(57)【要約】【課題】この発明は、原稿の画像をエリアセンサを用いて読取るものにおいて、機体差なく、正確にごみや汚れを検知できる。【解決手段】この発明は、ごみや汚れの無い状態での白基準板からの反射光に対するＡ／Ｄ変換出力としてのエリアセンサの各素子に対応する基準データ（階調値）と原稿を読取る前に白基準板からの反射光に対するＡ／Ｄ変換出力としてのエリアセンサの各素子に対応するデータ（階調値）とを各素子ごとに比較し、画像品質に関わる一定階調差以上であれば読み取り動作を停止するようにしたものである。【選択図】    図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
原稿読取り面上の原稿の画像を読取る画像読取装置において、
原稿読取り面の１画面分を読取り走査する走査手段と、
この走査手段により読取り走査される１画面分の画素単位の反射光量を電気信号に変換するエリアセンサと、
上記走査手段により白基準板を読取り走査することにより、上記エリアセンサから得られる１画面分の画素単位の電気信号を基準データとしてあらかじめ記憶している記憶手段と、
上記走査手段、上記エリアセンサ等のごみや汚れを判断する際に、上記走査手段により白基準板を読取り走査することにより、上記エリアセンサから得られる１画面分の画素単位の電気信号を出力する出力手段と、
この出力手段により出力された１画面分の画素単位の電気信号と上記記憶手段にあらかじめ記憶されている１画面分の基準データとを比較することにより、上記走査手段、上記エリアセンサ等におけるごみや汚れを判断する判断手段と、
を具備したことを特徴とする画像読取装置。
【請求項２】
上記記憶手段に記憶された基準データから主走査方向の画素単位の第１の射影値と副走査方向の画素単位の第２の射影値とを抽出する第１の抽出手段と、上記エリアセンサから得られる１画面分の画素単位の電気信号から主走査方向の画素単位の第１の射影値と副走査方向の画素単位の第２の射影値とを抽出する第２の抽出手段とを設け、上記判断手段が、上記第１、第２の抽出手段からの第１の射影値の差が所定値以上の際、及び上記第１、第２の抽出手段からの第２の射影値の差が所定値以上の際に、上記走査手段、上記エリアセンサ等におけるごみや汚れを判断するものであることを特徴とする請求項１に記載の画像読取装置。
【請求項３】
原稿読取り面上の原稿の画像を読取る画像読取装置において、
原稿読取り面の１画面分を読取り走査する走査手段と、
この走査手段により読取り走査される１画面分の画素単位の反射光量を電気信号に変換するエリアセンサと、
上記走査手段により白基準板を読取り走査することにより、上記エリアセンサから得られる１画面分の画素単位の電気信号を基準データとしてあらかじめ記憶している記憶手段と、
上記走査手段、上記エリアセンサ等のごみや汚れを判断する際に、上記走査手段により白基準板を読取り走査することにより、上記エリアセンサから得られる１画面分の画素単位の電気信号を出力する出力手段と、
この出力手段により出力された１画面分の画素単位の電気信号と上記記憶手段にあらかじめ記憶されている１画面分の基準データとを比較することにより、上記走査手段、上記エリアセンサ等におけるごみや汚れを判断する判断手段と、
この判断手段により、上記走査手段、上記エリアセンサ等におけるごみや汚れを判断した際に、その旨を報知する報知手段と、
を具備したことを特徴とする画像読取装置。
【請求項４】
、原稿読取り面上の原稿の画像を読取る画像読取装置において、
原稿読取り面の１画面分を読取り走査する走査手段と、
この走査手段により読取り走査される１画面分の画素単位の反射光量を電気信号に変換するエリアセンサと、
上記走査手段により白基準板を読取り走査することにより、上記エリアセンサから得られる１画面分の画素単位の電気信号を基準データとしてあらかじめ記憶している記憶手段と、
