JPH09163081A - 画像読取装置 - Google Patents
画像読取装置Info
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- JPH09163081A JPH09163081A JP8092487A JP9248796A JPH09163081A JP H09163081 A JPH09163081 A JP H09163081A JP 8092487 A JP8092487 A JP 8092487A JP 9248796 A JP9248796 A JP 9248796A JP H09163081 A JPH09163081 A JP H09163081A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 キャリッジの副走査方向の走査速度に変動が
あっても画素の位置ずれがない画像データを得る。 【解決手段】 第1キャリッジの副走査方向の位置また
は速度を検出するために一定周波数の信号が書き込まれ
た磁気テープ10が主走査方向に延びるように取り付け
られ、磁気テープ10に書き込まれている信号は、第1
キャリッジに取り付けられている磁気ヘッド12により
読み取られて第1キャリッジの走査速度が検出される。
位置誤差補正部23は補正対象ラインの各画素の画像デ
ータを補間法によりその前後のラインの画像データと制
御部20からの速度誤差信号に基づいて補正し、ビデオ
信号として出力する。
あっても画素の位置ずれがない画像データを得る。 【解決手段】 第1キャリッジの副走査方向の位置また
は速度を検出するために一定周波数の信号が書き込まれ
た磁気テープ10が主走査方向に延びるように取り付け
られ、磁気テープ10に書き込まれている信号は、第1
キャリッジに取り付けられている磁気ヘッド12により
読み取られて第1キャリッジの走査速度が検出される。
位置誤差補正部23は補正対象ラインの各画素の画像デ
ータを補間法によりその前後のラインの画像データと制
御部20からの速度誤差信号に基づいて補正し、ビデオ
信号として出力する。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、副走査方向の走査
速度むら又は走査位置ずれに応じて画像データの画素位
置の誤差を補正する画像読取装置に関する。
速度むら又は走査位置ずれに応じて画像データの画素位
置の誤差を補正する画像読取装置に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、例えばR、G、Bの複数のイメ
ージセンサが副走査方向に離間し、且つ平行に配列され
たライン走査型画像読取装置では、各センサにより読み
取られる原稿の同一位置の画像データには時間的なずれ
があり、したがって、原稿の同一位置の画像データが各
センサから得られるように補正を行わないとカラー画像
の読み取りにおいては色ずれが発生し、色を正しく読み
取ることができない。このずれは各センサの間隔と読み
取り走査速度に応じて決定され、また、走査速度にむら
があると色ずれの原因となる。
ージセンサが副走査方向に離間し、且つ平行に配列され
たライン走査型画像読取装置では、各センサにより読み
取られる原稿の同一位置の画像データには時間的なずれ
があり、したがって、原稿の同一位置の画像データが各
センサから得られるように補正を行わないとカラー画像
の読み取りにおいては色ずれが発生し、色を正しく読み
取ることができない。このずれは各センサの間隔と読み
取り走査速度に応じて決定され、また、走査速度にむら
があると色ずれの原因となる。
【0003】上記不具合を避けるために、例えば特開平
6−22159号公報には読み取りキャリッジを駆動す
るモータの回転に伴って発生するパルスの間隔の間、マ
イクロプロセッサが内部クロックを計数することにより
モータの駆動速度を求めて実際の走査速度とし、この走
査速度に基づいて複数のセンサ間の位置ずれを補正する
方法が提案されている。この方法では、副走査方向の下
流のセンサに対して上流のセンサのデータが合わせら
れ、センサ間の位置ずれが補正される。
6−22159号公報には読み取りキャリッジを駆動す
るモータの回転に伴って発生するパルスの間隔の間、マ
イクロプロセッサが内部クロックを計数することにより
モータの駆動速度を求めて実際の走査速度とし、この走
査速度に基づいて複数のセンサ間の位置ずれを補正する
方法が提案されている。この方法では、副走査方向の下
流のセンサに対して上流のセンサのデータが合わせら
れ、センサ間の位置ずれが補正される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
読取装置では、副走査方向の走査速度をモータから検出
しているので、モータの回転運動を直線運動に変換する
機構によりモータの回転むらとキャリッジの移動速度む
らは必ずしも一致するものではなく、走査速度を正確に
検出することができず、その結果、画素の位置ずれが発
生するという問題点がある。
読取装置では、副走査方向の走査速度をモータから検出
しているので、モータの回転運動を直線運動に変換する
機構によりモータの回転むらとキャリッジの移動速度む
らは必ずしも一致するものではなく、走査速度を正確に
検出することができず、その結果、画素の位置ずれが発
生するという問題点がある。
【0005】また、原稿を照明する光源が搭載されて副
走査方向に移動するキャリッジは、主走査方向の幅が大
きいので、両端が同一の速度で移動しているとは限ら
ず、したがって、両端が同一の速度で移動していない場
合にはキャリッジの両端位置で画素の位置ずれが発生す
る。
走査方向に移動するキャリッジは、主走査方向の幅が大
きいので、両端が同一の速度で移動しているとは限ら
ず、したがって、両端が同一の速度で移動していない場
合にはキャリッジの両端位置で画素の位置ずれが発生す
る。
【0006】また、上記従来の読取装置では、下流のセ
ンサに対して上流のセンサのデータを合わせるので、勿
論、最下流のセンサから得られるデータに対して補正す
る必要はない。ここで、補正を行わない最下流のセンサ
から得られるデータに着目すると、読み取り走査速度が
変動した場合には一定速度で走査して読み取る場合に比
べると原稿上の読み取り位置がずれることになり、結果
として速度変動に伴う画像の伸び縮みが起きるという問
題点がある。
ンサに対して上流のセンサのデータを合わせるので、勿
論、最下流のセンサから得られるデータに対して補正す
る必要はない。ここで、補正を行わない最下流のセンサ
から得られるデータに着目すると、読み取り走査速度が
変動した場合には一定速度で走査して読み取る場合に比
べると原稿上の読み取り位置がずれることになり、結果
として速度変動に伴う画像の伸び縮みが起きるという問
題点がある。
【0007】すなわち、上記従来の読取装置では、この
伸び縮みが生じるデータに対して上流のセンサのデータ
を補正しているので、結果として色ずれは防止できてい
ることになるが、カラー画像全体としては走査速度の変
動に伴う画像の伸び縮みを防止することができず、本来
の画素との位置ずれは残ることになる。また、この従来
の読取装置では、複数のラインセンサの間隔が変化しな
いものとして補正基準としているので、1つのセンサの
みを有する読取装置には適用することができない。
伸び縮みが生じるデータに対して上流のセンサのデータ
を補正しているので、結果として色ずれは防止できてい
ることになるが、カラー画像全体としては走査速度の変
動に伴う画像の伸び縮みを防止することができず、本来
の画素との位置ずれは残ることになる。また、この従来
の読取装置では、複数のラインセンサの間隔が変化しな
いものとして補正基準としているので、1つのセンサの
みを有する読取装置には適用することができない。
【0008】ここで、速度変動に伴う画素位置のずれが
ない画像データを得る他の方法として、特開昭和63−
287167号公報には、原稿の近傍に位置センサを配
置してその出力によってイメージセンサの読み取りタイ
ミングを制御する方法が提案されている。しかしなが
ら、この方法では、読み取りタイミングが一定でなくな
るので、CCDの蓄積時間が変化して見かけ状の感度が
変動し、そのために感度の補正が必要になる。
ない画像データを得る他の方法として、特開昭和63−
287167号公報には、原稿の近傍に位置センサを配
置してその出力によってイメージセンサの読み取りタイ
ミングを制御する方法が提案されている。しかしなが
ら、この方法では、読み取りタイミングが一定でなくな
るので、CCDの蓄積時間が変化して見かけ状の感度が
変動し、そのために感度の補正が必要になる。
【0009】また、読み取った画像データをフィルタリ
ング、中間調処理などのように複数ラインにまたがった
処理を行う場合に、ライン間の時間間隔が異なると、通
常の処理系ではクロック同期システムにより処理を進め
るので対応が困難となり、これに対応するためにはバッ
ファメモリが必要になる。
ング、中間調処理などのように複数ラインにまたがった
処理を行う場合に、ライン間の時間間隔が異なると、通
常の処理系ではクロック同期システムにより処理を進め
るので対応が困難となり、これに対応するためにはバッ
ファメモリが必要になる。
【0010】本発明は上記従来の問題点に鑑み、キャリ
ッジの副走査方向の走査速度に変動があっても画素の位
置ずれがない画像データを得ることができる画像読取装
置を提供することを目的とする。
ッジの副走査方向の走査速度に変動があっても画素の位
置ずれがない画像データを得ることができる画像読取装
置を提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】第1の手段は上記目的を
達成するために、原稿を照明する光源が搭載されて副走
査方向に移動するキャリッジと、前記キャリッジの副走
査方向の走査位置または走査速度を検出する検出手段
と、前記検出手段により検出された走査位置または走査
速度に基づいて、読み取りデータを走査位置または走査
速度に誤差がない場合のデータに補間する補間手段とを
備えたことを特徴とする。
達成するために、原稿を照明する光源が搭載されて副走
査方向に移動するキャリッジと、前記キャリッジの副走
査方向の走査位置または走査速度を検出する検出手段
と、前記検出手段により検出された走査位置または走査
速度に基づいて、読み取りデータを走査位置または走査
速度に誤差がない場合のデータに補間する補間手段とを
備えたことを特徴とする。
【0012】第2の手段は、第1の手段の前記検出手段
が、キャリッジの主走査方向の少なくとも2点における
原稿の副走査方向の走査位置または走査速度を検出する
ことを特徴とする。
が、キャリッジの主走査方向の少なくとも2点における
原稿の副走査方向の走査位置または走査速度を検出する
ことを特徴とする。
【0013】第3の手段は、第1または第2の手段の前
記検出手段が、線順次の読み取りタイミングに同期して
キャリッジの副走査方向の走査位置または走査速度を検
出することを特徴とする。
記検出手段が、線順次の読み取りタイミングに同期して
キャリッジの副走査方向の走査位置または走査速度を検
出することを特徴とする。
【0014】第4の手段は、第1または第2の手段の前
記検出手段が、主、副走査方向に対して斜めであって副
走査方向に等ピッチで原稿の読み取り領域に配置された
パターンを読み取ることによりキャリッジの副走査方向
の走査位置または走査速度を検出することを特徴とす
る。
記検出手段が、主、副走査方向に対して斜めであって副
走査方向に等ピッチで原稿の読み取り領域に配置された
パターンを読み取ることによりキャリッジの副走査方向
の走査位置または走査速度を検出することを特徴とす
る。
【0015】第5の手段は、第1の手段の前記検出手段
が、キャリッジの副走査方向の走査位置または走査速度
を時間軸上の連続量として出力し、前記補間手段が、線
順次の読み取りタイミングにおけるこの連続量に基づい
て補間することを特徴とする。
が、キャリッジの副走査方向の走査位置または走査速度
を時間軸上の連続量として出力し、前記補間手段が、線
順次の読み取りタイミングにおけるこの連続量に基づい
て補間することを特徴とする。
【0016】第6の手段は、第1の手段の前記検出手段
