JPH09247383A

JPH09247383A - 画像読み取り装置

Info

Publication number: JPH09247383A
Application number: JP8055972A
Authority: JP
Inventors: Noriyoshi Osozawa; 憲良遅澤; Tomoichirou Oota; 智市郎太田; Takashi Sugiura; 崇杉浦; Masabumi Kamei; 正文亀井; Kazuhito Ohashi; 一仁大橋
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1996-03-13
Filing date: 1996-03-13
Publication date: 1997-09-19

Abstract

(57)【要約】【課題】ディジタル複写機、スキャナ等の振動による
画像のブレを補正する。【解決手段】原稿面に対する基準位置に光学的な基準
手段を設けてラインセンサとしてのＣＣＤ５０１で原稿
と共に読み取るように成す。読み取られた画像信号はラ
インメモリ５０６に格納されると共に、画像信号から絶
対値検出回路５０８で基準手段の絶対位置を検出し、差
分検出回路５０９で現ラインと前ラインとの基準手段の
差を検出し、判定回路５１０はこれらの検出結果からブ
レ量を判定し、このブレ量に応じて補正回路５１１はラ
インメモリ５０６の書き込みアドレス又は読み出しアド
レスをずらせる制御を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、原稿上の画像をＣ
ＣＤなどの固体撮像素子を用いて読み取る画像読み取り
装置に関し、特に振動によるブレの補正に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】従来より、固体撮像素子を用いてディジ
タル信号処理を行う装置として、ディジタル複写機、ス
キャナ、ビデオカメラなどが知られている。これらの装
置の振動による画像のブレを補正する方法として、ビデ
オカメラなどでは手ブレ補正機能と称して次のような構
成が広く一般に知られている。（１）光学ブレ補正：手ブレによる光軸の変化を特殊な
プリズムを用いて光軸を屈折させることで補正する方
法。（２）ディジタル手ブレ補正：画像データより手ブレに
よる動きを検出し、画像データのメモリからの読みだし
アドレスを制御することで補正する方法。

【０００３】これに対しディジタル複写機、スキャナ等
ではこのようなブレ補正は行われていない。これはディ
ジタル複写機、スキャナ機械本体は通常ではオフィスに
設置されて使用されるため、ビデオカメラにみられる種
類（手ブレ）の振動は発生しないためである。しかし、
本体内には振動の原因となるユニット（移動光学系な
ど）が数多い。このため従来ではこれらのユニットは画
像への影響がでないように、レイアウト、駆動方法及び
シーケンスにそれぞれ工夫がなされている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ディジタル複写機はそ
のシステム展開性、画質の点で今後の期待が高まってい
る。将来的には高速化、高解像度化（例えば４００ｄｐ
ｉ→６００ｄｐｉ）が求められおり、それに伴って振動
の原因（駆動ユニットの高速化）が増加する一方、高解
像度化においては従来と同等の振動に対する画質への影
響が大きくなっていくと予想される。また、信頼性を高
めるためにも、例えば人や台車などがぶつかった場合な
どの突発的な振動に対する対策も講じて行かなければな
らない。

【０００５】本発明はこのような点に鑑みなされたもの
で、ブレあるいは突発的な振動に対して電気的な補正を
行うことのできる画像読み取り装置を提供することを目
的とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明においては、原稿
に対して基準位置に設けられた基準手段と、上記原稿と
上記基準手段とを読み取り画像信号を出力する読み取り
手段と、上記画像信号を記憶する記憶手段と、上記画像
信号から上記基準手段に対応する基準信号を検出する検
出手段と、上記検出手段の検出結果に応じて上記記憶手
段のアドレスを制御することにより振動によるブレを補
正する制御手段とを設けている。

【０００７】

【作用】本発明によれば、読み取り手段から得られる画
像信号に含まれる原稿の基準位置と対応する基準信号を
検出し、その基準位置の振動によるズレ量に応じて上記
画像信号を記憶する記憶手段の書き込み又は読み出しの
アドレスを制御手段によりずらすことにより、この記憶
手段からブレ補正された画像信号を得ることができる。

