(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
読取対象の原稿を撮像素子に光学的に結像させ、画像データとして読み取る読み取り手段と、前記読み取り手段で読み取った画像データに対してシェーディング補正処理、ＭＴＦ補正処理を加える画像処理手段と、を有する画像読取装置において、
前記読み取り手段に設けられ、前記撮像素子で読み取った基準白板の画像データの主走査方向における１ラインの白レベルピーク値を検出する第１ピーク検出手段と、
前記画像処理手段に設けられ、前記基準白板の画像データの主走査方向における１ラインの白レベルピーク値を検出する第２ピーク検出手段と、
前記第１ピーク検出手段の白レベルピーク値と前記第２ピーク検出手段の白レベルピーク値とを比較し、当該比較結果における両者の差が許容値に収まっているかを判断し、前記差が許容値内である場合に正常と判断し、一方、前記差が許容値から外れている場合に前記読み取り手段と前記画像処理手段の何れかのピーク検出手段に異常、またはこれら相互の伝送経路に異常が発生したとみなし、エラー表示を実行するエラー処理手段と、
を備えたことを特徴とする画像読取装置。
【請求項２】
前記許容値は、前記比較結果における両者の差が所定範囲であるか、または前記比較結果における両者の白レベルピーク値が同一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。
【請求項３】
前記エラー表示は、当該装置の利用者への異常発生および当該装置の保守を行なうサービス区へ連絡要の表示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。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、イメージスキャナやデジタル複写機などの画像読取装置に関し、より詳細には、白レベルのピーク検出によりシステムの正常／異常の判断、シェーディングデータの適正判断、黒レベルデータの適正レベルの確保といった制御動作を行なう画像読取装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の画像読取装置においては、白レベルの検出を行なうことによって白レベル値が適正であるかや、照明系（ランプ）の点灯が正常であるかなどの判断を行なっている。すなわち、従来は画像処理部のみに画像データのピーク信号（白レベルの最大値）を検出する機能を設け、その値を読み取りユニットの増幅器などへフィードバックすることにより、白レベルが適正な範囲になるように調整を行なったり、このピーク値が著しく小さいときには、光源のランプが点灯しないと判断し、エラー処理を行なっている。
【０００３】
また、従来の画像読取装置においては、シェーディングデータを取得するための基準白板の汚れや、ごみの影響を排除するために、同一画素における前ラインまでのデータと現データとを比較し、その差が一定以上大きいときには、現データはごみなどの影響を受けていると判断して現データをシェーディングデータとして採用しないことが行なわれている。これは、シェーディングデータを生成する際に画素データを重加算平均処理し、ノイズなどの影響を排除するものである。
【０００４】
平均化してきた重加算データＳｎ−１と新たにサンプリングしたデータＳｎとを比較し、
Ｓｎ−１  −  Ｓｎ  ＝  Ｋ
としたときに、このＫの値が想定されるノイズ変動分よりも大きい場合に異常値と判断し、このＳｎを加算せずにＳｎ−１をそのまま保持する動作が行なわれている。一般に、シェーディング板である基準白板１０２に汚れやごみがあった場合には、読み取った値が小さくなるので、Ｓｎがごみの影響を受けた場合には、
Ｓｎ−１  ≧  Ｓｎ
の関係となる。
【０００５】
また、ＣＣＤ（電荷結合素子）には、オプティカルブラックと呼ばれる光学的に黒レベルを出力する期間がある。オプティカルブラック期間は、ＣＣＤ内部で遮光することにより、黒レベルを取得し、その後の有効期間の出力が画像データ（白レベル）となる。したがって、画像データの中には黒レベルが含まれており、画像データから黒レベルを除く（デジタル演算として減算する）ことが行なわれている。
【０００６】