が、キャリッジの副走査方向の走査位置または走査速度
を所定のサンプリング間隔で出力し、前記補間手段が、
この所定のサンプリング間隔における走査位置または走
査速度に基づいて補間することを特徴とする。
が、キャリッジの副走査方向の走査位置または走査速度
を所定のサンプリング間隔で出力し、前記補間手段が、
この所定のサンプリング間隔における走査位置または走
査速度に基づいて補間することを特徴とする。
【0017】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照し、本発明の実
施の形態について説明する。
施の形態について説明する。
【0018】1.第1の実施形態 図1は本発明に係る画像読取装置の一実施形態を示すブ
ロック図、図2は図1の画像読取装置を示す断面図、図
3は図2の画像読取装置を示す平面図、図4は図3のコ
ンタクトガラスのコーナ部を拡大して示す平面図、図5
は磁気テープと磁気ヘッドを示す断面図、図6は読み取
りデータの位置誤差を示す説明図である。
ロック図、図2は図1の画像読取装置を示す断面図、図
3は図2の画像読取装置を示す平面図、図4は図3のコ
ンタクトガラスのコーナ部を拡大して示す平面図、図5
は磁気テープと磁気ヘッドを示す断面図、図6は読み取
りデータの位置誤差を示す説明図である。
【0019】先ず、図2を参照して本実施形態の読取装
置の概略を説明する。コンタクトガラス1は筐体8によ
り支持され、原稿は読み取り面を下にしてコンタクトガ
ラス1上に載置される。コンタクトガラス1上の原稿は
光源2により照明され、読み取り面の反射光が第1ミラ
ー3、第2ミラー4、第3ミラー5により順次反射さ
れ、次いでレンズ6により光電変換装置7上のライン状
の光電変換素子の受光面に結像されて電気信号に変換さ
れる。
置の概略を説明する。コンタクトガラス1は筐体8によ
り支持され、原稿は読み取り面を下にしてコンタクトガ
ラス1上に載置される。コンタクトガラス1上の原稿は
光源2により照明され、読み取り面の反射光が第1ミラ
ー3、第2ミラー4、第3ミラー5により順次反射さ
れ、次いでレンズ6により光電変換装置7上のライン状
の光電変換素子の受光面に結像されて電気信号に変換さ
れる。
【0020】光源2と第1ミラー3は不図示の第1キャ
リッジに取り付けられ、この第1キャリッジは原稿を線
順次で読み取るために原稿面との距離を一定にしたまま
不図示の駆動装置により副走査方向(図の左右方向)に
移動する。また、第2ミラー4と第3ミラー5は不図示
の第2キャリッジに取り付けられ、この第2キャリッジ
は第1キャリッジの1/2の速度で副走査方向に移動す
る。このような方法によりコンタクトガラス1上の所定
の範囲を線順次で読み取ることができる。
リッジに取り付けられ、この第1キャリッジは原稿を線
順次で読み取るために原稿面との距離を一定にしたまま
不図示の駆動装置により副走査方向(図の左右方向)に
移動する。また、第2ミラー4と第3ミラー5は不図示
の第2キャリッジに取り付けられ、この第2キャリッジ
は第1キャリッジの1/2の速度で副走査方向に移動す
る。このような方法によりコンタクトガラス1上の所定
の範囲を線順次で読み取ることができる。
【0021】また、図3に示すようにコンタクトガラス
1の回りの筐体8には、シェーディング補正のために基
準濃度を光電変換素子に読み取らせるための基準濃度板
9が主走査方向に延びるように取り付けられると共に、
第1キャリッジの副走査方向の走査位置または走査速度
を検出するために一定周波数の信号が書き込まれた磁気
テープ10が主走査方向に延びるように取り付けられて
いる。基準濃度板9はライン状の光電変換素子毎の感度
バラツキや、照明むら、レンズ6の周辺光量の低下等を
補正するために用いられ、また、磁気テープ10に書き
込まれている信号は、第1キャリッジに取り付けられて
いる磁気ヘッド12(図5参照)により読み取られる。
1の回りの筐体8には、シェーディング補正のために基
準濃度を光電変換素子に読み取らせるための基準濃度板
9が主走査方向に延びるように取り付けられると共に、
第1キャリッジの副走査方向の走査位置または走査速度
を検出するために一定周波数の信号が書き込まれた磁気
テープ10が主走査方向に延びるように取り付けられて
いる。基準濃度板9はライン状の光電変換素子毎の感度
バラツキや、照明むら、レンズ6の周辺光量の低下等を
補正するために用いられ、また、磁気テープ10に書き
込まれている信号は、第1キャリッジに取り付けられて
いる磁気ヘッド12(図5参照)により読み取られる。
【0022】図4は図3の2点鎖線の円CLで囲んだ領
域を拡大して示し、第1キャリッジの副走査方向の走査
位置または走査速度の測定開始時の過度現象が原稿の読
み取り範囲の先端で納まるように、磁気テープ10は第
1キャリッジによる原稿の読み取り範囲の先端より前の
待機状態まで延びている。磁気テープ10は図5に示す
ようにコンタクトガラス1の下面に取り付けられ、更に
磁気テープ10の下面には緩衝部材11が取り付けられ
ている。緩衝部材11はテープ10とヘッド12の接触
を確実にする目的と、テープ10とヘッド12間に強い
力が働いてテープ10が破損することを防ぐ目的で設け
られている。なお、図示されていないが、ヘッド12は
第1キャリッジに対してバネによりテープ10の方向に
附勢され、第1キャリッジの移動に伴ってテープ10と
接触を保ったまま移動する。
域を拡大して示し、第1キャリッジの副走査方向の走査
位置または走査速度の測定開始時の過度現象が原稿の読
み取り範囲の先端で納まるように、磁気テープ10は第
1キャリッジによる原稿の読み取り範囲の先端より前の
待機状態まで延びている。磁気テープ10は図5に示す
ようにコンタクトガラス1の下面に取り付けられ、更に
磁気テープ10の下面には緩衝部材11が取り付けられ
ている。緩衝部材11はテープ10とヘッド12の接触
を確実にする目的と、テープ10とヘッド12間に強い
力が働いてテープ10が破損することを防ぐ目的で設け
られている。なお、図示されていないが、ヘッド12は
第1キャリッジに対してバネによりテープ10の方向に
附勢され、第1キャリッジの移動に伴ってテープ10と
接触を保ったまま移動する。
【0023】次に、図1を参照して本実施形態の読取装
置を詳細に説明する。光電変換装置7は例えばラインC
CDであり、CCDの受光部に結像された原稿画像を電
気信号に変換する。この電気信号はA/D変換器21に
よりディジタルの多値データに変換され、次いでシェー
ディング補正部22により基準濃度板9の基準濃度に基
づいてシェーディング補正されて位置誤差補正部23に
印加される。
置を詳細に説明する。光電変換装置7は例えばラインC
CDであり、CCDの受光部に結像された原稿画像を電
気信号に変換する。この電気信号はA/D変換器21に
よりディジタルの多値データに変換され、次いでシェー
ディング補正部22により基準濃度板9の基準濃度に基
づいてシェーディング補正されて位置誤差補正部23に
印加される。
【0024】また、原稿読み取りの際に第1キャリッジ
が移動すると、磁気ヘッド12によりテープ10の磁気
データが第1キャリッジの移動速度(走査速度)に応じ
た周波数の電気信号に変換される。なお、磁気ヘッド1
2が読み取る周波数は、ラインを読み取るタイミングの
繰り返し周波数の10倍程度であって、ほぼ連続量の速
度データが得られるように設定されている。
が移動すると、磁気ヘッド12によりテープ10の磁気
データが第1キャリッジの移動速度(走査速度)に応じ
た周波数の電気信号に変換される。なお、磁気ヘッド1
2が読み取る周波数は、ラインを読み取るタイミングの
繰り返し周波数の10倍程度であって、ほぼ連続量の速
度データが得られるように設定されている。
【0025】この周波数の信号はヘッドアンプ24によ
り増幅された後、F(周波数)/V(電圧)変換器25
により周波数に対応した電圧に変換され、この電圧はS
(サンプル)/H(ホールド)回路26によりサンプル
・アンド・ホールドされて制御部20に印加される。こ
こで、サンプリングを行うタイミングとして、ラインを
読み取る信号に同期したタイミング信号が制御部20か
らS/H回路26に印加され、その結果、制御部20は
ラインを読み取る信号に同期したタイミングで走査速度
データ(誤差信号)を得る。
り増幅された後、F(周波数)/V(電圧)変換器25
により周波数に対応した電圧に変換され、この電圧はS
(サンプル)/H(ホールド)回路26によりサンプル
・アンド・ホールドされて制御部20に印加される。こ
こで、サンプリングを行うタイミングとして、ラインを
読み取る信号に同期したタイミング信号が制御部20か
らS/H回路26に印加され、その結果、制御部20は
ラインを読み取る信号に同期したタイミングで走査速度
データ(誤差信号)を得る。
【0026】位置誤差補正部23は少なくとも3ライン
分のメモリを有し、シェーディング補正部22からの補
正対象ラインの各画素の画像データを補間法によりその
前後のラインの画像データと制御部20からの速度誤差
信号に基づいて補正し、ビデオ信号として出力する。な
お、制御部20はまた、光電変換装置7、A/D変換器
21及びシェーディング補正部22のタイミング制御、
動作条件の設定なども行っている。
分のメモリを有し、シェーディング補正部22からの補
正対象ラインの各画素の画像データを補間法によりその
前後のラインの画像データと制御部20からの速度誤差
信号に基づいて補正し、ビデオ信号として出力する。な
お、制御部20はまた、光電変換装置7、A/D変換器
21及びシェーディング補正部22のタイミング制御、
動作条件の設定なども行っている。
【0027】次に、図6を参照して位置誤差補正部23
の処理を説明する。図6において縦軸はシェーディング
補正後の画像データの値、すなわち位置誤差補正部23
の入力画像データの値を示し、8ビットの場合には10
進法で0〜255の値である。横軸はライン順次で読み
取るラインの位置を示し、正の整数が割り当てられた位
置は、制御部20が水晶振動子による発振周波数を分周
して生成したライン読み込みタイミング信号に対応する
各ラインの位置を示す。すなわち水晶振動子の発振周波
数の安定度は非常に高いので、整数を割り当てた位置は
画像ラインの本来有るべき位置を示している。この間隔
はまた、本システムの読み取り分解能(400dpi)
のドット間の距離にも対応する。
の処理を説明する。図6において縦軸はシェーディング
補正後の画像データの値、すなわち位置誤差補正部23
の入力画像データの値を示し、8ビットの場合には10
進法で0〜255の値である。横軸はライン順次で読み
取るラインの位置を示し、正の整数が割り当てられた位
置は、制御部20が水晶振動子による発振周波数を分周
して生成したライン読み込みタイミング信号に対応する
各ラインの位置を示す。すなわち水晶振動子の発振周波
数の安定度は非常に高いので、整数を割り当てた位置は
画像ラインの本来有るべき位置を示している。この間隔
はまた、本システムの読み取り分解能(400dpi)
のドット間の距離にも対応する。
【0028】ここで、メモリの量を最小に済ますため
に、本実施形態では画素の位置の補正をリアルタイムで
行う。リアルタイムで行うためには処理に伴う演算を簡
略化する必要があり、簡略化すれば処理系の回路規模も
小さくなり、低コストとなるので、本実施形態では処理
分解能を1/16ドットとしている。そのため、図6に
示す横軸の整数の間は16に分割した目盛りが付けられ
ている。
に、本実施形態では画素の位置の補正をリアルタイムで
行う。リアルタイムで行うためには処理に伴う演算を簡
略化する必要があり、簡略化すれば処理系の回路規模も
小さくなり、低コストとなるので、本実施形態では処理
分解能を1/16ドットとしている。そのため、図6に
示す横軸の整数の間は16に分割した目盛りが付けられ
ている。
【0029】図6では横軸位置「0」において制御部2
0が決める位置と、実際に読み取った画像位置aが一致
しているものとして示されている。また、画素の位置誤
差が生ずる原因は色々有るが、中でも大きい原因はキャ
リッジの速度が変動するからであるので、図6は第1キ
ャリッジの速度が所定値より1/16ドットすなわち約
