JP7353899B2 - 画像読取装置および画像読取装置の制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、画像読取装置および画像読取装置の制御方法に関する。

複写機やマルチファンクションプリンタは、原稿から画像を読み取るための画像読取装置を備える。画像読取装置による読み取り方式は、原稿台上に原稿を載置し、読取ユニットを移動させながら読み取る圧板読み取り方式と、自動原稿搬送機構により原稿を搬送しながら読み取る流し読み方式が知られている。

読取ユニットは、原稿を照射する発光部と、原稿からの反射光を受光する受光部とを備える。画像読取装置は、受光部で受光した反射光に基づいて原稿の画像を表す画像データを生成する。

発光部は、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）等の光源が用いられる。受光部は、カラー画像を読み取るために、複数のラインセンサを備えており、例えばＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）のカラーフィルタが各ラインセンサの受光面上に塗布される。読取ユニットは、発光部から原稿に照射された光の拡散光を受光部で受光することで原稿を読み取る。画像読取装置は、読取ユニットの受光部の受光結果である輝度データ（以下、「読取データ」という。）から画像データを生成する。

以下、発光部と受光部を用いた読取ユニットを備える画像読取装置を例に説明する。この画像読取装置の読取ユニットは、原稿が搬送される方向に直交する方向或いは読取ユニットが移動する方向に直交する方向を主走査方向として、主走査方向に複数の受光素子が並んでいる。このような画像読取装置において、副走査方向の読取解像度を変更し、自動原稿搬送機構の搬送速度を上げる、或いは読取ユニットの搬送速度を上げて高速な読取を行う場合、Ｒ、Ｇ、Ｂのずれ量が例えば０．５画素などの非整数画素分のずれ量となる。

特許文献１には、補間処理を行うことにより、整数画素位置に擬似的に画素を生成する方法が開示されている。

また、特許文献２には、発光部に多色光源（例えばＲ光源、Ｇ光源、Ｂ光源）を用いて各光源の点灯タイミングを制御することにより、整数画素分の位置合わせ処理で画像の位置合わせを行う方法が開示されている。

特開平１－１０９９６６号公報 特開２００５－３２２９９０号公報

しかし、特許文献１は、基準となるラインセンサの位置に対し、非整数画素分ずれたラインセンサに対し補間処理を行うため、擬似的に画素を生成するため受光素子の信号レベルは受光面積が広くなった状態と同じ状態となり、ボケが生じ画質が劣化してしまう。また、特許文献１は、高速な読み取を行い、低解像度な画像を生成した場合、原稿に高周波成分が含まれていると折り返し雑音が発生する。例えば、各ラインセンサの読み取る位置がＲ、Ｂに対しＧが０．５画素ずれている場合、Ｇのラインセンサで生成される画像の折り返し雑音は、Ｒ、Ｂのラインセンサで生成される画像の折り返し雑音と異なる位置で発生する。このため、折り返し雑音が発生した位置のＲＧＢ値はＲ＝Ｇ＝Ｂとならず、有彩色画素が発生する。このため、モノクロ原稿を読み取った際に、偽色が発生し、画像品位の劣化や自動カラー選択（ＡＣＳ：Ａｕｔｏ Ｃｏｌｏｒ Ｓｅｌｅｃｔ）の誤判定（モノクロ原稿をカラー原稿と判定する）が発生する。

また、特許文献２は、光源をＲ光源、Ｇ光源、Ｂ光源を含むＲＧＢ光源にする必要があり、白色光源に対しては使用できず、使用可能な光源が限定されてしまう。白色光源では光源を主走査方向に複数配列し光を照射するが、ＲＧＢ光源で同じ構成を取る場合、同じ照度を得るためには光源の数を３倍にする必要があり、必要となる面積が増加してしまう。光源の数を減らして光量を増加させる場合、輝点ムラが発生し、ＬＥＤの配列が画像データに現れてしまう。このため、ＲＧＢ光源では、導光体を用いて光を拡散させて照射する方式が取られるが、読み取り速度が上がった場合、光量を確保することが難しい。

本発明の目的は、複数の受光素子列の読取位置ずれによる画像品質の劣化を抑制することができるようにすることである。

本発明の画像読取装置は、複数の受光素子を第１の方向に並べた受光素子列を、前記第１の方向に直交する第２の方向に複数有し、対象物の画像を読み取ることで読取データを生成する読取手段と、前記複数の受光素子列の電荷蓄積タイミングを独立に制御する制御手段と、前記読取手段により生成された前記複数の受光素子列の読取データの読取位置ずれを補正する補正手段とを有し、前記複数の受光素子列は、第１の受光素子列と、第２の受光素子列と、第３の受光素子列とを有し、前記第２の受光素子列は、前記第１および第３の受光素子列に対して、電荷蓄積タイミングが異なり、前記制御手段は、前記第１および第３の受光素子列が前半０．５画素分受光し、前記第２の受光素子列が後半０．５画素分受光するように、前記電荷蓄積タイミングを制御する。