本来は、有効画素のそれぞれについて遮光（照明ランプＯＦＦ）した状態で白レベルのようなシェーディング処理を行ない、各画素の黒レベルのばらつきを抑えることを行なえば（黒シェーディング）よいのであるが、回路規模や演算メモリ容量が大きくなる。また、ＣＣＤ自体の改善でばらつきが小さくなったことによりオプティカルブラック期間の値を代表値として一律に当てはめてもさほど問題ないとして期間内の画素を平均して代表値とすることが一般に行なわれている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記に示されるような従来の画像読取装置にあっては、読み取りユニットあるいは画像処理ユニットのうち片側のユニットのみのピーク値検出を行なっているため、異常が発生しても正確に認識することができず、誤った調整が行なわれることになるという問題点があった。
【０００８】
また、従来におけるシェーディングデータの取得では、白レベルが何らかの影響で誤っていた場合、たとえば、基準白板を確実に読み込んでいなかったり、増幅器のゲインがずれている場合にはシェーディングデータ自体が意味をなさなくなる可能性があった。
【０００９】
さらに、従来はサンプリングしたＣＣＤのオプティカルブラック出力期間のデータを平均化することによってノイズの影響を排除しているが、外部的なノイズなどの影響を受けた場合に、この平均処理だけではノイズの影響を完全に排除することができない可能性があった。
【００１０】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、読み取りユニットと画像処理ユニットの両側で白レベルピーク値を検出することにより、正確な異常発生の判断を実現させ、後処理の対応を的確かつ迅速に行なうことを第１の目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、請求項１にかかる画像読取装置にあっては、読取対象の原稿を撮像素子に光学的に結像させ、画像データとして読み取る読み取り手段と、前記読み取り手段で読み取った画像データに対してシェーディング補正処理、ＭＴＦ補正処理を加える画像処理手段と、を有する画像読取装置において、前記読み取り手段に設けられ、前記撮像素子で読み取った基準白板の画像データの主走査方向における１ラインの白レベルピーク値を検出する第１ピーク検出手段と、前記画像処理手段に設けられ、前記基準白板の画像データの主走査方向における１ラインの白レベルピーク値を検出する第２ピーク検出手段と、前記第１ピーク検出手段の白レベルピーク値と前記第２ピーク検出手段の白レベルピーク値とを比較し、当該比較結果における両者の差が許容値に収まっているかを判断し、前記差が許容値内である場合に正常と判断し、一方、前記差が許容値から外れている場合に前記読み取り手段と前記画像処理手段の何れかのピーク検出手段に異常、またはこれら相互の伝送経路に異常が発生したとみなし、エラー表示を実行するエラー処理手段と、を備えたものである。
【００１４】
この発明によれば、ＣＣＤなどの撮像素子で読み取った画像データの主走査方向における１ラインの白レベルピーク値を、読み取り手段の第１ピーク検出手段と画像処理手段の第２ピーク検出手段の両側においてそれぞれ検出し、両者で検出した白レベルピーク値を比較して、その比較結果、両者の差が許容値内である場合に正常と判断し、一方、前記差が許容値から外れている場合に前記読み取り手段と前記画像処理手段の何れかのピーク検出手段に異常、またはこれら相互の伝送経路に異常が発生したとみなし、エラー表示を実行することにより、正確な異常発生の判断が可能になる。
【００１５】
また、請求項２にかかる画像読取装置にあっては、前記許容値は、前記比較結果における両者の差が所定範囲であるか、または前記比較結果における両者の白レベルピーク値が同一値とするものである。
【００１６】
この発明によれば、請求項１において、あらかじめ許容値として所定範囲または同一値として設定し、読み取り手段側と画像処理手段側の白レベルピーク値の検出値を上記許容値と比較することにより、同一値の設定の場合には、いずれかのピーク値に異常があるか相互の伝送経路に異常があるかを判断することができ、他方、検出方法による差、たとえば読み取り手段が１主走査ラインのピーク値を検出し、画像処理手段がシェーディグデータのように副走査方向に平均化された値のピーク値のような場合、所定範囲に入っているかを判断することにより、エラー処理を行なう。
