画像読取装置、画像形成装置、画像読取方法
【課題】複数の光源を順に点灯させてカラー画像データを読み取る画像読取装置において読み取られるカラー画像データについて輝度の再現性を高めること。
【解決手段】Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の光を照射するＬＥＤ光源３１Ｒ、３１Ｇ、３１Ｂを順次点灯させたときにラインセンサー３３から出力されるＲデータ、Ｇデータ、Ｂデータ（第１画像データ）を取得すると共に、ＬＥＤ光源３１、３１Ｇ、３１Ｒを同時に点灯させたときにラインセンサー３３から出力されるＹ１データ（第２画像データ）を取得し、そのＲデータ、Ｇデータ、Ｂデータ、Ｙ１データに基づいてカラー画像データを生成する。
【解決手段】Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の光を照射するＬＥＤ光源３１Ｒ、３１Ｇ、３１Ｂを順次点灯させたときにラインセンサー３３から出力されるＲデータ、Ｇデータ、Ｂデータ（第１画像データ）を取得すると共に、ＬＥＤ光源３１、３１Ｇ、３１Ｒを同時に点灯させたときにラインセンサー３３から出力されるＹ１データ（第２画像データ）を取得し、そのＲデータ、Ｇデータ、Ｂデータ、Ｙ１データに基づいてカラー画像データを生成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、異なる色の光を照射する複数の光源を順次点灯させて原稿からカラー画像データを読み取る画像読取装置、画像形成装置、及び画像読取方法に関し、特に、そのカラー画像データの読取画質の向上を図る技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）に対応する３色の光源（ＬＥＤ等）を順次点灯させ、その際にラインセンサーで受光される受光データをそれぞれＲデータ、Ｇデータ、Ｂデータとして読み取ることによりカラー画像データを取得する光源切替方式の画像読取装置が知られている（例えば特許文献１参照）。この種の画像読取装置では、１ラインごとにＲＧＢ各色の光源を順に点灯させて画像データを読み取るためカラー画像データの読取時間が遅くなるが、一つのラインセンサーを用いてカラー画像データを取得することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−３４４６９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、人間の感覚では、輝度に対する感度が色に対する感度よりも高いことが知られている。そのため、画像読取装置で読み取られるカラー画像データについて、人間が感覚的に得る画像品質を向上させるためには、そのカラー画像データにおける輝度の再現性を高めることが重要である。
また、上述の画像読取装置においてＲＧＢの光源各々の点灯時間を短縮すれば、カラー画像データの読取処理の高速化を図ることができる。しかしながら、ＲＧＢの光源各々の点灯時間を短縮すると、ラインセンサーへの入射光量が低下するため、読み取ったカラー画像データにおける輝度の再現性が低くなるという問題が生じる。
従って、本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、複数の光源を順に点灯させてカラー画像データを読み取る画像読取装置において読み取られるカラー画像データについて輝度の再現性を高めることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために本発明は、以下の（１）〜（５）の構成要素を備えてなることを特徴とする画像読取装置として構成される。
（１）異なる色の光を照射する複数の光源。
（２）前記光源各々から照射された光を受光して画像データを出力する撮像素子。
（３）前記複数の光源を順次点灯させたときに前記撮像素子から出力される第１画像データを取得する第１読取手段。
（４）前記複数の光源を同時に点灯させたときに前記撮像素子から出力される第２画像データを取得する第２読取手段。
（５）前記第１画像データ及び前記第２画像データに基づいてカラー画像データを生成するカラー画像生成手段。
【０００６】
本発明によれば、前記複数の光源を同時に点灯させることにより、前記複数の光源を個別に点灯させた場合に比べて前記撮像素子への入射光量を増加させた状態で、前記第２画像データが取得される。そのため、前記第１画像データ及び前記第２画像データに基づいてカラー画像データを生成することにより、前記第１画像データにおける輝度レベルの不足分を前記第２画像データで補い、前記カラー画像データにおける輝度の再現性を高めることが可能となる。従って、前記画像読取装置で読み取られるカラー画像データについて、人間が感覚的に得る画像品質を高めることができる。例えば、前記第１読取手段による前記光源各々の点灯時間の短縮による輝度レベルの不足分を前記第２画像データで補うことが可能であるため、画像品質の低下を抑制しつつカラー画像データの読取時間を短縮することも可能である。
ここに、 前記複数の光源がＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）に対応する３つの光源であり、前記第１画像データがＲＧＢデータあることが考えられる。この場合、前記カラー画像生成手段は、前記第１画像データをＹＵＶデータ（輝度色差信号）に変換した後、前記変換後のＹＵＶデータのＹ値を前記第２画像データに基づいて補正するものであることが考えられる。
また、前記第２読取手段は、Ｒ：Ｇ：Ｂ＝０．５０９：１．０００：０．１９４の輝度比率で前記３つの光源を同時に点灯させるものであることが考えられる。これにより、前記第２読取手段により取得された前記第２画像データをＹＵＶデータのＹ値としてそのまま用いることが可能となる。なお、前記輝度比率は、ＲＧＢデータをＹＵＶデータに変換する際に用いられる後述の変換式（１１）に基づいて算出した値である。
さらに、前記カラー画像生成手段は、前記第１画像データから変換した後の前記ＹＵＶデータのＹ値と前記第２画像データとの単純平均値又は加重平均値を補正後のＹ値とすることが考えられる。これにより、カラー画像データにおけるノイズ成分を抑制してＳ／Ｎの高いカラー画像データを取得することができる。
ところで、本発明は、前記画像読取装置を備えてなる画像形成装置の発明として捉えてもよい。
また、本発明は、画像読取装置で実行される画像読取方法の発明として捉えてもよい。即ち、異なる色の光を照射する複数の光源と前記光源各々から照射された光を受光して画像データを出力する撮像素子とを備えてなる画像読取装置で実行される画像読取方法であって、前記複数の光源を順次点灯させたときに前記撮像素子から出力される第１画像データを取得すると共に、前記複数の光源を同時に点灯させたときに前記撮像素子から出力される第２画像データを取得し、前記第１画像データ及び前記第２画像データに基づいてカラー画像データを生成することを特徴とする画像読取方法を本発明として捉えることができる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、複数の光源を順に点灯させてカラー画像データを読み取る画像読取装置において読み取られるカラー画像データについて輝度の再現性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施の形態に係るカラースキャナーＸの概略構成を示す模式図。
【図２】ＣＩＳ３の概略構成を示す要部模式図。
【図３】カラースキャン処理の手順の一例を示すフローチャートを示す図。
【図４】１ライン分の画像読取処理の手順の一例を示すフローチャートを示す図。
【図５】カラースキャン処理の実行時の動作を説明するための要部模式図。
