JP2018195960A - 読取装置 - Google Patents

Abstract

【課題】原稿の種類を正確に推定する読取装置を提供する。
【解決手段】背景板と台とに挟まれた原稿を読み取る読取装置であって、前記背景板に生じた前記原稿の影の画素値に基づいて前記原稿の種類を推定する推定部を備える。前記推定部は、前記影の画素値のうち最暗部の画素値に基づいて前記原稿の種類を推定する。前記推定部は、前記原稿の種類として原稿の厚みを推定する。読取装置は、前記影の暗さと前記原稿の厚みとの対応関係を記憶した記憶部を備え、前記推定部は、前記影の画素値と前記対応関係とに基づいて前記原稿の厚みを推定する。
【選択図】図３

Description

本発明は、読取装置に関する。

スキャナーは、台に対して搬送された或いは台に載置された原稿を、光学的に読み取る。
ここで、撮像ユニットの移動量、印刷媒体の影の長さ、印刷媒体の載置面から撮像ユニットの下面までの距離、に基づいて印刷媒体の厚みを所定の演算処理により算出する厚み検出装置が開示されている（特許文献１参照）。

特開２００９‐２５６０００号公報

前記文献１のように、印刷媒体の影の長さに基づいて印刷媒体の厚みを検出する方法においては、印刷媒体の姿勢（例えば、媒体の浮きや歪み）や状態により影の長さが安定しないため、厚みを正確に検出できないという課題があった。

本発明は上述の課題に鑑みてなされたものであり、原稿の正確な推定に貢献する読取装置を提供する。

本発明の態様の一つは、背景板と台とに挟まれた原稿を読み取る読取装置であって、前記背景板に生じた前記原稿の影の画素値に基づいて前記原稿の種類を推定する推定部を備える。
当該構成によれば、読取装置は、背景板に生じた原稿の影の画素値に基づいて原稿の種類を推定するため、推定結果が安定し、原稿の種類を正確に推定することができる。

本発明の態様の一つは、前記推定部は、前記影の画素値のうち最暗部の画素値に基づいて前記原稿の種類を推定するとしてもよい。
当該構成によれば、読取装置は、背景板に生じた原稿の影の最暗部の画素値に基づいて前記原稿の種類を推定するため、安定した推定結果が得られ易い。

本発明の態様の一つは、前記推定部は、前記原稿の種類として原稿の厚みを推定するとしてもよい。
当該構成によれば、背景板に生じた原稿の影の画素値に基づいて原稿の厚みが推定される。

本発明の態様の一つは、読取装置は、前記影の暗さと前記原稿の厚みとの対応関係を記憶した記憶部を備え、前記推定部は、前記影の画素値と前記対応関係とに基づいて前記原稿の厚みを推定するとしてもよい。
当該構成によれば、読取装置は、予め記憶した前記対応関係を参照することにより、背景板に生じた原稿の影の暗さ（画素値）に応じて原稿の厚みを正確に推定することができる。

本発明の技術的思想は、読取装置というカテゴリー以外にも様々な態様にて実現される。例えば、読取装置が実行する工程を含んだ方法や、当該方法をハードウェア（コンピューター）に実行させるプログラムや、当該プログラムを記憶したコンピューター読取可能な記憶媒体も、それぞれ発明として成立する。

読取装置の構成を簡易的に示す図。 読取装置の筐体内の一部分を簡易的に示す図。 原稿種類の推定処理示すをフローチャート。 複数種類の原稿の読取結果をグラフにより示す図。 原稿種類テーブルを示す図。

以下、各図を参照しながら本発明の実施形態を説明する。なお各図は、本実施形態を説明するための例示に過ぎない。
図１は、本実施形態にかかる読取装置１０の構成を簡易的に示している。読取装置１０は、原稿を光学的に読み取って読取結果（画像データ）を保存したり外部へ出力したりすることが可能なスキャナーである。読取装置１０は、例えば、複数枚の原稿を一枚ずつ搬送して連続的に読み取り可能なドキュメントスキャナーである。あるいは、読取装置１０は、ドキュメントスキャナーと、原稿台に静止した状態で載置された原稿を読み取り可能なフラットベッドスキャナーとの両方の機能を兼ね備えた製品であってもよい。

読取装置１０は、例えば、制御部１１、読取部１２、搬送部１３、通信インターフェイス（ＩＦ）１４、記憶部１５等を備える。制御部１１は、例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等の１つ又は複数のＩＣを含んで構成される。制御部１１は、インストールされたプログラムとハードウェアとが協働することにより、読取装置１０全体の挙動を制御する。記憶部１５は、不揮発性の記憶装置である。記憶部１５は、制御部１１の一部であってもよい。