【０００８】

【発明の実施の形態】図１はカラーＣＣＤリニアセンサ
を搭載したスキャナに本発明を適用した場合の構成図で
ある。図において、スキャナ１０００はスキャナ本体１
０００ａとドキュメントフィーダ１０００ｂとから構成
されている。スキャナ本体１０００ａにおいて、１０１
０は原稿を載置するプラテンガラス、１０１２は第１の
ミラーユニットであり、原稿露光用のハロゲンランプ１
００５と第１の反射ミラー１００２とから構成される。
１０１３は第２のミラーユニットであり、第２の反射ミ
ラー１００３と第３の反射ミラー１００４とから構成さ
れる。

【０００９】１１００は原稿を読み取るカラーＣＣＤリ
ニアイメージセンサ、１００１は原稿反射光を上記セン
サ１１００上へ縮小結像させるレンズユニットである。
１００９はドキュメントフィーダ１０００ｂを用いて原
稿の流し読みモードを行う場合の流し読み用プラテンガ
ラス、１０１４はステッピングモータである。

【００１０】上記構成において、プラテンスキャンモー
ドでは次の動作により原稿読み取り走査を行う。プラテ
ンガラス１０１０上に原稿を搭載し、ミラーユニット１
０１２、１０１３をステッピングモータ１０１４により
移動させ、２：１の走査スピードで矢印Ａの方向（副走
査方向）に移動走査して原稿を読み取る。この場合、ミ
ラーユニット１０１２、１０１３は破線で示す位置から
スタートする。

【００１１】次に、ドキュメントフィーダ１０００ｂに
おいて、１００６は原稿のインプットトレイ、１００７
は原稿のピックアップローラ、１００８は原稿を給紙す
るフィードローラ、１０１１は排紙トレー、１０１５は
積み重ねた原稿である。

【００１２】上記構成において、流し読みモードでは原
稿１０１５の読み取りは次のように行われる。インプッ
トトレイ１００６上には画像面を上向きにして原稿１０
１５が搭載される。片面読み取りの場合は、原稿１０１
５はピックアップローラ１００７でフィードローラ１０
０８まで送られ、原稿の読み取りタイミングに従ってフ
ィードローラ１００８によって給紙され、破線矢印の方
向に搬送され、流し読みプラテンガラス１００９上を通
過する。同時にミラーユニット１０１２、１０１３、レ
ンズユニット１００１を通して反射光像がカラーＣＣＤ
リニアセンサ１１００上へ縮小結像されて原稿１０１５
が読み取られる。

【００１３】両面原稿の読み取りの場合は、フィードロ
ーラ１００７によって給紙された原稿１０１５は実線矢
印の方向へ搬送され、まず表面が流し読みプラテンガラ
ス１００９の読み取り位置を通過して読み取られた後、
搬送経路に従って反転し、表面読み取り時とは逆の方向
から裏面が読み取られ、片面読み取り時と同様に排紙ト
レイ１０１１へと排紙される。この時、カラーＣＣＤリ
ニアセンサ１１００上における結像画像の走査方向は表
面読み取り時は矢印Ｂ、裏面読み取り時は矢印Ｃとな
る。

【００１４】図２はカラーＣＣＤリニアセンサ１１００
の構成図である。図において、２００１、２００２、２
００３は各々Ｒｅｄ、Ｂｌｕｅ、ＧｒｅｅｎのＣＣＤリ
ニアセンサ部である。２００１ａ〜２００１ｃは各々Ｒ
ｅｄのオンチップカラーフィルタを有するリニアフォト
ダイオードアレイであり、２００２ａ〜２００２ｃ、２
００３ａ〜２００３ｃは同様に各々Ｂｌｕｅ、Ｇｒｅｅ
ｎのオンチップカラーフィルタを有するリニアフォトダ
イオードアレイである。