【図６】カラースキャン処理の実行時のタイムチャートの一例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下添付図面を参照しながら、本発明の実施の形態について説明し、本発明の理解に供する。なお、以下の実施の形態は、本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。
【００１０】
＜カラースキャナーＸ＞
まず、図１を参照しつつ、本発明の実施の形態に係るカラースキャナーＸ（画像読取装置の一例）の概略構成について説明する。
図１に示すように、前記カラースキャナーＸは、大別すると装置本体１及び前記装置本体１の上方に配置されたＡＤＦ（自動原稿送り装置）２を備えている。ところで、本発明は、前記カラースキャナーＸを備えた、或いは前記カラースキャナーＸと同様の画像読取機能を有する複写機、ファクシミリ装置、プリンター、及び複合機などの画像形成装置にも適用することができる。また、前記ＡＤＦ２を有さない所謂フラットベッドスキャナと称される画像読取装置も本発明に係る画像読取装置の一例である。前記フラットベッドスキャナでは、前記装置本体１の読取機構として後述のＣＩＳ３を用いた読取機構が設けられる。
【００１１】
前記装置本体１は、コンタクトガラス２１、光源ユニット２３、ミラー４３、４４、光学レンズ４５、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）４６、及び制御部４０などを備えている。
前記制御部４０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、及びＥＥＰＲＯＭなどを有している。前記制御部４０は、前記ＲＯＭに格納された所定の制御プログラムに従った処理を前記ＣＰＵで実行することにより前記カラースキャナーＸを統括的に制御する。なお、前記制御部４０は、集積回路（ＡＳＩＣ）などの電子回路で構成されたものであってもよい。
前記コンタクトガラス２１は、前記装置本体１の上面に設けられており、前記カラースキャナーＸの画像読取対象となる原稿Ｐが載置される透明な原稿台である。
前記読取ユニット２３は、ＬＥＤ光源４１及びミラー４２を備えており、不図示のモーターによって図１における左右方向（以下「副走査方向」という）へ移動可能に構成されている。前記ＬＥＤ光源４１は、図１において奥行き方向（以下「主走査方向」という）に沿って配列された多数の白色ＬＥＤを備えており、前記コンタクトガラス２１上の読取位置２２に１ライン分の白色光を照射する。前記ミラー４２は、前記読取位置２２にある原稿Ｐ又は後述の原稿押さえ１５で反射した後の光を前記ミラー４３に向けて反射させる。そして、前記ミラー４２で反射した光は、前記ミラー４３、４４によって前記光学レンズ４５に導かれる。前記光学レンズ４５は、入射した光を集光して前記ＣＣＤ４６に入射させる。前記ＣＣＤ４６は、前記光学レンズ４５から入射される光の受光量に応じた画像信号を前記原稿Ｐの１ライン分の画像データとして前記制御部４０に入力する。
このように構成された前記装置本体１によるカラー画像データの読取処理などについては従来と異なるところがないためその説明を省略する。なお、本実施の形態では、撮像素子として前記ＣＣＤ４６を用いた例について説明するが、前記ＣＣＤ４６よりも焦点距離の短い密着型のイメージセンサー（ＣＩＳ：Contact Image Sensor）を用いてもよい。
【００１２】
一方、前記ＡＤＦ２は、原稿セット部１３、複数の搬送ローラー１４、原稿押さえ１５、排紙部１６、及びＣＩＳ３などを備えている。前記ＡＤＦ２は、前記搬送ローラー１４各々を不図示のモーターで駆動させることにより、前記原稿セット部１３にセットされた原稿Ｐを、前記ＣＩＳ３の対向箇所及び前記コンタクトガラス２１上の読取位置２２を通過させて前記排紙部１６まで搬送させる。
前記原稿押さえ１５は、前記コンタクトガラス２１上の読取位置２２の上方に原稿Ｐが通過できる間隔を隔てた位置に設けられている。前記原稿押さえ１５は、主走査方向に長尺状を成しており、その下面（コンタクトガラス２１側の面）には白色のシートが貼り付けられている。なお、前記シートは、前記装置本体１における白基準データを取得する際に用いられる。
【００１３】
前記ＣＩＳ３は、前記ＡＤＦ２で搬送される原稿Ｐの裏面から画像データを読み取る密着型のイメージセンサーである。従って、前記カラースキャナーＸでは、前記装置本体１及び前記ＣＩＳ３によって、前記ＡＤＦ２による原稿Ｐの搬送中にその原稿Ｐの表面及び裏面のカラー画像データを取得することができる。本実施の形態に係る前記カラースキャナーＸは、前記ＣＩＳ３を用いて行われるカラー画像データの読取処理に特徴を有しており、以下、この点について説明する。
ここに、図２は、前記ＣＩＳ３の概略構成を示す要部模式図である。図２に示すように、前記ＣＩＳ３は、コンタクトガラス３０、白色光源３１、レンズ３２、ラインセンサー３３（撮像素子の一例）、及びこれらを収容するユニット筐体（不図示）などを備えている。
【００１４】
前記白色光源３１は、Ｒ（赤）の光を照射するＬＥＤ光源３１Ｒ、Ｇ（緑）の光を照射するＬＥＤ光源３１Ｇ、及びＢ（青）の光を照射するＬＥＤ光源３１Ｂを有している。前記白色光源３１は、前記ＬＥＤ光源３１Ｒ、３１Ｇ、３１Ｂを同時に点灯させることにより白色光を照射する。また、前記ＬＥＤ光源３１Ｒ、３１Ｇ、３１Ｂは個別にも点灯可能である。なお、前記ＬＥＤ光源３１Ｒ、３１Ｇ、３１Ｂ各々の点灯制御は、例えば前記制御部４０又は不図示のＬＥＤドライバ回路によって行われる。
また、前記ＣＩＳ３には、前記ＬＥＤ光源３１Ｒ、３１Ｇ、３１Ｂからの光を、主走査方向全域に対応する幅の光に拡散して原稿Ｐに照射する導光部材（不図示）が設けられている。なお、前記ＬＥＤ光源３１Ｒ、３１Ｇ、３１Ｂ各々が、主走査方向に配列された多数のＬＥＤを有する構成も考えられる。
前記レンズ３２は、例えば棒状のレンズを用いたロッドレンズアレイであり、前記原稿Ｐから反射した光を前記ラインセンサー３３に正立像として結像させる。
前記ラインセンサー３３は、入射される光を電気信号に変換する多数の光電変換素子が主走査方向に配列されたＣＭＯＳイメージセンサーである。そして、前記ラインセンサー３３は、前記ＬＥＤ光源３１Ｒ、３１Ｇ、３１Ｂから照射された光を受光すると、その受光量に応じた画像データを前記制御部４０に出力する。なお、前記ラインセンサー３３に代えてＣＣＤなどの他の撮像素子を有する構成であってもよい。
また、前記ＡＤＦ２には、前記ＣＩＳ３の対向箇所に白基準ローラー３Ａが配置されている。これにより、前記ＣＩＳ３による原稿Ｐの画像読み取り時には、原稿Ｐが前記白基準ローラー３Ａで押圧されて前記ＣＩＳ３のコンタクトガラス３０に密着した状態となる。また、前記白基準ローラー３Ａは、その表面全体が一様に白色であって、前記ＣＩＳ３における白基準データを取得するために用いられる。
【００１５】
＜カラースキャン処理＞
そして、前記カラースキャナーＸでは、前記ＣＩＳ３で原稿Ｐの裏面からカラー画像データを読み取るために、後述のカラースキャン処理（図３参照）が前記制御部４０によって実行され。具体的に、前記制御部４０は、前記原稿Ｐを前記ＡＤＦ２で搬送させつつ、前記原稿Ｐの１ラインごとに前記ＬＥＤ光源３１Ｒ、３１Ｇ、３１Ｂを切り替えて順次点灯させ、その際に前記ラインセンサー３３で受光される受光データをＲデータ、Ｇデータ、Ｂデータとして読み取ることによりカラー画像データを取得する。
以下、図３のフローチャートを参照しつつ、前記制御部４０で実行される原稿Ｐの裏面についてのカラースキャン処理について説明する。ここに、Ｓ１、Ｓ２、・・・は処理手順（ステップ）番号を表している。また、当該カラースキャン処理における各処理工程を実行することによりカラー画像データを取得する方法が本発明に係る画像読取方法である。なお、前記装置本体１による原稿Ｐの表面のカラースキャン処理については従来と異なるところがないため、ここでは説明を省略する。