6%速い状態が続いた状態を示している。この場合、横
軸の整数「1」の位置に本来対応する位置の画像(大き
な○印)を読み取るはずであるが、キャリッジが速いの
で実際には1/16ドット先の位置bの画像(小さな○
印)を読むことになる。
0が決める位置と、実際に読み取った画像位置aが一致
しているものとして示されている。また、画素の位置誤
差が生ずる原因は色々有るが、中でも大きい原因はキャ
リッジの速度が変動するからであるので、図6は第1キ
ャリッジの速度が所定値より1/16ドットすなわち約
6%速い状態が続いた状態を示している。この場合、横
軸の整数「1」の位置に本来対応する位置の画像(大き
な○印)を読み取るはずであるが、キャリッジが速いの
で実際には1/16ドット先の位置bの画像(小さな○
印)を読むことになる。
【0030】このときには、1ライン前のライン位置を
基準として次のラインの位置ずれを順次ライン毎に行う
ために、位置誤差補正部23は1/16ドットの誤差信
号と画像データを受け取ると、位置誤差測定における重
心の演算制度は1/16より高いが、その結果を1/1
6の分解能になるように丸めを行う。
基準として次のラインの位置ずれを順次ライン毎に行う
ために、位置誤差補正部23は1/16ドットの誤差信
号と画像データを受け取ると、位置誤差測定における重
心の演算制度は1/16より高いが、その結果を1/1
6の分解能になるように丸めを行う。
【0031】また、図6に示す例では、キャリッジの速
度はそのまま速い状態を継続しているので、1ライン前
に読み取ったデータとの関係で測定して得られる位置誤
差は同じく1/16である。しかし、システムクロック
により決まる本来あるべき次の整数「2」のライン位置
とは、1ライン前のライン位置が既に1/16だけずれ
ていたので、更に1/16だけずれることになり、その
結果2/16だけずれた位置cの画像データを読んでい
ることになる。同様に、次の整数「3」の読み取り位置
では3/16だけずれた位置dの画像データを読み、順
次4/16、5/16、6/16だけそれぞれずれた位
置e、f、gの画像データを読んでいることになる。つ
まりライン毎に測定する位置誤差の累積により、読み取
った画像データの位置が決まるので、1/16の分解能
を有する横軸に読み取りデータが割り付けられる。
度はそのまま速い状態を継続しているので、1ライン前
に読み取ったデータとの関係で測定して得られる位置誤
差は同じく1/16である。しかし、システムクロック
により決まる本来あるべき次の整数「2」のライン位置
とは、1ライン前のライン位置が既に1/16だけずれ
ていたので、更に1/16だけずれることになり、その
結果2/16だけずれた位置cの画像データを読んでい
ることになる。同様に、次の整数「3」の読み取り位置
では3/16だけずれた位置dの画像データを読み、順
次4/16、5/16、6/16だけそれぞれずれた位
置e、f、gの画像データを読んでいることになる。つ
まりライン毎に測定する位置誤差の累積により、読み取
った画像データの位置が決まるので、1/16の分解能
を有する横軸に読み取りデータが割り付けられる。
【0032】読み取りデータの補正は次のように行う。
位置a〜gに示すように位置誤差を有する読み取りデー
タに基づいて、例えば補間法により本来あるべき位置
「0」〜「7」に対応するデータに補正される、例えば
位置「2」におけるデータを求める場合には位置「2」
より前の位置a、bにおける2個の読み取りデータと位
置「2」より後の位置c、dにおける2個の読み取りデ
ータを用いて3次補間法(Cubic Convolution )により
求め、以下、前後各々2個の読み取りデータを用いる。
なお、補間方法及び用いる読み取りデータはこれに限定
されない。
位置a〜gに示すように位置誤差を有する読み取りデー
タに基づいて、例えば補間法により本来あるべき位置
「0」〜「7」に対応するデータに補正される、例えば
位置「2」におけるデータを求める場合には位置「2」
より前の位置a、bにおける2個の読み取りデータと位
置「2」より後の位置c、dにおける2個の読み取りデ
ータを用いて3次補間法(Cubic Convolution )により
求め、以下、前後各々2個の読み取りデータを用いる。
なお、補間方法及び用いる読み取りデータはこれに限定
されない。
【0033】2.第2の実施形態 次に、図7を参照し、第2の実施形態について説明す
る。この実施形態では走査速度の変動を検出するため
に、加速度ピックアップ27を第1キャリッジに取り付
けて走査速度の加速度を検出し、この加速度をチャージ
アンプ28により増幅した後、積分器29により走査速
度に変換し、S/H回路26によりサンプル&ホールド
するようにしている。この実施形態においても同様に、
サンプリングを行うタイミングとして、ラインを読み取
る信号に同期したタイミング信号が制御部20からS/
H回路26に印加され、その結果、制御部20はライン
を読み取る信号に同期したタイミングで走査速度データ
(誤差信号)を得る。
る。この実施形態では走査速度の変動を検出するため
に、加速度ピックアップ27を第1キャリッジに取り付
けて走査速度の加速度を検出し、この加速度をチャージ
アンプ28により増幅した後、積分器29により走査速
度に変換し、S/H回路26によりサンプル&ホールド
するようにしている。この実施形態においても同様に、
サンプリングを行うタイミングとして、ラインを読み取
る信号に同期したタイミング信号が制御部20からS/
H回路26に印加され、その結果、制御部20はライン
を読み取る信号に同期したタイミングで走査速度データ
(誤差信号)を得る。
【0034】3.第3の実施形態 第3の実施形態では、第1の実施形態の磁気テープ10
及び磁気ヘッド12の代わりに、第1キャリッジに光学
センサに設けると共にこの光学センサが読み取り可能な
位置の筐体8に、一定間隔で繰り返されるスリットパタ
ーンを設ける。そして、キャリッジの走行中に光学セン
サがスリットパターンを読み取ることにより図8に示す
パルス発生器30によりスリットの有無に応じたパルス
列を発生させ、制御部20により所定時間におけるパル
ス数をカウントすることにより走査速度を検出する。
及び磁気ヘッド12の代わりに、第1キャリッジに光学
センサに設けると共にこの光学センサが読み取り可能な
位置の筐体8に、一定間隔で繰り返されるスリットパタ
ーンを設ける。そして、キャリッジの走行中に光学セン
サがスリットパターンを読み取ることにより図8に示す
パルス発生器30によりスリットの有無に応じたパルス
列を発生させ、制御部20により所定時間におけるパル
ス数をカウントすることにより走査速度を検出する。
【0035】ここで、この第3の実施形態では、スリッ
ト読み取りの分解能、制御部20の処理速度などの制約
からパルス周波数は、ラインを読み取る信号の周波数よ
り低くならざるを得ず、その結果、サンプリングデータ
が低い速度データしか得られない。しかし、画素の位置
誤差を補正するためにはラインの読み取りに同期した信
号が必要になるので、このサンプリングデータが低い速
度データを補間演算部31により補間処理してラインの
読み取りに同期した信号を得る。なお、この方式は第
1、第2の実施形態に比べて比較的低価格で実現するこ
とができる。
ト読み取りの分解能、制御部20の処理速度などの制約
からパルス周波数は、ラインを読み取る信号の周波数よ
り低くならざるを得ず、その結果、サンプリングデータ
が低い速度データしか得られない。しかし、画素の位置
誤差を補正するためにはラインの読み取りに同期した信
号が必要になるので、このサンプリングデータが低い速
度データを補間演算部31により補間処理してラインの
読み取りに同期した信号を得る。なお、この方式は第
1、第2の実施形態に比べて比較的低価格で実現するこ
とができる。
【0036】また、第1キャリッジの質量と摺動部との
摩擦などによる損失によって決まる運動の時定数をサン
プリング間隔より長くすれば、第3の実施形態により得
られる速度データであっても十分に画素の位置誤差を補
正することができる。
摩擦などによる損失によって決まる運動の時定数をサン
プリング間隔より長くすれば、第3の実施形態により得
られる速度データであっても十分に画素の位置誤差を補
正することができる。
【0037】4.第4の実施形態 次に、図9〜図25を参照し、第4の実施形態について
説明する。
説明する。
【0038】4.1 測定原理まず、最初に斜線を読ん
で実行されるこの実施形態における測定原理について説
明する。図9は、本実施形態の測定原理を典型的な場合
を前提にして説明するための図である。図の主走査と書
いた矢印101は線順次で画像を読み取る装置が同時に
読み取る1ラインの画像の画素の並びと、この並列のデ
ータを直線のデータに変換したときの時間軸上の順序を
示す。図の副走査と書いた矢印102は主走査の1列が
読み取る範囲を順次移動させながら読み取って行く方向
を示している。移動する手段としては、原稿の画像を光
電変換素子に投影するミラー、照明ランプなどを機械的
に移動させるもの、原稿を移動させるもの、光電変換素
子とその結像光学系を一体にして移動させるものなどが
ある。ここではこの主走査方向と副走査方向に平行な線
で囲まれたそれぞれの4角形を画素ということにする。
画素によって構成される平面は、原稿の画像を電気信号
に変換されたデータが原稿の画像の写像がそのまま並ん
でいるというイメージでとらえることができ、ビットマ
ップということもある。読み取り装置からリアルタイム
で出力されるときには、主走査、副走査の方向が時間的
な順序を示すが、出力されたデータをメモリに取り込ん
だ状態では、それぞれの画素を任意にアクセスすること
も可能であり、主走査、副走査、時間の順序にとらわれ
ない扱いも可能になる。
で実行されるこの実施形態における測定原理について説
明する。図9は、本実施形態の測定原理を典型的な場合
を前提にして説明するための図である。図の主走査と書
いた矢印101は線順次で画像を読み取る装置が同時に
読み取る1ラインの画像の画素の並びと、この並列のデ
ータを直線のデータに変換したときの時間軸上の順序を
示す。図の副走査と書いた矢印102は主走査の1列が
読み取る範囲を順次移動させながら読み取って行く方向
を示している。移動する手段としては、原稿の画像を光
電変換素子に投影するミラー、照明ランプなどを機械的
に移動させるもの、原稿を移動させるもの、光電変換素
子とその結像光学系を一体にして移動させるものなどが
ある。ここではこの主走査方向と副走査方向に平行な線
で囲まれたそれぞれの4角形を画素ということにする。
画素によって構成される平面は、原稿の画像を電気信号
に変換されたデータが原稿の画像の写像がそのまま並ん
でいるというイメージでとらえることができ、ビットマ
ップということもある。読み取り装置からリアルタイム
で出力されるときには、主走査、副走査の方向が時間的
な順序を示すが、出力されたデータをメモリに取り込ん
だ状態では、それぞれの画素を任意にアクセスすること
も可能であり、主走査、副走査、時間の順序にとらわれ
ない扱いも可能になる。
【0039】図9は主走査と副走査の画素サイズが等し
い場合で、副走査方向の走査速度が変動するときと、一
定速度で45°の斜線を読み取るときに光電変換装置に
投影されるが、像を全く劣化のないかたちでビットマッ
プに対応させて示したものである。すなわち、aは副走
査方向の読み取りのタイミングを制御するクロックに対
応する所定の一定速度で走査したときで、ビットマップ
にも45°の像ができる。bは速度が変動するときの像
で、速度に応じて傾きが異なってくる。
い場合で、副走査方向の走査速度が変動するときと、一
定速度で45°の斜線を読み取るときに光電変換装置に
投影されるが、像を全く劣化のないかたちでビットマッ
プに対応させて示したものである。すなわち、aは副走
査方向の読み取りのタイミングを制御するクロックに対
応する所定の一定速度で走査したときで、ビットマップ
にも45°の像ができる。bは速度が変動するときの像
で、速度に応じて傾きが異なってくる。
【0040】つまり、A−Bは副走査方向の走査速度が
0のときで、副走査方向の読み取りのタイミングを制御
するクロックにより副走査方向のビットマップのアドレ
