专利名称：图像读取设备和图像读取方法
技术领域：
本发明涉及一种用于对像素读取位置进行校正的图像读取 设备和图像读耳又方法。
背景技术：
传统上，当扫描期间通信的数据量超过可通信的数据量或 个人计算机在扫描期间不能处理目标数据时，直到处理了预定 的緩冲器容量的数据为止，暂时停止扫描。这种模式被称为"起停(start-stop)"。当发生起停时，光学滑架沿与扫描方向相反的方向(称为 "反向")返回预定的距离，然后停止。由于需要以预定的速度进 行扫描，并且光学滑架需要一段助跑距离来达到该速度，因此 光学滑架经常反向移动。根据扫描模式，光学滑架不反向移动。 在停止后，进行图像数据通信和数据处理，并且预定的图像数 据緩沖器变空。然后，光学滑架沿扫描方向(称为"正向")操作 并开始图像读取，从而使得所扫描的图像与发生起停之前所读 取的图像相连接。即，从发生起停时所读取的图像的下一个图 像开始读取。在发生起停时光学滑架停止的情况下，由于电动机的反冲， 光学滑架可能会稍微超出原始停止位置。在这种情况下，如果 反向距离与到读取开始位置的正向距离相等，则光学滑架从由 于反冲而前进的位置开始读取图像。由于该反冲，图像被缩小， 从而在图像中产生了条紋。为了防止这种情况，考虑到反沖，有时针对反向距离来校 正到读取开始位置的正向距离。传统上，通过电动机驱动系统的反沖对取消起停后的图像 读取开始位置进行校正。根据日本特开第2001-127965号公报，在暂时停止图像读取 之前的操作和重新开始图像读取时的操作之间，将图像读取开 始时刻与用于移动读取位置的步进电动机的励磁时刻之间的时 间差设置为相等。该结构防止了起停时的图像条紋。然而，在靠近光学滑架的热源的影响下，包括透镜和镜的 光学系统部分可能在发生起停以停止光学滑架的时刻与取消起 停以开始才喿作光学滑架的时刻之间的间隔期间改变。该改变还 可能改变图像读取位置，从而缩小或放大图像。发明内容本发明的 一个方面是消除传统技术中的上述问题。本发明提供一种根据滑架的光学系统部分校正图像读取位置的图像读取设备。此外，本发明提供一种抑制在由于在靠近滑架的热源的影响下光学系统部分的变化而发生的图像读取位置的变化时出现的图像条紋的图像读取设备。本发明的第一个方面一种图像读取设备，其对原稿图像执行滑架的扫描操作，所述滑架包括光学系统部分，所述图像读取^殳备包括控制单元，用于执行停止处理以在所述扫描操作期间停止 所述滑架的扫描；获取单元，用于获取与所述控制单元执行的所述停止处理 有关的信息；以及校正单元，用于基于所述获取单元获取的信息，对在所述 控制单元执行所述停止处理之后所述滑架重新开始扫描所述原 稿图像的位置进行校正。本发明的第二个方面提供一种在图像读取设备中执行的图 像读取方法，所述图像读取设备对原稿图像执行滑架的扫描操作，所述滑架包括光学系统部分，所述图像读取方法包括获取步骤，用于荻取与在所述扫描操作期间停止所述滑架的扫描的停止处理有关的信息；以及校正步骤，用于基于所述获取步骤中获取的信息，对在所述停止处理之后所述滑架重新开始扫描所述原稿图像的位置进行校正。本发明能够根据滑架的光学系统部分校正图像读取位置。 根据以下参考附图对典型实施例的说明，本发明的其它特 征将变得明显。
图l是示出根据本发明实施例的图像读取设备的结构的框图；图2是示出光学系统的结构的截面图；图3是用于说明热源的影响的透视图；图4是示出用于说明热源的影响的曲线图的图；图5是示出表示在一行中起停发生计数与滑架的光学系统变化量(偏移量)之间的关系的曲线图的图；图6是示出表示在改变发生起停时的光学滑架301的停止时间的情况下的光学系统变化量的曲线图的图；图7是示出表示当改变从开始扫描之后直到发生起停为止的时间时光学滑架3 01的光学系统变化量的曲线图的图； 图8是用于说明像素读取位置的校正的图； 图9是示出例示在实施例中各起停的校正量的曲线图的图； 图IO是示出例示当缩短从开始扫描之后直到发生起停为止的时间时校正量的变化的曲线图的图；图ll是用于说明图像读取位置校正方法的图；以及 图12是用于说明图像读取位置校正方法的图。
