(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】6208539
(24)【登録日】2017年9月15日
(45)【発行日】2017年10月4日
(54)【発明の名称】画像入力装置及び画像入力装置の汚れ検出方法
(51)【国際特許分類】
H04N 1/19 20060101AFI20170925BHJP
G06T 1/00 20060101ALI20170925BHJP
H04N 1/409 20060101ALI20170925BHJP
【FI】
H04N1/04 103E
G06T1/00 430J
H04N1/40 101C
【請求項の数】4
【全頁数】10
(21)【出願番号】特願2013-224045(P2013-224045)
(22)【出願日】2013年10月29日
(65)【公開番号】特開2015-88814(P2015-88814A)
(43)【公開日】2015年5月7日
【審査請求日】2016年10月2日
(73)【特許権者】
【識別番号】000233295
【氏名又は名称】株式会社日立情報通信エンジニアリング
(74)【代理人】
【識別番号】100074550
【弁理士】
【氏名又は名称】林 實
(72)【発明者】
【氏名】佐藤 貴宏
(72)【発明者】
【氏名】内田 恭広
(72)【発明者】
【氏名】土居 章敏
(72)【発明者】
【氏名】亀田 伊三雄
【審査官】
橋爪 正樹
(56)【参考文献】
【文献】
特開2008−147816(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
H04N 1/024− 1/207
H04N 1/40 − 1/409
G06T 1/00
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
搬送される用紙を光学的に読み取るための読取機構を備える画像入力装置であって、前記読取機構が、反射率が15%±5%の背景部及び前記背景部に対して透光された白基準ラベルを有する下部ユニットと、前記下部ユニットの上部に用紙搬送方向に沿って移動可能に配置され、前記下部ユニットに向かって画像入力用の光を発光する半導体発光素子及び前記半導体発光素子から発光した光の下部ユニットからの反射光を受光するセンサ及びレンズとを有する上部CISユニットとを備えたことを特徴とする画像入力装置。
【請求項2】
前記背景部の色が、灰色であることを特徴とする請求項1記載の画像入力装置。
【請求項3】
搬送される用紙を光学的に読み取るための読取機構を備える画像入力装置の汚れ検出方法であって、
反射率が15%±5%の背景部及び前記背景部に対して透光された白基準ラベルを有する下部ユニットと、前記下部ユニットの上部に用紙搬送方向に沿って移動可能に配置され、前記下部ユニットに向かって画像入力用の光を発光する半導体発光素子及び前記半導体発光素子から発光した光の下部ユニットからの反射光を受光するセンサ及びレンズとを有する上部CISユニットと、前記上部CISユニットと下部ユニットの相対的移動及び半導体発光素子の発光並びにセンサを制御する制御部とを備えた読取機構において、
前記制御部が、画像読み取り動作に先立って、前記上部CISユニットの半導体発光素子を点灯する第1工程と、前記上部CISユニットをセンサの直下に下部ユニットの背景部が位置する第1位置に移動させ、前記第1位置において背景部からの反射光をセンサが受光して背景部のセンサレベルを測定する第2工程と、前記上部CISユニットをセンサの直下に白基準ラベルが位置する第2位置に移動させる第3工程と、前記第2位置において白基準ラベルからの反射光をセンサが受光して白基準ラベルのセンサレベルを測定する第4工程と、前記第1位置及び第2位置の両者で汚れを検出したときはガラスの汚れと判定し、第1位置で汚れを検出し且つ第2位置で汚れを検出しないときは背景部の汚れと判定する第5工程と、前記第5工程において背景部の汚れと判定したとき、警告を発する第6工程とを実行することを特徴とする画像入力装置の汚れ検出方法。
【請求項4】
前記背景部の色を灰色として前記第1工程から第6工程を実行することを特徴とする請求項3記載の画像入力装置汚れ検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、イメージスキャナ等の画像入力装置の搬送経路内に付着した汚れ箇所を検出することができる画像入力装置及び画像入力装置の汚れ検出方法に関する。
【背景技術】
【0002】
一般に画像入力装置は、搬送する用紙に半導体発光素子(LED)から光を照射し、前記用紙からの反射光をセンサが受光することによって用紙の画像を読み取るものである。この画像入力装置は、用紙に付着したゴミや空気中に浮遊するゴミがセンサ上のガラス等の光学系に付着し、このゴミがノイズとなるため、画像入力に先立って白基準ラベルに照射した光をセンサが読み取ってセンサ上の汚れを検出しておき、画像読み取り時に前記汚れを除去する画像補整機能を備える。