【００１７】
また、請求項３にかかる画像読取装置にあっては、前記エラー表示は、当該装置の利用者への異常発生および当該装置の保守を行なうサービス区へ連絡要の表示とするものである。
【００１８】
この発明によれば、請求項１において、両側の白レベルピーク値があらかじめ定めた許容値ではない場合にエラー処理を実行する際に、そのエラー処理として利用者への表示や音声による報知、およびサービスマンコールによる電話報知あるいはサービスセンターへの自動通信といった報知を行なうことにより、迅速な対応を可能にさせる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明にかかる画像読取装置の好適な実施の形態について添付図面を参照し、詳細に説明する。なお、本発明はこの実施の形態に限定されるものではない。
【００２６】
図１は、本発明の実施の形態にかかる画像読取装置の構成を示すブロック図である。この画像読取装置は、大きくは、後述する符号１０１〜符号１０５の機能要素を有する光学ユニット１００と、後述する符号１１１〜符号１１５の機能要素を有する読み取りユニット１１０と、後述する符号１２１〜符号１２５の機能要素を有する画像処理ユニット１２０と、から構成される。
【００２７】
図において、符号１０１は読取対象の原稿を載置（セット）するためのコンタクトガラス、符号１０２はシェーディング補正における基準となる基準白板、符号１０３は原稿を照明する照明ランプ、符号１０４は原稿あるいは基準白板１０２の反射光をつぎのレンズに導くミラー、符号１０５は反射光をつぎのＣＣＤに結像させるレンズである。
【００２８】
また、符号１１１は１ライン毎に読み取るＣＣＤ（固体撮像素子）、符号１１２はＣＣＤ１１１から出力される画像データを適正な白レベルに調整する増幅器、符号１１３は増幅器１１２から出力された画像データをデジタルの画像データに変換するＡ／Ｄ変換器、符号１１４はＣＣＤ１１１やＡ／Ｄ変換器１１３の駆動、サンプリング信号の生成、読み取り動作に伴う制御ゲート信号（読み取り幅などの設定）の発生や設定のための各レジスタとのシリアルＩ／Ｆ機能を有するタイミングＩＣ、符号１１５は画像データの主走査１ラインにおける白レベルのピーク値を検出するピーク検出部である。
【００２９】
また、符号１２１は画像データに対するシェーディング補正（歪み補正）やスキャナガンマ補正、ＭＴＦ補正などの画像処理を行なう画像処理ＩＣ、符号１２２は画像データの主走査１ラインにおける白レベルのピーク値を検出するピーク検出部、符号１２３は画像処理ユニット１２０全体を制御プログラムに従ってデータ取得処理やエラー処理などの各種制御を実行するＣＰＵ、符号１２４は制御プログラムが格納されているＲＯＭ、符号１２５はＣＰＵ１２３の制御途中のデータ（シェーディングデータを含む）などを格納するといったワーキングメモリとして使用されるＲＡＭである。
【００３０】
つぎに、以上のように構成された画像読取装置の動作について説明する。光学ユニット１００からの原稿反射光がＣＣＤ１１１に結像されると、まず、ＣＣＤ１１１から反射光の強弱に応じた画像データが出力される。この画像データは増幅器１１２によって適正な白レベルに調整された後、Ａ／Ｄ変換器１１３によってデジタルの画像データに変換される。なお、ここでは、たとえば８ｂｉｔ（２５６階調）に変換される。この変換された画像データはタイミングＩＣ１１４に送られ、タイミングＩＣ１１４によって次段の画像処理ユニット１２０に同期転送される。このとき、ピーク検出部１１５は、画像データの主走査１ラインにおける白レベルのピーク値（白レベルの最大値）Ｙ１を検出する。
【００３１】
画像処理ユニット１２０では、タイミングＩＣ１１４を経由して送られてきた画像データに対し、シェーディング補正などの画像処理を加えた後、プリンタやパーソナルコンピュータなどの外部機器に転送する。また、画像処理ユニット１２０のピーク検出部１２２は、読み取りユニット１１０と同様に、画像データの主走査１ラインにおける白レベルのピーク値（白レベルの最大値）Ｇ１を検出する。
【００３２】