具体实施方式
下面将参考附图详细说明本发明的优选实施例。应当理解， 下面的实施例并不是要限制本发明的权利要求，并且根据如下 实施例所说明的方面的组合并不都是解决本发明问题的手段所 必需的。注意，相同的附图标记表示相同的组件，并且省略对 各组件的重复说明。根据本发明的图像读取设备可以根据对扫描操作所读取的 图像数据进行处理的处理单元上的处理负荷以及与处理单元通 信的通信接口上的负荷，来执行起停操作以开始或停止图像读 取操作。此外，图像读取设备可以校正取消起停后的图像读取 开始位置，从而没有任何偏移地读取图像。尤其是，在靠近光 学滑架的热源的影响下导致包括透镜和镜的光学系统部分发生 变化时图像读取位置发生变化的情况下，图像读取设备校正取 消起停后的图像读取开始位置，从而抵消该变化量。然而，如果对 一 次扫描操作期间执行的所有起停操作使用 相同的校正值，则整个图像的倍率改变。这是由于在一次扫描 操作期间，靠近光学滑架的热源的影响随着光学滑架从热源移 开而减小。考虑到这个，本实施例根据一次扫描操作期间热源 的影响度，改变取消起停后的图像读取开始位置的校正量。图l是示出本实施例的结构的框图。ASIC 101包含CPU 102 并且包括扫描器控制电路。ROM 103存储控制程序。RAM 104 存储读取数据、电动机驱动表和读取传感器的校准数据。CCD 传感器控制单元10 5执行C C D传感器控制和图像处理。第 一 测量单元106对图像读取操作期间滑架的起停操作的 次数进行计数。第二测量单元107测量从光学滑架经过预定位置 之后直到发生起停为止的时间。第三测量单元108测量起停时的 读取停止时间。即，ASIC 101包括用于获取与图4象读取操作期 间执行的起停有关的信息的获取单元。第 一设置单元109设置起 停时的电动机进给量。第二设置单元110设置与电动机相位或步 数相对应的^象素读耳又位置。以这种方式，ASIC 101可以获耳又与 起停操作的次数有关的信息和与起停处理时间有关的信息。此 外，ASIC 101可以_没置起停时的电动4几驱动信息和〗象素读取信 息C读取范围)。
电动机控制单元lll控制电动机驱动器112。电动机驱动器 112驱动光学滑架驱动电动机113。 CCD控制单元114是对于用于 驱动CCD传感器的定时发生器和用于将传感器输出转换成为数 字值的模拟前端的控制单元。CCD控制单元114也可以安装在光 学滑架的基板上。光学滑架120包括光学系统部分，该光学系统 部分至少包括CCD传感器115、至少一个4竟116、透4竟117和光源 118。
下面将参考图2说明光学滑架和光学路径。光学滑架包括支 撑CCD传感器209的基板210、用于照射稿台玻璃201表面上的原 稿202的光源203、第一镜204、第二镜205、第三镜206、第四镜 207和透镜208。
例如，当透4竟208在热源的影响下倾^1"时，光学^^径改变为 虚线所示的路径，因而，原稿表面上的读取位置发生偏移。类 似地，镜角度在热源的影响下的变化使原稿表面上的读取位置 发生偏移。在一次扫描操作期间，随着光学滑架从热源移开， 靠近光学滑架的热源的影响减小。因此，原稿表面上的读取位 置的偏移减小。下面将举例说明图2所示的使用CCD传感器的CCD系统。然 而，本发明也可以采用使用CIS传感器的CIS(接触式图像传感器) 光学系统。
下面将参考图3说明热源对光学滑架的影响。将原稿放置在 光学滑架301上面(在与控制才反302相对的方向上)。在本实施例 的结构中，控制板302和电源303配置在光学滑架301下面。控制 板302包括ASIC 101、 RAM 104、电动机驱动器112和DC-DC转 换器，并且控制扫描器。电源3 0 3是包括在扫描器中的封装电源。 配置控制板3 0 2和电源3 0 3的位置是光学滑架3 01的待机位置。该 待机位置是光学滑架301在扫描后返回并停止的位置。
