊ＝０なので、画素Ｘｊは、セクタＳ０の開始ウインドウＲ１内に含まれる。
【００６１】
画素Ｘｊがウインドウ外である場合には、画像処理部２０４は、ステップＳ２０５において画素番号ｊをインクリメントして、ステップＳ２０４の処理を再び実行する。つまり、画像処理部２０４は、次の画素Ｘｊがウインドウ内に含まれるかを判定する。
【００６２】
一方、画素Ｘｊがウインドウ内である場合には、画像処理部２０４は、ステップＳ２０６において、中間データの画素Ｘｊの出力レベルＫ２ｊと黒データの画素Ｘｊの出力レベルＫ１ｊとの差分値（Ｋ２ｊ−Ｋ１ｊ）を求め、求めた差分値をメモリ２０３に保存する。
【００６３】
その後、ステップＳ２０７において、画像処理部２０４は、画素ＸｊがセクタＳｉにおける最終画素であるか否かを判定する。画素Ｘｊが最終画素でない場合には、画像処理部２０４は、ステップＳ２０５において画素番号ｊをインクリメントして、ステップＳ２０４の処理を再び実行する。
【００６４】
一方、画素Ｘｊが最終画素である場合には、画像処理部２０４は、ステップＳ２０８において、セクタＳｉの差分値の回帰直線を求める。具体的には、画像処理部２０４は、図１３に示すように、セクタＳｉの開始ウインドウに含まれる画素の差分値及び終了ウインドウに含まれる画素の差分値の回帰直線ｙｉ（ｘ）＝ａｉ×ｘ＋ｂｉ（ｘ：セクタ内での画素位置）、ｙｉ：差分値、ｉ：セクタ番号、ａｉ：回帰直線係数（傾き）、ｂｉ：回帰直線係数（定数項））を求める。画像処理部２０４は、求めた回帰直線計数ａｉ，ｂｉをメモリ２０３に格納する。図１３においては、点線ｙ０はセクタＳ０の回帰直線、実線ｙ２はセクタＳ１の回帰直線、一点鎖線ｙ３はセクタＳ２の回帰直線を示す。
【００６５】
次に、ステップＳ２０９において、画像処理部２０４は、セクタ番号ｉが「２」より小さいか否かを判定する。セクタ番号ｉが「２」より小さい場合には、画像処理部２０４は、ステップＳ２１０においてセクタ番号ｉをインクリメントして、ステップＳ２０３の処理を再び実行する。つまり、回帰直線の算出を行ったセクタＳｉが最後のセクタ（即ち、セクタＳ２）でない限り、セクタＳｉを次のセクタＳｉ＋１に変更して、回帰直線の算出を繰り返す。
【００６６】
一方、セクタ番号ｉが「２」以上の場合、即ち、セクタ番号が２の場合には、画像処理部２０４は、補正データの作成の前段の処理を終了する。
【００６７】
続いて、画像処理部２０４は、補正データの作成の後段の処理を実行する。詳しくは、画像処理部２０４は、ステップＳ２１１において、図１３に示すように、メモリ２０３に格納されているセクタＳ０、セクタＳ１及びセクタＳ２の３つの回帰直線ｙ０〜ｙ２のうち、最小値となる最小差分値ｙｍｉｎを求める（ｙｍｉｎ＝ｍｉｎ（ｙｉ））。すなわち、各セクタの回帰直線における最小値のうち、３つのセクタで最も小さい最小値が最小差分値ｙｍｉｎとなる。
【００６８】
次に、画像処理部２０４は、ステップＳ２１２において、画素番号ｊを０にセットする。続いて、画像処理部２０４は、ステップＳ２１３において、セクタ番号ｉを０にセットする。
【００６９】
そして、画像処理部２０４は、ステップＳ２１４において、最小差分値ｙｍｉｎを用いて、黒データの画素Ｘｊの出力レベルＫ１ｊを補正して黒補正データを求める。具体的には、黒補正データの画素Ｘｊの補正値Ｋｊは、以下の式で表される。
【００７０】
Ｋｊ＝Ｋ１ｊ＋（ｙｉ（ｘ）−ｙｍｉｎ）
次に、画像処理部２０４は、ステップＳ２１５において、画素ＸｊがセクタＳｉにおける最終画素であるか否かを判定する。画素Ｘｊが最終画素でない場合には、画像処理部２０４は、ステップＳ２１６において画素番号ｊをインクリメントして、ステップＳ２１４の処理を再び実行する。
【００７１】
一方、画素Ｘｊが最終画素である場合には、画像処理部２０４は、ステップＳ２１７において、セクタ番号ｉが「２」より小さいか否かを判定する。セクタ番号ｉが「２」より小さい場合には、画像処理部２０４は、ステップＳ２１８においてセクタ番号ｉをインクリメントして、ステップＳ２１４の処理を再び実行する。つまり、黒補正データの算出を行ったセクタＳｉが最後のセクタ（即ち、セクタＳ２）でない限り、セクタＳｉを次のセクタＳｉ＋１に変更して、黒補正データの算出を繰り返す。
【００７２】
一方、セクタ番号ｉが「２」以上の場合、即ち、セクタ番号が２の場合には、画像処理部２０４は、補正データの作成の後段の処理を終了する。
【００７３】
このように、画像処理部２０４は、各セクタの差分値ｙｉ（ｘ）から最小差分値ｙｍｉｎを減算した値を、黒データの出力レベルＫ１ｊに加算して黒補正データの補正値Ｋｊを求める。
【００７４】
［２−４．読取処理］
黒補正データ及び白補正データが求められると、画像処理部２０４は、読取処理を行う。具体的には、画像処理部２０４は、読取制御部２０１を介してセンサモジュール１０２を移動させ、原稿Ｓの画像の読取動作を実行させる。画像処理部２０４は、読み取られた画像に対して、黒補正データ及び白補正データを用いてシェーディング補正を行う。
【００７５】
ステップＳ１０５で取得した黒データは、それ自体の出力レベルが非常に小さいため、黒データに含まれる干渉ノイズも非常に小さい（図１０の点Ａ参照）。一方、中間データは、黒データよりも濃淡レベルが薄い側のデータであって、出力レベルが大きいため、中間データには、干渉ノイズが現れている（図１０の点Ｃ参照）。中間データを用いて黒データを補正することで、干渉ノイズを含んだ黒補正データを作成することができる。
【００７６】
中間データは、光源２０５を点灯させているものの、光度を中間光度まで低下させているため、中間光度で照射された白基準板１４の反射光に起因する出力は十分に低く、出力の大部分に干渉ノイズを含むものである。また、中間光度は最大光度の半分以下でかつ消灯しない程度にまで低下させた光度であるため、中間光度で照射された白基準板１４からの反射光に起因する出力は、黒データの出力よりも大きいものの、十分に小さい。そのため、中間データの出力レベルと黒データの出力レベルとの差分値（Ｋ２ｊ−Ｋ１ｊ）は、概ね、干渉ノイズであるとみなすことができる。本開示では、差分値（Ｋ２ｊ−Ｋ１ｊ）を線形回帰したり、セクタごとの差分値（Ｋ２ｊ−Ｋ１ｊ）のオフセットを補正したりしているが、原理的には、黒データに差分値（Ｋ２ｊ−Ｋ１ｊ）を加算することによって、干渉ノイズを含んだ黒補正データが作成される。つまり、図１０における点Ａ’のデータが作成される。
【００７７】
こうして作成された干渉ノイズを含んだ黒補正データ（図１０の点Ａ’）と、元々干渉ノイズを含んだ白補正データ（図１０の点Ｂ）とを用いてシェーディング補正を行うことによって、干渉ノイズを含んだセンサ２０７の実際の出力に即したシェーディング補正を行うことができる。その結果、図９Ｃに示すように、読取画像のうちセンサ２０７のセクタの境界に相当する部分の濃度ムラが低減され、図９Ａの原稿Ｓの画像に近い読取画像が得られる。
【００７８】
尚、画像処理部２０４は、複数の原稿Ｓの画像を連続的に読み取る場合には、白データ、中間データ及び黒データの取得は、それぞれの原稿Ｓの画像の読取を行うたびにその読取前に実行する。そして、各原稿Ｓの画像データのシェーディング補正は、全ての読取の前に毎回取得される白データ、中間データ及び黒データから黒補正データ及び白補正データを作成して、実行される。
【００７９】
［３．まとめ］
本開示の画像読取装置１０は、ＦＢガラス１２及びＡＤＦガラス１３上の対象物を照射する光源２０５と、対象物からの反射光を読み取って画像信号を取得する複数のセンサ２０７とを有するセンサモジュール１０２と、白基準板１４と、シェーディング補正に用いる補正データを作成し、複数のセンサ２０７で取得した画像信号に補正データを用いてシェーディング補正を行う画像処理部２０４とを備える。複数のセンサ２０７は、所定の主走査方向に配列され、それぞれの画像信号によって主走査方向に延びる１ラインの画像信号を形成するように構成され、光源２０５は、少なくとも最大光度と最大光度よりも低い中間光度とに切り替えられるように構成されている。画像処理部２０４は、中間光度で照射された白基準板１４の画像信号を複数のセンサ２０７に取得させることによって中間データを取得し、シェーディング補正の黒基準となる黒補正データを中間データに基づいて作成し、黒補正データを用いてシェーディング補正を行うことで複数のセンサ２０７からの画像信号が互いに干渉し合うことに起因する画像の濃度ムラを補正する。