【００１６】
（ステップＳ１）
まず、ステップＳ１において、前記制御部４０は、原稿Ｐの裏面についてのカラースキャン処理の開始要求を待ち受ける（Ｓ１のＮｏ側）。例えば、例えば原稿Ｐについて両面のカラースキャン処理の要求操作が不図示の操作表示部に対してなされた場合、前記制御部４０は、原稿Ｐの裏面についてのカラースキャン処理の開始要求があったと判断し（Ｓ１のＹｅｓ側）、処理をステップＳ２に移行させる。
【００１７】
（ステップＳ２）
次にステップＳ２において、前記制御部４０は、前記ＣＩＳ３による画像読取処理で用いる白基準データを取得するための処理を実行する。このとき、前記制御部４０は、前記ＣＩＳ３の前記ＬＥＤ光源３１Ｒ、３１Ｇ、３１Ｂを個別に点灯させた場合と、前記ＬＥＤ光源３１Ｒ、３１Ｇ、３１Ｂの全てを同時に点灯させた場合との合計４パターンで、前記白基準ローラー３Ａの画像データを白基準データとして読み取る。
具体的に、前記制御部４０は、図５（ａ）に示すように前記ＬＥＤ光源３１Ｒのみを点灯させ、そのときの前記ラインセンサー３３からの出力をＲ基準データとして取得する。同じく、前記制御部４０は、図５（ｂ）に示すように前記ＬＥＤ光源３１Ｇのみを点灯させ、そのときの前記ラインセンサー３３からの出力をＧ基準データとして取得する。また、前記制御部４０は、図５（ｃ）に示すように前記ＬＥＤ光源３１Ｂのみを点灯させ、そのときの前記ラインセンサー３３からの出力をＢ基準データとして取得する。さらに、前記制御部４０は、図５（ｄ）に示すように前記ＬＥＤ光源３１Ｒ、３１Ｇ、３１Ｂの全てを同時に点灯させ、そのときの前記ラインセンサー３３からの出力をＹ基準データとして取得する。
ここで、前記制御部４０は、前記ＬＥＤ光源３１Ｒ、３１Ｇ、３１Ｂを同時に点灯させるとき、ＬＥＤ光源３１Ｒ：ＬＥＤ光源３１Ｇ：ＬＥＤ光源３１Ｂ＝０．５０９：１．０００：０．１９４の輝度比率で前記ＬＥＤ光源３１Ｒ、３１Ｇ、３１Ｂを点灯させる。この輝度比率の値は、ＲＧＢデータをＹＵＶデータ（輝度色差信号）に変換する際のＹ値の算出式（Ｙ＝０．２９９Ｒ＋０．５８７Ｇ＋０．１１４Ｂ）からＧを基準（１．０００）に換算した値である。これにより、前記ＬＥＤ光源３１Ｒ、３１Ｇ、３１Ｂを同時に点灯させた場合に得られた前記Ｙ基準データを、そのままＹＵＶデータにおけるＹ値と同様に扱うことができる。
【００１８】
（ステップＳ３）
そして、ステップＳ３において、前記制御部４０は、前記ＡＤＦ２の前記搬送ローラー１４の駆動を制御し、前記ＣＩＳ３及び前記白基準ローラー３Ａの間を所定速度で通過するように前記原稿Ｐを搬送させる。前記所定速度は、前記ＣＩＳ３による１ライン分の画像データの読み取りが行われる間（図４のＳ４１〜Ｓ４８）に前記原稿Ｐが１ライン分だけ移動する速度として予め定められている。
【００１９】
（ステップＳ４）
続くステップＳ４において、前記制御部４０は１ライン分の画像読取処理を実行する。ここに、図４〜図６は１ライン分の画像読取処理を説明するための図である。なお、Ｓ４１、Ｓ４２、・・・は処理手順（ステップ）番号を表している。
まず、前記制御部４０は、図５（ａ）に示すように前記ＬＥＤ光源３１Ｒのみを点灯させ（Ｓ４１）、そのときの前記ラインセンサー３３からの出力をＲデータとして取得する（Ｓ４２）。このとき、前記制御部４０は、前記ステップＳ２で取得された前記Ｒ基準データを基準とする比率に基づいて前記Ｒデータを算出する。
同じく、前記制御部４０は、図５（ｂ）に示すように前記ＬＥＤ光源３１Ｇのみを点灯させ（Ｓ４３）、そのときの前記ラインセンサー３３からの出力をＧデータとして取得する（Ｓ４４）。このとき、前記制御部４０は、前記ステップＳ２で取得された前記Ｇ基準データを基準とする比率に基づいて前記Ｇデータを算出する。
続いて、前記制御部４０は、図５（ｃ）に示すように前記ＬＥＤ光源３１Ｂのみを点灯させ（Ｓ４５）、そのときの前記ラインセンサー３３からの出力をＢデータとして取得する（Ｓ４６）。このとき、前記制御部４０は、前記ステップＳ２で取得された前記Ｂ基準データを基準とする比率に基づいて前記Ｂデータを算出する。
ここに、前記ステップＳ４１〜Ｓ４６において前記ＬＥＤ光源３１Ｒ、３１Ｇ、３１Ｂを順次点灯させたときに前記ラインセンサー３３から出力される前記Ｒデータ、前記Ｇデータ、及び前記Ｂデータ（第１画像データに相当）を取得するときの前記制御部４０が第１読取手段に相当し、前記ステップＳ４１〜Ｓ４６が第１読取工程に相当する。
【００２０】
その後、前記制御部４０は、図５（ｄ）に示すように前記ＬＥＤ光源３１Ｒ、３１Ｇ、３１Ｂを同時に点灯させ（Ｓ４７）、そのときの前記ラインセンサー３３からの出力をＹＵＶデータのＹ値に対応するＹ１データ（第２画像データに相当）として取得する（Ｓ４８）。このとき、前記制御部４０は、前記ステップＳ２で取得された前記Ｙ基準データを基準とする比率に基づいて前記Ｙ１データを算出する。ここに、前記Ｙ１データを取得するときの前記制御部４０が第２読取手段に相当し、前記ステップＳ４７〜Ｓ４８が第２読取工程に相当する。
ここで、前記制御部４０は、前記ＬＥＤ光源３１Ｒ、３１Ｇ、３１Ｂを同時に点灯させるとき、ＬＥＤ光源３１Ｒ：ＬＥＤ光源３１Ｇ：ＬＥＤ光源３１Ｂ＝０．５０９：１．０００：０．１９４の輝度比率で前記ＬＥＤ光源３１Ｒ、３１Ｇ、３１Ｂを点灯させる。これは、ＲＧＢデータをＹＵＶデータに変換する際のＹ値の算出式（Ｙ＝０．２９９Ｒ＋０．５８７Ｇ＋０．１１４Ｂ）からＧを基準（１．０００）に換算した値である。これにより、前記ＬＥＤ光源３１Ｒ、３１Ｇ、３１Ｂを同時に点灯させた場合に得られた前記Ｙ１データを、そのままＹＵＶデータにおけるＹ値と同様に扱うことができる。
従って、図６に示すように、前記カラースキャナーＸでは、１ライン分の画像読み取り期間内に、前記ＬＥＤ光源３１Ｒのみが点灯する期間Ｔｒ、前記ＬＥＤ光源３１Ｇのみが点灯する期間Ｔｇ、前記ＬＥＤ光源３１Ｂのみが点灯する期間Ｔｂ、前記ＬＥＤ光源３１Ｒ、３１Ｇ、３１Ｂが全て点灯する期間Ｔａが含まれる。なお、前記ステップＳ４における前記ＬＥＤ光源３１Ｒ、３１Ｇ、３１Ｂの個別点灯及び全点灯の順番はここで例示したものに限らない。
【００２１】
（ステップＳ５）
次に、ステップＳ５において、前記制御部４０は、前記ステップＳ４で取得されたＲデータ、Ｇデータ、Ｂデータ（以下、「ＲＧＢデータ」という）を、以下の変換式（１１）〜（１３）に基づいてＹＵＶデータに変換する。
Ｙ＝ ０．２９９Ｒ＋０．５８７Ｇ＋０．１１４Ｂ ・・・（１１）
Ｕ＝−０．１６９Ｒ−０．３３１Ｇ＋０．５００Ｂ ・・・（１２）
Ｖ＝ ０．５００Ｒ−０．４１９Ｇ−０．０８１Ｂ ・・・（１３）
【００２２】
（ステップＳ６）
続いて、ステップＳ６において、前記制御部４０は、前記ステップＳ５における変換後のＹＵＶデータのＹ値を、前記ステップＳ４で取得された前記Ｙ１データに基づいて補正する。具体的に、前記制御部４０は、前記ステップＳ５における変換後のＹＵＶデータのＹ値と前記Ｙ１データとの単純平均値Ｙ’を算出し（Ｙ’＝（Ｙ＋Ｙ１）／２）、その算出された単純平均値Ｙ’を補正後のＹ値とする。
このように、前記制御部４０は、前記ステップＳ５〜Ｓ６において、前記ステップＳ４で取得されたＲＧＢデータ（第１画像データに相当）及び前記ステップＳ４で取得されたＹ１データ（第２画像データに相当）に基づいて、カラー画像データであるＹ’ＵＶデータを生成する。ここに、係る処理を実行するときの前記制御部４０がカラー画像生成手段に相当し、前記ステップＳ５〜Ｓ６がカラー画像生成工程に相当する。
【００２３】
（ステップＳ７）