【００１５】２００４ａ〜２００４ｄ、２００５ａ〜２
００５ｄはリニアフォトダイオードアレイ２００１ａ〜
２００１ｃで発生した電荷を各々の出力部２１０１ａ〜
２１０１ｄ、２１０２ａ〜２１０２ｄへ水平転送するた
めのＣＣＤシフトレジスタである。ここで、ＣＣＤシフ
トレジスタ２００５ａ〜２００５ｄは正方向（表面）読
み取り用（図１の実線矢印方向）で、ＣＣＤシフトレジ
スタ２００５ａ、２００５ｂはリニアフォトダイオード
アレイ２００１ａ〜２００１ｃの左半分の電荷を出力部
２１０２ａ、２１０２ｂに、ＣＣＤシフトレジスタ２０
０５ｃ、２００５ｄはリニアフォトダイオードアレイ２
００１ａ〜２００１ｃの右半分の電荷を出力部２１０２
ｃ、２１０２ｄに電荷を転送する。ＣＣＤシフトレジス
タ２００５ａ、ｂと２００５ｃ、ｄの電荷転送方向は互
いに逆向きである。

【００１６】ＣＣＤシフトレジスタ２００４ａ〜２００
４ｄは逆方向（裏面）読み取り用（図１の点線矢印方
向）であり、同様にリニアフォトダイオードアレイを左
右分割してそれぞれの出力部に電荷を転送する。また、
ＣＣＤシフトレジスタ２００５ａ〜２００５ｄはリニア
フォトダイオードアレイ２００２ａ〜２００２ｃで発生
した電荷を出力部２１０２ａ〜２１０２ｄへ水平転送す
る（ｂｌｕｅの逆方向読み取り用）ＣＣＤシフトレジス
タでもある。

【００１７】２００６ａ〜２００６ｄはｂｌｕｅのリニ
アフォトダイオードアレイ２００２ａ〜２００２ｃで発
生した電荷を、出力部２１０３ａ〜２１０３ｄへ転送す
るｂｌｕｅの正方向読み取り用のＣＣＤシフトレジスタ
であると共に、また、同時にＧｒｅｅｎにリニアフォト
ダイオードアレイ２００４ａ〜２００４ｃで発生した電
荷を出力するため（Ｇｒｅｅｎの逆方向読み取り用）の
ＣＣＤシフトレジスタでもある。２００７ａ〜２００７
ｄはＧｒｅｅｎのリニアフォトダイオードアレイ２００
３ａ〜２００３ｃで発生する電荷を出力部２１０４ａ〜
２１０４ｄへ水平転送するためのＣＣＤシフトレジスタ
である。

【００１８】２２０６、２２０７、２２０８はリニアフ
ォトダイオードアレイ２００１ａで発生した電荷を次段
のリニアフォトダイオードアレイ２００１ｂへ転送する
シフトゲートＳＨ１、ＳＨ２、ＳＨ３である。このシフ
トゲートは次のような動作を行う。正方向読み取り次に
はＳＨ１（２２０６）→ＳＨ２（２２０７）→ＳＨ３
（２２０８）の順に動作させて、電荷をリニアフォトダ
イオードアレイ２００１ａからリニアフォトダイオード
アレイ２００１ｂへ（実線矢印方向）転送し、電荷の合
成を行う。逆方向読み取り次には、正方向読み取り次と
は逆にＳＨ３（２２０８）→ＳＨ２（２２０７）→ＳＨ
１（２２０６）の順に動作させることで逆方向への電荷
転送、合成を行う。

【００１９】２２０９〜２２１１は、同様にリニアフォ
トダイオードアレイ２００１ｂと２００１ｃの間の電荷
転送を制御するためのシフトゲートＳＨ４〜ＳＨ６であ
り、正方向読み取り時及び逆方向読み取り時の動作順序
は各々、ＳＨ４→ＳＨ５→ＳＨ６、ＳＨ６→ＳＨ５→Ｓ
Ｈ４である。２２１２はリニアフォトダイオードアレイ
２００１ｃで発生した電荷を水平ＣＣＤレジスタ２００
５ａ、２００５ｂへ、スキャナーの読み取り速度に同期
して転送するためのシフトゲートＳＨ７である。

