(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
１次元配列された複数の光電変換素子を有するラインセンサを用いて、画像読取りを行なう画像読取装置において、ラインセンサによって、白基準板の白基準画像を読み取り、各光電変換素子の出力に基づいて白基準データとして記憶し、原稿の画像を読み取る際に、各光電変換素子の出力を前記補正用白基準データに基づいて、補正するシェーディング補正方法で、前記白基準板の両端の先端エッジを検出し、その検出結果により、白基準板が斜めに取りつけられていないかを検知し、
白基準板が斜めに取りつけられていると判断した際には、左右両端ともに白基準が現れるまで白基準データとしてデータをサンプリングせず、
白基準板が斜めに取りつけられていることを検知した上で、その斜め量を演算により検出し、次回の読取り時から、白基準板の左右両端のどちらかを検出してからのライン数により取り込むべき白基準板位置であるかを判断して白基準データを取りこむ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】
本発明は、イメージスキャナー、ファクシミリ、複写機等の画像読みとりを行なうためにラインセンサを用いてシェーディング補正演算を行なう画像読取装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、画像読取装置では、シェーディング補正を行なうための白基準の読取は、画像データを読み込む前に白基準板を読み込むことにより行なうが、白基準板の読み取り位置への移動は、例えばステッピングモータを用いる場合は、白基準板の位置までに必要な数のステッピングパルスを白基準板読取り位置に合わせて発生し、白基準データの読取を行なっていた。
しかしながら、白基準板位置への移動に際しての精度の問題があり、移動精度ばらつきを吸収するために副走査方向に白基準板幅のマージンを持たせている。しかしながら白基準板を際限なく大きくすることは困難で有り、また装置そのものの小型化の要求があり、限られた大きさの白基準板で白基準データの読取を確実に行なわなければならない。また限られたサンプリングの範囲内であっても白基準データ中に白基準板外の画素を含むべきではない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明では、白基準板斜めに取りつけられていないかを検知し、そのデータを記憶し、後の処理に有効に使用する画像読取装置を提供することを目的とする。
また、白基準板の左右両端を検知して、白基準板から外れない部分の白基準データを正確に読取る画像読取装置を提供することを目的とする。
さらに、検知処理データを有効に使用し、ＣＰＵの負担を減らす画像読取装置を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、１次元配列された複数の光電変換素子を有するラインセンサを用いて、画像読取りを行なう画像読取装置において、ラインセンサによって、白基準板の白基準画像を読み取り、各光電変換素子の出力に基づいて白基準データとして記憶し、原稿の画像を読み取る際に、各光電変換素子の出力を前記補正用白基準データに基づいて、補正するシェーディング補正方法で、前記白基準板の両端の先端エッジを検出し、その検出結果により、白基準板が斜めに取りつけられていないかを検知し、白基準板が斜めに取りつけられていると判断した際には、左右両端ともに白基準が現れるまで白基準データとしてデータをサンプリングせず、白基準板が斜めに取りつけられていることを検知した上で、その斜め量を演算により検出し、次回の読取り時から、白基準板の左右両端のどちらかを検出してからのライン数により取り込むべき白基準板位置であるかを判断して白基準データを取りこむ画像読取装置とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１ないし図５で本発明を搭載したイメージスキャナを例に基本動作例を説明する。図１は、イメージスキャナの構成を示す概略図であり、まず、イメージスキャナを図１を用いて説明する。装置本体１の右側上部に自動給紙装置２（ＡＤＦ）が設けられ、本体上面には原稿読み取り台３が設けられており、これによりイメージスキャナ全体を構成している。この場合、装置本体１の内部には、光源４ａとミラー４ｂとを備えた第１の走行体４と、ミラー５ａ、５ｂを備えた第２の走行体５と、レンズ６と１次元の光電変換素子（本例ではＣＣＤを使用とする）７と、前記走行体４、５を駆動するステッピングモータ８とからなる露光走査光学系９が設けられている。