搬送部１３は、不図示の原稿トレイに載置された原稿を制御部１１による制御下で所定の搬送経路に沿って搬送する搬送機構である。むろん、搬送部１３は、原稿トレイに載置された複数枚の原稿を一枚ずつ搬送する自動給紙装置（ＡＤＦ：Auto Document Feeder）を備えるとしてもよい。

読取部１２は、制御部１１による制御下で原稿を読み取るためのユニットであり、知られているように、光源、光学系、撮像素子等を含んでいる。この光源からの光は、原稿によって反射され、光学系によって撮像素子に結像する。そして、撮像素子は、結像した光に応じて読取結果を出力する。制御部１１は、撮像素子から出力された読取結果に対して、適宜、画像処理や解析を加えたり切り出しを行なったりし、読取結果としての画像データを、例えば記憶部１５に保存したり、通信ＩＦ１４を通じて外部へ送信したりすることができる。

通信ＩＦ１４は、公知の通信規格を含む所定の通信プロトコルに準拠して有線あるいは無線で外部と通信を実行するＩＦである。例えば、通信ＩＦ１４に対してＰＣ（パーソナルコンピューター）が接続され、原稿の読取結果としての画像データが通信ＩＦ１４を介してＰＣへ送信される。図示は省略しているが、読取装置１０は、視覚的情報を表示するための表示部や、ユーザーからの操作を受け付けるためのタッチパネルや物理ボタン等の操作部といった公知の構成を適宜備える。
読取装置１０は、スキャナーに加えてプリンターやファクシミリ等としても機能する複合機であってもよい。

図２は、読取装置１０の筐体内の一部分を簡易的に示している。搬送部１３によって搬送方向Ｄに沿って搬送される原稿Ｐは、対向する台１６と背景板１７との間に搬送される。台１６は、ガラス等の透明な素材で形成されている。読取部１２は、台１６の背景板１７が在る側とは逆側に配設されている。背景板１７は、所定色、例えば所定濃度のグレー色の部材であり、読取部１２が備える光源１２ａにより照射される。読取部１２では、光源１２ａから照射された光の反射光（背景板１７や原稿Ｐからの反射光）を撮像素子１２ｂで受光することにより読み取りを行う。

読取部１２は、搬送方向Ｄと直交する方向（図２の紙面に垂直な方向）に沿って並ぶ複数の撮像素子（画素）によるラインセンサー（１２ｂ）を有しており、１回の読取動作で１ラインの画像を読み取る。読取部１２は、１ライン分の読み取りを所定の頻度で繰り返すことにより、２次元の、つまり原稿Ｐの面全体の読取結果を得る。図２は、原稿Ｐの一方の面（図２において下方を向く面）を読み取るための構成を示しているが、言うまでもなく読取装置１０は、原稿Ｐの他方の面（図２において上方を向く面）を読み取るための構成を併せ持つ両面同時読取可能なスキャナーであってもよい。

次に、制御部１１が実行する原稿種類の推定処理を図３等に基づいて説明する。
図３は、推定処理をフローチャートにより示している。当該推定処理を実行する点で、制御部１１は、本発明の推定部として機能すると言える。
制御部１１は、所定のタイミングで読取部１２に読取動作を開始させる（ステップＳ１００）。所定のタイミングとは、例えば、搬送部１３による原稿Ｐの搬送を開始した後の、当該原稿Ｐの先端が読取部１２の位置に到達しない、予め定められたタイミングである。

制御部１１は、ステップＳ１００の後、読取部１２から順次送信される原稿Ｐの読取結果に基づいて、原稿Ｐの影の画素値を特定する（ステップＳ１１０）。

図４は、読取装置１０による複数種類の原稿の読取結果をグラフにより示している。当該グラフは、複数種類の原稿それぞれを対象として、搬送を開始した後の前記所定のタイミングで読取動作を開始した各実験により予め得られたものである。図４においては、横軸を時間経過、縦軸を読取結果としての画素値（階調値）とし、異なる４種類の原稿（原稿種類Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ）毎の読取結果の時間に応じた変化を示している。使用した原稿種類Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄは、いずれも白色の紙であり、互いに厚みが異なる。具体的には、原稿種類Ａの厚み＜原稿種類Ｂの厚み＜原稿種類Ｃの厚み＜原稿種類Ｄの厚み、が成り立つ。ここでは、画素値は、０〜２５５までの２５６階調で表現されており、階調値が低いほど暗いことを示す。図４では、原稿種類Ａに対応する読取結果を実線により、原稿種類Ｂに対応する読取結果を破線により、原稿種類Ｃに対応する読取結果を１点鎖線により、原稿種類Ｄに対応する読取結果を２点鎖線により、夫々示している。