さて、先に述べたように、従来は画像処理部のみに画像データのピーク信号（白レベルの最大値）を検出する機能を設け、その値を読み取りユニットの増幅器などへフィードバックすることにより、白レベルが適正な範囲になるように調整を行なったり、このピーク値が著しく小さいときには、光源のランプが点灯しないと判断し、エラー処理を行なっていた。このように片側のユニットのみのピーク値検出では、異常が発生しても正確に認識することができず、誤った調整が行なわれることになってしまう。
【００３３】
そこで、本発明では、以下のようにしてこれに対応する。この動作を図２に示すフローチャートを用いて説明する。まず、上述したように読み取った画像データを取得し（ステップＳ１１）、読み取りユニット１１０のピーク検出部１１５にて主走査１ラインのピーク値Ｙ１を検出する（ステップＳ１２）。続いて、画像データを画像処理ユニット１２０へ転送し（ステップＳ１３）、画像処理ユニット１２０のピーク検出部１２２にて主走査１ラインのピーク値Ｇ１を検出する（ステップＳ１４）。
【００３４】
続いて、読み取りユニット１１０側で検出したピーク値Ｙ１と画像処理ユニット１２０側で検出したピーク値Ｇ１とを比較し、Ｙ１＝Ｇ１であるか否かを判断する（ステップＳ１５）。ここで、Ｙ１＝Ｇ１ではないと判断した場合、何れかのピーク検出側に異常が発生しているか、相互の伝送経路に異常が発生したとみなし、所定のエラー制御処理を実行する（ステップＳ１６）。このエラー処理は、装置の操作パネル（図示せず）にエラー発生を表示してユーザに知らせたり、サービスマンコールとしてサービス区に知らせるといった処理である。
【００３５】
ところで、実用的には、本来同じ読み取りデータからピーク値を検出しているので、上記ピーク値Ｙ１とＧ１とは同じ値となるはずである。しかし、検出方法による差、たとえば読み取りユニット１１０が１主走査ラインのピークを検出し、画像処理ユニット１２０がシェーディングデータのように副走査方向に平均化された値のピーク値のような場合には若干の差が発生する。その場合には、上記ピーク値Ｙ１とＧ１とが完全に一致する値ではなく、Ｙ１−Ｇ１＝Ｋの値が許容される範囲内に収まっているか否かを判断（上記ステップＳ１５に入れ替える）することによって、エラー制御を実行すればよい。
【００３６】
ただし、上述した図２のフローチャートの動作と比較した場合、判定精度が多少低下する。また、たとえば画像データのＬＳＢの結線が切れていたり、ショートしているような場合には検出できないことがある。
【００３７】
ところで、従来は、先に述べたように、シェーディング板である基準白板１０２の汚れや、ごみの影響を排除するために、同一画素における前ラインまでのデータと現データとを比較し、その差が一定以上大きいときには、現データはごみなどの影響を受けていると判断して現データをシェーディングデータとして採用しないことが行なわれている。これは、シェーディングデータを生成する際に画素データを重加算平均処理し、ノイズなどの影響を排除するものである。
【００３８】
しかしながら、白レベルが何らかの影響で誤っていた場合、たとえば、基準白板１０２を確実の読み込んでいなかったり、増幅器のゲインがずれている場合にはシェーディングデータ自体が意味をなさなくなる可能性がある。そこで、本発明では、各主走査ラインのピーク値を検出し、その値が適正であるか否かを判断する条件を加えることにより、シェーディングデータの確からしさを確保するものである。この動作を以下に説明する。
【００３９】
図３は、本発明の実施の形態にかかるシェーディング補正処理の手順を示すフローチャートである。まず、画像データの主走査ラインのピーク値（Ｓｎ  ｐｅａｋ、Ｓｎ：シェーディングのための画素データ））を検出する（ステップＳ２１）。続いて、ＬＳｎ  ｐｅａｋ≧Ｔであるか否かを判断する（ステップＳ２２）。なお、ＬＳｎ  ｐｅａｋは１主走査ライン中の各Ｓｎのピーク値、Ｔはあらかじめ定めた許容可能な白レベル基準値である。
【００４０】