なお、この露光走査光学系９の下段の構成についてのここでの説明は省略する。
また、自動給紙装置２には、ＡＤＦユニット１０と、原稿台１１とが設けられている。ＡＤＦユニット１０内にはステッピングモータ１２が備えられている。更に、原稿読み取り台３の上部に原稿押さえ板１４が回動自在に取りつけられており、原稿１３はその原稿押さえ板１４の下にセットされる。原稿読み取り台３の端部には、シェーディング補正用の白基準板１５が配置されている。
【０００８】
このようなイメージスキャナにおいて、図２は、露光走査光学系９により読み取られた画像データの処理を行なうための制御回路の構成を示す図である。
また、原稿読み取りモードとしては、図３に示すような原稿読み取り台３を用いて画像データの読み取りを行なうブックモードと、図４に示すような自動給紙装置２を用いて画像データの読み取りを行なうＡＤＦモードとがある。
【０００９】
そこで、まず、図３に示すようなブックモードにおける画像データ読み取りの基本動作について述べる。原稿１３を原稿押さえ板１４下の原稿読み取り台３上にセットした後、ＣＰＵ１６は光源ドライバ１７を動作させて光源４ａをオンにする。次に、ＣＣＤ駆動部１８により駆動されるＣＣＤ７で白基準板１５を読み取り、画像処理部１９内のＡ／Ｄコンバータ（図示せず）でアナログディジタル変換を行ない、画像データのシェーディング補正用の基準データとして画像処理部１９内のラインバッファ（図示せず）に記憶する。ＣＰＵ１６は、モータドライバ２０（駆動装置）をドライブしてステッピングモータ８を動作させ、これにより走行体４は原稿１３のある方向へ移動する。走行体４が原稿面を一定速度で走査する事により、その原稿１３の画像データがＣＣＤ７により光電変換される。
【００１０】
図５は、最も基本的な画像処理部１９の内部の構成を示すものであり、ここで光電変換されたアナログビデオ信号ａは、アナログビデオ処理部２１でディジタル変換の処理まで行なわれた後、シェーディング補正処理部２２、画像データ処理部２３により、それぞれシェーディング補正、各種の画像データ処理を行なった後、２値化処理部２４により、所望とする２値化処理された２値化データｂを作成する。その後、その２値化データｂをスキャンバッファ２５に順次記憶していく。Ｉ／Ｆコントローラ２６は、スキャンバッファ２５内のデータを外部のホストコンピュータ（図示せず）等の装置に出力する制御を行なう。バッファコントローラ２７は、スキャンバッファ２５への画像データの入出力管理を行なう。
【００１１】
次に、図４に示すようなＡＤＦモードにおける画像データ読み取りの基本動作について述べる。この場合にも、まず、白基準板１５が読み込まれた後、ステッピングモータ１２をＣＰＵ１６がモータドライバ２８（駆動装置）でドライブする事により、原稿台１１にセットされた原稿１３を分離ローラ２９、搬送ローラ３０で搬送していき、走行体４の所定の読み取り位置まで搬送される。この時、原稿１３は一定速度で搬送されていき、走行体４は停止したままで原稿面の画像データをＣＣＤ７で読み取る。以下、ブックモードと同様の処理を行ない、２値化された画像データはスキャンバッファ２５に記憶され、Ｉ／Ｆコントローラ２６を介してホストコンピュータ（図示せず）等に送られる。
【００１２】
（実施形態）本発明の実施形態を図により説明する。図６は、図５中の本発明に関わる部分を細分化、且つ抜粋したものである。図中の各部の説明をすると、光源よりコンタクトガラス上にある原稿を照らし、反射光をシェーディング調整板を通してレンズによって集光し、ラインセンサにて結像する構成とする。なお、図６では、説明簡単化のために反射光を折り返すためのミラーは省略している。シェーディング調整板は、ラインセンサ中央部と端部での反射光量の差を極力、無くすための光量調整の役割を果たす。これはシェーディング演算処理において、ラインセンサ中央部と端部で反射光量の差が有り過ぎると、多分に歪を含んだ演算結果しか得られないために、予め、反射光量の差を無くした後に、シェーディング演算処理を行なうためのものである。シェーディング調整板の働きを示す例として、図７（ａ）が調整板が無い場合の白基準板１５のビデオデータを読み込んだ際の再現レベル分布である。この様に中央部のレベルが高く、端部でレベルが落ちる。図７（ｂ）がシェーディング調整板を用いた際のレベル分布例である。ラインセンサで光電変換をした後に、アナログビデオデータとしてレベル調整し、Ａ／Ｄコンバータにて、ディジタル変換を行なう。