在该结构中，在光学滑架返回到待机位置之后，通过控制 板302和电源303的热量，对光学滑架的下表面进行加热。当扫 描开始时，加热的光学滑架沿箭头所示的移动方向(主扫描方向) 从下面的热源移开。由于光学滑架沿热源影响减小的方向移动， 因此，滑架下表面的升高的温度下降。
下面将参考图4说明发生起停时热源对光学系统的影响。图 4是示出当滑架从待机状态开始扫描并发生多次起停操作时，控 制板302和电源302的温度上升的程度与温度上升对光学滑架 301的光学系统的影响程度之间的比较的图。虚线表示温度上升 的程度，实线表示影响的程度。在图4中，横坐标轴代表时间， 纵坐标轴代表温度上升或影响的程度。图4中的影响的程度意味 着例如已参考图2说明的、光学路径变化时原稿表面上的读取位 置的偏移量。
当光学滑架301停留在待机位置时，不进行读取操作，并且 由控制板和电源所产生的热的温度相对较低。然而，为了使扫 描器主体的厚度最小化，控制板和电源与滑架之间的间隙必然 很小。因此，光学滑架容易受到控制板302和电源303的热量的影响。如图4的待机阶段所示，待机期间对光学滑架301的光学 系统的影响是显著的。
当以预定的分辨率模式开始扫描时，光学滑架301在主扫描 方向上移动以读取图像。在开始读取之后，光学滑架从控制板 302和电源303移开，并且如参考图所述，滑架下表面的升高的 温度下降。此时，如果发生起停，则滑架停止。在扫描期间， 扫描操作使得控制板302和电源303的温度上升。随着光学滑架 301从热源移开，热源对光学滑架301的光学系统的影响减小。
光学滑架的下表面的升高的温度的下降意味着加热时偏移 的光学系统返回到原始位置。更具体地，随着光学滑架301在扫 描操作中从热源移开，偏移的光学系统返回到原始位置。当发 生起停时，滑架停止并且光学系统在热源的影响下再次偏移。 光学滑架301在一行上重复该操作。
如图4所示，在开始扫描之后，随着扫描的进行(即，光学 滑架沿主扫描方向从热源移开)，由热引起的光学系统的偏移减 少。
如图4所示，在第二次起停前后的光学系统变化量2小于在 第一次起停前后的光学系统变化量l。以这种方式，当起停操作 计数增加到三、四和更多时，光学系统变化量(偏移)减小。即， 偏移量在 一行扫描操作中的各起停操作之间不同。
下面将参考图5更详细地说明图4中的光学系统变化量的变 化。图5是示出 一行上的起停发生计数与滑架的光学系统变化量 (偏移量)之间的关系的图。在图5中，横坐标轴表示第一次起停 第八次起停的发生。如图4所示，在一行上的起停发生计数越 大，光学滑架301的光学系统变化量(偏移)越小。起停发生计数 依赖于例如扫描分辨率。分辨率越高，每单位时间内需要处理 的数据量越大，因此越容易发生起停。起停发生计数还依赖于用于连接个人计算机(PC)的接口的
通信速度。例如，当通过USB接口与PC连接时，每单位时间内 通过USB1.1可通信的数据量比每单位时间内通过USB2.0可通 信的数据量小，因此会更频繁地发生起停。
起停发生计数还依赖于个人计算机的性能。在性能差的个 人计算机中，用于处理扫描得到的数据的緩冲器很快变满。当 将扫描得到的数据传送到这种个人计算机时，其处理经常中断， 并且频繁发生起停。
下面将参考图6说明发生起停时的光学滑架的停止时间与 光学系统变化量(偏移量)之间的关系。图6是示出在基于图5改 变发生起停时的光学滑架301的停止时间的情况下光学系统变
间时的变化。光学滑架301的较长的停止时间使得在停止期间变 化的光学系统的偏移增大。相反地，相比于粗实线，细实线表 示光学滑架301的较短的停止时间使得光学系统变化量减小。与 上述起停发生计数类似，发生起停时的停止时间根据扫描分辨 率、与PC的接口的通信速度和PC的性能而变化。
下面将参考图7说明从扫描开始之后直到发生起停为止的 时间与光学系统变化量(偏移量)之间的关系。图7是示出在基于 图5改变从扫描开始之后直到发生第 一 次起停为止的时间的情 况下光学滑架301的光学系统变化量的图。虚线表示当相对于粗 实线缩短从扫描开始之后直到发生起停为止的时间时的变化。 如图7所示，虚线示出比粗实线所示出的更大的光学系统变化 量。相反，相比于粗实线，细实线表示从扫描开始之后直到发 生起停为止的较长时间导致较小的光学系统变化量。即，从扫 描开始之后直到发生起停为止的时间越短，光学系统变化量越 大。这是由于第一次起停发生在靠近热源的部分。从扫描开始之后直到发生起停为止的时间主要依赖于分辨率，但是也依赖 于与PC的接口的通信速度和PC的性能。