【００８０】
この構成によれば、光源２０５の光度を中間光度に低下させた状態での画像信号を取得することによって中間データを取得するので、中間データは、或る程度の干渉ノイズを含む。そして、中間データに基づいて黒補正データを作成することによって、干渉ノイズを含んだ黒補正データを作成することができる。このようにして作成された黒補正データを用いてシェーディング補正を行うことによって、画像信号が互いに干渉し合うことに起因する画像の濃度ムラを補正する。
【００８１】
さらに、画像処理部２０４は、中間光度で照射された白基準板１４の画像信号から中間データを取得している。そのため、画像読取装置１０に、中間データを取得するための基準部材を別途設ける必要がなく、画像読取装置１０の構成を簡易にすることができる。
【００８２】
また、画像処理部２０４は、光源２０５を消灯させた状態で複数のセンサ２０７の出力に基づいて黒データを取得し、黒データ及び中間データに基づいて黒補正データを作成する。
【００８３】
この構成によれば、黒データは、中間データよりも濃淡レベルが濃い黒のデータである。しかしながら、黒データは、濃淡レベルが濃いために、その出力レベル自体が小さく、含まれる干渉ノイズも小さい。つまり、黒データは、濃淡レベルが濃い黒のデータであるものの、干渉ノイズが適切に現れていない。一方、中間データは、濃淡レベルが基準レベルよりも薄いものの、或る程度の干渉ノイズを含んでいる。そこで、黒データ及び中間データに基づいて（例えば、黒データを中間データで補正して）黒補正データを作成することによって、濃淡レベルが濃く且つ干渉ノイズを含んだ黒補正データを作成することができる。
【００８４】
さらに、画像処理部２０４は、最大光度で照射された白基準板１４の画像信号を複数のセンサ２０７に取得させることによって白データを取得し、シェーディング補正の白基準となる白補正データを白データに基づいて作成し、黒補正データ及び白補正データを用いてシェーディング補正を行う。
【００８５】
この構成によれば、白データには、干渉ノイズが含まれており、白補正データにも干渉ノイズが含まれることになる。そのため、干渉ノイズが含まれる黒補正データと干渉ノイズが含まれる白補正データとでシェーディング補正が行われるので、センサ２０７の実際の出力に即した適切なシェーディング補正を行うことができる。
【００８６】
また、中間光度は、最大光度の半分以下である。
【００８７】
この構成によれば、中間光度で照射された白基準板１４の画像信号から作成される中間データとして、ノイズをある程度含みつつも、濃淡レベルの濃い黒色に近いデータを取得することができる。
【００８８】
さらに、光源２０５の光度は、光源２０５に印加される電圧が制御されることによって切り替えられる。
【００８９】
この構成によれば、光源２０５として多数のＬＥＤを用いることなく光度を調整することができ、センサモジュール１０２の構成を簡易にすることができる。
【００９０】
また、画像処理部２０４は、複数の原稿Ｓの画像を連続的に読み取る場合に、複数の原稿Ｓのそれぞれの画像の読取のたびに白データ、中間データ及び黒データを取得する。
【００９１】
白データ、中間データ及び黒データの取得は特にユーザによる操作が必要で無いため、複数の原稿Ｓの画像の読み取りのたびに行ったとしても、長時間を要しない。こうすることによって、温度特性等の経時的なシェーディングの変化も補正することができる。
【００９２】
（その他の実施形態］）
以上のように、本出願において開示する技術の例示として、実施の形態１を説明した。しかしながら、本開示における技術は、これに限定されず、適宜、変更、置き換え、付加、省略などを行った実施の形態にも適用可能である。また、上記実施形態で説明した各構成要素を組み合わせて、新たな実施の形態とすることも可能である。また、添付図面及び詳細な説明に記載された構成要素の中には、課題解決のために必須な構成要素だけでなく、上記技術を例示するために、課題解決のためには必須でない構成要素も含まれ得る。そのため、それらの必須ではない構成要素が添付図面や詳細な説明に記載されていることをもって、直ちに、それらの必須ではない構成要素が必須であるとの認定をするべきではない。
【００９３】
尚、実施の形態１について、以下のような構成としてもよい。
【００９４】
例えば、実施の形態１では、複数のセンサ２０７を３つのセクタに分割する場合について説明したが、セクタの分割数に限定は無い。
【００９５】
また、実施の形態１では、板状の白基準板１４により基準部材を構成する場合について説明したが、本開示はこれに限られず白基準板１４を筐体と一体に設ける等、他の構成により実現しても良い。
【００９６】
さらに、スキャナユニット１１は、ＦＦＣ１５を介してコントローラ１００に接続されているが、これに限られるものではない。スキャナユニット１１とコントローラ１００とを接続する配線は、任意の通信ケーブルを採用することができる。例えば、スキャナユニット１１とコントローラ１００とを、ＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ  Ｐｒｉｎｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔｓ）等で接続してもよい。
【００９７】
また、実施の形態１のフローチャートを所期の目的を達成できる限りにおいて、ステップの順番は任意に入れ替えることができ、さらには、幾つかのステップを並列に処理することもできる。例えば、キャリブレーション、白データの取得、中間データの取得、黒データの取得等の順番を入れ替えてもよい。また、以上の説明では、データの取得（ステップＳ１）を完了した後に、補正データの作成（ステップＳ２）を行っているが、データの取得中であって、白データが取得できた時点で（例えば、中間データを取得する前に）補正データの作成（ステップＳ２）を行ってもよい。
【００９８】
さらに、実施の形態１では、画像処理部２０４がデータ作成部及び補正部の機能を果たしているが、これに限られるものではない。データ作成部と補正部とは、別々の要素であってもよい。また、データ作成部及び補正部は、画像処理部２０４である必要は無く、画像処理部２０４とは別のプロセッサがデータ作成部として、又は補正部として機能してもよい。
【００９９】
また、実施の形態１では、光源２０５の光度をＬＥＤに印加する電圧を調整することにより制御していたが、これに限らず、光源２０５を多数のＬＥＤから成るＬＥＤ群により構成し、点灯させるＬＥＤを調整することにより制御してもよい。例えば、最大光度に切り替える際はＬＥＤを全て点灯させ、中間光度に切り替える際は点灯させるＬＥＤの個数を半分以下にすることで全体の光度を調整する。また、光度の高いＬＥＤと該ＬＥＤよりも光度の低いＬＥＤとを配置し、必要な光度に応じて一方又は両方のＬＥＤを点灯させることで光度を調整してもよい。さらに、それらの調整と電圧による調整とを組み合わせてもよい。
【０１００】
さらに、実施の形態１では、最大光度、中間光度、消灯の３段階の光度に基づいて、白補正データ及び黒補正データを作成したが、光源の光度を４段階以上の光度に切り替えられるように構成し、それぞれの光度で照射された白基準板１４の画像信号に基づいて黒補正データ及び白補正データを作成してもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１０１】
以上説明したように、ここに開示された技術は、画像読取装置について有用である。
【符号の説明】
【０１０２】