【００１３】
白基準データのサンプリング処理を行なう前にビデオデータに対する増幅処理のゲイン値を決定するためにゲイン設定用のデータ読取を行なわなければならない。その処理は白基準板１５を設定した固定ゲイン値にて読取り、その読取ったラインデータ中の画素のピーク検出処理を行なうことにより、そのピーク値をもってビデオデータに対する増幅処理のゲイン設定とする。よってシェーディング演算処理用の白基準データのサンプリングからそのゲイン値にて画像データを読取る。
ゲイン設定用のピークデータの検出は白基準板１５の副走査方向の先頭ラインを検出して行なう。白基準板１５は白基準板１５と明確に切り分けられる濃度を持つ背景部材上に設置が望ましい。ここでは説明簡略化のため、黒色部材を例としてあげる。この場合、黒部材であることにより、白基準板１５との切り分けを行なうことが出来る。図８に、白基準板１５が白基準部材背景板の上に取りつけられている例を示す。
【００１４】
白基準板１５の先頭ラインを検知する処理例を示す。図９（ａ）は白基準板１５外の１ライン分のビデオのレベル分布を示す例である。この様に黒であると、ビデオデータは殆どレベルを持たない。このレベルデータ中の検知位置、つまり白基準板１５の両端がＡ及びＢの位置である。Ａ、Ｂの位置は白基準データとして必要な主走査幅の位置を示すものとする。入力したビデオデータに対して２値化処理を行ない、検出したレベルがある白基準板検出用のスレッシュより高いときに白基準板１５を読取ったデータであると判断する。白基準板１５の先頭ラインでの読取データかどうかの判断は白基準板検出用のスレッシュよりも読取データが高く、且つ、そのレベルが主走査方向の白基準板１５の幅設定を行なっているＡとＢの範囲以上に連続した時に、検出したそのラインデータを白基準板１５の先頭ライン位置であると判断する。図９の例では、スレッシュをＴｈとして示している。また、同時に白基準板１５の検知を行う上で、ピーク検出処理を行う。ピーク検出処理を行いながら、順次ラインデータを読み取っていくと、白基準板１５が斜めに載置されていた場合、ピークがＡ側、若しくはＢ側で発生する。ピークを検出した際には検出した主走査のアドレスとライン数を同時に記憶する。図９(ｂ)で、Ａ、Ｂの両方の位置で十分にレベルが白基準データレベルに達していると判断し、ここで１ライン分の白基準データが現れたと判断する。
【００１５】
以上の処理により、最初に現れたピークが白基準板１５の斜めに載置された際の左右両端のうちのどちらかの端部であり、次にＡ、Ｂで検知したのが白基準データとして１ライン分のデータが現れた最初のラインである。この処理により、最初のピーク検出結果と、最初の１ライン分のデータが現れたデータから、白基準板１５の斜めに載置された量がわかる。
これは最初にピークを検出したアドレスデータと１ライン分のデータが現れた際のＡ、Ｂのアドレスにより形成される三角形から計算することが出来る。この計算結果がスキュー量となる。
【００１６】
白基準板１５のスキュー量を検知することができると、このスキュー量の検知結果から白基準板１５を読み取るには最初の白基準板１５の先頭ライン以降とする。これは白基準板１５のエッジ部分では、反射の状態が、特に大きく変化する可能性があるので、先端ラインを検出してから数ライン進めたところの白基準板１５の読取で、ゲインコントロール用のピークホールド処理を行なうことが望ましい。（図１０R>０参照）
本処理によって白基準板１５の先端ライン検出を行い、その先端ライン検出からピークホールド処理を行なうことによって、白基準データの読み取りと画像データの読み取りに対するゲイン設定を行なう。このゲイン設定により、白基準データを読み取り、白基準データとしてシェーディング補正演算処理を行う。
【００１７】
この白基準データの読み取りの際に同時に白基準板１５の後端エッジの検出処理を行う。検出処理の方法は先端検出と同じ様に行う。図１１を用いて説明する。図１１(ａ)は白基準板１５の範囲内を読み取った際のビデオレベルと設定スレッシュであるＴｈとの関係を示すものである。このラインでは白基準板１５の判定位置であるＡ、Ｂで十分にレベルが白基準データレベルに達していると判断し、白基準板１５を読み取っていると判断する。そのラインからｍライン進んだ際の白基準データのレベルとスレッシュＴｈとの関係を示しているのが図１１(ｂ)である。ｍライン進むと白基準板１５から読み取り位置が外れ、白基準板１５の背景部材部を読み取っているため、白基準データのレベルはスレッシュＴｈに達しない。Ｔｈに達しないことで白基準板１５位置から外れたと判断する。白基準データの読み取りはこのように白基準板１５から外れない部分で行う。なお、後端側も先端側と同じようにスキューがあり、斜めに白基準板１５が載置されているため、観測点であるＡ、Ｂ両端のどちらかがＴｈに達しない場合はそこで白基準データとしての取り込みを終了させる。