【0003】
尚、白基準を用いてガラス上の汚れを検出する技術が記載された文献としては、下記の特許文献1が挙げられ、この特許文献には、読取部に対向して所定の均一な光反射率の面を読取部に向けた基準部材である読取ローラを読取部に接近させた第1の位置にして読取部に画像読み取り動作をさせて第1の画像データを取得し、読取ローラを読取部から所定距離だけ離間させた第2の位置にして読取部に画像読み取り動作をさせて第2の画像データを取得し、その第1の画像データと第2の画像データとに基づいてコンタクトガラス上のゴミ付着を判定する技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開2010−177745号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
前記の特許文献1に記載された技術は、読み取り位置が固定された読取部のコンタクトガラスの表面に付着したゴミを精度良く検出することができるものの、宅配便用伝票の如く用紙裏にカーボンを積層した裏カーボン紙の読み取りについては、裏カーボン紙のカーボンがセンサや読み取り位置である黒背景部を含む搬送路内に多く付着し、これら汚れ箇所を判定することが必要であるが、汚れ箇所を特定することができないという課題があった。
【0006】
これを具体的に説明すると、画像入力装における汚れが読み取り画像に影響する主な部位は、(1)読取りセンサ直上と(2)白基準ラベル部と(3)黒背景部が考えられ、読取りセンサ直上が汚れた場合、センサ出力は白基準ラベル部と同じ特性となり、白基準ラベル上の汚れは補正処理で汚れを無効化して警告を不要とすることができるが、区別ができないために不要な警告及び補正処理を行う課題があった。尚、黒背景部の汚れ自体は用紙裏のため画像読み取りには影響しない。
【0007】
本発明の目的は、前述の従来技術による課題しようとするものであり、搬送経路内に付着した汚れ箇所を検出することができる画像入力装置及び画像入力装置の汚れ検出方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0008】
前記の目的を達成するために請求項1記載の発明は、搬送される用紙を光学的に読み取るための読取機構を備える画像入力装置であって、
前記読取機構が、反射率が15%±5%の背景部及び前記背景部に対して透光された白基準ラベルを有する下部ユニットと、前記下部ユニットの上部に用紙搬送方向に沿って移動可能に配置され、前記下部ユニットに向かって画像入力用の光を発光する半導体発光素子及び前記半導体発光素子から発光した光の下部ユニットからの反射光を受光するセンサ及びレンズとを有する上部CISユニットとを備えたことを第1の特徴とし、請求項2記載の発明は、第1の特徴の画像入力装置において、前記背景部の色が、灰色であることを第2の特徴とする。
【0009】
請求項3記載の発明は、搬送される用紙を光学的に読み取るための読取機構を備える画像入力装置
の汚れ検出方法であって、
反射率が15%±5%の背景部及び前記背景部に対して透光された白基準ラベルを有する下部ユニットと、前記下部ユニットの上部に用紙搬送方向に沿って移動可能に配置され、前記下部ユニットに向かって画像入力用の光を発光する半導体発光素子及び前記半導体発光素子から発光した光の下部ユニットからの反射光を受光するセンサ及びレンズとを有する上部CISユニットと、前記上部CISユニットと下部ユニットの相対的移動及び半導体発光素子の発光並びにセンサを制御する制御部とを備え
た読取機構において、
前記制御部が、画像読み取り動作に先立って、前記上部CISユニットの半導体発光素子を点灯する第1工程と、
前記上部CISユニットをセンサの直下に下部ユニットの背景部が位置する第1位置に移動させ、前記第1位置において背景部からの反射光をセンサが受光して背景部のセンサレベルを測定する第2工程と、
前記上部CISユニットをセンサの直下に白基準ラベルが位置する第2位置に移動させる第3工程と、
前記第2位置において白基準ラベルからの反射光をセンサが受光して白基準ラベルのセンサレベルを測定する第4工程と、
前記第1位置及び第2位置の両者で汚れを検出したときはガラスの汚れと判定し、第1位置で汚れを検出し且つ第2位置で汚れを検出しないときは背景部の汚れと判定する第5工程と、
前記第5工程において背景部の汚れと判定したとき、警告を発する第6工程とを実行することを第3の特徴とし、
請求項4記載の発明は、前記背景部の色を灰色として前記第1工程から第6工程を実行することを第4の特徴とする。
【発明の効果】
【0010】
本発明による画像入力装置及び画像入力装置の汚れ検出方法は、反射率が15%±5%の背景部を設け、前記背景部と白基準ラベルからの反射光のセンサレベル波形を測定し、複数条件により前記センサレベル波形の画素数を判定することによって、搬送経路内に付着した汚れ箇所を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【