そして、ステップＳ７において、前記制御部４０は、前記ステップＳ６で算出されたＹ’ＵＶデータを、以下の変換数（２１）〜（２３）に基づいてＲＧＢデータに逆変換する。これにより、前記制御部４０は、前記Ｙ１データで補正されて輝度レベルの不足が補われたＲＧＢデータをカラー画像データとして取得する。なお、前記カラースキャナーＸにおけるカラー画像データの読取結果としてＹＵＶ形式の出力を行う場合には、前記制御部４０は、当該ステップＳ７を省略し、前記Ｙ’ＵＶデータをそのままカラー画像データとして出力する。
Ｒ＝Ｙ’＋１．４０２Ｖ ・・・（２１）
Ｇ＝Ｙ’−０．３４４Ｕ−０．７１４Ｖ ・・・（２２）
Ｂ＝Ｙ’＋１．７７２Ｕ ・・・（２３）
【００２４】
（ステップＳ８）
その後、前記制御部４０は、前記ステップＳ１で要求されたカラースキャン処理の読取対象の原稿Ｐの全ライン分の画像データの読取が終了するまでの間（Ｓ８のＮｏ側）、前記ステップＳ４〜Ｓ７の処理を繰り返し実行する。一方、前記制御部４０は、原稿Ｐの全ライン分の画像データの読取が終了したと判断すると（Ｓ８のＹｅｓ側）、一連の当該カラースキャン処理を終了させ、処理をステップＳ１に戻す。
なお、前記ステップＳ４及び前記ステップＳ５〜Ｓ７は、前記制御部４０によって並列処理されてもよく、又は異なる２つの制御主体（ＡＳＩＣなど）により並列して実行されてもよい。例えば、前記ＣＩＳ３により読み取られる１ラインごとのカラー画像データを順に所定の画像メモリに蓄積する第１の制御部（ＡＳＩＣなど）と、前記所定の画像メモリから前記カラー画像データを順に読み出して前記ステップＳ５〜Ｓ７の処理を実行する第２の制御部（ＡＳＩＣなど）とを備える構成が考えられる。
【００２５】
以上説明したように、前記カラースキャナーＸでは、前記ＬＥＤ光源３１Ｒ、３１Ｇ、３１Ｂを順次点灯させたときに読み取られた１ライン分のＲＧＢデータにおける輝度レベルを、前記ＬＥＤ光源３１Ｒ、３１Ｇ、３１Ｂを同時に点灯させたときに読み取られたＹ１データに基づいて補正したカラー画像データ（Ｙ’ＵＶデータ）を取得することができる。
ここで、前記Ｙ１データは、前記ＬＥＤ光源３１Ｒ、３１Ｇ、３１Ｂを同時に点灯させることにより、前記ＬＥＤ光源３１Ｒ、３１Ｇ、３１Ｂを個別に点灯させた場合に比べて前記ラインセンサー３３への入射光量を増加させた状態で取得されたものである。そのため、前記Ｙ１データに基づいて前記ＲＧＢデータの輝度レベルを補正することでカラー画像データにおける輝度の再現性を高めることができ、前記カラー画像データについて、人間が感覚的に得る画像品質を高めることができる。さらに、前記カラースキャナーＸでは、前記ＲＧＢデータから変換した後のＹＵＶデータにおけるＹ値と前記Ｙ１データとの単純平均値Ｙ’を補正後のＹ値として採用しているため、ノイズ成分が抑制されたＳ／Ｎの高いカラー画像データを取得することができる。
また、前記カラースキャナーＸでは、前記ＬＥＤ光源３１Ｒ、３１Ｇ、３１Ｂ各々の点灯時間の短縮に起因する輝度レベルの不足を前記Ｙ１データによって補うことができる。そのため、前記ＬＥＤ光源３１Ｒ、３１Ｇ、３１Ｂ各々の点灯時間と前記ＬＥＤ光源３１Ｒ、３１Ｇ、３１Ｂの同時点灯時間との合計が、前記ＬＥＤ光源３１Ｒ、３１Ｇ、３１Ｂの同時点灯を行わない従来の前記ＬＥＤ光源３１Ｒ、３１Ｇ、３１Ｂ各々の点灯時間の合計より短くなるように設定しても、読み取られるカラー画像データの画像品質の低下を抑制することが可能である。逆説すれば、カラー画像データの画像品質を低下させることなく、カラー画像データの読み取り時間を短縮することも可能である。
【００２６】
なお、本実施の形態では、前記ステップＳ６において、前記ステップＳ５における変換後のＹＵＶデータのＹ値と前記ステップＳ４で取得されたＹ１データとの単純平均値Ｙ’を補正後のＹ値として採用する場合を例に挙げたがこれに限らない。
例えば、前記制御部４０は、前記ステップＳ６において、前記ステップＳ５における変換後のＹＵＶデータのＹ値と前記ステップＳ４で取得されたＹ１データとの加重平均値を算出することも考えられる。例えば、この加重平均値の算出時における重み付けは、輝度再現性を高める場合には前記Ｙ１データの比重を大きくなるように設定し、Ｓ／Ｎの改善を図る場合には同じ比率に近くなるように設定しておくことが考えられる。具体的に、前記Ｙ１データのＳ／Ｎが前記ＲＧＢデータから得られたＹ値のＳ／Ｎの３倍であること（Ｙ１データのノイズ成分が１／３であること）が既知である場合には、前記ＲＧＢデータから得られたＹ値及び前記Ｙ１データの加重平均値における重み付けを１：３として、前記Ｙ１データの重みを大きくすることでＳ／Ｎの改善を図ることが考えられる。なお、前記ステップ５における変換後のＹＵＶデータのＹ値を前記ステップＳ４で取得されたＹ１データに置き換えることも他の実施例として考えられる。
また、前記制御部４０が、前記ステップＳ５〜Ｓ７の間に、前記Ｙ’ＵＶデータにおけるＵ値及びＶ値を補正する構成も他の実施例として考えられる。具体的に、前記制御部４０は、前記Ｙ’ＵＶデータにおける各画素のＵ値を、その画素に隣接する１画素又は複数画素のＵ値と平均化することが考えられる。なお、前記Ｙ’ＵＶデータにおけるＶ値についても同様である。これにより、前記Ｙ’ＵＶデータにおける色信号のバラツキを抑制することが可能となる。
【符号の説明】
【００２７】
１ ：装置本体
１３：原稿セット部
１４：搬送ローラー
１５：原稿押さえ
１６：排紙部
２ ：ＡＤＦ
２１：コンタクトガラス
２２：読取位置
２３：読取ユニット
３ ：ＣＩＳ
３０：コンタクトガラス
３１：白色光源
３１Ｒ：ＬＥＤ光源
３１Ｇ：ＬＥＤ光源
３１Ｂ：ＬＥＤ光源
３２：レンズ
３３：ラインセンサー（撮像素子の一例）
４０：制御部
４１：ＬＥＤ光源
４２〜４４：ミラー
４５：光学レンズ
４６：ＣＣＤ
Ｘ ：カラースキャナー（画像読取装置の一例）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、異なる色の光を照射する複数の光源を順次点灯させて原稿からカラー画像データを読み取る画像読取装置、画像形成装置、及び画像読取方法に関し、特に、そのカラー画像データの読取画質の向上を図る技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）に対応する３色の光源（ＬＥＤ等）を順次点灯させ、その際にラインセンサーで受光される受光データをそれぞれＲデータ、Ｇデータ、Ｂデータとして読み取ることによりカラー画像データを取得する光源切替方式の画像読取装置が知られている（例えば特許文献１参照）。この種の画像読取装置では、１ラインごとにＲＧＢ各色の光源を順に点灯させて画像データを読み取るためカラー画像データの読取時間が遅くなるが、一つのラインセンサーを用いてカラー画像データを取得することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−３４４６９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、人間の感覚では、輝度に対する感度が色に対する感度よりも高いことが知られている。そのため、画像読取装置で読み取られるカラー画像データについて、人間が感覚的に得る画像品質を向上させるためには、そのカラー画像データにおける輝度の再現性を高めることが重要である。
また、上述の画像読取装置においてＲＧＢの光源各々の点灯時間を短縮すれば、カラー画像データの読取処理の高速化を図ることができる。しかしながら、ＲＧＢの光源各々の点灯時間を短縮すると、ラインセンサーへの入射光量が低下するため、読み取ったカラー画像データにおける輝度の再現性が低くなるという問題が生じる。
従って、本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、複数の光源を順に点灯させてカラー画像データを読み取る画像読取装置において読み取られるカラー画像データについて輝度の再現性を高めることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために本発明は、以下の（１）〜（５）の構成要素を備えてなることを特徴とする画像読取装置として構成される。