図４の横軸（時間経過）における目盛りは、読取部１２が１回の読取動作を実行する各タイミングを示していると言える。また、当該横軸は、搬送部１３が搬送する原稿の搬送方向Ｄにおける位置の変化を間接的に示しているとも言える。図４に示す原稿種類毎かつタイミング毎の読取結果は、読取部１２が有するラインセンサーにおける特定の１画素により得られた画素値（あるいは特定の複数画素により得られた画素値の平均値）に該当する。

図４によれば、原稿種類Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ毎に対応する読取結果は、最初はいずれも階調値「１１０」〜「１４０」辺りの値であり、読取回数を重ねるにつれて階調値「１００」を切ってより低い（暗い）値となり、その後、さらに読取回数を重ねると逆に値が上昇し（明るさが増し）、階調値「１５０」を大きく超えるような値となっている。これは、最初の数回の読み取りは、原稿が存在しない状態、つまり背景板１７が読み取られ、その後、原稿の先端が読取部１２の位置に接近したときに、光源と原稿の位置関係から背景板１７に原稿の先端による影が生じて当該影が読み取られ、その後、原稿の先端が読取部１２の位置を通過して原稿の色（白）が読み取られるからである。図２を参照して詳しく説明すると、原稿Ｐが搬送方向Ｄに沿って搬送される過程で、原稿Ｐの先端が撮像素子１２ｂによる読取位置に接近したとき、撮像素子１２ｂよりも搬送方向Ｄの上流側の光源１２ａが照射する光（図２における破線の矢印参照）の一部が原稿Ｐの先端により遮られる。これにより、図２に示す背景板１７の範囲Ｑに原稿Ｐによる影が生じ、撮像素子１２ｂが、当該範囲Ｑからの反射光を受光する、すなわち原稿Ｐの影を読み取ることとなる。

図４からは、背景板１７に生じた原稿の影は、背景板１７の色よりも暗いことが理解できる。また図４によれば、原稿厚みと、原稿の影の暗さとには相関があることが判る。図４によれば、原稿厚みが大きいほど、背景板１７に生じた原稿の影が暗くなることが判る。原稿が厚いほど光が原稿を透過しにくく、その結果、背景板１７に生じる原稿の影も濃くなる、と推測される。

そこで、制御部１１は、ステップＳ１１０では、原稿Ｐの影の画素値のうち最暗部の画素値を特定する。例えば、上述したような実験結果に基づいて、制御部１１においては、背景板１７の色の読取結果よりも暗い所定のしきい値（図４を参照すると、例えば、階調値「１００」近辺の値）が設定されているとする。制御部１１は、ステップＳ１００の開始以降、読取部１２から順次送信される読取結果（画素値）が当該しきい値を下回ってから当該しきい値を上回るまでの間に読取部１２から得た読取結果の中で最も低い値を、原稿Ｐの影の最暗部の画素値として特定する。

次に、制御部１１は、ステップＳ１１０で特定した原稿Ｐの影の画素値に基づいて、原稿Ｐの種類を推定する（ステップＳ１２０）。一例として、原稿の影の画素値と原稿種類との対応関係を規定した原稿種類テーブル２０が、上述の実験結果に基づいて生成されて、予め記憶部１５に記憶されているとする。原稿種類テーブル２０は、原稿の影の暗さと原稿の厚みとの対応関係を規定したテーブルとも言える。

図５は、原稿種類テーブル２０を示している。原稿種類テーブル２０は、原稿の影の最暗部の画素値と、原稿厚みと、原稿種類との対応関係を規定している。なお、原稿厚みも、原稿の違いつまり原稿種類を表現していると言える。そこで、制御部１１は、ステップＳ１１０で特定した原稿Ｐの影の（最暗部の）画素値に対応する原稿種類や原稿厚みを原稿種類テーブル２０から読み出すことにより、原稿Ｐの種類を推定する。例えば、ステップＳ１１０で特定した原稿Ｐの影の最暗部の画素値が、階調値「３１」であれば、制御部１１は、ステップＳ１２０では、原稿種類テーブル２０を参照することにより、ステップＳ１００で読取動作を開始した原稿Ｐは、原稿種類Ａであり、厚み＝０．２９７ｍｍである、と推定できる。

制御部１１は、ステップＳ１１０で特定した原稿Ｐの影の最暗部の画素値が、原稿種類テーブル２０に規定されたいずれの画素値とも一致しない場合であっても、例えば、当該特定した画素値に最も近い画素値に対応して原稿種類テーブル２０に規定されている原稿種類や原稿厚みを、推定結果とすることができる。あるいは、制御部１１は、原稿種類テーブル２０に規定された画素値のうち、ステップＳ１１０で特定した原稿Ｐの影の最暗部の画素値に近い複数の画素値に対応する複数の原稿厚みを用いた補間演算により、原稿Ｐの原稿厚みを推定することも可能である。制御部１１は、ステップＳ１２０を実行して、原稿種類の推定処理を終える。