スが進んでも原稿を読み取っている位置が変わらないた
め、副走査方向に平行な線になってしまう。
0のときで、副走査方向の読み取りのタイミングを制御
するクロックにより副走査方向のビットマップのアドレ
スが進んでも原稿を読み取っている位置が変わらないた
め、副走査方向に平行な線になってしまう。
【0041】B−Cは副走査方向の走査速度が所定の速
度の1/2のときで、ビットマップのアドレスが進んで
も、その半分しか進まない位置の画像を読んでいること
になり、画像の副走査方向の線との角度はtanθ=
0.5から、約26.57°である。
度の1/2のときで、ビットマップのアドレスが進んで
も、その半分しか進まない位置の画像を読んでいること
になり、画像の副走査方向の線との角度はtanθ=
0.5から、約26.57°である。
【0042】C−Dは所定の速度で走査しているとき
で、傾きは45°である。同様にD−以降は走査速度が
1.5倍の場合で、その角度は約56.31°である。
つまり、走査速度によって像の傾きが異なること、言い
換えれば斜線の主走査方向への移動量が、副走査方向の
移動速度に対応することを測定原理として副走査方向の
移動速度のムラ、ミラー、レンズ、光電変換装置の振動
などに起因するビットマップ画像の画素の位置誤差を計
測する。
で、傾きは45°である。同様にD−以降は走査速度が
1.5倍の場合で、その角度は約56.31°である。
つまり、走査速度によって像の傾きが異なること、言い
換えれば斜線の主走査方向への移動量が、副走査方向の
移動速度に対応することを測定原理として副走査方向の
移動速度のムラ、ミラー、レンズ、光電変換装置の振動
などに起因するビットマップ画像の画素の位置誤差を計
測する。
【0043】以上、正方形の画素を持ち、45°の線を
使用した場合で説明したが、画素が正方形でなく、例え
ば、主走査の分解能400dpi、副走査の分解能60
0dpiといった読み取り装置の画像データに適用する
こともでき、45°以外の斜線を用いても同様に、斜線
の画像の主走査方向への移動量が副走査方向の読み取り
方向の速度に依存するという関係は成立するので、画素
の位置誤差を計測することができる。
使用した場合で説明したが、画素が正方形でなく、例え
ば、主走査の分解能400dpi、副走査の分解能60
0dpiといった読み取り装置の画像データに適用する
こともでき、45°以外の斜線を用いても同様に、斜線
の画像の主走査方向への移動量が副走査方向の読み取り
方向の速度に依存するという関係は成立するので、画素
の位置誤差を計測することができる。
【0044】4.2 システム構成 図10は、このような位置誤差測定装置の基本的なシス
テム構成の一例を示すブロック図で、画像読取装置への
付加機能として組み込み、リアルタイムでその位置誤差
を測定するものである。このシステムは光電変換部7、
A/D変換部21、シェーディング補正部22、位置誤
差測定部23および制御部20から基本的に構成されて
いる。
テム構成の一例を示すブロック図で、画像読取装置への
付加機能として組み込み、リアルタイムでその位置誤差
を測定するものである。このシステムは光電変換部7、
A/D変換部21、シェーディング補正部22、位置誤
差測定部23および制御部20から基本的に構成されて
いる。
【0045】光電変換装置7は、例えばラインCCD
で、画像が電気信号に変換される。電気信号に変換され
た画像はA/D変換部(器)21でデジタルの多値の画
像データに変換される。変換されたデータは、照明の不
均一さ、レンズの周辺光量の低下、光電変換装置の画素
間の感度の違いなどをシェーディング補正部22によっ
てシェーディング補正される。シェーディング補正され
た画像データは、位置誤差測定部(回路)23に入力さ
れ、測定結果に応じた誤差信号を出力する。同時に読取
装置として画像データをビデオ信号として出力する。そ
れぞれの機能ブロックは、制御部20によってタイミン
グの制御、動作条件の設定などがなされ、相互に関連し
て動作する。
で、画像が電気信号に変換される。電気信号に変換され
た画像はA/D変換部(器)21でデジタルの多値の画
像データに変換される。変換されたデータは、照明の不
均一さ、レンズの周辺光量の低下、光電変換装置の画素
間の感度の違いなどをシェーディング補正部22によっ
てシェーディング補正される。シェーディング補正され
た画像データは、位置誤差測定部(回路)23に入力さ
れ、測定結果に応じた誤差信号を出力する。同時に読取
装置として画像データをビデオ信号として出力する。そ
れぞれの機能ブロックは、制御部20によってタイミン
グの制御、動作条件の設定などがなされ、相互に関連し
て動作する。
【0046】光電変換装置として等倍センサを用いてい
る読取装置ではレンズの特性による周辺光量の低下とい
う問題がないので、シェーディング補正を省く場合があ
るが、そのような形式の読取装置にも、本願を適用する
ことができる。
る読取装置ではレンズの特性による周辺光量の低下とい
う問題がないので、シェーディング補正を省く場合があ
るが、そのような形式の読取装置にも、本願を適用する
ことができる。
【0047】4.3 位置誤差測定処理 図11は図9と同様のビットマップに斜線の画像データ
aがあるときの位置誤差の測定を行うときの処理を説明
するためのものである。W1 は画像データの位置を求め
るための演算を行う11×3のウインドウである。ウイ
ンドウ内のデータの位置を求めるため、主走査方向にお
ける重心を演算する。この演算では、順次ウインドウの
位置をW2,W3 ・・・と移動させながら重心を求める。
重心の主走査方向の位置は45°の線の場合、画素の位
置がなんらかの誤差要因で移動することがなければ、ウ
インドウを図のように移動させた場合、主走査方向に1
画素分ずつ移動するはずである。画素の移動量が1画素
分と異なる場合は、何らかの原因で画素の位置が変動し
たことになり、位置誤差を求めることができる。位置誤
差の主要な要因が副走査方向の走査速度のムラによるこ
とが分かっている場合には、位置誤差のデータか速度ム
ラにデータを変換することは容易である。
aがあるときの位置誤差の測定を行うときの処理を説明
するためのものである。W1 は画像データの位置を求め
るための演算を行う11×3のウインドウである。ウイ
ンドウ内のデータの位置を求めるため、主走査方向にお
ける重心を演算する。この演算では、順次ウインドウの
位置をW2,W3 ・・・と移動させながら重心を求める。
重心の主走査方向の位置は45°の線の場合、画素の位
置がなんらかの誤差要因で移動することがなければ、ウ
インドウを図のように移動させた場合、主走査方向に1
画素分ずつ移動するはずである。画素の移動量が1画素
分と異なる場合は、何らかの原因で画素の位置が変動し
たことになり、位置誤差を求めることができる。位置誤
差の主要な要因が副走査方向の走査速度のムラによるこ
とが分かっている場合には、位置誤差のデータか速度ム
ラにデータを変換することは容易である。
【0048】重心を求めるのに周辺の画素のデータを含
む多数の画素データを使っているので、CCD固有のノ
イズを始めとしてさまざまなノイズが画像データに含ま
れるが、重心を求める過程でノイズの影響が軽減され、
S/Nの高い測定が可能になっている。通常、ウインド
ウの画素の数が多いほどS/Nは高くなる。
む多数の画素データを使っているので、CCD固有のノ
イズを始めとしてさまざまなノイズが画像データに含ま
れるが、重心を求める過程でノイズの影響が軽減され、
S/Nの高い測定が可能になっている。通常、ウインド
ウの画素の数が多いほどS/Nは高くなる。
【0049】ウインドウの形状は主走査方向の重心を求
めることから、主走査側に大きいことが望ましい。副走
査方向は1としても測定可能である。
めることから、主走査側に大きいことが望ましい。副走
査方向は1としても測定可能である。
【0050】図12は斜線の数が複数あって複数の斜線
K1 ,K2 ,K3 を使用して位置誤差を測定する場合の
ウインドウの移動とそれに伴う処理を説明するものであ
る。図11の例と同様にウインドウを順次移動させ、あ
らかじめ設定したおいたWnに達したとき、その次のウ
インドウとしてWn+1 に移動させる。移動する前後の斜
線のパターンK1 とK2 の間隔は測定用チャートを作成
する段階で決めておき、その間隔の値を主走査方向の重
心の移動を計算するときに補正する。Wn+1 、Wn+2 、
Wn+3 ・・・と移動させる。パターン間の間隔を画素サ
イズの整数倍に設定しておくと、ウインドウをジャンプ
させたときの補正が簡単であり、測定に先立って測定装
置にこの補正量を入力するときにも便利である。
K1 ,K2 ,K3 を使用して位置誤差を測定する場合の
ウインドウの移動とそれに伴う処理を説明するものであ
る。図11の例と同様にウインドウを順次移動させ、あ
らかじめ設定したおいたWnに達したとき、その次のウ
インドウとしてWn+1 に移動させる。移動する前後の斜
線のパターンK1 とK2 の間隔は測定用チャートを作成
する段階で決めておき、その間隔の値を主走査方向の重
心の移動を計算するときに補正する。Wn+1 、Wn+2 、
Wn+3 ・・・と移動させる。パターン間の間隔を画素サ
イズの整数倍に設定しておくと、ウインドウをジャンプ
させたときの補正が簡単であり、測定に先立って測定装
置にこの補正量を入力するときにも便利である。
【0051】この例ではウインドウを1画素ずつ移動さ
せているが、画素の位置誤差を起こす原因となる振動な
どの周波数帯域が低い場合は、ウインドウを2画素以上
ずつ移動させても良い。こうすることによって測定に要
する時間短くすることができる。
せているが、画素の位置誤差を起こす原因となる振動な
どの周波数帯域が低い場合は、ウインドウを2画素以上
ずつ移動させても良い。こうすることによって測定に要
する時間短くすることができる。
【0052】また、複数の斜線を使って位置誤差を測定
するようにすれば、読み取り装置の読み取り範囲が縦長
であっても副走査方向の全域にわたっての測定が可能に
なる。さらに、主走査方向の狭い幅のなかだけで測定す
るようにすれば、主走査方向における中央部とか、手前
とか、奥側とかに分けて位置誤差を測定することも可能
になる。
するようにすれば、読み取り装置の読み取り範囲が縦長
であっても副走査方向の全域にわたっての測定が可能に
なる。さらに、主走査方向の狭い幅のなかだけで測定す
るようにすれば、主走査方向における中央部とか、手前
とか、奥側とかに分けて位置誤差を測定することも可能
になる。
【0053】これらの図からも明らかなように、本願で
は高い分解能で位置誤差を測定する場合でも、それに応
じて斜線のパターンを細くする必要は全くなく、システ
ムのMTFの制約の影響を受けない幅の広いパターンを
使うことができるという特徴がある。幅の広いパターン
を使えば、それに応じてウインドウも大きくなり、結果
として測定の精度を上げることができる。なお、処理速
度、リアルタイム処理を行う場合は、バッファのサイ
ズ、回路規模の経済性などとのバランスでパターンの幅
を設定すればよい。
は高い分解能で位置誤差を測定する場合でも、それに応
じて斜線のパターンを細くする必要は全くなく、システ
ムのMTFの制約の影響を受けない幅の広いパターンを
使うことができるという特徴がある。幅の広いパターン
を使えば、それに応じてウインドウも大きくなり、結果
として測定の精度を上げることができる。なお、処理速
度、リアルタイム処理を行う場合は、バッファのサイ
ズ、回路規模の経済性などとのバランスでパターンの幅
を設定すればよい。
【0054】なお、他の例として、幅の広い線のパター
ンを用い、どちらか片側のエッジのデータによっても同
様に位置誤差を測定することが可能である。
ンを用い、どちらか片側のエッジのデータによっても同
様に位置誤差を測定することが可能である。
【0055】また、副走査の読み取りタイミングと斜線
との関係は常に同じであるから、前述の公知例のように
副走査方向に並べられた等間隔の白黒のパターンでは避
けることのできないモアレの問題を回避することがで
き、高精度な位置誤差の測定を可能にしている。
との関係は常に同じであるから、前述の公知例のように
副走査方向に並べられた等間隔の白黒のパターンでは避
けることのできないモアレの問題を回避することがで