【００２０】２２１３、２２１４はシフトゲートＳＨ７
（２２１２）によって転送されたリニアフォトダイオー
ドアレイ２００１ｃの電荷を、水平ＣＣＤシフトレジス
タ２００５ａ〜２００５ｄへ１画素ごとに順次転送する
ためのスイッチゲートＳＧ１、ＳＧ２である。スイッチ
ゲートＳＧ１によって、奇数画素の電荷が水平ＣＣＤシ
フトレジスタ２００５ａ、ｃへ転送され、スイッチゲー
トＳＧ２によって、偶数画素の電荷が水平ＣＣＤシフト
レジスタ２００５ｂ、ｄへ転送される。

【００２１】２２１５〜２２１７は水平ＣＣＤシフトレ
ジスタ２００５ａ、ｂ間、２００５ｃ、ｄ間で電荷のレ
ジスタ間転送を行うためのトランスファゲートＴＧ１〜
ＴＧ３である。前述したリニアフォトダイオードアレイ
間の電荷の転送（シフトゲートによる）と同様に、正方
向読み取り時にはＴＧ１→ＴＧ２→ＴＧ３、逆方向読み
取り時にはＴＧ３→ＴＧ２→ＴＧ１と動作順序を切り換
えることにより転送方向の制御を行う（正方向：実線矢
印、逆方向：点線矢印）。

【００２２】ここで、水平ＣＣＤシフトレジスタ２００
５ａ〜ｄは２相駆動である。通常知られているようにφ
１、φ２の２つのレジスタが交互に連なっており、この
２つのレジスタに交互にパルスを入力することによっ
て、ＣＣＤレジスタのポテンシャルを変化させ出力部方
向へ電荷が順次転送される。上述したトランスファゲー
トＴＧ１〜ＴＧ３のレジスタ間の転送は、２つのレジス
タ（φ１、φ２）の内φ１のレジスタを用いて行うもの
とする。

【００２３】２２１８、２２１９は電荷転送方向を制御
するスイッチゲートである。図示していないが上述した
シフトゲートＳＨ１〜ＳＨ８、トランスファゲートＴＧ
１〜ＴＧ３は、このスイッチゲート２２１８、２２１９
によって電荷転送方向の切り換えが行われる。また、ス
イッチゲートＳＷ１（２２１８）、ＳＷ２（２２１９）
はアナログスイッチ２１０６ａ〜２１０６ｄを制御す
る。このアナログスイッチ２１０６ａ〜ｄは、正方向読
み取り時（実線矢印方向）には転送レジスタ２００７ａ
〜ｄの出力を、逆方向読み取り時（波線矢印方向）には
転送レジスタ２００４ａ〜ｄの出力を選択する。

【００２４】図３は流し読み原稿台３００およびプラテ
ンガラス３１０上に構成される基準スリットを表す図で
ある。図３（Ａ）において、流し読み位置における原稿
台ガラス３００には原稿を読み取るための読み取りスリ
ット３０７があり、両端部に遮光部材３０３〜３０６が
配置されている。これらの遮光部材３０３、３０４及び
３０５、３０６にはさまれた部分がブレを検知するため
の基準手段としての検出スリットで、図２に示されるＣ
ＣＤリニアセンサ１１００は左右分割読み出しを行うた
めブレ検出スリットは両端に設置される。このブレ検出
スリット上には図示していない白色板が設置される。原
稿３０１はＣＣＤ１１００の正方向読み取り時には図３
に示す矢印方向で、ＣＣＤ１１００の逆方向読み取り時
には逆方向から読取スリットに向けて搬送される。

【００２５】図３（Ｂ）はプラテン上のスリット配置を
示す。プラテンガラス３１０上には原稿３０１が置かれ
る。この場合、ＣＣＤリニアセンサ１１００の読みの方
向は正方向に固定され、ミラーユニット１０１２、１０
１３は図中スキャン方向で示される矢印方向にスキャン
して原稿画像が読み込まれる。３１１と３１２、及び３
１３と３１４は基準手段としてのブレ検出スリットを構
成するための遮光部材であり、図３（Ａ）と同様に白色
板がスリット上に設置される。