図1】本発明の実施形態による画像入力装置の読み取り開始前の第1センサレベル採取位置を示す図。
【
図2】本実施形態による画像入力装置の読み取り開始前の第2センサレベル採取位置を示す図。
【
図3】本実施形態による画像入力装置の用紙読み取り状態を示す図。
【
図4】本実施形態による画像入力装置の動作フローを示す図。
【
図5】本実施形態による正常時の第1背景部及び白基準ラベル部のセンサ出力基本波形を示す図。
【
図6】本実施形態による汚れ判定しきい値を説明するための図。
【
図7】本実施形態による組み合わせ汚れカウントを説明するための図。
【
図8】本実施形態による条件C4の正常時のセンサ出力波形を示す図。
【
図9】本実施形態による条件C5の白基準ラベルに汚れ時のセンサ出力波形を示す図。
【
図10】本実施形態による条件C8の第2背景部に汚れ時のセンサ出力波形を示す図。
【
図11】本実施形態による条件C2のガラス面に汚れ時のセンサ出力波形を示す図。
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下、本発明による汚れ検出方法を採用した画像入力装置の一実施形態を図面を参照して詳細に説明する。
[構成]
本実施形態による画像入力装置は、画像読み取り対象である複数の用紙を積層するスタッカと、前記スタッカに積層した用紙を一枚ずつ繰り出して排出する搬送機構と、前記搬送機構途中に配置され、搬送される用紙を光学的に読み取るための読取機構と、前記搬送路から排出された読み取り後の用紙を貯めるためのホッパと、制御手段を含む制御回路系とを備え、本実施形態による読取機構は、
図1に示す如く、装置の搬送路上に固定され、本実施形態の特徴である所定の反射率に設定した第1背景部5及び前記第1背景部5に開口された内部に配置された白基準ラベル7とを有する下部ユニット30と、前記下部ユニット30の上部に用紙搬送方向に沿って移動可能に配置され、前記下部ユニット30に向かって画像入力用の光を発光する半導体発光素子1及び前記半導体発光素子1から発光した光の下部ユニット30からの反射光を受光するセンサ3及びレンズ2とを有する上部CIS(密着イメージセンサ)ユニット20とを備える。
【0013】
前記白基準ラベル7は、装置使用前に半導体発光素子1が発光した光の白基準ラベルからの反射光をセンサが3読み取ってセンサやガラス4に付着した汚れを検出し、前記検出した汚れ情報を用いて画像読み取り時に前記汚れを除去するための白基準であり、前記第1背景部5は、従来技術においては用紙裏面の印刷の透けを低減するために黒色であるが、本実施形態においては黒色より低反射率、例えば灰色の背景色を形成している。
【0014】
この反射率は、マンセル表色系で表す場合、無彩色のN明度4.5程度であり、分光特性反射率で表す場合、X−right社製測定装置MR−12の各種レンジ(Eレンジ、Aレンジ、BWB450レンジ)で測定した場合、15%±5%の範囲が好ましく、汚れの大きさ・検出精度・マージン等から例えば反射率10%以上が好ましい。
【0015】
[動作]
このように構成された画像入力装置の動作は、
図4に示す如く、画像読み取り動作に先立って、上部CISユニット20の半導体発光素子1を点灯するステップS41と、前記上部CISユニット20をセンサ3の直下に下部ユニット30の第1背景部5が位置するように移動(
図1の位置)し、前記第1背景部5からの反射光をセンサ3が受光して第1背景部5のセンサレベルを測定するステップS42と、上部CISユニット20をセンサ3の直下に下部ユニット30の白基準ラベル7が位置するように移動(
図2の位置)するステップS43と、当該位置において白基準ラベル7からの反射光をセンサ3が受光して白基準ラベル7のセンサレベルを測定するステップS44と、前記上部CISユニット20をセンサ3の直下に下部ユニット30の第1背景部5が位置するように移動(
図1の位置)するステップS45と、前記ステップS42及び44により測定した各位置における画素数を後述する複数の条件により算出するステップS46と、前記ステップS46により算出した複数条件の画素数が汚れ判定値未満か否かを判定するステップS47と、前記ステップS47により複数条件の画素数が汚れ判定値未満でないと判定したとき、第1背景部5に汚れがある旨の警告を発して装置を一時停止するステップS49と、前記ステップS47において複数条件の画素数が汚れ判定値未満であると判定したとき、汚れ警告を行わずに
図3に示す如く用紙8を移送して用紙8の画像読み取りを開始するステップS48を実行することによって、第1背景部5に汚れがあることを検出することができる。
【0016】
すなわち、本実施形態による画像入力装置は、第1背景部5の色を反射率15%±5%、例えば灰色にすることによって、
図1に示す第1背景部5とセンサ3が向かい合う位置を第1位置とし、