本発明によれば、複数の受光素子列の読取位置ずれによる画像品質の劣化を抑制することができる。

画像読取装置の構成図である。 ＣＩＳラインセンサの構成図である。 制御部の構成図である。 画像読取時の処理を示すフローチャートである。 受光タイミングの一例を示す図である。 ６００ｄｐｉ読み取り時の画像の一例を示す図である。 ３００ｄｐｉ読み取り時の画像の一例を示す図である。 ３００ｄｐｉ読み取り時の画像の一例を示す図である。 ３００ｄｐｉ読み取り時の受光タイミングの一例を示す図である。 ３００ｄｐｉ読み取り時の画像の一例を示す図である。 ３００ｄｐｉ読み取り時の画像の一例を示す図である。 ２００ｄｐｉ読み取り時時の受光タイミングの一例を示す図である。 ラインセンサの配列を示す図である。 制御部の構成図である。 画像読取時の処理を示すフローチャートである。 ゲイン調整の一例を示す図である。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳しく説明する。尚、以下の実施の形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものでなく、また実施の形態で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須のものとは限らない。

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態による画像読取装置１１５の一例を示す図である。画像読取装置１１５は、例えば、スキャナ、複写機またはマルチファンクションプリンタ等である。画像読取装置１１５は、自動原稿給紙装置１００を搭載しており、画像読取の対象物である原稿１０２を搬送しながら表面読取部１２１および裏面読取部１２２により原稿１０２の両面の画像を読み取ることが出来る。

給紙ローラ１０３は、分離搬送ローラ１０４と同一駆動源に接続され、分離搬送ローラ１０４の回転につれて回転し、原稿を給紙する。給紙ローラ１０３は、通常時はホームポジションである図１の上方の位置に退避しており、原稿のセット作業を阻害しないようになっている。給紙動作が開始されると、給紙ローラ１０３は、下降して原稿１０２の上面に当接する。給紙ローラ１０３は、図示しないアームに軸支されており、アームが揺動することにより上下に移動する。

分離搬送ローラ１０４の対向側には分離搬送従動ローラ１０５が分離搬送ローラ１０４側に押圧された状態で配置されている。分離搬送従動ローラ１０５は、分離搬送ローラ１０４より僅かに摩擦が少ないゴム材等から形成されており、分離搬送ローラ１０４と協働して、給紙ローラ１０３によって給紙される原稿トレイ１０１上の原稿１０２を１枚ずつ捌いて給紙する。

更に、自動原稿給紙装置１００は、レジストローラ１０６、レジスト従動ローラ１０７、リードローラ１０８およびリード従動ローラ１０９を有する。レジストローラ１０６およびレジスト従動ローラ１０７は、分離部で給紙された原稿の先端を揃えるよう動作する。

リードローラ１０８およびリード従動ローラ１０９は、原稿１０２を流し読みガラス１１６に向けて搬送する。流し読みガラス１１６の上方には、プラテンローラ１１０が配置されている。原稿１０２は、このプラテンローラ１１０により、第１読み取り部を構成する流し読みガラス１１６上を通過した後、リード排出ローラ１１１およびリード排出従動ローラ１１２へと搬送される。

流し読みガラス１１６におけるリード排出ローラ１１１側の端部には、リード排出ローラ１１１への原稿の搬送を円滑なものとするために、原稿をすくい上げるためのジャンプ台１１７が設けられている。

原稿１０２は、その表面が流し読みガラス１１６に接するように搬送され、この際、画像読取装置１１５内に配置された表面読取部１２１が流し読みガラス１１６を介して原稿表面を読みとる。表面読取部１２１は、ＣＩＳ（Contact Image Sensor：密着イメージセンサ）ラインセンサによって構成される。詳細は後述する。

リード排出ローラ１１１およびリード排出従動ローラ１１２は、流し読みガラス１１６上を通過した原稿を流し読みガラス１２０へと搬送する。流し読みガラス１２０の一方側にはプラテンローラ１１９が設けられており、他方側には裏面読取部１２２が設けられている。裏面読取部１２２は、表面読取部１２１と同様に、ＣＩＳ（Contact Image Sensor：密着イメージセンサ）ラインセンサによって構成される。

この構成により、流し読みガラス１２０とプラテンローラ１１９との間を通過する原稿１０２の裏面画像が裏面読取部１２２で読み取られる。その後、原稿１０２は、排紙ローラ１１３へと搬送され、排紙トレイ１１４に排出される。

上記構成を有する画像読取装置１１５は、２つのモードで原稿を読み取ることができる。第１モードは、原稿台ガラス１１８上に載置された原稿１０２を、表面読取部１２１を副走査方向（図中矢印方向）に移動させながら、原稿を読み取る原稿固定読取モードである。第２モードは、表面読取部１２１を停止させた状態で、自動原稿給紙装置１００によって原稿１０２を搬送させながら、流し読みガラス１１６位置で原稿を読み取る流し読みモードである。第２モードでは、表面読取部１２１に加えて裏面読取部１２２を使用することにより、原稿の表面の画像に加えて裏面の画像を読み取ることができる。

図２は、図１の表面読取部１２１および裏面読取部１２２のＣＩＳラインセンサの構成例を示す図である。表面読取部１２１と裏面読取部１２２は、同じ構成であるため、ここでは表面読取部１２１の構成を説明し、裏面読取部１２２の構成の説明は省略する。

表面読取部１２１は、発光部である白色ＬＥＤ２０１ａ、２０１ｂと、セルフォック（登録商標）レンズアレイ２０２、受光部である受光素子２０３を備える読取ユニットである。白色ＬＥＤ２０１ａおよび２０１ｂは、原稿１０２が流し込みガラス１１６を通過する際に発光して原稿１０２の表面を照射する。原稿１０２の表面は、白色ＬＥＤ２０１ａおよび２０１ｂによって照射された光を反射する。原稿１０２の表面による反射光は、拡散光である。拡散光は、セルフォックレンズアレイ２０２を通り、受光素子２０３の受光面に集光する。受光素子２０３は、イメージセンサであり、受光した光を光電変換し、受光量に応じたアナログ電気信号を出力する。