上記走査手段、上記エリアセンサ等のごみや汚れを判断する際に、上記走査手段により白基準板を読取り走査することにより、上記エリアセンサから得られる１画面分の画素単位の電気信号を出力する出力手段と、
この出力手段により出力された１画面分の画素単位の電気信号と上記記憶手段にあらかじめ記憶されている１画面分の基準データとを比較することにより、上記走査手段、上記エリアセンサ等におけるごみや汚れを判断する判断手段と、
この判断手段により、上記走査手段、上記エリアセンサ等におけるごみや汚れを判断した際に、上記走査手段、上記エリアセンサ等におけるごみや汚れを清掃する清掃手段と、
を具備したことを特徴とする画像読取装置。
【請求項５】
原稿読取り面上の原稿の画像を読取る画像読取装置において、
原稿読取り面の１画面分を読取り走査する走査手段と、
この走査手段により読取り走査される１画面分の画素単位の反射光量を電気信号に変換するエリアセンサと、
上記走査手段により白基準板を読取り走査することにより、上記エリアセンサから得られる１画面分の画素単位の電気信号を基準データとしてあらかじめ記憶している記憶手段と、
上記走査手段、上記エリアセンサ等のごみや汚れを判断する際に、上記走査手段により白基準板を読取り走査することにより、上記エリアセンサから得られる１画面分の画素単位の電気信号を出力する出力手段と、
この出力手段により出力された１画面分の画素単位の電気信号と上記記憶手段にあらかじめ記憶されている１画面分の基準データとを比較することにより、上記走査手段、上記エリアセンサ等におけるごみや汚れを判断する判断手段と、
この判断手段により、上記走査手段、上記エリアセンサ等におけるごみや汚れを判断しなかった際に、上記出力手段により出力される１画面分の画素単位の電気信号をシェーディング補正データとして記憶する第２の記憶手段と、
上記走査手段により原稿を読取り走査することにより、上記エリアセンサから得られる１画面分の画素単位の電気信号を上記第２の記憶手段に記憶されているシェーディング補正データにより補正する補正手段と、
を具備したことを特徴とする画像読取装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、原稿の画像をエリアセンサを用いて読取る画像読取装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ＣＣＤエリアセンサを使用したスキャナ（画像読取装置）では、読取りを行う際に使用している光学系にゴミや汚れが付着すると読み取った画像に大きな影響を与えてしまう。このため、定期的に清掃を行い実際に読取った画像を画面表示あるいはプリントアウトして、目視で判断し、その都度ごみや汚れの影響を調べていた。
【０００３】
これまでは、読み取ったイメージ画像を見て人的に目視検査を行ってきたが、どうしても人間が行う作業には限界が有り光学系に付いたごみや汚れ等で発生する画像品質の低下を検査するための微妙な判断に時間や手間が掛かってしまい機器の信頼性に問題が生じる場合があった。また、点検時には問題が無くても機器を使用している状態でごみや汚れが光学系に付着した場合は読み取った画像に影響を与えてしまい鮮明な画像を得ることが出来なくなってしまう。