１    複合機
２    メインユニット
１０    画像読取装置
１１    スキャナユニット
１２    ＦＢガラス
１３    ＡＤＦガラス
１４    白基準板（基準部材）
１５    ＦＦＣ
１６    ＡＤＦ
３１    白色領域
１００    コントローラ
１０１    ＣＰＵ
１０２    センサモジュール
１０３    ＡＦＥ
１０４    ＲＡＭ
１０５    ＲＯＭ
２０１    読取制御部
２０２    ＤＭＡＣ
２０３    メモリ
２０４    画像処理部（データ作成部、補正部）
２０５    光源
２０６    導光体
２０７    センサ
Ｓ    原稿
【図１】
2016147524.tif 000003
【図２】
2016147524.tif 000004
【図３】
2016147524.tif 000005
【図４】
2016147524.tif 000006
【図５】
2016147524.tif 000007
【図６】
2016147524.tif 000008
【図７】
2016147524.tif 000009
【図８】
2016147524.tif 000010
【図９Ａ】
2016147524.tif 000011
【図９Ｂ】
2016147524.tif 000012
【図９Ｃ】
2016147524.tif 000013
【図１０】
2016147524.tif 000014
【図１１】
2016147524.tif 000015
【図１２】
2016147524.tif 000016
【図１３】
2016147524.tif 000017
【手続補正書】
【提出日】平成29年1月19日(2017.1.19)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、対象物の画像を読み取る画像読取装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、白基準板を備えており、光源を点灯させて白基準板の画像を取得したときのセンサの出力から白基準データを取得する一方、光源を消灯した状態のセンサの出力から黒基準データを取得する画像読取装置を開示している。この画像読取装置は、こうして取得した白基準データ及び黒基準データに基づいてシェーディング補正を行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−０６０９７５号公報
【発明の概要】
【０００４】
本開示の画像読取装置は、対象物を照射する光源と、対象物からの反射光を読み取って画像信号を取得する複数のセンサとを有するセンサモジュールと、白色領域を有する基準部材と、シェーディング補正に用いる補正データを作成するデータ作成部と、複数のセンサで取得した画像信号に補正データを用いてシェーディング補正を行う補正部と、を備える。
【０００５】
この構成により、複数のセンサからの画像信号が互いに干渉し合うことによる画像の濃度ムラを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】図１は、実施の形態１における複合機の斜視図である。
【図２】図２は、実施の形態１における複合機の断面図である。
【図３】図３は、実施の形態１におけるセンサモジュールの概略図である。
【図４】図４は、実施の形態１における白基準板の概略図である。
【図５】図５は、実施の形態１における画像読取装置のブロック図である。
【図６】図６は、実施の形態１における画像読取装置の画像読取動作のフローチャートである。
【図７】図７は、実施の形態１における画像読取装置のデータ取得処理のフローチャートである。
【図８】図８は、センサの出力レベルの一例を示す図である。
【図９Ａ】図９Ａは、原稿の画像を示す図である。
【図９Ｂ】図９Ｂは、従来のシェーディング補正後の読取画像を示す図である。
【図９Ｃ】図９Ｃは、実施の形態１におけるシェーディング補正後の読取画像を示す図である。
【図１０】図１０は、濃淡レベルに対するセンサの出力レベルの関係を示すグラフである。
【図１１】図１１は、実施の形態１における画像読取装置の補正データ作成処理の前段のフローチャートである。
【図１２】図１２は、実施の形態１における画像読取装置の補正データ作成処理の後段のフローチャートである。
【図１３】図１３は、各セクタにおける差分値の回帰直線を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、適宜図面を参照しながら、実施の形態を詳細に説明する。ただし、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。
【０００８】
なお、発明者らは、当業者が本開示を十分に理解するために添付図面及び以下の説明を提供するのであって、これらによって特許請求の範囲に記載の主題を限定することを意図するものではない。
【０００９】
（開示の背景）
原稿を読み取って画像データを作成するスキャナ等の画像読取装置では、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）やＣＩＳ（Ｃｏｎｔａｃｔ  Ｉｍａｇｅ  Ｓｅｎｓｏｒ）等のセンサモジュールの各受光素子のばらつきや、レンズ中心部と周辺部での集光度の差や、光源の光量分布のムラ等により、画素の位置に依存した歪みを生ずる。
【００１０】
これに対して、得られた画像データにシェーディング補正を行う画像読取装置が知られている。また、そのような画像読取装置を備えた複合機、複写機等の画像形成装置も知られている。
【００１１】
しかし、複数のセンサが主走査方向に配列され、それぞれの画像信号によって主走査方向に延びる１ラインの画像信号を形成する構成においては、複数のセンサからの出力が互いに干渉し合うことに起因して、画像の濃度ムラが発生する場合がある。このような濃度ムラは、従来のシェーディング補正だけでは十分に補正できない。
【００１２】
そこで、このような問題を解決するために、本開示では、複数のセンサからの出力が互いに干渉し合うことに起因する画像の濃度ムラを低減する画像読取装置を提供する。
【００１３】
（実施の形態１）
［１．構成］
［１−１．複合機］
実施の形態１における画像読取装置１０を備える複合機１のハードウェア構成について、図１、図２を用いて説明する。図１は、実施の形態１における複合機１の斜視図である。図２は、実施の形態１における複合機１の断面図である。
【００１４】
複合機１は、メインユニット２と、メインユニット２の上部に搭載された画像読取装置１０とを備えている。複合機１は、画像読取装置１０によるスキャン機能に加え、その他の機能（例えば、プリント機能、コピー機能、ファクシミリ送受信機能など）を有している。
【００１５】
画像読取装置１０は、図１，２に示すように、ＦＢ（フラットベッド）型イメージスキャナである。画像読取装置１０は、スキャナユニット１１と、ＦＢガラス１２と、ＡＤＦガラス１３と、白基準板１４と、ＡＤＦ（Ａｕｔｏ  Ｄｏｃｕｍｅｎｔ  Ｆｅｅｄｅｒ）１６と、コントローラ１００（図５参照）とを有している。
【００１６】
ＦＢガラス１２及びＡＤＦガラス１３は、メインユニット２の上面に設けられている。ＦＢガラス１２は、メインユニット２の上面の大部分を占めている。ＦＢガラス１２上には、読取対象である原稿Ｓが載置される。ＡＤＦガラス１３は、ＡＤＦ１６により給紙される原稿Ｓを読み取る。
【００１７】
ＡＤＦ１６は、ＦＢガラス１２及びＡＤＦガラス１３を覆うようにして、メインユニット２上に配置されている。ＡＤＦ１６は、原稿Ｓを自動的に供給する。
【００１８】