き、高精度な位置誤差の測定を可能にしている。
【0056】4.4 重心の測定処理 次に、重心の測定処理を説明する。図13に示す回路
は、図10に示した回路に対して左右の差の補正量を演
算して位置誤差を補正できるようにした例である。第1
〜第3の実施形態および前記図10の回路おける処理と
同様に、光電変換装置7のラインCCDの受光部に結像
された原稿画像は電気信号に変換され、この電気信号が
A/D変換器21でディジタルの多値データに変換さ
れ、次いでシェーディング補正部22により基準濃度板
9の基準濃度に基づいてシェーディング補正される。次
いでこの実施形態では、制御部20の制御に基づいて位
置誤差測定部32、左右の差の補正量演算部33及び位
置誤差補正部23aにより以下のような処理が行われ
る。
は、図10に示した回路に対して左右の差の補正量を演
算して位置誤差を補正できるようにした例である。第1
〜第3の実施形態および前記図10の回路おける処理と
同様に、光電変換装置7のラインCCDの受光部に結像
された原稿画像は電気信号に変換され、この電気信号が
A/D変換器21でディジタルの多値データに変換さ
れ、次いでシェーディング補正部22により基準濃度板
9の基準濃度に基づいてシェーディング補正される。次
いでこの実施形態では、制御部20の制御に基づいて位
置誤差測定部32、左右の差の補正量演算部33及び位
置誤差補正部23aにより以下のような処理が行われ
る。
【0057】すなわち、図14のフローチャートにおい
て、この処理は原稿の走査開始と同時にスタートし、先
ず、主走査方向、副走査方向の各座標値X、Yがイニシ
ャライズ(X=0,Y=0)される(ステップS1)。
この座標値X、Yは斜線判別用の例えば3×3のウイン
ドウ内のある画素位置例えば中心画素の座標である。次
に、1本の斜線に対する測定回数を示す変数iがイニシ
ャライズ(i=0)される(ステップS2)。
て、この処理は原稿の走査開始と同時にスタートし、先
ず、主走査方向、副走査方向の各座標値X、Yがイニシ
ャライズ(X=0,Y=0)される(ステップS1)。
この座標値X、Yは斜線判別用の例えば3×3のウイン
ドウ内のある画素位置例えば中心画素の座標である。次
に、1本の斜線に対する測定回数を示す変数iがイニシ
ャライズ(i=0)される(ステップS2)。
【0058】次に位置誤差測定部32により斜線判別用
の3×3のウインドウ内に斜線パターンが存在するか否
かが判断され(ステップS3)、無い場合にはその3×
3のウインドウを主走査方向に1画素分シフト(X=X
+1)する(ステップS4)。なお、このシフト量はウ
インドウの大きさ、斜線の太さに応じて決められ、1画
素以上でもよい。ステップS3において斜線パターンが
存在する場合には、重心測定用の例えば10×3のウイ
ンドウW1 を設定し、そのウインドウW1 内の重心を求
める(ステップS5)。このとき、ウインドウW1 の大
きさ、斜線の太さに応じて、斜線と判別された画素の位
置から主走査方向に整数画素分だけシフトし、斜線の部
分がウインドウW1 の中心付近になるようにウインドウ
W1 を設定してもよい。
の3×3のウインドウ内に斜線パターンが存在するか否
かが判断され(ステップS3)、無い場合にはその3×
3のウインドウを主走査方向に1画素分シフト(X=X
+1)する(ステップS4)。なお、このシフト量はウ
インドウの大きさ、斜線の太さに応じて決められ、1画
素以上でもよい。ステップS3において斜線パターンが
存在する場合には、重心測定用の例えば10×3のウイ
ンドウW1 を設定し、そのウインドウW1 内の重心を求
める(ステップS5)。このとき、ウインドウW1 の大
きさ、斜線の太さに応じて、斜線と判別された画素の位
置から主走査方向に整数画素分だけシフトし、斜線の部
分がウインドウW1 の中心付近になるようにウインドウ
W1 を設定してもよい。
【0059】重心の測定を終了すると、重心のズレを計
算し(ステップS6)、次いで主走査方向に−1画素
分、副走査方向に+1画素分シフトしたウインドウW2
を設定し、また、測定回数用のカウント値iを1つイン
クリメントする(ステップS7)。なお、この実施形態
では、ウインドウWを1画素ずつ移動させているが、画
素の位置誤差を起こす原因となる振動などの周波数帯域
が低い場合には、2画素以上ずつ移動させてもよく、こ
の方法により測定に要する時間を短縮することができ
る。
算し(ステップS6)、次いで主走査方向に−1画素
分、副走査方向に+1画素分シフトしたウインドウW2
を設定し、また、測定回数用のカウント値iを1つイン
クリメントする(ステップS7)。なお、この実施形態
では、ウインドウWを1画素ずつ移動させているが、画
素の位置誤差を起こす原因となる振動などの周波数帯域
が低い場合には、2画素以上ずつ移動させてもよく、こ
の方法により測定に要する時間を短縮することができ
る。
【0060】次いで、予め設定された同一ラインの測定
回数nに対してi=nとならない場合にはステップS8
からステップS5に戻り、他方、i=nとなった場合す
なわちウインドウWn に達した場合には次の斜線のウイ
ンドウWn+1 に移動させる(ステップS8→S9)。そ
の方法としては、斜線の主走査方向の間隔に相当する画
素分より整数画素mだけ、ウインドウ座標を主走査方向
にシフトした後、測定カウント値iをクリアし(ステッ
プS2)、斜線判別処理(ステップS3)に戻る。以下
同様に、1本の斜線に対してウインドウWn+1 、Wn+2
、Wn+3 〜のように移動させて位置誤差を測定する。
回数nに対してi=nとならない場合にはステップS8
からステップS5に戻り、他方、i=nとなった場合す
なわちウインドウWn に達した場合には次の斜線のウイ
ンドウWn+1 に移動させる(ステップS8→S9)。そ
の方法としては、斜線の主走査方向の間隔に相当する画
素分より整数画素mだけ、ウインドウ座標を主走査方向
にシフトした後、測定カウント値iをクリアし(ステッ
プS2)、斜線判別処理(ステップS3)に戻る。以下
同様に、1本の斜線に対してウインドウWn+1 、Wn+2
、Wn+3 〜のように移動させて位置誤差を測定する。
【0061】このように複数の斜線を用いて位置誤差を
測定することにより、読取装置の読み取り範囲が縦長で
あっても、副走査領域の全域に渡って位置誤差を測定す
ることができる。更に、主走査方向の狭い幅だけ測定す
るので、主走査方向の中央部、手前、奥側のように分け
て測定することもできる。また、高い分解能で位置誤差
を測定する場合にも、斜線のパターンを細くする必要は
全くなく、システムのMTFの制約を受けずに幅が広い
パターンを用いることができる。
測定することにより、読取装置の読み取り範囲が縦長で
あっても、副走査領域の全域に渡って位置誤差を測定す
ることができる。更に、主走査方向の狭い幅だけ測定す
るので、主走査方向の中央部、手前、奥側のように分け
て測定することもできる。また、高い分解能で位置誤差
を測定する場合にも、斜線のパターンを細くする必要は
全くなく、システムのMTFの制約を受けずに幅が広い
パターンを用いることができる。
【0062】更に、幅が広いパターンを用いた場合、幅
に応じてウインドウも大きくなるので結果として測定精
度を向上させることができる。したがって、斜線の幅は
処理速度、リアルタイム処理を行う場合にはバッファの
サイズ、回路規模の経済性などとのバランスを考慮して
設定すればよい。また、幅が広いパターンを用いてその
片側のエッジを検出することにより位置誤差を測定する
こともできる。更に、例えば副走査方向の読み取りタイ
ミングに関係なく白黒パターンを副走査方向に配列する
とモアレの発生が問題となるが、本実施形態では副走査
方向の読み取りタイミングと斜線の関係は常に同じであ
るのでモアレの発生が問題とならず、その結果、高精度
で位置誤差を測定することができる。
に応じてウインドウも大きくなるので結果として測定精
度を向上させることができる。したがって、斜線の幅は
処理速度、リアルタイム処理を行う場合にはバッファの
サイズ、回路規模の経済性などとのバランスを考慮して
設定すればよい。また、幅が広いパターンを用いてその
片側のエッジを検出することにより位置誤差を測定する
こともできる。更に、例えば副走査方向の読み取りタイ
ミングに関係なく白黒パターンを副走査方向に配列する
とモアレの発生が問題となるが、本実施形態では副走査
方向の読み取りタイミングと斜線の関係は常に同じであ
るのでモアレの発生が問題とならず、その結果、高精度
で位置誤差を測定することができる。
【0063】4.5 ウインドウのデータと重心の計算 次に、ウインドウのデータと重心の計算について詳細に
説明する。図15はウインドウデータと斜線パターンの
各画素の読み取り値の関係を示し、読み取り値は8ビッ
トであって10進(0〜255)で示されている。主走
査方向の重心を求めるには、副走査方向の各列(3ライ
ン分)の和を求める。すなわち、図に示すようにこれを
左側からX0〜X9とすると、それぞれ18、50、2
02、427、590、562、345、150、3
7、14を求める。そして、各画素の主走査方向の中心
座標を左から順に0〜9とし、主走査方向の重心位置を
Rmとすると、重心位置Rmの回りのモーメントは0に
なるので、 X0(Rm−0)+X1(Rm−1)・・・X9(Rm
−9)=0 が成り立ち、数値を代入して計算するとRm=4.36
2が得られる。
説明する。図15はウインドウデータと斜線パターンの
各画素の読み取り値の関係を示し、読み取り値は8ビッ
トであって10進(0〜255)で示されている。主走
査方向の重心を求めるには、副走査方向の各列(3ライ
ン分)の和を求める。すなわち、図に示すようにこれを
左側からX0〜X9とすると、それぞれ18、50、2
02、427、590、562、345、150、3
7、14を求める。そして、各画素の主走査方向の中心
座標を左から順に0〜9とし、主走査方向の重心位置を
Rmとすると、重心位置Rmの回りのモーメントは0に
なるので、 X0(Rm−0)+X1(Rm−1)・・・X9(Rm
−9)=0 が成り立ち、数値を代入して計算するとRm=4.36
2が得られる。
【0064】重心を求める理由は、補間などの前処理を
必要とせず、演算を簡素化、高速化することができるか
らである。また、画像位置を求める場合、各列毎のデー
タの和の並びから補間により所定の分解能のデータ列を
得て、そのデータからピーク値が存在する位置を求める
方法を用いることができる。
必要とせず、演算を簡素化、高速化することができるか
らである。また、画像位置を求める場合、各列毎のデー
タの和の並びから補間により所定の分解能のデータ列を
得て、そのデータからピーク値が存在する位置を求める
方法を用いることができる。
【0065】次に、複数本の斜線から成るチャートの重
心を計算する場合について説明する。図12に示すよう
に複数本から成る斜線の重心を計算する場合、同一線上
の線では問題とならないが、違う線にウインドウが移動
したときには移動前と移動後では斜線の主走査方向の間
隔が丁度、整数画素数でない限り重心の値が異なるの
で、補正しなければならない。一例として図12に示す
斜線K2のウインドウWn の重心の値Rn が4.65と
なり、次の斜線K3に移動した場合のウインドウWn+1
の重心の値Rn+1 が4.38、ウインドウWn+2 の重心
の値Rn+2 が4.40、ウインドウWn+3 の重心の値R
n+3 が4.41となった場合、ウインドウが移動したラ
インにおける重心の差ΔRを計算すと、 ΔR=Rn −Rn+1 =4.65−4.38=0.27 となる。
心を計算する場合について説明する。図12に示すよう
に複数本から成る斜線の重心を計算する場合、同一線上
の線では問題とならないが、違う線にウインドウが移動
したときには移動前と移動後では斜線の主走査方向の間
隔が丁度、整数画素数でない限り重心の値が異なるの
で、補正しなければならない。一例として図12に示す
斜線K2のウインドウWn の重心の値Rn が4.65と
なり、次の斜線K3に移動した場合のウインドウWn+1
の重心の値Rn+1 が4.38、ウインドウWn+2 の重心
の値Rn+2 が4.40、ウインドウWn+3 の重心の値R
n+3 が4.41となった場合、ウインドウが移動したラ