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は、原稿の画像をエリアセンサを用いて読取るものにおいて、機体差なく、正確にごみや汚れを検知できる画像読取装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この発明は、原稿読取り面上の原稿の画像を読取る画像読取装置において、原稿読取り面の１画面分を読取り走査する走査手段と、この走査手段により読取り走査される１画面分の画素単位の反射光量を電気信号に変換するエリアセンサと、上記走査手段により白基準板を読取り走査することにより、上記エリアセンサから得られる１画面分の画素単位の電気信号を基準データとしてあらかじめ記憶している記憶手段と、上記走査手段、上記エリアセンサ等のごみや汚れを判断する際に、上記走査手段により白基準板を読取り走査することにより、上記エリアセンサから得られる１画面分の画素単位の電気信号を出力する出力手段と、この出力手段により出力された１画面分の画素単位の電気信号と上記記憶手段にあらかじめ記憶されている１画面分の基準データとを比較することにより、上記走査手段、上記エリアセンサ等におけるごみや汚れを判断する判断手段とを有する。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照してこの発明の実施形態の画像読取装置を説明する。
図１は、この発明の画像読取装置としてのスキャナ部１の概略構成を示す図である。
このスキャナ部１の本体２の上面部には、透明なガラス３が設けられ、このガラス３の上面（原稿読取り面）に読取り原稿が載置されるようになっている。このガラス３上には、原稿押え板あるいは自動原稿送り装置が取り付けられるようになっている。
【０００７】
上記本体２内には、光源４、光学レンズ５により構成される光学系６と、この光学系６からの原稿像が撮像され、この撮像像に基づく画素単位の電気信号を出力するＣＣＤエリアセンサ７が設けられている。
【０００８】
上記本体２内には、ガラス３の下側（あるいは上側）に選択的に白基準板８が位置するように設けられ、この白基準板８は原稿読取り時に移動機構（図示しない）により上記位置から退避するものとなっている。白基準板８は原稿の読取り時、待機状態となっており、ごみの影響を受け難い状態となっている。
【０００９】
これにより、上記光源４による白基準板８あるいはガラス３の原稿読取り面からの反射光が、光学レンズ５を介してＣＣＤエリアセンサ７に導かれるようになっている。上記ＣＣＤエリアセンサ７は、入射した１画面（複数ライン）分の反射光を画素単位に光電変換し、反射光に対応する画素単位の電気信号（アナログデータ）を出力するものである。また、このＣＣＤエリアセンサ７から出力される電気信号は、信号処理部１１に供給される。
【００１０】
この信号処理部１１は、図２に示すように、全体を制御するＣＰＵ２０、制御プログラム等が記憶されているＲＯＭ２１、各種データを記憶するＲＡＭ２２、電源が遮断されても記憶内容が保持されるＥＥＰＲＯＭ５０、光源４を点灯制御するレギュレータ２３、ＣＣＤエリアセンサ７を駆動するＣＣＤドライバ２４、ＣＣＤエリアセンサ７から供給されるアナログ信号を増幅するアンプ２５、このアンプ２５により増幅されたアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換回路２６とから構成されている。
【００１１】
上記ＥＥＰＲＯＭ５０には、出荷時等に設定されるＣＣＤエリアセンサ７の１画面分の各素子に対応する基準データを記憶するテーブル５１が設けられている。
【００１２】
上記テーブル５１には、たとえば、ＣＣＤエリアセンサ７の各画素ごとの階調値が基準データとして記憶されている。この階調値は、出荷時等に光源４、光学レンズ５、ＣＣＤエリアセンサ７の各部にごみや汚れがない状態で、光源４からの光を白基準板８に照射することにより、ＣＣＤエリアセンサ７の各素子からアンプ２５、Ａ／Ｄ変換回路２６を介して供給される反射光量に対応するデジタル値である。
【００１３】
上記テーブル５１には、例えば、図３に示すイメージでデータが保存されている。この場合、横軸のｘ画素はＣＣＤエリアセンサ７の横方向の素子数を表し、縦軸のｙ画素はＣＣＤエリアセンサ７の縦方向の素子数を表し、縦軸の階調はＡ／Ｄ変換回路２６によりＡ／Ｄ変換されるダイナミックレンジを示す。例えば２５６階調で黒（０）に対する階調値から白（２５６）に対する階調値となっている。