スキャナユニット１１は、メインユニット２内において、ＦＢガラス１２及びＡＤＦガラス１３の裏面に沿って移動するように構成されている。このスキャナユニット１１の移動する方向を副走査方向と称する。ＦＢガラス１２とＡＤＦガラス１３は、副走査方向に並んでいる。スキャナユニット１１は、読取対象の画像を取得する。スキャナユニット１１は、モータ（図示省略）により駆動され、ガイド（図示省略）に沿って副走査方向に移動する。モータは、コントローラ１００に制御されている。スキャナユニット１１は、ＦＦＣ（フレキシブルフラットケーブル）１５を介してコントローラ１００に接続されている。また、スキャナユニット１１は、センサモジュール１０２（図５参照）を有している。
【００１９】
白基準板１４は、補正用データを取得するために用いられる。白基準板１４は、メインユニット２の上部であって、ＦＢガラス１２とＡＤＦガラス１３の間に配置されている。白基準板１４は、メインユニット２の内方を向くように、即ち、スキャナユニット１１と対向するように配置されている。白基準板１４は、基準部材の一例である。
【００２０】
ＦＦＣ１５は、内部に信号線を有する通信ケーブルである。ＦＦＣ１５は、スキャナユニット１１がその可動範囲内でスムーズに移動できるように、余裕を持った長さと可撓性を有している。
【００２１】
図３は、実施の形態１におけるセンサモジュール１０２の概略図である。センサモジュール１０２は、本実施形態では、密着イメージセンサ方式、即ち、ＣＩＳタイプである。センサモジュール１０２は、光源２０５と、複数のセンサ２０７とを有している。
【００２２】
複数のセンサ２０７は、副走査方向と直交する主走査方向に配列されている。典型的には、センサ２０７は、センサＩＣで形成され、例えば、ＣＭＯＳイメージセンサである。１つのセンサ２０７には、主走査方向に配列された複数の画素（光電変換部）が含まれている。センサ２０７の上方には、ロッドレンズアレイ（図示省略）が設けられている。ロッドレンズアレイで集光された光がセンサ２０７に入射する。
【００２３】
センサ２０７は、複数のセクタに分割され、受光した光を画像信号に変換し、変換した画像信号をセクタ毎に出力する。つまり、セクタとは、画像信号を一纏まりで出力するセンサ２０７のグループである。例えば、センサ２０７の個数が１２個であって、３つのセクタに分割されている場合、各セクタには、４個のセンサ２０７が含まれる。センサ２０７は、ＦＦＣ１５を介して画像信号をコントローラ１００に出力する。
【００２４】
光源２０５は、典型的にはＬＥＤである。例えば、光源２０５は、レッド（Ｒ）、グリーン（Ｇ）、ブルー（Ｂ）の３つのＬＥＤで形成される。光源２０５はＬＥＤに印加する電圧を調整することで光度を切り替えることができる。光源２０５は、センサモジュール１０２において主走査方向の一端部（図３の左端）に配置されている。センサモジュール１０２は、導光体２０６を有している。光源２０５からの光は、導光体２０６を介して上方に向かって、即ち、ＦＢガラス１２、ＡＤＦガラス１３又は白基準板１４の方へ光を出射する。光源２０５及び導光体２０６は、センサ２０７の近傍に配置されているので、ＦＢガラス１２若しくはＡＤＦガラス１３上の原稿Ｓ又は白基準板１４で反射した光は、ロッドレンズアレイを介してセンサ２０７に入射する。
【００２５】
図４は、実施の形態１における白基準板１４の概略図である。白基準板１４は、大部分を白色領域３１が占めており、後述するデータ取得に用いない部分に基準パターンＰが設けられている。白基準板１４は、画像読取装置１０内では主走査方向に延びている。白基準板１４の主走査方向の長さは、少なくともセンサモジュール１０２（より具体的には、複数のセンサ２０７の列）よりも長い。白基準板１４は、少なくともセンサモジュール１０２と対向する面に、主走査方向においてセンサモジュール１０２の全長に亘って白色領域３１が広がるように配置されている。さらに、白基準板１４に設けられた基準パターンＰはホームポジションを示すパターンである。基準パターンＰは、画像処理部２０４（図５参照）が識別可能なパターンであれば、任意のパターンを採用することができる。例えば、基準パターンＰは、副走査方向に延びる黒色の線が主走査方向に複数、配列されたものであってもよい。白基準板１４は、基準部材の一例である。
【００２６】
［１−２．画像読取装置］
図５は、実施の形態１における画像読取装置１０のブロック図である。
【００２７】
図５に示すように、画像読取装置１０は、スキャナユニット１１とコントローラ１００を備える。
【００２８】
コントローラ１００は、スキャナユニット１１の画像の読み取り動作を制御すると共に、スキャナユニット１１から出力される画像信号に対して画像処理を行う。コントローラ１００は、ＣＰＵ１０１と、ＡＦＥ（Ａｎａｌｏｇ  Ｆｒｏｎｔ  Ｅｎｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）１０３と、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）１０４と、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）１０５とを有している。
【００２９】
ＡＦＥ１０３には、スキャナユニット１１のセンサモジュール１０２からの画像信号（アナログ信号）が入力される。ＡＦＥ１０３は、アナログ／デジタル変換器及び増幅器等を有している。ＡＦＥ１０３は、センサモジュール１０２からの画像信号を増幅器で増幅し、オフセットを加減算し、アナログ／デジタル変換器でデジタル信号（画像データ）に変換して、ＣＰＵ１０１に出力する。
【００３０】
ＲＡＭ１０４は、ＣＰＵ１０１により取得された画像データを格納する。ＲＯＭ１０５は、ＣＰＵ１０１での画像処理に必要な所定のプログラムを格納している。
【００３１】
ＣＰＵ１０１は、読取制御部２０１と、ＤＭＡＣ（Ｄｉｒｅｃｔ  Ｍｅｍｏｒｙ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）２０２と、メモリ２０３と、画像処理部２０４とを有している。
【００３２】
読取制御部２０１は、スキャナユニット１１（センサモジュール１０２を含む）、ＡＤＦ１６及びＡＦＥ１０３の動作を制御する。例えば、読取制御部２０１は、光源２０５へ印加する電圧を調整することで光源２０５の光度を切り替える。また、ＡＤＦ１６にセットされた原稿Ｓを搬送するためのモータ（図示せず）の駆動も制御する。
【００３３】
画像処理部２０４は、ＡＦＥ１０３から入力された画像信号に画像処理を施す。画像処理部２０４は、ＲＯＭ１０５に格納されているプログラムを読み出し、読み出したプログラムを実行することにより画像処理を実行する。詳しくは後述するが、画像処理部２０４は、フィルタ処理やシェーディング補正等の様々な画像処理を実行する。画像処理部２０４は、データ作成部の一例であり、補正部の一例でもある。
【００３４】
ＤＭＡＣ２０２は、画像処理部２０４で画像処理して取得した画像信号を転送するデータ転送処理を行う。
【００３５】
メモリ２０３は、各種データを格納する。例えば、メモリ２０３には、光源２０５の印加電圧に対する光度を表すデータが格納されている。また、メモリ２０３は、シェーディング補正に用いるデータが格納される。
【００３６】
［２．動作］
［２−１．画像読取動作］
画像読取装置１０の動作について説明する。図６は、実施の形態１における画像読取装置１０の画像読取動作のフローチャートである。
【００３７】
画像読取動作は、画像読取装置１０の電源がオンにされ、ユーザの操作を受けてスタートする。まず、ステップＳ１において、画像処理部２０４は、シェーディング補正に用いる補正データを作成するためのデータを取得する。次に、ステップＳ２において、画像処理部２０４は、ステップＳ１で取得したデータに基づいて、補正データを作成する。その後、ステップＳ３において、画像処理部２０４は、原稿の読取を実行する。このとき、画像処理部２０４は、読み取った画像信号に補正データを用いてシェーディング補正を施す。
【００３８】
［２−２．データ取得処理］
図７は、実施の形態１における画像読取装置１０のデータ取得処理のフローチャートである。
【００３９】
ユーザがデータ取得の操作を画像読取装置１０の操作部（図示省略）を介して行うことによって、データ取得の処理が開始される。