図１３は、図１の表面読取部１２１のＣＩＳラインセンサの配列を示す図である。表面読取部１２１と裏面読取部１２２は、同じ構成であるため、ここでは表面読取部１２１の構成を説明し、裏面読取部１２２の構成の説明は省略する。

図１３は、図２の受光素子２０３の配列を示す。ラインセンサは、受光素子２０３が主走査方向に解像度に応じた数だけ一列に配置された受光素子列である。複数のラインセンサは、副走査方向にずらして配置されている。表面読取部１２１は、複数の受光素子２０３を主走査方向に並べた受光素子列を、主走査方向に直交する副操作方向に複数有し、対象物の画像を読み取ることで読取データを生成する。裏面読取部１２２も表面読取部１２１と同様である。

図１３では、Ｒ（赤）の画像を読み取る受光素子２０３のライン、Ｇ（緑）の画像を読み取る受光素子２０３のライン、Ｂ（青）の画像を読み取る受光素子２０３のラインからなる。そのために、３ラインの受光素子２０３には、それぞれ、受光面上にＲ、Ｇ、Ｂのカラーフィルタが塗布されている。これによって、原稿１０２による拡散光が色分解されて、各受光素子２０３がカラーフィルタを通過した光を受光する。

３ラインの受光素子２０３は、副走査方向にずれて配置されるため、画像読取装置１１５は、Ｒ、Ｇ、Ｂの各色の画像を原稿の同じ位置から同じタイミングで読み取っていないことになる。このため、各ラインの受光素子２０３から出力された画像信号の位置合わせを行う必要がある。図１３の例では、Ｒに対してＧが１画素分、Ｂが２画素分だけ副走査方向にずらすことでＲＧＢの位置合わせを行うことができる。

図１３に示すように、ラインセンサは、原稿１０２の主走査方向に解像度に応じた個数の受光素子２０３を副走査方向（搬送方向）に複数ライン備える。例えば、ラインセンサは、主走査方向に７５００画素分の受光素子２０３を副走査方向に３ライン備える。３ラインの受光素子２０３は、副走査方向に６００ｄｐｉ、１画素ずつずれた状態で配置される。各ラインの受光素子２０３上にはカラーフィルタが塗布されている。第１ラインの受光素子２０３には、Ｒの光を透過するカラーフィルタが塗布されている。第２ラインの受光素子２０３には、Ｇの光を透過するカラーフィルタが塗布されている。第３ラインの受光素子２０３には、Ｂの光を透過するカラーフィルタが塗布されている。

図３は、画像読取装置１１５の制御部の構成例を示す図である。画像読取装置１１５は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）３０１、不揮発性メモリ３０２、操作部３０３、画像処理部３０６、パラレル／シリアル変換部３１０、および画像出力コントローラ３１１を備える。ＣＰＵ３０１および画像処理部３０６には、表面読取部１２１および裏面読取部１２２が接続される。

ＣＰＵ３０１は、不揮発性メモリ３０２に格納されたプログラムを実行することで、自動原稿給紙装置１００および画像読取装置１１５の動作を制御する。操作部３０３は、原稿１０２の両面読取モードの設定、読取解像度の設定、および読み取った画像を表す画像データの送信先の設定等を行うためのユーザーインターフェースである。操作部３０３により入力された内容は、ＣＰＵ３０１に送信される。

画像処理部３０６は、表面読取部１２１および裏面読取部１２２によって読み取られた画像データを取得し、所定の画像処理を行って出力する。画像処理部３０６は、Ａ／Ｄ変換部３０４，３０５、ラインメモリ３０７、シェーディング補正部３０８、および色ずれ補正部２０９を有する。

Ａ／Ｄ変換部３０４および３０５は、表面読取部１２１および裏面読取部１２２によって読み取られたアナログ電気信号をデジタル信号である画像データに変換する。ラインメモリ３０７は、Ａ／Ｄ変換部３０４および３０５で変換された画像データを格納するメモリである。

シェーディング補正部３０８は、ラインメモリ３０７に格納されたＲ、Ｇ、Ｂの各色の読取データに対して、光量の不均一性や受光素子２０３ごとの感度差の影響を補正するシェーディング補正処理を行う。シェーディング補正処理では、不図示の白色基準板を読み取ることによって得られたシェーディング係数を用いて補正処理を行う。

色ずれ補正部３０９は、読み取られたＲ、Ｇ、Ｂの画像データに対して、読取位置を合わせる色ずれ補正処理を行う。色ずれ補正処理では、整数画素分の色ずれを補正する処理と非整数画素分の色ずれを補正する処理を行う。ここでは、例えば１×３（主走査×副走査）のウィンドウサイズを持ったフィルタ処理によって補正を行う。ここで、副走査方向３画素分の画像データをＰＶ１、ＰＶ２、ＰＶ３、重み係数をｗ１、ｗ２、ｗ３とした場合、フィルタ処理後の画素値ＰＶ２'は、式（１）によって算出される。
ＰＶ２'＝（ＰＶ１×ｗ１＋ＰＶ２×ｗ２＋ＰＶ３×ｗ３）／（ｗ１＋ｗ２＋ｗ３） ・・・（１）