図2に示す白基準ラベル7がセンサ3が向かい合う位置を第2位置としたとき、第1位置及び第2位置の両者で汚れを検出したときはガラス4の汚れと判定し、第1位置で汚れを検出し且つ第2位置で汚れを検出しないときは第1背景部5の汚れと判定することによって、第1背景部5の汚れを検出することができる。
【0017】
前記ステップS42による第1背景部5のセンサレベル波形及びステップS44による白基準ラベル7のセンサレベル波形は、第1背景部5及び白基準ラベル7に汚れがない場合、
図5に示す如く、白基準のセンサレベル波形が約800±40であり、灰色の第1背景部5のセンサレベル波形が約100である。
【0018】
前記ステップS47における汚れ判定値は、前記
図5に示した基準の白基準レベル波形及び灰背景(第1背景部5)波形に対し、それぞれ上限及び下限のしきい値であり、
図6(a)から(c)に示す如く、白基準レベル波形に対して上限をWU(1.2)、下限をWB(0.7)とし、灰背景(第1背景部5)波形に対して上限をBU(2.0)、下限をBL(0.5)として設定している。
【0019】
前記ステップS46における各位置における画素数を算出する複数条件は、
図7(b)に示す如く、条件c0「WU≦W and BU≦B(ガラス面に白汚れ・帳票上に白筋)」と、条件c1「W≦WL and BU≦B(ガラス面にグレー汚れ・帳票上にグレー)」と、条件c2「W≦WL and B≦BL(ガラス面に黒汚れ・帳票上に黒筋)」と、条件c3「WU≦W and BL<B<BU(白基準に白汚れ・影響無し(補正)」と、条件c5「W≦WL and BL<B<BU(白基準に黒汚れ・影響無し(補正)」と、条件c6「WL<W<WU and BU≦B(背景に白汚れ・背景に白筋)」と、条件c7「WU≦W and B≦BL(白基準に白汚れかつ背景に黒汚れ・背景に黒筋)」と、c8「WL<W<WU and B≦BL(背景に黒汚れ・背景に黒筋)」であり、条件c0からc2に合致した場合はガラス面汚れであり、条件c3に合致した場合は白基準汚れであり、c6からc8に合致した場合は背景汚れである。尚、条件c4は、汚れの無い状態であり、各レベルで正常範囲で閾値を超えることはない。
【0020】
このステップS46における画素数のカウントは、
図7(a)及び(b)に示す如く、センサ波形の600dpi各画素毎に、白基準波形と第1背景部5レベル波形をそれぞれの上限・下限しきい値と比較し、該当する組み合わせ条件毎に画素数のカウントを行うことにより行われる。組み合わせ条件カウントは、汚れ無しと判定される条件以外の全ての組み合わせ(8通り)とする。背景と組み合わせ条件により、それぞれの条件毎に想定される汚れ部位及び汚れ方を
図7(b)に示す如く判定することができる。
【0021】
また、汚れがない場合(条件c4)の第1背景部5のセンサレベル波形及び白基準ラベル7のセンサレベル波形は、
図8(a)及び(b)に示す如く出力されるのに対し、前記条件c5による白基準に汚れがある場合の波形は
図9(a)及び(b)の如く白基準波形の一部が低下する如く出力される。この場合、第1背景部5での汚れが無いため、白基準ラベル上の汚れであり、上部CISユニット20のガラス面の汚れではないと判定することができる。尚、白基準ラベル上の汚れは、閾値を超えた部分のレベルを800程度に補正して画像への影響をなくすことができ、このため汚れ警告の判定を緩めるが、画素数に対する閾値(条件c5)を超える画素数(汚れの幅)があった場合は汚れ警告は発する。
【0022】
第1背景部5上に汚れがある場合の波形は
図10(a)及び(b)の如く灰背景波形の一部が低下する如く出力される。この場合、白基準ラベル7での汚れが無いため、第1背景部5表面又は透明樹脂の裏側(紙の搬送面の裏の灰色の塗装)の汚れであり、上部CISユニット20のガラス4面の汚れではないと判定する。この場合読み取りする紙面上の画像への影響はないため、汚れ警告の判定は緩めるが、画素数に対する閾値(条件c8)を超える画素数(汚れの幅)があった場合は汚れ警告を発する。
【0023】
上部CISユニット20のガラス4に汚れがある場合の波形は
図11(a)及び(b)の如く白基準及び灰背景波形両者の一部が低下する如く出力される。この場合、上部CISユニット20のガラス4面の汚れと判定し、画像への影響が大きい為、判定を厳しくし、他の条件よりも小さい画素数で汚れ警告を発する。
【0024】
以上述べた如く、本実施形態による画像入力装置及び汚れ検出方法は、用紙読み取り時にセンサ直下となる背景色を反射率が15%±5%程度の例えば灰色とすることによって、従来の黒背景では条件c5とc2の区別ができず、条件c5で実施するレベル補正のメリットが全く機能し無いものであったのに対し、条件c5及びc2における汚れ判定の強度を分けられることができ、このため装置内の汚れ箇所を特定することができる。
【符号の説明】
【0025】
1 半導体発光素子、2 レンズ、3 センサ、4 ガラス、
5 第1背景部、7 白基準ラベル、8 用紙、20 上部CISユニット、
30 下部ユニット