インにおける重心の差ΔRを計算すと、 ΔR=Rn −Rn+1 =4.65−4.38=0.27 となる。
【0066】この値ΔRを斜線K3の重心の値に加算
し、この加算結果を重心の値として位置誤差を求める。
この場合、ウインドウWn+2 の重心の値Rn+2 、ウイン
ドウWn+3 の重心の値Rn+3 は、 Rn+2 =Rn+2 +ΔR=4.40+0.27=4.67 Rn+3 =Rn+3 +ΔR=4.41+0.27=4.68 となる。したがって、このように複数本の斜線から成る
チャートを使用しても、連続して高精度で位置誤差を測
定することができる。但し、斜線K2のウインドウWn
から斜線K3のウインドウWn+1 に移動する場合、斜線
K2、K3は主走査方向に同時に存在しなければならな
い。
し、この加算結果を重心の値として位置誤差を求める。
この場合、ウインドウWn+2 の重心の値Rn+2 、ウイン
ドウWn+3 の重心の値Rn+3 は、 Rn+2 =Rn+2 +ΔR=4.40+0.27=4.67 Rn+3 =Rn+3 +ΔR=4.41+0.27=4.68 となる。したがって、このように複数本の斜線から成る
チャートを使用しても、連続して高精度で位置誤差を測
定することができる。但し、斜線K2のウインドウWn
から斜線K3のウインドウWn+1 に移動する場合、斜線
K2、K3は主走査方向に同時に存在しなければならな
い。
【0067】4.6 斜線の幅 重心を計算するに当たり、斜線の幅はデータをきちんと
読み取れるものであれば問題ないが、画素が正方形で、
斜線の角度が45°であり、画像の走査速度を所定の目
標速度からのわずかなズレをより高精度で測定する場
合、斜線の主走査方向の幅を画素の整数倍にしておく
と、ウインドウを斜め方向に移動しても、斜線と画素の
関係は斜線の両側で同じになり、画像データの誤差要因
もバランスし、画像の位置を計算する精度を高めること
ができる。
読み取れるものであれば問題ないが、画素が正方形で、
斜線の角度が45°であり、画像の走査速度を所定の目
標速度からのわずかなズレをより高精度で測定する場
合、斜線の主走査方向の幅を画素の整数倍にしておく
と、ウインドウを斜め方向に移動しても、斜線と画素の
関係は斜線の両側で同じになり、画像データの誤差要因
もバランスし、画像の位置を計算する精度を高めること
ができる。
【0068】4.7 主走査方向の斜線の画像の移動量
と副走査方向の画素の位置誤差の関係 この方式では、副走査方向の画素の位置誤差を測定する
ために、斜線を読み取った画像の主走査方向へ画像の位
置の移動を見ている。正方形の画素で45°の斜線を使
って測定する場合には、これまでの説明で明らかなよう
に、主走査方向の移動量のウインドウ間における偏差が
そのまま、副走査方向の位置誤差になる。画素が正方形
でない場合、斜線の角度が45°でない場合には、換算
をして副走査方向の位置誤差を得る必要がある。
と副走査方向の画素の位置誤差の関係 この方式では、副走査方向の画素の位置誤差を測定する
ために、斜線を読み取った画像の主走査方向へ画像の位
置の移動を見ている。正方形の画素で45°の斜線を使
って測定する場合には、これまでの説明で明らかなよう
に、主走査方向の移動量のウインドウ間における偏差が
そのまま、副走査方向の位置誤差になる。画素が正方形
でない場合、斜線の角度が45°でない場合には、換算
をして副走査方向の位置誤差を得る必要がある。
【0069】4.8 測定の処理手順 図16は、測定の処理手順を示すフローチャートであ
る。この処理手順では、まず、計算するウインドウの位
置を示すW.P.(ウインドウポインタ)をセットし
(ステップS1601)、次に、W.P.で指示される
ウインドウのデータを取り込み(ステップS160
2)、取り込んだデータの総和Vを計算する(ステップ
S1603)。そして、データの総和Vがあらかじめ設
定したaとbとの間の値を持っているかどうかをチェッ
クする(ステップS1604)。このチェックでaとb
との間に入っていれば、重心の計算を行い(ステップS
1605)、さらに、重心のずれを計算した(ステップ
S1606)後、次のW.P.をセットする(ステップ
S1607)。その後、ステップS1602に戻ってデ
ータフェッチ以降の処理を繰り返す。
る。この処理手順では、まず、計算するウインドウの位
置を示すW.P.(ウインドウポインタ)をセットし
(ステップS1601)、次に、W.P.で指示される
ウインドウのデータを取り込み(ステップS160
2)、取り込んだデータの総和Vを計算する(ステップ
S1603)。そして、データの総和Vがあらかじめ設
定したaとbとの間の値を持っているかどうかをチェッ
クする(ステップS1604)。このチェックでaとb
との間に入っていれば、重心の計算を行い(ステップS
1605)、さらに、重心のずれを計算した(ステップ
S1606)後、次のW.P.をセットする(ステップ
S1607)。その後、ステップS1602に戻ってデ
ータフェッチ以降の処理を繰り返す。
【0070】一方、ステップS1604で、データの総
和Vがaとbとの間に入っていなければ、ループから抜
け出し、処理を終了する。
和Vがaとbとの間に入っていなければ、ループから抜
け出し、処理を終了する。
【0071】なお、ステップS1604で処理の総和を
チェックするのは、スタートのときにW.P.を誤って
セットしたため、ウインドウ内に斜線のデータがないよ
うな場合に、正しい測定がされていないのに測定結果が
出力されるのを防止するという理由からである。また、
測定に使う斜線の長さを短くしておけば、斜線が途切れ
た位置で打ち切ることができ、必要以上の測定を無駄を
省くことができる。
チェックするのは、スタートのときにW.P.を誤って
セットしたため、ウインドウ内に斜線のデータがないよ
うな場合に、正しい測定がされていないのに測定結果が
出力されるのを防止するという理由からである。また、
測定に使う斜線の長さを短くしておけば、斜線が途切れ
た位置で打ち切ることができ、必要以上の測定を無駄を
省くことができる。
【0072】4.9 斜線パターン 図17は第4の実施形態における斜線パターンテープを
示す説明図、図18は図17の斜線パターンを詳しく示
す説明図である。
示す説明図、図18は図17の斜線パターンを詳しく示
す説明図である。
【0073】この第4の実施形態では、図17に示すよ
うに走査光学系が主走査方向の両端において読み取り可
能な位置に2つの斜線パターンテープ10L、10Rが
設けられ、テープ10L、10Rには図18に示すよう
に白地上に一定幅、45°の角度の多数の黒の斜線LN
のパターン10aが副走査方向に等ピッチで形成されて
いる。
うに走査光学系が主走査方向の両端において読み取り可
能な位置に2つの斜線パターンテープ10L、10Rが
設けられ、テープ10L、10Rには図18に示すよう
に白地上に一定幅、45°の角度の多数の黒の斜線LN
のパターン10aが副走査方向に等ピッチで形成されて
いる。
【0074】4.10 斜線パターンの判別 図19は斜線パターンを拡大して示す説明図、図20は
図19の斜線パターンの読み取り値を示す説明図、図2
1は斜線判定用ウインドウを示す説明図、図22は他の
斜線判定用ウインドウを示す説明図、図23は斜線判定
用マッチングパターンを示す説明図である。
図19の斜線パターンの読み取り値を示す説明図、図2
1は斜線判定用ウインドウを示す説明図、図22は他の
斜線判定用ウインドウを示す説明図、図23は斜線判定
用マッチングパターンを示す説明図である。
【0075】次に、斜線パターン判別処理について説明
する。図19は図9と同様にビットマップに斜線が有る
場合を示し、図20はその場合の8ビット(0〜25
5)の読み取り値を示している。なお、0=白、255
=黒であり、主走査方向の座標をXn、副走査方向の座
標をYmとしている。また、図21は主走査方向3画素
×副走査方向3画素の斜線パターン検知用ウインドウを
示し、図21(a)〜(e)はそれぞれ主走査方向に1
画素ずつシフトしたウインドウを示している。
する。図19は図9と同様にビットマップに斜線が有る
場合を示し、図20はその場合の8ビット(0〜25
5)の読み取り値を示している。なお、0=白、255
=黒であり、主走査方向の座標をXn、副走査方向の座
標をYmとしている。また、図21は主走査方向3画素
×副走査方向3画素の斜線パターン検知用ウインドウを
示し、図21(a)〜(e)はそれぞれ主走査方向に1
画素ずつシフトしたウインドウを示している。
【0076】ここで、図21(a)に示すウインドウ
(X2〜X4、Y1〜3)内の中心画素の挟む対角方
向、すなわち中心画素を含む左上斜め方向の3つの画素
値の和Paと右下斜め方向の3つの画素値の和Qaを計
算すると、 Pa=(X2,Y1)+(X3,Y1)+(X2,Y2) =3+1+1=5 Qa=(X4,Y2)+(X3,Y3)+(X4,Y3) =3+4+8=15 となる。
(X2〜X4、Y1〜3)内の中心画素の挟む対角方
向、すなわち中心画素を含む左上斜め方向の3つの画素
値の和Paと右下斜め方向の3つの画素値の和Qaを計
算すると、 Pa=(X2,Y1)+(X3,Y1)+(X2,Y2) =3+1+1=5 Qa=(X4,Y2)+(X3,Y3)+(X4,Y3) =3+4+8=15 となる。
【0077】同様に、図21(b)〜(e)について求
めると、 Pb=(X3,Y1)+(X4,Y1)+(X3,Y2) =1+4+2=7 Qb=(X5,Y2)+(X4,Y3)+(X5,Y3) =13+8+201=222 Pc=(X4,Y1)+(X5,Y1)+(X4,Y2) =4+2+3=9 Qc=(X6,Y2)+(X5,Y3)+(X6,Y3) =216+201+250=667 Pd=(X5,Y1)+(X6,Y1)+(X5,Y2) =2+18+13=33 Qd=(X7,Y2)+(X6,Y3)+(X7,Y3) =248+250+252=750 Pe=(X6,Y1)+(X7,Y1)+(X6,Y2) =18+220+216=454 Qe=(X8,Y2)+(X7,Y3)+(X8,Y3) =250+252+249=751 となる。
めると、 Pb=(X3,Y1)+(X4,Y1)+(X3,Y2) =1+4+2=7 Qb=(X5,Y2)+(X4,Y3)+(X5,Y3) =13+8+201=222 Pc=(X4,Y1)+(X5,Y1)+(X4,Y2) =4+2+3=9 Qc=(X6,Y2)+(X5,Y3)+(X6,Y3) =216+201+250=667 Pd=(X5,Y1)+(X6,Y1)+(X5,Y2) =2+18+13=33 Qd=(X7,Y2)+(X6,Y3)+(X7,Y3) =248+250+252=750 Pe=(X6,Y1)+(X7,Y1)+(X6,Y2) =18+220+216=454 Qe=(X8,Y2)+(X7,Y3)+(X8,Y3) =250+252+249=751 となる。
【0078】次に、中心画素と右下斜め方向の3画素
(中心画素を含む)の差Rを求めると、 Ra=15−5=10 Rb=222−7=215 Rc=667−9=658 Rd=750−33=717 Re=751−454=297 となる。
(中心画素を含む)の差Rを求めると、 Ra=15−5=10 Rb=222−7=215 Rc=667−9=658 Rd=750−33=717 Re=751−454=297 となる。
【0079】この差Rの値が大きい場合に3×3画素の
ウインドウ内に斜線パターンが有ることを示す。したが
って、例えばRの値が500以上の場合に斜線パターン
が有ると判断すれば図21(c),(d)に示すウイン
ドウ内に斜線パターンが有ると判断することができる。
ウインドウ内に斜線パターンが有ることを示す。したが
って、例えばRの値が500以上の場合に斜線パターン
が有ると判断すれば図21(c),(d)に示すウイン
ドウ内に斜線パターンが有ると判断することができる。
【0080】次に、図22を参照して他の斜線パターン
判別処理を説明する。図22(a)〜(e)はそれぞれ
図22(a)〜(e)に示すウインドウ内の各値を閾値
=128で2値化した場合を示し、同様に各ウインドウ
内の中心画素を含む左上斜め方向の3つの画素値の和P
a〜Peと右下斜め方向の3つの画素値の和Qa〜Qe