パラレル／シリアル変換部３１０は、各色の読取データをシリアルデータに変換して画像出力コントローラ３１１に送信する。画像出力コントローラ３１１は、シリアルデータに変換された読取データを読み取った原稿１０２の画像を表す画像データとして出力する。

図４は、画像読取装置１１５の制御方法を説明するフローチャートである。このフローチャートを実行するプログラムは、不揮発性メモリ３０２に格納され、ＣＰＵ３０１によって実行される。

ステップＳ４０１では、ＣＰＵ３０１は、操作部３０３で設定された情報を取得し、読取条件を取得する。例えば、ＣＰＵ３０１は、操作部３０３で設定された解像度設定等の情報を取得する。

ステップＳ４０２では、ＣＰＵ３０１は、ステップＳ４０１で取得した解像度情報を判定する。ＣＰＵ３０１は、解像度情報が６００ｄｐｉの場合（Ｓ４０２のＹＥＳ）には、ステップＳ４０３に進み、解像度情報が３００ｄｐｉの場合（Ｓ４０２のＮＯ）には、ステップＳ４０６に進む。

ステップＳ４０３では、ＣＰＵ３０１は、自動原稿給紙装置１００に対して、６００ｄｐｉ用の搬送速度設定（通常モード）で原稿給紙の開始を指示する。

ステップＳ４０４では、ＣＰＵ３０１は、時刻ＴｎでＲ，Ｇ、Ｂの各色のラインセンサに対して、同時に読取開始を指示する。

図５は、図１３に示すラインセンサを用いて、原稿読取を行う際の読取開始を指示するリセットパルスと、リセットパルスを検知し、Ｒ、Ｇ、Ｂの受光素子２０３が蓄電するタイミングを示している。図中のＲ、Ｇ、Ｂの受光素子２０３は、ハイレベル時が蓄電している期間であり、ローレベル時が蓄電していない期間を示している。Ｒ、Ｇ、Ｂの受光素子２０３は、時刻Ｔｎでリセットパルスを検知すると、蓄電された電荷をリセットし、一定の遅延期間を経て蓄電を開始する。このため、図５に示すように、Ｒ、Ｇ、Ｂの受光素子２０３は、時刻Ｔｎでリセットパルスを検知し、蓄電を行うハイレベル状態までに遅延期間が発生している。図５中に示す時刻ＴｎからＴｎ＋１の区間が副走査１画素の電荷となる。

ステップＳ４０５では、ＣＰＵ３０１は、原稿１０２の読取が終了したかを判定する。ＣＰＵ３０１は、原稿１０２の読取が終了していない場合には、ステップＳ４０４に戻り、次ラインの読取を指示する。ＣＰＵ３０１は、原稿１０２の読取が終了した場合には、図４のフローチャートの処理を終了する。

図６（ａ）～（ｃ）を用いて、６００ｄｐｉ読取時に生成される画像データについて説明する。図６（ａ）は、原稿１０２が６００ｄｐｉ、４画素周期の黒線を読み取る場合の６００ｄｐｉ読取時のサンプリング位置の一例を示す図である。矢印６０１は、時刻ＴｎからＴｎ＋１の期間で各色のラインセンサで読み取られる位置を示している。図１３で示したように、ラインセンサは、Ｒに対しＧが６００ｄｐｉ１画素、Ｒに対しＢが６００ｄｐｉ２画素分副走査方向にずれて配置されている。このため、矢印６０１のように、同一時刻で読み込まれる画像位置がずれることとなる。

図６（ｂ）は、読み取られた信号値をＡ／Ｄ変換部３０４および３０５でデジタル信号に変換された色ずれ補正前のＲ、Ｇ、Ｂの各色の信号値を示す図である。信号値は、縦軸が輝度値であり、横軸は副走査位置を示している。図６（ｂ）の矢印６０１は、図６（ａ）で示した矢印６０１と同一時刻で読み取られた画像位置を示している。原稿１０２の黒線部分を読み取った信号値が６００ｄｐｉ、１画素分ずつ遅延していることが分かる。図６（ｂ）の矢印６０１の部分では、Ｒの信号値が低く、Ｇ、Ｂの信号値が高い状態となり、Ｒ≠（Ｇ＝Ｂ）となる。このため、原稿１０２では、黒線であった箇所が有彩色となってしまい、画像品位が低下する。

図６（ｃ）は、図６（ｂ）の信号値に対し、色ずれ補正部３０９で整数画素分の色ずれ補正を行った結果を示す図である。図６（ｃ）の信号値は、図６（ｂ）の信号値に対し、Ｒを基準にＧを１画素分、Ｂを２画素分補正した画像となり、Ｒ、Ｇ、Ｂの信号の色ずれが補正され、黒線の原稿を再現することが出来る。

次に、図７（ａ）～（ｄ）と図８（ａ）～（ｄ）を用いて、図１３に示すラインセンサを用いて３００ｄｐｉ読取を行う際に、Ｒ、Ｇ、Ｂの各色のラインセンサで同時に読取開始を行った場合の画像データの一例を説明する。

図７（ａ）は、原稿１０２が６００ｄｐｉ、４画素周期の黒線を読み取る場合の３００ｄｐｉ読みのサンプリング位置の一例を示す図である。図７（ａ）中の矢印７０１は、時刻ＴｎからＴｎ＋１で各色のラインセンサで読み取られる位置を示している。例えば、ラインセンサは、Ｒに対しＧが６００ｄｐｉ１画素、Ｒに対しＢが６００ｄｐｉ２画素分副走査方向にずれて配置されている。この構成のラインセンサで３００ｄｐｉ読み取りを行った場合、Ｒ、Ｂに対し、Ｇのラインセンサは３００ｄｐｉ、０．５画素ずれた位置を読み取ることとなる。