制御部１１は、推定処理の結果を種々の制御に利用することができる。
例えば、原稿Ｐの厚みに応じて搬送部１３を制御する場合に、推定処理による原稿Ｐの推定結果を利用する。より具体的には、制御部１１は、ステップＳ１２０において推定した原稿Ｐの厚みに応じて、搬送部１３による原稿Ｐの搬送速度等を最適な速度に変更することにより、原稿Ｐの傷等を防止することができる。例えば、原稿Ｐが厚い場合は薄い場合よりも丈夫である傾向があるため、搬送速度を薄い場合よりも速くする。また、制御部１１は、原稿Ｐの推定結果を、表示部へ表示する等してユーザーへ通知してもよい。また、制御部１１は、事前にユーザーが指定した原稿種類や厚みと原稿Ｐの推定結果とが相違する場合に、表示部等を介してユーザーに警告を発してもよい。また、制御部１１は、推定した原稿Ｐの種類や原稿厚みに応じて、読取部１２から取得した読取結果（画像データ）に対する画像処理の方法や当該画像処理に使用する各種テーブル等を切り替えることができる。

このように本実施形態によれば、背景板１７と台１６とに挟まれた原稿Ｐを読み取る読取装置１０では、制御部（推定部）１１は、背景板１７に生じた原稿Ｐの影の画素値に基づいて原稿Ｐの種類を推定する。当該構成によれば、原稿種類（特に、原稿厚み）と相関のある、背景板１７に生じた原稿の影の画素値に基づいて原稿の種類を推定するため、推定結果が安定し、原稿種類を正確に推定することができる。また、原稿厚みを検出するためのセンサー等を別途必要とすることなく、実質的に原稿厚みを検出することができる。制御部１１は、特に、原稿厚みとの相関が高い、背景板１７に生じた原稿Ｐの影の画素値のうち最暗部の画素値に基づいて原稿Ｐの種類を推定するため、安定した推定結果が得られ易い。

制御部１１は、ステップＳ１１０で特定した原稿Ｐの影の画素値に基づいて原稿Ｐの種類を推定する際（ステップＳ１２０）、原稿種類テーブル２０を参照することは必須ではない。例えば、原稿Ｐの影の画素値に応じた原稿厚みを演算するための特定の関数が予め記憶部１５に記憶されており、制御部１１は、ステップＳ１１０で特定した原稿Ｐの影の画素値と当該関数とを用いて、原稿Ｐの厚みを推定（演算）するとしてもよい。

また、原稿種類テーブル２０や前記関数は、読取装置１０内の記憶部１５に記憶されているのではなく、読取装置１０が通信可能な外部の記憶装置（例えば、通信ＩＦ１４を介してアクセス可能なＰＣやサーバー）に記憶されているとしてもよい。そして、制御部１１は、外部の記憶装置に記憶されているこれら原稿種類テーブル２０や前記関数を、ステップＳ１２０のタイミングで適宜参照するとしてもよい。

なお、原稿種類は、原稿の厚みだけの情報であってもよいし、原稿の厚みに加えて普通紙か写真用紙か等の他の情報を備えていてもよい。原稿種類が他の情報を備えている場合は、制御部１１は、ユーザーに他の情報を指定させ、指定された情報に一致する複数の原稿の厚みの中から原稿の影の画素値に応じて原稿種類を特定するようにしてもよい。
また、原稿を搬送するスキャナーで説明をしていたが、いわゆるフラットベッドスキャナーのように原稿は移動せずに読取部１２を移動する方式に適用して、原稿の種類を推定してもよい。

１０…読取装置、１１…制御部（推定部）、１２…読取部、１３…搬送部、１４…通信ＩＦ、１５…記憶部、１６…台、１７…背景板、Ｐ…原稿

Claims (4)

1. 背景板と台とに挟まれた原稿を読み取る読取装置であって、
   前記背景板に生じた前記原稿の影の画素値に基づいて前記原稿の種類を推定する推定部を備えることを特徴とする読取装置。
2. 前記推定部は、前記影の画素値のうち最暗部の画素値に基づいて前記原稿の種類を推定することを特徴とする請求項１に記載の読取装置。
3. 前記推定部は、前記原稿の種類として原稿の厚みを推定することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の読取装置。
4. 前記影の暗さと前記原稿の厚みとの対応関係を記憶した記憶部を備え、
   前記推定部は、前記影の画素値と前記対応関係とに基づいて前記原稿の厚みを推定することを特徴とする請求項３に記載の読取装置。

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