上記ステップＳ２２において、ＬＳｎ  ｐｅａｋ≧Ｔであると判断した場合（判断、Ｙｅｓ）、さらに、（ＡＳｎ−１）−Ｓｎ＜Ｋであるか否かを判断する（ステップＳ２３）。なお、ＡＳｎ−１は重加算データであり、１／４×（３Ｓｎ−１  ＋  Ｓｎ）、Ｋはあらかじめ定めた許容可能な白レベルのばらつきである。ここで（ＡＳｎ−１）−Ｓｎ＜Ｋであると判断した場合（判断、Ｙｅｓ）、Ｓｎを重加算平均する（ステップＳ２４）。一方、上記ステップＳ２２において、ＬＳｎ  ｐｅａｋ≧Ｔではないと判断した場合（判断、Ｎｏ）、エラー処理を実行する（ステップＳ２５）。このエラー処理は、装置の操作パネル（図示せず）にエラー発生を表示してユーザに知らせたり、サービスマンコールとしてサービス区に知らせるといった処理である。
【００４１】
このように、シェーディングのための基準白板１０２の読み取り時に、各主走査ラインの最大値が、あらかじめ定めた値より大きいときにのみ、シェーディングデータとして採用することにより、誤った状態、すなわち、白レベルが異常なままの状態でシェーディングデータが生成されるのを回避することができると共に、その状態をユーザやサービス区へ知らせることが可能となる。
【００４２】
ところで、ＣＣＤ１１１には、オプティカルブラックと呼ばれる光学的黒レベルを出力する期間がある。このＣＣＤ１１１の出力状態を図４に示す。図において、ａは１ライン出力期間、ｂはダミー信号（７２画素分）、ｃは有効画素信号（２９２８画素分）、ｄおよびｆは各空送り（１２画素分）、ｅは光シールド出力（４８画素分）、すなわち、オプティカルブラック期間（黒レベル出力期間）である。すなわち、Ｄ０〜Ｄ７１はダミー信号であることを示し、Ｓ１〜Ｓ２９２８は有効なデータであることを示し、ダミー信号のうち、Ｄ１２〜Ｄ５９の４８画素分がオプティカルブラック期間である。
【００４３】
このオプティカルブラック期間ｅは、ＣＣＤ１１１内部で遮光することにより、黒レベルを取得し、その後の有効期間の出力が画像データ（白レベル）となる。したがって、画像データの中には黒レベルが含まれており、画像データから黒レベルを除く（デジタル演算として減算する）ことが行なわれている。
【００４４】
また、先に述べたように、本来は、有効画素のそれぞれについて遮光（照明ランプ１０３ＯＦＦ）した状態で白レベルのようなシェーディング処理を行ない、各画素の黒レベルのばらつきを押さえることを行なえば（黒シェーディング）よいのであるが、回路規模や演算メモリ容量が大きくなる。また、ＣＣＤ自体の改善でばらつきが小さくなったことによりオプティカルブラック期間ｅの値を代表値として一律に当てはめてもさほど問題ないとして期間内の画素を平均して代表値とすることが一般に行なわれている。しかしながら、外部的なノイズなどの影響を受けた場合に、この平均処理だけでは影響を排除することができないことが考えられる。
【００４５】
そこで、本発明では、オプティカルブラック期間ｅ内のばらつき、たとえば、最大値と最小値の差が一定以上あった場合に、主走査ラインの黒レベル平均は確かではないと判断し、前回使用した黒レベルの代表値をそのまま代表値として使用する。以下、詳述する。
【００４６】
図５は、本発明の実施の形態にかかる画像読取装置の黒レベル調整部分の構成を示すブロック図である。図において、符号２０１はＣＣＤ１１１の奇数画素をサンプルホールドし増幅するサンプルホールドアンプ、符号２０２はＣＣＤ１１１の偶数画素をサンプルホールドし増幅するサンプルホールドアンプ、符号２０３はサンプルホールドアンプ２０１，２０２の両画素を入力し、何れかを出力するマルチプレクサ、符号２０４はマルチプレクサ２０４からの出力信号を増幅するアンプ、符号２０５はアンプ２０４から出力される信号の黒レベルを調整するアンプ、符号２０６はアンプ２０５から出力される信号をデジタルの画像データに変換するＡ／Ｄ変換器、符号２０７はＤ／Ａ変換器、符号２０８は画像データに含まれる地肌（汚れ）を検出する地肌検出部、符号２０９は固定データを出力する固定データ出力部、符号２１０は地肌検出部２０８，固定データ出力部２０９，Ｄ／Ａ変換器２０７それぞれのデータ出力を切り換えＡ／Ｄ変換器２０６のリファレンスに供給するスイッチである。
【００４７】