図７（ｂ）は、読み取られた信号値をＡ／Ｄ変換部３０４および３０５でデジタル信号に変換された色ずれ補正前の信号値を示す図である。図７（ｂ）の矢印７０１は、図７（ａ）で示した矢印７０１と同一時刻で読み取られた画像位置を示している。原稿１０２の黒線部分を読み取った信号値が、Ｒに対しＢは３００ｄｐｉ、１画素ずれた信号となるがＲに対しＧは３００ｄｐｉ、０．５画素ずれた状態となっている。

図７（ｃ）は、図７（ｂ）に対し、色ずれ補正部３０９で整数画素分の色ずれ補正を行った結果を示す図である。図７（ｃ）の信号値は、図７（ｂ）の信号値に対し、Ｒを基準にＢを３００ｄｐｉ、１画素分補正している。この状態では、Ｇの信号値が３００ｄｐｉ、０．５画素ずれた状態となっているため、矢印７０１の部分が（Ｒ＝Ｂ）≠Ｇとなり、有彩色となってしまう。

図７（ｄ）は、図７（ｃ）に対し、色ずれ補正部３０９でＧの信号値に対し３００ｄｐｉ、０．５画素分の色ずれ補正を行った状態を示す図である。０．５画素の色ずれ補正は、式（１）を用いた場合、次式の重み付係数を用いて補正を行う。
ＰＶ２'＝（ＰＶ１×０＋ＰＶ２×６４＋ＰＶ３×６４）／１２８

色ずれ補正処理により、矢印７０１の部分のＲ、Ｇ、Ｂの信号値がＲ＝Ｇ＝Ｂとなり、Ｒ、Ｇ、Ｂの色ずれは補正されるが、補正処理による平滑化効果により生成される画像データにボケが発生し、画像品位が低下する。

図８（ａ）は、原稿１０２が６００ｄｐｉ、１．５画素周期の黒線を読み取る場合の３００ｄｐｉ読みのサンプリング位置の一例を示す図である。図８（ａ）中の矢印８０１は、同一時刻で各色のラインセンサで読み取られる位置を示している。

図８（ｂ）は、Ａ／Ｄ変換処理後の信号値を示す図である。図８（ｃ）は、整数画素分の色ずれ補正を行った信号値を示す図である。図８（ｄ）は、図８（ｃ）の信号値に対し、Ｇの信号値に０．５画素の分の色ずれ補正を行った状態を示す図である。

６００ｄｐｉ、１．５画素周期の黒線は、２００ｄｐｉの周期性となる。３００ｄｐｉ読み時のナイキスト周波数は１５０ｄｐｉとなるため、２００ｄｐｉの周期をもつ黒線は解像することが出来ず、折り返し雑音が発生する。ＧはＲ、Ｂと３００ｄｐｉで０．５画素ずれた位置を読み取っているため、Ｇに発生する折り返し雑音は折り返し雑音の半周期分ずれた信号が生成される。このため、図８（ｄ）に示すように、０．５画素分の色ずれ補正処理を行ってもＲ＝Ｇ＝Ｂとならず、黒線部分に有彩色の画素が発生する。例えば、ドキュメントリーダーや複写機の画像読取装置では、ＡＣＳ（Ａｕｔｏ Ｃｏｌｏｒ Ｓｅｌｅｃｔ）のように、読み取った原稿がカラーかモノクロかを判別する機能を有している。この機能を有する画像読取装置で３００ｄｐｉ読み取りを行った場合、折り返し雑音による有彩色画素の発生により、ＡＣＳ機能がモノクロ原稿をカラー原稿と判定してしまう場合がある。

本実施形態では、上述した画像品位の劣化やＡＣＳ誤判定を抑制する画像読取装置１１５を提供する。図４の説明に戻る。

ステップＳ４０２では、ＣＰＵ３０１は、解像度情報が３００ｄｐｉの場合（Ｓ４０２のＮＯ）には、ステップＳ４０６に進む。

ステップＳ４０６では、ＣＰＵ３０１は、自動原稿給紙装置１００に対して、３００ｄｐｉ用の搬送速度設定（高速モード）で原稿給紙の開始を指示する。例えば、ＣＰＵ３０１は、６００ｄｐｉに対して、倍速で原稿給紙を行う。

ステップＳ４０７では、ＣＰＵ３０１は、時刻Ｔｎで、Ｒ，Ｂのラインセンサを同時に読取開始する。ステップＳ４０８では、ＣＰＵ３０１は、時刻Ｔｎ'で、Ｇのラインセンサの読取を開始する。