【００４０】
まず、ステップＳ１０１において、画像処理部２０４は、センサモジュール１０２のホームポジションを検出する。具体的には、画像処理部２０４は、読取制御部２０１を介してセンサモジュール１０２を、メモリ２０３に記憶されているホームポジションへ移動させる。この位置は、暫定的なホームポジションである。そして、画像処理部２０４は、センサモジュール１０２にその位置で画像を取得させ、取得した画像から基準パターンＰが検出されるか否かを判定する。基準パターンＰが検出された場合は、画像処理部２０４は、センサモジュール１０２の現在の位置が正確なホームポジションにあると判定する。基準パターンＰが検出されない場合は、画像処理部２０４は、センサモジュール１０２を副走査方向の一方側へ移動させ、基準パターンＰを探索させる。基準パターンＰが検出されたときに、画像処理部２０４は、ホームポジションの検出を完了する。ただし、センサモジュール１０２を暫定的なホームポジションから副走査方向の一方側へある程度移動させても基準パターンＰが検出されない場合には、画像処理部２０４は、センサモジュール１０２を暫定的なホームポジションへ戻し、そこから副走査方向の他方側に向かって基準パターンＰの探索を実行させる。画像処理部２０４は、基準パターンＰが検出されるまで、センサモジュール１０２の副走査方向の他方側への移動を継続する。画像処理部２０４は、検出されたホームポジションの位置をメモリ２０３に記憶し、次回のホームポジションの検出においては、メモリ２０３に記憶したホームポジションを暫定的なホームポジションとして用いる。
【００４１】
次に、ステップＳ１０２において、画像処理部２０４は、読取制御部２０１を介してセンサモジュール１０２を、白基準板１４の白色領域３１と対向する位置へ移動させる。基準パターンＰと白色領域３１との副走査方向の距離は既知であるので、画像処理部２０４は、センサモジュール１０２を、ステップＳ１０１で検出したホームポジションに基づいて、白色領域３１と対向する位置まで正確に移動させることできる。
【００４２】
センサモジュール１０２が白色領域３１と対向する位置まで移動すると、ステップＳ１０３において、画像処理部２０４は、キャリブレーションを実行する。例えば、画像処理部２０４は、光源２０５の点灯時間の設定、ＡＦＥ１０３の設定等の初期設定を行う。光源２０５の点灯時間の設定を行うことによって、複数のセンサ２０７から出力される画像信号の出力レベルを揃えることができる。
【００４３】
キャリブレーションが完了すると、ステップＳ１０４において、画像処理部２０４はメモリ２０３から光源２０５の印加電圧に対する光度を表すデータを読み出して、光源２０５の光度が最大になる電圧を求め、読取制御部２０１に該電圧の情報を送信する。読取制御部２０１は、光源２０５をオンにして、上記情報に基づいて電圧を調整し、光源２０５の光度を最大光度に切り替える。最大光度は第１の光度の一例である。
【００４４】
次に、ステップＳ１０５において、画像処理部２０４は、読取制御部２０１を介して、最大光度の光源２０５により白基準板１４を照射し、白基準板１４の画像を取得する。すなわち、画像処理部２０４は、最大光度で照射された白基準板１４から反射された光をセンサ２０７で受光させ、受光した光を画像信号に変換する。このときの画像信号に基づく画像データ、即ち白データは、最大光度の画像データであるため、濃淡レベル（光量）が最も薄い白色の、センサ２０７の出力レベルを表している。画像処理部２０４は、この白データを白補正データとして、メモリ２０３に保存する。
【００４５】
続いて、ステップＳ１０６において、画像処理部２０４は、メモリ２０３から光源２０５の印加電圧に対する光度を表すデータを読み出して、光源２０５の光度が最大光度の半分以下でかつ消灯しない程度の光度（以下、中間光度とする）になる電圧を求め、読取制御部２０１に該電圧の情報を送信する。読取制御部２０１は、該情報に基づいて、光源２０５に印加する電圧を低下させ、光源２０５の光度を中間光度に切り替える。中間光度は第２の光度の一例である。
【００４６】
次に、ステップＳ１０７において、画像処理部２０４は、中間光度に切り替えられた光源２０５で白基準板１４を照射し、白基準板１４の画像を取得する。このとき、被写体は白色であるものの、光源２０５の光度が中間光度に切り替えられている。そのため、このときの画像データは、最大光度の場合の出力レベルよりも、濃淡レベルが濃い比較的黒色に近い色の、センサ２０７の出力レベルを表している。画像処理部２０４は、この画像データを中間データとして、メモリ２０３に保存する。
【００４７】
中間データの取得が完了すると、ステップＳ１０８において、画像処理部２０４は、光源２０５を消灯した状態（光源ＯＦＦ）で画像を取得する。光源２０５が消灯しているので、センサ２０７には、少なくとも光源２０５からの光（即ち、光源２０５から出射して、被写体で反射した光）は入射していない。つまり、このときの画像データは、濃淡レベルの最も濃い黒色の、センサ２０７の出力レベルを表すものである。画像処理部２０４は、この画像データを黒データとして、メモリ２０３に保存する。
【００４８】
［２−３．補正データ作成処理］
画像処理部２０４は、シェーディング補正の黒基準となる黒補正データを、データ取得処理で取得された黒データ及び中間データから作成する。黒データ及び中間データを用いて黒補正データを作成することによって、詳しくは後述するクロストークに起因する濃度ムラの影響を低減することができる。
【００４９】
複数のセンサ２０７からの画像信号がその伝送路において互いに干渉し合い（クロストーク）、画像信号にノイズが発生する場合がある。特に、センサ２０７のように、ＦＦＣ１５を介して画像信号を出力させる構成においては、ＦＦＣ１５の折り曲げによってクロストークが発生し易くなる。
【００５０】
図８はセンサ２０７の出力レベルの一例を示す図である。図８において、一点鎖線Ｍ２はクロストークが無い場合であり、実線Ｍ１はクロストークが有る場合である。図８の縦軸は、センサ２０７の出力レベルを表し、横軸は、センサ２０７の各画素の主走査方向の位置を表している。例えば、反射率が均一な被写体を撮像した場合の画素ごとの出力レベルは、クロストークが無い場合には、画素間の個体差が無いと仮定すれば、図８の一点鎖線Ｍ２で示すように実質的に一定となる。しかし、クロストークが発生すると、図８の実線Ｍ１で示すように、画素ごとの出力レベルは、各セクタ内で変化するようになる。例えば、図８に示すように、各セクタ内の画素ごとの出力レベルは、セクタの一端側から他端側に向かって線形的に大きくなる。さらに、各セクタ内で画素ごとの出力レベルに差が生じると、セクタが切り替わる部分で出力レベルに段差が生じるようになる。
【００５１】
図９Ａは、原稿Ｓの画像を示す図である。図９Ｂは、従来のシェーディング補正後の読取画像を示す図である。図９Ｃは、シェーディング補正後の読取画像を示す図である。
【００５２】
図９Ａは、原稿Ｓの画像例を示す。図９Ｂは、原稿Ｓの画像を読み取った後に従来のシェーディング補正を行った読取画像を示す。図９Ｂに示すように、クロストークによるノイズが発生すると、読取画像において、濃度ムラが発生する。図９Ｂの読取画像においては、センサ２０７のセクタの境界に相当する部分に濃度ムラが発生している。
【００５３】
また、図１０は、濃淡レベルに対するセンサ２０７の出力レベルの関係を示すグラフである。センサ２０７の各画素は、光量に応じた電圧の信号を出力する。光量に応じた電圧の変化は、センサ２０７の特性に依存する。例えば、光量に応じて電圧が線形的に変化する場合、電圧の理想的な変化は一点鎖線Ｌ１に示すようになる。しかしながら、クロストークに起因するノイズ（以下、「干渉ノイズ」という）が出力信号に重畳されると、電圧の変化は実線Ｌ２に示すような態様となる。つまり、濃淡レベルが最も濃い黒の場合には出力レベルが小さいため、干渉ノイズもほとんど現れない。しかしながら、濃淡レベルが黒から少し薄くなると、センサ２０７の出力レベルが上昇し、それに伴い、干渉ノイズも大きくなる。