【００１８】
載置されている白基準板１５のスキュー量を検知しているので、このデータを使用して、白基準板１５から外れないように白基準データを読み込み、正しい白基準データを形成する。まず、図１２に示すように、先端検知結果により、次回からの読み取りでは先端の白基準のピーク検出を行う。次回の読み取り以降で、このピーク検出を行って、ピークのラインが検知できたら、次に白基準データとして読み取るラインまでのライン数が、スキュー検知処理によりわかっているので、このライン数分読み取りのための走行体を移動した上で、ゲインコントロール用のピークホールド処理、白基準データの読み込みを行う。この処理により、再度のスキュー検知処理を行うことなく、白基準データを正しく読み取ることが出来る。
【００１９】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に記載の画像読取装置では、白基準板の副走査方向の読取先頭位置を特定し、ビデオアンプのゲインコントロール用のピークホールド読取位置が白基準板から外れないで取り込む事が出来、且つ、白基準板の副走査後端部検出処理により後端検出を行うことが出来る。また、請求項１に記載の画像読取装置では、白基準板の左右両端を検知して、白基準板から外れない部分の白基準データを正確に読取ることができる。また、請求項１に記載の画像形成装置では、検知処理データを有効に使用し、ＣＰＵの負担を減らすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の画像読取装置を搭載したイメージスキャナの構成を示す概略図である。
【図２】露光走査光学系により読み取られた画像データの処理を行なうための制御回路の構成を示すブロック図である。
【図３】原稿読み取り台を用いて画像データの読み取りを行なう原稿読み取りモードの一つであるブックモードの構成を示す概略図である。
【図４】自動給紙装置を用いて画像データの読み取りを行なう原稿読み取りモードの一つであるＡＤＦモードの構成を示す概略図である。
【図５】画像処理部の構成を示すブロック図である。
【図６】図５中の本発明に関わる部分を細分化、且つ抜粋したブロック図である。
【図７】シェーディング演算処理を行なうための、シェーディング調整板の働きを説明するための図である。
【図８】白基準板が白基準部材背景板の上に取りつけられている状態を示す図である。
【図９】白基準板の先頭ラインを検知する処理例を示す図である。
【図１０】ゲインコントロール用のピークホールド処理を説明するための図である。
【図１１】白基準データのレベルとスレッシュＴｈとの関係を説明するための図である。
【図１２】先端検知結果により、次回の読み取り以降で、再度のスキュー検知処理を行うことなく読み取りを説明するための図である。
【符号の説明】
１  画像読取装置本体
２  自動給紙装置（ＡＤＦ）
３  原稿読み取り台
４  第１の走行体
４ａ  光源
４ｂ  ミラー
５  第２の走行体
５ａ、５ｂ  ミラー
６  レンズ
７  光電変換素子（ＣＣＤ）
８  ステッピングモータ
９  露光走査光学系
１０  ＡＤＦユニット
１１  原稿台
１２  ステッピングモータ
１３  原稿
１４  原稿押さえ板
１５  白基準板
１６  ＣＰＵ
１７  光源ドライバ
１８  ＣＣＤ駆動部
１９  画像処理部
２０  モータドライバ
２１  アナログビデオ処理部
２２  シェーディング補正処理部
２３  画像データ処理部
２４  ２値化処理部
２５  スキャンバッファ
２６  Ｉ／Ｆコントローラ
２７  バッファコントローラ
２８  モータドライバ
２９  分離ローラ
３０  搬送ローラ
【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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【図１１】
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【図１２】
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