を計算すると、 Pa=(X2,Y1)+(X3,Y1)+(X2,Y2) =0+0+0=0 Qa=(X4,Y2)+(X3,Y3)+(X4,Y3) =0+0+0=0 Pb=(X3,Y1)+(X4,Y1)+(X3,Y2) =0+0+0=0 Qb=(X5,Y2)+(X4,Y3)+(X5,Y3) =0+0+1=1 Pc=(X4,Y1)+(X5,Y1)+(X4,Y2) =0+0+0=0 Qc=(X6,Y2)+(X5,Y3)+(X6,Y3) =1+1+1=3 Pd=(X5,Y1)+(X6,Y1)+(X5,Y2) =0+0+0=0 Qd=(X7,Y2)+(X6,Y3)+(X7,Y3) =1+1+1=3 Pe=(X6,Y1)+(X7,Y1)+(X6,Y2) =0+1+1=2 Qe=(X8,Y2)+(X7,Y3)+(X8,Y3) =1+1+1=3 となる。
判別処理を説明する。図22(a)〜(e)はそれぞれ
図22(a)〜(e)に示すウインドウ内の各値を閾値
=128で2値化した場合を示し、同様に各ウインドウ
内の中心画素を含む左上斜め方向の3つの画素値の和P
a〜Peと右下斜め方向の3つの画素値の和Qa〜Qe
を計算すると、 Pa=(X2,Y1)+(X3,Y1)+(X2,Y2) =0+0+0=0 Qa=(X4,Y2)+(X3,Y3)+(X4,Y3) =0+0+0=0 Pb=(X3,Y1)+(X4,Y1)+(X3,Y2) =0+0+0=0 Qb=(X5,Y2)+(X4,Y3)+(X5,Y3) =0+0+1=1 Pc=(X4,Y1)+(X5,Y1)+(X4,Y2) =0+0+0=0 Qc=(X6,Y2)+(X5,Y3)+(X6,Y3) =1+1+1=3 Pd=(X5,Y1)+(X6,Y1)+(X5,Y2) =0+0+0=0 Qd=(X7,Y2)+(X6,Y3)+(X7,Y3) =1+1+1=3 Pe=(X6,Y1)+(X7,Y1)+(X6,Y2) =0+1+1=2 Qe=(X8,Y2)+(X7,Y3)+(X8,Y3) =1+1+1=3 となる。
【0081】次に、中心画素と右下斜め方向3画素(中
心画素を含む)の差Ra〜Reを求めると、 Ra=0−0=0 Rb=1−0=1 Rc=3−0=3 Rd=3−0=3 Re=3−2=1 となる。
心画素を含む)の差Ra〜Reを求めると、 Ra=0−0=0 Rb=1−0=1 Rc=3−0=3 Rd=3−0=3 Re=3−2=1 となる。
【0082】したがって、この場合にも同様にこの差R
の値が大きい場合に3×3画素のウインドウ内に斜線パ
ターンが有ることを示し、例えばRa〜Reの値が2以
上の場合に斜線パターンが有ると判断すれば図22
(c),(d)に示すウインドウ内に斜線パターンが有
ると判断することができる。また、このように画素値を
2値化することにより、加算演算を簡単にすることがで
きる。
の値が大きい場合に3×3画素のウインドウ内に斜線パ
ターンが有ることを示し、例えばRa〜Reの値が2以
上の場合に斜線パターンが有ると判断すれば図22
(c),(d)に示すウインドウ内に斜線パターンが有
ると判断することができる。また、このように画素値を
2値化することにより、加算演算を簡単にすることがで
きる。
【0083】図23(a)〜(d)は斜線パターン検出
用のマッチングパターンを示し、図中の白領域は
「0」、黒領域は「1」を表している。先ず、画像デー
タを図22に示すように2値化し、その2値化データと
図23(a)〜(d)に示すマッチングパターンを比較
し、合致した場合に斜線パターンがあると判断する。こ
の例では、図22(c)と図23(b)、及び図22
(d)と図23(a)が合致しており、このウインドウ
内に斜線パターンがあると判断される。
用のマッチングパターンを示し、図中の白領域は
「0」、黒領域は「1」を表している。先ず、画像デー
タを図22に示すように2値化し、その2値化データと
図23(a)〜(d)に示すマッチングパターンを比較
し、合致した場合に斜線パターンがあると判断する。こ
の例では、図22(c)と図23(b)、及び図22
(d)と図23(a)が合致しており、このウインドウ
内に斜線パターンがあると判断される。
【0084】なお、上記実施形態では、ウインドウの大
きさを3×3としたが、もちろんウインドウサイズが異
なる場合にも同様な判断方法により斜線パターンを検知
することができる。但し、一般にウインドウサイズが大
きい程、判別制度は上がるが、その分処理時間が長くな
り、また回路規模も大きくなる。
きさを3×3としたが、もちろんウインドウサイズが異
なる場合にも同様な判断方法により斜線パターンを検知
することができる。但し、一般にウインドウサイズが大
きい程、判別制度は上がるが、その分処理時間が長くな
り、また回路規模も大きくなる。
【0085】4.11 斜線の配置 図24は斜線の配置関係を示し、長さL1 の複数の斜線
が主走査方向に対して角度θで配置され、主走査方向の
斜線の始点と終点の位置が同一の場合、主走査方向の斜
線間隔をL2 とすると、 L2 <L1 ×cos θ ・・・(1) の関係が成り立つように斜線を配置すれば、斜線は主走
査方向には重なるので、ウインドウを主走査方向に移動
して次の斜線の重心を連続して測定することができる。
ここで、斜線の長さL1 と斜線の始点、終点の主走査方
向の位置は式(1)の大小関係が大きいほど精度を必要
としなくなる。
が主走査方向に対して角度θで配置され、主走査方向の
斜線の始点と終点の位置が同一の場合、主走査方向の斜
線間隔をL2 とすると、 L2 <L1 ×cos θ ・・・(1) の関係が成り立つように斜線を配置すれば、斜線は主走
査方向には重なるので、ウインドウを主走査方向に移動
して次の斜線の重心を連続して測定することができる。
ここで、斜線の長さL1 と斜線の始点、終点の主走査方
向の位置は式(1)の大小関係が大きいほど精度を必要
としなくなる。
【0086】4.12 主走査方向の斜線の画像の移動
量と、副走査方向の画素の位置誤差次に、主走査方向の
斜線の画像の移動量と、副走査方向の画素の位置誤差の
関係について説明する。本実施形態では副走査方向の画
素の位置誤差を測定するために、斜線を読み取った画像
の主走査方向への画像位置の移動を見ている。正方形の
画素であって45°の斜線を使って測定する場合には、
前述したように主走査方向の移動量のウインドウ間にお
ける偏差がそのまま副走査方向の位置誤差となる。しか
し、正方形の画素でない場合、斜線の角度が45°でな
い場合には、換算を行って副走査方向の位置誤差を得る
必要がある。
量と、副走査方向の画素の位置誤差次に、主走査方向の
斜線の画像の移動量と、副走査方向の画素の位置誤差の
関係について説明する。本実施形態では副走査方向の画
素の位置誤差を測定するために、斜線を読み取った画像
の主走査方向への画像位置の移動を見ている。正方形の
画素であって45°の斜線を使って測定する場合には、
前述したように主走査方向の移動量のウインドウ間にお
ける偏差がそのまま副走査方向の位置誤差となる。しか
し、正方形の画素でない場合、斜線の角度が45°でな
い場合には、換算を行って副走査方向の位置誤差を得る
必要がある。
【0087】次に、図25を参照して左右の位置誤差の
検出誤差を補正する場合について説明する。図25に示
す縦軸は、画素の位置誤差を画素サイズの1/16を単
位としてある読み取りクロックにおける累積誤差を示
し、縦軸の数字は1/16の整数倍で表したときの整数
のみを示している。横軸は主走査方向を示す。A、Dは
それぞれ主走査方向上流側、下流側の各位置誤差を測定
する位置を示し、斜線の場合には所定の幅を有するがそ
の略中央である。B、Cは原稿を主走査方向に読み取る
場合の各端部を示す。
検出誤差を補正する場合について説明する。図25に示
す縦軸は、画素の位置誤差を画素サイズの1/16を単
位としてある読み取りクロックにおける累積誤差を示
し、縦軸の数字は1/16の整数倍で表したときの整数
のみを示している。横軸は主走査方向を示す。A、Dは
それぞれ主走査方向上流側、下流側の各位置誤差を測定
する位置を示し、斜線の場合には所定の幅を有するがそ
の略中央である。B、Cは原稿を主走査方向に読み取る
場合の各端部を示す。
【0088】図25に示す例では、ある読み取りクロッ
クにおける位置Aにおける位置誤差が34であり、位置
Dにおける位置誤差が7である場合を示している。これ
らの測定点が斜線で結ばれ、図ではこの斜線が破断され
ているが実際には連続した線であり、この斜線は左右の
累積誤差を基にしてその累積誤差を近似して表してい
る。
クにおける位置Aにおける位置誤差が34であり、位置
Dにおける位置誤差が7である場合を示している。これ
らの測定点が斜線で結ばれ、図ではこの斜線が破断され
ているが実際には連続した線であり、この斜線は左右の
累積誤差を基にしてその累積誤差を近似して表してい
る。
【0089】ここで、最大読み取りサイズがA3サイズ
の場合、BC間は約300mmであり、また、400d
piの場合には読み取りに使用するCCD画素数は約5
000である。仮にAD間の画素数を5000とする
と、左右の累積誤差の差は27(=34−7)であるの
で、5000を27で割って得られる一番近い整数を求
めると185となる。そして、この累積誤差が得られた
ときの読み取った画像データの配置を行うときに、Aを
起点として主走査方向の画素をカウントして185にな
るまで累積誤差「34」を適用し、それ以降は185画
素毎に累積誤差「34」を1ずつ減じる。すなわち、図
25に示すように185画素毎に階段状の累積誤差を適
用する。
の場合、BC間は約300mmであり、また、400d
piの場合には読み取りに使用するCCD画素数は約5
000である。仮にAD間の画素数を5000とする
と、左右の累積誤差の差は27(=34−7)であるの
で、5000を27で割って得られる一番近い整数を求
めると185となる。そして、この累積誤差が得られた
ときの読み取った画像データの配置を行うときに、Aを
起点として主走査方向の画素をカウントして185にな
るまで累積誤差「34」を適用し、それ以降は185画
素毎に累積誤差「34」を1ずつ減じる。すなわち、図
25に示すように185画素毎に階段状の累積誤差を適
用する。
【0090】また、位置Aの累積誤差から位置Dのそれ
を減じた値が正の場合には累積誤差を減じるが、負の場
合には増加させる。位置Aの累積誤差と位置Dのそれが
等しい場合にはその差は「0」であり、「0」では割り
算を行うことができないので、「0」の代わりに「1」
を用い、同様に扱って画素数「5000」を1単位とす
る。すなわち、主走査方向の途中では累積誤差の補正は
行わない。図13に示す「左右の差の補正量演算部3
3」は、このようにして求めた主走査方向における画素
の位置を決める信号を補正位置信号として位置誤差補正
部23aに送り、位置誤差補正部23aは第1〜第3の
実施形態と同様に、図6に示すように補間法により位置
誤差を補正する。
を減じた値が正の場合には累積誤差を減じるが、負の場
合には増加させる。位置Aの累積誤差と位置Dのそれが
等しい場合にはその差は「0」であり、「0」では割り
算を行うことができないので、「0」の代わりに「1」
を用い、同様に扱って画素数「5000」を1単位とす
る。すなわち、主走査方向の途中では累積誤差の補正は
行わない。図13に示す「左右の差の補正量演算部3
3」は、このようにして求めた主走査方向における画素
の位置を決める信号を補正位置信号として位置誤差補正
部23aに送り、位置誤差補正部23aは第1〜第3の
実施形態と同様に、図6に示すように補間法により位置
誤差を補正する。
【0091】5.その他 なお、第4の実施形態では斜線を用いたが、第1の実施
形態における磁気テープ10及び磁気ヘッド12、第2
の実施形態の加速度ピックアップ27、第3の実施形態
のスリットパターンにより左右の位置誤差を検出するよ
うにしてもよく、また、第1キャリッジにリニアエンコ
ーダを設けることにより走査速度を検出するようにして
もよい。更に、原稿固定/走査光学系移動型の読取装置
に限定されず、原稿移動/走査光学系固定側の場合には
例えば原稿を搬送するローラにロータリエンコーダを設
けることにより走査速度を検出することができる。
形態における磁気テープ10及び磁気ヘッド12、第2
の実施形態の加速度ピックアップ27、第3の実施形態