【００５４】
従来の典型的なシェーディング補正では、光源２０５を消灯させた状態（点Ａ）で画像データを取得し、それを黒基準となる黒補正データとする。また、光源２０５を点灯させた状態（点Ｂ）で白色の画像データを取得し、それを白基準となる白補正データとする。このようにして取得された黒補正データ及び白補正データを用いてシェーディング補正が行われることによって、画素ごとのオフセットや画素ごとのゲイン（ダイナミックレンジ）が補正される。ところが、光源２０５を消灯させた状態での画像信号には、干渉ノイズの影響が現れ難い。そのため、点Ａと点Ｂにおける画像データを用いてシェーディング補正を行うと、実際のセンサ２０７の出力特性とは異なる、二点鎖線Ｌ３で示すような特性に基づいてシェーディング補正を行うことになってしまい、シェーディング補正を適切に行うことができない。
【００５５】
そこで、本開示の画像読取装置１０は、光源２０５を消灯させた状態の黒データと光源２０５の光度を中間光度にした中間データとを用いることによって黒補正データを作成する。
【００５６】
図１１は、実施の形態１における画像読取装置１０の補正データ作成処理の前段のフローチャートである。図１２は、実施の形態１における画像読取装置１０の補正データ作成処理の後段のフローチャートである。図１３は、各セクタにおける差分値の回帰直線を示す図である。
【００５７】
以下の説明では、センサ２０７のセクタの個数を３個、画素の個数をｎ個とする。また、セクタをＳｉ（ｉ＝０〜２）、画素をＸｊ（ｊ＝０〜ｎ−１）で表す。セクタＳ０は、センサ２０７において主走査方向の一端に位置するセクタであり、セクタＳ１は、セクタＳ０に隣接するセクタであり、セクタＳ２は、セクタＳ１に隣接し且つセンサ２０７において主走査方向の他端に位置するセクタである。画素については、画素Ｘ０は、センサ２０７において主走査方向の一端の画素であり、画素番号ｊが大きくなるにつれて主走査方向の他端側の画素となり、画素Ｘｎ−１は、センサ２０７において主走査方向の他端の画素である。
【００５８】
ステップＳ２０１において、画像処理部２０４は、画素番号ｊを０にセットする。また、ステップＳ２０２において、画像処理部２０４は、セクタ番号ｉを０にセットする。
【００５９】
次に、ステップＳ２０３において、画像処理部２０４は、各セクタにおいて後述の差分値の演算を行う領域（ウインドウ）を設定する。詳しくは、図８に示すように、各セクタにおいて、主走査方向の一端部と他端部とにウインドウを設定する。各ウインドウの幅は、所定の個数の画素が含まれるように設定される。図８において、セクタＳ０においては、主走査方向の一端部に開始ウインドウＲ１、他端部に終了ウインドウＲ２が設定される。同様に、セクタＳ１においては、主走査方向の一端部に開始ウインドウＲ３、他端部に終了ウインドウＲ４が設定される。また、セクタＳ２においては、主走査方向の一端部に開始ウインドウＲ５、他端部に終了ウインドウＲ６が設定される。
【００６０】
ステップＳ２０４において、画像処理部２０４は、画素Ｘｊがウインドウ内に含まれているか否かを判定する。例えば、ステップＳ２０１を経て直後は、ｊ＝０なので、画素Ｘｊは、セクタＳ０の開始ウインドウＲ１内に含まれる。
【００６１】
画素Ｘｊがウインドウ外である場合には、画像処理部２０４は、ステップＳ２０５において画素番号ｊをインクリメントして、ステップＳ２０４の処理を再び実行する。つまり、画像処理部２０４は、次の画素Ｘｊがウインドウ内に含まれるかを判定する。
【００６２】
一方、画素Ｘｊがウインドウ内である場合には、画像処理部２０４は、ステップＳ２０６において、中間データの画素Ｘｊの出力レベルＫ２ｊと黒データの画素Ｘｊの出力レベルＫ１ｊとの差分値（Ｋ２ｊ−Ｋ１ｊ）を求め、求めた差分値をメモリ２０３に保存する。
【００６３】
その後、ステップＳ２０７において、画像処理部２０４は、画素ＸｊがセクタＳｉにおける最終画素であるか否かを判定する。画素Ｘｊが最終画素でない場合には、画像処理部２０４は、ステップＳ２０５において画素番号ｊをインクリメントして、ステップＳ２０４の処理を再び実行する。
【００６４】
一方、画素Ｘｊが最終画素である場合には、画像処理部２０４は、ステップＳ２０８において、セクタＳｉの差分値の回帰直線を求める。具体的には、画像処理部２０４は、図１３に示すように、セクタＳｉの開始ウインドウに含まれる画素の差分値及び終了ウインドウに含まれる画素の差分値の回帰直線ｙｉ（ｘ）＝ａｉ×ｘ＋ｂｉ（ｘ：セクタ内での画素位置）、ｙｉ：差分値、ｉ：セクタ番号、ａｉ：回帰直線係数（傾き）、ｂｉ：回帰直線係数（定数項））を求める。画像処理部２０４は、求めた回帰直線計数ａｉ，ｂｉをメモリ２０３に格納する。図１３においては、点線ｙ０はセクタＳ０の回帰直線、実線ｙ２はセクタＳ１の回帰直線、一点鎖線ｙ３はセクタＳ２の回帰直線を示す。
【００６５】
次に、ステップＳ２０９において、画像処理部２０４は、セクタ番号ｉが「２」より小さいか否かを判定する。セクタ番号ｉが「２」より小さい場合には、画像処理部２０４は、ステップＳ２１０においてセクタ番号ｉをインクリメントして、ステップＳ２０３の処理を再び実行する。つまり、回帰直線の算出を行ったセクタＳｉが最後のセクタ（即ち、セクタＳ２）でない限り、セクタＳｉを次のセクタＳｉ＋１に変更して、回帰直線の算出を繰り返す。
【００６６】
一方、セクタ番号ｉが「２」以上の場合、即ち、セクタ番号が２の場合には、画像処理部２０４は、補正データの作成の前段の処理を終了する。
【００６７】
続いて、画像処理部２０４は、補正データの作成の後段の処理を実行する。詳しくは、画像処理部２０４は、ステップＳ２１１において、図１３に示すように、メモリ２０３に格納されているセクタＳ０、セクタＳ１及びセクタＳ２の３つの回帰直線ｙ０〜ｙ２のうち、最小値となる最小差分値ｙｍｉｎを求める（ｙｍｉｎ＝ｍｉｎ（ｙｉ））。すなわち、各セクタの回帰直線における最小値のうち、３つのセクタで最も小さい最小値が最小差分値ｙｍｉｎとなる。
【００６８】
次に、画像処理部２０４は、ステップＳ２１２において、画素番号ｊを０にセットする。続いて、画像処理部２０４は、ステップＳ２１３において、セクタ番号ｉを０にセットする。
【００６９】
そして、画像処理部２０４は、ステップＳ２１４において、最小差分値ｙｍｉｎを用いて、黒データの画素Ｘｊの出力レベルＫ１ｊを補正して黒補正データを求める。具体的には、黒補正データの画素Ｘｊの補正値Ｋｊは、以下の式で表される。
【００７０】
Ｋｊ＝Ｋ１ｊ＋（ｙｉ（ｘ）−ｙｍｉｎ）
次に、画像処理部２０４は、ステップＳ２１５において、画素ＸｊがセクタＳｉにおける最終画素であるか否かを判定する。画素Ｘｊが最終画素でない場合には、画像処理部２０４は、ステップＳ２１６において画素番号ｊをインクリメントして、ステップＳ２１４の処理を再び実行する。
【００７１】
一方、画素Ｘｊが最終画素である場合には、画像処理部２０４は、ステップＳ２１７において、セクタ番号ｉが「２」より小さいか否かを判定する。セクタ番号ｉが「２」より小さい場合には、画像処理部２０４は、ステップＳ２１８においてセクタ番号ｉをインクリメントして、ステップＳ２１４の処理を再び実行する。つまり、黒補正データの算出を行ったセクタＳｉが最後のセクタ（即ち、セクタＳ２）でない限り、セクタＳｉを次のセクタＳｉ＋１に変更して、黒補正データの算出を繰り返す。
【００７２】
一方、セクタ番号ｉが「２」以上の場合、即ち、セクタ番号が２の場合には、画像処理部２０４は、補正データの作成の後段の処理を終了する。
【００７３】
このように、画像処理部２０４は、各セクタの差分値ｙｉ（ｘ）から最小差分値ｙｍｉｎを減算した値を、黒データの出力レベルＫ１ｊに加算して黒補正データの補正値Ｋｊを求める。
【００７４】
［２−４．読取処理］