如参考图5 7所述，光学滑架3 01的光学系统变化量根据起 停发生位置、发生起停时的停止时间和从扫描开始之后直到发 生起停为止的时间而变化。
返回参考图2，实线表示起停发生前的光学路径。如果发生 起停，则光学路径改变为虚线所示的路径。从图2^艮明显看出， 透镜角度在热的影响下变化，光轴的中心沿图像缩小的方向偏 移例如l/2像素。
为了校正偏移量，在取消起停之后读取下一个像素的位置 返回l/2像素，如图8所示。这样使得能够在起停发生前后读取 连续的图像。
如参考图4所述，随着光学滑架从靠近光学滑架的热源移 开，热源的影响减小，因而，原稿表面上的读取位置的偏移减 小。由于这个原因，本实施例在一行扫描中在每次耳又消起停时， 动态地改变校正量。
图9是例示本实施例中各起停的校正量的图。如图9所示， 第 一 次起停的校正量是0.5像素，第二次起停的校正量是0.3像 素，第三次起停的校正量是0.2像素。利用与光学系统变化量相 对应的校正量，校正光轴的偏移。在图9中，没有对第五次起停 和后续的起停进行校正。在本实施例中，图像读取设备可以根 据起停发生计数来改变校正量以校正像素读取位置(校正量的 变化)。也可以基于读取开始位置或者待机位置来获取起停位置 信息，并基于该信息设置校正量。
如图5 7所示，光学系统变化量依赖于起停发生位置、发 生起停时的停止时间和从扫描开始之后直到发生起停为止的时 间。考虑这些因素来确定校正量。更具体地，获取与起停的发生有关的信息，并基于该信息校正读取位置。
图IO是例示在缩短从扫描开始之后直到发生起停为止的时
间的情况下的校正量的变化的图。如参考图7所述，从扫描开始之后直到发生起停为止的较短的时间使得光学系统变化量增加。如图10所示，也需要增加校正量。
发生起停时的较长的停止时间使得光学系统变化量增加，因此，也需要增加校正量。在本实施例中，可以预先存储与发生起停时的停止时间相对应的校正量的变化作为校正量。也可以预先存储考虑到从扫描开始之后直到发生起停为止的时间和发生起停时的停止时间的校正量的变化作为校正量。
如上所述，根据起停发生计数、从扫描开始之后直到发生起停为止的时间和发生起停时的停止时间等测量值，校正取消起停后的像素读取位置。结果，图像读取设备可以获得连续图像。
通过在 一行扫描期间动态地改变校正量，图像读取设备可以在起停发生前后读取连续图像而不影响所读取图像的倍率。
特别地，高分辨率扫描有时会造成100次或更多的起停。在这种情况下，如果在扫描期间固定校正量，则过度地进行校正，
/人而改变了通过一次扫描所读: 又的图<象的4咅率。为了防止这种情况，如本实施例一样，动态地改变校正量是很有效的。
下面将参考图11和12说明用于校正取消起停后的图像读取
位置的偏移的方法。
首先将说明图ll中的方法。当发生起停时，使用步进电动
机的电动机113停止在对应于电动机113的四次旋转(等于16步)的位置。电动机113反向旋转32步，然后停止，直到取消起停为止。当緩冲器变得可以取消起停时，电动才几113再次正向旋转。在图ll的情况中，电动机113的相位与像素读取位置相关联。将预定的电动机相位用作基准，以根据与发生起停前的像素读取位置相关联的电动机相位(旋转相位)来设置取消起停后的图像读取位置的校正量。在图ll中，在取消起停之后将图像读取位
置校正l/2像素。
也可以根据与发生起停前的图像读取位置相关联的步数来设置取消起停后的图像读取位置的校正量。