（１）異なる色の光を照射する複数の光源。
（２）前記光源各々から照射された光を受光して画像データを出力する撮像素子。
（３）前記複数の光源を順次点灯させたときに前記撮像素子から出力される第１画像データを取得する第１読取手段。
（４）前記複数の光源を同時に点灯させたときに前記撮像素子から出力される第２画像データを取得する第２読取手段。
（５）前記第１画像データ及び前記第２画像データに基づいてカラー画像データを生成するカラー画像生成手段。
【０００６】
本発明によれば、前記複数の光源を同時に点灯させることにより、前記複数の光源を個別に点灯させた場合に比べて前記撮像素子への入射光量を増加させた状態で、前記第２画像データが取得される。そのため、前記第１画像データ及び前記第２画像データに基づいてカラー画像データを生成することにより、前記第１画像データにおける輝度レベルの不足分を前記第２画像データで補い、前記カラー画像データにおける輝度の再現性を高めることが可能となる。従って、前記画像読取装置で読み取られるカラー画像データについて、人間が感覚的に得る画像品質を高めることができる。例えば、前記第１読取手段による前記光源各々の点灯時間の短縮による輝度レベルの不足分を前記第２画像データで補うことが可能であるため、画像品質の低下を抑制しつつカラー画像データの読取時間を短縮することも可能である。
ここに、 前記複数の光源がＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）に対応する３つの光源であり、前記第１画像データがＲＧＢデータあることが考えられる。この場合、前記カラー画像生成手段は、前記第１画像データをＹＵＶデータ（輝度色差信号）に変換した後、前記変換後のＹＵＶデータのＹ値を前記第２画像データに基づいて補正するものであることが考えられる。
また、前記第２読取手段は、Ｒ：Ｇ：Ｂ＝０．５０９：１．０００：０．１９４の輝度比率で前記３つの光源を同時に点灯させるものであることが考えられる。これにより、前記第２読取手段により取得された前記第２画像データをＹＵＶデータのＹ値としてそのまま用いることが可能となる。なお、前記輝度比率は、ＲＧＢデータをＹＵＶデータに変換する際に用いられる後述の変換式（１１）に基づいて算出した値である。
さらに、前記カラー画像生成手段は、前記第１画像データから変換した後の前記ＹＵＶデータのＹ値と前記第２画像データとの単純平均値又は加重平均値を補正後のＹ値とすることが考えられる。これにより、カラー画像データにおけるノイズ成分を抑制してＳ／Ｎの高いカラー画像データを取得することができる。
ところで、本発明は、前記画像読取装置を備えてなる画像形成装置の発明として捉えてもよい。
また、本発明は、画像読取装置で実行される画像読取方法の発明として捉えてもよい。即ち、異なる色の光を照射する複数の光源と前記光源各々から照射された光を受光して画像データを出力する撮像素子とを備えてなる画像読取装置で実行される画像読取方法であって、前記複数の光源を順次点灯させたときに前記撮像素子から出力される第１画像データを取得すると共に、前記複数の光源を同時に点灯させたときに前記撮像素子から出力される第２画像データを取得し、前記第１画像データ及び前記第２画像データに基づいてカラー画像データを生成することを特徴とする画像読取方法を本発明として捉えることができる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、複数の光源を順に点灯させてカラー画像データを読み取る画像読取装置において読み取られるカラー画像データについて輝度の再現性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施の形態に係るカラースキャナーＸの概略構成を示す模式図。
【図２】ＣＩＳ３の概略構成を示す要部模式図。
【図３】カラースキャン処理の手順の一例を示すフローチャートを示す図。
【図４】１ライン分の画像読取処理の手順の一例を示すフローチャートを示す図。
【図５】カラースキャン処理の実行時の動作を説明するための要部模式図。
【図６】カラースキャン処理の実行時のタイムチャートの一例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下添付図面を参照しながら、本発明の実施の形態について説明し、本発明の理解に供する。なお、以下の実施の形態は、本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。
【００１０】
＜カラースキャナーＸ＞
まず、図１を参照しつつ、本発明の実施の形態に係るカラースキャナーＸ（画像読取装置の一例）の概略構成について説明する。
図１に示すように、前記カラースキャナーＸは、大別すると装置本体１及び前記装置本体１の上方に配置されたＡＤＦ（自動原稿送り装置）２を備えている。ところで、本発明は、前記カラースキャナーＸを備えた、或いは前記カラースキャナーＸと同様の画像読取機能を有する複写機、ファクシミリ装置、プリンター、及び複合機などの画像形成装置にも適用することができる。また、前記ＡＤＦ２を有さない所謂フラットベッドスキャナと称される画像読取装置も本発明に係る画像読取装置の一例である。前記フラットベッドスキャナでは、前記装置本体１の読取機構として後述のＣＩＳ３を用いた読取機構が設けられる。
【００１１】
前記装置本体１は、コンタクトガラス２１、光源ユニット２３、ミラー４３、４４、光学レンズ４５、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）４６、及び制御部４０などを備えている。
前記制御部４０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、及びＥＥＰＲＯＭなどを有している。前記制御部４０は、前記ＲＯＭに格納された所定の制御プログラムに従った処理を前記ＣＰＵで実行することにより前記カラースキャナーＸを統括的に制御する。なお、前記制御部４０は、集積回路（ＡＳＩＣ）などの電子回路で構成されたものであってもよい。
前記コンタクトガラス２１は、前記装置本体１の上面に設けられており、前記カラースキャナーＸの画像読取対象となる原稿Ｐが載置される透明な原稿台である。
前記読取ユニット２３は、ＬＥＤ光源４１及びミラー４２を備えており、不図示のモーターによって図１における左右方向（以下「副走査方向」という）へ移動可能に構成されている。前記ＬＥＤ光源４１は、図１において奥行き方向（以下「主走査方向」という）に沿って配列された多数の白色ＬＥＤを備えており、前記コンタクトガラス２１上の読取位置２２に１ライン分の白色光を照射する。前記ミラー４２は、前記読取位置２２にある原稿Ｐ又は後述の原稿押さえ１５で反射した後の光を前記ミラー４３に向けて反射させる。そして、前記ミラー４２で反射した光は、前記ミラー４３、４４によって前記光学レンズ４５に導かれる。前記光学レンズ４５は、入射した光を集光して前記ＣＣＤ４６に入射させる。前記ＣＣＤ４６は、前記光学レンズ４５から入射される光の受光量に応じた画像信号を前記原稿Ｐの１ライン分の画像データとして前記制御部４０に入力する。
このように構成された前記装置本体１によるカラー画像データの読取処理などについては従来と異なるところがないためその説明を省略する。なお、本実施の形態では、撮像素子として前記ＣＣＤ４６を用いた例について説明するが、前記ＣＣＤ４６よりも焦点距離の短い密着型のイメージセンサー（ＣＩＳ：Contact Image Sensor）を用いてもよい。
【００１２】