図９は、図１３に示すラインセンサを用いて、３００ｄｐｉで原稿読取を行う際の読取開始を指示するＲ、Ｇ、Ｂごとのリセットパルスと、リセットパルスを検知し、Ｒ、Ｇ、Ｂの受光素子２０３が蓄電するタイミングを示す図である。Ｒ、Ｇ、Ｂの受光素子２０３は、ハイレベル時が蓄電している期間であり、ローレベル時が蓄電していない期間を示している。Ｒ、Ｂの受光素子２０３は、時刻Ｔｎでリセットパルスを検知すると、蓄電された電荷をリセットし、一定の遅延期間を経て蓄電を開始する。一方、Ｇの受光素子２０３は、時刻Ｔｎ'でリセットパルスを検知すると、蓄電された電荷をリセットし、一定の遅延期間を経て蓄電を開始する。時刻ＴｎからＴｎ＋１の区間がＲ、Ｂの副走査１画素の電荷となる。また、Ｇは、Ｔｎ'からＴｎ＋１'の区間がＧの副走査１画素の電荷となる。このように、リセットパルスを各色で独立に制御し、Ｒ、Ｂを３００ｄｐｉの前半０．５画素、Ｇを３００ｄｐｉの後半０．５画素分受光するよう制御する。

時刻Ｔｎ'は、時刻Ｔｎから３００ｄｐｉ、０．５画素分の読取時間ｔｍ分ずれた時刻であり、Ｔｎ'＝Ｔｎ＋ｔｍとなる。また、Ｒ、Ｂを３００ｄｐｉの前半０．５画素、Ｇを３００ｄｐｉの後半０．５画素分受光するよう制御しているが、Ｇを前半０．５画素、Ｒ、Ｂを後半０．５画素受光するよう制御してもよい。

ＣＰＵ３０１は、制御部であり、リセットパルスにより、Ｒ、Ｇ，Ｂの受光素子列の電荷蓄積タイミングを独立に制御する。ＣＰＵ３０１は、Ｒ、Ｇ、Ｂの受光素子列の電荷蓄積タイミングが同じでないタイミングで制御する。Ｇの受光素子列は、ＲおよびＢの受光素子列に対して、電荷蓄積タイミングが異なる。ＣＰＵ３０１は、ＲおよびＢの受光素子列が前半０．５画素分受光し、Ｇの受光素子列が後半０．５画素分受光するように、電荷蓄積タイミングを制御する。

ステップＳ４０９では、ＣＰＵ３０１は、原稿１０２の読取が終了したか否かを判定する。ＣＰＵ３０１は、原稿１０２の読取が終了していない場合には、ステップＳ４０７に戻り、次ラインの読取を行う。ＣＰＵ３０１は、原稿１０２の読取が終了した場合には、図４のフローチャートの処理を終了する。

次に、図１０（ａ）～（ｃ）、図１１（ａ）～（ｃ）を用いて、３００ｄｐｉ読取時で生成される画像データについて説明する。図１０（ａ）は、原稿１０２が６００ｄｐｉ、４画素周期の黒線を読み取る場合の３００ｄｐｉ読みのサンプリング位置の一例を示す図である。矢印１００１は、ＲおよびＢの受光素子２０３で、図９に示す時刻ＴｎからＴｎ＋１で読み取られる位置を示し、Ｇの受光素子２０３で、時刻Ｔｎ'からＴｎ＋１'で読み取られる位置を示している。図１０（ａ）に示すように、Ｒ、Ｇは、同時刻で、同じ位置を読み取る。Ｂは、３００ｄｐｉ１画素分ずれた位置を読み取る。

このように、ＲおよびＢの受光素子２０３の受光を３００ｄｐｉの前半０．５画素分、Ｇの受光素子２０３の受光を３００ｄｐｉの後半０．５画素分とすることにより、Ｒ、Ｇ、Ｂの色ずれ補正を整数分の補正で行うことが可能となる。これにより、０．５画素分の色ずれ補正で発生する画像のボケを抑制することが可能となる。

図１０（ｂ）は、Ａ／Ｄ変換処理後の信号値を示す図である。図１０（ｃ）は、整数画素分の色ずれ補正を行った信号値を示す図であり、０．５画素の色ずれ補正による劣化を抑制することが可能となる。

色ずれ補正部３０９は、図１０（ｃ）に示すように、Ｒ、Ｇ、Ｂの受光素子列の読取データの読取位置ずれを補正する。その際、色ずれ補正部３０９は、整数画素分の読取位置ずれ補正を行う。

図１１（ａ）は、原稿１０２が６００ｄｐｉ、１．５画素周期の黒線を読み取る場合の３００ｄｐｉ読みのサンプリング位置の一例を示す図である。矢印１１０１は、ＲおよびＢの受光素子２０３で、図９に示す時刻ＴｎからＴｎ＋１で読み取られる位置を示し、Ｇの受光素子２０３で、時刻Ｔｎ'からＴｎ＋１'で読み取られる位置を示している。

図１１（ｂ）は、Ａ／Ｄ変換処理後の信号値を示す図である。図１１（ｃ）は、整数画素分の色ずれ補正を行った信号値を示す図である。６００ｄｐｉ、１．５画素周期の黒線は、３００ｄｐｉ読みでは折り返し雑音が発生するが、Ｒ、Ｇ、Ｂで同じ位置を読み取っているため、折り返し雑音もほぼ同じ位置で発生する。このため、図１１（ｃ）に示すように、整数分の色ずれ補正を行うことで、有彩色画素の発生を抑制することができ、ＡＣＳの誤判定を抑制することが可能となる。