图12是用于说明当可以与电动才几的驱动定时(电动机的步数)同步地设置像素读取位置时的图像读取位置校正方法的图表。当发生起停时，电动才几113停止在对应于电动才几的四次旋转(等于16步)的位置。电动机113反向旋转32步，然后停止，直到取消起停为止。当緩沖器变得可以取消起停时，电动机113再次正向旋转。此时， -像素读耳又本来应该乂人第20步开始。然而，为了校正光学系统偏移量，像素读取从第18步开始(即，将图像读取位置校正1/2<象素)，如图12所示。可以通过以更细孩i的电动机相位而不是以步来控制电动机，从而更细纟效地校正像素读取位置。
如上所述，由于在靠近光学滑架的电源等热源的影响下光学滑架中的光学系统部分的位置或角度的变化，原稿上的图像读取位置发生变化。光学滑架在待机期间被热源的热量所加热。由于光学滑架在扫描操作中从热源移开，加热的光学滑架的温度降低。
如果发生起停以停止光学滑架，则光学系统在热源的影响下再次偏移。根据本实施例，图像读取设备校正取消起停时的像素读取位置，从而实现了不存在图像条紋的高质量扫描。
如果起停频繁发生，则在 一 行扫描期间保持恒定的校正量影响图像的倍率。然而，根据本实施例，图像读取设备在每次取消起停时改变校正量，并且可以校正图像读取位置而不影响倍率。
其它实施例
下面将补充实施例的内容。当启动图像读取设备时，可以忽略控制板或电源所产生的热的影响。安装图像读取设备的环境的温度可能低。由于这个原因，基于启动图像读取设备之后经过的时间来改变光学系统变化量的校正值。还可以基于环境温度来改变光学系统变化量的校正值。还可以基于环境温度和启动图像读取设备之后经过的时间来改变光学系统变化量的校正值。
在本实施例中，在读取操作期间光学滑架从热源移开。本发明甚至可应用于在读取操作期间光学滑架靠近热源的情况。在这种情况下，基于起停计数或起停位置等信息增加校正量。
尽管已经参考典型实施例说明了本发明，但是应该理解，本发明不限于所公开的典型实施例。所附权利要求书的范围符合最宽的解释，以包含所有这类修改、等同结构和功能。
权利要求
1.一种图像读取设备，其对原稿图像执行滑架的扫描操作，所述滑架包括光学系统部分，所述图像读取设备包括控制单元，用于执行停止处理以在所述扫描操作期间停止所述滑架的扫描；获取单元，用于获取与所述控制单元执行的所述停止处理有关的信息；以及校正单元，用于基于所述获取单元获取的信息，对在所述控制单元执行所述停止处理之后所述滑架重新开始扫描所述原稿图像的位置进行校正。
2. 根据权利要求l所述的图像读取设备，其特征在于，所 述获取单元获取从开始所述扫描操作之后直到发生第 一 次停止 处理为止的时间、开始所述扫描操作之后的停止处理计数以及 所述滑架的停止时间中的至少 一个。
3. 根据权利要求l所述的图像读取设备，其特征在于，还 包括处理单元，所述处理单元用于对通过所述扫描操作获得的 图像数据进行处理，其中所述控制单元基于所述处理单元上的处理负荷，执行所述 停止处理。
4. 根据权利要求l所述的图像读取设备，其特征在于，所 述控制单元布置在所述滑架的待机位置附近。
5. 根据权利要求l所述的图像读取设备，其特征在于，所 述光学系统部分包括镜和透镜中的至少 一 个、传感器和光源。
6. 根据权利要求5所述的图像读取设备，其特征在于，所 述传感器包括CCD传感器。
7. 根据权利要求5所述的图像读取设备，其特征在于，所 述传感器包括CIS传感器。
8. —种在图像读取设备中执行的图像读取方法，所述图像读取设备对原稿图像执行滑架的扫描操作，所述滑架包括光学系统部分，所述图像读取方法包括获取步骤，用于获取与在所述扫描操作期间停止所述滑架的扫描的停止处理有关的信息；以及校正步骤，用于基于所述获取步骤中获取的信息，对在所 述停止处理之后所述滑架重新开始扫描所述原稿图像的位置进行4交正。
全文摘要
本发明涉及一种图像读取设备和图像读取方法。该图像读取设备执行停止处理以在扫描操作期间停止滑架的扫描，获取与控制单元执行的停止处理有关的信息，并基于获取的信息，对在停止处理之后滑架重新开始读取原稿图像的位置进行校正。
文档编号H04N1/04GK101646004SQ20091016270
公开日2010年2月10日 申请日期2009年8月10日 优先权日2008年8月8日
发明者本江雅之 申请人:佳能株式会社