黒補正データ及び白補正データが求められると、画像処理部２０４は、読取処理を行う。具体的には、画像処理部２０４は、読取制御部２０１を介してセンサモジュール１０２を移動させ、原稿Ｓの画像の読取動作を実行させる。画像処理部２０４は、読み取られた画像に対して、黒補正データ及び白補正データを用いてシェーディング補正を行う。
【００７５】
ステップＳ１０５で取得した黒データは、それ自体の出力レベルが非常に小さいため、黒データに含まれる干渉ノイズも非常に小さい（図１０の点Ａ参照）。一方、中間データは、黒データよりも濃淡レベルが薄い側のデータであって、出力レベルが大きいため、中間データには、干渉ノイズが現れている（図１０の点Ｃ参照）。中間データを用いて黒データを補正することで、干渉ノイズを含んだ黒補正データを作成することができる。
【００７６】
中間データは、光源２０５を点灯させているものの、光度を中間光度まで低下させているため、中間光度で照射された白基準板１４の反射光に起因する出力は十分に低く、出力の大部分に干渉ノイズを含むものである。また、中間光度は最大光度の半分以下でかつ消灯しない程度にまで低下させた光度であるため、中間光度で照射された白基準板１４からの反射光に起因する出力は、黒データの出力よりも大きいものの、十分に小さい。そのため、中間データの出力レベルと黒データの出力レベルとの差分値（Ｋ２ｊ−Ｋ１ｊ）は、概ね、干渉ノイズであるとみなすことができる。本開示では、差分値（Ｋ２ｊ−Ｋ１ｊ）を線形回帰したり、セクタごとの差分値（Ｋ２ｊ−Ｋ１ｊ）のオフセットを補正したりしているが、原理的には、黒データに差分値（Ｋ２ｊ−Ｋ１ｊ）を加算することによって、干渉ノイズを含んだ黒補正データが作成される。つまり、図１０における点Ａ’のデータが作成される。
【００７７】
こうして作成された干渉ノイズを含んだ黒補正データ（図１０の点Ａ’）と、元々干渉ノイズを含んだ白補正データ（図１０の点Ｂ）とを用いてシェーディング補正を行うことによって、干渉ノイズを含んだセンサ２０７の実際の出力に即したシェーディング補正を行うことができる。その結果、図９Ｃに示すように、読取画像のうちセンサ２０７のセクタの境界に相当する部分の濃度ムラが低減され、図９Ａの原稿Ｓの画像に近い読取画像が得られる。
【００７８】
尚、画像処理部２０４は、複数の原稿Ｓの画像を連続的に読み取る場合には、白データ、中間データ及び黒データの取得は、それぞれの原稿Ｓの画像の読取を行うたびにその読取前に実行する。そして、各原稿Ｓの画像データのシェーディング補正は、全ての読取の前に毎回取得される白データ、中間データ及び黒データから黒補正データ及び白補正データを作成して、実行される。
【００７９】
［３．まとめ］
本開示の画像読取装置１０は、ＦＢガラス１２及びＡＤＦガラス１３上の対象物を照射する光源２０５と、対象物からの反射光を読み取って画像信号を取得する複数のセンサ２０７とを有するセンサモジュール１０２と、白基準板１４と、シェーディング補正に用いる補正データを作成し、複数のセンサ２０７で取得した画像信号に補正データを用いてシェーディング補正を行う画像処理部２０４とを備える。複数のセンサ２０７は、所定の主走査方向に配列され、それぞれの画像信号によって主走査方向に延びる１ラインの画像信号を形成するように構成され、光源２０５は、少なくとも最大光度と最大光度よりも低い中間光度とに切り替えられるように構成されている。画像処理部２０４は、中間光度で照射された白基準板１４の画像信号を複数のセンサ２０７に取得させることによって中間データを取得し、シェーディング補正の黒基準となる黒補正データを中間データに基づいて作成し、黒補正データを用いてシェーディング補正を行うことで複数のセンサ２０７からの画像信号が互いに干渉し合うことに起因する画像の濃度ムラを補正する。
【００８０】
この構成によれば、光源２０５の光度を中間光度に低下させた状態での画像信号を取得することによって中間データを取得するので、中間データは、或る程度の干渉ノイズを含む。そして、中間データに基づいて黒補正データを作成することによって、干渉ノイズを含んだ黒補正データを作成することができる。このようにして作成された黒補正データを用いてシェーディング補正を行うことによって、画像信号が互いに干渉し合うことに起因する画像の濃度ムラを補正する。
【００８１】
さらに、画像処理部２０４は、中間光度で照射された白基準板１４の画像信号から中間データを取得している。そのため、画像読取装置１０に、中間データを取得するための基準部材を別途設ける必要がなく、画像読取装置１０の構成を簡易にすることができる。
【００８２】
また、画像処理部２０４は、光源２０５を消灯させた状態で複数のセンサ２０７の出力に基づいて黒データを取得し、黒データ及び中間データに基づいて黒補正データを作成する。
【００８３】
この構成によれば、黒データは、中間データよりも濃淡レベルが濃い黒のデータである。しかしながら、黒データは、濃淡レベルが濃いために、その出力レベル自体が小さく、含まれる干渉ノイズも小さい。つまり、黒データは、濃淡レベルが濃い黒のデータであるものの、干渉ノイズが適切に現れていない。一方、中間データは、濃淡レベルが基準レベルよりも薄いものの、或る程度の干渉ノイズを含んでいる。そこで、黒データ及び中間データに基づいて（例えば、黒データを中間データで補正して）黒補正データを作成することによって、濃淡レベルが濃く且つ干渉ノイズを含んだ黒補正データを作成することができる。
【００８４】
さらに、画像処理部２０４は、最大光度で照射された白基準板１４の画像信号を複数のセンサ２０７に取得させることによって白データを取得し、シェーディング補正の白基準となる白補正データを白データに基づいて作成し、黒補正データ及び白補正データを用いてシェーディング補正を行う。
【００８５】
この構成によれば、白データには、干渉ノイズが含まれており、白補正データにも干渉ノイズが含まれることになる。そのため、干渉ノイズが含まれる黒補正データと干渉ノイズが含まれる白補正データとでシェーディング補正が行われるので、センサ２０７の実際の出力に即した適切なシェーディング補正を行うことができる。
【００８６】
また、中間光度は、最大光度の半分以下である。
【００８７】
この構成によれば、中間光度で照射された白基準板１４の画像信号から作成される中間データとして、ノイズをある程度含みつつも、濃淡レベルの濃い黒色に近いデータを取得することができる。
【００８８】
さらに、光源２０５の光度は、光源２０５に印加される電圧が制御されることによって切り替えられる。
【００８９】
この構成によれば、光源２０５として多数のＬＥＤを用いることなく光度を調整することができ、センサモジュール１０２の構成を簡易にすることができる。
【００９０】
また、画像処理部２０４は、複数の原稿Ｓの画像を連続的に読み取る場合に、複数の原稿Ｓのそれぞれの画像の読取のたびに白データ、中間データ及び黒データを取得する。
【００９１】
白データ、中間データ及び黒データの取得は特にユーザによる操作が必要で無いため、複数の原稿Ｓの画像の読み取りのたびに行ったとしても、長時間を要しない。こうすることによって、温度特性等の経時的なシェーディングの変化も補正することができる。
【００９２】
（その他の実施形態］）
以上のように、本出願において開示する技術の例示として、実施の形態１を説明した。しかしながら、本開示における技術は、これに限定されず、適宜、変更、置き換え、付加、省略などを行った実施の形態にも適用可能である。また、上記実施形態で説明した各構成要素を組み合わせて、新たな実施の形態とすることも可能である。また、添付図面及び詳細な説明に記載された構成要素の中には、課題解決のために必須な構成要素だけでなく、上記技術を例示するために、課題解決のためには必須でない構成要素も含まれ得る。そのため、それらの必須ではない構成要素が添付図面や詳細な説明に記載されていることをもって、直ちに、それらの必須ではない構成要素が必須であるとの認定をするべきではない。
【００９３】
尚、実施の形態１について、以下のような構成としてもよい。