【００２６】図４はＣＣＤリニアセンサ１１００の出力
信号を示す。一般にＣＣＤリニアセンサは電荷シフトを
行うブランキング期間４００と、光学的遮光部４０１と
有効画像領域としての有効画素範囲４０２とからなり、
有効画素範囲４０２内に原稿領域としての原稿読み取り
範囲４０４が配置されるように光学調整が行われる。４
０５は図３に示されるブレ検出スリットに対応する基準
信号としての画素であり、理解を容易にするためにここ
では１画素とする。４０３はブレ検知範囲である。

【００２７】図５はブレ補正回路の構成を示すブロック
図である。図において、タイミング発生回路５１２から
の２相パルス（φ１、φ２）でドライバ５０２によって
駆動されるＣＣＤ（ＣＣＤリニアセンサ）５０１の出力
はＳＨ（サンプルホールド）回路５０３、ゲインコント
ロールアンプ５０４で所定レベルにされた後、ＡＤコン
バータ５０５でディジタルデータに変換され、ラインメ
モリ５０６に書き込まれる。ここで、図４に示したブレ
検出スリットに相当する画素４０５の位置に従いブレ補
正が行われ、その後画像処理回路５０７に送られる。

【００２８】５０８〜５１１はブレ検出回路を構成し、
５０８はＡＤコンバータ５０５の出力データからブレ検
出スリット対応画素４０５の絶対位置を検出する絶対値
検出回路、５０９は１ライン前のブレ検出スリット位置
と現ラインのそれとの差分を検出する差分検出回路、５
１０は絶対値検出回路５０８と差分検出回路５０９の出
力とからブレ量と補正が必要かどうかとを判定する判定
回路、５１１は判定回路５１０の結果からラインメモリ
５０６の書き込みあるいは読み出しを制御する補正回路
である。

【００２９】図６は流し読みモードにおけるブレ補正の
動作を示す。図６（Ａ）はｎラインでのＣＣＤ出力信
号、ラインメモリ５０６への書き込み、読み出しパルス
及びメモリ出力データを示す図である。図６（Ｂ）はｎ
＋１ラインのＣＣＤ出力信号、ラインメモリ５０６への
書き込み、読み出しパルス及びメモリ出力データを示
す。

【００３０】図６（Ｂ）においてＡＤコンバータ５０５
でディジタル化されたデータから差分検出回路５０９は
ブレ量＋１を検出する。判定回路５１０は図示していな
いシステムコントローラから流し読みモードが指定され
ている。流し読みモードにおいては差分検出回路５０９
からの結果によってのみ判定を行う。これは流し読みモ
ードでは原稿台ガラス３００上のブレ検出スリットの絶
対値の変動はないものとするからである。

【００３１】判定回路５１０からはブレ量＋１が出力さ
れ、補正回路５１１はラインメモリ５０６への書き込み
パルスを＋１ずらす。ラインメモリ５０６からの読み出
しパルスのタイミングは一定であり、ラインメモリ５０
６からは＋１のブレが補正された出力データが得られ
る。尚、補正方法としては、読み出しパルスを制御して
もよく、この場合パルスの補正量は逆に−１としなけれ
ばならない。

【００３２】図７はプラテンスキャンモードでの原稿読
み取りにおける動作を示す。このプラテンスキャンモー
ドでは判定回路５１０は絶対値検出回路５０８と差分検
出回路５０９の出力とから次のような判断を行う。プラ
テンガラス３１０上のブレ検出スリットの位置精度が±
２画素あり、隣接ライン間でのブレ検出スリットの位置
精度が±２画素であるとする。

【００３３】（１）絶対位置精度範囲内で＋１画素のズ
レがある場合。差分検出回路５０９からは＋１のブレが
検出され、絶対値検出回路５０８からはｎ、ｎ＋１ライ
ン共にブレ検出スリットの絶対位置精度範囲内であるこ
とが検出される。判定回路５１０はブレ検出スリットの
位置変位によるものと判断し、ブレ補正は行わない。