本実施形態では、３００ｄｐｉ読み時の制御について説明したが、これに限定されるものではない。図１２は、図１３に示すラインセンサを用いて、２００ｄｐｉで原稿読取を行う際の読取開始を指示するＲ、Ｇ、Ｂごとのリセットパルスと、リセットパルスを検知し、Ｒ、Ｇ、Ｂの受光素子２０３が蓄電するタイミングを示す図である。Ｒ、Ｇ、Ｂの受光素子２０３は、ハイレベル時が蓄電している期間であり、ローレベル時が蓄電していない期間を示している。Ｒの受光素子２０３は、時刻Ｔｎでリセットパルスを検知すると、蓄電された電荷をリセットし、一定の遅延期間を経て蓄電を開始する。Ｇの受光素子２０３は、時刻Ｔｎ'でリセットパルスを検知すると、蓄電された電荷をリセットし、一定の遅延期間を経て蓄電を開始する。Ｂの受光素子２０３は、時刻Ｔｎ''でリセットパルスを検知すると、蓄電された電荷をリセットし、一定の遅延期間を経て蓄電を開始する。時刻ＴｎからＴｎ＋１の区間がＲの副走査１画素の電荷となる。また、Ｇは、時刻Ｔｎ'からＴｎ＋１'の区間がＧの副走査１画素の電荷となる。Ｂは、時刻Ｔｎ''からＴｎ＋１''の区間がＢの副走査１画素の電荷となる。このように、リセットパルスを各色で独立に制御することで、３００ｄｐｉと同様に、Ｒ、Ｇ、Ｂの色ずれ補正を整数分の補正で行うことが可能となる。

以上のように、本実施形態によれば、白色光源であっても、複数のラインセンサから出力される画像信号のずれを整数画素の位置合わせで補正可能となり、画像品質の劣化を抑制することが可能な画像読取装置を提供することができる。

ＣＰＵ３０１は、ラインセンサが６００ｄｐｉの読取速度で読み取る場合には、Ｒ、Ｇ、Ｂの受光素子列の電荷蓄積タイミングが同じタイミングで制御する。また、ＣＰＵ３０１は、ラインセンサが３００ｄｐｉの読取速度で読み取る場合には、Ｒ、Ｇ、Ｂの受光素子列の電荷蓄積タイミングが同じでないタイミングで制御する。

（第２の実施形態）
第１の実施形態では、Ｒ、Ｇ、Ｂのラインセンサの受光タイミングを個別に制御することにより、色ずれ補正を整数分で補正可能とし、画像品質の劣化を抑制する方法について説明した。しかしながら、第１の実施形態の方法では、３００ｄｐｉ読み時の各ラインセンサの受光時間が６００ｄｐｉの受光時間に対し短くなり、光量が不足する。

図１６は、白レベルを調整するゲイン調整の一例を示す図である。光量が不足した場合、原稿１０２を読み取った際に得られる輝度値が低くなるため、シェーディング補正部３０８は、光量の不均一性や受光素子２０３ごとの感度差の影響を補正すると同時に白レベルを調整するゲイン調整を行う。

シェーディング補正部３０８は、読み取られた信号に図１６に示すようなゲイン処理等を行った場合、入力ｉｎ１、ｉｎ２に対する出力ｏｕｔ１、ｏｕｔ２の差分より処理後の出力ｏｕｔ１'、ｏｕｔ２'の差分のほうが大きくなる。このため、Ｓ／Ｎ（Ｓｉｇｎａｌ／Ｎｏｉｓｅ）が悪化し、画像品質が低下する。

第２の実施形態では、３００ｄｐｉ読み時に光量が不足し、Ｓ／Ｎが悪化した場合に、ノイズ除去用のスムージング処理を行う方法について説明する。以下、図１４と図１５を用いて、原稿読み取りの制御について説明する。

図１４は、第２の実施形態による画像読取装置１１５の制御部の構成例を示す図である。図１４は、図３に対して、スムージング処理部１４０１を追加したものである。スムージング処理部１４０１は、画像処理部３０６内に設けられる。以下、第２の実施形態が第１の実施形態と異なる点を説明する。

スムージング処理部１４０１は、色ずれ補正部３０９によって生成されたデータに対して、フィルタ処理によってノイズ除去を行う。スムージング処理部１４０１は、ノイズ除去フィルタとして、高周波ノイズを抑制するため、ローパスフィルタを用いる。例えば、スムージング処理部１４０１は、バイラテラルフィルタを用いてノイズ除去を行う。バイラテラルフィルタは、以下の式（２）により表される。

ここで、ｗはカーネルサイズ、σ₁はガウシアンフィルタの制御値、σ₂は輝度差の制御値である。σ₁を小さくするほど平滑化効果が小さいなり、σ₁を大きくするほど平滑化効果が大きくなる。また、σ₂を大きくするとエッジに対する平滑化効果が大きくなり、σ₂を小さくするとエッジに対する平滑化効果は小さくなるが、ノイズ除去効果も弱くなる。

図１５は、第２の実施形態による画像読取装置１１５の制御方法を説明するフローチャートである。このフローチャートを実行するプログラムは、不揮発性メモリ３０２に格納され、ＣＰＵ３０１によって実行される。図１５は、図４に対して、ステップＳ１５０１およびＳ１５０２を追加したものである。以下、図１５が図４と異なる点を説明する。

ステップＳ４０２では、解像度情報が６００ｄｐｉの場合（Ｓ４０２のＹＥＳ）には、ステップＳ１５０１に進み、解像度情報が３００ｄｐｉの場合（Ｓ４０２のＮＯ）には、ステップＳ１５０２に進む。