【００９４】
例えば、実施の形態１では、複数のセンサ２０７を３つのセクタに分割する場合について説明したが、セクタの分割数に限定は無い。
【００９５】
また、実施の形態１では、板状の白基準板１４により基準部材を構成する場合について説明したが、本開示はこれに限られず白基準板１４を筐体と一体に設ける等、他の構成により実現しても良い。
【００９６】
さらに、スキャナユニット１１は、ＦＦＣ１５を介してコントローラ１００に接続されているが、これに限られるものではない。スキャナユニット１１とコントローラ１００とを接続する配線は、任意の通信ケーブルを採用することができる。例えば、スキャナユニット１１とコントローラ１００とを、ＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ  Ｐｒｉｎｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔｓ）等で接続してもよい。
【００９７】
また、実施の形態１のフローチャートを所期の目的を達成できる限りにおいて、ステップの順番は任意に入れ替えることができ、さらには、幾つかのステップを並列に処理することもできる。例えば、キャリブレーション、白データの取得、中間データの取得、黒データの取得等の順番を入れ替えてもよい。また、以上の説明では、データの取得（ステップＳ１）を完了した後に、補正データの作成（ステップＳ２）を行っているが、データの取得中であって、白データが取得できた時点で（例えば、中間データを取得する前に）補正データの作成（ステップＳ２）を行ってもよい。
【００９８】
さらに、実施の形態１では、画像処理部２０４がデータ作成部及び補正部の機能を果たしているが、これに限られるものではない。データ作成部と補正部とは、別々の要素であってもよい。また、データ作成部及び補正部は、画像処理部２０４である必要は無く、画像処理部２０４とは別のプロセッサがデータ作成部として、又は補正部として機能してもよい。
【００９９】
また、実施の形態１では、光源２０５の光度をＬＥＤに印加する電圧を調整することにより制御していたが、これに限らず、光源２０５を多数のＬＥＤから成るＬＥＤ群により構成し、点灯させるＬＥＤを調整することにより制御してもよい。例えば、最大光度に切り替える際はＬＥＤを全て点灯させ、中間光度に切り替える際は点灯させるＬＥＤの個数を半分以下にすることで全体の光度を調整する。また、光度の高いＬＥＤと該ＬＥＤよりも光度の低いＬＥＤとを配置し、必要な光度に応じて一方又は両方のＬＥＤを点灯させることで光度を調整してもよい。さらに、それらの調整と電圧による調整とを組み合わせてもよい。
【０１００】
さらに、実施の形態１では、最大光度、中間光度、消灯の３段階の光度に基づいて、白補正データ及び黒補正データを作成したが、光源の光度を４段階以上の光度に切り替えられるように構成し、それぞれの光度で照射された白基準板１４の画像信号に基づいて黒補正データ及び白補正データを作成してもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１０１】
以上説明したように、ここに開示された技術は、画像読取装置について有用である。
【符号の説明】
【０１０２】
１    複合機
２    メインユニット
１０    画像読取装置
１１    スキャナユニット
１２    ＦＢガラス
１３    ＡＤＦガラス
１４    白基準板（基準部材）
１５    ＦＦＣ
１６    ＡＤＦ
３１    白色領域
１００    コントローラ
１０１    ＣＰＵ
１０２    センサモジュール
１０３    ＡＦＥ
１０４    ＲＡＭ
１０５    ＲＯＭ
２０１    読取制御部
２０２    ＤＭＡＣ
２０３    メモリ
２０４    画像処理部（データ作成部、補正部）
２０５    光源
２０６    導光体
２０７    センサ
Ｓ    原稿
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象物の画像を読み取る画像読取装置であって、
対象物を照射する光源と、対象物からの反射光を読み取って画像信号を取得する複数のセンサとを有するセンサモジュールと、
白色領域を有する基準部材と、
シェーディング補正に用いる補正データを作成するデータ作成部と、
前記複数のセンサで取得した画像信号に前記補正データを用いてシェーディング補正を行う補正部と、を備え、
前記複数のセンサは、所定の主走査方向に配列され、それぞれの画像信号によって前記主走査方向に延びる１ラインの画像信号を形成するように構成され、
前記光源は、少なくとも第１の光度と前記第１の光度よりも小さい第２の光度とに切り替えられるように構成されており、
前記データ作成部は、前記第２の光度で照射された前記基準部材の白色領域の画像信号を前記複数のセンサに取得させることによって中間データを取得し、シェーディング補正の黒基準となる黒補正データを前記中間データに基づいて作成し、
前記補正部は、前記黒補正データを用いてシェーディング補正を行うことで前記複数のセンサからの画像信号が互いに干渉し合うことに起因する画像の濃度ムラを補正する
ことを特徴とする画像読取装置。
【請求項２】
請求項１に記載の画像読取装置において、
前記データ作成部は、前記光源を消灯させた状態で前記複数のセンサに画像信号を取得させることによって黒データを取得し、前記黒データと前記中間データとに基づいて、前記黒補正データを作成する
ことを特徴とする画像読取装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の画像読取装置において、
前記データ作成部は、前記第１の光度で照射された前記基準部材の白色領域の画像信号を前記複数のセンサに取得させることによって白データを取得し、シェーディング補正の白基準となる白補正データを前記白データに基づき作成する
ことを特徴とする画像読取装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１つに記載の画像読取装置において、
前記第２の光度は、前記第１の光度の半分以下である
ことを特徴とする画像読取装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１つに記載の画像読取装置において、
前記光源の光度は、前記光源に印加される電圧が調整されることによって切り替えられる
ことを特徴とする画像読取装置。
【請求項６】
請求項３に記載の画像読取装置において、
前記データ作成部は、複数の対象物の画像を連続的に読み取る場合には、複数の対象物のそれぞれの画像の読取のたびに前記白データ、前記中間データ及び黒データを取得する
ことを特徴とする画像読取装置。
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2016147524.tif 000018
【図２】
2016147524.tif 000019
【図３】
2016147524.tif 000020
【図４】
2016147524.tif 000021
【図５】
2016147524.tif 000022
【図６】
2016147524.tif 000023
【図７】
2016147524.tif 000024
【図８】
2016147524.tif 000025
【図９Ａ】
2016147524.tif 000026
【図９Ｂ】
2016147524.tif 000027
【図９Ｃ】
2016147524.tif 000028
【図１０】
2016147524.tif 000029
【図１１】
2016147524.tif 000030
【図１２】
2016147524.tif 000031
【図１３】
2016147524.tif 000032
【国際調査報告】
2016147524.tif 000033
2016147524.tif 000034
2016147524.tif 000035