【００３４】（２）絶対位置精度範囲内で＋３画素のズ
レがある場合。差分検出回路５０９からは＋３のブレが
検出され、絶対値検出回路５０８からはｎ、ｎ＋１ライ
ン共にブレ検出スリットの絶対位置精度範囲内であるこ
とが検出される。判定回路５１０はあらかじめ設定され
ている隣接ライン間での精度（±２画素）よりも差分検
出回路５０９から結果（＋３）が大きいことから、何ら
かの原因によるブレが発生したと判断し、＋３のブレ補
正を行う。

【００３５】（３）絶対位置精度範囲を越えた場合。判
定回路５１０は差分検出回路５０９の結果に関わらず絶
対位置精度を越えた分のブレ補正を行う。尚、ブレ検出
スリットの幅や検出のアルゴリズムは上記に限定するも
のではない。

【００３６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
原稿面に対する基準位置を検出し、その検出結果に応じ
て画像信号の記憶手段のアドレスを制御するように構成
したことによって、振動による画像のブレの補正を行う
ことができる。また、基準位置の絶対値を検出する第１
の検出手段と、前ラインの基準位置との差分を検出する
第２の検出手段とを設けたことによって、基準位置の位
置精度によらず振動によるブレの補正を行うことができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態を示す構成図である。

【図２】ＣＣＤリニアセンサを示す構成図である。

【図３】ブレ検出スリットを示す構成図である。

【図４】ＣＣＤリニアセンサ出力信号を示すタイミング
チャートである。

【図５】ブレ補正回路を示すブロック図である。

【図６】流し読みモードにおけるブレ補正を示すタイミ
ングチャートである。

【図７】プラテンスキャンモードにおけるブレ補正を示
すタイミングチャートである。

【符号の説明】

１００９流し読み用プラテンガラス１０１０原稿を載置するプラテンガラス１１００カラーＣＣＤリニアイメージセンサ１０１５原稿３１０プラテンガラス３０１原稿３０３〜３０６、３１１〜３１４遮光部材４０５画素（基準信号）５０１ＣＣＤリニアセンサ５０６ラインメモリ５０８絶対値検出回路５０９差分検出回路５１０判定回路５１１補正回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者亀井正文東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者大橋一仁東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】原稿に対して基準位置に設けられた基準
手段と、上記原稿と上記基準手段とを読み取り画像信号を出力す
る読み取り手段と、上記画像信号を記憶する記憶手段と、上記画像信号から上記基準手段に対応する基準信号を検
出する検出手段と、上記検出手段の検出結果に応じて上記記憶手段のアドレ
スを制御することにより振動によるブレを補正する制御
手段とを備えた画像読み取り装置。
【請求項２】上記読み取り手段は主走査方向及び副走
査方向に走査することにより上記原稿及び上記基準手段
を読み取るように成され、上記記憶手段は上記画像信号
の１ライン分の信号を記憶するものであることを特徴と
する請求項１記載の画像読み取り装置。
【請求項３】上記検出手段は、上記基準信号の絶対位
置を検出する第１の検出手段と、現ラインの基準信号と
前ラインの基準信号との差分を検出する第２の検出手段
とを有することを特徴とする請求項２記載の画像読み取
り装置。
【請求項４】上記読み取り手段は移動する上記原稿を
読み取る第１のモードと、静止する上記原稿を読み取る
第２のモードとを有し、上記第１のモードでは、上記制
御手段は上記第２の検出手段の検出結果に応じて上記ア
ドレスを制御し、上記第２のモードでは、上記制御手段
は上記第１、第２の検出手段の検出結果に応じて上記ア
ドレスを制御することを特徴とする請求項３記載の画像
読み取り装置。
【請求項５】上記基準手段は、上記原稿が載置される
原稿台に設けたスリットであることを特徴とする請求項
１〜４のいずれか１項に記載の画像読み取り装置。