【００１４】
また、ＣＰＵ２０は、この基準データを用いて、図４に示すような、ｘ方向からの射影データと、図５に示すような、ｙ方向からの射影データを生成し、テーブル５１に登録するようになっている。
【００１５】
上記ＣＰＵ２０は、出荷前の組み立て時等において、光源４、光学レンズ５、ＣＣＤエリアセンサ７の各部にごみや汚れがない状態（何ら画像に影響を与えない条件）で、光源４からの光をガラス３の下側に選択的に位置する白基準板８に照射することにより、ＣＣＤエリアセンサ７の各素子からアンプ２５、Ａ／Ｄ変換回路２６を介して供給される反射光量に対応するデジタル値を基準データとして生成し、テーブル５１に登録する処理を行うものである。
【００１６】
上記ＣＰＵ２０は、電源投入時、あるいは原稿読取り時、光源４からの光をガラス３の下側に選択的に位置する白基準板８に照射することにより、ＣＣＤエリアセンサ７の各素子からアンプ２５、Ａ／Ｄ変換回路２６を介して供給される反射光量に対応するデジタル値と、テーブル５１に登録されている基準データとを画素単位で比較し、階調差が所定値以上（画像品質に関わる一定の階調差以上）の場合に、その画素に対応する光源４、光学レンズ５、ＣＣＤエリアセンサ７の部分にごみや汚れが発生していると判断し、読み取り動作を中止するなどの制御を行うものである。
【００１７】
すなわち、ＣＰＵ２０はＣＣＤエリアセンサ７の各素子からのデジタルデータをＲＡＭ２２に記憶する。この際、図６に示すイメージでデータが保存されている。
また、ＣＰＵ２０は、この読取りデータを用いて、図７に示すような、ｘ方向からの射影データと、図８に示すような、ｙ方向からの射影データを生成し、ＲＡＭ２２に記憶するようになっている。
【００１８】
上記ＣＰＵ２０は、読取りデータにより生成された、図７に示す、ｘ方向からの射影データと、基準データにより生成された、図４に示す、ｘ方向からの射影データとを画素単位に比較することにより、階調差が所定値以上（画像品質に関わる一定の階調差以上）のｘ方向の画素を判断し、読取りデータにより生成された、図８に示す、ｙ方向からの射影データと、基準データにより生成された、図５に示す、ｙ方向からの射影データとを画素単位に比較することにより、判断する。これにより、これらの階調差が所定値以上のｘ、ｙ方向の画素により、ごみや汚れの有無や大きさや位置、形状を判断（推測）できる。
【００１９】
これにより、ごみや汚れの有無を高い精度で判断でき、常に品質の高い画像を得ることが可能になり機器としての信頼性を上げることが可能になる。この判断結果を図示しない表示部で案内表示したり、あるいは上記ＰＣ（パソコン）やプリンタ等の外部機器へ出力するようにしても良い。
【００２０】
また、上記ＣＰＵ２０は、上記全ての素子に対する比較結果が所定値以内（画像品質に関わる一定の階調差以内）の場合に、読み取り動作を許可する。
上記ＣＰＵ２０は、原稿の読取前に、光源４による経時変化、中心部と端部の明るさの違いなどに起因するＣＣＤエリアセンサ７からの電気信号のずれに対応するシェーディング補正値を生成し、ＲＡＭ２２に登録する処理を行うものである。
【００２１】
上記ＣＰＵ２０は、原稿の読取時、ＣＣＤエリアセンサ７の各素子からアンプ２５、Ａ／Ｄ変換回路２６を介して供給される反射光量に対応するデジタル値と、ＲＡＭ２２に登録されている各素子に対応するシェーディング補正値によりシェーディング補正を行って、読み取り結果として出力するものである。
【００２２】
まず、基準データの設定処理を、図９に示すフローチャートを参照しつつ説明する。