のスリットパターンにより左右の位置誤差を検出するよ
うにしてもよく、また、第1キャリッジにリニアエンコ
ーダを設けることにより走査速度を検出するようにして
もよい。更に、原稿固定/走査光学系移動型の読取装置
に限定されず、原稿移動/走査光学系固定側の場合には
例えば原稿を搬送するローラにロータリエンコーダを設
けることにより走査速度を検出することができる。
【0092】この場合、磁気テープ10及び磁気ヘッド
12を設けた第1の実施形態では、その速度データから
読み取りクロックに同期した位置誤差、累積位置誤差を
得ているが、代わりに両側に取り付けられる磁気テープ
10及び磁気ヘッド12の位置を主走査方向の画素数に
置き換えればよい。
12を設けた第1の実施形態では、その速度データから
読み取りクロックに同期した位置誤差、累積位置誤差を
得ているが、代わりに両側に取り付けられる磁気テープ
10及び磁気ヘッド12の位置を主走査方向の画素数に
置き換えればよい。
【0093】また、加速度センサは原稿台上の原稿を読
み取る妨げにならないので、第1キャリッジの両端では
なく、読み取り領域内に取り付けることができるので、
キャリッジの幅が大きくなることもなく、その結果、小
型化することができる。また、図22に示す測定位置
A、Dが原稿位置BC間に入り込むので、それぞれの測
定点を結ぶ直線を引くことができ、その結果、ラインセ
ンサの主走査方向の走査開始位置に対応する累積誤差を
求めることができる。
み取る妨げにならないので、第1キャリッジの両端では
なく、読み取り領域内に取り付けることができるので、
キャリッジの幅が大きくなることもなく、その結果、小
型化することができる。また、図22に示す測定位置
A、Dが原稿位置BC間に入り込むので、それぞれの測
定点を結ぶ直線を引くことができ、その結果、ラインセ
ンサの主走査方向の走査開始位置に対応する累積誤差を
求めることができる。
【0094】
【発明の効果】以上説明したように請求項1記載の発明
によれば、キャリッジの副走査方向の走査位置または走
査速度を検出し、走査位置または走査走査速度に基づい
て、読み取りデータを走査位置または走査走査速度に誤
差がない場合のデータに補間するので、キャリッジの走
査速度に変動があっても画素の位置ずれがない画像デー
タを得ることができる。
によれば、キャリッジの副走査方向の走査位置または走
査速度を検出し、走査位置または走査走査速度に基づい
て、読み取りデータを走査位置または走査走査速度に誤
差がない場合のデータに補間するので、キャリッジの走
査速度に変動があっても画素の位置ずれがない画像デー
タを得ることができる。
【0095】請求項2記載の発明によれば、キャリッジ
の主走査方向の少なくとも2点におけるキャリッジの副
走査方向の走査位置または走査速度を検出するので、キ
ャリッジの両端が同一の速度で移動していない場合に画
素の位置ずれがない画像データを得ることができる。
の主走査方向の少なくとも2点におけるキャリッジの副
走査方向の走査位置または走査速度を検出するので、キ
ャリッジの両端が同一の速度で移動していない場合に画
素の位置ずれがない画像データを得ることができる。
【0096】請求項3記載の発明によれば、線順次の読
み取りタイミングに同期してキャリッジの副走査方向の
走査位置または走査速度を検出するので、線順次の読み
取りタイミングに同期して走査位置または走査速度を検
出することができる、請求項4記載の発明によれば、走
査方向に対して斜めであって副走査方向に等ピッチで原
稿の読み取り領域に配置されたパターンを読み取ること
によりキャリッジの副走査方向の走査位置または走査速
度を検出するので、原稿読み取り部を使用してキャリッ
ジの走査位置または走査速度を検出することができ、し
たがって、簡単な構成で検出することができる。
み取りタイミングに同期してキャリッジの副走査方向の
走査位置または走査速度を検出するので、線順次の読み
取りタイミングに同期して走査位置または走査速度を検
出することができる、請求項4記載の発明によれば、走
査方向に対して斜めであって副走査方向に等ピッチで原
稿の読み取り領域に配置されたパターンを読み取ること
によりキャリッジの副走査方向の走査位置または走査速
度を検出するので、原稿読み取り部を使用してキャリッ
ジの走査位置または走査速度を検出することができ、し
たがって、簡単な構成で検出することができる。
【0097】請求項5記載の発明によれば、キャリッジ
の副走査方向の走査位置または走査速度を時間軸上の連
続量として出力し、線順次の読み取りタイミングにおけ
るこの連続量に基づいて補間するので、線順次の読み取
りタイミングに同期しないキャリッジの走査位置または
走査速度を検出しても画素の位置ずれがない画像データ
を得ることができる。
の副走査方向の走査位置または走査速度を時間軸上の連
続量として出力し、線順次の読み取りタイミングにおけ
るこの連続量に基づいて補間するので、線順次の読み取
りタイミングに同期しないキャリッジの走査位置または
走査速度を検出しても画素の位置ずれがない画像データ
を得ることができる。
【0098】請求項6記載の発明によれば、キャリッジ
の副走査方向の走査位置または走査速度を所定のサンプ
リング間隔で出力し、この所定のサンプリング間隔にお
ける走査位置または走査速度に基づいて補間するので、
サンプリング間隔が大きい検出信号であっても画素の位
置ずれがない画像データを得ることができる。
の副走査方向の走査位置または走査速度を所定のサンプ
リング間隔で出力し、この所定のサンプリング間隔にお
ける走査位置または走査速度に基づいて補間するので、
サンプリング間隔が大きい検出信号であっても画素の位
置ずれがない画像データを得ることができる。
【図1】本発明に係る画像読取装置の一実施形態を示す
ブロック図である。
ブロック図である。
【図2】図1の画像読取装置を示す断面図である。
【図3】図2の画像読取装置を示す平面図である。
【図4】図3のコンタクトガラスのコーナ部を拡大して
示す平面図である。
示す平面図である。
【図5】磁気テープと磁気ヘッドを示す断面図である。
【図6】読み取りデータの位置誤差を示す説明図であ
る。
る。
【図7】第2の実施形態の画像読取装置を示すブロック
図である。
図である。
【図8】第3の実施形態の画像読取装置を示すブロック
図である。
図である。
【図9】走査速度の変動に応じた斜線パターンの読み取
りデータを示す説明図である。
りデータを示す説明図である。
【図10】第4の実施形態における測定原理などを説明
するための基本的な回路を示すブロック図である。
するための基本的な回路を示すブロック図である。
【図11】ビットマップに斜線の画像データがあるとき
の位置誤差の測定を行うときの処理を説明するための図
である。
の位置誤差の測定を行うときの処理を説明するための図
である。
【図12】重心測定用ウインドウを示す説明図である。
【図13】第4の実施形態の画像読取装置を示すブロッ
ク図である。
ク図である。
【図14】図18の画像読取装置の処理を説明するため
のフローチャートである。
のフローチャートである。
【図15】重心測定用ウインドウにおける読み取り値及
び重心測定方法を示す説明図である。
び重心測定方法を示す説明図である。
【図16】重心測定の処理手順を示すフローチャートで
ある。
ある。
【図17】第4の実施形態における斜線パターンテープ
を示す説明図である。
を示す説明図である。
【図18】図9の斜線パターンを詳しく示す説明図であ
る。
る。
【図19】斜線パターンを拡大して示す説明図である。
【図20】図19の斜線パターンの読み取り値を示す説
明図である。
明図である。
【図21】斜線判定用ウインドウを示す説明図である。
【図22】他の斜線判定用ウインドウを示す説明図であ
る。
る。
【図23】斜線判定用マッチングパターンを示す説明図
である。
である。
【図24】パターンの長さ及び角度を示す説明図であ
る。
る。
【図25】左右の累積誤差の偏差に対する補正処理を示
す説明図である。
す説明図である。
1 コンタクトガラス 2 光源 3,4,5 ミラー 6 レンズ 7 光電変換素子 10 磁気テープ 10L、10R 斜線パターンテープ 10a 斜線パターン 12 磁気ヘッド 23,23a 位置誤差補正部 27 加速度ピックアップ 30 パルス発生器 32 位置誤差測定部 33 左右の差の補正量演算部 LN 斜線
Claims (6)
- 【請求項1】 原稿を照明する光源が搭載されて副走査
方向に移動するキャリッジと、 前記キャリッジの副走査方向の走査位置または走査速度
を検出する検出手段と、 前記検出手段により検出された走査位置または走査速度
に基づいて、読み取りデータを走査位置または走査速度
に誤差がない場合のデータに補間する補間手段と、を備
えた画像読取装置。 - 【請求項2】 前記検出手段は、原稿の主走査方向の少
なくとも2点におけるキャリッジの副走査方向の走査位
置または走査速度を検出することを特徴とする請求項1
記載の画像読取装置。 - 【請求項3】 前記検出手段は、線順次の読み取りタイ
ミングに同期してキャリッジの副走査方向の走査位置ま
たは走査速度を検出することを特徴とする請求項1また
は2記載の画像読取装置。 - 【請求項4】 前記検出手段は、主、副走査方向に対し
て斜めであって副走査方向に等ピッチで原稿の読み取り
領域に配置されたパターンを読み取ることによりキャリ
ッジの副走査方向の走査位置または走査速度を検出する
ことを特徴とする請求項1または2記載の画像読取装
置。 - 【請求項5】 前記検出手段は、キャリッジの副走査方
向の走査位置または走査速度を時間軸上の連続量として
出力し、前記補間手段は、線順次の読み取りタイミング
におけるこの連続量に基づいて補間することを特徴とす
る請求項1記載の画像読取装置。 - 【請求項6】 前記検出手段は、キャリッジの副走査方
向の走査位置または走査速度を所定のサンプリング間隔
で出力し、前記補間手段は、この所定のサンプリング間
隔における走査位置または走査速度に基づいて補間する
ことを特徴とする請求項1記載の画像読取装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8092487A JPH09163081A (ja) | 1995-10-04 | 1996-04-15 | 画像読取装置 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25772495 | 1995-10-04 | ||
| JP7-257724 | 1995-10-04 | ||
| JP8092487A JPH09163081A (ja) | 1995-10-04 | 1996-04-15 | 画像読取装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09163081A true JPH09163081A (ja) | 1997-06-20 |
Family
ID=26433911
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8092487A Pending JPH09163081A (ja) | 1995-10-04 | 1996-04-15 | 画像読取装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09163081A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008028737A (ja) * | 2006-07-21 | 2008-02-07 | Seiko Epson Corp | 媒体上のパターンの印刷位置の算出方法 |
-
1996
- 1996-04-15 JP JP8092487A patent/JPH09163081A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008028737A (ja) * | 2006-07-21 | 2008-02-07 | Seiko Epson Corp | 媒体上のパターンの印刷位置の算出方法 |
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