図６は、本発明の実施の形態にかかる黒データの取得処理を示すフローチャートである。まず、図４に示したＣＣＤ１１１のオプティカルブラック期間ｅをデータをサンプリングする（ステップＳ３１）。続いて、このオプティカルブラック期間ｅ内の最大値と最小値との差を算出する（ステップＳ３２）。続いて、この最大値と最小値との差があらかじめ定めた許容値以上であるか否かを判断する（ステップＳ３３）。ここで許容値以上であると判断した場合（判断、Ｙｅｓ）、主走査ラインの黒レベルのばらつきが大きい（確かではない）とみなし、前回使用したオプティカルブラック期間ｅの代表値をそのまま黒データとして使用する（ステップＳ３４）。
【００４８】
すなわち、オプティカルブラック期間ｅのデータをサンプリングした後に、平均化演算を行ない、減算レジスタに保存しておく。そして、平均した値が許容範囲を超えた場合には、減算レジスタに対し更新不可のディスエーブル信号を出力することにより、前ラインの黒レベルを代表値として引き続き使用することができる。これにより、黒レベル情報におけるノイズによる誤データの影響が排除され、適正な画像データが得られる。
【００４９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明にかかる画像読取装置（請求項１）によれば、ＣＣＤなどの撮像素子で読み取った画像データの主走査方向における１ラインの白レベルピーク値を、読み取り手段の第１ピーク検出手段と画像処理手段の第２ピーク検出手段の両側においてそれぞれ検出し、両者で検出した白レベルピーク値を比較して、その比較結果、両者の差が許容値内である場合に正常と判断し、一方、前記差が許容値から外れている場合に前記読み取り手段と前記画像処理手段の何れかのピーク検出手段に異常、またはこれら相互の伝送経路に異常が発生したとみなし、エラー表示を実行するため、読み取り手段と画像処理手段それぞれの異常および両手段間の異常発生を正確に判断することができ、その後の処理も迅速に行なうことができる。
【００５０】
また、本発明にかかる画像読取装置（請求項２）によれば、請求項１において、あらかじめ許容値として所定範囲または同一値として設定し、読み取り手段側と画像処理手段側の白レベルピーク値の検出値を許容値と比較することにより、同一値の設定の場合には、いずれかのピーク値に異常があるか相互の伝送経路に異常があるかを判断し、他方、検出方法による差、たとえば読み取り手段が１主走査ラインのピーク値を検出し、画像処理手段がシェーディグデータのように副走査方向に平均化された値のピーク値のような場合、所定範囲に入っているかを判断するため、その結果に基づいた的確なエラー処理を行なうことができる。
【００５１】
また、本発明にかかる画像読取装置（請求項３）によれば、請求項１において、両側の白レベルピーク値があらかじめ定めた許容値ではない場合にエラー処理を実行する際に、そのエラー処理として利用者への表示や音声による報知、およびサービスマンコールによる電話報知あるいはサービスセンターへの自動通信といった報知を行なうため、異常箇所に対する修理といった作業が迅速に進み、画像読取装置のダウンタイムを短くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態にかかる画像読取装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態にかかる白ラインピーク値検出の処理動作を示すフローチャートである。
【図３】本発明の実施の形態にかかるシェーディング補正処理の動作を示すフローチャートである。
【図４】ＣＣＤの出力状態（タイミング）を示す説明図である。
【図５】本発明の実施の形態にかかる画像読取装置の黒レベル調整部分の構成を示すブロック図である。
【図６】本発明の実施の形態にかかる黒データの取得処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１００  光学ユニット
１０２  基準白板
１１０  読み取りユニット
１１１  ＣＣＤ
１１３  Ａ／Ｄ変換器
１１４  タイミングＩＣ
１１５，１２２  ピーク検出部
１２０  画像処理ＩＣ
１２３  ＣＰＵ
１２５  ＲＡＭ
【図１】
0004027573.tif 000002
【図２】
0004027573.tif 000003
【図３】
0004027573.tif 000004
【図４】
0004027573.tif 000005
【図５】
0004027573.tif 000006
【図６】
0004027573.tif 000007