すなわち、出荷時にこのスキャナ部１に接続されるパソコンにより、基準データの設定モードが選択され、上記ＣＰＵ２０に基準データの設定コマンドが供給される。この際、光源４、光学レンズ５、ＣＣＤエリアセンサ７の各部（光学系）にごみや汚れがない状態（何ら画像に影響を与えない条件）に設定されている（ＳＴ１）。
【００２３】
すると、ＣＰＵ２０は基準データの設定コマンドを判断し、白基準板８をガラス３の下側に移動し（ＳＴ２）、光源４を点灯する（ＳＴ３）。
これにより、白基準板８からの反射光がＣＣＤエリアセンサ７に導かれ、ＣＣＤエリアセンサ７の各素子からの電気信号がアンプ２５、Ａ／Ｄ変換回路２６を介して出力され、このＡ／Ｄ変換回路２６からの出力データに基づくＣＣＤエリアセンサ７の１画面分の各素子に対応する基準データがＥＥＰＲＯＭ５０のテーブル５１に記憶される（ＳＴ４）。すなわち、図３に示すように、ＣＣＤエリアセンサ７の各画素（素子）ごとの階調値が、ｘ、ｙ方向の画素位置に対応して記憶される。
【００２４】
また、ＣＰＵ２０は、この基準データを用いて、図４に示すような、ｘ方向からの射影データと、図５に示すような、ｙ方向からの射影データを生成し、テーブル５１に記録する。
次に、電源投入時における、汚れ判別処理を、図１０に示すフローチャートを参照しつつ説明する。
すなわち、電源の投入に基づいて、ＣＰＵ２０は白基準板８を読取位置に移動し（ＳＴ１１）、光源４を点灯する（ＳＴ１２）。
【００２５】
これにより、白基準板８からの反射光がＣＣＤエリアセンサ７に導かれ、ＣＣＤエリアセンサ７の各素子からの電気信号がアンプ２５、Ａ／Ｄ変換回路２６を介して出力され、このＡ／Ｄ変換回路２６からの出力データに基づくＣＣＤエリアセンサ７の１画面分の各素子に対応するデータをＲＡＭ２２に記憶する（ＳＴ１３）。たとえば、図６に示すように、ＣＣＤエリアセンサ７の各画素（素子）ごとの階調値が、ｘ、ｙ方向の画素位置に対応して記憶される。
【００２６】
また、ＣＰＵ２０は、この読取りデータを用いて、図７に示すような、ｘ方向からの射影データと、図８に示すような、ｙ方向からの射影データを生成し、ＲＡＭ２２に記録する。
ＣＰＵ２０は、ＲＡＭ２２に記憶したＣＣＤエリアセンサ７の各素子に対応する階調値と、テーブル５１に登録されている基準データとしての１画面分の各素子ごとの階調値とを比較し（ＳＴ１４）、階調差が所定値以上（画像品質に関わる一定の階調差以上）の場合に（ＳＴ１５）、この画素に対応する光源４、光学レンズ５、ＣＣＤエリアセンサ７の部分にごみや汚れが発生していると判断し、読み取り動作を中止するなどの制御を行う（ＳＴ１６）。
【００２７】
上記ＣＰＵ２０は、読取りデータにより生成された、図７に示す、ｘ方向からの射影データと、基準データにより生成された、図４に示す、ｘ方向からの射影データとを画素単位に比較することにより、階調差が所定値以上（画像品質に関わる一定の階調差以上）のｘ方向の画素を判断し、読取りデータにより生成された、図８に示す、ｙ方向からの射影データと、基準データにより生成された、図５に示す、ｙ方向からの射影データとを画素単位に比較することにより、判断する。これにより、これらの階調差が所定値以上のｘ、ｙ方向の画素により、ごみや汚れの有無や大きさや位置、形状を判断（推測）する。
【００２８】
たとえば、図３と図６の例の場合には、図７に示す、ｘ方向の２画素目で、図８に示す、ｙ方向の２画素目と３画素目の階調値が所定値以上となっており、その部分に光源４、光学レンズ５、ＣＣＤエリアセンサ７の部分にごみや汚れが有ると判断し、かつ大きさや位置、形状を判断（推測）する。
【００２９】
また、上記ＣＰＵ２０は、上記全ての素子に対する比較結果が所定値以内（画像品質に関わる一定の階調差以内）の場合に、読み取り動作を許可する。この際、Ａ／Ｄ変換回路２６からの出力データに基づいてシェーディング補正値の算出し、ＲＡＭ２２に記憶する（ＳＴ１７）。
【００３０】