ステップＳ１５０１では、ＣＰＵ３０１は、６００ｄｐｉ用の弱いスムージング処理用係数をスムージング処理部１４０１に設定し、設定処理を終了する。

ステップＳ１５０２では、ＣＰＵ３０１は、３００ｄｐｉ用の強いスムージング処理用係数をスムージング処理部１４０１に設定し、設定処理を終了する。

スムージング処理部１４０１は、平滑化部であり、色ずれ補正部３０９により補正された読取データに対して、ラインセンサが６００ｄｐｉの読取速度で読み取る場合と３００ｄｐｉの読取速度で読み取る場合とでは、異なる係数で平滑化を行う。スムージング処理部１４０１は、例えば、バイラテラルフィルタを用いて平滑化を行う。

ここで、３００ｄｐｉ用の強いスムージング処理用係数は、例えば、式（２）におけるσ₁を６００ｄｐｉ用の弱いスムージング処理係数より大きくする、または、σ₂を６００ｄｐｉ用の弱いスムージング処理係数より大きくするように設定すればよい。また、σ₁とσ₂のどちらも変更するように設定してもよい。

また、エッジを保持しつつノイズ除去効果を高めたい場合、バイラテラルフィルタを複数配置し、３００ｄｐｉ読み時にバイラテラルフィルタを複数繰り返し処理することによりノイズを除去する構成としてもよい。

以上のように、本実施形態によれば、３００ｄｐｉ読み時に６００ｄｐｉ読みに対して光量が不足してしまった場合であっても、読取解像度に応じてスムージング処理を変更することにより、ノイズを適切に除去し、画像品質の劣化を抑制することが可能となる。

第１および第２の実施形態によれば、画像読取装置１１５は、白色光源であっても、複数のラインセンサから出力される画像信号のずれを整数画素の位置合わせで補正可能とし、画像品質の劣化を抑制することができる。

（その他の実施形態）
本発明は、上述の実施形態の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサがプログラムを読み出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。

なお、上記実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその技術思想、又はその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。

１２１ 表面読取部、１２２ 裏面読取部、３０１ ＣＰＵ、３０２ 不揮発性メモリ、３０３ 操作部、３０８ シェーディング補正部、３０９ 色ずれ補正部

Claims (9)

1. 複数の受光素子を第１の方向に並べた受光素子列を、前記第１の方向に直交する第２の方向に複数有し、対象物の画像を読み取ることで読取データを生成する読取手段と、
   前記複数の受光素子列の電荷蓄積タイミングを独立に制御する制御手段と、
   前記読取手段により生成された前記複数の受光素子列の読取データの読取位置ずれを補正する補正手段とを有し、
   前記複数の受光素子列は、第１の受光素子列と、第２の受光素子列と、第３の受光素子列とを有し、
   前記第２の受光素子列は、前記第１および第３の受光素子列に対して、電荷蓄積タイミングが異なり、
   前記制御手段は、前記第１および第３の受光素子列が前半０．５画素分受光し、前記第２の受光素子列が後半０．５画素分受光するように、前記電荷蓄積タイミングを制御することを特徴とする画像読取装置。
2. 前記補正手段は、整数画素分の読取位置ずれ補正を行うことを特徴とする請求項１に記載の画像読取装置。
3. 前記制御手段は、リセットパルスにより前記電荷蓄積タイミングを制御することを特徴とする請求項１または２に記載の画像読取装置。
4. 前記制御手段は、前記複数の受光素子列の電荷蓄積タイミングが同じでないタイミングで制御することを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載の画像読取装置。
5. 前記第１の受光素子列には、赤のカラーフィルタが塗布され、
   前記第２の受光素子列には、緑のカラーフィルタが塗布され、
   前記第３の受光素子列には、青のカラーフィルタが塗布されていることを特徴とする請求項１～４のいずれか１項に記載の画像読取装置。
6. 前記制御手段は、
   前記読取手段が第１の読取速度で読み取る場合には、前記複数の受光素子列の電荷蓄積タイミングが同じタイミングで制御し、
   前記読取手段が第２の読取速度で読み取る場合には、前記複数の受光素子列の電荷蓄積タイミングが同じでないタイミングで制御することを特徴とする請求項１～５のいずれか１項に記載の画像読取装置。
7. 前記補正手段により補正された読取データに対して、前記読取手段が第１の読取速度で読み取る場合と第２の読取速度で読み取る場合とでは、異なる係数で平滑化を行う平滑化手段をさらに有することを特徴とする請求項１～６のいずれか１項に記載の画像読取装置。
8. 前記平滑化手段は、バイラテラルフィルタを用いて平滑化を行うことを特徴とする請求項７に記載の画像読取装置。
9. 複数の受光素子を第１の方向に並べた受光素子列を、前記第１の方向に直交する第２の方向に複数有し、対象物の画像を読み取ることで読取データを生成する読取ステップと、
   前記複数の受光素子列の電荷蓄積タイミングを独立に制御する制御ステップと、
   前記読取ステップで生成された前記複数の受光素子列の読取データの読取位置ずれを補正する補正ステップとを有し、
   前記複数の受光素子列は、第１の受光素子列と、第２の受光素子列と、第３の受光素子列とを有し、
   前記第２の受光素子列は、前記第１および第３の受光素子列に対して、電荷蓄積タイミングが異なり、
   前記制御ステップでは、前記第１および第３の受光素子列が前半０．５画素分受光し、前記第２の受光素子列が後半０．５画素分受光するように、前記電荷蓄積タイミングを制御することを特徴とする画像読取装置の制御方法。

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