一方、前記ＡＤＦ２は、原稿セット部１３、複数の搬送ローラー１４、原稿押さえ１５、排紙部１６、及びＣＩＳ３などを備えている。前記ＡＤＦ２は、前記搬送ローラー１４各々を不図示のモーターで駆動させることにより、前記原稿セット部１３にセットされた原稿Ｐを、前記ＣＩＳ３の対向箇所及び前記コンタクトガラス２１上の読取位置２２を通過させて前記排紙部１６まで搬送させる。
前記原稿押さえ１５は、前記コンタクトガラス２１上の読取位置２２の上方に原稿Ｐが通過できる間隔を隔てた位置に設けられている。前記原稿押さえ１５は、主走査方向に長尺状を成しており、その下面（コンタクトガラス２１側の面）には白色のシートが貼り付けられている。なお、前記シートは、前記装置本体１における白基準データを取得する際に用いられる。
【００１３】
前記ＣＩＳ３は、前記ＡＤＦ２で搬送される原稿Ｐの裏面から画像データを読み取る密着型のイメージセンサーである。従って、前記カラースキャナーＸでは、前記装置本体１及び前記ＣＩＳ３によって、前記ＡＤＦ２による原稿Ｐの搬送中にその原稿Ｐの表面及び裏面のカラー画像データを取得することができる。本実施の形態に係る前記カラースキャナーＸは、前記ＣＩＳ３を用いて行われるカラー画像データの読取処理に特徴を有しており、以下、この点について説明する。
ここに、図２は、前記ＣＩＳ３の概略構成を示す要部模式図である。図２に示すように、前記ＣＩＳ３は、コンタクトガラス３０、白色光源３１、レンズ３２、ラインセンサー３３（撮像素子の一例）、及びこれらを収容するユニット筐体（不図示）などを備えている。
【００１４】
前記白色光源３１は、Ｒ（赤）の光を照射するＬＥＤ光源３１Ｒ、Ｇ（緑）の光を照射するＬＥＤ光源３１Ｇ、及びＢ（青）の光を照射するＬＥＤ光源３１Ｂを有している。前記白色光源３１は、前記ＬＥＤ光源３１Ｒ、３１Ｇ、３１Ｂを同時に点灯させることにより白色光を照射する。また、前記ＬＥＤ光源３１Ｒ、３１Ｇ、３１Ｂは個別にも点灯可能である。なお、前記ＬＥＤ光源３１Ｒ、３１Ｇ、３１Ｂ各々の点灯制御は、例えば前記制御部４０又は不図示のＬＥＤドライバ回路によって行われる。
また、前記ＣＩＳ３には、前記ＬＥＤ光源３１Ｒ、３１Ｇ、３１Ｂからの光を、主走査方向全域に対応する幅の光に拡散して原稿Ｐに照射する導光部材（不図示）が設けられている。なお、前記ＬＥＤ光源３１Ｒ、３１Ｇ、３１Ｂ各々が、主走査方向に配列された多数のＬＥＤを有する構成も考えられる。
前記レンズ３２は、例えば棒状のレンズを用いたロッドレンズアレイであり、前記原稿Ｐから反射した光を前記ラインセンサー３３に正立像として結像させる。
前記ラインセンサー３３は、入射される光を電気信号に変換する多数の光電変換素子が主走査方向に配列されたＣＭＯＳイメージセンサーである。そして、前記ラインセンサー３３は、前記ＬＥＤ光源３１Ｒ、３１Ｇ、３１Ｂから照射された光を受光すると、その受光量に応じた画像データを前記制御部４０に出力する。なお、前記ラインセンサー３３に代えてＣＣＤなどの他の撮像素子を有する構成であってもよい。
また、前記ＡＤＦ２には、前記ＣＩＳ３の対向箇所に白基準ローラー３Ａが配置されている。これにより、前記ＣＩＳ３による原稿Ｐの画像読み取り時には、原稿Ｐが前記白基準ローラー３Ａで押圧されて前記ＣＩＳ３のコンタクトガラス３０に密着した状態となる。また、前記白基準ローラー３Ａは、その表面全体が一様に白色であって、前記ＣＩＳ３における白基準データを取得するために用いられる。
【００１５】
＜カラースキャン処理＞
そして、前記カラースキャナーＸでは、前記ＣＩＳ３で原稿Ｐの裏面からカラー画像データを読み取るために、後述のカラースキャン処理（図３参照）が前記制御部４０によって実行され。具体的に、前記制御部４０は、前記原稿Ｐを前記ＡＤＦ２で搬送させつつ、前記原稿Ｐの１ラインごとに前記ＬＥＤ光源３１Ｒ、３１Ｇ、３１Ｂを切り替えて順次点灯させ、その際に前記ラインセンサー３３で受光される受光データをＲデータ、Ｇデータ、Ｂデータとして読み取ることによりカラー画像データを取得する。
以下、図３のフローチャートを参照しつつ、前記制御部４０で実行される原稿Ｐの裏面についてのカラースキャン処理について説明する。ここに、Ｓ１、Ｓ２、・・・は処理手順（ステップ）番号を表している。また、当該カラースキャン処理における各処理工程を実行することによりカラー画像データを取得する方法が本発明に係る画像読取方法である。なお、前記装置本体１による原稿Ｐの表面のカラースキャン処理については従来と異なるところがないため、ここでは説明を省略する。
【００１６】
（ステップＳ１）
まず、ステップＳ１において、前記制御部４０は、原稿Ｐの裏面についてのカラースキャン処理の開始要求を待ち受ける（Ｓ１のＮｏ側）。例えば、例えば原稿Ｐについて両面のカラースキャン処理の要求操作が不図示の操作表示部に対してなされた場合、前記制御部４０は、原稿Ｐの裏面についてのカラースキャン処理の開始要求があったと判断し（Ｓ１のＹｅｓ側）、処理をステップＳ２に移行させる。
【００１７】
（ステップＳ２）
次にステップＳ２において、前記制御部４０は、前記ＣＩＳ３による画像読取処理で用いる白基準データを取得するための処理を実行する。このとき、前記制御部４０は、前記ＣＩＳ３の前記ＬＥＤ光源３１Ｒ、３１Ｇ、３１Ｂを個別に点灯させた場合と、前記ＬＥＤ光源３１Ｒ、３１Ｇ、３１Ｂの全てを同時に点灯させた場合との合計４パターンで、前記白基準ローラー３Ａの画像データを白基準データとして読み取る。
具体的に、前記制御部４０は、図５（ａ）に示すように前記ＬＥＤ光源３１Ｒのみを点灯させ、そのときの前記ラインセンサー３３からの出力をＲ基準データとして取得する。同じく、前記制御部４０は、図５（ｂ）に示すように前記ＬＥＤ光源３１Ｇのみを点灯させ、そのときの前記ラインセンサー３３からの出力をＧ基準データとして取得する。また、前記制御部４０は、図５（ｃ）に示すように前記ＬＥＤ光源３１Ｂのみを点灯させ、そのときの前記ラインセンサー３３からの出力をＢ基準データとして取得する。さらに、前記制御部４０は、図５（ｄ）に示すように前記ＬＥＤ光源３１Ｒ、３１Ｇ、３１Ｂの全てを同時に点灯させ、そのときの前記ラインセンサー３３からの出力をＹ基準データとして取得する。
ここで、前記制御部４０は、前記ＬＥＤ光源３１Ｒ、３１Ｇ、３１Ｂを同時に点灯させるとき、ＬＥＤ光源３１Ｒ：ＬＥＤ光源３１Ｇ：ＬＥＤ光源３１Ｂ＝０．５０９：１．０００：０．１９４の輝度比率で前記ＬＥＤ光源３１Ｒ、３１Ｇ、３１Ｂを点灯させる。この輝度比率の値は、ＲＧＢデータをＹＵＶデータ（輝度色差信号）に変換する際のＹ値の算出式（Ｙ＝０．２９９Ｒ＋０．５８７Ｇ＋０．１１４Ｂ）からＧを基準（１．０００）に換算した値である。これにより、前記ＬＥＤ光源３１Ｒ、３１Ｇ、３１Ｂを同時に点灯させた場合に得られた前記Ｙ基準データを、そのままＹＵＶデータにおけるＹ値と同様に扱うことができる。
【００１８】
（ステップＳ３）
そして、ステップＳ３において、前記制御部４０は、前記ＡＤＦ２の前記搬送ローラー１４の駆動を制御し、前記ＣＩＳ３及び前記白基準ローラー３Ａの間を所定速度で通過するように前記原稿Ｐを搬送させる。前記所定速度は、前記ＣＩＳ３による１ライン分の画像データの読み取りが行われる間（図４のＳ４１〜Ｓ４８）に前記原稿Ｐが１ライン分だけ移動する速度として予め定められている。
【００１９】
（ステップＳ４）
続くステップＳ４において、前記制御部４０は１ライン分の画像読取処理を実行する。ここに、図４〜図６は１ライン分の画像読取処理を説明するための図である。なお、Ｓ４１、Ｓ４２、・・・は処理手順（ステップ）番号を表している。
まず、前記制御部４０は、図５（ａ）に示すように前記ＬＥＤ光源３１Ｒのみを点灯させ（Ｓ４１）、そのときの前記ラインセンサー３３からの出力をＲデータとして取得する（Ｓ４２）。このとき、前記制御部４０は、前記ステップＳ２で取得された前記Ｒ基準データを基準とする比率に基づいて前記Ｒデータを算出する。