これにより、原稿からの反射光がＣＣＤエリアセンサ７に導かれ、ＣＣＤエリアセンサ７からの電気信号がアンプ２５、Ａ／Ｄ変換回路２６を介してＲＡＭ２２に出力される。ＣＰＵ２０は、この原稿からの画像データを上記ＲＡＭ２２に記憶されているシェーディング補正値で補正し、出力データとしてＲＡＭ２２に記憶したり、外部機器に出力する（ＳＴ１８）。
【００３１】
上記のように光学系のごみや汚れを判断した際に、その旨を図示しない表示部で表示したり、プリンタによりプリントアウトしたり、ＣＣＤエリアセンサ７等を清掃機構により清掃するようにしても良い。
上記したように、原稿画像を読み取る前に光学系のゴミや汚れが無いか検査するため、前に保存した基準データを収集した時と同様に白基準板を読み取り面へセットしＲＡＭ２２へデータを保存する。この保存されたデータを光学系にゴミや汚れの無い状態で収集したＥＥＰＲＯＭ５０の基準データとＣＰＵ２０を使用し各画素単位で階調差を比較する事でごみや汚れによる影響があるかを検査し画像品質に関わる一定の階調差以内であれば読み取り動作を行い、画像品質に関わる一定階調差以上であれば読み取り動作を中止するなどの制御を行うことで常に品質の高い画像を得ることが可能になり機器としての信頼性を上げることが可能である。
【００３２】
すなわち、基準データと読取り走査時のデータとの同位置画素のデータを比較する事で階調の差がごみや汚れが生じた時に大きくなる事から、この階調差を持つ画素数が障害となるごみや汚れの有無や大きさを検知することが可能である。
また、各機体には、照明やＣＣＤエリアセンサ及び、回路特性により生じる機体差が有るため、固定の基準データを持つのではなく、各機体固有の基準データを持つことでより正確な検査が可能である。
【００３３】
また、読み取った画像を目視で確認することがなくなり画像データの信頼性がアップし、ごみや汚れ等による画質低下も無くなり何より障害となるごみや汚れを検知でき、システム的信頼性が飛躍的に向上する。
【００３４】
また、基準データが画像処理を行う前のＡ／Ｄ変換を行った生の画像、つまり演算して変換された様なデータでは無いため、正確なデータとして使用でき障害となるゴミや汚れの量的な物も検知できる。（画像処理を行うと障害物データが演算によって変わってしまい判別し難くなる）
また、カラーのＣＣＤエリアセンサも白黒のＣＣＤエリアセンサと同様の検査方法が使用でき、簡単な方法で障害物（ごみや汚れ）を検知できる。
【００３５】
【発明の効果】
以上詳述したように、この発明によれば、原稿の画像をエリアセンサを用いて読取るものにおいて、機体差なく、正確にごみや汚れを検知できる画像読取装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施形態を説明するための画像読取装置の概略構成を示す図。
【図２】スキャナ部の制御系を示すブロック構成図。
【図３】基準データの記憶例を示す図。
【図４】基準データのｘ方向からの射影データを示す図。
【図５】基準データのｙ方向からの射影データを示す図。
【図６】読取りデータのｘ方向からの射影データを示す図。
【図７】読取りデータのｙ方向からの射影データを示す図。
【図８】ＣＣＤエリアセンサの各素子に対応するデータの記憶例を示す図。
【図９】基準データの設定処理を説明するためのフローチャート。
【図１０】汚れ判別処理を説明するためのフローチャート。
【符号の説明】
１…スキャナ部、７…ＣＣＤエリアセンサ、８…白基準板、２０…ＣＰＵ、２２…ＲＡＭ、２５…アンプ、２６…Ａ／Ｄ変換回路、５０…ＥＥＰＲＯＭ、５１…テーブル。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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