同じく、前記制御部４０は、図５（ｂ）に示すように前記ＬＥＤ光源３１Ｇのみを点灯させ（Ｓ４３）、そのときの前記ラインセンサー３３からの出力をＧデータとして取得する（Ｓ４４）。このとき、前記制御部４０は、前記ステップＳ２で取得された前記Ｇ基準データを基準とする比率に基づいて前記Ｇデータを算出する。
続いて、前記制御部４０は、図５（ｃ）に示すように前記ＬＥＤ光源３１Ｂのみを点灯させ（Ｓ４５）、そのときの前記ラインセンサー３３からの出力をＢデータとして取得する（Ｓ４６）。このとき、前記制御部４０は、前記ステップＳ２で取得された前記Ｂ基準データを基準とする比率に基づいて前記Ｂデータを算出する。
ここに、前記ステップＳ４１〜Ｓ４６において前記ＬＥＤ光源３１Ｒ、３１Ｇ、３１Ｂを順次点灯させたときに前記ラインセンサー３３から出力される前記Ｒデータ、前記Ｇデータ、及び前記Ｂデータ（第１画像データに相当）を取得するときの前記制御部４０が第１読取手段に相当し、前記ステップＳ４１〜Ｓ４６が第１読取工程に相当する。
【００２０】
その後、前記制御部４０は、図５（ｄ）に示すように前記ＬＥＤ光源３１Ｒ、３１Ｇ、３１Ｂを同時に点灯させ（Ｓ４７）、そのときの前記ラインセンサー３３からの出力をＹＵＶデータのＹ値に対応するＹ１データ（第２画像データに相当）として取得する（Ｓ４８）。このとき、前記制御部４０は、前記ステップＳ２で取得された前記Ｙ基準データを基準とする比率に基づいて前記Ｙ１データを算出する。ここに、前記Ｙ１データを取得するときの前記制御部４０が第２読取手段に相当し、前記ステップＳ４７〜Ｓ４８が第２読取工程に相当する。
ここで、前記制御部４０は、前記ＬＥＤ光源３１Ｒ、３１Ｇ、３１Ｂを同時に点灯させるとき、ＬＥＤ光源３１Ｒ：ＬＥＤ光源３１Ｇ：ＬＥＤ光源３１Ｂ＝０．５０９：１．０００：０．１９４の輝度比率で前記ＬＥＤ光源３１Ｒ、３１Ｇ、３１Ｂを点灯させる。これは、ＲＧＢデータをＹＵＶデータに変換する際のＹ値の算出式（Ｙ＝０．２９９Ｒ＋０．５８７Ｇ＋０．１１４Ｂ）からＧを基準（１．０００）に換算した値である。これにより、前記ＬＥＤ光源３１Ｒ、３１Ｇ、３１Ｂを同時に点灯させた場合に得られた前記Ｙ１データを、そのままＹＵＶデータにおけるＹ値と同様に扱うことができる。
従って、図６に示すように、前記カラースキャナーＸでは、１ライン分の画像読み取り期間内に、前記ＬＥＤ光源３１Ｒのみが点灯する期間Ｔｒ、前記ＬＥＤ光源３１Ｇのみが点灯する期間Ｔｇ、前記ＬＥＤ光源３１Ｂのみが点灯する期間Ｔｂ、前記ＬＥＤ光源３１Ｒ、３１Ｇ、３１Ｂが全て点灯する期間Ｔａが含まれる。なお、前記ステップＳ４における前記ＬＥＤ光源３１Ｒ、３１Ｇ、３１Ｂの個別点灯及び全点灯の順番はここで例示したものに限らない。
【００２１】
（ステップＳ５）
次に、ステップＳ５において、前記制御部４０は、前記ステップＳ４で取得されたＲデータ、Ｇデータ、Ｂデータ（以下、「ＲＧＢデータ」という）を、以下の変換式（１１）〜（１３）に基づいてＹＵＶデータに変換する。
Ｙ＝ ０．２９９Ｒ＋０．５８７Ｇ＋０．１１４Ｂ ・・・（１１）
Ｕ＝−０．１６９Ｒ−０．３３１Ｇ＋０．５００Ｂ ・・・（１２）
Ｖ＝ ０．５００Ｒ−０．４１９Ｇ−０．０８１Ｂ ・・・（１３）
【００２２】
（ステップＳ６）
続いて、ステップＳ６において、前記制御部４０は、前記ステップＳ５における変換後のＹＵＶデータのＹ値を、前記ステップＳ４で取得された前記Ｙ１データに基づいて補正する。具体的に、前記制御部４０は、前記ステップＳ５における変換後のＹＵＶデータのＹ値と前記Ｙ１データとの単純平均値Ｙ’を算出し（Ｙ’＝（Ｙ＋Ｙ１）／２）、その算出された単純平均値Ｙ’を補正後のＹ値とする。
このように、前記制御部４０は、前記ステップＳ５〜Ｓ６において、前記ステップＳ４で取得されたＲＧＢデータ（第１画像データに相当）及び前記ステップＳ４で取得されたＹ１データ（第２画像データに相当）に基づいて、カラー画像データであるＹ’ＵＶデータを生成する。ここに、係る処理を実行するときの前記制御部４０がカラー画像生成手段に相当し、前記ステップＳ５〜Ｓ６がカラー画像生成工程に相当する。
【００２３】
（ステップＳ７）
そして、ステップＳ７において、前記制御部４０は、前記ステップＳ６で算出されたＹ’ＵＶデータを、以下の変換数（２１）〜（２３）に基づいてＲＧＢデータに逆変換する。これにより、前記制御部４０は、前記Ｙ１データで補正されて輝度レベルの不足が補われたＲＧＢデータをカラー画像データとして取得する。なお、前記カラースキャナーＸにおけるカラー画像データの読取結果としてＹＵＶ形式の出力を行う場合には、前記制御部４０は、当該ステップＳ７を省略し、前記Ｙ’ＵＶデータをそのままカラー画像データとして出力する。
Ｒ＝Ｙ’＋１．４０２Ｖ ・・・（２１）
Ｇ＝Ｙ’−０．３４４Ｕ−０．７１４Ｖ ・・・（２２）
Ｂ＝Ｙ’＋１．７７２Ｕ ・・・（２３）
【００２４】
（ステップＳ８）
その後、前記制御部４０は、前記ステップＳ１で要求されたカラースキャン処理の読取対象の原稿Ｐの全ライン分の画像データの読取が終了するまでの間（Ｓ８のＮｏ側）、前記ステップＳ４〜Ｓ７の処理を繰り返し実行する。一方、前記制御部４０は、原稿Ｐの全ライン分の画像データの読取が終了したと判断すると（Ｓ８のＹｅｓ側）、一連の当該カラースキャン処理を終了させ、処理をステップＳ１に戻す。
なお、前記ステップＳ４及び前記ステップＳ５〜Ｓ７は、前記制御部４０によって並列処理されてもよく、又は異なる２つの制御主体（ＡＳＩＣなど）により並列して実行されてもよい。例えば、前記ＣＩＳ３により読み取られる１ラインごとのカラー画像データを順に所定の画像メモリに蓄積する第１の制御部（ＡＳＩＣなど）と、前記所定の画像メモリから前記カラー画像データを順に読み出して前記ステップＳ５〜Ｓ７の処理を実行する第２の制御部（ＡＳＩＣなど）とを備える構成が考えられる。
【００２５】
以上説明したように、前記カラースキャナーＸでは、前記ＬＥＤ光源３１Ｒ、３１Ｇ、３１Ｂを順次点灯させたときに読み取られた１ライン分のＲＧＢデータにおける輝度レベルを、前記ＬＥＤ光源３１Ｒ、３１Ｇ、３１Ｂを同時に点灯させたときに読み取られたＹ１データに基づいて補正したカラー画像データ（Ｙ’ＵＶデータ）を取得することができる。
ここで、前記Ｙ１データは、前記ＬＥＤ光源３１Ｒ、３１Ｇ、３１Ｂを同時に点灯させることにより、前記ＬＥＤ光源３１Ｒ、３１Ｇ、３１Ｂを個別に点灯させた場合に比べて前記ラインセンサー３３への入射光量を増加させた状態で取得されたものである。そのため、前記Ｙ１データに基づいて前記ＲＧＢデータの輝度レベルを補正することでカラー画像データにおける輝度の再現性を高めることができ、前記カラー画像データについて、人間が感覚的に得る画像品質を高めることができる。さらに、前記カラースキャナーＸでは、前記ＲＧＢデータから変換した後のＹＵＶデータにおけるＹ値と前記Ｙ１データとの単純平均値Ｙ’を補正後のＹ値として採用しているため、ノイズ成分が抑制されたＳ／Ｎの高いカラー画像データを取得することができる。
また、前記カラースキャナーＸでは、前記ＬＥＤ光源３１Ｒ、３１Ｇ、３１Ｂ各々の点灯時間の短縮に起因する輝度レベルの不足を前記Ｙ１データによって補うことができる。そのため、前記ＬＥＤ光源３１Ｒ、３１Ｇ、３１Ｂ各々の点灯時間と前記ＬＥＤ光源３１Ｒ、３１Ｇ、３１Ｂの同時点灯時間との合計が、前記ＬＥＤ光源３１Ｒ、３１Ｇ、３１Ｂの同時点灯を行わない従来の前記ＬＥＤ光源３１Ｒ、３１Ｇ、３１Ｂ各々の点灯時間の合計より短くなるように設定しても、読み取られるカラー画像データの画像品質の低下を抑制することが可能である。逆説すれば、カラー画像データの画像品質を低下させることなく、カラー画像データの読み取り時間を短縮することも可能である。
【００２６】
なお、本実施の形態では、前記ステップＳ６において、前記ステップＳ５における変換後のＹＵＶデータのＹ値と前記ステップＳ４で取得されたＹ１データとの単純平均値Ｙ’を補正後のＹ値として採用する場合を例に挙げたがこれに限らない。
例えば、前記制御部４０は、前記ステップＳ６において、前記ステップＳ５における変換後のＹＵＶデータのＹ値と前記ステップＳ４で取得されたＹ１データとの加重平均値を算出することも考えられる。例えば、この加重平均値の算出時における重み付けは、輝度再現性を高める場合には前記Ｙ１データの比重を大きくなるように設定し、Ｓ／Ｎの改善を図る場合には同じ比率に近くなるように設定しておくことが考えられる。具体的に、前記Ｙ１データのＳ／Ｎが前記ＲＧＢデータから得られたＹ値のＳ／Ｎの３倍であること（Ｙ１データのノイズ成分が１／３であること）が既知である場合には、前記ＲＧＢデータから得られたＹ値及び前記Ｙ１データの加重平均値における重み付けを１：３として、前記Ｙ１データの重みを大きくすることでＳ／Ｎの改善を図ることが考えられる。なお、前記ステップ５における変換後のＹＵＶデータのＹ値を前記ステップＳ４で取得されたＹ１データに置き換えることも他の実施例として考えられる。
また、前記制御部４０が、前記ステップＳ５〜Ｓ７の間に、前記Ｙ’ＵＶデータにおけるＵ値及びＶ値を補正する構成も他の実施例として考えられる。具体的に、前記制御部４０は、前記Ｙ’ＵＶデータにおける各画素のＵ値を、その画素に隣接する１画素又は複数画素のＵ値と平均化することが考えられる。なお、前記Ｙ’ＵＶデータにおけるＶ値についても同様である。これにより、前記Ｙ’ＵＶデータにおける色信号のバラツキを抑制することが可能となる。
【符号の説明】
【００２７】
１ ：装置本体
１３：原稿セット部
１４：搬送ローラー
１５：原稿押さえ
１６：排紙部
２ ：ＡＤＦ
２１：コンタクトガラス
２２：読取位置
２３：読取ユニット
３ ：ＣＩＳ
３０：コンタクトガラス
３１：白色光源
３１Ｒ：ＬＥＤ光源
３１Ｇ：ＬＥＤ光源
３１Ｂ：ＬＥＤ光源
３２：レンズ
３３：ラインセンサー（撮像素子の一例）
４０：制御部
４１：ＬＥＤ光源
４２〜４４：ミラー
４５：光学レンズ
４６：ＣＣＤ
Ｘ ：カラースキャナー（画像読取装置の一例）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
異なる色の光を照射する複数の光源と、
前記光源各々から照射された光を受光して画像データを出力する撮像素子と、
前記複数の光源を順次点灯させたときに前記撮像素子から出力される第１画像データを取得する第１読取手段と、
前記複数の光源を同時に点灯させたときに前記撮像素子から出力される第２画像データを取得する第２読取手段と、
前記第１画像データ及び前記第２画像データに基づいてカラー画像データを生成するカラー画像生成手段と、
を備えてなることを特徴とする画像読取装置。
【請求項２】
前記複数の光源がＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）に対応する３つの光源であり、前記第１画像データがＲＧＢデータあって、
前記カラー画像生成手段は、前記第１画像データをＹＵＶデータに変換した後、前記変換後のＹＵＶデータのＹ値を前記第２画像データに基づいて補正するものである請求項１に記載の画像読取装置。
【請求項３】
前記第２読取手段は、Ｒ：Ｇ：Ｂ＝０．５０９：１．０００：０．１９４の輝度比率で前記３つの光源を同時に点灯させるものである請求項２に記載の画像読取装置。
【請求項４】
前記カラー画像生成手段は、前記第１画像データから変換した後の前記ＹＵＶデータのＹ値と前記第２画像データとの単純平均値又は加重平均値を補正後のＹ値とするものである請求項３に記載の画像読取装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の画像読取装置を備えてなる画像形成装置。
【請求項６】
異なる色の光を照射する複数の光源と前記光源各々から照射された光を受光して画像データを出力する撮像素子とを備えてなる画像読取装置で実行される画像読取方法であって、
前記複数の光源を順次点灯させたときに前記撮像素子から出力される第１画像データを取得する第１読取工程と、
前記複数の光源を同時に点灯させたときに前記撮像素子から出力される第２画像データを取得する第２読取工程と、
前記第１画像データ及び前記第２画像データに基づいてカラー画像データを生成するカラー画像生成工程と、
を実行することを特徴とする画像読取方法。
【請求項１】
異なる色の光を照射する複数の光源と、
前記光源各々から照射された光を受光して画像データを出力する撮像素子と、
前記複数の光源を順次点灯させたときに前記撮像素子から出力される第１画像データを取得する第１読取手段と、
前記複数の光源を同時に点灯させたときに前記撮像素子から出力される第２画像データを取得する第２読取手段と、
前記第１画像データ及び前記第２画像データに基づいてカラー画像データを生成するカラー画像生成手段と、
を備えてなることを特徴とする画像読取装置。
【請求項２】
前記複数の光源がＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）に対応する３つの光源であり、前記第１画像データがＲＧＢデータあって、
前記カラー画像生成手段は、前記第１画像データをＹＵＶデータに変換した後、前記変換後のＹＵＶデータのＹ値を前記第２画像データに基づいて補正するものである請求項１に記載の画像読取装置。
【請求項３】
前記第２読取手段は、Ｒ：Ｇ：Ｂ＝０．５０９：１．０００：０．１９４の輝度比率で前記３つの光源を同時に点灯させるものである請求項２に記載の画像読取装置。
【請求項４】
前記カラー画像生成手段は、前記第１画像データから変換した後の前記ＹＵＶデータのＹ値と前記第２画像データとの単純平均値又は加重平均値を補正後のＹ値とするものである請求項３に記載の画像読取装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の画像読取装置を備えてなる画像形成装置。
【請求項６】
異なる色の光を照射する複数の光源と前記光源各々から照射された光を受光して画像データを出力する撮像素子とを備えてなる画像読取装置で実行される画像読取方法であって、
前記複数の光源を順次点灯させたときに前記撮像素子から出力される第１画像データを取得する第１読取工程と、
前記複数の光源を同時に点灯させたときに前記撮像素子から出力される第２画像データを取得する第２読取工程と、
前記第１画像データ及び前記第２画像データに基づいてカラー画像データを生成するカラー画像生成工程と、
を実行することを特徴とする画像読取方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１３−７４４２９（Ｐ２０１３−７４４２９Ａ）
【公開日】平成２５年４月２２日（２０１３．４．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２１１３６３（Ｐ２０１１−２１１３６３）
【出願日】平成２３年９月２７日（２０１１．９．２７）
【出願人】（０００００６１５０）京セラドキュメントソリューションズ株式会社 (13,173)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月２２日（２０１３．４．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月２７日（２０１１．９．２７）
【出願人】（０００００６１５０）京セラドキュメントソリューションズ株式会社 (13,173)
【Ｆターム（参考）】
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